KR102008512B1

KR102008512B1 - 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법

Info

Publication number: KR102008512B1
Application number: KR1020120142644A
Authority: KR
Inventors: 황종희; 김기덕
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2019-08-07
Anticipated expiration: 2032-12-10
Also published as: TWI539338B; KR20140074561A; US9274648B2; JP5805172B2; JP2014116011A; CN103870078B; TW201423522A; US20140160043A1; CN103870078A

Abstract

본 발명은 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법에 관한 것으로, 터치 포인트의 좌표를 계산하는 단계; 상기 터치 포인트의 좌표를 표시패널의 해상도에 맞게 변환하는 단계; 상기 터치 포인트의 현재 좌표가 영상이 표시되는 상기 표시패널의 액티브 영역 밖의 베젤 영역 내에 존재하는 좌표인가를 판단하는 단계; 및 상기 터치 포인트의 현재 좌표가 베젤 영역 내에 존재하는 좌표이면, 상기 베젤 영역과 접하는 상기 액티브 영역의 에지 좌표로 수정하는 단계를 포함한다.

Description

터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법{TOUCH SENSING SYSTEM AND COMPENSATION METHOD OF EDGE PORTION THEREOF}

본 발명은 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법에 관한 것이다.

유저 인터페이스(User Interface, UI)는 사람(사용자)과 각종 전기, 전자 기기 등의 통신을 가능하게 하여 사용자가 기기를 쉽게 자신이 원하는 대로 쉽게 제어할 수 있게 한다. 유저 인터페이스의 대표적인 예로는 키패드, 키보드, 마우스, 온스크린 디스플레이(On Screen Display, OSD), 적외선 통신 혹은 고주파(RF) 통신 기능을 갖는 원격 제어기(Remote controller) 등이 있다. 유저 인터페이스 기술은 사용자 감성과 조작 편의성을 높이는 방향으로 발전을 거듭하고 있다. 최근, 유저 인터페이스는 터치 UI, 음성 인식 UI, 3D UI 등으로 진화되고 있다.

터치 UI는 휴대용 정보기기에 필수적으로 채택되고 있는 추세에 있으며, 가전 제품에도 확대 적용되고 있다. 정전 용량 방식의 터치 센싱 시스템은 터치 스크린의 구조가 기존의 저항막 방식에 비하여 내구성과 선명도가 높고, 다양한 어플리케이션에 적용될 수 있는 장점이 있다. 최근, 터치 스크린은 대부분 정전 용량 방식으로 구현되고 있다.

터치 스크린은 일반적으로 표시장치의 표시패널 상에 배치된다. 터치 스크린에 형성된 터치 센서들의 개수는 일반적으로 표시패널의 픽셀 개수 보다 작다. 따라서, 터치 스크린의 해상도가 표시패널의 해상도 보다 작기 때문에 터치 스크린의 해상도를 표시패널의 해상도와 매칭하는 알고리즘이 필요하다. 일 예로, 본원 출원인은 대한민국 특허 출원 10-2011-0088681(2011. 09. 01), 미합중국 특허 출원 13/598,243(2012. 08. 29)를 통해 터치 포인트의 좌표를 표시패널의 해상도로 변환하는 좌표 변한 알고리즘을 제안한 바 있다. 이러한 좌표 변환 알고리즘은 영상이 표시되는 액티브 영역(Active area)과 비표시영역인 베젤(bezel) 사이의 에지부에서 터치 입력이 발생된 경우에, 터치 포인트의 좌표를 표시패널의 해상도에 맞게 변환하면 액티브 영역(Active area) 밖으로 벗어날 수 있다. 이러한 좌표 변환 알고리즘 이외에 알려져 있는 대부분의 좌표 변환 알고리즘에서도 변환 후의 좌표가 액티브 영역을 벗어나는 경우가 있다.

본 발명은 터치 스크린의 에지부에서 터치 포인트의 좌표가 액티브 영역 밖으로 벗어날 때 그 좌표를 적절히 보정할 수 있는 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법은 터치 포인트의 좌표를 계산하는 단계; 상기 터치 포인트의 좌표를 표시패널의 해상도에 맞게 변환하는 단계; 상기 터치 포인트의 현재 좌표가 영상이 표시되는 상기 표시패널의 액티브 영역 밖의 베젤 영역 내에 존재하는 좌표인가를 판단하는 단계; 및 상기 터치 포인트의 현재 좌표가 베젤 영역 내에 존재하는 좌표이면, 상기 베젤 영역과 접하는 상기 액티브 영역의 에지 좌표로 수정하는 단계를 포함한다.

본 발명은 터치 포인트의 좌표를 표시패널의 해상도에 맞게 변환한 후에 그 터치 포인트의 좌표가 영상이 표시되는 액티브 영역을 벗어나면 그 좌표를 베젤 영역과 접하는 액티브 영역의 에지 좌표로 수정한다. 그 결과, 본 발명은 액티브 영역의 최대 면적에서 터치 인식을 가능하게 하므로 사용자가 느끼는 터치 감도를 향상시킬 수 있고 사용자가 터치 입력으로 라인 드로잉(line drawing)할 때 그 드로잉 궤적으로 실제 사용자가 입력한 드로잉과 가깝게 재현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 센싱 시스템을 보여 주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 스크린의 등가 회로도이다.
도 3 내지 도 5는 표시패널과 터치 스크린의 다양한 조합 형태를 보여 주는 도면들이다.
도 6은 알고리즘 실행부의 동작 예를 보여 주는 흐름도이다.
도 7은 표시패널의 해상도에 맞게 터치 포인트의 좌표를 변환할 때 좌표가 음의 값을 갖는 예를 보여 주는 도면이다.
도 8은 도 6에서 액티브 영역을 벗어난 좌표가 제거되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 알고리즘 실행부의 동작을 보여 주는 흐름도이다.
도 10은 표시패널의 해상도에 맞게 터치 포인트의 좌표를 변환할 때 좌표가 액티브 어레이와 에지부로 수정되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 11은 도 10에서 터치 포인트의 이동 부분을 확대하여 보여 주는 도면이다.
도 12 및 도 13은 도 9에 도시된 에지부 좌표 보상 알고리즘의 좌표 보상 원리를 보여 주는 도면들이다.

본 발명의 터치 센싱 시스템은 다수의 정전 용량 센서들을 통해 터치 입력을 감지하는 정전 용량 방식의 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 정전 용량 방식의 터치 스크린은 다수의 터치 센서들을 포함한다. 터치 센서들 각각은 등가회로로 볼 때 정전 용량(capacitance)을 포함한다. 정전 용량 방식의 터치 스크린은 자기 정전 용량(Self capacitance)이나 상호 정전 용량(Mutual capacitance)으로 나뉘어질 수 있다. 자기 정전 용량은 한 방향으로 형성된 단층의 도체 배선을 따라 형성된다. 상호 정전 용량은 직교하는 두 도체 배선들 사이에 형성된다. 이하의 실시예에서, 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린이 예시되었으나, 본 발명은 터치 포인트의 좌표 정보를 보정하는 것에 그 특징이 있으므로 상호 정전 용량 방식의 터치 스크린에 한정되지 않고 터치 포인트의 좌표를 표시패널의 해상도로 변환하는 알고리즘이 필요한 어떠한 터치 센싱 시스템에도 적용될 수 있다.

본 발명의 표시장치는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 전기영동 표시소자(Electrophoresis, EPD) 등의 평판 표시장치로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 평판 표시장치의 일 예로서 액정표시소자를 설명하지만, 본 발명의 표시장치는 액정표시장치에 한정되지 않고 공지의 모든 표시장치로 구현될 수 있다는 것에 주의하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 터치 센싱 시스템은 터치 센서들(Cts)이 배열된 터치 스크린(TSP), 터치 스크린 구동회로 등을 포함한다. 터치 스크린(TSP)은 도 3과 같이 표시패널(DIS)의 상부 편광판(POL1) 상에 접합되거나, 도 4와 같이 표시패널(DIS)의 상부 편광판(POL1)과 상부 기판(GLS1) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 터치 스크린(TSP)의 터치 센서들(Cts)은 도 5와 같이 표시패널(DIS) 내에서 픽셀 어레이와 함께 인셀(In-cell) 타입으로 하부 기판에 내장될 수 있다. 도 3 내지 도 5에서 "PIX"는 액정셀의 화소전극, "GLS2"는 하부 기판, "POL2"는 하부 편광판을 각각 의미한다.

표시패널(DIS)은 두 장의 기판들 사이에 형성된 액정층을 포함한다. 표시패널(DIS)의 픽셀 어레이(pixel array)는 m(m은 양의 정수) 개의 데이터라인들(D1~Dm)과 n(n은 양의 정수) 개의 게이트라인들(G1~Gn)에 의해 정의된 픽셀 영역에 형성된 m×n 개의 픽셀들을 포함한다. 픽셀들 각각은 데이터라인들(D1~Dm)과 게이트라인들(G1~Gn)의 교차부들에 형성된 TFT들(Thin Film Transistor), 데이터전압을 충전하는 화소전극, 화소전극에 접속되어 액정셀의 전압을 유지시키기 위한 스토리지 커패시터(Storage Capacitor, Cst) 등을 포함한다. 액티브 영역은 입력 영상과 터치 포인트가 표시된다. 액티브 영역은 픽셀 어레이와 같거나 그 보다 작을 수 있다.

표시패널(DIS)의 상부 기판에는 블랙매트릭스, 컬러필터 등이 형성된다. 표시패널(DIS)의 하부 기판은 COT(Color filter On TFT) 구조로 구현될 수 있다. 이 경우에, 블랙매트릭스와 컬러필터는 표시패널(DIS)의 하부 기판에 형성될 수 있다. 공통전압이 공급되는 공통전극은 표시패널(DIS)의 상부 기판이나 하부 기판에 형성될 수 있다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 각각에는 편광판이 부착되고 액정과 접하는 내면에 액정의 프리틸트각을 설정하기 위한 배향막이 형성된다. 표시패널(DIS)의 상부 기판과 하부 기판 사이에는 액정셀의 셀갭(Cell gap)을 유지하기 위한 컬럼 스페이서가 형성된다.

표시패널(DIS)의 배면 아래에는 백라이트 유닛이 배치될 수 있다. 백라이트 유닛은 에지형(edge type) 또는 직하형(Direct type) 백라이트 유닛으로 구현되어 표시패널(DIS)에 빛을 조사한다. 표시패널(DIS)은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드, FFS(Fringe Field Switching) 모드 등 공지된 어떠한 액정 모드로도 구현될 수 있다.

디스플레이 구동회로는 데이터 구동회로(12), 스캔 구동회로(14) 및 타이밍 콘트롤러(20)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터전압을 표시패널(DIS)의 픽셀들에 기입한다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(20)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 정극성/부극성 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 출력한다. 데이터 구동회로(12)로부터 출력된 데이터전압은 데이터라인들(D1~Dm)에 공급된다. 스캔 구동회로(14)는 데이터전압에 동기되는 게이트펄스(또는 스캔펄스)를 게이트라인들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시패널(DIS)의 라인을 선택한다.

타이밍 콘트롤러(20)는 호스트 시스템(50)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 스캔 구동회로(14)의 동작 타이밍을 동기시킨다. 스캔 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다. 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 극성제어신호(Polarity, POL), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다.

터치 스크린(TSP)은 Tx 라인들(Tx1~Txj, j는 n 보다 작은 양의 정수), Tx 라인들(Tx1~Txj)과 교차하는 Rx 라인들(Rx1~Rxi, i는 m 보다 작은 양의 정수), 및 Tx 라인들(Tx1~Txj)과 Rx 라인들(Rx1~Rxi)의 교차부들에 형성된 i×j 개의 터치 센서들(Cts)을 포함한다. 터치 센서들(Cts) 각각은 상호 용량을 포함한다.

터치 스크린 구동회로는 터치 센싱회로(30), 알고리즘 실행부(36) 등을 포함한다. 터치 스크린 구동회로는 터치 센서들에 구동신호를 공급하여 터치 센서의 전하 변하량을 센싱하고, 그 전하 변하량을 소정의 문턱값과 비교하여 터치 입력 위치를 검출한다. 터치 스크린 구동회로는 터치 좌표 알고리즘을 실행하여 터치 입력 위치의 좌표를 계산하고, 좌표 변환 알고리즘을 실행하여 터치 입력 위치의 좌표를 표시패널의 해상도 기반의 좌표로 변환한다. 터치 좌표 알고리즘과 좌표 변환 알고리즘은 공지된 어떠한 것도 가능하다. 이어서, 터치 스크린 구동회로는 에지부 좌표 보상 알고리즘을 실행하여 액티브 영역 밖으로 벗어나는 좌표를 적절히 보상한다. 터치 스크린 구동회로는 터치 좌표 알고리즘, 좌표 변환 알고리즘, 에지부 좌표 보상 알고리즘을 실행한 결과 표시패널의 해상도 기반으로 좌표를 변환하고 액티브 영역 밖으로 벗어나는 좌표를 보상하여 최종 좌표(XY)를 출력한다. 최종 좌표(XY)는 호스트 시스템(50)으로 전송된다. 에지부 좌표 보상 알고리즘에 대하여는 도 6 내지 도 13을 결부하여 상세히 설명하기로 한다.

호스트 시스템(50)은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(50)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(50)은 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(20)로 전송한다. 또한, 호스트 시스템(50)은 터치 스크린 구동회로로부터 수신된 좌표(XY)와 연계된 응용 프로그램을 실행한다.

터치 센싱회로(30)는 Tx 구동부(32), Rx 센싱부(34), 타이밍 발생부(38) 등을 포함한다. 터치 센싱회로(30)는 Tx 구동부(32)를 이용하여 Tx 라인들(Tx1~Txj)을 통해 터치 센서들(Cts)에 구동신호를 인가하고, 구동신호에 동기하여 Rx 라인들(Rx1~Rxi)과 Rx 센싱부(34)를 통해 터치 센서들(Cts)의 전하 변화량을 센싱하여 터치 원시 데이터(Touch raw data)를 출력한다. 터치 센싱회로(30)는 하나의 ROIC(Read-out Integrated Circuit)로 집적될 수 있다.

Tx 구동부(32)는 타이밍 발생부(38)로부터의 Tx 셋업신호(setup signal)에 응답하여 구동신호를 출력할 Tx 채널을 선택하고, 선택된 Tx 채널과 연결된 Tx 라인들(Tx1~Txj)에 구동신호를 인가한다. Tx 라인들(Tx1~Txj)은 구동신호의 고전위 구간 동안 충전되어 터치 센서들(Cts)에 전하를 공급한다. 구동신호는 펄스, 정현파, 삼각파 등 다양한 형태로 발생될 수 있다. 구동신호는 Rx 라인들(Rx1~Rxi)을 통해 터치 센서들(Cts)의 전압이 Rx 센싱부(34)에 내장된 적분기(Integrator)의 커패시터에 N(N은 2 이상의 양의 정수) 회 누적될 수 있도록 터치 센서들(Cst) 각각에 N회 연속 공급될 수 있다.

Rx 센싱부(34)는 타이밍 발생부(38)로부터의 Rx 셋업신호에 응답하여 터치 센서의 전압을 수신할 Rx 라인들을 선택한다. Rx 센싱부(34)는 구동 신호에 동기하여 선택된 Rx 라인들을 통해 터치 센서(Cts)의 전하를 수신한다. 그리고 Rx 센싱부(34)는 수신한 전하를 샘플링하여 적분기의 커패시터에 누적하고, 그 커패시터의 전압을 아날로그-디지털 변환기(Analog to digital converter, 이하 "ADC"라 함)를 이용하여 디지털 데이터로 변환한다. Rx 센싱부(34)는 디지털 데이터로 변환된 터치 원시 데이터(Touch raw data)를 출력한다.

타이밍 발생부(38)는 알고리즘 실행부(36)로부터의 Tx 셋업신호와 Rx 셋업신호에 응답하여 Tx 채널과 Rx 채널 설정을 제어하고 Tx 구동부(32)와 Rx 센싱부(34)를 동기시킨다. 또한, Rx 센싱부(34)로부터 출력된 터치 원시 데이터를 도시하지 않은 버퍼 메모리에 저장하고 그 메모리로부터 터치 원시 데이터를 읽어 들여 알고리즘 실행부(36)로 전송한다.

알고리즘 실행부(36)는 타이밍 발생부(38)에 Tx 셋업신호와 Rx 셋업신호를 공급하고 Rx 센싱부(34)의 ADC를 동작시키기 위한 ADC 클럭신호를 Rx 센싱부(34)에 공급한다. 알고리즘 실행부(36)는 미리 설정된 터치 좌표 알고리즘을 실행하여 터치 센싱회로(30)로부터 수신된 터치 원시 데이터를 미리 설정된 문턱값과 비교한다. 터치 좌표 알고리즘은 문턱값 이상의 터치 원시 데이터를 터치 입력 영역의 데이터로 판정하여, 터치 입력 영역들 각각의 좌표를 계산한다. 그리고 알고리즘 실행부(36)는 좌표 변환 알고리즘과 에지부 좌표 보상 알고리즘을 실행하여 표시패널의 해상도에 맞게 터치 입력 영역의 좌표를 변환하고 액티브 영역 밖으로 벗어나는 좌표를 보정한다. 알고리즘 실행부(36)는 MCU(Micro Controller Unit, MCU)로 구현될 수 있다.

알고리즘 실행부(36)는 도 6과 같은 방법으로 터치 좌표 알고리즘(S61), 좌표 변환 알고리즘(S62) 및 에지부 좌표 보상 알고리즘(S63 및 S64)을 실행할 수 있다.

좌표 변환 알고리즘(S62)은 터치 좌표를 표시패널(DIS)의 해상도에 맞게 변환한다. 터치 스크린(TSP)의 에지부 근처에서 터치 입력이 발생된 경우에 터치 입력 위치의 터치 포인트 좌표를 표시패널(DIS)의 해상도로 변환하면 변환 후의 좌표가 표시패널(DIS)의 액티브 영역 밖으로 벗어날 수 있다. 예를 들어 표시패널(DIS)의 액티브 영역 해상도가 1366×768인 경우에, xy 좌표계에서 x 값이 0 보다 작은 음의 값을 갖거나 1366 보다 큰 값을 가지면 변환 후의 터치 포인트 좌표는 표시패널(DIS)의 좌측 또는 우측 베젤(bezel) 쪽으로 벗어나게 된다. 또한, y 값이 0 보다 작은 음의 값을 갖거나 768 보다 큰 값을 가지면 변환 후의 터치 포인트 좌표는 표시패널(DIS)의 상측 또는 하측 쪽으로 벗어나게 된다.

좌표 변환 알고리즘(S62)의 연산 결과, 터치 포인트 좌표가 음의 값을 갖는 예를 도 7을 설명하기로 한다. 터치 입력이 액티브 영역(AA)과 베젤 사이의 에지부에 발생된 경우에, 그 터치 입력 영역에서 터치 입력 영역의 중앙 포인트(center point)의 터치 원시 데이터가 3988이고 그 중앙 포인트의 상하 방향으로 이웃하는 터치 센서들로부터 얻어진 터치 원시 데이터들이 3398, 3731이고, 중앙 포인트의 우측 방향에 이웃하는 터치 센서로부터 얻어진 터치 원시 데이터가 2413일 수 있다. 대한민국 특허 출원 10-2011-0088681(2011. 09. 01), 미합중국 특허 출원 13/598,243(2012. 08. 29)를 통해 제안된 좌표 변환 알고리즘은 아래의 수학식 1 및 2를 이용하여 도 7의 중앙 포인트 좌표를 표시패널의 해상도에 맞게 변환한다.

여기서, x는 변환후 x 좌표이다. x_pattern은 중앙 포인트가 x축 방향에서 볼 때 터치 센서의 순번을 나타낸다. 도 7에서 중앙 포인트는 x축 방향에서 볼 때 0번째 터치 센서이므로 x_pattern은 0이다. Δx는 x 좌표 옵셋(offset)으로서 수학식 2로 계산된다. N_x는 x축 방향에서 볼 때 터치 스크린의 해상도와 표시패널의 해상도 차이를 나타내는 것으로서 x축 방향으로 이웃한 터치 센서들(Cts) 간의 거리를 표시패널의 픽셀 개수로 나타낸다. x축 방향으로 이웃한 터치 센서들(Cts) 사이에 24 개의 픽셀들이 존재하는 예에서, N_x는 24이다. edge_offset은 액티브 영역과 베젤 사이의 에지부에서 좌표를 변환할 때 이용되는 에지 옵셋이다. 도 7의 예에서 edge_offset은 16으로 설정되나 이에 한정되지 않는다.

여기서, center는 중앙 포인트에 해당하는 터치 센서의 터치 원시 데이터, right은 중앙 포인트의 좌측에 이웃하는 터치 센서의 터치 원시 데이터(이하 "좌측 데이터"라 함), left는 중앙 포인트의 우측에 이웃하는 터치 센서의 터치 원시 데이터(이하 "우측 데이터"라 함)를 각각 나타낸다.

도 7과 같이 액티브 영역의 최좌측의 첫 번째 터치 센서(중앙 포인트)의 좌표를 변환할 때, 좌측 데이터가 없기 때문에 가상의 데이터를 좌측 데이터로 선정하여 Δx를 계산한다. 가상의 데이터는 중앙 포인트와 그 주변의 터치 원시 데이터들의 평균값으로 계산될 수 있는데, 그 평균값이 우측 데이터 보다 크면 변환 후에 음의 값이 계산될 수 있다. 도 7의 예에서, 평균값은 (3998+3731+3398+2413)/4 = 3385 이고, 3385를 수학식 2에 대입하면 Δx는 -0.8 정도이다. 이 Δx를 수학식 1에 대입하면 x = (0+(-0.8))×24+16 = -3.2로 계산된다.

도 6에서, 에지부 좌표 보상 알고리즘(S63 및 S64)은 액티브 영역(AA) 밖으로 벗어난 좌표가 있는지 검색한다. 도 8은 이러한 에지부 좌표 보상 알고리즘(S63)의 실행 결과를 보여 주는 도면이다. 좌표 변환 알고리즘(S62)의 실행 결과, 도 8에서 터치 포인트의 좌표는 이전 프레임 기간에 (x1, y1)으로부터 현재 프레임 기간에 좌표(x2, y2)로 변화되었다. 현재 프레임 기간의 터치 포인트 좌표(x2, y2)는 도 8의 (a)와 같이 좌측 베젤 영역 내의 좌표이다. 이 경우에, 도 6에서 에지부 좌표 보상 알고리즘(S63 및 S64)은 도 8의 (b)와 같이 액티브 영역(AA)을 벗어난 베젤 영역 내의 좌표를 제거한다. 그런데 이러한 에지부 좌표 보상 알고리즘(S63 및 S64)는 액티브 영역과 베젤 영역 사이의 에지부에서 터치 인식을 불가능하게 한다. 특히, 에지부의 터치 인식을 가능하게 하기 위하여 베젤 영역에도 터치 센서를 추가하면, 좌표 변환 알고리즘에 의해 변환된 좌표가 베젤 영역의 좌표로 변환되는 경우가 더 많아지기 때문에 단순히 에지부의 좌표들을 삭제하는 방법은 터치 감도를 떨어 뜨리는 결과를 초래한다. 따라서, 본 발명의 에지부 좌표 보상 알고리즘은 도 9 내지 도 13과 같이 액티브 영역을 벗어난 좌표를 삭제하지 않고 수정한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 알고리즘 실행부(36)의 동작을 보여 주는 흐름도이다. 도 10은 표시패널의 해상도에 맞게 터치 포인트의 좌표를 변환할 때 좌표가 액티브 어레이와 에지부로 수정되는 예를 보여 주는 도면이다. 도 11은 도 10에서 터치 포인트의 이동 부분을 확대하여 보여 주는 도면이다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 알고리즘 실행부(36)는 터치 좌표 알고리즘(S91), 좌표 변환 알고리즘(S92) 및 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)을 실행한다.

좌표 변환 알고리즘(S92)은 터치 좌표를 표시패널(DIS)의 해상도에 맞게 변환한다. 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 좌표 변환 알고리즘(S92)에 의해 변환된 터치 포인트의 좌표들 중에서 액티브 영역(AA) 밖으로 벗어난 좌표를 검색한다. 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 도 10 및 도 11과 같이 액티브 어레이(AA)로부터 베젤로 이동된 터치 포인트가 검색되면, 터치 포인트의 현재 프레임 좌표(x2, y2)를 현재 프레임 좌표(x2, y2)와 이전 프레임 좌표(x1, y1) 간의 최단 경로 상에서 액티브 영역(AA)의 에지 좌표(x3, y3)로 수정한다.

에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 도 10 내지 도 13과 같이 터치 포인트가 액티브 영역(AA) 내의 이전 프레임 좌표(x1, y1)로부터 좌측 베젤 영역 내의 현재 프레임 좌표(x2, y2)로 이동된 경우에, 현재 프레임 좌표(x2, y2)의 x 값을 0으로 수정한다. 그리고 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 현재 프레임 좌표(x2, y2)의 y 값을 현재 프레임 좌표(x2, y2)와 이전 프레임 좌표(x1, y1) 간의 최단 경로 상에서 액티브 영역(AA)의 좌측 에지 좌표(y3)로 수정한다.

에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 터치 포인트가 액티브 영역(AA) 내의 이전 프레임 좌표(x1, y1)로부터 우측 베젤 영역(AA) 내의 현재 프레임 좌표(x2, y2)로 이동된 경우에, 현재 프레임 좌표(x2, y2)의 x 값을 액티브 영역(AA)의 최대 x 좌표값으로 수정한다. 그리고 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 현재 프레임 좌표(x2, y2)의 y 값을 현재 프레임 좌표(x2, y2)와 이전 프레임 좌표(x1,y2) 간의 최단 경로 상에서 액티브 영역(AA)의 우측 에지 좌표로 수정한다.

에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 터치 포인트가 액티브 영역(AA) 내의 이전 프레임 좌표(x1, y1)로부터 상측 베젤 영역(AA) 내의 현재 프레임 좌표(x2, y2)로 이동된 경우에, 현재 좌표의 y 값을 0으로 수정한다. 그리고 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 현재 프레임 좌표(x2, y2)의 x 값을 현재 프레임 좌표(x2, y2)와 이전 프레임 좌표(x1, y1) 간의 최단 경로 상에서 액티브 영역(AA)의 상측 에지 좌표로 수정한다.

에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 터치 포인트가 액티브 영역(AA) 내의 이전 프레임 좌표(x1, y1)로부터 하측 베젤 영역(AA) 내의 현재 프레임 좌표(x2, y2)로 이동된 경우에, 현재 프레임 좌표의 y 값을 액티브 영역의 최대 y 좌표값으로 수정한다. 그리고 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 현재 프레임 좌표(x2, y2)의 x 값을 현재 프레임 좌표(x2, y2)와 이전 프레임 좌표(x1, y1) 간의 최단 경로 상에서 액티브 영역(AA)의 하측 에지 좌표로 수정한다.

도 10 및 도 11은 도 9에 도시된 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)의 실행 결과를 보여 주는 도면이다. 좌표 변환 알고리즘(S62)의 실행 결과, 터치 포인트의 좌표는 도 10의 (a) 및 도 11의 (a)와 같이 이전 프레임 기간에 액티브 영역(AA) 내의 (x1, y1)으로부터 현재 프레임 기간에 베젤 영역 내의 좌표(x2, y2)로 변화되었다. 이 경우에, 도 9에서 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)는 도 10의 (b) 및 도 11의 (b)와 같이 액티브 영역(AA)을 벗어난 베젤 영역 내의 좌표(x2, y2)를 이전 좌표와 현재 좌표의 비례식을 이용하여 이전 좌표와 현재 좌표 사이의 최단 경로 상에서 베젤 영역고 접한 액티브 영역의 에지 좌표로 수정한다.

도 12 및 도 13은 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)의 좌표 보상 원리를 보여 주는 도면들이다. 도 12는 도 10 및 도 11과 같이 액티브 영역(AA)의 좌측 에지와 접한 좌측 베젤 내의 좌표를 액티브 영역(AA)의 좌측 에지 좌표로 수정하는 원리를 보여 주는 도면이다. 도 13은 액티브 영역(AA)의 상측 에지와 접한 상측 베젤 내의 좌표를 액티브 영역(AA)의 상측 에지 좌표로 수정하는 원리를 보여 주는 도면이다.

터치 포인트가 이전 프레임 기간에 액티브 영역(AA) 내의 (x1, y1)으로부터 현재 프레임 기간에 좌측 베젤 영역 내의 좌표(x2, y2)로 이동된 경우에, 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 수정할 x 좌표(x3)를 0으로 수정한 후에, 아래의 수학식 3과 도 12와 같이 이전 프레임 좌표(x1, y1)와 현재 프레임 좌표(x2, y2)의 비례식을 이용하여 수정할 y 좌표(y3)를 이전 프레임 좌표(x1, y1)와 현재 프레임 좌표(x2, y2) 간의 최단 경로 상에서 액티브 영역의 좌측 에지 좌표로 수정한다.

수학식 3에 의해 도 12에서 Δy는

이므로

로 계산된다.

도 12의 예는 xy 좌표계에서 현재 프레임의 x 좌표가 0 보다 작은 음의 값인 경우이다. 현재 프레임의 x 좌표가 액티브 영역의 최대 x 좌표값 보다 크면, 현재 프레임의 터치 포인트 좌표가 우측 베젤 영역 내에 존재하는 경우이다. 이 경우에, 수정할 x 좌표(x3)를 액티브 영역의 최대 x 좌표값으로 수정하고 수학식 3과 같은 비례식을 이용하여 수정할 y 좌표(y3)를 계산하여 우측 베젤 내의 좌표를 액티브 영역(AA)의 우측 에지 좌표로 수정한다.

터치 포인트가 이전 프레임 기간에 액티브 영역(AA) 내의 (x1, y1)으로부터 도 13과 같이 현재 프레임 기간에 상측 베젤 영역 내의 좌표(x2, y2)로 이동된 경우에, 에지부 좌표 보상 알고리즘(S93 및 S94)은 수정할 y 좌표(y3)를 0으로 수정한 후에, 수학식 4와 도 13과 같이 이전 프레임 좌표(x1, y1)와 현재 프레임 좌표(x2, y2)의 비례식을 이용하여 수정할 x 좌표(x3)를 이전 프레임 좌표(x1, y1)와 현재 프레임 좌표(x2, y2) 간의 최단 경로 상에서 액티브 영역의 상측 에지 좌표로 수정한다.

수학식 4에 의해 도 13에서 Δx는

이므로

로 계산된다.

도 13의 예는 xy 좌표계에서 현재 프레임의 y 좌표가 0 보다 작은 음의 값인 경우이다. 현재 프레임의 y 좌표가 액티브 영역(AA)의 최대 y 좌표값 보다 크면, 현재 프레임의 터치 포인트 좌표가 하측 베젤 영역 내에 존재하는 경우이다. 이 경우에, 수정할 y 좌표(y3)를 액티브 영역의 최대 y 좌표값으로 수정하고 수학식 4와 같은 비례식을 이용하여 수정할 x 좌표(x3)를 계산하여 하측 베젤 내의 좌표를 액티브 영역(AA)의 하측 에지 좌표로 수정한다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

DIS : 표시패널 TSP : 터치 스크린
12 : 데이터 구동회로 14 : 스캔 구동회로
20 : 타이밍 콘트롤러 30 : 터치 센싱회로
32 : Tx 구동부 34 : Rx 센싱부
36 : 알고리즘 실행부 38 : 타이밍 발생부

Claims

터치 포인트의 좌표를 계산하는 단계;
상기 터치 포인트의 좌표를 표시패널의 해상도에 맞게 변환하는 단계;
상기 터치 포인트의 현재 좌표가 영상이 표시되는 상기 표시패널의 액티브 영역 밖의 베젤 영역 내에 존재하는 좌표인가를 판단하는 단계; 및
상기 터치 포인트의 현재 좌표가 베젤 영역 내에 존재하는 좌표이면, 상기 터치 포인트의 현재 좌표와 이전 좌표 사이의 최단 경로 위에 있고, 상기 베젤 영역과 접하는 상기 액티브 영역의 에지에 있는, 에지 좌표로 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 터치 포인트가 상기 액티브 영역 내의 이전 좌표로부터 좌측 베젤 영역 내의 현재 좌표로 이동된 경우에, 상기 현재 좌표의 x 값을 0으로 수정하고, 상기 현재 좌표의 y 값을 상기 현재 좌표와 상기 이전 좌표 간의 최단 경로 상에서 상기 액티브 영역의 좌측 에지 좌표로 수정하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 터치 포인트가 상기 액티브 영역 내의 이전 좌표로부터 우측 베젤 영역 내의 현재 좌표로 이동된 경우에, 상기 현재 좌표의 x 값을 상기 액티브 영역의 최대 x 좌표값으로 수정하고, 상기 현재 좌표의 y 값을 상기 현재 좌표와 상기 이전 좌표 간의 최단 경로 상에서 상기 액티브 영역의 우측 에지 좌표로 수정하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 터치 포인트가 상기 액티브 영역 내의 이전 좌표로부터 상측 베젤 영역 내의 현재 좌표로 이동된 경우에, 상기 현재 좌표의 y 값을 0으로 수정하고, 상기 현재 좌표의 x 값을 상기 현재 좌표와 상기 이전 좌표 간의 최단 경로 상에서 상기 액티브 영역의 상측 에지 좌표로 수정하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 터치 포인트가 상기 액티브 영역 내의 이전 좌표로부터 하측 베젤 영역 내의 현재 좌표로 이동된 경우에, 상기 현재 좌표의 y 값을 상기 액티브 영역의 최대 y 좌표값으로 수정하고, 상기 현재 좌표의 x 값을 상기 현재 좌표와 상기 이전 좌표 간의 최단 경로 상에서 상기 액티브 영역의 하측 에지 좌표로 수정하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 시스템의 에지부 좌표 보상 방법.