KR100729495B1 - 접촉감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴곡파 진동을 이용하여 접촉감지장치(10)상에서 접촉에 연계된 정보를 계산하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 접촉감지장치내에 굴곡파를 지지할 수 있는 부재를 제공하고, 부재내에서 굴곡파 전달을 측정하기 위해 부재에 부착된 수단을 제공하여 측정된 굴곡파 신호를 결정하며, 상기 측정된 굴곡파 신호를 처리하여 접촉에 연계된 정보를 계산하는 단계를 포함한다. 상기 접촉감지장치(10)는 디스플레이장치(14)의 바로 앞에 장착된 투명터치감지판(12)을 포함한다. 터치감지판(12)상에 문자(20) 또는 기타를 쓰는데 펜형태의 스타일러스(18)를 사용한다. 상기 투명터치감지판(12)은 또한 굴곡파 진동을 지지할 수 있는 음향장치이다. 세개의 트랜스듀서(16)는 투명터치감지판(12)상에 장착한다. 적어도 두개의 트랜스듀서(16)는 감지트랜스듀서 또는 센서이며 이에 따라 투명터치감지판내에서 굴곡파 진동을 감지 및 탐지한다.

Description

접촉감지장치{CONTACT SENSITIVE DEVICE}

본 발명은 접촉감지장치에 관한 것이다.

시각적 디스플레이는 터치감지스크린 형태를 포함한다. 이는 팜 탑 컴퓨터와 같은 차세대 휴대용 멀티미디어장치의 도래와 더불어 더 일반화되어가고 있다. 파동을 이용하여 접촉을 검출하는 종래 대부분의 기술은 표면음향파동(Surface Acoustic Wave, SAW)법으로, 이는 유리스크린 표면상에서 고주파수파동을 발생시키고, 손가락 접촉에 의한 고주파수파동의 감쇠(attenuation)를 터치위치를 검출하는데 사용한다. 이러한 기술이 "비행시간"이며, 하나이상의 센서에 도달하는 장애시간을 터치위치를 검출하는데 사용한다. 이와 같은 방법은 매질이 비분산방식의 거동을 보일 때, 즉 파동의 속도가 요구되는 주파수 범위를 넘어서 크게 변하지 않을 때 적용가능하다.

본 발명에 따른 접촉감지장치상에서의 접촉에 연계된 정보를 결정하는 방법은, 굴곡파를 지지할 수 있는 부재를 제공하는 단계, 상기 부재를 이산위치에서 접촉하여 상기 부재의 굴곡파 진동에 변동을 발생시키는 단계, 상기 부재에서 변동된 굴곡파 진동을 측정하기 위해 부재에 부착된 적어도 하나의 측정수단을 제공하여 측정된 굴곡파 신호를 결정하는 단계 및 상기 측정된 굴곡파 신호를 처리하여 접촉에 연계된 정보를 계산하는 단계를 포함한다.

상기 접촉은 스타일러스 또는 손가락을 통한 터치 형태일 수 있다. 스타일러스는 손으로 쥐는 펜 형태이다.

상기 계산된 정보는 접촉위치 또는 기타정보, 예컨데 접촉의 압력 또는 크기일 수 있다. 상기 접촉에 연계된 정보는 중앙처리장치에서 계산된다.

굴곡파 전달은 상기 부재의 모서리에 장착되거나 또는 모서리로부터 간격을 두고 배치된 적어도 하나의 센서에 의해 측정된다. 상기 센서는 굴곡파 진동을 아날로그 입력신호로 변환시키는 감지트랜스듀서형태일 수 있다. 둘 이상의 센서가 존재할 수 있다.

굴곡파 진동은 여자, 예컨데 접촉을 의미하는데, 이는 부재에 대하여 평면밖의 변위를 부여한다. 대개의 재료들은 굴곡하는데, 일부는 완전 제곱근 분산관계식을 가지는 순수 굴곡형으로 굴곡하고, 일부는 순수 및 전단 굴곡의 혼합형으로 굴곡한다. 상기 분산관계식은 파동의 주파수에 대한 파동의 평면내 속도의 종속을 표시한다. 부재의 재료특성 및 여자 주파수에 의해 진동도가 결정된다.

굴곡파는 분산적인 것으로, 굴곡파 속도는 주파수에 따라 변한다. 장애의 표식이 적시에 전진적으로 퍼지므로, 이 같은 특성은 "비행시간"식 접근을 바람직하자못하게 한다. 따라서 상기 방법은 측정된 굴곡파 신호를 비분산파동 원으로부터의 주파신호로 변환하도록 보정을 가하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 보정을 적용한 다음, 전파탐지(radar) 및 수중음파탐지(sonar) 분야에서 사용되는 기술을 적 용하여 접촉위치를 검출한다.

굴곡파 전달을 이용하여 얻는 괄목할만한 장점은 굴곡파가 표면 뿐만아니라 부재 전체의 이동에 관련되는 수반하는 벌크파(bulk wave)라는 것이다. 대조적으로, 기타 대부분의 터치 감지기술은 표면효과에 의존하여 표면손상에 쉽게 영향을 받는다. 따라서, 굴곡파를 이용한 접촉감지장치는 표면 스크래치 등에 대해 보다 더 강하고, 보다 덜 민감해야한다.

상기 보정을 가하는 단계는 굴곡파 신호를 처리하는 제 1단계일 수 있다. 상기 적용된 보정은 굴곡파를 지지하는 부재재료의 분산관계식을 기초로 하는 것이 바람직하다. 상기 분산관계식은 부재재료의 공지된 물리적 변수와 조합된 굴곡파 방정식을 이용하여 모델링된다. 혹은, 레이저 진동계를 이용하여 몇개의 주어진 주파수에 대한 부재내 진동패턴의 이미지를 만들어내어 해당 주파수 범위에서 상기 분산관계식을 만들 수 있다.

상기 굴곡파 전달의 측정은 부재내에서 움직임을 연속적으로 샘플링함으로써 시행될 수 있다. 기준신호, 예컨데 접촉이 이루어지기전의 신호와 상기 측정된 굴곡파 신호를 비교함으로써, 접촉이 이루어졌을 때를 확인할 수 있다. 신호의 강도 또는 다른 특성이 비교될 수 있다. 접촉이 이루어진 다음, 측정된 굴곡파 신호가 기록 및 처리된다.

부재는 판 또는 패널 형태이다. 상기 부재는 투명 또는 예를 들어, 불투명한 프린트된 패턴일 수 있다. 상기 부재는 균일한 두께를 갖는다. 혹은, 상기 부재는 예컨데 굽은 표면 및/또는 다양한 두께와 같이 보다 더 복잡한 형상을 갖는다. 굴 곡파가 접촉위치에서 센서까지 주파하는 것이 가능하다면(복잡한 경로를 통한다 해도), 상기 방법은 신경망과 같은 적응형 알고리즘을 채용함으로써 복잡한 형상의 부재에 맞게 조절되어 센서에 수신된 굴곡파 신호로부터 접촉위치를 알 수 있다. 이는 여러개의 센서를 갖는 것이 필요하다.

상기 방법은 완전 수동(passive) 감지기능에 관련되는 것으로, 즉 접촉에 의해 유발되는 부재내 굴곡파 진동의 변동은 부재내의 굴곡파 진동에 대한 여자를 이룬다. 다시 말하면, 수동 센서를 위한 굴곡파 진동의 다른 공급원이 없다. 상기 접촉 위치는, 센서 각각에서 임펄스의 도달시간을 기록하고, 상기 시간을 비교하여 임펄스의 근원으로부터 각 센서의 상대적 거리를 결정하며, 접촉위치를 알도록 상기 상대적 거리들의 교점을 구함으로써 결정된다. 굴곡파 진동 그리고, 따라서 측정된 굴곡파 신호는 접촉의 마찰성 이동 또는 초기 임팩트에 의해 발생한다. 여기서는 최소 세개의 센서가 있다.

접촉 또는 접촉위치를 검출하기 위해 사용한 센서의 수를 증가시키는 것은 가외의 정보를 제공하며 이에 따라 보다 정확한 검출을 제공한다. 별도로 또는 추가로, 임펄스가 트랜스듀서에 첫번째로 도달할 때의 신호인 직접신호뿐만 아니라 부재의 모서리로부터의 반사도 측정하기 위하여 각 센서에 도달한 굴곡파 신호가 보다 긴 시간주기동안 분석될 수 있다. 이와 같은 접근은 상기 센서 또는 존재하는 센서 각각의 미러된 버젼(mirrored version)을 부가하는 것과 유사하다. 이같은 구조를 이용하여, 획득된 가외의 정보는 보다 높은 정확성을 제공하거나 또는 센서의 수를 감소시키는 역활을 한다.

접촉의 위치를 계산 한 후, 접촉에 관한 부가정보를 결정하기 위해 측정된 굴곡파 신호가 추가 처리된다. 부재상에서 스타일러스의 움직임은 부재상에서 스타일러스의 위치, 압력, 속력에 의해 영향을 받는 연속신호를 생성한다. 상기 연속신호로부터 유도되는 연속시간데이타는 각종 분야에서 부가적으로 유용한 정보를 끌어내는데 사용된다.

이러한 분야로는 일반적으로 패턴인식이라 부르는 분야에 속하는 표지인식이 있다. 복잡한 데이타로부터 패턴을 유출하는 이러한 분야에서는 연속시간 데이타내에 존재하는 가외의 독립 정보가 매우 유익하다. 이에 따라 상기 방법은 연속시간데이타를 처리하도록 신경망을 시행하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 신경망은 예제군, 예컨데 특정 서브젝트로 작성된 표지군 또는 인간의 작성에 의해 일어날 전형적인 변수에 대한 지식에서 생성된 군에 의해 트레이닝된다.

신경망의 기본 특성은, 보다 많은 독립정보를 사용할수록, 유출된 결론의 정확성이 보다 더 높다는 것이다. 부재 표면상의 스타일러스의 압력 및 속도에 연관되기 때문에, 연속시간데이타에서 사용할 수 있는 많은 정보는 위치정보로부터 완전히 독립적이다. 이에 따라 가외의 정보는 정확한 표지인식에 대한 잠재적 가능성을 증가시킨다. 상기 방법은 표지에 대한 응답시간의 예제를 가지는 제 2 신경망을 트레이닝하는 단계를 추가로 포함한다. 그밖의 개선점은 압력 및 속도에서의 기대변수에 대한 지식 또는 사용자에 의해 발생된 추가 예제를 이용한 트레이닝을 통해 달성될 수 있다.

또는, 연속시간데이타는 수기(handwriting) 인지, 가령 "더블-클릭"의 검출 또는 접촉강도의 검출, 예컨데 클릭을 얼마나 세게하는지의 검출을 위해 사용될 수 있다. "더블-클릭" 및 클릭세기의 검출은 연속시간데이타에서 임펄스형상의 이미지로 달성한다. 그외 통상적인 기술보다 더 느린 위치 샘플링 비율을 사용할 수 있다.

대조적으로, 펜, 손가락 혹은 기타를 불문하고, 접촉의 검출은 소정의 샘플 비율로 수행되며, 접촉위치를 고려한 정보가 포인트군으로부터 형성된다. 여기에는 연속시간정보가 없으며, 이에 따라 상술된 많은 분야가 수행되지 않거나 불충분하게 수행된다.

스타일러스 각각의 타입에 의해 생성된 특성 주파수가 다르기 때문에, 측정된 굴곡파 신호의 주파수 내용의 측정이 접촉타입을 결정하는데 사용한다. 예를 들어, 견고한 스타일러스는 부드러운 손가락보다 더 높은 주파수를 발생할 수 있다. 이에 따라 작동자의 손이 접촉감지장치를 터치한다면 수기형 펜-입력 장치를 갖춘 접촉감지장치는 가동되지 않도록 설정된다.

다른 타입의 스타일러스에 의해 발생된 주파수 차이는 달성가능한 절대 공간해상도의 차이를 의미한다; 고주파수는 보다 높은 해상도를 의미한다. 그러나, 해상도 차이는 문제가 되는 접촉의 요구조건에 상응되어야 하는 경우가 있다. 예를 들어, 손가락으로 입력시 요구되는 공간해상도는 일반적으로 끝이 날카로운 스타일러스 사용시 예상되는 공간해상도 보다 낮다.

접촉에 의해 발생된 주파수는 상대적으로 낮은 것으로, 즉 일반적으로 초음파보다는 오디오 주파수이다. 따라서, 부재는 오디오범위 내에서 굴곡파 진동을 지 지할 수 있는 것이 바람직하다. 그러므로, 확성기내에서 음향 라디에이터로 사용된 부재와 유사한 부재가 접촉감지장치로 동작하는데에 사용될 수 있다.

접촉감지장치는 부재상에 장착된 방사(emitting)트랜스듀서를 추가로 포함하여 부재내에서 굴곡파 진동을 발생시켜서 접촉에 관한 정보를 탐색한다. 이에 따라 상기 부재는 음향 라디에이터가 될 수 있으며, 부재내의 굴곡파 진동은 음향출력을 발생시키는 데 사용될 수 있다. 상기 진동은, 수동감지에 영향을 미치는 기타 다른 타입의 노이즈신호가 있기는 하나, 하나의 노이즈신호로 간주한다. 외부 노이즈신호가 있을 때, 상기 방법은 접촉에 의해 발생한 신호로부터 노이즈신호를 분리하는 기술을 추가로 포함하며, 예를 들어:

1) 단시간동안 노이즈신호의 응답을 예측하는 예측필터링 단계. 예측값들의 차이는 방사트랜스듀서보다는 접촉에 의해 발생되는 경향이 보다 강하다.

2) 방사트랜스듀서에서 센서까지의 전달함수 지식과 함께, 발생된 오디오신호의 연속 로깅(logging)을 이용하여 노이즈신호를 모델링하는 단계. 이는 예측필터링보다 더 정확한 노이즈 신호의 예측을 수행한다.

3) 접촉을 찾아내는데 사용된 것과 동일한 방식(예컨데 교점(intersection)법)으로 다중 센서를 이용하여 방사트랜스듀서의 위치를 결정하는 단계. 이 정보는 방사트랜스듀서에 의해 발생한 굴곡파를 접촉에 의해 발생된 굴곡파로부터 분리하는 것을 간편하게 한다.

또는, 상기 노이즈신호는 부재내에 접촉의 능동적 탐사에 사용될 수 있다. 이에 따라, 상기 방법은 부재내에서 굴곡파를 발생시키는 단계를 추가로 포함하므 로써 능동감지, 즉 접촉에 의한 파동의 발생에 의존하지 않고 부재내에 이미 존재하는 파동의 접촉에 의해 야기된 기계적 제한에 대한 응답에 의존하는 능동감지가 있게 된다.

상기 부재내의 굴곡파는 부재상에 장착된 트랜스듀서로부터의 자극신호에 의해 발생할 수 있다. 트랜스듀서는 2가지 기능, 즉 방사트랜스듀서 및 센서로 작동하는 기능을 갖는다. 별도로, 방사트랜스듀서 및 부재상에 장착된 적어도 하나의 센서가 있을 수 있다.

접촉의 영향은 반사, 흡수 또는 이들 두 가지의 조합으로 나타낼 수 있다. 반사에 있어서, 방사트랜스듀서는 접촉에 의해 반사되고 동일한 트랜스듀서 또는 별개의 센서에 의해 검출되는 굴곡파를 발생시킨다. 그 다음 신호, 즉 시간 또는 주파수 응답이 재료 분산 관련 정보로 처리되어 방사트랜스듀서나 공급원에서 센서까지 접촉을 통해 이동한 거리가 산출된다.

단일 측정법은 실질적인 거리를 사이에 두고 떨어져 있는 두개의 접촉위치 사이를 구분하기에 충분하다. 그러나, 접촉위치를 보다 정확하게 결정하기 위해서는 보다 많은 정보가 필요하다. 이것은 자극신호가 방사트랜스듀서 또는 일부나 모든 센서의 다른 공급원으로부터 나오도록 하여, 다중 센서로 반사를 감지함으로써 달성된다. 어느 방법에 의하든 각각의 센서는 접촉위치의 독립측정법을 제공하며, 트랜스듀서 수를 증가시킴에 따라 전진적으로 보다 정확한 접촉위치를 제공하도록 조합될 수 있다.

위치의 정확성을 높이는 다른 방법은, 보다 긴 시간 동안 부재내에 굴곡파 진동을 측정하므로써 각 측정의 정보를 증가시키는 것이다. 주파수 응답의 관점에서 보아 이는 보다 높은 주파수 해상도에 해당한다. 확장된 신호는 또한 접촉으로부터의 직접 및 간접 반사 모두에 관한 정보를 포함할 수 있다. 간접반사는 하나 이상의 경계반사를 통해 접촉으로부터 센서에 도달하는 신호이다. 상기 방법은 초기 센서의 미러위치에 추가 센서를 부가하는 것에 상당하는 것으로 간주되며, 하나의 조합된 공급원/감지트랜스듀서만으로 정확한 접촉위치를 결정하는데 사용될 수 있다.

자기-측정(self-measuring) 구조를 접촉감지장치에 통합하여 부재내의 재료분산 관계를 측정할 수 있다. 접촉이 가해지지 않을 때 경계반사는 여전히 존재하는데, 이것은 각 경계에 대한 거리에 대응하는 강반사로서 명백히 나타나는 규칙적인 형상으로 존재한다. 특정 실험에 있어서, 방사트랜스듀서, 센서, 경계위치들은 공지된 기준 포인트군을 제공하는 것으로 알려져있다. 그 다음 재료분산관계를 나타내는 평활화함수(smooth function)가 상기 기준점에 대응하는 주기성이 복원되도록 주파수축을 랩핑(wrapping)하는데 최적화된다. 추가 최적화는 예컨데 예정된 장소에서의 접촉과 같은 기타 공지된 기준포인트를 추가함으로써 필요에 따라 시행될 수 있다.

상기 방식은 재료분산관계에 대한 사전지식없이도 능동감지 기술 기구가 작동될 수 있도록 한다. 또는 패널특성에 존재하는 작은 제조공차에 대한 보정, 또는 열, 습도 등으로 인한 변동을 섬세하게 조정하는데 사용될 수 있다.

순수 흡수는 반사를 기초로 한 구조와 다른 실행을 필요로한다. 이에 따라 상기 방법은, 접촉의 효과로 하나 이상의 센서로 입사되는 파동을 간섭하는, "광선추적법(ray tracing scheme)"을 시행하는 단계를 포함한다. 센서상으로 입사되는 파동은 직접여자, 예를 들어 대향 위치한 하나 이상의 방사트랜스듀서에 의해, 또는 하나 이상의 경계반사로부터의 간접여자에 의해 생성된다. 간접여자에 있어서, 방사트랜스듀서는 센서 부근의 위치를 포함하는 모든 위치에 설치된다. 또한, 간접여자는 단일트랜스듀서로부터의 흡수성 접촉의 검출을 가능하게 하는데, 이는 공급원 및 경계반사의 센서로 기능한다.

입사 파동에 대한 간섭은 또한 흡수지점 부근의 회절을 가져온다. 회절의 효과는 순수 광선추적의 경우보다 더 광범위한 영역에 대해 흡수성 접근법이 반응하게한다. 접촉위치는 센서로 입사되는 굴곡파의 직접경로 밖에 위치할 수 있으며, 센서에 의해 수신된 신호에 계속 영향을 미친다. 흡수에 의해 획득된 정보는 반사형 접촉의 형태보다 더 복잡한 형태이다. 따라서 보다 지능적인 검출 알고리즘, 예컨데 신경망과 같은 것이 요구된다.

트랜스듀서에 의해 발생한 자극신호는 우수한 노이즈 거부성을 가지며, 청각적인 손상 또는 음향적으로 명백한 영향을 갖지 않는 것이 바람직하다. 그러므로, 자극신호는 매우 작은 진폭을 가지거나 노이즈와 유사할 수 있다. 후자의 경우에, 특정 방정식을 이해하기 위해 필요한 특정상관관계식이 노이즈에 잠재되어 있을 수 있다. 혹은, 자극신호는 청취불가능한, 즉 주파수가 20kHz이상으로 증가된 초음파일 수 있다. 이는 진폭이 큰 신호를 사용할 수 있으며, 고주파수가 고해상도로 전환된다는 장점이 있다. 그러나, 부재가 초음파신호를 지지할 수 있어야 한다. 대다 수의 재료들, 예컨데 유리, 크리스탈 폴리스티렌이 적절하다.

자극신호는 다음 신호 중 하나에서 선택될 수 있다.

1. 펄스된 여자-이는 충분한 진폭을 갖는 경우, 저조한 노이즈 거부반응 및 청취 가능성에 의해 불리한 영향을 받을 수 있음을 주목한다.

2. 대역제한 노이즈-상기 신호는 대부분의 주어진 주파수 대역내에서 청각적 손상이 보다 덜하며, 가장 적절한 주파수 대역으로 조절되는 장점이 있다. 또한, 초음파로도 만들어질 수 있다.

3. 안정상태의 사인파-이는 노이즈에 대해 좋은 신호를 제공하나, 오디오대역에 있을 때 극도로 청취가능하다. 개선점은 오디오 대역밖에 주파수를 배치시키거나 또는 임의의 위상을 갖는 간격이 조밀한 다중 사인파를 이용함으로써, 청각적으로 보다 더 노이즈형인 신호를 만든다. 이는 청각적으로 노이즈형의 일례이지만, 신호를 노이즈레벨로 향상시키는 은닉된 상관관계를 가진다. 상기 추적의 다른 예로는 MLS(Maximum Length Sequence) 신호가 있다.

4. 처프신호(chirp signal)-이는 광역 주파수 범위에서 시스템의 주파수 응답을 결정하기 위해 광범위하게 사용되는 신호이다. 그러나 이는 청취할 수 없는 초음파 주파수에서만 유용하다.

5. 오디오 신호-부재가 확성기용 음향 라디에이터로 사용될 때, 트랜스듀서로 제공된다. 이 경우, 의도된 오디오 출력에 응답하는 아주 적합한 신호이므로 청각적으로 손상 효과를 갖는 자극신호에 관한 문제는 생기지않는다.

센서 및 방사트랜스듀서가 함께 근접 위치하거나 동일한 트랜스듀서일 때, 방사트랜스듀서에 의해 발생된 백그라운드 신호는 일반적으로 접촉과 연관된 신호보다 강하다. 이는 여러 방식들에서의 문제점을 완화시킨다. 예를 들어, 펄스된 여자신호에 있어서, 센서에서의 측정이 게이트 처리됨으로써, 방사트랜스듀서에 의해 발생된 출력파가 센서보다 더 진행된 후 측정이 개시된다. 그러나, 시간이 연장된 자극신호가 펄스된 여자신호보다 일반적인데, 이는 후자가 노이즈 거부성능에 있어 열화하기 때문이다.

연장 시간 자극신호를 위해서 접촉표지의 상대량을 향상시키는데 사용될 수 있는 기계적 혹은 다른 기술이 있다. 예를 들면:

1) 센서위치에서 검출된 출력파가 최소화되도록 방사트랜스듀서로부터 약 1/4파장의 위치에 센서를 배치한다. 접촉신호가 주파수의 상대적으로 한정된 범위로 제한되는 경우, 상기 기술이 사용될 수 있다.

2) 방사트랜스듀서 및 센서를 하나의 구동점에 배치하고 직각(orthogonal)의 물리적 특성으로 결합하도록 방사트랜스듀서 및 센서를 설계한다. 예를 들어, 벤더(bender) 트랜스듀서 및 관성 결합된 트랜스듀서가 동일한 지점에 배치될 수 있다. 어느 하나의 트랜스듀서에 의해 발생된 출력파는 다른 하나에 의해 검출되지 않는다. 그러나, 접촉 또는 경계들로부터 반사된 제 2 파동은 검출되며, 그 규모가 최대화된다.

3) 전기적 영역내에 문제점을 어드레싱한다. 주파수 응답의 측정은 스위핑된(swept) 사인파 및 복조 상태에 의해 달성될 수 있다. 방사트랜스듀서로부터의 출력파는 주파수 응답에 있어 큰 백그라운드값을 생성하는데, 이것은 접촉으 로부터의 보다 작은 반사로 인한 미세 구조에 의해 중복된다. 복조(예컨데 처프복조회로에 의해) 후, 출력은 전반적으로 평활화된 가연 백그라운드상의 작은 리플(ripple)일 수 있다. 따라서, 상기 출력이 하이패스 필터를 통해 통과될 때, 적절한 미세구조가 큰 백그라운드에 비해 상대적으로 강조된다.

4) 상기 측정된 신호를 충분히 정확하게 디지탈화하므로써 큰 백그라운드의 상부에서 미세구조에 반응하도록 한다. 그 다음 상기 미세구조는 디지틀 영역내에서의 필터링으로 강조된다.

트랜스듀서의 용도에 따라 2단자, 3단자, 또는 4단자일 수 있다. 2단자 장치는 센서 또는 방사트랜스듀서로 각각 사용된다. 혹은 이들은 감지기능이 장치의 임피던스에 의해 결정되는 이중 기능 트랜스듀서로서 사용될 수 있다. 3단자 및 4단자 장치는, 별개의 트랜스듀서를 센서 및 방사트랜스듀서로 사용한다. 3단자 장치에 있어서 센서 및 방사트랜스듀서는 공동전극을 공유함에 반하여, 센서 및 방사트랜스듀서는 4단자 장치내에서 전기적으로 분리된다.

방사트랜스듀서 또는 각각의 방사트랜스듀서 또는 센서는 부재에 직접 본드결합되는 벤더 트랜스듀서, 예를 들어 압전 트랜스듀서일 수 있다. 상기 벤더 트랜스듀서들은 일반적으로 방향성을 가지며, 일부 분야에서 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 방향성은 물리적 형상에 의해 결정되므로 적절하게 조절될 수 있다. 추가 장점으로는 고변환율, 저비용, 상당한 견고함에 있다.

또는, 상기 방사트랜스듀서, 또는 각각의 방사트랜스듀서 또는 센서는 단일점에서 부재에 결합된 관성 트랜스듀서가 될 수도 있다. 관성 트랜스듀서는 전기역 학적 또는 압전성을 가진다. 해당 주파수에서, 부재의 굴곡 파장에 비교하여 작은 접촉점이 제공된다면, 관성 트랜스듀서는 일반적으로 전방향성을 가진다.

상기 트랜스듀서 및/또는 센서는 적용분야에 따른 특정한 위상기하에 따라 모서리둘레 또는 부재의 표면상에 비교적 동일한 간격으로 배치된다.

감지 및/또는 방사트랜스듀서로 이미 설치된 오디오 트랜스듀서를 사용하는 것이 가능하다. 이러한 기구는 추가될 하드웨어를 최소화하여 터치 스크린을 제공한다는 편리성이 있다. 그러나, 상기 적용이 불가능하다면, 능동감지용으로 사용되는 초음파 주파수에 특히 적절한 점을 고려하여, 소압전소자가 가장 적절한 트랜스듀서임이 증명될 것이다.

본 발명의 제2태양에 따르면, 굴곡파 진동을 지지할 수 있는 부재와, 상기 부재내에서 굴곡파 진동을 측정하기 위해 그리고 프로세서에 신호를 전송하기 위해 부재상에 장착된 센서를 포함하는 접촉감지장치를 제공하며, 상기 프로세서는 접촉에 의해 형성된 부재내의 굴곡파 진동 변화로부터 부재의 표면상에 형성된 접촉에 관련된 정보를 처리한다.

접촉감지장치는 부재내의 굴곡파 진동이 다른 공급원에 의해서가 아닌 접촉에 의해서만 여자되는 수동센서이다. 혹은, 접촉감지장치는 능동센서일 수도 있다. 이에 따라 접촉감지장치는 부재내의 굴곡파 진동을 여자하기 위해 방사트랜스듀서를 추가로 포함하여 접촉에 관련된 정보를 탐색한다. 방사트랜스듀서에 의해 생성된 파동의 응답을 접촉에 의해 생성된 기계적 제한과 비교하여 접촉에 연계된 정보를 계산한다.

상기 부재는 오디오 범위내에서 굴곡파를 지지할 수 있다. 이에 따라 상기 접촉감지장치는 확성기의 음향 라디에이터가 접촉감지장치 부재로 작동하는 방식의 확성기 및 음향 라디에이터내에서 굴곡파 진동을 여자시켜 음향 출력을 발생시키기 위해 음향 라디에이터상에 장착된 여자기가 접촉감지장치의 방사트랜스듀서로 작동하는 방식의 확성기가 될 수도 있다.

상기 접촉감지장치는 프로세서에 의해 계산될 접촉에 연계된 정보를 나타내기 위한 디스플레이수단을 추가로 포함한다. 이에 따라, 본 발명의 제 3 실시예는, 접촉감지장치인 디스플레이스크린을 제공한다. 디스플레이스크린은 굴곡파를 여자하거나 또는 감지하는데 사용된 액정 디스플레이 스크린일 수 있다. 상기 스크린은 광대역 주파수 범위에서 굴곡파를 지지할 수 있다. 스크린에 대한 직접 접촉은 접촉감지장치를 작동시킨다. 이에 따라 상기 분야는 기계부품을 추가하지 않고도 표준 LCD스크린 터치 감지로 구성될 수 있다.

상기 방법은 복잡한 형상에 맞게 변경되기 때문에, 본 발명에 따른 접촉감지장치는 이동전화기, 랩탑 또는 개인데이타 보조장치에 내장될 수 있다. 예를 들어, 이동전화기에 통상적으로 적합한 키패드를 본 발명에 따른 터치 감지식인 연속식 몰딩으로 대체할 수 있다. 이같은 접근은 비용을 절감시키고 오디오 분야에서 확장된 영역의 용도를제공한다. 랩탑의 경우, 마우스 제어기로 작동하는 터치패드를 본 발명에 따른 접촉감지장치인 연속식 몰딩으로 대체할 수 있다. 상기 몰딩은 마우스 제어기 또는 기타 예컨데 키보드로 사용될 수 있다.

상기 굴곡파 접촉감지장치 및 방법을 다른 기술과 비교한 바에 따른 장점으 로:

1) 접촉의 위치 및 압력에 민감한 보다 우월한 기술이며,

2) 투명접촉의 배열 또는 자성팁 등의 다중 센서가 필요하지 않기때문에 보다 저렴한 형태의 접촉감지장치가 가능하고,

3) 부재 물성 변수의 제어에 의해 크기 및 공간 감도면에서 상기 장치를 용이하게 스케일링할 수 있으며,

4) 이중기능 부재를 사용함으로써, 조밀한 공간 및 무게 제한 조건하에서도 양질의 음을 구현할 수 있다는 점이다.

본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 터치감지 확성기를 나타내는 도면;

도 2a 및 2b는 접촉이 가해지기 전 및 후의 굴곡파 확성기를 나타내는 도면;

도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 수동터치감지를 병합한 제 1 확성기를 나타내는 도면;

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 수동터치감지를 병합한 제 2 확성기를 나타내는 도면;

도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 수동감지에 대한 프로세싱 알고리즘의 블럭다이어그램;

도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 능동터치감지를 병합한 제 1확성기를 나타내는 도면;

도 7은 본 발명의 제 1실시예에 따른 능동터치감지를 병합한 제 1확성기를 나타내는 도면;

도 8은 본 발명의 위상기하학적 기구의 블럭다이어그램;

도 9는 본 발명의 제 1실시예에 따른 능동감지에 대한 프로세싱 알고리즘의 블럭다이어그램, 그리고

도 10a 내지 10d는 분산 보정 방법을 그래픽으로 나타내는 도면이다.

도 1은 디스플레이장치(14)의 앞에 장착된 투명터치감지판(12)을 포함하는 접촉감지장치(10)를 나타낸다. 상기 디스플레이장치(14)는 텔레비젼, 컴퓨터스크린 또는 기타 디스플레이장치의 형태일 수도 있다. 펜 형태의 스타일러스(18)는 터치감지판(12)상에서 문자(20) 또는 기타 다른 것을 쓰는데 사용된다.

상기 투명터치감지판(12)은 또한 굴곡파 진동을 지지할 수 있는 음향장치이다. 세개의 트랜스듀서(16)가 투명터치감지판(12)상에 장착된다. 적어도 두개의 트랜스듀서(16)는 감지트랜스듀서 또는 센서이며 이에 따라 감지판내의 굴곡파 진동에 반응하여 이를 감시한다. 제3트랜스듀서(16)는 또한 그 시스템이 도 3 또는 도 4의 수동접촉감지장치에 대응하는 감지트랜스듀서이다.

또는, 제3트랜스듀서는 감지판내의 굴곡파 진동을 여자하기 위한 방사트랜스듀서일 수도 있으며, 이 경우 그 시스템은 도 5의 능동센서에 대응하게 된다. 도 6 및 도 7의 실시예에서, 능동센서는 조합된 확성기 및 접촉감지장치로 작동한다.

도 2a 및 2b는 감지소자로 굴곡파 진동을 이용한 접촉감지장치(22)의 일반적 인 원리를 나타낸다. 상기 접촉감지장치(22)는 굴곡파 진동을 지지할 수 있는 패널(24) 및 패널(24)상에 장착된 감지트랜스듀서(26)를 포함하여 감지트랜스듀서(26)가 장착된 지점에서 패널(24)의 굴곡파 진동을 감지한다. 도 2a는 정상적인 연속진동패턴의 경우, 예컨데 주어진 주파수 또는 임시펄스시 안정상태의 패턴인 경우의 굴곡파 진동의 진동패턴(28)을 나타낸다.

도 2b에서, 접촉은 접촉점(30)에서 패널(24)에 대하여 만들어지며 진동 패턴이 바뀐다. 접촉은 패널(24)내에서 이미 존재하는 굴곡파의 진로를 교란하거나 또는 접촉점(30)에서 방출되는 새로운 굴곡파를 발생시킴으로써 진동패턴(28)을 변경시킬 수 있다. 진동패턴(28)의 변동은 감지트랜스듀서(26)로 감지된다. 접촉에 관련된 정보는 감지트랜스듀서의 판독을 통해, 예컨데 제 1프로세싱장치를 통해 결정한다. 상기 정보는 디스플레이스크린상에서 정보를 출력하는 제 2프로세싱장치에 전해진다. 상기 정보는 접촉 임펄스의 상세한 위치 및 압력 프로파일을 포함하는 것으로, 예를 들어:

1) 접촉의 x, y좌표.

2) 접촉의 특성크기, 예컨데 펜 또는 스타일러스와 일치하는 1mm, 손가락에 해당하는 1cm.

3) 시간의 함수에 따른 접촉의 압력 프로파일.

도 3 및 도 4는 두 개의 접촉감지장치(32, 33)의 보다 상세한 도면을 나타낸다. 상기 접촉감지장치(32, 33)는 굴곡파 진동을 지지할 수 있는 패널(24) 및 각각의 장착점에서 굴곡파 진동을 감지하기 위한 세 개의 감지트랜스듀서(26)를 포함한 다. 압력이 접촉점(30)에 가해질 때 상기 진동패턴(28)이 생겨난다. 상기 장치가 방사트랜스듀서를 포함하지 않기 때문에, 상기 장치는 수동접촉감지장치로 간주될 수 있다. 이에 따라 패널에서의 굴곡파 패널진동은 오직 접촉에 의해 발생한다.

수동센서에서 패널(24) 본체내의 임펄스는 굴곡파를 패널(24)의 모서리 방향으로 이동시키기 시작한다. 도 3에 도시된 바와 같이 모서리 둘레에 등거리로 장착된 세개의 감지트랜스듀서(26)를 통해 또는 도 4에 도시된 바와 같이 패널(24)의 모서리로부터 간격을 두고 배치된 패널(24)의 표면상에 장착된 세개의 감지트랜스듀서를 통해 상기 굴곡파가 검출된다. 측정된 굴곡파 신호들은 공간원점 및 가해진 임펄스의 강도 프로파일을 결정하도록 처리된다.

도 5는 도 3 또는 도 4의 각각의 감지트랜스듀서(26)에서 감지된 굴곡파 정보의 프로세싱을 위한 알고리즘을 나타낸다. 상기 알고리즘은:

1) 각각의 감지트랜스듀서에서 신호를 최적화하여 외부의 부적절한 신호를 최소화하는 단계. 백그라운드 노이즈를 예측 및 제거하는데 선형신호 예측법이 사용될 수 있다.

2) 각각의 트랜스듀서에서 주파수 응답을 계산하는 단계.

3) 능동 감지로부터 사용할 수 있다면 접촉 임펄스의 위치상에서의 정보를 추가하는 단계(선택적임).

4) 재료변수정보를 추가하는 단계.

5) 2), 3), 4)단계에서 사용할 수 있는 정보를 사용하고; 패널 분산을 보정하여 비분산 응답을 제공하는 단계.

6) 접촉시간 응답의 역fft(fast-fourier-transform)를 계산하여 접촉점의 임펄스 형상을 산출하는 단계.

7) 경우에 따라 임펄스 형상 및 위치정보를 상세히 나타내는 정보를 출력하는 단계를 포함한다.

수동감지기능의 장점으로는:

1) 상기 방법이 하나 이상의 주파수를 포함하며 임펄스 형상을 이미지시키기 위해 요구되는 주파수양을 충분히 포함한다는 점과,

2) 상기 방법이 수동이므로 필요한 전력이 최소인 점이다.

수동감지의 한 단점은 측정된 신호의 주파수양이 임펄스의 주파수양에 의해 제한된다는 점이다. 따라서 고주파수 정보가 제한되는데, 이는 상대적으로 긴 굴곡파장으로 변환된다. 이에 따라 신호의 공간해상도가 제한된다.

도 6 및 도 7은 다르게 조합된 터치감지 및 오디오 장치(35, 37)의 보다 상세한 도면을 나타낸다. 상기 장치 각각은 굴곡파 진동을 지지할 수 있는 패널(24) 및 패널(24)에서 굴곡파 진동을 여자하기 위한 방사트랜스듀서(31)를 포함한다. 도 6에서 상기 장치(35)는 각각의 장착점에서 굴곡파 진동을 감지하기 위한 두 개의 추가 감지트랜스듀서(26)를 포함하는 반면, 도 7에서 상기 장치(37)는 하나의 추가 감지트랜스듀서(26)를 포함한다. 압력이 접촉점(30)에 가해질 때 진동패턴(28)이 간섭된다. 상기 장치가 방사트랜스듀서(31)로 구성되기때문에 능동접촉감지장치로 간주될 수 있다.

도 6에서, 감지 및 방사트랜스듀서(26, 31)는 패널(24)의 모서리 둘레에 등 거리로 간격을 두고 배치된 반면, 도 7에서 상기 감지 및 방사트랜스듀서(26, 31)는 패널(24)의 모서리로부터 떨어져 배치되어 그 표면에 장착된다. 도 7에서 트랜스듀서들은 패널의 표면상에 동등한 간격으로 배치된다.

도 8 및 도 9는 능동접촉감지장치의 가능한 실행장치를 나타낸다. 도 8에서, 중앙프로세서(34)는 디지탈 대 아날로그 컨버터(DAC)(38)에 의해 아날로그 출력신호(40)로 변환되는 디지탈 출력신호(36)를 출력한다. 아날로그출력신호(40)는 증폭된 아날로그출력신호(44)를 방사트랜스듀서(31)에 공급하는 증폭기(42)에 공급된다. 상기 방사트랜스듀서(31)는 패널(48)내에서 굴곡파를 여자하는 굴곡파여자(46)를 방사한다.

상기 패널(48)내의 굴곡파는 두 개의 감지트랜스듀서(26)에 의해 감지단계(50)에서 감지된다. 상기 감지트랜스듀서(26)는 굴곡파 진동을 아날로그 입력신호(52)로 변환하며, 이는 입력 아날로그 대 디지탈 벼환기(ADC)(54)에 공급된다. 그 결과로 된 디지틀 입력신호(56)는 중앙프로세서(34)로 전송되며 상기 중앙프로세서로부터 접촉 임펄스의 위치 및 프로파일에 관련된 정보가 결정된다.

도 9는 접촉점의 위치를 결정하는 방법을 나타내는 것으로, 이 단계는 다음과 같으며, 도 6에 도시된 중앙프로세서에 의해 시행된다:

1) 각각의 감지트랜스듀서에서 주파수 응답을 측정한다.

2) 패널분산관계식을 보정한다.

3) fft를 산출하여 비분산 매질에 대한 시간응답을 산출한다.

4) 시간응답을 패널에 대한 외부접촉이 없는 기준응답과 비교한다.

5) 접촉점으로부터 발생하는 반사를 확인한다.

6) 관련된 반사에 대한 에코 위치를 정하여 그 근원점을 확인한다.

7) 접촉의 위치를 상세히 나타내는 정보를 출력한다.

능동감지의 장점으로는:

1) 외부신호에 대한 응답을 측정하는 기술이므로, 고주파수 정보가 제한되지 않으며, 고공간해상도가 가능하다는 점, 및

2) 외부노이즈에 대한 민감성을 현저하게 감소시킬 수 있다는 점이다. 이는 청취가능한 스펙트럼상에서와 같이, 외부노이즈가 작은 주파수 대역에서 응답을 감지함으로써 달성될 수 있다. 이와 달리, 신호에 특정관계식을 부여하여, 백그라운드 노이즈와 비교하여 작은 경우에도 검출될 수 있도록 할 수 있다.

능동감지의 단점으로는:

1) 이 기술은 임펄스의 프로파일에 대해 수동구조보다 덜 민감한 경향이 있다. 그러나, 보다 정교한 처리가 이 같은 문제를 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 손가락 또는 펜의 압력이 커질수록 가외의 댐핑(damping)도가 과다하게 생길 수 있다. 이는 데이타의 비교적 간단한 가외 프로세싱에 의해 확인될 수 있다.

2) 외부신호의 필요성은 수동측정보다 더 많은 전력을 필요로 하는 경향이 있다는 점이다. 이 같은 단점은 여자신호를 가능한 작게 형성함으로써 최소화시킬 수 있다. 또한, 상기 여자신호가 고주파수 압전트랜스듀서에 있을 때 매우 고효율성을 보인다.

많은 경우, 단일의 굴곡파 점촉감지장치는 모든 상황에 대처하기에는 일반적 으로 충분하지 않다. 예를 들어 장치를 통해 작동되는 오디오가 없을 때 수동센서는 잘 작동할 것이다. 그러나 음악소리가 클 때에는, 음악 신호를 자극으로 사용하거나 오디오 대역 밖의 주파수에 있는, 능동센서가 더 적절하다. 이에 따라 하나 이상의 특정기구들의 조합이 최상의 해결책이 될 수 있다. 또한, 수동 및 능동 감지 사이의 변동영역에는 두 기술로부터 획득할 수 있는 유용한 정보가 있을 수 있다.

도 10a 내지 10d는 측정된 굴곡파 신호를 비분산 매질로부터의 주파신호로 변환하기 위해 보정하는 하나의 가능한 방법의 단계를 나타낸다. 도 10a는 시간에 대한 임의 단위의 응답을 나타내는 분산임펄스 응답의 그래프이다. 도 10b는 주파수에 대한 임의 단위의 응답을 나타내는 분산주파수 응답의 그래프이다. 도 10c는 주파수에 대한 임의 단위의 응답을 나타내는 비분산 주파수 응답의 그래프이다. 도 10d는 시간에 대한 임의 단위의 응답을 나타내는 비분산임펄스응답의 그래프이다. 순수한 판 굴곡에 있어서, 파동속도는 주파수의 제곱근에 비례, 즉 특정 파동의 고주파수 성분이 저주파수 성분보다 빠르게 이동한다. 도 10a는 이상적인 매질에서 제곱근 분산관계식을 가지는 이상적인 매질의 임펄스를 나타내며, 분산 매질이 임펄스의 파형을 유지하지 않는다는 것을 보여주고 있다. 출력파(60)는 시간t가 0일 때 명백해지며 에코신호(62)는 시간이 경과하면서 평탄해져서, 정확한 접촉위치의 결정을 불확실하게 만든다.

주파수 응답의 주기변동은 반사 특성을 나타내며, 콤(comb)필터링으로 간주되기도 한다. 물리적으로, 주파수 응답내의 주기변동은 공급원 및 반사기 사이에 존재하는 파장수로부터 유도된다. 주파수가 증가하고 상기 공간에 존재하는 파장수가 증가하므로, 출력파를 갖는 반사파의 간섭은 형성 및 소멸 사이를 진동한다.

도 10a의 분산임펄스응답의 퓨리에변환을 계산하면 도 10b에 도시된 주파수 응답과 같이 된다. 상기 주파수 응답은 비주기적이며 파장에 따른 주기적 변동은 주파수 변동으로 전환되어 주파수 증가에 따라 점점 느려지게 된다. 이는 파장이 주파수 역의 제곱근에 비례하는 제곱근 분산의 결과이다. 그러므로 주파수 응답에 대한 패널의 효과는 상기 응답을 패널분산에 따른 주파수의 함수로 전개시키는 것이다. 따라서, 주파수 도메인내에 역전개(inverse stretch)를 가함으로써 패널분산에 대한 보정을 수행하고, 이에 따라 비분산의 경우에 존재하는 주기성을 복귀시킨다.

패널분산의 역(inverse)으로 주파수축을 워핑(warping)시킴으로써, 도 10b는 여자의 주파수가 파장의 역에 비례하는 비분산인 경우(도 10c)의 주파수 응답으로 변형된다. 이같은 간단한 관계식은 도 10c에 도시된 바와 같이 파장이 감소하는 주기적 변동을 주파수가 증가하는 주기적 변동으로 전이시킨다.

역고속퓨리에변환(fft)을 도 10c의 트레이스(trace)에 적용하면, 분산을 고려하여 교정되고 선명한 반사성이 복원된 도 10d에 도시된 임펄스 응답이 형성된다. 비분산 매질내를 주파하는 파동의 이동속도가 주파수와 독립하여 일정하기 때문에, 도 10d에 도시된 바와 같이 임펄스의 특정파형이 시간이 경과해도 지속된다. 따라서, 에코위치의 테스크는 상대적으로 직선형으로 뻗게 된다. 출력파(66)는 시간t이 0일 때 선명하며, 반사(68)는 4ms에서 뚜렷하다. 상기 반사(68)는 크기가 출 력파(66)크기의 약 1/4이다.

이에 따라, 본 발명은 새롭고 편리한 접촉감지장치 및 굴곡파 패널 음향장치와 통합된 접촉감지장치를 제공한다.

Claims (56)

1. 수동형(Passive) 접촉 감지 장치상에서의 접촉에 관한 정보를 결정하는 방법에 있어서,

   굴곡파 진동을 지지할 수 있는 부재를 제공하는 단계;

   상기 부재에 굴곡파 진동을 생성하도록 상기 부재를 이산(Discrete) 위치에서 접촉하는 단계;

   상기 부재에서 굴곡파 진동을 측정하여, 측정된 굴곡파 신호를 결정하는 단계; 및

   상기 측정된 굴곡파 신호를 비분산파 신호로 변환하기 위한 보정을 적용하는 단계를 포함해서 상기 측정된 굴곡파 신호를 처리하여 상기 접촉에 관한 정보를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   적용되는 상기 보정은 상기 부재 재료의 분산 관계(Dispersion Relation)에 기초하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 분산 관계는 상기 부재 재료의 공지된 물리 변수와 조합된 굴곡파 방정식을 이용하여 모델링되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 접촉에 관한 정보는, 접촉 위치, 접촉 압력, 접촉 면적 또는 접촉 타입 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 부재상에서의 상기 접촉의 이동은, 상기 부재상에서 접촉의 위치, 압력 및 속도에 의해 영향을 받는 연속 신호를 생성하며, 상기 연속 신호로부터의 연속 시간 데이터는 상기 접촉에 관한 추가 정보를 도출하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 굴곡파 진동을 지지할 수 있는 부재;

   상기 부재에서의 굴곡파 진동을 측정하기 위해 상기 부재에 결합된 하나 이상의 센서; 및

   접촉에 의해 발생하고 상기 하나 이상의 센서에 의해 측정된 상기 부재에서의 굴곡파 진동의 생성으로부터 상기 부재 표면상에서 이루어진 상기 접촉에 관한 정보를 처리하고, 상기 측정된 굴곡파 신호를 비분산파 신호로 변환하기 위한 보정을 적용하기 위해, 상기 하나 이상의 센서에 동작 가능하게 결합된 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 부재는 디스플레이 스크린인 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
8. 수동형 접촉 감지 장치상에서의 접촉에 관한 정보를 결정하는 방법에 있어서,

   굴곡파 진동을 지지할 수 있는 부재를 제공하는 단계;

   접촉의 마찰성 이동에 의해 상기 부재에 굴곡파 진동을 생성하도록 상기 부재를 접촉하는 단계;

   상기 부재에서 상기 굴곡파 진동을 측정하여, 측정된 굴곡파 신호를 결정하는 단계; 및

   상기 측정된 굴곡파 신호를 처리하여 상기 접촉에 관한 정보를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 측정된 굴곡파 신호를 비분산파 신호로 변환하기 위한 보정을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 방법.
10. 굴곡파 진동을 지지할 수 있는 부재;

    상기 부재에서의 굴곡파 진동을 측정하기 위해 상기 부재에 결합된 하나 이상의 센서; 및

    접촉에 의해 발생하고 상기 하나 이상의 센서에 의해 측정된 상기 부재에서의 굴곡파 진동의 변화로부터 상기 부재 표면상에서 이루어진 상기 접촉에 관한 정보를 처리하고, 상기 측정된 굴곡파 신호를 비분산파 신호로 변환하기 위한 보정을 적용하기 위해, 상기 하나 이상의 센서에 동작 가능하게 결합된 프로세서를 구비하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 접촉 감지 장치는 수동형이며,

    상기 접촉에 의해 유발된 상기 부재에서의 상기 굴곡파 진동의 변화는, 상기 부재에서의 굴곡파 진동에 대한 여자(Excitation)인 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 접촉에 관한 정보를 탐색하기 위해 상기 부재에 굴곡파 진동을 여자시키기 위한 방사 트랜스듀서(Emitting Transducer)를 더 구비하며,

    상기 굴곡파 진동의 변화는 상기 여자된 굴곡파 진동의 상기 접촉에 대한 응답인 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
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