KR20230046788A - 마찰 대전 터치 센서, 마찰 대전 터치 센서의 구동 방법, 및 전자 기기 - Google Patents

마찰 대전 터치 센서, 마찰 대전 터치 센서의 구동 방법, 및 전자 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR20230046788A
KR20230046788A KR1020210130247A KR20210130247A KR20230046788A KR 20230046788 A KR20230046788 A KR 20230046788A KR 1020210130247 A KR1020210130247 A KR 1020210130247A KR 20210130247 A KR20210130247 A KR 20210130247A KR 20230046788 A KR20230046788 A KR 20230046788A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
touch
voltage
pressure
triboelectric
data
Prior art date
Application number
KR1020210130247A
Other languages
English (en)
Inventor
이주혁
박효식
Original Assignee
재단법인대구경북과학기술원
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 재단법인대구경북과학기술원 filed Critical 재단법인대구경북과학기술원
Priority to KR1020210130247A priority Critical patent/KR20230046788A/ko
Publication of KR20230046788A publication Critical patent/KR20230046788A/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
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • 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)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

마찰 대전 터치 센서는 터치 입력을 수신하고, 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 터치 전압을 센싱하는 터치 수신부, 및 상기 터치 전압을 수신하고, 상기 터치 전압을 기초로 터치 위치를 산출하고, 상기 터치 전압 및 상기 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출하고, 상기 터치 위치와 상기 터치 압력을 기초로 터치 데이터를 생성하는 터치 데이터 생성부를 포함한다. 상기 터치 수신부는 단일층으로 구성되고, 상기 터치 입력을 수신하는 터치층, 및 상기 터치층 하면에 배치되고, 상기 터치 전압을 센싱하는 센싱 전극을 포함한다.

Description

마찰 대전 터치 센서, 마찰 대전 터치 센서의 구동 방법, 및 전자 기기 {TRIBOELECTRIC TOUCH SENSOR, METHOD OF DRIVING TRIBOELECTRIC TOUCH SENSOR, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 터치 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마찰 대전을 이용한 터치 센서, 마찰 대전을 이용한 터치 센서의 구동 방법, 및 마찰 대전을 이용한 터치 센서를 포함하는 전자 기기에 관한 것이다.
터치 센서는 디스플레이 화면 위에 덮여 있는 터치 센서의 터치 감지 영역 내의 터치 물체(예컨대, 사용자의 손가락 또는 터치펜)의 근접, 물체 또는 터치의 위치 및 존재를 탐지할 수 있다. 터치 센서는 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, PDA, 스마트폰, 위성 항법 장치, 휴대용 미디어 플레이어, 휴대용 게임 콘솔, 키 오스크(kiosk) 컴퓨터, POS(point-of-sale)컴퓨터, 또는 어떠한 적절한 장치에도 부착되거나 그 일부로서 제공 될 수 있다. 가전기기 또는 기타 기기 상의 제어 패널은 터치 센서를 포함할 수 있다.
예를 들어, 터치 센서는 정전 용량(capacitive) 방식으로 구현될 수 있다. 정전 용량 터치 센서는 터치 물체가 정전 용량 터치 스크린의 표면에 접근하거나 터치하는 경우, 터치 스크린 상의 접근 혹은 터치 위치에서 정전 용량의 변화를 감지할 수 있다. 정전 용량 터치 센서는 정전 용량의 변화를 전기적으로 처리하여 터치 스크린 상의 터치 위치를 결정할 수 있다.
정전 용량 터치 센서는 정전 용량의 변화를 감지하기 위해 그리드 구조의 전극에 신호를 보내고, 터치에 의한 전류 변화를 측정한다. 정전 용량 터치 센서는 터치에 의한 전류 변화를 측정하기 위해, 외부 전력 공급이 필수적이기 때문에 소비 전력이 증가하고, 적용 가능한 제품에 한계가 있다.
한국등록특허 제10-2016399호, "단극 터치 센서 및 그 제조 방법"
본 발명의 일 목적은 마찰 대전을 이용하여 외부 전력 공급 없이도 터치를 센싱할 수 있는 마찰 대전 터치 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 마찰 대전을 이용하여 외부 전력 공급 없이도 터치를 센싱할 수 있는 마찰 대전 터치 센서의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 마찰 대전을 이용하여 외부 전력 공급 없이도 터치를 센싱할 수 있는 마찰 대전 터치 센서를 포함하는 전자 기기를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서는 터치 입력을 수신하고, 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 터치 전압을 센싱하는 터치 수신부, 및 상기 터치 전압을 수신하고, 상기 터치 전압을 기초로 터치 위치를 산출하고, 상기 터치 전압 및 상기 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출하고, 상기 터치 위치와 상기 터치 압력을 기초로 터치 데이터를 생성하는 터치 데이터 생성부를 포함할 수 있다. 상기 터치 수신부는 단일층으로 구성되고, 상기 터치 입력을 수신하는 터치층, 및 상기 터치층 하면에 배치되고, 상기 터치 전압을 센싱하는 센싱 전극을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 데이터 생성부는 상기 터치 전압을 수신하고, 상기 터치 전압을 기초로 상기 터치 위치를 산출하고, 위치 데이터를 생성하는 위치 산출부, 상기 터치 전압 및 상기 위치 데이터를 수신하고, 상기 터치 전압 및 상기 터치 위치를 기초로 상기 터치 압력을 산출하고, 압력 데이터를 생성하는 압력 산출부, 및 상기 위치 데이터 및 상기 압력 데이터를 수신하고, 상기 위치 데이터 및 상기 압력 데이터를 포함하는 터치 데이터를 생성하는 데이터 합산부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 수신부는 상기 터치층의 하면에 배치되는 제1 내지 제4 센싱 전극을 포함할 수 있다. 상기 제1 센싱 전극은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제1 터치 전압을 센싱할 수 있다. 상기 제2 센싱 전극은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제2 터치 전압을 센싱할 수 있다. 상기 제3 센싱 전극은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제3 터치 전압을 센싱할 수 있다. 상기 제4 센싱 전극은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제4 터치 전압을 센싱할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치 산출부는 상기 제1 터치 전압, 상기 제2 터치 전압, 상기 제3 터치 전압, 및 상기 제4 터치 전압을 수신하고, 상기 제1 터치 전압과 상기 제4 터치 전압의 비율, 및 상기 제2 터치 전압과 상기 제3 터치 전압의 비율을 기초로 상기 터치 위치를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치 산출부는 상기 제1 터치 전압과 상기 제4 터치 전압의 상기 비율을 나타내는 [수식1]과 상기 제2 터치 전압과 상기 제3 터치 전압의 상기 비율을 나타내는 [수식2]를 연립하여 상기 터치 위치를 산출할 수 있다.
[수식1]
Figure pat00001
[수식2]
Figure pat00002
일 실시예에서, 상기 압력 산출부는 상기 터치 전압 및 상기 터치 위치에 따른 상기 터치 압력이 정의된 룩업 테이블을 이용하여 상기 터치 압력을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서의 구동 방법은 터치 입력을 수신하는 단계, 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 터치 전압을 센싱하는 단계, 상기 터치 전압을 기초로 터치 위치를 산출하는 단계, 및 상기 터치 전압 및 상기 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 터치 전압은 제1 내지 제4 터치 전압을 포함할 수 있다. 상기 터치 위치를 산출하는 단계는 상기 제1 터치 전압과 상기 제4 터치 전압의 비율, 및 상기 제2 터치 전압과 상기 제3 터치 전압의 비율을 기초로 상기 터치 위치를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 터치 위치를 산출하는 단계는 상기 제1 터치 전압과 상기 제4 터치 전압의 상기 비율을 나타내는 [수식1]과 상기 제2 터치 전압과 상기 제3 터치 전압의 상기 비율을 나타내는 [수식2]를 연립하여 상기 터치 위치를 산출할 수 있다.
[수식1]
Figure pat00003
[수식2]
Figure pat00004
일 실시예에서, 상기 터치 압력을 산출하는 단계는 상기 터치 전압 및 상기 터치 위치에 따른 상기 터치 압력이 정의된 룩업 테이블을 이용하여 상기 터치 압력을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 전자 기기는 영상을 표시하는 표시부, 상기 표시부의 일면에 배치되고, 터치 입력을 수신하고, 상기 터치 입력을 기초로 터치 데이터를 생성하는 마찰 대전 터치 센서, 및 상기 터치 데이터에 기초하여 상기 표시부에 표시되는 상기 영상을 제어하는 표시 제어부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 마찰 대전 터치 센서는 터치 입력을 수신하고, 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 터치 전압을 센싱하는 터치 수신부, 및 상기 터치 전압을 수신하고, 상기 터치 전압을 기초로 터치 위치를 산출하고, 상기 터치 전압 및 상기 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출하고, 상기 터치 위치와 상기 터치 압력을 기초로 터치 데이터를 생성하는 터치 데이터 생성부를 포함할 수 있다. 상기 터치 수신부는 단일층으로 구성되고, 상기 터치 입력을 수신하는 터치층, 및 상기 터치층 하면에 배치되고, 상기 터치 전압을 센싱하는 센싱 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서는 외부 전력 공급 없이도 터치를 센싱할 수 있으므로, 터치 센싱에 필요한 소비 전력을 최소화할 수 있다. 또한, 마찰 대전 터치 센서는 터치층이 단일층으로 구성되고, 전극의 개수가 최소화되므로 제조 비용이 감소될 수 있다. 또한, 마찰 대전 터치 센서는 얇고 유연하므로, 웨어러블 전자 기기 등 다양한 제품에 적용될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서의 블록도이다.
도 2는 도 1의 마찰 대전 터치 센서에 포함된 터치 수신부를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 터치 수신부의 사시도이다.
도 4는 도 2의 터치 수신부의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 2의 터치 수신부의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 도 1의 마찰 대전 터치 센서에 포함된 터치 데이터 생성부를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 터치 데이터 생성부에 포함된 위치 산출부의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 도 6의 터치 데이터 생성부에 포함된 압력 산출부의 동작을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 도 6의 터치 데이터 생성부에 포함된 압력 산출부의 동작을 설명하기 위한 룩업 테이블이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서를 포함하는 전자 기기를 나타내는 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
하기에서 다양한 실시예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.
"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.
즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.
상술한 구체적인 실시예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편, 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서(10)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서(10)는 터치 수신부(100), 및 터치 데이터 생성부(200)를 포함할 수 있다. 마찰 대전 터치 센서(10)는 마찰 대전 현상을 이용하여 터치 데이터(TD)를 생성할 수 있다. 마찰 대전 터치 센서(10)는 터치 물체(1)가 접근(또는 접촉)할 때, 표면의 원자 주변의 전자 구름의 상호작용에 따른 전하의 이동을 감지할 수 있다. 마찰 대전 터치 센서(10)는 전하의 이동에 따른 전기장의 변화를 기초로 터치 위치 및 터치 압력을 산출할 수 있다.
상기 터치 수신부(100)는 마찰 대전을 이용하여 터치 입력에 대한 정보를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 수신부(100)는 터치 입력을 수신하고, 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 터치 전압(VT)을 센싱할 수 있다. 상기 터치 수신부(100)는 상기 터치 전압(VT)을 터치 데이터 생성부(200)로 출력할 수 있다.
터치 데이터 생성부(200)는 터치 전압(VT)을 기초로 터치 위치 및 터치 압력을 산출할 수 있다. 예를 들어, 터치 데이터 생성부(200)는 상기 터치 전압(VT)을 수신하고, 상기 터치 전압(VT)을 기초로 터치 위치를 산출할 수 있다. 예를 들어, 터치 데이터 생성부(200)는 상기 터치 전압(VT) 및 상기 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출할 수 있다. 터치 데이터 생성부(200)는 상기 터치 위치와 상기 터치 압력을 기초로 터치 데이터(TD)를 생성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서(10)는 외부 전력 공급 없이도 터치를 센싱할 수 있으므로, 터치 센싱에 필요한 소비 전력을 최소화할 수 있다. 또한, 마찰 대전 터치 센서(10)는 터치층(110)이 단일층으로 구성되고, 전극의 개수가 최소화되므로 제조 비용이 감소될 수 있다. 또한, 마찰 대전 터치 센서(10)는 얇고 유연하므로, 웨어러블 전자 기기 등 다양한 제품에 적용될 수 있다.
도 2는 도 1의 마찰 대전 터치 센서(10)에 포함된 터치 수신부(100)를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 터치 수신부(100)의 사시도이며, 도 4는 도 2의 터치 수신부(100)의 동작을 설명하기 위한 단면도이고, 도 5는 도 2의 터치 수신부(100)의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 터치 수신부(100)는 터치층(110) 및 센싱 전극(120)을 포함할 수 있다. 상기 터치층(110)은 단일층으로 구성되고, 상기 터치 입력을 수신할 수 있다. 상기 센싱 전극(120)은 상기 터치층(110) 하면에 배치되고, 상기 터치 전압(VT)을 센싱할 수 있다.
터치층(110)은 터치 물체(1)(예컨대, 손가락)과 접촉하는 단일층의 박막일 수 있다. 터치층(110)과 터치 물체(1)는 대전 특성의 차이가 있으므로 전자를 얻는 능력에 차이가 있을 수 있다. 따라서, 터치층(110)과 터치 물체(1) 사이에는 분극이 발생할 수 있다. 예를 들어, 터치층(110)에 터치 물체(1)가 접촉(또는 접근)하는 경우, 터치 물체(1)는 양전하를 띠고, 터치층(110)의 표면은 음전하를 띠게 될 수 있다. 또한, 터치층(110)에 터치 물체(1)가 마찰되는 경우, 터치층(110)의 표면의 전하는 이동할 수 있다. 또한, 터치층(110)에서 터치 물체(1)가 분리되는 경우, 터치층(110)의 표면의 전하는 이동할 수 있다.
터치층(110)은 터치 입력을 수신하기 위하여 소정의 유전율을 가지는 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어 터치층(110)은 폴리염화비닐(PVC)로 구성된 박막일 수 있다. 다만, 터치층(110)의 소재가 이에 한정되는 것은 아니며, 터치층(110)은 소정의 유전율을 가지는 폴리머 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 터치층(110)은 폴리비닐알코올, 폴리에스테르, 폴리비닐부티랄, 폴리스티렌, 폴리에티렌 등의 폴리머 소재로 구성될 수 있다.
상기 센싱 전극(120)은 터치층(110)의 전기장 변화에 따른 상기 터치 전압(VT)을 센싱할 수 있다. 터치 물체(1)가 터치층(110)의 특정 위치에 접촉(또는 마찰, 또는 분리)될 때, 마찰 대전에 의해 전기장이 변화할 수 있다. 센싱 전극(120)은 전기장의 변화에 따른 터치 전압(VT)을 센싱할 수 있다.
일 실시예에서, 터치 수신부(100)는 터치층(110)의 하면에 배치되는 제1 내지 제4 센싱 전극(120a, 120b, 120c, 120d)을 포함할 수 있다. 도 3에서 보듯이, 제1 센싱 전극(120a)은 상기 터치층(110)의 하면의 좌측 상단 모서리에 배치되고, 제2 센싱 전극(120b)은 상기 터치층(110)의 하면의 우측 상단 모서리에 배치되며, 제3 센싱 전극(120c)은 상기 터치층(110)의 하면의 좌측 하단 모서리에 배치되고, 제4 센싱 전극(120d)은 상기 터치층(110)의 하면의 우측 하단 모서리에 배치될 수 있다.
터치 물체(1)가 터치층(110)의 특정 위치에 접촉(또는 마찰, 또는 분리)될 때, 상기 센싱 전극(120)에 센싱되는 터치 전압(VT)은 터치 위치와 센싱 전극(120) 사이의 거리에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 센싱 전극(120)은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제1 터치 전압(V1)을 센싱할 수 있다. 상기 제2 센싱 전극(120)은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제2 터치 전압(V2)을 센싱할 수 있다. 상기 제3 센싱 전극(120)은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제3 터치 전압(V3)을 센싱할 수 있다. 상기 제4 센싱 전극(120)은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제4 터치 전압(V4)을 센싱할 수 있다. 제1 내지 제4 센싱 전극(120a, 120b, 120c, 120d)은 각각 상기 터치 위치와의 거리가 다르므로, 제1 터치 전압(V1), 제2 터치 전압(V2), 제3 터치 전압(V3), 및 제4 터치 전압(V4)은 각각 상이한 레벨을 가질 수 있다. 터치 수신부(100)는 제1 내지 제4 터치 전압(V1, V2, V3, V4)을 터치 데이터 생성부(200)로 출력할 수 있다.
한편, 도 4 및 5에서 보듯이, 터치 데이터(TD)를 생성하기 위해, 터치층(110) 및 센싱 전극(120)의 배치에 따른 구성요소들 사이의 거리(또는 길이)들이 정의될 수 있다. 예를 들어, 터치 물체(1)와 센싱 전극(120)의 사이의 거리(d)가 정의될 수 있다. 또한, 터치 위치와 센싱 전극(120) 사이의 거리(a)가 정의될 수 있다. 또한, 터치 물체(1)와 터치층(110) 사이의 수직 거리(h)가 정의될 수 있다. 또한, 터치층(110)의 단위 길이(l)가 정의될 수 있다. 또한, 터치 위치의 수평 좌표(x) 및 수직 좌표(y)가 정의될 수 있다. 여기서, 상기 터치 위치의 수평 좌표(x) 및 수직 좌표(y)에 대한 원점은 상기 제1 센싱 전극(120)일 수 있다. 예를 들어, 터치 위치의 수평 좌표(x)는 제1 센싱 전극(120)과 상기 터치 위치 사이의 수평 거리이고, 터치 위치의 수직 좌표(y)는 제1 센싱 전극(120)과 상기 터치 위치 사이의 수직 거리일 수 있다.
도 6은 도 1의 마찰 대전 터치 센서(10)에 포함된 터치 데이터 생성부(200)를 나타내는 블록도이고, 도 7은 도 6의 터치 데이터 생성부(200)에 포함된 위치 산출부(210)의 동작을 설명하기 위한 그래프이며, 도 8은 도 6의 터치 데이터 생성부(200)에 포함된 압력 산출부(220)의 동작을 설명하기 위한 그래프이고, 도 9는 도 6의 터치 데이터 생성부(200)에 포함된 압력 산출부(220)의 동작을 설명하기 위한 룩업 테이블이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 터치 데이터 생성부(200)는 위치 산출부(210), 압력 산출부(220), 및 데이터 합산부(230)를 포함할 수 있다. 위치 산출부(210)는 상기 터치 전압(VT)을 수신하고, 상기 터치 전압(VT)을 기초로 터치 위치를 산출할 수 있다. 압력 산출부(220)는 상기 터치 전압(VT) 및 상기 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출할 수 있다. 데이터 합산부(230)는 상기 터치 위치와 터치 압력을 포함하는 터치 데이터(TD)를 생성할 수 있다.
위치 산출부(210)는 제1 내지 제4 센싱 전극(120a, 120b, 120c, 120d) 각각으로부터 제1 내지 제4 터치 전압(V1, V2, V3, V4)을 수신할 수 있다. 위치 산출부(210)는 상기 제1 터치 전압(V1), 상기 제2 터치 전압(V2), 상기 제3 터치 전압(V3), 및 상기 제4 터치 전압(V4)을 수신하고, 상기 제1 터치 전압(V1)과 상기 제4 터치 전압(V4)의 비율(R1), 및 상기 제2 터치 전압(V2)과 상기 제3 터치 전압(V3)의 비율(R2)을 기초로 상기 터치 위치를 산출할 수 있다.
위치 산출부(210)는 터치 전압(VT)과 표면 전하 밀도(
Figure pat00005
)의 비례관계, 및 터치 전압(VT)과 터치 물체(1)와 센싱 전극(120) 사이의 거리(d)의 반비례 관계를 이용하여 터치 위치를 산출할 수 있다. 예를 들어, 터치 전압(VT)은 표면 전하 밀도(
Figure pat00006
)에 비례할 수 있다. 예를 들어, 도 7에서 보듯이, 터치 전압(VT)은 터치 물체(1)와 센싱 전극(120) 사이의 거리(d)에 반비례할 수 있다. 이를 수식으로 나타내면 아래와 같다.
Figure pat00007
여기서, V는 터치 전압(VT)이고,
Figure pat00008
는 표면 전하 밀도이고, d는 터치 물체(1)와 센싱 전극(120) 사이의 거리이고, a는 터치 위치와 센싱 전극(120) 사이의 거리이고, h는 터치 물체(1)와 터치층(110) 사이의 수직 거리이다.
한편, 도 5에서 보듯이, 터치 위치와 각각의 센싱 전극(120) 사이의 거리(a)가 정의될 수 있다. 예를 들어, 터치 위치와 제1 센싱 전극(120a) 사이의 거리(a1), 터치 위치와 제2 센싱 전극(120b) 사이의 거리(a2), 터치 위치와 제3 센싱 전극(120c) 사이의 거리(a3), 및 터치 위치와 제4 센싱 전극(120d) 사이의 거리(a4)가 정의될 수 있다. 여기서, 터치 위치와 각각의 센싱 전극(120) 사이의 거리들(a1, a2, a3, a4)을 터치 위치의 수평 좌표(x), 터치 위치의 수직 좌표(y), 및 터치층(110)의 단위 길이(l)로 표현하면 아래 수식들과 같다.
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
상기 수식들을 반영하여 제1 내지 제4 터치 전압(V1, V2, V3, V4)들(V1, V2, V3, V4)을 표현하면 아래 수식들과 같다.
Figure pat00013
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
따라서, 상기 제1 터치 전압(V1)과 상기 제4 터치 전압(V4)의 비율(R1), 및 상기 제2 터치 전압(V2)과 상기 제3 터치 전압(V3)의 비율(R2)은 각각 아래 [수식1] 및 [수식2]와 같이 표현될 수 있다.
[수식1]
Figure pat00017
[수식2]
Figure pat00018
여기서, R1은 상기 제1 터치 전압(V1)과 상기 제4 터치 전압(V4)의 상기 비율이고, R2는 상기 제2 터치 전압(V2)과 상기 제3 터치 전압(V3)의 상기 비율이고, l은 상기 터치층(110)의 단위 길이이고, h는 터치 물체(1)와 상기 터치층(110) 사이의 거리이고, x는 상기 터치 위치의 수평 좌표이고, y는 상기 터치 위치의 수직 좌표이다.
상기 위치 산출부(210)는 상기 제1 터치 전압(V1)과 상기 제4 터치 전압(V4)의 상기 비율을 나타내는 [수식1]과 상기 제2 터치 전압(V2)과 상기 제3 터치 전압(V3)의 상기 비율을 나타내는 [수식2]를 연립하여 상기 터치 위치를 산출할 수 있다. 상기 [수식1]와 [수식2] 는 각각 터치 위치의 수평 좌표(x)와 터치 위치의 수직 좌표(y)에 대한 2차 방정식이므로, [수식1]와 [수식2]를 연립하면, 터치 위치의 수평 좌표(x) 및 터치 위치의 수직 좌표(y)가 계산될 수 있다.
위치 산출부(210)는 상기 터치 위치의 수평 좌표(x) 및 터치 위치의 수직 좌표(y)를 기초로 터치 위치를 산출하고, 터치 위치를 포함하는 위치 데이터(DD)를 생성할 수 있다. 위치 산출부(210)는 위치 데이터(DD)를 압력 산출부(220)로 출력할 수 있다. 위치 산출부(210)는 위치 데이터(DD)를 데이터 합산부(230)로 출력할 수 있다.
압력 산출부(220)는 제1 내지 제4 센싱 전극(120a, 120b, 120c, 120d) 각각으로부터 제1 내지 제4 터치 전압(V1, V2, V3, V4)을 수신할 수 있다. 압력 산출부(220)는 상기 위치 산출부(210)로부터 위치 데이터(DD)를 수신할 수 있다. 압력 산출부(220)는 제1 내지 제4 터치 전압(V1, V2, V3, V4) 및 위치 데이터(DD)를 기초로 터치 압력을 산출할 수 있다. 예를 들어, 압력 산출부(220)는 상기 터치 전압(VT) 및 상기 터치 위치에 따른 상기 터치 압력이 정의된 룩업 테이블을 이용하여 상기 터치 압력을 산출할 수 있다.
압력 산출부(220)는 터치 전압(VT)과 터치 압력의 비례 관계를 이용하여 터치 압력을 산출할 수 있다. 도 8에서 보듯이, 터치 전압(VT)은 터치 압력과 선형적으로 비례할 수 있다. 구체적으로, 압력 산출부(220)는 상기 터치 전압(VT) 및 상기 터치 위치에 따른 상기 터치 압력이 정의된 룩업 테이블을 포함할 수 있다. 도 9에서 보듯이, 룩업 테이블은 터치 전압(VT)과 터치 위치의 상관관계를 나타내는 그래프 형식일 수 있다. 룩업 테이블은 터치 압력의 크기 별 터치 전압(VT)과 터치 위치의 상관관계를 나타내는 그래프를 각각 포함할 수 있다. 예를 들어, 압력 산출부(220)는 룩업 테이블에서 터치 수신부(100)로부터 수신된 터치 전압(VT)과 위치 산출부(210)로부터 수신된 터치 위치에 대응되는 그래프를 결정할 수 있다. 압력 산출부(220)는 상기 그래프에 상응하는 압력의 크기를 터치 압력으로 판단할 수 있다. 압력 산출부(220)는 터치 압력을 포함하는 압력 데이터(PD)를 생성할 수 있다. 압력 산출부(220)는 압력 데이터(PD)를 데이터 합산부(230)로 출력할 수 있다.
데이터 합산부(230)는 위치 산출부(210)로부터 위치 데이터(DD)를 수신할 수 있다. 데이터 합산부(230)는 압력 산출부(220)로부터 압력 데이터(PD)를 수신할 수 있다. 데이터 합산부(230)는 터치 위치와 터치 압력을 합산하여, 터치 입력에 대한 정보를 포함하는 터치 데이터(TD)를 생성할 수 있다. 데이터 합산부(230)는 터치 데이터(TD)를 출력할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서(10)는 외부 전력 공급 없이도 터치를 센싱할 수 있으므로, 터치 센싱에 필요한 소비 전력을 최소화할 수 있다. 또한, 마찰 대전 터치 센서(10)는 터치층(110)이 단일층으로 구성되고, 전극의 개수가 최소화되므로 제조 비용이 감소될 수 있다. 또한, 마찰 대전 터치 센서(10)는 얇고 유연하므로, 웨어러블 전자 기기 등 다양한 제품에 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서(10)의 동작을 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 마찰 대전 터치 센서(10)는 터치 입력을 수신(S100)하고, 터치 입력을 기초로 터치 전압(VT)을 센싱(S200)하며, 터치 전압(VT)을 기초로 터치 위치를 산출(S300)하고, 터치 전압(VT) 및 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출(S400)할 수 있다.
일 실시예에서, 마찰 대전 터치 센서(10)는 터치층(110)을 통해 터치 입력을 수신(S100)하고, 터치 입력을 기초로 터치 전압(VT)을 센싱(S200)할 수 있다. 구체적으로, 상기 터치 수신부(100)는 마찰 대전을 이용하여 터치 입력에 대한 정보를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 상기 터치 수신부(100)는 터치 입력을 수신하고, 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 터치 전압(VT)을 센싱할 수 있다. 터치 수신부(100)는 제1 내지 제4 센싱 전극(120a, 120b, 120c, 120d)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제4 센싱 전극(120a, 120b, 120c, 120d)은 각각 제1 내지 제4 터치 전압(V1, V2, V3, V4)을 센싱할 수 있다. 상기 터치 수신부(100)는 상기 터치 전압(VT)을 터치 데이터 생성부(200)로 출력할 수 있다.
마찰 대전 터치 센서(10)는 터치 전압(VT)을 기초로 터치 위치를 산출(S300)할 수 있다. 구체적으로, 위치 산출부(210)는 제1 내지 제4 센싱 전극(120a, 120b, 120c, 120d) 각각으로부터 제1 내지 제4 터치 전압(V1, V2, V3, V4)을 수신할 수 있다. 위치 산출부(210)는 상기 제1 터치 전압(V1), 상기 제2 터치 전압(V2), 상기 제3 터치 전압(V3), 및 상기 제4 터치 전압(V4)을 수신하고, 상기 제1 터치 전압(V1)과 상기 제4 터치 전압(V4)의 비율(R1), 및 상기 제2 터치 전압(V2)과 상기 제3 터치 전압(V3)의 비율(R2)을 기초로 상기 터치 위치를 산출할 수 있다.
예를 들어, 상기 위치 산출부(210)는 상기 제1 터치 전압(V1)과 상기 제4 터치 전압(V4)의 상기 비율을 나타내는 [수식1]과 상기 제2 터치 전압(V2)과 상기 제3 터치 전압(V3)의 상기 비율을 나타내는 [수식2]를 연립하여 상기 터치 위치를 산출할 수 있다.
[수식1]
Figure pat00019
[수식2]
Figure pat00020
상기 [수식1]와 [수식2] 는 각각 터치 위치의 수평 좌표와 터치 위치의 수직 좌표에 대한 2차 방정식이므로, [수식1]와 [수식2]를 연립하면, 터치 위치의 수평 좌표 및 터치 위치의 수직 좌표가 계산될 수 있다. 위치 산출부(210)는 상기 터치 위치의 수평 좌표 및 터치 위치의 수직 좌표를 기초로 터치 위치를 산출하고, 터치 위치를 포함하는 위치 데이터(DD)를 생성할 수 있다. 위치 산출부(210)는 위치 데이터(DD)를 압력 산출부(220)로 출력할 수 있다. 위치 산출부(210)는 위치 데이터(DD)를 데이터 합산부(230)로 출력할 수 있다.
마찰 대전 터치 센서(10)는 터치 전압(VT) 및 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출(S400)할 수 있다. 구체적으로, 압력 산출부(220)는 제1 내지 제4 센싱 전극(120a, 120b, 120c, 120d) 각각으로부터 제1 내지 제4 터치 전압(V1, V2, V3, V4)을 수신할 수 있다. 압력 산출부(220)는 상기 위치 산출부(210)로부터 위치 데이터(DD)를 수신할 수 있다. 압력 산출부(220)는 제1 내지 제4 터치 전압(V1, V2, V3, V4) 및 위치 데이터(DD)를 기초로 터치 압력을 산출할 수 있다. 예를 들어, 압력 산출부(220)는 상기 터치 전압(VT) 및 상기 터치 위치에 따른 상기 터치 압력이 정의된 룩업 테이블을 이용하여 상기 터치 압력을 산출할 수 있다.
압력 산출부(220)에 포함된 룩업 테이블은 터치 전압(VT)과 터치 위치의 상관관계를 나타내는 그래프 형식일 수 있다. 룩업 테이블은 터치 압력의 크기별 터치 전압(VT)과 터치 위치의 상관관계를 나타내는 그래프를 각각 포함할 수 있다. 예를 들어, 압력 산출부(220)는 룩업 테이블에서 터치 수신부(100)로부터 수신된 터치 전압(VT)과 위치 산출부(210)로부터 수신된 터치 위치에 대응되는 그래프를 결정할 수 있다. 압력 산출부(220)는 상기 그래프에 상응하는 압력의 크기를 터치 압력으로 판단할 수 있다. 압력 산출부(220)는 터치 압력을 포함하는 압력 데이터(PD)를 생성할 수 있다. 마찰 대전 터치 센서(10)는 위치 데이터(DD)와 터치 데이터(TD)를 합산하여 터치 물체(1)의 터치 위치 및 터치 압력을 모두 포함하는 터치 데이터(TD)를 생성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서(10)의 구동 방법에 따르면, 외부 전력 공급 없이도 터치를 센싱할 수 있으므로, 터치 센싱에 필요한 소비 전력이 최소화될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 마찰 대전 터치 센서(10)를 포함하는 전자 기기(1000)를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 전자 기기(1000)는 표시부, 마찰 대전 터치 센서(10), 및 표시 제어부를 포함할 수 있다. 표시부는 영상을 표시할 수 있다. 마찰 대전 터치 센서(10)는 마찰 대전을 이용하여 터치 입력을 수신하고, 터치 데이터를 생성할 수 있다. 표시 제어부는 터치 데이터에 기초하여 표시부에 표시되는 영상을 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 11에서 보듯이, 전자 기기(1000)는 터치 입력이 가능한 태블릿 PC 일 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 전자 기기(1000)는 이에 한정되지 않으며, 전자 기기는 스마트폰, 스마트패드, 스마트워치, 차량용 네비게이션 시스템, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북, 디지털 카메라, 헤드 마운트 디스플레이 등 터치 입력이 가능한 입출력 장치일 수 있다.
구체적으로, 전자 기기(1000)는 영상을 표시하는 표시부, 상기 표시부의 일면에 배치되고, 터치 입력을 수신하고, 상기 터치 입력을 기초로 터치 데이터를 생성하는 마찰 대전 터치 센서(10), 및 상기 터치 데이터에 기초하여 상기 표시부에 표시되는 상기 영상을 제어하는 표시 제어부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 마찰 대전 터치 센서(10)는 터치 입력을 수신하고, 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 터치 전압을 센싱하는 터치 수신부, 및 상기 터치 전압을 수신하고, 상기 터치 전압을 기초로 터치 위치를 산출하고, 상기 터치 전압 및 상기 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출하고, 상기 터치 위치와 상기 터치 압력을 기초로 터치 데이터를 생성하는 터치 데이터 생성부를 포함할 수 있다. 상기 터치 수신부는 단일층으로 구성되고, 상기 터치 입력을 수신하는 터치층, 및 상기 터치층 하면에 배치되고, 상기 터치 전압을 센싱하는 센싱 전극을 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 전자 기기(1000)는 외부 전력 공급 없이도 터치를 센싱할 수 있으므로, 터치 센싱에 필요한 소비 전력을 최소화할 수 있다. 또한, 전자 기기(1000)는 터치층이 단일층으로 구성되고, 전극의 개수가 최소화되므로 제조 비용이 감소될 수 있다. 또한, 마찰 대전 터치 센서(10)는 얇고 유연하므로, 전자 기기(1000)는 얇고 유연한 특성을 가질 수 있다. 다만, 이에 대해서는 상술한 바 있으므로, 그에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
본 발명은 터치 센서 및 이를 포함하는 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 마찰 대전을 이용하는 터치 센서, 이를 포함하는 휴대폰, 스마트폰, 비디오폰, 스마트패드, 스마트워치, 태블릿 PC, 차량용 네비게이션 시스템, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북, 디지털 카메라, 헤드 마운트 디스플레이 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 마찰 대전 터치 센서 100: 터치 수신부
110: 터치층 120: 센싱 전극
200: 터치 데이터 생성부 210: 위치 산출부
220: 압력 산출부 230: 데이터 합산부
1000: 전자 기기

Claims (10)

  1. 터치 입력을 수신하고, 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 터치 전압을 센싱하는 터치 수신부; 및
    상기 터치 전압을 수신하고, 상기 터치 전압을 기초로 터치 위치를 산출하고, 상기 터치 전압 및 상기 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출하고, 상기 터치 위치와 상기 터치 압력을 기초로 터치 데이터를 생성하는 터치 데이터 생성부를 포함하고,
    상기 터치 수신부는,
    단일층으로 구성되고, 상기 터치 입력을 수신하는 터치층; 및
    상기 터치층 하면에 배치되고, 상기 터치 전압을 센싱하는 센싱 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는
    마찰 대전 터치 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 데이터 생성부는,
    상기 터치 전압을 수신하고, 상기 터치 전압을 기초로 상기 터치 위치를 산출하고, 위치 데이터를 생성하는 위치 산출부;
    상기 터치 전압 및 상기 위치 데이터를 수신하고, 상기 터치 전압 및 상기 터치 위치를 기초로 상기 터치 압력을 산출하고, 압력 데이터를 생성하는 압력 산출부; 및
    상기 위치 데이터 및 상기 압력 데이터를 수신하고, 상기 위치 데이터 및 상기 압력 데이터를 포함하는 터치 데이터를 생성하는 데이터 합산부를 포함하는 것을 특징으로 하는
    마찰 대전 터치 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 터치 수신부는 상기 터치층의 하면에 배치되는 제1 내지 제4 센싱 전극을 포함하고,
    상기 제1 센싱 전극은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제1 터치 전압을 센싱하고,
    상기 제2 센싱 전극은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제2 터치 전압을 센싱하고,
    상기 제3 센싱 전극은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제3 터치 전압을 센싱하고,
    상기 제4 센싱 전극은 상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 제4 터치 전압을 센싱하는 것을 특징으로 하는
    마찰 대전 터치 센서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위치 산출부는,
    상기 제1 터치 전압, 상기 제2 터치 전압, 상기 제3 터치 전압, 및 상기 제4 터치 전압을 수신하고, 상기 제1 터치 전압과 상기 제4 터치 전압의 비율, 및 상기 제2 터치 전압과 상기 제3 터치 전압의 비율을 기초로 상기 터치 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는
    마찰 대전 터치 센서.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 위치 산출부는,
    상기 제1 터치 전압과 상기 제4 터치 전압의 상기 비율을 나타내는 [수식1]과 상기 제2 터치 전압과 상기 제3 터치 전압의 상기 비율을 나타내는 [수식2]를 연립하여 상기 터치 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는
    마찰 대전 터치 센서.
    [수식1]
    Figure pat00021

    [수식2]
    Figure pat00022

    (여기서, R1은 상기 제1 터치 전압과 상기 제4 터치 전압의 상기 비율이고, R2는 상기 제2 터치 전압과 상기 제3 터치 전압의 상기 비율이고, l은 상기 터치층의 단위 길이이고, h는 터치 물체와 상기 터치층 사이의 거리이고, x는 상기 터치 위치의 수평 좌표이고, y는 상기 터치 위치의 수직 좌표이다.)
  6. 제3항에 있어서,
    상기 압력 산출부는,
    상기 터치 전압 및 상기 터치 위치에 따른 상기 터치 압력이 정의된 룩업 테이블을 이용하여 상기 터치 압력을 산출하는 것을 특징으로 하는,
    마찰 대전 터치 센서.
  7. 터치 입력을 수신하는 단계;
    상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 터치 전압을 센싱하는 단계;
    상기 터치 전압을 기초로 터치 위치를 산출하는 단계; 및
    상기 터치 전압 및 상기 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 터치 전압은 제1 내지 제4 터치 전압을 포함하고,
    상기 터치 위치를 산출하는 단계는 상기 제1 터치 전압과 상기 제4 터치 전압의 비율, 및 상기 제2 터치 전압과 상기 제3 터치 전압의 비율을 기초로 상기 터치 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는
    마찰 대전 터치 센서의 구동 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터치 위치를 산출하는 단계는,
    상기 제1 터치 전압과 상기 제4 터치 전압의 상기 비율을 나타내는 [수식1]과 상기 제2 터치 전압과 상기 제3 터치 전압의 상기 비율을 나타내는 [수식2]를 연립하여 상기 터치 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는
    마찰 대전 터치 센서의 구동 방법.
    [수식1]
    Figure pat00023

    [수식2]
    Figure pat00024

    (여기서, R1은 상기 제1 터치 전압과 상기 제4 터치 전압의 상기 비율이고, R2는 상기 제2 터치 전압과 상기 제3 터치 전압의 상기 비율이고, l은 터치층의 단위 길이이고, h는 터치 물체와 상기 터치층 사이의 거리이고, x는 상기 터치 위치의 수평 좌표이고, y는 상기 터치 위치의 수직 좌표이다.)
  9. 제7항에 있어서,
    상기 터치 압력을 산출하는 단계는
    상기 터치 전압 및 상기 터치 위치에 따른 상기 터치 압력이 정의된 룩업 테이블을 이용하여 상기 터치 압력을 산출하는 것을 특징으로 하는
    마찰 대전 터치 센서의 구동 방법.
  10. 영상을 표시하는 표시부;
    상기 표시부의 일면에 배치되고, 터치 입력을 수신하고, 상기 터치 입력을 기초로 터치 데이터를 생성하는 마찰 대전 터치 센서; 및
    상기 터치 데이터에 기초하여 상기 표시부에 표시되는 상기 영상을 제어하는 표시 제어부를 포함하고,
    상기 마찰 대전 터치 센서는,
    상기 터치 입력으로 발생하는 마찰 대전을 기초로 터치 전압을 센싱하는 터치 수신부; 및
    상기 터치 전압을 수신하고, 상기 터치 전압을 기초로 터치 위치를 산출하고, 상기 터치 전압 및 상기 터치 위치를 기초로 터치 압력을 산출하고, 상기 터치 위치와 상기 터치 압력을 기초로 상기 터치 데이터를 생성하는 터치 데이터 생성부를 포함하고,
    상기 터치 수신부는,
    단일층으로 구성되고, 상기 터치 입력을 수신하는 터치층; 및
    상기 터치층 하면에 배치되고, 상기 터치 전압을 센싱하는 센싱 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는
    전자 기기.
KR1020210130247A 2021-09-30 2021-09-30 마찰 대전 터치 센서, 마찰 대전 터치 센서의 구동 방법, 및 전자 기기 KR20230046788A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210130247A KR20230046788A (ko) 2021-09-30 2021-09-30 마찰 대전 터치 센서, 마찰 대전 터치 센서의 구동 방법, 및 전자 기기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210130247A KR20230046788A (ko) 2021-09-30 2021-09-30 마찰 대전 터치 센서, 마찰 대전 터치 센서의 구동 방법, 및 전자 기기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230046788A true KR20230046788A (ko) 2023-04-06

Family

ID=85917895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210130247A KR20230046788A (ko) 2021-09-30 2021-09-30 마찰 대전 터치 센서, 마찰 대전 터치 센서의 구동 방법, 및 전자 기기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230046788A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102016399B1 (ko) 2013-08-12 2019-08-30 베이징 인스티튜트 오브 나노에너지 앤드 나노시스템즈 단극 터치 센서 및 그 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102016399B1 (ko) 2013-08-12 2019-08-30 베이징 인스티튜트 오브 나노에너지 앤드 나노시스템즈 단극 터치 센서 및 그 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10401964B2 (en) Mobile terminal and method for controlling haptic feedback
US9298296B2 (en) Electronic apparatus and method of control thereof
US10289235B2 (en) Touch and hover switching
US8466934B2 (en) Touchscreen interface
US8446373B2 (en) Method and apparatus for extended adjustment based on relative positioning of multiple objects contemporaneously in a sensing region
CA2647561C (en) Selective rejection of touch contacts in an edge region of a touch surface
US20090322699A1 (en) Multiple input detection for resistive touch panel
US20140043265A1 (en) System and method for detecting and interpreting on and off-screen gestures
US20110037727A1 (en) Touch sensor device and pointing coordinate determination method thereof
JP2008505379A (ja) ３次元タッチ型インタラクションにおけるタッチダウン型フィードフォワード
TW200401220A (en) Touch sensor
TW201325387A (zh) 配件裝置
AU2013223015A1 (en) Method and apparatus for moving contents in terminal
US8947378B2 (en) Portable electronic apparatus and touch sensing method
US9760277B2 (en) Electronic device and method for detecting proximity input and touch input
KR20140137629A (ko) 이어폰 연결을 감지하는 휴대 단말 및 방법
KR20230046788A (ko) 마찰 대전 터치 센서, 마찰 대전 터치 센서의 구동 방법, 및 전자 기기
AU2013100574A4 (en) Interpreting touch contacts on a touch surface
TW201604755A (zh) 具混和模式的電容式手指導航裝置及其運作方法
US20130002604A1 (en) Communication device and method
KR101165388B1 (ko) 이종의 입력 장치를 이용하여 화면을 제어하는 방법 및 그 단말장치
US20130278603A1 (en) Method, Electronic Device, And Computer Readable Medium For Distorting An Image On A Touch Screen
AU2015271962B2 (en) Interpreting touch contacts on a touch surface
CN116560521A (zh) 压力手势
JP2021077258A (ja) 操作装置及び算出方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal