KR20220030943A

KR20220030943A - 힘 신호 프로세싱

Info

Publication number: KR20220030943A
Application number: KR1020217041903A
Authority: KR
Inventors: 리칼도 미찌; 아로키아 네이턴
Original assignee: 케임브리지 터치 테크놀로지스 리미티드
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2020-06-17
Publication date: 2022-03-11
Also published as: US11249575B2; US11693504B2; WO2021005327A1; GB201909827D0; US20210011574A1; CN114026530A; GB2585653A; JP2022539700A; EP3997556A1; US20220164056A1; GB2585653B; CN114026530B

Abstract

다수의 힘 값들을 프로세싱하는 방법이 설명된다. 각 힘 값은 센서 위치에 대응한다. 센서 위치들은 일방향을 따라 이격된다. 방법은 힘 값들을 수신하는 단계(S11)를 포함한다. 방법은 또한 힘 값들이 하나 이상의 후보 피크를 포함하는지 여부를 결정하는 단계(S12)를 포함한다. 각 후보 피크는 힘 값들의 국부 최대치에 대응한다. 방법은 또한 적어도 하나의 후보 피크가 최소 힘 임계치를 초과하는 것에 응답하여(S13), 힘 값들을 보간하고, 최소 힘 임계치를 초과하는 후보 피크들 및 보간된 힘 값들에 기초하여 다수의 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 추정하는 단계(S14)를 포함한다.

Description

힘 신호 프로세싱

본 발명은 힘 감지를 위해 터치 패널로부터의 신호를 프로세싱하는 방법에 관한 것이다.

힘 감지 능력을 갖는 터치 스크린 패널은 3차원 멀티 터치 상호 작용을 통해 사용자 경험을 향상시킬 수 있다.

터치 패널에서, 구동 및 감지 전극이 투영 정전 용량식 터치(projective capacitive touch) 검출에 사용된다. 힘 검출 능력을 추가하기 위해, 압전층, 전극(구동 또는 감지 전극일 수 있음), 및 고정된 전압 또는 접지로 유지되는 상대 전극이 채용된다. 추가적인 유전체 층 이를테면 PET 박막, 접착제 및 커버 유리가 층을 통합하고 기계적 견고성을 제공하기 위해 포함될 수 있다. 함께, 센서 스택에서의 층의 구성은 센서 아키텍처를 정의한다.

정전 용량식 감지와 압전 기반 힘 검출 능력을 조합한 터치 센서의 예가 WO 2016/102975 A1에서 설명되어 있다. 이 문헌은 또한 (전극이 편광기 등과 같은 디스플레이 요소와 산재되는) 내장된 터치 패널의 예를 설명하며, 여기서 사용자 입력면과 구동 및 감지 전극 사이에는 패터닝된 전극이 위치된다. 정전 용량식 감지와 압전 기반 힘 검출 능력을 조합한 터치 센서의 추가 예는 WO 2017/109455 A1에서 설명되어 있다.

EP 2 902 886 A1은 터치 패널, 압입량 계산 유닛 및 터치 검출 신호 생성 유닛을 포함하는 터치 입력 디바이스를 설명한다. 터치 패널은 압전 센서 및 정전 센서를 포함한다. 압전 센서는 조작면을 압입함으로써 얻어지는 변위량에 대응하는 압입 신호를 압입량 계산 유닛에 출력한다. 정전 센서는 터치 및 비터치에 대응하는 터치 신호를 터치 검출 신호 생성 유닛에 출력한다. 터치 검출 신호 생성 유닛은 터치 상태와 비터치 상태에 따라 2진화되는 터치 검출 신호를 압입량 계산 유닛에 출력한다. 압입량 계산 유닛은 터치 상태를 나타내는 터치 검출 신호가 입력되는 기간 동안 압입 신호와 기준 전위 간의 차분을 적분하고, 압입량 검출 신호를 생성하며, 압입량 검출 신호를 출력한다. 압입량 계산 유닛은 비터치 상태를 나타내는 터치 검출 신호가 입력되는 기간 동안 기준 전위를 리셋한다.

JP 2015/097068 A는 압전 물질을 갖는 터치 패널, 및 터치 패널에 대한 정압 부하를 검출하기 위한 압력 검출부를 포함하는 터치 입력 디바이스를 설명한다. 압력 검출부는 압전 물질이 가압될 때 발생하는 전기 신호의 적분값에 기초하여 정압 부하를 검출한다.

이차 위치 감지 방법(예를 들어, 감압식(resistive) 또는 정전 용량식 터치 감지) 없이 압전 기반 힘 검출을 사용하는 터치 패널이 제안되었다. 예를 들어, JP 2010-026938 A는 폴리비닐리덴 플루오라이드-에틸렌 테트라플루오라이드 코폴리머를 함유하는 압전체층, 압전체층의 일면 상에 제공되는 제1 전극, 및 압전체층의 타면 상에 제공되는 제2 전극을 포함하는 터치 패널을 설명한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 다수의 힘 값들을 프로세싱하는 방법이 제공된다. 각 힘 값은 센서 위치에 대응한다. 센서 위치들은 일방향을 따라 이격된다. 방법은 힘 값들을 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 힘 값들이 하나 이상의 후보 피크를 포함하는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 각 후보 피크는 힘 값들의 국부 최대치에 대응한다. 방법은 또한 적어도 하나의 후보 피크가 최소 힘 임계치를 초과하는 것에 응답하여, 힘 값들을 보간하고, 최소 힘 임계치를 초과하는 후보 피크들 및 보간된 힘 값들에 기초하여 다수의 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 추정하는 단계를 포함한다.

방법은 또한 힘 값들에 대응하는 센서 위치들을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 또한 힘 값들에 대응하는 저장된 센서 위치들을 검색하는 단계를 포함할 수 있다.

피크 좌표는 센서 위치들의 최소 간격보다 작은 정밀도로 추정될 수 있다. 즉, 추정되는 피크 좌표들은 인접한 센서 위치들 사이에 놓일 수 있다.

추정되는 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들의 수는 후보 피크들의 수 이하일 수 있다.

방법은 또한 임의의 추정되는 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 또한 적어도 하나의 피크 힘 값이 제2 힘 임계치를 초과하는 것에 응답하여, 제2 힘 임계치를 초과하는 각 피크 힘 값 및 대응하는 피크 좌표들을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 또한 각 피크 좌표에 대해, 피크 좌표가 추적 터치 이벤트와 연관된다고 결정하는 것에 응답하여, 추적 터치 이벤트에 대한 이전에 추정된 다수의 피크 좌표들을 저장하는 좌표 버퍼에 피크 좌표를 추가하는 단계, 좌표 버퍼에 기초하여 평균 좌표를 계산하는 단계, 및 평균 좌표 및 피크 힘 값을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 또한 각 피크 좌표에 대해, 피크 좌표가 어떠한 추적 터치 이벤트와도 연관되지 않는다고 결정하는 것에 응답하여, 피크 좌표 및 대응하는 피크 힘 값을 새로운 추적 터치 이벤트에 저장하는 단계, 및 피크 좌표 및 대응하는 피크 힘 값을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

복수의 힘 값들을 보간하는 단계는 복수의 힘 값들을 사용하여 다항식 스플라인을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 다항식 스플라인은 3차 스플라인(cubic spline)일 수 있다.

각 후보 피크는 후보 센서 위치 및 후보 힘 값에 대응할 수 있다. 보간된 힘 값들 및 하나 이상의 후보 피크에 기초하여 다수의 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 추정하는 단계는, 각 후보 피크에 대해, 후보 센서 위치가 최소 또는 최대 센서 위치와 동일하다고 결정하는 것에 응답하여, 후보 센서 위치와 인접 센서 위치를 연결하는 제1 스플라인 세그먼트의 정류점들(stationary points)을 계산하는 단계, 최대치에 대응하는 제1 정류점이 제1 스플라인 세그먼트 내에 위치하는지 여부를 결정하는 단계, 긍정 결정에 응답하여, 제1 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 피크 좌표에서 제1 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계, 및 부정 결정에 응답하여, 후보 센서 위치와 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 후보 힘 값과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

보간된 힘 값들 및 하나 이상의 후보 피크에 기초하여 다수의 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 추정하는 단계는, 각 후보 피크에 대해, 후보 센서 위치가 최소 또는 최대 센서 위치에 대응하지 않는다고 결정하는 것에 응답하여, 후보 센서 위치와 최대 힘 값에 대응하는 인접 센서 위치를 연결하는 제2 스플라인 세그먼트의 정류점들을 계산하는 단계, 최대치에 대응하는 제2 정류점이 제2 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 제2 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 피크 좌표에서 제2 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계, 최대치에 대응하는 정류점이 제2 스플라인 세그먼트 내에 위치하지 않는다고 결정하는 것에 응답하여, 후보 센서 위치와 다른 인접 센서 위치를 연결하는 제3 스플라인 세그먼트의 정류점들을 계산하는 단계, 최대치에 대응하는 제3 정류점이 제3 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 제3 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 피크 좌표에서 제3 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

각 후보 피크는 후보 센서 위치 및 후보 힘 값에 대응할 수 있다. 보간된 힘 값들 및 하나 이상의 후보 피크에 기초하여 다수의 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 추정하는 단계는, 각 후보 피크에 대해, 후보 센서 위치가 최소 또는 최대 센서 위치에 대응한다고 결정하는 것에 응답하여, 후보 센서 위치와 인접 센서 위치를 연결하는 제1 스플라인 세그먼트의 정류점들(stationary points)을 계산하는 단계, 최대치에 대응하는 제1 정류점이 제1 스플라인 세그먼트 내에 위치하는지 여부를 결정하는 단계, 긍정 결정에 응답하여, 제1 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 피크 좌표에서 제1 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계, 및 부정 결정에 응답하여, 후보 센서 위치와 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 후보 힘 값과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

보간된 힘 값들 및 하나 이상의 후보 피크에 기초하여 다수의 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 추정하는 단계는, 각 후보 피크에 대해, 후보 센서 위치가 최소 또는 최대 센서 위치에 대응하지 않는다고 결정하는 것에 응답하여, 후보 센서 위치를 인접 센서 위치들에 연결하는 제2 스플라인 세그먼트의 정류점들을 계산하는 단계, 및 최대치에 대응하는 제2 정류점이 제2 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 제2 정류점을 유효한 높은 우선순위로서 할당하는 단계, 제2 정류점이 제3 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 제2 정류점을 유효한 낮은 우선순위로서 할당하는 단계, 후보 센서 위치를 다른 인접 센서 위치에 연결하는 제3 스플라인 세그먼트의 정류점들을 계산하는 단계, 최대치에 대응하는 제3 정류점이 제3 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 제3 정류점을 유효한 높은 우선순위로서 할당하는 단계, 및 최대치에 대응하는 제3 정류점이 제2 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 제3 정류점을 유효한 낮은 우선순위로서 할당하는 단계를 포함할 수 있다. 피크 좌표 및 대응하는 피크 값은, 제2 정류점이 유효하고 유효한 제3 정류점이 존재하지 않는 것에 응답하여, 제2 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 피크 좌표에서 제2 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계, 제3 정류점이 유효하고 유효한 제2 정류점이 존재하지 않는 것에 응답하여, 제3 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 피크 좌표에서 제3 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계, 제2 정류점이 높은 우선순위이고 제3 정류점이 낮은 우선순위인 것에 응답하여, 제2 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 피크 좌표에서 제2 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계, 제3 정류점이 높은 우선순위이고 제2 정류점이 낮은 우선순위인 것에 응답하여, 제3 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 피크 좌표에서 제3 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 힘 값을 할당하는 단계, 및 제2 정류점과 제3 정류점이 둘 다 높은 우선순위이거나 둘 다 낮은 우선순위인 것에 응답하여, 제2 정류점과 제3 정류점 중 더 큰 힘 값에 대응하는 것과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 피크 좌표에서 각각의 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 힘 값을 할당하는 단계에 따라 할당될 수 있다.

힘 값들을 보간하는 단계는 복수의 힘 값들에 기초하여 이산 푸리에 변환을 계산함으로써 주파수 스펙트럼을 얻는 단계, 주파수 스펙트럼의 고주파단에 다수의 제로 값들을 삽입함으로써 제로 삽입 주파수 스펙트럼을 생성하는 단계, 및 제로 삽입 주파수 스펙트럼의 역 이산 푸리에 변환을 계산하는 것에 기초하여 보간된 힘 값들을 얻는 단계를 포함할 수 있다.

보간된 힘 값들을 얻는 단계는 제로 삽입 주파수 스펙트럼의 역 이산 푸리에 변환을 계산하는 단계 및 강제된 주기성 아티팩트들을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 역 제로 삽입 주파수 스펙트럼으로부터 강제된 주기성 아티팩트들을 제거하는 단계는 힘 값들의 최소치 또는 힘 값들의 마지막 값보다 작은 보간된 힘 값들의 세그먼트를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 보간된 힘 값들의 세그먼트가 제거될 때, 나머지 보간된 힘의 값들은 틀어져 최소와 최대 센서 위치 좌표들 사이의 범위에 연속해서 걸쳐 이어질 수 있다.

보간된 힘 값들 및 하나 이상의 후보 피크에 기초하여 다수의 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 추정하는 단계는, 각 후보 피크에 대해, 후보 피크를 시작 위치로서 사용하여 보간된 힘 값들의 국부 최대치를 검색하는 단계, 및 또 다른 후보 피크에 아직 할당되지 않은 보간된 힘 값들의 국부 최대값을 찾는 것에 응답하여, 국부 최대치와 동일하게 피크 힘 값을 할당하고, 국부 최대치의 위치와 동일하게 대응하는 피크 좌표를 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

방법은 또한 센서 위치들에 대응하는 힘 값들을 등간격 위치들에 대응하는 변환된 힘 값들로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 변환된 힘 값들의 이산 푸리에 변환을 계산함으로써 주파수 스펙트럼이 얻어진다.

힘 값들의 변환된 힘 값들로의 변환은 센서 위치들의 쌍 및 각 등간격 위치를 일괄하는(bracketing) 힘 값들에 기초한 보간을 포함할 수 있다.

방법은 다수의 제1 힘 값들 및 다수의 제2 힘 값들을 프로세싱하는 단계를 포함할 수 있다. 각 제1 힘 값은 제1 센서 위치에 대응할 수 있다. 제1 센서 위치들은 제1 방향을 따라 이격될 수 있다. 각 제2 힘 값은 제2 센서 위치에 대응할 수 있다. 제2 센서의 위치들은 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 이격될 수 있다. 제1 힘 값들에 기초하여 추정되는 피크 좌표들을 제2 힘 값들에 기초하여 추정되는 피크 좌표들과 매칭하여 이차원 좌표들을 얻어질 수 있다. 매칭은 대응하는 피크 힘 값들을 고려할 수 있다.

피크 힘 값들은 제1 힘 값들에 기초하여 결정되는 제1 피크 값들과 제2 힘 값들에 기초하여 결정되는 제2 피크 값들의 평균 또는 가중 평균에 기초하여 추정될 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 복수의 제1 전극들과 적어도 하나의 제2 전극 사이에 배열된 압전 재료층을 포함하는 터치 패널로부터의 신호들을 프로세싱하는 방법이 제공된다. 방법은 제1 전극들로부터 하나 이상의 압전 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 각 압전 신호에 대해, 압전 신호로부터 제1 DC 오프셋 값을 감산함으로써 정정된 압전 값을 계산하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 각 압전 신호에 대해, 정정된 압전 값이 압전 신호 임계치를 초과하는지 여부를 결정하는 단계, 긍정 결정에 응답하여, 힘 값을, 이전의 힘 값과 정정된 압전 값의 합과 동일하게 설정하는 단계, 및 부정 결정에 응답하여, 힘 값을, 이전의 힘 값과 동일하게 설정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 각 압전 신호에 대해, 힘 값을, 다수의 이전의 힘 값들을 저장하는 버퍼에 추가하거나, 정정된 압전 값을, 다수의 이전의 정정된 압전 값들을 저장하는 버퍼에 추가하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 각 압전 신호에 대해, 버퍼에 저장된 값들의 기울기 값, 평균 값 및 분산 값을 계산하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 각 압전 신호에 대해, 기울기 값이 기울기 임계치 미만이고 분산 값이 분산 임계치 미만인지 여부를 결정하는 단계, 긍정 결정에 응답하여, 제2 DC 오프셋 값을 평균 값과 동일하게 업데이트하는 단계, 및 부정 결정에 응답하여, 제2 DC 오프셋 값을 업데이트하지 않는 단계를 포함한다. 방법은 또한 각 압전 신호에 대해, 힘 값 및 제2 DC 오프셋 값에 기초하여 정정된 힘 값을 계산하는 단계를 포함한다.

제2 DC 오프셋 값은 제로로 초기화될 수 있다. 방법은 또한 정정된 힘 값을 출력하는 단계를 포함할 수 있다.

버퍼가 다수의 힘 값들을 저장할 때, 힘 값 및 제2 DC 오프셋 값에 기초하여 정정된 힘 값을 계산하는 단계는 힘 값으로부터 제2 DC 오프셋 값을 감산하는 단계를 포함할 수 있다.

버퍼가 다수의 정정된 압전 값들을 저장할 때, 힘 값 및 제2 DC 오프셋 값에 기초하여 정정된 힘 값을 계산하는 단계는 힘 값으로부터, 제2 DC 오프셋 값과 버퍼에 의해 저장된 다수의 정정된 압전 값들의 곱을 감산하는 단계를 포함할 수 있다.

버퍼가 다수의 정정된 압전 값들을 저장할 때, 힘 값 및 제2 DC 오프셋 값에 기초하여 정정된 힘 값을 계산하는 단계는 압전 신호 임계치를 초과하는 버퍼의 각 정정된 압전 값을 감산하는 단계, 및 제2 DC 오프셋을 초과하는 버퍼의 정정된 압전 값과 제2 DC 오프셋 간 각 차분을 가산하는 단계를 포함할 수 있다.

제1 양태에 의해 프로세싱되는 힘 값들은 제2 양태에 따라 계산되는 정정된 힘 값들에 대응할 수 있다.

제1 양태에 의해 프로세싱되는 제1 힘 값들 및 제2 힘 값들은 제2 양태에 따라 계산되는 정정된 힘 값들에 대응할 수 있다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 제1 및/또는 제2 양태들의 방법을 수행하도록 구성된 제어기를 포함하는 장치가 제공된다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 복수의 제1 전극들과 적어도 하나의 제2 전극 사이에 배열된 압전 재료층을 포함하는 터치 패널로부터 수신되는 압전 신호들을 프로세싱하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 다수의 힘 채널들을 포함한다. 각 제1 힘 채널은 제1 방향을 따라 이격되는 제1 센서 위치들에 대응하는 터치 패널의 하나 이상의 제1 전극으로부터 압전 신호들을 수신하도록 구성된다. 각 제1 힘 채널은 수신된 압전 신호들에 대응하는 제1 힘 값을 계산하도록 구성된다. 장치는 또한 복수의 제1 힘 값들을 수신하도록 구성된 위치 프로세싱 모듈을 포함한다. 위치 프로세싱 모듈은 또한, 제1 힘 값들이 하나 이상의 제1 후보 피크를 포함하는지 여부를 결정하도록 구성된다. 각 제1 후보 피크는 제1 힘 값들의 국부 최대치에 대응한다. 위치 프로세싱 모듈은 또한, 적어도 하나의 제1 후보 피크가 최소 힘 임계치를 초과하는 것에 응답하여, 복수의 제1 힘 값들을 보간하도록, 그리고 최소 힘 임계치를 초과하는 제1 후보 피크들 및 보간된 제1 힘 값들에 기초하여 다수의 제1 피크 좌표들 및 대응하는 제1 피크 힘 값들을 추정하도록 구성된다.

제1 힘 채널들 및 위치 프로세싱 모듈은 단일 디바이스로 구현될 수 있다. 제1 힘 채널들 및 위치 프로세싱 모듈은 하나 이상의 마이크로 제어기 또는 주문형 집적 회로를 사용하여 구현될 수 있다.

장치는 또한 다수의 제2 힘 채널들을 포함할 수 있다. 각 제2 힘 채널은 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 이격되는 제2 센서 위치들에 대응하는 터치 패널의 하나 이상의 제1 전극으로부터 압전 신호들을 수신하도록 구성될 수 있다. 각 제2 힘 채널은 수신된 압전 신호들에 대응하는 제2 힘 값을 계산하도록 구성될 수 있다. 위치 프로세싱 모듈은 또한, 복수의 제2 힘 값들을 수신하도록 구성될 수 있다. 위치 프로세싱 모듈은 또한, 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 이격되는 제2 센서 위치들에 배열된 제1 전극들에 대응하는 압전 신호들에 대응하는 복수의 제2 힘 값들을 계산하도록 구성될 수 있다. 위치 프로세싱 모듈은 또한, 제2 힘 값들이 하나 이상의 제2 후보 피크를 포함하는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 각 제2 후보 피크는 제2 힘 값들의 국부 최대치에 대응할 수 있다. 위치 프로세싱 모듈은 또한, 적어도 하나의 제2 후보 피크가 최소 힘 임계치를 초과하는 것에 응답하여, 복수의 제2 힘 값들을 보간하도록, 그리고 최소 힘 임계치를 초과하는 제2 후보 피크들 및 보간된 제2 힘 값들에 기초하여 다수의 제2 피크 좌표들 및 대응하는 제2 피크 힘 값들을 추정하도록 구성될 수 있다. 위치 프로세싱 모듈은 또한, 제1 피크 좌표들을 제2 피크 좌표들과 매칭하여 이차원 좌표들을 얻도록 구성될 수 있다.

제1 힘 채널들, 제2 힘 채널들 및 위치 프로세싱 모듈은 단일 디바이스로 구현될 수 있다. 제1 힘 채널들, 제2 힘 채널들 및 위치 프로세싱 모듈은 하나 이상의 마이크로 제어기 또는 주문형 집적 회로를 사용하여 구현될 수 있다.

각 제1 또는 제2 힘 채널은 대응하는 힘 값들을 제2 양태에 따른 정정된 힘 값들로서 계산하도록 구성될 수 있다.

시스템은 장치 및 터치 패널을 포함할 수 있다. 터치 패널은 다수의 제1 전극들과 적어도 하나의 제2 전극 사이에 배열된 압전 재료층을 포함할 수 있다.

본 발명의 특정 실시예는 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이며, 도면에서:
도 1은 압전 감지용 터치 패널의 개략적인 단면도이고;
도 2는 압전 감지를 위한 시스템을 개략적으로 도시하고;
도 3은 터치 패널과의 사용자 상호 작용의 힘 프로파일을 개략적으로 도시하고;
도 4는 도 3에 도시된 힘 프로파일에 대응하는 이상적인 압전 신호를 도시하고;
도 5는 측정 압전 신호의 예를 나타니고;
도 6은 힘 신호 프로세싱 모듈을 개략적으로 도시하고;
도 7은 대응하는 압전 신호로부터 힘 값을 계산하는 방법의 프로세스 흐름도이고;
도 8은 사용자 상호 작용 위치를 결정하는 방법의 프로세스 흐름도이고;
도 9는 후보 피크의 수를 결정하는 방법의 프로세스 흐름도이고;
도 10은 힘 정보를 생성 및/또는 업데이트하는 방법의 프로세스 흐름도이고;
도 11은 힘 값을 보간하고 피크를 추정하는 제1 방법의 프로세스 흐름도이고;
도 12은 힘 값을 보간하고 피크를 추정하는 제2 방법의 프로세스 흐름도이고;
도 13은 힘 값을 보간하고 피크를 추정하는 제3 방법의 프로세스 흐름도이고;
도 14는 등간격 위치에 대응하는 변환된 힘 값을 계산하는 방법을 도시하고;
도 15는 주파수 스펙트럼을 도시하고;
도 16은 도 15에 도시된 주파수 스펙트럼으로의 제로 삽입을 도시하고;
도 17은 보간된 힘 값의 예를 개략적으로 도시하고;
도 18은 정정된 보간된 힘 값의 예를 개략적으로 도시하고;
도 19는 보간된 힘 값 및 정정된 보간된 힘 값의 실험예를 나타내고;
도 20은 측정 힘 값과, 3차 다항식 스플라인을 사용하여 얻어지는 보간된 힘 값의 비교를 나타내고;
도 21은 측정 힘 값과, 푸리에 변환 방법을 사용하여 얻어지는 정정된 보간된 힘 값의 비교를 나타내며;
도 22는 도 20에 도시된 보간된 힘 값과, 도 21에 도시된 정정된 보간된 힘의 비교를 나타낸다.

이하, 동일 부분에는 동일 부호를 붙인다.

압전력 감지에서 직면하는 문제는 압전 재료에 힘을 가함으로써 생성되는 신호가 본질적으로 과도적이라는 점이다. 결과적으로, 압전력 센서로부터의 출력 신호는 정적 상태 또는 느리게 변하는 가해진 힘의 측정을 가능하게 하기 위한 프로세싱을 필요로 한다. 본 명세서의 방법은 터치 패널로부터 수신되는 압전력 신호를 프로세싱하는 속도를 유지 또는 개선하면서, 압전 기반 터치 패널 시스템을 사용하여 측정되는 힘의 정확도 및 신뢰성을 개선하는 것에 관한 것이다. 본 명세서는 또한 하나 이상의 사용자 상호 작용의 존재 및/또는 위치(들)를 검출하기 위한 정전 용량 감지와 같은 이차 측정 방법에 의존하지 않고 정적 상태 또는 느리게 변하는 가해진 힘의 측정을 개선하는 것에 관한 것이다.

터치 패널 시스템

도 1을 참조하면, 압전 터치 패널(1)의 간략화된 단면이 도시되어 있다.

터치 패널(1)은 제1 및 제2 층 구조체(2, 3), 공통 전극(4), 다수의 제1 감지 전극(5) 및 다수의 제2 감지 전극(6)을 포함한다.

제1 층 구조체(2)는 제1 면(7) 및 반대편의 제2 면(8)을 갖는다. 제1 층 구조체(2)는 적어도 압전 재료층(9)을 포함하는 하나 이상의 층을 포함한다. 제1 층 구조체(2)에 포함된 각 층은 일반적으로 평면이고, 두께 방향(z)에 수직인 제1 및 제2 방향(x, y)으로 연장한다. 제1 층 구조체(2)의 하나 이상의 층은 제1 층 구조체(2)의 각 층의 두께 방향(z)이 제1 및 제2 면(7, 8)에 수직이도록 제1과 제2 면(7, 8) 사이에 배열된다. 제1 층 구조체(2)의 제1 면(7) 상에는 제1 감지 전극(5)이 배치되고, 제1 층 구조체(2)의 제2 면(8) 상에는 공통 전극(4)이 배치된다.

바람직하게는, 압전층(9)은 압전 폴리머, 예를 들어 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)와 같은 적절한 플루오로폴리머로 형성된다. 한편, 압전층은 대안적으로 티탄산 지르콘산 연(PZT)과 같은 압전 세라믹층으로 형성될 수 있다.

제2 층 구조체(3)는 제3 면(10) 및 반대편의 제4 면(11)을 갖는다. 제2 층 구조체(3)는 하나 이상의 유전체층(12)을 포함한다. 각 유전체층(12)은 일반적으로 평면이고, 두께 방향(z)에 수직인 제1 및 제2 방향(x, y)으로 연장한다. 제2 층 구조체(3)의 하나 이상의 유전체층(12)은 제2 층 구조체(3)의 각 유전체 층(12)의 두께 방향(z)이 제3 및 제4 면(10, 11) 에 수직이 되도록 제3과 제4 면(10, 11) 사이에 배열된다. 제2 감지 전극(6)은 제2 층 구조체(3)의 제3 면(10) 상에 배치되고, 제2층 구조체(3)의 제4 면(11)은 제1 감지 전극(5)과 접촉한다. 대안적으로, 제1 감지 전극(5)은 제4 면(11) 상에 배치될 수 있다.

바람직하게는, 유전체층(들)(12)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리머 유전체 재료층 또는 감압 접착제(PSA) 재료층을 포함한다. 한편, 유전체층(들)(12)은 알루미늄 산화물과 같은 세라믹 절연 재료층을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 공통 전극(4), 제1 감지 전극(5) 및/또는 제2 감지 전극(6)은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)로 형성된다. 한편, 공통 전극(4), 제1 감지 전극(5) 및/또는 제2 감지 전극(6)은 폴리아닐린, 폴리티펜, 폴리피롤 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 설포네이트(PEDOT/PSS)와 같은 전도성 폴리머로 형성될 수 있다. 공통 전극(4), 제1 감지 전극(5) 및/또는 제2 감지 전극(6)은 알루미늄, 구리, 은, 또는 박막으로서 퇴적 및 패터닝하기에 적절한 다른 금속과 같은 금속 막의 형태를 취할 수 있다. 공통 전극(4), 제1 감지 전극(5) 및/또는 제2 감지 전극(6)은 금속 메시, 나노와이어, 선택 사항으로서 은 나노와이어, 그래핀 또는 탄소 나노튜브로 형성될 수 있다.

여기서 설명되는 예는 주로 압전력 감지 방법에 관한 것이지만, 터치 패널(1)은 압전력 감지 이외에 커패시턴스 측정에도 선택적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 각 제1 전극(5) 및 각 제2 전극(6)의 자기 정전 용량을 측정하거나, 제1전극(5)과 제2 전극(6) 쌍 사이의 상호 정전 용량을 측정하는 데 사용된다.

도 2를 참조하면, 힘 감지 시스템(13)이 도시되어 있다.

힘 감지 시스템(13)은 터치 패널(1), 측정 프런트 엔드(14) 및 힘 신호 프로세싱 모듈(15)을 포함한다. 선택 사항으로서, 일부 예에서, 시스템(13)은 또한 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)을 포함할 수 있다.

제1 감지 전극(5) 각각은 제1 방향(x)으로 연장되고, 제1 감지 전극(5)은 제2 방향(y)으로 균일하게 이격된 어레이로 배치된다. 제2 감지 전극(6) 각각은 제2 방향(y)으로 연장되고, 제2 감지 전극(6)은 제1 방향(x)으로 균일하게 이격된 어레이로 배치된다. 공통 전극(4)은 공통 전극(4)이 제1 및 제2 감지 전극(5, 6) 각각 아래에 적어도 부분적으로 놓이도록 연장된다. 공통 전극(4)은 제1 층 구조체(2)의 제2 면(8)과 실질적으로 동일 공간에 있을 수 있다.

선택 사항인 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)이 포함될 때, 제1 감지 전극(5)과 제2 감지 전극(6)의 각 교차부(17)는 상호 정전 용량 감지를 위한 별도의 터치 센서를 효과적으로 제공할 수 있다.

제1 터치 패널(1)은 힘 감지 시스템(13)을 통합하는 전자 디바이스(도시되지 않음)의 디스플레이(도시되지 않음) 위에 가로 놓여 접합될 수 있다. 예를 들어, 힘 감지 시스템(13)은 모바일 전화, 태블릿 컴퓨터, 휴대용 또는 랩탑 컴퓨터, 디스플레이, 텔레비전 등으로 통합될 수 있다.

여기서, 용어 "사용자 상호 작용"은 일반적으로 사용자가 터치 패널(1) 또는 터치 패널(1) 위에 놓인 재료층을 가압하는 것을 지칭할 것이다. 사용자 상호 작용은 사용자의 손가락 또는 스타일러스(전도성이든 아니든)를 수반할 수 있다. 사용자 상호 작용은 일반적으로 사용자가 압전 재료층(9)의 변형(straining) 및 검출 가능한 압전 반응을 일으키기에 충분한 힘으로 터치 패널(1)을 가압하는 것을 수반하는 것으로서 이해될 것이다. 사용자 상호 작용의 위치는 사용자가 손가락 또는 스타일러스를 움직임에 따라 시간에 따라 변할 수 있다. 터치 패널(1) 및 시스템(13)은 때때로 "멀티 터치" 상호 작용이라고 지칭되는 하나 이상의 동시 사용자 상호 작용의 측정 및 추적을 지원한다.

선택 사항인 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)이 포함될 때, 사용자 상호 작용은 직접적인 물리적 접촉 없이 또는 상당한 힘을 가하지 않아도 사용자의 손가락 또는 전도성 스타일러스가 터치 패널(1)에 근접하는 것을 추가로 포함할 수 있다.

측정 프런트 엔드(14)는 터치 패널(1)에 대한 압전력 측정을 수행한다. 측정 프런트 엔드(14)는 하나 이상의 사용자 상호 작용에 반응하여 압전층(9)을 변형시킴으로써 제1 감지 전극(5)과 공통 전극(4) 사이에 유도되는 전압을 검출함으로써 힘을 측정한다. 측정 프런트 엔드(14)는 또한 제2 감지 전극(6)과 공통 전극(4) 사이에 유도되는 전압을 측정한다. 이러한 방식으로, 측정 프론트 엔드(14)는 하나 이상의 사용자 상호 작용에 의해 터치 패널(1)에 가해지는 힘의 이차원 분해 측정을 제공할 수 있다.

선택 사항인 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)이 포함될 때, 측정 프런트 엔드(14)는 또한 제1 및 제2 감지 전극(5, 6)의 각 교차부(17)에 대한 상호 정전 용량을 측정할 수 있다.

선택 사항인 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)이 포함될 때, 측정 프런트 엔드(14)는 압전력 신호 및 정전 용량을 동시에 측정할 수 있다. 예를 들어, 측정 프런트 엔드(14)는 WO 2017/109455 A1 또는 WO 2016/102975 A2에서 설명된 바와 같이 구성될 수 있고, 두 문헌의 전체 내용은 이에 의해 원용된다. 특히, 적절한 조합된 힘 및 정전 용량 터치 패널 시스템(13)이 WO 2017/109455 A1의 도 4 내지 도 23에 도시되어 있고, 이를 참조하여 설명된다. 뿐만 아니라, 적절한 조합된 힘 및 정전 용량 터치 패널 시스템(13)이 WO 2016/102975 A2의 도 15 내지 도 29에 도시되어 있고, 이를 참조하여 설명된다.

측정 프런트 엔드(14)는 압전 신호(18)를 출력한다. 압전 신호(18)는 제1 감지 전극(5)과 공통 전극(4) 사이에 그리고/또는 제2 감지 전극(6)과 공통 전극(4) 사이에 유도되는 증폭된 및/또는 집적된 압전 전압에 대응한다. 측정 프런트 엔드부(14)는 압전 재료층(9)의 초전 반응을 거부하도록 구성된 저주파 컷오프 필터를 포함할 수 있다. 저주파수 컷오프는 1 Hz와 7 Hz 사이의 값을 취할 수 있다. 측정 프런트 엔드(14)는 메인 전력 분배 주파수, 예를 들어, 50 Hz 또는 60 Hz를 거부하도록 구성된 노치 필터를 포함할 수 있다.

선택 사항인 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)이 포함될 때, 측정 프런트 엔드(14)는 또한 정전 용량 신호(19)를 출력할 수 있다. 측정 프런트 엔드(14)가 압전 신호 및 정전 용량을 동시에 측정하도록 구성될 때, 예를 들어, 측정 프런트 엔드(14)가 WO 2017/109455 A1에서 설명된 바와 같이 또는 WO 2016/102975 A2에서 설명된 것과 같이 구성될 때, 압전 신호(18) 및 정전 용량 신호(19)는 신호(18, 19)를 얻기 위해 각 감지 전극(5, 6)에 대응하는 신호의 주파수 분리에 의해 얻어진다.

선택 사항인 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)이 포함될 때, 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)은 정전 용량 신호(19)를 수신 및 프로세싱하여 다수의 사용자 상호 작용 및 각 사용자 상호 작용의 x-y 좌표를 포함할 수 있는 정전 용량 정보(20)를 결정한다. 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)은 종래의 정전 용량식 터치 제어기와 동일한 방식으로 기능할 수 있고, 종래의 정전 용량식 접촉 제어기에 의해 제공될 수 있다. 일부 예에서, 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)은 또한 정전 용량 측정을 위한 구동 신호를 측정 프런트 엔드(14)에 제공한다. 감지 전극(5, 6)의 자기 정전 용량, 또는 임의의 제1 감지 전극(5)과 제2 감지 전극(6) 쌍 사이의 상호 정전 용량은 알려져 있는 방법에 따라 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)에 의해 측정될 수 있다.

힘 신호 프로세싱 모듈(15)은 압전 신호(18)를 수신한다. 힘 신호 프로세싱 모듈(15)은 압전 신호(18)를 사용하여, 터치 패널(1)에 힘을 가하는 사용자 상호 작용에 대응하는 하나 이상의 출력 힘(F)을 측정하도록 구성된다. 출력 힘(F)의 계산은 정전 용량 정보(20) 또는 프로세싱되지 않은 정전 용량 신호(19)의 입력에 종속되지 않는다. 힘 신호 프로세싱 모듈(15)은 다수의 사용자 상호 작용, 각 사용자 상호 작용의 x-y 좌표 및 또한 각 사용자 상호 작용에 의해 가해지는 힘을 포함하는 힘 정보(21)를 결정하기 위해 측정 출력 힘(F)을 분석하도록 구성된다.

선택 사항인 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)이 포함될 때, 힘 신호 프로세싱 모듈(15)은 또한 힘 정보(21)를 확인하는 데 유용할 수 있는 정전 용량 정보(20)를 수신할 수 있다.

제1 및 제2 감지 전극(5, 6)이 실질적으로 직사각형인 것으로서 도시되었지만, 투영 정전 용량 터치 패널에서 사용하기 위해 알려져 있는 임의의 다른 전극 형상 또는 패턴이 사용될 수 있다. 예를 들어, 다이아몬드 패터닝된 전극이 제1 및 제2 감지 전극(5, 6)에 사용될 수 있다.

터치 패널(1)의 제1 층 구조체(2)는 압전 재료층(9)만을 포함할 수 있으며, 이에 따라 제1 및 제2 대향면(7, 8)이 압전 재료층(9)의 면이 된다. 대안적으로, 제1 층 구조체(2)는 압전 재료층(9)과 제1 층 구조체(2)의 제1 면(7) 사이에 적층되는 하나 이상의 유전체층(12)을 포함할 수 있다. 제1 층 구조체(2)는 제1 층 구조체(2)의 제2면(8)과 압전 재료층(9) 사이에 적층되는 하나 이상의 유전체층(12)을 포함할 수 있다.

제2 층 구조체(3)는 단일 유전체층(12)을 포함할 수 있으며, 이에 따라 제3 및 제4 대향면(10, 11)이 단일 유전체층(12)의 면이 된다. 대안적으로, 제2 층 구조체(3)가 사용될 필요가 없고, 제1 감지 전극(5)과 함께 제2 감지 전극(6)이 제1 면(7) 상에 대신 배치될 수 있다.

도 1 및 도 2에서, 제1 및 제2 면(7, 8) 및 제1 및 제2 층 구조체층(2, 3)은 x 및 y로 라벨링된 직교 축을 따라 연장되는 것으로 도시되어 있고, 제1 및 제2 층 구조체층(2, 3) 각각의 두께 방향은 x 및 y 축에 직교하는 z로 라벨링된 축과 정렬된다. 한편, 제1, 제2 및 두께 방향(x, y, z)은 도시된 바와 같이 오른손 직교 세트를 형성할 필요는 없다. 예를 들어, 제1 및 제2 방향(x, y)은 30도 또는 45도의 각도 또는 0도 초과 90도 미만의 임의의 다른 각도로 교차할 수 있다.

전술한 터치 패널(1) 및 시스템(13)에 대한 세부 사항과, WO 2017/109455 A1 및 WO 2016/102975 A2를 참조하여 논의된 추가 세부 사항은 본 명세서의 방법을 이해하기 위한 목적으로 제공되지만, 본 명세서의 방법은 터치 패널(1) 및 시스템(13)에 제한되지 않는다. 본 명세서의 방법은 압전 센서 어레이를 포함하는 임의의 터치 패널 시스템과 함께 채용될 수 있다.

또한 도 3을 참조하면, 터치 패널(1)에 가해지는 개략적인 힘 입력(22)이 도시되어 있다.

압전 재료층(9)은 극성이고 터치 패널(1)에 힘을 가하는 사용자 상호 작용에 의해 야기되는 변형에 반응하여 분극( P )으로 분극된다. 압전 재료층(9)의 분극( P )은 공통 전극(4)과 감지 전극(5, 6) 사이에 대응하는 전하(Q_piezo(t))를 발생시킨다. 분극( P )을 일으키는 변형은 압축 또는 장력으로 인해 발생할 수 있다. 분극( P )을 일으키는 변형은 압전 재료층(9)의 면내 신장일 수 있다. 압전 재료층(9)과 감지 전극(5, 6) 사이의 긴밀한 접촉은 요구되지 않는다. 일반적으로, (보다 강한 사용자 상호 작용에 의해 유발되는) 압전 재료층(9)의 보다 큰 변형은 보다 큰 분극( P )을 초래할 것이고, 이에 대응하여 보다 큰 크기의 전하(Q_piezo(t))가 근접한 감지 전극(5, 6) 상에 발생된다. 전하(Q_piezo(t))와 연관된 전류인 압전 반응(I_piezo(t))은 압전 신호(18)를 결정하기 위해 증폭 및/또는 집적될 수 있다.

또한, 도 4를 참조하면, 힘 입력(22)에 대응하는 이상적인 압전 신호(23)가 도시되어 있다.

압전 신호(23)는 압전 신호(18)의 이상적인 예를 나타낸다. 압전 신호(18, 23)는, 예를 들어 측정 프런트 엔드(14)로부터 출력되고/거나 이에 의해 증폭되는 것으로서, 과도적인 신호이다. 유도된 압전 전압은 누설 전류로 인해 시간에 따라 감쇠한다. 또한, 압전 전류(I_piezo)를 증폭하는 데 사용될 수 있는 집적 전하 증폭기의 출력은 또한 시간에 따라 감쇠한다.

예를 들어, 제1 부하 기간(t₀ ≤ t ≤ t₁) 동안, 힘(22)은 제로로부터 제1 힘 값(F₁)으로 꾸준히 증가한다. 힘(22)의 증가율이 압전 신호(23)의 감쇠율에 비해 빠르다고 가정하면, 대응하는 압전 신호(23)는 제1 부하 기간(t₀ ≤ t ≤ t₁) 동안 꾸준히 감소하여, 힘(22)이 제1 힘 값(F₁)에 도달할 때 제1 피크 값(V₁)에 도달한다. 힘(22)은 제1 유지 기간(t₁ < t ≤ t₂) 동안 F₁에 일정하게 유지된다. 제1 유지 기간(t₁ < t ≤ t₂)동안, 압전 신호(23)는 제1 피크 값(V₁)으로부터 제로 DC 오프셋(이상적인 경우에서)을 향해 위쪽으로 감쇠한다.

힘(22)은 제2 부하 기간(t₂ < t ≤ t₃) 동안 제1 힘 값(F₁)으로부터 제2 힘 값(F₂)으로 다시 증가한다. 힘(22)의 증가율이 압전 신호(23)의 감쇠율에 비해 빠르다고 가정하면, 대응하는 압전 신호(23)는 제2 부하 기간(t₂ < t ≤ t₃) 동안 꾸준히 감소하여, 힘(22)이 제2 힘 값(F₂)에 도달할 때 제2 피크 값(V₂)에 도달한다. 그 다음, 힘(22)은 제2 유지 기간(t₃ < t ≤ t₄) 동안 F₂에 일정하게 유지된다. 제2 유지 기간(t₃ < t ≤ t₄) 동안, 압전 신호(23)는 제2 피크 값(V₂)으로부터 제로 신호(이상적인 경우에서)를 향해 위쪽으로 감쇠한다.

제2 유지 기간(t₃ < t ≤ t₄)의 종료시에, 사용자 상호 작용은 무부하 기간(t₄ < t≤ t₅) 동안 힘(22)의 해제로 종료된다. 힘(22)의 감소율이 압전 신호(23)의 감쇠율에 비해 빠르다고 가정하면, 대응하는 압전 신호(23)는 무부하 기간(t₄ < t ≤ t₅) 동안 꾸준히 증가하여, 힘(22)이 제로에 도달할 때, 제3 피크 값(V₃)에 도달한다. 부하가 아닌 무부하에서 기인하는 제3 피크 값(V₃)은 제1 및 제2 피크 값(V₁, V₂)과 반대 부호를 갖는다. 사용자 상호 작용의 종료 후에, 압전 신호(23)는 제로 DC 오프셋(이상적인 경우에서)을 향해 감쇠한다.

도 4는 압전 신호(23)가 부하에 반응하여 음이 되고 무부하에 반응하여 양이 되는 것을 도시하고 있지만, 터치 패널(1) 및 시스템(13)의 구성에 따라, 다른 예에서는 압전 신호(23)의 극성이 반전될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 압전 신호(23)가 이상적일 때, 예를 들어, 압전 신호(23)의 기울기 및/또는 값에 기초한 압전 신호(23)의 간단한 조건적 적분과 같은 다양한 방법에 의해 압전 신호(23)의 감쇠가 보상될 수 있다. 압전 신호(23)의 기울기 및 값이 동일한 부호를 가질 때, 압전 신호(23)를 적분함으로써, 가해진 힘(22)에 비례하여 추정되는 측정치가 복구될 수 있다.

그러나, 조합된 힘과 정전 용량 측정을 위한 터치 패널(1) 및 시스템(13)이 실제로 사용될 때, 압전 신호(23)는 DC 오프셋의 변화 및 상당한 잡음원에 영향을 받을 수 있으며, 이는 단순 값 및 기울기 기반 조건부 적분의 신뢰성 있는 연산을 방해할 수 있다.

이론으로 제한되기를 바라지 않고 또는 특정한 구체적 예에 의해, 터치 패널(1) 및 시스템(13)에 대한 DC 오프셋 편차 및 잡음의 잠재적 원인을 논의하는 것이 본 명세서를 이해하는 데 도움이 될 수 있다. 터치 패널(1) 및 시스템(13)은 보통 핸드헬드 배터리 작동 디바이스(도시되지 않음)에 설치될 수 있다. 이러한 디바이스는 통상적으로 접지되지 않거나, 단지 약하게 접지되며, 이는 잡음 유입 및 DC 오프셋의 변화에 대한 민감성을 증가시킬 수 있다. 또한, 사용자는 빈번하게 그들의 의류, 신발류 및/또는 그들의 환경 사이의 상호 작용의 결과로서 정전기로 대전될 수 있다. 이는 또한 정전 용량식 결합에 의한 DC 오프셋의 변화에 기여할 수 있고, 또한 터치 패널(1)과의 초기 접촉 시에 사용자의 손가락 및/또는 스타일러스의 정전 방전을 초래할 수 있다. 이러한 결합 및/또는 정전 방전은 가해진 힘에서 기인하는 전하(Q_piezo)와 동일할 수 있거나, 또는 상당히 초과할 수도 있는 사용자 상호 작용에 가까운 감지 전극(5, 6)에 전하(Q_es)를 인가할 수 있다. 뿐만 아니라, 터치 패널(1)을 빠르게 연속하여 탭핑하는 것과 같은 짧은 상호 작용은 기울기 및 값 기반 접근법을 혼란시킬 수 있는데, 그 이유는 한 번의 탭으로부터의 신호가 다음 탭이 시작하기 전에 완전히 감쇠되지 않았을 수 있어서, 힘의 부정확한 측정으로 이어질 수 있기 때문이다. 전술한 논의는 총망라한 것은 아니고, 많은 추가적인 요인이 터치 패널(1) 및 시스템(13)의 DC 오프셋 편차 및 잡음 레벨에 기여할 수 있다. 따라서, 감도 및/또는 계산 속도를 희생하지 않고, 정전 용량 정보(20) 및/ 또는 프로세싱되지 않은 정전 용량 신호(19)를 수신할 필요가 전혀 없이, 개선된 신뢰도로 터치 패널(1)에 가해지는 힘을 측정하는 방법이 요구된다.

측정 압전 신호의 예

또한 도 5를 참조하면, 터치 패널(1) 및 시스템(13)의 예를 사용하여 얻어지는 측정 압전 신호(24)의 예가 도시되어 있다.

측정 압전 신호(24)는 압전 신호(18)의 예이다. 측정 압전 신호(24)는 수직 주축에 대해 플로팅된다. 측정 압전 신호(24)가 여러 방식으로 이상적인 압전 신호(23)로부터 벗어나는 것이 관찰될 수 있다. 특히, 측정 압전 신호(24)는 잡음을 포함하고, 상당한 접촉 부하를 가하는 지속적인 사용자 상호 작용 동안의 DC 오프셋은 제로가 아니다.

도 7에 관해 이하에서 설명될 방법에 따라 결정되는 힘 값(25) F(t)는 도 5의 수직 보조축에 대해 플로팅된다.

본 명세서에서 상세히 설명되는 방법은 DC 오프셋의 변화 및 다른 잡음원에 대해 보다 강건한 터치 패널(1)에 가해지는 힘을 측정하는 방법을 제공함으로써, 압전 측정이 실제로 구현될 때 직면하는 문제를 해결하기 위해 의도된 것이다. 본 명세서에서 상세하게 설명되는 방법은 또한 힘 값이 사용자 상호 작용의 위치를 결정하는 데 사용될 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 힘 감지 터치 시스템(13)은 정전 용량 정보(20) 또는 프로세싱되지 않은 정전 용량 신호(19)의 입력 필요 없이, 다수의 사용자 상호 작용뿐만 아니라 각 사용자 상호 작용의 위치 및 가해진 힘을 결정하는 데 사용될 수 있다. 이는 위치 및 힘 정보를 제공하는 데 정전 용량식 및 압전 측정의 조합을 사용하는 터치 패널 시스템보다 덜 복잡한 개선된 터치 패널 시스템을 제공할 수 있다. 동시에, 본 명세서에서 설명되는 방법은 사용자에 의해 지각 가능할 수 있는 과도한 레이턴시의 도입을 방지하기에 충분한 속도로 제어기, 주문형 집적 회로(ASIC), 마이크로 제어기 또는 마이크로 프로세서에 의해 효율적으로 실행될 수 있다. 과도한 레이턴시는 사용자에게 성가실 수 있거나, 레이턴시가 너무 커질 경우, 정확한 입력을 제공하는 것이 어렵거나 불가능하게 할 수 있다.

압전 측정에 기초한 터치 패널 시스템만이 제안되었지만, 이러한 시스템은 터치 패널로서 사용하기 위해 널리 채택되지 않았다. 이는 문제가 되는 잡음 환경 내에서 정적이거나 느리게 변하는 힘의 신뢰성 있는 측정을 얻는 데 있어서 전술한 어려움 때문인 것으로 여겨지고, 또한 압전 측정으로부터 정확한 사용자 상호 작용 위치를 결정하는 데 있어서의 어려움 때문인 것으로 여겨진다. 본 명세서의 방법은 힘 값(F)의 측정 및 또한 하나 이상의 사용자 상호 작용의 좌표를 결정하는 데 있어서의 개선을 제공할 수 있다.

힘 신호 프로세싱 모듈

또한 도 6을 참조하면, 힘 신호 프로세싱 모듈(15)의 하나의 예시적인 구성이 도시되어 있다.

힘 신호 프로세싱 모듈(15)은 다수의 힘 채널(26) 및 위치 프로세싱 모듈(27)을 포함한다. 각 힘 채널(26)은 프런트 엔드 모듈(14)로부터 압전 신호(18)를 수신하고, 수신된 압전 신호(18)에 대응하는 힘 값(F)을 계산한다. 힘 값(F)은 도 7을 참조하여 후술될 바와 같이 계산될 수 있다.

각 압전 신호(18)는 단일의 제1 또는 제2 전극(5, 6)에 대응할 수 있다. 대안적으로, 압전 신호(18)는 둘 이상의 인접한 제1 전극(5)의 그룹 또는 둘 이상의 인접한 제2 전극(6)의 그룹에 대응할 수 있다. 힘 채널(26)의 제1 그룹(28)은 제1 전극(5)으로부터 기원하는 압전 신호(18)를 수신 및 프로세싱하고, 힘 채널(26)의 제2 그룹(29)은 제2 전극(6)으로부터 기원하는 압전 신호(18)를 수신 및 프로세싱한다.

P(t)는 일반적으로 시간 종속적인 압전 신호(18)를 나타낸다고 한다. P_i는 시간 t_i에서의 압전 신호 P(t_i)를 나타내고, 유사하게 P_i+1은 시간 t_i+δt에서의 압전 신호 P(t_i+δt)를 나타내며, 여기서 δt는 예를 들어, 샘플링 간격이라고 한다. 유사하게, F(t)는 일반적으로 시간 종속적인 힘 값을 나타내고, F_i는 시간 t_i에서의 힘 값 F(t_i)를 나타내며, 유사하게 F_i+1은 시간 t_i+δt에서의 힘 값 F(t_i+δt)을 나타낸다고 한다.

측정 프런트 엔드(14)가 제1 전극(5)에 대응하는 N개의 압전 신호(18), P(t)를 출력하는 경우, Py_n(t)는 N개의 압전 신호(18), P(t) 중 n번째를 나타낸다. 또한, Py_n,i는 시간 t_i에서의 압전 신호 Py_n(t_i)를 나타내고, Py_n,i+1은 시간 t_i+δt에서의 압전 신호 Py_n(t_i+δt)를 나타낸다. 유사하게, Fy_n(t)는 N개의 대응하는 힘 값 F(t) 중 n번째를 나타낸다고 한다. 또한, Fy_n,i는 시간 t_i에서의 힘 값 Fy_n(t_i)를 나타내고, Py_n,i+1은 시간 t_i+δt에서의 힘 값 Fy_n(t_i+δt)를 나타낸다고 한다. y_n은 N개의 압전 신호 Py_n,i중 n번째 및 N개의 힘 값 Fy_n,i 중 n번째에 대응하는 센서 위치를 나타낸다. 센서 위치(y_n)는 특정 제1 전극(5)의 중심 또는 두 개 이상의 인접한 제1 전극(5)의 그룹의 중심일 수 있다.

측정 프런트 엔드(14)가 제2 전극(6)에 대응하는 M개의 압전 신호(18), P(t)를 출력하는 경우, Px_m(t)는 M개의 압전 신호(18), P(t) 중 m번째를 나타낸다. 또한, Px_m,i는 시간 t_i에서의 압전 신호 Px_m(t_i)를 나타내고, Px_m,i+1은 시간 t_i+δt에서의 압전 신호 Px_m(t_i+δt)를 나타낸다. 유사하게, Fx_m(t)는 M개의 대응하는 힘 값 F(t) 중 m번째를 나타낸다고 한다. 또한, Fx_m,i는 시간 t_i에서의 힘 값 Fx_m(t_i)를 나타내고, Px_m,i+1은 시간 t_i+δt에서의 힘 값 Fx_m(t_i+δt)를 나타낸다고 한다. x_m은 M개의 압전 신호 Px_m,i중 m번째 및 m개의 힘 값 Fx_m,i 중 m번째에 대응하는 센서 위치를 나타낸다. 센서 위치(x_m)는 특정 제2 전극(6)의 중심 또는 두 개 이상의 인접한 제2 전극(6)의 그룹의 중심일 수 있다.

위치 프로세싱 모듈(27)은 제1 전극(5) 힘 값(Fy_n,i)(또한 제1 힘 값(Fy_n,i)이라고 지칭됨) 및 제2 전극 힘 값(Fx_m,i)(또한 제2 힘 값(Fx_m,i)이라고 지칭됨)을 수신하도록 구성된다. 위치 프로세싱 모듈(27)은 제1 힘 값(Fy_n,i) 및 제2 힘 값(Fx_m,i)을 개별적으로 프로세싱한다. 제1 힘 값(Fy_n,i)의 프로세싱이 설명될 것이지만, 제2 힘 값(Fx_m,i)의 프로세싱도 동일하다.

위치 프로세싱 모듈(27)은 제1 힘 값(Fy_n,i)을 분석하여 제1 힘 값(Fy_n,i)이 하나 이상의 후보 피크(R₁, …, R_Kc)를 포함하는지 여부를 결정하며, 여기서 Kc는 후보 피크의 수를 나타내고 R_k는 Kc개의 후보 피크 중 k번째를 나타낸다고 한다. 후보 피크(R_k)를 결정하는 예는 도 9를 참조하여 추가 설명된다. 각 후보 피크(R_k)는 센서 위치(y_n) 중 하나와 동일한 후보 위치(y_k)에서, 제1 힘 값(Fy_n,i)에서의 국부 최대치, 예를 들어, 제1 힘 값(Fy_n,i) 중 하나와 동일한 최대치(F^* _k)에 대응한다. 간결함을 위해, R_k = {y_k, F^* _k}가 Kc 후보 피크 중 k번째에 대응하는 값의 쌍을 나타낸다고 한다.

제1 및 제2 힘 값(Fy_n,i, Fx_m,i)에 대해 계산되는 후보 피크(R_k) 간을 구별할 필요가 있는 경우에서, 표기 Ry_k = {y_k, Fy^* _k}는 제1 힘 값(Fy_n,i)에 대해 결정되는 후보 피크의 수(Kyc) 중 k번째를 나타낸다고 한다. 유사하게, Rx_k = {x_k, Fx^* _k}는 제2 힘 값(Fx_m,i)에 대해 결정되는 후보 피크의 수 Kxc 중 k번째를 나타낸다.

후보 피크(R_k) 중 적어도 하나가 최소 힘 임계치(F_thresh)를 초과한다면, 즉 F^* _k > F_thresh라면, 제1 힘 값(Fy_n,i)은 제1 센서 위치(y_n) 이외의 좌표(y)에 대응하는 보간된 힘 값(G)을 추정하도록 보간된다. 사용되는 보간의 특성에 따라, 보간된 힘 값(G)은 하나 이상의 연속적인 위치 함수, 예를 들어 G(y)에 대응할 수 있다. 대안적으로, 보간된 힘 값(G)은 원래의 센서 위치(y_n)보다 더 가깝게 이격되는 보간된 위치(yint₁, …, yint_n, …, yint_Nint)에 대응하는 Nint개의 이산 값(G₁, …, G_n, … G_Nint)의 형태를 취할 수 있다.

제1 및 제2 힘 값(Fy_n,i, Fx_m,i)에 대한 보간된 힘 값(G) 간을 구별할 필요가 있는 경우에서, Gy는 제1 힘 값(Fy_n,i)에 대한 보간된 힘 값을 나타내고, Gx는 제2 힘 값(Fx_m,i)에 대한 보간된 힘 값을 나타낸다.

위치 프로세싱 모듈(27)은 보간된 힘 값(G) 및 후보 피크(R_k)를 분석하여 하나 이상의 피크(H₁, …, H_K)가 존재하는지 여부를 결정하며, 여기서 K는 찾아지는 피크의 총 수를 나타내고 H_K는 K개의 피크 중 k번째를 나타낸다. 각 피크(H_K)는 피크 좌표(yp_k) 및 대응하는 피크 힘 값(Fp_k)을 포함한다. 간결함을 위해, H_K = {yp_k, Fp_k}가 K개의 후보 피크 중 k번째에 대응하는 값의 쌍을 나타낸다고 가정한다. 일반적으로, 피크의 수(K)는 후보 피크의 수(Kc) 이하일 수 있다.

제1 및 제2 힘 값(Fy_n,i, Fx_m,i)에 대한 피크(H) 간을 구별할 필요가 있는 경우에서, Hy_k = {yp_k, Fyp_k}는 제1 힘 값(Fy_n,i)에 대해 결정되는 Ky개의 피크 중 k번째에 대응하는 값의 쌍을 나타내고, Hx_k = {xp_k, Fxp_k}는 제2 힘 값(Fx_m,i)에 대해 결정되는 Kx개의 피크 중 k번째에 대응하는 값의 쌍을 나타낸다.

일반적으로, 제1 및 제2 힘 값(Fy_n,i, Fx_m,i)으로부터 결정되는 피크의 수는 동일해야, 즉 Kx = Ky이어야 한다. 그러나, 동일한 사용자 상호 작용에 대응하는 피크(Hy_k, Hx_k)의 순서는 인덱스 k에 대해 상이할 수 있다. 결과적으로, 위치 프로세싱 모듈(27)은 특정 사용자 상호 작용에 대한 이차원 좌표 (xp_k, yp_k)를 얻기 위해 제1 힘 값(Fy_n,i)에 기초하여 추정되는 피크 좌표(yp_k)를 제2 힘 값(Fx_m,i)에 기초하여 추정되는 피크 좌표(xp_k)와 매칭시키도록 구성될 수 있다. 매칭은 바람직하게는 피크 힘 값(Fyp_k, Fxp_k) 및/또는 이전 시점 이후 추적되는 사용자 상호 작용에 관한 정보에 기초한다.

힘 채널(26) 및 위치 프로세싱 모듈(27)은 예를 들어, 마이크로 제어기 또는 주문형 집적 회로와 같은 단일 디바이스에 의해 구현될 수 있다. 대안적으로, 힘 채널(26) 및 위치 프로세싱 모듈(27)은 마이크로 제어기들, 주문형 집적 회로들 등과 같은 두 개 이상의 디바이스들을 사용하여 구현될 수 있다. 일부 예에서, 힘 신호 프로세싱 모듈(15) 및 프런트 엔드 모듈(14)은 단일 디바이스, 예를 들어, 마이크로 제어기, 주문형 집적 회로 등으로서 통합될 수 있다.

힘 값의 계산 방법

또한 도 7을 참조하면, 대응하는 압전 신호(P_i, 18)로부터 힘 값(F_i)을 계산하는 방법에 대한 프로세스 흐름도가 도시되어 있다.

대응하는 압전 신호(P_i, 18)로부터 힘 값(F_i)을 계산하는 방법은 각 힘 채널(26)에 의해 수행될 수 있다.

압전 신호(P_i)가 수신된다(단계 S1). 선택 사항으로서, 모든 채널에 걸친 압전 신호(P_i)의 평균으로서 얻어지는 공통 모드 값(P_CM)은 이 스테이지에서 압전 신호(P_i)로부터 감산될 수 있다. 예를 들어, 측정 프런트 엔드(14)는 공통 모드 값(P_CM)을 측정하여 각 힘 채널에 출력할 수 있다.

수신된 압전 신호(P_i)는 제1 전극(5)에 대응하는 압전 신호(Py_n,i) 또는 제2 전극(6)에 대응하는 압전 신호(Px_m,i)일 수 있다.

정정된 압전 값(Pc_i = P_i - P_off)은 압전 신호(P_i)로부터 제1 DC 오프셋 값(P_off)을 감산함으로써 계산된다(단계 S2). 일부 예에서, 제1 DC 오프셋(P_off)은 터치 패널(10)을 통합하는 디바이스(도시되지 않음)가 파워 온되거나, 슬립 모드로부터 웨이크되거나, 또는 연장된 지속 기간 동안 유휴 상태일 때 실행되는 교정 루틴에 의해 초기화될 수 있다. 일부 예에서, 제1 DC 오프셋(P_off)은 사전 교정될 수 있다. 어느 경우든, 제1 DC 오프셋(P_off)은 사용자 상호 작용이 없는 기간 동안 압전 신호(P(t))에 대해 측정되는 평균 값에 기초하여 설정될 수 있다. 이러한 조건은 사전 교정의 경우에 대해 확인하기 더 쉬울 수 있다. 그러나, 선택 사항인 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)이 포함되는 경우, 정전 용량 정보(20)는 제1 DC 오프셋을 초기화 또는 재교정하기 위한 목적으로 사용자 상호 작용의 부재를 확인하는 데 사용될 수 있다.

정정된 압전 값(Pc_i)은 압전 신호 임계치(P_thresh)와 비교되어(단계 S3), 예를 들어, 조건 Pc_i > P_thresh이 테스트될 수 있다. 대안적으로 그리고 바람직하게는, 조건 |Pc_i| > P_thresh가 테스트될 수 있다. 이 조건은 개략적으로, 힘 채널이 사용자 상호 작용을 검출하고 있는지 여부를 테스트하는 것에 대응한다. 엄밀하게는, 이 조건은 가해진 힘이 변하고 있는지 여부를 테스트한다.

압전 신호 임계치(P_thresh)는 사전 교정될 수 있거나, 또는 터치 패널(10)을 통합하는 디바이스(도시되지 않음)가 파워 온되거나, 슬립 모드로부터 웨이크되거나, 또는 연장된 지속 기간 동안 유휴 상태일 때 실행되는 루틴에 의해 교정될 수 있다. 일부 예에서, 압전 신호 임계치(P_thresh)는 사용자 상호 작용이 없는 기간 동안 압전 신호(P_i)에 대해 측정되는 표준 오차의 3배 내지 5배의 배수로 설정될 수 있다. 이러한 조건은 사전 교정의 경우에 대해 확인하기 더 쉬울 수 있다. 그러나, 선택 사항인 정전 용량식 신호 프로세싱 모듈(16)이 포함되는 경우, 정전 용량 정보(20)는 압전 신호 임계치(P_thresh)를 재교정하기 위한 목적으로 사용자 상호 작용의 부재를 확인하는 데 사용될 수 있다.

정정된 압전 값(Pc_i)이 |Pc_i| > P_thresh를 만족한다면, 즉 사용자 상호 작용이 발생하고 있다면(단계 S3|예), 힘 채널(26)에 대한 힘 값(F_i)은 정정된 압전 값(Pc_i)과 이전의 힘 값(F_i-1)의 합과 동일하게 설정된다(단계 S4). 예를 들어, 힘 값(F_i)은 F_i = F_i-1 + Pc_i로서 업데이트될 수 있다. 각 채널(26)에 대한 힘 값(F_i)은 터치 패널(10)을 통합하는 디바이스(도시되지 않음)가 파워 온되거나, 슬립 모드로부터 웨이크되거나, 또는 연장된 지속 기간 동안 유휴 상태일 때, 제로로 초기화되거나 재초기화될 수 있다. 각 채널(26)에 대한 힘 값(F_i)은 또한 예를 들어, 사용자가 가해진 힘을 제거할 때 사용자 상호 작용의 종료를 검출하는 것, 연장된 지속 기간 동안 유휴 상태에 있는 것에 반응하여 등과 같이, 특정 이벤트가 검출될 때, 제로로 재초기화될 수 있다.

가장 최근의 채널 힘 값(F_i) 및 Nbuff-1개의 이전 채널 힘 값(F_i-Nbuff+1, …, F_i-1, F_i)을 저장하는 버퍼 {F_i-Nbuff+1, …, F_i-1, F_i}에 대해 선형 회귀 분석이 수행된다(단계 S6). 예를 들어, 힘 값(F_i)은 버퍼 {F_i-Nbuff+1, …, F_i-2, F_i-1}의 프런트에 추가되고, 가장 오래된 측정치(F_i-Nbuff)를 대체하며, 그 다음 업데이트된 버퍼 {F_i-Nbuff+1, …, F_i-1, F_i}에 대해 회귀 분석이 수행된다. 회귀 분석은 기울기(∂F/∂t), 버퍼 힘 값 {F_i-Nbuff+1, …, F_i-2, F_i-1, F_i}의 평균 형태의 오프셋(δF), 및 분산(σ² _F)을 결정한다.

대안적으로, 힘 값 {F_i-Nbuff+1, …, F_i-1, F_i}을 저장하는 대신에, 버퍼는 프로세싱된 압전 값 {Pc_i-Nbuff+1, …, Pc_i-1, Pc_i}의 Nbuff개의 이전 값을 저장할 수 있고, 선형 회귀 분석(단계 S6)은 프로세싱된 압전 신호(Pc_i)의 값에 대해 수행되어 프로세싱된 압전 신호(Pc)에 관한 기울기(∂Pc/∂t), 오프셋(δPc), 및 분산(σ² _Pc)을 결정할 수 있다.

기울기(∂F/∂t)는 사전 교정된 기울기 임계치(ΔF)와 비교되고, 분산(σ² _F)은 사전 교정된 분산 임계치(σ² _thresh)와 비교된다(단계 S7). 조건 ∂F/∂t < ΔF와 σ² _F < σ² _thresh는 둘 다 충족되어야 한다. 이러한 상황은 힘 채널(26)의 비활성에 대응하는 것으로서 취해진다.

이러한 비활성에 대한 이중 조건은 사용자 상호 작용이 비교적 일관된 힘을 가하는 활성 기간으로부터, 기울기(∂F/∂t)와 분산(σ² _Pc)이 둘 다 낮은 유휴 기간을 구별할 수 있게 한다. 본 발명자들은 사용자가 터치 패널에 일관된 힘을 가하려고 시도할 때, 버퍼 {F_i-Nbuff+1, …, F_i-1, F_i}의 기울기(∂F/∂t)가 상대적으로 낮을 수 있지만, 버퍼 {F_i-Nbuff+1, …F_i-1 F_i}의 분산(σ² _F)은 상대적으로 높게 유지된다는 것을 발견하였다. 이론에 얽매이지 않고, 이러한 기간 동안 상대적으로 높은 분산(σ² _F)은 사람이 정확히 정적 힘을 가할 수 없어서 가해진 힘이 연속적으로 작게 변할 수 있다는 것으로 추정된다. 기울기 임계치(ΔF) 및 분산 임계치(σ² _thresh)는 사용자 상호 작용이 없는 기간 동안 얻어지는 기울기(∂F/∂t)의 값 및 분산(σ² _F)의 값에 기초하여 교정될 수 있다.

대안적으로, 버퍼가 힘 값 {F_i-Nbuff+1, …, F_i-1, F_i} 대신에 교정된 압전 값 {Pc_i-Nbuff+1, …, Pc_i-1, Pc_i}을 저장할 때, 비활성에 대한 테스트(단계 S7)는 기울기(∂Pc/∂t)를 사전 교정된 기울기 임계치(ΔP)와 비교하고 분산(σ² _Pc)을 사전 교정된 분산 임계치(σp² _thresh)와 비교함으로써 정정된 압전 값(Pc_i)에 관해 수행될 수 있다.

버퍼 {F_i-Nbuff+1, …, F_i-1, F_i}가 유휴 기간에 대응한다고 결정된다면(단계 S7|예), 제2 DC 오프셋 값(F_off)은 오프셋(δF)과 동일하도록 업데이트된다(단계 S8). 대안적으로, 버퍼가 힘 값 {F_i-Nbuff+1, …, F_i-1, F_i} 대신에 정정된 압전 값 {Pc_i-Nbuff+1, …, Pc_i-1, Pc_i}을 저장할 때, 제2 DC 오프셋 값(P_off2)은 정정된 압전 값(Pc_i)에 관해 표현되고, 오프셋(δP)과 동일하도록 업데이트된다. 제2 DC 오프셋 값(F_off, P_off2)은 터치 패널(10)을 통합하는 디바이스(도시되지 않음)가 파워 온될 때 제로로 초기화된다.

버퍼 {F_i-Nbuff+1, …, F_i-1, F_i}가 활성 기간에 대응하는 것으로 결정된다면(단계 S7|아니오), 제2 DC 오프셋 값(F_off, P_off2)은 업데이트되지 않는다.

힘 값(F_i) 및 제2 DC 오프셋 값(F_off, P_off2)에 기초하여 정정된 힘 값(Fc_i)이 계산되어, 출력된다(단계 S9). 예를 들어, 정정된 힘 값(Fc_i)은 위치 프로세싱 모듈(27)에 출력될 수 있다. 이러한 방식으로, 정정된 힘 값(Fc_i)의 계산은 시간에 따른 각 힘 채널(26)의 DC 오프셋의 드리프트를 고려할 수 있다.

정정된 힘 값(Fc_i)은 힘 값(F_i)으로부터 힘에 관한 제2 DC 오프셋(F_off)을 감산함으로써, Fc_i = F_i - F_off에 따라 계산될 수 있다.

대안적으로, 버퍼가 힘 값 {F_i-Nbuff+1, …, F_i-1, F_i} 대신에 정정된 압전 값 {Pc_i-Nbuff+1, …, Pc_i-1, Pc_i}을 저장할 때, 정정된 힘 값(Fc_i)은 힘 값(F_i)으로부터 정정된 압전 신호에 관한 제2 DC 오프셋(P_off2)과 버퍼 사이즈(Nbuff)의 곱을 감산함으로써, Fc_i = F_i - Nbuff×P_off2에 따라 계산될 수 있다.

추가 대안예에서, 정정된 압전 신호에 관한 제2 DC 오프셋(P_off2)을 사용하는 정정된 힘 값(Fc_i)의 계산은:

1. 힘 값(F_i)으로부터 |Pc_i|> P_thresh를 만족하는 각 버퍼의 정정된 압전 신호 값 {Pc_i-Nbuff+1, …, Pc_i-1, Pc_i}을 감산하고;

2. |Pc_i - P_off2| > P_thresh를 만족하는 각 버퍼의 정정된 압전 신호 값 {Pc_i-Nbuff+1, …, Pc_i-1, Pc_i}을 힘 값(F_i)에 더함으로써, 보다 강력한 방식으로 수행될 수 있다.

터치 패널(10)이 사용 상태에서 유지되는 동안(단계 S10), 계산은 다음 압전 신호(Pi+1)의 수신으로 시작하여 반복된다(단계 S1).

힘 값을 계산하는 방법이 시스템(13)의 상황에서 그리고 정정된 힘 값(Fc_i)을 위치 프로세싱 모듈(27)에 제공하는 관점에서 설명되었지만, 전술한 힘 값의 계산 방법은 과도적인 압전 신호(P_i) 입력에 기초하여 정정된 힘 값(Fc_i)을 계산하기 위해 임의의 압전 터치 패널에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 힘 값을 계산하는 방법은 WO 2017/109455 A1 또는 WO 2016/102975 A2에 설명된 바와 같이 조합된 힘과 정전 용량 측정 디바이스에 대한 정정된 힘 값(Fc_i)을 계산하는 데 사용될 수 있다.

정정된 힘 값(Fc_i)은 터치 패널(10)에 가해지는 힘에 비례하지만, 뉴턴 단위(또는 등가 단위)의 실제 힘 값으로의 변환은 하나 이상의 교정 계수의 사용을 필요로 한다는 것이 이해될 것이다. 일반적으로, 상이한 센서 위치(y_n, x_m)에 대응하는 힘 채널(26)은 동일한 힘이 상기의 센서 위치(y_n, x_m)에 걸쳐 직접 가해지는 것에 반응하여 상이한 압전 신호(P_i, 18) 크기를 받을 수 있다. 이는 디바이스(도시되지 않음) 내에서 터치 패널(10)의 경계 조건 및/또는 지지와 조합하여, 터치 패널(10) 스택-업(stack-up)의 굽힘 거동에서 기인한다. 교정 계수는 예를 들어, 터치 패널(10) 상의 알려진 위치에 알려진 힘을 가함으로써, 각 힘 채널(26)에 대해 미리 결정될 수 있다. 힘 채널(26)은 정정된 출력 힘 값(Fc_i)의 계산 시에 이러한 사전 교정된 기하학적 효과를 포함할 수 있다.

대안적으로, 사전 교정된 기하학적 효과를 위한 힘 값(F_i)의 정정은 위치 프로세싱 모듈(27)에 맡겨질 수 있다. 이는 어느 교정 계수를 사용할지를 결정할 때 보다 정확하게 추정되는 피크 좌표(xp_k, yp_k)가 사용될 수 있게 할 수 있다.

사용자 상호 작용 위치를 결정하는 방법

또한 도 8을 참조하면, 사용자 상호 작용 위치를 결정하는 방법의 프로세스 흐름도가 도시되어 있다.

사용자 상호 작용 위치를 결정하는 방법은 도 7을 참조하여 설명된 힘 값을 계산하는 방법에 따라 계산되는 정정된 힘 값(Fc_i)인, 힘 값(F_i, Fy_n,i, Fx_m,i)에 기초하여 수행될 수 있다. 그러나, 이는 필수적인 것은 아니고, 사용자 상호 작용 위치를 결정하는 방법은 힘 값(Fy_n,i, Fx_m,i, F_i) 또는 임의의 적절한 방법에 따라 계산되는 정정된 힘 값(Fc_i)에 기초하여 수행될 수 있다. 사용자 상호 작용 위치를 결정하는 방법은 위치 프로세싱 모듈(27)의 상황에서 설명될 것이다. 그러나, 사용자 상호 작용 위치를 결정하는 방법은 또한 하나 이상의 방향으로 이격된 센서 위치(x_m, y_n)에 대응하는 힘 값(F_i)을 수신하는 임의의 적절한 장치에 의해 수행될 수도 있다.

힘 값(Fy_1,i, …, Fy_N,i, Fx_1,i, Fx_M,i)이 수신된다(단계 S11). 각 힘 값(Fy_n,i, Fx_M,i)은 센서 위치(y_n,x_m)에 대응한다. 예를 들어, 힘 값(Fy_1,i, …, Fy_N,i, Fx_1,i, …, Fx_M,i)은 시스템(13)의 힘 채널(26)의 제1 및 제2 그룹(28,29)으로부터 수신될 수 있다.

힘 값(Fy_1,i, …, Fy_N,i, Fx_1,i, …, Fx_M,i)은 힘 값(Fy_1,i, …, Fy_N,i, Fx_1,i, …, Fx_M,i)이 하나 이상의 후보 피크(R_k)를 포함하는지 여부를 결정하도록 분석된다(단계 S12). 제1 전극(5)에 대응하는 힘 값(Fy_1,i, …, Fy_N,i)은 Kyc개의 후보 피크의 제1 세트(Ry_k = {y_k, Fy^* _k})를 결정하기 위해 프로세싱되고, 제2 전극(6)에 대응하는 힘 값(Fx_1,i, …, Fx_M,i)은 Kxc개의 후보 피크의 제2 세트(Rx_k = {x_k, Fx^* _k})를 결정하도록 프로세싱된다. 임의의 적절한 피크 찾기 방법을 사용하여 후보 피크(Ry_k, Rx_k)를 결정할 수 있고, 하나의 예가 이하에서 추가 설명된다(도 9 참조). 후보 피크(Kyc, Kxc)의 수는 제로일 수 있으며, 즉 반드시 임의의 후보 피크(Ry_k, Rx_k)가 존재하는 것은 아니다.

즉, 후보 피크를 결정하는 프로세스(단계 S12)는 센서 위치(x_m, y_n) 간의 간격과 동일한 정밀도로, 하나 이상의 사용자 상호 작용의 위치의 대략적인 식별을 수행하는 것에 대응한다.

위치 프로세싱 모듈(27)은 임의의 후보 피크(R_k)가 최소 힘 임계치(F_thresh)를 초과하는지 여부를 테스트한다(단계 S13). 최소 힘 임계치를 초과하지 않는 임의의 후보 피크(R_k)는 후보 피크(R_k)의 리스트로부터 제거된다. 테스트는 제1 힘 값(Fy_n,i) 및 제2 힘 값(Fx_m,i)에 대해 개별적으로 수행되고, 상이한 임계치(Fy_thresh 및 Fx_thresh)가 각각 제1 힘 값(Fy_n,i) 및 제2 힘 값(Fx_m,i)에 대해 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 후보 피크(Ry_k)는 조건 Fy^* _k > Fy_thresh에 따라 테스트될 수 있고, 제2 후보 피크(Rx_k)는 조건 Fx^* _k > Fx_thresh에 따라 테스팅될 수 있다.

제1 및 제2 힘 값(Fy_n,i, Fx_m,i)과 같은 2축 힘 데이터를 프로세싱할 때, 위치 프로세싱 모듈(27)은 동일한 수(Kyx, Kxc)의 후보 피크(Ry_k, Rx_k)를 시행할 수 있다. 예를 들어, 임계치(F_thresh, Fy_thresh, Fx_thresh) 후보 피크(Ry_k, Rx_k) 미만의 제거 후에 Kyc = 0의 제1 피크(Ry_k) 또는 Kxc = O의 제2 피크(Rx_k) 중 어느 하나가 존재한다면(단계 S13|아니오), 방법은 다음 힘 값(Fy_n,i+1, Fx_m,i+1)을 얻기 위해 복귀한다(단계 S11).

임계치(F_thresh, Fy_thresh, Fx_thresh) 후보 피크(Ry_k, Rx_k) 미만의 제거 후에 상이한 수(Kyx, Kxc)의 후보 피크(Ry_k, Rx_k)가 존재한다면(단계 S13|예), 위치 프로세싱 모듈(27)은 가장 작은 후보 피크 값으로부터 가장 큰 후보 피크 값으로의 순서로(Fp^* _k), 후보 피크(Ry_k 및 Rx_k)의 수(Kyx 및 Kxc)가 Kyx=Kxc와 같을 때까지 필요에 따라 제1 또는 제2 후보 피크(Ry_k, Rx_k)를 제거할 수 있다. 예를 들어, Fy^* _k > Fy_thresh를 만족하는 Kyc = 4개의 제1 후보 피크(Ry_k) 및 Fx^* _k > Fx_thresh를 만족하는 Kxc = 2개의 제2 후보 피크(Rx_k)가 존재한다면, 위치 프로세싱 모듈(27)은 최저 후보 피크 값(Fy^* _k)을 갖는 두 개의 제1 후보 피크(Ry_k)를 제거할 수 있다.

일부 예에서, 각 힘 채널(26)은 개별적으로 교정된 최소 힘 임계치를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 후보 피크(Ry_k = {y_k, Fy^* _k})에 대해, 각 후보 피크 값(Fy^* _k)은 대응하는 후보 위치(y_k)의 함수인 최소 힘 임계치(Fy_thresh(y_k))와 비교될 수 있다. 유사한 위치 종속적인 최소 힘 임계치(Fx_thresh(x_k))가 제2 후보 피크(Rx_k = {x_k, Fx^* _k})를 평가하기 위해 사용될 수 있다.

임계치(F_thresh) 또는 위치 종속적인 임계치(F_thresh(x_k), F_thresh(y_k))는 교정 실험으로부터, 예를 들어, 사용자 상호 작용이 없는 기간 동안 대응하는 힘 채널(들)에 대해 측정되는 표준 오차의 3배 내지 5배의 배수에 기초하여 결정될 수 있다.

적어도 하나의 후보 피크(R_k)가 최소 힘 조건을 만족한다면(단계 S13|예), 보간된 힘 값(G)이 대응하는 힘 값(F_i)에 기초하여 결정되고, 보간된 힘 값(G) 및 후보 피크(R_k)에 기초하여 임의의 피크(H_K)가 존재하는지 여부가 추정된다(단계 S14). 발견되는 피크(H_K)의 수(K)는 입력 후보 피크(R_k)의 수(Kc)보다 작거나 같을 수 있고, 피크(H_K)의 수(K)는 제로일 수 있다. 각 피크(H_K)는 피크 좌표(yp_k, xp_k) 및 대응하는 피크 힘 값(Fp_k)을 포함한다. 이론적으로, 피크(H_K)의 수(K)는 제1 및/또는 제2 전극(5, 6)의 분해능(간격)에 의해서만 제한된다. 실제로, 피크(H)의 수(K)는 통상적으로 1, 2 또는 3일 수 있다. 예를 들어, 많은 공통 입력 제스처는 단일의 손가락 또는 두 개의 손가락을 이용한다. 보다 큰 피크(H_K)의 수(K), 예를 들어, 네 개, 다섯 개 또는 그 이상은 잘못된 검출을 나타낼 수 있고, 측정 품질을 추정하는 데 영향을 미칠 수 있다.

사용되는 보간의 특성에 따라, 보간된 힘 값(G)은 하나 이상의 연속적인 위치 함수, 예를 들어 G(y)에 대응할 수 있다. 대안적으로, 보간된 힘 값(G)은 원래의 센서 위치(y_n)보다 더 가깝게 이격된 보간된 위치(yint₁, …, yint_n, …, yint_Nint)에 대응하는 Nint개의 이산 값(G₁, …, G_n, … G_Nint)의 형태를 취할 수 있다.

제1 및 제2 힘 값(Fy_n,i, Fx_m,i)과 같은 2축 데이터가 프로세싱될 때, 위치 프로세싱 모듈(17)은 제1 보간된 힘 값(Gy) 및 제1 후보 피크(Ry_k)에 기초하여 임의의 제1 피크(Hy_k = {yp_k, Fyp_k})에 대해 테스트하기 전에, 그리고 제2 보간된 힘 값(Gx) 및 제2 후보 피크(Rx_k)에 기초하여 임의의 제2 피크(Hx_k = {xp_k, Fxp_k})에 대해 테스트하기 전에, 전술된 바와 같이 제1 및 제2 후보 피크(Ry_k, Rx_k)의 동일한 수(Kyc=Kxc>0)를 보장할 수 있다(단계 S13|예).

보간된 힘 값(G)을 결정하는 것은 대응하는 힘 값(F_i)을 사용하여 다항식 스플라인(h(y))을 계산하는 것에 기초할 수 있다. 다항식 스플라인(h(y))은 바람직하게는 3차 스플라인이다. 다항식 스플라인(h(y))을 계산하는 것에 기초하여 보간된 힘 값(G)을 결정하는 예가 이하에서 추가 설명된다(도 11).

대안적으로, 보간된 힘 값(G)을 결정하는 것은 푸리에 변환 방법을 대응하는 힘 값(F_i)에 적용하는 것에 기초할 수 있다(도 13).

위치 프로세싱 모듈(27)은 임의의 추정되는 피크(H, Hy_k, Hx_k)가 등록 임계값(F_reg)을 초과하는 피크 힘(Fp_k, Fyp_k, Fxp_k)에 대응하는지 여부를 검사한다(단계 S15). 등록 임계값(F_reg)은 최소 힘 임계값(F_thresh)보다 크고, 상이한 목적을 갖는다. 최소 힘 임계값(F_thresh)은 입력 힘 값(F_i, Fy_n,i, Fx_m,i)에서의 잡음을 배제하도록 교정되는 반면, 등록 임계값(F_reg)은 시스템(13)이 사용자 상호 작용을 등록하기 전에 최소 힘, 즉 최소 신호를 제공하도록 설정된다. 등록 임계치(F_reg)는 터치 패널(10)의 의도된 사용, 사용자 선호도, 터치 패널(10)을 포함하는 디바이스(도시되지 않음)에 의해 실행되는 운영 체제 또는 소프트웨어 등이 시스템(13)으로부터 입력을 수신하는 것 등 중 하나 이상에 따라 조정 가능할 수 있다. 등록 임계값(F_reg)은 스티어링 휠, 조이스틱 또는 컴퓨팅 디바이스에 대한 다른 유형의 제어기 주변 장치의 "데드-존(dead-zone)"과 유사한 방식으로 거동할 수 있다.

일부 예에서, 등록 임계치(F_reg)가 초과될 때 입력에서의 갑작스런 점프를 방지하기 위해, 위치 프로세싱 모듈(27)은 출력 전에 피크 힘(Fp_k, Fyp_k, Fxp_k)으로부터 등록 임계치(F_reg)를 감산할 수 있다.

위치 프로세싱 모듈(27)은 이 스테이지에서 동일한 수(Ky, Kx)의 피크(Hy_k, Hx_k)를 시행하지 않는다(S17 및 도 10 참조).

상이한 등록 임계치(Fy_reg 및 Fx_reg)가 제1 힘 값(Fy_n,i) 및 제2 힘 값(Fx_m,i)에 대해 각각 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 피크(Hy_k)는 조건 Fyp_k > Fy_reg에 따라 테스트될 수 있고, 제2 후보 피크(Rx_k)는 조건 Fxp_k > Fx_reg에 따라 테스트될 수 있다. 일부 예에서, 각 힘 채널(26)은 개별적으로 조정 가능한 등록 임계치를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 피크(Hy_k = {yp_k, Fyp_k})에 대해, 각 후보 피크 값(Fyp_k)은 대응하는 피크 위치(yp_k)의 함수인 등록 임계치(Fy_reg(yp_k))와 비교될 수 있다. 유사한 위치 종속적인 등록 임계값(Fx_reg(xp_k))이 제2 피크(Hx_k = {xp_k, Fxp_k})를 평가하기 위해 채용될 수 있다.

위치 종속적인 등록 임계치(Fy_reg(y), Fx_reg(x))는 또한 예를 들어, 터치 패널(10) 표면 상에 두 개 이상의 별개의 입력 구역 - 이들 각각은 상이한 등록 임계치(F_reg) 세트를 가질 수 있음 - 을 특정하기 위해, 운영 체제 또는 소프트웨어가 시스템(13)으로부터 입력을 수신하는 것에 의해 조정될 수 있다.

적어도 하나의 피크(H, Hy_k, Hx_k)가 등록 임계값(들)(F_reg)을 초과하는 경우(단계 S15|예), 전역 터치 플래그가 참의 값으로 설정되고(단계 S16), 힘 정보(21)가 생성되거나 업데이트된다(단계 S17).

단일 축 데이터에 대해, 예를 들어, 단지 한 세트의 힘 값(F_i)이 프로세싱되는 경우, 힘 정보(21)는 추정되는 피크(H_K)를 간단히 포함할 수 있다(단계 S17). 선택 사항으로서, 위치 프로세싱 모듈(27)은 각 피크(H)를 하나 이상의 활성 터치 이벤트(E₁, …, E_j, …, E_Ne)에 할당하려고 시도할 수 있으며, 여기서 E_j는 Ne개의 활성 터치 이벤트 중 j번째를 나타낸다. 위치 프로세싱 모듈(27)은 터치 이벤트(E_j)의 이전에 측정된 좌표(ye_j, xe_j)에 대한 피크 위치(yp_k, xp_k)의 근접성에 기초하여 활성 터치 이벤트(E_j)에 피크(H_K)를 할당할 수 있다. 위치 프로세싱 모듈(27)이 기존의 활성 터치 이벤트(E_j)에 피크(H_K)를, 예를 들어, 둘이 과도한 거리만큼 분리되어 있기 때문에, 할당할 수 없다면, 위치 프로세싱 모듈(27)은 새로운 터치 이벤트(E_j)를 열어 피크(H_K)를 저장할 수 있다. 유사하게, 기존의 활성 터치 이벤트(E_j)가 자신에게 할당된 피크(H_K)를 갖지 않는다면, 그 이벤트(E_j)는 종료된 것으로 간주되고, 활성 이벤트(E_j)의 리스트로부터 제거된다.

2축 데이터, 예를 들어, 제1 및 제2 힘 값(Fy_n,i, Fx_m,i)의 프로세싱은 단일 축 데이터와 동일한 방식으로 간단히 핸들링될 수 있다.

그러나, 일부 예에서, 위치 프로세싱 모듈(27)은 바람직하게는, 예를 들어, 이차원 피크(H2_k = {(x2_k,　y2_k), F2_k)})를 생성하기 위해, 제1 피크(Hy_k)를 대응하는 제2 피크(Hx_k)와 매칭시키며, 여기서 y2_k는 병합된 피크(H2_k)의 제1 좌표이고, x2_k는 병합된 피크(H2_k)의 제2 좌표이며, F2_k는 병합된 피크(H2_k)에 대한 총 피크 힘이다. 제1 좌표(y2_k)는 대응하는 제1 피크 좌표(yp_k)와 동일하게 설정될 수 있다. 대안적으로, 위치 프로세싱 모듈(27)이 제1과 제2 피크 쌍(Hy_k, Hx_k)을 활성 이벤트(E_j)에 할당한다면, 제1 좌표(y2_k)는 제1 피크 좌표(yp_k) 및 하나 이상의 이전에 저장된 이벤트 좌표(ye_j)의 평균과 동일하게 설정될 수 있다. 제2 좌표(x2_k)는 제1 좌표(y2_k)와 동일한 방식으로 설정될 수 있다. 총 피크 힘(F2_k)은 대응하는 제1 및 제2 피크 힘(Fyp_k, Fxp_k)의 평균 또는 가중 평균으로서 결정될 수 있다. 총 피크 힘(F2_k)을 계산하는 데 사용되는 가중 계수는 병합된 피크(H2_k)의 좌표(x2_k, y2_k)에 종속할 수 있다.

이상적인 조건 하에서, 제1 피크(Hy_k)의 수(Ky)는 제2 피크(Hx_k)의 수(Kx)와 동일할 수 있지만, 실제로 잡음 또는 다른 예상치 못한 인자는 동일하지 않은 수(Ky, Kx)의 제1 및 제2 피크(Hy_k, Hx_k)를 초래할 수 있다. 위치 프로세싱 모듈(27)은 병합된 피크(H2_k)를 활성 터치 이벤트(E_j)에 매칭시키고 병합된 피크(H2_k)를 생성할 때, 동일한 Ky = Kx개의 제1 및 제2 피크(Hy_k, Hx_k)를 선택 사항으로서 시행할 수 있다.

예를 들어, 제1 피크(Hy_k)의 수(Ky)가 Ky = 4이고 제2 피크(Hx_k)의 수(Kx)가 Kx = 2라면, 위치 프로세싱 모듈(27)은 단지 두 개의 제1 피크(Hy_k)가 남을 때까지, 가장 낮은 피크 값으로부터 가장 높은 피크 값으로의 순서로(Fyp_k), 제1 피크(Hy_k)를 폐기하기 시작할 수 있다. 나머지 Ky=2개의 제1 피크(Hy_k)와 Kx=2개의 제2 피크(Hx_k)는 병합된 2D 피크(H2_k)를 생성하기 위해 매칭될 수 있고, 활성 터치 이벤트(E_j)에 대한 할당을 위해 검사될 수 있다. 제1 및 제2 피크(Hy_k, Hx_k)를 매칭시키기 위한 하나의 옵션은 상대적인 피크 힘 값(Fyp_k, Fxp_k)에 기초할 수 있다. 예를 들어, 네 개의 피크가 Hy₁ = {yp₁, Fyp₁}, Hy₂ = {yp₂, Fyp₂}, Hx₁ = {xp₁, Fxp₁}, Hx₂ = {xp₂, Fxp₂}인 경우, Fyp₁ > Fyp₂이고 Fxp₁　<　Fxp₂라면, 제1 2D 피크(H2₁)는 Hy₁과 Hx₂를 병합함으로써 형성될 것이고, 제2 2D 피크(H2₂)는 Hy₂와 Hx₁을 병합함으로써 형성될 것이다.

대안적으로, 제1 피크(Hy_k)의 수(K_y)가 Ky=4이고 제2 피크의 수(Hx_k)가 Kx=2라면, 위치 프로세싱 모듈(27)은 제1 및 제2 피크(Hy_k, Hx_k) 중 어느 것이 추적된 이벤트(E_j)에 대응하는지를 결정하기 위해, 제1 및 제2 피크(Hy_k, Hx_k) 각각을 활성 터치 이벤트(E_j)의 좌표(xe_j, ye_j)와 비교할 수 있다. 임의의 잉여 피크(Hy_k, Hx_k)는 폐기될 수 있다. 두 개의 피크, 예를 들어, 두 개의 제1 피크(Hy_k)가 둘 다 추적된 이벤트(E_j)의 미리 결정된 거리 내에 있을 때, 위치 프로세싱 모듈(27)은 더 큰 피크(Hy_k)를 선택할 수 있다.

추적된 이벤트(E_j)와 비교하여 둘 이상의 피크 쌍(Hy_k, Hx_k)의 매칭에 기초함으로써, 터치 위치의 모호성이 방지될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 두 개의 손가락을 터치 패널(10)에 동시에 터치하고 있다고 고려할 수 있지만, 터치 패널(10)의 스캔 레이트에서, 두 개의 손가락의 접촉 시간은 적어도 하나의 샘플링 간격만큼 분리될 가능성이 있다. 가해진 힘을 증가시키는 레이트 또한 유사하지 않을 수 있다. 피크(Hy_k, Hx_k)를 추적된 이벤트(E_j)와 비교함으로써, 초기 터치는 제1 이벤트(E₁)를 개시할 것이고, 제2 터치가 등록될 때, 이벤트(E₁)는 제1 피크(Hy_k) 및 제2 피크(Hx_k)와 매칭되어, 서로 매칭되도록 단일의 제1과 제2 피크 쌍(Hy_k, Hx_k)을 남길 것이다. (이미 언급된 바와 같이, 세 개보다 많은 사용자 동시 사용자 상호 작용은 드물 수 있지만) 이 접근법은 제3 또는 추가 터치 이벤트로 명확하게 확장될 수 있다.

제1 및 제2 피크를 매칭시키는 추가 예의 개요가 도 10을 참조하여 서술된다.

피크(H, Hy_k, Hx_k)가 등록 임계값(들)(F_reg)을 초과하지 않는 경우(단계 S15|아니오), 전역 터치 플래그는 거짓 값으로 설정된다(단계 S18). 임의의 현재 추적 터치 이벤트(E_j)는 또한 전역 터치 플래그가 거짓으로 설정되는 것에 반응하여 리셋/제거될 수 있다. 일부 예에서, 채널(26) 힘 값(Fy_n,i, Fx_m,i)의 일부 또는 전부도 또한 전역 터치 플래그가 거짓으로 설정되는 것에 반응하여 제로로 리셋될 수 있다.

힘 정보(21)가 출력된다(단계 S19). 힘 정보(21)는 피크(H_K, Hy_k, Hx_k), 병합된 피크(H2_k) 및/또는 활성 터치 이벤트(E_j)를 포함할 수 있다. 힘 정보(21)는 터치 패널(10)을 통합하거나 또는 터치 패널(10)을 주변 장치로서 사용하는 디바이스(도시되지 않음)의 하나 이상의 프로세서에 출력될 수 있다.

시스템(13)이 활성으로 유지되는 동안(단계 S20|예), 후속하는 힘 값(F_i+1, Fy_n,i+1,Fx_m,i+1)이 얻어진다(단계 S11).

사용자 상호 작용 위치를 결정하는 방법이 주로 힘 채널(26)의 제1 및 제2 그룹(28, 29)으로부터 얻어지는 2축 데이터를 참조하여 설명되었지만, 이 방법은 2축 힘 값의 임의의 세트에 동일하게 적용 가능하다.

일부 예에서, 단지 단일 힘 측정 축이 사용될 수 있고, 사용자 상호 작용 위치를 결정하는 방법은 이러한 예에 동일하게 적용 가능하다. 예를 들어, 힘 신호 프로세싱 모듈(15)은 단지 제1 전극(5)에 또는 단지 제2 전극(6)에 대응하는 압전 신호(18)를 얻을 수 있어, 단일 힘 감지 축을 제공할 수 있다. 이러한 예는 슬라이더 제어에 사용될 수 있거나, 또는 정전 용량 신호 프로세싱 모듈(16)을 포함하는 시스템(13)에서 이차원 정전 용량 감지와 조합하여 사용될 수 있다.

후보 피크를 결정하는 예

도 9를 참조하면, 다수의 후보 피크(R_k, Ry_k, Rx_k)를 결정하는 예시적인 방법에 대한 프로세스 흐름도가 도시되어 있다(단계 S12). 그러나, 사용자 상호 작용 위치를 결정하는 방법(단계 S12)은 후보 피크를 결정하는 데 적절한 임의의 대안적인 방법을 채용할 수 있다.

다수의 후보 피크(Ry_k)를 결정하는 방법은 제1 힘 값(Fy_n,i)과 관련하여 설명된다. 그러나, 다수의 후보 피크를 결정하는 방법은 제2 힘 값(Fx_m,i), 또는 일방향을 따라 이격된 센서 위치에 대응하는 임의의 다른 힘 값(F_i) 세트에 동일하게 적용될 수 있다.

제1 힘 값 세트 {Fy_1,i, …, Fy_n,i, …, Fy_n,i}는 임시 변수(F_max)에 저장되는 최대값을 찾기 위해 검색되고, 대응하는 인덱스(n)는 임시 변수 n^*에 저장되며, 여기서 1≤n^*≤N이다(단계 S21). 최대값(F_max) 및 최대 인덱스(n^*)는 후보 피크(Ry_k)의 수를 결정하는 방법 내부의 임시 변수이다.

인덱스(n)는 최대 인덱스(n^*)로 초기화되고, 증분 변수(INC)는 +1의 값으로 초기화되며, 피크 후보 카운터(k)는 1의 값으로 설정된다(단계 S22).

인덱스(n)는 증분 변수(INC)의 가산에 의해 새로운 값으로 증분된다(단계 S23). 단계(S22 및 S23)의 전체 효과는 간단히 최대값(F_max)의 위치로부터 제1 힘 값 {Fy_1,i, …, Fy_n,i, …, Fy_N,i}을 스캐닝하기 시작하는 것이다.

제1 힘 값 {Fy_1,i, …, Fy_n,i, …, Fy_N,i}의 공간 기울기(∂Fy/∂y)는 N개의 제1 힘 값(Fy_n,i) 중 n번째에 대해 결정되고, 기울기(∂Fy/∂y)의 부호가 결정된다(단계 S24). 공간 기울기(∂Fy/∂y)는 예를 들어, 순방향 차이 기울기, 역방향 차이 기울기 또는 중앙 차이 기울기와 같은 기울기의 임의의 적절한 수치 측정치를 사용하여 결정될 수 있다. 기울기(∂Fy/∂y)의 계산은 센서 위치(y_n)를 고려할 수 있다. 그러나, 기울기(∂Fy/∂y)의 부호만 필요하므로, 센서 위치(y_n)는 기울기(∂Fy/∂y) 계산으로부터 생략될 수 있다.

기울기(∂Fy/∂y)가 음인 경우(단계 S24|예), 현재 인덱스(n)에 대응하는 제1 힘 값(Fy_n,i)은 또 다른 임시 변수(F_min)에 저장된다(단계 S25). 최소 힘 값(F_min)은 최대 힘 값(F_max)으로부터 멀리 스캐닝할 때 보이는 가장 낮은 제1 힘 값(Fy_n,i)을 추적한다. F_min의 새로운 값은 임의의 이미 저장된 값을 오버라이트한다. 인덱스(n)는 다시 증분되고(단계 S23), 기울기(∂Fy/∂y) 조건이 다시 테스트된다(단계 S24).

기울기(∂Fy/∂y)가 제로 또는 양인 경우(단계 S24|아니오), 현재 저장된 최대 및 최소 힘 값 간의 차분(F_max- F_min)이 피크 시프트 임계치(Δ_peak)와 비교된다(단계 S26). 이 조건은 피크의 하강 에지 상의 잡음이 최소로 잘못 등록될 가능성을 감소시키기 위해 적용된다.

차분(F_max- F_min)이 피크 시프트 임계치(Δ_peak) 이하라면(단계 S26|아니오), 두 개의 피크 간의 최소치가 찾아지지 않고, 인덱스(n)가 증분된다(단계 S23).

차분(F_max- F_min)이 피크 시프트 임계치(Δ_peak)를 초과한다면(단계 S26|예), 두 개의 피크 간의 최소치가 찾아지고, 최대 인덱스(n^*)와 현재 인덱스(n) 및 최대 인덱스(n^*)와 현재 인덱스(n) 사이의 인덱스 값에 대응하는 제1 힘 값(Fy_n,i)이 후보 피크의 수를 결정하는 방법에 의해 더 이상 고려되지 않는다(단계 S27). 예를 들어, 배제된(이미 분석된) 제1 힘 값(Fy_n,i)은 제1 힘 값 세트 {Fy_1,i, …, Fy_n,i}로부터 제거될 수 있다. 대안적으로, 길이(N)의 마스크 벡터가 유지되어, 배제되지 않은 제1 힘 값(Fy_n,i)에 대한 참의 값(1) 및 배제된 제1 힘 값(Fy_n,i)에 대한 거짓의 값(0)을 유지할 수 있다. 배제된/배제되지 않은 제1 힘 값(Fy_n,i)을 추적하는 임의의 다른 적절한 방법이 사용될 수 있다.

일부 예에서, n^* 내지 n-INC를 포함하고 이들 사이의 범위에 대응하는 힘 값(Fx_i,n)이 대안적으로 더 이상 고려되지 않을 수 있어서, n번째 힘 값(Fx_i,n)은 단계 S27에서 배제되지 않는다.

증분 변수(INC)의 값이 등식 INC = -1에 대해 검사된다(단계 S28). 증분 변수(INC)가 +1로 초기화되기 때문에, 이 조건은 기울기 스캐닝(단계 S23 내지 S27)이 최대 인덱스(n^*)로부터 멀어지는 양 방향으로 수행되었는지 여부를 검사하는 것에 대응한다.

증분 변수(INC)가 -1과 동일하지 않다면(단계 S28|아니오), 증분 변수(INC)는 INC = -1로 설정되고, 최소값 찾기 루프(단계들 S23 내지 S27)가 다른 방향으로 이동하여 반복된다(단계 S29).

증분 변수(INC)가 INC = -1을 만족한다면(단계 S28|예), 양 방향에서의 최소치 찾기 루프가 완료되고, 피크 후보(Ry_k = {y_k, Fy^* _k})에 후보 위치(y_k = y_n*) 및 후보 피크값(Fy^* _k = F_max)이 할당된다(단계 S30).

임의의 나머지 배제되지 않은 데이터가 존재하는 경우(단계 S31|예), 후보 피크 카운터(k)가 k+1로 증분되고(단계 S31a), 나머지 배제되지 않은 제1 힘 값(Fy_n,i)의 최대값이 찾아진다(단계 S21).

모든 데이터가 배제되었다면(단계 S31|아니오), 후보 피크(Ry_k)가 출력되고, 후보 피크(Ry_k)의 수(Kyc)가 카운터(k)의 현재 값으로서 설정된다.

시각적 명확성을 위해 도 9에 도시되지 않았지만, 인덱스(n)가 n > N 또는 n < 1의 값으로 증분된다면(단계 S23), 방법은 바로 단계 S28로 이동할 것이라는 것이 이해될 것이다.

힘 정보를 생성 및/또는 업데이트하는 방법

또한, 도 10을 참조하면, 힘 정보(21)를 생성 및/또는 업데이트하는 예시적인 방법(단계 S17)에 대한 프로세스 흐름도가 도시되어 있다. 그러나, 힘 정보(21)를 생성 및/또는 업데이트하는 방법(단계 S17)은 힘 정보(21)를 생성 및/또는 업데이트하기 위한 임의의 적절한 대안적인 방법을 채용할 수 있다.

상한 인덱스 값(K_tot)이 결정된다(단계 S32). 단일 축 데이터(H_K)에 대해, 상한 인덱스 값(K_tot)은 피크(H_k)의 수(K)와 동일하게 설정된다 K_tot = K,

제1 및 제2 피크(Hy_k, Hx_k)가 프로세싱될 때, 상한 인덱스 값(K_tot)은 수(Ky, Kx) 중 더 작은 수로 설정된다, 즉 K_tot = min{Ky, Kx}. 또한, 제1 및 제2 피크(Hy_k, Hx_k) 중 어느 것이 더 낮은 수(Ky, Kx)를 갖든 일차 피크 세트로서 플래깅된다. 예를 들어, Ky = 2이고 Kx = 3이라면, 제1 피크(Hy_k)는 일차 피크로서 플래깅되고 제2 피크(Hx_k)는 이차 피크로서 플래깅될 것이다. 이는, 적은 수의 피크 세트가 잘못된/거짓 피크를 포함할 가능성이 적기 때문이다.

힘 정보(21)를 생성 및/또는 업데이트하는 방법의 나머지는 제1 피크(Hy_k)가 2축 데이터에 대해 설정되는 일차 피크라는 가정 하에 설명될 것이다. 그러나, 방법은 제2 피크(Hx_k)가 일차 피크 세트인 경우에도 동일하다.

인덱스 k는 k=1로 초기화된다(단계 S33).

피크(H_K)가 이미 활성인 터치 이벤트(E_j)에 대응하는지를 결정하기 위해 K_tot개의 피크 중 k번째 피크(H_K)가 0개 이상의 활성 터치 이벤트(E_j)에 대해 검사된다(단계 S34).

앞서 정의된 바와 같이, E_j는 Ne개의 활성 터치 이벤트 중 j번째를 나타내고, 단일 축 데이터에 대한 저장된 좌표 ye_j(또는 xe_j), 또는 2개 축 데이터에 대한 좌표(xe_j, ye_j)와 연관된다. 힘 정보(21)를 생성 및/또는 업데이트하는 방법을 설명하기 위해, 각 활성 터치 이벤트(E_j)에 대한 추가 속성을 정의하는 것이 도움이 될 것이다. 특히, 활성 터치 이벤트(E_j)는 E_j(t)의 함수로서 추적될 수 있고, E_j(t_i)는 E_j,i로서 표기되며, E_j(t_i+δt)는 E_j,i+1로서 표기되는 등이다. 유사하게, 시간 t_i에서의 이벤트(E_j)의 좌표는 (xe_j,i, ye_j,i) 등으로 표기될 수 있다.

각 활성 터치 이벤트는 E_j,i = {Fe_j,i, (xe_j, ye_j), Cbuff_j}로서 표기될 수 있으며, 여기서 Fe_j,i는 시간 t_i에서의 j번째 활성 터치 이벤트(E_j)와 연관된 힘 값을 나타내고, Cbuff_j = {(xe_j,i, ye_j,i), …, (xe_j,i-Nbuff2+1, ye_j,i-Nbuff2+1)}은 j번째 활성 터치 이벤트(E_j)의 현재 좌표 (xe_j,i,　ye_j,i) 및 Nbuff2-1개의 이전 좌표를 저장하는 좌표 버퍼이다. 단일 축 데이터에 대해, 단지 값 ye_j,i 또는 xe_j,i만이 좌표 버퍼(Cbuff_j)에 의해 저장될 것이다. 좌표 버퍼(Cbuff_j)는 일부 예에서 생략될 수 있다.

결과적으로, K_tot개의 피크 중 k번째 피크(H_K)가 0개 이상의 활성 터치 이벤트(E_j)에 대해 검사될 때, 시간 t_i-δt로부터의 활성 터치 이벤트에 대해 검사가 이루어진다, 즉 H_K가 E_j,i-1에 대해 테스트된다.

예를 들어, k번째 피크(H_K)의 피크 좌표(yp_k)와 가장 최근의 좌표(ye_j,i-1) 간의 절대 거리는 Ne개의 활성 터치 이벤트(E_j,i-1) 각각에 대해 검사될 수 있다. k번째 피크와 j번째 활성 터치 이벤트 사이의 거리를 d_j로서 나타내면, 단일 축 데이터에 대해 d_j = | yp_k - ye_j,i-1|이다. 거리(d_j)가 연관 임계치(d_assoc) 미만이라면, k번째 피크(H_K)는 j번째 활성 터치 이벤트에 대응하는 것으로서 할당된다. 단지 하나의 피크(H_K)만이 각 시간 t_i에서의 활성 터치 이벤트에 할당될 수 있다. 연관 임계치(d_assoc)는 터치 패널의 교정 동안 설정 또는 결정될 수 있고, 일반적으로 전극 사이의 피치 또는 간격, 기계적 지지 조건 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 인자에 종속할 것이다. 연관 임계치(d_assoc)는 서로 나란한 손가락 쌍에 대해, 통상적인 폭, 또는 중심 대 중심 거리에 기초하여 설정될 수 있으며, 예를 들어, d_assoc = 20 mm이다.

둘 이상의 거리(d_j)가 연관 임계치(d_assoc) 미만이라면, k번째 피크는 가장 가까운, 즉 d_j의 최저값을 갖는 활성 터치 이벤트(E_j,i-1)에 할당된다. 대안적으로, 둘 이상의 거리(d_j)가 연관 임계치(d_assoc) 미만인 경우에, k번째 피크는 대신에 피크 힘(Fp_k)에 값이 가장 가까운 이벤트 힘 값(Fe_j,i)을 갖는 활성 터치 이벤트(E_j,i-1)에 할당될 수 있다. 다른 예에서는, 둘 이상의 거리(d_j)가 연관 임계치(d_assoc) 미만일 때 모호성을 해결하기 위해 거리(d_j)와 상대적인 힘 값(Fe_j,i,Fp_k)의 조합이 사용될 수 있다.

모든 거리(d_j)가 연관 임계치(d_assoc) 이상인 경우, k번째 피크는 임의의 활성 터치 이벤트(E_j)에 할당되지 않는다(단계 S34|아니오). 유사하게, 모든 터치 이벤트(E_j)가 다른 피크(H)에 이미 할당되었기 때문에 k번째 피크가 활성 터치 이벤트에 할당될 수 없다면, k번째 피크는 어떠한 활성 터치 이벤트(E_j)에도 할당되지 않는다(단계 S34|아니오).

2축 데이터에 대해, 활성 터치 이벤트(E_j)와의 연관을 검사하는 것은 또한 사용자 상호 작용의 이차원 좌표에 대응하는 쌍을 형성하기 위해 제1 및 제2 피크(Hy_k, Hx_k)를 매칭시키는 프로세스를 포함한다.

제1 스테이지에서, k번째 일차 피크(Hy_k)는 단일 축 데이터에 대한 것과 정확히 동일한 방식으로 활성 터치 이벤트(E_j,i-1)에 대해 검사된다.

k번째 일차 피크(Hy_k)가 j번째 활성 터치 이벤트(E_j,i-1)에 대해 매칭된다면, 모든 Kx개의 이차 피크(Hx_k2)(k2는 인덱스 1≤k2≤Kx임)가 j번째 활성 터치 이벤트(E_j,i+1)에 대한 매칭에 대해 검사된다. 매칭 이차 피크(Hx_k2)가 찾아진다면, k번째 일차 피크(Hy_k) 및 k2번째 이차 피크(Hx_k2)가 j번째 활성 터치 이벤트(E_j,i-1)에 할당된다(단계 S34|예). 선택 사항으로서, k번째 일차 피크(Hy_k) 및 k2번째 이차 피크(Hx_k2)는 2D 피크(H2_k)로 병합될 수 있다. 단지 하나의 일차 피크(Hy_k) 및 하나의 이차 피크(Hx_k)가 각 터치 이벤트(E_j,i-1)에 할당될 수 있다.

선택 사항으로서, 비(|Fyp_k - Fxp_k2|)가 또한 사전 교정된 임계치에 대해 또는 일차 피크 힘 값(Fyp_k)의 일부에 대해 테스트될 수 있고, 이차 피크(Hx_k2)는 차분(|Fyp_k - Fxp_k2|)이 충분히 낮은 경우에만 매칭으로서 할당될 수 있다.

매칭 이차 피크(Hx_k2)가 찾아지지 않는다면, k번째 일차 피크(Hy_k)가 활성 터치 이벤트(E_j,i-1)에 매칭되더라도, 할당은 이루어지지 않는다(단계 S34|아니오).

k번째 일차 피크(Hy_k)가 어떠한 활성 이벤트(E_j)와도 매칭되지 않는다면, 할당은 이루어지지 않는다(단계 S34|아니오).

k번째 피크(H_K)(또는 k번째 일차 피크(Hy_k))가 활성 터치 이벤트(E_j,i-1)에 할당되지 않는다면(단계 S34|아니오), 새로운 터치 이벤트(Ej,i)가 개시되고 대입된다(단계 S35). 예를 들어, 이벤트의 수(Ne)가 1만큼 증분되고, Ne+1번째 이벤트(E_Ne+1,i)는 피크 힘 값과 동일한 이벤트 힘 값을 Fe_Ne+1,i = Fp_k로서 설정하고, 피크 좌표를 좌표 버퍼에 가산하여(Cbuff_Ne+1 = {yp_k}) 대입된다,

2축 데이터가 프로세싱될 때, k번째 일차 피크(Hy_k)는 새로운 이벤트(E_Ne+1,i)를 개시하기 전에 이차 피크(Hx_k)에 매칭될 필요가 있다. 다시 Kx개의 이차 피크(Hx_k2) 중 k2번째를 나타내기 위해 인덱스(k2)를 사용하면, k번째 일차 피크(Hy_k)와 각 이차 피크(Hx_k2) 간의 피크 차이 값(pd_k2 = |Fyp_k - Fxp_k2|)이 계산된다. 최소 피크 차이 값(pd_k2)을 갖는 k2번째 이차 피크(Hx_k2)는 k번째 일차 피크(Hy_k)에 매칭된다. k2번째 이차 피크(Hx_k2)는 이차 피크 세트(Hx)에서 제거되어 일차 피크(Hy)와의 매칭에 이용 가능하다.

선택 사항으로서, 피크 차이 값(pd_k2)의 계산은 제1 및 제2 전극 힘 값(Fy_n,i, Fx_m,i)의 반응도에 있어서의 기하학적 구조체 및 경계 조건 유도 차이를 설명하기 위해 가중될 수 있다. 예를 들어, 피크 차이 값(pd_k2)은 pd_k2 = |αFyp_k - βFxp_k2|에 따라 계산될 수 있다. 계수(α 및 β)는 힘 값을 터치 패널(10)에 가해지는 실제 힘에 비례하도록 조정할 수 있고, 알려진 위치에 가해지는 알려진 힘을 사용하여 사전 교정될 수 있다. 일부 예에서, 가중 계수(α, β)는 피크 좌표의 함수일 수도 있으며, 예를 들어, 피크 차이 값(pd_k2)은 pd_k2 = |α(yp_k)Fyp_k - β(xp_k2)Fxp_k2|에 따라 계산될 수 있다. 가중된 피크 차이 값(pd_k2)을 사용하는 것은 제1 및 제2 피크 힘 값(Fyp_k, Fxp_k2)의 상대 높이의 보다 신뢰성 있는 비교를 가능하게 할 수 있다.

k번째 일차 피크(Hy_k)와 k2번째 이차 피크(Hx_k2) 쌍이 확립되면, Ne+1번째 이벤트(E_Ne+1,i)는 이벤트 좌표를 피크 좌표와 동일하게 설정하고(ye_j,i = yp_k), 이벤트 힘 값을 피크 힘 값의 평균과 동일하게 설정하며(Fe_Ne+1,i = 0.5×(Fyp_k+Fxp_k2)), 좌표 버퍼가 사용될 때, 제1 및 제2 피크 좌표를 좌표 버퍼에 가산함으로써(Cbuff_Ne+1 = {(xp_k2,yp_k)}) 대입될 수 있다.

선택 사항으로서, 이벤트 힘 값(Fe_Ne+1,i)은 가중 계수(α, β)를 사용하여 Fe_Ne+1,i = 0.5×(αFyp_k+βFxp_k2)에 따라 계산될 수 있다. 일부 예에서, 가중 계수(α, β)는 피크 좌표(yp_k, xp_k2)의 함수일 수도 있고, 이벤트 힘 값(Fe_Ne+1,i)은 Fe_Ne+1,i = 0.5×(α(yp_k)Fyp_k+ β(xp_k2)Fxp_k2)와 같이 계산될 수 있다:

k번째 피크(H_K)(또는 k번째 일차 피크(Hy_k) 및 k번째 이차 피크(Hx_k2)가 j번째 활성 터치 이벤트(E_j,i-1)에 할당되는 경우(단계 S34|예), 이벤트 힘 값(Fe_j,i)이 업데이트된다(단계 S36). 단일 축 데이터에 대해, j번째 활성 터치 이벤트(E_j,i)의 힘 값(Fe_j,i)은 k번째 피크 힘 값으로서 할당된다(Fe_j,i = Fp_k).

2축 데이터에 대해, 이벤트 힘 값(Fe_j,i)은 Fe_j,i = 0.5×(Fyp_k+Fxp_k2)에 따라, k번째 제1 피크 힘 값(Fyp_k) 및 k2번째 제2 피크 힘 값(Fxp_k2)의 평균과 동일하게 설정된다. 선택 사항으로서, 이벤트 힘 값(Fe_j,i)은 가중 계수(α, β)를 사용하여 Fe_j,i = 0.5×(αFyp_k+βFxp_k2)와 같이 계산될 수 있다. 일부 예에서, 가중 계수(α, β)는 피크 좌표의 함수일 수도 있고, 이벤트 힘 값(Fe_j,i)은 Fe_j,i = 0.5×(α(yp_k)Fyp_k+ β(xp_k2)Fxp_k2)와 같이 계산될 수 있다.

이벤트 좌표(xe_j,i, ye_j,i)가 업데이트된다(단계 S37). 단일 축 데이터에 대해, k번째 피크 좌표(y)가 좌표 버퍼(Cbuff_j)에 추가된다. 좌표 버퍼(Cbuff_j)가 가득 찬다면, 가장 오래된 좌표(ye_j,i-Nbuff2+1)이 대체된다. 이벤트 좌표(ye_j,i)는 좌표 버퍼(Cbuff_j)에 저장된 Nbuff2개의 좌표의 평균과 동일하게 설정된다. 일부 예에서, 좌표 버퍼(Cbuff_j)는 단일(Nbuff2 = 1)의 이전 값을 저장할 수 있다.

다른 예에서, 좌표 버퍼에 대한 평균 대신에, 이벤트 좌표(ye_j,i)는 다음에 따라 설정될 수 있다:

여기서, f는 인덱스이고, C_f는 가중 계수이며, 가중 계수(C_f)에 대한 합은 1로 평가된다. C_f의 값은 일반적으로 인덱스 f의 값이 증가함에 따라, 예를 들어, f와 상반되게 또는 지수적으로 감소한다. 이러한 방식으로, 더 최근의 좌표가 더 오래된 좌표보다 이벤트 좌표(ey_j,i)에 더 상당하게 기여할 수 있다.

이러한 방식으로 좌표 버퍼(Cbuff_j)를 사용하는 것이 유용할 수 있는데, 이는 샘플링 간격들(t_i, t_i+δt) 사이의 계산된 피크 좌표(yp_k, xp_k2)의 변화가 평활화되어, 사용자 상호 작용 위치의 "지터링(jittering)"을 방지할 수 있기 때문이다.

다른 예에서는, 좌표 버퍼(Cbuff_j)가 사용되지 않을 수 있고, 이벤트 좌표(ye_j,i)가 간단히 k번째 피크 좌표(yp_k)와 동일하게 설정될 수 있다.

관련된 모든 좌표가 2차원 벡터라는 점을 제외하고는, 2축 데이터에 대한 프로세싱은 동일하다.

인덱스(k)가 상한 인덱스(K_tot)와 동일하지 않은 경우(단계 S38|아니오), 인덱스 값은 증분되고(단계 S39), 터치 이벤트(E_j) 생성 또는 업데이트 프로세스가 반복된다(단계 S34 내지 단계 S37).

인덱스 k가 상한 인덱스(K_tot)와 동일하지 않은 경우(단계 S38|아니오), 힘 정보(20)가 컴파일링된다(단계 S40). 피크(H_K)(또는 제1 및 제2 피크 쌍(Hy_k, Hx_k))에 할당되지 않은 임의의 이벤트(E_j)는 이벤트(E_j)의 리스트에서 제거된다. 2축 데이터에 대해, 임의의 매칭되지 않은 이차 피크(Hx_k)가 또한 제거될 수 있다. 힘 정보(21)는 컴파일링되고, 업데이트된 및/또는 새롭게 생성된 활성 터치 이벤트(E_j,i)를 포함한다. 선택 사항으로서, 힘 정보(21)는 또한 피크(H_K, Hy_k, Hx_k) 및/또는 수신된 힘 값(Fy_n,i, Fy_m,i)을 포함할 수 있다.

다항식 스플라인을 사용하는 방법

또한, 도 11을 참조하면, 힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제1 예시적인 방법의 프로세스 흐름도가 도시되어 있다(단계 S14). 그러나, 힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 방법(단계 S14)은 힘 정보(21)를 생성 및/또는 업데이트하기에 적절한 임의의 대안적인 방법을 채용할 수 있다.

힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제1 방법은 제1 힘 값(Fy_n,i) 및 대응하는 센서 위치(y_n) 및 후보 피크(Ry_k = {y_k, Fy^* _k})를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제1 방법은 제2 힘 값(Fx_m,i), 또는 일방향을 따라 이격된 센서 위치에 대응하는 임의의 다른 힘 값 세트(F_i)에 동일하게 적용 가능하다.

힘 값(Fy_n,i) 및 대응하는 센서 위치(y_n)에 대해 다항식 스플라인(h(y))이 계산된다(단계 S41). 보간된 힘 값(G(y))은 다항식 스플라인(G(y)= h(y))과 동일하다. 다항식 스플라인(h(y))은 N-1개의 스플라인 세그먼트(h_n(y))로 구성된다. N-1개의 스플라인 세그먼트 중 n번째(h_n(y))는 n번째 센서 위치(y_n)에서의 n번째 힘 값(Fy_n,i)을 n+1번째 센서 위치(y_n+1)에서의 n+1번째 힘 값(Fy_n+1,i)에 연결한다. 다항식 스플라인(h(y))의 계산은 통상적인 것이며, 인접한 스플라인 세그먼트(h_n(_y)과 h_n+1(y)) 사이에 연속성이 적용되고, 다항식 스플라인의 차수에 따라, 인접한 스플라인 세그먼트(h_n(y) 및 h_n+1(y))의 하나 이상의 도함수의 연속성도 적용된다.

3차 다항식 스플라인(h(y))이 바람직한데, 그 이유는 1차 도함수의 제곱근이 정류점의 효율적인 계산을 가능하게 하는 폐쇄형 솔루션을 갖기 때문이다. 그러나, 더 낮거나 더 높은 차수의 다항식 스플라인들(h(y))이 스플라인 세그먼트(h_n(y))의 정류점을 찾는 데 이용 가능한 계산 자원 및 적용예에 따라 사용될 수 있다.

이전에(단계 S12, 단계 S41 내지 단계 S62) 결정된 후보 피크(Ry_k)의 리스트가 검색되고, Ky_c개의 후보 피크(Ry_k)가 결정 또는 검색된다(단계 S42).

인덱스 값 k는 Ky_c개의 후보 피크(Ry_k) 중 첫 번째 후보 피크에 대응하여, k=1로 설정된다(단계 S43).

k번째 후보 피크(Ry_k)가 에지 채널에 대응하는지를 검사한다(단계 S44). 이는 y_k = y₁인지 또는 y_k = y_N인지를 검사하는 것에 대응한다.

k번째 후보 피크(Ry_k)가 에지 채널에 대응한다면(단계 S44|예), 후보 센서 위치(y_k)와 인접한 센서 위치(y_n)를 연결하는 스플라인 세그먼트(h_n(y))에 대해 정류점(S_n)이 계산된 후, 최대치에 대응하는 정류점(S_n)을 결정한다(단계 S45). y_k = y₁이면 스플라인 세그먼트(h₁(y))의 정류점(S₁)이 계산되는 반면, y_k=y_N이면 스플라인 세그먼트(h_N-1(y))의 정류점(S₁)이 계산된다.

N-1개의 스플라인 세그먼트 중 n번째 스플라인 세그먼트(h_n(y))의 정류점(S_n)은 S_n = {s_n,1, …, s_n,r, …, s_n,Ndeg-1}으로서 표기될 수 있으며, 여기서 Ndeg는 다항식 스플라인(h(y))의 차수를 나타내고, r은 1 ≤ r ≤ Ndeg인 인덱스를 나타낸다. 실제로, Ndeg는 적어도 2차, 즉 Ndeg=2이다. 3차 스플라인(h(y))의 바람직한 예에서, Ndeg = 3이고 S_n = {s_n,1, s_n,2}(변곡점에 대해 s_n,1=s_n,2임)이다. 3차 스플라인의 특정 예에서, 정류점(s_n,1, s_n,2)은 폐쇄형 2차 방정식을 사용하여 결정될 수 있다. 더 높은 차수(Ndeg > 3) 다항식 스플라인(h_n(y))의 정류점(S_n)은 수치 근 찾기 방법을 사용하여 풀이될 필요가 있을 수 있다.

각 스플라인 세그먼트(h_n(y))가 단지 전체 다항식 스플라인(h(y))의 일부분을 정의하는 데 사용되지만, 정류점(S_n)이 스플라인 세그먼트(h_n(y))가 다항식 스플라인(h(y))을 정의하는 범위(y_n 내지 y_n+1) 밖에 놓일 수 있더라도, 상기의 정류점(S_n)(근)을 찾기 위해 각 스플라인 세그먼트(h_n(y))에 대한 방정식이 풀이될 수 있다는 점이 유의되어야 한다.

힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 방법의 다음 프로세스에 대한 논의는 간결성을 위해 다항식 스플라인(h(y))이 3차(Ndeg = 3)인 것으로 가정할 것이다. 그러나, 힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 방법은 3차보다 크거나 작은 차수(Ndeg)의 다항식 스플라인(h(y))으로 확장될 수 있다.

정류점(S_n = {s_n,1, s_n,2}) 중 어느 것이 최대치인지는 예를 들어, 스플라인 세그먼트(h_n(y))에 대한 방정식의 2차 도함수의 부호에 기초하여 결정된다. 2차 도함수가 0과 동일한 굴곡점(또는 차수에 따라 기복점)은 실제로는 가능하지 않은 것으로 고려되고, 이러한 정류점이 발생하는 경우, 이는 피크를 찾을 목적으로 무시된다. 이 설명의 목적을 위해, 정류점(s_n,1)은 n번째 3차 스플라인 세그먼트(h_n(y))에 대한 방정식의 최대치를 나타낸다고 가정한다.

계산된 최대치(s_n,1)의 유효성이 검사된다(단계 S46). 최대치(s_n,1)가 대응하는 스플라인 세그먼트(h_n(y))가 다항식 스플라인(h(y))을 정의하는 범위 내에 놓이는 경우, 최대치(s_n,1)는 유효 피크에 대응한다(단계 S46|예). 예를 들어, y_k=y₁이면, 최대치(s_1,1)는 유효하기 위해 y₁ ≤ s_1,1< y₂를 만족시켜야 한다. 유사하게, y_k = y_N-1이면, 최대치(s_N,1)는 유효하기 위해 y_N-1　≤ s_N　≤ y_N을 만족시켜야 한다. 이 조건은 다항식 스플라인(h(y)) 상에 놓이는 최대치(s_n,1)를 찾는 것에 대응한다. 세그먼트(h_n(y))가 다항식 스플라인(h(y))을 정의하는 범위 밖의 최대치(s_n,1)는 실제로 다항식 스플라인(h(y)) 상에서 발생하지 않는다.

계산된 최대치(s_n,1)가 유효하다면(단계 S46|예), k번째 피크(Hy_k = {yp_k, Fyp_k})가 피크 좌표(yp_k)를 최대치(s_n,1)와 동일하게 할당하고 피크 힘(Fyp_k)을 최대치에서의 스플라인 세그먼트(h_n(s_n,1))의 값과 동일하게 할당함으로써 설정된다(단계 S47). 에지 채널에 대해, n은 값 1 또는 N-1을 취할 수 있다.

계산된 최대치(s_n,1)가 유효하지 않다면(단계 S46|아니오), k번째 피크(Hy_k = {yp_k, Fyp_k})는 피크 좌표(yp_k)를 후보 좌표(y_k)와 동일하게 할당하고 피크 힘(Fyp_k)을 후보 힘 값(Fy^* _k)과 동일하게 할당함으로써 설정된다(단계 S48).

k번째 후보 피크(Ry_k)가 에지 채널에 대응하지 않는다면(단계 S44|아니오), 후보 센서 위치(y_k)와 가장 큰 힘 값에 대응하는 인접한 센서 위치(y_n)를 연결하는 스플라인 세그먼트(h_n(y))에 대해 정류점(S_n)이 계산된 후, 최대치(s_n,1)를 결정한다(단계 S49).

예를 들어, y_k=y_n이라면, Fy_n+1,i > Fy_n-1,i인 경우, 스플라인 세그먼트(h_n(y))에 대한 정류점(S_n)이 계산되는 반면, Fy_n+1,i < Fy_n-1,i인 경우, 스플라인 세그먼트(h_n-1(y))에 대한 정류점(S_n-1)이 계산된다. 정류점(S_n)의 계산은 에지 채널에 대해 전술한 바(단계 S45)와 동일하다. 대응하는 최대치(s_n,1 또는 s_n-1,1)는 전술한 바와 같이 정류점(S_n 또는 S_n-1)으로부터 결정된다.

계산된 최대치(s_n,1 또는 s_n-1,1)는 유효성에 대해 테스트된다(S50). 계산된 최대치(s_n,1 또는 s_n-1,1)는 대응하는 스플라인 세그먼트(h_n(y) 또는 h_n-1(y))가 다항식 스플라인(h(y))을 정의하는 범위 내에 있다면 유효하고, 그렇지 않다면 무효이다. 이는 에지 채널에 대해 계산되는 최대치(s_1,1, s_N,1)에 적용되는 동일한 조건이다(단계 S46).

계산된 최대치(s_n,1 또는 s_n-1,1)가 유효하다면(단계 S50|예), k번째 피크(Hy_k = {yp_k, Fyp_k})가 설정된다(단계 S47). 예를 들어, Fy_n+1,i > Fy_n-1,i라면, k번째 피크(Hy_k = {yp_k, Fyp_k})는 피크 좌표(yp_k)를 최대치(s_n,1)와 동일하게 할당하고 피크 힘(Fyp_k)을 최대치에서의 스플라인 세그먼트(h_n(s_n,1))의 값과 동일하게 할당함으로써 설정된다. 그러나, Fy_n+1,i < Fy_n-1,i라면, k번째 피크(Hy_k = {yp_k, Fyp_k})는 피크 좌표(yp_k)를 최대치(s_n-1,1)와 동일하게 할당하고 피크 힘(Fyp_k)을 최대치에서의 스플라인 세그먼트의 값(h_n-1(s_n-1,1))과 동일하게 할당함으로써 설정된다.

계산된 최대치(s_n,1 또는 s_n-1,1)가 유효하지 않다면(단계 S50|아니오), 후보 센서 위치(y_k)와 다른 인접한 센서 위치(y_n)를 연결하는 다른 스플라인 세그먼트(h_n(y))에 대해 정류점(S_n)이 계산된 후, 최대치(s_n-1,1 또는 s_n,1)를 결정한다(단계 S51).

예를 들어, Fy_n+1,i > Fy_n-1,i이며, n번째 스플라인 세그먼트(h_n(y))에 대한 정류점(S_n) 및 최대치(s_n,1)가 처음 계산되었다면(단계 S49), 처음 계산된 최대치(s_n,1)가 유효하지 않은 경우(단계 S50|아니오), n-1번째 스플라인 세그먼트(h_n-1(y))에 대한 정류점(S_n-1) 및 최대치(s_n-1,1)가 두 번째로 계산된다(단계 S51). 대안적으로, Fy_n+1,i < Fy_n-1,i이며, n-1번째 스플라인 세그먼트(h_n-1(y))에 대한 정류점(S_n-1) 및 최대치(s_n-1,1)가 처음 계산되었다면(단계 S49), 처음 계산된 최대(s_n-1,1)가 유효하지 않은 경우(단계 S50|아니오), n번째 스플라인 세그먼트(h_n(y))에 대한 정류점(S_n) 및 최대치(s_n,1)가 두 번째로 계산된다(단계 S51).

두 번째로 계산된 최대치(s_n-1,1 또는 s_n,1)(적절하게)는 유효성에 대해 검사된다(단계 S52). 두 번째로 계산된 최대치(s_n-1,1 또는 s_n,1)가 유효하다면(단계 S52|예), k번째 피크(Hy_k = {yp_k, Fyp_k})는 계산된 최대치(s_n-1,1 또는 s_n,1)를 사용하여 설정된다(단계 S47).

그러나, 스플라인 세그먼트(h_n(y), h_n-1(y)) 중 어느 하나에서 유효 최대치(s_n,1)가 찾아지지 않는다면(단계 S52|아니오), 피크(H)는 할당되지 않고, k를 k+1로 증분시킨 후(단계 S53), k+1번째 후보 피크(Ry_k+1)가 프로세싱된다(단계 S44).

k번째 피크(Hy_k)가 설정된 경우, 모든 후보 피크(Ry_k)가 프로세싱되었는지, 즉 k < Kc인지를 검사한다(단계 S54). k<Kc라면(단계 S54|예), 프로세싱할 후보 피크(Ry_k)가 더 있고, k를 k+1로 증분한 후(단계 S53), k+1번째 후보 피크(Ry_k+1)가 프로세싱된다(단계 S44).

k≥Kc라면(단계 S54|아니오), 프로세싱할 후보 피크(Ry_k)는 더 이상 없다.

다항식 스플라인을 사용하는 제2 방법

도 12를 또한 참조하면, 힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제2 예시적인 방법의 프로세스 흐름도가 도시되어 있다(단계 S14). 그러나, 힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제2 예시적인 방법(단계 S14)은 힘 정보(21)를 생성 및/또는 업데이트하기에 적절한 임의의 대안적인 방법을 채용할 수 있다.

힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제2 예시적인 방법은 제1 힘 값(Fy_n,i) 및 대응하는 센서 위치(y_n) 및 후보 피크(Ry_k = {y_k, Fy^* _k})를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제2 예시적인 방법은 제2 힘 값(Fx_m,i), 또는 일방향을 따라 이격된 센서 위치에 대응하는 임의의 다른 힘 값 세트(F_i)에 동일하게 적용 가능하다.

간략함을 위해, 힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제2 예시적인 방법은 3차 다항식 스플라인(h(y))을 참조하여 설명될 것이고, 정류점(s_n,1)을 N-1개의 스플라인 세그먼트(h_n(y)) 중 n번째 스플라인 세그먼트의 최대치에 대응하도록 취할 것이다.

힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제2 예시적인 방법은 에지 채널을 프로세싱하기 위한 제1 방법과 동일하다(단계 S41 내지 S48).

k번째 후보 피크(Ry_k)가 에지 채널에 대응하지 않는 경우 차이가 발생한다(단계 S44|아니오).

후보 위치(y_k)에 연결되는 스플라인 세그먼트(h_n(y)) 둘 다에 대해 정류점(S_n) 및 대응하는 최대치(s_n,1)가 계산된다(단계 S55 및 S56). 예를 들어, 후보 위치(y_k)가 n번째 센서 위치에 대응한다면(y_k=y_n), 센서 위치(y_n-1 및 y_n)를 연결하는 제1 스플라인 세그먼트(h_n-1(y))에 대해 제1 정류점(S_n-1) 및 대응하는 제1 최대치(s_n-1,1)가 계산된다(단계 S55). 또한, 센서 위치(y_n과 y_n+1)를 연결하는 제2 스플라인 세그먼트(h_n(y))에 대해 제2 정류점(S_n) 및 대응하는 제2 최대치(s_n,1)가 계산된다(단계 S56).

제1 및 제2 최대치(s_n-1,1, s_n,1)의 유효성이 테스트된다(단계 S57). 제1 방법(단계 S50, S52)과 비교하여, 제2 방법은 상이한 기준에 따라 제1 및 제2 최대치(s_n-1,1, s_n,1)의 유효성을 결정한다.

특히, 제1 최대치(s_n-1,1)가 제1 스플라인 세그먼트(h_n-1(y))의 범위(y_n-1 ≤ s_n-1,1 < y_n) 내에 놓인다면, 제1 최대치(s_n-1,1)는 유효한 것으로서 할당되고 높은 우선순위로서 플래깅된다. 그러나, 제1 최대치(s_n-1,1)가 제2 스플라인 세그먼트(h_n(y))의 범위(y_n ≤ s_n-1,1 < y_n+1) 내에 놓인다면, 제1 최대치(s_n-1,1)가 여전히 유효한 것으로서 할당되지만, 낮은 우선순위로서 플래깅된다. 제1 최대치(s_n-1,1)가 제1 및 제2 스플라인 세그먼트(h_n-1(y), h_n(y))의 범위 밖에 놓인다면, 즉 s_n-1,1 < y_n-1 또는 y_n+1 ≤ s_n-1,1이라면, 제1 최대치(s_n-1,1)는 무효인 것으로서 할당된다.

유사하게, 제2 최대치(s_n,1)가 제2 스플라인 세그먼트(h_n(y))의 범위(y_n ≤ s_n,1 < y_n+1) 내에 놓인다면, 제2 최대치(s_n,1)는 유효한 것으로서 할당되고 높은 우선순위로서 플래깅된다. 그러나, 제2 최대치(s_n,1)가 제1 스플라인 세그먼트(h_n-1(y))의 범위(y_n-1 ≤ s_n,1 < y_n) 내에 놓인다면, 제2 최대치(s_n,1)는 여전히 유효한 것으로서 할당되지만, 낮은 우선순위로서 플래깅된다. 제2 최대치(s_n,1)가 제1 및 제2 스플라인 세그먼트(h_n-1(y), h_n(y))의 범위 밖에 놓인다면, 즉 s_n,1 < y_n-1 또는 y_n+1 ≤ s_n,1이라면, 제2 최대치(s_n,1)는 무효인 것으로서 할당된다.

제1 및 제2 최대치(s_n-1,1, s_n,1)가 둘 다 무효라면(단계 S57|아니오), 피크(Hy_k)는 할당되지 않고, 인덱스(k)가 k+1로 증분되고(단계 S53), 다음 후보 피크(Ry_k)가 고려된다(단계 S44).

제1 최대치(s_n-1,1)가 유효하고(단계 S57|예) 제2 최대치(s_n,1)가 무효라면(단계 S58|예), k번째 피크(Hy_k)는 제1 최대치(s_n-1,1)에 기초하여 할당된다(단계 S59).

최대치(s_n-1,1, s_n,1)가 둘 다 유효하고(단계 S57|예), 제1 최대치(s_n-1,1)가 높은 우선순위이고 제2 최대치(s_n,1)가 낮은 우선순위라면(단계 S58|예), k번째 피크(Hy_k)는 제1 최대치(s_n-1,1)에 기초하여 할당된다(단계 S59).

제2 최대치(s_n,1)가 유효하고(단계 S57|예) 제1 최대치(s_n-1,1)가 무효라면(단계 S58|아니오, 단계 S60|예), 제2 최대치(s_n,1)에 기초하여 k번째 피크(Hy_k)가 할당된다(단계 S61).

최대치(s_n-1,1, s_n,1)가 둘 다 유효하고(단계 S57|예) 제2 최대치(s_n,1)가 높은 우선순위인 반면 제1 최대치(s_n-1,1)는 낮은 우선순위라면(단계 S58|아니오, 단계 S60|예), 제2 최대치(s_n,1)에 기초하여 k번째 피크(Hy_k)가 할당된다(단계 S61).

최대치(s_n-1,1, s_n,1)가 둘 다 유효하고(단계 S57|예), 최대치(s_n-1,1, s_n,1)가 둘 다 동일한 우선순위를 갖는다면(단계 S58|아니오, 단계 S60|아니오), 제1 또는 제2 최대치(s_n-1,1, s_n,1) 중 어느 것이 다항식 스플라인(h(s_n-1,1), h(s_n,1))의 가장 큰 값에 대응하는지에 기초하여 k번째 피크(Hy_k)가 할당된다.

푸리에 변환을 사용하는 방법

또한 도 13을 참조하면, 힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제3 예시적인 방법의 프로세스 흐름도가 도시되어 있다(단계 S14). 그러나, 힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 방법(단계 S14)은 힘 정보(21)를 생성 및/또는 업데이트하기에 적절한 임의의 대안적인 방법을 채용할 수 있다.

힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제3 예시적인 방법은 제1 힘 값(Fy_n,i) 및 대응하는 센서 위치(y_n) 및 후보 피크(Ry_k = {y_k, Fy^* _k})를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 힘 값을 보간하고 피크(H)를 추정하는 제3 예시적인 방법은 제2 힘 값(Fx_m,i), 또는 일방향을 따라 이격된 센서 위치에 대응하는 임의의 다른 힘 값 세트(F_i)에 동일하게 적용 가능하다.

센서 위치(y_n)가 동일하게 이격되지 않는다면, 힘 값(Fy_n,i) 및 대응하는 센서 위치(y_n)는 동일하게 이격된 위치(y'_n) 및 변환된 힘 값(Fy'_n,i)으로 시프트된다(단계 S63). 이 프로세스는 센서 위치(y_n)가 대략 동일하게 이격되는 경우에 생략될 수 있다.

또한 도 14를 참조하면, 변환된 힘 값(Fy'_n,i)을 계산하는 예시적인 방법이 이하에서 더 상세히 설명된다.

Φ_n = Φ(ω_n)이 N개의 주파수(ω_n) 중 n번째 주파수에 대응하는 복소 크기를 나타낸다고 할 때, 주파수 스펙트럼(Φ_n)은 힘 값(Fy_n,i) 또는 변환된 힘 값(Fy'_n,i)의 이산 푸리에 변환을 계산함으로써 얻어진다(단계 S64). 나이퀴스트 주파수(ω_nyq)까지, 값(Φ_n)의 절반만이 고유하고, 나머지 주파수(ω_n > ω_nqy)는 반사된 값(Φ_n)에 대응한다. 주파수 스펙트럼(Φ_n)은 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘을 사용하여 얻어질 수 있다.

예를 들어, 또한 도 15를 참조하면, 주파수 스펙트럼(Φ_n)을 저장하는 어레이가 개략적으로 도시되어 있다.

제1 블록(30)은 ω_nqy까지, 주파수 스펙트럼(Φ_n)의 고유한 값을 유지한다. 제2 블록(31)은 나이퀴스트 주파수(ω_nyq)에 대해 반사된 주파수 스펙트럼(Φ_n)의 동일한 N/2개의 값을 유지한다. 즉, 인덱스 값 n1 < N/2 및 n2 = N-n1+1에 대해 Φ_n1 = Φ_n2이다.

나이키스트 주파수(ω_nyq)를 넘어 N_zero개의 제로를 삽입함으로써 제로 삽입 주파수 스펙트럼(Φzero_n)이 얻어진다(단계 S65). 제로 삽입 주파수 스펙트럼(Φzero_n)은 총 수 Nint = N+Nzero개의 값을 포함한다.

예를 들어, 또한 도 16을 참조하면, 제로 블록(32)이 제1과 제2 블록(30, 31) 사이에 삽입된다.

제로 삽입 주파수 스펙트럼(Φzero_n)의 역 이산 푸리에 변환을 계산함으로써 보간된 힘 값(G)이 얻어진다(단계 S66). 보간된 힘 값(G)은 원래의 센서 위치(y_n)보다 더 가깝게 이격되는 보간된 위치(yint₁, …, yint_n, …, yint_Nint)에 대응하는 Nint = N + Nzero개의 이산값(G₁, …, G_n, … G_Nint)의 형태를 취한다. 보간된 위치(yint₁, …, yint_n, …, yint_Nint)는 yint₁ = y₁ 및 yint_Nint = y_N이 되도록 센서 위치(y_n)와 동일한 범위에 걸쳐 있다는 점에 유의해야 한다.

보간된 힘 값(G)에서 강제된 주기성 아티팩트가 제거될 수 있다(단계 S67).

또한 도 17을 참조하면, 보간된 힘 값(G, 33)의 예가 도시되어 있다.

푸리에 변환을 얻고(단계 S64), 제로를 삽입한(단계 S65) 다음, 역 푸리에 변환을 계산하는(단계 S66) 프로세스는 보간된 힘 값(G)이 주기적이 되도록 강제하고, 이는 테일 아티팩트 영역(34)이 도입되게 할 수 있다.

또한 도 18을 참조하면, 테일 아티팩트 영역(34)은 절두된 보간된 힘 값(G_trun, 35)을 형성하도록 제거될 수 있다. 그 다음, 절단된 보간된 힘 값(G_trun, 35)은 y₁에서 y_N까지 원래 센서 위치 범위(y_n)에 걸쳐 얻어진 정정된 보간된 힘 값(G_cor, 36)으로 선형으로 워핑된다.

또한 도 19를 참조하면, 테일 아티팩트 영역 제거의 실험 예가 도시되어 있다.

실험 데이터는 N=8개의 제1 센서(5)를 포함하는 터치 패널(10)의 예로부터 얻어졌다. 제로 삽입 주파수 스펙트럼(Φzero_n)을 반전시키는 것으로부터 직접 얻어지는 보간된 힘 값(33, G)은 측정된 힘 값(Fy_1,i, …,Fy_8,i)에 대한 불량한 대응 관계를 제공하며, 이는 강제된 주기성 아티팩트의 결과인 것으로 여겨진다. 테일 아티팩트 영역(34)은 보간된 힘 값(G)이 마지막 힘 값(Fy_8,i) 아래로 떨어지는 영역(yint_tail 내지 yint_Nint = y_N), 즉 G < Fy_8,i인 영역으로서 정의된다. 테일 아티팩트 영역(34)의 제거 및 원래의 영역(y₁ 내지 y₈)에 걸친 선형 워핑 후에, 정정된 보간된 힘 값(G_cor, 36)은 측정된 힘 값(Fy_1,i, …,Fy_8,i)에 대한 개선된 대응 관계를 제공한다.

다른 예에서, 테일 아티팩트 영역(34)은 보간된 힘 값(G)이 최소 힘 값(min{Fy_1,i, …, Fy_n,i, …, Fy_N,i}) 아래로 떨어지는 영역으로서 정의될 수 있다.

도 13을 다시 참조하면, Ky_c개의 후보 피크(Ry_k = {y_k, Fy^* _k})의 리스트가 검색된다(단계 S68).

Ky_c개의 후보 피크(Ry_k) 중 첫 번째 후보 피크를 고려하여 시작하기 위해 인덱스 k가 k=1로 설정된다(단계 S69).

시작점으로서 k번째 후보 피크(Ry_k)의 위치(y_k)를 사용하여, 보간된 힘 값(G) 또는 바람직하게는 정정된 보간된 힘 값(G_cor)이 국부적인 최대치에 대해 탐색된다(단계 S70). 예를 들어, 기울기 상승 방법이 보간된 힘 값(G) 또는 정정된 보간된 힘 값(G_cor)에 대해 계산되는 수치 기울기에 기초하여 사용될 수 있다. 찾아지는 최대치의 위치는 yint_max로 표기되고 대응하는 정정된 보간된 힘 값은 G_cor(yint_max)로 표기될 수 있다.

최대치(G_cor(yint_max))가 고유한지, 또는 이전에 프로세싱된 피크 후보(Ry_k)에 대해 이미 발견되었는지가 검사되어야 한다(단계 S71). 두 개의 후보 피크(Ry_k)가 동일한 계산된 좌표(yint_max)로 수렴한다면, 개별 후보 피크(Ry_k)로서의 초기 검출은 잘못되었을 가능성이 있고, 단지 하나의 대응하는 피크(Hy_k)만 할당되어야 한다.

계산된 좌표(yint_max)가 지금까지 고유하다면(단계 S71|예), 피크 위치(yp_k = yint_max)를 할당하고 피크 힘 값(Fyp_k = G_cor(yint_max))을 할당함으로써 k번째 피크(Hy_k = {yp_k, Fyp_k})가 설정된다(단계 S72).

계산된 좌표(yint_max)가 이미 발견되었다면(단계 S71|아니오), 새로운 피크(Hy_k)는 할당되지 않는다(단계 S72 스킵).

인덱스 k=Kyc라면(단계 S73|예), 모든 후보 피크(Ry_k)가 프로세싱되었다.

인덱스 k < Kyc라면(단계 S73|아니오), 인덱스 k는 k+1로 증분되고, 다음 후보 피크(Ry_k)가 프로세싱된다(단계 S70).

다시 도 14를 참조하면, 동일하게 이격된 위치(y'_n)에 대응하는 변환된 힘 값(Fy'_n,i)을 계산하는 예가 도시되어 있다. 그러나, 변환된 힘 값(Fy'_n,i)을 계산하는 임의의 적절한 대안적인 방법이 대신 사용될 수 있다.

동일하게 이격된 위치(y'_n)에 대응하는 변환된 힘 값(Fy'_n,i)을 계산하는 예는 제1 힘 값(Fy_n,i) 및 대응하는 센서 위치(y_n)를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 등간격 위치(y'_n)에 대응하는 변환된 힘 값(Fy'_n,i)을 계산하는 예는 제2 힘 값(Fx_m,i), 또는 일방향을 따라 이격된 센서 위치에 대응하는 임의의 다른 힘 값 세트(F_i)에 동일하게 적용 가능하다.

동일하게 이격된 위치(y'_n)에 대응하는 변환된 힘 값(Fy'_n,i)은 일괄하는 센서 위치(y_n) 및 대응하는 힘 값(Fy_n,i)의 선형 보간에 기초하여 간단히 계산될 수 있다. 예를 들어, 제2 변환된 힘 값(Fy'_2,i)은 다음에 따라 계산될 수 있다:

유사하게, 제3, 제4 및 제5 변환된 힘 값(Fy'_3,i, Fy'_4,i, Fy'_5,i)은 각각 다음에 따라 계산될 수 있다:

실험 데이터

또한 도 20을 참조하면, 3차 다항식 스플라인(h(y))의 형태로 얻어진 보간된 힘 값(G, 37)(도 11)에 대한 측정 힘 값(Fy_n,i)의 비교가 도시되어 있다.

다항식 스플라인(h(y))의 특성을 고려하여 예상될 바와 같이, 보간된 힘 값(G)은 측정된 힘 값(Fy_n,i)을 통과한다. 피크(Hy_k)에 대응하는 보간된 힘 값(G)의 피크가 센서 위치(y_n) 사이에 놓이는 것이 관찰될 수 있다.

또한 도 21을 참조하면, 푸리에 변환 방법(도 13)을 사용하여 얻어지는 정정된 보간된 힘 값(G_cor, 38)에 대한 측정된 힘 값(Fy_n,i)의 비교가 도시되어 있다.

특히, 정정된 보간된 힘 값(G_cor, 38)을 얻기 위해 고속 푸리에 변환 방법이 사용되었다. 3차 스플라인(h(y), 37)과는 달리, 정정된 보간된 힘 값(G_cor, 38)은 정정된 보간된 힘 값(G_cor,38)을 통과하도록 제한되지는 않지만, 정정된 보간된 힘 값(G_cor,38)은 측정된 힘 값(Fy_n,i)을 일반적으로 따르는 것이 관찰될 수 있다.

또한 도 22를 참조하면, 3차 다항식 스플라인(h(y)) 형태의 보간된 힘 값(G, 37)과 푸리에 변환 방법을 사용하여 얻어진 정정된 보간된 힘 값(G_cor, 38)의 비교가 도시되어 있다.

두 가지 방법의 결과(37, 38)는 추정되는 피크 위치(yp_k) 및 피크 힘 값(Fyp_k)의 약간의 차이가 관찰될 수 있지만 - 이는 원래 측정된 힘 값(Fy_n,i)을 통과하는 다항식 스플라인(h(y))의 제약에서 기인하는 것으로 생각됨 - 광범위하게는 일치한다.

일반적으로, 다항식 스플라인(h(y)) 방법(도 11, 12)은, 특히 3차 스플라인(h(y))이 사용될 때, 푸리에 변환 방법(도 13)보다 상대적으로 더 빠를 수 있다. 그러나, 푸리에 변환 방법(도 13)을 사용하여 얻어진 정정된 보간된 힘 값(G_cor, 38)은 원래 측정된 힘 값(Fy_n,i)을 통과하도록 제한되지 않기 때문에, 푸리에 변환 방법(도 13)은 측정된 힘 값(Fy_n,i)에서의 임의의 잡음에 의해 덜 영향을 받을 수 있다.

변형안

앞서 설명한 실시예에 대해 다양한 변형이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 변형은 터치 패널 및 이의 구성 부분의 설계, 제조 및 용례 및 터치 패널로부터의 신호의 프로세싱이 이미 알려져 있는 균등한 특징 그리고 다른 특징을 포함할 수 있으며, 이는 여기서 이미 설명된 특징 대신에 또는 추가로 사용될 수 있다. 일 실시예의 특징은 또 다른 실시예의 특징으로 대체되거나 보완될 수 있다.

측정 프런트 엔드(14), 힘 신호 프로세싱 모듈(15), 및 정전 용량 신호 프로세싱 모듈(16)이 별개의 구성요소로서 설명되었지만, 실제로 이들 요소 중 일부 또는 전부는 예를 들어, 마이크로 제어기 또는 주문형 집적 회로와 같은 단일 집적 디바이스에 의해 제공될 수 있다.

힘 채널(26) 및 위치 프로세싱 모듈(27)이 별개의 구성요소로서 제공될 수 있지만, 일부 예에서, 힘 채널(26) 및 위치 프로세싱 모듈(27)은 예를 들어, 마이크로 제어기 또는 주문형 집적 회로와 같은 단일 집적 디바이스에 의해 제공될 수 있다. 힘 채널(26) 및 위치 프로세싱 모듈(27)의 기능은 측정 프런트 엔드(14) 및/또는 정전 용량 신호 프로세싱 모듈(16)의 기능과 단일 디바이스에 통합될 수 있다.

본 출원에서 특징의 특정 조합에 대해 청구범위가 작성되지만, 본 발명의 개시내용의 범위는 또한 명시적으로 또는 암시적으로 본 명세서에 개시된 임의의 신규한 특징 또는 임의의 신규한 특징의 조합과 그 임의의 일반화된 형태를 포함하며 이는 임의의 청구항에 현재 청구된 바와 동일한 발명에 관련한 것인지의 여부 및 본 발명과 동일한 기술적 문제점 중 일부 또는 전부를 완화하는지 여부에 무관하다는 것을 이해하여야 한다. 본 출원인은 본 출원 또는 그로부터 파생된 임의의 추가 출원의 수속 동안 이러한 특징 및/또는 이러한 특징의 조합에 대해 새로운 청구범위가 작성될 수 있음을 선언한다.

Claims

복수의 힘 값들을 프로세싱하는 방법으로서, 각 힘 값은 센서 위치에 대응하고, 상기 센서 위치들은 일방향을 따라 이격되며,
상기 방법은:
상기 복수의 힘 값들을 수신하는 단계;
상기 복수의 힘 값들이 하나 이상의 후보 피크를 포함하는지 여부를 결정하는 단계 - 각 후보 피크는 상기 복수의 힘 값들의 국부 최대치에 대응함 -;
적어도 하나의 후보 피크가 최소 힘 임계치를 초과하는 것에 응답하여:
상기 복수의 힘 값들을 보간하는 단계;
상기 최소 힘 임계치를 초과하는 상기 후보 피크들 및 상기 보간된 힘 값들에 기초하여 다수의 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 추정하는 단계;
를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 피크 힘 값이 제2 힘 임계치를 초과하는 것에 응답하여, 상기 제2 힘 임계치를 초과하는 각 피크 힘 값 및 대응하는 피크 좌표들을 출력하는 단계;
를 더 포함하는, 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
각 피크 좌표에 대해:
상기 피크 좌표가 추적 터치 이벤트와 연관된다고 결정하는 것에 응답하여:
상기 추적 터치 이벤트에 대한 이전에 추정된 다수의 피크 좌표들을 저장하는 좌표 버퍼에 상기 피크 좌표를 추가하는 단계;
상기 좌표 버퍼에 기초하여 평균 좌표를 계산하는 단계;
상기 평균 좌표 및 상기 피크 힘 값을 출력하는 단계;
상기 피크 좌표가 어떠한 추적 터치 이벤트와도 연관되지 않는다고 결정하는 것에 응답하여:
상기 피크 좌표 및 상기 대응하는 피크 힘 값을 새로운 추적 터치 이벤트에 저장하는 단계;
상기 피크 좌표 및 상기 대응하는 피크 힘 값을 출력하는 단계;
를 더 포함하는, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 힘 값들을 보간하는 단계는 상기 복수의 힘 값들을 사용하여 다항식 스플라인을 계산하는 단계;
를 포함하는 것인, 방법.
제4항에 있어서,
각 후보 피크는 후보 센서 위치 및 후보 힘 값에 대응하고, 상기 보간된 힘 값들 및 상기 하나 이상의 후보 피크에 기초하여 다수의 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 추정하는 단계는, 각 후보 피크에 대해:
상기 후보 센서 위치가 최소 또는 최대 센서 위치와 동일하다고 결정하는 것에 응답하여:
상기 후보 센서 위치와 인접 센서 위치를 연결하는 제1 스플라인 세그먼트의 정류점들(stationary points)을 계산하는 단계;
최대치에 대응하는 제1 정류점이 상기 제1 스플라인 세그먼트 내에 위치하는지 여부를 결정하는 단계;
긍정 결정에 응답하여, 상기 제1 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 상기 피크 좌표에서 상기 제1 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계;
부정 결정에 응답하여, 상기 후보 센서 위치와 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 상기 후보 힘 값과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계;
상기 후보 센서 위치가 최소 또는 최대 센서 위치에 대응하지 않는다고 결정하는 것에 응답하여:
상기 후보 센서 위치와 최대 힘 값에 대응하는 인접 센서 위치를 연결하는 제2 스플라인 세그먼트의 정류점들을 계산하는 단계;
최대치에 대응하는 제2 정류점이 상기 제2 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제2 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 상기 피크 좌표에서 상기 제2 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계;
최대치에 대응하는 정류점이 상기 제2 스플라인 세그먼트 내에 위치하지 않는다고 결정하는 것에 응답하여:
상기 후보 센서 위치와 다른 인접 센서 위치를 연결하는 제3 스플라인 세그먼트의 정류점들을 계산하는 단계;
최대치에 대응하는 제3 정류점이 상기 제3 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제3 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 상기 피크 좌표에서 상기 제3 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계;
를 포함하는 것인, 방법.
제4항에 있어서,
각 후보 피크는 후보 센서 위치 및 후보 힘 값에 대응하고, 상기 보간된 힘 값들 및 상기 하나 이상의 후보 피크에 기초하여 다수의 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 추정하는 단계는, 각 후보 피크에 대해:
상기 후보 센서 위치가 최소 또는 최대 센서 위치에 대응한다고 결정하는 것에 응답하여:
상기 후보 센서 위치와 인접 센서 위치를 연결하는 제1 스플라인 세그먼트의 정류점들(stationary points)을 계산하는 단계;
최대치에 대응하는 제1 정류점이 상기 제1 스플라인 세그먼트 내에 위치하는지 여부를 결정하는 단계;
긍정 결정에 응답하여, 상기 제1 정류점과 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 상기 피크 좌표에서 상기 제1 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계;
부정 결정에 응답하여, 상기 후보 센서 위치와 동일하게 피크 좌표를 할당하고, 상기 후보 힘 값과 동일하게 대응하는 피크 값을 할당하는 단계;
상기 후보 센서 위치가 최소 또는 최대 센서 위치에 대응하지 않는다고 결정하는 것에 응답하여:
상기 후보 센서 위치를 인접 센서 위치들에 연결하는 제2 스플라인 세그먼트의 정류점들을 계산하는 단계; 및
최대치에 대응하는 제2 정류점이 상기 제2 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제2 정류점을 유효한 높은 우선순위로서 할당하는 단계;
상기 제2 정류점이 상기 제3 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제2 정류점을 유효한 낮은 우선순위로서 할당하는 단계;
상기 후보 센서 위치를 다른 인접 센서 위치에 연결하는 제3 스플라인 세그먼트의 정류점들을 계산하는 단계;
최대치에 대응하는 제3 정류점이 상기 제3 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제3 정류점을 유효한 높은 우선순위로서 할당하는 단계;
최대치에 대응하는 상기 제3 정류점이 상기 제2 스플라인 세그먼트 내에 위치한다고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제3 정류점을 유효한 낮은 우선순위로서 할당하는 단계;
다음에 따라 피크 좌표 및 대응하는 피크 값을 할당하는 단계;
상기 제2 정류점이 유효하고 유효한 제3 정류점이 존재하지 않는 것에 응답하여, 상기 제2 정류점과 동일하게 상기 피크 좌표를 할당하고, 상기 피크 좌표에서 상기 제2 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 상기 대응하는 피크 값을 할당하는 단계;
상기 제3 정류점이 유효하고 유효한 제2 정류점이 존재하지 않는 것에 응답하여, 상기 제3 정류점과 동일하게 상기 피크 좌표를 할당하고, 상기 피크 좌표에서 상기 제3 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 상기 대응하는 피크 값을 할당하는 단계;
상기 제2 정류점이 높은 우선순위이고 상기 제3 정류점이 낮은 우선순위인 것에 응답하여, 상기 제2 정류점과 동일하게 상기 피크 좌표를 할당하고, 상기 피크 좌표에서 상기 제2 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 상기 대응하는 피크 값을 할당하는 단계;
상기 제3 정류점이 높은 우선순위이고 상기 제2 정류점이 낮은 우선순위인 것에 응답하여, 상기 제3 정류점과 동일하게 상기 피크 좌표를 할당하고, 상기 피크 좌표에서 상기 제3 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 상기 대응하는 피크 힘 값을 할당하는 단계;
상기 제2 정류점과 상기 제3 정류점이 둘 다 높은 우선순위이거나 둘 다 낮은 우선순위인 것에 응답하여, 상기 제2 정류점과 상기 제3 정류점 중 더 큰 힘 값에 대응하는 것과 동일하게 상기 피크 좌표를 할당하고, 상기 피크 좌표에서 각각의 상기 스플라인 세그먼트를 평가한 것과 동일하게 상기 대응하는 피크 힘 값을 할당하는 단계;
를 포함하는 것인, 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 힘 값들을 보간하는 단계는:
상기 복수의 힘 값들에 기초하여 이산 푸리에 변환을 계산함으로써 주파수 스펙트럼을 얻는 단계;
상기 주파수 스펙트럼의 고주파단에 복수의 제로 값들을 삽입함으로써 제로 삽입 주파수 스펙트럼을 생성하는 단계;
상기 제로 삽입 주파수 스펙트럼의 역 이산 푸리에 변환을 계산하는 것에 기초하여 보간된 힘 값들을 얻는 단계;
를 포함하는 것인, 방법.
제7항에 있어서,
상기 보간된 힘 값들 및 상기 하나 이상의 후보 피크에 기초하여 다수의 피크 좌표들 및 대응하는 피크 힘 값들을 추정하는 단계는, 각 후보 피크에 대해:
상기 후보 피크를 시작 위치로서 사용하여 상기 보간된 힘 값들의 국부 최대치를 검색하는 단계;
또 다른 후보 피크에 아직 할당되지 않은 상기 보간된 힘 값들의 국부 최대값을 찾는 것에 응답하여, 상기 국부 최대치와 동일하게 피크 힘 값을 할당하고, 상기 국부 최대치의 위치와 동일하게 대응하는 피크 좌표를 할당하는 단계;
를 포함하는 것인, 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서,
센서 위치들에 대응하는 상기 복수의 힘 값들을 등간격 위치들에 대응하는 복수의 변환된 힘 값들로 변환하는 단계;
를 더 포함하며,
상기 복수의 변환된 힘 값들의 이산 푸리에 변환을 계산함으로써 상기 주파수 스펙트럼이 획득되는 것인, 방법.
제9항에 있어서,
상기 복수의 힘 값들의 상기 복수의 변환된 힘 값들로의 상기 변환은 상기 센서 위치들의 쌍 및 각 등간격 위치를 일괄하는(bracketing) 힘 값들에 기초한 보간을 포함하는 것인, 방법.
방법으로서,
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 복수의 제1 힘 값들을 프로세싱하는 단계 - 각 제1 힘 값은 제1 센서 위치에 대응하고, 상기 제1 센서의 위치들은 제1 방향을 따라 이격됨 -;
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 복수의 제2 힘 값들을 프로세싱하는 단계 - 각 제2 힘 값은 제2 센서 위치에 대응하고, 상기 제2 센서의 위치들은 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 이격됨 - ;
를 포함하며,
상기 제1 힘 값들에 기초하여 추정되는 피크 좌표들을 상기 제2 힘 값들에 기초하여 추정되는 피크 좌표들과 매칭하여 이차원 좌표들을 얻는, 방법.
제11항에 있어서,
피크 힘 값들은 상기 제1 힘 값들에 기초하여 결정되는 제1 피크 값들과 상기 제2 힘 값들에 기초하여 결정되는 제2 피크 값들의 평균 또는 가중 평균에 기초하여 추정되는 것인, 방법.
복수의 제1 전극들과 적어도 하나의 제2 전극 사이에 배열된 압전 재료 층을 포함하는 터치 패널로부터의 신호들을 프로세싱하는 방법으로서,
상기 제1 전극들로부터 하나 이상의 압전 신호를 수신하는 단계;
각 압전 신호에 대해:
상기 압전 신호로부터 제1 DC 오프셋 값을 감산함으로써 정정된 압전 값을 계산하는 단계;
상기 정정된 압전 값이 압전 신호 임계치를 초과하는지 여부를 결정하는 단계;
긍정 결정에 응답하여, 힘 값을, 이전의 힘 값과 상기 정정된 압전 값의 합과 동일하게 설정하는 단계;
부정 결정에 응답하여, 상기 힘 값을, 이전의 힘 값과 동일하게 설정하는 단계;
상기 힘 값을, 다수의 이전의 힘 값들을 저장하는 버퍼에 추가하거나, 상기 정정된 압전 값을, 다수의 이전의 정정된 압전 값들을 저장하는 버퍼에 추가하는 단계;
상기 버퍼에 저장된 상기 값들의 기울기 값, 평균 값 및 분산 값을 계산하는 단계;
상기 기울기 값이 기울기 임계치 미만이고 상기 분산 값이 상기 분산 임계치 미만인지 여부를 결정하는 단계;
긍정 결정에 응답하여, 제2 DC 오프셋 값을 상기 평균 값과 동일하게 업데이트하는 단계;
부정 결정에 응답하여, 제2 DC 오프셋 값을 업데이트하지 않는 단계;
상기 힘 값 및 상기 제2 DC 오프셋 값에 기초하여 정정된 힘 값을 계산하는 단계;
를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 힘 값들은 제13항에 따라 계산되는 정정된 힘 값들에 대응하는 것인, 방법.
제11항에 있어서,
상기 복수의 제1 힘 값들 및 상기 복수의 제2 힘 값들은 제13항에 따라 계산되는 정정된 힘 값들에 대응하는 것인, 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 제어기를 포함하는 장치.
복수의 제1 전극들과 적어도 하나의 제2 전극 사이에 배열된 압전 재료 층을 포함하는 터치 패널로부터의 압전 신호들을 프로세싱하기 위한 장치로서,
복수의 제1 힘 채널들 - 각 제1 힘 채널은:
제1 방향을 따라 이격되는 제1 센서 위치들에 대응하는 상기 터치 패널의 하나 이상의 제1 전극으로부터 압전 신호들을 수신하도록;
상기 수신된 압전 신호들에 대응하는 제1 힘 값을 계산하도록 구성됨 -;
위치 프로세싱 모듈로서, 상기 복수의 제1 힘 값들을 수신하도록 구성되며, 그리고:
상기 복수의 제1 힘 값들이 하나 이상의 제1 후보 피크를 포함하는지 여부를 결정하도록 - 각 제1 후보 피크는 상기 복수의 제1 힘 값들의 국부 최대치에 대응함 -;
적어도 하나의 제1 후보 피크가 최소 힘 임계치를 초과하는 것에 응답하여:
상기 복수의 제1 힘 값들을 보간하도록;
상기 최소 힘 임계치를 초과하는 상기 제1 후보 피크들 및 상기 보간된 제1 힘 값들에 기초하여 다수의 제1 피크 좌표들 및 대응하는 제1 피크 힘 값들을 추정하도록 구성된, 상기 위치 프로세싱 모듈을 포함하는, 장치.
제17항에 있어서,
복수의 제2 힘 채널들 - 각 제2 힘 채널은:
상기 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 이격되는 제2 센서 위치들에 대응하는 상기 터치 패널의 하나 이상의 제1 전극으로부터 압전 신호들을 수신하도록;
상기 수신된 압전 신호들에 대응하는 제2 힘 값을 계산하도록 구성됨 - 을 더 포함하며,
상기 위치 프로세싱 모듈은 또한, 상기 복수의 제2 힘 값들을 수신하도록 구성되며, 그리고:
상기 제1 방향과 상이한 제2 방향을 따라 이격되는 제2 센서 위치들에 배열된 제1 전극들에 대응하는 압전 신호들에 대응하는 복수의 제2 힘 값들을 계산하도록;
상기 복수의 제2 힘 값들이 하나 이상의 제2 후보 피크를 포함하는지 여부를 결정하도록 - 각 제2 후보 피크는 상기 복수의 제2 힘 값들의 국부 최대치에 대응함 -;
적어도 하나의 제2 후보 피크가 최소 힘 임계치를 초과하는 것에 응답하여:
상기 복수의 제2 힘 값들을 보간하도록;
상기 최소 힘 임계치를 초과하는 상기 제2 후보 피크들 및 상기 보간된 제2 힘 값들에 기초하여 다수의 제2 피크 좌표들 및 대응하는 제2 피크 힘 값들을 추정하도록 구성되고,
상기 위치 프로세싱 모듈은 또한, 제1 피크 좌표들을 제2 피크 좌표들과 매칭하여 이차원 좌표들을 얻도록 구성되는 것인, 장치.
제17항 또는 제18항에 있어서,
각 제1 또는 제2 힘 채널은 상기 대응하는 힘 값들을 제13항에 따른 정정된 힘 값들로서 계산하도록 구성되는 것인, 장치.
시스템으로서,
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 장치; 및
복수의 제1 전극들과 적어도 하나의 제2 전극 사이에 배열된 압전 재료 층을 포함하는 터치 패널을 포함하는, 시스템.