KR101667171B1 - 도플러 효과에 기반한 터치 식별 디바이스, 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법 및 터치 스크린 - Google Patents

도플러 효과에 기반한 터치 식별 디바이스, 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법 및 터치 스크린 Download PDF

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Abstract

본 발명은 도플러 효과에 기반한 터치 식별 디바이스, 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법 및 터치 스크린을 개시하고, 터치 식별 디바이스는: 제1 방향을 따라 제1 검출파를 전송하고, 터치 바디에 의해 반사된 이후 제1 검출파로부터 형성된 제1 피드백파를 수신하기 위해 사용되는 제1 송수신 모듈; 제2 방향을 따라 제2 검출파를 전송하고 터치 바디에 의해 반사된 이후 제2 검출파로부터 형성된 제2 피드백파를 수신하기 위해 사용되는 제2 송수신 모듈; 및 제1 검출파, 제1 피드백파, 제2 검출파 및 제2 피드백파에 따라 터치 포인트에서의 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향을 계산하기 위해 사용되는 계산 모듈을 포함한다. 본 발명에 따르면, 터치 포인트에서의 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향은 (2개의) 송수신 디바이스들의 그룹을 배열함으로써, 그리고 도플러 효과 공식에 기반하여 구해지고, 따라서 터치 바디의 터치 동작에 대한 정확한 판단이 실현된다.

Description

도플러 효과에 기반한 터치 식별 디바이스, 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법 및 터치 스크린{TOUCH IDENTIFICATION DEVICE ON THE BASIS OF DOPPLER EFFECT, TOUCH IDENTIFICATION METHOD ON THE BASIS OF DOPPLER EFFECT AND TOUCH SCREEN}
본 발명은 터치 제어의 기술 분야에 관한 것이고, 특히 도플러 효과(Doppler effect)에 기반한 터치 식별 디바이스, 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법 및 터치 스크린에 관한 것이다.
사람-컴퓨터 상호작용 기술(human-computer interaction technology)은 현재 가장 인기있는 연구 토픽들 중 하나가 되었고, 또한, 사람-컴퓨터 상호작용 기술은 시스템-중심(system-centred)에서 사용자-중심(user-centred)으로 점진적으로 이전하는 반면, 사람 손가락의 동작에 대한 식별은 사람-컴퓨터 상호작용에 대해 점점 더 중요한 수단이 되고 있다.
현재, 사람 손가락의 터치 동작을 식별하기 위한 관련 제품들은 시장에 존재하지 않는다.
본 발명은 터치 포인트(touch point)에서 터치 바디(touch body)의 터치 동작(touch action)에 대한 정확한 판단을 수행할 수 있는, 도플러 효과에 기반한 터치 식별 디바이스, 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법 및 터치 스크린을 제공한다.
위 목적을 실현하기 위해, 본 발명은 도플러 효과에 기반한 터치 식별 디바이스를 제공하고, 이 터치 식별 디바이스는,
제1 방향을 따라 제1 검출파(detection wave)를 전송하고, 터치 바디에 의해 반사된 이후 제1 검출파로부터 형성된 제1 피드백파(feedback wave)를 수신하기 위해 사용되는 제1 송수신 모듈;
제2 방향을 따라 제2 검출파를 전송하고, 터치 바디에 의해 반사된 이후 제2 검출파로부터 형성된 제2 피드백파를 수신하기 위해 사용되는 제2 송수신 모듈 ― 제1 방향으로부터 제2 방향으로의 도착각(arrival angle)은 미리 결정된 각도이고, 추가로, 제1 방향과 제2 방향은 터치 바디의 터치 포인트에서 교차함 ― ; 및
제1 송수신 모듈 및 제2 송수신 모듈과 접속되고, 제1 검출파, 제1 피드백파, 제2 검출파 및 제2 피드백파에 따라 터치 포인트에서 터치 바디의 움직임 속도(moving speed) 및 움직임 방향(moving direction)을 계산하기 위해 사용되는 계산 모듈을 포함한다.
선택적으로, 제1 검출파 및 제2 검출파는 둘 모두 전자기파들이고;
계산 모듈은, 다음의 공식:
Figure 112015046251525-pct00001
에 따라, 움직임 속도(v), 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 움직임 방향이 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
계산 모듈이 계산된 θ1 또는 θ2가 음의 값이라고 판단하는 경우, 계산 모듈은 계산된 θ1 및 θ2가 무효한 계산 결과들이라고 결정하고, 다음의 공식:
Figure 112015046251525-pct00002
에 따라, 움직임 속도(v), 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 움직임 방향이 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
f1은 제1 검출파의 주파수이고, f2는 제2 검출파의 주파수이고, f3은 제1 피드백파의 주파수이고, f4는 제2 피드백파의 주파수이고, θ0는 미리 결정된 각도이고, c는 전자기파들의 전송 속도들이고, f1은 f2와 상이하다.
선택적으로, 제1 검출파 및 제2 검출파는 둘 모두 전자기파들이고;
계산 모듈은, 다음의 공식:
Figure 112015046251525-pct00003
에 따라, 움직임 속도(v), 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 움직임 방향이 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
계산 모듈이 θ1 또는 θ2가 360도보다 더 크다고 판단하는 경우, 계산 모듈은 계산된 θ1 및 θ2가 무효한 계산 결과들이라고 결정하고, 다음의 공식:
Figure 112015046251525-pct00004
에 따라, 움직임 속도(v), 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 움직임 방향이 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
f1은 제1 검출파의 주파수이고, f2는 제2 검출파의 주파수이고, f3은 제1 피드백파의 주파수이고, f4는 제2 피드백파의 주파수이고, θ0는 미리 결정된 각도이고, c는 전자기파들의 전송 속도들이고, f1은 f2와 상이하다.
선택적으로, 전자기파들은 마이크로파들 또는 광학파들이다.
선택적으로, 미리 결정된 각도는 90도와 같다.
본 발명은 위의 하나 이상의 터치 식별 디바이스들을 포함하는 터치 스크린을 추가로 제공한다.
선택적으로, 터치 스크린은 복수의 터치 식별 디바이스들을 포함하고, 터치 식별 디바이스들 각각은 하나의 터치 포인트에 대응하고, 모든 터치 포인트들은 터치 스크린 상에 균일하게 분포된다.
위 목적을 실현하기 위해, 본 발명은 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법을 추가로 제공하며, 이 터치 식별 방법은:
제1 송수신 모듈에 의해, 제1 방향을 따라 제1 검출파를 전송하고, 터치 바디에 의해 반사된 이후 제1 검출파로부터 형성된 제1 피드백파를 수신하는 단계;
제2 송수신 모듈에 의해, 제2 방향을 따라 제2 검출파를 전송하고, 터치 바디에 의해 반사된 이후 제2 검출파로부터 형성된 제2 피드백파를 수신하는 단계 ― 제1 방향으로부터 제2 방향으로의 도착각은 미리 결정된 각도이고, 제1 방향과 제2 방향은 터치 바디의 터치 포인트에서 교차함 ― ; 및
제1 송수신 모듈 및 제2 송수신 모듈과 접속된 계산 모듈에 의해, 제1 검출파, 제1 피드백파, 제2 검출파 및 제2 피드백파에 따라 터치 포인트에서 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향을 계산하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 제1 검출파 및 제2 검출파는 둘 모두 전자기파들이고;
제1 송수신 모듈 및 제2 송수신 모듈과 접속된 계산 모듈에 의해, 제1 검출파, 제1 피드백파, 제2 검출파 및 제2 피드백파에 따라 터치 포인트에서 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향을 계산하는 단계는 다음을 포함하며:
계산 모듈은, 다음의 공식:
Figure 112015046251525-pct00005
에 따라, 움직임 속도(v), 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 움직임 방향이 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
계산 모듈은 θ1 및 θ2가 음의 값인지를 판단하고, 계산 모듈이 θ1 또는 θ2가 음의 값이라고 판단하는 경우, 계산 모듈은 계산된 θ1 및 θ2가 무효한 계산 결과들이라고 결정하고, 다음의 공식:
Figure 112015046251525-pct00006
에 따라, 움직임 속도(v), 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 움직임 방향이 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
f1은 제1 검출파의 주파수이고, f2는 제2 검출파의 주파수이고, f3은 제1 피드백파의 주파수이고, f4는 제2 피드백파의 주파수이고, θ0는 미리 결정된 각도이고, c는 전자기파들의 전송 속도들이고, f1은 f2와 상이하다.
선택적으로, 제1 검출파 및 상기 제2 검출파는 둘 모두 전자기파들이고;
제1 송수신 모듈 및 제2 송수신 모듈과 접속된 계산 모듈에 의해, 제1 검출파, 제1 피드백파, 제2 검출파 및 제2 피드백파에 따라 터치 포인트에서 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향을 계산하는 단계는 다음을 포함하고:
계산 모듈은, 다음의 공식:
Figure 112015046251525-pct00007
에 따라, 움직임 속도(v), 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 움직임 방향이 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
계산 모듈은 θ1 및 θ2가 360도보다 더 큰지를 판단하고, 계산 모듈이 θ1 또는 θ2가 360도보다 더 크다고 판단하는 경우, 계산 모듈은 θ1 및 θ2가 무효한 계산 결과들이라고 결정하고, 다음의 공식:
Figure 112015046251525-pct00008
에 따라, 움직임 속도(v), 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 움직임 방향이 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
f1은 제1 검출파의 주파수이고, f2는 제2 검출파의 주파수이고, f3은 제1 피드백파의 주파수이고, f4는 제2 피드백파의 주파수이고, θ0는 미리 결정된 각도이고, c는 전자기파들의 전송 속도들이고, f1은 f2와 상이하다.
선택적으로, 전자기파들은 마이크로파들 또는 광학파들이다.
선택적으로, 미리 결정된 각도는 90도와 같다.
본 발명은 후속하는 유리한 효과들을 가진다.
본 발명은 도플러 효과에 기반한 터치 식별 디바이스, 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법 및 터치 스크린을 제공하고, 터치 식별 디바이스는 제1 송수신 모듈, 제2 송수신 모듈 및 계산 모듈을 포함하고, 제1 송수신 모듈은 제1 방향을 따라 제1 검출파를 전송하고 터치 바디에 의해 반사된 이후 제1 검출파로부터 형성된 제1 피드백파를 수신하기 위해 사용되고; 제2 송수신 모듈은 제2 방향을 따라 제2 검출파를 전송하고 터치 바디에 의해 반사된 이후 제2 검출파로부터 형성된 제2 피드백파를 수신하기 위해 사용되고; 계산 모듈은 제1 검출파, 제1 피드백파, 제2 검출파 및 제2 피드백파에 따라 터치 포인트에서 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향을 계산하기 위해 사용되고, 본 발명의 기술적 해법들에 따르면, 터치 포인트에서의 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향은 (2개의) 송수신 디바이스들의 그룹을 배열함으로써, 그리고 도플러 효과의 공식에 기초하여 구해지고, 따라서 터치 바디의 터치 동작에 대한 정확한 판단이 실현된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 터치 식별 디바이스의 구조도이다.
도 2는 제1 방향과 제2 방향 사이의 터치 바디의 움직임 방향의 다이어그램이다.
도 3은 제1 방향과 제2 방향 사이가 아닌, 터치 바디의 움직임 방향의 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법의 흐름도이다.
본 발명의 기술적 해법들에 대한 통상의 기술자의 더 양호한 이해를 위해, 본 발명에 의해 제공되는, 도플러 효과에 기반한 터치 식별 디바이스, 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법 및 터치 스크린이 첨부 도면들과 함께 상세하게 하기에 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예의 터치 식별 디바이스의 구조적 개략도이고, 도 1에 도시된 바와 같이, 터치 식별 디바이스의 식별 프로세스는 도플러 효과에 기반하며, 터치 식별 디바이스는: 제1 방향을 따라 제1 검출파를 전송하고 터치 바디에 의해 반사된 이후 제1 검출파로부터 생성되어 형성된 제1 피드백파를 수신하기 위해 사용되는 제1 송수신 모듈(1); 제2 방향을 따라 제2 검출파를 전송하고 터치 바디에 의해 반사된 이후 제2 검출파로부터 형성된 제2 피드백파를 수신하기 위해 사용되는 제2 송수신 모듈(2); 제1 검출파, 제1 피드백파, 제2 검출파 및 제2 피드백파에 따른 터치 포인트에서의 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향을 계산하기 위해 사용되는 계산 모듈(3)을 포함한다. 계산 모듈(3)은 제1 송수신 모듈(1) 및 제2 송수신 모듈(2)에 접속되고, 제1 방향으로부터 제2 방향으로의 도착각은 미리 결정된 각도이고, 또한, 제1 방향과 제2 방향은 터치 바디의 터치 포인트에서 교차한다. 터치 식별 디바이스는 대응하는 터치 포인트에서 터치 바디의 터치 동작을 식별할 수 있다.
본 발명에서의 터치 바디가 사람 손가락 또는 터치 펜과 같은 터치 기능을 가지는 디바이스일 수 있다는 점에 유의해야 한다.
실시예에서, 제1 검출파 및 제2 검출파는 전자기파들이고, 전자기파들은 바람직하게는 마이크로파들 또는 광학파들이고, 제1 검출파 및 제2 검출파들이 마이크로파들인 경우가 첨부도면들과 함께 하기에 상세하게 예시될 것이다. 계산 모듈(3)에 의해 계산되는 움직임 속도는 v이고, 계산 모듈(3)에 의해 계산되는 움직임 방향은 제1 방향과 제2 방향에 의해 구현되며, 구체적으로는 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1) 또는 움직임 방향이 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)이 계산되고, 이후 움직임 방향의 배향이 획득될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
본 발명에 의해 제공되는 터치 식별 디바이스의 식별 프로세스는 첨부 도면과 함께 하기에 상세하게 기술될 것이며, 프로세스는 대략 다음과 같다:
제1 송수신 모듈(1)은 제1 방향을 따라 주파수(f1)를 가지는 제1 검출파를 전송하고, 제1 검출파는 터치 포인트로 이동하고, 이후 터치 바디의 반사 동작에 의해 주파수(f3)를 가지는 제1 피드백파를 형성하고, 제1 피드백파는 제1 방향에 반대인 방향을 따라 이동하고, 제1 피드백파는 제1 송수신 모듈(1)에 의해 수신된다.
제1 피드백파의 주파수(f3)는:
Figure 112015046251525-pct00009
을 만족시키는 한편, 제2 송수신 모듈(2)은 제2 방향을 따라 주파수(f2)를 가지는 제2 검출파를 전송하고, 제2 검출파는 터치 포인트로 이동하고 이후 터치 바디의 반사 동작에 의해 주파수(f4)를 가지는 제2 피드백파를 형성하고, 제2 피드백파는 제2 방향에 반대인 방향을 따라 이동하고, 제2 피드백파는 제2 송수신 모듈(2)에 의해 수신된다.
제2 피드백파의 주파수(f4)는:
Figure 112015046251525-pct00010
를 만족시킨다.
추가로, 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 움직임 방향이 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2), 및 미리 결정된 각도(θ0) 사이의 관계는:
Figure 112015046251525-pct00011
또는
Figure 112015046251525-pct00012
를 만족시킨다.
θ1, θ2 및 θ0 사이의 관계는 첨부 도면들과 함께 하기에 상세히 기술될 것이다. 도 2는 제1 방향과 제2 방향 사이의 터치 바디의 움직임 방향의 다이어그램이고, 도 3은 제1 방향과 제2 방향 사이에 있지 않은 터치 바디의 움직임 방향의 다이어그램이고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 방향은 제1 송수신 모듈이 터치 포인트를 가리키는 방향이고, 제2 방향은 제2 송수신 모듈이 터치 포인트를 가리키는 방향이다.
움직임 방향이 제1 방향과 제2 방향 사이에 있을 때, 도 2를 참조하면, θ1, θ2 및 θ0는
Figure 112015046251525-pct00013
를 만족시킴을 알 수 있고, 움직임 방향이 제1 방향과 제2 방향 사이에 있지 않을 때, 도 3을 참조하면, θ1, θ2 및 θ0는
Figure 112015046251525-pct00014
를 만족시킴을 알 수 있다.
계산 모듈(3)이 계산을 위해 사용될 때, 그 원리는 다음과 같다: 계산 모듈(3)의 계산 프로세스 동안, 계산 모듈은 디폴트 방식으로 위의 공식들 (1),(2) 및 (3)을 동시에 채택하여 계산하고, 이후 계산된 θ1 및 θ2의 값들의 양 및 음의 특성들을 판단하기 위해 사용된다. 구체적으로, 다음과 같이, 터치 바디의 실제 움직임 방향이 제1 방향과 제2 방향 사이에 있는 경우(도 2에 도시된 케이스), 위의 공식들 (1),(2) 및 (3)을 동시에 채택함으로써 계산 모듈(3)에 의해 계산되는 θ1 및 θ2는 명백히 양의 값들이고, 이후 계산 모듈은 계산된 θ1 및 θ2가 모두 양의 값들이라고 판단하고, 이 경우, 계산 모듈(3)은 직접 양의 θ1 및 θ2를 출력하고, 더 이상 위의 공식들 (1), (2) 및 (4)를 동시에 채택함으로써 계산하지 않으며; 터치 바디의 실제 움직임 방향이 제1 방향과 제2 방향 사이에 있지 않은 경우(도 3에 도시된 케이스), 위의 공식들 (1), (2) 및 (3)을 동시에 채택함으로써 계산 모듈(3)에 의해 계산되는 θ1 및 θ2 에서, 하나는 명백히 양의 값이고, 다른 하나는 음의 값이며, 계산 모듈은 θ1 또는 θ2가 음의 값이라고 판단하고, 계산 모듈(3)은 위의 공식들 (1), (2) 및 (3)을 동시에 채택함으로써 계산 모듈(3)에 의해 계산된 θ1 및 θ2가 무효한 결과들이라고 결정하고, 이 경우, 계산 모듈(3)은 위의 공식들 (1), (2) 및 (4)를 동시에 채택함으로써 θ1 및 θ2 및 움직임 속도(v)를 재계산하고, 위의 공식들 (1), (2) 및 (4)를 동시에 채택함으로써 획득되는 계산된 결과들을 출력한다.
물론, 실시예에서, 계산 모듈은 또한 디폴트 방식으로 위의 공식들 (1), (2) 및 (4)을 동시에 채택함으로써 계산할 수 있고, 이후 계산된 θ1 및 θ2의 값들이 360도보다 더 큰지를 판단한다. 구체적 프로세스는 다음과 같다: 이 순간에 터치 바디의 실제 움직임 방향이 제1 방향과 제2 방향 사이에 있는 경우(도 2에 도시된 케이스), 위의 공식들 (1), (2) 및 (4)를 동시에 채택함으로써 계산 모듈(3)에 의해 계산된 θ1 및 θ2에서, 하나는 명백히 360도보다 더 크고, 다른 하나는 θ0보다 더 작고, 계산 모듈은 θ1 또는 θ2가 360도보다 더 크다고 판단하고, 계산 모듈(3)은 위의 공식들 (1), (2) 및 (4)를 동시에 채택함으로써 획득된 계산 결과들이 무효하다고 결정하고, 이 경우, 계산 모듈(3)은 위의 공식들 (1), (2), 및 (3)을 동시에 채택함으로써 θ1 및 θ2 및 움직임 속도(v)를 재계산하고, 위의 공식들 (1), (2) 및 (3)을 동시에 채택함으로써 획득된 계산된 결과들을 출력한다. 터치 바디의 실제 움직임 방향이 제1 방향과 제2 방향 사이에 있지 않은 경우(도 3에 도시된 케이스), 위의 공식들 (1),(2) 및 (4)을 동시에 채택함으로써 계산 모듈(3)에 의해 계산된 θ1 및 θ2는 둘 다 360도보다 더 작고, 이 경우, 계산 모듈(3)은 360도보다 더 작은 값들을 가지는 θ1 및 θ2를 직접 출력하고, 더 이상 위의 공식들 (1), (2) 및 (3)을 동시에 채택함으로써 계산하지 않는다.
도 2 및 도 3에서, 바람직하게는, 미리 결정된 각도 θ0의 값이 90도이며, 계산 모듈(3)의 계산 프로세스를 용이하게 한다는 점에 유의해야 한다.
구해진 움직임 속도(v)의 값이 0와 같은 경우, 터치 바디는 터치 포인트에서 움직임 속도를 갖지 않는데, 즉, 터치 바디의 터치 동작은 포인트 접촉(point contact)이며; 구해진 움직임 속도(v)의 값이 0과 같지 않은 경우, 터치 바디는 터치 포인트에서 움직임 속도를 가지는데, 즉, 터치 바디의 터치 동작은 슬라이드 접촉(slide contact)이고, 슬라이드 접촉의 움직임 방향은 θ1과 제1 방향에 의해 또는 θ2와 제2 방향에 의해 결정될 수 있다.
실시예에서, 제1 검출파 및 제2 검출파 모두가 또한 광학파들일 수 있고, 터치 식별 프로세스는 다음과 같다:
제1 송수신 모듈(1)이 제1 피드백파를 수신할 때, 제1 피드백파의 주파수(f3)는:
Figure 112015046251525-pct00015
를 만족시키고, 제2 송수신 모듈(2)이 제2 피드백파를 수신할 때, 제2 피드백파의 주파수(f4)는:
Figure 112015046251525-pct00016
를 만족시키는 한편, 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 움직임 방향이 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2), 및 미리 결정된 각도(θ0)는:
Figure 112015046251525-pct00017
또는
Figure 112015046251525-pct00018
을 만족시키고, 동시적인 계산 프로세스 동안, 공식들 (5), (6) 및 (7)은 계산을 위한 디폴트 방식으로 선택될 수 있거나, 또는 공식들 (5),(6) 및 (8)이 계산을 위한 디폴트 방식으로 선택될 수 있다. 특정 모드는 전자기 파들이 마이크로파들인 경우에 대해 위의 기재를 참조할 수 있으며, 이는 여기서 중복적으로 기술되지 않을 것이다.
공식(5) 및 공식(6)에서, 제1 피드백파의 주파수(f3)는 제1 송수신 모듈(1)에 의해 검출될 수 있고, 제2 피드백파의 주파수(f4)는 제2 송수신 모듈(2)에 의해 검출될 수 있다. c0는 광학파들의 전송 속도이고, f1은 제1 검출파의 주파수이고, f2는 제2 검출파의 주파수이고, f1과 f2는 상이하다.
실시예에서, 제1 검출파가 마이크로파이고 제2 검출파가 광학파일 때, 움직임 속도(v), 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 또는 제2 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)은 위의 공식들 (1), (6) 및 (7) 또는 위의 공식들 (1), (6) 및 (8)을 동시에 채택함으로써 구할 수 있고; 제1 검출파가 광학파이고 제2 검출파가 마이크로파일 때 움직임 속도(v), 제1 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 또는 제2 방향이 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)은 위의 공식들 (2), (5) 및 (7) 또는 위의 공식들 (2), (5) 및 (8)을 동시에 채택함으로써 구할 수 있다.
이로부터, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 터치 포인트에서의 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향은 (2개의) 송수신 디바이스들의 그룹을 배열함으로써, 그리고 도플러 효과의 공식에 기반하여 구해지고, 따라서 터치 바디의 터치 동작에 대한 정확한 판단을 실현할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예는 위의 제1 실시예의 터치 식별 디바이스를 포함하는 터치 스크린을 제공하고, 구체적으로, 위의 제1 실시예의 기재를 참조할 수 있는데, 이는 여기서 중복적으로 기술되지 않을 것이다.
제1 실시예에 의해 제공된 터치 식별 디바이스는 터치 스크린 상에 배열되고, 따라서, 터치 스크린은 터치 바디의 터치 동작에 대한 정확한 판단을 수행할 수 있고, 따라서, 터치 스크린의 사람-컴퓨터 상호작용의 용량을 향상시키고, 터치스크린이 더욱 지능적이 되도록 할 수 있다.
제1 실시예로부터, 각각의 식별 디바이스가 하나의 터치 포인트에 대응하고, 따라서, 실제 생산 동안, 복수의 터치 식별 디바이스들이 터치 스크린 상에 배열될 수 있고, 따라서, 터치 스크린 상의 복수의 위치들에서 터치 바디의 터치 동작들에 대한 판단이 실현될 수 있다는 점이 알려질 수 있다. 선호되는 해법으로서, 복수의 터치 식별 디바이스들이 제공될 때, 모든 터치 포인트들이 터치 스크린 상에 균일하게 분포된다.
도 4는 본 발명의 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법의 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 터치 식별 방법은 제1 실시예에서 터치 식별 디바이스에 기반하며, 방법은 다음을 포함한다:
단계(101): 제1 송수신 모듈에 의해, 제1 방향을 따라 제1 검출파를 전송하고, 터치 바디에 의해 반사된 이후 제1 검출파로부터 형성된 제1 피드백파를 수신한다.
단계(101)에서, 제1 송수신 모듈은 제1 방향을 따라 주파수(f1)를 가지는 제1 검출파를 전송하고, 제1 검출파는 터치 포인트로 이동하고, 이후 터치 바디의 반사 동작에 의해 주파수(f3)를 가지는 제1 피드백파를 형성하고, 제1 피드백파는 제1 방향에 반대인 방향을 따라 이동하고, 제1 피드백파는 제1 송수신 모듈에 의해 수신된다.
단계(102): 제2 송수신 모듈에 의해, 제2 방향을 따라 제2 검출파를 전송하고, 터치 바디에 의해 반사된 이후 제2 검출파로부터 형성된 제2 피드백파를 수신한다.
단계(101) 및 단계(102)에서, 제1 방향으로부터 제2 방향으로의 도착각은 미리 결정된 각도이고, 또한, 제1 방향과 제2 방향은 터치 바디의 터치 포인트에서 교차한다.
제2 송수신 모듈(2)은 제2 방향을 따라 주파수(f2)를 가지는 제2 검출파를 전송하고, 제2 검출파는 터치 포인트로 이동하고 이후 터치 바디의 반사 동작에 의해 주파수(f4)를 가지는 제2 피드백파를 형성하고, 제2 피드백파는 제2 방향에 반대인 방향을 따라 이동하고, 제2 피드백파는 제2 송수신 모듈에 의해 수신된다.
실시예에서, 단계(101) 및 단계(102)가 동시에 수행될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 한편, 단계(101)에서의 제1 검출파 및 단계(102)에서의 제2 검출파가 모두 전자기파들이고, 전자기파들은 바람직하게는 마이크로파들 또는 광학파들이다.
단계(103): 계산 모듈에 의해 제1 검출파, 제1 피드백파, 제2 검출파 및 제2 피드백파에 따라 터치 포인트에서 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향을 계산한다. 단계(103)의 계산 프로세스는 본 발명의 제1 실시예의 터치 식별 디바이스의 동작 원리와 동일하며, 이는 여기서 중복적으로 기술되지 않을 것이다.
유사하게, 본 발명의 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법은 터치 바디의 터치 동작에 대한 정확한 판단을 실현한다.
위의 실시예들이 본 발명의 원리를 기술하기 위해 채택된 단지 예시적인 실시예들이며, 본 발명이 이에 제한되지 않는다는 점이 이해될 수 있다. 다양한 변형들 및 개선들이 본 발명의 사상 및 본질로부터의 이탈 없이 통상의 기술자에 대해 이루어질 수 있으며, 이들 변형들 및 개선들은 또한 본 발명의 보호 범위 내에 있는 것으로서 해석된다.

Claims (18)

  1. 도플러 효과(Doppler effect)에 기반한 터치 식별 디바이스로서,
    제1 방향을 따라 제1 검출파(detection wave)를 전송하고, 터치 바디(touch body)에 의해 반사된 이후 상기 제1 검출파로부터 형성된 제1 피드백파(feedback wave)를 수신하기 위해 사용되는 제1 송수신 모듈;
    제2 방향을 따라 제2 검출파를 전송하고, 상기 터치 바디에 의해 반사된 이후 상기 제2 검출파로부터 형성된 제2 피드백파를 수신하기 위해 사용되는 제2 송수신 모듈 ― 상기 제1 방향으로부터 상기 제2 방향으로의 도착각(arrival angle)은 미리 결정된 각도이고, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 터치 바디의 터치 포인트(touch point)에서 교차함 ― ; 및
    상기 제1 송수신 모듈 및 상기 제2 송수신 모듈과 접속되고, 상기 제1 검출파, 상기 제1 피드백파, 상기 제2 검출파 및 상기 제2 피드백파에 따라 상기 터치 포인트에서의 상기 터치 바디의 움직임 속도(moving speed) 및 움직임 방향(moving direction)을 계산하기 위해 사용되는 계산 모듈을 포함하고,
    상기 제1 검출파 및 상기 제2 검출파는 둘 모두 전자기파들이고;
    상기 계산 모듈은, 다음의 공식:
    Figure 112016056012724-pct00031

    에 따라, 움직임 속도(v), 상기 제1 방향이 상기 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 상기 움직임 방향이 상기 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
    상기 계산 모듈은 θ1 및 θ2가 음의 값들인지를 판단하고, 상기 계산 모듈이 θ1 또는 θ2가 음의 값이라고 판단하는 경우, 상기 계산 모듈은 계산된 θ1 및 θ2가 무효한 계산 결과(invalid calculation result)들이라고 결정하고, 다음의 공식:
    Figure 112016056012724-pct00032

    에 따라, 움직임 속도(v), 상기 제1 방향이 상기 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 상기 움직임 방향이 상기 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
    f1은 상기 제1 검출파의 주파수이고, f2는 상기 제2 검출파의 주파수이고, f3은 상기 제1 피드백파의 주파수이고, f4는 상기 제2 피드백파의 주파수이고, θ0는 미리 결정된 각도이고, c는 상기 전자기파들의 전송 속도들이고, f1은 f2와 상이한 터치 식별 디바이스.
  2. 도플러 효과(Doppler effect)에 기반한 터치 식별 디바이스로서,
    제1 방향을 따라 제1 검출파(detection wave)를 전송하고, 터치 바디(touch body)에 의해 반사된 이후 상기 제1 검출파로부터 형성된 제1 피드백파(feedback wave)를 수신하기 위해 사용되는 제1 송수신 모듈;
    제2 방향을 따라 제2 검출파를 전송하고, 상기 터치 바디에 의해 반사된 이후 상기 제2 검출파로부터 형성된 제2 피드백파를 수신하기 위해 사용되는 제2 송수신 모듈 ― 상기 제1 방향으로부터 상기 제2 방향으로의 도착각(arrival angle)은 미리 결정된 각도이고, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 터치 바디의 터치 포인트(touch point)에서 교차함 ― ; 및
    상기 제1 송수신 모듈 및 상기 제2 송수신 모듈과 접속되고, 상기 제1 검출파, 상기 제1 피드백파, 상기 제2 검출파 및 상기 제2 피드백파에 따라 상기 터치 포인트에서의 상기 터치 바디의 움직임 속도(moving speed) 및 움직임 방향(moving direction)을 계산하기 위해 사용되는 계산 모듈을 포함하고,
    상기 제1 검출파 및 상기 제2 검출파는 둘 모두 전자기파들이고;
    상기 계산 모듈은, 다음의 공식:
    Figure 112016056012724-pct00033

    에 따라, 움직임 속도(v), 상기 제1 방향이 상기 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 상기 움직임 방향이 상기 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
    상기 계산 모듈은 θ1 및 θ2가 360도보다 더 큰지를 판단하고, 상기 계산 모듈이 θ1 또는 θ2가 360도보다 더 크다고 판단하는 경우, 계산 모듈은 계산된 θ1 및 θ2가 무효한 계산 결과들이라고 결정하고, 다음의 공식:
    Figure 112016056012724-pct00034

    에 따라, 움직임 속도(v), 상기 제1 방향이 상기 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 상기 움직임 방향이 상기 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되고;
    f1은 상기 제1 검출파의 주파수이고, f2는 상기 제2 검출파의 주파수이고, f3은 상기 제1 피드백파의 주파수이고, f4는 상기 제2 피드백파의 주파수이고, θ0는 미리 결정된 각도이고, c는 상기 전자기파들의 전송 속도들이고, f1은 f2와 상이한 터치 식별 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전자기파들은 마이크로파들 또는 광학파들인 터치 식별 디바이스.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 미리 결정된 각도는 90도와 같은 터치 식별 디바이스.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 미리 결정된 각도는 90도와 같은 터치 식별 디바이스.
  6. 터치 스크린으로서,
    제1항 또는 제2항에 따른 도플러 효과에 기반한 하나 이상의 터치 식별 디바이스들을 포함하는 터치 스크린.
  7. 제6항에 있어서,
    전자기파들은 마이크로파들 또는 광학파들인 터치 스크린.
  8. 제6항에 있어서,
    미리 결정된 각도는 90도와 같은 터치 스크린.
  9. 제7항에 있어서,
    미리 결정된 각도는 90도와 같은 터치 스크린.
  10. 제6항에 있어서,
    복수의 터치 식별 디바이스들을 포함하고, 상기 터치 식별 디바이스들 각각은 하나의 터치 포인트에 대응하고, 상기 터치 포인트들은 모두 상기 터치 스크린 상에 균일하게 분포되는 터치 스크린.
  11. 제7항에 있어서,
    복수의 터치 식별 디바이스들을 포함하고, 상기 터치 식별 디바이스들 각각은 하나의 터치 포인트에 대응하고, 상기 터치 포인트들은 모두 상기 터치 스크린 상에 균일하게 분포되는 터치 스크린.
  12. 제8항에 있어서,
    복수의 터치 식별 디바이스들을 포함하고, 상기 터치 식별 디바이스들 각각은 하나의 터치 포인트에 대응하고, 상기 터치 포인트들은 모두 상기 터치 스크린 상에 균일하게 분포되는 터치 스크린.
  13. 제9항에 있어서,
    복수의 터치 식별 디바이스들을 포함하고, 상기 터치 식별 디바이스들 각각은 하나의 터치 포인트에 대응하고, 상기 터치 포인트들은 모두 상기 터치 스크린 상에 균일하게 분포되는 터치 스크린.
  14. 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법으로서,
    제1 송수신 모듈에 의해, 제1 방향을 따라 제1 검출파를 전송하고, 터치 바디에 의해 반사된 이후 상기 제1 검출파로부터 형성된 제1 피드백파를 수신하는 단계;
    제2 송수신 모듈에 의해, 제2 방향을 따라 제2 검출파를 전송하고, 상기 터치 바디에 의해 반사된 이후 상기 제2 검출파로부터 형성된 제2 피드백파를 수신하는 단계 ― 상기 제1 방향으로부터 상기 제2 방향으로의 도착각은 미리 결정된 각도이고, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 터치 바디의 터치 포인트에서 교차함 ― ; 및
    상기 제1 송수신 모듈 및 상기 제2 송수신 모듈과 접속된 계산 모듈에 의해, 상기 제1 검출파, 상기 제1 피드백파, 상기 제2 검출파 및 상기 제2 피드백파에 따라 상기 터치 포인트에서 상기 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향을 계산하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 검출파 및 상기 제2 검출파는 둘 모두 전자기파들이고;
    상기 제1 송수신 모듈 및 상기 제2 송수신 모듈과 접속된 계산 모듈에 의해, 상기 제1 검출파, 상기 제1 피드백파, 상기 제2 검출파 및 상기 제2 피드백파에 따라 상기 터치 포인트에서 상기 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향을 계산하는 단계는:
    상기 계산 모듈이, 다음의 공식:
    Figure 112016056012724-pct00035

    에 따라, 움직임 속도(v), 상기 제1 방향이 상기 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 상기 움직임 방향이 상기 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되는 단계;
    상기 계산 모듈이 θ1 및 θ2가 음의 값들인지를 판단하고, 상기 계산 모듈이 θ1 또는 θ2가 음의 값이라고 판단하는 경우, 상기 계산 모듈은 계산된 θ1 및 θ2가 무효한 계산 결과들이라고 결정하고, 다음의 공식:
    Figure 112016056012724-pct00036

    에 따라, 움직임 속도(v), 상기 제1 방향이 상기 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 상기 움직임 방향이 상기 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되는 단계
    를 포함하고,
    f1은 상기 제1 검출파의 주파수이고, f2는 상기 제2 검출파의 주파수이고, f3은 상기 제1 피드백파의 주파수이고, f4는 상기 제2 피드백파의 주파수이고, θ0는 미리 결정된 각도이고, c는 상기 전자기파들의 전송 속도들이고, f1은 f2와 상이한 터치 식별 방법.
  15. 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법으로서,
    제1 송수신 모듈에 의해, 제1 방향을 따라 제1 검출파를 전송하고, 터치 바디에 의해 반사된 이후 상기 제1 검출파로부터 형성된 제1 피드백파를 수신하는 단계;
    제2 송수신 모듈에 의해, 제2 방향을 따라 제2 검출파를 전송하고, 상기 터치 바디에 의해 반사된 이후 상기 제2 검출파로부터 형성된 제2 피드백파를 수신하는 단계 ― 상기 제1 방향으로부터 상기 제2 방향으로의 도착각은 미리 결정된 각도이고, 상기 제1 방향과 상기 제2 방향은 상기 터치 바디의 터치 포인트에서 교차함 ― ; 및
    상기 제1 송수신 모듈 및 상기 제2 송수신 모듈과 접속된 계산 모듈에 의해, 상기 제1 검출파, 상기 제1 피드백파, 상기 제2 검출파 및 상기 제2 피드백파에 따라 상기 터치 포인트에서 상기 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향을 계산하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 검출파 및 상기 제2 검출파는 둘 모두 전자기파들이고;
    상기 제1 송수신 모듈 및 상기 제2 송수신 모듈과 접속된 계산 모듈에 의해, 상기 제1 검출파, 상기 제1 피드백파, 상기 제2 검출파 및 상기 제2 피드백파에 따라 상기 터치 포인트에서 상기 터치 바디의 움직임 속도 및 움직임 방향을 계산하는 단계는:
    상기 계산 모듈이, 다음의 공식:
    Figure 112016056012724-pct00037

    에 따라, 움직임 속도(v), 상기 제1 방향이 상기 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 상기 움직임 방향이 상기 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되는 단계;
    상기 계산 모듈이 θ1 및 θ2가 360도보다 더 큰지를 판단하고, 상기 계산 모듈이 θ1 또는 θ2가 360도보다 더 크다고 판단하는 경우, 상기 계산 모듈은 계산된 θ1 및 θ2가 무효한 계산 결과들이라고 결정하고, 다음의 공식:
    Figure 112016056012724-pct00038

    에 따라, 움직임 속도(v), 상기 제1 방향이 상기 움직임 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ1), 및 상기 움직임 방향이 상기 제2 방향에 대해 반시계 방향으로 회전할 때 끼인각(θ2)을 계산하기 위해 사용되는 단계
    를 포함하고,
    f1은 상기 제1 검출파의 주파수이고, f2는 상기 제2 검출파의 주파수이고, f3은 상기 제1 피드백파의 주파수이고, f4는 상기 제2 피드백파의 주파수이고, θ0는 미리 결정된 각도이고, c는 상기 전자기파들의 전송 속도들이고, f1은 f2와 상이한 터치 식별 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 전자기파들은 마이크로파들 또는 광학파들인 터치 식별 방법.
  17. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 미리 결정된 각도는 90도와 같은 터치 식별 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 미리 결정된 각도는 90도와 같은 터치 식별 방법.
KR1020157012705A 2014-04-28 2014-08-29 도플러 효과에 기반한 터치 식별 디바이스, 도플러 효과에 기반한 터치 식별 방법 및 터치 스크린 KR101667171B1 (ko)

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