KR20180079300A - 힘 측정 방법, 장치 및 기기 - Google Patents

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KR20180079300A KR1020187010722A KR20187010722A KR20180079300A KR 20180079300 A KR20180079300 A KR 20180079300A KR 1020187010722 A KR1020187010722 A KR 1020187010722A KR 20187010722 A KR20187010722 A KR 20187010722A KR 20180079300 A KR20180079300 A KR 20180079300A
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Abstract

본 발명은 힘 측정 방법, 장치 및 기기를 공개하였고, 터치 기술분야에 관한 것으로서, 이 힘 측정 방법은 적어도 하나의 유도 전극이 식별하는, 외부로부터 인가되는 적어도 하나의 힘이 일으키는 변형을 얻어, 상기 변형을 상응하는 전기적 신호로 표시되는 원시 특징값으로 전환하되, 여기서, 상기 원시 특징값과 상기 힘이 대응되는 단계; 각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하는 단계를 포함한다. 본 발명의 상기 힘 측정 방법, 장치 및 기기는 다수의 힘이 다수의 위치를 누를 때, 각 위치의 힘 정보를 정확하게 얻을 수 있고, 실제 응용에서 비교적 적은 전극을 이용하면 터치 스크린 상의 멀티 핑거 프레스 측정을 실현할 수 있으며, 원가를 낮추는 동시에 사용자의 사용 체험을 높인다.

Description

힘 측정 방법, 장치 및 기기
본 발명은 터치 기술분야에 관한 것으로서, 특히 힘 측정 방법, 장치 및 기기에 관한 것이다.
모바일 전자 기기는 사람들의 일상 생활에 적지 않은 편리를 가져다 주어, 사람들의 필수적인 수단으로 되었다. 모바일 전자 기기를 위한 입력 장치에는 여러가지가 있는 바, 예를 들면 키패드, 마우스, 조종 레버, 레이저 펜, 터치 스크린 등이 있다. 터치 기술은 좋은 상호 작용성으로 인하여 신속하게 각종 전자 기기에 응용되고, 이 기술은 이미 성숙되어 가고 있으며, 이 기술에 기반하는 각종 가능한 어플리케이션도 충분히 발굴해낸다.
기술의 발전에 따라, 사용자들이 전자 기기 예를 들면 핸드폰, 테블릿 pc 등에 대한 작동 경험 요구가 더욱더 높아지고 있고, 더욱 편리한 인간-기계 상호 체험도 기대하고 있다. 힘 측정 기술은 터치 기술이 제공한 위치 정보 기초상에서 다른 차원의 정보를 더하고, 입력한 힘 정보에 기반하여 각종 어플리케이션을 개발할 수 있으며, 사람들의 전자 기기 사용 을 위해 참신한 작동 경험을 가져다 주었다. 예를 들면 스크린을 누르면 풀다운 메뉴 또는 "작은 동그라미(small suspended ball)"가 팝업되고, 힘껏 누르면 화면의 위아래, 좌우 롤링 속도, 촉각 피드백 등 효과를 높인다.
본 발명을 실현하는 과정에서, 발명자는 선행 기술에서 적어도 아래와 같은 문제가 존재한다는 것을 발견하였다. 기존의 터치 프레스 측정 장치에서, 보다 더 정확한 측정을 실현하기 위하여 통상적으로 개수가 아주 많은 전극(또는 센서)을 설치해야 하기에, 원가가 비교적 높은 동시에 멀티 터치에 대한 힘 측정을 실현할 수 없다.
선행 기술에서의 해당 제품의 부족함을 극복하기 위하여, 본 발명은 힘 측정 방법, 장치 및 기기를 개시하여, 비교적 적은 전극을 이용해도 멀티 핑거 힘 측정을 실현가능하다.
본 발명이 이의 기술적 과제를 해결하는데 사용되는 기술적 해결수단:
본 발명이 제공한 힘 측정 방법은: 적어도 하나의 유도 전극이 식별하는, 외부로부터 인가되는 적어도 하나의 힘이 일으키는 변형을 얻어, 상기 변형을 상응하는 전기적 신호로 표시되는 원시 특징값으로 전환하되, 여기서, 상기 원시 특징값과 상기 힘이 대응되는 단계; 각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 상기 각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하는 단계 이전에, 상기 방법은, 각 유도 전극이 대응하는 힘 곡선을 얻되, 상기 힘 곡선은 대응하는 유도 전극의 원시 특징값과 힘의 관계이며, 여기서, 힘 곡선을 얻는 방식은 미리 저장된 것을 직접 얻거나 또는 단독적으로 구축된 것을 포함하는 단계; 임의의 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 얻되, 여기서, 상대 탄성 계수를 얻는 방식은 미리 저장된 것을 직접 얻거나 또는 단독적으로 구축된 것을 포함하고, 상기 상대 탄성 계수는 상이한 위치를 누를 때, 상이한 위치에서 누른 동일 유도 전극의 변형율의 차이를 표시하기 위한 것인 단계를 더 포함한다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 상기 임의의 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 얻는 단계는, 전체 터치 스크린에 대하여 영역 구획을 진행하여 매 하나의 구획된 영역을 하나의 논리 채널로 하는 단계; 매 하나의 구획된 영역의 중심을 미리 설정된 힘으로 누르고 각 유도 전극의 특징 데이터를 기록하는 단계; 기록한 각 유도 전극의 특징 데이터를 대응하는 힘 곡선에 대입하여 힘을 계산하는 단계; 상기 계산을 통하여 얻은 힘으로 매 하나의 논리 채널이 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 각각 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 상기 각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하는 단계는, 얻어진 각 유도 전극의 원시 특징값을 대응하는 유도 전극의 힘 곡선에 각각 대입하는 단계; 미리 저장한 현재 논리 채널이 임의의 유도 전극에서의 상대 탄성 계수의 데이터를 판독하는 단계; 상기 상대 탄성 계수의 데이터에 근거하여, 계산하여 얻은 힘에 대하여 수정하고, 최종 결과를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 프레스 위치가 논리 채널의 중심에 놓이지 않을 때, 프레스 위치에 있고 논리 채널에 접근하는 상대 탄성 계수를 통하여 프레스 위치쪽의 상대 탄성 계수를 추산해낸다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 동시에 M 개의 힘이 존재하여 위치가 상이한 M 개 위치를 각각 누를 때, 각 유도 전극이 피드백하는 힘과 M 개 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수에 의하여 연립 방정식을 구축하고, 연립 방정식에서 Q 개 방정식을 선택하여, 각 위치에 대응하는 힘을 구하되, 여기서, Q와 M은 모두 양의 정수이고, Q ≥ M이다.
본 발명에 제공된 힘 측정 모듈은, 적어도 하나의 유도 전극이 식별하는, 외부로부터 인가되는 적어도 하나의 힘이 일으키는 변형을 얻어, 상기 변형을 상응하는 전기적 신호로 표시되는 원시 특징값으로 전환하기 위한 것으로, 여기서, 상기 원시 특징값과 상기 힘이 대응되는 힘 측정 유닛; 각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하기 위한 처리유닛을 포함한다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 상기 모듈은, 각 유도 전극이 대응하는 힘 곡선을 얻기 위한 것으로, 상기 힘 곡선은 대응하는 유도 전극의 원시 특징값과 힘의 관계이며, 여기서, 힘 곡선을 얻는 방식에는 미리 저장된 것을 직접 얻거나 또는 단독적으로 구축된 것을 포함되는 제 1 획득 유닛; 임의의 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 얻기 위한 것으로, 여기서, 상대 탄성 계수를 얻는 방식에는 미리 저장된 것을 직접 얻거나 또는 단독적으로 구축된 것을 포함되며, 상기 상대 탄성 계수는 상이한 위치를 누를 때, 누른 상이한 위치에 대한 동일 유도 전극의 변형율의 차이를 표시하기 위한 것인 제 2 획득 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 상기 제 2 획득 유닛은 구체적으로, 전체 터치 스크린에 대하여 영역 구획을 진행하여 매 하나의 구획된 영역을 하나의 논리 채널로 하고; 매 하나의 구획된 영역의 중심을 미리 설정된 힘으로 누르고 각 유도 전극의 특징 데이터를 기록하며; 기록한 각 유도 전극의 특징 데이터를 대응하는 각 유도 전극의 힘 곡선에 대입하여 힘을 계산하고; 상기 계산을 통하여 얻은 힘으로 매 하나의 논리 채널이 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 각각 계산하기 위한 것이다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 상기 처리유닛은 구체적으로,
얻어진 각 유도 전극의 원시 특징값을 대응하는 유도 전극의 힘 곡선에 각각 대입하고; 미리 저장한 현재 논리 채널이 임의의 유도 전극에서의 상대 탄성 계수의 데이터를 판독하며; 상기 상대 탄성 계수의 데이터에 근거하여, 계산하여 얻은 힘에 대하여 수정하고, 최종 결과를 출력하기 위한 것이다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 프레스 위치가 논리 채널의 중심에 놓이지 않을 때, 프레스 위치에 있고 논리 채널에 접근하는 상대 탄성 계수를 통하여 프레스 위치쪽의 상대 탄성 계수를 추산해낸다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 동시에 M 개의 힘이 존재하여 위치가 상이한 M 개 위치를 각각 누를 때, 각 유도 전극이 피드백하는 힘과 M 개 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수에 의하여 연립 방정식을 구축하며, 연립 방정식에서 Q 개 방정식을 선택하여 각 위치에 대응하는 힘을 구하되, 여기서, Q와 M은 모두 양의 정수이고, Q ≥ M이다.
본 발명에 제공된 힘 측정 기기는, 적어도 하나의 유도 전극으로 조구되고, 외부로부터 인가되는 적어도 하나의 힘이 일으키는 변형을 식별 하여, 상기 변형을 상응하는 전기적 신호로 표시되는 원시 특징값으로 전환하기 위한 것으로, 여기서, 상기 원시 특징값과 상기 힘이 대응되는 힘 센서; 각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하기 위한 적어도 하나의 프로세서; 상기 프로세서의 정상 작동을 지지하는 각항 데이터를 저장 하기 위한 기억 장치를 포함한다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 상기 힘 센서는 저항형 센서 및/또는 정전용량형 센서를 포함한다.
본 발명의 더욱 개선된 방식에 있어서, 상기 힘 센서는 프레스 면 및 측정 회로 유닛을 더 포함하고, 외부에서 인가되는 힘이 상기 프레스 면에 작용할 때, 상기 프레스 면의 변형은 유도 전극과의 저항 및/또는 정전용량 변화를 일으키고, 상기 측정 회로 유닛은 상기 저항 및/또는 정전용량의 변화를 식별하여, 이 변화를 전기적 신호로 전환하기 위한 것이며, 상기 전기적 신호는 일정한 형식에 따라 상응한 프레스 힘을 대표하는 원시 특징값으로 출력된다.
선행기술과 비교해보면, 본 발명은 하기의 장점이 있다.
1, 터치 스크린에 실린 좌표 정보와 결합하여 영역이 구획된 가상 채널 및 공간 보간법을 응용한 방법은, 얻어낸 힘 정보가 공간 위치 상에서의 일치성을 향상시킬 수 있다.
2, 보간하는 방법을 통하여, 프레스 위치가 논리 채널의 중심에 놓이지 않아도, 프레스 위치에 있고 논리 채널에 접근하는 상대 탄성 계수를 통하여 프레스 위치의 상대 탄성 계수를 효율적으로 추산함으로써, 얻어낸 힘 정보의 정확성을 확보하였다.
3, 동시에 M 개의 힘이 존재하여 위치가 상이한 M 개 위치를 각각 누를 때, 각 유도 전극이 피드백하는 힘과 M 개 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수에 의하여 연립 방정식을 구축하며, 연립 방정식에서 Q 개 방정식을 선택하여 각 위치에 대응하는 힘을 구하여, 다수의 힘으로 다수의 위치를 누를 수 있을 때, 각 위치에서의 힘 정보를 정확하게 얻고, 실제 응용에서는 비교적 적은 전극을 이용해도 터치 스크린 상의 멀티 핑거 프레스 측정을 실현할 수 있어, 원가를 낮추는 동시에 사용자의 사용 체험을 높인다.
본 발명의 실시예 중의 기술적 해결수단을 더욱 명확하게 설명하기 위하여, 이하, 실시예에서 사용해야 될 도면에 대하여 간단히 소개하되, 분명한 것은, 이하 기술 중의 도면은 본 발명의 일부 실시예일 뿐이고, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자들에 있어서, 노동 창출이 없는 전제 하에서, 이러한 도면에 의하여 기타 도면을 획득할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 상기 힘 측정 방법의 일 실시예의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시 방식의 유도 전극의 분포도이다.
도 3은 본 발명의 실시 방식의 힘 곡선도이다.
도 4는 본 발명의 상기 각 유도 전극의 원시 특징값과 힘의 관계표이다.
도 5a는 본 발명의 상기 X 방향에서의 유도 전극 초기 상태의 구조도이다.
도 5b는 본 발명의 상기 X 방향으로 유도 전극 중간 위치를 누른 구조도이다.
도 5c는 본 발명의 상기 X 방향으로 유도 전극 오른쪽 끝부분에 가까운 곳을 누른 구조도이다.
도 5d는 본 발명의 상기 X 방향으로 유도 전극 왼쪽 끝부분에 가까운 곳을 누른 구조도이다.
도 6a는 본 발명의 상기 힘 측정 방법의 제 1 실시예의 다른 흐름도이다.
도 6b는 본 발명의 상기 영역을 구획하는 모식도이다.
도 6c는 본 발명의 상대 탄성 계수 기록표이다.
도 7은 본 발명의 상기 힘 측정 방법의 제 1 실시예의 다른 흐름도이다.
도 8a는 본 발명의 상기 유도 전극 S4 쪽의 어느 행 위치에서의 상대 탄성 계수의 모식도이다.
도 8b는 본 발명의 상기 유도 전극 S4 쪽의 어느 열 위치에서의 상대 탄성 계수의 모식도이다.
도 9는 본 발명의 상기 힘 측정 장치의 구조도이다.
도 10은 본 발명의 힘 측정 기기의 구조도이다.
본 발명을 쉽게 이해하기 위하여, 이하 해당 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 더욱 전면적으로 기술한다. 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하였다. 하지만, 본 발명은 많고 상이한 형식으로 실현될 수 있고, 본문에서 기술한 실시예에 한정되지 않는다. 반대로, 이러한 실시예를 제공하는 목적은 본 발명의 공개 내용에 대한 이해가 더욱 확실하고 전면적이 되도록 하기 위함이다.
별다른 정의가 없지 않은 한, 본문에서 사용한 모든 기술과 과학적 용어는 본 발명의 기술 분야에 속하는 기술자들이 통상적으로 이해하는 뜻과 같다. 본문에서 본 발명의 명세서에 사용되는 용어는 단지 구체적인 실시예를 기술하기 위한 목적이지, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
실시예 1
도 1에 도시된 것을 참조하면, 이는 본 발명의 상기 힘 측정 방법의 일 실시예의 흐름도로서, 본 발명의 실시예는 구체적으로 상기 힘 계산 방법을 소개하였는 바, 아래와 같은 단계를 포함한다.
S101: 적어도 하나의 유도 전극이 식별하는 외부로부터 인가되는 적어도 하나의 힘이 일으키는 변형을 얻어, 상기 변형을 상응하는 전기적 신호로 표시되는 원시 특징값으로 전환하되, 여기서, 상기 원시 특징값과 상기 힘이 대응된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 단계는 힘 센서로 구현되고, 상기 힘 센서는 다수의 유도 전극으로 구성될 수 있으며, 상기 힘 센서는 정전용량형 센서, 저항형 센서 등일 수 있고, 본 발명의 일부 실시예에서, 상기 힘 센서는 정전용량형 센서이며; 상기 유도 전극은 같지 않는 유도 전극 일 수 있고, 본 발명의 일부 실시예에서, 상기 유도 전극은 같은 유도 전극 일 수도 있고, 상기 유도 전극의 수량은 실제 수요에 근거하여 설치될 수 있고, 원가와 성능을 종합적으로 고려해보면, 본 실시예의 상기 유도 전극의 수량은 9개이고, 도 2에 도시된 것을 참조하면, 여기서 S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8은 모두 유도 전극이지만 본 발명을 실현하는데 수요되는 유도 전극의 수량은 9 개에 제한되지 않고, 기타 수량일 수도 있는 바, 예를 들면 8개, 4개, 15개이다.
상기 힘 센서는 프레스 면 및 측정 회로 유닛을 더 포함하고, 외부에서 인가되는 힘이 상기 프레스 면에 작용할 때, 상기 프레스 면의 변형은 유도 전극 과의 정전용량 변화를 일으키고, 상기 측정 회로 유닛은 상기 정전용량의 변화를 식별하여, 이 변화를 전기적 신호로 전환하기 위한 것이며, 상기 전기적 신호는 일정한 형식에 따라 상응한 프레스 힘을 대표하는 원시 특징값으로 출력된다.
S102：각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산한다.
우선, 상기 힘 정보를 계산하여 얻기 이전/얻을 때, 본 발명의 실시예는 각 유도 전극에 대응하는 힘 곡선을 얻는 것이 필요하고, 상기 유도 전극에 대응하는 힘 곡선을 얻는 방식은 시스템의 저장 데이터를 통하여 미리 저장된 힘 곡선 데이터를 판독하고, 상기 힘 곡선 데이터를 미리 저장하는 방식은 구축된 힘 곡선 관련 공식 파라미터를 직접 저장하거나 또는 공식에 근거하여 대응하는 상이한 힘의 샘플 데이터표를구축하고 저장하는 것을 포함하며; 상기 힘 곡선은 각 유도 전극의 기준점을 누를 때, 대응하는 유도 전극이 측정한 원시 특징값과 힘(즉 누르는 힘,아래와 같음)의 관계를 나타내는 것으로, R-F 곡선(Raw Data―Force 곡선)으로 약칭할 수 있고,
Figure pct00001
,
Figure pct00002
로 기록되는 바, 여기서
Figure pct00003
는 확정해야 할 파라미터 벡터이다. 상기 힘 곡선은 공장에서 출하 되기 전에 매 하나의 기기에 미리 저장될 수 있고, 매 하나의 기기는 각자의 힘 곡선을 각각 구축할 수 있으며, 원 로트 기기중에서 몇개의 기계 샘플을 선택하여, 힘 곡선을 구축하는 샘플로 할 수도 있고, 기타 기기는 기계 샘플과 같은 힘 곡선을 미리 저장할 수 있다. 기기가 출하되어 사용되는 과정에서, 힘 정보를 계산할 때에는 이러한 미리 저장한 힘 곡선을 읽으면 된다.
선택가능한 것은, 상기 R-F 곡선은 대응하는 유도 전극을 사전에 눌러 관련 샘플 데이터를 얻은 후, 곡선 맞춤 방식을 통하여 구축될 수 있고, 맞춤 함수는 간단한 다항식 맞춤을 이용할 수 있거나, 또는 측정 회로 및 선택된 유도 전극 구조에 근거하여 맞춤 함수를 구축할 수 있다.
본 실시예에서, 프레스 위치는 각 유도 전극의 중심점일 수 있고, 임의의 위치일 수도 있으며, 이 위치를 유도 전극의 기준점이라고 하되, 기준점은 유도 전극 변형량이 가장 큰 위치에서 선택하는 것이 비교적 좋다. 샘플 힘의 크기는 사용자의 실제 사용 과정에서 가장 큰 힘과 가장 작은 힘을 참조하여 약과의 힘을 선택할 수 있다.
구체적으로:
매 하나의 유도 전극에 대하여 n 개의 상이한 힘
Figure pct00004
，
Figure pct00005
으로 이 유도 전극의 기준점을 각각 누르고, 원시 특징값(Raw Data)를 기록해보면 총 9 군인 바, 여기서, 유도 전극(S0)과 대응하는 군 R-F 데이터는:
Figure pct00006
이고, 유도 전극(S1)과 대응하는 군 R-F 데이터는:
Figure pct00007
이고, 유도 전극(S8)과 대응하는 군 R-F 데이터는:
Figure pct00008
이다.
각 유도 전극의 R-F 곡선
Figure pct00009
,
Figure pct00010
인 가설 함수 모형을 결합하여, 원시 샘플 데이터
Figure pct00011
Figure pct00012
를 이용하여
Figure pct00013
,
Figure pct00014
를 피팅하고,파라미터
Figure pct00015
를 기록하고
Figure pct00016
이다.
R-F 곡선
Figure pct00017
중의 파라미터
Figure pct00018
가 확정된 후, 힘 센서로 실시간으로 측정되는 원시 특징값을
Figure pct00019
,
Figure pct00020
에 대입하기만 하면 대응하는 힘을 계산할 수 있다.
예를 들어, 도 3에 도시된 것을 참조하면, 힘
Figure pct00021
이 0gf, 100gf, 200gf, 300gf, 400gf, 500gf, 600gf 인 샘플 데이터를 사전에 각각 수집하여 얻어, 상기 샘플 데이터를 피팅하여 R-F 곡선을 만들고, 도 3에서 보다싶이, 상기 샘플 데이터는 모두 맞춤 곡선에 잘 놓일 수 있고; 기타 실시 방식에서, 상기 힘
Figure pct00022
의 샘플 데이터는 0gf, 100gf, 200gf, 300gf, 400gf, 500gf, 600gf 에만 제한되지 않으며, 힘 센서가 가능한 측정 범위내의 임의의 수치의 힘일 수 있다.
연산량을 간소화하고 프로세서의 데이터 처리 속도를 빠르게 하기 위하여,
Figure pct00023
,
Figure pct00024
에 근거하여 힘 샘플
Figure pct00025
에 대응하는 원시 특징값을 선택하여 데이터표를 사전에 구축한 후 표순람을 통하여 원시 특징값에 대응하는 힘 정보를 얻을 수 있되, 구체적으로,
도 4에 도시된 것을 참조하면,
Figure pct00026
,
Figure pct00027
에 근거하여 힘 간격
Figure pct00028
(예:50gf)을 미리 설치하고, 각 유도 전극의 R-F 관계표를 구축하고, 상기 R-F 관계표의 데이터는 기억 장치에 저장될수 있고; 실시간으로 얻게 된 어느 힘하의 제 j 번째 유도 전극의 원시 특징값을
Figure pct00029
라고 가정하고 상기의
Figure pct00030
가 두개 미리 설정한 힘
Figure pct00031
,
Figure pct00032
에 대응하는 특징 데이터
Figure pct00033
,
Figure pct00034
사이에 있으면, 즉
Figure pct00035
(또는
Figure pct00036
) 이면, 단계별 선형 근사식 방법을 이용하여 힘을 계산하되, 즉
Figure pct00037
이다.
프레스 위치가 도 2 중의 Pa 또는 Pb 위치일 때, 9 개 유도 전극 중의 하나의 유도 전극 또는 다수의 유도 전극을 선택하여 힘을 계산할 수 있고, 유도 전극의 선택 방법은 프레스 위치와 유도 전극의 위치에 기반하거나 또는 변형량의 크기에 기반할 수 있어, 다수개의 유도 전극을 선택하여 힘을 계산하는 상황에서, 다수개의 유도 전극을 각각 계산하여 얻은 힘을 가중 평균한 후 현재 누른 힘으로 할 수 있다.
도 5a는 X 방향에서의 유도 전극 초기 상태의 구조도이고; 도 5b는 X방향으로 유도 전극 중간 위치를 누른 구조도이며; 도 5c는 X 방향으로 유도 전극 오른쪽 끝부분에 가까운 곳을 누른 구조도이고; 도 5d는 X 방향으로 유도 전극 왼쪽 끝부분에 가까운 곳을 누른 구조도이며; 도면에서 도시한 d0는 프레스 면과 상기 유도 전극 사이의 디폴트 거리이고, △d는 변형량이며, 보다 편리하게 기술하기 위하여, 도면에서는 프레스 면부터 유도 전극 사이의 부분만 취하고, 실제 응용에서 상기 유도 전극은 도면에서 도시한 위치에 반드시 놓이게 되는 것은 아니다. 도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d를 종합하면, 좌우 끝부분에 가까운 곳을 누를 때 유도 전극의 변형량은 중심위치를 누를때의 변형량보다 작다는 것이 뚜렷하게 보여지고, 만약 변형 량에만 따라 힘 정보를 측정하면, 동일한 힘이 상기 유도 전극의 상이한 위치를 누를 때, 시스템이 계산한 상이한 위치의 힘은 비교적 큰 편차가 존재할 것이다. 같은 도리로, Y 방향을 따라 상이한 위치에서 동일한 힘으로 누를 때 유도 전극의 변형량도 다르게 될 것이다. 여기서 말하는 X 방향과 Y 방향은 터치 스크린이 위치하는 평면 이차원 좌표에서의 X 방향과 Y 방향을 가리키고, 수평 방향과 수직 방향으로도 이해할 수 있다.
동일한 유도 전극에 대하여, 사용자가 상이한 위치를 동일한 힘으로 누를 때, 상기 유도 전극의 변형량은 다를 수 있고, 힘과 변형량 사이에 존재하게 되는 어느 한 확정된 관계를 이미 알게 되면, 이렇게 확정된 관계는 스크린의 물리적 구조에 의해 결정된다. 박판이 작은 처짐 변형 이론에 기반하여, 이 확정된 관계를 정량으로 구축하고 이용하여 상이한 위치에서 출력되는 힘을 수정하여, 동일한 힘으로 상이한 위치를 누를 때 동일한 유도 전극이 얻은 힘 정보가 같도록 한다.
박판이 작은 처짐 변형 이론에 기반하여, 변형량과 힘이 근사한 선형 관계를 유도하여 얻을 수 있고; 유도 전극(S0) 중심을 누른다고 가정 할 때, 유도 전극(S0)의 변형량과 힘은
Figure pct00038
을 만족하고, Pa 곳을 누를 때, 유도 전극(S0)의 변형량과 힘은
Figure pct00039
을 만족하며, 이미 알다싶이 유도 전극(S0)에서 측정된 원시 특징값이 완전히 유도 전극(S0)의 변형량으로 확정되면, 즉 프레스 위치가 어디든지, 유도 전극(S0)의 변형량이 같기만 하면, 유도 전극(S0)에서 측정된 원시 특징값은 같다.
Pa곳에서 임의의 힘
Figure pct00040
으로 누른다고 가정하면, 유도 전극(S0)의 변형량은
Figure pct00041
이고, 직접 유도 전극(S0) 중심을 눌러 유도 전극(S0)의 변형량이
Figure pct00042
인 힘이
Figure pct00043
가 되도록 하고, 유도 전극(S0)에 있어서, 유도 전극(S0) 중심을 누른 힘
Figure pct00044
과 Pa 곳을 누른 힘
Figure pct00045
은 등가적이고, 유도 전극(S0)에서 측정된 원시 특징값이 같으며, 상기 분석에 기반하여, 아래와 같은 관계를 얻을 수 있다.
Figure pct00046
본 실시예에서, Pa 곳을 누를 때, 유도 전극(S0)이 측정한 원시 특징값을 유도 전극(S0)의 R-F 곡선
Figure pct00047
에 대입하여 계산해낸 등가적 힘
Figure pct00048
을
Figure pct00049
과 곱하면, 현재 Pa 곳의 진실한 힘이고; 만약
Figure pct00050
를 위치(Pa)가 유도 전극(S0)에서의 상대 탄성 계수라고 정의하면, 상기 상대 탄성 계수가 반영한 것은 상이한 위치를 누를 때, 상이한 위치를 누르는 동일한 유도 전극의 변형량의 차이이므로, 이 변형량의 차이는 주요하게 물리적 구조에 의해 결정되고, 동일한 유도 전극에 있어서, 각 위치가 각 유도 전극에서의 상대 탄성 계수는 미리 테스트하여 얻을 수 있으며; 임의의 위치(P)에 있어서, 위치(P)는 매 하나의 유도 전극에서 하나의 상대 탄성 계수
Figure pct00051
Figure pct00052
가 모두 존재할 수 있다.
도 6a에 도시된 것을 참조하면, 이는 본 발명의 상기 힘 측정 방법의 다른 흐름도이고, 구획된 논리 채널 및 공간 보간법을 이용하는 방법으로 임의의 위치(P)가, 매 하나의 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 얻는 것은, 구체적으로 아래와 같은 단계를 포함한다.
S201: 전체 터치 스크린에 대하여 영역 구획을 진행하여, 매 하나의 구획된 영역을 하나의 논리 채널로 한다.
도 6b에 도시된 것을 참조하면, 전체 스크린을 N 개의 영역으로 나누고, 매 하나의 영역을 하나의 논리 채널로 하고, 각각
Figure pct00053
라고 기록하며, 본 실시예의 상기의 영역을 나누는 방법은 임의적이고, 전체 스크린을 균일하게 나누는 것일 수 있고, 불균일하게 나눌 수도 있으며, 실제 요구에 근거하여 구획 방식을 자가 선택할 수 있고, 상기 영역의 수량 N는 구획 방식에 의해 확정된다.
S202: 매 하나의 구획된 영역의 중심을 미리 설정된 힘으로 누르고 각 유도 전극의 특징 데이터를 기록한다.
각각 매 하나의 논리 채널의 중심에서 m(m≥1) 개 미리 설정된
Figure pct00054
으로 누르고, 각 유도 전극의 특징 데이터를 기록하며, 미리 설정된 힘(
Figure pct00055
)으로 논리 채널 (
Figure pct00056
)을 누를 때 각 유도 전극의 특징 데이터를
Figure pct00057
라고 기록한다.
S203: 기록한 각 유도 전극의 특징 데이터를 대응하는 각 유도 전극의 힘 곡선에 대입하여 힘을 계산한다.
S202 단계에서 얻은
Figure pct00058
을 대응하는 R-F 곡선
Figure pct00059
,
Figure pct00060
에 대입하여 힘을 계산하여
Figure pct00061
Figure pct00062
으로 기록한다.
S204: 상기 계산을 통하여 얻은 힘으로 매 하나의 논리 채널이 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 각각 계산한다.
S203 단계에서 계산한 힘에 근거하여 논리 채널(
Figure pct00063
)가 유도 전극(
Figure pct00064
)에서의 상대 탄성 계수(
Figure pct00065
)를 계산하면,
Figure pct00066
,
Figure pct00067
,
Figure pct00068
이고, 상기 상대 탄성 계수(
Figure pct00069
)의 데이터를 기록하고 상기 데이터를 기억 장치에 저장하되, 도 6c에 도시된 바와 같다.
상기 단계를 통하여 현재 논리 채널(
Figure pct00070
)이 임의의 유도 전극(
Figure pct00071
)에서의 상대 탄성 계수(
Figure pct00072
)를 매우 명확하게 얻을 수 있고, 상기 분석에 기반하여, 본 발명의 실시예는 터치 스크린에 실린 좌표 정보와 결합하여 영역이 구획된 가상 채널을 이용하여 현재 논리 채널이 각 유도 전극에 대한 상대 탄성계수를 얻고 각 유도 전극이 피드백한 힘을 수정하여, 같은 힘으로 상이한 위치를 누를 때 시스템이 출력한 힘의 일치성을 증가할 수 있다.
도 7에 도시된 것을 참조하면, 이는 본 발명의 상기 힘 측정 방법의 다른 흐름도이고, 상기 단계의 기초상에서, 사용자가 실제 조작할 때 힘 정보 계산 과정을 더욱 확정할 수 있되, 아래와 같은 단계를 포함한다.
S301: 얻어진 각 유도 전극의 원시 특징값을 대응하는 유도 전극의 힘 곡선에 각각 대입한다.
각 유도 전극의 원시 특징값(
Figure pct00073
)을 대응하는 유도 전극의 R-F 곡선
Figure pct00074
,
Figure pct00075
에 각각 대입하여 각 유도 전극이 피드백하는 힘을 계산하여,
Figure pct00076
으로 기록한다.
S302: 미리 저장한, 현재 논리 채널이 임의의 유도 전극에서의 상대 탄성 계수의 데이터를 판독한다.
시스템이 보고한 위치 좌표 정보에 근거하여 현재 프레스 중심 위치와 대응 하는 논리 채널(
Figure pct00077
)을 계산하여, 기억 장치로부터 논리 채널(
Figure pct00078
)이 각 유도 전극에서의 상대 탄성 계수(
Figure pct00079
)를 판독한다.
S303: 상기 상대 탄성 계수의 데이터에 근거하여, 계산하여 얻은 힘에 대하여 수정하고, 최종 결과를 출력한다.
Figure pct00080
에 따르면, 현재 최종 출력한 힘은
Figure pct00081
Figure pct00082
을 종합한 후의 결과로서, 예를 들면 평균치를 취하거나, 또는 논리 채널과 유도 전극의 거리에 기반하여 가중 평균을 취하거나, 또는 논리 채널과 가장 가까운 거리에 있는 유도 전극을 이용하여 계산한 힘 등이다.
상기 분석에 따라 알 수 있는 것은, 상대 탄성 계수는 프레스 위치를 논리 채널의 중심 위치로 참조하여 계산하여 얻은 것이기 때문에, 사용자의 실제 프레스 위치가 논리 채널의 중심 위치에 놓이지 않을 때, 얻은 힘 정보는 편차가 존재할 수 있으며, 편차를 감소하기 위하여 논리 채널을 구획하는 개수를 증가할 수 있으나, 예를 들어 저장공간, 대량 생산 효율 등 각종 요소를 고려해보면, 실제 구획된 논리 채널(N)는 제한되었다. 상기 상대 탄성 계수는 출하되기 전에 매 하나의 기기에 미리 저장될 수 있고 매 하나의 기기는 각자의 상대 탄성 계수를 각각 구축할 수 있고, 원 로트 기기중에서 몇개의 기계 샘플을 선택하여 탄성 계수를 구축하는 샘플로 할 수도 있고, 기타 기기는 기계 샘플과 같은 샘플 계수를 미리 저장 할 수 있다.
이 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 상기의 힘 측정 방법은 공간 위치 보간법에 기반하는 계산 방법을 제공하였는 바, 도 8a에 도시된 것을 참조하면, 이는 프레스 면의 상이한 위치를 누를 때 유도 전극(S4)의 상대 탄성 계수로서, 매 가닥 곡선은 도 6b 중의 어느 한 행의 상이한 위치의 상대 탄성 계수를 대표하고, 상대 탄성 계수가 수평 방향으로 향하는 변화 규율을 반영하였으며, 도 8b에 도시된 것을 참조하면, 이는 프레스 면의 상이한 위치를 누를 때 유도 전극(S4)의 상대 탄성 계수로서, 매 가닥 곡선은 도 6b 중의 어느 한 열의 상이한 위치의 상대 탄성 계수를 대표하고, 상대 탄성 계수가 수직 방향으로 향하는 변화 규율을 반영하였다,
도 8a, 도 8b에서 보다 싶이, 상대 탄성 계수는 수평 방향 또는 수직 방향을 따른 변화가 모두 연속적임을 알 수 있다. 따라서, 실제 프레스 위치가 논리 채널의 중심에 놓이지 않을 때, 우리는 프레스 위치에 있는, 근접한 논리 채널의 상대 탄성 계수를 이용하여 프레스 위치의 상대 탄성 계수를 추산한다. 도 6b 중의 P 점의 상대 탄성 계수는 논리 채널(C28，C29，C39，C40)의 상대 탄성 계수로 추산할 수 있고, 실시예의 구체적인 상황에 근거하여 여러가지 가능한 추산 방법이 존재한다(예를 들면 더블 선형 보간법).
P 곳의 좌표(프레스 면의 왼쪽 상단을 좌표 영점으로 한다)를
Figure pct00083
라고 설정하고, 논리 채널(C28，C29，C39，C40)의 좌표(중심점의 좌표)를 각각
Figure pct00084
라고 하며, 유도 전극(S4)을 참조로할 때, 논리 채널(C28，C29，C39，C40)의 탄성 계수비는
Figure pct00085
Figure pct00086
이다. 때문에 아래와 같은 식이 있다.
Y 방향 보간공식:
Figure pct00087
X 방향 보간공식:
Figure pct00088
이밖에, 우리는 P 곳 근처의 다수의 논리 채널을 선택하여 곡면 맞춤 방법을 통하여 P곳의 상대 탄성 계수를 추측할 수도 있고, 도 6b에서 C16，C17，C18，C27，C28，C39，C38，C39，C40 이 9 개 논리 채널을 선택 하여 이차 곡면 맞춤을 이용하여 상대 탄성 계수를 추측할 수 있다.
상기 보간법을 통하여, 프레스 위치가 논리 채널 중심에 놓이지 않더라도, 프레스 위치에 있고 논리 채널에 접근하는 상대 탄성 계수를 통하여 프레스 위치의 상대 탄성 계수를 효율적으로 추산할 수도 있어, 얻어진 힘 정보의 정확성을 확보하였다.
실시예 2
상기 실시예의 기초상에서, 이는 본 발명의 상기 힘 측정 방법의 제2 실시예로서, 본 발명의 실시예는 멀티 터치 시의 힘 측정 방법을 더 제시하였고, 아래 도 2와 결합하여 간단 명료한 설명을 진행한다.
박판 변형의 선형 중첩 이론에 근거하여, 각각 Pa，Pb 곳에 동시에 힘(
Figure pct00089
)을 인가하면, 어느 한 관찰 위치의 변형량은 각각 Pa，Pb곳에 단독으로 힘 (
Figure pct00090
)을 인가할 때의 변형량의 합과 등가적이다.
Pa곳이 각 유도 전극에서의 상대 탄성 계수가
Figure pct00091
이고, Pb가 각 유도 전극에서의 상대 탄성 계수가
Figure pct00092
라고 가정 하고, 위치 Pa와 Pb가 각 유도 전극에서의 상대 탄성 계수는 상기 보간법을 통하여 계산하여 얻어진다.
상기 실시예 분석에 근거하여, Pa곳에서 힘(
Figure pct00093
)으로 누르고, 각 유도 전극의 원시 특징값(
Figure pct00094
,
Figure pct00095
)을 대응하는 유도 전극의 R-F 곡선
Figure pct00096
,
Figure pct00097
에 대입하여 계산한 힘은
Figure pct00098
,
Figure pct00099
이다.
같은 도리로, Pb곳에서 힘(
Figure pct00100
)으로 누르고, 각 유도 전극의 원시 특징값(
Figure pct00101
,
Figure pct00102
)을 대응하는 유도 전극의 R-F곡선
Figure pct00103
,
Figure pct00104
에 대입하여 계산한 힘은
Figure pct00105
,
Figure pct00106
이다.
그렇다면 동시에 Pa，Pb 곳에 각각 힘(
Figure pct00107
)을 인가할 때, 각 유도 전극의 원시 특징 데이터(
Figure pct00108
,
Figure pct00109
)를 대응하는 유도 전극의 R-F 곡선
Figure pct00110
,
Figure pct00111
에 대입하여 계산한 힘은
Figure pct00112
,
Figure pct00113
일 것이다.
같은 도리로, 동시에 M 개의 힘 (
Figure pct00114
)이 존재하여, 각각 위치(
Figure pct00115
)를 누를 때 우리는 아래와 같은 연립 방정식을 구축할 수 있다.
Figure pct00116
다만 식(1)중에서
Figure pct00117
개 방정식을 선택하여, 최소 제곱법을 이용하면 각 위치의 힘(
Figure pct00118
)을 구할 수 있되, 여기서, Q와 M은 모두 양의 정수이고, 선택한 Q 개 방정식과 대응하는 유도 전극
Figure pct00119
라고 가정할 경우,
Figure pct00120
이다.
Figure pct00121
Figure pct00122
을 기록하고, 식(2)의 최소 제곱법으로
Figure pct00123
을 구하면 각 곳의 프레스 힘이다.
이론적으로,
Figure pct00124
개 방정식을 임의로 선택해도 모두
Figure pct00125
을 구할 수 있고, SNR(신호 대 잡음 비)의 영향으로, 상이한 방정식을 선택하는 방법으로 계산된 결과의 오차는 다를 수 있다. 방정식을 선택할 때 터치 시스템에 보고한 좌표 정보를 결합할 수 있고, 프레스 위치 부근의 유도 전극과 대응하는 방정식 또는 누르기 전과 후 원시 특징값 변화량이 큰 유도 전극과 대응하는 방정식을 바람직하게 선택하는 것을 고려하고; 본 발명 실시예의 상기의 힘 계산 방법은 상기 최소 제곱법에 제한되지 않고, 기타 실시 방식중에는, 상기 최소 제곱법에 대하여 최적화할 수도 있으며, 예하면 가중 최소 제곱법(WLS)을 이용하여 나아가 오차를 감소한다.
상기 과정을 통하여 다수의 힘으로 다수의 위치를 누를 때, 각 위치의 힘 정보를 정확하게 얻을 수 있고, 실제 응용에서 비교적 적은 전극을 이용하면 터치 스크린의 멀티 핑거 프레스 측정을 실현할 수 있어, 원가를 낮추는 동시에 사용자의 사용 체험을 높인다.
실시예 3
도 9에 도시된 것을 참조하면, 이는 본 발명의 상기 힘 측정 장치의 구조도이고, 상기 힘 측정 장치(100)는 힘 측정 유닛(101), 처리유닛(102), 제 1 획득 유닛(103)과 제 2 획득 유닛(104)을 포함한다.
상기 힘 측정 유닛(101)는 적어도 하나의 유도 전극이 식별하는, 외부로부터 인가되는 적어도 하나의 힘이 일으키는 변형을 얻어, 상기 변형을 상응하는 전기적 신호로 표시되는 원시 특징값으로 전환하기 위한 것으로, 여기서, 상기 원시 특징값과 상기 힘이 대응되고;
상기 처리유닛(102)은 각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하기 위한 것이고; 상기 처리유닛(102)은 구체적으로, 얻어진 각 유도 전극의 원시 특징값을 대응하는 유도 전극의 힘 곡선에 각각 대입하고, 미리 저장한 현재 논리 채널이 임의의 유도 전극에서의 상대 탄성 계수의 데이터를 판독하며; 상기 상대 탄성 계수의 데이터에 근거하여, 계산하여 얻은 힘에 대하여 수정하고, 최종 결과를 출력하기 위한 것이다.
제 1 획득 유닛(103)은 각 유도 전극이 대응하는 힘 곡선을 얻기 위한 것으로, 상기 힘 곡선은 대응하는 유도 전극의 원시 특징값과 힘의 관계이고;
제 2 획득 유닛(104)은 임의의 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 얻기 위한 것으로, 여기서, 상기 상대 탄성 계수는 상이한 위치를 누를 때, 누른 상이한 위치에 대한 동일 유도 전극의 변형율의 차이를 표시하기 위한 것이고; 상기 제 2 획득 유닛(104)은 구체적으로, 전체 터치 스크린에 대하여 영역 구획을 진행하여 매 하나의 구획된 영역을 하나의 논리 채널로 하고, 매 하나의 구획된 영역의 중심을 미리 설정된 힘으로 누르고 각 유도 전극의 특징 데이터를 기록하며, 기록한 각 유도 전극의 특징 데이터를 대응하는 힘 곡선에 대입하여 힘을 계산하고, 상기 계산을 통하여 얻은 힘으로 매 하나의 논리 채널이 각의 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 각각 계산하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에서, 프레스 위치가 논리 채널 중심에 놓이지 않을때, 상기 힘 측정 모듈(100)은 프레스 위치에 있고 논리 채널에 접근하는 상대 탄성 계수를 통하여 프레스 위치쪽의 상대 탄성 계수를 추산 해낸다.
본 발명의 기타 실시예에서, 상기의 힘 곡선, 상대 탄성 계수는 미리 구축 및 저장가능하고, 힘 정보를 얻을 때, 미리 저장된 대응하는 힘 곡선, 상대 탄성 계수를 직접 판독할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 동시에 M 개의 힘이 존재하여 위치가 상이한 M 개 위치를 각각 누를 때, 상기의 힘 측정 모듈(100)은 각 유도 전극이 피드백하는 힘과 M 개 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수에 의하여 연립 방정식을 구축하며, 연립 방정식에서 Q 개 방정식을 선택하여 각 위치에 대응하는 힘을 구하되, 여기서, Q와 M은 모두 양의 정수이고, Q≥M이다.
상기 실시예중의 힘 측정 장치는 본 발명의 실시예가 제공한 힘 측정 방법을 수행할 수 있고, 방법을 수행하는데 상응하는 기능 모듈과 유리한 효과를 갖는다.
실시예 4
도 10에 도시된 것을 참조하면, 이는 본 발명의 상기 힘 측정 기기(200)의 구조도이고, 상기 힘 측정 기기(200)는 힘 센서(201), 적어도 하나의 프로세서(202) 및 기억 장치(203)를 포함한다.
상기 힘 센서(201)는 다수의 같은 유도 전극(2011)으로 구성되고, 외부로부터 인가되는 적어도 하나의 힘이 일으키는 변형을 식별하여, 상기 변형을 상응하는 전기적 신호로 표시되는 원시 특징값으로 전환하기 위한 것으로, 여기서, 상기 원시 특징값과 상기 힘이 대응되고; 상기 힘 센서(201)는 저항형 센서, 정전용량형 센서 등을 포함하고, 본 발명의 실시예에서, 상기 힘 센서(201)는 정전용량형 센서이고; 상기 유도 전극(2011)의 수량은 실제 수요에 따라 설치되고, 원가와 성능을 종합적으로 고려해보면, 본 발명의 실시예의 상기 유도 전극(2011) 수량은 9 개이나, 이 수량은 9 개에 제한되지 않는다.
상기 힘 센서(201)는 프레스 면(2012) 및 측정 회로 유닛(2013)을 더 포함하고, 외부에서 인가되는 힘이 상기 프레스 면(2012)에 작용할 때, 상기 프레스 면(2012)의 변형은 유도 전극(2011) 과의 저항 및/또는 정전용량 변화를 일으키고, 상기 측정 회로 유닛(2013)은 상기 저항 및/또는 정전용량의 변화를 식별하여, 이 변화를 전기적 신호로 전환하기 위한 것이며, 상기 전기적 신호는 일정한 형식에 따라 상응한 프레스 힘을 대표하는 원시 특징값으로 출력된다.
상기 적어도 하나의 프로세서(202)는 각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극(2011)이 피드백하는 힘 정보를 계산하기 위한 것이고; 상기 프로세서(2012)는 상기의 방법의 부분적 또는 전부 단계를 실시하기 위한 것으로, 상기 힘 정보의 계산 과정은 상기 방법의 실시예를 참고하면 되기에, 여기서는 더이상 진술하지 않기로 한다.
상기 기억 장치(203)는 상기 프로세서(202)의 정상 작동을 지지하는 각항 데이터를 저장하기 위한 것이고, 상기 기억 장치(203)는 어떠한 유형의 휘발성 또는 비휘발성 기억 장치 또는 이들의 조합으로 구현되는 바, 예하면 스태틱 램 접근 기억 장치（SRAM), 이이피롬 장치(EEPROM), 이 피롬 장치(EPROM), 피롬 장치(PROM), 램(RAM), 판독 전용 기억 장치(ROM), 자기 기억 장치, 플래시 메모리, 자기 디스크 또는 광디스크 등이다.
본 발명의 실시예에서 상기 힘 측정 기기를 통하여 외부 힘에 대하여 실시간으로 정확하게 측정하여 상응하는 힘 정보로 전환할 수 있다.
상기 실시예는 본 발명의 바람직한 실시방식이지만, 본 발명의 실시 방식은 상기 실시예에 의해 한정되지 않고, 본 발명의 정신 실질과 원리를 벗어나지 않는 기타 어떠한 개변, 수식, 대체, 조합, 간소화든지, 모두 등가적인 치환 방식으로서, 본 발명의 보호 범위내에 전부 포함되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 적어도 하나의 유도 전극이 식별하는, 외부로부터 인가되는 적어도 하나의 힘이 일으키는 변형을 얻어, 상기 변형을 상응하는 전기적 신호로 표시되는 원시 특징값으로 전환하되, 여기서, 상기 원시 특징값과 상기 힘이 대응되는 단계;
    각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하는 단계를 포함 하는것을 특징으로 하는 힘 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하는 단계 이전에,
    각 유도 전극이 대응하는 힘 곡선을 얻되, 상기 힘 곡선은 대응하는 유도 전극의 원시 특징값과 힘의 관계이며, 여기서, 힘 곡선을 얻는 방식은 미리 저장된 것을 직접 얻거나 또는 단독적으로 구축된 것을 포함하는 단계;
    임의의 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 얻되, 여기서, 상대 탄성 계수를 얻는 방식은 미리 저장된 것을 직접 얻거나 또는 단독적으로 구축된 것을 포함하고, 상기 상대 탄성 계수는 상이한 위치를 누를 때, 상이한 위치에서 누른 동일 유도 전극의 변형율의 차이를 표시하기 위한 것인 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 측정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 임의의 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 구축하는 단계는,
    전체 터치 스크린에 대하여 영역 구획을 진행하여, 매 하나의 구획된 영역을 하나의 논리 채널로 하는 단계;
    매 하나의 구획된 영역의 중심을 미리 설정된 힘으로 누르고 각 유도 전극의 특징 데이터를 기록하는 단계;
    기록한 각 유도 전극의 특징 데이터를 대응하는 각 유도 전극의 힘 곡선에 대입하여 힘을 계산하는 단계;
    상기 계산을 통하여 얻은 힘으로 매 하나의 논리 채널이 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 각각 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 측정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하는 단계는,
    얻어진 각 유도 전극의 원시 특징값을 대응하는 유도 전극의 힘 곡선에 각각 대입하는 단계;
    미리 저장한 현재 논리 채널이 임의의 유도 전극에서의 상대 탄성 계수의 데이터를 판독하는 단계;
    상기 상대 탄성 계수의 데이터에 근거하여, 계산하여 얻은 힘에 대하여 수정하고, 최종 결과를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 측정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    프레스 위치가 논리 채널 중심에 놓이지 않을 때, 프레스 위치에 있고 논리 채널에 접근하는 상대 탄성 계수를 통하여 프레스 위치쪽의 상대 탄성 계수를 추산해내는 것을 특징으로 하는 힘 측정 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    동시에 M 개의 힘이 존재하여 위치가 상이한 M 개 위치를 각각 누를 때, 각 유도 전극이 피드백하는 힘과 M 개 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수에 의하여 연립 방정식을 구축하고, 연립 방정식에서 Q 개 방정식을 선택하여 각 위치에 대응하는 힘을 구하되, 여기서, Q와 M은 모두 양의 정수이고, Q ≥ M인 것을 특징으로 하는 힘 측정 방법.
  7. 적어도 하나의 유도 전극이 식별하는, 외부로부터 인가되는 적어도 하나의 힘이 일으키는 변형을 얻어, 상기 변형을 상응하는 전기적 신호로 표시되는 원시 특징값으로 전환하기 위한 것으로, 여기서, 상기 원시 특징값과 상기 힘이 대응되는 힘 측정 유닛;
    각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하기 위한 것인 처리유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 측정 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 모듈은,
    각 유도 전극이 대응하는 힘 곡선을 얻기 위한 것으로, 상기 힘 곡선은 대응하는 유도 전극의 원시 특징값과 힘의 관계이며, 여기서, 힘 곡선을 얻는 방식에는 미리 저장된 것을 직접 얻거나 또는 단독적으로 구축된 것이 포함되는 제 1 획득 유닛;
    임의의 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 얻기 위한 것으로, 여기서, 상대 탄성 계수를 얻는 방식에는 미리 저장된 것을 직접 얻거나 또는 단독적으로 구축된 것이 포함되며, 상기 상대 탄성 계수는 상이한 위치를 누를 때, 누른 상이한 위치에 대한 동일 유도 전극의 변형율의 차이를 표시하기 위한 것인 제 2 획득 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 측정 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 획득 유닛은 구체적으로,
    전체 터치 스크린에 대하여 영역 구획을 진행하여, 매 하나의 구획된 영역을 하나의 논리 채널로 하고;
    매 하나의 구획된 영역의 중심을 미리 설정된 힘으로 누르고 각 유도 전극의 특징 데이터를 기록하며;
    기록한 각 유도 전극의 특징 데이터를 대응하는 각 유도 전극의 힘 곡선에 대입하여 힘을 계산하고;
    상기 계산을 통하여 얻은 힘으로 매 하나의 논리 채널이 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수를 각각 계산하기 위한 것임을 특징으로 하는 힘 측정 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 처리유닛은 구체적으로,
    얻어진 각 유도 전극의 원시 특징값을 대응하는 유도 전극의 힘 곡선에 각각 대입하고;
    미리 저장한 현재 논리 채널이 임의의 유도 전극에서의 상대 탄성 계수의 데이터를 판독하며;
    상기 상대 탄성 계수의 데이터에 근거하여, 계산하여 얻은 힘에 대하여 수정하고, 최종 결과를 출력하기 위한 것임을 특징으로 하는 힘 측정 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    프레스 위치가 논리 채널의 중심에 놓이지 않을 때, 프레스 위치에 있고 논리 채널에 접근하는 상대 탄성 계수를 통하여 프레스 위치쪽의 상대 탄성 계수를 추산해내는 것을 특징으로 하는 힘 측정 모듈.
  12. 제 10 항에 있어서,
    동시에 M 개의 힘이 존재하여 위치가 상이한 M 개 위치를 각각 누를 때, 각 유도 전극이 피드백하는 힘과 M 개 위치가 각 유도 전극에 대한 상대 탄성 계수에 의하여 연립 방정식을 구축하고, 연립 방정식에서 Q 개 방정식을 선택하여 각 위치에 대응하는 힘을 구하되, 여기서, Q와 M은 모두 양의 정수이고, Q ≥ M인 것을 특징으로 하는 힘 측정 모듈.
  13. 적어도 하나의 유도 전극으로 구성되고, 외부로부터 인가되는 적어도 하나의 힘이 일으키는 변형을 식별하여, 상기 변형을 상응하는 전기적 신호로 표시되는 원시 특징값으로 전환하기 위한 것으로, 여기서, 상기 원시 특징값과 상기 힘이 대응되는 힘 센서;
    각 유도 전극의 원시 특징값에 근거하여 대응하는 유도 전극이 피드백하는 힘 정보를 계산하기 위한 적어도 하나의 프로세서;
    상기 프로세서의 정상 작동을 지지하는 각항 데이터를 저장하기 위한 기억 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 측정 기기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 힘 센서는 저항형 센서 및/또는 정전용량형 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘 측정 기기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 힘 센서는 프레스 면 및 측정 회로 유닛을 더 포함하고,
    외부에서 인가되는 힘이 상기 프레스 면에 작용할 때, 상기 프레스 면의 변형은 유도 전극 과의 저항 및/또는 정전용량 변화를 일으키고, 상기 측정 회로 유닛은 상기 저항 및/또는 정전용량의 변화를 식별하여, 이 변화를 전기적 신호로 전환하기 위한 것이며, 상기 전기적 신호는 일정한 형식에 따라 상응한 프레스 힘을 대표하는 원시 특징값으로 출력되는 것을 특징으로 하는 힘 측정 기기.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6297613B2 (ja) * 2016-03-22 2018-03-20 Ｎｉｓｓｈａ株式会社 感圧センサ
JP7053410B2 (ja) * 2018-08-30 2022-04-12 トヨタ自動車株式会社 センサユニット、センサシステム、ロボットハンド、ロボットアーム、サーバ装置、演算方法、およびプログラム
US11779730B2 (en) * 2019-04-29 2023-10-10 Medtronic Vascular Galway Elongated medical device integrity determination
GB2601482A (en) * 2020-11-27 2022-06-08 Peratech Holdco Ltd Detecting Manually Applied Pressure
US11928278B2 (en) 2021-02-26 2024-03-12 Robert Bosch Gmbh System and method of predicting multi-finger force in touch screens using artificial intelligence
CN113032906A (zh) * 2021-03-23 2021-06-25 北京清航紫荆装备科技有限公司 一种起落架形变程度的测量方法、装置、设备及介质
CN113181628B (zh) * 2021-05-12 2023-03-28 歌尔科技有限公司 手柄及其按键反馈力的矫正方法、控制装置及存储介质
CN113419646B (zh) * 2021-06-03 2023-05-16 维沃移动通信有限公司 压力感应通道的校准方法、装置及电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040111634A (ko) * 2002-05-17 2004-12-31 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 힘 기반 터치 패널 시스템의 캘리브레이션
KR100997107B1 (ko) * 2008-08-11 2010-11-29 한국표준과학연구원 누름힘의 세기 및 작용위치 검출용 터치입력구조, 이를 이용한 터치입력장치 및 누름힘의 세기 및 작용위치 검출방법
JP2013506213A (ja) * 2009-09-30 2013-02-21 ベイジン アイルタッチ システムズ カンパニー，リミティド タッチスクリーン、タッチシステム及びタッチシステムにおけるタッチオブジェクトの位置決定方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4178658B2 (ja) * 1998-06-30 2008-11-12 株式会社デンソー 容量式物理量検出装置
CN102004573B (zh) * 2010-07-28 2014-01-01 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种触摸检测系统及其检测方法
GB201105025D0 (en) * 2011-03-25 2011-05-11 Peratech Ltd Electrically responsive composite material
US20130141338A1 (en) * 2011-12-02 2013-06-06 Motorola Solutions, Inc. Method and device for contact and percolation hybrid mode transparent force sensor
CN202815747U (zh) * 2012-08-31 2013-03-20 深圳市汇顶科技有限公司 电容屏触摸笔
US9134842B2 (en) * 2012-10-04 2015-09-15 Corning Incorporated Pressure sensing touch systems and methods
CN102928133B (zh) * 2012-10-12 2015-03-18 深圳市安培盛科技有限公司 一种陶瓷电容式压力传感器
CN102980715B (zh) * 2012-11-16 2015-12-30 上海朝辉压力仪器有限公司 电容式压力变送器及压力传感系统
JP5628885B2 (ja) * 2012-11-27 2014-11-19 日本写真印刷株式会社 感圧シートの押圧状態検出方法と感圧シート
CN203573282U (zh) * 2013-11-13 2014-04-30 深圳市汇顶科技股份有限公司 采用金属网格式电极的单层二维触摸传感器
KR102337216B1 (ko) * 2015-01-05 2021-12-08 삼성전자주식회사 영상 표시 장치 및 영상 표시 방법
CN205384596U (zh) * 2015-12-23 2016-07-13 深圳市汇顶科技股份有限公司 一种可实现压力检测的电容式触摸屏及触摸设备
WO2018049638A1 (zh) * 2016-09-17 2018-03-22 深圳市汇顶科技股份有限公司 压力检测方法、触控芯片以及压力检测模块

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040111634A (ko) * 2002-05-17 2004-12-31 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 힘 기반 터치 패널 시스템의 캘리브레이션
KR100997107B1 (ko) * 2008-08-11 2010-11-29 한국표준과학연구원 누름힘의 세기 및 작용위치 검출용 터치입력구조, 이를 이용한 터치입력장치 및 누름힘의 세기 및 작용위치 검출방법
JP2013506213A (ja) * 2009-09-30 2013-02-21 ベイジン アイルタッチ システムズ カンパニー，リミティド タッチスクリーン、タッチシステム及びタッチシステムにおけるタッチオブジェクトの位置決定方法

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