KR20090107640A - Capacitive overlay touch screen apparatus and method for sensing objects thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A capacitive touch screen device and an object sensing method thereof are provided to sense an object in case it is positioned over the touch screen and measure 3D coordinates of the object. CONSTITUTION: A capacitive touch screen device comprises a sensor unit(11), a capacitance measuring unit(32) and a switch(31). The sensor unit is comprised of a plurality of sensors having capacitance variable according to the approach of an object. The capacitance measuring unit measures the capacitance of each sensor. The switch connects the sensors to the capacitance measuring unit.

Description

정전용량 방식 터치스크린 장치 및 그에 의한 물체 감지 방법{Capacitive overlay touch screen apparatus and method for sensing objects thereof}Capacitive overlay touch screen apparatus and method for sensing objects

본 발명은 정전용량 방식 터치스크린 장치 및 그에 의한 물체 감지 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 정전용량 방식 터치스크린에 스위치부를 도입하여 복수의 센서를 동적으로 병합하는 정전용량 방식 터치스크린 장치 및 그에 의한 물체 인식 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a capacitive touch screen device and an object sensing method thereof, and more particularly, to a capacitive touch screen device for dynamically merging a plurality of sensors by introducing a switch to a capacitive touch screen, and It relates to an object recognition method.

현재의 휴대용 단말장치, 예컨대 PDA, PMP, MP3 플레이어, 휴대폰 등은 그 휴대 및 이동이 용이하도록 크기가 점점 소형화되고 있다. 상기 휴대용 단말장치의 소형화가 진행되면서 종래의 키 버튼 입력 방식을 대신하여 사용자가 보다 편리하게 정보 입력 또는 선택을 할 수 있도록 터치스크린 방식이 채용되고 있다. 상기 터치스크린 방식은 스크린을 통해 컴퓨터와 인터페이스 하여 직접 정보를 입력 또는 선택할 수 있는 방식으로서, 상기 스크린의 특정 위치에 사람의 손 또는 물체의 접촉이 있으면 그 접촉된 위치의 좌표를 파악한다. 그리고 상기 좌표값을 통해 해당 좌표값에 대응하는 기능이 소프트웨어에 의해 실행된다. 따라서, 상기 터치스크린은 정보 표시부로서의 기능과 입력부로서의 기능을 함께 제공한다.Current portable terminal devices, such as PDAs, PMPs, MP3 players, mobile phones, etc., are becoming smaller in size to facilitate their portability and mobility. As miniaturization of the portable terminal device proceeds, a touch screen method is adopted to allow a user to input or select information more conveniently in place of the conventional key button input method. The touch screen method is a method of directly inputting or selecting information by interfacing with a computer through a screen. When a touch of a human hand or an object is touched at a specific position of the screen, the touch screen detects coordinates of the touched position. The function corresponding to the coordinate value is executed by the software through the coordinate value. Accordingly, the touch screen provides a function as an information display unit and a function as an input unit.

상기 터치스크린은 다양한 방식으로 분류할 수 있는데, 그 동작 원리에 따라 크게 정전용량방식, 저항막방식, 표면초음파방식, 적외선방식 등으로 나뉘어진다. 상기 저항막방식의 터치스크린은 유리나 투명 플라스틱판 위에 저항 성분의 물질을 코팅하고 그 위에 폴리에스테르 필름을 덮어씌운 구조를 가진다. 두 면이 서로 닿지 않도록 일정한 간격으로 절연봉이 설치되어 있는데, 스크린을 터치하는 경우 저항값이 변화하고 이에 의해 전압이 변화하는 것을 검출하여 터치 지점을 감지한다.The touch screen may be classified in various ways, and may be classified into a capacitive type, a resistive film type, a surface ultrasonic type, and an infrared type according to its operation principle. The resistive touch screen has a structure in which a resistive material is coated on a glass or transparent plastic plate and a polyester film is covered thereon. Insulation rods are installed at regular intervals so that the two surfaces do not touch each other. When the screen is touched, the resistance value changes and thereby the voltage is detected to detect the touch point.

상기 표면초음파방식은 음파를 발사하는 트랜스미터를 유리의 한쪽 모서리에 부착하고 일정한 간격으로 음파를 반사시키는 리플렉터를 부착하고 그 반대쪽에 리시버를 부착한 형태로 구성되는데, 손가락 등의 물체가 스크린을 터치하여 음파의 진행 경로를 방해하게 될 때 그 시점을 계산하여 터치 지점을 감지한다.The supersonic wave method is configured by attaching a transmitter that emits sound waves to one corner of the glass, a reflector that reflects sound waves at regular intervals, and a receiver on the opposite side thereof. An object such as a finger touches the screen. When it interferes with the path of sound waves, the point of time is calculated to detect the touch point.

상기 적외선방식은 적외선의 직진성을 이용하는 방법으로 발광소자인 적외선 LED와 수광소자인 포토 트랜지스터를 서로 마주보게 배치하여 매트릭스를 구성한다. 상기 매트릭스 내부로 손가락 등의 물체가 접근하여 적외선을 차단하면 센서가 이를 감지하여 터치 지점을 감지한다.In the infrared method, a matrix is formed by arranging an infrared LED, which is a light emitting device, and a phototransistor, which is a light receiving device, facing each other. When an object such as a finger approaches the inside of the matrix to block infrared rays, the sensor detects this and detects a touch point.

상기 정전용량방식은 유리 양면에 투명한 특수 전도성 금속을 코팅하고 스크린의 네 모서리에 전압을 인가하여 터치스크린 표면에 고주파를 생성시킨다. 손가락 등의 물체가 스크린에 접촉하는 경우 변화되는 고주파 파형을 컨트롤러에서 분석하여 터치 지점을 감지한다. 정전용량 방식에는 크게 투명전도층인 ITO 패널을 한 장 사용하는 싱글 레이어(single layer) 방식과 ITO 패널을 두 장 사용하는 듀얼 레이어(dual layer) 방식이 있다. The capacitive coating generates a high frequency on the surface of the touch screen by coating a transparent special conductive metal on both sides of the glass and applying voltage to four corners of the screen. When an object such as a finger touches the screen, the controller detects a touch point by analyzing a high frequency waveform that changes. There are two types of capacitive methods: a single layer method using one ITO panel, which is a transparent conductive layer, and a dual layer method using two ITO panels.

종래의 정전용량 방식 터치스크린은 손가락 등의 물체가 스크린에 접촉하면 다수의 센서들의 정전용량이 증가하며, 정전용량 측정부(미도시)가 각 센서들의 정전용량을 측정하여 상기 물체가 접촉한 부분을 확인할 수 있다. In the conventional capacitive touch screen, when an object such as a finger touches the screen, capacitance of a plurality of sensors increases, and a capacitance measuring unit (not shown) measures the capacitance of each sensor to contact the object. can confirm.

하지만, 종래의 정전용량 방식 터치스크린은 기본적으로 손가락 등의 물체가 스크린 표면에 접촉한 경우에만 동작할 수 있다는 한계를 가진다. 일부 업체에서는 근접 유무를 확인하는 정도의 호버링(hovering) 기능을 지원하는 터치스크린을 제조하고 있으나, 최대 감지 거리가 5mm 이하로 매우 짧고 안정성이 떨어져 상용화하기는 힘들다. However, the conventional capacitive touch screen has a limitation that it can operate only when an object such as a finger touches the screen surface. Some companies manufacture touch screens that support hovering function to check the proximity, but the maximum detection distance is less than 5mm, and it is difficult to commercialize due to its low stability.

정전용량 방식 터치스크린의 감도를 높여 원거리에서도 물체의 근접 여부를 확인할 수 있는 방법 중 하나로 센서의 면적을 크게 하는 방법이 있다. 하지만, 센서 면적이 상기 물체의 크기보다 커지게 되면 물체가 상기 센서 위에 위치한다는 것은 알 수 있지만 상기 센서 상에서 어느 쪽으로 치우쳐 있는지 확인할 수는 없다. 따라서 일률적으로 센서의 면적을 크게 하는 경우 센서의 감도는 높아지지만 위치 정보의 정확도가 떨어지는 단점을 가진다.One method of increasing the sensitivity of the capacitive touch screen is to increase the area of the sensor. However, if the sensor area becomes larger than the size of the object, it can be seen that the object is positioned on the sensor, but it is not possible to determine which direction on the sensor. Therefore, when the area of the sensor is largely increased, the sensitivity of the sensor is increased but the accuracy of the location information is lowered.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상기 물체가 스크린 표면에 접촉한 경우뿐만 아니라 공중에 위치한 경우에도 상기 물체를 감지하고 상기 물체의 3차원 좌표를 측정할 수 있는 정전용량 방식 터치스크린 장치 및 그에 의한 물체 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, the capacitive touch screen device that can detect the object and measure the three-dimensional coordinates of the object not only when the object is in contact with the surface of the screen but also located in the air And an object detection method thereby.

본 발명은 더 나아가 두 개 이상의 정전용량 측정부를 사용하여 상기 물체가 스크린에 접근하는 경우 물체의 좌표를 측정하는 시간을 단축시키는 정전용량 방식 터치스크린 장치 및 그에 의한 물체 감지 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a capacitive touch screen device and a method for detecting an object by using the two or more capacitive measuring unit to shorten the time to measure the coordinates of the object when the object approaches the screen. do.

본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치스크린 장치는, 물체의 접근에 따라 정전용량이 가변하는 복수의 센서들로 구성된 센서부, 상기 센서의 정전용량을 측정하는 정전용량 측정부, 및 상기 복수의 센서들을 상기 정전용량 측정부에 연결하는 스위치부를 포함한다.A capacitive touch screen device according to an embodiment of the present invention, a sensor unit consisting of a plurality of sensors whose capacitance changes in accordance with the approach of an object, a capacitance measuring unit for measuring the capacitance of the sensor, and the And a switch unit connecting a plurality of sensors to the capacitance measuring unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치스크린의 물체 감지 방법은, 물체가 접근하는 경우 센서부를 구성하는 복수의 센서들의 정전용량 변화를 검출하는 단계, 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 센서들 중 일부를 정전용량 측정부에 연결하는 단계, 및 상기 연결된 센서들의 정전용량을 측정하는 단계를 포함한다.In the object detection method of the capacitive touch screen according to an embodiment of the present invention, detecting an capacitance change of a plurality of sensors constituting the sensor unit when the object approaches, some of the sensors according to the switch control sequence Connecting to the capacitance measuring unit, and measuring the capacitance of the connected sensors.

본 발명은 물체가 터치스크린의 공중에 위치하는 경우에도 상기 물체를 감지하고 상기 물체의 3차원 좌표를 측정할 수 있게 한다.The present invention makes it possible to detect the object and measure the three-dimensional coordinates of the object even when the object is located in the air of the touch screen.

본 발명은 스위치부를 사용하여 상기 복수의 센서를 동적으로 병합하여 센서의 면적을 다양하게 조절할 수 있고, 따라서 센서의 감도 및 정확도를 조절할 수 있다.According to the present invention, the area of the sensor can be adjusted in various ways by dynamically merging the plurality of sensors using the switch unit, and thus the sensitivity and accuracy of the sensor can be adjusted.

본 발명은 두 개 이상의 정전용량 측정부를 사용하여 상기 스크린에 접근한 물체의 좌표 측정 시간을 단축시킨다.The present invention shortens the time for measuring the coordinates of an object approaching the screen using two or more capacitance measuring units.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 듀얼 레이어 터치스크린의 예시도이다.1A is an exemplary diagram of a capacitive dual layer touch screen according to an embodiment of the present invention.

도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 듀얼 레이어 터치스크린의 센서부(11)는 투명 절연막(12)을 사이에 두고 두 장의 ITO 패널이 마주보는 형태로 구성된다. As shown in FIG. 1A, the sensor unit 11 of the capacitive dual layer touch screen according to the exemplary embodiment of the present invention is configured such that two ITO panels face each other with a transparent insulating film 12 interposed therebetween. .

도 1b 및 도 1c는 도 1a를 구성하는 상측 ITO 패널 및 하측 ITO 패널의 평면도이다.1B and 1C are plan views of the upper ITO panel and the lower ITO panel constituting FIG. 1A.

도 1b에 도시된 바와 같이, 상측 ITO 패널은 상기 투명 절연막(12) 상에 다수의 상측 센서 패드(16)가 배열되어 있고, 같은 축에 배열된 상측 센서 패드(16) 를 연결하는 상측 센서 도선(15)이 배열된다. 하나의 상측 센서 도선(15) 및 상기 상측 센서 도선(15)이 연결하는 다수의 상측 센서 패드는 하나의 센서(17a)를 구성한다.As shown in FIG. 1B, in the upper ITO panel, a plurality of upper sensor pads 16 are arranged on the transparent insulating layer 12, and upper sensor leads connecting upper sensor pads 16 arranged on the same axis. (15) is arranged. One upper sensor lead 15 and a plurality of upper sensor pads connected to the upper sensor lead 15 constitute one sensor 17a.

도 1c에 도시된 바와 같이, 하측 ITO 패널은 상기 투명 절연막(12) 상에 다수의 하측 센서 패드(13)가 배열되어 있고, 상기 상측 센서 도선(15)와 직교하는 방향으로 상기 하측 센서 패드(13)를 연결하는 하측 센서 도선(14)이 배열된다. 하나의 하측 센서 도선(14) 및 상기 하측 센서 도선(14)이 연결하는 다수의 하측 센서 패드는 하나의 센서(17b)를 구성한다.As shown in FIG. 1C, in the lower ITO panel, a plurality of lower sensor pads 13 are arranged on the transparent insulating layer 12, and the lower sensor pads (or in a direction orthogonal to the upper sensor lead line 15). A lower sensor lead 14 connecting 13 is arranged. One lower sensor lead 14 and a plurality of lower sensor pads connected to the lower sensor lead 14 constitute one sensor 17b.

도 1d는 도 1a의 A-A' 부분의 단면도이다.FIG. 1D is a cross-sectional view of the AA ′ portion of FIG. 1A. FIG.

도 1d에 도시된 바와 같이, 상기 정전용량 방식 듀얼 레이어 터치스크린은 상기 투명 절연막(12)을 사이에 두고 도 1b의 상측 ITO 패널 및 도 1c의 하측 ITO 패널이 서로 마주보는 형태로 구성된다. 상기 상측 센서 도선(15) 및 상기 하측 센서 도선(14)은 서로 직교하도록 배열된다. 상기 센서 도선은 상기 센서 패드와 동일하게 투명전도성을 가지도록 ITO로 제조된다. 하나의 센서 도선과 상기 하나의 센서 도선이 연결하는 다수의 센서 패드는 하나의 센서를 구성하며, 상기 센서가 다수 개 모여서 하나의 센서부(11)를 구성한다.As illustrated in FIG. 1D, the capacitive dual layer touch screen is configured such that the upper ITO panel of FIG. 1B and the lower ITO panel of FIG. 1C face each other with the transparent insulating layer 12 therebetween. The upper sensor lead 15 and the lower sensor lead 14 are arranged to be orthogonal to each other. The sensor lead is made of ITO to have transparent conductivity similarly to the sensor pad. A plurality of sensor pads connected by one sensor lead and the one sensor lead constitute one sensor, and a plurality of sensors gather to form one sensor unit 11.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치스크린 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a capacitive touch screen device according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치스크린 장치는 물체의 접근에 따라 정전용량이 가변하는 복수의 센서들로 구성된 센서부(11), 상기 센서의 정전용량을 측정하는 정전용량 측정부(32), 상기 복수의 센서들을 상기 정전용량 측정부(32)에 연결하는 스위치부(31), 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 복수의 센서를 다양한 조합으로 상기 정전용량 측정부에 연결하도록 상기 스위치부를 제어하는 스위치 제어부(33), 상기 스위치 컨트롤 시퀀스 및 해당 스위치 컨트롤 시퀀스에 대한 측정된 정전용량을 기반으로 상기 접근한 물체의 3차원 좌표를 측정하는 좌표 측정부(34)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the capacitive touch screen device according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit 11 including a plurality of sensors whose capacitance changes according to an object approach, and the capacitance of the sensor. Capacitance measurement unit 32 for measuring the capacitance, the switch unit 31 for connecting the plurality of sensors to the capacitance measurement unit 32, the capacitance measurement in various combinations of the plurality of sensors according to a switch control sequence A switch control unit 33 for controlling the switch unit to be connected to the unit, and a coordinate measuring unit 34 for measuring three-dimensional coordinates of the approached object based on the switch control sequence and the measured capacitance of the switch control sequence. It includes.

상기 센서부(11)는 손가락 같은 전도성 물체가 접근하는 경우 정전용량이 가변하는 다수의 센서, 예컨대 상측 제 1 센서(17a) 또는 하측 제 1 센서(17b) 등으로 구성된다. The sensor unit 11 includes a plurality of sensors, for example, an upper first sensor 17a or a lower first sensor 17b, in which capacitance is changed when a conductive object such as a finger approaches.

본 발명의 일 실시예에서는 상기 센서의 센서 패드(13, 16)들은 다이아몬드 형태로 구성되지만, 다른 실시예에서는 상기 센서 패드의 형태는 삼각형, 사각형 등의 다각형 또는 원, 타원 등의 다양한 형태로 구성될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the sensor pads 13 and 16 of the sensor are configured in a diamond shape, but in another embodiment, the sensor pads are configured in various shapes such as polygons such as triangles and squares or circles or ellipses. Can be.

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 센서(17a, 17b)들의 형태는 다이아몬드 패턴의 센서 패드를 센서 도선(14, 15)으로 연결한 형태이지만, 다른 실시예에서는 직사각형 형태 등의 정전용량을 형성할 수 있는 어떠한 형태로도 구성될 수 있다. In addition, in one embodiment of the present invention, the sensors 17a and 17b are formed by connecting the diamond pad sensor pads with the sensor leads 14 and 15, but in another embodiment, form a capacitance such as a rectangular shape. It can be configured in any form that it can.

본 발명의 다른 실시예에서는 상측 센서와 하측 센서가 직교하는 형태로 배열되지만, 다른 실시예에서는 임의의 각도를 가지면서 교차할 수도 있다. 다만, 상기 센서들의 교차 영역이 넓어질수록 센서의 감도는 떨어지므로, 바람직하게는 각 센서들의 교차 영역은 최소화하도록 한다. 상기 센서의 개수는 터치스크린의 면적 또는 터치스크린의 좌표 측정의 정밀도에 따라 바뀔 수 있다.In another embodiment of the present invention, the upper sensor and the lower sensor are arranged in an orthogonal form, but in another embodiment, the upper sensor and the lower sensor may cross each other at any angle. However, since the sensitivity of the sensor decreases as the crossing area of the sensors becomes wider, the crossing area of each sensor is preferably minimized. The number of sensors may vary depending on the area of the touch screen or the precision of the coordinate measurement of the touch screen.

상기 정전용량 측정부(32)는 상기 센서부(11)를 구성하는 각 센서의 정전용량을 측정한다. 상기 정전용량 측정부(32)는 상기 센서의 정전용량 변화를 전압 변화로 변환하여 정전용량을 측정할 수도 있고, 전하량 변화로 변환하여 정전용량을 측정할 수도 있다. The capacitance measuring unit 32 measures the capacitance of each sensor constituting the sensor unit 11. The capacitance measuring unit 32 may measure the capacitance by converting the capacitance change of the sensor into a voltage change, or may measure the capacitance by converting it into a charge amount change.

상기 스위치부(31)는 상기 센서부(11)를 구성하는 상기 복수의 센서를 상기 정전용량 측정부(32)에 연결시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 센서부(11)의 상기 상측 센서의 센서 도선 및 하측 센서의 센서 도선, 예컨대 도 1d의 상측 센서 도선(15) 및 하측 센서 도선(14)을 스위치를 통해 상기 정전용량 측정부(32)로 연결시킨다. 상기 스위치는 트랜지스터를 사용한 CMOS 스위치, 진공 스위치, 무접점 스위치, 수은 스위치 등 도선의 개폐가 가능하고 터치스크린 장치에 도입할 수 있는 다양한 스위치를 포함한다. The switch unit 31 connects the plurality of sensors constituting the sensor unit 11 to the capacitance measuring unit 32. According to an embodiment of the present invention, the sensor lead of the upper sensor of the sensor unit 11 and the sensor lead of the lower sensor, for example, the upper sensor lead 15 and the lower sensor lead 14 of FIG. The capacitance measuring unit 32 is connected. The switch includes a variety of switches capable of opening and closing conducting wires, such as a CMOS switch using a transistor, a vacuum switch, a solid state switch, a mercury switch, and introducing the same into a touch screen device.

상기 스위치 제어부(33)는 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 복수의 센서를 다양한 조합으로 상기 정전용량 측정부(32)에 연결시키도록 상기 스위치부(31)를 제어한다. 상기 스위치 컨트롤 시퀀스는 터치스크린을 포함한 시스템 내에 기설정될 수 있고, 시스템 내에 설치된 소프트웨어에 의해 가변적으로 설정될 수 있다. 상기 스위치 컨트롤 시퀀스는 시스템의 사용자에 의해 변경될 수도 있다. The switch control unit 33 controls the switch unit 31 to connect the plurality of sensors to the capacitance measuring unit 32 in various combinations according to a switch control sequence. The switch control sequence may be preset in a system including a touch screen, and may be variably set by software installed in the system. The switch control sequence may be changed by the user of the system.

상기 좌표 측정부(34)는 상기 스위치 컨트롤 시퀀스 및 해당 스위치 컨트롤 시퀀스에 대한 측정된 정전용량을 기반으로 상기 접근된 물체의 3차원 좌표를 측정한다. 상기 스위치 컨트롤 시퀀스에 의해 임의의 좌표에 해당하는 센서들의 정전용 량이 측정되는 경우, 상기 좌표 측정부(34)는 상기 좌표와 상기 정전용량을 비교하여 상기 접근된 물체의 터치스크린 상 좌표를 측정한다.The coordinate measuring unit 34 measures three-dimensional coordinates of the approached object based on the switch control sequence and the measured capacitance of the switch control sequence. When the capacitance of sensors corresponding to arbitrary coordinates is measured by the switch control sequence, the coordinate measuring unit 34 compares the coordinates with the capacitance to measure coordinates on the touch screen of the approached object. .

예를 들면, 사용자의 손가락이 상기 센서부(11)의 임의의 위치에 접근한 경우, 상기 스위치 제어부(33)는 시스템 내의 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 스위치부(31)의 각 스위치를 연결 또는 분리시킨다. 상기 스위치 컨트롤 시퀀스는 처음에는 x1의 스위치부터 x6의 스위치 및 y1의 스위치부터 y6의 스위치 중 하나의 스위치를 차례로 연결시킬 수 있다. 하지만, 상기 손가락이 터치스크린에 접촉하지 않고 공중에 위치하는 경우 상기 센서의 면적이 충분히 크지 않아 손가락을 감지할 수 없는 경우가 발생한다. 이 경우, 상기 스위치 컨트롤 시퀀스는 x1과 x2, x2와 x3, x3와 x4 등과 같이 x1의 스위치부터 x6의 스위치 및 y1의 스위치부터 y6의 스위치 중 두 개의 스위치를 차례로 연결시켜 정전용량 측정부(32)에 연결시킬 수 있다. For example, when a user's finger approaches an arbitrary position of the sensor unit 11, the switch control unit 33 connects or disconnects each switch of the switch unit 31 according to a switch control sequence in the system. Let's do it. The switch control sequence may initially connect one of the switches of x1 to the switch of x6 and one of the switches of y1 to the switch of y6 in order. However, when the finger is located in the air without contacting the touch screen, the area of the sensor is not large enough to detect the finger. In this case, the switch control sequence is connected to two switches of the switch of x1 to the switch of x6 and the switch of y1 to the switch of y6 in sequence, such as x1 and x2, x2 and x3, x3 and x4, and the like. ) Can be connected.

상기의 시퀀스에서도 손가락을 감지할 수 없는 경우, 상기 스위치 컨트롤 시퀀스는 x1의 스위치부터 x6의 스위치 및 y1의 스위치부터 y6의 스위치 중 세 개의 스위치를 연결시켜 상기 정전용량 측정부(32)에 연결시킬 수 있다. If the finger cannot be detected even in the above sequence, the switch control sequence may be connected to the capacitance measuring unit 32 by connecting three switches of a switch of x1 to a switch of x6 and a switch of y1 to a switch of y6. Can be.

상기 과정을 통해 본 발명의 터치스크린 장치는 센서의 면적을 상기 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 조절할 수 있고, 터치스크린의 공중에 위치한 물체를 감지할 수 있다. 또한, 센서의 면적을 물체 감지가 가능한 범위로만 조절하여 물체의 정확한 좌표를 측정할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치스크린 장치는 종래의 정전용량 방식 터치스크린 패널을 그대로 사용하고 다른 부 분에는 큰 변경이 없어 제조비의 큰 상승 없이 공중에 위치한 물체의 감지 및 좌표 측정이 가능하다는 장점이 있다.Through the above process, the touch screen device of the present invention can adjust the area of the sensor according to the switch control sequence, and can detect an object located in the air of the touch screen. In addition, it is possible to measure the exact coordinates of the object by adjusting the area of the sensor only to the extent that the object can be detected. In addition, the capacitive touch screen device according to an embodiment of the present invention uses a conventional capacitive touch screen panel as it is, and there is no large change in other parts, so that the detection and coordinates of objects located in the air without a large increase in manufacturing cost The advantage is that measurement is possible.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 물체의 3차원 좌표를 측정하는 과정을 설명한다. Hereinafter, a process of measuring three-dimensional coordinates of an object according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 각 스위치 컨트롤 시퀀스에 따른 x축 센서의 정전용량을 비교한 도면이다.3 is a diagram comparing capacitance of an x-axis sensor according to each switch control sequence.

물체가 터치스크린에 접근하고, 상기 스위치 제어부(33)가 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 스위치부(31)의 스위치들을 연결 또는 분리한 경우, 상기 정전용량 측정부(32)는 각 스위치 컨트롤 시퀀스에서의 상기 정전용량 측정부(32)에 연결된 센서들의 정전용량을 측정할 수 있다. When an object approaches the touch screen and the switch control unit 33 connects or disconnects the switches of the switch unit 31 according to the switch control sequence, the capacitance measuring unit 32 performs a The capacitance of the sensors connected to the capacitance measuring unit 32 may be measured.

도 3에서는 제 3 시퀀스에서의 정전용량이 다른 시퀀스에서의 정전용량보다 크게 측정되었다. 이 경우, 좌표 측정부(34)는 상기 정전용량 측정부(32)가 측정한 각 시퀀스에 해당하는 정전용량을 전송받아 상기 제 3 시퀀스의 정전용량이 최대임을 확인한다. 그리고 상기 제 3 시퀀스에서 연결된 스위치의 좌표를 확인한 후 물체의 터치스크린 상 x 좌표는 상기 제 3 시퀀스의 좌표임을 결정할 수 있다. 예컨대, 제 3 시퀀스에서 x3, x4의 스위치가 연결된 경우 상기 좌표 측정부(34)는 x3과 x4의 산술평균에 해당하는 좌표로 결정할 수 있다. 상기한 물체의 x 좌표 결정 과정과 동일하게 y축의 좌표도 결정할 수 있다.In FIG. 3, the capacitance in the third sequence was measured to be larger than the capacitance in the other sequence. In this case, the coordinate measuring unit 34 receives the capacitance corresponding to each sequence measured by the capacitance measuring unit 32 and confirms that the capacitance of the third sequence is the maximum. After checking the coordinates of the switch connected in the third sequence, it may be determined that the x coordinate on the touch screen of the object is the coordinate of the third sequence. For example, when the switches x3 and x4 are connected in the third sequence, the coordinate measuring unit 34 may determine coordinates corresponding to the arithmetic mean of x3 and x4. The coordinates of the y-axis may also be determined in the same manner as the x-coordinate determination process of the object.

도 4는 물체의 z축 거리에 따른 각 스위치 컨트롤 시퀀스에 대한 x축 센서의 정전용량을 비교한 도면이다.4 is a diagram comparing the capacitance of the x-axis sensor for each switch control sequence according to the z-axis distance of the object.

상기 z축은 상기 x축 및 y축에 수직한 좌표축으로서, 터치스크린 표면의 상부로 수직하게 설정된 좌표축으로 정의된다. 물체의 z축 좌표는 터치스크린 상 물체의 x,y 좌표가 동일한 경우 z축 거리에 따라 상기 센서부(11)를 구성하는 센서의 정전용량의 값이 변화함을 이용하여 측정한다. 예를 들면, 상기 물체가 터치스크린 상 동일한 x,y 좌표에 위치하고 z1 및 z2의 거리를 두고 위치하는 경우 각 스위치 컨트롤 시퀀스에 따른 상기 센서의 정전용량은 도 4와 같은 분포를 보일 수 있다. 터치스크린에 가까이 접근할수록 상기 센서의 정전용량이 증가하므로 z1에서의 물체는 z2에서의 물체보다 가까이 위치하며, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 시스템 내에 기저장된 정전용량과 z축 거리의 관계를 정의한 테이블을 사용하여 물체의 z축 좌표를 계산할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, z축 좌표는 수치화된 결과가 아닌 영역으로 측정할 수 있다. 예컨대, 터치스크린 상 1cm 이내에 위치하는 경우 근거리 영역, 1cm 내지 2cm 이내에 위치하는 경우 중거리 영역, 그 이상의 거리에서는 원거리 영역 등으로 측정할 수도 있다.The z-axis is a coordinate axis perpendicular to the x-axis and y-axis, and is defined as a coordinate axis set perpendicular to the top of the touch screen surface. The z-axis coordinate of the object is measured by changing the value of the capacitance of the sensor constituting the sensor unit 11 according to the z-axis distance when the x, y coordinates of the object on the touch screen are the same. For example, when the object is located at the same x, y coordinates on the touch screen and positioned at a distance of z1 and z2, the capacitance of the sensor according to each switch control sequence may have a distribution as shown in FIG. 4. The closer the touch screen is, the more the capacitance of the sensor increases, so the object at z1 is located closer than the object at z2. According to an embodiment of the present invention, the relationship between the capacitance previously stored in the system and the z axis distance is The defined table can be used to calculate the z-axis coordinates of the object. According to another embodiment of the present invention, the z-axis coordinate may be measured as an area that is not a numerical result. For example, when located within 1cm on the touch screen, it may be measured in the near area, in the case of located within 1cm to 2cm in the mid-distance region, at a distance greater than the far region.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개 이상의 정전용량 측정부를 사용한 정전용량 방식 터치스크린 장치의 구성도이다.5 is a block diagram of a capacitive touch screen device using two or more capacitive measuring units according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개 이상의 정전용량 측정부를 사용한 정전용량 방식 터치스크린 장치는 물체의 접근에 따라 정전용량이 가변하는 복수의 센서로 구성된 센서부(11), 상기 복수의 센서 중 일부 센서의 정전용량을 측정하는 제 1 정전용량 측정부(32a), 상기 일부 센서를 제외한 나머지 센서의 정전용량을 측정하는 제 2 정전용량 측정부(32b), 상기 일부 센서를 제 1 정전용량 측정부(32a)에 연결시키는 제 1 스위치부(31a), 상기 나머지 센서를 제 2 정전용량 측정부(32b)에 연결시키는 제 2 스위치부(31b), 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 복수의 센서를 다양한 조합으로 상기 제 1 정전용량 측정부(32a) 및 제 2 정전용량 측정부(32b)에 연결시키도록 상기 제 1 스위치부(31a) 및 제 2 스위치부(31b)를 제어하는 스위치 제어부(33), 및 상기 스위치 컨트롤 시퀀스 및 해당 스위치 컨트롤 시퀀스에 대한 측정된 정전용량을 기반으로 상기 접근된 물체의 3차원 좌표를 측정하는 좌표 측정부(34)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the capacitive touch screen device using two or more capacitive measuring units according to an embodiment of the present invention includes a sensor unit 11 including a plurality of sensors whose capacitance varies according to the approach of an object. ), A first capacitance measuring unit 32a measuring the capacitance of some of the plurality of sensors, a second capacitance measuring unit 32b measuring the capacitance of the remaining sensors except for some of the sensors, and the partial A first switch unit 31a for connecting a sensor to the first capacitance measuring unit 32a, a second switch unit 31b for connecting the remaining sensor to the second capacitance measuring unit 32b, and a switch control sequence. Accordingly, the first switch unit 31a and the second switch unit 31b are connected to the first capacitance measuring unit 32a and the second capacitance measuring unit 32b in various combinations. Switch control unit 33 for controlling, And a coordinate measuring section 34 for measuring three-dimensional coordinates of the proximity of the object to the measured capacitance of the switch, the switch control sequence and control sequence based.

상기 센서부(11), 상기 스위치 제어부(33) 및 상기 좌표 계산부(34)의 기능은 전술한 도 2의 내용과 동일하다. Functions of the sensor unit 11, the switch control unit 33, and the coordinate calculation unit 34 are the same as those of FIG. 2.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 스위치부(31a)는 상기 센서부(11)의 상측 센서들에 연결되고, 상기 제 2 스위치부(31b)는 상기 센서부(11)의 하측 센서들에 연결될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 정전용량 측정부(32a, 32b)는 두 개 이상으로 구성될 수도 있고, 상기 스위치부(31a, 31b) 역시 두 개 이상으로 구성될 수 있다. 상기 정전용량 측정부(32a, 32b)가 두 개 이상으로 구성됨으로써, 단위 시간당 측정 가능한 물체의 좌표 개수가 증가할 수 있다. 예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이 정전용량 측정부가 두 개로 구성되고 각 정전용량 측정부(32a, 32b)가 상기 센서부(11)를 구성하는 센서의 절반씩을 담당하면 동일한 스위치 컨트롤 시퀀스라도 정전용량 측정부가 하나일 때보다 두 배로 빠르게 정전용량 측정이 가능하다. According to an embodiment of the present invention, the first switch unit 31a is connected to the upper sensors of the sensor unit 11, and the second switch unit 31b is a lower sensor of the sensor unit 11. Can be connected to them. According to another embodiment of the present invention, the capacitance measuring units 32a and 32b may be configured in two or more, and the switch units 31a and 31b may also be configured in two or more. By configuring two or more of the capacitance measuring units 32a and 32b, the number of coordinates of the object that can be measured per unit time may increase. For example, as shown in FIG. 5, if the capacitance measuring unit is composed of two and each of the capacitance measuring units 32a and 32b is in charge of half of the sensors constituting the sensor unit 11, the same switch control sequence may be used. Capacitance measurements can be made twice as fast as with one capacitance measurement unit.

도 5의 병합 스위치(51)는 x축 센서와 y축 센서를 병합하여 정전용량을 측정 하는 경우 사용된다. 예를 들면, 상측 제 1 센서(17a) 및 하측 제 1 센서(17b)를 결합하여 도 5a 형태의 센서의 정전용량을 측정할 경우 상기 병합 스위치(51)는 연결되어 상기 제 1 정전용량 측정부(32a) 또는 상기 제 2 정전용량 측정부(32b)에서 정전용량을 측정할 수 있다. The merge switch 51 of FIG. 5 is used when measuring capacitance by merging an x-axis sensor and a y-axis sensor. For example, when measuring the capacitance of the sensor of FIG. 5A by combining an upper first sensor 17a and a lower first sensor 17b, the merge switch 51 is connected to the first capacitance measuring unit. The capacitance may be measured at 32a or at the second capacitance measuring unit 32b.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치스크린의 물체 감지 및 좌표 측정 방법을 설명하는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of detecting an object and measuring a coordinate of a capacitive touch screen according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 정전용량 방식 터치스크린의 물체 감지 및 좌표 측정 방법은 물체가 접근하는 경우 센서부(11)를 구성하는 복수의 센서들의 정전용량 변화를 검출하는 단계(S61), 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 복수의 센서를 다양한 조합으로 상기 정전용량 측정부(32)에 연결하도록 상기 스위치부(11)를 제어하는 단계(S62), 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 센서들 중 일부를 정전용량 측정부(32)에 연결하는 단계(S63), 상기 연결된 센서의 정전용량을 측정하는 단계(S64), 상기 물체의 좌표 측정이 가능한지 판단하는 단계(S65), 상기 스위치 컨트롤 시퀀스 및 해당 스위치 컨트롤 시퀀스에 대한 측정된 정전용량을 기반으로 상기 접근된 물체의 3차원 좌표를 측정하는 단계(S66)를 포함한다.As shown in FIG. 6, the object sensing and coordinate measuring method of the capacitive touch screen includes detecting a change in capacitance of a plurality of sensors constituting the sensor unit 11 when an object approaches (S61); Controlling the switch unit 11 to connect the plurality of sensors to the capacitive measurement unit 32 in various combinations according to a switch control sequence (S62), and interrupting some of the sensors according to a switch control sequence Connecting to the capacitance measuring unit 32 (S63), measuring the capacitance of the connected sensor (S64), determining whether the coordinate measurement of the object is possible (S65), the switch control sequence and the corresponding switch control And measuring (S66) three-dimensional coordinates of the approached object based on the measured capacitance for the sequence.

상기 단계(S61)에서는 터치스크린에 손가락 같은 전도성 물체가 접근하는 경우 상기 센서부(11)를 구성하는 복수의 센서의 정전용량이 변화하여 센서부는 물체의 접근을 감지한다. 정전용량 방식 터치스크린에서는 상기 물체가 접근하는 경우 상기 센서의 정전용량이 증가하며 거리가 가까워질수록 증가량은 커진다. In the step S61, when a conductive object such as a finger approaches the touch screen, capacitances of the plurality of sensors constituting the sensor unit 11 are changed to detect the proximity of the object. In the capacitive touch screen, the capacitance of the sensor increases when the object approaches, and the increase increases as the distance approaches.

상기 단계(S62)에서는 상기 스위치 제어부(33)가 스위치 컨트롤 시퀀스에 따 라 상기 센서부(11)를 구성하는 상기 복수의 센서를 다양한 조합으로 상기 정전용량 측정부(32)에 연결시키도록 상기 스위치부(11)를 제어한다. In the step S62, the switch controller 33 connects the plurality of sensors constituting the sensor unit 11 to the capacitance measuring unit 32 in various combinations according to a switch control sequence. The unit 11 is controlled.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스위치 컨트롤 시퀀스는 처음에는 상기 센서를 하나씩만 상기 정전용량 측정부(32)에 연결시키고, 상기 시퀀스에서 물체를 감지할 수 없는 경우 상기 센서를 두 개씩 상기 정전용량 측정부(32)에 연결시킨다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 스위치 컨트롤 시퀀스는 처음부터 상기 센서를 두 개씩 연결시킬 수도 있으며, 상기 스위치 컨트롤 시퀀스는 시스템의 사용자에 의해 변경되거나, 상기 시스템 내에 설치된 소프트웨어에 의해 정의될 수도 있으며, 시스템 내에 기설정될 수도 있다. 다만, 바람직하게는 상기 센서의 면적이 상기 물체의 크기보다 커지게 되면 물체를 감지할 수는 있으나 상기 센서 상 물체의 정확한 위치를 측정하기 어려우므로 적은 수부터 많은 수의 스위치를 연결한다.According to an embodiment of the present invention, the switch control sequence initially connects only one sensor to the capacitance measuring unit 32, and if the object cannot be detected in the sequence, the two electrostatic sensors are detected. It is connected to the capacity measuring unit 32. According to another embodiment of the present invention, the switch control sequence may connect the two sensors from the beginning, the switch control sequence may be changed by the user of the system, or may be defined by software installed in the system. May be preset in the system. However, preferably, when the area of the sensor becomes larger than the size of the object, the object can be detected, but since it is difficult to measure the exact position of the object on the sensor, a small number to a large number of switches are connected.

상기 단계(S63)에서는 상기 스위치부(11)가 상기 복수의 센서를 상기 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 정전용량 측정부(32)에 연결한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스위치부(11)는 상기 복수의 센서를 시분할로 상기 정전용량 측정부(32)에 연결하여 각 스위치 컨트롤 시퀀스마다 연결된 상기 센서의 정전용량을 상기 정전용량 측정부(32)가 측정하도록 한다.In step S63, the switch unit 11 connects the plurality of sensors to the capacitance measuring unit 32 according to the switch control sequence. According to an embodiment of the present invention, the switch unit 11 measures the capacitance of the sensor connected to each of the switch control sequences by connecting the plurality of sensors to the capacitance measuring unit 32 by time division. Let the part 32 measure.

본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 정전용량 측정부(32)가 적어도 둘 이상으로 구성되어 단위 시간당 측정 가능한 물체의 좌표 개수가 증가할 수 있다. 예를 들면, 상기 정전용량 측정부가 두 개로 구성되는 경우 상기 복수의 센서가 상기 두 개의 정전용량 측정부(32a, 32b)에 절반씩 연결될 수 있다. 이 경우 동일한 스위치 컨트롤 시퀀스에서 상기 정전용량 측정부가 하나인 경우에 비해 단위 시간당 측정 가능한 물체의 좌표 개수는 두 배로 될 수 있다.In another embodiment of the present invention, the capacitance measuring unit 32 is composed of at least two or more may increase the number of coordinates of the object that can be measured per unit time. For example, when the capacitance measuring unit is composed of two, the plurality of sensors may be half connected to the two capacitance measuring units 32a and 32b. In this case, the number of coordinates of the measurable object per unit time may be doubled as compared with the case of one capacitance measuring unit in the same switch control sequence.

상기 단계(S64)에서는 상기 정전용량 측정부(32)가 상기 연결된 복수의 센서의 정전용량을 측정한다. 상기 정전용량 측정부(32)는 상기 센서의 정전용량의 변화를 전압 변화로 변환하여 측정할 수 있고, 전하량의 변화로 변환하여 측정할 수도 있다. In the step (S64), the capacitance measuring unit 32 measures the capacitance of the plurality of sensors connected. The capacitance measuring unit 32 may convert a change in capacitance of the sensor into a voltage change and measure the change.

상기 단계(S65)에서는 상기 물체의 좌표 측정이 가능한지 판단한다. 상기 정전용량 측정부(32)에 연결된 센서의 개수가 적어 센서의 면적이 상기 물체를 감지할정도로 크지 않은 경우에는 상기 물체의 좌표 측정이 불가능하다. 따라서 이 경우에는 상기 단계(S62)로 돌아가서 상기 스위치제어부가 다음 스위치 컨트롤 시퀀스로 상기 스위치부를 제어하여 상기 스위치부가 더 많은 센서를 상기 정전용량 측정부(32)에 연결하도록 한다. In the step S65, it is determined whether the coordinate measurement of the object is possible. If the number of sensors connected to the capacitance measuring unit 32 is small and the area of the sensor is not large enough to detect the object, the measurement of the coordinates of the object is impossible. Therefore, in this case, returning to step S62, the switch control unit controls the switch unit in the next switch control sequence so that the switch unit connects more sensors to the capacitance measuring unit 32.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 정전용량 방식 터치스크린의 물체 감지 방법은 상기 센서를 동적으로 병합하여 상기 센서의 감도 및 정확도를 조절할 수 있다. 또한, 터치스크린의 공중에 위치한 물체를 감지할 수 있으며, 센서의 면적을 물체 감지가 가능한 범위로만 조절하여 물체의 정확한 좌표를 측정할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the object detection method of the capacitive touch screen may dynamically merge the sensor to adjust the sensitivity and accuracy of the sensor. In addition, it is possible to detect an object located in the air of the touch screen, it is possible to measure the exact coordinates of the object by adjusting the area of the sensor only to the extent that the object can be detected.

상기 단계(S66)에서는 상기 좌표 측정부(34)가 상기 스위치 컨트롤 시퀀스 및 해당 스위치 컨트롤 시퀀스에 대한 측정된 정전용량을 기반으로 상기 접근된 물체의 3차원 좌표를 측정한다. 상기 좌표 측정부(34)는 상기 스위치 컨트롤 시퀀스에 대해 상기 정전용량 측정부(32)가 측정한 상기 센서들의 정전용량을 전송받아 최대 정전용량을 갖는 시퀀스를 추출한다. 상기 시퀀스에 연결된 상기 센서의 좌표를 확인하여 상기 물체의 x,y 좌표를 측정할 수 있다. 또한, 상기 z축의 거리에 따라 상기 센서의 정전용량이 변화함을 이용하여 시스템 내에 기저장된 정전용량 및 z축 거리의 관계를 정의한 테이블을 사용하여 상기 물체의 z축 좌표를 측정할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, z축 좌표는 수치화된 결과가 아닌 영역으로도 측정할 수 있다.In step S66, the coordinate measuring unit 34 measures the three-dimensional coordinates of the approached object based on the switch control sequence and the measured capacitance of the switch control sequence. The coordinate measuring unit 34 receives a capacitance of the sensors measured by the capacitance measuring unit 32 with respect to the switch control sequence, and extracts a sequence having a maximum capacitance. The x, y coordinates of the object may be measured by checking the coordinates of the sensor connected to the sequence. In addition, since the capacitance of the sensor changes according to the distance of the z-axis, the z-axis coordinates of the object may be measured using a table that defines a relationship between the capacitance previously stored in the system and the z-axis distance. According to another embodiment of the present invention, the z-axis coordinates may be measured in an area other than the numerical result.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것이며, 이에 한정되지 않는다. 당업자는 위에 설명한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.Although the present invention has been described through the above embodiments, the above embodiments are merely intended to illustrate the spirit of the present invention, and the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art will appreciate that various modifications may be made to the embodiments described above. The scope of the invention is defined only by the interpretation of the appended claims.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 듀얼 레이어 터치스크린의 예시도이다.1A is an exemplary diagram of a capacitive dual layer touch screen according to an embodiment of the present invention.

도 1b 및 도 1c는 도 1a를 구성하는 상측 ITO 패널 및 하측 ITO 패널의 평면도이다.1B and 1C are plan views of the upper ITO panel and the lower ITO panel constituting FIG. 1A.

도 1d는 도 1a의 A-A' 부분의 단면도이다.FIG. 1D is a cross-sectional view of the AA ′ portion of FIG. 1A. FIG.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치스크린 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of a capacitive touch screen device according to an embodiment of the present invention.

도 3은 각 스위치 컨트롤 시퀀스에 따른 x축 센서의 정전용량을 비교한 도면이다.3 is a diagram comparing capacitance of an x-axis sensor according to each switch control sequence.

도 4는 물체의 z축 거리에 따른 각 스위치 컨트롤 시퀀스에 대한 x축 센서의 정전용량을 비교한 도면이다.4 is a diagram comparing the capacitance of the x-axis sensor for each switch control sequence according to the z-axis distance of the object.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개 이상의 정전용량 측정부를 사용한 정전용량 방식 터치스크린 장치의 구성도이다.5 is a block diagram of a capacitive touch screen device using two or more capacitive measuring units according to an embodiment of the present invention.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 상측 제 1 센서 및 하측 제 1 센서의 정전용량을 측정하는 경우의 정전용량 방식 터치스크린 장치의 예시도이다.FIG. 5A is an exemplary diagram of a capacitive touch screen device when measuring the capacitance of the upper first sensor and the lower first sensor of FIG. 5 according to an embodiment of the present disclosure.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전용량 방식 터치스크린의 물체 감지 및 좌표 측정 방법을 설명하는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of detecting an object and measuring a coordinate of a capacitive touch screen according to an embodiment of the present invention.

Claims (8)

물체의 접근에 따라 정전용량이 가변하는 복수의 센서들로 구성된 센서부;A sensor unit including a plurality of sensors whose capacitance varies according to the approach of an object; 상기 센서의 정전용량을 측정하는 정전용량 측정부; 및A capacitance measuring unit measuring the capacitance of the sensor; And 상기 복수의 센서들을 상기 정전용량 측정부에 연결하는 스위치부;A switch unit connecting the plurality of sensors to the capacitance measuring unit; 를 포함하는 정전용량 방식 터치 스크린 장치.Capacitive touch screen device comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 복수의 센서들을 다양한 조합으로 상기 정전용량 측정부에 연결하도록 상기 스위치부를 제어하는 스위치 제어부를 더 포함하는 정전용량 방식 터치 스크린 장치.And a switch controller for controlling the switch unit to connect the plurality of sensors to the capacitance measuring unit in various combinations according to a switch control sequence. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 스위치 컨트롤 시퀀스 및 해당 스위치 컨트롤 시퀀스에 대한 측정된 정전용량을 기반으로 상기 접근된 물체의 3차원 좌표를 측정하는 좌표 측정부를 더 포함하는 정전용량 방식 터치 스크린 장치.And a coordinate measuring unit configured to measure three-dimensional coordinates of the approached object based on the switch control sequence and the measured capacitance of the switch control sequence. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 정전용량 측정부는 적어도 둘 이상인 정전용량 방식 터치 스크린 장치.Capacitive touch screen device of at least two capacitive measuring unit. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 정전용량 측정부가 두 개인 경우, 각 정전용량 측정부는 상기 센서부에 대해서 서로 수직인 두 방향으로 정전용량을 측정하는 정전용량 방식 터치 스크린 장치.In case of two capacitive measuring units, each capacitive measuring unit measures the capacitance in two directions perpendicular to each other with respect to the sensor unit. 물체가 접근하는 경우 센서부를 구성하는 복수의 센서들의 정전용량 변화를 검출하는 단계;Detecting a change in capacitance of the plurality of sensors constituting the sensor unit when the object approaches; 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 센서들 중 일부를 정전용량 측정부에 연결하는 단계; 및Connecting some of the sensors to a capacitance measurement unit according to a switch control sequence; And 상기 연결된 센서들의 정전용량을 측정하는 단계;Measuring capacitance of the connected sensors; 를 포함하는 정전용량 방식 터치 스크린의 물체 감지 방법.Object detection method of a capacitive touch screen comprising a. 제 6항에 있어서, 상기 연결 단계는, The method of claim 6, wherein the connecting step, 상기 스위치 컨트롤 시퀀스에 따라 상기 복수의 센서들을 다양한 조합으로 상기 정전용량 측정부에 연결하도록 스위치부를 제어하는 단계를 더 포함하는 정전용량 방식 터치 스크린의 물체 감지 방법.And controlling a switch unit to connect the plurality of sensors to the capacitive measurement unit in various combinations according to the switch control sequence. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 스위치 컨트롤 시퀀스 및 해당 스위치 컨트롤 시퀀스에 대한 측정된 정전용량을 기반으로 상기 접근한 물체의 3차원 좌표를 측정하는 단계를 더 포함하는 정전용량 방식 터치 스크린의 물체 감지 방법.And measuring the three-dimensional coordinates of the approached object based on the switch control sequence and the measured capacitance for the switch control sequence.
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