KR20180049629A - 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법 - Google Patents

스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법 Download PDF

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Abstract

스타일러스 펜의 위치와 기울기를 검출할 수 있는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법에 관한 것으로, 스타일러스 펜과, 다수의 전극들이 배열되고 스타일러스 펜의 접촉 또는 근접에 따라 전극들 사이에서 형성되는 정전 용량이 가변하는 터치 패널과, 터치 패널의 정전 용량 변화를 센싱하여 스타일러스 펜의 위치 및 기울기를 검출하고 그에 상응하는 기능을 수행하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 터치 패널의 전극들로부터 정전 용량 변화에 상응하는 전기 신호를 수신하고, 수신된 전기 신호를 토대로 현재 신호 패턴을 추출하며, 추출된 현재 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출하고, 산출된 이동 편차를 토대로 스타일러스 펜의 기울기를 검출할 수 있다.

Description

스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법{TOUCH INPUT APPARATUS USING A STYLUS PEN AND METHOD FOR DETECTING TOUCH THEREOF}
본 발명은 스타일러스 펜의 위치와 기울기를 검출할 수 있는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법에 관한 것이다.
최근 정보화 시대에 따라, 전기적인 정보 신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이 분야가 크게 발전되어 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화 등과 같이 우수한 성능을 갖는 다양한 디스플레이 장치들이 개발되고 있다.
이러한 디스플레이 장치는, 사람의 손이나 별도의 입력 수단을 통하여 터치 부위를 인식하고 그에 대응하여 별도의 정보를 전달할 수 있는 터치 패널을 포함하고 있다.
여기서, 터치 패널은, 디스플레이 장치의 외부에 부착될 수 있는데, 터치 감지 방식에 따라, 저항 방식, 정전 용량 방식, 적외선 감지 방식 등으로 구분될 수 있다.
그리고, 터치 패널의 입력 수단으로서, 필기 및 그림 그리기가 가능한 스타일러스 펜이 많이 사용되고 있는데, 스타일러스 펜은, 손가락에 의한 입력에 비해 더 세밀한 입력이 가능하고, 세밀한 그림 그리기 및 글씨 쓰기 등의 다양한 기능들을 지원하는 장점이 있다.
하지만, 사용자가 스타일러스 펜을 이용하여, 터치 패널에 정보를 입력하는 경우, 스타일러스 펜의 기울기가 클수록, 즉 터치 패널의 표면과 스타일러스 펜 사이의 각도가 작아질수록, 터치 패널은, 스타일러스 펜의 좌표 인식이 불안정하여 입력되는 정보가 정확한 위치에 표시되지 않는 경우가 있었다.
또한, 스타일러스 펜의 기울기를 측정하기 위해서는, 스타일러스 펜의 기울기를 측정하기 위한 센서 및 검출 회로들이 추가적으로 배치되어야 하므로, 터치 패널의 가격 상승을 초래하고 있었다.
따라서, 추가적인 센서 및 검출 회로 없이도 간단한 검출 방식으로 스타일러스 펜의 기울기와 위치를 정확하게 측정할 수 있는 터치 입력 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은, 현재 신호 패턴과 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 토대로 스타일러스 펜의 기울기를 검출할 수 있는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법을 제공하고자 한다.
또 다른 목적은, 터치 패널의 전극들을, 각 전극의 양측에 위치하는 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍으로 분리하여 그들로부터 수신되는 신호들을 처리함으로써, 쉽고 간단하게 스타일러스 펜의 기울기 검출이 가능한 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법을 제공하고자 한다.
또 다른 목적은, 스타일러스 펜에 압력 센서를 배치하여, 스타일러스 펜의 사용자 입력 버튼에 가해진 압력 세기에 따라 추가적인 기능을 수행할 수 있는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법을 제공하고자 한다.
또 다른 목적은, 스타일러스 펜에 압력 소자를 배치하여, 사용자 입력 버튼에 가해지는 압력을 전기 신호로 변환하여 전력 공급이 가능한 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법을 제공하고자 한다.
또 다른 목적은, 특정 이벤트가 발생하면, 스타일러스 펜의 압전 소자를 진동시키는 사용자 알림을 생성하는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법을 제공하고자 한다.
또 다른 목적은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 전극과 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 전극이, 간격, 선폭, 개수 중 적어도 하나를 다르게 배치하여, 터치 패널의 중앙 영역의 터치 검출률을 높일 수 있는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치는, 스타일러스 펜과, 다수의 전극들이 배열되고 스타일러스 펜의 접촉 또는 근접에 따라 전극들 사이에서 형성되는 정전 용량이 가변하는 터치 패널과, 터치 패널의 정전 용량 변화를 센싱하여 스타일러스 펜의 위치 및 기울기를 검출하고 그에 상응하는 기능을 수행하는 제어부를 포함하고, 제어부는, 터치 패널의 전극들로부터 정전 용량 변화에 상응하는 전기 신호를 수신하고, 수신된 전기 신호를 토대로 현재 신호 패턴을 추출하며, 추출된 현재 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출하고, 산출된 이동 편차를 토대로 스타일러스 펜의 기울기를 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치의 터치 검출 방법은, 스타일러스 펜이 터치 패널 위에 접촉 또는 근접하는지를 확인하는 단계와, 스타일러스 펜이 터치 패널 위에 접촉 또는 근접하면, 터치 패널의 전극들로부터 정전 용량 변화에 상응하는 전기 신호를 수신하는 단계와, 수신된 전기 신호를 토대로 현재 신호 패턴을 추출하는 단계와, 추출된 현재 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출하는 단계와, 산출된 이동 편차를 토대로 스타일러스 펜의 기울기를 검출하는 단계와, 검출된 스타일러스 펜의 기울기에 상응하는 기능을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 현재 신호 패턴과 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 토대로 스타일러스 펜의 기울기를 검출할 수 있으므로, 추가적인 센서 및 검출 회로가 필요 없어 제조 비용을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 터치 패널의 전극들을, 각 전극의 양측에 위치하는 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍으로 분리하여 그들로부터 수신되는 신호들을 처리함으로써, 쉽고 간단하게 스타일러스 펜의 기울기를 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 스타일러스 펜에 압력 센서를 배치하여, 스타일러스 펜의 사용자 입력 버튼에 가해진 압력 세기에 따라 추가적인 기능을 수행할 수 있어, 사용자 편의성을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 스타일러스 펜에 압력 소자를 배치하여, 사용자 입력 버튼에 가해지는 압력을 전기 신호로 변환하여 전력 공급이 가능하므로, 전력 소비를 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 특정 이벤트가 발생하면, 스타일러스 펜의 압전 소자를 진동시키는 사용자 알림을 생성하므로, 사용자 편의성을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 전극과 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 전극이, 간격, 선폭, 개수 중 적어도 하나를 다르게 배치하여, 터치 패널의 중앙 영역의 터치 검출률을 높일 수 있는 사용자 편의성을 제공할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명과 관련된 터치 입력 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 스타일러스 펜을 포함하는 터치 입력 장치를 보여주는 도면이다
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 입력 장치의 일부 구성 모듈을 도시한 블록도이다.
도 4 내지 도 6은 도 3의 터치 입력 서비스 모듈을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 7은 터치 패널의 전극과 스타일러스 펜의 기울기를 보여주는 도면이다.
도 8은 스타일러스 펜의 구조를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8의 LC 회로부를 보여주는 도면이다.
도 10 내지 도 14는 스타일러스 펜의 기울기를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜을 보여주는 도면이다.
도 19 및 도 20은 본 발명에 따른 터치 패널의 전극 배열을 보여주는 단면도이다.
도 21 및 도 22는 본 발명에 따른 터치 입력 장치의 터치 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 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. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치는, 카메라, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등에 적용될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 터치 입력 장치의 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명과 관련된 터치 입력 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 입력 장치(100)는, 무선 통신부(110), 입력부(120), 감지부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 터치 입력 장치를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 터치 입력 장치는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 터치 입력 장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 터치 입력 장치(100)와 다른 터치 입력 장치(100) 사이, 또는 터치 입력 장치(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 터치 입력 장치(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
센싱부(140)는 터치 입력 장치 내 정보, 터치 입력 장치를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 터치 입력 장치는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 터치 입력 장치(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 터치 입력 장치(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
인터페이스부(160)는 터치 입력 장치(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 터치 입력 장치(100)에서는, 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
또한, 메모리(170)는 터치 입력 장치(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 터치 입력 장치(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 터치 입력 장치(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 터치 입력 장치(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 터치 입력 장치(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 터치 입력 장치(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 터치 입력 장치의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 터치 입력 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1과 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 터치 입력 장치(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 특정 계좌를 이용한 거래를 위한 보안 정보로서 터치 입력 장치(100)의 사용자에 의해 기 등록된 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 터치 입력 장치(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 터치 입력 장치의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 터치 입력 장치의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 터치 입력 장치 상에서 구현될 수 있다.
이하에서는, 위에서 살펴본 터치 입력 장치(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(100)에 제공될 수 있다.
상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.
상기 방송 신호는 디지털 방송 신호의 송수신을 위한 기술표준들(또는 방송방식, 예를 들어, ISO, IEC, DVB, ATSC 등) 중 적어도 하나에 따라 부호화될 수 있으며, 방송 수신 모듈(111)은 상기 기술표준들에서 정한 기술규격에 적합한 방식을 이용하여 상기 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다.
상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련된 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.
상기 방송 관련 정보는 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 다양한 형태로 존재할 수 있다. 방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.
이동통신 모듈(112)은, 이동통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.
상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 터치 입력 장치(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.
WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.
근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(BluetoothTM, RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 터치 입력 장치(100)와 무선 통신 시스템 사이, 터치 입력 장치(100)와 다른 터치 입력 장치(100) 사이, 또는 터치 입력 장치(100)와 다른 터치 입력 장치(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
여기에서, 다른 터치 입력 장치(100)는 본 발명에 따른 터치 입력 장치(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트워치(smartwatch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 터치 입력 장치(100) 주변에, 상기 터치 입력 장치(100)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 터치 입력 장치(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 터치 입력 장치(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스의 사용자는, 터치 입력 장치(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 터치 입력 장치(100)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 터치 입력 장치(100)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.
위치정보 모듈(115)은 터치 입력 장치의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 터치 입력 장치는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 터치 입력 장치의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 터치 입력 장치는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 터치 입력 장치의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 터치 입력 장치의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 터치 입력 장치의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 터치 입력 장치의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 터치 입력 장치(100) 는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 터치 입력 장치(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 터치 입력 장치(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치될 수 있다.
마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 터치 입력 장치(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 터치 입력 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 터치 입력 장치(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
한편, 센싱부(140)는 터치 입력 장치 내 정보, 터치 입력 장치를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 터치 입력 장치(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 터치 입력 장치(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 터치 입력 장치의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.
근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 터치 입력 장치(100)를 제어할 수 있다.
터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러 가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.
일 예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.
이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.
한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 터치 입력 장치(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.
초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.
한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.
카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.
디스플레이부(151)는 터치 입력 장치(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 터치 입력 장치(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.
상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.
일반적으로 3차원 입체 영상은 좌 영상(좌안용 영상)과 우 영상(우안용 영상)으로 구성된다. 좌 영상과 우 영상이 3차원 입체 영상으로 합쳐지는 방식에 따라, 좌 영상과 우 영상을 한 프레임 내 상하로 배치하는 탑-다운(top-down) 방식, 좌 영상과 우 영상을 한 프레임 내 좌우로 배치하는 L-to-R(left-to-right, side by side) 방식, 좌 영상과 우 영상의 조각들을 타일 형태로 배치하는 체커 보드(checker board) 방식, 좌 영상과 우 영상을 열 단위 또는 행 단위로 번갈아 배치하는 인터레이스드(interlaced) 방식, 그리고 좌 영상과 우 영상을 시간 별로 번갈아 표시하는 시분할(time sequential, frame by frame) 방식 등으로 나뉜다.
또한, 3차원 썸네일 영상은 원본 영상 프레임의 좌 영상 및 우 영상으로부터 각각 좌 영상 썸네일 및 우 영상 썸네일을 생성하고, 이들이 합쳐짐에 따라 하나의 영상으로 생성될 수 있다. 일반적으로 썸네일(thumbnail)은 축소된 화상 또는 축소된 정지영상을 의미한다. 이렇게 생성된 좌 영상 썸네일과 우 영상 썸네일은 좌 영상과 우 영상의 시차에 대응하는 깊이감(depth)만큼 화면 상에서 좌우 거리차를 두고 표시됨으로써 입체적인 공간감을 나타낼 수 있다.
3차원 입체영상의 구현에 필요한 좌 영상과 우 영상은 입체 처리부에 의하여 입체 디스플레이부에 표시될 수 있다. 입체 처리부는 3D 영상(기준시점의 영상과 확장시점의 영상)을 입력 받아 이로부터 좌 영상과 우 영상을 설정하거나, 2D 영상을 입력 받아 이를 좌 영상과 우 영상으로 전환하도록 이루어진다.
음향 출력부(152)는 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 터치 입력 장치(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.
햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.
햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.
햅틱 모듈(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 터치 입력 장치(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.
광출력부(154)는 터치 입력 장치(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 터치 입력 장치(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.
광출력부(154)가 출력하는 신호는 터치 입력 장치가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 터치 입력 장치가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.
인터페이스부(160)는 터치 입력 장치(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 터치 입력 장치(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 터치 입력 장치(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.
한편, 식별 모듈은 터치 입력 장치(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 상기 인터페이스부(160)를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.
또한, 상기 인터페이스부(160)는 터치 입력 장치(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 터치 입력 장치(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 터치 입력 장치(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 터치 입력 장치(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.
메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 터치 입력 장치(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.
한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 터치 입력 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 터치 입력 장치의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 터치 입력 장치(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.
전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.
또한, 전원공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일 예로서 구성될 수 있다.
다른 예로서, 전원공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.
한편, 이하에서 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 스타일러스 펜을 포함하는 터치 입력 장치를 보여주는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 입력 장치의 일부 구성 모듈을 도시한 블록도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 터치 입력 장치(100)는 제어부(180), 디스플레이부(151), 메모리(170), 터치 패널(10) 및 스타일러스 펜(20)을 포함한다.
여기서, 메모리(170)는 어플리케이션 및 기준 신호 패턴 정보를 저장할 수 있다. 메모리(170)는, 하나 또는 복수의 어플리케이션이 저장되어 있을 수도 있다. 어플리케이션은 터치 입력 장치(100)의 출하 시 또는 OS/펌웨어 업그레이드 시 설치되는 네이티브 어플리케이션일 수도 있고, 터치 입력 장치(100)의 사용자가 별도로 외부 서버로부터 다운로드하여 설치하는 어플리케이션일 수도 있다.
또한, 기준 신호 패턴 정보는, 스타일러스 펜(20)의 위치 및 기울기를 검출하기 위한 기준값일 수 있다. 기준 신호 패턴 정보는, 터치 입력 장치(100)의 출하 시 또는 OS/펌웨어 업그레이드 시 저장될 수도 있고, 터치 입력 장치(100)의 사용자가 별도로 외부 서버로부터 다운로드하여 저장할 수도 있다.
이어, 디스플레이부(151)는, 스타일러스 펜(20)의 위치 및 기울기 정보에 따라 수행하는 기능을 표시할 수 있다.
그리고, 제어부(180)는, 터치 입력 서비스 모듈(190)을 포함할 수 있다. 도 3에서는 터치 입력 서비스 모듈(190)이 제어부(180) 내에서 구현되는 것으로 도시하였으나, 실시 예에 따라, 터치 입력 서비스 모듈(190)은, 별도의 메모리, 메모리(170) 또는 외장 메모리 내에서 구현될 수도 있다. 터치 입력 서비스 모듈(190)은 터치 입력 장치에 구현되어 있을 수도 있고, OS/펌웨어 업그레이드 시 구현될 수도 있다.
일 예로, 제어부(180)는, 터치 패널(10)의 정전 용량 변화를 센싱하여, 스타일러스 펜(20)의 위치 및 기울기를 검출하고, 그에 상응하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 제어부(180)는, 터치 패널(10)의 전극들로부터 정전 용량 변화에 상응하는 전기 신호를 수신하고, 수신된 전기 신호를 토대로 현재 신호 패턴을 추출하며, 추출된 현재 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출하고, 산출된 이동 편차를 토대로 스타일러스 펜(20)의 기울기를 검출할 수 있다.
그리고, 제어부(180)는, 현재 신호 패턴을 추출할 때, 터치 패널(10)의 전극들을, 각 전극의 양측에 각각 위치하는 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍으로 분리하고, 분리된 각 전극 쌍의 두 전극으로부터 수신된 두 전기 신호의 차를 증폭시켜 신호 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는, 스타일러스 펜(20)의 기울기를 검출할 때, 산출된 이동 편차가 0이면, 스타일러스 펜(20)이 터치 패널(10)의 표면에 대해, 수직한 것으로 인지할 수 있다. 제어부(180)는, 스타일러스 펜(20)의 기울기를 검출할 때, 산출된 이동 편차가 최대값이면, 스타일러스 펜(20)이 터치 패널(10)의 표면에 대해, 수평한 것으로 인지할 수 있다.
일 예로, 스타일러스 펜(20)의 기울기는, 산출된 이동 편차가 클수록, 그레디언트(gradient)하게 증가하고, 산출된 이동 편차가 작을수록 그레디언트하게 감소할 수 있다. 여기서, 스타일러스 펜(20)의 기울기는, 터치 패널(10)의 표면에 대해 수직한 수직선과 스타일러스 펜(20) 사이의 각도일 수 있다.
경우에 따라, 메모리(170)에는, 이동 편차에 상응하는 스타일러스 펜(20)의 기울기 정보가 미리 저장될 수 있는데, 스타일러스 펜(20)의 기울기 정보는, 터치 패널(10)의 표면에 대해 수직한 수직선과 스타일러스 펜(20) 사이의 각도일 수 있다. 여기서, 제어부는, 스타일러스 펜(20)의 기울기를 검출할 때, 이동 편차가 산출되면, 메모리(170)를 검색하여, 산출된 이동 편차에 상응하는 스타일러스 펜(20)의 기울기 정보를 검출할 수 있다.
한편, 터치 패널(10)은, 다수의 전극들이 배열되고, 스타일러스 펜(20)의 접촉 또는 근접에 따라 전극들 사이에서 형성되는 정전 용량이 가변할 수 있다.
터치 패널(10)은, 투명 기판, 투명 기판 위에 제1 방향으로 배열되는 다수의 제1 전극, 투명 기판 위에 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 배열되는 제2 전극을 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 전극의 간격과 제2 전극의 간격은, 서로 동일할 수 있다.
경우에 따라, 다수의 제1 전극은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극들 사이의 제1 간격과, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극들 사이의 제2 간격이 서로 다를 수 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극들 사이의 제1 간격은, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극들 사이의 제2 간격보다 더 좁을 수 있다.
다른 경우로서, 다수의 제2 전극은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들 사이의 제3 간격과, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들 사이의 제4 간격이 서로 다를 수 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들 사이의 제3 간격은, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들 사이의 제4 간격보다 더 좁을 수 있다.
다른 예로, 제1 전극의 개수와 제2 전극의 개수는, 서로 동일할 수 있다.
경우에 따라, 다수의 제1 전극은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극들의 개수와, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극들의 개수가 서로 다를 수도 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극들의 개수는, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극들의 개수보다 더 많을 수 있다.
다른 경우로서, 다수의 제2 전극은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들의 개수와, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들의 개수가 서로 다를 수도 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들의 개수는, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들의 개수보다 더 많을 수도 있다.
또 다른 예로, 제1 전극의 선폭과 제2 전극의 선폭은, 서로 동일할 수 있다.
경우에 따라, 다수의 제1 전극은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극들의 선폭과, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극들의 선폭이 서로 다를 수 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극들의 선폭은, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극들의 선폭보다 더 좁을 수 있다.
다른 경우로서, 다수의 제2 전극은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들의 선폭과, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들의 선폭이 서로 다를 수 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들의 선폭은, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들의 선폭보다 더 좁을 수 있다.
이와 같이, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 전극과 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 전극의 간격, 선폭, 개수 중 적어도 하나를 다르게 배치하는 이유는, 터치 패널의 중앙 영역의 터치 검출률을 높일 수 있기 때문이다.
한편, 스타일러스 펜(20)은, 바디부, 바디부의 끝단에 배치되어 터치 패널과 전기 신호를 송수신하는 펜 팁, 바디부의 외측에 배치되는 사용자 입력 버튼, 사용자 입력 버튼에 가해지는 압력을 센싱하는 압력 센서, 펜 팁과 압력 센서에 전기적으로 연결되어 바디부 내에 안착되는 LC 회로부를 포함할 수 있다.
여기서, 제어부(180)는, 터치 패널의 정전 용량 변화를 센싱하여, 스타일러스 펜의 사용자 입력 버튼에 가해진 압력 세기를 분석하고, 분석된 압력 세기에 상응하는 기능을 수행할 수도 있다.
또한, 스타일러스 펜(20)은, 사용자 입력 버튼에 가해지는 압력을 전기 신호로 변환하는 압전 소자를 더 포함할 수도 있고, 압전 소자로부터 변환된 전기 신호를 충전하는 배터리와, 배터리와 압전 소자를 전기적으로 연결하는 충전 소켓을 더 포함할 수도 있다.
여기서, 제어부(180)는, 특정 이벤트가 발생하면, 터치 패널의 정전 용량 변화를 제어하여, 스타일러스 펜의 압전 소자를 진동시키는 사용자 알림을 생성할 수도 있다.
그리고, 제어부(180)는, 추출된 현재 신호 패턴으로부터 신호 진폭을 분석하고, 분석된 신호 진폭을 토대로 스타일러스 펜의 위치를 검출할 수 있다. 여기서, 제어부(180)는, 추출된 현재 신호 패턴으로부터 신호 진폭을 분석할 때, 터치 패널 중, 신호 진폭이 최대로 나타나는 지점을 스타일러스 펜의 위치로 인지할 수 있다.
또한, 제어부(180)는, 추출된 현재 신호 패턴으로부터 신호 주파수를 분석하고, 분석된 신호 주파수를 토대로 스타일러스 펜의 필압을 검출할 수 있다. 여기서, 제어부(180)는, 추출된 현재 신호 패턴으로부터 신호 주파수를 분석할 때, 신호 주파수가 클수록 스타일러스 펜의 필압이 커지고, 신호 주파수가 작을수록 스타일러스 펜의 필압이 작아지는 것으로 분석할 수 있다.
도 4 내지 도 6은 도 3의 터치 입력 서비스 모듈을 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 터치 입력 서비스 모듈(190)은, 신호 패턴 추출부(194)와 신호 패턴 분석부(196)를 포함할 수 있다.
신호 패턴 추출부(194)는, 터치 패널의 전극들로부터 현재 신호 패턴을 추출하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 도 5와 같이, 신호 패턴 추출부(194)는, 각 전극 쌍의 두 전극으로부터 수신된 두 전기 신호의 차를 증폭시키는 차등 증폭부(194a)와, 차등 증폭부(194a)로부터 출력된 신호를 다중화시키는 다중화부(194b)를 포함할 수 있다. 그리고, 차등 증폭부(194a)에 연결되는 전극 쌍은, 터치 패널의 전극들 중, 각 전극의 양측에 각각 위치하는 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍일 수 있다.
즉, 본 발명은, 현재 신호 패턴을 추출할 때, 터치 패널의 전극들을, 각 전극의 양측에 각각 위치하는 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍으로 분리하고, 분리된 각 전극 쌍의 두 전극으로부터 수신된 두 전기 신호의 차를 증폭시킬 수 있다.
이처럼, 각 전극의 양측에 각각 위치하는 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍에 하나의 차등 증폭기를 전기적으로 연결하는 이유는, 스타일러스 펜의 접촉 지점을 제로 크로스(zero cross)로 하고, 접촉 지점을 기준으로 좌우 대칭되는 신호 패턴을 생성하기 위함이다.
다음, 신호 패턴 분석부(196)는, 추출된 현재 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출하여 스타일러스 펜의 기울기를 검출할 수 있다. 여기서, 도 6과 같이, 신호 패턴 분석부(196)는, 추출된 현재 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출하는 이동 편차 산출부(196a)와, 산출된 이동 편차를 토대로, 스타일러스 펜의 기울기를 검출하는 기울기 검출부(196b)를 포함할 수 있다. 이때, 현재 신호 패턴은, 터치 패널의 소정 영역에 스타일러스 펜이 접촉할 때, 현재 수신되는 신호 패턴이고, 기준 신호 패턴은, 터치 패널의 소정 영역에 스타일러스 펜이 위치하고 스타일러스 펜의 기울기가 0일 때, 미리 측정된 신호 패턴이다.
즉, 본 발명은, 스타일러스 펜의 기울기에 따라 신호 패턴이 이동하므로, 스타일러스 펜이 현재 위치한 영역에서, 기울기가 0인 기준 신호 패턴을 메모리로부터 추출하고, 현재 신호 패턴이 기준 신호 패턴으로부터 이동한 이동 편차를 구하면, 이동 편차에 상응하는 스타일러스 펜의 기울기를 알 수 있다.
도 7은 터치 패널의 전극과 스타일러스 펜의 기울기를 보여주는 도면이고, 도 8은 스타일러스 펜의 구조를 보여주는 도면이며, 도 9는 도 8의 LC 회로부를 보여주는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 터치 입력 장치는, 터치 패널(10)과 스타일러스 펜(20)을 포함할 수 있다.
터치 패널(10)은, 다수의 전극들이 배열되고, 스타일러스 펜(20)의 접촉 또는 근접에 따라 전극들 사이에서 형성되는 정전 용량이 가변할 수 있다.
터치 패널(10)은, 투명 기판(1100), 투명 기판(1100) 위에 제1 방향으로 배열되는 다수의 제1 전극(1200), 그리고, 투명 기판(1100) 위에 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 배열되는 제2 전극(1300)을 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 전극(1200)의 간격과 제2 전극(1300)의 간격은, 서로 동일할 수 있다. 경우에 따라, 다수의 제1 전극(1200)은, 터치 패널(10)의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들 사이의 제1 간격과, 터치 패널(10)의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들 사이의 제2 간격이 서로 다를 수도 있다. 디른 경우로서, 다수의 제2 전극(1300)은, 터치 패널(10)의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극(1300)들 사이의 제3 간격과, 터치 패널(10)의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극(1300)들 사이의 제4 간격이 서로 다를 수도 있다.
다른 일 예로, 제1 전극(1200)의 개수와 제2 전극(1300)의 개수는, 서로 동일할 수 있다. 경우에 따라, 다수의 제1 전극(1200)은, 터치 패널(10)의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들의 개수와, 터치 패널(10)의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들의 개수가 서로 다를 수 있다. 다른 경우로서, 다수의 제2 전극(1300)은, 터치 패널(10)의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극(1300)들의 개수와, 터치 패널(10)의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극(1300)들의 개수가 서로 다를 수 있다.
또 다른 일 예로, 제1 전극(1200)의 선폭과 제2 전극(1300)의 선폭은, 서로 동일할 수 있다. 경우에 따라, 다수의 제1 전극(1200)은, 터치 패널(10)의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들의 선폭과, 터치 패널(10)의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들의 선폭이 서로 다를 수 있다. 다른 경우로서, 다수의 제2 전극(1300)은, 터치 패널(10)의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극(1300)들의 선폭과, 터치 패널(10)의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극(1300)들의 선폭이 서로 다를 수 있다.
이와 같이, 터치 패널(10)의 중앙 영역에 위치하는 전극과 터치 패널(10)의 가장자리 영역에 위치하는 전극의 간격, 선폭, 개수 중 적어도 하나를 다르게 배치하는 이유는, 터치 패널(10)의 중앙 영역의 터치 검출률을 높일 수 있기 때문이다.
이는, 사용자 편의성을 고려한 것으로, 사용자의 스타일러스 펜은, 터치 패널의 중앙 영역을 터치하는 비율이, 터치 패널의 가장 자리 영역를 터치하는 비율이 더 크기 때문이다. 따라서, 터치 패널의 중앙 영역에 전극 배치 밀도를 높임으로써, 터치 센싱을 높일 수 있어, 스타일러스 펜의 터치 검출이 향상될 수 있다.
그리고, 제어부는, 터치 패널(10)의 전극들에 전기적으로 연결될 수 있는데, 터치 패널(10)의 정전 용량 변화를 센싱하여, 스타일러스 펜의 위치 및 기울기 각도 θ1를 검출하고, 그에 상응하는 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 제어부가 스타일러스 펜의 기울기 각도를 검출하는 이유는, 검출된 기울기 각도를 이용하여, 디스플레이 화면 위에 표시되는 선의 굵기, 컬러, 농담 등 다양한 제어 기능을 수행할 수 있기 때문이다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(20)은, 바디부(2100), 펜 팁(2200), 그리고 LC 회로부(2300)를 포함할 수 있다. 여기서, 펜 팁(2200)은, 바디부(2100)의 끝단에 배치되어 터치 패널과 전기 신호를 송수신할 수 있다. 그리고, LC 회로부(2300)은, 내부의 배선(2301)을 통해, 펜 팁(2200)에 전기적으로 연결되어 바디부(2100) 내에 안착될 수 있다.
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, LC 회로부(2300)는, 인덕터(2310), 커패시터(2320), 그리고 가변 커패시터(2330)를 포함할 수 있다. 여기서, 가변 커패시터(2330)는, 인덕터(2310) 및 커패시터(2320)에 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 가변 커패시터(2330)는, 스타일러스 펜(20)에 가압되는 힘에 따라 커패시턴스가 가변하는 가변 용량 커패시터일 수 있다.
경우에 따라, 스타일러스 펜(20)은, 사용자 입력 버튼과 압력 센서를 더 포함할 수도 있다. 여기서, 사용자 입력 버튼은, 바디부(2100)의 외측에 배치되고, 압력 센서는, 사용자 입력 버튼에 가해지는 압력을 센싱할 수 있으며, LC 회로부(2300)는, 펜 팁(2200)과 압력 센서에 전기적으로 연결되어 바디부(2100) 내에 안착될 수 있다. 여기서, LC 회로부(2300)는, 압력 센서로부터 센싱된 압력에 따라 전기 신호를 가변하고, 가변된 전기 신호를 터치 패널로 전송할 수 있다. 이때, LC 회로부(2300)는, 압력 센서에 전기적으로 연결되어 외부에서 가해지는 압력의 세기에 따라 정전 용량이 가변되는 가변 커패시터를 포함할 수 있다. 이 경우, 제어부는, 터치 패널(10)의 정전 용량 변화를 센싱하여, 스타일러스 펜(20)의 사용자 입력 버튼에 가해진 압력 세기를 분석하고, 분석된 압력 세기에 상응하는 기능을 수행할 수 있다.
다른 경우로서, 스타일러스 펜(20)은, 압전 소자를 더 포함할 수도 있다. 여기서, 압전 소자는, 사용자 입력 버튼에 가해지는 압력을 전기 신호로 변환할 수 있다. 일 예로, 압전 소자는, 압력 센서에 인접하여 배치될 수 있다. 그 이유는, 압전 소자와 압력 센서가 사용자 입력 버튼에 가해지는 압력에 의해 동작하므로, 압전 소자와 압력 센서를 인접하여 배치할 경우, 배치 공간을 최소화할 수 있기 때문이다. 또한, 압전 소자를 배치하는 이유는, 사용자 입력 버튼에 가해지는 압력을 이용하여 전기를 생성할 수 있기 때문이다. 생성된 전기는, 외부 또는 내부의 배터리를 충전시킴으로써, 전기 절감의 효과를 가져올 수 있으며, 스타일러스 펜을 수시로 충전해야 하는 불편함을 해소할 수 있다.
또한, 스타일러스 펜(20)은, 배터리 및 충전 소켓을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 배터리는, 압전 소자로부터 변환된 전기 신호를 충전할 수 있고, 충전 소켓은, 배터리와 압전 소자를 전기적으로 연결할 수 있다. 경우에 따라, 배터리는, 내부 또는 외부에 배치될 수도 있다.
또한, 제어부는, 특정 이벤트가 발생하면, 터치 패널(10)의 정전 용량 변화를 제어하여, 스타일러스 펜(20)의 압전 소자를 진동시키는 사용자 알림을 생성할 수도 있다. 일 예로, 제어부는, 특정 이벤트가 발생하면, 터치 패널(10)의 정전 용량 변화를 센싱하여 스타일러스 펜(20)의 위치를 검출하고, 스타일러스 펜(20)의 위치에 상응하는 터치 패널(10)의 전극으로 소정의 전기 신호를 인가하여 스타일러스 펜(20)의 압전 소자로 전송하며, 전송된 전기 신호의 입력에 따라, 스타일러스 펜(20)의 압전 소자가 진동되어 사용자 알림을 생성할 수 있다.
그리고, 제어부는, 스타일러스 펜(20)에 의한 터치 패널(10)의 정전 용량 변화를 센싱하여 신호 패턴을 추출하고, 추출된 신호 패턴으로부터 신호 진폭을 분석하며, 분석된 신호 진폭을 토대로 스타일러스 펜(20)의 위치를 검출할 수 있다. 여기서, 제어부는, 추출된 신호 패턴으로부터 신호 진폭을 분석할 때, 터치 패널 중, 신호 진폭이 최대로 나타나는 지점을 스타일러스 펜의 위치로 인지할 수 있다.
또한, 제어부는, 스타일러스 펜(20)에 의한 터치 패널(10)의 정전 용량 변화를 센싱하여 신호 패턴을 추출하고, 추출된 신호 패턴으로부터 신호 주파수를 분석하고, 분석된 신호 주파수를 토대로 스타일러스 펜(20)의 필압을 검출할 수 있다. 여기서, 제어부는, 추출된 신호 패턴으로부터 신호 주파수를 분석할 때, 신호 주파수가 클수록 스타일러스 펜(20)의 필압이 커지고, 신호 주파수가 작을수록 스타일러스 펜(20)의 필압이 작아지는 것으로 분석할 수 있다.
또한, 도 7과 같이, 제어부는, 스타일러스 펜(20)에 의한 터치 패널(10)의 정전 용량 변화를 센싱하여 신호 패턴을 추출하고, 추출된 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출하며, 산출된 이동 편차를 토대로 스타일러스 펜(20)의 기울기를 검출할 수 있다. 여기서, 제어부는, 신호 패턴을 추출할 때, 터치 패널(10)의 전극들을, 각 전극의 양측에 각각 위치하는 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍으로 분리하고, 분리된 각 전극 쌍의 두 전극으로부터 수신된 두 전기 신호의 차를 증폭시켜 신호 처리할 수 있다. 제어부는, 스타일러스 펜(20)의 기울기를 검출할 때, 산출된 이동 편차가 0이면, 스타일러스 펜(20)이 터치 패널(10)의 표면에 대해, 수직한 것으로 인지할 수 있다. 그리고, 제어부는, 스타일러스 펜(20)의 기울기를 검출할 때, 산출된 이동 편차가 최대값이면, 스타일러스 펜(20)이 터치 패널(10)의 표면에 대해, 수평한 것으로 인지할 수 있다. 따라서, 스타일러스 펜(20)의 기울기는, 산출된 이동 편차가 클수록, 그레디언트(gradient)하게 증가하고, 산출된 이동 편차가 작을수록 그레디언트하게 감소할 수 있다. 여기서, 스타일러스 펜(20)의 기울기는, 터치 패널(10)의 표면에 대해 수직한 수직선과 스타일러스 펜(20) 사이의 각도 θ1일 수 있다.
도 10 내지 도 14는 스타일러스 펜의 기울기를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
터치 패널의 전극(1200)들은, X축 방향으로 배열되는 다수의 제1 전극과, Y축 방향으로 배열되는 제2 전극을 포함할 수 있는데, 설명 편의상, X축 방향으로 배열되는 다수의 전극들만을 설명하기로 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 터치 패널의 전극들은, 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍으로 분리될 수 있다. 일 예로, 전극 쌍은, 특정 전극(1200-1)의 좌측에 위치하는 전극(1200-2)과 우측에 위치하는 전극(1200-3)을 한 쌍으로 구성될 수 있다. 각 전극 쌍은, 하나의 차등 증폭기에 전기적으로 연결되고, 전극 쌍에 연결된 연산 증폭기는, 각 전극 쌍의 두 전극으로부터 수신된 두 전기 신호의 차를 증폭시켜 신호 처리할 수 있다.
이처럼, 각 전극의 양측에 각각 위치하는 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍에 하나의 차등 증폭기를 전기적으로 연결하는 이유는, 스타일러스 펜의 접촉 지점을 제로 크로스(zero cross)로 하고, 접촉 지점을 기준으로 좌우 대칭되는 신호 패턴을 생성하기 위함이다.
도 11과 같이, 스타일러스 펜(20)이 터치 패널(10)의 소정 영역에 접촉되면, 터치 패널의 전극들 사이에는, 정전 용량이 가변되고, 터치 패널의 전극들에서 생성된 전기 신호는, 각 전극 쌍에 전기 연결되는 차등 증폭기를 포함하는 신호 패턴 추출부에 의해 신호 처리되어, 도 12와 같은, 신호 패턴을 생성할 수 있다. 여기서, 신호 패턴은, 스타일러스 펜의 접촉 지점을 제로 크로스로 하고, 접촉 지점을 기준으로 좌우 대칭되는 신호 패턴일 수 있다.
이러한 신호 패턴은, 도 11과 같이, 터치 패널(10)의 표면에 대해 수직한 수직선 VL과 스타일러스 펜(20) 사이의 각도 θ에 따라, 이동될 수 있다.
따라서, 도 13과 같이, 제어부는, 신호 패턴의 이동 편차 △d를 산출하면, 스타일러스 펜(20)의 기울기를 검출할 수 있다.
일 예로, 스타일러스 펜(20)이 터치 패널(10)의 소정 영역에 접촉되면, 터치 패널(10)의 전극들 사이의 정전 용량이 가변되고, 제어부는, 터치 패널(10)의 전극들을 다수의 전극 쌍으로 분리하고, 분리된 전극 쌍으로부터 가변된 정전 용량에 상응하는 전기 신호를 수신할 수 있다. 그리고, 제어부는, 수신된 전기 신호를 신호 처리하여, 현재 신호 패턴 S2을 생성하고, 생성된 현재 신호 패턴 S2와 미리 설정된 기준 신호 패턴 S1 사이의 이동 편차 △d를 산출할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 기준 신호 패턴 S1은, 터치 패널의 현재 위치에서, 스타일러스 펜의 기울기가 0일 때, 미리 측정된 신호 패턴이다. 다음, 제어부는, 산출된 △d를 토대로, 스타일러스 펜(20)의 기울기를 검출할 수 있다. 따라서, 메모리부에는, 터치 패널의 모든 위치에서, 스타일러스 펜의 기울기가 0인 신호 패턴들이 저장될 수 있고, 이동 편차에 상응하는 기울기값이 저장될 수 있다.
도 14와 같이, 제어부는, 스타일러스 펜(20)의 기울기를 검출할 때, 산출된 이동 편차가 0이면, 스타일러스 펜(20)이 터치 패널(10)의 표면에 대해, 수직한 것으로 인지할 수 있다. 그리고, 제어부는, 스타일러스 펜(20)의 기울기를 검출할 때, 산출된 이동 편차가 최대값이면, 스타일러스 펜(20)이 터치 패널(10)의 표면에 대해, 수평한 것으로 인지할 수 있다. 따라서, 스타일러스 펜(20)의 기울기는, 산출된 이동 편차가 클수록, 그레디언트(gradient)하게 증가하고, 산출된 이동 편차가 작을수록 그레디언트하게 감소할 수 있다. 여기서, 스타일러스 펜(20)의 기울기는, 터치 패널(10)의 표면에 대해 수직한 수직선 VL과 스타일러스 펜(20) 사이의 각도 θ일 수 있다.
또한, 제어부는, 현재 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출할 때, 하기 수학식 1에 따라 산출될 수 있다.
수학식 1
Figure pat00001
여기서, p는 터치 패널의 전극 터치 포인트, r은 스타일러스 펜의 기울기, C는 터치 패널의 전극 터치 포인트 지점에서의 스타일러스 펜의 기울기에 상응하는 현재 신호 세기값, A는 미리 설정된 기준 신호 세기값이다.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜을 보여주는 도면이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(20)은, 바디부(2100), 바디부(2100)의 끝단에 배치되어 터치 패널과 전기 신호를 송수신하는 펜 팁(2200), 바디부(2100)의 외측에 배치되는 사용자 입력 버튼(2400), 사용자 입력 버튼(2400)에 가해지는 압력을 센싱하는 압력 센서(2500), 그리고 펜 팁(2200)과 압력 센서(2500)에 전기적으로 연결되어 바디부(2100) 내에 안착되는 LC 회로부(2300)를 포함할 수 있다.
여기서, LC 회로부(2300)는, 압력 센서(2500)로부터 센싱된 압력에 따라 전기 신호를 가변하고, 가변된 전기 신호를 터치 패널로 전송할 수 있다. 경우에 따라, LC 회로부(2300)는, 압력 센서(2500)에 전기적으로 연결되어 외부에서 가해지는 압력의 세기에 따라 정전 용량이 가변되는 가변 커패시터를 포함할 수도 있다. 일 예로, LC 회로부(2300)는, 인덕터, 커패시터, 가변 커패시터를 포함할 수 있는데, 가변 커패시터는, 인덕터 및 커패시터에 병렬로 연결될 수 있다.
따라서, 제어부는, 터치 패널의 정전 용량 변화를 센싱하여, 스타일러스 펜(20)의 사용자 입력 버튼(2400)에 가해진 압력 세기를 분석하고, 분석된 압력 세기에 상응하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 제어부는, 사용자 입력 버튼(2400)에 가해진 압력 세기에 따라, 디스플레이 화면에 표시되는 선의 굵기, 컬러, 농담 등 다양한 제어 기능을 수행할 수 있다.
다른 경우로서, 도 16에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(20)은, 사용자 입력 버튼(2400)에 가해지는 압력을 전기 신호로 변환하는 압전 소자(2600)를 더 포함할 수도 있다. 여기서, 압전 소자(2600)는, 압력 센서(2500)에 인접하여 배치될 수 있다. 그 이유는, 압전 소자(2600)와 압력 센서(2500)가 사용자 입력 버튼(2400)에 가해지는 압력에 의해 동작하므로, 압전 소자(2600)와 압력 센서(2500)를 인접하여 배치할 경우, 배치 공간을 최소화할 수 있기 때문이다. 또한, 압전 소자(2600)를 배치하는 이유는, 사용자 입력 버튼(2400)에 가해지는 압력을 이용하여 전기를 생성할 수 있기 때문이다. 생성된 전기는, 내부의 배터리(2700)를 충전시킴으로써, 전기 절감의 효과를 가져올 수 있으며, 스타일러스 펜(20)을 수시로 충전해야 하는 불편함을 해소할 수 있다.
또 다른 경우로서, 도 17에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(20)은, 배터리(2700) 및 충전 소켓(2800)을 더 포함할 수도 있다. 여기서, 배터리(2700)는, 압전 소자(2600)로부터 변환된 전기 신호를 충전할 수 있고, 충전 소켓(2800)은, 배터리(2700)와 압전 소자(2600)를 전기적으로 연결할 수 있다. 경우에 따라, 배터리(2700)는, 내부 또는 외부에 배치될 수도 있다.
또 다른 경우로서, 도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부는, 특정 이벤트가 발생하면, 터치 패널(10)의 정전 용량 변화를 제어하여, 스타일러스 펜(20)의 압전 소자(2600)를 진동시키는 사용자 알림을 생성할 수도 있다. 일 예로, 제어부는, 특정 이벤트가 발생하면, 터치 패널(10)의 정전 용량 변화를 센싱하여 스타일러스 펜(20)의 위치를 검출하고, 스타일러스 펜(20)의 위치에 상응하는 터치 패널(10)의 전극으로 소정의 전기 신호를 인가하여 스타일러스 펜(20)의 압전 소자(2600)로 전송하며, 전송된 전기 신호의 입력에 따라, 스타일러스 펜(20)의 압전 소자(2600)가 진동되어 사용자 알림을 생성할 수 있다.
도 19 및 도 20은 본 발명에 따른 터치 패널의 전극 배열을 보여주는 단면도이다.
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 터치 패널은, 다수의 전극들이 배열되고, 스타일러스 펜의 접촉 또는 근접에 따라 전극들 사이에서 형성되는 정전 용량이 가변할 수 있다.
터치 패널은, 투명 기판, 투명 기판 위에 제1 방향으로 배열되는 다수의 제1 전극(1200), 그리고, 투명 기판 위에 제1 방향에 수직한 제2 방향으로 배열되는 제2 전극(미도시)을 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 전극의 간격과 제2 전극의 간격은, 서로 동일할 수 있다.
경우에 따라, 도 19와 같이, 다수의 제1 전극(1200)은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들 사이의 제1 간격 d1과, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들 사이의 제2 간격 d2이 서로 다를 수 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들 사이의 제1 간격 d1은, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들 사이의 제2 간격 d2보다 더 좁을 수 있다.
다른 경우로서, 다수의 제2 전극은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들 사이의 제3 간격과, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들 사이의 제4 간격이 서로 다를 수 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들 사이의 제3 간격은, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들 사이의 제4 간격보다 더 좁을 수 있다.
다른 예로, 제1 전극의 개수와 제2 전극의 개수는, 서로 동일할 수 있다.
경우에 따라, 다수의 제1 전극은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극들의 개수와, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극들의 개수가 서로 다를 수도 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극들의 개수는, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극들의 개수보다 더 많을 수 있다.
다른 경우로서, 다수의 제2 전극은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들의 개수와, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들의 개수가 서로 다를 수도 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들의 개수는, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들의 개수보다 더 많을 수도 있다.
또 다른 예로, 제1 전극의 선폭과 제2 전극의 선폭은, 서로 동일할 수 있다.
경우에 따라, 도 20과 같이, 다수의 제1 전극(1200)은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들의 선폭 w1과, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들의 선폭 w2이 서로 다를 수 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들의 선폭 w1은, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제1 전극(1200)들의 선폭 w2보다 더 좁을 수 있다.
다른 경우로서, 다수의 제2 전극은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들의 선폭과, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들의 선폭이 서로 다를 수 있다. 여기서, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 제2 전극들의 선폭은, 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 제2 전극들의 선폭보다 더 좁을 수 있다.
이와 같이, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 전극과 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 전극의 간격, 선폭, 개수 중 적어도 하나를 다르게 배치하는 이유는, 터치 패널의 중앙 영역의 터치 검출률을 높일 수 있기 때문이다.
이는, 사용자 편의성을 고려한 것으로, 사용자의 스타일러스 펜은, 터치 패널의 중앙 영역을 터치하는 비율이, 터치 패널의 가장 자리 영역를 터치하는 비율이 더 크기 때문이다. 따라서, 터치 패널의 중앙 영역에 전극 배치 밀도를 높임으로써, 터치 센싱을 높일 수 있어, 스타일러스 펜의 터치 검출이 향상될 수 있다.
도 21 및 도 22는 본 발명에 따른 터치 입력 장치의 터치 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 터치 입력 장치의 제어부는, 스타일러스 펜이 터치 패널 위에 접촉 또는 근접하는지를 확인한다.(S10)
그리고, 제어부는, 스타일러스 펜이 터치 패널 위에 접촉 또는 근접하면, 터치 패널의 전극들로부터 정전 용량 변화에 상응하는 전기 신호를 수신한다.(S20)
다음, 제어부는, 수신된 전기 신호를 토대로 현재 신호 패턴을 추출한다.(S30)
여기서, 도 22와 같이, 제어부는, 현재 신호 패턴을 추출할 때, 터치 패널의 전극들을 각 전극의 양측에 각각 위치하는 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍으로 분리하고(S32), 분리된 각 전극 쌍의 두 전극으로부터 수신된 두 전기 신호의 차를 증폭시키며(S34), 증폭된 신호를 신호 처리하여(S36) 현재 신호 패턴을 추출할 수 있다.(S38)
이어, 제어부는, 추출된 현재 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출한다.(S40)
그리고, 제어부는, 산출된 이동 편차를 토대로 스타일러스 펜의 기울기를 검출한다.(S50)
다음, 제어부는, 검출된 스타일러스 펜의 기울기에 상응하는 기능을 수행한다.(S60)
이어, 제어부는, 스타일러스 펜의 터치 검출 종료 여부를 확인하고(S70), 종료이면, 터치 검출을 종료할 수 있다.
이와 같이, 제어부는, 스타일러스 펜에 의한 터치 패널의 정전 용량 변화를 센싱하여 신호 패턴을 추출하고, 추출된 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출하며, 산출된 이동 편차를 토대로 스타일러스 펜의 기울기를 검출할 수 있다.
또한, 제어부는, 스타일러스 펜에 의한 터치 패널의 정전 용량 변화를 센싱하여 신호 패턴을 추출하고, 추출된 신호 패턴으로부터 신호 진폭을 분석하며, 분석된 신호 진폭을 토대로 스타일러스 펜의 위치를 검출할 수 있다. 여기서, 제어부는, 추출된 신호 패턴으로부터 신호 진폭을 분석할 때, 터치 패널 중, 신호 진폭이 최대로 나타나는 지점을 스타일러스 펜의 위치로 인지할 수 있다.
또한, 제어부는, 스타일러스 펜에 의한 터치 패널의 정전 용량 변화를 센싱하여 신호 패턴을 추출하고, 추출된 신호 패턴으로부터 신호 주파수를 분석하고, 분석된 신호 주파수를 토대로 스타일러스 펜의 필압을 검출할 수도 있다. 여기서, 제어부는, 추출된 신호 패턴으로부터 신호 주파수를 분석할 때, 신호 주파수가 클수록 스타일러스 펜의 필압이 커지고, 신호 주파수가 작을수록 스타일러스 펜의 필압이 작아지는 것으로 분석할 수 있다.
이처럼, 본 발명은, 현재 신호 패턴과 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 토대로 스타일러스 펜의 기울기를 검출할 수 있으므로, 추가적인 센서 및 검출 회로가 필요 없어 제조 비용을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은, 터치 패널의 전극들을, 각 전극의 양측에 위치하는 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍으로 분리하여 그들로부터 수신되는 신호들을 처리함으로써, 쉽고 간단하게 스타일러스 펜의 기울기를 검출할 수 있다.
또한, 본 발명은, 스타일러스 펜에 압력 센서를 배치하여, 스타일러스 펜의 사용자 입력 버튼에 가해진 압력 세기에 따라 추가적인 기능을 수행할 수 있어, 사용자 편의성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 스타일러스 펜에 압력 소자를 배치하여, 사용자 입력 버튼에 가해지는 압력을 전기 신호로 변환하여 전력 공급이 가능하므로, 전력 소비를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명은, 특정 이벤트가 발생하면, 스타일러스 펜의 압전 소자를 진동시키는 사용자 알림을 생성하므로, 사용자 편의성을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은, 터치 패널의 중앙 영역에 위치하는 전극과 터치 패널의 가장자리 영역에 위치하는 전극이, 간격, 선폭, 개수 중 적어도 하나를 다르게 배치하여, 터치 패널의 중앙 영역의 터치 검출률을 높일 수 있는 사용자 편의성을 제공할 수 있다.
이상, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부를 포함할 수도 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
10: 터치 패널
20: 스타일러스 펜
180: 제어부
190: 터치 입력 서비스 모듈

Claims (10)

  1. 스타일러스 펜;
    다수의 전극들이 배열되고, 상기 스타일러스 펜의 접촉 또는 근접에 따라 상기 전극들 사이에서 형성되는 정전 용량이 가변하는 터치 패널; 그리고,
    상기 터치 패널의 정전 용량 변화를 센싱하여, 상기 스타일러스 펜의 위치 및 기울기를 검출하고, 그에 상응하는 기능을 수행하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 터치 패널의 전극들로부터 상기 정전 용량 변화에 상응하는 전기 신호를 수신하고, 상기 수신된 전기 신호를 토대로 현재 신호 패턴을 추출하며, 상기 추출된 현재 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출하고, 상기 산출된 이동 편차를 토대로 상기 스타일러스 펜의 기울기를 검출하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 현재 신호 패턴을 추출할 때, 상기 터치 패널의 전극들을, 각 전극의 양측에 각각 위치하는 두 전극을 한 쌍으로 하는 전극 쌍으로 분리하고, 상기 분리된 각 전극 쌍의 두 전극으로부터 수신된 두 전기 신호의 차를 증폭시켜 신호 처리하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 스타일러스 펜의 기울기를 검출할 때, 상기 산출된 이동 편차가 0이면, 상기 스타일러스 펜이 상기 터치 패널의 표면에 대해, 수직한 것으로 인지하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 스타일러스 펜의 기울기를 검출할 때, 상기 산출된 이동 편차가 최대값이면, 상기 스타일러스 펜이 상기 터치 패널의 표면에 대해, 수평한 것으로 인지하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 스타일러스 펜의 기울기는,
    상기 산출된 이동 편차가 클수록, 그레디언트(gradient)하게 증가하고, 상기 산출된 이동 편차가 작을수록 그레디언트하게 감소하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 스타일러스 펜의 기울기는,
    상기 터치 패널의 표면에 대해 수직한 수직선과 상기 스타일러스 펜 사이의 각도인 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 터치 패널의 전극들로부터 현재 신호 패턴을 추출하는 신호 패턴 추출부;
    상기 추출된 현재 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출하여 상기 스타일러스 펜의 기울기를 검출하는 신호 패턴 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 신호 패턴 추출부는,
    각 전극 쌍의 두 전극으로부터 수신된 두 전기 신호의 차를 증폭시키는 차등 증폭부;
    상기 차등 증폭부로부터 출력된 신호를 다중화시키는 다중화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치.
  9. 제7 항에 있어서, 상기 신호 패턴 분석부는,
    상기 추출된 현재 신호 패턴과 미리 설정된 기준 신호 패턴 사이의 이동 편차를 산출하는 이동 편차 산출부;
    상기 산출된 이동 편차를 토대로, 스타일러스 펜의 기울기를 검출하는 기울기 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 스타일러스 펜은,
    바디부;
    상기 바디부의 끝단에 배치되어 상기 터치 패널과 전기 신호를 송수신하는 펜 팁;
    상기 바디부의 외측에 배치되는 사용자 입력 버튼;
    상기 사용자 입력 버튼에 가해지는 압력을 센싱하는 압력 센서; 그리고,
    상기 펜 팁과 압력 센서에 전기적으로 연결되어 상기 바디부 내에 안착되는 LC 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치.
KR1020160145791A 2016-11-03 2016-11-03 스타일러스 펜을 이용한 터치 입력 장치 및 그의 터치 검출 방법 KR102616491B1 (ko)

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KR20200013532A (ko) 2018-07-30 2020-02-07 주식회사 시노펙스 기울기 측정 기능을 갖는 스타일러스 펜 및 스타일러스 펜의 각도측정방법

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