WO2013005988A2 - 터치스크린 장치 및 그의 신호 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

터치 스크린 장치는 터치 패널에 입력된 터치 이벤트의 위치를 감지 하도록 배열된 차동입력 형태의 제1 센서 유니트 및 상기 터치 이벤트의 존재를 감지하도록 배열된 정전용량 형태의 제2 센서 유니트, 및 상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트의 신호를 처리하도록 구성된 컨트롤러를 포함한다. 상기 컨트롤러는 상기 제1 및 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트의 신호를 기설정 순서로 처리하여 각종 터치 이벤트를 구현한다.

Description

터치스크린 장치 및 그의 신호 처리 방법
본 발명은 터치스크린 장치(touch screen device)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 차동 입력형 센서와 정전 용량형 센서를 이용하여 각종 터치 이벤트를 처리하는 터치스크린 장치 및 그의 신호 처리 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 터치 스크린 장치가 각광 받고 있다. 터치 스크린 장치는 입력부가 통합된 디스플레이 패널을 포함하여 디스플레이 패널을 통해 정보입력을 수신한다. 터치 스크린 장치에서, 사용자는 입력 펜이나 사용자의 손가락을 이용하여 터치 스크린을 터치함으로써 정보를 입력하게 된다.
터치스크린은 터치를 감지하는 방식에 따라, 저항막 방식, 정전용량 방식, 피에조 효과 방식, 또는 적외선 방식이 사용된다. 예를 들어, 차동 입력 방식의 터치 스크린의 경우, 터치 스크린의 표면 터치시 발생하는 진동, 또는 터치에 반응하여 터치스크린 내부에 전파되는 진동 및 음파를 피에조 소자를 이용하여 감지하게 된다. 터치 스크린은 터치 입력이 없음을 나타내는 기저상태의 신호와 터치 입력이 들어오는 순간 발생하는 신호의 차이를 검출하여, 터치 이벤트의 발생 여부 및 터치한 위치를 검출한다.
즉 차동 입력 방식의 터치 스크린은 터치 입력이 들어오는 순간 발생하는 입력 신호의 크기, 입력 신호의 모양, 입력신호의 길이와 같은 입력 신호와 기저상태간의 변화량에 기반하여 터치입력 여부를 판단한다. 터치 스크린은 또한 기설정된 신호 패턴에 기반하여 계산 또는 비교를 통해 터치 위치를 검출한다. 특히, 진동이나 음파를 감지하도록 구성된 터치 스크린은 기본적으로 연속하는 터치(예를 들어, 터치 이후에 터치가 얼마간 지속되는 터치 및 홀드 이벤트)가 수행되는 동안 입력 신호를 유지할 수 없으므로, 터치 스크린 장치들은 차동 입력 방식으로 구현될 수 밖에 없다.
최근 스마트 폰 등의 터치 유저 인터페이스 동향을 볼 때 터치 및 홀드 기능은 터치 입력의 형태를 확장시켜주는 매우 중요한 인터페이스 중 하나이다. 터치 입력을 컴퓨터에 사용되는 마우스와 비교한다면 터치 자체는 왼쪽 버튼을 클릭하는 이벤트에 해당하며, 터치 및 홀드는 오른쪽 버튼을 클릭하는 이벤트에 해당한다고 할 수 있다. 그래서 터치 및 홀드는 터치 스크린 장치에서 널리 사용될 수 있다.
차동 입력 방식의 터치스크린 장치는 터치 입력에 대한 감도의 향상이나 지속적인 변화가 있는 입력에 대해서 터치 이벤트를 검출할 수 있다. 그러나, 차동 입력 방식의 터치스크린 장치는 터치 및 홀드 이벤트를 검출할 수단이 없다.
그러므로, 본 발명은 차동 입력형 센서 및 정전 용량형 센서를 이용하여 각종 터치 이벤트를 처리하는 터치스크린 장치 및 그 신호 처리 방법을 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 양태에 따르면, 터치 스크린 장치가 제공되며, 상기 장치는, 터치 패널과, 상기 터치 패널에 가해지는 터치의 위치를 감지하는 제1 센서 유니트와, 상기 터치 패널에 가해지는 터치의 존재를 감지하는 제2 센서 유니트, 및 상기 제1 센서 유니트에서 감지된 터치에 대한 신호를 처리하는 제1 센싱 신호 처리부 및 상기 제2 센서 유니트에서 감지된 터치에 대한 신호를 처리하는 제2 센싱 신호 처리부를 포함하는 컨트롤러를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제1 센서 유니트는 차동 입력형 센서를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제2 센서 유니트는, 상기 터치 패널의 상면에 배치된 투명 도전막과, 상기 터치 패널의 하면에 배치되어 상기 터치 이벤트에 의한 캐패시턴스의 변화를 발생하는 감지 전극, 및 상기 캐패시턴스의 변화에 기반한 상기 터치 이벤트를 감지하는 정전 용량형 센서를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide)막 또는 그라핀(graphene)을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 제2 센서 유니트는, 상기 터치 패널의 하면에 배치되어 상기 터치 이벤트에 기인한 캐패시턴스의 변화를 발생하는 불투명 도전막, 및 상기 캐패시턴스의 변화에 기반한 상기 터치 이벤트를 감지하는 정전 용량형 센서를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 불투명 도전막은 카본 또는 금속막을 포함한다.
일 실시예에서, 상기 컨트롤러는 상기 제1 센싱 신호 처리부 및 상기 제2 센싱 신호 처리부를 기설정 순서로 제어하여 상기 제1 센서 유니트 및 상기 제2 센서 유니트가 상기 터치 이벤트를 개별적으로 감지하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 터치 이벤트는 상기 터치가 소정 지속기간 동안 유지된 후 해제되는 터치 및 홀드 이벤트이며,
상기 기설정 순서는 상기 제2 센싱 신호 처리부가 상기 제2센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 처리하여 상기 터치 이벤트를 상기 터치 및 홀드 이벤트로서 결정하고, 상기 제2 센서 유니트에 의한 상기 터치 이벤트를 감지한 후 상기 제1 센싱 신호 처리부가 상기 제1 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 처리하는 방식으로 수행된다.
일 실시예에서, 상기 터치 이벤트는 제1 터치 및 상기 제1 터치에 후속하여 수행되는 제2 터치가 상기 터치 패널의 상이한 위치에서 발생하는 인핸스드 더블 터치이며,
상기 기설정 순서는 상기 제2 센싱 신호 처리부가 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 제1 터치를 감지하고, 상기 제1 터치를 감지한 후 상기 제1 센싱 신호 처리부가 상기 제1 센서 유니트에 의해 감지된 상기 제2 터치를 처리하도록 하는 방식으로 수행된다.
일 실시예에서, 상기 터치 이벤트는 터치에 근접하는 제스처가 상기 터치 패널의 표면 가까이에서 수행되는 터치 접근 이벤트이며,
상기 기설정 순서는 상기 제2 센싱 신호 처리부가 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 접근 이벤트를 감지하고, 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 근접 이벤트 이후 상기 제1 센싱 신호 처리부가 상기 제1 센서 유니트에 의해 감지될 실제 제2 터치를 처리하도록 대기하는 방식으로 수행된다.
일 실시예에서, 상기 터치 이벤트는 상기 터치 스크린장치가 손바닥이 상기 터치 패널에 접촉하는 이벤트를 검출하지 않도록 하지만, 상기 터치가 상기 터치 패널에서 움직이는 이벤트를 검출하도록 하는 팜 리젝션에 기반한 필기 이벤트이며,
상기 기설정 순서는 상기 제2 센싱 신호 처리부가 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 손바닥 터치를 처리하여 상기 손바닥 터치를 터치 및 홀드 이벤트로서 결정하고, 상기 제2 센서 유니트에 의한 상기 터치 및 홀드 이벤트를 감지한 시점부터 상기 터치 및 홀드 이벤트의 종료 이전까지의 상기 제1 센싱 신호 처리부가 상기 제1 센서에 의해 감지된 상기 터치의 움직임을 처리하여 상기 움직임을 상기 필기 이벤트로서 검출하도록 수행된다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 제1 및 제2 센서 유니트를 포함하는 터치 스크린 장치의 신호 처리 방법이 제공되며, 상기 방법은, 터치 패널에 터치 이벤트를 수행하는 단계와, 상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트를 이용하여 상기 터치 이벤트를 감지하는 단계, 및 상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 기설정 순서로 제어하여 상기 터치 이벤트를 처리하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 터치 이벤트는 상기 터치가 소정 지속기간 동안 유지된 후 해제되는 터치 및 홀드 이벤트이며,
상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 기설정 순서로 제어하여 상기 터치 이벤트를 처리하는 단계는,
상기 제2 센서 유니트가 상기 터치 이벤트를 감지하게 하는 단계, 및
상기 제1 센서 유니트가 상기 제2 센서 유니트에 의한 상기 터치 이벤트의 감지 후 상기 터치 이벤트의 위치를 검출하게 하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 터치 이벤트는 제1 터치 및 상기 제1 터치에 후속하여 수행되는 제2 터치가 상기 터치 패널의 상이한 위치에서 발생하는 인핸스드 더블 터치이며,
상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 기설정 순서로 제어하여 상기 터치 이벤트를 처리하는 단계는, 상기 제2 센서 유니트가 상기 제1 터치를 감지하게 하는 단계, 및 상기 제1 터치를 감지한 후 상기 제1 센서 유니트가 상기 제2 터치를 검출하게 하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 터치 이벤트는 터치에 근접하는 제스처가 상기 터치 패널의 표면 가까이에서 수행되는 터치 접근 이벤트이며,
상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 기설정 순서로 제어하여 상기 터치 이벤트를 처리하는 단계는, 상기 제2 센서 유니트가 상기 터치 근접 이벤트를 감지하게 하는 단계, 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 근접 이벤트 이후 상기 제1 센서 유니트가 실제 터치를 감지하기 위해 준비하게 하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 터치 이벤트는 상기 터치 스크린 장치가 손바닥이 상기 터치 패널에 접촉하는 이벤트를 검출하지 않도록 하지만, 터치가 상기 터치 패널에서 움직이는 이벤트를 검출하도록 하는 팜 리젝션에 기반한 필기 이벤트이며,
상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 기설정 순서로 제어하여 상기 터치 이벤트를 처리하는 단계는, 상기 제2 센서 유니트가 손바닥 터치를 터치 및 홀드 이벤트로서 감지하게 하는 단계, 및 상기 제2 센서 유니트에 의한 상기 터치 및 홀드 이벤트를 감지한 시점부터 상기 터치 및 홀드 이벤트의 종료 전까지 상기 제1 센서 유니트가 상기 움직임에 의한 상기 터치를 상기 필기 이벤트로서 검출하도록 하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 터치스크린 장치는 차동 입력형 센서를 이용하면서도 터치 및 홀드 감지가 가능하여 사용자의 요구에 맞는 기능이 구현될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 터치입력 대기 시 소비전력이 낮은 정전용량센서를 이용하여 먼저 감지하고 터치 입력이 들어오는 즉시, 이 신호를 이용하여 신호처리 시 소비전력이 높은 차동 입력형 센서의 신호처리를 시작할 수 있어서 차동 입력형 터치스크린 장치의 대기전력을 최소화할 수 있다.
또한, 두 가지의 센서를 이용하기 때문에 하나의 손가락이 아닌 두 손가락으로 서로 다른 위치를 터치하는 인핸스드 더블터치가 가능하여 보다 편리하고 빠르면서 정확하게 더블터치가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치의 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치의 구성을 도시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치스크린 장치의 구성을 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 터치스크린 장치(100)는 터치패널(110); 터치패널(110)에 입력되는 터치 위치를 감지하는 제1센서 유니트(120); 터치패널(110)에 입력되는 터치 여부를 감지하는 제2센서 유니트(130); 및 컨트롤러(140)를 포함한다.
터치 패널(110)은 마우스 또는 키보드와 같은 입력 장치를 사용하지 않고 사용자의 명령을 터치형태로 받기 위한 패널이다. 터치 스크린 장치(100)는 일반적으로 화상표시장치와 함께 사용되며, 명령을 나타내는 사용자 입력을 수반하는 조작에 의해 동작되거나 화상표시장치에 표시되는 문자 또는 화상에 사용자가 손 등을 이용한 터치를 통하여 화상을 선택함으로써 화상을 선택한다. 터치스크린 장치(100)는 화상표시장치에 배치되어 터치패널(110)을 통하여 화상을 사용자측에 노출한다. 이와 달리 터치패널(110) 자체가 화상표시장치일 수도 있다.
제1센서 유니트(120)는 기설정된 기저상태 신호 및 터치 입력된 신호와의 차이를 이들 신호의 크기나 파형을 기초로 하여 분석, 계산하여 터치를 감지하는 다수의 차동 입력형 센서를 포함한다. 이러한 차동 입력형 센서로는 적외선을 이용하는 적외선 센서 또는 피에조 소자를 이용하는 진동 센서, 또는 이와 유사하게 피에조 소자를 이용하는 음파 센서를 예로 들 수 있다.
터치 스크린 장치가 적외선 센서를 이용하는 경우, 적외선 발광 다이오드(LED)와 포토트랜지스터가 터치 패널의 양단에 서로 마주하도록 설치된다. 터치 스크린 장치는 적외선이 장애물이 있으면 진행하지 못하는 특성에 기반하여 터치의 위치를 검출한다. 적외선 수광소자 및 발광소자가 배열된 터치 스크린 장치는 주변의 광 노이즈를 제거하기 위해 모듈레이션을 이용할 수 있다. 대안으로, 터치 스크린 장치는 수광 소자만을 배치하여 그 수광소자의 입력 변화량을 터치 신호로 검출하는 차동입력 방식을 활용할 수도 있다.
터치 스크린 장치가 진동 센서를 이용하는 경우, 네 개의 피에조 소자가 터치패널의 네 모서리에 배치된다. 사용자에 의해 터치패널이 터치되면, 위치에 따라 모서리에서 받는 압력의 정도가 다르다. 터치 스크린 장치는 터치 패널에 가해진 압력을 검출하고, 검출된 압력을 계산하여 터치의 좌표 값을 산출하게 된다.
터치 스크린 장치가 음파 센서를 이용하는 경우, 복수개의 피에조 소자가 터치 패널의 특정위치에 배치된다. 피에조 소자는 터치패널에 터치되는 위치에서 발생하는 미세한 음파 진동의 신호를 소정 지속기간 동안 검출한다. 터치 스크린 장치는 검출된 신호의 패턴을 분석하고, 분석된 패턴과 기설정된 패턴과의 유사도를 계산하여 터치의 좌표 값을 구하게 된다.
도 1에서, 제1센서 유니트(120)는 터치패널(110)의 하면에 배치된 것으로 도시되었는데, 이는 제1센서 유니트(120)가 진동 센서 또는 음파 센서인 경우를 예를 들어 도시한 것이다. 이와 다른 센서의 경우에는 제1센서 유니트(120)는 도 1과 다르게 배치될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다 할 것이다.
제1센서 유니트(120)가 진동 센서 또는 음파 센서와 같은 차동 입력형 센서로 구현될 때, 컨트롤러(140)는 터치 이벤트에 의거 발생된 입력신호와 기저상태의 신호간의 변화를 이용하여 터치 이벤트를 판단한다. 즉, 터치에 의하여 발생한 진동이 터치패널(110)의 일단에 도달하여 다시 내부로 진행하고, 타단에서 발생한 진동과 만나 소정 파형을 생성한다. 컨트롤러(140)는 이러한 파형을 감지하여 감지된 파형을 기설정된 파형과 비교 및 분석하여 실제 터치로 인하여 진동이 발생한 위치를 검출하게 된다.
제2 센서 유니트(130)는 정전용량형 센서(133)를 포함한다. 정전 용량형 센서(133)는 사용자가 손가락, 펜 등으로 터치패널(110)을 터치할 때, 정전용량의 변화를 일으키는 센서이다. 이러한 커패시턴스 변화가 검출되어 사용자의 터치 패널(110)의 터치 여부가 감지될 수 있다. 터치 패널(110)에 다수의 정전 용량형 센서들을 매트릭스 형태로 구현할 경우 터치의 위치를 인식할 수 있다. 정전 용량형 센서(133)는 터치 패널(110)의 터치된 표면의 커패시턴스 값을 직접 검출하기 때문에, 정전 용량형 센서(133)는 제1 센서 유니트(120)와 같이 기저장된 설정 값을 기초로 변화에 대한 산술 연산을 할 필요 없이 터치 여부를 인식할 수 있다. 또한, 사용자가 터치패널(110)을 터치한 후, 소정시간 동안 터치를 유지하다가 터치패널(110)로부터 손가락을 뗀 경우, 터치된 위치에 터치가 유지되는 동안 캐패시턴스의 변화가 유지될 수 있으며, 이것은 정전 용량형 센서(133)에 의해 터치 및 홀드 이벤트로서 인식될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 터치 스크린 장치(100)는 터치 및 홀드 이벤트를 인식할 수 있는 역량을 갖게 된다.
터치 및 홀드 이벤트를 검출하기 위하여, 제2 센서 유니트(130)는 터치패널(110)에서 규정된 터치 가능한 영역에 배치된 투명 도전막(131), 및 터치를 검지하기 위하여 터치패널(110)의 하부에 배치된 감지 전극(132)을 더 포함한다. 또한, 감지 전극(132)은 정전용량 센서(133)와 접속하도록 배열되어 캐패시턴스의 변화에 따른 터치를 감지한다.
투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide)막 또는 그라핀(graphene)을 포함한다. 투명 도전막(131)은 터치패널(110) 위의 터치 가능 영역 어디에든 사용자가 손가락을 접촉하더라도 감지 전극(132)을 통해 정전용량 센서(133)가 정전용량의 변화를 검지할 수 있도록 한다. 대안으로, 투명한 도전막(131)은 터치 패널(110)의 전체 영역에 배치될 수도 있다.
본 실시예에서, 터치패널(110)은 터치에 대한 캐패시턴스의 변화가 터치 패널(1210)의 하면에 배치된 감지 전극(132)까지 전달되도록 하는 물질과 두께를 가지는 것이 바람직하다.
컨트롤러(140)는 제1센서 유니트(120)에서 감지된 터치에 대한 신호를 처리하는 제1 센싱 신호 처리부(142) 및 제2 센서 유니트(130)에서 감지된 터치에 대한 신호를 처리하는 제2 센싱 신호 처리부(144)를 포함한다. 터치패널(110)에 터치가 입력되면, 제1센서 유니트(120) 및 제2센서 유니트(130)는 이를 각각 감지한다.
일 실시예에 따르면, 터치스크린 장치(100)는 제1 센싱 신호 처리부(142) 및 제2 센싱 신호 처리부(144)를 순차 제어하여 제1 및 제2 센서 유니트(120 및 130)가 개별 동작을 수행하도록 함으로써, 각종 터치 이벤트를 구현할 수 있다. 예를 들어, 터치 이벤트가 발생할 때, 제2 센서 유니트(130)가 그 터치를 감지하여 감지된 신호를 제2 센싱 신호 처리부(144)에 제공하도록 구성되고, 제1 센싱 신호 처리부(142)는 제2 센서 유니트(130)에 의해 터치를 감지한 이후 터치된 위치를 검출하도록 구성된다. 이 경우, 제2 센싱 신호 처리부(144)는 액티브 상태로 제어되지만 제1 센싱 신호 처리부(142)는 제2 센서 유니트(130)가 터치를 감지하기 전까지 비활성 상태로 제어된다. 따라서, 터치 패널(110)에 터치가 입력되면, 제2 센서 유니트(130)가 먼저 터치를 감지하고, 감지된 신호를 컨트롤러(140)에 전달한다. 그러면 컨트롤러(140)는 제2 센싱 신호 처리부(144)에서 제2 센서에 의해 감지된 신호를 처리하도록 하고, 제1 센싱 신호 처리부(142)를 비로소 액티브 상태로 만들어서 제1 센서에 의해 감지된 터치 또는 다른 터치의 위치를 검출하도록 할 수 있다.
전술한 순차적인 제어는 다음과 같은 여러 응용에 활용될 수 있다.
먼저, 순차 제어는 터치 스크린 장치(100)의 전력 사용을 최소화하는데 활용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 터치 이벤트가 있을 때, 제1 센싱 신호 처리부(142)는 기설정된 신호값을 검색하여 기설정된 신호 값을 제1 센서 유니트(120)에 의해 발생된 신호값과 비교하고, 그 비교 결과를 분석하게 되므로, 이는 복잡한 계산과 계산 부하가 수반된다. 이에 반해 제2 센서 유니트(130)에서는 커패시턴스 변화가 투명 도전막(131)을 통해 감지 전극(132)으로 전달되며, 제2 센싱 신호 처리부(144)는 터치가 행해진 위치와 관계없이 그 변화를 처리하여 터치를 감지하므로, 비교적 전력소모가 작다.
다시 말해서, 제1 센서 유니트(120)에서 감지한 신호를 처리하여 터치한 위치를 계산하기 위해서는, 제1 센싱 신호 처리부(142)에서 대기전력 소모량이 많고 소비전력 소모량 또한 많이 소요된다. 이에 반하여, 제2 센싱 신호 처리부(144)는 적절한 임계 값에 기반하여 터치 여부를 결정하므로, 복잡한 계산을 요하지 않는다. 그래서 제2 센서 유니트(130)가 터치를 감지할 때까지 제2 센싱 신호 처리부(144)를 액티브 상태로 대기할지라도, 대기전력 소모량은 상대적으로 작다. 그러므로, 제1 센싱 신호 처리부(142) 및 제2 센싱 신호 처리부(144)가 계속적으로 액티브 상태가 되어 각기 제1 및 제2 센서 유니트(120 및 130)로부터 감지된 신호를 대기하여 처리한다면 대기전력 소모량이 높을 것이다. 따라서, 터치 스크린 장치(100)는 제2 센서 유니트(130)가 먼저 터치를 감지하고 그런 다음 제1 센싱 신호 처리부(142)가 액티브 상태로 되어 터치의 위치를 인식한다면 대기전력 및/또는 소비전력 절감이 가능할 수 있다. 특히, 전자 책이나 휴대폰에서와 같이 소형화, 박형화 추세에 있고 배터리의 크기에 제약이 있으며, 비교적 장시간 사용이 요구되는 디스플레이 장치에 있어서는 전력 소모를 최소화하는 것이 바람직하다.
두 번째로, 순차 제어는 터치스크린 장치에서 터치 및 홀드 이벤트를 인식하는데 활용될 수 있다.
터치 및 홀드 이벤트가 있을 때, 제2센서 유니트(130)는 터치의 존재를 감지하고 감지된 신호를 컨트롤러(140)에 제공한다. 제2 센서 유니트(130)로부터 제공된 감지된 신호가 일정값 보다 크거나 같으면, 컨트롤러(140)는 터치로 인식하여 제1 센싱 신호 처리부(142)를 액티브 상태로 전환시킨다. 제1 센싱 신호 처리부(142)에서는 제1센서 유니트(120)로부터 제공된 감지된 신호를 처리하여 터치 위치를 검출한다. 또한, 제2 센싱 신호 처리부(144)에서는 제2센서 유니트(130)에 의해 감지된 터치가 정해진 시간이상 유지되면 이를 터치 및 홀드 이벤트로 판단한다.
세 번째로, 순차 제어는 터치 스크린 장치에서 인핸스드 더블터치 이벤트를 인식하는데 활용될 수 있다.
터치패널(110)에 제1터치가 입력되고, 그 후 제1 터치에 뒤이어 발생하는 제2 터치가 입력되면, 제1 터치는 제2 센서 유니트(130)에 의해 감지되며 제2 터치는 제1 터치의 감지에 뒤이어 액티브 상태로 절환된 제1 제1센서 유니트(120)에 의해 감지된다.
일반적으로 더블터치는 터치패널의 동일 위치를 2번 또는 그 이상 연속 터치하는 이벤트이며 이 때에는 터치, 해제, 터치 및 해제를 같은 위치에서 반복하기 때문의 대개의 경우 하나의 손가락으로 수행된다.
그러나, 본 실시예에 따르면, 제1 터치는 화면 전체 어디에서나 가능하다. 그러므로, 터치 패널(110)에 제1 터치가 입력되면 이를 제2 센서 유니트(130)가 감지하고, 이 감지에 뒤이어 제1 센싱 신호 처리부(142)가 액티브되어, 제1 터치 이후 새로이 발생한 제2 터치가 제1 센서 유니트(120)에 의해 감지된다. 따라서, 하나의 손가락으로 동일 위치를 두 번 터치하는 더블 터치와 달리, 2개의 손가락으로 수행하는 인핸스드 더블 터치가 검출될 수 있다. 키보드와 비교하자면, 인핸스드 더블 터치는 시프트(Shift)키, 또는 알트(Alt)키를 누르는 행위에 해당할 수 있어, 터치 및 홀드의 감지 기능과 더불어 매우 유용하게 활용될 수 있다.
네 번째로, 순차 제어는 터치 스크린 장치(100)에서 사용자가 터치 패널(110)의 표면 위나 그에 가까이 제스처를 행하는 터치 접근 이벤트에 활용될 수 있다.
사용자의 손가락이 터치 패널의 표면 가까이 근접할 때, 손가락이 터치 패널(110)에 직접 터치되지 않은 경우에도 제2 센서 유니트(130)는 터치 접근 이벤트를 감지한다. 컨트롤러(140)는 제2 센서 유니트(130)가 감지한 터치 근접 이벤트에 대한 신호를 전달받고, 제1 센싱 신호 처리부(142)를 액티브 상태로 전환하여 제1 센서 유니트(120)에 의해 감지될 실제 터치를 처리할 준비를 한다. 터치 근접 이벤트 후 터치 패널(110)에 실제 터치가 일어나면, 제1 센서 유니트(120)가 이를 감지하여 제1 센싱 신호 처리부(142)에서 실제 터치를 처리할 수 있다.
마지막으로, 순차 제어는 터치스크린 장치(100)에서 팜 리젝션(Palm Rejection)에 기반한 필기 이벤트를 구현하는데 활용될 수 있다.
팜 리젝션은 터치 패널에 손바닥이 접촉하는 이벤트를 검출하지 않도록 하고 터치 패널에 터치 펜이나 손가락이 터치하고 그 위에서 움직이는 이벤트를 검출하게 하여, 그 움직임을 필기 이벤트로서 구현하기 위한 기능이다.
제1 센서 유니트(120)를 갖는 터치 스크린 장치(100)는 기본적으로 팜 리젝션 기능을 수행할 수 있다. 이것은 차동 입력형 센서가 터치 및 홀드 이벤트를 감지할 수 없고 그래서 아무 변동 없는 팜 터치를 무시할 수 있기 때문이다. 그러므로, 터치 스크린 장치(100)가 차동 입력형 센서를 갖는 제1 센서 유니트(120)만을 포함한다면, 제 센싱 신호 처리부(142)는 팜 리젝션 기능을 지원할 지라도 터치 패널(110)을 손바닥으로 접촉하기 전부터 액티브 상태를 유지할 필요가 있다. 터치패널(110)에 터치 펜이나 손가락이 터치되어 움직일 때 발생하는 필기 이벤트를 제1 센서 유니트(120)가 감지하기 위해서는 그 필기 이벤트 이전부터 제1 센싱 신호 처리부(142)는 계속적인 동작이 필요하다.
그러나, 본 실시예에 따르면, 제2 센서 유니트(130)는 터치 및 홀드 이벤트를 감지할 수 있으므로, 제1 센서 유니트(120) 및 제1 센싱 신호 처리부(142)는 필기 기능을 지원하기 위하여 계속적으로 액티브 상태로 남아 있을 필요가 없다. 따라서, 제2 센서 유니트(130)가 손바닥으로 인한 터치 및 홀드 이벤트를 감지하고, 컨트롤러(140)가 이 터치 및 홀드 이벤트의 감지 시점으로부터 터치 및 홀드 이벤트의 종료 전까지 제1 센서 유니트(120)를 액티브 상태로 제어하여 제1 센서 유니트(120)가 손바닥이 아닌 손가락이나 터치 펜의 움직임에 의해 발생한 필기 이벤트를 감지할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치스크린 장치의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 터치스크린 장치(200)는 터치 패널(210); 터치 패널(210)에 입력되는 터치 위치를 감지하는 제1 센서 유니트(220); 터치 패널(210)에 입력되는 터치를 감지하는 제2 센서 유니트(230); 및 제1 센서 유니트(220) 및 제2 센서 유니트(230)에서 감지된 터치에 대한 신호를 처리하는 제1 센싱 신호 처리부(242) 및 제2 센싱 신호 처리부(244)를 포함하는 컨트롤러(240)를 포함한다. 본 실시예의 터치 스크린 장치(200)는 일 실시예의 투명 도전막(131) 및 감지 전극(132)이 제거되는 대신, 불투명 도전막(231)이 추가된 것을 제외하고는 일 실시예의 터치 스크린 장치와 실질적으로 동일하다. 그러므로, 도 1의 실시예와 동일한 컴퍼넌트에 관한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에서, 제2 센서 유니트(230)는 도 1에서와 달리 터치 패널(210)에서 규정된 터치가능한 영역의 하면에 위치하는 불투명 도전막(231) 및 정전용량 센서(232)를 포함한다. 불투명 도전막(231)은 카본 또는 금속막, 예를 들면 알루미늄막일 수 있다.
불투명 도전막(231)이 불투명 물질로 구성되고 터치 패널(210)의 하면에 위치하기 때문에, 터치패널(210)의 전면에 어떠한 막도 구비할 필요가 없으며, 그래서 터치패널(210)의 가시성을 향상시킬 수 있다. 이 경우 터치패널(210)은 터치에 대한 정전 용량의 변화가 터치 패널(210)의 하면에 배치된 불투명 도전막(231)까지 전달되도록 하는 물질과 두께를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

Claims (16)

  1. 터치 스크린 장치에 있어서,
    터치 패널과,
    상기 터치 패널에 가해지는 터치의 위치를 감지하는 제1 센서 유니트와,
    상기 터치 패널에 가해지는 터치의 존재를 감지하는 제2 센서 유니트, 및
    상기 제1 센서 유니트에서 감지된 터치에 대한 신호를 처리하는 제1 센싱 신호 처리부 및 상기 제2 센서 유니트에서 감지된 터치에 대한 신호를 처리하는 제2 센싱 신호 처리부를 포함하는 컨트롤러를 포함하는 터치스크린 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 센서 유니트는 차동 입력형 센서를 포함하는 터치스크린 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 센서 유니트는,
    상기 터치 패널의 상면에 배치된 투명 도전막과,
    상기 터치 패널의 하면에 배치되어 상기 터치 이벤트에 의한 캐패시턴스의 변화를 발생하는 감지 전극, 및
    상기 캐패시턴스의 변화에 기반한 상기 터치 이벤트를 감지하는 정전 용량형 센서를 포함하는 터치스크린 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 투명 도전막은 ITO(Indium Tin Oxide)막 또는 그라핀(graphene)을 포함하는 터치스크린 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 센서 유니트는,
    상기 터치 패널의 하면에 배치되어 상기 터치 이벤트에 기인한 캐패시턴스의 변화를 발생하는 불투명 도전막, 및
    상기 캐패시턴스의 변화에 기반한 상기 터치 이벤트를 감지하는 정전 용량형 센서를 포함하는 터치스크린 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 불투명 도전막은 카본 또는 금속막을 포함하는 터치스크린 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 제1 센싱 신호 처리부 및 상기 제2 센싱 신호 처리부를 기설정 순서로 제어하여 상기 제1 센서 유니트 및 상기 제2 센서 유니트가 상기 터치 이벤트를 개별적으로 감지하도록 구성된 터치스크린 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 터치 이벤트는 상기 터치가 소정 지속기간 동안 유지된 후 해제되는 터치 및 홀드 이벤트이며,
    상기 기설정 순서는 상기 제2 센싱 신호 처리부가 상기 제2센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 처리하여 상기 터치 이벤트를 상기 터치 및 홀드 이벤트로서 결정하고, 상기 제2 센서 유니트에 의한 상기 터치 이벤트를 감지한 후 상기 제1 센싱 신호 처리부가 상기 제1 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 처리하는 방식으로 수행되는 터치 스크린 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 터치 이벤트는 제1 터치 및 상기 제1 터치에 후속하여 수행되는 제2 터치가 상기 터치 패널의 상이한 위치에서 발생하는 인핸스드 더블 터치이며,
    상기 기설정 순서는 상기 제2 센싱 신호 처리부가 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 제1 터치를 감지하고, 상기 제1 터치를 감지한 후 상기 제1 센싱 신호 처리부가 상기 제1 센서 유니트에 의해 감지된 상기 제2 터치를 처리하도록 하는 방식으로 수행되는 터치 스크린 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 터치 이벤트는 터치에 근접하는 제스처가 상기 터치 패널의 표면 가까이에서 수행되는 터치 접근 이벤트이며,
    상기 기설정 순서는 상기 제2 센싱 신호 처리부가 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 접근 이벤트를 감지하고, 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 근접 이벤트 이후 상기 제1 센싱 신호 처리부가 상기 제1 센서 유니트에 의해 감지될 실제 제2 터치를 처리하도록 대기하는 방식으로 수행되는 터치 스크린 장치.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 터치 이벤트는 상기 터치 스크린장치가 손바닥이 상기 터치 패널에 접촉하는 이벤트를 검출하지 않도록 하지만, 상기 터치가 상기 터치 패널에서 움직이는 이벤트를 검출하도록 하는 팜 리젝션에 기반한 필기 이벤트이며,
    상기 기설정 순서는 상기 제2 센싱 신호 처리부가 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 손바닥 터치를 처리하여 상기 손바닥 터치트를 터치 및 홀드 이벤트로서 결정하고, 상기 제2 센서 유니트에 의한 상기 터치 및 홀드 이벤트를 감지한 시점부터 상기 터치 및 홀드 이벤트의 종료 이전까지의 상기 제1 센싱 신호 처리부가 상기 제1 센서에 의해 감지된 상기 터치의 움직임을 처리하여 상기 움직임을 상기 필기 이벤트로서 검출하도록 수행되는 터치스크린 장치.
  12. 제1 및 제2 센서 유니트를 포함하는 터치 스크린 장치의 신호 처리 방법에 있어서,
    터치 패널에 터치 이벤트를 수행하는 단계와,
    상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트를 이용하여 상기 터치 이벤트를 감지하는 단계, 및
    상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 기설정 순서로 제어하여 상기 터치 이벤트를 처리하는 단계를 포함하는 터치 스크린 장치의 신호 처리 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 터치 이벤트는 상기 터치가 소정 지속기간 동안 유지된 후 해제되는 터치 및 홀드 이벤트이며,
    상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 기설정 순서로 제어하여 상기 터치 이벤트를 처리하는 단계는,
    상기 제2 센서 유니트가 상기 터치 이벤트를 감지하게 하는 단계, 및
    상기 제1 센서 유니트가 상기 제2 센서 유니트에 의한 상기 터치 이벤트의 감지 후 상기 터치 이벤트의 위치를 검출하게 하는 단계를 포함하는 터치 스크린 장치의 신호 처리 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 터치 이벤트는 제1 터치 및 상기 제1 터치에 후속하여 수행되는 제2 터치가 상기 터치 패널의 상이한 위치에서 발생하는 인핸스드 더블 터치이며,
    상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 기설정 순서로 제어하여 상기 터치 이벤트를 처리하는 단계는,
    상기 제2 센서 유니트가 상기 제1 터치를 감지하게 하는 단계, 및
    상기 제1 터치를 감지한 후 상기 제1 센서 유니트가 상기 제2 터치를 검출하게 하는 단계를 포함하는 터치 스크린 장치의 신호 처리 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 터치 이벤트는 터치에 근접하는 제스처가 상기 터치 패널의 표면 가까이에서 수행되는 터치 접근 이벤트이며,
    상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 기설정 순서로 제어하여 상기 터치 이벤트를 처리하는 단계는,
    상기 제2 센서 유니트가 상기 터치 근접 이벤트를 감지하게 하는 단계, 및
    상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 근접 이벤트 이후 상기 제1 센서 유니트가 실제 터치를 감지하기 위해 준비하게 하는 단계를 포함하는 터치 스크린 장치의 신호 처리 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    상기 터치 이벤트는 상기 터치 스크린 장치가 손바닥이 상기 터치 패널에 접촉하는 이벤트를 검출하지 않도록 하지만, 터치가 상기 터치 패널에서 움직이는 이벤트를 검출하도록 하는 팜 리젝션에 기반한 필기 이벤트이며,
    상기 제1 및 상기 제2 센서 유니트에 의해 감지된 상기 터치 이벤트를 기설정 순서로 제어하여 상기 터치 이벤트를 처리하는 단계는,
    상기 제2 센서 유니트가 손바닥 터치를 터치 및 홀드 이벤트로서 감지하게 하는 단계, 및
    상기 제2 센서 유니트에 의한 상기 터치 및 홀드 이벤트를 감지한 시점부터 상기 터치 및 홀드 이벤트의 종료 전까지 상기 제1 센서 유니트가 상기 움직임에 의한 상기 터치를 상기 필기 이벤트로서 검출하도록 하는 단계를 포함하는 터치 스크린 장치의 신호 처리 방법.
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