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KR102110183B1 - 터치 입력 장치의 감도 보정 방법 및 이를 채용한 터치 입력 장치 - Google Patents

터치 입력 장치의 감도 보정 방법 및 이를 채용한 터치 입력 장치 Download PDF

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KR102110183B1
KR102110183B1 KR1020130097623A KR20130097623A KR102110183B1 KR 102110183 B1 KR102110183 B1 KR 102110183B1 KR 1020130097623 A KR1020130097623 A KR 1020130097623A KR 20130097623 A KR20130097623 A KR 20130097623A KR 102110183 B1 KR102110183 B1 KR 102110183B1
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신지혜
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

압력에 기초하여 터치 입력을 감지하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법은 압력의 크기에 따라 변화되는 연속된 입력 신호를 생성하고, 연속된 입력 신호를 기 설정된 프레임 간격으로 샘플링하여 샘플링 신호들을 생성하며, 샘플링 신호들의 값과 제1 임계범위에 기초하여 터치 입력 장치의 감도 보정의 수행 여부를 판단하고, 감도 보정의 수행시, 샘플링 신호들의 절대값에 기초하여 기 저장된 파라메터들 중에서 감도 보정에 적용할 감도 보정 파라메터를 결정하며, 감도 보정 파라메터에 기초하여 감도 보정을 수행한다.

Description

터치 입력 장치의 감도 보정 방법 및 이를 채용한 터치 입력 장치 {METHOD OF CALIBRATING SENSITIVITY OF A TOUCH INPUT DEVICE AND TOUCH INPUT DEVICE EMPLOYING THE SAME}
본 발명은 터치 입력 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 터치 입력 장치의 감도 보정 방법 및 이를 채용한 터치 입력 장치에 관한 것이다.
최근 키보드, 마우스 등의 별도의 입력 장치 없이 화면을 손가락 또는 펜을 사용하여 직접 터치하여 신호를 입력하는 터치 입력 장치가 널리 사용되고 있다. 터치 입력 장치는 크게 정전기의 변화를 감지하여 입력을 인지하는 정전식 터치 입력 장치와 압력의 유무를 감지하여 입력을 인지하는 감압식 터치 입력 장치가 있으며, 감압식 터치 입력 장치는 압력으로 인한 물리적 변화를 인지하여 입력을 감지하기 때문에 입력으로 인해 발생된 물리적 변형이 원래 상태로 복원되는데 일정 시간이 소모된다. 그러나 복원 시간 동안 연속된 다른 입력이 인가될 경우 이를 감지 못하는 문제가 발생될 수 있고, 복원되는 신호를 입력 신호로 오인하는 문제도 발생될 수 있다. 특히, 유연한(flexible) 표시 장치에 적용되는 터치 입력 장치의 경우, 충분한 유연성(flexibility)을 부여하기 위해 복원시간이 오래 걸리는 재료를 사용할 수밖에 없기 때문에 상기 문제는 더욱 심각하게 발생된다.
본 발명의 일 목적은 압력의 크기 별로 별도의 파라메터를 적용해 터치 입력 장치의 상태를 세밀하게 판단하고, 판단된 터치 입력 장치의 상태에 기초하여 정확한 터치 입력을 감지할 수 있는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 감도 보정 방법을 채용한 터치 입력 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 입력 장치의 감도 보정은 압력의 크기에 따라 변화되는 연속된 입력 신호를 생성하고, 연속된 입력 신호를 기 설정된 프레임 간격으로 샘플링하여 샘플링 신호들을 생성하며, 샘플링 신호들의 값과 제1 임계범위에 기초하여 터치 입력 장치의 감도 보정의 수행 여부를 판단하고, 감도 보정의 수행시 샘플링 신호들의 절대값에 기초하여 기 저장된 파라메터들 중에서 감도 보정에 적용할 감도 보정 파라메터를 결정하여 결정된 감도 보정 파라메터에 기초하여 수행될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 감도 보정의 수행 여부는, 샘플링 신호들 중에서 제n 번째 프레임 신호값과 제n-1 번째 프레임 신호값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값과 제1 임계범위에 기초하여 터치 입력 장치의 상태 데이터를 생성하고, 상기 상태 데이터에 기초하여 판단될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 터치 입력 장치의 상태 데이터는 제n 번째 프레임 신호값과 제n-1 번째 프레임 신호값의 차이값이 음(-)의 값인지 판단하고, 상기 차이값이 제1 임계범위를 벗어나는지 판단하여 생성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 감도 보정 파라메터는 샘플링 신호값들 중에서 제n 번째 프레임 신호의 절대값과 기 저장된 제1 기준값 내지 제m 기준값을 순차적으로 비교하고, 제n 번째 프레임 신호의 절대값이 제m 기준 값보다 크거나 같을 때, 제m 기준값에 해당하는 파라메터로 선택될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 터치 입력 장치의 감도는 제n 번째 프레임 신호값을 기준 레벨로 설정하고, 감도 보정 파라메터에 기초하여 제1 임계범위를 제2 임계범위로 변경하여 보정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제2 임계범위는 연속된 입력 신호의 변화가 클수록 커질 수 있다.
일 실시예에 의하면, 감도 보정의 수행 여부는 샘플링 신호들 중에서 제3 임계 값보다 큰 신호값을 갖는 신호들을 선택하고, 선택된 신호들 중에서 제n 번째 프레임 신호값과 제n-1 번째 프레임 신호값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값과 제1 임계범위에 기초하여 터치 입력 장치의 상태 데이터를 생성하고, 상기 상태 데이터에 기초하여 판단될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 터치 입력 장치의 상태 데이터는 제n 번째 프레임 신호값과 제n-1 번째 프레임 신호값의 차이값이 음(-)의 값인지 판단하고, 상기 차이값이 제1 임계범위를 벗어나는지 판단하여 생성될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 터치 입력 장치의 감도는 제n 번째 프레임 신호값을 기준레벨로 설정하고, 감도 보정 파라메터에 기초하여 제1 임계범위를 제2 임계범위로 변경하고 제3 임계값을 제4 임계값으로 변경하여 보정될 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제2 임계범위는 연속된 입력 신호의 변화가 클수록 커지고, 제4 임계값은 제n 번째 프레임 신호값에 제3 임계값을 더한 값일 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 터치 입력 장치는 제1 전극층, 탄성부재 및 제2 전극층을 포함하는 압력센서 및 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 탄성부재는 제1 전극층 상에 배치될 수 있고, 제2 전극층은 탄성부재 상에 배치되고, 제1 전극층에 대향할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어부는 압력의 크기에 기초하여 터치 입력 장치의 감도를 보정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 압력 센서는 압력의 크기에 따라 변하는 정전 용량값에 기초하여 터치 입력을 감지할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어부는 압력의 크기에 따라 변화되는 연속된 입력 신호를 생성하고, 연속된 입력 신호를 기 설정된 프레임 간격으로 샘플링하여 샘플링 신호들을 생성하며, 샘플링 신호들의 값과 제1 임계범위에 기초하여 터치 입력 장치의 감도 보정의 수행 여부를 판단하고, 감도 보정의 수행시, 샘플링 신호들의 절대값에 기초하여 기 저장된 파라메터들 중에서 감도 보정에 적용할 감도 보정 파라메터를 결정하며, 감도 보정 파라메터에 기초하여 감도 보정을 수행할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어부는 샘플링 신호들 중에서 제n 번째 프레임 신호값과 제n-1 번째 프레임 신호값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값과 제1 임계범위에 기초하여 터치 입력 장치의 상태 데이터를 생성하며, 상기 상태 데이터에 기초하여 감도 보정의 수행 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어부는 감도 보정의 수행시, 샘플링 신호값들 중에서 제n 번째 프레임 신호의 절대값과 기 저장된 제1 기준값 내지 제m 기준값을 순차적으로 비교하고, 제n 번째 프레임 신호의 절대값이 제m 기준값보다 크거나 같을 때, 제m 기준값에 해당하는 파라메터를 감도 보정 파라메터로 선택하며, 감도 보정 파라메터에 기초하여 제1 임계범위를 제2 임계범위로 변경하고, 제n 번째 프레임 신호값을 기준 레벨로 설정할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어부는 샘플링 신호들 중에서 제3 임계값보다 큰 신호값을 갖는 신호들을 선택하고, 선택된 신호들 중에서 제n 번째 프레임 신호값과 제n-1 번째 프레임 신호값의 차이값을 계산하며, 상기 차이값과 제1 임계범위에 기초하여 터치 입력 장치의 상태 데이터를 생성하고, 상기 상태 데이터를 기초로 감도 보정의 수행 여부를 판단할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 제어부는 감도 보정의 수행시, 샘플링 신호값들 중에서 제n 번째 프레임 신호의 절대값과 기 저장된 제1 기준값 내지 제m 기준값을 순차적으로 비교하고, 제n 번째 프레임 신호의 절대값이 제m 기준값보다 크거나 같을 때, 제m 기준값에 해당하는 파라메터를 감도 보정 파라메터로 선택하며, 감도 보정 파라메터에 기초하여 제1 임계범위를 제2 임계범위로 변경하고, 제3 임계값을 제4 임계값으로 변경하며, 제n 번째 프레임 신호값을 기준 레벨로 설정할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 입력 장치의 감도 보정 방법은 압력의 크기에 기초하여 감도 보정에 적용할 파라메터를 선택할 수 있고, 선택된 파라메터에 기초하여 터치 입력 장치의 감도 보정을 세밀하게 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 터치 입력 장치는 압력에 기초하여 터치 입력을 감지할 수 있고, 압력의 크기에 기초하여 감도 보정을 세밀하게 수행할 수 있으므로, 터치 입력 장치의 복원 상태 구간에서도 터치 입력을 정확하게 감지할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상술한 효과들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 입력 장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 터치 입력 장치에 구비된 압력 센서의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 입력 장치의 감도 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 생성된 연속된 입력 신호를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 감도 보정의 수행 여부가 판단되는 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 감도 보정의 수행 여부가 판단되는 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 7은 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 감도 보정에 적용할 파라메터가 선택되는 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 8은 터치 입력 장치에 큰 압력이 가해졌을 때, 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 터치 입력 장치의 감도가 보정되는 과정을 나타내는 그래프이다.
도 9은 터치 입력 장치에 작은 압력이 가해졌을 때, 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 터치 입력 장치의 감도가 보정되는 과정을 나타내는 그래프이다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복되는 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 입력 장치의 블록도이고, 도 2는 도 1의 터치 입력 장치에 구비된 압력 센서의 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조함에 있어서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 요소들은 도시되어 있지 않음에 유의하여야 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 터치 입력 장치(100)는 압력 센서(150) 및 압력 센서(150)를 제어하는 제어부(110)를 포함한다
터치 입력 장치(100)는 예를 들어, 표시 장치에 결합되어 사용자가 직접 화면을 터치하여 입력이 가능한 터치 스크린 패널일 수 있다. 일반적으로, 터치 입력 장치(100)는 정전식 터치 입력 장치와 감압식 터치 입력 장치로 분류되는데, 정전식 터치 입력 장치는 정전기를 띄는 손가락 등을 이용해 화면을 터치할 경우 발생되는 전기적 변화를 감지하여 입력을 인식하며, 감압식 터치 입력 장치는 터치 입력 장치에 압력이 가해지면 발생되는 물리적 변화를 감지하여 입력을 인식한다. 본 발명의 일 실시예에서, 터치 입력 장치(100)는 감압식 터치 입력 장치로 구성될 수 있으며, 압력이 가해질 경우 대향하는 두 개의 기판 사이 간격이 좁아지고 그 간격변화를 감지하여 터치 입력을 인지할 수 있다.
압력 센서(150)는 터치 입력 장치(100)의 터치 입력을 감지하는 감지부 역할을 하며, 제1 전극층(120), 제1 전극층(120)상에 배치되는 탄성부재(130), 탄성부재(130)상에 배치되고 제1 전극층(120)에 대향하는 제2 전극층(140)을 포함한다.
제1 전극층(120)은 도전성 물질을 포함한다. 예를 들어, 제1 전극층(120)은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 전극층(120)은 인튬 아연 산화물(indium zinc oxide: IZO), 인듐 주석 산화물(indium tin oxide: ITO), 갈륨 주석 산화물(gallium tin oxide), 아연 산화물(ZnOx), 갈륨 산화물(GaOx), 주석 산화물(SnOx), 인듐 산화물(InOx) 등을 포함할 수 있으며, 상기 물질들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 전극층(120)은 특정 패턴으로 배치되는 복수의 전극들을 포함할 수 있다. 상기 전극들은 특정 방향으로 배열될 수 있으며, 직사각형, 원형, 마름모, 또는 삼각형 등 다양한 모양을 가질 수 있다.
제1 전극층(120)상에 탄성부재(130)가 배치된다. 탄성부재(130)는 절연성을 띄고, 터치 입력 장치(100)가 표시 장치의 터치 스크린 패널로 사용될 경우, 투명한 재질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 탄성부재(130)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 전극층(120)상에 부분적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극층(120)이 특정 방향으로 배치되는 전극들을 포함하고, 이에 대향하는 제2 전극층(120)이 이와 수직한 방향으로 배치되는 전극들을 포함하는 경우, 탄성부재(130)는 제1 전극층의 전극과 제2 전극층의 전극이 교차되는 지점에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 탄성부재(130)는 제1 전극층(120)을 모두 덥도록 배치될 수 있다.
제2 전극층(140)은 제1 전극층(120)과 실질적으로 동일 또는 유사하게 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극층(140)은 IZO, ITO, 갈륨 주석 산화물, 아연 산화물, 갈륨 산화물, 주석 산화물, 인듐 산화물 등과 같은 투명한 도전성 물질을 포함할 수 있으며, 상기 물질들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전극층(140)은 특정 패턴으로 배치되는 복수의 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전극들은 제1 전극층(120)이 포함하는 복수의 전극들의 배열 방향과 수직한 방향으로 배열될 수 있으며, 직사각형, 원형, 마름모, 또는 삼각형 등 다양한 모양을 가질 수 있다.
제어부(110)는 압력 센서(150)의 입력 신호를 전달 받아 그에 상응하는 이벤트를 발생 시킬 수 있으며, 압력 센서(150)의 동작을 제어한다. 제어부(110)는 IC(integrated circuit)칩을 포함할 수 있으며, 전기적 신호를 통해 여러가지 연산을 수행할 수 있는 공지된 구성을 포함할 수 있다.
터치 입력 장치(100)는 유연한 표시 장치(flexible display)의 터치 스크린 패널로 활용될 수 있으며, 이 경우, 압력 센서(150)는 유연한 메탈 필름, 유연한 고분자 필름 또는 유연한 유리 등을 포함하여 유연성을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 압력 센서(150)에 압력이 가해졌을 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 압력 센서(150)는 물리적 변형이 발생된다. 특히, 유연성으로 인해 압력이 가해진 부분의 제1 전극층(120) 및 제2 전극층(140)사이의 간격(C2)은 압력이 가해지지 않은 부분의 제1 전극층(120) 및 제2 전극층(140)사이의 간격(C1)보다 좁아지게 되며, 압력 센서(150)는 이러한 물리적 변화를 터치 입력으로 감지 할 수 있다. 예를 들어, 압력 센서(150)는 제1 전극층(120)과 제2 전극층(140)사이 간격에 따라 변화되는 정전 용량을 감지하는 방식으로 운영될 수 있다. 구체적으로, 정전 용량은 하기 수학식 1로 표현된다.
Figure 112013074634383-pat00001
<수학식 1>
상기 <수학식 1>에서 C는 정전 용량값을 뜻하며, A는 대향하는 두 전극의 면적을 뜻하고, t는 대향하는 두 전극사이의 간격을 뜻하며, ε은 유전율을 뜻한다. 즉, 본 실시예에서 정전 용량은 제1 전극층(120)과 제2 전극층(140)사이 간격에 반비례하여 변한다. 따라서 압력 센서(150)에 가해진 압력이 클수록 제1 전극층(120)과 제2 전극층(140)사이의 간격이 줄어들어 정전 용량값은 커지게 된다. 그리고 압력이 해제되면 제1 전극층(120)과 제2 전극층(140)사이에 배치되는 탄성부재(130)의 복원력으로 인해 제1 전극층(120)과 제2 전극층(140)사이의 간격은 초기 간격으로 되돌아오게 되며 정전 용량값은 다시 감소하게 된다. 이 경우, 탄성부재(130)의 탄성력에 따라 복원 시간의 차이가 발생된다. 특히, 유연성을 갖는 압력 센서(150)의 경우 복원 시간이 길고, 복원 되는 동안 정전 용량값은 초기 정전 용량값보다 여전히 크기 때문에 터치 입력 장치(100)는 복원 신호를 입력 신호로 오인할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 터치 입력 장치(100)의 오작동을 방지하기 위해 제어부(110)는 탄성부재(130)가 복원되는 동안 압력 센서(150)의 감도를 보정할 수 있다. 특히, 이러한 보정을 정확하게 수행하기 위해서는 압력 센서(150)가 현재 복원 상태에 있는지 정확히 판단할 수 있어야 한다. 그러나, 가해진 압력의 크기에 따라 복원 시간은 차이가 있고, 압력 센서(150)의 복원 상태를 정확히 판단하기 위해서는 압력의 크기에 따라 별도의 판단이 수행되어야 한다. 또한 연속적인 압력이 가해진 경우, 현재 압력 센서(150)의 상태가 압력 상태인지 복원 상태인지 구별하기 어렵다. 따라서 이러한 문제들을 해결하기 위해 본 발명의 실시예들에 따른 터치 입력 장치(100)는 압력의 크기에 따라 구별되는 별도의 파라메터를 사용하여 압력 센서(150)의 상태를 정확히 판단하고 이에 따라 감도 보정을 실시한다. 이하 상기 감도 보정 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 터치 입력 장치의 감도 보정 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 터치 입력 장치(100)의 감도 보정은 압력의 크기에 따라 변화되는 연속된 입력 신호를 생성(S100)하고, 연속된 입력 신호를 기 설정된 프레임 간격으로 샘플링하여 샘플링 신호들을 생성(S200)하며, 샘플링 신호들의 값과 제1 임계범위에 기초하여 터치 입력 장치(100)의 감도 보정의 수행 여부를 판단(S300)하고, 감도 보정의 수행시 샘플링 신호들의 절대값에 기초하여 기 저장된 파라메터들 중에서 감도 보정에 적용할 감도 보정 파라메터를 결정(S400)하여, 감도 보정 파라메터에 기초하여 수행(S500)될 수 있다.
압력의 크기에 따라 변화되는 연속된 입력 신호는 압력 센서(150)의 정전 용량값의 변화량을 연속적으로 측정하여 생성(S100)될 수 있다. 예를 들어, 정전 용량값은 압력의 세기가 클수록 큰 값을 갖게 되므로 터치 입력이 인가되며, 연속된 입력 신호는 입력이 없는 상태에 비해 큰 신호값을 가질 수 있다. 즉, 연속된 입력 신호는 초기 정전 용량값을 기준값 0으로 놓았을 때, 터치 입력시 입력 신호값이 양(+)의 값이 되도록 생성할 수 있다. 이와는 대조적으로, 연속된 입력 신호는 초기 정전 용량값을 기준값 0으로 놓았을 때, 터치 입력시 입력 신호 값이 음(-)의 값이 되도록 생성될 수도 있다.
도 4는 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 생성된 연속된 입력 신호를 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 연속된 입력 신호는 터치 입력 인가시 시간에 따라 점차적으로 증가하였다가 다시 감소하는 파형으로 생성될 수 있다.
도 4의 연속된 입력 신호는 초기 터치 입력 장치(100)의 정전 용량값을 기준값 0으로 놓았을 때, 터치 입력 인가시 입력 신호값이 양(+)의 값이 되도록 생성된 것이다. 터치 입력 장치(100)에 압력이 인가되면 연속된 입력 신호에 변화가 발생된다. 이때, 터치 입력 장치(100)에 강한 압력이 주어지면 연속된 입력 신호값은 급격하게 증가되며 압력이 가해지는 동안 입력 신호값은 계속 증가하게 된다. 이 구간 동안 터치 입력 장치(100)는 압력 상태에 해당되므로, 이 구간을 압력 상태 구간(PS)이라 정의한다. 반대로 터치 입력 장치(100)에 가해진 압력이 해제되면 압축되었던 압력 센서(150)는 다시 원래 상태로 복원이 이루어지게 된다. 따라서, 이 구간에서는 연속된 입력 신호값은 다시 기준값으로 복귀하게 되며 이 구간을 복원 상태 구간(RS)이라 정의한다. 압력 센서(150)가 완전히 복원되고 나면 입력 신호값은 일정하게 유지되는데, 이 구간을 정상 상태 구간(SS)이라 정의한다. 그러나 정상 상태 구간(SS)은 압력에 해제된 구간만을 뜻하는 것이 아니며, 일정한 압력이 계속 가해지는 구간 역시 정상 상태 구간(SS)으로 정의될 수 있다. 즉, 정상 상태 구간(SS)은 연속된 입력 신호값의 변화가 없는 구간을 모두 뜻한다.
제어부(110)는 압력 센서(150)로부터 전달 받은 터치 입력 신호를 바탕으로 도 4와 같은 연속된 입력 신호를 생성하고(S100), 이를 기 설정된 프레임 간격으로 샘플링하여 샘플링 신호를 생성(S200)할 수 있다. 상기 프레임 간격은 특별히 제한이 없다. 프레임 간격이 조밀할수록 보다 정밀한 감지가 가능하지만 상대적으로 감지에 많은 시간이 소요될 수 있다. 제어부(110)는 연속된 입력 신호를 기 설정된 특정 프레임 간격으로 샘플링하고, 샘플링 신호를 기초로 터치 입력 장치(100)의 감도를 보정할지 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 연속된 입력 신호를 샘플링하여 샘플링 신호를 생성할 수 있다. 도 4에서 샘플링된 제n 번째 프레임(Fn)의 샘플링 신호값(Sn)은 제n-1 번째 프레임(Fn-1)의 샘플링 신호값(Sn-1)보다 작은 값을 가지며, 그 차이(Sn - Sn-1)는 그래프 상에서 △S로 표시된다. 도 4에서, △S는 음(-)의 값을 갖는다. 이는 연속된 입력 신호값이 시간이 흐를수록 감소하기 때문이다. 즉, Sn이 Sn-1값보다 작다. 제n 번째 프레임(Fn)과 제n-1 번째 프레임(Fn-1)은 모두 압력 센서(150)의 복원 상태 구간(RS)에 포함되며, 복원 상태 구간(RS)에서 프레임간의 샘플링 신호값의 차이는 음(-)의 값을 갖는다.
도 5는 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 감도 보정의 수행 여부가 판단되는 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 감도 보정의 수행여부는 샘플링 신호들 중에서 제n 번째 프레임의 신호값(Sn)과 제n-1 번째 신호값(Sn-1)의 차이값(Diff n)을 계산(S321)하고, 계산된 차이값(Diff n)의 부호를 판단(S331)하며, 차이값(Diff n)의 절대값과 제1 임계범위(Th1)을 비교(S341)하여 결정될 수 있다.
터치 입력 장치(100)의 감도 보정은 압력 센서(150)에 가해진 압력이 해제되고 압력 센서(150)가 원래 상태로 복원될 때 수행될 필요가 있다. 즉, 압력 센서(150)가 압력이 인가되지 않는 정상 상태 구간(SS)에 있다면, 초기 정전 용량값을 기준으로 정전 용량의 변화를 감지해 터치 입력의 유무를 알 수 있고, 감도 보정은 필요 없다. 또한, 압력 센서(150)에 터치 입력이 가해지고 있는 압력 상태 구간(PS)에서 역시 정확한 터치 입력을 감지하기 위해 감도 보정은 필요치 않다. 그러나 압력이 해제되고 압력 센서(150)가 복원되고 있는 복원 상태 구간(RS)에서는 터치 입력 장치(100)의 오작동을 방지하기 위해 감도 보정이 필요하다. 따라서 제어부(110)에서는 감도 보정을 수행하기 위해 압력 센서(150)가 현재 복원 상태(RS)에 해당하는지 먼저 판단해야 한다.
앞서 언급한 바와 같이, 압력 센서(150)에 압력이 가해지면 제1 전극(120)과 제2 전극(140)사이 간격이 줄어들고, 정전 용량값이 증가하게 된다. 따라서 연속된 입력 신호의 값도 점점 증가할 수 있다. 반대로 압력이 해제되면 압력 센서(150)는 초기상태로 복귀하기 때문에 정전 용량값은 다시 작아지게 된다. 따라서 연속된 입력 신호의 값도 점점 작아질 수 있다. 즉, 도 4에서 연속된 입력 신호가 증가하는 구간이 압력 센서(150)에 압력이 가해지는 압력 상태 구간(PS)이며, 연속된 입력 신호가 감소하는 구간이 압력이 해제되어 압력 센서(150)가 복원되는 복원 상태 구간(RS)이다. 또한, 연속된 입력 신호값의 변화가 거의 없는 구간이 입력 신호가 없는 정상 상태 구간(SS)이다. 따라서, 연속된 입력 신호값의 변화량 즉, 연속된 입력 신호값의 차이값을 통해 압력 센서(150)의 복원 상태 여부를 알 수 있다. 그러므로, 제어부(110)는 감도 보정의 수행 여부를 판단하기 위해, 먼저, 샘플링 신호들 중에서 연속되는 두 개의 프레임을 임의로 선택하여 두 프레임의 샘플링 신호값들의 차이값을 계산(S321)한다. 예를 들어, 제n 번째 프레임(Fn)과 제n-1 번째 프레임(Fn-1)이 선택되었다면, 제어부(110)는 제n 번째 프레임(Fn)의 신호값(Sn)과 제n-1 번째 프레임(Fn-1)의 신호값(Sn-1)의 차이를 계산하여 그 값(Diff n)을 기억할 수 있다. 다음으로, 제어부(110)는 상기 차이값(Diff n)과 기 저장된 제1 임계범위(Th1)에 기초하여 터치 입력 장치(100)의 상태 데이터를 생성하고 이를 바탕으로 감도 보정의 수행 여부를 판단할 수 있다(S331, S341). 구체적으로, 먼저, 제어부(110)는 상기 차이값(Diff n)의 부호를 판단(S331)한다. 차이값(Diff n)의 부호가 양(+)이라면, 앞서 언급한 바와 같이 압력 센서(150)는 압력이 가해지고 있는 상태에 해당한다. 또한 차이값(Diff n)이 0(zero)이라면, 압력 센서(150)에 일정한 압력이 가해지고 있는 상태에 해당한다. 마지막으로, 차이값(Diff n)의 부호가 음(-)이라면, 압력 센서(150)는 복원 상태에 해당한다. 따라서 제어부(110)는 상기 차이값(Diff n)이 양(+)의 값을 갖거나, 0일 때, 터치 입력 장치(100)의 감도 보정은 필요치 않다고 판단할 수 있다. 그러나 차이값(Diff n)이 음(-)의 부호를 갖는 경우, 제어부(110)는 제1 임계범위(Th1)와 상기 차이값(Diff n)을 비교(S341)하여 터치 입력 장치(100)의 감도 보정의 수행 여부를 최종적으로 결정할 수 있다. 즉, 상기 차이값(Diff n)이 음(-)의 부호를 갖는다고 압력 센서(150)가 항상 복원 상태에 있다고 판단할 수는 없다. 예를 들어, 사용자가 계속 압력을 가하고 있을 때, 미소한 압력의 변화가 있을 수 있고, 연속된 입력 신호가 전기적 노이즈를 포함할 수도 있기 때문에, 이상적으로 일정한 신호가 발생되지는 않는다. 즉, 상기 차이값(Diff n)이 음(-)의 부호를 갖는 경우에도 실질적으로는 사용자가 계속 입력을 하고 있는 상태일 수 있다. 따라서, 정확한 판단을 위해 제어부(110)는 상기 차이값(Diff n)을 제1 임계범위(Th1)와 비교(S341)한다. 제1 임계범위(Th1)는 앞서 언급한 전기적 노이즈 또는 사용자가 계속 입력을 가할 때의 신호변화 등을 고려하여 적절한 범위로 선택될 수 있으며, 특별히 제한되지는 않는다. 제어부(110)는 상기 차이값(Diff n)과 제1 임계범위(Th1)을 비교(S341)하여 압력 센서(150)의 복원 상태여부를 최종 판단하고, 감도 보정의 수행 여부를 최종 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 상기 차이값(Diff n)의 절대값과 제1 임계범위(Th1)를 비교하여 감도 보정의 수행 여부를 최종 결정(S341)할 수 있다. 상기 차이값(Diff n)이 제1 임계범위(Th1)의 범위 안에 포함된다면, 압력 센서(150)는 계속된 입력이 가해지고 있는 상태에 있거나, 단순한 전기적 노이즈가 발생되는 상태일 수 있으므로, 제어부(110)는 보정을 수행하지 않을 수 있다. 그러나 압력 센서(150)가 복원 상태에 있다면, 도 4에 도시된 바와 같이 제n 번째 프레임(Fn)의 신호값(Sn)과 제n-1 번째 프레임(Fn-1)의 신호값(Sn-1)의 차이값(Diff n)은 큰 값을 갖게 되고, 제1 임계범위(Th1)를 초과하게 된다. 따라서 이경우, 제어부(110)는 터치 입력 장치(100)의 감도 보정을 수행하도록 결정할 수 있다.
도 6은 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 감도 보정의 수행 여부가 판단되는 다른 예를 나타내는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 터치 입력 장치(100)의 감도 보정의 수행 여부는 샘플링 신호들 중에서 제3 임계값보다 큰 신호값을 갖는 신호들을 선택(S312)하고, 선택된 신호들 중에서 제n 번째 프레임 신호값(Sn)과 제n-1 번째 프레임 신호값(Sn-1)의 차이값(Diff n)을 계산(S322)하고, 상기 차이값(Diff n)의 부호를 판단(S332)하고, 상기 차이값(Diff n)의 절대값과 제1 임계범위(Th1)를 비교(S342)하여 결정될 수 있다.
도 6의 감도 보정의 수행여부를 판단하는 예는 도 5의 예와 실질적으로 유사하지만, 샘플링 신호들 중에서 제3 임계값(Th3)보다 큰 신호값을 갖는 신호들을 선택(S312)하는 단계를 더 포함하고 있다는 점에서 차이가 있다.
구제적으로, 본 실시예에서 제어부(110)는 샘플링 신호들 중에서 제n 번째 프레임의 신호값(Sn)과 제n-1 번째 프레임의 신호값(Sn-1)의 차이값(Diff n)을 바로 산출하지 않고 기 저장된 제3 임계값(Th3)이상의 값을 갖는 샘플링 신호들만 추출(S312)하고, 추출된 샘플링 신호들에 기초하여 제n 번째 프레임의 신호값(Sn)과 제n-1 번째 프레임의 신호값(Sn-1)의 차이값(Diff n)을 계산(S322)한다. 예를 들어, 초기 입력이 없는 정상 상태의 터치 입력 장치(100)에도 앞서 언급한 전기적 노이즈가 존재할 수 있으며, 여러 요인으로 인한 노이즈가 존재할 수 있다. 따라서 정상 상태 구간(SS)에서 연속된 입력 신호의 값은 미세하게 변화될 수 있다. 제3 임계값(Th3)은 이러한 변화를 고려하여 전기적 노이즈를 입력으로 인지하지 않도록 미리 설정될 수 있다. 본 실시예에서, 제어부(110)는 기 설정된 프레임 단위로 연속된 입력 신호를 샘플링하고 샘플링 신호들 중에서 제3 임계값(Th3)보다 큰 값을 갖는 신호가 감지된 경우 감도 보정 수행 여부를 판단하게 된다. 감도 보정 수행 여부를 판단하는 방법은 제3 임계값(Th3)이상의 값을 갖는 샘플링 신호들을 기준으로 그 전 프레임 신호값과 차이값(Diff n)을 계산(S322)하고, 상기 차이값(Diff n)이 음(-)의 부호를 가질 때(S332), 상기 차이값(Diff n)이 기 저장된 제1 임계범위(Th1)를 벗어나는지 여부를 판단(S342)하여 이루어진다. 그 구체적 판단 방법은 도 5의 감도 보정의 수행 여부를 판단하는 일 예와 실질적으로 동일하다. 따라서 중복된 설명은 생략한다.
도 7은 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 감도 보정에 적용할 파라메터가 선택되는 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 감도 보정에 적용할 감도 보정 파라메터는 샘플링 신호값들 중에서 제n 번째 프레임의 신호의 절대값(|Sn|)과 기 저장된 제1 기준값(R1) 내지 제m 기준값을 순차적으로 비교(S411, S421, S431, S441)하고, 제n 번째 프레임 신호의 절대값(|Sn|)이 제m 기준값보다 크거나 작을 때, 제m 기준값에 해당하는 파라메터로 선택(S412, S422, S432, S442)될 수 있다.
구체적으로, 제어부(110)는 샘플링 신호값들 중에서 제n 번째 프레임의 신호값과 기 저장된 복수의 기준값들을 서로 비교(S411, S421, S431, S441)하여 감도 보정에 적용할 파라메터를 선택(S412, S422, S432, S442)할 수 있다. 압력 센서(150)의 복원 시간은 가해진 압력의 크기에 따라 차이가 있으며, 큰 압력이 가해지면 압력 센서(150)의 복원시간은 길어질 수 있다. 상기 복원시간 동안은 압력 센서(150)의 압축이 서서히 풀리는 상태이므로, 복원 시간 동안의 압력 센서(150)의 정전 용량값은 최초 압력 센서(150)의 정전 용량값 보다 클 수 있다. 이때, 제어부(110)는 복원으로 인한 정전 용량값 변화를 새로운 입력으로 오인할 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위해 본 실시예에 따른 제어부(110)는 복원되는 동안에 특정 프레임의 신호값을 기준 레벨로 보정한다. 본 명세서에서 상기 "기준 레벨"은 터치 입력이 없을 때, 최초 압력 센서(150)의 정전 용량값에 대응되는 신호값을 뜻한다. 그러나 이러한 보정은 압력 센서(150)가 완전히 복원될 때까지 주기적으로 이루어질 필요가 있다. 즉, 큰 압력이 주어질 경우 신호의 변화는 크게 나타나고 압력 센서(150)의 정전 용량값이 초기 정전 용량값으로 복귀하기 위해서는 긴 시간이 필요하기 때문에 그 복귀시간 동안 새로운 입력이 인가될 경우 이를 정확하게 감지하기 위해서는 상기와 같은 보정이 여러 번 수행되어야 한다. 이때, 제어부(110)는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 방법에 따라 감도 보정의 수행 여부를 다시 판단하게 되며, 연속된 프레임간의 신호 차이값(Diff n)과 제1 임계범위(Th1)를 비교하여 판단하게 된다. 그러나 제1 임계범위(Th1)를 고정된 값으로 동일하게 적용할 경우, 작은 압력에 대해서는 연속된 프레임간의 신호 차이값(Diff n)이 제1 임계범위(Th1)보다 작아 이를 감지하지 못하는 오류가 발생될 수 있다. 따라서 제어부(110)는 상기 오류를 최소화하기 위해 제1 임계범위(Th1)를 압력의 세기에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 본 실시예에서, 제어부(110)는 제n 번째 프레임 신호값의 절대값(|Sn|)을 기 저장된 기준값들과 비교(S411, S421, S431, S441)한다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 4개의 기준값들(R1, R2, R3, R4)이 저장되어 있을 때, 제어부(110)는 제n 번째 프레임 신호값의 절대값(|Sn|)과 제1 기준값(R1)부터 제4 기준값(R4)까지 차례대로 비교할 수 있다. 제n 번째 프레임 신호값의 절대값(|Sn|)이 제1 기준값(R1)이상의 값을 가질 때, 제어부(110)는 제1 기준값(R1)에 대응되는 파라메터(P1)를 선택(S412)하고 이에 기초하여 제1 임계범위(Th1)를 제2 임계범위로 변경(S500)한다. 상기 파라메터(P1)는 압력 센서(150)의 복원 속도에 따라 적절한 값으로 선택된 제2 임계범위에 대한 데이터를 포함 한다. 따라서, 제어부(110)는 상기 파라메터(P1)에 기초하여 제1 임계범위(Th1)를 제2 임계범위로 변경할 수 있고, 제2 임계범위는 다음 프레임 신호에 대해 감도 보정의 수행여부를 판단하는 기준으로 적용된다. 또한 제어부(110)는 제n 번째 프레임 신호값의 절대값이 제1 기준값(R1) 미만의 값을 가질 때, 제2 기준값(R2)과 제n 번째 프레임 신호값의 절대값(|Sn|)을 다시 비교(S421)한다. 이 경우, 제2 기준값(R2)은 제1 기준값(R1)보다 작은 값을 가질 수 있다. 제n 번째 프레임 신호값의 절대값(|Sn|)이 제2 기준값(R2) 이상의 값을 가질 때, 제어부(110)는 제2 기준값(R2)에 대응되는 파라메터(P2)를 선택(S422)하고 이를 기초로 제1 임계범위(Th1)를 제3 임계범위로 변경(S500)한다. 제3 임계범위는 상기 제2 임계범위보다 작은 값을 가질 수 있다. 마찬가지 방법으로 제어부(110)는 제n 번째 프레임 신호값의 절대값(|Sn|)이 제2 기준값(R2)미만의 값을 가질 때, 제3 기준값(R3)과 제n 번째 프레임 신호값의 절대값(|Sn|)을 비교(S431)하고, 제n 번째 프레임 신호값의 절대값(|Sn|)이 제3 기준값(R3) 이상의 값을 가질 때, 제3 기준값(R3)에 대응되는 파라메터(P3)에 기초하여 제1 임계범위(Th1)를 제4 임계범위로 변경(S500)한다. 제4 임계범위는 제3 임계보다 작은 값을 가질 수 있다. 마찬가지 방법으로 제어부(110)는 제n 번째 프레임 신호값의 절대값(|Sn|)과 제4 기준값(R4)을 비교(S441)할 수도 있다. 이러한 방법을 통해 제1 임계범위(Th1)는 다른 값으로 변경될 수 있으며, 다음 프레임에서의 감도 보정의 수행 여부를 결정할 때, 상기 제2 임계범위 내지 제4 임계범위 중 어느 하나가 적용된다. 따라서 제n 번째 프레임 신호값의 절대값(|Sn|)이 감소할수록 제1 임계범위(Th1)는 작은 값으로 변경될 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 감도 보정의 수행 여부를 결정하는 기준이 되는 제1 임계범위(Th1)를 적절하게 변경하여 보다 세밀하게 감도 보정의 수행 여부를 결정할 수 있고, 감도 보정이 세밀하게 이루어 짐에 따라 압력 센서(150)가 복원되는 동안 다른 입력이 인가되더라도 이를 정확하게 감지할 수 있다.
도 8은 터치 입력 장치에 큰 압력이 가해졌을 때, 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 터치 입력 장치의 감도가 보정되는 과정을 나타내는 그래프이고, 도 9은 터치 입력 장치에 작은 압력이 가해졌을 때, 도 3의 감도 보정 방법에 의하여 터치 입력 장치의 감도가 보정되는 과정을 나타내는 그래프이다.
도 8을 참조하면, 터치 입력 장치(100)에 큰 압력이 가해진 경우, 압력 센서(150)의 복원 상태 구간에서 제n 번째 프레임(Fn) 신호값과 제n-1 번째 프레임(Fn-1) 신호값의 차이값(Diff n)은 클 수 있다. 그러나 상기 차이값(Diff n)은 복원이 진행될수록 작아질 수 있다. 따라서 제어부(110)는 이를 고려하여 감도 보정을 여러 번 수행한다. 예를 들어, 제어부(110)는 기 저장된 제1 임계범위(Th1)를 기준으로 제n 번째 프레임의 감도 보정의 수행 여부를 판단한다. 즉, 제n 번째 프레임(Fn)과 제n-1 번째 프레임(Fn-1)의 신호 차이값의 절대값이 제1 임계범위(Th1)를 넘으며, 제어부(110)는 제n 번째 프레임(Fn)에 해당하는 신호값을 기준 레벨로 보정하고, 제1 임계범위(Th1)를 제2a 임계범위(Th2a)로 변경할 수 있다. 이 경우, 제2a 임계범위(Th2a)는 제n+1 번째 프레임(Fn+1)에서 감도 보정의 수행 여부를 판단할 때 기준이 되는 값을 의미하며, 제2a 임계범위(Th2a)가 어떤 값을 갖는지는 제n 번째 프레임(Fn) 신호값에 기초하여 결정된다. 즉, 제n 번째 프레임(Fn)의 신호값이 크다면 제n+1 번째 프레임(Fn+1)의 신호값과 제n 번째 프레임(Fn)의 신호값 차이는 크게 될 것이므로, 제어부(110)는 이를 고려하여 제1 임계범위(Th1)를 큰 값을 가지는 제2a 임계범위(Th2a)로 변경할 수 있다. 제2a 임계범위(Th2a)에 대한 데이터는 제n 번째 프레임(Fn)의 신호값에 대응되는 파라메터에 저장되어 있으며, 제어부(110)는 도 7의 파라메터 선택방법으로 제n 번째 프레임(Fn)의 신호값에 대응되는 파라메터를 선택 할 수 있다. 결과적으로, 제어부(110)는 제1 임계범위(Th1)를 제n 번째 프레임(Fn)의 신호값에 따라 유동적으로 변화시켜 터치 입력 장치(100)의 감도 보정의 수행 여부를 세밀하게 판단할 수 있다. 또한, 압력 센서(150)가 복원되는 도중에 새로운 터치 입력이 인가될 경우, 연속적인 신호값은 상기 복원으로 인한 신호값과는 구별되게 더 큰 값으로 증가되며 연속된 프레임의 신호값의 차이값은 양(+)의 부호를 갖는다. 제어부(110)는 앞서 도 5 및 도 6의 감도 보정의 수행여부를 판단하는 방법에 따라 이를 구별할 수 있다. 따라서 제어부(110)는 정확하게 입력을 구별할 수 있다. 다시 도 8을 참조하면, 보정 이후 제어부(110)는 제n+1 번째 프레임(Fn+1)에서 다시 감도 보정을 수행할 지 여부를 판단할 수 있다. 제n+1 번째 프레임(Fn+1)과 제n 번째 프레임(Fn)신호 차이값의 절대값은 제2a 임계범위(Th2a)와 비교될 수 있다. 예를 들어, 제n+1 번째 프레임(Fn+1)과 제n 번째 프레임(Fn)신호 차이값의 절대값이 제2a 임계범위(Th2a)를 초과한다면, 제어부(110)는 제n+1 번째 프레임(Fn+1)의 신호값을 기준 레벨로 보정하고, 제n+1 번째 프레임(Fn+1) 신호값에 기초하여 다음 프레임 즉, 제n+2 번째 프레임(Fn+2)에서 터치 입력 장치(100)의 감도 보정의 수행 여부를 결정하는데 기준이되는 제2b 임계범위(Th2b)를 결정할 수 있다. 제2b 임계범위(Th2b)에 대한 데이터는 해당 파라메터에 저장되어 있으며, 제어부(110)는 제n+1 번째 프레임(Fn+1)의 신호값에 기초하여 해당 파라메터를 선택할 수 있다. 제2b 임계범위(Th2b)는 제2a 임계범위(Th2a)보다 작은 값을 가질 수 있다. 즉 제n+1 번째 프레임 신호값은 제n 번째 프레임 신호값보다 작기 때문에, 제어부(110)는 임계범위를 작게 조절하며 이를 기초로 새로운 터치 입력을 보다 정확하게 판단할 수 있다.
도 9를 참조하면, 압력 센서(150)에 작은 압력이 가해진 경우, 제어부(110)는 기 저장된 제1 임계범위(Th1)와 제n 번째 프레임(Fn)및 제n-1 번째 프레임(Fn-1)신호 차이값(Diff n)을 비교하여 감도 보정의 수행 여부를 결정하고, 감도 보정의 수행시, 제n 번째 프레임(Fn)신호값을 기준 레벨로 보정한다. 또한 세밀한 감도 보정을 위해 제1 임계범위(Th1)를 작은 값을 갖는 제2c 임계범위(Th2c)로 보정할 수 있다. 즉, 작은 압력이 가해진 경우, 제n 번재 프레임(Fn)과 제n-1 번째 프레임(Fn-1)간의 신호 차이값(Diff n)은 매우 작을 수 있다. 또한, 제n+1 번째 프레임(Fn+1)과 제n 번째 프레임(Fn)간의 신호값 차이는 더 작아질 수 있다. 따라서 제어부(110)는 이를 미리 예측하여 제1 임계범위(Th1)를 더 작은 범위를 갖는 제2c 임계범위(Th2c)로 보정할 수 있다. 따라서 제n 번째 프레임(Fn) 이후 압력 센서(150)의 신호값이 작게 변하더라도 제어부(110)는 작은 범위를 갖는 제2c 임계범위(Th2c)를 적용하여 새로운 입력 신호인지 복원으로 인한 신호인지 감지할 수 있다. 마찬가지 방법으로, 제어부(110)는 제n+1 번째 프레임(Fn+1)과 제n 번째 프레임의 신호 차이값을 바탕으로 감도 보정의 수행 여부를 판단하여 제n+1 번째 프레임 신호값을 기준 레벨로 보정할 수 있고, 다음 번 프레임 즉, 제n+2 번째 프레임에서 감도 보정의 수행 여부를 판단하기 위한 임계범위를 적절하게 보정할 수 있다. 예를 들어, 제2c 임계범위(Th2c)는 더 작은 값을 갖는 제2d 임계범위(Th2d)값으로 보정될 수 있다. 결과적으로, 제어부(110)는 특정 프레임 신호값을 기준으로 임계범위를 조절하며, 이를 기초로 새로운 터치 입력을 보다 정확하게 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(110)는 제3 임계값(Th3)이상의 값을 갖는 신호들만을 샘플링하여 감도 보정의 수행 여부를 결정할 수 있다. 감도 보정의 수행은 앞서 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한 방법과 실질적으로 유사하게 수행될 수 있다. 즉, 제n 번째 프레임(Fn)을 기준으로 제n-1 번째 프레임(Fn-1)신호와의 차이값을 이용해 감도 보정의 수행 여부를 판단하여, 제n 번째 프레임(Fn) 신호값을 기본 레벨로 설정하고, 다음 번 프레임 즉, 제n+1 번째 프레임(Fn+1)에서 감도 보정의 수행 여부를 판단하는데 필요한 제1 임계범위(Th1)를 제2 임계범위 값으로 변경한다. 또한 제어부(110)는 제1 임계범위(Th1)를 변경함과 더불어 제3 임계값(Th3)을 적절한 값을 갖는 제4 임계값으로 변경할 수 있다. 구체적으로, 제3 임계값(Th3)은 사용자의 터치로 인한 입력 신호와 전기적 노이즈를 구별하기 위한 기준에 해당되는데, 상기 제n 번째 프레임(Fn)신호값이 기본 레벨로 보정됨에 따라 제3 임계값(Th3)도 같이 보정될 필요가 있다. 따라서, 제어부(110)는 제3 임계값(Th3)을 제4 임계값으로 보정할 수 있다. 예를 들어, 제4 임계값은 제n 번째 프레임(Fn)신호값에 제3 임계값(Th3)을 더한 값일 수 있다. 상기 실시예에 따르면, 제어부(110)는 압력 센서(150)가 복원 중에 있더라도 새로운 입력에 대한 신호와 복원으로 인한 신호를 정확하게 구별할 수 있다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예들은 비록 압력의 유무와 그 크기를 감지하는 터치 입력 장치가 표시 장치에 적용되는 경우만을 설명하고 있지만, 상기 터치 입력 장치는 표시 장치 뿐 아니라 다른 장치에 적용될 수 있고, 유연한(flexible) 표시 장치의 휨 유무나 정도를 감지하는 센서로도 활용될 수 있다. 또한, 각종 장치에서 정밀한 압력 감지 및 측정이 요구되는 분야라면 어느 분야라도 활용될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은 각종 압력을 감지해서 입력 유무를 판단하는 터치 입력 장치에 모두 적용될 수 있다. 상기 터치 입력 장치는 압력의 유무는 물론 크기까지 판단할 수 있어 각 산업분야에 다양하게 사용될 수 있다. 각종 표시 장치의 터치 입력 장치로 활용됨은 물론, 유연한(flexible) 표시 장치의 휨 유무나 정도를 감지하는 센서로 활용되거나 체중계와 같이 하중을 측정하는 장비에 적용될 수도 있다.
100: 터치 입력 장치 110: 제어부
120: 제1 전극층 130: 탄성부재
140: 제2 전극층 150: 압력 센서
SS: 정상 상태 구간 PS: 압력 상태 구간
RS: 복원 상태 구간 Fn-1: 제n-1 번째 프레임
Fn: 제n 번째 프레임 Fn+1: 제n+1 번째 프레임
Sn-1: 제n-1 번째 프레임 신호값 Sn: 제n 번째 프레임 신호값
Diff n: 프레임 신호의 차이값 Th1: 제1 임계범위
Th2: 제2 임계범위 Th3: 제3 임계값
R1: 제1 기준값 R2: 제2 기준값
R3: 제3 기준값 R4: 제4 기준
P1: 제1 파라메터 P2: 제2 파라메터
P3: 제3 파라메터 P4: 제4 파라메터

Claims (17)

  1. 압력에 기초하여 터치 입력을 감지하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법에 있어서,
    상기 압력의 크기에 따라 변화되는 연속된 입력 신호를 생성하는 단계;
    상기 연속된 입력 신호를 기 설정된 프레임 간격으로 샘플링하여 샘플링 신호들을 생성하는 단계;
    상기 샘플링 신호들의 값과 제1 임계범위에 기초하여 상기 터치 입력 장치의 감도 보정의 수행 여부를 판단하는 단계;
    상기 감도 보정의 수행시, 상기 샘플링 신호들의 절대값에 기초하여 기 저장된 파라메터들 중에서 상기 감도 보정에 적용할 감도 보정 파라메터를 결정하는 단계; 및
    상기 감도 보정 파라메터에 기초하여 상기 감도 보정을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 감도 보정의 수행 여부를 판단하는 단계는
    상기 샘플링 신호들 중에서 제n 번째 프레임 신호값과 제n-1 번째 프레임 신호값의 차이값을 계산하는 단계;
    상기 차이값과 상기 제1 임계범위에 기초하여 상기 터치 입력 장치의 상태 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 상태 데이터에 기초하여 상기 감도 보정의 수행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 상태 데이터를 생성하는 단계는
    상기 차이값이 음(-)의 값인지 판단하는 단계; 및
    상기 차이값이 상기 제1 임계범위를 벗어나는지 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 감도 보정 파라메터를 결정하는 단계는
    상기 샘플링 신호값들 중에서 제n 번째 프레임 신호의 절대값과 기 저장된 제1 기준값 내지 제m 기준값을 순차적으로 비교하는 단계; 및
    상기 제n 번째 프레임 신호의 상기 절대값이 상기 제m 기준값보다 크거나 같을 때, 상기 제m 기준값에 해당하는 파라메터를 상기 감도 보정 파라메터로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 감도 보정을 수행하는 단계는
    상기 제n 번째 프레임 신호값을 기준 레벨로 설정하는 단계; 및
    상기 감도 보정 파라메터에 기초하여 상기 제1 임계범위를 제2 임계범위로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제2 임계범위는 상기 연속된 입력 신호의 변화가 클수록 커지는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법.
  7. 압력에 기초하여 터치 입력을 감지하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법에 있어서,
    상기 압력의 크기에 따라 변화되는 연속된 입력 신호를 생성하는 단계;
    상기 연속된 입력 신호를 기 설정된 프레임 간격으로 샘플링하여 샘플링 신호들을 생성하는 단계;
    상기 샘플링 신호들의 값과 제1 임계범위에 기초하여 상기 터치 입력 장치의 감도 보정의 수행 여부를 판단하는 단계;
    상기 감도 보정의 수행시, 상기 샘플링 신호들의 절대값에 기초하여 기 저장된 파라메터들 중에서 상기 감도 보정에 적용할 감도 보정 파라메터를 결정하는 단계; 및
    상기 감도 보정 파라메터에 기초하여 상기 감도 보정을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 감도 보정의 수행 여부를 판단하는 단계는
    상기 샘플링 신호들 중에서 제3 임계값보다 큰 신호값을 갖는 신호들을 선택하는 단계;
    상기 선택된 신호들 중에서 제n 번째 프레임 신호값과 제n-1 번째 프레임 신호값의 차이값을 계산하는 단계;
    상기 차이값과 상기 제1 임계범위에 기초하여 상기 터치 입력 장치의 상태 데이터를 생성하는 단계; 및
    상기 상태 데이터를 기초로 상기 감도 보정의 수행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 상태 데이터를 생성하는 단계는
    상기 차이값이 음(-)의 값인지 판단하는 단계; 및
    상기 차이값이 상기 제1 임계범위를 벗어나는지 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 감도 보정을 수행하는 단계는
    상기 제n 번째 프레임 신호값을 기준 레벨로 설정하는 단계;
    상기 감도 보정 파라메터에 기초하여 상기 제3 임계값을 제4 임계값으로 변경하는 단계; 및
    상기 감도 보정 파라메터에 기초하여 상기 제1 임계범위를 제2 임계범위로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제2 임계범위는 상기 연속된 입력 신호의 변화가 클수록 커지고, 상기 제4 임계값은 상기 제n 번째 프레임 신호값에 상기 제3 임계값을 더한 값인 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치의 감도 보정 방법.
  11. 압력에 기초하여 터치 입력을 감지하는 터치 입력 장치에 있어서,
    제1 전극층;
    상기 제1 전극층 상에 배치되는 탄성부재; 및
    상기 탄성부재 상에 배치되고, 상기 제1 전극층에 대향하는 제2 전극층을 포함하는 압력 센서; 및
    상기 압력의 크기에 기초하여 상기 터치 입력 장치의 감도 보정을 수행하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 압력의 크기에 따라 변화되는 연속된 입력 신호를 생성하고, 상기 연속된 입력 신호를 기 설정된 프레임 간격으로 샘플링하여 샘플링 신호들을 생성하며, 상기 샘플링 신호들의 값과 제1 임계범위에 기초하여 상기 터치 입력 장치의 감도 보정의 수행 여부를 판단하고, 상기 감도 보정의 수행시, 상기 샘플링 신호들의 절대값에 기초하여 기 저장된 파라메터들 중에서 상기 감도 보정에 적용할 감도 보정 파라메터를 결정하며, 상기 감도 보정 파라메터에 기초하여 상기 감도 보정을 수행하고,
    상기 제어부는 상기 샘플링 신호들 중에서 제n 번째 프레임 신호값과 제n-1 번째 프레임 신호값의 차이값을 계산하고, 상기 차이값과 상기 제1 임계범위에 기초하여 상기 터치 입력 장치의 상태 데이터를 생성하며, 상기 상태 데이터에 기초하여 상기 감도 보정의 수행 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 압력 센서는 상기 압력의 크기에 따라 변하는 정전 용량값에 기초하여 상기 터치 입력을 감지하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 감도 보정의 수행시, 상기 샘플링 신호값들 중에서 제n 번째 프레임 신호의 절대값과 기 저장된 제1 기준값 내지 제m 기준값을 순차적으로 비교하고, 상기 제n 번째 프레임 신호의 상기 절대값이 상기 제m 기준값보다 크거나 같을 때, 상기 제m 기준값에 해당하는 파라메터를 상기 감도 보정 파라메터로 선택하며, 상기 감도 보정 파라메터에 기초하여 상기 제1 임계범위를 제2 임계범위로 변경하고, 상기 제n 번째 프레임 신호값을 기준 레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치.
  16. 압력에 기초하여 터치 입력을 감지하는 터치 입력 장치에 있어서,
    제1 전극층;
    상기 제1 전극층 상에 배치되는 탄성부재; 및
    상기 탄성부재 상에 배치되고, 상기 제1 전극층에 대향하는 제2 전극층을 포함하는 압력 센서; 및
    상기 압력의 크기에 기초하여 상기 터치 입력 장치의 감도 보정을 수행하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 압력의 크기에 따라 변화되는 연속된 입력 신호를 생성하고, 상기 연속된 입력 신호를 기 설정된 프레임 간격으로 샘플링하여 샘플링 신호들을 생성하며, 상기 샘플링 신호들의 값과 제1 임계범위에 기초하여 상기 터치 입력 장치의 감도 보정의 수행 여부를 판단하고, 상기 감도 보정의 수행시, 상기 샘플링 신호들의 절대값에 기초하여 기 저장된 파라메터들 중에서 상기 감도 보정에 적용할 감도 보정 파라메터를 결정하며, 상기 감도 보정 파라메터에 기초하여 상기 감도 보정을 수행하고,
    상기 제어부는 상기 샘플링 신호들 중에서 제3 임계값보다 큰 신호값을 갖는 신호들을 선택하고, 상기 선택된 신호들 중에서 제n 번째 프레임 신호값과 제n-1 번째 프레임 신호값의 차이값을 계산하며, 상기 차이값과 상기 제1 임계범위에 기초하여 상기 터치 입력 장치의 상태 데이터를 생성하고, 상기 상태 데이터를 기초로 상기 감도 보정의 수행 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 감도 보정의 수행시, 상기 샘플링 신호값들 중에서 제n 번째 프레임 신호의 절대값과 기 저장된 제1 기준값 내지 제m 기준값을 순차적으로 비교하고, 상기 제n 번째 프레임 신호의 상기 절대값이 상기 제m 기준값보다 크거나 같을 때, 상기 제m 기준값에 해당하는 파라메터를 상기 감도 보정 파라메터로 선택하며, 상기 감도 보정 파라메터에 기초하여 상기 제1 임계범위를 제2 임계범위로 변경하고, 상기 제3 임계값을 제4 임계값으로 변경하며, 상기 제n 번째 프레임 신호값을 기준 레벨로 설정하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 장치.
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