KR100939220B1

KR100939220B1 - 가변성을 갖는 터치패널의 터치기능 검사방법 및 검사장치

Info

Publication number: KR100939220B1
Application number: KR1020080045654A
Authority: KR
Inventors: 김승수
Original assignee: 태창엔지니어링 주식회사
Priority date: 2008-05-16
Filing date: 2008-05-16
Publication date: 2010-02-10
Also published as: KR20090119542A

Abstract

본 발명은 가변성을 갖는 터치패널의 터치기능 검사방법 및 검사장치에 관한 것으로, 모든 검사위치에 터치펜을 미리 장착하고 종래와는 전혀 다른 솔레노이드 제어에 의한 터치펜 구동방식을 채택함으로써, 검사시간을 단축하여 단위시간당 터치패널의 검사수량을 획기적으로 증가시킬 수 있고 검사장치의 제조비용을 절감시킬 수 있으며, 특히 터치 포인트 간격의 가변성을 확보하여 다품종 검사에 따른 신규 제작비용과 시간을 줄일 수 있는 터치패널의 터치기능 검사방법 및 검사장치를 제공한다.

터치패널, 터치기능, 검사, 가변

Description

가변성을 갖는 터치패널의 터치기능 검사방법 및 검사장치{Method and apparatus having variability for inspecting touch function of touch panel}

본 발명은 터치패널(터치스크린)의 터치특성 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 생산한 터치패널의 터치감지 특성기능이 양품으로서 합격 또는 불합격인지를 검사하여 판정하는 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.

종래의 터치패널 특성(터치감지 기능) 검사장치를 이용한 터치패널의 터치감지 기능 검사방법의 개념은 다음과 같다.

실제 대량 생산된 터치패널은 작업공정에 의해 불량품이 발생하며, 불량품을 가려내기 위해 생산한 모든 터치패널을 대상으로 터치감지기능 특성검사를 실시한다.

검사항목은 첫째 터치패널이 터치동작을 감지하는지 여부와, 둘째 터치패널이 터치동작을 감지하여 컴퓨터에 전달한 터치위치 좌표가 정확한지 여부이며, 이 2가지 항목을 검사하여 불량품을 검출할 목적으로 검사를 실시한다.

터치패널의 활성 영역에서 터치기능 검사방법 알고리즘은 다음과 같다.

먼저, 터치감지 기능을 검사할 위치를 설정한다. 터치패널의 양쪽 면 중에서 터치를 감지하는 면을 터치 감지면이라 하고, 반대쪽 면을 뒷면이라 칭한다. 터치패널이 터치 감지면에서 터치를 감지할 수 있는 영역을 활성 영역(Active Area)이라 칭한다.

이때, 활성 영역에서 실제 터치감지 기능을 검사할 모든 지점의 좌표위치 값을 (X-1, Y-1) ~ (X-n, Y-n)으로 설정한다.

다음, 양품과 불량품을 판정한다. 구체적인 양품과 불량품의 판정방법은 다음과 같다.

첫째, 이론적으로 완벽한 터치감지와 정확한 터치좌표를 검출할 수 있는 완벽한 양품의 터치패널을 가상하고, 이 완벽한 A급 양품의 터치패널이 터치를 감지하여 산출하는 터치지점 (X-1, Y-1)의 좌표위치 값을 (XA-1, YA-1)로 칭한다. 이와 같이, 이론적 양품의 터치패널이 터치기능검사를 감지한 모든 지점의 좌표위치 값을 (XA-1, YA-1) ~ (XA-n, YA-n)로 설정한다.

대량 생산한 터치패널의 터치감지 기능을 검사하여 판정과 선별하기 이전에는 모두를 불량품 B로 간주한다.

둘째, 검사대상의 터치패널이 터치를 감지하여 산출하는 터치지점의 좌표위치 값을 (XB-1, YB-1)로 설정한다. 이와 같이, 검사대상 터치패널이 터치기능검사를 감지한 모든 지점의 좌표위치 값을 (XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n)로 설정한다.

셋째, 실제의 터치기능 검사로 감지한 위치좌표 (XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n) 값과, 이론적인 정확한 위치좌표 값인 (XA-1, YA-1) ~ (XA-n, YA-n) 와 비교하여, 설정된 허용오차 범위와 합치하는가를 판정하여 양품과 불량품을 선별한다.

터치감지 기능검사의 실제 동작을 설명하면, 먼저 터치펜 등의 기구물을 사용하여 터치감지 기능검사 대상 터치패널의 (X-1, Y-1) ~ (X-n, Y-n)까지 모든 지점을 터치시킨 후, 터치패널이 터치기능검사 행위를 감지한 좌표위치 값 (XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n) 를 산출한 다음, 이론적 양품 A의 터치기능검사를 감지할 때의 좌표위치 값 (XA-1, YA-1) ~ (XA-n, YA-n) 와 실제검사 좌표위치 값 (XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n)를 비교하여 설정한 허용오차 범위 이내이면 양품으로 판정하고, 허용오차 범위를 벗어나면 불량품으로 판정한다.

종래의 터치패널 터치기능 검사장치의 경우 터치감지 기능검사 대상 터치패널의 터치 감지면의 거치방향은 위쪽이다. 즉, 검사장치의 상판에 터치패널을 올려놓되, 터치패널의 터치 감지면을 터치펜이 있는 위쪽을 향하게 거치한다.

다음, 터치감지 기능검사용 터치펜을 장착한 기구물을 터치패널의 터치 감지면 위쪽 활성 영역 검사위치 (X-1, Y-1)로 터치패널과 떨어진 일정한 간격을 두고 기계적으로 구동시켜 이동시킨다(1차 이동동작).

다음, 도착한 설정좌표 (X-1, Y-1)의 검사위치에서 공기압력의 입출에 의한 구동 또는 전기모터 구동을 통한 기계적 제어에 의해 터치펜을 작동시켜 터치패널의 터치 감지면에 닿도록 하는 터치동작을 일으킨다(2차 터치동작).

다음, 터치펜의 터치작동에 따라 터치패널은 터치기능 검사 동작을 감지하고, 이에 따라 실제 터치검사 좌표위치 값 (XB-1, YB-1)를 산출한다.

다음, (X-1, Y-1) 검사지점부터 (X-n, Y-n) 검사지점까지의 연속적인 1차 이동동작과 2차 터치동작을 반복하며, 위치 좌표값 (XB-n, YB-n)을 산출한다.

이때의 연속적인 동작을 표시하면, (터치펜 이동 + 터치펜 터치) × n(터치기능검사 설정위치 숫자)의 함수가 된다. 이에 따라 산출한 각각의 터치감지 위치좌표 값은 (XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n)이다.

다음, 좌표위치 값을 비교하여 불량품 여부를 판정한다. 구체적으로, 각각의 검사위치 (X-1, Y-1) ~ (X-n, Y-n) 지점에서 터치기능검사를 실시한 지점의 좌표위치 값 (XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n)를 이론적 양품의 좌표위치 값 (XA-1, YA-1) ~ (XA-n, YA-n)와 비교하여 설정한 허용오차 범위 이내이면 양품으로 판정하고, 허용오차 범위를 벗어나면 불량품으로 판정한다.

그러나, 종래의 검사장치의 문제점은 검사시간이 오래 걸린다는 점이다. 종래의 검사장치를 이용하여 (X-1, Y-1) 검사지점에서부터 (X-n, Y-n) 검사지점까지의 연속적인 위치 좌표값을 산출하려면, 상술한 바와 같이 (터치펜 이동 + 터치펜 터치) × n 만큼의 동작을 실행하여야 한다. 따라서 총 동작횟수는 2n이다.

시간적으로는, 첫번째 검사지점 위치좌표 검사부터 마지막 검사지점 위치까지 터치펜이 부착된 기구물의 이동과 터치동작을 반복하여야 하므로, 이때 소요되는 동작시간은 (터치펜 이동시간 + 터치펜 터치시간) × n이다.

예를 들어, 종래의 특성검사장치를 사용할 때, 7인치 터치패널 1개의 특성검사 소요시간을 산출하면, 7인치 터치패널의 활성 영역 검사지점의 위치를 12곳으로 설정하고 터치펜 이동시간을 1초, 터치펜의 터치 왕복시간을 1초로 설정하면, 총 소요시간은 2초 × 12회 = 24초가 소요된다.

대한민국 특허등록 제763057호에는 상술한 검사장치에 대해 첫째 여러 지점 의 검사위치로 터치펜이 부착된 기구물이 이동하는 구동 행위를 개선하고, 둘째 터치펜의 작동방법을 개선함으로써, 검사시간을 단축하여 단위시간당 터치패널의 검사수량을 증가시키고 검사장치의 제조비용을 절감시킨 터치패널 터치기능 검사장치 및 검사방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기 특허의 경우 터치 포인트의 간격(pitch)이 고정되어 있어서, 간격을 다르게 할 경우 이에 맞는 검사장치를 새로 제작해야 하며, 따라서 다품종 검사에 따른 신규 제작비용과 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 종래 검사장치(대한민국 특허등록 제763057호)의 터치 포인트 간격 고정 타입을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 터치 포인트 간격의 가변성을 확보하여 다품종 검사에 따른 신규 제작비용과 시간을 줄일 수 있는 터치패널 터치기능 검사장치 및 검사방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 몸체와 터치패널을 터치하는 펜촉으로 이루어진 터치펜; 터치펜의 하부에 설치되어 터치펜을 상하로 왕복 운동시킴으로써 터치펜을 터치패널에 터치시키는 솔레노이드; 솔레노이드의 이면에 설치되는 자석; 및 자석이 부착 고정되는 강판을 구비하는 터치패널 터치기능 검사장치를 제공한다.

본 발명의 검사장치는 자석의 탈부착에 의해 솔레노이드를 강판에 위치적으로 자유롭게 분리 및 고정하여 각 솔레노이드 사이의 간격을 가변시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 자석의 자력(흡착력)은 솔레노이드의 작동시 발생하는 진동량보다 큰 것이 바람직하다. 자석의 자력(흡착력)이 솔레노이드의 샤프트 업/다운(Shaft Up/Down) 작동시 발생하는 진동량보다 약할 경우 강판에 부착되지 않을 수 있고 터치 포인트 정확성(Touch Point Accuracy)에 문제가 생길 수 있다. 이러한 자석의 부착 안정성을 위해 자석의 자력(흡착력)은 5 내지 7 kgf, 표면 자속밀 도는 3,800 내지 4,000 가우스(G)인 것이 바람직하다.

본 발명에서 가변성을 극대화하도록 터치펜과 솔레노이드가 일체로 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상술한 검사장치를 이용하며, 검사할 터치패널의 터치기능 검사위치[(X-1, Y-1) ~ (X-n, Y-n)]를 설정하는 단계; 터치패널의 모든 검사위치에 대응하여 그 수만큼 터치펜과 솔레노이드를 장착하되, 원하는 검사위치 간격으로 터치펜과 솔레노이드를 가변시켜 강판에 고정하는 단계; 솔레노이드에 전원을 인가한 후 순간적으로 전원을 차단하거나 극성을 바꿈으로써 솔레노이드를 작동시켜 터치펜을 터치패널에 터치시킨 후 원위치로 복원시키는 단계; 터치펜에 의해 터치가 감지된 좌표위치값[(XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n)]을 산출하는 단계; 및 터치감지 좌표위치 값[(XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n)]과 미리 설정된 이론적 양품의 좌표위치 값[(XA-1, YA-1) ~ (XA-n, YA-n)] 사이의 오차를 비교함으로써 양품과 불량품을 판정하는 단계를 포함하는 터치패널 터치기능 검사방법을 제공한다.

본 발명에서 모든 검사위치[(X-1, Y-1) ~ (X-n, Y-n)]에 대하여 솔레노이드를 순차적으로 작동시키며, 모든 솔레노이드의 작동순서와 총 작동소요시간을 PLC(Programmable Logic Controller)로 제어할 수 있다.

본 발명은 모든 검사위치에 터치펜을 미리 장착하고 종래와는 전혀 다른 솔레노이드 제어에 의한 터치펜 구동방식을 채택함으로써, 검사시간을 단축하여 단위시간당 터치패널의 검사수량을 획기적으로 증가시킬 수 있고 검사장치의 제조비용 을 절감시킬 수 있으며, 특히 터치 포인트 간격의 가변성을 확보하여 다품종 검사에 따른 신규 제작비용과 시간을 줄일 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 7은 종래 검사장치(대한민국 특허등록 제763057호)에 관한 것이나, 본 발명의 검사장치는 이 특허의 검사장치를 개량한 것이므로 도 1 내지 도 7을 기준으로 설명하며, 개량부분 또는 상이한 구성에 대해서만 별도로 설명한다.

도 1은 검사장치의 상판(10)의 평면도이고, 도 2는 단면도로서, 이 상판(10)의 상부에는 터치펜이 이동할 수 있는 공간부(13)가 형성되어 있고, 하부에는 터치펜을 수용하는 장착공(11)이 형성되어 있다. 또한, 상단에는 터치패널(50)을 거치하기 위한 터치패널 장착홈(12)이 형성되어 있고, 양측에는 상판(10)이 본체(30)에 안착되도록 걸림턱(14)이 형성되어 있다.

터치펜 장착공(11)은 상판(10)을 관통하도록 천공되어 있으며, 그 직경은 터치펜(20)의 몸체(21) 직경보다는 크고 펜촉(22)의 밑면 직경보다는 작도록 설계되어 있어서, 터치펜(20)의 장착 및 상하왕복 운동이 용이해지면서 상판(10)에 의해 지지되어 이탈되지 않는다.

도 1에 나타난 터치펜 장착공(11)의 수는 일 예일뿐, 터치패널의 크기 등에 따라 적절하게 배치할 수 있다. 또한, 도 1에 표시된 평면좌표도 이해를 도모하기 위하여 검사위치를 표시한 것일 뿐, 좌표구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 실제로 상판(10)에 좌표가 표시되는 것도 아니다.

도 3은 터치펜(20)이 장착된 상판(10)의 단면도로서, 터치펜(20)은 터치패널과 터치할 수 있는 펜촉(22)과 이 펜촉(22)의 밑면보다 직경이 작은 몸체(21)로 이루어져 있다.

터치펜(20)을 상판(10)의 장착공(11)에 장착하면, 터치펜(20)의 펜촉(22) 밑면이 걸릴 때까지 몸체(21)가 장착공(11)에 삽입된다. 몸체(21)의 길이는 장착공(11)의 길이보다 길어서, 도 5에서 알 수 있듯이 몸체(21)의 하부가 본체(30)까지 삽입된다. 상판(10)을 들어올리거나 본체(30)에까지 장착하면 펜촉(22)만 보이게 된다.

도 4는 솔레노이드(40)가 장착된 검사장치 본체(30)의 단면도로서, 본체(30)에는 솔레노이드(40)가 장착되고 그 위에 상판(10)이 장착된다. 본체(30)의 상단에는 상판(10)을 수용하는 장착부(32)와 상판(10)의 걸림턱(14)과 맞물리는 장착홈(31)이 형성되어 있다. 또한, 본체(30)에는 도시되어 있지 않지만 솔레노이드(40)와 터치펜(20)의 장착을 위한 장착공이 형성되어 있다.

솔레노이드(40)는 터치펜(20)의 구동장치로서, 터치펜(20)의 하부에 설치되어 터치펜(20)을 상하로 왕복 운동시킴으로써 터치펜(20)을 터치패널(50)에 터치시키는 역할을 수행한다.

솔레노이드(40)는 전원이 인가되면 자장을 형성하는 전기코일(41)과, 자장에 의해 상부로 작동하여 터치펜(20)을 구동시키는 철심핀(42)과, 철심핀(42)의 외주면을 따라 설치되어 철심핀(42)이 작동할 때 수축된 후 전원이 차단되거나 극성이 바뀌면 철심핀(42)을 원위치로 복원시키는 스프링(43) 및 전원입력라인(44)으로 구 성되어 있다. 철심핀(42)이 복원할 때 탄성을 가진 스프링(43)의 힘으로 쉽고 빠르게 복원할 수 있다.

도 5는 검사장치가 터치패널(50)을 터치하는 작동원리를 도시한 단면도로서, 검사장치의 작동에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

솔레노이드(40)가 장착되어 있는 본체(30)에 상판(10)을 장착하고 검사위치 수만큼 터치펜(20)을 미리 장착한 후, 터치 감지면(51)이 아래로 향하도록 터치패널(50)을 상판(10)에 거치한다.

전원입력라인(44)을 통해 전원이 인가되면 전기코일(41)에 의해 그 내부에 자장(Magnet field)이 형성되며, 이 자장에 의해 전기코일(41)의 내부에 있는 철심핀(42)이 위쪽으로 운동한다.

철심핀(42)은 그 상단이 터치펜(20)과 맞닿게 되고 이후 터치펜(20)을 상부로 밀어올리게 되며, 최종적으로 터치펜(20)의 펜촉(22)이 터치패널(50)의 터치 감지면(51)을 터치하게 된다.

한편, 철심핀(42)의 하부 외주면을 따라 스프링(43)이 장착되어 있으며, 철심핀(42)이 상승운동을 하면 스프링(43)이 전기코일(41)의 몸통에 걸려 수축하게 된다.

터치펜(20)이 터치패널(50)을 터치한 후, 순간적으로 전원을 차단하거나 극성을 바꾸면, 수축된 스프링(43)의 복원력에 의하여 철심핀(42)이 원위치로 복원되며, 이와 함께 터치펜(20)도 원위치로 복원된다.

상술한 검사장치를 이용한 터치패널 터치기능 검사방법(방법 2)을 구체적으 로 설명하면 다음과 같다.

방법 2의 개념은 배경기술의 앞 부분에서 설명한 검사방법(방법 1)과 동일하며, 터치패널 활성 영역에서의 터치기능 검사방법 알고리즘 중에서 터치감지 기능검사 위치 설정, 양품과 불량품의 판정방법, 터치감지 기능검사의 실제동작의 경우 방법 1과 2는 동일하다.

방법 1과 2의 상이점은 검사위치로의 터치펜 이동방법과 작동방법이다.

첫째, 방법 1의 경우 터치감지 기능검사 대상 터치패널의 터치 감지면의 거치방향은 위쪽이나, 방법 2의 경우 터치 감지면의 거치방향은 아래쪽이다. 즉, 검사장치의 상판에 터치패널을 올려놓고, 터치패널의 터치 감지면을 상판을 향하게 한다.

둘째, 방법 1의 경우 검사장치의 상판은 장착공 없이 평탄하지만, 방법 2의 경우 검사장치의 상판에 터치펜 장착공을 미리 설치한다. 구체적으로 검사할 터치패널의 터치기능 검사위치 (X-1, Y-1) ~ (X-n, Y-n)을 설정한 후, 터치패널을 거치할 상판에 검사대상 터치패널과 동일한 검사위치 (X-1, Y-1) ~ (X-n, Y-n)을 표시한 다음, 각각의 표시된 위치마다 미리 모두 구멍을 뚫는다.

셋째, 방법 1의 경우 터치감지 기능검사용 터치펜을 장착한 기구물이 검사할 터치패널의 상부에 일정 간격을 두고 위치하나, 방법 2의 경우 검사장치의 상판에 형성된 모든 장착공에 움직일 수 있는 터치펜을 1개씩 설치하고 그 상부에 터치패널을 거치한다.

넷째, 방법 1의 경우 터치펜은 공기압력의 입출에 의한 구동 또는 전기모터 구동을 통한 기계적 제어에 의해 작동되나, 방법 2의 경우 터치펜은 솔레노이드에 의해 작동된다. 즉, 모든 터치펜의 아랫부분에 자장의 힘으로 작동하는 기구물인 솔레노이드를 장착한다.

솔레노이드 내부에는 전기 연결에 의해 자장을 형성할 수 있는 전기코일과, 자장에 의해 움직일 수 있는 철심 핀(Pin)이 있고, 움직인 철심을 원위치로 복원시킬 수 있는 탄성 스프링이 있다.

전기연결을 순간적으로 On/Off 또는 Off/On 하거나, 전기흐름의 극성을 순간적으로 바꾸어 주면, 자장이 변화하여 철심핀이 순간적으로 움직인 후 원위치로 복원한다. 이때 움직인 철심핀이 터치펜을 움직여 상판에 놓여있는 터치패널의 터치 감지면을 순간적으로 터치한다. 탄성을 가진 스프링은 전기연결의 On/Off 또는 Off/On 및 극성변화에 따른 원위치 복원력을 향상시키고, 철심핀이 원래의 위치로 돌아가면, 터치펜도 원위치로 복원된다.

다섯째, 터치펜의 터치작동에 따른 터치감지 기능검사 위치 좌표값 산출도 방법 1과 상이하다. 방법 2의 경우 솔레노이드 동작과 터치펜 동작에 의하여, 터치패널은 터치펜에 의한 터치기능 검사 동작을 감지하고, 터치검사 좌표위치 값 (XB-1, YB-1)을 산출한다.

여섯째, (X-1, Y-1) 검사지점에서부터 (X-n, Y-n) 검사지점까지의 연속적인 위치 좌표값 산출도 방법 1과 상이하다. 방법 2의 경우 터치감지 기능검사 첫번째 지점에서 마지막 지점까지의 연속적인 터치감지 특성검사를 하되, 터치펜을 장착한 (X-1, Y-1) 지점의 솔레노이드부터 (X-n, Y-n) 지점까지의 솔레노이드 작동을 순차 적으로 실시한다. 모든 솔레노이드의 작동순서와 총 작동소요시간은 PLC로 제어한다.

이때의 연속적인 동작을 표시하면, (솔레노이드 작동 + 터치펜 터치) × n(미리 설치한 솔레노이드 숫자)의 함수가 된다. 이에 따라 산출한 각각의 터치감지 위치좌표 값은 (XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n)이다.

좌표위치 값의 비교와 불량품 판정은 방법 1과 동일하다. 즉, 각각의 검사위치 (X-1, Y-1) ~ (X-n, Y-n) 지점에서 터치기능검사를 실시한 지점의 좌표위치 값 (XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n)를 이론적 양품의 좌표위치 값 (XA-1, YA-1) ~ (XA-n, YA-n)와 비교하여 설정한 허용오차 범위 이내이면 양품으로 판정하고, 허용오차 범위를 벗어나면 불량품으로 판정한다.

대한민국 특허등록 제763057호에 따른 검사시스템의 특징은 (X-1, Y-1) 위치부터 (X-n, Y-n)까지의 특성검사 실시지점 모두에 각각의 터치펜을 미리 장착하는 것이다.

상기 특허에서는 터치펜이 장착된 기구물이 이동하는 구동행위를 원천적으로 삭제하였으며, 이때 따라 이동소요시간이 제로(0)로 변하였다. 대신 (X-1, Y-1) 위치부터 (X-n, Y-n)까지 미리 장착한 모든 솔레노이드의 제어시간이 소요된다.

상기 특허에서는 터치펜 1개를 동작시키는 1개의 솔레노이드의 자장변화 시간 주기는 100분의 1초로도 설정이 가능하고, 미리 설치한 모든 솔레노이드의 작동과 제어에 소요되는 총 소요시간의 설정도 1초 이내로 가능하며, 바람직하게는 미리 설치된 모든 솔레노이드의 순차적인 작동소요시간을 3초 이내로 설정한다.

상기 특허의 첫번째 특징은 (X-1, Y-1) 위치부터 (X-n, Y-n)까지의 특성검사 실시지점 모두에 각각의 터치펜을 미리 장착하였다는 점이며, 이에 따라 터치펜이 장착된 기구물이 검사위치로 이동하는데 많은 시간이 소요되었던 종래의 검사장치에 비하여 검사시간이 획기적으로 단축되었다.

또한, 상기 특허의 경우 종래와는 전혀 다른 방식인 솔레노이드에 의한 구동방식을 채택하였으며, 이에 따라 솔레노이드 제어에 의한 터치펜 작동소요시간이 종래의 장치에서 공기압력의 입출에 의한 구동방식 또는 전기모터의 기계적 구동제어방식에 의하여 터치펜을 작동시키는데 소요되는 시간보다 획기적으로 단축되었다.

상기 특허의 두번째 특징은 터치펜의 터치검사 동작을 종래와 같이 공기압력의 입출에 의한 구동 또는 전기모터 구동에 의한 기계적 제어에 의해 동작하는 방식이 아니라 솔레노이드 자장의 변화에 의하여 작동시킴으로써, 공기압력의 입출에 의한 구동 또는 전기모터 구동에 의한 기계적 제어방식보다 비용이 저렴하다는데 있다. 솔레노이드 개별 가격은 1,000원 이하이며, 어떠한 구동방식보다 비용이 저렴하다.

즉, 개별가격 자체가 저렴한 솔레노이드를 사용하고, 상판의 검사할 모든 지점에 구멍을 미리 설치하면서 각각의 터치펜을 장착하며, 따라서 솔레노이드를 설치할 때 소요되는 비용이 공기압력의 입출에 의한 구동방식 또는 전기모터의 기계적 구동제어방식에 필요한 총 소요비용보다 훨씬 저렴하다는 점이다.

상기 특허의 검사장치를 제작하여 운전한 결과, 다음의 결과를 얻었다.

첫째, 종래의 터치패널 검사장치에 비하여 특성검사 수량이 획기적으로 증가하였다. 구체적으로, 종래 검사장치를 사용할 때의 특성검사 가능 수량은 7인치 터치패널의 경우 24시간(실제작업시간 20시간) 동안 500개에 불과하였으나, 상기 특허에 따른 검사장치를 사용할 때의 특성검사 가능 수량은 7인치 터치패널의 경우 24시간(실제작업시간 20시간) 동안 5,000개로 늘어났다.

둘째, 종래의 터치패널 검사장치에 비하여 구매 또는 제작비용이 획기적으로 절감되었다. 구체적으로, 종래의 터치패널 검사장치의 구매비용은 1억원이 소요되고, 중고장치의 경우도 5,000만원이 소요되었으나, 상기 특허에 따른 검사장치의 부품구매와 조립에 소요되는 비용은 200만원 미만이었다.

도 6은 대한민국 특허등록 제763057호에 개시된 검사장치의 솔레노이드와 터치펜을 도시한 단면도로서, 솔레노이드(40)와 터치펜(20)에 대한 설명은 상술하였으므로 생략한다.

도 7은 상기 특허에 개시된 검사장치의 솔레노이드와 터치펜의 배치간격을 도시한 평면도로서, 본체(30)에는 다수의 솔레노이드(40)와 터치펜(20)이 가로 및 세로 방향으로 일정한 간격(D1, D2)을 두고 배치되어 있다.

그러나, 상기 특허의 경우 검사위치에 해당하는 터치 포인트의 간격(pitch), 즉 솔레노이드(40) 및/또는 터치펜(20)의 배치간격(D1, D2)이 고정되어 있어서, 간격을 다르게 할 경우 이에 맞는 검사장치를 새로 제작해야 하며, 따라서 다품종 검사에 따른 신규 제작비용과 시간이 많이 소요되는 문제가 있다.

도 8은 본 발명에 따른 검사장치의 주요 구성요소를 도시한 단면도로서, 상 기 특허의 문제점을 개선한 것이다.

본 발명의 검사장치에는 자석(70) 및 강판(80) 구성이 새롭게 추가되었고, 상기 특허와 비교하여 터치펜(61) 및 솔레노이드(60)의 구성이 상이하며, 나머지 구성요소는 상기 특허와 동일 내지 유사하다.

솔레노이드(60)의 이면에는 자석(70)이 설치되며, 이 자석(70)의 탈부착에 의해 솔레노이드(60)를 강판(80)에 위치적으로 자유롭게 분리 및 고정하여 각 솔레노이드(60) 사이의 간격을 가변시킬 수 있다.

솔레노이드(60)의 배치는 손을 이용한 수동 배치뿐만 아니라 기계를 이용한 자동 배치도 가능하다.

터치펜(61)과 솔레노이드(60)는 가변성을 극대화하도록 일체로 결합되는 것이 바람직하다. 솔레노이드(60)에는 터치펜(61)과 자석(70)이 결합되어 이들이 일체로 이루어질 수 있다. 솔레노이드(60) 및 터치펜(61)과 자석(70)의 결합은 접착, 나사결합, 용접 등 다용한 방법이 사용될 수 있다.

자석(70)은 코발트계, 네오티늄계, 페라이트계, 알니코계 등으로 이루어지며, 그 자력은 솔레노이드(60)의 샤프트 업/다운시 발생하는 진동량보다 큰 것이 바람직하다. 자석(70)의 자력이 솔레노이드(60)의 샤프트 업/다운시 발생되는 진동량보다 작을 경우 자석(70)이 강판(80)에 부착되지 않을 수 있고 터치 포인트 정확성에 문제가 생길 수 있다. 이러한 자석(70)의 부착 안정성을 위해 자석(70)은 코발트계 내지 네오티늄계인 것이 바람직하며, 자석(70)의 자력(흡착력)은 5 내지 7 kgf, 표면 자속밀도는 3,800 내지 4,000 가우스(G)인 것이 바람직하다.

강판(steel plate)(80)은 자석(70)의 하부 그리고 본체(30)의 바닥 쪽에 설치되며, 자석(70)이 부착되는 피착 기재 역할을 한다.

강판(80)으로는 스테인레스 마르텐사이트(SUS40)계 강판, 열간압연강판, 냉간압연강판, 아연도강판, 착색아연도강판, 무늬강판, 비닐피복강판 등을 사용할 수 있다.

한편, 솔레노이드(60)의 자유로운 가변 배치를 위하여, 본체(30)에는 솔레노이드(60)의 가변 범위만큼의 공간이 비어있는 것이 바람직하다.

또한, 솔레노이드(60)의 가변에 대응하기 위하여, 기존 모델별로 있던 터치펜 장착공(11)을 갖는 상판(10)이 없어져서 여러 모델을 검사할 수 있는 효율적인 구조를 갖는다. 상판(10)이 생략된 대신 터치패널(50)을 올려 놓을 수 있는 테두리 형태의 홈이 본체(30)의 상부에 형성된다.

본 발명의 검사장치를 이용한 터치기능 검사방법은 터치패널의 모든 검사위치(터치 포인트)에 대응하여 그 수만큼 터치펜과 솔레노이드를 장착하되, 원하는 검사위치 간격으로 터치펜과 솔레노이드를 가변시켜 강판에 고정하는 단계를 제외하고 상기 특허와 동일하다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 터치 포인트 배치간격이 고정된 상기 특허를 개선하여 가로 17 ㎜, 세로 20 ㎜ 범위(D1, D2의 범위) 내에서 가변성을 확보함으로써, 다품종 검사에 신규 제작비용과 시간을 개선할 수 있다.

도 1은 종래 검사장치(대한민국 특허등록 제763057호)의 상판의 평면도이다.

도 2는 종래 검사장치의 상판의 단면도이다.

도 3은 종래 검사장치의 터치펜이 장착된 상판의 단면도이다.

도 4는 종래 검사장치의 솔레노이드가 장착된 검사장치 본체의 단면도이다.

도 5는 종래 검사장치가 터치패널을 터치하는 작동원리를 도시한 단면도이다.

도 6은 종래 검사장치의 솔레노이드와 터치펜을 도시한 단면도이다.

도 7은 종래 검사장치의 솔레노이드와 터치펜의 배치간격을 도시한 평면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 검사장치의 주요 구성요소를 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 상판

11: 터치펜 장착공

12: 터치패널 장착홈

13: 공간부

14: 걸림턱

20, 61: 터치펜

21: 몸체

22: 펜촉

30: 본체

31: 상판 장착홈

32: 상판 장착부

40, 60: 솔레노이드

41: 전기코일

42: 철심핀

43: 스프링

44: 전원입력라인

50: 터치패널

51: 터치 감지면

70: 자석

80: 강판

D1, D2: 간격(pitch)

Claims

몸체와 터치패널을 터치하는 펜촉으로 이루어진 터치펜;

터치펜의 하부에 설치되어 터치펜을 상하로 왕복 운동시킴으로써 터치펜을 터치패널에 터치시키는 솔레노이드;

솔레노이드의 이면에 설치되는 자석; 및

자석이 부착 고정되는 강판을 구비하는 터치패널 터치기능 검사장치.
제1항에 있어서, 자석의 탈부착에 의해 솔레노이드를 강판에 위치적으로 자유롭게 분리 및 고정하여 각 솔레노이드 사이의 간격을 가변시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 터치패널 터치기능 검사장치.
제1항에 있어서, 자석의 자력이 솔레노이드의 작동시 발생하는 진동량보다 큰 것을 특징으로 하는 터치패널 터치기능 검사장치.
제3항에 있어서, 자석의 자력이 5 내지 7 kgf, 표면 자속밀도가 3,800 내지 4,000 가우스(G)인 것을 특징으로 하는 터치패널 터치기능 검사장치.
제1항에 있어서, 터치펜과 솔레노이드가 일체로 결합된 것을 특징으로 하는 터치패널 터치기능 검사장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 검사장치를 이용하며,

검사할 터치패널의 터치기능 검사위치[(X-1, Y-1) ~ (X-n, Y-n)]를 설정하는 단계;

터치패널의 모든 검사위치에 대응하여 그 수만큼 터치펜과 솔레노이드를 장착하되, 원하는 검사위치 간격으로 터치펜과 솔레노이드를 가변시켜 강판에 고정하는 단계;

솔레노이드에 전원을 인가한 후 순간적으로 전원을 차단하거나 극성을 바꿈으로써 솔레노이드를 작동시켜 터치펜을 터치패널에 터치시킨 후 원위치로 복원시키는 단계;

터치펜에 의해 터치가 감지된 좌표위치값[(XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n)]을 산출하는 단계; 및

터치감지 좌표위치 값[(XB-1, YB-1) ~ (XB-n, YB-n)]과 미리 설정된 이론적 양품의 좌표위치 값[(XA-1, YA-1) ~ (XA-n, YA-n)] 사이의 오차를 비교함으로써 양품과 불량품을 판정하는 단계를 포함하는 터치패널 터치기능 검사방법.
제6항에 있어서, 모든 검사위치[(X-1, Y-1) ~ (X-n, Y-n)]에 대하여 솔레노이드를 순차적으로 작동시키며, 모든 솔레노이드의 작동순서와 총 작동소요시간을 PLC(Programmable Logic Controller)로 제어하는 것을 특징으로 하는 터치패널 터치기능 검사방법.