KR20130009834A

KR20130009834A - 유도성 터치 센서 및 검출 방법

Info

Publication number: KR20130009834A
Application number: KR1020127029421A
Authority: KR
Inventors: 베이라모글루 고칼프
Original assignee: 티피케이 터치 솔루션즈 (씨아먼) 인코포레이티드
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-06-21
Publication date: 2013-01-23
Also published as: US8981242B2; US20110285454A1; CN102253787A; JP5669931B2; KR101496367B1; WO2011147109A1; CN102253787B; JP2013526740A

Abstract

유도성 터치 센서가 제공된다. 유도성 터치 센서는 자기장을 발생시키기 위한 구동층, 상기 구동층과 마주보며, 상기 유도성 터치 센서상의 적어도 하나의 터치 위치에 대응하는 인덕턴스의 변화를 나타내는 적어도 하나의 피유도 전기 신호를 생성하기 위한 피유도층 및 상기 구동층 및 상기 피유도층에 연결되며, 상기 적어도 하나의 피유도 전기 신호를 검출하여, 상기 유도성 터치 센서상의 상기 적어도 하나의 터치 위치를 판정하기 위한 적어도 하나의 유도성 회로를 포함한다. 게다가, 유도성 터치 센서상의 적어도 하나의 터치 위치를 검출하는 검출 방법이 또한 제공된다.

Description

유도성 터치 센서 및 검출 방법{Inductive touch sensor and detecting method}

본 발명은 터치 센서에 관한 것이고, 더 특별히 유도성 감지 기술을 사용하는 터치 센서 및 그것의 검출 방법에 관한 것이다.

최근 20년 동안, 터치 기술들은 여러 가지 소비자 애플리케이션들에서 수용되어 왔고, 예를 들어, ATM들(automated-teller machines)에서의 터치 스크린들, 랩톱 컴퓨터들에서의 트랙 패드들 및 미디어 플레이어들(media players)에서의 스크롤 휠들이 있다. 터치 센서의 표면을 따라 손가락 또는 스타일러스와 같은 객체(object)의 이동은 터치 센서에 의해 감지되어, 후속 프로세스를 위한 전기 신호들을 발생시킨다.

많은 유형들의 터치 감지 방법들이 존재하고, 예를 들어, 그러한 기술 분야에서 널리 사용되는 저항성 감지 유형, 용량성 감지 유형, 음향 감지 유형, 광학 감지 유형 등이 있다. 저항성 터치 센서에 대해, 2개의 연속적인 저항성 시트들(sheets)은 연속적인 저항성 시트들 사이에 고정된 미리 결정된 간격에서, 스페이서들(spacers)과 함께 쌓인다. 작동 중에, 2개의 시트들은 터치 위치[객체는 터치 센서의 바깥측 표면의 대응하는 장소를 터치함]에서 서로 접촉한다. 터치 위치의 중심은 터치 위치에서 전류 변화를 읽음으로써 검출된다. 그러나, 만일 다중 터치가 일어나면, 그러한 저항성 터치 센서는 다중 터치 위치들을 따로 구별할 수 없다.

용량성 감지 유형에 대해, 2개의 서브 유형들이 있고, 즉 돌출(projective) 용량성 유형 및 표면 용량성 유형이다. 돌출 용량성 터치 센서는 격자(lattice) 전극 패턴을 포함하고, 표면 용량성 터치 센서는 연속적인 전도성 시트의 가장자리(edge)상에 전극들을 포함한다. 용량성 터치 센서는 금속 객체 또는 손가락과 같은 전도성 객체가 터치 위치들로 정의되는 특정 자리들에 접근하여 터치된 후, 커패시턴스의 변화를 감지함으로써 터치 위치들을 판정한다. 그러나, 용량성 터치 센서들은 부전도성(dielectric) 재료들에 대해 감지하지 않는다.

음향 터치 센서는 음파들을 방출하는 요소 및 음파들을 수신하는 다른 요소를 포함하고, 음파들이 터치 센서의 표면을 가로질러 전송되도록 야기한다. 표면을 터치하는 객체는 음파들의 에너지의 일부를 흡수하고, 터치 위치에서 검출될 수 있다. 광학 터치 센서는 음파들이 아닌 적외선파들과 같은 광파들(light waves)이 표면을 가로질러 전송되는 점을 제외하면 음향 터치 센서에 유사한 방식으로 작동한다. 그러나, 이 2개의 유형들의 터치 센서들은 모두 방출 요소들 및 수신 요소를 설치하기 위한 프레임들(frames)을 요구한다. 게다가, 먼지, 기름 등과 같은 오염물들은 또한 스크린상의 잘못된 활성화를 야기시킬 수 있고, 터치 센서의 민감도(sensibility)가 감소된다.

전도성(conductive) 및 부전도성 객체들(dielectric objects) 둘 다를 검출할 수 있는 유도성 터치 센서를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

유도성 터치 센서는 자기장을 발생시키기 위한 구동층, 상기 구동층과 마주보며, 상기 유도성 터치 센서상의 적어도 하나의 터치 위치에 대응하는 인덕턴스의 변화를 나타내는 적어도 하나의 피유도(induced) 전기 신호를 생성하기 위한 피유도층 및 상기 구동층 및 상기 피유도층에 연결되며, 상기 적어도 하나의 피유도 전기 신호를 검출하여, 상기 유도성 터치 센서상의 상기 적어도 하나의 터치 위치를 판정하기 위한 적어도 하나의 유도성 회로를 포함한다.

유도성 터치 센서상의 터치 위치를 검출하는 검출 방법을 제공하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.

유도성 터치 센서상의 적어도 하나의 터치 위치를 검출하는 검출 방법은: a) 피유도층상에 인덕턴스를 유도하는 자기장을 발생시키기 위해 구동층에 구동 전류를 인가하는 단계; b) 상기 유도성 터치 센서상에 적어도 하나의 터치 위치가 생기면, 상기 피유도층에서 상기 인덕턴스의 적어도 하나의 변화를 나타내는 적어도 하나의 피유도 전기 신호를 생성하는 단계; c) 상기 적어도 하나의 피유도 전기 신호를 제어기로 전송하는 단계; 및 d) 상기 적어도 하나의 피유도 전기 신호를 처리함으로써 상기 적어도 하나의 터치 위치를 판정하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 인덕턴스 터치 센서는 전도성 및 부전도성 객체들 둘 다의 존재를 검출할 수 있어, 상기에 언급된 다른 감지 방법들을 사용하는 그 터치 센서들의 약점을 극복하게 한다.

도 1은 2개의 전선들 사이의 인덕턴스를 발생시키는 것의 도식도이고;
도 2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도성 터치 센서의 도식적인 단면도이고;
도 2b는 도 2a의 유도성 터치 센서의 도식적인 분해 조립 평면도이고;
도 3은 도 2a 및 도 2b의 유도성 터치 센서의 작동 원리를 나타내는 도식적인 사용도이고;
도 4a-4c는 제1 실시예의 다른 어셈블리들(assemblies)을 포함하는 유도성 터치 센서의 도식적인 단면도들이고;
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유도성 터치 센서의 도식적인 분해 조립 평면도이고;
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유도성 터치 센서의 도식적인 분해 조립 평면도이고;
도 7a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유도성 터치 센서의 도식적인 단면도이고;
도 7b는 도 7a의 도식적인 분해 조립 평면도이고;
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유도성 터치 센서의 도식적인 분해 조립 평면도이고;
도 9a는 본 발명의 제6 실시예에 따른 유도성 터치 센서의 도식적인 단면도이고;
도 9b는 도 9a의 도식적인 분해 조립 평면도이다.

알고 있는 것과 같이, 임의의 주어진 도체선(conductor line)은 전류가 그것을 통과하면 자속선들(flux lines)을 발생시킨다. 도체선에 의해 발생된 자속선들 및 자기장(magnetic field)의 세기는 그것을 통해 따라가는 전류의 양 및 물리적 형태에 의해 결정된다. 만일 제1 도체선에 가까운 다른 도체선이 존재하면, 제1 도체선에 의해 발생된 자속(flux)은 제2 도체선상에 인덕턴스(inductance)를 유도할 것이다. 도 1을 참고하면, 이것은 2개의 전류 이송 전선들(current carrying wires)의 알려진 물리적 특징이다. 전류(4)는 전선(wire, 2)에 인가된다. 이 전류(4)는 전선(2)이 전선(1)을 둘러싸는 자기장(3)을 발생시키게 한다. 자기장(3)은 전선(1)상에 인덕턴스를 유도한다. 인덕턴스의 양은 이 2개의 도체선들 사이의 거리 및 다른 파라미터들에 의해 결정될 것이다. 만일 이 2개의 도체선들 사이의 거리가 변화되면, 인덕턴스가 변할 것이다. 인덕턴스의 변화를 나타내는 전기 신호(5)가 출력된다. 전기 신호(5)는 전압, 전류 등일 수 있다. 따라서, 인덕턴스의 변화를 검출하는 것은 거리 변화를 야기하는 터치 위치를 판정하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 유도성 터치 센서는 상기에서 언급된 유도성 감지(inductive sensing) 방법에 기반한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유도성 터치 센서(100)를 나타낸다. 유도성 터치 센서(100)는 구동층(driving layer, 110), 피유도층(induced layer, 120) 및 유도성 회로(inductive circuit, 130)를 포함한다. 구동층(110)은 복수의 구동 전극들(driving electrodes, 111)을 포함하고, 피유도층(120)은 복수의 피유도 전극들(induced electrodes, 121)을 포함하고, 각 구동 전극들(111)은 대응하는 피유도 전극(121)과 마주본다. 구동 전극들(111) 및 피유도 전극들(121) 사이의 거리를 유지하여, 그것들이 서로 연결되는 것을 방지하기 위하여, 그것들은 절연 매체(insulating medium, 미도시)에 의해 이격된다. 절연 매체는 연속적인 절연층 또는 복수의 스페이서 도트들(spacer dots)일 수 있다. 또한, 절연 매체는 변형 가능한 재료이고, 예를 들어, 플라스틱, 리퀴드 젤(liquid gel) 등이다. 공기가 또한 절연 매체로서 유도성 터치 센서(100) 안으로 도입된다. 구동 전극들(111) 및 피유도 전극들(121)을 지지하기 위해, 구동 기판(112) 및 피유도 기판(induced substrate, 122)은 상응하게 제공된다. 유도성 회로(130)는 복수의 구동 도체선들(driving conductor lines, 131), 복수의 피유도 도체선들(induced conductor lines, 132) 및 제어기(133)를 포함한다. 구동 도체선들(131)은 구동 기판(112)상의 구동 전극들(111)을 제1 방향으로 제어기(133)에 연결하고, 피유도 도체선들(132)은 피유도 기판(122)상의 피유도 전극들(121)을 제2 방향으로 제어기(133)에 연결한다.

작동 중에, 제어기(133)는 구동 도체선들(131)을 통해 구동 전극들(111)로 구동 전류를 인가하여, 구동 전극들(111) 주위에 자기장의 생성을 야기한다. 자기장은 피유도 전극들(121)에 작용하고, 피유도 전극들(121)의 인덕턴스가 발생한다. 인덕턴스는 피유도 전극들(121)과 구동 전극들(111) 사이의 거리의 함수(function)이다. 구동 전극들(111)이 배치된 구동 기판(112)의 외부 표면이 터치 위치에서 터치되면, 구동 기판(121)이 눌리고, 피유도 전극들(121)이 배치된 피유도 기판(122)에 더 가까워진다. 터치 위치에서 구동 전극들(111)과 피유도 전극들(121) 사이의 거리는 감소한다. 거리의 이 변화는 피유도 전극들(121)에 유도된 인덕턴스의 변화를 야기하고, 피유도 도체선들(132)을 통해 제어기(133)로 출력되는 전기 신호로 나타내어져, 터치 위치를 알아내게 한다.

도 3을 참고하면, 구동 전극들(111a, 111b 및 111c)은 구동 도체선(131a)상에 위치하고, 구동 전극들(111d, 111e 및 111f)은 구동 도체선(131b)상에 위치하고, 구동 전극들(111g, 111h 및 111i)은 구동 도체선(131c)상에 위치한다. 한편, 피유도 전극들(121a, 121d 및 121g)은 피유도 도체선(132a)상에 위치하고, 피유도 전극들(121b, 121e 및 121h)은 피유도 도체선(132b)상에 위치하고, 피유도 전극들(121c, 121f 및 121i)은 피유도 도체선(132c)상에 위치한다. 구동 도체선들(131a, 131b 및 131c)은 차례로(in turn) 구동된다. 각 구동 도체선(131a, 131b 또는 131c)이 구동 전류에 의해 구동된 후, 피유도 도체선들(132a, 132b 및 132c)이 검출된다. 예를 들어, 구동 전류가 구동 도체선들(131a)을 통과하면, 구동 전극들(111a, 111b 및 111c)은 피유도 전극들(121a, 121b 및 121c)에 인덕턴스들을 생성하는 자기장들을 발생시킨다. 구동 전극(111a) 바로 위 외부 표면의 위치가 터치되면, 구동 전극(111a)은 피유도 전극(121a)에 더 가까워진다. 터치 위치에서 구동 전극(111a)과 피유도 전극(121a) 사이의 거리가 감소하면, 피유도 전극(121a)에서의 인덕턴스는 증가하고, 대응하는 피유도(induced) 전기 신호가 발생된다. 피유도 전기 신호는 피유도 도체선(132a)을 검출하면 검출된다. 따라서, 터치 위치는 피유도 도체선(132a) 및 구동 도체선(131a)을 기반으로 제어기(133)에 의해 판정된다.

도 4a-4c에 도시된 것과 같이, 구동 전극들(111)은 구동 기판(112)의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나 위에 배치될 수 있고, 피유도 전극들(121)은 피유도 기판(122)의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나 위에 배치될 수 있다. 구동 기판(112)의 외부 표면 위에 위치한 구동 전극들(111) 또는 피유도 기판(122)의 외부 표면 위에 위치한 피유도 전극들(121)이 주어지면, 하나 이상의 커버 시트들(cover sheets)(미도시)이 구동 전극들(111) 또는 피유도 전극들(121) 위에 놓이도록 도입될 수 있는데, 그것들이 긁히는 것으로부터 보호하기 위해서이다.

구동 도체선들 및 피유도 도체선들은 직선들에 제한되지 않는다. 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유도성 터치 센서(200)를 나타낸다. 유도성 터치 센서(200)는 구동층(210), 피유도층(220) 및 유도성 회로(230)를 포함한다. 구동층(210)은 복수의 구동 전극들(211) 및 그 구동 전극들(211)을 지지하는 구동 기판(212)을 포함하고, 피유도층(220)은 복수의 피유도 전극들(221) 및 그 피유도 전극들(221)을 지지하는 피유도 기판(222)을 포함한다. 유도성 회로(230)는 복수의 구동 도체선들(231), 복수의 피유도 도체선들(232) 및 제어기(233)를 포함한다. 구동 전극들(211)을 제어기(233)에 연결하는 구동 도체선들(231)은, 구동 기판(212)의 모퉁이(corner)로부터 퍼져 다른 방향들을 따라 연장되어, 구동 기판(212)의 내부 표면을 커버한다. 한편, 피유도 전극들(221)을 제어기(233)에 연결하는 피유도 도체선들(232)은 피유도 기판(222)의 내부 표면상에 복수의 동심의 호들(concentric arcs)로 분포된다. 터치 위치를 검출하는 방법은 제1 실시예의 것과 동일하다. 구동 도체선들(231) 및 피유도 도체선들(232)의 분포에 따르면, 터치 위치는, 구동 도체선들(231)의 각도들 및 피유도 도체선들(232)의 호 반지름들에 의해 정의된 극좌표(polar coordinates)를 기반으로 제어기(233)에 의해 판정된다.

제2 실시예에서 구동 도체선들의 교차점(intersection)은 모퉁이에 제한되어서는 안되나, 또한 구동 기판의 내부 표면상의 임의의 지점들(points)일 수 있다. 예를 들어, 제2 실시예와 유사하게 터치 위치를 판정하기 위해 극좌표를 기반으로 하는 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 구동 도체선들(331)의 교차점이 구동 기판(312)의 내부 표면의 중심일 때, 유도성 터치 센서(300)는 도 6에 도시된 것과 같이 다른 방식으로 조립될 수 있다. 유도성 터치 센서(300)는 구동 기판(312)과 복수의 구동 전극들(311)을 구비하는 구동층(310), 피유도 기판(322)과 복수의 피유도 전극들(321)을 구비하는 피유도층(320) 및 유도성 회로(330)를 포함한다. 제2 실시예와 다른, 유도성 회로(330)의 구동 도체선들(331)은 다른 방향을 따라 연장하고, 구동 기판(312)의 내부 표면의 중심에서 교차한다. 구동 도체선들(331)의 교차점에서, 복수의 절연체 조각들(insulator pieces, 340)은 구동 도체선들(331)이 서로 절연되도록 제공된다. 한편, 중심에 배치된 교차점으로, 유도성 회로(330)의 피유도 도체선들(332)은 제2 실시예에서의 동심의 호들 대신에 복수의 동심원들이고, 원들의 중심은 피유도 기판(322)의 내부 표면의 중심이다. 다른 연결들은 제2 실시예의 것과 동일하다.

덧붙여, 구동 도체선들은 동심원들 또는 동심의 호들로 분포될 수 있고, 피유도 도체선들은 다른 방향들을 따라 연장될 수 있고, 피유도 기판의 내부 표면상의 임의의 하나의 지점에서 교차할 수 있다.

상기의 제1 실시예에 대해, 제1 방향으로 연결된 구동 전극들 및 제2 방향으로 연결된 피유도 전극들은 둘 다 터치 위치를 판정하기 위해 사용된다. 본 발명을 위한 또 다른 구동-검출 원리가 있고, 즉: 자기장을 생성하기 위해 구동 전극으로 작용하는 다른 플레이트(plate) 전극이 주어지면, 피유도 전극들은 2개의 그룹들로 나뉠 수 있어, 2개의 방향들에서 터치 위치를 알아내게 한다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다른 구동-검출 원리를 따르는 유도성 터치 센서(400)를 나타낸다. 유도성 터치 센서(400)는 구동 전극(411)을 구비하는 구동층(410), 복수의 피유도 전극들을 구비하는 피유도층(420) 및 유도성 회로(430)를 포함한다. 구동 전극(411)은 전도성(conductive) 플레이트이고, 지지를 받기 위해 구동 기판(412)의 내부 표면상에 배치된다. 피유도 전극들은 피유도 기판(422)의 내부 표면상에 놓인 복수의 제1 피유도 전극들(421)과 피유도 기판(422)의 외부 표면상에 놓인 복수의 제2 피유도 전극들(423)로 나뉜다. 유도성 회로(430)는 제어기(433), 구동 도체선(431), 복수의 제1 피유도 도체선들(432) 및 복수의 제2 피유도 도체선들(434)을 포함한다. 구동 도체선(431)은 구동 전류를 제공하기 위해 구동 전극(411)을 제어기(433)에 연결한다. 제1 피유도 도체선들(432)은 피유도 기판(422)의 내부 표면상의 제1 피유도 전극들(421)을 제1 방향으로 제어기(433)에 연결하고, 제2 피유도 도체선들(434)은 피유도 기판(422)의 외부 표면상의 제2 피유도 전극들(423)을 제2 방향으로 제어기(433)에 연결한다.

구동 전류가 구동 도체선(431)을 통해 구동 전극(411)에 인가되면, 제1 피유도 전극(421) 및 구동 전극들(411) 사이의 공간은 구동 전류에 의해 야기된 자기장으로 채워진다. 제1 피유도 전극들(421) 및 제2 피유도 전극들(423)에서, 인덕턴스들이 도입된다. 터치가 구동 기판(412)의 외부 표면의 위치상에 발생하면, 구동 전극(411) 및 제1 피유도 전극들(421) 사이의 거리는 터치 위치에서 감소할 것이다. 이 감소는 제1 피유도 전극들(421)에서 인덕턴스의 증가를 야기하고, 인덕턴스의 증가를 나타내는 피유도 전기 신호는 제1 피유도 도체선들(431)을 통해 제어기(433)로 발송된다. 제1 피유도 전극들(421)에서의 피유도 전기 신호를 기반으로, 제어기(433)는 제1 방향에서의 터치 위치를 산출할 것이다. 구동 전극(411)이 제1 피유도 전극들(421)에 더 가까이 이동하는 동안에, 구동 전극(411) 및 피유도 기판(422)의 외부 표면상에 위치한 제2 피유도 전극들(423) 사이의 거리 또한 감소한다. 따라서, 동일한 방식으로, 제2 방향에서의 터치 위치를 얻을 수 있다. 제1 실시예와 유사하게, 터치 위치는 제1 방향으로의 제1 피유도 도체선들(432) 및 제2 방향으로의 제2 피유도 도체선들(434) 둘 다를 기반으로 제어기(433)에 의해 판정될 수 있다.

제5 실시예에 따른 유도성 터치 센서(500)를 제공하는 추가의 목적이 있고, 피유도 전극들은 도 8에 도시된 것과 같이 피유도 기판의 동일한 표면상에 배치될 수 있다. 제4 실시예와 유사하게, 유도성 터치 센서(500)는 구동 전극(511)을 구비하는 구동층(510), 복수의 제1 피유도 전극들(521) 및 복수의 제2 피유도 전극들(523)을 구비하는 피유도층(520) 및 유도성 회로(530)를 포함한다. 구동층(510)은 피유도층(520)과 마주본다. 구동 전극(511)은 전도성 플레이트이고, 지지를 받기 위해 구동 기판(512)의 내부 표면상에 배치된다. 제1 피유도 전극들(521) 및 제2 피유도 전극들(523)은 둘 다 피유도 기판(522)의 내부 표면상에 배치된다. 유도성 회로(530)는 제어기(533), 구동 도체선(531), 복수의 제1 피유도 도체선들(532) 및 복수의 제2 피유도 도체선들(534)을 포함한다. 제1 피유도 도체선들(532)은 피유도 기판(522)상의 제1 피유도 전극들(521)을 제1 방향으로 제어기(533)에 연결하고, 제2 피유도 도체선들(534)은 피유도 기판(522)상의 제2 피유도 전극들(523)을 제2 방향으로 제어기(533)에 연결한다. 제어기(533)는 구동 도체선(531)을 통해 구동 전극(511)에 연결되어, 구동 전류를 제공한다.

제1 피유도 도체선들(532) 및 제2 피유도 도체선들(534)은 서로 교차한다. 교차점들에서, 복수의 절연체 조각들(540)은 제1 피유도 도체선들(532) 및 제2 피유도 도체선들(534) 사이에 배치되어, 그것들이 서로 절연되게 한다. 터치 위치를 검출하기 위한 방법은 제4 실시예의 것과 동일하다. 인덕턴스의 변화를 나타내는 피유도 전기 신호는 제1 방향으로의 제1 피유도 도체선들(532) 및 제2 방향으로의 제2 피유도 도체선들(534) 둘 다를 통해 제어기(533)로 출력된다. 결과적으로, 터치 위치는 제어기(533)에 의해 제1 방향 및 제2 방향 둘 다에서 판정된다. 또한, 터치는 구동 기판(512)의 외부 표면 또는 피유도 기판(522)의 외부 표면 중 하나 위에 생길 수 있다.

상기의 실시예들에서 제시된 것과 같이, 터치 위치는 제어기에 의해 2개의 다른 방향들로 배열된 전극들로 판정된다. 각 피유도 전극이 독립적으로 유일한 위치를 나타낼 수 있으면, 터치 위치는 매 피유도 전극에 의해 알아낼 것이다. 도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제6 실시예에 따른 유도성 터치 센서(600)를 나타낸다. 유도성 터치 센서(600)는 구동 전극(611)을 구비하는 구동층(610), 복수의 피유도 전극들(621)을 구비하는 피유도층(620) 및 유도성 회로(630)를 포함한다. 구동층(610)은 피유도층(620)과 마주본다. 구동 전극(611)은 구동 기판(612)의 내부 표면상에 놓이고, 피유도 전극들(621)은 피유도 기판(622)의 내부 표면상에 놓인다. 유도성 회로(630)는 제어기(633), 구동 도체선(631) 및 복수의 피유도 도체선들(632)을 포함한다. 각 피유도 전극(621)은 각 피유도 도체선(632)을 통해 각기 제어기(633)에 연결되고, 구동 전극(611)은 구동 도체선(631)을 통해 제어기(633)에 연결된다.

상기의 실시예들과 유사하게, 구동 전극(611)에서 발생된 자기장은 피유도 전극들(621)에서 인덕턴스를 유도한다. 구동 기판(612)의 외부 표면상에서 발생된 터치에 대응하는, 일부 피유도 전극들(621)에서 인덕턴스들의 변화들을 나타내는 피유도 전기 신호들은 터치 위치를 판정하기 위해 제어기(633)로 발송될 것이다. 각 피유도 전극(621)이 제어기(633)에 각기 연결되기 때문에, 개개의 피유도 전극(621)의 위치는 터치 위치를 직접적으로 나타낸다. 결과적으로, 터치 위치는 인덕턴스의 변화가 생성된 개개의 피유도 전극(621)에 의해 판정된다. 사용 중에, 터치는 구동 기판(612)의 외부 표면 또는 피유도 기판(622)의 외부 표면 중 하나 위에 나타날 수 있다.

본 발명에서, 구동층 및 피유도층은 절연 매체(미도시)에 의해 이격되어야만 한다. 게다가, 구동 전극들은 구동 기판의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나 위에, 그리고 구동 기판의 외부 표면 및 내부 표면 둘 다의 위에 역시 배치될 수 있다. 유사하게, 피유도 전극들은 피유도 기판의 외부 표면 또는 내부 표면 중 하나 위에, 그리고 외부 표면 및 내부 표면 둘 다의 위에 역시 배치될 수 있다. 구동 기판의 외부 표면 위에 위치한 구동 전극들 또는 피유도 기판의 외부 표면 위에 위치한 피유도 전극들이 주어지면, 하나 이상의 커버 시트들(미도시)이 구동 전극들 또는 피유도 전극들 위에 놓이도록 도입될 수 있는데, 그것들이 긁히는 것으로부터 보호하기 위해서이다.

여러 가지 사용 환경들에 따르면, 본 발명의 상기에 언급된 실시예들에서 피유도층의 외부 표면은 터치를 위해 제공될 수 있고, 피유도 전극들이 구동 전극들에 더 가까이 이동하도록 야기한다.

여러 가지 터치 기기들에 적용되면, 유도성 터치 센서는 불투명 또는 투명할 수 있고, 예를 들어, 랩톱 컴퓨터의 터치 패드 및 휴대폰의 터치 스크린일 수 있다. 유도성 감지 방법에 의해, 터치 센서는 여러 가지 환경들에서 구별되는 감도(distinguished sensitivity)를 이용하여 전도성 및 부전도성(dielectric) 객체들 모두의 터치들을 검출할 수 있다.

본 발명에서 적어도 하나의 구동 전극들 및 적어도 하나의 피유도 전극들이 존재해야만 한다. 유도성 터치 센서의 해상도(resolution) 및 크기는 전극들의 양에 영향을 주는 주요 요인이다. 보통, 더 높은 해상도 또는 더 큰 크기가 요구될수록, 더 많은 전극들이 필요하다. 구동 도체선들 및 피유도 도체선들의 양은 구동 전극들 및 피유도 전극들의 양에 의해 결정된다. 또한, 유도성 회로의 양은 산업 설계의 요건에 의해 영향을 받는다.

본 발명이 그것의 실시예들 및 본 발명을 수행하기 위한 최적의 방식을 참고하여 설명되었으나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 여러 가지 변경들 및 변화들이 이루어질 수 있음이 이 기술 분야에서 숙련된 자들에게 명확하고, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 정의될 것이다.

Claims

유도성 터치 센서로서,
자기장을 발생시키기 위한 구동층;
상기 구동층과 마주보며, 상기 유도성 터치 센서상의 적어도 하나의 터치 위치에 대응하는 인덕턴스의 변화를 나타내는 적어도 하나의 피유도(induced) 전기 신호를 생성하기 위한 피유도층; 및
상기 구동층 및 상기 피유도층에 연결되며, 상기 적어도 하나의 피유도 전기 신호를 검출하여, 상기 유도성 터치 센서상의 상기 적어도 하나의 터치 위치를 판정하기 위한 적어도 하나의 유도성 회로를 포함하는, 유도성 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 피유도층은 상기 적어도 하나의 유도성 회로에 연결되는 복수의 피유도 전극들을 포함하는, 유도성 터치 센서.
제2항에 있어서,
상기 피유도층은 피유도 기판을 더 포함하고, 상기 피유도 전극들은 상기 피유도 기판의 내부 표면상에 배치되는, 유도성 터치 센서.
제2항에 있어서,
상기 피유도층은 피유도 기판을 더 포함하고, 상기 피유도 전극들은 상기 피유도 기판의 외부 표면상에 배치되는, 유도성 터치 센서.
제2항에 있어서,
상기 구동층은 상기 적어도 하나의 유도성 회로에 연결되는 적어도 하나의 구동 전극을 포함하는, 유도성 터치 센서.
제5항에 있어서,
상기 구동층은 구동 기판을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 구동 전극은 상기 구동 기판의 내부 표면상에 배치되는, 유도성 터치 센서.
제5항에 있어서,
상기 구동층은 구동 기판을 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 구동 전극은 상기 구동 기판의 외부 표면상에 배치되는, 유도성 터치 센서.
제5항에 있어서,
상기 유도성 회로는:
제어기;
상기 적어도 하나의 구동 전극을 상기 제어기로 연결하는 적어도 하나의 구동 도체선; 및
상기 피유도 전극들을 상기 제어기로 연결하는 복수의 피유도 도체선들을 포함하는, 유도성 터치 센서.
제8항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구동 도체선은 제1 방향으로 배치되고, 상기 피유도 도체선들은 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 배치되는, 유도성 터치 센서.
제8항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구동 도체선은 하나의 지점으로부터 적어도 하나의 방향을 따라 연장하고, 상기 피유도 도체선들은 중심이 상기 지점인 동심원들로 분포되는, 유도성 터치 센서.
제10항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구동 도체선은 상기 지점으로부터 다른 방향들을 따라 연장하는 적어도 2개의 구동 도체선들을 더 포함하는, 유도성 터치 센서.
제10항에 있어서,
상기 동심원들은 동심의 호들(arcs)을 더 포함하는, 유도성 터치 센서.
제11항에 있어서,
상기 구동층은 상기 적어도 2개의 구동 도체선들의 교차점에 위치하여 상기 구동 도체선들을 서로 절연하는 복수의 절연체 조각들을 더 포함하는, 유도성 터치 센서.
제8항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구동 도체선은 중심이 하나의 지점인 적어도 2개의 동심원들로 분포된 적어도 2개의 구동 도체선들을 더 포함하고, 상기 피유도 도체선들은 상기 지점으로부터 다른 방향들을 따라 연장하는, 유도성 터치 센서.
제14항에 있어서,
상기 동심원들은 동심의 호들(arcs)을 더 포함하는, 유도성 터치 센서.
제14항에 있어서,
상기 피유도층은 상기 피유도 도체선들의 교차점에 위치하여 상기 피유도 도체선들을 서로 절연하는 복수의 절연체 조각들을 더 포함하는, 유도성 터치 센서.
제8항에 있어서,
상기 피유도 도체선들은 각 상기 피유도 전극을 상기 제어기에 각기 연결하는, 유도성 터치 센서.
제8항에 있어서,
상기 피유도 전극들은 복수의 제1 피유도 전극들 및 복수의 제2 피유도 전극들을 포함하는, 유도성 터치 센서.
제18항에 있어서,
상기 피유도 도체선들은, 상기 제1 피유도 전극들을 제1 방향으로 상기 제어기에 연결하는 복수의 제1 피유도 도체선들 및 상기 제2 피유도 전극들을 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 상기 제어기에 연결하는 복수의 제2 피유도 도체선들을 포함하는, 유도성 터치 센서.
제19항에 있어서,
상기 제1 피유도 전극들은 상기 피유도 기판의 내부 표면상에 배치되고, 상기 제2 피유도 전극들은 상기 피유도 기판의 외부 표면상에 배치되는, 유도성 터치 센서.
제19항에 있어서,
상기 유도성 층은, 상기 제1 피유도 도체선들 및 상기 제2 피유도 도체선들의 교차점에서 상기 제1 피유도 도체선들 및 상기 제2 피유도 도체선들 사이에 위치한 복수의 절연체 조각들을 더 포함하는, 유도성 터치 센서.
제1항에 있어서,
상기 구동층 및 상기 피유도층은 절연 매체에 의해 이격되는, 유도성 터치 센서.
유도성 터치 센서상의 적어도 하나의 터치 위치를 검출하는 검출 방법으로서,
a) 피유도층상에 인덕턴스를 유도하는 자기장을 발생시키기 위해 구동층에 구동 전류를 인가하는 단계;
b) 상기 유도성 터치 센서상에 적어도 하나의 터치 위치가 생기면, 상기 피유도층에서 상기 인덕턴스의 적어도 하나의 변화를 나타내는 적어도 하나의 피유도 전기 신호를 생성하는 단계;
c) 상기 적어도 하나의 피유도 전기 신호를 제어기로 전송하는 단계; 및
d) 상기 적어도 하나의 피유도 전기 신호를 처리함으로써 상기 적어도 하나의 터치 위치를 판정하는 단계를 포함하는 방법.
제23항에 있어서,
상기 유도성 터치 센서는, 상기 구동층을 상기 제어기에 연결하는 적어도 하나의 구동 도체선 및 상기 피유도층을 상기 제어기에 연결하는 복수의 피유도 도체선들을 더 포함하는 방법.
제24항에 있어서,
상기 구동 전류는 상기 적어도 하나의 구동 도체선에 의해 차례로 상기 구동층으로 인가되는 방법.
제25항에 있어서,
상기 적어도 하나의 터치 위치를 판정하는 단계는, 상기 적어도 하나의 구동 도체선 및 상기 피유도 도체선들 둘 다를 기반으로 하여 이루어지는 방법.
제23항에 있어서,
상기 유도성 터치 센서는, 상기 피유도층을 상기 제어기에 연결하는 복수의 제1 피유도 도체선들과 복수의 제2 피유도 도체선들을 더 포함하는 방법.
제27항에 있어서,
상기 적어도 하나의 터치 위치를 판정하는 단계는, 상기 제1 피유도 도체선들 및 상기 제2 피유도 도체선들 둘 다를 기반으로 하여 이루어지는 방법.
제23항에 있어서,
상기 터치 위치는 상기 피유도층의 외부 표면상에서 생기는 방법.