KR101614844B1 - 사물 터치 감지 시스템 및 사물 터치 감지 방법 - Google Patents

사물 터치 감지 시스템 및 사물 터치 감지 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101614844B1
KR101614844B1 KR1020150055620A KR20150055620A KR101614844B1 KR 101614844 B1 KR101614844 B1 KR 101614844B1 KR 1020150055620 A KR1020150055620 A KR 1020150055620A KR 20150055620 A KR20150055620 A KR 20150055620A KR 101614844 B1 KR101614844 B1 KR 101614844B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scanning signal
touch
transducer
signal
touch input
Prior art date
Application number
KR1020150055620A
Other languages
English (en)
Inventor
박대진
조정훈
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Priority to KR1020150055620A priority Critical patent/KR101614844B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101614844B1 publication Critical patent/KR101614844B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/043—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

사물 터치 감지 시스템 및 사물 터치 감지 방법이 개시된다.
사물의 일측에 장착되고 주기적으로 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 제1트랜스듀서; 상기 사물의 타측에 장착되고 상기 제1트랜스듀서와 동기화되어 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 제2트랜스듀서; 및 상기 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제1스캐닝신호와 상기 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제2스캐닝신호의 위상을 조정하여 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 진폭을 일정 범위 내로 감쇠시키고, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 터치 감지 장치를 포함하는 터치 감지 시스템을 제공한다.

Description

사물 터치 감지 시스템 및 사물 터치 감지 방법{SYSTEM AND METHOD FOR THINGS TOUCH DETECTION}
본 발명은 사물 터치 감지 시스템 및 사물 터치 감지 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 음향 신호에 기반하여 사물 터치를 감지하는 사물 터치 감지 시스템 및 사물 터치 감지 방법에 관한 것이다.
정보통신기술의 발달에 따라 사람과 사물간의 상호작용을 가능하게 하기 위한 다양한 방법들이 연구되어 사용되고 있다.
대표적으로, 사물에 터치스크린을 장착하여 사용자의 터치 입력을 인식하는 방법이 있다. 터치스크린 중 가장 널리 쓰이고 있는 정전용량 방식의 터치스크린의 경우, 전도성 포인트의 위치태그를 통해 터치를 인식하거나, 특정 주파수의 전기를 발산하여 터치를 인식한다. 하지만, 이와 같은 방법은 터치스크린이 장착되지 않은 영역의 터치 입력은 인식할 수 없으며, 전기를 사용하는 하드웨어가 필요하다는 단점이 있다.
이에 따라, 사물에 소형의 음향 전송 스피커 등을 장착하여 사물로 음향신호를 전송하고, 사물을 통과하여 반사되는 음향신호의 왜곡된 구간에 기반하여 터치를 감지하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 상술한 방법은 사용자의 터치에 의해 사물을 통과하는 음향 신호의 일부 에너지가 사용자의 신체에 전달 및 흡수되어 크기가 감소된 구간에 따라 사물 터치를 인식하므로, 사물을 통과하는 음향 신호를 증폭시켜야 하기 때문에 신호를 처리하는 데 어려움이 있으며, 정확성 또한 떨어질 수 있다.
따라서, 사물의 모든 영역에서 사용자의 터치 입력을 정확하게 인식할 수 있으며, 간단하게 구현할 수 있는 새로운 방식의 터치 인식 기술이 필요하다.
한국등록특허 제 10-1091646호 한국공개특허 제 10-2007-0011492호
본 발명의 일측면은 사물 터치 감지 시스템으로서, 트랜스듀서를 통해 위상차를 갖는 적어도 두 개의 음향신호를 사물에 전파시켜 사물을 통과한 각 음향신호의 터치 입력 구간을 증폭시킬 수 있는 사물 터치 감지 시스템을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 사물 터치 감지 방법으로서, 사물에 전파시킨 음향신호의 증폭된 구간에 기반하여 사물 터치 특성을 산출하는 사물 터치 감지 방법을 제공한다.
본 발명의 일측면은 사물 터치 감지 시스템으로서, 사물의 일측에 장착되고 주기적으로 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 제1트랜스듀서; 상기 사물의 타측에 장착되고 상기 제1트랜스듀서와 동기화되어 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 제2트랜스듀서; 및 상기 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제1스캐닝신호와 상기 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제2스캐닝신호의 위상을 조정하여 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 진폭을 일정 범위 내로 감쇠시키고, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 터치 감지 장치를 포함한다.
한편, 상기 제1트랜스듀서에서 주기적으로 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 것은, 주기적으로 상기 터치 감지 장치로부터 소정의 전기신호를 수신하고, 음향신호로 변환하여 상기 사물에 통과시키고, 상기 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하는 제2스캐닝신호를 소정의 전기신호로 변환하여 상기 터치 감지 장치로 송신하는 것일 수 있다.
또한, 상기 제2트랜스듀서에서 상기 제1트랜스듀서와 동기화되어 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 것은, 상기 제1트랜스듀서와 동기화되어 상기 터치 감지 장치로부터 소정의 전기신호를 수신하고, 음향신호로 변환하여 상기 사물에 통과시키고, 상기 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하는 제1스캐닝신호를 소정의 전기신호로 변환하여 상기 터치 감지 장치로 송신하는 것일 수 있다.
또한, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은, 상기 사물에 터치 입력이 발생한 경우, 상기 사물을 통과하는 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 터치 입력 구간은 왜곡되고, 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 중첩되어 간섭이 발생하면, 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간의 진폭이 증폭되어, 상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 진폭이 증폭된 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것일 수 있다.
또한, 상기 터치 감지 장치는, 시간 영역에서의 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블을 포함할 수 있다.
또한, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은, 상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간에서 진폭이 상기 일정 범위보다 커지거나 작아지는 지점을 특징점으로 추출하고, 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 상기 룩업테이블의 윈도우에서, 추출한 상기 특징점을 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 따라 상기 사물의 터치 입력 영역을 산출하는 것일 수 있다.
또한, 상기 터치 감지 장치는, 주파수 영역에서의 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블을 포함할 수 있다.
또한, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은, 상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역으로 변환한 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간에서 진폭이 상기 일정 범위보다 커지거나 작아지는 지점을 특징주파수로 추출하고, 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 상기 룩업테이블의 윈도우에서, 추출한 상기 특징주파수를 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 따라 상기 사물의 터치 입력 영역을 산출하는 것일 수 있다.
또한, 상기 터치 감지 장치는, 상기 사물의 터치 정보를 산출하고, 상기 사물의 터치 정보에 대응하는 이벤트 정보를 정의한 메타데이터에 따라 이벤트 정보를 산출하는 것을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은 사물 터치 감지 방법으로서, 사물의 일측에 장착된 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제1스캐닝신호와 상기 사물의 타측에 장착된 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제2스캐닝신호의 위상을 조정하여, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 진폭을 일정 범위 내로 감쇠시키고, 상기 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제2스캐닝신호를 수신하고, 상기 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호를 수신하며, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 사물 터치 감지 방법을 제공한다.
한편, 상기 사물의 일측에 장착된 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제1스캐닝신호와 상기 사물의 타측에 장착된 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제2스캐닝신호의 위상을 조정하는 것은, 주기적으로 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 상기 제1트랜스듀서 및 제2트랜스듀서로 소정의 전기신호를 전송하고, 제1트랜스듀서 및 제2트랜스듀서에서 전기신호를 음향신호로 변환하여 사물을 매질로 하여 통과시키는 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 위상을 조정하는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제2스캐닝신호를 수신하고, 상기 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호를 수신하는 것은, 상기 제1트랜스듀서 및 상기 제2트랜스듀서에서 상기 사물로부터 소정의 음향신호를 수신하고 전기신호로 변환하여 전송하면 해당 신호를 수신하는 것일 수 있다.
또한, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은, 상기 사물에 터치 입력이 발생한 경우, 상기 사물을 통과하는 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 터치 입력 구간은 왜곡되고, 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 중첩되어 간섭이 발생하면, 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간의 진폭이 증폭되어, 상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 진폭이 증폭된 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것일 수 있다.
또한, 시간 영역에서의 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블을 저장하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은, 상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간에서 진폭이 상기 일정 범위보다 커지거나 작아지는 지점을 특징점으로 추출하고, 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 상기 룩업테이블의 윈도우에서, 추출한 상기 특징점을 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 따라 상기 사물의 터치 입력 영역을 산출하는 것일 수 있다.
또한, 주파수 영역에서의 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블을 저장하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은, 상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역으로 변환한 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간에서 진폭이 상기 일정 범위보다 커지거나 작아지는 지점을 특징주파수로 추출하고, 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 상기 룩업테이블의 윈도우에서, 추출한 상기 특징주파수를 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 따라 상기 사물의 터치 입력 영역을 산출하는 것일 수 있다.
또한, 상기 사물의 터치 정보를 산출하고, 상기 사물의 터치 정보에 대응하는 이벤트 정보를 정의한 메타데이터에 따라 이벤트 정보를 산출하는 것을 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 트랜스듀서를 통해 위상차를 갖는 적어도 두개의 음향신호를 사물에 전파시켜 사물을 통과한 각 음향신호의 터치 입력 구간을 증폭시킬 수 있는 사물 터치 감지 시스템을 제공함으로써, 별도의 증폭 작용 없이 사물을 통과한 음향신호를 분석하여 사물 터치를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 사물에 전파시킨 음향신호의 증폭된 구간에 기반하여 사물 터치 특성을 산출하는 방법을 제공함으로써, 전자기기뿐만 아니라 사물과 사람 간의 상호작용이 가능한 사물터치 인터페이스를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 감지 장치의 제어 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 터치 감지 장치에서의 신호 처리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 도 2에 도시된 터치 감지 장치에서의 신호 처리를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 도 2에 도시된 터치 감지 장치에서 사물 터치 정보에 대응하는 이벤트 정보를 산출하여 이벤트를 발생시키는 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사물 터치 감지 방법을 도시한 흐름도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템(1)은 터치 감지 장치(100), 사물(400)의 일측에 장착된 제1트랜스듀서(200) 및 사물(400)의 타측에 장착된 제2트랜스듀서(300)를 포함할 수 있다.
터치 감지 장치(100)는 사물(400)에 입력되는 터치를 감지하기 위한 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 생성하고, 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)를 통해 사물(400)에 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 통과시킬 수 있다.
여기에서, 터치 감지 장치(100)가 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)를 통해 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 사물(400)에 통과시키는 것은, 터치 감지 장치(100)가 소정의 전기신호를 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)로 전송하고, 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)에서 전기신호를 음향신호로 변환하여 사물(400)을 매질로 하여 통과시키는 것을 의미한다.
또한, 터치 감지 장치(100)는 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)를 통해 사물(400)에 통과시키는 제1스캐닝신호와 제2스캐닝신호의 위상을 조정하여 사물(400)을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 제1스캐닝신호와 제2스캐닝신호의 진폭을 일정 범위 내로 감쇠시킬 수 있다.
이에 따라, 사물(400)에 터치 입력이 발생하여 사물(400)을 통과하는 제1스캐닝신호와 제2스캐닝신호가 파형과 위상이 왜곡되는 터치 입력 구간을 갖는 경우에는, 사물(400)을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 제1스캐닝신호와 제2스캐닝신호의 터치 입력 구간의 진폭은 증폭될 수 있다.
또한, 터치 감지 장치(100)는 사물(400)의 일측에 장착된 제1트랜스듀서(200)를 통해 사물(400)에 통과시킨 제2스캐닝신호를 수신하고, 사물(400)의 타측에 장착된 제2트랜스듀서(300)를 통해 사물(400)에 통과시킨 제1스캐닝신호를 수신할 수 있다.
여기에서, 터치 감지 장치(100)가 사물(400)의 일측에 장착된 제1트랜스듀서(200)를 통해 사물(400)에 통과시킨 제2스캐닝신호를 수신하고, 사물(400)의 타측에 장착된 제2트랜스듀서(300)를 통해 사물(400)에 통과시킨 제1스캐닝신호를 수신하는 것은, 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)에서 사물(400)로부터 소정의 음향신호를 수신하고 전기신호로 변환하여 터치 감지 장치(100)로 송신하면 해당 신호를 수신하는 것을 의미한다.
이에 따라, 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)는 미리 정해진 주기에 따라 신호의 수신 및 송신 동작을 교번적으로 수행할 수 있으며, 전기신호를 수신하면 음향신호로 변환하여 출력하고, 음향신호를 수신하면 전기신호로 변환하여 출력할 수 있는 트랜스듀서로써, 일예로, 피에조(piezo) 압전 소자로 구현될 수 있다.
한편, 터치 감지 장치(100)에서 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)를 통해 수신하는 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호는 사물(400)을 통과하면서 간섭이 발생하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠될 수 있다. 이때, 사물(400)에 터치 입력이 발생한 경우, 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호는 진폭이 증폭된 터치 입력 구간을 가지므로, 터치 감지 장치(100)는 수신한 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 증폭된 구간을 분석하여 사물(400)의 터치 정보를 산출할 수 있다. 또한, 터치 감지 장치(100)는 산출한 터치 정보에 따른 이벤트 정보를 산출할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 후술하도록 한다.
한편, 터치 감지 장치(100)는 SoC(System on Chip)로 구현될 수 있으며, 사물(400)의 내부 또는 외부에 장착되어 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)와 연결될 수 있다.
또한, 사물(400)은 책상, 카페트, 장난감 등의 일반적인 사물들뿐만 아니라 스마트폰, 웨어러블 디바이스 등의 전자기기를 포함할 수 있다.
이하, 도 2내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 감지 시스템(1)의 구체적인 구성과 동작 원리를 설명할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 감지 시스템에 포함된 터치 감지 장치의 제어 블록도이다.
도 2를 참조하면, 터치 감지 장치(100)는 신호송신부(110), 신호수신부(120), 제어부(130), 메모리부(140) 및 통신부(150)를 포함할 수 있다.
신호송신부(110)는 제어부(130)에서 생성하는 제1스캐닝신호를 사물(400)의 일측에 장착된 제1트랜스듀서(200)를 통해 사물(400)에 통과시킬 수 있으며, 제2스캐닝신호를 사물(400)의 타측에 장착된 제2트랜스듀서(300)를 통해 사물(400)에 통과시킬 수 있다.
즉, 신호송신부(110)가 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)를 통해 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 사물(400)에 통과시키는 것은, 신호송신부(110)가 소정의 전기신호를 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)로 전송하고, 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)에서 전기신호를 음향신호로 변환하여 사물(400)을 매질로 하여 통과시키는 것을 의미한다.
또한, 신호수신부(120)는 제1트랜스듀서(200)를 통해 사물(400)에 통과시킨 제2스캐닝신호를 수신하고, 제2트랜스듀서(300)를 통해 사물(400)에 통과시킨 제1스캐닝신호를 수신할 수 있다.
즉, 신호수신부(120)가 사물(400)의 일측에 장착된 제1트랜스듀서(200)를 통해 사물(400)에 통과시킨 제2스캐닝신호를 수신하고, 사물(400)의 타측에 장착된 제2트랜스듀서(300)를 통해 사물(400)에 통과시킨 제1스캐닝신호를 수신하는 것은, 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)에서 사물(400)로부터 소정의 음향신호를 수신하고 전기신호로 변환하여 터치 감지 장치(100)로 송신하면 해당 신호를 수신하는 것을 의미한다.
제어부(130)는 터치 감지 장치(100)의 전반적인 동작을 제어할 수 있으며 신호생성부(131) 및 신호처리부(132)를 포함할 수 있다.
신호생성부(131)는 사물(400)에 입력되는 터치를 감지하기 위한 스캐닝신호를 생성할 수 있다. 신호생성부(131)는 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 2개의 신호를 생성하며, 바람직하게는, 제1스캐닝신호 및 제1스캐닝신호와 같은 파형이며 90도의 위상차를 갖는 제2스캐닝신호를 생성할 수 있다.
이에 따라, 상술한 바와 같이 제1트랜스듀서(200)를 통해 사물(400)을 통과하는 제1스캐닝신호와 제2트랜스듀서(300)를 통해 사물(400)을 통과하는 제2스캐닝신호는 사물(400)을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하면 진폭이 일정 범위 내로 감쇠할 수 있다.
또한, 사물(400)에 터치 입력이 발생하여 사물(400)을 통과하는 제1스캐닝신호와 제2스캐닝신호가 파형과 위상이 왜곡되는 터치 입력 구간을 갖는 경우에는, 사물(400)을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 제1스캐닝신호와 제2스캐닝신호의 터치 입력 구간의 진폭은 왜곡된 파형과 위상에 의해 증폭될 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
한편, 신호처리부(132)는 신호수신부(120)로부터 전달받은 사물(400)을 통과한 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 통해 사물(400) 터치 정보 및 터치 정보에 대응하는 이벤트 정보를 산출할 수 있다.
구체적으로는, 사물(400)을 매질로 통과하는 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호는 사물(400)을 통과하며 중첩되고, 두 신호의 위상차에 의해 진폭이 일정 범위 내로 감쇠되는 상쇄간섭이 발생할 수 있다. 또한, 사물(400)의 터치 입력에 의해 터치 입력 구간의 파형이 왜곡된 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호가 사물(400)을 통과하며 중첩되어 간섭이 발생하는 경우, 터치 입력 구간에서는 서로 다른 파형을 나타내므로 진폭이 증폭될 수 있다.
이와 같이, 사물(400)을 통과한 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호는 진폭이 일정 범위 내로 감쇠되고, 사물(400) 터치 입력이 발생한 경우, 터치 입력 구간에서는 진폭이 증폭되므로, 신호처리부(132)는 별도의 증폭 작업이 없어도 사물(400)을 통과한 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 터치 입력 구간에 기반하여 사물(400) 터치 정보를 산출할 수 있다.
이때, 신호처리부(132)는 메모리부(140)에 저장된 룩업테이블(141)을 통해 사물(400) 터치 정보를 산출할 수 있다. 이와 관련하여, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명할 수 있다.
도 3은 사물을 통과하는 제1스캐닝신호(a), 제2스캐닝신호(b) 및 사물을 통과하여 간섭이 발생한 제1스캐닝신호(c)를 나타낸 그래프이다. 도 3의 그래프의 x축은 시간(s), y축은 음향신호의 크기(dB)이다.
먼저, 도 3의 그래프 (a)를 참조하면, 사물(400)의 일측에 장착된 제1트랜스듀서(200)로부터 사물(400)에 전파되는 제1스캐닝신호는 사물(400)을 매질로 하여 사물(400)을 진동시키며 통과할 수 있다. 이때, 사물(400)의 특정 위치에 터치 입력이 발생하면, 제1스캐닝신호는 ta~tu구간에서 터치 압력에 의해 왜곡될 수 있다.
또한, 도 3의 그래프 (b)를 참조하면, 사물(400)의 타측에 장착된 제2트랜스듀서(300)로부터 사물(400)에 전파되는 제2스캐닝신호는 사물(400)을 매질로 하여 사물(400)을 진동시키며 통과할 수 있다. 이때, 사물(400)의 특정 위치에 터치 입력이 발생하면, 제2스캐닝신호는 ta~tu구간에서 터치 압력에 의해 왜곡될 수 있다.
한편, 도 3의 그래프 (c)를 참조하면, 사물(400)의 양측으로부터 전파되는 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호는 사물(400)을 통과하면서 충돌하여 중첩될 수 있다. 이때, 제1스캐닝신호의 진폭은 제1스캐닝신호와 파형은 같지만 90도의 위상차를 갖는 제2스캐닝신호에 의해 일정한 범위 내로 감쇠될 수 있다. 그러나, 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 ta~tu구간은 사물(400)에 가해진 터치 압력에 의해 왜곡되어 서로 다른 파형을 갖기 때문에 제1스캐닝신호의 ta~tu구간은 진폭이 증폭될 수 있다. 이와 같이, 제2스캐닝신호 또한 사물(400)을 통과하면서 제1스캐닝신호에 의해 전체적으로 진폭이 일정한 범위 내로 감쇠되고, ta~tu구간에서만 진폭이 증폭될 수 있다.
이에 따라, 터치 감지 장치(100)의 신호처리부(132)는 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)로부터 수신한 사물(400)을 통과한 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 기반으로 사물(400) 터치 정보를 산출할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하여 신호처리부(132)에서 제2트랜스듀서(300)로부터 수신한 제1스캐닝신호에 기반하여 손잡이가 구비된 컵(400a)의 터치 정보를 산출하는 방법을 설명할 수 있다.
도 4는 사물을 통과하여 간섭이 발생한 제1스캐닝신호의 시간영역에서의 그래프(a), 시간영역에서의 룩업테이블(b), 사물을 통과하여 간섭이 발생한 제1스캐닝신호의 주파수영역에서의 그래프(c) 및 주파수영역에서의 룩업테이블(d)을 의미한다. 도 4의 그래프 (a)의 x축은 시간(s), y축은 스캐닝신호의 크기(dB)이며, 그래프 (c)의 x축은 주파수(Hz), y축은 스캐닝신호의 크기(dB)이다.
먼저, 도 4의 그래프(a)를 참조하면, 사물을 통과한 시간영역에서의 제1스캐닝신호를 실선으로 나타낼 수 있으며, 특징점을 "●"으로 나타낼 수 있다. 이와 같은 시간영역에서의 제1스캐닝신호는 제2트랜스듀서(200)로부터 수신한 신호이며, 신호의 모양(shape)에 따른 변화를 파악하는 데 적합할 수 있다. 상술한 바와 같이 사물(400)을 통과한 제1스캐닝신호는 진폭이 일정 범위 내로 감쇠되고, 터치 입력 구간은 진폭이 증폭되므로, 신호처리부(132)는 사물(400)을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 제1스캐닝신호에서 진폭이 커지거나 작아지는 지점을 특징점으로 추출할 수 있다. 이때, 신호처리부(132)는 사물(400)을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호에서 적어도 하나의 특징점을 추출하며, 추출한 특징점을 학습할 수 있다.
한편, 도 4의 (b)는 컵(400a)의 손잡이 영역의 터치에 대응하는 시간영역에서의 제1스캐닝신호의 특징점을 정의하여 윈도우로 구현한 룩업테이블로, 빗금친 부분은 불투명하며, “( )”로 나타낸 부분은 투명한 하드웨어로 구현될 수 있다. 따라서, 하드웨어로 구현된 룩업테이블(b)의 후면에 도 4의 그래프(a)를 통과시키고, 룩업테이블(b)의 모든 투명한”( )” 부분 에서 도 4의 그래프(a)의 특징점 "●"이 관측될 경우, 컵(400a)의 손잡이 영역에 터치 입력이 가해졌다고 판단하여 이를 컵(400a)의 터치 정보로 산출할 수 있다. 이에 따라, 터치 감지 장치(100)의 메모리부(140)에는 사물(400)의 특정 영역의 터치에 대응하는 시간영역에서의 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 적어도 하나의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블, 예를 들어, 컵(400a)의 손잡이 영역, 바닥 영역, 입구 영역의 터치에 대응하는 룩업테이블이 저장될 수 있다.
따라서, 신호처리부(132)는 도 4의 그래프(a)와 같이 시간영역에서의 사물(400)을 통과한 제1스캐닝신호의 특징점을 추출하고, 하드웨어로 또는 소프트웨어로 구현된 복수 개의 룩업테이블에 통과시켜 사물(400) 터치 영역을 산출할 수 있다. 즉, 신호처리부(132)는 사물(400)을 통과하여 일정한 범위 내로 진폭이 감쇠하는 제1스캐닝신호 또는 제2스캐닝신호에서 상술한 바와 같이 학습에 따라 진폭이 커지거나 작아지는 지점을 특징점으로 용이하게 추출하고, 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 룩업테이블에 통과시켜 추출한 특징점을 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 따라 사물(400) 터치 영역을 간단하고 정확하게 산출할 수 있다.
또한, 도 4의 그래프(c)를 참조하면, 시간영역에서의 제1스캐닝신호를 고속퓨리에변환(FFT)을 이용하여 주파수영역으로 변환하여 Fd(.)로 나타낼 수 있다. 주파수영역에서의 제1스캐닝신호에서도 시간영역에서의 제1스캐닝신호와 같이 특징주파수 Fd(f)를 추출할 수 있다. 이때, 신호처리부(132)는 사물(400)을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 제1스캐닝신호 또는 제2스캐닝신호에서 적어도 하나의 특징주파수를 추출하며, 추출한 특징주파수를 학습할 수 있다.
한편, 도 4의 (d)는 컵(400a)의 손잡이 영역의 터치에 대응하는 주파수영역에서의 제1스캐닝신호의 특징주파수를 정의한 룩업테이블로, 빗금친 부분은 불투명하며, “( )”로 나타낸 부분은 투명한 하드웨어로 구현될 수 있다. 따라서, 하드웨어로 구현된 룩업테이블(d)의 후면에 도 4의 그래프(c)를 통과시키고, 룩업테이블(d)의 모든 투명한”( )” 부분 에서 도 4의 그래프(c)의 특징주파수 Fd(f)이 관측될 경우, 컵(400a)의 손잡이 영역에 터치 입력이 가해졌다고 판단하여 이를 컵(400a)의 터치 정보로 산출할 수 있다. 이에 따라, 터치 감지 장치(100)의 메모리부(140)에는 사물(400)의 특정 영역의 터치에 대응하는 주파수영역에서의 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 적어도 하나의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블, 예를 들어, 컵(400a)의 손잡이 영역, 바닥 영역, 입구 영역의 터치에 대응하는 룩업테이블이 저장될 수 있다.
따라서, 신호처리부(132)는 도 4의 그래프(c)와 같이 주파수영역에서의 사물(400)을 통과한 제1스캐닝신호의 특징주파수를 추출하고, 하드웨어로 구현된 복수 개의 룩업테이블에 통과시켜 사물(400) 터치 영역을 산출할 수 있다. 즉, 신호처리부(132)는 사물(400)을 통과하여 일정한 범위 내로 진폭이 감쇠하는 제1스캐닝신호 또는 제2스캐닝신호에서 상술한 바와 같이 학습에 따라 진폭이 커지거나 작아지는 지점을 특징주파수로 용이하게 추출하고, 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 룩업테이블에 통과시켜 추출한 특징주파수를 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 따라 사물(400) 터치 영역을 간단하고 정확하게 산출할 수 있다.
또한, 신호처리부(132)는 사물(400)을 통과하여 일정한 범위 내로 진폭이 감쇠하는 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호에 기반하여 2번 사물(400) 터치 영역을 산출하고, 시간영역 및 주파수영역에서의 신호를 분석하여 사물(400) 터치 영역을 산출함으로써 정확성을 높일 수 있다.
또한, 신호처리부(132)는 산출한 터치 정보에 따른 이벤트 정보, 예를 들어, 제품 소개, 특정 동작 실행 등의 이벤트 정보를 산출할 수 있다. 신호처리부(132)는 이벤트 정보를 해당 이벤트를 수행할 수 있는 디바이스로 전송함으로써 터치 특성에 따른 이벤트를 제공할 수 있다. 이때, 신호처리부(132)는 메모리부(140)에 포함되는 메타데이터(142)를 이용할 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 신호처리부(132)는 오디오 상단의 우측에 가해지는 터치 특성을 산출하면, 메타데이터(142)에 따라 오디오의 작동 방법을 디스플레이하는 요청 신호를 사용자의 스마트폰이나 웨어러블안경으로 전송할 수 있다.
한편, 메모리부(140)는 제어부(130)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수 있으며, 룩업 테이블(141) 및 메타데이터(142)를 포함할 수 있다.
룩업테이블(141)은 상술한 바와 같이 사물(400)의 특정 영역의 터치에 대응하는 시간영역에서의 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블을 포함할 수 있으며, 주파수영역에서의 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블을 포함할 수 있다.
또한, 메타데이터(142)는 사물(400) 터치 여부, 터치 위치 등의 터치 정보에 따른 이벤트 정보를 저장할 수 있다.
이와 같은 룩업 테이블(141) 및 메타데이터(142)는 사용자에 의해 저장되거나 학습에 의해 저장될 수 있다.
통신부(150)는 제어부(130)에서 감지한 사물(400)터치 정보를 터치 감지 장치(100)와 무선 또는 유선으로 연결된 스마트 디바이스로 전송할 수 있다. 통신부(150)는 제어부(130)에서 감지한 사물(400)터치 정보에 따른 이벤트 정보를 이벤트가 실행되기 위해 필요한 디바이스로 전송함으로써, 사용자에게 사물(400)터치에 따른 이벤트를 제공할 수 있다.
예를 들어, 통신부(150)는 제어부(130)에서 감지한 이벤트 정보가 터치한 사물(400)의 정보를 사용자의 스마트폰에 출력하는 이벤트인 경우, 사용자의 스마트폰으로 사물(400) 정보 출력 신호를 전송할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 다른 사물 터치 감지 방법의 흐름을 설명할 수 있다.
도 6을 참조하면, 터치 감지 장치(100)는 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 생성할 수 있다(s500). 특히, 터치 감지 장치(100)는 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 위상을 조정하여, 사물(400)을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 제1스캐닝신호와 제2스캐닝신호의 진폭을 일정 범위 내로 감쇠시킬 수 있다.
또한, 터치 감지 장치(100)는 제1트랜스듀서(200)를 통해 제1스캐닝신호를 사물(400)에 통과시키고, 제2트랜스듀서(300)를 통해 제2스캐닝신호를 사물(400)에 통과시킬 수 있다(s510).
이때, 터치 감지 장치(100)가 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)를 통해 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 사물(400)에 통과시키는 것은, 터치 감지 장치(100)가 소정의 전기신호를 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)로 전송하고, 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)에서 전기신호를 음향신호로 변환하여 사물(400)을 매질로 하여 통과시키는 것을 의미한다.
한편, 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호는 사물(400)을 통과하면서 충돌하여 중첩될 수 있다. 또한, 중첩된 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호는 위상차에 의해 진폭이 일정 범위 내로 감쇠하고, 사물(400)에 터치 입력이 발생한 경우, 사물(400)을 통과하는 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 터치 입력 구간은 왜곡되고, 제1스캐닝신호와 제2스캐닝신호가 중첩되어 간섭이 발생하면, 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간의 진폭은 증폭될 수 있다.
또한, 터치 감지 장치(100)는 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)를 통해 사물(400)을 통과하면서 진폭이 일정 범위 내로 감쇠되는 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 수신할 수 있다(s520).
이때, 터치 감지 장치(100)가 사물(400)의 일측에 장착된 제1트랜스듀서(200)를 통해 사물(400)에 통과시킨 제2스캐닝신호를 수신하고, 사물(400)의 타측에 장착된 제2트랜스듀서(300)를 통해 사물(400)에 통과시킨 제1스캐닝신호를 수신하는 것은, 제1트랜스듀서(200) 및 제2트랜스듀서(300)에서 사물(400)로부터 소정의 음향신호를 수신하고 전기신호로 변환하여 터치 감지 장치(100)로 송신하면 해당 신호를 수신하는 것을 의미한다.
여기에서, 상술한 바와 같이, 사물(400) 터치 입력이 발생한 경우, 터치 감지 장치(100)에서 수신한 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호는 증폭된 진폭을 갖는 터치 입력 구간이 존재할 수 있다.
또한, 터치 감지 장치(100)는 사물(400)을 통과한 시간영역에서의 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 진폭이 커지거나 작아지는 지점을 특징점으로 추출하고(s530), 사물(400)의 특정 영역의 터치에 대응하는 시간영역에서의 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 룩업테이블에 기반하여 사물(400) 터치 정보를 산출할 수 있다(s540).
구체적으로는, 터치 감지 장치(100)는 시간 영역에서의 사물(400)을 통과하여 진폭이 감쇠된 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 사물(400)의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블을 포함하며, 학습에 따라 시간영역에서의 사물(400)을 통과한 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호에서 적어도 하나의 특징점을 추출하고, 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 복수 개의 룩업테이블에 통과시켜 룩업테이블의 윈도우에서 추출한 특징점을 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 대응하는 터치 입력 영역을 사물(400) 터치 정보로 산출할 수 있다.
또한, 터치 감지 장치(100)는 시간영역에서의 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 주파수영역으로 변환할 수 있다(s550). 터치 감지 장치(100)는 주파수영역에서의 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 진폭이 커지거나 작아지는 지점을 특징주파수로 추출하고(s560), 사물(400)의 특정 영역의 터치에 대응하는 주파수영역에서의 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 룩업테이블에 기반하여 사물(400) 터치 정보를 산출할 수 있다(s570).
구체적으로는, 터치 감지 장치(100)는 주파수 영역에서의 사물(400)을 통과하여 진폭이 감쇠된 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호의 사물(400)의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징주파수를 정의한 복수 개의 룩업테이블을 포함하며, 학습에 따라 주파수영역에서의 사물(400)을 통과한 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호에서 적어도 하나의 특징주파수를 추출하고, 제1스캐닝신호 및 제2스캐닝신호를 복수 개의 룩업테이블에 통과시켜 룩업테이블의 윈도우에서 추출한 특징주파수를 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 대응하는 터치 입력 영역을 사물(400) 터치 정보로 산출할 수 있다.
또한, 터치 감지 장치(100)는 산출한 사물(400) 터치 정보에 대응하는 이벤트 정보를 파악하여, 해당 이벤트를 수행할 수 있는 디바이스로 이벤트 정보를 전송할 수 있다(s580).
이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 감지 방법을 통해 사물(400)과 사람 간의 상호작용이 가능한 사물(400) 터치 인터페이스를 제공할 수 있다.
이와 같은, 음향기반 터치 감지 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 사물 터치 감지 시스템
100: 터치 감지 장치
200: 제1트랜스듀서
300: 제2트랜스듀서
400: 사물

Claims (18)

  1. 사물의 일측에 장착되고 주기적으로 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 제1트랜스듀서;
    상기 사물의 타측에 장착되고 상기 제1트랜스듀서와 동기화되어 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 제2트랜스듀서; 및
    상기 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제1스캐닝신호와 상기 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제2스캐닝신호의 위상을 조정하여 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 진폭을 일정 범위 내로 감쇠시키고, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 터치 감지 장치를 포함하는 터치 감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1트랜스듀서에서 주기적으로 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 것은,
    주기적으로 상기 터치 감지 장치로부터 소정의 전기신호를 수신하고, 음향신호로 변환하여 상기 사물에 통과시키고, 상기 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하는 상기 제2스캐닝신호를 소정의 전기신호로 변환하여 상기 터치 감지 장치로 송신하는 것인 터치 감지 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2트랜스듀서에서 상기 제1트랜스듀서와 동기화되어 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 것은,
    상기 제1트랜스듀서와 동기화되어 상기 터치 감지 장치로부터 소정의 전기신호를 수신하고, 음향신호로 변환하여 상기 사물에 통과시키고, 상기 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하는 상기 제1스캐닝신호를 소정의 전기신호로 변환하여 상기 터치 감지 장치로 송신하는 것인 터치 감지 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은,
    상기 사물에 터치 입력이 발생한 경우, 상기 사물을 통과하는 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 터치 입력 구간은 왜곡되고, 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 중첩되어 간섭이 발생하면, 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간의 진폭이 증폭되어, 상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 진폭이 증폭된 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것인 터치 감지 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 터치 감지 장치는,
    시간 영역에서의 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블을 포함하는 터치 감지 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은,
    상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간에서 진폭이 상기 일정 범위보다 커지거나 작아지는 지점을 특징점으로 추출하고, 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 상기 룩업테이블의 윈도우에서, 추출한 상기 특징점을 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 따라 상기 사물의 터치 입력 영역을 산출하는 것인 터치 감지 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 터치 감지 장치는,
    주파수 영역에서의 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블을 포함하는 터치 감지 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은,
    상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역으로 변환한 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간에서 진폭이 상기 일정 범위보다 커지거나 작아지는 지점을 특징주파수로 추출하고, 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 상기 룩업테이블의 윈도우에서, 추출한 상기 특징주파수를 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 따라 상기 사물의 터치 입력 영역을 산출하는 것인 터치 감지 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터치 감지 장치는,
    상기 사물의 터치 정보를 산출하고, 상기 사물의 터치 정보에 대응하는 이벤트 정보를 정의한 메타데이터에 따라 이벤트 정보를 산출하는 것을 더 포함하는 터치 감지 시스템.
  10. 사물의 일측에 장착된 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제1스캐닝신호와 상기 사물의 타측에 장착된 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제2스캐닝신호의 위상을 조정하여, 상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 진폭을 일정 범위 내로 감쇠시키고,
    상기 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제2스캐닝신호를 수신하고, 상기 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호를 수신하며,
    상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 사물 터치 감지 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 사물의 일측에 장착된 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제1스캐닝신호와 상기 사물의 타측에 장착된 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물에 통과시키는 제2스캐닝신호의 위상을 조정하는 것은,
    주기적으로 신호의 수신 및 송신 동작을 수행하는 상기 제1트랜스듀서 및 상기 제2트랜스듀서로 소정의 전기신호를 전송하고, 상기 제1트랜스듀서 및 상기 제2트랜스듀서에서 전기신호를 음향신호로 변환하여 상기 사물을 매질로 하여 통과시키는 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 위상을 조정하는 것인 사물 터치 감지 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제2스캐닝신호를 수신하고, 상기 제2트랜스듀서를 통해 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호를 수신하는 것은,
    상기 제1트랜스듀서 및 상기 제2트랜스듀서에서 상기 사물로부터 소정의 음향신호를 수신하고 전기신호로 변환하여 전송하면 해당 신호를 수신하는 것인 터치 감지 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은,
    상기 사물에 터치 입력이 발생한 경우, 상기 사물을 통과하는 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 터치 입력 구간은 왜곡되고, 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 중첩되어 간섭이 발생하면, 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간의 진폭이 증폭되어, 상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 진폭이 증폭된 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것인 터치 감지 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    시간 영역에서의 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블을 저장하는 것을 더 포함하는 터치 감지 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은,
    상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간에서 진폭이 상기 일정 범위보다 커지거나 작아지는 지점을 특징점으로 추출하고, 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징점을 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 상기 룩업테이블의 윈도우에서, 추출한 상기 특징점을 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 따라 상기 사물의 터치 입력 영역을 산출하는 것인 터치 감지 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    주파수 영역에서의 상기 사물을 통과하여 진폭이 감쇠된 상기 제1스캐닝신호 및 상기 제2스캐닝신호의 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 룩업테이블을 저장하는 것을 더 포함하는 터치 감지 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 사물을 통과하면서 중첩되어 간섭이 발생하는 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호가 상기 사물에 터치 입력이 발생하여 진폭이 증폭되는 터치 입력 구간을 갖는 경우, 상기 터치 입력 구간을 분석하여 상기 사물의 터치 정보를 산출하는 것은,
    상기 사물을 통과하여 진폭이 일정 범위 내로 감쇠된 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호를 주파수 영역으로 변환하고, 주파수 영역으로 변환한 상기 제1스캐닝신호와 상기 제2스캐닝신호의 상기 터치 입력 구간에서 진폭이 상기 일정 범위보다 커지거나 작아지는 지점을 특징주파수로 추출하고, 상기 사물의 터치 입력 영역에 따른 적어도 하나의 특징주파수를 정의하여 하드웨어 또는 소프트웨어 형식의 윈도우로 구현한 복수 개의 상기 룩업테이블의 윈도우에서, 추출한 상기 특징주파수를 모두 관측할 수 있는 룩업테이블에 따라 상기 사물의 터치 입력 영역을 산출하는 것인 터치 감지 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 사물의 터치 정보를 산출하고, 상기 사물의 터치 정보에 대응하는 이벤트 정보를 정의한 메타데이터에 따라 이벤트 정보를 산출하는 것을 더 포함하는 터치 감지 방법.
KR1020150055620A 2015-04-21 2015-04-21 사물 터치 감지 시스템 및 사물 터치 감지 방법 KR101614844B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150055620A KR101614844B1 (ko) 2015-04-21 2015-04-21 사물 터치 감지 시스템 및 사물 터치 감지 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150055620A KR101614844B1 (ko) 2015-04-21 2015-04-21 사물 터치 감지 시스템 및 사물 터치 감지 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101614844B1 true KR101614844B1 (ko) 2016-04-29

Family

ID=55915897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150055620A KR101614844B1 (ko) 2015-04-21 2015-04-21 사물 터치 감지 시스템 및 사물 터치 감지 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101614844B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070011492A (ko) 2004-04-14 2007-01-24 타이코 일렉트로닉스 코포레이션 음향 터치 센서
KR101091646B1 (ko) 2010-10-15 2011-12-08 한국해양연구원 소나 및 소나 구동 방법
KR20120042860A (ko) * 2009-06-23 2012-05-03 타이코 일렉트로닉스 서비시스 게엠베하 방법 및 방법을 구현하기 위한 터치 감지 디바이스
US20120120031A1 (en) * 2009-06-19 2012-05-17 Bruno Thuillier Method For Determining The Locations Of One Or More Impacts Or Touches On A Surface Of An Object Including Two Or More Transducers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070011492A (ko) 2004-04-14 2007-01-24 타이코 일렉트로닉스 코포레이션 음향 터치 센서
KR20110086739A (ko) * 2004-04-14 2011-07-29 타이코 일렉트로닉스 코포레이션 음향 터치 센서
US20120120031A1 (en) * 2009-06-19 2012-05-17 Bruno Thuillier Method For Determining The Locations Of One Or More Impacts Or Touches On A Surface Of An Object Including Two Or More Transducers
KR20120042860A (ko) * 2009-06-23 2012-05-03 타이코 일렉트로닉스 서비시스 게엠베하 방법 및 방법을 구현하기 위한 터치 감지 디바이스
KR101091646B1 (ko) 2010-10-15 2011-12-08 한국해양연구원 소나 및 소나 구동 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10048811B2 (en) Detecting touch input provided by signal transmitting stylus
US10466836B2 (en) Using a type of object to provide a touch contact input
EP2532000B1 (en) Method and apparatus for providing user interface using acoustic signal, and device including user interface
US9823760B2 (en) Touch input surface speaker
CN104169848B (zh) 检测触摸输入力
KR102070612B1 (ko) 국소형 햅틱 피드백
US9524063B2 (en) Detection of a number of touch contacts of a multi-touch input
KR101654008B1 (ko) 음향신호 처리를 이용한 모바일 기기 및 상기 모바일 기기에서 수행되는 음향 신호 처리 방법
CN102597928A (zh) 采用检测触摸位置并且提供触觉反馈的弯曲波振动感测器的触敏设备
JP2011517584A (ja) 目的物及び動作検出
US8786560B1 (en) Method and apparatus for determining a valid sequence of touch events on a touch sensitive device
CN105487725B (zh) 电子设备及其控制方法
KR20160114015A (ko) 진동파들의 반사 감쇠
CN109074221A (zh) 显示设备的声音的选择性衰减
KR101614844B1 (ko) 사물 터치 감지 시스템 및 사물 터치 감지 방법
KR102271541B1 (ko) 측정 오차가 감소된 음파 간 상대 도달 시간차를 이용한 디바이스 위치 측정 방법
US10386966B2 (en) Using spectral control in detecting touch input
US9619056B1 (en) Method and apparatus for determining a valid touch event on a touch sensitive device
JP2014099073A (ja) 電子機器、その制御方法及びプログラム
EP3650987B1 (en) Apparatus and method for tracking movement of an object
KR20160017950A (ko) 유연 멤스 초음파 트랜스듀서 어레이를 이용한 동작 인식 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 4