KR20100099614A - 선형으로 변화되는 주파수를 이용한 터치 감지 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

선형으로 변화되는 주파수를 이용한 터치 감지 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 정전 용량 변화를 수신하여, 정전 용량 변화를 주파수로 발진하고, 발진된 주파수를 카운트하여, 카운트된 값을 미리 설정된 값과 비교하여 터치 여부를 판단하되, 발진되는 주파수는 시간에 따라 선형으로 변화되는 주파수이다.

본 발명에 따르면, 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있어 터치를 정확하게 감지할 수 있는 장점이 있다.

터치, 센서, 노이즈, 선형, 정전용량, 주파수

Description

선형으로 변화되는 주파수를 이용한 터치 감지 장치 및 방법{Apparatus and method for sensing touch using frequency changing linear}

본 발명은 터치 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정전 용량 방식의 터치 감지 장치에서 선형으로 변화되는 주파수를 이용하여 노이즈의 제거가 용이하게 이루어질 수 있는 터치 감지 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 많은 전기/전자 장치의 동작을 제어하기 위한 입력 수단으로서 터치 센서와 같은 터치를 감지하는 장치를 이용한 터치 입력 장치가 존재하며 개발되고 있다.

원칙적으로 터치 감지 장치는 터치 자체를 인식하는 장치이고, 터치 입력 장치는 터치 감지를 수행하여 감지된 터치를 신호로 출력하여 입력 수단으로 이용되는 장치이나 실제로 큰 구별없이 사용되고 있다.

한편, 이러한 터치 감지를 이용하는 방법은 다양하나 실제로 터치가 이루어지는 감지부에 전극을 설치하고 감지부를 손가락 등으로 터치하면 정전 용량 변화를 감지하여 이를 신호로 마이크로프로세서나 마이크로컴퓨터 등에 전달하는 방법 등이 널리 사용된다.

또한, 직접 접촉되지 않는 경우에도 근접한 경우 미세한 전류를 감지하여 이를 이용하기도 하나 이하에서는 설명의 편의를 위치 모두 터치 또는 접촉이라는 용어를 사용하기로 한다.

이러한 종래의 터치 감지 방법은 종래의 기계식 버튼의 누름에 의한 입력 방법과 비교하여 입력이 용이하고 기계적 동작을 포함하지 않아 기계적 마모의 염려가 없는 이점이 있어 최근 그 이용 범위가 확대되고 있다.

한편, 이러한 터치 감지 장치의 경우에도 전기적 신호에 의해 동작하게 되므로 주변의 전기장이나 자기장 등의 영향에 의해 오동작하게 되는 경우가 발생하며 이러한 터치 감지 장치에 의도하지 않게 영향을 미치는 전기적 영향을 노이즈(noise)라고 칭한다.

이러한 노이즈의 제거를 위한 다양한 방법이 개발되어 제안되고 있으나 주변의 다양한 전기/전자 장치가 증가함에 따라 노이즈의 종류와 양이 크게 증가되어 효과적으로 노이즈를 제거하지 못하는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있는 터치 감지 장치 및 방법을 제안하는 것이다.

또한, 노이즈의 효과적인 제거로 보다 정확한 터치의 감지가 가능한 터치 감지 장치 및 방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 의하면, 터치 입력을 감지하는 방법이 제공된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 터치를 감지하는 방법에 있어서, 정전 용량 변화를 수신하는 단계(a); 상기 정전 용량 변화를 주파수로 발진하는 단계(b); 상기 발진된 주파수를 카운트하는 단계(c); 및 상기 카운트된 값을 미리 설정된 값과 비교하여 터치 여부를 판단하는 단계(d)를 포함하되, 상기 단계(b)에서 발진되는 주파수는 시간에 따라 선형으로 변화되는 주파수인 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법이 제공된다.

상기 단계(b) 내지 (d)는 적어도 2개의 주파수에 대하여 수행될 수 있다.

또한, 상기 적어도 2개의 주파수는 시분할된 주파수일 수 있으며, 상기 시분할된 주파수 중 적어도 하나는 미리 설정된 시간만큼 느린 주파수일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 터치 감지 장치가 제공된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 터치를 감지하는 장치에 있어서, 정 전 용량 변화를 주파수로 발진하는 주파수 발진부; 상기 발진된 주파수를 카운트하는 주파수 카운터부; 및 상기 카운트된 값을 미리 설정된 값과 비교하여 터치 여부를 판단하는 비교부를 포함하되, 상기 주파수 발진부는 시간에 따라 선형으로 변화되는 주파수를 발진하는 것을 특징으로 하는 터치 감지 장치가 제공된다.

상기 주파수 발진부는 적어도 2개의 주파수를 발진하고, 상기 주파수 카운터부, 상기 시간 측정부 및 상기 비교부는 상기 발진된 적어도 2개의 주파수에 대하여 상기 주파수 카운트, 상기 목표 카운트값 도달 시간 측정 및 상기 특정 키에 해당하는 목표 카운트값 도달 시간 정보와 상기 시간 측정부에서 측정된 목표 카운트값 도달 시간의 비교를 수행할 수 있다.

또한, 상기 적어도 2개의 주파수는 시분할된 주파수일 수 있으며, 상기 시분할된 주파수 중 적어도 하나는 미리 설정된 시간만큼 느린 주파수일 수 있다.

상기 주파수 발진부는, 트랜지스터(transistor)를 포함하고, 상기 주파수 발진부가 시간에 따라 선형으로 변화되는 주파수를 발진하는 것은 상기 트랜지스터에 시간에 따라 변화되는 전압을 인가하여 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면 터치 입력을 감지할 수 있는 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 터치를 감지하는 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서, 정전 용량 변화를 수신하는 단계(a); 상기 정전 용량 변화를 주파수로 발진하는 단계(b); 상기 발진된 주파수를 카운트 하는 단계(c); 및 상기 카운트된 값을 미리 설정된 값과 비교하여 터치 여부를 판단하는 단계(d)를 포함하되, 상기 단계(b)에서 발진되는 주파수는 시간에 따라 선형으로 변화되는 주파수인 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체가 제공된다.

상기 단계(b) 내지 (d)는 적어도 2개의 주파수에 대하여 수행될 수 있다.

또한, 상기 적어도 2개의 주파수는 시분할된 주파수일 수 있으며, 상기 시분할된 주파수 중 적어도 하나는 미리 설정된 시간만큼 느린 주파수일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 선형으로 변화되는 주파수를 이용한 터치 감지 장치 및 방법에 의하면, 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.

또한, 노이즈를 효과적으로 제거할 수 있어 터치를 정확하게 감지할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

먼저 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에서 선형 주파수를 이용하여 노이즈를 제거하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 1은 종래의 노이즈 제거를 위해 이용되는 주파수의 변화를 예시하여 도시 한 그래프이고, 도 2는 본 발명의 노이즈 제거를 위해 이용되는 주파수의 변화를 예시하여 도시한 그래프이다.

정전 용량 방식의 터치 감지 장치에서는 터치에 의해 변화되는 전류값에 의해 발생되는 충방전 신호를 주파수로 발진한다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 정전 용량 방식의 터치 감지 장치에서 노이즈의 제거를 위해 시간이 흐름에 따라 미리 설정된 일정한 대역의 주파수로 변화되도록 하여 특정 주파수의 노이즈에 의한 간섭을 방지하도록 한다.

도 1의 예시에서 살펴보면, t1이라는 시간 동안은 f1이라는 주파수를 발진하도록 하고, t1~t2까지의 시간 동안은 f2라는 주파수를 발진하도록 함으로써 만약 f1과 같은 주파수의 노이즈로 인해 터치 감지 장치가 오동작하는 것을 방지되도록 한다.

그러나 이러한 종래의 주파수 변화를 통한 노이즈 제거 방법은 노이즈의 종류가 많이 않은 경우 이를 효과적으로 제거할 수 있으나, 최근 다양한 전기/전자 장치의 이용으로 발생되는 수많은 주파수의 노이즈를 모두 제거하기는 어렵다.

이에 비해 본 발명에 의한 주파수의 변화는 도 2에 도시된 바와 같이 시간의 흐름에 따라 주파수를 선형적으로 변화하여 생성되도록 한다.

이러한 선형으로 변화되는 주파수의 생성은 터치 감지 장치에 포함되는 주파수를 발진하는 주파수 발진부에 포함되는 트랜지스터에 시간마다 변화하는 전압을 인가하여 선형으로 변화하는 주파수를 생성하도록 하는 것이 가능하다.

이러한 선형으로 변화되는 주파수의 생성으로 시간에 따라 주파수가 변화하게 되므로 다양한 주파수의 노이즈에 대해서 터치 감지 장치가 간섭을 받지 않을 수 있게 된다.

이러한 선형으로 변화되는 주파수를 이용한 노이즈의 간섭으로부터 영향을 최소화하는 것에 대해 도 3을 참조하여 보다 상세하게 살펴보기로 한다.

도 3은 종래의 노이즈 제거를 위해 이용되는 주파수의 변화와 본 발명의 노이즈 제거를 위해 이용되는 주파수의 변화를 비교하여 예시한 그래프이다.

도 3에 도시된 바와 같이 종래의 도 1과 같은 주파수의 변화의 경우 예를 들어 도 3의 fn과 같은 주파수의 노이즈의 입력에 대해서는 효과적으로 노이즈로부터의 간섭을 제거할 수 있다.

그러나 만약 주파수가 f2인 노이즈가 입력되는 경우 도 1의 도시에서 살펴보는 바와 같이 t1~t2이라는 시간 동안은 터치 감지 장치가 노이즈의 간섭에 의해 오동작하거나 터치를 인식하지 못하게 되는 문제점이 발생된다.

이에 비해 본 발명의 선형으로 변화되는 주파수의 경우 fn의 주파수를 가진 노이즈이든지 f2의 주파수를 가진 주파수이든지 tn이나 t2라는 그 순간의 시간 동안만 노이즈에 의한 간섭을 받게 되는 것이 된다.

따라서 아무리 다양하고 많은 종류의 주파수를 가진 노이즈가 터치 감지 장치 주변에 존재한다 하더라도 이러한 노이즈의 간섭으로 인한 영향을 최소화하면서 터치 여부를 판단할 수 있는 것이다.

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 구성을 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치는 주파수 발진부(400), 주파수 카운터부(410), 비교부(420) 및 저장부(430)를 포함할 수 있다.

주파수 발진부(400)는 정전 용량 변화와 이에 다른 커패시티의 충방전 신호를 주파수로 발진한다. 특히 본 발명에 따른 주파수 발진부(400)는 주파수를 전술한 바와 같이 선형으로 변화되는 주파수로 생성하여 특정 주파수의 노이즈 간섭으로부터 영향을 최소화할 수 있도록 한다.

이러한 주파수 발진부(400)에서의 선형으로 변화되는 주파수를 발진하는 것은 전술한 바와 같이 주파수 발진부(400)에 포함되는 트랜지스터에 전압을 인가하여 선형으로 변화되는 주파수를 생성되게 할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

주파수 카운터부(410)는 주파수 발진부(400)에서 발진된 주파수를 카운트하고 비교부(420)에서 주파수 카운터부(400)에서 카운트된 값을 미리 설정된 기준값과 비교하여 터치 여부를 판단한다.

저장부(430)는 주파수 카운터부(410)에서 카운트된 값과 비교되는 미리 설정된 기준값을 저장한다.

한편, 도 4에서는 미도시하였으나 비교부(420)에서의 판단 결과 임계값 이상 또는 이하인 경우 터치로 판단되는 경우 터치 신호를 출력하는 출력부 등을 더 포 함할 수 있다.

또한, 본 발명에 포함되는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치에 포함되는 주파수 발진부(400)는 시분할된 적어도 2개의 주파수를 발진하고, 주파수 카운트부(410) 및 비교부(420)는 발진된 적어도 2개의 주파수에 대해 주파수의 카운트 및 미리 설정된 기준값과의 비교를 수행할 수 있다.

이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시에에 따른 터치 감지 방법이 수행되는 순서를 살펴보기로 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 방법이 수행되는 순서를 도시한 순서도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 정전 용량 변화가 검출되어 입력되면(S500), 정전 용량의 변화를 주파수로 발진한다(S502).

전술한 바와 같이 특히 본 발명에 따른 주파수의 발진은 선형으로 변화되는 주파수로 발진되어 특정 주파수의 노이즈 간섭으로부터 영향을 최소화할 수 있도록 한다.

그리고 발진된 주파수에 대하여 카운트를 수행하고(S504), 미리 설정된 기준값과의 비교를 통해 터치 여부를 판단한다(S506).

본 발명에 의한 터치 감지 방법은 하나의 주파수뿐만 아니라 2개 이상의 주파수 즉 복수개의 주파수를 발진하여 각각의 주파수를 카운트하여 각각의 주파수 변화를 통해 터치를 판단하는 경우에도 이용될 수 있음은 전술한 바와 같다.

한편, 이러한 본 발명에 의한 터치 감지 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크, 광자기디스크 등)에 저장될 수 있다.

상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

도 1은 종래의 노이즈 제거를 위해 이용되는 주파수의 변화를 예시하여 도시한 그래프.

도 2는 본 발명의 노이즈 제거를 위해 이용되는 주파수의 변화를 예시하여 도시한 그래프.

도 3은 종래의 노이즈 제거를 위해 이용되는 주파수의 변화와 본 발명의 노이즈 제거를 위해 이용되는 주파수의 변화를 비교하여 예시한 그래프.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 장치의 구성을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 터치 감지 방법이 수행되는 순서를 도시한 순서도.

Claims (10)

1. 터치를 감지하는 방법에 있어서,

   정전 용량 변화를 수신하는 단계(a);

   상기 정전 용량 변화를 주파수로 발진하는 단계(b);

   상기 발진된 주파수를 카운트하는 단계(c); 및

   상기 카운트된 값을 미리 설정된 값과 비교하여 터치 여부를 판단하는 단계(d)를 포함하되,

   상기 단계(b)에서 발진되는 주파수는 시간에 따라 선형으로 변화되는 주파수인 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 단계(b) 내지 (d)는 적어도 2개의 주파수에 대하여 수행되는 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 적어도 2개의 주파수는 시분할된 주파수인 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 시분할된 주파수 중 적어도 하나는 미리 설정된 시간만큼 느린 주파수인 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법.
5. 터치를 감지하는 장치에 있어서,

   정전 용량 변화를 주파수로 발진하는 주파수 발진부;

   상기 발진된 주파수를 카운트하는 주파수 카운터부; 및

   상기 카운트된 값을 미리 설정된 값과 비교하여 터치 여부를 판단하는 비교부를 포함하되,

   상기 주파수 발진부는 시간에 따라 선형으로 변화되는 주파수를 발진하는 것을 특징으로 하는 터치 감지 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 주파수 발진부는 적어도 2개의 주파수를 발진하고, 상기 주파수 카운터부, 상기 시간 측정부 및 상기 비교부는 상기 발진된 적어도 2개의 주파수에 대하여 상기 주파수 카운트, 상기 목표 카운트값 도달 시간 측정 및 상기 특정 키에 해 당하는 목표 카운트값 도달 시간 정보와 상기 시간 측정부에서 측정된 목표 카운트값 도달 시간의 비교를 수행하는 것을 특징으로 하는 터치 감지 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 적어도 2개의 주파수는 시분할된 주파수인 것을 특징으로 하는 터치 감지 장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 시분할된 주파수 중 적어도 하나는 미리 설정된 시간만큼 느린 주파수인 것을 특징으로 하는 터치 감지 장치.
9. 제5항에 있어서,

   상기 주파수 발진부는,

   트랜지스터(transistor)를 포함하고, 상기 주파수 발진부가 시간에 따라 선형으로 변화되는 주파수를 발진하는 것은 상기 트랜지스터에 시간에 따라 변화되는 전압을 인가하여 수행되는 것을 특징으로 하는 터치 감지 장치.
10. 터치를 감지하는 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체에 있어서,

    정전 용량 변화를 수신하는 단계(a);

    상기 정전 용량 변화를 주파수로 발진하는 단계(b);

    상기 발진된 주파수를 카운트하는 단계(c); 및

    상기 카운트된 값을 미리 설정된 값과 비교하여 터치 여부를 판단하는 단계(d)를 포함하되,

    상기 단계(b)에서 발진되는 주파수는 시간에 따라 선형으로 변화되는 주파수인 것을 특징으로 하는 터치 감지 방법을 구현하기 위한 프로그램을 기록한 기록매체.

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