KR20050030620A - 용량성 터치 스크린 상에서 터치된 위치를 알아내기 위한시스템 및 방법 - Google Patents

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로저 씨. 물리간
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

센싱 회로에 의해 생성된 전계의 섭동(perturbation)이 발생되는 위치를 판별할 수 있는 센싱 회로를 갖는 터치-민감성 스크린(touch-sensitive screen)에 대해 설명된다. 본 발명은 다수의 도전성 센서 바(conductive sensor bars) 각각이 도전성 리드선에 접속되는 용량성 터치 센서로 구현될 수 있다. 여기서는, 센서 바보다 적은 수의 리드선이 존재한다. 따라서, 적어도 하나, 아마도 여러 개의 리드선들이 하나 이상의 센서 바에 접속될 것이다. 센서 바에 대한 리드선들의 특정 접속들은, 하나(single) 이상의 도전성 바에서 발생될 수 있는 소정 신호에 의해 야기된 모호성을 피하도록 선택된다. 보다 구체적으로, 본 발명은 다른 센서 바들과 공통 리드선들을 갖는 센서 바가 터치되는 위치 또는 센서 상에서 터치된 곳에 가장 가까운 위치를 구별가능하게 하도록, 센서 바와 리드선의 접속들을 배치하는 기술을 제공한다.

Description

용량성 터치 스크린 상에서 터치된 위치를 알아내기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR LOCATING A TOUCH ON A CAPACITIVE TOUCH SCREEN}
본 발명은 터치 민감성 스크린(touch sensitive screens) 또는 센서에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 스크린 또는 센서가 손가락 끝이나 기구(utensil)에 의해 터치된 위치를 지시하는 제어 신호를 제공하는 용량성 터치 스크린(capacitive touch screen)에 관한 것이다.
컴퓨터 및 그 외의 전자 디바이스들이 보다 널리 보급됨에 따라, 터치 스크린들이 데이터 입력 인터페이스로서 널리 퍼지고 있다. 예를 들어, 터치 스크린들은 이제 워크샵, 웨어하우스, 제조 설비, 레스토랑, 휴대용 PDA, 현금 자동 입출금기, 카지노 게임 기계 등에서 발견될 수 있다.
터치 스크린, 특히 용량성 터치 스크린의 하나의 형태로서, 각각이 전계를 생성하는 다수의 센서 바를 갖는 용량성 센싱 회로를 포함한다. 필수적인 것은 아니지만, 종종, 센싱 회로는 유리 판(glass pane)과 같은 광학적으로 투명한 보호 기판으로 적층된다. 하나 이상의 센서 바에 근접한 터치는 전계를 변조하여 신호를 생성한다. 그 신호는 센싱 회로를 제어기에 전기적으로 접속하는 리드선들의 네트워크를 통해 센서 바에서 제어기로 이동한다. 제어기는 그 신호 또는 신호들을 분석하여, 스크린 상에서 터치의 위치를 판정한다. 이 때, 그 위치 좌표는 후속 프로세싱을 위해 다른 프로세서로 전달되는데, 예컨대, 스크린 상에 표시되고 터치된 아이템의 오더를 입력하기 위해, 컴퓨터에 전달될 수도 있다.
터치 스크린 설계자들은 터치 스크린, 보다 구체적으로 센싱 회로를 설계하는 경우에 끊임없이 문제점들에 직면하게 된다. 설계자들은, "Y" 방향에 대한 적절한 해상도를 제공하기 위해 요구되는 센서 바의 수와, 그 센서들을 제어기에 접속하기 위해 필요한 리드선들의 수 사이의 수용가능한 트레이드 오프를 계속해서 탐색하고 있다.
그 문제에 대한 현존하는 하나의 해결책은 비대칭적으로 어드레스된 센서 회로 레이아웃을 사용하는 것이다. 그러한 시스템에 있어서, 스크린의 에지에 있는 리드선들은 각각 여러 개의 센서 바들에 접속되므로, 리드선들보다 센서 바들이 훨씬 많이 존재할 수 있다. 각각의 n번째 바가 모두 동일한 선에 접속된다는 점에서, 센서 바와 리드선들의 접속은 주기적이다. 스크린의 한 쪽 측면(one side)과 다른 쪽 측면(the other)에서 반복 주기가 서로 다르므로(따라서, 비대칭적 라벨), 스크린 내에서 각각의 센서 바는 스크린 상의 또 다른 센서 바와는 다른 우측/좌측 리드선 접속 조합을 갖는다. 이러한 고유의 어드레싱 조합은, 제어 시스템이 터치되는 센서 바를 고유하게 판정하도록 한다.
본 발명에 따른 상기 양상들 및 다수의 부수적인 이점들은, 개략적이고 스케일링되지 않은 첨부 도면과 관련하여 이하의 상세한 설명을 참조하여 보다 쉽게 통찰되고 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 센서 회로에 대한 일 실시예의 개략적인 표현.
도 2는 본 발명에 따른 터치 센서의 일부에 대한 일 실시예의 개략적인 표현.
도 3은 4개로 이루어진 일군의 센서 바에 의해 설명된 "범프" 패턴을 갖는 신호 크기를 그래프로 도시하는 개략도.
도 4는 4개로 이루어진 일군의 센서 바에 의해 설명된 상승 패턴을 갖는 신호 크기를 그래프로 도시하는 개략도.
도 5는 4개로 이루어진 일군의 센서 바에 의해 설명된 하강 패턴을 갖는 신호 크기를 그래프로 도시하는 개략도.
도 6은 본 발명의 또 다른 양상을 설명하기 위한 터치 센서의 일부에 대한 또 다른 실시예의 개략적인 표현.
도 7은 터치 스크린 상에서 터치되는 부분의 Y 축 좌표을 판정하기 위한 프로세스를 일반적으로 설명하는 논리적 순서도.
도 8은 터치 스크린 상에서 터치되는 윈도우를 적절히 식별하기 위해, 도 7에 도시된 프로세스의 일 양상을 보다 상세히 설명하는 논리적 순서도.
도 9는 본 발명의 또 다른 양상을 설명하기 위한 터치 센서의 일부에 대한 또 다른 개략적인 표현.
본 발명은, 각각의 리드선이 센싱 회로의 다수의 센서 바들에 접속되고, 스크린의 각 측면에 있는 대응 리드선들이 동일한 센서 바에 정확하게 접속될 수 있도록 하는 용량성 터치 스크린용 센서 회로를 설계하는 기술을 제공한다. 이러한 양상에 있어서, 센서 바-대(to)-리드선 접속은 스크린의 좌측 및 우측에서 대칭이다. 센싱 회로에 있어서, 임의의 센서 바에 대한 터치가 동일한 리드선에 접속된 다른 센서 바에 대한 터치로부터 고유하게 구별가능한 신호 패턴을 생성하도록 센서 바와 리드선의 접속이 배치된다.
일 양상에 있어서, 센서 어레이는 일련의 센서 바를 포함하고, 그 바들 각각은 제1 단부 및 제2 단부를 갖는다. 센서 바 각각의 제1 및 제2 단부는 센서 바를 제어부에 전기적으로 접속하는 리드선들에 접속된다. 2개 이상의 센서 바들이 동일한 리드선에 접속될 수 있다. 그러나, 전체 센싱 회로에서 리드선과 센서 바의 접속을 신중하게 레이아웃함으로써, 임의의 센서 바가 터치되는 경우에, 크기가 유사한(similarly-sized) 다른 세트의 센서 바들로부터 구별가능한 신호 패턴을, 한 세트의 센서 바들(터치된 센서 바를 포함함)에 대해 생성한다. 따라서, 특정 세트의 센서 바들에서 터치가 분석될 수 있고, 그 때, 해당 세트 내의 센서 바 각각에 대한 신호들의 상대적 강도에 의해, 터치 스크린 상에서 터치된 위치를 보다 정확하게 식별하게 된다.
또 다른 양상에 있어서, 우선, 가능 실세계 터치들로부터 얻을 수 있을 것 같은 신호 크기 패턴들과, 거의 얻을 수 없을 것 같은 신호 크기 패턴들을 식별하는 것에 의해, 비-고유 멤버쉽을 갖는 센서 바 세트들의 센서 바-리드선 접속이 레이아웃될 수 있다. 서로 다른 조합에서 유사한 신호 패턴이 생성될 가능성이 거의 없는 한, 제1 조합의 바-대-선(bar-to-line) 접속을 갖는 센서 바 세트가 사용되는 경우, 동일한 바-대-선 접속들이 다른 조합에서 사용될 수도 있다. 다시 말해, 각 세트에서의 바-대-선 순서 조합이 센싱 회로의 다른 곳에서의 터치와 동일한 크기의 신호 패턴을 생성할 수 없는 한, 동일한 세트의 바-대-선 접속들이 다른 세트의 센서 바들에서 재사용될 수 있다.
이 부분은 본 발명의 양상들을 설명하고 이 양상들에 대한 임의의 바람직한 실시예들을 교시한다. 이는 철저한 규명을 위한 것이 아니라, 본 발명에 의해 제시되는 그 외의 양상들, 등가물 및 실현성을 보다 충분히 이해할 당업자에게 청구항에서 진술하는 본 발명의 범주를 알려주고 가르쳐 주기 위한 것이다.
본 발명은 센싱 회로에 의해 생성된 전계의 섭동이 발생되는 위치를 판별할 수 있는 센싱 회로를 갖는 터치-민감성 스크린을 제공한다. 일 실시예에 있어서, 본 발명은 도전성 리드선에 각각 접속되는 다수의 도전성 센서 바를 포함하는 터치 센서를 구비하는 용량성 터치 시스템으로 구현된다. 여기에는, 센서 바보다 리드선의 수가 적다. 따라서, 적어도 하나, 아마도 여러 개의 리드선들이 하나 이상의 센서 바에 접속될 것이다. 본 발명에 따르면, 하나 이상의 도전성 바에 접속된 선에서 나타나는 신호에 의해 모호성이 야기되는 것을 피하기 위해, 센서 바에 대해 특정한 리드선들을 접속한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 다른 센서 바들과 공통 리드선들을 갖는 센서 바에서 터치된 위치, 또는 센서 상의 터치된 곳에서 가장 가까운 위치를 구별가능하도록, 리드선과 센서 바의 접속들을 배치하는 기술을 제공한다. 상기 기술의 특징들은 본 발명의 실시예에 따른 후술하는 상세한 설명에 의해 명백해 질 것이다.
도 1은 터치-민감성 스크린에 사용하기 위한 전형적인 대칭적 센싱 회로(100)를 도시하는 본 발명에 따른 하나의 구현에 대한 개략적인 표현이다. 보다 구체적으로, 센싱 회로(100)는 여러 개의 터치-민감성 센서 바들("bars")(110)을 포함하는데, 이 바들은 센싱 회로(100)의 한 쪽 측면에서 다른 쪽 측면으로 걸쳐있다. 바람직하게, 바들(110)은 그 바들의 길이 방향에 있어 선형적으로 변하는 저항 특성을 갖는다. 그들은 바람직하게는 광학적으로 투명한 애플리케이션을 위해 ITO(indium tin oxide)로 구성되지만, 투명하든 그렇지 않든, 임의의 적절한 도전성 재료로 구성될 수도 있다. 여기에서는, 터치 스크린의 양끝을 연결하는 상대적으로 광범위한 단일 도체의 견지에서 설명하지만, 본 발명의 진의 및 범주에서 이탈하지 않는 한, 많은 대안적인 형태의 바들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 터치 스크린의 한 쪽 측면에서 다른 쪽 측면으로 그리고 뒤쪽에 이르는 세선(thin wire)과 같은 도전성 재료가 사용되어, 효과적으로 루프를 행성할 수 있다. 이러한 예들은 루프 내의 영역이 도전성이 아니라는 점에서 고체 바와는 다르다. 대안적으로, 도전성 배선은 터치 스크린 양끝을 한 번 연결하도록 사용될 수도 있지만, 다수의 톱니 모양의 패턴 등으로 터치 스크린을 가로지르는 임의의 패턴을 만들 수도 있다. 또한, 대안적인 바들은 단일 종단(single-ended)으로 사용되거나, 한 쪽 측면만 선들에 접속되어 사용될 수도 있다. 여러 가지 많은 대안적인 예들이 명백해지게 될 것이고, 개시된 실시예들은 단지 일례로서 제공되는 것이다.
본 실시예에 있어서, 바(110)의 각 단부는 도전성 리드선(112)의 일단에 접속된다. 선들(112)의 타단은 전자적 제어 회로("제어기")(도시되지 않음)에 접속되는데, 이 제어 회로는 센서 바들에 전계를 설정하도록 구성되고, 터치로 인해 바들에 생긴 전계의 변조에 의해 야기된 신호를 분석한다. 일 실시예에 있어서, 제어기로의 접속을 위해, 선들(112)은 하나 이상의 도전성 커넥터를 갖는 테일에 모일 수 있다. 당업자라면, 선들을 제어기에 결합하기 위해 충분한 수단들이 어떤 것인지를 알 것이다. 일반적으로, 선들은 사실상 구리, 은, 금 등과 같은 임의의 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 선들이 막(film) 상에 프린트되는 경우, 그 막은 도전성 재료와 비반응적인 것이 바람직하다.
각 측면에서의 선들(112)은 센싱 회로(100)의 좌측 및 우측 모두에서 문자 a-g(총 7개에 대해)로 문자 숫자식으로 표기된다. 설명을 간단히 하기 위해, 어떤 특정한 바의 각 측면에 접속된 선들은 동일한 문자 숫자식의 표기를 갖는다. 다시 말해, 도 1에 도시된 설계에 있어, 여러 개의 바들(110)과 선들(112)의 접속과 관련하여, 좌측은 우측의 미러 이미지이다. 예를 들어, 도시된 특정 배치에 있어서, 최상측의 바는 그것의 좌측 단부에서 a로 지정된 리드선에 접속되고, 그것의 우측 단부에서도 a로 지정된 리드선에 접속된다.
이러한 설명을 위해, 바에 설정된 전계의 변조가 제어기에 의해 발생할 정도로 충분히 물체가 센서 바 가까이에 갔을 때, "터치(touch)"가 발생하는 것으로 간주한다. 바에 수직인 축을 Y 축으로 한다. X 축은 Y 축에 수직이거나 바에 평행이다.
현 시점에서, 후술할 내용 전체에 걸쳐 널리 사용될 "윈도우"의 개념을 도입하여 설명하는 것이 도움이 될 것이다. 가장 단순한 감지(sense)에 있어서, "윈도우"는 세트 크기가 "W"인 인접 바들(110)의 세트를 나타낸다. 윈도우의 크기는 윈도우 내에 포함된 바들(110)의 수를 나타낸다. 윈도우 크기(W)는 어떤 임의의 수일 수 있지만, 그 상한은 스크린 내에 존재하는 선들(112)의 수와 동일하다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 윈도우 크기는 4이고, 그 때, 제1 윈도우(150)는 바 115, 116, 117 및 118을 포함할 수 있다. 제2 윈도우(151)는 바 116, 117, 118 및 119를 포함할 수 있다. 제3 윈도우(152)는 바 117, 118, 119 및 120을 포함할 수 있다. 윈도우들은 중첩될 수 있고, 각각의 바(110)는 적어도 하나 그리고 W개의 별개의 윈도우들에 속할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 임의의 윈도우 내에 있는 각각의 바(110)는 서로 다른 선(112)에 접속된다. "선 표현(line representation)"은 바(110)도 아니고 선(112)도 아니며, 바-대-선 접속을 설명하기 위한 툴이다. 다시 말해, 각각의 바가 선 표현으로 표시되는데, 이는 그 바가 접속된 선에 대응하는 선 표기이다. 따라서, "b"로 표기된 선에 접속된 바를 바 "b"로 하는 등, 그들의 선 표현을 참조하여 바들이 설명될 수 있다. 윈도우들은 선 표현 세트를 참조하여 편리하게 설명될 수 있다. 이러한 설명을 위해, 종래에는 북쪽에서 남쪽 순서(도 1에 도시된 바와 같이, 위에서 아래로)의 선 표현에 의해 윈도우를 표현한다. 예를 들어, 도 1을 다시 참조하면, 제1 윈도우(150) 내에 있는 바들(115-118)은 선 f-g-a-b에 접속된다. 따라서, 제1 윈도우(150)는 fgab 윈도우로 불리거나 간단히 fgab로 표현될 수 있다. 유사하게, 제2 윈도우(151)는 선들 g-a-b-c에 접속된 바들(116-119)을 포함하고, gabc로서 표현될 수 있다. 마찬가지로, 제3 윈도우(152)는 선 a-b-c-e에 접속된 바들(117-120)을 포함하고, abce로 표현될 수 있다.
이러한 설명을 위해, 서로 인접하거나 동일한 윈도우를 공유하는 바들은 "이웃(neighbors)"이라 칭해진다. 터치-민감성 스크린에 대한 컨택트로서, 하나의 바, 예컨대, 바 118의 영역이 터치되면, 그 바에 접속된 적어도 해당 선(예컨대, 선 b)에 신호가 생성될 것이다. 또한, (기타, 근접 필드 또는 원거리 필드 영향들은 물론) 터치에 의해, 그 터치된 바에 인접한 다른 바들에 접속된 선들에도 신호들이 생성될 수 있다. 스크린에 대한 터치 결과, 터치된 바에서는 피크 신호가 얻어지고 터치된 바의 이웃에서는 더 작은 또는 감소하는 신호가 얻어진다. 따라서, 스크린에 대한 어떠한 터치에 의해서도, 터치된 바에 가까운 바들에 접속된 여러 개의 선들에는 신호들의 패턴이 생길 것이다.
이후에 명확해 지겠지만, 본 발명의 요지는, 터치된 바가 포함된 인접하는 바들로 이루어진 윈도우를 식별하기 위해, 임의의 세트의 선에 대한 신호를 분석함으로써, 터치-민감성 스크린 상에서 터치가 발생된 위치를 찾아내는 성능에 있다. 본 발명은 터치 스크린의 한 쪽 측면의 리드선들이 터치 스크린의 다른 쪽 측면의 대응 리드선들과 동일한 바에 접속된다는 점에서, 비대칭 터치 스크린과는 명백히 다르다. 스크린의 좌측에서의 선-대-바 접속은 우측에서의 접속의 미러 이미지이다. 원거리 필드 영향(far field influences)이 존재하는 경우에, 스크린의 좌측과 우측에는 대부분 균형잡힌 표현이 존재할 것이다.
도 1은 본 발명의 교시에 따라 생성된 센싱 회로의 일례를 제공한다. 다음 예들, 설명들, 및 지침들은 본 발명에 다른 센싱 회로를 생성하기 위한 방법론에 대해 완전히 설명한다. 여기 개시된 예들, 설명들, 및 지침들은 단지 실례가 되는 것으로서, 본 발명의 진의 및 범주를 벗어나지 않는 한 어느 정도의 측정들로부터 유도될 수 있다.
도 2는 본 발명의 원리를 설명하는 단순화된 센싱 회로(200)의 일부에 대한 개략적인 표현이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 여러 개의 도전성 센서 바들(210)은 그 일단이 선들(211) 중 하나에 접속된다. 여러 개의 선들(211)의 타단은 전자적 제어 회로 또는 제어기(도시되지 않음)에 접속될 수도 있고, 이 제어 회로는 선들(211) 각각에서 나타나는 신호들을 프로세스하도록 구성된다. 도 2에 있어, 설명을 간단히 하기 위해, 바들(210)의 일단에만 선(211)에 접속된 것으로 도시한다. 또 다른 실시예에 있어, 각 바들(210)의 타단도 다른 쪽 측면에 있는 또 다른 선에 접속될 수 있다.
설명을 쉽게 하기 위해, 도 2를 참조하여 다음 용어가 사용될 것이다:
"Q"는 센싱 회로(200)에 제시된 센서 바(210)의 총 수이다. 이 실례에 있어서, 바들(210)은 각각 221-229로 번호가 매겨진다.
"N"은 스크린의 한 쪽 측면에 있는 도전성 리드선(211)의 수이고, 이는 그 스크린의 다른 쪽 측면에 있는 선들의 수와 동일하다. 바들(210) 각각은 바(210)의 각각의 측면에 있는 선들(211) 중 하나에 접속된다. 이러한 예에 있어서, 선들(211)은 각각 a-f로 지정된다.
"W"는 터치된 바 그 자체를 포함하고 얼마나 많은 이웃들을 포함할지를 정의하는 윈도우 크기(바 수의 견지에서)로서, 터치된 바 위치를 고유하게 판별하기 위해 사용된다. 다시 말해, 윈도우 크기는 컨택트의 위치를 알아 내는 경우에, 얼마나 많은 바들(210)이 분석될지를 식별한다. 바들로 이루어진 윈도우 중 신호 패턴에 대응하는 것을 판별하기 위해, 선들 중에서 가장 강한 W개의 신호에 의해 얻어진 신호 패턴을 검사하는 소프트웨어 필터로서 윈도우가 구현될 수 있다. 예를 들어, 윈도우 크기가 4이면, 소프트웨어 필터는 4개의 바로 이루어진 특정 윈도우에 대응하는 신호 패턴을 식별하기 위해, 선들 상의 4개의 가장 강한 신호들을 검사할 수 있다.
"R"은 2개의 바(210)가 동일한 선(211)에 접속될 수 없는 범위이다. 다시 말해, R은 "브라더(brothers)" 간의 최소 거리, 또는 동일한 리드선(211)에 접속되는 서로 다른 센서 바들(210)간의 최소 거리를 정의하는 것이다.
어떤 하나의 바(210)에 대한 터치가 실시되었을 때, 그 바에서 첫 번째 및 두 번째로 가깝거나 더 원거리의 이웃들에 대해 합리적으로 충분히 다른 신호들을 생성하도록, 크기 W에 의존하여 바들(210)의 피치 및 크기가 선택된다. 임의의 소정 윈도우 내에서는, 2개의 바들(210)이 동일한 리드선(211)에 접속되는 일이 없다.
고유 멤버쉽을 갖는 윈도우들
본 발명에 따르면, 하나의 선에서의 신호에 기초하여 터치되는 바를 식별하기 보다는, 제어기에 의해, 2개 이상의 선들, 즉 윈도우 크기인 W개의 선에 이르기까지, 각각의 선들에서 가장 강한 신호들을 분석함으로써, 터치되는 윈도우를 고유하게 식별한다. 제어기는 우선 W개의 가장 강한 신호를 갖는 선들을 식별함으로써 윈도우를 식별한다. 따라서, 윈도우 크기가 4라면, 제어기는 4개의 가장 강한 신호들을 전달하는 선들을 식별한다. 각 윈도우가 고유의 멤버쉽을 갖도록 각 윈도우 내의 선/바 접속들이 배치되기 때문에, W개의 선에서의 상대적인 신호들에 의해, 터치되었던 바를 포함하고 있는 윈도우가 제어기에 의해 판별된다. 이하에서는, 윈도우들이 고유하게 구별가능해 지도록, 윈도우들 내(within) 및 윈도우들 사이(among)에서의 선/바 접속들을 배치하는 고유의 멤버쉽 및 방법론을 설명하고, 따라서, 그들 개개의 멤버들은 고유하게 구별가능하게 된다.
도 2를 참조하면, N=6(즉, 6개의 선(211)이 존재함)이고 W=4(즉, 윈도우 크기가 4임)인 경우에, 각 윈도우가 고유의 멤버쉽을 갖도록 바/선 접속들이 배치된다. 고유의 멤버쉽이란, 임의의 소정 윈도우가 센서에서, 그 외의 윈도우들과는 다른 세트의 바/선 접속들을 포함한다는 것을 의미한다. 다시 말해, 바/선 접속들의 특정 배치와는 무관하게, 어떠한 윈도우도 또 다른 윈도우와 동일한 세트의 선들을 재사용하지 않는다.
예를 들어, 6개의 선들이 a, b, c, d, e, f로 지정된다면(도 2와 같이), 다음과 같은(전체는 아님) 고유의 4-바 조합의 리스트가 있을 수 있다:
어떠한 4-바 조합도 임의의 다른 4-바 조합과 동일한 선을 모두 포함하지는 않는다. 도 2를 다시 참조하면, 전술한 방법론은 특정 예에 의해 명백하게 설명될 수 있다. 바들은 다음과 같은 그들의 선 표현에 의해 지정된다: 바 221은 선 a에 접속되고, 바 222는 선 b에 접속되고, 바 223은 선 c에 접속되고, 바 224는 선 d에 접속되고, 바 225는 선 e에 접속되고, 바 226은 선 f에 접속되고, 바 227은 선 b에 접속되고, 바 228은 선 a에 접속되고, 바 229는 선 c에 접속된다. 보다 간단하게, 바들(210)은 다음 배치 a, b, c, d, e, f, b, a, c로 선들(211)에 접속된다. 윈도우 크기가 W=4로 주어지면, 바들의 다음과 같은 윈도우들(그들의 선 표현에 의해 식별됨)이 생성된다:
순서와 무관하게, 어떠한 2개의 윈도우도 동일한 세트의 선 표현을 공유하지는 않는다. 이들 윈도우들 각각은 그 외의 윈도우들과 관련하여 고유의 멤버쉽을 나타낸다.
상기 예는 9개의 바들(210)을 포함하지만 선들(211)은 단지 6개 포함한다. 바 Q보다 더 적은 수의 선 N을 사용하면, 센서 주변에 도체 공간을 줄일 수 있다는 바람직한 이점을 갖게 되고, 따라서, 센서(200)의 전체 크기를 줄일 수 있게 된다. 그러나, 센싱 회로 내의 각 윈도우가 고유하게 구별가능하게 되기 위한 필요 조건을 만족하기 위해서는 충분한 수의 선 N이 사용되어야 한다. 후술되는 바와 같이, 본 발명의 개선점은 고유의 멤버쉽을 갖지 않는 윈도우의 사용을 허용하는 것으로, 이러한 경우에도 여전히 고유하게 구별가능하다.
설계 방법론에 있어서의 부가적인 개선점은 전자 제품들에 있어서의 적재의 균형을 잡기 위해, 각 선에 접속된 바의 수를 동일하게 만드는 것에 있다. 이로 인해, 바의 수는 선의 수의 정수배가 된다. 예를 들어, N=7이고 각 선에 4개의 바가 접속되는(즉, 각 선이 4번 사용되는) 센서의 경우에, 센서는 총 28개의 바를 가져야 한다.
본 발명의 또 다른 개선점은 브라더들(brothers)(또는 선을 공유하는 바들)이 합리적으로 이격되어 유지되는 것이 바람직하다는 것이다. 브라더들 간의 간격 또는 영역이 R이면, 최소 R은 W이고, 동일한 선이 동일한 윈도우 내의 2개의 바에 접속될 수 없다. 그러나, 터치된 바의 브라더들에서의 원거리 필드(far field) 로드로 인한 전계의 변조에 기인하는 신호를 감소시키기 위해, W보다 다소 큰 최소 R을 갖는 것이 유리하다. 각 바에 대한 브라더들이 또 다른 바의 브라더들과 동일한 정도로 센서에서 이격되어 있을 때 센서 설계에 있어서의 균형이 달성될 수 있다. 이는 임의의 "원거리 필드(far field)" 로드의 균형잡힌 표현에 도움을 줄 수 있고, 이로써 부정확함을 감소시킬 수 있다. R의 상한은 엄격한 요구 조건이 아니다.
비-고유 멤버쉽을 갖는 윈도우
신호선 수 N과 W가 주어지면, 고유 멤버쉽의 조합 가능 수가 정해지므로, 터치 센서의 크기가 제한되는 것은 명백하다. 고유 멤버쉽이 엄격하게 강요된다면, 신호 선들을 더 추가(주어진 W에 대해 N을 증가시킴)하는 것에 의해서만 더 큰 터치 스크린이 실현될 수 있다. 그러한 필요성을 개선하기 위해, 본 발명의 또 다른 개선점은 고유 멤버쉽을 갖지 않으면서, 고유하게 구별가능한 신호 패턴을 발생하는 윈도우를 사용하는 터치 센서를 제공하는 것이다.
이러한 개념을 이해하기 위해서는, 터치되는 경우, 그 터치로부터의 거리에 따라, 소정의 바에서는 피크 신호를 생성하고, 그것의 이웃들에서는 더 약한 신호를 생성한다는 것을 인지하는 것이 중요하다. 신호들이 바와 동일한 순서로 그래프로 도시되는 경우에, 이러한 신호의 그래프 표현은 터치된 곳으로부터 거리가 멀어지면 신호의 강도가 감소하는 임의의 형태를 갖는다. 비-고유 윈도우들에 의해 생성될 가능성이 있는 신호 패턴들이 상호 배타적인 경우에, 고유 멤버쉽을 갖지 않는 2개의 윈도우가 사용될 수 있다. 다시 말해, 2개의 윈도우 내에서 특정한 선 표현의 순서는, 하나의 윈도우 내에서의 하나의 바에 대한 터치와 또 다른 윈도우 내에서의 터치가 동일한 신호 패턴을 생성할 수 없도록 되어 있다.
도 3을 참조하면, 전형적인 윈도우 내에서 각 선에서의 신호 강도 및 크기에 대한 그래픽 표현이 "범프(bump)" 패턴처럼 보이는데, 이는 최외측 이웃들이 가장 약하고, 터치된 바가 가장 강하기 때문이다. 보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 터치는 선 "b"에 접속된 바에 가장 근접하게 발생되었다. 또한, 컨택트는 "b"의 2개의 이웃 바들 "a" 및 "c"에서는 더 약한 신호를 생성했다. 마지막으로, 윈도우 내의 나머지 바 "d"에서는 가장 약한 신호가 발견되었다. 신호 패턴은 도 3에 도시된 것에서 약간 벗어날 수도 있지만, 일반적으로 신호 크기는 가장 강한 신호를 나타내는 바로부터 점점 감소하는 "범프" 양상을 갖는다. 예를 들어, 선 c에 접속된 바가 가장 강한 신호를 가질 수 있고, 그 다음이 b, 그 다음이 a, 그 다음이 d일 수도 있다. 그 외의 많은 조합들도 쉽게 명백해 지게 될 것이다. 마찬가지로, 터치가 정확히 2개의 바들 사이에서 발생한다면, 2개의 바들은 동일한 신호 크기를 공유할 수 있다.
센서의 에지에 있어서, 한 쪽 측면에 이웃들이 전혀 없는 에지들인 경우, 바들에 기인하는 특정 경계 조건들, 또는 베젤(bezel)이 에지 바들 상에서 가질 수 있는 임의의 차단 효과(shunting effect)에 기인하는 특정 경계 조건들이 나타날 수 있다. 예컨대, 북쪽 및 남쪽 단부(도 2에 도시된 바와 같은 최상측 및 최하측 바들)에서는, 스크린의 에지에 있는 바(도 2에 도시된 바 221 또는 바 229 중 어느 하나)에서 신호가 가장 강할 수 있고, 터치된 바로부터 멀어질수록 신호가 거리의 함수로 감소한다. 예를 들어, 윈도우 내에 있는 각 바에서의 명백한 신호 크기에 의해, 스크린의 남쪽 단부 또는 북쪽 단부 중 어디에서 접촉이 실시되었는지 여부에 의존하여, 상승하는(cascending) 신호 패턴(도 4) 또는 하강(descending)하는 신호 패턴(도 5)이 제공될 수 있다. 대안적으로, 이러한 경계 조건들을 회피하기 위해 스크린의 에지들에서 하나 이상의 가이드 또는 희생 바들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 바들이 스크린의 에지에서 사용되어, 경계에 있는 바들에게만 접속된 특정 선들에 접속될 수 있다. 그 선에서 나타나는 신호는 그 외의 선들에서의 신호와 함께 사용되어, 터치 스크린의 에지들 중 하나에서 윈도우를 고유하게 식별할 수 있게 되고, 이로써, 경계 조건들을 제거할 수 있다.
실제 터치들은 이러한 형태의 신호 패턴들(법프, 상승, 또는 하강 패턴들)만을 생성할 수 있음을 인지한다면, 비-고유 멤버쉽을 갖는 윈도우가 가능하게 된다.
각각의 실제 터치 결과 도 3-5에 도시된 것들과 유사한 신호 패턴을 생성하게 되므로, 두 개 이상의 윈도우들은 각 윈도우 내에서의 바/선 접속들의 배치 결과 상호 배타적인 신호 패턴들, 또는 실세계에서는 거의 발생할 것 같지 않은 신호 패턴들이 얻어지도록 설치된 동일한 세트의 선들에 접속될 수 있다. 윈도우 내에서 선 표현들을 서로 다르게 배치함으로써 발생될 수 있는 신호 패턴들을 검사함으로써 이러한 조합들이 결정될 수 있다. 그렇게 하는 경우에, 설계자는 윈도우 내에서 선 표현의 제1 배치를 개시할 수 있다. 이 때, 설계자는 그 외의 윈도우 배치들은 배제시킬 것으로 판정하는데, 이는 그 배치들이 모호한 신호 패턴을 생성하게 될 가능성이 있기 때문이다.
다음에 이러한 설계 프로세스를 설명한다. 윈도우 크기가 W=4인 센싱 회로가 설계되는 것으로 가정한다. 이 설명 전체에 걸쳐, 실제 신호 크기 세트 A, B, C, D는 4개의 가장 강한 크기들이고 선 a, b, c, d에 각각 대응한다고 가정한다. 예를 들어, B>C>A>D라고 하자. 선 a, b, c, d의 배치는 4!임에 주의한다(윈도우 크기 4에 대해). 예를 들어, abcd, abdc, acbd 등. 이러한 배치들 중에서, 일부에서는, 상정한 세트의 신호 크기가 주어진, 실세계 터치에서는 발생할 것 같지 않는 신호 크기의 패턴이 얻어진다. 그 일례의 배치는 bdac이다. 그러나, 배치의 일부에서는 실세계 터치에 대한 가능 신호 크기의 패턴이 얻어진다. 그 일례의 배치는 acbd이다. 그러한 구현에 기초하여, 모호함을 막기 위해서는, 실세계 터치로부터 생기는 것과 동일한 세트의 상대적 신호 크기들을 생성할 수 있는 배치들에서는, 선 세트 abcd가 다른 윈도우들에서 재사용되어서는 안된다.
예컨대, 도 6을 참조하면, 3개의 윈도우(W1, W2, W3)는 동일한 선(a, b, c)을 공유하지만, 서로 다른 배치이다. 윈도우 W1은 선 a, b, c, 및 d에 각각 접속된 바들(621, 622, 623, 및 624)을 포함한다. 윈도우 W2는 선 c, b, d 및 a에 각각 접속된 바들(625, 626, 627, 및 628)을 포함한다. 마지막으로, 윈도우 W3은 W2는 선 b, d, a 및 c에 각각 접속된 바들(629, 630, 631, 및 632)을 포함한다. 3개의 윈도우 W1, W2, W3는 모두는 서로 다른 배치이기는 하나, 동일한 선 표현을 공유하므로, 고유의 멤버쉽을 나타내지 않는다는 것이 명백하다. ⓧ는 윈도우 내에서 터치를 나타낸다.
우선, 윈도우 W1을 보면, ⓧ가 터치를 나타내는 것이라 가정할 때, 하강하는 상대적인 신호 강도의 순서는 b>c>d>a일 수 있고, 이는 사용자가 스크린을 건드리는 방법에 의존한다(예컨대, 사용자의 손이 바들(623, 624)에 근접하기는 하나 터치하지는 않음). 윈도우 W2 내에서 터치가 발생한다면(ⓧ에서), 사용자의 손이 스크린 근처에 적절히 위치하는 경우에, 동일한 상대적 신호 강도들(즉, b>c>d>a>)을 생성하는 것이 가능하다. 이는, 이들 2개의 윈도우들이 동일한 신호 패턴을 생성하는 것이 가능하고, 따라서 고유하게 구별가능하지 않은 경우이다. 그러한 이유로 인해, 제어기는 선 "b"에 접속된 터치된 바가 윈도우 W1 또는 윈도우 W2 내에 있는지를 판정할 수 없기 때문에, 윈도우 W1과 윈도우 W2를 동시에 사용하는 것은 부적절하다. 그러나, 가능한 전체 순열 세트가 이러한 방식으로 검사된다면, 어떤 조합들은 모호하지 않은 것으로 확인될 수 있다. 예컨대, 윈도우 W3 내에서의 범프 신호 패턴을 생성하는 단일 터치는 윈도우 W1 내에서 범프 신호 패턴도 생성하는 단일 터치에 의해 생성된 것들과 동일한 세트의 상대적 신호 강도들을 생성할 가능성은 거의 없다.
발명자는 윈도우 크기가 W=4이고, 터치 스크린 상에 조합 abcd가 나타남을 가정할 때, 제어기를 혼란시키지 않을 적어도 4개의 다른 선 표현 배치가 존재하는 것으로 판정한다. W=4에 있어, 여전히 사용될 수 있는 대안적인 조합은 cadb, cdab, bdac, 및 badc이다. 대안적인 조합 자체는 그 외의 모든 윈도우들로부터 구별가능하기 때문에, 하나 이상의 대안적인 조합을 사용하는 것은 불가능할 것임을 이해해야 한다. 다시 말해, 이들 4개의 대안적인 조합 각각이 abcd로부터 구별가능하지만, 그들은 서로, 또는 스크린 상의 그 외의 윈도우들로부터 구별하능하지 않을 수도 있다(그리고 구별가능할 것 같지 않다).
설계자가 터치를 정의하기 위해 선택하는 엄격한 방법에 의존하여, 보다 별개의 배치를 실현할 수 있다. 또한, 서로 다른 윈도우 크기들에 대한, 다른 조합들도 가능할 것이다. 이러한 별도의 조합을 사용함으로써, 선 N의 총 수를 증가시지키 않고, 터치 스크린 내에 더 많은 바 Q가 포함될 수 있다.
위치 검출 방법
터치 스크린 상에서 터치가 발생하는 위치를 식별하기 위한, 상술한 제어기와 같은 신호 검출 디바이스에서 구체화된 알고리즘으로 본 발명의 일부가 구현될 수 있다.
도 7은 본 발명을 구체화하는 센싱 회로를 갖는 터치 스크린 상에서 Y 축 방향에서 터치가 발생하는 위치를 식별하는 제어기로 구현될 수 있는 프로세스를 일반적으로 설명하는 논리적 순서도이다. 프로세스(700)는 터치 스크린이 터치되면 개시 블록(701)에 착수한다. 프로세스는 블록(703)에서 시작한다.
블록(703)에서, 프로세스(700)는 터치에 응답하여 터치가 발생한 적절한 윈도우를 식별한다. 여기서는 간단히 설명하고, 도 8과 관련하여 상세히 설명하겠지만, 프로세스(700)는 터치의 결과로 발생하는 다수의 가장 강한 신호들을 분석할 수 있다. 분석된 신호의 수는 소정의 윈도우 크기에 기초한다. 예를 들어, 윈도우 크기 4라는 것은, 가장 강한 4개의 신호들을 나타내는 선들이 분석되어 4개의 바로 이루어진 윈도우를 식별한다는 것을 의미한다. 일 실시예에 있어서, 각 윈도우는 그 외의 윈도우들과는 다른 신호 패턴을 나타내고, 가장 강한 신호들을 분석함으로써 터치가 발생한 윈도우를 식별한다.
블록(705)에서는, 프로세스(700)가 블록(703)에서 수행된 분석에 기초하여, 접속의 개략의 위치(rough location)를 식별한다. 특정 애플리케이션에 대해 충분한 분석이 실시된다면, 개략의 위치는 블록(703)에서 식별된 전체 윈도우로서 식별될 수도 있을 것이다. 그러나, 이러한 실시예에 있어서, 개략의 위치는 이전에 식별된 윈도우 내에서 가장 강한 신호를 갖는 바의 Y 좌표에 대응한다. 예컨대, 특정한 세트의 신호들이 윈도우 "M"을 분석한다면, 그 때 터치의 개략의 위치는 가장 강한 신호를 갖는 선에 접속된 윈도우 M 내에 있는 바의 Y 좌표일 것으로 판정된다. 많은 구현에 있어서, 이러한 개략의 위치는 터치를 식별하기에 적합할 수 있고, 또한 분석이 필수적인 것이 아닐 수도 있다. 예를 들어, 누름-단추 스타일 사용자 인터페이스를 나타내기 위해 터치 스크린이 사용되는 경우에, 개략의 위치는 여러 개의 "버튼들" 중 어느 것이 터치되었는지를 판정하기에 적합할 수 있다. 대안적으로, 프로세스(700)가 더 양호한 분석을 제공하기 위해 부가적인 기술을 포함하는 경우에는, 더 양호한 분석이 유리할 수도 있다.
블록(707)에서, 프로세스(700)는 가장 강한 신호를 갖는 선에 대응하는 바 근처의(즉, 동일한 윈도우 내에 있는) 바들에 대응하는 그 외의 선들에 나타나는 신호를 사용하여 블록(705)에서 식별된 개략의 위치를 부가적으로 정련한다. 간단히 말해서, 터치의 Y 좌표는 가장 강한 신호들을 나타내는 바들을 서로 보간함으로써, 개략의 위치로부터 정련될 수 있다.
예를 들어, 간단히 도 9를 참조하면, 터치 스크린 상에 터치(901)가 실시되고 상술한 바와 같이 특정 윈도우(900)가 분석될 수 있다. 바(926)(선 b에 대응하는)가 가장 강한 신호를 나타내는 것으로 가정하면, 개략의 위치는 그 바의 Y 좌표로서 성립될 수 있다. Y 축 보정은 가장 강한 신호를 나타내는 바(예컨대, 바 926)에 가장 가까운 2개의 이웃(예컨대, 바 925 및 927)의 상대적인 신호 강도에 기초하여 계산될 수 있다. 그러한 Y 축 보정은 개략의 위치를 수정하여, Y 좌표를 개선하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 바(927)(선 d에 대응하는)는 바(925)(선 c에 대응하는)보다 강한 신호를 나타내고, 개략의 위치는 바 925과 927 사이에서 강도의 차이에 비례하여 바(927)에 더 가까운 Y 좌표로 정련될 수 있다. 다시 말해, 바 925 및 바 927에서 나타나는 신호 강도가 동일하다면, 정련된 위치는 개략의 위치와 동일할 수 있다. 그러나, 정련된 위치는 더 강한 신호를 나타낸 어느 한 쪽의 바에 더 가까울 것이다. 대안적으로, 윈도우 내의 모든 바들의 상대적인 강도가 사용된다면(예컨대, 바(928)을 포함하는), 위치는 더욱 더 정련될 수 있다.
도 7을 참조하면, 터치의 Y 좌표가 식별되고 부가적으로 정련되었을 때, 프로세스(700)는 종료 블록(709)에서 종결된다. 현 시점에서, 본 발명을 구현하는 터치 스크린에서, 터치의 Y 좌표가 알려진다.
도 8은 본 발명을 구현하는 터치 스크린 상에서 터치된 적절한 윈도우를 식별하기 위해, 프로세스(800)의 특정한 일 실시예를 일반적으로 설명하는 논리적 순서도이다. 프로세스(800)는 터치 스크린 상에 터치가 발생할 때, 블록(801)에 착수한다. 터치는, 터치 스크린에 있어 여러 개의 바들에 접속된 다수의 선에서 발생하는 신호에 의해 표현된다. 선들에서 W개의 가장 강한 신호들은 터치에서 가장 가까운 윈도우 내에 있는 바들로부터 생기는 것으로 가정한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 프로세스(800)는 가장 강한 W개의 신호들을 분석한다. 프로세싱은 블록(803)에서 시작한다.
블록(803)에서, 프로세스(800)는 도 3과 관련하여 상술한 바와 같이, "범프 패턴"과 같은, W개의 가장 강한 신호들을 분석하기 위한 루프에 착수한다. 보다 구체적으로, 범프 패턴을 형성하는 초기의 임의의 패턴이 W개의 가장 강한 신호들을 갖는 선에 할당된다. 그 때, 결정 블록(805)에서, 현재 할당된 선의 순서가 현존하는 윈도우의 선 표현과 매치하는지 여부에 대한 판정이 이루어진다. 예를 들어, 간단하게 도 9를 다시 참조하면, W=4인 것으로 가정하면, 4개의 가장 강한 신호들이 b>d>c>a인 선들 a, b, c, 및 d에서 나타나는 것으로 판정된다. 이러한 경우에, 이 선들은 임의의 초기 순서(예컨대, adbc)로 할당되고, 그 순서는 터치 스크린에 나타난 각 윈도우의 선 표현들과 비교된다. 매치가 발견되면, 프로세스(800)는 블록(807)로 진행하고, 여기서 매칭 윈도우는 터치의 소스로서 식별되고 그 프로세스는 리턴한다. 그렇지 않으면, 프로세스(800)는 블록(809)에서 루프하여 매치가 발견되거나 각각의 범프 패턴 순서가 테스트될 때까지 선들에 대해 또 다른 범프 패턴 순서(예컨대, abdc)를 시도한다. 매치가 발견되지 않으면, 프로세스(800)는 루프를 빠져나와 블록(811)로 진행한다.
블록(811)에서, 프로세스(800)는 제2 루프에 착수하여, 도 5와 관련하여 상술한 바와 같이, 하강 패턴으로 W개의 가장 강한 신호들을 분석함으로써, 그들이 터치 스크린의 북쪽 단부에서 현존하는 윈도우에 대응하는지 여부를 판정한다. 보다 구체적으로, 하강 패턴을 형성하는 초기 순서가 W개의 가장 강한 신호들에 할당된다. 결정 블록(813)에서, 초기 순서가 터치 스크린의 북쪽 단부에서 윈도우의 선 표현들과 비교된다. 매치가 발견되면, 프로세스(800)는 블록(807)로 진행하고, 여기서 매칭 윈도우는 터치의 소스로서 식별된다. 그렇지 않으면, 프로세스(800)는 블록(815)에서 루프하여, 매치가 발견되거나 각각의 하강 패턴 순서가 테스트될 때까지 선들에 대해 또다른 하강 패턴 순서를 시도하는데, 그 이후에, 프로세스(800)는 루프를 빠져나가 블록(817)로 진행한다.
블록(817)에서, 프로세스(800)는 제3 루프에 착수하여, 도 4와 관련하여 상술한 바와 같이, 상승 패턴으로 W개의 가장 강한 신호들을 분석함으로써, 그들이 터치 스크린의 남쪽 단부에서 현존하는 윈도우에 대응하는지 여부를 판정한다. 보다 구체적으로, 상승 패턴을 형성하는 초기 순서가 W개의 가장 강한 신호들에 할당된다. 결정 블록(819)에서, 초기 순서가 터치 스크린의 남쪽 단부에서 윈도우의 선 표현들과 비교된다. 매치가 발견되면, 프로세스(800)는 블록(807)로 진행하며, 여기서 매칭 윈도우는 터치의 소스로서 식별된다. 그렇지 않으면, 프로세스(800)는 블록(821)에서 루프하여 매치가 발견되거나 각각의 상승 패턴 순서가 테스트될 때까지 선들에 대해 또 다른 상승 패턴 순서를 시도하며, 이 시점에서 프로세스(800)는 루프를 빠져나와 블록(823)으로 진행하는데, 여기서는 유효 윈도우가 발견되지 않으면 에러가 리턴된다. 루프가 프로세스되는 순서는 본 발명을 작용시키는데 중요하지 않다.
마지막으로, 또 다른 프로세스는 터치의 X 좌표를 판정하는 제어기로 구현될 수 있다. 임의의 만족스러운 알고리즘은 바의 각 측면에 접속된 선들에 나타난 신호들의 상대적 강도들의 비교에 기초하여 X 좌표를 할당하는 방법 등에 의해 X 좌표를 판정하기 위해 구현될 수 있다. 예컨대, X 좌표는 제어기 내의 소프트웨어에서 다음 공식을 구현함으로써 판정될 수 있다:
여기서, 제1 측면 신호는 터치 스크린의 한 쪽 측면에 접속된 선들에서 감지된 것으로서, 가장 강한 W개의 신호들에 관련된 값이고, 제2 측면 신호는 터치 스크린의 다른 쪽 측면에 접속된 선들에서 감지된 것으로서, 가장 강한 W개의 신호들에 관련된 값이며, 최대 X 좌표는 제1 측면에서 시작하는 것으로, 사실상 터치 스크린을 가로지르는 X 방향에서의 거리와 본질적으로 동일하다. 제1 측면 신호와 제2 측면 신호는 제1 측면 또는 제2 측면에서 각각 W개의 가장 강한 신호들을 총합한 값일 수 있다. 대안적으로, 제1 측면 신호 및 제2 측면 신호는 각각의 측면에서 하나 이상의 신호들로부터 유도되거나 그와 동일한 또 다른 값들일 수 있다. 당업자라면, 상기 공식이 본질적으로 전체 신호에 대한 제1 측면 신호의 비율인, 가중 팩터를 계산하는 것임을 이해할 것이고, X 좌표를 계산하기 위해, 터치 스크린을 가로지르는 전체 거리에 그 가중 팩터를 응용할 것이다. X 좌표를 계산하기 위한 또 다른 기술도 당업자에 의해 명백해 질 것이다.
본 발명의 이점들은 다양하며 이는 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 본 발명은 소정의 다수의 리드선들에 대해 더 큰 터치 스크린(센서 바 카운트에 기초하여)을 가능하게 한다. 다르게 설명하면, 본 발명은 소정의 터치 스크린 크기에 대해 리드선들(더 적은 수의 리드선들에 기인하는)을 라우팅하기 위해 요구된 공간을 줄이도록 돕는다. 또한, 본 발명에 따른 센서 회로는 대칭적인 센서 바-대 리드선 접속을 가짐으로써, 균형잡힌 원거리 필드 효과를 달성하게 된다.
앞선 설명들은 본 발명의 실시가능한 개시를 제공하지만, 이는 상술한 설명에 의해서는 한정되지 않고, 단지 첨부된 청구항의 범주에 의해서만 한정된다. 본 발명의 여러 양상들은 상술한 내용을 읽은 당업자에게 더욱 명백해 질 것이며, 이는 본 발명 및 이하의 청구 범위의 범주 내에 포함될 것이다.

Claims (24)

  1. 용량성 터치 센서에 있어서,
    복수의 리드선과, 일련의 센서 바들을 포함하는 센서 어레이
    를 포함하며,
    상기 센서 바들은 각각 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고,
    상기 일련의 센서 바들은, 상기 복수의 리드선으로부터 대응 리드선 세트를 각각 갖는, 센서 바들로 이루어진 윈도우들로 더 분할되고,
    리드선 세트 각각은 다른 리드선 세트들과 구별가능하여, 센서 바들로 이루어진 윈도우 각각은 센서 바들로 이루어진 다른 윈도우들과 구별가능한 용량성 터치 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 리드선은 센서 바들로 이루어진 윈도우에 대응하는 한 세트의 리드선보다 많은 리드선들을 포함하는 용량성 터치 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 리드선 세트 각각은 또 다른 임의의 리드선 세트와 동일한 리드선들을 포함하지 않는 용량성 터치 센서.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 리드선 세트 각각은 또 다른 임의의 리드선 세트와 동일한 배치의 동일한 리드선들을 포함하지 않는 용량성 터치 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    센서 바들로 이루어진 하나의 윈도우를 센서 바들로 이루어진 다른 윈도우로부터 구별하는 것은, 식별된 리드선 세트에 나타나는 신호 세트를 식별하는 것, 및 상기 식별된 리드선 세트와 가능(possible) 리드선 세트들의 리스트를 비교하여 매칭하는 리드선 세트를 결정하는 것에 기초하며,
    상기 식별된 리드선 세트는 상기 가능 리드선 세트들의 리스트 중에서 단지 하나의 매칭하는 가능 리드선 세트를 갖는 용량성 터치 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    터치 센서를 터치하면, 상기 식별된 리드선 세트에서 나타나는 신호 세트가 생성되고, 상기 매칭하는 리드선 세트에 대응하는 윈도우를 터치 소스로 식별함으로써, 터치된 위치를 알아낼 수 있는 용량성 터치 센서.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 식별된 리드선 세트와 상기 가능 리드선 세트들을 비교하는 것은, 상기 식별된 리드선 세트들의 배치들을 상기 가능 리드선 세트들의 배치들과 비교하는 것을 포함하는 용량성 터치 센서.
  8. 용량성 터치 센서에 있어서,
    복수의 리드선과, 일련의 센서 바들을 포함하는 센서 어레이
    를 포함하며,
    상기 센서 어레이는 제1 측면 및 제2 측면을 갖고,
    상기 복수의 리드선은 상기 제1 측면과 상기 제2 측면 사이에서 균일하게 분할되고,
    상기 일련의 센서 바들은, 상기 복수의 리드선으로부터 대응 리드선 세트를 각각 갖는, 센서 바들로 이루어진 윈도우들로 분할되고,
    제1 리드선 세트는 각각의 다른 리드선 세트들로부터 구별가능하여, 센서 바들로 이루어진 상기 윈도우 각각은 센서 바들로 이루어진 다른 윈도우 각각과 구별가능한 용량성 터치 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 리드선 세트에서 적어도 하나의 리드선은 센서 바들로 이루어진 서로 다른 윈도우들 내의 적어도 2개의 센서 바에 접속되는 용량성 터치 센서.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 리드선 세트에 대응하는 센서 바들로 이루어진 윈도우를 터치할 때 발생되는 신호 패턴이, 센서 바들로 이루어진 또 다른 윈도우를 터치할 때 발생되는 또 다른 신호 패턴과 구별가능하다는 것으로 인해, 상기 제1 리드선 세트는 다른 리드선 세트 각각으로부터 고유하게 구별가능한 용량성 터치 센서.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 리드선 세트는 또 다른 리드선 세트와 동일한 리드선들을 포함하지 않는 용량성 터치 센서.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 리드선 세트는 또 다른 리드선 세트와 동일한 리드선들을 포함하나, 배치는 서로 다른 용량성 터치 센서.
  13. 용량성 터치 센서에 있어서,
    복수의 리드선과, 일련의 센서 바들을 포함하는 센서 어레이
    를 포함하며,
    상기 복수의 리드선은 제1 측면과 제2 측면으로 분할되고,
    상기 제1 측면에 있는 리드선들 각각은 상기 제2 측면에 대응 리드선들을 갖고,
    상기 센서 바들 각각은 제1 단부 및 제2 단부를 갖고,
    상기 센서 바들 각각은 제1 단부에서 상기 제1 측면에 있는 리드선에 접속되고, 다른 쪽 단부에서 상기 다른 쪽 측면에 있는 대응 리드선에 접속되고,
    상기 일련의 센서 바들은, 상기 복수의 리드선으로부터 대응 리드선 세트를 각각 갖는, 센서 바들로 이루어진 윈도우로 더 분할되고,
    상기 리드선 세트 각각은 다른 리드선 세트 각각으로부터 구별가능한 용량성 터치 센서.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 리드선은 센서 바들로 이루어진 윈도우에 대응하는 하나의 리드선 세트보다 많은 리드선들을 포함하는 용량성 터치 센서.
  15. 제14항에 있어서,
    리드선 세트 각각은 또 다른 리드선 세트와 동일한 리드선들을 포함하지 않는 용량성 터치 센서.
  16. 제14항에 있어서,
    리드선 세트 각각은 또 다른 리드선 세트와 동일한 배치의 동일한 리드선들을 포함하지 않는 용량성 터치 센서.
  17. 센서 스크린 상에서 터치 위치를 식별하는 방법에 있어서,
    상기 센서 스크린 상에서, 센서 바들에 접속된 리드선 세트에 나타나는 신호 세트를 식별하는 단계;
    상기 센서 스크린 상에서, 센서 바들로 이루어진 복수의 윈도우 내에 있는 센서 바들로 이루어진 현존하는 윈도우에 상기 리드선 세트가 대응하는지 여부를 판정하는 단계 - 센서 바들로 이루어진 윈도우 각각은 대응 리드선 세트를 가짐 - ; 및
    상기 리드선 세트가 센서 바들로 이루어진 현존하는 윈도우에 대응한다면, 상기 대응 윈도우가 터치 위치인 것으로 식별하는 단계
    를 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 리드선 세트가 현존하는 윈도우에 대응하는지 여부를 판정하는 상기 단계는,
    상기 리드선 세트에 초기 순서를 할당하는 단계와,
    매치를 식별하기 위해, 상기 초기 순서를 현존하는 리드선 세트의 현존하는 순서 리스트와 비교하는 단계를 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 초기 순서와 매치하는 것이 없는 것으로 식별된다면, 상기 리드선 세트를 반복적으로 재순서화하는 단계와, 매치가 발견될 때까지 새로운 순서와 비교하는 것을 반복하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    매치가 발견되지 않으면, 에러가 발생한 것으로 표시하는 단계를 포함하는 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    현존하는 리드선 세트들의 상기 현존하는 순서들은 각각 서로 구별가능한 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 리드선 세트가 현존하는 윈도우에 대응하는지 여부를 판정하는 단계는, 상기 리드선 세트에 나타나는 상기 신호 세트가 상기 현존하는 윈도우가 터치되었을 때 형성될 수 있는 범프 패턴과 양립하는(consistent) 범프 패턴을 형성하는지를 판정하는 단계를 포함하는 방법.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 리드선 세트가 현존하는 윈도우에 대응하는지 여부를 판정하는 단계는, 상기 리드선 세트에 나타나는 상기 신호 세트가 상기 현존하는 윈도우가 터치되었을 때 형성될 수 있는 상승 패턴(ascending pattern)과 양립하는 상승 패턴을 형성하는지를 판정하는 단계를 포함하는 방법.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 리드선 세트가 현존하는 윈도우에 대응하는지 여부를 판정하는 단계는, 상기 리드선 세트에 나타나는 상기 신호 세트가 상기 현존하는 윈도우가 터치되었을 때 형성될 수 있는 하강 패턴(descending pattern)과 양립하는 하강 패턴을 형성하는지를 판정하는 단계를 포함하는 방법.
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