WO2013051752A1 - 터치 감지 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2013051752A1
WO2013051752A1 PCT/KR2011/008786 KR2011008786W WO2013051752A1 WO 2013051752 A1 WO2013051752 A1 WO 2013051752A1 KR 2011008786 W KR2011008786 W KR 2011008786W WO 2013051752 A1 WO2013051752 A1 WO 2013051752A1
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touch
detection signal
sensing
adjustment
signal value
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PCT/KR2011/008786
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남성식
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(주)멜파스
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Definitions

  • the present invention relates to a touch sensing device and method, and more particularly to a touch sensing device and method that can improve the touch sensing accuracy.
  • the touch sensing apparatus includes a touch panel, and recognizes a user's screen touch or gesture as input information therefrom.
  • the touch panel of the touch sensing device is classified into a resistive film type, a capacitive type, an ultrasonic type, an infrared type, etc. according to an operation method, and the dual capacitive type has attracted much attention due to its easy multi-touch input.
  • the capacitive touch panel uses the principle that the capacitance is changed by a touch input applied to the transparent conductive film or the transparent conductive glass. As the touch input coordinates generate capacitance, more charges are accumulated than the non-touch coordinates, and the sensing circuit analyzes the difference to find the touch input coordinates.
  • the precision of the touch determination will increase.
  • the magnitude of the sense signal is not only determined by the change in capacitance due to the touch input.
  • noise based on capacitance generated by a mutual relationship with a display device disposed on the rear surface of the touch panel noise based on capacitance with peripheral wires, and other external noises may be mixed in the sensing signal.
  • Such a noise signal may hinder accurate touch input determination, determination of the number and coordinates of the touch input in the touch sensing apparatus, in particular, the multi-touch sensing apparatus.
  • the touch panel is enlarged, the physical warpage of the touch panel may increase, and thus a noise problem due to capacitance generated by the mutual relationship with the display device positioned on the rear surface may increase.
  • An object of the present invention is to provide a touch sensing device with improved accuracy of touch sensing.
  • Another object of the present invention is to provide a touch sensing method with improved accuracy of touch sensing.
  • Another problem to be solved by the present invention is a touch sensing method in which the accuracy of touch sensing is improved by effectively removing noise due to capacitance generated by a mutual relationship with a display device positioned on the rear surface by bending in a large touch panel. It is to provide.
  • the touch device for solving the above problems is a touch device control unit for determining the touch on the touch device by obtaining the detection signals from the touch device and the touch sensing electrode is disposed a plurality of touch sensing electrodes
  • the touch element controller may include: a receiver configured to receive sensing signals from the touch sensing electrodes and group the sensing signals into one or more sensing signal groups, a memory in which a limit sensing signal value is stored, and a sensing signal value of the sensing signals for each sensing signal group.
  • the touch sensing device for solving the above problems is a touch device for determining a touch on the touch device by obtaining the detection signals from the touch device and the touch sensing electrode is disposed a plurality of touch sensing electrodes
  • the touch device controller may include a controller, the receiver configured to receive sensing signals from the touch sensing electrodes and group the sensing signals into one or more sensing signal groups, a memory in which a limit sensing signal value is stored, and sensing of the sensing signals by sensing signal groups.
  • Determination of touch on the touch device by using a signal extractor which extracts the maximum sensed signal value among the signal values, an operation unit that calculates an adjustment variable by the ratio of the limit detection signal value and the maximum sensed signal value for each detection signal group, and an adjustment variable. It includes a touch determination unit.
  • a touch sensing apparatus including a display panel for displaying an image, a display panel controller for driving a display panel, a plurality of touch sensing electrodes, and a display panel on one surface of the display panel. And a touch device controller configured to obtain sensing signals from the touch devices and touch sensing electrodes positioned at to determine whether a touch is made on the touch device, wherein the touch device controller receives the sensing signals from the touch sensing electrodes and detects the sensing signals.
  • a receiver for grouping the signals into one or more detection signal groups a memory in which the limit detection signal values are stored, a signal extraction unit for extracting a maximum detection signal value among the detection signal values of each detection signal group, and a maximum detection signal value for each detection signal group.
  • the calculation unit and the adjustment variable to calculate the adjustment variable by subtracting the limit detection signal value It includes a touch determination unit for determining whether or not the touch on the touch element.
  • a touch sensing apparatus including a display panel for displaying an image, a display panel controller for driving a display panel, a plurality of touch sensing electrodes, and a display panel on one surface of the display panel. And a touch device controller configured to obtain sensing signals from the touch devices and touch sensing electrodes positioned at to determine whether a touch is made on the touch device, wherein the touch device controller receives the sensing signals from the touch sensing electrodes and detects the sensing signals.
  • a receiver for grouping the signals into one or more detection signal groups a memory in which the limit detection signal values are stored, a signal extractor extracting a maximum detection signal value among the detection signal values of each detection signal group by each detection signal group, and a limit detection signal value for each detection signal group;
  • the calculation unit and the adjustment variable to calculate the adjustment variable in the ratio of the maximum detected signal value, It includes a touch determining portion for determining whether or not the touch at the device.
  • a touch sensing apparatus including a touch element and a second touch in which a plurality of touch sensing electrodes including a plurality of first touch sensing electrodes and a plurality of second touch sensing electrodes are disposed.
  • a touch element controller for applying a driving signal to at least a portion of the sensing electrode and acquiring a sensing signal according to a change in capacitance generated between the first touch sensing electrode and the second touch sensing electrode to determine whether the touch is performed on the touch element.
  • the touch element controller may include: a receiver configured to receive sensing signals from the first touch sensing electrode, a memory in which a limit sensing signal value is stored, a signal extractor extracting a maximum sensing signal value among sensing signal values of the sensing signals, and maximum sensing Deduction of the limit detection signal value from the signal value to calculate the adjustment variable using the operation unit and the adjustment variable to the touch device It includes a touch determining portion for determining whether the touch.
  • a touch sensing apparatus including a touch element and a second touch in which a plurality of touch sensing electrodes including a plurality of first touch sensing electrodes and a plurality of second touch sensing electrodes are disposed.
  • a touch device controller for applying a driving signal to at least a portion of the sensing electrode and determining a touch on the touch device by acquiring a sensing signal generated between the first touch sensing electrode and the second touch sensing electrode.
  • the control unit may include a receiver configured to receive sensing signals from the first touch sensing electrode, a memory in which the limit sensing signal values are stored, a signal extractor extracting a maximum sensing signal value among the sensing signal values of the sensing signals, a limit sensing signal value, and a maximum sensing signal. Touch for judging whether or not the touch is made on the touch element by using an operation unit calculating an adjustment variable based on a ratio of values and the adjustment variable It includes a determination unit.
  • the touch sensing method for solving the above problems is to obtain the detection signal generated by the touch, grouped into one or more detection signal group, the maximum of the detection signal value of the detection signal for each detection signal group And extracting the detection signal value, subtracting the limit detection signal value from the maximum detection signal value for each detection signal group, calculating an adjustment variable, and determining whether to touch the touch element using the adjustment variable.
  • the touch sensing method for solving the above problems is to obtain the detection signal generated by the touch, grouped into one or more detection signal group, the maximum of the detection signal value of the detection signal for each detection signal group
  • the method may include extracting a detection signal value, calculating an adjustment variable based on a ratio of the limit detection signal value and the maximum detection signal value for each detection signal group, and determining whether or not the touch is performed on the touch element by using the adjustment variable.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a touch sensing device according to an embodiment of the present invention.
  • 2 to 5 are plan views of touch panels according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a block diagram of a touch panel controller according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view of a touch panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph illustrating a relationship between a sensing signal and a sensing signal value.
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a back touch.
  • 10 to 13 are graphs for explaining driving of a touch sensing apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a plan view of a touch panel according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • 15 to 18 are graphs for describing driving of a touch sensing apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a block diagram of a touch panel controller according to another embodiment of the present invention.
  • 20 and 21 are graphs for describing driving of a touch sensing apparatus according to various embodiments of the present disclosure.
  • 22 is a flowchart illustrating a touch sensing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a flowchart of a touch sensing method according to another embodiment of the present invention.
  • the touch device for solving the above problems is a touch device control unit for determining the touch on the touch device by obtaining the detection signals from the touch device and the touch sensing electrode is disposed a plurality of touch sensing electrodes
  • the touch element controller may include: a receiver configured to receive sensing signals from the touch sensing electrodes and group the sensing signals into one or more sensing signal groups, a memory in which a limit sensing signal value is stored, and a sensing signal value of the sensing signals for each sensing signal group.
  • first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, of course, the first component mentioned below may be a second component within the technical spirit of the present invention.
  • the touch sensing apparatus includes a touch element 100 and a touch element controller 200.
  • the touch device 100 is a device capable of recognizing whether a touch is present.
  • a touch screen panel or a touch pad of a notebook computer may be applied.
  • the touch element 100 may include a touch surface.
  • the touch surface may be a surface on which a part of the body such as a finger or the palm or an object such as a stylus inputs information by touch.
  • the touch for inputting information may include not only contacting the touch surface completely but also approaching the touch surface.
  • the input information according to the touch may be segmented by the pressing force on the touch surface, the distance between the object and the touch surface, and the like.
  • the touch element 100 can also include a plurality of sensing nodes 140.
  • Each sensing node 140 may have a coordinate value.
  • the coordinate value of the sensing node 140 may be a coordinate value corresponding to a predetermined coordinate system.
  • the sensing node 140 may have a matrix arrangement corresponding to the rectangular coordinate system and have corresponding coordinate values.
  • the distance between neighboring sensing nodes 140 may be constant.
  • the number of sensing nodes 140 may be related to the number of sensing positions which are the sensing resolutions of the touch element 100.
  • the sensing position (or coordinate) is a concept similar to the sensing node 140 and may be used in the same sense unless otherwise stated.
  • the sensing node 140 is a physical position estimated by sensing signal analysis, while the sensing position is in terms of recognizing input of touch data. It can mean the coordinates viewed. Therefore, the sensing node 140 and the sensing position may not exactly match.
  • one sensing node 140 may represent one sensing position (or coordinate). That is, the sensing node 140 and the sensing position may correspond one-to-one. In this case, if there are (m X n) sensing nodes 140, (m X n) sensing positions may be represented, so that the touch panel may recognize (m X n) different touch inputs. have. However, even in this case, only the sensing positions correspond to the sensing nodes 140, and the mutual positions may not be exactly the same.
  • the number of sensing nodes 140 and sensing locations may differ from one another.
  • the number of sensing locations may be smaller than the number of sensing nodes 140.
  • one or more sensing positions may be determined by combining two or more signals detected by two or more sensing nodes 140.
  • the case where the number of sensing locations is larger than the number of sensing nodes 140 may be implemented.
  • a signal value detected by one sensing node 140 is commonly used to determine a plurality of sensing positions, and when a sensing position is determined, a plurality of peripheral sensing nodes 140 are also detected. By weighting the signal value, more sensing positions may be defined than the number of sensing nodes 140.
  • the sensing node 140 corresponds to a position in the touch element 100
  • the sensing position may be distinguished in that it corresponds to a position in the touch element 100 and a display panel or other device.
  • the touch element 100 may be a touch pad of a notebook.
  • the sensing node 140 is not necessarily a concept of a point, but may be generally understood as a discrete set of points assuming that one-to-one correspondence with a specific coordinate value is arranged. Touch input is made even in the space between discrete points, and the concept of the sensing cell 150 may be introduced to receive the touch input in this case as data.
  • the sensing cell 150 may be defined as a virtual space within a predetermined distance from the sensing node 140.
  • the space may be a two-dimensional figure.
  • One sensing node 140 may be disposed in one sensing cell 150.
  • the plurality of sensing cells 150 may be arranged to divide and occupy the entire touch surface.
  • each monitoring cell may be arranged in a matrix shape.
  • Each sensing cell 150 may have substantially the same shape and size as each other. Examples of the shape of the sensing cell 150 may include a square, a rectangle, a lozenge, and the like.
  • the touch device 100 may include a touch sensing electrode 110.
  • the touch sensing electrode 110 may have substantially the same shape and arrangement as the sensing cell 150, but is not limited thereto.
  • the touch sensing electrode 110 may have various shapes and arrangements of different touch sensing electrodes with respect to the same arrangement of the sensing cells 150. Embodiments may be implemented. More specific shapes and arrangements of the touch sensing electrodes will be described later.
  • the touch element controller 200 receives the sensing signal and calculates the received sensing signal to determine whether the sensing node 140 is touched.
  • the touch element controller 200 may be formed on a separate printed circuit board or the like and attached or connected to the touch element 100. As another example, especially when the touch panel is applied to the touch element 100, the touch element controller 200 may be installed on the insulating substrate for the touch panel.
  • the touch sensing device may further include a display device.
  • the display device includes a display panel 300 and a display panel controller 400.
  • the display panel 300 is a panel for displaying an image, and includes an LCD panel, an electrophoretic display panel, an organic light emitting diode panel, an LED panel, and an inorganic EL panel.
  • the display panel may be a luminescent display panel (FED) panel, a field emission display panel (FED panel), a surface-conduction electron-emitter display panel (SED panel), a plasma display panel (PDP), and a cathode ray tube (CRT) display panel.
  • FED luminescent display panel
  • FED panel field emission display panel
  • SED panel surface-conduction electron-emitter display panel
  • PDP plasma display panel
  • CTR cathode ray tube
  • the display panel controller 400 supplies a signal for displaying an image to the display panel 300.
  • the display panel controller 400 may be formed on a separate printed circuit board and attached to the display panel 300.
  • the display panel controller 400 may be installed on an insulating substrate for the display panel 300.
  • the touch element controller 200 and the display panel controller 400 may be configured as dedicated modules, respectively. However, in some embodiments, the touch element controller 200 may be integrated with the display panel controller 400. In a particular embodiment, both the touch element controller 200 and the display panel controller 400 may be formed on an insulating substrate for a display panel.
  • a touch device according to embodiments of the present invention will be described in more detail.
  • a capacitive touch element will be described for convenience of description, but it is apparent that a touch element such as a resistive film type, an ultrasonic type, or an infrared type may also be used.
  • the touch device may use a method of determining a contact input using a self-capacitance generated between the contact object and the sensing electrode without applying a separate driving signal. For example, a method of determining a contact input by applying a predetermined driving signal and using mutual capacitance generated between the plurality of sensing electrodes by the contact object may be used.
  • 2 to 5 are plan views of touch devices according to various embodiments of the present disclosure. 2 to 5 all illustrate the case where the touch panels 101a to 101d are applied as the touch element 100.
  • the touch panels 101a to 101d include an insulating substrate and touch sensing electrodes 110a to 110d formed on the insulating substrate.
  • the insulating substrate may be a transparent insulating substrate.
  • a transparent plastic substrate, a transparent glass substrate, a transparent quartz substrate, or the like may be applied.
  • the substrate may be a flexible substrate.
  • the insulating substrate may be tempered glass or high hardness plastic that is one or more combinations of plastic materials such as polymethyl methacrylate (PMMA), PC, PET, and the like.
  • a plurality of touch sensing electrodes 110a to 110d are formed on the insulating substrate.
  • the touch sensing electrodes 110a to 110d may be made of a transparent conductive material.
  • transparent conductive materials include oxides such as indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and zinc oxide (ZO), carbon nanotubes, metal nanowires, conductive polymers, and the like.
  • the sensing electrode may be formed by patterning a metal mesh having thin metal lines formed in a mesh shape.
  • the touch sensing electrodes 110a to 110d may be formed in various patterns and arranged in various ways.
  • the touch sensing electrode 110a may include a first touch sensing electrode 111a and a second touch sensing electrode 112a having different shapes as illustrated in FIG. 2.
  • the first touch sensing electrode 111a has a line type pattern extending in a first direction (horizontal direction in the drawing).
  • the second touch sensing electrode 112a has an island-type pattern of a rectangular shape.
  • Rows consisting of the first touch sensing electrode 111a and the second touch sensing electrode 112a are alternately arranged along a second direction (vertical direction in the drawing). For example, when the first touch sensing electrode 111a is disposed in the nth row, the plurality of second touch sensing electrodes 112a are disposed in the (n + 1) th row.
  • the first touch sensing electrode 111a and the second touch sensing electrode 112a may be disposed on the same layer on the substrate.
  • a plurality of connection electrodes may be disposed on the substrate. Each connection electrode may be connected to each second touch sensing electrode 112a. Each connection electrode may be connected to a wiring (not shown) portion formed in the surgical area with island-type patterns disposed at the same position on the first axis.
  • the first touch sensing electrode 111a is the position (or coordinate) of the touch node in the second direction (vertical direction in the drawing).
  • the second touch sensing electrode 112a may detect the position (or coordinate) of the touch node in the first direction.
  • a driving signal is applied to at least a portion of the second touch sensing electrode 112a from the above arrangement, and the first touch sensing electrode 111a is applied.
  • a change in the mutual capacitance generated between the first touch sensing electrode 111a and the second touch sensing electrode 112a that is, the detection signal generated between the first touch sensing electrode 112a and the second touch sensing electrode 112a.
  • the position (or coordinates) of the touch node may be detected by the electrode 111a.
  • a more specific and exemplary structure of a touch panel according to the embodiment of FIG. 2 is disclosed in Korean Patent No. 10-0885730, the contents of which are incorporated and incorporated as if fully disclosed herein.
  • the touch sensing electrode 110b may have a triangular pattern extending in a first direction (horizontal direction in the drawing), as shown in FIG. 3.
  • the triangle may be a right triangle or an isosceles triangle, but is not limited thereto.
  • the triangular pattern of the touch sensing electrode 110b in the nth row is located at one side (left side in the drawing), while (n + 1)
  • the triangular pattern in the first row may be located on the other side (right side in the drawing).
  • the triangular pattern of the nth row and the triangular pattern of the (n + 1) th row may be in a point symmetric relationship with substantially the same shape.
  • the position of the touch node is sensed by using the magnitude of the detection signal value of the touch sensing electrode 110b in which the touch is detected among the touch sensing electrodes 110b. Can be.
  • a more specific and exemplary structure of the touch panel according to the embodiment of FIG. 3 is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0032283, and the contents disclosed in the patent are incorporated and incorporated as if fully disclosed herein.
  • the touch sensing electrode 110c includes a first touch sensing electrode 111c in which a plurality of rhombus-shaped unit electrodes are arranged in a first direction (horizontal direction in the drawing) and electrically connected to each other by a first connection electrode, and a plurality of touch electrodes.
  • the unit electrode having a rhombus shape may include a second touch sensing electrode 112d arranged in a second direction (vertical direction in the drawing) and electrically connected to each other by a second connection electrode.
  • the first touch sensing electrode 111c selects the position (or coordinate) of the touch node in the second direction, and the second touch.
  • the sensing electrode 112c may sense the position (or coordinate) of the touch node in the first direction.
  • a driving signal is applied to at least a portion of the second touch sensing electrode 112c from the above arrangement, and the first touch sensing electrode 111c is provided.
  • a change in the mutual capacitance generated between the first touch sensing electrode 111 and the second touch sensing electrode 112c that is, a sensing signal generated between the first touch sensing electrode 112c and the second touch sensing electrode 112c.
  • the position (or coordinates) of the touch node may be detected by receiving from the electrode 111c.
  • a more specific and exemplary structure of the touch panel according to the embodiment of FIG. 4 is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0032283, and the contents disclosed in the patent are incorporated and incorporated as if fully disclosed herein.
  • FIG. 5 illustrates a case where the first touch sensing electrode 111d and the second touch sensing electrode 112d of the touch panel 101d cross each other by being formed on different layers.
  • the first touch sensing electrode 111d is a line pattern extending along the first direction (horizontal direction in the drawing)
  • the second touch sensing electrode 112d is a line pattern extending along the second direction (vertical direction in the drawing). Is formed.
  • An insulating layer (not shown) or an insulating substrate (not shown) may be interposed between the first touch sensing electrode 111d and the second touch sensing electrode 112d.
  • the first touch sensing electrode 111d selects the position (or coordinate) of the touch node in the second direction, and the second touch.
  • the sensing electrode 112d may sense the position (or coordinate) of the touch node in the first direction.
  • a driving signal is applied to at least a portion of the second touch sensing electrode 112d from the above arrangement, and the first touch sensing electrode 111d is applied.
  • a change in the mutual capacitance generated between the first touch sensing electrode 111d and the second touch sensing electrode 112d that is, a sensing signal generated between the second touch sensing electrode 112d and the first touch sensing.
  • the position (or coordinates) of the touch node may be detected by receiving from the electrode 111d.
  • FIG. 6 is a block diagram of a touch device controller according to an embodiment of the present invention.
  • the touch element controller 200 obtains a detection signal from the sensing electrodes disposed on the touch element 100 to determine whether the touch element 100 is touched.
  • the touch element controller 200 may include a receiver 210, a signal extractor 220, a memory 230, a calculator 240, and a touch determiner 250.
  • the receiver 210 receives sensing signals from the touch sensing electrode 110 disposed in the touch element 100.
  • each touch sensing electrode 110 obtains a different sensing signal value according to the touch intensity or the touch area.
  • the sensing signal value reflects the change in capacitance according to the touch.
  • the sensing signal value reflects a change in capacitance generated between the touch object and the touch sensing electrode 110, and the touch devices 100 are mutually connected.
  • the sensing signal value reflects a change in capacitance generated between the first touch sensing electrode 111 and the second touch sensing electrode 112 by the contact object.
  • the receiver 210 may output the sensing signals as individual signals or group and output the sensing signals into one or more groups.
  • the reception unit 210 groups and outputs detection signals into one or more groups, for example, the reception unit 210 may group and output all received detection signals into one group.
  • the receiving unit 210 may group the sensing signals related to the row coordinates among the received sensing signals into a first group, and group the sensing signals related to the column coordinates into a second group and output the group.
  • the receiver 210 is illustrated as an independent component in the touch element controller, but the receiver 210 may be integrated with the signal extractor 220 to be described later.
  • the signal extracting unit 220 When the signal extracting unit 220 receives the sensing signals from the receiving unit 210 as individual signals, the signal extracting unit 220 extracts a maximum sensing signal value among the sensing signal values of all the sensing signals. Alternatively, when the signal extractor 220 receives a group of sense signals from the receiver 210, the signal extractor 220 extracts a maximum sense signal value among the sense signal values of the sense signals belonging to each group. Therefore, when two or more groups are received from the receiver 210, the signal extractor 220 may extract two or more maximum detection signal values.
  • the sensing signals may have different sensing signal values depending on the touch intensity or the touch area of the user. That is, the magnitude of the capacitance due to the touch is proportional to the contact area and inversely proportional to the distance. Therefore, if the user's touch intensity is high, the detection signal value may be large. If the user's touch intensity is low, the detection signal value may be small. In addition, when the user's touch area is large, the detection signal value may be large. When the user's touch area is narrow, the detection signal value may be small. Therefore, the maximum sensing signal value may mean a sensing signal value obtained from a touch sensing electrode having a large touch area of the user or a high touch intensity of the user.
  • the memory 230 is a storage element capable of storing arbitrary data.
  • the limit detection signal value and / or the detection signal threshold value may be stored in the memory 230.
  • the limit detection signal value may mean a maximum detection signal value that can be detected by a touch in a normal state.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating back noise
  • FIG. 9 illustrates a case in which a touch panel is positioned on one surface of the display panel 300.
  • the display panel 300 and the touch panel may be spaced apart from each other by a predetermined interval.
  • the touch panel may be bent toward the display panel 300 by the pressure caused by the touch.
  • the touch panel may be bent toward the display panel 300 by the pressure caused by the touch.
  • the touch panel is bent, the distance from the display panel 300 becomes close to the area.
  • the display panel 300 includes a conductive material used for a pixel electrode, a gate line, a data line, and the like. Thus, the distance of the conductive material to the touch panel is also closer. When the distance between the conductive material of the display panel 300 and the touch sensing electrode of the touch panel is reduced below a certain limit, an effective capacitance is formed therebetween. This phenomenon may be referred to as a “back touch” because the conductive material acts as an object from the back and is similar to a touch input effect.
  • the maximum value of the detection signal value that is made in the normal state in which the back touch or the like is not performed and noise factors are excluded may be defined as the limit detection signal value.
  • the detection signal threshold may mean a minimum detection signal value that is a criterion for determining that a touch input exists.
  • the operation unit 240 receives a group detection signal value and a maximum detection signal value from the signal extractor 220. .
  • the limit detection signal value is received from the memory 230.
  • the calculation unit 240 subtracts the limit detection signal value from the maximum detection signal value input for each detection signal value group, and calculates an adjustment variable using the value. If the maximum sensed signal value is less than or equal to the threshold sensed signal value, the adjustment variable may be calculated as zero. If the maximum sensed signal value is greater than the threshold sensed signal value, a nonzero adjustment variable may be calculated.
  • the adjustment detection signal value may be generated by calculating the detection signal value and the adjustment variable of the detection signals for each detection signal value group.
  • the operation may include subtraction.
  • the adjustment variable is a value obtained by subtracting the threshold detection signal value from the maximum detection signal value and may mean a maximum noise value generated by a back touch or the like.
  • the adjustment detection signal value may be the same as or substantially the same as the detection signal value input to the calculator 240.
  • the touch determiner 250 receives an adjustment detection signal value and a detection signal threshold value to determine whether the touch device 100 touches the touch device 100.
  • the detection signal threshold may be received from the calculator 240 or may be directly input from the memory 230.
  • the touch determination unit 250 compares the input adjustment detection signal value and the detection signal threshold to determine whether the touch. If the adjustment detection signal value is equal to or larger than the detection signal threshold value, it may be determined that the touch is made. When two or more adjustment detection signal values are equal to or larger than the detection signal threshold value, it may be determined that a touch is made at two or more positions. It is possible to determine whether the two or more touch positions are touched not only when adjacent to each other but also when spaced apart from each other.
  • the touch determination unit 250 may further track the touch coordinates from the group sensing signal value determined as the touch is made and output the result and provide the result to the touch input processing device (not shown).
  • the calculator 240 may receive an individual sense signal value and a maximum sense signal value from the signal extractor 220, and also receive a limit sense signal value from the memory 230.
  • the calculation unit 240 may subtract the limit detection signal value from the maximum detection signal value, and calculate an adjustment variable using the value. If the maximum sensed signal value is less than or equal to the threshold sensed signal value, the adjustment variable may be calculated as zero. If the maximum sensed signal value is greater than the threshold sensed signal value, a nonzero adjustment variable may be calculated.
  • an adjustment detection signal value may be generated by calculating the detection signal values and the adjustment variable of the detection signals.
  • the operation may include subtraction.
  • the adjustment variable is a value obtained by subtracting the threshold detection signal value from the maximum detection signal value and may mean a maximum noise value generated by a back touch or the like.
  • the adjustment detection signal value may be the same as or substantially the same as the detection signal value input to the calculator 240.
  • the touch determiner 250 receives an adjustment detection signal value and a detection signal threshold value to determine whether the touch device 100 touches the touch device 100.
  • the detection signal threshold may be received from the calculator 240 or may be directly input from the memory 230.
  • the touch determination unit 250 compares the input adjustment detection signal value and the detection signal threshold to determine whether the touch. If the adjustment detection signal value is equal to or larger than the detection signal threshold value, it may be determined that the touch is made. When two or more adjustment detection signal values are equal to or larger than the detection signal threshold value, it may be determined that a touch is made at two or more positions. It is possible to determine whether the two or more touch positions are touched not only when adjacent to each other but also when spaced apart from each other.
  • the touch determination unit 250 may further track the touch coordinates and output the result to the touch input processing device (not shown).
  • FIG. 7 is a plan view of a touch device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 8 is a graph illustrating a relationship between a sensing signal and a sensing signal value. 7 is an example in which the touch device illustrated in FIG. 2 is embodied, but instead, FIGS. 3 to 5 or another type of touch device may be applied.
  • FIG. 7 illustrates an example in which eight first touch sensing electrodes 111a are arranged side by side, and the second touch sensing electrodes 112a form eight rows and eight are arranged in one row.
  • the touch area by the user's touch is shown as A.
  • the sensing signal value obtained from the touch sensing electrode 110a is transmitted to the receiver 210 of the touch element controller 200 through the wire 120.
  • the eight first touch sensing electrodes 111a are connected to one of the wirings Y1 to Y8, respectively, and transmit respective sensing signals y1 to y8 to the receiver 210.
  • the wirings from the second touch sensing electrodes 112a positioned in the same column of the second touch sensing electrodes 112a in each row are connected to one wiring X1 to X8 so that the respective sensing signals x1 to x8 are connected. Transfer to the receiving unit 210.
  • the wiring from the second touch sensing electrode 112a located in the leftmost column of the second touch sensing electrodes 112 in each row is connected to one wiring X1 to receive the sensing signal x1.
  • the sensing signals y1 to y8 input from the wirings Y1 to Y8 are first sensing signal groups, and the sensing signals x1 to x8 input from the wirings X1 to X8 are made of the first sensing signal group. It can be grouped into two sense signal groups. Hereinafter, the case where the above grouping is made will be described as an example.
  • FIG. 8 is a graph illustrating a relationship between a detection signal input to the receiver 210 and a detection signal value, and illustrates a relationship between the detection signal and the detection signal value when a touch input is present in the touch area of FIG. 7.
  • the X axis represents sensing signals x1 to x8 grouped into the second sensing signal group, and the Y axis represents sensing signal values.
  • the sensing signal value refers to the size of the sensing signal, and the larger the capacitance by the touch, that is, the larger the touch input sensed by the touch sensing electrode 110a, the larger the value.
  • the X axis represents sensing signals y1 to y8 grouped into the first sensing signal group, and the Y axis represents sensing signal values.
  • the detection signal threshold value represents a minimum detection signal value that is a reference for determining that the touch input exists
  • the magnitude of the detection signal value from any touch detection electrode 110a is larger than the detection signal threshold value, It may be determined that a user's touch input exists in the touch sensing electrode 110a.
  • the touch region overlaps the second touch sensing electrodes 112a of the second and third columns from the left of the second touch sensing electrodes 112a of the second row. Accordingly, among the detection signals x1 to x8 of the second detection signal group received by the receiver 210, as shown in the graph (a) of FIG. 8, the second touch detection electrodes 112a of the second and third columns are received.
  • the sense signal value of the sense signals x2 and x3 will be greater than the sense signal threshold. In the present embodiment, however, the maximum sensing signal value in the second sensing signal group applied to the second touch sensing electrode 112a is detected from the wiring X3, but the value x3 is smaller than the limit sensing signal value. .
  • the actual touch area overlaps the second touch sensing electrodes 112a in the second and third columns, but peripheral electrodes other than the touch sensing electrodes are also subject to capacitance with the touch object or mutual capacitance with the touch sensing electrodes. Some sense signal value may occur. However, since the direct touch input is not applied, the sensing signal value will be smaller than the sensing signal threshold. In the graph (a) of FIG. 8, the detection signal values of the detection signals x1, x4, and x5 transmitted from the second touch detection electrodes 112a in the first, fourth, and fifth columns are greater than zero, and the detection signal thresholds. To illustrate the smaller one.
  • the touch region overlaps the third row with respect to the first touch sensing electrode 111a. Accordingly, as shown in the graph (b) of FIG. 8, the detection signal y3 transmitted from the first touch sensing electrode 111a in the third row of the first sensing signal groups y1 to y8 is similarly used.
  • the detection signal value is larger than the detection signal threshold, and the detection signal y1, y2, y4, y5 of the first and second touch detection electrodes 111a in the first, second, fourth, and fifth rows, which are the peripheral electrodes, is transferred.
  • the sense signal value may be detected greater than zero and less than the sense signal threshold.
  • the detection signal value of the detection signal y3 which is the maximum detection signal value in the first detection signal group is also smaller than the limit detection signal value.
  • the maximum sensing signal values in the second sensing signal groups x1 to x8 and the first sensing signal groups y1 to y8 are extracted by the signal extracting unit 220 and input to the calculating unit 240.
  • the calculation unit 240 calculates an adjustment variable for each signal group. As described above, since the maximum detection signal value of each detection signal group is smaller than the limit detection signal value, the calculated adjustment variable may be zero. Therefore, the calculator 240 outputs an adjustment detection signal value that is the same as or substantially the same as the detection signal values output from the signal extractor 220 to the touch determiner 250.
  • the touch determination unit 250 compares the adjustment detection signal value with the detection signal threshold and transmits the detection signals x2, x3, and y3 greater than or equal to the touch detection electrode 110a connected to the wires of X2, X3, and Y3. Determines that a touch has been made, from which the coordinates of the touch area can be tracked and the results output.
  • FIG. 10 is a graph showing a relationship between a detection signal and a detection signal value when noise occurs.
  • FIG. 10 is the same as FIG. 8 except that the noise value due to the back touch is added to the detection signal value of FIG. 8.
  • the touch element 100 when a user applies a touch input with a predetermined pressure to the touch element 100, the touch element 100 may be bent.
  • the degree of warpage of the touch element 100 is greatest in the area where the actual touch input is applied, and the degree of warpage of the touch element 100 decreases as the distance from the area where the actual touch input is applied. Therefore, the noise due to the back touch may be the largest in the area where the back touch is actually made, and may be smaller as it is farther away from the area where the back touch is made.
  • the noise due to the back touch is added to the detection signal values of each of the first detection signal groups.
  • the actual touch input portion is the first touch sensing electrode 111a in the third row
  • the noise value of y3 is the largest and the first row of the third row is shown.
  • the noise value decreases.
  • the maximum sensed signal values in the second sensed signal group and the first sensed signal group are extracted by the signal extractor 220 and input to the calculator 240.
  • the maximum detection signal value includes noise for each detection signal group.
  • the calculator 240 calculates an adjustment variable by using a value obtained by subtracting the limit detection signal value from the maximum detection signal value for each signal group.
  • the adjustment variable may be the maximum detection signal value minus the limit detection signal value.
  • the adjustment variable of the second detection signal group is determined by using a value obtained by subtracting the limit detection signal value from the detection signal value of x3. Can be obtained.
  • the adjustment variable of the first detection signal group subtracts the limit detection signal value from the detection signal value of y3. It can be obtained using one value.
  • the adjustment coefficient of each sensing signal group is used to adjust the sensing signal value in each sensing signal group to calculate the adjusting sensing signal value.
  • the corresponding detection signal values are detected by the noise due to the back touch. While having a larger value, the magnitude of the signal value may be smaller than the detection signal threshold in the process of calculating the adjustment detection signal value using the adjustment variable. Therefore, the touch determination unit 250 excludes the wires X4 and the electrodes corresponding to the wires Y2 and Y4 from the touch area, thereby preventing malfunction of the touch sensing device due to noise and improving the accuracy of touch sensing. You can.
  • FIG. 11 is a graph illustrating a relationship between an adjustment detection signal value and a detection signal generated by the calculation unit 240 according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a result of calculating an adjustment detection signal value by calculating a corresponding adjustment coefficient for all detection signal values of the corresponding group of FIG. 10.
  • This embodiment exemplifies a case in which the operation unit 240 obtains the adjustment detection signal value by collectively subtracting the adjustment variables of each group from the adjustment signal value.
  • the adjustment variable may be a value obtained by subtracting the limit detection signal value from the maximum detection signal value.
  • the adjustment detection signal value equal to the limit detection signal value is calculated by subtracting the adjustment variable for the detection signals x3 and y3 representing the detection signal maximum value.
  • the detection signal (x4, y2, y4) that the detection signal value is increased by the noise and exceeded the detection signal threshold value is reduced by subtracting the adjustment variable.
  • the noise is the largest in the sensing signals x3 and y3
  • the adjustment variable obtained by subtracting the limit sensing signal value from the sensing signal values of the sensing signals x3 and y3 is added to the other sensing signals. The probability is greater than the noise. Therefore, subtracting the adjustment variable from the detection signal values of the detection signals (x4, y2, y4) is subtracting a value equal to or greater than the noise of the detection signals (x4, y2, y4), and thus detecting the detection signals (x4, y2). , y4) may be smaller than the detection signal threshold.
  • the touch determination unit 250 determines that the corresponding electrode of the detection signals x4, y2, and y4 smaller than the detection signal threshold value is not touched, thereby preventing malfunction of the touch sensing apparatus due to noise.
  • the adjustment sensing signal value can be obtained by subtracting a specific constant rather than an adjustment variable from the sensing signal.
  • the adjustment variable here can be used to determine whether a particular constant is deducted. For example, it may be configured to deduct a certain constant if the adjustment variable is zero, but subtract a certain constant if greater than zero.
  • the specific constant can be determined regardless of the magnitude of the adjustment variable. Deduction of a specific constant may take a method of collectively subtracting the same constant from all sensed signal values, or a method of subtracting a constant proportional to the sensed signal value. Alternatively, you can save the deduction value in the form of a lookup table.
  • FIG. 12 is a graph illustrating a relationship between the adjustment detection signal value and the detection signal generated by the calculation unit 240 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates a result of calculating an adjustment detection signal value by calculating a corresponding adjustment coefficient for all detection signal values of the corresponding group of FIG. 10.
  • the adjustment detection signal value can be obtained by a method of collectively subtracting the product of the adjustment variable and the adjustment coefficient of each group from the detection signal value.
  • the noise due to the back touch may actually be the largest in the area where the back touch is made, and may be smaller as it moves away from the area where the back touch is made.
  • the noise value generated by the back touch is the largest in the sensing signals x3 and y3 corresponding to the wirings X3 and Y3, and the sensing signal corresponding to the distance from the wirings X3 and Y3 increases. It can be seen that the noise decreases. Therefore, the adjustment detection signal value can be finely adjusted by introducing an adjustment coefficient to reflect the noise distribution.
  • the adjustment coefficients may be defined differently from each other according to the sensing signals. For the detection signal value from the touch sensing electrode 110a with the back touch, a value of the adjustment coefficient can be defined large, and for the detection signal value from the touch sensing electrode 110a without the back touch, the adjustment factor is defined. You can define a small value.
  • the adjustment coefficient may have a maximum value in the sensing signal having the maximum sensing signal and may decrease in size based on a distance from the touch sensing electrode 110a in which the sensing signal having the maximum sensing signal value is sensed. Further, the adjustment coefficient may be set according to the relative amount of noise based on the noise distribution characteristic by the back touch. In some embodiments, the adjustment factor may be zero or more and one or less.
  • the adjustment coefficient may be previously stored in the memory 230 in the form of a look up table (LUT).
  • the limit detection signal value for the touch device 100 may be calculated in advance in designing the touch device 100, and a change in noise distribution according to the change in the magnitude of the maximum detection signal value may also be experimentally calculated in advance. Therefore, when the touch sensing device is manufactured, the adjustment coefficient for the maximum sensing signal value may be stored in the memory 230 in the form of a lookup table in advance in the memory 230.
  • Adjustment variables and / or adjustment coefficients described above may be defined differently for each group of the touch sensing electrodes 110a.
  • the touch area A overlaps the second touch sensing electrodes 112a in the second and third columns from the left of the second touch sensing electrodes 112a in the second row.
  • the touch area A also overlaps the wiring X4 that transmits the detection signal value from the second touch sensing electrode 112a in the fourth column, which is the electrode which is not actually touched. Accordingly, noise may be added to the wiring X4, and thus it may be determined that the user's touch input exists in the second touch sensing electrode 112a in the fourth row, which is the electrode which is not actually touched.
  • the probability of noise generation may vary depending on the structure of the electrode.
  • FIG. 13 is a graph illustrating a relationship between a detection signal value and a detection signal by the calculation unit 240 according to some other embodiments of the present invention.
  • the operation unit 240 does not calculate a detection signal value as an adjustment variable, but instead calculates (eg, adds) an adjustment variable to a detection signal threshold to adjust the adjustment detection signal.
  • the threshold value may be generated, and whether or not the touch of the touch element 100 may be determined using the adjustment detection signal threshold value.
  • the touch determination unit 250 may compare the detection signal value with the adjustment detection signal threshold to determine whether the touch is performed, thereby excluding the detection signals x4, y2, and y4 corresponding to noise.
  • the adjustment variable added in this embodiment may be calculated using substantially the same method as the various methods described above with reference to FIGS. 11 and 12.
  • the touch sensing apparatus may determine the number of touches on the touch element by using a sensing signal, calculate a normal sensing rate based on the number of touches, and adjust an adjustment variable.
  • the adjustment detection signal value may be generated, a ratio of adjustment detection signal values larger than a detection signal threshold value among the adjustment detection signal values may be calculated, and the ratio may be compared with the normal detection rate to determine whether to readjust.
  • the number of detection signal values exceeding the detection signal threshold value among the detection signal values detected by the touch sensing electrode of the touch element will not exceed a certain number.
  • the specific number may be the number of initially input touches.
  • the number of touches in the touch element may be determined using the first input sensing signal, and the normal detection rate may be calculated based on the number of touches.
  • the normal detection rate may mean a ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the total detection signal values that may occur in correspondence to the number of touches.
  • the ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the total detection signal values is 5%, and the touch determined using the first input detection signal. If the number is three, the normal detection rate may be 15%.
  • the ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the adjusted detection signal values may be calculated, and it may be determined whether noise is completely removed by comparing the calculated ratio with the normal detection rate. If the noise is not completely removed, that is, if the ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the adjusted detection signal values is larger than the normal detection rate, readjustment may be performed. The readjustment may be made through various noise cancellation schemes described above.
  • the touch sensing apparatus generates an adjustment sensing signal value using an adjustment variable, and adjusts an sensing signal below a specific ratio of the threshold sensing signal value among the adjustment sensing signal values. If present, the adjustment detection signal value below a certain percentage of the threshold detection signal value may be readjusted to zero. In some embodiments, the specific percentage of the threshold detection signal value may be about 5% of the threshold detection signal value.
  • FIG. 14 is a plan view of a touch device according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • 15 is a graph illustrating a relationship between a sense signal and a sense signal value.
  • FIG. 14 is an example in which the touch device shown in FIG. 2 is embodied. Alternatively, FIGS. 3 to 5 or other types of touch devices may be applied.
  • FIG. 14 illustrates an example in which eight first touch sensing electrodes 111a are arranged side by side and eight second touch sensing electrodes 112a form eight rows and eight are arranged in one row.
  • the touch area by the user's touch is shown as A.
  • FIG. 14 illustrates an example in which eight first touch sensing electrodes 111a are arranged side by side and eight second touch sensing electrodes 112a form eight rows and eight are arranged in one row.
  • the touch area by the user's touch is shown as A.
  • a driving signal is applied to the second touch sensing electrode 112a and a sensing signal is received only from the first touch sensing electrode 111a. It may be an area including a part of the first touch sensing electrode 111a having a width corresponding to the touch sensing electrode 112a and one second touch sensing electrode 112a.
  • a driving signal is applied to at least a portion of the second touch sensing electrode 112a.
  • a driving signal is sequentially applied to the second touch sensing electrodes 112a positioned in the same column among the second touch sensing electrodes 112a in each row.
  • the driving signal may be sequentially applied through the wirings X1 to X8.
  • the driving signal may be applied to the second touch sensing electrode 112a positioned in the leftmost column through the wiring X1
  • the remaining wirings X2 to X8 are applied to the second touch sensing electrode 112a positioned in the remaining columns.
  • the ground level voltage can be applied through Thereafter, the driving signal may be applied to the second touch sensing electrode 112a positioned in the second column from the left, and the driving signal may be sequentially applied to the second touch sensing electrode 112a positioned in the other column.
  • the reception unit 210 may map the relationship between the detection signal and the detection signal value by using the detection signals input from the wirings Y1 to Y8.
  • FIG. 15 is a graph illustrating a relationship between a detection signal input to the receiver 210 and a detection signal value, and illustrates a relationship between the detection signal and the detection signal value when a touch input is present in the touch area of FIG. 14.
  • the sensing signal value refers to the magnitude of the sensing signal, and the larger the mutual capacitance generated by the touch, that is, the larger the touch input sensed by the first touch sensing electrode 111a, the larger the value.
  • the detection signal threshold value represents a minimum detection signal value that is a reference for determining that the touch input exists
  • the magnitude of the detection signal value from any touch detection electrode 110a is larger than the detection signal threshold value, It may be determined that a user's touch input exists in the touch sensing electrode 110a.
  • the touch area includes the sensing cells 151 of the second and third columns from the left of the sensing cells 151 of the second row and the sensing cells of the second and third columns from the left of the sensing cells 151 of the third row. Overlapped with 151. Accordingly, among the sensing signals received by the receiver 210, the sensing signal value corresponding to the sensing cell 151 may be larger than the sensing signal threshold.
  • the actual touch area includes the sensing cells 151 of the second and third columns from the left of the sensing cells 151 of the second row and the sensing cells of the second and third columns from the left of the sensing cells 151 of the third row (although overlapping with 151, the peripheral electrode other than the corresponding sensing cell may also generate a predetermined sensing signal value due to capacitance with the touch object, mutual capacitance with the touched sensing electrode, or the like. However, since the direct touch input is not applied, the sensing signal value will be smaller than the sensing signal threshold. In the graph of FIG.
  • a sense signal value that does not correspond to 151 illustrates that it is smaller than a sense signal threshold.
  • the maximum sensed signal value in the individual sensed signal value is extracted by the signal extractor 220 and input to the calculator 240.
  • the calculator 240 calculates an adjustment variable. When the maximum detection signal value is smaller than the limit detection signal value, the calculated adjustment variable may be zero. Therefore, the calculator 240 outputs an adjustment detection signal value that is the same as or substantially the same as the detection signal values output from the signal extractor 220 to the touch determiner 250.
  • the touch determination unit 250 may compare the adjustment detection signal value with the detection signal threshold to track the coordinates of the touch area and output the result.
  • FIG. 16 is a graph showing a relationship between a detection signal and a detection signal value when noise occurs.
  • FIG. 16 is the same as FIG. 15 except that the noise value due to the back touch is added to the detection signal value of FIG. 15.
  • the calculator 240 calculates an adjustment variable by using a value obtained by subtracting the limit detection signal value from the maximum detection signal value.
  • the adjustment variable may be the maximum detection signal value minus the limit detection signal value.
  • the adjustment variable is the limit detection at the sense signal value in the sense cell 151 of the third column. It may be obtained using a value obtained by subtracting the signal value.
  • the adjustment coefficient is used to adjust the detection signal value to calculate the adjustment detection signal value.
  • the sensing cells 151 of the fourth column from the left of the sensing cells 151 of the third row and the sensing cells 151 of the third column from the left of the sensing cells 151 of the fourth row are connected thereto.
  • the corresponding detection signal value is larger than the detection signal threshold value due to the noise caused by the back touch or the like, but the signal is calculated in the process of calculating the adjustment detection signal value using the adjustment variable.
  • the magnitude of the value can be made smaller than the sense signal threshold. Accordingly, malfunction of the touch sensing apparatus due to noise can be prevented and accuracy of touch sensing can be improved.
  • FIG. 17 is a graph illustrating a relationship between an adjustment detection signal value and a detection signal generated by the calculation unit 240 according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 17 illustrates a result of calculating the adjustment detection signal value by calculating corresponding adjustment coefficients for all the detection signal values of FIG. 16.
  • This embodiment exemplifies a case in which the operation unit 240 obtains the adjustment detection signal value by collectively subtracting the adjustment variables of each group from the adjustment signal value.
  • the adjustment variable may be a value obtained by subtracting the limit detection signal value from the maximum detection signal value.
  • the calculation of the adjustment detection signal value by subtracting the adjustment variable from the detection signal value is the same as that of the embodiment of FIG.
  • the adjustment sensing signal value can be obtained by subtracting a specific constant rather than an adjustment variable from the sensing signal. Calculation of the adjustment detection signal value using a specific constant is the same as that of the embodiment of FIG.
  • the adjustment detection signal value can be obtained by a method of collectively subtracting the product of the adjustment variables and the adjustment coefficient of each group from the detection signal value.
  • the collective deduction of the product of the adjustment variable and the fixed coefficient from the sense signal value is the same as that of the embodiment of FIG.
  • the calculation unit 240 does not calculate a detection signal value as an adjustment variable, but instead calculates (eg, adds) an adjustment variable to a detection signal threshold to adjust the adjustment detection signal.
  • the threshold value may be generated, and the touch of the touch element may be determined using the adjustment detection signal threshold. Generating the adjustment detection signal threshold value by calculating the adjustment variable to the detection signal threshold value is the same as that of the embodiment of FIG.
  • the touch sensing apparatus may determine the number of touches on the touch element by using a sensing signal, calculate a normal sensing rate based on the number of touches, and adjust an adjustment variable.
  • the adjustment detection signal value may be generated, a ratio of adjustment detection signal values larger than a detection signal threshold value among the adjustment detection signal values may be calculated, and the ratio may be compared with the normal detection rate to determine whether to readjust.
  • the number of detection signal values exceeding the detection signal threshold value among the detection signal values detected by the touch sensing electrode of the touch element will not exceed a certain number.
  • the specific number may be the number of initially input touches.
  • the number of touches in the touch element may be determined using the first input sensing signal, and the normal detection rate may be calculated based on the number of touches.
  • the normal detection rate may mean a ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the total detection signal values that may occur in correspondence to the number of touches.
  • the ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the total detection signal values is 5%, and the touch determined using the first input detection signal. If the number is three, the normal detection rate may be 15%.
  • the ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the adjusted detection signal values may be calculated, and it may be determined whether noise is completely removed by comparing the calculated ratio with the normal detection rate. If the noise is not completely removed, that is, if the ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the adjusted detection signal values is larger than the normal detection rate, readjustment may be performed. The readjustment may be made through various noise cancellation schemes described above.
  • the touch sensing apparatus generates an adjustment sensing signal value using an adjustment variable, and adjusts an sensing signal below a specific ratio of the threshold sensing signal value among the adjustment sensing signal values. If present, the adjustment detection signal value below a certain percentage of the threshold detection signal value may be readjusted to zero. In some embodiments, the specific percentage of the threshold detection signal value may be about 5% of the threshold detection signal value.
  • the touch device controller 200 includes a receiver 210, a signal extractor 220, a memory 230, a calculator 240, a touch determiner 250, a noise determiner and a normal touch determiner 250. . Since the touch element controller 200 further includes the noise determiner and the normal touch determiner 250, the same description as in FIG. 6 is omitted.
  • the noise determining unit detects the presence of noise due to the back touch.
  • the noise determiner may receive an adjustment variable obtained by subtracting the threshold detection signal value from the maximum detection signal value from the calculator 240. If the noise due to the back touch is present, since the maximum detection signal value is greater than the limit detection signal value, the noise determination unit may determine that the noise exists when the size of the adjustment variable is greater than 0, and the size of the adjustment variable. If is less than 0, it can be determined that no noise exists.
  • the normal touch determination unit 250 is a configuration for determining whether the touch is performed by the touch element 100, and may be used to determine whether the touch is performed in a state where noise is not present. Since the normal touch determination unit 250 is used in a state where there is no noise, the normal touch determination unit 250 may directly determine whether the normal touch is performed by directly using the sensing signals acquired from the touch sensing electrodes without any calculation.
  • the noise determiner If it is determined that the noise is present in the noise determiner, the noise must be removed to improve the accuracy of touch sensing. Therefore, when it is determined that noise exists, the touch determination unit 250 described with reference to FIGS. 6 to 18 may be driven. However, when it is determined that there is no noise, the above-described driving of the touch determination unit 250 is not required, and it is possible to determine whether the touch is performed by using the detection signal value of the current state.
  • 20 and 21 are graphs illustrating a relationship between an adjustment detection signal value and a detection signal generated by the operation unit 240 of the touch sensing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the adjustment detection signal value can be obtained by multiplying the detection signal value by the adjustment variable.
  • the adjustment variable may mean a ratio between the limit detection signal value and the maximum detection signal value (limit detection signal values L1, L2, L) / maximum detection signal values M1, M2, and M. Since the adjustment variable is less than 1, the adjustment detection signal value will be smaller than the original detection signal value, which may help to exclude noise similarly to the aforementioned embodiment.
  • the touch determiner 250 may determine whether the touch is touched by the touch element 100 using an adjustment variable.
  • An adjustment detection signal value may be generated by multiplying an adjustment variable by the detection signal values of the detection signals, and using the adjustment detection signal value, it may be determined whether the touch element 100 is touched. Since the driving method of the touch determination unit 250 using the adjustment variable is the same as that of FIGS. 10 to 13 and 16 to 18, redundant description thereof will be omitted.
  • 22 is a flowchart illustrating a touch sensing method according to an embodiment of the present invention.
  • the sensing signals generated by the touch and grouped into one or more sensing signal groups are acquired (S190).
  • Acquiring the sensing signals generated by the touch may include acquiring the sensing signals from the touch sensing electrode disposed in the touch element.
  • the sensing signals may have different sensing signal values depending on the touch intensity or the touch area of the user. That is, the magnitude of the capacitance due to the touch is proportional to the contact area and inversely proportional to the distance. Therefore, if the user's touch intensity is high, the detection signal value may be large. If the user's touch intensity is low, the detection signal value may be small. In addition, when the user's touch area is large, the detection signal value may be large. When the user's touch area is narrow, the detection signal value may be small. Therefore, the maximum sensing signal value may mean a sensing signal value obtained from a touch sensing electrode having a large touch area of the user or a high touch intensity of the user.
  • the adjustment variable is calculated by subtracting the limit detection signal value from the maximum detection signal value (S192).
  • the limit sensing signal value may mean a maximum sensing signal value that can be detected by a touch in a normal state.
  • Calculating the adjustment variable may include calculating the adjustment variable by subtracting the limit detection signal value from the maximum detection signal value.
  • the calculation of the adjustment variable by subtracting the threshold detection signal value from the maximum detection signal value is the same as that of FIGS. 10 and 16, and thus redundant description is omitted.
  • calculating the adjustment variable may include calculating the adjustment variable in a ratio of the threshold detection signal value and the maximum detection signal value.
  • the calculation of the adjustment variable by the ratio of the threshold detection signal value and the maximum detection signal value is the same as that of FIGS. 20 and 21, and thus redundant description is omitted.
  • Determining whether or not the touch may include generating an adjustment detection signal value by subtracting an adjustment variable from the detection signal values of the detection signals, and determining whether the touch is performed on the touch element using the adjustment detection signal value.
  • Generation of the adjustment detection signal value by subtracting the adjustment variable from the detection signal value is the same as that of FIGS. 11 and 17, and thus redundant description is omitted.
  • Determining whether or not the touch may include generating an adjustment detection signal value by subtracting a product of the adjustment variable and the adjustment coefficient from the detection signal value, and determining whether or not the touch is performed on the touch element using the adjustment detection signal value.
  • the adjustment coefficients may be defined differently from each other according to the sensing signals. For the detection signal value from the touch sensing electrode with the back touch, the value of the adjustment coefficient can be defined large. For the detection signal value from the touch sensing electrode without the back touch, the value of the adjustment coefficient can be defined. have. For example, the adjustment coefficient may have a maximum value in the sensing signal having the maximum sensing signal, and may decrease in size based on a distance from the touch sensing electrode in which the sensing signal having the maximum sensing signal value is sensed.
  • the adjustment coefficient may be set according to the relative amount of noise based on the noise distribution characteristic by the back touch.
  • the adjustment factor may be zero or more and one or less. Since generating the adjustment detection signal value by subtracting the product of the adjustment variable and the adjustment coefficient from the detection signal value is the same as in FIG.
  • the method may include determining whether a touch is performed on the touch element by using the adjustment detection signal value, and the adjustment coefficient may be defined differently for each group of the touch detection electrodes. Grouping the touch electrodes to define the storage coefficients is the same as described with reference to FIG.
  • Determining whether or not the touch may include adding an adjustment variable to the detection signal threshold to generate an adjustment detection signal threshold, and determining whether to touch the touch element using the adjustment detection signal threshold.
  • Generating the adjustment detection signal threshold value by adding the adjustment variable to the detection signal threshold value is the same as that of FIGS. 13 and 18, and thus redundant description is omitted.
  • FIG. 23 is a flowchart of a touch sensing method according to another embodiment of the present invention.
  • the touch sensing method obtains sensing signals generated by a touch and grouped into one or more sensing signal groups (S200), and extracts a maximum signal value among sensing signal values of the sensing signals for each sensing signal group ( S201). Acquiring the detection signal and extracting the maximum detection signal value is the same as that of FIG. 22, and thus redundant description is omitted.
  • the presence or absence of noise due to the back touch may be detected (S202).
  • the maximum detection signal value and the limit detection signal value may be compared. If the maximum detection signal value is larger than the limit detection signal value, it may be determined that noise due to the back touch exists. If the maximum detection signal value is smaller than the limit detection signal value, it may be determined that the noise due to the back touch does not exist. It may be.
  • the adjustment variable is calculated using the maximum detection signal value and the limit detection signal value (S203).
  • the calculation of the adjustment variable using the maximum sensing signal value and the limit sensing signal value is the same as that of FIG.
  • Determining whether to re-adjust the noise may include determining a number of touches on the touch element using a detection signal, calculating a normal detection rate based on the number of touches, generating an adjustment detection signal value using an adjustment variable, and adjusting the adjustment detection signal. Calculating a ratio of adjustment detection signal values larger than a detection signal threshold value among the values, and comparing the ratio with a normal detection rate to determine whether to readjust.
  • the number of detection signal values exceeding the detection signal threshold value among the detection signal values detected by the touch sensing electrode of the touch element will not exceed a certain number.
  • the specific number may be the number of initially input touches.
  • the number of touches in the touch element may be determined using the first input sensing signal, and the normal detection rate may be calculated based on the number of touches.
  • the normal detection rate may mean a ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the total detection signal values that may occur in correspondence to the number of touches.
  • the ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the total detection signal values is 5%, and the touch determined using the first input detection signal. If the number is three, the normal detection rate may be 15%.
  • the ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the adjusted detection signal values may be calculated, and it may be determined whether noise is completely removed by comparing the calculated ratio with the normal detection rate. If the noise is not completely removed, that is, if the ratio of the detection signal value exceeding the detection signal threshold value among the adjusted detection signal values is larger than the normal detection rate, readjustment may be performed. The readjustment may be made through various noise cancellation schemes described above.
  • step S203 the adjustment variable is calculated again, and it is possible to determine whether or not the touch is again using the calculated adjustment variable.
  • step S202 determines whether or not the touch on the touch device. If it is determined in step S202 that noise does not exist, it is possible to directly determine whether or not the touch on the touch device by obtaining the detection signals from the touch sensing electrodes (S206). In the case where there is no noise, the determination of whether or not the touch is the same as that of FIG. 19, and thus redundant description is omitted.

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Abstract

터치 감지 장치 및 방법이 제공된다. 터치 감지 장치는 복수의 터치 감지 전극들이 배치되는 터치 소자 및 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 획득하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되, 터치 소자 제어부는, 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 수신하고, 감지 신호들을 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화하는 수신부, 한계 감지 신호값이 저장된 메모리, 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부, 감지 신호군별로 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하는 연산부 및 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함한다.

Description

터치 감지 장치 및 방법
본 발명은 터치 감지 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치 감지 정확도를 개선시킬 수 있는 터치 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.
터치 감지 장치는 터치 패널을 구비하고, 그로부터 사용자의 화면 터치나 제스쳐(gesture)를 입력 정보로 인식한다. 터치 감지 장치의 터치 패널은 동작 방식에 따라 저항막 방식, 정전 용량 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 분류되는데, 이중 정전 용량 방식은 멀티 터치 입력이 용이하여 많은 주목을 받고 있다.
정전 용량 방식의 터치 패널은 투명한 도전성 필름 또는 투명 도전성 글래스에 가해지는 터치 입력에 의해 정전 용량이 변화한다는 원리를 이용한다. 터치 입력된 좌표는 정전 용량이 생성됨에 따라, 터치되지 않은 좌표에 비해 많은 전하가 축적되며, 감지 회로에서 이러한 차이를 분석하여 터치 입력된 좌표를 찾아낸다.
감지 회로를 따라 감지되는 신호가 터치 입력 여부를 정확히 반영할수록 터치 여부 판단에 대한 정밀도가 증가할 것이다. 그러나, 많은 경우 감지 신호의 크기는 터치 입력에 따른 정전 용량의 변화에 의해서만 결정되지 않는다. 예를 들어, 터치 패널의 배면에 위치하는 디스플레이 장치와의 상호 관계에 의해 생성된 커패시턴스에 따른 노이즈, 주변 배선과의 커패시턴스에 따른 노이즈, 기타 외부 노이즈들이 감지 신호에 혼합될 수 있다. 이와 같은 노이즈 신호는 터치 감지 장치, 특히 멀티 터치 감지 장치에서의 정확한 터치 입력 여부 판단, 터치 입력의 수 및 좌표 결정 등을 저해할 수 있다. 특히, 터치 패널이 대형화되는 경우 터치 패널의 물리적인 휨이 커질 수 있어, 배면에 위치하는 디스플레이 장치와의 상호 관계에 의해 생성된 커패시턴스에 따른 노이즈 문제가 커질 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 터치 감지의 정확도가 개선된 터치 감지 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 터치 감지의 정확도가 개선된 터치 감지 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 특히 대형 터치 패널에서 휨에 의해 배면에 위치하는 디스플레이 장치와의 상호 관계에 의해 생성된 커패시턴스에 따른 노이즈를 효과적으로 제거하여 터치 감지의 정확도가 개선된 터치 감지 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시에 따른 터치 장치는 복수의 터치 감지 전극들이 배치되는 터치 소자 및 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 획득하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되, 터치 소자 제어부는, 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 수신하고, 감지 신호들을 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화하는 수신부, 한계 감지 신호값이 저장된 메모리, 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부, 감지 신호군별로 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하는 연산부 및 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지 장치는 복수의 터치 감지 전극들이 배치되는 터치 소자 및 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 획득하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되, 터치 소자 제어부는, 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 수신하고, 감지 신호들을 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화하는 수신부, 한계 감지 신호값이 저장된 메모리, 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부, 감지 신호군별로 한계 감지 신호값과 최대 감지 신호값의 비율로 조정 변수를 산출하는 연산부 및 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지 장치는 영상을 표시하기 위한 표시 패널, 표시 패널을 구동하기 위한 표시 패널 제어부, 복수의 터치 감지 전극들이 배치되고, 표시 패널의 일면 상에 위치하는 터치 소자 및 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 획득하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되, 터치 소자 제어부는, 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 수신하고, 감지 신호들을 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화하는 수신부, 한계 감지 신호값이 저장된 메모리, 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부, 감지 신호군별로 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하는 연산부 및 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지 장치는 영상을 표시하기 위한 표시 패널, 표시 패널을 구동하기 위한 표시 패널 제어부, 복수의 터치 감지 전극들이 배치되고, 표시 패널의 일면 상에 위치하는 터치 소자 및 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 획득하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되, 터치 소자 제어부는, 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 수신하고, 감지 신호들을 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화하는 수신부, 한계 감지 신호값이 저장된 메모리, 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부, 감지 신호군별로 한계 감지 신호값과 최대 감지 신호값의 비율로 조정 변수를 산출하는 연산부 및 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지 장치는 복수의 제1 터치 감지 전극과 복수의 제2 터치 감지 전극을 포함하는 복수의 터치 감지 전극들이 배치되는 터치 소자 및 제2 터치 감지 전극의 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고, 제1 터치 감지 전극과 제2 터치 감지 전극 사이에서 생성되는 정전용량의 변화에 따르는 감지 신호를 획득하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되, 터치 소자 제어부는, 제1 터치 감지 전극으로부터 감지 신호들을 수신하는 수신부, 한계 감지 신호값이 저장된 메모리, 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부, 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하는 연산부 및 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지 장치는 복수의 제1 터치 감지 전극과 복수의 제2 터치 감지 전극을 포함하는 복수의 터치 감지 전극들이 배치되는 터치 소자 및 제2 터치 감지 전극의 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고, 제1 터치 감지 전극과 제2 터치 감지 전극 사이에서 생성되는 감지 신호를 획득하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되, 터치 소자 제어부는, 제1 터치 감지 전극으로부터 감지 신호들을 수신하는 수신부, 한계 감지 신호값이 저장된 메모리, 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부, 한계 감지 신호값과 최대 감지 신호값의 비율로 조정 변수를 산출하는 연산부 및 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법은 터치에 의해 생성되고, 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화되는 감지 신호들을 획득하고, 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하고, 감지 신호군별로 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하고, 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것을 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지 방법은 터치에 의해 생성되고, 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화되는 감지 신호들을 획득하고, 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하고, 감지 신호군별로 한계 감지 신호값과 최대 감지 신호값의 비율로 조정 변수를 산출하고, 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것을 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 개략도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 터치 패널의 평면도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널 제어부의 블록도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 평면도이다.
도 8은 감지 신호와 감지 신호값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9은 배면 터치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 10 내지 도 13은 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 터치 감지 장치의 구동을 설명하기 위한 그래프이다.
도 14은 본 발명의 다른 실시에에 따른 터치 패널의 평면도이다.
도 15 내지 도 18는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 터치 감지 장치의 구동을 설명하기 위한 그래프이다.
도 19은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 패널 제어부의 블록도이다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치의 구동을 설명하기 위한 그래프이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법의 순서도이다.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 다른 터치 감지 방법의 순서도이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시에 따른 터치 장치는 복수의 터치 감지 전극들이 배치되는 터치 소자 및 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 획득하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되, 터치 소자 제어부는, 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 수신하고, 감지 신호들을 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화하는 수신부, 한계 감지 신호값이 저장된 메모리, 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부, 감지 신호군별로 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하는 연산부 및 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 터치 감지 장치는 터치 소자(100), 및 터치 소자 제어부(200)를 포함한다.
터치 소자(100)는 터치 여부를 인식할 수 있는 소자로서, 예시적으로 터치 스크린 패널이나 노트북의 터치 패드 등이 적용될 수 있다. 터치 소자(100)는 터치면을 포함할 수 있다. 터치면은 손가락, 손바닥 등과 같은 신체의 일부나 스타일러스(stylus) 등과 같은 객체가 터치에 의해 정보를 입력하는 면일 수 있다. 여기서, 정보 입력을 위한 터치는 터치면에 완전히 접촉하는 것뿐만 아니라, 터치면에 근접하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 터치에 따른 입력 정보는 터치면에 대한 가압력, 객체와 터치면 사이의 거리 등에 의해 세분화될 수 있다.
터치 소자(100)는 또한 복수의 감지 노드(140)를 포함할 수 있다. 각 감지 노드(140)는 좌표값을 가질 수 있다. 감지 노드(140)의 좌표값은 소정 좌표계에 대응되는 좌표값일 수 있다. 예를 들어, 감지 노드(140)는 직교 좌표계에 대응되는 매트릭스 배열을 가지면서, 그에 상응하는 좌표값을 가질 수 있다. 이웃하는 감지 노드(140)간 거리는 일정할 수 있다.
감지 노드(140)의 수는 터치 소자(100)의 감지 해상도인 감지 위치의 수에 관계될 수 있다. 감지 위치(또는 좌표)는 감지 노드(140)와 유사한 개념으로서, 다른 언급이 없다면 동일한 의미로 사용될 수 있다. 다만, 감지 위치와 감지 노드(140)를 엄밀하게 구분하는 관점에서 본다면, 감지 노드(140)는 감지 신호 분석에 의해 추정되는 물리적인 위치인 반면, 감지 위치는 터치 데이터의 입력을 인식하는 관점에서 바라본 좌표를 의미할 수 있다. 따라서, 감지 노드(140)와 감지 위치가 정확하게 일치하지는 않을 수 있다.
예를 들어, 하나의 감지 노드(140)는 하나의 감지 위치(또는 좌표)를 표상할 수 있다. 즉, 감지 노드(140)와 감지 위치는 일대일 대응될 수 있다. 이 경우, (m X n)개의 감지 노드(140)가 있다면, (m X n)개의 감지 위치가 표상될 수 있고, 그에 따라 터치 패널은 (m X n)개의 서로 다른 터치 입력을 인식할 수 있다. 다만, 이 경우라도 감지 노드(140)에 대해 감지 위치가 대응할 뿐, 상호 위치가 정확히 동일하지는 않을 수 있다.
다른 몇몇 실시예에서, 감지 노드(140)와 감지 위치의 수가 서로 상이할 수 있다. 예컨대, 감지 노드(140)의 수에 비해 감지 위치의 수가 적을 수 있다. 이 경우에는 2 이상의 감지 노드(140)에서 검출된 2 이상의 신호를 종합하여 하나의 감지 위치를 결정할 수 있다. 다른 예로서, 감지 노드(140)의 수에 비해 감지 위치의 수가 많은 경우도 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나의 감지 노드(140)에서 검출되는 신호값을 복수의 감지 위치를 결정하는 데에 공통으로 사용하며, 하나의 감지 위치를 결정할 때에도 주변의 복수의 감지 노드(140)에서 검출된 신호값을 가중하여 계산하면, 감지 노드(140)의 수보다 더 많은 감지 위치를 정의할 수 있을 것이다.
나아가, 감지 노드(140)는 터치 소자(100)에서의 위치에 해당되지만, 감지 위치는 터치 소자(100)와 디스플레이 패널이나 기타 다른 장치에서의 위치에 해당되는 점에서 구분될 수도 있다. 전형적인 예로서, 터치 소자(100)가 노트북의 터치 패드인 경우를 들 수 있다.
감지 노드(140)는 반드시 점의 개념은 아니지만, 특정 좌표값에 일대일 대응되도록 배치된다고 가정하면 대체로 이산적인 점의 집합으로 이해될 수 있다. 이산적인 점들 사이의 공간에서도 터치 입력이 이루어지고, 이 경우의 터치 입력을 데이터로서 수용하기 위해 감지셀(150)의 개념이 도입될 수 있다.
감지셀(150)은 감지 노드(140)를 중심으로 일정한 거리 내에 있는 가상의 공간으로 정의될 수 있다. 상기 공간은 예시적으로 2차원 도형일 수 있다. 하나의 감지셀(150) 내에는 하나의 감지 노드(140)가 배치될 수 있다.
감지셀(150)이 2차원 도형으로 정의되는 경우, 복수의 감지셀(150)은 터치면 전체를 분할하여 점유하도록 배치될 수 있다. 감지 노드(140)가 직교 좌표계에 상응하도록 배치된 경우, 각 감시셀은 매트릭스 형상으로 배열될 수 있다. 각 감지셀(150)은 상호 실질적으로 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 예시적인 감지셀(150)의 형상으로 정사각형, 직사각형, 마름모꼴 등을 들 수 있다.
터치 소자(100)는 터치 감지 전극(110)을 포함할 수 있다. 터치 감지 전극(110)은 감지셀(150)과 실질적으로 동일한 형상 및 배열을 가질 수 있지만, 이에 제한되지 않으며, 동일한 감지셀(150)의 배열에 대해 상이한 터치 감지 전극의 형상 및 배열을 갖는 다양한 실시예가 구현될 수 있다. 더욱 구체적인 터치 감지 전극의 형상 및 배열에 대해서는 후술하기로 한다.
터치 소자 제어부(200)는 감지 신호를 수신하고, 수신된 감지신호를 연산하여 감지 노드(140)의 터치 여부를 판단한다. 터치 소자 제어부(200)는 별도의 인쇄회로기판 등에 형성되어 터치 소자(100)에 부착 또는 연결될 수 있다. 다른 예로서, 특히 터치 소자(100)로 터치 패널이 적용된 경우에, 터치 소자 제어부(200)는 터치 패널용 절연 기판 상에 설치될 수도 있다.
터치 감지 장치는 표시 장치를 더 포함할 수 있다. 표시 장치는 표시 패널(300) 및 표시 패널 제어부(400)를 포함한다. 표시 패널(300)은 화상을 디스플레이하는 패널로서, LCD 패널(Liquid Crystal Display Panel), 전기영동 표시 패널(Electrophoretic Display Panel), OLED 패널(Organic Light Emitting Diode Panel), LED 패널, 무기 EL 패널(Electro Luminescent Display Panel), FED 패널(Field Emission Display Panel), SED 패널(Surface-conduction Electron-emitter Display Panel), PDP(Plasma Display Panel), CRT(Cathode Ray Tube) 표시 패널일 수 있다. 터치 소자(100)로서 터치 패널을 적용하는 경우, 터치 패널은 표시 패널(300)의 일면 상에 적층될 수 있다. 터치 소자(100)로 터치 패드가 적용되는 경우, 터치 패드는 신호선을 통해 표시 패널(300)과 전기적으로 연결될 수 있다.
표시 패널 제어부(400)는 표시 패널(300)에 화상을 디스플레이하기 위한 신호를 공급한다. 표시 패널 제어부(400)는 별도의 인쇄회로기판 상에 형성되어 표시 패널(300)에 부착될 수 있다. 다른 예로, 표시 패널 제어부(400)는 표시 패널(300)용 절연 기판 상에 설치될 수도 있다.
터치 소자 제어부(200) 및 표시 패널 제어부(400)는 각각 전용 모듈로 구성될 수도 있다. 그러나, 몇몇 실시예에서는 터치 소자 제어부(200)는 표시 패널 제어부(400)와 통합되어 설치될 수도 있다. 특정 실시예에서, 터치 소자 제어부(200)와 표시 패널 제어부(400)가 모두 표시 패널용 절연 기판 상에 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 소자에 대해 더욱 상세히 설명한다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 정전 용량 방식의 터치 소자에 대해 설명하나, 저항막 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등의 터치 소자 또한 사용될 수 있음은 자명하다.
본 발명의 실시에들에 따른 터치 소자는 별도의 구동 신호를 인가하지 않고, 접촉 물체와 감지 전극 사이에서 생성되는 자체 정전 용량(Self-Capacitance)을 이용하여 접촉 입력을 판단하는 방식을 사용할 수 있고, 소정의 구동 신호를 인가하고 접촉 물체에 의해 다수의 감지 전극 사이에서 발생하는 상호 정전 용량(Mutual-Capacitance)을 이용하여 접촉 입력을 판단하는 방식을 사용할 수 있다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 터치 소자의 평면도들이다. 도 2 내지 도 5의 실시예들은 모두 터치 소자(100)로서 터치 패널(101a 내지 101d)을 적용한 경우를 예시한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 터치 패널(101a 내지 101d)은 절연 기판 및 절연 기판 상에 형성된 터치 감지 전극(110a 내지 110d)을 포함한다. 절연 기판은 투명한 절연 기판일 수 있다. 예를 들어, 투명한 플라스틱 기판, 투명한 유리 기판, 또는 투명한 석영 기판 등이 적용될 수 있다. 나아가, 기판은 가요성 기판일 수 있다. 바람직하게는, 절연 기판은 강화유리, 또는 PMMA(Poly Methyl Methacrylate), PC, PET 등의 플라스틱 재료의 하나 이상의 조합인 고경도 플라스틱일 수 있다.
절연 기판 상에는 복수의 터치 감지 전극(110a 내지 110d)이 형성되어 있다. 터치 감지 전극(110a 내지 110d)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 적용 가능한 투명 도전성 물질의 예로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZO(Zinc Oxide) 등의 산화물, 탄소나노튜브, 금속 나노 와이어, 전도성 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 감지 전극은 얇은 금속 선들이 메쉬형태로 구성된 메탈 메쉬를 패터닝함으로써 형성될 수도 있다.
터치 감지 전극(110a 내지 110d)은 다양한 패턴으로 형성되고, 다양하게 배열될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 터치 감지 전극(110a)은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 다른 형상의 제1 터치 감지 전극(111a) 및 제2 터치 감지 전극(112a)을 포함할 수 있다. 제1 터치 감지 전극(111a)은 제1 방향(도면에서 가로 방향)으로 연장된 라인 타입의 패턴을 갖는다. 제2 터치 감지 전극(112a)은 직사각형 형상의 아일랜드 타입의 패턴을 갖는다.
제1 터치 감지 전극(111a)과 제2 터치 감지 전극(112a)으로 이루어진 행은 제2 방향(도면에서 세로 방향)을 따라 교대로 배열된다. 예를 들어, n번째 행에 제1 터치 감지 전극(111a)이 배치될 경우, (n+1)번째 행에는 복수의 제2 터치 감지 전극(112a)이 배치된다. 제1 터치 감지 전극(111a) 및 제2 터치 감지 전극(112a)은 기판 상에서 동일한 층에 배치될 수 있다. 도면으로 도시되지는 않았지만, 기판 상에는 복수의 연결 전극이 배치될 수 있다. 각 연결 전극은 각 제2 터치 감지 전극(112a)에 연결될 수 있다. 각 연결 전극은 제1 축 상의 동일한 위치에 배치된 아일랜드 타입의 패턴들을 외과 지역에 형성된 배선(미도시)부와 연결될 수 있다.
터치 패널(101a)이 자체 정전 용량 방식의 터치 소자로서 구동되는 경우, 상기와 같은 배열로부터 제1 터치 감지 전극(111a)은 제2 방향(도면에서 세로 방향)에서의 터치 노드의 위치(또는 좌표)를, 제2 터치 감지 전극(112a)은 제1 방향에서의 터치 노드의 위치(또는 좌표)를 감지할 수 있다.
또한, 터치 패널(101a)이 상호 전전 용량 방식의 터치 소자로서 구동되는 경우, 상기와 같은 배열로부터 제2 터치 감지 전극(112a)의 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고, 제1 터치 감지 전극(111a)과 제2 터치 감지 전극(112a) 사이에서 생성되는 감지 신호, 즉, 제1 터치 감지 전극(111a)과 제2 터치 감지 전극 사이(112a)에서 생성되는 상호 정전 용량의 변화를 제1 터치 감지 전극(111a)으로부터 수신하여, 터치 노드의 위치(또는 좌표)를 감지할 수 있다.
도 2의 실시예에 따른 터치 패널의 보다 구체적이고 예시적인 구조가 대한민국 특허 제10-0885730호에 개시되어 있으며, 상기 특허에 개시된 내용은 본 명세서에 충분히 개시된 것처럼 원용되어 통합된다.
몇몇 실시예에서, 터치 감지 전극(110b)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 방향(도면에서 가로 방향)으로 연장되는 삼각형 형상의 패턴을 가질 수 있다. 상기 삼각형은 직각 삼각형 또는 이등변 삼각형일 수 있으나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.
도 3에서, 삼각형의 세변 중 가장 짧은 변을 밑변이라고 할 때, n번째 행에서의 터치 감지 전극(110b)의 삼각형 패턴은 밑변이 일측(도면에서 좌측)에 위치하는 반면, (n+1)번째 행에서의 삼각형 패턴은 밑변이 타측(도면에서 우측)에 위치할 수 있다. n번째 행의 삼각형 패턴과 (n+1)번째 행의 삼각형 패턴은 실질적으로 동일한 형상으로 점대칭 관계에 있을 수 있다.
도 3의 터치 패널(101b)에 사용자가 터치를 입력하는 경우, 터치 감지 전극(110b) 중 터치가 감지된 터치 감지 전극(110b)에서의 감지 신호값의 크기를 이용하여 터치 노드의 위치가 감지될 수 있다.
도 3의 실시예에 따른 터치 패널의 보다 구체적이고 예시적인 구조가 대한민국 공개특허 제10-2010-0032283호에 개시되어 있으며, 상기 특허에 개시된 내용은 본 명세서에 충분히 개시된 것처럼 원용되어 통합된다.
도 4의 실시예는 터치 감지 전극(110c)이 마름모 형상으로 형성된 경우를 예시한다. 터치 감지 전극(110c)은 복수의 마름모 형상의 단위 전극이 제1 방향(도면에서 가로방향)으로 배열되며 제1 연결전극에 의해 상호 전기적으로 연결되어 있는 제1 터치 감지 전극(111c), 및 복수의 마름모 형상의 단위 전극이 제2 방향(도면에서 세로방향)으로 배열되며 제2 연결전극에 의해 상호 전기적으로 연결되어 있는 제2 터치 감지 전극(112d)을 포함할 수 있다.
터치 패널(101c)이 자체 정전 용량 방식의 터치 소자로서 구동되는 경우, 상기와 같은 배열로부터 제1 터치 감지 전극(111c)은 제2 방향에서의 터치 노드의 위치(또는 좌표)를, 제2 터치 감지 전극(112c)은 제1 방향에서의 터치 노드의 위치(또는 좌표)를 감지할 수 있다.
또한, 터치 패널(101c)이 상호 전전 용량 방식의 터치 소자로서 구동되는 경우, 상기와 같은 배열로부터 제2 터치 감지 전극(112c)의 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고, 제1 터치 감지 전극(111c)과 제2 터치 감지 전극(112c) 사이에서 생성되는 감지 신호, 즉, 제1 터치 감지 전극(111)과 제2 터치 감지 전극(112c) 사이에서 생성되는 상호 정전 용량의 변화를 제1 터치 감지 전극(111c)으로부터 수신하여, 터치 노드의 위치(또는 좌표)를 감지할 수 있다.
도 4의 실시예에 따른 터치 패널의 보다 구체적이고 예시적인 구조가 대한민국 공개특허 제10-2010-0032283에 개시되어 있으며, 상기 특허에 개시된 내용은 본 명세서에 충분히 개시된 것처럼 원용되어 통합된다.
도 5는 터치 패널(101d)의 제1 터치 감지 전극(111d)과 제2 터치 감지 전극(112d)이 서로 다른 층에 형성되어 교차하는 경우를 예시한다. 제1 터치 감지 전극(111d)은 제1 방향(도면에서 가로 방향)을 따라 연장된 라인 패턴으로, 제2 터치 감지 전극(112d)은 제2 방향(도면에서 세로 방향)을 따라 연장된 라인 패턴으로 형성된다. 제1 터치 감지 전극(111d)과 제2 터치 감지 전극(112d) 사이에는 절연층(미도시) 또는 절연성 기판(미도시)이 개재될 수 있다.
터치 패널(101d)이 자체 정전 용량 방식의 터치 소자로서 구동되는 경우, 상기와 같은 배열로부터 제1 터치 감지 전극(111d)은 제2 방향에서의 터치 노드의 위치(또는 좌표)를, 제2 터치 감지 전극(112d)은 제1 방향에서의 터치 노드의 위치(또는 좌표)를 감지할 수 있다.
또한, 터치 패널(101d)이 상호 전전 용량 방식의 터치 소자로서 구동되는 경우, 상기와 같은 배열로부터 제2 터치 감지 전극(112d)의 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고, 제1 터치 감지 전극(111d)과 제2 터치 감지 전극(112d) 사이에서 생성되는 감지 신호, 즉, 제1 터치 감지 전극(111d)과 제2 터치 감지 전극(112d) 사이에서 생성되는 상호 정전 용량의 변화를 제1 터치 감지 전극(111d)으로부터 수신하여, 터치 노드의 위치(또는 좌표)를 감지할 수 있다.
계속해서, 도 1의 터치 소자 제어부에 대해 더욱 상세히 설명한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 소자 제어부의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 터치 소자 제어부(200)는 터치 소자(100)에 배치된 감지 전극들로부터 감지 신호를 획득하여 터치 소자(100)에서의 터치 여부를 판단한다. 터치 소자 제어부(200)는 수신부(210), 신호 추출부(220), 메모리(230), 연산부(240) 및 터치 판단부(250)를 포함할 수 있다.
수신부(210)는 터치 소자(100)에 배치된 터치 감지 전극(110)으로부터 감지 신호들을 수신한다. 사용자가 터치 소자(100)에 터치 입력을 가하는 경우, 각각의 터치 감지 전극(110)은 터치 강도 또는 터치 면적에 따라 상이한 감지 신호값을 획득한다. 터치 소자(100)가 정전 용량 방식을 취하는 경우, 감지 신호값은 터치에 따른 정전 용량의 변화를 반영한다. 예를 들어, 터치 소자(100)가 자체 정전 용량 방식을 취하는 경우, 감지 신호값은 접촉 물체와 터치 감지 전극(110) 사이에서 생성되는 정전 용량의 변화를 반영하고, 터치 소자(100)가 상호 정전 용량 방식을 취하는 경우, 감지 신호 값은 접촉 물체에 의해 제1 터치 감지 전극(111)과 제2 터치 감지 전극(112) 사이에서 생성되는 정전 용량의 변화를 반영한다.
수신부(210)는 감지 신호를 개별적인 신호들로 출력할 수도 있고, 하나 이상의 군으로 그룹화하여 출력할 수 있다. 수신부(210)가 감지 신호를 하나 이상의 군으로 그룹화하여 출력하는 경우, 예를 들어, 수신부(210)는 수신된 모든 감지 신호를 하나의 군으로 그룹화하여 출력할 수 있다. 다른 예로, 수신부(210)는 수신된 감지 신호 중, 행방향 좌표에 관계된 감지 신호들을 제1 군으로 그룹화하고, 열방향 좌표에 관계된 감지 신호들을 제2 군으로 그룹화하여 출력할 수 있다.
터치 감지 전극에서 획득된 감지 신호값이 배선을 통해 수신부(210)로 전달되는 과정에 대해서는 후술한다. 도 6에서는 수신부(210)가 터치 소자 제어부에서 독립적인 구성요소로 도시되어 있으나, 수신부(210)는 후술할 신호 추출부(220)와 통합되어 구성될 수 있다.
신호 추출부(220)는 수신부(210)로부터 감지 신호들을 개별적인 신호들로 입력받는 경우, 모든 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출한다. 또는, 신호 추출부(220)가 수신부(210)로부터 감지 신호들의 군을 입력받는 경우, 각 군별로 그에 속하는 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출한다. 따라서, 수신부(210)로부터 2 이상의 군을 입력받은 경우, 신호 추출부(220)는 2 이상의 최대 감지 신호값을 추출하게 될 것이다.
감지 신호들은 사용자의 터치 강도 또는 터치 면적에 따라 상이한 감지 신호값을 가질 수 있다. 즉, 터치에 의한 정전 용량의 크기는 접촉 면적에 비례하고, 거리에 반비례한다. 따라서, 사용자의 터치 강도가 높으면 감지 신호값은 크고, 사용자의 터치 강도가 낮으면 감지 신호값은 작을 수 있다. 또한, 사용자의 터치 면적이 넓으면 감지 신호값은 크고, 사용자의 터치 면적이 좁으면 감지 신호값은 작을 수 있다. 따라서, 최대 감지 신호값은 사용자의 터치 면적이 넓거나, 사용자의 터치 강도가 높은 터치 감지 전극으로부터 획득된 감지 신호값을 의미할 수 있다.
메모리(230)는 임의의 데이터를 저장할 수 있는 저장 소자이다. 메모리(230)에는 한계 감지 신호값 및/또는 감지 신호 임계값이 저장될 수 있다.
한계 감지 신호값은 정상적인 상태에서 터치에 의해 감지될 수 있는 최대 감지 신호값을 의미할 수 있다. 구체적인 설명을 위해 도 9이 참조된다. 도 9은 배면 노이즈를 설명하기 위한 개략도로서, 도 9은 표시 패널(300)의 일면 상에 터치 패널이 위치하는 경우를 예시한다. 도 9에서, 표시 패널(300)과 터치 패널은 소정 간격 상호 이격되어 위치할 수 있다. 사용자가 터치 패널에 터치 입력을 가하는 경우, 도 9에 도시된 바와 같이 터치에 의한 압력에 의해 터치 패널이 표시 패널(300) 방향으로 휠 수 있다. 사용자의 터치 입력의 강도가 증가하면, 터치 패널의 휨의 정도가 증가할 것이다. 그런데, 터치 패널이 휘면, 그 영역을 중심으로 표시 패널(300)과의 거리가 가까워진다. 한편, 표시 패널(300)은 화소 전극, 게이트선, 데이터선 등에 사용되는 도전성 물질을 포함한다. 따라서, 터치 패널에 대한 도전성 물질의 거리 또한 가까워진다. 표시 패널(300)의 도전성 물질과 터치 패널의 터치 감지 전극간 거리가 어느 한계 이하로 줄어들면, 그 사이에 유효한 정전 용량이 형성된다. 이러한 현상은 배면으로부터 도전성 물질이 객체로 작용하여 터치 입력된 효과와 유사하므로, 이른바 “배면 터치”로 지칭될 수 있다.
표시 패널(300)과의 거리가 가까워질수록 배면 터치에 의한 정전 용량의 크기는 더 커질 것이다. 배면 터치로 생성된 정전 용량은 터치 입력에 따른 정전 용량과 결합하여 더 큰 감지 신호값을 양산하는데, 이와 같은 배면 터치에 의한 신호값의 변화는 노이즈로 작용할 수 있다. 따라서, 배면 터치 등이 이루어지지 않아 노이즈 요인이 배제된 정상 상태에서 이루어지는 감지 신호값의 최대값이 한계 감지 신호값으로 정의될 수 있다.
감지 신호 임계값은 터치 입력이 존재한다고 판단하는 기준이 되는 최소한의 감지 신호값을 의미할 수 있다.연산부(240)는 신호추출부(220)로부터 군별 감지 신호값 및 최대 감지 신호값을 입력받는다. 또한, 메모리(230)로부터 한계 감지 신호값을 입력받는다. 연산부(240)는 감지 신호값 군별로 입력된 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하고, 그 값을 이용하여 조정 변수를 산출한다. 최대 감지 신호값이 한계 감지 신호값보다 같거나 작으면 조정 변수는 0으로 산출될 수 있다. 최대 감지 신호값이 한계 감지 신호값보다 크면, 0이 아닌 조정 변수가 산출될 수 있다.
이어, 각 감지신호값 군별로 감지 신호들의 감지 신호 값과 조정 변수를 연산하여 조정 감지 신호값을 생성할 수 있다. 상기 연산은 뺄셈을 포함할 수 있다. 조정 변수는 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제한 값으로서, 배면 터치 등에 의해 발생한 최대의 노이즈 값을 의미할 수 있다. 최대 감지 신호값이 한계 감지 신호값보다 같거나 작아 조정 변수가 0으로 산출된 경우, 조정 감지 신호값은 연산부(240)에 입력된 감지 신호값과 동일 또는 실질적으로 동일할 수 있다.
터치 판단부(250)는 조정 감지 신호값 및 감지 신호 임계값을 입력받아 터치 소자(100)에서의 터치 여부를 판단한다. 감지 신호 임계값은 연산부(240)로부터 전달받을 수도 있지만, 메모리(230)로부터 직접 입력될 수도 있다. 터치 판단부(250)는 입력된 조정 감지 신호값 및 감지 신호 임계값을 비교하여 터치 여부를 판단한다. 조정 감지 신호값이 감지 신호 임계값보다 같거나 크면 터치가 이루어진 것으로 판단될 수 있다. 2 이상 조정 감지 신호값이 감지 신호 임계값보다 같거나 크면 2 이상의 위치에서 터치가 이루어진 것으로 판단될 수 있다. 2 이상의 터치 위치는 상호 인접한 경우뿐만 아니라, 이격된 경우라도 모든 위치에 대한 터치 여부의 판단이 가능하다. 터치 판단부(250)는 더 나아가, 터치가 이루어진 것으로 판단된 군별 감지 신호값으로부터 터치 좌표를 추적하고 그 결과를 출력하여 도시되지 않은 터치 입력 처리 장치에 제공할 수 있다.
또한, 연산부(240)는 신호추출부(220)로부터 개별 감지 신호값 및 최대 감지 신호값을 입력받을 수 있다, 또한, 메모리(230)로부터 한계 감지 신호값을 입력받는다. 연산부(240)는 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하고, 그 값을 이용하여 조정 변수를 산출할 수 있다. 최대 감지 신호값이 한계 감지 신호값보다 같거나 작으면 조정 변수는 0으로 산출될 수 있다. 최대 감지 신호값이 한계 감지 신호값보다 크면, 0이 아닌 조정 변수가 산출될 수 있다.
이어, 감지 신호들의 감지 신호 값과 조정 변수를 연산하여 조정 감지 신호값을 생성할 수 있다. 상기 연산은 뺄셈을 포함할 수 있다. 조정 변수는 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제한 값으로서, 배면 터치 등에 의해 발생한 최대의 노이즈 값을 의미할 수 있다. 최대 감지 신호값이 한계 감지 신호값보다 같거나 작아 조정 변수가 0으로 산출된 경우, 조정 감지 신호값은 연산부(240)에 입력된 감지 신호값과 동일 또는 실질적으로 동일할 수 있다.
터치 판단부(250)는 조정 감지 신호값 및 감지 신호 임계값을 입력받아 터치 소자(100)에서의 터치 여부를 판단한다. 감지 신호 임계값은 연산부(240)로부터 전달받을 수도 있지만, 메모리(230)로부터 직접 입력될 수도 있다. 터치 판단부(250)는 입력된 조정 감지 신호값 및 감지 신호 임계값을 비교하여 터치 여부를 판단한다. 조정 감지 신호값이 감지 신호 임계값보다 같거나 크면 터치가 이루어진 것으로 판단될 수 있다. 2 이상 조정 감지 신호값이 감지 신호 임계값보다 같거나 크면 2 이상의 위치에서 터치가 이루어진 것으로 판단될 수 있다. 2 이상의 터치 위치는 상호 인접한 경우뿐만 아니라, 이격된 경우라도 모든 위치에 대한 터치 여부의 판단이 가능하다. 터치 판단부(250)는 더 나아가, 터치 좌표를 추적하고 그 결과를 출력하여 도시되지 않은 터치 입력 처리 장치에 제공할 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 13을 참조하여 터치 소자 제어부의 구체적인 동작에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위해 도 7 내지 10의 터치 소자 제어부는 자체 정전 용량 방식의 터치 소자를 구동하는 것을 가정한다,
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 소자의 평면도이다. 도 8는 감지 신호와 감지 신호값의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 7는 도 2에 도시된 터치 소자가 구체화된 일예이지만, 그 대신 도 3 내지 도 5, 또는 다른 형태의 터치 소자를 적용할 수도 있은 물론이다.
도 7는 8개의 제1 터치 감지 전극(111a)이 나란하게 배치되고, 제2 터치 감지 전극(112a)은 8개의 행을 이루고, 하나의 행에 8개가 배치되는 경우를 예시한다. 도 7에서 사용자의 터치에 의한 터치 영역이 A로 도시되어 있다.
터치 소자에 터치 입력이 이루어지면, 터치 감지 전극(110a)에서 획득된 감지 신호값은 배선(120)을 통해 터치 소자 제어부(200)의 수신부(210)로 전달된다. 8개의 제1 터치 감지 전극(111a)은 각각 하나의 배선(Y1 내지 Y8)과 접속하여, 각각의 감지 신호(y1 내지 y8)를 수신부(210)로 전달한다. 각각의 행에서의 제2 터치 감지 전극(112a) 중 동일한 열에 위치하는 제2 터치 감지 전극(112a)으로부터의 배선은 하나의 배선(X1 내지 X8)으로 연결되어 각각의 감지 신호(x1 내지 x8)를 수신부(210)로 전달한다. 예를 들어, 각각의 행에서의 제2 터치 감지 전극(112) 중 최좌측 열에 위치하는 제2 터치 감지 전극(112a)으로부터의 배선은 하나의 배선(X1)으로 연결되어 감지 신호(x1)를 수신부(210)로 전달한다. 수신부(210)에서, 배선(Y1 내지 Y8)으로부터 입력된 감지 신호들(y1 내지 y8)은 제1 감지 신호군으로, 배선(X1 내지 X8)으로부터 입력된 감지 신호들(x1 내지 x8)은 제2 감지 신호군으로 그룹화될 수 있다. 이하, 위와 같은 그룹화가 이루어진 경우를 예로 하여 설명한다.
도 8는 수신부(210)에 입력되는 감지 신호와 감지 신호값의 관계를 나타내는 그래프로서, 도 7의 터치 영역에 터치 입력이 있는 경우의 감지 신호와 감지 신호값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8의 그래프 (a)에서 X축은 제2 감지 신호군으로 그룹화되는 감지 신호들(x1 내지 x8)을 나타내고, Y축은 감지 신호값을 나타낸다. 감지 신호값은 감지 신호의 크기를 의미하는 것으로서, 터치에 의한 정전 용량이 클수록, 다시 말해 터치 감지 전극(110a)에서 감지되는 터치 입력이 클수록 큰 값을 갖는다.
도 8의 그래프 (b)에서 X축은 제1 감지 신호군으로 그룹화되는 감지 신호들(y1 내지 y8)을 나타내고, Y축은 감지 신호값을 나타낸다.
상술한 것처럼 감지 신호 임계값은 터치 입력이 존재한다고 판단하는 기준이 되는 최소한의 감지 신호값을 나타내므로, 어떠한 터치 감지 전극(110a)으로부터의 감지 신호값의 크기가 감지 신호 임계값보다 큰 경우, 해당 터치 감지 전극(110a)에 사용자의 터치 입력이 존재한다고 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 7의 터치 소자의 A 영역에 터치 입력이 가해졌다고 가정한다. 이 경우, 터치 영역은 2번째 행의 제2 터치 감지 전극(112a) 중 좌측으로부터 2번째 및 3번째 열의 제2 터치 감지 전극(112a)과 중첩된다. 따라서, 수신부(210)에 수신되는 제2 감지 신호군의 감지 신호(x1 내지 x8) 중 도 8의 그래프 (a)에와 같이 2번째 및 3번째 열의 제2 터치 감지 전극(112a)으로부터 수신된 감지 신호(x2, x3)의 감지 신호값이 감지 신호 임계값보다 클 것이다. 다만, 본 실시예에서, 제2 터치 감지 전극(112a)에 인가된 제2 감지 신호군에서의 최대 감지 신호값은 배선(X3)으로부터 검출되지만, 그 값(x3)은 한계 감지 신호값보다는 작다.
실제의 터치 영역은 2번째 및 3번째 열의 제2 터치 감지 전극(112a)과 중첩되지만, 해당 터치 감지 전극이외의 주변 전극도 터치 객체와의 정전 용량 이나, 터치된 감지 전극과의 상호 용량 등에 의해 소정의 감지 신호값이 발생할 수 있다. 다만, 직접적인 터치 입력이 가해진 것은 아니므로, 감지 신호값은 감지 신호 임계값보다 작을 것이다. 도 8의 그래프 (a)는 1번째, 4번째 및 5번째 열의 제2 터치 감지 전극(112a)으로부터 전달된 감지 신호(x1, x4, x5)의 감지 신호값은 0보다 크고, 감지 신호 임계값보다는 작은 것을 예시한다.
제1 터치 감지 전극(111a)에 대하여 터치 영역은 3번째 행과 중첩된다. 따라서, 도 8의 그래프 (b)에 도시된 바와 같이, 동일한 방식으로 제1 감지 신호군(y1 내지 y8) 중 3번째 행의 제1 터치 감지 전극(111a)으로부터 전달된 감지 신호(y3)의 감지 신호값이 감지 신호 임계값보다 크고, 주변 전극인 1번째, 2번째, 4번째 및 5번째 행의 제1 터치 감지 전극(111a)으로부터 전달된 감지 신호(y1, y2, y4, y5)의 감지 신호값은 0보다 크고, 감지 신호 임계값보다는 작게 검출될 수 있다. 다만, 본 실시예에서, 제1 감지 신호군에서의 최대 감지 신호값인 감지 신호(y3)의 감지 신호값의 경우에도 한계 감지 신호값보다는 작다.
제2 감지 신호군(x1 내지 x8) 및 제1 감지 신호군(y1 내지 y8)에서의 최대 감지 신호값은 신호 추출부(220)에 의해 추출되어, 연산부(240)에 입력된다. 연산부(240)는 신호군별로 조정 변수를 산출하는데, 상술한 것처럼 각 감지 신호군의 최대 감지 신호값이 한계 감지 신호값보다 작으므로, 산출된 조정 변수는 0이 될 수 있다. 따라서, 연산부(240)는 신호 추출부(220)로부터 출력된 감지 신호값들과 동일하거나 실질적으로 동일한 조정 감지 신호값을 터치 판단부(250)에 출력한다. 터치 판단부(250)는 조정 감지 신호값을 감지신호 임계값과 비교하여 그보다 크거나 같은 감지 신호(x2, x3, y3)를 전달하는 X2, X3, Y3의 배선에 연결된 터치 감지 전극(110a)에서 터치가 이루어졌다고 판단하며, 그로부터 터치 영역의 좌표를 추적하고 그 결과를 출력할 수 있다.
도 10은 노이즈가 발생한 경우의 감지 신호와 감지 신호값의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 10은 배면 터치에 의한 노이즈 값이 도 8의 감지 신호값에 가산되어 있다는 것을 제외하면 도 8와 동일하다.
도 9을 참조하면, 사용자가 터치 소자(100)에 소정의 압력을 동반하여 터치 입력을 가하는 경우, 터치 소자(100)가 휘어질 수 있다. 이 경우, 실제 터치 입력이 가해진 영역에서의 터치 소자(100)의 휨 정도가 가장 크고, 실제 터치 입력이 가해진 영역에서 멀어질수록 터치 소자(100)의 휨 정도는 감소한다. 따라서, 배면 터치에 의한 노이즈는 실제로 배면 터치가 이루어진 영역에서 가장 크고, 배면 터치가 이루어진 영역에서 멀어질수록 작아질 수 있다.
도 10의 그래프 (a)를 참조하면, 제2 감지 신호군 각각의 감지 신호값에 배면 터치에 의한 노이즈가 가산되어 있음을 확인할 수 있다. 실제 터치 입력된 부분이 3번째 열에서의 제2 터치 감지 전극(112a)이라고 가정하면, 도 10의 그래프 (a)에 도시된 바와 같이, x3의 노이즈 값이 가장 크고, 3번째 열의 제2 터치 감지 전극(112a)으로부터 멀어질수록 노이즈 값은 감소한다.
마찬가지로, 도 10의 그래프 (b)를 참조하면, 제1 감지 신호군 각각의 감지 신호값에 배면 터치에 의한 노이즈가 가산되어 있음을 확인할 수 있다. 실제 터치 입력된 부분이 3번째 행에서의 제1 터치 감지 전극(111a)이라고 가정하면, 도 10의 그래프 (b)에 도시된 바와 같이, y3의 노이즈 값이 가장 크고, 3번째 행의 제1 터치 감지 전극(111a)으로부터 멀어질수록 노이즈 값은 감소한다.
제2 감지 신호군 및 제1 감지 신호군에서의 최대 감지 신호값은 신호 추출부(220)에 의해 추출되어, 연산부(240)에 입력된다. 각 감지 신호군별로 최대 감지 신호값이 노이즈를 포함하고 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
연산부(240)는 신호군별로 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제한 값을 이용하여 조정 변수를 산출한다. 예를 들어 조정 변수는 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 뺀 값일 수 있다.
제2 감지 신호군을 나타내는 도 10의 그래프 (a)에서는, x3이 최대 감지 신호값이므로, 제2 감지 신호군의 조정 변수는 x3의 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제한 값을 이용하여 획득될 수 있다. 또한, 제1 감지 신호군을 나타내는 도 10의 그래프 (b)에서는 y3의 감지 신호값이 최대 감지 신호값이므로, 제1 감지 신호군의 조정 변수는 y3의 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제한 값을 이용하여 획득될 수 있다.
각 감지 신호군의 조정 계수는 각 감지 신호군 내의 감지 신호값을 조정하여 조정 감지 신호값을 산출하는데에 이용된다. 도 10의 그래프에서 배선(X4), 및 배선(Y2, Y4)의 경우 그에 연결된 감지 전극에 터치가 이루어지지 않았음에도 불구하고, 배면 터치 등에 의한 노이즈의 영향으로 해당 감지 신호값이 감지 신호 임계값보다 큰 값을 갖게 되지만, 조정 변수를 이용한 조정 감지 신호값의 산출 과정에서 그 신호값의 크기가 감지 신호 임계값 미만으로 작아질 수 있다. 따라서, 터치 판단부(250)에서 배선(X4), 및 배선(Y2, Y4)에 해당되는 전극을 터치 영역으로부터 배제함으로써, 노이즈에 의한 터치 감지 장치의 오동작을 방지하고, 터치 감지의 정확도를 개선시킬 수 있다.
이하, 도 11 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 연산부(240)의 조정 감지 신호값을 산출 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 연산부(240)에 의해 생성된 조정 감지 신호값과 감지 신호 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 11은 도 10의 해당 군의 모든 감지 신호값에 대해 해당 조정 계수를 연산하여 조정 감지 신호값을 산출한 결과를 예시한다.
본 실시예는 연산부(240)가 조정 신호값에서 각군의 조정 변수를 일괄적으로 공제하는 방법으로 조정 감지 신호값을 얻는 경우를 예시한다. 여기서, 조정 변수는 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제한 값일 수 있다.
도 11의 실시예에서, 감지 신호 최대값을 나타내는 감지 신호(x3, y3)에 대해서는 조정변수를 공제함으로써 한계 감지 신호값과 동일한 조정 감지 신호값이 산출된다.
한편, 노이즈에 의해 그 감지 신호값이 증가하여 감지 신호 임계값을 초과하였던 감지 신호(x4, y2, y4)는 조정변수를 공제함으로써 그 크기가 감소된다. 그런데, 앞서 설명한 것처럼, 노이즈는 감지 신호(x3, y3)에서 가장 크다면, 감지 신호(x3, y3)의 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하여 얻어진 조정 변수는 그 이외의 감지 신호에 부가되는 노이즈보다 클 확률이 매우 높다. 따라서, 감지 신호(x4, y2, y4)의 감지 신호값에서 조정변수를 공제하는 것은 감지 신호(x4, y2, y4)의 노이즈보다 같거나 큰 값을 공제하는 셈이므로, 감지 신호(x4, y2, y4)의 조정 감지 신호값이 감지 신호 임계값보다 작아질 수 있다.
따라서, 터치 판단부(250)에서는 감지 신호 임계값보다 작은 감지 신호(x4, y2, y4)의 해당 전극에 대해서는 터치되지 않았다고 판단함으로써, 노이즈에 의한 터치 감지 장치의 오동작을 배제할 수 있다.
본 실시예의 변형 실시예로서, 조정 감지 신호값은 감지 신호로부터 조정 변수가 아닌 특정 상수를 공제하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 여기서 조정 변수는 특정 상수의 공제 여부를 결정하는데에 활용될 수 있다. 예를 들어, 조정 변수가 0인 경우에는 특정 상수를 공제하지 않지만, 0보다 큰 경우에는 특정 상수를 공제하도록 구성될 수 있다.
특정 상수는 조정 변수의 크기와 상관없이 결정될 수 있다. 특정 상수의 공제도 모든 감지 신호값으로부터 동일한 상수를 일괄 공제하는 방법을 취할 수도 있고, 감지 신호값에 비례하는 상수를 공제하는 방법을 취할 수도 있다. 또 다른 방법으로는 룩업테이블의 형태로 공제값을 미리 저장해두고 활용할 수도 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연산부(240)에 의해 생성된 조정 감지 신호값과 감지 신호 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 12은 도 10의 해당 군의 모든 감지 신호값에 대해 해당 조정 계수를 연산하여 조정 감지 신호값을 산출한 결과를 예시한다.
본 실시예에서, 조정 감지 신호값은 감지 신호값에서 각군의 조정 변수와 조정 계수의 곱을 일괄적으로 공제하는 방법으로 얻어질 수 있다.
상술한 것처럼, 배면 터치에 의한 노이즈는 실제로 배면 터치가 이루어진 영역에서 가장 크고, 배면 터치가 이루어진 영역에서 멀어질수록 작아질 수 있다. 도 10을 참조하면, 배면 터치에 의해 발생된 노이즈 값은 배선(X3 및 Y3)에 해당하는 감지 신호(x3, y3)에서 가장 크고, 배선(X3 및 Y3)에서 멀어질수록 그에 해당하는 감지 신호의 노이즈가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 노이즈 분포를 반영하기 위한 조정 계수를 도입하여 조정 감지 신호값을 미세하게 조절할 수 있다.
조정 계수는 감지 신호들에 따라 서로 상이하게 정의될 수 있다. 배면 터치가 이루어진 터치 감지 전극(110a)으로부터의 감지 신호값에 대해서는 조정 계수의 값을 크게 정의할 수 있고, 배면 터치가 이루어지지 않은 터치 감지 전극(110a)으로부터의 감지 신호값에 대해서는 조정 계수의 값을 작게 정의할 수 있다. 예를 들어, 조정 계수는 최대 감지 신호를 갖는 감지 신호에서 최대값을 갖고, 최대 감지 신호값을 갖는 감지 신호가 감지된 터치 감지 전극(110a)으로부터의 거리에 기초하여 크기가 감소할 수 있다. 또한, 조정 계수는 배면 터치에 의한 노이즈 분포 특성에 기초하여, 노이즈의 상대적 양에 따라 설정될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 조정 계수는 0이상 1이하일 수 있다.
조정 계수는 룩업테이블(Look Up Table; LUT)의 형태로 메모리(230)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 터치 소자(100)에 대한 한계 감지 신호값은 터치 소자(100) 설계시 미리 산출할 수 있으며, 최대 감지 신호값의 크기의 변화에 따른 노이즈 분포의 변화 또한 실험적으로 미리 산출할 수 있다. 따라서, 터치 감지 장치 제조 시에 미리 메모리(230)에 최대 감지 신호값에 대한 조정 계수를 룩업테이블의 형태로 메모리(230)에 저장할 수도 있다.
이상에서 설명한 조정 변수 및/또는 조정 계수는 터치 감지 전극(110a)의 그룹별로 상이하게 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 것처럼, 터치 영역(A)은 2번째 행의 제2 터치 감지 전극(112a) 중 좌측으로부터 2번째 및 3번째 열의 제2 터치 감지 전극(112a)과 중첩되나, 터치 영역(A)는 실제로 터치가 이루어지지 않은 전극인 4번째 열의 제2 터치 감지 전극(112a)으로부터의 감지 신호값을 전달하는 배선(X4)과도 중첩한다. 따라서, 배선(X4)에도 노이즈가 가산되어, 실제로 터치가 이루어지지 않은 전극인 4번째 열의 제2 터치 감지 전극(112a)에서도 사용자의 터치 입력이 존재하는 것으로 판단될 수 있다. 노이즈 발생 확률은 전극의 구조에 의해 달라질 수 있다. 노이즈 발생 확률이 유사한 터치 감지 전극별로 그룹을 형성하고, 각 그룹에 대해 개별 가중치를 부여한 후 이를 조정 변수 및/또는 조정 계수에 반영함으로써, 다양한 노이즈 환경에의 적응성을 제고시킬 수 있다.
도 13은 본 발명의 몇몇 다른 실시예에 따른 연산부(240)에 의한 감지 신호값과 감지 신호 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 13을 참조하면, 본 발명의 몇몇 다른 실시예에 따른 연산부(240)는 감지 신호값를 조정 변수로 연산하지 않고, 그 대신 감지 신호 임계값에 조정 변수를 연산(예컨대, 가산)하여 조정 감지 신호 임계값을 생성하고, 조정 감지 신호 임계값을 이용하여 터치 소자(100)에서의 터치 여부를 판단할 수 있다. 도 13은 배면 터치에 의한 노이즈에 의해 x2, x3, y3의 감지 신호값이 감지 신호 임계값보다 큰 값을 갖고, x4, y2 및 y4의 감지 신호값 또한 감지 신호 임계값보다 큰 값을 갖는 경우를 예시한다. 그러나, 조정 변수를 감지 신호 임계값에 가산하여 생성한 조정 감지 신호 임계값을 기준으로 보았을 때에는 x2, x3, y3의 감지 신호값은 더 크지만, x4, y2 및 y4의 경우는 더 작은 값을 갖게 된다. 따라서, 터치 판단부(250)에서 감지 신호값을 조정 감지 신호 임계값과 비교하여 터치 여부를 판단함으로써, 노이즈에 해당하는 감지 신호(x4, y2, y4)들을 배제할 수 있다.
본 실시예에서 가산되는 조정 변수는 앞서 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한 다양한 방법과 실질적으로 동일한 방법을 이용하여 산출될 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 감지 장치는, 감지 신호를 이용하여 터치 소자에서의 터치 개수를 판단하고, 터치 개수에 기초하여 정상 감지율을 산출하고, 조정 변수를 이용하여 조정 감지 신호값을 생성하고, 조정 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값보다 큰 조정 감지 신호값들의 비율을 산출하고, 비율을 정상 감지율과 비교하여 재조정 여부를 결정할 수 있다.
노이즈가 제거된 상태 또는 노이즈가 존재하지 않는 정상 상태에서는 터치 소자의 터치 감지 전극에 의해 감지된 감지 신호값 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 개수가 특정 개수를 넘지 않을 것이다. 예를 들어, 특정 개수는 최초 입력된 터치 개수일 수 있다. 따라서, 노이즈가 완전히 제거되었는지 여부를 판정하기 위하여, 최초 입력된 감지 신호를 이용하여 터치 소자에서의 터치 개수를 판단하고, 터치 개수에 기초하여 정상 감지율을 산출할 수 있다. 여기서, 정상 감지율은 해당 터치 개수에 대응하여 발생할 수 있는 총 감지 신호값 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율을 의미할 수 있다. 예를 들어, 임의의 크기의 터치 소자에서 하나의 터치가 발생한 경우 총 감지 신호값 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율을 5%라고 하고, 최초 입력된 감지 신호를 이용하여 판단된 터치 개수가 3개라고 한다면, 정상 감지율을 15%일 수 있다.
정상 감지율 산출에 이어서, 조정된 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율을 산출하고, 산출된 비율과 정상 감지율을 비교하여 노이즈가 완전히 제거되었는지를 판단할 수 있다. 만약, 노이즈가 완전히 제거되지 않은 경우, 즉, 조정된 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율이 정상 감지율보다 큰 경우에는 재조정이 수행될 수도 있다. 재조정은 상술한 다양한 방식의 노이즈 제거 방식을 통해 이루어질 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 감지 장치는, 조정 변수를 이용하여 조정 감지 신호값을 생성하고, 조정 감지 신호값 중 한계 감지 신호값의 특정 비율 이하의 조정 감지 신호값이 존재하는 경우, 한계 감지 신호값의 특정 비율 이하의 조정 감지 신호값을 0으로 재조정할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 한계 감지 신호값의 특정 비율은 한계 감지 신호값의 약 5%일 수 있다.
이하, 도 14 내지 도 18를 참조하여 터치 소자 제어부의 구체적인 동작에 대하여 더욱 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위해 도 7 내지 10의 터치 소자 제어부는 상호 정전 용량 방식의 터치 소자를 구동하는 것을 가정한다,
도 14은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 소자의 평면도이다. 도 15는 감지 신호와 감지 신호값의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 14은 도 2에 도시된 터치 소자가 구체화된 일예이지만, 그 대신 도 3 내지 도 5, 또는 다른 형태의 터치 소자를 적용할 수도 있은 물론이다.
도 14은 8개의 제1 터치 감지 전극(111a)이 나란하게 배치되고, 제2 터치 감지 전극(112a)은 8개의 행을 이루고, 하나의 행에 8개가 배치되는 경우를 예시한다. 도 14에서 사용자의 터치에 의한 터치 영역이 A로 도시되어 있다.
상호 정전 용량 방식의 터치 소자의 경우, 제2 터치 감지 전극(112a)에는 구동 신호가 인가되고, 제1 터치 감지 전극(111a)에서만 감지 신호를 수신하므로, 감지셀(151)은 하나의 제2 터치 감지 전극(112a)과 하나의 제2 터치 감지 전극(112a)에 대응하는 폭의 제1 터치 감지 전극(111a)의 일부를 포함하는 영역일 수 있다.
터치 소자가 상호 정전 용량 방식의 터치 소자로 구동되는 경우, 제2 터치 감지 전극(112a)의 적어도 일부에 구동 신호를 인가한다. 몇몇 실시예에서는 각각의 행에서의 제2 터치 감지 전극(112a) 중 동일한 열에 위치하는 제2 터치 감지 전극(112a)에 구동 신호를 순차적으로 인가한다. 구동 신호는 배선(X1 내지 X8)을 통해 순차적으로 인가될 수 있다. 예를 들어, 배선(X1)을 통해 최좌측 열에 위치하는 제2 터치 감지 전극(112a)에 구동 신호가 인가되는 경우, 나머지 열에 위치하는 제2 터치 감지 전극(112a)에는 나머지 배선(X2 내지 X8)을 통해 그라운드 레벨의 전압이 인가될 수 있다. 이후, 좌측에서 2번째 열에 위치하는 제2 터치 감지 전극(112a)에 구동 신호가 인가될 수 있으며, 순차적으로 다른 열에 위치하는 제2 터치 감지 전극(112a)에 구동 신호가 인가될 수 있다.
터치 소자에 터치 입력이 이루어지면, 제1 터치 감지 전극(111a)과 제2 터치 감지 전극(112a) 사이에 상호 정전 용량의 변화가 발생한다. 이러한 상호 정전 용량의 변화는 제1 터치 감지 전극(111a)에서 수신하여, 각각 하나의 배선 (Y1 내지 Y8)을 통해 수신부(210)로 전달된다. 수신부(210)에서는 배선(Y1 내지 Y8)으로부터 입력된 감지 신호들을 사용하여, 감지 신호와 감지 신호값의 관계를 맵핑할 수 있다.
도 15는 수신부(210)에 입력되는 감지 신호와 감지 신호값의 관계를 나타내는 그래프로서, 도 14의 터치 영역에 터치 입력이 있는 경우의 감지 신호와 감지 신호값의 관계를 나타내는 그래프이다. 감지 신호값은 감지 신호의 크기를 의미하는 것으로서, 터치에 의해 생성되는 상호 정전 용량이 클수록, 다시 말해 제1 터치 감지 전극(111a)에서 감지되는 터치 입력이 클수록 큰 값을 갖는다.
상술한 것처럼 감지 신호 임계값은 터치 입력이 존재한다고 판단하는 기준이 되는 최소한의 감지 신호값을 나타내므로, 어떠한 터치 감지 전극(110a)으로부터의 감지 신호값의 크기가 감지 신호 임계값보다 큰 경우, 해당 터치 감지 전극(110a)에 사용자의 터치 입력이 존재한다고 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 14의 터치 소자의 A 영역에 터치 입력이 가해졌다고 가정한다. 이 경우, 터치 영역은 2번째 행의 감지셀(151) 중 좌측으로부터 2번째 및 3번째 열의 감지셀(151) 및 3번째 행의 감지셀(151) 중 좌측으로부터 2번째 및 3번째 열의 감지셀(151)과 중첩된다. 따라서, 수신부(210)에 수신되는 감지 신호들 중, 해당 감지셀(151)에 대응하는 감지 신호값이 감지 신호 임계값보다 클 것이다.
실제의 터치 영역은 2번째 행의 감지셀(151) 중 좌측으로부터 2번째 및 3번째 열의 감지셀(151) 및 3번째 행의 감지셀(151) 중 좌측으로부터 2번째 및 3번째 열의 감지셀(151)과 중첩되지만, 해당 감지셀 이외의 주변 전극도 터치 객체와의 정전 용량 이나, 터치된 감지 전극과의 상호 용량 등에 의해 소정의 감지 신호값이 발생할 수 있다. 다만, 직접적인 터치 입력이 가해진 것은 아니므로, 감지 신호값은 감지 신호 임계값보다 작을 것이다. 도 15의 그래프에서는 2번째 행의 감지셀(151) 중 좌측으로부터 2번째 및 3번째 열의 감지셀(151) 및 3번째 행의 감지셀(151) 중 좌측으로부터 2번째 및 3번째 열의 감지셀(151)에 대응하지 않는 감지 신호값은 감지 신호 임계값보다는 작은 것을 예시한다.
개별 감지 신호값에서의 최대 감지 신호값은 신호 추출부(220)에 의해 추출되어, 연산부(240)에 입력된다. 연산부(240)는 조정 변수를 산출하는데, 최대 감지 신호값이 한계 감지 신호값보다 작으면, 산출된 조정 변수는 0이 될 수 있다. 따라서, 연산부(240)는 신호 추출부(220)로부터 출력된 감지 신호값들과 동일하거나 실질적으로 동일한 조정 감지 신호값을 터치 판단부(250)에 출력한다. 터치 판단부(250)는 조정 감지 신호값을 감지신호 임계값과 비교하여 터치 영역의 좌표를 추적하고 그 결과를 출력할 수 있다.
도 16은 노이즈가 발생한 경우의 감지 신호와 감지 신호값의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 16은 배면 터치에 의한 노이즈 값이 도 15의 감지 신호값에 가산되어 있다는 것을 제외하면 도 15과 동일하다.
도 16의 그래프를 참조하면, 각각의 감지 신호값에 배면 터치에 의한 노이즈가 가산되어 있음을 확인할 수 있다. 가장 강한 터치가 입력된 감지셀(151)이 3번째 행에서의 3번째 열의 감지셀(151)이라고 가정하면, 도 16에 도시된 바와 같이, 3번째 행에서의 3번째 열의 감지셀(151)에 대응하는 노이즈 값이 가장 크고, 멀어질수록 노이즈 값은 감소한다.
연산부(240)는 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제한 값을 이용하여 조정 변수를 산출한다. 예를 들어 조정 변수는 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 뺀 값일 수 있다.
도 16의 그래프에서는, 3번째 행에서의 3번째 열의 감지셀(151)에서의 감지 신호값이 최대 감지 신호값이므로, 조정 변수는 3번째 열의 감지셀(151)에서의 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제한 값을 이용하여 획득될 수 있다.
조정 계수는 감지 신호값을 조정하여 조정 감지 신호값을 산출하는데에 이용된다. 도 16의 그래프에서 3번째 행의 감지셀(151) 중 좌측으로부터 4번째 열의 감지셀(151) 및 4번째 행의 감지셀(151) 중 좌측으로부터 3번째 열의 감지셀(151)의 경우 그에 연결된 감지 전극에 터치가 이루어지지 않았음에도 불구하고, 배면 터치 등에 의한 노이즈의 영향으로 해당 감지 신호값이 감지 신호 임계값보다 큰 값을 갖게 되지만, 조정 변수를 이용한 조정 감지 신호값의 산출 과정에서 그 신호값의 크기가 감지 신호 임계값 미만으로 작아질 수 있다. 따라서, 노이즈에 의한 터치 감지 장치의 오동작을 방지하고, 터치 감지의 정확도를 개선시킬 수 있다.
이하, 도 17 및 도 18를 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 연산부(240)의 조정 감지 신호값을 산출 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 17은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 연산부(240)에 의해 생성된 조정 감지 신호값과 감지 신호 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 17은 도 16의 모든 감지 신호값에 대해 해당 조정 계수를 연산하여 조정 감지 신호값을 산출한 결과를 예시한다.
본 실시예는 연산부(240)가 조정 신호값에서 각군의 조정 변수를 일괄적으로 공제하는 방법으로 조정 감지 신호값을 얻는 경우를 예시한다. 여기서, 조정 변수는 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제한 값일 수 있다. 조정 변수를 감지 신호값에서 공제함으로써 조정 감지 신호값을 산출하는 것은 도 11의 실시예와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
본 실시예의 변형 실시예로서, 조정 감지 신호값은 감지 신호로부터 조정 변수가 아닌 특정 상수를 공제하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 특정 상수를 이용하여 조정 감지 신호값을 산출하는 것은 도 11의 실시예와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
본 실시예의 변형 실시예로서, 조정 감지 신호값은 감지 신호값에서 각군의 조정 변수와 조정 계수의 곱을 일괄적으로 공제하는 방법으로 얻어질 수 있다. 감지 신호값에서 조정 변수와 고정 계수의 곱을 일괄적으로 공제하는 것은 도 12의 실시예와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
도 18는 본 발명의 몇몇 다른 실시예에 따른 연산부(240)에 의한 감지 신호값과 감지 신호 사이의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 18를 참조하면, 본 발명의 몇몇 다른 실시예에 따른 연산부(240)는 감지 신호값를 조정 변수로 연산하지 않고, 그 대신 감지 신호 임계값에 조정 변수를 연산(예컨대, 가산)하여 조정 감지 신호 임계값을 생성하고, 조정 감지 신호 임계값을 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단할 수 있다. 감지 신호 임계값에 조정 변수를 연산하여 조정 감지 신호 임계값을 생성하는 것은 도 13의 실시예와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 감지 장치는, 감지 신호를 이용하여 터치 소자에서의 터치 개수를 판단하고, 터치 개수에 기초하여 정상 감지율을 산출하고, 조정 변수를 이용하여 조정 감지 신호값을 생성하고, 조정 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값보다 큰 조정 감지 신호값들의 비율을 산출하고, 비율을 정상 감지율과 비교하여 재조정 여부를 결정할 수 있다.
노이즈가 제거된 상태 또는 노이즈가 존재하지 않는 정상 상태에서는 터치 소자의 터치 감지 전극에 의해 감지된 감지 신호값 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 개수가 특정 개수를 넘지 않을 것이다. 예를 들어, 특정 개수는 최초 입력된 터치 개수일 수 있다. 따라서, 노이즈가 완전히 제거되었는지 여부를 판정하기 위하여, 최초 입력된 감지 신호를 이용하여 터치 소자에서의 터치 개수를 판단하고, 터치 개수에 기초하여 정상 감지율을 산출할 수 있다. 여기서, 정상 감지율은 해당 터치 개수에 대응하여 발생할 수 있는 총 감지 신호값 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율을 의미할 수 있다. 예를 들어, 임의의 크기의 터치 소자에서 하나의 터치가 발생한 경우 총 감지 신호값 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율을 5%라고 하고, 최초 입력된 감지 신호를 이용하여 판단된 터치 개수가 3개라고 한다면, 정상 감지율을 15%일 수 있다.
정상 감지율 산출에 이어서, 조정된 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율을 산출하고, 산출된 비율과 정상 감지율을 비교하여 노이즈가 완전히 제거되었는지를 판단할 수 있다. 만약, 노이즈가 완전히 제거되지 않은 경우, 즉, 조정된 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율이 정상 감지율보다 큰 경우에는 재조정이 수행될 수도 있다. 재조정은 상술한 다양한 방식의 노이즈 제거 방식을 통해 이루어질 수 있다.
도면으로 도시하지는 않았지만, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 감지 장치는, 조정 변수를 이용하여 조정 감지 신호값을 생성하고, 조정 감지 신호값 중 한계 감지 신호값의 특정 비율 이하의 조정 감지 신호값이 존재하는 경우, 한계 감지 신호값의 특정 비율 이하의 조정 감지 신호값을 0으로 재조정할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 한계 감지 신호값의 특정 비율은 한계 감지 신호값의 약 5%일 수 있다.
도 19은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 소자 제어부의 블록도이다. 터치 소자 제어부(200)는 수신부(210), 신호 추출부(220), 메모리(230), 연산부(240), 터치 판단부(250), 노이즈 판단부 및 정상 터치 판단부(250)를 포함한다. 터치 소자 제어부(200)가 노이즈 판단부 및 정상 터치 판단부(250)를 더 포함한다는 것을 제외하면 도 6과 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
노이즈 판단부는 배면 터치에 의한 노이즈 존재 여부를 검출한다. 노이즈 판단부는 연산부(240)로부터 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제한 조정 변수를 수신할 수 있다. 만약, 배면 터치에 의한 노이즈가 존재하는 경우에는, 최대 감지 신호값이 한계 감지 신호값보다 클 것이므로, 노이즈 판단부는 조정 변수의 크기가 0보다 크면 노이즈가 존재한다고 판단할 수 있고, 조정 변수의 크기가 0보다 작으면 노이즈가 존재하지 않는다고 판단할 수 있다.
정상 터치 판단부(250)는 터치 소자(100)에서의 터치 여부를 판단하기 위한 구성으로서, 노이즈가 존재하지 않는 상태에서 터치 여부를 판단하기 위해 사용될 수 있다. 정상 터치 판단부(250)는, 노이즈가 존재하지 않는 상태에서 사용되므로, 터치 감지 전극들로부터 획득된 감지 신호들을 별도의 연산없이 직접 이용하여 정상 터치 여부를 판단할 수 있다.
노이즈 판단부에서 노이즈가 존재한다고 판단되는 경우, 터치 감지의 정확도를 개선시키기 위해 노이즈를 제거하여야 한다. 따라서, 노이즈가 존재한다고 판단되는 경우, 상기 도 6 내지 도 18와 관련하여 설명한 터치 판단부(250)가 구동될 수 있다. 그러나, 노이즈가 존재하지 않는다고 판단되는 경우, 상술한 터치 판단부(250)의 구동이 요구되지 않고, 현 상태의 감지 신호값을 그대로 이용하여 터치 여부를 판단할 수 있다.
도 20 및 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지 장치의 연산부(240)에 의해 생성된 조정 감지 신호값과 감지 신호 사이의 관계를 나타낸 그래프이다.
본 실시예에서, 조정 감지 신호값은 감지 신호값에 조정 변수를 곱하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 여기서, 조정 변수는 한계 감지 신호값과 최대 감지 신호값의 비(한계 감지 신호값(L1, L2, L)/최대 감지 신호값(M1, M2, M))를 의미할 수 있다. 조정 변수는 1보다 작기 때문에 조정 감지 신호값은 원래의 감지 신호값보다 작아질 것이며, 그에 따라 앞서 언급한 실시예와 유사하게 노이즈를 배제하는 데에 도움을 줄 수 있다.
터치 판단부(250)는 조정 변수를 이용하여 터치 소자(100)에서의 터치 여부를 판단할 수 있다. 감지 신호들의 감지 신호값에서 조정 변수를 곱하여 조정 감지 신호값을 생성하고, 조정 감지 신호값을 이용하여 터치 소자(100)에서의 터치 여부를 판단할 수 있다. 조정 변수를 이용하는 터치 판단부(250)의 구동 방식은 도 10 내지 도 13, 도 16 내지 도 18와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 방법의 순서도이다.
본 실시에에 따른 터치 감지 방법은 터치에 의해 생성되고, 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화되는 감지 신호들을 획득한다(S190). 터치에 의해 생성되는 감지 신호들을 획득하는 것은 터치 소자에 배치된 터치 감지 전극으로부터 감지 신호들을 획득하는 것을 포함할 수 있다.
이어서, 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 신호값을 추출한다(S191). 감지 신호들은 사용자의 터치 강도 또는 터치 면적에 따라 상이한 감지 신호값을 가질 수 있다. 즉, 터치에 의한 정전 용량의 크기는 접촉 면적에 비례하고, 거리에 반비례한다. 따라서, 사용자의 터치 강도가 높으면 감지 신호값은 크고, 사용자의 터치 강도가 낮으면 감지 신호값은 작을 수 있다. 또한, 사용자의 터치 면적이 넓으면 감지 신호값은 크고, 사용자의 터치 면적이 좁으면 감지 신호값은 작을 수 있다. 따라서, 최대 감지 신호값은 사용자의 터치 면적이 넓거나, 사용자의 터치 강도가 높은 터치 감지 전극으로부터 획득된 감지 신호값을 의미할 수 있다.
이어서, 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출한다(S192). 터치 감지 장치와 관련하여 상술한 바와 같이, 한계 감지 신호값은 정상적인 상태에서 터치에 의해 감지될 수 있는 최대 감지 신호값을 의미할 수 있다.
조정 변수를 산출하는 것은 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하는 것을 포함할 수 있다. 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하는 것은 도 10 및 도 16과 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
또한, 조정 변수를 산출하는 것은 한계 감지 신호값과 최대 감지 신호값의 비율로 조정 변수를 산출하는 것을 포함할 수 있다. 한계 감지 신호값과 최대 감지 신호값의 비율로 조정 변수를 산출하는 것은 도 20 및 도 21과 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
이어서, 산출된 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단한다(S193).
터치 여부를 판단하는 것은 감지 신호들의 감지 신호값에서 조정 변수를 공제하여 조정 감지 신호값을 생성하고, 조정 감지 신호값을 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것을 포함할 수 있다. 감지 신호값에서 조정 변수를 공제하여 조정 감지 신호값을 생성하는 것은 도 11 및 도 17와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
터치 여부를 판단하는 것은 감지 신호 값에서 조정 변수와 조정 계수의 곱을 공제하여 조정 감지 신호값을 생성하고, 조정 감지 신호값을 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것을 포함할 수 있다. 조정 계수는 감지 신호들에 따라 서로 상이하게 정의될 수 있다. 배면 터치가 이루어진 터치 감지 전극으로부터의 감지 신호값에 대해서는 조정 계수의 값을 크게 정의할 수 있고, 배면 터치가 이루어지지 않은 터치 감지 전극으로부터의 감지 신호값에 대해서는 조정 계수의 값을 작게 정의할 수 있다. 예를 들어, 조정 계수는 최대 감지 신호를 갖는 감지 신호에서 최대값을 갖고, 최대 감지 신호값을 갖는 감지 신호가 감지된 터치 감지 전극으로부터의 거리에 기초하여 크기가 감소할 수 있다. 또한, 조정 계수는 배면 터치에 의한 노이즈 분포 특성에 기초하여, 노이즈의 상대적 양에 따라 설정될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 조정 계수는 0이상 1이하일 수 있다. 감지 신호값에서 조정 변수와 조정 계수의 곱을 공제하여 조정 감지 신호값을 생성하는 것은 도 12와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
터치 여부를 판단하는 것은 터치 소자에서의 영역에 따라 터치 감지 전극을 그룹화하고, 그룹화된 터치 감지 전극별로 감지 신호들의 감지 신호값에서 조정 변수와 조정 계수의 곱을 공제하여 조정 감지 신호값을 생성하고, 조정 감지 신호값을 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것을 포함하고, 조정 계수는 터치 감지 전극의 그룹별로 상이하게 정의될 수 있다. 터치 전극을 그룹화하여 저정 계수를 정의하는 것은 상기 도 7와 관련하여 설명한 바와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
터치 여부를 판단하는 것은 조정 변수를 감지 신호 임계값에 가산하여 조정 감지 신호 임계값을 생성하고, 조정 감지 신호 임계값을 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것을 포함할 수 있다. 조정 변수를 감지 신호 임계값에 가산하여 조정 감지 신호 임계값을 생성하는 것은 도 13 및 도 18와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
도 23은 본 발명의 다른 실시예에 다른 터치 감지 방법의 순서도이다.
본 실시예에 따른 터치 감지 방법은 터치에 의해 생성되고, 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화되는 감지 신호들을 획득하고(S200), 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 신호값을 추출한다(S201). 감지 신호를 획득하고, 최대 감지 신호값을 추출하는 것은 도 22와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
이어서, 배면 터치에 의한 노이즈 존재 여부를 검출할 수 있다(S202). 노이즈 존재 여부를 검출하기 위해 최대 감지 신호값과 한계 감지 신호값을 비교할 수 있다. 최대 감지 신호값이 한계 감지 신호값보다 큰 경우, 배면 터치에 의한 노이즈가 존재한다고 판단될 수 있고, 최대 감지 신호값이 한계 감지 신호값보다 작은 경우, 배면 터치에 의한 노이즈가 존재하지 않는다고 판단될 수도 있다.
노이즈가 존재하는 것으로 판단되는 경우, 최대 감지 신호값과 한계 감지 신호값을 이용하여 조정 변수를 산출한다(S203). 최대 감지 신호값과 한계 감지 신호값을 이용하여 조정 변수를 산출하는 것은 도 22와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
이어서, 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단한다(S204). 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것은 도 22와 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
이어서, 노이즈 재조정 여부를 결정한다(S146). 노이즈 재조정 여부를 결정하는 것은 감지 신호를 이용하여 터치 소자에서의 터치 개수를 판단하고, 터치 개수에 기초하여 정상 감지율을 산출하고, 조정 변수를 이용하여 조정 감지 신호값을 생성하고, 조정 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값보다 큰 조정 감지 신호값들의 비율을 산출하고, 비율을 정상 감지율과 비교하여 재조정 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
노이즈가 제거된 상태 또는 노이즈가 존재하지 않는 정상 상태에서는 터치 소자의 터치 감지 전극에 의해 감지된 감지 신호값 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 개수가 특정 개수를 넘지 않을 것이다. 예를 들어, 특정 개수는 최초 입력된 터치 개수일 수 있다. 따라서, 노이즈가 완전히 제거되었는지 여부를 판정하기 위하여, 최초 입력된 감지 신호를 이용하여 터치 소자에서의 터치 개수를 판단하고, 터치 개수에 기초하여 정상 감지율을 산출할 수 있다. 여기서, 정상 감지율은 해당 터치 개수에 대응하여 발생할 수 있는 총 감지 신호값 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율을 의미할 수 있다. 예를 들어, 임의의 크기의 터치 소자에서 하나의 터치가 발생한 경우 총 감지 신호값 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율을 5%라고 하고, 최초 입력된 감지 신호를 이용하여 판단된 터치 개수가 3개라고 한다면, 정상 감지율을 15%일 수 있다.
정상 감지율 산출에 이어서, 조정된 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율을 산출하고, 산출된 비율과 정상 감지율을 비교하여 노이즈가 완전히 제거되었는지를 판단할 수 있다. 만약, 노이즈가 완전히 제거되지 않은 경우, 즉, 조정된 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값을 넘는 감지 신호값의 비율이 정상 감지율보다 큰 경우에는 재조정이 수행될 수도 있다. 재조정은 상술한 다양한 방식의 노이즈 제거 방식을 통해 이루어질 수 있다.
만약, 노이즈를 재조정하는 것으로 결정되는 경우는 단계 S203으로 진행하고, 조정 변수를 다시 산출하고, 산출된 조정 변수를 이용하여 터치 여부를 다시 판단할 수 있다.
한편, 단계 S202에서 노이즈가 존재하지 않는 것으로 판단되는 경우, 터치 감지 전극들로부터의 감지 신호들을 획득하여 터치 소자에서의 터치 여부를 직접 판단할 수 있다(S206). 노이즈가 존재하지 않는 경우 터치 여부를 판단하는 것은 도 19과 동일하므로 중복 설명을 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (31)

  1. 복수의 터치 감지 전극들이 배치되는 터치 소자; 및
    상기 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 획득하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되,
    상기 터치 소자 제어부는,
    상기 터치 감지 전극들로부터 상기 감지 신호들을 수신하고, 상기 감지 신호들을 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화하는 수신부;
    한계 감지 신호값이 저장된 메모리;
    상기 감지 신호군별로 상기 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부;
    상기 감지 신호군별로 최대 감지 신호값에서 상기 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하는 연산부; 및
    상기 조정 변수를 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함하는 터치 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 감지 신호군별로 상기 감지 신호들의 감지 신호값에서 상기 조정 변수를 공제하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 감지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 감지 신호군별로 상기 감지 신호들의 감지 신호값에서 상기 조정 변수와 조정 계수의 곱을 공제하여 조정 감지 신호 값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하며,
    상기 조정 계수는 상기 감지 신호들에 따라 서로 상이하게 정의되는 터치 감지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조정 계수는 상기 최대 감지 신호값을 갖는 감지 신호에서 최대값을 갖고, 상기 최대 감지 신호값을 갖는 감지 신호가 감지된 터치 감지 전극으로부터의 거리에 기초하여 크기가 감소하는 터치 감지 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 터치 소자에서의 영역에 따라 상기 터치 감지 전극을 그룹화하고,
    상기 그룹화된 터치 감지 전극별로 상기 감지 신호들의 감지 신호값에서 상기 조정 변수와 조정 계수의 곱을 공제하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하며,
    상기 조정 계수는 상기 터치 감지 전극의 그룹별로 상이하게 정의되는 터치 감지 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 감지 신호군별로 상기 조정 변수를 감지 신호 임계값에 가산하여 조정 감지 신호 임계값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호 임계값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 감지 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 감지 신호를 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 개수를 판단하고,
    상기 터치 개수에 기초하여 정상 감지율을 산출하고,
    상기 조정 변수를 이용하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값보다 큰 조정 감지 신호값들의 비율을 산출하고,
    상기 비율을 정상 감지율과 비교하여 재조정 여부를 결정하는 터치 감지 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 감지 신호군별로 상기 조정 변수를 이용하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값 중 상기 한계 감지 신호값의 특정 비율 이하의 조정 감지 신호값이 존재하는 경우, 상기 한계 감지 신호값의 특정 비율 이하의 조정 감지 신호값을 0으로 재조정하는 터치 감지 장치.
  9. 복수의 터치 감지 전극들이 배치되는 터치 소자; 및
    상기 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 획득하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되,
    상기 터치 소자 제어부는,
    상기 터치 감지 전극들로부터 상기 감지 신호들을 수신하고, 상기 감지 신호들을 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화하는 수신부;
    한계 감지 신호값이 저장된 메모리;
    상기 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부;
    상기 감지 신호군별로 상기 한계 감지 신호값과 상기 최대 감지 신호값의 비율로 조정 변수를 산출하는 연산부; 및
    상기 조정 변수를 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함하는 터치 감지 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 감지 신호군별로 상기 감지 신호들의 감지 신호값에서 상기 조정 변수를 곱하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 감지 장치.
  11. 영상을 표시하기 위한 표시 패널;
    상기 표시 패널을 구동하기 위한 표시 패널 제어부;
    복수의 터치 감지 전극들이 배치되고, 상기 표시 패널의 일면 상에 위치하는 터치 소자; 및
    상기 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 획득하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되,
    상기 터치 소자 제어부는,
    상기 터치 감지 전극들로부터 상기 감지 신호들을 수신하고, 상기 감지 신호들을 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화하는 수신부;
    한계 감지 신호값이 저장된 메모리;
    상기 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부;
    상기 감지 신호군별로 상기 최대 감지 신호값에서 상기 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하는 연산부; 및
    상기 조정 변수를 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함하는 터치 감지 장치.
  12. 영상을 표시하기 위한 표시 패널;
    상기 표시 패널을 구동하기 위한 표시 패널 제어부;
    복수의 터치 감지 전극들이 배치되고, 상기 표시 패널의 일면 상에 위치하는 터치 소자; 및
    상기 터치 감지 전극들로부터 감지 신호들을 획득하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되,
    상기 터치 소자 제어부는,
    상기 터치 감지 전극들로부터 상기 감지 신호들을 수신하고, 상기 감지 신호들을 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화하는 수신부;
    한계 감지 신호값이 저장된 메모리;
    상기 감지 신호군별로 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부;
    상기 감지 신호군별로 상기 한계 감지 신호값과 상기 최대 감지 신호값의 비율로 조정 변수를 산출하는 연산부; 및
    상기 조정 변수를 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함하는 터치 감지 장치.
  13. 복수의 제1 터치 감지 전극과 복수의 제2 터치 감지 전극을 포함하는 복수의 터치 감지 전극들이 배치되는 터치 소자; 및
    상기 제2 터치 감지 전극의 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고, 상기 제1 터치 감지 전극과 상기 제2 터치 감지 전극 사이에서 생성되는 감지 신호를 획득하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되,
    상기 터치 소자 제어부는,
    상기 제1 터치 감지 전극으로부터 상기 감지 신호들을 수신하는 수신부;
    한계 감지 신호값이 저장된 메모리;
    상기 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부;
    상기 최대 감지 신호값에서 상기 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하는 연산부; 및
    상기 조정 변수를 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함하는 터치 감지 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 상기 감지 신호들의 감지 신호값에서 상기 조정 변수를 공제하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 감지 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 감지 신호들의 감지 신호값에서 상기 조정 변수와 조정 계수의 곱을 공제하여 조정 감지 신호 값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하며,
    상기 조정 계수는 상기 감지 신호들에 따라 서로 상이하게 정의되는 터치 감지 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 조정 계수는 상기 최대 감지 신호값을 갖는 감지 신호에서 최대값을 갖고, 상기 최대 감지 신호값을 갖는 감지 신호가 감지된 제1 터치 감지 전극으로부터의 거리에 기초하여 크기가 감소하는 터치 감지 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 조정 변수를 감지 신호 임계값에 가산하여 조정 감지 신호 임계값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호 임계값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 감지 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 감지 신호를 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 개수를 판단하고,
    상기 터치 개수에 기초하여 정상 감지율을 산출하고,
    상기 조정 변수를 이용하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값보다 큰 조정 감지 신호값들의 비율을 산출하고,
    상기 비율을 정상 감지율과 비교하여 재조정 여부를 결정하는 터치 감지 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 조정 변수를 이용하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값 중 상기 한계 감지 신호값의 특정 비율 이하의 조정 감지 신호값이 존재하는 경우, 상기 한계 감지 신호값의 특정 비율 이하의 조정 감지 신호값을 0으로 재조정하는 터치 감지 장치.
  20. 복수의 제1 터치 감지 전극과 복수의 제2 터치 감지 전극을 포함하는 복수의 터치 감지 전극들이 배치되는 터치 소자; 및
    상기 제2 터치 감지 전극의 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고, 상기 제1 터치 감지 전극과 상기 제2 터치 감지 전극 사이에서 생성되는 감지 신호를 획득하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 소자 제어부를 포함하되,
    상기 터치 소자 제어부는,
    상기 제1 터치 감지 전극으로부터 상기 감지 신호들을 수신하는 수신부;
    한계 감지 신호값이 저장된 메모리;
    상기 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하는 신호 추출부;
    상기 한계 감지 신호값과 상기 최대 감지 신호값의 비율로 조정 변수를 산출하는 연산부; 및
    상기 조정 변수를 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 판단부를 포함하는 터치 감지 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 터치 판단부는,
    상기 감지 신호들의 감지 신호값에서 상기 조정 변수를 곱하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 감지 장치.
  22. 터치에 의해 생성되고, 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화되는 감지 신호들을 획득하고,
    상기 감지 신호군별로 상기 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하고,
    상기 감지 신호군별로 상기 최대 감지 신호값에서 한계 감지 신호값을 공제하여 조정 변수를 산출하고,
    상기 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 감지 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 터치 여부를 판단하는 것은,
    상기 감지 신호군별로 상기 감지 신호들의 감지 신호값에서 상기 조정 변수를 공제하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것을 포함하는 터치 감지 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 터치 여부를 판단하는 것은,
    상기 감지 신호군별로 상기 감지 신호들의 감지 신호값에서 상기 조정 변수와 조정 계수의 곱을 공제하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것을 포함하고,
    상기 조정 계수는 상기 감지 신호들에 따라 서로 상이하게 정의되는 터치 감지 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 조정 계수는 상기 최대 감지 신호값을 갖는 감지 신호에서 최대값을 갖고, 상기 최대 감지 신호값을 갖는 감지 신호가 감지된 터치 감지 전극으로부터의 거리에 기초하여 크기가 감소하는 터치 감지 방법.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 감지 신호들을 획득하는 것은 상기 터치 소자의 터치 감지 전극으로부터 감지 신호들을 획득하는 것을 포함하고.
    상기 터치 여부를 판단하는 것은,
    상기 터치 소자에서의 영역에 따라 상기 터치 감지 전극을 그룹화하고,
    상기 그룹화된 터치 감지 전극별로 상기 감지 신호들의 감지 신호값에서 상기 조정 변수와 조정 계수의 곱을 공제하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것을 포함하고,
    상기 조정 계수는 상기 터치 감지 전극의 그룹별로 상이하게 정의되는 터치 감지 방법.
  27. 제22항에 있어서,
    상기 터치 여부를 판단하는 것은,
    상기 감지 신호군별로 상기 조정 변수를 감지 신호 임계값에 가산하여 조정 감지 신호 임계값을 생성하고,
    상기 감지 신호군별로 조정 감지 신호 임계값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것을 포함하는 터치 감지 방법.
  28. 제22항에 있어서,
    노이즈 재조정 여부를 결정하는 것을 더 포함하고,
    상기 노이즈 재조정 여부를 결정하는 것은,
    상기 감지 신호를 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 개수를 판단하고,
    상기 터치 개수에 기초하여 정상 감지율을 산출하고,
    상기 조정 변수를 이용하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값들 중 감지 신호 임계값보다 큰 조정 감지 신호값들의 비율을 산출하고,
    상기 비율을 정상 감지율과 비교하여 재조정 여부를 결정하는 것을 포함하는 터치 감지 방법.
  29. 제22항에 있어서,
    노이즈 재조정 여부를 결정하는 것을 더 포함하고,
    상기 노이즈 재조정 여부를 결정하는 것은,
    상기 감지 신호군별로 상기 조정 변수를 이용하여 조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값 중 상기 한계 감지 신호값의 특정 비율 이하의 조정 감지 신호값이 존재하는 경우, 상기 한계 감지 신호값의 특정 비율 이하의 조정 감지 신호값을 0으로 재조정하는 것을 포함하는 터치 감지 방법.
  30. 터치에 의해 생성되고, 하나 이상의 감지 신호군으로 그룹화되는 감지 신호들을 획득하고,
    상기 감지 신호군별로 상기 감지 신호들의 감지 신호값 중 최대 감지 신호값을 추출하고,
    상기 감지 신호군별로 한계 감지 신호값과 상기 최대 감지 신호값의 비율로 조정 변수를 산출하고,
    상기 조정 변수를 이용하여 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 터치 감지 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 터치 여부를 판단하는 것은,
    상기 감지 신호군별로 상기 감지 신호들의 감지 신호값에서 상기 조정 변수를 곱하여조정 감지 신호값을 생성하고,
    상기 조정 감지 신호값을 이용하여 상기 터치 소자에서의 터치 여부를 판단하는 것을 포함하는 터치 감지 방법.
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