KR102170953B1 - 터치 패널 및 이를 포함하는 터치스크린 장치 - Google Patents

터치 패널 및 이를 포함하는 터치스크린 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102170953B1
KR102170953B1 KR1020160000307A KR20160000307A KR102170953B1 KR 102170953 B1 KR102170953 B1 KR 102170953B1 KR 1020160000307 A KR1020160000307 A KR 1020160000307A KR 20160000307 A KR20160000307 A KR 20160000307A KR 102170953 B1 KR102170953 B1 KR 102170953B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
user action
electrode pattern
touch
cells
Prior art date
Application number
KR1020160000307A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170081362A (ko
Inventor
김원효
김건년
김건우
박경남
Original Assignee
한국전자기술연구원
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 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Priority to KR1020160000307A priority Critical patent/KR102170953B1/ko
Publication of KR20170081362A publication Critical patent/KR20170081362A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102170953B1 publication Critical patent/KR102170953B1/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
    • 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
    • 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
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

터치 패널은 상호 이격되고 대칭적인 복수의 하부 및 상부 전극 셀들을 각각 포함하고 교차되게 오버레이되는 제1 및 제2 전극 패턴들 및 상기 제2 전극 패턴 상의 코너들 각각에 배치되고, 그 일부에서 상기 제1 전극 패턴에 있는 하부 전극 셀들과 교차되게 오버레이되어 상기 제1 및 제2 전극 패턴들 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원하는 기준 전극 셀을 포함한다. 따라서, 터치 패널은 사용자 액션에 대한 정밀 감지를 수행할 수 있다.

Description

터치 패널 및 이를 포함하는 터치스크린 장치{TOUCH PANEL AND TOUCH SCREEN APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 터치스크린 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치 패널 상에 손가락 또는 터치 펜 등을 접촉하여 원하는 명령을 수행시키는 터치스크린 장치에 관한 것이다.
전자 기기의 종류가 다양해지면서, 전자 기기를 소형화하면서 표시 화면을 대형화할 수 있는 다양한 기술이 제안되고 있다. 전자 기기의 소형화에 따라 접촉 입력 장치를 통해 사용자의 입력을 인식하는 전자 기기가 늘어나고 있으며, 특히 표시 화면에 입력 기능을 탑재한 터치스크린 패널은 휴대용 전자 기기를 포함한 다양한 장치에 적용되고 있다.
터치스크린 패널은 동작 방식에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식, 적외선 방식 등으로 구분할 수 있고, 정전용량 방식은 얇은 두께의 터치스크린 패널을 제조할 수 있으며, 내구성이 높고 멀티 터치가 가능하여 다양한 전자 기기에 널리 사용되고 있다.
한국공개특허 제10-2012-0057009호는 터치스크린 표시장치 및 터치스크린 표시장치의 터치 판단방법에 관한 것으로, 외부 노이즈와 다른 주파수 대역을 갖는 펄스폭 변조신호를 선택하고, 이를 이용하여 터치를 판단함으로써 정확하게 터치 여부 및 터치 위치를 판단할 수 있는 터치스크린 표시장치 및 터치스크린 표시장치의 터치 판단방법에 대하여 개시한다.
한국공개특허 제10-2012-0057009호 (2012.06.05 공개)
본 발명의 일 실시예는 제1 및 제2 전극 패턴들의 상호 커패시턴스 변화량을 기초로 사용자 액션이 소프트 터치, 하드 터치 또는 드래그에 해당하는지 여부를 판단하는 터치스크린 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 제2 전극 패턴의 일측에 배치되어 제2 전극 패턴에 대한 사용자 액션을 감지하여 사용자 액션의 유형 및 위치를 판단하는 초음파 센서를 포함하는 터치스크린 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 기준 전극 셀의 일부와 제1 전극 패턴에 있는 하부 전극 셀들이 교차되게 오버레이되어 제1 및 제2 전극 패턴들 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원하는 터치스크린 장치를 제공하고자 한다.
실시예들 중에서, 터치 패널은 상호 이격되고 대칭적인 복수의 하부 및 상부 전극 셀들을 각각 포함하고 교차되게 오버레이되는 제1 및 제2 전극 패턴들 및 상기 제2 전극 패턴 상의 코너들 각각에 배치되고, 그 일부에서 상기 제1 전극 패턴에 있는 하부 전극 셀들과 교차되게 오버레이되어 상기 제1 및 제2 전극 패턴들 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원하는 기준 전극 셀을 포함한다.
상기 기준 전극 셀은 상기 기준 전극 셀 및 상기 기준 전극 셀의 일부에서 교차하는 하부 전극 셀들 각각의 상호 커패시턴스를 기초로 상기 제1 및 제2 전극 패턴들의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원할 수 있다.
상기 터치 패널은 상기 제2 전극 패턴의 일측에 배치되고 상기 제2 전극 패턴에 대한 사용자 액션을 감지하여 상기 사용자 액션의 유형을 판단하는 초음파 센서를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 초음파 센서는 상기 제2 전극 패턴을 통해 감지되는 사용자 액션 유형의 판단을 수행하지 못하면 상기 사용자 액션의 유형 및 위치에 대한 판단을 지원할 수 있다.
실시예들 중에서, 터치스크린 장치는 상호 이격되고 대칭적인 복수의 하부 및 상부 전극 셀들을 각각 포함하고 교차되게 오버레이되는 제1 및 제2 전극 패턴들, 상기 제2 전극 패턴 상의 코너들 각각에 배치되고, 그 일부에서 상기 제1 전극 패턴에 있는 하부 전극 셀들과 교차되게 오버레이되어 상기 제1 및 제2 전극 패턴들 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원하는 기준 전극 셀 및 상기 상부 및 하부 전극 셀들 간에 형성되는 상호 커패시턴스를 기초로 사용자 액션을 감지하는 감지부를 포함한다.
상기 감지부는 상기 제1 및 제2 전극 패턴들의 상호 커패시턴스 변화량을 기초로 상기 사용자 액션이 소프트 터치, 하드 터치 또는 드래그에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 터치스크린 장치는 상기 제2 전극 패턴의 일측에 배치되고 상기 제2 전극 패턴에 대한 사용자 액션을 감지하여 상기 사용자 액션의 유형을 판단하는 초음파 센서를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 감지부는 상기 사용자 액션 유형의 판단을 수행하지 못하면 상기 초음파 센서에 상기 사용자 액션의 유형 및 위치에 대한 판단을 요청할 수 있다.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치는 제1 및 제2 전극 패턴들의 상호 커패시턴스 변화량을 기초로 사용자 액션이 소프트 터치, 하드 터치 또는 드래그에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치는 제2 전극 패턴의 일측에 배치되어 제2 전극 패턴에 대한 사용자 액션을 감지하여 사용자 액션의 유형 및 위치를 판단하는 초음파 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치는 기준 전극 셀의 일부와 제1 전극 패턴에 있는 하부 전극 셀들이 교차되게 오버레이되어 제1 및 제2 전극 패턴들 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 터치 패널을 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 있는 터치 패널에 대한 소프트 터치를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 1에 있는 터치 패널에 대한 하드 터치를 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1에 있는 터치 패널의 소프트 터치 및 하드 터치에 의한 상호 커패시턴스의 변화를 나타내는 그래프이다.
본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 터치스크린 장치(100)는 터치 패널(110) 및 감지부(120)를 포함한다. 터치 패널(110)은 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112), 기준 전극 셀(113), 초음파 센서(114), 구동 라인(115) 및 센싱 라인(116)을 포함할 수 있다.
제1 전극 패턴(111)은 상호 이격되고 대칭적인 복수의 하부 전극 셀들(111)을 포함할 수 있다. 여기에서, 하부 전극 셀은 제1 전극 패턴(111)을 구성하는 단위 전극 셀에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 하부 전극 셀들 각각은 동일한 형상 및 크기로 구현될 수 있고 상호 등간격으로 이격될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 복수의 하부 전극 셀들(111)은 임의의 특정 점으로부터 대칭을 형성하도록 상호 이격되어 제1 전극 패턴(111)을 형성할 수 있다.
제2 전극 패턴(112)은 제1 전극 패턴(111)의 상부에 배치되어 제1 전극 패턴(111)과 교차되게 오버레이될 수 있다. 제2 전극 패턴(112)은 상호 이격되고 대칭적인 복수의 상부 전극 셀들(112)을 포함할 수 있다. 여기에서, 상부 전극 셀은 제2 전극 패턴(112)을 구성하는 단위 전극 셀에 해당할 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 상부 전극 셀들 각각은 동일한 형상 및 크기로 구현될 수 있고 상호 등간격으로 이격될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 복수의 상부 전극 셀들(112)은 임의의 특정 점으로부터 대칭을 형성하도록 상호 이격되어 제2 전극 패턴(112)을 형성할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112)은 서로 엇갈리게 배치되어 오버레이 구간(Overlay Area) 및 비오버레이 구간(Non-Overlay Area)를 형성할 수 있다.
도 1a에서, 기준 전극 셀(113)은 제2 전극 패턴(112) 상의 코너들 각각에 배치되고, 그 일부에서 제1 전극 패턴(111)에 있는 하부 전극 셀들과 교차되게 오버레이되어 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산(Calibration Calculation)을 지원할 수 있다. 기준 전극 셀(113)은 복수의 상부 전극들 중 최외곽에서 하부 전극 셀들과 엇갈리게 배치되어 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간의 상호 위치를 산출할 수 있다. 일 실시예에서, 기준 전극 셀(113)은 복수의 상부 전극 셀들과 동일 층을 형성하고 동일한 형상 및 크기로 구현되며, 복수의 상부 전극 셀들 중 일부를 대체하여 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 기준 전극 셀(113)은 복수의 상부 전극 셀들(112) 상의 코너들 각각에 배치될 수 있고, 기준 전극 셀(113)의 일부는 하부 전극 셀들과 교차되게 오버레이될 수 있다. 기준 전극 셀(113)과 하부 전극 셀들 각각은 그 사이에서 상호 커패시턴스를 형성할 수 있고, 기준 전극 셀(113)은 상호 커패시턴스들의 차이를 기초로 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112)의 상호 위치를 판단할 수 있다. 따라서, 기준 전극 셀(113)은 하부 전극 셀들 각각과 형성하는 상호 커패시턴스를 기초로 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원할 수 있다.
예를 들어, 제1 하부 전극 셀이 기준 전극 셀(113)의 남부와 교차되게 오버레이되고 제2 하부 전극 셀이 기준 전극 셀(113)의 서부와 교차되게 오버레이된다고 가정하면, 기준 전극 셀(113)은 제1 및 제2 하부 전극 셀들 각각과 상호 커패시턴스를 형성할 수 있다. 여기에서, 기준 전극 셀(113)이 제1 하부 전극 셀과 오버레이되는 면적이 제2 하부 전극 셀과 오버레이되는 면적보다 큰 경우, 기준 전극 셀(113)과 제1 하부 전극 셀 간에 형성되는 상호 커패시턴스가 기준 전극 셀(113)과 제2 하부 전극 셀 간에 형성되는 상호 커패시턴스보다 클 수 있다. 따라서, 기준 전극 셀(113)과 동일 층을 형성하는 제2 전극 패턴(112)은 제1 전극 패턴(111)을 기준으로 남측을 향하여 교차되게 오버레이될 수 있다. 이와 같이, 기준 전극 셀(113)은 하부 전극 셀들 각각과 형성하는 상호 커패시턴스를 기초로 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원할 수 있다.
도 1b에서, 기준 전극 셀(113)은 제2 전극 패턴(112) 상에 일정한 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 기준 전극 셀(113)은 적어도 일부에서 제1 전극 패턴(111)에 있는 하부 전극 셀들과 교차되게 오버레이되어 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원할 수 있다.
초음파 센서(114)는 제2 전극 패턴(112)의 일측에 배치되고 제2 전극 패턴(112)에 대한 사용자 액션을 감지하여 사용자 액션의 유형을 판단할 수 있다. 여기에서, 사용자 액션은 사용자의 신체 일부 또는 터치 펜(또는 이와 유사한 도구)을 통해 제2 전극 패턴(112)에 압력을 가하는 행위에 해당할 수 있다. 보다 구체적으로, 초음파 센서(114)는 제2 전극 패턴(112) 상의 사용자 액션의 유무를 감지하거나, 사용자 액션의 위치 또는 유형을 판단할 수 있다. 예를 들어, 초음파 센서(114)는 펄스 신호를 출력하여 해당 펄스 신호가 되돌아오면 사용자 액션의 발생을 감지할 수 있다. 또한, 펄스 신호를 수신한 시간, 방향 및 위치를 기초로 사용자 액션의 위치 또는 유형을 판단할 수 있다. 초음파 센서(114)는 연속적인 펄스 신호의 송수신을 통해 사용자 액션의 위치 또는 유형을 판단할 수 있다.
감지부(120)는 상부 및 하부 전극 셀들 간에 형성되는 상호 커패시턴스를 기초로 사용자 액션을 감지할 수 있다. 보다 구체적으로, 감지부(120)는 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간에 형성되는 상호 커패시턴스를 감지할 수 있다. 여기에서, 상호 커패시턴스는 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간의 상호 정전 용량에 해당할 수 있다. 감지부(120)는 제2 전극 패턴(112) 상에 사용자 액션이 발생하면 상호 커패시턴스의 변화량을 기초로 사용자 액션의 유형 및 위치를 판단할 수 있다. 일 실시예에서, 감지부(120)는 제2 전극 패턴(112) 상의 복수의 지점들 각각에서 사용자 액션이 인식되는 경우에도 해당 사용자 액션들의 유형 및 위치를 인식할 수 있다.
감지부(120)는 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112)의 상호 커패시턴스 변화량을 기초로 사용자 액션이 소프트 터치, 하드 터치 또는 드래그에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 이하, 소프트 터치, 하드 터치 및 드래그에 대하여 도 3 내지 도 5에서 상세히 설명한다.
일 실시예에서, 감지부(120)는 사용자 액션 유형의 판단을 수행하지 못하면 초음파 센서(114)에 사용자 액션의 유형 및 위치에 대한 판단을 요청할 수 있다. 보다 구체적으로, 감지부(120)는 사용자 액션이 불규칙하거나 또는 불연속적인 경우 사용자 액션 유형에 대한 판단을 보류할 수 있다. 감지부(120)는 사용자 액션 유형을 판단하지 못하거나 또는 복수의 사용자 액션 위치들이 감지되는 경우 초음파 센서(114)에 사용자 액션의 유형 및 위치에 대한 판단을 요청할 수 있다.
일 실시예에서, 초음파 센서(114)는 제2 전극 패턴(112)을 통해 감지되는 사용자 액션 유형의 판단을 수행하지 못하면 사용자 액션의 유형 및 위치에 대한 판단을 지원할 수 있다. 초음파 센서(114)는 감지부(120)로부터 사용자 액션에 대한 판단 요청을 수신하면 연속적인 펄스 신호의 송수신을 통해 사용자 액션의 위치 또는 유형을 판단할 수 있다.
제1 전극 패턴(111)은 구동 라인(Tx, Driving Line)(115)을 통해 감지부(120)와 연결될 수 있다. 구동 라인(115)은 복수의 하부 전극들로 형성되는 각각의 라인을 감지부(120)와 연결할 수 있다. 제2 전극 패턴(112)은 센싱 라인(Rx, Sensing Line)(116)을 통해 감지부(120)와 연결될 수 있다. 센싱 라인(116)은 복수의 상부 전극들로 형성되는 각각의 라인을 감지부(120)와 연결할 수 있다. 감지부(120)는 사용자 액션이 감지된 구동 라인(115) 및 센싱 라인(116)을 통해 사용자 액션의 위치를 감지할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 터치 패널을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 감지부(120)는 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간에 형성되는 상호 커패시턴스(Cm)를 측정할 수 있다. 상호 커패시턴스(Cm)는 제2 전극 패턴(112)의 외부 측면에 형성되는 프린지 커패시턴스(Fringe Capacitance, 이하, C1으로 표기함)와 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112)의 사이에서 수직으로 형성되는 패러럴 플레이트 커패시턴스(Parallel Plate Capacitance, 이하, C2로 표기함)의 합에 해당할 수 있다. 즉, 상호 커패시턴스(Cm)는 수학식 1과 같다.
Figure 112016000184813-pat00001
감지부(120)는 상호 커패시턴스(Cm)의 변화량을 측정하여 사용자 액션의 위치 및 사용자 액션에 의한 압력을 인식할 수 있다. 상호 커패시턴스(Cm)의 변화량은 프린지 커패시턴스(C1)와 패러럴 플레이트 커패시턴스(C2)의 변화에 의해 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 전극 패턴(112) 상에 사용자 액션이 발생하는 경우 프린지 커패시턴스(C1)와 패러럴 플레이트 커패시턴스(C2)가 모두 변화할 수 있고, 감지부(120)는 상호 커패시턴스(Cm)의 변화량을 기초로 사용자 액션의 위치 및 사용자 액션에 의한 압력을 인식할 수 있다.
일 실시예에서, 프린지 커패시턴스(C1)는 그 일부가 외부 도체를 통해 흡수되어 감소할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손가락이 제2 전극 패턴(112)에 압력을 인가하면 프린지 커패시턴스(C1)의 일부가 사용자의 손가락으로 흡수되어 프린지 커패시턴스(C1)가 감소할 수 있다.
일 실시예에서, 패러럴 플레이트 커패시턴스(C2)는 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간에 오버레이되는 면적 및 거리를 통해 변화할 수 있다. 여기에서, 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간에 오버레이되는 면적은 일정하게 유지되기 때문에, 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간의 거리가 외부 압력에 의하여 감소하면 패러럴 플레이트 커패시턴스(C2)가 증가할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손가락이 제2 전극 패턴(112)에 압력을 인가하면 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간의 거리가 감소하여 패러럴 플레이트 커패시턴스(C2)가 증가할 수 있다.
도 3은 도 1에 있는 터치 패널에 대한 소프트 터치를 설명하는 도면이고, 도 4는 도 1에 있는 터치 패널에 대한 하드 터치를 설명하는 도면이다. 도 5는 도 1에 있는 터치 패널의 소프트 터치 및 하드 터치에 의한 상호 커패시턴스의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 감지부(120)는 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112)의 상호 커패시턴스 변화량을 기초로 사용자 액션이 소프트 터치, 하드 터치 또는 드래그에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다.
도 3에서, 감지부(120)는 제2 전극 패턴(112)에 사용자 액션이 발생하여 상호 커패시턴스(Cm)가 감소하면 해당 사용자 액션을 소프트 터치로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극 패턴(112)이 사용자의 손가락에 의하여 하중을 받게 되면 프린지 커패시턴스(C1)의 일부가 손가락으로 흡수될 수 있다. 프린지 커패시턴스(C1)의 일부는 복수의 상부 전극 셀들 간의 오픈 영역(Open Area)을 통해 사용자의 손가락으로 흡수될 수 있다. 즉, 사용자의 손가락이 제2 전극 패턴(112)에 약한 압력을 가하는 경우(또는 패러럴 플레이트 커패시턴스(C2)의 변화량이 프린지 커패시턴스(C1)의 변화량보다 작은 경우), 상호 커패시턴스(Cm)는 프린지 커패시턴스(C1)의 감소에 의하여 감소할 수 있다.
도 4에서, 감지부(120)는 제2 전극 패턴(112)에 사용자 액션이 발생하여 상호 커패시턴스(Cm)가 증가하면 해당 사용자 액션을 하드 터치로 판단할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극 패턴(112)이 사용자의 손가락에 의하여 하중을 받게 되면 프린지 커패시턴스(C1)의 일부가 손가락으로 흡수되고, 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112) 간의 거리가 감소할 수 있다. 프린지 커패시턴스(C1)는 그 일부가 사용자의 손가락으로 흡수되기 때문에 감소할 수 있고, 패러럴 플레이트 커패시턴스(C2)는 전극들 간의 거리가 감소하기 때문에 증가할 수 있다. 즉, 사용자의 손가락이 제2 전극 패턴(112)에 강한 압력을 가하는 경우(또는 패러럴 플레이트 커패시턴스(C2)의 변화량이 프린지 커패시턴스(C1)의 변화량보다 큰 경우), 패러럴 플레이트 커패시턴스(C2)의 증가량이 프린지 커패시턴스(C1)의 감소량을 상쇄하기 때문에 상호 커패시턴스(Cm)가 증가할 수 있다.
일 실시예에서, 감지부(120)는 사용자 액션이 감지되는 위치가 제2 전극 패턴(112)의 제1 지점으로부터 제2 지점으로 이동하는 경우, 사용자 액션을 드래그로 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 전극 패턴(112) 상에 드래그가 수행되는 경우, 감지부(120)는 제2 전극 패턴(112)의 제1 지점으로부터 제2 지점까지 순차적으로 이동하는 사용자 액션의 위치를 감지할 수 있다. 즉, 감지부(120)는 제2 전극 패턴(112)의 제1 지점에 인가된 압력이 그 주변 지점으로 연속적으로 이동하는 경우, 해당 사용자 액션을 드래그로 판단할 수 있다.
도 5에서, 제2 전극 패턴(112) 상에 소프트 터치가 발생하면 상호 커패시턴스(Cm)는 프린지 커패시턴스(C1)의 감소에 의해 감소할 수 있고, 제2 전극 패턴(112) 상에 하드 터치가 발생하면 상호 커패시턴스(Cm)는 패러럴 플레이트 커패시턴스(C2)의 증가에 의해 증가할 수 있다. 보다 구체적으로, 감지부(120)는 사용자 액션에 의하여 상호 커패시턴스(Cm)가 감소하면 해당 사용자 액션의 유형을 소프트 터치로 인식할 수 있고, 상호 커패시턴스(Cm)가 증가하면 해당 사용자 액션의 유형을 하드 터치로 인식할 수 있다. 감지부(120)는 상호 커패시턴스(Cm)의 변화량을 기초로 하드 터치, 소프트 터치 및 드래그를 인식할 수 있고, 상호 커패시턴스(Cm)의 변화가 발생한 지점을 사용자 액션의 발생 위치로 인식할 수 있다.
따라서, 터치스크린 장치(100)는 제1 및 제2 전극 패턴들(111, 112)의 상호 커패시턴스 변화량을 기초로 사용자 액션이 소프트 터치, 하드 터치 또는 드래그에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 터치스크린 장치(100)는 제2 전극 패턴(112)의 일측에 배치되어 제2 전극 패턴(112)에 대한 사용자 액션을 감지하여 사용자 액션의 유형 및 위치를 판단하는 초음파 센서(114)를 포함하고, 기준 전극 셀(113)의 일부와 제1 전극 패턴(111)에 있는 하부 전극 셀들이 교차되게 오버레이되어 제1 및 제2 전극 패턴(111, 112)들 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원하여, 사용자 액션에 대한 정밀 감지를 수행할 수 있다.
상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 통상의 기술자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 터치스크린 장치
110: 터치 패널
111, 112: 제1 및 제2 전극 패턴들
113: 기준 전극 셀
114: 초음파 센서
115: 구동 라인
116: 센싱 라인
120: 감지부

Claims (8)

  1. 상호 이격되고 대칭적인 복수의 하부 및 상부 전극 셀들을 각각 포함하고 교차되게 오버레이되는 제1 및 제2 전극 패턴들; 및
    상기 제2 전극 패턴 상의 코너들 각각에 배치되고, 그 일부에서 상기 제1 전극 패턴에 있는 하부 전극 셀들과 교차되게 오버레이되어 상기 제1 및 제2 전극 패턴들 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원하는 기준 전극 셀을 포함하되,
    상기 기준 전극 셀은 상기 기준 전극 셀 및 상기 기준 전극 셀의 일부에서 교차하는 하부 전극 셀들 각각의 상호 커패시턴스 -상기 상호 커패시턴스는 전극 셀들 간의 교차 면적에 따라 상이하게 형성됨- 를 기초로 상기 제1 및 제2 전극 패턴들의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극 패턴의 일측에 배치되고 상기 제2 전극 패턴에 대한 사용자 액션을 감지하여 상기 사용자 액션의 유형을 판단하는 초음파 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  4. 제3항에 있어서, 상기 초음파 센서는
    상기 제2 전극 패턴을 통해 감지되는 사용자 액션 유형의 판단을 수행하지 못하면 상기 사용자 액션의 유형 및 위치에 대한 판단을 지원하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  5. 상호 이격되고 대칭적인 복수의 하부 및 상부 전극 셀들을 각각 포함하고 교차되게 오버레이되는 제1 및 제2 전극 패턴들;
    상기 제2 전극 패턴 상의 코너들 각각에 배치되고, 그 일부에서 상기 제1 전극 패턴에 있는 하부 전극 셀들과 교차되게 오버레이되어 상기 제1 및 제2 전극 패턴들 간의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원하는 기준 전극 셀; 및
    상기 상부 및 하부 전극 셀들 간에 형성되는 상호 커패시턴스를 기초로 사용자 액션을 감지하는 감지부를 포함하되,
    상기 기준 전극 셀은 상기 기준 전극 셀 및 상기 기준 전극 셀의 일부에서 교차하는 하부 전극 셀들 각각의 상호 커패시턴스 -상기 상호 커패시턴스는 전극 셀들 간의 교차 면적에 따라 상이하게 형성됨- 를 기초로 상기 제1 및 제2 전극 패턴들의 상호 위치에 관한 캘리브레이션 연산을 지원하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 감지부는
    상기 제1 및 제2 전극 패턴들의 상호 커패시턴스 변화량을 기초로 상기 사용자 액션이 소프트 터치, 하드 터치 또는 드래그에 해당하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 전극 패턴의 일측에 배치되고 상기 제2 전극 패턴에 대한 사용자 액션을 감지하여 상기 사용자 액션의 유형을 판단하는 초음파 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 감지부는
    상기 사용자 액션 유형의 판단을 수행하지 못하면 상기 초음파 센서에 상기 사용자 액션의 유형 및 위치에 대한 판단을 요청하는 것을 특징으로 하는 터치스크린 장치.
KR1020160000307A 2016-01-04 2016-01-04 터치 패널 및 이를 포함하는 터치스크린 장치 KR102170953B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160000307A KR102170953B1 (ko) 2016-01-04 2016-01-04 터치 패널 및 이를 포함하는 터치스크린 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160000307A KR102170953B1 (ko) 2016-01-04 2016-01-04 터치 패널 및 이를 포함하는 터치스크린 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170081362A KR20170081362A (ko) 2017-07-12
KR102170953B1 true KR102170953B1 (ko) 2020-10-29

Family

ID=59352752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160000307A KR102170953B1 (ko) 2016-01-04 2016-01-04 터치 패널 및 이를 포함하는 터치스크린 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102170953B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006243939A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Oki Electric Ind Co Ltd タッチパネル式入力装置
KR101397670B1 (ko) * 2012-12-14 2014-05-23 전자부품연구원 촉각 터치스크린 장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101561699B1 (ko) * 2009-01-30 2015-10-19 삼성전자주식회사 터치 입력 장치
KR101735390B1 (ko) 2010-11-26 2017-05-16 엘지디스플레이 주식회사 터치스크린 표시장치 및 터치스크린 표시장치의 터치 판단방법
KR101535426B1 (ko) * 2013-11-06 2015-07-14 한국표준과학연구원 정전용량의 변화를 이용하여 접촉 위치 및 힘 측정의 인식 감도가 개선된 정전용량형 터치 패널 및 그 측정방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006243939A (ja) * 2005-03-01 2006-09-14 Oki Electric Ind Co Ltd タッチパネル式入力装置
KR101397670B1 (ko) * 2012-12-14 2014-05-23 전자부품연구원 촉각 터치스크린 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170081362A (ko) 2017-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9886131B2 (en) Determining what input to accept by a touch sensor after intentional and accidental lift-off and slide-off when gesturing or performing a function
EP2662759B1 (en) Coordinate indicating apparatus and coordinate measurement apparatus for measuring input position of coordinate indicating apparatus
US10310656B2 (en) Touch-sensitive screen
TWI575414B (zh) 操作模式判斷方法、觸碰點位置判斷方法以及觸控控制電路
CN103616970B (zh) 触控响应方法及装置
US20120013571A1 (en) Three-dimensional touch sensor
US20090183931A1 (en) Touch panel device
CN112346641A (zh) 触摸种类判别方法及执行该方法的触摸输入装置
US20120062482A1 (en) Method of scanning touch on touch screen
US9898148B2 (en) Capacitive stereoscopic image sensing
KR20090076126A (ko) 압력 감지용 터치스크린
KR20110113035A (ko) 멀티터치 감지를 위한 접촉 감지 패널 및 접촉 감지 장치
US20140001024A1 (en) Touch panel and touch display device
US10379672B2 (en) Dynamic proximity object detection
US20150029138A1 (en) Method of recognizing touch
US20150103031A1 (en) Touch-sensing display device
KR101393733B1 (ko) 베젤을 이용한 터치스크린 제어방법
KR102170953B1 (ko) 터치 패널 및 이를 포함하는 터치스크린 장치
TW201608446A (zh) 觸控裝置
KR101986660B1 (ko) 터치 센서가 구비된 곡면 디스플레이 장치
TWI502444B (zh) 通過觸控板控制滑鼠的方法
US20210149520A1 (en) Detection method for touch panel and touch panel
KR101404931B1 (ko) 베젤을 이용한 터치스크린 제어방법
TWI525498B (zh) 觸控軌跡的偵測裝置、系統及其方法
JP6924997B1 (ja) タッチパネル装置およびタッチパネル装置の制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right