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KR101021440B1 - 터치입력장치, 이를 이용한 휴대기기 및 그 제어방법 - Google Patents

터치입력장치, 이를 이용한 휴대기기 및 그 제어방법 Download PDF

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KR101021440B1
KR101021440B1 KR1020080113118A KR20080113118A KR101021440B1 KR 101021440 B1 KR101021440 B1 KR 101021440B1 KR 1020080113118 A KR1020080113118 A KR 1020080113118A KR 20080113118 A KR20080113118 A KR 20080113118A KR 101021440 B1 KR101021440 B1 KR 101021440B1
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박연규
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강대임
최재혁
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한국표준과학연구원
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Abstract

본 발명은 터치입력장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포인팅 오브젝트의 근접여부와 터치패널에 접촉한 포인팅 오브젝트의 접촉 위치정보 및 접촉힘의 세기정보를 획득할 수 있는 터치입력장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 이를 위해, 전기적으로 분리된 다수개의 상부전극띠를 일면에 포함하고, 포인팅 오브젝트가 접촉하는 터치패널; 다수개의 상부전극띠를 전기적으로 상호연결하여 하나의 전극 또는 두개의 전극으로 전환하는 제1스위치부; 및 제1스위치부의 전환상태에 따른 터치패널로부터 인가되는 신호에 기초하여, 포인팅 오브젝트의 접촉위치정보, 접촉힘의 세기정보 및 근접정보 중 적어도 어느 하나를 생성하는 정보생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치와 그 제어방법을 제공한다.
근접센서, 힘, 위치, 터치스크린

Description

터치입력장치, 이를 이용한 휴대기기 및 그 제어방법{Touch-input device, mobile device and control method thereof}
본 발명은 터치입력장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 포인팅 오브젝트의 근접여부와 터치패널에 접촉한 포인팅 오브젝트의 접촉 위치정보 및 접촉힘의 세기정보를 획득할 수 있는 터치입력장치, 휴대기기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
인간은 다양한 애플리케이션에서 전자/기계 장치와 인터페이스를 이루고 있다. 따라서, 보다 자연스럽고, 사용이 용이하며, 정보 제공이 가능한 인터페이스에 대해 끊임없는 관심을 보이고 있다. 사용자와 인터페이스를 이루는 장치중 터치방식으로 동작 또는 위치명령을 인가하는 터치입력장치로는 은행에서의 입출금자동화기기, 개인휴대정보단말기, 휴대폰 등 각종 전자/통신 기기에서 사용되는 터치스크린 또는 노트북 등에 사용되는 터치패드 등이 있다.
종래의 터치입력장치에 사용되는 부재로서 터치패널, 특히 접촉저항방식의 터치패널은 취성이 강해 포인팅 오브젝트(예, 스타일러스 팁, 손가락 등)의 접촉에 의한 힘에 비례해서 연속적인 데이터를 획득할 수 없기 때문에 ON/OFF의 상태로만 사용되었다. 즉, 접촉여부만을 인식하여 접촉한 위치만을 검출한다. 또한, 정전용 량방식의 터치패널은 접촉저항의 계산 자체가 어려운 문제가 있었다. 이러한 터치입력장치가 사용되는 전자/통신 기기, 특히 오늘날 현대인과 긴밀한 관계를 갖는 휴대폰 등의 통신 기기는, 점점 증대되는 접촉정보의 획득의 욕구를 충분히 충족시키지 못한다는 한계가 있었다.
그리하여 포인팅 오브젝트의 위치뿐만이 아니라, 포인팅 오브젝트의 접촉에 따른 힘의 세기에 대한 정보까지 획득할 수 있는 장치의 개발이 요구되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 필요에 의하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 포인팅 오브젝트의 접촉위치정보, 접촉힘의 정보와 포인팅 오브젝트가 터치패널에 근접하였는지 여부에 관한 정보를 생성할 수 있는 터치입력장치, 휴대기기및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 전기적으로 분리된 다수개의 상부전극띠를 일면에 포함하고, 포인팅 오브젝트가 접촉하는 터치패널;
다수개의 상부전극띠를 전기적으로 상호연결하여 하나의 전극 또는 두개의 전극으로 전환하는 제1스위치부; 및
제1스위치부의 전환상태에 따라 터치패널로부터 인가되는 신호에 기초하여, 포인팅 오브젝트의 접촉위치정보와 접촉힘의 세기정보중 적어도 어느 하나와 포인팅 오브젝트의 근접정보를 생성하는 정보생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치에 의하여 달성된다.
그리고, 터치패널은 어레이 형태의 접촉저항형 터치패널 또는 어레이 형태의 정전용량형 터치패널인 것을 사용한다.
또한, 정보생성부는 터치패널로부터 상기 포인팅 오브젝트의 접촉위치에 관한 신호를 입력받아 접촉위치 정보를 획득하는 위치정보부; 터치패널로부터 포인팅 오브젝트의 접촉힘에 관한 신호를 입력받아 접촉힘의 정보를 획득하는 세기정보부; 및 터치패널로부터 상기 포인팅 오브젝트의 접근에 따른 정전용량변화에 관한 신호를 입력받아 상기 포인팅 오브젝트의 근접여부에 관한 정보를 획득하는 근접정보부;를 포함할 수 있다.
그리고, 근접정보부는 미리 설정된 정전용량변화의 근접문턱값을 기준으로 상기 포인팅 오브젝트와 상기 터치패널의 근접여부를 판단한다.
또한, 세기정보부는 상부전극띠와 포인팅 오브젝트 사이의 정전용량변화에 관한 신호를 입력받아, 정전용량에 따른 힘의 세기에 관한 연산을 수행하거나 미리 설정된 데이터를 검색하여 상기 포인팅 오브젝트의 접촉힘의 세기를 획득한다.
그리고, 제1스위치부는 정보생성부가 획득한 포인팅 오브젝트의 근접정보에 기초하여 전환된다.
또한, 터치패널의 타면에는 전기적으로 분리된 다수개의 하부전극띠가 포함되고, 그리고, 하부전극띠를 전기적으로 상호연결하여 하나의 전극으로 전환하는 제2스위치부;가 더 포함될 수 있다.
이때, 제2스위치부는 제1스위치부의 전환으로 상부전극띠가 두개의 전극을 이루는 경우에 전환되어, 하부전극띠를 하나의 전극으로 형성함이 바람직하다.
그리고, 포인팅 오브젝트는 신체의 일부인 것이 바람직하다.
또한, 정보생성부는 위치정보부, 세기정보부 및 근접정보부를 선택적으로 활성시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 전기적으로 분리된 다수개의 상부전극띠를 일면에 포함하고, 포인팅 오브젝트가 접촉하는 터치패널;
다수개의 상부전극띠를 전기적으로 상호연결하여 하나의 전극 또는 두개의 전극으로 전환하는 제1스위치부; 및
제1스위치부의 전환상태에 따라 터치패널로부터 인가되는 신호에 기초하여, 포인팅 오브젝트의 접촉위치정보와 접촉힘의 세기정보중 적어도 어느 하나와 포인팅 오브젝트의 근접정보를 생성하는 정보생성부; 및
터치패널의 하부에 구비되어 사용자에게 화면을 제공하는 디스플레이부;를 포함하는 휴대기기에 의하여도 달성가능하다.
그리고, 터치패널에는 전기적으로 분리된 다수개의 하부전극띠가 포함되고, 그리고, 하부전극띠를 전기적으로 상호연결하여 하나의 전극으로 전환하는 제2스위치부;가 더 포함될 수 있다.
이 경우, 디스플레이부는 정보생성부가 근접정보를 생성하는 경우에 동작하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또 다른 수단으로서 제어방법은, 다수개의 상부전극띠들이 전기적으로 상호연결되어 두개의 전극으로 형성되도록 제1스위치부가 전환되는 단계;
포인팅 오브젝트에 의한 상기 두개의 전극사이의 정전용량의 변화를 감지하는 근접센싱 단계;
근접센싱 결과, 포인팅 오브젝트가 터치패널에 접촉하는 경우, 다수개의 상부전극띠들이 전기적으로 연결되어 하나의 전극이 되도록 제1스위치부가 전환되는 단계;
하나의 전극과 포인팅 오브젝트 사이의 정전용량변화에 기초하여 포인팅 오브젝트의 접촉힘의 세기를 획득하는 단계;
다수개의 상부전극띠들이 개별적인 전극으로 기능하도록 제1스위치부가 전환되는 단계; 및
개별적인 전극에 의하여 포인팅 오브젝트의 접촉 위치정보를 획득하는 단계;를 포함한다.
그리고, 두개의 전극으로 되기 위한 제1스위치부의 전환단계와 근접센싱단계 사이에는, 다수개의 하부전극띠가 전기적으로 상호연결되어 하나의 전극으로 전환되도록 제2스위치부를 전환하는 단계;가 더 포함되고, 그리고,
개별적인 전극이 되기 위한 제1스위치부의 전환단계와 접촉 위치정보획득단계 사이에는, 다수개의 하부전극띠들이 개별적인 전극으로 기능하도록 제2스위치부가 전환되는 단계;가 더 포함될 수 있다.
또한, 근접센싱결과, 포인팅 오브젝트가 터치패널에 접촉하지 아니하는 경우 근접센싱단계를 반복실시함이 바람직하다.
그리고, 근접센싱단계는, 미리 설정된 근접문턱값을 기준으로 포인팅 오브젝트의 근접여부를 판단할 수 있다.
이 경우, 근접센싱단계는, 근접문턱값 이상의 정전용량변화가 감지되는 경우에 상기 터치입력장치의 디스플레이부가 활성화되는 단계;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 힘의 세기 획득단계는, 하나의 전극과 포인팅 오브젝트 사이의 정전용량변화에 관한 신호에 기초하여, 포인팅 오브젝트의 접촉힘의 세기를 연산하는 방식 및 미리 저장된 세기정보를 검색하는 방식 중 적어도 어느 하나의 방식을 사용하여 상기 힘의 세기를 획득할 수 있다.
따라서, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 포인팅 오브젝트의 접촉위치뿐만 아니라, 접촉힘의 세기에 관한 정보와 포인팅 오브젝트의 근접정보까지 획득할 수 있는 장점이 있다.
그리고, 이러한 특징에 기초하여 다양한 인터페이스를 사용자에게 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 근접정보에 기초하여 터치입력장치가 사용되는 휴대용 전자/통신기기의 배터리의 소모를 줄일 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 설명은 생략한다.
<구성>
도 1은 본 발명에 따른 터치입력장치의 대략적인 구성 블럭도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 크게 터치패널(100), 제1스위치부(200)와 정보생성부(300), 제어부(400) 등을 포함한다.
터치패널(100)은 포인팅 오브젝트(1)가 접촉하는 부재로서, 터치패널(100)의 일면에는 상부전극띠(112, 162')과 하부전극띠(122, 164')들이 다수개 포함되어 있다. 본 발명에 따른 터치입력장치는 정전용량변화를 이용하는바, 포인팅 오브젝트(1)는 신체의 일부(예, 손가락)가 됨이 바람직하다. 다수개의 상부전극띠(112, 162')들 및 하부전극띠(122, 164')들은 전기적으로 분리된 상태이다. 본 발명에 따른 터치패널(100)은 다수개의 상부전극띠(112, 162')들이 어레이 형태의 터치패널로서, 어레이형태의 접촉저항형 터치패널(100a) 또는 어레이형태의 정전용량형 터치패널(100b) 등이 사용된다. 본 명세서에서 사용하는 이러한 어레이 형태의 터치패널은 상부전극띠와 하부전극띠들이 서로 평행하게 배열되고, 상부전극띠와 하부전극띠가 교차되는 형상의 터치패널을 의미한다. 이하에서는 이러한 터치패널에 대하여 자세히 살펴본다.
도 2는 본 발명에 따른 터치패널로서, 어레이형태의 접촉저항형 터치패널(100a)의 측단면도이고, 도 3은 사시도이다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 어레이형태의 접촉저항형 터치패널(100a)은 상층(110)과 다수개의 상부전극띠(112), 하층(120)과 다수개의 하부전극띠(122)를 포함한다. 상층(110)과 하층(120)은 접착제(130) 등으로 소정의 간격 이격되어 있으며, 스페이서(140)가 하부전극띠(122)들 사이에 구비된다. 상부전극띠(112) 및 하부전극띠(122)는 서로 평행하게 배열되는 다수개의 전극띠로 구성되며, 상부전극띠(112)와 하부전극띠(122)는 서로 교차되는 방향으로 구비된다. 상부전극띠(112)와 하부전극띠(122)의 일예로, 투명전도막(ITO)을 사용할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 터치패널로서, 어레이형태의 정전용량형 터치패 널(100b)의 측단면도이고, 도 5는 사시도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 어레이형태의 정전용량형 터치패널(100b)은 상층(110'), 다수개의 상부전극띠(162'), 중간층(160'), 다수개의 하부전극띠(122'), 하층(120') 등을 포함한다. 중간층(160')으로는 유리, 플리스틱, 필름 등의 절연체를 사용할 수 있다. 중간층(160')의 상부와 하부에 구비되는 상부전극띠(162')와 하부전극띠(164')는 서로 평행하게 배열되는 다수개의 전극띠로 구성되고, 다수개의 상부전극띠(162')와 다수개의 하부전극띠(164')는 서로 교차되는 방향으로 구비된다.
터치패널(100)에 포함되는 다수개의 상부전극띠(112, 162')와 다수개의 하부전극띠(122, 164')는 전기적으로 서로 분리된 상태이다.
제1스위치부(200)는 전기적으로 분리된 다수개의 상부전극띠(112, 162')의 단자를 전기적으로 상호 연결하여 하나의 전극(132) 또는 두개의 전극(133)이 되도록 한다. 또한 제2스위치부(201)도 하부전극띠(122. 164')의 단자를 전기적으로 상호연결하여 하나의 전극이 되도록 한다. 제2스위치부(201)에 의하여 하부전극층(122, 164')이 하나의 전극으로 되는 경우는, 제1스위치부(200)에 의하여 상부전극띠(112, 162')들이 두개의 전극으로 형성될 때이다. 제1스위치부(200)와 제2스위치부(201)의 이러한 전환은 제어부(400)의 제어신호에 기초한다. 제어부(400)의 제1스위치부(200)와 제2스위치부(201)에 대한 제어는 이하 관련부분에서 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7a은 제1스위치부(200)의 전환상태에 따른 다수개의 상부전극띠(112, 162')와 하부전극띠(122, 164')의 상태개념도로서, 도 6은 제1스위치 부(200)의 전환에 의하여 다수개의 상부전극띠(112, 162')가 전기적으로 하나의 전극(132)이고 제2스위치부(201)의 전환에 의하여 다수개의 하부전극띠(122. 164')가 전기적으로 하나의 전극(134)이 된 상태이다. 그리고, 도 7a은 제1스위치부(200)의 전환에 의하여 다수개의 상부전극띠(112, 162')가 전기적으로 두개의 전극(133)이고, 제2스위치부(201)의 전환으로 다수개의 하부전극띠(122, 164')가 전기적으로 하나의 전극(134)인 상태이다.
도 6, 도 7a 및 도 7b에 도시된 전기적으로 하나의 전극(134)을 이루는 하부전극띠(122, 164')는 정전용량을 반사시켜 근접민감도를 증가시키는 역할을 한다.
도 6에 도시된 바와 같이 제1스위치부(200)의 전환으로 다수개의 상부전극띠(112, 162')가 하나의 전극(132)이 된 상태에서 포인팅 오브젝트(1)인 손가락이 접촉하면, 손가락과 전극(132)사이에 정전용량의 변화가 유도된다. 이러한 정전용량의 변화는 터치패널(100)에 접촉한 손가락의 접촉면적이 클수록 커진다.
그리고, 제1스위치부(200)의 전환으로 도 7a에 도시된 바와 같이 다수개의 상부전극띠(112, 162')가 전기적으로 두개의 전극(133)인 상태가 되면, 두개의 전극(133) 사이에 전하가 유도되면서 정전용량이 발생한다. 이 때, 도 7b에 도시된 바와 같이, 포인팅 오브젝트(1)인 손가락이 두개의 전극(133)에 가까이 근접하면 두 전극(133)사이의 전기장에 왜곡이 생기고, 정전용량이 변한다.
정보생성부(300)는 제1스위치부(200) 또는 제2스위치부(201)의 전환상태에 따라 터치패널(100)로부터 인가되는 신호에 기초하여 포인팅 오브젝트(1)의 접촉위치에 대한 정보와 접촉힘의 세기에 대한 정보중 어느 하나와, 터치패널(100)에 포 인팅 오브젝트(1)가 근접해있는지 여부에 대한 정보를 생성한다. 보다 바람직하게는 세가지 정보를 모두 생성한다. 정보생성부(300)는 위치정보부(310), 세기정보부(320)와 근접정보부(330)를 포함한다.
위치정보부(310)는 포인팅 오브젝트(1)의 접촉위치에 관한 정보를 소정의 좌표로 생성한다. 전기적으로 분리된 다수개의 상부전극띠(112, 162')를 포함하는 터치패널(100)에 포인팅 오브젝트(1)가 접촉하면 접촉위치에 관한 전기적 신호가 발생한다. 이러한 전기적 신호를 인가받은 위치정보부(310)는 포인팅 오브젝트(1)의 접촉위치를 좌표계(예, x-y좌표계)로 나타낸다.
세기정보부(320)는 포인팅 오브젝트(1)의 접촉힘의 세기에 관한 정보를 획득한다. 제1스위치부(200)의 전환에 의하여 상부전극띠(112, 162')들이 전기적으로 하나의 전극(132)인 상태에서, 포인팅 오브젝트(1)가 접촉하면 앞서 언급한 바와 같이, 포인팅 오브젝트(1)와 전극(132) 사이에 정전용량의 변화가 유도된다. 세기정보부(320)는 이러한 신호에 기초하여 접촉힘의 세기에 관한 정보를 생성한다. 접촉힘의 세기는 접촉힘과 정전용량변화에 따른 관계식에 기초하여 연산하거나 미리 저장된 데이터를 검색하거나 이러한 방식 둘을 모두 이용할 수 있다. 미리 저장된 데이터로는 정전용량변화에 대응하는 접촉힘의 세기에 관한 룩업 테이블 등이 있으며, 미리 저장된 데이터를 이용하는 경우 세기정보부(320)의 응답속도가 빠르다는 장점이 있다.
근접정보부(330)는 포인팅 오브젝트(1)가 터치패널(100)에 근접했는지 여부에 관한 정보를 생성한다. 제1스위치부(200)의 전환에 의하여 상부전극띠(112, 162')가 전기적으로 두개의 전극(133)인 상태에서 포인팅 오브젝트(1)인 손가락이 두개의 전극(133)에 가까이 놓이면, 앞서 설명한 바와 같이 정전용량이 변한다. 이러한 정전용량의 변화는 연속적이므로, 미리 근접문턱값에 해당하는 정전용량변화값을 설정함이 바람직하다. 즉, 정전용량변화가 근접문턱값 이상인 경우에 근접을 인식하고, 근접문턱값보다 작은 경우에 근접하지 않음을 인식하게 된다. 이러한 근접문턱값의 일예로, 포인팅 오브젝트(1)인 손가락과 터치입력장치이 약 5cm 정도 이격된 경우의 정전용량값으로 설정할 수 있다. 근접정보부(330)의 이러한 동작은 본 발명에 따른 터치입력장치가 사용되는 전자/통신기기 등의 전력소모를 최소화하는데 이용될 수 있다. 그 일예로 근접을 인식하는 경우에만 전자/통신기기의 디스플레이부(미도시)를 활성시켜 사용자에게 화면을 제공함으로써 전력소모를 줄일 수 있다.
제어부(400)는 제1스위치부(200), 제2스위치부(201)와 정보생성부(300)를 제어한다. 평상시에는 터치입력장치의 상부전극띠(112, 162')가 전기적으로 두개의 전극(133)이고 하부전극띠(122, 164')가 하나의 전극인 상태에서, 정보생성부(300)는 포인팅 오브젝트(1)의 근접여부를 판단하여 그에 대한 정보를 생성한다. 그리하여, 포인팅 오브젝트(1)가 터치패널(100)에 근접하다가 접촉하게 되면, 제어부(400)는 상부전극띠(112, 162')가 하나의 전극(132)이 되도록 제1스위치부(200)를 제어하고, 접촉힘의 세기를 획득하기 위하여 정보생성부(300)중 세기정보부(320)를 활성화시킨다. 접촉힘의 세기를 획득하는 동안, 근접정보부(330)와 위치정보부(310)는 불활성, 즉 구동되지 않도록 하여 전력소모를 최소화할 수 있다. 접 촉힘의 세기를 획득하였다면 제어부(400)는 다시 상부전극띠(112, 162')와 하부전극띠(122, 164')를 전기적으로 분리시켜 각각 개별적인 전극이 되도록 제1스위치부(200)와 제2스위치부(201)를 제어하고, 정보생성부(200)중 위치정보부(310)를 활성화시킨다. 제어부(400)는 이러한 방식으로 정보생성부(300), 제1스위치부(200)와 제2스위치부(201)를 제어한다.
휴대기기는 이러한 터치입력장치와 터치패널(100)의 하부에 구비되어 사용자에게 화면을 제공하는 디스플레이부(미도시)를 포함한다.
<제어방법>
도 8은 본 발명에 다른 터치입력장치의 제어방법에 따른 흐름도이다. 본 발명에 따른 터치입력장치는 사용자가 포인팅 오브젝트(1)를 사용하여 동작명령 또는 위치명령을 입력하기 위하여 터치패널(100)에 접촉하기 전까지는 근접센서로서 동작한다. 즉, 다수개의 상부전극띠(112, 162')들의 단자가 전기적으로 상호 연결되어 두개의 전극(133)이 되도록 제1스위치부(200)가 전환된 상태(S110)이다. 이 경우 제2스위치부(201)도 전환되어 다수개의 하부전극띠(122, 164')들의 단자가 전기적으로 상호연결되어 하나의 전극(134)이 된 상태이다(S115). 그리고 포인팅 오브젝트(1)의 근접여부에 따라 달라지는 두개의 전극(133)사이의 정전용량의 변화를 감지하여 포인팅 오브젝트(1)가 터치패널(100)에 근접하였는지 여부를 판단하게 된다(S120). 포인팅 오브젝트(1)가 근접하였는지 여부는 미리 설정한 근접문턱값에 해당하는 정전용량변화의 유무에 따라 판단하며, 그 자세한 설명은 앞서 설명한 바와 동일하다.
근접센싱 결과, 포인팅 오브젝트(1)가 터치패널(100)에 접촉하지 않았지만 근접문턱값 이상으로서 근접이 인지되는 상태라면, 터치입력장치의 디스플레이부가 비로소 활성화되어 사용자에게 화면을 제공함으로써, 전력소모를 최소화할 수 있다.
또 다른 경우로, 근접센싱 결과, 포인팅 오브젝트(1)가 터치패널(100)에 접촉하면, 다수개의 상부전극띠(112, 162')들의 단자가 전기적으로 하나의 전극(132)이 되도록 제1스위치부(200)가 전환된다(S210). 하나의 전극(132)이 된 상부전극띠(112, 162')와 포인팅 오브젝트(1) 사이에는 정전용량이 변화한다. 정보생성부(300)의 세기정보부(320)는 이러한 정전용량변화에 기초하여 접촉힘의 세기를 획득한다(S220). 힘의 세기는 앞서 설명한 바와 같이, 연산하는 방식, 미리 룩업테이블 등으로 저장된 데이터를 검색하는 방식 또는 연산과 검색하는 방식을 병행하여 사용할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 앞서 설명한 바와 같다.
그리고, 근접센싱단계(S120)의 수행 결과, 포인팅 오브젝트(1)가 터치패널(100)에 접촉하지 아니하는 경우 또는 근접하지 아니한 경우에는 근접센싱단계(S120)을 반복실시하게 된다.
힘의 세기정보가 획득되면, 하나의 전극(132)으로 동작하던 다수개의 상부전극띠(112, 162')들이 전기적으로 분리된 전극이 되도록 제1스위치부(200)가 전환되고(S310), 하나의 전극(134)으로 동작하던 다수개의 하부전극띠(122, 164')들이 전 기적으로 분리된 전극이 되도록 제2스위치부(201)가 전환되어(S315), 상부전극띠(112, 162')와 하부전극띠(122, 164')가 전기적으로 분리된 상태에서 접촉위치정보를 획득한다(S320). 접촉위치정보 획득의 일예는 종래의 터치패널(100), 즉 터치스크린에서 위치정보를 획득하는 방식과 동일한 방식으로 당업자에게 자명한바 그 상세한 설명은 생략한다.
<변형예>
본 발명에 따른 터치입력장치는 포인팅 오브젝트, 특히 손가락을 사용하여 동작명령 또는 위치명령을 인가하는 방식의 전자/통신기기에는 모두 활용가능함은 물론이다. 그러한 전자/통신기기의 일예로는 휴대폰, 스마트폰, PDP, PDA, 네비게이션, 게임기 등이 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 명세서의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명에 따른 터치입력장치의 대략적인 구성 블럭도,
도 2는 본 발명에 따른 어레이 형태의 접촉저항형 터치패널의 측단면도,
도 3은 도 2의 어레이형태의 접촉저항형 터치패널의 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 어레이형태의 정전용량형 터치패널의 측단면도,
도 5는 도 4의 어레이형태의 정전용량형 터치패널의 분해 사시도,
도 6은 본 발명에 따라 상부전극띠가 전기적으로 하나의 전극인 상태에서 손가락인 접촉한 상태를 나타낸 개념도,
도 7a는 본 발명에 따라 상부전극띠가 전기적으로 두개의 전극인 상태를 나타낸 개념도,
도 7b는 도 7a의 상태에서 손가락이 근접한 경우를 나타낸 개념도,
도 8은 본 발명에 따른 터치입력장치의 제어방법에 따른 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 포인팅 오브젝트
100: 터치패널
100a: 어레이 형태의 접촉저항형 터치패널
100b: 어레이 형태의 정전용량형 터치패널
110, 110': 상층
112, 162': 상부전극띠
120, 120': 하층
130: 접착제
132: 상부전극띠가 제1스위치부의 전환에 의하여 하나의 전극이 된 상태
133: 상부전극띠가 제1스위치부의 전환에 의하여 두개의 전극이 된 상태
134: 하부전극띠가 제2스위치부의 전환에 의하여 하나의 전극이 된 상태
122, 164': 하부전극띠
160: 중간층
200: 제1스위치부
201: 제25스위치부
300: 정보생성부
310: 위치정보부
320: 세기정보부
330: 근접정보부
400: 제어부

Claims (19)

  1. 전기적으로 분리된 다수개의 상부전극띠를 일면에 포함하고, 포인팅 오브젝트가 접촉하는 터치패널;
    상기 다수개의 상부전극띠를 전기적으로 상호연결하여 하나의 전극 또는 두개의 전극으로 전환하는 제1스위치부; 및
    상기 제1스위치부의 전환상태에 따라 상기 터치패널로부터 인가되는 신호에 기초하여, 상기 포인팅 오브젝트의 접촉위치정보와 접촉힘의 세기정보중 적어도 어느 하나와 상기 포인팅 오브젝트의 근접정보를 생성하는 정보생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치패널은 어레이 형태의 접촉저항형 터치패널 또는 어레이 형태의 정전용량형 터치패널인 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보생성부는,
    상기 터치패널로부터 상기 포인팅 오브젝트의 접촉위치에 관한 신호를 입력받아 접촉위치 정보를 획득하는 위치정보부;
    상기 터치패널로부터 상기 포인팅 오브젝트의 접촉힘에 관한 신호를 입력받 아 접촉힘의 정보를 획득하는 세기정보부; 및
    상기 터치패널로부터 상기 포인팅 오브젝트의 접근에 따른 정전용량변화에 관한 신호를 입력받아 상기 포인팅 오브젝트의 근접여부에 관한 정보를 획득하는 근접정보부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 근접정보부는,
    미리 설정된 정전용량변화의 근접문턱값을 기준으로 상기 포인팅 오브젝트와 상기 터치패널의 근접여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 세기정보부는,
    상기 상부전극띠와 상기 포인팅 오브젝트 사이의 정전용량변화에 관한 신호를 입력받아, 정전용량에 따른 힘의 세기에 관한 연산을 수행하거나 미리 설정된 데이터를 검색하여 상기 포인팅 오브젝트의 접촉힘의 세기를 획득하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1스위치부는 정보생성부가 획득한 상기 포인팅 오브젝트의 근접정보에 기초하여 전환되는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치패널의 타면에는 전기적으로 분리된 다수개의 하부전극띠가 포함되고, 그리고,
    상기 하부전극띠를 전기적으로 상호연결하여 하나의 전극으로 전환하는 제2스위치부;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2스위치부는 상기 제1스위치부의 전환으로 상기 상부전극띠가 두개의 전극을 이루는 경우에 전환되어, 상기 하부전극띠를 하나의 전극으로 형성하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 포인팅 오브젝트는 신체의 일부인 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 정보생성부는 상기 위치정보부, 상기 세기정보부 및 상기 근접정보부를 선택적으로 활성시키는 것을 특징으로 하는 터치입력장치.
  11. 전기적으로 분리된 다수개의 상부전극띠를 일면에 포함하고, 포인팅 오브젝 트가 접촉하는 터치패널;
    상기 다수개의 상부전극띠를 전기적으로 상호연결하여 하나의 전극 또는 두개의 전극으로 전환하는 제1스위치부; 및
    상기 제1스위치부의 전환상태에 따라 상기 터치패널로부터 인가되는 신호에 기초하여, 상기 포인팅 오브젝트의 접촉위치정보와 접촉힘의 세기정보중 적어도 어느 하나와 상기 포인팅 오브젝트의 근접정보를 생성하는 정보생성부; 및
    상기 터치패널의 하부에 구비되어 사용자에게 화면을 제공하는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대기기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 터치패널에는 전기적으로 분리된 다수개의 하부전극띠가 포함되고, 그리고,
    상기 하부전극띠를 전기적으로 상호연결하여 하나의 전극으로 전환하는 제2스위치부;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 휴대기기.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 디스플레이부는 상기 정보생성부가 상기 근접정보를 생성하는 경우에 동작하는 것을 특징으로 하는 휴대기기.
  14. 다수개의 상부전극띠들이 전기적으로 상호연결되어 두개의 전극으로 형성되 도록 제1스위치부가 전환되는 단계;
    포인팅 오브젝트에 의한 상기 두개의 전극사이의 정전용량의 변화를 감지하는 근접센싱 단계;
    상기 근접센싱 결과, 상기 포인팅 오브젝트가 터치패널에 접촉하는 경우, 상기 다수개의 상부전극띠들이 전기적으로 연결되어 하나의 전극이 되도록 상기 제1스위치부가 전환되는 단계;
    상기 하나의 전극과 상기 포인팅 오브젝트 사이의 정전용량변화에 기초하여 상기 포인팅 오브젝트의 접촉힘의 세기를 획득하는 단계;
    상기 다수개의 상부전극띠들이 개별적인 전극으로 기능하도록 제1스위치부가 전환되는 단계; 및
    상기 개별적인 전극에 의하여 상기 포인팅 오브젝트의 접촉 위치정보를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치의 제어방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 두개의 전극으로 되기 위한 제1스위치부의 전환단계와 상기 근접센싱단계 사이에는, 다수개의 하부전극띠가 전기적으로 상호연결되어 하나의 전극으로 전환되도록 제2스위치부를 전환하는 단계;가 더 포함되고, 그리고,
    상기 개별적인 전극이 되기 위한 제1스위치부의 전환단계와 상기 접촉 위치정보획득단계 사이에는, 상기 다수개의 하부전극띠들이 개별적인 전극으로 기능하도록 제2스위치부가 전환되는 단계;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 터치입력장 치의 제어방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 근접센싱결과, 상기 포인팅 오브젝트가 터치패널에 접촉하지 아니하는 경우 상기 근접센싱단계를 반복실시하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치의 제어방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 근접센싱단계는,
    미리 설정된 근접문턱값을 기준으로 상기 포인팅 오브젝트의 근접여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치의 제어방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 근접센싱단계는,
    근접문턱값 이상의 정전용량변화가 감지되는 경우에 상기 터치입력장치의 디스플레이부가 활성화되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치의 제어방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 힘의 세기 획득단계는,
    상기 하나의 전극과 상기 포인팅 오브젝트 사이의 정전용량변화에 관한 신호에 기초하여, 상기 포인팅 오브젝트의 접촉힘의 세기를 연산하는 방식 및 미리 저장된 세기정보를 검색하는 방식 중 적어도 어느 하나의 방식을 사용하여 상기 힘의 세기를 획득하는 것을 특징으로 하는 터치입력장치의 제어방법.
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