KR20220020180A - 터치 센싱 디바이스 및 기준신호 생성회로 - Google Patents

터치 센싱 디바이스 및 기준신호 생성회로 Download PDF

Info

Publication number
KR20220020180A
KR20220020180A KR1020200150079A KR20200150079A KR20220020180A KR 20220020180 A KR20220020180 A KR 20220020180A KR 1020200150079 A KR1020200150079 A KR 1020200150079A KR 20200150079 A KR20200150079 A KR 20200150079A KR 20220020180 A KR20220020180 A KR 20220020180A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
change
detection signal
touch
detection
Prior art date
Application number
KR1020200150079A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102473413B1 (ko
Inventor
홍병주
고주열
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to US17/186,988 priority Critical patent/US11372497B2/en
Priority to CN202110576192.0A priority patent/CN114077339A/zh
Publication of KR20220020180A publication Critical patent/KR20220020180A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102473413B1 publication Critical patent/KR102473413B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 디바이스는, 제1 센서부로부터의 제1 센싱 신호를 디지털의 제1 검출 신호로 변환하는 제1 신호 변환회로;; 상기 제1 검출 신호에 기초한 고주파 신호, 및 상기 제1 검출 신호를 연산하여 연산 출력 신호를 생성하는 신호 연산회로; 및 상기 연산 출력 신호에 기초해 터치 조작 여부를 판단하고, 이 판단 결과 정보를 갖는 터치 검출 신호를 생성하는 터치 검출기; 를 포함한다.

Description

터치 센싱 디바이스 및 기준신호 생성회로{TOUCH SENSING DEVICE AND REFERENCE SIGNAL GENERATION CIRCUIT}
본 발명은 터치 센싱 디바이스 및 기준신호 생성회로 에 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 또는 터치 기능까지 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.
게다가, 기계적인 스위치를 대체하는 터치 스위치부를 갖는 기존의 스위치 장치에서도, 누름 세기를 이용하여 누름을 감지하는 경우에는 외부 물체에 의해서 사용자가 의도하지 않은 누름 세기가 인가될 경우에는 센싱 디바이스가 오동작하는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 빠르게 여러 번 연속으로 누르는 경우에는 다수의 연속 누름을 감지하지 못하고, 다수의 연속 누름을 한번의 누름으로 감지하는 등, 센싱 디바이스가 오작동 하는 등의 문제점이 있다.
또한, 센서의 미분신호를 이용할 경우에는 일반적인 경우에 비해 천천히 누른 경우에 대해서는 누름 감지를 하지 못하는 상황이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) JP 특허공개공보 1999-194863 (1999.07.12)
(특허문헌 2) KR 특허공개공보 2010-0051454 (2010.05.17)
본 발명의 일 실시 예는, 터치 센싱 디바이스에서, 속도에 관계없이 다수의 터치 조작을 감지할 수 있고, 특히 연속되는 빠른 다수의 터치 조작을 원활히 감지할 수 있는 터치 센싱 디바이스를 제안한다.
또한, 터치 센싱 디바이스에 적용될 수 있고, 터치 조작 여부에 기초해 기준신호를 생성할 수 있는 기준신호 생성회로를 제안한다.
본 발명의 일 실시 예에 의해, 제1 센서부로부터의 제1 센싱 신호를 디지털의 제1 검출 신호로 변환하는 제1 신호 변환회로; 상기 제1 검출 신호에 기초한 고주파 신호, 및 상기 제1 검출 신호를 연산하여 연산 출력 신호를 생성하는 신호 연산회로; 및 상기 연산 출력 신호에 기초해 터치 조작 여부를 판단하고, 이 판단 결과 정보를 갖는 터치 검출 신호를 생성하는 터치 검출기; 를 포함하는 터치 센싱 디바이스가 제안된다.
또한, 제2 센서부로부터 입력되는 제2 검출 신호의 변화를 검출하여 변화 검출 신호를 출력하는 신호변화 검출기; 및 상기 변화 검출 신호에 기초해 상기 제2 검출 신호의 변화를 판단하고, 상기 제2 검출 신호의 변화가 있으면 제1 센서부로부터 입력되는 제1 검출 신호에 대한 기준신호를 특정값으로 설정하고, 상기 제2 검출 신호의 변화가 없으면 상기 제1 검출 신호를 이용하여 상기 기준신호를 변경 하는 기준신호 생성기; 를 포함하는 기준신호 생성회로가 제안된다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기계적인 스위치를 대체하는 전자식으로 동작하는 터치 센싱 디바이스에서, 신호 연산 처리를 통해 신호 크기의 변화뿐만 아니라 신호 크기의 변화율을 이용하여, 고속으로 연속되는 다수의 터치 조작을 감지할 수 있다. 또한, 터치 센싱 디바이스에서, 속도에 관계없이 다수의 터치 조작을 감지할 수 있고, 특히 연속되는 빠른 다수의 터치 조작을 원활히 감지할 수 있다.
게다가, 터치 센싱 디바이스에서, 터치 센싱 디바이스의 외부적 환경에 의한 변화를 배제할 수 있도록, 터치 조작 여부에 기초해 기준신호를 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 디바이스의 일 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 디바이스의 일 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 디바이스의 일 예시도이다
도 4는 제1 센싱 신호 및 터치 검출 신호의 파형 예시도이다.
도 5는 고속으로 여러 번의 연속 터치 조작에 대한 제1 센싱 신호 및 터치 검출 신호의 파형 예시도이다.
도 6은 신호 연산회로의 내부구성 일 예시도이다.
도 7은 신호 연산회로의 내부구성 일 예시도이다.
도 8은 신호 연산회로의 내부구성 일 예시도이다.
도 9는 신호 연산회로의 상세구성 일 예시도이다.
도 10은 신호 연산회로의 상세구성 일 예시도이다.
도 11은 신호 연산회로의 상세구성 일 예시도이다.
도 12는 기준신호 생성회로의 일 예시도이다.
도 13은 기준신호 생성회로의 일 예시도이다.
도 14는 제1, 제2 검출 신호, 변화 검출 신호, 및 터치 검출 신호의 파형 예시도이다.
도 15는 기준신호 생성회로의 내부 구성 예시도이다.
도 16은 기준신호 생성회로의 동작 흐름도이다.
도 17은 고속으로 여러 번의 연속 터치 조작에 대한 터치 센싱 디바이스의 주요 신호들에 대한 예시도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 디바이스의 일 예시도이다.
도 19는 도 18의 터치 검출 신호, 변화 검출 신호 및 최종 터치 검출 신호의 일 예시도이다.
도 20은 도 18의 터치 검출 신호, 변화 검출 신호 및 최종 터치 검출 신호의 다른 일 예시도이다.
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 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 디바이스의 일 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 디바이스의 일 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 디바이스의 일 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 디바이스(20)는, 제1 신호 변환회로(110), 연산회로(300), 및 터치 검출기(400)를 포함할 수 있다.
제1 신호 변환회로(110)는, 제1 센서부(51)로부터의 제1 센싱 신호(Ssen1)를 디지털의 제1 검출 신호(SCNT1)로 변환할 수 있다. 일 예로, 제1 신호 변환회로(110)는 제1 주파수-디지털 컨버터(FDC1: Frequency Digital Converter 1)를 포함할 수 있다.
연산회로(300)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초한 고주파 신호(Sslp), 및 상기 제1 검출 신호(SCNT1)를 연산하여 연산 출력 신호(S30)를 생성할 수 있다.
터치 검출기(400)는, 상기 연산 출력 신호(S30)에 기초해 터치 조작 여부를 판단하고, 이 판단 결과 정보를 갖는 터치 검출 신호(Sdet)를 생성할 수 있다.
일 예로, 상기 고주파 신호(Sslp)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초한 슬로프 신호, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 대한 미분신호, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초한 고주파 필터 신호, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초한 밴드패스 필터 신호, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에서 저주파 신호가 제거된 신호중 어느 하나가 될 수 있으며, 이러한 예시에 한정되는 것은 아니다.
상기 터치 센싱 디바이스(20)는, 기준신호 생성회로(200, 도 2)를 더 포함할 수 있고, 이에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 디바이스(20)는, 제1 신호 변환회로(110), 기준신호 생성회로(200), 신호 연산회로(300), 및 터치 검출기(400)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 터치 센싱 디바이스(20)는, 제1 신호 변환회로(110), 제2 신호 변환회로(120), 기준신호 생성회로(200), 신호 연산회로(300), 및 터치 검출기(400)를 포함할 수 있다.
상기 제1 센서부(51), 제2 센서부(52)는 도 3에 도시한 바와같이 상하로 배치될 수도 있고, 이와 달리, 옆으로 나란히 배치될 수도 있다. 한번의 사용자에 의한 터치로 상기 제1 센서부(51), 제2 센서부(52)가 터치를 감지할 수 있는 배치구조라면, 특별한 배치 구조에 한정될 필요는 없다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제1 센서부(51)는, 제1 센싱 신호(Ssen1)를 출력할 수 있다. 일 예로, 제1 센서부(51)는 전자기기의 커버(10)중 일부인 제1 터치부재(TM1)의 내측에 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 센서부(51)는, 상기 사용자(1)가 상기 제1 터치부재(TM1)를 터치 조작시, 터치 조작 정보를 갖는 제1 센싱신호(Ssen1)를 생성하도록 센싱 코일을 포함할 수 있다.
본 서류에서, 터치 또는 터치 조작은, 누름이 없는 터치 접촉과, 터치 접촉에 후속되는 포스(힘)가 수반되는 누름에 해당되는 터치 포스를 포함할 수 있다. 본 서류에서, 특별히 특정 용어를 지칭하지 않을 경우, 터치는 터치 접촉 및 터치 포스중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
제1 신호 변환회로(110)는, 상기 제1 센싱 신호(Ssen1)를 디지털의 제1 검출 신호(SCNT1)로 변환할 수 있다. 일 예로, 제1 신호 변환회로(110)는 제1 주파수-디지털 컨버터(FDC1: Frequency Digital Converter 1)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 주파수-디지털 컨버터(FDC1)는, 제1 터치부재(TM1)가 터치됨에 따라, 제1 센서부(51)에 포함된 센싱코일 및 커패시터에 의한 공진회로에서 생성되는 신호를 입력받고, 디지털의 제1 검출신호(SCNT1)로 변환할 수 있다.
상기 기준신호 생성회로(200)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초해 기준신호(Sref)를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 기준신호 생성회로(200)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)의 저주파 신호값에 기초해 기준신호(Sref)를 생성할 수 있다. 여기서 저주파 신호값은 직류값을 포함하는 포괄적인 개념일 수 있다.
상기 신호 연산회로(300)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초한 고주파 신호(Sslp), 상기 제1 검출 신호(SCNT1), 및 상기 기준신호(Sref)를 연산하여 연산 출력 신호(S30)를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 신호 연산회로(300)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초한 고주파 신호(Sslp)에 상기 제1 검출 신호(SCNT1)를 가산하고, 상기 기준신호(Sref)를 감산하여 연산 출력 신호(S30)를 출력할 수 있다.
상기 터치 검출기(400)는, 상기 연산 출력 신호(S30)에 기초해 터치 조작 여부를 판단하고, 이 판단 결과 정보를 갖는 터치 검출 신호(Sdet)를 생성할 수 있다. 일 예로, 터치 검출기(400)는, 상기 연산 출력 신호(S30)의 값이 임계치 이상이면 하이레벨("1")을 갖고, 임계치 미만이면 로우레벨("0")을 갖는 터치 검출 신호(Sdet)를 출력할 수 있다.
또한, 터치 검출기(400)는, 임계치를 기준으로, 히스테리시스 상한 임계치와 히스테리시스 하한 임계치를 설정할 수 있으며, 히스테리시스 비교 동작을 수행할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제2 센서부(52)는, 제2 센싱 신호(Ssen2)를 출력할 수 있다. 일 예로, 제2 센서부(52)는 전자기기의 커버(10)중 일부인 제1 터치부재(TM1)의 내측에 상기 제1 센서부(51)와 함께 배치될 수 있다. 일 예로, 상기 제2 센서부(52)는, 상기 사용자(1)가 상기 제1 터치부재(TM1)를 터치 조작시, 터치 조작 정보를 갖는 제2 센싱신호(Ssen2)를 생성하도록 센싱 코일을 포함할 수 있다.
본 서류에서, 상기 제1 센서부(51)는 포스를 센싱하는 포스 센서일 수 있고, 상기 제2 센서부(52)는 터치를 센싱하는 터치 센서, 초음파 센서, 온도 센서, 근접 센서, 광학 센서중 어느 하나일 수 있다. 일 예로, 상기 포스 센서는, 저항 변화 방식, 캐패시티브 방식, 인덕티브 방식, 피에조 방식중 어느 하나의 방식을 채용한 압력센서일 수 있다.
전술한 예시는 본 발명의 설명을 위한 것으로 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 신호 변환회로(120)는, 상기 제2 센싱 신호(Ssen2)를 디지털의 제2 검출 신호(SCNT2)로 변환할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 신호 변환회로(120)는 제2 주파수-디지털 컨버터(FDC2: Frequency Digital Converter 2)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 주파수-디지털 컨버터(FDC2)는, 제1 터치부재(TM1)가 터치됨에 따라, 제2 센서부(52)에 포함된 센싱코일 및 커패시터에 의한 공진회로에서 생성되는 신호를 입력받고, 디지털의 제2 검출신호(SCNT2)로 변환할 수 있다.
이 경우, 상기 기준신호 생성회로(200)는, 상기 제2 검출 신호(SCNT2)에 기초해, 상기 제2 센서부(52)를 통한 터치 조작 여부에 따라, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초해 기준신호(Sref)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 센서부(52)를 이용하는 경우, 상기 제2 센서부(52)를 통한 터치 검출 및 터치 해제에 따른 제2 검출 신호(SCNT2)의 변화 유무에 따라 기준 신호를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 검출 신호(SCNT2)의 변화가 있으면 기준신호(Sref)를 특정값으로 설정하여 유지시킬 수 있고, 상기 제2 검출 신호(SCNT2)의 변화가 없으면 상기 제1 검출 신호(SCNT1)를 이용하여 기준신호(Sref)를 실시간으로 또는 주기적으로 변경할 수 있다.
한편, 제1 센서부(51)와 상기 제2 센서부(52) 각각은, 전자기기의 커버(10)에 대한 터치 조작 센싱을 수행하는 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서부(51)와 상기 제2 센서부(52) 는, 한번의 터치 조작에 대해 모두 센싱 동작을 수행하는 하이브리드 센서부일 수 있다.
일 예로, 제1 센서부(51)는 인덕티브 센싱 방식의 터치 포스 센서일 수 있고, 상기 제2 센서부(52)는 커패시티브 센싱 방식의 터치 접촉 센서일 수 있다. 다른 일 예로, 제1 센서부(51)는 인덕티브 센싱 방식의 터치 포스 센서일 수 있고, 상기 제2 센서부(52)는 광신호를 송신 및 수신하는 광 센서일 수 있다. 전술한 예시는 본 발명의 설명을 위한 예시에 불과하므로, 상기 예시에 한정되는 것은 아니다.
본 발명을 간단히 요약하면, 본 발명은 제1 센서부(51)를 통한 센싱을 수행함에 있어서, 신호 연산 처리를 통해 신호 크기 변화뿐 만이 아니라 신호크기의 변화율을 이용하여 빠른 속도로 연속으로 다수의 터치 조작을 감지하는 기술과, 제1 센서부(51)를 통한 터치 조작이 없는 상태에서의 제1 검출 신호(SCNT1)의 저주파 신호값에 대응되는 기준 신호를 생성할 때, 제1 센서부(51)와는 다른 제2 센서부(52)를 이용하여 기준신호 생성 및 터치 신호 검출을 수행하도록 함으로써 터치 오동작을 방지할 수 있는 기술을 제안한다.
이와 같은 본 발명의 컨셉을 포함하는 경우라면, 그 구현 형태는 로직회로 등의 하드웨어 형태나 프로그램 등의 소프트웨어 형태나 그들의 조합도 가능하며, 특별히 구현되는 형태나 방식에 한정되지 않는다.
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 4는 제1 센싱 신호 및 터치 검출 신호의 파형 예시도이다.
도 4를 참조하여, 본 발명에 의한 연산 출력 신호(S30)를 이용하지 않고, 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초해 바로 터치 검출 신호(Sdet)를 생성하는 기본적인 터치 센싱 동작을 설명한다.
도 4에서, 예를 들어, 제1 검출 신호(SCNT1)는 터치 조작이 있으면 기준 신호(Sref)를 기준으로 그 신호크기가 점차 증가하고 터치 조작이 해제되면 그 크기가 점차 감소하게 되는 경우에 대해 설명한다.
상기 제1 검출 신호(SCNT1)가 검출 임계치(Dth)보다 크면 터치 검출 신호(Sdet)의 레벨이 하이가 될 수 있고, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)가 해제 임계치(Rth)보다 작아지면 터치 검출 신호(Sdet)의 레벨이 로우가 될 수 있다.
예를 들어, 사용자의 전자 기기의 커버(10)에 형성된 제1 터치부재(TM1)의 터치 조작(예, 터치 포스)에 의해 생성되는 제1 검출 신호(SCNT1)의 값이 상승할 수 있다. 이 때 터치 조작이 전혀 인가되지 않은 상태에서의 제1 검출 신호(SCNT1)의 저주파 신호값이 기준신호(Sref)가 될 수 있다. 터치 조작이 있는 경우의 제1 검출 신호(SCNT1)와 기준신호(Sref)의 차이값이 해당 순간에서의 센싱값이 될 수 있으며, 이 때 터치 및 해제 임계치(DTh, RTh)에서 터치 조작의 감지와 해제가 판단될 수 있다.
그런데, 도 4에 도시한 바와같이, 터치 감지 동작이 수행되는 경우, 터치 조작에 의한 신호크기만을 통해 터치 조작을 감지하고 터치 조작의 해제를 감지할 경우에, 사용자가 빠르게 연속해서 다수의 터치 조작을 수행하는 경우에는 첫 번째 터치 조작이 완전히 제거 되지 않은 상태에서 두 번째 터치 조작이 인가되는 경우가 발생될 수 있으며, 이와 같이 빠르게 연속되는 다수의 터치 조작이 인가되는 경우에는 다수의 터치 조작이 감지되지 않을 수 있는데, 이에 대해서는 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 고속으로 여러 번의 연속 터치 조작에 대한 제1 센싱 신호 및 터치 검출 신호의 파형 예시도이다.
도 4에서 설명한 터치 센싱 검출 방식에서, 연속으로 빠르게 터치 조작을 인가 및 해제를 반복하는 경우에 대해서는, 도 5에 도시한 바와 같은 여러 번의 터치 조작 각각에 대한 감지가 어려울 수 있다.
실제로 사용자가 빠르게 연속 터치 조작 인가와 해제를 반복하는 경우가 발생하기 때문에, 이러한 빠르게 연속 터치 조작에 대한 감지가 필요하다.
특히, 터치 센싱 디바이스가 적용되는 전자 기기에서의 제1 터치부재(TM1)는, 전자 기기의 외부로 버튼 형태가 시각적으로 드러나지 않기 때문에, 사용자는 제1 터치부재(TM1)를 빠르게 조작하기 위해 첫번째 터치 조작이 완전히 해제되지 않는 상황에서 연속적으로 그 다음의 터치 조작을 인가하는 경우가 발생할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와같이, 터치 센싱 디바이스에서는, 세 번(터치 #1,터치 #2, 터치 #3) 의 연속 터치 조작이 인가되는 상황에서, 오직 한 번의 터치 조작만을 인가한 것으로 감지되는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 본 발명에서는 해결할 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.
도 6은 신호 연산회로의 내부구성 일 예시도이고, 도 7은 신호 연산회로의 내부구성 일 예시도이고, 도 8은 신호 연산회로의 내부구성 일 예시도이다.
도 7을 참조하면, 상기 기준신호 생성회로(200)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초해, 상기 제1 센서부(51)에서 터치 조작이 감지되지 않으면, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)의 저주파 신호값에 기초해 상기 기준신호(Sref)를 샘플링 클럭에 따라 주기적으로 변경 하고, 상기 제1 센서부(51)에서 터치 조작이 감지되면 특정값으로 기준신호(Sref)를 설정하여 유지시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 기준신호 생성회로(200)는, 상기 제2 검출 신호(SCNT2)에 기초해, 상기 제2 센서부(52)에서 터치 조작이 감지되지 않으면, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초해 상기 기준신호(Sref)를 실시간으로 또는 샘플링 클럭에 따라 주기적으로 변경할 수 있고, 상기 제2 센서부(52)에서 터치 조작이 감지되면 상기 기준신호(Sref)를 특정값으로 설정하여 유지시킬 수 있다.
본 서류에서, 일 예로, 기준신호값(Sref[n-K])에서, [n-0], 즉 [n]을 현재 시점이라고 하면, [n-1]은 바로 이전 시점을 의미할 수 있다. 여기서, k는 샘플링 이전 시점을 의미할 수 있으며, k가 0이면 현재 시점, 1이면 첫번째 이전 시점, 2이면 두번째 이전 시점 등이 될 수 있다.
도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 신호 연산회로(300)는, 제1 연산회로(310)와, 제2 연산회로(320)와, 제3 연산회로(330)를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 예를 들어, 상기 제1 연산회로(310)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)의 고주파 정보를 갖는 제1 연산신호(S31)를 생성할 수 있다.
상기 제2 연산회로(320)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)를 이용하여 제2 연산신호(S32)를 생성할 수 있다.
상기 제3 연산회로(330)는, 상기 제1 연산신호(S31)와 상기 제2 연산신호(S32)를 연산하여 상기 연산 출력 신호(S30)를 생성할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 예를 들어, 상기 제1 연산회로(310)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)의 고주파 정보를 갖는 제1 연산신호(S31)를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 연산회로(310)는 제1 검출 신호(SCNT1)가 지연된 신호를 제1 검출 신호(SCNT1)에서 감산하여 제1 연산신호(S31)를 출력할 수 있다.
상기 제2 연산회로(320)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)와 상기 기준신호(Sref)간의 차이값 정보를 갖는 제2 연산신호(S32)를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 연산회로(320)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에서 상기 기준신호(Sref)를 감산하여 제2 연산신호(S32)를 출력할 수 있다.
상기 제3 연산회로(330)는, 상기 제1 연산신호(S31)와 상기 제2 연산신호(S32)를 연산하여 상기 연산 출력 신호(S30)를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 제3 연산회로(330)는, 상기 제1 연산신호(S31)와 상기 제2 연산신호(S32)를 가산하여 연산 출력 신호(S30)를 출력할 수 있다.
도 6 내지 도 8에서, 일 예로, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)의 고주파 정보는 슬로프 정보일 수 있다.
도 9는 신호 연산회로의 상세구성 일 예시도이고, 도 10은 신호 연산회로의 상세구성 일 예시도이고, 도 11은 신호 연산회로의 상세구성 일 예시도이다.
도 9, 도 10 및 도 11을 참조하며, 상기 제1 연산회로(310)는, 지연회로(311), 제1 감산회로(312), 및 제1 이득조절회로(313)를 포함할 수 있다.
상기 지연회로(311)는, 지연 제어신호(Delay_ctrl)에 따른 지연 시간만큼 상기 제1 검출 신호(SCNT1)를 지연하여 지연신호(SCNT1_D)를 출력할 수 있다. 여기서, 지연 시간은 딜레이 제어신호(Delay_ctrl)에 따라 제어될 수 있다.
상기 고주파 신호를 생성하는 일 예로서, 상기 제1 감산회로(312)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에서 상기 지연신호(SCNT1_D)를 감산하여 상기 고주파 신호(Sslp)(Sslp= SCNT1- SCNT1_D)를 생성할 수 있다.
상기 제1 이득조절회로(313)는, 상기 고주파 신호(Sslp)에 제1 이득(A1)을 곱셈하여 상기 제1 연산신호(S31)를 생성할 수 있다. 일 예로, 제1 이득(A1)은 0보다 큰 실수가 될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 적용되는 전자 기기 환경에 따라 적절히 설정될 수 있다. 여기서, 제1 이득조절회로(313)는 선택적인 구성일 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 제2 연산회로(320)는, 제2 이득조절회로(322)를 포함할 수 있고, 상기 제2 이득조절회로(322)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에 제2 이득(A2)을 곱셈하여 상기 제2 연산신호(S32)를 생성할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 상기 제2 연산회로(320)는, 제2 감산회로(321) 및 제2 이득조절회로(322)를 포함할 수 있다.
상기 제2 감산회로(321)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)에서 상기 기준신호(Sref)를 감산하여 차이신호(Sdif)를 생성할 수 있다.
상기 제2 이득조절회로(322)는, 상기 차이신호(Sdif)에 제2 이득(A2)을 곱셈하여 상기 제2 연산신호(S32)를 생성할 수 있다. 일 예로, 제2 이득(A2)은 0보다 큰 실수가 될 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 적용되는 전자 기기 환경에 따라 적절히 설정될 수 있다. 여기서, 제2 이득조절회로(322)는 선택적인 구성일 수 있다.
한편, 도 11에서, 예를 들어, 제1 센서부(51)가 인덕티브 포스 센서이고, 제2 센서부(52)가 커패시티브 터치 센서이고, 상기 제1 센서부와 제2 센서부를 포함하는 하이브리드 센서를 활용하는 경우, 사용자에 의한 한번의 터치 조작 인가에 대해, 제2 센서부에 의한 제2 센싱 신호의 변화가 발생되고, 그 다음 제1 센서부에 의한 제1 센싱 신호의 변화가 발생될 수 있다.
이러한 경우, 오동작을 방지하기 위한 목적으로 제2 센서부를 활용하는 경우, 제2 센서부에 의한 제2 검출신호의 변화가 감지 되었을 때, 제1 센서부의 기준 신호를 특정값으로 고정시켜 유지시킬 수 있으며, 이에 따라 환경 변화에 영향을 받지 않고 보다 안정적인 기준신호를 제공할 수 있다.
예를 들어, 고주파 신호인 Sspl의 값의 절대값이 특정값 이하일 경우에는 반영하지 않을 수 있으며, 이는 사용자가 터치부재를 터치 조작하는 힘이 항상 일정한 값 이상을 유효한 값으로 처리하기 위함이다.
도 12는 기준신호 생성회로의 일 예시도이다.
도 12를 참조하면, 상기 기준신호 생성회로(200)는, 직류신호 생성기(205) 및 기준신호 생성기(220)를 포함할 수 있다.
상기 직류신호 생성기(205)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)의 저주파수 신호값(Sdc)을 검출할 수 있다.
상기 기준신호 생성기(220)는, 상기 저주파수 신호값(Sdc)을 이용하여 기준신호(Sref)를 생성할 수 있다.
도 13은 기준신호 생성회로의 일 예시도이다.
도 13을 참조하면, 상기 기준신호 생성회로(200)는, 신호변화 검출기(210) 및 기준신호 생성기(220)를 포함할 수 있다.
상기 신호변화 검출기(210)는, 상기 제2 검출 신호(SCNT2)의 변화를 검출하여 변화 검출 신호(Sch_d)를 출력할 수 있다.
상기 기준신호 생성기(220)는, 상기 변화 검출 신호(Sch_d)에 기초해 상기 제2 검출 신호(SCNT2)의 변화에 따라 기준 신호를 생성할 수 있다. 일 예로 상기 제2 검출 신호(SCNT2)의 신호 변화가 검출되면 기준신호(Sref)를 특정값으로 설정하여 유지시키고, 상기 제2 검출 신호(SCNT2)의 신호 변화가 없으면 상기 제1 검출 신호(SCNT1)를 이용하여 기준신호(Sref)를 변경할 수 있다.
예를 들어, 본 서류에서, 상기 기준신호 생성회로(200)의 특정값은, 상기 제2 검출 신호(SCNT2)의 변화가 있다고 판단되는 시점을 기준으로, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)의 현재값, 소정시간 이전값, 및 소정시간 이후값중 어느 하나가 될 수 있다.
전술한 바와같이, 제2 센서부(52)를 활용하여 제1 센서부(51)에 대한 기준 신호를 생성할 수 있다.
일 예로, 제1 센서부(51)의 기준신호는 터치 조작의 인가가 전혀 없는 상태에서의 제1 센싱신호(Ssen1)의 값(=저주파 신호값)을 의미하지만, 온도와 터치부재의 물리적 변형과 같은 주변환경의 영향에 따라 제1 센싱신호(Ssen1)의 저주파 신호값이 변동이 될 수 있다. 이로 인해 터치 감지에 오동작을 유발할 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 본 발명에서는, 제2 센서부(52)를 활용하는 방안을 제안하고 있으며, 이는 제2 센서부(52)에 의한 제2 센싱신호(Ssen2)의 신호 변화를 감지하여 제2 센싱신호(Ssen2)의 신호 변화가 감지가 될 때 기준신호(Sref)의 크기를 고정(홀드)함으로써, 안정된 기준신호를 생성할 수 있다.
일 예로, 제2 센서부(52)는 캐패시티브 센서를 포함할 수 있으며, 제1 센서부(51)는 인덕티브 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 전자 기기의 커버(도 3, 10)에 형성된 제 터치부재(TM1)에 사용자(1)(예, 손)에 의해 먼저 접촉되므로 접촉으로 인한 캐패시티브 센싱에 의한 검출 신호의 변화가 먼저 일어날 수 있고, 해당 변화가 감지 될 때, 제1 센서부(51)에서 인덕티브 센싱을 위한 기준신호의 값은 고정될 수 있다.
본 서류에서, 기준신호 셍성회로에 있어서도, 상기 제1 센서부(51)는 포스를 센싱하는 센서일 수 있고, 터치를 센싱하는 상기 제2 센서부(52)는 터치 센서, 초음파 센서, 온도 센서, 근접 센서, 광학 센서중 어느 하나일 수 있다.일 예로, 상기 포스 센서는, 저항 변화 방식, 캐패시티브 방식, 인덕티브 방식, 피에조 방식중 어느 하나의 방식을 채용한 압력센서일 수 있다.
도 14는 제1, 제2 검출 신호, 변화 검출 신호, 및 터치 검출 신호의 파형 예시도이다.
도 4과의 차이점을 중심으로 설명하면, 도 14를 참조하여, 제2 센서부(52)에 기초해 제2 센서부(52)에서 터치가 감지되면 신호 레벨이 감소되는 제2 검출 신호(SCNT2)에 기초해, 제2 검출 신호(SCNT2)의 레벨이 소정의 기준레벨보다 낮아지면 변화 검출 신호(Sch_d)의 레벨이 하이레벨이 되고, 상기 변화 검출 신호(Sch_d)가 하이 레벨 상태로 유지되는 동안에, 제1 검출 신호(SCNT1)에 기초해 터치 검출 신호(Sdet)를 생성할 수 있다.
여기서, 터치시, 제1 검출 신호(SCNT1)의 파형은 증가하고 상기 제2 검출 신호(SCNT2)의 파형은 감소되는 것으로 도시되어 있지만, 이는 하나의 예시에 불과하고, 센서 종류에 대해서는 반대로, 터치시, 제1 검출 신호(SCNT1)의 파형은 감소하고 상기 제2 검출 신호(SCNT2)의 파형은 증가되는 경우도 있을 수 있으므로, 상기한 예시에 한정되지는 것은 아니다.
도 15는 기준신호 생성회로의 내부 구성 예시도이다.
도 15를 참조하면, 상기 기준신호 생성회로(200)는, 신호변화 검출기(210) 및 기준신호 생성기(220)를 포함할 수 있다.
상기 신호변화 검출기(210)는, 신호 입력부(211), 저장부(212), 및 신호 판단부(213)를 포함할 수 있다.
상기 신호 입력부(211)는, 제2 센서부(52)로부터 입력되는 제2 검출 신호(SCNT2)에 대한 신호 변화 값(Sdelta)을 출력할 수 있다. 일 예로, 신호 변화 값(Sdelta)은 터치 입력이 없을 때의 제2 검출 신호(SCNT2)를 기준으로 하여 신호 변화 크기가 될 수 있다.
상기 저장부(212)는, 상기 신호 입력부(211)를 통한 상기 제2 검출 신호(SCNT2) 및 신호 변화 값(Sdelta)을 저장할 수 있다.
상기 신호 판단부(213)는, 상기 신호 변화 값(Sdelt)이 변화 임계치(CH-TH) 보다 큰 경우에는 상기 제2 검출 신호의 변화가 있음을 의미하는 정보(예, 하이레벨)를 포함하고, 상기 신호 변화 값(Sdelt)이 변화 임계치(CH-TH) 보다 작을 경우에는 상기 제2 검출 신호의 변화가 없음을 의미하는 정보(예, 로우레벨)를 포함하는 변화 검출 신호(Sch_d)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 신호 판단부(213)에서 출력되는 변화 검출 신호(Sch_d)가 로우레벨일 경우에는 신호 변화 미검출이고, 변화 검출 신호(Sch_d)가 하이레벨일 경우에는 신호변화 검출이고, 신호검출 이후 변화 검출 신호(Sch_d)가 로우레벨일 경우에는 신호변화 검출 해제일 수 있다
그리고, 기준신호 생성기(220)는, 상기 변화 검출 신호(Sch_d)에 기초해 상기 제2 센서부(52)를 통한 신호변화를 판단할 수 있고, 일 예로 신호 변화가 있으면 기준신호(Sref)를 특정값으로 설정하여 유지시키고, 신호변화가 없으면 상기 제1 검출 신호(SCNT1)를 이용하여 기준신호(Sref)를 실시간 또는 주기적으로 변경할 수 있다.
도 16은 기준신호 생성회로의 동작 흐름도이다.
도 11 및 도 16을 참조하면, 기준신호 생성회로(200)는, 먼저 초기화 과정을 수행하여, 초기의 기준 신호의 값(Sref[0])에 제1 센서부(51)의 초기 제1 검출신호값(SCNT1[0])을 할당한다(S210).
그 다음, 기준신호 생성회로(200)는, 제1 센서부(51)를 통한 현재 제1 검출신호값(SCNT1[n]) 및 제2 센서부(52)를 통한 현재 제2 검출신호값(SCNT2[n])을 수신한다(S220).
그 다음, 기준신호 생성회로(200)는, 제2 검출신호값(SCNT2[n])의 신호변화를 판단한다. 일 예로, 제2 검출신호값(SCNT2[n])에 대한 신호변화는, 제2 검출신호(SCNT2)의 신호값(SCNT2[n])과 제2 검출신호(SCNT2)의 저주파 신호값(SCNT2_DC[n])의 차이값에 해당하는 신호 변화 값(Sdelta, 도 15)이 변화 임계치(도 15, CH_TH) 이상인 경우에 신호변화가 있음으로 판단할 수 있다.
또는, 기준신호 생성회로(200)는, 신호 변화 값(Sdelta, 도 15)이 변화 임계치(도 15, CH_TH) 미만인 경우에 신호변화가 없음으로 판단할 수 있다(S230). 여기서, 신호변화 없음으로 판단하는 경우에 대한 예는, 제2 센서부(52)를 통한 터치 입력이 없거나, 터치 입력후 해제된 경우가 될 수 있다.
그 다음, 기준신호 생성회로(200)는, 제2 검출신호(SCNT2)의 변화가 있으면, 기준신호를 특정값으로 설정하여 유지시킬 수 있다(S240). 그렇지 않고, 제2 검출신호(SCNT2)의 변화가 없으면 기준 신호값(Sref[n])에 입력되는 제1 검출 신호값(SCNT1[n])을 이용하여 변경할 수 있다(S250).
그리고, 종료 인지 판단하여(S260), 종료가 아니면 제1 및 제2 검출신호를 수신하는 과정으로 들어가고, 종료 이면 기준신호를 생성하는 과정을 종료한다.
도 17은 고속으로 여러 번의 연속 터치 조작에 대한 터치 센싱 디바이스의 주요 신호들에 대한 예시도이다.
도 17에서, SCNT1은 도 3의 제1 신호 변환회로(110)에서 출력되는 제1 검출 신호이다. Sref는 도 3의 기준신호 생성회로(200)에서 출력되는 기준신호이다. S31은 도 8의 제1 연산회로(310)에서 출력되는 제1 연산신호이다. S32는 도 8의 제2 연산회로(320)에서 출력되는 제2 연산신호이다. S30은 도 8의 제3 연산회로(330)에서 출력되는 연산 출력 신호이다. Sdet는 도 3의 터치 검출기(400)에서 출력되는 터치 검출 신호(Sdet)이다.
부연하면, 도 21 및 도 17을 참조하면, 사용자가 빠르게 연속으로 터치 조작 인가(예, 누름인가)와 터치 조작 해제(예, 누름 해제)를 하면, 제1 검출신호(SCNT1)의 급격한 변화가 나타나는데, 이러한 급격한 변화는 상기 고주파 신호(Sslp)에 반영될 수 있다. 해당 고주파 신호(Sslp)에서 이득 조절된 제1 연산신호(S31=Sslp*A1)와, 상기 제2 연산신호(S32=Sdif*A2)를 가산하여 연산 출력 신호(S30)를 생성할 수 있다. 이러한 연산 과정을 통해 생성된 연산 출력 신호(S30)는 터치 해제(예, 누름 해제)시에 해제 임계치(도 17의 S30의 가로 점선) 이하의 신호레벨을 포함할 수 있어서, 이를 통해 빠른 연속 터치 조작이 정확하게 감지될 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 센싱 디바이스의 일 예시도이다.
도 18을 참조하면, 상기 터치 검출기(400)는, 사용자의 조작을 보다 안정적으로 검출하기 위해, 제1 변화 검출기(410), 제2 변화 검출기(420), 및 검출신호 생성기(430)를 포함할 수 있다.
상기 제1 변화 검출기(410)는, 상기 제1 검출 신호(SCNT1)의 변화를 검출하여, 이 검출 결과 정보를 갖는 터치 검출 신호(Sdet)를 생성할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 변화 검출기(410)는, 제1 검출 신호(SCNT1)의 값이 임계치(TH1) 이상일 경우에 변화를 검출하여 하이레벨을 갖는 터치 검출 신호(Sdet)를 출력할 수 있다.
상기 제2 변화 검출기(420)는, 상기 제2 검출 신호(SCNT2)의 변화를 검출하여 이 검출 결과 정보를 갖는 변화 검출 신호(Sch_d)를 출력할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 변화 검출기(420)는, 상기 제2 검출 신호(SCNT2)의 값이 임계치(TH2) 이상일 경우에 신호변화를 검출하여 하이레벨을 갖는 변화 검출 신호(Sch_d)를 출력할 수 있다.
상기 검출신호 생성기(430)는, 상기 제1 변화 검출기(410)로부터 입력받은 터치 검출 신호(Sdet)와, 상기 제2 변화 검출기(420)로부터 입력받은 변화 검출 신호(Sch_d)에 기초해, 상기 제1 센서부(51)를 통한 터치 조작 여부에 대한 최종 검출 정보를 갖는 최종의 터치 검출 신호(Sdet_out)를 생성할 수 있다.
일 예로, 상기 검출신호 생성기(430)는 터치 검출 신호(Sdet) 와, 변화 검출 신호(Sch_d)를 논리곱 연산할 수 있는 AND 게이트를 포함할 수 있다.
도 19는 도 18의 터치 검출 신호, 변화 검출 신호 및 최종 터치 검출 신호의 일 예시도이이고, 도 20은 도 18의 터치 검출 신호, 변화 검출 신호 및 최종 터치 검출 신호의 다른 일 예시도이다.
도 19 및 도 20을 참조하면, 상기 검출신호 생성기(430)는 터치 검출 신호(Sdet)와, 변화 검출 신호(Sch_d)가 모두 하이레벨인 경우에 하이레벨을 갖는 최종 터치 검출 신호(Sdet_out)를 출력할 수 있다.
이에 따라, 변화 검출 신호(Sch_d)가 하이레벨을 유지하는 경우에는, 상기 최종 터치 검출 신호(Sdet_out)는 터치 검출 신호(Sdet)의 상태와 동일하게 될 수 있다.
일 예로, 상기 변화 검출 신호(Sch_d)가 사용자에 의한 터치에 의해 발생된 신호인 경우라면, 사용자에 의한 터치시에만 터치 검출 신호(Sdet)가 정상적으로 출력될 수 있으므로, 사용자가 아닌 터치 오류에 의한 오동작이 방지될 수 있고, 이에 따라 보다 정확한 터치 검출이 가능하게 된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 터치 센싱 디바이스는, 모바일 또는 웨어러블 장비의 스위치(예, 모바일 사이드 스위치, 터치 글래스)에 응용되어 사용 가능하다.
이상에서는 본 발명을 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
51: 제1 센서부
52: 제2 센서부
110: 제1 신호 변환회로
120: 제2 신호 변환회로
200: 기준신호 생성회로
300: 신호 연산회로
400: 터치 검출기

Claims (19)

  1. 제1 센서부로부터의 제1 센싱 신호를 디지털의 제1 검출 신호로 변환하는 제1 신호 변환회로;
    상기 제1 검출 신호에 기초한 고주파 신호, 및 상기 제1 검출 신호를 연산하여 연산 출력 신호를 생성하는 신호 연산회로; 및
    상기 연산 출력 신호에 기초해 터치 조작 여부를 판단하고, 이 판단 결과 정보를 갖는 터치 검출 신호를 생성하는 터치 검출기;
    를 포함하는 터치 센싱 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 검출 신호에 기초해 기준신호를 생성하는 기준신호 생성회로; 를 더 포함하는 터치 센싱 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고주파 신호는,
    상기 제1 검출 신호에 기초한 슬로프 신호, 상기 제1 검출 신호에 대한 미분신호, 상기 제1 검출 신호에 기초한 고주파 필터 신호, 상기 제1 검출 신호에 기초한 밴드패스 필터 신호, 상기 제1 검출 신호에서 저주파 신호가 제거된 신호중 어느 하나인 터치 센싱 디바이스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 터치 센싱 디바이스는,
    제2 센서부로부터의 제2 센싱 신호를 디지털의 제2 검출 신호로 변환하는 제2 신호 변환회로; 를 포함하는
    터치 센싱 디바이스.
  5. 제2항에 있어서, 상기 기준신호 생성회로는,
    상기 제1 검출 신호의 저주파 신호값에 기초해 상기 기준신호를 변경 하는
    터치 센싱 디바이스.
  6. 제4항에 있어서, 상기 기준신호 생성회로는,
    제2 센서부를 이용한 상기 제2 검출 신호의 신호변화를 판단하고, 상기 제2 검출 신호의 신호변화가 있으면 상기 기준신호를 특정값으로 설정하고, 상기 제2 검출 신호의 신호변화가 없으면 상기 제1 검출 신호를 이용하여 상기 기준신호를 변경 하는
    터치 센싱 디바이스.
  7. 제2항에 있어서, 상기 신호 연산회로는,
    상기 제1 검출 신호의 고주파 정보를 갖는 제1 연산신호를 생성하는 제1 연산회로;
    상기 제1 검출 신호와 상기 기준신호간의 차이값 정보를 갖는 제2 연산신호를 생성하는 제2 연산회로; 및
    상기 제1 연산신호와 상기 제2 연산신호를 연산하여 상기 연산 출력 신호를 생성하는 제3 연산회로;
    를 포함하는 터치 센싱 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 연산회로는,
    상기 제1 검출 신호를 지연하여 지연신호를 출력하는 지연회로;
    상기 제1 검출 신호와 상기 지연신호를 감산하여 상기 고주파 신호를 생성하는 제1 감산회로; 및
    상기 고주파 신호에 제1 이득을 곱셈하여 상기 제1 연산신호를 생성하는 제1 이득조절회로;
    를 포함하는 터치 센싱 디바이스.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제2 연산회로는,
    상기 제1 검출 신호와 상기 기준신호를 감산하여 차이신호를 생성하는 제2 감산회로; 및
    상기 차이신호에 제2 이득을 곱셈하여 상기 제2 연산신호를 생성하는 제2 이득조절회로;
    를 포함하는 터치 센싱 디바이스.
  10. 제2항에 있어서, 상기 기준신호 생성회로는,
    상기 제1 검출 신호의 저주파수 신호값을 검출하는 직류신호 생성기; 및
    상기 저주파수 신호값을 이용하여 상기 기준신호를 생성하는 기준신호 생성기;
    를 포함하는 터치 센싱 디바이스.
  11. 제4항에 있어서, 상기 기준신호 생성회로는,
    상기 제2 검출 신호의 변화를 검출하여 변화 검출 신호를 출력하는 신호변화 검출기; 및
    상기 변화 검출 신호에 기초해 상기 제2 검출 신호의 변화가 있는지 판단하고, 상기 제2 검출 신호의 변화가 있으면 상기 기준신호를 특정값으로 설정하고, 상기 제2 검출 신호의 변화가 없으면 상기 제1 검출 신호를 이용하여 상기 기준신호를 설정하는 기준신호 생성기;
    를 포함하는 터치 센싱 디바이스.
  12. 제4항에 있어서, 상기 기준신호 생성회로는,
    제2 센서부로부터 입력되는 제2 검출 신호에 대한 신호 변화 값을 출력하는 신호 입력부;
    상기 신호 입력부를 통한 상기 제2 검출 신호 및 신호 변화 값을 저장하는 저장부;
    상기 신호 변화 값이 변화 임계치 이상인 경우에 상기 제2 검출 신호의 변화가 있음을 의미하는 정보를 포함하고, 상기 신호 변화 값이 변화 임계치보다 낮을 경우에 상기 제2 검출 신호의 변화가 없음을 의미하는 정보를 포함하는 변화 검출 신호를 생성하는 신호 판단부; 및
    상기 변화 검출 신호에 기초해 상기 제2 검출 신호의 변화있음 또는 변화없음을 판단하여, 상기 제2 검출 신호의 변화가 있는 경우에는 기준신호를 특정값으로 설정하고, 상기 제2 검출 신호의 변화가 없는 경우에는 상기 제1 검출 신호를 이용하여 기준신호(Sref)를 변경하는 기준신호 생성기;
    를 포함하는 터치 센싱 디바이스.
  13. 제4항에 있어서, 상기 터치 검출기는,
    상기 제1 검출 신호의 변화를 검출하여, 이 검출 결과 정보를 갖는 터치 검출 신호를 생성하는 제1 변화 검출기;
    상기 제1 검출 신호의 변화를 검출하여 이 검출 결과 정보를 갖는 변화 검출 신호를 출력하는 제2 변화 검출기; 및
    상기 제1 변화 검출기로부터 입력받은 상기 터치 검출 신호와, 상기 제2 변화 검출기로부터 입력받은 상기 변화 검출 신호에 기초해, 상기 제1 센서부를 통한 터치 조작 여부에 대한 최종 정보를 갖는 최종 터치 검출 신호를 생성하는 검출신호 생성기;
    를 포함하는 터치 센싱 디바이스.
  14. 제2 센서부로부터 입력되는 제2 검출 신호의 변화를 검출하여 변화 검출 신호를 출력하는 신호변화 검출기; 및
    상기 변화 검출 신호에 기초해 상기 제2 검출 신호의 변화를 판단하고, 상기 제2 검출 신호의 변화가 있으면 제1 센서부로부터 입력되는 제1 검출 신호에 대한 기준신호를 특정값으로 설정하고, 상기 제2 검출 신호의 변화가 없으면 상기 제1 검출 신호를 이용하여 상기 기준신호를 변경 하는 기준신호 생성기;
    를 포함하는 기준신호 생성회로.
  15. 제14항에 있어서, 상기 신호변화 검출기는,
    상기 제2 센서부로부터 입력되는 상기 제2 검출 신호에 대한 신호 변화 값을 생성하여, 상기 신호 변화 값이 변화 임계치 이상인 경우에 상기 제2 검출 신호의 변화가 있음을 의미하는 정보를 포함하고, 상기 신호 변화 값이 변화 임계치보다 낮을 경우에 상기 제2 검출 신호의 변화가 없음을 의미하는 정보를 포함하는 변화 검출 신호를 생성하는
    기준신호 생성회로.
  16. 제14항에 있어서, 상기 신호변화 검출기는,
    제2 센서부로부터 입력되는 제2 검출 신호에 대한 신호 변화 값을 출력하는 신호 입력부;
    상기 신호 입력부를 통한 상기 제2 검출 신호, 및 상기 신호 변화 값을 저장하는 저장부;
    상기 신호 변화 값이 변화 임계치 이상인 경우에 상기 제2 검출 신호의 변화가 있음을 의미하는 정보를 포함하고, 상기 신호 변화 값이 변화 임계치보다 낮을 경우에 상기 제2 검출 신호의 변화가 없음을 의미하는 정보를 포함하는 변화 검출 신호를 생성하는 신호 판단부; 및
    상기 변화 검출 신호에 기초해 상기 제2 검출 신호의 변화있음 또는 변화없음을 판단하여, 상기 제2 검출 신호의 변화가 있는 경우에는 기준신호를 특정값으로 설정하고, 상기 제2 검출 신호의 변화가 없는 경우에는 상기 제1 검출 신호를 이용하여 기준신호(Sref)를 변경하는 기준신호 생성기;
    를 포함하는 기준회로 생성회로.
  17. 제14항에 있어서, 상기 기준신호 생성기의 특정값은
    상기 제2 검출 신호의 변화가 있다고 판단되는 시점을 기준으로,
    상기 제1 검출 신호의 현재값, 소정시간 이전값, 및 소정시간 이후값중 어느 하나로 결정되는 기준회로 생성회로.
  18. 제14항에 있어서, 상기 제1 센서부는 포스를 센싱하는 포스 센서이고,
    터치를 센싱하는 상기 제2 센서부는 터치 센서, 초음파 센서, 온도 센서, 근접 센서, 광학 센서중 어느 하나인
    기준신호 생성회로.
  19. 제18항에 있어서, 상기 포스 센서는
    저항 변화 방식, 캐패시티브 방식, 인덕티브 방식, 피에조 방식중 어느 하나의 방식을 채용한 압력센서인
    기준신호 생성회로.
KR1020200150079A 2020-08-11 2020-11-11 터치 센싱 디바이스 및 기준신호 생성회로 KR102473413B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/186,988 US11372497B2 (en) 2020-08-11 2021-02-26 Touch sensing device and reference signal generation circuit
CN202110576192.0A CN114077339A (zh) 2020-08-11 2021-05-26 触摸感测装置、参考信号生成电路和电子装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20200100696 2020-08-11
KR1020200100696 2020-08-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220020180A true KR20220020180A (ko) 2022-02-18
KR102473413B1 KR102473413B1 (ko) 2022-12-05

Family

ID=80495315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200150079A KR102473413B1 (ko) 2020-08-11 2020-11-11 터치 센싱 디바이스 및 기준신호 생성회로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102473413B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007208682A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd タッチパネル
KR20090111429A (ko) * 2008-04-22 2009-10-27 삼성전자주식회사 터치 입력장치의 동작 방법 및 이를 이용하는 휴대 단말기
KR102137092B1 (ko) * 2019-08-06 2020-07-23 삼성전기주식회사 듀얼 센싱 구조를 이용하여 터치센싱 및 포스센싱을 구현한 스위칭 조작 센싱 장치 및 전자 기기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007208682A (ja) * 2006-02-02 2007-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd タッチパネル
KR20090111429A (ko) * 2008-04-22 2009-10-27 삼성전자주식회사 터치 입력장치의 동작 방법 및 이를 이용하는 휴대 단말기
KR102137092B1 (ko) * 2019-08-06 2020-07-23 삼성전기주식회사 듀얼 센싱 구조를 이용하여 터치센싱 및 포스센싱을 구현한 스위칭 조작 센싱 장치 및 전자 기기

Also Published As

Publication number Publication date
KR102473413B1 (ko) 2022-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2488932B1 (en) Touch interface having microphone to determine touch impact strength
KR101055579B1 (ko) 저항식 터치 스크린 상의 복수의 터치 입력들을 결정하는방법
US20110187390A1 (en) Touch sensing system, capacitance sensing circuit, and capacitance sensing method
US20060279551A1 (en) Method for object detection on a capacitive touchpad
KR20120002891A (ko) 노이즈 인식하는 터치 스크린 장치 및 이를 이용한 터치 스크린 장치의 제어 방법
US20130249816A1 (en) Touch control device and touch control method using same providing environment compensation signal
KR102185046B1 (ko) 터치 대상을 식별할 수 있는 스위칭 조작 센싱 장치 및 전자 기기
US20070124674A1 (en) Motion detection system and motion detection method
US11075634B2 (en) Switching operation sensing apparatus with touch input member identification
US20140267170A1 (en) Auxiliary Sensor for Touchscreen Device
US20110187663A1 (en) Object sensing apparatus, touch sensing system, and touch sensing method
US20070013670A1 (en) Method for gesture detection on a touchpad
KR20050055156A (ko) 기준값 자동 설정 방법을 이용한 디지털 센서 감지 방법및 장치
KR102473413B1 (ko) 터치 센싱 디바이스 및 기준신호 생성회로
JP2018116631A (ja) タッチ検出装置
CN114077339A (zh) 触摸感测装置、参考信号生成电路和电子装置
KR20210056776A (ko) 디스플레이형 ai 스피커의 제어방법 및 그 장치
KR101844848B1 (ko) 터치 검출 방법 및 이를 이용하는 터치 검출 장치
JP2018116630A (ja) タッチ検出装置
KR102218899B1 (ko) 하나의 센서로 터치센싱 및 포스센싱이 구현된 터치 센싱 장치 및 이를 포함하는 전자 기기
JP4695451B2 (ja) 静電容量式タッチパネルの物品検出方法
JP2015210800A (ja) 情報処理装置、及び情報処理装置の制御方法
JP2008269642A (ja) 静電容量式タッチパネルの物品検出方法
KR20220159234A (ko) 터치 센싱 디바이스 및 전자 기기
US11262874B2 (en) Touch sensing device capable of performing touch sensing and force sensing using single sensing structure and electric device including the same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant