KR20170034305A - 좌표 측정 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

좌표 측정 장치가 개시된다. 본 좌표 측정 장치는 복수의 전극을 포함하는 채널 전극부, 구동 신호를 생성하여 채널 전극부에 제공하는 구동부, 채널 전극부로부터 커패시턴스의 변화를 감지하기 위한 제1 수신 신호 및 좌표 표시 장치에서 송신된 신호에 대응되는 제2 수신 신호를 수신하는 수신부, 및 제2 수신 신호에 기초하여 손의 위치를 감지할 활성화 영역을 결정하고, 결정된 활성화 영역에서 손의 위치를 판단하는 프로세서를 포함한다.

Description

좌표 측정 장치 및 그 제어 방법{COORDINATE MEASURING APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF}
본 개시는 좌표 측정 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 손 및 스타일러스 펜의 터치 위치를 함께 측정 가능한 좌표 측정 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근에 들어 스마트폰 또는 태블릿 PC의 보급이 활발하게 진행되고 있으며, 내장되는 접촉 좌표 측정 장치에 대한 기술의 개발도 활발하게 진행되고 있다. 스마트폰 또는 태블릿 PC는 주로 터치 스크린을 구비하고 있으며, 사용자는 손가락 또는 스타일러스 펜을 이용하여 터치 스크린의 특정 위치를 지정할 수 있다. 사용자는 터치 스크린의 특정 위치를 지정함으로써 스마트폰에 특정한 신호를 입력할 수 있다.
한편, 종래의 터치 스크린은 사용자의 손 터치만 감지하거나 스타일러스 펜의 접촉만을 감지하였다.
하지만, 최근에는 스타일러스 펜을 이용하는 과정 중에 사용자의 손 터치를 활용할 필요성이 증대되고 있어, 사용자의 손 터치와 스타일러스 펜의 접촉을 모두 인식할 수 있는 방식이 요구되고 있다.
본 개시는 사용자의 손 터치 및 스타일러스 펜의 위치를 함께 측정 가능한 좌표 측정 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 좌표 측정 장치는 복수의 전극을 포함하는 채널 전극부, 구동 신호를 생성하여 상기 채널 전극부에 제공하는 구동부, 상기 채널 전극부로부터 커패시턴스의 변화를 감지하기 위한 제1 수신 신호 및 좌표 표시 장치에서 송신된 신호에 대응되는 제2 수신 신호를 수신하는 수신부, 및 상기 제2 수신 신호에 기초하여 손의 위치를 감지할 활성화 영역을 결정하고, 상기 결정된 활성화 영역에서 상기 손의 위치를 판단하는 프로세서를 포함한다.
이 경우, 상기 프로세서는 상기 제2 수신 신호에 기초하여 상기 좌표 표시 장치의 위치를 판단할 수 있다.
이 경우, 상기 프로세서는 상기 좌표 표시 장치의 위치가 판단되지 않으면 상기 채널 전극부의 전 영역을 활성화 영역을 결정하고, 상기 좌표 표시 장치의 위치가 판단되면 상기 채널 전극부의 기설정된 영역만을 활성화 영역으로 결정하고 나머지 영역은 비활성화 영역으로 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 기설정된 영역은 상기 채널 전극부의 상단 영역일 수 있다.
한편, 상기 프로세서는 상기 좌표 표시 장치의 사용자 파지 형태를 판단하고, 상기 판단된 파지 형태 및 상기 좌표 표시 장치의 판단된 위치를 기준으로 활성화 영역을 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 프로세서는 상기 사용자 파지 형태가 오른손 파지이면 상기 판단된 위치를 기준으로 좌측 또는 좌상측을 활성화 영역으로 결정하고, 상기 사용자 파지 형태가 왼손 파지이면 상기 판단된 위치를 기준으로 우측 또는 우상측을 활성화 영역으로 결정할 수 있다.
한편, 상기 프로세서는 상기 제1 수신 신호를 기초로 상기 사용자 파지 형태를 판단할 수 있다.
한편, 상기 수신부는 상기 결정된 비활성화 영역에 대응되는 전극의 제1 수신 신호는 수신하지 않을 수 있다.
한편, 상기 프로세서는 상기 제1 수신 신호를 이용하여 복수의 전극 교차점에서 각 전극 간의 커패시턴스를 계산하고, 상기 결정된 활성화 영역에 대응되는 계산된 커패시턴스만을 이용하여 상기 손의 위치를 판단할 수 있다.
한편, 상기 프로세서는 복수의 전극 교차점 중 상기 활성화 영역에 대응되는 각 전극 간의 커패시턴스만을 계산하고, 계산된 커패시턴스를 이용하여 상기 손의 위치를 판단할 수 있다.
한편, 상기 프로세서는 상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호를 교번적으로 수신하도록 상기 구동부 및 상기 수신부를 제어할 수 있다.
한편, 상기 채널 전극부는 제1 방향으로 배치되는 복수의 제1 전극을 포함하는 제1 전극 그룹, 및 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치되는 복수의 제2 전극을 포함하는 제2 전극 그룹을 포함하며, 상기 수신부는, 상기 구동부가 제1 수신 신호를 생성하기 위해 상기 제1 전극 그룹 중 일부를 구동하는 동안 상기 제1 전극 그룹 중 나머지 일부로부터 상기 제2 수신 신호를 수신할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호는 서로 다른 주파수 대역의 신호일 수 있다.
한편, 상기 구동부는 제1 수신 신호의 생성을 위한 제1 구동 신호 및 정전 용량 결합을 통하여 상기 좌표 측정 장치로 접근한 좌표 표시 장치의 신호 생성을 위한 제2 구동 신호를 생성하며, 상기 제1 구동 신호와 상기 제2 구동 신호는 서로 다른 주파수 대역의 신호일 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법은 구동 신호를 생성하여 상기 채널 전극부에 제공하는 단계, 상기 채널 전극부로부터 커패시턴스의 변화를 감지하기 위한 제1 수신 신호를 수신하는 단계, 좌표 표시 장치에서 송신된 신호에 대응되는 제2 수신 신호를 수신하는 단계, 상기 제2 수신 신호에 기초하여 손의 위치를 감지할 활성화 영역을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 활성화 영역에서 상기 손의 위치를 판단하는 단계를 포함한다.
이 경우, 상기 제2 수신 신호에 기초하여 상기 좌표 표시 장치의 위치를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 활성화 영역을 결정하는 단계는 상기 좌표 표시 장치의 위치가 판단되지 않으면 상기 채널 전극부의 전 영역을 활성화 영역을 결정하고, 상기 좌표 표시 장치의 위치가 판단되면 상기 채널 전극부의 기설정된 영역만을 활성화 영역으로 결정하고 나머지 영역은 비활성화 영역으로 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 기설정된 영역은 상기 채널 전극부의 상단 영역일 수 있다.
한편, 상기 활성화 영역을 결정하는 단계는 상기 좌표 표시 장치의 사용자 파지 형태를 판단하고, 상기 판단된 파지 형태 및 상기 좌표 표시 장치의 판단된 위치를 기준으로 활성화 영역을 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 활성화 영역을 결정하는 단계는 상기 사용자 파지 형태가 오른손 파지이면 상기 판단된 위치를 기준으로 좌측 또는 좌상측을 활성화 영역으로 결정하고, 상기 사용자 파지 형태가 왼손 파지이면 상기 판단된 위치를 기준으로 우측 또는 우상측을 활성화 영역으로 결정할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 좌표 표시 시스템의 개념도,
도 2는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 구체적인 블록도,
도 3은 제1 실시 예에 따른 터치 스크린의 배치 형태를 설명하기 위한 측면도,
도 4는 도 3의 제2 터치 패널의 형태를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 6은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 7 내지 도 9는 제2 실시 예에 따른 동작을 설명하기 위한 개념도,
도 10은 본 개시의 제3 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 11은 본 개시의 제4 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 12는 본 개시의 제5 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 13 및 도 14는 제5 실시 예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 개념도,
도 15 및 도 16은 제6 실시 예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 개념도,
도 17은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 구체적인 블록도,
도 18은 도 17의 좌표 측정 장치의 회로도를 도시한 도면,
도 19 내지 도 21은 제7 실시 예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 개념도,
도 22 내지 도 23은 제8 실시 예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 개념도, 그리고,
도 24는 본 개시의 제9 실시 예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 개시의 일 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다. 다만, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 좌표 표시 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 좌표 측정 시스템은 좌표 측정 장치(100) 및 좌표 표시 장치(200)로 구성될 수 있다.
좌표 측정 장치(100)는 스타일러스 펜 및/또는 손가락과 같은 사용자 신체 일부분의 접촉을 검출하여, 접촉 위치의 좌표를 결정할 수 있다.
이러한 좌표 측정 장치(100)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 2 또는 도 17을 참조하여 후술한다. 여기서 좌표 측정 장치(100)는 스마트폰 또는 태블릿 PC와 같은 형태로 도시되어 있지만, 그 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 구체적으로, 좌표 측정 장치(100)는 터치 패드, 터치 스크린이거나, 터치 패드 또는 터치 스크린을 구비하는 노트북, 휴대폰, 스마트폰, PMP, MP3 player 등과 같은 전자 장치일 수 있다.
좌표 표시 장치(200)는 좌표 측정 장치(100) 내의 적어도 하나의 전극에 신호를 전송할 수 있다. 이러한 좌표 표시 장치(200)는 스타일러스 펜과 같은 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 그리고 좌표 표시 장치(200)는 자체적인 전원을 이용하여 동작하는 액티브 방식뿐만 아니라 외부 장치에서 제공되는 구동 신호를 이용하여 동작하는 패시브 방식의 스타일러스 펜일 수도 있다. 이러한 스타일러스 펜과 같은 좌표 표시 장치(200)는 손가락과 비교하여서 상대적으로 접촉 면적이 작을 수 있다.
좌표 측정 장치(100)는 스타일러스 펜과 같은 좌표 표시 장치(200)에 의하여 터치가 되었는지 또는 손가락에 의하여 터치가 되었는지를 판단할 수 있다. 즉, 좌표 측정 장치(100)는 접촉 물체의 종류를 구분할 수 있다. 여기에서, 접촉 물체는 손가락과 같은 전도성 물체 및 상기 전도성 물체와 구분되는 스타일러스 펜이 될 수 있다.
좌표 측정 장치(100)는 우선적으로 접촉 물체의 접촉 위치를 측정할 수 있다. 구체적으로, 좌표 측정 장치(100)는 접촉 물체의 접촉에 의한 커패시턴스 변경에 따라 접촉 물체의 위치를 측정할 수 있다. 커패시턴스 변경에 의한 위치 측정에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
그리고 좌표 측정 장치(100)는 디지타이저(미도시)를 포함할 수 있다. 디지타이저(미도시)는 적어도 하나의 루프를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 루프는 기설정된 타이밍 스케줄에 기초하여 좌표 표시 장치(200)로 전자기 송신장치(100)는 루프 각각에 입력된 Rx 신호의 세기를 인터폴레이션(interpolation)함으로써 좌표 표시 장치(200)의 접촉 위치를 보다 정밀하게 판단할 수 있다. 이러한 구현 예에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다. 여기서 인터폴레이션(보간법)이란 어떤 연속 함수가 변수의 띄엄띄엄한 값에 대해서만 그 함수 값이 알려져 있을 때, 임의의 중간 변숙밧에 대한 함수의 값을 구하는 방법을 의미한다.
한편, 좌표 측정 장치(100)는 터치스크린 패널을 더 포함할 수 있다. 터치스크린 패널은 예를 들어 정전용량 방식의 타입 터치스크린 패널로 구현될 수 있으며, 손가락의 접촉에 따른 정전용량 변경을 검출할 수 있다. 터치스크린 패널은 검출된 정전용량 변경에 기초하여, 손가락의 접촉 위치를 판단할 수 있다. 한편, 다른 구현 예로 좌표 측정 장치(100)는 정전용량 방식의 터치 패널만으로 손가락의 위치와 스타일러스 펜과 같은 좌표 표시 장치(200)의 위치를 모두 측정할 수도 있다. 이러한 예에 대해서는 도 17을 참조하여 후술한다.
한편, 좌표 측정 장치(100)는 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는, 디스플레이 신호를 처리하여 사용자에게 시각적 데이터를 제공할 수 있다.
한편, 도 1을 설명함에 있어서, 좌표 측정 장치(100)에 하나의 좌표 표시 장치(200)가 연결되는 것을 도시하였지만, 구현시에는 하나의 좌표 측정 장치(100)에 복수의 좌표 표시 장치가 연결될 수 있으며, 이 경우, 좌표 측정 장치(100)는 복수의 좌표 표시 장치 각각의 위치를 감지할 수 있다.
도 2는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 구체적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 좌표 측정 장치(100)는 프로세서(110), 이동 통신 모듈(120), 서브 통신 모듈(130), 멀티미디어 모듈(140), 카메라 모듈(150), GPS 모듈(155), 입/출력 모듈(160), 센서 모듈(170), 전원 공급부(180), 터치 스크린(190) 및 터치 스크린 컨트롤러(195)로 구성될 수 있다.
그리고 좌표 측정 장치(100)는 이동통신 모듈(120), 서브통신 모듈(130) 및 커넥터(165)를 이용하여 외부장치(미도시)와 연결될 수 있다. “외부장치”는 다른 장치(미도시), 휴대폰(미도시), 스마트폰(미도시), 태블릿 PC(미도시) 및 서버(미도시)를 포함한다.
프로세서(110)는 CPU(111), 좌표 측정 장치(100)의 제어를 위한 제어 프로그램이 저장된 롬(ROM, 112) 및 좌표 측정 장치(100)의 외부로부터 입력되는 신호 또는 데이터를 기억하거나, 좌표 측정 장치(100)에서 수행되는 작업을 위한 기억영역으로 사용되는 램(RAM, 113)을 포함할 수 있다. CPU(111)는 싱글 코어, 듀얼 코어, 트리플 코어, 또는 쿼드 코어를 포함할 수 있다. CPU(111), 롬(112) 및 램(113)은 내부버스(bus)를 통해 상호 연결될 수 있다.
프로세서(110)는 이동통신 모듈(120), 서브통신 모듈(130), 멀티미디어 모듈(140), 카메라 모듈(150), GPS 모듈(155), 입/출력 모듈(160), 센서 모듈(170), 저장부(175), 전원 공급부(180), 터치스크린(190) 및 터치스크린 컨트롤러(195)를 제어할 수 있다. 이러한 프로세서(110)는 좌표 측정 장치(100) 내의 각 구성을 제어한다는 점에서 컨트롤러 또는 제어부로 지칭될 수도 있다.
프로세서(110)는 터치 스크린(190)에서 수신한 신호에 기초하여 손 및/또는 좌표 표시 장치(200)의 접촉 상태를 결정할 수 있다. 그리고 프로세서(110)는 터치 스크린(190)에서 수신한 신호에 기초하여 손 및/또는 좌표 표시 장치(200)의 위치를 결정할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 터치 스크린(190)에서 수신한 신호에 기초하여 터치 스크린(190) 상의 손 터치의 감지 영역을 결정할 수 있다. 여기서 손 터치의 감지 영역은 터치 스크린(190)에서 손 터치 감지를 수행할 활성화 영역이고, 활성화 영역 이외의 터치 스크린 영역은 비활성화 영역으로 결정될 수 있다.
이동통신 모듈(120)은 프로세서(110)의 제어에 따라 적어도 하나의 안테나(미도시)를 이용하여 이동 통신(예를 들어, GSM, UMTS, LTE, WiBRO 등의 무선 통신)을 통해 좌표 측정 장치(100)가 외부 장치와 연결되도록 한다. 이동통신 모듈(120)은 좌표 측정 장치(100)에 입력되는 전화번호를 가지는 휴대폰(미도시), 스마트폰(미도시), 태블릿 PC 또는 다른 장치(미도시)와 음성 통화, 화상 통화, 문자메시지(SMS) 또는 멀티미디어 메시지(MMS)를 위한 무선 신호를 송/수신한다.
서브통신 모듈(130)은 무선랜 모듈(131)과 근거리통신 모듈(132) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선랜 모듈(131)만 포함하거나, 근거리통신 모듈(132)만 포함하거나 또는 무선랜 모듈(131)과 근거리통신 모듈(132)을 모두 포함할 수 있다.
무선랜 모듈(131)은 프로세서(110)의 제어에 따라 무선 AP(access point)(미도시)를 통해 인터넷에 연결될 수 있다. 무선랜 모듈(131)은 미국전기전자학회(IEEE)의 무선랜 규격(IEEE802.11x)을 지원한다.
근거리통신 모듈(132)은 프로세서(110)의 제어에 따라 좌표 측정 장치(100)와 외부 장치(미도시) 사이에 무선으로 근거리 통신을 할 수 있다. 예를 들어, 손 또는 스타일러스 펜의 접촉 위치가 특정 데이터를 전송하는 명령을 입력받는 영역이면, 근거리통신 모듈(132)은 특정 데이터를 무선 방식으로 외부 장치에 전송할 수 있다. 구체적으로, 근거리 통신 모듈(132)을 통하여 터치 위치에 대응되는 근거리 통신방식은 블루투스(bluetooth), 적외선 통신(IrDA, infrared data association) 등이 포함될 수 있다.
좌표 측정 장치(100)는 이동통신 모듈(120), 무선랜 모듈(131), 및 근거리통신 모듈(132) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 좌표 측정 장치(100)는 성능에 따라 이동통신 모듈(120), 무선랜 모듈(131), 및 근거리통신 모듈(132)들의 조합을 포함할 수 있다.
멀티미디어 모듈(140)은 방송통신 모듈(141), 오디오재생 모듈(142) 및 동영상재생 모듈(143) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
방송통신 모듈(141)은 프로세서(110)의 제어에 따라 방송통신 안테나(미도시)를 통해 방송국에서부터 송출되는 방송 신호(예, TV방송 신호, 라디오방송 신호 또는 데이터방송 신호) 및 방송부가 정보(예, EPS(Electric Program Guide) 또는 ESG(Electric Service Guide))를 수신할 수 있다.
오디오재생 모듈(142)은 프로세서(110)의 제어에 따라 저장되거나 또는 수신되는 디지털 오디오 파일(예, 파일 확장자가 mp3, wma, ogg 또는 wav인파일)을 재생할 수 있다.
동영상재생 모듈(143)은 프로세서(110)의 제어에 따라 저장되거나 또는 수신되는 디지털 동영상 파일(예, 파일 확장자가 mpeg, mpg, mp4, avi, mov, 또는 mkv인 파일)을 재생할 수 있다. 동영상재생 모듈(143)은 디지털 오디오 파일을 재생할 수 있다.
멀티미디어 모듈(140)은 방송통신 모듈(141)을 제외하고 오디오재생 모듈(142)과 동영상재생 모듈(143)을 포함할 수 있다. 또한, 멀티미디어 모듈(140)의 오디오재생 모듈(142) 또는 동영상재생 모듈(143)은 제어부(100)에 포함될 수있다.
카메라 모듈(150)은 프로세서(110)의 제어에 따라 정지이미지 또는 동영상을 촬영하는 제1 카메라(151) 및 제2 카메라(152) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제1 카메라(151) 또는 제2 카메라(152)는 촬영에 필요한 광량을 제공하는 보조 광원(예, 플래시(미도시))를 포함할 수 있다.
제1 카메라(151)는 상기 좌표 측정 장치(100) 전면에 배치되고, 제2 카메라(152)는 상기 좌표 측정 장치(100)의 후면에 배치될 수 있다. 또는 제1 카메라(151)와 제2 카메라(152)는 인접(예, 제1 카메라(151)와 제2 카메라(152)의 간격이 1cm 보다 크고, 8cm 보다는 작은)하게 배치되어 3차원 정지이미지 또는 3차원 동영상을 촬영할 수 있다.
GPS 모듈(155)은 지구 궤도상에 있는 복수의 GPS위성(미도시)에서부터 전파를 수신하고, GPS위성(미도시)에서부터 좌표 측정 장치(100)까지 전파도달시간(Time of Arrival)을 이용하여 좌표 측정 장치(100)의 위치를 산출할 수 있다.
입/출력 모듈(160)은 복수의 버튼(161), 마이크(162), 스피커(163), 진동모터(164), 커넥터(165), 및 키패드(166) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
버튼(161)은 상기 좌표 측정 장치(100)의 하우징의 전면, 측면 또는 후면에 형성될 수 있으며, 전원/잠금 버튼, 볼륨 업 버튼, 볼륨 다운 버튼, 메뉴 버튼, 홈 버튼, 돌아가기 버튼(back button) 및 검색 버튼(161) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
마이크(162)는 프로세서(110)의 제어에 따라 음성(voice) 또는 사운드(sound)를 입력받아 전기적인 신호를 생성한다.
스피커(163)는 프로세서(110)의 제어에 따라 이동통신 모듈(120), 서브통신 모듈(130), 멀티미디어 모듈(140) 또는 카메라 모듈(150)의 다양한 신호(예, 무선신호, 방송신호, 디지털 오디오 파일, 디지털 동영상 파일 또는 사진촬영 등)에 대응되는 사운드를 좌표 측정 장치(100) 외부로 출력할 수 있다.
스피커(163)는 좌표 측정 장치(100)가 수행하는 기능에 대응되는 사운드(예, 전화 통화에 대응되는 버튼 조작음, 또는 통화 연결음)를 출력할 수 있다. 스피커(163)는 상기 좌표 측정 장치(100)의 하우징의 적절한 위치 또는 위치들에 하나 또는 복수로 형성될 수 있다.
진동모터(164)는 프로세서(110)의 제어에 따라 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 진동 모드에 있는 좌표 측정 장치(100)는 다른 장치(미도시)로부터 음성통화가 수신되는 경우, 진동모터(164)가 동작할 수 있다. 상기 좌표 측정 장치(100)의 하우징 내에 하나 또는 복수로 형성될 수 있다. 진동모터(164)는 터치스크린(190) 상을 터치하는 사용자의 터치 동작 및 터치스크린(190) 상에서의 터치의 연속적인 움직임에 응답하여 동작할 수 있다.
커넥터(165)는 좌표 측정 장치(100)와 외부장치(미도시) 또는 전원소스(미도시)를 연결하기 위한 인터페이스로 이용될 수 있다. 구체적으로, 커넥터(165)는 프로세서(110)의 제어에 따라 커넥터(165)에 연결된 유선 케이블을 통해 위치 측정장치(100)의 저장부(175)에 저장된 데이터를 외부 장치(미도시)로 전송하거나 또는 외부 장치(미도시)에서부터 데이터를 수신할 수 있다. 커넥터(165)에 연결된 유선 케이블을 통해 전원소스(미도시)에서부터 전원이 입력되거나 배터리(미도시)를 충전할 수 있다.
키패드(166)는 좌표 측정 장치(100)의 제어를 위해 사용자로부터 키 입력을 수신할 수 있다. 키패드(166)는 좌표 측정 장치(100)에 형성되는 물리적인 키패드(미도시) 또는 터치스크린(190)에 표시되는 가상의 키패드(미도시)를 포함할 수 있다. 좌표 측정 장치(100)에 형성되는 물리적인 키패드(미도시)는 좌표 측정 장치(100)의 성능 또는 구조에 따라 제외될 수 있다.
센서 모듈(170)은 좌표 측정 장치(100)의 상태를 검출하는 적어도 하나의 센서를 포함한다. 예를 들어, 센서모듈(170)은 사용자의 좌표 측정 장치(100)에 대한 접근 여부를 검출하는 근접센서, 좌표 측정 장치(100) 주변의 빛의 양을 검출하는 조도센서(미도시), 또는 좌표 측정 장치(100)의 동작(예, 좌표 측정 장치(100)의 회전, 좌표 측정 장치(100)에 가해지는 가속도 또는 진동)을 검출하는 모션센서(미도시)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 센서는 상태를 검출하고, 검출에 대응되는 신호를 생성하여 프로세서(110)로 전송할 수 있다. 센서모듈(170)의 센서는 좌표 측정 장치(100)의 성능에 따라 추가되거나 삭제될 수 있다.
저장부(175)는 프로세서(110)의 제어에 따라 이동통신 모듈(120), 서브통신 모듈(130), 멀티미디어 모듈(140), 카메라 모듈(150), GPS모듈(155), 입/출력 모듈(160), 센서 모듈(170), 터치스크린(190)의 동작에 대응되게 입/출력되는 신호 또는 데이터를 저장할 수 있다. 저장부(175)는 좌표 측정 장치(100) 또는 프로세서(110)의 제어를 위한 제어 프로그램 및 어플리케이션들을 저장할 수 있다.
“저장부”라는 용어는 저장부(175), 프로세서(110) 내 롬(112), 램(113) 또는 좌표 측정 장치(100)에 장착되는 메모리 카드(미도시)(예, SD 카드, 메모리 스틱)를 포함한다. 저장부는 비휘발성 메모리, 휘발성 메모리, 하드 디스크 드라이브(HDD) 또는 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(180)는 프로세서(110)의 제어에 따라 좌표 측정 장치(100)의 하우징에 배치되는 하나 또는 복수의 배터리(미도시)에 전원을 공급할 수 있다. 하나 또는 복수의 배터리(미도시)는 좌표 측정 장치(100)에 전원을 공급한다. 또한, 전원 공급부(180)는 커넥터(165)와 연결된 유선 케이블을 통해 외부의 전원소스(미도시)에서부터 입력되는 전원을 좌표 측정 장치(100)로 공급할 수 있다.
터치스크린(190)은 사용자에게 다양한 서비스(예, 통화, 데이터 전송, 방송, 사진촬영)에 대응되는 유저 인터페이스를 제공할 수 있다. 터치스크린(190)은 유저 인터페이스에 입력되는 적어도 하나의 터치에 대응되는 신호를 터치스크린 컨트롤러(195)로 전송할 수 있다. 터치스크린(190)은 사용자의 신체(예, 엄지를 포함하는 손가락) 또는 터치 가능한 입력 수단(예, 스타일러스 펜)의 접촉을 통해 적어도 하나의 위치 입력을 입력받을 수 있다. 또한, 터치스크린(190)은 적어도 하나의 터치 중에서, 하나의 터치의 연속적인 움직임을 입력받을 수 있다. 터치스크린(190)은 입력되는 터치의 연속적인 움직임에 대응되는 신호를 터치스크린 컨트롤러(195)로 전송할 수 있다.
본 발명에서 터치는 터치스크린(190)과 사용자의 신체 또는 터치 가능한 입력 수단과의 접촉에 한정되지 않고, 비접촉을 포함할 수 있다. 터치스크린(190)에서 검출 가능한 간격은 좌표 측정 장치(100)의 성능 또는 구조에 따라 변경될 수 있다.
터치스크린(190)은 예를 들어, 제1 터치 패널(190a) 및 제2 터치 패널(190b)을 포함할 수 있다. 여기에서 제1 터치 패널(190a)은 사용자의 신체 일부의 터치 또는 근접을 측정할 수 있다. 예를 들어, 제1 터치 패널(190a)은 저항막(resistive) 방식, 정전용량(capacitive) 방식, 적외선(infrared) 방식 또는 초음파(acoustic wave) 방식으로 구현될 수 있다. 여기에서, 프로세서(110)는, 제1 터치 패널(190a)의 검출 신호 중 디스플레이 제어 프로세싱을 위한 신호를 결정할 수 있다.
한편, 제2 터치 패널(190b)은 스타일러스 펜과 같은 장치의 터치 또는 근접을 측정할 수 있다. 예를 들어, 제2 터치 패널(190b)은 EMR(electromagnetic) 측정 방식으로 구현될 수 있다.
아울러, 디스플레이(190c)는 입력받은 영상 신호를 표시할 수 있다.
구현시에 터치 스크린(190)은 하나의 터치 패널만으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, ECR(Electrically Coupled Resonance) 방식으로 동작하는 터치 패널을 통하여 사용자의 신체 일부의 터치와 스타일러스 펜과 같은 좌표 표시 장치(200)의 위치를 감지할 수도 있다. 이러한 실시예에 대해서는 도 17을 참조하여 후술한다.
터치스크린 컨트롤러(195)는 터치스크린(190)에서부터 수신된 신호를 디지털 신호(예, X와 Y 좌표)로 변환하여 프로세서(110)로 전송할 수 있다. 이때, 프로세서(110)는 터치스크린 컨트롤러(195)로부터 수신된 디지털 신호를 이용하여 터치 스크린(190)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 터치에 응답하여 터치스크린(190)에 표시된 단축 아이콘(미도시)이 선택되게 하거나 또는 단축 아이콘(미도시)과 관련된 애플리케이션을 실행할 수 있다. 또한, 터치스크린 컨트롤러(195)는 프로세서(110)에 포함될 수도 있다. 터치스크린 컨트롤러(195)는 예를 들어 제1 터치 패널(190a)을 제어하는 제1 터치 패널 컨트롤러(195a) 및 제2 터치 패널(190b)을 제어하는 제2 터치 패널 컨트롤러(195b)를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시 예에서는 터치스크린 컨트롤러(195)가 디지털 신호를 생성하는 것으로 설명하였지만, 즉, 터치스크린 컨트롤러(195)가 손의 위치 또는 좌표 표시 장치의 위치를 감지하는 것으로 설명하였지만, 이러한 위치 판단 동작은 프로세서(110)에서 수행될 수도 있다.
한편, 프로세서(110)는 상기 터치 스크린(190) 뿐만 아니라 카메라 모듈(150), 입/출력 모듈(160), 및 센서모듈(170) 등을 통해 수신되는 다양한 사용자 입력을 검출할 수 있다. 상기 사용자 입력은 터치뿐만 아니라, 사용자의 제스처, 음성, 눈동자 움직임, 생체신호 등 상기 장치(100) 내로 입력되는 다양한 형태의 정보를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 검출된 사용자 입력에 대응하는 미리 정해진 동작 또는 기능을 수행하도록 좌표 측정 장치(100) 전반을 제어할 수 있다.
도 3은 제1 실시 예에 따른 터치 스크린의 배치 형태를 설명하기 위한 측면도이다.
도 3을 참조하면, 제2 터치 패널(190b), 디스플레이(190b), 제1 터치 패널(190a)이 순차적으로 적층된 형태로 배치될 수 있다. 구체적으로, 제2 터치 패널(190b) 상부에 디스플레이(190b)가 배치될 수 있으며, 디스플레이(190b) 상부에 제1 터치 패널(190a)가 배치될 수 있다.
한편, 구현시에는 제1 터치 패널(190a)과 디스플레이(190b)는 하나의 터치 스크린 구성으로 구현될 수도 있다.
제2 터치 패널(190b)은 스타일러스 펜과 같은 좌표 표시 장치(200)로부터 수신되는 전자기 신호를 측정하여 좌표 표시 장치(200)의 입력 지점을 측정할 수 있다.
제1 터치 패널(190a)은 사용자의 손가락이 접촉하는 지점의 정전용량의 변화를 측정하여, 손가락의 접촉 지점을 측정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 손가락이 접촉된 지점에서의 정전용량의 변화를 측정하기 위해 제1 터치 패널(190a)에는 ITO(Indium Tin oxide)와 같은 투명 물질로 전극 채널이 구현될 수 있어, 디스플레이(190c)로부터 출력되는 이미지를 사용자로 하여금 감상할 수 있도록 한다.
도 4는 도 3의 제2 터치 패널의 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제2 터치 패널(190b)은 루프부(400)로 구성될 수 있다.
루프부(400)는 제1 루프(401), 제2 루프(402), 제3 루프(403) 및 제4 루프(404)를 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 루프(401) 내지 제4 루프(404)는 x축 방향보다 상대적으로 y축 방향으로 길게 배치될 수 있다. 제1 루프(401) 내지 제4 루프(404) 각각은 전자기 신호, 즉 Tx 신호를 송신할 수 있거나 또는 전자기 신호, 즉 Rx 신호를 수신할 수 있다. 한편, 제1루프(401) 내지 제4 루프(404) 각각의 일단에는 제1 스위치(411) 내지 제4 스위치(414)가 연결될 수 있다. 아울러, 제1 루프(401) 내지 제4 루프(404) 각각의 타단은 공동단자(com)에 연결될 수 있다.
프로세서(110)는 선택 회로(410)의 제1 스위치(411) 내지 제4 스위치(414)를 제어하여, 제1 루프(401) 내지 제4 루프(404)의 프로세서(110)로의 연결상태를 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 제1 서브 기간 동안 제 제1 스위치(411)를 온(on) 상태로 제어할 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 제1 서브 기간 동안 제1 루프(401)가 프로세서(110)로 연결되도록 제어할 수 있다. 아울러, 프로세서(110)는 제2 서브 기간 동안은 제2 루프(402)가 프로세서(110)로 연결되도록 제2 스위치(412)를 제어할 수 있으며, 제3 서브 기간 동안은 제3 루프(40)가 프로세서(110)로 연결되도록 제3 스위치(413)를 제어할 수 있으며, 제4 서브 기간 동안은 제4 루프(404)가 프로세서(110)로 연결되도록 제4 스위치(414)를 제어할 수 있다.
도 5는 본 개시의 제1 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 좌표 측정 장치(100)는 좌표 표시 장치(200)의 접촉 상태(또는 감지 상태)를 판단할 수 있다(S510). 구체적으로, 좌표 측정 장치(100)는 좌표 표시 장치(200)로부터 수신되는 Rx 신호의 크기가 기설정된 크기 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 좌표 측정 장치(100)는 좌표 표시 장치(200)로부터 수신되는 Rx 신호의 크기가 기설정된 크기 이상이라면 좌표 표시 장치가 접촉된 것으로 판단할 수 있다. 아울러, 좌표 측정 장치(!00)는 좌표 표시 장치(200)로부터 수신되는 Rx 신호의 크기가 기설정된 크기 미만이라면 좌표 표시 장치(200)가 접촉되지 않은 것으로 판단할 수 있다. 여기서 접촉된 상태라는 것은 좌표 표시 장치(200)가 좌표 측정 장치(100)에 접촉하거나 좌표 표시 장치 상부에 기설정된 거리 내에 위치하는 것을 의미한다.
그 다음, 좌표 측정 장치(200)는 좌표 표시 장치의 접촉 상태에 대응하여 제1 터치 패널의 활성 영역을 결정할 수 있다(S520). 구체적으로, 좌표 표시 장치(200)가 접촉된 것으로 판단되면, 좌표 측정 장치(100)는 제1 터치 패널(190a)의 기설정된 부분만을 활성화할 수 있다. 아울러, 좌표 표시 장치(200)가 접촉되지 않은 것으로 판단되면, 좌표 측정 장치(100)는 제1 터치 패널(190a)의 전 영역을 활성화할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 터치 패널은 사용자의 손가락과 같은 신체 일부에 의한 터치를 검출할 수 있다. 펜과 같은 좌표 측정 장치가 접촉된 경우에, 좌표 측정 장치가 제1 터치 패널의 일부만을 활성화하고 나머지 부분을 비활성화함으로써 신체 일부에 의한 터치를 검출하지 않을 수 있다. 이에 따라, 사용자가 스타일러스 펜을 파지하고 손의 일부분을 터치스크린에 접촉한 채 입력하여도, 손과 터치스크린의 터치에 의한 오작동이 방지될 수 있다.
도 6은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 그리고 도 7 내지 도 9는 제2 실시 예에 따른 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 좌표 측정 장치(100)는 제1 터치 패널의 전 영역을 활성화할 수 있다(S610). 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 프로세서(110)는 전극부(601)의 전 영역을 활성화할 수 있다. 이하에서는 제1 터치 패널(190a)의 구체적인 구성에 대해서 도 7을 참고하여 자세히 설명한다.
도 7을 참조하면, 제1 터치 패널(190a)은 전극부(601), x축 전극 배선(611,612,613,614), y축 전극 배선(621,622,623,624) 및 IC(630)를 포함할 수 있다.
전극부(601)는 사용자의 신체 일부의 터치를 검출할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 신체 일부의 터치에 의한 정전 용량의 변화를 검출할 수 있다. x축 전극 배선(611,612,613,614) 및 y축 전극 배선(621,622,623,624)은 전극부(601)로부터 입력되는 신호를 IC(630)로 출력할 수 있다. IC(630)는 x축 전극 배선(611,612,613,614) 및 y축 전극 배선(621,622,623,624)으로부터 수신된 신호에 기초하여 사용자의 신체 일부의 터치 지점을 판단할 수 있다.
다시 도 6을 참조하면, 좌표 측정 장치(100)는 펜 신호를 검출할 수 있다(S620). 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(200)이 좌표 측정 장치에 접근할 수 있다. 스타일러스 펜(200)이 좌표 측정 장치(100) 상에 위치함에 따라 제2 터치 패널(190b)은 스타일러스 펜(200)을 검출할 수 있다.
좌표 측정 장치는 펜 신호가 검출된 것으로 판단되면(S630-Y), 제1 터치 패널의 기설정된 부분만을 활성화할 수 있다(S630). 예를 들어, 도 9와 같이, 프로세서(110)는 전극부(601)의 상단 부분(650)(해칭된 영역)만을 활성화할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 신체 일부가 전극부(601)의 나머지 부분(비활성화 영역)에 접촉하더라도, IC(630)는 접촉을 검출하지 않을 수 있다. 이에 따라, 사용자의 신체 일부에 의한 오동작을 방지할 수 있다.
한편, 펜 신호가 검출된 경우라도 일정 영역은 사용자의 손 터치를 감지할 수 있는바, 해당 영역을 통하여 사용자는 에지 플릭(edge flick) 등의 다양한 터치 제스처를 입력할 수 있다.
또한, 기설정된 영역(즉, 상단 영역)을 제외한 나머지 영역은 비활성화 영역으로 설정되는바, 스타일러스 펜을 파지하는 과정에 의해 발생될 수 있는 손 터치, 즉, 손바닥의 터치 접촉에 의해 발생될 수 있는 터치 오류를 방지할 수 있게 된다.
한편, 이상에서는 제1 터치 영역의 상단 부분에 대해서만 활성화 영역으로 이용하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 다양한 방식으로 활성화 영역을 설정할 수 있다. 이에 대해서는 도 16, 도 22 및 도 23을 참조하여 후술한다.
도 10은 본 개시의 제3 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 좌표 측정 장치(100)는 좌표 표시 장치(200)의 접촉 상태(또는 감지 상태)를 판단할 수 있다(S1010). 구체적으로, 좌표 측정 장치(100)는 좌표 표시 장치(200)로부터 수신되는 Rx 신호의 크기가 기설정된 크기 이상인지 여부를 판단하여 좌표 표시 장치(200)로부터 수신되는 Rx 신호의 크기가 기설정된 크기 이상인 경우 좌표 표시 장치(200)가 접촉된 것으로 판단할 수 있다. 아울러, 좌표 측정 장치(100)는 좌표 표시 장치(200)로부터 수신되는 Rx 신호의 크기가 기설정된 크기 미만인 경우 좌표 표시 장치가 접촉되지 않은 것으로 판단할 수 있다.
그 다음, 좌표 측정 장치(100)는 좌표 표시 장치(200)의 접촉 상태에 대응하여 제1 터치 패널의 출력 신호 중 이용하는 신호를 결정할 수 있다(S1020). 예를 들어 좌표 표시 장치(200)가 접촉된 것으로 판단되면, 좌표 측정 장치(100)는 제1 터치 패널 출력 신호 중 기설정된 신호만을 이용할 수 있다.
그리고 좌표 측정 장치(100)는 좌표 표시 장치(200)가 접촉되지 않은 것으로 판단되면, 제1 터치 패널 출력 신호 전체를 이용할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 터치 패널은 사용자의 손가락과 같은 신체 일부에 의한 터치를 검출할 수 있다. 펜과 같은 좌표 측정 장치가 접촉된 경우에, 좌표 측정 장치(100)는 제1 터치 패널의 출력 신호 중 기설정된 신호만을 이용하고 나머지는 이용하지 않음으로써 신체 일부에 의한 터치를 검출하지 않을 수 있다. 이에 따라, 사용자가 스타일러스 펜을 파지하고 손의 일부분을 터치스크린에 접촉한 채 입력하여도, 손과 터치스크린의 터치에 의한 오작동이 방지될 수 있다.
도 11은 본 개시의 제4 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 좌표 측정 장치(100)는 제1 터치 패널에서 출력되는 신호를 전부 이용할 수 있다(S1110). 예를 들어, 도 7에서, 프로세서(110)는 x축 전극 배선(611,612,613,614) 및 y축 전극 배선(621,622,623,624)으로부터 입력되는 신호 전체를 이용하여 사용자 신체 일부의 입력 지점을 판단할 수 있다.
그리고 좌표 측정 장치(100)는 펜 신호를 검출할 수 있다(S1120). 예를 들어, 도 8과 같이, 스타일러스 펜(200)이 좌표 측정 장치에 접근하여, 제2 터치 패널이 스타일러스 펜(200)의 신호를 검출할 수 있다.
이 경우, 좌표 측정 장치(100)는 일부 신호만을 이용하여 사용자 신체 일부의 입력 지점을 판단할 수 있다(S1130). 즉, 프로세서(110)는 y축 전극 배선(622,623,624)으로부터 입력되는 신호는 이용하지 않을 수 있다. 이에 따라, 사용자가 y축 전극 배선(622,623,624)에 대응하는 부분에 신체 일부를 접촉하더라도, 이에 의한 오작동이 방지될 수 있다.
또한, 활성화 영역에 대한 사용자 손 터치는 감지 가능한바, 좌표 표시 장치(200)의 위치 감지 중에서 사용자의 다양한 터치 제스처를 동시에 입력받을 수 있다.
도 12는 본 개시의 제5 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 그리고 도 13 및 도 14는 제5 실시 예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 12를 참조하면, 좌표 측정 장치(100)는 제1 터치 패널의 전 영역을 활성화할 수 있다(S1210).
그리고 좌표 측정 장치(100)는 좌표 표시 장치(200)의 높이(즉, 제2 터치 패널과 좌표 표시 장치(200)의 전도성 팁 간의 거리)가 호버링 높이 미만인지를 판단할 수 있다(S1220). 구체적으로, 좌표 측정 장치(100)는 좌표 표시 장치(200)로부터 수신된 신호의 크기를 기초로 좌표 표시 장치(200)의 높이가 호버링 높이 미만인지를 판단할 수 있다.
만약, 좌표 표시 장치(200)의 높이가 호버링 높이 이상이면(S1220-N), 좌표 측정 장치(100)는 제1 터치 패널의 전 영역의 활성화를 유지할 수 있다(S1210). 예를 들어 도 13에서와 같이 제2 터치 패널(190b) 및 좌표 표시 장치(200) 사이의 거리가 호버링 높이(h)이상인 경우, 좌표 측정 장치(100)는 제1 터치 패널의 전 영역의 활성화를 유지할 수 있다. 여기에서, 좌표 표시 장치(200) 및 제2 터치 패널(190b) 사이의 거리가 호버링 높이(h) 이상인지 또는 미만인지 여부는, 좌표 표시 장치(200)로부터 제2 터치 패널(190b)로 입력되는 Rx 신호의 세기가 기설정된 임계치 이하인지 또는 초과인지 여부로 판단할 수 있다. 예를 들어, 좌표 표시 장치(200)로부터 제2 터치 패널(190b)로 입력되는 Rx 신호의 세기가 기설정된 임계치 이하인 경우에는, 프로세서(110)는 좌표 표시 장치(200) 및 제2 터치 패널(190b) 사이의 거리가 호버링 높이(h) 이상으로 판단할 수 있다. 아울러, 좌표 표시 장치(200)로부터 제2 터치 패널(190b)로 입력되는 Rx 신호의 세기가 기설정된 임계치 초과인 경우에는, 프로세서(110)는 좌표 표시 장치(200) 및 제2 터치 패널(190b) 사이의 거리가 호버링 높이(h) 미만으로 판단할 수 있다.
한편, 좌표 표시 장치(200)의 높이가 호버링 높이 미만이면(S1220-Y), 좌표 측정 장치(100)는 제1 터치 패널의 기설정된 부분만을 활성화할 수 있다(S715). 예를 들어 도 14에서와 같이 제2 터치 패널(190b) 및 좌표 표시 장치(200) 사이의 거리가 호버링 높이(h) 미만인 경우에는, 좌표 측정 장치는 제1 터치 패널의 기설정된 부분만을 활성화할 수 있다.
즉, 좌표 표시 장치(200)는 좌표 표시 장치 및 좌표 표시 장치 사이의 거리에 따라서 제1 터치 패널의 활성화 영역을 결정할 수 있다. 이때, 좌표 표시 장치(200)는 좌표 표시 장치(200)의 높이에 대응되는 거리만큼 활성화 영역의 크기를 가변할 수 있다. 예를 들어, 좌표 표시 장치(200)의 높이가 제1 높이 이상이면 제2 터치 패널의 전체를 활성화 영역으로 결정하고, 좌표 표시 장치의 높이가 제1 높이보다 낮은 제2 높이 이상이면, 제2 터치 패널의 절반 영역을 활성화 영역으로 결정하고, 좌표 표시 장치의 높이가 제1 터치 패널에 접촉하는 상태면(즉, 제2 높이 보다 낮은 제3 높이), 제2 터치 패널의 상부 일부 영역(도 9에 도시된 바와 같은 크기)만을 활성화 영역으로 결정할 수도 있다.
도 15 및 도 16은 제6 실시 예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 15를 참조하면, 좌표 표시 장치(200)는 터치스크린 상의 제1 지점(900)을 터치할 수 있다. 예를 들어 사용자가 오른손으로 좌표 표시 장치(200)를 파지한 경우에는, 제1 지점(900)의 기설정된 영역에 위치하는 부분에 사용자의 오른손이 접촉될 가능성이 있다.
프로세서(110)는 도 16에서와 같이 해칭된 영역을 활성화 영역으로 결정할 수 있다. 또는 프로세서(110)는 x축 전극 배선(611,612) 및 y축 전극 배선(621,622)으로부터 출력되는 신호만을 이용하며, x축 전극 배선(613,614) 및 y축 전극 배선(623,624)으로부터 출력되는 신호는 이용하지 않을 수도 있다.
상술한 바에 따라서, 사용자의 손이 접촉될 가능성이 있는 부분만을 비활성화하여 오작동을 방지할 수 있다. 한편, 제1 지점(900)의 기설정된 영역에 위치하는 부분을 비활성화하는 것은 단순히 예시적인 것이며, 당업자는 좌표 표시 장치(200)가 접촉하는 부분과 관련되어 사용자의 손이 접촉 가능성이 있는 부분을 다양한 방식으로 비활성화할 수 있을 것이다.
도 17은 본 개시의 제2 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 구체적인 블록도이다.
도 17을 참조하면, 좌표 측정 장치(300)는 채널 전극부(310), 구동부(330), 수신부(340) 및 프로세서(350)로 구성될 수 있다. 이러한 제2 실시 예에 따른 좌표 측정 장치(300)는 ECR(Electrically Coupled Resonance) 방식으로 좌표 표시 장치(200)의 위치를 감지할 수 있다.
채널 전극부(310)는 복수의 전극을 포함한다. 구체적으로, 채널 전극부(310)는 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 채널 전극부(310)는 제1 방향으로 배치되는 복수의 제1 전극들과 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치되는 복수의 제2 전극을 포함할 수 있다. 채널 전극부(310)에 포함되는 복수의 전극의 형태 및 동작에 대해서는 도 18을 참조하여 후술한다.
구동부(330)는 구동 신호를 생성하여 채널 전극부에 제공한다. 구체적으로, 구동부(330)는 손 터치 감지를 위한 제1 구동 신호를 생성하여 채널 전극부의 전극 중 적어도 하나에 제공할 수 있다. 여기서 제1 구동 신호는 200 내지 300kHz의 구동 주파수를 가질 수 있다.
한편, 보다 빠른 손 감지 동작을 위하여 복수의 전극에 구동 신호를 함께 제공할 수 있는데, 동일한 구동 신호가 복수의 전극에 제공되는 경우, 구동 신호에 따라 수신된 응답 신호가 어떠한 전극에서 인가된 구동 신호에 의한 것인지 구분하기 불가능하다. 따라서, 구동부(330)는 복수의 전극에 서로 다른 제1 구동 신호를 함께 제공할 수 있다. 구체적으로, 구동부(330)는 복수의 전극에 서로 다른 디지털 코드를 갖는 제1 구동 신호를 제공할 수 있다. 여기서 디지털 코드는 이진값을 갖는 펄스 신호일 수 있다.
한편, 구동부(320)는 좌표 표시 장치(200)의 접촉에 의하여 활성화 영역/비활성화 영역이 설정된 경우, 비활성화 영역에 대응되는 전극에는 제1 구동 신호를 인가하지 않을 수 있다. 예를 들어, 활성화 영역이 채널 전극부(310)의 상단인 경우, 해당 상단에 대응되는 전극에만 제1 구동 신호를 인가할 수 있다.
한편, 구동부(330)는 정전 용량 결합을 통하여 좌표 측정 장치(200)로 접근한 좌표 표시 장치(200)의 공진 회로로 전달하기 위한 제2 구동 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 좌표 표시 장치(200)가 패시브 방식으로 동작하는 스타일러스 펜인 경우, 구동부(330)는 채널 전극부(310) 내의 전극들에 대해 구동 신호를 인가하여, 구동 신호를 정전 용량 결합(Capacitive Coupling)을 통하여 좌표 측정 장치(300)로 접근한 물체의 공진 회로로 전달할 수 있다.
이때, 구동부(330)는 좌표 표시 장치(200)에 보다 많은 에너지를 전달하기 위하여, 채널 전극부(310) 내의 전극들에 대해서 복수의 전극 단위로 동일한 제2 구동 신호를 인가할 수 있다. 여기서 제2 구동 신호는 제1 구동 신호와 다른 주파수 대역의 신호로 대략 500khz 내지 2Mhz의 구동 주파수를 가질 수 있다.
예를 들어, 구동부(330)는 기설정된 주기 단위로 복수의 전극 모두에 동일한 구동 신호를 일괄적으로 인가하거나, 동일한 방향으로 배치되는 복수의 전극 모두에 동일한 구동 신호를 일괄적으로 인가하거나, 동일한 방향으로 배치되는 복수의 전극 중 인접한 전극 몇 개에만 동일한 구동 신호를 일괄적으로 인가하거나, 상호 교차하는 두 개의 전극에 동일한 구동 신호를 일괄적으로 인가할 수 있다. 이와 같은 인가 방식은 일 예에 불과하며, 2개 이상의 전극에 구동 신호를 함께 일괄적으로 인가하는 형태라면 상술한 예시 이외의 방식으로도 구현될 수도 있다.
한편, 상술한 제2 구동 신호는 신호 주파수(또는 공진 주파수)의 고차 조화파(higher-order harmonics)가 필터링된 신호일 수 있다. 구체적으로, 전자기기에서는 주파수에 따른 EMI(Electro Magnetic Interference) 규격으로 불필요한 노이즈의 발생을 규제하고 있다. 그런데 고차 조화파를 필터링하면 고주파수 노이즈를 감소시키므로 EMI 측면에서 유리하다.
수신부(340)는 커패시턴스의 변화를 감지하기 위한 제1 수신 신호를 수신하고, 좌표 표시 장치에 송신된 신호에 대응되는 제2 수신 신호를 수신할 수 있다. 이때, 수신부(340)는 순차적으로 손 위치 감지에 필요한 모든 제1 수신 신호의 수신 이후에, 제2 수신 신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 좌표 표시 장치(200)의 접촉(또는 감지)에 의하여 활성화 영역/비활성화 영역이 설정된 경우, 수신부(310)는 활성화 영역에 대응되는 전극에 대한 제1 수신 신호만 수신하고, 이후에 모든 전극에 대한 제2 수신 신호를 수신할 수 있다. 이와 같이 일부 전극에 대한 제1 수신 신호의 수신 동작을 생략하여, 보다 빠른 동작이 가능해 진다.
또한, 수신부(340)는 복수의 전극 중 일부로부터 제1 수신 신호의 수신과 함께 복수의 전극 중 다른 일부로부터 제2 수신 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로 수신부(340)는 제1 구동 신호가 인가되지 않는 전극 중 일부로부터 제1 수신 신호를 수신하고, 제1 구동 신호가 인가되지 않는 전극 중 다른 일부로부터 제2 수신 신호를 수신할 수 있다. 이러한 수신부(340)는 구체적인 수신 동작에 대해서는 도 19 내지 도 21을 참조하여 자세히 설명한다.
프로세서(350)는 수신된 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호를 기초로 손 및 좌표 표시 장치(200) 중 적어도 하나의 위치를 판단한다. 구체적으로, 프로세서(350)는 복수의 전극 중 일부에 제1 구동 신호가 인가되도록 구동부(330)를 제어하고, 제1 구동 신호의 인가된 상태에서 나머지 전극 중 일부에서 제1 수신 신호와 다른 일부에서 제2 수신 신호가 함께 수신되도록 수신부(340)를 제어할 수 있다.
그리고 프로세서(350)는 제1 수신 신호를 이용하여 전극 간에 형성되는 복수의 전극 교차점에서 각 전극 간의 커패시턴스를 계산하고, 계산된 커패시턴스에 기초하여 손의 위치를 판단할 수 있다.
그리고 프로세서(350)는 복수의 전극 각각으로부터 수신된 제2 수신 신호 간의 비율을 기초로 좌표 표시 장치(200)의 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 복수의 전극이 매트릭스 형태로 구성되어, 제1 방향으로 복수의 제1 전극이 배치되고, 제1 방향에 수직된 제2 방향으로 복수의 제2 전극이 배치된 경우, 프로세서(350)는 제1 전극들에서 수신된 제2 수신 신호 간의 비율로부터 좌표 표시 장치(200)의 제2 방향 접촉 위치를 판단하고, 제2 전극들에서 수신된 제2 수신 신호 간의 비율을 기초로 좌표 표시 장치(200)의 제1 방향 접촉 위치를 판단할 수 있다.
그리고 프로세서(350)는 수신된 제2 수신 신호의 공진 주파수 변화에 기초하여 좌표 표시 장치(200)의 접촉 압력을 감지하거나, 수신된 제2 수신 신호의 공진 주파수 변화에 기초하여 좌표 표시 장치(200)의 동작 모드를 감지할 수 있다
그리고 프로세서(350)는 제2 수신 신호에 기초하여 손의 위치를 감지할 활성화 영역을 결정한다. 구체적으로, 프로세서(350)는 제2 수신 신호가 감지되지 않거나 수신된 제2 수신 신호의 크기가 기설정된 크기 이하여서 좌표 표시 장치의 위치가 판단되지 않으면 채널 전극부의 전 영역을 활성화 영역으로 결정할 수 있다. 또는 프로세서(350)는 제2 수신 신호가 감지되어 좌표 표시 장치(200)의 위치가 판단되면, 채널 전극부(310)의 기설정된 영역만을 활성화 영역으로 결정하고, 나머지 영역을 비활성화 영역으로 결정할 수 있다.
여기서 기설정된 영역은 도 9에 도시된 바와 같이 채널 전극부(310)의 상단 영역과 같은 고정된 영역일 수 있으며, 좌표 표시 장치의 위치에 대응한 가변되는 영역일 수 있다.
만약, 가변되는 영역인 경우, 프로세서(350)는 좌표 표시 장치의 사용자 파지 형태를 판단하고, 판단된 파지 형태 및 감지된 좌표 표시 장치(200)의 위치를 기준으로 활성화 영역을 결정할 수 있다. 예를 들어, 판단된 파지 형태가 오른손 파지이면, 프로세서(350)는 좌표 표시 장치(200)의 감지된 위치를 기준으로 좌측 또는 좌상측을 활성화 영역으로 결정할 수 있다. 즉, 좌표 표시 장치를 파지하는 손에 영향을 받을 수 있는 우하측 영역을 비활성화 영역으로 결정하고, 나머지 영역을 활성화 영역으로 결정할 수 있다.
반대로 판단된 파지 형태가 왼손 파지이면, 프로세서(350)는 좌표 표시 장치(200)의 감지된 위치를 기준으로 우측 또는 우상측을 활성화 영역으로 결정할 수 있다. 즉, 좌표 표시 장치를 파지하는 손의 영향을 받을 수 있는 좌하측 영역을 비활성화 영역으로 결정하고, 나머지 영역을 활성화 영역으로 결정할 수 있다.
한편, 이상에서는 하단 영역을 파지하는 손의 영향을 받는 영역으로 설명하였지만, 사용자가 좌표 측정 장치의 상부 측에서 하부측 방향으로 좌표 측정 장치를 파지하는 경우, 손의 영향을 받는 영역은 상부 측일 수 있다. 이러한 경우에는 상술한 우상측 또는 좌상측 영역은 좌하측 또는 우하측으로 변경될 수 있다. 그리고 이와 같은 반대 방식으로 스타일러스 펜을 이용하고 있는지에 대해서, 프로세서(350)는 좌표 표시 장치의 위치와 손 터치 감지 위치 간의 배치 형태를 기초로 결정할 수 있다.
그리고 프로세서(350)는 제1 수신 신호를 이용하여 감지된 손의 위치에 기초하여 사용자의 파지 형태를 판단할 수 있다. 이에 대해서는 도 22 및 도 23을 참조하여 후술한다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 좌표 측정 장치(300)는 손의 위치를 감지하기 위한 제1 수신 신호와 스타일러스 펜의 위치를 감지하기 위한 제2 수신 신호를 함께 수신하여 빠른 속도로 손의 위치 및 스타일러스 펜의 위치를 함께 측정할 수 있다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 좌표 표시 장치는 좌표 표시 장치를 이용하는 경우에도 사용자 터치가 감지 가능한 활성화 영역을 제공하는바, 사용자는 손 및 좌표 표시 장치 모두를 이용하여 다양한 제스처 입력이 가능하다. 또한, 하나의 패널만으로 손 터치 및 좌표 표시 장치의 위치 감지가 가능한바, 두 종류의 터치 패널을 구비하는 경우보다 낮은 실장 공간만이 필요하며 비용도 줄일 수 있는 효과가 있다.
이상에서는 좌표 측정 장치(300)의 기본적인 구성에 대해서만 도시하고 설명하였지만, 좌표 측정 장치(300)는 도 2와 관련하여 설명한 다양한 구성을 더 포함할 수 있다.
도 18은 도 17의 좌표 측정 장치의 회로도를 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, 좌표 측정 장치(300)는 채널 전극부(310), 구동부(330), 수신부(340), 프로세서(350) 및 연결부(360)로 구성될 수 있다.
채널 전극부(310)는 복수의 전극을 포함한다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 채널 전극부(310)는 상호 다른 방향으로 배치되는 제1 전극 그룹 및 제2 전극 그룹을 포함할 수 있다.
제1 전극 그룹은 제1 방향(가로 방향)으로 배치되는 복수의 제1 전극(311, 312, 313, 314, 315, 316)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전극은 투명 전극으로, ITO(Indium Tin Oxide) 재질로 구성될 수 있다. 이러한, 제1 전극 그룹 내의 복수의 제1 전극(311, 312, 313, 314, 315, 316) 각각은 손가락의 위치를 감지할 때, 제1 구동 신호를 전송하는 송신용 전극일 수 있다.
제2 전극 그룹은 제2 방향(세로 방향)으로 배치되는 복수의 제2 전극(321, 322, 323, 324, 325, 326)을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 전극은 투명 전극으로, ITO(Indium Tin Oxide) 재질로 구성될 수 있다. 이러한, 제2 전극 그룹 내의 복수의 제2 전극(321, 322, 323, 324, 325, 326) 각각은 손가락의 위치를 감지할 때, 제1 전극에서 입력된 제1 구동 신호에 의하여 야기되는 제1 수신 신호를 수신하는 수신용 전극일 수 있다.
한편, 도시된 예에서는 전극 그룹 각각에 6개의 전극만이 포함되는 것으로 도시하였지만, 구현 시에는 7개 이상 또는 5개 이하의 전극으로 구현될 수 있다. 그리고 도시된 예에서는 전극 그룹 내의 전극의 형상이 단순한 직사각형 형태로 도시하였지만, 구현시에는 각 전극의 형상은 보다 복잡한 형태로도 구현될 수 있다.
구동부(330)는 기결정된 시점에 채널 전극부(310)에 제1 구동 신호 및/또는 제2 구동 신호를 인가할 수 있다. 구동부(330)의 구체적인 동작에 대해서는 도 17에서 앞서 설명하였는바 중복 설명은 생략한다.
수신부(340)는 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 수신할 수 있다. 구체적으로, 수신부(340)는 순차적으로 제1 수신 신호를 수신한 이후에 제2 수신 신호를 수신하거나, 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 함께 수신할 수 있다. 순차적으로 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 수신하는 동작은 일반적인 기술인바, 이하에서는 제1 수신 신호와 제2 수신 신호를 함께 수신하는 동작에 대해서 자세히 설명한다.
구체적으로, 수신부(340)는 제2 전극 각각으로부터 제1 수신 신호를 복수의 채널 단위(도시된 예에서는 3개)로 병렬 수신하고, 제1 전극 및 제2 전극 각각으로부터 제2 수신 신호를 복수의 채널 단위로 병렬 수신할 수 있다. 수신부(340)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 18 내지 21을 참조하여 후술한다.
그리고 수신부(340)는 수신된 제1 수신 신호 및 제2 수신 신호에 대해서 다양한 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 수신부(340)는 각 수신 신호를 증폭기를 이용하여 증폭할 수 있다.
연결부(360)는 채널 전극부(310) 내의 전극 각각을 선택적으로 구동부(330) 또는 수신부(340)에 연결할 수 있다. 이러한 연결부(360)의 동작은 후술할 프로세서(350)의 제어에 의하여 수행될 수 있으며, 각 구동부(330) 및 수신부(340)의 제어에 의해서도 동작할 수 있다. 이러한 연결부(360)는 복수의 스위치 소자를 이용하여 구현될 수 있다.
프로세서(350)는 손의 감지 및 좌표 표시 장치(200)의 위치가 함께 측정될 수 있도록 손의 감지에 대응되는 제1 수신 신호와 좌표 표시 장치(200)에 대응되는 제2 수신 신호가 함께 측정될 수 있도록 구동부(330) 및 수신부(340)를 제어할 수 있다. 이러한 프로세서(350)는 CPU, Microprocessor, ASIC 등으로 구현될 수 있다. 본 실시 예에서는 1개의 프로세서만을 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명의 기능을 구현하기 위해 복수의 프로세서가 이용될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(350)는 제1시간 구간에서 제1 전극 그룹의 제1 서브 그룹(311, 312, 313)에 제1 구동 신호(구체적으로 각 제1 전극에 인가되는 구동 신호의 디지털 코드는 다른 값을 가짐)가 인가되도록 구동부(330)를 제어하고, 제1 구동 신호의 인가 중에 제2 전극 그룹의 일부 전극(321,322,323)에서 제1 수신 신호의 수신과 함께 제1 전극 그룹의 제2 서브 그룹(314, 315, 316)에서 제2 수신 신호가 수신되도록 수신부(340)를 제어할 수 있다.
이후에 프로세서(350)는 제2시간 구간에서 제1 서브 그룹(311, 312, 313)에 제1 구동 신호가 계속하여 인가되도록 구동부(330)를 제어하고, 제1 구동 신호의 인가 중에 제2 전극 그룹의 다른 일부 전극(324, 325, 326)에서 제1 수신 신호의 수신과 함께 제2 전극 그룹의 일부 전극(321, 322, 323)에서 제2 수신 신호가 수신되도록 수신부(340)를 제어할 수 있다.
이후에 프로세서(350)는 제3시간 구간에서 제1 전극 그룹의 제2 서브 그룹(314, 315, 316)에 제1 구동 신호가 인가되도록 구동부(330)를 제어하고, 제1 구동 신호의 인가 중에 제2 전극 그룹의 일부 전극(321,322,323)에서 제1 수신 신호의 수신과 함께 제2 전극 그룹의 다른 일부 전극(324, 325, 326)에서 제2 수신 신호가 수신되도록 수신부(340)를 제어할 수 있다.
이후에 프로세서(350)는 제4시간 구간에서 제2 서브 그룹(314, 315, 316)에 제1 구동 신호가 계속하여 인가되도록 구동부(330)를 제어하고, 제1 구동 신호의 인가 중에 제2 전극 그룹의 다른 일부 전극(324, 325, 326)에서 제1 수신 신호의 수신과 함께 제1 전극 그룹의 제1 서브 그룹(311, 312, 313)에서 제2 수신 신호가 수신되도록 수신부(340)를 제어할 수 있다.
이와 같은 동작에 의하여 손 위치 감지에 필요한 제1 수신 신호와 좌표 표시 장치의 위치 감지에 필요한 모든 전극으로부터 수신된 제2 수신 신호를 수신할 수 있다.
그리고 제2 전극 모두에 대한 제1 수신 신호가 수신되면, 프로세서(350)는 제1 전극과 제2 전극 간에 형성되는 복수의 전극 교차점에서의 커패시턴스를 계산하고, 프로세서(350)는 계산된 커패시턴스에 기초하여 손의 위치를 판단할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(350)는 제1 내지 제4시간 구간에서 제2 전극 각각에서 수신된 제1 수신 신호의 변화에 기초하여 커패시턴스를 계산하고, 계산된 커패시턴스의 변화가 가장 큰 제1 전극(314)에 대응되는 Y 좌표를 손의 Y 좌표로 판단할 수 있으며, 제1 수신 신호의 변화에 기초하여 커패시턴스를 계산하고, 계산된 커패시턴스의 변화가 가장 큰 제2 전극(325)에 대응되는 X 좌표를 손의 X 좌표로 판단할 수 있다.
그리고 모든 전극에 대한 제2 수신 신호가 수신되면, 프로세서(350)는 복수의 제1 전극(311, 312, 313, 314, 315, 316) 각각에서 수신된 제2 수신 신호 간의 비율 및 복수의 제2 전극(321, 322, 323, 324, 325, 326) 각각에서 수신된 제2 수신 신호 간의 비율을 기초로 좌표 표시 장치의 위치를 판단할 수 있다.
예를 들어, 제1 전극(313)의 제2 수신 신호의 크기가 다른 제1 전극(311, 312, 314, 315, 316)의 제2 수신 신호의 크기보다 크고, 제2 전극(323)의 응답 신호의 크기가 다른 제2 전극(321, 322, 324, 325, 326)의 제2 수신 신호의 크기보다 크다면, 프로세서(350)는 제1 전극(312, 313, 314)에서 수신된 제2 수신 신호 간의 비율로부터 좌표 표시 장치(200)의 제2 방향 접촉 위치를 판단하고, 제2 전극(322, 323, 324)에서 수신된 제2 수신 신호 간의 비율로부터 좌표 표시 장치(200)의 제1 방향 접촉 위치를 판단할 수 있다.
한편, 비활성화 영역이 설정된 경우라도, 상술한 방식에 따라 손의 위치를 상술한 바와 같이 계산하고, 프로세서(350)는 비활성화 영역에 손의 위치가 있는 것으로 판단되면, 해당 위치를 이용하지 않을 수 있다. 이 경우, 상술한 제1 수신 신호와 제2 수신 신호의 동시 수신 동작은 그대로 이용될 수 있다.
또한, 프로세서(350)는 비활성화 영역이 설정된 경우, 상술한 전극에 대한 커패시턴스의 계산 과정에서, 비활성화 영역에 대응되는 전극 교차점에 대한 커패시턴스는 계산하지 않을 수 있다. 이 경우, 상술한 제1 수신 신호와 제2 수신 신호의 동시 수신 동작은 그대로 이용될 수 있다.
또한, 프로세서(350)는 비활성화 영역이 설정된 경우, 비활성화 영역에 대한 제1 수신 신호는 수신되지 않도록 수신부(340)를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(350)는 비활성화 영역에 대한 제1 구동 신호는 제공하지 않을 수도 있다. 이 경우, 상술한 제1 수신 신호와 제2 수신 신호의 동시 수신 동작은 변경되어 적용될 수 있다. 이에 대해서는 도 19 내지 도 21을 참조하여 이하에서 설명한다.
한편, 도 18을 도시하고 설명함에 있어서, 복수의 전극이 매트릭스 형태로 배치되는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 매트릭스 형태 이외의 형태로 배치될 수도 있다.
도 19 내지 도 21은 제7 실시 예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도 19 내지 도 21을 설명함에 있어서, 좌표 표시 장치(200)가 채널 전극부(310)의 우하측(20)에 위치되고, 그에 따라 채널 전극부(310)의 상부 영역만이 기설정된 활성화 영역으로 설정된 경우인 것을 가정하여 설명한다.
도 19를 참조하면, 복수의 제1 전극(311, 312, 313, 314, 315, 316)을 포함하는 제1 전극 그룹은 연속적으로 배치되는 복수의 전극 단위의 복수의 서브 그룹으로 구분된다. 도시된 예에서 제1 전극 그룹은 제1 서브 그룹(311, 312, 313)과 제2 서브 그룹(314, 315, 316)으로 구분될 수 있다.
제1 수신부(341)는 손 감지를 위한 제1 수신 신호를 수신한다. 구체적으로, 제1 수신부(341)는 복수의 제2 전극 각각으로부터 제1 수신 신호를 복수의 채널 단위로 병렬 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 수신부(341)는 교번적으로 제2 전극의 일부 전극(321, 322, 323)과 제2 전극의 다른 일부 전극(324, 325, 326)으로부터 제1 수신 신호를 수신할 수 있다. 또는 제1 수신부(341)는 교번적으로 제2 전극의 일부 전극(321, 323, 325)과 제2 전극의 다른 일부 전극(322, 324, 326)으로부터 제1 수신 신호를 수신할 수 있다.
제2 수신부(345)는 좌표 표시 장치(300)의 감지를 위한 제2 수신 신호를 수신한다. 구체적으로, 제2 수신부(345)는 복수의 제1 전극 및 제2 전극 각각으로부터 제2 수신 신호를 수신할 수 있다. 이때, 제2 수신부(345)는 제1 구동 신호가 인가되지 않으며, 제1 수신부(341)가 제1 수신 신호를 수신하지 않는 전극에 대해서 제2 수신 신호를 수신할 수 있다.
이와 같은 상태에서, 구동부(330)는 제1 전극 그룹의 제1 서브 그룹(311, 312, 313)에 제1 구동 신호(Tx Signal)를 인가할 수 있다. 구체적으로 각 제1 전극에 인가되는 구동 신호의 디지털 코드는 다른 값을 가질 수 있다. 여기서 제1 서브 그룹(311, 312, 313)은 상술한 기설정된 영역(즉, 활성화 영역)에 대응되는 전극이다.
그리고 제1 수신부(341)는 제1 구동 신호의 인가 상태에서, 제2 전극 그룹의 일부 전극(321,322,323)에서 제1 수신 신호를 수신할 수 있다.
동시에 제2 수신부(345)는 제1 전극 그룹의 제2 서브 그룹(314, 315, 316) 및 제2 전극의 일부 전극(324, 325, 326)으로부터 제2 수신 신호를 수신할 수 있다.
도 20을 참조하면, 프로세서(350)는 구동부(330)를 제어하여 제1 서브 그룹(311, 312, 313)에 제1 구동 신호가 계속하여 인가되도록 할 수 있다.
그리고 제1 수신부(341)는 제1 구동 신호의 인가 중에 제2 전극의 다른 일부 전극(324, 325, 326)로부터 제1 수신 신호를 수신할 수 있다.
그리고 제2 수신부(345)는 제2 전극의 일부 전극(321, 322, 323)에서 제2 수신 신호를 수신할 수 있다.
도 21을 참조하면, 구동부(330)는 구동 신호를 인가하는 동작을 중지할 수 있다. 그리고 제1 수신부(341) 역시 제1 수신 신호의 수신 동작을 중지할 수 있다.
그리고 제2 수신부(345)는 제1 전극 그룹의 제1 서브 그룹(311, 312, 313)에서 제2 수신 신호를 수신할 수 있다.
상술한 도 19 내지 도 21과 같은 동작을 통하여 제1 수신부(341)는 일부 제1 전극(311, 312, 313)과 모든 제2 전극(321, 322, 323, 324, 325, 326) 사이의 교차점의 커패시턴스를 계산하는데 필요한 제1 수신 신호를 수신할 수 있으며, 제2 수신부(345)는 모든 제1 전극(311, 312, 313, 314, 315, 316) 및 모든 제2 전극(321, 322, 323, 324, 325,325) 각각에 대한 제2 수신 신호를 수신할 수 있다.
이에 따라 프로세서(350)는 상술한 수신된 3개의 제1 전극과 6개의 제2 전극의 교차점에 대한 커패시턴스만을 계산하여 활성화 영역에 대한 손의 위치를 판단할 수 있다.
한편, 이상에서는 서브 그룹이 미리 구분되어 있는 것으로 설명하였지만, 구현시에 서브 그룹은 동적으로 가변될 수 있다. 또한, 이상에서는 각 서브 그룹 내의 전극들은 연속되어 배치되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에 각 서브 그룹은 상호 교차적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 그룹(311, 313, 315)과 제2 서브 그룹(312, 314, 316)으로 구분될 수도 있다.
도 22 내지 도 23은 제8 실시 예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
구체적으로, 도 22는 오른손잡이의 사용자가 좌표 표시 장치(200)를 파지하여 좌표를 입력하는 경우이고, 도 23은 왼손잡이의 사용자가 좌표 표시 장치(200)를 파지하여 좌표를 입력하는 경우를 설명하기 위한 개념도이다.
도 22를 참조하면, 오른손잡이의 경우, 좌표 표시 장치(200)의 우측 영역(A)에 사용자의 손바닥이 위치하게 된다. 따라서, 프로세서(350)는 좌표 표시 장치(200)의 우측 영역 상에서 비교적 넓은 사용자 터치가 감지되면, 사용자가 오른손잡이인 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라 프로세서(350)는 좌표 표시 장치(200)가 감지되면, 좌표 표시 장치(200)의 위치를 기준으로 우하측 영역을 비활성화 영역으로 설정하고 나머지 영역을 활성화 영역으로 설정할 수 있다.
도 23을 참조하면, 왼손잡이의 경우, 좌표 표시 장치(200)의 좌측 영역(B)에 사용자의 손바닥이 위치하게 된다. 따라서, 프로세서(350)는 좌표 표시 장치(200)의 좌측 영역 상에서 비교적 넓은 사용자 터치가 감지되면, 사용자가 왼손잡이인 것으로 판단할 수 있다. 이에 따라 프로세서(350)는 좌표 표시 장치(200)가 감지되면, 좌표 표시 장치(200)의 위치를 기준으로 좌하측 영역을 비활성화 영역으로 설정하고 나머지 영역을 활성화 영역으로 설정할 수 있다.
한편, 이상에서는 제1 수신 신호를 기초로 사용자가 오른손잡이인지 왼손잡이인지를 판단하였으나, 구현시에는 UI 를 통하여 오른손잡이인지 왼손잡이인지를 설정받고, 설정받은 값을 기초로 상술한 활성화 및 비활성화 영역을 설정할 수도 있다.
도 24는 본 개시의 제9 실시 예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 24를 참조하면, 구동 신호를 생성하여 채널 전극부에 제공한다(S2410). 구체적으로, 손 터치 감지를 위한 제1 구동 신호를 채널 전극부에 제공할 수 있다.
그리고 채널 전극부로부터 커패시턴스의 변화를 감지하기 위한 제1 수신 신호를 수신할 수 있다(S2420).
그리고 좌표 표시 장치에서 송신된 신호에 대응되는 제2 수신 신호를 수신할 수 있다(S2430). 이러한 제2 수신 신호의 수신은 상술한 제1 수신 신호의 수신 이후에 수행될 수 있으며, 상술한 제1 수신 신호의 수신 과정 중에 동시에 수행될 수도 있다.
그리고 제2 수신 신호에 기초하여 손의 위치를 감지할 활성화 영역을 결정할 수 있다(S2440). 구체적으로, 제2 수신 신호가 수신되지 않거나 기설정된 크기 이하의 제2 수신 신호만 수신되면 좌표 표시 장치가 위치하지 않은 것으로 판단하고, 채널 전극부의 전 영역을 활성화 영역으로 결정할 수 있다. 만약, 제2 수신 신호가 수신되었으며, 기설정된 크기 이상이면 좌표 표시 장치가 위치하는 것으로 판단하고, 채널 전극부의 기설정된 영역만을 활성화 영역으로 결정하고 나머지 영역은 비활성화 영역으로 결정할 수 있다. 그리고 수신된 제2 수신 신호를 기초로 좌표 표시 장치의 위치를 판단할 수 있다. 이러한 기설정된 영역은 채널 전극부의 상단 영역일 수 있으며, 좌표 표시 장치의 위치에 기초한 가변되는 영역일 수도 있다.
그리고 결정된 활성화 영역에서 손의 위치를 판단한다(S2450).
이상과 같이 본 실시 예에 따른 좌표 측정 장치의 제어 방법은 좌표 표시 장치를 이용하는 경우에도 사용자 터치가 감지 가능한 활성화 영역을 제공하는바, 사용자는 손 및 좌표 표시 장치 모두를 이용하여 다양한 제스처 입력이 가능하다. 또한, 일부 영역에 대해서는 손 터치 감지를 비활성화하는바, 좌표 측정 장치의 파지에 따라 발생할 수 있는 터치 오류를 제거하는 것이 가능하다. 도 24와 같은 제어 방법은, 도 2 또는 도 17의 좌표 측정 장치상에서 실행될 수 있으며, 그 밖의 구성을 가지는 좌표 측정장치 상에서도 실행될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 제어 방법은 좌표 측정 장치에서 실행 가능한 프로그램으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다. 또한, 이러한 프로그램은 서버와 같은 별도의 장치에 저장되어 있다가, 좌표 측정 장치에 다운로드되어 설치될 수도 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
100, 300: 좌표 측정 장치 310: 채널 전극부
330: 구동부 340: 수신부
350: 프로세서 200: 좌표 표시 장치

Claims (20)

  1. 좌표 측정 장치에 있어서,
    복수의 전극을 포함하는 채널 전극부;
    구동 신호를 생성하여 상기 채널 전극부에 제공하는 구동부;
    상기 채널 전극부로부터 커패시턴스의 변화를 감지하기 위한 제1 수신 신호 및 좌표 표시 장치에서 송신된 신호에 대응되는 제2 수신 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 제2 수신 신호에 기초하여 손의 위치를 감지할 활성화 영역을 결정하고, 상기 결정된 활성화 영역에서 상기 손의 위치를 판단하는 프로세서;를 포함하는 좌표 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제2 수신 신호에 기초하여 상기 좌표 표시 장치의 위치를 판단하는 좌표 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 좌표 표시 장치의 위치가 판단되지 않으면 상기 채널 전극부의 전 영역을 활성화 영역을 결정하고, 상기 좌표 표시 장치의 위치가 판단되면 상기 채널 전극부의 기설정된 영역만을 활성화 영역으로 결정하고 나머지 영역은 비활성화 영역으로 결정하는 좌표 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기설정된 영역은,
    상기 채널 전극부의 상단 영역인 좌표 측정 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 좌표 표시 장치의 사용자 파지 형태를 판단하고, 상기 판단된 파지 형태 및 상기 좌표 표시 장치의 판단된 위치를 기준으로 활성화 영역을 결정하는 좌표 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 사용자 파지 형태가 오른손 파지이면 상기 판단된 위치를 기준으로 좌측 또는 좌상측을 활성화 영역으로 결정하고,
    상기 사용자 파지 형태가 왼손 파지이면 상기 판단된 위치를 기준으로 우측 또는 우상측을 활성화 영역으로 결정하는 좌표 측정 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 수신 신호를 기초로 상기 사용자 파지 형태를 판단하는 좌표 측정 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 결정된 비활성화 영역에 대응되는 전극의 제1 수신 신호는 수신하지 않는 좌표 측정 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 수신 신호를 이용하여 복수의 전극 교차점에서 각 전극 간의 커패시턴스를 계산하고, 상기 결정된 활성화 영역에 대응되는 계산된 커패시턴스만을 이용하여 상기 손의 위치를 판단하는 좌표 측정 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    복수의 전극 교차점 중 상기 활성화 영역에 대응되는 각 전극 간의 커패시턴스만을 계산하고, 계산된 커패시턴스를 이용하여 상기 손의 위치를 판단하는 좌표 측정 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호를 교번적으로 수신하도록 상기 구동부 및 상기 수신부를 제어하는 좌표 측정 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 채널 전극부는,
    제1 방향으로 배치되는 복수의 제1 전극을 포함하는 제1 전극 그룹; 및
    상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 배치되는 복수의 제2 전극을 포함하는 제2 전극 그룹;을 포함하며,
    상기 수신부는, 상기 구동부가 제1 수신 신호를 생성하기 위해 상기 제1 전극 그룹 중 일부를 구동하는 동안 상기 제1 전극 그룹 중 나머지 일부로부터 상기 제2 수신 신호를 수신하는 좌표 측정 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 수신 신호와 상기 제2 수신 신호는 서로 다른 주파수 대역의 신호인 좌표 측정 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는,
    제1 수신 신호의 생성을 위한 제1 구동 신호 및 정전 용량 결합을 통하여 상기 좌표 측정 장치로 접근한 좌표 표시 장치의 신호 생성을 위한 제2 구동 신호를 생성하며,
    상기 제1 구동 신호와 상기 제2 구동 신호는 서로 다른 주파수 대역의 신호인 좌표 측정 장치.
  15. 채널 전극부를 포함하는 좌표 측정 장치의 제어 방법에 있어서,
    구동 신호를 생성하여 상기 채널 전극부에 제공하는 단계;
    상기 채널 전극부로부터 커패시턴스의 변화를 감지하기 위한 제1 수신 신호를 수신하는 단계;
    좌표 표시 장치에서 송신된 신호에 대응되는 제2 수신 신호를 수신하는 단계;
    상기 제2 수신 신호에 기초하여 손의 위치를 감지할 활성화 영역을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 활성화 영역에서 상기 손의 위치를 판단하는 단계;를 포함하는 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 수신 신호에 기초하여 상기 좌표 표시 장치의 위치를 판단하는 단계;를 더 포함하는 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 활성화 영역을 결정하는 단계는,
    상기 좌표 표시 장치의 위치가 판단되지 않으면 상기 채널 전극부의 전 영역을 활성화 영역을 결정하고, 상기 좌표 표시 장치의 위치가 판단되면 상기 채널 전극부의 기설정된 영역만을 활성화 영역으로 결정하고 나머지 영역은 비활성화 영역으로 결정하는 제어 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기설정된 영역은,
    상기 채널 전극부의 상단 영역인 제어 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 활성화 영역을 결정하는 단계는,
    상기 좌표 표시 장치의 사용자 파지 형태를 판단하고, 상기 판단된 파지 형태 및 상기 좌표 표시 장치의 판단된 위치를 기준으로 활성화 영역을 결정하는 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 활성화 영역을 결정하는 단계는,
    상기 사용자 파지 형태가 오른손 파지이면 상기 판단된 위치를 기준으로 좌측 또는 좌상측을 활성화 영역으로 결정하고,
    상기 사용자 파지 형태가 왼손 파지이면 상기 판단된 위치를 기준으로 우측 또는 우상측을 활성화 영역으로 결정하는 제어 방법.

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