KR101372423B1 - 멀티 터치스크린 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 X축 또는 Y축 중 어느 하나에만 수발신 소자를 배치하여도 터치 영역의 x, y 직교좌표를 산출할 수 있는 멀티 터치 스크린 장치이다. 수발신 소자가 X축 및 Y축에 배치되어 적외선이 매트릭스 형식으로 터치영역을 스캔하는 것이 아니라, 적외선 수발신 소자를 X축 또는 Y축 중 어느 한축에만 배치하여 하나의 수신 모듈이 터치 영역을 직각 스캔 측정신호와 빗각 스캔 측정신호로 순차 스캔하는 방식이다. 이는 사용 수발신 소자를 줄일 수 있을 뿐 아니라 적외선을 사용하는 멀티 터치에서 발생하는 허상의 문제를 근본적으로 해결하는 멀티 터치스크린 장치이다.

Description

멀티 터치스크린 장치{Multi-touch on touch screen apparatus}
X축 또는 Y축 중 어느 하나에만 수발신 소자를 배치하여도 터치 영역의 X, Y 직교좌표를 산출할 수 있는 적외선을 이용한 멀티 터치스크린 장치이다.
사용자의 순간 복합동작에서 정확히 터치 영역의 변화를 인식할 수 있도록 수신 모듈 순차 스캔과 발신 모듈 순차 스캔을 병행하거나 발신 모듈과 수신 모듈을 그룹화한 멀티 터치스크린 장치이다.
다중 터치 물체간 상호 간섭으로 허상이 생성되는데, 이를 쉽게 제거할 수 있는 멀티 터치스크린 장치이다.
종래의 일반적인 적외선 방식의 멀티 터치스크린 장치는 X, Y축에 수발신 소자를 배치하고, 터치 물체들이 적외선 발신신호를 차단하는지 여부를 바탕으로 물체의 직교좌표를 측정한다. 이는 X, Y축 모두에 수발신 소자를 사용하므로, 그 사용량을 증가시키는 요인으로 작용한다.
적외선 신호는 수십에서 수백 KHz의 교류 신호로서, 방사한 후 터치로 인한 자외선 차단 물체의 존재 유무에 따라 수집된 교류 신호를 평균하여 신호의 크기를 측정한다. 이러한 종래 방식은 수집된 교류 신호를 평균내기 위한 시간과 고주파 신호에 의한 적외선 송수신 소자들의 주파수 반응이 현저한 저하로 인해 감도 및 전체 반응 속도의 제약을 가져온다.
종래 방식은 발광부와 수광부에서 작동하는 다른 광원에 의해서 서로 간섭되어 수신 소자에서 정확한 신호의 수신을 기대할 수 없고 이로 인해 정확한 좌표를 산출해 낼 수 없었다.
종래에는 대형 적외선 터치스크린은 여러 사람이 다수의 손가락으로 동시에 빠르게 여러 방향에서 다중 터치하는 순간적인 복합동작에서 정밀하게 터치 물체를 감지하고 허상을 제거 하는데 어려움이 있었다.
또한, 종래 방식은 X, Y축 발광부와 수광부 사이에서 적외선 신호가 직교하도록 방사되는데, 대각선으로 멀티 터치되는 경우 서로 다른 복수 터치 영역의 상호 작용으로 만들어지는 허상이 생성되는 문제점이 있었다.
도 20은 제10-1018397호에 개시된 적외선 방식의 터치스크린 장치이다.
그런데 상기 제10-1018397호는 허상을 제거하기 위해서는 제1스캔 제어 모드를 수행한 후 멀티 터치가 감지는 되는 경우에는 제2스캔 제어모드를 별도로 수행하여야 하는데, 제1스캔 제어모드에서 실제 멀티 터치임에도 멀티터치로 인식되지 않는 경우가 발생하여 오동작할 뿐만 아니라 제1스캔 제어모드 수행 후 멀티 터치로 인식되는 경우에는 별도의 제2스캔 제어모드를 구동하여 멀티 터치 중 허상으로 판단되는 물체를 제거하므로 멀티 터치의 이동이 빈번한 경우, 제2스캔 제어모드가 수행되는 동안 새로운 멀티 터치가 발생되는 경우에는 새로운 멀티 터치에 대해 제1스캔 제어모드를 구동하여야 함에도 불구하고 이전의 멀티 터치에 대한 제2스캔 제어모드에 있으므로 새로운 멀티 터치를 정상적으로 인식하지 못하는 문제점이 있다.
또한 제10-1018397호는 X, Y축 모두에 수발신 소자를 배치하고 있으므로 여전히 많은 수발신 소자를 사용하는 문제점을 안고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, X축 또는 Y축 어느 한 축에만 수발신소자를 대응되게 배열해도 작동하는 멀티 스크린장치를 제공한다.
그리고 멀티 터치스크린 장치에서 다중 터치가 발생하는 경우에도 허상이 근본적으로 발생하지 않거나 발생되더라도 이를 쉽게 제거할 수 있는 멀티 터치스크린 장치를 제공하고자 한다.
사용자의 터치 위치가 빠르게 변화하더라도 이를 정확하게 인식할 수 있도록 수신 모듈 순차 스캔과 발신 모듈 순차 스캔을 병행하거나 발신 모듈과 수신모듈을 그룹화한 멀티 터치스크린 장치를 제공한다.
또한 본 발명은 다양한 멀티 터치스크린 장치의 특성에 따라 최적화된 터치 위치를 측정하고 이를 보정하는 멀티 터치스크린 장치를 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 터치 위치 측정을 위한 터치 측정 신호를 발신하고 수신하는 장치를 최적으로 배치한 멀티 터치스크린 장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 터치스크린 장치는, 터치 측정 신호를 대향하는 수신 소자에 방사상으로 발신하는 발신 소자를 포함하는 X축 발신 모듈; 상기 발신 모듈에서 송출된 터치 측정신호를 직각 및 빗각으로 수신하는 수신 소자를 포함하는 X축 수신 모듈; Y축 발신 모듈과 Y축 수신모듈 없이, 상기 X축 수신 모듈에서 수신된 터치 측정 신호만으로 터치 영역의 x, y 좌표를 연산하는 제어부; 및 사용자로부터 터치 입력을 입력받는 터치 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치를 제공한다.
그리고 제어부는 터치 영역의 x 좌표는 X축 발신 모듈에서 발신된 직각 터치 측정신호의 경로를 방해하는 터치영역에 대응하는 X축 수신모듈이 수신하는 신호에 기초하여 연산하고, 터치 영역의 y좌표는 X축 발신 모듈에서 발신된 빗각 터치 측정신호의 경로를 방해하는 터치영역에 대응하는 X축 수신모듈이 수신하는 신호에 기초하여 연산한다.
또한 상기 제어부는 직각 및 빗각 측정신호의 경로를 방해하는 터치 영역의 x 좌표[ x0(n), xt(n)]를 수신된 터치신호의 크기를 정규화한 터치 측정신호 측정값에 기초하여 계산한다. 상기 정규화된 터치신호 측정값 중에서 제1기준값(Tlower)보다 큰 값은 터치 측정신호의 경로방해가 있는 것으로 판단하여 터치 영역의 좌표[x0(n), xt(n)]를 결정한다. 그리고 상기 정규화된 터치 측정신호의 측정값 중에서 소정의 제1기준값(Tlower)보다 작은 경우에 아래 W가 0이 아니면 터치 패널의 눌림이 존재하는 것으로 판단하여 터치영역의 좌표[x0(n), xt(n)]와 지름[d(n)]을 계산하여 조건에 부합하는 좌표의 유효성을 확인하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치를 제공한다.
더 나아가 k번째 수신 또는 발신 소자가 고장인 경우, k번째 터치 측정 신호의 측정값은 k-1번째 터치 측정 신호의 측정값으로 대체하며, 발신소자는 직각의 터치 측정신호와 빗각의 터치 측정신호를 함께 연속적으로 발신한다. 그리고 상기 발신소자와 상기 수신소자는 같은 축상에 서로 교대로 엇갈리게 배치되어 스캔될 수 있다. 상기 발신소자는 소정의 시간 간격을 두고 인접하는 발신소자와 교대로 터치 신호를 발신할 수도 있다.
상기 과제를 달성하기 위해 펄스를 포함하는 터치 측정 신호를 발신하는 발신 소자를 포함하는 발신 모듈; 상기 발신 모듈에서 송출된 상기 터치 측정 신호를 수신하는 수신 소자를 포함하는 수신 모듈; 상기 수신 모듈에서 수신된 터치 측정 신호로부터 터치 영역의 좌표를 연산하는 제어부; 및 사용자로부터 터치 입력을 입력받는 터치 패널을 포함하는 멀티 터치스크린 장치에 있어서, 하나의 발신 소자에 대하여 직각 및 빗각으로 대향한 복수의 상기 수신 소자들이 직각, 예각, 둔각 순으로 또는 직각, 둔각, 예각 순으로 상기 하나의 발신 소자를 향하여 터치물체를 순차 스캔하고, 또는/및 하나의 수신 소자에 대하여 직각 및 빗각으로 대향한 복수의 발신 소자들이 직각, 예각, 둔각 순으로 또는 직각, 둔각, 예각 순으로 상기 하나의 수신 소자를 향하여 순차 스캔하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치를 제공한다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 터치스크린 장치는 X축 수신모듈 그룹부를 향하여 방사상으로 연속된 터치 측정 신호를 발신하는 터치 측정 신호 발신모듈을 그룹화한 X축 발신모듈 그룹부; 상기 X축 발신모듈 그룹부에서 발신되는 측정신호를 직각, 예각 및 둔각의 위치에서 각각 X축 수신모듈별로 동시에 수신하도록 적어도 3개 이상인 다수의 수신 모듈을 구비한 X축 수신모듈 그룹부; 상기 X축 발신모듈 그룹부에 포함된 동일한 인덱스의 X축 터치 측정 신호 발신모듈이 동시에 구동되도록 구동 클럭을 제공하는 X축 발신부 구동 클럭부; Y축 발신모듈 그룹부와 Y축 수신모듈 그룹부 없이, 상기 X축 수신모듈 그룹부에서 수신된 터치 측정 신호만으로 터치 영역의 x, y 좌표를 연산하는 제어부; 및 사용자로부터 터치 입력을 입력받는 터치 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치를 제공한다.
또한 터치 영역의 x 좌표는 X축 발신모듈 그룹부에서 발신된 직각 터치 측정신호의 경로를 방해하는 터치영역에 대응하는 X축 수신모듈 그룹부의 수신신호를 측정하는 것에 기초하여 연산하고, 터치 영역의 y좌표는 X축 발신모듈 그룹부에서 발신된 예각 또는 둔각 터치 측정신호의 경로를 방해하는 터치영역에 대응하는 X축 수신모듈 그룹부가 수신하는 신호에 기초하여 계산하는 제어부인 것을 특징으로 하는 멀티 터치 스크린 장치를 제공한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 멀티 터치스크린 장치는 하나의 축에만 수발신소자를 배치하고 다른 한축에는 수발신 소자를 배치하지 않고도 마치 매트릭스 형태로 배치된 것과 같이 터치영역의 X, Y 직교좌표를 측정할 수 있으므로 수발신소자의 사용을 1/2로 줄이는 것은 물론 제조공정, 부피 등을 축소할 수 있는 이점이 있다. 또한 멀티 터치스크린 장치에서 다중 터치시 허상이 발생하는 문제를 근본적으로 해결할 수 할 수 있다.
수발신 모듈을 그룹화하여 그룹 단위로 동시에 수발신하므로 사용자의 터치 위치가 빠르게 변화하더라도 이를 정확하게 인식할 수 있다.
수신 모듈이 직각, 예각, 둔각으로 순차 스캔하거나 또는 발신 모듈의 직각, 둔각, 예각으로 순차 스캔하가나 양자를 병행하여 동시에 스캔하면 스캔 밀도가 높아져 복잡한 터치물체의 동작을 빠르고 정확히 감지하며, 허상을 더욱 제거할 수 있다.
최적화된 터치 위치를 측정하고 이를 보정할 수 있음은 물론, 터치 측정 신호를 발신하고 수신하는 장치를 최적으로 배치하여 신뢰성과 품질 높은 멀티 터치스크린을 제공할 수 있다. 또한 수발신 쌍을 한 축에서 교대로 배치하는 것은 적외선 방사각에 의한 인접 쌍의 동시 스캔 시 측정에 교란하는 문제를 해결하여, 스캔 속도를 증가시키는 장점이 있다.
도 1은 본발명의 제1 실시예에 따라 X축 또는 Y축 어느 하나에만 수발신 소자를 배치한 경우에도 본발명의 멀티 터치스크린 장치가 작동하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수발신 소자를 한 축에 교대로 배치한 멀티 터치 스크린 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 동작 과정을 설명하기 위한 또 다른 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 터치 지점을 인식하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 실제로 터치되는 지점과 허상의 터치 지점을 구분하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 터치 지점을 인식하는 원리를 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 특정 터치 수발신 모듈이 고장인 경우 터치 지점을 인식하는 원리를 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 발신 소자의 발신각에 의하여 허상을 제거하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 발신 소자의 발신각에 의하여 허상을 제거하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 발신 소자가 직각으로 신호를 발신하는 경우에 허상을 제거하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 발신 소자가 직각과 왼쪽 방향에서 소정각으로 신호를 발신하는 경우에 허상을 제거하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 발신 소자가 직각과 오른쪽 방향에서 소정각으로 신호를 발신하는 경우에 허상을 제거하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 발신 모듈 스캔 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 따른 모듈형 터치 측정 신호 수신부를 구성한 멍티 터치 스크린장치의 구성도이다.
도 18은 본 발명의 제3 실시예에 따른 모듈형 터치 측정 신호 수신부를 구성한 멀티 터치 스크린장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 19은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인접 수신부 모듈군에서 수신부 모듈이 서로 연동되는 원리를 설명하기 멀티 터치스크린장치의 도면이다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "--그룹부", "--모듈", "--소자" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예를 설명한다.
일반적으로 X축과 Y축에 수발신 소자를 함께 배열하여, 발신소자에서 수신소자로 향하는 적외선 신호를 터치 장애물이 차단하는 교차점의 좌표를 읽어 들여 터치 좌표를 인식할 수 있었다. 그러나 본원발명 제1 실시예는 X 또는 Y 축 중 어느 하나의 축에만 수발신 소자를 배치하여 X축과 Y축 둘 다의 직교 좌표를 계산할 수 있는 멀티 터치스크린 장치를 제공한다.
한 축, 즉 X축의 일측에는 발신소자를 배치하고 대향하는 타측에는 수신소자를 배치한 후 하나의 발신소자가 수신소자를 향하여 방사상으로 적외선의 터치 측정신호를 발신한다. 터치 패널상의 터치 영역을 이루는 물체는 터치 측정신호를 차단하게 되는데, 이 때 직각에 위치한 수신 소자에 측정된 값의 여부에 따라 터치 영역의 X 직교좌표임은 판단한다.
상기에서 터치 측정 신호로 적외선 신호가 예시되어 있으나 RF신호 및 엘이디 발광 신호 역시 터치 측정 신호로 사용될 수 있음에 유의하여야 한다.
여기서, 제2 실시예로서, 도면 2에 나타난 X축 수발신 모듈(110, 120), X축 수발신 모듈 드라이버(111, 121), 및 제어부(150)는 도면 1에 나타난 제1 실시예에도 그대로 적용된다.
도 2에 도시된 바와 같이, X축 수발신 모듈(110, 120)은 하나의 적외선 발생부와 하나의 적외선 수신 소자를 일정 개수 포함하여 구성될 수 있다. X축 발신 모듈 드라이버(121)는 X축에 배열된 도 5 또는 6에서 설명되는 터치 측정신호 발생부를 구동하여 터치 측정신호, 예로 적외선 신호를 터치 패널로 방사하고, X축 수신 모듈 드라이버(111)는 X축에 배열된 X축 수신 모듈(110)을 포함하며, 구체적으로 도 5 또는 6에서 설명되는 터치 측정신호 수신 소자를 구동하여 X축 발신 모듈(120)에서 방사된 적외선 신호 등을 수신한다.
그러면 본 발명의 제1 실시예의 핵심인 터치 영역의 Y 직교좌표를 도출하는 방법을 설명한다.
도 1은 X축 또는 Y축 어느 하나에만 수발신 소자를 배치한 경우에도 본발명의 멀티 터치 스크린 장치가 작동하는 원리를 설명하는 도면이다.
X축에만 수발신 소자를 배치하고 Y축에는 수발신 소자를 배치하지 않는다. 물론 이와 반대로 Y축에만 수발신 소자를 배치하고 X축에는 수발신 소자를 배치하지 않을 수 있다. 이것은 설명의 편의를 위한 것일 뿐 어느 한축에만 수발신 소자가 배치된다는 의미로 사용된다. 어느 배치를 선택하던 본 발명의 실시예에 속한다.
도 1에서, X축 상부에는 발신소자 k, k+1, k+d, k+2d 순으로 배치되어 있다. 또한 대향하는 X축 하부에는 수신소자가 XT(k), XT(k+d)···XT(k+n) 순으로 배치되어 있다. 여기서 d는 k 발신 소자에서 발신된 적외선이 최초로 도달하는 빗각에 위치한 수신소자의 대응 위치에 해당하는 발신소자의 위치로서, 발신되는 적외선의 기울기를 나타내는 빗각의 크기를 결정하는 요소이다.
도 1에 나타난 A, B, C는 터치 스크린상의 터치 영역으로서, A, B, C 중에서 하나를 선택하여 터치할 수 도 있고, 동시에 멀티 터치할 수도 있다.
다음은 X축에만 배치된 수발신 소자만으로 가상의 Y축 직교좌표[y(n)]를 산출해 내는 과정을 설명한다. X축에 배치된 특정의 발신소자가 적외선 터치신호를 발신하면, 특정의 발신 소자에 대향하여 X축의 직각, 예각, 둔각 위치에 나열된 복수의 수신소자들은 터치 물체에 차단된 터치신호를 순차적으로 스캔 한다. 물론 직각 측정신호로 X축 직교좌표[x(n)]를 측정할 수 있는 것은 앞서 설명한 바와 같다. 여기서 빗각 측정신호가 발생시키는 빗각 좌표[xt(n)]를 측정하고 이로부터 가상의 Y축 직교좌표[y(n)]를 제어부가 계산하게 되는데 그 과정을 설명한다.
k 발신소자의 측정신호는 k+d번째 떨어진 수신 소자에 수신되어 그 크기가 측정된다. A, B, C 터치 영역이 동일한 X축 상에서 A, B, C 순으로 이동 터치되거나 동시에 멀티 터치된 때 k+d 만큼 빗각으로 떨어진 위치의 수신소자가 빗각 측정신호를 수신하도록 한다. 빗각 측정신호가 A, B, C에 의해 차단되어 수신 소자에 수신되지 못한 때 그 측정 위치는 새로운 X축 빗각 좌표[xt(n)]가 된다.
도 1을 도시적으로 보더라도 동일한 X축 좌표를 따라 상하로 이동하는 A, B, C가 빗각 측정신호로 인해 야기하는 X축 빗각 좌표는 터치영역이 A인 때 최대이고, 터치영역이 C인 때 최소임을 알 수 있다. 즉 터치 영역의 이동에 따라 X축 빗각 좌표는 최대 점과 최소 점 사이의 범위가 됨을 쉽게 이해할 수 있다.
도 1에서 xt(n)은 A, B, C 터치 영역의 직교 터치 시작 점[x0(n) 또는 xS(n)]에 위치한 n번째 물체에 대하여 빗각 적외선 측정신호로 스캔 시 적외선의 가림에 의해서, 뒤에서 언급하게 될 수학식 (3) 또는 (4)로 좌표를 산출 한다. 이 빗각 스캔에 의해 얻어지는 빗각좌표 xt(n)은 Y축 직교좌표([y(n)]와 선형 관계에 있다. 이는 수학식 A로 나타낼 수 있으며 Y축 직교좌표([y(n)]를 측정 없이 계산식에 의해 X축 좌표로부터 환산할 수 있다.
[수학식 A]
Figure 112012023804138-pat00001
여기서 y(n)은 직각 및 빗각 측정신호로부터 측정된 X축 좌표로부터 환산된 가상의 Y축 직교 좌표이다. x0(n)은 직각 측정신호로 측정된 n번째 위치한 터치 물체의 X축 직교좌표이다. xt(n)은 빗각 측정신호로 측정된 n번째 위치한 터치 물체의 X축 빗각좌표이다. 여기서 빗각 발사신호가 둔각 스캔인 경우 xt >= xo이고, 예각스캔인 경우 xo>=xt이다.
X축 직교좌표는 직각 발사신호에 의해 측정되고, Y축 직교좌표는 빗각 발사신호에 의해 측정된 X축 빗각 좌표에서 상기 X축 직교좌표를 뺀 나머지 값을 함수로한 가상의 Y 직각좌표로 나타낼 수 있다. 결국 n번째 터치 물체의 직교 좌표는 [x(n), y(n)]으로 된다.
계산된 Y좌표는 아래 수학식 B와 같이 일반식으로 계산될 수도 있다.
[수학식 B]
Figure 112012023804138-pat00002
여기서 G는 임의의 상수(또는 스케일링 상수)로서,
Figure 112012023804138-pat00003
의 관계로 결정된다.
여기서, W는 Y축의 논리적인 해상도(빗각 발사 신호 시 나타나는 최대 좌표인 A 터치영역으로 인한 터치의 맨 끝점에 해당하는 xe(n) 좌표의 논리적인 가상의 해상도 값)이다. 즉, A점에서 임의의 n에 해당하는 빗각 신호 터치 점은 최대 좌표 W로 결정된다. 반대로 C 점에서는
Figure 112012023804138-pat00004
으로 결정됨으로 y(n)=0으로 계산된다.
따라서 다른 한 축에는 발신 모듈을 배치하지 않아도 정상적으로 작동하는 멀티 터치스크린 장치를 제공할 수 있다.
상기 계산이나 작동과정은 제2 실시예 또는 제3 실시예에 나타난 것과 특별히 반대되지 않는 한 제2 실시예 또는 제3 실시예의 그것이 적용된다.
다음은 멀티 터치시 발생하는 허상이 발생하지 않는 이유를 설명한다.
멀티 터치스크린에서 발생하는 허상은 X축과 Y축에 배치된 수발신 소자의 적외선이 매트릭스 형태로 스캔하는 구조에 기인하여 발생하고 있다. 즉 매트릭스 형태로 발신되는 적외선 스캔신호에서 대각선으로 복수의 터치 영역을 터치할 때 그 복수의 터치영역이 적외선을 차단하는 교차점은 실제 터치 영역뿐 아니라 다른 위치에도 그 이치상 만들어진다. 이는 적외선 스캔 방식에서 수발신 소자가 발신하는 적외선이 매트릭스 형태로 배열하는 구조로 인해 발생하는 것인바, 본원발명 제1 실시예는 수발신 소자에서 발신하는 적외선이 터치 물체를 직교 매트릭스 형태로 스캔하지 않으므로 근본적으로 허상이 발생하지 않는 효과가 있다. 따라서 본원발명은 허상이 발생하지 않음은 물론 수발신 소자의 사용량을 현저히 줄이고, 제조 공정도 간소화 할 수 있는 이점이 있다.
그리고 본 발명의 제1 실시예는 직각의 터치 측정신호와 빗각의 터치측정신호를 순차 스캔한다. k번째 수신 또는 발신 소자가 고장인 경우, k번째 터치 측정 신호의 측정값은 k-1번째 터치 측정 신호의 측정값으로 대체한다. 상기 발신소자와 상기 수신소자는 같은 축상에 서로 교대로 배치되어 스캔할 수도 있다. 상기 수신소자는 소정의 시간 간격을 두고 인접하는 수신소자와 교대로 터치 신호를 수신할 수도 있다. 발신소자나 수신 소자를 복수개 포함하는 발신 모듈 또는 수신 모듈과 복수의 발신모듈이나 복수의 수신 모듈로 구성된 발신 모듈그룹부 또는 수신 모듈 그룹부를 형성하여 배치할 수 있다. 모듈 단위 또는 그룹부 단위로 적외선 측정신호를 주고받음으로서, 사용자의 빠른 멀티 터치를 정확하고 신속히 인식할 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 제2 실시예, 제3 실시예를 포함한다.
다음은 제2 실시 예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 멀티터치 스크린 장치의 개략적인 구성도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 터치입력 장치는 X축 수발신 모듈(110, 120), X축 수발신 모듈 드라이버(111, 121), Y축 수발신 모듈(130, 140), Y축 수발신 드라이버(131, 141) 및 제어부(150)를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, X/Y축 발신 모듈 드라이버(121, 141)는 X/Y축에 배열된 도 5 또는 6에서 설명되는 터치 측정신호 발생부를 구동하여 터치 측정신호, 일 예로 적외선 신호를 터치 패널로 방사하고, X/Y축 수신 모듈 드라이버(111, 131)는 X/Y축에 배열된 X/Y축 수신 모듈(110, 130)을 포함하며, 구체적으로 도 5 또는 6에서 설명되는 터치 측정신호 수신 소자를 구동하여 X/Y축 발신 모듈(120, 140)에서 방사된 적외선 신호와 태양광 등의 외부 신호 등을 수신한다.
도 2에서는 발신 모듈과 수신 모듈이 대향하여 배치되는 구조이나 필요로 발신 모듈과 수신 모듈을 교대로 양측에 배열하는 것도 가능함에 유의하여야 한다.
제어부(150)는 X축 수신 모듈(110) 및 Y축 수신 모듈(130)로부터 수신한 적외선 신호를 처리하여 사용자에 의해 터치 패널 상의 터치되는 지점의 좌표를 계산한다. 상기에서 터치되는 지점의 x축과 y축의 좌표뿐만 아니라 터치되는 지점의 크기 일 예로 지름도 계산할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
적외선 수발신 모듈은 가로축에 N개의 발신소자(230)와 세로축에 M개의 발신소자(220)를 그리고 가로축에 N개의 수신소자(210)와 세로축에 M개의 수신소자(240)을 포함한다.
구체적으로 서로 마주보는 수직축(X축)의 N번째 수신모듈의 수신 소자에서 수신된 적외선 광의 크기를 X(N)(216)으로 정의한다. 수평축(Y축) M번째 수신모듈의 수신 소자에서 수신된 적외선 광의 크기를 Y(M)(226)으로 정의한다.
멀티 터치스크린 장치에서 터치 입력을 인식하기 위해 발신 소자에서 발신된 터치측정 신호가 물체에 의해 간섭되었는지 여부를 확인하는 스캔 X(k)를 0에서 N번째 값까지 그리고 Y(k)를 M번째 값까지를 순차적으로 측정한다.
그럼으로, 한번의 스캔을 통해 X(k)와 Y(k)를 얻고 이를 통해 적외선의 경로를 방해하는 물체들의 다중좌표와 이 물체들의 지름을 구할 수 있는데 먼저 수학식 1 내지 2를 통하여 측정값을 정규화 한다.
Figure 112012023804138-pat00005
여기서 n은 1 또는 2 등의 자연수로, 신호의 노이즈 성분의 반응 정도를 선형으로 할지 비선형으로 할지를 결정하는 것으로, n=1인 경우는 기저(Background) 노이즈 성분이 적은 신호를 계산하는데 유리하고, n > 1인 경우는 기저 노이즈 신호가 많은 경우 유리한 측정방식이다.
여기서 정규화란 데이터를 규격에 맞도록 비정규 데이터를 정규 데이터로 만드는 것이다.
G는 스케일링 값으로 일반적으로 1 또는 100으로 설정하며 수학식 1에서 구하여진 측정값은 X축에 대한 측정값의 정규화 값이다.
Y축 역시 X축과 동일한 방식으로 좌표를 구할 수 있다.
Figure 112012023804138-pat00006
수학식 2에 구하여진 측정값은 Y축에 대한 측정값의 정규화 값이다.
상기에서 Xmax와 Ymax는 각각 X축과 Y축에서 측정된 터치 신호 중 가장 큰 값으로 정의한다.
상기 정규화된 측정값을 이용하여 터치 영역의 좌표를 구하는 공식은 하기의 수학식 3과 4와 같다.
n번째에 해당하는 X 좌표는 하기의 수학식 3에 의해서 구해지고, Y좌표는 하기의 수학식 4에 의해 구해진다.
Figure 112012023804138-pat00007
Figure 112012023804138-pat00008
상기에서 i는 0에서 N까지의 자연수이며, j는 0에서 M까지의 자연수이며, w: X축 터치영역 수신소자 개수, h: Y축 터치영역 수신소자 개수이다. 상기의 수학식에서 W=S/N이고 H=S/M으로, S, H는 화면의 최대 해상도이다.
즉, 터치 영역의 좌표[x(n), y(n)]는 수신된 터치신호의 크기[(X(k), Y(k)]를 정규화한 터치신호 측정값[Nx(k), Ny(k)]에 기초하여 계산하는 멀티 터치스크린 장치임을 알 수 있다.
한편 상기 정규화된 측정값을 이용하여 터치 영역의 지름을 구하는 공식은 하기의 수학식 5와 6과 같다.
즉, n번째에 해당하는 X좌표의 지름은 하기의 수학식 5에 의해서 구해지고, Y좌표의 지름은 하기의 수학식 6에 의해 구해진다.
Figure 112012023804138-pat00009
Figure 112012023804138-pat00010
상기에서 i는 0에서 N까지의 자연수이며, j는 0에서 M까지의 자연수이며, w: X축 터치영역 수신소자 개수, h: Y축 터치영역 수신소자 개수이다.
한편 본 발명의 멀티 터치 입력 위치 인식 장치에서는 터치 영역을 인식하기 위하여 터치 측정 신호 수신 소자에서 측정된 측정값을 정규화한 Nx(k)와 Ny(k)를 계산하여, 이 값이 제1기준값 Tlower보다 큰 경우를 측정하고, 이 값들 중 최소 1개 이상 값들이 제2기준값 Thigher > Nx(k), Ny(k)의 조건에 부합하는 연속적으로 얻어진 값으로부터 상기 수학식 3 내지 6을 통해 좌표와 지름을 구한다. 지름은 문제된 터치 신호가 조건에 맞는 유효한 데이터인지 확인하는데 사용한다.
다른 실시예로서, 터치된 영역에서의 확률밀도 값을 측정하여 터치 좌표의 유효성을 결정할 수 있다.
구체적으로 터치 영역의 확률밀도 측정값을 수학식 7과 8과 같이 정의하도록 한다.
Figure 112012023804138-pat00011
Figure 112012023804138-pat00012
상기 수학식 7과 8에 의하여 특정한 확률 밀도 함수에 의해 결정되는 값을 수학식 3 내지 6에 사용되는 제1기준 값 Tlower 및 제2기준 값 Thigher으로 설정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 변형된 실시 예로써 서로 마주보는 수발신의 쌍이 서로 교대로 엇갈리는 배치도 가능하고, 여기서 스캐닝은 서로 반대로 배치된 수발신쌍에서 각각 동시에 스캐닝을 실시할 수도 있다.
이와 같은 배치는 적외선의 방사각에 의한 인접 쌍의 동시 스캔 시 측정에 교란하는 문제를 해결하여, 기존 스캔 속도를 약 2배 증가시키는 장점을 가지고 있고, 또한 햇빛등과 같이 자연광에 의한 적외선 소자 측정 범위가 넘어가더라도, 즉 반대편의 센서부가 동작하지 않더라도 다른 반대편의 센서부만으로도 터치로써 동작이 가능하게 하는 수발신 배치 방법이다.
도 5 본 발명의 제2실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 수발신 모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 도 5의 변형된 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 수발신 모듈의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도면부호 410과 510은 터치 측정 신호를 발신하는 발신 소자(430, 530)를 구동하는 발신 소자 드라이버이며, 도면부호 420과 520은 발신 소자(430, 530)를 온/오프하여 제어하는 발신 구동 스위치이다.
도 5에서는 발신 소자에서 발신되는 터치 측정 신호가 구형파 형태의 신호(401)임이 특징이며, 도 5에서는 발신 소자에서 발신되는 터치 측정 신호가 펄스 형태의 신호(501)임이 특징이다.
도면부호 440과 540은 터치 측정 신호를 수신하는 수신 소자이며, 도면부호 450과 550은 수신소자를 온/오프하는 수신 구동 스위치이며, 도면부호 460과 560은 수신소자를 통해 수신된 신호를 증폭하는 수신 증폭기이다. 수신 증폭기(460)를 통과한 신호는 잡음 신호가 포함되어 있으며 도면부호 402는 구형파 형태의 터치 측정신호에 잡음 신호가 포함된 것이고, 도면부호 502는 펄스형 터치 측정신호에 잡음 신호가 포함된 것이다.
도면 470은 수신 증폭기를 통해 수신된 신호 중 발신 소자에서 발신된 주파수 대역의 신호만을 추출하고 외부의 잡음 신호를 필터링하기 위한 협대역 필터이다.
도면부호 480은 협대역 필터(470)를 통과한 고주파 형태의 신호를 직류 성분의 신호로 변환하는 직류 신호 변환부이며, 도면부호 490과 570은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC 변환기(Analogue Digital Converter)이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 터치 지점을 인식하는 원리를 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예 따른 멀티 터치스크린 장치에서 실제로 터치되는 지점과 허상의 터치 지점을 구분하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
이하에서는 도 7과 도 8을 이용하여 본 발명에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 다중 영역을 인식하는 과정을 설명하도록 한다.
먼저 도 5 및 도 6의 수신 소자를 이용하여 발신 소자에서 발신된 터치 측정 신호 중 최대값 즉, Xmax(k)와 Ymax(k)에 해당하는 값을 측정한다(S701 단계).
Xmax(k)와 Ymax(k) 대한 측정이 완료되었는지 판단하고, 완료되었으면(S702 단계), S703 단계로 이동한다. S702 단계에서 측정값은 적외선을 방해하는 물체가 터치면에 존재하지 않는 것으로 간주한다.
S703 단계에서는 터치 측정 신호가 수신 소자에서 수신되는 지를 측정한다. 즉, 각 수신 소자에서 X(k)와 Y(k)를 측정한다.
S704단계에서 측정이 완료되었는지 판단하여 완료되었으면, S705 단계로 이동한다.
S705 단계에서는 터치 영역의 값 즉, 좌표와 지름 등을 측정하기 위해 사용되는 변수를 초기화한다. 즉, n=0, m=0, w=0, h=0, i=0, j=0으로 각 변수를 설정한다.
상기에서 n은 X축에서 얻어지는 터치 점의 좌표 및 지름의 개수이고, m은 Y축에서 얻어지는 터치 점의 좌표 및 지름의 개수이며, i는 X축의 센서부 값 X(k)의 인덱스로 0부터 N까지이며, j는 Y축의 센서부 값 Y(k)의 인덱스로 0부터 M까지이며, W=S/N이고 H=S/M이며, 이때 S는 화면의 최대 해상도이다.
S706 단계에서는 상기 수학식 1과 수학식 2를 계산한다.
S707 단계에서는 정규화한 Nx(k)와 Ny(k)를 계산하여, 이 값이 제1기준값 Tlower보다 큰 경우를 계산하는 부합하는 값에 대해서는 S711 단계로 이동한다. 제1기준값 Tlower보다 크지 않는 경우, S708 단계로 이동한다.
S708 단계에서는 W와 H값이 영인지를 판단하여 영이 아닌 경우는 터치에 눌림이 존재한 것으로 판단하여 최종 좌표 계산을 위하여 S709 단계로 이동한다. 만일 영인 경우 S714 단계로 이동한다.
S709 단계에서는 W와 H를 초기화하고, 상기의 수학식 3과 수학식 4를 이용하여 x(n)와 y(n)을 계산한다.
S710 단계에서는 W와 H를 초기화하고, 수학식 5과 수학식 6를 이용하여 dx(n)과 dy(n)을 계산한다.
S711 단계에서는 S707 단계에서 측정된 Nx(k)와 Ny(k)값 중 제1기준 값 Tlower보다 큰 경우, 터치 측정 신호에 대한 방해가 있는 것으로 판단하여 w와 h의 값을 하나씩 증가시킨다. 이는 터치 영역에 대한 좌표[x(n), y(n)] 결정을 계속 진행함을 의미한다.
S712 단계에서는 계산된 좌표 및 지름이 제한적인 조건, 예를 들어 특정지름이 하나 이상의 제한의 의해서 터치로 인정하지 않는 조건 등을 판단하여, 판단 결과 조건에 부합하면, 단계 S713으로 이동하고, 그렇지 않으면 좌표 정보를 삭제하고 S714 단계로 이동한다. 여기서 조건 측정은 상기의 수학식 7과 수학식 8과 같이 판단 조건일 수 있다.
S713 단계에서는: n과 m의 인덱스 값을 하나씩 증가시키고, S714 단계에서는 i와 j의 인덱스 값을 하나씩 증가한다.
S715 단계에서는 n×m의 좌표에서 터치 측정 신호에 대한 측정이 완료되고 이 좌표 중에서 물체의 존재 유무를 측정할 수 없는 허상의 제거하여 실제 터치점의 좌표만을 구분한다.
S716 단계에서 n=0, m=0 인 경우, 최소한 1점의 터치도 없는 터치업상태이면 S717 단계로 이동하고, n>0, m>0인 경우 즉, 터치다운 상태이면 S718 단계로 이동한다.
터치다운 상태가 되면 좌표를 정보기기로 전송하고 새로운 좌표를 측정하기 위해 S703 단계로 이동한다(S718).
S720 단계에서는 i=(N-1)가 j=(M-1)의 조건을 만족하는지 판단하여 만족하는 경우는 모든 터치 측정신호에 대한 측정값의 계산이 완료된 경우로 S715 단계로 이동하고, 그렇지 않으면 S706 단계로 이동하여 다음 번째 Nx(k)와 Ny(k)를 측정한다.
터치업이 일정시간 동안 계속되면, S701 단계로 이동하여, Xmax(k)와 Ymax(k)를 재측정하고, 그렇지 않으면 S703 단계로 이동한다.
도 9는 본 발명에 제2 실시 예에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 터치 지점을 인식하는 원리를 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 8의 S707 단계의 Nx(k), Ny(k)는 도 9에서와 같이 하기의 수학식 9과 10의 조건을 만족하는 터치 영역만을 대상으로 할 수 있다.
Figure 112012023804138-pat00013
Figure 112012023804138-pat00014
여기서 Sx(i)와 Sy(i)는 미리 정의된 매칭 터치 패턴의 매칭 필터이며, I은 매칭 필터의 샘플링 개수이다.
상기와 같이 매칭 필터를 적용하는 이유는 측정된 터치 영역 값 중 특정한 터치 패턴만을 터치로 인식하도록 함으로써 터치 영역의 인식율에 대한 향상을 기대할 수 있게 한다.
한편 상기에서는 수신 소자 또는 발신 소자가 연속적으로 배열된 멀티 터치스크린 장치에 대하여 설명하였으나, 발신 소자 또는 수신 소자를 연속적으로 구동하는 방식이 아닌, 연속 배열된 발신 소자 및 수신 소자가 소정의 시간 간격을 두고 인접하는 발신 소자 및 수신 소자가 교대로 터치 측정신호를 발신하고 수신하도록 하는 방법이 가능하다.
즉, 임의의 시간 t에서는 짝수 번째(
Figure 112012023804138-pat00015
) 또는 홀수 번째(
Figure 112012023804138-pat00016
) 발신 소자가 터치 측정 신호를 발신하도록 하고, 소정의 시간 간격 후인 t+d의 시간에서는 교대로 홀수 번째(
Figure 112012023804138-pat00017
) 또는 짝수 번째(
Figure 112012023804138-pat00018
) 발신 소자가 터치 측정 신호를 발신하도록 한다.
수신 소자 역시 상기와 같이 임의의 시간 t에서는 짝수 번째 또는 홀수 번째 수신 소자가 신호를 수신하도록 하고, 소정의 시간 간격 후인 t+d의 시간에서는 교대로 홀수 번째 또는 짝수 번째 수신 소자가 신호를 수신하도록 한다.
도 10은 본 발명에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 특정 터치 수발신 모듈이 고장인 경우 터치 지점을 인식하는 원리를 설명하기 위한 다른 도면이다. 일반적으로 적외선 수발신 소자가 불량이 발생하면 터치 유무를 판단할 수 없다. 그럼으로 이 같은 소자 고장에 의한 신호 측정이 불가능을 해결하기 위해서, 도면 8의 S706에서 도면 10에서와 같이 k번째 수발신 소자가 고장인 경우, 즉 Xmax(k)=0와 Ymax(k)=0인 경우, Nx(k)=Nx(k-1)와 같이 Nx(k), Ny(k)를 각각 Nx(k-1), Ny(k-1)값으로 대체하여 좌표를 계산함으로써, 고장에 의한 터치스크린의 오동작을 방지할 수 있다.
다음은, 매트릭스 형식으로 배치된 터치스크린에서 멀티 좌표의 허상들을 제거하기 위해 도 11과 같이 발신 소자의 발신각 경로에서 물체 유무를 판단하고 제3의 좌표를 측정하여 허상을 제거하는 방법을 기술한다. 허상 제거 방법은 도 8의 S715 단계에서 처리한다.
도 12에서 k+d 번째 발신 소자에서 터치 측정 신호가 발신되면, 발신된 터치 측정신호를 수신하는 수신소자는 k번째가 되도록 빗각으로 스캔하여 X(k)를 측정한다.
마찬가지로 k번째 발신 소자에서 터치 측정 신호가 발신되면, 이 방사 적외선이 측정하는 수신소자는 k+d 번째가 되도록 빗각으로 스캔하여 X(k+d)를 측정한다.
이 경우, 도 12에서 X축을 기준으로 둔각 기울기 스캔시 예로서, n번째, n+1 번째 터치 물체의 기울기 스캔에 의한 좌표 측정을 통한 Y축 물체의 위치 값을 y(n), y(n+1)(도 12에 yT(n), yT +1(n)이라 도시되어 있다)할 때 각각 하기의 수학식 11과 12에 의하여 구하여진다.
Figure 112012023804138-pat00019
(여기서 k는 X축의 n번째 물체의 위치에 의해서 적외선 경로가 가려지는 영역에서 중심센서의 인덱스를 의미한다.)
Figure 112012023804138-pat00020
(여기서 j는 X축의 n+1번째 물체의 위치에 의해서 적외선 경로가 가려지는 영역에서 중심센서의 인덱스를 의미한다, WT=S/d이고 S는 X축의 해상도이며, d는 빗각으로 스캔할 때 빗각의 각도를 결정하는 거리를 의미한다.)
허상(Ghost Image)를 제거하기 위해서는 다음과 같은 단계를 통해 실현된다.
여기서, 허상이 발생하는 원인은 복수인 터치 물체의 존재여부를 직각 스캔방식으로 측정하기 때문이며, 반면에 복수 터치 물체라도 빗각 스캔하는 경우에는 이론상 허상이 발생하지 않고 실체 터치 물체만 수신 소자에 측정되는 점에 유의하여야 한다.
그러므로 허상을 제거하기위해 ①수신소자는 발신소자로부터 직각으로 다중 터치물체를 스캔한다. 이 때 ②수신소자는 실제 터치 물체는 물론 그 허상까지 포함하여 직교좌표로서 측정된다. 다음으로 수신소자는 발신소자로부터 실제 발신된 적외선을 빗각(예각 또는 둔각)으로 스캔한다. 이 때 수신소자는 허상 좌표는 측정되지 않고 실제 터치 물체만이 좌표로서 측정된다. ③위에서 직각 스캔으로 측정된 실물 좌표 및 허상 좌표를 빗각으로 스캔한 것으로 가정한 가상의 빗각 스캔 좌표로 환산한다. 이는 실제 빗각 스캔으로 측정된 좌표와 동일레벨에서 대비하기 위한 목적에서 환산한 것이다. ④따라서 상기 가상의 빗각 스캔 환산 좌표와 상기 실제 빗각 스캔으로 측정된 좌표를 비교하여, 이 중 일치하지 않는 좌표를 허상으로 판단한다. ⑤결국 허상으로 판단한 좌표는 제어부에서 제거된다.
도 12는 수신소자가 터치물체를 직각으로 스캔한 다음에 예각, 또는 둔각 순으로 순차 연속 스캔하는 것을 보여주고 있다. 즉 직각, 예각 순으로 반복하여 스캔하거나 직각, 둔각 순으로 반복하여 스캔한다.
먼저 도 13의 상부 도면에서 먼저 수신소자는 발신 소자에서 방사상으로 발신된 적외선 신호를 직각으로 스캔하여 다 점 터치 영역의 X, Y좌표를 측정한다. 물체 A, C, D가 터치 면에 놓여있다면, 허상 B를 구분하지 못하는 상태로 A, B, C와 D의 직교 좌표를 측정하게 된다. 이는 X, Y축 발광부와 수광부 사이에서 적외선 신호가 직교하도록 방사되는데, 대각선으로 멀티 터치되는 경우 서로 다른 복수 터치 영역의 상호 작용으로 만들어지는 허상이 생성된다. 즉 X축에 2개를 Y축에 2개를 감지하여 결국 허상을 포함하여 4개의 터치신호를 발생 시킨다.
이것은 수신소자가 직각으로 스캔한 직교좌표[ x0(n), y0(m)]로서 이를 수학식 13, 14를 이용하여 가상의 빗각 스캔 좌표(XTC, YTC)로 환산한다. 직각 스캔 좌표는 허상을 포함하고 있으므로 이로부터 환산한 가상의 빗각 스캔 좌표(XTC, YTC) 역시 허상을 포함한 좌표이다. 도 13의 하단 도면이 이를 나타내고 있다.
여기서, XTC, YTC는 직각 스캔으로 측정되는 실상은 물론 허상의 직교좌표 를 가상의 빗각 스캔으로 환산한 것이다. 즉, 실제 빗각 스캔한 측정값이 아니고, 허상을 포함한 직각 스캔 값을, 허상이 측정되지 않은 실제 빗각 스캔 측정값과 동일 레벨에서 대비하기 위해 제어부가 산술식으로 환산한 터치 물체가 존재할 것으로 예상되는 가상의 좌표 값이란 점을 명확히 이해하여야 한다. 이는 직각 스캔에 의한 직교좌표[ x0(n), y0(m)]로 부터 가상의 빗각 스캔의 기울기에 비례하여 이격된 위치의 좌표로 환산된다. 즉 빗각 스캔시 XTC y0(m)과 YTC x0(n)과 선형관계에 있음을 이용해 환산한다.
Figure 112012023804138-pat00021
Figure 112012023804138-pat00022
(여기서 x0(n)과 y0(m) 은 허상을 포함한 직각 스캔시 측정된 직교좌표이다. Xc와 Yc는 사용된 터치 측정 신호 수신소자의 개수를 의미하고, d는 수신소자가 빗각 스캔시 발신소자와 이어지는 선이 만드는 기울기 인자로서 상수이다. n은 X축상의 터치 물체의 수이고, m은 Y축상의 터치물체의 수이다).
다음은 허상을 판단하는 방법을 구체적으로 설명한다.
터치 물체를 수신소자가 직각으로 실제 스캔한 때 측정된 좌표 영역[ x0(n)과 y0(m)]을 가상으로 빗각 스캔한 때도 터치 물체가 존재할 것으로 예상되는 영역인 빗각 환산 좌표(XTC, YTC), 즉 가상의 빗각 환산 좌표(XTC, YTC)와 터치 물체를 실제 빗각으로 측정된 좌표(XT , YT)와 거리 차이가 있거나 특정 임계값 이상일 경우 직교 좌표상에 허상이 존재할 것으로 판단하는 원리를 이용하여 허상을 제거한다.
앞서 설명한 바와 같이 도 13에서 직각 스캔의 경우 터치 물체가 3개(A, C, D)만 존재하여도 허상(B)을 포함하여 터치물체로서 4개의 직교좌표가 측정되는데, 이는 가상의 빗각 스캔 환산 좌표(XTC, YTC), 역시 X, Y축상의 터치물체 수로서 4개로 환산한다. 그러나 빗각(예각) 스캔시에는 실제 터치 물체로서 3개(A, C, D)만 존재하는 것으로 XT , YT 좌표를 측정한다. 그러므로 직각 스캔 측정으로부터 환산된 가상의 빗각 환산 좌표(4개)에서 예각 스캔하여 측정된 실제 좌표(3개)와 비교하여 거리 차이가 있는 허상 1개를 골라 낼 수 있다. 허상을 도출하는 산술식은 수학식 15 및 16에 의하여 계산된다.
Figure 112012023804138-pat00023
Figure 112012023804138-pat00024
(만일 Dxr(n), Dyr(n)이 특정한 한계 값보다 크면, 좌표는 허상에 해당하는 것으로 판단한다. 상기에서 특정한 한계 값은 사용한 적외선 수신소자 센서의 밀도에 따라 미리 결정된다. n은 예각 스캔에 의해서 측정된 실체 터치물체의 좌표의 개수이고, m은 직각 스캔에서 수학식 13, 14로 환산된 허상을 포함한 좌표의 개수이다)
한편 도 15에서와 같이 오른쪽 방향으로 빗각을 가지도록 즉, 터치 측정 신호가 수신 소자 하부면에 둔각을 가지도록 스캔하여 터치 영역의 좌표를 측정할 수 있다. 여기서 직각 스캔 좌표를 가상의 빗각 스캔(둔각) 환산 좌표(XTC, YTC)로 수학식 17 및 18로 변환하고, 이를 수학식 19, 20로 허상을 판단한다. 이는 수학식 13 내지 16이 예각 스캔인 것에 비해 둔각 스캔인 경우에 차이가 있을 뿐 나머지 이치는 동일한 것이다.
Figure 112012023804138-pat00025
Figure 112012023804138-pat00026
Figure 112012023804138-pat00027
Figure 112012023804138-pat00028
상기에서 도 14와 도 15의 빗각으로 스캔 하는 경우에, 발신 소자에서 방사상으로 송출되는 터치 측정 신호를 수신소자가 직각, 빗각(둔각 또는 예각) 순으로연속 스캔함에 주의하여야 한다. 이와 같이 직각 스캔으로 인해 발생된 허상을 빗각 스캔을 이용하여 허상을 제거할 수 있다.
또 다른 실시 형태를 설명한다.
일반적으로 대형 적외선 터치스크린은 여러 사람이 다수의 손가락으로 동시에 빠르게 여러 방향에서 다중 터치하고 있으므로 순간적이고 복합적인 동작에서 정밀하게 터치 물체를 감지하고 허상을 제거 하는데 어려움이 있었다.
그래서 도 12에 나타낸 바와 같이 하나의 발신 모듈에서 방사상으로 발신되는 측정신호를 수신모듈이 직각, 예각, 둔각 순서로 계속 반복하여 스캔하는 수신모듈 순차 스캔 방법을 제안한다. 반대로, 직각, 둔각, 예각 순서로 수신모듈이 측정신호를 스캔하더라도 복합적인 동작 형태의 다중 터치에 대응할 수 있다. 즉, 하나의 상기 발신 소자에 대하여 직각 및 빗각 위치에 나열된 복수의 상기 수신 소자들이 직각, 예각, 둔각 순으로 또는 직각, 둔각, 예각 순으로 상기 발신 소자를 향하여 터치물체를 순차 스캔하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치이다.
또한, 도 16에서와 같이 하나의 수신모듈에 복수의 발신 모듈이 순차적으로 측정신호를 발사하는 발신모듈 순차 스캔방법이 사용될 수도 있다. 이것 또한 직각, 예각, 둔각 순서로 또는 직각, 둔각, 예각 순서로 다수의 발신 모듈들이 하나의 수신모듈에 측정신호를 발사할 수 있다. 즉, 하나의 상기 수신 소자에 대하여 직각 및 빗각에 위치한 복수의 상기 발신 소자가 직각, 예각, 둔각 순으로 또는 직각, 둔각, 예각 순으로 상기 수신 소자를 향하여 순차 스캔하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치이다.
여기서 직각, 예각, 둔각으로 순차 발사한다고 하였지만 같은 도 16의 도시와 같이, 직각, 그리고 점진적으로 수신소자 하부면에 대하여 각도를 줄이거나 늘리는 순서로 발신모듈이 측정신호를 순차 발사 할 수 도 있다.
도 16은 먼저 발신 소자를 구비한 발신모듈인 A, B, C가 순차로 터치 측정신호를 발사한다. 따라서 터치 물체(a, b, c)가 없을 때 수신모듈(D)은 발신모듈 A, B, C의 측정신호를 모두 수신한다. 터치물체(b)만 존재할 때 발신모듈 A, B, C의 측정신호 중 B의 측정신호만 수신하지 못한다. 터치물체(a)만 존재할 때 발신모듈 A, B, C의 측정신호 중 A의 측정신호만 수신하지 못한다. 또한 터치물체(c)만 존재할 때 발신모듈 A, B, C의 측정신호 중 C의 측정신호는 수신하지 못한다. 이와 같이 수신모듈에서만 터치물체를 스캔하는 것이 아니라 발신 모듈에서도 터치물체를 다양한 방향에서 스캔하도록 하여 여러 방향에서 동시에 멀티 터치하는 물체를 용이하게 감지할 수 있다.
위에서, 하나의 발신 소자를 포함한 발신 모듈에서 나오는 적외선을 다양한 각도에 위치한 수신모듈이 순차 스캔하거나, 하나의 수신모듈에 대하여 다양한 각도의 발신모듈이 순차 스캔하는 것에 대하여 살펴보았다.
위에서 다수의 수신 모듈이 순차 스캔하는 경우와 다수의 발신 모듈이 순차 스캔하는 방법을 구분하였으나, 발신 모듈 순차 스캔 방법과 수신 모듈 순차 스캔방법을 병행하여 구성할 수도 있다. 이를 위해 복수의 수신 모듈이 예각, 둔각 등 빗각으로 하나의 발신신호를 순차 스캔할 때 k 발신모듈의 터치측정신호는 k+d번째 수신모듈에 빗각으로 스캔되는데, 반대로 발신 모듈이 둔각, 예각으로 순차 스캔할 때, k+d1번째 발신 모듈의 터치 측정신호가 k 수신모듈에 빗각으로 수신되도록 하여 신호가 서로 간섭하지 않도록 한다. 여기서 d는 빗각으로 스캔할 때 스캔하는 빗각의 각도를 결정하는 인자로 스캔하는 기울기의 정도를 나타낸 것인바 결국 수신 모듈 순차 스캔방법과 발신 모듈의 순차 스캔방법을 병행하는 경우에는 서로의 빗각의 각도, 즉 스캔 각도를 달리하는 것이 필요하다.
하나의 상기 발신 소자에 대하여 직각 및 빗각에 위치한 복수의 상기 수신 소자가 직각, 예각, 둔각 순으로 또는 직각, 둔각, 예각 순으로 상기 발신 소자를 향하여 터치물체를 순차 스캔하고, 및 하나의 상기 수신 소자에 대하여 직각 및 빗각에 위치한 복수의 상기 발신 소자가 직각, 예각, 둔각 순으로 또는 직각, 둔각, 예각 순으로 상기 수신 소자를 향하여 순차 스캔하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치를 제공한다.
이와 같이 수신 모듈의 순차 스캔과 발신 모듈의 순차 스캔방법을 병행하는 경우에는 X, Y축의 측정신호인 적외선이 형성하는 매트릭스 배열의 스캔 밀도가 더욱 높아지고, 결국 스캔 속도를 향상시켜 복잡한 터치물체의 동작을 빠르게 감지할 수 있다. 또한 다양한 각도에서 스캔하므로 허상의 발생을 더욱 방지하여 정밀한 터치를 할 수 있다.
다음은 제3 실시에를 설명한다.
도 17에 따른 멀티 터치스크린 장치에서 터치 측정 신호 발신부(1160)에서 송출되는 터치 측정 신호는 터치 측정 신호 발신부(1160)에서 소정의 각도로 방사상으로 송출되고 미리 정의된 예각, 직각, 둔각에 위치한 3개의 터치 측정 신호 수신부(1140)에서 상기 터치 측정 신호를 동시에 측정하도록 한다. 여기서 소정의 개수 단위로 터치 측정 신호 수신부(1140)를 모듈화한 후 수신부 모듈(A, B, C)을 소정 개수 단위로 묶어 수신부 모듈 그룹부(1110)가 되도록 한다.
한편 터치 측정 신호 발신부(1160) 역시 소정 개수의 터치 측정 신호 발신부(1160)를 묶어 발신부 그룹부(1120)를 구성한다.
수신부 모듈 A, B, C는 각각 하나의 수신부 모듈 신호 변환부(1131, 1132, 1133)에 의해 각 수신부 모듈에 포한된 터치 측정 신호 수신부(1140)에서 수신된 터치 측정 신호를 전압 신호로 변환한다.
상기 수신부 모듈 A, B, C에는 각각 아날로그 신호인 전압 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부(1150)가 각각 연결되어 제어부에 디지털 값으로 변환된 터치 위치 측정 신호의 수신 값을 출력한다.
한편 도면에는 미도시되어 있으나 발신 구동 클럭부는 상기 발신부 그룹부(1120)에 포함된 동일한 인덱스의 터치 측정 신호 발신부(1160)가 동시에 구동되도록 발신부 구동 클럭(1180)을 출력한다.
상기 발신 구동 클럭부의 구동 클럭(1180)은 발신부 드라이버(1170)에 공급되어 터치 측정 신호 발신부(1160)를 구동하여 터치 측정 신호가 소정의 각도로 방사상으로 송출되도록 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제3 실시예에 따른 멀티 터치 스크린장치의 동작을 도 18을 참고하여 설명한다.
터치 측정 신호 수신부 전체를 소정 개수로 묶어 수신부 모듈 A, B, C로 나누고 상기 A, B, C 묶인 수신부 모듈을 다시 하나의 수신부 모듈 그룹부 N과 N+1로 구성되고, 터치 측정 신호 발신부 역시 소정 개수로 묶어 발신부 그룹부 RN과 RN +1로 구성됨은 상기에서 설명한 바와 같다.
발신 구동 클럭부의 구동 클럭, CLK가 발신부 드라이버에 공급되면 발신부 드라이버는 구동 클럭에 의해 지정된 각각의 발신부 그룹부(RN과 RN+1)의 동일 인덱스의 발신부 즉, RN(n)과 RN +1(n)에서 예각의 터치 측정 신호(R2), 직각의 터치 측정 신호(R1) 및 둔각의 터치 측정 신호(R3)가 포함된 터치측정 신호가 방사상으로 동시에 송출된다.
이때 하나의 발신부 그룹부의 터치 측정 신호 발신부에서 방사상으로 송출되는 터치 측정신호는 상기 수신부 모듈(A, B, C)을 구성하는 터치 측정 신호 수신부에 수신되는데 제어부는 하나의 발신부에서 방사되는 터치 측정 신호 중 미리 정해진 소정의 각도 즉, 둔각, 직각, 예각에 위치에 있는 수신부에서 수신되는 터치 측정 신호로 터치의 좌표 또는 지름을 연산한다.
즉, 발신부 RN(n)에서 송출되는 터치 측정 신호 중 상기 발신부 RN(n)에 대해 예각의 위치에 있는 A모듈의 터치 측정 신호 수신부에서 수신되는 터치 측정 신호와 직각의 위치에 있는 B모듈의 터치 측정 신호 수신부에서 수신되는 터치 측정 신호와 둔각의 위치에 있는 C모듈의 터치 측정 신호 수신부에서 수신되는 터치 측정 신호만을 가지고 제어부는 터치 측정 신호로 터치의 좌표 또는 지름을 연산한다.
상기의 방식에 의해 각 수신부에 의해 수신된 터치 측정 신호는 상기 제 1실시예 및 제2 실시 예에서 설명한 것과 같이 수학식 1 내지 수학식 20, 수학식 A, B에 의하여 터치 위치를 측정한다.
상기와 같은 방식에 따라 본 발명의 제3 실시예는 발신부 그룹부별(RN , RN +1) 동일 인덱스를 가지는 터치 측정 신호 발신부에서 터치 측정 신호가 동시에 송출되고 터치 측정 신호 수신부 역시 수신부 모듈(A, B, C)별로 적어도 하나의 터치 측정 신호가 수신되므로 더 빠르게 터치 위치를 측정할 수 있을 뿐만 아니라 터치 위치를 더 정확하게 측정할 수 있게 되어 터치 위치가 빠르게 변화되더라고 이를 빠르고 정확하게 측정할 수 있게 된다.
도 19는 본 발명의 인접 수신부 모듈그룹부에서 수신부 모듈이 서로 연동되는 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 19에서 보는 바와 같이 본 발명의 인접한 발신부 그룹부(1330, 1340)의 터치 측정 신호 발신부에서 송출되는 터치 측정신호 중 예각의 터치 측정 신호는 인접한 수신부 모듈 그룹부(1310, 1320)의 수신부 모듈(1311~1313, 1321~1323) 내의 터치 측정 신호 수신부에서 수신될 수 있으므로 어떠한 발신부 그룹부(1330, 1340)의 터치 측정 신호 발신부에서 터치 측정 신호가 송출되는지에 무관하게 수신부 모듈 그룹부(1310, 1320)의 일부의 수신부 모듈은 적어도 터치 측정 신호를 수신할 수 있도록 구성될 수 있다.
상기의 예에서 수신부를 그룹화한 예를 A, B, C의 세개의 예에 대해서 설명하였으나, 전체 수신부를 소정 개수로 단위로 그룹화하는 경우 하나의 수신부 모듈 그룹부 내에 N개의 수신부 모듈이 포함되도록 할 수 있다.
또한 상기의 예에서 수신부 모듈 그룹부는 2개를 예시하였으나, 구성에 따라 2 이상의 수신부 모듈 그룹부가 되도록 할 수 있다.
구체적으로 전체 수신부를 M개의 수신부 모듈 그룹부로 분할하고 하나의 수신부 모듈 그룹부를 N개의 수신부 모듈로 분할하며 하나의 수신부 모듈에는 C개의 수신부가 포함되도록 할 수 있다. 이에 따라 X축의 전체 수신부의 개수를 X라 하면 X = N ×M ×C가 성립한다.
110: X축 수신 모듈 111: X축 수신소자 드라이버
120: X축 발신 모듈 121: X축 발신소자 드라이버
130: Y축 수신 모듈 131: Y축 수신소자 드라이버
140: Y축 발신 모듈 141: Y축 발신소자 드라이버
150: 제어부
410, 510: 발신 소자 드라이버 420, 520: 발신 구동 스위치
430, 530: 발신 소자 440, 540: 수신 소자
450, 550: 수신 구동 스위치 460, 560: 수신 증폭기
470: 협대역 필터 480: 직류 신호 변환부
490, 570: ADC 변환기
1110: 수신부 모듈 그룹부 1120: 발신부 그룹부
1131, 1132, 1133: 수신부 모듈 신호 변환부
1140: 터치 측정 신호 수신부 1150: A/D변환부
1160: 터치 측정 신호 발신부 1170: 발신부 드라이버부
1180: 발신부 구동 클럭
1310, 1320: 수신부 모듈 그룹부
1311~1313, 1321~1323: 수신부 모듈 신호 변환부
1331, 1332: 발신부 그룹부 1341, 1342: 발신부 드라이버부
1350: 발신부 구동 클럭

Claims (27)

  1. 터치 측정 신호를 대향하는 수신 소자들에 방사상으로 발신하는 발신 소자를 포함하는 X축 발신 모듈;
    상기 발신 모듈에서 발신된 터치 측정신호를 직각, 빗각 순으로 순차 수신하는 수신 소자를 포함하는 X축 수신 모듈;
    Y축 발신 모듈과 Y축 수신모듈 없이,
    상기 X축 수신 모듈에서 수신된 터치 측정 신호만으로 터치 영역의 x, y 좌표를 연산하는 제어부; 및
    사용자로부터 터치 입력을 입력받는 터치 패널을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 영역의 x 좌표는 X축 발신 모듈에서 발신된 직각 터치 측정신호의 경로를 방해하는 터치영역에 대응하는 X축 수신모듈이 수신하는 신호에 기초하여 연산하고,
    터치 영역의 y좌표는 X축 발신 모듈에서 발신된 빗각 터치 측정신호의 경로를 방해하는 터치영역에 대응하는 X축 수신모듈이 수신하는 신호에 기초하여 연산하는 제어부인 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 터치 영역의 y 좌표는 수학식
    Figure 112012023804138-pat00029
    또는
    Figure 112012023804138-pat00030
    에 의해 연산되는 제어부인 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
    (여기서 y(n)은 직각 및 빗각 측정신호로 측정된 x축 좌표로부터 환산된 y축 직교 좌표이다. x0(n)은 직각 터치신호로 측정된 n번째 위치한 물체의 x축 직교좌표이다. xt(n)은 빗각 터치신호로 측정된 n번째 위치한 물체의 x축 빗각 좌표이다. 여기서 빗각 신호가 둔각 스캔인 경우 xt >= x0이고, 예각 스캔인 경우 xo>=xt이다.)
    (여기서 G는 임의의 상수 또는 스케일링 상수로서,
    Figure 112012023804138-pat00031
    의 관계로 결정된다. W는 Y축의 논리적인 해상도, 즉빗각 발사신호시 나타나는 최대 좌표 점의 터치영역으로 인한 터치의 맨 끝점에 해당하는 xe(n) 좌표의 논리적인 가상 해상도 값이다.)
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부에서, 직각 및 빗각 측정신호의 경로를 방해하는 터치 영역의 x 좌표[x0(n), xt(n)]는 수신된 터치신호의 크기를 정규화한 터치 측정신호 측정값에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정규화된 터치신호 측정값 중에서 제1기준값(Tlower)보다 큰 값은 터치 측정신호의 경로방해가 있는 것으로 판단하여 터치 영역의 좌표[x0(n), t(n)]를 결정하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정규화된 터치 측정신호의 측정값 중에서 소정의 제1기준값(Tlower)보다 작은 경우에 아래 W가 0이 아니면 터치 패널의 눌림이 존재하는 것으로 판단하여 터치영역의 좌표[x0(n), xt(n)]와 지름[d(n)]을 계산하여 조건에 부합하는 좌표의 유효성을 확인하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
    (여기서, W=S(화면 최대 해상도)/N 또는 M(수평 또는 수직축에 배열된 발신소자의 개수).
  7. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    k번째 수신 또는 발신 소자가 고장인 경우,
    k번째 터치 측정 신호의 측정값은 k-1번째 터치 측정 신호의 측정값으로 대체하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  8. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발신소자와 상기 수신소자의 쌍이 같은 축상에 서로 교대로 엇갈리게 배치되어 스캔하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  9. 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발신소자 및 수신소자는 소정의 시간 간격을 두고 인접하는 발신소자 및 수신소자와 교대로 터치 신호를 발신하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  10. 터치 측정 신호를 송출하는 발신 소자를 포함하는 발신 모듈; 상기 발신 모듈에서 송출된 상기 터치 측정 신호를 수신하는 수신 소자를 포함하는 수신 모듈; 상기 수신 모듈에서 수신된 터치 측정 신호로부터 터치 영역의 좌표를 연산하는 제어부; 및 사용자로부터 터치 입력을 입력받는 터치 패널을 포함하는 멀티 터치스크린 장치에 있어서,
    하나의 상기 발신 소자에 대하여 직각 및 빗각으로 대향하고 있는 복수의 상기 수신 소자들이 직각, 예각, 둔각 순으로 또는 직각, 둔각, 예각 순으로 적외선 발신 소자를 향하여 터치물체들을 순차 스캔하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  11. 터치 측정 신호를 송출하는 발신 소자를 포함하는 발신 모듈; 상기 발신 모듈에서 송출된 상기 터치 측정 신호를 수신하는 수신 소자를 포함하는 수신 모듈; 상기 수신 모듈에서 수신된 터치 측정 신호로부터 터치 영역의 좌표를 연산하는 제어부; 및 사용자로부터 터치 입력을 입력받는 터치 패널을 포함하는 멀티 터치스크린 장치에 있어서,
    하나의 상기 수신 소자에 대하여 직각 및 빗각으로 대향하고 있는 복수의 적외선 발신 소자 들이 직각, 예각, 둔각 순으로 또는 직각, 둔각, 예각 순으로 상기 하나의 수신 소자를 향하여 터치 물체들을 순차 스캔하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  12. 터치 측정 신호를 송출하는 발신 소자를 포함하는 발신 모듈; 상기 발신 모듈에서 송출된 상기 터치 측정 신호를 수신하는 수신 소자를 포함하는 수신 모듈; 상기 수신 모듈에서 수신된 터치 측정 신호로부터 터치 영역의 좌표를 연산하는 제어부; 및 사용자로부터 터치 입력을 입력받는 터치 패널을 포함하는 멀티 터치스크린 장치에 있어서,
    하나의 상기 발신 소자에 대하여 직각 및 빗각으로 대향하고 있는 복수의 상기 수신 소자들이 직각, 예각, 둔각 순으로 또는 직각, 둔각, 예각 순으로 하나의 적외선을 발신하는 발신소자를 향하여 터치물체를 순차 스캔하고, 및
    상기 하나의 수신 소자에 대하여 직각 및 빗각으로 대향하고 있는 복수의 상기 발신 소자들이 직각, 예각, 둔각 순으로 또는 직각, 둔각, 예각 순으로 상기 하나의 수신 소자를 향하여 순차 스캔하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 수신소자들이 터치 물체를 순차 스캔하는 경우의 스캔 각도와, 동시에 복수의 상기 발신소자들이 터치 물체를 스캔하는 경우의 스캔 각도를 서로 다르게 하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  14. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부에서, 터치 영역의 좌표는 수신된 터치신호의 크기를 정규화한 터치신호 측정값에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  15. 제14항 있어서,
    상기 정규화된 터치 측정신호 측정값 중에서 제1기준값(Tlower)보다 큰 값은 터치 측정신호의 경로방해가 있는 것으로 판단하여 터치 영역의 좌표를 결정하는 것을 특징으로 하며; 상기 제1기준값(Tlower)는 좌표의 유효성으로서, 터치영역의 확률밀도 함수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 정규화된 터치 측정신호의 측정값 중에서 소정의 제1기준값(Tlower)보다 작은 경우에 아래 W가 0이 아니면 터치 패널의 눌림이 존재하는 것으로 판단하여 터치영역의 좌표와 지름을 계산하여 조건에 부합하는 좌표의 유효성을 확인하는 것을 특징으로 하며; 상기 제1기준값(Tlower)는 좌표의 유효성으로서, 터치영역의 확률밀도 함수에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
    (여기서, W=S(화면 최대 해상도)/N 또는 M(수평 또는 수직축에 배열된 발신소자의 개수).
  17. 삭제
  18. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는 측정된 터치 물체에 대한 허상 여부를 판단함에 있어,
    터치 물체의 직각, 빗각(예각 또는 둔각) 순서로 순차 스캔한 측정 좌표에 기초하여 판단하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는 측정된 터치 물체에 대한 허상 여부를 판단함에 있어,
    터치 물체의 직각 스캔 측정 좌표[ x0(n)과 y0(m) ]를 가상의 빗각 스캔 환산좌표(XTC, YTC)로 환산한 좌표에 기초하여 판단하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 제어부는 측정된 터치 물체에 대한 허상 여부를,
    가상의 빗각스캔 환산좌표(XTC, YTC)와 빗각(예각 또는 둔각)으로 측정한 빗각스캔 좌표(XT, YT)와의 거리 차이에 기초하여 계산하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  21. 제20항에서,
    상기 제어부는 상기 거리차이를 수학식
    Figure 112012023804138-pat00032
    ,
    Figure 112012023804138-pat00033
    에 의해 연산하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
    (n은 예각 또는 둔각스캔에 의해서 측정된 실체 터치물체의 좌표의 개수이고, m은 직각 스캔에서 수학식 13, 14로 환산된 허상을 포함한 좌표의 개수이다.)
  22. 제19항에서
    상기 제어부는 가상의 빗각 스캔 환산좌표(XTC , YTC)를 수학식
    Figure 112012023804138-pat00034
    ,
    Figure 112012023804138-pat00035
    에 의해서,
    연산하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
    (여기서 x0(n)과 y0(m)은 허상을 포함한 직각 스캔시 측정된 직교좌표이다. Xc와 Yc는 사용된 터치 측정 신호 수신소자의 개수를 의미하고, d는 수신소자가 빗각 스캔시 발신소자와 이어지는 선이 만드는 기울기 인자로서 상수이다. n은 X축상의 터치 물체의 수이고, m은 Y축상의 터치물체의 수이다).
  23. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    k번째 수신 또는 발신 소자가 고장인 경우,
    k번째 터치 측정 신호의 측정값은 k-1번째 터치 측정 신호의 측정값으로 대체하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  24. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발신소자와 상기 수신소자의 쌍이 같은 축상에 서로 교대로 엇갈리게 배치되어 스캔하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  25. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발신소자 및 수신소자는 소정의 시간 간격을 두고 인접하는 발신소자 및 수신소자와 교대로 터치 신호를 발신하고 수신하는 것을 특징으로 하는 멀티 터치스크린 장치.
  26. 삭제
  27. 삭제
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