KR101572990B1 - 복수의 접촉 입력을 감지하는 방법 및 장치 - Google Patents

복수의 접촉 입력을 감지하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수의 접촉 입력을 감지하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 실시예에 따른 접촉 감지 방법은 하나 이상의 접촉에 의해 제1감지 전극과 제2감지 전극에서 생성되는 독립 감지 신호를 획득하여 접촉을 판단하는 단계, 다수의 접촉이 인가된 것으로 판단하면 제1감지 전극 중 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고 구동 신호가 인가된 제1감지 전극과 교차하는 제2감지 전극으로부터 조합 감지 신호를 획득하는 단계, 및 조합 감지 신호에 기초하여 다수 접촉의 위치를 판단하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 다수의 접촉이 인가되어 각 접촉 위치를 독립적으로 판단하기 곤란한 경우에 조합 센싱 방법을 적용함으로써, 센싱 속도를 저하 없이 다수 접촉의 위치를 정확히 판단할 수 있다.
독립 감지 신호, 조합 감지 신호, 독립 센싱, 조합 센싱, 상호 정전용량

Description

복수의 접촉 입력을 감지하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SENSING MULTIPLE TOUCH INPUT}
본 발명은 접촉 감지 패널 및 장치에 관한 것으로서, 다수의 접촉 입력을 정확하게 판단할 수 있는 접촉 감지 방법 및 장치에 관한 내용을 개시한다.
접촉 감지 패널은 동작 방식에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 구분할 수 있으며, 이 중에서 특히 정전용량 방식은 접촉 감지 패널의 두께가 얇고, 내구성이 높으며, 멀티 터치가 가능하다는 고유의 장점을 갖는다.
도 1은 종래의 정전용량 방식의 접촉 감지 패널을 도시한 평면도이다. 도 1을 참고하면, 접촉 감지 패널(10)은 Y축 방향으로 연장되고 X1~X8 센싱 채널에 각각 연결되는 복수의 X 전극(11)과, X축 방향으로 연장되고 Y1~Y8 센싱 채널에 각각 연결되는 복수의 Y 전극(12)을 포함한다. 도 1의 1번과 2번 지점에 동시에 접촉 입력이 인가되면, 센싱 채널 X3, X6, Y3, Y5로부터 다른 센싱 채널에 비해 상대적으로 강도가 높은 감지 신호를 얻을 수 있다.
그러나 도 1의 3번과 4번 지점에 동시에 접촉 입력이 인가된 경우에도, 센싱 채널 X3, X6, Y3, Y5로부터 도1의 1번과 2번 지점에 동시에 접촉 입력이 인가된 경우와 비슷한 감지 신호 분포를 얻을 수 있다. 따라서, 1번과 2번, 또는 3번과 4번 지점 중 어느 조합이 접촉 입력이 인가된 진정한 접촉 지점인지 판단할 수 없는 소위 고스트(Ghost) 현상이 발생하여 각 접촉 입력의 위치를 독립적으로 판단하기 곤란할 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 다수의 접촉 입력이 인가되는 경우, 각 접촉 입력의 독립적인 위치를 정확하게 판단할 수 있는 접촉 감지 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 접촉 감지 방법은, 서로 교차하는 방향으로 배치되는 제1감지 전극과 제2감지 전극을 포함하는 장치의 접촉 감지 방법에 있어서, 하나 이상의 접촉에 의해 상기 제1감지 전극 및 제2감지 전극에서 생성되는 독립 감지 신호를 획득하는 단계; 상기 독립 감지 신호에 기초하여 상기 접촉을 판단하는 단계; 상기 접촉이 다수인 것으로 판단하면 상기 제1감지 전극 중 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고, 상기 구동 신호가 인가된 제1감지 전극과 교차하는 제2감지 전극으로부터 조합 감지 신호를 획득하는 단계; 및 상기 조합 감지 신호 및 상기 독립 감지 신호에 기초하여 상기 다수 접촉의 위치를 판단하는 단계; 를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 접촉 감지 장치는, 서로 교차하는 방향으로 배치되는 제1감지 전극과 제2감지 전극을 포함하는 패널부; 및 센싱 채널을 통해 상기 제1감지 전극 및 상기 제2감지 전극으로부터 독립 감지 신호를 획득하여 하나 이상의 접촉을 판단하는 접촉 감지부; 를 포함하고, 상기 접촉 감지부는, 다수의 접촉이 인가되면 상기 제1감지 전극 중 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고, 상기 구동 신 호가 인가된 제1감지 전극과 교차하는 제2감지 전극으로부터 획득한 조합 감지 신호, 및 상기 독립 감지 신호에 기초하여 상기 다수 접촉의 위치를 판단한다.
본 발명에 따르면 접촉 감지 장치에 인가된 접촉 입력을 판단함에 있어서, 독립 감지 신호에 기초한 독립 센싱 방법에 의해 접촉을 판단하고, 다수의 접촉 입력이 인가되어 각 접촉 입력의 독립적인 위치를 판단하기 곤란한 경우 조합 센싱 방법을 적용한다. 따라서, 멀티 터치에 기초한 다양한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있으며, 효율적으로 멀티 터치 기능을 구현할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도면을 참고하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 방법을 설명하는데 제공되는 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 접촉 감지 방법은 접촉에 의해 감지 전극에서 생성되는 독립 감지 신호를 획득하는 것으로 시작된다(S10). 이하 본 실시예에서, 접촉 감지 방법이 실행되는 장치는 서로 교차하는 방향으로 배치되는 제1감지 전극과 제2감지 전극을 포함하는 접촉 감지 장치인 것을 가정한다. 제1감지 전극은 하나의 전극 쌍을 이루는 형태로 배치될 수 있으며, 다수의 분할 전극을 포함할 수 있다.
이하, 본 명세서 전반에 걸쳐서 사용되는 독립 감지 신호, 및 조합 감지 신호라는 용어의 의미는 다음과 같다. 독립 감지 신호는 전극에 별도의 구동 신호가 인가되지 않은 상태에서 접촉 입력에 의해 접촉 감지 장치의 감지 전극과 접촉 객 체 사이에서 생성되는 정전용량(capacitance)을 의미한다. 반면, 조합 감지 신호는 적어도 일부의 감지 전극에 구동 신호가 인가된 상태에서 접촉 입력이 발생함에 따라, 구동 신호가 인가된 감지 전극과, 구동 신호가 인가되지 않은 감지 전극 사이에서 접촉 객체에 의해 생성되는 상호 정전용량을 의미한다.
접촉에 의해 독립 감지 신호를 획득하면, 접촉 감지부는 독립 감지 신호에 기초하여 접촉을 판단한다(S20). S20 단계에서 접촉 감지부는 접촉의 위치, 접촉 입력에 의해 장치에 가해진 압력, 접촉의 수 등을 판단하며, 일실시예로 독립 감지 신호의 분포에 기초하여 접촉의 수를 판단할 수 있다. 다수의 접촉 입력이 동시에 발생하면, 단일 접촉 입력이 발생한 경우에 비해 독립 감지 신호가 넓은 영역에 분포한다. 따라서, 분산 또는 표준편차 등과 같이 독립 감지 신호의 분포도를 나타내는 변수에 기초하여 접촉의 수를 판단할 수 있다.
S20 단계의 판단 결과에 기초하여 접촉 감지부는 다수의 접촉이 발생했는지 여부를 판단한다(S30). S30 단계의 판단 결과 다수의 접촉이 발생한 것으로 결정되면, 접촉 감지부는 접촉 감지 장치의 적어도 일부 전극에 구동 신호를 인가한다(S40). 구동 신호는 스텝 전압일 수 있으며, 일실시예로 동일한 층에 배치되는 다수의 감지 전극에 순차적으로 구동 신호가 인가될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 제1감지 전극에 순차적으로 구동 신호가 인가되는 것을 가정한다.
구동 신호가 인가되면, 접촉 감지부는 구동 신호가 인가된 제1감지 전극과 교차하는 제2감지 전극에서 생성되는 조합 감지 신호를 획득한다(S50). 상기 조합 감지 신호는 앞서 설명한 바와 같이, 제1감지 전극과 제2감지 전극 사이에서 접촉 객체에 의해 생성되는 상호 정전용량일 수 있으며, 구동 신호가 인가된 제1감지 전극과 교차하고 접촉 객체에 의해 형성된 접촉 영역에 인접한 제2감지 전극에서 생성된다. 따라서, 구동 신호가 인가된 제1감지 전극과 교차하고, 접촉 영역에 인접한 제2감지 전극일수록 강한 조합 감지 신호가 생성된다.
조합 감지 신호를 획득하면, 접촉 감지부는 조합 감지 신호에 기초하여 다수 접촉의 위치를 판단한다(S60). 순차적으로 구동 신호가 인가되는 제1감지 전극과 교차하는 제2감지 전극에서 조합 감지 신호를 획득함으로써, 고스트(Ghost) 현상 없이 다수 접촉의 위치를 독립적으로 판단할 수 있다.
S30 단계의 판단 결과, 접촉이 하나만 발생한 것으로 판단하면, S40 내지 S60의 단계 없이 바로 접촉 위치를 판단한다. 다수의 접촉이 발생한 경우가 아니라면, 독립 감지 신호만으로도 접촉 입력의 위치를 정확하게 판단할 수 있다. 이와 같이, 접촉의 수를 먼저 판단하고, 그 결과에 기초하여 조합 센싱 적용 여부를 결정함으로써, 센싱 속도 저하 없이 정확한 멀티 터치 감지 방법을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 접촉 감지 방법을 설명하기 위해 제공되는 도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 패널부(300)는 기판(310) 상에 서로 교차하는 방향으로 배치되는 제1감지 전극(320)과 제2감지 전극(330)을 포함한다. 본 실시예에서는, 제1감지 전극(320)이 가로 방향으로 배치되고, 제2감지 전극(330)은 세로 방향으로 배치되는 것을 가정하나, 상기와 같은 배치 구조로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
제1감지 전극(320)과 제2감지 전극(330)은 각각 마름모 또는 다이아몬드 형 태의 감지 요소(sensing element)를 포함하며, 다수의 감지 요소는 각각 가로 또는 세로 방향으로 연결된다. 도 3에 도시한 바와 같이 제1감지 전극(320)과 제2감지 전극(330)은 서로 전기적으로 분리되며, 이를 위해 하나의 기판(310)의 상하면에 제1감지 전극(320)과 제2감지 전극(330)을 각각 배치하거나, 별개의 기판(310)에 감지 전극(320, 330)을 각각 형성하고 두 개의 기판(310)을 부착할 수 있다.
각 감지 전극(320, 330)은 센싱 채널 X1~X8 및 Y1~Y8에 연결된다. 도 3에는 도시되지 않은 배선부를 통해 각 감지 전극(320, 330)은 접촉 감지부의 센싱 채널 X1~X8 및 Y1~Y8에 연결되며, 접촉 감지부는 상기 센싱 채널을 통해 감지 신호를 획득한다. 감지 신호는 접촉이 발생함에 따라 감지 전극(320, 330)에서 생성되는 정전용량 성분을 포함한다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 두 개의 접촉 입력이 동시에 인가됨에 따라 접촉 영역 A, B가 생성된다. 접촉 영역 A는 센싱 채널 X2, X3과 연결되는 제2감지 전극(330) 및 센싱 채널 Y2, Y3과 연결되는 제1감지 전극(320)과 중첩되며, 접촉 영역 B는 센싱 채널 X6, X7과 연결되는 제2감지 전극(330) 및 센싱 채널 Y5, Y6과 연결되는 제1감지 전극(320)과 중첩된다. 따라서, 접촉 감지부는 센싱 채널 X2, X3, X6, X7 및 Y2, Y3, Y5, Y6을 통해 감지 신호를 획득할 수 있다. 이때 접촉 감지부에서 획득하는 상기 감지 신호는, 별도의 구동 신호 인가 없이 감지 전극(320, 330)과 접촉 물체 사이에서 생성되는 정전용량 성분을 포함하는 독립 감지 신호이다.
도 4는 도 3에 도시한 접촉 입력 장치에서 생성되는 독립 감지 신호의 분포 를 나타낸 그래프이다. 도 4를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이 센싱 채널 X2, X3, X6, X7 및 Y2, Y3, Y5, Y6과 연결된 감지 전극(320, 330)에서 독립 감지 신호가 생성된다. 독립 감지 신호는 접촉에 의해 감지 전극(320, 330)에서 생성되는 정전용량 성분을 포함하므로, 접촉 영역 A, B가 각 감지 전극(320, 330)과 중첩되는 영역의 면적에 비례한다.
동시에 다수의 접촉이 인가됨에 따라, 도 4에 도시한 바와 같이 독립 감지 신호의 분포는 하나의 접촉이 인가된 경우에 비해 넓은 센싱 채널에 걸쳐 나타난다. 일실시예로 접촉 영역 A에만 접촉이 인가된 경우를 가정하면, 센싱 채널 X6, X7 및 Y5, Y6에 연결된 감지 전극(320, 330)에서는 독립 감지 신호가 생성되지 않으므로, 도 4에 도시한 그래프에 비해 상대적으로 산포도가 작은 분포를 얻을 수 있다. 따라서, 독립 감지 신호의 분포를 나타내는 산포도(ex> 분산 또는 표준편차 등) 값에 기초하여 다수 접촉의 발생 여부를 판단할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같은 독립 감지 신호에 기초하여 접촉을 판단할 경우, 도 1에 도시한 경우와 마찬가지로 고스트(Ghost) 현상이 발생하여 접촉 영역을 정확하게 판단하기 곤란하다. 즉, 접촉 영역 A'??B' 조합도 접촉 영역 A??B 조합과 마찬가지로 도 4에 도시한 그래프와 유사한 분포의 독립 감지 신호를 나타내므로, 다수 접촉 입력의 위치가 A??B 인지, A'??B' 인지 정확한 판단이 어렵다. 따라서, 다수 접촉의 위치를 정확하게 판단하기 위해 적어도 일부의 감지 전극(320, 330)에 구동 신호를 인가하고, 구동 신호에 의해 접촉 영역에서 생성되는 조합 감지 신호를 획득하여 접촉의 위치를 판단하는 조합 센싱 방식을 적용할 수 있다.
접촉 영역 A??B 또는 A'??B'에서 접촉이 발생하여 도 4에 도시한 바와 같은 독립 감지 신호를 획득하면, 접촉 감지부는 상기 설명한 바와 같이 독립 감지 신호의 분포에 기초하여 다수의 접촉이 동시에 인가된 것으로 판단할 수 있다. 다수 접촉이 인가된 것으로 판단하면, 접촉 감지부는 소정의 임계치 이상의 독립 감지 신호를 획득한 센싱 채널을 순차적으로 검색하여, 그 경계에 인접한 센싱 채널(이하, "경계 센싱 채널"이라 한다)을 찾는다.
도 4를 참조하면, 제1감지 전극(320)과 연결된 센싱 채널 Y1~Y8에 대해서는 Y2에서 임계치를 넘는 독립 감지 신호가 처음으로 나타나며, Y7에서 임계치를 넘는 독립 감지 신호가 마지막으로 나타난다. 한편, 제2감지 전극(330)과 연결된 센싱 채널 X1~X8에 대해서는 X2에서 임계치를 넘는 독립 감지 신호가 처음으로 나타나며, X6에서 임계치를 넘는 독립 감지 신호가 마지막으로 나타난다. 따라서, 접촉 감지부는 센싱 채널 X2, X6, 및 Y2, Y7을 경계 센싱 채널로 판단한다.
접촉 감지부는 경계 센싱 채널에 연결된 감지 전극(320, 330) 중 일부 감지 전극(320, 330)에 구동 신호를 인가한다. 일실시예로, 접촉 감지부가 경계 센싱 채널 X2, X6 및 경계 센싱 채널과 인접한 X3, X5에 연결된 제1감지 전극(330)에 구동 신호를 인가하는 것을 가정하자. 구동 신호가 인가되면, 접촉 감지부는 구동 신호가 인가된 일부의 제1감지 전극(330)과 교차하는 제2감지 전극(320)으로부터 조합 감지 신호를 획득할 수 있다.
도 5는 조합 감지 신호의 생성 원리를 설명하기 위해 제공되는 도이다. 도 5는 도 3에 도시한 접촉 감지 장치의 패널부(300)의 단면을 도시한 것이며, 기 판(310)을 사이에 두고 상면과 하면에 각각 제2감지 전극(330)과 제1감지 전극(320)이 배치된다. 도 5에 도시된 제2감지 전극(330)은 센싱 채널 X2에 연결되는 것을 가정하며, 패널부(300)는 접촉 입력이 인가되는 별도의 투명 기판(340)에 부착된다.
접촉 입력(350)이 발생하면, 구동 신호가 인가된 제2감지 전극(330)과 제1감지 전극(320) 사이에서 정전용량이 발생한다. 접촉 입력(350)에 의해 생성되는 접촉 영역과 넓게 중첩되는 제1감지 전극(320)일수록 크게 생성된다. 따라서 본 실시예에서는 접촉 영역과 중첩되는 센싱 채널 Y2, Y3와 연결된 제1감지 전극(320)과 제2감지 전극(330) 사이에서 정전용량이 발생한다. 접촉 감지부는 상기 정전용량 변화를 조합 감지 신호로 획득한다.
상기와 같은 조합 센싱 방식을 적용하여 센싱 채널 X2를 통해 구동 신호를 인가하면, 접촉 영역 A와 B가 동시에 형성되는 경우 센싱 채널 Y2 및 Y3에서 조합 감지 신호를 획득한다. 반면, 접촉 영역 A'와 B'가 동시에 형성되는 경우에는 센싱 채널 Y5 및 Y6에서 조합 감지 신호를 획득하게 되므로, 고스트(Ghost) 현상 없이 다수 접촉의 위치를 정확하게 판단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 접촉 감지 방법을 설명하기 위해 제공되는 도이다. 도 2를 참조하면, 동시에 2개의 접촉 입력이 인가되어 접촉 영역 C와 D가 생성되며, 접촉 영역 C와 D는 각각 센싱 채널 X3에 연결되는 제2감지 전극(330)과 면적 S1 및 S2만큼 중첩된다.
도 7은 도 6에 도시된 접촉 영역 C와 D에 의해 접촉 감지부가 각 센싱 채널 에서 획득할 수 있는 독립 감지 신호의 분포를 나타낸 도이다. 도 7의 오른쪽 그래프를 참조하면, 센싱 채널 Y2, Y3로부터 접촉 영역 C에 따른 독립 감지 신호를 획득할 수 있으며, Y6, Y7로부터 접촉 영역 D에 따른 독립 감지 신호를 획득할 수 있다.
한편, 도 7의 왼쪽 그래프를 참조하면, 센싱 채널 X3로부터 획득한 독립 감지 신호에는 접촉 영역 C의 일부분 S1과, 접촉 영역 D의 일부분 S2에 의해 제2감지 전극(330)에서 생성되는 독립 감지 신호가 합쳐져서 나타난다. 따라서, 독립 감지 신호에 기초하여 접촉 위치를 판단하는 경우, 센싱 채널 X3를 통해 획득한 독립 감지 신호에서 접촉 영역 C에 의해 생성된 신호와, 접촉 영역 D에 의해 생성된 신호의 양을 정확하게 알 수 없어 접촉 위치를 판단하기가 곤란하다.
상기와 같은 경우, 앞서 설명한 조합 센싱 방식을 적용함으로써 접촉 영역 C와 D의 위치를 정확하게 판단할 수 있다. 센싱 채널 X3를 통해 제2감지 전극(330)에 구동 신호를 인가하고 센싱 채널 Y1~Y8에 연결된 제1감지 전극(320)을 순차적으로 센싱하면, 접촉 영역 C에 의해 센싱 채널 Y2와 Y3에서 조합 감지 신호를 획득할 수 있으며, 접촉 영역 D에 의해 센싱 채널 Y6와 Y7에서 조합 감지 신호를 획득할 수 있다. 이 때, 상기 조합 감지 신호는 접촉 영역의 면적에 비례하므로, 센싱 채널 Y2, Y3에서 획득한 조합 감지 신호는 면적 S1에 비례하고, 센싱 채널 Y6, Y7에서 획득한 조합 감지 신호는 면적 S2에 비례한다. 따라서, 센싱 채널 X3에서 획득한 독립 감지 신호의 세기를 SX3라 하면, 면적 S1 및 S2에 의해 생성되는 독립 감지 신호는 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112009042414176-pat00001
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 장치의 패널 영역을 도시한 평면도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 패널부(300)는 서로 교차하는 방향으로 배치되는 제1감지 전극(310, 315)과 제2감지 전극(320)을 포함하며, 각 감지 전극(310, 315, 320)은 센싱 채널 X1~X5, Y1~Y7, 및 Y1'~Y7'에 연결된다. 접촉 감지부는 각 감지 전극(310, 315, 320)에 연결되는 상기 센싱 채널들을 통해 각각의 감지 전극(310, 315, 320)에서 접촉 입력에 의해 생성되는 감지 신호를 획득한다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1감지 전극(310, 315)과 제2감지 전극(320)은 서로 교차하는 방향으로 배치되며, 절연층을 사이에 두고 서로 전기적으로 분리된다. 한편, 제1감지 전극(310, 315)은 하나의 전극 쌍을 이루도록 패널부(300)의 좌측에서 센싱 채널 Y1~Y7과 연결되는 전극(310)과, 패널부(300)의 우측에서 센싱 채널 Y1'~Y7'에 연결되는 전극(315)을 포함한다. 제1감지 전극(310, 315)은 접촉 감지의 해상도를 높이기 위해 다수의 분할 전극으로 나눠질 수 있으며, 일부의 분할 전극 (도 3에 도시한 실시예에서는 좌우측에서 각각 4개씩)이 하나의 센싱 채널에 연결되어 센싱 채널의 수를 줄이고, 접촉 감지부와 전극을 연결하는 배선이 차지하는 패널부(300)의 좌우 베젤 영역을 축소할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 A, B, 2개의 접촉 영역에 접촉 입력이 인가된 것을 가정한다. 접촉 영역 A에 의해 센싱 채널 Y2, Y2', 및 X4에서 감지 신호가 생성되며, 접촉 영역 B에 의해 센싱 채널 Y4, Y4', 및 X2에서 감지 신호가 생성된다. 상기 감지 신호는 별도의 구동 신호가 인가되지 않은 상태에서 감지 전극(310, 315, 320)과 접촉 객체 사이에서 생성되는 독립 감지 신호이다.
고스트(Ghost) 현상을 방지하기 위해서는 접촉 영역이 A와 B에서 형성되는 경우와, 접촉 영역이 A'와 B'에서 형성되는 경우의 감지 신호 분포가 다르게 나타나야 한다. 도 3의 경우, 접촉 영역 A'에 의해 센싱 채널 Y2, Y2', 및 X2에서 감지 신호가 생성되고, 접촉 영역 B'에 의해 센싱 채널 Y4, Y4', 및 X4에서 감지 신호가 생성된다. 따라서 전체적인 감지 신호 분포가 유사하게 나타날 수 있으나, 아래와 같은 방법으로 A - B 조합과 A' - B' 조합을 구분할 수 있다.
접촉 영역 A의 경우, 가로 방향으로 우측에 더 많이 치우쳐서 접촉 영역이 형성되므로, 센싱 채널 Y2'에서 Y2보다 더 강한 감지 신호를 얻을 수 있다. 반면, 접촉 영역 A'의 경우 가로 방향으로 좌측에 더 많이 치우쳐서 접촉 영역이 형성되므로, 센싱 채널 Y2에서 Y2'보다 더 강한 감지 신호를 얻을 수 있다. 즉, 도 3에 도시한 바와 같이 제1감지 전극(310, 315)을 길이 방향을 따라 다른 폭을 갖도록 형성하고, 좌측 제1감지 전극(310)과 우측 제1감지 전극(315)이 서로 맞물려 하나 의 전극 쌍을 형성하도록 배치함으로써, 좌측 센싱 채널 Y1~Y7과 우측 센싱 채널 Y1'~Y7'에서 생성되는 감지 신호의 비율에 기초하여 고스트(Ghost) 현상 없이 각 접촉 입력의 독립적인 위치를 판단할 수 있다.
다만, 접촉 입력의 세기 비율에만 의존하여 고스트 현상에 의한 좌표와, 실제로 접촉이 인가된 좌표를 구분하는 것은 다수 접촉의 위치 사이의 거리가 가까운 경우, 잘못된 판단을 불러올 수 있다. 이하, 도 4에 도시한 경우를 가정하여 조합 감지 신호에 기초한 다수 접촉의 위치 판단 방법을 설명한다.
도 4는 도 3에 도시한 접촉 감지 장치에 3개의 접촉 입력이 동시에 발생한 경우를 나타낸 도이다. 이하, 도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 접촉 감지 장치에 인가된 3개의 접촉 입력의 위치를 판단하는 방법을 설명한다. 도 5a는 도 4에 도시한 접촉 영역 A - B - C 조합의 경우 나타나는 감지 신호 분포를 나타내며, 도 5b는 도 4에 도시한 접촉 영역 A' - B' - C' 조합의 경우 나타나는 감지 신호 분포를 나타낸다.
A - B - C 위치에 세 개의 접촉 입력이 동시에 인가되면, 도 5a에 도시한 바와 같은 감지 신호 분포를 획득할 수 있다. 접촉 영역 A와 중첩되는 제1감지 전극(310, 315)과 연결되는 센싱 채널 Y2, Y2` 및 제2감지 전극(320)과 연결되는 센싱 채널 X3으로부터 감지 신호를 획득할 수 있다. 마찬가지로 접촉 영역 B와 C가 생성됨에 따라 센싱 채널 Y4, Y4`, X2, X4로부터 감지 신호를 획득할 수 있다. X2, X3, X4에서 획득하는 감지 신호는 서로 비슷한 세기를 가지며, 센싱 채널 Y4 및 Y4`에서는 센싱 채널 Y2 및 Y2`보다 강한 세기를 갖는 감지 신호를 얻을 수 있다. 이는 센싱 채널 Y4 및 Y4`와 연결되는 제1감지 전극(310, 315)에 2개의 접촉 영역 B와 C가 생성되기 때문이다.
마찬가지로 A` - B` - C` 위치에 세 개의 접촉 입력이 동시에 인가되면, 도 5b에 도시한 바와 같은 감지 신호 분포를 얻을 수 있다. A - B - C 위치에 접촉 입력이 인가된 경우 반대로, 센싱 채널 Y2 및 Y2`에 연결된 제1감지 전극(310, 315)에 2개의 접촉 영역 B`, C`가 생성되므로, 센싱 채널 Y2 및 Y2`에서 센싱 채널 Y4 및 Y4`보다 강한 세기의 감지 신호를 획득할 수 있다.
즉, 도 5a와 도 5b에 나타낸 바와 같이 A - B - C의 접촉 입력 조합과, A` - B` - C`의 접촉 입력 조합은 전체적으로 비슷한 분포의 감지 신호를 나타낸다. 물론 도 5a와 도 5b의 좌측 그래프에 나타낸 센싱 채널 Yn의 분포를 참조하면, A - B - C의 접촉 입력 조합과, A` - B` - C`의 접촉 입력 조합이 센싱 채널 Y2, Y2` 와 센싱 채널 Y4, Y4`에서 나타내는 감지 신호의 세기가 다르므로, 이를 이용해서 둘을 구분할 수 있다. 그러나, 감지 신호의 세기는 사용자가 접촉 감지 패널(300)에 인가하는 접촉에 의해 형성되는 접촉 영역의 면적 이외에 다른 환경적 요인에 의해서도 달라질 수 있으므로, 동일한 분포를 나타내는 두 가지 경우를 단지 감지 신호의 세기에만 의존하여 구분하는 것은 정확하지 못한 판단의 원인이 될 수 있다.
따라서, 상기와 같은 경우에는 부분적으로 조합 센싱을 적용할 수 있다. 도 5a와 도 5b에 도시한 감지 신호의 분포로부터 공통적으로 얻어낼 수 있는 정보는 접촉 입력이 센싱 채널 Y2 로부터 Y4에 이르는 제2축 방향의 영역과, 센싱 채널 X2로부터 X4에 이르는 제1축 방향의 영역에서 발생하였다는 것이므로, 센싱 채널 Y2~Y4 및 센싱 채널 X2~X4로 정의되는 일부 영역에만 조합 센싱을 적용함으로써 센싱 속도 저하를 최소화할 수 있다.
즉, 센싱 채널 X2 내지 X4에 연결된 제2감지 전극(320)에 순차적으로 소정의 구동 신호를 인가하고, 구동 신호가 인가된 제2감지 전극(320)과 교차하는 제1감지 전극(310, 315)으로부터 감지 신호를 획득한다. 이때, 획득하는 감지 신호는 구동 신호가 인가된 제2감지 전극(320)과, 제1감지 전극(310, 315) 사이에서 접촉에 의해 생성되는 상호 정전용량(trans - capacitance) 변화를 포함하는 조합 감지 신호이다. 각 감지 전극(310, 315, 320)과 접촉 물체 사이에서 생성되는 정전용량(capacitance) 변화를 포함하는 독립 감지 신호를 획득하는 독립 센싱 방식과 달리, 조합 센싱 방식을 적용하는 경우에는 감지 전극(310, 315, 320) 사이에서 생성되는 상호 정전용량 변화를 조합 감지 신호로 획득할 수 있다.
조합 센싱 방식을 적용하면, 센싱 채널 X2를 통해 제2감지 전극(320)에 구동 신호를 인가하고, 센싱 채널 Y2 내지 Y4를 통해 조합 감지 신호를 획득한다. A - B - C의 접촉 입력 조합의 경우, 센싱 채널 X2와 연결된 제2감지 전극(320)과 상호 정전용량 변화를 생성하는 제1감지 전극(310, 315)은 센싱 채널 Y4 및 Y4`에 연결되므로, 센싱 채널 Y4 및 Y4`에서 조합 감지 신호를 획득한다. 반면, A` - B` - C`의 접촉 입력 조합의 경우에는 센싱 채널 Y2 및 Y2`에서 조합 감지 신호를 획득할 수 있으므로, 3개 이상의 접촉 입력이 인가되는 경우에도 각 접촉 입력의 고유한 위치를 정확하게 판단할 수 있다.
상기와 같은 조합 센싱 방식은 도 3에 도시한 2개의 접촉 입력이 인가되는 경우에도 똑같이 적용될 수 있다. 접촉 영역 A - B의 조합으로 2개의 접촉 입력이 발생한 경우, 센싱 채널 X2에 연결된 제2감지 전극(320)에 구동 신호를 인가하고 제1감지 전극(310, 315)을 순차적으로 센싱함으로써, 접촉 영역 B에 대응하는 센싱 채널 Y4 및 Y4'에서 조합 감지 신호를 획득할 수 있다. 또한, 센싱 채널 X4에 연결된 제2감지 전극(320)에 구동 신호를 인가하고 제1감지 전극(310, 315)을 센싱함으로써, 접촉 영역 A에 대응하는 센싱 채널 Y2 및 Y2'에서 조합 감지 신호를 획득할 수 있다. 따라서, 접촉 영역 A - B 조합과 접촉 영역 A' - B' 조합을 정확하게 구분하여 판단할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능하다. 또한, 첨부한 도면으로부터 용이하게 유추할 수 있는 사항은 상세한 설명에 기재되어 있지 않더라도 본 발명의 내용에 포함되는 것으로 보아야 할 것이며, 다양한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 종래의 접촉 감지 패널을 도시한 평면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 접촉 감지 방법을 설명하는데 제공되는 흐름도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 접촉 감지 방법을 설명하기 위해 제공되는 도,
도 4는 도 3에 도시한 접촉 입력 장치에서 생성되는 독립 감지 신호의 분포를 나타낸 그래프,
도 5는 조합 감지 신호의 생성 원리를 설명하기 위해 제공되는 도,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 접촉 감지 방법을 설명하기 위해 제공되는 도, 및
도 7은 도 6에 도시한 접촉 입력 장치에서 생성되는 독립 감지 신호의 분포를 나타낸 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 상세한 설명 *
300 : 패널부 310 : 기판
320 : 제1감지 전극 330 : 제2감지 전극

Claims (15)

  1. 서로 교차하는 방향으로 배치되는 제1감지 전극과 제2감지 전극을 포함하는 장치의 접촉 감지 방법에 있어서,
    하나 이상의 접촉에 의해 상기 제1감지 전극 및 제2감지 전극에서 생성되는 독립 감지 신호를 획득하는 단계;
    상기 독립 감지 신호에 기초하여 상기 접촉을 판단하는 단계;
    상기 접촉이 다수인 것으로 판단하면 상기 제1감지 전극 중 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고, 상기 구동 신호가 인가된 제1감지 전극과 교차하는 제2감지 전극으로부터 조합 감지 신호를 획득하는 단계; 및
    상기 조합 감지 신호 및 상기 독립 감지 신호에 기초하여 상기 다수 접촉의 위치를 판단하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조합 감지 신호 획득 단계는,
    상기 구동 신호에 의해 상기 제1감지 전극과 상기 제2감지 전극 사이에서 생성되는 상호 정전용량을 상기 조합 감지 신호로 획득하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접촉 위치 판단 단계는,
    상기 구동 신호가 인가된 제1감지 전극과 교차하는 제2감지 전극 각각으로부 터 획득한 조합 감지 신호의 비율에 기초하여 상기 다수 접촉의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 접촉 위치 판단 단계는,
    상기 비율을 이용하여 상기 제2감지 전극 각각에서 생성되는 독립 감지 신호를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 독립 감지 신호에 기초하여 상기 다수 접촉의 위치를 판단하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접촉의 수가 하나인 경우, 상기 독립 감지 신호에 기초하여 상기 접촉의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구동 신호는 상기 제1감지 전극에 인가되는 스텝 전압인 것을 특징으로 하는 접촉 감지 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 접촉 판단 단계는,
    상기 독립 감지 신호의 분포에 기초하여 다수 접촉의 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 조합 감지 신호 획득 단계는,
    소정의 임계치 이상의 독립 감지 신호를 획득한 제1감지 전극에 구동 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 방법.
  9. 서로 교차하는 방향으로 배치되는 제1감지 전극과 제2감지 전극을 포함하는 패널부; 및
    센싱 채널을 통해 상기 제1감지 전극 및 상기 제2감지 전극으로부터 독립 감지 신호를 획득하여 하나 이상의 접촉을 판단하는 접촉 감지부; 를 포함하고,
    상기 접촉 감지부는, 다수의 접촉이 인가되면 상기 제1감지 전극 중 적어도 일부에 구동 신호를 인가하고, 상기 구동 신호가 인가된 제1감지 전극과 교차하는 제2감지 전극으로부터 획득한 조합 감지 신호, 및 상기 독립 감지 신호에 기초하여 상기 다수 접촉의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1감지 전극과 상기 제2감지 전극은 상기 패널부의 서로 다른 층에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1감지 전극과 상기 제2감지 전극은 동일한 형상과 크기를 갖는 다수 의 감지 요소가 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1감지 전극과 상기 제2감지 전극은 길이 방향을 따라 일정한 폭을 갖는 막대 형상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 접촉 감지부는,
    상기 독립 감지 신호의 분포에 기초하여 상기 다수 접촉의 인가 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 접촉 감지부는,
    상기 분포에서 소정 임계치 이상의 감지 신호를 획득한 센싱 채널을 검색하고, 상기 검색 결과의 좌우 경계에 인접한 센싱 채널과 연결된 상기 제1감지 전극에 구동 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
  15. 제9항에 있어서, 상기 접촉 감지부는,
    상기 조합 감지 신호의 상기 센싱 채널에 따른 비율에 기초하여 상기 센싱 채널 각각에서 생성되는 독립 감지 신호를 계산하고,
    상기 계산된 독립 감지 신호를 이용하여 상기 다수 접촉의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 접촉 감지 장치.
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