JP2012022664A

JP2012022664A - タッチパネルの圧力センシングモジュール及びその作動方法

Info

Publication number: JP2012022664A
Application number: JP2010233359A
Authority: JP
Inventors: Il-Kyun Jeong; キュンジョン・イル
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2012-02-02
Also published as: KR101077308B1; US20120013566A1

Abstract

【課題】タッチパネルに接触する時にタッチ面で発生される色相の変化または色相変化の面積を用いて、圧力値を演算するためのタッチパネル圧力センシングモジュール及びその作動方法を提供する。
【解決手段】本発明によるタッチパネルの圧力センシングモジュールは、タッチ入力のための入力部１００、前記タッチ入力時に印加される圧力のセンシングを制御するための制御部２００、前記制御部２００によって駆動されるカメラモジュール駆動部３００、前記カメラモジュール駆動部３００によってセンシングされるタッチ面での変化を通じて、タッチ時に印加される圧力値を演算する演算部４００、及び前記演算部４００から導出される出力値を表示する出力値表示部５００を含む。本発明によると、大型タッチパネルにおいてもタッチパネルの中央部とタッチパネルの縁部にタッチ時に印加される圧力を均一に測定することができる効果がある。
【選択図】図１

Description

本発明はタッチパネルの圧力センシングモジュール及びその作動方法に関する。

デジタル技術を用いるコンピューターが発達するにつれてコンピューターの補助装置もともに開発されていて、パソコン、ポータブル伝送装置、その他の個人専用の情報処理装置などはキーボード、マウスのような様々な入力装置（ＩｎｐｕｔＤｅｖｉｃｅ）を用いてテキスト及びグラフィックの処理を遂行する。

しかし、情報化社会の急速な進行に伴い、コンピューターの用途がますます拡大される趨勢にあるなかで、現在入力装置の役割を担当するキーボード及びマウスだけでは効率的な製品の駆動が困難であるという問題点がある。従って、簡単で誤操作が少ないだけではなく、誰でも簡単に情報入力が可能な器機の必要性が高まっている。
また、入力装置に関する技術は一般的な機能を満たす水準を越え、高信頼性、耐久性、革新性、設計及び加工関連技術などへと関心が移り変わっていて、このような目的を果たすためにテキスト、グラフィックなどの情報入力が可能な入力装置としてタッチスクリーン（ＴｏｕｃｈＳｃｒｅｅｎ）が開発された。

タッチスクリーンは電子手帳、液晶表示装置（ＬＣＤ；ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙＤｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ）、Ｅｌ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）などのフラットパネルディスプレー装置及びＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）のような画像表示装置の表示面に取付けられ、使用者が画像表示装置を見ながら求める情報を選択するようにするために用いられる道具である。

タッチスクリーンの種類は、抵抗膜方式（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）、静電容量方式（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ）、電磁方式（Ｅｌｅｃｔｒｏ‐Ｍａｇｎｅｔｉｃ）、表面弾性波方式（ＳＡＷＴｙｐｅ；ＳｕｒｆａｃｅＡｃｏｕｓｔｉｃＷａｖｅ）及び赤外線方式（Ｉｎｆｒａｒｅｄ）に区分される。このような様々な方式のタッチスクリーンは信号増幅の問題、解像度の差異、設計及び加工技術の難易度、光学的特性、電気的特性、機械的特性、耐環境特性、入力特性、耐久性及び経済性を考慮して電子製品に採用されていて、現在もっとも幅広い分野で用いる方式は、抵抗膜方式タッチパネルと静電容量方式タッチパネルである。

最近は、このようなタッチパネルに圧力センサーを装着して、多様なアプリケーションの機能を最適化させて用いられている。タッチ時に印加される圧力を測定するための圧力センサーはタッチパネルに装着されて、タッチパネルの視認性の低下防止のために、殆どはタッチパネルの外側縁に位置するようになる。特に、大型タッチパネルに圧力センサーを装着する場合には、圧力センシングの範囲がタッチパネルの中央部と縁部でのセンシング感度の差が発生する可能性があるという問題がある。また、最近多く用いられる静電容量方式の場合は、タッチ手段として指を用いることが一般的であるため、指タッチにおいてその圧力をタッチパネルの全ての位置で均一に測定することができる方法の必要性が高まっている。

従って、本発明は上述のような問題点を解決するために導き出されたものであり、本発明は、タッチパネルに接触する時にタッチ面で発生される色相の変化または色相変化の面積を用いて、圧力値を演算するためのタッチパネル圧力センシングモジュール及びその作動方法を提供するためのものである。

本発明の好ましい実施例によるタッチパネルの圧力センシングモジュールは、タッチ入力のための入力部、前記タッチ入力時に印加される圧力のセンシングを制御するための制御部、前記制御部によって駆動されるカメラモジュール駆動部、前記カメラモジュール駆動部によってセンシングされるタッチ面での変化を通じて、タッチ時に印加される圧力値を演算する演算部、及び前記演算部から導出される出力値を表示する出力値表示部を含む。
ここで、前記制御部は前記タッチ入力が指によって遂行されるかを判断して、指でタッチ入力されるとカメラモジュール駆動部を駆動させ、指以外の手段によってタッチ入力されるとタッチパネルの圧力センシングモジュールを終了することを特徴とする。

また、カメラモジュール駆動部は指タッチ時に発生される指タッチ面の色相変化面積をセンシングすることを特徴とする。
また、前記カメラモジュール駆動部はタッチ時に発生されるタッチ面での色相変化をセンシングすることを特徴とする。
また、前記カメラモジュール駆動部はタッチ時に発生されるタッチ面での色相変化面積をセンシングすることを特徴とする。

本発明の好ましい実施例によるタッチパネルの圧力センシングモジュールの作動方法は、タッチ入力段階、前記タッチ入力の方法を判別する判別段階、前記判別段階によってカメラモジュールが駆動する駆動段階、前記駆動段階によってタッチ時に発生するタッチ面での変化をセンシングするセンシング段階、前記センシング段階を通じてタッチ面の変化を用いて、タッチ時に印加される圧力値を演算する演算段階、前記演算された圧力値を出力する表示段階を含む。

ここで、前記タッチ入力方法を判別する判別段階は、タッチ時に印加される圧力によって色相が変化するタッチ入力方法であるかの可否を判別することを特徴として、色相が変わるタッチ入力方法の場合は前記カメラモジュールが駆動する駆動段階が遂行され、前記センシング段階は前記カメラモジュールの駆動によってタッチ入力時のタッチ面での色相変化をセンシングし、前記演算段階は前記センシング段階を通じてセンシングされたタッチ面での色相変化で圧力値を演算することを特徴として、前記色相が変化するタッチ入力方法以外のタッチ入力方法の場合はタッチパネルの圧力センシングを終了することを特徴とする。

また、前記タッチ入力方法を判別する判別段階は、タッチ時に印加される圧力によって色相の変化面積が変更されるタッチ入力方法であるかの可否を判別することを特徴として、色相の変化面積が変更されるタッチ入力方法の場合は前記カメラモジュールが駆動する駆動段階が遂行され、前記センシング段階は前記駆動段階によってタッチ時に発生するタッチ面での色相変化面積をセンシングして、前記演算段階は前記センシング段階を通じてタッチ面の色相変化面積を用いてタッチ時に印加される圧力値を演算することを特徴として、前記色相の変化面積が変更されるタッチ入力方法以外のタッチ入力方法の場合はタッチパネルの圧力センシングを終了することを特徴とする。

本発明の特徴及び利点は添付図面に基づいた以下の詳細な説明によってさらに明白になるであろう。
本発明の詳細な説明に先立ち、本明細書及び請求範囲に用いられた用語や単語は通常的かつ辞書的な意味に解釈されてはならず、発明者が自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則にしたがって本発明の技術的思想にかなう意味と概念に解釈されなければならない。

本発明によると、大型タッチパネルにおいてもタッチパネルの中央部とタッチパネルの縁部にタッチ時に印加される圧力を均一に測定することができる効果がある。
また、カメラモジュールを通じてタッチ面に接触されるタッチ入力手段の色相変化をセンシングし、これを通じて圧力値を演算することにより、別途の圧力センサーを付着しなくてもタッチパネルにタッチ時に印加される圧力を測定することができる効果がある。

また、カメラモジュールを通じてタッチ面に接触されるタッチ入力手段の色相変化面積をセンシングし、これを通じて圧力値を演算することにより、別途の圧力センサーを付着しなくてもタッチパネルにタッチ時に印加される圧力を測定することができる効果がある。

本発明の目的、特定の長所及び新規の特徴は添付図面と以下の詳細な説明および好ましい実施例によってさらに明白になるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、本発明の説明において、本発明の要旨を不必要にぼかす可能性がある係わる公知技術に対する詳細な説明は省略することにする。

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図１は本発明によるタッチパネルの圧力センシングモジュールの概略的な模式図を示す図面である。本発明によるタッチパネルの圧力センシングモジュールは、タッチ入力のための入力部、前記タッチ入力時に印加される圧力のセンシングを制御するための制御部、前記制御部によって駆動されるカメラモジュール駆動部、前記カメラモジュール駆動部によってセンシングされるタッチ面での変化を通じて、タッチ時に印加される圧力値を演算する演算部及び前記演算部から導出される出力値を表示する出力値表示部を含む。

タッチ入力のための入力部１００では使用者のタッチ方式を通じてタッチ入力値が入力される。タッチ方法は多様な方法が可能であり、本発明ではタッチパネルのタッチ時に印加される圧力をセンシングするためのものであるため、タッチ方式による入力が好ましいであろう。

制御部２００はタッチ入力時に印加されるタッチ圧力のセンシングを制御する役割をする。タッチ時に印加される圧力をセンシングするためには、タッチ方法の判断によって圧力センシングの方法も変わるためである。タッチ方法が指によってなされる場合には、指のタッチ時にタッチ面で色相が変化するようになる。指のタッチ面に対する圧力が増加されるほど色相の変化面積が増加されて、このような変化面積などをカメラモジュールを駆動させることによってセンシングするようになる。制御部２００はカメラモジュールを駆動させることによってタッチ時に印加される圧力を測定するために、タッチ方法によって圧力センシングを制御するようになる。制御部２００は、タッチ時に印加される圧力と相関関係を有するタッチ面での視覚的変化要素を有するタッチ入力方法であるかの可否を判別する。特に、制御部２００では、カメラモジュールを駆動させて、タッチ時の圧力変化と相関関係を有するタッチ面での色相変化、色相変化面積などの視覚的な要素をセンシングすることによって、タッチ圧力値を演算することができるようにする。従って、制御部２００でタッチ入力方法を判別して、タッチ時に印加される圧力と相関関係を有する変化要素を有しないタッチ入力方法の場合には、タッチパネル圧力センシングを終了するように制御することによって、特定入力手段による圧力センシングができるようにする。

カメラモジュール駆動部３００は、制御部２００でタッチ入力方法を判別し、圧力センシングが可能であると判断した場合に駆動するようになる。カメラモジュール駆動部３００では、タッチ時にタッチ面の色相変化、色相変化面積の増減、その他の視覚的な要素をセンシングすることによって、これと相関関係を有する圧力値を演算することができるようにする。カメラモジュール駆動部３００は多様な位置で駆動されることができ、センシングされる対象によって適切な位置でセンシングすることができるように設計される。

演算部４００は、制御部２００を通じてタッチ入力方法によってカメラモジュール駆動部３００を駆動すると、カメラモジュール駆動部３００によってセンシングされる多様なタッチ面での視覚的情報を通じて圧力を演算するようになる。タッチ面での色相の変化、色相変化面積の増減など、多様な視覚的な変化とタッチ時に印加される圧力との相関関係を把握して演算することによって、別個の圧力センサーがなくても正確な圧力値を演算し、演算された圧力値によって出力値表示部にデータを送る。

出力値表示部５００は演算部４００によって測定された圧力値によって出力値を表示する。特に、圧力によって異なる機能をする多様なアプリケーションで圧力値によるデータを出力して表示することによって、使用者が求める情報を得ることができる。出力値表示部はディスプレーを通じてなされることができるが、これに限定されず、多様な音や音楽など、多様な出力形態で出力値を表示することができることは勿論である。

図２は本発明の一実施例によるタッチパネル圧力センシング方法を示すフローチャートである。本発明による一実施例によるタッチパネルの圧力センシング方法は、タッチ入力段階（Ｓ１０）、前記タッチ入力の方法を判別する判別段階（Ｓ２０）、前記判別段階によってカメラモジュールが駆動する駆動段階（Ｓ３０）、前記駆動段階によってタッチ時に発生するタッチ面での変化をセンシングするセンシング段階（Ｓ４０）、センシング段階を通じて、タッチ面の変化を用いてタッチ時に印加される圧力値を演算する演算段階（Ｓ５０）、前記演算された圧力値を出力する出力値表示段階（Ｓ６０）を含む。

第１段階はタッチ入力段階（Ｓ１０）である。本段階では使用者のタッチ方式を通じてタッチ入力値が入力される。タッチ入力方法は多様な方法が可能であり、本発明ではタッチパネルのタッチ時に印加される圧力をセンシングするためのものであるため、タッチ方式による入力が好ましいであろう。

第２段階はタッチ入力の方法を判別する判別段階（Ｓ２０）である。本段階はタッチ入力段階（Ｓ１０）を通じてタッチされるタッチ手段を判別する段階である。一般的にタッチ入力は、静電容量方式では指によってなされ、抵抗膜方式の場合にはタッチのための別途のペンなどの道具などを通じてなされる。また、抵抗膜方式の場合には指などでタッチ入力が可能であることは勿論である。しかし、抵抗膜方式の場合には所定の圧力が印加されなければならず、静電容量方式の場合には伝導性装置などによってタッチされることによって、タッチパネルに接触するだけでタッチ入力が可能である特徴がある。本発明でタッチ入力方法を判別することは、カメラモジュールを駆動させてタッチ時に印加される圧力をセンシングするためである。タッチ入力方法によるタッチ時に印加される圧力と相関関係を有するタッチ面での視覚的変化を通じてタッチ圧力をセンシングするようになるのである。従って、タッチ時に印加される圧力とタッチ面での色相、色相面積、色相の変化面積の増減など、視覚的な変化との相関関係を有するタッチ入力方法による場合に、圧力センシングのためのプロセスが作動するようになる。カメラモジュール駆動部を通じてタッチ圧力による視覚的変化をセンシングすることができないタッチ手段の場合には、タッチパネルの圧力センシングを終了するようになる。図２では本発明の一実施例として、指によるタッチ時に圧力が増加することによって指のタッチ面で色相が変化する面積の増減を感知して、タッチパネルの圧力をセンシングする場合のプロセスを示す図面である。

第３段階はカメラモジュールが駆動する駆動段階（Ｓ３０）である。本段階はカメラモジュールを通じてタッチ時にタッチ圧力によってタッチ面で発生される色相の変化、色相変化面積の増減など、視覚的な変化をセンシングする。タッチパネルに印加されるタッチ圧力はカメラモジュールによってセンシングされるタッチ面での変化とタッチ時に印加される圧力との相関関係を考慮して演算される。カメラモジュールはタッチされる座標値によって適切な位置に駆動するようになり、タッチ面でタッチ圧力による色相変化などを感知するように制御される。

第４段階はタッチ時に発生するタッチ面での色相変化面積をセンシングする段階（Ｓ４０）である。指によってタッチする場合、指によってタッチ面に圧力が増加することによって指タッチ面の色相変化面積が増加するようになる。本段階はタッチ圧力を測定するために指タッチ面の色相変化面積がタッチ面に加えられる圧力によって変化されることをセンシングすることによって、タッチ圧力値を演算するようになる。

第５段階は色相変化面積を用いてタッチ時に印加される圧力値を演算する段階（Ｓ５０）である。本段階は、カメラモジュールによってセンシングされたタッチ時に印加される圧力によってタッチ面で発生される色相変化面積を演算し、タッチ圧力値に換算する段階である。従って、カメラモジュールによってセンシングされるタッチ時のタッチ面で発生される色相変化、色相変化面積の増減など、視覚的な要素はタッチ圧力との一定の相関関係を有しなければならない。

第６段階は演算された圧力値を出力する段階（Ｓ６０）である。本段階では第５段階で演算されたタッチ圧力を通じて、使用者が求める出力値を表示する段階である。出力値の表示はディスプレーを通じて視覚的に出力することができることは勿論、音や音楽など多様な形態の出力値を示すこともできる。

以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明によるタッチパネルの圧力センシングモジュール及びその作動方法はこれに限定されず、本発明の技術的思想内で該当分野における通常の知識を有する者によってその変形や改良が可能であることは明白であろう。本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。

本発明によるタッチパネルの圧力センシングモジュールの概略的な模式図を示す図面である。本発明の一実施例によるタッチパネル圧力センシング方法を示すフローチャートである。

１タッチパネルの圧力センシング作動モジュール
１００入力部
２００制御部
３００カメラモジュール駆動部
４００演算部
５００出力値表示部

Claims

タッチ入力のための入力部；
前記タッチ入力時に印加される圧力のセンシングを制御するための制御部；
前記制御部によって駆動されるカメラモジュール駆動部；
前記カメラモジュール駆動部によってセンシングされるタッチ面での変化を通じて、タッチ時に印加される圧力値を演算する演算部；及び
前記演算部から導出される出力値を表示する出力値表示部；
を含むタッチパネルの圧力センシングモジュール。
前記制御部は前記タッチ入力が指によって遂行されるかを判断して、指でタッチ入力されるとカメラモジュール駆動部を駆動させ、指以外の手段によってタッチ入力されるとタッチパネルの圧力センシングモジュールを終了することを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの圧力センシングモジュール。
カメラモジュール駆動部は指タッチ時に発生される指タッチ面の色相変化面積をセンシングすることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネルの圧力センシングモジュール。
前記カメラモジュール駆動部はタッチ時に発生されるタッチ面での色相変化をセンシングすることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの圧力センシングモジュール。
前記カメラモジュール駆動部はタッチ時に発生されるタッチ面での色相変化面積をセンシングすることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネルの圧力センシングモジュール。
タッチ入力段階；
前記タッチ入力の方法を判別する判別段階；
前記判別段階によってカメラモジュールが駆動する駆動段階；
前記駆動段階によってタッチ時に発生するタッチ面での変化をセンシングするセンシング段階；
前記センシング段階を通じてタッチ面の変化を用いて、タッチ時に印加される圧力値を演算する演算段階；
前記演算された圧力値を出力する表示段階；を含むタッチパネルの圧力センシングモジュールの作動方法。
前記タッチ入力方法を判別する判別段階は、
タッチ時に印加される圧力によって色相が変化するタッチ入力方法であるかの可否を判別することを特徴として、色相が変わるタッチ入力方法の場合は前記カメラモジュールが駆動する駆動段階が遂行され、前記センシング段階は前記カメラモジュールの駆動によってタッチ入力時のタッチ面での色相変化をセンシングし、前記演算段階は前記センシング段階を通じてセンシングされたタッチ面での色相変化で圧力値を演算することを特徴として、
前記色相が変化するタッチ入力方法以外のタッチ入力方法の場合はタッチパネルの圧力センシングを終了することを特徴とする請求項６に記載のタッチパネルの圧力センシングモジュールの作動方法。
前記タッチ入力方法を判別する判別段階は、
タッチ時に印加される圧力によって色相の変化面積が変更されるタッチ入力方法であるかの可否を判別することを特徴として、色相の変化面積が変更されるタッチ入力方法の場合は前記カメラモジュールが駆動する駆動段階が遂行され、前記センシング段階は前記駆動段階によってタッチ時に発生するタッチ面での色相変化面積をセンシングして、前記演算段階は前記センシング段階を通じてタッチ面の色相変化面積を用いてタッチ時に印加される圧力値を演算することを特徴として、
前記色相の変化面積が変更されるタッチ入力方法以外のタッチ入力方法の場合はタッチパネルの圧力センシングを終了することを特徴とする請求項６に記載のタッチパネルの圧力センシングモジュールの作動方法。