KR101227949B1 - 입체 터치 감지 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휴대 단말기의 입체 터치 감지 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 터치 스크린이 장착된 휴대 단말기에서 지원하는 3D 인터페이스의 정밀한 제어를 위하여 휴대폰의 전면과 후면에 각각 터치 감지 영역을 설정하고 사용자로부터 동시에 복수의 입력을 수신하는 휴대 단말기의 입체 터치 감지 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 복수의 터치패드를 휴대 단말기의 상부 및 하부에 적용하여 상기 복수의 터치패드로부터 생성되는 복수의 입력을 통해 사용자가 상기 휴대 단말기의 디스플레이 상에 출력되는 3D 인터페이스를 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
입체, 터치, 3D 인터페이스
Description
본 발명은 휴대 단말기의 입체 터치 감지 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 터치 스크린이 장착된 휴대 단말기에서 지원하는 3D 인터페이스의 정밀한 제어를 위하여 휴대폰의 전면과 후면에 각각 터치 감지 영역을 설정하고 사용자로부터 동시에 복수의 입력을 수신하는 휴대 단말기의 입체 터치 감지 장치에 관한 것이다.
이동 통신망의 발전에 따라 휴대 단말기에 제공되는 각종 컨텐츠를 사용자에게 제공하기 위하여, 상기 컨텐츠에 대응하여 휴대 단말기가 지원하는 기능은 단순 통화 기능을 넘어서 입체미디어 기능, GPS 및 개인 일정 관리를 지원하는 PDA(Personal Digital Assistant) 수준 이상을 넘어서고 있다.
이러한 다수의 기능들을 지원하기 위하여, 상기 휴대 단말기에 탑재되는 각종 입체미디어 모듈과 메인 프로세스와 같은 하드웨어들이 집적화 되고 있으며, 상기 하드웨어와 연동하여 상기 다수의 기능들을 쉽게 활용하도록 인터페이스를 지원하는 임베디드 소프트웨어 역시 상기 인테퍼이스를 단순 나열식이나 리스트식이 아 닌 3D 입체 인터페이스로서 구성하여, 다수의 기능들을 사용자가 용이하게 구별 및 선택하도록 하여 사용자의 편의성을 증대시키는 방향으로 진보하고 있다.
또한, 상기 3D 입체 인터페이스는 터치스크린에 보통 육면체로 표시되며 대분류의 기능을 상기 직육면체의 각 면에 분할하여 제공함으로써 원하는 기능을 사용자가 상기 터치스크린을 통해 상기 직육면체의 어느 한 면을 터치하게 되면 대분류의 기능 중 어느 한 기능에 속한 중분류 또는 소분류의 메뉴 리스트를 제공받아 상기 중분류 및 소분류의 기능 중 사용자가 원하는 기능을 출력하게 된다.
상기 중분류 및 소분류 역시 상기 대분류의 기능과 같이 3D 입체 인터페이스를 통해 제공될 수 있으며, 모든 기능은 터치스크린의 터치입력을 통해 용이하게 출력되도록 할 수 있다.
이때, 상기 터치스크린에 표시되는 3D 인터페이스의 조작 방식은 보통 사용자가 손가락 하나 또는 두 손가락을 이용하여 상기 터치스크린 상의 평면 입력으로 모든 동작을 수행하게 되는데, 상기 동작은 특정 기능에 대한 단순 선택입력과 상기 3D 인터페이스에서 제공되는 상기 3D 형상이나 슬라이드 방식의 그래픽을 특정방향으로 회전, 이동 또는 넘기는 방식으로 수행될 수 있다.
상기 휴대 단말기에서의 상기와 같은 동작 인식은 사용자의 손가락이 부분 압력이나 임의의 방향으로 슬라이딩 방식으로 터치스크린을 접촉하게 되면, 상기 터치스크린의 압력센싱, 적외선 감지, 전류변화 또는 용량성 감지등을 통해 수집한 위치정보를 디지털 데이터로 변환하는 터치스크린 드라이버가 상기 디지털 데이터를 제어기로 전송하여, 상기 제어기가 상기 위치정보를 근거로 상기 터치스크린을 통한 입력의 연속성을 판단하여 벡터입력인지 또는 선택입력인지를 판단하여 해당 기능을 상기 터치스크린을 통해 출력하도록 할 수 있다.
한편, 상기와 같은 터치스크린상의 2차원적인 입력 방식을 살펴보면, 상기 3D 형상의 인터페이스를 제어하기 위해서 사용자는 손가락 하나를 이용하여 슬라이딩 방식으로 밀거나 끄는 동작을 통해 제어할 수 밖에 없는데, 이와 같은 터치스크린상의 슬라이딩 방식의 입력 연속성에 있어서 상기 드라이버가 터치스크린 상의 연속적인 입력에 대하여 생성하는 디지털 신호 변환 중에 오류코드를 발생시켜 제어기에 전달하거나, 상기 연속적인 입력 신호가 상기 제어기에 기설정된 기준치에 미달하는 경우 상기 제어기는 사용자가 원하는 동작을 제대로 출력하지 못하여 사용자가 3D 인터페이스를 제어하는데 상당한 불편함을 가질 수 있다.
즉, 기존의 2차원적인 벡터 입력을 통한 2D 인터페이스의 제어와 달리, 3D 인터페이스는 3차원적인 벡터 입력을 지원하기 때문에, 2D 인터페이스에 비해 방향성이 상대적으로 크게 증가하여 2차원적인 입력으로는 3D 인터페이스를 이용하는데 한계가 있다.
본 발명의 목적은 3D 인터페이스르 제공하는 휴대 단말기에서, 상기 3D 인터페이스를 미세 조정할 수 있도록 지원하는 새로운 터치방식을 통해 사용자가 원하 는 출력을 끊김없이 지원하며, 출력의 오류를 감소시키는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 휴대 단말기의 디스플레이 상에 출력되는 3D 인터페이스를 미세하게 조정하기 위한 입체 터치를 지원하는 입체 터치 감지 장치는, 상기 휴대 단말기의 디스플레이 상부에 위치하며, 사용자의 제 1 터치를 감지하는 제 1 터치 감지부와, 상기 디스플레이가 위치한 면과 반대 방향으로 상기 휴대 단말기의 하부에 위치하며, 사용자의 제 2 터치를 감지하는 제 2 터치 감지부와, 상기 제 1 터치 감지부와 제 2 터치 감지부가 감지한 좌표신호를 수신하며, 상기 제 1 터치 감지부가 송신한 제 1 좌표신호를 기준으로 상기 제 2 터치 감지부의 제 2 좌표신호와의 벡터값을 계산하여 기설정된 범위 내인 경우 상기 제 2 좌표신호를 상기 제 1 좌표신호를 기준으로 캘리브레이션하고, 상기 제 1 및 제 2 좌표 신호를 각각 상기 3D 인터페이스의 상부 및 하부 좌표에 대응시켜 상기 3D 인터페이스의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
이때, 상기 제어부는 상기 제 1 좌표신호와 제 2 좌표신호 중 먼저 수신된 좌표신호를 기준으로 캘리브레이션 하거나, 상기 제 2 좌표신호가 먼저 수신된 경우 이후 수신된 상기 제 1 좌표신호로 상기 제 2 좌표신호를 캘리브레이션하며, 상기 제 2 좌표신호는 캘리브레이션 수행시 상기 제 1 좌표신호를 기준으로 상기 제 2 좌표신호를 보정한 차이로 쉬프트하는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 터치 감지부는 각각 사용자의 터치를 감지하여 신 호를 생성하는 터치 패드 및 상기 터치 패드의 신호를 디지털 신호처리하여 상기 좌표신호를 생성하는 드라이버를 포함하며, 상기 제 1 터치 감지부의 터치패드는 상기 디스플레이 상에 위치하고 상기 제 2 터치 감지부의 터치패드는 상기 디스플레이를 기준으로 상기 제 1 터치 감지부의 터치패드와 반대방향에 위치하여 상기 휴대 단말기의 본체 케이스에 수납될 수 있다.
또한, 상기 터치 패드는 압력센싱, 적외선 감지, 전류변화 또는 용량성 감지 방식 중 어느 하나의 터치 감지 방식을 포함하는 것을 특징으로 한다.
더하여, 상기 제어부는 상기 캘리브레이션 이후 최초 입력되는 상기 제 1 및 제 2 좌표신호를 상기 캘리브레이션 이전 제 1 및 제 2 좌표신호와 비교하여 벡터값을 산출하고, 상기 벡터값에 포함된 벡터 방향을 근거로 상기 3D 인터페이스의 동작을 제어할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 좌표신호의 벡터 방향이 서로 반대인 경우 상기 3D 인터페이스를 회전시켜 출력하며, 상기 제 1 및 제 2 좌표신호의 벡터 방향이 동일한 경우 상기 3D 인터페이스를 이동시켜 출력할 수 있다.
이외에도, 상기 제어부는 상기 캘리브레이션 이후, 상기 제 1 좌표신호 및 제 2 좌표신호의 변환이 동시 또는 기설정된 시간 차이로 이루어지는 경우 상기 제 1 좌표신호의 변환에 따른 제 1 벡터값과 상기 제 2 좌표 신호의 변환에 따른 제 2 벡터값 중 더 작은 값에 따라 나머지 하나의 좌표신호를 보정하여 상기 3D 인터페이스의 동작을 제어할 수 있다.
더불어, 상기 제어부는 사용자 입력을 근거로 움직임이 큰 손가락과 낮은 손가락의 상호 차이 내에서 분등하여 생성된 값을 토대로 기 설정된 기준에 따라 분류하여 결정되는 상기 정밀도를 조정하며, 입력된 정밀도가 클 수록 상기 제 1 및 제 2 벡터값 중 더 큰 값에 따라 상기 동작을 제어하며, 상기 정밀도가 작을수록 상기 제 1 및 제 2 벡터값 중 더 작은 값에 따라 상기 동작을 제어하고, 정밀도가 중간인 경우 상기 제 1 및 제 2 벡터값의 차이의 절대값에 상기 제 1 및 제 2 좌표신호 중 더 작은 값을 더한 결과값에 따라 동작을 제어할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기의 디스플레이 상에 출력되는 3D 인터페이스를 정밀조정하기 위한 입체 터치 감지 장치의 입체 터치 감지 방법은, 제 1 터치 패드를 통해 사용자의 터치를 감지하여 제 1 좌표신호를 생성하는 제 1 단계와, 제 2 터치 패드를 통해 사용자의 터치를 감지하여 제 2 좌표신호를 생성하는 제 2 단계와, 상기 제 1 좌표신호를 근거로 상기 제 2 좌표신호를 상기 제 1 좌표신호에 대응되게 캘리브레이션하는 제 3 단계와, 상기 제 1 좌표신호 및 상기 캘리브레이션을 통해 보상된 제 2 좌표 신호를 각각 상기 3D 인터페이스의 상부 및 하부 좌표에 대응시키는 제 4 단계와, 상기 제 3단계 이후 입력되는 상기 제 1 및 제 2 좌표신호에 따라 상기 3D 인터페이스의 동작을 제어하여 상기 디스플레이에 출력하는 제 5단계를 포함한다.
이때, 제 4단계 이후 제 5단계 이전 상기 제 3단계 이전 상기 제 1 및 제 2 좌표신호의 입력과 상기 제 3단계 이후 입력되는 제 1 및 제 2 좌표신호를 비교하여, 상기 제 1 및 제 2 좌표신호에 각각 대응하는 제 1 및 제 2 벡터값을 산출하는 단계와, 상기 제 5단계에서 상기 제 1 및 제 2벡터값을 근거로 상기 제 1 및 제 2 벡터값의 벡터방향을 판단하여 상호 반대인 경우 상기 3D 인터페이스의 회전 동작 을 제어하며, 상기 벡터방향이 동일한 경우 상기 3D 인터페이스의 이동 동작을 제어하여 상기 디스플레이에 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 복수의 터치패드를 휴대 단말기의 상부 및 하부에 적용하여 상기 복수의 터치패드로부터 생성되는 복수의 입력을 통해 사용자가 상기 휴대 단말기의 디스플레이 상에 출력되는 3D 인터페이스를 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 복수의 터치패드에서 사용자의 슬라이딩 터치와 같은 연속 입력에 따라 발생되는 각각의 입력에 대해 벡터방향을 판단하여, 벡터 방향이 일치하는 경우 3D 인터페이스를 이동시키고 벡터 방향이 상이한 경우 3D 인터페이스를 회전시킴으로써 간단한 벡터분석에 따른 정밀 제어가 가능해 질 뿐 아니라 상기 3D인터페이스의 이동 및 회전을 자유로이 조정할 수 있으므로 3D 인터페이스의 제작에 대한 자유도를 크게 향상시킬 수 있다.
더하여, 본 발명은 상기 복수의 터치패드에서 발생되는 연속 입력 중 하나에서 오류가 발생하더라도 오류가 발생하지 않은 터치패드의 입력에 따라 상기 3D 인터페이스를 제어할 수 있으므로 사용자 편의성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 터치 스크린을 포함하는 휴대 단말기에서 상기 터치 스크린에 출 력되는 3차원(3D) 인터페이스를 미세하고 정밀하게 제어할 수 있도록 제공하는 입체 터치 감지 장치에 관한 것이다.
본 발명은 복수의 터치를 이용해서 상기 3D 인터페이스(입체 인터페이스)를 조작하는데 있어서, 사용자가 직접 3차원의 사물을 입체적으로 조작하는 것과 같은 실제감을 보장한다는 점에서 입체터치라고 지칭할 수 있다.
이를 위해, 본 발명은 상기 터치 스크린을 기준으로 상기 휴대 단말기의 상부 및 하부에 터치 패드를 복수로 구비하고, 사용자로부터 상기 복수의 터치패드를 통한 복수 입력을 수신하여, 상기 복수 입력을 상기 3D 인터페이스의 회전, 이동, 늘임 또는 줄임에 대한 동작에 적용함으로써 기존 휴대 단말기의 상부에만 위치한 터치패드로부터 수신한 입력에 의존하여 3D 인터페이스의 미세조정이 불가능한 점을 개선하였다.
도 1은 본 발명에 따른 입체 터치 감지 장치의 배치도로서, 휴대 단말기의 덮개(10)와 휴대 단말기의 본체(30)에 수납되는 디스플레이(40) 사이에 위치한 제 1 터치 감지부(21)와, 상기 디스플레이(40) 기준으로 상기 제 1 터치 감지부(21)와 반대방향에 위치하며, 휴대 단말기의 본체(30) 하부에 수납되는 제 2 터치 감지부(22)가 배치될 수 있다.
상기 제 1 터치 감지부(21)와 제 2 터치 감지부(22)는 각각 터치 패드와 드라이버를 포함하는데, 이를 상기 도 2의 구성도를 통해 상세히 살펴보기로 한다.
사용자의 터치를 감지하는 상기 제 1 터치 패드(21)와 상기 제 2 터치 패드(22)는 터치 부분에 대한 감지 신호를 생성하여 상기 드라이버(23)로 전송하고, 상기 드라이버(23)는 상기 감지 신호를 디지털 신호처리하여 좌표신호로 변환한 후 제어부(100)에 전송하게 된다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 터치패드(21, 22)는 센서 매트릭스로 이루어져 있으며 사용자의 터치한 부분을 감지하여 해당 부분을 상기 드라이버(23)에 전송하여 각각 제 1 및 제 2 좌표신호로 변환하도록 할 수 있다. 상기 센서 매트릭스는 손가락과 같은 물체의 존재 뿐만 아니라 손가락이나 손바닥에 의해 패널 표면으로 가해지는 위치 및 압력을 감지하도록 구성된다. 예로서, 상기 센서 매트릭스는 용량성 감지(capacitivesensing), 저항성 감지(resistive sensing), 적외선 감지, 표면 음파 감지 뿐 아니라 스트레인 게이지(strain gauge), 힘 감지 저항(force sensitive resistor), 로드 셀(load cell), 압력판(pressureplate), 압전 변환기(piezoeletric transducer) 등과 같은 압력 감지로 구성될 수 있다.
상기 제어부(100)는 상기 제 1 및 제 2 좌표신호를 근거로 상기 디스플레이에 출력되는 3D 인터페이스의 좌표신호를 비교하여, 상기 3D 인터페이스의 좌표신호와 동일하거나 상기 3D 인터페이스의 좌표신호와의 차이가 기설정된 범위 내에 있는 경우 상기 제 1 및 제 2 좌표신호의 변환에 따라 상기 3D 인터페이스의 동작을 변환하여 상기 디스플레이에 출력하도록 할 수 있다.
이때, 3차원으로 구성된 직육면체나 원형 등으로 디스플레이 되는 상기 3D 인터페이스의 정밀 조작을 위하여, 마치 직접 3D 형상의 물체를 사용자가 그립(Grip)하고 있는 것처럼 파라미터를 조정할 필요가 있다.
따라서, 상기 3D 인터페이스가 출력되는 디스플레이 상부에 위치한 제 1 터 치패드(21)를 통해 사용자가 3D 인터페이스의 정확한 지점을 포착할 수 있으므로, 제 1 터치패드(21)가 감지하는 제 1 좌표신호를 기준으로 상기 제 2 좌표신호를 보정하여 상기 제 1 좌표신호와 상기 제 2 좌표신호의 일치를 통해 상기 3D 인터페이스의 상부와 하부 지점을 직접 그립하고 있는 듯한 효과를 나타낼 수 있다.
이를 위해, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자가 손가락(50)을 이용하여휴대 단말기(60)에 포함된 제 1 터치패드(21)에 대한 터치로부터 생성된 제 1 좌표신호를 기준으로 제 2 터치패드(22)에 대한 터치로부터 생성된 제 2 좌표신호와의 차이인 A 부분을 캘리브레이션하도록 할 수 있다. 이때, 상기 제어부는 상기 A 부분의 값이 기설정된 범위 이내에 있는 것을 판단하여 상기 A 부분을 보상할 수 있다. 이는, 사용자의 상기 3D 인터페이스에 대한 그립 의도를 판단하기 위한 것으로, 상기 제어부는 상기 A 부분이 기설정된 범위를 벗어나거나 상기 제 2 터치 감지부에서 생성되는 제 2 좌표신호가 동시에 다수로 생성되는 경우 기존처럼 손가락 하나를 이용하여 제 1 좌표신호를 근거로 3D 인터페이스를 제어하는 것으로 판단한다.
이를 통해, 사용자가 제 1 좌표신호와 제 2 좌표신호의 일치 지점을 정밀하게 찾아낼 필요없이 상기 제 1 좌표신호를 기준으로 차이를 보상하여 좌표값을 일치시켜 상기 3D 인터페이스에 대한 그립감을 제공할 수 있다.
이를 지원하기 위한 입체 감지 장치의 세부적인 구성과 그에 따른 세부적인 기능을 도 4를 통해 상세히 살펴보면, 앞서 설명한 바와 같이 상기 제 1 및 제 2 터치 감지부(210, 220)는 각각 제 1 및 제 2 터치패드(21, 22)와 드라이버(23)를 포함하여 좌표신호를 생성하고, 이를 제어부(100)에 제공한다.
상기 제어부(100)는 상기 3D 인터페이스가 출력되는 좌표신호와 최초 터치되는 제 1 좌표신호를 비교하여 동일한 경우 상기 캘리브레이션 이후 사용자의 연속 슬라이딩 터치에 의해 입력되는 제 1 좌표신호에 따라 상기 3D 인터페이스의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 상기 휴대 단말기의 후면에 배치된 제 2 터치패드(22)의 감지신호를 수신하는 드라이버(23)가 상기 제 2 터치패드(22)의 감지신호를 디지털 처리하여 제 2 좌표신호를 생성하여 상기 제어부(100)에 전달하고, 상기 제어부(100)는 상기 제 2 좌표신호가 상기 제 1 좌표신호와 동일한 경우 이후 사용자의 제 2 터치패드(22)에 대한 상기 캘리브레이션 이후 연속 슬라이딩 터치에 의해 입력되는 제 2 좌표신호에 따라 상기 3D 인터페이스의 동작을 제어할 수 있다.
한편, 만일 사용자가 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제 1 좌표신호가 생성된 제 1 터치패드(21)의 터치부분과 불일치하는 제 2 터치패드(22)의 일부를 터치하여, 제 1 터치패드(21)와 제 2 터치패드(22)의 복수 입력을 연계 적용한 상기 3D 인터페이스의 동작이 이루어지지 않을 수 있다.
이를 방지하기 위하여, 상기 제어부(100)는 상기 제 2 좌표신호가 상기 제 1 좌표신호와 일치하지 않는 경우 사용자가 일일이 상기 제 1 터치패드(21)의 터치부분과 일치하는 상기 제 2 터치패드(22)의 부분을 찾아 헤맬 필요 없이, 상기 제어부(100)와 연동된 위치조정부(101)에 상기 제 1 및 제 2 좌표신호를 송신하고, 상기 위치조정부(101)는 상기 제 1 좌표신호와 제 2 좌표신호의 차이를 연산하여, 상 기 차이만큼 상기 제 2 좌표신호의 값을 보상하여 제 1 좌표신호의 지점에 상기 제 2 좌표신호를 일치시키는 캘리브레이션 과정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 위치조정부(101)는 상기 제어부(100)와 함께 하나의 프로세서로 구성될 수도 있다.
또한, 상기 제어부(100)는 상기 제 1 및 제 2 터치패드(21, 22)에 대한 최초 터치 및 상기 캘리브레이션 이후 제공되는 상기 제 1 및 제 2 터치패드(21, 22)의 연속적인 터치에 따른 제 1 및 제 2 좌표신호를 상기 최초 터치에 따른 제 1 및 제 2 좌표신호를 근거로 상기 제 1 좌표신호의 변환에 대한 제 1 벡터값 및 제 2 좌표신호의 변환에 대한 제 2 벡터값을 산출할 수 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 벡터값은 벡터 방향 및 벡터 크기 정보를 모두 포함하고 있다.
따라서, 상기 제어부(100)는 제 1 및 제 2 터치 감지부(210, 220)의 연속적인 좌표변환에 따른 상기 제 1 및 제 2 벡터값에 따라 복수의 입력을 연계 적용한 3D 인터페이스의 동작을 상기 디스플레이부(40)를 통해 출력할 수 있다.
또한, 상기 연속적인 좌표변환에 따른 제 1 및 제 2 터치 감지부(210, 220)의 좌표신호 생성시, 사용자가 터치 패드(21, 22)를 약하게 누르거나 상기 드라이버(23)의 디지털 변환시 오류코드가 발생한 경우, 상기 제어부(100)는 상기 제 1 및 제 2 터치 감지부(210, 220)가 제공하는 제 1 및 제 2좌표신호 중 오류가 발생하지 않은 좌표신호를 근거로 산출된 벡터값에 따라 오류가 발생된 좌표신호 대신 상기 벡터값이 적용된 좌표신호를 생성하여 상기 3D 인터페이스의 동작에 적용할 수도 있다. 이는 상기 제 1 및 제 2 좌표신호의 변환에 따른 상호 벡터값 차이가 미미하므로, 오류가 발생된 좌표신호에 대한 예상되는 좌표를 벡터값에 따라 연산 할 수 있다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 벡터값의 벡터방향이 상이한 경우 오류가 발생한 좌표신호의 연산시 오류가 발생하지 않은 좌표신호로부터 생성된 벡터값에 음부호를 곱하여 연산하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 위치조정부(101)는 상기 보상된 차이에 대한 캘리브레이션 데이터를 상기 제어부(100)에 전송하거나 상기 제어부(100)와 연동하는 버퍼에 저장할 수도 있으며, 이를 통해 상기 제 2 좌표신호를 지속적으로 상기 캘리브레이션 데이터에 따라 교정할 수도 있다.
더하여, 상기 캘리브레이션 데이터는 사용자의 최초 터치에 이어지는 연속적인 동작에 한하여 사용되는 것이 바람직하므로, 상기 제어부는 상기 터치에 사용되는 사용자의 손가락 중 적어도 하나가 제 1 및 제 2 터치패드에서 떨어져 제 1 및 제 2 좌표신호가 생성되지 않는 경우 상기 캘리브레이션 데이터를 삭제하도록 할 수 있으며, 이후 입력되는 터치 입력에 대하여 새로이 상기 캘리브레이션 데이터를 상기 위치조정부(101)가 생성하도록 할 수 있다.
도 5는 상술한 제 1 좌표신호와 제 2 좌표신호의 복수 입력을 연계 적용한 3D 인터페이스의 동작 제어를 도시한 도면으로서, 우선 도 5(a)를 살펴보면, 일 실시예로서 사용자는 자신의 손가락 중 엄지손가락으로 상기 제 1 좌표신호를 생성하도록 할 수 있으며, 자신의 손가락 중 검지손가락으로 제 2 좌표신호를 생성하도록 할 수 있다.
따라서, 상기 제어부는 상기 제 1 좌표신호는 상기 3D 인터페이스(300)의 상부 좌표신호(①)와 일치시키며, 상기 제 2 좌표신호는 상기 3D 인터페이스(300)의 하부 좌표신호(②)와 일치시키게 된다. 이때, 상기 3D 인터페이스의 형상으로 육면체를 일실시예로 도시화 했지만, 더 복잡한 다면체, 구, 그외의 기하학적인 다수의 형상의 상부와 하부 지점을 상기 제어부가 설정하여 상기 제 1 및 제 2 좌표신호와 매칭시킬 수 있다.
이후, 상기 제어부는 사용자의 손가락 움직임에 따라 상기 3D 인터페이스를 제어할 수 있는데, 상기 제어부는 최초 제 1 및 제 2 좌표신호의 생성 이후 연속 입력되는 제 1 및 제 2 좌표신호의 변환에 따른 상기 제 1 및 제 2 벡터값을 근거로 도 5(b)에 도시된 바와 같이 상기 제 1 및 제 2 벡터값의 벡터방향(①,②)이 서로 반대방향을 지향하고 있는 경우, 상기 제어부는 이를 회전 동작으로 인식하여 상기 3D 인터페이스(300)를 상기 제 1 및 제 2 좌표신호의 벡터방향 중 어느 한 방향으로 회전동작 시킬 수 있다.
상술한 3D 인터페이스(300)의 회전 동작은 사용자가 손가락 두개를 교차하여 마치 실제 3차원 물체를 회전 동작시키는 것과 같은 효과를 줄 수 있으며, 두 손가락으로 조절하므로 기존 한 손가락을 이용하여 3D 인터페이스(300)를 조절하는 것보다 정밀도를 높일 수 있으므로, 최근 휴대 단말기의 발전에 따라 많은 메뉴를 3D 인터페이스(300)로 수용하기 위해 육면체보다 더 많은 면의 수로 구성된 다면체, 구 또는 기하학적인 형태의 도형으로 구성된 3D 인터페이스(300)에 대해 정밀 제어가 가능해진다.
더하여, 복수의 손가락이 교차하면서 회전 시키는 동작에 있어서, 손가락 상호 벡터 방향이 완벽히 일치하지 않을 수 있으므로, 상기 제어부는 제 1 및 제 2 벡터값에 포함된 벡터 방향이 기설정된 범위 내에서 있는 경우 이를 어느 하나의 좌표신호의 벡터값의 벡터 방향을 기준으로 회전시킬 수 있으며, 상기 벡터 방향은 제 1 좌표신호의 벡터 방향에 일치시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 이유는 사용자가 터치 스크린을 직접 보고 회전동작을 제어하는 것이 정확하기 때문에, 터치 스크린에 근접한 제 1 터치 감지부가 생성한 좌표신호가 상대적으로 더 정확하기 때문이다.
한편, 도 5(c)에 도시된 바와 같이, 사용자가 손가락 두개를 이용하여 3D 인터페이스(300)를 끌어 다른 좌표로 이동시키는 동작의 경우, 상기 손가락의 이동에 따라 생성되는 제 1 및 제 2 좌표신호의 벡터값에 포함된 벡터방향이 거의 일치하기 때문에 이를 상기 제어부는 회전 동작이 아닌 이동 동작으로 판단하여 상기 3D 인터페이스를 사용자가 최종 터치한 위치에 이동시킬 수 있다.
이와 같은 도 5의 기능을 통해, 상기 제어부는 이동과 회전 동작을 명확히 구분하여, 3D 인터페이스를 복수로 배치하고, 상기 3D 인터페이스의 각종 동작에 대한 자유도를 크게 향상시킬 수 있다.
더불어, 상기 3D 인터페이스가 지원하는 모드가 창(window)모드인 경우 상기 회전 동작은 창 크기의 줄임과 늘임, 상기 이동 동작은 메뉴 선택 스크롤 및 창의 이동에 대응되어 단순 3D 형상 뿐 아니라 상기 창의 제어에 대한 자유도 역시 크게 향상시킬 수 있다.
추가로, 상기 제어부는 상기 캘리브레이션 이후 상기 제 1 좌표신호와 제 2 좌표신호의 입력에 따른 상기 3D 인터페이스의 동작에 있어서, 상기 제 1 좌표신호 및 제 2 좌표신호의 변환이 동시 또는 기설정된 시간 차이로 이루어지는 경우 상기 제 1 좌표신호의 벡터값과 상기 제 2 좌표 신호의 벡터값 중 더 작은 값에 따라 나머지 하나의 좌표신호를 보정하여 상기 3D 인터페이스의 동작을 수행할 수도 있다. 이는 만일 엄지 손가락의 움직임이 검지 손가락보다 빠르다면 검지 손가락의 움직임에 맞추어 정밀하게 3D 인터페이스의 움직임을 제어하도록 하는게 바람직하기 때문이다.
한편, 도 6은 사용자의 손가락의 움직임에 따른 상기 3D 인터페이스의 회전 동작과 이동 동작을 도시한 그래프로서, 상기 제어부는 상기 검지 손가락과 엄지 손가락의 방향이 x축을 기준으로 상호 반대방향으로 움직일 경우 이를 회전동작으로 인식할 수 있다.
이때, 상기 엄지 손가락과 검지 손가락의 움직임에 따라 생성되는 제 1 좌표신호와 제 2 좌표신호의 벡터값의 벡터방향이 상기 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상호 완벽하게 반대방향으로 대칭을 이루는 것이 아니므로, 상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 벡터값의 벡터방향이 x축을 기준으로 완벽하게 대칭되지 않더라도 반대방향을 형성할 경우 상기 제 1 및 제 2 벡터값 중 어느 하나는 양부호(+)를 다른 하나는 음부호(-)를 가지기 때문에, 상기 양부호와 음부호의 연산을 통해 반대방향에 놓여있는지를 판단할 수 있으며, 반대방향을 형성할 경우 상기 제 2 좌표신호의 벡터값에 따른 최종 좌표신호를 제 1 좌표신호의 벡터값에 따른 최종 좌표신호의 기준으로 보정하여 상기 3D 인터페이스의 회전 동작을 제어할 수 있다. 물론, 상기 제 2 좌표신호의 기준에 맞추어 제어할 수도 있다.
다시말해, 상기 제어부는 상기 캘리브레이션 과정을 통해 제 1 및 제 2 좌표신호를 일치시킨 후 생성된 좌표를 기준으로 상기 제 1 및 제 2 벡터값의 방향성을 상기 제 1 및 제 2 벡터값에 포함된 음부호(-) 및 양부호(+)를 이용하여, 상기 제 1 및 제 2 벡터값의 곱에 대한 연산결과로 음부호가 출력되면 상기 캘리브레이션 이후 연속적인 제 1 및 제 2 좌표신호의 이동이 서로 반대방향으로 이루어진 경우로 판단하고, 상기 제 1 및 제 2 벡터값의 곱이 양부호가 출력되면 상기 제 1 및 제 2 좌표신호의 이동이 서로 동일방향으로 이루어진 경우로 판단할 수 있다. 따라서, 상기 제어부는 반대방향의 경우 상기 3D 인터페이스의 회전 동작을 출력하고, 동일방향인 경우 상기 3D 인터페이스의 이동 동작을 출력한다.
더불어, 상기 제어부는 상기 캘리브레이션 과정 이후 상기 제 1 벡터값의 방향을 기준으로 상기 제 2 벡터값과의 편각을 계산하여 기설정된 수치 이상인 경우 반대방향으로 판단하고, 기설정된 수치 이하인 경우 동일방향으로 판단하여 상술한 바와 같이 반대방향과 동일방향에 따른 상기 3D 인터페이스의 동작을 출력할 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 엄지 손가락과 검지 손가락의 연속적인 터치에 의한 상기 제 1 및 제 2 벡터값이 동일방향인 경우 상술한 바와 같이 상기 제어부는 이를 이동으로 판단하여 상기 3D 인터페이스를 이동시켜 상기 제 1 또는 제 2 벡터값에 따른 좌표에 위치시킬 수 있다. 이때, 상기 제 1 벡터값에 따른 좌표신호에 위치시키는 것이 바람직하다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 제어부는 사용자 입력을 수신하여 상기 정밀도를 조정할 수 있는데, 입력된 정밀도가 클 수록 상기 제 1 및 제 2 좌표신호의 벡터값 중 더 작은 값에 따라 상기 동작이 수행되며, 상기 정밀도가 작을수록 상기 제 1 및 제 2 좌표신호의 벡터값 중 더 큰 값에 따라 상기 동작이 수행되며 정밀도가 중간인 경우 상기 제 1 및 제 2 벡터값의 차이의 절대값에 상기 제 1 및 제 2 좌표신호 중 더 작은 값을 더한 결과값에 따라 동작이 수행될 수 있다.
다시 말해, 정밀도가 큰 경우 상기 벡터 변환값에 대응하는 검지 손가락과 엄지 손가락 중 움직임 정도가 더 작은 손가락에 나머지 손가락을 동기화하여 3D 인터페이스의 동작을 수행하도록 할 수 있으며, 정밀도가 낮은 경우 상기 움직임 정도가 더 큰 손가락의 움직임에 동기화하며, 정밀도가 중간인 경우 움직임이 낮은 손가락의 움직임 정도에 움직임이 큰 손가락과 낮은 손가락에 대한 움직임 정도의 상호 차이의 중간값을 더하여 생성된 결과값에 동기화하여 3D 인터페이스의 동작 제어의 정밀도를 조절할 수 있다. 또한, 상기 정밀도는 상기 움직임이 큰 손가락과 낮은 손가락의 상호 차이 내에서 분등하여 생성된 값을 토대로 기 설정된 기준에 따라 분류하여 결정된다.
도 8은 본 발명에 따른 입체 터치 감지 방법에 대한 순서도로서, 상기 제어부는 상기 제 1 터치 감지부로부터 제 1 좌표신호를 입력 받은 후 상기 제 2 터치 감지부로부터 제 2 좌표신호를 입력받을 수 있다. 이를 통해, 상기 제 2 좌표신호에 대해 제 1 좌표신호를 기준으로 캘리브레이션하여, 이후 연속되는 제 2 좌표신호의 입력에 대하여 상기 캘리브레이션에 따른 보정 차이를 보상할 수 있다.
이후 상기 제어부는 사용자의 연속적인 손가락의 슬라이딩 동작에 따라 입력 되는 연속적인 제 1 및 제 2 좌표신호 중 최초 좌표신호를 근거로 상기 제 1 및 제 2 좌표신호 각각에 대하여 벡터값을 산출하고, 상기 벡터값의 벡터 방향을 판단하여 상기 벡터 방향이 서로 반대인 경우 이를 회전동작으로 판단하고, 상기 벡터 방향이 동일한 경우 이를 이동동작으로 판단하여 상기 3D 인터페이스를 제어하여 출력한다.
도 1은 본 발명에 따른 입체 터치 감지 장치의 배치도.
도 2는 본 발명에 따른 터치 감지부의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 입체 터치 감지 장치의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 입체 터치 감지 장치의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 입체 터치 감지 장치의 3D 인터페이스 제어에 대한 도면.
도 6은 사용자 손가락의 움직임에 따른 3D 인터페이스의 회전 동작과 이동 동작을 도시한 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 입체 터치 감지 장치의 정밀도 설정에 대한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 입체 터치 감지 방법의 순서도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 휴대 단말기의 덮개 21: 제 1 터치 패드
22: 제 2 터치 패드 23: 드라이버
30: 휴대 단말기의 본체 40: 디스플레이
50: 사용자의 손가락 60: 휴대 단말기
100: 제어부 101: 위치조정부
210: 제 1 터치 감지부 220: 제 2 터치 감지부
300: 3D 인터페이스
Claims (12)
- 휴대 단말기의 디스플레이 상에 출력되는 3D 인터페이스를 미세하게 조정하기 위한 입체 터치를 지원하는 입체 터치 감지 장치에 있어서,상기 휴대 단말기의 디스플레이 상부에 위치하며, 사용자의 제 1 터치를 감지하는 제 1 터치 감지부;상기 디스플레이가 위치한 면과 반대 방향으로 상기 휴대 단말기의 하부에 위치하며, 사용자의 제 2 터치를 감지하는 제 2 터치 감지부; 및상기 제 1 터치 감지부와 제 2 터치 감지부가 감지한 좌표신호를 수신하며, 상기 제 1 터치 감지부가 송신한 제 1 좌표신호를 기준으로 상기 제 2 터치 감지부의 제 2 좌표신호와의 벡터값을 계산하여 기설정된 범위 내인 경우 상기 제 2 좌표신호를 상기 제 1 좌표신호를 기준으로 캘리브레이션하고, 상기 제 1 및 제 2 좌표 신호를 각각 상기 3D 인터페이스의 상부 및 하부 좌표에 대응시켜 상기 3D 인터페이스의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,상기 제어부는 상기 캘리브레이션 이후, 상기 제 1 좌표신호 및 제 2 좌표신호의 변환이 동시 또는 기설정된 시간 차이로 이루어지는 경우 상기 제 1 좌표신호의 변환에 따른 제 1 벡터값과 상기 제 2 좌표 신호의 변환에 따른 제 2 벡터값 중 더 작은 값에 따라 나머지 하나의 좌표신호를 보정하여 상기 3D 인터페이스의 동작을 제어하고, 사용자 입력을 근거로 움직임이 큰 손가락과 낮은 손가락의 상호 차이 내에서 분등하여 생성된 값을 토대로 기 설정된 기준에 따라 분류하여 결정되는 정밀도를 조정하며, 입력된 정밀도가 클 수록 상기 제 1 및 제 2 벡터값 중 더 큰 값에 따라 상기 동작을 제어하고, 상기 정밀도가 작을수록 상기 제 1 및 제 2 벡터값 중 더 작은 값에 따라 상기 동작을 제어하며, 정밀도가 중간인 경우 상기 제 1 및 제 2 벡터값의 차이의 절대값에 상기 제 1 및 제 2 좌표신호 중 더 작은 값을 더한 결과값에 따라 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 터치 감지 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 제어부는 상기 제 1 좌표신호와 제 2 좌표신호 중 먼저 수신된 좌표신호를 기준으로 캘리브레이션 하거나, 상기 제 2 좌표신호가 먼저 수신된 경우 이후 수신된 상기 제 1 좌표신호로 상기 제 2 좌표신호를 캘리브레이션하는 것을 특징으로 하는 입체 터치 감지 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 제어부는 캘리브레이션 수행시 상기 제 1 좌표신호를 기준으로 상기 제 2 좌표신호를 보정한 차이로 상기 제 2 좌표신호를 쉬프트하는 것을 특징으로 하는 입체 터치 감지 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 제 1 및 제 2 터치 감지부는 각각사용자의 터치를 감지하여 신호를 생성하는 터치 패드; 및상기 터치 패드의 신호를 디지털 신호처리하여 상기 좌표신호를 생성하는 드라이버를 포함하며,상기 제 1 터치 감지부의 터치패드는 상기 디스플레이 상에 위치하고 상기 제 2 터치 감지부의 터치패드는 상기 디스플레이를 기준으로 상기 제 1 터치 감지부의 터치패드와 반대방향에 위치하여 상기 휴대 단말기의 본체 케이스에 수납되는 것을 특징으로 하는 입체 터치 감지 장치.
- 청구항 4에 있어서,상기 터치 패드는 압력센싱, 적외선 감지, 전류변화 또는 용량성 감지 중 어느 하나의 터치 감지 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 터치 감지 장치.
- 청구항 1에 있어서,상기 제어부는 상기 캘리브레이션 이후 최초 입력되는 상기 제 1 및 제 2 좌표신호를 상기 캘리브레이션 이전 제 1 및 제 2 좌표신호와 비교하여 벡터값을 산출하고, 상기 벡터값에 포함된 벡터 방향을 근거로 상기 3D 인터페이스의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 입체 터치 감지 장치.
- 청구항 6에 있어서,상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 좌표신호에 대응하는 벡터값의 벡터 방향이 서로 반대인 경우 상기 3D 인터페이스를 회전시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 입체 터치 감지 장치.
- 청구항 6에 있어서,상기 제어부는 상기 제 1 및 제 2 좌표신호에 대응하는 벡터값의 벡터방향이동일한 경우 상기 3D 인터페이스를 이동시켜 출력하는 것을 특징으로 하는 입체 터치 감지 장치.
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