KR20150087628A - 접촉 감지 장치 및 접촉 감지 방법 - Google Patents

접촉 감지 장치 및 접촉 감지 방법 Download PDF

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Abstract

접촉 감지 장치가 제공된다. 본 발명의 접촉 감지 장치는, 제1기판, 상기 제1기판 상에 배치되고 터치입력에 의해 발생하는 자기장 변화를 감지하는 복수의 자기센서 패턴, 상기 복수의 자기센서 패턴과 대응하도록 상기 복수의 자기센서 패턴 상에 위치하는 복수의 도전성 패턴을 포함할 수 있다.

Description

접촉 감지 장치 및 접촉 감지 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SENSING TOUCH}
본 발명은 접촉 감지 장치 및 접촉 감지 방법에 관한 것이다.
터치스크린이 장착된 휴대폰이 널리 보급되고, 다양한 종류의 스마트 폰이 대중화되면서 접촉 감지 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
대표적인 접촉 감지 장치인 터치스크린은 그 동작 방식에 따라 저항막, 정전용량, 초음파, 적외선 방식 등으로 구분할 수 있으며, 이 가운데 정전용량 방식 터치 스크린은 내구성 및 수명이 뛰어나고 멀티터치 기능을 지원한다는 장점이 있어, 최근 그 적용 분야를 넓혀가고 있다.
정전용량 방식 터치스크린은, 디스플레이 윈도우 전면에 가해지는 사용자의 접촉에 의해 발생하는 캐패시턴스 변화에 기초하여 접촉 위치를 검출하며, 높은 내구성과 슬라이딩 형태의 입력에의 적합성 등으로 인해 그 적용 범위가 차츰 늘어나고 있다.
그러나, 상술한 정전용량 방식의 터치스크린의 경우, 사용자의 접촉에 의해 발생하는 캐패시턴스 변화에 기초하여 접촉 위치를 검출하는 바, 스타일러스 펜 등을 이용하는 경우 캐패시턴스 변화가 없는 것으로 인식하여 입력을 인식하지 못하는 경우가 존재하였다. 또한 스타일러스 펜을 입력수단으로 이용하기 위해서는 터치스크린 내부에 별도의 센서, 예컨대 EMR(Electro Magnetic Resonance) 센서패드 등을 추가하여야 하는 단점 및 EMR 전용 스타일러스 펜을 이용해야 하는 단점이 존재하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 사용자의 손가락 및 스타일러스 펜을 모두 입력수단으로 이용할 수 있는 접촉 감지 장치 및 이를 이용한 접촉 감지 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 별도의 회로가 구비되지 않은 스타일러스 펜을 입력수단으로 이용할 수 있는 접촉 감지 장치 및 이를 이용한 접촉 감지 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치는, 제1기판, 상기 제1기판 상에 배치되고 터치입력에 의해 발생하는 자기장 변화를 감지하는 복수의 자기센서 패턴, 상기 복수의 자기센서 패턴과 대응하도록 상기 복수의 자기센서 패턴 상에 위치하는 복수의 도전성 패턴을 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 방법은, 터치입력에 의해 발생하는 자기장 변화를 기초로 센싱전압을 획득하고, 상기 센싱전압에 기초하여 터치발생여부를 판단하는 것을 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 사용자의 손가락 및 스타일러스 펜을 모두 입력수단으로 이용할 수 있는 접촉 감지 장치 및 이를 이용한 접촉 감지 방법을 제공할 수 있다.
본 발명이 따르면, 별도의 회로가 구비되지 않은 스타일러스 펜을 입력수단으로 이용할 수 있는 접촉 감지 장치 및 이를 이용한 접촉 감지 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 블록 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 접촉 감지 패널의 일 실시예에 대한 개략적 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 접촉 감지 패널을 Ⅰ- Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 자기센서 어레이 기판의 개략적 구조를 도시한 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 도전성 패턴 어레이 기판의 개략적 구조를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 접촉 감지 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에 손가락 터치입력이 발생한 경우 접촉 감지 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에 손가락 터치입력이 발생한 경우, 도전성 패턴에 인가되는 구동전압, 도전성 패턴의 전류 및 자기센서 패턴으로부터 획득되는 센싱전압을 도시한 그래프이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에 스타일러스 펜에 의한 펜터치 입력이 발생한 경우, 접촉 감지 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에 스타일러스 펜에 의한 펜터치 입력이 발생한 경우, 도전성 패턴에 인가되는 구동전압, 도전성 패턴의 전류 및 자기센서 패턴으로부터 획득되는 센싱전압을 도시한 그래프이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 16은 도 15에 도시된 터치발생여부를 판단하는 과정에 대한 일 실시예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 17은 도 15에 도시된 터치발생여부를 판단하는 과정에 대한 다른 실시예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 18은 도 15에 도시된 터치발생여부를 판단하는 과정에 대한 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 19는 도 15에 도시된 터치발생여부를 판단하는 과정에 대한 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소 또는 동작들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소 또는 하나의 동작을 다른 구성요소 또는 다른 동작과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위 뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 접촉 감지 장치의 블록 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 접촉 감지 장치(10)는 접촉 감지 패널(11) 및 컨트롤러(13)을 포함할 수 있다.
접촉 감지 패널(11)은 복수의 자기센서 패턴(130) 및 복수의 도전성 패턴(230)을 포함할 수 있다.
복수의 도전성 패턴(230)은 구동전압(Vd)을 입력받고 사용자의 손가락 등에 의한 터치입력이 발생하는 경우 상기 터치입력에 대응하여 정전용량 변화를 일으킬 수 있다. 예시적인 실시예에서 복수의 도전선 패턴(230)은 컨트롤러(13)로부터 구동전압(Vd)을 제공받을 수 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며 별도의 구동 전원부로부터 구동전압(Vd)을 입력받는 것도 가능하다.
복수의 자기센서 패턴(130)은 입력전원을 인가받아 외부의 자기장 변화를 감지하는 부분이다. 예시적인 실시예에서 복수의 자기센서 패턴(130)은 입력전원으로서 입력전압(Vin)을 입력받을 수 있으며, 자기장 변화에 대응하여 변화되는 입력전압(Vin)의 변화값을 출력전압(Vout)으로 출력하여 컨트롤러(13)에 제공할 수 있다. 다만 이는 하나의 예시일 뿐이며, 자기센서 패턴(130)에 제공되는 입력전원은 자기센서 패턴(130)의 종류에 따라 적절히 변경될 수 있다. 예컨대 상기 입력전원은 전압이 아닌 전류일 수도 있다. 또한 상기 입력전원은 컨트롤러(13)로부터 제공받을 수 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며 별도의 전원부로부터 상기 입력전원을 입력받는 것도 가능하다.
컨트롤러(13)는 접촉 감지 장치(10)의 전반적 동작을 제어하는 부분으로서, 본 실시예에 따른 컨트롤러(13)는 자기센서 패턴(130)이 감지한 자기장 변화를 기초로 터치발생여부를 판단할 수 있다. 예시적인 실시예에서 컨트롤러(13)는 자기센서 패턴(130)으로부터 출력된 출력전압(Vout)을 기초로 센싱전압을 획득하고, 획득한 센싱전압을 기초로 터치발생여부를 판단할 수 있다. 여기서 센싱전압이란, 입력전압(Vin) 중 자기센서 패턴(130)에 분배되는 성분을 지칭하는 것으로서, 센싱전압을 Vs라고 하면, Vs = Vin -Vout 의 관계를 가질 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 접촉 감지 패널의 일 실시예에 대한 개략적 구성을 도시한 분해 사시도, 도 3은 도 2에 도시된 접촉 감지 패널을 Ⅰ- Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도, 도 4는 도 2에 도시된 자기센서 어레이 기판의 개략적 구조를 도시한 평면도, 도 5는 도 2에 도시된 도전성 패턴 어레이 기판의 개략적 구조를 도시한 평면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 접촉 감지 패널(11)은 자기센서 패턴 어레이 기판(100) 및 자기센서 어레이 기판(100)과 대향하는 도전성 패턴 기판(200)을 포함할 수 있다.
자기 센서 어레이 기판(100)은 제1기판(110) 및 제1기판(110) 상에 배치된 복수의 자기센서 패턴(130)을 포함할 수 있다.
제1기판(110)은 절연성 재질로 이루어질 수 있으며, 또한 투명재질로 이루어질 수 있다. 또한 제1기판(110)은 유연성을 갖는 연성기판으로 이루어질 수 있으며, 또는 경성을 갖는 기판으로 이루어질 수도 있다. 몇몇 실시예에서 제1기판(110)은 PI(polyimide), Pc(Polycarbonate), PET(Polyethyleneterephtalate), PES(Polyethersulfone), PEN(Polythylenenaphthalate), Metal Foil, FRP(Fiber Reinforced Plastic) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 글라스 재질, 사파이어 재질 또는 석영 재질 등으로 이루어질 수도 있다.
제1기판(110) 상에는 복수의 자기센서 패턴(130)이 위치할 수 있다. 자기센서 패턴(130)은 자기장을 감지하는 부분으로서, 제1기판(110) 상에 행방향 및 열방향으로 배치될 수 있다. 도면에는 자기센서 패턴(130)이 3x4 형태로 배치되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며 그 배치는 변경 가능한다.
자기센서 패턴(130)의 형상에는 제한이 없다. 도 면에는 자기센서 패턴(130)의 평면 형상이 사각형인 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 이외에도 자기센서 패턴(130)의 평면 형상은 삼각형, 다각형, 원형, 반원형, 타원형 중 어느 하나 또는 이들의 조합형상으로 이루어질 수도 있다.
예시적인 실시예에서 자기센서 패턴(130)은 자기장 변화에 대응하여 변화되는 전압을 출력전압으로 출력할 수 있다. 몇몇 실시예에서 자기센서 패턴(130)은 자기장에 의해 저항이 변화하는 자기저항(magnetro-resistance) 소자 또는 홀 효과를 이용한 홀저항(hall restance) 소자로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 자기장 변화를 감지할 수 있는 소자라면 그 제한이 없다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 자기센서 패턴(130)이 자기저항 소자로 이루어진 경우를 예시로 설명한다.
자기센서 패턴(130)은 별도의 접착물질을 매개로 제1기판(110) 상에 부착될 수도 있으며, 또는 라미네이팅 또는 코팅을 통해 제1기판(110) 상에 직접 형성될 수도 있다. 즉, 제1기판(110) 상에 자기센서 패턴(130)을 형성하는 방법에는 그 제한이 없다고 할 것이다.
예시적인 실시예에서 컨트롤러(13)는 제1기판(110) 상에 위치할 수 있다. 예컨대 컨트롤러(13)는 제1기판(110) 상에 COG(Chip-On-Glass) 형태 또는 COB(Chip-On-Board) 형태로 실장될 수 있다. 그러나 이는 하나의 예시일 뿐이며, 컨트롤러(13)는 별도의 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)에 실장될 수도 있다.
제1기판(110) 상에는 복수의 자기센서 패턴(130) 각각과 전기적으로 연결된 입력전원배선(150)이 위치할 수 있다. 입력전원배선(150)은 자기센서 패턴(130) 각각에 입력전원, 예컨대 입력전압(Vin)을 전달하는 부분으로서, 몇몇 실시예에서 입력전원배선(150)은 각각의 자기센서 패턴(130)과 컨트롤러(13)를 상호 전기적으로 연결할 수 있다. 도면에는 입력전원배선(150) 중 컨트롤러(13)와 연결된 부분이 하나만 존재하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 입력전원배선(150) 중 컨트롤러(13)와 연결된 부분은 복수개 존재할 수도 있다. 즉, 입력전원배선(150)의 형상 및 배치에는 그 제한이 없으며, 적절히 변경될 수 있다.
제1기판(110) 상에는 복수의 자기센서 패턴(130) 각각과 전기적으로 연결된 리드아웃배선(170)이 위치할 수 있다. 리드아웃배선(170)은 자기센서 패턴(130)의 출력전원, 예컨대 출력전압(Vout)을 컨트롤러(13)에 전달하는 부분이다. 몇몇 실시예에서 리드아웃배선(170)은 복수의 자기센서 패턴(130) 각각과 컨트롤러(13)를 상호 전기적으로 연결할 수 있다. 자기센서 패턴 어레이 기판(100) 상에는 도전성 패턴 어레이 기판(200)이 위치할 수 있으며, 몇몇 실시예에서 자기센서 패턴 어레이 기판(100)과 도전성 패턴 어레이 기판(200)은 OCA(optical clear adhesive) 등과 같은 접착물질을 매개로 상호 접합될 수 있다. 상기 접착물질은 자기센서 패턴 어레이 기판(100) 또는 도전성 패턴 어레이 기판(200)의 가장자리에만 위치할 수 있으며, 또는 자기센서 패턴 어레이 기판(100) 또는 도전성 패턴 어레이 기판(200)의 전면에 위치할 수도 있다.
도전성 패턴 어레이 기판(200)은 제2기판(210) 및 제2기판(210) 상에 배치된 복수의 도전성 패턴(130)을 포함할 수 있다.
제2기판(210)은 제1기판(110)과 마찬가지로 절연성 재질로 이루어질 수 있으며, 또한 투명재질로 이루어질 수 있다. 또한 제2기판(210)은 유연성(flexible)을 갖는 연성기판으로 이루어질 수 있으며, 또는 경성(rigid)을 갖는 기판으로 이루어질 수도 있다. 몇몇 실시예에서 제1기판(110)은 PI(polyimide), Pc(Polycarbonate), PET(Polyethyleneterephtalate), PES(Polyethersulfone), PEN(Polythylenenaphthalate), Metal Foil, FRP(Fiber Reinforced Plastic) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 글라스 재질, 사파이어 재질 또는 석영 재질 등으로 이루어질 수도 있다. 나아가 제2기판(210)은 투명 윈도우 일 수도 있다. 상기 투명 윈도우는 접촉 감지 패널(11)의 외형을 유지하는 역할을 하며, 적어도 일부 영역이 외부로 노출되어 사용자의 신체(예컨대, 손가락) 또는 스타일러스 팬 등에 의한 입력을 수용할 수 있다.
제2기판(210) 상에는 복수의 도전성 패턴(230)이 위치할 수 있으며, 복수의 도전성 패턴(230)은 복수의 자기센서 패턴(130)과 대응하도록 배치될 수 있다. 도면에는 복수의 도전성 패턴(230) 각각이 복수의 자기센서 패턴(130) 각각과 대응되도록 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이다. 즉, 복수의 도전성 패턴(230)이 하나의 자기센서 패턴(130)과 대응되도록 배치될 수도 있으며, 하나의 도전성 패턴(230)이 복수의 자기센서 패턴(130)과 대응되도록 배치되는 것도 가능하다. 즉, 도전성 패턴(230)의 배치는 적절히 변경될 수 있다.
도전성 패턴(230)은 자기센서 패턴(130)과 오버랩되도록 배치됨으로써 감지셀을 형성할 수 있다. 상기 감지셀에 손가락 등에 의한 입력이 발생되는 경우, 도전성 패턴(230)에는 정전용량의 변화 및 상기 정전용량 변화에 대응하는 전류변화가 발생될 수 있다. 그리고 상기 전류변화에 따라 자기장 변화가 발생될 수 있으며, 이러한 자기장 변화를 자기센서 패턴(130)으로 감지함으로써 입력을 인식할 수 있게 된다.
복수의 도전성 패턴(230)은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 도전성 물질로는 전도성 재질로서는 구리(Cu), 구리 합금(Cu alloy) 등이 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 복수의 도전성 패턴(230)은 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 투명 도전성 물질로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZO(Zinc Oxide) 등과 같은 투명 도전성 재료, 또는 탄소 나노 튜브(Carbon Nanotube), 그래핀(Graphine), 실버 나노 와이어(Silver Nano Wire), 메탈 메쉬(Metal Mesh) 등이 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도전성 패턴(230)의 형상에는 제한이 없다. 도면에는 도전성 패턴(230)의 평면 형상이 사각형인 것으로 도시되어 있으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 이외에도 도전성 패턴(230)의 평면 형상은 삼각형, 다각형, 원형, 반원형, 타원형 중 어느 하나 또는 이들의 조합형상으로 이루어질 수도 있다. 또한 도전성 패턴(230)의 형상은 자기센서 패턴(130)의 형상과 동일한 형상으로 이루어질 수도 있으며, 또는 상이한 형상으로 이루어지는 것도 가능하다. 즉, 자기센서 패턴(130)과 감지셀을 형성할 수 있는 범위 내에서 도전성 패턴(230)의 형상에는 그 제한이 없다.
몇몇 실시예에서 자기센서 패턴 어레이 기판(100)과 도전성 패턴 어레이 기판(200) 사이에는 절연층(300)이 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 절연층(300)이 생략될 수도 있다.
한편, 도면에는 미도시 하였으나, 접촉 감지 패널(11)은 하나의 기판만을 포함할 수도 있다. 예컨대 하나의 기판 일면에 자기센서 패턴(130)이 위치하고, 상기 기판의 타면에 도전성 패턴(230)이 위치하는 구조로 접촉 감지 패널(11)을 형성할 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 자기센서 패턴(130) 및 도전성 패턴(230)이 각각 별개의 기판, 즉 제1기판(110) 및 제2기판(210) 상에 위치하는 것으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 본 발명에 따른 접촉 감지 장치(10)는 자기센서 패턴(130)을 이용하여 터치발생여부를 판단하는 바, 손가락(80)등과 같은 사용자의 신체를 이용한 터치입력 뿐만 아니라 자성체(91)을 구비한 스타일러스 펜(90)에 의한 터치입력도 인식할 수 있다. 보다 구체적으로 손가락(80)등에 의해 터치입력(이하 '손터치 입력')이 발생한 경우, 접촉 감지 장치(10)는 도전성 패턴(230)에 발생하는 전류변화에 대응하여 발생하는 자기장 변화를 자기센서 패턴(130)으로 감지함으로써 터치입력 발생여부를 판단할 수 있다. 또한 자기장을 발생시키는 자성체(91)를 구비한 스타일러스 펜(90)에 의해 터치입력(이하 '펜터치 입력')이 발생한 경우, 접촉 감지 장치(10)는 자기센서 패턴(130)으로 자성체(91)에서 발생된 자기장을 감지함으로써 터치입력 발생여부를 감지할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 접촉 감지 장치(10)는 사용자의 손가락(80) 및 스타일러스 펜(90)을 모두 터치입력 수단으로 이용할 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 접촉 감지 장치(10)는 서로 상이한 종류의 터치입력 수단(예컨대, 사용자의 손가락 및 스타일러스 펜)에 의해 발생한 터치입력을 하나의 컨트롤러를 이용하여 터치입력 발생여부를 판단하게 되는 바, 접촉 감지 장치(10)의 구성을 간소화할 수 있는 이점을 갖는다. 아울러, 터치입력 수단으로 사용되는 스타일러스 펜(90)에 별도의 회로를 구비하지 않아도 됨에 따라 스타일러스 펜(90)의 구성을 간소화할 수 있는 이점도 추가적으로 구현된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치의 접촉 감지 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 컨트롤러(13)는 자기센서 패턴(230)에 입력전원, 예컨대 입력전압(Vin)을 공급하고 자기센서 패턴(230)으로부터 출력전압(Vout)을 제공받는다. 그리고 입력전압(Vin) 및 출력전압(Vout)을 기초로 센싱전압(Vs)를 획득하고, 획득한 센싱전압(Vs)를 기초로 터치입력 발생여부를 판단하게 된다. 여기서 자기센서 패턴(230)의 저항을 Rs, 컨트롤러(13) 자체의 내부저항 또는 컨트롤러(13) 내부에 구비된 기준저항을 Ro라고 하면, 입력전압(Vin)과 출력전압(Vout)은 아래의 수학식 1과 같은 관계를 가질 수 있으며, 입력전압(Vin)과 센싱전압(Vs)는 수학식 2와 같은 관계를 가질 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
[수학식 2]
Figure pat00002
여기서 자기센서 패턴(230)의 저항(Rs) 은 감지하는 자기장에 따라 변화되며, 예시적인 실시예에서 자기장의 크기가 증가할수록 Rs값은 증가할 수 있다. 그리고 상기 수학식 1에서 Vin 및 Ro는 일정한 바, 결과적으로 Rs의 변화에 기초하여 출력전압(Vout) 및 센싱전압(Vs)은 변화하게 된다. 즉, 센싱전압(Vs)은 자기센서 패턴(230)이 감지한 자기장에 기초하여 변화하는 바, 컨트롤러(13)는 센싱전압(Vs)을 기초로 터치입력 발생여부를 판단할 수 있게 된다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에 손터치 입력이 발생한 경우 접촉 감지 과정을 설명하기 위한 도면으로서, 보다 구체적으로 도 7은 손터치 입력이 발생하지 않은 경우 도전성 패턴의 전압 및 전류 상태를 나타낸 도면, 도 8은 도 7을 개략적인 회로도로 나타낸 도면, 도 9는 손터치 입력이 발생한 경우 도전성 패턴의 전압 및 전류 상태를 나타낸 도면, 도 10은 도 9를 개략적인 회로도로 나타낸 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 도전성 패턴(230)에는 구동전압(Vd)이 인가됨에 따라 전류가 형성되며, 형성된 전류에 기인하여 자기장이 형성된다. 예컨대 도전성 패턴(230)의 저항을 Re, 도전성 패턴(230)에 형성되는 정전용량을 Ca, 손터치 입력이 발생하지 않은 경우 도전성 패턴(230)의 전압(예컨대 구동전압 Vd가 Re와 Ca에 의해 강하되어 형성된 전압)을 Ve1이라고 하면, Vd와 Ve1은 아래의 수학식 3과 같은 관계를 갖는다.
[수학식 3]
Figure pat00003
(t는 시간)
또한 손터치 입력이 발생하지 않은 경우 도전성 패턴(230)에 흐르는 전류를 Ie1이라고 하면, Ie1은 아래의 수학식 4과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 4]
Figure pat00004
(t는 시간)
아울러, 도전성 패턴(230)에 흐르는 전류에 기초하여 도전성 패턴(230)의 주변에는 자기장이 형성될 수 있다. 손가락에 의한 터치입력이 발생하지 않은 경우 도전성 패턴(230)에 흐르는 전류인 Ie1에 대응하여 도전성 패턴(230)의 주변에는 자기장 Be1이 형성될 수 있다. 한편, 자기장의 세기는 전류의 크기와 비례하며, 전류가 흐르는 부분과의 거리에 반비례한다. 도전성 패턴(230)에 흐르는 전류의 크기가 변화하는 경우, 도전성 패턴(230)의 주변에 생기는 자기장의 세기도 변화하게 된다. 그리고 도전성 패턴(230)과 자기센서 패턴(130)간의 거리는 일정한 바, 이에 따라 자기센서 패턴(130)이 감지하는 자기장의 세기는 도전성 패턴(230)에 흐르는 전류의 크기에 따라 변화된다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 손가락(80) 등에 의해 손터치 입력이 발생한 경우, 도전성 패턴(230)과 손가락(80) 사이에는 정전용량(Cb)가 형성되며, 정전용량(Cb)에 기인하여 도전성 패턴(230)의 전압, 전류가 변화하게 된다.
손터치 입력에 의해 변경된 도전성 패턴(230)의 전압(예컨대 구동전압 Vd가 Re, Ca 및 Cb에 의해 강하되어 형성된 전압)을 Ve2이라고 하면, Vd와 Ve2는 아래의 수학식 5와 같은 관계를 가질 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00005
(t는 시간)
또한 손터치 입력이 발생한 경우 도전성 패턴(230)에 흐르는 전류를 Ie2이라고 하면, Ie2는 아래의 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 6]
Figure pat00006
(t는 시간)
즉, 상술한 바와 같이 손가락(80) 등과 도전성 패턴(230) 사이에 발생하는 정전용량(Cb)에 기인하여 도전성 패턴(230)의 전압 및 전류는 변화하게 된다. 아울러 전류의 크기와 자기장의 세기는 비례하는 바, 도전성 패턴(230)에 흐르는 전류가 Ie1 에서 Ie2로 변화함에 따라, 도전성 패턴(230)의 주변에 생기는 자기장도 Be1에서 Be2로 변화하게 된다.
즉, 손터치 입력이 발생하는 경우 도전성 패턴(230)에는 정전용량 변화에 기초하여 전류변화가 발생하며, 전류변화에 기초하여 도전성 패턴(230)의 주변에 형성되는 자기장도 변화하게 된다. 그리고 자기센서 패턴(130)과 도전성 패턴(230)간의 거리는 일정한 바, 자기센서 패턴(130)이 감지하는 자기장 변화는 은 도전성 패턴(230)의 전류변화에 기초한다. 그리고 자기센서 패턴(130)이 감지한 자기장 변화는 터치입력 발생여부를 판단하는 기초로 이용된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에 손터치 입력이 발생한 경우의 전압 및 전류를 도시한 그래프로서, 보다 구체적으로 도 11의 (a)는 도전성 패턴에 인가되는 구동전압을 도시한 그래프, 도 11의 (b)는 도전성 패턴의 전압을 도시한 그래프, 도 11의 (c)는 도전성 패턴의 전류를 도시한 그래프, 도 11의 (d)는 자기센서 패턴으로부터 획득되는 센싱전압을 도시한 그래프이다.
도 1 및 도 7 내지 도 11을 참조하면, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이 도전성 패턴(230)에 일정 주기를 갖는 구동전압(Vd)이 인가되는 경우 도전성 패턴(230)의 전압(Ve)은 도전성 패턴의 저항(Re) 및 정전용량(Ca)에 기인하여 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 직류성분 및 교류성분을 포함하는 파형을 갖게 된다. 그리고 도전성 패턴(230)의 전류(Ie)는 도전성 패턴의 전압(Ve)에 기초하여 도 11의 (c)와 같이 직류성분 및 교류성분을 포함하는 파형을 갖게 된다. 아울러 전류의 크기와 자기장의 세기는 비례하며, 자기장의 세기에 비례하여 자기센서 패턴(130)의 저항값은 증가할 수 있다. 그리고 자기센서 패턴의 저항값이 증가할수록 센싱전압(Vs)의 크기는 증가될 수 있는 바, 센싱전압(Vs)은 도 11의 (d)에 도시된 바와 같은 파형을 가질 수 있으며, 센싱전압(Vs) 또한 직류성분 및 교류성분을 갖게 된다.
손터치 입력이 발생하지 않은 경우에 센싱전압(Vs)의 교류성분이 존재하는 시간을 T_th라고 하고, 컨트롤러(13)가 측정하는 센싱전압(Vs)의 교류성분이 존재하는 시간을 Ts라고 하면, 손터치가 발생한 경우 Ts는 T_th보다 큰 값을 갖게 된다. 이는 도전성 패턴(230)패턴과 손가락(80) 사이에 발생하는 정전용량(Cb)에 기인한다. 따라서, 상술한 T_th를 임계값(또는 임계시간값)으로 설정하는 경우, 컨트롤러(13)는 센싱전압(Vs)의 교류성분이 존재하는 시간인 Ts를 획득하여 상술한 T_th와 비교하고, Ts가 T_th보다 큰 경우 터치입력이 발생한 것으로 판단할 수 있으며, 추가적으로 터치입력이 손터치 입력임을 판단할 수 있다.
한편, 상기 임계시간값의 기준은 적절히 변경 가능하다. 예컨대 상기 임계시간값은 한 주기 내에서 최대값에서 특정 레벨까지 도달하는 시간 또는 최소값에서 특정 레벨까지 도달하는 시간으로 설정될 수도 있다. 몇몇 실시예에서 상술한 특정 레벨은 한 주기내 최대값의 63.2%일 수 있으며, 이러한 경우 상기 임계시간값은 시정수(time constant)일 수 있다.
상기 임계시간값이 변경되는 경우, 상기 임계시간값의 변경에 대응하여 컨트롤러(13)가 측정하는 측정값(또는 측정시간값)의 기준도 변경될 수 있다. 예컨대 상기 임계시간값이 손터치 입력이 발생하지 않은 경우에 한 주기 내에서 센싱전압(Vs)이 최대값에서 최소값으로 변하는 시간으로 설정되는 경우, 컨트롤러(13)는 센싱전압(Vs)이 최대값에서 최소값으로 변하는 시간을 측정시간값으로 이용할 수 있다. 마찬가지로 손터치 입력이 발생하지 않은 경우에 한 주기 내에서 센싱전압(Vs)이 최대값에서 특정 레벨까지 도달하는 시간 또는 최소값에서 특정 레벨까지 도달하는 시간을 상기 임계시간값으로 설정되는 경우, 컨트롤러(13)는 한 주기 내에서 센싱전압(Vs)이 최대값에서 특정 레벨까지 도달하는 시간 또는 최소값에서 특정 레벨까지 도달하는 시간을 상기 측정시간값으로 획득하여 이를 터치발생여부를 판단하는 데 이용할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에 펜터치 입력이 발생한 경우, 접촉 감지 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1, 도 12 및 도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 접촉 감지 장치(10)에 스타일러스 펜(90)을 이용한 터치입력(이하 '펜터치 입력'이 발생한 경우, 자기센서 패턴(130)을 통해 상기 펜터치 입력을 감지할 수 있다.
접촉 감지 장치(10)의 펜터치 입력의 입력수단으로 이용되는 스타일러스 펜(90)은 자기장(Bm)을 발생시키는 자성체(91)를 구비할 수 있으며, 자성체(91)는 영구자석일 수 있다. 즉, 본 발명의 접촉 감지 장치(10)에 입력수단으로 이용되는 스타일러스 펜(90)은 자기장(Bm)을 발생시키는 자성체(91)를 구비하는 한도 내에서 그 형상에는 제한이 없다. 이러한 스타일러스 펜(90)은 별도의 전자 회로와 배터리가 필요치 않아 적은 비용으로 제작 가능한 이점 및 추가적인 배터리 소모가 없는 이점이 존재한다.
한편 스타일러스 펜(90)은 말단에 탄성을 갖는 촉(93)을 더 포함할 수 있다.
상술한 스타일러스 펜(90)이 접촉 감지 장치(10)에 접근하면, 자기센서 패턴(130)은 자성체(91)에서 발생되는 자기장(Bm)을 감지하게 된다. 보다 구체적으로 자성체(91)와 자기센서 패턴(13)간의 거리(d)가 가까워짐에 따라 자기센서 패턴(130)의 저항(Rs)는 증가하게 된다. 즉, 자성체(91)와 자기센서 패턴(13)간의 거리(d)와 자기센서 패턴(130)의 저항(Rs)은 도 13에 도시된 바와 같이 실질적으로 반비례 관계를 갖게 된다. 즉, 자성체(91)와 자기센서 패턴(13)간의 거리(d)가 감소할 수록 자기센서 패턴(130)이 감지하는 자기장의 세기는 증가하는 바, 자기센서 패턴(130)의 저항(Rs)은 증가할 수 있다. 그리고 컨트롤러(13)가 획득하는 센싱전압(Vs)은 자기센서 패턴(130)의 저항(Rs)에 기초하여 변화하는 바, 결과적으로 컨트롤러(13)는 터치입력 발생여부를 판단할 수 있게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 스타일러스 펜(90)의 말단에 탄성을 갖는 촉(93)이 더 구비된 경우, 자성체(91)와 자기센서 패턴(13)간의 거리(d)를 더욱 큰 폭으로 변화시킬 수 있게 되며, 이에 따라 컨트롤러(13)는 스타일러스 펜(90)에 의한 터치입력 발생여부 뿐만 아니라 필압의 세기도 추가적으로 판단할 수 있게 된다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 장치에 손터치 입력이 발생한 경우의 전압 및 전류를 도시한 그래프로서, 보다 구체적으로 도 14의 (a)는 도전성 패턴에 인가되는 구동전압을 도시한 그래프, 도 14의 (b)는 도전성 패턴의 전압을 도시한 그래프, 도 14의 (c)는 도전성 패턴의 전류를 도시한 그래프, 도 14의 (d)는 자기센서 패턴으로부터 획득되는 센싱전압을 도시한 그래프이다.
도 1 및 도 12 내지 도 14를 참조하면, 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이 도전성 패턴(230)에 일정 주기를 갖는 구동전압(Vd)이 인가되는 경우 도전성 패턴(230)의 전압(Ve)은 도전성 패턴의 저항(Re) 및 정전용량(Ca)에 기인하여 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이 직류성분 및 교류성분을 포함하는 파형을 갖게 된다. 그리고 도전성 패턴(230)의 전류(Ie)는 도전성 패턴의 전압(Ve)에 기초하여 도 14의 (c)와 같이 직류성분 및 교류성분을 포함하는 파형을 갖게 된다. 아울러 전류의 크기와 자기장의 세기는 비례하며, 자기장의 세기에 비례하여 자기센서 패턴(130)의 저항값은 증가할 수 있다. 그리고 자기센서 패턴의 저항값이 증가할수록 센싱전압(Vs)의 크기는 증가될 수 있는 바, 센싱전압(Vs)은 도 14의 (d)에 도시된 바와 같은 파형을 가질 수 있으며, 센싱전압(Vs) 또한 직류성분 및 교류성분을 갖게 된다.
펜터치 입력이 발생하지 않은 경우에 센싱전압(Vs) 크기의 최대값이 V_th라고 하고, 컨트롤러(13)가 측정하는 센싱전압(Vs)의 최대값이 V_sth라고 하면, 펜터치가 발생한 경우 V_sth는 V_th보다 큰 값을 갖게 된다. 이는 스타일러스 펜(90)의 자성체(91)에서 발생된 자기장(Bm)에 기인한다. 따라서, 상술한 V_th를 임계값(또는 임계크기값)으로 설정하는 경우, 컨트롤러(13)는 센싱전압(Vs)의 크기의 최대값인 V_sth를 측정값(또는 측정크기값)으로 획득하여 상술한 V_th와 비교하고, V_sth가 V_th보다 큰 경우 터치입력이 발생한 것으로 판단할 수 있으며, 추가적으로 터치입력이 펜터치 입력임을 판단할 수 있다.
한편, 상술한 내용은 하나의 예시일 뿐이며, 상기 임계크기값의 기준은 적절히 변경 가능하다. 예컨대 상기 임계값은 펜터치 입력이 발생하지 않은 경우 한 주기 내에서 산출된 센싱전압(Vs) 크기의 평균값 또는 중간값으로 설정될 수도 있으며, 이외에도 다양한 값으로 설정될 수 있다.
상기 임계크기값이 변경되는 경우, 상기 임계크기값의 변경에 대응하여 컨트롤러(13)가 측정하는 상기 측정크기값의 기준도 변경될 수 있다. 예컨대 상기 임계크기값이 펜터치 입력이 발생하지 않은 경우 한 주기 내에서 센싱전압(Vs) 크기의 평균값으로 설정되는 경우, 컨트롤러(13)는 한 주기 내에서 센싱전압(Vs) 크기의 평균값을 획득하고 이를 상기 측정크기값으로 이용할 수 있다. 마찬가지로 손터치 입력이 발생하지 않은 경우에 한 주기 내에서 센싱전압(Vs)이 최대값에서 특정 레벨까지 도달하는 시간 또는 최소값에서 특정 레벨까지 도달하는 시간을 T_th로 설정되는 경우, 컨트롤러(13)는 한 주기 내에서 센싱전압(Vs)이 최대값에서 특정 레벨까지 도달하는 시간 또는 최소값에서 특정 레벨까지 도달하는 시간을 획득하여 이를 Ts로 이용할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉 감지 방법은, 터치입력에 의해 발생하는 자기장 변화를 감지하고(S10), 자기장 변화에 기초하여 센싱전압을 획득하고(S20), 획득한 센싱전압을 기초로 터치발생여부를 판단하는 과정(S30)을 포함할 수 있다.
터치입력에 의해 발생하는 자기장 변화를 감지하는 과정(S11)은, 자기센서 패턴을 통해 이루어질 수 있으며, 자기센서 패턴은 자기장의 변화에 대응하여 저항이 변화하는 자기저항소자 또는 홀저항 소자로 이루어질 수 있다. 이외 자기센서 패턴에 대한 구체적 설명은 도 1 내지 도 14의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
자기장 변화에 기초하여 센싱전압을 획득하는 과정(S12)은 컨트롤러에 의해 이루어질 수 있으며, 예시적인 실시예에서 센싱전압은 상기 자기센서 패턴에 인가되는 입력전압과 자기센서 패턴의 출력전압의 차이값을 산출함으로써 획득할 수 있다. 이외 센싱전압을 획득하는 컨트롤러의 구체적 동작은 도 1 내지 도 14의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
획득한 센싱전압을 기초로 터치발생여부를 판단하는 과정(S30)에 대한 설명은 도 16 내지 도 19를 참조하여 설명한다.
도 16은 도 15에 도시된 터치발생여부를 판단하는 과정의 일 실시예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 16을 참조하면, 터치발생여부를 판단하는 과정은, 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하는지 판단하고(S311), 판단결과 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하는 경우 터치입력이 발생한 것으로 판단하는 과정(S313)을 포함함 수 있다. 그리고 S311단계의 판단결과 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하지 않는 경우, 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 이상인지 여부를 판단하는 과정(S312)을 포함할 수 있으며, S312 단계의 판단결과 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 보다 이상인 경우 터치입력이 발생한 것으로 판단할 수 있다(S313). 또한 S312단계의 판단결과 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값보다 작은 경우, 터치입력이 발생하지 않은 것으로 판단하는 과정(S314)을 포함할 수 있다. 상술한 과정은 접촉 감지 장치의 컨트롤러에 의해 이루어질 수 있으며, 구체적인 컨트롤러의 동작은 도 7 내지 도 14의 설명에서 상술한 바와 동일한 바, 생략한다.
도 17은 도 15에 도시된 터치발생여부를 판단하는 과정의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 17을 참조하면, 터치발생여부를 판단하는 과정은, 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 이상인지 여부를 판단하고(S321), S321단계의 판단결과 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 이상인 경우 터치입력이 발생한 것으로 판단하는 과정(S323)을 포함함 수 있다. 그리고 S321단계의 판단결과 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값보다 작은 경우, 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하는지 판단하고(S322), S322단계의 판단결과 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하는 경우 터치입력이 발생한 것으로 판단 (S323)할 수 있다. 그리고 S322단계의 판단결과 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하지 않는 경우 터치입력이 발생하지 않은 것으로 판단하는 과정(S324)을 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예의 터치발생여부를 판단하는 과정은, 도 16에 도시된 바와는 달리, 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 이상인지 여부를 판단하는 과정을 센싱전압의 교류성분이 기설정된 시간 이상 존재하는지 여부를 판단하는 과정보다 먼저 수행하는 점에서 주요 차이점이 존재한다.
도 18은 도 15에 도시된 터치발생여부를 판단하는 과정의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 18을 참조하면, 터치발생여부를 판단하는 과정은, 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하는지 판단하고(S331), 판단결과 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하는 경우 손터치입력이 발생한 것으로 판단하는 과정(S333)을 포함함 수 있다. 그리고 S331단계의 판단결과 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하지 않는 경우, 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 이상인지 여부를 판단하는 과정(S332)을 포함할 수 있으며, S332 단계의 판단결과 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 보다 이상인 경우 펜터치 입력이 발생한 것으로 판단하는 과정(S334)를 포함할 수 있다. 또한 S332단계의 판단결과 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값보다 작은 경우, 터치입력이 발생하지 않은 것으로 판단하는 과정(S335)을 포함할 수 있다. 본 실시예의 터치발생여부를 판단하는 과정은, 터치입력의 종류를 구분하여 판단하는 점에서 도 16에 도시된 실시예와는 차이점이 존재한다.
도 19는 도 15에 도시된 터치발생여부를 판단하는 과정의 또 다른 실시예에 대한 순서도이다.
도 19를 참조하면, 터치발생여부를 판단하는 과정은, 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 이상인지 여부를 판단하고(S341), S341단계의 판단결과 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 이상인 경우 펜터치 입력이 발생한 것으로 판단하는 과정(S343)을 포함함 수 있다. 그리고 S341단계의 판단결과 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값보다 작은 경우, 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하는지 판단하고(S342), S342단계의 판단결과 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하는 경우 손터치 입력이 발생한 것으로 판단하는 과정(S344)을 포함할 수 있다. 그리고 S342단계의 판단결과 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상 존재하지 않는 경우 터치입력이 발생하지 않은 것으로 판단하는 과정(S345)을 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예의 터치발생여부를 판단하는 과정은, 도 18에 도시된 바와는 달리, 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 이상인지 여부를 판단하는 과정을 센싱전압의 교류성분이 기설정된 시간 이상 존재하는지 여부를 판단하는 과정보다 먼저 수행하는 점에서 주요 차이점이 존재한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 접촉 감지 장치
11: 접촉 감지 패널
13: 컨트롤러
100: 자기센서 패턴 어레이 기판
110: 제1기판
130: 자기센서 패턴
150: 입력전원배선
170: 리드아웃배선
200: 도전성 패턴 어레이 기판
210: 제2기판
230: 도전성 패턴
250: 구동전원배선

Claims (20)

  1. 제1기판;
    상기 제1기판 상에 배치되고 터치입력에 의해 발생하는 자기장 변화를 감지하는 복수의 자기센서 패턴;
    상기 복수의 자기센서 패턴과 대응하도록 상기 복수의 자기센서 패턴 상에 위치하는 복수의 도전성 패턴;
    을 포함하는 접촉 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기장 변화에 기초하여 터치발생여부를 판단하는 컨트롤러; 를 더 포함하는 접촉 감지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 자기장 변화에 기초하여 상기 자기센서 패턴에서 발생한 센싱전압을 획득하고, 획득한 상기 센싱전압을 기초로 터치발생여부를 판단하는 접촉 감지 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상동안 존재하는 경우, 터치가 발생한 것으로 판단하는 접촉 감지 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 자기장 변화는, 상기 터치입력에 의해 상기 도전성 패턴에 발생하는 정전용량 변화에 기초하는 접촉 감지 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상동안 존재하는 경우, 상기 터치입력을 손터치 입력으로 판단하는 접촉 감지 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 이상인 경우 터치가 발생한 것으로 판단하는 접촉 감지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자기장 변화는, 상기 터치입력에서 발생하는 자기장에 기초하는 접촉 감지 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 센싱전압이 기 설정된 시간 이상동안 발생되는 경우, 상기 터치입력을 펜터치 입력으로 판단하는 접촉 감지 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 자기센서 패턴 각각과 상기 컨트롤러를 전기적으로 연결하는 리드아웃배선; 을 더 포함하는 접촉 감지 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 자기센서 패턴과 전기적으로 연결되고 상기 자기센서 패턴 각각에 입력전원을 제공하는 입력전원배선; 을 더 포함하는 접촉 감지 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 도전성 패턴과 전기적으로 연결되고 상기 도전성 패턴에 구동전원을 제공하는 구동전원배선;
    을 더 포함하는 접촉 감지 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 자기센서 패턴은,
    자기저항 소자 또는 홀저항 소자로 이루어진 접촉 감지 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1기판과 대향하는 제2기판; 을 더 포함하고,
    상기 복수의 도전성 패턴은, 상기 제1기판과 대향하는 상기 제2기판의 일면 상에 위치하는 접촉 감지 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 위치하는 절연층;
    을 더 포함하는 접촉 감지 장치.
  16. 터치입력에 의해 발생하는 자기장 변화를 기초로 센싱전압을 획득하고,
    상기 센싱전압에 기초하여 터치발생여부를 판단하는 것을 포함하는 접촉 감지 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 터치발생여부를 판단하는 것은,
    상기 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상동안 존재하는 경우, 터치가 발생한 것으로 판단하는 것을 포함하는 접촉 감지 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 터치발생여부를 판단하는 것은,
    상기 센싱전압의 교류성분이 기 설정된 시간 이상동안 존재하는 경우, 상기 터치입력을 손터치 입력으로 판단하는 것을 더 포함하는 접촉 감지 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 터치발생여부를 판단하는 것은,
    상기 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 이상인 경우, 터치가 발생한 것으로 판단하는 것을 포함하는 접촉 감지 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 터치발생여부를 판단하는 것은,
    상기 센싱전압의 크기가 기 설정된 임계값 이상인 경우, 상기 터치입력을 펜터치 입력으로 판단하는 것을 더 포함하는 접촉 감지 방법.
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