接触センサ装置
本発明は、接触センサ装置を提供する。
接触センサ装置は、接触物が接触する位置を示す複数個の接触キーを備えたパネル、パネルの複数個の接触キーに対応する位置に付着し、接触物の接触情報を第1電気信号として発生する複数個の第1接触パッド、複数個の第1接触パッド間に付着して接触される接触物に付いている伝導性物質の接触情報を第2電気信号として発生する複数個の第2接触パッド、第1電気信号を印加して接触された接触キーに設定された動作を行うようにする複数個の検知信号を出力し、第1及び第2電気信号を用いて接触物に正常に接触されているか否かを検知する接触センシング部を備えることを特徴とする。本発明によれば、接触物の不正常な接触を正確に判断して本来意図した作動ではない誤動作の誘発を防止し、不正常な接触を低減して不必要な電力消耗を節減して接触センサ装置動作の信頼性を向上させることができる。
接触センサ装置は、接触物が接触する位置を示す複数個の接触キーを備えたパネル、パネルの複数個の接触キーに対応する位置に付着し、接触物の接触情報を第1電気信号として発生する複数個の第1接触パッド、複数個の第1接触パッド間に付着して接触される接触物に付いている伝導性物質の接触情報を第2電気信号として発生する複数個の第2接触パッド、第1電気信号を印加して接触された接触キーに設定された動作を行うようにする複数個の検知信号を出力し、第1及び第2電気信号を用いて接触物に正常に接触されているか否かを検知する接触センシング部を備えることを特徴とする。本発明によれば、接触物の不正常な接触を正確に判断して本来意図した作動ではない誤動作の誘発を防止し、不正常な接触を低減して不必要な電力消耗を節減して接触センサ装置動作の信頼性を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、接触センサ装置に関し、特に接触パッドに不正常な接触による誤動作を防止することができる接触センサ装置(Touch sensor device)に関する。
【背景技術】
【0002】
タッチパッドはデータ入力装置の1つとして、平面上にマトリックス状の検知点が配置され、ユーザがどこを押してどの方向に接触点が移動したかを検知することができるためマウスの代用として一般に用いられる。タッチパッドには、電気的スイッチを平面上に配置するか、キャパシタ型センサ、抵抗型センサ、表面波センサ、または光学センサを平面上に配置するなど、多様な種類が用いられる。
【0003】
そのうち、ノートパソコンなどにおいてカーソルの動きを調節するために多く用いられるものはキャパシタ型センサを使用する複数個のタッチパッドで構成されたタッチパネルである。このタッチパネルの表面は絶縁膜に覆われていて、その絶縁膜の下側に横線と縦線が所定間隔に配列されている。この横線と縦線との間には電気的等価回路としてキャパシタが位置するが、横線は第1電極からなり、縦線は第2電極からなっている。
【0004】
検知表面に指のような一種の導体が接触されると、この横線と縦線との間に発生する静電容量は接触のない他の線間の静電容量とは異なる値を示す。例えば、横線に電圧信号を印加し、縦線から誘導された電圧を読み取り、キャパシタの静電容量の変化を読み出してどの部分の検知面が接触されているか否かを分かる。
【0005】
さらに他のタッチパネルの一種として抵抗型2Dマトリックスタッチパネルは導電性導体が2層のフィルムに配置されていて2層間に微細な間隔に空間が設けられて普段は短絡されているが、ユーザがタッチパネルの特定接触領域に指により微量の力を加えると、その接触領域にある2層間の導体が互いに短絡されて、短絡された位置の電位あるいは電流を検知して該当導体の座標を認識することになる。
【0006】
このとき、2層間の導体の短絡可否、すなわち、信号のon/offに対してだけ認識する2進概念の信号が発生し、このような2進信号が指の大きさほど接触された領域の周りに複数個に分布するようになり、特定の接触領域の座標を決定することになる。
【0007】
このようなタッチパネルは、最近、携帯電話、PDA、PMPのような携帯用通信機器やノートパソコン及び自動車のナビゲーション装置のみならず、厨房機器や加湿器のような家電製品にも装着されて多様に用いられる。
【0008】
ところが、タッチパネルに接触する手段として指を用いる場合には、指に水がついていたり、タッチパネルに所定の液体がついていたりして、接触される面積が広くて複数個のタッチパッドが接触されることもあって接触センサ装置が接触物の正確な接触位置を認識することができなくなる問題点が発生する。
【0009】
図1は、従来技術によって誤動作する接触センサ装置の一部の断面図であって、伝導性物質5、タッチパネル10、複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2、複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2、接触センサ20を備える。タッチパネル10の上部には、複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2が装着され、下部には複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2が装着される。
【0010】
次に、図1を参照して従来技術による接触センサ装置が誤動作する場合の動作を説明する。
例えば、人が炊飯器のタッチパネル10に水が付いた指でタッチパネル10上の複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2のうちの特定接触キーB11に接触して所望する作動をさせようと意図したと仮定する。
【0011】
ところが、指に付いている水は伝導性物質5であるため、本来意図していた特定の接触キーB11の外に隣接の接触キーB12にも電流が伝達されて2つの接触パッド1P−11及び1P−12が同時に接触物に接触されたと認識する。
【0012】
これによって、タッチパネル10は、2つの接触パッド1P−11及び1P−12を介して接触物である指の接触情報を印加されてそれに相応する電気信号sig2−11及びsig2−13を発生させ、接触センサ20−1は2つの接触パッド1P−11及び1P−12を介して電気信号sig2−11及びsig2−13を印加されて指が非正常的に接触した2つの接触パッド1P−11及び1P−12の位置を検知して電気的な状態変化を検知信号s_sig11及びs_sig13に出力することによって本来意図した作動でない誤動作が誘発される。
【0013】
また、従来に接触センサ装置が誤動作するさらに他の場合として、接触物が複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2を所定時間以上に早く接触をする場合が発生することができる。例えば、接触キーを用いる家電製品において接触キー上に付着した異物を除去するために掃除道具で複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2を順に素早く通り過ぎる場合がある。
【0014】
ところが、家電製品の使用者の本来意図は、特定の接触キー上に付着した異物を掃除するためのことであるにもかかわらず、接触された隣接した接触キーにも人体から電流が伝達して意図しない接触物が接触されたと認識する。
【0015】
これにより、タッチパネル10は、特定の接触キー及び隣接した接触キーに連結した接触パッドを介して接触物である指の接触情報を印加されて、それに相応する電気信号として発生させ、接触センサ20は該当接触パッドを介して電気信号を印加されて指が非正常的に接触した接触パッドの位置を検知して電気的な状態変化を電気信号に出力することで、本来の意図とは違った接触キーの誤動作を誘発させる問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【特許文献1】大韓民国特許出願公開第10−2008−0064100号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
本発明の目的は、隠されている接触パッドを利用するか、または接触パッドの接触時間を利用して接触パッドの不正常な接触を判断する接触センサ装置を提供することにある。
【0018】
本発明の他の目的は、接触パッドの不正常な接触を低減させる接触センサ装置を提供することにある。
【0019】
本発明の他の目的は、前記目的を達成するための接触センサ装置を用いてポインティング装置のポインティング座標を決定することができる接触センサ装置のポインティング座標決定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0020】
前記の目的を達成するための本発明の一実施形態による接触センサ装置は、接触物が接触する位置を示す複数個の接触キーを備えたパネルと、パネルの複数個の接触キーに対応する位置に付着して接触物の接触情報を第1電気信号として発生する複数個の第1接触パッドと、複数個の第1接触パッド間に付着して接触される接触物に付いている伝導性物質の接触情報を第2電気信号として発生する複数個の第2接触パッドと、第1電気信号を印加されて接触された接触キーに設定された動作を行うようにする複数個の検知信号を出力し、第1及び第2電気信号を用いて接触物に正常に接触されているか否かを検知する接触センシング部と、を備えることを特徴とする。
【0021】
前記の目的を達成するための本発明の他の実施形態による接触センサ装置は、複数個の接触パッドのそれぞれが接続線によって直列に接続されたタッチパターンを備えるタッチパネルと、クロック信号を発生してタッチパターンの一端に印加し、複数個の接触パッドを通過させる間に遅延された遅延クロック信号をタッチパターンの他端から印加して信号レベルを判別してパルスクロック信号を発生させてパルスクロック信号とクロック信号との遅延時間差の値を出力する接触遅延時間処理部と、接触物が接触する際に実際接触した接触遅延時間と遅延時間差との値を比較する複数個の接触パッドのそれぞれの接触遅延時間閾値を保存する遅延時間閾値保存部と、前記遅延時間差値を印加されて前記接触遅延時間閾値と比較して前記複数個の接触パッドが時間的に接触される順序を検知し、最初に接触された接触パッドの位置を判断して接触位置データを出力する正常接触パッド判別部と、を備えることを特徴とする。
【0022】
前記の目的を達成するための本発明の他の実施形態による接触センサ装置は、複数個の接触パッドのそれぞれが接続線によって直列に接続されたタッチパターンを備えるタッチパネルと、クロック信号を発生して前記タッチパターンの一端に印加し、前記複数個の接触パッドを通過させる間に遅延された遅延クロック信号を前記タッチパターンの他端から印加してパルスクロック信号を生成して前記クロック信号との遅延時間差値を出力する接触遅延時間処理部と、接触物が接触する際に実際接触した接触遅延時間と前記遅延時間差値を比較する複数個の接触パッドのそれぞれの接触遅延時間閾値を保存する遅延時間閾値保存部と、接触遅延時間閾値を印加されて前記遅延時間と比較して前記遅延時間が所定の前記接触遅延時間閾値を超えて所定時間維持する接触パッドを選択して前記最初に接触された接触パッドの位置を判別して接触位置データを出力する正常接触パッド判別部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0023】
本発明による接触センサ装置は、接触物の不正常な接触を正確に判断して本来意図した作動でない誤動作の誘発を防止し、不正常な接触を低減させて不必要な電力消耗を節減して接触センサ装置動作の信頼性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】従来技術において誤動作をする接触センサ装置の一部の断面図である。
【図2】本発明の一実施形態による接触センサ装置の一部の断面図である。
【図3】本発明の一実施形態による接触センサ装置のブロック図である。
【図4】図3に示す本発明の一実施形態におけるさらに他の接触センサ装置の信号波形図である。
【図5】本発明の他の実施形態による接触センサ装置の構成図である。
【図6】図5に示す本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の接触センシング部100のブロック図である。
【図7】本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトにより誤動作を低減させるための2次元パターン配列図である。
【図8】本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトにより誤動作を低減させるための2次元パターン配列図である。
【図9】本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトにより誤動作を低減させるための原型パターン配列図である。
【図10】本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトにより誤動作を低減させるための原型パターン配列図である。
【図11】本発明の他の実施形態のさらに他の接触センサ装置内の複数個の接触パッドの遅延時間量により誤動作を低減させるための2次元パターン配列及び接触時間の経過による接触領域の変化を示す図である。
【図12】本発明の他の実施形態のさらに他の接触センサ装置において接触物の接触時間の経過に対して接触位置による遅延時間の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、添付図面を参照して本発明による接触センサ装置及びこの装置のポインティング座標決定方法に対して説明する。
【0026】
図2は、本発明の一実施形態による接触センサ装置の一部の断面図であって、伝導性物質5、タッチパネル10、複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2、複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2、2P−11ないし2P−N1、接触センシング部200を備え、接触センシング部200は接触センサ20及び正常接触パッド判別部50で構成される。
【0027】
タッチパネル10の上部には、複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2が装着され、下部には複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2、2P−11ないし2P−N1が装着されているが、複数個の接触パッドは、接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2がそれぞれ付着する第1接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2と、接触キーが付着しないで隠されていた第2接触パッド2P−11ないし2P−N1とで構成される。
【0028】
図1に示す従来技術による接触センサ装置の構成図との差異は、接触キーが付着しないタッチパネル10の下部に隠されていた接触パッド2P−11ないし2P−N1が付着しているということである。
【0029】
次に、図2を参照して本発明による接触センサ装置の各構成要素の機能を詳細に説明する。
複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2は、電子機器の意図する作動を実行させようとする接触物の接触を印加して接触物の電流を伝達する。
【0030】
複数個の第1接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2は複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2から接触物の電流を印加されてそれに相応する接触情報を第1電気信号sig2−11及びsig2−13〜sig2−N1及びsig2−N3として発生する。
【0031】
複数個の第2接触パッド2P−11ないし2P−N1は複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2間に介入された伝導性物質5により本来意図した特定の接触キーB11外に隣接した接触キーB12にも電流が伝達されて、意図しない接触パッドが一緒に接触されたものとして認識されて第2電気信号sig2−12〜sig2−N2を発生する。
【0032】
接触センシング部200は、複数個の第1接触パッド1P−11及び1P−12及び第2接触パッド2P−11からそれぞれ第1電気信号sig2−11及びsig2−13及び第2電気信号sig2−12を印加されて接触物を検知して接触された接触キーB11及びB12に設定された電子機器の作動を行うようにする検知信号s_sig11ないしs_sig13を出力するが、万一、第1電気信号が複数個の第1接触パッド1P−11及び1P−12から複数個sig2−11及びsig2−13に印加され、第2接触パッド2P−11から第2電気信号sig2−12が印加される場合には意図しない隣接した接触キーB12が一緒に非正常的に接触されたものとして認知して入力された動作を実行させないように複数個の第1電気信号sig2−11及びsig2−13を無視する動作制御信号op_conを出力する。
【0033】
次に、図2を参照して本発明による接触センサ装置の動作を説明する。
まず、「保温」の接触キーB11と「炊飯」の接触キーB12とが最近接に位置していて、人が炊飯器のタッチパネル10に水がついた指でタッチパネル10上の複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2のうちの「保温」の接触キーB11に接触して、所望する「保温」作動を実行しようとしたと仮定する。
【0034】
「保温」の接触キーB11は炊飯器が意図する「保温」作動をさせようとする人の水ついた指の接触を印加して人体の電流を伝達する。このとき「保温」の接触キーB11と隣接した位置に「炊飯」の接触キーB12が位置していて指についた水が「炊飯」の接触キーB12にまで伝導されて「炊飯」の接触キーB12にも電流が伝達される。
【0035】
「保温」の接触キーB11に電気的に接続されている第1接触パッド1P−11と「炊飯」の接触キーB12に電気的に接続されている第1接触パッド1P−12は、それぞれの接触キーB11及びB12から人体の電流を印加されてそれに相応する接触情報を第1電気信号sig2−11及びsig2−13として発生する。
【0036】
また、「保温」の接触キーB11と「炊飯」の接触キーB12との間に位置した、接触キーが付着されないで隠されていた第2接触パッド2P−11は、両接触キーB11及びB12間に介入された伝導性物質5により本来意図した「保温」の接触キーB11外に隣接した「炊飯」の接触キーB12にも電流が伝達し、意図しない「炊飯」の第1接触パッド1P−12が一緒に接触されたものとして認識して第2電気信号sig2−12を発生する。
【0037】
ところが、第1電気信号が複数個の第1接触パッド1P−11及び1P−12から複数個sig2−11及びsig2−13に印加され、第2接触パッド2P−11から第2電気信号sig2−12が印加される場合には接触センシング部200は接触キーが付着されないで隠されていた第2接触パッド2P−11から第2電気信号sig2−12を印加して意図しない隣接した接触キーB12が一緒に非正常的に接触されたものとして認知して「保温」の第1接触パッド1P−11と「炊飯」の第1接触パッド1P−12から印加される第1電気信号sig2−11及びsig2−13を無視し、入力された動作を実行させないようにする動作制御信号op_conを出力する。
【0038】
万一、接触センシング部200が「保温」の第1接触パッド1P−11から第1電気信号sig2−11を印加され、第2接触パッド2P−11から第2電気信号sig2−12を印加されたり、「炊飯」の第1接触パッド1P−12から第1電気信号sig2−13を印加され、第2接触パッド2P−11から第2電気信号sig2−12を印加されたりした場合、各接触キーB11またはB12に指の接触を検知して接触された「保温」の接触キーB11または「炊飯」の接触キーB12に設定された電子機器の作動を実行させる検知信号s_sig11またはs_sig13を出力する。
【0039】
このように、本発明の一実施形態による接触センサ装置は、接触キーが付着しないで隠されていた第2接触パッド2P−11を介して指が非正常的に接触した接触キーB12の本来意図した作動でない誤動作を防止することができる。
【0040】
図3は、本発明の一実施形態による接触センサ装置のブロック図であって、基準信号発生部21、第1信号発生部23、第2信号発生部22、検知信号発生部24、正常接触パッド判別部50、MCU70、不正常接触通知部90を備える。第2信号発生部22は、複数個の第1接触パッド1P−11及び1P−12及び第2接触パッド2P−11で構成され、検知信号発生部24は複数個のフリップフロップD1ないしD3で構成される。
【0041】
次に、図3を参照して本発明の一実施形態による接触センサ装置の各ブロックの機能を詳細に説明する。
基準信号発生部21は、クロック信号を基準信号ref_sigとして発生する。
第1信号発生部23は、接触物の接触可否に構わず、常に基準信号ref_sigを常に第1時間t1遅延させて第1信号sig1を発生する。
【0042】
第2信号発生部22は、接触物が接触される複数個の第1及び第2接触パッド1P−11及び1P−12、2P−11を備え、接触パッド10−Nに接触物が接触されなければ基準信号ref_sigを遅延せず、接触パッド10−Nに接触物が接触されれば基準信号ref_sigを第1時間t1よりさらに多く遅延させて第2信号sig2−11〜sig2−13を発生する。
【0043】
すなわち、第2信号発生部22は、接触物の非接触時には第1信号sig1の位相より早い位相を有する第2信号sig2−11〜sig2−13を生成し、接触時には第1信号sig1の位相より遅い位相を有する第2信号sig2−11〜sig2−13を生成する。
【0044】
ここで、接触物としては、所定の静電容量を有するあらゆる物体が適用されるが、代表的な例として多量の電荷を蓄積している人の人体がある。
【0045】
検知信号発生部24は、第1信号sig1に同期されて第2信号sig2−11〜sig2−13をサンプリング及びラッチして複数個の検知信号s_sig11ないしs_sig13を発生する。
【0046】
正常接触パッド判別部50は、複数個の検知信号s_sig11ないしs_sig13のうちの第2接触パッド2P−11から印加される第2電気信号sig2−12に応答して出力される検知信号s_sig12を印加されてハイレベル維持時間を所定閾時間Tthと比較して正常接触可否を判別し、接触キーに該当する動作実行を制御する動作制御信号op_conを出力する。
【0047】
MCU70は、正常接触パッド判別部50から動作制御信号op_conを印加されて、ハイレベルに応答して接触された接触パッドに該当する動作を行うように電子機器を制御する制御信号d_conを出力し、ローレベルに応答して基準信号発生部21がクロック信号を発生しないように遮断信号s_sdを出力する。
【0048】
不正常接触通知部90は、正常接触パッド判別部50から動作制御信号op_conを印加されて、ローレベルに応答して接触パッド10−Nが非正常的に接触された事実をアラームまたはLEDで表示してユーザに知らせる。
【0049】
図4は、図3に示す本発明の一実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置の信号波形図であって、基準信号ref_sig、第1信号sig1、第2信号sig2−12、正常接触時の検知信号s_sig12、不正常接触時の検知信号s_sig12’、動作制御信号op_conで構成される。
基準信号ref_sigは一定振幅と周期を有してトグルされる。
【0050】
第1信号sig1は、基準信号ref_sigから第1時間t1ほど遅延されて基準信号ref_sigと同一振幅と周期を有してトグルされる。
【0051】
第2信号sig2−12は、接触時には基準信号ref_sigから第2時間t2ほど遅延されてトグルされ、非接触時には基準信号ref_sigと同一にトグルされる。
【0052】
正常接触時の検知信号s_sig12は、接触時及び非接触時に第1信号sig1の下降エッジに同期されて第2信号sig2−12をラッチして接触時には閾時間Tthより長い時間の間ハイレベルを維持して出力する。
【0053】
不正常接触の一例として、不正常接触の場合の検知信号s_sig12’は正常接触時に合わせて設定された周期よりさらに小さい周期を有して閾時間Tthより短い時間の間ハイレベルを維持するパルス信号を出力する。
【0054】
動作制御信号op_conは、正常接触時の検知信号s_sig12を印加して所定時間遅延させて出力する。
【0055】
次に、図3及び図4を参照して本発明の一実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置の動作を説明する。
第1信号発生部23は、第1キャパシタCAP1により基準信号ref_sigを第1時間t1ほど遅延させた第1信号sig1を、第2信号発生部22は接触物の静電容量に従って第1時間t1よりさらに遅延t2させた第2信号sig2−12をそれぞれ発生する。
【0056】
すなわち、接触物の接触時に第2信号sig2−12の位相は第1信号sig1の位相よりも遅くなって第1信号sig1の上昇エッジまたは下降エッジより遅延されて発生し、接触物の非接触時には基準信号ref_sigを時間の遅延なしにそのまま出力する。
【0057】
したがって、検知信号発生部24は、初期に第1非接触状態では第1信号sig1の下降エッジに同期されてローレベルの第2信号sig2−12をラッチしてローレベルの接触信号s_sig12を出力し、正常な第1接触時には第1信号sig1の下降エッジに同期されてハイレベルの第2信号sig2−12をラッチして時点T2までハイレベルの接触信号s_sig12を出力する。
【0058】
また、第2非接触時には再びローレベルの第2信号sig2−12をラッチして区間T2−T4にローレベルの接触信号s_sig12を出力し、正常な第2接触時には再びハイレベルの第2信号sig2−12をラッチして時点T4からハイレベルの接触信号s_sig12を出力する。
【0059】
しかし、非正常的な接触時の例として、検知信号s_sig12’が正常接触時に合わせて設定された周期よりさらに小さい周期を有している場合、閾時間Tthより短い時間の間ハイレベルを維持するパルス信号として出力される。このような非正常的な接触の例として、指の一部が接触したり指が近接したりして正常接触より小さいキャパシタンスが第2接触パッド2P−11に検知された場合である。
【0060】
さらに他の例として、接触キーを用いる家電機器において接触キー上に付着している異物を除去するために掃除器具により図2の複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2、2P−11ないし2P−N1を順に素早く通る場合には接触物が接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2、2P−11ないし2P−N1を所定時間以上に早く接触をすることになるので、検知信号発生部24では正常接触時に合わせて設定した周期よりもさらに小さい周期と所定閾時間Tthよりさらに短い時間の間ハイレベルを維持するパルス信号として検知信号が出力される。
【0061】
正常接触パッド判別部50は、検知信号発生部24から検知信号s_sig12を印加されて検知信号s_sig12がハイレベルを維持する時間を所定閾時間Tthと比較して接触キーに正常に接触したか否かを判別する。
【0062】
万一、接触物が正常に接触キーに接触時には、検知信号s_sig12のハイレベルを維持する時間が所定閾時間Tthよりも長いので、正常接触パッド判別部50は正常接触と判断し、該当の接触キーに設定されている動作を実行するように制御する動作制御信号op_conをハイレベルに出力する。
【0063】
MCU50は、正常接触パッド判別部50からハイレベルの動作制御信号op_conに応答してユーザが本来の接触を意図した接触パッドに該当する動作を電子機器が実行するように機器制御信号d_conを出力する。
【0064】
しかし、接触物が非正常的に接触キーに接触時には、検知信号s_sig12’のハイレベルを維持する時間が所定閾時間Tthよりも短いので、正常接触パッド判別部50は不正常な接触と判断して検知信号s_sig12’を無視し、該当の接触キーに設定されている動作を実行することができないように動作制御信号op_conをローレベルに出力する。
【0065】
正常接触パッド判別部50からローレベルの動作制御信号op_conに応答してMCU50は基準信号発生部21がクロック信号を発生しないようにする遮断信号s_sdを出力し、不正常接触通知部90は接触パッド10−Nが非正常的に接触された事実をアラームまたはLEDで表示して聴覚または視覚的にユーザに知らせる。
【0066】
このとき、MCUから遮断信号s_sdを印加して動作が遮断された基準信号発生部21を再び動作させるための復元は接触パッドを用いてパスワードを入力するか、またはリセットスイッチ(図示せず)のような機械的スイッチを押すことで実行することもできる。
【0067】
このように本発明の一実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置は、検知信号s_sig12がハイレベルを維持する時間を所定閾時間Tthと比較して接触物が接触キーに正常に接触したか否かを判別することで、ユーザの本来意図とは異なるように非正常的に接触された接触キーの誤動作を防止することができる。
【0068】
それとともに、本発明の一実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置は、検知信号s_sig12がハイレベルを維持する時間を所定の最大接触時間または自動インピーダンス調節(Auto impedance calibration)結果値と比較して異物の付着可否を検知することによって、接触物が接触キーに正常に接触したか否かを判別することができる。
【0069】
次に、図5は本発明を2次元に確張された他の実施形態による接触センサ装置の構成図であって、タッチパネル120、接触遅延時間処理部100、遅延時間閾値保存部150、及び正常接触パッド判別部160で構成されている。
【0070】
図5では、タッチパネル120の一面全体にタッチパターンがパターニング(Patterning)されている。
【0071】
タッチパターンは、それぞれが所定の抵抗値を有する複数個の接触パッドP1_1〜P1_nと複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1とで構成され、複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれは隣接した接触パッドと接続線CL1_1〜CL1_n−1により直列で接続されている。接触物の接触領域が複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれの大きさより大きく4つの接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9にかけて接触されていると仮定する。
【0072】
図5に示すように、接触物の接触が容易であるように形成された大きい接触パッドP1_1〜P1_nは幅が小さい接続線CL1_1〜CL1_n−1より抵抗値が小さい。接触パッドP1_1〜P1_nが接続線CL1_1〜CL1_n−1より抵抗値が小さいので、接触物の接触位置は接続線CL1_1〜CL1_n−1の抵抗値と接触キャパシタンスによって決定される。
【0073】
接触遅延時間処理部100は、クロック出力ピンoutとクロック入力ピンinとを備え、クロック出力ピンoutはタッチパターンに直列接続された複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのうち最初の接触パッドP1_1に接続され、クロック入力ピンinは最後の接触パッドP1_nに接続される。
【0074】
次に、図5を参照して本発明の他の実施形態による接触センサ装置の各ブロックの機能を詳細に説明する。
接触遅延時間処理部100は、クロック信号CLKを発生してクロック出力ピンoutを介して最初の接触パッドP1_1に出力し、複数個の接触パッドP1_1〜P1_nを通過する間に遅延された遅延クロック信号D_CLKをクロック入力ピンinに印加する。そして、クロック入力ピンinに印加された遅延クロック信号DCLKを用いてタッチパネル120に接触された接触物の位置を計算して接触位置データTS_OUTを出力する。
【0075】
遅延時間閾値保存部150は、接触物の接触時の実際接触した接触遅延時間と比較する複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれの接触遅延時間閾値Td_th[n:1]を保存する。
【0076】
正常接触パッド判別部160は比較部140から出力される遅延時間DTを印加して時間差を介して接触パッドP1_1〜P1_nが時間的に接触される順序を検知して最初に接触された接触パッドの位置を判断し、遅延時間が最初の閾遅延時間Td_th[n]を超えて所定時間維持される接触パッドを選択した後にユーザが接触しようと意図した接触パッドを決定して、その座標を接触位置データTS_OUTとして出力する。
【0077】
図6は、図5に示す本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の接触遅延時間処理部100のブロック図であって、クロック信号発生部110、遅延信号検出部130、比較部140で構成されている。
【0078】
次に、図5及び図6を参照して本発明の他の実施形態による接触センサ装置の各ブロックの機能を詳細に説明する。
クロック信号発生部110はクロック信号CLKを発生してクロック出力ピンoutに出力する。
【0079】
このとき、接触パッドP1_1に入力されたクロック信号CLKは、複数個の接触パッドP1_1〜P1_nを通過してクロック入力ピンinに出力される。タッチパターンにクロック信号CLKが入力されると、複数個の接触パッドP1_1〜P1_n及び複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1の抵抗値と接触パッドP1_1〜P1_nに接触された接触物の静電容量によりクロック信号CLKが遅延及び歪曲されて遅延クロック信号D_CLKが出力される。
【0080】
遅延信号検出部130は、遅延クロック信号D_CLKを印加し、遅延クロック信号D_CLKの信号レベルを判別してパルスクロック信号P_CLKを発生して出力する。
【0081】
比較部140は、遅延信号検出部130から出力されるパルスクロック信号P_CLKとクロック信号発生部110から出力されるクロック信号CLKを入力して比較し、クロック信号CLKに対するパルスクロック信号P_CLKの遅延時間DTを出力する。
【0082】
上述では、理解の便宜上、クロック信号として表現したが、この信号は特定システムまたは半導体で用いるクロック信号に制限されず、一定な測定を行うために周期的にトグルされる任意のデジタル信号を意味するものである。
【0083】
次に、図7及び図8は、本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトによって誤動作を低減させるための2次元パターン配列を説明するためのパターン配列図であって、複数個の接触パッドP1_1〜P1_n、複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1及び複数個の絶縁物質IM1、IM2を備える。
【0084】
図5のタッチパネルに配置されたタッチパターンは、接触パッド間の間隔が狭ければ狭いほどタッチパネルの解像度(Resolution)を増加することができるが、接触物によって複数個の接触パッドP1_1、P1_nが同時に2つ以上接触されると、間違った接触データが出力されるという限界を有する。
【0085】
すなわち、タッチパターンを図7のように配置した場合、接触物が接触パッドの面積よりも広く接触されると、最初は小さい面積であったものが次第に大きい面積になるので、タッチパターン上に接触した領域がTAとする場合、従来では4つの接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9にかけて接触したと認識される。これにより、本発明の正常接触パッド判別部は、接触パッドごとに設定されている抵抗値による予想遅延時間の範囲が超過されたことを認知して接触物の非正常的な接触として判断する。
【0086】
これにより、図6の正常接触パッド判別部160は、印加される遅延時間DTの差及び遅延時間閾値保存部150から印加される複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれの接触遅延時間閾値Td_th[n:1]を用いて時間的に接触される順序を検知し、最初に接触された接触パッドの位置を判断することで、ユーザが接触しようと意図した接触パッドが決定される。
【0087】
例えば、図7においてタッチパターン上接触された領域がTAのようであるとした場合、時間ごとに分析すると、接触パッドP1_2が先に接触され、その後に接触パッドP1_1と接触パッドP1_3、そして接触パッドP1_9が接触される。
【0088】
すなわち、従来では、4つの接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9にかけて接触されたものとして認識されたが、本発明の正常接触パッド判別部は4個の接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9のそれぞれによって遅延されたクロック信号D_CLK1ないしD_CLK3、D_CLK9とクロック信号CLKの時間差である遅延時間DT1ないしDT3、DT9を印加して遅延時間DT1、DT2、DT3、DT9の順序及び接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9の接触遅延時間閾値Td_th[1:3]、Td_th[9]により接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9が時間的に接触される順序P1_2、P1_1、P1_3、P1_9を検知して最初に接触された接触パッドP1_2の位置を判断する。
【0089】
すなわち、接触物の抵抗が複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1の抵抗より小さいと仮定した場合、遅延時間DT1ないしDT3、DT9は複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1の抵抗によって決定されるので、接触パッドP1_2が接触された後に隣接した接触パッドP1_1、P1_3まで接触面積が増加されると、接続線の抵抗が減少し、遅延時間は遅延時間DT2から減少して遅延時間DT1となる。
【0090】
その後に、接触面積がさらに増加して接触パッドP1_9まで接触されても接触パッドP1_1、P1_3まで接触された状態であるため、遅延時間は相変らずDT1となる。
【0091】
正常接触パッド判別部160は、前記遅延時間DT1、DT2、DT3、DT9の順序情報を用いて接触遅延時間閾値Td_th[1:3]、Td_th[9]と比較して接触パッドP1_2で最初接触があったという事実を認識し、ユーザが本来接触しようと意図した接触パッドを決定してその座標を接触位置データTS_OUTとして出力する。
【0092】
また、本発明の他の実施形態による接触センサ装置は、図8のようにタッチパネルの同一面に2チャンネルのパターンラインCH1、CH2を並べて配置して同一チャンネルに同時に接触することを防止することができる。
【0093】
第1及び第2タッチパターンCH1、CH2が並べて配置されるので、第1タッチパターンCH1と第2タッチパターンCH2とのそれぞれは複数個の接触パッド間の間隔を充分に確保して接触物により第1タッチパターンCH1の複数個の接触パッドP1_1〜P1_nまたは第2タッチパターンCH2の複数個の接触パッドP2_1〜P2_nが同時に接触することを防止することができる。
【0094】
そして、2つのタッチパターンCH1、CH2が並べて配置される場合、第1タッチパターンCH1の接続線CL1_1〜CL1_n−1と第2タッチパターンCH2の接続線CL2_1〜CL2_n−1とが交差する交差地点BPは短絡しないように絶縁物質を用いて交差地点BPの2つの接続線間を絶縁する。ここで、絶縁物質は2つのタッチパターンCH1、CH2が一つの層に配置される場合はバイパス用伝導性物質を用い、2つの層に配置される場合はビアホールを用いる。
【0095】
チャンネルが異なったパターンラインCH1、CH2が配置されると、図6の正常接触パッド判別部160は、上記図7と同じ方法でチャンネルごとに接触される位置を計算しP1_2、P2_2、各接触位置が座標平面上の所定距離以下の差がある場合のみ、一つの接触領域において有効な接触として判断する。
【0096】
したがって、第1チャンネルCH1の第2接触パッドP1_2と第2チャンネルCH2の第9接触パッドP2_9とは、平面上に所定距離以上の差があるため一つの接触領域において有効な接触として認められない。
【0097】
図7では、2つのタッチパターンCH1、CH2のみを示したが、3チャンネル以上のパターンラインをタッチパネルの同一面に並べて配置して同一チャンネルで同時に接触することをより確実に防止することもでき、各チャンネル間の間隔を最大限低減してタッチパネルの解像度を増加させることができる。
【0098】
また、図7においてすべての接触パッドP1_1〜P1_nを他の構造に形成して不正常な接触を検知することができ、図8において説明の便宜上、2つのタッチパターンCH1、CH2が同じ構造となっているが、第2チャンネルCH2を不正常な接触を検知する目的として用いる場合には、図2の第2接触パッド2P_11と同様な構造とすることができる。
【0099】
前記複数個のチャンネルを用いたタッチパネル装置及びその接触位置検出方法は、大韓民国特許出願公開第10−2008−0064100号に公開されているため、ここでは、タッチパネル装置の動作方法に対する詳細な説明は省略する。
【0100】
次に、図9及び図10は、本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトによって誤動作を低減させるための原型パターン配列図であって、複数個の接触パッドP1_1〜P1_n及び複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1を備える。
【0101】
同様に、図5に示したタッチパネルにおいて解像度Resolutionを増加させるために接触パッド間の間隔を狭く配置した場合、接触物によって複数個の接触パッドP1_1、P1_nが同時に接触されることになる。このような限界を克服するために本実施形態では複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれを、所定曲率を有して回転させて原型に配置し、複数個の接触パッドP1_1〜P1_nとの間を接続線により広げる。
【0102】
ここで、複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれを接続する接続線の抵抗は同一であり、導線幅が小さいため複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれの抵抗値よりも大きい値を有する。
【0103】
図10は、図9のように配列された複数個の接触パッドの原型パターン配列を第1チャンネルCH1に配置し、第1チャンネルCH1を形成する複数個の接触パッドP1_1〜P1_nとの間に複数個の接触パッドP2_1〜P2_nの原型パターン配列を第2チャンネルCH2として追加配置して複数個の接触パッドの回転曲率の精密度をさらに増加させたものである。
【0104】
図10では、2つのタッチパターンCH1、CH2のみを示したが、同様に3チャンネル以上のパターンラインをタッチパネルの同一面に並べて配置して同一チャンネルにおいて同時に接触されることをより確実に防止することができ、各チャンネル間の間隔を最大限低減してタッチパネルの解像度を増加させることができる。
【0105】
また、図10の第2チャンネルCH2を図3の第2接触パッド2P−11のように用いて不正常な接触を区分して接触の有効性を判断することに用いられることも可能である。
【0106】
次に、図11は、本発明の他の実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置内の複数個の接触パッドの遅延時間量によって誤動作を低減させるための2次元パターン配列及び接触時間の経過による接触領域の変化を示す図であって、複数個の接触パッドP1_1〜P1_n及び一つのチャンネルを備える。
【0107】
図11で、接触領域TA1−N、TA2−Nは2通りの接触例であって、図11の(1)は接触物が接触領域TA1−1、TA2−1すべてが接触パッドP1_2、P1_4の一部分だけ接触したことを示すもので、図11の(2)は接触領域TA1−2、TA2−2が一つの接触パッドP1_2またはP1_4のみが接触された場合であり、図11の(3)及び(4)は接触領域TA1−3及びTA2−3、TA1−4及びTA2−4の面積がさらに拡大されて周辺の接触パッドP1_1及びP1_5またはP1_1及びP1_3、P1_3及びP1_5まで接触した場合を示している。
【0108】
図11に示すように、接触状態を時間ごとに比較すると相当な時間が経過されている図11の(3)及び(4)では、接触面積が拡大しすぎて隣接した接触パッドP1_1及びP1_3、P1_3及びP1_5にまで接触領域が拡がって本来接触を意図した接触パッドP1_2、P1_5を正確に認識することができないという限界がある。
【0109】
図12は、図11において接触物の接触時間の経過に対して接触位置による遅延時間の変化を示すグラフであって、X軸は接触パッドに接触した時間の経過であり、Y軸は複数個の接触パッドのそれぞれの接触位置による遅延時間量である。
【0110】
図12の(A)は、図11における接触物が接触領域TA1−Nに接触した場合であって、T1時点で第1接触パッドP1_1の接触遅延時間閾値Td_th[1]以下であったが、T2時点で第2接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]に増加し、T3時点で第2接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]以上にさらに増加した後、T4時点で第2接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]以上をそのまま維持する。
【0111】
また、図12の(B)は、図11において接触物が接触領域TA2−Nに接触した場合であって、T1時点で第2接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]以上であったが、T2時点で第4接触パッドP1_4の接触遅延時間閾値Td_th[4]に増加し、T3時点で第4接触パッドP1_4の接触遅延時間閾値Td_th[4]以上にさらに増加した後、T4時点で第4接触パッドP1_4の接触遅延時間閾値Td_th[4]以上をそのまま維持する。
【0112】
図12の(A)及び(B)の場合、全部T3時点以後には接触物の接触面積が隣接接触パッドに拡張されたが、接触遅延時間の増加量が減少するので、接触閾値を超える接触パッドと時間別遅延時間の増加量減少可否によって図12の(A)の場合は第2接触パッドP1_2に、図12の(B)の場合は第4接触パッドP1_4に接触されたものと判断することができる。
【0113】
次に、図5及び図6、図11及び図12を参照して複数個の接触パッドP1_1〜P1_nの接触時間の経過による接触領域の変化を持ち、不正常な接触の誤動作を低減させる動作を説明する。
【0114】
まず、図5及び図6で、遅延時間閾値保存部150は接触物が複数個の接触パッドP1_1〜P1_nに接触した際、実際接触された接触遅延時間と比較される複数個の接触パッドP1_1〜P1_nとのそれぞれの接触遅延時間閾値Td_th[n:1]を保存する。
【0115】
図11の(1)で、接触物がT1時点で接触した場合TA1−N、TA2−Nにそれぞれの接触領域TA1−1、TA2−1は、図12の(A)を参照した場合、非接触状態では原点から開始するだけでなく、接触遅延時間が第1接触パッドP1_1の接触遅延時間閾値Td_th[1]よりさらに小さいため、正常接触パッド判別部160は、まるで第1接触パッドP1_1にも接触しないものとして認識し、図12の(B)を参照した場合、接触遅延時間が第2接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]より大きいため、正常接触パッド判別部160は、まるで第2接触パッドP1_2に接触したものとして認識する。
【0116】
時点T1から所定時間経過して接触面積が増加された図11の(2)でT2時点に接触した場合TA1−N、TA2−Nのそれぞれの接触領域TA1−2、TA2−2は、一つの接触パットの面積に接触した場合である。
【0117】
接触TA1−Nの場合には、図12の(A)を参照した場合、接触遅延時間が2番目の接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]に増加して正常接触パッド判別部160は、まるで2番目の接触パッドP1_2に接触したものとして認識する。
【0118】
接触TA2−Nの場合には、図12の(B)を参照した場合、接触遅延時間が4番目の接触パッドP1_4の接触遅延時間閾値Td_th[4]に増加して正常接触パッド判別部160は、まるで4番目の接触パッドP1_4に接触されたものとして認識する。
【0119】
時点T2から所定時間経過して接触面積がさらに増加した図11の(3)及び(4)では、接触領域がさらに増加してそれぞれ周辺の接触パッドまで拡張されている。
接触TA1−Nの場合には、図12の(A)を参照した場合、接触遅延時間が2番目の接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]以上に増加し、そのままの値を維持しているため、正常接触パッド判別部160は2番目の接触パッドP1_2に接触されたものと正確に認識することができる。
【0120】
接触TA2−Nの場合には、図12の(B)を参照した場合、接触遅延時間が4番目の接触パッドP1_4の接触遅延時間閾値Td_th[4]以上に増加し、そのままの値を維持しているため、正常接触パッド判別部160は4番目の接触パッドP1_4に接触されたものと正確に認識することができる。
【0121】
このように本発明の他の実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置は、接触物の接触信号の伝達される遅延時間が最初の閾遅延時間を超えて所定時間維持される接触パッドを選択することで、非正常的に接触された接触パッドを接触したものと間違って認識することを防止する。
【0122】
上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。
【符号の説明】
【0123】
5 伝導性物質
10 タッチパネル
20 接触センサ
【技術分野】
【0001】
本発明は、接触センサ装置に関し、特に接触パッドに不正常な接触による誤動作を防止することができる接触センサ装置(Touch sensor device)に関する。
【背景技術】
【0002】
タッチパッドはデータ入力装置の1つとして、平面上にマトリックス状の検知点が配置され、ユーザがどこを押してどの方向に接触点が移動したかを検知することができるためマウスの代用として一般に用いられる。タッチパッドには、電気的スイッチを平面上に配置するか、キャパシタ型センサ、抵抗型センサ、表面波センサ、または光学センサを平面上に配置するなど、多様な種類が用いられる。
【0003】
そのうち、ノートパソコンなどにおいてカーソルの動きを調節するために多く用いられるものはキャパシタ型センサを使用する複数個のタッチパッドで構成されたタッチパネルである。このタッチパネルの表面は絶縁膜に覆われていて、その絶縁膜の下側に横線と縦線が所定間隔に配列されている。この横線と縦線との間には電気的等価回路としてキャパシタが位置するが、横線は第1電極からなり、縦線は第2電極からなっている。
【0004】
検知表面に指のような一種の導体が接触されると、この横線と縦線との間に発生する静電容量は接触のない他の線間の静電容量とは異なる値を示す。例えば、横線に電圧信号を印加し、縦線から誘導された電圧を読み取り、キャパシタの静電容量の変化を読み出してどの部分の検知面が接触されているか否かを分かる。
【0005】
さらに他のタッチパネルの一種として抵抗型2Dマトリックスタッチパネルは導電性導体が2層のフィルムに配置されていて2層間に微細な間隔に空間が設けられて普段は短絡されているが、ユーザがタッチパネルの特定接触領域に指により微量の力を加えると、その接触領域にある2層間の導体が互いに短絡されて、短絡された位置の電位あるいは電流を検知して該当導体の座標を認識することになる。
【0006】
このとき、2層間の導体の短絡可否、すなわち、信号のon/offに対してだけ認識する2進概念の信号が発生し、このような2進信号が指の大きさほど接触された領域の周りに複数個に分布するようになり、特定の接触領域の座標を決定することになる。
【0007】
このようなタッチパネルは、最近、携帯電話、PDA、PMPのような携帯用通信機器やノートパソコン及び自動車のナビゲーション装置のみならず、厨房機器や加湿器のような家電製品にも装着されて多様に用いられる。
【0008】
ところが、タッチパネルに接触する手段として指を用いる場合には、指に水がついていたり、タッチパネルに所定の液体がついていたりして、接触される面積が広くて複数個のタッチパッドが接触されることもあって接触センサ装置が接触物の正確な接触位置を認識することができなくなる問題点が発生する。
【0009】
図1は、従来技術によって誤動作する接触センサ装置の一部の断面図であって、伝導性物質5、タッチパネル10、複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2、複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2、接触センサ20を備える。タッチパネル10の上部には、複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2が装着され、下部には複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2が装着される。
【0010】
次に、図1を参照して従来技術による接触センサ装置が誤動作する場合の動作を説明する。
例えば、人が炊飯器のタッチパネル10に水が付いた指でタッチパネル10上の複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2のうちの特定接触キーB11に接触して所望する作動をさせようと意図したと仮定する。
【0011】
ところが、指に付いている水は伝導性物質5であるため、本来意図していた特定の接触キーB11の外に隣接の接触キーB12にも電流が伝達されて2つの接触パッド1P−11及び1P−12が同時に接触物に接触されたと認識する。
【0012】
これによって、タッチパネル10は、2つの接触パッド1P−11及び1P−12を介して接触物である指の接触情報を印加されてそれに相応する電気信号sig2−11及びsig2−13を発生させ、接触センサ20−1は2つの接触パッド1P−11及び1P−12を介して電気信号sig2−11及びsig2−13を印加されて指が非正常的に接触した2つの接触パッド1P−11及び1P−12の位置を検知して電気的な状態変化を検知信号s_sig11及びs_sig13に出力することによって本来意図した作動でない誤動作が誘発される。
【0013】
また、従来に接触センサ装置が誤動作するさらに他の場合として、接触物が複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2を所定時間以上に早く接触をする場合が発生することができる。例えば、接触キーを用いる家電製品において接触キー上に付着した異物を除去するために掃除道具で複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2を順に素早く通り過ぎる場合がある。
【0014】
ところが、家電製品の使用者の本来意図は、特定の接触キー上に付着した異物を掃除するためのことであるにもかかわらず、接触された隣接した接触キーにも人体から電流が伝達して意図しない接触物が接触されたと認識する。
【0015】
これにより、タッチパネル10は、特定の接触キー及び隣接した接触キーに連結した接触パッドを介して接触物である指の接触情報を印加されて、それに相応する電気信号として発生させ、接触センサ20は該当接触パッドを介して電気信号を印加されて指が非正常的に接触した接触パッドの位置を検知して電気的な状態変化を電気信号に出力することで、本来の意図とは違った接触キーの誤動作を誘発させる問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【特許文献1】大韓民国特許出願公開第10−2008−0064100号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
本発明の目的は、隠されている接触パッドを利用するか、または接触パッドの接触時間を利用して接触パッドの不正常な接触を判断する接触センサ装置を提供することにある。
【0018】
本発明の他の目的は、接触パッドの不正常な接触を低減させる接触センサ装置を提供することにある。
【0019】
本発明の他の目的は、前記目的を達成するための接触センサ装置を用いてポインティング装置のポインティング座標を決定することができる接触センサ装置のポインティング座標決定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0020】
前記の目的を達成するための本発明の一実施形態による接触センサ装置は、接触物が接触する位置を示す複数個の接触キーを備えたパネルと、パネルの複数個の接触キーに対応する位置に付着して接触物の接触情報を第1電気信号として発生する複数個の第1接触パッドと、複数個の第1接触パッド間に付着して接触される接触物に付いている伝導性物質の接触情報を第2電気信号として発生する複数個の第2接触パッドと、第1電気信号を印加されて接触された接触キーに設定された動作を行うようにする複数個の検知信号を出力し、第1及び第2電気信号を用いて接触物に正常に接触されているか否かを検知する接触センシング部と、を備えることを特徴とする。
【0021】
前記の目的を達成するための本発明の他の実施形態による接触センサ装置は、複数個の接触パッドのそれぞれが接続線によって直列に接続されたタッチパターンを備えるタッチパネルと、クロック信号を発生してタッチパターンの一端に印加し、複数個の接触パッドを通過させる間に遅延された遅延クロック信号をタッチパターンの他端から印加して信号レベルを判別してパルスクロック信号を発生させてパルスクロック信号とクロック信号との遅延時間差の値を出力する接触遅延時間処理部と、接触物が接触する際に実際接触した接触遅延時間と遅延時間差との値を比較する複数個の接触パッドのそれぞれの接触遅延時間閾値を保存する遅延時間閾値保存部と、前記遅延時間差値を印加されて前記接触遅延時間閾値と比較して前記複数個の接触パッドが時間的に接触される順序を検知し、最初に接触された接触パッドの位置を判断して接触位置データを出力する正常接触パッド判別部と、を備えることを特徴とする。
【0022】
前記の目的を達成するための本発明の他の実施形態による接触センサ装置は、複数個の接触パッドのそれぞれが接続線によって直列に接続されたタッチパターンを備えるタッチパネルと、クロック信号を発生して前記タッチパターンの一端に印加し、前記複数個の接触パッドを通過させる間に遅延された遅延クロック信号を前記タッチパターンの他端から印加してパルスクロック信号を生成して前記クロック信号との遅延時間差値を出力する接触遅延時間処理部と、接触物が接触する際に実際接触した接触遅延時間と前記遅延時間差値を比較する複数個の接触パッドのそれぞれの接触遅延時間閾値を保存する遅延時間閾値保存部と、接触遅延時間閾値を印加されて前記遅延時間と比較して前記遅延時間が所定の前記接触遅延時間閾値を超えて所定時間維持する接触パッドを選択して前記最初に接触された接触パッドの位置を判別して接触位置データを出力する正常接触パッド判別部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0023】
本発明による接触センサ装置は、接触物の不正常な接触を正確に判断して本来意図した作動でない誤動作の誘発を防止し、不正常な接触を低減させて不必要な電力消耗を節減して接触センサ装置動作の信頼性を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】従来技術において誤動作をする接触センサ装置の一部の断面図である。
【図2】本発明の一実施形態による接触センサ装置の一部の断面図である。
【図3】本発明の一実施形態による接触センサ装置のブロック図である。
【図4】図3に示す本発明の一実施形態におけるさらに他の接触センサ装置の信号波形図である。
【図5】本発明の他の実施形態による接触センサ装置の構成図である。
【図6】図5に示す本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の接触センシング部100のブロック図である。
【図7】本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトにより誤動作を低減させるための2次元パターン配列図である。
【図8】本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトにより誤動作を低減させるための2次元パターン配列図である。
【図9】本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトにより誤動作を低減させるための原型パターン配列図である。
【図10】本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトにより誤動作を低減させるための原型パターン配列図である。
【図11】本発明の他の実施形態のさらに他の接触センサ装置内の複数個の接触パッドの遅延時間量により誤動作を低減させるための2次元パターン配列及び接触時間の経過による接触領域の変化を示す図である。
【図12】本発明の他の実施形態のさらに他の接触センサ装置において接触物の接触時間の経過に対して接触位置による遅延時間の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、添付図面を参照して本発明による接触センサ装置及びこの装置のポインティング座標決定方法に対して説明する。
【0026】
図2は、本発明の一実施形態による接触センサ装置の一部の断面図であって、伝導性物質5、タッチパネル10、複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2、複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2、2P−11ないし2P−N1、接触センシング部200を備え、接触センシング部200は接触センサ20及び正常接触パッド判別部50で構成される。
【0027】
タッチパネル10の上部には、複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2が装着され、下部には複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2、2P−11ないし2P−N1が装着されているが、複数個の接触パッドは、接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2がそれぞれ付着する第1接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2と、接触キーが付着しないで隠されていた第2接触パッド2P−11ないし2P−N1とで構成される。
【0028】
図1に示す従来技術による接触センサ装置の構成図との差異は、接触キーが付着しないタッチパネル10の下部に隠されていた接触パッド2P−11ないし2P−N1が付着しているということである。
【0029】
次に、図2を参照して本発明による接触センサ装置の各構成要素の機能を詳細に説明する。
複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2は、電子機器の意図する作動を実行させようとする接触物の接触を印加して接触物の電流を伝達する。
【0030】
複数個の第1接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2は複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2から接触物の電流を印加されてそれに相応する接触情報を第1電気信号sig2−11及びsig2−13〜sig2−N1及びsig2−N3として発生する。
【0031】
複数個の第2接触パッド2P−11ないし2P−N1は複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2間に介入された伝導性物質5により本来意図した特定の接触キーB11外に隣接した接触キーB12にも電流が伝達されて、意図しない接触パッドが一緒に接触されたものとして認識されて第2電気信号sig2−12〜sig2−N2を発生する。
【0032】
接触センシング部200は、複数個の第1接触パッド1P−11及び1P−12及び第2接触パッド2P−11からそれぞれ第1電気信号sig2−11及びsig2−13及び第2電気信号sig2−12を印加されて接触物を検知して接触された接触キーB11及びB12に設定された電子機器の作動を行うようにする検知信号s_sig11ないしs_sig13を出力するが、万一、第1電気信号が複数個の第1接触パッド1P−11及び1P−12から複数個sig2−11及びsig2−13に印加され、第2接触パッド2P−11から第2電気信号sig2−12が印加される場合には意図しない隣接した接触キーB12が一緒に非正常的に接触されたものとして認知して入力された動作を実行させないように複数個の第1電気信号sig2−11及びsig2−13を無視する動作制御信号op_conを出力する。
【0033】
次に、図2を参照して本発明による接触センサ装置の動作を説明する。
まず、「保温」の接触キーB11と「炊飯」の接触キーB12とが最近接に位置していて、人が炊飯器のタッチパネル10に水がついた指でタッチパネル10上の複数個の接触キーB11及びB12〜BN1及びBN2のうちの「保温」の接触キーB11に接触して、所望する「保温」作動を実行しようとしたと仮定する。
【0034】
「保温」の接触キーB11は炊飯器が意図する「保温」作動をさせようとする人の水ついた指の接触を印加して人体の電流を伝達する。このとき「保温」の接触キーB11と隣接した位置に「炊飯」の接触キーB12が位置していて指についた水が「炊飯」の接触キーB12にまで伝導されて「炊飯」の接触キーB12にも電流が伝達される。
【0035】
「保温」の接触キーB11に電気的に接続されている第1接触パッド1P−11と「炊飯」の接触キーB12に電気的に接続されている第1接触パッド1P−12は、それぞれの接触キーB11及びB12から人体の電流を印加されてそれに相応する接触情報を第1電気信号sig2−11及びsig2−13として発生する。
【0036】
また、「保温」の接触キーB11と「炊飯」の接触キーB12との間に位置した、接触キーが付着されないで隠されていた第2接触パッド2P−11は、両接触キーB11及びB12間に介入された伝導性物質5により本来意図した「保温」の接触キーB11外に隣接した「炊飯」の接触キーB12にも電流が伝達し、意図しない「炊飯」の第1接触パッド1P−12が一緒に接触されたものとして認識して第2電気信号sig2−12を発生する。
【0037】
ところが、第1電気信号が複数個の第1接触パッド1P−11及び1P−12から複数個sig2−11及びsig2−13に印加され、第2接触パッド2P−11から第2電気信号sig2−12が印加される場合には接触センシング部200は接触キーが付着されないで隠されていた第2接触パッド2P−11から第2電気信号sig2−12を印加して意図しない隣接した接触キーB12が一緒に非正常的に接触されたものとして認知して「保温」の第1接触パッド1P−11と「炊飯」の第1接触パッド1P−12から印加される第1電気信号sig2−11及びsig2−13を無視し、入力された動作を実行させないようにする動作制御信号op_conを出力する。
【0038】
万一、接触センシング部200が「保温」の第1接触パッド1P−11から第1電気信号sig2−11を印加され、第2接触パッド2P−11から第2電気信号sig2−12を印加されたり、「炊飯」の第1接触パッド1P−12から第1電気信号sig2−13を印加され、第2接触パッド2P−11から第2電気信号sig2−12を印加されたりした場合、各接触キーB11またはB12に指の接触を検知して接触された「保温」の接触キーB11または「炊飯」の接触キーB12に設定された電子機器の作動を実行させる検知信号s_sig11またはs_sig13を出力する。
【0039】
このように、本発明の一実施形態による接触センサ装置は、接触キーが付着しないで隠されていた第2接触パッド2P−11を介して指が非正常的に接触した接触キーB12の本来意図した作動でない誤動作を防止することができる。
【0040】
図3は、本発明の一実施形態による接触センサ装置のブロック図であって、基準信号発生部21、第1信号発生部23、第2信号発生部22、検知信号発生部24、正常接触パッド判別部50、MCU70、不正常接触通知部90を備える。第2信号発生部22は、複数個の第1接触パッド1P−11及び1P−12及び第2接触パッド2P−11で構成され、検知信号発生部24は複数個のフリップフロップD1ないしD3で構成される。
【0041】
次に、図3を参照して本発明の一実施形態による接触センサ装置の各ブロックの機能を詳細に説明する。
基準信号発生部21は、クロック信号を基準信号ref_sigとして発生する。
第1信号発生部23は、接触物の接触可否に構わず、常に基準信号ref_sigを常に第1時間t1遅延させて第1信号sig1を発生する。
【0042】
第2信号発生部22は、接触物が接触される複数個の第1及び第2接触パッド1P−11及び1P−12、2P−11を備え、接触パッド10−Nに接触物が接触されなければ基準信号ref_sigを遅延せず、接触パッド10−Nに接触物が接触されれば基準信号ref_sigを第1時間t1よりさらに多く遅延させて第2信号sig2−11〜sig2−13を発生する。
【0043】
すなわち、第2信号発生部22は、接触物の非接触時には第1信号sig1の位相より早い位相を有する第2信号sig2−11〜sig2−13を生成し、接触時には第1信号sig1の位相より遅い位相を有する第2信号sig2−11〜sig2−13を生成する。
【0044】
ここで、接触物としては、所定の静電容量を有するあらゆる物体が適用されるが、代表的な例として多量の電荷を蓄積している人の人体がある。
【0045】
検知信号発生部24は、第1信号sig1に同期されて第2信号sig2−11〜sig2−13をサンプリング及びラッチして複数個の検知信号s_sig11ないしs_sig13を発生する。
【0046】
正常接触パッド判別部50は、複数個の検知信号s_sig11ないしs_sig13のうちの第2接触パッド2P−11から印加される第2電気信号sig2−12に応答して出力される検知信号s_sig12を印加されてハイレベル維持時間を所定閾時間Tthと比較して正常接触可否を判別し、接触キーに該当する動作実行を制御する動作制御信号op_conを出力する。
【0047】
MCU70は、正常接触パッド判別部50から動作制御信号op_conを印加されて、ハイレベルに応答して接触された接触パッドに該当する動作を行うように電子機器を制御する制御信号d_conを出力し、ローレベルに応答して基準信号発生部21がクロック信号を発生しないように遮断信号s_sdを出力する。
【0048】
不正常接触通知部90は、正常接触パッド判別部50から動作制御信号op_conを印加されて、ローレベルに応答して接触パッド10−Nが非正常的に接触された事実をアラームまたはLEDで表示してユーザに知らせる。
【0049】
図4は、図3に示す本発明の一実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置の信号波形図であって、基準信号ref_sig、第1信号sig1、第2信号sig2−12、正常接触時の検知信号s_sig12、不正常接触時の検知信号s_sig12’、動作制御信号op_conで構成される。
基準信号ref_sigは一定振幅と周期を有してトグルされる。
【0050】
第1信号sig1は、基準信号ref_sigから第1時間t1ほど遅延されて基準信号ref_sigと同一振幅と周期を有してトグルされる。
【0051】
第2信号sig2−12は、接触時には基準信号ref_sigから第2時間t2ほど遅延されてトグルされ、非接触時には基準信号ref_sigと同一にトグルされる。
【0052】
正常接触時の検知信号s_sig12は、接触時及び非接触時に第1信号sig1の下降エッジに同期されて第2信号sig2−12をラッチして接触時には閾時間Tthより長い時間の間ハイレベルを維持して出力する。
【0053】
不正常接触の一例として、不正常接触の場合の検知信号s_sig12’は正常接触時に合わせて設定された周期よりさらに小さい周期を有して閾時間Tthより短い時間の間ハイレベルを維持するパルス信号を出力する。
【0054】
動作制御信号op_conは、正常接触時の検知信号s_sig12を印加して所定時間遅延させて出力する。
【0055】
次に、図3及び図4を参照して本発明の一実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置の動作を説明する。
第1信号発生部23は、第1キャパシタCAP1により基準信号ref_sigを第1時間t1ほど遅延させた第1信号sig1を、第2信号発生部22は接触物の静電容量に従って第1時間t1よりさらに遅延t2させた第2信号sig2−12をそれぞれ発生する。
【0056】
すなわち、接触物の接触時に第2信号sig2−12の位相は第1信号sig1の位相よりも遅くなって第1信号sig1の上昇エッジまたは下降エッジより遅延されて発生し、接触物の非接触時には基準信号ref_sigを時間の遅延なしにそのまま出力する。
【0057】
したがって、検知信号発生部24は、初期に第1非接触状態では第1信号sig1の下降エッジに同期されてローレベルの第2信号sig2−12をラッチしてローレベルの接触信号s_sig12を出力し、正常な第1接触時には第1信号sig1の下降エッジに同期されてハイレベルの第2信号sig2−12をラッチして時点T2までハイレベルの接触信号s_sig12を出力する。
【0058】
また、第2非接触時には再びローレベルの第2信号sig2−12をラッチして区間T2−T4にローレベルの接触信号s_sig12を出力し、正常な第2接触時には再びハイレベルの第2信号sig2−12をラッチして時点T4からハイレベルの接触信号s_sig12を出力する。
【0059】
しかし、非正常的な接触時の例として、検知信号s_sig12’が正常接触時に合わせて設定された周期よりさらに小さい周期を有している場合、閾時間Tthより短い時間の間ハイレベルを維持するパルス信号として出力される。このような非正常的な接触の例として、指の一部が接触したり指が近接したりして正常接触より小さいキャパシタンスが第2接触パッド2P−11に検知された場合である。
【0060】
さらに他の例として、接触キーを用いる家電機器において接触キー上に付着している異物を除去するために掃除器具により図2の複数個の接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2、2P−11ないし2P−N1を順に素早く通る場合には接触物が接触パッド1P−11及び1P−12〜1P−N1及び1P−N2、2P−11ないし2P−N1を所定時間以上に早く接触をすることになるので、検知信号発生部24では正常接触時に合わせて設定した周期よりもさらに小さい周期と所定閾時間Tthよりさらに短い時間の間ハイレベルを維持するパルス信号として検知信号が出力される。
【0061】
正常接触パッド判別部50は、検知信号発生部24から検知信号s_sig12を印加されて検知信号s_sig12がハイレベルを維持する時間を所定閾時間Tthと比較して接触キーに正常に接触したか否かを判別する。
【0062】
万一、接触物が正常に接触キーに接触時には、検知信号s_sig12のハイレベルを維持する時間が所定閾時間Tthよりも長いので、正常接触パッド判別部50は正常接触と判断し、該当の接触キーに設定されている動作を実行するように制御する動作制御信号op_conをハイレベルに出力する。
【0063】
MCU50は、正常接触パッド判別部50からハイレベルの動作制御信号op_conに応答してユーザが本来の接触を意図した接触パッドに該当する動作を電子機器が実行するように機器制御信号d_conを出力する。
【0064】
しかし、接触物が非正常的に接触キーに接触時には、検知信号s_sig12’のハイレベルを維持する時間が所定閾時間Tthよりも短いので、正常接触パッド判別部50は不正常な接触と判断して検知信号s_sig12’を無視し、該当の接触キーに設定されている動作を実行することができないように動作制御信号op_conをローレベルに出力する。
【0065】
正常接触パッド判別部50からローレベルの動作制御信号op_conに応答してMCU50は基準信号発生部21がクロック信号を発生しないようにする遮断信号s_sdを出力し、不正常接触通知部90は接触パッド10−Nが非正常的に接触された事実をアラームまたはLEDで表示して聴覚または視覚的にユーザに知らせる。
【0066】
このとき、MCUから遮断信号s_sdを印加して動作が遮断された基準信号発生部21を再び動作させるための復元は接触パッドを用いてパスワードを入力するか、またはリセットスイッチ(図示せず)のような機械的スイッチを押すことで実行することもできる。
【0067】
このように本発明の一実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置は、検知信号s_sig12がハイレベルを維持する時間を所定閾時間Tthと比較して接触物が接触キーに正常に接触したか否かを判別することで、ユーザの本来意図とは異なるように非正常的に接触された接触キーの誤動作を防止することができる。
【0068】
それとともに、本発明の一実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置は、検知信号s_sig12がハイレベルを維持する時間を所定の最大接触時間または自動インピーダンス調節(Auto impedance calibration)結果値と比較して異物の付着可否を検知することによって、接触物が接触キーに正常に接触したか否かを判別することができる。
【0069】
次に、図5は本発明を2次元に確張された他の実施形態による接触センサ装置の構成図であって、タッチパネル120、接触遅延時間処理部100、遅延時間閾値保存部150、及び正常接触パッド判別部160で構成されている。
【0070】
図5では、タッチパネル120の一面全体にタッチパターンがパターニング(Patterning)されている。
【0071】
タッチパターンは、それぞれが所定の抵抗値を有する複数個の接触パッドP1_1〜P1_nと複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1とで構成され、複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれは隣接した接触パッドと接続線CL1_1〜CL1_n−1により直列で接続されている。接触物の接触領域が複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれの大きさより大きく4つの接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9にかけて接触されていると仮定する。
【0072】
図5に示すように、接触物の接触が容易であるように形成された大きい接触パッドP1_1〜P1_nは幅が小さい接続線CL1_1〜CL1_n−1より抵抗値が小さい。接触パッドP1_1〜P1_nが接続線CL1_1〜CL1_n−1より抵抗値が小さいので、接触物の接触位置は接続線CL1_1〜CL1_n−1の抵抗値と接触キャパシタンスによって決定される。
【0073】
接触遅延時間処理部100は、クロック出力ピンoutとクロック入力ピンinとを備え、クロック出力ピンoutはタッチパターンに直列接続された複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのうち最初の接触パッドP1_1に接続され、クロック入力ピンinは最後の接触パッドP1_nに接続される。
【0074】
次に、図5を参照して本発明の他の実施形態による接触センサ装置の各ブロックの機能を詳細に説明する。
接触遅延時間処理部100は、クロック信号CLKを発生してクロック出力ピンoutを介して最初の接触パッドP1_1に出力し、複数個の接触パッドP1_1〜P1_nを通過する間に遅延された遅延クロック信号D_CLKをクロック入力ピンinに印加する。そして、クロック入力ピンinに印加された遅延クロック信号DCLKを用いてタッチパネル120に接触された接触物の位置を計算して接触位置データTS_OUTを出力する。
【0075】
遅延時間閾値保存部150は、接触物の接触時の実際接触した接触遅延時間と比較する複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれの接触遅延時間閾値Td_th[n:1]を保存する。
【0076】
正常接触パッド判別部160は比較部140から出力される遅延時間DTを印加して時間差を介して接触パッドP1_1〜P1_nが時間的に接触される順序を検知して最初に接触された接触パッドの位置を判断し、遅延時間が最初の閾遅延時間Td_th[n]を超えて所定時間維持される接触パッドを選択した後にユーザが接触しようと意図した接触パッドを決定して、その座標を接触位置データTS_OUTとして出力する。
【0077】
図6は、図5に示す本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の接触遅延時間処理部100のブロック図であって、クロック信号発生部110、遅延信号検出部130、比較部140で構成されている。
【0078】
次に、図5及び図6を参照して本発明の他の実施形態による接触センサ装置の各ブロックの機能を詳細に説明する。
クロック信号発生部110はクロック信号CLKを発生してクロック出力ピンoutに出力する。
【0079】
このとき、接触パッドP1_1に入力されたクロック信号CLKは、複数個の接触パッドP1_1〜P1_nを通過してクロック入力ピンinに出力される。タッチパターンにクロック信号CLKが入力されると、複数個の接触パッドP1_1〜P1_n及び複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1の抵抗値と接触パッドP1_1〜P1_nに接触された接触物の静電容量によりクロック信号CLKが遅延及び歪曲されて遅延クロック信号D_CLKが出力される。
【0080】
遅延信号検出部130は、遅延クロック信号D_CLKを印加し、遅延クロック信号D_CLKの信号レベルを判別してパルスクロック信号P_CLKを発生して出力する。
【0081】
比較部140は、遅延信号検出部130から出力されるパルスクロック信号P_CLKとクロック信号発生部110から出力されるクロック信号CLKを入力して比較し、クロック信号CLKに対するパルスクロック信号P_CLKの遅延時間DTを出力する。
【0082】
上述では、理解の便宜上、クロック信号として表現したが、この信号は特定システムまたは半導体で用いるクロック信号に制限されず、一定な測定を行うために周期的にトグルされる任意のデジタル信号を意味するものである。
【0083】
次に、図7及び図8は、本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトによって誤動作を低減させるための2次元パターン配列を説明するためのパターン配列図であって、複数個の接触パッドP1_1〜P1_n、複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1及び複数個の絶縁物質IM1、IM2を備える。
【0084】
図5のタッチパネルに配置されたタッチパターンは、接触パッド間の間隔が狭ければ狭いほどタッチパネルの解像度(Resolution)を増加することができるが、接触物によって複数個の接触パッドP1_1、P1_nが同時に2つ以上接触されると、間違った接触データが出力されるという限界を有する。
【0085】
すなわち、タッチパターンを図7のように配置した場合、接触物が接触パッドの面積よりも広く接触されると、最初は小さい面積であったものが次第に大きい面積になるので、タッチパターン上に接触した領域がTAとする場合、従来では4つの接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9にかけて接触したと認識される。これにより、本発明の正常接触パッド判別部は、接触パッドごとに設定されている抵抗値による予想遅延時間の範囲が超過されたことを認知して接触物の非正常的な接触として判断する。
【0086】
これにより、図6の正常接触パッド判別部160は、印加される遅延時間DTの差及び遅延時間閾値保存部150から印加される複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれの接触遅延時間閾値Td_th[n:1]を用いて時間的に接触される順序を検知し、最初に接触された接触パッドの位置を判断することで、ユーザが接触しようと意図した接触パッドが決定される。
【0087】
例えば、図7においてタッチパターン上接触された領域がTAのようであるとした場合、時間ごとに分析すると、接触パッドP1_2が先に接触され、その後に接触パッドP1_1と接触パッドP1_3、そして接触パッドP1_9が接触される。
【0088】
すなわち、従来では、4つの接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9にかけて接触されたものとして認識されたが、本発明の正常接触パッド判別部は4個の接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9のそれぞれによって遅延されたクロック信号D_CLK1ないしD_CLK3、D_CLK9とクロック信号CLKの時間差である遅延時間DT1ないしDT3、DT9を印加して遅延時間DT1、DT2、DT3、DT9の順序及び接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9の接触遅延時間閾値Td_th[1:3]、Td_th[9]により接触パッドP1_1〜P1_3、P1_9が時間的に接触される順序P1_2、P1_1、P1_3、P1_9を検知して最初に接触された接触パッドP1_2の位置を判断する。
【0089】
すなわち、接触物の抵抗が複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1の抵抗より小さいと仮定した場合、遅延時間DT1ないしDT3、DT9は複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1の抵抗によって決定されるので、接触パッドP1_2が接触された後に隣接した接触パッドP1_1、P1_3まで接触面積が増加されると、接続線の抵抗が減少し、遅延時間は遅延時間DT2から減少して遅延時間DT1となる。
【0090】
その後に、接触面積がさらに増加して接触パッドP1_9まで接触されても接触パッドP1_1、P1_3まで接触された状態であるため、遅延時間は相変らずDT1となる。
【0091】
正常接触パッド判別部160は、前記遅延時間DT1、DT2、DT3、DT9の順序情報を用いて接触遅延時間閾値Td_th[1:3]、Td_th[9]と比較して接触パッドP1_2で最初接触があったという事実を認識し、ユーザが本来接触しようと意図した接触パッドを決定してその座標を接触位置データTS_OUTとして出力する。
【0092】
また、本発明の他の実施形態による接触センサ装置は、図8のようにタッチパネルの同一面に2チャンネルのパターンラインCH1、CH2を並べて配置して同一チャンネルに同時に接触することを防止することができる。
【0093】
第1及び第2タッチパターンCH1、CH2が並べて配置されるので、第1タッチパターンCH1と第2タッチパターンCH2とのそれぞれは複数個の接触パッド間の間隔を充分に確保して接触物により第1タッチパターンCH1の複数個の接触パッドP1_1〜P1_nまたは第2タッチパターンCH2の複数個の接触パッドP2_1〜P2_nが同時に接触することを防止することができる。
【0094】
そして、2つのタッチパターンCH1、CH2が並べて配置される場合、第1タッチパターンCH1の接続線CL1_1〜CL1_n−1と第2タッチパターンCH2の接続線CL2_1〜CL2_n−1とが交差する交差地点BPは短絡しないように絶縁物質を用いて交差地点BPの2つの接続線間を絶縁する。ここで、絶縁物質は2つのタッチパターンCH1、CH2が一つの層に配置される場合はバイパス用伝導性物質を用い、2つの層に配置される場合はビアホールを用いる。
【0095】
チャンネルが異なったパターンラインCH1、CH2が配置されると、図6の正常接触パッド判別部160は、上記図7と同じ方法でチャンネルごとに接触される位置を計算しP1_2、P2_2、各接触位置が座標平面上の所定距離以下の差がある場合のみ、一つの接触領域において有効な接触として判断する。
【0096】
したがって、第1チャンネルCH1の第2接触パッドP1_2と第2チャンネルCH2の第9接触パッドP2_9とは、平面上に所定距離以上の差があるため一つの接触領域において有効な接触として認められない。
【0097】
図7では、2つのタッチパターンCH1、CH2のみを示したが、3チャンネル以上のパターンラインをタッチパネルの同一面に並べて配置して同一チャンネルで同時に接触することをより確実に防止することもでき、各チャンネル間の間隔を最大限低減してタッチパネルの解像度を増加させることができる。
【0098】
また、図7においてすべての接触パッドP1_1〜P1_nを他の構造に形成して不正常な接触を検知することができ、図8において説明の便宜上、2つのタッチパターンCH1、CH2が同じ構造となっているが、第2チャンネルCH2を不正常な接触を検知する目的として用いる場合には、図2の第2接触パッド2P_11と同様な構造とすることができる。
【0099】
前記複数個のチャンネルを用いたタッチパネル装置及びその接触位置検出方法は、大韓民国特許出願公開第10−2008−0064100号に公開されているため、ここでは、タッチパネル装置の動作方法に対する詳細な説明は省略する。
【0100】
次に、図9及び図10は、本発明の他の実施形態による接触センサ装置内の複数個の接触パッドのレイアウトによって誤動作を低減させるための原型パターン配列図であって、複数個の接触パッドP1_1〜P1_n及び複数個の接続線CL1_1〜CL1_n−1を備える。
【0101】
同様に、図5に示したタッチパネルにおいて解像度Resolutionを増加させるために接触パッド間の間隔を狭く配置した場合、接触物によって複数個の接触パッドP1_1、P1_nが同時に接触されることになる。このような限界を克服するために本実施形態では複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれを、所定曲率を有して回転させて原型に配置し、複数個の接触パッドP1_1〜P1_nとの間を接続線により広げる。
【0102】
ここで、複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれを接続する接続線の抵抗は同一であり、導線幅が小さいため複数個の接触パッドP1_1〜P1_nのそれぞれの抵抗値よりも大きい値を有する。
【0103】
図10は、図9のように配列された複数個の接触パッドの原型パターン配列を第1チャンネルCH1に配置し、第1チャンネルCH1を形成する複数個の接触パッドP1_1〜P1_nとの間に複数個の接触パッドP2_1〜P2_nの原型パターン配列を第2チャンネルCH2として追加配置して複数個の接触パッドの回転曲率の精密度をさらに増加させたものである。
【0104】
図10では、2つのタッチパターンCH1、CH2のみを示したが、同様に3チャンネル以上のパターンラインをタッチパネルの同一面に並べて配置して同一チャンネルにおいて同時に接触されることをより確実に防止することができ、各チャンネル間の間隔を最大限低減してタッチパネルの解像度を増加させることができる。
【0105】
また、図10の第2チャンネルCH2を図3の第2接触パッド2P−11のように用いて不正常な接触を区分して接触の有効性を判断することに用いられることも可能である。
【0106】
次に、図11は、本発明の他の実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置内の複数個の接触パッドの遅延時間量によって誤動作を低減させるための2次元パターン配列及び接触時間の経過による接触領域の変化を示す図であって、複数個の接触パッドP1_1〜P1_n及び一つのチャンネルを備える。
【0107】
図11で、接触領域TA1−N、TA2−Nは2通りの接触例であって、図11の(1)は接触物が接触領域TA1−1、TA2−1すべてが接触パッドP1_2、P1_4の一部分だけ接触したことを示すもので、図11の(2)は接触領域TA1−2、TA2−2が一つの接触パッドP1_2またはP1_4のみが接触された場合であり、図11の(3)及び(4)は接触領域TA1−3及びTA2−3、TA1−4及びTA2−4の面積がさらに拡大されて周辺の接触パッドP1_1及びP1_5またはP1_1及びP1_3、P1_3及びP1_5まで接触した場合を示している。
【0108】
図11に示すように、接触状態を時間ごとに比較すると相当な時間が経過されている図11の(3)及び(4)では、接触面積が拡大しすぎて隣接した接触パッドP1_1及びP1_3、P1_3及びP1_5にまで接触領域が拡がって本来接触を意図した接触パッドP1_2、P1_5を正確に認識することができないという限界がある。
【0109】
図12は、図11において接触物の接触時間の経過に対して接触位置による遅延時間の変化を示すグラフであって、X軸は接触パッドに接触した時間の経過であり、Y軸は複数個の接触パッドのそれぞれの接触位置による遅延時間量である。
【0110】
図12の(A)は、図11における接触物が接触領域TA1−Nに接触した場合であって、T1時点で第1接触パッドP1_1の接触遅延時間閾値Td_th[1]以下であったが、T2時点で第2接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]に増加し、T3時点で第2接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]以上にさらに増加した後、T4時点で第2接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]以上をそのまま維持する。
【0111】
また、図12の(B)は、図11において接触物が接触領域TA2−Nに接触した場合であって、T1時点で第2接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]以上であったが、T2時点で第4接触パッドP1_4の接触遅延時間閾値Td_th[4]に増加し、T3時点で第4接触パッドP1_4の接触遅延時間閾値Td_th[4]以上にさらに増加した後、T4時点で第4接触パッドP1_4の接触遅延時間閾値Td_th[4]以上をそのまま維持する。
【0112】
図12の(A)及び(B)の場合、全部T3時点以後には接触物の接触面積が隣接接触パッドに拡張されたが、接触遅延時間の増加量が減少するので、接触閾値を超える接触パッドと時間別遅延時間の増加量減少可否によって図12の(A)の場合は第2接触パッドP1_2に、図12の(B)の場合は第4接触パッドP1_4に接触されたものと判断することができる。
【0113】
次に、図5及び図6、図11及び図12を参照して複数個の接触パッドP1_1〜P1_nの接触時間の経過による接触領域の変化を持ち、不正常な接触の誤動作を低減させる動作を説明する。
【0114】
まず、図5及び図6で、遅延時間閾値保存部150は接触物が複数個の接触パッドP1_1〜P1_nに接触した際、実際接触された接触遅延時間と比較される複数個の接触パッドP1_1〜P1_nとのそれぞれの接触遅延時間閾値Td_th[n:1]を保存する。
【0115】
図11の(1)で、接触物がT1時点で接触した場合TA1−N、TA2−Nにそれぞれの接触領域TA1−1、TA2−1は、図12の(A)を参照した場合、非接触状態では原点から開始するだけでなく、接触遅延時間が第1接触パッドP1_1の接触遅延時間閾値Td_th[1]よりさらに小さいため、正常接触パッド判別部160は、まるで第1接触パッドP1_1にも接触しないものとして認識し、図12の(B)を参照した場合、接触遅延時間が第2接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]より大きいため、正常接触パッド判別部160は、まるで第2接触パッドP1_2に接触したものとして認識する。
【0116】
時点T1から所定時間経過して接触面積が増加された図11の(2)でT2時点に接触した場合TA1−N、TA2−Nのそれぞれの接触領域TA1−2、TA2−2は、一つの接触パットの面積に接触した場合である。
【0117】
接触TA1−Nの場合には、図12の(A)を参照した場合、接触遅延時間が2番目の接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]に増加して正常接触パッド判別部160は、まるで2番目の接触パッドP1_2に接触したものとして認識する。
【0118】
接触TA2−Nの場合には、図12の(B)を参照した場合、接触遅延時間が4番目の接触パッドP1_4の接触遅延時間閾値Td_th[4]に増加して正常接触パッド判別部160は、まるで4番目の接触パッドP1_4に接触されたものとして認識する。
【0119】
時点T2から所定時間経過して接触面積がさらに増加した図11の(3)及び(4)では、接触領域がさらに増加してそれぞれ周辺の接触パッドまで拡張されている。
接触TA1−Nの場合には、図12の(A)を参照した場合、接触遅延時間が2番目の接触パッドP1_2の接触遅延時間閾値Td_th[2]以上に増加し、そのままの値を維持しているため、正常接触パッド判別部160は2番目の接触パッドP1_2に接触されたものと正確に認識することができる。
【0120】
接触TA2−Nの場合には、図12の(B)を参照した場合、接触遅延時間が4番目の接触パッドP1_4の接触遅延時間閾値Td_th[4]以上に増加し、そのままの値を維持しているため、正常接触パッド判別部160は4番目の接触パッドP1_4に接触されたものと正確に認識することができる。
【0121】
このように本発明の他の実施形態のさらに他の場合による接触センサ装置は、接触物の接触信号の伝達される遅延時間が最初の閾遅延時間を超えて所定時間維持される接触パッドを選択することで、非正常的に接触された接触パッドを接触したものと間違って認識することを防止する。
【0122】
上述では、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は、添付の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲で、本発明を多様に修正及び変更させることができる。
【符号の説明】
【0123】
5 伝導性物質
10 タッチパネル
20 接触センサ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
接触物が接触する位置を示す複数個の接触キーを備えたパネルと、
前記パネルの前記複数個の接触キーに対応する位置に付着されて前記接触物の接触情報を第1電気信号として発生する複数個の第1接触パッドと、
前記複数個の第1接触パッド間に付着されて接触する前記接触物についている伝導性物質の接触情報を第2電気信号として発生する複数個の第2接触パッドと、
前記第1電気信号を印加して前記接触された接触キーに設定された動作を実行するようにする複数個の検知信号を出力し、前記第1及び第2電気信号を用いて前記接触物に正常に接触されているか否かを検知する接触センシング部と、
を備えることを特徴とする接触センサ装置。
【請求項2】
前記接触センシング部は、
測定用デジタル信号を発生して第1時間遅延させた第1信号を生成し、前記接触物の接触時に前記測定用デジタル信号をさらに多く遅延させた第2信号を生成して前記第1信号に同期して前記第2信号をラッチして前記複数個の検知信号を発生する接触センサと、
前記第1電気信号が複数個に印加され、前記第2電気信号が印加される場合には非正常的な接触と判断し、前記第1電気信号を無視するようにする動作制御信号を出力する正常接触パッド判別部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の接触センサ装置。
【請求項3】
前記正常接触パッド判別部は、
前記複数個の第1接触パッドのうちの1つ接触パッドから前記第1電気信号を印加し、前記複数個の第2接触パッドのうちの1つ第2接触パッドから前記第2電気信号を印加したり
前記複数個の第1接触パッドのうちの他の一つの接触パッドから前記第1電気信号を印加し、前記一つの第2接触パッドから前記第2電気信号を印加したりする場合には前記正常な接触と判断することを特徴とする請求項2に記載の接触センサ装置。
【請求項4】
前記正常接触パッド判別部は、
前記複数個の検知信号のうちの前記第2電気信号に応答して出力される検知信号を印加してハイレベル維持時間を所定閾時間と比較して前記正常な接触可否を判別し、
前記ハイレベル維持時間が前記閾時間より長い前記正常な接触時には前記動作制御信号をハイレベルに出力し、前記ハイレベル維持時間が前記閾時間より短い前記非正常的な接触時には前記動作制御信号をローレベルに出力することができることを特徴とする請求項2に記載の接触センサ装置。
【請求項5】
前記正常接触パッド判別部は、
前記非正常的な接触時には前記複数個の検知信号が正常な接触時に設定された周期よりさらに小さい周期及び設定された閾時間よりさらに短い時間の間にハイレベルを維持する信号を判別して前記非正常的な接触を決定することを特徴とする請求項4に記載の接触センサ装置。
【請求項6】
前記接触センサは、
前記測定用デジタル信号を基準信号として発生する基準信号発生部と、
前記接触物の接触可否に構わず、前記基準信号を常に前記第1時間遅延して前記第1信号を発生する第1信号発生部と、
前記接触物が接触されなければ前記基準信号を遅延せず、前記接触物が接触されれば前記第2信号を発生する第2信号発生部と、
前記第1信号に同期して前記第2信号をラッチして前記複数個の検知信号を発生する検知信号発生部と、
を備えることを特徴とする請求項5に記載の接触センサ装置。
【請求項7】
前記接触センサ装置は、
前記動作制御信号に応答して前記設定された動作実行を行うように電子機器を制御するか前記基準信号の発生を遮断するMCUと、
前記動作制御信号に応答して前記複数個の第1接触パッドが非正常的に接触された事実を知らせる不正常接触通知部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の接触センサ装置。
【請求項8】
前記MCUは、
前記ハイレベルの動作制御信号に応答して前記電子機器が前記設定された動作を行うように機器制御信号を出力し、
前記ローレベルの動作制御信号に応答して前記基準信号発生部が前記基準信号を発生することができないようにする遮断信号を出力することを特徴とする請求項7に記載の接触センサ装置。
【請求項9】
前記複数個の第1接触パッドは、
前記電子機器が前記設定された動作を行うようにするために用いられていて、
前記複数個の第2接触パッドは、
前記接触センシング部が前記非正常的な接触を検知するようにするために用いられていることを特徴とする請求項8に記載の接触センサ装置。
【請求項10】
前記不正常接触通知部は、
前記ローレベルの動作制御信号に応答して前記非正常的な接触事実をアラームまたはLEDで表示して聴覚または視覚的に知らせることを特徴とする請求項7に記載の接触センサ装置。
【請求項11】
前記接触センサ装置は、
前記基準信号の発生が遮断された前記基準信号発生部を再び作動させるために前記タッチパネル上にパスワードの入力を要求することができることを特徴とする請求項8に記載の接触センサ装置。
【請求項12】
前記接触センサ装置は、
前記基準信号の発生が遮断された前記基準信号発生部を再び作動させるために前記遮断信号をリセットさせるリセットスイッチをさらに備えることができることを特徴とする請求項8に記載の接触センサ装置。
【請求項13】
前記正常接触パッド判別部は、
前記複数個の検知信号のハイレベル維持時間を所定の最大接触時間または自動インピーダンス調節結果値と比較して異物の付着可否を検知することで、前記非正常的な接触事実を判別することができることを特徴とする請求項6に記載の接触センサ装置。
【請求項14】
複数個の接触パッドのそれぞれが接続線により直列に接続されたタッチパターンを備えるタッチパネルと、
測定用デジタル信号を発生して前記タッチパターンの一端に印加し、前記複数個の接触パッドを通過させる間に遅延された遅延測定用デジタル信号を前記タッチパターンの他端から印加してパルス測定用デジタル信号を生成して前記測定用デジタル信号との遅延時間差値を出力する接触遅延時間処理部と、
接触物の接触時に実際接触した接触遅延時間と前記遅延時間差値と比較する複数個の接触パッドのそれぞれの接触遅延時間閾値を保存する遅延時間閾値保存部と、
前記遅延時間差値を印加して前記接触遅延時間閾値と比較して前記複数個の接触パッドが時間的に接触される順序を検知し、最初に接触された接触パッドの位置を判断して接触位置データを出力する正常接触パッド判別部と、
を備えることを特徴とする接触センサ装置。
【請求項15】
前記接触遅延時間処理部は、
前記測定用デジタル信号を発生して測定用デジタル出力ピンを介して出力する測定用デジタル信号発生部と、
測定用デジタル入力ピンを介して前記遅延測定用デジタル信号を印加して信号レベルを判別して前記パルス測定用デジタル信号を発生させる遅延信号検出部と、
前記パルス測定用デジタル信号及び前記測定用デジタル信号を印加して比較して前記遅延時間差値を出力する比較部と、
を備えることを特徴とする請求項14に記載の接触センサ装置。
【請求項16】
前記タッチパターンは、
前記接触物の接触面積が前記複数個の接触パッドのそれぞれの面積より大きいか時間の経過により前記接触物の接触面積が次第に増加されて前記本来意図した接触パッドと隣接した接触パッドに非正常的に接触される誤動作を低減させるために前記複数個の接触パッドが2次元的なレイアウトによりパターン配列されることを特徴とする請求項14に記載の接触センサ装置。
【請求項17】
前記タッチパネルは、
同一面に十分な間隔を設けて並べて配置されて前記複数個の接触パッドが同時に接触されることを防止する複数チャンネルのパターンラインと、
前記複数チャンネルのパターンラインが交差する交差地点に前記接続線が互いに短絡されないように絶縁する絶縁物質と、
を備えることを特徴とする請求項16に記載の接触センサ装置。
【請求項18】
前記絶縁物質は、
前記複数チャンネルのパターンラインが一つの層に配置された場合はバイパス用伝導性物質を用い、複数個の層に配置された場合はビアホールを用いることを特徴とする請求項17に記載の接触センサ装置。
【請求項19】
前記正常接触パッド判別部は、
前記接触物が前記複数チャンネルのパターンラインの各チャンネル別に接触される位置を計算し、前記接触された位置が座標平面上の一定距離以下の差がある場合のみ一接触領域で有効に接触するものと判断することを特徴とする請求項17に記載の接触センサ装置。
【請求項20】
前記タッチパターンは、
前記非正常的に接触される誤動作を低減させるために前記複数個の接触パッドが原型レイアウトにより所定曲率を有し回転してパターン配列されることを特徴とする請求項15に記載の接触センサ装置。
【請求項21】
前記タッチパネルは、
前記複数個の接触パッドが原型パターン配列をゆうし、第1チャンネルに配置され、
さらに他の複数個の接触パッドが前記複数個の接触パッド間に前記原型パターン配列と同一曲率を有し回転して複数個のチャンネルに配置されることを特徴とする請求項20に記載の接触センサ装置。
【請求項22】
複数個の接触パッドのそれぞれが接続線により直列に接続されたタッチパターンを備えるタッチパネルと、
測定用デジタル信号を発生して前記タッチパターンの一端に印加し、前記複数個の接触パッドを通過させる間に遅延された遅延測定用デジタル信号を前記タッチパターンの他端から印加してパルス測定用デジタル信号を生成して前記測定用デジタル信号との遅延時間差値を出力する接触遅延時間処理部と、
接触物の接触時に実際接触した接触遅延時間と前記遅延時間差値を比較する複数個の接触パッドのそれぞれの接触遅延時間閾値を保存する遅延時間閾値保存部と、
前記接触遅延時間閾値を印加して前記遅延時間と比較して前記遅延時間が所定の前記接触遅延時間閾値を超えて所定時間維持される接触パッドを選択して前記最初に接触された接触パッドの位置を判別し、接触位置データを出力する正常接触パッド判別部と、
を備えることを特徴とする接触センサ装置。
【請求項23】
前記接触遅延時間処理部は、
前記測定用デジタル信号を発生して測定用デジタル出力ピンを介して出力する測定用デジタル信号発生部と、
測定用デジタル入力ピンを介して前記遅延測定用デジタル信号を印加して信号レベルを判別して前記パルス測定用デジタル信号を発生させる遅延信号検出部と、
前記パルス測定用デジタル信号及び前記測定用デジタル信号を印加して比較して前記遅延時間差値を出力する比較部と、
を備えることを特徴とする請求項22に記載の接触センサ装置。
【請求項24】
前記接触センサ装置は、
前記接触物の接触面積が隣接接触パッドに拡張される場合、前記接触遅延時間閾値が超過する接触パッド及び前記遅延時間の時間別増加量減少可否によって前記最初に接触された接触パッドの位置を判別することを特徴とする請求項23に記載の接触センサ装置。
【請求項25】
前記接触センサ装置は、
前記非正常的に接触される誤動作を低減させるために前記遅延時間量の差により前記非正常的に接触された接触パッドを判別することを特徴とする請求項24に記載の接触センサ装置。
【請求項1】
接触物が接触する位置を示す複数個の接触キーを備えたパネルと、
前記パネルの前記複数個の接触キーに対応する位置に付着されて前記接触物の接触情報を第1電気信号として発生する複数個の第1接触パッドと、
前記複数個の第1接触パッド間に付着されて接触する前記接触物についている伝導性物質の接触情報を第2電気信号として発生する複数個の第2接触パッドと、
前記第1電気信号を印加して前記接触された接触キーに設定された動作を実行するようにする複数個の検知信号を出力し、前記第1及び第2電気信号を用いて前記接触物に正常に接触されているか否かを検知する接触センシング部と、
を備えることを特徴とする接触センサ装置。
【請求項2】
前記接触センシング部は、
測定用デジタル信号を発生して第1時間遅延させた第1信号を生成し、前記接触物の接触時に前記測定用デジタル信号をさらに多く遅延させた第2信号を生成して前記第1信号に同期して前記第2信号をラッチして前記複数個の検知信号を発生する接触センサと、
前記第1電気信号が複数個に印加され、前記第2電気信号が印加される場合には非正常的な接触と判断し、前記第1電気信号を無視するようにする動作制御信号を出力する正常接触パッド判別部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の接触センサ装置。
【請求項3】
前記正常接触パッド判別部は、
前記複数個の第1接触パッドのうちの1つ接触パッドから前記第1電気信号を印加し、前記複数個の第2接触パッドのうちの1つ第2接触パッドから前記第2電気信号を印加したり
前記複数個の第1接触パッドのうちの他の一つの接触パッドから前記第1電気信号を印加し、前記一つの第2接触パッドから前記第2電気信号を印加したりする場合には前記正常な接触と判断することを特徴とする請求項2に記載の接触センサ装置。
【請求項4】
前記正常接触パッド判別部は、
前記複数個の検知信号のうちの前記第2電気信号に応答して出力される検知信号を印加してハイレベル維持時間を所定閾時間と比較して前記正常な接触可否を判別し、
前記ハイレベル維持時間が前記閾時間より長い前記正常な接触時には前記動作制御信号をハイレベルに出力し、前記ハイレベル維持時間が前記閾時間より短い前記非正常的な接触時には前記動作制御信号をローレベルに出力することができることを特徴とする請求項2に記載の接触センサ装置。
【請求項5】
前記正常接触パッド判別部は、
前記非正常的な接触時には前記複数個の検知信号が正常な接触時に設定された周期よりさらに小さい周期及び設定された閾時間よりさらに短い時間の間にハイレベルを維持する信号を判別して前記非正常的な接触を決定することを特徴とする請求項4に記載の接触センサ装置。
【請求項6】
前記接触センサは、
前記測定用デジタル信号を基準信号として発生する基準信号発生部と、
前記接触物の接触可否に構わず、前記基準信号を常に前記第1時間遅延して前記第1信号を発生する第1信号発生部と、
前記接触物が接触されなければ前記基準信号を遅延せず、前記接触物が接触されれば前記第2信号を発生する第2信号発生部と、
前記第1信号に同期して前記第2信号をラッチして前記複数個の検知信号を発生する検知信号発生部と、
を備えることを特徴とする請求項5に記載の接触センサ装置。
【請求項7】
前記接触センサ装置は、
前記動作制御信号に応答して前記設定された動作実行を行うように電子機器を制御するか前記基準信号の発生を遮断するMCUと、
前記動作制御信号に応答して前記複数個の第1接触パッドが非正常的に接触された事実を知らせる不正常接触通知部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項6に記載の接触センサ装置。
【請求項8】
前記MCUは、
前記ハイレベルの動作制御信号に応答して前記電子機器が前記設定された動作を行うように機器制御信号を出力し、
前記ローレベルの動作制御信号に応答して前記基準信号発生部が前記基準信号を発生することができないようにする遮断信号を出力することを特徴とする請求項7に記載の接触センサ装置。
【請求項9】
前記複数個の第1接触パッドは、
前記電子機器が前記設定された動作を行うようにするために用いられていて、
前記複数個の第2接触パッドは、
前記接触センシング部が前記非正常的な接触を検知するようにするために用いられていることを特徴とする請求項8に記載の接触センサ装置。
【請求項10】
前記不正常接触通知部は、
前記ローレベルの動作制御信号に応答して前記非正常的な接触事実をアラームまたはLEDで表示して聴覚または視覚的に知らせることを特徴とする請求項7に記載の接触センサ装置。
【請求項11】
前記接触センサ装置は、
前記基準信号の発生が遮断された前記基準信号発生部を再び作動させるために前記タッチパネル上にパスワードの入力を要求することができることを特徴とする請求項8に記載の接触センサ装置。
【請求項12】
前記接触センサ装置は、
前記基準信号の発生が遮断された前記基準信号発生部を再び作動させるために前記遮断信号をリセットさせるリセットスイッチをさらに備えることができることを特徴とする請求項8に記載の接触センサ装置。
【請求項13】
前記正常接触パッド判別部は、
前記複数個の検知信号のハイレベル維持時間を所定の最大接触時間または自動インピーダンス調節結果値と比較して異物の付着可否を検知することで、前記非正常的な接触事実を判別することができることを特徴とする請求項6に記載の接触センサ装置。
【請求項14】
複数個の接触パッドのそれぞれが接続線により直列に接続されたタッチパターンを備えるタッチパネルと、
測定用デジタル信号を発生して前記タッチパターンの一端に印加し、前記複数個の接触パッドを通過させる間に遅延された遅延測定用デジタル信号を前記タッチパターンの他端から印加してパルス測定用デジタル信号を生成して前記測定用デジタル信号との遅延時間差値を出力する接触遅延時間処理部と、
接触物の接触時に実際接触した接触遅延時間と前記遅延時間差値と比較する複数個の接触パッドのそれぞれの接触遅延時間閾値を保存する遅延時間閾値保存部と、
前記遅延時間差値を印加して前記接触遅延時間閾値と比較して前記複数個の接触パッドが時間的に接触される順序を検知し、最初に接触された接触パッドの位置を判断して接触位置データを出力する正常接触パッド判別部と、
を備えることを特徴とする接触センサ装置。
【請求項15】
前記接触遅延時間処理部は、
前記測定用デジタル信号を発生して測定用デジタル出力ピンを介して出力する測定用デジタル信号発生部と、
測定用デジタル入力ピンを介して前記遅延測定用デジタル信号を印加して信号レベルを判別して前記パルス測定用デジタル信号を発生させる遅延信号検出部と、
前記パルス測定用デジタル信号及び前記測定用デジタル信号を印加して比較して前記遅延時間差値を出力する比較部と、
を備えることを特徴とする請求項14に記載の接触センサ装置。
【請求項16】
前記タッチパターンは、
前記接触物の接触面積が前記複数個の接触パッドのそれぞれの面積より大きいか時間の経過により前記接触物の接触面積が次第に増加されて前記本来意図した接触パッドと隣接した接触パッドに非正常的に接触される誤動作を低減させるために前記複数個の接触パッドが2次元的なレイアウトによりパターン配列されることを特徴とする請求項14に記載の接触センサ装置。
【請求項17】
前記タッチパネルは、
同一面に十分な間隔を設けて並べて配置されて前記複数個の接触パッドが同時に接触されることを防止する複数チャンネルのパターンラインと、
前記複数チャンネルのパターンラインが交差する交差地点に前記接続線が互いに短絡されないように絶縁する絶縁物質と、
を備えることを特徴とする請求項16に記載の接触センサ装置。
【請求項18】
前記絶縁物質は、
前記複数チャンネルのパターンラインが一つの層に配置された場合はバイパス用伝導性物質を用い、複数個の層に配置された場合はビアホールを用いることを特徴とする請求項17に記載の接触センサ装置。
【請求項19】
前記正常接触パッド判別部は、
前記接触物が前記複数チャンネルのパターンラインの各チャンネル別に接触される位置を計算し、前記接触された位置が座標平面上の一定距離以下の差がある場合のみ一接触領域で有効に接触するものと判断することを特徴とする請求項17に記載の接触センサ装置。
【請求項20】
前記タッチパターンは、
前記非正常的に接触される誤動作を低減させるために前記複数個の接触パッドが原型レイアウトにより所定曲率を有し回転してパターン配列されることを特徴とする請求項15に記載の接触センサ装置。
【請求項21】
前記タッチパネルは、
前記複数個の接触パッドが原型パターン配列をゆうし、第1チャンネルに配置され、
さらに他の複数個の接触パッドが前記複数個の接触パッド間に前記原型パターン配列と同一曲率を有し回転して複数個のチャンネルに配置されることを特徴とする請求項20に記載の接触センサ装置。
【請求項22】
複数個の接触パッドのそれぞれが接続線により直列に接続されたタッチパターンを備えるタッチパネルと、
測定用デジタル信号を発生して前記タッチパターンの一端に印加し、前記複数個の接触パッドを通過させる間に遅延された遅延測定用デジタル信号を前記タッチパターンの他端から印加してパルス測定用デジタル信号を生成して前記測定用デジタル信号との遅延時間差値を出力する接触遅延時間処理部と、
接触物の接触時に実際接触した接触遅延時間と前記遅延時間差値を比較する複数個の接触パッドのそれぞれの接触遅延時間閾値を保存する遅延時間閾値保存部と、
前記接触遅延時間閾値を印加して前記遅延時間と比較して前記遅延時間が所定の前記接触遅延時間閾値を超えて所定時間維持される接触パッドを選択して前記最初に接触された接触パッドの位置を判別し、接触位置データを出力する正常接触パッド判別部と、
を備えることを特徴とする接触センサ装置。
【請求項23】
前記接触遅延時間処理部は、
前記測定用デジタル信号を発生して測定用デジタル出力ピンを介して出力する測定用デジタル信号発生部と、
測定用デジタル入力ピンを介して前記遅延測定用デジタル信号を印加して信号レベルを判別して前記パルス測定用デジタル信号を発生させる遅延信号検出部と、
前記パルス測定用デジタル信号及び前記測定用デジタル信号を印加して比較して前記遅延時間差値を出力する比較部と、
を備えることを特徴とする請求項22に記載の接触センサ装置。
【請求項24】
前記接触センサ装置は、
前記接触物の接触面積が隣接接触パッドに拡張される場合、前記接触遅延時間閾値が超過する接触パッド及び前記遅延時間の時間別増加量減少可否によって前記最初に接触された接触パッドの位置を判別することを特徴とする請求項23に記載の接触センサ装置。
【請求項25】
前記接触センサ装置は、
前記非正常的に接触される誤動作を低減させるために前記遅延時間量の差により前記非正常的に接触された接触パッドを判別することを特徴とする請求項24に記載の接触センサ装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公表番号】特表2012−506590(P2012−506590A)
【公表日】平成24年3月15日(2012.3.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−533090(P2011−533090)
【出願日】平成21年3月25日(2009.3.25)
【国際出願番号】PCT/KR2009/001515
【国際公開番号】WO2010/047445
【国際公開日】平成22年4月29日(2010.4.29)
【出願人】(507248435)エーティーラブ・インコーポレーテッド (30)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成24年3月15日(2012.3.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年3月25日(2009.3.25)
【国際出願番号】PCT/KR2009/001515
【国際公開番号】WO2010/047445
【国際公開日】平成22年4月29日(2010.4.29)
【出願人】(507248435)エーティーラブ・インコーポレーテッド (30)
【Fターム(参考)】
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