KR101016221B1 - 힘 센서를 구비한 입력모듈에 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전용량센서를 구비한 마우스 및 정전용량센서를 구비한 마우스의 제조방법 그리고, 정전용량센서를 구비한 마우스에 사용자의 손가락에 의해 힘이 가해지는 경우, 그 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 복수의 센서들로 이루어진 마우스에 있어서, 중심점이 구비된 하판; 하판의 상부면에 구비되어, 중심점에서 동일한 거리로 형성되며, 각각이 서로 일정한 간격으로 형성되는 복수의 전극층; 전극층의 상면부와 결합되며 포인팅 오브젝트에 의해 가해지는 힘으로 변형이 되는 상판; 상판과 하판 둘레에 구비되어, 상판과 하판을 결합하는 접착층;을 포함하여 포인팅 오브젝트가 상판을 터치하는 경우, 포인팅 오브젝트와 각각의 전극층이 정전용량센서가 형성됨으로써 포인팅 포인팅 오브젝트에 의해 가해지는 힘의 크기 및 방향을 통해 마우스 커서의 이동거리, 이동방향 및 이동속도를 인식하는 것을 특징으로 하는 정전용량 센서를 구비한 마우스.

정전용량센서, 피치, 특정 힘백터, 픽셀, 마우스 커서, 포인팅 오브젝트

Description

힘 센서를 구비한 입력모듈에 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법{Method for Embodiment of Algorism Using Force Sesor}

본 발명은 힘 센서를 구비한 입력모듈 및 힘 센서를 구비한 입력모듈의 제조방법 그리고, 힘 센서를 구비한 입력모듈에 사용자의 손가락에 의해 힘이 가해지는 경우, 그 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 손가락이 누르는 힘에 의해 변형이 가능하고, 피치를 형성하는 상판을 구비하여 손가락에 의해 가해지는 힘의 크기에 따라 정전용량이 변하는 입력모듈 및 그 입력모듈의 제조방법이다. 그리고, 힘을 가하는 경우 입력모듈 상판의 중심점을 기준으로 특정 힘벡터를 결정하고 이러한 특정힘 벡터를 이용하여 픽셀단위에서 실제 입력모듈 커서를 움직이게 하는 알고리즘 구현방법에 대한 것이다.

힘을 측정하는 센서에는 많은 종류가 있다. 그 중 힘에 의한 저장의 변화를 측정하는 접촉저항센서가 있다. 이러한 접촉저항센서는 구조가 복잡하고 센서에 포 함된 금속저항 등을 본딩하는 데 많은 비용과 기술이 요구되는 문제가 있다.

따라서, 힘을 측정하는 센서로서 정전용량의 변화를 이용한 힘센서의 개발이 요구되었다. 이러한 힘센서는 인체의 일부분인 손가락과 센서에 포함된 금속과의 관계에서 정전용량을 가지게 되어 손가락으로 터치하는 경우 이를 센서가 감지하게 된다.

그러나, 이러한 힘센서는 손가락으로 터치하게 되는 경우 급격하게 정전용량이 형성되어 이를 감지할 수 있지만 터치 후 손가락으로 힘을 가하게 되는 경우 그 힘의 크기를 정확하게 측정하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 터치를 감지하여 힘센서를 on/off기능으로 이용하는 것 뿐아니라 힘의 세기를 정확히 측정할 수 있는 힘센서의 개발이 요구되었다.

또한, 이러한 센서를 디스플레이부상에 커서를 움직이는 입력모듈에 구비하여 입력모듈를 움직이지 않고, 손가락으로 입력모듈 상판에 가해지는 힘을 측정하여 커서를 움직이게 하는 기술이 연구되고 있다. 그러나, 접촉저항센서를 구비한 입력모듈의 경우 역시 구조가 복잡하여 소형화가 하기 어렵고 수율이 낮다는 단점을 가지고 있다.

따라서, 힘센서를 입력모듈에 구비하여 입력모듈 상판에 가해지는 힘을 측정하여 커서를 움직이는 방법이 요구되었다. 이러한 힘센서를 구비한 입력모듈는 구조가 단순하다는 장점을 가지나 힘에 크기에 따른 정전용량 변화량이 크지 않아 힘을 정확히 측정하지 못하게 되어 커서를 자연스럽게 원하는 위치에 이동시키지 못하게 되는 문제가 있다. 따라서, 힘의 크기를 보다 정확히 측정하여 사용자가 편리하게 커서를 원하는 위치로 움직일 수 있는 힘센서를 구비한 입력모듈 및 그 입력모듈 제조방법이 요구되었다.

또한, 힘을 측정하는 센서를 구비한 입력모듈는 사용자가 입력모듈 상판 일정부분에 힘을 가하게 되는 경우, 실제 커서를 모니터상에 어떻게 이동시킬지에 대한 알고리즘이 필요하다. 이러한 방법은 입력모듈 상판을 중심점을 가지는 좌표로 구성할 때, 이러한 기준 좌표에 대해 특정 힘이 가해진 부분에 대한 특정 힘벡터를 구해야 할 것이다. 따라서, 입력모듈 상판에 기준 좌표를 정하여 특정 힘벡터를 결정하는 방법이 요구된다.

그리고, 입력모듈에 가해지는 힘에 대한 특정 힘벡터를 결정한 후에 그러한 힘벡터로 실제 커서가 픽셀로 나누어진 디스플레이 화면상에 어떠한 방식으로 움직이게 되는 지에 대한 해석이 필요하다. 특정 힘벡터가 가진 각도로 부터 커서의 이동방향을 결정할 수 있는 방법과 커서는 화면상에서 미세한 크기의 픽셀 단위로 움직이게 되는데 사용자가 화면을 볼 때 보다 자연스럽고 원하는 방향으로 커서를 움직일 수 있는 방법이 필요하게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 사용자가 손가락으로 입력모듈를 터치하는 것을 감지하는 것 뿐아니라 힘의 세기를 정확히 측정하여 화면상의 커서를 움직일 수 있는 힘센서를 구비한 입력모듈를 제공한다.

입력모듈은 디스플레이상의 커서를 움직이게 하는 것으로 특히 휴대기기에 사용되는 입력모듈의 경우 본 발명의 기술적 특징으로 적용하여 사용자가 손쉽게 커서를 원하는 곳으로 이동할 수 있다.

입력모듈의 상판에 미세한 피치를 형성함으로써 사용자가 손가락으로 피치를 구비한 입력모듈 상판에 힘을 가하게 되는 경우, 접촉면전 변화에 따른 힘센서의 정전용량의 변화를 극대화시킴으로써 간단한 구조의 힘센서로 사용자가 원하는 위치로 커서를 움직일 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 사용자가 입력모듈 상판 일정부분에 힘을 가하는 경우, 복수의 힘센서 각각이 힘의 크기를 측정하게 되고 일정부분에 가해진 힘을 특정 힘 벡터로 결정하는 방법을 제공하게 된다. 그리고, 특정 힘 벡터가 가진 각도를 이용하여 실제 커서가 사용자가 요구하는 이동방향으로 움직이게 하며 힘의 크기에 따라 커서의 이동속도가 달라질 수 있는 방법을 제공한다.

마지막으로 본 발명은 힘의 크기를 정확히 측정하고 측정된 힘의 크기로 특정 힘벡터로 결정하고, 실제 커서를 사용자가 요구하는 위치로 움직일 수 있는 힘센서를 구비한 입력모듈의 제조방법을 제공하게 된다.

본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 휴대기기에 구비되는 복수의 센서들로 이루어진 입력모듈에 있어서, 중심점이 구비된 하판; 하판의 상부면에 구비되어, 중심점에서 동일한 거리로 형성되며, 각각이 서로 일정한 간격으로 형성되는 복수의 전극층; 전극층의 상면부와 결합되며 포인팅 오브젝트에 의해 가해지는 힘으로 변형이 되는 상판; 상판과 하판 둘레에 구비되어, 상판과 하판을 결합하는 접착층; 및 포인팅 오브젝트가 상판을 터치하는 경우, 포인팅 오브젝트와 각각의 전극층이 힘센서가 형성됨으로써 포인팅 오브젝트에 의해 가해지는 힘의 크기 및 각도를 기초로하여 커서의 이동거리, 이동방향 및 이동속도를 인식하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 센서를 구비한 입력모듈로서 달성될 수 있다.

입력모듈은 디스플레이부를 가지는 휴대기기에 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상판의 상부면에는 소정의 피치를 구비하고 있어, 포인팅 오브젝트에 의해 상판의 일정부분에 압력을 가할수록 포인팅 오브젝트와 전극층 사이에 거리와 포인팅 오브젝트가 상판과의 접촉면적 변화로 힘센서의 정전용량이 변화하게 되는 것을 특징으로 하는 할 수 있다.

상판은, 절연성 탄성물질인 것을 특징으로 할 수 있다.

피치는, 크기가 100㎛~1000㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.

탄성물질은, 고분자 필름, 투명한 졸, 또는 투명한 겔이며, 투명한 겔은 폴리디메틸실로산 또는 실리콘인 것을 특징으로 할 수 있다.

복수의 전극층은 인듐주석 산화물 또는 금속물질인 것을 특징으로 할 수 있다.

중심점이 위치하는 하판의 상부면에 중심전극층을 구비하여, 중심전극층이 위치하는 부분의 상판에 포인팅 오브젝트에 의해 힘이 가해지는 경우, 클릭으로 인식하게 되는 클릭센서부를 형성하게 되는 것을 특징으로 할 수 있다.

일정한 간격으로 구비되는 복수의 전극층는 2개 내지 16개가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 힘센서를 구비한 입력모듈에 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법에 있어서, 포인팅 오브젝트에 의해 상판의 일정부분을 터치하여 포인팅 오브젝트와 복수의 전극층 사이 각각이 복수의 힘센서(…,A_i, A_i+1,…, A_k, A_k+1,…)가 형성되는 단계; 포인팅 오브젝트로 일정부분에 힘을 가하여 복수의 힘센서(…,A_i, A_i+1,…, A_k, A_k+1,…)의 정전용량이 각각 변화하는 단계; 각각의 정전용량의 변화로 힘센서에 가해지는 힘을 인식하여, 중심점을 기준으로 X축 및 Y축을 가지는 좌표에서 힘의 크기(…,|F_i|, |F_i+1|,…, |F_k|, |F_k+1|,…)와 X축에 대한 각도(…,θ_i, θ_i+1,…, θ_k, θ_k+1,…)를 가지는 힘 벡터들(…,F_i, F_i+1,…, F_k, F_k+1,…)을 얻는 단계; 힘 벡터들의 차이(…,△F_i, △F_i+1,…)를 구하여, 복수의 힘센서에 대한 힘 벡터들의 총합의 크기(|F_max|)과 각도(θ_max)를 가지는 특정 힘벡터 (F_max)를 결정하는 단계; 및 커서를 특정 힘벡터(F_max)의 각도(θ_max)를 이용하여 설정된 픽셀갯수에서 근사화된 좌표값을 이용하여 커서의 이동방향과 이동거리를 결정하고, 특정 힘벡터(F_max)의 크기(|F_max|)를 이용하여 설정된 픽셀갯수당에서 커서의 이동속도를 결정하여 움직이는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법으로 달성될 수 있다.

특정 힘벡터 F_max 결정단계에서, 일정부분 주변의 복수의 힘센서 중 힘의 크기가 최대값을 가지는 제 i+1 센서 A_i+1의 힘벡터 F_i+1과 제 i+1 센서 A_i+1 양쪽에 위치한 제 i센서 A_i의 힘 벡터 F_i 및 제 i+2센서 A_i+2의 힘 벡터 F_i+2를 찾는 단계; 제 i센서 A_i의 힘 벡터 F_i과 제 i+2센서 A_i+2의 힘 벡터 F_i+2 중 더 큰 힘의 크기를 가지는 힘 벡터 F_i를 찾는 단계; 제 i센서 A_i과 중심점 대칭인 제 k센서 A_k 의 힘 벡터 F_k와 제 i+2센서 A_i+2과 중심점 대칭인 제 k+2센서 A_k+2의 힘 벡터 F_k+2를 찾고, 힘 벡터 F_i과 F_k의 차이 벡터 △F_i 및 힘벡터 F_i+2 과 F_k+2 의 차이 벡터 △F_i+2를 결정하는 단계; 및 차이 벡터 △F_i 과 차이 벡터 △F_i+2의 총합의 크기(|F_max|)과 각도(θ_max)를 가지는 특정 힘벡터 F_max를 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

움직이는 단계는, 현재 커서가 존재하는 지점을 원점(0,0)으로 하는 픽셀단위의 X 축과 Y축을 가지는 좌표를 형성하고, 원점으로 부터의 반경(R)을 설정된 픽셀갯수일 때, 커서가 이동하는 방향 및 이동거리를 결정하는 좌표값들은, 반경을 가지는 원의 경계선과 근접한 좌표값들을 근사화하고, 좌표값들 중에 특정 힘벡터(F_max)의 각도(θ_max)가 원점과 좌표값들과 X축에 반시계 방향 각도들 중 가장 가까운 각도를 가지는 특정 좌표값으로 커서가 움직이는 것을 특징으로 할 수 있다.

반경(R)이 2픽셀에 해당하는 경우, 픽셀에서 좌표값은 (2,0), (2,1), (2,2), (1,2), (0,2), (-1,2), (-2,2), (-2,1), (-2,0), (-2,-1), (-2,-2), (-1,-2), (0,-2), (1,-2), (2,-2), (2,-1)으로 근사화되어, 특정 힘벡터 (F_max)의 각도(θ_max)가 원점과 좌표값과 X축에 대한 반시계 방향 각도들 중의 가장 가까운 각도를 가지는 특정 좌표값으로 커서가 움직이는 것을 특징으로 할 수 있다.

반경(R)이 4픽셀에 해당하는 경우, 픽셀에서 좌표값은 (4,0), (4,1), (4,2), (4,3), (3,3), (3,4), (2,4), (3,4), (2,4), (1,4), (0,4), (-1,4), (-2,4), (-3,4), (-3,3), (-4,3), (-4,2), (-4,1), (-4,0), (-4,-1), (-4,-2), (-4,-3), (-3,-3), (-3,-4), (-2,-4), (-1,-4), (0,-4), (1,-4), (2,-4), (3,-4), (3,-3), (4,-3), (4,-2) 및 (4,-1)으로 근사화되어 원점과 좌표값과 X축에 대한 반시계 방향 각도들 중 특정 힘벡터(F_max)의 각도(θ_max)와 가장 가까운 각도를 가지는 특정 좌 표값으로 커서가 움직여 근사화된 픽셀단위에서 커서의 이동거리와 이동방향이 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

설정된 픽셀갯수당 커서의 이동속도는 특정 힘벡터(F_max)의 크기와 비례하는 것을 특징으로 할 수 있다.

움직이는 단계 후에, 기판의 일정부분에 힘이 가해지는 경우, 계속 상기 특정힘 벡터를 계산하고, 특정 힘벡터의 각도에 따라 픽셀에서 근사화된 좌표값으로 커서의 이동방향을 결정되고, 특정 힘벡터의 크기에 따라 설정된 픽셀갯수당 이동속도가 결정되는 단계:를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

복수의 힘센서 중 적어도 하나가 임펄스 힘을 인식하는 경우, 커서가 클릭기능을 하게 되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상판의 중심에 포인팅 오브젝트에 의해 힘이 가해지는 경우, 클릭센서부가 클릭으로 인식하여, 커서가 있는 지점의 파일을 열거나 닫도록 하고, 클리센서부에 클릭이 인식된 후, 힘센서에 힘이 감지되면 특정 힘벡터에 의해 커서의 이동방향에 따라 스크롤 기능을 하게 되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적으로 힘센서를 구비한 휴대기기용 입력모듈의 제조방법에 있어서, 중심점을 가지는 하판을 형성하는 단계; 하판의 상부면의 형성되고, 중심점에서 동일한 거리로 형성되고, 각각이 서로 일정한 간격을 구비하고 있는 복수의 전극층을 형성하는 단계; 포인팅 오브젝트에 의해 가해지는 힘으로 변형이 되는 상판을 전극층의 상부면과 결합시키는 단계; 및 상판과 하판 사이에 접착층을 구비하여 하판과 상판을 결합시켜 고정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘센서를 구비한 휴대기기용 입력모듈의 제작방법으로 달성될 수 있다.

상판은, 절연성 탄성물질이고, 상판의 상부면은 일정한 피치를 구비하고 있으며, 탄성물질은, 고분자 필름, 투명한 졸, 또는 투명한 겔이며, 투명한 겔은 폴리디메틸실로산 또는 실리콘이고, 피치는, 크기가 100㎛~500㎛인 것을 특징으로 할 수 있다.

전극층은, 인듐주석 산화물 또는 금속성 물질이고, 2개 내지 16개로 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

전극층을 형성단계에서, 하판의 상부면 중심점 부분에 중심전극층을 구비하여 포인팅 오브젝트에 의해 클릭을 인식하는 클릭인식부를 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 복수의 힘센서를 구비하여 사용자가 손가락으로 입력모듈에 힘을 가하게 되면 정확히 힘의 크기를 측정할 수 있는 효과를 가지게 된다.

이러한 힘센서를 구비한 입력모듈는 접촉저항센서와 비교하여 구조가 간단하다는 장점을 가진다. 즉 손가락과 입력모듈 내부에 형성된 금속판과 그 사이에 절연물질인 유전체만 가질 수 있다면 간단하게 힘센서를 구성할 수 있다. 따라서, 이를 구성하는 회로구조도 단순하기 때문에 소형화가 가능하고 외관을 미려하게함으로써 소비자의 요구를 충족시킬 수 있어 시장경제성이 높다는 장점을 가진다.

본 발명은 소형화가 가능하여 휴대용 기기인 핸드폰, PDA, 노트북, MP3, 네비게이션 등에 사용하여 휴대기기의 디스플레이부 상에 커서를 간편하고 자유롭게 움직일 수 있는 장점을 가진다.

또한, 사용자가 육안으로 보기 힘든 미세한 피치들을 상판 상부면에 구비함으로써 정전용량의 변화를 극대화 시킬 수 있는 효과를 가진다. 이는 기존에 입력모듈에 손가락을 터치하게 되면 정전용량이 급격히 생기게 되고, 입력모듈에 가하는 힘의 크기에 따른 정전용량 변화량이 크지 않아 힘의 세기를 정확히 측정하기 어려웠지만 피치를 구비함으로써 손가락이 상부면에 접촉하게 되는 면적변화를 크게 함으로서 달성될 수 있다.

이러한 구조는 저비용으로 제작 가능하지만 힘의 세기를 정확히 측정할 수 있다는 효과를 가지게 된다. 피치의 크기가 육안으로 확인할 수 없을 정도로 미세하기 때문에 특정 입력모듈의 종류, 크기에 상관없이 적용할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 미세한 피치를 구비할 수 있는 절연물질이라면 제조가능하여 재질에 큰 제한 없이 이러한 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 입력모듈 상판에 힘을 가하는 경우, 중심점을 기준으로 좌표를 형성하는 입력모듈 상판에 복수의 힘센서를 중심점 기준으로 일정한 각도들을 이루게 배치함으로써 힘이 가해지는 부분에 대해 간단하게 힘의 크기와 각도를 가지는 특정 힘벡터로 계산되어 질 수 있다는 효과를 가지게 된다.

또한, 실제 커서는 화면상에 나누어진 픽셀단위로 이동이 가능하므로 일정 단위 마다 움직일 수 있는 반경을 픽셀단위로 설정하고, 이러한 반경을 가지는 원의 경계선에 근접한 좌표값들을 근사화함으로 특정 힘벡터가 가지는 각도와 가장 근접한 좌표로 커서를 움직이게 하여 사용자가 원하는 방향으로 커서를 자연스럽게 이동할 수 있다는 효과를 가진다.

그리고, 계속 일정단위마다 특정 힘벡터를 결정함으로써 손가락에 의해 가해지는 입력모듈의 일정부분을 변화시키는 경우, 커서가 자연스럽게 곡률을 이루며 이동시킬 수 있다는 효과를 가지게 된다. 또한, 사용자가 원하는 방향으로 움직이는 것 뿐아니라 특정 힘 벡터가 가지는 힘의 세기를 이용해 힘의 세기와 비례하여 커서의 이동속도를 증가시킬 수 있는 장점을 가지게 된다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.

(힘센서를 구비한 입력모듈의 구성)

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 힘센서를 구비한 입력모듈의 구성을 설명하도록 한다. 우선, 도 1a는 4개의 힘센서를 구비한 입력모듈의 평면도를 도시한 것이고 도 1b는 도 1a의 A-A 단면도를 도시한 것이다.

도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 힘센서를 구비한 입력모듈는 중심점(110)을 구비하고 있는 하판(100)과 중심점(110)에서 동일한 거리로 형성되어 있고, 서로 일정한 간격으로 구비되는 4개의 전극층(200)들을 가지고 있다. 또한, 각각의 전극층(200) 상부면과 접촉되는 상판(300)과 상판(300)과 하판(100)을 결합하는 접착층(400)으로 구성되며 전극층(200)과 하판(100) 사이에 형성된 내부공간은 접착증(400)으로 채워져 있다.

하판(100)의 하부면은 지면에 닿게 되고 중심점(110)을 구비하고 있다. 이러한 하판(100)의 재질은 제한되지 않는다. 하판(100)의 상부면에는 복수의 전극층(200)을 형성하고 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 전극층(200)들의 위치는 각각이 중심점(110)을 기준으로 동일한 거리로 형성된다. 또한 각각의 전극층(200) 사이의 거리도 일정한 간격을 가지고 있다. 이는 중심점(110)을 기준으로 각각 90도(°)의 각도를 가지며 형성되어 있다. 전극층(200)은 전류가 흐를 수 있는 금속물질로 되어 있으며 바람직하게 인듐주석 산화물 또는 일반금속 등을 사용한다.

상판(300)의 상부면에는 전극층(200)이 결합하게 된다. 상판(300)은 절연물질로 포인팅 오브젝트가 상판(300)의 상부면 일정부분(500)을 터치하게 되는 경우, 포인팅 오브젝터와 각각의 전극층(200)은 정전용량을 가지는 힘센서가 형성되게 된다. 포인팅 오브젝터는 전류가 흐를 수 있는 인체의 일부분으로 주로 손가락(50)이 될 것이다. 이하에서는 포인팅 오브젝트의 구체적인 예로 손가락(50)을 사용하겠다. 따라서, 손가락(50)을 상판(300)의 상부면에 터치하는 경우 손가락(50)과 전극층(200)에 전극이 형성되어 정전용량을 가지게 되고 상판(300)은 유전체 역할을 하게 된다. 상판(300)은 절연물질로 이루어지며 바람직하게는 고분자 필름으로 구성된다.

또한, 상판(300)은 탄성이 가능한 물질로 손가락(50)으로 상부면을 누르게 되는 경우 변형이 가능하다. 따라서, 손가락(50)으로 누르는 힘이 커질 수록 손가락(50)과 전극층(200)과의 거리가 감소하게 되고 정전용량이 증가하게 된다. 따라서, 힘센서는 손가락(50)이 누르는 힘을 측정할 수 있게 된다.

도 2a는 8개의 전극층(200)과 1개의 중심전극층(250)을 가진 힘센서를 구비한 입력모듈의 평면도를 도시한 것이고, 도 2b는 도 2a의 B-B면의 단면도를 도시한 것이다. 역시 전극층(200)들은 중심점(110)을 기준으로 일정한 거리를 가지고 각각이 서로 중심점(110)과 45도 각도를 이루고 있다. 이러한 전극층(200)의 갯수는 중심점(110)을 기준으로 일정한 거리를 유지하는 형태라면 갯수에 제한을 받지 않으나 바람직하게는 4개 내지 16개 정도로 구성한다.

또한, 도 2a에 도시된 바와 같이, 하판(100)의 중심점(110) 부분에 중심 전극층(250)을 더 구비할 수 있다. 이러한 중심전극층(250)이 위치한 부분의 상부면을 손가락(50)으로 힘을 가하게 되는 경우, 클릭으로 인식하게 되는 클릭센서부를 형성하게 된다. 따라서, 사용자가 손가락(50)으로 상판(300)의 중심 부분에 압력을 가하게 되면 현재 커서(550)가 위치하는 곳에 클릭기능을 하여 파일을 열거나 닫는 역할을 하게 된다.

그리고, 상판(300)과 하판(100)을 결합하는 접착층(400)을 구비하고 있다. 도 1a 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 상판(300)의 외곽 둘레와 하판(100)의 외곽 둘레가 접착층(400)에 의해 결합되어 고정되게 된다. 그리고, 상판(300)과 하 판(100) 사이에 형성되는 내부공간에는 접착증(400)으로 채워질 수 있다. 상판(300)는 탄성물질로서 고분자 필름, 투명한 졸 또는 투명한 겔 등이며, 상기 투명한 겔은 폴리디메틸실로산 또는 실리콘 등에 해당한다.

도 3a 및 도 3b는 상판(300)의 상부면에 미세한 피치(310)를 형성하고 있는 힘센서를 구비한 입력모듈 일부분의 확대도를 도시한 것이다. 이러한 피치(310)의 크기는 100㎛~1000㎛가 된다. 피치(310)를 형성하고 있는 경우, 손가락(50)으로 상판(300) 상부면에 힘을 가하게 되면 피치(310)가 없는 경우보다 정전용량의 변화를 극대화 시킬 수 있다.

도 3a는 상판 상부면에 손가락(50)을 터치한 경우의 모습을 도시한 것이고, 도 3b는 상판 상부면에 손가락(50)으로 힘을 가하여 상판이 변형된 모습을 도시한 것이다. 도 3b에 도시된 바와 같이 힘을 가하게 되면 상판(300) 상부면과 손가락(50)의 접촉면적이 커지게 됨을 알 수 있다. 따라서, 피치(310)가 있는 경우 힘을 가하게 되면 손가락(50)과 전극층(200)과의 거리를 감소시키는 것 뿐 아니라 접촉면적을 크게 하여 정전용량을 더욱 크게 변화할 수 있음을 알 수 있다.

도 3c는 피치(310)가 있는 경우와 피치(310)가 없는 경우, 힘의 크기에 따른 정전용량의 변화를 그린 그래프이다. 도 3c에 도시된 바와 같이, (b)구간의 경우는 손가락(50)을 상부면에 터치하게 되면 급격히 정전용량이 생기는 구간을 나타낸다. 이러한 구간은 적은 힘에 대하여 급격히 정전용량이 변화하여 그 변화량을 측정하기가 어렵다. (a)구간은 피치(310)가 없는 입력모듈에 손가락(50)을 터치한 후 힘을 가하여 정전용량이 변화되는 구간이다. (a)`구간은 피치(310)가 형성된 입력모 듈에 손가락(50)을 터치한 후 힘을 가하여 정전용량이 변화되는 구간이다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 피치(310)를 형성하고 있는 경우가 동일한 힘에 대하여 정전용량의 변화량이 커짐을 알 수 있다. 따라서, 정전용량의 민감도를 더욱 증가시켜 정확하게 가해지는 힘의 크기를 측정할 수 있게 된다.

(터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법)

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 힘센서를 구비한 입력모듈에 힘이 작용하는 경우, 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법에 대해 설명하도록 한다. 우선, 도 4는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법의 흐름도를 도시한 것이다. 이는 입력모듈의 상판(300) 상부면에 손가락(50)으로 힘을 가하는 경우, 입력모듈의 힘센서가 그 힘을 벡터로 인식하고, 그러한 벡터를 이용하여 실제 커서(550)가 어떻게 움직이는 지를 결정하는 방법이다.

먼저, 손가락(50)으로 입력모듈의 상부면을 터치하여 복수의 전극층(200)과 손가락(50) 사이 각각이 복수의 힘센서가 형성되게 된다(S10). 전극층(200)은 앞서 설명한 바와 같은 형상으로 구비되고, 전극층(200)이 8개를 구비하고 있는 것을 구체적 실시예로 설명하겠다. 따라서, 손가락(50)이 상판(300) 상부면에 터치되는 경우 8개의 힘센서가 형성되게 된다.

손가락(50)을 터치한 후 손가락(50)을 상판(300)에 힘을 가하여 누르게 되는 경우 각각의 힘센서에 정전용량이 변화하게 된다(S20). 각각의 힘센서의 정전용량변화를 측정하여 힘의 크기를 알게 되고, 손가락(50)으로 누르는 일정부분(500)과 가장 가까운 쪽의 힘센서의 정전용량의 변화가 가장 크게 된다. 그리고, 각 힘센서는 정전용량의 변화에 따라 힘의 크기와 각도를 가진 힘 벡터를 얻게 된다(S30). 도 5a 및 도 5b는 입력모듈에 힘을 가하는 경우 입력모듈의 중심점(110)을 원점(0,0)으로 하고 X축과 Y축을 가지는 좌표에서 각도와 힘의 크기의 합으로 특정 힘벡터(F_max)를 결정하는 방법을 도시한 것이다.

도 5a는 A_i센서에서 측정된 힘 벡터 F_i와 A_i+1에서 측정된 힘 벡터 F_i+1 그리고, F_i+1 과 F_i 의 원점 대칭인 벡터 F_k+1 과 F_k를 도시한 것이다. 특정 힘벡터(F_max)를 결정하는 방법은 먼저 입력모듈 상판(300) 상부면에 힘을 가할 때 정전용량이 가장 크게 변하는 힘센서 즉 힘의 크기가 가장 크게 작용하게 되는 센서를 A_i+1라고 할 때, A_i+1의 힘벡터 F_i+1를 얻고, A_i+1 센서 주변에 있는 A_i+2 센서와 A_i 센서의 힘 벡터 F_i+2 및 F_i를 찾는다. 그리고, F_i+2 과 F_i 중에 더욱 큰 힘의 크기를 가지는 힘 벡터를 선택하게 된다. 도 5a에서 도시된 바와 같이, 더 큰 힘의 크기를 가지는 F_i가 선택되었다.

도 5b는 차이벡터 △F_i+1 과△F_i 그리고 특정 힘벡터 F_max를 도시한 것이다. 힘 벡터 F_i+1 과 F_i 의 원점 대칭인 벡터 F_k+1 과 F_k를 찾고 F_i+1 과 F_k+1의 차이 벡터인 △F_i+1=F_i+1-F_k+1 과 F_i 과 F_k 의 차이 벡터인 △F_i=F_i-F_k를 계산하게 된다. 계산된 차이 벡터 △F_i+1 과△F_i 의 벡터의 합으로 특정 힘벡터 F_max를 결정하게 된다(S40). 특정 힘벡터는 F_max는 X축과의 각도가 θ_max가 되고 힘의 크기는 |F_max|가 된다.

특정 힘벡터 F_max가 결정되면 특정 힘 벡터의 각도(θ_max)를 이용하여 실제 커서(550)가 움직이는 이동거리와 이동 방향을 결정하게 된다(S50). 커서(550)가 존재하는 실제 화면(700)은 미세한 픽셀단위로 나누어져 있다. 이러한 픽셀의 크기는 화면(700)의 해상도에 따라 달라진다. 구체적으로 해상도가 800*400인 경우 Y축이 800개로 나누어 지고 X축이 400개로 나누어져 있다. 따라서 화면(700)은 320,000개의 미세한 사각형들이 모여 있게 된다. 그리고 이러한 사각형을 이루는 각 변을 픽셀이라고 정의한다.

커서(550)가 움직일 때 현재 커서(550)가 있는 지점을 원점(0,0)으로 하고 X축과 Y축을 가지는 좌표로 나타낼 수 있다. 특정 힘벡터 F_max의 각도(θ_max)가 결정되면 커서(550)가 움직이는 방향과 이동거리는 설정된 R이 일정한 조건에서 움직이게 된다. R은 일정단위마다 커서(550)가 움직일 때, 움직이는 이동거리로써 원점에서 픽셀 개수만큼의 거리가 된다. 구체적으로 도 6a는 입력모듈의 특정 힘벡터(F_max)의 힘의 크기(|F_max|)와 X축과의 각도(θ_max)를 도시한 것이다. X축과의 각도(θ_max)는 65도에 해당한다.

도 6b는 특정 힘벡터에 대한 R이 1픽셀로 설정된 경우 커서(550)의 이동방향과 이동 거리를 도시한 것이다. R이 1픽셀인 경우 좌표값은 (1,0), (0,1), (-1,0) 및 (0,-1)로 결정된다. 그리고, 좌표값들 중 X축과의 시계방향의 각도(예:(0,1)의 경우 90도)가 특정 힘벡터의 각도(θ_max)와 가장 근접한 좌표를 향하여 이동방향이 결정된다.

이 1픽셀일 경우 각도 분해능이 90도이나 R이 1과 가까우면서 분해능을 45도로 설정하면 좌표값은 (1,0), (1,1), (0,1), (-1,1), (-1,0), (-1,-1), (0,-1), (1,-1)로 근사화 될 수 있다. 이는 픽셀단위에서 좌표는 소수점이 존재할 수 없기 때문에 (1.414,1.414) 대신 (1,1)로 근사화하게 된다.

구체적 실시예의 특정 힘벡터의 각도(θ_max)는 65도에 해당함으로 가장 근접한 각도를 가지는 (1,1)좌표를 향하여 커서(550)가 움직이게 되고, (1,1)에 커서(550)가 도달하는 경우, 입력모듈에 계속 힘이 가해지고 있다면, 다시 특정 힘벡터를 구하고, (1,1)을 원점으로 하여 다시 가장 근접한 각도를 가지는 좌표로 커서(550)가 계속 움직이게 된다. 이는 입력모듈 상판(300) 상부면에 힘이 가해지지 않을 때까지 지속된다(S60). 이렇게 R을 1픽셀로 설정한 경우 항상 일정단위마다 R(1픽셀)이 일정하게 유지되면서 움직이게 된다.

도 6c는 R이 2픽셀로 설정된 경우, 이동방향 분해능을 키우기 위한 커서(550)의 이동방향과 이동거리가 결정되는 방법을 도시한 것이다. 도 6c에 도시된 바와 같이, R이 2픽셀인 경우 현재 커서(550)가 있는 지점이 원점(0,0)이고, 좌표값은 (2,0), (2,1), (2,2), (1,2), (0,2), (-1,2), (-2,2), (-2,1), (-2,0), (-2,-1), (-2,-2), (-1,-2), (0,-2), (1,-2), (2,-2), (2,-1)로 근사화될 수 있다. R이 2픽셀인 경우는 항상 R을 유지시키면서 커서(550)를 이동시킬 수 없다. 이는 픽셀 단위에서 좌표는 소수점이 존재할 수 없기 때문에 (1.414,1.414) 대신 (2,2)로 근사화하게 된다. 그리고, 좌표값들 중 X축과의 시계방향의 각도(예:(2,2)의 경우 45도)가 특정 힘벡터의 각도(θ_max)와 가장 근접한 좌표를 향하여 이동방향이 결정된다.

구체적 실시예의 특정 힘벡터의 각도(θ_max)는 65도에 해당함으로 가장 근접한 각도를 가지는 좌표인 (1,2)를 향하여 커서(550)가 움직이게 되고, (1,2)에 커서(550)가 도달하는 경우, 입력모듈에 계속 힘이 가해지고 있다면, 다시 특정 힘벡터(F_max)를 구하고, (1,2)을 원점으로 하여 다시 가장 근접한 각도를 가지는 좌표로 커서(550)가 계속 움직이게 된다. 이는 입력모듈 상판(300) 상부면에 힘이 가해지지 않을 때까지 지속된다.

도 6d는 R이 4픽셀로 설정된 경우, 커서(550)의 이동방향과 이동거리가 결정되는 방법을 도시한 것이다. 도 6d에 도시된 바와 같이, R이 4픽셀인 경우 현재 커서(550)가 있는 지점이 원점(0,0)이고, R이 유지되는 상태에서 커서(550)를 움직일 수 없기 때문에 좌표값은 (4,0), (4,1), (4,2), (4,3), (3,3), (3,4), (2,4), (3,4), (2,4), (1,4), (0,4), (-1,4), (-2,4), (-3,4), (-3,3), (-4,3), (-4,2), (-4,1), (-4,0), (-4,-1), (-4,-2), (-4,-3), (-3,-3), (-3,-4), (-2,-4), (-1,-4), (0,-4), (1,-4), (2,-4), (3,-4), (3,-3), (4,-3), (4,-2) 및 (4,-1) 로 근사화하게 된다. 그리고, 좌표값들 중 X축과의 시계방향의 각도(예:(2,4)의 경우 63도)가 특정 힘벡터의 각도(θ_max)와 가장 근접한 좌표를 향하여 이동방향이 결정된 다.

일반적으로 R이 작을 경우 이동방향 분해능이 떨어져 커서의 곡률이 잘 나오지 않는다. 한편 커서의 이동방향 분해능을 높이기 위해 R을 키우면 해상도가 떨어지는 디스플레이에서는 커서의 움직임이 부드럽지 못하다. 따라서 이동방향 분해능과 커서의 부드러운 움직임을 고려하면 R이 2 ~ 10 가 적당하다.

구체적 실시예의 특정 힘벡터의 각도(θ_max)는 65도에 해당함으로 가장 근접한 각도를 가지는 좌표 (2,4)를 향하여 커서(550)가 움직이게 되고, (2,4)에 커서(550)가 도달하는 경우, 입력모듈에 계속 힘이 가해지고 있다면, 다시 특정 힘벡터(F_max)를 구하고, (2,4)를 원점으로 하여 다시 가장 근접한 각도를 가지는 좌표로 커서(550)가 계속 움직이게 된다. 이는 입력모듈 상판(300) 상부면에 힘이 가해지지 않을 때까지 지속된다.

그리고, 설정된 픽셀 갯수(R) 단위마다 커서(550)의 이동속도는 특정 힘벡터의 힘의 크기(|F_max|)에 비례하게 된다. 도 7a는 화면상에 커서(550)가 R단위 마다 이동하고 있는 모습을 도시한 것이고, 도 7b는 가로축은 특정 힘벡터의 힘의 크기이고 세로축은 R단위당 커서(550)의 이동속도를 나태낸 그래프이다. 도 7b에 도시되 바와 같이, 힘의 크기와 R단위 당 커서(550)의 이동속도는 비례하게 된다. 따라서, 실제 커서(550)가 이동하는 속도는 입력모듈에 가해지는 힘이 클수록 커지게 된다.

또한, 손가락(50)이 입력모듈에 가해지는 힘이 임펄스 힘인 경우 힘센서는 클릭으로 인식하게 되며 화면상의 커서(550)는 커서(550)가 있는 지점의 파일을 열거나 닫는 기능을 하게 된다. 그리고, 앞서 설명한 바와 같이 입력모듈의 중심점(110) 부근에 중심전극층(250)을 구비하여 클릭센서부를 형성할 수 있다. 사용자가 손가락(50)으로 입력모듈의 중심부근에 일정 이상의 힘을 가하는 경우 클릭을 인식하게 된다. 그리고, 클릭센서부에서 클릭을 인식한 후에 힘센서에 힘이 감지되면 특정 힘벡터(F_max)에 의해 커서(550)의 이동방향에 따라 스크롤 기능을 하게 된다.

도 8a는 입력모듈 상판(300) 상부면에 화살표 방향으로 힘을 가하고 있는 모습에 입력모듈 평면도를 도시한 것이다. 도 8b는 도 8a처럼 입력모듈에 힘을 가하는 경우 실제 커서(550)가 화면상의 움직임을 도시한 것이다. 손가락(50)으로 상판(300) 상부면에 힘을 가하여 커서(550)가 움직이는 것은 힘이 가해지지 않을 때까지 계속되고 실시간으로 계속 특정 힘벡터를 계산하기 때문에 특정 힘벡터의 각도 변화를 그대로 화면상의 커서(550)의 움직임으로 나타나게 된다. 또한, 화살표 방향으로 빠르게 이동하는 경우 커서(550)는 더욱 작은 원형을 그리며 움직이게 된다. 그리고, 입력모듈의 가해지는 힘의 크기와 커서(550)의 설정된 픽셀당 이동속도는 비례하므로 힘을 크게하여 움직이는 경우 화면상 커서(550)는 더 큰 원형을 그리며 움직이게 된다.

(힘센서를 구비한 입력모듈의 제조방법)

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 힘센서를 구비한 입력모듈의 제조방법에 대해서 설명하도록 한다. 우선, 도 9는 힘센서를 구비한 입력모듈 제조방법의 흐름도를 도시한 것이다. 먼저 중심점(110)을 구비한 하판(100)을 형성하게 되고(S100), 하판(100)의 상부면에 앞서 설명한 바와 같이 일정한 거리를 두고 복수의 전극층(200)을 형성하게 된다. 그리고, 하판(100)의 중심점(110) 부근에 중심전극층(250)을 구비할 수 있다(S200).

복수의 전극층(200)과 중심 전극층(250)의 상부면에 상판(300)을 결합하게 된다(S300). 상판(300)의 경우 앞서 설명한 바와 같이, 손가락(50)에 의한 힘으로 변형될 수 있고, 상부면에 미세한 피치(310)가 구비되어 힘의 크기가 커질 수록 손가락(50)이 접촉하는 면적이 넓어지게 된다. 그리고, 상판(300)과 하판(100)의 둘레를 접착층(400)에 의해 결합하여 고정하게 된다(S400). 또한, 상판(300)과 하판(100) 사이에 형성된 내부공간은 접착층(400)으로 채우는 단계를 더 포함할 수 있다.

도 1a는 4개의 전극층을 가진 정전용량센서를 구비한 입력모듈의 평면도,

도 1b는 도 1a의 A-A면의 단면도,

도 2a는 8개의 전극층과 중심전극층을 가진 정전용량센서를 구비한 입력모듈의 평면도,

도 2b는 도 1a의 B-B면의 단면도,

도 3a는 피치를 구비한 상판 상면부에 손가락을 터치한 모습의 측면도,

도 3b는 피치를 구비한 상판 상면부에 손가락으로 힘을 가한 모습의 측면도,

도 3c는 손가락으로 힘을 가하는 경우 정전용량의 변화를 나타낸 그래프,

도 4는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법의 흐름도,

도 5a는 입력모듈상의 정전용량센서에 의해 측정된 힘의 크기 및 힘의 방향을 가지는 힘벡터를 나타낸 입력모듈 평면도,

도 5b는 정전용량센서의 힘벡터들의 합으로 특정 힘벡터를 결정하는 방법을 나타낸 입력모듈 평면도,

도 6a는 입력모듈 상에 좌표에서 특정 힘벡터의 힘의 크기와 각도를 도시한 입력모듈 평면도,

도 6b는 R이 1픽셀인 경우 화면상에 입력모듈 커서가 특정벡터의 각도를 이용하여 이동방향과 이동거리가 결정되는 방법을 도시한 화면상의 좌표,

도 6c는 R이 2픽셀인 경우 화면상에 입력모듈 커서가 특정벡터의 각도를 이용하여 이동방향과 이동거리가 결정되는 방법을 도시한 화면상의 좌표,

도 6d는 R이 4픽셀인 경우 화면상에 입력모듈 커서가 특정벡터의 각도를 이용하여 이동방향과 이동거리가 결정되는 방법을 도시한 화면상의 좌표,

도 7은 계산된 픽셀당 입력모듈 커서의 이동속도과 힘의 크기와의 관계를 나타낸 그래프,

도 8a는 입력모듈를 손가락으로 원호를 그리며 누르는 모습을 도시한 평면도,

도 8b는 도 8a에서 손가락으로 원호를 그리며 누르는 경우 실제 입력모듈 커서가 움직이는 궤적을 그린 화면,

도 9는 정전용량센서를 구비한 입력모듈 제조방법의 흐름도를 도시한 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

50:손가락

100:하판

110:중심점

200:전극층

250:중심전극층

300:상판

310:피치

400:접착층

450:충진재

500:일정부분

550:입력모듈 커서

600:손가락 힘의 궤적

650:입력모듈 커서의 궤적

700:화면

(a):피치가 없는 상판 상부면을 손가락으로 힘을 가하는 경우 정전용량변화 구간

(a)`:피치를 구비한 상판 상부면을 손가락으로 힘을 가하는 경우 정전용량변화 구간

(b):손가락으로 터치하는 동안에 정전용량변화 구간

R:화면에서 원점으로부터 반경(설정된 픽셀갯수)

Claims (22)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 중심점이 구비된 하판; 상기 하판의 상부면에 구비되어, 상기 중심점에서 동일한 거리로 형성되며, 각각이 서로 일정한 간격으로 형성되는 복수의 전극층; 상기 전극층의 상면부와 결합되며 포인팅 오브젝트에 의해 가해지는 힘으로 변형이 되는 상판; 상기 상판과 상기 하판 둘레에 구비되어, 상기 상판과 상기 하판을 결합하는 접착층; 및 상기 포인팅 오브젝트가 상기 상판을 터치하는 경우, 상기 포인팅 오브젝트와 각각의 상기 전극층이 힘센서가 형성됨으로써 상기 포인팅 오브젝트에 의해 가해지는 힘의 크기 및 각도를 기초로하여 커서의 이동거리, 이동방향 및 이동속도를 인식하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 센서를 구비한 입력모듈에 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법에 있어서,

    포인팅 오브젝트에 의해 상판의 일정부분을 터치하여 상기 포인팅 오브젝트와 복수의 전극층 사이 각각이 복수의 힘센서(…,A_i, A_i+1,…, A_k, A_k+1,…)가 형성되는 단계;

    상기 포인팅 오브젝트로 상기 일정부분에 힘을 가하여 상기 복수의 힘센서(…,A_i, A_i+1,…, A_k, A_k+1,…)의 정전용량이 각각 변화하는 단계;

    각각의 상기 정전용량의 변화로 상기 힘센서에 가해지는 힘을 인식하여, 중심점을 기준으로 X축 및 Y축을 가지는 좌표에서 상기 힘의 크기(…,|F_i|, |F_i+1|,…, |F_k|, |F_k+1|,…)와 X축에 대한 각도(…,θ_i, θ_i+1,…, θ_k, θ_k+1,…)를 가지는 힘 벡터들(…,F_i, F_i+1,…, F_k, F_k+1,…)을 얻는 단계;

    상기 힘 벡터들의 차이(…,△F_i, △F_i+1,…)를 구하여, 복수의 상기 힘센서에 대한 힘 벡터들의 총합의 크기(|F_max|)과 각도(θ_max)를 가지는 특정 힘벡터 (F_max)를 결정하는 단계; 및

    커서를 상기 특정 힘벡터(F_max)의 각도(θ_max)를 이용하여 설정된 픽셀갯수에서 근사화된 좌표값을 이용하여 상기 커서의 이동방향과 이동거리를 결정하고, 상기 특정 힘벡터(F_max)의 크기(|F_max|)를 이용하여 상기 설정된 픽셀갯수당에서 상기 커서의 이동속도를 결정하여 움직이는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 특정 힘벡터 F_max 결정단계에서,

    상기 일정부분 주변의 복수의 상기 힘센서 중 힘의 크기가 최대값을 가지는 제 i+1 센서 A_i+1의 힘벡터 F_i+1과 상기 제 i+1 센서 A_i+1 양쪽에 위치한 제 i센서 A_i의 힘 벡터 F_i 및 제 i+2센서 A_i+2의 힘 벡터 F_i+2를 찾는 단계;

    상기 제 i센서 A_i의 힘 벡터 F_i과 제 i+2센서 A_i+2의 힘 벡터 F_i+2 중 더 큰 힘의 크기를 가지는 힘 벡터 F_i를 찾는 단계;

    상기 제 i센서 A_i과 중심점 대칭인 제 k센서 A_k 의 힘 벡터 F_k와 제 i+2센서 A_i+2과 중심점 대칭인 제 k+2센서 A_k+2의 힘 벡터 F_k+2를 찾고, 상기 힘 벡터 F_i과 F_k의 차이 벡터 △F_i 및 상기 힘벡터 F_i+2 과 F_k+2 의 차이 벡터 △F_i+2를 결정하는 단계; 및

    상기 차이 벡터 △F_i 과 상기 차이 벡터 △F_i+2의 총합의 크기(|F_max|)과 각도(θ_max)를 가지는 특정 힘벡터 F_max를 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법.
12. 제 10항에 있어서,

    상기 움직이는 단계는,

    현재 상기 커서가 존재하는 지점을 원점(0,0)으로 하는 픽셀단위의 X 축과 Y 축을 가지는 좌표를 형성하고, 상기 원점으로 부터의 반경(R)을 설정된 픽셀갯수일 때,

    상기 커서가 이동하는 방향 및 이동거리를 결정하는 좌표값들은,

    상기 반경을 가지는 원의 경계선과 근접한 상기 좌표값들을 근사화하고, 상기 좌표값들 중에 상기 특정 힘벡터(F_max)의 각도(θ_max)가 상기 원점과 상기 좌표값들과 X축에 반시계 방향 각도들 중 가장 가까운 각도를 가지는 특정 좌표값으로 상기 커서가 움직이는 것을 특징으로 하는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법.
13. 제 12항에 있어서,

    상기 반경(R)이 2픽셀에 해당하는 경우,

    상기 픽셀에서 좌표값은 (2,0), (2,1), (2,2), (1,2), (0,2), (-1,2), (-2,2), (-2,1), (-2,0), (-2,-1), (-2,-2), (-1,-2), (0,-2), (1,-2), (2,-2), (2,-1)으로 근사화되어, 상기 특정 힘벡터 (F_max)의 각도(θ_max)가 상기 원점과 상기 좌표값과 X축에 대한 반시계 방향 각도들 중의 가장 가까운 각도를 가지는 특정 좌표값으로 상기 커서가 움직이는 것을 특징으로 하는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법.
14. 제 12항에 있어서,

    상기 반경(R)이 4픽셀에 해당하는 경우,

    상기 픽셀에서 좌표값은 (4,0), (4,1), (4,2), (4,3), (3,3), (3,4), (2,4), (3,4), (2,4), (1,4), (0,4), (-1,4), (-2,4), (-3,4), (-3,3), (-4,3), (-4,2), (-4,1), (-4,0), (-4,-1), (-4,-2), (-4,-3), (-3,-3), (-3,-4), (-2,-4), (-1,-4), (0,-4), (1,-4), (2,-4), (3,-4), (3,-3), (4,-3), (4,-2) 및 (4,-1)으로 근사화되어 상기 원점과 상기 좌표값과 X축에 대한 반시계 방향 각도들 중 상기 특정 힘벡터(F_max)의 각도(θ_max)와 가장 가까운 각도를 가지는 특정 좌표값으로 상기 커서가 움직여 근사화된 픽셀단위에서 커서의 이동거리와 이동방향이 결정되는 것을 특징으로 하는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법.
15. 제 12항에 있어서,

    상기 설정된 픽셀갯수당 커서의 이동속도는 상기 특정 힘벡터(F_max)의 크기와 비례하는 것을 특징으로 하는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법.
16. 제 10항에 있어서,

    상기 움직이는 단계 후에,

    상기 상판의 일정부분에 힘이 가해지는 경우, 계속 상기 특정힘 벡터를 계산하고, 상기 특정 힘벡터의 각도에 따라 상기 픽셀에서 근사화된 상기 좌표값으로 상기 커서의 이동방향을 결정되고, 상기 특정 힘벡터의 크기에 따라 상기 설정된 픽셀갯수당 이동속도가 결정되는 단계:를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법.
17. 제 11항에 있어서,

    복수의 상기 힘센서 중 적어도 하나가 임펄스 힘을 인식하는 경우, 상기 커서가 클릭기능을 하게 되는 것을 특징으로 하는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법.
18. 제 11항에 있어서,

    상기 상판의 중심에 상기 포인팅 오브젝트에 의해 힘이 가해지는 경우,

    클릭센서부가 클릭으로 인식하여, 상기 커서가 있는 지점의 파일을 열거나 닫도록 하고,

    상기 클리센서부에 클릭이 인식된 후, 상기 힘센서에 힘이 감지되면 상기 특정 힘벡터에 의해 상기 커서의 이동방향에 따라 스크롤 기능을 하게 되는 것을 특징으로 하는 터치 입력을 처리하기 위한 알고리즘 구현방법.
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