KR20120138893A - 노인용 하이브리드 터치 패널 - Google Patents

노인용 하이브리드 터치 패널 Download PDF

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Abstract

노인용 하이브리드 터치 패널을 공개한다. 본 발명은 본 발명의 노인용 하이브리드 터치 패널은 정전용량 감지 방식 터치 패널뿐만 아니라 저항막 방식의 터치 패널을 인접하게 배치한다. 따라서 노인의 건조한 손과 같이 정전용량이 작은 물체는 저항막 방식을 이용하도록 할 수 있으므로, 노인들도 용이하게 전자 기기를 활용할 수 있도록 한다.

Description

노인용 하이브리드 터치 패널{Hybrid touch panel for the old}
본 발명은 터치 패널에 관한 것으로, 특히 노인을 위한 하이브리드 터치 패널에 관한 것이다.
최근 전자 기기의 사용자 인터페이스(user interface)에 터치 패널(touch panel)이 적용되는 사례가 점차로 증가하고 있다. 터치 패널은 기존의 버튼식 입력 방식과 달리 외부로 돌출되는 부분이 없으므로, 전자 기기의 디자인을 혁신 할 수 있다. 특히 터치 패널은 ITO(Indium tin oxide)와 같은 투명 전극을 이용하여 투명하게 제조될 수 있기 때문에, 터치스크린(touch screen)과 같이 디스플레이 장치와 하나로 통합되어 전자 기기의 소형화에 크게 기여할 수 있다. 또한 터치스크린의 경우에는 사용자가 디스플레이 되는 영상의 특정 영역을 터치하여 명령을 인가할 수 있으므로, 사용자에게 조작의 편의성을 제공할 수 있다.
터치 패널의 종류는 저항막(Resistive) 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식등 여러 가지가 있으나, 대표적인 터치 패널로는 정전용량 감지 방식 터치 패널과 압력 감지 방식 터치 패널이 있다. 정전 용량 방식의 압력 감지 방식 터치 패널은 압력에 따라 저항이 가변되는 저항막 방식 터치 패널이 주로 이용되고 있다.
기존에는 제조의 용이성으로 인해 저항막 방식 터치 패널이 주로 사용되었으나, 저항막 방식 터치 패널이 가지는 몇몇 단점으로 인하여 최근에는 정전용량 감지 방식 터치 패널이 더 많이 이용되고 있다.
그러나 정전용량 감지 방식 터치 패널은 접촉 물체의 정전용량(Capacitive)을 감지하므로, 손이 건조한 노인들이 이용할 경우에 정전용량이 부족하여 접촉 여부를 정확히 감지하지 못하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 정전용량이 부족한 노인들의 사용 편의를 위하여 정전용량 감지 방식 터치 패널과 저항막 방식 터치 패널을 함께 사용하는 하이브리드 터치 패널을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 노인용 하이브리드 터치 패널은 평행하게 배치되고 도전성 저항막으로 형성되는 2개의 ITO 필름을 구비하고, 접촉 물체에 의해 외부로부터 인가되는 압력에 의해 2개의 ITO 필름이 서로 접촉하여 저항값이 변화하는 압력 감지식 터치 패널, 상기 압력 감지식 터치 패널의 일측면에 배치되고, 상기 접촉 물체에 의해 정전용량이 가변되는 복수개의 ITO 전극을 구비하는 정전용량 방식 터치 패널, 및 상기 ITO 필름의 저항값 변화를 감지하여 상기 접촉 물체의 접촉 위치를 판별하고, 상기 복수개의 ITO 전극의 정전용량을 감지하여 상기 접촉 물체의 접촉 위치를 판별하는 제어부를 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위한 압력 감지식 터치 패널은 상기 도전성 저항막으로 형성되는 상단 ITO 필름, 상기 상단 ITO 필름의 하부면에 형성되어 상기 접촉 물체의 X축 방향 접촉 위치를 판별하기 위한 X 전극, 상기 도전성 저항막으로 형성되고, 상기 상단 ITO 필름의 하부에 지정된 간격으로 이격되어 평행하게 배치되는 하단 ITO 필름, 및 상기 하단 ITO 필름의 상부면에 형성되어 상기 접촉 물체의 Y축 방향 접촉 위치를 판별하기 위한 Y 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 상단 ITO 필름은 구부러질수 있는 재질로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 하이브리드 터치 패널은 상기 상단 ITO 필름의 상부에 형성되는 제1 보호 필름, 및 상기 하단 ITO 필름의 하부에 형성되는 제2 보호 필름을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 제1 보호 필름은 구부러질수 있는 재질로 구현되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 정전용량 방식 터치 패널은 상단 유리기판, 상기 유리기판의 하부면에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 ITO 전극, 및 상기 상단 유리기판과 지정된 간격으로 이격되어 평행하게 배치되는 하단 유리기판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 복수개의 ITO 전극은 상기 제어부와 각각 개별적으로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 정전 용량 영역은 상단 유리기판, 상기 상단 유리기판의 하부면에 X 축방향으로 평행하게 형성되는 복수개의 제1 ITO 전극, 상기 상단 유리기판과 지정된 간격으로 이격되어 평행하게 배치되는 하단 유리기판, 및 상기 하단 유리기판의 상부면에 상기 제1 바타입 ITO 전극과 수직 방향으로 평행하게 형성되는 복수개의 제2 바 타입 ITO 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 노인용 하이브리드 터치 패널은 정전용량 감지 방식 터치 패널뿐만 아니라 저항막 방식의 터치 패널을 인접하게 배치하여, 노인의 건조한 손과 같이 정전용량이 작은 물체는 저항막 방식을 이용하도록 할 수 있으므로 노인들도 용이하게 전자 기기를 활용할 수 있도록 한다.
도1 은 본 발명의 일예에 따른 노인용 하이브리드 터치 패널을 구성을 나타낸다.
도2 는 도1 노인용 하이브리드 터치 패널의 단면을 나타낸다.
도3 은 도2 의 하이브리드 터치 패널의 분해도를 나타낸다.
도4 는 본 발명에 따른 노인용 하이브리드 터치 패널의 적용 예를 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도1 은 본 발명의 일예에 따른 노인용 하이브리드 터치 패널 모듈을 나타낸다.
최근 휴대폰과 같은 일부 전자 기기들은 노인을 위한 전용기기를 출시하고 있다. 이러한 노인 전용기기는 높은 시인성과 더불어 단순하고 큰 사용자 인터페이스를 갖추는 것이 일반적이다. 이러한 전용기기는 설계 시에 노인의 사용 편의성을 최우선적으로 고려한다. 따라서 노인의 사용 편의성을 위하여 본 발명의 하이브리드 터치 패널 모듈은 도1 에 도시된 바와 같이 압력 감지식 터치 패널(10)과 함께 정전용량 방식의 터치 패널(20)을 나란하게 구비한다. 그리고 압력 감지식 터치 패널(10)과 정전용량 방식의 터치 패널(20)을 제어하기 위한 제어부(30)를 구비한다.
도2 는 도1 노인용 하이브리드 터치 패널의 단면을 나타내고, 도3 은 도2 의 하이브리드 터치 패널의 분해도를 나타낸다.
도2 및 도3 을 참조하면, 본 발명의 하이브리드 터치 패널(1)은 나란하게 배치되는 압력 감지식 터치 패널(10)과 정전용량 방식의 터치 패널(20)을 구비한다.
먼저 압력 감지식 터치 패널(10)을 살펴보면, 압력 감지식 터치 패널(10)은 보호필름(11a, 11b), ITO 필름(12a, 12b) 및 전극(13a, 13b)을 구비한다.
ITO 필름(12a, 12b)은 상단 ITO 필름(12a)과 하단 ITO 필름(12b)으로 구분되고, 각각 도전성 저항막을 형성한다. 상단 ITO 필름(12a)과 하단 ITO 필름(12b)이 미리 지정되는 소정의 간격(h)을 갖고 서로 이격되어 배치되며, 상단 ITO 필름(12a)은 구부러질 수 있는(flexible) 재질로 형성된다. 이는 저항막 방식 터치 패널의 경우에는 상단 ITO 필름(12a)과 하단 ITO 필름(12b)의 직접 접촉에 의해 압력을 감지하기 때문이다.
그리고 상단 ITO 필름(12a)의 하부면에는 X축 방향의 저항을 측정하기 위한 X 전극(13a)이 형성되고, 하단 ITO 필름(12b)의 상부면에는 Y축 방향의 저항을 측정하기 위한 Y 전극(13b)이 형성된다. 도2 및 도3에서 X 전극(13a)은 상단 ITO 필름(12a)의 하부면의 양측단에 형성되고, Y 전극(12b)은 하단 ITO 필름(12b)의 상부면 전후단에 형성된다. X 전극(13a) 및 Y 전극(12b)은 각각 제어부(30)와 전기적으로 연결되어 제어부(30)으로부터 각각 지정된 소정의 전압을 인가받고, 제어부(30)는 X 전극(13a) 및 Y 전극(12b)의 전압 변화를 감지한다.
또한 상단 ITO 필름(12a)의 상부면과 하단 ITO 필름(12b)의 하부면에는 상단 및 하단 ITO 필름(12a, 12b)과 X 전극(13a)과 Y 전극(12b)을 보호하기 위한 보호 필름(11a, 11b)이 각각 형성된다. 보호 필름(11a, 11b) 중 터치 패널(1)의 상단에 배치된 보호 필름(11a)은 터치 패널(1)을 보호하기 위해 외부 환경에 직접 노출되는 최상단에 배치된다. 그러나 보호 필름(11a)의 하부에 압력 감지식 터치 패널(10)이 배치되는 압력 감지식 터치 패널(10)의 저항막 방식 터치 패널은 보호 필름에 접촉되는 접촉 물체가 압력을 인가할 때, 상단 ITO 필름(12a)과 하단 ITO 필름(12b)이 접촉되어 압력을 감지하는 방식이다. 따라서 최상단의 보호 필름(11a)은 상단 ITO 필름(12a)과 마찬가지로 인가되는 압력에 따라 구부러질 수 있는 재질로 구현되어야 한다. 즉 보호 필름(11a, 11b) 중 터치 패널(1)의 상단에 배치된 보호 필름(11a)이 구부러지기 쉬운 재질로 구현되어야만 압력 감지식 터치 패널(10)에 구현된 저항막 방식 터치 패널이 접촉 물체의 압력을 감지할 수 있다. 그러나 하단에 배치된 보호 필름(11b)은 하이브리드 터치 패널이 장착될 전자 기기를 보호하기 위하여 유리와 같은 유연하지 않은 재질이 사용될 수도 있다.
한편 정전용량 방식 터치 패널(20)은 서로 평행하게 배치되는 상단 유리기판(21a)과 하단 유리기판(21b)과 상단 유리기판(21a)의 하부면에 서로 평행하게 형성되는 복수개의 제1 ITO 전극(22a) 및 하단 유리기판(21b)의 상부면에 복수개의 제1 ITO 전극(22a)과 직교 방향으로 서로 평행하게 형성되는 복수개의 제2 ITO 전극(22b)을 구비한다. 복수개의 제1 및 제2 ITO 전극(22a, 22b)은 ITO 필름(12a, 12b)과 동일한 재질로 구현될 수 있으며, 유리기판(21a, 21b)에 증착되어 형성된다. 그리고 복수개의 제1 및 제2 ITO 전극(22a, 22b) 각각은 개별적으로 정전 용량을 감지하는 제어부(30)에 전기적으로 연결된다. 또한 제어부(30)는 복수개의 제1 및 제2 ITO 전극(22a, 22b) 각각의 전압 변화를 측정한다.
여기서 정전용량 방식 터치 패널(20)은 압력 감지식 터치 패널(10)과 달리 접촉 물체의 직접 접촉이나 압력을 감지하지 않으므로 유연하지 않은 재질인 유리기판(21a, 21b)을 사용한다. 즉 유리기판(21a, 21b)은 복수개의 제1 및 제2 ITO 전극(22a, 22b)을 증착하기 위한 기판이면서 동시에 복수개의 제1 및 제2 ITO 전극(22a, 22b)을 보호하기 위한 보호 필름의 역할을 수행한다.
도2 및 도3 을 참조하여 본 발명의 하이브리드 터치 패널의 동작을 설명한다. 먼저 압력 감지식 터치 패널(10)에서 두 개의 X 전극(13a) 중 하나의 X 전극(13a)에는 전원 전압이 인가되고, 나머지 하나의 X 전극(13a)에는 접지 전압이 인가될 것이다. 마찬가지로 두 개의 Y 전극(13b) 중 하나의 Y 전극(13b)에는 전원 전압이 인가되고, 나머지 하나의 Y 전극(13b)에는 접지 전압이 인가될 것이다.
상기한 바와 같이 압력 감지식 터치 패널(10)은 터치 패널의 동작 시에 상부로부터 접촉 물체가 접촉되어 압력을 인가하게 되면, 상단 ITO 필름(12a)이 휘어질수 있는 재질이므로 압력이 인가된 부위에서 두 개의 ITO 필름(12a, 12b)이 서로 맞닫게 된다. 이에 두 개의 ITO 필름(12a, 12b)은 저항분배 법칙에 따라 저항값이 변하게 되고, 변화된 ITO 필름(12a, 12b)의 저항값에 따라 X 전극(13a) 및 Y 전극(13b)에는 분배된 전압이 나타난다. 이 분배된 전압은 압력이 가해진 위치에 따라 2개의 X 전극(13a) 및 2개의 Y 전극(13b)에서 서로 다른 값으로 나타나므로, 제어부(30)는 이 값을 분석하여, 접촉 위치의 X 좌표 및 Y 좌표를 획득한다.
한편, 정전용량 방식 터치 패널(20)은 정전용량이 큰 사람의 손과 같은 물체가 상단 유리기판(21a)에 접촉되면, 복수개의 제1 ITO 전극(22a) 중 접촉 물체가 접촉된 위치의 ITO 전극의 정전 용량이 변화하게 된다. 유사하게 복수개의 제2 ITO 전극(22b) 중 접촉 물체가 접촉된 위치의 ITO 전극의 정전 용량이 변화하게 된다. 이러한 정전 용량의 변화는 곧 ITO 전극의 전압 변화로 나타나게 되고, 제어부(30)는 이러한 전압 변화를 감지하고, 전압 변화가 감지된 ITO 전극의 위치를 접촉 위치로서 판별할 수 있게 된다.
제어부(30)는 상기한 바와 같이 압력 감지식 터치 패널(10) 및 정전용량 방식 터치 패널(20) 각각에서 접촉 위치를 감지할 뿐만 아니라, 압력 감지식 터치 패널(10) 및 정전용량 방식 터치 패널(20) 각각에서 감지된 접촉 위치를 서로 맵핑(mapping) 시키는 동작도 수행 할 수 있다. 이는 본 발명에 따른 하이브리드 터치 패널(1)의 압력 감지식 터치 패널(10) 및 정전용량 방식 터치 패널(20)이 서로 나란하게 배치됨에 따라 사용자는 두 개의 터치 패널(10, 20) 중 어느 쪽의 터치 패널이라도 이용할 수 있다. 그러나 이 두 가지 터치 패널(10, 20)에 대해 서로 입력하는 값이 서로 일치되지 않으면, 오히려 사용상의 혼란을 초래할 수 있다. 이에 제어부(30)는 압력 감지식 터치 패널(10) 및 정전용량 방식 터치 패널(20) 각각에서 감지된 접촉 위치를 서로 맵핑시켜 사용자의 편의성을 높일 수 있다. 그러나 여기서 압력 감지식 터치 패널(10) 및 정전용량 방식 터치 패널(20) 맵핑은 반드시 1:1 맵팽은 아닐수 있으며, 맵핑 방법은 사용자에 의해 다양하게 조절 될 수 있다.
상기에서는 압력 감지식 터치 패널(10)에 적용되는 저항막 방식 터치 패널의 일예로 4선 저항막 방식 터치 패널을 적용하였으나, 5선 저항막 방식 또는 8선 저항막 방식과 같이 다른 저항막 방식을 적용할 수 있다. 또한 상기에서는 정전용량 방식에 적용되는 터치 패널의 일예로 두 개의 유리기판(21a, 21b) 각각에 평행한 복수개의 바 타입(bar type) ITO 전극(22a, 22b)을 구비하고, 두 개의 유리기판의 복수개의 바 타입 ITO 전극(22a, 22b)이 서로 수직으로 배치되도록 구현하였으나, 하나의 유리기판에 복수개의 ITO 전극이 매트릭스 형태로 배치되고 개별적으로 제어부(30)와 전기적 연결되도록 구현 될 수도 있다. 하나의 유리기판에 복수개의 ITO 전극이 매트릭스 형태로 배치되는 경우에 제어부(30)는 정전용량의 변화가 발생하는 ITO 전극의 위치를 바로 판별하여 접촉 위치를 판별 할 수 있다.
도4 는 본 발명에 따른 노인용 하이브리드 터치 패널의 적용 예로서 핸드폰에 적용된 예를 나타낸다.
도4 에서는 정전용량 방식 터치 패널(10)은 핸드폰에서 영상이 출력되는 디스플레이 영역에 구현되고, 압력 감지식 터치 패널(20)은 버튼 형태로 표현된 명령 입력부에 구현된다. 도4 에서는 버튼 형태로 표현된 입력부는 일반적인 버튼과 같이 돌출된 형태가 아니라 압력 감지식 터치 패널(20)을 이용하여 평면에서 버튼의 모양으로만 구현되며, 사용자는 정전용량 방식 터치 패널(10)이나 압력 감지식 터치 패널(20) 어느 쪽을 이용해서라도 필요로 하는 명령을 입력 할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 평행하게 배치되고 도전성 저항막으로 형성되는 2개의 ITO 필름을 구비하고, 접촉 물체에 의해 외부로부터 인가되는 압력에 의해 2개의 ITO 필름이 서로 접촉하여 저항값이 변화하는 압력 감지식 터치 패널;
    상기 압력 감지식 터치 패널의 일측면에 배치되고, 상기 접촉 물체에 의해 정전용량이 가변되는 복수개의 ITO 전극을 구비하는 정전용량 방식 터치 패널; 및
    상기 ITO 필름의 저항값 변화를 감지하여 상기 접촉 물체의 접촉 위치를 판별하고, 상기 복수개의 ITO 전극의 정전용량을 감지하여 상기 접촉 물체의 접촉 위치를 판별하는 제어부를 구비하는 하이브리드 터치 패널.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 압력 감지식 터치 패널은
    상기 도전성 저항막으로 형성되는 상단 ITO 필름;
    상기 상단 ITO 필름의 하부면에 형성되어 상기 접촉 물체의 X축 방향 접촉 위치를 판별하기 위한 X 전극;
    상기 도전성 저항막으로 형성되고, 상기 상단 ITO 필름의 하부에 지정된 간격으로 이격되어 평행하게 배치되는 하단 ITO 필름; 및
    상기 하단 ITO 필름의 상부면에 형성되어 상기 접촉 물체의 Y축 방향 접촉 위치를 판별하기 위한 Y 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 터치 패널.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 상단 ITO 필름은
    구부러질수 있는 재질로 구현되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 터치 패널.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 하이브리드 터치 패널은
    상기 상단 ITO 필름의 상부에 형성되는 제1 보호 필름; 및
    상기 하단 ITO 필름의 하부에 형성되는 제2 보호 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 터치 패널.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제1 보호 필름은
    구부러질수 있는 재질로 구현되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 터치 패널.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 정전용량 방식 터치 패널은
    상단 유리기판;
    상기 유리기판의 하부면에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 ITO 전극; 및
    상기 상단 유리기판과 지정된 간격으로 이격되어 평행하게 배치되는 하단 유리기판을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 터치 패널.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 복수개의 ITO 전극은
    상기 제어부와 각각 개별적으로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 터치 패널.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 정전용량 방식 터치 패널은
    상단 유리기판;
    상기 상단 유리기판의 하부면에 X 축방향으로 평행하게 형성되는 복수개의 제1 ITO 전극;
    상기 상단 유리기판과 지정된 간격으로 이격되어 평행하게 배치되는 하단 유리기판; 및
    상기 하단 유리기판의 상부면에 상기 제1 바타입 ITO 전극과 수직 방향으로 평행하게 형성되는 복수개의 제2 바 타입 ITO 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 터치 패널.
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