WO2016208876A1 - 터치 검출 속도를 가변하는 터치 검출 장치 및 이의 터치 검출 방법 - Google Patents

터치 검출 속도를 가변하는 터치 검출 장치 및 이의 터치 검출 방법 Download PDF

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WO2016208876A1
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touch
frame
state
touch detection
screen panel
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김동운
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크루셜텍(주)
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    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Definitions

  • the present invention relates to a touch detection device for changing the touch detection speed and a touch detection method thereof, and more particularly, a touch for changing the touch detection speed of each area of the touch screen according to the operation state of the touch detection device and the point where the touch is performed.
  • a detection apparatus and method for changing the touch detection speed of each area of the touch screen according to the operation state of the touch detection device and the point where the touch is performed.
  • TSP touch screen panel
  • touch screen panel provides the user with the convenience of intuitively operating various electronic devices
  • the amount of power consumed when the touch screen panel is operated is burdensome when using electronic devices having a limited battery such as a smartphone. Can be.
  • the present invention aims to solve the above-mentioned problems of the prior art.
  • An object of the present invention is to lower the power consumption by lowering the frequency of touch detection for areas where no touch occurs, and to improve touch sensitivity by performing touch detection for areas where touch is likely to occur at a high frequency. .
  • An object of the present invention is to predict an area on a touch screen panel having a high probability of a touch occurring in a subsequent frame based on touch detection information of previous frames.
  • an embodiment of the present invention comprises the steps of detecting a touch according to the contact or approach of the touch generating means to the touch screen panel; Setting an area including a touch detection point and a remaining area on the touch screen panel as a first state area and a second state area, respectively; Touching the first state region and the second state region by setting the frequency of performing the touch detection operation only on the first state region to be an integer multiple of the frequency of the touch detection operation for both the first state region and the second state region.
  • the entire touch screen panel is set to a third state so that the touch is performed at a lower frequency than when the touch detection operation is performed on the first state region and the second state region. It provides a method of varying the touch detection speed of the touch detection device, comprising performing a detection operation.
  • the touch detection operation may be performed in units of frames, and the touch detection operation may be performed on both the first state area and the second state area of each frame.
  • the method may include operating in a general frame that performs a touch detection operation only on the key frame or the first state area.
  • a subsequent frame may operate as the key frame.
  • the setting of the first state region and the second state region may include setting a region having a predetermined radius around the touch detection point as the first state region.
  • the setting of the first state area and the second state area may include setting a shape and an area of the first state area based on at least one of a detected intensity of the touch, a moving direction, and a moving speed of the touch. Can be.
  • another embodiment of the present invention is a touch detection device for detecting whether a touch occurs according to the contact or approach of the touch generating means to the touch screen panel, the touch during the frame-based touch detection operation, A counter having a value that is incremented with each progress of the general frame in which the touch detection operation is performed only for the first state region including the detection point; A first comparator for generating a control signal for allowing a next frame to operate as a key frame for performing a touch detection operation on the entire area of the touch screen panel when the value of the counter reaches a preset value; And a second comparator for outputting a control signal to start the next frame based on an interframe time interval set differently when proceeding to the key frame and the normal frame and when no touch is detected.
  • a touch detection device for variableness.
  • the first comparator may generate the control signal when the first comparator compares the value of the first register with the number of frames to be operated as the normal frame and the value of the counter every frame to match each frame.
  • the second comparator may include a value of a second register that stores an interframe time interval when proceeding to the normal frame and a key frame, or a value of a third register that stores an interframe time interval when no touch occurs and a start time of each frame. The elapsed time from the comparison can be compared to generate the control signal at the same time.
  • the touch detection apparatus may further include a multiplexer that selects one of a value of the second register and a value of the third register according to a state of a touch detection operation in a current frame and provides the reference value of the second comparator. .
  • the value of the counter is reset every time the key frame proceeds, and may be maintained at the same value even when the frame proceeds when the touch screen panel operates in the third state.
  • another embodiment of the present invention includes a touch information detection unit for detecting a touch in accordance with the contact and access of the touch generating means to the touch screen panel; Number of consecutive frames to operate as a general frame performing touch detection only on a partial region including a touch detection point after a key frame performing touch detection on the entire touch screen panel in a frame-based touch detection operation.
  • a frame rate setting unit for setting a; And an interframe time interval when a touch detection operation is performed between the key frame and the normal frame and an interframe time interval when a touch is not detected for a preset time, but an interframe time when a touch is not detected.
  • a touch detection device for varying the touch detection speed, including a frame interval adjusting unit for setting the interval relatively long.
  • the touch detection device may reduce the unnecessary power consumption by lowering the frequency of touch detection in a situation or area where a touch is unlikely to occur, while also detecting touch in a situation or area where a touch is likely to occur.
  • the frequency can be increased to improve touch sensitivity.
  • the touch detection apparatus may efficiently adjust the touch detection frequency by predicting a region where a touch is likely to occur later based on previous touch detection information.
  • FIG. 1 illustrates an operation state of a touch screen panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram for illustrating interframe time interval control according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operation state of each frame of the touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a method of performing a variable detection speed of a touch detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a method of determining, by a touch detection device, first and second state regions on a touch screen panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an internal configuration of a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a structure of a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of operating a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a touch according to an embodiment of the present invention should be understood as including a concept of hovering in which a touch tool such as a finger or a touch pen does not directly touch the touch screen panel, but is close to the touch screen panel in the touch screen panel.
  • the touch of the present invention also includes the concept of multi-touch in which touch is detected in a plurality of areas on the touch screen panel.
  • one frame means an operation in which one touch detection (hereinafter, referred to as scan) is performed on the touch screen panel.
  • scan one touch detection
  • an area in which one scan is skipped without being substantially performed in one frame may exist and accordingly, time and power required to perform one frame may be saved.
  • each area of the touch screen panel may operate in one of three operating states.
  • the first state is a state where there is a high possibility of touch generation
  • the second state is a state where there is a possibility of touch generation but lower than the first state
  • the third state is a state where the probability of touch generation is lower than the first and second states.
  • regions having first to third states are denoted as '1', '2', and '3'.
  • the first state area 1 of FIGS. 1A and 1B may be in a state where a touch occurrence probability is high.
  • a region determined to be touched by a user in a specific frame may be determined to have a high probability of a touch occurring in a subsequent frame.
  • the subsequent frame It may be determined that the probability of occurrence of touch is low.
  • the touch detection apparatus of the present invention may divide or set each area of the touch screen panel into first to third states according to the touch information detected by the touch screen panel, and the scan may be performed based on the state information of each area. You can control how often it is done.
  • the touch detection apparatus may thus determine in which frame each portion of the touch screen panel area will operate in the next frame.
  • the touch detection apparatus may set the entire area of the touch screen panel to a third state as shown in FIG. 1C, and the entire area of the touch screen panel may be configured as shown in FIG.
  • the frequency of touch detection may be lowered than in the case of operating in the first and second states as shown in FIGS. 1A and 1B. That is, the period of the touch detection operation can be set relatively long.
  • the third state is a state in which the touch is not generated for a predetermined time and thus the touch is less likely to be detected thereafter, and thus, the first state and the second state on the touch screen panel.
  • the regions 1 and 2 in the and the region 3 in the third state cannot coexist and operate.
  • the operation of the touch screen panel in the first and second states in the present specification means that the touch detection apparatus recognizes a part of the entire area of the touch screen panel as the first state and the other part as the second state. Means to perform an action.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram for illustrating interframe time interval control according to an embodiment of the present invention.
  • the time interval between frames may mean a time difference between start points of each frame.
  • the time required to perform each frame includes an actual scan time physically required for touch detection and an idle period in which touch detection is not performed.
  • the time required for one frame may be set by the touch detection apparatus, and the idle period is left after subtracting the time actually required for touch detection from this time. Therefore, the touch detection apparatus can adjust the time required for one frame by adjusting the rest period.
  • the touch screen panel may have an area in which a scan is performed and an area in which a scan is not performed according to the probability of the touch occurring.
  • the touch screen panel may have a ratio of a region in which a scan is performed and a region in which a scan is skipped without a scan in one frame. Accordingly, the scan time actually required for touch detection may be different.
  • the idle period when the touch screen panel is operating in the third state, since the touch occurrence probability is low, the idle period may be set long, and the time interval between frames is relatively increased. If it is determined that a touch is generated in a part of the touch screen panel while operating in the third state, the touch screen panel is set to the first and second states, and in this case, the idle period should be set shorter than when operating in the third state. Therefore, the interframe space can be reduced.
  • the K frame is a case in which the touch screen panel is set to operate in a third state, and in the K + 1 frame and the K + 2 frame, some areas of the touch screen panel are in a first state and others are in a second state. It is set and operated.
  • the time required for one frame may be set longer than the time required for K + 1 and K + 2 frames.
  • the touch screen panel operates in the first and second states, and thus the time required for the K + 1 frame and the K + 2 frame is relatively short.
  • the frequency of performing the scan should be set higher than that of the second state region for the first state region having a relatively high probability of touch. For example, since the scan is performed every frame for the first state area and the scan is performed once for each of the plurality of frames for the second state area, periodically the first state area and the second state in a specific frame. Scanning of the area may be performed at the same time, and scanning of only the first state area may be performed in the remaining frames.
  • the K + 1 frame is a frame that scans both the first state region and the second state region
  • the K + 2 frame is a frame that scans only the first state region.
  • the rest period of the K + 2 frame may be set relatively longer than the rest period of the K + 1 frame.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an operation state of each frame of the touch screen panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the frames K, K + 2, and K + scan the first state region 1 only. There are three frames) and frames (K + 1, K + 4 frames) which perform scanning on both the first and second state regions 1 and 2.
  • a frame in which both the first state region 1 and the second state region 2 are scanned is referred to as a “key frame”.
  • a frame in which only the region 1 is scanned is referred to as a "normal frame” in order to distinguish it from the key frame.
  • the touch detection apparatus may be set to display one key frame every time the normal frame is repeated a predetermined number of times.
  • the K + 1 frame is operated as a key frame that scans the first and second state regions 1 and 2
  • the K + 4 frame is operated as a key frame, and this process can be repeated subsequently. That is, in the example of FIG. 3, a scan operation for one key frame is performed for every scan operation for two general frames.
  • a subsequent frame may be set to operate as a key frame.
  • the scan frequency for the first state region 1 may be an integer multiple of the scan frequency for the second state region 2.
  • the scan frequency for the first state region 1 and the scan frequency for the second state region 2 do not become integer multiples, the scan is performed only for the second state region 2 during the operation of the touch detection apparatus. Since a configuration such as an additional frame may be required, the circuit complexity of the touch detection apparatus may be increased. As described above, the scan frequency of the first state region 1 may be changed to the second state region 2. If the scan frequency is implemented as an integer multiple of the scan frequency, the scan is also performed on the first state region 1 at the time of scanning the second state region 2, thereby reducing the circuit complexity in implementing the touch detection apparatus. .
  • the number of consecutive general frames after one key frame is configured as two, but the number may vary according to a user's setting or an operating environment of the touch detection apparatus.
  • the touch detection apparatus may increase the frequency of key frames that scan the entire area of the touch screen panel when the movement speed of the touch generation position in the touch screen panel is greater than or equal to a certain speed.
  • the probability of occurrence of touch on the second state area 2 may be determined to be low for a predetermined time, thereby reducing the frequency of key frames.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for describing a method of changing a detection speed of a touch detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the touch detection apparatus includes four registers 210, 220, 230, and 240, a counter 250, a multiplexer 260, and two comparators 270 and 280. do.
  • Each register may store a certain amount of data, and the stored data may change from time to time by the operation of the touch detection device.
  • the comparator functions to determine whether the value of the counter 250 or the specific register has reached a certain value.
  • the counting value of the counter 250 is updated every frame progresses, but increases by 1 each time the frame is operated as a normal frame, and resets to an initial value of 0 when the frame is operated as a key frame. .
  • the value is maintained as a reset value, that is, '0'.
  • COUNTER B The register 210 stores the number of frames to operate as a general frame after one key frame in a process in which the touch screen panel is divided into a first state region and a second state region. COUNTER B in FIG. It is assumed that 2 is stored in the register 210 as the number of frames to operate as a normal frame after the key frame.
  • the first comparator 270 compares the value stored in the COUNTER B register 210 with the counting value of the counter 250 to determine whether the next frame is operated as a key frame or a normal frame. Output a control signal to determine whether or not. Specifically, when the comparison result of the first comparator 270 and the value stored in the COUNTER B register 210 and the counting value of the counter 250 match, the next frame is selected as a key frame, and the counting value of the counter 250 Is reset to zero.
  • the counting value of the counter 250 is reset to zero.
  • the first comparator 270 compares the counting value of the counter 250 and 2, which is a value stored in the COUNTER B register 210, and since the two values do not match, the next frame, K + 2, is a normal frame. Will work. Since the K + 2 frame is a normal frame, the counting value of the counter 250 increases from 0 to 1 to 1, and this counting value by the first comparator 270 and the value stored in the COUNTER B register 210 are As the two values do not match, the next frame, K + 3 frame, operates as a normal frame.
  • the counting value of the counter 250 increases from 1 to 1 to become 2.
  • the first comparator 270 compares this counting value with the value stored in the COUNTER B register 210. Since both values match, the next frame, K + 4, is operated as a key frame.
  • the T A and B registers 220 and the T C registers 230 store time intervals between frames according to operating states of the touch screen panel. Specifically, the T A and B registers 220 store time intervals between frames when the touch screen panel is divided into a first state region and a second state region. Meanwhile, the T C register 230 stores time intervals between frames when the touch screen panel operates in the third state.
  • the value stored in the T A and B registers 220 and the value stored in the T C registers 230 may be different.
  • T C which is an interframe time interval while the touch screen panel operates in a third state in which a touch occurrence probability is low.
  • the value stored in the register 230 may be set to be longer than the value stored in the T A and B registers 220, which are the time intervals between frames during operation of the first and second states having a relatively high probability of touch occurrence. have.
  • T _frame counter register 240 may serve to store a value corresponding to the elapsed time from the operation time of each frame.
  • T _frame counter unit of the value by the register 240 is stored may be a second or micro mili second.
  • the second comparator 280 compares the value stored in the T A, B register 220 or the T C register 230 with the value of the T counter_frame register 240 to terminate the current frame when the two values match. And outputs a control signal to start the next frame.
  • the touch detection apparatus of the present invention further includes a multiplexer 260 that selects one of the values stored in the T A, B register 220 and the T C register 230 and provides the reference value of the second comparator 280. Can be.
  • the multiplexer 260 selects one of the values stored in the T A, B register 220 and the T C register 230 according to the current state of the touch screen panel.
  • a value stored in the T A and B registers 220 is selected, and when the touch screen panel is operated in a third state, T C.
  • the value stored in the register 230 is selected and supplied to the second comparator 280.
  • the second comparator 280 is a value stored in the T A, B register 220 or the T C register 230 selected according to the operation state of the current touch screen panel and a value that increases over time from the start of a specific frame.
  • the values stored in the T A and B registers 220 and the values stored in the T C registers 230 may be changed as necessary.
  • the time between the start of a normal frame (K + 2, K + 3 frame) and the start of the next frame is the start of the next frame from the start of a key frame (K + 1, K + 4 frame). It can be set relatively shorter than the time between.
  • the ratio of the first state area among the areas of the entire touch screen panel may be limited so that all scans of the first state area may be performed within a relatively short time.
  • the T A and B registers 220 may be divided into two registers to store the time interval between each frame.
  • the touch detection apparatus increases the value stored in the T C register 230 accordingly if the time when the touch screen panel operates in the third state is longer than a predetermined time, and thus the touch screen panel operates during the third state.
  • the time interval between frames may be gradually increased.
  • state transition for the first state to the third state may be performed as follows.
  • the entire area of the touch screen panel may operate in a third state in which a touch is less likely to occur. If no touch is detected in the K-1 frame, the entire area of the touch screen panel in the K frame may be continuously set to the third state and operated.
  • the multiplexer 260 is T C.
  • the value of the register 230 is supplied to the second comparator 280, and the second comparator 280 is supplied with T C.
  • the value of the register 230 and the value of the T counter_frame register 240 are compared to, if matched, to start the next frame.
  • the value of the counter 250 may be maintained as '0', which is a reset value.
  • the first comparator 270 compares the value of the COUNTER B register 210 with the value of the counter 250. In this case, since the value of the counter 250 is '0', a signal for setting the next frame as a key frame Will not print.
  • an area of the touch screen panel may be divided into an area operating in a first state and an area operating in a second state, and the next frame, K + 1, may be operated as a key frame. Can be. Since the K frame is also a case where the entire area of the touch screen panel is operated in the third state like the K-1 frame, the second comparator 280 uses the T C as in the K-1 frame. When the value of the register 230 and the value of the T counter _frame register 240 are compared and matched, the K + 1 frame may be started.
  • the touch screen panel may be set to the third state.
  • the touch screen panel since a touch is not detected in a total of four frames from a K + 1 frame to a K + 4 frame, the touch screen panel is set to a third state in the K + 5 frame.
  • the second comparator 280 may operate with the values of the T A and B registers 220 and the T counter _frame register 240. By comparing the values of, we can start a K + 2 frame when the two values match. Even in K + 2 to K + 4 frames, the touch screen panel operates in the first and second state regions as in the K + 1 frame, so that the time interval between frames is determined according to the values of the T A and B registers 220. Can be.
  • a separate counter apart from the counter 250 for storing the number of operations of the general frame, there may be a separate counter for storing the number of frames for which no touch is detected in all areas of the touch screen panel.
  • a signal may be output such that the entire area of the touch screen panel is set as the third state area in the next frame.
  • the value of the separate counter may be 4 since the frame in which the touch does not occur is continued from the K + 1 frame to the K + 4 frame, and as a result of the comparison of the third comparator, the value of the separate counter.
  • the entire area of the touch screen panel may be set to the third state in the K + 5 frame.
  • a separate counter and a comparator may be provided so that the entire area of the touch screen panel may be set to the third state in the next frame unless touch detection is continuously performed in a certain number of frames while the key frame and the normal frame are repeated. have.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a method of determining the first and second state areas 1 and 2 on the touch screen panel by the touch detection apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the first state region 1 is indicated by hatching to distinguish it from the second state region 2.
  • the touch detection apparatus of the present invention may set which of the first to third states each region of the touch screen panel operates in a subsequent frame based on the touch detection information in the previous frame.
  • Touch detection is performed by detecting a change in capacitance of a predetermined size or more at a specific position of the touch screen panel.
  • the touch detection apparatus may be less than a predetermined capacitance change, which is a criterion for determining touch generation, but if a capacitance change of a predetermined size or more occurs, the touch detection apparatus determines that the touch-sensitive state is equivalent to the touch, and the information is determined by using the first and the first values. It can be used to determine the two state areas 1 and 2.
  • the present invention can be applied to a touch screen panel including not only a touch according to direct contact by the touch generating means, but also a hovering according to the proximity of the touch generating means as a concept of touch.
  • FIG. 5A-1 illustrates a state where a touch is generated at a plurality of points on the touch screen, that is, a state where multi-touch occurs, and FIGS. 5A-2A and 5A after the multi-touch generation. It is a state where a touch is no longer detected and time has elapsed.
  • Two positions where a touch is detected on the touch screen panel of FIG. 5A are represented by overlapping circles, wherein an inner circle represents a point where a touch occurrence is actually detected, and an outer circle is within a predetermined radius based on the touch generation point. Indicates the area to which it belongs. In FIG. 5, both the area covering the inner circle and the outer circle are set to the first state and operate.
  • the intensity of the touch generated at each position may be different from each other.
  • the intensity of the touch generated at the upper left end of the touch screen panel may be lower than the intensity of the touch generated at the lower right end.
  • the first state is determined according to the intensity of the touch.
  • the size of the region 1 may be different. In FIG. 5A, since the intensity of the touch generated at the lower right end is higher, the size of the region 1 determined as the first state may also be larger than that of the upper left end.
  • the time during which the touch generation region operates in the first state may vary according to the intensity of the touch.
  • the area in which the touch intensity is determined to be higher than the reference value may be set longer than the area in which the touch intensity is determined to be relatively low. Referring to (a-2) of FIG. 5, it can be seen that the area of the upper left end where the touch intensity is relatively low is reduced compared to FIG. 5 (a-1). .
  • This area may be set to be gradually reduced by the touch detection apparatus with the passage of time or the number of frames.
  • only the region in which the direct touch occurs the visited region in (a-1) of FIG.
  • the outer area may be set to the second state, whereby the area of the first state area 1 may be reduced.
  • the touch detection apparatus may set all of the upper left region to the second state according to the passage of time when no touch occurs, and the lower right region may also be set to FIG. 5. In (a-1), only the portion where direct touch is detected may be maintained in the first state.
  • (b-1) of FIG. 5 is a state in which touch generation is detected on the touch screen panel in a specific frame and the first and second state regions 1 and 2 are set, and then touch occurs at a certain position in the frame.
  • the first and second state regions 1 and 2 may be determined as shown in FIGS. 5 (b-2) to (b-4).
  • the touch detection apparatus when a touch is detected at a location within a preset distance from the area where the touch is detected in (b-1) of FIG. 5, the touch detection apparatus according to FIG. a region connecting the region 1 determined as the first state in b-1), the region 1 connected to the region 1 to be determined as the first state in FIG. 5B-2, and the detected movement speed of the touch; Based on the direction, a region determined to be highly likely to occur in a subsequent frame may be set to the first state.
  • the movement speed of the touch between the two points is preset.
  • the first state may be set to include a region connecting the two points, and a region determined to be likely to occur in a subsequent frame based on the movement speed and direction of the touch.
  • 5 (b-2) and (b-3) show an example in which the region set to the first state is in a straight line shape, the curved area or the other form is formed through a position where touch detection is performed in a plurality of frames before. 1 You can determine the status area.
  • the touch detection apparatus generates a touch at a position that deviates from a preset distance or based on the position at which the touch is detected in FIG. 5 (b-1). If a touch occurs at a point of the touch point but the movement speed of the touch is greater than or equal to the preset speed, the touch generated at the two positions may be determined as separate touches instead of continuous touches, and thus the first state area 1 may be determined. That is, only the area where the touch is detected at both touch points and the area within a predetermined range therefrom may be set to the first state, respectively.
  • the touch detection apparatus of the present invention is based on the strength of the touch detected, the moving speed and the moving direction of the touch detected area, and the like.
  • the region may be set to operate in one of a first state and a second state.
  • the entire area of the touch screen panel may be divided into a plurality of clusters, and each cluster may include a plurality of sensor nodes.
  • each cluster may be divided so as not to overlap each other at the same time, or may be divided to sequentially overlap.
  • the 'sensor node' may refer to a unit area for detecting whether a touch is performed in the capacitive touch panel.
  • the sensor node may include respective sensor pads arranged in an isolated form in a self-capacitance touch panel that measures the capacitance of one sensor pad.
  • a touch detection unit region formed by a driving line Tx to which a driving signal is applied and a sensing line Rx providing a signal sensing point for touch detection are formed. It may include.
  • At least one first cluster may exist when a touch occurs. That is, when the touched area covers a plurality of clusters, some clusters may be touched by the cluster as a whole, that is, all sensor nodes included in the cluster are touched, and some clusters may be touched by some. Some of the sensor nodes included in-may be touched.
  • the touch detection apparatus may store the touch information in the storage area, and may update the touch information stored in the storage area at every touch detection.
  • the update of the touch information for the sensor node for which the touch is not detected may reuse the touch information updated during the previous touch detection.
  • the touch information of each sensor node stored and updated in the storage area may determine the current touch position and the previous touch position, and a change in the position of the touch may be calculated based on the touch information.
  • the touch information of each sensor node may be associated with state information of a cluster to which the sensor node belongs, that is, information indicating whether a touch has occurred in a sensor node belonging to the cluster (hereinafter referred to as 'cluster state information'). Can be.
  • the state information of the first cluster may have a flag value indicating 'touch generation', and the cluster state information May be stored in the storage area.
  • the touch information for each sensor node may be understood as state information of the cluster including the corresponding sensor node. That is, as the state information, the association information can be stored (updated) in a storage area mapped with a unique identifier (for example, a unique number) of each cluster.
  • the association information may be displayed in the form of a flag such as '0' or '1', which may indicate an association between the corresponding cluster and another cluster.
  • a plurality of sensor nodes included in the touch panel may change in real time with the range of sensor nodes to which touch detection is attempted as the touched position of the object moves. In this process, the touch node is not updated. May be present.
  • the touch detection apparatus may determine the first and second state regions 1 and 2 in cluster units as described above. For example, when a touch occurrence is detected on a specific area of the touch screen panel, a first cluster including the specific area is set as the first state area 1, and a second cluster having association with the cluster is selected. Thus, the second cluster may also be set as the first state region 1. In this case, the remaining areas other than the first and second clusters on the touch screen panel may be set as the second state area 2.
  • the touch detection apparatus may store the association between each cluster in a storage area (eg, a specific area such as an register or a memory) and use the same to set the first and second state areas 1 and 2.
  • a storage area eg, a specific area such as an register or a memory
  • the second cluster may be selected based on the moving direction and the moving speed of the region where the touch is detected.
  • a cluster having a high association with the first cluster may have a high probability of being selected as the second cluster.
  • the association between the clusters may be determined based on the location where the clusters are placed on the touch screen panel.
  • the operation history of each area in the touch screen panel may be a reference for setting the first state and the second state.
  • the touch detection apparatus determines the frequency of touch occurrence of each region on the touch screen panel based on the history of the region where the touch was detected for the previous 10 minutes, so that the touch detection frequency is always determined in the region where the touch occurrence frequency is measured above a certain value. It may be maintained in the first state, or if the touch is generated in the corresponding area and set to the first state, the speed of changing to the second state may be reduced later.
  • the regions 1 and 2 operating in the first and second states may be set on the touch screen panel according to the characteristics of the program operating on the touch detection apparatus or the hardware coupled thereto. have.
  • the lower left area of the touch screen panel may be always set to the first state regardless of whether an actual touch occurs. However, if a touch does not occur for a predetermined time or more in the entire touch screen panel, the lower left region may also be set to a third state.
  • the setting criterion is set so that the ratio of the region 1 operating in the first state to the region of the entire touch screen panel is minimized during the second program operation. You can also change it.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an internal configuration of the touch detection apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the touch detection apparatus 100 of the present invention may include a touch information detector 110, an operation state determiner 120, a frame interval adjuster 130, a frame rate setting unit 140, and an operation state determiner. It may be configured to include a portion 150.
  • the touch information detection unit 110 may detect a touch and store information about the touch by detecting that the touch generating means contacts or approaches each area of the touch screen panel. For example, the touch may be detected based on the capacitance change value formed at the electrode in the touch screen panel according to the contact or approach of the touch generating means to the touch screen panel.
  • the operation state determination unit 120 determines which state of each of the first to third states of each region of the touch screen panel is operating. The determined result may be provided to the multiplexer 260 (see FIG. 4) for selecting different interframe time interval values according to the operation state.
  • the frame interval adjusting unit 130 may adjust a time interval between frames, that is, a time interval from a start time of a frame to a start time of a next frame according to an operation state of the touch screen panel.
  • the time required for one frame includes a time for performing actual touch detection and a rest period.
  • the frame interval adjusting unit 130 starts the next frame after scanning is finished in one frame. By using a delaying circuit, the idle period can be adjusted and thus the time interval between frames can be adjusted.
  • the frame interval adjusting unit 130 is different from the time interval between the frames when the touch screen panel is set to operate in the first and second states, and when the touch screen panel is set to operate in the third state I can regulate it.
  • the time interval between frames may be larger than when operating in the first state and the second state, and even when the touch screen panel operates in the third state, If no touch is detected, the time interval between frames may be increased.
  • the frame interval adjusting unit 130 may differently adjust the time interval between the frame in the key frame and the normal frame. For example, by setting the time interval between normal frames to be shorter than the interval between the start time of the next frame and the start time of the next frame, the frequency of operation of the general frame that scans only the area of the first state which is a part of the touch screen panel increases. You can do that.
  • the frame interval adjusting unit 130 may adjust the time interval between frames in proportion to the moving speed of the area in which the touch is detected on the touch screen panel. For example, when the moving speed of the position where the touch is detected on the touch screen panel is greater than or equal to the preset speed, the frame interval adjusting unit 130 may shorten the rest period between the frames.
  • the frame rate setting unit 140 may set a frequency of operating as a key frame when the touch screen panel is divided into a first state region and a second state region. For example, after operating as a key frame, it is possible to set the frequency of operation to the key frame by setting how many frames to operate as general frames.
  • the frame rate setting unit 140 may adjust the frequency of operating as a key frame based on the moving speed of the area where the touch is detected on the touch screen panel. For example, when the moving speed of the touch position detected on the touch screen panel is greater than or equal to a preset speed, the frequency of operating as a key frame may be adjusted to be high.
  • the operation state determiner 150 comprehensively determines the operation state of the touch detection information and the touch detection apparatus 100, so that each area of the touch screen panel is selected from among the first to third states in a subsequent frame. You can set whether to operate in a state. For example, when a touch is not detected in the entire region of the touch screen panel which is divided into the first and second states for a predetermined time or more, the entire touch screen panel may be set to operate in the third state. On the contrary, when a touch is detected at any point where the touch screen panel operates in the third state, each area of the touch screen panel may be set to the first state and the second state to operate the touch screen panel.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a structure of a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the touch detection apparatus includes a sensor pad array 310, a touch information detector 320, a register 330, a counter 340, a comparator 350, a delay circuit 360, and a clock unit 370. It may be configured to include a memory 380 and the control unit 390.
  • the sensor pad array 310 includes a plurality of sensor pads and a plurality of signal wires connected to the sensor pads.
  • the plurality of sensor pads may have a rectangular or rhombic shape, but may have other shapes, or may have a uniform polygonal shape.
  • the sensor pads may be arranged in the form of a matrix of adjacent polygons.
  • the touch information detector 320 may determine whether a touch occurs at each position on the sensor pad array 310 based on the change value of the capacitance transferred from the sensor pad.
  • the register 330 may store a certain amount of data, and may include the first to fourth registers 210 to 240 (refer to FIG. 4). In addition, the register 330 may include a register for storing the upper limit value and the lower limit value of the touch intensity, which is a reference for touch detection.
  • the counter 340 may store a number that is incremented each time an operation to be counted in the driving process of the touch detection operation is performed. As described above, the number of operations of the general frame or the frame in which touch is not generated in the entire area of the touch screen panel is performed. The number of and the like can be counted.
  • the comparator 350 may determine whether the value of the counter or the specific register reaches a predetermined value. In detail, the comparator 350 may compare two register values, or compare one counter value and one register value. If the two values match, the comparator 350 outputs a corresponding signal, and the corresponding values are output from the touch detection apparatus. Actions that should be performed at the time of matching can be handled.
  • the comparator 350 may include the first and second comparators 270 and 280 described above. In addition, the comparator 350 may compare the intensity of the touch detected in each area of the sensor pad array 310 with the upper limit value and the lower limit value stored in the register 330.
  • the delay circuit 360 adjusts the interframe time interval determined according to the operation state of the touch screen panel. When the scan time at which the actual touch detection is performed in one frame ends, the delay circuit 360 maintains an idle period until the start of the next frame. I can regulate it. For example, if the entire area of the touch screen panel is operating in the third state, and the scan is performed for 2 ms when the frame interval of the third state is set to 50 ms, the delay circuit 360 then operates for 48 ms. Delays the frame from being performed.
  • the clock unit 370 may generate a square wave or the like that changes at a predetermined time interval, and provide time information that is a reference when the touch detection device operates.
  • the touch detection apparatus may start and end each frame and adjust the idle period within a frame through the time information provided by the clock unit 370.
  • the above-described T counter _frame register 240 stores a value corresponding to the elapsed time from the operation time of the frame. This operation may also be performed based on time information provided by the clock unit 370.
  • the delay circuit 360 that adjusts the idle period may also use the time information provided by the clock unit 370 to delay performance of the next frame for a predetermined time.
  • the memory 380 may store information necessary for an operation process of the touch detection apparatus.
  • the memory 380 may store touch detection information by dividing the entire area of the touch screen panel into virtual coordinate values. For example, each area of the touch screen panel may be classified into coordinate values of the form (X, Y), and when the touch detection apparatus performs touch detection on a frame basis, the touch detection information for each position matches the coordinate value. And stored in the memory 380.
  • the circuit for generating an event to be made may be included.
  • the controller 390 may include a micro control unit (MCU) and includes a sensor pad array 310, a touch information detector 320, a register 330, a counter 340, a comparator 350, and a delay.
  • MCU micro control unit
  • the operation of the circuit 360, the clock unit 370, and the memory 380 may be controlled.
  • the controller 380 may perform a predetermined signal processing through a firmware mounted on the micro control unit.
  • the controller 390 may control operations of the touch information detector 320, the register 330, the counter 340, the comparator 350, the delay circuit 360, the clock unit 370, and the memory 380. .
  • the controller 390 controls the operations of the register 330, the counter 340, and the comparator 350 based on the output value of the touch information detector 320, so that each area of the touch screen panel is first to first. It is determined in which state the third state is operating.
  • the controller 380 may control the clock unit 370 and the delay circuit 360 based on the determined result to control time intervals between different frames according to operating conditions.
  • control unit 390 may set a frequency for operating as a key frame when the touch screen panel is divided into a first state region and a second state region.
  • controller 390 compares the information of the previous frame stored in the memory 380 with the output value of the touch information detector 320 for the current frame to determine the operation state of the touch detection information and the touch detection apparatus 100. By comprehensively determining, it is possible to set which of the first to third states each region of the touch screen panel operates in a subsequent frame.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • each area of the touch screen panel is divided into first and second states according to a default setting value. Or set to a third state to operate.
  • the touch detection apparatus 100 may set the entire screen panel to operate in the third state at the start of the touch detection operation.
  • the touch detection apparatus 100 may set the predetermined area to the first state, The area may be set to the second state.
  • the touch detection apparatus 100 determines whether a touch occurs (S720), and when a touch is detected, sets the region where the touch is detected and an area of a predetermined radius adjacent thereto to the first state, and the remaining region. May be set to the second state (S730).
  • the touch detection apparatus 100 may cover the entire area of the touch screen panel in the third area.
  • the state can be set (S790).
  • each frame on which the scan is performed is divided into a key frame and a general frame, and the touch detection apparatus 100 determines whether the next frame is a key frame.
  • the scan may be performed on the areas of the first and second states, that is, the entire area of the touch screen panel, in the key frame (S750), and the scan may be performed only on the region of the first state in the general frame (S750). S760).
  • each area of the touch screen panel When each area of the touch screen panel is operating in the first and second states, each area of the touch screen panel is the first frame in the next frame based on the touch detection information of the previous frame and the current frame. And which state should be operated in which of the second states (S770).
  • the touch detection apparatus 100 determines whether touch detection does not occur for a predetermined number of frames or for a predetermined time during the operation of each region of the touch screen panel in the first and second states (S780). The entire area of the touch screen panel may be set to the third state (S790). On the contrary, when a touch occurs, the touch detection apparatus 100 may repeatedly execute steps S740 to S770 for performing a scan and updating first and second state region information. The touch detection apparatus 100 may incorrectly determine that the touch is not detected by noise or other external factors by allowing the touch screen panel to be set to the third state only when touch detection is not performed in a plurality of consecutive frames. To prevent the transition to the third state.
  • the time interval between frames is set to be large, so that the frequency of scanning is performed on the entire screen panel.
  • the detection speed may be reduced in the user's touch, but the power required for the touch detection may be reduced in a situation where the touch is unlikely to occur.
  • the touch detection apparatus 100 may detect the areas of the first and second states based on the touch detection information as in step S730. From the next frame, the entire area of the touch screen panel may be operated in the first or second state. On the contrary, if a touch is not detected while the touch screen panel is operating in the third state, the entire area of the touch screen panel may continue to operate in the third state until the touch is detected.
  • the touch detection frequency of each region of the touch screen panel may be adjusted according to the probability of touch detection, power consumption due to the scan of the region having low touch detection probability may be minimized, and accordingly, the touch may be adjusted. Scanning a region having a high detection probability can be performed more quickly, which may also result in an improvement in touch sensitivity.

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Abstract

터치 스크린 패널에 대한 터치 발생 수단의 접촉 또는 접근에 따른 터치를 검출하며, 터치 스크린 패널 상에서, 터치 검출 지점을 포함하는 영역 및 나머지 영역을 각각 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역으로 설정하며, 제1 상태 영역에 대해서만 터치 검출 동작을 수행하는 빈도수를 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역 모두에 대한 터치 검출 동작 빈도수의 정수배로 하여, 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대한 터치 검출 동작을 수행하며, 기 설정된 시간 동안 터치 스크린 패널 전체에서 터치 검출이 되지 않으면, 터치 스크린 패널 전체를 제3 상태로 설정하여 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대한 터치 검출 동작 수행 시보다 낮은 빈도로 터치 검출 동작을 수행하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 속도 가변 방법이 제공된다.

Description

터치 검출 속도를 가변하는 터치 검출 장치 및 이의 터치 검출 방법
본 발명은 터치 검출 속도를 가변하는 터치 검출 장치 및 이의 터치 검출 방법에 대한 것으로, 상세하게는 터치 검출 장치의 동작 상태 및 터치가 수행되는 지점에 따라 터치 스크린 각 영역의 터치 검출 속도를 변화시키는 터치 검출 장치 및 방법에 대한 것이다.
다양한 전자 기기가 사용자의 편의를 위해 터치 스크린 패널(TSP: Touch Screen Panel)을 채용하는 추세이며, 그에 따라 실생활에서 사용자들이 터치 스크린을 접할 기회가 점점 증가하고 있다.
터치 스크린 패널은 사용자에게 각종 전자 기기의 작동을 직관적으로 수행할 수 있는 편의를 제공하지만, 터치 스크린 패널이 작동할 때 소모하는 전력량은 스마트폰과 같이 한정된 배터리를 지니고 있는 전자 기기들을 사용할 때 부담이 될 수 있다.
일반적으로, 터치 스크린 패널의 검출 속도를 향상시키면 전력소모가 증가하고, 이와 반대로 반응 속도를 저하시키면 전력소모가 감소하여, 검출 속도 및 전력소모의 trade-off가 일어나게 된다. 종래에는, 터치가 발생하지 않고 있는 상황에서 검출 속도를 낮추고, 터치가 발생하는 경우에 터치 스크린 패널 전체의 검출 속도를 향상시키는 방법으로 전력 소모를 최소화하려고 하였는데, 이 경우에는 터치가 발생한 부분에 대한 반응 속도 변화가 터치가 발생하지 않은 부분의 반응 속도도 함께 변화시켜서 추가적인 전력 소모가 발생하였다.
이에 따라, 터치 스크린 패널 영역 내에서 터치가 발생할 확률에 따라 검출 속도를 가변적으로 변화시켜 터치가 발생하는 부분의 검출 속도를 증가시키면서 전력 소모를 감소시킬 방법이 필요하였다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 터치가 발생하지 않는 영역에 대한 터치 검출의 빈도를 낮춤으로써 전력 소모를 낮추고, 터치가 발생할 확률이 높은 영역에 대한 터치 검출을 높은 빈도로 수행하여 터치 감도를 향상시키고자 하는 것이다.
본 발명의 목적은 이전 프레임들의 터치 검출 정보를 토대로 이후 프레임에서 터치가 발생활 확률이 높은 터치 스크린 패널 상의 영역을 예측하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 터치 스크린 패널에 대한 터치 발생 수단의 접촉 또는 접근에 따른 터치를 검출하는 단계; 상기 터치 스크린 패널 상에서, 터치 검출 지점을 포함하는 영역 및 나머지 영역을 각각 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역으로 설정하는 단계; 상기 제1 상태 영역에 대해서만 터치 검출 동작을 수행하는 빈도수를 상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역 모두에 대한 터치 검출 동작 빈도수의 정수배로 하여, 상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대한 터치 검출 동작을 수행하는 단계; 및 기 설정된 시간 동안 상기 터치 스크린 패널 전체에서 터치 검출이 되지 않으면, 터치 스크린 패널 전체를 제3 상태로 설정하여 상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대한 터치 검출 동작 수행 시보다 낮은 빈도로 터치 검출 동작을 수행하는 단계를 포함하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 속도 가변 방법을 제공한다.
상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대한 터치 검출 동작 수행 단계는, 프레임 단위로 터치 검출 동작을 수행하되, 각 프레임을 상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대해 모두 터치 검출 동작을 수행하는 키 프레임 또는 상기 제1 상태 영역에 대해서만 터치 검출 동작을 수행하는 일반 프레임으로 동작시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대한 터치 검출 동작 수행 단계에서, 연속된 특정 개수의 프레임이 상기 일반 프레임으로 동작할 때마다, 이후 프레임이 상기 키 프레임으로 동작할 수 있다.
상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역 설정 단계는, 상기 터치 검출 지점을 중심으로 일정 반경의 영역을 상기 제1 상태 영역으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역 설정 단계는, 검출된 터치의 강도, 터치의 이동 방향 및 이동 속도 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 제1 상태 영역의 형태와 면적을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시예는 터치 스크린 패널에 대한 터치 발생 수단의 접촉 또는 접근에 따른 터치 발생 여부를 검출하는 터치 검출 장치로서, 프레임 단위의 터치 검출 동작 시, 터치 검출 지점을 포함하는 제1 상태 영역에 대해서만 터치 검출 동작을 수행하는 일반 프레임의 진행 시마다 증가하는 값을 갖는 카운터; 상기 카운터의 값이 기 설정된 값에 도달하였을 때 다음 프레임이 상기 터치 스크린 패널 전체 영역에 대한 터치 검출 동작을 수행하는 키 프레임으로 동작할 수 있도록 하는 제어 신호를 발생시키는 제1 비교기; 및 상기 키 프레임과 일반 프레임으로 진행될 때와 터치가 검출되지 않을 때 서로 다르게 설정되는 프레임 간 시간 간격을 기초로, 다음 프레임이 시작될 수 있도록 제어 신호를 출력하는 제2 비교기를 포함하는, 터치 검출 속도 가변을 위한 터치 검출 장치를 제공한다.
상기 제1 비교기는, 상기 키 프레임 이후 상기 일반 프레임으로 동작될 프레임의 개수가 저장된 제1 레지스터의 값과 상기 카운터의 값을 매 프레임마다 비교하여, 일치 시에 상기 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
상기 제2 비교기는, 상기 일반 프레임과 키 프레임으로 진행될 때의 프레임 간 시간 간격이 저장된 제2 레지스터의 값 또는 터치 미발생 시의 프레임 간 시간 간격이 저장된 제3 레지스터의 값과 각 프레임의 시작 시점으로부터 경과한 시간을 비교하여, 일치 시에 상기 제어 신호를 발생시킬 수 있다.
상기 터치 검출 장치는, 현재 프레임에서의 터치 검출 동작의 상태에 따라 상기 제2 레지스터의 값 및 제3 레지스터의 값 중 하나를 선택하여 상기 제2 비교기의 기준값으로 제공하는 멀티플렉서를 더 포함할 수 있다.
상기 카운터의 값은 상기 키 프레임이 진행될 때마다 리셋되며, 상기 터치 스크린 패널이 제3 상태로 동작 시에는 프레임이 진행되더라도 동일한 값으로 유지될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시예는 터치 스크린 패널에 대한 터치 발생 수단의 접촉 및 접근에 따른 터치를 검출하는 터치 정보 검출부; 프레임 단위의 터치 검출 동작 시, 터치 스크린 패널 전체에 대한 터치 검출 동작을 수행하는 키 프레임 이후, 터치 검출 지점을 포함하는 일부 영역에 대해서만 터치 검출 동작을 수행하는 일반 프레임으로 동작할 연속된 프레임의 개수를 설정하는 프레임 비율 설정부; 및 상기 키 프레임과 일반 프레임으로 터치 검출 동작이 수행되는 경우의 프레임 간 시간 간격과 기 설정된 시간 동안 터치가 검출되지 않을 때의 프레임 간 시간 간격을 설정하되, 터치가 검출되지 않을 때의 프레임 간 시간 간격을 상대적으로 길게 설정하는 프레임 간격 조절부를 포함하는, 터치 검출 속도 가변을 위한 터치 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 검출 장치가 터치가 발생할 확률이 낮은 상황 또는 영역에 대해 터치 검출 빈도를 낮춤으로써 불필요한 전력 소모를 줄이면서도, 터치가 발생할 확률이 높은 상황 또는 영역에 대해서는 터치 검출 빈도를 높일 수 있어 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 검출 장치가 이전의 터치 검출 정보를 바탕으로 이후 터치가 발생할 확률이 높은 영역을 예측함으로써 상기 터치 검출 빈도 조절을 효율적으로 할 수 있게 한다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 동작 상태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임간 시간 간격 조절을 나타내기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 프레임별 동작 상태를 가시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 검출 속도 가변 수행 방법을 나타내기 위한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 터치 검출 장치가 터치 스크린 패널 상에서 제1 및 제2 상태 영역을 결정하는 방법을 나타내기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치가 동작하는 방식을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 터치는 터치 스크린 패널에서 손가락이나 터치 펜 등과 같은 터치 도구가 직접적으로 터치 스크린 패널에 접촉하지 않고, 터치 스크린 패널에 근접하는 호버링(Hovering)의 개념도 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 터치는, 터치 스크린 패널 상의 복수개의 영역에서 터치가 검출되는 멀티 터치의 개념도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 상에서 “1 프레임”이라 함은, 터치 스크린 패널에 대해서 1회의 터치 검출(이하, 스캔이라 함)이 수행되는 동작을 의미한다. 다만, 하나의 프레임에서 스캔이 실질적으로 수행되지 않고 스킵되는 영역이 존재할 수 있으며, 그에 따라 하나의 프레임이 수행되는데 소요되는 시간 및 전력이 절약될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 동작 상태를 나타낸 것이다. 본 발명에서, 터치 스크린 패널의 각 영역은 3가지 동작 상태 중 하나로 동작할 수 있다. 제1 상태는 터치 발생의 가능성이 높은 상태이며, 제2 상태는 터치 발생의 가능성이 존재하지만 제1 상태보다 낮은 상태, 제3 상태는 터치 발생의 가능성이 제1 및 제2 상태보다 낮은 상태이다.
도 1에서는 제1 내지 제3 상태를 갖는 영역을 각각 '1', '2', '3'으로 표기하였다. 도 1의 (a)와 (b)의 제1 상태 영역(1)은 터치 발생 확률이 높은 상태일 수 있다. 터치 스크린 패널의 동작 과정에 있어, 특정 프레임에서 사용자의 터치가 발생한 것으로 판단된 영역은 이후 프레임에서도 터치가 발생할 확률이 높은 것으로 판단될 수 있고, 반대로 터치가 일정 시간 동안 발생하지 않으면, 그 후의 프레임에서는 터치 발생 확률이 낮다고 판단될 수 있다.
본 발명의 터치 검출 장치는 터치 스크린 패널에서 검출되는 터치 정보에 따라, 터치 스크린 패널의 각 영역을 제1 내지 제3 상태로 구분 또는 설정할 수 있으며, 이와 같은 각 영역의 상태 정보를 토대로 스캔이 수행되는 빈도를 조절할 수 있다.
구체적으로, 도 1의 (a)와 (b)에서 터치 발생 확률이 높은 것으로 판단되는 제1 상태 영역(1)과, 이보다는 터치 발생 확률이 낮다고 판단되는 제2 상태 영역(2)의 위치가 상이한데, 터치 검출 장치는 이와 같이 매 프레임마다 터치 스크린 패널 영역의 각 부분이 다음 프레임에서 어느 상태로 동작할 것인지를 결정할 수 있다. 또한, 터치 검출 장치는 일정시간 이상 터치 발생이 검출되지 않으면, 도 1의 (c)와 같이 터치 스크린 패널의 전 영역을 제3 상태로 설정할 수 있으며, 터치 스크린 패널의 전 영역이 도 1의 (c)와 같이 제3 상태로 동작하는 경우에는 도 1의 (a) 와 (b)와 같이 제1 및 제2 상태로 동작하는 경우보다 터치 검출 빈도를 낮출 수 있다. 즉, 터치 검출 동작의 주기를 상대적으로 길게 설정할 수 있다.
도 1의 (c)에 도시되는 바와 같은 제3 상태는 터치 스크린 패널 전체에서 터치가 일정 시간 동안 발생하지 않아 이후에도 터치가 검출될 확률이 낮은 상태이므로, 터치 스크린 패널 상에서 제1 상태 및 제2 상태의 영역(1, 2)과, 제3 상태의 영역(3)이 공존하여 동작할 수 없다. 이하, 본 명세서 상에서 터치 스크린 패널이 제1 및 제2 상태로 동작한다는 것은 터치 검출 장치가 터치 스크린 패널의 전체 영역 중 일부에 대해서는 제1 상태로, 나머지 일부는 제2 상태로 인식하고 다음 프레임의 동작을 수행하는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임간 시간 간격 조절을 나타내기 위한 예시도이다.
본 명세서 상에서, 프레임 간 시간 간격이라 함은, 각 프레임의 시작 시점 간의 시간 차이를 의미하는 것일 수 있다.
도 2를 참조하면, 각 프레임이 수행되는 소요 시간은 터치 검출에 물리적으로 소요되는 실제 스캔 시간과 터치 검출이 이루어지지 않는 휴지 기간으로 이루어진다. 하나의 프레임에 소요되는 시간은 터치 검출 장치에 의해 설정될 수 있으며, 이 시간에서 터치 검출에 실제로 소요되는 시간을 차감하면 휴지 기간이 남게 된다. 따라서, 터치 검출 장치는 휴지 기간을 조절함으로써 하나의 프레임에 소요되는 시간을 조절할 수 있다.
전술한 바와 같이, 터치 스크린 패널은 터치 발생 확률에 따라 스캔이 이루어지는 영역 및 스캔이 이루어지지 않는 영역을 가질 수 있는데, 하나의 프레임에서 스캔이 이루어지는 영역과 스캔이 이루어지지 않고 스킵되는 영역의 비율에 따라, 터치 검출에 실제로 소요되는 스캔 시간은 상이해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 스크린 패널이 제3 상태로 동작하고 있는 경우에는 터치 발생 확률이 낮기 때문에 휴지 기간이 길게 설정되어도 무방하며, 이 때, 프레임 간 시간 간격은 상대적으로 증가되게 된다. 제3 상태로 동작하는 동안 터치 스크린 패널의 일부 영역에서 터치가 발생한 것으로 판단되면 터치 스크린 패널은 제1 및 제2 상태로 설정되며, 이 때에는 휴지 기간을 제3 상태로 동작할 때보다 짧게 설정하여야 하므로, 프레임 간 간격은 감소될 수 있다.
도 2에서, K 프레임은 터치 스크린 패널이 제3 상태로 설정되어 동작하는 경우이고, K+1 프레임 및 K+2 프레임은 터치 스크린 패널 중 일부 영역이 제1 상태, 나머지 영역이 제2 상태로 설정되어 동작하는 경우를 나타낸다.
도 2를 참조하면, K 프레임은 제3 상태로 동작하는 경우이므로, 1 프레임에 소요되는 시간이 K+1 및 K+2 프레임에서의 소요 시간보다 길게 설정될 수 있다. 제3 상태로 동작하는 K 프레임에서 터치가 검출되면, 터치 스크린 패널은 제1 및 제2 상태로 동작하게 되고, 이에 따라 K+1 프레임 및 K+2 프레임의 소요 시간은 상대적으로 짧게 설정된다.
한편, 터치 스크린 패널 내에 제1 상태 영역과 제2 상태 영역이 공존하는 경우, 터치 발생 확률이 상대적으로 높은 제1 상태 영역에 대해서는 제2 상태 영역에 비해 스캔의 수행 빈도를 높게 설정하여야 할 것이다. 예를 들면, 제1 상태 영역에 대해서는 매 프레임마다 스캔이 수행되고, 제2 상태 영역에 대해서는 복수의 프레임마다 한번씩의 스캔이 수행될 것이기 때문에, 주기적으로 특정 프레임에서는 제1 상태 영역과 제2 상태 영역에 대한 스캔이 동시에 수행될 것이며, 나머지 프레임에서는 제1 상태 영역에 대해서만 스캔이 수행될 수 있다.
도 2에서 K+1 프레임은 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대해 모두 스캔을 수행하는 프레임이고, K+2 프레임은 제1 상태 영역에 대해서만 스캔을 수행하는 프레임이다. 도 2를 참조하면, K+1 프레임에서의 실질적인 스캔 시간이 K+2 프레임에서의 실질적 스캔 시간보다 길다는 것을 알 수 있다. 이에 따라, K+2 프레임의 휴지 기간은 K+1 프레임의 휴지 기간에 비해 상대적으로 길게 설정될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린 패널의 프레임별 동작 상태를 가시적으로 나타낸 도면이다.
도 3에서는 터치 스크린 패널의 하부 영역 및 상부 영역이 각각 제1 상태 및 제2 상태로 설정된 경우를 가정하며, '1' 및 '2'로 표기된 것은 각각 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대해 스캔이 이루어지는 시점을 나타낸다.
또한, 도 3에서는 터치 스크린 패널의 일부 영역만이 제1 및 제2 상태로 설정된 것으로 도시하였으나, 이는 설명이 편의를 위한 것이며 터치 스크린 패널의 전 영역이 제1 또는 제2 상태 중 하나로 설정되어 동작될 수 있다.
도 3을 참조하면, 터치 스크린 패널에 제1 및 제2 상태 영역(1, 2)이 공존할 때, 제1 상태 영역(1)에 대해서만 스캔을 수행하는 프레임(K, K+2, K+3 프레임)과, 제1 및 제2 상태 영역(1, 2) 모두에 대해서 스캔을 수행하는 프레임(K+1, K+4 프레임)이 존재한다.
이하, 도 3의 K+1 프레임과 K+4 프레임에서와 같이 제1 상태 영역(1) 및 제2 상태 영역(2)에 대해 모두 스캔이 이루어지는 프레임을 “키 프레임”이라 하며, 제1 상태 영역(1)에 대해서만 스캔이 이루어지는 프레임을 키 프레임과 구분하기 위하여 “일반 프레임”으로 지칭하기로 한다.
즉, 터치 검출 장치는 터치 스크린 패널이 제1 및 제2 상태 영역(1, 2)으로 설정되어 동작하는 경우, 일반 프레임이 일정 횟수 반복될 때마다, 한번씩의 키 프레임이 등장하도록 설정될 수 있다. 도 3에서 K+1 프레임이 제1 및 제2 상태 영역(1, 2)에 대한 스캔을 수행하는 키 프레임으로 동작되면, 이에 후속하여 제1 상태 영역(1)에 대해서만 스캔을 수행하는 일반 프레임이 두 번 동작된다. 그 후에는, K+4 프레임이 키 프레임으로 동작되며, 이후 연속하여 이 과정이 반복될 수 있다. 즉, 도 3의 예에서는 2번의 일반 프레임에 대한 스캔 동작 마다 한번의 키 프레임에 대한 스캔 동작이 이루어진다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 연속된 특정 개수의 프레임이 일반 프레임으로 동작할 때마다, 이후 프레임이 키 프레임으로 동작하도록 설정될 수 있다. 환언하면, 제1 상태 영역(1)에 대한 스캔 빈도는 제2 상태 영역(2)에 대한 스캔 빈도의 정수배가 될 수 있다.
만약, 제1 상태 영역(1)에 대한 스캔 빈도와 제2 상태 영역(2)에 대한 스캔 빈도가 정수배가 되지 않는다면, 터치 검출 장치의 동작 과정에서 제2 상태 영역(2)에 대해서만 스캔을 수행하는 프레임을 추가로 포함시키는 등의 구성이 필요하므로, 터치 검출 장치의 회로 복잡도가 증가할 수 있는데, 상기와 같이 제1 상태 영역(1)에 대한 스캔 빈도를 제2 상태 영역(2)에 대한 스캔 빈도의 정수배로 구현한다면, 제2 상태 영역(2)에 대한 스캔 시에는 언제나 제1 상태 영역(1)에 대해서도 함께 스캔이 이루어지므로, 터치 검출 장치를 구현함에 있어서의 회로 복잡도가 낮아지게 된다.
도 3에서는 하나의 키 프레임 이후에 연속되는 일반 프레임의 개수가 2개로 구성되어 있지만, 이 개수는 사용자의 설정 또는 터치 검출 장치의 동작 환경에 따라 변동될 수 있다. 예를 들어, 터치 검출 장치는 터치 스크린 패널 내에서의 터치 발생 위치 이동 속도가 일정 속도 이상인 경우, 터치 스크린 패널의 전체 영역을 스캔하는 키 프레임의 빈도수를 증가시킬 수 있다. 이와 반대로, 터치 발생 위치의 이동 속도가 일정 속도 미만인 경우, 제2 상태 영역(2)에 대한 터치 발생 확률은 일정 시간 동안 낮게 판단될 수 있으므로, 키 프레임의 빈도수를 감소시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 검출 속도 가변 방법을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 터치 검출 장치는, 4개의 레지스터(210, 220, 230, 240), 카운터(250), 멀티플렉서(260) 및 2개의 비교기(270, 280),를 포함한다.
각각의 레지스터는 일정한 양의 데이터를 저장할 수 있으며, 저장하고 있는 데이터는 터치 검출 장치의 동작에 의해 수시로 변화할 수 있다. 한편, 비교기는 카운터(250) 또는 특정 레지스터의 값이 일정 값에 도달하였는지 여부를 판단하는 기능을 한다. 한편, 카운터(250)의 카운팅 값은 매 프레임이 진행될 때마다 갱신되되, 해당 프레임이 일반 프레임으로 동작할 때마다 1씩 증가하고, 해당 프레임이 키 프레임으로 동작할 때에는 초기값인 0으로 리셋된다. 또한, 터치 스크린 영역이 제3 상태로 설정되어 동작하는 동안에는 프레임이 진행되더라도, 그 값이 리셋된 값, 즉, '0'으로 유지된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, COUNTERB 레지스터(210)는 터치 스크린 패널이 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역으로 나뉘어 동작하는 과정에서, 한번의 키 프레임 이후 일반 프레임으로 동작할 프레임의 개수를 저장한다. 도 4에서는 COUNTERB 레지스터(210)에, 키 프레임 이후 일반 프레임으로 동작할 프레임의 개수로서 2가 저장되어 있는 것으로 가정하였다.
제1 비교기(270)는 각 프레임의 동작 종료 시마다 COUNTERB 레지스터(210)에 저장된 값과 카운터(250)의 카운팅 값을 비교하여, 다음 프레임이 키 프레임으로 동작될 지, 일반 프레임으로 동작될 지 여부가 결정되도록 하는 제어 신호를 출력한다. 구체적으로, 제1 비교기(270)의 비교 결과, COUNTERB 레지스터(210)에 저장된 값과 카운터(250)의 카운팅 값이 일치하면, 다음 프레임을 키 프레임으로 선정하고, 카운터(250)의 카운팅 값은 0으로 리셋된다. 반대로, COUNTERB 레지스터(210)에 저장된 값과 카운터(250)의 카운팅 값이 일치하지 않으면, 즉, 카운터(250)의 카운팅 값이 COUNTERB 레지스터(210)에 저장된 값보다 작으면, 다음 프레임을 계속해서 일반 프레임으로 동작되도록 한다.
도 4를 예로 들어 설명하면, K+1 프레임이 키 프레임이기 때문에, K+1 프레임이 동작되면, 카운터(250)의 카운팅 값은 0으로 리셋된다. 이 때, 제1 비교기(270)에 의해 카운터(250)의 카운팅 값과 COUNTERB 레지스터(210)에 저장된 값인 2가 비교되는데, 두 값이 일치하지 않으므로, 다음 프레임인 K+2 프레임은 일반 프레임으로 동작하게 된다. K+2 프레임은 일반 프레임이므로, 카운터(250)의 카운팅 값은 0에서 1만큼 증가하여, 1이 되고, 제1 비교기(270)에 의해 이러한 카운팅 값과 COUNTERB 레지스터(210)에 저장된 값이 비교되는데, 역시 두 값이 일치하지 않으므로, 다음 프레임인 K+3 프레임은 일반 프레임으로 동작하게 된다.
K+3 프레임이 동작되는 동안 카운터(250)의 카운팅 값은 1에서 1만큼 증가하여 2가 된다. 이 때, 제1 비교기(270)는 이 카운팅 값과 COUNTERB 레지스터(210)에 저장된 값을 비교하는데, 양 값이 일치하므로, 다음 프레임인 K+4 프레임은 키 프레임으로 동작된다.
한편, TA,B 레지스터(220)와 TC 레지스터(230)는 터치 스크린 패널의 동작 상태에 따른 프레임 간 시간 간격을 저장한다. 구체적으로, TA,B 레지스터(220)는 터치 스크린 패널이 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역으로 나뉘어 동작하는 경우의 프레임 간 시간 간격을 저장한다. 한편, TC 레지스터(230)는 터치 스크린 패널이 제3 상태로 동작하는 경우 각 프레임 간 시간 간격을 저장한다. TA,B 레지스터(220)에 저장된 값과 TC 레지스터(230)에 저장된 값은 상이할 수 있다. 예를 들면, 터치 스크린 패널이 터치 발생 확률이 낮은 제3 상태로 동작하는 동안의 프레임 간 시간 간격인 TC 레지스터(230)에 저장된 값이, 터치 발생 확률이 상대적으로 높은 제1 및 제2 상태로 설정되어 동작하는 동안의 프레임 간 시간 간격인 TA,B 레지스터(220)에 저장된 값보다 길게 설정될 수 있다.
또한, Tcounter _frame 레지스터(240)는 각 프레임의 동작 시점으로부터의 경과 시간에 해당하는 값을 저장하는 역할을 수행할 수 있다. Tcounter _frame 레지스터(240)가 저장하는 값의 단위는 mili second 또는 micro second 등일 수 있다.
제2 비교기(280)는 TA,B 레지스터(220) 또는 TC 레지스터(230)에 저장된 값과 Tcounter_frame 레지스터(240)의 값을 비교하여, 두 값이 일치하는 경우에 현재 진행중인 프레임을 종료하고 다음 프레임이 시작될 수 있도록 제어 신호를 출력한다. 본 발명의 터치 검출 장치에는 TA,B 레지스터(220) 및 TC 레지스터(230)에 저장된 값 중 하나를 선택하여 제2 비교기(280)의 기준 값으로 제공하는 멀티플렉서(260)가 추가로 구비될 수 있다. 멀티플렉서(260)는 현재 터치 스크린 패널이 동작하는 상태에 따라 TA,B 레지스터(220) 및 TC 레지스터(230)에 저장된 값 중 하나를 선택한다. 구체적으로, 터치 스크린 패널이 현재 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역으로 나뉘어 동작하는 경우에는, TA,B 레지스터(220)에 저장된 값을 선택하고, 제3 상태로 동작하는 경우에는, TC 레지스터(230)에 저장된 값을 선택하여 제2 비교기(280)에 공급한다. 제2 비교기(280)는 현재 터치 스크린 패널의 동작 상태에 따라 선택되는 TA,B 레지스터(220) 또는 TC 레지스터(230)에 저장된 값과 특정 프레임의 시작 시점으로부터 시간 경과에 따라 증가하는 값을 저장하는 Tcounter _frame 레지스터(240)의 값을 비교하여, 두 값이 일치하는 경우 다음 프레임이 시작되도록 하는 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, TA,B 레지스터(220)에 저장된 값과 TC 레지스터(230)에 저장된 값은 필요에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 일반 프레임(K+2, K+3 프레임)의 시작 시점에서 다음 프레임의 시작 지점 사이의 시간은 키 프레임(K+1, K+4 프레임)의 시작 시점에서 다음 프레임의 시작 시점 사이의 시간 보다 상대적으로 짧게 설정될 수 있다. 이 경우, 일반 프레임으로 동작하는 동안에는 상대적으로 짧게 설정된 시간 내에 제1 상태 영역에 대한 스캔이 모두 이루어질 수 있도록 전체 터치 스크린 패널의 영역 중 제1 상태 영역이 차지하는 비율을 제한할 수도 있다. 키 프레임과 일반 프레임의 프레임 간 시간 간격을 상이하게 설정하는 경우에는 TA,B 레지스터(220)가 두 개의 레지스터로 분리되어 각각의 프레임 간 시간 간격을 저장하여야 할 것이다. 또한, 터치 검출 장치는 터치 스크린 패널이 제3 상태로 동작하는 시간이 일정 시간 이상으로 길어지면 그에 따라 TC 레지스터(230)에 저장된 값을 증가시켜 터치 스크린 패널이 제3 상태로 동작하는 동안의 프레임 간 시간 간격을 점차 증가시킬 수도 있다.
한편, 제1 상태 내지 제3 상태에 대한 상태 전이는 다음과 같이 이루어질 수 있다.
도 4를 예로 들어 설명하면, K-1 프레임에서는 터치 스크린 패널의 전체 영역이 터치 발생 가능성이 낮은 제3 상태로 동작할 수 있다. K-1 프레임에서 터치가 검출되지 않으면, K 프레임에서 터치 스크린 패널의 전체 영역은 계속해서 제3 상태로 설정되어 동작될 수 있다. 상세하게는, K-1 프레임에서는 터치 스크린 패널의 전체 영역이 제3 상태로 동작하므로, 멀티플렉서(260)는 TC 레지스터(230)의 값을 제2 비교기(280)에 공급하고, 제2 비교기(280)는 공급받은 TC 레지스터(230)의 값과 Tcounter_frame 레지스터(240)의 값을 비교하여, 일치하는 경우에는 다음 프레임이 시작되도록 한다. 또한, 터치 스크린 패널의 전체 영역이 제3 상태로 설정되어 동작되고 있으므로, 카운터(250)의 값은 리셋 값인 '0'으로 유지될 수 있다. 제1 비교기(270)는 COUNTERB 레지스터(210)의 값과 카운터(250)의 값을 비교하는데, 이 경우 카운터(250)의 값이 '0'이므로, 다음 프레임을 키 프레임으로 설정하도록 하는 신호를 출력하지 않게 된다.
만약, K 프레임에서 터치가 검출되면 터치 스크린 패널의 영역은 제1 상태로 동작하는 영역과 제2 상태로 동작하는 영역으로 나뉘어 설정될 수 있으며, 다음 프레임인 K+1 프레임은 키 프레임으로 동작될 수 있다. K 프레임 또한 K-1 프레임과 같이 터치 스크린 패널의 전체 영역이 제3 상태로 동작하는 경우이므로, K-1 프레임에서와 같이 제2 비교기(280)가 TC 레지스터(230)의 값과 Tcounter _frame 레지스터(240)의 값을 비교하여 일치하는 경우 K+1 프레임이 시작되도록 할 수 있다.
또한, 키 프레임과 일반 프레임이 반복되고 있는 경우, 기 정해진 개수의 프레임이 계속되는 동안 터치가 검출되지 않으면, 터치 스크린 패널을 제3 상태로 설정할 수 있다. 도 4에서는 K+1 프레임부터 K+4 프레임까지 총 4개의 프레임들에서 터치가 검출되지 않아, K+5 프레임에서는 터치 스크린 패널이 제3 상태로 설정되는 경우가 예시되었다.
구체적으로는, K+1 프레임에서는 터치 스크린 패널이 제1 및 제2 상태 영역으로 나뉘어 동작하므로, 제2 비교기(280)가 TA,B 레지스터(220)의 값과 Tcounter _frame 레지스터(240)의 값을 비교하여, 두 값이 일치할 때 K+2 프레임이 시작되도록 할 수 있다. K+2 내지 K+4 프레임에서도 터치 스크린 패널이 K+1 프레임에서와 같이 제1 및 제2 상태 영역으로 동작하므로, TA,B 레지스터(220)의 값에 따라 프레임 간의 시간 간격이 정해질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 일반 프레임의 동작 개수를 저장하는 카운터(250)와는 별도로, 터치 스크린 패널의 전 영역에서 터치가 검출되지 않은 프레임의 수를 저장하는 별도의 카운터가 존재할 수 있다. 또한, 제3 비교기가 존재하여 상기 별도의 카운터의 저장 값이 기 설정된 값에 도달하면, 다음 프레임에서 터치 스크린 패널의 전 영역이 제3 상태 영역으로 설정되도록 하는 신호를 출력할 수도 있다. 예를 들면, 도 4에서 터치가 발생하지 않은 프레임이 K+1 프레임에서부터 K+4 프레임까지 연속되었기 때문에 상기 별도 카운터의 값은 4가 될 수 있고, 제3 비교기의 비교 결과 상기 별도 카운터의 값이 기 설정된 값과 일치하면, K+5 프레임에서는 터치 스크린 패널의 전체 영역이 제3 상태로 설정되도록 할 수 있다. 요약하면, 별도의 카운터와 비교기를 구비하여 키 프레임과 일반 프레임이 반복되는 동안 일정 개수의 프레임에서 연속적으로 터치 검출이 되지 않으면 다음 프레임에서는 터치 스크린 패널의 전체 영역이 제3 상태로 설정되도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치가 터치 스크린 패널 상에서 제1 및 제2 상태 영역(1, 2)을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에서 제1 상태 영역(1)은 제2 상태 영역(2)과 구분되도록 빗금으로 표시되어 있다.
본 발명의 터치 검출 장치는 이전 프레임에서의 터치 검출 정보를 토대로, 이후 프레임에서 터치 스크린 패널의 각 영역이 제1 내지 제3 상태 중 어느 상태로 동작할지를 설정할 수 있다.
터치 검출은 터치 스크린 패널의 특정 위치에서 일정 크기 이상의 정전용량 변화를 검출함으로써 이루어진다. 일 실시예에 따르면, 터치 검출 장치는 터치 발생 판단 기준이 되는 기 설정된 정전용량 변화에는 못 미치지만 일정 크기 이상의 정전용량 변화가 발생하면 이를 터치에 준하는 상태로 판단하고, 이 정보를 제1 및 제2 상태 영역(1, 2)을 결정할 때 이용할 수 있다.
이에 따르면, 본 발명은 터치 발생 수단에 의한 직접 접촉에 따른 터치뿐만 아니라, 터치 발생 수단의 근접에 따른 호버링(hovering)을 터치의 개념으로 포함하는 터치 스크린 패널에도 적용될 수 있다.
도 5의 (a-1)은 터치 스크린 상의 복수의 지점에 터치가 발생한 상태, 즉, 멀티 터치가 발생한 상태를 나타내며, 도 5의 (a-2) 및 (a-3)는 멀티 터치 발생 이후 터치 발생이 더 이상 검출되지 않고 시간이 경과한 상태를 나타낸다. 도 5의 (a-1)의 터치 스크린 패널 상에서 터치가 검출된 두 위치는 중첩된 원으로 표현되는데, 내원은 실제로 터치 발생이 검출된 지점을 나타내며, 외원은 터치 발생 지점을 기준으로 일정 반경 내에 속하는 영역을 나타낸다. 도 5에서는 내원과 외원을 포괄하는 영역 모두 제1 상태로 설정되어 동작한다.
멀티 터치 발생 시 각각의 위치에서 발생한 터치의 강도는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 터치 스크린 패널의 좌상단에 발생한 터치의 강도가 우하단에 발생한 터치의 강도보다 낮을 수 있다. 본 발명에서는 터치가 발생되었다고 판단된 영역뿐 아니라, 상기 영역으로부터 일정 범위내의 영역 또한 제1 상태로 설정하게 되는데, 터치가 검출된 영역의 크기가 유사하더라도, 터치의 강도에 따라 제1 상태로 결정되는 영역(1)의 크기는 상이할 수 있다. 도 5의 (a-1)에서 우하단에 발생한 터치의 강도가 보다 높으므로, 제1 상태로 결정되는 영역(1)의 크기 또한 좌상단의 영역보다 크게 형성될 수 있다.
또한, 터치의 강도에 따라 터치 발생 영역이 제1 상태로 동작하는 시간도 달라질 수 있다. 예를 들어, 터치 강도가 기준치보다 높은 것으로 판단된 영역은 터치 강도가 상대적으로 낮은 것으로 판단된 영역보다 제1 상태로 유지되는 시간이 길게 설정될 수 있다. 도 5의 (a-2)를 살펴보면, 터치 강도가 상대적으로 낮은 좌상단의 영역은 도 5의 (a-1)과 비교하여 제1 상태의 영역(1)으로 설정된 면적이 감소된 것을 알 수 있다. 이 면적은 시간 또는 프레임 수의 경과에 따라 터치 검출 장치에 의해 서서히 감소되도록 설정될 수 있다. 또한, 직접적인 터치가 발생한 영역(도 5의 (a-1)에서 내원 영역)만이 제1 상태로 유지되고, 직접적인 터치 발생 영역의 일정 반경에 존재하여 제1 상태로 설정되었던 영역(도 5의 (a-1)에서 외원 영역)은 제2 상태로 설정됨으로써, 제1 상태 영역(1)의 면적이 감소될 수도 있다.
한편, 도 5의 (a-2)에 도시된 바와 같이, 터치 스크린 패널의 우하단 영역은 터치 강도가 상대적으로 높기 때문에, 제1 상태 영역(1)의 면적을 변화시키지 않을 수 있다.
다음으로, 도 5의 (a-3)을 살펴보면, 터치 검출 장치는 터치가 발생하지 않은 시간의 흐름에 따라, 좌상단의 영역을 전부 제2 상태로 설정할 수 있으며, 우하단의 영역 또한 도 5의 (a-1)에서 직접 터치 발생이 검출된 부분만을 제1 상태로 유지할 수 있다.
다음으로, 도 5의 (b-1)은 특정 프레임에서 터치 스크린 패널에 터치 발생이 검출되어 제1 및 제2 상태 영역(1, 2)이 설정된 모습이며, 이후 프레임에서 터치가 어느 위치에서 발생하는지에 따라 도 5의 (b-2) 내지 (b-4)와 같은 모습으로 제1 및 제2 상태 영역(1, 2)이 결정될 수 있다.
도 5의 (b-2)를 살펴보면, 도 5의 (b-1)에서 터치가 검출된 영역과 기 설정된 거리 이내의 근접한 위치에서 터치가 검출된 경우, 터치 검출 장치는 그에 따라 도 5의 (b-1)에서 제1 상태로 결정된 영역(1)과, 도 5의 (b-2)에서 터치가 발생하여 제1 상태로 결정될 영역(1)을 잇는 영역, 및 검출된 터치의 이동 속도와 방향을 토대로 이후 프레임에서 터치가 발생할 가능성이 높다고 판단되는 영역을 제1 상태로 설정할 수 있다.
한편, 도 5의 (b-3)을 살펴보면, 도 5의 (b-1)에서 터치가 검출된 영역과 원거리에 위치하는 영역에서 터치가 검출되었을 지라도, 양 지점 간 터치의 이동 속도가 기 설정된 속도 미만인 경우에는, 양 지점을 잇는 영역, 및 터치의 이동 속도와 방향을 토대로 이후 프레임에서 터치가 발생할 가능성이 높은 것으로 판단되는 영역을 포함하여 제1 상태로 설정할 수 있다. 도 5의 (b-2) 및 (b-3)에서는 제1 상태로 설정되는 영역이 직선 형태인 예가 도시되었으나, 이전 복수개의 프레임에서 터치 검출이 되는 위치를 통해, 곡선 또는 이와는 다른 형태로 제1 상태 영역을 결정할 수 있다.
다음으로, 도 5의 (b-4)를 참조하면, 터치 검출 장치는 도 5의 (b-1)에서 터치가 검출된 위치를 기준으로, 기 설정된 거리를 벗어나는 위치에 터치가 발생하거나, 임의의 지점에 터치가 발생하였으나 터치의 이동 속도가 기 설정된 속도 이상인 경우에는 두 위치에서 발생한 터치를 연속된 터치가 아닌 별개의 터치로 판단하여, 제1 상태 영역(1)을 결정할 수 있다. 즉, 양 터치 지점에 있어서 터치가 검출된 영역과 그로부터 일정 범위내의 영역만이 각각 제1 상태로 설정될 수 있다.
도 5를 통해 살펴본 바와 같이, 본 발명의 터치 검출 장치는 터치가 검출된 강도, 터치가 검출된 영역의 이동 속도 및 이동 방향 등에 기초하여, 터치가 검출된 프레임의 이후 프레임에서 터치 스크린 패널의 각 영역이 제1 상태와 제2 상태 중 어느 하나의 상태로 동작하도록 설정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 터치 스크린 패널의 전체 영역은 복수의 클러스터(cluster)로 분할될 수 있으며, 각 클러스터는 복수의 센서 노드를 포함할 수 있다. 또한 각 클러스터는 동시에 서로 오버랩되지 않도록 분할될 수도 있고, 순차적으로 중첩되도록 분할될 수도 있다.
여기서 '센서 노드'는 정전식 터치 패널에서 터치 여부를 감지하기 위한 단위 영역을 의미할 수 있다.
예를 들어 센서 노드는, 하나의 센서 패드의 정전 용량을 측정하는 자기 정전 용량(Self Capacitance) 방식의 터치 패널에서는 고립된 형태로 배열되는 각각의 센서 패드를 포함할 수 있으며, 두 개의 센서 패턴 간의 정전 용량을 이용하는 상호 정전 용량(Mutual Capacitance) 방식의 터치 패널에서는 구동 신호가 인가되는 구동 라인(Tx) 및 터치 검출을 위한 신호 감지 지점을 제공하는 감지 라인(Rx)이 형성하는 터치 검출 단위 영역을 포함할 수 있다.
각 구성 요소를 설명하면, 터치 검출 장치는 터치를 위한 펜이나 손가락과 같은 신체 일부에 의해 터치 패널에 터치가 발생되면, 해당 터치에 대한 정보(이하, '터치 정보'라 칭함)와 해당 터치가 발생된 센서 노드가 속한 클러스터(이하, '제1 클러스터'라 칭함)의 위치를 검출할 수 있다.
참고로, 터치 발생 시 제1 클러스터는 하나 이상 존재할 수 있다. 즉, 터치된 영역이 복수의 클러스터를 커버하는 경우, 어떤 클러스터는 클러스터 전체 - 즉, 클러스터에 포함된 모든 센서 노드가 터치됨 - 가 터치될 수도 있고, 또 어떤 클러스터는 일부가 터치 - 즉, 클러스터에 포함된 센서 노드 중 일부가 터치됨 - 될 수도 있다.
따라서, 터치 발생 시 복수의 제1 클러스터가 존재할 수 있으나, 이하에서는 설명의 편의상 하나의 제1 클러스터를 예로 들어 설명하도록 하며, 제1 클러스터에 대한 설명은 복수의 제1 클러스터에도 적용될 수 있음은 물론이다. 터치 검출 장치는 상기 터치 정보를 저장 영역에 저장할 수 있으며, 저장 영역에 저장된 터치 정보를 매 터치 검출 시마다 갱신할 수 있다.
이때, 터치가 검출되지 않은 센서 노드에 대한 터치 정보의 갱신은 이전 터치 검출 시 갱신됐던 터치 정보를 재사용할 수 있다.
또한, 저장 영역에 저장되어 갱신되는 각 센서 노드의 터치 정보는 현재의 터치 위치와 이전 터치 위치를 파악할 수 있도록 하며, 이를 근거로 터치의 위치 변화가 산출될 수 있다.
여기서, 각 센서 노드의 터치 정보는 해당 센서 노드가 속한 클러스터의 상태 정보, 즉, 해당 클러스터에 속한 센서 노드에 터치가 발생했는지 여부를 나타내는 정보(이하, '클러스터 상태 정보'라 칭함)와 연관될 수 있다.
예를 들어, 제1 클러스터에 포함된 복수의 센서 노드 중 터치가 발생한 센서 노드가 하나 이상 존재하면, 제1 클러스터의 상태 정보는 '터치 발생'을 나타내는 플래그 값을 가질 수 있으며, 이 클러스터 상태 정보는 상기 저장 영역에 저장될 수 있다.
즉, 하나의 클러스터는 복수의 센서 노드를 포함하고 있으므로, 각 센서 노드에 대한 터치 정보는 해당 센서 노드를 포함하는 클러스터의 상태 정보로 이해될 수 있다. 즉, 상태 정보로서 각 클러스터의 고유 식별자(예를 들어, 고유 번호 등)와 매핑되는 저장 영역에 연관성 정보를 저장(갱신)할 수 있다. 연관성 정보는 '0' 또는 '1'과 같은 플래그 형태로 표시될 수 있으며, 이는 해당 클러스터와 타 클러스터 사이의 연관성을 나타낼 수 있다.
참고로, 터치 패널에 포함된 복수의 센서 노드는 물체가 터치된 위치가 이동함에 따라, 터치 검출이 시도되는 센서 노드의 범위가 실시간으로 변동될 수 있으며, 이 과정에서 터치 정보가 갱신되지 않는 센서 노드가 존재할 수 있다.
터치 검출 장치는 상기와 같은 클러스터 단위로 제1 및 제2 상태 영역(1, 2)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 터치 스크린 패널의 특정 영역 상에서 터치 발생이 검출되면, 상기 특정 영역을 포함하는 제1 클러스터가 제1 상태 영역(1)으로 설정되고, 상기 클러스터와 연관성이 존재하는 제2 클러스터가 선택되어 제2 클러스터 또한 제1 상태 영역(1)으로 설정될 수 있다. 이 경우 터치 스크린 패널 상에서 제1 및 제2 클러스터가 아닌 나머지 영역은 제2 상태 영역(2)으로 설정될 수 있다.
터치 검출 장치는 각 클러스터 간의 연관성을 저장영역(ex 레지스터, 메모리 등의 특정영역)에 저장하고 이를 이용하여 제1 및 제2 상태 영역(1, 2)을 설정할 수 있다. 상세하게는, 터치 발생이 검출된 제1 클러스터에 인접한 클러스터들 중 제2 클러스터가 선택되는 과정에서, 터치가 검출된 영역의 이동 방향 및 이동 속도 등을 토대로 제2 클러스터가 선택될 수 있으며, 이 과정에서 제1 클러스터와의 연관성이 높은 클러스터는 제2 클러스터로 선택될 확률이 높을 수 있다. 클러스터들 간의 연관성은 터치 스크린 패널 상에서 클러스터들이 배치되는 위치를 기반으로 정해질 수 있다.
한편, 도 5에 도시되지는 않았지만, 터치 스크린 패널 내에서의 각 영역에 대한 동작 이력이 제1 상태 및 제2 상태를 설정하는 기준이 될 수도 있다. 예를 들어, 터치 검출 장치는 이전 10분 동안 터치가 검출된 영역에 대한 이력을 통해, 터치 스크린 패널 상의 각 영역의 터치 발생 빈도를 판단하여, 터치 발생 빈도가 일정 수치 이상으로 측정되는 영역을 항상 제1 상태로 유지하거나, 해당 영역에 터치가 발생하여 제1 상태로 설정되면 이후에 제2 상태로 변동되는 속도를 감소시킬 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 터치 검출 장치 또는 이와 결합된 하드웨어 상에서 동작하는 프로그램의 특성에 따라, 터치 스크린 패널 상에서 제1 및 제2 상태로 동작하는 영역(1, 2)이 각각 설정될 수도 있다.
예를 들어, 제1 프로그램 동작 시 사용자로부터 높은 빈도수로 입력을 받는 영역, 즉, 터치 빈도수가 높게 형성될 수 밖에 없는 영역이 터치 스크린 패널의 좌하단에 집중적으로 표시된다면, 제1 프로그램 동작 시에는 터치 스크린 패널의 좌하단 영역을 실제 터치 발생 여부와 관계없이 언제나 제1 상태로 설정할 수 있다. 다만, 터치 스크린 패널 전체에서 터치가 일정 시간 이상 발생하지 않는다면, 상기 좌하단 영역 또한 제3 상태로 설정될 수 있을 것이다.
반면, 제2 프로그램은 신속한 반응속도를 필요로 하지 않는 프로그램인 경우, 제2 프로그램 동작 시에는 전체 터치 스크린 패널의 영역에서 제1 상태로 동작하는 영역(1)의 비율이 최소화되도록 그 설정 기준을 변경할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치(100)의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 터치 검출 장치(100)는 터치 정보 검출부(110), 동작 상태 판단부(120), 프레임 간격 조절부(130), 프레임 비율 설정부(140) 및 동작 상태 결정부(150)를 포함하여 구성될 수 있다.
일 실시예에 따른 터치 정보 검출부(110)는 터치 스크린 패널의 각 영역에 터치 발생 수단이 접촉 또는 접근하는 것을 감지하여 터치를 검출하고 이에 대한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들면, 터치 스크린 패널로의 터치 발생 수단 접촉 또는 접근에 따라, 터치 스크린 패널 내 전극에 형성되는 정전용량 변화 값에 기초하여 터치를 검출해낼 수 있다.
일 실시예에 따른 동작 상태 판단부(120)는 터치 스크린 패널의 각 영역이 제1 내지 제3 상태 중 어느 상태로 동작하고 있는지를 판단한다. 판단된 결과는 동작 상태에 따라 서로 다른 프레임 간 시간 간격 값을 선택하는 멀티플렉서(260, 도 4 참조)로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 프레임 간격 조절부(130)는 터치 스크린 패널의 동작 상태에 따라 프레임 간 시간 간격, 즉, 프레임의 시작 시점으로부터 다음 프레임의 시작 시점까지의 시간 간격을 조절할 수 있다. 전술한 바와 같이, 하나의 프레임의 소요 시간은 실제 터치 검출을 수행하는 시간과 휴지 기간으로 이루어지는데, 프레임 간격 조절부(130)는 하나의 프레임에서 스캔이 종료된 후, 다음 번 프레임의 시작을 지연시키는 회로를 이용함으로써, 휴지 기간을 조절할 수 있으며 그에 따라 프레임 간 시간 간격이 조절될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프레임 간격 조절부(130)는 터치 스크린 패널이 제1 및 제2 상태로 설정되어 동작하는 경우와, 제3 상태로 설정되어 동작하는 경우에 있어 프레임 간 시간 간격을 상이하게 조절할 수 있다. 상세하게는, 터치 스크린 패널이 제3 상태로 동작하는 경우에, 제1 및 제2 상태로 동작하는 경우보다 프레임 간 시간 간격을 크게 할 수 있으며, 제3 상태로 동작하고 있는 경우에도 일정 시간 이상 터치가 검출되지 않으면 프레임 간의 시간 간격을 증가시킬 수 있다.
또한, 프레임 간격 조절부(130)는 키 프레임과 일반 프레임에 있어서의 프레임 간 시간 간격을 상이하게 조절할 수도 있다. 예를 들면, 일반 프레임 간의 시간 간격을 키 프레임의 시작 시점에서 다음 프레임의 시작 시점 간 간격보다 짧게 설정함으로써, 터치 스크린 패널의 일부 영역인 제1 상태의 영역만을 스캔하는 일반 프레임의 동작 빈도가 증가하도록 할 수 있다.
다른 실시예에 따르면 프레임 간격 조절부(130)는 터치 스크린 패널에서 터치가 검출되는 영역의 이동 속도에 비례하여 프레임 간의 시간 간격을 조절할 수도 있다. 예를 들어, 프레임 간격 조절부(130)는 터치 스크린 패널 상에서 터치가 검출되는 위치의 이동 속도가 기 설정된 속도 이상인 경우, 각 프레임 간의 휴지 기간을 단축시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 프레임 비율 설정부(140)는 터치 스크린 패널이 제1 상태 영역과 제2 상태 영역으로 나뉘어 동작하는 경우, 키 프레임으로 동작하는 빈도를 설정할 수 있다. 예를 들면, 키 프레임으로 동작된 이후, 몇 개의 프레임을 일반 프레임으로 동작시킬지 여부를 설정하는 방식으로, 키 프레임으로의 동작 빈도를 설정할 수 있다.
이러한 프레임 비율 설정부(140)는 터치 스크린 패널 상에서 터치가 검출된 영역의 이동 속도에 기초하여 키 프레임으로 동작하는 빈도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 터치 스크린 패널 상에서 검출되는 터치 위치의 이동 속도가 기 설정된 속도 이상인 경우, 키 프레임으로 동작하는 빈도는 높게 조절될 수 있다.
일 실시예에 따른 동작 상태 결정부(150)는 터치 검출 정보 및 터치 검출 장치(100)의 동작 상태를 종합적으로 판단하여, 이후 프레임에서 터치 스크린 패널의 각 영역이 제1 내지 제3 상태 중 어느 상태로 동작할지를 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 상태로 나뉘어 동작하고 있는 터치 스크린 패널 전체 영역에서 터치가 일정 시간 이상 검출되지 않으면 전체 터치 스크린 패널을 제3 상태로 동작하도록 설정할 수 있다. 반대로, 터치 스크린 패널이 제3 상태로 동작하는 임의의 지점에서 터치가 검출되면 터치 스크린 패널의 각 영역을 제1 상태 및 제2 상태로 설정하여 동작시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 터치 검출 장치는 센서 패드 어레이(310), 터치 정보 검출부(320), 레지스터(330), 카운터(340), 비교기(350), 지연 회로(360), 클락부(370), 메모리(380) 및 제어부(390)를 포함하여 구성될 수 있다.
센서 패드 어레이(310)는 복수의 센서 패드들 및 센서 패드에 연결된 복수의 신호 배선들을 포함한다. 복수의 센서 패드들은 사각형 또는 마름모꼴일 수 있으나 이와 다른 형태일 수도 있으며, 균일한 형태의 다각형 형태일 수도 있다. 센서 패드들은 인접한 다각형의 매트릭스 형태로 배열될 수 있다.
터치 정보 검출부(320)는 센서 패드로부터 전달되는 정전용량의 변화 값에 기초하여 센서 패드 어레이(310) 상의 각 위치에서의 터치 발생 여부를 판단할 수 있다.
레지스터(330)는 일정한 양의 데이터를 저장할 수 있으며, 전술한 제1 내지 제4 레지스터(210~240, 도 4 참조)를 포함할 수 있다. 또한, 레지스터(330)는 터치 검출의 기준이 되는 터치 강도의 상한값과 하한값을 저장하는 레지스터를 포함할 수 있다.
카운터(340)는 터치 검출 동작의 구동 과정에서 카운팅되어야 하는 동작이 수행될 때마다 증가되는 숫자를 저장할 수 있으며, 전술한 것과 같이 일반 프레임의 동작 회수 또는 터치 스크린 패널 전체 영역에서 터치가 미발생한 프레임의 수 등을 카운트할 수 있다.
비교기(350)는 카운터 또는 특정 레지스터의 값이 일정 값에 도달하였는지 여부를 판단할 수 있다. 상세하게는, 비교기(350)는 2개의 레지스터 값을 비교하거나, 하나의 카운터 값과 하나의 레지스터 값을 비교할 수 있으며, 두 값이 일치하면 그에 따른 신호를 출력하여, 터치 검출 장치에서 해당 값들이 일치시에 수행되어야 할 동작이 처리되도록 할 수 있다. 비교기(350)는 전술한 제1 및 제2 비교기(270, 280)을 포함할 수 있다. 또한, 비교기(350)는 센서 패드 어레이(310)의 각 영역에서 검출된 터치의 강도를 레지스터(330)에 저장된 상한값 및 하한값과 비교할 수 있다.
지연 회로(360)는 터치 스크린 패널의 동작 상태에 따라 정해지는 프레임간 시간 간격을 조절하기 위해, 하나의 프레임에서 실제 터치 검출이 수행되는 스캔 시간이 끝나면, 다음 프레임이 시작되기 전까지의 휴지 기간을 조절할 수 있다. 예를 들어, 터치 스크린 패널의 전 영역이 제3 상태로 동작하고 있고, 제3 상태의 프레임 간격이 50ms로 설정되어 있을 때 스캔이 수행되는 시간이 2ms 라면, 지연 회로(360)는 48ms 동안 다음 프레임이 수행되지 않도록 지연시키는 역할을 수행한다.
클락부(370)는 일정한 시간 간격에 따라 변화하는 구형파 등을 생성하여, 터치 검출 장치가 동작함에 있어 기준이 되는 시간 정보를 제공할 수 있다. 터치 검출 장치는 클락부(370)가 제공하는 시간 정보를 통해, 각 프레임의 시작과 종료, 프레임 내의 휴지 기간 조절 등이 가능하다. 예를 들어, 전술한 Tcounter _frame 레지스터(240)는 프레임의 동작 시점으로부터의 경과 시간에 해당하는 값을 저장하는데, 이러한 동작 또한 클락부(370)가 제공하는 시간 정보에 기초하여 이루어질 수 있으며, 휴지 기간을 조절하는 지연 회로(360) 또한 정해진 시간 동안 다음 프레임 수행을 지연시키기 위해 클락부(370)가 제공하는 시간 정보를 이용할 수 있다.
메모리(380)는 터치 검출 장치의 동작 과정에 있어 필요한 정보를 저장할 수 있다. 메모리(380)는 터치 스크린 패널의 전체 영역을 가상의 좌표값으로 나누어 터치 검출 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 터치 스크린 패널의 각 영역은 (X,Y) 형태의 좌표값으로 분류될 수 있으며, 터치 검출 장치가 프레임 단위로 터치 검출을 수행할 때 각 위치별 터치 검출 정보가 좌표값과 매칭되어 메모리(380)에 저장될 수 있다.
터치 검출 장치에는 이외에도, 터치 스크린 패널 상에서 터치가 검출된 위치가 메모리(380)에 좌표값 형태로 저장된 특정 위치로부터 일정 범위내에 속하는지 판단하는 회로, 터치 스크린 패널 상의 일정 영역에 대해 터치 검출을 수행하도록 하는 이벤트를 생성하는 회로 등이 포함될 수 있다.
제어부(390)는 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU)을 포함할 수 있으며 센서 패드 어레이(310), 터치 정보 검출부(320), 레지스터(330), 카운터(340), 비교기(350), 지연 회로(360), 클락부(370) 및 메모리(380)의 동작을 제어할 수 있다. 상세하게는, 제어부(380)는 마이크로 컨트롤 유닛에 탑재된 펌 웨어 등을 통해 정해진 신호 처리를 수행할 수 있다.
제어부(390)는 터치 정보 검출부(320), 레지스터(330), 카운터(340), 비교기(350), 지연 회로(360), 클락부(370) 및 메모리(380)의 동작을 제어할 수 있다. 일 실시예로, 제어부(390)는 터치 정보 검출부(320)의 출력값에 기초하여 레지스터(330), 카운터(340), 비교기(350)의 동작을 제어함으로써 터치 스크린 패널의 각 영역이 제1 내지 제3 상태 중 어느 상태로 동작하고 있는지를 판단한다. 제어부(380)는 판단된 결과에 기초하여 클락부(370) 및 지연 회로(360)를 제어함으로써 동작 상태에 따라 서로 다른 프레임 간 시간 간격을 제어할 수 있다. 다른 실시예로 제어부(390)는 터치 스크린 패널이 제1 상태 영역과 제2 상태 영역으로 나뉘어 동작하는 경우, 키 프레임으로 동작하는 빈도를 설정할 수 있다. 또 다른 실시예로 제어부(390)는 메모리(380)에 저장된 이전 프레임의 정보를 현재 프레임에 대한 터치 정보 검출부(320)의 출력값과 비교하여 터치 검출 정보 및 터치 검출 장치(100)의 동작 상태를 종합적으로 판단하여, 이후 프레임에서 터치 스크린 패널의 각 영역이 제1 내지 제3 상태 중 어느 상태로 동작할지를 설정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 터치 검출 장치(100)가 터치 스크린 패널에 대한 터치 검출 동작을 개시할 때(S710), 기본 설정 값에 따라 터치 스크린 패널의 각 영역은 제1 및 제2 상태로 나뉘어 동작되거나, 제3 상태로 설정되어 동작할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 검출 장치(100)는 터치 검출 동작 개시 시에 전체 스크린 패널을 제3 상태에서 동작하도록 설정할 수 있으며, 다른 실시예에 따르면 미리 정해진 영역을 제1 상태로 설정하고, 나머지 영역을 제2 상태로 설정할 수도 있다.
터치 검출 장치(100)는 동작을 개시한 이후, 터치가 발생하는지를 판단하여(S720) 터치가 검출되면, 터치가 검출된 영역 및 그와 인접한 일정 반경의 영역을 제1 상태로 설정하고, 나머지 영역은 제2 상태로 설정할 수 있다(S730).
이와 반대로, 터치 검출 장치(100)의 동작 개시 이후, 일정 개수의 프레임 동안 터치 스크린 패널의 전 영역에서 터치 발생이 검출되지 않은 경우, 터치 검출 장치(100)는 터치 스크린 패널의 전체 영역을 제3 상태로 설정할 수 있다(S790).
터치 스크린 패널의 각 영역이 제1 및 제2 상태로 동작하는 경우, 스캔이 수행되는 각 프레임은 키 프레임과 일반 프레임으로 구분되는데, 터치 검출 장치(100)는 다음 프레임이 키 프레임인지 여부를 판단하여(S740), 키 프레임에서는 제1 및 제2 상태의 영역, 즉 터치 스크린 패널 전체 영역에 대해 스캔을 수행하고(S750), 일반 프레임에서는 제1 상태의 영역에 대해서만 스캔을 수행할 수 있다(S760).
터치 검출 장치(100)는 터치 스크린 패널의 각 영역이 제1 및 제2 상태로 동작하고 있는 경우, 이전 프레임들 및 현재 프레임의 터치 검출 정보를 토대로 다음 프레임에서 터치 스크린 패널의 각 영역이 제1 및 제2 상태 중 어떠한 상태로 동작되어야 할지를 결정할 수 있다(S770).
터치 검출 장치(100)는 터치 스크린 패널의 각 영역이 제1 및 제2 상태로 동작하는 과정에서, 일정 개수의 프레임 또는 일정 시간 동안 터치 검출이 발생하지 않는지를 판단하여(S780), 터치 미발생시 터치 스크린 패널의 전체 영역을 제3 상태로 설정할 수 있다(S790). 이와 반대로 터치가 발생하면, 터치 검출 장치(100)는 스캔 수행 및 제1 및 제2 상태 영역 정보를 업데이트하는 S740 내지 S770 단계를 반복하여 실행할 수 있다. 터치 검출 장치(100)는, 연속된 복수개의 프레임에서 터치 검출이 되지 않는 경우에만 터치 스크린 패널이 제3 상태로 설정될 수 있도록 함으로써, 노이즈 또는 기타 외부 요인에 의해 터치가 검출되지 않는 것으로 잘못 판단되어 제3 상태로 전이되는 현상을 방지할 수 있다.
터치 스크린 패널의 전체 영역이 제3 상태로 설정되면, 프레임 간 시간 간격이 크게 설정되어, 전체 스크린 패널에서 스캔이 이루어지는 빈도수가 낮아질 수 있다. 이 경우, 사용자의 터치에 검출 속도는 감소할 수 있지만, 터치가 발생할 확률이 낮은 상황에서 터치 검출에 소요되는 전력을 감소시킬 수 있다.
전체 터치 스크린 패널의 영역이 제3 상태로 동작하고 있는 과정에서 터치가 검출되면(S720), 터치 검출 장치(100)는 S730단계에서와 같이 터치 검출 정보를 토대로 제1 및 제2 상태의 영역을 설정하고, 그 다음 프레임에서부터는 터치 스크린 패널의 전체 영역을 제1 또는 제2 상태로 동작시킬 수 있다. 이와 반대로, 터치 스크린 패널이 제3 상태로 동작하고 있는 과정에서 터치가 검출되지 않으면, 터치 스크린 패널의 전 영역은 터치가 검출될 때까지 계속해서 제3 상태로 동작할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면 터치 검출이 일어날 확률에 따라 터치 스크린 패널의 각 영역별 터치 검출 빈도를 조절할 수 있으므로, 터치 검출 확률이 낮은 영역의 스캔으로 인한 전력 소모를 최소화할 수 있으며, 그에 따라 터치 검출 확률이 높은 영역에 대한 스캔은 더욱 신속하게 수행할 수 있어 터치 감도 향상 효과도 발생시킬 수 있다.
전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 개시의 보호 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 터치 검출 장치
110: 터치 정보 검출부
120: 동작 상태 판단부
130: 프레임 간격 조절부
140: 프레임 비율 설정부
150: 동작 상태 결정부
210: COUNTER-B 레지스터
220: TA,B 레지스터
230: TC 레지스터
240: Tcounter _frame 레지스터
250: 카운터
260: 멀티플렉서
270: 제1 비교기
280: 제2 비교기
310: 센서 패드 어레이
320: 터치 정보 검출부
330: 레지스터
340: 카운터
350: 비교기
360: 지연 회로
370: 클락부
380: 메모리
390: 제어부

Claims (11)

  1. 터치 스크린 패널에 대한 터치 발생 수단의 접촉 또는 접근에 따른 터치를 검출하는 단계;
    상기 터치 스크린 패널 상에서, 터치 검출 지점을 포함하는 영역 및 나머지 영역을 각각 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역으로 설정하는 단계;
    상기 제1 상태 영역에 대해서만 터치 검출 동작을 수행하는 빈도수를 상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역 모두에 대한 터치 검출 동작 빈도수의 정수배로 하여, 상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대한 터치 검출 동작을 수행하는 단계; 및
    기 설정된 시간 동안 상기 터치 스크린 패널 전체에서 터치 검출이 되지 않으면, 터치 스크린 패널 전체를 제3 상태로 설정하여 상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대한 터치 검출 동작 수행 시보다 낮은 빈도로 터치 검출 동작을 수행하는 단계를 포함하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 속도 가변 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대한 터치 검출 동작 수행 단계는,
    프레임 단위로 터치 검출 동작을 수행하되, 각 프레임을 상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역에 대해 모두 터치 검출 동작을 수행하는 키 프레임 또는 상기 제1 상태 영역에 대해서만 터치 검출 동작을 수행하는 일반 프레임으로 동작시키는 단계를 포함하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 속도 가변 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    연속된 특정 개수의 프레임이 상기 일반 프레임으로 동작할 때마다, 이후 프레임이 상기 키 프레임으로 동작하는, 터치 검출 장치의 터치 검출 속도 가변 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역 설정 단계는,
    상기 터치 검출 지점을 중심으로 일정 반경의 영역을 상기 제1 상태 영역으로 설정하는 단계를 포함하는, 터치 검출 장치의 검출 속도 가변 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상태 영역 및 제2 상태 영역 설정 단계는,
    검출된 터치의 강도, 터치의 이동 방향 및 이동 속도 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 제1 상태 영역의 형태와 면적을 설정하는 단계를 포함하는, 터치 검출 장치의 검출 속도 가변 방법.
  6. 터치 스크린 패널에 대한 터치 발생 수단의 접촉 또는 접근에 따른 터치 발생 여부를 검출하는 터치 검출 장치로서,
    프레임 단위의 터치 검출 동작 시, 터치 검출 지점을 포함하는 제1 상태 영역에 대해서만 터치 검출 동작을 수행하는 일반 프레임의 진행 시마다 증가하는 값을 갖는 카운터;
    상기 카운터의 값이 기 설정된 값에 도달하였을 때 다음 프레임이 상기 터치 스크린 패널 전체 영역에 대한 터치 검출 동작을 수행하는 키 프레임으로 동작할 수 있도록 하는 제어 신호를 발생시키는 제1 비교기; 및
    상기 키 프레임과 일반 프레임으로 진행될 때와 터치가 검출되지 않을 때 서로 다르게 설정되는 프레임 간 시간 간격을 기초로, 다음 프레임이 시작될 수 있도록 제어 신호를 출력하는 제2 비교기를 포함하는, 터치 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 비교기는,
    상기 키 프레임 이후 상기 일반 프레임으로 동작될 프레임의 개수가 저장된 제1 레지스터의 값과 상기 카운터의 값을 매 프레임마다 비교하여, 일치 시에 상기 제어 신호를 발생시키는, 터치 검출 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 비교기는,
    상기 일반 프레임과 키 프레임으로 진행될 때의 프레임 간 시간 간격이 저장된 제2 레지스터의 값 또는 터치 미발생 시의 프레임 간 시간 간격이 저장된 제3 레지스터의 값과 각 프레임의 시작 시점으로부터 경과한 시간을 비교하여, 일치 시에 상기 제어 신호를 발생시키는, 터치 검출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    현재 프레임에서의 터치 검출 동작의 상태에 따라 상기 제2 레지스터의 값 및 제3 레지스터의 값 중 하나를 선택하여 상기 제2 비교기의 기준값으로 제공하는 멀티플렉서를 더 포함하는, 터치 검출 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 카운터의 값은 상기 키 프레임이 진행될 때마다 리셋되며, 상기 터치 스크린 패널이 제3 상태로 동작 시에는 프레임이 진행되더라도 동일한 값으로 유지되는, 터치 검출 장치.
  11. 터치 스크린 패널에 대한 터치 발생 수단의 접촉 및 접근에 따른 터치를 검출하는 터치 정보 검출부;
    프레임 단위의 터치 검출 동작 시, 터치 스크린 패널 전체에 대한 터치 검출 동작을 수행하는 키 프레임 이후, 터치 검출 지점을 포함하는 일부 영역에 대해서만 터치 검출 동작을 수행하는 일반 프레임으로 동작할 연속된 프레임의 개수를 설정하는 프레임 비율 설정부; 및
    상기 키 프레임과 일반 프레임으로 터치 검출 동작이 수행되는 경우의 프레임 간 시간 간격과 기 설정된 시간 동안 터치가 검출되지 않을 때의 프레임 간 시간 간격을 설정하되, 터치가 검출되지 않을 때의 프레임 간 시간 간격을 상대적으로 길게 설정하는 프레임 간격 조절부를 포함하는, 터치 검출 속도 가변을 위한 터치 검출 장치.
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