KR101262847B1 - 터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법 - Google Patents

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Abstract

다른 사람이나 사물에 의해 동작되는 기존의 터치패드의 문제를 극복하고, 사용자의 신체 일부와 터치패드가 접촉한 다수의 위치를 검출하도록 한 터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법이 제시된다. 제시된 터치패드는, 특정 패턴의 전기신호를 생성하는 신호 생성부; 평면상의 세 축을 따라 서로 접촉되지 않도록 거리를 두고 배열되고, 사용자의 신체 일부와 접촉됨에 따라 신호 생성부에서 생성된 전기신호가 인가되는 복수의 도전판; 및 복수의 도전판에서 전기신호가 인가된 도전판의 위치정보 및 도전판에 인가된 전기신호의 크기를 근거로 접촉위치를 검출하는 신호 검출부를 포함한다.

Description

터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법{Touchpad and method for sensing touch using the same}
본 발명은 터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 독점적 사용성을 위하여 패드 상의 한 면에 신호 수신기용 전극만이 존재하는 터치패드 구동 방식에 있어서 발생하는 문제점을 개선하기 위해 웨어러블 시스템에 사용되는 터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-F-048-01, 과제명: u-컴퓨팅 공간 협업을 위한 Wearable Personal Companion 기술개발].
컴퓨팅 장치에 널리 활용되는 디스플레이 장치들은 2차원 평면상에 정보를 표현하는 구조를 많이 가지고 있으며, 정보의 표현 역시 디스플레이의 구조와 맞물려 2차원 평면상에서 이루어지는 경우가 많다. 이에 마우스, 터치패드, 트랙포인트와 같이 평면상에서 커서의 움직임을 제어할 수 있는 입력장치가 이들 디스플레이와 함께 널리 사용되고 있다.
사용자의 손가락에 의한 터치를 입력으로 받는 터치패드나 터치스크린은 이 미 오래전부터 컴퓨터의 입력장치로 개발되어 왔다. 초기에 제안된 저항 기반의 터치인식 방식은 하나의 접촉위치만을 인식할 수 있어 활용성이 떨어진다.
이러한 단점을 보완하기 위해 애플(Apple), 미쯔비시(Mitsubishi Electric Research Laboratory) 등에서 접촉(즉, 멀티 터치(multi touch))을 인식할 수 있는 캐패시턴스 기반의 새로운 터치패드가 개발되었다. 도 1은 종래의 캐패시턴스 기반의 터치패드를 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 캐패시턴스(14) 기반의 터치패드는 여러 접촉위치의 인식에 있어 복잡성을 낮추기 위해 서로 교차하는 종방향 전극 어레이(11)와 횡방향 전극 어레이(10)를 활용한다. 접촉위치를 알아내기 위해서 신호 송신부(12)는 종방향 전극 어레이(11)에 순차적으로 신호를 인가하면서, 신호 수신부(13)는 횡방향 전극 어레이(10)의 각 전극에 나타나는 신호를 살펴보게 되는데, 접촉이 이루어진 교차점에서는 교차하는 전극 사이의 캐패시턴스(14)의 변화가 일어나 신호에 그 영향이 나타나는 것이다. 하지만, 캐패시턴스(14) 기반의 터치패드는 단일 모듈에 송신부와 수신부가 모두 포함된 구조를 가진다. 그리하면, 캐패시턴스(14) 기반의 터치패드는 웨어러블 시스템에 사용되는 직물기반 터치패드와 같이 조밀한 배선이 불가능한 재질의 터치패드로 적용이 어렵고 착용자가 아닌 다른 사람이나 다른 유전율이 높은 물질의 접촉에 의해 오동작하는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 새로운 캐패시턴스 기반의 터치패드가 소니(Sony Computer Science Laboratories, Inc.)에 의해 개발되었다. 도 2 및 도 3은 종래의 독접적 사용성을 제공하는 캐패시턴스 기반의 터치패드를 설명하기 위한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 독접적 사용성을 제공하는 터치패드의 경우, 앞선 터치패드(도 1 참조)와 유사하게 패드 위에 종방향 전극 어레이(21)와 횡방향 전극 어레이(20)가 존재하지만, 이들은 모두 신호 수신을 목적으로 한다. 송신부(미도시)는 별도로 사용자의 인체를 통해 신호를 전달하여 손가락이 접촉되는 패드 상의 전극과 손가락이 형성하는 캐패시턴스(23)로 신호가 전달되며 종방향 전극 어레이(21)와 횡방향 전극 어레이(20)에 각각 하나 이상의 신호가 감지되면 그 교점이 접촉위치로 인식되는 것이다. 인체 매질은 하나로 연결되어 있으므로 두 손가락에 서로 다른 신호를 인가하는 것이 불가능하다. 따라서 하나 이상의 접촉이 이루어지면 두 전극 어레이에서 신호전달경로(22)를 따라 각각 하나 이상의 신호가 감지되는데(도 3 참조), 이를 통해 실제 접점(24)과 가상 접점(25)을 구분하는 것이 어렵다. 이와 같이, 종래의 캐패시턴스(23) 기반의 터치패드는 터치패드를 착용한 사용자의 접촉만을 인식한다는 장점을 갖지만, 높은 복잡성(complexity)문제나 하나 이상의 접촉위치를 인식하는 문제를 동시에 해결이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 그 목적은 오동작이 적고 독점적 사용성을 제공하는 터치패드로써 신호처리의 복잡성을 줄이고 복수의 접촉위치를 알아내기 위한 터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 터치패드는, 특정 패턴의 전기신호를 생성하는 신호 생성부; 평면상의 세 축을 따라 서로 접촉되지 않도록 거리를 두고 배열되고, 사용자의 신체 일부와 접촉됨에 따라 신호 생성부에서 생성된 전기신호가 인가되는 복수의 도전판; 및 복수의 도전판에서 전기신호가 인가된 도전판의 위치정보 및 도전판에 인가된 전기신호의 크기를 근거로 접촉위치를 검출하는 신호 검출부를 포함한다.
복수의 도전판 각각은 평면상의 세 개의 축 각각에 수직으로 교차하도록 배열되고, 복수의 도전판 중에서 동일 축에 배열된 도전판들은 동일간격으로 상호 이격되어 배열된다.
신호 생성부는 특정 주파수를 갖는 전기신호를 생성하고, 신호 검출부는 복수의 도전판에 특정 주파수를 갖는 전기신호가 인가되면 접촉위치를 검출하고, 신호 생성부는 사용자의 신체에 접촉되어 전기신호를 사용자의 신체로 전달하는 전극을 추가로 포함한다.
신호 검출부는, 특정 패턴의 전기신호가 인접한 복수의 도전판에 인가되면, 복수의 도전판 각각에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 산출하고, 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 xy좌표로 변환하고, 변환된 xy좌표를 접촉위치로 검출한다.
신호 검출부는, 특정 패턴의 전기신호가 인접하지 않은 복수의 도전판에 인가되면, 복수의 도전판 중에서 상호인접한 도전판을 그룹으로 구분하고, 각각의 그룹에 포함된 도전판에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 각각의 그룹의 중심점을 산출하고, 세 축 좌표로 이루어진 그룹 각각의 중심점을 xy좌표로 변환하고, 변환된 각각의 xy좌표를 접촉위치로 검출한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 터치패드를 이용한 접촉 감지방법은, (a) 신호 생성부에 의해 특정 패턴의 전기신호를 생성하는 단계; (b) 신호 검출부에 의해 복수의 도전판 중에서 (a) 단계에서 생성된 전기신호가 인가된 도전판을 검출하는 단계; 및 (c) 신호 검출부에 의해 (b) 단계에서 검출된 도전판의 위치정보 및 도전판에 인가된 전기신호의 크기를 근거로 사용자의 신체 일부가 접촉된 접촉위치를 검출하는 단계를 포함하되, 도전판의 위치정보는 세 축 좌표로 이루어진다.
(c) 단계는, (c-1) 특정 패턴의 전기신호가 인접한 복수의 도전판에 인가되면, 신호 검출부에 의해 복수의 도전판 각각에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 산출하는 단계; (c-2) 신호 검출부 에 의해 (c-1) 단계에서 산출한 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 xy좌표로 변환하는 단계; 및 (c-3) 신호 검출부에 의해 (c-2) 단계에서 변환된 xy좌표를 접촉위치로 검출하는 단계를 포함한다.
(c) 단계는, (c-1) 신호 검출부에 의해 특정 패턴의 전기신호가 인접하지 않은 복수의 도전판에 인가되면, 복수의 도전판 중에서 상호인접한 도전판을 그룹으로 구분하는 단계; (c-2) 신호 검출부에 의해 (c-1)에서 구분된 각각의 그룹에 포함된 도전판에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 각각의 그룹의 중심점을 산출하는 단계; (c-3) 신호 검출부에 의해 (c-2) 단계에서 산출한 세 축 좌표로 이루어진 그룹 각각의 중심점을 xy좌표로 변환하는 단계; 및 (c-4) 신호 검출부에 의해 (c-3) 단계에서 변환된 xy좌표를 접촉위치로 검출하는 단계를 포함한다.
(a) 단계에서는, 신호 생성부에 의해 특정 주파수를 갖는 전기신호를 생성한다.
(c) 단계에서는, 신호 검출부에 의해 복수의 도전판에 특정 주파수를 갖는 전기신호가 인가되면 접촉위치를 검출한다.
본 발명에 의하면, 터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법은 전기신호가 인가된 도전판을 하나 이상의 그룹으로 구분하고 그룹 각각의 중심점을 접촉위치로 검출함으로써, 하나 이상의 접촉위치를 오류없이 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법은 평면상의 세 축을 중심으로 도전판을 배열함으로써, 도전판을 2차 배열로 구현하는 방식보다 훨씬 낮은 복잡성으로 신호 수신부를 구현할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 터치패드를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치패드의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 5는 도 4의 도전판을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 4의 감지부를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6의 도전판을 설명하기 위한 도면이고, 도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터치패드의 다른 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 터치패드는 신호 생성부(100), 감지부(200), 신호 검출부(300)를 포함한다.
신호 생성부(100)는 특정 패턴의 전기신호를 발생한다. 즉, 신호 생성부(100)는 특정 주파수를 갖는 전기신호를 발생한다. 여기서, 신호 생성부(100)는 특정 주파수의 교류전류(AC)를 발생한다. 이때, 신호 생성부(100)에서 생성되는 전기신호는 터치패드만의 고유한 전기신호에 해당하는 특정 주파수로 설정된다. 신호 생성부(100)는 인체에 평소에 흐르는 전기신호의 주파수와는 다른 대략 1㎒ 정도의 주파수를 갖는 전기신호를 발생한다. 물론, 신호 생성부(100)는 특정 주파수를 갖는 전기신호를 대신하여 특정 크기, 특정 진폭, 특정 주기 등과 같이 일정한 패턴을 갖는 전기신호를 발생할 수도 있다.
신호 생성부(100)는 신호 검출부(300)와 연동하여 동작한다. 물론, 전기신호를 생성하는 과정은 신호 생성부(100)에서 독자적으로 진행되지만, 생성되는 전기신호의 주파수 및 크기 정보는 신호 생성부(100) 및 신호 검출부(300)에 동일하게 제공된다. 신호 생성부(100)는 기본적으로는 생산단계에서 설정된 특정 주파수를 이용하되, 선택적으로 주파수를 변경할 수 있다. 신호 생성부(100)에서 발생하는 전기신호의 주파수 및 크기는 접촉을 감지하는데 기준이 되기 때문에 신호 검출부(300)와 연동하여 동작해야 한다.
신호 생성부(100)는 신호 생성기(120)와 전극(140)을 포함한다. 신호 생성기(120)는 특정 주파수의 전기신호를 발생한다. 신호 생성기(120)는 전극(140)과 전기적으로 연결되어 발생한 전기신호를 전극(140)으로 제공한다. 전극(140)은 전 기신호를 사용자의 신체로 전달한다. 이때, 신호 생성기(120)에서 발생한 전기신호는 사용자의 신체의 일부와 접촉하는 전극(140)을 통해 사용자의 신체로 전달된다. 신호 생성부(100)에서 발생하는 전기신호는 착용자의 신체를 통해 감지부(200)로 전달되므로, 사용자의 신체에 전기신호를 전달하기 위한 전극(140)이 필요하다.
감지부(200)는 복수의 도전판(220)으로 구성된다. 즉, 감지부(200)를 구성하는 복수의 도전판(220)은 평면상의 세 축(예컨대, A축, B축, C축; 도 5 참조)을 따라 서로 접촉되지 않도록 거리를 두고 배열되고, 사용자의 신체 일부와 접촉됨에 따라 신호 생성부(100)에서 생성된 특정 패턴(예컨대, 특정 주파수)의 전기신호가 인가된다. 이때, 감지부(200)를 구성하는 복수의 도전판(220) 각각은 평면상의 세 축에 각각 수직으로 교차하도록 배열되고, 복수의 도전판(220) 중에서 동일 축에 배열된 도전판(220)들은 동일간격으로 상호 이격되어 배열된다.
감지부(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 도선(210) 및 복수의 도전판(220)으로 구성된 도전판 어레이(230)가 장착된 내피(240)와, 도전판(220)을 절연시키기 위한 직물 외피(250)로 구성된다.
더욱 상세하게 설명하면, 내피(240)는 평면상의 세 축을 따라 복수의 영역으로 구분된다. 여기서, 내피(240)는 사용자의 신체와 접촉하는 일면이 절연재질로 형성되고, 구분된 각각의 영역에는 서로 절연된 도전판(220)이 장착된다.
도전판(220)은 일반 직물 소재에 전도성 잉크를 씌우는 방법, 표면이 절연되지 않은 전도성사를 자수하는 방법 등과 같이 다양한 직물기반의 전자소자구현 방 법으로 형성된다. 이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 복수의 도전판(220) 각각은 세 축을 따라 배열된 다른 도전판들과 겹치지 않도록 마름모 형상으로 형성된다. 복수의 도전판(220)은 평면상의 세 축(예컨대, A축, B축, C축)에 각각 수직으로 교차하도록 배열되고, 복수의 도전판(220) 각각은 상호 간 소정간격 이격되어 배열된다. 각각의 도전판(220)은 세 축에 각각 평행한 직선들의 교차점에 해당하는 위치에 배열되며, 동일 축에 배열된 도전판(200)들은 동일간격으로 상호 이격되어 배열된다.
도전판(220)은 크기(즉, 면적)가 작을수록 더욱 세밀한 해상도를 얻을 수 있다. 하지만, 도전판(220)은 일반적으로 사람의 손가락으로 눌렀을 때 접촉하는 면보다 작은 정도의 면적으로 형성될 필요는 없다. 그 원인은 직물기반의 소자 제작 방법으로는 밀리미터(mm) 단위 이하의 작은 소자 제작이 어렵다는 점도 있지만, 웨어러블 환경하에서는 세밀한 조작을 요구하는 응용애플리케이션이 적기 때문이다.
각각의 도전판(220)은 직물기반의 도선(210)을 통해 후술할 신호 검출부(300; 즉, 신호 검출부(300)에 포함되는 멀티플렉서(380))로 연결된다. 이때, 각각의 도전판(220)은 하나의 도선(210)으로 신호 검출부(300)와 연결된다. 한 장의 직물 내에서 도선(210)의 라우팅이 어렵다면, 내피(240)를 한 장 이상 적층하여 사용할 수도 있다.
외피(250)는 도전판(220)들을 절연시키고, 신체접촉으로 인한 마찰로부터 보호하며, 터치패드의 외관을 형성한다.
신호 검출부(300)는 복수의 도전판(220) 중에서 특정 패턴(예컨대, 특정 주 파수)의 전기신호가 인가된 도전판(220)의 위치정보 및 도전판(220)에 인가된 전기신호의 크기를 근거로 접촉위치를 검출한다. 즉, 신호 검출부(300)는 복수의 도전판(220)에 를 갖는 전기신호가 인가되면 접촉위치를 검출한다.
신호 검출부(300)는 특정 패턴의 전기신호가 인접한 복수의 도전판(220)에 인가되면, 복수의 도전판(220) 각각에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 산출한다. 신호 검출부(300)는 기산출한 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 xy좌표로 변환한다. 신호 검출부(300)는 변환된 xy좌표를 접촉위치로 검출한다. 즉, 신호 검출부(300)는 특정 패턴의 전기신호가 인접하지 않은 복수의 도전판(220)에 인가되면, 복수의 도전판(220) 중에서 상호인접한 도전판(220)을 그룹으로 구분한다. 신호 검출부(300)는 각각의 그룹에 포함된 도전판(220)에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 각각의 그룹의 중심점을 산출한다. 신호 검출부(300)는 세 축 좌표로 이루어진 그룹 각각의 중심점을 xy좌표로 변환한다. 신호 검출부(300)는 변환된 각각의 xy좌표를 접촉위치로 검출한다. 이때, 신호 검출부(300)는 특정 패턴의 전기신호가 인접한 복수의 도전판(220)에 인가되면, 복수의 도전판(220) 각각에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 산출한다. 이후, 신호 검출부(300)는 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 xy좌표로 변환하고, 변환된 xy좌표를 접촉위치로 검출한다. 신호 검출부(300)는 특정 패턴의 전기신호가 인접하지 않은 복수의 도전판(220)에 인가되면, 복수의 도전판(220) 중에서 상호인접한 도전판(220)을 그룹으로 구분한다. 신호 검출부(300)는 구분한 각각의 그룹에 포함 된 도전판(220)에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 각각의 그룹의 중심점을 산출한다. 신호 검출부(300)는 세 축 좌표로 이루어진 그룹 각각의 중심점을 xy좌표로 변환하고, 변환된 각각의 xy좌표를 접촉위치로 검출한다. 여기서, 신호 검출부(300)가 접촉위치를 검출하는 내용에 대한 상세한 설명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
신호 검출부(300)는 도전판(220)에서 검출되는 전기신호는 단일 주파수의 비교적 단순한 신호이므로 특성이 알려진 전기신호를 검출하도록 구성한 리시버 회로(340)를 포함한다. 이때, 리시버 회로(340)는 각 도전판(220)당 하나씩 NA+NB+NC개의 리시버(320)로 구성된다.
신호 검출부(300)는 도 8에 도시된 바와 같이, 리시버 회로(340)를 대신하여 멀티플렉서(380)를 포함할 수도 있다. 즉, 도전판 어레이(230) 중에서 N개씩 M개의 도전판 세트로 도전판(220)을 구성하고, 멀티플렉서(380)는 순차적으로 한 세트씩 각 도전판(220)의 전기신호 인가 여부를 검출한다. 신호 검출부(300)의 리시버 회로(340)를 멀티플렉서(380)로 구성하면 사용되는 리시버(320)의 개수를 최소화할 수 있다. 일반적으로, 사용자의 입력은 느리게 변화하므로, 신호 검출부(300)는 대략 100㎐(즉, 10㎳에 한번) 정도의 주기로 각 도전판(220)을 확인하면 된다. 하지만, 도전판(220)으로 전달되는 신호는 수백 ㎒의 주파수를 가지므로 확인 작업은 대략 1㎳ 정도 이내에 끝나기 때문이다. 신호 검출부(300)의 멀티플렉서(380)와 리시버 회로(340)는 전체적인 터치패드의 크기와 도전판 어레이(230)의 행 및 열의 개수를 고려하여 적절한 설계가 필요하다. 여기서, 적절하다는 것은 신호 검출부(300)가 대략 100㎐ 정도로 모든 도전판(220)의 신호 검출을 반복 수행할 수 있는 정도의 수준을 의미한다. 예를 들어, 감지부(200)의 세 축이 각각 3, 4, 4개의 도전판 어레이(230)로 구성되어 있다. 이때, 신호 검출부(300)가 리시버 회로(340)를 포함하는 경우 각 도전판(220)의 전기신호 인가 여부를 검출하기 위해서는 총 11개의 리시버(320)를 구비해야한다. 반면, 신호 검출부(300)가 입력단이 4개인 멀티플렉서(380)를 포함하는 경우 한번에 도전판(220) 3개의 전기신호 인가 여부를 검출하기 때문에 총 3개의 리시버(320)를 구비하면 된다. 물론, 신호 검출부(300)는 입력단이 3개인 멀티플렉서(380)를 사용하여 4개의 리시버(320)를 구비할 수도 있다.
신호 검출부(300)는 리시버 회로(340) 또는 멀티플렉서(380)에서 검출한 전기신호를 근거로 각 전기신호의 적합성 여부 판단하고, 접촉위치를 산출하는 신호 검출기(360)를 포함한다. 신호 검출기(360)는 특정 패턴(예컨대, 특정 주파수)과 전기신호의 패턴(예컨대, 주파수)을 비교하여 적합성 여부를 판단한다. 이때, 신호 검출기(360)는 특정 패턴(예컨대, 특정 주파수)에 상응하는 패턴(예컨대, 주파수)을 갖는 전기신호가 인가되면 적합성이 존재는 것으로 판단한다. 물론, 신호 검출기(360)는 소정의 오차범위를 설정하고, 오차범위 내의 패턴(예컨대, 주파수)을 갖는 전기신호는 적합성이 존재하는 것으로 판단할 수도 있다. 이때, 신호 검출기(360)는 전기신호의 크기와는 관계없이 해당 전기신호의 패턴(예컨대, 주파수)만으로 적합성 여부를 판단한다.
신호 검출기(360)는 적합성이 존재하는 전기신호가 인가된 도전판(220)의 위치정보와, 해당 전기신호의 크기를 근거로 접촉위치를 산출한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 터치패드는 프로세서 모듈(400)과 연결될 수도 있다. 이때, 프로세서 모듈(400)은 신호 검출기로부터 사용자의 접촉위치를 전달받고, 이를 활용하는 응용 소프트웨어를 포함한다. 이때, 프로세서 모듈(400)은 사용자의 의도에 따라 터치패드의 켜거나 끄는 등의 설정이 가능하지만, 전체적인 터치패드의 동작에 관여하지는 않는다.
상술한 바와 같이, 터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법은 전기신호가 인가된 도전판(220)을 하나 이상의 그룹으로 구분하고 그룹 각각의 중심점을 접촉위치로 검출함으로써, 하나 이상의 접촉위치를 오류없이 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법은 평면상의 세 축을 중심으로 도전판(220)을 배열함으로써, 도전판(220)을 3차 배열로 구현하는 방식보다 훨씬 낮은 복잡성으로 신호 수신부를 구현할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 제안하는 터치패드의 감지부(200)는 사용자가 손을 이용하여 만지기 쉬운 위치에 장착되어야 한다. 신호 검출부(300)는 감지부(200)에 인접한 위치에 장착된다.
프로세서 모듈(400)이나 신호 생성부(100)의 경우 그 위치에 제약 사항은 없지만, 웨어러블 시스템의 착용감을 높이기 위해서는 무게를 분산시킬 수 있는 위치에 장착되는 것이 바람직하다. 이때, 신호 생성부(100)의 전극(140)은 신체와 직접 맞닿으면서도 착용감이 높은 위치에 장착된다.
터치패드는 상위 시스템의 설계에 따라 단일 부품으로 구현할 수도 있지만, 여러 부품으로 구성되어 의류의 각 부위에 분산되어 장착될 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 터치패드를 이용한 접촉 감지방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 터치패드를 이용한 접촉 감지방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 사용자는 터치패드를 포함하는 웨어러블 시스템이 장착된 의류를 착용한 상태에서, 웨어러블 시스템을 구동시킨다(S100). 그에 따라, 신호 생성부(100)는 특정 주파수를 갖는 전기신호를 발생한다. 즉, 신호 생성부(100)는 웨어러블 시스템에 전원이 인가되면 미리 설정된 특정 주파수를 갖는 전기신호를 발생한다. 이때, 신호 생성부(100)에서 발생한 전기신호는 사용자의 신체와 접촉된 전극(140)을 통해 사용자의 신체로 전달된다.
사용자가 손가락 등의 신체를 터치패드에 접촉하면(S200; YES), 감지부(200)를 구성하는 복수의 도전판(220) 중에서 사용자의 신체와 접촉한 도전판(220)에 신 호 생성부(100)에서 발생한 전기신호가 인가된다(S300). 즉, 접촉된 사용자의 신체를 통해 신호 생성부(100)에서 발생한 전기신호가 도전판(220)에 인가된다. 이때, 도전판(220)은 사용자 신체와의 접촉 정도에 따라 다른 크기의 전기신호들이 커플링되어 인가된다. 즉, 사용자 신체와의 접촉 정도가 클수록 큰 전기신호가 커플링되어 인가된다.
이와 함께, 신호 검출부(300)는 감지부(200)에 포함된 도전판(220)에 인가된 전기신호를 검출하기 시작한다(S400). 여기서, 신호 검출부(300)는 사용자의 접촉을 놓치지 않을 정도인 100Hz의 주기로 각 도전판(220)의 신호를 동시 혹은 순차적으로 측정하여 접촉위치를 계산한다. 이때, 신호 검출부(300)는 복수의 리시버(320)로 구성된 리시버 회로(340)를 통해 도전판 어레이(230)를 구성하는 모든 도전판(220)에 인가된 전기신호를 한번에 검출한다. 물론, 신호 검출부(300)는 멀티플렉서(380)를 통해 각 도전판(220)에 인가된 전기신호를 한 세트씩 순차적으로 검출할 수도 있다. 여기서, 신호 검출부(300)는 도전판 어레이(230)에 포함된 하나의 행 또는 열을 한 세트로 하여 각 도전판(220)에 인가된 전기신호를 검출할 수도 있다.
이때, 신호 검출부(300)는 내부적으로 마이크로컨트롤러와 메모리가 있어서, 각 도전판(220)에 인가된 전기신호의 크기정보(또는, 세기정보) 및 전기신호가 인가된 도전판(220)의 위치정보를 저장하고 있으며, 멀티플렉서(380)를 이용하여 순차적으로 각 도전판(220)에 인가된 전기신호의 크기정보(또는, 세기정보) 및 전기신호가 인가된 도전판(220)의 위치정보를 업데이트한다.
신호 검출부(300)는 각 도전판(220)에 인가된 전기신호의 적합성 여부를 판단한다(S500). 신호 검출부(300)는 미리 설정된 주파수에 상응하는 주파수를 갖는 전기신호가 인가되면 적합성이 존재는 것으로 판단한다. 물론, 신호 검출부(300)는 소정의 오차범위를 설정하고, 오차범위 내의 주파수를 갖는 전기신호는 적합성이 존재하는 것으로 판단할 수도 있다. 이때, 신호 검출부(300)는 전기신호의 크기와는 관계없이 해당 전기신호의 주파수만으로 적합성 여부를 판단한다.
신호 검출부(300)는 적합성이 존재하는 전기신호가 인가된 도전판(220)의 위치정보와, 해당 전기신호의 크기를 근거로 접촉위치를 산출한다(S600). 신호 검출부(300)는 설정된 주기로 메모리에 저장된 전기신호의 크기정보 및 위치정보를 이용하여 접촉위치를 산출한다. 먼저, A, B, C축에 각각 NA, NB, NC 개의 도전판(220)이 존재한다면, 매 주기마다 NA', NB', NC'개(0≤NA'≤NA, 0≤NB'≤NB, 0≤NC'≤NC)의 신호가 검출된다. 이때 신호가 나타난 도전판(220)의 위치를 ai, bj, ck라 하고, 검출된 신호의 크기를 sA ,j, sB ,j, sC ,k(0≤i≤NA'-1, 0≤j≤NB'-1, 0≤k≤NC'-1)이라 한다. 신호 검출부(300)는 하나의 접촉은 인접한 여러 도전판(220)에 신호를 야기하므로 인접한 도전판(220)들을 그룹지어 중심점들 aC ,p, bC ,q, cC ,r을 질량 중심 계산식과의 유사성을 이용하여 하기의 수학식 1과 같이 계산한다.
Figure 112009055417779-pat00001
이때, 각 축에 어레이를 구성하는 도전판(220) 간의 간격이 △로 동일하다면, 각 도전판(220)이 이루는 선은 터치패드의 좌표계 상에서 직선으로 표현이 가능하며 하기의 수학식 2와 같이 표현된다. 신호 검출부(300)는 하기의 수학식 2를 통해 aC ,p와 bC ,q가 이루는 두 선의 교점들 (xAB ,p,q, yAB ,p,q) 및 aC ,p와 cC ,r가 이루는 두 선의 교점들 (xAC,p,r, yAC ,p,r)을 산출한다.
Figure 112009055417779-pat00002
Figure 112009055417779-pat00003
Figure 112009055417779-pat00004
마지막으로, 신호 검출부(300)는 두 개의 교점 집합에 대해 실제교점과 가상의 교점을 구분한다. 이때, 신호 검출부(300)는 각 (xAB ,p,q, yAB ,p,q)에 대하여 절대거리가 일정 임계값(threshold) 이내에 하나 이상의 (xAC ,p,r, yAC ,p,r)가 존재한다면 실제 교점으로 구분한다. 신호 검출부(300)는 각 (xAB ,p,q, yAB ,p,q)에 대하여 절대거리가 일정 임계값 이내에 (xAC ,p,r, yAC ,p,r)가 하나도 존재하지 않는다면 가상의 교점으로 구분한다. 여기서, 임계값은 0보다 크고 도전판(220) 간의 간격 △보다 작은 범위 내에서 실험적으로 선택된다.
여기서, 도 10에는 도시하지 않았으나, 프로세서 모듈(400)이 터치패드의 신호 검출부(300)로부터 사용자의 접촉위치를 제공받고, 이를 이용하여 소정의 프로세스를 수행하는 단계가 추가로 포함될 수도 있다. 예를 들면, 프로세서 모듈(400)은 사용자의 의도에 따라 터치패드의 켜거나 끄는 등의 설정이 가능하다. 하지만, 본 실시예에서 프로세서 모듈(400)은 전체적인 터치패드의 동작에 관여하지는 않기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 터치패드를 이용한 접촉 감지방법을 예를 들어 상세하게 설명하면 아래와 같다. 도 11 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 터치패드를 이용한 접촉 감지방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 신호 검출부(300)는 각 도전판(220)에 인가되는 수신신호의 크기를 측정하고(S610), 각 축 상의 신호검출위치(즉, (aC,p, bC,q, cC,r))를 산출한다(S620). 다음으로, 신호 검출부(300)는 A-B 및 A-C축간의 신호검출 도전판(220)의 교점 위치를 산출(S620)한 후에, 두 교점 집합의 절대거리를 비교하여 실제교점을 도출한다(S640). 마지막으로 신호 검출부(300)는 도출한 실제교점을 접촉위치로 검출한다(S650).
본 발명의 실시예에 따른 접촉위치 검출방법은 터치패드의 구조에 크게 제약을 받지 않지만, 접촉위치의 검출을 위해서는 터치패드의 영역 정보가 필요하다. 따라서, 도 12에 도시된 바와 같은 터치패드가 주어졌다고 가정한다. 동작 면적은 가로 6.5cm, 세로 5cm이며, x-y 좌표평면의 원점은 좌측 하단으로 정하자. A, B, C축 상의 도전판 어레이(230)는 A축에 7개, B축에 8개 및 C축에 7개가 존재하므로 NA=7, NB=8, NC=7이다.
(한 점 접촉)
우선 하나의 접촉이 발생한 경우를 살펴보자. 신호 검출부(300)는 100Hz 주기로 각 도전판(220)에 나타난 신호의 세기를 검출하므로 약 10ms마다 한 번씩 전체 도전판(220)의 수신 신호세기를 얻을 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, P1에 사용자의 손가락이 패드에 근접하면서 접촉하면, 10ms마다 획득된 데이터에 점차 변화가 나타나게 된다.
P1 한 점에 접촉이 발생한 어느 순간에 데이터(즉, 도전판(220)에 인가된 신호의 세기)를 하기의 표 1과 같이 획득했다고 가정하자. P1의 접촉 위치는 우연치 않게도 각 축의 도전판(220)의 위치와 접촉되어있기 때문에, A축에서는 2번째, B축에서는 3번째, 그리고 C축에서는 4번째의 도전판(220)에 가장 큰 신호가 검출되었음을 볼 수 있다. 좌우로 인접한 두 도전판(220)에는 접촉이 일어나지 않았지만, 사용자의 몸을 통해 전달된 신호는 인접한 도전판(220)과 0이 아닌 캐패시턴스를 형성하므로, 미약한 신호가 검출되었음을 볼 수 있다.
Figure 112009055417779-pat00005
신호 검출부(300)는 접촉위치의 검출을 위해서 각 축에서 어느 정도 신호가 감지된 값들을 찾는다. 각 축당 3개씩 검출되었으므로 NA'=3, NB'=3, NC'=3이다. 이들의 중심점은 상술한 수학식 1에 의해 계산이 가능하다. P1의 경우 특수하게 접촉위치가 각 축과 접촉되어 좌우로 인접한 도전판(220)의 신호가 동일하므로 그룹의 중심점의 계산이 단순해진다. 신호 검출부(300)는 상술한 수학식 1을 통해 중심점 (aC, bC, cC)가 (2,3,4)임을 알 수 있다.
P2 한 점에 접촉이 일어난 경우가 보다 일반적일 것이다. 이때 하기의 표 2와 같은 데이터(즉, 도전판(220)에 인가된 신호의 세기)를 획득했다고 가정하자. 각 축당 2개씩의 도전판(220)에 신호가 검출되었으므로, NA'=2, NB'=3, NC'=3이다.
Figure 112009055417779-pat00006
따라서, 신호 검출부(300)는 하기의 수학식 3과 같이 이들의 중심점(5.5, 6.1, 4.4)을 산출한다.
Figure 112009055417779-pat00007
Figure 112009055417779-pat00008
Figure 112009055417779-pat00009
(두 점 접촉)
다음으로, 두 점에서 접촉이 일어나는 경우를 살펴보자. P1과 P2에 동시에 접촉이 발생하여 하기의 표 3과 같은 데이터를 획득했다고 가정하자. 하기의 표3은 표 1 및 표 2를 합해 놓은 듯하지만, C축 상의 데이터는 차이를 보인다. 이는 두 접촉위치가 C축 상에서 거의 동일한 지점에 발생했기 때문이다. 각 축 상에 위치한 도전판(220)의 간격이 넓을수록, 또 접촉위치의 크기가 클수록 이런 현상이 나타나게 되며, 접촉위치의 인식에 오차를 증가시키는 요인으로 작용한다. 표 3을 통해 NA'=5, NB'=5, NC'=3임을 알 수 있다.
Figure 112009055417779-pat00010
신호 검출부(300)는 신호가 검출된 점들을 그룹으로 구분한다. 이때, 점들을 그룹을 나누는 방법은 여러 가지 방법이 존재하며, 도전판(220)의 간격이나 접촉점의 크기 등 다양한 상황마다 가장 오차가 적은 결과를 내는 그룹 짓기 방법이 서로 다르다. 본 예에서는 임계값(threshold)을 이용하여 인접한 도전판(220)을 찾는 방법을 예로 들어 설명한다. 신호 검출부(300)는 임계값을 0.05로 선정하여 0.05 이하의 크기를 갖는 신호가 검출된 도전판(220)은 신호가 검출되지 않은 것으로 판단한다. 신호 검출부(300)는 1부터 인덱스를 증가시키면서, 바로 인접한 신호가 검출된 도전판(220)은 같은 그룹으로 묶는다. 이럴 경우 신호 검출부(300)는 하기와 같은 그룹으로 구분한다.
{a1, a2, a3}, {a5, a6}, {b2, b3, b4}, {b6, b7}, {c3, c4, c5}
신호 검출부(300)는 그룹의 구분이 완료되면 각 그룹의 중심점을 상술한 수학식 1을 이용해 아래와 같이 산출한다.
Figure 112009055417779-pat00011
Figure 112009055417779-pat00012
Figure 112009055417779-pat00013
Figure 112009055417779-pat00014
Figure 112009055417779-pat00015
(x-y 좌표 변환)
상술한 바와 같이 접촉위치의 중심점의 산출이 완료되면, 신호 검출부(300)는 산출한 각 그룹의 중심점의 좌표(즉, 세 축 좌표로 이루어진 중심점의 좌표)를 x-y 좌표로 변환한다.
먼저, 신호 검출부(300)는 A, B, C 각 축에 나타난 각각의 그룹의 중심점을 이용하여 x, y평면상의 후보점을 찾는다. 여기서, 신호 검출부(300)는 상술한 수학식 2를 통해 x, y평면상의 후보점을 찾는다. 하지만, 수학식 2는 하기와 같은 가정을 바탕으로 하고 있기 때문에 x, y평면상의 후보점을 찾는데 수학식 2를 그대로 적용하는 것은 불가능하다.
가정 1) x, y 평면상의 원점과, A, B, C 축상의 원점이 동일하다.
가정 2) 식에 나타난 A, B, C 각 축의 방향(음의 방향과 양의 방향)이 도 5에 나타난 축의 방향과 동일하다. 여기서, 가정 2는 도 13에 1B가 좌측하단, 8B는 우측상단이지만, 어떤 터치패드는 1B가 우측상단, 8B가 좌측하단일 수도 있는 것을 의미한다. 이때, 축의 방향에 차이있는 경우 x, y 좌표 계산식에 변형이 발생할 수 있다.
상술한 수학식 2는 터치패드의 도전판(220)이 구현될 수 있는 여러 가지 구성(축의 방향, 원점의 위치) 중 하나의 예를 나타낸 것으로 좌표변환이 수학적으로 가능함을 보이는 역할을 담당할 뿐, 본 특허의 고유한 발명은 아니다. 도 11에 도시된 바와 같이 도전판(220)이 구성된 경우, 상술한 수학식 2의 좌표변환 식은 하기의 수학식 4와 같이 수정되어야 한다. 여기서, 신호 검출부(300)는 도전판(220)의 구성에 따라 변화된 x-y 좌표 계산식(예를 들면, 수학식 2, 수학식 4 등)을 내장한다.
Figure 112009055417779-pat00016
Figure 112009055417779-pat00017
Figure 112009055417779-pat00018
위 식이 유도된 과정은 다음과 같다. 먼저, A축은 x축과 평행하므로, 각 도전판(220)이 y축과 평행한 직선을 이룬다. 이러한 직선의 수식은 x=a와 같이 나타나는데, A축의 0점은 x축의 0점과 -0.5의 오프셋(offset)이 있으므로 이를 더해주고, 도전판(220) 간의 간격 △를 곱하여 xA ,p를 구한다.
B축은 x축과 60°의 경사를 이루고 있으므로, 각 도전판(220)은 x-y평면상에서 150°의 기울기를 갖는 직선이다. 이러한 직선의 수식은
Figure 112009055417779-pat00019
와 같이 주어진다. 원점의 차이를 보상하기 위해서는 식의 x, y가 각각 x-x0, y-y0로 대체되는데 여기서 x0와 y0를 구하기 위해 도 13을 생각해 보자. (0,0)을 지나는 B축의 0점의 위치를 통해 x0와 y0를 구할 수 있는데, (0,0)점과 a=1선은 0.5의 거리차이가 있으므로, b=1선과 (0,0) 위치와의 거리는 0.5×cos 60°가 된다. 따라서 b=0선과 (0,0) 위치와의 거리는 1-0.5×cos 60°이다. B축상의 임의의 점 bC ,q의 x-y 평면상의 위치가 x0와 y0이며, 이를 구하면 하기의 수학식 5와 같다.
Figure 112009055417779-pat00020
Figure 112009055417779-pat00021
따라서, yB ,p,q는 하기의 수학시 6과 같이 표현되며, yC ,p,r도 이와 유사한 방식으로 구할 수 있다.
Figure 112009055417779-pat00022
도전판(220) 간의 간격인 △가 1cm이므로, x, y 평면상의 후보점들인 (xA ,p, yB ,p,q)와 (xA ,p, yC ,p,r)을 찾아보면, 다음과 같이 계산이 가능하다.
Figure 112009055417779-pat00023
Figure 112009055417779-pat00024
Figure 112009055417779-pat00025
Figure 112009055417779-pat00026
Figure 112009055417779-pat00027
Figure 112009055417779-pat00028
Figure 112009055417779-pat00029
Figure 112009055417779-pat00030
Figure 112009055417779-pat00031
Figure 112009055417779-pat00032
Figure 112009055417779-pat00033
Figure 112009055417779-pat00034
Figure 112009055417779-pat00035
Figure 112009055417779-pat00036
Figure 112009055417779-pat00037
Figure 112009055417779-pat00038
Figure 112009055417779-pat00039
Figure 112009055417779-pat00040
Figure 112009055417779-pat00041
Figure 112009055417779-pat00042
신호 검출부(300)는 상술한 계산 결과에 따라 하기의 표 4와 같이 접촉위치 후보점을 추출한다. 여기서, 표 4에 나타난 후보점들 중 일부만이 참이며 나머지는 하나 이상의 접촉이 발생함으로써 생겨난 가상의 접촉점이다.
Figure 112009055417779-pat00043
신호 검출부(300)는 2열의 각 점들에 대해 정해진 임계값(threshold)이내에 위치한 점이 3열에 존재한다면 실제 접촉점으로 추출한다. 신호 검출부(300)는 2열의 각 점들에 대해 정해진 임계값(threshold)이내에 위치한 점이 없으면 가상의 접촉점으로 추출한다. 여기서, 임계값은 접촉점의 일반적인 크기와 관계가 있으며, 0.5로 잡는다면, 신호 검출부(300)는 표 4에 표시된 후보점들 중에 (1,5, 1.73), (5.5, 3.00)인 좌표가 이 실제 접촉위치의 좌표로 추출한다.
상술한 바와 같이, 터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법은 전기신호가 인가된 도전판(220)을 하나 이상의 그룹으로 구분하고 그룹 각각의 중심점을 접촉위치로 검출함으로써, 하나 이상의 접촉위치를 오류없이 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 터치패드 및 이를 이용한 접촉 감지방법은 평면상의 세 축을 중심으로 도전판(220)을 배열함으로써, 도전판(220)을 2차 배열로 구현하는 방식보다 훨씬 낮은 복잡성으로 신호 수신부를 구현할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
도 1 내지 도 3은 종래의 터치패드를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 터치패드의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 5는 도 4의 도전판을 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 4의 감지부를 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 6의 도전판을 설명하기 위한 도면.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 터치패드의 다른 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 터치패드를 이용한 접촉 감지방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 터치패드를 이용한 접촉 감지방법을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10, 20: 횡방향 전극 어레이 11, 21: 종방향 전극 어레이
12: 신호 송신부 13: 신호 수신부
14, 23: 캐패시턴스 22: 신호전달경로
24: 실제 접점 25: 가상 접점
100: 신호 생성부 120: 신호 생성기
140: 전극 200: 감지부
210: 도선 220: 도전판
230: 도전판 어레이 240: 내피
250: 외피 300: 신호 검출부
320: 리시버 340: 리시버 회로
360: 신호 검출기 380: 멀티플렉서
400: 프로세서 모듈

Claims (10)

  1. 특정 패턴의 전기신호를 생성하는 신호 생성부;
    평면상의 세 축을 따라 서로 접촉되지 않도록 거리를 두고 배열되고, 사용자의 신체 일부와 접촉됨에 따라 상기 신호 생성부에서 생성된 전기신호가 인가되는 복수의 도전판; 및
    상기 복수의 도전판에서 전기신호가 인가된 도전판의 위치정보 및 도전판에 인가된 전기신호의 크기를 근거로 접촉위치를 검출하는 신호 검출부를 포함하되,
    상기 복수의 도전판 각각은 상기 평면상의 세 개의 축 각각에 수직으로 교차하도록 배열되고, 상기 복수의 도전판 중에서 동일 축에 배열된 도전판들은 동일간격으로 상호 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 터치패드.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 생성부는 특정 주파수를 갖는 전기신호를 생성하고,
    상기 신호 검출부는 상기 복수의 도전판에 상기 특정 주파수를 갖는 전기신호가 인가되면 접촉위치를 검출하고,
    상기 신호 생성부는 사용자의 신체에 접촉되어 상기 전기신호를 사용자의 신체로 전달하는 전극을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패드.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 검출부는,
    상기 특정 패턴의 전기신호가 인접한 복수의 도전판에 인가되면, 상기 복수의 도전판 각각에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 산출하고, 상기 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 xy좌표로 변환하고, 상기 변환된 xy좌표를 접촉위치로 검출하는 것을 특징으로 하는 터치패드.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 검출부는,
    상기 특정 패턴의 전기신호가 인접하지 않은 복수의 도전판에 인가되면, 상기 복수의 도전판 중에서 상호인접한 도전판을 그룹으로 구분하고, 각각의 그룹에 포함된 도전판에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 각각의 그룹의 중심점을 산출하고, 상기 세 축 좌표로 이루어진 그룹 각각의 중심점을 xy좌표로 변환하고, 상기 변환된 각각의 xy좌표를 접촉위치로 검출하는 것을 특징으로 하는 터치패드.
  6. (a) 신호 생성부에 의해 특정 패턴의 전기신호를 생성하는 단계;
    (b) 신호 검출부에 의해, 평면상의 세 축을 따라 서로 접촉되지 않도록 거리를 두고 배열된 복수의 도전판 중에서 상기 (a) 단계에서 생성된 전기신호가 인가된 도전판을 검출하는 단계; 및
    (c) 상기 신호 검출부에 의해 상기 (b) 단계에서 검출된 도전판의 위치정보 및 도전판에 인가된 전기신호의 크기를 근거로 사용자의 신체 일부가 접촉된 접촉위치를 검출하는 단계를 포함하되,
    상기 도전판의 위치정보는 세 축 좌표로 이루어지고,
    상기 복수의 도전판 각각은 상기 평면상의 세 개의 축 각각에 수직으로 교차하도록 배열되고, 상기 복수의 도전판 중에서 동일 축에 배열된 도전판들은 동일간격으로 상호 이격되어 배열되는 것을 특징으로 하는 터치패드를 이용한 접촉 감지방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c-1) 상기 특정 패턴의 전기신호가 인접한 복수의 도전판에 인가되면, 상기 신호 검출부에 의해 상기 복수의 도전판 각각에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 산출하는 단계;
    (c-2) 상기 신호 검출부에 의해 상기 (c-1) 단계에서 산출한 상기 세 축 좌표로 이루어진 중심점을 xy좌표로 변환하는 단계; 및
    (c-3) 상기 신호 검출부에 의해 상기 (c-2) 단계에서 변환된 xy좌표를 접촉위치로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패드를 이용한 접촉 감지방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c-1) 상기 신호 검출부에 의해 상기 특정 패턴의 전기신호가 인접하지 않은 복수의 도전판에 인가되면, 상기 복수의 도전판 중에서 상호인접한 도전판을 그룹으로 구분하는 단계;
    (c-2) 상기 신호 검출부에 의해 상기 (c-1)에서 구분된 각각의 그룹에 포함된 도전판에 인가된 전기신호의 크기 및 세 축 좌표를 근거로 세 축 좌표로 이루어진 각각의 그룹의 중심점을 산출하는 단계;
    (c-3) 상기 신호 검출부에 의해 상기 (c-2) 단계에서 산출한 상기 세 축 좌표로 이루어진 그룹 각각의 중심점을 xy좌표로 변환하는 단계; 및
    (c-4) 상기 신호 검출부에 의해 상기 (c-3) 단계에서 변환된 xy좌표를 접촉위치로 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치패드를 이용한 접촉 감지방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 (a) 단계에서는,
    상기 신호 생성부에 의해 특정 주파수를 갖는 전기신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 터치패드를 이용한 접촉 감지방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 (c) 단계에서는,
    상기 신호 검출부에 의해 상기 복수의 도전판에 상기 특정 주파수를 갖는 전기신호가 인가되면 접촉위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 터치패드를 이용한 접촉 감지방법.
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