KR20100066268A - 터치 스크린 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 스크린 및 그 동작 방법을 제공한다. 이 터치 스크린은 물체의 접근 또는 접촉을 감지하는 감지부, 감지부의 신호를 입력받아 피드백 신호를 출력하는 제어부, 및 제어부의 피드백 신호를 입력받아 접촉된 위치에 자기력을 이용하여 촉각 피드백을 주는 촉각 피드백부를 포함하되, 촉각 피드백은 자기 쌍극자(magnetic dipole)의 자기력을 이용한다.
자기 쌍극자, 자기력, 터치 스크린, 피드백, 촉각

Description

터치 스크린 및 그 동작 방법{TOUCH SCREEN AND OPERATING METHOD OF THE SAME}
본 발명 터치 스크린 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 터치스크린에 손가락을 접촉하는 경우, 자기력을 이용하여 이에 따른 반발력을 줌으로서 사용자가 물체와의 접촉시 촉각 피드백을 제공하는 터치 스크린에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제관리번호: 2008-F024-01, 과제명: 모바일 플렉시블 입출력 플랫폼]
현재 출시되고 있는 개인용 보조 단말기(PDA) 및 휴대기기, 위치 확인 시스템(GPS), 노트북 등 컴퓨터 시스템, 키오스크(Kiosk), 체크-인 단말기, 네비게이션 시스템 등의 다양한 디스플레이 응용기기는 디스플레이 패널 상에 터치 스크린을 포함한다. 터치 스크린을 통해서 사용자는 데이터 항목 또는 동작을 위한 아이콘이나 그래픽을 확인한다, 터치 스크린을 손가락 등으로 누름으로써 데이터 항목 또는 동작을 선택할 수 있게 된다.
터치 스크린은 정전용량 방식(Capacitive Touchscreen)과 압력식(Resistive Touchscreen) 터치 스크린, 정전용량 방식 터치스크린에 강화유리를 접착하여 센서의 강도를 높인 터치 스크린, 저항막 터치 스크린, 표면 초음파 전도방식, 적외선 주사방식, 압력식 저항막 방식, 및 피에조 효과 방식 등 여러 가지 방식이 있다.
사람이 손가락 끝으로 물건을 만질 때 느끼는 촉각적 감각을 햅틱(haptic)이라고 한다. 상기 햅틱은 피부가 물체 표면에 닿아서 느끼는 택틸 피드백(tactile feedback)과 관절과 근육의 움직임이 방해될 때 느껴지는 키너스테틱 포스 피드백(kinesthetic force feedback)의 두 가지를 합쳐서 부르고 있다.
이러한 촉각 피드백은 사용자에게 진동을 전달하는 진동 부품들을 사용한다.　 간단한 진동기를 구동하는 것만으로 사용자에게 촉각 피드백을 제공하는 다양한 제품들이 출시되고 있다. 그러나, 이들 제품의 경우, 이미 내장돼 있는 편심 모터를 사용하여 진동을 발생시키기 때문에 손가락으로 누른 지점에서만 진동이 발생하는 게 아니라 휴대폰 전체가 단일 패턴으로 떨리게 된다. 그래서 사용자들은 좀 더 실제와 비슷한 느낌을 제공하는 피드백 기술을 갖춘 제품을 원하고 있으며, 여러 가지 기술들이 사용되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자기력을 이용하여 촉각 피드백을 주는 터치 스크린을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 자기력을 이용하여 촉각 피드백을 주는 터치 스크린의 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린은 물체의 접근 또는 접촉을 감지하는 감지부, 상기 감지부의 신호를 입력받아 피드백 신호를 출력하는 제어부, 및 상기 제어부의 피드백 신호를 입력받아 접촉된 위치에 자기력을 이용하여 촉각 피드백을 주는 촉각 피드백부를 포함하되, 상기 촉각 피드백은 자기 쌍극자(magnetic dipole)의 자기력을 이용한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 촉각 피드백부는 제1 자성부, 및 상기 제1 자성부와 수직으로 이격되어 배치된 제2 자성부를 포함하되, 상기 제1 자성부 및/또는 상기 제2 자성부는 코일을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 촉각 피드백부는 제1 자성부, 및 상기 제1 자성부와 수직으로 이격되어 배치된 제2 자성부를 포함하되, 상기 제2 자성부는 영구 자석을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감지부는 저항성, 용량성, 적외선, 표면탄성파 방식들 중에서 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 감지부는 하부 기판, 상기 하부 기판 상에 배치된 하부 전극, 상기 하부 기판에 대향하여 배치된 상부 기판, 상기 상부 기판의 하부면에 배치된 상부 전극, 및 상기 하부 기판과 상기 하부 기판의 사이에 일정한 간격을 유지하는 스페이서를 포함하되, 상기 촉각 피드백부는 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 촉각 피드백부는 제1 자성부, 및 상기 제1 자성부와 수직으로 이격되어 배치된 제2 자성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 자성부는 상기 하부 전극 상에 배치되고, 상기 제2 자성부는 상기 상부 전극 하부면에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 자성부는 상기 하부 전극의 주위의 상기 하부 기판 상에 배치되고, 상기 제2 자성부는 상기 상부 전극의 주위의 상기 상부 기판의 하부면에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 터치스크린은 디스플레이 패널 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린은 물체이 접근 또는 접촉을 감지하는 감지부, 상기 감지부의 신호를 입력받아 피드백 신호를 출력하는 제어부, 및 상기 제어부의 피드백 신호를 입력받아 접촉된 위치에 자기력을 이용하여 촉각 피드백을 주는 촉각 피드백부를 포함하고, 상기 촉각 피드백은 자기 쌍극자(magnetic dipole)의 자기력을 이용할 수 있다. 이 터치 스크린의 동작 방법은 접촉을 감지하는 단계, 접촉 여부 및 접촉 위치를 검출하는 하는 단계, 상기 접촉 위치에 촉각 피드백을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접촉 위치에 촉각 피드백을 제공하는 단계는 접촉 위치에 제1 촉각 피브백을 주는 단계, 접촉이 계속 유지되는지를 판단하는 단계, 및 상기 접촉 위치에 제2 촉각 피드백을 주는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 촉각 피드백은 인력일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 촉각 피드백은 척력일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 접촉 위치에 대응하는 디스 플레이 패널을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 터치 스크린은 자기력을 이용하는 촉각 피드백부를 포함하고, 상기 촉각 피드백부는 인력, 척력, 또는 진동을 국부적으로 제공할 수 있다.
종래기술에 따르면, 진동 이외의 촉각 피드백을 주는 터치 스크린 장치는 거의 전무한 실정이며, 현재 상품화하려는 대부분의 경우는 진동을 주는 방식으로 촉각 피드백을 주고 있다. 그렇지만 이러한 진동 피드백은 사람이 느끼기에 좋은 느낌의 촉각적인 피드백이 아니라는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린은 촉각 피드백은 접촉 지점에서만 진동 또는 압력을 발생시키는 촉각 피드백부를 포함하는 터치 스크린을 제공할 수 있다. 상기 촉각 피드백부는 자기력을 이용하여 인력, 척력, 또는 진동을 국부적으로 제공할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 서로 같은 극성을 가진 자성체를 이용한 터치 스크린 및 이를 이용한 촉각 피드백을 제공하는 터치 스크린의 구조 및 동작을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린을 설명하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 터치 스크린(100)은 물체의 접근 또는 접촉을 감지하는 감지부(150), 상기 감지부(150)의 신호를 입력받아 피드백 신호를 출력하는 제어부(미도시), 및 상기 제어부의 피드백 신호를 입력받아 접촉된 위치에 자기력을 이용하여 촉각 피드백을 주는 촉각 피드백부(140)를 포함한다. 상기 촉각 피드백은 마그네틱 다이폴(magnetic dipole)의 자기력을 이용한다.
상기 감지부(150)는 하부 기판(152), 상부 기판(154), 상기 하부 기판(152)과 상기 하부 기판(152) 사이에 개재된 스페이서(153)를 포함할 수 있다. 상기 스페이서(153)는 상기 하부 기판(152)의 상부 표면에 장착될 수 있다. 이에 따라, 상기 하부 기판(152)과 상기 상부 기판(154)은 일정한 간격을 유지할 수 있다. 상기 감지부(150)의 동작 방식은 용량성 방식에 한정되는 것은 아니고 다양하게 변형될 수 있다.
상기 하부 기판(152)은 투명한 유리, 플라스틱 또는 폴리머 재질을 포함할 수 있다. 상기 하부 기판(152)의 하부에는 디스플레이 패널(160)이 배치될 수 있다. 상기 하부 기판(152)의 상부 표면에는 하부 전극(156)이 배치될 수 있다. 상기 하부 전극(156)은 투명한 재료의 도전성 물질로 형성될 수 있다. 상기 하부 전극(156)은 제1 방향을 따라 라인 형태로 패터닝될 수 있다. 상기 하부 전극(156)은 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide:TCO)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 전극(156)은 ITO(Indium Tin Oxide), TAO(Tin Antinomy Oxide), TO(Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide), IZO, 및 탄소나노튜브 필름 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 상부 기판(154)은 투명한 유리, 플라스틱 또는 폴리머 재질일 수 있다. 상기 하부 기판(152)의 상부 표면과 대향하는 상기 상부 기판(154)의 하부 표면에는 신호 전극인 상부 전극(158)이 형성될 수 있다. 상기 상부 전극(158)은 투명한 재질의 전도성 물질일 수 있다. 상기 상부 전극(158)은 상기 제1 방향을 가로지르는 제2 방향을 따라 라인 형태로 패터닝될 수 있다. 상기 상부 기판(154)은 압력에 따라 신축되는 신장성을 가질 수 있다. 상기 터치 스크린(100)은 상기 디스플레이 패널(160)의 상부 표면에 장착될 수 있다. 상기 상부 전극(158)과 상기 하부 전극(156)의 교차점은 노드(node)를 형성할 수 있다.
상기 스페이서(153)는 상기 하부 기판(152)의 상부 표면에 장착될 수 있다. 상기 스페이서(153)는 상기 하부 기판에 형성된 상기 하부 전극들의 사이에 일정한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 스페이서(153)는 투명한 재질의 물질일 수 있다. 상기 스페이서(153)은 절연성을 가지는 것이 바람직하다. 상기 스페이서(153)은 상기 상부 기판의 하부 표면과 상기 하부 기판의 상부 표면에 사이에 개재되어, 상기 상부 기판(154)과 상기 하부 기판(152)의 사이에 일정한 간격을 유지 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 상부 전극(158)과 상기 하부 전극(156)의 정전용량의 변화를 감지하여 접촉 위치를 계산할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 상부 전극(158) 및 상기 하부 전극(156)은 판형일 수 있다. 상기 감지부(150)의 구조는 방식에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
상기 촉각 피드백부(140)는 2개의 자기 쌍극자 모멘트(magntic dipole moment)의 상호작용을 이용할 수 있다. 상기 촉각 피드백부(140)는 서로 수직으로 이격된 제1 자성부(142)와 제2 자성부(144)를 포함할 수 있습니다. 상기 제1 자성부(142)는 제1 코일을 포함할 수 있습니다. 상기 제2 자성부(144)는 영구자석 또는 제2 코일일 수 있다. 상기 영구자석은 자기 쌍극자로 취급될 수 있다. 상기 영구 자석은 동일한 자기 쌍극자 모멘트를 가지는 제2 코일로 치환될 수 있다. 상기 제1 자성부(142)의 제1 코일에 전류가 흐르면, 상기 제1 자성부(142)는 상기 제2 자성부(144)와 상호작용할 수 있다. 상기 영구 자석은 투명 자석일 수 있다. 상기 투명 자석은 이산화티탄ㆍ코발트 자성막을 포함할 수 있다. 상기 제1 코일 또는 상기 제2 코일은 투명 전도성 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1 자성부(142)와 상기 제2 자성부(144)의 상호 인덕턴스(L12)는 다음과 같이 표시될 수 있다.
Figure 112009016527914-PAT00001
상기 제1 자성부(142)와 상기 제2 자성부(144)는 서로 소정 거리 만큼 수직하게 이격될 수 있다. 상기 제1 자성부(142)와 상기 제2 자성부(144)의 상호 작용하는 힘은 가상변위(virtual displacement)의 원리에 의하여 구해질 수 있다.
상기 촉각 피드백부(140)의 동작은 두 개의 코일이 소정의 수직 거리 만큼 떨어진 것으로 해석될 수 있다. 상기 제1 자성부(142)와 상기 제2 자성부(144) 사이에 작용하는 힘은 코일의 전류의 방향에 따라 인력 또는 척력일 수 있다. 상기 제1 자성부(142)는 상기 하부 기판(152)에 장착되고, 상기 제2 자성부(144)는 상기 상부 기판(154)에 장착된 경우, 상기 제1 자성부(142)와 상기 제2 자성부(144)의 상호 작용에 의한 힘은 국소적인 척력, 인력, 또는 진동을 제공할 수 있다.
상기 제2 자성부(144)는 상기 제1 자성부(142)와 수직하게 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 자성부(142)는 상기 하부 전극 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 자성부(142)는 제1 코일을 포함할 수 있다. 상기 제1 코일은 투명한 전도성 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 자성부(142)와 상기 상부 전극(158)은 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 제1 자성부(142)의 자기 쌍극자 모멘트의 방향과 상기 제2 자성부(144)의 자기 쌍극자 모멘트의 방향은 서로 평행할 수 있다.
상기 제2 자성부(144)는 상기 상부 전극(158)의 하부면에 배치될 수 있다. 상기 제2 자성부(144)는 영구자석 또는 제2 코일을 포함할 수 있다. 상기 영구 자석은 투명 자석일 수 있다. 상기 영구 자석의 자화 방향은 상기 상부 기판(154)에 수직한 방향일 수 있다. 상기 제2 코일은 투명한 전도성 물질로 형성될 수 있다. 상기 제2 자성부(144)와 상기 상부 전극(158)은 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 제2 자성부(144)는 신축성을 가진 물질일 수 있다. 상기 상부 기판(154)에 압력이 인가되는 경우, 상기 상부 전극(158) 및 상기 제2 자성부(144)는 압력에 따라 휘어질 수 있다. 이에 따라, 상기 상부 전극(158)과 상기 하부 전극(156) 사이의 정전 용량은 변화할 수 있다. 상기 정전 용량의 변화는 상기 제어부에 의하여 감지될 수 있다. 상기 제어부는 상기 압력이 인가된 지점 및/또는 상기 정전 용량의 변화 정도를 계산할 수 있다. 상기 제어부는 디스플레이 패널(160)의 위치에 관한 정보를 제공할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 촉각 피드백부(140)에 피드백 신호를 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부의 피드백 신호는 상기 제1 자성부(142)에 제공될 수 있다. 상기 촉각 피드백부(140)는 접촉 위치에서 국부적으로 촉각 피드백을 제공할 수 있다.
상기 촉각 피드백부(140)는 종래의 터치 스크린 또는 터치 패드에 내재되거나, 종래의 터치 스크린 상부 또는 하부에 배치될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저항막 방식의 터치 스크린을 설명하는 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 터치 스크린(100)은 물체의 접근 또는 접촉을 감지하는 감지부(150), 상기 감지부(150)의 신호를 입력받아 피드백 신호를 출력하는 제어부(미도시), 및 상기 제어부의 피드백 신호를 입력받아 접촉된 위치에 자기력을 이용하여 촉각 피드백을 주는 촉각 피드백부(140)를 포함한다. 상기 촉각 피드백은 마그네틱 다이폴(magnetic dipole)의 자기력을 이용한다.
상기 감지부(150)는 하부 기판(152), 상부 기판(154), 상기 하부 기판(152)과 상기 하부 기판(152) 사이에 개재된 스페이서(153)를 포함할 수 있다. 상기 스페이서(153)는 상기 하부 기판(152)의 상부 표면에 장착될 수 있다. 이에 따라, 상기 하부 기판(152)과 상기 상부 기판(154)은 일정한 간격을 유지할 수 있다. 상기 하부 기판(152) 상에 하부 전극(156)이 배치될 수 있다. 상기 상부 기판(154)의 하부면에는 상부 전극(158)이 배치될 수 있다. 상기 하부 전극(156) 상에 상기 스페이서가 장착될 수 있다. 상기 감지부(150)는 저항막 방식일 수 있다. 상기 하부 전극(156) 및 상기 상부 전극(158)은 판형일 수 있다. 상기 하부 전극(156)의 양측에는 하부 전극 패드들(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 상부 전극(158)의 다른 양측에는 상부 전극 패드들(미도시)가 배치될 수 있다.
상기 촉각 피드백부(140)는 서로 이격되어 배치된 제1 자성부(142)와 제2 자성부(144)를 포함할 수 있다. 상기 제1 자성부(142)는 상기 하부 전극(156) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 자성부(142)와 상기 하부 전극(156)은 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 제2 자성부(144)는 상기 상부 전극(158)의 하부면에 배치될 수 있다. 상기 제1 자성부(142)와 상기 제2 자성부(144)는 외부의 접촉이 없는 경우 서로 일정한 간격을 유지할 수 있다. 상기 제2 자성부(144)는 영구 자석일 수 있다. 상기 제1 자성부(142)는 코일일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항막 방식의 터치 스크린을 설명하는 도면이이다.
도 2b 및 도 3을 참조하면, 상기 상부 기판(154)에 손가락 등에 의하여 터치 이벤트(touch event)가 발생하는 경우, 상기 감지부(150)는 상기 터치 이벤트를 상기 제어부에 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 터치 이벤트는 손가락이나 펜이 누르면, 상기 상부 기판(154)의 상기 상부 전극(158)과 상기 하부 기판(152)의 상기 하부 전극(156)이 서로 접촉한다. 하부 전극 패드들(157) 사이에 전압(Vx)를 인가하면, 상기 하부 전극 패드들(157) 사이에 저항면에 전압 구배(분배)가 발생한다. 제어부는 이 전압을 상부 전극 패드(159)를 통하여 읽어 x 축의 입력 위치를 계산할 수 있다. 이어서, 상기 상부 전극 패드들(159) 사이에 전압(Vy)를 인가하면, 상기 상부 전극 패드들(159) 사이에 저항면에 전압 구배가 발생한다. 상기 제어부는 이 전압을 상기 하부 전극 패드(157)를 통하여 읽어 y 축의 입력 위치를 계산할 수 있다. 상기 전극 패드들(157,159)의 구조는 5선식, 8선식 등으로 변형될 수 있다.
상기 제어부는 터치 이벤트가 발생한 위치를 검출하여, 상기 촉각 피디백부(140)를 구동할 수 있다. 상기 촉각 피드백부(140)는 상기 손가락 등에 인력, 척력, 또는 진동의 되먹임을 줄 수 있다.
예를 들어, 상기 터치 이벤트가 발생한 경우, 상기 제어부는 상기 촉각 피드백부(140)에 인력을 발생시키는 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 자성부(142)와 상기 제2 자성부(144)는 서로 접촉할 수 있다. 즉, 상기 손가락은 상기 터치 이벤트가 발생한 경우 아주 쉽게 눌러지는 감각을 느낄 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 자성부(142)의 코일에 전류가 흐르는 경우, 상기 제1 자성부(142)와 상기 제2 자성부의 영구 자석과 인력의 상호 작용이 제공될 수 있다.
도 2c를 참조하면, 상기 상부 전극(158)과 상기 하부 전극(156)이 접촉한 경우, 상기 제어부는 상기 촉각 피드백부(140)에 척력을 발생시키는 신호를 전송할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 자성부(142)와 상기 제2 자성부(144)는 서로 떨어질 수 있다. 결국, 상기 손가락 등은 상기 촉각 피드백부(140)에 의한 강한 반박력의 촉감 피드백을 받을 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따른 상기 촉각 피드백을 주는 방식은 진동 등을 포함하여 다양하게 변형될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따른 정전 용량 방식의 터치 스크린의 단면도이다.
도 4을 참조하면, 터치 스크린(100)은 물체의 접근 또는 접촉을 감지하는 감지부(150), 상기 감지부(150)의 신호를 입력받아 피드백 신호를 출력하는 제어부(미도시), 및 상기 제어부의 피드백 신호를 입력받아 접촉된 위치에 자기력을 이용하여 촉각 피드백을 주는 촉각 피드백부(140)를 포함한다. 상기 촉각 피드백은 마그네틱 다이폴(magnetic dipole)의 자기력을 이용한다.
상기 감지부(150)는 하부 기판(152), 상부 기판(154), 상기 하부 기판(152)과 상기 하부 기판(152) 사이에 개재된 스페이서(153)를 포함할 수 있다. 상기 스페이서(153)는 상기 하부 기판(152)의 상부 표면에 장착될 수 있다. 이에 따라, 상기 하부 기판(152)과 상기 상부 기판(154)은 일정한 간격을 유지할 수 있다. 상기 하부 기판(152) 상에 하부 전극(156)이 배치될 수 있다. 상기 상부 기판(154)의 하부면에는 상부 전극(158)이 배치될 수 있다. 상기 감지부(150)는 터치 이벤트가 발생한 경우 상기 하부 전극(156)과 상기 상부 전극 사이의 정전용량의 변화를 감지할 수 있다.
상기 촉각 피드백부(140)는 서로 이격되어 배치된 제1 자성부(142)와 제2 자성부(144)를 포함할 수 있다. 상기 제1 자성부(142)는 상기 하부 기판(152) 상에서 상기 하부 전극(156)의 주위에 배치될 수 있다. 상기 제1 자성부(142)와 상기 하부 전극(156)은 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 상기 제2 자성부(144)는 상기 상부 기판(154)의 하부면에서 상기 상부 전극(158)의 주위에 배치될 수 있다.
상기 터치 스크린(100)은 디스플레이 패널(160)의 상부 표면에 장착될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 스크린을 설명하는 개념도이다.
도 5를 참조하면, 터치 스크린(100)은 물체의 접근 또는 접촉을 감지하는 감지부(150), 상기 감지부(150)의 신호를 입력받아 피드백 신호를 출력하는 제어부(200), 및 상기 제어부(200)의 피드백 신호를 입력받아 접촉된 위치에 자기력을 이용하여 촉각 피드백을 주는 촉각 피드백부(140)를 포함한다. 상기 촉각 피드백은 마그네틱 다이폴(magnetic dipole)의 자기력을 이용한다.
사용자가 상기 감지부(150)에 접촉한다. 상기 제어부(200)는 상기 감지부(150)의 출력 신호를 입력받아 감지 여부 및 위치 정보를 계산하고, 피드백 신호 를 출력할 수 있다. 상기 제어부(200)는 사용자의 접촉이 감지될 경우, 디스플레이스 패널(160) 및/또는 촉각 피드백부(140)에 피드백 신호를 제공할 수 있다. 상기 촉각 피드백부(140)는 상기 피드백 신호를 이용하여 촉각 피브백을 제공할 수 있다. 상기 촉각 피드백부(140), 상기 감지부(150), 및 상기 디스플레이 패널(160)은 서로 중첩되도록 배치될 수 있다. 상기 촉각 피드백부(140)는 상기 감지부(150) 내부에 내장될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 사용자는 감지부(150)에 접촉할 수 있다. 이에 따라, 상기 감지부(150)는 출력 신호를 제어부(200)에 제공할 수 있다(S100). 상기 제어부(200)는 상기 감지부(150)의 출력 신호를 이용하여 사용자의 접촉 유무 및/또는 접촉점의 위치 정보를 검출할 수 있다(S110). 상기 제어부(200)는 사용자의 접촉이 감지될 경우, 촉각 피드백부(140)를 통하여 접촉 위치에 촉각 피드백을 제공할 수 있다(S120). 상기 촉각 피드백은 제1 촉각 피드백 및 제2 촉각 피드백을 포함할 수 있다. 상기 제1 촉각 피드백은 상기 사용자의 접촉이 감지된 경우 접촉 위치에 제공되는 인력일 수 있다(S122). 또한, 상기 제어부(200)는 디스플레이 패널(160)에 피드백 신호를 제공할 수 있다(S130). 상기 제1 촉각 피드백은 상기 접촉 지점이 함몰하는 인력일 수 있다.
상기 제어부(200)는 사용자가 접촉할 계속하고 있는지 여부를 판단할 수 있다(S124). 사용자가 계속해서 접촉하고 있는 경우, 상기 제어부(200)는 상기 촉각 피드백부(140)를 통하여 사용자에게 접촉 위치에서 제2 촉각 피드백을 제공할 수 있다(S126). 상기 제2 촉각 피브백은 척력 또는 응답 반발력일 수 있다. 반면, 사용자가 접촉을 종료한 경우, 상기 감지부(150)는 초기 상태로 변화될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 자기력을 이용하여 상기 촉각 피드백을 주는 방식은 다양하게 변형될 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린을 설명하는 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 스크린을 설명하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항막 방식의 터치 스크린을 설명하는 도면이이다.
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 따른 터치 스크린의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 터치 스크린을 설명하는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 스크린의 동작 방법을 설명하는 흐름도이다.

Claims (14)

  1. 물체의 접근 또는 접촉을 감지하는 감지부;
    상기 감지부의 신호를 입력받아 피드백 신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어부의 피드백 신호를 입력받아 접촉된 위치에 자기력을 이용하여 촉각 피드백을 주는 촉각 피드백부를 포함하되,
    상기 촉각 피드백은 자기 쌍극자(magnetic dipole)의 자기력을 이용하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 촉각 피드백부는:
    제1 자성부; 및
    상기 제1 자성부와 수직으로 이격되어 배치된 제2 자성부를 포함하되,
    상기 제1 자성부 및/또는 상기 제2 자성부는 코일을 포함하는 것 특징으로 하는 터치 스크린.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 촉각 피드백부는:
    제1 자성부; 및
    상기 제1 자성부와 수직으로 이격되어 배치된 제2 자성부를 포함하되,
    상기 제2 자성부는 영구 자석을 포함하는 것 특징으로 하는 터치 스크린.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 감지부는 저항성 또는 용량성 방식들 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 감지부는:
    하부 기판;
    상기 하부 기판 상에 배치된 하부 전극;
    상기 하부 기판에 대향하여 배치된 상부 기판;
    상기 상부 기판의 하부면에 배치된 상부 전극; 및
    상기 하부 기판과 상기 하부 기판의 사이에 일정한 간격을 유지하는 스페이서를 포함하되,
    상기 촉각 피드백부는 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 촉각 피드백부는:
    제1 자성부; 및
    상기 제1 자성부와 수직으로 이격되어 배치된 제2 자성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 자성부는 상기 하부 전극 상에 배치되고,
    상기 제2 자성부는 상기 상부 전극 하부면에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 자성부는 상기 하부 전극의 주위의 상기 하부 기판 상에 배치되고,
    상기 제2 자성부는 상기 상부 전극의 주위의 상기 상부 기판의 하부면에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 터치스크린은 표시소자 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
  10. 물체의 접근 또는 접촉을 감지하는 단계;
    접촉 여부 및 접촉 위치를 검출하는 하는 단계; 및
    상기 접촉 위치에 촉각 피드백을 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 촉각 피드백은 자기 쌍극자(magnetic dipole)의 자기력을 이용하는 터치 스크린의 동작 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 접촉 위치에 촉각 피드백을 제공하는 단계는
    접촉 위치에 제1 촉각 피브백을 주는 단계;
    접촉이 계속 유지되는지를 판단하는 단계; 및
    상기 접촉 위치에 제2 촉각 피드백을 주는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린의 동작 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 촉각 피드백은 인력인 것을 특징으로 하는 터치 스크린의 동작 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제2 촉각 피드백은 척력인 것을 특징으로 하는 터치 스크린의 동작 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 접촉 위치에 대응하는 디스 플레이 패널을 제어하는 단계를 더 포함하 는 것을 특징으로 하는 터치 스크린의 동작 방법.
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