KR20110092440A - 터치 패드 및 이를 이용한 멀티 터치 인식 방법 - Google Patents

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KR20110092440A
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Abstract

본 발명은 터치스크린 장치의 터치 패드를 이용하여 멀티 터치를 인식하는 기법에 관한 것으로, 터치 패드가 활성화된 상태에서 상위 레이어 패드의 각 패턴 라인을 순차적으로 활성화시키면서 하위 레이어 패드를 이용하여 전기 용량값을 측정하고, 물체의 접촉 시 변경된 전기 용량값을 그 좌표값에 따라 배열하여 매트릭스 방식의 센싱 데이터를 검출하며, 검출된 센싱 데이터에 대응하는 적어도 하나의 실제 좌표값을 검출한 후에, 검출된 실제 좌표값에 대응하는 동작 제어를 수행할 수 있다.

Description

터치 패드 및 이를 이용한 멀티 터치 인식 방법{TOUCH PAD AND MUlTI-TOUCH RECOGNITION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 터치 패드를 이용하여 멀티 터치를 인식하는 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전용량 방식의 터치 패드를 통해 센싱된 데이터를 이용하여 물체의 멀티 터치를 인식하는데 적합한 터치 패드 및 이를 이용한 멀티 터치 인식 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 최근들어 프로세서 기술의 급격한 발전과 메모리 용량의 증가 그리고 멀티미디어 부호화 기술의 발전에 힘입어 핸드폰, PDA(personal digital assistants) 등과 같은 휴대용 단말기에 포함되는 기능이 점점 더 다양화되고 있고, 이와 함께 휴대용 단말기에 구비된 기능을 활용하기 위한 메뉴도 증가하고 있으며, 이로 인해 종래의 고정적 매트릭스 배열을 가지는 키패드만으로는 휴대용 단말기에 구비된 다양한 기능을 활용하기가 부적합하게 되었다.
또한, 최근에는 휴대용 단말기에 구비된 응용프로그램이 숫자나 텍스트 기반의 인터페이스에서 그래픽 기반의 인터페이스로 변화하면서 종래의 숫자, 문자 또는 방향키만으로는 그래픽 기반의 응용프로그램을 효율적으로 사용할 수 없게 되었고, 휴대용 단말기가 멀티미디어 재생 및 휴대 인터넷 기능 등과 같은 다양한 영상 표시 기능을 구비하면서 더 넓은 가시화면을 구비한 디스플레이 장치에 대한 요구가 증가하게 되었다.
이에 따라, 최근에는 별도의 키패드를 구비하지 않고 입력과 디스플레이를 하나의 장치에서 동시에 수행할 수 있는 터치스크린이 휴대용 단말기에 채용되고 있는데, 터치스크린은 디스플레이 영역에 표시된 버튼 또는 그래픽 개체를 손가락 또는 펜으로 접촉하는 것만으로 대화적이고 직감적으로 휴대용 단말기를 사용할 수 있기 때문에 입력 작업이 간결해지고, 입력을 위해 표시되는 인터페이스 개체가 해당 응용 프로그램에 최적화되어 표시되기 때문에 사용자가 입력 인터페이스를 보다 쉽게 인지하여 입력이 용이하다는 장점이 있다.
또한, 터치스크린은 디스플레이 장치와 터치 패드가 일체형으로 설치되기 때문에 종래의 휴대용 단말기와 같이 키패드 설치 공간을 별도로 구비하지 않아도 되어 더 큰 가시화면을 가지는 디스플레이 장치를 휴대용 단말기에 채용할 수 있는 장점이 있다.
이러한 터치스크린은 구동 방식에 따라 예를 들면, 접촉식 정전용량 방식, 적외선 광 감지 방식, 표면 초음파 방식, 압전 방식, 적분식 장력 측정 방식, 저항막 방식 등이 있는데, 정전용량 방식의 경우 예를 들면, X*Y 축별로 표현되는 센싱 데이터를 이용하여 터치스크린의 각종 동작 제어를 수행하게 된다.
한편, 도 1a 및 도 1b는 종래에 따른 정전용량 방식의 터치 패드를 예시한 도면이고, 도 2a 및 도 2b는 종래에 정전용량 방식의 터치 패드에 물체가 접촉될 경우 센싱 데이터를 예시한 도면으로, 정전 용량 방식의 터치 패드에서는 아래의 수학식 1에 따라 물체의 접촉을 인식할 수 있다.
Figure pat00001
여기에서, τ는 RC 회로에서의 시정수를 의미하고, R은 터치 패드의 저항을 의미하며, Cp는 터치 패드의 전기 용량을 의미하고, Cf는 터치한 물체의 전기 용량을 의미하는데, 터치 패드에 어떤 물체가 접근하면 Cf의 값이 변하여 시정수가 변경되고, 이러한 시정수를 지속적으로 측정하여 물체의 접촉 여부를 판단할 수 있다.
한편, 종래에 정전 용량 방식의 터치 패드는 도 1a에 도시한 바와 같이 다이아몬드 타입 패턴을 가지거나 도 1b에 도시한 바와 같이 레이어 바 타입 패턴을 갖는데, 이러한 터치 패드에 어떤 물체가 터치 패드에 접촉될 경우 X축의 센싱 데이터는 도 2a에 도시한 바와 같이 Y축의 센싱 데이터는 도 2b에 도시한 바와 같이 나타낼 수 있으며, 이에 따라 터치 패드에 접촉된 물체는 (4, 7)의 좌표값을 갖게 되고, 이러한 좌표값에 대응하는 터치스크린 동작을 수행할 수 있다.
한편, 도 3a 및 도 3b는 종래에 정전용량 방식의 터치 패드에 물체가 다중 접촉될 경우 센싱 데이터를 예시한 도면으로, 예를 들면, 2개의 물체가 터치 패드에 접촉될 경우 X축의 센싱 데이터는 도 3a에 도시한 바와 같이 Y축의 센싱 데이터는 도 3b에 도시한 바와 같이 나타낼 수 있으며, 이에 따라 터치 패드에 접촉된 물체는 X축의 경우 1과 5, Y축의 경우 2와 8의 값을 갖게 되고, 좌표값으로 (1, 2), (1, 8), (5, 2), (2, 8)를 갖게 되어 실제 2개의 좌표와 허상인 2개의 좌표를 갖게 된다.
상술한 바와 같이 정정용량 방식의 터치 패드에서 접촉 물체가 하나인 경우 이를 인식하여 터치스크린을 구동하는데 어려움이 없지만, 접촉 물체가 다수개인 경우에는 실제 좌표값과 허상인 좌표값이 공존하게 됨으로써, 실제 좌표값을 구분하는데 어려움이 있다.
이에 따라, 본 발명은 매트릭스 방식으로 배열된 상위 레이어 패드와 하위 레이어 패드를 구비하는 터치 패드를 이용하여 접촉 물체의 멀티 터치를 쉽게 인식할 수 있는 터치 패드 및 이를 이용한 멀티 터치 인식 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 터치 패드를 통해 측정된 전기 용량값에 대한 매트릭스 방식의 센싱 데이터를 검출하여 그에 대응하는 실제 좌표값을 검출함으로써, 접촉 물체의 멀티 터치를 쉽게 인식할 수 있는 터치 패드 및 이를 이용한 멀티 터치 인식 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시 예의 일 양태에 따르면, 다수의 수평 라인 또는 다수의 수직 라인을 가지며, 각 수평 라인 또는 각 수직 라인을 순차적으로 차폐하는 상위 레이어 패드와, 상기 각 수평 라인 또는 각 수직 라인과 직교하는 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 가지며, 상기 각 수평 라인 또는 각 수직 라인이 순차적으로 차폐되는 것에 대응하여 상기 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 통해 외부 물체를 센싱하는 하위 레이어 패드를 포함하는 터치 패드가 제공된다.
본 발명의 일 실시 예의 다른 양태에 따르면, 터치 패드가 활성화되면, 상기 터치 패드의 상위 레이어 패드를 구성하는 다수의 수평 라인 또는 다수의 수직 라인을 각각 순차적으로 차폐시키면서 하위 레이어 패드를 구성하는 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 통해 외부 물체를 센싱하는 단계와, 상기 외부 물체의 접촉 시에 상기 외부 물체의 전기 용량값을 측정하여 상기 상위 레이어 패드의 순차적인 차폐에 따라 상기 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 통해 매트릭스 방식의 좌표값으로 센싱 데이터를 검출하는 단계와, 상기 검출된 센싱 데이터 중에서 상대적으로 높은 상기 전기 용량값을 갖는 적어도 하나의 실제 좌표값을 검출하는 단계를 포함하는 터치 패드를 이용한 멀티 터치 인식 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 실시 예의 일 양태에 따르면, 제 1 매트릭스 형태의 제 1 셀 패턴을 가지며, 상기 제 1 셀 패턴의 각 셀을 순차적으로 차폐하는 상위 레이어 패드와, 제 2 매트릭스 형태를 가지며, 상기 제 2 매트릭스 형태의 배열에서 상기 각각의 셀에 대응하여 제 3 매트릭스 형태의 제 3 셀 패턴이 배열되고, 상기 제 1 셀 패턴의 각 셀이 순차적으로 차폐되는 것에 대응하여 상기 제 3 셀 패턴의 각 셀을 통해 외부 물체를 센싱하는 하위 레이어 패드를 포함하는 터치 패드가 제공된다.
본 발명의 다른 실시 예의 다른 양태에 따르면, 터치 패드가 활성화되면, 상기 터치 패드의 상위 레이어 패드를 구성하는 제 1 셀 패턴의 각 셀을 순차적으로 차폐시키면서 하위 레이어 패드를 구성하는 제 3 셀 패턴의 각 셀을 통해 외부 물체를 센싱하는 단계와, 상기 외부 물체의 접촉 시에 상기 외부 물체의 전기 용량값을 측정하여 상기 상위 레이어 패드의 순차적인 차폐에 따라 상기 제 3 셀 패턴의 각 셀을 통해 매트릭스 방식의 좌표값으로 센싱 데이터를 검출하는 단계와, 상기 검출된 센싱 데이터 중에서 상대적으로 높은 상기 전기 용량값을 갖는 적어도 하나의 실제 좌표값을 검출하는 단계를 포함하는 터치 패드를 이용한 멀티 터치 인식 방법이 제공된다.
본 발명은, 터치 패드가 활성화된 상태에서 상위 레이어 패드의 각 패턴 라인을 순차적으로 활성화시키면서 하위 레이어 패드를 이용하여 전기 용량값을 측정하고, 물체의 접촉 시 변경된 전기 용량값을 그 좌표값에 따라 배열하여 매트릭스 방식의 센싱 데이터를 검출하며, 검출된 센싱 데이터에 대응하는 적어도 하나의 실제 좌표값을 검출한 후에, 검출된 실제 좌표값에 대응하는 동작 제어를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상위 레이어 패드와 하위 레이어 패드가 라인 형태로 배열되거나 혹은 매트릭스 형태로 배열되어, 상위 레이어 패드의 순차적인 차폐에 따라 하위 레이어 패드를 이용한 전기 용량값 측정에 따라 매트릭스 형태의 좌표값을 쉽게 검출할 수 있어 외부 물체의 멀티 터치를 더욱 쉽게 인식할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래에 따른 정전용량 방식의 터치 패드를 예시한 도면,
도 2a 및 도 2b는 종래에 정전용량 방식의 터치 패드에 물체가 접촉될 경우 센싱 데이터를 예시한 도면,
도 3a 및 도 3b는 종래에 정전용량 방식의 터치 패드에 물체가 다중 접촉될 경우 센싱 데이터를 예시한 도면,
도 4는 본 발명에 따라 정전용량 방식의 터치 패드를 구비한 터치스크린 장치의 블록 구성도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 정전용량 방식의 터치 패드를 예시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 접촉 물체의 멀티 터치에 따른 센싱 데이터를 예시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 매트릭스 방식으로 배열된 정전용량 방식의 터치 패드 구성을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 매트릭스 방식으로 배열된 정전용량 방식의 터치 패드 구성을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 매트릭스 방식으로 배열된 정전용량 방식의 터치 패드 구성을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 정전용량 방식의 터치 패드를 이용하여 멀티 터치를 인식하는 과정을 나타낸 플로우차트.
본 발명은, 터치 패드가 활성화된 상태에서 상위 레이어 패드의 각 패턴 라인을 순차적으로 활성화시키면서 하위 레이어 패드를 이용하여 전기 용량값을 측정하고, 물체의 접촉 시 변경된 전기 용량값을 그 좌표값에 따라 배열하여 매트릭스 방식의 센싱 데이터를 검출하며, 검출된 센싱 데이터에 대응하는 실제 좌표값을 검출한 후에, 검출된 실제 좌표값에 대응하는 동작 제어를 수행한다는 것이며, 이러한 기술적 수단을 통해 종래 기술에서의 문제점을 해결할 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따라 정전용량 방식의 터치 패드를 구비한 터치스크린 장치의 블록 구성도로서, 터치 패드(102), 터치스크린 제어부(104) 등을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 터치 패드(102)는 정전용량 방식으로 물체의 터치를 인식하는 것으로, 이를 위해 접촉되는 물체에 대한 전기 용량의 센싱을 차폐하는 상위 레이어 패드와 접촉되는 물체의 전기 용량을 센싱하는 하위 레이어 패드를 포함하여 구성되는데, 도 5에 도시한 바와 같이 터치 패드(102)는 상위 레이어(Layer) 패드(ITO)와 하위 레이어(Layer) 패드(ITO)로 구성될 수 있고, 상위 레이어 패드는 'Ground(GND)'와 'High-Impedance(Open)'로 제어됨으로써, 'GND'된 경우 외부에서 유도된 정전용량(즉, 접촉되는 물체의 전기 용량 센싱)이 차단되어 하위 레이어 패드로 전달되지 않고, 'Open'된 경우 외부에서 유도된 정전용량을 하위 레이어 패드에서 측정할 수 있다.
이에 따라, 터치 패드(102)는 M*N(여기에서, M, N은 정수) 형태의 매트릭스 방식으로 상위 레이어 패드와 하위 레이어 패드를 배열할 수 있는데, 예를 들어 7*10 매트릭스 형태의 터치 패드의 경우 매트릭스 방식으로 값을 센싱하기 위해 상위 레이어 패드의 패턴 라인을 [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]=[Open, GND, GND, GND, GND, GND, GND]로 제어하면, 하위 레이어 패드에서 측정된 전기 용량값은 (1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (1, 5), (1, 6), (1, 7), (1, 8), (1, 9), (1, 10)의 좌표값에 대응하여 측정되어 그에 대한 센싱 데이터가 검출되며, 이 후 순차적으로 상위 레이어 패드의 패턴을 '[GND, Open, GND, GND, GND, GND, GND]→[GND, GND, Open, GND, GND, GND, GND]→[GND, GND, GND, Open, GND, GND, GND]→[GND, GND, GND, GND, Open, GND, GND]→[GND, GND, GND, GND, GND, Open, GND]→[GND, GND, GND, GND, GND, GND, Open]'와 같이 제어하면서 하위 레이어 패드에서 측정된 전기 용량값에 대응하는 센싱 데이터가 좌표값에 따라 검출된다.
또한, 터치 패드(102)에서는 검출된 센싱 데이터를 좌표값에 따라 매트릭스 방식으로 배열하고, 이를 참조하여 접촉 물체의 실제 좌표값을 검출한 후에, 그 실제 좌표값을 터치스크린 제어부(104)에 제공한다.
일 예로서, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 접촉 물체의 멀티 터치에 따른 센싱 데이터를 예시한 도면으로, 상위 레이어 패드의 차폐를 각 행에 따라 순차적으로 제어하면서 하위 레이어 패드를 통해 각 열에서 전기 용량값을 측정하고, 그 좌표값에 따라 배열하여 매트릭스 방식의 센싱 데이터를 검출할 수 있으며, 검출된 센싱 데이터에서 상대적으로 높은 전기 용량값을 갖는 적어도 하나의 좌표값을 검출함으로써, 실제 좌표값을 검출할 수 있으며, 이에 따라 멀티 터치된 실제 좌표값은 (2, 3)과 (5, 10)임을 알 수 있다.
여기에서, 정전용량 방식의 터치 패드(102)의 구성에 대해 상세히 설명하면, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 매트릭스 방식으로 배열된 정전용량 방식의 터치 패드 구성을 설명하기 위한 도면으로, 상위 레이어 패드와 하위 레이어 패드를 매트릭스 방식으로 구성할 경우 M*N 형태로 구성할 수 있는데, 예를 들면, 7*10 형태의 매트릭스 방식에서는 도 7에 도시한 바와 같이 하위 레이어 패드를 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10에 각각 대응되도록 수평 라인을 수직 방향으로 순차 배열하고, 상위 레이어 패드를 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7에 각각 대응되도록 수직 라인을 수평 방향으로 순차 배열한 후에, 이들이 겹치는 패턴 1에 나타낸 것과 같이 (1, 1) 내지 (7, 10)까지의 매트릭스 방식으로 각 영역에 대해 센싱할 수 있다. 여기에서, 상위 레이어 패드 및 하위 레이어 패드를 구성하는 각각의 라인은 그 경계면이 서로 접촉되도록 구성될 수 있다.
또한, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 매트릭스 방식으로 배열된 정전용량 방식의 터치 패드 구성을 설명하기 위한 도면으로, 상위 레이어 패드와 하위 레이어 패드를 매트릭스 방식으로 구성할 경우 M*N 형태로 구성할 수 있는데, 예를 들면, 7*10 형태의 매트릭스 방식에서는 도 8에 도시한 바와 같이 하위 레이어 패드를 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10에 각각 대응되도록 수평 라인을 수직 방향으로 순차 배열하고, 상위 레이어 패드를 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7에 각각 대응되도록 수직 라인을 수평 방향으로 순차 배열한 후에, 이들이 겹치는 패턴 2에 나타낸 것과 같이 (1, 1) 내지 (7, 10)까지의 매트릭스 방식으로 각 영역에 대해 센싱할 수 있다. 여기에서, 상위 레이어 패드 및 하위 레이어 패드를 구성하는 각각의 라인은 그 경계면이 기 설정된 거리만큼 이격되도록 구성될 수 있다.
한편, 도 7에 도시한 바와 같은 터치 패드와 도 8에 도시한 바와 같은 터치 패드는 상위 레이어 패드가 수직 라인으로 배열되고, 하위 레이어 패드가 수평 라인으로 배열되는 것으로 하여 설명하였으나, 상위 레이어 패드가 수평 라인으로 배열되고, 하위 레이어 패드가 수직 라인으로 배열될 수 있음은 물론이다.
한편, 상위 레이어 패드와 하위 레이어 패드가 각각 매트릭스 형태로 배열될 수 있는데, 하위 레이어 패드는 접촉 물체를 각각 센싱하는 제 2 매트릭스 형태의 제 2 셀 패턴이 다수 개가 배열된 제 3 매트릭스 형태의 제 3 셀 패턴을 가지며, 상위 레이어는 제 3 셀 패턴을 하나의 셀로 차폐시키도록 구성된 제 1 매트릭스 형태의 제 1 셀 패턴을 가지도록 배열될 수 있다.
예를 들면, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 매트릭스 방식으로 배열된 정전용량 방식의 터치 패드 구성을 설명하기 위한 도면으로, 상위 레이어 패드를 A*B(여기에서, A, B는 정수) 형태의 매트릭스 형태로 배열하고, 하위 레이어 패드를 C*D(여기에서, C, D는 정수) 형태의 매트릭스 형태로 배열할 수 있는데, 도 9에 도시한 바와 같이 하위 레이어 패드를 4*6 매트릭스 형태로 배열하고, 상위 레이어 패드는 하위 레이어 패드의 2*2 매트릭스 형태(즉, (1, 1), (1, 2), (2, 1), (2, 2)로 표시된 4개의 셀을 하나의 셀로 차폐되도록 설정함)를 하나의 차폐 영역이 담당(즉, (1), (2), (3), (4), (5), (6)의 각 차폐 셀이 하위 레이어 패드를 구성하는 각각의 2*2 셀 패턴을 담당)하도록 2*3 매트릭스 형태로 패턴 3과 같이 배열할 수 있으며, 이에 따라 접촉 물체에 대해 매트릭스 방식으로 센싱 데이터를 검출할 수 있다.
여기에서, 상위 레이어 패드를 구성하는 매트릭스 형태의 각 셀은 그 경계면에서 접촉되도록 배열되거나 기 설정된 거리만큼 이격되어 배열될 수 있으며, 하위 레이어 패드를 구성하는 매트릭스 형태의 각 셀 또한 그 경계면에서 접촉되도록 배열되거나 기 설정된 거리만큼 이격되어 배열될 수 있다.
한편, 터치스크린 제어부(104)는 터치스크린 장치의 전반적인 동작 제어를 수행하는 것으로, 상위 레이어 패드의 순차적인 차폐를 위한 제어신호를 터치 패드(102)에 순차적으로 제공하고, 하위 레이어 패드를 이용한 전기 용량값의 측정을 제어하기 위한 제어신호를 터치 패드(102)로 제공하며, 터치 패드(102)로부터 검출된 실제 좌표값을 제공받아 이에 대응하는 터치스크린의 동작 제어를 수행한다.
따라서, 상위 레이어 패드와 하위 레이어 패드가 매트릭스 방식으로 배열된 터치 패드를 이용하여 상위 레이어 패드의 각 패턴 라인을 순차적으로 차폐시키면서 하위 레이어 패드의 각 패턴 라인을 이용한 전기 용량값 측정을 수행함으로써, 물체 접촉 시 매트릭스 방식으로 배열된 센싱 데이터를 통해 멀티 터치에 대응하는 실제 좌표값을 효과적으로 검출 및 인식할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 터치 패드를 포함하는 터치스크린 장치에서, 터치 패드가 활성화된 상태에서 상위 레이어 패드의 각 패턴 라인을 순차적으로 활성화시키면서 하위 레이어 패드를 이용하여 전기 용량값을 측정하고, 물체의 접촉 시 변경된 전기 용량값을 그 좌표값에 따라 배열하여 매트릭스 방식의 센싱 데이터를 검출하며, 검출된 센싱 데이터에 대응하는 실제 좌표값을 검출한 후에, 검출된 실제 좌표값에 대응하는 동작 제어를 수행하는 과정에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 정전용량 방식의 터치 패드를 이용하여 멀티 터치를 인식하는 과정을 나타낸 플로우차트이다.
도 10을 참조하면, 터치스크린 장치의 대기 모드에서(단계1002), 터치스크린 제어부(104)에서는 터치 패드(102)를 활성화시키기 위한 키 조작신호가 입력되는지를 체크한다(단계1004).
상기 단계(1004)에서의 체크 결과, 터치 패드(102)를 활성화시키기 위한 키 조작신호가 입력될 경우 터치스크린 제어부(104)에서는 터치 패드(102)를 구동시키기 위한 제어신호를 터치 패드(102)에 제공하고, 이에 따라 터치 패드(102)가 구동(활성화)된다(단계1006).
여기에서, 터치 패드(102)는 접촉되는 물체에 대한 전기 용량의 센싱을 차폐하는 상위 레이어 패드와 접촉되는 물체의 전기 용량을 센싱하는 하위 레이어 패드를 포함하여 구성될 수 있으며, 상위 레이어 패드는 다수의 수평 라인 또는 다수의 수직 라인으로 배열되고, 이에 대응하여 하위 레이어 패드는 상위 레이어 패드의 각 라인에 직교하도록 다수의 라인이 배열될 수 있다.
또한, 터치 패드(102)는 상위 레이어 패드와 하위 레이어 패드가 각각 매트릭스 형태로 배열될 수 있는데, 상위 레이어 패드와 하위 레이어 패드가 각각 매트릭스 형태로 배열될 수 있는데, 하위 레이어 패드는 접촉 물체를 각각 센싱하는 제 2 매트릭스 형태의 제 2 셀 패턴이 다수 개가 배열된 제 3 매트릭스 형태의 제 3 셀 패턴을 가지며, 상위 레이어는 제 3 셀 패턴을 하나의 셀로 차폐시키도록 구성된 제 1 매트릭스 형태의 제 1 셀 패턴을 가지도록 배열될 수 있다.
그리고, 터치스크린 제어부(104)에서는 상위 레이어 패드의 순차적인 차폐를 위한 제어신호와 하위 레이어 패드를 이용한 전기 용량값의 측정을 제어하기 위한 제어신호를 터치 패드(102)로 제공하며, 이에 따라 터치 패드(102)에서는 상위 레이어 패드에 대해 다수의 라인 패턴 또는 다수의 셀 패턴을 순차적으로 차폐하면서 하위 레이어 패드에서 다수의 라인 패턴 또는 다수의 셀 패턴에서 외부의 전기 용량값을 측정한다(단계1008).
예를 들면, 터치 패드(102)가 다수의 라인 패턴을 갖는 상위 레이어 패드와 다수의 라인 패턴을 갖는 하위 레이어 패드로 구성될 경우 상위 레이어 패드의 각 라인을 순차적으로 차폐하면서 하위 레이어 패드의 각 라인에서 외부의 전기 용량값을 측정하는 방식으로 수행될 수 있다.
또한, 터치 패드(102)가 매트릭스 형태의 상위 레이어 패드와 매트릭스 형태의 하위 레이어 패드로 구성될 경우 상위 레이어 패드의 각 셀을 순차적으로 차폐하면서 순차적으로 차폐되는 셀에 대응되는 하위 레이어 패드의 셀 패턴 내부 각 셀에서 각각 외부의 전기 용량값을 측정하는 방식으로 수행될 수 있다.
다음에, 터치 패드(102)에서는 외부의 전기 용량값을 측정하는 중에 전기 용량값의 변동에 따라 물체가 접촉되는지를 체크한다(단계1010).
상기 단계(1010)에서의 체크 결과, 물체가 접촉될 경우 터치 패드(102)에서는 상기 단계(1008)에서 측정된 전기 용량값을 상위 레이어 패드 및 하위 레이어 패드에 대응하는 좌표값에 따라 배열하여 매트릭스 방식의 센싱 데이터를 검출한다(단계1012).
그리고, 터치 패드(102)에서는 검출된 센싱 데이터를 통해 물체 접촉에 따른 실제 좌표값을 검출한다(단계1014). 여기에서, 물체 접촉에 따른 실제 좌표값은 적어도 하나가 검출될 수 있으며, 본 발명에서는 매트릭스 방식의 센싱 데이터를 검출하고, 검출된 센싱 데이터에서 상대적으로 높은 전기 용량값을 갖는 적어도 하나의 좌표값을 검출함으로써, 실제 좌표값을 검출할 수 있으며, 이에 따라 멀티 터치에 대해 더욱 효과적으로 실제 좌표값을 검출할 수 있다.
이어서, 터치 패드(102)에서 검출된 실제 좌표값은 터치스크린 제어부(104)로 전달되며, 터치스크린 제어부(104)에서는 이러한 실제 좌표값에 대응하는 터치스크린 동작 제어를 수행한다(단계1016).
따라서, 상위 레이어 패드와 하위 레이어 패드가 매트릭스 방식으로 배열된 터치 패드를 이용하여 상위 레이어 패드의 각 패턴 라인을 순차적으로 차폐시키면서 하위 레이어 패드의 각 패턴 라인을 이용한 전기 용량값 측정을 수행함으로써, 물체 접촉 시 매트릭스 방식으로 배열된 센싱 데이터를 통해 멀티 터치에 대응하는 실제 좌표값을 효과적으로 검출 및 인식할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
102 : 터치 패드 104 : 터치스크린 제어부

Claims (18)

  1. 다수의 수평 라인 또는 다수의 수직 라인을 가지며, 각 수평 라인 또는 각 수직 라인을 순차적으로 차폐하는 상위 레이어 패드와,
    상기 각 수평 라인 또는 각 수직 라인과 직교하는 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 가지며, 상기 각 수평 라인 또는 각 수직 라인이 순차적으로 차폐되는 것에 대응하여 상기 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 통해 외부 물체를 센싱하는 하위 레이어 패드를 포함하는
    터치 패드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하위 레이어 패드는, 상기 외부 물체의 전기 용량값을 측정하여 상기 상위 레이어 패드의 순차적인 차폐에 따라 상기 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 통해 매트릭스 방식의 좌표값으로 센싱 데이터를 검출하는
    터치 패드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 하위 레이어 패드는, 상기 검출된 센싱 데이터 중에서 상대적으로 높은 상기 전기 용량값을 갖는 적어도 하나의 실제 좌표값을 검출하는
    터치 패드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 상위 레이어 패드는, 상기 각 수평 라인 또는 각 수직 라인이 경계면에서 접촉되도록 배열되거나 기 설정된 거리만큼 이격되도록 배열되는
    터치 패드.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 하위 레이어 패드는, 상기 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 구성하는 각 라인이 경계면에서 접촉되도록 배열되거나 기 설정된 거리만큼 이격되도록 배열되는
    터치 패드.
  6. 제 1 매트릭스 형태의 제 1 셀 패턴을 가지며, 상기 제 1 셀 패턴의 각 셀을 순차적으로 차폐하는 상위 레이어 패드와,
    제 2 매트릭스 형태를 가지며, 상기 제 2 매트릭스 형태의 배열에서 상기 각각의 셀에 대응하여 제 3 매트릭스 형태의 제 3 셀 패턴이 배열되고, 상기 제 1 셀 패턴의 각 셀이 순차적으로 차폐되는 것에 대응하여 상기 제 3 셀 패턴의 각 셀을 통해 외부 물체를 센싱하는 하위 레이어 패드를 포함하는
    터치 패드.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하위 레이어 패드는, 상기 외부 물체의 전기 용량값을 측정하여 상기 상위 레이어 패드의 순차적인 차폐에 따라 상기 제 3 셀 패턴의 각 셀을 통해 매트릭스 방식의 좌표값으로 센싱 데이터를 검출하는
    터치 패드.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하위 레이어 패드는, 상기 검출된 센싱 데이터 중에서 상대적으로 높은 상기 전기 용량값을 갖는 적어도 하나의 실제 좌표값을 검출하는
    터치 패드.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 상위 레이어 패드는, 상기 제 1 셀 패턴의 각 셀이 경계면에서 접촉되도록 배열되거나 기 설정된 거리만큼 이격되도록 배열되는
    터치 패드.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 하위 레이어 패드는, 상기 제 3 셀 패턴의 각 셀이 경계면에서 접촉되도록 배열되거나 기 설정된 거리만큼 이격되도록 배열되는
    터치 패드.
  11. 터치 패드가 활성화되면, 상기 터치 패드의 상위 레이어 패드를 구성하는 다수의 수평 라인 또는 다수의 수직 라인을 각각 순차적으로 차폐시키면서 하위 레이어 패드를 구성하는 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 통해 외부 물체를 센싱하는 단계와,
    상기 외부 물체의 접촉 시에 상기 외부 물체의 전기 용량값을 측정하여 상기 상위 레이어 패드의 순차적인 차폐에 따라 상기 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 통해 매트릭스 방식의 좌표값으로 센싱 데이터를 검출하는 단계와,
    상기 검출된 센싱 데이터 중에서 상대적으로 높은 상기 전기 용량값을 갖는 적어도 하나의 실제 좌표값을 검출하는 단계를 포함하는
    터치 패드를 이용한 멀티 터치 인식 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 하위 레이어 패드는, 상기 상위 레이어 패드를 구성하는 각 수평 라인 또는 각 수직 라인과 직교하는 상기 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 가지며, 상기 각 수평 라인 또는 각 수직 라인이 순차적으로 차폐되는 것에 대응하여 상기 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 통해 상기 외부 물체를 센싱하는
    터치 패드를 이용한 멀티 터치 인식 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 상위 레이어 패드는, 상기 각 수평 라인 또는 각 수직 라인이 경계면에서 접촉되도록 배열되거나 기 설정된 거리만큼 이격되도록 배열되는
    터치 패드를 이용한 멀티 터치 인식 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 하위 레이어 패드는, 상기 다수의 수직 라인 또는 다수의 수평 라인을 구성하는 각 라인이 경계면에서 접촉되도록 배열되거나 기 설정된 거리만큼 이격되도록 배열되는
    터치 패드를 이용한 멀티 터치 인식 방법.
  15. 터치 패드가 활성화되면, 상기 터치 패드의 상위 레이어 패드를 구성하는 제 1 셀 패턴의 각 셀을 순차적으로 차폐시키면서 하위 레이어 패드를 구성하는 제 3 셀 패턴의 각 셀을 통해 외부 물체를 센싱하는 단계와,
    상기 외부 물체의 접촉 시에 상기 외부 물체의 전기 용량값을 측정하여 상기 상위 레이어 패드의 순차적인 차폐에 따라 상기 제 3 셀 패턴의 각 셀을 통해 매트릭스 방식의 좌표값으로 센싱 데이터를 검출하는 단계와,
    상기 검출된 센싱 데이터 중에서 상대적으로 높은 상기 전기 용량값을 갖는 적어도 하나의 실제 좌표값을 검출하는 단계를 포함하는
    터치 패드를 이용한 멀티 터치 인식 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 하위 레이어 패드는, 제 2 매트릭스 형태를 가지며, 상기 제 2 매트릭스 형태의 배열에서 상기 제 1 셀 패턴의 각 셀에 대응하여 제 3 매트릭스 형태의 제 3 셀 패턴이 배열되고, 상기 제 1 셀 패턴의 각 셀이 순차적으로 차폐되는 것에 대응하여 상기 제 3 셀 패턴의 각 셀을 통해 상기 외부 물체를 센싱하는
    터치 패드를 이용한 멀티 터치 인식 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 상위 레이어 패드는, 상기 제 1 셀 패턴의 각 셀이 경계면에서 접촉되도록 배열되거나 기 설정된 거리만큼 이격되도록 배열되는
    터치 패드를 이용한 멀티 터치 인식 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 하위 레이어 패드는, 상기 제 3 셀 패턴의 각 셀이 경계면에서 접촉되도록 배열되거나 기 설정된 거리만큼 이격되도록 배열되는
    터치 패드를 이용한 멀티 터치 인식 방법.
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