KR20120006619A

KR20120006619A - 터치 스크린

Info

Publication number: KR20120006619A
Application number: KR1020100067181A
Authority: KR
Inventors: 전규철
Original assignee: 전규철
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-01-19

Abstract

본 발명은 본 발명은 간단한 구조로서 내구성, 내후성 및 클릭감을 구비하는 터치 스크린을 제공하고자 하는 것으로서, 외부로부터 압력(壓力)을 검출하여 입력동작(入力動作)을 수행하는 터치 스크린(touch screen)에 있어서, 스크린의 표시(表示)를 투과시켜 사용자에게 보이게 하고 외부의 압력을 받아드리는 터치 패널과, 상기 터치 패널을 지지하여 상기 터치 패널에 있어서 압력점에 가해지는 압력의 크기를 검출하여 전기신호(電氣信號)로 변환하는 복수의 압력 센서(壓力 sensor)와, 상기 압력 센서로부터의 전기신호로부터 압력의 크기를 검출하는 컨트롤러로 이루어지고, 상기 복수의 압력 센서의 각 압력 센서가 검출한 압력의 비율에 의거하여 압력점의 위치를 특정하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린를 제공한다.
여기에서, 상기 압력 센서는 피에조 압전소자(piezo 壓電素子)나 스트레인 게이지(strain gauge)인 것이 바람직하다.

Description

터치 스크린{TOUCH SCREEN}

본 발명은 터치 스크린(touch screen)에 관한 것으로서, 특히 간단한 구조의 저렴한 터치 스크린에 관한 것이다.

최근에 은행의 ATM 기기, 티켓 판매기 등 무인자동화 기기의 보급이 늘어나면서 그 편의성 때문에 터치 스크린을 채용한 기기도 널리 보급되고 있다.

이러한 터치 스크린은 점차 대형화 및 내구성이 요구되고 또한 저가형의 것이 요구되고 있다.

종래의 터치 스크린은 그 원리 등에 의거하여 저항박막방식(抵抗薄膜方式), 정전용량방식(靜電容量方式), 광학방식(光學方式), 초음파방식(超音波方式)의 것이 있다.

이 중에서 대표적인 것으로서 대형 스크린용이나 내구성이 요구되는 곳에는 광학방식이 많이 사용되고 있다. 이러한 광학방식 터치 스크린은, 스크린의 측면에서 적외선의 방사(放射)와 수신을 하는 기기를 설치하고, 손가락이나 적외선의 직진을 방해하는 물체가 접근하여 적외선의 수신이 이루어지지 않을 때에 그 적외선의 수신이 이루어지지 않은 기기에 의하여 손가락 등의 위치를 특정하는 것이다.

한편, 저항박막방식은, 투명한 유리판이나 필름재(film材)에 투명금속(ITO)을 증착시킨 금속판을 포개어, 물체 등의 외력에 의하여 접촉이 일어나면 X축, Y축의 저항값의 차이를 인식하여 터치된 위치를 특정하는 것이다.

정전용량방식은, 저항박막방식과 같은 투명금속을 증착시킨 유리판, 필름재에 사용하여, 손가락 등을 가까이 하면 정전용량의 값의 변화가 일어남으로써 터치된 위치를 특정하는 것이다.

이러한 방식의 터치 스크린은, 가격과 기능의 면에서 약간의 차이가 있으나 모두가 증착 금속판의 사용으로 인하여 그 제조기술의 어려움 및 구조의 복잡함 때문에 가격이 높아지고 대형화가 쉽지 않으며, 또한 실외에서 사용하기에는 내구성, 내후성(耐候性)이 부족하다는 단점이 있다.

또한 터치 스크린에 있어서는 키보드 등에서의 소위 클릭감이 없다는 단점이 있다. 이를 해소하기 위하여 위치를 특정한 뒤에 소리를 내는 등의 방법이 사용되고 있다.

그러나 소리를 내기 위해서는 스피커 등 별도의 부품을 구비하여야 하므로 제조가 복잡하고 원가가 높아지며 유지보수가 어렵게 된다는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 간단한 구조로서 내구성, 내후성 및 클릭감을 구비하는 터치 스크린을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여, 외부로부터 압력(壓力)을 검출하여 입력동작(入力動作)을 수행하는 터치 스크린(touch screen)에 있어서, 스크린의 표시(表示)를 투과시켜 사용자에게 보이게 하고 외부의 압력을 받아드리는 터치 패널과, 상기 터치 패널을 지지하여 상기 터치 패널에 있어서 압력점에 가해지는 압력의 크기를 검출하여 전기신호(電氣信號)로 변환하는 복수의 압력 센서(壓力 sensor)와, 상기 압력 센서로부터의 전기신호로부터 압력의 크기를 검출하는 컨트롤러로 이루어지고, 상기 복수의 압력 센서의 각 압력 센서가 검출한 압력의 비율에 의거하여 압력점의 위치를 특정하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린를 제공한다.

여기에서, 상기 압력 센서는 피에조 압전소자(piezo 壓電素子)나 스트레인 게이지(strain gauge)인 것이 바람직하다.

또한 상기 복수의 압력 센서는 4개이고 각 설치위치는 4각형을 형성하거나, 상기 복수의 압력 센서는 3개이고 각 설치위치는 3각형을 형성하는 것이 좋다.

또한 상기 컨트롤러는 압력의 위치를 특정하고 나서, 상기 압력 센서에 전기신호를 보내어 해당 압력 센서를 진동구동 시켜 사용자에게 클릭감을 부여하여도 좋고, 이동하는 상기 접촉점을 주기적으로 연속적으로 특정하여 상기 접촉점의 궤적을 입력으로 받아드리면 선긋기 등에 응용할 수 있다.

상기한 본 발명은, 저렴하고 내구성 등에 있어서 우수한 압력 센서를 사용하여 압력점을 검출함으로써, 그 구조가 간단하고 가격이 저렴하며 내구성, 내후성이 우수한 터치 스크린을 제공할 수 있다.

또한 위치가 특정된 후에 압력 센서에 전압을 공급하여 압력 센서를 진동시킴으로써 사용자에게 클릭감을 제공할 수 있다.

도1은 본 발명의 한 실시예를 나타내는 개요도이다.
도2는 본 발명의 한 실시예를 나타내는 도면으로서 4개의 압력 센서를 사용하는 경우를 나타낸다.
도3은 본 발명의 한 실시예를 나타내는 도면으로서 역시 4개의 압력 센서를 사용하는 경우를 나타낸다.
도4는 본 발명의 한 실시예를 나타내는 도면으로서 3개의 압력 센서를 사용하는 경우를 나타낸다.
도5는 본 발명의 한 실시예를 나타내는 도면으로서 역시 3개의 압력 센서를 사용하는 경우를 나타낸다.
도6은 본 발명의 한 실시예를 나타내는 도면으로서 터치 스크린을 이용하여 선긋기를 나타내는 도면이다.

이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명의 한 실시예를 나타내는 도면으로서, 1은 터치판, 2는 압력 센서, 3은 컨트롤러를 나타낸다.

터치판(1)은 유리판이나 투명한 플라스틱판으로 구성되며, 이 터치판(1)에 증착 등의 가공이 필요 없다.

압력 센서(2)는 피에조 압전소자(piezo 壓電 sensor)나 스트레인 게이지(strain gauge)로 구성된다. 이러한 부품은 이미 대량으로 생산되어 상용화 되어 있는 제품이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

컨트롤러(3)는, 각 압력 센서(2)로부터의 전기신호를 받아 이에 의거하여 압력의 크기를 계산하고, 또한 각 압력 센서(2)간의 압력의 비율을 계산하여 압력점의 위치를 특정하는 것이다.

예를 도2에 나타내는 바와 같이 압력점(5)에 외부로부터 압력이 가해졌다고 가정하면, 컨트롤러(3)는 우선 각 압력 센서(2)로부터 전기신호를 수신하여 그 전기신호에 해당하는 압력의 크기를 계산한다. 그리고 각 압력 센서(2)간의 압력의 비율을 계산한다.

예를 들어,

압력 센서(22)의 압력의 크기 : 압력 센서(23)의 압력의 크기 = 1:3

압력 센서(21)의 압력의 크기 : 압력 센서(24)의 압력의 크기 = 1:3 이라면,

압력 센서(21)의 위치를 원점으로 하고 압력 센서(23)의 상대적인 좌표를 (4,4)로 하였을 때에, 압력점(5)의 X좌표는 3이 된다.

마찬가지로,

압력 센서(21)의 압력의 크기 : 압력 센서(22)의 압력의 크기 = 1:1

압력 센서(23)의 압력의 크기 : 압력 센서(24)의 압력의 크기 = 1:1 이라면,

압력점(5)의 Y좌표는 중앙인 2가 된다.

또한 예를 도3에 나타내는 바와 같이 압력점(5)에 외부로부터 압력이 가해졌다고 가정하면, 컨트롤러(3)는 우선 각 압력 센서(2)로부터 전기신호를 수신하여 그 전기신호에 해당하는 압력의 크기를 계산한다. 그리고 각 압력 센서(2)간의 압력의 비율을 계산한다.

예를 들어,

압력 센서(22)의 압력의 크기 : 압력 센서(23)의 압력의 크기 = 3:1

압력 센서(21)의 압력의 크기 : 압력 센서(24)의 압력의 크기 = 3:1 이라면,

압력 센서(21)의 위치를 원점으로 하고 압력 센서(23)의 상대적인 좌표를 (4,4)로 하였을 때에, 압력점(5)의 X좌표는 1이 된다.

마찬가지로,

압력 센서(21)의 압력의 크기 : 압력 센서(22)의 압력의 크기 = 3:1

압력 센서(23)의 압력의 크기 : 압력 센서(24)의 압력의 크기 = 1:3 이라면,

압력점(5)의 Y좌표는 1이 된다.

상기 도2, 3의 실시예는 압력 센서(2)를 4개 사용하는 경우이나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 다양하게 실시할 수 있다. 즉 압력 센서(2)의 배치를 4각형 형태가 아니라, 3각형, 원형, 타원형 등 스크린의 크기나 형상에 맞게 다양하게 변경할 수 있다.

예를 들어 도4, 5에는 압력 센서(2)를 3개 사용하여 3각형으로 배치한 경우를 나타낸다.

우선 도4에 있어서는,

압력 센서(21)의 압력의 크기 : 압력 센서(22)의 압력의 크기 = 1:1 이라면,

압력 센서(21)의 위치를 원점으로 하고 압력 센서(22)의 상대적인 좌표를 (0,4), 압력 센서(23)의 상대적인 좌표를 (4,0)로 하였을 때에, 압력점(5)의 Y좌표는 2가 된다.

마찬가지로,

압력 센서(21)의 압력의 크기 : 압력 센서(23)의 압력의 크기 = 3 : 1

이라면 압력점(5)의 X좌표는 1이 된다.

또한 도5에 있어서는,

압력 센서(21)에 부압(마이너스 압력)이 걸리면 압력점(5)이 압력 센서(21), 압력 센서(22), 압력 센서(23)를 잇는 삼각형의 외부에 위치함을 특정할 수 있다.

압력 센서(22)의 압력의 크기 : 압력 센서(23)의 압력의 크기 = b : a 이라면,

압력점(5)이 압력 센서(21)에서 시작하여 압력 센서(22)와 압력 센서(23)의 압력비에 의하여 선분(압력 센서(22)와 압력 센서(23)를 연결하는 선)의 분점(P)을 지나는 선분상에 위치하게 되고 압력 센서(22)와 압력 센서(23)의 압력의 합을 A라고 하면 A : 센서(21)의 절대값 = α : β의 식으로 특정할 수 있으므로 각 압력 센서(2)의 압력의 크기에 따라 압력점(5)의 X,Y 좌표를 (3,3)으로 특정할 수 있다.

한편, 사용자기 터치판(1)을 누르면 컨트롤러(3)가 이를 감지하여 압력점(5)의 좌표를 특정한 뒤에, 컨트롤러(3)는 각 압력 센서(2)에 전압을 보내어 각 압력 센서(2)를 진동시킨다. 이 진동은 터치판(1)을 통하여 사용자의 손가락에 전달되어 사용자로 하여금 클릭감을 느끼게 한다.

이와 같이 별도의 부품의 추가 없이 간단하게 클릭감을 부여할 수 있는 터치 스크린을 구현할 수 있다.

또한 본 발명을 이용하여 터치 스크린에서 선긋기 등을 할 수 있다.

즉 도6에 나타내는 바와 같이, 우선 도6(a)에서와 같이 우선 압력점(50)의 위치를 검출한다. 그리고 연속하여 이동하는 압력점(50)을 일정한 주기로 검출한다(도6(b), (c)). 그리고 일정한 시간이 지나도 위치의 변화가 없는 경우에는 그 때까지의 궤적(軌跡)을 입력으로 받아드려 선긋기 등에 사용한다.

직선을 물론이고 곡선, 다각형 등의 선긋기도 가능하다.

Claims

외부로부터 압력(壓力)을 검출하여 입력동작(入力動作)을 수행하는 터치 스크린(touch screen)에 있어서,
스크린의 표시(表示)를 투과시켜 사용자에게 보이게 하고 외부의 압력을 받아드리는 터치 패널과,
상기 터치 패널을 지지하여 상기 터치 패널에 있어서 압력점에 가해지는 압력의 크기를 검출하여 전기신호(電氣信號)로 변환하는 복수의 압력 센서(壓力 sensor)와,
상기 압력 센서로부터의 전기신호로부터 압력의 크기를 검출하는 컨트롤러로 이루어지고,
상기 복수의 압력 센서의 각 압력 센서가 검출한 압력의 비율에 의거하여 압력점의 위치를 특정하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
제1항에 있어서,
상기 압력 센서는 피에조 압전소자(piezo 壓電素子)인 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
제1항에 있어서,
상기 압력 센서는 스트레인 게이지(strain gauge)인 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 압력 센서는 4개이고 각 설치위치는 4각형을 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 압력 센서는 3개이고 각 설치위치는 3각형을 형성하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 압력의 위치를 특정하고 나서, 상기 압력 센서에 전기신호를 보내어 해당 압력 센서를 진동구동 시켜 사용자에게 클릭감을 부여하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
이동하는 상기 접촉점을 주기적으로 연속적으로 특정하여 상기 접촉점의 궤적을 입력으로 받아드리는 것을 특징으로 하는 터치 스크린.