WO2016126078A1 - 터치종류 판별방법 및 이를 수행하는 터치 입력 장치 - Google Patents

터치종류 판별방법 및 이를 수행하는 터치 입력 장치 Download PDF

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pressure
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김세엽
김윤정
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주식회사 하이딥
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    • G06F2203/04803—Split screen, i.e. subdividing the display area or the window area into separate subareas

Definitions

  • the present invention relates to a touch type determination method and a touch input device for performing the same. More specifically, the present invention relates to a technology for clarifying the criterion of determination of the long touch and the pressure touch in one touch input device to solve the problem caused by the confusion.
  • input devices are used for the operation of the computing system.
  • input devices such as buttons, keys, joysticks, and touch screens are used. Due to the easy and simple operation of the touch screen, the use of the touch screen is increasing in the operation of the computing system.
  • the touch screen can include a touch sensor panel, which can be a transparent panel with a touch-sensitive surface. Such a touch sensor panel may be attached to the front of the display panel such that the touch-sensitive surface covers the visible side of the display panel.
  • the touch screen allows a user to manipulate the computing system by simply touching the screen with a finger or the like. In general, the touch screen recognizes the contact and the contact location on the panel and the computing system can interpret the contact and perform the calculation accordingly.
  • a touch input device including a touch screen
  • various tasks may be performed through interaction between the user and the device through the touch screen.
  • An object of the present invention is to provide a technique for determining the long touch and the pressure touch in the touch input device.
  • a touch type determination method in a touch input device including a touch screen capable of detecting touch pressure and a touch time, a section in which a touch on the touch screen becomes greater than or equal to a first pressure within a first time period Determining if there is; And classifying touch types according to whether the touch has a section that becomes greater than or equal to the first pressure within the first time.
  • a touch input device capable of determining a touch type, the touch input device capable of detecting touch pressure and touch time, the touch input device comprising: a touch screen; And a controller, the controller comprising: determining whether there is a section in which the touch on the touch screen becomes greater than or equal to a first pressure within a first time; And classifying the touch type according to whether the touch has a section that becomes greater than or equal to the first pressure within the first time.
  • a touch input device is a touch input device including a touch screen, the touch input device being a touch on the touch screen is maintained for a period of time equal to or longer than the first time period at a pressure less than the first pressure
  • the first touch may be configured to perform different operations on a second touch including a time interval having a pressure equal to or greater than the first pressure within the first time period as a touch on the touch screen.
  • a method for clearly distinguishing a long touch and a pressure touch from a touch input device can be provided.
  • a touch input device including a touch screen that can execute a method for clearly distinguishing the long touch and the pressure touch.
  • the present invention can provide a method and a touch input device for allowing a user to set the first pressure which is the criterion of the pressure touch.
  • FIG. 1 is a structural diagram of a touch input device according to an embodiment of the present invention.
  • 2A and 2B are diagrams for explaining an amount of change in capacitance due to pressure.
  • 3A and 3B illustrate a touch time
  • 4A and 4B illustrate graphs of the long touch and the pressure touch when the long touch and the pressure touch can be confused, respectively.
  • FIG. 5 is a graph showing touch types distinguished according to the method for discriminating between long touch and pressure touch according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for determining a long touch and a pressure touch according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A and 7B illustrate a method of adjusting the discrimination criteria of the long touch and the pressure touch in the touch input device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates a structural diagram of a touch screen according to the first embodiment.
  • FIGS 9A to 9D are structural diagrams of the touch position sensing module of the touch screen according to the first embodiment.
  • FIGS 10A to 10F are structural diagrams of the touch pressure sensing module of the touch screen according to the first embodiment.
  • FIG. 11 illustrates a structural diagram of a touch screen according to the second embodiment.
  • 12A to 12K are structural diagrams of the touch position-pressure sensing module of the touch screen according to the second embodiment.
  • FIG. 13 illustrates a structural diagram of a touch screen according to the third embodiment.
  • 14A to 14B may be a touch pressure sensing module of the touch screen according to the third embodiment.
  • 15A illustrates a structural diagram of a touch screen according to the fourth embodiment.
  • 15B and 15C are structural diagrams for touch pressure sensing and touch position sensing of the touch screen according to the fourth embodiment, respectively.
  • 16A to 16D are structural diagrams illustrating shapes of electrodes formed on the touch sensing module according to the embodiment.
  • a touch input device 100 including a touch screen 130 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
  • the touch screen 130 included in the touch input device 100 will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 16.
  • FIG. 8 illustrates a structural diagram of a touch screen according to the first embodiment.
  • the touch screen 130 includes a touch position sensing module 1000, a touch pressure sensing module 2000 disposed below the touch position sensing module 1000, and the touch pressure sensing module 2000.
  • the display module 3000 may be disposed below and the substrate 4000 may be disposed below the display module 3000.
  • the touch position sensing module 1000 and the touch pressure sensing module 2000 may be transparent panels having a touch-sensitive surface.
  • the modules 1000, 2000, 3000, and 5000 for sensing the touch position and / or the touch pressure may be collectively referred to as a touch sensing module.
  • the display module 3000 may display a screen so that the user can visually check the contents.
  • the display of the display module 3000 may be performed through a display driver.
  • a display driver (not shown) is a type of device driver that is software for an operating system to manage or control a display adapter.
  • FIGS. 16A to 16C are structural diagrams showing shapes of electrodes formed on the touch position sensing module according to the embodiment.
  • the touch position sensing module 1000 may include a first electrode 1100 formed in one layer.
  • the first electrode 1100 is composed of a plurality of electrodes 6100 as shown in FIG. 16A, and a driving signal is input to each electrode 6100, and a magnetic capacitance is applied from each electrode.
  • the detection signal including the information may be output.
  • the touch input device 100 may detect the touch position by measuring the magnetic capacitance of the first electrode 1100 that changes as the object such as the user's finger approaches the touch screen 130.
  • the touch position sensing module 1000 may include a first electrode 1100 and a second electrode 1200 formed on different layers.
  • the first electrode 1100 and the second electrode 1200 are composed of a plurality of first electrodes 6200 and a plurality of second electrodes 6300, respectively, as shown in FIG. 16B, and cross each other.
  • the driving signal may be input to either the first electrode 6200 or the second electrode 6300, and a sensing signal including information on mutual capacitance may be output from the other.
  • FIG. 9B when an object such as a user's finger is close to the first electrode 1100 and the second electrode 1200, the finger serves as a ground, and thus, the first electrode 1100 and the second electrode are grounded. The mutual capacitance between 1200 is changed.
  • the touch input device 100 measures the mutual capacitance between the first electrode 1100 and the second electrode 1200 that change as the object such as the user's finger approaches the touch screen 130 to determine the touch position. Can be detected.
  • a driving signal is input to the first electrode 6200 and the second electrode 6300, and a sensing signal including information on magnetic capacitance from each of the first electrode 6200 and the second electrode 6300 is provided. Can be output.
  • FIG. 9C when an object such as a user's finger is close to the first electrode 1100 and the second electrode 1200, the finger serves as a ground, and thus, the first electrode 1100 and the second electrode. Each magnetic capacitance is changed.
  • the touch input device 100 measures the magnetic capacitance of the first electrode 1100 and the second electrode 1200 that change as the object such as the user's finger approaches the touch screen 130 to determine the touch position. Can be detected.
  • the touch position sensing module 1000 includes a first electrode 1100 formed on one layer and a second electrode formed on the same layer as the layer on which the first electrode 1100 is formed. (1200).
  • the first electrode 1100 and the second electrode 1200 are composed of a plurality of first electrodes 6400 and a plurality of second electrodes 6500, respectively, as shown in FIG. 16C.
  • Each of the second electrodes 6500 may be connected to the first electrode 6400 and the plurality of second electrodes 6500 in a direction crossing the direction in which the first electrodes 6400 extend.
  • 9D the principle of detecting a touch position using the first electrode 6400 or the second electrode 6500 shown in FIG. 9D is the same as that described with reference to FIG. 9C, and thus will be omitted.
  • FIGS. 16A to 16F are structural diagrams of the touch pressure sensing module according to the first embodiment
  • FIGS. 16A to 16D are structural diagrams showing shapes of electrodes formed on the touch pressure sensing module according to the embodiment.
  • the touch pressure sensing module 2000 may include a spacer layer 2400.
  • the spacer layer 2400 may be implemented with an air gap.
  • the spacer may be made of a shock absorbing material according to an embodiment, and may be filled with a dielectric material according to the embodiment.
  • the touch pressure sensing module 2000 may include a reference potential layer 2500.
  • the reference potential layer 2500 may have any potential.
  • the reference potential layer may be a ground layer having a ground potential.
  • the reference potential layer may have a plane parallel to the two-dimensional plane on which the first electrode 2100 is formed or the second electrode 2200 on which the touch pressure, which will be described later, is sensed.
  • the touch pressure sensing module 2000 has been described as including the reference potential layer 2500, but the present disclosure is not limited thereto, and the touch pressure sensing module 2000 may refer to the reference potential layer 2500.
  • the display module 3000 or the substrate 4000 disposed below the touch pressure sensing module 2000 may serve as a reference potential layer.
  • the touch pressure sensing module 2000 includes a first electrode 2100 formed in one layer and a spacer layer 2400 formed under the layer on which the first electrode 2100 is formed. ) And a reference potential layer 2500 formed under the spacer layer 2400.
  • the first electrode 2100 is composed of a plurality of electrodes 6100 as shown in FIG. 16A, and a driving signal is input to each electrode 6100, and a magnetic capacitance is applied from each electrode.
  • the detection signal including the information may be output.
  • the touch input device 100 may detect the touch pressure by measuring the magnetic capacitance of the first electrode 2100 that changes as pressure is applied to the touch screen 130 by an object such as a user's finger or a stylus. Can be.
  • the first electrode 2100 includes the plurality of electrodes 6100, the pressure of each of the multi-touch input to the touch screen 130 can be detected.
  • the first electrode 2100 of the touch pressure sensing module 2000 May be composed of one electrode 6600 as shown in FIG. 16D.
  • the touch pressure sensing module 2000 includes a first electrode 2100, a second electrode 2200 formed under a layer on which the first electrode 2100 is formed, and the second electrode. It may include a spacer layer 2400 formed under the layer on which the electrode 2200 is formed and a reference potential layer 2500 formed under the spacer layer 2400.
  • the first electrode 2100 and the second electrode 2200 may be configured and arranged as shown in FIG. 16B, and are driven by either the first electrode 6200 or the second electrode 6300.
  • a signal may be input, and a sensing signal including information on mutual capacitance may be output from the other.
  • the first electrode 2100 and the second electrode 2200 are bent at least at the touch position, and thus the first electrode 2100 and the first electrode 2100 may be bent.
  • the distance d between the two electrodes 2200 and the reference potential layer 2500 is changed, thereby changing the mutual capacitance between the first electrode 2100 and the second electrode 2200.
  • the touch input device 100 may detect the touch pressure by measuring mutual capacitance between the first electrode 2100 and the second electrode 2200 that change as pressure is applied to the touch screen 130.
  • the first electrode 2100 and the second electrode 2200 are composed of a plurality of first electrodes 6200 and a plurality of second electrodes 6300, the multi-touch simultaneously input to the touch screen 130. Each pressure can be detected.
  • at least one of the first electrode 2100 and the second electrode 2200 of the touch pressure sensing module 2000 is one as shown in FIG. 16D. It may be configured as an electrode 6600.
  • the touch pressure may be sensed as described with reference to FIG. 10C.
  • the first electrode 2100 and the second electrode 2200 may be configured and arranged as shown in FIG. 16C or may be configured as one electrode 6600 as shown in FIG. 16D.
  • the touch pressure sensing module 2000 includes a first electrode 2100 formed in one layer and a spacer layer 2400 formed under the layer on which the first electrode 2100 is formed. ) And a second electrode 2200 formed on the lower layer of the spacer layer 2400.
  • the configuration and operation of the first electrode 2100 and the second electrode 2200 in FIG. 10E are the same as those described with reference to FIG. 10C and thus will be omitted.
  • the first electrode 2100 is bent at least at the touch position, such that the first electrode 2100 and the second electrode 2200 are curved.
  • the distance d between the second electrodes is changed, and thus the mutual capacitance between the first electrode 2100 and the second electrode 2200 is changed. Therefore, the touch input device 100 may detect the touch pressure by measuring mutual capacitance between the first electrode 2100 and the second electrode 2200.
  • the touch screen 130 includes a touch position-pressure sensing module 5000, a display module 3000 disposed below the touch position-pressure sensing module 5000, and The substrate 4000 may be disposed under the display module 3000.
  • the touch position-pressure sensing module 5000 includes at least one electrode for sensing a touch position and at least one electrode for sensing touch pressure. Including, at least one of the electrodes is used both to sense the touch position and the touch pressure. As such, by sharing the electrode for sensing the touch position and the electrode for sensing the touch pressure, the manufacturing cost of the touch position-pressure sensing module is lowered, and the overall thickness of the touch screen 130 can be reduced, and the manufacturing process This can be simplified. As described above, when the electrode for detecting the touch position and the electrode for detecting the touch pressure are shared, a distinction between the detection signal including information on the touch position and the detection signal including information on the touch pressure is required.
  • the touch position and the touch pressure are distinguished. I can detect it.
  • 12A to 12K are structural diagrams of the touch position-pressure sensing module according to the second embodiment.
  • the touch position-pressure sensing module 5000 according to the second embodiment may include a spacer layer 5400.
  • the touch position-pressure sensing module 5000 may include a reference potential layer 5500.
  • the description of the reference potential layer 5500 is the same as that described with reference to FIGS. 10A to 10D and thus will be omitted.
  • the reference potential layer may be a two-dimensional plane on which the first electrode 5100 is formed, a two-dimensional plane on which the second electrode 5200 is formed, or a two-dimensional plane on which the third electrode 5300 is formed. It may have a plane parallel to.
  • the touch position-pressure sensing module 5000 includes a first electrode 5100 formed on one layer and a spacer layer formed under the layer on which the first electrode 5100 is formed. 5400 and a reference potential layer 5500 formed under the spacer layer 5400.
  • FIGS. 12A and 12B The description of the configuration of FIGS. 12A and 12B is similar to the description with reference to FIGS. 10A and 10B and only the differences will be described below.
  • the finger when an object such as a user's finger is close to the first electrode 5100, the finger serves as a ground to change the touch position by changing the magnetic capacitance of the first electrode 5100.
  • the pressure is applied to the touch screen 130 by the object, the distance d between the first electrode 5100 and the reference potential layer 5500 is changed.
  • the touch pressure may be detected through the change of the magnetic capacitance of the electrode 2100.
  • the touch position-pressure sensing module 5000 may include a first electrode 5100 formed in one layer and a lower layer formed in a lower layer of the layer in which the first electrode 5100 is formed.
  • the second electrode 5200, the spacer layer 5400 formed under the layer on which the second electrode 5200 is formed, and the reference potential layer 5500 formed under the spacer layer 5400 may be included.
  • the first electrode 5100 and the second electrode 5200 may be composed of a plurality of electrodes 6100, respectively, as shown in FIG. 16A.
  • the finger when an object such as a user's finger is close to the first electrode 5100, the finger serves as a ground to change the touch position by changing the magnetic capacitance of the first electrode 5100.
  • the touch pressure may be detected by changing the mutual capacitance between the first electrode 5100 and the second electrode 5200.
  • the first electrode 5100 and the second electrode 5200 are configured of a plurality of first electrodes 6200 and a plurality of second electrodes 6300, respectively, as shown in FIG. 16B. Each may be arranged to cross each other.
  • the touch position can be detected by the mutual capacitance change between the first electrode 5100 and the second electrode 5200, and the distance d between the second electrode 5200 and the reference potential layer 5500 changes.
  • the touch pressure may be detected by changing the magnetic capacitance of the second electrode 5200.
  • the touch position may be detected by a change in mutual capacitance between the first electrode 5100 and the second electrode 5200, and the first electrode 5100 and the second electrode 5200 may be detected.
  • the touch pressure may be detected by changing the mutual capacitance between the first electrode 5100 and the second electrode 5200 according to the change of the distance d between the reference potential layer 5500.
  • the touch position and the pressure may be sensed as described with reference to FIGS. 12C and 12D.
  • 12C and 12D when the electrode is to be configured as shown in FIG. 16B, when the first electrode 5100 and the second electrode 5200 are formed on the same layer, the shapes shown in FIG. 16C are different from those shown in FIG. 16C.
  • the first electrode 5100 and the second electrode 5200 may be configured.
  • the touch position-pressure sensing module 5000 includes a first electrode 5100 and a second electrode 5200, the first electrode 5100, and a second electrode formed on the same layer.
  • the third electrode 5300 formed on the lower layer of the electrode 5200 is formed, the spacer layer 5400 formed under the layer formed with the third electrode 5300 and the reference formed under the spacer layer 5400
  • the potential layer 5500 may be included.
  • the first electrode 5100 and the second electrode 5200 may be configured and arranged as shown in FIG. 16C, and the first electrode 5100 and the third electrode 5300 are shown in FIG. 16B. It may be configured and arranged as shown.
  • FIG. 12F when an object such as a user's finger is close to the first electrode 5100 and the second electrode 5200, the mutual capacitance between the first electrode 5100 and the second electrode 5200 is shown.
  • the touch position is detected and the pressure is applied to the touch screen 130 by the object, the first electrode 5100 and the third electrode 5300 and the reference potential layer 5500 are changed.
  • the distance d is changed, the mutual capacitance between the first electrode 5100 and the third electrode 5300 is changed, so that the touch pressure can be detected.
  • the touch position may be detected by a change in mutual capacitance between the first electrode 5100 and the third electrode 5300, and the mutual contact between the first electrode 5100 and the second electrode 5200 may be detected.
  • the change in capacitance can detect the touch pressure.
  • the touch position-pressure sensing module 5000 may include a first electrode 5100 formed on one layer and a lower layer formed on a layer on which the first electrode 5100 is formed.
  • the layer 5400 and the reference potential layer 5500 formed under the spacer layer 5400 may be included.
  • the first electrode 5100 and the second electrode 5200 are configured and arranged as shown in FIG. 16B, and the second electrode 5200 and the third electrode 5300 are shown in FIG. 16C. And can be configured and arranged as
  • the touch position may be detected by a change in mutual capacitance between the first electrode 5100 and the second electrode 5200, and the mutual capacitance between the second electrode 5200 and the third electrode 5300 may be detected.
  • the change in capacitance can detect the touch pressure.
  • the touch position may be detected by a change in mutual capacitance between the first electrode 5100 and the third electrode 5300, and between the first electrode 5100 and the second electrode 5200.
  • the mutual capacitance change can detect the touch pressure.
  • the touch position-pressure sensing module 5000 may include a first electrode 5100 formed in one layer and a lower layer formed in a lower layer of the layer in which the first electrode 5100 is formed.
  • the second electrode 5200, the third electrode 5300 formed on the lower layer of the layer on which the second electrode 5200 is formed, the spacer layer 5400 formed on the lower part of the layer on which the third electrode 5300 is formed, and the spacer The reference potential layer 5500 formed under the layer 5400 may be included.
  • the first electrode 5100 and the second electrode 5200 may be configured and arranged as shown in FIG. 16B, and the second electrode 5200 and the third electrode 5300 may also be illustrated in FIG. 16B. It may be configured and arranged as shown.
  • the finger when an object such as a user's finger is close to the first electrode 5100 and the second electrode 5200, the finger serves as a ground, and the mutual electrostatic discharge between the first electrode 5100 and the second electrode 5200 is performed.
  • the touch position is detected through the change of capacitance and the pressure is applied to the touch screen 130 by the object, the second electrode 5200, the third electrode 5300, and the reference potential layer 5500 are applied.
  • the distance d may change, and thus, the touch pressure may be detected by changing the mutual capacitance between the second electrode 5200 and the third electrode 5300.
  • the finger serves as a ground, and thus, the first electrode 5100 and the second electrode ( 5200) the touch position may be detected through the change of each magnetic capacitance.
  • the touch position-pressure sensing module 5000 may include a first electrode 5100 formed on one layer and a lower layer formed on a layer on which the first electrode 5100 is formed.
  • the second electrode 5200 may include a spacer layer 5400 formed under the layer on which the second electrode 5200 is formed, and a third electrode 5300 formed on the lower layer of the spacer layer 5400.
  • the first electrode 5100 and the second electrode 5200 may be configured and arranged as shown in FIG. 16B, and the third electrode 5300 may be configured as shown in FIG. 16A, or The second electrode 5200 and the third electrode 5300 may be configured and arranged as shown in FIG. 16B.
  • the finger when an object such as a user's finger is close to the first electrode 5100 and the second electrode 5200, the finger serves as a ground, and the mutual electrostatic discharge between the first electrode 5100 and the second electrode 5200 is performed.
  • the touch position may be detected through a change in capacitance, and when the pressure is applied to the touch screen 130 by the object, the distance d between the second electrode 5200 and the third electrode 5300 may change.
  • the touch pressure may be detected by changing the mutual capacitance between the second electrode 5200 and the third electrode 5300.
  • the finger serves as a ground, and thus, the first electrode 5100 and the second electrode ( 5200) the touch position may be detected through the change of each magnetic capacitance.
  • the touch position-pressure sensing module 5000 includes a first electrode 5100 formed on one layer and a spacer layer formed under the layer on which the first electrode 5100 is formed. 5400 and a second electrode 5200 formed on the lower layer of the spacer layer 5400.
  • the first electrode 5100 and the second electrode 5200 may be configured and arranged as shown in FIG. 16B.
  • the mutual capacitance between the first electrode 5100 and the second electrode 5200 is changed to detect the touch position, and the pressure is applied to the touch screen 130 by the object, The distance d between the first electrode 5100 and the second electrode 5200 is changed. Accordingly, the touch pressure can be detected by changing the mutual capacitance between the first electrode 5100 and the second electrode 5200.
  • the first electrode 5100 and the second electrode 5200 may be configured and arranged as shown in FIG. 16A.
  • the finger when an object such as a user's finger is close to the first electrode 5100, the finger serves as a ground, and the magnetic capacitance of the first electrode 5100 is changed to detect the touch position.
  • the touch pressure may be detected through a change in mutual capacitance between the electrode 5100 and the second electrode 5200.
  • the touch screen 130 includes a touch position sensing module 1000, a display module 3000 disposed below the touch position sensing module 1000, and the display module ( 3000 may include a touch pressure sensing module 2000 disposed below and a substrate 4000 disposed below the touch pressure sensing module 2000.
  • the touch screen 130 includes the touch pressure sensing module 2000 or the touch position-pressure sensing module 5000 including the spacer layers 2400 and 5400. Since it is disposed on the upper portion of the display module 3000, the color clarity, visibility and light transmittance may be lowered. Therefore, in order to prevent such a problem from occurring, the touch position sensing module 1000 and the display module 2000 are completely laminated using an adhesive such as an optically clear adhesive (OCA), and the touch pressure sensing module ( By disposing the 2000 under the display module 3000, the aforementioned problems can be alleviated and solved. In addition, by using a gap formed between the display module 3000 and the substrate 4000 as a spacer layer for sensing touch pressure, the thickness of the entire touch screen 130 may be reduced.
  • OCA optically clear adhesive
  • the touch position sensing module 1000 of the embodiment illustrated in FIG. 13 is the same as the touch position sensing module illustrated in FIGS. 9A to 9D.
  • the touch pressure sensing module 2000 of the embodiment illustrated in FIG. 13 may be the touch pressure sensing module illustrated in FIGS. 10A to 10F and the touch pressure sensing module illustrated in FIGS. 14A to 14B.
  • the touch pressure sensing module 2000 includes a reference potential layer 2500, a spacer layer 2400 formed below the reference potential layer 2500, and the spacer layer 2400. It may include a first electrode 2100 formed in the lower layer of the. Since the configuration and operation of FIG. 14A are the same as the configuration and operation of FIGS. 10A and 10B except that the relative positions of the reference potential layer 2500 and the first electrode 2100 are replaced, the overlapping description will be omitted.
  • the touch pressure sensing module 2000 includes a reference potential layer 2500, a spacer layer 2400 formed under the ground, and a first layer formed under the spacer layer 2400.
  • the electrode 2100 and the second electrode 2200 formed on the lower layer of the layer on which the first electrode 2100 is formed may be included.
  • the configuration and operation of FIG. 14B are the same as the configurations and operations of FIGS. 10C and 10D except that the relative positions of the reference potential layer 2500, the first electrode 2100, and the second electrode 2200 are replaced. Duplicate explanations are omitted. In this case, even when the first electrode 2100 and the second electrode 2200 are formed on the same layer, the touch pressure may be sensed as described with reference to FIGS. 10C and 10D.
  • the display module 3000 is disposed below the touch position sensing module 1000, but the touch position sensing module 1000 may be included in the display module 3000.
  • the touch pressure sensing module 2000 is disposed below the display module 3000, but a part of the touch pressure sensing module 2000 may be included in the display module 3000.
  • the reference potential layer 2500 of the touch pressure sensing module 2000 may be disposed inside the display module 3000, and electrodes 2100 and 2200 may be formed under the display module 3000.
  • the gap formed in the display module 3000 is used as a spacer layer for sensing the touch pressure, thereby reducing the overall touch screen 130.
  • electrodes 2100 and 2200 may be formed on the substrate 4000.
  • the electrodes 2100 and 2200 are formed on the substrate 4000, not only the gap formed in the display module 300 but also the gap formed between the display module 3000 and the substrate 4000.
  • the sensitivity for detecting touch pressure can be further increased.
  • the touch screen 130 according to the fourth embodiment of the present invention may include at least one of a touch position sensing module and a touch pressure sensing module in the display module 3000.
  • 15B and 15C are structural diagrams for touch pressure sensing and touch position sensing of the touch screen according to the fourth embodiment, respectively.
  • 15B and 15C illustrate the LCD panel as the display module 3000.
  • the display module 3000 may include a TFT layer 3100 and a color filter layer 3300.
  • TFT layer 3100 includes a TFT substrate layer 3110 positioned directly above it.
  • the color filter layer 3300 includes a color filter substrate layer 3200 located directly below it.
  • the display module 3000 includes a liquid crystal layer 3600 between the TFT layer 3100 and the color filter layer 3300.
  • the TFT substrate layer 3110 includes electrical components necessary to generate an electric field for driving the liquid crystal layer 3600.
  • the TFT substrate layer 3110 may be formed of various layers including a data line, a gate line, a TFT, a common electrode, a pixel electrode, and the like. These electrical components can operate to produce a controlled electric field to orient the liquid crystals located in the liquid crystal layer 3600.
  • the display module 3000 of the present invention may include sub-photo spacers 3500 disposed on the color filter substrate layer 3200. These sub photo spacers 3500 may be disposed on a boundary point between the row common electrode 3410 and the adjacent guard shielding electrode 3420.
  • a conductive material layer 3510 such as ITO, may be patterned on the sub photo spacer 3500.
  • a fringe capacitance C1 is formed between the row common electrode 3410 and the conductive material layer 3510 and a fringe capacitance C2 is formed between the guard shield electrode 3420 and the conductive material layer 3510. Can be formed.
  • the display module 3000 as illustrated in FIG. 15B operates as a touch pressure sensing module
  • the distance between the sub photo spacer 3500 and the TFT substrate layer 3110 is reduced by external pressure, and thus, the low common electrode.
  • the capacitance between the 3410 and the guard shielding electrode 3420 may be reduced.
  • the conductive material layer 3510 may serve as a reference potential layer and sense a touch pressure by sensing a change in capacitance between the row common electrode 3410 and the guard shielding electrode 3420.
  • FIG. 15C illustrates a structure in which the LCD panel is used when the display module 3000 is used as the touch position sensing module.
  • an arrangement of the common electrode 3730 is illustrated.
  • the common electrodes 3730 may be grouped into a first region 3710 and a second region 3720 to detect a touch position.
  • the common electrodes 3730 included in one first region 3710 may be manipulated to function in correspondence with the first electrode 6400 of FIG. 16C and may also be included in one second region 3720.
  • the common electrodes 3730 may be manipulated to function in correspondence with the second electrode 6500 of FIG. 16C. That is, the common electrodes 3730 can be grouped to use the common electrode 3730, which is an electrical configuration for operating the LCD panel, to detect the touch position, and such grouping can be achieved by an operation operation together with the structural configuration. Can be.
  • the display module 3000 illustrated in FIG. 15 may function as the display module 3000 by operating the electrical components of the display module 3000 in its original purpose.
  • the display module 3000 may function as a touch pressure sensing module by operating at least some of the electrical components of the display module 3000 for touch pressure sensing.
  • the display module 3000 may function as a touch position sensing module module by operating at least some of the electrical components of the display module 3000 for touch position sensing.
  • each operation mode may operate in time division. That is, the display module 3000 may operate as a display module in the first time section, and function as a pressure sensing module in the second time section and / or as a position sensing module in the third time section.
  • the display module 3000 may be touch pressure by manipulating electrical components for the display operation of the display module 3000. And / or if it can be used for touch position sensing, it may be included in the fourth embodiment.
  • Device 100 is a structural diagram of a touch input device 100 according to an embodiment of the present invention.
  • Device 100 may include a controller 110, a touch screen 130, and a processor 140.
  • the touch input device 100 may be a portable electronic device such as a notebook computer, a personal digital assistant (PDA), and a smart phone.
  • the touch input device 100 according to the embodiment of the present invention may be a non-mobile electronic device such as a desktop computer or a smart television.
  • Touch screen 130 allows a user to manipulate the computing system by touching (touching) the screen with an object such as a finger.
  • the touch screen 130 recognizes the contacts on the panel and the computing system can interpret these contacts and perform calculations accordingly.
  • the processor 140 may detect whether the touch is made on the touch screen 130 and the position of the touch when the touch is made on the touch screen 130. In addition, the processor 140 may measure the amount of change in capacitance generated according to the touch when the touch screen 130 is touched.
  • the processor 140 may perform capacitance due to the proximity of the object 10 to the touch screen 130 through the touch position sensing module 1000 or the touch position-pressure sensing module 5000 of the touch screen 130.
  • the amount of change can be measured, and the touch position can be calculated from the measured amount of change in capacitance.
  • the processor 140 may calculate the above-described touch position through the display module 3000 capable of sensing the touch position / pressure of the touch screen 130.
  • the magnitude of the capacitance change amount may vary according to the touch pressure during touch. Therefore, when touching the touch screen 130, the processor 140 may measure the magnitude of the capacitance change amount according to the touch pressure.
  • the smaller the touch pressure the smaller the capacitance change amount, and the larger the touch pressure, the larger the capacitance change amount.
  • the processor 140 may touch the touch screen 130 through the touch pressure sensing module 2000, the touch position-pressure sensing module 5000, or the display module 3000 capable of sensing the touch pressure of the touch screen 130.
  • the amount of change in capacitance caused by the pressure of the object 10 applied to) may be measured, and the magnitude of the touch pressure may be calculated from the measured amount of change in capacitance.
  • the processor 140 does not touch the touch screen 130 directly, but the touch screen 130 is close enough such that an object such as a finger is close enough to cause a change in capacitance in the touch screen 130. Hovering close to) may be recognized.
  • the processor 140 may touch the touch position sensing module 1000, the touch position-pressure sensing module 5000, or the display module of the touch screen 130.
  • the capacitance change amount according to the proximity of the object 10 to the touch screen 130 may be measured through the 3000, and the position of the object may be calculated along with the presence or absence of the object from the measured capacitance change amount.
  • the amount of change in capacitance generated by the touch screen 130 due to the hovering is larger than the error of the change in capacitance generated in the general touch screen 130. Do.
  • the processor 140 detects an amount of change in capacitance generated by the touch screen 130 to calculate whether there is a touch, a position / touch pressure of the touch, and / or a power failure for the touch. Dose variations can be measured.
  • the processor 140 transmits at least one of the measured capacitance change amount and the touch position and the magnitude of the touch pressure calculated from the measured capacitance change amount to the controller 110.
  • the controller 110 may calculate the touch time by using the capacitance change amount transmitted from the processor 140.
  • the controller 110 may be an application processor.
  • An application processor is a processing device capable of performing functions such as command interpretation, operation, and control in a portable electronic device.
  • the controller 110 may calculate the time when the object is touched by the touch screen 130 by measuring the time that the capacitance change amount is maintained above the first predetermined value.
  • the touch input device 100 may not generally be recognized as a valid touch as an error range.
  • FIG. 3A shows that the effective touch time for which the capacitance change amount is kept above the first predetermined value is 8t (1t to 9t).
  • the valid touch in FIG. 3A may include hovering.
  • the time of the direct touch on the touch screen 130 may be calculated by the controller 110 measuring the time that the capacitance change amount is maintained above the second predetermined value.
  • the capacitance change amount is greater than the first predetermined value and less than the second predetermined value, it may be a hovering touch interval.
  • the controller 110 may calculate the touch time directly by measuring only the time interval in which the capacitance change amount is greater than or equal to the second predetermined value. For example, it can be seen from FIG. 3B that the direct touch time is 2t (2t to 4t).
  • the touch pressure may be recognized as different inputs to the touch input device 100 according to the level of the size. For example, when the touch screen 130 is touched by the first touch pressure, the touch input device 100 may be set to execute the first operation, and when the touch screen 130 is touched by the second touch pressure, the touch input device. 100 may be set to execute the second operation.
  • the touch input device 100 capable of detecting the touch time may be recognized as different inputs to the touch input device 100 according to the length of the touch time. For example, when the touch screen 130 is touched by the first touch time, the touch input device 100 may be set to execute a third operation, and when the touch screen 130 is touched by the second touch time, the touch input device. 100 may be set to execute the fourth operation.
  • a basic touch input to the touch input device 100 may be referred to as a tap touch.
  • a setting operation according to the tap touch may be executed.
  • a touch having a relatively large pressure as compared to the tap touch may be referred to as a pressure touch, and a setting operation according to the pressure touch may be executed when the pressure touch is input to the touch input device 100.
  • various operations can be set according to the size level of the pressure touch.
  • a touch having a relatively longer time than the tap touch may be referred to as a long touch, and a setting operation according to the long touch may be executed when the long touch is input to the touch input device 100. have. At this time, it is obvious that various operations may be set according to the length of time of the long touch.
  • an overlapping part may occur.
  • the touch when a predetermined touch has a pressure greater than the tap touch, the touch may be recognized as a pressure touch, and when the touch is touched for a longer time than the tap touch, the touch may be recognized as a long touch.
  • FIG. 4A and 4B illustrate graphs of the long touch and the pressure touch when the long touch and the pressure touch can be confused, respectively.
  • the touch on the touch input device 100 may be recognized as a long touch. Therefore, when it is confirmed that the touch is maintained for more than the first time T1, the touch input device 100 may execute an operation A for the corresponding long touch at the first time T1.
  • the pressure of the touch on the touch screen 130 When the pressure of the touch on the touch screen 130 is greater than or equal to the first pressure F1, it may be recognized as a pressure touch. In this case, as illustrated in FIG. 4B, the user may gradually increase the pressure of the touch on the touch screen 130 to perform the pressure touch. However, since the time of the touch at the first time point T1 satisfies the long touch criterion, the corresponding touch is recognized as the long touch before being recognized as the pressure touch, and thus the operation of the long touch at the first time point T1 is performed. ) May be executed.
  • embodiments of the present invention propose a method, algorithm, and apparatus that can clearly distinguish a pressure touch from a long touch.
  • FIG. 5 is a graph showing touch types distinguished according to the method for discriminating between long touch and pressure touch according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the tap touch is illustrated as a, the long touch as b, and the pressure touch as c and d.
  • the touch whose touch time is shorter than the first time T1 and whose touch pressure is smaller than the first pressure F1 may be set as the tap touch a.
  • the touch maintained for more than the first time T1 at a pressure smaller than the first pressure F1 may be set to the long touch b.
  • the touch having a pressure greater than or equal to the first pressure F1 within the first time T1 may be set to the pressure touches c and d. In this case, the touch may not necessarily be maintained for the first time T1, but a section having a pressure greater than the first pressure F1 may be required within the first time T1.
  • the touch type determination as to whether it is a tap touch, a long touch, or a pressure touch may be performed at the first time T1.
  • an operation according to the touch type may be performed.
  • An operation according to each touch type may need to satisfy a condition necessary for executing the corresponding operation.
  • the first time T1 which is a reference time for determining a touch type, is a sensitivity of the touch input device 100, a response speed that the touch input device 100 targets, an error rate for determining a touch type to be achieved, and user convenience. It may be determined in consideration of various matters.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for determining a long touch and a pressure touch according to an embodiment of the present invention.
  • Long touch and pressure touch determination method according to an embodiment of the present invention can be carried out through the controller 110, may be implemented in other configurations, such as the processor 140 according to the embodiment.
  • the controller 110 determines whether there is a touch on the touch screen 130 from touch information according to the capacitance change amount and / or the capacitance change amount transferred from the processor 140 (S100).
  • the touch information may include whether a touch is made, a touch position, and / or a touch pressure.
  • no operation is performed (S110), and it may be returned to step S100 of determining whether there is a touch again. If there is a touch in step S100, it is determined whether there is a section in which the touch has a pressure equal to or greater than the first pressure F1 within the first time T1 (S200).
  • step S200 If it is determined in step S200 that the touch has a section having a pressure greater than or equal to the first pressure F1 within the first time T1, the corresponding touch may be classified as a pressure touch (S210). For example, in FIG. 5, c and d may be divided into pressure touches. Accordingly, the controller 110 may cause the touch input device 100 to execute an operation according to the pressure touch and the touch type determination may be terminated (S300).
  • step S200 determines whether the touch is released before the first time T1. (S220). If it is determined in step S220 that the touch is released before the first time T1, the corresponding touch may be classified as a tap touch (S221). For example, in FIG. 5, while the touch is released before the first time T1, a, in which the pressure does not increase beyond the first pressure F1 before the first time T1, may be classified as a tap touch. Accordingly, the controller 110 may cause the touch input device 100 to execute an operation according to the tap touch, and the touch type determination may be terminated (S300).
  • the corresponding touch may be divided into long touches (S222).
  • the controller 110 may cause the touch input device 100 to execute an operation according to the long touch and the touch type determination may be terminated (S300).
  • an operation according to a corresponding touch type may be set to be executed when the additional condition set in the touch input device 100 is satisfied.
  • the touch input device 100 including the touch screen 130 according to the embodiment of the present invention may further include a memory 120.
  • the memory 120 may store an operation set according to the first time T1, the first pressure F1, and the touch type.
  • the controller 110 according to an embodiment of the present invention may perform the determination algorithm with reference to the memory 120.
  • the user In order to perform the pressure touch so that the user of the touch input device 100 capable of performing the determination algorithm as described above is not confused with the long touch, the user has the first pressure F1 or more within the first time T1. It is necessary to perform the touch to have a pressure.
  • the size of the first pressure F1 which is a determination criterion, may not be appropriate depending on the age, physical condition, and situation of the user. For example, in the case of a healthy man, the first pressure F1 is smaller than that of his or her hand, and thus, even when the user tries to make a long touch, the force control may fail and the pressure touch may be recognized.
  • the first pressure F1 is very large compared to the power of his or her hand, and even when the user tries to touch the pressure, the user cannot recognize the touch as long touch because the user cannot touch the pressure higher than the first pressure F1.
  • the first pressure F1 may be set as a default value in the memory 120, and the user may select the first pressure F1 as necessary. Can be set by changing the value.
  • FIG. 7A and 7B illustrate a method of adjusting the discrimination criteria of the long touch and the pressure touch in the touch input device according to the embodiment of the present invention.
  • a screen for setting the first pressure F1 may be displayed on the touch screen 130.
  • the user may press the touch input area labeled 22 to set the desired first pressure F1.
  • the moving circle 20 may move on the bar 212 according to the size of the user's touch pressure.
  • the user can press the touch input area 22 until the desired pressure level is reached, and in order to set the desired pressure level as the first pressure F1, the user can press the touch input area 22 at the pressure level. Can be released after holding for a predetermined time.
  • the first pressure F1 may be set as the corresponding pressure. This is merely an example and the user may set the first pressure F1 in the touch input device 100 in various ways, and the setting contents may be stored in the memory 120.
  • different screens of the touch screen 130 may be divided to set different first pressures F1 for each divided screen.
  • the screen of the touch screen 130 is divided into four and the first pressure F1 is set for each of the divided screens 1, 2, 3, and 4.
  • the first pressure F1 of the split screen may be set by selecting a split screen for setting the first pressure F1 and then moving the moving circle 20 to a desired first pressure F1 level position. This setting process may be set similarly for the remaining split screens.
  • a plurality or all of the divided screens among the plurality of split screens 1, 2, 3, and 4 may be selected and the first pressure F1 may be set at the same time.
  • the selection of the split screen may be performed by touching the split screen to be selected.
  • the size of the first pressure F1 may be set by moving the moving circle 20.
  • the setting of the first pressure F1 for the split screen of the touch screen 130 shown in FIG. 7B is merely an example, and the first pressure F1 is set for the split screen of the touch screen 130 according to various implementation methods. Can be set.
  • the setting of the first pressure F1 for each of the divided screens may be performed according to the method described with reference to FIG. 7A.
  • a method for clearly distinguishing a long touch and a pressure touch from a touch input device can be provided.
  • a touch input device including a touch screen that can execute a method for clearly distinguishing the long touch and the pressure touch.
  • the present invention can provide a method and a touch input device for allowing a user to set the first pressure which is the criterion of the pressure touch.

Abstract

본 발명의 실시형태에 따른 터치종류 판별방법은 터치 압력 및 터치 시간을 검출할 수 있는 터치 스크린을 포함하는 터치 입력 장치에서, 상기 터치 스크린에 대한 터치가 제1시간 이내에 제1압력 이상이 되는 구간이 있는지 판단하는 단계; 및 상기 터치가 제1시간 이내에 제1압력 이상이 되는 구간을 갖는지 여부에 따라 터치종류를 분류하는 단계;를 포함한다.

Description

터치종류 판별방법 및 이를 수행하는 터치 입력 장치
본 발명은 터치종류 판별방법 및 이를 수행하는 터치 입력 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 하나의 터치 입력 장치에서 롱터치와 압력터치의 판단 기준을 명확히 하여 이 둘의 혼동으로 인한 문제점을 해소할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작 시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다.
터치 스크린은 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널(touch sensor panel)을 포함할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 패널의 전면에 부착되어 터치-감응 표면이 디스플레이 패널의 보이는 면을 덮을 수 있다. 터치 스크린은 사용자가 손가락 등으로 스크린을 단순히 접촉함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 터치 스크린은 패널 상의 접촉 및 접촉 위치를 인식하고 컴퓨팅 시스템은 이러한 접촉을 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
터치 스크린을 포함하는 터치 입력 장치에서 터치 스크린을 통한 사용자와 장치 간의 인터랙션(interaction)을 통해서 다양한 업무가 수행될 수 있다. 이러한 다양한 업무를 수행하기 위해 터치 스크린에 대한 단순 터치뿐 아니라 시간적으로 긴 롱터치 및 압력의 크기에 따라 다른 입력값을 갖는 압력터치를 판별할 필요성이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 터치 입력 장치에서 롱터치와 압력터치를 판별할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시형태에 따른 터치종류 판별방법은 터치 압력 및 터치 시간을 검출할 수 있는 터치 스크린을 포함하는 터치 입력 장치에서, 상기 터치 스크린에 대한 터치가 제1시간 이내에 제1압력 이상이 되는 구간이 있는지 판단하는 단계; 및 상기 터치가 제1시간 이내에 제1압력 이상이 되는 구간을 갖는지 여부에 따라 터치종류를 분류하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 터치종류 판별이 가능한 터치 입력 장치는 터치 압력 및 터치 시간을 검출할 수 있는 터치 입력 장치로서, 터치 스크린; 및 제어기를 포함하며, 상기 제어기는: 상기 터치 스크린에 대한 터치가 제1시간 이내에 제1압력 이상이 되는 구간이 있는지 판단하는 단계; 및 상기 터치가 제1시간 이내에 제1압력 이상이 되는 구간을 갖는지 여부에 따라 터치종류를 분류하는 단계;를 수행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 터치 입력 장치는 터치 스크린을 포함하는 터치 입력 장치이고, 상기 터치 스크린에 대한 터치로서 제1압력보다 작은 압력으로 제1시간 기간보다 같거나 긴 시간 기간동안 유지되는 제1터치와, 상기 터치 스크린에 대한 터치로서 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는 제2터치에 대해서 서로 다른 동작을 실행하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 터치 입력 장치에서 롱터치와 압력터치를 명확히 판별할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 롱터치와 압력터치를 명확히 판별할 수 있는 방법을 실행할 수 있는 터치 스크린을 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 압력터치의 판단기준이 되는 제1압력을 사용자가 설정할 수 있도록 하는 방법 및 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치의 구조도이다.
도 2a 및 도2b는 압력에 의한 정전용량의 변화량을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 터치 시간을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 롱터치와 압력터치가 혼동될 수 있는 경우의 롱터치와 압력터치의 그래프를 예시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 롱터치와 압력터치의 판별방법에 따라 구별되는 터치 종류를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 롱터치와 압력터치의 판별방법에 대한 흐름도이다.
도7a 및 도7b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 롱터치와 압력터치의 판별기준을 조절하는 방법을 예시한다.
도 8은 제1실시형태에 따른 터치 스크린의 구조도를 예시한다.
도 9a 내지 도 9d는 제1실시형태에 따른 터치 스크린의 터치 위치 감지 모듈의 구조도이다.
도 10a 내지 도 10f는 제1실시형태에 따른 터치 스크린의 터치 압력 감지 모듈의 구조도이다.
도 11은 제2실시형태에 따른 터치 스크린의 구조도를 예시한다.
도 12a 내지 도 12k는 제2실시형태에 따른 터치 스크린의 터치 위치-압력 감지 모듈의 구조도이다.
도 13은 제3실시 형태에 따른 터치 스크린의 구조도를 예시한다.
도 14a 내지 도 14b는 제3실시형태에 따른 터치 스크린의 터치 압력 감지 모듈일 수 있다.
도 15a는 제4실시형태에 따른 터치 스크린의 구조도를 예시한다.
도 15b 및 도 15c는 각각 제4실시형태에 따른 터치 스크린의 터치 압력 감지 및 터치 위치 감지를 위한 구조도이다.
도 16a 내지 도 16d는 실시 형태에 따른 터치 감지 모듈에 형성된 전극의 형태를 나타내는 구조도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 터치 스크린(130)을 포함하는 터치 입력 장치(100)를 설명한다. 본 발명의 실시예 따른 롱터치 및 압력터치의 판별기술을 살펴보기 전에 터치 입력 장치(100)에 포함되는 터치 스크린(130)에 대해서 도 8 내지 도 16을 참조하여 상세하게 살펴본다.
도 8은 제1실시형태에 따른 터치 스크린의 구조도를 예시한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 터치 스크린(130)은 터치 위치 감지 모듈(1000), 상기 터치 위치 감지 모듈(1000) 하부에 배치된 터치 압력 감지 모듈(2000), 상기 터치 압력 감지 모듈(2000) 하부에 배치된 디스플레이 모듈(3000) 및 상기 디스플레이 모듈(3000) 하부에 배치된 기판(4000)을 포함할 수 있다. 예컨대, 터치 위치 감지 모듈(1000) 및 터치 압력 감지 모듈(2000)은 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있다. 이하에서, 터치 위치 및/또는 터치 압력을 감지하기 위한 모듈(1000, 2000, 3000, 5000)은 통합적으로 터치 감지 모듈로 지칭될 수 있다.
디스플레이 모듈(3000)은 사용자가 시각적으로 내용을 확인할 수 있도록 화면을 디스플레이할 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(3000)에 대한 디스플레이는 디스플레이 드라이버(display driver)를 통해 수행될 수 있다. 디스플레이 드라이버(미도시)는 운영 체제가 디스플레이 어댑터를 관리 또는 제어하기 위한 소프트웨어로서 장치 드라이버의 일종이다.
도 9a 내지 도 9d는 제1실시형태에 따른 터치 위치 감지 모듈의 구조도이고, 도 16a 내지 도 16c는 실시 형태에 따른 터치 위치 감지 모듈에 형성된 전극의 형태를 나타내는 구조도이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 터치 위치 감지 모듈(1000)은 하나의 층에 형성된 제1전극(1100)을 포함할 수 있다. 이 때, 제1전극(1100)은 도 16a에 도시된 형태와 같이 복수의 전극(6100)들로 구성되어, 각각의 전극(6100)에 구동신호가 입력되고, 각각의 전극으로부터 자기 정전용량에 관한 정보를 포함하는 감지신호가 출력될 수 있다. 사용자의 손가락과 같은 객체가 제1전극(1100)에 근접하는 경우, 손가락이 그라운드 역할을 하여, 제1전극(1100)의 자기 정전용량이 변하게 된다. 따라서, 터치 입력 장치(100)는 터치 스크린(130)에 사용자의 손가락과 같은 객체가 근접함에 따라 변하는 제1전극(1100)의 자기 정전용량을 측정하여 터치 위치를 검출할 수 있다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 실시 형태에 따른 터치 위치 감지 모듈(1000)은 서로 다른 층에 형성된 제1전극(1100) 및 제2전극(1200)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1전극(1100) 및 제2전극(1200)은 도 16b에 도시된 형태와 같이 각각 복수의 제1전극(6200)과 복수의 제2전극(6300)으로 구성되어, 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있으며, 제1전극(6200) 또는 제2전극(6300) 중 어느 하나에 구동신호가 입력되고, 다른 하나로부터 상호 정전용량에 관한 정보를 포함하는 감지신호가 출력될 수 있다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 사용자의 손가락과 같은 객체가 제1전극(1100) 및 제2전극(1200)에 근접하는 경우, 손가락이 그라운드 역할을 하여, 제1전극(1100)과 제2전극(1200)간의 상호 정전용량이 변하게 된다. 이 경우, 터치 입력 장치(100)는 터치 스크린(130)에 사용자의 손가락과 같은 객체가 근접함에 따라 변하는 제1전극(1100)과 제2전극(1200)간의 상호 정전용량을 측정하여 터치 위치를 검출할 수 있다. 또한, 제1전극(6200) 및 제2전극(6300)에 구동신호가 입력되고, 각각의 제1전극(6200) 및 제2전극(6300)으로부터 자기 정전용량에 관한 정보를 포함하는 감지신호가 출력될 수 있다. 도 9c에 도시된 바와 같이, 사용자의 손가락과 같은 객체가 제1전극(1100) 및 제2전극(1200)에 근접하는 경우, 손가락이 그라운드 역할을 하여, 제1전극(1100) 및 제2전극(1200) 각각의 자기 정전용량이 변하게 된다. 이 경우, 터치 입력 장치(100)는 터치 스크린(130)에 사용자의 손가락과 같은 객체가 근접함에 따라 변하는 제1전극(1100) 및 제2전극(1200)의 자기 정전용량을 측정하여 터치 위치를 검출할 수 있다.
도 9d에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 터치 위치 감지 모듈(1000)은 하나의 층에 형성된 제1전극(1100) 및 상기 제1전극(1100)이 형성된 층과 같은 층에 형성된 제2전극(1200)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1전극(1100) 및 제2전극(1200)은 도 16c에 도시된 형태와 같이 각각 복수의 제1전극(6400)과 복수의 제2전극(6500)으로 구성되어, 복수의 제1전극(6400)과 복수의 제2전극(6500)은 각각 서로 교차하지 않으면서, 각각의 제1전극(6400)이 연장된 방향과 교차하는 방향으로 각각의 제2전극(6500)이 연결될 수 있도록 배열될 수 있으며, 도 9d에 도시된 제1전극(6400) 또는 제2전극(6500)을 이용하여 터치 위치를 검출하는 원리는 도 9c를 참조하여 설명된 것과 동일하므로 생략한다.
도 10a 내지 도 10f는 제1실시형태에 따른 터치 압력 감지 모듈의 구조도이고, 도 16a 내지 도 16d는 실시형태에 따른 터치 압력 감지 모듈에 형성된 전극의 형태를 나타내는 구조도이다.
도 10a 내지 도 10f에 도시된 바와 같이, 제1실시형태에 따른 터치 압력 감지 모듈(2000)은 스페이서층(2400)을 포함할 수 있다. 스페이서층(2400)은 에어갭(air gap)으로 구현될 수 있다. 스페이서는 실시 예에 따라 충격흡수물질로 이루어질 수 있고, 또한 실시 예에 따라 유전물질(dielectric material)로 채워질 수 있다.
도 10a 내지 도 10d에 도시된 바와 같이, 제1실시형태에 따른 터치 압력 감지 모듈(2000)은 기준 전위층(2500)을 포함할 수 있다. 기준 전위층(2500)은 임의의 전위를 가질 수 있다. 예컨대, 기준 전위층은 그라운드(ground) 전위를 갖는 그라운드 층일 수 있다. 이 때, 기준 전위층은 후술하게 될 터치 압력을 감지하기 위한 제1전극(2100)이 형성된 2차원 평면 또는 제2전극(2200)이 형성된 2차원 평면과 평행한 평면을 가질 수 있다. 도 10a 내지 도 10d에서는, 터치 압력 감지 모듈(2000)이 기준 전위층(2500)을 포함하는 것으로 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 압력 감지 모듈(2000)이 기준 전위층(2500)을 포함하지 않고, 터치 압력 감지 모듈(2000) 하부에 배치된 디스플레이 모듈(3000) 또는 기판 (4000)이 기준 전위층 역할을 할 수 있다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 터치 압력 감지 모듈(2000)은 하나의 층에 형성된 제1전극(2100), 상기 제1전극(2100)이 형성된 층의 하부에 형성된 스페이서층(2400) 및 상기 스페이서층(2400)의 하부에 형성된 기준 전위층(2500)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1전극(2100)은 도 16a에 도시된 형태와 같이 복수의 전극(6100)들로 구성되어, 각각의 전극(6100)에 구동신호가 입력되고, 각각의 전극으로부터 자기 정전용량에 관한 정보를 포함하는 감지신호가 출력될 수 있다. 사용자의 손가락 또는 스타일러스와 같은 객체에 의하여 터치 스크린(130)에 압력이 가해지는 경우, 도 10b에 도시된 바와 같이, 제1전극(2100)이 적어도 터치 위치에서 휘어지게 되어, 제1전극(2100)과 기준 전위층(2500)간의 거리(d)가 변하게 되고, 이에 따라, 제1전극(2100)의 자기 정전용량이 변하게 된다. 따라서, 터치 입력 장치(100)는 터치 스크린(130)에 사용자의 손가락 또는 스타일러스와 같은 객체에 의해 압력이 가해짐에 따라 변하는 제1전극(2100)의 자기 정전용량을 측정하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 이와 같이 제1전극(2100)이 복수의 전극(6100)으로 구성되어 있으므로, 터치 스크린(130)에 동시에 입력된 멀티 터치 각각의 압력을 검출할 수 있다. 또한, 멀티 터치 각각의 압력을 검출할 필요가 없는 경우, 터치 위치와는 관계없이 터치 스크린(130)에 가해지는 전체적인 압력만 검출하면 되므로, 터치 압력 감지 모듈(2000)의 제1전극(2100)은 도 16d에 도시된 형태와 같이 하나의 전극(6600)으로 구성될 수 있다.
도 10c에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 터치 압력 감지 모듈(2000)은 제1전극(2100), 제1전극(2100)이 형성된 층의 하부에 형성된 제2전극(2200), 상기 제2전극(2200)이 형성된 층의 하부에 형성된 스페이서층(2400) 및 상기 스페이서층(2400)의 하부에 형성된 기준 전위층(2500)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1전극(2100) 및 제2전극(2200)은 도 16b에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열될 수 있으며, 제1전극(6200) 또는 제2전극(6300) 중 어느 하나에 구동신호가 입력되고, 다른 하나로부터 상호 정전용량에 관한 정보를 포함하는 감지신호가 출력될 수 있다. 터치 스크린(130)에 압력이 가해지는 경우, 도 10d에 도시된 바와 같이, 제1전극(2100) 및 제2전극(2200)이 적어도 터치 위치에서 휘어지게 되어, 제1전극(2100) 및 제2전극(2200)과 기준 전위층(2500)간의 거리(d)가 변하게 되고, 이에 따라, 제1전극(2100)과 제2전극(2200)간의 상호 정전용량이 변하게 된다. 따라서, 터치 입력 장치 (100)는 터치 스크린(130)에 압력이 가해짐에 따라 변하는 제1전극(2100)과 제2전극(2200)간의 상호 정전용량을 측정하여 터치 압력을 검출할 수 있다. 이와 같이 제1전극(2100) 및 제2전극(2200)이 각각 복수의 제1전극(6200) 및 복수의 제2전극(6300)으로 구성되어 있으므로, 터치 스크린(130)에 동시에 입력된 멀티 터치 각각의 압력을 검출할 수 있다. 또한, 멀티 터치 각각의 압력을 검출할 필요가 없는 경우, 터치 압력 감지 모듈(2000)의 제1전극(2100) 및 제2전극(2200) 중 적어도 하나는 도 16d에 도시된 형태와 같이 하나의 전극(6600)으로 구성될 수 있다.
이때, 제1전극(2100)과 제2전극(2200)이 동일한 층에 형성된 경우에도 도 10c에서 설명한 바와 마찬가지로 터치 압력이 감지될 수 있다. 다만, 제1전극(2100) 및 제2전극(2200)은 도 16c에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열될 수 있거나 도 16d에 도시된 형태와 같이 하나의 전극(6600)으로 구성될 수 있다.
도 10e에 도시된 바와 같이, 실시 형태에 따른 터치 압력 감지 모듈(2000)은 하나의 층에 형성된 제1전극(2100), 상기 제1전극(2100)이 형성된 층의 하부에 형성된 스페이서층(2400) 및 상기 스페이서층(2400)의 하부 층에 형성된 제2전극(2200)을 포함할 수 있다.
도 10e에서 제1전극(2100)과 제2전극(2200)의 구성 및 동작은 도 10c를 참조하여 설명한 그것과 동일하므로 생략한다. 다만, 터치 스크린(130)에 압력이 가해지는 경우, 도 10f에 도시된 바와 같이, 제1전극(2100)이 적어도 터치 위치에서 휘어지게 되어, 제1전극(2100)과 제2전극(2200)간의 거리(d)가 변하게 되고, 이에 따라, 제1전극(2100)과 제2전극(2200)간의 상호 정전용량이 변하게 된다. 따라서, 터치 입력 장치(100)는 제1전극(2100)과 제2전극(2200)간의 상호 정전용량을 측정하여 터치 압력을 검출할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제2실시형태에 따른 터치 스크린(130)은 터치 위치-압력 감지 모듈(5000), 상기 터치 위치-압력 감지 모듈(5000) 하부에 배치된 디스플레이 모듈(3000) 및 상기 디스플레이 모듈(3000) 하부에 배치된 기판(4000)을 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 실시형태와 달리, 도 11에 도시된 실시형태에 따른 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)은 터치 위치를 감지하기 위한 적어도 하나의 전극 및 터치 압력을 감지하기 위한 적어도 하나의 전극을 포함하되, 상기 전극 중 적어도 하나의 전극이 터치 위치 및 터치 압력을 감지하는데 모두 사용된다. 이와 같이 터치 위치를 감지하기 위한 전극과 터치 압력을 감지하기 위한 전극을 공유함으로써, 터치 위치-압력 감지 모듈의 제조 단가가 낮아지고, 전체적인 터치 스크린(130)의 두께를 감소시킬 수 있으며, 제조 공정이 단순해질 수 있다. 이와 같이 터치 위치를 감지하기 위한 전극과 터치 압력을 감지하기 위한 전극을 공유하는 경우에 있어서, 터치 위치에 대한 정보를 포함하는 감지신호와 터치 압력에 대한 정보를 포함하는 감지신호의 구분이 필요한 경우, 터치 위치를 감지하기 위한 구동신호와 터치 압력을 감지하기 위한 구동신호의 주파수를 달리 하거나, 터치 위치를 감지하는 시간구간과 터치 압력을 감지하는 시간구간을 달리하여 터치 위치와 터치 압력을 구분하여 감지할 수 있다.
도 12a 내지 도 12k는 제2실시형태에 따른 터치 위치-압력 감지 모듈의 구조도이다. 도 12a 내지 도 12k에 도시된 바와 같이, 제2실시 형태에 따른 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)은 스페이서층(5400)을 포함할 수 있다.
도 12a 내지 도 12i에 도시된 바와 같이, 실시 형태에 따른 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)은 기준 전위층(5500)을 포함할 수 있다. 기준전위층(5500)에 대한 설명은 도 10a 내지 도 10d를 참조하여 설명한 것과 동일하므로 생략한다. 다만, 기준 전위층은 후술하게 될 터치 압력을 감지하기 위한 제1전극(5100)이 형성된 2차원 평면, 제2전극(5200)이 형성된 2차원 평면 또는 제3전극(5300)이 형성된 2차원 평면과 평행한 평면을 가질 수 있다.
도 12a에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)은 하나의 층에 형성된 제1전극(5100), 상기 제1전극(5100)이 형성된 층의 하부에 형성된 스페이서층(5400) 및 상기 스페이서층(5400)의 하부에 형성된 기준 전위층(5500)을 포함할 수 있다.
도 12a 및 도 12b의 구성에 대한 설명은 도 10a 및 도 10b를 참조한 설명과 유사하며 이하에서는 그 차이점만을 설명한다. 도 12b에 도시된 바와 같이, 사용자의 손가락과 같은 객체가 제1전극(5100)에 근접하는 경우, 손가락이 그라운드 역할을 하여, 제1전극(5100)의 자기 정전용량의 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수 있고, 또한, 상기 객체에 의하여 터치 스크린(130)에 압력이 가해지는 경우, 제1전극(5100)과 기준 전위층(5500)간의 거리(d)가 변하게 되고, 이에 따라, 제1전극(2100)의 자기 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다.
도 12c에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)은 하나의 층에 형성된 제1전극(5100), 상기 제1전극(5100)이 형성된 층의 하부 층에 형성된 제2전극(5200), 상기 제2전극(5200)이 형성된 층의 하부에 형성된 스페이서층(5400) 및 상기 스페이서층(5400)의 하부에 형성된 기준 전위층(5500)을 포함할 수 있다.
도 12c 내지 도 12f의 구성에 대한 설명은 도 10c 및 도 10d를 참조한 설명과 유사하며 이하에서는 그 차이점만을 설명한다. 이 때, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)은 도 16a에 도시된 형태와 같이 각각 복수의 전극(6100)들로 구성될 수 있다. 도 12d에 도시된 바와 같이, 사용자의 손가락과 같은 객체가 제1전극(5100)에 근접하는 경우, 손가락이 그라운드 역할을 하여, 제1전극(5100)의 자기 정전용량의 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수 있고, 또한 상기 객체에 의하여 터치 스크린(130)에 압력이 가해지는 경우, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)과 기준 전위층(5500)간의 거리(d)가 변하게 되고, 이에 따라, 제1전극(5100)과 제2전극(5200)간의 상호 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다.
또한, 실시예에 따라 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)은 도 16b에 도시된 형태와 같이 각각 복수의 제1전극(6200)과 복수의 제2전극(6300)으로 구성되어, 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 이때, 제1전극(5100)과 제2전극(5200)간의 상호 정전용량 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수 있고, 제2전극(5200)과 기준 전위층(5500)간의 거리(d)가 변화에 따른 제2전극(5200)의 자기 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 제1전극(5100)과 제2전극(5200)간의 상호 정전용량의 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수 있고, 또한, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)과 기준 전위층(5500)간의 거리(d)가 변화에 따른 제1전극(5100)과 제2전극(5200)간의 상호 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다.
이때, 제1전극(5100)과 제2전극(5200)이 동일한 층에 형성된 경우에도 도 12c 및 도 12d를 참조하여 설명한 바와 마찬가지로 터치 위치 및 압력이 감지될 수 있다. 다만, 도 12c 및 도 12d에서 전극이 도 16b와 같이 구성되어야 하는 실시예에 대해서는, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)이 동일한 층에 형성되는 경우에는 도 16c에 도시된 형태와 같이 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)이 구성될 수 있다.
도 12e에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)은 동일한 층에 형성된 제1전극(5100) 및 제2전극(5200), 상기 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)이 형성된 층의 하부 층에 형성된 제3전극(5300), 상기 제3전극(5300)이 형성된 층의 하부에 형성된 스페이서층(5400) 및 상기 스페이서층(5400)의 하부에 형성된 기준 전위층(5500)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)은 도 16c에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열될 수 있고, 제1전극(5100) 및 제3전극(5300)은 도 16b에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열될 수 있다. 도 12f에 도시된 바와 같이, 사용자의 손가락과 같은 객체가 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)에 근접하는 경우, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)간의 상호 정전용량이 변하게 되어, 터치 위치를 검출할 수 있고, 또한 상기 객체에 의하여 터치 스크린(130)에 압력이 가해지는 경우, 제1전극(5100) 및 제3전극(5300)과 기준 전위층(5500)간의 거리(d)가 변하게 되고, 이에 따라, 제1전극(5100)과 제3전극(5300)간의 상호 정전용량이 변하게 되어, 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1전극(5100)과 제3전극(5300) 사이의 상호 정전용량 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수 있고 제1전극(5100)과 제2전극(5200) 사이의 상호 정전용량 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다.
도 12g에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)은 하나의 층에 형성된 제1전극(5100), 상기 제1전극(5100)이 형성된 층의 하부 층에 형성된 제2전극(5200), 상기 제2전극(5200)이 형성된 층과 같은 층에 형성된 제3전극(5300), 상기 제2전극(5200) 및 제3전극(5300)이 형성된 층의 하부에 형성된 스페이서층(5400) 및 상기 스페이서층(5400)의 하부에 형성된 기준 전위층(5500)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)은 도 16b에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열되고, 제2전극(5200) 및 제3전극(5300)은 도 16c에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열될 수 있다. 도 12h의 경우, 제1전극(5100)과 제2전극(5200) 사이의 상호 정전용량 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수 있고 제2전극(5200)과 제3전극(5300) 사이의 상호 정전용량 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 제1전극(5100)과 제3전극(5300) 사이의 상호 정전용량 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수 있고 제1전극(5100)과 제2전극(5200) 사이의 상호 정전용량 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다.
도 12i에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)은 하나의 층에 형성된 제1전극(5100), 상기 제1전극(5100)이 형성된 층의 하부 층에 형성된 제2전극(5200), 상기 제2전극(5200)이 형성된 층의 하부 층에 형성된 제3전극(5300), 상기 제3전극(5300)이 형성된 층의 하부에 형성된 스페이서층(5400) 및 상기 스페이서층(5400)의 하부에 형성된 기준 전위층(5500)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)은 도 16b에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열될 수 있고, 제2전극(5200) 및 제3전극(5300) 또한 도 16b에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열될 수 있다. 이때, 사용자의 손가락과 같은 객체가 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)에 근접하는 경우, 손가락이 그라운드 역할을 하여, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)간의 상호 정전용량의 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수 있고, 또한 상기 객체에 의하여 터치 스크린(130)에 압력이 가해지는 경우, 제2전극(5200) 및 제3전극(5300)과 기준 전위층(5500)간의 거리(d)가 변하게 되고, 이에 따라, 제2전극(5200)과 제3전극(5300)간의 상호 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 사용자의 손가락과 같은 객체가 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)에 근접하는 경우, 손가락이 그라운드 역할을 하여, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200) 각각의 자기 정전용량의 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수도 있다.
도 12j에 도시된 바와 같이, 실시 형태에 따른 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)은 하나의 층에 형성된 제1전극(5100), 상기 제1전극(5100)이 형성된 층의 하부 층에 형성된 제2전극(5200), 상기 제2전극(5200)이 형성된 층의 하부에 형성된 스페이서층(5400) 및 상기 스페이서층(5400)의 하부 층에 형성된 제3전극(5300)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)은 도 16b에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열될 수 있고, 제3전극(5300)은 도 16a에 도시된 형태와 같이 구성되거나, 제2전극(5200) 및 제3전극(5300)이 도 16b에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열될 수 있다. 이때, 사용자의 손가락과 같은 객체가 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)에 근접하는 경우, 손가락이 그라운드 역할을 하여, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)간의 상호 정전용량의 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수 있고, 또한 상기 객체에 의하여 터치 스크린(130)에 압력이 가해지는 경우, 제2전극(5200)과 제3전극(5300)간의 거리(d)가 변하게 되고, 이에 따라, 제2전극(5200)과 제3전극(5300)간의 상호 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 사용자의 손가락과 같은 객체가 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)에 근접하는 경우, 손가락이 그라운드 역할을 하여, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200) 각각의 자기 정전용량의 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수 있다.
도 12k에 도시된 바와 같이, 실시 형태에 따른 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)은 하나의 층에 형성된 제1전극(5100), 상기 제1전극(5100)이 형성된 층의 하부에 형성된 스페이서층(5400) 및 상기 스페이서층(5400)의 하부 층에 형성된 제2전극(5200)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)은 도 16b에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열될 수 있다. 이때, 제1전극(5100)과 제2전극(5200) 사이의 상호 정전용량이 변화를 통해 터치 위치를 검출할 수 있고, 또한 상기 객체에 의하여 터치 스크린(130)에 압력이 가해지는 경우, 제1전극(5100)과 제2전극(5200)간의 거리(d)가 변하게 되고, 이에 따라, 제1전극(5100)과 제2전극(5200)간의 상호 정전용량의 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다. 또한, 제1전극(5100) 및 제2전극(5200)은 도 16a에 도시된 형태와 같이 구성 및 배열될 수 있다. 이때, 사용자의 손가락과 같은 객체가 제1전극(5100)에 근접하는 경우, 손가락이 그라운드 역할을 하여, 제1전극(5100)의 자기 정전용량이 변하게 되어, 터치 위치를 검출할 수 있고 제1전극(5100)과 제2전극(5200) 사이의 상호 정전용량 변화를 통해 터치 압력을 검출할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제3실시형태에 따른 터치 스크린(130)은 터치 위치 감지 모듈(1000), 상기 터치 위치 감지 모듈(1000) 하부에 배치된 디스플레이 모듈(3000), 상기 디스플레이 모듈(3000) 하부에 배치된 터치 압력 감지 모듈(2000) 및 상기 터치 압력 감지 모듈(2000) 하부에 배치된 기판(4000)을 포함할 수 있다.
도 8 및 도 11에 도시된 실시형태에 따른 터치 스크린(130)은 스페이서층(2400,5400)을 포함한 터치 압력 감지 모듈(2000) 또는 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)이 디스플레이 모듈(3000)의 상부에 배치되기 때문에 디스플레이 모듈(3000)의 색상 선명도, 시인성 및 빛 투과율이 저하될 수 있다. 따라서, 이러한 문제점이 발생하는 것을 방지하기 위해서 터치 위치 감지 모듈(1000)과 디스플레이 모듈(2000)를 OCA(Optically Clear Adhesive)와 같은 접착제를 사용하여 완전 라이네이션(lamination)시키고, 터치 압력 감지 모듈(2000)을 디스플레이 모듈(3000)의 하부에 배치함으로써, 전술한 문제점을 경감 및 해소할 수 있다. 또한, 디스플레이 모듈(3000)과 기판(4000)사이에 기존에 형성되어있는 간극을 터치 압력을 감지하기 위한 스페이서층으로 사용함으로써, 전체적인 터치 스크린(130)의 두께를 감소시킬 수 있다.
도 13에 도시된 실시 형태의 터치 위치 감지 모듈(1000)은 도 9a 내지 도 9d에 도시된 터치 위치 감지 모듈과 동일하다.
도 13에 도시된 실시 형태의 터치 압력 감지 모듈(2000)은 도 10a 내지 도 10f에 도시된 터치 압력 감지 모듈 및 도 14a 내지 도 14b에 도시된 터치 압력 감지 모듈일 수 있다.
도 14a에 도시된 바와 같이, 실시형태에 따른 터치 압력 감지 모듈(2000)은 기준 전위층(2500), 상기 기준 전위층(2500)의 하부에 형성된 스페이서층(2400) 및 상기 스페이서층(2400)의 하부 층에 형성된 제1전극(2100)을 포함할 수 있다. 도 14a의 구성 및 동작은 단지 기준 전위층(2500)과 제1전극(2100)의 상대적인 위치가 교체된 것을 제외하고 도 10a 및 도 10b의 구성 및 동작과 동일하므로 이하 중복되는 설명은 생략한다.
도 14b에 도시된 바와 같이, 실시 형태에 따른 터치 압력 감지 모듈(2000)은 기준 전위층(2500), 상기 그라운드 하부에 형성된 스페이서층(2400), 상기 스페이서층(2400) 하부 층에 형성된 제1전극(2100) 및 상기 제1전극(2100)이 형성된 층의 하부 층에 형성된 제2전극(2200)을 포함할 수 있다. 도 14b의 구성 및 동작은 단지 기준 전위층(2500)과 제1전극(2100) 및 제2전극(2200)의 상대적인 위치가 교체된 것을 제외하고 도 10c 및 도 10d의 구성 및 동작과 동일하므로 이하 중복되는 설명은 생략한다. 이때, 제1전극(2100)과 제2전극(2200)이 동일한 층에 형성된 경우에도 도 10c 및 도 10d에서 설명한 바와 마찬가지로 터치 압력이 감지될 수 있다.
도 13에서는 터치 위치 감지 모듈(1000) 하부에 디스플레이 모듈(3000)이 배치된 것으로 설명하였으나, 터치 위치 감지 모듈(1000)이 디스플레이 모듈(3000)의 내부에 포함된 형태도 가능하다. 또한, 도 13에서는 디스플레이 모듈(3000) 하부에 터치 압력 감지 모듈(2000)이 배치된 것으로 설명하였으나, 터치 압력 감지 모듈(2000)의 일부가 디스플레이 모듈(3000)의 내부에 포함된 형태도 가능하다. 구체적으로, 상기 터치 압력 감지 모듈(2000)의 기준 전위층(2500)이 디스플레이 모듈(3000) 내부에 배치되고, 상기 디스플레이 모듈(3000)의 하부에 전극(2100, 2200)이 형성될 수 있다. 이와 같이 기준 전위층(2500)이 디스플레이 모듈(3000) 내부에 배치되면, 디스플레이 모듈(3000) 내부에 형성되어있는 간극을 터치 압력을 감지하기 위한 스페이서층으로 사용함으로써, 전체적인 터치 스크린(130)의 두께를 감소시킬 수 있다. 이 때, 상기 기판(4000)의 상부에 전극(2100, 2200)이 형성될 수 있다. 이와 같이 전극(2100, 2200)이 기판(4000)의 상부에 형성되면, 디스플레이 모듈(300) 내부에 형성되어있는 간극뿐만 아니라, 디스플레이 모듈(3000)과 기판(4000)사이에 형성되어있는 간극을 터치 압력을 감지하기 위한 스페이서층으로 사용함으로써, 터치 압력을 감지하는 감도를 좀 더 높일 수 있다.
도 15a는 제4실시형태에 따른 스크린의 구조도를 예시한다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시형태에 따른 터치 스크린(130)은 디스플레이 모듈(3000) 내에 터치 위치 감지 모듈과 터치 압력 감지 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 15b 및 도 15c는 각각 제4실시형태에 따른 터치 스크린의 터치 압력 감지 및 터치 위치 감지를 위한 구조도이다. 도 15b 및 도 15c에서는 디스플레이 모듈(3000)로서 LCD 패널을 예시한다.
LCD 패널의 경우 디스플레이 모듈(3000)은 TFT 층(3100) 및 컬러 필터 층(3300: color filter layer)을 포함할 수 있다. TFT 층(3100)은 그의 바로 위에 위치하는 TFT 기판 층(3110)을 포함한다. 컬러 필터 층(3300)은 그의 바로 아래 위치하는 컬러 필터 기판 층(3200)을 포함한다. 디스플레이 모듈(3000)은 TFT 층(3100)과 컬러 필터 층(3300) 사이에 액정 층(3600: liquid crystal layer)을 포함한다. 이때, TFT 기판 층(3110)은 액정 층(3600)을 구동하기 위한 전기장(electric field)를 생성하는데 필요한 전기적 구성요소들을 포함한다. 특히, TFT 기판 층(3110)은 데이터 라인(data line), 게이트 라인(gate line), TFT, 공통(common) 전극 및 픽셀 전극 등을 포함하는 다양한 층으로 이루어질 수 있다. 이들 전기적 구성요소들은 제어된 전기장을 생성하여 액정 층(3600)에 위치한 액정들을 배향시키도록 작동할 수 있다.
도 15b에 예시된 바와 같이, 본 발명의 디스플레이 모듈(3000)은 컬러 필터 기판 층(3200)에 배치된 서브 포토 스페이서(3500:sub-photo spacer)들을 포함할 수 있다. 이들 서브 포토 스페이서(3500)는 로우 공통 전극(3410)과 인접한 가드 차폐 전극(3420) 사이의 경계점 위에 배치될 수 있다. 이때, ITO와 같은 전도성 물질 층(3510)이 서브 포토 스페이서(3500) 상에 패터닝될 수 있다. 여기서, 프린징 정전용량(C1)이 로우 공통 전극(3410)과 전도성 물질 층(3510) 사이에 형성되고 프린징 정전용량(C2)이 가드 차폐 전극(3420)과 전도성 물질 층(3510) 사이에 형성될 수 있다.
도 15b에 예시된 바와 같은 디스플레이 모듈(3000)이 터치 압력 감지 모듈로 동작할 때, 외부 압력에 의해 서브 포토 스페이서(3500)와 TFT 기판 층(3110) 사이의 거리가 감소하고 이에 따라 로우 공통 전극(3410)과 가드 차폐 전극(3420) 사이의 정전용량이 감소할 수 있다. 따라서, 도 15b에서 전도성 물질 층(3510)이 기준 전위층의 역할을 수행하고 로우 공통 전극(3410)과 가드 차폐 전극(3420) 사이의 정전용량의 변화를 감지함으로써 터치 압력을 감지할 수 있다.
도 15c는 LCD 패널이 디스플레이 모듈(3000)이 터치 위치 감지 모듈로서 이용되는 경우의 구조를 예시한다. 도 15c에서는 공통 전극(3730)의 배열을 예시한다. 이때, 터치 위치를 검출하기 위해서 이들 공통 전극(3730)은 제1영역(3710)과 제2영역(3720)으로 그룹지어질 수 있다. 따라서, 예컨대 하나의 제1영역(3710)에 포함된 공통 전극(3730)들은 도 16c의 제1전극(6400)에 대응하여 기능하도록 조작될 수 있고 또한 하나의 제2영역(3720)에 포함된 공통 전극(3730)들은 도 16c의 제2전극(6500)에 대응하여 기능하도록 조작될 수 있다. 즉, LCD 패널을 동작시키기 위한 전기적인 구성인 공통 전극(3730)을 터치 위치를 검출하는데 이용하기 위해 공통 전극(3730)은 그룹핑될 수 있으며, 이러한 그룹핑은 구조적 구성과 함께 동작 조작에 의해 달성될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 도 15에 예시된 바와 같은 디스플레이 모듈(3000)은, 디스플레이 모듈(3000)의 전기적 구성요소들을 본래의 목적대로 동작하도록 함으로써 디스플레이 모듈(3000)로서 기능할 수 있다. 또한, 디스플레이 모듈(3000)은, 디스플레이 모듈(3000)의 전기적 구성요소들의 적어도 일부를 터치 압력 감지를 위하여 동작하도록 함으로써 터치 압력 감지 모듈로서 기능할 수 있다. 또한, 디스플레이 모듈(3000)은, 디스플레이 모듈(3000)의 전기적 구성요소들의 적어도 일부를 터치 위치 감지를 위하여 동작하도록 함으로써 터치 위치 감지 모듈 모듈로서 기능할 수 있다. 이때, 각각의 동작 모드(mode)는 시분할로 동작할 수 있다. 즉, 제1시간 구간에 디스플레이 모듈(3000)은 디스플레이 모듈로서 작동하고, 제2시간 구간에 압력 감지 모듈로, 및/또는 제3시간 구간에 위치 감지 모듈로 기능할 수 있다.
도 15b 및 도 15c에서는 단지 설명을 위해서 터치 압력 및 위치 감지를 위한 각각의 구조에 대해서 예시할 뿐이며, 디스플레이 모듈(3000)의 디스플레이 동작을 위한 전기적 구성요소들을 조작함으로써 디스플레이 모듈(3000)이 터치 압력 및/또는 터치 위치 감지를 위해 이용될 수 있는 경우라면 제4실시형태에 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 터치 입력 장치(100)의 구조도이다. 본 발명의 실시형태에 따른 장치(100)는 제어기(110), 터치 스크린(130) 및 프로세서(140)를 포함할 수 있다.
터치 스크린(130)에 대한 터치를 통해 터치 입력 장치(100)에 대한 입력(input)이 수행될 수 있다. 본 발명의 실시형태에 따른 터치 입력 장치(100)는 노트북(notebook) 컴퓨터, PDA(Personal Digital Assistant) 및 스마트폰(smart phone)과 같은 휴대용 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시형태에 따른 터치 입력 장치(100)는 데스크탑(desktop) 컴퓨터, 스마트 텔레비전(smart television)과 같은 비이동식 전자 장치일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 터치 스크린(130)은 사용자가 손가락과 같은 객체로 스크린을 접촉(터치)함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 터치 스크린(130)은 패널 상의 접촉을 인식하고 컴퓨팅 시스템은 이러한 접촉을 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 프로세서(140)는 터치 스크린(130)에 대한 터치 시 터치 스크린(130)에 대한 터치의 여부 및 터치의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 프로세서(140)는 터치 스크린(130)에 대한 터치 시 터치에 따라 발생하는 정전용량 변화량을 측정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 터치 스크린(130)의 터치 위치 감지 모듈(1000) 또는 터치 위치-압력 감지 모듈(5000)을 통하여 터치 스크린(130)에 대한 객체(10)의 근접에 따른 정전용량 변화량을 측정하고, 측정된 정전용량 변화량으로부터 터치 위치를 산출할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 프로세서(140)는 터치 스크린(130)의 터치 위치/압력을 감지할 수 있는 디스플레이 모듈(3000)을 통해서 전술한 터치 위치를 산출할 수 있다.
또한, 터치 시의 터치 압력에 따라 상기 정전용량 변화량의 크기가 달라질 수 있다. 따라서, 터치 스크린(130)에 대한 터치 시 프로세서(140)는 터치 압력에 따른 정전용량 변화량의 크기를 측정할 수 있다. 여기서, 터치 압력이 작을수록 정전용량 변화량은 작을 수 있고, 터치 압력이 클수록 정전용량 변화량은 클 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 터치 스크린(130)의 터치 압력 감지 모듈(2000), 터치 위치-압력 감지 모듈(5000) 또는 터치 압력을 감지할 수 있는 디스플레이 모듈(3000)을 통하여 터치 스크린(130)에 가해지는 객체(10)의 압력에 의한 정전용량 변화량을 측정하고, 측정된 정전용량 변화량으로부터 터치 압력의 크기를 산출할 수 있다.
터치 스크린(130)에 터치되는 객체(10)에 의해 발생하는 정전용량 변화량은 복수의 감지 셀 각각의 정전용량 변화량의 합으로 측정할 수 있다. 예를 들면, 도 2a에 도시된 바와 같이 객체(10)에 의해 터치 스크린(130)에 입력된 터치가 일반적인 터치일 경우의 정전용량의 변화량의 합은 90이다. 또한, 도 2b에 도시된 바와 같이 객체(10)에 의해 터치 스크린(130)에 입력된 터치가 압력이 가해진 터치일 경우의 정전용량의 변화량의 합은 570(=90+70+70+70+70+50+50+50+50)일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 프로세서(140)는 터치 스크린(130)에 대해 직접적으로 터치하지 않지만 터치 스크린(130)에서 정전용량의 변화를 일으킬 정도로 손가락과 같은 객체가 충분히 가깝게 터치 스크린(130)에 근접한 호버링(hovering)을 인식할 수도 있다.
예컨대, 터치 스크린(130)의 표면으로부터 객체가 대략 2cm 이내에 위치하는 경우에 프로세서(140)는 터치 스크린(130)의 터치 위치 감지 모듈(1000), 터치 위치-압력 감지 모듈(5000) 또는 디스플레이 모듈(3000)을 통하여 터치 스크린(130)에 대한 객체(10)의 근접에 따른 정전용량 변화량을 측정하고, 측정된 정전용량 변화량으로부터 상기 객체 존재 여부와 함께 객체의 위치를 산출할 수 있다. 객체의 움직임이 터치 스크린(130)에 대한 호버링으로 인식되기 위해서, 호버링으로 인해 터치 스크린(130)에서 발생하는 정전용량 변화량이 일반적인 터치 스크린(130)에서 발생하는 정전용량 변화량의 오차보다 큰 것이 바람직하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 프로세서(140)는 터치 스크린(130)에서 발생하는 정전용량 변화량을 검출하여 터치가 있었는지 여부, 터치의 위치/터치 압력의 크기를 산출하고, 및/또는 터치에 대한 정전용량 변화량을 측정할 수 있다.
프로세서(140)는 측정된 정전용량 변화량, 그리고 상기 측정된 정전용량 변화량으로부터 산출된 터치 위치 및 터치 압력의 크기 중 적어도 어느 하나를 제어기(110)에 전송한다. 이때, 제어기(110)는 프로세서(140)로부터 전송된 정전용량 변화량을 이용하여 터치 시간을 계산할 수 있다. 발명의 실시 형태에 따라 제어기(110)는 응용 프로세서(application processor)일 수 있다. 응용 프로세서는 휴대용 전자 장치에서 명령해석, 연산, 및 제어 등의 기능을 수행할 수 있는 처리장치이다.
예컨대, 제어기(110)는 정전용량 변화량이 제1소정값 이상으로 유지되는 시간을 측정함으로써, 객체가 터치 스크린(130)에 터치된 시간을 계산할 수 있다. 정전용량 변화량이 제1소정값 미만인 경우에는 일반적으로 터치 입력 장치(100)에서 오차 범위로서 유효한 터치로서 인식되지 않을 수 있다. 예컨대, 도 3a에는 정전용량 변화량이 제1소정값 이상으로 유지되는 유효한 터치 시간이 8t(1t 내지 9t)인 것이 도시된다. 이때, 도 3a에서 유효한 터치는 호버링을 포함할 수 있다.
또한, 터치 스크린(130)에 대한 직접적인 터치의 시간은, 제어기(110)가 정전용량 변화량이 상기 제2소정값을 초과하여 유지되는 시간을 측정함으로써 계산될 수 있다. 예컨대, 정전용량 변화량이 제1소정값 이상 및 제2소정값 미만인 때는 호버링 터치 구간일 수 있다. 실시예에 따라, 호버링을 제외한 직접적인 터치 시간을 측정할 필요가 있는 경우에, 제어기(110)는 정전용량 변화량이 제2소정값 이상인 시간 구간만을 측정함으로써 직접 터치 시간을 계산할 수 있다. 예컨대, 도 3b에서 직접 터치 시간은 2t(2t 내지 4t)임을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 터치 압력을 검출할 수 있는 터치 입력 장치(100)에서 터치 압력은 그 크기의 레벨에 따라 터치 입력 장치(100)에 대한 서로 다른 입력으로서 인식될 수 있다. 예컨대, 제1터치 압력으로 터치 스크린(130)을 터치하는 경우 터치 입력 장치(100)는 제1동작을 실행하도록 설정될 수 있고 제2터치 압력으로 터치 스크린(130)을 터치하는 경우 터치 입력 장치(100)는 제2동작을 실행하도록 설정될 수 있다.
이와 마찬가지로, 터치 시간을 검출할 수 있는 터치 입력 장치(100)에서 터치 시간의 길이에 따라 터치 입력 장치(100)에 대한 서로 다른 입력으로서 인식될 수 있다. 예컨대, 제1터치 시간으로 터치 스크린(130)을 터치하는 경우 터치 입력 장치(100)는 제3동작을 실행하도록 설정될 수 있고 제2터치 시간으로 터치 스크린(130)을 터치하는 경우 터치 입력 장치(100)는 제4동작을 실행하도록 설정될 수 있다.
본 명세서에서 터치 입력 장치(100)에 대한 기본적인 터치 입력은 탭터치(tap touch)로 지칭될 수 있다. 탭터치가 터치 입력 장치(100)에 입력되는 경우 탭터치에 따른 설정 동작이 실행될 수 있다. 탭터치에 비해서 상대적으로 큰 압력을 갖는 터치가 압력터치로 지칭될 수 있으며, 압력터치가 터치 입력 장치(100)에 입력되는 경우에 압력터치에 따른 설정 동작이 실행될 수 있다. 이때, 압력터치의 크기 레벨에 따라 다양한 동작이 설정될 수 있음은 자명하다.
이와 마찬가지로, 탭터치에 비해서 상대적으로 긴 시간을 갖는 터치가 롱터치(long touch)로 지칭될 수 있으며, 롱터치가 터치 입력 장치(100)에 입력되는 경우에 롱터치에 따른 설정 동작이 실행될 수 있다. 이때, 롱터치의 시간 길이에 따라 다양한 동작이 설정될 수 있음은 자명하다.
이때, 탭터치와 압력터치의 판단 기준과 탭터치와 롱터치의 판단 기준에 따라 압력터치와 롱터치를 판단할 때, 오버랩되는 부분이 발생할 수 있다. 예컨대, 소정 터치가 탭터치보다 큰 압력을 갖는 경우 압력터치로 인식될 수 있으면서도 해당 터치가 탭터치보다 긴 시간 터치되는 경우 롱터치로도 인식될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 각각 롱터치와 압력터치가 혼동될 수 있는 경우의 롱터치와 압력터치의 그래프를 예시한다. 도 4a에 예시된 바와 같이, 제1시간(T1) 이상 터치가 유지되는 경우 터치 입력 장치(100)에 대한 터치는 롱터치로 인식될 수 있다. 따라서, 제1시간(T1) 이상 터치가 유지되는 것이 확인되면 제1시간(T1) 지점에서 해당 롱터치에 대한 동작(A)을 터치 입력 장치(100)가 실행할 수 있다.
터치 스크린(130)에 대한 터치의 압력이 제1압력(F1) 이상인 경우 압력터치로 인식될 수 있다. 이때, 도 4b에 예시된 바와 같이, 사용자는 압력터치를 수행하기 위해서 터치 스크린(130)에 대한 터치의 압력을 서서히 증가시킬 수 있다. 하지만, 제1시간(T1) 지점에서 터치의 시간이 롱터치 기준을 만족하므로, 해당 터치는 압력터치로 인식되기 전에 롱터치로 인식되어 제1시간(T1) 지점에서 롱터치에 대한 동작(A)이 실행될 수 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해소하기 위해서 본 발명의 실시예에서는 압력터치와 롱터치를 명확히 구별할 수 있는 방법, 알고리즘 및 장치를 제시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 롱터치와 압력터치의 판별방법에 따라 구별되는 터치 종류를 나타내는 그래프이다. 도 5에서 탭터치는 a, 롱터치는 b, 압력터치는 c 및 d로 예시되어 있다. 터치 시간이 제1시간(T1)보다 짧고 터치 압력이 제1압력(F1)보다 작은 터치는 탭터치(a)로 설정될 수 있다. 제1압력(F1)보다 작은 압력으로 제1시간(T1) 이상 유지되는 터치는 롱터치(b)로 설정될 수 있다. 마지막으로, 제1시간(T1) 이내에 제1압력(F1)이상의 압력을 갖는 터치는 압력터치(c 및 d)로 설정될 수 있다. 이때, 압력터치는 반드시 제1시간(T1) 동안 터치가 유지될 필요는 없으나 제1시간(T1) 이내에 제1압력(F1)보다 큰 압력을 갖는 구간이 요구될 수 있다.
본 발명의 실시예에서 탭터치인지, 롱터치인지 또는 압력터치인지에 대한 터치 종류의 판별은 제1시간(T1)에 이루어질 수 있다. 제1시간(T1)에 터치 종류가 판별되면, 해당 터치 종류에 따른 동작이 각각 실행될 수 있다. 각 터치 종류에 따른 동작은 해당 동작은 실행하기 위해 필요한 조건을 더 만족할 필요가 있을 수 있다. 터치종류를 판별하는 기준 시간인 제1시간(T1)은 터치 입력 장치(100)의 민감도, 터치 입력 장치(100)가 목표로 하는 반응속도, 달성하고자 하는 터치종류 판별 오차율, 사용자의 사용 편리성 등 다양한 사항을 고려하여 결정될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 롱터치와 압력터치의 판별방법에 대한 흐름도를 예시한다. 본 발명의 실시예에 따른 롱터치와 압력터치 판별방법은 제어기(110)를 통해서 수행될 수 있으며, 실시예에 따라 프로세서(140) 등 다른 구성에서 실시되는 것도 무방하다.
우선, 제어기(110)는 프로세서(140)로부터 전달되는 정전용량 변화량 및/또는 정전용량 변화량에 따른 터치 정보로부터 터치 스크린(130)에 대한 터치가 있었는지를 판단한다(S100). 여기서, 터치 정보는 터치 여부, 터치 위치 및/또는 터치 압력을 포함할 수 있다. 이때 터치가 없는 것으로 판단되면 어떠한 동작도 실행되지 않고(S110) 다시 터치가 있었는지 여부를 판단하는 단계(S100)로 되돌아갈 수 있다. 단계(S100)에서 터치가 있는 경우에는 해당 터치가 제1시간(T1) 이내에 제1압력(F1)이상의 압력을 갖는 구간이 있는지를 판단한다(S200). 단계(S200)에서 터치가 제1시간(T1) 이내에 제1압력(F1) 이상의 압력을 갖는 구간이 있는 것으로 판단되면, 해당 터치는 압력터치로 구분될 수 있다(S210). 예컨대, 도 5에서 c 및 d가 압력터치로 구분될 수 있다. 이에 따라 제어기(110)는 터치 입력 장치(100)가 압력터치에 따른 동작을 실행하도록 하고 터치종류 판별은 종료될 수 있다(S300).
단계(S200)에서 터치가 제1시간(T1) 이내에 제1압력(F1) 이상의 압력을 갖는 구간이 없는 것으로 판단되면, 제어기(110)는 제1시간(T1) 전에 터치가 해제되었는지를 판단한다(S220). 단계(S220)에서 제1시간(T1) 전에 터치가 해제되었다고 판단되면 해당 터치는 탭터치로 구분될 수 있다(S221). 예컨대, 도 5에서 제1시간(T1)전에 터치가 해제되면서 제1시간(T1) 전에 제1압력(F1) 이상으로 압력이 커지지 않는 a가 탭터치로 구분될 수 있다. 이에 따라 제어기(110)는 터치 입력 장치(100)가 탭터치에 따른 동작을 실행하도록 하고 터치종류 판별은 종료될 수 있다(S300).
단계(S220)에서 제1시간(T1) 전에 터치가 해제되지 않았다고 판단되면 해당 터치는 롱터치로 구분될 수 있다(S222). 예컨대, 도 5에서 제1시간(T1)전에 터치가 해제되지 않으면서 제1시간(T1) 전에 제1압력(F1) 이상으로 압력이 커지지 않는 b가 롱터치로 구분될 수 있다. 이에 따라 제어기(110)는 터치 입력 장치(100)가 롱터치에 따른 동작을 실행하도록 하고 터치종류 판별은 종료될 수 있다(S300).
이때 압력터치, 탭터치 및/또는 롱터치로 분류된 후 해당 터치종류에 따른 동작은 터치 입력 장치(100)에서 설정된 추가의 조건을 만족하는 경우에 실행되도록 설정될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 터치 스크린(130)을 포함하는 터치 입력 장치(100)는 메모리(120)를 더 포함할 수 있다. 메모리(120)는 상기 제1시간(T1), 제1압력(F1), 상기 터치종류에 따라 설정된 동작을 저장하고 있을 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 제어기(110)는 메모리(120)를 참조하여 상기 판별 알고리즘을 수행할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 판별 알고리즘을 수행할 수 있는 터치 입력 장치(100)의 사용자가 롱터치와 혼동되지 않도록 압력터치를 수행하기 위해서, 사용자는 제1시간(T1) 이내에 제1압력(F1) 이상의 압력을 갖도록 터치를 수행할 필요가 있다. 하지만, 사용자의 나이, 신체조건, 상황 등에 따라서 판단 기준이 되는 제1압력(F1)의 크기가 적절하지 않을 수 있다. 예컨대, 건장한 남자의 경우 제1압력(F1)이 자신의 손의 힘에 비해 작아, 사용자가 롱터치를 하려고 하는 경우에도 힘 조절에 실패하여 압력터치가 인식될 수 있다. 또는, 힘이 작은 아이의 경우 제1압력(F1)이 자신의 손의 힘에 비해 매우 커, 사용자가 압력터치를 하려고 하는 경우에도 제1압력(F1) 이상으로 터치를 하지 못해 롱터치로 인식될 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는 이러한 문제점을 해소하기 위해서, 압력터치의 판단기준이 되는 제1압력(F1)의 크기를 조절하여 설정할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치(100)에서 메모리(120)에는 제1압력(F1)이 디폴트(default) 값으로 설정되어 있을 수 있으며, 사용자는 필요에 따라 제1압력(F1) 값을 변경하여 설정할 수 있다.
도7a 및 도7b는 본 발명의 실시예에 따른 터치 입력 장치에서 롱터치와 압력터치의 판별기준을 조절하는 방법을 예시한다.
도 7a에 예시된 바와 같이, 제1압력(F1)의 설정을 위한 화면이 터치 스크린(130)에 디스플레이될 수 있다. 도 7a에 도시된 예에서, 사용자는 자신이 원하는 제1압력(F1)을 설정하기 위해 22로 표시된 터치 입력 영역을 누를 수 있다. 이때, 사용자의 터치 압력의 크기에 따라 무빙서클(20)이 바(212) 상을 움직일 수 있다. 사용자는 자신이 원하는 압력 레벨에 도달할 때까지 터치 입력 영역(22)을 누를 수 있고, 자신이 원하는 압력 레벨을 제1압력(F1)으로 설정하기 위해서 해당 압력 레벨로 터치 입력 영역(22)에 대한 누름을 소정시간 홀드(hold)한 후 해제할 수 있다. 이에 따라 해당 압력으로 제1압력(F1)이 설정될 수 있다. 이는 단지 예시일 뿐이며 사용자는 다양한 방법으로 터치 입력 장치(100)에서 제1압력(F1)을 설정할 수 있으며 이러한 설정 내용은 메모리(120)에 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 터치 스크린(130)의 화면을 분할하여 각 분할화면마다 서로 다른 제1압력(F1)이 설정될 수 있다. 도 7b에서 터치 스크린(130)의 화면은 4개로 분할되어 각 분할화면(1, 2, 3, 4)마다 제1압력(F1)이 설정되는 경우가 예시된다. 예컨대, 제1압력(F1)을 설정하고자 하는 분할화면을 선택한 후 무빙서클(20)을 원하는 제1압력(F1) 레벨 위치까지 움직임으로써 해당 분할화면의 제1압력(F1)을 설정할 수 있다. 이러한 설정 과정은 나머지 분할화면에 대해서도 동일하게 설정될 수 있다. 이때, 복수의 분할화면(1, 2, 3, 4) 중 복수 개 또는 전체 분할화면이 선택되고 동시에 동일하게 제1압력(F1)이 설정될 수도 있다. 이때, 분할화면의 선택은 선택하려고 하는 분할화면을 터치함으로써 수행될 수 있다. 이후, 무빙서클(20)을 움직여 제1압력(F1)의 크기가 설정될 수 있다.
도 7b에 도시된 터치 스크린(130)의 분할화면에 대한 제1압력(F1)의 설정은 단지 예시일 뿐이며 다양한 구현 방법에 따라 터치 스크린(130)의 분할화면에 대해서 제1압력(F1)을 설정할 수 있다. 분할화면 각각에 대한 제1압력(F1)의 설정은 도 7a를 참조하여 설명된 방법에 따라 이루어질 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면 터치 입력 장치에서 롱터치와 압력터치를 명확히 판별할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 롱터치와 압력터치를 명확히 판별할 수 있는 방법을 실행할 수 있는 터치 스크린을 포함하는 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 압력터치의 판단기준이 되는 제1압력을 사용자가 설정할 수 있도록 하는 방법 및 터치 입력 장치를 제공할 수 있다.

Claims (16)

  1. 터치 스크린을 포함하는 터치 입력 장치이고,
    상기 터치 스크린에 대한 터치로서 제1압력보다 작은 압력으로 제1시간 기간보다 같거나 긴 시간 기간동안 유지되는 제1터치와, 상기 터치 스크린에 대한 터치로서 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는 제2터치에 대해서 서로 다른 동작을 실행하도록 구성된,
    터치 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 스크린에 대한 터치로서 상기 제1압력보다 작은 압력으로 상기 제1시간 기간보다 짧은 시간 기간 동안 유지되는 제3터치에 대해서, 상기 제1터치 및 상기 제2터치에 대한 동작과 다른 동작을 실행하도록 구성된,
    터치 입력 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1압력은 상기 터치 스크린에 대한 입력을 통해 조절되고 설정될 수 있도록 구성된,
    터치 입력 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1압력은 상기 터치 스크린의 복수의 분할화면에 대해서 각각 구분하여 조절되고 설정될 수 있도록 구성된,
    터치 입력 장치.
  5. 터치 스크린을 포함하는 터치 입력 장치에서,
    상기 터치 스크린에 대한 터치가 제1시간 기간 이내에 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는지 판단하는 단계; 및
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는지 여부에 따라 터치종류를 분류하는 단계;를 포함하는,
    터치종류 판별방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는지 여부에 따라 터치종류를 분류하는 단계는:
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는 경우 상기 터치를 압력터치로 분류하는 단계를 포함하는,
    터치종류 판별방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는지 여부에 따라 터치종류를 분류하는 단계는:
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하지 않고 상기 제1시간 기간 이내에 상기 터치가 해제되는 경우 상기 터치를 탭터치로 분류하는 단계를 포함하는,
    터치종류 판별방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는지 여부에 따라 터치종류를 분류하는 단계는:
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하지 않고 상기 제1시간 기간 이내에 상기 터치가 해제되지 않는 경우 상기 터치를 롱터치로 분류하는 단계를 포함하는,
    터치종류 판별방법.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 터치 입력 장치의 사용자가 상기 제1압력을 설정하는 전처리 단계를 더 포함하는,
    터치종류 판별방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터치 입력 장치의 사용자가 상기 제1압력을 설정하는 전처리 단계는:
    상기 사용자가 상기 터치 스크린의 복수의 분할화면에 대해서 상기 제1압력을 서로 다르게 설정하는 단계를 포함하는,
    터치종류 판별방법.
  11. 터치 스크린; 및 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는:
    상기 터치 스크린에 대한 터치가 제1시간 기간 이내에 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는지 판단하는 단계; 및
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는지 여부에 따라 터치종류를 분류하는 단계;를 수행하는,
    터치종류 판별이 가능한 터치 입력 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는지 여부에 따라 터치종류를 분류하는 단계는:
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포한하는 경우 상기 터치를 압력터치로 분류하는 단계를 포함하는,
    터치종류 판별이 가능한 터치 입력 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는지 여부에 따라 터치종류를 분류하는 단계는:
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하지 않고 상기 제1시간 기간 이내에 상기 터치가 해제되는 경우 상기 터치를 탭터치로 분류하는 단계를 포함하는,
    터치종류 판별이 가능한 터치 입력 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하는지 여부에 따라 터치종류를 분류하는 단계는:
    상기 터치가 상기 제1시간 기간 이내에 상기 제1압력 이상의 압력을 갖는 시간 구간을 포함하지 않고 상기 제1시간 기간 이내에 상기 터치가 해제되지 않는 경우 상기 터치를 롱터치로 분류하는 단계를 포함하는,
    터치종류 판별이 가능한 터치 입력 장치.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 터치 입력 장치의 사용자가 상기 제1압력을 설정하는 전처리 단계를 더 수행하는,
    터치종류 판별이 가능한 터치 입력 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 터치 입력 장치의 사용자가 상기 제1압력을 설정하는 전처리 단계는:
    상기 사용자가 상기 터치 스크린의 복수의 분할화면에 대해서 상기 제1압력을 서로 다르게 설정하는 단계를 포함하는,
    터치종류 판별이 가능한 터치 입력 장치.
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