KR20210010285A - 일체형 하우징 표면상의 터치영역 식별 가능한 스위칭 조작 센싱 장치 - Google Patents

일체형 하우징 표면상의 터치영역 식별 가능한 스위칭 조작 센싱 장치 Download PDF

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Abstract

발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 조작 센싱 장치는, 하우징과 일체로 이루어지고 서로 다른 영역에 배치된 제1 및 제2 터치부재를 포함하는 터치 조작부; 상기 제1 터치부재의 터치시 가변되는 공진주파수를 포함하는 제1 발진신호와, 상기 제2 터치부재의 터치시 가변되는 공진주파수를 포함하는 제2 발진신호를 생성하는 발진회로; 및 상기 발진회로로부터의 상기 제1 발진신호와 상기 제2 발진신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 터치부재 각각의 터치여부 및 터치영역을 식별하는 터치 검출 회로; 를 포함한다.

Description

일체형 하우징 표면상의 터치영역 식별 가능한 스위칭 조작 센싱 장치{SWITCHING OPERATION SENSING DEVICE CAPABLE OF DISTINGUISHING TOUCH REGIONS ON AN INTEGRAL HOUSING SURFACE}
본 발명은 일체형 하우징 표면상의 터치영역 식별 가능한 스위칭 조작 센싱 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 웨어러블 기기는 좀더 얇고 심플하면서 깔끔한 디자인이 선호되고 있으며 이에 따라 기존 기계식 스위치가 사라지고 있다. 이는 방진, 방수 기술의 구현이 이루어짐과 더불어, 매끄러운 디자인의 일체감 있는 모델의 개발이 이루어짐에 따라 가능해지고 있다.
현재 메탈 위를 터치하는 ToM(touch On Metal) 기술, 터치 패널을 이용한 커패시터 센싱 기법, MEMS(Micro-Electro-Mechanical-System), 마이크로 스트레인 게이지(Micro Strain Gauge) 등의 기술이 개발되고 있으며 이에 더 나아가 포스 터치기능까지 개발되는 추세이다.
기존의 기계식 스위치의 경우, 스위치 기능 구현을 위해, 내부적으로 큰 사이즈와 공간이 필요하고, 외관상으로도 외부로 튀어나오는 형태나 외부 케이스와 일체화가 아닌 구조 등으로 인하여 깔끔하지 못한 디자인과 큰 공간이 필요하다는 단점이 있다.
또한 전기적으로 연결되는 기계식 스위치의 직접적인 접촉으로 인한 감전의 위험이 있으며, 특히 기계적 스위치의 구조상 방진 방수가 곤란하다는 단점이 있다. 한편, 전술한 과정에서 설명한 바와같이, 현재 전용 버튼 없이 버튼 기능 수행을 위한 다양한 방식이 제안되고 있지만, 각 버튼기능 수행을 위한 영역 간 전기적 신호 구분을 위한 아이솔레이션(Isolation) 처리 혹은 물리적 힘 인식을 위한 전용 구조를 필요로 하고 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) KR 10-2002-0077836 (2002.10.14)
(특허문헌 2) KR 10-2009-0120709 (2009.11.25)
(특허문헌 3) KR 10-2011-0087014 (2011.08.02)
(특허문헌 4) KR 10-2011-0087004 (2011.08.02)
(특허문헌 5) KR 10-2018-0046833 (2018.05.09)
(특허문헌 6) US 2018-0093695 (2018.04.05)
(특허문헌 7) JP 2012-168747 (2012.09.06)
(특허문헌 8) JP 2015-095865 (2015.05.18)
본 발명의 일 실시 예는, 전기 기기의 일체형 하우징을 터치영역으로 이용하는 경우, 서로 다른 터치영역에 대해, 아이솔레이션 또는 실드 구조 또는 간섭 배제 회로 없이도, 복수의 터치 영역을 서로 구분할 수 있는 스위칭 조작 센싱 장치를 제안한다.
본 발명의 일 실시 예에 의해, 하우징과 일체로 이루어지고 서로 다른 영역에 배치된 제1 및 제2 터치부재를 포함하는 터치 조작부; 상기 제1 터치부재의 터치시 가변되는 공진주파수를 포함하는 제1 발진신호와, 상기 제2 터치부재의 터치시 가변되는 공진주파수를 포함하는 제2 발진신호를 생성하는 발진회로; 및 상기 발진회로로부터의 상기 제1 발진신호와 상기 제2 발진신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 터치부재 각각의 터치여부 및 터치영역을 식별하는 터치 검출 회로; 를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치가 제안된다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 전기 기기의 일체형 하우징을 터치영역으로 이용하는 경우, 서로 다른 터치영역에 대해, 아이솔레이션 또는 실드 구조 또는 간섭 배제 회로 없이도, 복수의 터치 영역을 서로 구분할 수 있는 장점이 있다.
또한, LC 공진에 의한 발진 주파수를 카운트한 카운트값의 변화에 기초하여 터치를 인식하는 과정에서, 터치영역에서의 표면재질, 터치하는 인체(예, 제2 대상체)의 체온 등의 외부 변화요인이 발진 주파수의 변화에 미치는 영향을 반영함으로써, 일체형 하우징의 복수의 터치영역중에서 아이솔레이션 또는 실드 구조 또는 간섭 배제 회로 없이도, 터치 영역 및 터치 대상체(사람 or 다른 금속을 비롯한 물체)의 구분이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 모바일 기기의 외관 예시도이다.
도 2는 도 1의 (b)의 I-I' 선 단면구조를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치의 일 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 조작 센싱 장치의 일 예시도이다.
도 4는 제1 발진회로의 일 예시도이다.
도 5는 제2 발진회로의 일 예시도이다.
도 6은 인체 터치시 제1 발진회로의 일 예시도이다.
도 7은 전도체 터치시 제2 발진회로의 일 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치조작 식별회로의 일 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 에에 따른 터치조작 식별회로의 다른 일 예시도이다.
도 10은 도 8의 상세구성의 일 예시도이다.
도 11은 도 9의 상세구성의 일 예시도이다.
도 12는 제1 파형 연산부의 일 예시도이다.
도 13은 제2 파형 연산부의 일 예시도이다.
도 14는 터치영역 식별부의 일 예시도이다.
도 15는 인체(손) 터치와 도전체(메탈) 터치의 카운트값 차이 설명도이다.
도 16은 제1 터치영역의 터치시, 제1 및 제2 카운트값의 변화 예시도이다.
도 17은 제2 터치영역의 터치시, 제1 및 제2 카운트값의 변화 예시도이다.
도 18은 인체(손) 터치와 도전체(메탈) 터치의 연산값 차이 설명도이다.
도 19는 제1 및 제2 터치영역 터치시 미분값 및 연산값 차이 설명도이다.
이하에서는, 본 발명은 설명되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 각 실시 예에 있어서, 하나의 예로써 설명되는 구조, 형상 및 수치는 본 발명의 기술적 사항의 이해를 돕기 위한 예에 불과하므로, 이에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 본 발명의 실시 예들은 서로 조합되어 여러 가지 새로운 실시 예가 이루어질 수 있다.
그리고, 본 발명에 참조된 도면에서 본 발명의 전반적인 내용에 비추어 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위해서, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 모바일 기기의 외관 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명이 적용될 수 있는 모바일 기기(10)는 터치 스크린(11), 하우징(500) 및 터치 조작부(SWP)를 포함할 수 있다.
상기 터치 조작부(SWP)는, 기계적인 버튼식 스위치를 대체하는 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)를 포함할 수 있다.
도 1에서는 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)를 도시하고 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 이와 같은 2개의 제1 및 제2 부재에 한정되는 것은 아니고, 제1 및 제2 터치부재와 같은 방식으로 터치부재가 확장 될 수 있음을 이해할 수 있다.
일 예로, 상기 모바일 기기(10)는 스마트폰 등과 같이, 휴대 가능한 기기가 될 수 있고, 스마트 와치(Watch)와 같이, 웨어러블 기기가 될 수 있으며, 특정한 기기에 한정되지 않고, 휴대 가능하거나 착용 가능한 전기 기기, 또는 동작 제어를 위한 스위치를 갖는 전기 기기가 될 수 있다.
상기 하우징(500)은, 전기 기기의 외부에 노출되는 외측 케이스가 될 수 있다. 일 예로, 상기 스위칭 조작 센싱 장치가 모바일 기기에 적용되는 경우, 모바일 기기(10)의 사이드(측면)에 배치되는 커버일 수 있다. 일 예로, 상기 하우징(500)은 모바일 기기(10)의 후면에 배치되는 커버와 일체로 이루어질 수 있거나, 모바일 기기(10)의 후면에 배치되는 커버와 별도로 분리되어 이루어질 수 있다.
상기 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2) 각각은, 상기 모바일 기기의 하우징(500)에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 스위칭 조작 센싱 장치는 전기 기기의의 하우징에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)는 모바일 기기의 커버에 배치될 수 있는데, 이 경우 커버는 터치 스크린을 제외한 커버, 예를 들면, 사이드 커버나, 후면 커버나, 전면의 일부에 형성될 수 있는 커버 등이 될 수 있으며, 설명의 편의상 하우징의 일 예시로, 모바일 기기의 사이드 커버에 배치된 경우에 대해 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은, 기준 클럭을 발진 주파수를 이용하여 카운팅하여 카운트값을 생성하고, 터치 조작시 카운트값의 변화량에 기초해 터치를 인식하는 과정에서, 터치 조작시 사람의 체온을 비롯한 외적 요인이 표면 재질에 따라 공진주파수를 결정하는 L(인덕턴스) 또는 C(커패시턴스)에 의해 초래되는 반응성 차이에 기초해, 별도의 아이솔레이션(Isolation) 또는 차폐 구조나 간섭 배제 회로 없이도, 일체형 하우징의 표면에 존재하는 복수의 터치부재를 구분할 수 있도록 함으로써, 해당 터치영역의 인식 또는 터치의 대상체의 구분도 가능하게 하는 기술을 제안한다.
본 발명의 각 도면에 대해, 동일한 부호 및 동일한 기능의 구성요소에 대해서는 가능한 불필요한 중복 설명은 생략될 수 있고, 각 도면에 대해 가능한 차이점에 대한 사항이 설명될 수 있다.
도 2는 도 1의 (b)의 I-I' 선 단면구조를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치의 일 예시도이다.
도 2를 참조하면, 스위칭 조작 센싱 장치는, 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)를 포함하는 터치 조작부(SWP), 발진회로(600,도 3), 터치 검출 회로(700, 도 3)를 포함할 수 있다.
터치 조작부(SWP)는, 전자 기기의 하우징(500)과 일체로 이루어지고, 서로 다른 위치에 배치된 제1 터치부재(TM1) 및 제2 터치부재(TM2)를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)는, 상기 하우징(500)의 재료와 동일한 재료를 포함할 수 있다.
일 예로, 상기 하우징(500)이 메탈과 같은 전도체(예, 제1 대상체)이면 상기 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)도 전도체일 수 있고, 상기 하우징(500)이 플라스틱과 같은 절연체이면 상기 제1 및 제2 터치부재(TM1TM2)도 절연체일 수 있다.
예를 들어, 발진회로(600, 도 3)는, 기판(200)의 일면에 실장되어, 제1 터치부재(TM1)의 내측면에 배치된 제1 코일요소(611)와, 상기 제2 터치부재(TM2)의 내측면에 배치된 제2 코일요소(612)와, 상기 기판(200)의 타면에 실장된 제1 커패시터 소자(621) 및 제2 커패시터 소자(622)를 포함할 수 있다.
또한, 터치 검출 회로(700, 도 3)는 회로부(CS)에 포함되어 상기 기판(200)의 타면에 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 회로부(CS)는 집적회로(IC)일 수 있다.
도 2는 하나의 예시를 보이는 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 기판(200)의 일면(예, 상면)에는 제1 및 제2 코일요소(611,612)가 배치될 수 있고, 상기 기판(200)의 타면(예, 하면)에는 회로부(CS)와, MLCC 등의 제1 및 제2 커패시터 소자(621,622)가 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
기판(200)은 인쇄 회로 기판(PCB) 및 연성 인쇄 회로 기판(FPCB) 중 하나를 포함할 수 있다. 이에 한정되지 않고, 회로 패턴이 형성될 수 있는 보드(Board)(예, PCB를 비롯한 각종 회로 보드중 하나) 또는 패널(Panel)(예, PLP(Panel Level Package)용 패널)일 수 있다.
하기에 설명되는, 본 발명의 일 실시 에에 따른 스위칭 조작 센싱 장치는, 제1 및 제2 터치부재를 포함하여 복수의 터치부재를 포함할 수 있다. 일 예로, 복수의 터치부재가 일렬로 배열되는 구조일 수 있고, 또는 가로로 복수의 터치부재가 배열되고, 세로로 복수의 터치부재가 배열되어, 전체 구조가 매트릭스 구조를 갖도록 이루어질 수 있다.
본 서류에서는, 상기 스위칭 조작 센싱 장치가 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)를 포함하는 경우는 설명의 편의를 위한 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
본 서류에서, 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)는 하우징(500)과 일체로 이루어져 있으며, 여기서 일체라 함은 서로 다른 재료로 이루어지나 제조시 한몸으로 제작되어, 제조된 이후에는 분리할 수 없고 기구적 또는 기계적으로 분리된 구조가 아니고 전혀 빈틈이 없는 한몸인 단일 구조를 의미할 수 있다.
상기 제1 및 제2 코일요소(611,612)는, 기판(200)의 일면에 서로 이격되어 배치될 수 있고, 기판(200)에 형성되는 회로 패턴과 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 코일요소(611,612) 각각은, 솔레노이드 코일, 권선형 인덕터 등의 개별 코일 소자나 칩 인덕터 등이 될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 인덕턴스를 갖는 소자일 수 있다.
일 예로, 전도체(메탈) 등의 제1 대상체가 터치 조작부(SWP)의 접촉면에 닿을 경우, 인덕티브 센싱 원리가 적용되어 전체 인덕턴스 값이 감소하게 되고, 이로 인하여 공진 주파수가 증가하게 된다.
다른 일 예로, 인체(손) 등의 제2 대상체가 터치 조작부(SWP)의 접촉면에 닿을 경우, 커패시티브 센싱 원리가 적용되어 전체 커패시턴스 값이 증가하게 되고, 이로 인하여 공진 주파수가 감소하게 된다.
본 발명에서는 모바일 기기의 하우징(500)과 일체로 이루어진 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)의 접촉면에 닿는 대상체에 따라 커패시티브 센싱(Capacitive Sensing) 방식 또는/및 인덕티브 센싱(Inductive Sensing) 방식이 적용될 수 있으며, 이에 따라 터치 조작부(SWP)에 접촉되는 대상체를 구분할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)의 터치표면의 재질은 알루미늄 뿐 아닌 다른 여러 금속과 글래스를 비롯한 비금속이 될 수 있으며, 터치영역과 신체의 접촉이 발진회로를 구성하는 L(인덕턴스)과 C(커패시턴스)의 변화를 유발하는 어떠한 구조에도 적용 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스위칭 조작 센싱 장치의 일 예시도이다.
도 3을 참조하면, 스위칭 조작 센싱 장치는, 터치 조작부(SWP), 발진회로(600), 및 터치 검출 회로(700)를 포함할 수 있다.
상기 터치 조작부(SWP)는, 하우징(500)과 일체로 이루어지고 서로 다른 영역에 배치된 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)를 포함할 수 있다.
상기 발진회로(600)는, 상기 제1 터치부재(TM1)의 터치시 가변되는 공진주파수를 포함하는 제1 발진신호(LCosc1)와, 상기 제2 터치부재(TM2)의 터치시 가변되는 공진주파수를 포함하는 제2 발진신호(LCosc1)를 생성할 수 있다.
상기 터치 검출 회로(700)는, 상기 발진회로(600)로부터의 상기 제1 발진신호(LCosc1)와 상기 제2 발진신호(LCosc2)를 이용하여 상기 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2) 각각의 터치여부 및 터치영역을 식별할 수 있다.
일 예로, 상기 터치 검출 회로(700)는, 상기 제1 발진신호(LCosc1)의 주파수 변화특성과 상기 제2 발진신호(LCosc2)의 주파수 변화특성을 이용하여 상기 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2) 각각의 터치여부 및 터치영역을 식별할 수 있다.
일 예로, 상기 발진회로(600)는, 제1 발진회로(601) 및 2 발진회로(602)를 포함할 수 있다.
상기 제1 발진회로(601)는, 상기 제1 터치부재(TM1)를 통한 터치 조작에 의한 임피던스 변화에 기초한 제1 발진신호(LCosc1)를 생성할 수 있다. 상기 제2 발진회로(602)는, 상기 제2 터치부재(TM2)를 통한 터치 조작에 의한 임피던스 변화에 기초한 제2 발진신호(LCosc2)를 생성할 수 있다. 일 예로, 터치조작에 의한 임피던스 변화에서, 임피던스는 커패시턴스 및 인덕턴스중 적어도 하나가 될 수 있다.
일 예로, 상기 터치 검출 회로(700)는, 주파수 연산회로(800) 및 터치조작 식별회로(900)를 포함할 수 있다.
상기 주파수 연산회로(800)는, 상기 발진회로(600)로부터의 상기 제1 및 제2 발진신호(LCosc1,LCosc2)를 제1 및 제2 카운트값(LC_CNT1,LC_CNT2)으로 변환할 수 있다.
일 예로, 상기 주파수 연산회로(800)는, 제1 주파수 연산회로(801) 및 제2 주파수 연산회로(802)를 포함할 수 있다. 상기 제1 주파수 연산회로(801)는, 상기 발진회로(600)로부터의 상기 제1 발진신호(LCosc1)를 제1 카운트값(LC_CNT1)으로 변환할 수 있다. 상기 제2 주파수 연산회로(802)는, 상기 발진회로(600)로부터의 상기 제1 발진신호(LCosc1)를 제1 카운트값(LC_CNT1)으로 변환할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 주파수 연산회로(801)는, 기준 클럭 신호를 기준 주파수 분주비를 이용하여 분주하여, 분주된 기준 클럭신호를 생성하고, 상기 제1 발진신호를 이용하여 상기 분주된 기준 클럭 신호를 카운트하여, 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)을 출력할 수 있다.
또한, 상기 제2 주파수 연산회로(802)는, 기준 클럭 신호를 기준 주파수 분주비를 이용하여 분주하여, 분주된 기준 클럭신호를 생성하고, 상기 제2 발진신호를 이용하여 상기 분주된 기준 클럭 신호를 카운트하여, 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)을 출력할 수 있다.
상기 터치조작 식별회로(900)는, 상기 제1 및 제2 카운트값(LC_CNT1,LC_CNT2)에 이용하여 연산 과정을 수행하고, 이 연산과정을 통해 생성된 연산값에 기초하여 상기 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2) 각각의 터치여부 및 터치영역을 식별할 수 있다.
또한, 상기 터치조작 식별회로(900)는, 상기 발진회로(600)로부터의 상기 제1 발진신호(LCosc1)의 주파수 변화특성과 상기 제2 발진신호(LCosc2)의 주파수 변화특성을 이용하여 상기 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2) 각각을 통해 터치되는 대상체를 식별할 수 있다.
예를 들어, 상기 터치조작 식별회로(900)는 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)과 제2 카운트값(LC_CNT2)을 연산하여 제1 및 제2 터치부재(TM1,TM2)중 어느 터치부재가 터치된 것인지를 식별하여, 제1 터치부재(TM1) 또는 제2 터치부재(TM2)가 터치된 경우에는 하이레벨의 터치 검출 신호(DFX)를 출력하고, 터치되지 않은 경우에는 로우레벨의 터치 검출 신호(DFX)를 출력할 수 있다. 일 예로, 제1 터치부재(TM1)가 터치된 것으로 인식하면 터치영역 구분 인덱스(TAI)를 1로 출력하고, 제2 터치부재(TM2)가 터치된 것으로 인식하면 터치영역 구분 인덱스(TAI)를 2로 출력할 수 있다
도 4는 제1 발진회로의 일 예시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 발진회로(601)는, 제1 인덕턴스 회로(610-1)와, 제1 커패시턴스 회로(620-1)와, 제1 증폭회로(630-1)를 포함할 수 있다.
상기 제1 인덕턴스 회로(610-1)는, 제1 코일요소(611)를 포함하고, 상기 제1 터치부재(TM1)를 통한 제1 대상체(예, 도전체)에 의한 터치 조작시 가변되는 인덕턴스를 제공할 수 있다.
상기 제1 커패시턴스 회로(620-1)는, 제1 커패시터 소자(621)를 포함하고, 상기 제1 터치부재(TM1)를 통한 제2 대상체(예, 인체)에 의한 터치 조작시 가변되는 커패시턴스를 포함할 수 있다.
상기 제1 증폭회로(630-1)는, 제1 커패시턴스 회로(620-1)와, 상기 제1 인덕턴스 회로(610-1) 및 제1 커패시턴스 회로(620-1)에 의한 공진주파수를 갖는 제1 발진신호(LCosc1)를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 발진회로(630-1)는 인버터(INT) 또는 증폭기를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
도 5는 제2 발진회로의 일 예시도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제2 발진회로(602)는, 제2 인덕턴스 회로(610-2)와, 제2 커패시턴스 회로(620-2)와, 제2 증폭회로(630-2)를 포함할 수 있다.
상기 제2 인덕턴스 회로(610-2)는, 제2 코일요소(612)를 포함하고, 상기 제2 터치부재(TM2)를 통한 제1 대상체(예, 도전체)에 의한 터치 조작시 가변되는 인덕턴스를 포함할 수 있다.
상기 제2 커패시턴스 회로(620-2)는, 제2 커패시터 소자(622)를 포함하고, 상기 제2 터치부재(TM2)를 통한 제2 대상체(예, 인체)에 의한 터치 조작시 가변되는 커패시턴스를 포함할 수 있다.
상기 제2 증폭회로(630-2)는, 상기 제2 인덕턴스 회로(610-2) 및 제2 커패시턴스 회로(620-2)에 의한 공진주파수를 갖는 제2 발진신호(LCosc2)를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 발진회로(630-2)는 인버터(INT) 또는 증폭기를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 도 4 내지 도 7에 대해, 동일한 부호 및 동일한 기능의 구성요소에 대해서는 가능한 불필요한 중복 설명은 생략될 수 있고, 각 도면에 대해 가능한 차이점에 대한 사항이 설명될 수 있다.
도 6은 인체 터치시 제1 발진회로의 일 예시도이다.
도 6을 참조하면, 제1 발진회로(601)는 제1 인덕턴스 회로(610-1), 제2 커패시턴스 회로(620-1) 및 제1 증폭회로(630-1)를 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 터치부재(TM1)가 노터치시, 상기 제1 커패시턴스 회로(620-1)는, 커패시턴스(Cext)(2Cext+2Cext)를 갖는 제1 커패시터 소자(621)를 포함할 수 있다.
또한, 인체 등의 제2 대상체 터치시, 상기 제1 커패시턴스 회로(620-1)는, 상기 제1 커패시터 소자(621)의 커패시턴스(Cext)(2Cext+2Cext)와, 상기 제1 터치부재(SWP)의 터치에 기초해 생성되는 터치 커패시턴스 (Ctouch)를 포함할 수 있다. 상기 터치 커패시턴스 (Ctouch)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 커패시터 소자(621)의 커패시턴스(2Cext+2Cext)중 하나(2Cext)에 병렬로 접속될 수 있다.
예를 들어, 터치 커패시턴스(Ctouch)는, 상기 제1 커패시터 소자(621)의 2개로 분리된 커패시턴스(2Cext+2Cext)중 하나(2Cext)에 병렬로 접속되며, 서로 직렬로 연결되는 복수의 커패시턴스(Ccase,Cfinger,Cgnd)를 포함할 수 있다.
여기서, Ccase는 케이스 커패시턴스, Cfinger는 핑거 커패시턴스, 그리고 Cgnd는 회로 접지와 어스(earth) 사이의 접지 커패시턴스가 될 수 있다.
일 예로, 제1 발진회로(601)의 제1 공진 주파수(fres1)는 하기 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 1]
fres1 ≒ 1/{2π sqrt (Lind * Cext)}
상기 수학식 1에서, ≒는 같을 수 있거나 유사하다는 의미이고, 여기서 유사하다는 것은 다른 값이 더 포함될 수 있다는 의미이다.
상기 제1 발진회로(601)의 제1 증폭회로, 터치 검출 회로(700)는 회로부(CS)로 구현될 수 있다. 상기 제1 커패시터 소자(621)는 상기 회로부(CS)에 포함될 수도 있고, 외부에 별도의 소자(예, MLCC)로 배치될 수도 있다.
한편, 제1 코일요소(611)와 제1 커패시터 소자(621) 사이에는 저항(미도시)이 더 접속될 수 있는데, 이 저항은 정전기 방전(ESD(Electrostatic Discharge) 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 터치 커패시턴스(Ctouch)(Ccase,Cfinger,Cgnd)는, 서로 직렬로 접속되는 케이스 커패시턴스(Ccase), 핑거 커패시턴스(Cfinger), 그리고 회로 접지와 어스(earth) 사이의 접지 커패시턴스(Cgnd)가 될 수 있다.
일 예로, 상기 제1 커패시터 소자(621)의 커패시턴스(2Cext, 2Cext)가 회로 접지를 기준으로 하나의 커패시턴스(2Cext)와 다른 하나의 커패시턴스(2Cext)로 분리된 등가회로로 표현되는 경우, 상기 하나의 커패시턴스(2Cext) 또는 다른 하나의 커패시턴스(2Cext)에 상기 케이스 커패시턴스(Ccase), 핑거 커패시턴스(Cfinger), 접지 커패시턴스(Cgnd)가 병렬로 접속될 수 있다.
전술한 바와같이, 인체 등의 제2 대상체의 터치가 있는 경우, 제1 발진회로(600)의 제1 공진 주파수(fres1)는 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 2]
fres1 ≒ 1/{2π sqrt (Lind * [2Cext ∥ (2Cext + CT)])}
CT ≒ Ccase∥Cfinger∥Cgnd
상기 수학식 2에서, ≒는 같을 수 있거나 유사하다는 의미이고, 여기서 유사하다는 것은 다른 값이 더 포함될 수 있다는 의미이다. 상기 수학식 2에서, Ccase는 케이스(커버)와 제1 코일요소(611A) 사이에 존재하는 기생 커패시턴스(Parasitic Capacitance)이고, Cfinger는, 인체가 가지는 커패시턴스이고, Cgnd는 회로 접지와 어스(earth) 사이의 접지 리턴 커패시턴스(ground return Capacitance)이다.
그리고, 상기 수학2에서, ∥에 대해 하기와 같이 정의하면, 'a∥b'는 'a'와 'b'가 회로적으로 직렬 접속이고, 그 합산 값은'(a*b)/(a+b)'로 계산되는 것으로 정의한다.
상기 수학식 1(터치 없는 경우)과 수학식 2(터치 있는 경우)를 비교하면, 수학식 1의 커패시턴스(2Cext)가 수학식 2의 커패시턴스(2Cext + Ctouch)로 증가되므로, 이에 따라 터치 없는 제1 공진주파수(fres1)가 터치 있는 제1 공진 주파수(fres1)로 낮아지게 됨을 알 수 있다.
도 7은 전도체 터치시 제2 발진회로의 일 예시도이다.
도 7을 참조하면, 제2 발진회로(602)는 제2 인덕턴스 회로(610-2), 제2 커패시턴스 회로(620-2) 및 제2 증폭회로(630-2)를 포함할 수 있다.
일 예로, 제2 터치부재(TM2)가 노터치시, 상기 제2 커패시턴스 회로(620-2)는, 커패시턴스(Cext)(2Cext+2Cext)를 갖는 제2 커패시터 소자(622)를 포함할 수 있다.
또한, 전도체(메탈) 등의 제1 대상체가 터치시, 상기 제2 인덕턴스 회로(610-2)는, 상기 제2 코일요소(612)의 인덕턴스(Lind)와, 상기 제2 터치부재(TM2)의 터치에 기초해 생성되는 터치 인덕턴스(-△L)를 포함할 수 있다. 상기 터치 인덕턴스 (-△L)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2 코일요소(612)의 인덕턴스(Lind)를 저감시킬 수 있다.
이를 들어, 전도체(메탈) 등의 제1 대상체가 제2 터치부재(TM2)의 접촉면에 닿을 경우 인덕티브 센싱의 원리가 적용되어 에디 커런트에 의한 인덕턴스가 감소하여 공진주파수가 증가하게 된다.
전술한 바와 같이, 두가지 방식을 혼합한 구조를 사용할 경우, 최종 출력되는 주파수 변화특징(변화방향)에 따라 인체(예, 손)등의 제2 대상체의 터치와 도전체(예, 메탈) 등의 제1 대상체의 터치를 구분할 수 있는 효과가 있다.
한편, 전도체 등의 제1 대상체의 터치에 적용되는 인덕티브 센싱 원리에 부연하면 다음과 같다.
먼저 제2 발진회로가 동작시 제2 코일요소에 AC 전류가 발생하고 이로 인한 자기장(H-Field)이 생성된다. 이때 메탈(Metal) 접촉시 제2 코일요소의 자기장(H-Field)이 메탈(Metal)에 영향을 주어 순환(Circulating) 전류, 즉 에디 커런트(Eddy current)를 발생시키고 이어서 상기 에디 커런트에 의하여 역방향 자기장(H-Field)이 발생하게 되며, 이는 제2 코일요소의 자기장(H-Field)을 감소시키는 방향으로 동작하게 됨에 따라 제2 코일요소의 인덕턴스가 감소하게 되며, 결국 공진주파수가 증가하게 되는 것이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치조작 식별회로의 일 예시도이다.
도 8을 참조하면, 상기 터치조작 식별회로(900)는, 제1 터치 인식부(911), 제2 터치 인식부(912), 제1 파형 연산부(921), 제2 파형 연산부(922), 터치영역 식별부(930)를 포함할 수 있다.
상기 제1 터치 인식부(911)는, 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)을 기초하여 상기 제1 터치부재(TM1)의 터치여부를 인식하여 제1 터치 인식 플래그(DF1)를 생성할 수 있다.
상기 제2 터치 인식부(912)는, 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)을 기초하여 상기 제2 터치부재(TM2)의 터치여부를 인식하여 제2 터치 인식 플래그(DF2)를 생성할 수 있다.
상기 제1 파형 연산부(921)는, 상기 제1 터치 인식 플래그(DF1)에 기초해 터치조작이 인식된 경우, 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)과 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)을 연산하여 제1 연산값(AV1)을 생성할 수 있다.
상기 제2 파형 연산부(922)는, 상기 제2 터치 인식 플래그(DF2)에 기초해 터치조작이 인식된 경우, 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)과 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)을 연산하여 제2 연산값(AV2)을 생성할 수 있다.
그리고, 상기 터치영역 식별부(930)는, 상기 제1 연산값(AV1) 및 상기 제2 연산값(AV2)을 비교하여 터치영역을 식별할 수 있는 터치영역 구분 인덱스(TAI) 및 터치 검출 신호(DFX)를 생성할 수 있다. 일 예로, 터치영역 구분인덱스(TAI)의 레벨을 기초하면 제1 및 제2 연산값(AV1,AV2)중 큰값에 대응되는 터치부재가 터치조작된 것으로 인식될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 파형 연산부(921) 및 제2 파형 연산부(922)에서의 연산은, 대수연산, 미분, 적분, 마스킹, 절대값, 정규화(Normalize), 스케일일(Scaling) 등의 다양한 방법중에서 기구 구조와 알고리즘에 따라 적어도 하나가 사용될 수 있다. 일 예로, 상기 연산이 미분인 경우, 상기 제1 및 제2 연산값(AV1,AV2)은 미분값이 될 수 있으며, 이 경우의 미분값을 이용하는 방법은, 단순히 제1 터치부재의 표면상태에 따라 시시각각 변화하는 카운트값을 임계치(Threshold)와 비교하는 방법보다는 훨씬 더 안정적이고 빠른 인식성능을 보여줄 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 에에 따른 터치조작 식별회로의 다른 일 예시도이다.
도 9를 참조하면, 상기 터치조작 식별회로(900)는, 제1 파형 연산부(941), 제2 파형 연산부(942), 제1 터치 인식부(951), 제2 터치 인식부(952), 터치영역 식별부(960)를 포함할 수 있다.
상기 제1 파형 연산부(941)는, 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)과 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)을 연산하여 제1 연산값(AV1)을 생성할 수 있다.
상기 제2 파형 연산부(942)는, 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)과 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)을 연산하여 제2 연산값(AV2)을 생성할 수 있다.
상기 제1 터치 인식부(951)는, 상기 제1 연산값(AV1)을 기초하여 상기 제1 터치부재(TM1)의 터치여부를 인식하여 제1 터치 인식 플래그(DF1)를 생성할 수 있다.
상기 제2 터치 인식부(952)는, 상기 제2 연산값(AV2)을 기초하여 상기 제2 터치부재(TM2)의 터치여부를 인식하여 제2 터치 인식 플래그(DF2)를 생성할 수 있다.
그리고, 터치영역 식별부(960)는, 상기 제1 터치 인식 플래그(DF1), 상기 제2 터치 인식 플래그(DF2), 상기 제1 연산값(AV1) 및 상기 제2 연산값(AV2)에 기초해 터치 검출 신호(DFX)를 생성하고, 상기 제1 연산값(AV1) 및 상기 제2 연산값(AV2)을 비교하여 터치영역을 식별할 수 있는 터치영역 구분 인덱스(TAI)를 생성할 수 있다. 일 예로, 터치영역 구분인덱스(TAI)의 레벨을 기초하면 제1 및 제2 연산값(AV1,AV2)중 큰값에 대응되는 터치부재가 터치조작된 것으로 인식될 수 있다.
도 10은 도 8의 상세구성의 일 예시도이다.
도 10을 참조하면, 상기 제1 터치 인식부(911)는, 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)과 제1 임계치(TH1)와 비교하여 제1 대상체의 터치시 하이 레벨을 갖는 제1 터치 인식 플래그(DF1)를 생성할 수 있다.
일 예로, 제1 터치 인식 플래그(DF1)가 하이레벨일 경우에는 제1 터치부재(TM1)가 터치 조작된 것으로 인식할 수 있다.
상기 제2 터치 인식부(912)는, 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)과 제2 임계치(TH2)와 비교하여 제1 대상체의 터치시 하이 레벨을 갖는 제2 터치 인식 플래그(DF2)를 생성할 수 있다.
일 예로, 제2 터치 인식 플래그(DF2)가 하이레벨일 경우에는 제2 터치부재(TM2)가 터치 조작된 것으로 인식할 수 있다.
상기 제1 파형연산부(921)는, 상기 제1 터치 인식 플래그(DF1)에 기초해 터치조작이 인식된 경우, 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)과 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)의 합 또는 차값을 미분하여 제1 연산값(AV1)을 생성할 수 있다
상기 제2 파형 연산부(922)는, 상기 제2 터치 인식 플래그(DF2)에 기초해 터치조작이 인식된 경우, 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)과 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)의 합 또는 차값을 미분하여 제2 연산값(AV2)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 터치영역 식별부(930)는, 제1 비교기(COM1)(931)와, 제1 로직회로부(932)를 포함할 수 있다.
상기 제1 비교기(COM1)(931)는, 상기 제1 연산값(AV1), 상기 제2 연산값(AV2), 및 제3 임계치(TH3)를 비교하여 터치조작인 인식되면 하이레벨을 갖는 터치 검출 신호(DFX)를 생성할 수 있다.
상기 제1 로직회로부(932)는, 상기 제1 연산값(AV1), 상기 제2 연산값(AV2), 제3 임계치(TH3), 및 터치 검출 신호(DFX)를 이용하여, 상기 터치 검출 신호(DFX)가 하이레벨인 경우, 상기 제1 연산값(AV1) 및 상기 제2 연산값(AV2)이 제3 임계치(TH3)보다 크면, 상기 제1 연산값(AV1) 및 상기 제2 연산값(AV2)중 큰 값에 대응되는 터치부재가 터치 조작된 것으로 인식될 수 있으며, 이에 따라 터치영역 구분 인덱스(TAI)는 0, 1, 2중 어느 하나를 출력할 수 있다.
여기서 터치영역 구분 인덱스(TAI) 0는 터치되지 않은 경우, 터치영역 구분 인덱스(TAI)1은 제1 터치부재가 터치된 경우, 터치영역 구분 인덱스(TAI)2는 제2 터치부재가 터치된 경우가 될 수 있다.
도 11은 도 9의 상세구성의 일 예시도이다.
도 11을 참조하면, 상기 제1 파형 연산부(941)는, 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)과 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)와의 차 또는 합을 미분하여 제1 연산값(AV1)을 생성할 수 있다.
상기 제2 파형 연산부(942)는, 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)과 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)와의 차 또는 합을 미분하여 제2 연산값(AV2)을 생성할 수 있다.
상기 제1 터치 인식부(951)는, 상기 제1 연산값(AV1)이 제1 임계치(TH1) 이상이면 상기 제1 터치부재(TM1)의 터치여부를 인식하여 제1 터치 인식 플래그(DF1)를 생성할 수 있다.
상기 제2 터치 인식부(952)는, 상기 제2 연산값(AV2)이 제2 임계치(TH2) 이상이면 상기 제2 터치부재(TM2)의 터치여부를 인식하여 제2 터치 인식 플래그(DF2)를 생성할 수 있다. 여기서, 상기 제1 임계치(TH1) 및 제2 임계치(TH2)는 동일할 수 있으며, 다를 수도 있다.
그리고, 터치영역 식별부(960)는, OR 게이트(961), 제2 비교기(COM2)(962), AND 게이트(963), 및 제2 로직회로부(964)를 포함할 수 있다.
상기 OR 게이트(961)는 상기 제1 터치 인식 플래그(DF1)와 상기 제2 터치 인식 플래그(DF2)중 적어도 하나가 하이레벨이면 1차적으로 적어도 하나의 터치부재에 대해 터치조작이 있음을 의미하는 하이레벨을 출력한다.
상기 제2 비교기(COM2)(962)는, 상기 제1 연산값(AV1), 상기 제2 연산값(AV2), 및 제3 임계치(TH3)를 비교하여, 상기 제1 연산값(AV1) 또는 상기 제2 연산값(AV2)가 제3 임계치(TH3) 이상이면 2차적으로 적어도 하나의 터치부재에 대해 터치조작이 있음을 의미하는 하이레벨을 출력한다.
상기 AND 게이트(963)는, 상기 OR 게이트(961)의 출력신호와 제2 비교기(COM2)(962)의 출력신호가 모드 하이레벨이면 최종적으로 터치조작이 있음을 알리는 하이레벨을 갖는 터치 검출 신호(DFX)를 출력한다.
상기 제2 로직회로부(964)는, 상기 제1 연산값(AV1), 상기 제2 연산값(AV2), 제3 임계치(TH3), 및 터치 검출 신호(DFX)를 이용하여, 상기 터치 검출 신호(DFX)가 하이레벨인 경우, 상기 제1 연산값(AV1) 및 상기 제2 연산값(AV2)이 제3 임계치(TH3)보다 크면, 상기 제1 연산값(AV1) 및 상기 제2 연산값(AV2)중 큰 값에 대응되는 터치부재가 터치 조작된 것으로 인식될 수 있으며, 이에 따라 터치영역 구분 인덱스(TAI)는 0, 1, 2중 어느 하나를 출력할 수 있다.
여기서 터치영역 구분 인덱스(TAI) 0는 터치되지 않은 경우, 터치영역 구분 인덱스(TAI)1은 제1 터치부재가 터치된 경우, 터치영역 구분 인덱스(TAI)2는 제2 터치부재가 터치된 경우가 될 수 있다.
도 12는 제1 파형 연산부의 일 예시도이다.
도 12를 참조하면, 상기 제1 파형 연산부(921)는, 제1 딜레이 부(921-1) 및 제1 감산부(921-2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 딜레이 부(921-1)는, 상기 제1 카운트값(LC_CNT1)을 제1 딜레이 제어신호(DC1)에 응답하여 기 설정시간만큼 딜레이하여 제1 딜레이값(LC_CNT1_D)을 출력할 수 있다.
상기 제1 감산부(921-2)는, 상기 제1 딜레이값(LC_CNT1_D)과 제1 카운트값(LC_CNT1)을 감산하여 제1 연산값(AV1)을 출력할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 연산값(AV1)은 제1 발진신호의 주파수의 변화특성을 의미하는 미분값이 될 수 있다.
도 13은 제2 파형 연산부의 일 예시도이다.
도 13을 참조하면, 상기 제2 파형 연산부(922)는, 제2 딜레이 부(922-1) 및 제2 감산부(922-2)를 포함할 수 있다.
상기 제2 딜레이 부(922-1)는, 상기 제2 카운트값(LC_CNT2)을 제2 딜레이 제어신호(DC2)에 응답하여 기 설정시간만큼 딜레이하여 제2 딜레이값(LC_CNT2_D)을 출력할 수 있다.
상기 제2 감산부(922-2)는, 상기 제2 딜레이값(LC_CNT2_D)과 제2 카운트값(LC_CNT2)을 감산하여 제2 연산값(AV2)을 출력할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 연산값(AV2)은 제2 발진신호의 주파수의 변화특성을 의미하는 미분값이 될 수 있다.
도 14는 터치영역 식별부의 일 예시도이다.
도 14를 참조하면, 일 예로, 상기 터치영역 식별부(930)는, 제1 비교부(931), 제2 비교부(932), 및 로직부(933)를 포함할 수 있다.
상기 제1 비교부(931)는 상기 제1 연산값(AV1)와 제3 임계치(TH3)를 비교하여 제1 비교값을 출력한다.
상기 제2 비교부(932)는 상기 제2 연산값(AV1)와 제3 임계치(TH3)를 비교하여 제2 비교값을 출력한다.
상기 로직부(933)는, 터치 검출 신호(DFX), 상기 제1 비교부(931)로부터의 제1 비교값, 상기 제2 비교부(932)로부터의 제2 비교값를 입력받고, 상기 터치 검출 신호(DFX)가 하이레벨인 경우, 제1 비교값 및 제2 비교값에 기초하여 터치영역을 식별하여 터치 영역 구분 인덱스(TAI)를 출력할 수 있다.
일 예로, 상기 제1 연산값(AV1)가 제3 임계치(TH3) 이상이면 제1 터치부재를 터치영역으로 인식하여 1을 갖는 터치 영역 구분 인덱스(TAI)를 출력할 수 있다.
다른 일 예로, 상기 제2 연산값(AV2)가 제3 임계치(TH3) 이상이면 제2 터치부재를 터치영역으로 인식하여 2을 갖는 터치 영역 구분 인덱스(TAI)를 출력할 수 있다.
이와 달리, 상기 제1 연산값(AV1) 및 제2 연산값(AV2) 모두가 제3 임계치(TH3) 미만이면 터치된 영역이 없는 것으로 인식하여 0을 갖는 터치 영역 구분 인덱스(TAI)를 출력할 수 있다.
이와 달리, 상기 제5 비교기(931)는, 상기 제2 연산값(AV2)이 상기 제1 연산값(AV1)보다 크면 제2 터치부재를 터치영역으로 인식하여 로우레벨의 터치 영역 구분 인덱스(TAI)를 출력할 수 있다.
이에 따라, 상기 터치 영역 구분 인덱스(TAI)의 레벨에 기초하면 터치영역을 식별할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 터치부재를 이용하는 경우, 상기 터치 영역 구분 인덱스(TAI)의 하이레벨이면 제1 터치부재가 터치조작된 것으로 인식하고, 상기 터치 영역 구분 인덱스(TAI)의 로우레벨이면 제2 터치부재가 터치조작된 것으로 인식할 수 있다.
다른 한편, 터치 조작부(SWP)가 복수의 터치부재를 포함하는 경우에는, 상기 터치 영역 구분 인덱스(TAI)는 터치영역을 식별할 수 있도록 복수의 비트를 포함하는 신호가 될 수 있다. 일 예로, 2비트의 터치 영역 구분 인덱스(TAI)를 이용하는 경우, 3개의 서로 다른 터치 영역을 식별할 수 있다.
도 15는 인체(손) 터치와 도전체(메탈) 터치의 카운트값(제1 카운트값 또는 제2 카운트값) 차이 설명도이다.
도 15에서, GV11은 하우징의 터치부재에 인체(손) 터치시에 측정되는 카운트값이고, GV12는 하우징의 터치부재에 도전체(메탈)가 접촉되는 경우에 측정되는 카운트값이다.
도 15에 도시된 GV11 및 GV12중 마크영역(M11,M12)을 참조하면, 인체(손) 터치와 도전체(메탈) 접촉간의 반응성 차이를 알 수 있으며, 이러한 마크영역(M11,M12)을 이용하여, 이후 연산과정을 통해서 접촉재질 및 접촉영역을 구분할 수 있다.
도 16는 제1 터치영역의 터치시, 제1 및 제2 카운트값의 변화 예시도이고, 도 17은 제2 터치영역의 터치시, 제1 및 제2 카운트값의 변화 예시도이다.
도 16에서, GV21은 2개의 제1 및 제2 터치영역중 제1 터치영역의 터치시에 제1 터치영역에 대응되는 카운트값이고, GV22는 제1 터치영역의 터치시에 제2 터치영역에 대응되는 카운트값이다. 그리고, GVD2는 GV22의 카운트값에서 GV21의 카운트값을 뺀 차분 카운트값이다. 여기서 제1 터치영역은 제1 터치부재에 대응되고, 제2 터치영역은 제2 터치부재에 대응된다.
도 17에서, GV31은 2개의 제1 및 제2 터치영역중 제2 터치영역의 터치시에 제1 터치영역에 대응되는 카운트값이고, GV32는 제2 터치영역의 터치시에 제2 터치영역에 대응되는 카운트값이다. 그리고, GVD3는 GV32의 카운트값에서 GV31의 카운트값을 뺀 차분 카운트값이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 하우징의 터치부재가 실제 알루미늄으로 구성될 수 있는데, 이러한 일체형 하우징의 터치부재의 표면상에서, 제1 터치영역과 제2 터치영역, 즉 두개 터치영역을 각각 터치 시 나타나는 발진신호의 공진주파수에 대한 카운트값의 변화를 보여주고 있다.
도 16의 마크영역(M21)은 제1 터치영역에 대해 인체(손) 또는 도전체(메탈)를 터치 직후 새로운 공진점까지 카운트 값이 이동하는 과정에서 보여주는 급격한 변화과정이고, 마크영역(M22)은 새로운 공진점으로 주파수가 변화된 이후에도 인체 터치를 통해 계속적으로 나타나는 완만한 주파수 카운트 변화량이다.
도 16의 GV21의 마크영역(M21)을 참조하면, 인체(손)를 터치부재의 표면에 접촉과 동시에 추가되는 터치 커패시티브 성분(Ctouch)의 병렬 회로 구성으로 공진점을 낮추게 되고, 낮아진 공진주파수 값을 이용해 레퍼런스 클럭을 카운팅함으로써 카운트값이 하강하게 된다.
더불어, 제1 터치영역에 대응되는 GV21의 마크영역(M22)을 참조하면, 인체(손)를 터치영역의 표면에 접촉시킴과 더불어 전달되는 열에 의한 영향으로, 터치 이후에 나아지는 새로운 공진점으로의 도달 이후에도 계속적인 기울기 변화(하강)를 보이고 있다.
이에 반해, 제2 터치영역에 대응되는 GV22를 참조하면, 제1 터치 영역의 터치에 의한 영향이 미미함을 볼 수 있다.
또한, 도 17의 GV32의 마크영역(M31)은, 제2 터치영역에 대해 인체(손) 또는 도전체(메탈)를 터치시, 제2 터치부재의 접촉면에 대응되어 새로운 공진점으로의 주파수 이동 이후에도 열에 의한 지속적인 변화율(기울기)을 가짐을 보여주고 있다.
이와 같이 해당 터치영역에서만 나타나는 카운트값의 변화율을 관측함으로써, 변화율이 큰 쪽을 찾아낸다면 제1과 제2(혹은 다수)의 터치영역들 사이에서 눌려진 터치영역을 찾아낼 수 있음을 알 수 있다.
도 16 및 도 17은 하나의 예시를 보여주는 것으로, 공진주파수의 카운트값은 적용되는 시스템 및 그 환경 변수에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 레퍼런스 클럭을 공진 주파수로 카운팅하지 않고 그 반대(공진주파수/레퍼런스 클럭)에 해당하는 경우, 터치 시 반응하는 카운트값의 변화 양상은 내려가지 않고 올라가는 반대 양상을 보일 것이며, 발진회로를 구성하는 L(인덕턴스)과 C(커패시턴스), 그리고 터치부재를 구성하는 구조적/재질적 차이에서 오는 온도전달 양상과의 차이점들이 조합되어 다양하게 나타날 수 있다. 도 13도 16에서, 2개의 마크영역(M21,M22)중에서 적어도 하나를 이용할 수 있다.
일 예로, 병렬 커패시티브 성분에 의한 영향을 제외하고, 인체 접촉 영향에 의한 카운트값의 변화량은 두 채널(제1과 제2)의 변화가 모두 크게 변화하는 중이기에 마크영역(M22)에 비해 크게 보이지 않을 수 있다. 따라서 이후 설명될 파형 연산기의 기능을 통해 그 영향을 크게 볼 수 있도록 하는 과정이 사용될 수 있다.
일 예로, 도 16 및 도 17에 도시된 카운트값은, 제1과 제2 터치부재 각각에 관련되는 회로를 통해, 최종 출력되는 카운트 값에 옵셋(Offset)을 적용한 것일 수 있다.
실제로, 터치부재에 관련되는 회로 및 기구 구조가 다를 때는 물론이거니와, 동일하다 할 지라도 제조 공차를 비롯한 다양한 외부 요인으로 그 공진점은 동일하지 않을 수 있기에 변화율 또한 제품/사람마다 다르게 나타날 수 있다. 또한 도면에서 볼 수 있듯이, 터치 이후 손을 땐 직후 체온의 영향이 남아있어 나타나는 옵셋(Offset) 값 자체의 변화 또한 고려해야 하기에 Raw값 자체를 이용함에 한계가 있다 할 수 있다. 때문에 옵셋(Offset) 및 스케일리(Scaling) 과정으로 제품 간 성능편차를 줄여 신뢰성 향상에 활용 가능하다. 이를 위한 과정은 이후에 설명된다.
한편, 단순 Raw 주파수 카운트 값에서 2차 계산을 통해 변환된 연산파형을 사용한다면, 전술한 바와 같은 옵셋(Offset)에 관련되는 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어, 변화율(기울기=미분)을 활용할 경우, 항상 일정 범위 이내에서의 신호처리가 가능해 제품성능 향상이 가능할 뿐 만 아니라 구현 리소스의 절약 또한 가능하다는 장점이 있다.
예를 들어 도 16의 GVD2는 GV22의 카운트값에서 GV21의 카운트값을 뺀 차분 카운트값이고, 도 17의 GVD3는 GV32의 카운트값에서 GV31의 카운트값을 뺀 차분 카운트값이다.
도 16 및 도 17의 마크영역(M22,M32)의 시간 동안에, 도 16의 GVD2 만을 이용하거나, 도 17의 GVD3만을 이용할 경우, 단순히 해당 값의 변화율이 양인지 음인지 구분만을 통해 제1, 제2 구분이 가능하다. 만약 버튼수가 많아져 채널이 많아질 경우, 이를 포괄 가능한 산술연산을 추가해 활용 가능하다. 또한 도 16 및 도 17은 이러한 파형 연산과정이 접촉물체 구분과 영역구분의 성능 향상에 어떻게 활용될 수 있는지를 보여주고 있다.
도 18는 인체(손) 터치와 도전체(메탈) 터치의 연산값 차이 설명도이다.
도 18의 연산값(G10)은 도 16 및 도 17의 마크영역(M21,M31)에 해당하는 부분의 미분값을 활용하여 도전체(메탈)와 인체(손)의 구분이 어떻게 가능한 지 한 예시를 보여주고 있다. 일예로, 도 18의 연산값은 단순한 미분값이 아닐 수 있고, 차이값의 증폭을 위해 미분값에 자기자신의 카운트 값을 곱하는 등의 임의 알고리즘이 적용되어 생성된 값일 수 있다.
일 예로, 인체(손) 접촉 시 전달되는 체온은 스위칭 조작 센싱 장치를 구성하는 코일요소(인덕턴스, L)의 증가를 일으켜 터치 시 변화율을 더 빠르게 만들며, 도 18의 제1에 도시된 영역과 같이 상대적으로 더 큰 변화율값을 가져온다. 이러한 변화율의 크기를 임의 임계치(Threshold)와 비교해 그 판단 결과를 인체와 그 외 물체의 터치와 구분하여 오인식 방지가 가능하다.
도 19는 제1 및 제2 터치영역 터치시 미분값 및 연산값 차이 설명도이다.
도 19의 G21(D1), G22(D2), 및 G23(D2-D1)은, 도 16 및 도 17에 도시된 단순 변화량 뿐 만 아니라 추가적인 연산과정이 제품 편차감소에 이용될 수 있음을 보여준다.
도 19에서, G21(D1)는 제1 및 제2 터치부재를 포함하는 경우, 제1 터치부재의 터치시 제1 터치부재에 대응되는 카운트값의 미분값이고, G22(D2)는 제1 및 제2 터치부재를 포함하는 경우, 제2 터치부재의 터치시 제2 터치부재에 대응되는 카운트값의 미분값이며, 그리고, G23(D2-D1)는, G22(D2)의 미분값에서, G21(D1)의 미분값간의 차이값을 스케일링 한 값이 될 수 있다.
도 19에서, 실험 순서는 제1 터치부재에 손을 터치후, 손을 떼고, 다시 제2 터치부재를 손을 터치후, 손을 떼는 과정을 반복하여 양과 음의 변화량 값이 교대로 나타나고 있다.
도 19의 G21(D1), G22(D2), 및 G23(D2-D1)를 참조하면, 같은 손가락으로 제1, 제2 터치부재를 교대로 계속 일정하게 누름에도 불구하고 그 변화율(G21(D1) 및 G22(D2))의 크기가 누를 때마다 제 각각 다름을 보여준다. 손을 터치할 때의 체온의 상태, 터치를 반복함에 따라 변하는 터치영역의 온도, 터치하는 손가락 부분의 크기 등이 누를 때 마다 제각각 다르기 때문이다. 하지만 이들 각각의 값에 대한 차이값(G23(D2-D1))을 이용한다면, 각각의 채널로부터 계산한 G21(D1) 및 G22(D2)의 미분값에 상관없이 항상 제1과 제2 터치시 마다 일정한 크기를 보여 복수의 터치부재의 각 터치영역에 대한 구분에 사용될 수 있음을 보여준다. 일예로, 도 19에서, 임계치(Threshold) 값을 기준으로 임계치(Threshold) 아래는 제1 터치부재, 임계치(Threshold) 위는 제2 터치부재를 터치한 것임을 알 수 있다.
전술한 터치부재는, 터치부재를 요구하는 전기 기기에 적용될 수 있으며, 일 예로, 노트북의 볼륨 및 전원 스위치, VR, HMD(Head mounted Display), 블루투스 이어폰, 스타일러쉬 터치팬 등의 스위치를 대체하여 사용할 수 있고, 또한, 가전제품의 모니터, 냉장고, 노트북 등의 버튼을 대체하여 사용할 수 있다.
본 발명의 터치부재는 상기 언급된 장치에 한정되지 않고 스위치가 있는 모바일 및 웨어러블 등의 장치에 적용 할 수 있다. 또한 본 발명의 터치부재를 적용함으로써 일체화 된 디자인을 구현할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
10: 모바일 기기
11: 터치 스크린
200: 기판
500: 하우징
611,612: 제1, 제2 코일요소
SWP: 터치 조작부
TM1,TM2: 제1,제2 터치부재
600: 발진회로
700: 터치 검출 회로
800: 주파수 연산회로
900: 터치조작 식별회로

Claims (16)

  1. 하우징과 일체로 이루어지고 서로 다른 영역에 배치된 제1 및 제2 터치부재를 포함하는 터치 조작부;
    상기 제1 터치부재의 터치시 가변되는 공진주파수를 포함하는 제1 발진신호와, 상기 제2 터치부재의 터치시 가변되는 공진주파수를 포함하는 제2 발진신호를 생성하는 발진회로; 및
    상기 발진회로로부터의 상기 제1 발진신호와 상기 제2 발진신호를 이용하여 상기 제1 및 제2 터치부재 각각의 터치여부 및 터치영역을 식별하는 터치 검출 회로;
    를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 터치 검출 회로는,
    상기 제1 발진신호의 주파수 변화특성과 상기 제2 발진신호의 주파수 변화특성을 이용하여 상기 제1 및 제2 터치부재 각각의 터치여부 및 터치영역을 식별하는
    스위칭 조작 센싱 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 터치 검출 회로는,
    상기 발진회로로부터의 상기 제1 및 제2 발진신호를 제1 및 제2 카운트값으로 변환하는 주파수 연산회로; 및
    상기 제1 및 제2 카운트값에 이용하여 연산 과정을 수행하고, 이 연산과정을 통해 생성된 연산값에 기초하여 상기 제1 및 제2 터치부재 각각의 터치여부 및 터치영역을 식별하는 터치조작 식별회로;
    를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 발진회로는,
    상기 제1 터치부재를 통한 터치 조작에 의한 임피던스 변화에 기초한 제1 발진신호를 생성하는 제1 발진회로; 및
    상기 제2 터치부재를 통한 터치 조작에 의한 임피던스 변화에 기초한 제2 발진신호를 생성하는 제2 발진회로;
    스위칭 조작 센싱 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 발진회로는,
    상기 제1 터치부재를 통한 제1 대상체(예, 도전체)에 의한 터치 조작시 가변되는 인덕턴스를 제공하는 제1 인덕턴스 회로;
    상기 제1 터치부재를 통한 제2 대상체(예, 인체)에 의한 터치 조작시 가변되는 커패시턴스를 갖는 제1 커패시턴스 회로; 및
    상기 제1 인덕턴스 회로 및 제1 커패시턴스 회로에 의한 공진주파수를 갖는 제1 발진신호를 생성하는 제1 증폭회로;
    를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치
  6. 제2항에 있어서, 상기 제2 발진회로는,
    상기 제2 터치부재를 통한 제1 대상체(예, 도전체)에 의한 터치 조작시 가변되는 인덕턴스를 제공하는 제2 인덕턴스 회로;
    상기 제2 터치부재를 통한 제2 대상체(예, 인체)에 의한 터치 조작시 가변되는 커패시턴스를 갖는 제2 커패시턴스 회로; 및
    상기 제2 인덕턴스 회로 및 제2 커패시턴스 회로에 의한 공진주파수를 갖는 제2 발진신호를 생성하는 제2 증폭회로;
    를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치.
  7. 제3항에 있어서, 상기 주파수 연산회로는,
    상기 발진회로로부터의 상기 제1 발진신호를 제1 카운트값으로 변환하는 제1 주파수 연산회로; 및
    상기 발진회로로부터의 상기 제1 발진신호를 제1 카운트값으로 변환하는 제2 주파수 연산회로;
    를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 터치조작 식별회로는,
    상기 발진회로로부터의 상기 제1 발진신호(LCosc1)의 주파수 변화특성과 상기 제2 발진신호의 주파수 변화특성을 이용하여 상기 제1 및 제2 터치부재 각각을 통해 터치되는 대상체를 식별하는
    스위칭 조작 센싱 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 터치조작 식별회로는,
    상기 제1 카운트값을 기초하여 상기 제1 터치부재의 터치여부를 인식하여 제1 터치 인식 플래그를 생성하는 제1 터치 인식부;
    상기 제2 카운트값을 기초하여 상기 제2 터치부재의 터치여부를 인식하여 제2 터치 인식 플래그를 생성하는 제2 터치 인식부;
    상기 제1 터치 인식 플래그에 기초해 터치조작이 인식된 경우, 상기 제1 카운트값과 상기 제2 카운트값을 연산하여 제1 연산값을 생성하는 제1 파형 연산부;
    상기 제2 터치 인식 플래그에 기초해 터치조작이 인식된 경우, 상기 제2 카운트값과 상기 제1 카운트값을 연산하여 제2 연산값을 생성하는 제2 파형 연산부;
    상기 제1 연산값 및 상기 제2 연산값을 비교하여 터치영역을 식별할 수 있는 터치영역 구분 인덱스 및 터치 검출 신호를 생성하는 터치영역 식별부;
    를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치.
  10. 제3항에 있어서, 상기 터치조작 식별회로는,
    상기 제1 카운트값과 상기 제2 카운트값을 연산하여 제1 연산값을 생성하는 제1 파형 연산부;
    상기 제2 카운트값과 상기 제1 카운트값을 연산하여 제2 연산값을 생성하는 제2 파형 연산부;
    상기 제1 연산값을 기초하여 상기 제1 터치부재의 터치여부를 인식하여 제1 터치 인식 플래그를 생성하는 제1 터치 인식부;
    상기 제2 연산값을 기초하여 상기 제2 터치부재의 터치여부를 인식하여 제2 터치 인식 플래그를 생성하는 제2 터치 인식부;
    상기 제1 터치 인식 플래그, 상기 제2 터치 인식 플래그, 상기 제1 연산값 및 상기 제2 연산값에 기초해 터치 검출 신호를 생성하고, 상기 제1 연산값 및 상기 제2 연산값을 비교하여 터치영역을 식별할 수 있는 터치영역 구분 인덱스를 생성하는 터치영역 식별부;
    를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 터치 인식부는,
    상기 제1 카운트값와 제1 임계치와 비교하여 제1 대상체의 터치시 하이 레벨을 갖는 제1 검출신호를 생성하는
    스위칭 조작 센싱 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제2 터치 인식부는,
    상기 제2 카운트값와 제1 임계치와 비교하여 제1 대상체의 터치시 하이 레벨을 갖는 제3 검출신호를 생성하는 스위칭 조작 센싱 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제1 파형 연산부는,
    상기 제1 카운트값을 제1 딜레이 제어신호에 응답하여 기 설정시간 만큼 딜레이하여 제1 딜레이값을 출력하는 제1 딜레이 부; 및
    상기 제1 딜레이값과 제1 카운트값를 감산하여 상기 제1 연산값을 출력하는 제1 감산부;
    를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 제2 파형 연산부는,
    상기 제2 카운트값를 제2 딜레이 제어신호에 응답하여 기 설정시간 만큼 딜레이하여 제2 딜레이값을 출력하는 제2 딜레이 부; 및
    상기 제2 딜레이값과 제2 카운트값를 감산하여 상기 제2 연산값을 출력하는 제2 감산부;
    를 포함하는 스위칭 조작 센싱 장치.
  15. 제9항에 있어서, 상기 터치영역 식별부는,
    상기 제1 연산값, 상기 제2 연산값, 및 제3 임계치(TH3)를 비교하여 상기 제3 임계치(TH3)보다 크고 상기 제1 연산값이 상기 제2 연산값보다 크면 제1 터치부재를 터치영역으로 인식하는
    스위칭 조작 센싱 장치.
  16. 제9항에 있어서, 상기 터치영역 식별부는,
    상기 제1 연산값, 상기 제2 연산값. 및 상기 제3 임계치(TH3)를 비교하여 상기 제3 임계치(TH3)보다 크고 상기 제2 연산값이 상기 제1 연산값보다 크면 제2 터치부재를 터치영역으로 인식하는
    스위칭 조작 센싱 장치.
KR1020190158392A 2019-07-18 2019-12-02 일체형 하우징 표면상의 터치영역 식별 가능한 스위칭 조작 센싱 장치 KR20210010285A (ko)

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102333090B1 (ko) * 2019-12-17 2021-12-01 삼성전기주식회사 센싱 코일 부품 및 이를 포함하는 스위치 조작 센싱 장치
KR20220131727A (ko) * 2021-03-22 2022-09-29 삼성전기주식회사 터치 센싱 디바이스 및 전자 기기

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW241352B (en) * 1994-03-30 1995-02-21 Whitaker Corp Reflective mode ultrasonic touch sensitive switch
KR20020077836A (ko) 2002-08-05 2002-10-14 주식회사 이에스에스디 전기 기기용 간접 터치 스위치
US7821425B2 (en) * 2002-07-12 2010-10-26 Atmel Corporation Capacitive keyboard with non-locking reduced keying ambiguity
US8059015B2 (en) * 2006-05-25 2011-11-15 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance sensing matrix for keyboard architecture
KR100802656B1 (ko) * 2006-06-22 2008-02-14 주식회사 애트랩 접촉 감지 센서 및 이의 동작 방법
US8456434B2 (en) * 2006-06-22 2013-06-04 Atlab Inc. Touch sensor and operating method thereof
KR20090120709A (ko) 2008-05-20 2009-11-25 주식회사 에스티에프 터치 센서 내장형 차량용 도어 핸들 모듈 및 터치 센서내장형 차량용 도어 핸들 시스템
US8823393B2 (en) * 2008-10-01 2014-09-02 Ident Technology Ag Device and process for touch and proximity detection
KR101085776B1 (ko) * 2010-01-15 2011-11-21 삼성전자주식회사 터치 패널 및 그 터치 패널을 이용한 입력 인식 장치
KR101105279B1 (ko) 2010-01-25 2012-01-17 (주)토마토엘에스아이 터치 센서 ｉｃ
KR20110087004A (ko) 2010-01-25 2011-08-02 엘지전자 주식회사 용량성 터치 센서의 감지 방법 및 그에 따른 용량성 터치 센서 장치
CN102314389B (zh) * 2010-07-08 2015-04-15 飞思卡尔半导体公司 用于触摸传感器接口故障检测的方法和系统
JP5651036B2 (ja) 2011-02-15 2015-01-07 株式会社日本自動車部品総合研究所 操作検出装置
KR101202745B1 (ko) * 2011-04-21 2012-11-19 주식회사 실리콘웍스 터치감지회로
US9160331B2 (en) * 2011-10-28 2015-10-13 Atmel Corporation Capacitive and inductive sensing
KR102050444B1 (ko) * 2013-04-30 2019-11-29 엘지디스플레이 주식회사 터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출 방법
JP6203549B2 (ja) * 2013-06-27 2017-09-27 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2015095865A (ja) 2013-11-14 2015-05-18 株式会社東芝 Ａｄ変換器
US9639225B2 (en) * 2015-09-18 2017-05-02 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for detecting a touch on a device
US11036318B2 (en) * 2015-09-30 2021-06-15 Apple Inc. Capacitive touch or proximity detection for crown
JP2018054523A (ja) 2016-09-30 2018-04-05 国立大学法人九州大学 生体の接近距離検出装置
US10451661B2 (en) 2016-10-28 2019-10-22 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Digital frequency measuring apparatus
KR102041662B1 (ko) 2016-10-28 2019-11-07 삼성전기주식회사 디지털 주파수 측정 장치
US10444916B2 (en) * 2017-03-10 2019-10-15 Cypress Semiconductor Corporation Combined inductive sensing and capacitive sensing
US10678374B2 (en) * 2017-09-14 2020-06-09 Himax Technologies Limited Electrical device, receiving circuit, and method for touch sensing

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