WO2017094971A1 - 펜과 팜 터치를 구분할 수 있는 디지타이저 및 그 방법 - Google Patents

펜과 팜 터치를 구분할 수 있는 디지타이저 및 그 방법 Download PDF

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WO2017094971A1
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magnetic force
pen
touch
panel unit
magnetic
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PCT/KR2016/002236
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Inventor
김홍채
이광구
Original Assignee
주식회사 트레이스
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/046—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by electromagnetic means

Definitions

  • the present invention relates to a digitizer capable of distinguishing a pen from a palm touch and a method thereof, and distinguishes a touch by a magnetic force pen tip from a touch by a palm of a user, so that only a touch by a magnetic force pen tip can be displayed. It's about technology that makes it possible.
  • Digitizer is a type of input device used in display devices and has a matrix type electrode structure. When a user moves a pen or cursor, the digitizer reads the X and Y coordinates on the matrix and transmits the position signal of the input device to the controller. Refers to a device that performs a corresponding command.
  • the digitizer is broadly called a touch panel or a tablet, and there may be a resistive film type, a capacitive type, a magnetic field type, or the like depending on the position detection method. However, in some cases, the touch panel may be used separately from the touch panel.
  • An object of the present invention is to accurately distinguish a touch by a pen and a touch by a hand in the digitizer.
  • a touch panel unit for outputting a signal required to determine one or more touch generation position;
  • a plurality of magnetic force sensors configured to determine a position of the magnetic force pen by sensing a magnetic force distribution generated by the magnetic force pen;
  • an image panel unit configured to display, as the touch position of the magnetic force pen, only a touch generation position existing within a predetermined radius of the magnetic force pen among the one or more touch generation positions.
  • the touch panel unit may output a signal related to a touch of a tip of the magnetic pen and a user's hand.
  • the position of the center of gravity of the magnetic force distribution generating unit inside the magnetic pen may be determined.
  • determining the one or more touch generation position based on the signal obtained by the touch panel unit Determining a position of the magnetic force pen based on information obtained by the plurality of magnetic force sensors; Determining only a touch generation position existing within a preset radius of the magnetic force pen among the one or more touch generation positions as the touch position of the magnetic force pen; And displaying a touch position of the determined magnetic force pen.
  • the pen and palm touch discrimination method of the digitizer is provided.
  • the position of the tip of the magnetic force pen in the digitizer can be accurately determined, and the position is displayed on the display device to enable the user to immediately write.
  • the position of the magnetic force pen tip may be accurately extracted based on the position of the magnetic force pen determined from the signal acquired by the magnetic force sensor, and the occurrence of touch by other means other than the magnetic force pen may be distinguished and removed.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing the structure of a digitizer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view illustrating a structure of a touch panel unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view for explaining a method of determining the position of the magnetic force pen by the magnetic force sensor according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a graph showing the relationship between the distance from the magnetic force sensor to the magnetic force pen and the magnitude of the magnetic force detected by the magnetic force sensor.
  • FIG. 5 is a view for explaining a method of determining the position of the magnetic force pen in the digitizer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining a method of distinguishing the touch position of the magnetic force pen tip from the touch position by other means according to an embodiment of the present invention.
  • any part of the specification is to “include” any component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
  • the terms “... unit”, “module”, etc. described in the specification mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software. . And when a part is “connected” to another part, this includes not only the direct connection, but also the connection of another system in the middle.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of a digitizer according to an embodiment of the present invention.
  • a digitizer includes a display device 100 and a magnetic force pen 200.
  • the display device 100 is disposed under the cover window 110 and the cover window 110 to protect external contact damage, and is disposed under the touch panel unit 120 and the touch panel unit 120 to detect a touch.
  • the cover window 110 and the touch panel unit together with the image panel unit 130 for outputting signals, the circuit board 140 for controlling the input / output of signals generated in the display device 100, and the circuit board 140.
  • the image panel 130 includes an inner case 150 that is sequentially stacked and joined.
  • the display device 100 of the present invention determines the touch position of the magnetic force pen 200 through the touch panel unit 120, but detects a plurality of magnetic force sensors 160 for detecting a magnetic force distribution generated from the magnetic force pen 200. It includes more.
  • the plurality of magnetic force sensors 160 are illustrated as being disposed on the front surface of the touch panel unit 120, but the magnetic force sensor 160 is formed on the rear of the cover window 110, before and after the touch panel unit 120, and the image.
  • the front and rear surfaces of the panel 130, the front and rear surfaces of the circuit board 140, and the inner surface of the inner case 150 may be disposed at at least one position.
  • the plurality of magnetic force sensors 160 may be disposed in an inactive region of the image panel unit 130.
  • the magnetic force sensor 160 uses a Hall effect, a search coil induction effect, a flux gate induction effect, and a magnetoresistive effect, from 0.001 to 3 axes in the spatial Cartesian coordinate direction. Measure 10000 Gauss magnetic force.
  • Magnetic pen 200 is free to move in the upper portion of the cover window 110 by the user's operation.
  • the magnetic force pen 200 includes a magnetic force distribution generator 210 such as a magnet therein.
  • the magnetic force distribution generated by the magnetic force distribution generator 210 of the magnetic pen 200 is detected by the plurality of magnetic force sensors 160, and thus the position of the magnetic force pen 200 can be detected through the detected signal. .
  • FIG. 2 is a plan view illustrating a configuration of the touch panel unit 120 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the touch panel unit 120 includes a plurality of driving electrodes 121 disposed in parallel with each other in a first direction, and a plurality of sensing electrodes disposed in parallel with each other in a second direction perpendicular to the first direction. And a driving electrode multiplexer 123 for selecting one or more of the driving electrodes 121 and a driving signal to be applied, and selecting one or more of the sensing electrodes 122 from the sensing electrodes 122. It includes a drive electrode multiplexer 124 to receive a signal of.
  • the plurality of driving electrodes 121 and the sensing electrodes 122 are spaced apart from each other.
  • the tip of the touch generating means for example, the magnetic force pen 200 (see FIG. 1) touches the upper portion of the specific point, the specific point
  • the mutual capacitance between the driving electrode 121 and the sensing electrode 122 passing through the unit is changed.
  • a driving signal is applied to the driving electrode 121, a signal different from that when no touch is generated is detected through the sensing electrode 122 intersecting the driving signal.
  • the touch of the magnetic force pen 200 or the user's hand and its touch position may be determined from the upper surface of the display apparatus 100 (refer to FIG. 1).
  • the touch position may be determined by various methods such as capacitive, pressure sensing, or resistance sensing.
  • FIG 3 is a view for explaining a method of determining the position of the magnetic force pen 200 by the magnetic force sensor 160 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates a case where the magnetic force sensor 160 is disposed in the outer region of the touch panel unit 120.
  • eight magnetic force sensors 160 may be arranged at equal intervals, but of course, the magnetic force sensors 160 may be arranged in a smaller or larger number.
  • the magnetic force sensor 160 may detect a three-dimensional magnetic force vector and a change amount generated from the magnetic force distribution generator 210 inside the magnetic pen 200.
  • a method of determining the position of the magnetic force pen 200 by the plurality of magnetic force sensors 160 may include, firstly, using a magnitude curve of magnetic force according to a distance between the magnetic force sensor 160 and the magnetic force pen 200. How to determine the distance between the magnetic force sensor 160 and the magnetic force pen 200, and through this triangulation method to determine the position of the magnetic force pen 200, second, the magnetic force detected by the two or more magnetic force sensor 160 By using a vector, there is a method of inferring the position of the magnetic force pen 200 through these intersection points.
  • FIG 4 is a graph showing a relationship between the distance r from the magnetic force sensor 160 to the magnetic force pen 200 and the magnitude of magnetic force B detected by the magnetic force sensor 160.
  • the magnitude B of the magnetic force vector detected by the magnetic force sensor 160 decreases.
  • the distance from the three or more magnetic force sensors 160 to the magnetic force pen 200 can be calculated.
  • a method of inferring the position of the magnetic pen 200 using the magnetic force vector detected by the two or more magnetic force sensors 160 is as follows.
  • the magnetic force vector generated from the magnetic force pen 200 is detected by the magnetic force sensor 160, and the magnetic force vector detected by the magnetic force sensor 160 changes in real time according to the relative position of the magnetic force pen 200.
  • the intersection between the magnetic force vectors measured by the plurality of magnetic force sensors 160 becomes the current position of the magnetic force pen 200.
  • the current position of the magnetic force pen 200 detected by the above method is not the tip position of the magnetic force pen 200 but the center of gravity of the magnetic force distribution generator 210 inside the magnetic force pen 200. That is, since the magnetic force sensor 160 determines the position of the magnetic force pen 200 through a relative relationship with the magnetic force distribution generator 210, not the tip of the magnetic force pen 200, the center of gravity of the magnetic force distribution generator 210 is determined. The position is bound to be measured. In the exemplary embodiment of the present invention, the measured value by the magnetic force sensor 160 is used to distinguish the touch position from the touch position of the magnetic force pen 200 and other touch positions sensed by the touch panel unit 120.
  • FIG 5 is a view for explaining a method of determining the position of the magnetic force pen 200 in the display device according to an embodiment of the present invention.
  • the touch position T1 of the tip of the magnetic pen 200 may be determined by the operation of the touch panel unit 120.
  • the touch detection resolution of the touch panel unit 120 may be implemented at a resolution high enough to accurately recognize the touch by the tip of the magnetic force pen 200.
  • the magnetic force sensors 160 may determine the position of the magnetic force pen 200 through a relative relationship with the magnetic force distribution generating unit 210 in the magnetic force pen 200. Since the position of the magnetic force pen 200 measured as described above is not the position of the tip of the magnetic force pen 200 but the position of the magnetic force distribution generator 210, the position of the center of gravity of the magnetic force distribution generator 210 is the magnetic force sensor ( It becomes the position of the magnetic force pen 200 determined through 160 (M1).
  • the magnetic pen 200 When the user writes using the magnetic pen 200, the magnetic pen 200 is generally tilted at an angle, and accordingly, the magnetic pen 200 determined by the touch panel unit 120 is used. Deviation occurs between the touch position (T1) and the position (M1) of the magnetic force pen 200 is determined by the magnetic force sensor (160).
  • the touch position T1 of the tip of the magnetic force pen 200 recognized by the touch panel unit 120 is determined as the current position of the magnetic force pen 200, but other means (for example, a user).
  • the position M1 of the magnetic force pen 200 determined by the magnetic force sensor 160 is used to distinguish the touch by the hand.
  • FIG. 6 is a view for explaining a method of distinguishing the touch position of the tip of the magnetic force pen 200 from the touch position by other means according to an embodiment of the present invention.
  • the touch panel unit 120 detects the contact of an object on the upper portion thereof, the touch position T2 generated by the user's hand or another object, as well as the touch position T1 of the tip of the magnetic pen 200. , T3).
  • the touch position detected by the touch panel unit 120 does not exist within a predetermined radius R based on the position M1 of the magnetic force pen 200 detected according to the signal obtained from the magnetic force sensor 160. Since the operation may be regarded as an operation error of at least one of the touch panel unit 120 and the magnetic force sensor 160, the operation may be performed again. Alternatively, in this case, the magnetic force pen 200 may not be present, and the touch positions T1, T2, and T3 currently recognized by the touch panel unit 120 may be displayed on the display device.
  • the position of the tip of the magnetic force pen in the digitizer can be accurately determined, and the position is displayed on the display device to enable the user to immediately write.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 일 이상의 터치 발생 위치를 판단하기 위해 필요한 신호를 출력하는 터치패널부; 자기력 펜에 의해 발생되는 자기력 분포를 감지하여 상기 자기력 펜의 위치를 판단하도록 하는 복수의 자기력 센서; 및 상기 일 이상의 터치 발생 위치 중 상기 자기력 펜의 위치를 중심으로 기 설정된 반경 내에 존재하는 터치 발생 위치만을 상기 자기력 펜의 터치 위치로서 표시하는 영상패널부를 포함하는, 디지타이저가 제공된다.

Description

펜과 팜 터치를 구분할 수 있는 디지타이저 및 그 방법
본 발명은 펜과 팜 터치를 구분할 수 있는 디지타이저 및 그 방법에 관한 것으로, 자기력 펜 팁에 의한 터치와 사용자의 팜(Palm)에 의한 터치를 구별하여, 자기력 펜 팁에 의한 터치만이 디스플레이될 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
디지타이저(Digitizer)는 디스플레이 기기에 사용되는 입력장치의 한 종류로서 매트릭스 형태의 전극 구조를 가지며, 사용자가 펜이나 커서를 움직이면 매트릭스 상의 X, Y 좌표를 읽어 입력장치의 위치 신호를 제어부에 전달하여 그에 해당되는 명령을 수행하는 장치를 말한다.
디지타이저는 광의적으로 터치 패널 또는 태블릿이라고도 불리며, 위치 검출 방식에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 자계 방식 등이 있다. 다만, 경우에 따라서는 터치 패널과 구분되어 사용되기도 한다.
최근 스타일러스 펜이 다양하게 개발되고, 이를 통한 펜의 필기를 가능하게 하려는 시도가 널리 퍼지고 있다. 펜의 팁 단면적은 매우 좁기 때문에, 터치 패널의 감도를 높여 펜 팁을 정확하게 인식하고자 하는 시도가 계속되고 있으나, 이러한 시도로도 펜과 사용자 손가락, 손바닥 등에 의한 터치를 구분할 수는 없기 때문에, 사용자 입장에서는 스타일러스 펜을 통한 필기 입력 시에 많은 불편함을 겪고 있는 실정이다.
이를 해결하기 위해 터치 발생 면적에 따라 펜 팁에 의한 터치와 손에 의한 터치를 구분하는 기술이 개발되었으나, 손에 의한 터치 면적이 좁을 때에는 이 또한 구분을 못하게 되는 등의 문제점이 여전히 존재하였다.
따라서, 펜 팁에 의한 터치와 사용자 손에 의한 터치를 정확하게 구분하여, 사용자로 하여금 디지타이저 상에서 펜을 통한 자연스러운 필기 작업을 가능하게 하는 기술이 필요하다.
본 발명의 목적은 디지타이저에서 펜에 의한 터치와 손에 의한 터치를 정확하게 구분해내기 위한 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 일 이상의 터치 발생 위치를 판단하기 위해 필요한 신호를 출력하는 터치패널부; 자기력 펜에 의해 발생되는 자기력 분포를 감지하여 상기 자기력 펜의 위치를 판단하도록 하는 복수의 자기력 센서; 및 상기 일 이상의 터치 발생 위치 중 상기 자기력 펜의 위치를 중심으로 기 설정된 반경 내에 존재하는 터치 발생 위치만을 상기 자기력 펜의 터치 위치로서 표시하는 영상패널부를 포함하는, 디지타이저가 제공된다.
상기 터치패널부는, 상기 자기력 펜의 팁 및 사용자의 손에 의한 터치와 관련된 신호를 출력할 수 있다.
상기 복수의 자기력 센서에 의해 감지되는 자기력 분포를 통해서는, 상기 자기력 펜 내부의 자기력 분포 발생부의 무게 중심 위치가 판단될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 터치패널부에 의해 획득된 신호를 토대로 일 이상의 터치 발생 위치를 판단하는 단계; 복수개의 자기력 센서에 의해 획득된 정보를 토대로 자기력 펜의 위치를 판단하는 단계; 상기 일 이상의 터치 발생 위치 중 상기 자기력 펜의 위치를 중심으로 기 설정된 반경 내에 존재하는 터치 발생 위치만을 상기 자기력 펜의 터치 위치로 결정하는 단계; 및 상기 결정된 자기력 펜의 터치 위치를 디스플레이하는 단계를 포함하는, 디지타이저에서의 펜과 팜 터치 구분 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디지타이저에서 자기력 펜의 팁의 위치를 정확히 판단할 수 있고, 그 위치를 디스플레이 기기 상에 표시해줌으로써 사용자로 하여금 즉각적인 필기 동작을 가능하게 한다.
또한, 자기력 센서에 의해 획득된 신호로부터 판단된 자기력 펜의 위치를 기초로 자기력 펜 팁의 위치만을 정확하게 추출해낼 수 있고, 자기력 펜 외의 다른 수단에 의한 터치 발생을 구분하여 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지타이저의 구조를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널부의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 센서가 자기력 펜의 위치를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 자기력 센서로부터 자기력 펜까지의 거리와, 자기력 센서에서 감지되는 자기력 크기의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지타이저에서 자기력 펜의 위치를 판단하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 자기력 펜 팁의 터치 위치를 다른 수단에 의한 터치 위치와 구별하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 그리고 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 시스템을 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지타이저의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 디지타이저는 디스플레이 기기(100) 및 자기력 펜(200)으로 구성된다.
디스플레이 기기(100)는 외부 접촉 손상을 보호하는 커버 윈도우(110), 커버윈도우(110)의 하부에 배치되어 터치를 검출하는 터치패널부(120), 터치패널부(120) 하부에 배치되어 영상 신호를 출력하는 영상패널부(130), 디스플레이 기기(100) 내부에서 발생하는 신호의 입출력을 제어하는 회로기판(140), 회로기판(140)과 함께, 커버윈도우(110), 터치패널부(120), 영상패널부(130)가 순차적으로 적층되어 합입되는 내부 케이스(150)를 포함한다.
본 발명의 디스플레이 기기(100)는 자기력 펜(200)의 터치 위치를 터치패널부(120)를 통해 판단하나, 자기력 펜(200)으로부터 발생되는 자기력 분포를 검출하는 복수개의 자기력 센서(160)를 더 포함한다.
도 1에서는 복수개의 자기력 센서(160)가 터치패널부(120)의 전면에 배치되는 것으로 예시되었으나, 자기력 센서(160)는 커버 윈도우(110) 후면, 터치패널부(120) 전/후면, 영상패널부(130) 전/후면, 회로기판(140) 전/후면, 내부 케이스(150) 내면 중 적어도 하나의 위치에 배치될 수 있다. 또한, 복수개의 자기력 센서(160)는 영상패널부(130)의 비활성 영역에 배치되는 것이 바람직하다. 자기력 센서(160)는 홀 효과(hall effect), 서치코일(search coil) 유도효과, 플럭스 게이트 (flux gate) 유도 효과, 자기저항 (Magneto Resistive) 효과를 이용하여 공간 직교좌표 3축 방향의 0.001 내지 10000 Gauss 자기력을 측정한다.
자기력 펜(200)은 사용자의 조작에 의해 커버윈도우(110) 전면 상부에서 자유운동을 한다. 자기력 펜(200)은 내부에 자석과 같은 자기력 분포 발생부(210)를 포함한다. 자기력 펜(200)의 자기력 분포 발생부(210)에 의해 발생되는 자기력 분포는 복수개의 자기력 센서(160)에 의해 감지되며, 감지된 신호를 통해 자기력 펜(200)의 위치를 검출할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치패널부(120)의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 터치패널부(120)는 제1 방향으로 상호 평행하게 배치되는 복수개의 구동 전극(121), 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향으로 상호 평행하게 배치되는 복수개의 감지 전극(122), 상기 구동 전극(121) 중의 하나 이상을 선택하여 구동 신호가 인가될 수 있도록 하는 구동 전극 멀티플렉서(123), 상기 감지 전극(122) 중의 하나 이상을 선택하여 상기 감지 전극(122)으로부터의 신호를 수신하는 구동 전극 멀티플렉서(124)를 포함한다.
복수개의 구동 전극(121)과 감지 전극(122)들은 상호 이격되어 있는데, 특정 지점의 상부에 터치 발생 수단, 예를 들면, 자기력 펜(200, 도 1 참조)의 팁이 닿으면, 상기 특정 지점을 지나는 구동 전극(121)과 감지 전극(122) 간의 상호 정전용량이 변화하게 된다. 해당 구동 전극(121)에 구동 신호를 인가해 준 경우라면, 이와 교차하는 감지 전극(122)을 통해서는 터치 미발생 시와 상이한 신호가 검출되게 된다. 이러한 원리를 통해 디스플레이 기기(100, 도 1 참조) 상면에서 자기력 펜(200) 또는 사용자 손의 터치 및 그 터치 위치를 판별해낼 수 있다. 그러나, 이러한 방식 외의 다른 정전용량 방식, 압력 감지 방식 또는 저항 감지 방식 등 다양한 방식으로 터치 위치 판별이 가능할 수도 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 센서(160)가 자기력 펜(200)의 위치를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전술한 바와 같이, 자기력 센서(160)는 영상패널부의 비활성 영역에 배치되는데, 도 3은 터치패널부(120)의 외곽 영역에 자기력 센서(160)가 배치된 경우를 예시한다. 자기력 센서(160)는 도 3에 도시된 바와 같이 8개가 등간격으로 배치될 수도 있으나, 그보다 적은 수 또는 많은 수로 배치될 수도 있음은 물론이다.
자기력 센서(160)는 자기력 펜(200) 내부의 자기력 분포 발생부(210)로부터 발생되는 3차원의 자기력 벡터와 변화량을 감지할 수 있다.
복수개의 자기력 센서(160)가 자기력 펜(200)의 위치를 판단하는 방법은, 첫번째로, 자기력 센서(160)와 자기력 펜(200)의 거리에 따른 자기력의 크기 곡선을 이용하여, 3개 이상의 자기력 센서(160)와 자기력 펜(200) 간의 거리를 파악해내고, 이를 통해 3각 측정법으로 자기력 펜(200)의 위치를 결정하는 방법, 두번째로, 2개 이상의 자기력 센서(160)에서 감지되는 자기력 벡터를 이용하여, 이들의 교점을 통해 자기력 펜(200)의 위치를 유추하는 방법 등이 있다.
먼저, 3개 이상의 자기력 센서(160)와 자기력 펜(200) 간의 거리에 기초하여 3각 측정법을 활용하는 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 자기력 센서(160)로부터 자기력 펜(200)까지의 거리(r)와, 자기력 센서(160)에서 감지되는 자기력 크기(B)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 특정 자기력 센서(160)과 자기력 펜(200) 간의 거리(r)가 멀어질수록, 해당 자기력 센서(160)에서 감지되는 자기력 벡터의 크기(B)는 작아지는데, 이러한 특성을 이용하면, 3개 이상의 자기력 센서(160)로부터 자기력 펜(200)까지의 거리를 산출해낼 수 있다.
다음으로, 2개 이상의 자기력 센서(160)에서 감지되는 자기력 벡터를 이용하여 자기력 펜(200)의 위치를 유추하는 방법은 다음과 같다.
자기력 펜(200)으로부터 발생하는 자기력 벡터는 자기력 센서(160)에 의해 감지되는데, 자기력 펜(200)의 상대적인 위치에 따라 자기력 센서(160)에서 감지되는 자기력 벡터는 실시간으로 변화하게 된다. 복수의 자기력 센서(160)에 의해 측정된 자기력 벡터 간의 교차점이 자기력 펜(200)의 현재 위치가 된다.
상기의 방법으로 감지되는 자기력 펜(200)의 현재 위치는 자기력 펜(200)의 팁 위치가 아니라 자기력 펜(200) 내부의 자기력 분포 발생부(210)의 무게중심 위치이다. 즉, 자기력 센서(160)는 자기력 펜(200)의 팁이 아니라 자기력 분포 발생부(210)와의 상대적인 관계를 통해 자기력 펜(200)의 위치를 판단하므로, 자기력 분포 발생부(210)의 무게중심 위치가 측정될 수밖에 없다. 본 발명의 실시예에서는 터치패널부(120)에 의해 감지되는 자기력 펜(200)의 터치 위치와 다른 터치 위치를 구분하기 위해 자기력 센서(160)에 의한 측정값을 활용한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따라 디스플레이 기기 상에서 자기력 펜(200)의 터치 위치만을 구분하여 정확하게 표시하는 방식에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 기기에서 자기력 펜(200)의 위치를 판단하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 터치패널부(120)의 동작에 의해 자기력 펜(200)의 팁의 터치 위치(T1)가 판단될 수 있다. 이를 위해 터치패널부(120)의 터치 검출 해상도는 자기력 펜(200)의 팁에 의한 터치를 정확하게 인식할 수 있을 정도로 높은 해상도로 구현되는 것이 바람직하다.
한편, 전술한 바와 같이 자기력 센서(160)들은 자기력 펜(200) 내부의 자기력 분포 발생부(210)와의 상대적인 관계를 통해 자기력 펜(200)의 위치를 판단할 수 있다. 이렇게 측정되는 자기력 펜(200)의 위치는 자기력 펜(200)의 팁의 위치가 아니라, 자기력 분포 발생부(210)의 위치이므로, 자기력 분포 발생부(210)의 무게 중심의 위치가 자기력 센서(160)를 통해 판단된 자기력 펜(200)의 위치가 된다(M1).
사용자가 자기력 펜(200)을 이용하여 필기를 실시할 때, 통상적으로는 자기력 펜(200)을 일정 각도 기울여 사용하게 되는데, 이에 따라, 터치패널부(120)에 의해 판단되는 자기력 펜(200)의 터치 위치(T1)와, 자기력 센서(160)에 의해 판단되는 자기력 펜(200)의 위치(M1) 간에는 편차가 발생하게 된다.
본 발명의 일 실시예에서는 터치패널부(120)에 의해 인식된 자기력 펜(200) 팁의 터치 위치(T1)를 자기력 펜(200)의 현재 위치로 결정하되, 다른 수단(예를 들면, 사용자의 손 등)에 의한 터치와 구별하기 위해 자기력 센서(160)에 의해 판단된 자기력 펜(200)의 위치(M1)를 활용한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 자기력 펜(200) 팁의 터치 위치를 다른 수단에 의한 터치 위치와 구별하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 사용자가 자기력 펜(200)을 이용하여 디스플레이 기기 상에서 필기를 수행하게 되면, 자기력 펜(200) 뿐만 아니라, 사용자의 손가락 또는 손바닥의 일부가 디스플레이 기기에 닿을 수 있다. 전술한 바와 같이, 터치패널부(120)는 그 상부의 물체 접촉을 감지하기 때문에, 자기력 펜(200) 팁의 터치 위치(T1) 뿐만 아니라, 사용자 손 또는 다른 물체에 의해 발생되는 터치 위치(T2, T3)도 감지하게 된다.
터치패널부(120)에 의해 감지된 모든 터치 발생 위치(T1, T2, T3)를 모두 디스플레이 기기에 표시한다면, 사용자 입장에서는 자기력 펜(200)을 통한 필기 등의 작업에 매우 어려움을 느끼게 된다.
따라서, 사용자의 의도치 않은 디스플레이 기기로의 터치(T2, T3)는 무시하고, 자기력 펜(200) 팁의 터치 위치(T1)만을 진정 터치 위치로 판단하여, 디스플레이 기기에 표시하여야 할 것이다. 자기력 펜(200) 팁의 터치 위치(T1)는 자기력 펜(200) 내부의 자기력 분포 발생부(210)의 무게중심 위치(M1) 근처에 위치하게 될 것이므로, 자기력 센서(160)로부터 획득된 신호에 따라 검출된 자기력 펜(200)의 위치(M1)를 중심으로 일정 반경(R) 내에 존재하는 터치 위치(T1)만을 자기력 펜(200) 팁에 의한 터치 위치로 판단한다. 이렇게 판단된 자기력 펜(200) 팁에 의한 터치 위치는 영상패널부(130, 도 1 참조)를 통해 디스플레이 기기에 표시된다. 터치패널부(120)에 의해 인식된 터치 위치(T1, T2, T3)들 중 다른 터치 위치(T2, T3)는 디스플레이 기기 상에 표시되지 않게 된다.
상기 일정 반경(R)은 자기력 센서(160)에 의해 획득되는 신호로 판단되는 자기력 펜(200)의 위치에 있어서, 그 측정 오차와 관련된 값(예를 들면, 오차의 최대값)으로 설정될 수 있다.
만약, 자기력 센서(160)로부터 획득된 신호에 따라 검출된 자기력 펜(200)의 위치(M1)를 중심으로 일정 반경(R) 내에 터치패널부(120)에 의해 검출된 터치 위치가 존재하지 않는다면, 터치패널부(120) 또는 자기력 센서(160) 중 적어도 하나의 동작 오류로 볼 수 있기 때문에 재동작을 실시할 수 있다. 또는 이러한 경우, 자기력 펜(200)이 존재하지 않는 것으로 보고, 현재 터치패널부(120)에 의해 인식된 터치 위치(T1, T2, T3)를 모두 디스플레이 기기 상에 표시할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 디지타이저에서 자기력 펜의 팁의 위치를 정확히 판단할 수 있고, 그 위치를 디스플레이 기기 상에 표시해줌으로써 사용자로 하여금 즉각적인 필기 동작을 가능하게 한다.
또한, 자기력 센서에 의해 획득된 신호로부터 판단된 자기력 펜의 위치를 기초로 자기력 펜 팁의 위치만을 정확하게 추출해낼 수 있고, 자기력 펜 외의 다른 수단에 의한 터치 발생을 구분하여 제거할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 디스플레이 기기
110: 커버 윈도우
120: 터치패널부
130: 영상패널부
140: 회로기판
150: 내부 케이스
160: 자기력 센서
200: 자기력 펜
210: 자기력 분포 발생부

Claims (4)

  1. 일 이상의 터치 발생 위치를 판단하기 위해 필요한 신호를 출력하는 터치패널부;
    자기력 펜에 의해 발생되는 자기력 분포를 감지하여 상기 자기력 펜의 위치를 판단하도록 하는 복수의 자기력 센서; 및
    상기 일 이상의 터치 발생 위치 중 상기 자기력 펜의 위치를 중심으로 기 설정된 반경 내에 존재하는 터치 발생 위치만을 상기 자기력 펜의 터치 위치로서 표시하는 영상패널부를 포함하는, 디지타이저.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치패널부는, 상기 자기력 펜의 팁 및 사용자의 손에 의한 터치와 관련된 신호를 출력하는, 디지타이저.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 자기력 센서에 의해 감지되는 자기력 분포를 통해서는, 상기 자기력 펜 내부의 자기력 분포 발생부의 무게 중심 위치가 판단되는, 디지타이저.
  4. 터치패널부에 의해 획득된 신호를 토대로 일 이상의 터치 발생 위치를 판단하는 단계;
    복수개의 자기력 센서에 의해 획득된 정보를 토대로 자기력 펜의 위치를 판단하는 단계;
    상기 일 이상의 터치 발생 위치 중 상기 자기력 펜의 위치를 중심으로 기 설정된 반경 내에 존재하는 터치 발생 위치만을 상기 자기력 펜의 터치 위치로 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 자기력 펜의 터치 위치를 디스플레이하는 단계를 포함하는, 디지타이저에서의 펜과 팜 터치 구분 방법.
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