KR20110110451A - 터치스크린의 제스처 동작 입력방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정전용량식 터치스크린에서 이벤트 입력을 위한 제스처 동작을 입력하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법은, 상부극판(10)과 하부극판(20) 사이에 적층된 탄성층(30)을 포함하고, 상기 상부극판(10) 쪽으로부터의 터치를 통해 가해진 압력에 대해 상기 탄성층(30)의 두께가 복원 가능하게 탄성적으로 변화함에 따라, 상기 상부극판(10)과 상기 하부극판(30) 사이의 거리(d)가 복원 가능하게 변화하여 상기 상하 극판(10, 30) 사이에 정전용량이 변화하고, 측정된 정전용량 변화량으로부터 가압 위치와 압력의 크기에 대응하는 입력신호를 생성하는 정전용량식 터치스크린(1)에 적용되며, 상기 터치스크린(1)에의 터치로부터 가해진 압력이 규정압력 이상인지를 감지하는 단계; 상기 감지된 압력이 규정압력 이상이면, 계속되는 터치의 제스처 궤적을 감지하는 단계; 및 감지된 상기 제스처 궤적에 대응하는 이벤트 입력신호를 생성하는 단계; 를 포함한다.

Description

터치스크린의 제스처 동작 입력방법{Method for Inputting Gesture Motion in Touch Screen}

본 발명은 터치스크린에 관한 것이며, 보다 상세하게는 정전용량식 터치스크린에서 이벤트 입력을 위한 제스처 동작을 입력하는 방법에 관한 것이다.

대표적인 휴대단말기인 휴대전화기는, 그 지속적인 진화에 따라, 전통적인 통화 기능에 컴퓨터 기능 등 다양한 기능을 통합한 일명 '스마트폰'으로의 흐름이 대세의 하나가 되고 있다.

스마트폰은 인터넷 등 다양한 기능이 탑재되어 있으므로, 필요한 작동과 데이터 등을 입력하기 위한 입력장치로서, 종래 휴대전화기에 널리 사용되었던 돔스위치로는 한계가 있기 때문에, 터치스크린을 채용하는 것이 일반적이며(터치스크린을 입력장치로 적용한 휴대전화기를 일반적으로 '터치폰'이라고 함), 터치스크린은 터치폰뿐만 아니라 PMP나 MP3과 같은 다른 각종 모바일 장치들에도 널리 적용되고 있는 실정이다.

널리 알려진 바와 같이, 터치스크린은 소정의 내용이 디스플레이 되는 표시장치 위에 적층 설치되며, 손가락 등을 접촉하면 아래의 표시장치에 표시된 내용 등이 입력되도록 하는 장치로서, 그 구조와 동작원리에 따라 저항막 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 정전용량 방식 등으로 분류할 수 있다.

그 중에 정전용량 방식은. 극판에 전압을 인가하여 사람의 손과 같은 도체가 극판에 접촉될 때 손(도체)과 극판 사이의 유전율에 따른 기생 정전용량(Parasitic Capacitance)을 검출하여 그 위치좌표를 판별하고 이로부터 입력신호를 생성하는 원리로 작동된다.

전통적인 정전용량식 터치스크린은, 손(도체)이 어떤 극판(전극)에 접촉 되었는가 만을 판별하여 해당 입력신호를 발생시키는 장치이므로 입력할 수 있는 내용에 한계가 있으며, 위와 같은 문제점을 해소하기 위해, 본 출원인의 대한민국 특허등록 제661,000호(2006. 12. 18 등록)의 '휴대용 전자장치의 입력장치' 등을 제안하였다.

특허 제661,000호의 입력장치는 손과 같은 도체를 극판에 접촉시킴으로써 발생하는 기생 정전용량을 검출하여 입력신호를 생성하는 것이 아니라, 터치위치와 터치압력의 크기에 따라 다르게 발생하는 정전용량의 변화량으로부터 입력신호로 생성하는 입력장치이며, 이로써 본 입력장치를 터치스크린에 적용하면 보다 다양하고 정교한 형태의 작동을 입력할 수 있게 되었다.

앞서 설명한 바와 같이 터치스크린은 표시장치와 통합하여 사용되는 것이 일반적이고, 표시장치의 상면에 터치스크린(또는 터치패드)을 적층한 구조를 기본으로 하므로, 터치스크린이 표시장치를 덮고 있어서 표시장치로부터의 광투과율을 저하시켜 표시장치로부터의 광량이 그 위에 적층된 터치스크린에 의해 감소될 수밖에 없으며, 따라서 표시장치에 디스플레이 된 내용의 선명도가 저하된다고 하는 문제점을 내포하고 있다.

본 출원인은 위와 같은 선명도 저하의 문제점 등을 해소하기 위해 대한민국 등록특허 제10-0943989호(2010. 02. 17. 등록)의 '정전용량식 터치스크린'을 제안한바 있다.

특허 제10-0943989호의 터치스크린은, 도체의 터치에 의한 기생 정전용량의 변화를 감지하여 단순 터치 여부를 검출하는 것이 아니라, 도체일 필요 없는 물체의 터치에 대하여 그 터치위치와 함께 터치압력의 크기도 함께 검출함으로써, 터치위치와 함께 검출된 터치압력의 크기를 활용하여 다양한 형태의 입력을 실현할 수 있도록 함과 아울러, 기판으로서 관통된 링형이나 투명 전판을 사용하는 한편, 제1 극판, 제2 극판 및 탄성스페이서(탄성체)를 상기 극판의 테두리에만 배치하고 그 위에 투명패널을 적층함으로써 그 투명도를 향상시켜 아래에 적층되는 표시장치의 표시내용에 대한 선명도를 개량한 것이다.

이와 같이 휴대전화기 등에 터치스크린의 적용으로 전통적인 돔스위치로는 구현할 수 없는 다양한 입력을 구현할 수 있게 되었는바, 터치스크린의 가장 기본적인 입력 동작은 터치스크린의 소정 위치를 단순히 터치하여 해당 터치포인트에 대응하는 입력을 실행하는 것이었다. 이후 터치스크린은, 단순한 포인트 터치가 아닌 연속적인 제스처 터치 동작에 대응하는 입력신호를 생성할 수 있도록 함으로써, 사용자가 보다 간단하고 편하게 각종 '이벤트 입력'을 실현할 수 있게 되었다.

터치폰 등에 있어서의 제스처 터치 동작에 의해 실현되는 이벤트 입력은, 예를 들어 디스플레이 된 화면의 확대와 축소, 좌우방향 회전, 상하 스크롤 등 매우 다양하다.

터치폰 등에서의 제스처 동작의 입력에 관한 종래 기술로서는, 대한민국 등록특허 제10-0934514호(2009. 12. 21. 등록)의 '근접한 공간에서의 제스처를 이용한 사용자 인터페이스제어방법', 대한민국 공개특허 제10-2008-0092655호(2008. 10. 16. 공개)의 '휴대용 단말기에서 제스처 인식 방법 및 장치', 대한민국 공개특허 제10-2008-0050895호(2008. 06. 10. 공개)의 '제스처 기반 사용자 인터페이스 방법 및 장치' 등이 있다.

이와 같은 제스처 동작에 의한 이벤트 입력에 관련하여 처리해야할 과제의 하나는, 일반 입력을 위한 단순 터치 동작과 이벤트 입력을 위한 제스처 터치 동작을 어떻게 식별할 것인가에 관한 것이다.

종래 터치스크린에서의 이벤트 입력의 식별은, 터치시간이 정해진 일정시간 이상 지속될 경우 또는 정해진 일정 패턴의 터치가 이루어질 경우를 이벤트 입력인 것으로 식별하는 방법 등 다양한 방법이 있으나, 지금까지 터치 압력의 차이를 식별함으로써 이벤트 입력인지 여부를 판별하는 경우는 발견할 수 없다.

본 발명의 목적은, 정전용량식 터치스크린에서 제스처 동작을 통해 이벤트 입력을 실행함에 있어서, 가해진 터치 압력의 크기를 기준으로 일반 입력과 이벤트 입력을 식별할 수 있는, 터치스크린의 제스처 동작 입력방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따라 터치스크린의 제스처 동작 입력방법이 제공된다.

본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법은, 상부극판과 하부극판 사이에 적층된 탄성층을 포함하고, 상기 상부극판 쪽으로부터의 터치에 의해 가해진 압력에 대해 상기 탄성층의 두께가 복원 가능하게 탄성적으로 변화함에 따라, 상기 상부극판과 상기 하부극판 사이의 거리가 복원 가능하게 변화하여 상기 상하 극판 사이에 정전용량이 변화하고, 측정된 정전용량 변화량으로부터 가압 위치와 압력의 크기에 대응하는 입력신호를 생성하는 정전용량식 터치스크린에 적용되는 방법이다.

본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법은, 상기 터치스크린에의 터치로부터 가해진 압력이 규정압력 이상인지를 감지하는 단계; 상기 감지된 압력이 규정압력 이상이면, 계속되는 터치의 제스처 궤적을 감지하는 단계; 및 감지된 상기 제스처 궤적에 대응하는 이벤트 입력신호를 생성하는 단계; 를 포함한다.

바람직하게, 상기 터치스크린에의 터치가 2점 이상의 다점에 가해진 터치일 때, 상기 가해진 압력 및 상기 제스처 궤적은 상기 다점의 무게 중심을 기준으로 감지한다.

본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법은, 터치스크린에 제스처 터치 동작을 실행하여 대응하는 이벤트 입력을 입력함에 있어서, 규정된 압력 이상으로 터치스크린을 터치 및 가압한 후에, 터치를 유지한 상태에서 계속해서 목적하는 이벤트 입력에 대응하는 제스처 동작을 행하는 것만으로, 매우 간단하고 편리하게 각종 이벤트 입력을 실행할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법이 적용되는 예시적인 정전용량식 터치스크린의 개략도,
도2는 본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법의 흐름도,
도3은 본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법에 의해 입력되는 이벤트 입력의 예에 대한 개략도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법을 보다 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법을 설명하기에 앞서, 본 발명이 적용되는 정전용량식 터치스크린에 대해 간단히 설명한다.

본 발명이 적용되는 터치스크린(1)은, 도1에 도시된 바와 같이, 상부극판(10)과 하부극판(20) 사이에 일정 두께(d)의 탄성층(30)이 적층된 구조로서, 상부극판(10) 쪽에서 터치를 통해 가해진 압력에 의해 탄성층(30)의 두께가 복원 가능하게 탄성적으로 변화함에 따라, 상부극판(10)과 하부극판(30) 사이의 거리(d)가 복원 가능하게 변화하는 것에 의해 상하 극판(10, 30) 사이에 정전용량이 변화하고, 측정된 정전용량 변화량으로부터 가압 위치와 압력의 크기에 대응하는 입력신호를 생성하는 정전용량식 터치스크린이다.

본 발명에 적용할 수 있는 터치스크린(1)의 예로서는 전술한 대한민국 등록특허 제10-0943989호(2010. 02. 17. 등록)의 '정전용량식 터치스크린'을 적용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 적용할 수 있는 예시적인 터치스크린(1)을 간단히 설명하면, 상기 상부극판(10)과 상기 하부극판(20)은 통상적인 정전용량식 입력장치에 적용되는 2개의 상하 전극에 해당하는 판상의 전극판으로서, 동판과 같은 전도성 소재로 형성된다.

상기 탄성층(30)은 상하 극판(10, 20) 사이에 위치하여 일종의 유전체로서 작용하면서 동시에 가해진 압력에 의해 그 두께(d)가 복원성 있게 탄성적으로 가변되어 상하의 극판(10, 20) 사이의 거리(d)가 탄성적으로 가변되도록 함으로써, 결과적으로 상하의 극판(10, 20) 사이에 정전용량의 변화가 발생되게 하는 층이며, 이때 발생한 정전용량의 변화는 가해진 압력의 크기(가변된 d의 크기에 따라)에 따라 다르게 된다.

탄성층(30)의 소재와 형상은, 상하 극판(10, 20) 사이의 거리(d)를 복원성 있게 탄성적으로 가변시킬 수 있는 것이라면 특히 제한되지 아니하며, 예를 들어 폴리올레핀계, PVC계, 폴리스틸렌계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리아미드계 등 널리 알려진 탄성소재, 특히 탄성실리콘을 예를 들어 블록 등 일정 형상으로 성형하여 적용할 수 있다.

도1에서, 상부극판(10)의 상부에 적층된 것은 투명터치패널(40: 예, 연성의 윈도우)이고, 하부극판(20)의 하부에 적층된 것은 강상의 기판(50)이다.

이상과 같은 정전용량식 터치스크린(1)에서, 제스처 동작의 입력 여부는 터치에 의해 가해진 압력이 규정압력 이상인지를 감지하여 판별하게 된다. 즉, 가해진 압력이 규정압력 미만일 경우에는 통상적인 터치의 일반 입력으로 인식하고, 규정압력 이상일 경우에는 제스처 작동에 의한 이벤트 입력인 것으로 인식하는 것이다.

구체적으로, 본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법의 제1 단계는, 도2에 도시된 바와 같이, 터치스크린(1)에의 터치 압력이 규정압력 이상인지를 감지하는 단계(S10)이다.

사용자가 예를 들어 손가락으로 터치스크린(1)을 터치하면, 가해진 압력이 윈도우(40)와 상부극판(10)을 경유하여 탄성층(30)을 가압하고, 이로써 탄성층(30)이 탄성적으로 복원 가능하게 수축하면서 상하 극판(10, 20) 사이의 거리(d)가 가변(줄어들게) 되고, 이런 거리(d)의 변화에 따라 해당 터치포인트에서 C=μA/d의 공식(여기에서 C는 정전용량, μ는 유전율, A는 면적, d는 극판 사이의 거리이다)에 해당하는 정전용량의 변화가 발생하고, 발생한 정전용량 변화량은 관련 회로에 의해 측정된다. 이때 정전용량 변화량은 터치압력의 크기에 따라 다르게 나타난다. 물론 터치압력이 사라지면 탄성층(30)의 탄성복원력에 의해 상부극판(10)과 윈도우(50)는 원래 위치로 복귀된다.

이렇게 터치스크린(1)이 터치 및 가압되면, 터치스크린(1)은 관련 회로에 의해 측정된 정전용량의 변화량으로부터 가해진 압력의 크기를 측정하고, 측정된 압력의 크기가 설정된 규정압력 이상이면(YES), 해당 터치가 이벤트 입력을 위한 제스처 터치 동작인 것으로 인지하게 된다.

상기 제1 단계에서 터치 압력이 제스처 동작인 것으로 감지되면(즉, 측정된 압력이 규정압력 이상이면), 제2 단계로서 연이어 이어지는 터치의 제스처 궤적을 감지하게 된다(S20).

사용자가 이벤트 입력을 위한 제스처 동작을 터치할 경우, 처음에 터치스크린(1)을 일단 강한 압력(규정압력 이상의 압력)으로 가압한 다음에, 연속해서 소정의 제스처 동작을 하게 되는 바, 규정압력 이상임을 감지한 터치스크린(1)은 계속되는 제스처 동작의 궤적을 감지함으로써 해당 제스처에 의해 입력하고자 하는 이벤트 입력의 종류를 판별하게 된다.

앞서 설명한 바와 같이 터치폰 등에서 이루어질 수 있는 이벤트 입력의 종류는 매우 다양한바, 이하에서는 이벤트 입력으로서 도3에 도시된 바와 같이, 화면확대, 화면축소, 화면의 시계방향회전 및 화면의 반시계방향회전을 제스처 동작에 의해 입력하는 예에 대해 설명한다.

도3의 예는, 터치된 상태에서의 제스처 궤적이, 수직상측방향 궤적이면 화면확대, 수직하측방향 궤적이면 화면축소, 수평우측방향 궤적이면 화면의 시계방향회전, 수평좌측방향 궤적이면 화면의 반시계방향회전인 것으로 설정한 예이다.

도3의 예에서 규정압력 이상의 압력으로 터치한 이후의 제스처 궤적이 수직상측방향 궤적이면, 터치스크린(1)은 해당 제스처 작동에서 입력하고자 하는 이벤트 입력이 화면의 확대인 것으로 감지하는 것이고, 나머지 다른 경우에 대해서도 각각의 서로 다른 제스처 궤적에 대해 대응하는 이벤트 입력임을 감지한다.

본 발명의 제3 단계는 감지된 제스처 궤적에 대응하는 이벤트 입력신호를 생성하는 것이다(S30). 생성된 이벤트 입력신호는 터치스크린이 장착된 장치(예, 터치폰)로 전송되어 해당 이벤트 입력이 실행되도록 한다.

제1 단계에서 감지된 압력이 규정압력 미만일 경우(NO), 연이어서 제스처 궤적이 있다고 하더라도, 터치스크린(1)은 해당 입력을 이벤트 입력이 아닌 일반 입력인 것으로 판단하고, 해당 터치에 대응하는 소정의 통상적인 일반 입력신호를 생성하여 전송한다(S40).

결국, 본 발명에 따른 터치스크린의 제스처 동작 입력방법에 의하면, 통상적인 일반 입력이 아닌 제스처 동작에 의한 이벤트 입력을 하고자 할 때, 일반 입력을 할 때보다 강하게 터치스크린을 가압한 다음에, 그 터치를 유지한 상태에서 목적하는 이벤트 입력에 맞는 제스처 터치 동작을 계속하면, 해당 제스처 궤적에 대응하는 이벤트 입력이 실행된다.

이후, 터치스크린(1)에 대한 터치가 종료되면(S50: 손가락이 터치스크린으로부터 떨어지면), 해당 이벤트 입력은 종료되어 일반입력 모드로 전환된다(S60).

해당 터치가 중단 없이 계속 중이면(No), 제스처 동작이 완료된 것이 아니라 계속되는 것이므로, 단계2의 제스처 궤적 감지(S20) 및 이벤트 입력신호 생성(S30)이 계속 실행된다.

터치폰 등을 조작하다가 보면, 2개의 손가락으로 터치하는 것과 같이, 의도하지 않게 또는 의도적으로 터치스크린에 2점 이상의 다점에 동시적(실질적으로 동시적)으로 터치하게 되는 경우가 있는 바, 이때 제1 단계의 가해진 압력과 제2 단계의 제스처 궤적은 터치된 다점의 무게 중심을 기준으로 판단하면 된다.

예를 들어 2개의 점에서 터치가 발생한 경우에 2개의 점에 대해 각각 가해진 압력을 검출하고, 가해진 압력을 무게(하중)인 것으로 하여 그 무게 중심점에 대해, 가해진 압력의 크기와 이후의 제스처 궤적을 감지함으로써, 앞서 설명한 본 발명에 따른 제스처 동작 입력방법을 실현할 수 있다.

1: 정전용량식 터치스크린
10: 상부극판
20: 하부극판
30: 탄성층
40: 투명터치패널(윈도우)
50: 기판

Claims (2)

1. 상부극판(10)과 하부극판(20) 사이에 적층된 탄성층(30)을 포함하고, 상기 상부극판(10) 쪽으로부터의 터치를 통해 가해진 압력에 대해 상기 탄성층(30)의 두께가 복원 가능하게 탄성적으로 변화함에 따라, 상기 상부극판(10)과 상기 하부극판(30) 사이의 거리(d)가 복원 가능하게 변화하여 상기 상하 극판(10, 30) 사이에 정전용량이 변화하고, 측정된 정전용량 변화량으로부터 가압 위치와 압력의 크기에 대응하는 입력신호를 생성하는 정전용량식 터치스크린(1)에 있어서,
   상기 터치스크린(1)에의 터치로부터 가해진 압력이 규정압력 이상인지를 감지하는 단계;
   상기 감지된 압력이 규정압력 이상이면, 계속되는 터치의 제스처 궤적을 감지하는 단계; 및
   감지된 상기 제스처 궤적에 대응하는 이벤트 입력신호를 생성하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는, 터치스크린의 제스처 동작 입력방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 터치스크린(1)에의 터치가 2점 이상의 다점에 가해진 터치일 때, 상기 가해진 압력 및 상기 제스처 궤적은 상기 다점의 무게 중심을 기준으로 감지하는 것을 특징으로 하는, 터치스크린의 제스처 동작 입력방법.

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