KR102057567B1 - Touch pressure sensitivity compensation method of touch input device and computer readable recording medium - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법은, 프로브가 미리 설정된 일정한 압력으로 터치 입력 장치의 커버층의 표면을 누르고 상기 커버층의 표면에 터치된 상태로 미리 설정된 기준패턴을 따라 이동하면서 일정하고 연속적인 압력을 상기 커버층의 표면으로 가하는, 프로브 이동 단계; 상기 프로브의 이동에 응답하여, 상기 기준패턴과 오버랩되는 복수의 기준점에서의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값에 대한 기준 데이터를 생성하는, 기준 데이터 생성 단계; 및 생성된 상기 기준 데이터를 기초로 상기 터치 입력 장치의 터치 압력 감도를 보정하는, 터치 압력 감도 보정 단계;를 포함한다.In the touch pressure sensitivity correction method of the touch input device according to the present invention, the probe presses the surface of the cover layer of the touch input device at a predetermined constant pressure and moves along a preset reference pattern while being touched to the surface of the cover layer. A probe movement step of applying a constant and continuous pressure to the surface of the cover layer; In response to the movement of the probe, generating reference data for capacitance change amounts or electrical characteristic values at a plurality of reference points overlapping the reference pattern; And a touch pressure sensitivity correction step of correcting the touch pressure sensitivity of the touch input device based on the generated reference data.
Description
본 발명은 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.The present invention relates to a touch pressure sensitivity correction method of a touch input device and a computer readable recording medium.
버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린 등 컴퓨팅 시스템을 조작하기 위한 다양한 종류의 입력 장치가 개발 및 이용되고 있다. 그 중 터치 스크린은, 조작의 용이성, 제품의 소형화 및 제조공정의 단순화 등 다양한 이점을 갖고 있어서, 가장 큰 주목을 받고 있다.Various types of input devices for operating computing systems, such as buttons, keys, joysticks, and touch screens, have been developed and used. Among them, the touch screen has various advantages such as ease of operation, miniaturization of a product, and simplification of a manufacturing process.
터치 스크린은 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널(touch sensor panel)을 포함하는 터치 입력 장치의 터치 표면을 구성할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 터치 스크린 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 터치 스크린을 덮을 수 있다. 사용자는 손가락 등으로 터치 스크린을 터치하여 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있다. 이에 따라, 컴퓨팅 시스템은 터치 스크린에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 인식하고 연산을 수행하여 사용자의 의도에 따른 동작을 수행한다. The touch screen may constitute a touch surface of a touch input device that includes a touch sensor panel, which may be a transparent panel having a touch-sensitive surface. Such a touch sensor panel can be attached to the front of the touch screen so that the touch-sensitive surface can cover the touch screen. The user may operate the computing system by touching the touch screen with a finger or the like. Accordingly, the computing system recognizes whether the user touches the touch screen and the touch position and performs an operation according to the intention of the user.
한편, 조작의 편의성을 높이기 위해 터치 압력까지 감지하는 장치에 대한 필요성이 대두되었고, 이에 대한 연구가 진행되고 있지만, 터치 압력을 감지하는 경우에는, 디스플레이 표면에서 균일한 감도로 터치 압력을 감지할 수 없다는 문제가 있다. 나아가, 제조공정이나 제조환경의 차이에 기인하여, 제조된 제품마다 상이한 감도를 보일 수 있기 때문에, 이를 보완하기 위한 터치 입력 장치의 감도 보정이 필요하다. On the other hand, there is a need for a device that detects touch pressure to increase the convenience of operation, and research on this has been conducted. However, when detecting touch pressure, the touch pressure can be sensed with a uniform sensitivity on the display surface. There is no problem. Furthermore, due to differences in the manufacturing process or the manufacturing environment, since different sensitivity may be displayed for each manufactured product, it is necessary to correct the sensitivity of the touch input device to compensate for this.
본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 터치 압력을 감지하는 터치 입력 장치로서, 디스플레이의 전면에서 균일한 감도로 터치 압력이 감지되도록 하기 위한 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법의 보정 시간을 현저히 줄일 수 있는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is a touch input device that senses touch pressure, and the touch pressure sensitivity of the touch input device to sense the touch pressure with a uniform sensitivity on the front of the display. A method of correcting a touch pressure sensitivity of a touch input device and a computer-readable recording medium capable of significantly reducing a correction time of a correction method.
또한, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법을 간편하게 할 수 있는, 터치 압력 감도 보정 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a touch pressure sensitivity correction method and a computer-readable recording medium that can simplify the touch pressure sensitivity correction method of a touch input device.
본 발명에 따른 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법은, 터치 입력 장치의 커버층의 표면으로 미리 설정된 기준패턴을 따라 일정한 압력이 연속적으로 입력되는 것에 응답하여, 상기 기준패턴과 오버랩되는 복수의 기준점에서의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값에 대한 기준 데이터를 생성하는, 기준 데이터 생성 단계; 및 생성된 상기 기준 데이터를 기초로 상기 터치 입력 장치의 터치 압력 감도를 보정하는, 터치 압력 감도 보정 단계;를 포함한다.In the touch pressure sensitivity correction method of the touch input device according to the present invention, a plurality of reference points overlapping the reference pattern in response to the constant pressure is continuously input along the preset reference pattern to the surface of the cover layer of the touch input device. Generating reference data for a capacitance change amount or an electrical characteristic value in the reference data generating step; And a touch pressure sensitivity correction step of correcting the touch pressure sensitivity of the touch input device based on the generated reference data.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 위에 기재된 터치 압력 감도 보정 방법을 실행하는 프로그램을 기록할 수 있다.The computer-readable recording medium according to the present invention for achieving the above object can record a program for executing the above-described touch pressure sensitivity correction method.
본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 의하면, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법의 보정 시간을 획기적이고 현저히 줄일 수 있다. According to the touch pressure sensitivity correction method and the computer-readable recording medium according to the present invention, the correction time of the touch pressure sensitivity correction method of the touch input device can be remarkably and significantly reduced.
또한, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법을 간편하게 할 수 있다.In addition, the touch pressure sensitivity correction method of the touch input device can be simplified.
도1a 및 도1b는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다.
도2는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에서 터치 위치, 터치 압력 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다.
도3a 내지 도3b는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에서 디스플레이 모듈의 구성을 설명하기 위한 개념도이다.
도4a 내지 도4f는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에 압력 센서가 형성되는 예를 예시한다.
도5a 내지 도5e는 실시예에 따른 압력 센서에 포함되는 압력 센서의 패턴을 예시한다.
도6a 및 도6b는 실시예에 따른 압력 센서의 터치 입력 장치에 대한 부착 위치를 예시한다.
도7a 내지 도7f는 실시예에 따른 압력 센서의 구조적 단면을 예시한다.
도8a 및 도8b는 실시예에 따른 압력 센서가 디스플레이 모듈 맞은편 기판에 부착되는 경우를 예시한다.
도9a 및 도9b는 실시예에 따른 압력 센서가 디스플레이 모듈에 부착되는 경우를 예시한다.
도10a 및 도10b는 실시예에 따른 압력 센서의 부착 방법을 예시한다.
도11a 내지 도11c는 실시예에 따른 압력 센서를 터치 센싱 회로에 연결하는 방법을 예시한다.
도12a 내지 도12c는 실시예에 따른 압력 센서가 복수의 채널을 포함하는 경우를 예시한다.
도13a는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대한 압력 터치 무게에 따른 정규화된 정전용량 변화의 차이를 나타내는 그래프이다.
도13b는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대한 소정 횟수의 압력 터치 전과 후에 압력 터치에 따른 정규화된 정전용량 변화 차이 및 이들 사이의 편차를 나타내는 그래프이다.
도13c는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대해 인가된 압력을 해제한 후 검출되는 정규화된 압력 차이의 변화를 나타내는 그래프이다.
도14a 내지 도14d는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에 포함되는 전극의 형태를 예시하는 도면이다.
도15a 내지 도15b는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에서 다양한 디스플레이 패널에 직접 형성된 스트레인 게이지의 실시예를 나타내는 단면도이다.
도16a 내지 도16d는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에서 스트레인 게이지가 적용되는 예를 예시한다.
도17a, 도17d 내지 도17f는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에 사용되는 압력을 감지할 수 있는 예시적인 압력 센서(또는 힘 센서)의 평면도이다.
도17b 및 도17c는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에 적용될 수 있는 예시적인 스트레인 게이지를 도시한다.
도17g 내지 도17i는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치의 압력 센서(또는 힘 센서)가 형성된 디스플레이 패널의 배면도이다.
도 18a는 커버층(100)의 각 위치에 동일한 압력을 인가했을 때 감지되는 정전용량 변화량을 도식화한 그래프이다.
도 18b는 커버층(100)의 모든 위치에서 감지되는 정전용량 변화량이 균일한 것을 도시화한 그래프이다.
도 19는 본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 20a 내지 도 20e는 기준패턴의 다양한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 터치 입력 장치의 커버층의 표면에 기준점을 표시한 도면이다.
도 22는 기준 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법의 보간 데이터를 생성하는 일 실시예로서, 선형 보간법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법의 보간 데이터를 생성하는 일 실시예로서, 바이큐빅 보간법을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법의 보간 데이터를 생성하는 일 실시예로서, 프로파일 기반 추정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 기준점의 정전용량 변화량과 베이스 프로파일의 정전용량 변화량 값을 비교하여 편차값을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 각 방식에 의해 생성된 보간 데이터를 실제 데이터와 비교한 그래프이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 압력 감도 보정 방법에 적용되는 1차 보정 단계(사전적 보정 단계)를 나타내는 흐름도이다.
도 29a 및 도 29b는 1차 보정을 거친 터치 입력 장치의 감도를 나타내는 그래프 및 데이터이다.
도 30a 및 도 30b는 1차 보정이 이루어진 이후에, 실질적인 보정 단계(도 19의 S1910 내지 S1950)를 한 번 더 거친 경우의 각 기준점에서의 정전용량 변화량을 나타낸다.
도 31a 및 도 31b는 1차 보정이 이루어진 이후에, 실질적인 보정 단계(도 19의 S1910 내지 S1950)를 한 번 더 거친 경우의 각 위치점(기준패턴 상의 기준점 및 임의의 점)에서의 정전용량 변화량을 나타낸다.
도 32는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 압력 감도 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 33은 모델링 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 34은 도 32에 도시된 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 35은 도 34에 도시된 영역 별로 세트 프로파일 데이터를 생성하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 36는 터치 입력 장치의 디스플레이 표면을 미리 정의된 복수의 영역으로 구분한 일 예를 보여주는 도면이다.
도 37은 도 36에 도시된 센터 영역(910)의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 38은 도 37에 도시된 임의의 점(Pc1, Pc2, Pc3)의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을 산출하기 위한 선형 보간법을 설명하기 위한 도면이다.
도 39는 도 36에 도시된 엣지 영역(930)의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 40은 도 36에도시된 코너 영역(950)의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.1A and 1B are schematic diagrams of a capacitive touch sensor included in a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied, and a configuration for its operation.
2 illustrates a control block for controlling touch position, touch pressure, and display operation in a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied.
3A to 3B are conceptual views illustrating the configuration of a display module in a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied.
4A to 4F illustrate an example in which a pressure sensor is formed in a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied.
5A-5E illustrate a pattern of a pressure sensor included in a pressure sensor according to an embodiment.
6A and 6B illustrate the attachment position of the pressure sensor to the touch input device according to the embodiment.
7A-7F illustrate a structural cross section of a pressure sensor according to an embodiment.
8A and 8B illustrate the case where the pressure sensor according to the embodiment is attached to the substrate opposite the display module.
9A and 9B illustrate a case where the pressure sensor according to the embodiment is attached to the display module.
10A and 10B illustrate a method of attaching a pressure sensor according to an embodiment.
11A-11C illustrate a method of connecting a pressure sensor to a touch sensing circuit according to an embodiment.
12A-12C illustrate the case where the pressure sensor according to the embodiment includes a plurality of channels.
FIG. 13A is a graph illustrating a difference in normalized capacitance change according to pressure touch weight for a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment.
FIG. 13B is a graph showing a difference in normalized capacitance change according to a pressure touch before and after a predetermined number of pressure touches for a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment, and a deviation therebetween.
FIG. 13C is a graph illustrating a change in a normalized pressure difference detected after releasing a pressure applied to a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment. FIG.
14A to 14D are views illustrating shapes of electrodes included in a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied.
15A to 15B are cross-sectional views illustrating an embodiment of a strain gauge directly formed on various display panels in a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied.
16A to 16D illustrate an example in which a strain gauge is applied to a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied.
17A, 17D, and 17F are plan views of exemplary pressure sensors (or force sensors) capable of sensing pressure used in a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied.
17B and 17C show exemplary strain gauges that can be applied to a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied.
17G to 17I are rear views of a display panel in which a pressure sensor (or force sensor) of a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied is formed.
18A is a graph illustrating the amount of change in capacitance detected when the same pressure is applied to each position of the
18B is a graph showing that the amount of change in capacitance detected at all positions of the
19 is a flowchart illustrating a touch pressure sensitivity correction method according to the present invention.
20A to 20E are diagrams for describing various structures of a reference pattern.
21 is a view showing a reference point on the surface of a cover layer of a touch input device.
22 is a diagram for describing a method of generating reference data.
FIG. 23 is a diagram for describing linear interpolation as an embodiment of generating interpolation data of a touch pressure sensitivity correction method according to the present invention.
FIG. 24 is a diagram for describing bicubic interpolation as an embodiment of generating interpolation data of a touch pressure sensitivity correction method according to the present invention.
FIG. 25 is a diagram for describing a profile-based estimation method as an embodiment for generating interpolation data of a touch pressure sensitivity correction method according to the present invention.
FIG. 26 is a diagram for describing a method of calculating a deviation value by comparing a capacitance change amount of a reference point with a capacitance change amount value of a base profile.
27 is a graph comparing interpolation data generated by each method with actual data.
28 is a flowchart illustrating a first correction step (preliminary correction step) applied to the touch pressure sensitivity correction method according to an embodiment of the present invention.
29A and 29B are graphs and data showing the sensitivity of the touch input device subjected to the first correction.
30A and 30B show the amount of change in capacitance at each reference point when the first correction is made and then subjected to the substantial correction steps (S1910 to S1950 in FIG. 19) once more.
31A and 31B show an amount of change in capacitance at each position point (reference point and arbitrary point on the reference pattern) when the first correction is performed once more after the substantial correction step (S1910 to S1950 in FIG. 19). Indicates.
32 is a flowchart illustrating a touch pressure sensitivity correction method according to another embodiment of the present invention.
33 is a diagram for describing a method of generating modeling profile data.
FIG. 34 is a flowchart for describing a method of generating set profile data illustrated in FIG. 32.
FIG. 35 is a flowchart illustrating an operation of generating set profile data for each region illustrated in FIG. 34.
FIG. 36 is a diagram illustrating an example of dividing a display surface of a touch input device into a plurality of predefined areas.
FIG. 37 is a diagram for describing a method of generating set profile data of the
FIG. 38 is a view for explaining a linear interpolation method for calculating the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of arbitrary points Pc1, Pc2, and Pc3 shown in FIG.
FIG. 39 is a diagram for describing a method of generating set profile data of the
40 is a diagram for describing a method of generating set profile data of the
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be embodied in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention with respect to one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description, therefore, is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is defined only by the appended claims, along with the full range of equivalents to which such claims are entitled. Like reference numerals in the drawings refer to the same or similar functions throughout the several aspects.
도1a는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에 포함되는 정전 용량 방식의 터치 센서(10) 및 이의 동작을 위한 구성의 개략도이다. 도1a를 참조하면, 터치 센서(10)는 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함하며, 상기 터치 센서(10)의 동작을 위해 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)에 구동신호를 인가하는 구동부(12), 및 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)으로부터 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지신호를 수신하여 터치 및 터치 위치를 검출하는 감지부(11)를 포함할 수 있다.1A is a schematic diagram of a
도1a에 도시된 바와 같이, 터치 센서(10)는 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다. 도1a에서는 터치 센서(10)의 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)이 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 갖도록 할 수 있다. 여기서, n 및 m은 양의 정수로서 서로 같거나 다른 값을 가질 수 있으며 실시예에 따라 크기가 달라질 수 있다.As shown in FIG. 1A, the
복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구동전극(TX)은 제1축 방향으로 연장된 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)을 포함하고 수신전극(RX)은 제1축 방향과 교차하는 제2축 방향으로 연장된 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)을 포함할 수 있다.The plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be arranged to cross each other. The driving electrode TX includes a plurality of driving electrodes TX1 to TXn extending in the first axis direction, and the receiving electrode RX includes a plurality of receiving electrodes extending in the second axis direction crossing the first axis direction. RX1 to RXm).
도14a 및 도14b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치의 터치 센서(10)에서 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 동일한 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 후술하게 될 디스플레이 패널(200A)의 상면에 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 14A and 14B, the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to the
또한, 도14c에 도시된 바와 같이, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극(RX1 내지 RXm) 중 어느 하나는 디스플레이 패널(200A)의 상면에 형성되고, 나머지 하나는 후술하게될 커버의 하면에 형성되거나 디스플레이 패널(200A)의 내부에 형성될 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 14C, the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on different layers. For example, any one of the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the receiving electrodes RX1 to RXm is formed on the upper surface of the
복수의 구동전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신전극 (RX1 내지 RXm)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO2) 및 산화인듐(In2O3) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide)) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver) 및 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)는 메탈 메쉬(metal mesh)로 구현될 수 있다.The plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed of transparent conductive materials (for example, indium tin oxide (ITO) or ATO made of tin oxide (SnO 2) and indium oxide (In 2 O 3)). (Antimony Tin Oxide)) and the like. However, this is only an example and the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be formed of another transparent conductive material or an opaque conductive material. For example, the driving electrode TX and the receiving electrode RX may include at least one of silver ink, copper, silver silver, and carbon nanotubes (CNT). Can be. In addition, the driving electrode TX and the receiving electrode RX may be implemented with a metal mesh.
본 발명의 실시예에 따른 구동부(12)는 구동신호를 구동전극(TX1 내지 TXn)에 인가할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 구동신호는 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 순차적으로 한번에 하나의 구동전극에 대해서 인가될 수 있다. 이러한 구동신호의 인가는 재차 반복적으로 이루어질 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 다수의 구동전극에 구동신호가 동시에 인가될 수도 있다.The driving
감지부(11)는 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 구동신호가 인가된 구동전극(TX1 내지 TXn)과 수신전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 14)에 관한 정보를 포함하는 감지신호를 수신함으로써 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다. 예컨대, 감지신호는 구동전극(TX)에 인가된 구동신호가 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 14)에 의해 커플링된 신호일 수 있다. 이와 같이, 제1구동전극(TX1)부터 제n구동전극(TXn)까지 인가된 구동신호를 수신전극(RX1 내지 RXm)을 통해 감지하는 과정은 터치 센서(10)를 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다.The
예를 들어, 감지부(11)는 각각의 수신전극(RX1 내지 RXm)과 스위치를 통해 연결된 수신기(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 스위치는 해당 수신전극(RX)의 신호를 감지하는 시간구간에 온(on)되어서 수신전극(RX)으로부터 감지신호가 수신기에서 감지될 수 있도록 한다. 수신기는 증폭기(미도시) 및 증폭기의 부(-)입력단과 증폭기의 출력단 사이, 즉 궤환 경로에 결합된 궤환 캐패시터를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 증폭기의 정(+)입력단은 그라운드(ground)에 접속될 수 있다. 또한, 수신기는 궤환 캐패시터와 병렬로 연결되는 리셋 스위치를 더 포함할 수 있다. 리셋 스위치는 수신기에 의해 수행되는 전류에서 전압으로의 변환을 리셋할 수 있다. 증폭기의 부입력단은 해당 수신전극(RX)과 연결되어 정전용량(Cm: 14)에 대한 정보를 포함하는 전류 신호를 수신한 후 적분하여 전압으로 변환할 수 있다. 감지부(11)는 수신기를 통해 적분된 데이터를 디지털 데이터로 변환하는 ADC(미도시: analog to digital converter)를 더 포함할 수 있다. 추후, 디지털 데이터는 프로세서(미도시)에 입력되어 터치 센서(10)에 대한 터치 정보를 획득하도록 처리될 수 있다. 감지부(11)는 수신기와 더불어, ADC 및 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.For example, the
제어부(13)는 구동부(12)와 감지부(11)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부(13)는 구동제어신호를 생성한 후 구동부(12)에 전달하여 구동신호가 소정 시간에 미리 설정된 구동전극(TX)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(13)는 감지제어신호를 생성한 후 감지부(11)에 전달하여 감지부(11)가 소정 시간에 미리 설정된 수신전극(RX)으로부터 감지신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.The
도1a에서 구동부(12) 및 감지부(11)는 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 검출 장치(미도시)를 구성할 수 있다. 터치 검출 장치는 제어부(13)를 더 포함할 수 있다. 터치 검출 장치는 터치 센서(10)를 포함하는 터치 입력 장치에서 후술하게될 터치 센서 제어기(1100)에 해당하는 터치 센싱 IC(touch sensing Integrated Circuit) 상에 집적되어 구현될 수 있다. 터치 센서(10)에 포함된 구동전극(TX) 및 수신전극(RX)은 예컨대 전도성 트레이스(conductive trace) 및/또는 회로 기판상에 인쇄된 전도성 패턴(conductive pattern)등을 통해서 터치 센싱 IC에 포함된 구동부(12) 및 감지부(11)에 연결될 수 있다. 터치 센싱 IC는 전도성 패턴이 인쇄된 회로 기판, 도6a 내지 6i에서 예컨대 터치 회로 기판(이하 터치PCB로 지칭) 상에 위치할 수 있다. 실시예에 따라 터치 센싱 IC는 터치 입력 장치의 작동을 위한 메인보드 상에 실장되어 있을 수 있다.In FIG. 1A, the
이상에서 살펴본 바와 같이, 구동전극(TX)과 수신전극(RX)의 교차 지점마다 소정 값의 정전용량(Cm)이 생성되며, 손가락과 같은 객체가 터치 센서(10)에 근접하는 경우 이러한 정전용량의 값이 변경될 수 있다. 도1a에서 상기 정전용량은 상호 정전용량(Cm, mutual capacitance)을 나타낼 수 있다. 이러한 전기적 특성을 감지부(11)에서 감지하여 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치를 감지할 수 있다. 예컨대, 제1축과 제2축으로 이루어진 2차원 평면으로 이루어진 터치 센서(10)의 표면에 대한 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있다.As described above, a capacitance Cm having a predetermined value is generated at each intersection point of the driving electrode TX and the receiving electrode RX, and such capacitance when an object such as a finger approaches the
보다 구체적으로, 터치 센서(10)에 대한 터치가 일어날 때 구동신호가 인가된 구동전극(TX)을 검출함으로써 터치의 제2축 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이와 마찬가지로, 터치 센서(10)에 대한 터치시 수신전극(RX)을 통해 수신된 수신신호로부터 정전용량 변화를 검출함으로써 터치의 제1축 방향의 위치를 검출할 수 있다.More specifically, when the touch on the
위에서는 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 상호 정전용량 변화량에 기초하여, 터치 위치를 감지하는 터치 센서(10)의 동작 방식에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 도1b와 같이, 자기 정전용량(self capacitance)의 변화량에 기초하여 터치 위치를 감지하는 것도 가능하다.In the above, the operation method of the
도1b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 입력 장치에 포함되는 또다른 정전용량 방식의 터치 센서(10) 및 이의 동작을 설명하기 위한 개략도이다. 도1b에 도시된 터치 센서(10)에는 복수의 터치 전극(30)이 구비된다. 복수의 터치 전극(30)은 도7d에 도시된 바와 같이, 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.FIG. 1B is a schematic diagram illustrating another
제어부(13)에 의해 생성된 구동제어신호는 구동부(12)에 전달되고, 구동부(12)는 구동제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)에 구동신호를 인가한다. 또한, 제어부(13)에 의해 생성된 감지제어신호는 감지부(11)에 전달되고, 감지부(11)는 감지제어신호에 기초하여, 소정 시간에 미리 설정된 터치 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는다. 이때, 감지신호는 터치 전극(30)에 형성된 자기 정전용량 변화량에 대한 신호일 수 있다.The driving control signal generated by the
이때, 감지부(11)가 감지한 감지신호에 의하여, 터치 센서(10)에 대한 터치 여부 및/또는 터치 위치가 검출된다. 예컨대, 터치 전극(30)의 좌표를 미리 알고 있기 때문에, 터치 센서(10)의 표면에 대한 객체의 터치의 여부 및/또는 그 위치를 감지할 수 있게 된다.At this time, whether the touch on the
이상에서는, 편의상 구동부(12)와 감지부(11)가 별개의 블록으로 나뉘어 동작하는 것으로 설명되었지만, 터치 전극(30)에 구동신호를 인가하고, 터치 전극(30)으로부터 감지신호를 입력받는 동작을 하나의 구동 및 감지부에서 수행하는 것도 가능하다.In the above description, for convenience, the driving
이상에서 터치 센서(10)로서 정전용량 방식의 터치 센서 패널이 상세하게 설명되었으나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 여부 및 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서(10)는 전술한 방법 이외의 표면 정전용량 방식, 프로젝티드(projected) 정전용량 방식, 저항막 방식, 표면 탄성파 방식(SAW: surface acoustic wave), 적외선(infrared) 방식, 광학적 이미징 방식(optical imaging), 분산 신호 방식(dispersive signal technology) 및 음성 펄스 인식(acoustic pulse recognition) 방식 등 임의의 터치 센싱 방식을 이용하여 구현될 수 있다.Although the capacitive touch sensor panel has been described in detail as the
도2는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 터치 위치, 터치 압력 및 디스플레이 동작을 제어하기 위한 제어 블록을 예시한다. 디스플레이 기능 및 터치 위치 검출에 더하여 터치 압력을 검출할 수 있도록 구성된 터치 입력 장치(1000)에서 제어 블록은 전술한 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 패널을 구동하기 위한 디스플레이 제어기(1200) 및 힘(또는 압력)을 검출하기 위한 압력 센서 제어기(1300)를 포함하여 구성될 수 있다. 2 illustrates a control block for controlling touch position, touch pressure, and display operation in a touch input device according to an embodiment of the present invention. In addition to the display function and the touch position detection, in the
디스플레이 제어기(1200)는 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드(main board) 상의 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등으로부터 입력을 받아 디스플레이 패널(200A)에 원하는 내용을 디스플레이 하도록 하는 제어회로를 포함할 수 있다. 이러한 제어회로는 디스플레이 회로 기판(이하 디스플레이PCB로 지칭)에 실장될 수 있다. 이러한 제어회로는 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC(graphic controller IC) 및 기타 디스플레이 패널(200A) 작동에 필요한 회로를 포함할 수 있다.The
압력 센서를 통해 압력을 검출하기 위한 압력 센서 제어기(1300)는 터치 센서 제어기(1100)의 구성과 유사하게 구성되어 터치 센서 제어기(1100)와 유사하게 동작할 수 있다. 구체적으로, 압력 센서 제어기(1300)가 도1a 및 도1b에 도시된 바와 같이, 구동부, 감지부 및 제어부를 포함하고, 감지부가 감지한 감지 신호에 의하여 압력의 크기를 검출할 수 있다. 이 때, 압력 센서 제어기(1300)는 터치 센서 제어기(1100)가 실장된 터치 PCB에 실장될 수도 있고, 디스플레이 제어기(1200)가 실장된 디스플레이 PCB에 실장될 수도 있다.The
실시예에 따라, 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)는 서로 다른 구성요소로서 터치 입력 장치(1000)에 포함될 수 있다. 예컨대, 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)는 각각 서로 다른 칩(chip)으로 구성될 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 프로세서(1500)는 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)에 대한 호스트(host) 프로세서로서 기능할 수 있다. According to an embodiment, the
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 셀폰(cell phone), PDA(Personal Data Assistant), 스마트폰(smartphone), 태블랫 PC(tablet Personal Computer), MP3 플레이어, 노트북(notebook) 등과 같은 디스플레이 화면 및/또는 터치 스크린을 포함하는 전자 장치를 포함할 수 있다. The
이와 같은 터치 입력 장치(1000)를 얇고(slim) 경량(light weight)으로 제작하기 위해, 전술한 바와 같이 별개로 구성되는 터치 센서 제어기(1100), 디스플레이 제어기(1200) 및 압력 센서 제어기(1300)가 실시예에 따라 하나 이상의 구성으로 통합될 수 있다. 이에 더하여 프로세서(1500)에 이들 각각의 제어기가 통합되는 것도 가능하다. 이와 더불어, 실시예에 따라 디스플레이 패널(200A)에 터치 센서(10) 및/또는 압력 센서가 통합될 수 있다. In order to manufacture such a
실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서(10)가 디스플레이 패널(200A) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다. 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 패널(200A)은 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등에 포함된 디스플레이 패널일 수 있다. 이에 따라, 사용자는 디스플레이 패널에 표시된 화면을 시각적으로 확인하면서 터치 표면에 터치를 수행하여 입력 행위를 수행할 수 있다. In the
도3a 및 도3b는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)에서 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기 위한 개념도이다. 먼저, 도3a를 참조하여, LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기로 한다.3A and 3B are conceptual views illustrating the configuration of the
도3a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 LCD 패널인 디스플레이 패널(200A), 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치되는 제1편광층(271) 및 디스플레이 패널(200A) 하부에 배치되는 제2편광층(272)을 포함할 수 있다. 또한, LCD 패널인 디스플레이 패널(200A)은 액정 셀(liquid crystal cell)을 포함하는 액정층(250), 액정층(250)의 상부에 배치되는제1기판층(261) 및 액정층(250)의 하부에 배치되는 제2기판층(262)을 포함할 수 있다. 이때, 제1기판층(261)은 컬러필터 글라스(color filter glass)일 수 있고, 제2기판층(262)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1기판층(261) 및 제2기판층(262) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. 도3a에서 제2기판층(262)은, 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(Vcom: common electrode) 및 픽셀 전극(pixel electrode) 등을 포함하는 다양한 층으로 이루어질 수 있다. 이들 전기적 구성요소들은, 제어된 전기장을 생성하여 액정층(250)에 위치한 액정들을 배향시키도록 작동할 수 있다. As shown in FIG. 3A, the
다음으로, 도3b를 참조하여, OLED 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)의 구성을 설명하기로 한다. Next, referring to FIG. 3B, the configuration of the
도3b에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(200)은 OLED 패널인 디스플레이 패널(200A), 디스플레이 패널(200A) 상부에 배치되는 제1편광층(282)을 포함할 수 있다. 또한, OLED 패널인 디스플레이 패널(200A)은 OLED(Organic Light-Emitting Diode)를 포함하는 유기물층(280), 유기물층(280)의 상부에 배치되는 제1기판층(281) 및 유기물층(280) 하부에 배치되는 제2기판층(283)을 포함할 수 있다. 이때, 제1기판층(281)은 인캡 글라스(Encapsulation glass)일 수 있고, 제2기판층(283)은 TFT 글라스(TFT glass)일 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1기판층(281) 및 제2기판층(283) 중 적어도 하나는 플라스틱과 같은 벤딩(bending) 가능한 물질로 형성될 수 있다. 도3d 내지 도3f에 도시된 OLED 패널의 경우, 게이트 라인, 데이터 라인, 제1전원라인(ELVDD), 제2전원라인(ELVSS) 등의 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극을 포함할 수 있다. OLED(Organic Light-Emitting Diode) 패널은 형광 또는 인광 유기물 박막에 전류를 흘리면 전자와 정공이 유기물층에서 결합하면서 빛이 발생하는 원리를 이용한 자체 발광형 디스플레이 패널로서, 발광층을 구성하는 유기물질이 빛의 색깔을 결정한다.As shown in FIG. 3B, the
구체적으로, OLED는 유리나 플라스틱 위에 유기물을 도포해 전기를 흘리면, 유기물이 광을 발산하는 원리를 이용한다. 즉, 유기물의 양극과 음극에 각각 정공과 전자를 주입하여 발광층에 재결합시키면 에너지가 높은 상태인 여기자(excitation)를 형성하고, 여기자가 에너지가 낮은 상태로 떨어지면서 에너지가 방출되어 특정한 파장의 빛이 생성되는 원리를 이용하는 것이다. 이때, 발광층의 유기물에 따라 빛의 색깔이 달라진다.Specifically, OLED uses a principle that the organic material emits light when the organic material is applied to glass or plastic to flow electricity. In other words, when holes and electrons are injected into the anode and cathode of the organic material and recombined in the light emitting layer, excitons are formed in a high energy state. Is to use the generated principle. At this time, the color of light varies according to the organic material of the light emitting layer.
OLED는 픽셀 매트릭스를 구성하고 있는 픽셀의 동작특성에 따라 라인 구동 방식의 PM-OLED(Passive-matrix Organic Light-Emitting Diode)와 개별 구동 방식의 AM-OLED(Active-matrix Organic Light-Emitting Diode)가 존재한다. 양자 모두 백라이트를 필요로 하지 않기 때문에 디스플레이 모듈을 매우 얇게 구현할 수 있고, 각도에 따라 명암비가 일정하고, 온도에 따른 색 재현성이 좋다는 장점을 갖는다. 또한, 미구동 픽셀은 전력을 소모하지 않는다는 점에서 매우 경제적이다.OLED is composed of line-driven passive-matrix organic light-emitting diode (PM-OLED) and individual-driven active-matrix organic light-emitting diode (AM-OLED) depending on the operating characteristics of the pixels constituting the pixel matrix. exist. Since both require no backlight, the display module can be made very thin, the contrast ratio is constant according to the angle, and color reproducibility with temperature is good. In addition, undriven pixels are very economical in that they do not consume power.
동작 면에서 PM-OLED는 높은 전류로 스캐닝 시간(scanning time) 동안만 발광을 하고, AM-OLED는 낮은 전류로 프레임 시간(frame time)동안 계속 발광 상태를 유지한다. 따라서, AM-OLED는 PM-OLED에 비해서 해상도가 좋고, 대면적 디스플레이 패널 구동이 유리하며, 전력 소모가 적다는 장점이 있다. 또한, 박막 트랜지스터(TFT)를 내장하여 각 소자를 개별적으로 제어할 수 있기 때문에 정교한 화면을 구현하기 쉽다.In operation, the PM-OLED emits light only during a scanning time at a high current, and the AM-OLED maintains light emission during a frame time at a low current. Therefore, the AM-OLED has the advantages of better resolution, greater area display panel driving, and lower power consumption than PM-OLED. In addition, each device can be individually controlled by embedding a thin film transistor (TFT), so it is easy to realize a sophisticated screen.
또한, 유기물층(280)은 HIL(Hole Injection Layer, 정공주입층), HTL(Hole Transfer Layer, 정공수송층), EIL(Emission Material Layer, 전자주입층), ETL(Electron Transfer Layer, 전자수송층), EML(Electron Injection Layer, 발광층)을 포함할 수 있다. In addition, the
각 층에 대해 간략히 설명하면, HIL은 정공을 주입시키며, CuPc 등의 물질을 이용한다. HTL은 주입된 정공을 이동시키는 기능을 하고, 주로, 정공의 이동성(hole mobility)이 좋은 물질을 이용한다. HTL은 아릴라민(arylamine), TPD 등이 이용될 수 있다. EIL과 ETL은 전자의 주입과 수송을 위한 층이며, 주입된 전자와 정공은 EML에서 결합되어 발광한다. EML은 발광되는 색을 표현하는 소재로서, 유기물의 수명을 결정하는 호스트(host)와 색감과 효율을 결정하는 불순물(dopant)로 구성된다. 이는, OLED 패널에 포함되는 유기물층(280)의 기본적인 구성을 설명한 것일 뿐, 본 발명은 유기물층(280)의 층구조나 소재 등에 한정되지 않는다.Briefly described for each layer, HIL injects holes, using a material such as CuPc. HTL functions to move the injected holes, and mainly uses materials having good hole mobility. As the HTL, arylamine, TPD and the like can be used. EIL and ETL are layers for the injection and transport of electrons, and the injected electrons and holes combine and emit light in the EML. EML is a material expressing the color emitted, and is composed of a host that determines the lifetime of the organic material and a dopant that determines the color and efficiency. This is merely to describe the basic configuration of the
유기물층(280)은 애노드(Anode)(미도시)와 캐소드(Cathode)(미도시) 사이에 삽입되며, TFT가 온(On) 상태가 되면, 구동 전류가 애노드에 인가되어 정공이 주입되고 캐소드에는 전자가 주입되어, 유기물층(280)으로 정공과 전자가 이동하여 빛을 발산한다.The
당해 기술분야의 당업자에게는, LCD 패널 또는 OLED 패널이 디스플레이 기능을 수행하기 위해 다른 구성을 더 포함할 수 있으며 변형이 가능함이 자명할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that the LCD panel or OLED panel may further include other configurations and may be modified to perform display functions.
본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 패널(200A) 및 디스플레이 패널(200A)를 구동하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 디스플레이 모듈(200)은 제2편광층(272) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(미도시: backlight unit)을 포함하여 구성될 수 있고, LCD패널의 작동을 위한 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC 및 기타 회로를 더 포함할 수 있다.The
본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)의 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 패널(200A) 및 디스플레이 패널(200A)를 구동하기 위한 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 디스플레이 모듈(200)은 제2편광층(272) 하부에 배치되는 백라이트 유닛(미도시: backlight unit)을 포함하여 구성될 수 있고, LCD패널의 작동을 위한 디스플레이 패널 제어 IC, 그래픽 제어 IC 및 기타 회로를 더 포함할 수 있다.The
본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서(10)는 디스플레이 모듈(200) 외부 또는 내부에 위치할 수 있다.In the
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 외부에 배치되는 경우, 디스플레이 모듈(200) 상부에는 터치 센서 패널이 배치될 수 있고, 터치 센서(10)가 터치 센서 패널에 포함될 수 있다. 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 터치 센서 패널의 표면일 수 있다.When the
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 터치 센서(10)가 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치 센서(10)가 제1기판층(261,281)의 상면에 형성될 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 표면은 디스플레이 모듈(200)의 외면으로서 도3a 및 도3b에서 상부면 또는 하부면이 될 수 있다.When the
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 실시예에 따라 터치 센서(10) 중 적어도 일부는 디스플레이 패널(200A) 내에 위치하도록 구성되고 터치 센서(10) 중 적어도 나머지 일부는 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 터치 센서(10)를 구성하는 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 어느 하나의 전극은 디스플레이 패널(200A) 외부에 위치하도록 구성될 수 있으며, 나머지 전극은 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하도록 구성될 수도 있다. 구체적으로, 터치 센서(10)를 구성하는 구동전극(TX)과 수신전극(RX) 중 어느 하나의 전극은 제1기판층(261,281) 상면에 형성될 수 있으며, 나머지 전극은 제1기판층(261,281) 하면 또는 제2기판층(262,283) 상면에 형성될 수 있다.When the
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10)가 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치되는 경우, 터치 센서(10)가 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 터치 센서(10)가 제1기판층(261,281)의 하면 또는 제2기판층(262,283)의 상면에 형성될 수 있다.When the
디스플레이 패널(200A) 내부에 터치 센서(10)가 배치되는 경우, 터치 센서 동작을 위한 전극이 추가로 배치될 수도 있으나, 디스플레이 패널(200A) 내부에 위치하는 다양한 구성 및/또는 전극이 터치 센싱을 위한 터치 센서(10)로 이용될 수도 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 터치 센서(10)에 포함되는 전극 중 적어도 어느 하나는 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통 전극(Vcom: common electrode) 및 픽셀 전극(pixel electrode) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 디스플레이 패널(200A)이 OLED 패널인 경우, 터치 센서(10)에 포함되는 전극 중 적어도 어느 하나는 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), 제1전원라인(ELVDD) 및 제2전원라인(ELVSS) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.When the
이 때, 터치 센서(10)는 도1a에서 설명된 구동전극 및 수신전극으로 동작하여 구동전극 및 수신전극 사이의 상호정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한, 터치 센서(10)는 도1b에서 설명된 단일 전극(30)으로 동작하여 단일 전극(30) 각각의 자기정전용량에 따라 터치 위치를 검출할 수 있다. 이 때, 터치 센서(10)에 포함되는 전극이 디스플레이 패널(200A)의 구동에 사용되는 전극일 경우, 제1 시간구간에 디스플레이 패널(200A)을 구동하고, 제1 시간구간과 다른 제2 시간구간에 터치 위치를 검출할 수 있다. In this case, the
본 발명의 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서가 형성된 커버층(100)과 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200) 사이가 OCA(Optically Clear Adhesive)와 같은 접착제로 라미네이션되어 있을 수 있다. 이에 따라 터치 센서의 터치 표면을 통해 확인할 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 디스플레이 색상 선명도, 시인성 및 빛 투과성이 향상될 수 있다.In the
이상에서는 터치 여부 및/또는 터치 위치를 검출할 수 있는 터치 센서 패널(100)을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에 대해서 살펴보았다. 실시예에 따른 압력 검출 모듈을 전술한 터치 입력 장치(1000)에 적용함으로써, 터치 여부 및/또는 터치 위치뿐 아니라 터치 압력의 크기 또한 용이하게 검출할 수 있다. 특히, 디스플레이 모듈(200)에 대한 충격완화 및 디스플레이 패널(200A)의 화질을 유지하기 위해서 기판(300)과 디스플레이 모듈(200) 사이에 압력 센서와 탄성 물질을 삽입하여 터치 입력 장치(1000)가 제조될 수 있다. 실시예에서는 이러한 탄성 물질을 압력 센서에 결합하여 디스플레이 모듈(200)에 대한 충격완화 및 디스플레이 모듈의 품질을 보장하면서도 압력 검출을 위한 갭(gap)을 안정적으로 유지하고자 한다. 이하에서는 터치 입력 장치(1000)에 실시예에 따른 압력 센서를 적용하여 터치 압력을 검출하는 경우에 대해서 예를 들어 상세하게 살펴본다. In the above, the
도4a 내지 도4f는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에서 압력 센서가 형성되는 예를 예시한다.4A to 4F illustrate an example in which a pressure sensor is formed in a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied.
도4a 및 이하의 일부 도면에서 디스플레이 패널(200A)이 커버층(100)에 직접 라미네이션되어 부착된 것으로 도시되나, 이는 단지 설명의 편의를 위한 것이며 제1편광층(271,282)이 디스플레이 패널(200A) 상부에 위치한 디스플레이 모듈(200)이 커버층(100)에 라미네이션 되어 부착될 수 있으며, LCD 패널이 디스플레이 패널(200A)인 경우, 제2편광층(272) 및 백라이트 유닛이 생략되어 도시된 것이다.Although the
도4a 내지 도4f를 참조한 설명에서, 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)로서 터치 센서가 형성된 커버층(100)이 도3a 및 도3b에 도시된 디스플레이 모듈(200) 상에 접착제로 라미네이션되어 부착된 것을 예시하나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)가 도3a 및 도3b에 도시된 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우도 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도4a 내지 도4c에서 터치 센서(10)가 형성된 커버층(100)이 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200)을 덮는 것이 도시되나, 터치 센서 (10)는 디스플레이 모듈(200) 내부에 위치하고 디스플레이 모듈(200)이 유리와 같은 커버층(100)으로 덮인 터치 입력 장치(1000)가 본 발명의 실시예로 이용될 수 있다.In the description with reference to FIGS. 4A to 4F, as the
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 셀폰(cell phone), PDA(Personal Data Assistant), 스마트폰(smartphone), 태블랫 PC(tablet Personal Computer), MP3 플레이어, 노트북(notebook) 등과 같은 터치 스크린을 포함하는 전자 장치를 포함할 수 있다.The
본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)에서 기판(300)은, 예컨대 터치 입력 장치(1000)의 최외곽 기구인 하우징(320)과 함께 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 위치할 수 있는 실장공간 (310) 등을 감싸는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판에는 메인보드(main board)로서 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등이 실장되어 있을 수 있다. 기판(300)을 통해 디스플레이 모듈(200)과 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 분리되고, 디스플레이 모듈(200)에서 발생하는 전기적 노이즈 및 회로기판에서 발생하는 노이즈가 차단될 수 있다.In the
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10) 또는 커버층(100)이 디스플레이 모듈(200), 기판(300), 및 실장공간(310)보다 넓게 형성될 수 있으며, 이에 따라 하우징(320)이 터치 센서(10)와 함께 디스플레이 모듈(200), 기판(300) 및 회로기판을 감싸도록, 하우징(320)이 형성될 수 있다.본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)를 통해 터치 위치를 검출하고, 터치 위치를 검출하는데 사용되는 전극 및 디스플레이를 구동하는데 사용되는 전극과는 다른, 별도의 전극을 배치하여 압력 센서로 사용하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 이때, 터치 센서(10)는 디스플레이 모듈(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.In the
이하에서 압력 감지 또는 검출을 위한 구성을 총괄하여 압력 감지부(400)로 지칭한다. 압력 감지부(400)는 압력 검출 모듈일 수도 있다. Hereinafter, a configuration for pressure sensing or detection is collectively referred to as a
실시예에서 압력 감지부(400)는 압력 센서(450,460) 및/또는 스페이서층(420)을 포함할 수 있다. 여기서, 도 4a에서의 압력 감지부(400)는 압력 센서(450,460) 및/또는 스페이서층(420)을 포함하고, 전극 시트(440)를 더 포함할 수 있다. 압력 센서(450, 460)는 전극 시트(440) 내부에 배치되고, 전극 시트(440)가 디스플레이 모듈(200)에 부착될 수 있다. 여기서, 도 4b에서의 압력 감지부(400)는 압력 센서(450,460) 및/또는 스페이서층(420)을 포함하되, 압력 센서(450, 460)가 디스플레이 모듈(200)에 직접 형성될 수 있다.In an embodiment, the
압력 감지부(400)는 예컨대, 에어갭(airgap)으로 이루어진 스페이서층(420)을 포함하여 구성되며, 이에 대해서는 도4a 내지 도4f를 참조하여 상세하게 살펴본다. The
실시예에 따라 스페이서층(420)은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층(420)은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층(420)은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층(420)은 탄성폼(elastic foam)으로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서층이 디스플레이 모듈(200) 하부에 배치되므로, 투명한 물질이거나 불투명한 물질일 수 있다.In some embodiments, the
또한, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)의 하부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200) 하부에 배치되는 기판(300)에 형성되거나 기판(300) 자체가 기준 전위층 역할을 할 수 있다. 또한, 기준 전위층은 기판(300) 상부에 배치되고 디스플레이 모듈(200)의 하부에 배치되며, 디스플레이 모듈(200)을 보호하는 기능을 수행하는 커버(미도시)에 형성되거나, 커버 자체가 기준 전위층 역할을 할 수 있다. 터치 입력 장치(1000)에 압력 인가시 디스플레이 패널(200A)이 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라 기준 전위층과 압력 감지부(400)와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준 전위층과 압력 감지부(400) 사이에는 스페이서층이 배치될 수도 있다. 구체적으로, 디스플레이 모듈(200)과 기준 전위층이 배치된 기판(300) 사이 또는 디스플레이 모듈(200)과 기준 전위층이 배치된 커버 사이에 스페이서층이 배치될 수 있다. In addition, the reference potential layer may be disposed under the
또한, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)의 내부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 기준 전위층은 디스플레이 패널(200A)의 제1기판층(261,281)의 상면 또는 하면, 또는 제2기판층(262,283)의 상면 또는 하면에 배치될 수 있다. 터치 입력 장치(1000)에 압력 인가시 디스플레이 패널(200A)이 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라 기준 전위층과 압력 감지부(400)와의 거리가 변할 수 있다. 또한, 기준 전위층과 압력 감지부(400) 사이에는 스페이서층이 배치될 수도 있다. 도 3a 및 도3b에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 경우, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A)의 상부 또는 내부에 배치될 수도 있다.In addition, the reference potential layer may be disposed in the
마찬가지로, 실시예에 따라 스페이서층(420)은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 압력의 인가에 따라 수축하고 압력의 해제시에 원래의 형태로 복귀하는 회복력을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 스페이서층은 탄성폼(elastic foam)으로 형성될 수 있다. 또한, 스페이서층이 디스플레이 패널(200A) 상부 또는 내부에 배치되므로, 투명한 물질일 수 있다.Similarly, in some embodiments, the
실시예에 따라, 스페이서층이 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우, 스페이서층은 디스플레이 패널(200A) 및/또는 백라이트 유닛의 제조시에 포함되는 에어갭(air gap)일 수 있다. 디스플레이 패널(200A) 및/또는 백라이트 유닛이 하나의 에어갭을 포함하는 경우 해당 하나의 에어갭이 스페이서층의 기능을 수행할 수 있으며, 복수 개의 에어갭을 포함하는 경우 해당 복수개의 에어갭이 통합적으로 스페이서층의 기능을 수행할 수 있다. In some embodiments, when the spacer layer is disposed inside the
이하에서, 터치 센서(10)에 포함된 전극과 구분이 명확하도록, 압력을 검출하기 위한 전극(450 및 460)을 압력 센서(450,460)으로 지칭한다. 이때, 압력 센서(450,460)는 디스플레이 패널(200A)의 전면이 아닌 후면에 배치되므로 투명 물질뿐 아니라 불투명 물질로 구성되는 것도 가능하다. 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 백라이트 유닛으로부터 빛이 투과되어야 하므로, 압력 센서(450,460)는 ITO와 같은 투명한 물질로 구성될 수 있다.Hereinafter, the
이때, 압력 센서(450,460)가 배치되는 스페이서층(420)을 유지하기 위해서 기판(300) 상부의 테두리를 따라 소정 높이를 갖는 프레임(330)이 형성될 수 있다. 이 때, 프레임(330)은 접착 테이프(미도시)로 커버층(100)에 접착될 수 있다. 도4b에서 프레임(330)은 기판(300)의 모든 테두리(예컨대, 4각형의 4면)에 형성된 것이 도시되나, 프레임(330)은 기판(300)의 테두리 중 적어도 일부(예컨대, 4각형의 3면)에만 형성될 수도 있다. 실시예에 따라, 프레임(330)은 기판(300)의 상부면에 기판(300)과 일체형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 프레임(330)은 탄성이 없는 물질로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 커버층(100)을 통하여 디스플레이 패널(200A)에 압력이 인가되는 경우 커버층(100)과 함께 디스플레이 패널(200A)이 휘어질 수 있으므로 프레임(330)이 압력에 따라 형체의 변형이 없더라도 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다.In this case, in order to maintain the
도4d는 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 도4d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압력 센서(450,460)가 스페이서층(420) 내로서 디스플레이 패널(200A)하부면 상에 배치될 수 있다.4D is a cross-sectional view of a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4D,
압력 검출을 위한 압력 센서는 제1압력센서(450)와 제2압력센서(460)를 포함할 수 있다. 이때, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 중 어느 하나는 구동전극일 수 있고 나머지 하나는 수신전극일 수 있다. 구동전극에 구동신호를 인가하고 수신전극을 통해 감지신호를 획득할 수 있다. 전압이 인가되면, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이에 상호 정전용량이 생성될 수 있다.The pressure sensor for detecting pressure may include a
도4e는 도4d에 도시된 터치 입력 장치(1000)에 압력이 인가된 경우의 단면도이다. 기판(300)의 상부면은 노이즈 차폐를 위해 그라운드(ground) 전위를 가질 수 있다. 객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 이에 따라 그라운드 전위면과 압력 센서(450,460) 사이의 거리(d)가 d’로 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 기판(300)의 상부면으로 프린징 정전용량이 흡수되므로 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량은 감소할 수 있다. 따라서, 수신전극을 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 감소량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.4E is a cross-sectional view when pressure is applied to the
도4e에서는 기판(300)의 상부면이 그라운드 전위, 즉 기준 전위층인 경우에 대하여 설명하였지만, 기준 전위층이 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치될 수 있다. 이 때, 객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 이에 따라 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치된 기준 전위층과 압력 센서(450,460) 사이의 거리가 변하고, 이에 따라 수신전극을 통해 획득되는 감지신호에서 정전용량 변화량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.In FIG. 4E, the case in which the upper surface of the
본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)에서, 디스플레이 패널(200A)은 압력을 인가하는 터치에 따라 휘어지거나 눌릴 수 있다. 실시예에 따라 디스플레이 패널(200A)이 휘어지거나 눌릴 때 가장 큰 변형을 나타내는 위치는 상기 터치 위치와 일치하지 않을 수 있으나, 디스플레이 패널(200A)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐을 나타낼 수 있다. 예컨대, 터치 위치가 디스플레이 패널(200A)의 테두리 및 가장자리 등에 근접하는 경우 디스플레이 패널(200A)이 휘어지거나 눌리는 정도가 가장 큰 위치는 터치 위치와 다를 수 있으나, 디스플레이 패널(200A)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐 또는 눌림을 나타낼 수 있다.In the
제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 동일한 층에 형성된 형태에 있어서, 도4d 및 도4e에 도시된 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 각각은 도14a에 도시된 바와 같이 마름모꼴 형태의 복수의 전극으로 구성될 수 있다. 여기서 복수의 제1압력센서(450)는 제1축 방향으로 서로 이어진 형태이고, 복수의 제2압력센서(460)는 제1축 방향과 직교하는 제2축 방향으로 서로 이어진 형태이며, 제1압력센서(450) 및 제2압력센서(460) 중 적어도 하나는 각각의 복수의 마름모꼴 형태의 전극이 브릿지를 통해 연결되어 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 절연된 형태일 수 있다. 또한, 이 때, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 도14b에 도시된 형태의 전극으로 구성될 수 있다.The
이상에서 터치 압력은 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량의 변화로부터 검출되는 것이 예시된다. 하지만, 압력 감지부(400)는 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 중 어느 하나의 압력 센서만을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우 하나의 압력 센서와 그라운드층(기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 기준 전위층) 사이의 정전용량, 즉 자기 정전용량의 변화를 검출함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수도 있다. 이때, 구동신호는 상기 하나의 압력 센서에 인가되고, 압력 센서와 그라운드층 사이의 자기 정전용량 변화가 상기 압력 센서로부터 감지될 수 있다.In the above, it is illustrated that the touch pressure is detected from a change in mutual capacitance between the
예컨대, 도4d에서 압력 센서는 제1압력 센서(450)만을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 기판(300)과 제1압력 센서(450) 사이의 거리 변화에 따라 야기되는 제1압력센서(450)와 기판(300) 사이의 정전용량 변화로부터 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 터치 압력이 커짐에 따라 거리(d)가 감소하므로 기판(300)과 제1압력센서(450) 사이의 정전용량은 터치 압력이 증가할수록 커질 수 있다. 이때, 압력 센서는, 상호 정전용량 변화량 검출 정밀도를 높이기 위해 필요한, 빗살 형태 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며, 하나의 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수도 있으며, 도14d에 도시된 바와 같이 복수의 제1압력센서(450)가 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있다.For example, in FIG. 4D, the pressure sensor may include only the
도4f는 압력 센서(450,460)가 스페이서층(420) 내로서 기판(300)의 상부면 및 디스플레이 패널(200A)의 하부면 상에 형성된 경우를 예시한다. 이 때, 제1압력센서(450)는 디스플레이 패널(200A)의 하부면 상에 형성되고, 제2압력센서(460)는, 제2압력센서(460)가 제1절연층(470) 상에 형성되고 제2절연층(471)이 제2압력센서(460) 상에 형성되는, 전극 시트의 형태로 기판(300)의 상부면에 배치될 수 있다. 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 도14c에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.4F illustrates the case where the
객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 이에 따라 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 거리(d)가 감소할 수 있다. 이러한 경우, 상기 거리(d)의 감소에 따라 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량은 증가할 수 있다. 따라서, 수신전극을 통해 획득되는 감지신호에서 상호 정전용량의 증가량을 획득하여 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다. 이때, 도4f에서 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 서로 다른 층에 형성되므로, 제1압력센서(450) 및 제2압력센서(460)는 빗살형상 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며 제1압력센서(450) 및 제2압력센서(460) 중 어느 하나는 하나의 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수도 있으며, 다른 하나는 도14d에 도시된 바와 같이 복수의 전극이 일정한 간격을 두고 격자 모양으로 배치될 수 있다.When pressure is applied to the surface of the
도5a 내지 도5e는 실시예에 따른 압력 센서에 포함되는 압력 센서의 패턴을 예시한다. 5A-5E illustrate a pattern of a pressure sensor included in a pressure sensor according to an embodiment.
도5a 내지 도5c는 제1실시예 및 제2실시예에 적용될 수 있는 압력 센서 패턴을 예시한다. 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량이 변화함에 따라 터치 압력의 크기를 검출할 때, 검출 정확도를 높이기 위해서 필요한 정전용량 범위를 생성하도록 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)의 패턴을 형성할 필요가 있다. 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 마주하는 면적이 크거나 길이가 길수록 생성되는 정전용량의 크기가 커질 수 있다. 따라서, 필요한 정전용량 범위에 따라 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 마주하는 면적의 크기, 길이 및 형상 등을 조절하여 설계할 수 있다. 도5b 및 도5c에는, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 동일한 층에 형성되는 경우로서 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 마주하는 길이가 상대적으로 길도록 압력 센서가 형성된 경우를 예시한다. 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 다른 층에 위치하는 경우에는 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 오버랩(overlap)되도록 구현될 수도 있다. 5A to 5C illustrate pressure sensor patterns that can be applied to the first and second embodiments. When detecting the magnitude of the touch pressure as the mutual capacitance between the
제1실시예 및 제2실시예에서 터치 압력은 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량의 변화로부터 검출되는 것이 예시된다. 하지만, 압력 센서(450, 460)가 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 중 어느 하나의 압력 센서만을 포함하도록 구성될 수 있으며, 이러한 경우 하나의 압력 센서와 그라운드층(디스플레이 모듈(200) 또는 기판(300)) 사이의 정전용량 변화를 검출함으로써 터치 압력의 크기를 검출할 수도 있다. In the first and second embodiments it is illustrated that the touch pressure is detected from the change in mutual capacitance between the
예컨대, 도4a 내지 4e에서 압력 센서는 제1압력센서(450)만을 포함하여 구성될 수 있으며, 이때 디스플레이 모듈(200)과 제1압력센서(450) 사이의 거리 변화에 따라 야기되는 제1압력센서(450)과 기준 전위층 사이의 자기 정전용량 변화로부터 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. 터치 압력이 커짐에 따라 거리(d)가 감소하므로 기준 전위층과 제1압력센서(450) 사이의 정전용량은 터치 압력이 증가할수록 커질 수 있다. 이때, 압력 센서는, 상호 정전용량 변화량 검출 정밀도를 높이기 위해 필요한, 빗살 형태 또는 삼지창 형상을 가질 필요는 없으며, 도5d에 예시된 바와 같이 판(예컨대, 사각판) 형상을 가질 수 있다.For example, in FIGS. 4A to 4E, the pressure sensor may include only the
도5e는 제3실시예에 적용될 수 있는 압력 센서 패턴을 예시한다. 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 서로 다른 층에 위치하므로 서로 오버랩되도록 구현될 수 있다. 도5e에 도시된 바와 같이, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 서로 직교하도록 배치하여 정전용량의 변화량 감지 민감도가 향상될 수 있다. 제3실시예에서, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 도5d에 예시된 바와 같이 판 형상을 갖도록 구현될 수도 있다. 5E illustrates a pressure sensor pattern that can be applied to the third embodiment. Since the
이상에서 살펴본 바와 같이, 터치 입력 장치(1000)에서 압력을 검출하기 위한 압력 감지부(400)는 압력 센서(450, 460) 및 스페이서층(420)을 포함할 수 있다. 이상에서 스페이서층(420)은 기판(300)과 디스플레이 모듈(200) 사이의 공간으로 예시되었으나, 스페이서층(420)은 압력 센서(450, 460)과 기준 전위층(예컨대, 기판(300) 또는 디스플레이 모듈(200)) 사이에 위치하여, 압력을 갖는 터치에 따라 눌릴 수 있는 구성을 지칭할 수 있다. As described above, the
이때, 압력 센서(450, 460)을 통해 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 압력의 크기를 감지하는 경우, 균일한 감지 성능을 갖기 위해서 스페이서층(420)의 휘어짐 정도 및 이의 회복력이 균일할 필요가 있다. 예컨대, 동일한 압력 크기로 터치 입력 장치(1000)를 다수 회 터치하는 경우 매번 압력 크기를 동일하게 검출할 수 있기 위해서는 스페이서층(420)이 상기 압력에 의해 눌리는 정도가 동일해야 한다. 예컨대, 반복되는 터치를 통해 스페이서층(420)이 변형되어 스페이서층(420)의 갭(gap)이 감소하는 경우에는 압력 감지부(400)의 균일한 성능을 보장할 수 없다. 따라서, 압력 감지부(400)의 압력 검출 성능을 보장하기 위해서 이러한 스페이서층(420)의 갭(gap)을 안정적으로 확보하는 것이 중요하다.In this case, when detecting the magnitude of the touch pressure with respect to the
이에 따라, 실시예에서는 이러한 스페이서층(420)으로서 빠른 회복력을 갖는 탄성폼(elastic foam)을 이용할 수 있다. 실시예에 따른 탄성폼을 갖는 압력 감지부(400)는 터치 입력 장치(1000)의 기판(300)과 디스플레이 모듈(200) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 탄성폼을 포함하도록 압력 감지부(400)을 구성함으로써, 디스플레이 모듈(200)과 기판(300) 사이에 추가의 탄성 물질을 삽입하지 않고도 디스플레이 모듈(200)에 대한 충격을 완화하고 디스플레이 패널(200A)의 화질을 유지시킬 수 있다.Accordingly, in the exemplary embodiment, an elastic foam having a fast recovery force may be used as the
이때, 실시예에 따른 압력 감지부(400)에 포함되는 탄성폼은 충격이 인가되었을 때 눌리는 등 형태가 변할 수 있는 유연성을 가짐으로써 충격흡수 역할을 수행하면서도 복원력을 가져 압력 검출에 대한 성능 균일성을 제공할 수 있어야 한다. At this time, the elastic foam included in the
또한, 탄성폼은 디스플레이 모듈(200)에 인가되는 충격을 완화할 수 있도록 충분한 두께가 형성될 필요가 있으며 이와 동시에 압력 검출의 민감도를 높일 수 있도록 압력 센서(450, 460)과 기준 전위층 사이의 거리가 너무 멀지 않게 하는 두께로 형성될 필요가 있다. 예컨대, 실시예에 따른 탄성폼은 10μm 내지 1mm의 두께로 형성될 수 있다. 탄성폼이 10μm보다 얇게 형성되면 충분히 충격을 흡수할 수 없고 1mm보다 두꺼운 경우 기준 전위층과 압력 센서(450, 460) 사이 또는 제1압력센서와 제2압력센서 사이의 거리가 멀어 압력 검출의 민감도가 저하될 수 있다. In addition, the elastic foam needs to be formed to have a sufficient thickness to mitigate the impact applied to the
예컨대, 실시예에 따른 탄성폼은 폴리우레탄(Polyurethane), 폴리에스테르(Polyester), 폴리프로필렌(Polypropylene) 및 아크릴(Acrylic) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. For example, the elastic foam according to the embodiment may include at least one of polyurethane (polyurethane), polyester (Polyester), polypropylene (Polypropylene) and acrylic (Acrylic).
도6a 및 도6b는 실시예에 따른 압력 감지부(400)의 터치 입력 장치에 대한 부착 위치를 예시한다. 도6a에 예시된 바와 같이, 압력 감지부(400)는 기판(300)의 상부면상에 부착되도록 구성될 수 있다. 또한 도6b에 예시된 바와 같이, 압력 감지부(400)는 디스플레이 모듈(200)의 하부면상에 부착되도록 구성될 수 있다. 이하에서는 압력 감지부(400)가 기판(300)의 상부면상에 부착되는 경우에 대해서 먼저 살펴본다. 6A and 6B illustrate an attachment position of the
도7a 내지 도7f는 실시예에 따른 압력 센서의 구조적 단면을 예시한다. 7A-7F illustrate a structural cross section of a pressure sensor according to an embodiment.
도7a에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 압력 센서 모듈(400)에서 압력 센서(450, 460)는 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이에 위치한다. 예컨대, 제1절연층(410) 상에 압력 센서(450, 460)을 형성한 후 제2절연층(411)으로 압력 센서(450, 460)을 덮을 수 있다. 이때, 제1절연층(410)과 제2절연층(411)은 폴리이미드(polyimide)와 같은 절연 물질일 수 있다. 제1절연층(410)은 PET(Polyethylene terephthalate)일 수 있고 제2절연층(411)은 잉크(ink)로 이루어진 덮개층(cover layer)일 수 있다. 압력 센서(450, 460)는 구리(copper)와 알루미늄 같은 물질을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이 및 압력 센서(450, 460)과 제1절연층(410) 사이는 액체 접착체(liquid bond) 와 같은 접착제(미도시)로 접착될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 압력 센서(450, 460)는, 제1절연층(410) 위에 압력 센서 패턴에 상응하는 관통 구멍을 갖는 마스크(mask)를 위치시킨 후 전도성 스프레이(spray)를 분사함으로써 형성될 수 있다.As shown in FIG. 7A, in the
도7a에서 압력 감지부(400)는 탄성폼(440)을 더 포함하며 탄성폼(440)은, 제2절연층(411)의 일면으로서 제1절연층(410)과 반대방향에 형성될 수 있다. 추후, 압력 감지부(400)가 기판(300)에 부착될 때 제2절연층(411)을 기준으로 기판(300) 측에 탄성폼(440)이 배치될 수 있다. In FIG. 7A, the
이때, 압력 감지부(400)을 기판(300)에 부착하기 위해서 소정 두께를 갖는 접착 테이프(430)가 탄성폼(430)의 외곽에 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 접착 테이프(430)는 양면 접착 테이프일 수 있다. 이때, 접착 테이프(430)는 탄성폼(430)을 제2절연층(411)에 접착하는 역할도 수행할 수 있다. 이때, 탄성폼(430) 외곽에 접착 테이프(430)를 배치시킴으로써 압력 감지부(400)의 두께를 효과적으로 줄일 수 있다. In this case, in order to attach the
도7a에 예시된 압력 감지부(400)가 도7a의 하단 방향에 위치하는 기판(300)에 부착되는 경우, 압력 센서(450, 460)는 도4c를 참조하여 설명된 바와 같이 압력을 검출하도록 동작할 수 있다. 예컨대, 압력 센서(450, 460)는 디스플레이 모듈(200) 측에 배치된 것으로서 기준 전위층은 기판(300)면이고 탄성폼(440)은 스페이서층(420)에 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 예컨대, 터치 입력 장치(1000)를 상부에서 터치하는 경우 탄성폼(440)이 눌려 압력 센서(450, 460)과 기준 전위층인 기판(300) 사이의 거리가 감소하고, 이에 따라 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량이 감소할 수 있다. 이러한 정전용량 변화를 통해 터치 압력의 크기를 검출할 수 있다. When the
도7b는 도7a를 참조한 압력 감지부(400)과 유사하며 이하에서는 그 차이점을 위주로 설명한다. 도7b에서는 도7a와 달리, 탄성폼(440) 외곽에 위치하는 접착 테이프(430)를 통해서 압력 감지부(400)가 기판(300)에 부착되지 않는다. 도7b에서는 탄성폼(440)을 제2절연층(411)에 접착하기 위해 제1접착 테이프(431)와, 압력 감지부(400)을 기판(300)에 접착하기 위해 탄성폼(440) 상에 제2접착 테이프(432)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 제1 및 제2접착 테이프(431, 432)를 배치함으로써 탄성폼(440)을 제2절연층(411)에 견고하게 부착하고 또한 압력 감지부(400)을 기판(300)에 견고하게 부착할 수 있다. 실시예에 따라, 도7b에 예시된 압력 감지부(400)는 제2절연층(411)을 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1접착 테이프(431)가 압력 센서(450, 460)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제1절연층(410) 및 압력 센서(450, 460)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다. 이는 이하의 도7c 내지 도7f의 경우에도 적용될 수 있다. FIG. 7B is similar to the
도7c는 도7a에 도시된 구조의 변형예이다. 도7c에서는 탄성폼(440)에 탄성폼(440)의 높이를 관통하는 홀(H: hole)을 형성하여 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치시 탄성폼(440)이 잘 눌려지도록 할 수 있다. 홀(H)에는 공기가 채워질 수 있다. 탄성폼(440)이 잘 눌려지는 경우 압력 검출의 민간도가 향상될 수 있다. 또한, 탄성폼(400)에 홀(H)을 형성함으로써 압력 감지부(400)을 기판(300) 등에 부착시에 공기로 인해 탄성폼(400)의 표면이 돌출되는 현상을 제거할 수 있다. 도7c에서는 탄성폼(400)을 제2절연층(411)에 견고하게 접착시키기 위해서 접착 테이프(430) 외에 제1접착 테이프(431)을 더 포함할 수 있다. FIG. 7C is a modification of the structure shown in FIG. 7A. In FIG. 7C, a hole (H: hole) penetrating the height of the
도7d는 도7b에 도시된 구조의 변형예로서, 도7c에서와 마찬가지로 탄성폼(440)에 탄성폼(440)의 높이를 관통하는 홀(H)이 형성되어 있다. FIG. 7D is a modification of the structure shown in FIG. 7B, and the hole H penetrating the height of the
도7e는 도7b에 도시된 구조의 변형예로서, 제1절연층(410)의 일면으로서 탄성폼(440)과 다른 방향의 일면에 제2 탄성폼(441)을 더 포함한다. 이러한 제2 탄성폼(441)은 추후 터치 입력 장치(1000)에 압력 감지부(400)가 부착되었을 때 디스플레이 모듈(200)에 전달되는 충격을 최소화하기 위해 추가로 형성될 수 있다. 이때, 제2 탄성폼(441)을 제1절연층(410)에 접착하기 위해 제3접착층(433)을 더 포함할 수 있다. FIG. 7E is a modification of the structure shown in FIG. 7B, and further includes a second
도7f는 도4d를 참조하여 설명된 바와 같이 압력을 검출하도록 동작할 수 있는 압력 감지부(400)의 구조를 예시한다. 도7f에서는 탄성폼(440)을 사이에 두고 제1압력센서(450, 451)과 제2압력센서(460, 461)이 배치된 압력 감지부(400)의 구조가 도시된다. 도7b를 참조하여 설명한 구조와 유사하게, 제1압력센서(450, 451)은 제1절연층(410)과 제2절연층(411) 사이에 형성되고 제1접착 테이프(431), 탄성폼(440) 및 제2접착 테이프(432)가 형성될 수 있다. 제2압력센서(460, 461)은 제3절연층(412)과 제4절연층(413) 사이에 형성되고 제4절연층(413)이 제2접착 테이프(432)를 통해 탄성폼(440)의 일면측에 부착될 수 있다. 이때, 제3절연층(412)의 기판측 일면에는 제3접착 테이프(433)가 형성될 수 있으며, 제3접착 테이프(433)를 통해 압력 감지부(400)가 기판(300)에 부착될 수 있다. 도7b를 참조하여 설명한 바와 같이, 실시예에 따라, 도7f에 예시된 압력 감지부(400)는 제2절연층(411) 및/또는 제4절연층(413)을 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 제1접착 테이프(431)가 제1압력센서(450, 451)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제1절연층(410) 및 제1압력센서(450, 451)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 제2접착 테이프(432)가 제2압력센서(460, 461)을 직접 덮는 커버층의 역할을 수행하면서 탄성폼(440)을 제3절연층(412) 및 제2압력센서(460, 461)에 부착하는 역할을 수행할 수 있다. FIG. 7F illustrates the structure of a
이때, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치를 통해 탄성폼(440)이 눌리고 이에 따라 제1압력센서(450, 451)과 제2압력센서(460, 461) 사이의 상호 정전용량이 증가할 수 있다. 이러한 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1압력센서(450, 451)과 제2압력센서(460, 461) 중 어느 하나를 그라운드(ground)로 하여 나머지 하나의 전극을 통해 자기 정전용량을 감지할 수 있다. In this case, the
도7f의 경우 전극을 단일층으로 형성하는 경우보다, 압력 감지부(400)의 두께 및 제조 단가는 증가하나, 압력 감지부(400) 외부에 위치하는 기준 전위층의 특성에 따라 변하지 않는 압력 검출 성능이 보장될 수 있다. 즉, 도7f와 같이 압력 감지부(400)을 구성함으로써 압력 검출시 외부 전위(그라운드) 환경에 의한 영향을 최소화할 수 있다. 따라서, 압력 감지부(400)가 적용되는 터치 입력 장치(1000)의 종류에 무관하게 동일한 압력 감지부(400)의 사용이 가능하다. In the case of FIG. 7F, the thickness and manufacturing cost of the
도8a 및 도8b는 실시예에 따른 압력 센서가 디스플레이 모듈 맞은편 기판에 부착되는 경우를 예시한다. 도8a는 도7b에 예시된 구조의 압력 감지부(400)가 기판(300)의 상부면상에 부착된 경우를 예시한다. 8b는 도7e에 예시된 구조의 압력 감지부(400)가 기판(300)의 상부면상에 부착된 경우를 예시한다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 제조 과정에 따라 압력 감지부(400)과 디스플레이 모듈(200) 사이에는 에어갭이 위치할 수 있다. 터치에 따라 이러한 에어갭이 눌리더라도 압력 센서(450, 460)과 기판(300) 사이의 거리가 가까워 압력 검출 성능에 미치는 영향은 크지 않을 수 있다. 8A and 8B illustrate the case where the pressure sensor according to the embodiment is attached to the substrate opposite the display module. FIG. 8A illustrates the case where the
도8a에서는 기판(300)이 기준 전위층으로서 기능하는 경우이며, 실시예에 따라 도7a 내지 도7d의 변형된 형태가 기판(300)에 부착되는 경우도 가능하다. 도8a에서는 압력 감지부(400)에서 탄성폼(440)이 압력 센서(450, 460)에 대해서 상대적으로 기판(300) 측에 가깝게 형성되어 있으나, 탄성 폼(440)이 압력 센서(450, 460)에 대해서 상대적으로 디스플레이 모듈(200) 측에 가깝게 형성되어 있는 압력 감지부(400)가 기판(300)에 부착될 수도 있다. 즉, 탄성폼(440)이 제1절연층(410)의 상부에 형성되어 있을 수 있다. 이 경우, 기준 전위층은 디스플레이 모듈(200)이 될 수 있다. In FIG. 8A, the
도9a 및 도9b는 실시예에 따른 압력 센서가 디스플레이 모듈에 부착되는 경우를 예시한다. 9A and 9B illustrate a case where the pressure sensor according to the embodiment is attached to the display module.
도7a 내지 도7e에 예시된 구조의 압력 감지부(400)는 상하를 반전시키면 디스플레이 모듈(200)에 부착될 수도 있다. 도9a에서는 도7b에 예시된 구조의 압력 감지부(400)을 상하 반전시켜 디스플레이 모듈(200)에 부착한 경우를 예시한다. 이때, 터치에 따라 탄성폼(440)이 눌림으로써 압력 센서(450, 460)과 기준 전위층인 디스플레이 모듈(200) 사이의 거리가 감소하여, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량이 감소할 수 있다. 이러한 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다. The
실시예에 따라, 변형된 압력 감지부(400)의 구조가 사용될 수 있다. 도9b에서는 도7b에 예시된 압력 감지부(400)의 변형된 구조를 상하 반전시켜 디스플레이 모듈(200)에 부착한 경우를 예시한다. 도9b에서는 탄성폼(400)가 압력 센서(450, 460)과 디스플레이 모듈(200) 사이에 위치하지 않고 압력 센서(450, 460)과 기판(300) 사이에 위치하도록 압력 감지부(400)가 구성될 수 있다. 이 경우, 압력 검출을 위한 기준 전위층은 기판(300)이 될 수 있다. 따라서, 터치에 따라 탄성폼(440)이 눌리고 압력 센서(450, 460)과 기준 전위층인 기판(300) 사이의 거리가 감소하여, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이의 상호 정전용량이 감소할 수 있다. 이러한 정전용량 변화로부터 터치 압력을 검출할 수 있다. 이 경우, 기판(300)과 압력 감지부(400) 사이에 위치할 수 있는 에어갭 또한 탄성폼(440)과 함께 터치에 따른 정전용량 변화를 유도하는데 이용될 수 있다. According to an embodiment, the structure of the modified
이상에서 살펴본 압력 감지부(400)는 터치가 디스플레이 모듈의 상면 측에서 이루어진 경우를 상정하여 설명되나, 실시예에 따른 압력 감지부(400)는 터치 입력 장치(1000)의 하면 측에서 압력을 인가하는 경우에도 터치 압력을 감지할 수 있도록 변형될 수 있다. The
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지부(400)가 적용되는 터치 입력 장치(1000)를 통해 압력을 검출하기 위해서 압력 센서(450, 460)에서 발생하는 정전용량의 변화를 감지할 필요가 있다. 따라서, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 중 구동전극에는 구동신호가 인가될 필요가 있고 수신전극으로부터 감지신호를 획득하여 정전용량의 변화량으로부터 터치 압력을 산출해야 한다. 실시예에 따라, 압력 검출의 동작을 위한 압력 센싱 IC 형태로 압력 검출 장치를 추가로 포함하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지부(400)는 압력 검출을 위한 압력 센서(450, 460)을 포함하는 도7 등에 예시된 구조뿐 아니라 이러한 압력 검출 장치를 포괄하는 구성일 수 있다. As described above, in order to detect pressure through the
이러한 경우, 도1에 예시된 바와 같이, 구동부(120), 감지부(110) 및 제어부(130)와 유사한 구성을 중복하여 포함하게 되므로 터치 입력 장치(1000)의 면적 및 부피가 커지는 문제점이 발생할 수 있다. In this case, as illustrated in FIG. 1, since the configuration similar to that of the driving unit 120, the sensing unit 110, and the control unit 130 is overlapped, the problem that the area and the volume of the
실시예에 따라, 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서 패널(100)의 작동을 위한 터치 검출 장치를 이용하여, 압력 센서(450, 460)에 압력 검출을 위한 구동신호를 인가하고 압력 센서(450, 460)으로부터 감지신호를 입력받아 터치 압력을 검출할 수도 있다. 이하에서는, 제1압력센서(450)가 구동전극이고 제2압력센서(460)가 수신전극인 경우를 가정하여 설명한다. According to an embodiment, the
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지부(400)가 적용되는 터치 입력 장치(1000)에서 제1압력센서(450)는 구동부(120)로부터 구동신호를 인가받고 제2압력센서(460)는 감지신호를 감지부(110)에 전달할 수 있다. 제어부(130)는 터치 센서 패널(100)의 스캐닝을 수행함과 동시에 압력 검출의 스캐닝을 수행하도록 하거나, 또는 제어부(130)는 시분할하여 제1시간구간에는 터치 센서 패널(100)의 스캐닝을 수행하도록 하고 제1시간구간과는 다른 제2시간구간에는 압력 검출의 스캐닝을 수행하도록 제어신호를 생성할 수 있다. To this end, in the
따라서, 본 발명의 실시예에서 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)는 전기적으로 구동부(120) 및/또는 감지부(110)에 연결되어야 한다. 이때, 터치 센서 패널(100)을 위한 터치 검출 장치는 터치 센싱 IC(150)로서 터치 센서 패널(100)의 일단 또는 터치 센서 패널(100)와 동일 평면상에 형성되는 것이 일반적이다. 압력 감지부(400)에 포함된 압력 센서(450, 460)는 임의의 방법으로 터치 센서 패널(100)의 터치 검출 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 압력 센서(450, 460)는 디스플레이 모듈(200)에 포함된 제2PCB(210)를 이용하여 커넥터(connector)를 통해 터치 검출 장치에 연결될 수 있다. Therefore, in the embodiment of the present invention, the
도10a 및 도10b는 압력 센서(450, 460)을 포함하는 압력 감지부(400)가 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 부착되는 경우를 나타낸다. 도10a 및 도10b에서 디스플레이 모듈(200)은 하부면 일부에 디스플레이 패널의 작동을 위한 회로가 실장된 제2PCB(210)가 도시된다. 10A and 10B illustrate a case in which the
도10a는 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)가 디스플레이 모듈(200)의 제2PCB(210)의 일단에 연결되도록 압력 감지부(400)을 디스플레이 모듈(200)의 하부면에 부착하는 경우를 예시한다. 제2PCB(210) 상에는 압력 센서(450, 460)을 터치 센싱 IC(150) 등 필요한 구성까지 전기적으로 연결할 수 있도록 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도11a 내지 도11c를 참조하여 설명한다. 도10a에 예시된 압력 센서(450, 460)을 포함하는 압력 감지부(400)의 부착 방법은 기판(300)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 10A illustrates a bottom surface of the
도10b는 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)을 포함하는 압력 감지부(400)가 디스플레이 모듈(200)의 제2PCB(210)에 일체형으로 형성된 경우를 예시한다. 예컨대, 디스플레이 모듈(200)의 제2PCB(210) 제작시에 제2PCB에 일정 면적(211)을 할애하여 미리 디스플레이 패널의 작동을 위한 회로뿐 아니라 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460)에 해당하는 패턴까지 인쇄할 수 있다. 제2PCB(210)에는 제1압력센서(450) 및 제2압력센서(460)을 터치 센싱 IC(150) 등 필요한 구성까지 전기적으로 연결하는 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다. FIG. 10B illustrates a case in which the
도11a 내지 도11c는 압력 센서(450, 460)을 터치 센싱 IC(150)에 연결하는 방법을 예시한다. 도11a 내지 도11c에서 터치 센서 패널(100)이 디스플레이 모듈(200)의 외부에 포함된 경우로서, 터치 센서 패널(100)의 터치 검출 장치가 터치 센서 패널(100)을 위한 제1PCB(160)에 실장된 터치 센싱 IC(150)에 집적된 경우를 예시한다. 11A-11C illustrate a method of connecting
도11a에서 디스플레이 모듈(200)에 부착된 압력 센서(450, 460)가 제1커넥터(121)를 통해 터치 센싱 IC(150)까지 연결되는 경우를 예시한다. 도11a에 예시된 바와 같이, 스마트폰과 같은 이동 통신 장치에서 터치 센싱 IC(150)는 제1커넥터(connector: 121)를 통해서 디스플레이 모듈(200)을 위한 제2PCB(210)에 연결된다. 제2PCB(210)는 제2커넥터(224)를 통해서 메인보드로 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 터치 센싱 IC(150)는 제1커넥터(121) 및 제2커넥터(224)를 통해서 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 CPU 또는 AP와 신호를 주고 받을 수 있다.In FIG. 11A, the
이때, 도11a에서는 압력 감지부(400)가 도10b에 예시된 바와 같은 방식으로 디스플레이 모듈(200)에 부착된 것이 예시되나 도10a에 예시된 바와 같은 방식으로 부착된 경우에도 적용될 수 있다. 제2PCB(210)에는 압력 센서(450, 460)가 제1커넥터(121)를 통해 터치 센싱 IC(150)까지 전기적으로 연결될 수 있도록 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다. In this case, in FIG. 11A, the
도11b에서 디스플레이 모듈(200)에 부착된 압력 센서(450, 460)가 제3커넥터(473)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결되는 경우가 예시된다. 도11b에서 압력 센서(450, 460)는 제3커넥터(473)를 통해서 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 메인보드까지 연결되고, 추후 제2커넥터(224) 및 제1커넥터(121)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결될 수 있다. 이때, 압력 센서(450, 460)는 제2PCB(210)와 분리된 추가의 PCB 상에 인쇄될 수 있다. 또는 실시예에 따라 압력 센서(450, 460)는 도7에 예시된 바와 같은 구조로 터치 입력 장치(1000)에 부착되어 압력 센서(450, 460)으로부터 전도성 트레이스등을 연장시켜 커넥터(473)를 통해 메인보드까지 연결될 수도 있다. In FIG. 11B, the
압력전극(450, 460)가 제2PCB(210) 상에 인쇄되거나 제2PCB와 분리된 추가의 PCB상에 인쇄되는 경우에도, 압력전극(450, 460)가 인쇄된 PCB부분과 압력전극(450, 460)을 통합적으로 압력 감지부(400)로 지칭할 수 있다.Even when the
도11c에서 압력 센서(450, 460)가 제4커넥터(474)를 통해서 직접 터치 센싱 IC(150)로 연결되는 경우가 예시된다. 도11c에서 압력 센서(450, 460)는 제4커넥터(474)를 통해 제1PCB(160)까지 연결될 수 있다. 제1PCB(160)에는 제4커넥터(474)부터 터치 센싱 IC(150)까지 전기적으로 연결하는 도전성 패턴이 인쇄되어 있을 수 있다. 이에 따라, 압력 센서(450, 460)는 제4커넥터(474)를 통해서 터치 센싱 IC(150)까지 연결될 수 있다. 이때, 압력 센서(450, 460)는 제2PCB(210)와 분리된 추가의 PCB 상에 인쇄될 수 있다. 제2PCB(210)와 추가의 PCB는 서로 단락되지 않도록 절연되어 있을 수 있다. 또는 실시예에 따라 압력 센서(450, 460)는 도7에 예시된 바와 같은 구조로 터치 입력 장치(1000)에 부착되어 압력 센서(450, 460)으로부터 전도성 트레이스등을 연장시켜 커넥터(474)를 통해 제1PCB(160)까지 연결될 수도 있다. 여기서, 제4커넥터(474)는 도11c와 달리, 제2PCB(210)와 직접 연결될 수도 있다.In FIG. 11C, a case in which the
도11b 및 도11c의 연결 방법은 압력 센서(450, 460)가 디스플레이 모듈(200)의 하부면뿐 아니라 기판(300)상에 형성된 경우에도 적용될 수 있다. The connection method of FIGS. 11B and 11C may be applied to the case where the
도11a 내지 도11c에서는 터치 센싱 IC(150)가 제1PCB(160) 상에 형성된 COF(chip on film) 구조를 가정하여 설명되었다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 본 발명은 터치 센싱 IC(150)가 터치 입력 장치(1000)의 실장공간(310) 내의 메인보드 상에 실장되는 COB(chip on board) 구조의 경우에도 적용될 수 있다. 도11a 내지 도11c에 대한 설명으로부터 당해 기술분야의 당업자에게 다른 실시예의 경우에 압력 센서(450, 460)의 커넥터를 통한 연결이 자명할 것이다. 11A to 11C, the
이상에서는 구동전극으로서 제1압력센서(450)가 하나의 채널을 구성하고 수신전극으로서 제2압력센서(460)가 하나의 채널을 구성하는 압력 센서(450, 460)에 대해서 살펴보았다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며, 실시예에 따라 구동전극 및 수신전극은 각각 복수개의 채널을 구성하여 다중터치(multi touch)에 따라 다중의 압력 검출이 가능할 수 있다. In the above, the
도12a 내지 도12c는 본 발명의 압력 센서가 복수의 채널을 구성하는 경우를 예시한다. 도12a에서는 제1압력센서(450-1, 450-2)과 제2압력센서(460-1, 460-2) 각각이 2개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다. 도12a에서는 제1채널을 구성하는 제1압력센서(450-1)과 제2압력센서(460-1)이 제1압력 감지부(400)에 포함되고 제2채널을 구성하는 제1압력센서(450-2)과 제2압력센서(460-2)이 제2압력 감지부(400)에 포함되는 것을 예시하나, 2개의 채널을 구성하는 제1압력센서(450-1, 450-2)과 제2압력센서(460-1, 460-2)이 모두 하나의 압력 감지부(400)에 포함되도록 구성될 수 있다. 도12b에서는 제1압력센서(450)는 2개의 채널(450-1, 450-2)을 구성하나 제2압력센서(460)는 1개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다. 도12c에서는 제1압력센서(450-1 내지 450-5)과 제2압력센서(460-1, 460-5) 각각이 5개의 채널을 구성하는 경우가 예시된다. 이 경우에도 5개의 채널을 구성하는 전극이 모두 하나의 압력 감지부(400)에 포함되도록 구성될 수 있다. 12A to 12C illustrate the case where the pressure sensor of the present invention constitutes a plurality of channels. In FIG. 12A, the first pressure sensors 450-1 and 450-2 and the second pressure sensors 460-1 and 460-2 each constitute two channels. In FIG. 12A, a first pressure sensor 450-1 and a second pressure sensor 460-1 constituting the first channel are included in the first
도12a 내지 도12c는 압력 센서가 단수 또는 복수의 채널을 구성하는 경우를 예시하며 다양한 방법으로 압력 센서가 단수 또는 복수의 채널로 구성될 수 있다. 도12a 내지 도12c에서 압력 센서(450, 460)가 터치 센싱 IC(150)에 전기적으로 연결되는 경우가 예시되지 않았으나, 도11a 내지 도11c 및 기타의 방법으로 압력 센서(450, 460)가 터치 센싱 IC(150)에 연결될 수 있다. 12A to 12C illustrate a case in which the pressure sensor constitutes a singular or plural channels, and the pressure sensor may be configured in the singular or plural channels in various ways. Although the case in which the
이상에서 살펴본 바와 같이, 기존의 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있도록 하는 터치 센서 패널을 포함하는 터치 입력 장치(1000)에 본 발명의 실시예에 따른 압력 감지부(400)을 적용함으로써 해당 터치 입력 장치(1000)를 통해 터치 압력을 용이하게 검출할 수 있다. 기존의 터치 입력 장치(1000)에 최소한의 변경을 수행한 후 본 발명의 압력 감지부(400)을 배치함으로써, 기존의 터치 입력 장치(1000)를 이용해 터치 압력을 검출할 수 있다. As described above, by applying the
도13a 내지 도13c의 실험에서 도8a에 예시된 바와 같은 구조를 갖는 터치 입력 장치(1000)에 대해서 수행되었다. 이하의 실험에서 압력 감지부(400)에 포함되는 탄성폼(440)은 폴리 프로필렌을 포함하여 제작되었다. In the experiments of FIGS. 13A to 13C, the
도13a는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대한 압력 터치의 무게에 따른 정규화된 정전용량 변화의 차이를 나타내는 그래프이다. 도13a에서는 터치 입력 장치(1000)에 대해서 0gf(gram force), 100gf,…, 1000gf로 터치 표면을 누를 때 압력 검출 장치에서 계산된, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이에 발생하는 정전용량 변화의 차이를 정규화한 그래프이다. 여기서, 상기 정전용량 변화의 차이는 터치 입력 장치(1000)를 0gf로 압력 터치한 경우와 해당 무게의 gf로 압력 터치한 경우의 정전용량 변화의 차이를 나타낸다. 비록, 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치 무게의 크기에 따라 정전용량 변화의 차이가 정비례하여 변화하지는 않더라도 단조 증가 형태로 변화하므로, 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 대한 터치시 압력의 크기를 검출하는 것이 가능하다. 13A is a graph illustrating a difference in normalized capacitance change according to a weight of a pressure touch for a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment. In FIG. 13A, 0gf (gram force), 100gf,... , A graph normalizing the difference in capacitance change occurring between the
도13b는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대한 소정 횟수의 압력 터치 전과 후에 압력 터치에 따른 정규화된 정전용량 변화의 차이 및 이들의 편차를 나타내는 그래프이다. 도13b의 실험은 4개 세트(set)의 터치 입력 장치(1000)에 대해서 각각 수행되었다. 도13b 상단 그래프에서 A 및 B는 800gf의 무게로 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에 대해서 10만회 압력 터치를 수행하기 전 및 후를 표시한다. A 및 B는 각각 800gf로 터치 입력 장치(1000)의 터치 표면을 눌렀을 때 압력 검출 장치에서 계산된, 제1압력센서(450)과 제2압력센서(460) 사이에 발생하는 정전용량 변화의 차이를 정규화한 값이다. 10만회 터치 전(A)과 터치 후(B)에 발생하는 정전용량 변화의 차이 값이 동일하지 않지만 그 편차는 매우 미미함을 알 수 있다. FIG. 13B is a graph illustrating a difference in normalized capacitance change according to a pressure touch and a deviation thereof before and after a predetermined number of pressure touches of the touch input device including the pressure sensor according to the embodiment. The experiment of FIG. 13B was performed on four sets of
도13b 하단에는 그래프 A와 그래프 B의 정전용량 변화의 차이 값 사이의 편차가 표시된다. 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)를 10만회 압력 터치하기 전 및 후에 발생하는 정전용량 변화의 차이 값 사이의 편차가 5% 이내임을 알 수 있다. 도13b로부터, 실시예에 따른 탄성폼을 이용하는 압력 감지부(400)을 장기간 사용하는 경우에도 압력 검출 성능이 균일하게 유지될 수 있음을 알 수 있다.At the bottom of Fig. 13B, the deviation between the difference value of the capacitance change of Graph A and Graph B is displayed. It can be seen that the deviation between the difference value of the capacitance change occurring before and after the
도13c는 실시예에 따른 압력 센서를 포함하는 터치 입력 장치에 대해 인가된 압력을 해제한 후 검출되는 정규화된 압력 차이의 변화를 나타내는 그래프이다. 도13c에서 800gf로 터치 입력 장치(1000)의 터치 표면을 눌렀을 때 압력 검출 장치에서 계산된 압력의 크기를 1로 표시하고, 이러한 압력 인가가 해제된 후 계산된 압력의 크기 변화를 나타낸다. 도13c를 참조하면, 압력 인가가 해제된 후 최대 압력 크기인 1의 90%에서 10%에 도달할 때까지 걸리는 시간은 대략 0.7초에 해당함을 할 수 있다. 이와 같이, 실시예에 따른 탄성폼을 포함하는 압력 감지부(400)을 이용하는 경우 압력 터치의 해제 후 복원력이 높아 연속된 압력 터치에도 압력 검출의 정밀도가 저하되는 것이 방지될 수 있다. 이때, 실시예에 따라 필요한 복원 속도는 차이가 있을 수 있다. 실시예에 따라 최대 압력 크기의 90%부터 10%에 도달하는 시간이 1초 이내일 수 있다. FIG. 13C is a graph illustrating a change in a normalized pressure difference detected after releasing a pressure applied to a touch input device including a pressure sensor according to an embodiment. FIG. In FIG. 13C, when the touch surface of the
한편, 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치(1000)에서 스트레인 게이지(450)는 디스플레이 패널(200A)에 직접 형성될 수 있다. 도15a 내지 도15b는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에서 다양한 디스플레이 패널에 직접 형성된 스트레인 게이지의 실시예를 나타내는 단면도이다.Meanwhile, in the
먼저, 도15a는 LCD 패널을 이용하는 디스플레이 패널(200A)에 형성된 스트레인 게이지(450)를 도시한다. 구체적으로, 도15a에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지(450)가 제2기판층(262) 하면에 형성될 수 있다. 이 때, 스트레인 게이지(450)가 제2편광층(272) 하면에 형성될 수도 있다. 다음으로, 도15b는 OLED 패널(특히, AM-OLED 패널)을 이용하는 디스플레이 패널(200A)의 하부면에 형성된 스트레인 게이지(450)를 도시한다. 구체적으로, 스트레인 게이지(450)가 제2기판층(283) 하면에 형성될 수 있다.First, Fig. 15A shows a
OLED 패널의 경우, 유기물층(280)에서 빛이 발광하므로, 유기물층(280) 하부에 배치된 제2기판층(283)의 하면에 형성되는 스트레인 게이지(450)는 불투명한 물질로 구성될 수 있다. 하지만 이 경우, 디스플레이 패널(200A) 하면에 형성된 스트레인 게이지(450)의 패턴이 사용자에게 보일 수 있기 때문에, 스트레인 게이지(450)를 제2기판층(283) 하면에 직접 형성시키기 위하여, 제2기판층(283) 하면에 블랙 잉크와 같은 차광층을 도포한 후, 차광층 상에 스트레인 게이지(450)를 형성시킬 수 있다.또한, 도15b에서는 제2기판층(283)의 하면에 스트레인 게이지(450)가 형성되는 것으로 도시되었지만, 제2기판층(283)의 하부에 제3기판층(미도시)가 배치되고, 제3기판층의 하면에 스트레인 게이지(450)가 형성될 수 있다. 특히 디스플레이 패널(200A)이 플렉서블 OLED 패널일 경우, 제1기판층(281), 유기물층(280) 및 제2기판층(283)으로 구성된 디스플레이 패널(200A)이 매우 얇고 잘 휘어지기 때문에, 제2기판층(283)의 하부에 상대적으로 잘 휘어지지 않는 제3기판층을 배치할 수 있다.In the case of the OLED panel, since light is emitted from the
도16a 내지 도16d는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에서 스트레인 게이지가 적용되는 예를 예시한다.16A to 16D illustrate an example in which a strain gauge is applied to a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied.
본 발명의 터치 입력 장치(1000)에서 터치 위치를 검출하기 위한 터치 센서가 형성된 커버층(100)과 디스플레이 패널(200A)을 포함하는 디스플레이 모듈(200) 사이가 OCA(Optically Clear Adhesive)와 같은 접착제로 라미네이션되어 있을 수 있다. 이에 따라 터치 센서의 터치 표면을 통해 확인할 수 있는 디스플레이 모듈(200)의 디스플레이 색상 선명도, 시인성 및 빛 투과성이 향상될 수 있다.In the
도16a 및 이하의 일부 도면에서 디스플레이 패널(200A)이 커버층(100)에 직접 라미네이션되어 부착된 것으로 도시되나, 이는 단지 설명의 편의를 위한 것이며 제1편광층(271,282)이 디스플레이 패널(200A) 상부에 위치한 디스플레이 모듈(200)이 커버층(100)에 라미네이션 되어 부착될 수 있으며, LCD 패널이 디스플레이 패널(200A)인 경우, 제2편광층(272) 및 백라이트 유닛이 생략되어 도시된 것이다. In FIG. 16A and in some views below, the
도16a 내지 도16d를 참조한 설명에서, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)로서 터치 센서가 형성된 커버층(100)이 도3a 및 도3b에 도시된, 디스플레이 모듈(200) 상에 접착제로 라미네이션되어 부착된 것을 예시하나, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)가 도3a 및 도3b에 도시된 디스플레이 모듈(200) 내부에 배치되는 경우도 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 도16a 및 도16b에서 터치 센서가 형성된 커버층(100)이 디스플레이 패널(200A)를 포함하는 디스플레이 모듈(200)을 덮는 것이 도시되나, 터치 센서 (10)는 디스플레이 모듈(200) 내부에 위치하고 디스플레이 모듈(200)이 유리와 같은 커버층(100)으로 덮인 터치 입력 장치(1000)가 본 발명의 실시예로 이용될 수 있다.In the description with reference to FIGS. 16A to 16D, a
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 셀폰(cell phone), PDA(Personal Data Assistant), 스마트폰(smartphone), 태블랫 PC(tablet Personal Computer), MP3 플레이어, 노트북(notebook) 등과 같은 터치 스크린을 포함하는 전자 장치를 포함할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서 기판(300)은, 예컨대 터치 입력 장치(1000)의 최외곽 기구인 하우징(320)과 함께 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 위치할 수 있는 실장공간 (310) 등을 감싸는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판에는 메인보드(main board)로서 중앙 처리 유닛인 CPU(central processing unit) 또는 AP(application processor) 등이 실장되어 있을 수 있다. 기판(300)을 통해 디스플레이 모듈(200)과 터치 입력 장치(1000)의 작동을 위한 회로기판 및/또는 배터리가 분리되고, 디스플레이 모듈(200)에서 발생하는 전기적 노이즈 및 회로기판에서 발행하는 노이즈가 차단될 수 있다.In the
터치 입력 장치(1000)에서 터치 센서(10) 또는 커버층(100)이 디스플레이 모듈(200), 기판(300), 및 실장공간(310)보다 넓게 형성될 수 있으며, 이에 따라 하우징(320)이 터치 센서(10)와 함께 디스플레이 모듈(200), 기판(300) 및 회로기판을 감싸도록, 하우징(320)이 형성될 수 있다.In the
이하에서, 터치 센서(10)에 포함된 전극과 구분이 명확하도록, 압력 또는 힘을 검출하기 위한 압력 센서(450)를 스트레인 게이지일 수 있다.Hereinafter, the
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 터치 센서(10)를 통해 터치 위치를 검출하고, 디스플레이 모듈(200)에 형성된 스트레인 게이지(450)로부터 터치 압력(또는 힘)을 검출할 수 있다. 이때, 터치 센서(10)는 디스플레이 모듈(200)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)는 에어갭(airgap)으로 이루어진 스페이서층(420)을 포함하여 구성될 수 있다. 이 때, 스페이서층(420)은 실시예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있다. 스페이서층(420)은 실시예에 따라 유전 물질(dielectric material)로 채워질 수 있다.The
이때, 스트레인 게이지(450)는 디스플레이 패널(200A)의 전면이 아닌 후면에 배치되므로 투명 물질뿐 아니라 불투명 물질로 구성되는 것도 가능하다. 디스플레이 패널(200A)이 LCD 패널인 경우, 백라이트 유닛으로부터 빛이 투과되어야 하므로, 스트레인 게이지(450)는 ITO와 같은 투명한 물질로 구성될 수 있다.In this case, since the
이때, 스페이서층(420)을 유지하기 위해서 기판(300) 상부의 테두리를 따라 소정 높이를 갖는 프레임(330)이 형성될 수 있다. 이 때, 프레임(330)은 접착 테이프(미도시)로 커버층(100)에 접착될 수 있다. 도5b에서 프레임(330)은 기판(300)의 모든 테두리(예컨대, 4각형의 4면)에 형성된 것이 도시되나, 프레임(330)은 기판(300)의 테두리 중 적어도 일부(예컨대, 4각형의 3면)에만 형성될 수도 있다. 실시예에 따라, 프레임(330)은 기판(300)의 상부면에 기판(300)과 일체형으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 프레임(330)은 탄성이 없는 물질로 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 커버층(100)을 통하여 디스플레이 패널(200A)에 압력(또는 힘)이 인가되는 경우 커버층(100)과 함께 디스플레이 패널(200A)이 휘어질 수 있으므로 프레임(330)이 압력(또는 힘)에 따라 형체의 변형이 없더라도 터치 압력(또는 힘)의 크기를 검출할 수 있다.In this case, in order to maintain the
도16c는 본 발명의 실시예에 따른 스트레인 게이지를 포함하는 터치 입력 장치의 단면도이다. 도16c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스트레인 게이지(450)는 디스플레이 패널(200A) 하면에 형성될 수 있다.16C is a cross-sectional view of a touch input device including a strain gauge according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 16C, the
도16d는 도16c에 도시된 터치 입력 장치(1000)에 압력(또는 힘)이 인가된 경우의 단면도이다. 기판(300)의 상부면은 노이즈 차폐를 위해 그라운드(ground) 전위를 가질 수 있다. 객체(500)를 통해 커버층(100)의 표면에 압력(또는 힘)을 인가하는 경우 커버층(100) 및 디스플레이 패널(200A)은 휘어지거나 눌릴 수 있다. 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라, 디스플레이 패널(200A)에 형성된 스트레인 게이지(450)가 변형되고, 그에 따라 스트레인 게이지(450)의 저항값이 변할 수 있다. 이러한 저항값의 변화로부터 터치 압력(또는 힘)의 크기를 산출할 수 있다.FIG. 16D is a cross-sectional view when a pressure (or force) is applied to the
본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(1000)에서, 디스플레이 패널(200A)은 압력(또는 힘)을 인가하는 터치에 따라 휘어지거나 눌릴 수 있다. 디스플레이 패널(200A)은 터치에 따라 변형을 나타내도록 휘어지거나 눌릴 수 있다. 실시예에 따라 디스플레이 패널(200A)이 휘어지거나 눌릴 때 가장 큰 변형을 나타내는 위치는 상기 터치 위치와 일치하지 않을 수 있으나, 디스플레이 패널(200A)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐을 나타낼 수 있다. 예컨대, 터치 위치가 디스플레이 패널(200A)의 테두리 및 가장자리 등에 근접하는 경우 디스플레이 패널(200A)이 휘어지거나 눌리는 정도가 가장 큰 위치는 터치 위치와 다를 수 있으나, 디스플레이 패널(200A)은 적어도 상기 터치 위치에서 휘어짐 또는 눌림을 나타낼 수 있다.In the
도17a, 도17d 내지 도17f는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치에 사용되는 압력(또는 힘)을 감지할 수 있는 예시적인 압력(또는 힘) 센서의 평면도이다. 이 경우, 압력(또는 힘) 센서는 스트레인 게이지(strain gauge)일 수 있다. 스트레인 게이지는 스트레인 양에 비례하여 전기 저항이 달라지는 장치로, 일반적으로 금속 결합된 스트레인 게이지가 사용될 수 있다.17A, 17D, and 17F are plan views of exemplary pressure (or force) sensors capable of sensing pressure (or force) used in a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention can be applied. In this case, the pressure (or force) sensor may be a strain gauge. Strain gauges are devices in which the electrical resistance varies in proportion to the amount of strain. Generally, a metal bonded strain gauge may be used.
스트레인 게이지에 사용될 수 있는 재료로는, 투명 물질로, 전도성 고분자(PEDOT: polyethyleneioxythiophene), ITO(indium tin oxide), ATO(Antimony tin oxide), 탄소나노튜브(CNT: carbon nanotubes), 그래핀(graphene), 산화갈륨아연(gallium zinc oxide), 인듐갈륨아연산화물(IGZO: indium gallium zinc oxide), 산화주석(SnO2), 산화인듐(In2O3), 산화아연(ZnO), 산화갈륨(Ga2O3), and 산화카드뮴(CdO), 기타 도핑된 금속 산화물, 압전 저항 소자(piezoresistive element), 압전 저항 반도체 물질(piezoresistive semiconductor materials), 압전 저항 금속 물질(piezoresistive metal material), 은 나노 와이어(silver nanowire), 백금 나노 와이어(platinum nanowire), 니켈 나노 와이어(nickel nanowire), 기타 금속 나노 와이어(metallic nanowires) 등이 사용될 수 있다. 불투명 물질로는, 은잉크(silver ink), 구리(copper), 은나노(nano silver), 탄소 나노튜브(CNT: carbon nanotube), 콘스탄탄 합금(Constantan alloy), 카르마 합금(Karma alloys), 도핑된 다결정질 실리콘(polycrystalline silicon), 도핑된 비결정질 실리콘(amorphous silicon), 도핑된 단결정 실리콘(single crystal silicon), 도핑된 기타 반도체 물질(semiconductor material) 등이 사용될 수 있다.Materials that can be used for strain gauges are transparent materials, conductive polymers (PEDOT: polyethyleneioxythiophene), ITO (indium tin oxide), ATO (antimony tin oxide), carbon nanotubes (CNT), and graphene ), Gallium zinc oxide, indium gallium zinc oxide (IGZO), tin oxide (SnO2), indium oxide (In2O3), zinc oxide (ZnO), gallium oxide (Ga2O3), and oxidation Cadmium (CdO), other doped metal oxides, piezoresistive elements, piezoresistive semiconductor materials, piezoresistive metal materials, silver nanowires, platinum nanowires (platinum nanowire), nickel nanowire, other metallic nanowires, and the like may be used. Opaque materials include silver ink, copper, nano silver, carbon nanotubes, constantan alloys, karma alloys, doped Polycrystalline silicon, doped amorphous silicon, doped single crystal silicon, doped other semiconductor materials, and the like can be used.
도17a에 도시된 바와 같이, 금속 스트레인 게이지는 격자형 방식으로 정렬된 금속 호일로 구성될 수 있다. 격자형 방식은 평행 방향으로 변형되기 쉬운 금속 와이어 또는 호일의 변형량을 극대화시킬 수 있다. 이 때, 도17a에 도시된 스트레인 게이지(450)의 수직방향 격자 단면은 전단 변형률(shear strain)과 포아송 변형률(Poisson Strain)의 효과를 감소시키기 위해 최소화될 수 있다.As shown in Fig. 17A, the metal strain gauge may be composed of metal foils arranged in a lattice manner. The lattice approach can maximize the amount of deformation of the metal wire or foil that is susceptible to deformation in the parallel direction. At this time, the vertical lattice cross section of the
도17a의 예에서, 스트레인 게이지(450)는 휴지(at rest) 상태에 있는 동안, 즉, 스트레인되지 않거나 다르게 변형되지 않은 동안 접촉하지는 않지만 서로 가까이 배치된 트레이스(traces)(451)을 포함할 수 있다. 스트레인 게이지는 스트레인 또는 힘의 부재시 1.8KΩ ±0.1%와 같은 공칭 저항(nominal resistance)을 가질 수 있다. 스트레인 게이지의 기본 파라미터로 변형률에 대한 민감도가 게이지 계수(GF)로 표현될 수 있다. 이 때, 게이지 계수는 길이의 변화(변형률)에 대한 전기 저항 변화의 비율로 정의될 수 있고, 다음과 같이 스트레인ε의 함수로서 표현할 수 있다.In the example of FIG. 17A,
여기서 △R은 스트레인 게이지 저항의 변화량이고, R은 비변형(undeformed) 스트레인 게이지의 저항이고, GF는 게이지 계수이다.ΔR is the amount of change in the strain gauge resistance, R is the resistance of the undeformed strain gauge, and GF is the gauge coefficient.
이 때, 저항의 작은 변화를 측정하기 위해, 스트레인 게이지는 대부분의 경우 전압 구동 소스가 있는 브리지 설정에서 사용된다. At this point, in order to measure small changes in resistance, strain gauges are used in most cases in bridge configurations with voltage driven sources.
도17b 및 도17c는 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 적용될 수 있는 예시적인 스트레인 게이지를 도시한다. 도17b의 예에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지는 네 개의 다른 저항(R1, R2, R3, R4로 도시됨)을 갖는 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)(3000)에 포함되어, 가해진 힘을 나타내는 (다른 저항기들에 대한) 게이지의 저항 변화를 감지할 수 있다. 브리지(3000)는 힘 센서 인터페이스(미도시)에 결합되어, 터치 제어기(미도시)로부터 구동 신호(전압 VEX)를 수신하여 스트레인 게이지를 구동하고, 처리를 위해 가해진 힘을 나타내는 감지 신호(전압 VO)를 터치 제어기로 송신할 수 있다. 이 때, 브리지(3000)의 출력 전압(VO)은 다음과 같이 표현할 수 있다.17B and 17C show exemplary strain gauges that may be applied to a touch input device in accordance with the present invention. As shown in the example of FIG. 17B, a strain gauge is included in a
상기 등식에서 R1/R2 = R4/R3인 경우, 출력 전압(VO)은 0이 된다. 이 조건하에서 브리지(3000)는 균형을 이룬 상태이다. 이 때, 브리지(3000)에 포함된 저항 중 어느 하나의 저항값이 변경되면 0이 아닌 출력 전압(VO)이 출력된다.In the above equation, when R1 / R2 = R4 / R3, the output voltage VO becomes zero. Under this condition, the
이 때, 도17c에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지(450)가 RG이고, RG가 변화하는 경우, 스트레인 게이지(450) 저항의 변화는 브리지에 불균형을 가져오며 0이 아닌 출력 전압(VO)을 생성한다. 스트레인 게이지(450)의 공칭 저항이 RG일 때, 변형으로 유도된 저항의 변화 △R은 상기 게이지 계수 등식을 통해 ΔR = RG×GF×ε로 표현할 수 있다. 이 때, R1 = R2이고 R3 = RG라고 가정할 때 상기 브리지 등식을 VO/VEX 의 스트레인ε에 대한 함수로 다시 쓰면, 다음과 같다. At this time, as shown in Fig. 17C, when the
비록 도17c의 브리지가 단지 하나의 스트레인 게이지(450)만 포함하지만, 도17b의 브리지에 포함된 R1, R2, R3, R4로 도시된 위치에 네 개의 스트레인 게이지까지 사용될 수 있고, 이 경우 게이지들의 저항 변화는 가해진 힘을 감지하는데 사용될 수 있음이 이해될 것이다.Although the bridge of FIG. 17C includes only one
도17c 및 도17d에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지(450)가 형성된 디스플레이 패널(200A)에 힘이 가해지면, 디스플레이 패널(200A)은 휘어지고, 디스플레이 패널(200A)이 휘어짐에 따라 트레이스(451)가 늘어나고, 트레이스(451)가 더 길고 더 좁아지게 되어 스트레인 게이지(450)의 저항이 증가하게 된다. 가해지는 힘이 증가함에 따라, 스트레인 게이지(450)의 저항은 그에 대응하여 증가할 수 있다. 따라서, 압력 센서 제어기(1300)가 스트레인 게이지(450)의 저항값의 상승을 검출하면, 그 상승은 디스플레이 패널(200A)에 가해진 힘으로 해석될 수 있다.As shown in FIGS. 17C and 17D, when a force is applied to the
또 다른 실시예에서, 브리지(3000)는 압력 센서 제어기(1300)와 통합될 수 있고, 이 경우 저항(R1, R2, R3) 중 적어도 하나 이상은 압력 센서 제어기(1300) 내의 저항으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 저항(R2, R3)은 압력 센서 제어기(1300) 내의 저항들로 대체되고, 스트레인 게이지(450) 및 저항(R1)으로 브리지(3000)를 형성할 수 있다. 이로써 브리지(3000)가 차지하는 공간이 줄어들 수 있다.In another embodiment, the
도17a에 도시된 스트레인 게이지(450)는 트레이스(451)이 수평방향으로 정렬되어 있으므로, 수평방향의 변형에 대하여 트레이스(451)의 길이 변화가 크므로 수평방향의 변형에 대한 감도는 높으나, 수직방향의 변형에 대하여는 트레이스(451)의 길이 변화가 상대적으로 작으므로, 수직방향의 변형에 대한 감도는 낮다. 도6d에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지(450)가 복수의 세부 영역을 포함하고, 각각의 세부영역에 포함된 트레이스(451)의 정렬 방향을 다르게 구성할 수 있다. 이렇게 정렬 방향이 다른 트레이스(451)들을 포함하는 스트레인 게이지(450)를 구성함으로써, 변형 방향에 대한 스트레인 게이지(450)의 감도 차이를 줄일 수 있다.In the
본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)는 디스플레이 패널(200A) 하부에 도17a 및 도17d에 도시된 바와 같이 하나의 스트레인 게이지(450)를 형성하여 단일 채널로 구성된 힘 센서를 구비할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 터치 입력 장치(1000)는 디스플레이 패널(200A) 하부에 도17e에 도시된 바와 같이 복수의 스트레인 게이지(450)를 형성하여 복수 채널로 구성된 힘 센서를 구비할 수도 있다. 이러한 복수 채널로 구성된 힘 센서를 이용하여 복수의 터치에 대한 복수의 힘 각각의 크기를 동시에 센싱할 수도 있다.The
온도 증가는 가해진 힘이 없어도 디스플레이 패널(200A)을 팽창시키고, 그 결과 디스플레이 패널(200A)에 형성된 스트레인 게이지(450)가 늘어날 수 있기 때문에, 온도 변화는 스트레인 게이지(450)에 악영향을 미칠 수 있다. 그 결과, 스트레인 게이지(450)의 저항이 증가하고 스트레인 게이지(450)에 가해진 힘으로 잘못 해석될 수 있다.The temperature change may adversely affect the
온도 변화를 보상하기 위해, 도17c에 도시된 브리지(3000)의 저항(R1, R2, R3) 중 적어도 하나 이상이 서미스터(thermistor)로 대체될 수 있다. 서미스터의 온도에 의한 저항 변화는 스트레인 게이지(450)가 형성된 디스플레이 패널(200A)의 열 팽창으로 인한 스트레인 게이지(450)의 온도에 의한 저항 변화에 대응할 수 있고, 그럼으로써 온도에 의한 출력 전압(VO)의 변화를 줄여줄 수 있다.To compensate for the temperature change, at least one or more of the resistors R1, R2, R3 of the
또한, 두 개의 게이지를 사용하여 온도 변화의 영향을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 도17f에 도시된 바와 같이, 수평방향으로의 변형이 일어날 때, 스트레인 게이지(450)의 트레이스(451)는 변형 방향과 평행한 수평방향으로 정렬될 수 있고, 더미 게이지(460)의 트레이스(461)는 변형 방향과 직교하는 수직방향으로 정렬될 수 있다. 이 때, 변형은 스트레인 게이지(450)에 영향을 미치고 더미 게이지(460)에는 영향을 거의 미치지 않으나, 온도는 스트레인 게이지(450) 및 더미 게이지(460) 모두에 같은 영향을 미친다. 따라서, 온도 변화가 두 게이지에 동일하게 적용되므로, 두 게이지의 공칭 저항 RG의 비율은 변하지 않는다. 이 때, 이러한 두 게이지가 휘트스톤 브리지의 출력 노드를 공유하는 경우, 즉, 두 게이지가 도6b의 R1과 R2인 경우, 혹은 R3와 R4인 경우, 브리지(3000)의 출력 전압(VO) 또한 변하지 않으므로, 온도 변화의 영향을 최소화할 수 있다.In addition, two gauges can be used to minimize the effects of temperature variations. For example, as shown in FIG. 17F, when deformation in the horizontal direction occurs, the
도17g 내지 도17i는 본 발명의 터치 압력 감도 보정 방법이 적용될 수 있는 터치 입력 장치의 힘 센서가 형성된 디스플레이 패널의 배면도이다.17G to 17I are rear views of a display panel in which a force sensor of a touch input device to which the touch pressure sensitivity correction method of the present invention is applied is formed.
스트레인 게이지(450)의 트레이스(451)는 변형 방향과 평행한 방향으로 정렬되는 것이 바람직하므로, 도17g에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)의 가장자리 영역에서는 디스플레이 패널(200A)의 테두리와 수직한 방향으로 스트레인 게이지(450)의 트레이스(451)가 정렬되도록 배치할 수 있다. 더욱 구체적으로는 디스플레이 패널(200A)의 가장자리는 고정되어 있으므로, 디스플레이 패널(200A)에 힘이 인가될 때, 디스플레이 패널(200A)의 중심과 힘이 인가되는 위치를 잇는 직선과 평행한 방향으로의 변형이 가장 클 수 있다. 따라서, 스트레인 게이지(450)가 배치되는 위치와 디스플레이 패널(200A)의 중심을 잇는 직선과 평행한 방향으로 스트레인 게이지(450)의 트레이스(451)가 정렬되도록 배치하는 것이 바람직하다.Since the
반면, 더미 게이지(460)의 트레이스(461)는 변형 방향과 수직한 방향으로 정렬되는 것이 바람직하므로, 도17g에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)의 가장자리 영역에서는 디스플레이 패널(200A)의 테두리와 평행한 방향으로 더미 게이지(460)의 트레이스(461)가 정렬되도록 배치할 수 있다. 더욱 구체적으로는 디스플레이 패널(200A)의 가장자리는 고정되어 있으므로, 디스플레이 패널(200A)에 힘이 인가될 때, 디스플레이 패널(200A)의 중심과 힘이 인가되는 위치를 잇는 직선과 수직한 방향으로의 변형이 가장 작을 수 있다. 따라서, 더미 게이지(460)가 배치되는 위치와 디스플레이 패널(200A)의 중심을 잇는 직선과 수직한 방향으로 더미 게이지(460)의 트레이스(461)가 정렬되도록 배치하는 것이 바람직하다.On the other hand, since the
이 때, 도17g에 도시된 바와 같이, 스트레인 게이지(450)와 더미 게이지(460)가 한 쌍을 이루어서 서로 인접한 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 서로 인접한 위치간의 온도 차이는 크지 않을 수 있으므로, 더욱 온도 변화의 영향을 최소화 할 수 있다.In this case, as shown in FIG. 17G, the
또한, 예를 들어, 도17h에 도시된 바와 같이, 디스플레이 패널(200A)의 테두리를 따라, 디스플레이 패널(200A)의 테두리와 평행한 방향으로 정렬된 트레이스(461)를 갖는 복수의 더미 게이지(460)를 배치할 수도 있다. 이 경우, 디스플레이 패널(200A)의 가장자리 영역은 힘에 의한 변형량이 매우 작으므로, 디스플레이 패널(200A)의 가장자리 영역에 배치된 더미 게이지(460)는 온도 변화 영향을 보상하는 데에 더욱 효과적일 수 있다. 또한, 예를 들어, 도17i에 도시된 바와 같이, 더미 게이지(460)가 변형량이 가장 작은 디스플레이 패널(200A)의 네 코너영역에 배치될 수 있고, 더미 게이지(460)의 트레이스가 변형량이 가장 큰 방향과 수직한 방향으로 정렬되도록 배치될 수 있다.Also, for example, as shown in FIG. 17H, a plurality of dummy gauges 460 having
도 1a 내지 도 17i와 관련한 상기 설명에서는, 터치 위치 및 터치 압력 검출 원리를 설명하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 압력 감도 보정 방법이 적용되는 터치 입력 장치(1000)의 구성을 특정하여 설명하였지만, 본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법은, 터치 압력이 가능한 터치 입력 장치라면, 도 1a 내지 도 17i와 다른 구조를 갖는 터치 입력 장치에도 적용 가능하다. In the above description with reference to FIGS. 1A through 17I, in order to explain the touch position and the touch pressure detection principle, the configuration of the
위에서 설명한 바와 같이, 터치 입력 장치(1000)에서의 압력 검출은 커버층(100)에 소정의 압력이 인가됨에 따른 휘어짐에 의한 압력 센서 간의 거리 변화와 이들 사이의 정전용량 변화에 기초하여 또는 압력 센서의 물리적 변화에 따른 전기적 특성 변화에 기초하여 이루어질 수 있다. 다만, 커버층(100)의 휘어지는 정도는 모든 위치에서 동일할 수 없다. 특히, 커버층(100)의 테두리 부분은, 케이스에 고정되는 부분으로, 같은 압력을 인가하더라도 커버층(100)의 중앙 부위에 비해 덜 휘어지는 특징이 있다.As described above, the pressure detection in the
도 18a는 커버층(100)의 각 위치에 동일한 압력을 인가했을 때 감지되는 정전용량 변화량을 도식화한 그래프이다. 도 18a의 그래프에서, x축 및 y축은 각각 가로축 위치 및 세로축 위치를 나타내고, z축은 감지된 정전용량 변화량을 나타낸다. 도 18a의 그래프에서 알 수 있듯이, 같은 압력을 인가했을 때, 정전용량 변화량은 위치에 따라 차이가 있고, 커버층(100)의 중앙부의 정전용량 변화량이 크고, 테두리 부분으로 갈수록 정전용량 변화량이 감소한다. 이는, 커버층(100)의 테두리가 중앙부에 비해 낮은 감도를 가짐을 의미하며, 터치 입력 장치(1000)의 제조공정 및 구조상 피할 수 없는 문제점이다. 이상적으로는, 도 18b와 같이 커버층(100)의 모든 영역에서 동일한 감도를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은 터치 압력 감도 보정을 통해, 커버층(100)의 모든 위치에서 감지되는 정전용량 변화량이 도 18b와 같이 균일하게 이루어질 수 있는 터치 압력 감도 보정 방법을 제공한다.18A is a graph illustrating the amount of change in capacitance detected when the same pressure is applied to each position of the
도 19는 본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법을 나타내는 흐름도이다. 19 is a flowchart illustrating a touch pressure sensitivity correction method according to the present invention.
먼저, 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)에 기준패턴을 설정한다(S1910). 기준패턴은 하나 또는 복수의 패턴들을 포함한다. 기준패턴은 다양한 구조를 가질 수 있다. 도 20a 내지 도 20e를 참조하여 설명한다.First, a reference pattern is set on the
도 20a에 도시된 바와 같이, 기준패턴은 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면을 기준으로 커버층(100)의 표면에 그려지는 가상의 가로 패턴을 복수로 포함할 수 있다.As shown in FIG. 20A, the reference pattern may include a plurality of virtual horizontal patterns drawn on the surface of the
도 20b에 도시된 바와 같이, 기준패턴은 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면을 기준으로 커버층(100)의 표면에 그려지는 가상의 세로 패턴을 복수로 포함할 수 있다.As shown in FIG. 20B, the reference pattern may include a plurality of virtual vertical patterns drawn on the surface of the
도 20c 내지 도 20d에 도시된 바와 같이, 기준패턴은 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면 상에 그려지는 가상의 하나의 지그재그 패턴일 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 지그재그 패턴은, 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면을 기준으로 사선 방향으로의 지그재그 패턴도 포함한다.20C to 20D, the reference pattern may be one virtual zigzag pattern drawn on the surface of the
도 20e에 도시된 바와 같이, 기준패턴은 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면의 바깥족에서 중심부로 향하는 하나의 나선 패턴일 수 있다. 도면에 도시되지 않았지만, 나선 패턴은 중심부에서 바깥쪽으로 향하는 것일 수도 있다.As shown in FIG. 20E, the reference pattern may be a spiral pattern that faces from the outer side of the surface of the
여기서, 기준패턴은, 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)에 미리 정의된 복수의 기준점을 지나도록 설정될 수 있다. 즉, 도 21에 도시된 바와 같이, 도 20a 내지 도 20e에 도시된 기준패턴은, 복수의 기준점(Ref point)을 지나도록 설정된 것일 수 있다.Here, the reference pattern may be set to pass through a plurality of reference points predefined in the
다시, 도 19를 참조하면, 기준패턴이 설정(S1910)되면, 터치 입력 장치가 기준데이터를 생성한다(S1920). S1920을 도 22를 참조하여 구체적으로 설명한다.Referring back to FIG. 19, when the reference pattern is set (S1910), the touch input device generates reference data (S1920). S1920 will be described in detail with reference to FIG. 22.
도 22를 참조하면, 터치 입력 장치(1000)는 커버층(100)의 표면으로 미리 설정된 기준패턴을 따라 입력되는 일정하고 연속적인 압력에 의한 정전용량 변화량(또는 전기적 특성)을 감지하고, 감지된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값(또는 전기적 특성값의 변화량)에 대응하는 기준 데이터를 생성한다. Referring to FIG. 22, the
예를 들어, 기준패턴으로 소정의 압력이 인가되면, 터치 입력 장치(1000)는 인가된 압력에 대한 정전용량 변화량을 검출한다. 정전용량 변화량의 검출은 위에서 설명한 바와 같기 때문에, 여기서는 설명을 생략하기로 한다.For example, when a predetermined pressure is applied as the reference pattern, the
기준패턴을 따라 검출된 정전용량 변화량은 기준 데이터를 생성하는 데 이용된다. 예를 들어, 기준패턴과 오버랩되는 복수의 기준점 각각에 대한 정전용량 변화량이 기준 데이터에 기록된다. 기준 데이터는 각 기준점의 위치와 정전용량 변화량을 포함한다. The amount of capacitance change detected along the reference pattern is used to generate the reference data. For example, the capacitance change amount for each of the plurality of reference points overlapping the reference pattern is recorded in the reference data. The reference data includes the position of each reference point and the amount of change in capacitance.
여기서, 커버층(100)의 표면으로 미리 설정된 기준패턴을 따라 입력되는 일정하고 연속적인 압력은 프로브(2200)의 이동에 의해서 가해진다. 프로브(2200)는 기 설정된 일정한 힘으로 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면을 누름과 동시에 기 설정된 속도로 도 19에서 설정된 기준패턴에 따라 이동한다.Here, the constant and continuous pressure input along the preset reference pattern to the surface of the
본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법에 있어서, 도 19 내지 도 22에 도시된 기준패턴이 설정되는 단계(S1910)와 기준데이터를 생성하는 단계(S1920)에 의하면, 터치 입력 장치(1000)가 기준데이터를 생성하는 시간을 상당히 줄일 수 있다. In the touch pressure sensitivity correction method according to the present invention, according to the step (S1910) of setting the reference pattern shown in Figures 19 to 22 and the step of generating the reference data (S1920), the
종래에는, 터치 입력 장치(1000)의 터치 압력 감도 보정을 위해 기준데이터를 생성하기 위해서, 도 22에 도시된 바와 같은 프로브(2200)가, 도 21에 도시된 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 매 기준점(ref point)을 일정 압력으로 소정 시간동안 가한 후 커버층(100)의 표면으로부터 분리되는 방식이었다. 이러한 방식은, 프로브(2200)가 모든 기준점을 누르고 분리된 후 이동하는 방식이므로, 터치 입력 장치(1000)가 기준데이터를 생성하는 시간이 적지 않게 소요되었다. Conventionally, in order to generate reference data for correcting the touch pressure sensitivity of the
하지만, 도 19 내지 도 22에 도시된 기준패턴이 설정되는 단계(S1910)와 기준데이터를 생성하는 단계(S1920)에 의하면, 프로브(2200)가 터치 입력 장치(1000)의 커버층(100)의 표면을 일정한 압력으로 누른 상태에서 일정 속도로 기 설정된 기준패턴을 따라 이동하는 방식이므로, 터치 입력 장치(1000)가 기준데이터를 생성하는 시간이, 종래의 방식보다 현저히 단축되는 이점이 있다. 이론상 최대 10분의 1로 시간을 단축할 수도 있다. 따라서, 이러한 방법을 사용하게 되면, 본 발명의 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법에 있어서 전체적인 감도 보정 시간도 획기적이고 현저히 줄일 수 있다.However, according to step S1910 of setting the reference pattern shown in FIGS. 19 to 22 and generating reference data (S1920), the
다시, 도 19를 참조하면, 본 발명의 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법은 보간 데이터를 생성하는 단계(S1930), 보정계수를 산출하는 단계(S1940), 및 감도를 보정하는 단계(S1950)를 포함할 수 있다. 이하 구체적으로 설명한다.Referring back to FIG. 19, in the touch pressure sensitivity correction method of the touch input device of the present invention, generating interpolation data (S1930), calculating a correction coefficient (S1940), and correcting sensitivity (S1950). It may include. It demonstrates concretely below.
S1920에 의해서 기준 데이터가 생성되면, 커버층(100)에서 기준패턴과 오버랩되지 않는 임의의 점에 대한 보간 데이터를 생성한다(S1930). When the reference data is generated by S1920, the
보간 데이터는, 생성된 기준 데이터의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을 이용하여 보간법에 의해 산출할 수 있다. 따라서, 생성된 기준 데이터와 산출된 보간 데이터는, 커버층(100)의 표면의 전체 위치에 대한 정전용량 변화량에 대한 정보를 가질 수 있다. The interpolation data can be calculated by interpolation using the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of the generated reference data. Therefore, the generated reference data and the calculated interpolation data may have information on the amount of change in capacitance with respect to the entire position of the surface of the
기준 데이터는 설정된 기준패턴에 압력을 직접 인가하고, 인가된 압력에 대한 정전용량 변화량을 직접 검출하여 생성되지만, 보간 데이터는 설정된 기준패턴에서 검출된 정전용량 변화량에 기초하여 산출된다.The reference data is generated by directly applying pressure to the set reference pattern and directly detecting the amount of change in capacitance with respect to the applied pressure, but the interpolation data is calculated based on the amount of change in capacitance detected in the set reference pattern.
이때, 보간 데이터는 기준패턴과 오버랩된 복수의 기준점과의 이격 거리와, S1920 단계에서 생성된 기준 데이터에 기초하여, 임의의 점에 대한 정전용량 변화량에 대응하는 보간 데이터를 산출한다. 이하에서는, 보간 데이터 생성 단계(S1930)의 다양한 실시예를 설명하기로 한다.In this case, the interpolation data calculates interpolation data corresponding to an amount of change in capacitance for an arbitrary point, based on the distance between the reference pattern and the plurality of reference points overlapped with each other and the reference data generated in operation S1920. Hereinafter, various embodiments of the interpolation data generation step S1930 will be described.
먼저, 본 발명에 따른 터치 압력 보정 방법은 선형 보간법에 의하여 보간 데이터를 생성할 수 있다. 선형 보간법으로는 1차원 선형 보간법(linear interpolation)과 2차원 선형 보간법(bilinear interpolation)을 이용할 수 있다.First, the touch pressure correction method according to the present invention may generate interpolation data by linear interpolation. As linear interpolation, one-dimensional linear interpolation and two-dimensional linear interpolation may be used.
1차원 선형 보간법은 기준패턴과 오버랩된 2개의 기준점 사이의 임의의 점에 대한 정전용량 변화량을 추정(estimation)할 때, 2개의 기준점과의 직선거리에 따라 임의의 점에 대한 정전용량 변화량을 선형적으로 결정하는 방법이다. One-dimensional linear interpolation linearizes the capacitance change for any point according to the linear distance to the two reference points when estimating the capacitance change for any point between the reference pattern and the two overlapping reference points. This is how you decide.
2차원 선형 보간법은 기준패턴과 오버랩된 직사각형의 4개의 기준점의 정전용량 변화량을 알고 있을 때, 사각형의 변과 그 내부의 임의의 점의 정전용량 변화량을 추정하는 방법이다. The two-dimensional linear interpolation method is a method of estimating the amount of change in capacitance at the sides of a rectangle and an arbitrary point inside the rectangle when the amount of change in capacitance at four reference points of the rectangle overlapping the reference pattern is known.
도 23은 본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법의 보간 데이터를 생성하는 일 실시예로서, 선형 보간법을 설명하기 위한 도면이다. 도 23에서 Q12, Q22, Q11, Q21은 복수의 기준점 중 사각형의 꼭지점 상에 놓인 4개의 기준점에 해당한다. 그리고, 임의의 점인 R2, P, R1이 표시되어 있다. FIG. 23 is a diagram for describing linear interpolation as an embodiment of generating interpolation data of a touch pressure sensitivity correction method according to the present invention. In FIG. 23, Q12, Q22, Q11, and Q21 correspond to four reference points placed on the vertex of the rectangle among the plurality of reference points. And arbitrary points R2, P, and R1 are shown.
먼저, 임의의 점 R2와 R1의 정전용량 변화량은 1차원 선형 보간법에 의해서 산출될 수 있다. R2(x,y1)와 R1(x,y2)의 값은 아래 수학식1에 의해서 정의될 수 있다. First, the capacitance change amounts of arbitrary points R2 and R1 can be calculated by one-dimensional linear interpolation. The values of R2 (x, y1) and R1 (x, y2) may be defined by
(수학식1)(Equation 1)
여기서, x,y는 좌표값을 나타내며, f(Qx)는 기준점 Qx에서 검출된 정전용량 변화량의 값을 나타낸다.Here, x and y represent coordinate values, and f (Qx) represents the value of the capacitance change amount detected at the reference point Qx.
한편, 임의의 점 P에 대해 다시 선형 보간법을 적용하면, 임의의 점 P(x,y)의 값은 아래의 수학식2에 의해 정의될 수 있다.On the other hand, if linear interpolation is again applied to any point P, the value of any point P (x, y) may be defined by
(수학식2)(Equation 2)
여기서, x 및 y는 각 축에 대한 좌표값을 나타내며, f(Qx)는 기준점 Qx에서 검출된 정전용량 변화량의 값을 나타낸다.Here, x and y represent coordinate values for each axis, and f (Qx) represents the value of the capacitance change amount detected at the reference point Qx.
즉, 기준점과의 이격 거리와 기준 데이터의 값이 정의되면, 수학식2에 의해서, 기준점 사이에 존재하는 임의의 점에 대한 정전용량 변화량을 산출할 수 있고, 소정 개수의 임의의 점에 대한 정전용량 변화량을 위의 공식으로부터 산출함으로써, 보간 데이터가 생성될 수 있다.That is, when the distance from the reference point and the value of the reference data are defined, the amount of change in capacitance for any point existing between the reference points can be calculated by
또한, 본 발명에 따른 터치 압력 보정 방법은 바이큐빅 보간법(bicubic interpolation)에 의하여 보간 데이터를 생성할 수 있다. 도 24는 본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법의 보간 데이터를 생성하는 일 실시예로서, 바이큐빅 보간법을 설명하기 위한 도면이다. In addition, the touch pressure correction method according to the present invention may generate interpolation data by bicubic interpolation. FIG. 24 is a diagram for describing bicubic interpolation as an embodiment of generating interpolation data of a touch pressure sensitivity correction method according to the present invention.
선형 보간법과 달리, 도 24의 그래프는 3차 함수 그래프를 가지며, 일반식으로 나타내면 아래 수학식3과 같다.Unlike the linear interpolation method, the graph of FIG. 24 has a cubic function graph, which is represented by
(수학식3)(Equation 3)
위의 식에서, 각 계수(a,b,c,d)를 구하기 위해 P0,P1,P2,P3의 좌표와 값을 대입하면, 아래 수학식4와 같다.In the above equation, substituting coordinates and values of P0, P1, P2, and P3 to obtain each coefficient (a, b, c, d) is given by
(수학식4)(Equation 4)
수학식4를 수학식3에 대입하면, 각 계수의 값이 아래와 같이 산출된다.Substituting
산출된 각 계수를 수학식3에 대입하면, x좌표에 관한 아래의 수학식6이 도출된다. Substituting the calculated coefficients into equation (3) yields the following equation (6) for the x-coordinate.
(수학식6)(Equation 6)
그리고, 상기 수학식6에 기초하여, 임의의 점(x,y)에서의 정전용량 변화량을 구하는 공식을 아래 수학식7과 같이 일반화할 수 있다.Based on
(수학식7)(Equation 7)
위와 같이, 기준점과의 이격 거리와 기준 데이터의 값이 정의되면, 수학식7에 의해서, 기준점 사이에 존재하는 임의의 점에 대한 정전용량 변화량을 산출할 수 있고, 소정 개수의 임의의 점에 대한 정전용량 변화량을 위의 공식으로부터 산출함으로써, 보간 데이터가 생성될 수 있다.As described above, when the distance from the reference point and the value of the reference data are defined, the amount of capacitance change for any point existing between the reference points can be calculated by
한편, 본 발명에 따른 터치 압력 보정 방법은 프로파일 기반 추정(profile based estimation)에 의하여 보간 데이터를 생성할 수 있다.Meanwhile, the touch pressure correction method according to the present invention may generate interpolation data by profile based estimation.
먼저, 도 25의 좌측 도면과 같이, 2개 이상의 정전용량 변화량에 대한 프로파일을 생성한다. 도 25의 그래프에서, 하부면의 x축과 y축은 터치 입력 장치의 커버층의 표면의 각 축을 의미하며, z축은 소정 개수의 좌표에 대하여 동일한 압력을 인가하여 검출된 정전용량 변화량을 의미한다. 복수의 터치 입력 장치에 대해 생성된 프로파일은 실제 데이터에 보다 근접한 보간 데이터를 생성하는 데 이용될 수 있다.First, as shown in the left figure of FIG. 25, a profile for two or more capacitance change amounts is generated. In the graph of FIG. 25, the x-axis and the y-axis of the lower surface mean each axis of the surface of the cover layer of the touch input device, and the z-axis indicates the amount of capacitance change detected by applying the same pressure to a predetermined number of coordinates. Profiles generated for the plurality of touch input devices may be used to generate interpolation data that is closer to actual data.
도 25에서는 정전용량 변화량에 대한 4개의 프로파일, 즉, 4개의 터치 입력 장치로부터 획득된 프로파일을 예시했지만, 이보다 많거나 적은 수의 프로파일이 이용될 수 있다. 도 25에 도시된 바와 같이, 복수의 프로파일에 기초하여, 그 평균값을 산출하여, 우측에 도시된 베이스 프로파일을 생성할 수 있다. In FIG. 25, four profiles of capacitance variation, that is, profiles obtained from four touch input devices are illustrated, but more or fewer profiles may be used. As shown in FIG. 25, the average value may be calculated based on the plurality of profiles to generate the base profile shown on the right.
베이스 프로파일 생성과 관련하여, 이용 가능한 프로파일 추출 방식으로, 곡률 검출(curvature detection), 윤곽선 검출(edge detection) 알고리즘 등의 로우레벨 특성추출(low level feature extraction) 방식, 탬플릿 매칭(template matching), 허프 변환(Hough transform) 알고리즘 등의 형상 매칭(shape matching) 방식, 가변형 템플릿(deformable templates), 스네이크(Snakes) 알고리즘 등의 플렉서블 형상 추출(flexible shape extraction) 방식 등이 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고, 이와 다른 다양한 프로파일 추출 방법을 이용할 수 있다.Regarding the base profile generation, available profile extraction methods include low level feature extraction methods such as curvature detection and edge detection algorithms, template matching, and huff. Shape matching such as a Hough transform algorithm, deformable templates, and flexible shape extraction such as a Snake algorithm. However, this is merely an example, and various other profile extraction methods may be used.
베이스 프로파일이 생성되면, 기준 데이터와 베이스 프로파일의 데이터의 편차를 산출하여 델타 데이터를 생성한다. 도 26를 참조하면, 기준점a, 기준점b, 기준점c 및 기준점d의 정전용량 변화량과, 기준점a, 기준점b, 기준점c 및 기준점d의 좌표에 대응하는 베이스 프로파일의 정전용량 변화량 값을 비교하여, 그 편차값(Δa,Δb,Δc,Δd)을 산출한다. When the base profile is generated, delta data is generated by calculating a deviation between the reference data and the data of the base profile. Referring to FIG. 26, by comparing the capacitance change amounts of the reference points a, the reference points b, the reference points c and the reference points d, and the capacitance change values of the base profile corresponding to the coordinates of the reference points a, the reference points b, the reference points c and the reference points d, The deviation values Δa, Δb, Δc, Δd are calculated.
이후, 보간 데이터를 생성하기 위해, 임의의 점인 x,y,z의 좌표값(혹은 기준점과의 이격 거리)과 상기 기준점에 대해 생성된 편차값에 기초하여, 위에서 설명한 선형 보간법 또는 바이큐빅 보간법을 이요하여, x,y,z의 편차값을 산출할 수 있다. Then, to generate interpolation data, the linear interpolation or bicubic interpolation described above is performed based on the coordinate values (or distances from the reference point) of the arbitrary points x, y, and z and the deviation values generated for the reference points. In this way, deviation values of x, y, and z can be calculated.
모든 임의의 점에 대해서 편차값을 산출하면, 델타 데이터가 생성될 수 있다. 이후, 기준패턴과 오버랩된 복수의 기준점과의 이격 거리 및 상기 델타 데이터에 기초하여, 상기 임의의 점에 대한 정전용량 변화량을 산출함으로써 보간 데이터가 생성될 수 있다. 즉, 기준패턴과 오버랩된 복수의 기준점의 좌표 및 델타 데이터에 기초한 함수를 산출하고, 그 함수에 임의의 점의 좌표를 대입하여 정전용량 변화량을 산출하여, 보간 데이터를 생성하게 된다.Computing the deviation value for all arbitrary points can result in delta data being generated. Subsequently, interpolation data may be generated by calculating an amount of change in capacitance for the arbitrary point based on the distance between the plurality of reference points overlapping the reference pattern and the delta data. That is, a function is calculated based on the coordinates and delta data of a plurality of reference points overlapping the reference pattern, and the amount of capacitance change is calculated by substituting the coordinates of an arbitrary point into the function to generate interpolation data.
도 27은 각 방식에 의해 생성된 보간 데이터를 실제 데이터와 비교한 그래프이다. 도 27에서 점 a,b,c는 기준패턴과 오버랩된 복수의 기준점을 나타내며, 점 x,y,z,k는 임의의 점으로써, 위에서 설명한 각 방식에 의해 정전용량 변화량 값이 산출된다.27 is a graph comparing interpolation data generated by each method with actual data. In FIG. 27, points a, b, and c represent a plurality of reference points overlapping with the reference pattern, and points x, y, z, and k are arbitrary points, and the capacitance change amount values are calculated by the above-described methods.
점 a,b,c를 잇는 실선은 실제 데이터를 나타내며, 임의의 점들(x,y,z,k)과 기준점(a,b,c)를 잇는 점선은 선형 보간법에 의해 생성된 보간 데이터에 기초한 그래프이고, 임의의 점들(x,y,z,k)과 기준점(a,b,c)를 잇는 일점쇄선은 바이큐빅 보간법에 의해 생성된 보간 데이터에 기초한 그래프이며, 임의의 점들(x,y,z,k)과 기준점(a,b,c)를 잇는 이점쇄선은 프로파일 기반의 보간법에 의해 생성된 보간 데이터에 기초한 그래프이다.The solid line connecting the points a, b, c represents the actual data, and the dotted line connecting the arbitrary points (x, y, z, k) and the reference points (a, b, c) is based on the interpolation data generated by the linear interpolation method. The dashed line connecting the arbitrary points (x, y, z, k) and the reference points (a, b, c) is a graph based on interpolation data generated by bicubic interpolation, and the arbitrary points (x, y) The dashed dashed line connecting, z, k) and the reference points (a, b, c) is a graph based on interpolation data generated by profile-based interpolation.
선형 보간법에 의해 생성된 보간 데이터의 패턴은 임의의 점에 대한 실제 데이터의 패턴과 다소 차이가 있지만, 기울기의 증감면에서 유사한 방향성을 나타내므로, 본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법에 이용될 수 있다.Although the pattern of the interpolation data generated by the linear interpolation method is slightly different from the pattern of the actual data for any point, it shows similar directionality in terms of increase and decrease of the slope, and thus can be used in the touch pressure sensitivity correction method according to the present invention. have.
또한, 바이큐빅 보간법을 이용하면, 선형 보간법에 의한 것보다 더욱 실제 데이터에 유사한 패턴을 나타내기 때문에, 더욱 미세하게 감도 보정을 이룰 수 있다. In addition, by using the bicubic interpolation method, since the pattern is similar to the actual data more than that by the linear interpolation method, sensitivity correction can be made more finely.
나아가, 프로파일 기반의 보간법을 이용하는 경우에는, 실제 데이터의 패턴과 매우 유사하기 때문에, 가장 이상적인 감도 보정을 이룰 수 있게 된다.Furthermore, in the case of using the profile-based interpolation method, since it is very similar to the pattern of the actual data, the most ideal sensitivity correction can be achieved.
다시, 도 19를 참조하면, 생성된 기준 데이터 및 산출된 보간 데이터에 기초하여, 터치 입력 장치(1000)의 감도를 목표값으로 설정하기 위한 보정 계수를 산출한다(S1940). Referring again to FIG. 19, based on the generated reference data and the calculated interpolation data, a correction coefficient for setting the sensitivity of the
기준 데이터 및 보간 데이터는 커버층(100)의 전체 표면에 대해, 각 위치에 대응하는 정전용량 변화량 정보를 갖는다. The reference data and the interpolation data have capacitance change amount information corresponding to each position with respect to the entire surface of the
이때, 커버층(100)의 전체면에 대해 균일한 감도를 설정하기 위한 목표값이 기설정되어 있을 수 있다. 혹은, 기준 데이터 및 보간 데이터가 생성된 이후에, 목표값이 설정되어도 무방하다.In this case, a target value for setting uniform sensitivity with respect to the entire surface of the
상기 목표값은 기준 데이터 및 보간 데이터와 함께, 기준패턴과 오버랩된 복수의 기준점 및 임의의 점에 대한 보정 계수를 산출하는 데 이용된다. 보정 계수는 각 데이터에 기록된 정전용량 변화량의 역수일 수 있다. 이와 달리, 보정 계수는 각 데이터에 기록된 정전용량 변화량의 역수에 목표값을 곱한 값일 수 있다.The target value, together with the reference data and the interpolation data, is used to calculate a correction factor for a plurality of reference points and any point overlapping the reference pattern. The correction factor may be the inverse of the capacitance change recorded in each data. Alternatively, the correction factor may be a value obtained by multiplying a target value by an inverse of the capacitance change amount recorded in each data.
예를 들어, 목표값이 3000이고, 기준패턴 상의 기준점 A에서의 (직접 압력을 인가하여 검지된) 정전용량 변화량이 962라 하면, 기준패턴 상의 기준점 A에서의 보정 계수는 1/962일 수 있고, 목표값을 곱한 3000/962가 보정 계수가 될 수도 있다. 또한, 목표값이 3000이고, 임의의 점(x)에서의 정전용량 변화량이 1024라면 임의의 점(x)에서의 보정 계수는 1/1024일 수 있고, 목표값을 곱한 3000/1024가 보정 계수가 될 수도 있다.For example, if the target value is 3000 and the capacitance change amount (detected by applying direct pressure) at the reference point A on the reference pattern is 962, the correction factor at the reference point A on the reference pattern may be 1/962. The correction factor may be 3000/962 multiplied by the target value. Further, if the target value is 3000 and the capacitance change amount at any point x is 1024, the correction coefficient at any point x may be 1/1024, and 3000/1024 multiplied by the target value is the correction coefficient. It can also be
이와 같이, 기준패턴 상의 기준점 및 설정된 임의의 점, 모든 점에 대한 보정 계수를 산출한다.In this way, the correction coefficients for the reference point, any set point, and all points on the reference pattern are calculated.
도 19를 참조하면, 산출된 보정 계수를, 기준패턴과 오버랩되는 각 점과 기준패턴과 오버랩되지 않는 각 점에 적용하여 터치 입력 장치(1000)의 감도를 균일하게 보정한다(S1950).Referring to FIG. 19, the sensitivity of the
커버층(100)의 표면에 존재하는 모든 점(기준패턴과 오버랩된 복수의 기준점 및 임의의 점)에 대해 산출된 보정 계수는, 터치 입력 장치(1000)의 감도를 균일하게 보정하는데 이용된다.The correction coefficients calculated for all points (a plurality of reference points and arbitrary points overlapping with the reference pattern) existing on the surface of the
즉, 각 점의 위치에 대응하는 정전용량 변화량에 보정 계수를 곱하게 되면, 최종적으로 감지되는 정전용량 변화량은 전체적으로 균일한 값을 갖게 된다.That is, when the capacitance change amount corresponding to the position of each point is multiplied by the correction factor, the finally detected capacitance change amount has a uniform value as a whole.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 터치 압력 감도 보정 방법은, 도 19의 1차 보정 단계(S1901)가 미리 수행될 수 있다. 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 압력 감도 보정 방법에 적용되는 1차 보정 단계(사전적 보정 단계)를 나타내는 흐름도이다.On the other hand, in the touch pressure sensitivity correction method according to an embodiment of the present invention, the first correction step (S1901) of Figure 19 may be performed in advance. 28 is a flowchart illustrating a first correction step (preliminary correction step) applied to the touch pressure sensitivity correction method according to an embodiment of the present invention.
1차 보정 단계에서는, 먼저, 복수의 터치 입력 장치에 구비된 커버층에 기준패턴을 설정한다(S2810). 상술한 도 19의 방법에서는 하나의 터치 입력 장치(1000)만으로 감도 보정이 가능하지만, 1차 보정을 수행하기 위해서는 적어도 2개 이상의 터치 입력 장치(1000)가 필요하다.In the first correction step, first, a reference pattern is set on the cover layers provided in the plurality of touch input devices (S2810). In the above-described method of FIG. 19, sensitivity can be corrected using only one
기준패턴이 설정되면, 기준패턴을 따라 일정한 속도로 커버층에 동일한 압력을 인가하여 정전용량 변화량을 감지한다(S2820). 이때, 복수의 터치 입력 장치에 대해 S2820 단계가 이루어지고, 각각의 터치 입력 장치에서 서로 상응하는 기준점의 정전용량 변화량을 추출하여, 그 평균값을 산출한다. 이와 같은 과정을 모든 기준점에 대해 수행하면, 모든 기준점에 대한 정전용량 변화량의 평균값이 산출될 수 있고, 이에 기초하여 평균값 데이터를 생성한다(S2830).When the reference pattern is set, the amount of capacitance is sensed by applying the same pressure to the cover layer at a constant speed along the reference pattern (S2820). In this case, step S2820 is performed for the plurality of touch input devices, and the capacitance change amount of the reference point corresponding to each touch input device is extracted, and the average value thereof is calculated. When such a process is performed for all reference points, an average value of capacitance change amounts for all reference points can be calculated, and average value data is generated based on the average value data (S2830).
생성된 평균값 데이터는 1차 보정을 위한, 1차 보정 계수를 산출하는 데 이용된다(S2840). 이때, 1차 보정 계수는 평균값의 역수를 취한 값일 수 있고, 여기에 목표값을 곱한 값일 수도 있다.The generated average value data is used to calculate a primary correction coefficient for primary correction (S2840). In this case, the first correction coefficient may be a value obtained by taking the inverse of the average value, and may be a value multiplied by the target value.
1차 보정 계수를 산출하면, 복수의 기준점에 적용하여, 터치 입력 장치의 감도를 보정한다(S2850).When the first correction coefficient is calculated, the sensitivity of the touch input device is corrected by applying to a plurality of reference points (S2850).
이하에서는, 1차 보정을 수행하기 위한 각 단계에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, each step for performing the first correction will be described in more detail.
도 29a 및 도 29b는 1차 보정을 거친 터치 입력 장치의 감도를 나타내는 그래프 및 데이터이다. 1차 보정을 거치게 되면, 보정을 거치기 이전보다 훨씬 균일한 그래프를 얻을 수 있다. 이는, 터치 입력 장치의 감도가 1차 보정을 거치면서 균일해졌음을 의미한다.29A and 29B are graphs and data showing the sensitivity of the touch input device subjected to the first correction. With the first calibration, you get a much more uniform graph than before the calibration. This means that the sensitivity of the touch input device is made uniform through the first correction.
도 30a 및 도 30b는 1차 보정이 이루어진 이후에, 실질적인 보정 단계(도 19의 S1910 내지 S1950)를 한 번 더 거친 경우의 각 기준점에서의 정전용량 변화량을 나타낸다. 특히, 도 30a 및 도 30b는 기준패턴 상의 15개의 기준점 및 30개의 임의의 점을 상정하여, 보정을 수행한 경우를 나타낸다. 30A and 30B show the amount of change in capacitance at each reference point when the first correction is made and then subjected to the substantial correction steps (S1910 to S1950 in FIG. 19) once more. In particular, FIGS. 30A and 30B show a case where correction is performed by assuming 15 reference points and 30 arbitrary points on the reference pattern.
1차 보정이 이루어지지 않고 실질적인 보정만 이루어진 경우와 비교하면, 1차 보정과 실질적인 보정을 모두 수행한 터치 입력 장치가 더욱 균일한 압력 터치 감도를 갖는다.Compared to the case where only the first correction and the substantial correction are not performed, the touch input device which performs both the first correction and the substantial correction has a more uniform pressure touch sensitivity.
도 31a 및 도 31b는 1차 보정이 이루어진 이후에, 실질적인 보정 단계(도 19의 S1910 내지 S1950)를 한 번 더 거친 경우의 각 위치점(기준패턴 상의 기준점 및 임의의 점)에서의 정전용량 변화량을 나타낸다. 특히, 도 31a 및 도 31b는 기준패턴 상의 12개의 기준점 및 33개의 임의의 점을 상정하여, 보정을 수행한 경우를 나타낸다. 31A and 31B show an amount of change in capacitance at each position point (reference point and arbitrary point on the reference pattern) when the first correction is performed once more after the substantial correction step (S1910 to S1950 in FIG. 19). Indicates. In particular, FIGS. 31A and 31B show a case where correction is performed by assuming 12 reference points and 33 arbitrary points on the reference pattern.
1차 보정이 이루어지지 않고 실질적인 보정만 이루어진 경우와 비교하면, 1차 보정과 실질적인 보정을 모두 수행한 터치 입력 장치가 더욱 균일한 압력 터치 감도를 가짐을 알 수 있다.Compared with the case where only the first correction and the substantial correction are not performed, it can be seen that the touch input device that performs both the first correction and the substantial correction has a more uniform pressure touch sensitivity.
도 32는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 압력 감도 보정 방법을 나타내는 순서도이다. 32 is a flowchart illustrating a touch pressure sensitivity correction method according to another embodiment of the present invention.
도 32를 참조하면, 본 발명에 따른 터치 압력 감도 보정 방법은, 모델링 프로파일 데이터(Modeling Profile Data)를 생성하는 단계(S3210), 세트 프로파일 데이터(Set Profile Data)를 생성하는 단계(S3230) 및 감도 보정 단계(S3250)를 포함한다.Referring to FIG. 32, the touch pressure sensitivity correction method according to the present invention may include generating modeling profile data (S3210), generating set profile data (S3230), and sensitivity. A correction step S3250 is included.
모델링 프로파일 데이터를 생성하는 단계(S3210)를 설명하기 위해, 도 33을 참조한다.To describe the step of generating modeling profile data (S3210), reference is made to FIG. 33.
도 33은 모델링 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.33 is a diagram for describing a method of generating modeling profile data.
도 33을 참조하면, 도 33의 좌측 도면과 같이, 임의의 개수로 선정된 복수의 터치 센서 패널들(sample 1, sample 2, sample 3, sample 4) 각각의 정전용량 변화량에 대한 프로파일 데이터(profile data)를 수집한다. Referring to FIG. 33, as shown in the left figure of FIG. 33, profile data of capacitance change amounts of each of the plurality of touch sensor panels (
도 33의 좌측 그래프에서, 하부면의 x축과 y축은 해당 터치 입력 장치의 디스플레이 표면의 각 축을 의미하며, z축은 해당 터치 입력 장치의 디스플레이 표면에 동일한 압력을 인가하였을 때 검출된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값을 의미한다. 여기서, 전기적 특성값은 15a 내지 도 17i에서 설명한 스트레인 게이지 통해 감지되는 수치일 수 있다.In the left graph of FIG. 33, the x-axis and the y-axis of the lower surface mean each axis of the display surface of the touch input device, and the z-axis represents the amount of capacitance change detected when the same pressure is applied to the display surface of the touch input device. It means the electric characteristic value. Herein, the electrical characteristic value may be a value detected through the strain gauge described with reference to FIGS. 15A to 17I.
도 33의 좌측 도면에서는 4개의 프로파일 데이터, 즉, 4개의 터치 입력 장치로부터 획득된 4개의 프로파일 데이터를 예시했지만, 이보다 많거나 적은 수의 프로파일 데이터가 이용될 수 있다. In the left figure of FIG. 33, four profile data, that is, four profile data obtained from four touch input devices are illustrated, but more or less profile data may be used.
도 33의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 도 33의 좌측에 도시된 4개의 프로파일 데이터(sample 1, sample 2, sample 3, sample 4)를 이용하여 모델링 프로파일 데이터를 생성한다. 4개의 프로파일 데이터의 평균값을 산출하여 모델링 프로파일 데이터를 생성할 수 있다.As illustrated in the right figure of FIG. 33, modeling profile data is generated using four profile data (
모델링 프로파일 데이터를 생성하는 다른 방법으로, 곡률 검출(curvature detection), 윤곽선 검출(edge detection) 알고리즘 등의 로우레벨 특성추출(low level feature extraction) 방식, 탬플릿 매칭(template matching), 허프 변환(Hough transform) 알고리즘 등의 형상 매칭(shape matching) 방식, 가변형 템플릿(deformable templates), 스네이크(Snakes) 알고리즘 등의 플렉서블 형상 추출(flexible shape extraction) 방식 등이 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고, 이와 다른 다양한 방법으로 모델링 프로파일 데이터를 생성할 수 있다.Alternative methods for generating modeling profile data include low level feature extraction methods, such as curvature detection and edge detection algorithms, template matching, and Hough transform. Shape matching method such as a) algorithm, flexible templates such as deformable templates, Snake algorithm, and the like. However, this is merely an example, and modeling profile data may be generated by various other methods.
생성된 모델링 프로파일 데이터는 도 33의 좌측에 도시된 4개의 터치 입력 장치(sample 1, sample 2, sample 3, sample 4) 각각에 대한 밸런싱(balancing) 값이 될 뿐만 아니라 도 33의 좌측에 도시된 4개의 터치 입력 장치와 동일한 내부 구조와 동일한 제조 공정을 통해 생산된 수많은 터치 입력 장치에 대한 밸런싱 값이 될 수 있다.The generated modeling profile data is not only a balancing value for each of the four touch input devices (
다시, 도 32을 참조하면, 모델링 프로파일 데이터가 생성(S3210)되면, 세트 프로파일 데이터를 생성한다(S3230). 세트 프로파일 데이터는 제조된 터치 입력 장치의 터치 압력 감도를 보정하기 위한 데이터이다. 동일한 내부 구조와 동일한 제조 공정을 통해 생산되는 수많은 터치 입력 장치가 모두 동일한 터치 압력 감도를 갖지 못하기 때문에, S3210 단계에서 생성된 모델링 프로파일 데이터를 이용하여 터치 입력 장치 별로 세트 프로파일 데이터를 생성하여 터치 입력 장치 별로 터치 압력 감도를 보정하는 것이다. Referring back to FIG. 32, when modeling profile data is generated (S3210), set profile data is generated (S3230). The set profile data is data for correcting the touch pressure sensitivity of the manufactured touch input device. Since many touch input devices produced through the same internal structure and the same manufacturing process do not all have the same touch pressure sensitivity, the touch panel is generated by generating set profile data for each touch input device using the modeling profile data generated in step S3210. The touch pressure sensitivity is calibrated for each device.
세트 프로파일 데이터는 도 33의 좌측에 도시된 4개의 터치 입력 장치(sample 1, sample 2, sample 3, sample 4) 별로 생성되고, 도 33의 좌측에 도시된 4개의 터치 입력 장치와 동일한 내부 구조와 동일한 제조 공정을 통해 생산된 수많은 터치 입력 장치 별로 생성된다.The set profile data is generated for each of the four touch input devices (
이하에서는 도 34을 참조하여 ‘소정의 터치 입력 장치’의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 구체적으로 설명한다. 여기서, ‘소정의 터치 입력 장치’은 도 33의 좌측에 도시된 4개의 터치 입력 장치(sample 1, sample 2, sample 3, sample 4) 중 어느 하나일 수도 있고, 도 33의 좌측에 도시된 4개의 터치 입력 장치와 동일한 내부 구조와 동일한 제조 공정을 통해 생산된 수많은 터치 입력 장치 중 어느 하나일 수 있다.Hereinafter, a method of generating set profile data of a 'predetermined touch input device' will be described in detail with reference to FIG. 34. Here, the 'predetermined touch input device' may be any one of four touch input devices (
도 34은 도 32에 도시된 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 34 is a flowchart for describing a method of generating set profile data illustrated in FIG. 32.
도 34을 참조하면, 도 32에 도시된 세트 프로파일 데이터를 생성(S3230)하는 방법은, 기준패턴을 설정 및 기준 데이터를 생성하는 단계(S3410), 및 영역별로 세트 프로파일 데이터를 생성하는 단계(S3430)를 포함한다.Referring to FIG. 34, the method of generating set profile data illustrated in FIG. 32 (S3230) may include setting a reference pattern and generating reference data (S3410), and generating set profile data for each region (S3430). ).
기준패턴을 설정 및 기준 데이터를 생성하는 단계(S3410)는, 칼리브레이션 포인터(calibration pointer)를 정의하고, 칼리브레이션 포인터 데이터(calibration pointer data)를 생성하는 단계로 명명될 수 있다.The setting of the reference pattern and generating reference data (S3410) may be referred to as defining a calibration pointer and generating calibration pointer data.
기준패턴을 설정하는 방법은, 도 20a 내지 도 20e와 이에 대해 상술한 설명으로 대체한다.기준패턴이 설정되면, 기준패턴을 따라 일정한 속도로 소정의 압력을 인가한다. 이때, 인가되는 압력은 사람의 손가락에 의한 것과 유사한 크기를 갖는 것이 바람직하다. 각 기준패턴을 따라 일정한 속도로 동일한 압력이 인가되면, 터치 입력 장치는 인가된 압력에 대한 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값을 검출한다. 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값의 검출은 위에서 설명한 바와 같기 때문에, 여기서는 설명을 생략하기로 한다. 기준 데이터를 생성하는 구체적인 설명은 도 22와 이에 대해 상술한 설명으로 대체한다.The method of setting the reference pattern is replaced with FIGS. 20A to 20E and the above description. When the reference pattern is set, a predetermined pressure is applied at a constant speed along the reference pattern. At this time, it is preferable that the applied pressure has a size similar to that of the human finger. When the same pressure is applied at a constant speed along each reference pattern, the touch input device detects a capacitance change amount or an electrical characteristic value with respect to the applied pressure. Since the detection of the capacitance change amount or the electrical characteristic value has been described above, the description thereof will be omitted. The detailed description of generating the reference data is replaced with FIG. 22 and the description above.
기준패턴과 오버랩되는 또는 기준패턴 상의 복수의 기준점에 대해 검출된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값은 기준 데이터를 생성하는 데 이용된다. 기준 데이터는 각 기준점의 위치(x, y)와 정전용량 변화량(z)을 포함한다.The capacitance change amount or electrical characteristic value detected for a plurality of reference points overlapping or on the reference pattern is used to generate the reference data. The reference data includes the position (x, y) of each reference point and the capacitance change amount z.
다시, 도 34을 참조하여 영역 별로 세트 프로파일 데이터를 생성하는 단계(S3430)를 설명한다.Again, referring to FIG. 34, a step (S3430) of generating set profile data for each region will be described.
세트 프로파일 데이터는, 터치 입력 장치의 커버층에서의 디스플레이 표면을 센터 영역과 그 이외의 나머지 영역(엣지 영역 및 코너 영역)으로 구분하여 각 영역 별로 서로 다른 방법으로 생성한다.The set profile data is generated by different methods for each area by dividing the display surface of the cover layer of the touch input device into a center area and other remaining areas (edge area and corner area).
센터 영역 내에 위치하고 기준패턴과 오버랩되는 기준점의 세트 프로파일 데이터는, 기준 데이터에 기록된 기준패턴 상의 기준점의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)과 모델링 프로파일 데이터에 기록된 기준점의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)의 차이인 편차값을 모델링 프로파일 데이터에 기록된 기준점의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)에 더하여 생성한다.The set profile data of the reference point located in the center area and overlapping with the reference pattern includes the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of the reference point on the reference pattern recorded in the reference data and the capacitance change amount (or electrical value) of the reference point recorded in the modeling profile data. The deviation value, which is a difference of the characteristic value), is generated in addition to the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of the reference point recorded in the modeling profile data.
센터 영역 내에 위치하고 기준패턴과 오버랩되지 않는 임의의 점의 세트 프로파일 데이터는, 임의의 점 주위에 인접한 복수의 기준점 각각의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)의 편차값을 산출하고, 산출된 복수의 기준점 각각의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)의 편차값과 선형 보간법을 이용하여 임의의 점의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)의 편차값을 산출하고, 산출된 임의의 점의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)의 편차값을 모델링 프로파일 데이터에 기록된 임의의 점의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)에 더하여 생성한다.The set profile data of any point located in the center area and not overlapping with the reference pattern calculates the deviation value of the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of each of the plurality of reference points adjacent to the arbitrary point, and calculates a plurality of calculated The deviation value of the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of an arbitrary point is calculated by using the deviation value of the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of each reference point and linear interpolation method, and the calculated capacitance change amount of any point The deviation value (or electrical characteristic value) is generated in addition to the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of any point recorded in the modeling profile data.
그 이외의 영역(엣지 영역 및 코너 영역) 내에 위치하는 임의의 점의 세트 프로파일 데이터는, 모델링 프로파일 데이터에 기록된 임의의 점의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)에 소정의 스케일링 계수를 곱하여 산출한다. 여기서, 스케일링 계수는 임의의 점과 가장 인접한 센터 영역의 한 점에서의 모델링 프로파일 데이터에 기록된 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)과 기준 데이터에 기록된 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)의 비율이다. 여기서, 임의의 점과 가장 인접한 ‘센터 영역의 한 점’은 기준점이 될 수도 있고, 2개의 기준점 사이에 위치한 점일 수 있다.The set profile data of any point located in other areas (edge area and corner area) is calculated by multiplying the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of any point recorded in the modeling profile data by a predetermined scaling factor. do. Here, the scaling factor is a ratio of the capacitance change amount (or electrical characteristic value) recorded in the modeling profile data at one point of the center region nearest to an arbitrary point and the capacitance change amount (or electrical characteristic value) recorded in the reference data. to be. Here, the 'one point of the center region' closest to any point may be a reference point or a point located between two reference points.
좀 더 구체적으로, 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 도 35 내지 도 40을 참조하여 예를 들어 설명한다.More specifically, a method of generating set profile data will be described by way of example with reference to FIGS. 35 to 40.
도 35은 도 34에 도시된 영역 별로 세트 프로파일 데이터를 생성하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 35 is a flowchart illustrating an operation of generating set profile data for each region illustrated in FIG. 34.
도 35을 참조하면, 영역 별로 세트 프로파일 데이터를 생성하는 단계(S3430)는, 소정의 터치 입력 장치의 커버층에서의 디스플레이 표면을 미리 정의된 복수의 영역으로 구분하는 단계(S3510), 구분된 복수의 영역 각각에 대한 세트 프로파일 데이터를 서로 다른 방법으로 생성하는 단계(S3530)를 포함한다.Referring to FIG. 35, in the generating of the set profile data for each region (S3430), the display surface of the cover layer of the predetermined touch input device may be divided into a plurality of predefined regions (S3510). In operation S3530, the set profile data of each of the regions of the apparatus is generated in a different manner.
소정의 터치 입력 장치의 디스플레이 표면을 미리 정의된 복수의 영역으로 구분하는 단계(S3510)를 설명하기 위해 도 36를 참조한다.Referring to FIG. 36 to describe the operation S3510 of dividing the display surface of the predetermined touch input device into a plurality of predefined areas.
도 36는 터치 입력 장치의 디스플레이 표면을 미리 정의된 복수의 영역으로 구분한 일 예를 보여주는 도면이다.FIG. 36 is a diagram illustrating an example of dividing a display surface of a touch input device into a plurality of predefined areas.
도 36를 참조하면, 소정의 터치 입력 장치의 디스플레이 표면을 3개의 영역으로 구분한 것을 보여준다.Referring to FIG. 36, a display surface of a predetermined touch input device is divided into three regions.
도 36에서 보여주는 터치 입력 장치의 디스플레이 표면은 432(가로 27, 세로 16)개의 포인터로 분할되어 있다. 432개의 포인터 중 69개의 포인터는 기준패턴과 오버랩되는 기준점으로서, 칼리브레이션 포인터(Cp)에 해당한다. 도 36에 도시된 칼리브레이션 포인터(Cp)는 도 20b에 도시된 기준패턴과 일치한다. The display surface of the touch input device illustrated in FIG. 36 is divided into 432 (27 horizontal and 16 vertical) pointers. 69 of the 432 pointers are reference points overlapping with the reference pattern and correspond to the calibration pointer Cp. The calibration pointer Cp shown in FIG. 36 coincides with the reference pattern shown in FIG. 20B.
도 36에서 구분된 3개의 영역은, ‘Cp’와 ‘c’을 포함하는 센터 영역(center area, 910), ‘E’를 포함하는 엣지 영역(edge area, 930), 및 ‘Cr’을 포함하는 코너 영역(corner area, 950)이다.Three areas divided in FIG. 36 include a
센터 영역(910)은 기준패턴 상의 기준점(또는 칼리브레이션 포인터, Cp)을 포함하는 영역이다. 센터 영역(910)은 복수의 기준점에 의해 정의된다. 센터 영역(910)은 복수의 기준점들(Cp) 중 최외각의 기준점들을 잇는 가상의 선들을 연결한 소정의 영역으로 정의된다. 센터 영역(910) 내에는 기준점이 없거나 하나 이상의 기준점이 위치할 수도 있다.The
또한, 센터 영역(910)은 임의의 점(c)을 포함한다. 임의의 점(c)은 복수의 기준점들(Cp) 사이에 위치한다.
엣지 영역(930)과 코너 영역(950)은 터치 입력 장치의 디스플레이 표면에서 센터 영역(910)을 제외한 나머지 영역으로 정의된다. The
엣지 영역(930)은 센터 영역(910) 상에 위치한 상측 영역(931), 센터 영역(910) 아래에 위치한 하측 영역(932), 센터 영역(910) 좌측에 위치한 좌측 영역(933) 및 센터 영역(910) 우측에 위치한 우측 영역(934)을 포함한다.The
코너 영역(950)은 터치 입력 장치의 디스플레이 표면에서 센터 영역(910)과 엣지 영역(930)을 제외한 나머지 영역으로서, 엣지 영역(930)의 상측 영역(931), 하측 영역(932), 좌측 영역(933) 및 우측 영역(934) 중 두 개의 영역 사이에 위치하는 영역으로 정의된다. 좀 더 구체적으로, 코너 영역(950)은 상측 영역(931)과 우측 영역(934) 사이에 위치한 제1 코너 영역(951), 우측 영역(934)과 하측 영역(932) 사이에 위치한 제2 코너 영역(952), 하측 영역(932)과 좌측 영역(933) 사이에 위치한 제3 코너 영역(953) 및 좌측 영역(933)과 상측 영역(931) 사이에 위치한 제4 코너 영역(954)을 포함한다. The
엣지 영역(930)과 코너 영역(950)은 임의의 점(E, Cr)을 포함한다.
다시, 도 35을 참조하여 구분된 복수의 영역 각각에 대한 세트 프로파일 데이터를 서로 다른 방법으로 생성하는 단계(S3530)를 설명한다.Again, referring to FIG. 35, step S3530 of generating set profile data for each of the divided regions in a different method will be described.
복수의 영역 각각에 대한 세트 프로파일 데이터를 서로 다른 방법으로 생성하는 단계(S3530)는, 도 36에 도시된 센터 영역(910)의 세트 프로파일 데이터와 엣지 영역(930)과 코너 영역(950)의 세트 프로파일 데이터를 서로 다른 방법으로 생성하는 단계이다.In operation S3530, the set profile data for each of the plurality of regions is generated in a different manner. The set profile data of the
우선, 도 36에 도시된 센터 영역(910)의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 도 37과 도 38을 참조하여 설명한다.First, a method of generating set profile data of the
도 37은 도 36에 도시된 센터 영역(910)의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 37 is a diagram for describing a method of generating set profile data of the
도 37에서, A, B, D 및 E는 도 36에 도시된 복수의 기준점들(Cp) 중 인접한 4개의 기준점을 의미한다. Pc1, Pc2, Pc3는 4개의 기준점(A, B, D 및 E) 사이에 존재하는 임의의 점에 해당한다.In FIG. 37, A, B, D, and E refer to four adjacent reference points among the plurality of reference points Cp shown in FIG. 36. Pc1, Pc2, Pc3 correspond to any point existing between four reference points (A, B, D and E).
z1은 기준점 A에서의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을, z2는 기준점 B에서의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을, z3은 기준점 D에서의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을, z4는 기준점 E에서의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)으로서, z1, z2, z3 및 z4는 앞서 생성된 기준 데이터로부터 얻는다. z1 is the capacitance change amount (or electrical characteristic value) at reference point A, z2 is the capacitance change amount (or electrical characteristic value) at reference point B, and z3 is the capacitance change amount (or electrical characteristic value) at reference point D. , z4 is the capacitance change amount (or electrical characteristic value) at the reference point E, and z1, z2, z3 and z4 are obtained from the previously generated reference data.
도 36에 도시된 센터 영역(910)의 세트 프로파일 데이터를 생성하기 위해, 먼저, 각 기준점의 편차값(Δz1, Δz2, Δz3, Δz4)을 산출한다. 기준점의 편차값은 도 32의 S3210 단계에서 생성된 모델링 프로파일 데이터와 도 34의 S3410 단계에서 생성된 기준 데이터를 이용한다. 모든 기준점 (A, B, D, E)의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)에 관한 데이터는, 기준 데이터와 모델링 프로파일 데이터에 각각 기록되어 있다. 기준점 각각에 대한 편차값을 기준 데이터에 기록된 특정 기준점의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)과 모델링 프로파일 데이터에 기록된 특정 기준점의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)의 차이로 정의된다. 구체적인 하나의 예로서, 기준점 A의 편차값(Δz1)은, 기준 데이터에 기록된 기준점 A의 정전용량 변화량(z1)과 모델링 프로파일 데이터에 기록된 기준점 A의 정전용량 변화량의 차이로 정의된다. In order to generate the set profile data of the
각 기준점의 편차값(Δz1, Δz2, Δz3, Δz4)이 산출되었으며, 산출된 각 기준점의 편차값과 선형 보간법을 이용하여 4개의 기준점들(A, B, D, E) 사이에 위치하는 임의의 점(Pc1, Pc2, Pc3)의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을 산출한다. Deviation values (Δz1, Δz2, Δz3, Δz4) of each reference point were calculated, and random positions positioned between four reference points (A, B, D, and E) by using the calculated deviation value of each reference point and linear interpolation. The amount of change in capacitance (or electrical characteristic value) at points Pc1, Pc2, and Pc3 is calculated.
4개의 기준점들(A, B, D, E) 사이에 위치하는 임의의 점(Pc1, Pc2, Pc3)의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을 산출하기 위한 선형 보간법을 도 38을 참조하여 설명한다.A linear interpolation method for calculating the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of any point Pc1, Pc2, Pc3 located between four reference points A, B, D, and E will be described with reference to FIG. 38. do.
도 38은 도 37에 도시된 임의의 점(Pc1, Pc2, Pc3)의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을 산출하기 위한 선형 보간법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 38 is a view for explaining a linear interpolation method for calculating the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of arbitrary points Pc1, Pc2, and Pc3 shown in FIG.
도 38에서, A, B, D 및 E는 도 37에 도시된 4개의 기준점(A, B, D, E)에 대응하고, P(x, y, z)는 4개의 기준점(A, B, D, E) 사이의 임의의 점으로서, 도 37에 도시된 Pc1, Pc2, Pc3 중 어느 하나를 의미한다.In FIG. 38, A, B, D, and E correspond to the four reference points A, B, D, and E shown in FIG. 37, and P (x, y, z) corresponds to four reference points (A, B, As an arbitrary point between D and E), it means any one of Pc1, Pc2, and Pc3 shown in FIG.
도 38을 참조하면, 임의의 점(P)의 정전용량 변화량(z)은 다음과 같은 과정으로 계산될 수 있다. Referring to FIG. 38, the capacitance change amount z at any point P may be calculated by the following process.
먼저, 점 P5의 정전용량 변화량(z5)과 점 P6의 정전용량 변화량(z6)을 선형 보간법에 의해 추정한다. 여기서, 점 P5는 임의의 점(P)으로부터 기준점 A와 기준점 B를 잇는 가상의 직선에 내린 수선의 발이고, 점 P6은 임의의 점(P)으로부터 기준점 D와 기준점 E를 잇는 가상의 직선에 내린 수선의 발이다.First, the capacitance change amount z5 at point P5 and the capacitance change amount z6 at point P6 are estimated by linear interpolation. Here, the point P5 is the foot of the waterline which fell from the arbitrary point P on the imaginary straight line which connects the reference point A and the reference point B, and the point P6 is the imaginary straight line which connects the reference point D and the reference point E from the arbitrary point P. It is the foot of the repair.
기준점 A와 기준점 B 사이에 위치하는 점 P5의 정전용량 변화량(z5)은 점 P5와 기준점 A 사이의 직선 거리와 점 P5와 기준점 B 사이의 직선 거리의 비율(a:b)로부터 선형적으로 추정되고, 기준점 D와 기준점 E 사이의 점 P6의 정전용량 변화량(z6)은 점 P6와 기준점 D 사이의 직선 거리와 점 P6와 기준점 E 사이의 직선 거리의 비율(a:b)로부터 선형적으로 추정될 수 있다.The capacitance change amount z5 of the point P5 located between the reference point A and the reference point B is linearly estimated from the ratio of the straight line distance between the point P5 and the reference point A and the straight line distance between the point P5 and the reference point B (a: b). The capacitance change amount z6 of the point P6 between the reference point D and the reference point E is linearly estimated from the ratio (a: b) of the linear distance between the point P6 and the reference point D and the linear distance between the point P6 and the reference point E. Can be.
다음으로, 점 P5의 정전용량 변화량(z5)과 점 P6의 정전용량 변화량(z6)을 선형 보간법에 의해 추정되었으면, 점 P5와 점 P6 사이에 위치한 임의의 점(P)의 정전용량 변화량(z)을 선형 보간법에 의해 추정한다. 여기서, 임의의 점 (P)의 정전용량 변화량(z)은 임의의 점 (P)과 점 P5 사이의 거리와 임의의 점 (P)과 점 P6 사이의 거리의 비율(c:d)로부터 선형적으로 추정될 수 있다.Next, if the capacitance change amount z5 at point P5 and the capacitance change amount z6 at point P6 are estimated by linear interpolation, then the capacitance change amount z at any point P located between points P5 and P6 is z. ) Is estimated by linear interpolation. Here, the capacitance change amount z at any point P is linear from the ratio (c: d) of the distance between any point P and point P5 and the distance between any point P and point P6. Can be estimated.
반대로, 임의의 점(P)의 정전용량 변화량(z)은 점 P7의 정전용량 변화량(z7)과 점 P8의 정전용량 변화량(z8)을 선형 보간법에 의해 추정하고, 추정된 점 P7의 정전용량 변화량(z7)과 점 P8의 정전용량 변화량(z8)을 이용하여 임의의 점(P)의 정전용량 변화량(z)을 선형 보간법에 의해 추정할 수 있다.On the contrary, the capacitance change amount z at any point P estimates the capacitance change amount z7 at point P7 and the capacitance change amount z8 at point P8 by linear interpolation, and the estimated capacitance at point P7 is estimated. Using the change amount z7 and the capacitance change amount z8 at point P8, the capacitance change amount z at any point P can be estimated by linear interpolation.
한편, z1, z2, z3, 및 z4를 직접 사용하지 않고, z1, z2, z3, 및 z4에 앞서 산출된 편차값(Δz1, Δz2, Δz3, Δz4)을 기준점 A, B, D, E의 정전용량 변화량 값으로 대체하면, 앞서 상술한 방법으로 임의의 점(P)의 정전용량 변화량의 편차값을 추정할 수 있다. On the other hand, without using z1, z2, z3, and z4 directly, the deviation values (Δz1, Δz2, Δz3, Δz4) calculated before z1, z2, z3, and z4 are used as the blackout of the reference points A, B, D, and E. Substituting the capacitance change amount value, the deviation value of the capacitance change amount at any point P can be estimated by the above-described method.
그리고 계산된 임의의 점(P)의 정전용량 변화량의 편차값을 모델링 프로파일 데이터에 기록된 임의의 점(P)의 정전용량 변화량에 더하여 센터 영역(910) 내의 임의의 점(P)의 세트 프로파일 데이터를 생성할 수 있다.And the set profile of any point P in the
이러한 방법으로, 센터 영역(910) 내의 4개의 기준점(A, B, D, E) 사이의 모든 임의의 점(P)들에 대한 세트 프로파일 데이터를 생성할 수 있다.In this way, it is possible to generate set profile data for all arbitrary points P between the four reference points A, B, D, E in the
다시, 도 36를 참조하여, 엣지 영역(930)의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명한다. 엣지 영역(930)의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위해 도 39를 참조한다.Again, referring to FIG. 36, a method of generating set profile data of the
도 39는 도 36에 도시된 엣지 영역(930)의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 39 is a diagram for describing a method of generating set profile data of the
도 39에서, A와 D는 기준점이고, P7은 기준점 A와 기준점 D 사이에 위치한 센터 영역(910) 내의 한 점이고, P은 엣지 영역(930), 좀 더 상세하게는 도 9에서의 좌측 영역(933) 내에 위치하는 임의의 점이다.In FIG. 39, A and D are reference points, P7 is a point in the
도 39를 참조하면, 엣지 영역(930) 내의 임의의 점(P)의 세트 프로파일 데이터를 생성하기 위해서, 먼저 임의의 점(P)에서 가장 인접한 센터 영역(910) 내의 한 점인 P7의 정전용량 변화량(z7)을 추정한다. 구체적으로, 기준점 A와 기준점 D 사이에 위치하는 점 P7의 정전용량 변화량(z7)은 점 P7와 기준점 A 사이의 직선 거리와 점 P7와 기준점 D 사이의 직선 거리의 비율(c:d)로부터 선형적으로 추정한다.Referring to FIG. 39, in order to generate the set profile data of any point P in the
여기서, z1와 z3 에 앞서 산출된 편차값(Δz1, Δz3) 대입하면, 기준점 A와 기준점 D 사이의 P7의 정전용량 변화량의 편차값을 추정할 수 있다. Here, if the deviation values Δz1 and Δz3 calculated before z1 and z3 are substituted, the deviation value of the capacitance change amount of P7 between the reference point A and the reference point D can be estimated.
그리고 추정된 P7의 정전용량 변화량의 편차값을 모델링 프로파일 데이터에 기록된 P7의 정전용량 변화량 값에 더하여 P7의 세트 프로파일 데이터를 생성할 수 있다. The set profile data of P7 may be generated by adding the estimated deviation value of the capacitance change of P7 to the capacitance change amount of P7 recorded in the modeling profile data.
또는, P7는 센터 영역(910)에 포함된 점이기 때문에, 앞서 산출된 센터 영역(910)의 세트 프로파일 데이터에서 P7의 정전용량 변화량(z7)을 얻을 수도 있다.Alternatively, since P7 is a point included in the
엣지 영역(930) 내의 임의의 점(P)의 정전용량 변화량(z)은, 모델링 프로파일 데이터에 기록된 임의의 점(P)의 정전용량 변화량 값에 스케일링 계수를 곱하여 산출한다.The capacitance change amount z of any point P in the
여기서, 스케일링 계수는, 엣지 영역(930) 내의 임의의 점(P)에서 가장 인접한 센터 영역(910) 내의 한 점인 P7에서의 모델링 프로파일 데이터에 기록된 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)과 기준 데이터에 기록된 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)의 비율이다. 구체적으로, 스케일링 계수는 모델링 프로파일 데이터에 기록된 P7의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을 기준 데이터에 기록된 P7의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)으로 나눈 값, 또는 기준 데이터에 기록된 P7의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을 모델링 프로파일 데이터에 기록된 P7의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)으로 나눈 값일 수 있다.Here, the scaling factor is the capacitance change amount (or electrical characteristic value) and reference data recorded in the modeling profile data at P7, which is a point in the
산출된 스케일링 계수를 모델링 프로파일 데이터에 기록된 임의의 점(P)의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)에 곱하여 엣지 영역(930) 내의 임의의 점(P)의 세트 프로파일 데이터를 생성할 수 있다.The calculated scaling factor may be multiplied by the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of any point P recorded in the modeling profile data to generate set profile data of any point P in the
다시, 도 36를 참조하여 코너 영역(950)의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명한다. 코너 영역(950)의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위해 도 40을 참조한다.Again, a method of generating set profile data of the
도 40은 도 36에도시된 코너 영역(950)의 세트 프로파일 데이터를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.40 is a diagram for describing a method of generating set profile data of the
도 40에서, O는 기준점이고, P은 코너 영역(950), 좀 더 상세하게는 도 9에서의 제2 코너 영역(952) 내에 위치하는 임의의 점이다.In FIG. 40, O is a reference point, and P is any point located within
도 40을 참조하면, 코너 영역(950) 내의 임의의 점(P)의 세트 프로파일 데이터를 생성하기 위해서, 복수의 기준점들 중 임의의 점(P)에 가장 인접한 기준점 O에서의 스케일링 계수를 산출한다. 기준점 O에서의 스케일링 계수는 모델링 프로파일 데이터에 기록된 기준점 O의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)과 기준 데이터에 기록된 기준점 O의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)의 비율로 정의된다. 구체적으로, 스케일링 계수는 모델링 프로파일 데이터에 기록된 기준점 O의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을 기준 데이터에 기록된 기준점 O의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)으로 나눈 값, 또는 기준 데이터에 기록된 기준점 O의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)을 모델링 프로파일 데이터에 기록된 기준점 O의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)으로 나눈 값일 수 있다. Referring to FIG. 40, in order to generate set profile data of any point P in the
복수의 기준점들 중 임의의 점(P)에 가장 인접한 기준점 O에서의 스케일링 계수를 산출하였으면, 산출된 스케일링 계수를 모델링 프로파일 데이터에 기록된 임의의 점(P)의 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)에 곱하여 코너 영역(950) 내의 임의의 점(P)의 세트 프로파일 데이터를 생성할 수 있다.When the scaling factor at the reference point O closest to any point P among the plurality of reference points is calculated, the calculated scaling factor is used as the capacitance change amount (or electrical characteristic value) of any point P recorded in the modeling profile data. ) May be generated to generate the set profile data of any point P in the
다시, 도 32를 참조하여 감도 보정 단계(S3250)를 설명한다.Again, the sensitivity correction step S3250 will be described with reference to FIG. 32.
세트 프로파일 데이터를 생성(S3230)하면, 감도 보정 단계(S3250)을 수행한다. When the set profile data is generated (S3230), the sensitivity correction step (S3250) is performed.
감도 보정 단계(S3250)는 기준패턴 상의 기준점과 임의의 점을 포함하는 모든 점에 대한 보정 계수를 산출하고, 산출된 보정 계수를 각 점의 위치에 대응하는 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)에 곱하게 되면, 최종적으로 감지되는 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)은 전체적으로 균일한 값을 갖게 된다.Sensitivity correction step (S3250) calculates the correction coefficients for all points including the reference point and any point on the reference pattern, the calculated correction coefficient to the capacitance change amount (or electrical characteristic value) corresponding to the position of each point When multiplied, the amount of capacitance change (or electrical characteristic value) finally detected has a uniform value as a whole.
여기서, 보정 계수는 세트 프로파일 데이터에 기록된 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)의 역수일 수 있다. 또는, 보정 계수는 세트 프로파일 데이터에 기록된 정전용량 변화량(또는 전기적 특성값)의 역수에 소정의 목표값을 곱한 값일 수 있다. 예를 들어, 목표값이 3000이고, 기준점 A에서의 (직접 압력을 인가하여 검지된) 정전용량 변화량이 962라 하면, 기준점 A에서의 보정 계수는 1/962일 수 있고, 목표값을 곱한 3000/962가 보정 계수가 될 수도 있다. 또한, 목표값이 3000이고, 임의의 점(x)에서의 정전용량 변화량이 1024라면 임의의 점(x)에서의 보정 계수는 1/1024일 수 있고, 목표값을 곱한 3000/1024가 보정 계수가 될 수도 있다.Here, the correction factor may be an inverse of the capacitance change amount (or electrical characteristic value) recorded in the set profile data. Alternatively, the correction coefficient may be a value obtained by multiplying the inverse of the capacitance change amount (or electrical characteristic value) recorded in the set profile data by a predetermined target value. For example, if the target value is 3000 and the capacitance change amount (detected by applying direct pressure) at the reference point A is 962, the correction factor at the reference point A may be 1/962, and the product is 3000 multiplied by the target value. / 962 may be a correction factor. Further, if the target value is 3000 and the capacitance change amount at any point x is 1024, the correction coefficient at any point x may be 1/1024, and 3000/1024 multiplied by the target value is the correction coefficient. It can also be
이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 압력 감도 보정 방법은, 모델링 프로파일 데이터와 기준 데이터를 사용하여 세트 프로파일 데이터를 생성하되, 터치 입력 장치의 디스플레이 표면을 복수의 영역으로 구분하여 구분된 각 영역별로 서로 다른 방법으로 세트 프로파일 데이터를 생성하고, 생성된 세트 프로파일 데이터를 사용하여 감도를 보정한다. 따라서, 터치 입력 장치의 디스플레이 표면 전체에서 균일한 압력 감도를 이룰 수 있고, 특히, 센터 영역과 엣지 영역의 경계와, 센터 영역과 코너 영역의 경계 및 엣지 영역과 코너 영역의 경계에서 연속적인 감도를 갖도록 보정이 가능한 장점이 있다. As described above, the pressure sensitivity correction method according to the embodiment of the present invention generates the set profile data by using the modeling profile data and the reference data, and divides the display surface of the touch input device into a plurality of regions for each of the divided regions. Set profile data is generated in different ways, and the generated set profile data is used to correct the sensitivity. Therefore, a uniform pressure sensitivity can be achieved throughout the display surface of the touch input device, and in particular, continuous sensitivity at the boundary between the center region and the edge region, the boundary between the center region and the corner region, and the boundary between the edge region and the corner region can be achieved. There is an advantage that can be corrected to have.
또한, 설정된 기준패턴에 의해서 기준 데이터를 생성하기 때문에, 압력 감도 보정 방법의 보정 시간을 현저히 단축시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, since the reference data is generated by the set reference pattern, there is an advantage that the correction time of the pressure sensitivity correction method can be significantly shortened.
한편, 본 발명은 상술한 터치 압력 감도 보정 방법에 포함된 각 단계를 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 형태로 구현될 수 있다.On the other hand, the present invention can be implemented in the form of a computer-readable recording medium recording a program for executing each step included in the touch pressure sensitivity correction method described above.
상기 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and constructed for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software arts.
컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.Computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. And hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
프로그램 명령어는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드 등을 포함할 수 있다.The program instructions may include not only machine code, such as produced by a compiler, but also high-level language code, which may be executed by a computer using an interpreter, and the like.
상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 실행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to carry out the process according to the invention, and vice versa.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, contents related to such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the present invention.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the above description has been made with reference to the embodiment, which is merely an example and is not intended to limit the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
1000‥‥‥‥‥‥‥‥터치 입력 장치
100‥‥‥‥‥‥‥‥커버층1000 ‥‥‥‥‥‥‥‥ Touch input device
100 ‥‥‥‥‥‥‥‥ Cover layer
Claims (18)
상기 프로브의 이동에 응답하여, 상기 기준패턴과 오버랩되는 복수의 기준점에서의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값에 대한 기준 데이터를 생성하는, 기준 데이터 생성 단계; 및
생성된 상기 기준 데이터를 기초로 상기 터치 입력 장치의 터치 압력 감도를 보정하는, 터치 압력 감도 보정 단계;
를 포함하는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
A probe which presses the surface of the cover layer of the touch input device at a predetermined constant pressure and applies a constant and continuous pressure to the surface of the cover layer while moving along a preset reference pattern while being in contact with the surface of the cover layer; Moving step;
In response to the movement of the probe, generating reference data for capacitance change amounts or electrical characteristic values at a plurality of reference points overlapping the reference pattern; And
A touch pressure sensitivity correction step of correcting the touch pressure sensitivity of the touch input device based on the generated reference data;
Comprising a touch pressure sensitivity correction method of the touch input device.
상기 기준패턴은, 상기 커버층의 표면 상에 가상으로 그려지는 복수의 가로 패턴, 복수의 세로 패턴, 지그재그 패턴 및 나선 패턴 중 적어도 어느 하나인, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 1,
And the reference pattern is at least one of a plurality of horizontal patterns, a plurality of vertical patterns, a zigzag pattern, and a spiral pattern virtually drawn on the surface of the cover layer.
상기 기준패턴과 오버랩되는 상기 복수의 기준점 사이에 존재하는 임의의 점에 대한 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값에 대응하는 보간 데이터를 생성하는, 보간 데이터 생성 단계;
상기 기준 데이터 및 상기 보간 데이터에 기초하여, 상기 터치 입력 장치의 감도를 목표값으로 보정하기 위한 보정 계수를, 상기 복수의 기준점 및 상기 임의의 점 각각에 대하여 산출하는, 보정 계수 산출 단계; 및
상기 산출된 보정 계수를 대응되는 각각의 점에 적용하여, 상기 터치 입력 장치의 터치 압력 감도를 균일하게 보정하는, 감도 보정 단계;
를 포함하는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 1, wherein the touch pressure sensitivity correction step,
An interpolation data generation step of generating interpolation data corresponding to a capacitance change amount or an electrical characteristic value for any point existing between the plurality of reference points overlapping the reference pattern;
A correction coefficient calculating step of calculating a correction coefficient for correcting the sensitivity of the touch input device to a target value based on the reference data and the interpolation data, for each of the plurality of reference points and the arbitrary points; And
A sensitivity correction step of uniformly correcting the touch pressure sensitivity of the touch input device by applying the calculated correction coefficient to each corresponding point;
Comprising a touch pressure sensitivity correction method of the touch input device.
상기 보정 계수는, 상기 목표값을 상기 기준 데이터와 상기 보간 데이터에 기록된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값으로 나눈 값에 해당하고, 상기 복수의 기준점 및 임의의 점에 대해 각각 산출되는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 3, wherein
The correction coefficient corresponds to a value obtained by dividing the target value by the capacitance change amount or the electrical characteristic value recorded in the reference data and the interpolation data, and calculated for each of the plurality of reference points and arbitrary points. Touch pressure sensitivity correction method.
상기 보간 데이터 생성 단계는,
적어도 2개 이상의 프로파일에 기초하여 베이스 프로파일을 생성하는 단계;
상기 베이스 프로파일로부터 상기 복수의 기준점에 대응하는 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값과 상기 기준 데이터의 편차를 산출한 델타 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 델타 데이터에 기초하여, 상기 임의의 점에 대한 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값을 산출하는 단계;
를 포함하는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 3, wherein
The interpolation data generation step,
Generating a base profile based on at least two profiles;
Generating delta data from the base profile to calculate capacitance variation or electrical characteristic values corresponding to the plurality of reference points and deviation of the reference data; And
Calculating an amount of change in capacitance or an electrical characteristic value for the arbitrary point based on the delta data;
Comprising a touch pressure sensitivity correction method of the touch input device.
상기 프로파일은, 동일 공정에서 제조된 복수의 터치 입력 장치에 대하여 복수의 좌표에 대해 동일한 압력을 인가하여 검출된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값을 기록한 데이터인, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 5,
The profile is a touch pressure sensitivity correction method of a touch input device, wherein the profile is data recorded by applying the same pressure to the plurality of touch input devices manufactured in the same process with respect to a plurality of coordinates, and the amount of change in capacitance or electrical characteristics detected.
상기 보간 데이터 생성 단계는,
상기 복수의 기준점과의 이격 거리 및 상기 델타 데이터에 기초하여, 상기 임의의 점에 대한 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값에 대응하는 보간 데이터를 생성하는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 5,
The interpolation data generation step,
And generating interpolation data corresponding to the capacitance change amount or the electrical characteristic value for the arbitrary point based on the separation distance from the plurality of reference points and the delta data.
상기 보간 데이터 생성 단계는,
상기 복수의 기준점의 좌표 및 상기 델타 데이터에 기초한 함수를 산출하고, 상기 함수에 상기 임의의 점의 좌표를 대입하여, 상기 임의의 점에 대한 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값에 대응하는 보간 데이터를 생성하는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 5,
The interpolation data generation step,
A function is calculated based on the coordinates of the plurality of reference points and the delta data, and the coordinates of the arbitrary points are substituted into the function to generate interpolation data corresponding to the capacitance change amount or the electrical characteristic value for the arbitrary points. The touch pressure sensitivity correction method of the touch input device.
수집된 복수의 프로파일 데이터들을 기초로 모델링 프로파일 데이터를 생성하는, 모델링 프로파일 데이터 생성 단계; 및
상기 모델링 프로파일 데이터와 상기 기준 데이터를 기초로 세트 프로파일 데이터를 생성하는, 세트 프로파일 데이터 생성 단계;
를 더 포함하는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 1,
A modeling profile data generation step of generating modeling profile data based on the collected plurality of profile data; And
Generating set profile data based on the modeling profile data and the reference data;
Further comprising, the touch pressure sensitivity correction method of the touch input device.
상기 모델링 프로파일 데이터 생성 단계는,
상기 수집된 복수의 프로파일 데이터들의 평균값을 산출하여 상기 모델링 프로파일 데이터를 생성하는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 9,
The modeling profile data generation step,
And generating the modeling profile data by calculating an average value of the collected plurality of profile data.
상기 세트 프로파일 데이터 생성 단계는,
상기 터치 입력 장치의 커버층의 표면을 적어도 둘 이상의 복수의 영역으로 구분하여 상기 복수의 영역 각각에 대한 세트 프로파일 데이터를 서로 다른 방법으로 생성하는, 영역 별 세트 프로파일 데이터 생성 단계;를 포함하는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 9,
The set profile data generation step,
And generating set profile data for each of the plurality of areas by different methods by dividing the surface of the cover layer of the touch input device into at least two or more areas. How to calibrate the touch pressure sensitivity of the input device.
상기 터치 입력 장치의 커버층의 표면을 센터 영역과 나머지 영역으로 구분하되, 상기 센터 영역은 상기 복수의 기준점 중 최외각에 위치하는 기준점들을 가상의 선으로 연결하여 형성되고,
상기 센터 영역 내에 위치하는 기준점의 세트 프로파일 데이터는, 상기 기준 데이터에 기록된 상기 기준점의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값과 상기 모델링 프로파일 데이터에 기록된 상기 기준점의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값의 차이인 편차값을 상기 모델링 프로파일 데이터에 기록된 상기 기준점의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값에 더하여 생성하고,
상기 센터 영역 내에 위치하는 임의의 점의 세트 프로파일 데이터는, 상기 임의의 점 주위에 인접한 복수의 기준점 각각의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값의 편차값을 산출하고, 산출된 상기 복수의 기준점 각각의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값의 편차값과 선형 보간법을 이용하여 상기 임의의 점의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값의 편차값을 산출하고, 산출된 상기 임의의 점의 편차값을 상기 모델링 프로파일 데이터에 기록된 상기 임의의 점의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값에 더하여 생성하는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 11, wherein the generating of the set profile data for each region comprises:
The surface of the cover layer of the touch input device is divided into a center area and a remaining area, wherein the center area is formed by connecting the reference points positioned at the outermost of the plurality of reference points with a virtual line,
The set profile data of the reference point located in the center area is a difference between the capacitance change amount or electrical characteristic value of the reference point recorded in the reference data and the capacitance change amount or electrical characteristic value of the reference point recorded in the modeling profile data. A deviation value is generated in addition to the capacitance change amount or electrical characteristic value of the reference point recorded in the modeling profile data,
The set profile data of any point located within the center area calculates a deviation value of the capacitance change amount or electrical characteristic value of each of the plurality of reference points adjacent to the arbitrary point, and calculates the electrostatic of each of the plurality of reference points. The deviation value of the capacitance change amount or the electrical characteristic value of the arbitrary point is calculated using the deviation value of the capacitance change amount or the electrical characteristic value and the linear interpolation method, and the calculated deviation value of the arbitrary point is recorded in the modeling profile data. And generating in addition to the capacitance change amount or the electrical characteristic value of the predetermined point.
상기 선형 보간법은 상기 임의의 점으로부터 상기 복수의 기준점까지의 거리 비율을 이용하는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 12,
And the linear interpolation method uses a ratio of distances from the arbitrary point to the plurality of reference points.
상기 영역 별 세트 프로파일 데이터 생성 단계는,
상기 터치 입력 장치의 커버층의 표면을 센터 영역과 나머지 영역으로 구분하되, 상기 센터 영역은 상기 복수의 기준점 중 최외각에 위치하는 기준점들을 가상의 선으로 연결하여 형성되고,
상기 나머지 영역 내에 임의의 점의 세트 프로파일 데이터는, 상기 모델링 프로파일 데이터에 기록된 상기 임의의 점의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값에 소정의 스케일링 계수를 곱하여 산출하고,
상기 스케일링 계수는 상기 임의의 점과 가장 인접한 상기 센터 영역의 한 점에서의 상기 모델링 프로파일 데이터에 기록된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값과 상기 기준 데이터에 기록된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값의 비율이고,
상기 센터 영역의 한 점은 상기 임의의 점과 가장 인접한 기준점 또는 2개의 기준점 사이에 위치한 점인, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 11,
The generating of the set profile data for each region may include:
The surface of the cover layer of the touch input device is divided into a center area and a remaining area, wherein the center area is formed by connecting the reference points positioned at the outermost of the plurality of reference points with a virtual line,
The set profile data of any point in the remaining area is calculated by multiplying the capacitance change amount or electrical characteristic value of the arbitrary point recorded in the modeling profile data by a predetermined scaling factor,
The scaling factor is a ratio of the capacitance change amount or electrical characteristic value recorded in the modeling profile data at one point of the center region closest to the arbitrary point and the capacitance change amount or electrical characteristic value recorded in the reference data; ,
Wherein one point of the center area is a point located between the arbitrary point and the closest reference point or between two reference points.
상기 임의의 점과 가장 인접한 상기 센터 영역의 한 점에서의 상기 모델링 프로파일 데이터에 기록된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값을 상기 기준 데이터에 기록된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값으로 나눈 값, 또는
상기 임의의 점과 가장 인접한 상기 센터 영역의 한 점에서의 상기 기준 데이터에 기록된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값을 상기 모델링 프로파일 데이터에 기록된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값으로 나눈 값인, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 14, wherein the scaling factor is
A value obtained by dividing the capacitance change amount or electrical characteristic value recorded in the modeling profile data at one point of the center region closest to the arbitrary point by the capacitance change amount or electrical characteristic value recorded in the reference data, or
A touch input device, which is a value obtained by dividing the capacitance change amount or electrical characteristic value recorded in the reference data at one point of the center region closest to the arbitrary point by the capacitance change amount or electrical characteristic value recorded in the modeling profile data. Touch pressure sensitivity correction method.
상기 세트 프로파일 데이터를 기초로 감도를 보정하는, 감도 보정 단계를 더 포함하고,
상기 감도 보정 단계는, 상기 세트 프로파일 데이터 내의 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값에 소정의 보정 계수를 곱하는, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 9,
A sensitivity correction step of correcting the sensitivity based on the set profile data,
The sensitivity correction step, the touch pressure sensitivity correction method of the touch input device by multiplying the capacitance change amount or electrical characteristic value in the set profile data by a predetermined correction coefficient.
상기 보정 계수는, 상기 세트 프로파일 데이터에 기록된 정전용량 변화량 또는 전기적 특성값의 역수이거나 상기 역수에 소정의 목표값을 곱한 값인, 터치 입력 장치의 터치 압력 감도 보정 방법.
The method of claim 16,
And the correction coefficient is a reciprocal of the capacitance change amount or the electrical characteristic value recorded in the set profile data or a value obtained by multiplying the reciprocal by a predetermined target value.
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