KR20110127147A - 센서, 센서를 포함하는 디스플레이, 및 센서를 사용하는 방법 - Google Patents

센서, 센서를 포함하는 디스플레이, 및 센서를 사용하는 방법 Download PDF

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KR20110127147A
KR20110127147A KR1020117018652A KR20117018652A KR20110127147A KR 20110127147 A KR20110127147 A KR 20110127147A KR 1020117018652 A KR1020117018652 A KR 1020117018652A KR 20117018652 A KR20117018652 A KR 20117018652A KR 20110127147 A KR20110127147 A KR 20110127147A
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맷츠 클레베르만
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소니 에릭슨 모빌 커뮤니케이션즈 에이비
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Abstract

센서는, 전방측을 정의하는 절연성 지지부; 이 지지부의 전방측에 배열된 멤브레인 - 이 멤브레인은 전기 전도성 재료의 패턴을 포함하는 적어도 하나의 층을 포함함 -; 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 적어도 일부분과 그 주변 환경 사이의 커패시턴스를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛; 및 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 한 쌍의 지점들 사이의 저항을 측정하도록 구성된 적어도 하나의 저항 측정 유닛을 포함한다. 이 센서를 포함하는 디스플레이 및 이 센서를 사용하는 방법도 또한 개시된다.

Description

센서, 센서를 포함하는 디스플레이, 및 센서를 사용하는 방법{SENSOR, DISPLAY INCLUDING A SENSOR, AND METHOD FOR USING A SENSOR}
본 발명은 센서들, 센서들을 포함하는 디스플레이들, 및 센서들을 사용하는 방법들에 관한 것이다. 센서들은 다양한 장치들을 제어하기 위해 사용자 인터페이스들 및 인간-기계 인터페이스들에서 사용될 수 있다.
사용자 인터페이스 또는 인간-기계 인터페이스를 통해 장치들을 제어하는 터치 센서들이 당업계에 공지되어 있다. 터치 센서들은 사용자의 손가락에 의해 도입되는 커패시턴스에 또는 사용자의 손가락의 존재에 의해 야기되는 커패시턴스의 변화에 반응함으로써 작동할 수 있다.
예시적인 용량성 터치 패널의 정면도가 도 6에 개략적으로 예시되어 있다. 이는 2개의 층, 즉 "1"로 표시된 층 및 "2"로 표시된 층을 포함하고 있다. 층 "1"의 용량성 컴포넌트들은 수직으로 서로 연결되어 있다. 층 "2"의 용량성 컴포넌트들은 수평으로 서로 연결되어 있다. "3"으로 표시된 층은 절연면(insulating plane)이다. 이것은 사용자가 디스플레이를 터치하는 위치의 X 좌표 및 Y 좌표를 획득할 수 있게 해주는 매트릭스 구조를 제공한다. 이는 또한 소위 멀티터치 애플리케이션들, 즉 사용자가 2개 이상의 손가락으로 그래픽 애플리케이션들을 제어할 수 있는 애플리케이션들을 가능하게 해준다.
예시적인 터치 패널의 상기한 층들은 ITO(indium tin oxide)를 포함할 수 있다.
특히 사용자 인터페이스들의 동작에서 더 많은 유연성을 가능하게 해주기 위해 개선된 센서들, 디스플레이들 및 방법들을 제공하는 것이 바람직하다.
이러한 센서들, 디스플레이들 및 방법들이 독립항들에 정의되어 있다. 유리한 실시예들이 종속항들에 정의되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서는 전방측을 정의하는 절연성 지지부(insulating support); 지지부의 전방측에 배열된 멤브레인(membrane) - 이 멤브레인은 전기 전도성 재료의 패턴을 포함하는 적어도 하나의 층을 포함함 -; 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 적어도 일부분과 그 주변 환경 사이의 커패시턴스를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛; 및 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 한 쌍의 지점들 사이의 저항을 측정하도록 구성된 적어도 하나의 저항 측정 유닛을 포함한다.
일 실시예에서, 전기 전도성 재료는 ITO(indium tin oxide)이다. 몇몇 디스플레이 패널들에서 용량성 터치 기능을 구현하기 위한 ITO 막 구조가 이미 존재하기 때문에, ITO가 유리하다. 따라서, 이러한 ITO 구조는 많은 설계 변경 없이 재사용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 ITO의 패턴에 제한되지는 않는다. 유사한 특성을 갖는 다른 전기 전도성 재료들이 이용될 수 있다. 이하의 설명에서, ITO가 언급되지만, ITO는 항상 유사한 특성을 갖는 다른 전기 전도성 재료들로 대체될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
ITO는 디스플레이들에 이용될 수 있다. ITO는 얇은 코팅 형태로 이용될 수 있는 투명한 전도성 재료이다. 코팅으로서, ITO는 전자빔 증착(electron beam evaporation) 또는 일정 범위의 스퍼터링 기법들과 같은 방법들에 의해 증착될 수 있다.
ITO는 전기 전도성이고, 압저항(piezoresistive) 특성들을 갖는다. 따라서, 층에서의 ITO 패턴의 저항의 변화를 모니터링함으로써 사용자의 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 가해진 힘이 검출되고 측정될 수 있다. 압저항 재료들에서, 수축으로 인한 저항의 변화는 보통의 금속에 대한 변화의 약 100배이다. 이 효과는 길이 및 면적의 변화에 의존하지 않는다. 따라서, 터치 앤 릴리스(touch and release) 또는 드래그 앤 드롭(drag and drop) 애플리케이션들이 간단한 구성으로 구현될 수 있다.
여기서, ITO(indium tin oxide)는 인듐(III) 산화물(In2O3) 및 주석(IV) 산화물(SnO2)의 고용체(solid solution)로서 정의된다. 일 실시예에서, ITO는 85 내지 95중량%의 In2O3 및 7 내지 13 중량%의 SnO2를 포함한다. 일 실시예에서, ITO는 88 내지 92중량%의 In2O3 및 8 내지 12 중량%의 SnO2를 포함한다.
일 실시예에서, 멤브레인은 탄성 재료로 이루어져 있다. 따라서, 센서가 반복적으로 사용될 수 있고, 각각의 상호작용 사이에서 동일한 형상 또는 실질적으로 동일한 형상이 복원된다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛이 센서 상의 또는 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 검출하도록 구성되며, 적어도 하나의 저항 측정 유닛이 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 힘이 가해지는지를 검출하도록 구성되도록 센서가 이루어진다.
따라서, 사용자 인터페이스를 통해 장치를 제어하는데 더 많은 파라미터들이 이용될 수 있다. 따라서, 손가락, 손 또는 기타 물체가 센서 상에 또는 센서의 근방에 단지 존재하기만 하는지 또는 손가락, 손 또는 기타 물체가 힘을 가하고 있는지가 사용자 인터페이스의 입력 파라미터로서 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 힘이 가해지는지를 검출하는 것은 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 임계값보다 큰 힘이 가해지는지를 검출하는 것을 의미한다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛이 센서 상의 또는 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 검출하도록 구성되며, 적어도 하나의 저항 측정 유닛이 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 가해진 힘을 추정하도록 구성되도록 센서가 이루어진다.
따라서, 사용자 인터페이스를 통해 장치를 제어하는데 훨씬 더 많은 파라미터들이 이용될 수 있다. 즉, 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 가해진 힘의 값이 또한 사용자 인터페이스의 입력 파라미터로서 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 힘의 값은 뉴턴(newton)으로 표현된다. 일 실시예에서, 힘의 값은 기준 값과 비교된 퍼센트 변화(percentage change)로 표현된다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛이 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 제1 부분과 그 주변 환경 사이의 커패시턴스를 측정하도록 구성된 제1 커패시턴스 측정 유닛 및 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 제2 부분과 그 주변 환경 사이의 커패시턴스를 측정하도록 구성된 제2 커패시턴스 측정 유닛을 포함하도록 센서가 이루어진다. 이 실시예에서, 적어도 하나의 저항 측정 유닛이 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 제1 부분의 한 쌍의 지점들 사이의 저항을 측정하도록 구성된 제1 저항 측정 유닛 및 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 제2 부분의 한 쌍의 지점들 사이의 저항을 측정하도록 구성된 제2 저항 측정 유닛을 포함하도록 센서가 또한 이루어진다.
이 실시예의 구성에서, 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재, 그 위치 및 그에 의해 가해진 힘이 사용자 인터페이스의 제어 파라미터들로서 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛이 센서 상의 또는 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 검출하고 센서 상의 손가락, 손 또는 기타 물체의 위치를 추정하도록 구성되며, 적어도 하나의 저항 측정 유닛이 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 힘이 가해지는지를 검출하도록 구성되도록 센서가 이루어진다.
손가락, 손 또는 기타 물체가 센서 상에 배치되지 않고 단지 센서의 근방에 있는 경우, 센서 상의 손가락, 손 또는 기타 물체의 위치는, 일 실시예에서, 손가락, 손 또는 기타 물체에 가장 가까운 것인 센서 상의 지점의 추정을 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛이 센서 상의 또는 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 검출하고 센서 상의 손가락, 손 또는 기타 물체의 위치를 추정하도록 구성되며, 적어도 하나의 저항 측정 유닛이 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 가해진 힘을 추정하도록 구성되도록 센서가 이루어진다.
일 실시예에서, 센서는, 하나의 커패시턴스 측정 유닛이 임계값을 초과하는 커패시턴스의 변화를 나타내는 경우에 하나의 저항 측정 유닛이 활성화되도록 구성된다. 이것은 저항 측정 유닛을 영구적으로 활성화시키지 않음으로써 전력을 절감하는 이점을 갖는다. 커패시턴스 측정 유닛으로부터의 인터럽트가 사용자의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 나타낼 때까지, 저항 측정 유닛이 기동될 필요가 없다.
일 실시예에서, 센서는, 커패시턴스 측정들 및 저항 측정들이 연이어 순차적으로 수행되도록 구성된다. 즉, 커패시턴스 측정 유닛들 및 저항 측정 유닛들이 동시에 활성인 경우, 시각 t=0에서 커패시턴스 측정들이 수행되고, 시각 t=1에서 저항 측정들이 수행되고, 시각 t=2에서 새로운 커패시턴스 측정들이 수행되며, 이하 마찬가지로 수행된다. 환언하면, 커패시턴스 측정들 및 저항 측정들이 멀티플렉싱된다. 이것은 간섭이 발생하는 것을 방지한다. 다른 실시예에서, 멤브레인의 개별적인 영역들이 커패시턴스 측정들 및 저항 측정들을 위해 각각 이용된다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 센서를 포함하는 디스플레이에 관한 것이다. 센서 멤브레인은, 일 실시예에서, 실제 활성 디스플레이 표면과 외부 디스플레이 표면 사이의 어딘가에 배열된다. 일 실시예에서, 센서 멤브레인과 외부 디스플레이 표면 사이에 공극(air gap)이 없다. 이 실시예에서, 디스플레이에서의 연속적인 층들(적층 구성)은, 예를 들어, (1) 실제 활성 디스플레이 표면, (2) 공극, (3) 센서 멤브레인, (4) 접착제 또는 테이프, 및 (5) 외부 디스플레이 표면(또는 소위 외부 윈도우); 또는 (1) 실제 활성 디스플레이 표면, (2) 접착제 또는 테이프, (3) 센서 멤브레인, (4) 접착제 또는 테이프, 및 (5) 외부 디스플레이 표면을 포함할 수 있다. 센서 멤브레인과 외부 디스플레이 표면 사이에 공극이 없으면 커패시턴스 측정들에 대한 감도가 향상된다. 그에 부가하여, 손가락과 센서 멤브레인 사이의 거리가 작을수록, 외부 디스플레이 표면 상에 손가락이 있는 경우에 획득되는 절대 커패시턴스(absolute capacitance)가 커지며, "델타 손가락(delta finger)", 즉 손가락이 존재하는 경우에 획득되는 커패시턴스 값과 손가락이 없는 경우에 획득되는 커패시턴스 값 사이의 차가 커진다.
센서 멤브레인은, 일 실시예에서, 실제 활성 디스플레이 표면과 외부 디스플레이 표면 사이의 어딘가에 배열되며, 손가락과 직접 접촉할 수 있는 외부 디스플레이 표면 상에 배열되지 않는다. 이 구성은 센서 멤브레인을 마모시키는 위험을 방지하거나 감소시킨다.
일 실시예에서, 센서는 투명하다. 따라서, 디스플레이 상의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재가 검출될 수 있고, 디스플레이 상의 손가락, 손 또는 기타 물체의 위치가 추정될 수 있으며(2개 이상의 커패시턴스 측정 유닛들이 제공되는 경우), 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 디스플레이 상에 힘이 가해지는지가 검출될 수 있고, 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 디스플레이 상에 가해진 힘이 또한 추정될 수 있다,
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 센서를 사용하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은, 센서 상의 또는 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 나타내는 신호를 출력하는 단계, 및 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 힘이 가해지는지를 나타내는 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 센서를 사용하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은, 센서 상의 또는 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 나타내는 신호를 출력하는 단계, 및 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 가해진 힘을 나타내는 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 센서를 사용하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은, 센서 상의 또는 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 나타내는 신호를 출력하는 단계, 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 힘이 가해지는지를 나타내는 신호를 출력하는 단계, 및 센서 상의 손가락, 손 또는 기타 물체의 2차원 위치의 추정을 나타내는 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 전술한 바와 같은 센서를 사용하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은, 센서 상의 또는 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 나타내는 신호를 출력하는 단계, 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 가해진 힘을 나타내는 신호를 출력하는 단계, 및 센서 상의 손가락, 손 또는 기타 물체의 2차원 위치의 추정을 나타내는 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 이 방법은, 좌표들 x 및 y를 제공하는, 센서 상의 손가락, 손 또는 기타 물체의 2차원 위치의 추정을 나타내는 신호, 및 좌표 z를 제공하는, 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 센서 상에 가해진 힘의 추정을 나타내는 신호에 기초하여, 센서 상의 손가락, 손 또는 기타 물체의 3차원 위치의 추정을 나타내는 신호를 출력하는 단계를 더 포함하고, 여기서 좌표들 x 및 y는 센서의 표면을 따른 2개의 별개의 방향들에 대응하며, 좌표 z는 센서의 표면에 수직인 방향에 대응한다.
일 실시예에서, 멤브레인은 평면이거나 실질적으로 평면이다. 다른 실시예에서, 멤브레인은 평면이 아니라 곡면이다. 이 실시예에서, 좌표들 x, y는 국소적으로 멤브레인에 접하는 방향을 따를 수 있다. 좌표 z는 한 지점에서 좌표들 x, y에 대응하는 방향에 수직인 방향을 따를 수 있다. 따라서, 좌표들 x, y, z는 국소 좌표들(local coordinates)일 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에서, ITO는 유사한 특성을 갖는 다른 전기 전도성 재료들로 대체될 수 있다. 일 실시예에서, ITO와 유사한 특성을 갖는 전기 전도성 재료는 네거티브 실온 게이지 인자(negative room-temperature gage factor)를 갖는 전기 전도성 재료를 의미한다(게이지 인자는, 예를 들어, 제22차 ICMCTF(International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films) 1995에서 발표된 S. E. Dyer, O. J. Gregory, P. S. Amons 및 A. Bruins Slot의 "Preparation and piezoresistive properties of reactively sputtered indium tin oxide thin films" (San Diego, CA, April 24-28, 1995)의 섹션 "1. 서론", 수학식 (2)에 정의되어 있음). 하위 실시예들에서, ITO와 유사한 특성을 갖는 전기 전도성 재료는 -2 내지 -1000, -4 내지 -1000 및 -6 내지 -1000 중 하나로 이루어진 실온 게이지 인자를 갖는 전기 전도성 재료를 의미한다.
상세하게는, TCO(transparent conductive oxides), 전도성 폴리머들 및 전도성 탄소 나노튜브들이 ITO를 대체하기 위한 후보들이다. (예를 들어, 증착에 의해) 박막으로서 형성될 수 있으며 압저항 응답(piezoresistive response)이 큰 재료들이 바람직하다.
이하, 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 실시예들이 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서의 센서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 센서가 2개 이상의 커패시턴스 측정 유닛 및 2개 이상의 저항 측정 유닛을 포함하는 본 발명의 일 실시예에서의 센서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 ITO 패턴들이 2개 이상의 층 상에 배열되어 있는 본 발명의 일 실시예에서의 센서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서의 센서의 전방측을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시예에서, 저항 측정 유닛을 구현하는데 사용되는 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)의 회로도이다.
도 6은 용량성 터치 패널을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명이 특정 실시예들과 관련하여 설명될 것이다. 주목할 점은, 이들 특정 실시예들이 당업자에게 더 나은 이해를 제공하는 역할을 하지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 결코 제한하기 위한 것이 아니라는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에서의 센서를 개략적으로 나타낸 것이다. 센서(100)는 전방측(104)을 정의하는 절연성 지지부(102)를 포함한다. 멤브레인(106)은 절연성 지지부(102)의 전방측(104)에 배열된다. 멤브레인(106)은 ITO(indium tin oxide)의 패턴(108)을 포함하는 적어도 하나의 층을 포함한다.
센서(100)는 패턴(108)과 그 주변 환경 사이의 커패시턴스를 측정하도록 구성된 커패시턴스 측정 유닛(110)을 더 포함한다. 커패시턴스 측정 유닛(110)은 접촉 지점(112)을 통해 ITO 패턴(108)에 연결된다. 주변 환경은, 커패시턴스 측정 유닛(110)이 활성인 경우에 그에 의해 측정되는 커패시턴스를 변경할 수 있는 손가락(114), 손 또는 기타 물체를 포함할 수 있다.
예를 들어, 미국 매사추세츠주 노어우드 소재의 Analog Devices에 의해 제조된 소위 단일 전극 커패시턴스 센서들을 위한 CapTouch 프로그램가능 제어기 AD7147(Analog Devices, Inc에 의해 공개된 데이터 시트 "CapTouch™ Programmable Controller for Single Electrode Capacitance Sensors, AD7147, Preliminary Technical Data, 06/07- Preliminary version F, 2007" 참조)이 커패시턴스 측정 유닛(110)으로서 사용될 수 있다. 상세하게는, 이 데이터 시트의 11 페이지는 커패시턴스 측정 유닛(110)의 가능한 동작 모드에 대한 설명들을 제공한다.
커패시턴스 측정 유닛(110)은 전술한 예시적인 AD7147 커패시턴스 측정 유닛에 제한되지는 않는다. 다른 커패시턴스 측정 유닛(110)이 사용될 수 있다.
센서(110)는 또한 ITO 패턴(108)의 한 쌍의 지점들(118, 120) 사이의 저항을 측정하도록 구성된 저항 측정 유닛(116)을 포함한다.
제22차 ICMCTF(International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films) 1995에서 발표된 S. E. Dyer, O. J. Gregory, P. S. Amons 및 A. Bruins Slot의 "Preparation and piezoresistive properties of reactively sputtered indium tin oxide thin films" (San Diego, CA, April 24-28, 1995)에서 설명된 바와 같이 ITO는 양호한 압저항 특성들을 갖는다: "패터닝된 ITO 막들에서 -77.71 정도로 큰 실온 게이지 인자들 R/Ro가 측정되었다. 이들 게이지 인자들은 내화성 금속 합금들에 대해 보고된 것보다 상당히 더 크다. n-형 실리콘에 대해 관측된 응답들과 유사한 모든 ITO 막들에 대한 큰 네거티브 압저항 응답(네거티브 게이지 인자)이 관측되었다. 압저항 응답은 재현가능하고 선형이었으며,
Figure pct00001
까지의 변형에서 히스테리시스가 거의 관측되지 않거나 전혀 관측되지 않았다".
도 1에 예시된 실시예에서, 커패시턴스 측정 유닛(110)은 센서(100)의 표면에서 또는 센서(100)의 표면 근방이나 부근에서 손가락(114), 손 또는 기타 물체의 존재를 검출하도록 구성된다. 플라스틱 또는 유리의 커버 시트(도시 생략)가 센서(110)의 표면에서 멤브레인(106)의 상부에 배열될 수 있다. 플라스틱 또는 유리의 커버 시트는 보호 요소의 역할을 할 수 있다. 저항 측정 유닛(116)은, 손가락(114), 손 또는 기타 물체가 센서(100)의 표면에 배치되어 있는 경우, 손가락(114), 손 또는 기타 물체에 의해 힘이 가해지는지를 검출하도록 구성된다. 또한, 저항 측정 유닛(116)은 손가락(114), 손 또는 기타 물체가 센서(100)의 표면에 배치되어 있는 경우, 손가락(114), 손 또는 기타 물체에 의해 가해진 힘을 추정하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 탄성인 멤브레인(106)은 손가락(114), 손 또는 기타 물체에 의해 센서(100)의 표면 상에 가해진 힘으로 인해 굽혀지며, 접촉 지점(118)과 접촉 지점(120) 사이의 ITO 패턴(108)의 길이가 변경된다. ITO 전도성 패턴의 압저항 특성들의 덕분에, 저항이 변경되고 저항 측정 유닛(116)에 의해 측정될 수 있으며, 따라서 가해진 힘이 검출될 수 있고, 또한 가해진 힘이 추정될 수 있다.
저항을 나타내는 저항 측정 유닛(116)의 신호 출력(도시 생략)은 힘을 나타내는 신호로 변환될 수 있다. 센서(100)에 힘이 가해지는지에 따라 그리고 센서(100) 상에 가해진 힘에 따라, 사용자 인터페이스의 제어 로직에서 상이한 동작들이 트리거될 수 있다. 예를 들어, 측정된 힘이 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우에는, 제1 동작이 수행된다. 측정된 힘이 미리 결정된 임계값을 초과하지 않는 경우에는, 제2 동작이 수행된다.
도 1에 예시된 센서(100)에서, 힘 측정은 하나의 채널 측정이다. 즉, 저항 측정 유닛(116)에 의해 전체 패널에 대해 하나의 힘 측정이 획득되는 한편, 손가락 위치는 커패시턴스 측정 유닛(110)에 의해 제공된다. 일 실시예에서, 멤브레인의 상이한 부분들에서 몇개의 힘 측정들이 행해진다.
ITO 패턴(108)의 한 쌍의 지점들(118, 120) 사이의 전기 저항을 측정하도록 구성된 저항 측정 유닛(116)은 예를 들어 휘트스톤 브리지를 사용하여 구현될 수 있다. 이러한 회로의 예시적인 회로도가 도 5에 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 측정될 전기 저항인 ITO 패턴(108)이 R1로서 연결될 수 있다. 증폭기는 임의의 유형의 적합한 연산 증폭기일 수 있다. 그러나, 저항 측정 유닛(116)은 휘트스톤 브리지에 기초한 이 예시적인 구현에 제한되지는 않는다. 다른 저항 측정 유닛(116)이 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 디스플레이의 전방에 있는 유리 또는 플라스틱 윈도우는 ITO의 층으로 커버될 수 있고, 그러면 멤브레인(106)의 역할을 한다. 사용자의 손가락, 손 또는 기타 물체로부터의 힘은 이 멤브레인(106)에 변형을 야기하며, 이 변형이 압저항 저항기 구조에 의해 측정될 수 있다. 이것은 사용자의 손가락(114), 손 또는 기타 물체로부터의 힘을 측정하는 것을 가능하게 해준다.
감도는 힘이 어디에 가해지는지에 따라 변할 수 있다. 그러나, 이것은 예측가능하고, X 및 Y 좌표가 입력 파라미터들로서 이용되는 룩업 테이블을 이용하여 보상될 수 있다.
많은 애플리케이션들에서, 힘의 상대적인 측정만이 요구된다. 이것은 교정이 필요하지 않으며, 상이한 위치들 상의 (예를 들어, 온도 변화로 인한) 디스플레이에서의 상이한 강성에 따른 감도의 변화가 성공적으로 핸들링될 수 있다는 것을 의미한다.
커패시턴스 측정 유닛(110) 및 저항 측정 유닛(116)의 활성화를 제어하기 위해 제어 유닛(도시 생략)이 더 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 제어 유닛은, 커패시턴스 측정 유닛(110)이 센서(100)의 표면 상의 손가락(114), 손 또는 기타 물체의 검출을 나타내는 신호를 출력하는 경우에만, 저항 측정 유닛(116)을 활성화시키도록, 즉 스위치-온하도록 구성된다. 앞서 언급한 바와 같이, 이 구성은 저항 측정 유닛(116)을 영구적으로 활성화시키지 않음으로써 전력을 절감한다. 커패시턴스 측정 유닛(116)으로부터의 인터럽트가 센서(100) 상의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 나타낼 때까지, 저항 측정 유닛(116)이 기동될 필요가 없다. 커패시턴스 측정 유닛(110)은, 측정된 커패시턴스의 변화가 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우, 센서(100)의 표면 상의 손가락(114), 손 또는 기타 물체의 검출을 나타내는 신호를 출력할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에서의 센서(100)를 개략적으로 나타낸 것이다. 절연성 지지부(102)의 전방측(104)에서, 멤브레인(106)은 ITO의 패턴(108a, 108b)을 포함한다. 패턴(108a, 108b)은 제1 부분(108a) 및 제2 부분(108b)을 포함한다. 제1 커패시턴스 측정 유닛(110a)은, 일 시점에서 손가락(114), 손(도시 생략) 또는 기타 물체(도시 생략)를 포함할 수 있는, 부분(108a)과 그 주변 환경 사이의 커패시턴스를 측정하기 위해 ITO 부분(108a)에 전기적으로 연결되어 있다. 제1 저항 측정 유닛(116a)은 패턴 부분(108a)의 한 쌍의 접촉 지점들(118a, 120a) 사이의 저항을 측정하기 위해 접촉 지점들(118a, 120a)을 통해 연결된다. 따라서, 손가락(114), 손 또는 기타 물체가 제1 커패시턴스 측정 유닛(110a)에 의해 부분(108a)의 부근에서 검출될 수 있고, 손가락(114), 손 또는 기타 물체에 의해 멤브레인(106) 상에 가해진 힘이 제1 저항 측정 유닛(116a)에 의해 추정될 수 있다.
제2 커패시턴스 측정 유닛(110b)은 부분(108b)의 근방에서 손가락(114)의 존재를 검출하기 위해 제2 ITO 패턴(108b)에 전기적으로 연결되어 있다. 게다가, 제2 저항 측정 유닛(116b)은 제2 부분(108b)의 한 쌍의 접촉 지점들(118b, 120b) 사이의 저항을 측정하기 위해 2개의 접촉 지점들(118b, 120b) 사이에 연결된다. 따라서, 센서(100) 상의 또는 센서(100)의 근방이나 부근의 손가락(114)의 존재가 검출될 수 있으며 손가락(114)에 의해 센서(100) 상에 가해진 힘이 추정될 수 있을 뿐만 아니라, 센서(100) 상의 손가락(114)의 위치도 검출되며 추정될 수 있다.
환언하면, 멤브레인(106)의 복수의 별개의 부분들에서 복수의 존재 검출들 및 복수의 힘 검출들이나 측정들이 행해질 수 있다.
대안적으로(도 2에 도시되지 않음), 하나의 힘 측정이 하나의 저항 측정 유닛(106)에 의해서만 획득될 수 있는 한편, 손가락(114) 위치는 복수의 커패시턴스 측정 유닛들(110)에 의해 제공된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에서의 센서(100)를 개략적으로 나타낸 것이다. 멤브레인(106)은 2개의 층으로 이루어져 있다. 각각의 층은 ITO 패턴(108)을 포함한다. 제1 층은 제1 ITO 패턴 부분(108a) 및 제2 ITO 패턴 부분(108b)을 포함한다. 제2 층은 제3 ITO 패턴 부분(108c) 및 제4 ITO 패턴 부분(108d)을 포함한다. 각각의 ITO 패턴 부분(108a, 108b, 108c, 108d)과 그 각자의 주변 환경 사이의 커패시턴스를 측정하기 위해 커패시턴스 측정 유닛들(도 3에 도시되지 않음)이 제공된다. 대응하는 ITO 패턴 부분(108a, 108b, 108c, 108d)의 영역에서 손가락(114)에 의해 멤브레인(106) 상에 가해진 힘을 검출하고/하거나 그 힘을 추정하기 위해, 각각의 ITO 패턴 부분의 접촉 지점들 사이의 저항을 측정하도록 저항 측정 유닛(도 3에 도시되지 않음)이 제공된다.
각각의 ITO 패턴 부분(108a, 108b)에 전기적으로 연결된 커패시턴스 측정 유닛들은 x 방향(도 3에 나타냄)을 따른 멤브레인 상의 손가락(114)의 위치의 표시를 제공한다. 각각의 ITO 패턴 부분(108c, 108d)에 전기적으로 연결된 커패시턴스 측정 유닛들은 y 방향을 따른 멤브레인(116) 상의 손가락(114)의 위치의 표시를 제공한다.
멤브레인(106)은 3개 이상의 층을 포함할 수 있다. ITO 패턴 부분들은 S자 형태(도 3에 예시됨)이거나 임의의 다른 형태일 수 있다. 각각의 층 상의 ITO 패턴 부분들의 수는 상이할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서의 센서(100)의 멤브레인(106)의 층들의 개략 정면도이다. "L1"로 표시된 ITO 패턴 부분들의 3개의 행들 각각은 하나의 커패시턴스 측정 유닛 및 하나의 저항 측정 유닛과 연관된다. "L2"로 표시된 ITO 패턴 부분들의 각각의 열은 하나의 커패시턴스 측정 유닛 및 하나의 저항 측정 유닛과 연관된다. 각각의 행 및 열에 대한 커패시턴스 및 저항 측정들의 값으로부터, 멤브레인 상의 손가락의 위치 및 손가락에 의해 멤브레인 상에 가해진 힘이 추정될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 센서는, 용량성 감지와 결합되는, ITO 층들에서의 압저항 효과를 이용하는 변형 게이지와 유사한 구조를 갖는다.
커패시턴스 측정 유닛들, 저항 측정 유닛들 및 제어 유닛들을 포함하는 본 발명 및/또는 그 실시예들에 따른 물리적 엔티티들은, 컴퓨터 프로그램들이 물리적 엔티티들 상에서 실행되는 경우, 이들 유닛들의 단계들, 절차들 및 기능들이 본 발명의 실시예들에 따라 수행되도록 하는 명령어들을 비롯한 컴퓨터 프로그램들을 포함하거나 저장할 수 있다. 본 발명은 또한 유닛들의 기능을 수행하는 이러한 컴퓨터 프로그램들, 및 본 발명에 따른 방법들을 수행하는 컴퓨터 프로그램들을 저장하는 임의의 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다.
"커패시턴스 측정 유닛", "저항 측정 유닛" 및 "제어 유닛"이라는 용어들이 본 문서에서 이용되는 경우, 이들 요소들이 어떻게 분산될 수 있는지 및 이들 요소가 어떻게 모일 수 있는지에 관하여 어떠한 제약도 행해지지 않는다. 즉, 상기 커패시턴스 측정 유닛들, 저항 측정 유닛들 및 제어 유닛들의 구성 요소들은 의도된 기능을 수행하기 위해 상이한 소프트웨어 또는 하드웨어 컴포넌트들 또는 장치들에 분산될 수 있다. 복수의 별개의 요소들 또는 유닛들이 또한 의도된 기능들을 제공하기 위해 모일 수 있다.
센서(100)의 상기한 유닛들 중 임의의 유닛이 하드웨어, 소프트웨어, FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application-specific integrated circuit), 펌웨어 등으로 구현될 수 있다.
본 발명의 추가 실시예들에서, 앞서 언급한 및/또는 청구된 커패시턴스 측정 유닛들, 저항 측정 유닛들 및 제어 유닛들 중 임의의 것이, 커패시턴스 측정 유닛들, 저항 측정 유닛들 및 제어 유닛들의 기능을 수행하기 위해, 각각 커패시턴스 측정 수단, 저항 측정 수단 및 제어 수단으로 또는 각각 커패시턴스 측정기, 저항 측정기 및 제어기로 대체된다.
본 발명의 추가 실시예들에서, 상기한 단계들 중 임의의 단계가, 예를 들어, 컴퓨터-이해가능 절차들, 메소드들 등의 형태로, 임의의 종류의 컴퓨터 언어들로, 및/또는 펌웨어, 집적 회로들 등 상의 임베디드 소프트웨어의 형태로 되어 있는 컴퓨터 판독가능 명령어들을 이용하여 구현될 수 있다.
본 발명이 상세한 예들에 기초하여 설명되었지만, 상세한 예들은 단지 당업자에게 더 나은 이해를 제공하는 역할을 할 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 범위는 오히려 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다.

Claims (15)

  1. 전방측을 정의하는 절연성 지지부(insulating support);
    상기 지지부의 상기 전방측에 배열된 멤브레인(membrane) - 상기 멤브레인은 전기 전도성 재료의 패턴을 포함하는 적어도 하나의 층을 포함함 -;
    상기 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 적어도 일부분과 그 주변 환경 사이의 커패시턴스를 측정하도록 구성된 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛; 및
    상기 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 한 쌍의 지점들 사이의 저항을 측정하도록 구성된 적어도 하나의 저항 측정 유닛
    을 포함하는 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기 전도성 재료는 ITO(indium tin oxide)인 센서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛은, 상기 센서 상의 또는 상기 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 검출하도록 구성되며,
    상기 적어도 하나의 저항 측정 유닛은, 상기 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 상기 센서 상에 힘이 가해지는지를 검출하도록 구성되는 센서.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛은, 상기 센서 상의 또는 상기 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 검출하도록 구성되며,
    상기 적어도 하나의 저항 측정 유닛은, 상기 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 상기 센서 상에 가해진 힘을 추정하도록 구성되는 센서.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛은,
    상기 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 제1 부분과 그 주변 환경 사이의 커패시턴스를 측정하도록 구성된 제1 커패시턴스 측정 유닛; 및
    상기 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 제2 부분과 그 주변 환경 사이의 커패시턴스를 측정하도록 구성된 제2 커패시턴스 측정 유닛
    을 포함하며,
    상기 적어도 하나의 저항 측정 유닛은,
    상기 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 제1 부분의 한 쌍의 지점들 사이의 저항을 측정하도록 구성된 제1 저항 측정 유닛; 및
    상기 적어도 하나의 층 중 하나의 층의 패턴의 제2 부분의 한 쌍의 지점들 사이의 저항을 측정하도록 구성된 제2 저항 측정 유닛
    을 포함하는 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛은, 상기 센서 상의 또는 상기 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 검출하고, 상기 센서 상의 상기 손가락, 손 또는 기타 물체의 위치를 추정하도록 구성되며,
    상기 적어도 하나의 저항 측정 유닛은, 상기 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 상기 센서 상에 힘이 가해지는지를 검출하도록 구성되는 센서.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 커패시턴스 측정 유닛은, 상기 센서 상의 또는 상기 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 검출하고, 상기 센서 상의 상기 손가락, 손 또는 기타 물체의 위치를 추정하도록 구성되며,
    상기 적어도 하나의 저항 측정 유닛은, 상기 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 상기 센서 상에 가해진 힘을 추정하도록 구성되는 센서.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나의 커패시턴스 측정 유닛이 임계값을 초과하는 커패시턴스의 변화를 나타내는 경우, 하나의 저항 측정 유닛이 활성화되도록 구성된 센서.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    커패시턴스 측정들과 저항 측정들이 연이어 순차적으로 수행되도록 구성된 센서.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 센서를 포함하는 디스플레이.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 센서를 사용하는 방법으로서,
    상기 센서 상의 또는 상기 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 나타내는 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 상기 센서 상에 힘이 가해지는지를 나타내는 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 센서를 사용하는 방법으로서,
    상기 센서 상의 또는 상기 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 나타내는 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 상기 센서 상에 가해진 힘을 나타내는 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는 방법.
  13. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 센서를 사용하는 방법으로서,
    상기 센서 상의 또는 상기 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 나타내는 신호를 출력하는 단계;
    상기 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 상기 센서 상에 힘이 가해지는지를 나타내는 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 센서 상의 상기 손가락, 손 또는 기타 물체의 2차원 위치의 추정을 나타내는 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는 방법.
  14. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항의 센서를 사용하는 방법으로서,
    상기 센서 상의 또는 상기 센서의 근방의 손가락, 손 또는 기타 물체의 존재를 나타내는 신호를 출력하는 단계;
    상기 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 상기 센서 상에 가해진 힘을 나타내는 신호를 출력하는 단계; 및
    상기 센서 상의 상기 손가락, 손 또는 기타 물체의 2차원 위치의 추정을 나타내는 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    좌표들 x 및 y를 제공하는, 상기 센서 상의 상기 손가락, 손 또는 기타 물체의 2차원 위치의 추정을 나타내는 신호, 및
    좌표 z를 제공하는, 상기 손가락, 손 또는 기타 물체에 의해 상기 센서 상에 가해진 힘의 추정을 나타내는 신호
    에 기초하여, 상기 센서 상의 상기 손가락, 손 또는 기타 물체의 3차원 위치의 추정을 나타내는 신호를 출력하는 단계를 더 포함하고,
    여기서, 좌표들 x 및 y는 상기 센서의 표면을 따른 2개의 별개의 방향들에 대응하며, 좌표 z는 상기 센서의 표면에 수직인 방향에 대응하는 방법.
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Families Citing this family (104)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7920129B2 (en) 2007-01-03 2011-04-05 Apple Inc. Double-sided touch-sensitive panel with shield and drive combined layer
US20090174676A1 (en) 2008-01-04 2009-07-09 Apple Inc. Motion component dominance factors for motion locking of touch sensor data
JP5854991B2 (ja) * 2009-06-24 2016-02-09 マイクロチップ テクノロジー ジャーマニー ゲーエムベーハー ディスプレイデバイスの電極配置
FR2949007B1 (fr) * 2009-08-07 2012-06-08 Nanotec Solution Dispositif et procede d'interface de commande sensible a un mouvement d'un corps ou d'un objet et equipement de commande integrant ce dispositif.
US20110193786A1 (en) * 2010-02-08 2011-08-11 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touchscreen displays for an electronic device that include separate carbon nanotube layers for determining location and force, respectively
TWI421756B (zh) * 2010-12-23 2014-01-01 Au Optronics Corp 觸控顯示面板及觸控面板
FR2976688B1 (fr) 2011-06-16 2021-04-23 Nanotec Solution Dispositif et procede pour generer une alimentation electrique dans un systeme electronique avec un potentiel de reference variable.
US8780074B2 (en) * 2011-07-06 2014-07-15 Sharp Kabushiki Kaisha Dual-function transducer for a touch panel
US20130018489A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Grunthaner Martin Paul Combined force and proximity sensing
US9791950B2 (en) * 2011-08-31 2017-10-17 Sony Corporation Liquid crystal display
US9417141B2 (en) * 2011-09-16 2016-08-16 Sony Corporation Force sensitive touch sensor
US8988384B2 (en) * 2011-09-23 2015-03-24 Apple Inc. Force sensor interface for touch controller
US9246486B2 (en) 2011-12-16 2016-01-26 Apple Inc. Electronic device with noise-cancelling force sensor
FR2985049B1 (fr) 2011-12-22 2014-01-31 Nanotec Solution Dispositif de mesure capacitive a electrodes commutees pour interfaces tactiles et sans contact
US8600450B2 (en) 2011-12-28 2013-12-03 Sony Corporation Receiving user input on a graphical user interface
CN104185833B (zh) * 2012-03-15 2017-10-24 索尼移动通信株式会社 用于控制触摸传感器的方法
US9024909B2 (en) 2012-04-02 2015-05-05 Nokia Corporation Sensing
WO2013165601A1 (en) 2012-05-03 2013-11-07 Yknots Industries Llc Moment compensated bending beam sensor for load measurement on platform supported by bending beams
TWI463389B (zh) * 2012-06-28 2014-12-01 Chunghwa Picture Tubes Ltd 電容觸控系統和操作電容觸控系統的方法
CN102890590B (zh) * 2012-09-07 2015-10-21 华映光电股份有限公司 电容触控系统和操作电容触控系统的方法
WO2014098946A1 (en) 2012-12-17 2014-06-26 Changello Enterprise Llc Force detection in touch devices using piezoelectric sensors
US9366708B2 (en) 2013-02-06 2016-06-14 Nokia Technologies Oy Apparatus comprising a flexible substrate and a component supported by the flexible substrate
US9336723B2 (en) 2013-02-13 2016-05-10 Apple Inc. In-cell touch for LED
NZ711183A (en) 2013-03-15 2019-12-20 Nano Composite Products Inc Composite material used as a strain gauge
US10260968B2 (en) 2013-03-15 2019-04-16 Nano Composite Products, Inc. Polymeric foam deformation gauge
US9952703B2 (en) 2013-03-15 2018-04-24 Apple Inc. Force sensing of inputs through strain analysis
KR102128394B1 (ko) 2013-09-11 2020-07-01 삼성디스플레이 주식회사 터치 감지 표시 장치
US10282014B2 (en) 2013-09-30 2019-05-07 Apple Inc. Operating multiple functions in a display of an electronic device
US10120478B2 (en) 2013-10-28 2018-11-06 Apple Inc. Piezo based force sensing
GB2519581A (en) * 2013-10-28 2015-04-29 Nokia Corp An apparatus, method and computer program for sensing
WO2015088629A1 (en) 2013-12-13 2015-06-18 Pylemta Management Llc Integrated touch and display architectures for self-capacitive touch sensors
US9726922B1 (en) 2013-12-20 2017-08-08 Apple Inc. Reducing display noise in an electronic device
AU2016101043B4 (en) * 2014-01-13 2017-03-09 Apple Inc. Temperature compensating transparent force sensor having a compliant layer
AU2015100011B4 (en) 2014-01-13 2015-07-16 Apple Inc. Temperature compensating transparent force sensor
AU2015101546B4 (en) * 2014-01-13 2016-06-09 Apple Inc. Temperature compensating transparent force sensor having a compliant layer
US10133382B2 (en) 2014-05-16 2018-11-20 Apple Inc. Structure for integrated touch screen
US10936120B2 (en) 2014-05-22 2021-03-02 Apple Inc. Panel bootstraping architectures for in-cell self-capacitance
US9851845B2 (en) 2014-08-12 2017-12-26 Apple Inc. Temperature compensation for transparent force sensors
US9857246B2 (en) * 2014-09-17 2018-01-02 Sensable Technologies, Llc Sensing system including a sensing membrane
US9690408B1 (en) 2014-09-26 2017-06-27 Apple Inc. Electronic device with an integrated touch sensing and force sensing device
US9779676B2 (en) 2014-09-30 2017-10-03 Apple Inc. Integrated touch sensor and force sensor for an electronic device
WO2016072983A1 (en) 2014-11-05 2016-05-12 Onamp Research Llc Common electrode driving and compensation for pixelated self-capacitance touch screen
KR102480003B1 (ko) 2014-12-23 2022-12-21 케임브리지 터치 테크놀로지스 리미티드 압력감지 방식 터치 패널
GB2533667B (en) 2014-12-23 2017-07-19 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure-sensitive touch panel
US10405779B2 (en) 2015-01-07 2019-09-10 Nano Composite Products, Inc. Shoe-based analysis system
CN107209602B (zh) 2015-02-02 2020-05-26 苹果公司 柔性自电容和互电容触摸感测系统架构
US10296123B2 (en) * 2015-03-06 2019-05-21 Apple Inc. Reducing noise in a force signal in an electronic device
US10185397B2 (en) 2015-03-08 2019-01-22 Apple Inc. Gap sensor for haptic feedback assembly
US10146359B2 (en) 2015-04-28 2018-12-04 Apple Inc. Common electrode auto-compensation method
CN106293285A (zh) * 2015-06-09 2017-01-04 南昌欧菲光科技有限公司 触摸屏及显示装置
CN106325579B (zh) * 2015-07-10 2023-04-07 宸鸿科技(厦门)有限公司 一种压力感测输入装置
US9612170B2 (en) 2015-07-21 2017-04-04 Apple Inc. Transparent strain sensors in an electronic device
US10055048B2 (en) 2015-07-31 2018-08-21 Apple Inc. Noise adaptive force touch
US10386962B1 (en) 2015-08-03 2019-08-20 Apple Inc. Reducing touch node electrode coupling
US9891770B2 (en) 2015-08-28 2018-02-13 Apple Inc. Methods for forming a patterned structure in a sensor
US10101857B2 (en) 2015-08-28 2018-10-16 Apple Inc. Methods for integrating a compliant material with a substrate
US9874965B2 (en) 2015-09-11 2018-01-23 Apple Inc. Transparent strain sensors in an electronic device
US10416811B2 (en) 2015-09-24 2019-09-17 Apple Inc. Automatic field calibration of force input sensors
US9886118B2 (en) 2015-09-30 2018-02-06 Apple Inc. Transparent force sensitive structures in an electronic device
US10353503B2 (en) 2015-10-29 2019-07-16 Texas Instruments Incorporated Integrated force sensing element
US10423268B2 (en) 2015-12-22 2019-09-24 Microsoft Technology Licensing, Llc System and method for detecting grounding state of a touch enabled computing device
US10296146B2 (en) 2015-12-22 2019-05-21 Microsoft Technology Licensing, Llc System and method for detecting grip of a touch enabled device
GB2544353B (en) 2015-12-23 2018-02-21 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure-sensitive touch panel
US10282046B2 (en) 2015-12-23 2019-05-07 Cambridge Touch Technologies Ltd. Pressure-sensitive touch panel
US10006820B2 (en) 2016-03-08 2018-06-26 Apple Inc. Magnetic interference avoidance in resistive sensors
US10795509B2 (en) 2016-03-24 2020-10-06 Synaptics Incorporated Force sensing within display stack
JP6681765B2 (ja) * 2016-03-29 2020-04-15 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置
US10209830B2 (en) 2016-03-31 2019-02-19 Apple Inc. Electronic device having direction-dependent strain elements
KR102469364B1 (ko) * 2016-04-01 2022-11-23 주식회사 아모센스 터치 압력 감지 센서
US10496215B2 (en) 2016-04-29 2019-12-03 Synaptics Incorporated Sensing for touch and force
US10146360B2 (en) 2016-04-29 2018-12-04 Synaptics Incorporated Hybrid capacitive and resistive sensing for force and touch
US9965092B2 (en) * 2016-05-18 2018-05-08 Apple Inc. Managing power consumption of force sensors
CN106020559B (zh) * 2016-06-30 2018-05-29 华为技术有限公司 压力感应检测装置、电子设备与触摸显示屏
US9864895B1 (en) * 2016-07-07 2018-01-09 Fingerprint Cards Ab Fingerprint sensing system with finger detect
CN105975137B (zh) * 2016-07-07 2020-11-03 上海天马微电子有限公司 一种触控显示面板及触控显示装置
WO2018023089A1 (en) 2016-07-29 2018-02-01 Apple Inc. Touch sensor panel with multi-power domain chip configuration
US10152182B2 (en) * 2016-08-11 2018-12-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Touch sensor having jumpers
WO2018043588A1 (ja) 2016-08-30 2018-03-08 シャープ株式会社 圧力センサ内蔵静電容量型タッチパネル
US10296148B2 (en) 2016-08-31 2019-05-21 Synaptics Incorporated Full-bridge strain-gauge array of finger thermal compensation
US10133418B2 (en) 2016-09-07 2018-11-20 Apple Inc. Force sensing in an electronic device using a single layer of strain-sensitive structures
DE102016220361A1 (de) 2016-10-18 2018-04-19 Audi Ag Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
US10095342B2 (en) 2016-11-14 2018-10-09 Google Llc Apparatus for sensing user input
US10001808B1 (en) 2017-03-29 2018-06-19 Google Llc Mobile device accessory equipped to communicate with mobile device
US10013081B1 (en) 2017-04-04 2018-07-03 Google Llc Electronic circuit and method to account for strain gauge variation
US10444091B2 (en) 2017-04-11 2019-10-15 Apple Inc. Row column architecture for strain sensing
US10635255B2 (en) 2017-04-18 2020-04-28 Google Llc Electronic device response to force-sensitive interface
US10514797B2 (en) 2017-04-18 2019-12-24 Google Llc Force-sensitive user input interface for an electronic device
US10642418B2 (en) 2017-04-20 2020-05-05 Apple Inc. Finger tracking in wet environment
US10353506B2 (en) 2017-06-16 2019-07-16 Apple Inc. Dual resistive strain and pressure sensor for force touch
US10309846B2 (en) 2017-07-24 2019-06-04 Apple Inc. Magnetic field cancellation for strain sensors
US11093088B2 (en) 2017-08-08 2021-08-17 Cambridge Touch Technologies Ltd. Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel
GB2565305A (en) 2017-08-08 2019-02-13 Cambridge Touch Tech Ltd Device for processing signals from a pressure-sensing touch panel
CN107393497A (zh) * 2017-08-30 2017-11-24 上海天马微电子有限公司 显示面板和显示装置
US10871847B2 (en) 2017-09-29 2020-12-22 Apple Inc. Sensing force and press location in absence of touch information
CN109959358B (zh) * 2017-12-22 2020-10-23 深圳光启超材料技术有限公司 测量薄膜、测量薄膜的制造方法、平面应变场测量方法
US10678348B2 (en) 2018-03-12 2020-06-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Touch detection on an ungrounded pen enabled device
US10616349B2 (en) 2018-05-01 2020-04-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Hybrid sensor centric recommendation engine
KR102520639B1 (ko) * 2018-05-02 2023-04-11 삼성디스플레이 주식회사 입력 감지 장치 및 이를 포함하는 표시 장치
US10782818B2 (en) 2018-08-29 2020-09-22 Apple Inc. Load cell array for detection of force input to an electronic device enclosure
US11638353B2 (en) * 2018-09-17 2023-04-25 Hutchinson Technology Incorporated Apparatus and method for forming sensors with integrated electrical circuits on a substrate
US11662867B1 (en) 2020-05-30 2023-05-30 Apple Inc. Hover detection on a touch sensor panel
CN114023257B (zh) * 2021-11-12 2023-07-25 云谷（固安）科技有限公司 显示面板、显示面板驱动方法及显示装置
WO2023113763A2 (en) * 2021-12-19 2023-06-22 Hacettepe Universitesi Rektorluk Flexible force measuring tactile sensor system
CN114543644B (zh) * 2022-02-18 2022-11-15 广州市欧智智能科技有限公司 一种头部位置检测方法、装置、终端和介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3539794B2 (ja) * 1994-04-21 2004-07-07 三星エスディアイ株式会社 タッチパネル及びディジタイザ機能を兼ね備えた情報入力装置及びその駆動方法
WO2008038191A2 (en) * 2006-09-26 2008-04-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Touch sensor

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435616A (en) * 1981-08-25 1984-03-06 Kley Victor B Graphical data entry apparatus
JPS6212825A (ja) * 1985-07-10 1987-01-21 Shinei Kk 感力センサ−とその測定装置
JPS63108423A (ja) * 1986-10-27 1988-05-13 Toray Ind Inc 指タツチ式座標出力装置
US4931782A (en) 1988-06-24 1990-06-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Touch screen overlay with improved conductor durability
US5369228A (en) * 1991-11-30 1994-11-29 Signagraphics Corporation Data input device with a pressure-sensitive input surface
US5915285A (en) 1993-01-21 1999-06-22 Optical Coating Laboratory, Inc. Transparent strain sensitive devices and method
JPH09512374A (ja) * 1995-02-22 1997-12-09 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ 接触及び鉄筆感応性による低コスト抵抗タブレット
JPH1120607A (ja) * 1997-06-30 1999-01-26 Nabco Ltd 乗員保護装置用エアバッグの展開制御装置
JP3221368B2 (ja) * 1997-09-17 2001-10-22 日本電気株式会社 抵抗膜方式タブレット及びその制御方法並びにその方法を実現するためのプログラムを記録した記録媒体
US8089470B1 (en) * 1998-10-20 2012-01-03 Synaptics Incorporated Finger/stylus touch pad
US20030067447A1 (en) * 2001-07-09 2003-04-10 Geaghan Bernard O. Touch screen with selective touch sources
US7148704B2 (en) * 2002-10-31 2006-12-12 Harald Philipp Charge transfer capacitive position sensor
GB0401991D0 (en) 2004-01-30 2004-03-03 Ford Global Tech Llc Touch screens
JP2006049271A (ja) * 2004-07-01 2006-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光透過性タッチパネル及びこれを用いた検出装置
TW200606691A (en) * 2004-08-06 2006-02-16 Disk King Technology Co Ltd Electronic writing device
US20060227114A1 (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Geaghan Bernard O Touch location determination with error correction for sensor movement
US7932898B2 (en) * 2005-09-20 2011-04-26 Atmel Corporation Touch sensitive screen
EP1788473A1 (de) * 2005-11-18 2007-05-23 Siemens Aktiengesellschaft Eingabevorrichtung
US8063886B2 (en) * 2006-07-18 2011-11-22 Iee International Electronics & Engineering S.A. Data input device
JP4920396B2 (ja) * 2006-12-15 2012-04-18 三菱電機株式会社 タッチパネル制御装置
JP2008197934A (ja) * 2007-02-14 2008-08-28 Calsonic Kansei Corp 操作者判別方法
US20080204418A1 (en) * 2007-02-27 2008-08-28 Adam Cybart Adaptable User Interface and Mechanism for a Portable Electronic Device
JP2008225980A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Young Fast Optoelectronics Co Ltd 複合式タッチセンサー
US20080231605A1 (en) * 2007-03-21 2008-09-25 Kai-Ti Yang Compound touch panel
US8917244B2 (en) * 2007-06-11 2014-12-23 Honeywell Internation Inc. Stimuli sensitive display screen with multiple detect modes
US20080316182A1 (en) * 2007-06-21 2008-12-25 Mika Antila Touch Sensor and Method for Operating a Touch Sensor
US9654104B2 (en) * 2007-07-17 2017-05-16 Apple Inc. Resistive force sensor with capacitive discrimination
US20090096763A1 (en) * 2007-10-16 2009-04-16 Epson Imaging Devices Corporation Touch panel, display device with input function, and electronic apparatus
US20090140987A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-04 Kai-Ti Yang Duplex touch panel
TW200925954A (en) * 2007-12-12 2009-06-16 J Touch Corp Hybrid touch panel and method making thereof
US20090189875A1 (en) * 2008-01-29 2009-07-30 Research In Motion Limited Electronic device and touch screen display
CN101526864B (zh) * 2008-03-04 2012-01-11 胜华科技股份有限公司 触控面板
US8421483B2 (en) * 2008-06-13 2013-04-16 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch and force sensing for input devices
TW201013259A (en) * 2008-09-30 2010-04-01 J Touch Corp Double-sided composite touch panel structure
US20100123686A1 (en) * 2008-11-19 2010-05-20 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Piezoresistive force sensor integrated in a display
US20100141591A1 (en) * 2008-12-09 2010-06-10 Lin Chien-Huang Composite touch panel and method for operating the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3539794B2 (ja) * 1994-04-21 2004-07-07 三星エスディアイ株式会社 タッチパネル及びディジタイザ機能を兼ね備えた情報入力装置及びその駆動方法
WO2008038191A2 (en) * 2006-09-26 2008-04-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Touch sensor

Also Published As

Publication number Publication date
US8305358B2 (en) 2012-11-06
EP2396715B1 (en) 2013-10-02
TWI514207B (zh) 2015-12-21
TW201030574A (en) 2010-08-16
JP5406944B2 (ja) 2014-02-05
CN102308269A (zh) 2012-01-04
US20100201635A1 (en) 2010-08-12
KR101597861B1 (ko) 2016-02-25
JP2012517584A (ja) 2012-08-02
WO2010091744A1 (en) 2010-08-19
CN102308269B (zh) 2014-08-13
EP2396715A1 (en) 2011-12-21

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