KR20100022746A - Switch type touch sensor and input device comprising the same, and input detection method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터치센서에 관한 것으로서 구체적으로는 사용자가 접촉한 위치의 좌표데이터뿐만 아니라 변위 및 접촉력에 대한 정보까지 획득할 수 있는 스위치방식 터치센서에 관한 것이다.The present invention relates to a touch sensor, and more particularly, to a switch type touch sensor that can acquire not only coordinate data of a position where a user touches, but also information on displacement and contact force.
최근 들어 전자기기의 소형화, 일체화 경향이 가속화되면서 핸드폰, PDA, PMP, MP3플레이어 등의 소형 전자제품이나 노트북 컴퓨터를 중심으로 터치패드, 터치스크린 등의 터치센서를 이용하는 입력수단이 각광을 받고 있다.Recently, as the trend toward miniaturization and integration of electronic devices has been accelerated, input means using touch sensors such as touch pads and touch screens, such as mobile phones, PDAs, PMPs, MP3 players, and notebook computers, have been in the spotlight.
터치센서의 종류는 접촉위치의 좌표데이터를 검출하는 방식에 따라 매우 다양하다. 예를 들어 디스플레이패널의 표면에 부착되어 사용되는 터치스크린은 작동원리에 따라 저항막 방식(Resistive Overlay), 정전용량 방식(Capacitive Overlay), 적외선 방식(Infrared Beam), 표면초음파 방식(Surface Acoustic Wave) 등으로 구분된다.The type of touch sensor varies greatly depending on the method of detecting the coordinate data of the contact position. For example, the touch screen attached to the surface of the display panel may be used as a resistive overlay, capacitive overlay, infrared beam, or surface acoustic wave according to the principle of operation. And the like.
이 중에서 가장 광범위하게 사용되고 있는 것이 저항막 방식의 터치스크린이므로 이하에서는 도 1의 분해사시도와 도 2의 단면도를 참조하여 저항막 방식(특히, 4선 저항막 방식)의 터치스크린에 대해 간단히 설명한다.Since the resistive touch screen is the most widely used among these, the touch screen of the resistive film type (particularly, the 4-wire resistive film type) will be briefly described with reference to the exploded perspective view of FIG. 1 and the cross-sectional view of FIG. 2. .
4선 저항막 방식의 터치스크린은 하부기판(10)과 상부기판(20)이 그 주변부를 따라 개재된 접착시트(30)에 의해 결합된 구조로 이루어지며, 하부기판(10)의 상면과 상부기판(20)의 하면에는 저항막 역할을 하는 제1 ITO(Indium Tin Oxide)박막(16)과 제2 ITO박막(26)이 각각 형성된다.The 4-wire resistive touch screen has a structure in which the
제1 ITO박막(16)의 표면에는 각각 제1방향(y축 방향)을 따라 길게 형성된 제1전극(11) 및 제2전극(12)이 서로 이격되어 평행하게 배치된다. 또한 제2 ITO박막(26)의 표면에는 각각 제2방향(x축 방향)을 따라 길게 형성된 제3전극(21) 및 제4전극(22)이 서로 이격되어 평행하게 배치된다. 제1 및 제2전극(11,12)은 각각 제1도선(13) 및 제2도선(14)에 연결되고, 제3전극(21) 및 제4전극(22)은 각각 제3도선(23) 및 제4도선(24)에 연결된다.On the surface of the first ITO
또한 하부기판(10)의 제1 ITO박막(16)의 표면에는 투명한 도트스페이서(dot spacer)(15)가 형성된다.In addition, a
4선 저항막 방식의 터치스크린의 작동원리를 살펴보면 다음과 같다. 예를 들어 하부기판(10)의 제1전극(11)에 공통전압(Vcc)을 인가하고 제2전극(12)에 기저전압(VGND)을 인가하면, 제1전극(11)과 제2전극(12) 사이의 제1 ITO박막(16)에는 x축 방향의 전계가 형성된다. 이 상태에서 사용자가 상부기판(10)의 표면을 누르면 제1 ITO박막(16)과 제2 ITO박막(26)이 서로 접촉하므로 상부기판(10)에 형성된 제3 또는 제4전극(21,22)을 통해 접촉지점의 전압(Vx)을 검출할 수 있다. 검출전압(Vx)은 AD컨버터를 거쳐 신호처리용 컨트롤러(미도시)로 입력되고, 컨트롤러에서는 검출전압(Vx)를 근거로 접촉지점의 x좌표를 산출한다.The operation principle of the 4-wire resistive touch screen is as follows. For example, when the common voltage Vcc is applied to the
접촉지점의 y좌표를 산출하기 위해서는, 상부기판(20)의 제3전극(21)에 공통전압(Vcc)을 인가하고 제4전극(22)에 기저전압(VGND)을 인가하여 제3전극(21)과 제4전극(22) 사이의 제2 ITO박막(26)에 y축 방향의 전계를 형성한다. 이 상태에서 하부기판(20)의 제1전극(11) 또는 제2전극(12)을 통해 접촉지점의 전압(Vy)을 검출하며, 컨트롤러에서는 검출전압(Vy)를 근거로 접촉지점의 y좌표를 산출한다.In order to calculate the y-coordinate of the contact point, the third electrode is applied by applying the common voltage Vcc to the
컨트롤러는 소정 좌표에서의 검출전압을 미리 실측하여 테이블화한 좌표데이터를 구비하며, 이 좌표데이터를 이용하여 실제 검출전압(Vx,Vy)에 대응하는 좌표를 보간법 등으로 결정한다.The controller includes coordinate data obtained by measuring the detection voltage at the predetermined coordinates in advance, and using the coordinate data to determine coordinates corresponding to the actual detection voltages Vx and Vy by interpolation or the like.
만일 저항막의 역할을 하는 제1 및 제2 ITO박막(16,26)의 저항이 균일하고, 하부기판(10) 및 상부기판(20)에 형성되는 전계의 등전위선이 각 전극에 평행하다면 위 방법으로 정확한 좌표를 얻을 수 있다. If the resistance of the first and second ITO
그런데 실제로는 제1 및 제2 ITO박막(16,26)의 두께가 균일하지 않기 때문에 그 저항값이 균일하지 않을 뿐만 아니라 온도, 습도 및 열화 정도에 따라 저항값이 달라지므로 산출된 좌표의 오차가 클 수밖에 없다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서는 컨트롤러에서 적절한 보상처리를 해주어야 하는데, 이로 인해 제품의 구성이 복잡해지고 처리속도가 지연되는 문제점이 있다. 또한 주기적으로 저장된 좌표데이터를 초기화시켜 주어야 하므로 사용자의 불편이 크다는 문제점이 있다.However, in practice, since the thicknesses of the first and second ITO
한편 은(Ag)이나 구리(Cu)로 제작되는 제1 내지 제4전극(11,12,21,22)과 각 전극에 연결되는 제1 내지 제4도선(13,14,23,24)에서도 전압강하가 발생하는데, 이로 인한 오차를 감소시키기 위해서는 각 전극(11,12,21,22)에 연결되는 ITO박막(16,26)의 저항값을 증가시켜야 한다. 그런데 ITO박막(16,26)의 저항값을 증가시키기 위해서는 박막의 두께를 줄여야 하고, 박막의 두께를 줄이면 내구성 저하는 물론이고 저항의 균일도가 저하되는 문제점이 있다.Meanwhile, the first to
또한 4선 저항막 방식의 터치스크린은 하부기판(10)과 상부기판(20)에 교대로 전계를 형성해야 하는데, 양 기판(10,20) 사이에 형성되는 커패시턴스로 인한 오차를 줄이기 위해서는 하부기판(10)에 공통전압(Vcc)을 인가하는 시점과 상부기판(20)에 공통전압(Vcc)을 인가하는 시점 사이에 충분한 간극을 두어야 하고 이로 인해 전체적인 샘플링 시간이 길어지는 문제점이 있다.In addition, the 4-wire resistive touch screen should alternately form an electric field on the
또한 종래의 저항막 방식의 터치스크린은 사용자가 두 곳을 동시에 눌렀을 때 두 지점의 좌표를 동시에 인식하는 것이 불가능하므로 소위 말하는 멀티 터치기능을 구현할 수 없다는 문제점이 있다.In addition, the conventional resistive touch screen has a problem in that it is impossible to realize the so-called multi-touch function because it is impossible to simultaneously recognize the coordinates of two points when the user presses two places at the same time.
이 밖에도 종래의 터치스크린은 단순히 사용자가 누른 좌표만을 인식할 뿐이고 z축 방향에 대한 정보, 즉 사용자가 누른 힘에 대한 정보를 확인할 수 없다. z축 방향에 대한 정보를 확인하기 위해서는 별도의 압력센서를 설치해야 하는데 이 로 인해 구조가 복잡하고 제작비용이 증가하는 문제점이 있다. In addition, the conventional touch screen simply recognizes only the coordinates pressed by the user and cannot identify information about the z-axis direction, that is, information about the force pressed by the user. In order to check the information on the z-axis direction, a separate pressure sensor must be installed, which causes a complicated structure and increases manufacturing costs.
한편 터치패드의 경우에도 z축 방향에 대한 정보를 획득하기 위해서는 별도의 압력센서를 설치해야 하므로 마찬가지의 문제점이 있다.On the other hand, in the case of the touch pad, there is a similar problem because a separate pressure sensor must be installed in order to obtain information on the z-axis direction.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래의 터치센서에 비하여 보다 정확한 좌표데이터를 간편하게 산출할 수 있는 터치센서를 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a touch sensor that can easily calculate more accurate coordinate data than conventional touch sensors.
또한 x-y 좌표데이터뿐만 아니라 z축 방향에 대한 정보, 즉, 접촉력의 정도까지 판단할 수 있는 터치센서를 제공하는데 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a touch sensor that can determine not only x-y coordinate data but also information on the z-axis direction, that is, the degree of contact force.
또한 다수의 접촉지점을 동시에 인식할 수 있는 멀티터치 기능을 구현할 수 있는 터치센서를 제공하는데 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a touch sensor that can implement a multi-touch function that can simultaneously recognize a plurality of contact points.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 제1방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제1전극과, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제2전극과, 상기 다수의 제1전극과 상기 다수의 제2전극을 이격시키는 간격유지수단을 포함하는 터치센서에 있어서, 상기 다수의 제1전극 중 선택된 하나의 제1전극의 최대저항과 상기 다수의 제2전극 중 선택된 하나의 제2전극의 최 대저항을 각각 R1max, R2max라 하면, 상기 제1전극에 고정저항(R)을 매개로 제1전압을 인가하고 상기 제2전극에 제2전압을 인가한 경우에, 상기 제1전극과 상기 제2전극이 접촉한 상태이면 상기 고정저항(R)과 상기 제1전극 사이의 노드에서 출력되는 최대 출력전압(Vout(max))은 제1기준전압 이하이고, 상기 제1전극과 상기 제2전극이 접촉하지 않은 상태이면 상기 최대출력전압은 상기 제1기준전압보다 큰 제2기준전압 이상인 것을 특징으로 하는 터치센서를 제공한다.The present invention, in order to achieve the above object, a plurality of first electrodes formed in parallel to each other in a first direction, a plurality of second electrodes formed in parallel to each other along a second direction crossing the first direction, A touch sensor comprising a space keeping means for separating the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, wherein the maximum resistance of the first electrode selected from the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes When the maximum resistances of the selected one of the second electrodes are R1max and R2max, respectively, when the first voltage is applied to the first electrode through the fixed resistor R, and the second voltage is applied to the second electrode. When the first electrode and the second electrode are in contact with each other, the maximum output voltage Vout (max) output from the node between the fixed resistor R and the first electrode is equal to or less than a first reference voltage. If the first electrode and the second electrode is not in contact Group maximum output voltage provides the touch sensor, characterized in that not less than a second reference voltage larger than the first reference voltage.
상기 터치센서에서 상기 제1기준전압은 디지털 논리회로에서 로우(low)로 인식되는 기준전압이고, 상기 제2기준전압는 디지털 논리회로에서 하이(high)로 인식되는 기준전압인 것을 특징으로 할 수 있다.In the touch sensor, the first reference voltage may be a reference voltage recognized as low in the digital logic circuit, and the second reference voltage may be a reference voltage recognized as high in the digital logic circuit. .
또한 본 발명은, 제1방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제1전극과, 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 서로 평행하게 형성된 다수의 제2전극과, 상기 다수의 제1전극과 상기 다수의 제2전극을 이격시키기 위하여 상기 다수의 제1전극과 상기 다수의 제2전극의 사이에 설치되는 간격유지수단을 포함하는 터치센서; 상기 다수의 제1전극에 스캐닝을 위한 전기적신호를 순차적으로 입력하며, 다수의 스위칭회로를 구비하는 아날로그먹스; 상기 아날로그먹스의 상기 다수의 스위칭회로 중에서 상기 전기적신호를 입력할 스위칭회로를 선택하는 디코더; 상기 다수의 제2전극에서 출력되는 신호를 이진데이터 신호로 변환하는 래치회로를 포함하는 래치부; 상기 디코더로 상기 아날로그먹스의 스위칭회로를 선택하기 위한 선택신호를 전송하며, 상기 래치부의 출력신호를 이용하여 터치된 지점의 좌표를 판단하는 컨트롤러를 포함하는 전자기기의 입력장치를 제공한다.In addition, the present invention, a plurality of first electrodes formed in parallel to each other along a first direction, a plurality of second electrodes formed in parallel to each other along a second direction crossing the first direction, and the plurality of first electrodes And a touch sensor including a space keeping means disposed between the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes to space the plurality of second electrodes. An analog mux sequentially inputting electrical signals for scanning to the plurality of first electrodes and having a plurality of switching circuits; A decoder for selecting a switching circuit to input the electrical signal among the plurality of switching circuits of the analog mux; A latch unit including a latch circuit for converting signals output from the plurality of second electrodes into binary data signals; The present invention provides an input device of an electronic device including a controller for transmitting a selection signal for selecting a switching circuit of the analog mux to the decoder and determining coordinates of a touched point by using an output signal of the latch unit.
또한 본 발명은, 제1방향을 따라 서로 평행한 다수의 제1전극과 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 서로 평행한 다수의 제2전극이 서로 이격된 상태에서 교차하며, 상기 다수의 제1전극과 상기 다수의 제2전극이 교차하는 교차영역마다 스위치가 정의되는 터치센서를 이용하여 사용자의 입력을 감지하는 방법에 있어서, (a) 상기 다수의 제1전극의 각각의 일단마다 고정저항(R)을 매개로 제1전압을 인가하고, 상기 다수의 제2전극 중에서 선택된 하나의 제2전극에만 제2전압을 인가하는 단계; (b) 상기 다수의 제1전극의 상기 일단과 상기 고정저항(R)의 사이의 노드에서 출력전압(Vout)을 검출하고, 선택된 상기 제2전극과 상기 다수의 제1전극의 교차영역마다 정의되는 다수의 상기 스위치의 온/오프여부를 판단하는 단계; (c) 선택된 상기 제2전극 이외의 다른 제2전극을 하나씩 선택하여 상기 제2전압을 인가하고 상기 단계(b)를 반복하는 단계; (d) 상기 스위치 중에서 온(ON)상태인 스위치의 좌표를 확인하는 단계를 포함하는 터치센서의 입력감지방법을 제공한다.In addition, the present invention, a plurality of first electrodes parallel to each other in a first direction and a plurality of second electrodes parallel to each other in a second direction crossing the first direction intersect in a state spaced apart from each other, A method of sensing a user's input using a touch sensor in which a switch is defined for each intersection area where the first electrode and the plurality of second electrodes cross each other, the method comprising: (a) at each end of each of the plurality of first electrodes; Applying a first voltage through a fixed resistor (R) and applying a second voltage to only one second electrode selected from the plurality of second electrodes; (b) Detecting an output voltage Vout at a node between the one end of the plurality of first electrodes and the fixed resistor R, and defining each crossing region of the selected second electrode and the plurality of first electrodes. Determining whether the plurality of switches are turned on or off; (c) selecting second electrodes other than the selected second electrode one by one to apply the second voltage and repeating the step (b); (d) it provides an input sensing method of the touch sensor comprising the step of confirming the coordinates of the switch in the ON state of the switch.
본 발명에 따른 터치센서는 다수의 전극이 서로 교차함으로써 그 교차영역마다 정의되는 스위치의 온/오프 여부만을 판별하여 접촉지점의 좌표를 정확하게 판단할 수 있기 때문에 매우 간편하게 좌표데이터를 획득할 수 있으며, 별다른 오차 보정절차가 필요 없는 장점이 있다.The touch sensor according to the present invention can obtain coordinate data very simply because the touch sensor can accurately determine the coordinates of the contact point by determining whether the switch defined for each intersection area is turned on or off by crossing the electrodes. There is an advantage that no error correction procedure is required.
또한 온도나 습도에 의해 전극의 저항값이 다소 변하더라도 이에 영향받지 않고 접촉여부와 접촉위치를 정확히 판단할 수 있다. 또한 저항막 방식처럼 미리 실측한 좌표데이터를 저장해두고 이를 주기적으로 초기화시켜야 하는 불편이 없다.In addition, even if the resistance value of the electrode is slightly changed by temperature or humidity, it is possible to accurately determine whether the contact and the contact position without being affected. In addition, there is no inconvenience in storing coordinate data measured in advance like a resistive film and initializing it periodically.
또한 접촉위치의 좌표데이터뿐만 아니라 접촉력의 세기까지 판단할 수 있기 때문에 다양한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.In addition, since not only the coordinate data of the contact position but also the strength of the contact force can be determined, various user interfaces can be provided.
또한 다수 스위치의 온/오프 여부를 판별하는 방식이므로 멀티 터치 기능을 간단하게 구현할 수 있는 장점이 있다.In addition, since a method of determining whether a plurality of switches are on or off, there is an advantage in that the multi-touch function can be easily implemented.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1. 터치센서의 구조1. Structure of touch sensor
도 3 및 도 4는 각각 본 발명의 실시예에 따른 터치센서(100)의 분해사시도 및 결합단면도이다. 3 and 4 are exploded perspective views and coupling cross-sectional views of the
본 발명의 실시예에 따른 터치센서(100)는 상하전극의 접촉여부를 통해 접촉지점의 좌표를 확인하는 스위치 방식으로서, 하부기판(110), 스페이서시트(130), 상부기판(120)이 순차적으로 적층된 구조를 가진다. 도시하지는 않았지만 상부기판(120)의 바깥쪽에 보호필름이 부착될 수도 있다.The
하부기판(110)의 표면(도면상 상면)에는 제1방향(예, y축 방향)으로 길게 형성된 띠(stripe) 형태의 다수의 제1전극(111 내지 118)이 실질적으로 평행하게 배치된다. 상부기판(120)의 표면(도면상 하면)에는 제2방향(예, x축 방향)으로 길게 형성된 띠 형태의 다수의 제2전극(121 내지 128)이 실질적으로 평행하게 배치된다.On the surface of the lower substrate 110 (upper surface in the drawing), a plurality of
따라서 하부기판(110)과 상부기판(120)을 결합하면 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)은 스페이서시트(130)에 의해 서로 이격된 상태에서 교차하게 된다. 제1전극(111 내지 118) 및 제2전극(121 내지 128)은 서로 직각으로 교차하는 것이 바람직하지만 교차각이 반드시 직각이 아니어도 무방하다.Therefore, when the
제1 및 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)이 형성되는 하부기판(110) 및 상부기판(120)은 절연성 재질이며, 스페이서시트(130)도 절연성 재질이어야 한다.The
만일 본 발명의 터치센서(100)를 디스플레이패널의 표면에 부착하여 사용하는 경우에는 하부기판(110), 상부기판(120) 및 스페이서시트(130)는 투명유리, 투명플라스틱, 투명필름 등의 재질이어야 한다. 그리고 상부기판(120)은 도 5에 도시된 바와 같이 사용자가 누르면 아래로 구부러졌다가 다시 복원될 수 있어야 하므로 적절한 탄성을 가지는 투명 플라스틱이나 투명 필름으로 제작되어야 한다.If the
제1 및 제2 전극(111 내지 118, 121 내지 128)은 도전성이 우수한 금속재질인 것이 바람직하다. 만일 본 발명의 터치센서(100)가 터치스크린으로 사용되는 경우에는 제1 및 제2 전극(111 내지 118, 121 내지 128)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), TAO(Tin Antinomy Oxide), TO(Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide) 등의 투명 도전성 산화물(TCO: Transparent Conductive Oxide)을 포함하는 재질로 이루어진다. The first and
제1 및 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)의 폭은, 예를 들어 ITO로 형성하는 경우에는 0.5mm 이내인 것이 바람직하지만, 구체적으로는 재질과 저항값에 따라 그 폭이 달라질 수 있다. 또한 각 전극의 길이와 인접한 전극과의 간격은 터치 센서(100)가 장착되는 장치의 크기나 형상, 그리고 목적하는 인식해상도에 따라 달라질 수 있다.Although the widths of the first and
제1 또는 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)이 금속재질이면 도금이나 식각 등의 방법으로 형성할 수도 있고, 스트라이프 형태의 전극을 별도로 제작하여 하부기판(110) 및 상부기판(120)에 결합할 수도 있다. 만일 투명도전성 산화물(TCO)로 전극을 형성할 경우에는 스퍼터링법, CVD법 등으로 형성할 수 있다. 물론 이와 다른 방법으로도 형성할 수 있다.If the first or
제1 및 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)의 각각의 일단에는 외부 도선이 연결되며, 특히 제1 및 제2전극이 투명전극인 경우에는 투명전극의 단부 표면에 외부 도선과의 연결을 위한 전극단자(150)를 형성하는 것이 바람직하다. 이때 상기 전극단자(150)는 도전성이 우수한 은(Ag), 구리(Cu) 등의 금속재질인 것이 바람직하다.One end of each of the first and
스페이서시트(130)는 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)을 이격시키기 위한 것으로서 다수의 개구부(132)를 구비한다. 상기 개구부(132)는 사용자가 눌렀을 때 상하로 이격된 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)이 접촉하는 스위치영역이 된다.The
상기 개구부(132)는 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)의 각 교차영역과 일대일로 대응하여 형성될 수도 있고, 하나의 개구부(132)에 2개 이상의 교차영역이 대응하도록 형성될 수도 있다. The
만일 일대일로 대응하는 경우에는. 도 3에 도시된 바와 같이 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)이 각각 8개이면 총 64개의 교차영역이 존재하므로, 스페이서시트(130)의 개구부(132)도 이와 동일한 개수로 형성된다.If you respond one-on-one. As shown in FIG. 3, when the
본 발명의 터치센서(100)를 터치스크린으로 사용할 경우에는 스페이서시트(130)의 두께는 1~500㎛인 것이 바람직하다. 또한 각 개구부(132)의 폭은 0.1~500㎛ 이고, 인접한 개구부(132)와의 간격은 0.1~500㎛ 인 것이 바람직하다. When the
하부기판(110), 상부기판(120) 및 스페이서시트(130)를 결합하기 위해서 하부기판(110)과 스페이서시트(130)의 사이 및 상부기판(120)과 스페이서시트(130)의 사이에 접착시트(140)를 개재할 수 있다. 이때 접착시트(140)는 터치감지영역에 대응하는 중앙부가 개구되어야 함은 물론이다.Bonding between the
또한 하부기판(110), 상부기판(120) 및 스페이서시트(130)를 나사 등으로 결합할 수도 있다. In addition, the
도 3에는 스페이서시트(130)의 개구부(132)가 규칙적으로 배열된 것으로 도시하였으나, 각 개구부(132)가 반드시 동일한 형상이거나 규칙적으로 배열되어야 하는 것은 아니다. 또한 상하 전극의 모든 교차영역과 개구부(132)가 일대일 대응하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 모든 교차영역에 대해 개구부(132)가 반드시 일대일로 대응하지 않을 수도 있다.In FIG. 3, the
이러한 관점에 따라 상기 스페이서시트(130)는 다수의 개구부(132)가 랜덤하게 또는 균일하게 형성된 다공성 폴리머 박막으로 대체될 수도 있다.According to this aspect, the
한편 스페이서시트(130)를 대신하여 도 6 의 분해사시도 및 도 7의 결합단면도에 도시된 바와 같이 하부기판(110)의 표면에서 다수의 제1전극(111 내지 118)의 사이에 반구 형태의 다수의 도트스페이서(160)를 형성할 수도 있다.Meanwhile, as shown in the exploded perspective view of FIG. 6 and the combined cross-sectional view of FIG. 7 instead of the
도트스페이서(160)는 절연성 재질인 것이 바람직하고, CVD법이나 마스크를 이용한 건식 또는 습식 식각법으로 형성할 수 있다. 터치스크린에 적용할 경우에는 도트스페이서(160)가 투명재질이어야 함은 물론이다. 또한 도트스페이서(160)의 직경과 높이는 각각 10~50㎛ 의 범위내인 것이 바람직하고, 탄성률은 500Mpa 정도인 것이 바람직하다. 그리고 인접한 도트스페이서(160)간의 간격이 지나치게 좁으면 상하 전극의 접촉을 위해 지나치게 높은 압축력이 필요하므로 도트스페이서(160)간의 간격은 1mm이상인 것이 바람직하고 최대 간격은 제1전극(111 내지 118)의 간격이나 설계기준에 따라 적절히 조절될 수 있다.The
도 6에 도시된 바와 같이 인접한 두 전극 사이에 도트스페이서(160)가 1열로 배치될 수도 있고, 2열 이상이 배치될 수도 있다. 또한 각 전극(111 내지 118)의 폭이나 간격을 고려하여 인접한 도트스페이서(160)의 사이에 2개 이상의 전극(111 내지 118)을 배치할 수도 있다.As shown in FIG. 6, the
한편 제1 및 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)이 투명 도전성 산화물인 경우에는 구리, 은 등의 금속재질에 비해 온도 및 습도에 따라 저항값이 다소 달라지고 증착두께에 따라서도 저항값이 크게 달라지는 특징이 있다.On the other hand, when the first and
따라서 이러한 저항값의 변화에도 불구하고 제1 및 제2전극의 접촉여부를 정확히 검출할 수 있는지 여부가 중요하므로 이하에서는 이에 대해 설명한다.Therefore, it is important to be able to accurately detect whether the first and second electrodes are in contact despite the change in the resistance value, which will be described below.
먼저 제1 및 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)이 ITO재질이고, 제1전극(111 내지 118)의 길이는 435mm이고 제2전극(121 내지 128)의 길이는 275mm (20인치 모니터 사이즈에 해당함)이며, 제1 및 제2전극의 두께와 폭은 각각 500nm, 0.5mm인 것으로 가정한다. First, the first and
도 8에 도시된 바와 같이 임의의 제1전극(111)에는 고정저항 R을 매개로 공통전압(Vcc)을 인가하고, 임의의 제2전극(121)에는 기저전압(VGND)를 인가한 상태에서 2개의 전극(111,121)이 서로 접촉하면, 고정저항(R)과 제1전극(111) 사이의 노드(N)에서 출력되는 출력전압(Vout)은 (Vcc-VGND)*(R1+R2)/(R+R1+R2) 가 된다. 여기서 R1은 제1전극(111)의 단부와 접촉지점 사이의 저항이고, R2는 제2전극(121)의 단부와 접촉지점 사이의 저항이다. 연결도선의 저항이나 접촉지점에서의 접촉저항은 다른 저항에 비해 매우 작으므로 여기서는 무시한다.As shown in FIG. 8, a common voltage Vcc is applied to an arbitrary
일반적으로 ITO의 표면저항은 두께가 500nm이면 20ohms/sq이고, 두께가 30~35nm 이면 350~400ohms/sq인 것으로 알려져 있다. 따라서 R1과 R2의 최대저항 R1(max)와 R2(max)는 각각 다음과 같다.In general, the surface resistance of ITO is 20 ohms / sq when the thickness is 500nm, 350 ~ 400 ohms / sq when the thickness is 30 ~ 35nm. Therefore, the maximum resistances R1 (max) and R2 (max) of R1 and R2 are as follows.
R1(max) = 20ohms/sq *435mm/0.5mm = 17.4 kohmsR1 (max) = 20 ohms / sq * 435 mm / 0.5mm = 17.4 kohms
R2(max) = 20ohms/sq *275mm/0.5mm = 11.0 kohmsR2 (max) = 20 ohms / sq * 275 mm / 0.5 mm = 11.0 kohms
여기서 R=1Mohms, Vcc=3.0V, VGND= 0V 이면, Vout의 최대값, Vout(max)는 3.0*28.4/1028.4=0.083V이다. Where R = 1Mohms, Vcc = 3.0V, V GND = 0V, the maximum value of Vout, Vout (max) is 3.0 * 28.4 / 1028.4 = 0.083V.
일반적으로 트랜지스터를 포함하는 디지털 논리회로에서는 예를 들어 0.6 V 이하를 '0'(또는 로우((low))으로 인식하고, 약 2V 이상을 '1'(또는 하이(high))로 인식한다. 따라서 임의의 제2전극(121)에 OV를 입력하였을 때 두 전극(111,121)이 서로 접촉하면 임의의 제1전극(111)의 출력전압이 제1기준전압(예, 0.6V) 이하이고, 서로 접촉하지 않으면 임의의 제1전극(111)의 출력전압이 제2기준전압(예, 2V) 이상이 되도록 설계하면 제1전극(111)의 출력전압만으로 제1전극(111)과 제2전극(121)의 접촉여부를 간편하게 판단할 수 있다.In general, a digital logic circuit including a transistor recognizes, for example, 0.6 V or less as '0' (or low) and about 2 V or more as '1' (or high). Therefore, when the two
위 예에서는 두 전극(111,112)이 서로 접촉하면 Vout(max)가 0.083V이고, 접촉하지 않으면 Vout=Vcc=3.0V이므로 이 기준을 적용하여 접촉여부를 명확하게 판단할 수 있다. 다만 전술한 제1기준전압(0.6V) 및 제2기준전압(2V)의 수치는 예시에 불과한 것이므로 설계상의 필요에 따라 얼마든지 달라질 수 있음을 물론이다. Vcc 및 VGND 도 전술한 경우와 다르게 설정할 수 있다.In the above example, Vout (max) is 0.083V when the two
다른 관점에서 Vout(max)이 0.6V 이기 위해서는 R1+R2의 값이 250kohms이 되어야 한다. 즉, R1+R2의 값이 250kohms 이하이면 통상의 디지털 논리회로에서 제1전극(111 내지 118)의 출력을 0V로 인식할 수 있다. 이것은 정상작동 가능한 R1+R2 의 범위가 28.4kohms 에서 250kohms 에 이른다는 것이므로, 온도나 습도의 영향에 의해 ITO의 저항이 다소 변하더라도 제1전극(111)과 제2전극(121)의 접촉여부를 정 확하게 판단할 수 있음을 의미한다.In other respects, R1 + R2 must be 250kohms for Vout (max) to be 0.6V. That is, when the value of R1 + R2 is 250kohms or less, the output of the
만일 제1 및 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)이 30nm의 두께로 형성된 경우에는 R1 및 R2의 값이 매우 커지므로 이 경우에는 고정저항 R을 10Mohms 정도로 증가시키면 된다.If the first and
따라서 제1 및 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)에 사용되는 투명도전성 산화물의 종류와 두께에 따라 고정저항 R의 저항값을 적절히 선택함으로써 온도나 습도에 영향받지 않는 스위치 방식의 터치센서(100)를 제작할 수 있다. 만일 제1 및 제2전극(111 내지 118, 121 내지 128)이 금속재질이면 R1과 R2의 값이 고정되고 그 크기도 매우 작으므로 고정저항 R의 선택폭은 더욱 커진다.Therefore, by appropriately selecting the resistance value of the fixed resistor R according to the type and thickness of the transparent conductive oxides used for the first and
2, 터치스크린을 이용한 입력장치 및 좌표데이터 검출 방법2, input device and coordinate data detection method using touch screen
본 발명의 실시예에 따른 터치센서(100)가 서로 교차하는 8개의 제1전극(111 내지 118)과 8개의 제2전극(121 내지 128)을 포함한다고 가정하면, 상기 터치센서(100)는 도 9에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 전극의 교차영역마다 정의되는 64개의 스위치가 8*8 매트릭스 형태로 배치된 회로로 나타낼 수 있다.Assuming that the
여기서 설명의 편의를 위하여 각 컬럼라인(column line)(c0 내지 c7)은 각각 제1전극(111 내지 118)이고, 각 로라인(row line)(r0 내지 r7)은 각각 제2전극(121 내지 128)인 것으로 가정한다. 반대로 각 컬럼라인이 제2전극이고 각 로라인이 제1전극이라고 가정하더라도 사실상 동일한 회로이다.For convenience of description, each column line c0 to c7 is a
그리고 각 컬럼라인(c0 내지 c7)의 각각에는 동일한 고정저항(R)을 매개로 공통전압(Vcc)를 인가하고, 각 로라인(r0 내지 r7)에는 소정의 스캐닝신호를 입력한다. 출력전압(Vout)은 각 컬럼라인(c0 내지 c7)과 각 고정저항(R) 사이의 노드를 통해서 검출된다.The common voltage Vcc is applied to each of the column lines c0 to c7 through the same fixed resistor R, and a predetermined scanning signal is input to each row line r0 to r7. The output voltage Vout is detected through a node between each column line c0 to c7 and each fixed resistor R.
도 10은 본 발명의 터치센서(100)를 이용한 입력장치의 구성을 나타낸 블록도로서, 컨트롤러(210), 디코더(220), 아날로그먹스(Analog Mux)(230), 래치부(240), 버퍼(250) 등을 포함한다.10 is a block diagram showing the configuration of an input device using the
컨트롤러(210)는 터치센서(100)에 대해 소정의 스캐닝신호를 주기적으로 인가하는 한편 터치센서(100)의 출력신호를 분석하여 접촉지점의 좌표데이터, 접촉력의 세기, 접촉위치의 이동방향, 이동거리, 이동속도, 가속도 또는 이동각도 등을 판단한 후 디스플레이패널 제어부(270)로 전송한다. 컨트롤러(210)의 구체적인 작동 알고리즘은 도 12와 관련하여 후술한다.The
디코더(220)는 컨트롤러(210)에서 제공하는 2진 데이터열의 로데이터(row data)와 자체 구비한 디코딩테이블을 이용하여 아날로그먹스(230)로 소정의 로(row) 선택신호를 인가한다.The
아날로그먹스(230)는 디코더(220)의 로 선택신호에 의해 작동하는 다수 개의 스위칭회로(미도시)를 구비하며, 터치센서(100)의 각 로라인(r0 내지 r7) 중에서 디코더(220)의 로선택신호에 대응하는 로라인(row line)에만 기저전압(예, 0V)을 인가하고, 나머지 로라인은 플로팅시키는 역할을 한다.The
래치부(240)는 다수의 래치회로(latch circuit)를 이용하여 터치센서(100)의 각 컬럼라인(c0 내지 c7)의 출력전압을 2진 데이터열의 컬럼데이터(column data)로 변환한다. 도 11은 래치회로의 일 실시예를 나타낸 것으로서, 8개 컬럼라인의 출력전압(Vout)을 동시에 입력받아 8비트 데이터열(Q0 내지 Q7), 즉 바이트(Byte) 단위의 신호를 출력하는 회로이다.The
만일 컬럼라인이 256개이면 이러한 래치회로가 32개가 설치되며, 각 래치회로에서 출력되는 바이트 신호는 버퍼(250)에 일시 저장되었다가 컨트롤러(210)로 전송된다. 이때 컨트롤러(210)는 소정의 컬럼선택신호를 제공하여 각 래치회로가 순차적으로 바이트 신호를 출력하도록 제어해야 한다. If there are 256 column lines, 32 such latch circuits are provided. The byte signals output from each latch circuit are temporarily stored in the
도 11과 같은 래치회로를 이용하는 이유는 터치스크린과 같이 컬럼라인이 많은 경우에 접촉감지속도를 높이기 위한 것이다. 따라서 터치센서(100)의 크기나 설계기준에 따라서는 다른 형태로 래치부(240)를 구성할 수도 있다.The reason for using the latch circuit shown in FIG. 11 is to increase the contact detection speed when there are many column lines such as a touch screen. Therefore, the
버퍼(250)는 래치부(240)에서 생성된 컬럼데이터를 일시 저장하며, 컨트롤러(210)는 버퍼(250)에 저장된 컬럼데이터를 읽어와서 접촉지점의 좌표데이터를 생성한다.The
도 12의 흐름도는 컨트롤러(210)에서 접촉지점의 좌표데이터를 생성하는 과정을 나타낸 것이다.12 is a flowchart illustrating a process of generating coordinate data of a contact point in the
먼저 설정된 시간 동안 사용자의 접촉이 감지되지 않으면 터치센서(100)는 대기모드로 전환된다. 대기모드에서는 예를 들어 아날로그먹스(230)의 미도시된 스 위칭회로를 모두 온(ON)시켜서 전체 로라인(row line)에 기저전압(예, 0V)를 인가한다. 이러한 대기모드를 생략하고 후술하는 동작모드를 항상 유지할 수도 있다.If the touch of the user is not detected for the first time, the
대기모드에서 적어도 하나의 컬럼라인에서 0V가 출력되면, 컨트롤러(210)는 접촉이 있는 것으로 판단하고 곧바로 동작모드로 전환하면서 각 로라인에 순차적으로 0V를 인가한다. When 0V is output from at least one column line in the standby mode, the
이를 위해 먼저 버퍼(250)에 저장된 컬럼데이터를 클리어하는 한편, 컨트롤러(210)에 저장되어 있던 로데이터와 로데이터 카운트를 클리어 한다. To this end, first, the column data stored in the
이어서 디코더(220)로 2진 데이터열의 로데이터를 전송하면서 로데이터 카운트를 1씩 증가시킨다. 예를 들어 로라인(row line)이 256개이면 00000000 에서 1111111 에 이르는 8비트 데이터열을 순차적으로 디코더(220)로 전송한다. Subsequently, the raw data count is incremented by 1 while transmitting raw data of the binary data string to the
디코더(220)는 아날로그먹스(230)의 다수의 스위칭회로 중에서 해당 데이터열에 대응하는 스위칭회로만을 선택하여 온(ON)시킴으로써 이에 대응하는 로라인에만 0V를 인가한다.The
컨트롤러(210)는 디코더(220)로 로데이터를 전송함과 동시에 컬럼라인 바이트 카운트(Col_Line_Byte_Cnt)를 클리어한다. 컬럼라인 바이트 카운트(Col_Line_Byte_Cnt)는 예를 들어 도 11에 도시된 바와 같이 8개의 컬럼라인마다 연결된 다수의 래치회로를 순차적으로 선택하기 위한 것이다.The
따라서 컨트롤러(210)는 컬럼라인 바이트 카운트(Col_Line_Byte_Cnt)를 1씩 증가시키면서 모든 래치회로에서 출력되는 바이트신호를 버퍼(250)로부터 순차적으로 읽어와서 저장한다.Accordingly, the
하나의 로라인에 대하여 전술한 과정을 거친 후에는 로데이터 카운트가 실제 로라인의 개수와 같을 때까지 나머지 로라인에 대해서도 동일한 과정을 반복한다.After the above-described process for one row line, the same process is repeated for the remaining row lines until the low data count is equal to the actual number of row lines.
로데이터 카운트가 실제 로라인의 개수를 초과하면 1주기의 좌표검출과정이 종료되며, 컨트롤러(210)는 저장된 컬럼데이터와 이에 대응하는 로데이터를 이용하여 접촉지점의 x-y좌표를 검출하고, 나아가 변위(Δx, Δy), 접촉력 등의 데이터를 생성한다.If the low data count exceeds the actual number of row lines, the coordinate detection process of one cycle is terminated, and the
컨트롤러(210)에서 생성된 데이터는 통신수단(RS232, USB, I2C 등)을 통해 디스플레이패널제어부(270)로 전송된다.The data generated by the
3. 변위(Δx, Δy) 및 접촉력 판단방법3. How to determine displacement (Δx, Δy) and contact force
본 발명에 따른 스위치 방식의 터치센서(100)를 이용하면, 사용자가 누른 지점의 x-y좌표를 간편하게 확인할 수 있고, 이를 통해 변위(Δx, Δy)는 물론 사용자가 누르는 접촉력의 정도를 판단할 수 있다. Using the switch-
변위(Δx, Δy)는 시간 t=t1 인 시점에 획득한 좌표와 t=t2 인 시점에 획득한 좌표를 이용하여 산출할 수 있다. 이를 통해 사용자가 손이나 스타일러스 펜으로 터치센서(100)상에 이미지나 텍스트를 표현하는 것이 가능해진다. 나아가 변위데이터를 이용하여 터치지점의 이동거리, 이동속도, 이동방향, 가속도, 이동각도 등을 판단할 수 있고, 이들 정보를 다양한 형태로 응용할 수 있다.The displacements Δx and Δy may be calculated using coordinates obtained at the time t = t1 and coordinates obtained at the time t = t2. Through this, the user can express an image or text on the
이하에서는 접촉력의 세기를 판단하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of determining the strength of the contact force will be described.
첫 번째는 가장 간단한 방법으로서, 제1전극(111 내지 118)과 제2전극(121 내지 128)이 교차하는 영역마다 정의되는 다수의 스위치 중에서 온(ON)된 스위치의 개수를 이용하는 방법이다. 즉, 사용자가 강하게 누를수록 상하 전극의 접촉지점이 많아지므로 온(ON)된 스위치의 개수를 이용하여 접촉력의 세기를 간편하게 판단할 수 있다.First, the simplest method is to use the number of switches that are turned on among a plurality of switches defined for each region where the
접촉력을 판단할 수 있으면 다양한 응용이 가능하다. 예를 들어 온(ON)된 스위치의 개수가 기준개수를 초과하면, 터치스크린에서 접촉 지점에 표현된 객체의 형상, 크기, 색채 등을 변형시켜 시각적 효과를 부여할 수도 있고 소정의 소리를 발생시켜 청각적 효과를 부여할 수도 있다. 또한 변위와 접촉력에 대한 정보를 함께 이용하면, 사용자가 글씨를 쓸 때 강하게 누를수록 글씨체가 두꺼워지는 등의 효과를 줄 수 있다.Various applications are possible if the contact force can be determined. For example, if the number of ON switches exceeds the reference number, the shape, size, color, etc. of the object represented at the touch point on the touch screen may be modified to give a visual effect or generate a predetermined sound. It can also give an auditory effect. In addition, by using information on the displacement and the contact force together, the stronger the user presses when writing, the effect of the font becomes thicker.
또한 접촉력의 변화량에 따라 선택된 객체의 이동속도가 달라지도록 제어할 수도 있다. 접촉력의 변화량에 대한 정보는 임의의 두 시점간에 온(ON)된 스위치의 개수 차이를 통해 얻을 수 있다. In addition, the movement speed of the selected object may be controlled according to the change amount of the contact force. Information on the change amount of the contact force can be obtained through the difference in the number of the switch (ON) between any two time points.
두 번째 방법은 하부기판(110)과 상부기판(120)의 사이에 설치되는 스페이서시트(130)의 개구부(132)의 배열을 이용하는 방법이다. The second method is to use the arrangement of the
즉, 스페이서시트(130)의 개구부(132)를 동일한 형상으로 형성하는 것이 아니라 도 13의 평면도에 도시된 바와 같이 개구부(132)의 면적에 변화를 주면서 일정한 패턴을 가지도록 형성하는 방법이다. 도 13에는 개구부(130)의 면적이 가로방 향, 세로방향 및 대각선방향을 따라 규칙적으로 증감하는 패턴이 도시되어 있다. 이와 달리 1개 또는 2개 방향을 따라 개구부 면적을 규칙적으로 증감시킬 수도 있다. 이때 다수의 개구부(132)의 면적은 그 값이 사인파(sine wave) 형태로 증감하는 것이 바람직하다. That is, the
스페이서시트(130)의 개구부(132)의 면적을 규칙적으로 증감시키기 위해서는 다수의 개구부(132)를 단위 개구부 군(群)(도 13의 A영역)으로 설정하고, 다수의 단위 개구부 군(A)을 가로 및 세로방향으로 반복하여 배열하는 것이 바람직하다. 각 개구부 군(A)에 속하는 다수의 개구부(132)는 전술한 바와 같이 가로, 세로, 대각선 방향 중 적어도 한 방향을 따라 그 면적이 규칙적으로 증감하도록 배열된다. In order to regularly increase or decrease the area of the
단위 개구부 군(A)을 정의하는 경계선은 두 개구부(132)의 중간을 지나도록 설정될 수 있다. 그리고 개구부(132) 면적의 연속적인 증감 패턴을 유지하기 위해서는 각 단위 개구부 군(A)의 최외곽에 속하는 개구부(132)는 인접한 단위 개구부 군에도 속하도록 설정하는 것이 바람직하다The boundary line defining the unit opening group A may be set to pass through the middle of the two
도 13에서 면적이 작은 개구부(132)에 형성된 g 스위치를 온(ON)시킨 접촉력이, 면적이 큰 개구부(132)에 형성된 h 스위치를 온(ON)시킨 접촉력보다 클 것이다.In FIG. 13, the contact force for turning on the g switch formed in the
따라서 스페이서시트(130)의 개구부(132)의 면적을 기준으로 터치센서(100)에 정의된 전체 스위치에 대해서 차별화된 가중치를 부여하고, 온(ON)된 스위치의 가중치를 합산함으로써 접촉력의 세기를 판단할 수 있다. 구체적으로는 개구부(132)의 면적이 작을수록 큰 가중치를 부여한다.Accordingly, the weight of the contact force is increased by assigning different weights to all the switches defined in the
세 번째 방법은 하부기판(110)과 상부기판(120)을 이격시키는 도트스페이서(160)의 배열을 이용하는 방법이다. 즉, 도트스페이서(160)를 동일한 형상 및 간격으로 형성하는 것이 아니라 도 14의 평면도 및 도 15의 단면도에 도시된 바와 같이 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경에 변화를 주면서 일정한 패턴을 가지도록 형성하는 방법이다. The third method is to use the arrangement of the
도 14에는 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경을 가로방향, 세로방향 및 대각선방향을 따라 규칙적으로 증감하는 패턴이 도시되어 있다. 이와 달리 1개 또는 2개 방향을 따라 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경을 규칙적으로 증감시킬 수도 있다. 이때 다수의 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경은 그 값이 사인파(sine wave) 형태로 증감하는 것이 바람직하다. FIG. 14 illustrates a pattern in which the height or diameter of the
또한 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경을 규칙적으로 증감시키기 위해서는 다수의 도트스페이서(160)를 단위 도트스페이서 군(群)(도 14의 B 영역)으로 설정하고, 다수의 단위 도트스페이서 군(B)을 가로 및 세로방향을 따라 반복 배열하는 것이 바람직하다, 각 단위 도트스페이서 군(B)에 속하는 다수의 도트스페이서(160)는 전술한 바와 같이 가로, 세로, 대각선 방향 중 적어도 한 방향을 따라 그 높이 또는 직경이 규칙적으로 증감하도록 배열된다.In addition, in order to regularly increase or decrease the height or diameter of the
단위 도트스페이서 군(B)의 경계선은 도트스페이서(160) 사이에 정의되는 스위치를 포함하도록 설정되는 것이 바람직하다. 그리고 도트스페이서(160)의 연속적인 증감 패턴을 유지하기 위해서는 각 단위 도트스페이서 군(B)의 최외곽에 속하는 도트스페이서(160)는 인접한 단위 도트스페이서 군에도 속하도록 설정하는 것이 바람직하다.The boundary line of the unit dot spacer group B is preferably set to include a switch defined between the
도 14에서 높이 또는 직경이 큰 도트스페이서(160)의 주변에 형성된 a, b, c 또는 d 스위치를 온(ON)시킨 접촉력이, 높이 또는 직경이 상대적으로 작은 도트스페이서(160)의 주변에 형성된 e 또는 f 스위치를 온(ON)시킨 접촉력보다 클 것이다.In FIG. 14, a contact force for turning on a, b, c or d switches formed around the
따라서 주변에 형성된 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경을 기준으로 터치센서(100)에 정의된 전체 스위치에 대해 차별화된 가중치를 부여하고, 온(ON)된 스위치의 가중치를 합산함으로써 접촉력의 세기를 판단할 수 있다. 구체적으로는 도트스페이서(160)의 높이 또는 직경이 클수록 큰 가중치를 부여한다.Accordingly, the weight of the contact force is increased by assigning differentiated weights to all the switches defined in the
한편 모든 도트스페이서(160)를 동일한 형상으로 형성하되 그 간격만을 일정한 패턴으로 변화시킴으로써 접촉력의 세기를 판단할 수도 있다. 일반적으로 간격이 좁은 도트스페이서(160)에 정의되는 스위치를 온(ON)시킨 접촉력이 간격이 넓은 도트스페이서(160)에 정의되는 스위치를 온(ON)시킨 접촉력보다 클 것이다.Meanwhile, the strength of the contact force may be determined by forming all the
따라서 도트스페이서(160)의 간격을 기준으로 터치센서(100)에 정의된 전체 스위치에 대해 가중치를 부여하고 온(ON)된 스위치의 가중치를 합산함으로써 접촉력의 세기를 판단할 수 있다. 또한 적어도 한 방향을 따라 도트스페이서(160)의 높이, 직경, 간격 중에서 적어도 하나를 규칙적으로 증감시킬 수도 있다. Accordingly, the strength of the contact force may be determined by weighting all the switches defined in the
한편 도 13 내지 도 15에서는 이해를 돕기 위하여 개구부(132)와 도트스페이서(160)의 형상 및 패턴을 다소 과장하여 도시하였음을 밝혀 둔다.Meanwhile, in FIGS. 13 to 15, the shapes and patterns of the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 수정 또는 변형될 수 있다. 그리고 이와 같이 수정 또는 변형된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and may be modified or modified in various forms. And if the modified or modified embodiment as described also includes the technical spirit of the present invention disclosed in the claims to be described later of course belongs to the scope of the present invention.
도 1은 4선 저항막 방식 터치스크린의 분해사시도1 is an exploded perspective view of a 4-wire resistive touch screen
도 2는 4선 저항막 방식 터치스크린의 단면도2 is a cross-sectional view of a four-wire resistive touch screen
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 터치센서의 분해사시도3 is an exploded perspective view of a touch sensor according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치센서의 단면도4 is a cross-sectional view of a touch sensor according to an embodiment of the present invention.
도 5는 사용자가 누른 상태를 나타낸 도면5 is a view showing a user pressed state
도 6은 제1기판에 도트스페이서가 형성된 모습을 나타낸 분해사시도6 is an exploded perspective view showing a state in which a dot spacer is formed on a first substrate;
도 7은 도트스페이서가 형성된 경우의 단면도7 is a cross-sectional view when the dot spacer is formed
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 터치센서에서 출력전압을 검출하는 모습을 나타낸 도면8 is a diagram illustrating a state in which an output voltage is detected by a touch sensor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터치센서의 회로도9 is a circuit diagram of a touch sensor according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 터치센서를 이용한 입력장치의 구성도10 is a block diagram of an input device using a touch sensor according to an embodiment of the present invention
도 11은 래치회로의 일 예를 나타낸 회로도11 is a circuit diagram showing an example of a latch circuit;
도 12는 본 발명의 터치센서를 이용하여 좌표 및 변위를 판단하는 과정을 나타낸 흐름도 12 is a flowchart illustrating a process of determining coordinates and displacements using the touch sensor of the present invention.
도 13은 스페이서시트의 개구부의 면적이 일정한 패턴으로 증감하는 모습을 나타낸 평면도FIG. 13 is a plan view showing a state in which the area of the opening of the spacer sheet is increased or decreased in a predetermined pattern; FIG.
도 14 및 도 15는 도트스페이서의 직경 또는 높이가 일정한 패턴으로 증감하는 모습을 나타낸 평면도 및 단면도14 and 15 are a plan view and a cross-sectional view showing a state in which the diameter or height of the dot spacer is increased or decreased in a constant pattern;
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100: 터치스크린 110: 제1기판100: touch screen 110: first substrate
111,112,113,114,115,116,117,118: 제1전극111,112,113,114,115,116,117,118: first electrode
121,122,123,124,125,126,127,128: 제2전극121,122,123,124,125,126,127,128: second electrode
120: 제2기판 130: 스페이서시트120: second substrate 130: spacer sheet
132: 개구부 140: 접착시트132: opening 140: adhesive sheet
150: 단자 160: 도트스페이서150: terminal 160: dot spacer
210: 컨트롤러 220: 디코더210: controller 220: decoder
230: 아날로그먹스 240: 래치부230: analog mux 240: latch unit
250: 버퍼250: buffer
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20120028677A (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-23 | 삼성전자주식회사 | Touch sensing appratus and method for sensing approach |
KR101312553B1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-10-14 | 한국표준과학연구원 | Attaching structure of a tactile sensor to a curved surface and method of attaching a tactile sensor to a curved surface |
CN106813539A (en) * | 2016-12-22 | 2017-06-09 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | Blast gap zero gate breadboard |
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KR102001033B1 (en) * | 2018-10-04 | 2019-07-17 | (주)에이피에스아이씨티 | Electronic Card |
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2008
- 2008-08-20 KR KR1020080081416A patent/KR20100022746A/en not_active Application Discontinuation
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