JP2011521374A - 接触センサ装置及びその装置の動作モード転換方法 - Google Patents

接触センサ装置及びその装置の動作モード転換方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、消費電力を低減することができ、別途の動作モードスイッチなしに動作モードを転換させることができる接触センサ装置及びその装置の動作モード転換方法を提供する。
本発明の接触センサ装置は、表面上の接触により発生する入力信号を受信して内部静電容量の変化を介して接触信号を発生させるタッチパネルと、接触信号を受信して接触情報を計算して感知データを形成し、予め保存されたパターン信号と比較して接触される入力信号に相応する動作を制御する接触センサチップと、を備えることを特徴とする。

Description

本発明は、接触センサ装置に関し、特に、タッチパネル上で接触入力を感知することで発生する電気信号を処理して多様な入力信号が意味する動作を実行する接触センサ装置及びその装置の動作モード転換方法( Touch sensor device and the method of switching operation mode thereof)に関する。

タッチパッドは、データ入力装置の一つとして、平面上にマトリクス状の感知点が配置され、ユーザがどこを押してどの方向に接触点を移動しているかが感知できるため、マウスの代用として多く用いられる。タッチパッドには電気的スイッチを平面上に配列したものや、キャパシタ型センサまたはトランジスタ型センサを平面上に配列したものなどの多様な種類がある。

そのうち、キャパシタ型センサを使用する複数個のタッチパッドで構成されたタッチパネルは、ノートパソコンなどでのカーソル動きを調節する場合に多く用いられる。このタッチパネルの表面は絶縁膜により覆われていて、その絶縁膜の下側に横線と縦線が所定間隔に配列されている。この横線と縦線との間には電気的等価回路としてキャパシタが存在するが、横線が第1電極であり、縦線が第2電極である。

感知表面に指、すなわち一種の導体が接触されると、その横線と縦線との間から発生する静電容量と接触されない部分の線間の静電容量とが異なった値を示すことになる。よって、横線に電圧信号を印加し、縦線にキャパシタの静電容量の変化を読み込むことでどの部分の感知面が接触しているか否かが分かる。

このようなタッチパネルには、文字、数字、模様信号などを入力することができるが、情報入力の頻度が高く、便宜性を要する場合には、その有用性が最も大きい。例えば、従来の携帯電話は電話番号入力を簡便にするためにショートカットキー機能を提供し、ショートカットキーは電話番号よりは短いから入力が簡便なことがあるが、ショートカットキー番号自体に意味を含ませることは容易いことではないので、その短縮番号を記憶することは困難で、一々確認しなければならないなどの作業が必要となる。

しかしながら、文字、数字、模様信号、すなわち簡単な記号や模様には、容易に意味を付け加えることができ、例えば、特定人の電話番号を入力したい場合に、その人の名前やニックネームに該当する文字の初子音や英文の初アルファベットを入力して通話ができるなど、記憶や使用に非常に便利である。

図1は従来技術による電気的接触センサ装置の回路図で、タッチパネル10、接触センサチップ20、MCU30を備える。タッチパネル10は複数個の接触電極10−1ないし10−Nで構成され、接触センサチップ20は複数個の接触センサ20−1ないし20−Nで構成される。

タッチパネル10の表面には、複数個の接触電極10−1ないし10−Nが配列されて接触可否を接触センサチップ20に知らせる。接触センサチップ20内の複数個の接触センサ20−1ないし20−Nは複数個の接触電極10−1ないし10−Nに電気的に接続され、MCU30は接触センサチップ20から得られる信号を処理して文字、数字、模様信号が意味する動作を実行するように電気的接触センサ装置を制御する。

図2は従来技術による電気的接触センサ装置の動作を示すフローチャートであり、次に図1及び図2を参照してその動作を説明する。

まず、タッチパネル10に入力される文字、数字、模様信号などのパターン信号とそれぞれの入力に応じて活性モードで実行する動作をMCU30内にマッピングして保存する(S10)。

電気的接触センサ装置が睡眠モード(sleeping mode)にあった後、動作を開始すると、MCU30は複数個の接触電極10−1ないし10−Nに人体が接触したか否かを所定時間の間隔でチェックする。

すなわち、一定時間の周期でタッチパネル10を動作させると(S20)、接触センサチップ20内の複数個の接触センサ20−1ないし20−Nは電気的に接続されている複数個の接触電極10−1ないし10−Nから接触情報を受信して電気的信号を出力する(S30)。

MCU30は、接触センサチップ20から出力される電気的信号によって接触点の開始位置、移動方向及び移動経路を計算して、その値を保存しながら、接触状態が終了すると上記計算された値を結合して一つの感知データとして形成する(S35)。

このように経路として形成された感知データと予めマッピングして保存した文字、数字、模様信号を互いに比較して(S40)、両者が同一入力信号を有する場合には起床モードに転換して(S50)、電気的接触センサ装置が該当入力信号に相当する動作を実行する(S55)。

万一、両者が同一入力信号を有しない場合には、睡眠モードを維持し(S15)、複数個の接触電極10−1ないし10−Nに人体が接触したか否かに対するMCU30のチェック動作が繰り返される。

このとき、MCU30は、電気的接触センサ20を介してタッチパネル10に人の手が接触されなかったことを感知すると、電気的接触センサ装置の動作を不活性化させて電源供給を遮断し、人の手が接触されたことを感知すると電源供給部の動作を活性化させて電気的接触センサ装置の各構成要素に動作電源を供給する。

電気的接触センサ装置が無線装置の場合には、充電池または乾電池を電力源として用いて使用時間の制約を受けるため、最大限に使用時間を増やすのがなによりも重要であるが、従来技術による電気的接触センサ装置では、上記タッチパネル10上の接触点の開始位置、移動方向及び移動経路を計算し、感知データを形成して保存した文字、数字、模様信号と比較して、電気的接触センサ装置が活性モードで動作を実行するように制御する動作を、MCU30が全部行うため、電力消費が大きいという問題があった。

一方、一応不活性化状態においてタッチパネル10に人の手が接触されたか否かを感知するためには間歇的に電源供給部の動作を活性化させて接触センサチップ20とMCU30を動作させなければならないので、応答速度を早くするためには間歇的な動作を頻繁に行わなければならなく、これによる電力消費の増加は甘受しなければならなかった。

これにより従来技術による電気的接触センサ装置では、不活性化状態から起床モードに転換するために、別途の機械的なスイッチで実現する必要があって、更に文字、数字、模様信号という異なる性質の信号を、一つの与えられたタッチパネル10上に入力するためには、別途の動作モード転換スイッチを用いて各入力モードを起床モードに転換する必要があって、電気的接触センサシステム構成が多少複雑であり、製造するのに追加的な費用がかかった。

韓国特許出願公開第2002−0038177号明細書

本発明の目的は、別途の動作モードスイッチを備えず、パターン信号を予め保存してタッチパネル上の接触情報から感知データを形成して両者を比較することで動作モードを制御するMCUの機能を実行することができる、接触センサ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、上記目的を達成するための接触センサ装置の動作モード転換方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の接触センサ装置は、表面上の接触により発生する入力信号を受信して内部静電容量の変化を介して接触信号を発生するタッチパネルと、接触信号を受信して接触情報を計算し、感知データを形成して予め保存されたパターン信号と比較して接触される入力信号に相応する動作を制御する接触センサチップと、を備えることを特徴とする。

上記接触センサチップは、接触信号を受信して接触情報を感知して電気的な状態変化を電気信号に出力する接触センシング部と、電気信号を受信して接触情報を計算して保存し、タッチパネル上の接触状態が終了すると保存された接触情報を結合して相応する感知データを形成して出力する感知データ生成部と、パターン信号を予め保存した後感知データを受信してパターン信号と感知データとを比較して同一信号の存在可否によって該当入力信号が意味する動作実行を制御する感知データ分析部と、を備えることができる。

上記感知データ分析部は接触される入力信号に相応する動作を開始する起床モードに転換させることができるパターン信号を予め保存するデータ保存部と、感知データを所定周期に抽出し、予め保存されたパターン信号を受信して比較して同一信号がデータ保存部に存在するか否かを判断する比較部と、を備えることができる。

上記比較部は、感知データと同一パターン信号とがデータ保存部にある場合には該当入力信号が意味する動作を実行するための起床モード転換信号を出力し、同一パターン信号がデータ保存部にない場合には睡眠モードを維持しながらタッチパネルに他の入力信号の入力があるまで待機することができる。

上記比較部は、共通に用いられるタッチパネル上に、文字、数字、模様信号のような異なる性質の入力信号を入力するために、別途の動作モードスイッチなしに複数個の多様な動作を開始する起床モード転換信号を出力することができる。

上記入力信号、上記パターン信号、及び上記感知データは、文字、数字、模様信号であり、接触情報は、接触点の開始位置、移動方向及び移動経路とすることができる。

上記接触センシング部は、複数個の接触電極のそれぞれと電気的に接続されて、タッチパネル上での接触によって第1時間遅延された接触信号を受信し、基準信号が第1時間と異なる時間分遅延された遅延信号を受信して、両信号の位相差を利用して電気信号を出力する複数個の接触センサを備えることができる。

上記複数個の接触センサのそれぞれは、クロック信号を基準信号として発生する基準信号発生部と、基準信号を受信して、接触物体の接触可否に関係なく、常に第1時間遅延して第1信号を発生する第1信号発生部と、基準信号を受信して、タッチパッドに接触物体の接触が感知されないと基準信号は遅延せず、上記タッチパッドに接触物体の接触が感知されると基準信号を第1時間よりもさらに遅延して第2信号を発生する第2信号発生部と、第1信号に同期して第2信号をサンプリング及びラッチして感知信号を発生した後、外部に出力する感知信号発生部と、を備えることができる。

上記タッチパネルは、平面上にマトリクス状に配列されて入力信号を受信して接触信号を出力する複数個の接触電極と、複数個の接触電極表面上に電気的に絶縁されて接触物体の接触時に所定静電容量を発生する絶縁膜と、を備えることができる。

上記他の目的を達成するための本発明の接触センサ装置の動作モード転換方法は、表面上の接触により発生する入力信号を受信して接触情報を接触センサチップに伝達するタッチパネルを備える接触センサ装置の動作モード転換方法において、タッチパネル表面上の接触により発生する入力信号を受信して接触情報を計算して保存し、タッチパネル上の接触状態が終了すると保存された接触情報を結合して相応する感知データを形成して出力する感知データ生成段階と、パターン信号を予め保存した後感知データを受信してパターン信号と感知データとを比較して同一信号の存在可否により該当入力信号が意味する動作実行を制御する感知データ分析段階と、感知データと予め保存されたパターン信号に同一信号が存在する場合には接触センサチップが起床モード転換信号を出力し、同一信号が存在しない場合には睡眠モードを維持する動作モード転換段階と、を備えることを特徴とする。

上記感知データ生成段階は、入力信号を受信して内部静電容量の変化を介して接触信号を発生する接触信号発生段階と、接触情報を感知して電気的な状態変化を電気信号に出力する接触センシング段階と、を備えることができる。

上記感知データ分析段階は、接触される入力信号に相応する動作を開始する起床モードに転換することができるパターン信号を予め保存するデータ保存段階と、感知データを所定周期に抽出して予め保存されたパターン信号を受信して比較して同一な信号がデータ保存部に存在するか否かを判断する信号比較段階と、を備えることができる。

上記信号比較段階は、共通に使用するタッチパネル上に、文字、数字、模様信号のような異なる性質の入力信号を入力するために、別途の動作モードスイッチなしに複数個の多様な動作を開始する起床モード転換信号を出力することができる。

上記動作モード転換段階は、感知データと予め保存されたパターン信号に同一信号が存在する場合には該当入力信号が意味する動作を開始するための起床モード転換信号を出力して動作に必要な画面をタッチパネルにディスプレイする段階と、同一信号が存在しない場合には仮睡眠モードを維持しながらタッチパネル上に他の入力信号が入力されるまで待機する段階と、を備えることができる。

上記動作モード転換段階は、所定時間が経過した後に動作中に仮睡眠モードへの転換を許容しているか否かを判断する段階と、動作中に仮睡眠モードへの転換が許容される場合、動作中に所定期間の間にタッチパネル上にさらに他の接触があるか否かを判断する段階と、動作中に仮睡眠モードへの転換が許容されない場合、該当入力信号が意味する動作に必要な画面をタッチパネルにディスプレイする段階をさらに備えることができる。

上記さらに他の接触があるか否かを判断する段階において、所定期間の間にタッチパネル上にさらに他の接触があると判断した場合、該当入力信号が意味する動作に必要な画面をタッチパネルにディスプレイする段階と、所定期間の間にタッチパネル上にさらに他の接触がないと判断した場合、タッチパネル上に他の入力信号の入力があるまで待機させる段階と、を備えることができる。

上記接触センシング段階は、クロック信号を基準信号として発生する基準信号発生段階と、基準信号を受信して、接触物体の接触可否に関わらず、常に第1時間遅延して第1信号を発生する第1信号発生段階と、基準信号を受信して、タッチパッドに接触物体の接触が感知されなければ基準信号を遅延せず、上記タッチパッドに接触物体の接触が感知されれば基準信号を第1時間よりさらに遅延して第2信号を発生する第2信号発生段階と、第1信号に同期して第2信号をサンプリング及びラッチして感知信号を発生した後に外部に出力する感知信号発生段階と、を備えることができる。

本発明の接触センサ装置は、タッチセンサチップが、従来のMCUが行う機能を実行することができる。よって、タッチパネル上の接触入力により接触センサ装置の多様な動作を行わせるために消費する電力が著しく減少される。また、接触センサ装置は、別途の動作モードスイッチなしに、多様な動作に転換させることができる。その結果、システム構成が簡便であって、かつ製造費用を節約することができる。

従来技術による電気的接触センサ装置の回路図である。 従来技術による電気的接触センサ装置の動作を示すフローチャートである。 本発明による電気的接触センサ装置の回路図である。 図3におけるタッチパネル内の一つの接触電極と接触センシング部内の一つの接触センサとの接続関係を示す図である。 本発明による電気的接触センサ装置の動作を示すフローチャートである。

以下に、添付図面を参照して本発明の半導体装置及びデイジーチェーン通信方式の接触センサ装置を説明する。しかし、本発明は、以下に公開された実施形態に限らず、多様な形態に実現することができる。以下の実施形態は当業者が本発明を具体化して実現できるようにする目的から提供されたものである。

図3は、本発明による電気的接触センサ装置の回路図であって、タッチパネル10と接触センサチップ100とを備える。タッチパネル10は複数個の接触電極10−1ないし10−Nから構成され、接触センサチップ100は接触センシング部20、データ保存部110、感知データ生成部140、比較部170、接触位置データ生成部180から構成され、接触センシング部20は複数個の接触センサ20−1ないし20−Nから構成される。

次に、図3を参照して本発明による電気的接触センサ装置の各構成要素の機能を説明する。
タッチパネル10は、平面上にマトリクス状の複数個の接触電極10−1ないし10−Nが配置されて、文字、数字、模様信号など入力信号を受信して内部キャパシタ量の変化によって電気信号が発生される。

データ保存部110は、タッチパネル10に入力されて電気的接触センサ装置の多様な動作を仮睡眠モード(Pseudo sleeping mode)から起床モードに転換させることができる、文字、数字、模様信号などのパターン信号を予め保存している。

接触センシング部20は、複数個の接触センサ20−1ないし20−Nがタッチパネル10内の複数個の接触電極10−1ないし10−Nと電気的に接続され、電気信号を受信して接触点の開始位置、移動方向及び移動経路を感知して電気的な状態変化を電気信号として出力する。

感知データ生成部140は、接触センシング部20から出力される電気信号を受信して接触点の開始位置、移動方向及び移動経路を計算してその値を保存し、接触状態が終了すると保存された上記値を結合して相応する文字、数字、模様信号などの感知データを形成して出力する。

比較部170は、所定周期に感知データ生成部140から形成された感知データを抽出してデータ保存部110に予め保存しておいた文字、数字、模様信号などのパターン信号と相互比較し、両者に同一入力信号が存在する場合には該当入力信号が意味する動作を実行するための起床モード転換信号を出力し、同一入力信号が存在しない場合には仮睡眠モードを維持させながらタッチパネル10に、さらに他の文字、数字、模様信号などの入力信号があるまで待機する。

接触位置データ生成部180は、比較部170が起床モード転換信号を出力する場合に接触センシング部20から電気信号を受信して比較部170の起床モード転換信号に応答して接触位置座標の接触位置データを生成して出力する。

ここで、仮睡眠モードとは、電気的接触センサ装置のすべてのブロックが睡眠モードと起床モード転換後の活性状態で動作する従来技術とは異なって、本発明による電気的接触センサ装置における接触センシング部20は正常動作よりも低い周波数で常に動作し、残りのブロック110、140、170、180は睡眠モードを維持する状態をいう。

図4は、図3のタッチパネル内の一つの接触電極と接触センシング部内の一つの接触センサとの接続関係を示す図面であって、接触電極10−N、基準信号発生部21、第1信号発生部23、第2信号発生部22、感知信号発生部24を備える。

以下、各ブロックの機能を説明する。
基準信号発生部21は、クロック信号を基準信号ref_sigとして発生して第1信号発生部23と第2信号発生部22とにそれぞれ印加する。

第1信号発生部23は、接触物体の接触可否に関係なく、常に基準信号ref_sigを第1時間遅延して第1信号sig1を発生する。

第2信号発生部22は、接触物体が接触される接触パッド10−Nを備える。接触パッド10−Nに接触物体が接触しないと、第2信号発生部22は基準信号ref_sigを遅延させて第2信号sig2を発生する。一方、接触パッド10−Nに接触物体が接触すると、第2信号発生部22は基準信号ref_sigを第1時間よりもさらに多く遅延して第2信号sig2を発生する。

すなわち、第2信号発生部22は、接触物体の非接触時には第1信号sig1の位相よりも早い位相を有する第2信号sig2を生成し、接触物体の接触時には第1信号sig1の位相よりも遅い位相を有する第2信号sig2を生成する。

ここで、接触物体は所定の静電容量を有するあらゆる物体が適用されており、代表的な例として、電荷を多く蓄積している人体があげられる。

感知信号発生部24は、第1信号sig1に同期して、第2信号sig2をサンプリング及びラッチし、感知信号con_sigを発生する。

ここで、基準信号発生部21の出力は、接触センサチップ100の動作モードによって周波数が異なるが、例えば、起床モードに転換する前には低い周波数で出力し、起床モードに転換した後には高い周波数で出力することができる。

これは、意図した接触は速度が早くないため起床モードに転換した後には早い接触速度に応答できるようにし、起床モードに転換する前には電力消費を節減させると共に意図しない接触による誤動作を防止するためのものである。

図5は本発明による電気的接触センサ装置の動作を示すフローチャートであって、次に図3ないし図5を参照してその動作を説明する。
以下では、タッチパネル10上の運転手の指接触によって、道路交通情報案内動作と共に、ラジオ放送聴取などのオーディオ動作、TV放送視聴などのビデオ動作を実行する自動車ナビゲータに適用される電気的接触センサ装置を例にあげて説明する。

まず、データ保存部110は、タッチパネル10に入力されて仮睡眠モードから起床モードに転換することができる文字、数字、模様信号などのパターン信号を予め保存する(S100)。

例えば、
模様の文字信号は道路交通情報案内動作を実行するための入力、「∧」模様のパターン信号はオーディオ動作を実行させるための入力、「∨」模様の文字信号はビデオ動作を実行するための入力、「−」模様のパターン信号は以前の動作を継続するための入力であると仮定し、上記文字及びパターン信号をデータ保存部110に保存する。

運転手が運転中にラジオ放送を聴取したく指接触によりタッチパネル10上に「∧」模様のパターンを入力したら、タッチパネル10内の複数個の接触電極10−1ないし10−Nのうちの運転手の指が接触開始された地点での接触電極と「∧」模様のパターンに沿って移動する軌跡上の接触電極とが、それぞれ接触開始位置、移動方向及び移動経路に対する接触情報を内部キャパシタ量の変化に従って接触信号として発生する(S250)。

接触センシング部20は、タッチパネル10における運転手の指接触により所定時間遅延された電気信号を受信して、基準信号を異なる時間分遅延した電気信号との位相差を利用して接触信号を出力するが、感知された接触点の開始位置、移動方向及び移動経路を感知して電気的な状態変化を電気信号として出力する(S300)。

感知データ生成部140は、接触センシング部20から出力する電気信号を受信して接触点の開始位置、移動方向及び移動経路を計算してその値を保存した後、接触状態が終了すると保存された上記値を総合して相応するパターン信号である「∧」模様の感知データを形成して出力する(S350)。

比較部170は、感知データ生成部140から形成された「∧」模様の感知データとデータ保存部110に予め保存しておいた
模様の文字信号、「∧」模様のパターン信号、「∨」模様の文字信号、「−」模様のパターン信号を相互比較する(S400)。

接触位置データ生成部180は、比較部170が起床モード転換信号を出力する場合、接触センシング部20から電気信号を受信して比較部170の起床モード転換信号に応答して接触位置座標である接触位置データを生成して出力する。

両者が「∧」模様の信号として同一パターン信号がデータ保存部110に存在するので、比較部170は該当入力信号が意味するオーディオ動作を実行するための起床モード転換信号を出力し、接触位置データ生成部180がこの信号に応答して接触センシング部20の出力を接触位置座標として出力するが(S500)、運転手が間違ってタッチパネル10上に「∧」模様の代わりに「<」模様のパターン信号を入力したら比較部170は両者に同一パターン信号がデータ保存部110に存在しないものとして判断して起床モード転換信号を出力せず、仮睡眠モードを維持しながらタッチパネル10に他の文字、数字、模様信号などが入力されるまで待機する(S150)。

「∧」模様のパターン信号が意味するオーディオ動作を実行するための起床モード転換信号が出力されると、自動車ナビゲータ内のオーディオシステムが作動し、これに係るユーザインターフェース(User Interface)が動作してタッチパネル10はオーディオ動作に必要な画面をディスプレイする(S550)。ここで、ユーザインターフェースとは、各種電子器機をユーザが使いやすくした設計内容のことを言っており、コンピュータを最も使いやすく、かつ便利に使用できるように考案されたアイコンがその代表的な例である。

所定時間が経過した後、自動車ナビゲータが消費電力の節約や他の動作への迅速転換の便宜性などを目的として動作中に仮睡眠モードへの転換を許容しているか否かを判断する(S600)。

自動車ナビゲータが動作中に仮睡眠モードへの転換が許容された場合であれば接触センシング部20はオーディオシステム動作中の所定期間の間にタッチパネル10上に運転手の他の指接触があるか否かを判断し(S650)、動作中に仮睡眠モードへの転換が許容されない場合であれば、オーディオシステムの動作に係るユーザインターフェースが動作を継続してタッチパネル10はオーディオ動作に必要な画面だけをディスプレイする(S550)。

動作中に仮睡眠モードへの転換が許容されて接触センシング部20がオーディオシステム動作中の所定期間の間にタッチパネル10上に運転手のさらに他の指接触があったと判断した場合には、オーディオシステムの動作に係るユーザインターフェースが動作を継続してタッチパネル10はオーディオ動作に必要な画面だけをディスプレイするが(S550)、オーディオシステム動作中の所定期間の間にタッチパネル10上に運転手のさらに他の指接触がないと判断した場合には、タッチパネル10に他の文字、数字、模様信号などがさらに入力されるまで待機する(S150)。

このように本発明による電気的接触センサ装置は、従来はMCUが実行したタッチパネル10上の接触点の開始位置、移動方向及び移動経路を計算し、感知データを形成して保存された文字、数字、模様信号と比較して電気的接触センサ装置が活性モードにおいて動作を実行するように制御するすべての動作を、接触センサチップ100が実行することになる。

すなわち、本発明による接触センサチップ100は文字、数字、模様信号という異なる性質の信号を一つの与えられたタッチパネル10上に入力するために、別途の動作モード転換スイッチなしに電気的接触センサ装置の多様な動作を起床モードに転換させる起床モード転換信号を出力することで、従来はMCUが行う機能を実行することになる。

従来にも、タッチパネル10上に文字、数字、模様信号などを入力することができる入力装置はさまざまな形態で存在していたが、本発明による接触センサチップ100の動作時の消費電流は、チャンネル当たり5uA程度であって、従来の他の接触センサチップ100の動作時の消費電流の1/10ないし1/20しかならなく、従来のMCUが行った機能の代替によって、節電機能の有用性を極大化することができる。

上記では、自動車ナビゲータに適用される電気的接触センサ装置を一つの実施形態としてあげて説明したが、タッチパネル10を使用する携帯電話、PDA、PMPなどの携帯用通信機器とモニタ、マウスなどのコンピュータ周辺機器にも本発明を適用することができる。

上記では、説明の便宜上、起床モード転換信号が存在する場合に接触センシング部20が動作し、感知データ生成部140と比較部170は常に動作するものとして説明をしたが、別途の外部信号により動作モードを変更することもでき、感知データ生成部140と比較部170は接触センシング部20の出力がない場合に睡眠モードとして動作することができる。

また、今までは接触センシング部20が単に接触と非接触だけを出力するものとして説明したが、接触センシング部20が接触による静電容量の変化値を出力する場合にも本発明を適用することができる。この場合はデータ保存部110に予め保存されたパターン信号に静電容量の値を含めて使用することもできる。

上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。

10 タッチパネル
10−1〜10−N 接触電極
20 接触センシング部
20−1〜20−N 接触センサ
100 接触センサチップ
110 データ保存部
140 感知データ生成部
170 比較部
180 接触位置データ生成部

Claims (20)

  1. 表面上の接触により発生する入力信号を受信して内部静電容量の変化に基づいて接触信号を発生するタッチパネルと、
    前記接触信号を受信して接触情報を計算し、感知データを発生させ、前記感知データと予め保存されたパターン信号とを比較して前記受信した入力信号に相応する動作を実行するように制御する接触センサチップと、
    を備えることを特徴とする接触センサ装置。
  2. 前記接触センサチップは、
    前記接触信号を受信し、前記接触情報を感知し、電気信号を利用する電気的状態の変化を出力する接触センシング部と、
    前記電気信号を受信し、前記接触情報を計算して保存し、前記タッチパネル上の接触状態が終了すると保存された前記接触情報を合成して前記入力信号に相応する前記感知データを発生して出力する感知データ生成部と、
    前記パターン信号を予め保存し、前記感知データを受信し、前記パターン信号と前記感知データとを比較して前記感知データと同一パターン信号の存在可否に従って前記入力信号が意味する動作を実行するように前記接触センサ装置を制御する感知データ分析部と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の接触センサ装置。
  3. 前記感知データ分析部は、
    前記受信した入力信号に相応する動作を開始する起床モードに転換することができる前記パターン信号を予め保存するデータ保存部と、
    所定周期に前記感知データを抽出し、前記予め保存されたパターン信号を受信し、前記感知データと前記予め保存されたパターン信号とを比較し、前記感知データと同一パターン信号が前記データ保存部に存在するか否かを判断する比較部と、
    を備えることを特徴とする請求項2に記載の接触センサ装置。
  4. 前記比較部は、
    前記感知データと同一の前記パターン信号が前記データ保存部に存在する場合には、前記該当入力信号が意味する動作を実行するための起床モード転換信号を出力し、
    前記同一パターン信号が前記データ保存部に存在しない場合には、仮睡眠モードを維持しながら前記タッチパネルに他の入力信号が入力されるまで待機することを特徴とする請求項3に記載の接触センサ装置。
  5. 前記比較部は、
    別途の動作モードスイッチがなく、共通で使用する前記タッチパネル上に文字、数字、模様信号のような異なる性質の入力信号を入力するために、複数個の多様な動作を開始する前記起床モード転換信号を出力することを特徴とする請求項4に記載の接触センサ装置。
  6. 前記入力信号、前記パターン信号、前記感知データは文字、数字、模様信号であり、
    前記接触情報は接触点の開始位置、移動方向及び移動経路であることを特徴とする請求項5に記載の接触センサ装置。
  7. 前記接触センシング部は、
    前記複数個の接触電極のそれぞれと電気的に接続され、前記タッチパネル上での接触によって発生し、第1時間遅延された前記接触信号を受信し、基準信号を前記第1時間と異なる時間の間遅延することによって獲得される遅延信号を受信し、前記接触信号と前記遅延信号との間の位相差を利用して前記電気信号を出力する複数個の接触センサを備えることを特徴とする請求項3に記載の接触センサ装置。
  8. 前記複数個の接触センサのそれぞれは、
    クロック信号を前記基準信号として発生する基準信号発生部と、
    前記基準信号を受信し、前記基準信号を接触物体の接触可否に関係なく第1時間遅延して第1信号を発生する第1信号発生部と、
    前記基準信号を受信し、タッチパッドに接触物体の接触が感知されなければ前記基準信号を遅延することなく第2信号を発生し、前記タッチパッドに接触物体の接触が感知されれば前記基準信号を前記第1時間よりもさらに長い時間遅延して前記第2信号を発生する第2信号発生部と、
    前記第1信号に同期して前記第2信号をサンプリング及びラッチして感知信号を発生した後前記感知信号を外部に出力する感知信号発生部と、
    を備えることを特徴とする請求項7に記載の接触センサ装置。
  9. 前記タッチパネルは、
    平面上にマトリクス状に配列され、入力信号を受信し、前記接触信号を出力する複数個の接触電極と、
    前記複数個の接触電極を電気的に絶縁し、接触物体の接触時に所定静電容量を発生する絶縁膜と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の接触センサ装置。
  10. 前記仮睡眠モードにおいて、
    前記接触センシング部は正常動作よりも低い周波数で動作を維持し、前記データ保存部、前記感知データ生成部、及び前記比較部は睡眠モードを維持した状態であることを特徴とする請求項4に記載の接触センサ装置。
  11. 前記接触センシング部は、
    前記接触による静電容量の変化値を出力し、前記予め保存されたパターン信号に前記静電容量の変化値を含むことを特徴とする請求項7に記載の接触センサ装置。
  12. 表面上の接触により発生する入力信号を受信し、接触情報を接触センサチップに伝達するタッチパネルを備える接触センサ装置の動作モード転換方法において、
    前記タッチパネル表面上の接触により発生する前記入力信号を受信し、前記接触情報を計算して保存し、前記タッチパネル上の接触状態が終了すると保存された前記接触情報を合成して前記入力信号に相応する感知データを発生させて出力する感知データ生成段階と、
    前記パターン信号を予め保存し、前記感知データを受信し、前記パターン信号と前記感知データとを比較して前記感知データと同一のパターン信号の存在可否に従って前記入力信号が意味する動作を実行するように前記タッチセンサ装置を制御する感知データ分析段階と、
    前記感知データと同一の前記パターン信号が存在する場合には前記接触センサチップが起床モード転換信号を出力し、前記感知データと同一の前記パターン信号が存在しない場合には仮睡眠モードを維持する動作モード転換段階と、
    を備えることを特徴とする接触センサ装置の動作モード転換方法。
  13. 前記感知データ生成段階は、
    前記入力信号を受信し、内部静電容量の変化に基づいて前記接触信号を発生する接触信号発生段階と、
    前記接触情報を感知し、電気信号を利用する電気的状態の変化を出力する接触センシング段階と、
    を備えることを特徴とする請求項12に記載の接触センサ装置の動作モード転換方法。
  14. 前記感知データ分析段階は、
    前記接触センサ装置を前記入力信号に相応する動作を開始する起床モードに転換することができる前記パターン信号を予め保存するデータ保存段階と、
    所定周期に前記感知データを抽出し、前記予め保存されたパターン信号を受信し、前記予め保存されたパターン信号と前記感知データとを比較し、データ保存部に前記感知データと同一の前記パターン信号が存在するか否かを判断する信号比較段階と、
    を備えることを特徴とする請求項13に記載の接触センサ装置の動作モード転換方法。
  15. 前記信号比較段階は、
    別途の動作モード転換スイッチなしに、共通で使用する前記タッチパネル上に前記文字、数字、模様信号のような異なる性質の入力信号を入力させるための複数個の多様な動作を開始する前記起床モード転換信号を出力することを特徴とする請求項14に記載の接触センサ装置の動作モード転換方法。
  16. 前記動作モード転換段階は、
    前記感知データと同一の前記パターン信号が存在する場合には前記入力信号が意味する動作を開始するための前記起床モード転換信号を出力して動作に必要な画面を前記タッチパネルにディスプレイする段階と、
    前記感知データと同一の前記パターン信号が存在しない場合には前記仮睡眠モードを維持しながら前記タッチパネル上に他の前記入力信号が入力されるまで待機する段階と、
    を備えることを特徴とする請求項12に記載の接触センサ装置の動作モード転換方法。
  17. 前記接触センサ装置の動作モード転換方法は、
    所定時間が経過した後、動作中に仮睡眠モードへの転換を許容しているか否かを判断する段階と、
    前記動作中に仮睡眠モードへの転換が許容される場合、動作中の所定期間の間に前記タッチパネル上にさらに他の接触があるか否かを判断する段階と、
    前記動作中に仮睡眠モードへの転換が許容されない場合、前記入力信号が意味する動作に必要な画面を前記タッチパネルにディスプレイする段階と、
    を備えることを特徴とする請求項12に記載の接触センサ装置の動作モード転換方法。
  18. 前記さらに他の接触があるか否かを判断する段階は、
    前記所定期間の間に前記タッチパネル上にさらに他の接触があると判断した場合、前記入力信号が意味する動作に必要な画面を前記タッチパネルにディスプレイする段階と、
    前記所定期間の間に前記タッチパネル上にさらに他の接触がないと判断した場合、前記タッチパネル上に他の前記入力信号が入力されるまで待機する段階と、
    を備えることを特徴とする請求項17に記載の接触センサ装置の動作モード転換方法。
  19. 前記入力信号、前記パターン信号、前記感知データは文字、数字、模様信号であり、
    前記接触情報は接触点の開始位置、移動方向及び移動経路であることを特徴とする請求項18に記載の接触センサ装置の動作モード転換方法。
  20. 前記接触センシング段階は、
    クロック信号を基準信号として発生する基準信号発生段階と、
    前記基準信号を受信し、接触物体の接触可否に関係なく前記基準信号を第1時間遅延して第1信号を発生する第1信号発生段階と、
    前記基準信号を受信し、タッチパッドに接触物体の接触が感知されなければ前記基準信号を遅延せず第2信号を発生し、前記タッチパッドに接触物体の接触が感知されれば前記基準信号を前記第1時間よりも長い時間遅延させて前記第2信号を発生する第2信号発生段階と、
    前記第1信号に同期して前記第2信号をサンプリング及びラッチして感知信号を発生した後、前記感知信号を外部に出力する感知信号発生段階と、
    を備えることを特徴とする請求項13に記載の接触センサ装置の動作モード転換方法。
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