KR101441970B1

KR101441970B1 - 터치센서 칩, 접촉 감지 장치 및 접촉 감지 장치의 좌표 보정방법

Info

Publication number: KR101441970B1
Application number: KR1020120158576A
Authority: KR
Inventors: 김섭
Original assignee: (주)멜파스
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2014-09-24
Also published as: KR20140087850A; US20140184561A1; CN103914178A

Abstract

본 발명에 따른 접촉 감지 장치는 복수의 감지노드를 포함하는 감지영역, 상기 감지영역에 발생된 접촉입력에 응답하여, 상기 각 감지노드별로 감지신호 및 상기 각 감지노드의 개별좌표를 획득하는 터치센서 칩을 포함하고, 상기 터치센서 칩은, 상기 감지신호에 기초하여 상기 접촉입력에 대응하는 보정좌표를 산출할 수 있다

Description

터치센서 칩, 접촉 감지 장치 및 접촉 감지 장치의 좌표 보정방법{TOUCH SENSOR IC, APPARATUS FOR SENSING TOUCH AND METHOD FOR COMPENSATING A TOUCH COORDINATE OF THE SAME}

본 발명은 터치센서 칩, 접촉 감지 장치 및 접촉 감지 장치의 좌표 보정방법에 관한 것이다.

접촉 감지 장치는 사용자의 손가락 또는 다른 기구의 접촉을 감지하고 이를 적합한 전기 신호로 변환하여 출력 하는 장치로서, 다양한 전자기기에 적용되어 입력 장치로 사용되고 있다. 예를 들어, 랩 탑 컴퓨터에 적용되어 마우스를 대체하여 커서의 이동을 제어하기 위한 입력 수단으로 사용되거나, 디스플레이 장치와 결합되어 화면에 표시된 아이콘이나 메뉴를 직접 선택하여 실행하도록 하는 입력 수단으로 사용된다. 단순하게는 버튼을 대체하는 수단으로 사용되기도 한다. 최근에는 전자 기기의 화면이 대형화되고 기기가 소형화되는 추세에 따라, 키 패드 등의 입력 장치를 배제하고, 디스플레이와 결합된 접촉 입력 장치(예를 들어, 터치스크린)를 유일한 입력수단(적어도 주 입력수단)으로 사용하는 경우가 늘어나고 있다.

상술한 접촉 감지 장치는, 감지영역 내에 복수의 감지노드를 구비하며, 접촉 감지 장치에 접촉이 이루어지는 경우, 상술한 감지노드에서 발생하는 정전용량변화를 파악함으로써 접촉지점 및 접촉감도를 산출할 수 있게 된다.

그러나, 감지영역의 가장자리에서는 특정 방향의 인접 감지노드가 부존재하는 바, 감지영역 가장자리에서 접촉입력이 발생시, 정밀한 접촉지점을 산출하기 어려운 문제점이 존재하였다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 별도의 물리적 구성을 추가하지 않고도 감지영역의 가장자리부에서 접촉 입력의 정밀도 및 정확도가 향상된 접촉 감지 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 감지영역의 가장자리부에서 발생한 접촉 입력의 정밀도와 정확도를 향상시킬 수 있는 접촉 입력 장치의 좌표 보정 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치는, 복수의 감지노드를 포함하는 감지영역, 상기 감지영역에 발생된 접촉입력에 응답하여, 상기 각 감지노드별로 감지신호 및 상기 각 감지노드의 개별좌표를 획득하는 터치센서 칩을 포함하고, 상기 터치센서 칩은, 상기 감지신호에 기초하여 상기 접촉입력에 대응하는 보정좌표를 산출할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 칩은, 접촉 감지 장치의 감지영역에서 발생한 접촉입력에 응답하여 감지노드별로 감지신호를 획득하는 신호 획득부, 상기 접촉입력에 응답하여 상기 감지노드별로 개별좌표를 획득하는 좌표 획득부, 상기 신호 획득부로 획득한 감지신호를 기초로 상기 접촉입력에 대응하는 보정좌표를 산출하는 보정좌표 산출부를 포함할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 감지영역이 정의된 접촉 감지 장치의 좌표 보정방법은, 상기 감지영역에 발생한 접촉입력에 응답하여 감지노드별로 감지신호를 획득하고, 상기 감지신호를 획득한 상기 감지노드의 개별좌표를 획득하고, 상기 감지신호를 이용하여 상기 접촉입력에 대응하는 보정좌표를 산출하는 것을 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

별도의 물리적 구성을 추가하거나 설계변경이 없이도 접촉 감지 장치의 입력 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 특히 접촉 감지 장치의 가장자리부에서 발생한 접촉입력의 위치를 보다 정확히 감지할 수 있는 이점을 갖는다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 개략적 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 터치센서 칩 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 접촉 감지 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 단면 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에서 접촉 입력 발생시 좌표 보정을 수행하는 터치센서 칩의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에서 도 4에 도시된 접촉 입력이 발생한 경우, 감지노드에서 획득한 감지신호의 세기를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 좌표 보정방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 개략적 구조를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 접촉 감지 장치(10)는 절연기판(110) 및 절연기판(110) 상에 형성된 복수의 전극(130, 150) 및 터치센서 칩(도면 미도시)을 포함할 수 있으며, 접촉 감지 장치(10)에는 감지영역(190)이 정의될 수 있다.

절연기판(110)은 투명한 절연 기판일 수 있다. 예를 들어, 투명한 플라스틱 기판, 투명한 유리 기판, 또는 투명한 석영 기판 등이 적용될 수 있다. 나아가, 기판은 가요성 기판일 수 있다. 예컨대, 절연기판(110)은 강화유리, 또는 PMMA(Poly Methyl Methacrylate), PC(Polycarbonate), PET(Polyethylene terephthalate) 등의 플라스틱 재료의 하나 이상의 조합인 고경도 플라스틱일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

절연기판(110) 상에는 복수의 전극(130, 150)이 형성될 수 있다. 복수의 전극(130, 150)은, 제1축 방향(도면에서 가로 방향)으로 연장 형성된 복수의 제1전극(130) 및 제1축과 교차하는 제2축 방향(도면에서 세로 방향)을 따라 형성된 복수의 제2전극(150)을 포함할 수 있다. 상기 제1 축과 상기 제2축은 서로 직교할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

제1전극(130) 및 제2전극(150)은 상호 전기적으로 분리될 수 있다. 여기서 전기적으로 분리된다는 표현은 상호 물리적으로 분리됨으로써 상호 직접적으로 전기적 연결이 되지 않는다는 내용을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1전극(130) 및 제2전극(150) 사이에는 절연층(도면 미도시) 또는 절연성 기판(도면 미도시) 등이 배치될 수 있다.

복수의 제1전극(130) 및 복수의 제2전극(150)은 투명전극으로 이루어질 수 있다. 예컨대 복수의 제1전극(130) 및 복수의 제2전극(150)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZO(Zinc Oxide) 등의 산화물 등의 투명 도전성 재료, 또는 탄소 나노 튜브(CNT), 그래핀(Graphine), 실버 나노 와이어(Silver nanowire) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 제1전극(130) 및 복수의 제2전극(150)은 서로 동일한 재질로 이루어질 수 있으며, 서로 상이한 재질로 이루어지는 것도 가능하다.

복수의 제1전극(130)은 구동 신호의 인가를 위한 구동 채널로 해석될 수 있으며, 복수의 제2전극(150)은 상기 구동 신호에 기초하여, 접촉입력에 의한 상호 정전용량의 변화를 감지하는 센싱 채널로 해석될 수 있다.

제1전극(130)과 제2전극(150)이 교차하는 부분에는 감지노드(170)가 정의될 수 있으며, 감지노드(170)가 정의된 영역은 사용자로부터 인가되는 접촉입력을 수용할 수 있는 감지영역(190)일 수 있다. 각 감지노드(170)는 좌표값을 가질 수 있다. 예컨대, 감지노드(170)는 직교 좌표계에 대응되는 매트릭스 배열을 가지면서, 그에 상응하는 좌표값을 가질 수 있다.

터치센서 칩(도면 미도시)은 감지영역(190)에 발생한 접촉입력에 의해 복수의 제1전극(130) 및 복수의 제2전극(150) 사이에서 발생하는 상호 정전용량(Mutual-capacitance) 변화에 기초하여 감지노드(170) 별로 감지신호를 획득하고, 접촉위치를 산출할 수 있다.

터치센서 칩(도면 미도시)은 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)에 실장되거나 절연기판(110) 상에 COG(Chip-On-Glass) 형태 또는 COB(Chip-On-Board) 형태로 실장되어 제1전극(130) 및 제2전극 (150)중에서 적어도 어느 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 도면에는 미도시하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치(10)는, 복수의 제1전극(130) 및 복수의 제2전극(150)과 터치센서 칩(도면 미도시)을 전기적으로 연결하는 배선 패턴을 더 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 터치센서 칩 구성을 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 칩(200)은 구동을 위한 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부(210), 접촉 감지 장치의 감지영역에서 발생한 접촉입력에 응답하여 감지노드별로 감지신호를 획득하는 신호 획득부(220), 감지신호가 획득된 감지노드의 개별좌표를 획득하는 좌표 획득부(230), 신호 획득부(220)로 획득한 감지신호에 기초하여 접촉입력에 대응하는 보정좌표를 산출하는 보정좌표 산출부(240)를 포함할 수 있다.

또한 도면에는 미도시하였으나, 터치센서 칩(200)은 감지부로 획득한 감지신호가 문턱값 이상인 경우에만 유효한 접촉입력으로 판단하는 유효입력판단부를 더 포함할 수 있으며, 이러한 경우 보정좌표 산출부(240)는 유효입력판단부의 판단 결과 접촉 입력이 유효한 접촉 입력으로 판단된 경우에만 보정좌표를 산출할 수 있다.

또한, 도면에는 미도시하였으나, 터치센서 칩(200)은 접촉입력이 감지영역의 가장자리부에서 발생되었는지 여부를 판단하는 판단부를 더 포함할 수 있으며, 이러한 경우 보정좌표 산출부(240)는 판단부의 판단 결과 접촉 입력이 감지영역의 가장자리부에서 발생된 것으로 판단된 경우에만 보정좌표를 산출할 수 있다.

보정좌표 산출부(240)는 소정의 테이블에 기록된 값을 이용하여 접촉 위치를 보정할 수 있다. 전기 저항에 의해서 접촉 위치 판단 시 오차가 발생할 수 있는데, 룩업 테이블에 저항성분을 보정할 수 있는 값을 미리 기록하고, 필요 시 상기 룩업 테이블에 기록된 값으로 접촉 위치를 산출함으로써, 접촉 위치 산출과정에서 발생할 수 있는 오차를 보정할 수 있다. 또한 보정좌표 산출부(240)는 저항성분이 아닌 좌표를 보정하기 위한 값을 룩업 테이블로 유지하고, 상기 룩업 테이블에 기록된 값을 이용하여 좌표 자체를 보정함으로써, 접촉 위치 판단의 정확도를 높일 수도 있다.

특히 본 발명의 일 실시예에 따른 보정좌표 산출부(240)는 감지영역(도 1의 120)의 가장자리부에서 발생한 접촉입력을 보정하여 접촉 위치 판단의 정확도를 높일 수 있다. 터치센서 칩(200)에 대한 보다 구체적인 내용은 후술한다.

도 3은 도 1에 도시된 접촉 감지 장치의 동작 원리를 설명하기 위한 단면 예시도로서, 도 1의 A1-A2 라인을 따라 절단한 단면의 예시를 도시한 것이다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치가 2층 구조로 형성된 경우를 예시로 설명하나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 설계변경을 통해 1층 구조로 형성하는 것도 가능하다.

도 3을 참조하면, 접촉 감지 장치가 2층 구조로 이루어지는 경우, 구동신호(211)가 인가되는 제1전극(130a)과 터치센서 칩(도 2의 200)에서 감지신호를 획득하는 제2전극(150a)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 그리고 제1전극(130a)과 제2전극(150a) 사이에는 절연층(350)이 형성될 수 있으며, 일면이 외부로 노출되는 투명 글라스(370) 등에 접촉 객체(900)에 의한 접촉입력이 발생할 수 있다.

터치센서 칩(도 2의 200), 보다 구체적으로 터치센서 칩(도 2의 200)의 구동부(도 2의 210)는 제1전극(130)에 구동신호(211)를 인가할 수 있다. 구동신호(211)의 형태와 관련하여 도 3에는 터치센서 칩(도 2의 200)이 제1전극(330a)에 인가하는 구동신호(211)가 구형파(square wave)인 것으로 표시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며 구동신호(211)의 형태에는 제한이 없다. 예컨대 구동신호(211)는 사인파(Sine Wave) 형태, 삼각파(Triangle Wave) 형태 등 다양한 형태를 가질 수 있다.

구동신호(211)가 인가된 제1전극(130a) 및 이와 인접한 제2전극(150a) 사이에는 접촉 객체(900)에 의해 상호정전용량 변화가 발생하며, 상호 정전용량 변화는 구동신호(211)가 인가된 제1전극(130a) 및 이와 인접한 제2전극(150a) 사이의 전압 변화를 측정함으로써 감지할 수 있다. 터치센서 칩(도 2의 200)은 이러한 상호정전용량 변화를 기초로 감지노드별로 감지신호를 획득할 수 있으며, 이는 터치센서 칩(도 2의 200)의 신호 획득부(도 2의 220)가 수행할 수 있다. 또한 터치센서 칩(도 2의 200)은 감지신호가 획득된 감지노드의 개별좌표를 획득할 수 있으며, 이는 터치센서 칩(도 2의 200)의 좌표 획득부(도 2의 230)가 수행할 수 있다.

제1전극(도 1의 130)과 제2전극 (도 1의 150) 사이에는 절연층(350)이 형성될 수 있으며, 절연층(350)은 플라스틱, 유리 등의 투명한 유전체, 투명 접착 성분 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에서 접촉 입력 발생시 좌표 보정을 수행하는 터치센서 칩의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치는, 접촉입력이 발생시 복수의 제1전극(130) 및 복수의 제2전극(150) 사이에서 발생하는 상호 정전용량 변화, 즉 감지노드에서 발생하는 감지신호의 세기를 획득할 수 있다.

보다 구체적으로, 접촉 감지 장치(10)에 제1접촉입력(T1) 및 제2접촉입력(T2)이 발생하면, 터치센서 칩(도 2의 200)은 각 접촉입력(T1, T2)에 응답하여 제1전극(130) 및 제2전극(150) 사이에서 발생한 상호정전용량 변화를 감지신호로서 각 감지노드별로 획득할 수 있다. 즉, 접촉입력이 발생한 감지영역의 가장자리부와 최인접한 감지노드인 경계 감지노드(N0) 및 경계 감지노드(N0)와 동일한 x축 상에 존재하는 감지노드들(N1, N2, N3, N4, N5, N6)(이하, ' 참조 감지노드')에서 감지신호를 획득할 수 있다. 참조 감지노드(N1, N2, N3, N4, N5, N6)는 경계 감지노드(N0)를 기준으로 접촉입력이 발생한 감지영역의 가장자리부 경계로부터 수직 방향으로 존재하는 감지노드, 즉 경계 감지노드(N0)과 동일한 행에 배치된 감지노드일 수 있다.

경계 감지노드(N0)를 기준으로 우측방향의 영역은 도 1의 설명에서 상술한 감지영역(도 1의 190)에 해당할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에서 도 4에 도시된 접촉 입력이 발생한 경우, 각 감지노드에서 획득한 감지신호의 세기를 개략적으로 도시한 그래프이다.

도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 각 접촉입력(T1, T2)에 응답하여 x0좌표에 대응하는 경계 감지노드(N0)가 획득한 감지신호 세기(S)는 S(x0)=15로 나타낼 수 있다. 마찬가지로 각 감지노드(N1, N2, N3, N4, N5, N6)가 획득한 감지신호의 세기는 S(x1)=10, S(x2)=3, S(x3)=0, S(x4)=10, S(x5)=20, S(x6)=15와 같이 나타낼 수 있다.

이하에서는 각 접촉입력(T1, T2)에 대응하여 보정좌표를 산출하는 터치센서 칩의 동작을 설명한다.

터치센서 칩의 동작에 대한 일 실시예에 따르면, 접촉 감지 장치에 복수의 접촉입력(T1, T2)이 일어나면, 터치센서 칩(도 2의 200)의 신호 획득부(도 2의 220)는 감지영역의 가장자리부에서 발생된 제1접촉입력(T1)에 응답하여 각 감지노드(N0, N1, N2)별로 감지신호를 획득한다. 예컨대, 제1접촉입력(T1) 에 응답하여 S(x0)=15, S(x1)=10, S(x2)=3의 감지신호를 획득할 수 있다. 제1접촉입력(T1)에 응답하여 경계 감지노드(N0)에서 감지신호가 획득 된 경우, 제1접촉입력(T1)은 감지영역의 가장자리에서 발생한 접촉입력으로 판단할 수 있다.

문턱값이 설정된 경우, 터치센서 칩(도 2의 200)의 판단부는 문턱값 이상인 감지신호만을 유효한 접촉입력에 의해 획득된 감지신호로 판단할 수 있다. 문턱값은 노이즈를 접촉입력으로 판단하지 않기 위하여 설정되는 감지신호 최소 마진 값이다. 예컨대 문턱값이 5인 경우, S(x2)의 값은 5 미만의 값을 갖는 바, 판단부는 x2좌표에 대응하는 노드(x2)에서 감지된 감지신호를 유효하지 않은 신호로 판단할 수 있다.

또한 문턱값이 설정된 경우, 문턱값 이상인 감지신호가 최초로 획득되고 문턱값 미만인 감지신호가 최초로 획득된 구간을 하나의 접촉입력으로 판단할 수도 있다. 예컨대 문턱값이 5인 경우, S(x0)에서 최초로 문턱값 이상인 감지신호가 획득되고, S(x2)에서 문턱값 미만인 감지신호가 최초로 획득된 바, S(x0), S(x1), S(x2)가 하나의 접촉입력인 제1접촉입력(T1)에 의해 발생된 감지신호로 판단할 수 있다.

감지신호의 획득과 함께, 터치센서 칩(도 2의 200)의 좌표 획득부는 감지영역 가장자리부에서 발생한 제1접촉입력(T1)에 응답하여 감지신호가 획득된 각 감지노드(N0, N1, N2)의 개별좌표를 획득할 수 있다. 이때 상술한 문턱값이 설정된 경우, 필요에 따라 문턱값 미만의 감지신호를 갖는 감지노드(N2)의 경우에는 개별좌표를 획득하지 않을 수도 있다. 이하에서는 문턱값이 설정되고, 문턱값 미만의 감지신호는 보정좌표 산출시 변수로 고려하지 않는 것으로 설명하나, 이는 하나의 예시일 뿐이다. 예컨대 문턱값 이상을 갖는 감지신호가 발생된 감지노드(N0, N1)에 대하여 (x0, y), (x1, y)의 개별좌표를 획득하고, 문턱값 미만의 감지신호가 발생된 감지노드(N2)에 대하여는 개별좌표를 획득하지 않을 수도 있다. 또한 필요에 따라 비록 감지신호가 문턱값 미만인 경우라도 감지영역의 가장자리부에서 발생된 제1접촉입력(T1)의 경우에는 (x0, y), (x1, y) 뿐만 아니라 (x2, y)좌표를 더 획득할 수도 있다.

보다 정확한 접촉위치를 산출하기 위해, 터치센서 칩(도 2의 200)의 보정좌표 산출부(도 2의 240)는 제1접촉입력(T1)에 대한 보정좌표를 산출할 수 있다. 보다 구체적으로, 보정좌표 산출부는 x좌표로서 xk를 갖는 가상감지노드(Nk)가 존재한다고 가정하고, 보정신호로서 해당 가상감지노드(Nk)에 대한 가상감지신호를 생성함으로써 보정좌표를 산출할 수 있다. 여기서 xk와 x0간의 거리는 제2전극(150)의 피치(Px)와 동일할 수 있다. 다시 말하면, x0-xk=Px 또는 xo-xk=x1-x0 일 수 있다. 예컨대, x0의 값이 피치(Px)의 절반값을 갖는 경우, xk는 -x0일 수 있다.

상술한 가상감지신호는 단일의 제1접촉입력(T1)에 응답하여 경계 감지노드(N1)에서 획득한 감지신호 세기를 변수로 생성될 수 있다.

예컨대 제1접촉입력(T1)에 응답하여 경계 감지노드(N0)에서 획득한 감지신호인 S(x0)에 수학식 1과 같이 특정한 상수 α를 곱하고, 이를 가상감지노드(Nk)가 갖는 가상감지신호 세기인 S(xk)로 할당할 수 있다.

[수학식 1]

S(xk) = α * S(x0)

이때 상수 α 는 전극의 조밀도, 접촉 감지 장치의 경계영역(감지영역을 제외한 부분) 크기, 경계 감지노드(N0)에서 획득한 감지신호 세기 등에 따라 상이할 수 있으며, 0 초과 2 미만의 값을 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또는, 가상감지신호는 수학식 2와 같이 단일의 제1접촉입력(T1)에 응답하여 발생된 감지신호의 전체 합과 경계 감지노드(N0)에서 획득한 감지신호를 변수로 생성될 수 있다.

[수학식 2]

여기서 xl은 단일의 제1접촉입력에 대하여 감지신호를 획득한 참조 감지노드의 좌표값일 수 있다. 또한 β는 전극의 조밀도, 접촉 감지 장치의 경계영역(감지영역을 제외한 부분) 크기, 경계 감지노드(N0)에서 획득한 감지신호 세기 등에 따라 상이할 수 있으며, 수학식 3과 같이 경계 감지노드(N0)에서 획득한 감지신호 세기와 연동되는 변수로 생성될 수 있다.

[수학식 3]

β = γ * S(x0)

이때 상수 γ 는 전극의 조밀도, 접촉 감지 장치의 경계영역(감지영역을 제외한 부분) 크기, 경계 감지노드(N0)에서 획득한 감지신호 세기 등에 따라 상이할 수 있으며, 0 초과 2 미만의 값을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하에서는, γ가 1의 값을 갖는 경우를 기준으로 설명한다.

예컨대 제1접촉입력(T1)에 응답하여 감지노드별로 획득한 S(x0)=15, S(x1)=10, S(x2)=3의 감지신호 중에서, 문턱값 이상을 갖는 유효한 감지신호 세기의 합인 S(x0)+S(x1)=25를 구한다. 그리고, 감지신호의 합 중 경계 감지노드(N0)의 비율값인 S(x0)/25=0.6을 계산하고, 계산된 비율값에 경계 감지노드(N0)의 감지신호 세기값을 곱하여 S(x0)*0.6=9를 계산하고, 이를 가상감지노드(Nk)가 갖는 가상감지신호 세기인 S(xk)로 할당한다.

이후 xk좌표를 갖는 가상감지노드(Nk)가 상술한 가상감지신호 세기를 갖는다고 가정하여 제1접촉입력(T1)에 대한 보정좌표를 산출한다.

일 예로서, 보정좌표의 계산은 각 감지노드별로 획득한 감지신호의 세기를 각 x좌표의 가중치로 이용하여 산출할 수 있다. 예컨대 제1접촉입력(T1)에 대한 보정좌표는 {x0*S(xo) + x1*S(x1) + xk*S(xk)}/{S(xo) + S(x1) + S(xk)}와 같이 산출될 수 있다.

보정좌표를 산출하지 않고, 실제 개별좌표만을 기준으로 접촉위치를 산출시, 제1접촉입력(T1)에 대한 접촉위치는 {x0*S(xo) + x1*S(x1)}/{S(xo) + S(x1)}와 같이 산출될 수 있다.

한편, 보정좌표를 산출하여 접촉위치를 판단시, 상술한 바와 같이 보정좌표는 {x0*S(xo) + x1*S(x1) + xk*S(xk)}/{S(xo) + S(x1) + S(xk)}와 같이 산출될 수 있다.

도면을 기준으로, xk값은 음수의 값을 갖는 바, 보정좌표를 산출하여 접촉위치를 판단하는 경우, 보정좌표를 산출하지 않은 경우에 비하여 접촉위치가 감지영역의 가장자리부 쪽으로 시프트된다. 이에 따라 접촉 감지 장치가 실제 접촉 입력이 이루어진 위치와 근사한 위치로 접촉위치를 인식할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 상술한 보정좌표 산출은 경계 감지노드(N0)에서 문턱값 이상의 감지신호 세기가 수득된 경우에만 수행될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 유효한 접촉입력으로 판단된 감지신호가 경계 감지노드(N0)에만 존재하는 경우, 터치센서 칩(도 2의 200)의 유효입력판단부는 감지신호 세기가 문턱값 미만인 경우라도 유효한 감지신호로 판단할 수도 있다.

한편, 도면에는 제1접촉입력(T1)이 감지영역의 좌측 가장자리부에서 발생된 경우만이 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 접촉입력은 감지영역의 우측 가장자리부, 상측 가장자리부, 하측 가장자리부 등에서 발생될 수도 있다. 이러한 경우 가상감지노드(Nk)의 좌표는 변경될 수 있으며, 가상감지신호는 상술한 우측 가장자리부, 상측 가장자리부, 하측 가장자리부 등에 최인접한 감지노드에서 획득한 감지신호 세기를 기초로 산출될 수 있다.

터치센서 칩의 동작에 대한 다른 실시예에 따르면, 감지노드별로 문턱값 이상인 감지신호 및 개별좌표를 획득한 후, 도 2의 설명에서 상술한 터치센서 칩의 판단부는 제1접촉입력(T1) 및 제2접촉입력(T2) 중 어느 입력이, 감지영역 가장자리부에서 발생된 접촉입력인지 판단함으로써 보정좌표 생성여부를 결정할 수 있다.

감지영역 가장자리부에서 발생된 접촉입력 인지 여부의 판단은, 상술한 바와 같이 경계 감지노드(N0)에서 감지신호가 획득 된 경우, 경계 감지노드(N0)의 감지신호와 관련된 제1접촉입력(T1)을 감지영역의 가장자리부에서 발생된 접촉입력으로 판단할 수 있다. 또는, 접촉입력에 응답하여 각 감지노드별로 획득한 개별좌표와 기 설정된 감지영역 가장자리부의 좌표를 상호 비교하여 일치여부를 판단함으로써 감지영역 가장자리부에서 발생된 접촉입력인지 여부를 판단할 수도 있다. 제1접촉입력(T1)이 감지영역의 가장자리부에서 발생된 접촉입력으로 판단되고, 제2접촉입력(T2)은 감지영역의 가장자리부에서 발생된 접촉입력이 아닌 것으로 판단된 경우, 보정좌표 산출부는 제1접촉입력(T1)에 대해서만 보정좌표를 산출하게 된다.

본 발명에 따르면, 물리적으로 별도의 전극을 추가하지 않고도 감지영역의 가장자리부에서의 접촉입력 정확도 및 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다. 또한 구조적으로 추가적인 설계변경이 필요 없는 바, 종래의 접촉 감지 장치에도 적용할 수 있는 범용성이 존재하며, 이에 따라 접촉 감지 장치의 설계변경이 필요없음에 따른 제조비용 절감효과도 추가적으로 구현된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 좌표 보정방법을 나타낸 순서도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 접촉 감지 장치의 보정방법은, 감지영역에 발생한 접촉입력에 응답하여, 감지노드별로 접촉입력에 대응하는 감지신호를 획득하고(S11), 감지신호를 획득한 감지노드별로 개별좌표를 획득하고(S13), 획득한 감지신호를 이용하여 보정좌표를 산출하는 것(S15)을 포함하여 이루어질 수 있다.

또한 감지신호를 획득한 후, 감지신호가 문턱값 이상인지 여부를 판단하는 과정(S12)을 더 수행할 수 있으며, 문턱값 이상을 갖는 감지신호에 대해서만 감지노드별 개별좌표를 획득(S13)하고, 그 이외의 접촉입력에 대해서는 유효하지 않은 접촉입력으로 판단하는 과정(S19)을 더 포함할 수 있다.

아울러, 개별좌표 획득 후 접촉입력이 감지영역 가장자리부에서 발생한 접촉입력인지 여부를 판단하는 과정(S14)을 더 포함할 수 있다. 그리고 판단결과 접촉입력이 감지영역 가장자리부에서 발생한 경우, 획득한 감지신호를 이용하여 보정좌표를 산출하고(S15), 판단결과 접촉입력이 감지영역 가장자리부에서 발생한 입력이 아닌 경우, 보정좌표를 미산출(S16) 할 수 있다.

접촉입력이 감지영역의 가장자리부에서 발생되었는지 여부의 판단은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 예컨대 감지영역의 가장자리부에 최인접한 감지노드인 경계 감지노드에서 감지신호가 획득 된 경우, 경계 감지노드의 감지신호와 관련된 접촉입력(T1)을 감지영역의 가장자리부에서 발생된 접촉입력으로 판단할 수 있다. 또는, 접촉입력에 응답하여 각 감지노드별로 획득한 개별좌표와 기 설정된 감지영역 가장자리부의 좌표를 상호 비교하여 일치여부를 판단함으로써 감지영역 가장자리부에서 발생된 접촉입력인지 여부를 판단할 수도 있다.

보정좌표를 산출하는 것(S15)은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 예컨대 획득한 감지신호를 기초로 가상감지신호를 산출하고, 감지신호, 가상감지신호 및 개별좌표를 기초로 연산을 수행하여 보정좌표를 산출할 수 있다.

가상감지신호는 특정좌표를 갖는 가상감지노드에 할당되는 감지신호임은 도 4 및 도 5의 설명에서 상술한 바와 같다. 또한, 가상감지신호는 경계 감지노드에서 획득한 감지신호를 기초로 산출되며, 변수로서 참조 감지노드에서 획득한 감지신호와 경계 감지노드에서 획득한 감지신호의 합이 더 이용될 수 있고, 이때 문턱값 미만인 감지신호는 변수에서 제외할 수 있음은 도 4 및 도 5의 설명에서 상술한 바와 동일하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 : 접촉 감지 장치
110: 절연기판
120: 감지영역
130: 제1전극
150: 제2전극
200: 터치센서 칩
210: 구동부
220: 신호 획득부
230: 좌표 획득부
240: 보정좌표 산출부

Claims

복수의 감지노드를 포함하는 감지영역;
상기 감지영역에 발생된 접촉입력에 응답하여, 상기 각 감지노드별로 감지신호 및 상기 각 감지노드의 개별좌표를 획득하는 터치센서 칩; 을 포함하고,
상기 터치센서 칩은,
상기 접촉입력이 상기 감지영역의 가장자리부에서 발생된 입력인 경우, 상기 가장자리부에 최인접한 감지노드인 경계 감지노드에서 획득한 감지신호 및 상기 경계 감지노드와 동일한 행에 배치된 각 감지노드(이하, ‘참조 감지노드’)에서 획득한 감지신호의 합에 기초하여 가상감지신호를 산출하고,
상기 경계 감지노드 및 상기 참조 감지노드 각각에서 획득한 감지신호, 상기 경계 감지노드 및 상기 참조 감지노드 각각의 개별좌표 및 상기 가상감지신호를 이용하여 상기 접촉입력에 대응하는 보정좌표를 산출하는 접촉 감지 장치.
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제1항에 있어서,
상기 터치센서 칩은,
상기 감지영역의 가장자리부에 최인접한 감지노드인 경계 감지노드에서 획득한 감지신호가 문턱값 이상인 경우 상기 보정좌표를 산출하는 접촉 감지 장치.
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제1항에 있어서,
상기 터치센서 칩은,
상기 경계 감지노드에서 획득한 감지신호와 상기 참조 감지노드에서 획득한 감지신호 중 문턱값 이상인 감지신호의 합을 기초로 상기 보정좌표를 산출하는 접촉 감지 장치.
제1항에 있어서,
상기 터치센서 칩은,
문턱값 이상을 갖는 감지신호가 획득된 감지노드에 대해서만 개별좌표를 획득하는 접촉 감지 장치.
제1항, 제4항, 제7항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
제1축 방향으로 연장 배치된 제1전극;
상기 제1축과 교차하는 제2축 방향으로 연장 배치된 제2전극; 을 포함하고,
상기 감지노드는 상기 제1전극과 상기 제2전극이 교차하는 부분에 정의된 접촉 감지 장치.
접촉 감지 장치의 감지영역에서 발생한 접촉입력에 응답하여 감지노드별로 감지신호를 획득하는 신호 획득부;
상기 접촉입력에 응답하여 상기 감지노드별로 개별좌표를 획득하는 좌표 획득부;
상기 접촉입력이 상기 감지영역의 가장자리부에서 발생된 입력인지 여부를 판단하는 판단부;
상기 판단부의 판단결과 상기 접촉입력이 상기 감지영역의 가장자리부에서 발생된 입력인 경우, 상기 감지영역의 가장자리부에 최인접한 감지노드인 경계 감지노드에서 획득한 감지신호 및 상기 경계 감지노드와 동일한 행에 배치된 각 감지노드(이하, '참조 감지노드')에서 획득한 감지신호의 합에 기초하여 가상감지신호를 산출하고,
상기 경계 감지노드 및 상기 참조 감지노드 각각에서 획득한 감지신호, 상기 경계 감지노드 및 상기 참조 감지노드 각각의 개별좌표 및 상기 가상감지신호를 이용하여 상기 접촉입력에 대응하는 보정좌표를 산출하는 보정좌표 산출부;
를 포함하는 터치센서 칩.
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제10항에 있어서,
상기 좌표 획득부는,
문턱값 이상을 갖는 감지신호가 획득된 감지노드에 대해서만 개별좌표를 획득하는 터치센서 칩.
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제10항에 있어서,
상기 보정좌표 산출부는,
상기 경계 감지노드에서 획득한 감지신호와 상기 참조 감지노드에서 획득한 감지신호 중 문턱값 이상인 감지신호의 합을 기초로 상기 가상감지신호를 산출하는 터치센서 칩.
감지영역이 정의된 접촉 감지 장치의 좌표 보정방법에 있어서,
상기 감지영역에 발생한 접촉입력에 응답하여 감지노드별로 감지신호를 획득하고,
상기 감지신호가 획득된 감지노드의 개별좌표를 획득하고,
상기 접촉입력이 상기 감지영역의 가장자리부에서 발생된 입력인 경우, 상기 가장자리부에 최인접한 감지노드인 경계 감지노드에서 획득한 감지신호 및 상기 경계 감지노드와 동일한 행에 배치된 각 감지노드(이하, ‘참조 감지노드’)에서 획득한 감지신호의 합에 기초하여 가상감지신호를 산출하고,
상기 경계 감지노드 및 상기 참조 감지노드 각각에서 획득한 감지신호, 상기 경계 감지노드 및 상기 참조 감지노드 각각의 개별좌표 및 상기 가상감지신호를 이용하여 상기 접촉입력에 대응하는 보정좌표를 산출하는 것을 포함하는 접촉 감지 장치의 좌표 보정방법.
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제17항에 있어서,
상기 가상감지신호는,
상기 경계 감지노드에서 획득한 감지신호와 상기 참조 감지노드에서 획득한 감지신호 중 문턱값 이상인 감지신호의 합을 기초로 산출되는 접촉 감지 장치의 좌표 보정방법.
제17항에 있어서,
상기 감지신호를 획득하는 것 이후에,
상기 감지신호가 문턱값 이상인 경우에 유효한 접촉입력으로 판단하는 것을 더 포함하고,
상기 개별좌표를 획득하는 것은,
상기 접촉입력이 유효한 접촉입력으로 판단된 경우에만 수행되는 접촉 감지 장치의 좌표 보정방법.
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