KR101325240B1 - touch sensor system using of touch point vibration - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타점 진동을 이용한 터치 센서 시스템에 관한 것으로, 압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성된 제1 센서 바(bar); 압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성되고, 끝단이 상기 제1 센서 바의 끝단에 수작 방향으로 결합되어 있는 제2 센서 바(bar); 상기 제1 센서 바 및 제2 센서 바와 연결되어 전기신호를 수신하는 신호 처리부; 및 상기 신호 처리부에서 수신된 전기신호에서 상기 터치 입력이 진행되는 화면에 대한 터치 위치를 산출하는 타점 산출부를 포함한다.
이와 같은 본 발명은, 간단하고 용이한 구성으로 디스플레이되는 화면상의 타점의 위치를 정확하고 빠르게 파악 가능하고, 제조공정이 간단하며, 단가가 낮을 뿐만 아니라, 다양한 장치에 적용할 수 있는 터치센서 시스템을 제공할 수 있게 된다The present invention relates to a touch sensor system using spot vibration, comprising: a first sensor bar having a lattice made of a piezoelectric material on one side thereof; A second sensor bar having a lattice made of a piezoelectric material on one side thereof, and having an end thereof coupled to the end of the first sensor bar in a vertical direction; A signal processor connected to the first sensor bar and the second sensor bar to receive an electrical signal; And a spot calculation unit configured to calculate a touch position of a screen on which the touch input is performed, from the electrical signal received by the signal processor.
Such a present invention provides a touch sensor system that can accurately and quickly determine the location of the spot on the screen displayed in a simple and easy configuration, the manufacturing process is simple, the unit cost is low, and can be applied to various devices. It becomes available

Description

타점의 진동을 이용한 터치 센서 시스템{touch sensor system using of touch point vibration}Touch sensor system using of touch point vibration

본 발명은 터치 센서 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터치시 발생하는 진동파 또는 탄성파를 수신하여, 타점의 위치를 빠르고 정확하게 파악할 수 있는 타점의 진동을 이용한 터치 센서 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a touch sensor system, and more particularly, to a touch sensor system using vibration of a spot that can receive a vibration wave or an elastic wave generated at the time of touch and grasp the position of the spot quickly and accurately.

TV 혹은 컴퓨터 모니터에 국한되어 왔던 디스플레이 기술은 최근 휴대폰, PMP, MP3, 차량용 네비게이션을 포함한 모바일 기기에 적용되고 있고 차후 그 응용범위가 가상 디스플레이로까지 확장될 전망이다. 기존의 디스플레이는 단순한 시각적 정보전달에 그쳤으나, 더욱 편리한 인터페이스에 대한 요구로 인해 현재는 키보드나 마우스가 수행했던 정보 입력 창으로서의 역할을 수행하기에 이르렀다. 이러한 멀티 기능을 수행하는 디스플레이를 통칭해 터치스크린 혹은 터치 패널이라 한다.Display technology, which has been confined to TVs or computer monitors, has recently been applied to mobile devices including mobile phones, PMPs, MP3s, and car navigation systems, and is expected to be extended to virtual displays in the future. Existing displays have merely delivered visual information, but the demand for a more convenient interface has led them to act as information input windows that keyboards and mice have now performed. The display which performs such a multi function is collectively called a touch screen or a touch panel.

터치 패널을 구현하기 위해 다양한 기술들이 도입되고 있으며, 외부 터치의 위치를 유추해 내는 방법에 의해 크게 세 부류로 나뉠 수 있다. 첫째, 가장 널리 활용되고 있는 전기저항 방식에 의한 터치 패널을 들 수 있다. 유리로 대표되는 디스플레이 창의 표면에 투명전극을 사용하여 세로 및 가로축 배열을 만든 후 그 상부에 절연막을 입혀 제작된다. Various technologies are being introduced to implement a touch panel, and can be divided into three categories by a method of inferring the position of an external touch. First, there is a touch panel by the most widely used electrical resistance method. It is made by arranging the vertical and horizontal axes using transparent electrodes on the surface of the display window, which is represented by glass, and then applying an insulating film on the top.

터치가 발생하면 발생한 지점이 눌리면서 통전이 발생하게 되며, 세로 가로축으로 배열된 투명전극으로부터 터치된 지점을 유추할 수 있다. 그 제작 방법이 까다로우나 발달된 반도체 공정을 사용하므로 그 기술이 많이 향상되어 있고, 터치가 발생하면 그 위치를 파악해내는 알고리즘이 매우 간단하다는 측면에서 그 활용도가 높다. When a touch occurs, energization occurs as the generated point is pressed, and the touched point can be inferred from the transparent electrodes arranged on the vertical horizontal axis. The manufacturing method is difficult, but the use of advanced semiconductor process has improved the technology, and the utilization of the algorithm is very simple in that the location of the touch is very simple.

그러나 투명전극을 비롯한 유리기판에 추가적으로 장착되는 막들은 출력광의 휘도를 감소시키는 원인이 된다. 즉 같은 휘도를 내기 위해서는 많은 파워를 소모해야 하므로, 모바일과 같은 저용량 이동 전원이 부착된 디스플레이에는 치명적이라 할 수 있다. 또한 그 제작 기술이 기판 전체를 대상으로 하는 반도체 공정에 기반을 두므로, 대형 터치 패널의 제작에는 현실적으로 활용가치가 없다.However, the films additionally mounted on the glass substrate including the transparent electrode cause a decrease in the brightness of the output light. In other words, since it requires a lot of power to produce the same brightness, it can be fatal for a display equipped with a low-capacity mobile power supply such as mobile. In addition, since the manufacturing technology is based on the semiconductor process for the entire substrate, there is no practical value in the production of large touch panels.

둘째, 캐패시턴스 측정 방식에 의한 터치 패널이 있다. 터치 패널의 상, 하, 좌, 우 외곽에 캐패시턴스 센서를 위치시킨 후 손가락과 같은 전하를 갖는 물질이 터치 패널에 위치할 때 각 캐패시턴스 센서에 대전된 전하량의 차이에 의거하여 그 위치를 유추하는 방식이다. 이 방식에 의한 터치 패널은 감도가 좋고 특히 손가락 움직임에 민감하다. Secondly, there is a touch panel based on capacitance measurement method. After placing the capacitance sensor on the upper, lower, left, and right sides of the touch panel, and inferring the position based on the difference in the amount of charge charged to each capacitance sensor when a material having a charge such as a finger is placed on the touch panel. to be. The touch panel by this method has good sensitivity and is particularly sensitive to finger movement.

그러나 그 원리상 유리와 같은 투명 기판에 적용이 어려워 노트북 패드와 같이 별도의 터치 패널을 사용하고 있어, 집적화를 지향하는 측면에서는 커다란 제약으로 작용한다.However, due to its principle, it is difficult to be applied to a transparent substrate such as glass, and thus a separate touch panel is used, such as a notebook pad, which is a big limitation in terms of integration.

마지막으로, 탄성파 감응에 의한 터치 패널 구동방식이 있다. 유리로 대표되는 터치 패널의 상부 혹은 하부에 탄성파 송수신기를 주기적으로 배열하거나 탄성파 반사기를 사용하여 터치 패널 표면에 탄성파 경로를 만든 후, 손가락과 같은 탄성파 흡수물질이 터치 패널 표면에 닿았을 때 터치 지점에서 발생하는 탄성파 감쇄를 감지하여 위치를 파악해내는 방식으로 구현된다. 디스플레이에 기여하지 않는 터치 패널의 외곽부에 탄성파 송수신기를 위치시키므로, 광원의 휘도를 크게 향상시킬 수 있다는 측면에서 각광받는 기술이다. Finally, there is a touch panel driving method by elastic wave response. Periodically arrange the acoustic wave transceiver on the top or the bottom of the touch panel represented by glass, or create the acoustic wave path on the surface of the touch panel using the acoustic wave reflector, and then when the acoustic wave absorber such as a finger touches the surface of the touch panel, It is implemented by detecting the seismic attenuation occurring and identifying the position. Since the elastic wave transceiver is positioned at the outer portion of the touch panel that does not contribute to the display, the technology is in the spotlight in that the luminance of the light source can be greatly improved.

그러나 터치가 발생되지 않는 시점에도 계속적인 탄성파의 송출이 필요하므로 많은 전력소모가 요구되며, 반사기나 송수신기의 배열을 해야 하므로 그 구성이 복잡하다.However, even when a touch does not occur, the continuous transmission of the seismic wave is required, so a lot of power consumption is required, and the arrangement of the reflector or the transceiver is complicated because the configuration is complicated.

이와 같이 종래에는 다양한 방식으로 터치 패널이 구현되고 있으나, 많은 전력소모가 요구되고 있기에 초소형 모바일에 적용하기에 무리가 있다. 또한 종래의 기술은 복잡한 구조를 요구하기 때문에 차후 예견되는 대형 디스플레이에 그 적용이 용이하지 않다. 따라서 구성이 보다 간단하면서도 전력소모를 줄일 수 있는 새로운 방식의 터치 패널의 구현이 요구된다.As described above, the touch panel is conventionally implemented in various ways. However, since a lot of power consumption is required, it is difficult to apply to a small mobile. In addition, the conventional technology requires a complicated structure, so that it is not easy to apply to a large display foreseen in the future. Therefore, there is a need for a new touch panel that is simpler in configuration and can reduce power consumption.

한국 공개특허 제 2010-0088305호Korean Unexamined Patent Publication No. 2010-0088305 국제 공개특허 제 2005-103873호International Publication No. 2005-103873 유럽 공개특허 제 1839110호European Patent Publication No. 1839110

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 과제는 간단하고 용이한 구성으로 터치 입력이 진행되는 화면 상의 타점의 위치를 정확하고 빠르게 파악 가능하고, 제조공정이 간단하며, 단가가 낮을 뿐만 아니라, 다양한 장치에 적용할 수 있는 터치센서 시스템을 제공하고자 함에 있다.An object of the present invention for solving the above-mentioned problems is a simple and easy configuration, it is possible to accurately and quickly determine the position of the spot on the screen on which the touch input proceeds, the manufacturing process is simple, the unit cost is low, and various devices It is to provide a touch sensor system that can be applied to.

상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 특징은 압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성된 제1 센서 바(bar); 압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성되고, 끝단이 상기 제1 센서 바의 끝단에 수직 방향으로 결합되어 있는 제2 센서 바(bar); 상기 제1 센서 바 및 제2 센서 바와 연결되어 전기신호를 수신하는 신호 처리부; 및 상기 신호 처리부에서 수신된 전기신호에서 상기 터치 입력이 진행되는 화면에 대한 터치 위치를 산출하는 타점 산출부를 포함한다. A first feature of the present invention for solving the above problems is a first sensor bar (bar) formed on one side of the grating made of a piezoelectric material; A second sensor bar having a lattice made of a piezoelectric material on one side thereof, and having an end thereof coupled to the end of the first sensor bar in a vertical direction; A signal processor connected to the first sensor bar and the second sensor bar to receive an electrical signal; And a spot calculation unit configured to calculate a touch position of a screen on which the touch input is performed, from the electrical signal received by the signal processor.

이때 상기 제1 센서 바 및 상기 제2 센서 바의 끝단에 결합되어 상기 제1 센서 바 및 상기 제2 센서 바가 수직을 이루도록 고정시키는 바 고정부를 더 포함할 수 있다. In this case, the first sensor bar and the second sensor bar may further include a bar fixing part for fixing the first sensor bar and the second sensor bar to be perpendicular to the end.

또한, 상기 제1 센서 바 및 제2 센서 바는 바의 끝단 경계선을 벗어난 터치를 인식하기 위한 경계선 검출부를 더 포함할 수 있으며, 상기 경계선 검출부는 압전물질을 재질로 하는 격자인 것이 바람직하다. In addition, the first sensor bar and the second sensor bar may further include a boundary detection unit for recognizing a touch beyond the boundary of the end of the bar, the boundary detection unit is preferably a grating made of a piezoelectric material.

또한, 상기 타점 산출부에서 산출된 타점 위치 정보를 외부로 전송하는 신호 송신부를 더 포함할 수 있다.
The apparatus may further include a signal transmitter for transmitting the spot position information calculated by the spot calculator to the outside.

그리고, 본 발명의 제2 특징은 압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성된 제1 센서 바; 압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성되고, 일 끝단이 상기 제1 센서 바의 끝단에 수직방향으로 결합되어 있는 제2 센서 바; 상기 제2 센서 바의 대향 위치에서 상기 제1 센서 바의 타 끝단에 결합되어 있는 제1 추가 측면 바; 상기 제1 센서 바의 대향 위치에서 상기 제2 센서 바의 타 끝단에 결합되어 있는 제2 추가 측면 바; 상기 제1 센서 바 및 제2 센서 바와 연결되어 전기신호를 수신하는 신호 처리부; 및 상기 신호 처리부에서 수신된 전기신호에서 상기 터치 입력이 진행되는 화면에 대한 터치 위치를 산출하는 타점 산출부를 포함한다. In addition, a second feature of the present invention includes a first sensor bar having a lattice made of a piezoelectric material on one side thereof; A second sensor bar having a lattice made of a piezoelectric material formed on one side thereof, and having one end coupled to the end of the first sensor bar in a vertical direction; A first additional side bar coupled to the other end of the first sensor bar at an opposite position of the second sensor bar; A second additional side bar coupled to the other end of the second sensor bar at an opposite position of the first sensor bar; A signal processor connected to the first sensor bar and the second sensor bar to receive an electrical signal; And a spot calculation unit configured to calculate a touch position of a screen on which the touch input is performed, from the electrical signal received by the signal processor.

이때, 상기 제1 추가 측면 바 및 상기 제2 추가 측면 바의 일측면에 압전물질을 재질로 하는 격자가 형성되어 있을 수 있다. In this case, a lattice made of a piezoelectric material may be formed on one side of the first additional side bar and the second additional side bar.

또한, 타점 산출부에서 산출된 타점 위치 정보를 외부로 전송하는 신호 송신부를 더 포함할 수 있다.
The apparatus may further include a signal transmitter for transmitting the spot position information calculated by the spot calculator to the outside.

이와 같은 본 발명은, 간단하고 용이한 구성으로 터치 입력이 진행되는 화면상의 타점의 위치를 정확하고 빠르게 파악 가능하고, 제조공정이 간단하며, 단가가 낮을 뿐만 아니라, 다양한 장치에 적용할 수 있는 터치센서 시스템을 제공할 수 있게 된다.The present invention can be quickly and accurately grasp the position of the spot on the screen through the touch input with a simple and easy configuration, the manufacturing process is simple, the unit price is low, touch can be applied to various devices It is possible to provide a sensor system.

또한, 주변기기를 줄일 수 있고, 센서 시스템에 필요한 추가 전원이 적다는 점에서 전력 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
In addition, there is an advantage in that the peripherals can be reduced and power efficiency is increased in that additional power sources required for the sensor system are small.

도 1은 본 발명에 따른 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템의 블럭 구성을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로, 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템에 사용되는 센서 바를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 바 고정부를 포함하는 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템의 블럭 구성을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로, 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템의 블럭 구성을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로, 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템의 활용예를 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram illustrating a touch sensor system using vibration of a spot according to the present invention;
2 is a view showing a sensor bar used in a touch sensor system using vibration of another spot according to another embodiment according to the present invention;
3 is a block diagram of a touch sensor system using vibration of another spot including a bar fixing part according to another embodiment of the present invention;
4 is a block diagram of a touch sensor system using vibration of another point according to another embodiment of the present invention;
5 is a view showing another example of the use of the touch sensor system using the vibration of the RBI in another embodiment according to the present invention.

이하에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템의 블럭 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이 본 발명의 시스템은, 압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성된 제1 센서 바(bar)(11); 압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성되고, 끝단이 상기 제1 센서 바의 끝단에 수직방향으로 결합되어 있는 제2 센서 바(bar)(12); 상기 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)와 연결되어 전기신호를 수신하는 신호 처리부(30); 상기 신호 처리부(30)에서 수신된 신호를 추출하여 타점의 위치를 산출하는 타점 산출부(40); 및 타점 산출부(40)에서 산출된 타점 위치 정보를 외부로 전송하는 신호 송신부(50)를 포함한다.
1 is a block diagram of a touch sensor system using vibration of a spot according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of the present invention includes a first sensor bar 11 having a lattice made of a piezoelectric material on one side thereof; A second sensor bar (12) having a lattice made of a piezoelectric material on one side thereof, and having an end thereof coupled to the end of the first sensor bar in a vertical direction; A signal processor 30 connected to the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12 to receive an electric signal; A spot calculation unit 40 for extracting a signal received by the signal processor 30 and calculating a spot location; And a signal transmitter 50 which transmits the spot position information calculated by the spot calculator 40 to the outside.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서 압전물질을 재질로 하는 격자가 일 측면에 형성된 제1 센서 바(bar)(11)는 터치 입력이 진행되는 화면(20)의 수평(X) 측면 라인에 대응하고, 압전물질을 재질로 하는 격자가 일 측면에 형성된 제2 센서 바(bar)(12)는 터치 입력이 진행되는 화면(20)의 수직(Y) 측면 라인에 대응한다. 또한 상기 제1 센서 바(11) 일 측 끝단과 제2 센서 바(12)의 일 측 끝단은 수직 방향으로 결합되어 있다. 터치 입력이 진행되는 화면(20)에 맞추어 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)를 설치하거나, 설치된 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)로 구성되는 영역에 맞추어 터치 입력이 진행되는 화면을 디스플레이 할 수도 있다. In a preferred embodiment of the present invention, the first sensor bar 11 having a grid made of a piezoelectric material on one side thereof corresponds to a horizontal (X) side line of the screen 20 where a touch input is performed. The second sensor bar 12 having a lattice formed of a piezoelectric material on one side corresponds to a vertical (Y) side line of the screen 20 where a touch input is performed. In addition, one end of the first sensor bar 11 and one end of the second sensor bar 12 are coupled in a vertical direction. An area composed of the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12 or the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12 installed in accordance with the screen 20 where the touch input is performed. In addition, the screen on which the touch input is performed may be displayed.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)는 터치 입력이 진행되는 화면(20)의 수평(X) 또는 수직(Y) 측면 라인에 따라 결합될 수 있도록 상기 측면 라인을 따라 길이 방향으로 연장된 바(bar) 형태로, 그 단면의 형상이 사각형, 삼각형 등 다면체 이거나 원형, 타원형과 같은 구면체 일 수 있다.
The first sensor bar 11 and the second sensor bar 12 according to an exemplary embodiment of the present invention may be coupled along a horizontal (X) or vertical (Y) side line of the screen 20 where a touch input is performed. In the form of a bar extending in the longitudinal direction along the side line (bar), the shape of the cross-section may be a polyhedron such as a rectangle, a triangle, or a spherical body such as a round, oval.

도 2는 본 발명의 또 다른 실시예로서 상기 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)로 사용되는 센서 바(10)의 구조를 나타낸 도면이다. 도 2a에 도시된 바와 같이 상기 센서 바(10)의 일 측면에는 압전물질을 재질로 하는 격자(25)가 형성되어 있다. 2 is a view showing the structure of a sensor bar 10 used as the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12 as another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2A, a grating 25 made of a piezoelectric material is formed at one side of the sensor bar 10.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서 상기 터치 입력이 진행되는 화면(20)은 터치를 통한 사용자의 입력 필요한 화면으로서, 다양한 컴퓨팅 장치에 의하여 생성될 수 있다. 특히 상기 화면(20)은 사용자의 터치 입력을 통해 발생된 진동을 주변으로 전달시킬 수 있는 매질 상에 디스플레이 되는 것이 바람직하다. 예컨대, 글래스(glass), 플라스틱, 나무판 등과 같은 매질 상에 프로젝터 등으로 영사되는 화면이나, 별도의 터치 입력 장치가 부가되지 않은 디스플레이 장치 상의 화면 등을 예시할 수 있다.
In a preferred embodiment of the present invention, the screen 20 on which the touch input is performed is a screen required for user input through a touch and may be generated by various computing devices. In particular, the screen 20 is preferably displayed on a medium that can transmit the vibration generated through the user's touch input to the surroundings. For example, a screen projected by a projector or the like on a medium such as glass, plastic, wooden board, or the like, or a screen on a display device to which a separate touch input device is not added may be exemplified.

터치 입력이 진행되는 화면(20)의 어느 한 지점을 터치하게 되면, 그 지점(이하 '타점'이라 한다)에서부터 진동 또는 탄성파가 발생하게 되는데, 이렇게 발생한 탄성파는 상기 터치 입력이 진행되는 화면(20)이 디스플레이 되는 면을 매질로 하여 전방향으로 퍼지게 되고, 상기 센서 바(10)에 형성되어 있는 격자(25)에 도달하게 된다. 이와같이 타점에서 전파된 탄성파가 각 격자(25)에 도달하게 되고, 압전물질을 재질로 하는 각 격자(25)는 상기 탄성파로 인하여 압력 또는 스트레스를 받게 되어, 전기신호를 발생하게 된다.When a point on the screen 20 where the touch input is touched is touched, vibration or seismic waves are generated from the point (hereinafter referred to as 'RBI'), and the generated wave is the screen 20 on which the touch input is performed. ) Spreads in all directions using the surface to be displayed and reaches the grating 25 formed on the sensor bar 10. In this way, the elastic waves propagated at the other point reaches each grating 25, each grating 25 made of a piezoelectric material is subjected to pressure or stress due to the elastic waves, thereby generating an electrical signal.

여기서, 탄성파란 탄성 매질 내에서 매질의 교란 상태 변화로 인해 에너지가 전달되는 파동이므로 매질이 필요한 파동은 횡파이든 종파이든 간에 상관없이 모두 탄성파에 속한다. 탄성파의 예로는 공기를 주로 매질로 하는 음파, 물을 매질로 하는 수면파, 지구 내부 물질을 매질로 하는 지진파 등이 있다. 또한 탄성파는 파동 에너지가 운동 에너지와 위치 에너지의 형태로 존재하므로 역학적인 파동이라고도 한다. 이에 반해 전자기파는 매질 없이도 전달되므로 비탄성파이다. Here, an elastic wave is a wave transmitted by energy due to a change of the disturbance state of the medium in the elastic medium. Therefore, the wave required for the medium belongs to all the elastic waves irrespective of the transverse wave or the longitudinal wave. Examples of seismic waves include acoustic waves mainly in air, water waves in water, and earthquakes in Earth. Seismic waves are also called dynamic waves because wave energy exists in the form of kinetic energy and potential energy. In contrast, electromagnetic waves are inelastic because they are transmitted without a medium.

이러한 탄성파는 터치 입력이 진행되는 화면(20)과 같은 매질에서 진동파와 같은 형태로 전달되게 되는데, 터치 입력이 진행되는 화면를 터치하는 경우, 타점에서부터 탄성파가 퍼져나가게 된다. 이때 상기 탄성파는 타점에서 최단거리에 있는 격자(25)에 가장 빨리 도달하게 되고, 이 지점이 타점을 산출하기 위한 타점 격자 지점에 해당한다.The elastic wave is transmitted in the form of a vibration wave in the same medium as the screen 20 where the touch input is performed. When the screen is touched, the elastic wave is spread from the spot. At this time, the acoustic wave reaches the grid 25 which is the shortest distance from the RBI, and this point corresponds to the RBI grid for calculating the RBI.

타점에서 각각의 격자(25)는 탄성파 또는 진동파를 흡수하게 되는데, 격자(25)는 압전물질을 재질로 하기 때문에 파동 에너지에 의한 격자(25)의 변형 스트레스 등이 가해지고, 이로 인하여 압전재질의 압전체 격자(25)는 전기신호를 발생시킨다. 여기서 격자(25) 간격은 나노 스케일의 간격으로 형성하는 것이 바람직하다. 이는 타점의 위치를 정확히 파악하고, 진동 감지율을 높이기 위함이다.At the RBI, each lattice 25 absorbs an acoustic wave or a vibration wave. Since the lattice 25 is made of a piezoelectric material, deformation stress of the lattice 25 due to wave energy is applied, and thus piezoelectric material is applied. The piezoelectric grating 25 generates an electric signal. Here, the intervals of the grating 25 are preferably formed at nanoscale intervals. This is to accurately identify the position of the hitting point and to increase the vibration detection rate.

압전체(壓電體, piezoelectrics)는 외부의 기계적인 압력이 가해졌을 때 물질 내부에 분극이 유도되거나 혹은 외부 전기장에 의하여 기계적인 변형이 일어나는 재료를 말한다. 전자시계에 사용되는 수정이 대표적인 응용 사례이다. 수정 결정에 약한 전기를 흘려주면 결정의 방향이나 크기에 따라 일정한 주파수를 가지고 진동을 하게 되는데 이 진동 횟수를 계산하여 시계로 사용된다. Piezoelectrics (piezoelectrics) are materials that induce polarization inside a material when mechanical pressure is exerted or mechanical deformation caused by an external electric field. Crystals used in electronic clocks are typical applications. When weak electricity is supplied to the crystal, it vibrates with a certain frequency according to the direction or size of the crystal. The vibration is counted and used as a clock.

현재 압전체로 가장 많이 사용되는 재료는 PZT 재료인데 페로브스카이트 결정 구조를 가지며 Pb(Zr,Ti)O3의 조성을 갖는다. 가스레인지 착화기, 초음파 발진기(가습기, 초음파 탐지, 비파괴 검사), 압전변압기 등에 널리 사용된다. 최근에는 아주 정밀한 변위가 가능하여 액츄에이터 응용에 대한 연구가 활발히 진행되어 원자력간현미경(AFM), 초음파 모터 등에 응용되고 있다. Currently, PZT is the most commonly used material as a piezoelectric material. It has a perovskite crystal structure and a composition of Pb (Zr, Ti) O 3 . It is widely used in gas range igniters, ultrasonic oscillators (humidifiers, ultrasonic detection, non-destructive testing), piezoelectric transformers, and the like. In recent years, very precise displacement is possible, and researches on the application of actuators have been actively conducted, and are being applied to AFM, ultrasonic motor, etc.

이처럼 압전체 재질의 격자(25)는 터치에 의해 전달되는 탄성파로 인해 기계적인 압력 또는 스트레스가 발생하고, 이로 인하여 분극이 유도되어 전기신호를 발생시키게 되고, 상기 전기신호는 각 격자(25)와 도선 등으로 신호 처리부(30)와 전기적으로 연결된다.
As such, the grating 25 of the piezoelectric material generates mechanical pressure or stress due to the elastic wave transmitted by the touch, thereby causing polarization to generate an electric signal, and the electric signal is connected to each grating 25 and the conductive wire. And the like are electrically connected to the signal processor 30.

또한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 센서 바(10)의 일 측 끝단에는 센서 바(10)의 경계선을 벗어난 터치를 인식하기 위한 경계선 검출부(26)가 더 형성되어 있을 수 있다. 이는 도 2b에 도시된 바와 같이 센서 바(10)의 끝을 넘어선 영역에 대하여 이루어진 터치(P)를 인식하기 위한 것으로, 상기 격자(25)와 동일한 재질일 수 있다. In addition, at one end of the sensor bar 10 according to an exemplary embodiment of the present invention, a boundary line detection unit 26 for recognizing a touch deviating from the boundary line of the sensor bar 10 may be further formed. This is to recognize the touch (P) made to the area beyond the end of the sensor bar 10, as shown in Figure 2b, may be the same material as the grating (25).

바람직한 실시예에서 터치가 필요한 화면은 센서 바(10)의 경계선 안쪽에 위치하게 되는데, 만일 도2b에 도시된 바와 같이 상기 경계선을 벗어난 외부 영역에 터치가 이루어지게 되면 상기 터치에 의해 발생한 진동을 경계선 검출부(26)가 수신할 수 있게 되므로, 경계를 벗어난 터치인지 여부를 인식할 수 있게 된다.
In a preferred embodiment, the screen requiring a touch is positioned inside the boundary of the sensor bar 10. If a touch is made to an external area outside the boundary as shown in FIG. Since the detection unit 26 can receive, it can recognize whether the touch is out of bounds.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서 상기 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)가 터치 입력이 진행되는 화면(20)의 측면라인에 결합될 때 상기 제1 센서 바(11)의 일 끝단과 상기 제2 센서 바(12)의 타 끝단을 구조적으로 결합시킬 수 있다. 이러한 결합 형태는 분리가 가능한 형태일 수 있으며, 당업자의 선택에 의하여 분리가 불가능하게 일체화 되어 있을 수 도 있다. 이렇게 일체화 되어 있는 경우에는 상기 터치 입력이 진행되는 화면(20)의 수평(X) 측면에 대응되는 부분은 제1 센서 바(11)에 해당하고, 상기 터치 입력이 진행되는 화면(20)의 수직(Y) 측면에 대응되는 부분은 제2 센서 바(12)에 해당한다.
In addition, in the preferred embodiment of the present invention, when the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12 are coupled to the side line of the screen 20 where the touch input is performed, the first sensor bar 11 One end of the) and the other end of the second sensor bar 12 may be structurally coupled. Such a coupling form may be in a separable form, and may be integrated in a non-separable manner by the person skilled in the art. In this case, the portion corresponding to the horizontal (X) side of the screen 20 where the touch input is performed corresponds to the first sensor bar 11, and the vertical portion of the screen 20 where the touch input is performed. A portion corresponding to the side (Y) corresponds to the second sensor bar 12.

도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 상기 제1 및 제2 센서 바(11, 12)가 수직방향으로 결합될 수 있도록 하는 바 고정부(15)가 포함되는 타점의 진동을 이용한 터치 센서 시스템의 블럭 구성을 나타낸 도면이다. 상기 바 고정부(15)는 상기 제1 및 제2 센서 바(11, 12)가 터치 입력이 진행되는 화면의 수평(X) 측면 라인 및 수직(Y) 측면 라인에 대응하여 위치할 수 있도록 상기 센서 바(11, 12)의 일 측 끝단과 각각 결합된다.
3 is another embodiment according to the present invention, in which the first and second sensor bars 11 and 12 are touched using vibrations of other spots including a bar fixing part 15 to be coupled in a vertical direction. A block diagram of a sensor system is shown. The bar fixing part 15 may allow the first and second sensor bars 11 and 12 to be positioned corresponding to a horizontal (X) side line and a vertical (Y) side line of a screen on which a touch input is performed. It is coupled with one end of the sensor bar (11, 12), respectively.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서 상기 터치 입력이 진행되는 화면(20)은 터치를 통한 사용자의 입력 필요한 화면으로서, 다양한 컴퓨팅 장치에 의하여 생성될 수 있다. 특히 상기 화면(20)은 사용자의 터치 입력을 통해 발생된 진동을 주변으로 전달시킬 수 있는 매질 상에 디스플레이 되는 것이 바람직하다. 예컨대, 글래스(glass), 플라스틱, 나무판 등과 같은 매질 상에 프로젝터 등으로 영사되는 화면이나, 별도의 터치 입력 장치가 부가되지 않은 디스플레이 장치 상의 화면 등을 예시할 수 있다.
In a preferred embodiment of the present invention, the screen 20 on which the touch input is performed is a screen required for user input through a touch and may be generated by various computing devices. In particular, the screen 20 is preferably displayed on a medium that can transmit the vibration generated through the user's touch input to the surroundings. For example, a screen projected by a projector or the like on a medium such as glass, plastic, wooden board, or the like, or a screen on a display device to which a separate touch input device is not added may be exemplified.

상기 신호 처리부(30)는 격자(25)에서 발생한 아날로그 전기 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터를 구비하는 것이 바람직하다. A/D 컨버터는 일반적인 아날로그 물리량에 대한 측정신호를 디지털 신호로 변환하는 기기를 말한다.The signal processor 30 preferably includes an A / D converter for converting an analog electric signal generated from the grating 25 into a digital signal. An A / D converter is a device that converts a measurement signal for a general analog physical quantity into a digital signal.

전압, 전류, 온도, 습도, 압력, 유량, 속도, 가속도 등과 같은 아날로그 물리량을 측정하여, 컴퓨터로 제어 또는 분석하려면 디지털 값으로 변환하여 읽어 들여야 하는데 이러한 장치를 DAS(Data Acquisition System)라고 한다. DAS는 센서, A/D 컨버터, 컴퓨터 등으로 구성된다. 센서는 측정하려는 물리량을 전압, 전류 또는 주파수와 같은 전기량으로 변환하는 소자이며, A/D 컨버터는 이를 컴퓨터가 읽을 수 있는 병렬 또는 직렬 데이터로 변환하여 주는 장치이다. 대부분의 경우에는 센서와 A/D 컨버터의 사이에 잡음을 제거하고 필요한 신호만을 추출하기 위한 필터나 신호를 적절한 크기로 바꾸기 위한 증폭기와 같은 파형 정형회로가 사용된다.To measure and analyze analog physical quantities such as voltage, current, temperature, humidity, pressure, flow, speed, and acceleration, and to control or analyze them with a computer, they must be converted into digital values and read. These devices are called DAS (Data Acquisition System). The DAS consists of sensors, A / D converters, and computers. A sensor is a device that converts a physical quantity to be measured into an electrical quantity such as voltage, current, or frequency, and an A / D converter converts it into computer-readable parallel or serial data. In most cases, a waveform shaping circuit is used between the sensor and the A / D converter, such as a filter to remove noise and extract only the necessary signal, or an amplifier to change the signal to the appropriate size.

이처럼 본 발명의 신호 처리부(30)는 압전체 격자(25)에서 탄성파를 측정하고 이를 분석하기 위하여 디지털 신호로 전환하는 기기로, 필터, 증폭기 등을 더 구비하여 타점 산출부(40)에서 타점의 위치를 정확히 산출할 수 있도록 정확하고 빠른 측정 또는 수신신호를 생성하게 된다.
As such, the signal processing unit 30 of the present invention is a device that converts a digital signal to measure and analyze the elastic wave in the piezoelectric grating 25, and further includes a filter, an amplifier, and the like, and the position of the spot in the spot calculation unit 40. To generate an accurate and fast measurement or received signal to accurately calculate the.

그리고 바람직하게는 본 발명에 일 실시시예에 따른 타점 산출부(40)는 당업자의 선택에 의하여 MCU(Micro Controller Unit)를 비롯한 연산부와, 상기 위치를 산출하는 콘트롤러 카드를 포함할 수 있다. 여기서 콘트롤러 카드는 상기 신호 처리부(30)에서 추출된 각 격자(25)점의 디지털 신호를 터치 입력이 진행되는 화면(20) 상의 메트릭스 좌표로 변환하여 정확한 위치를 지정하는 기기를 말한다. 이와 같은 콘트롤러 카드를 통해 격자(25)점에서 수신된 신호의 X 및 Y의 좌표를 추출하고, 상기 MCU에서 최초 신호의 격자(25)점 X 및 Y 좌표를 추출하여 타점의 위치를 산출하게 된다.
In addition, the RBI calculation unit 40 according to an exemplary embodiment of the present invention may include an operation unit including a micro controller unit (MCU) and a controller card for calculating the position according to a selection by those skilled in the art. Here, the controller card refers to a device that converts the digital signal of each grating 25 point extracted by the signal processor 30 into matrix coordinates on the screen 20 where a touch input is performed and specifies an accurate position. Through the controller card, the coordinates of X and Y of the signal received at the grid 25 point are extracted, and the X and Y coordinates of the grid 25 points of the first signal are extracted from the MCU to calculate the position of the other point. .

이러한 구성으로, 상기 터치 입력이 진행되는 화면(20)의 어느 한 지점이 터치되면, 그 지점(이하 '타점'이라 한다)에서부터 진동 또는 탄성파가 발생하게 된다. 그 결과 발생한 탄성파는 상기 터치 입력이 진행되는 화면(20)의 매질을 통해 전방향으로 퍼지게 되고, 상기 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)에 형성되어 있는 격자(25)에 도달하게 된다. 이와같이 타점에서 전파된 탄성파가 각 격자(25)에 도달하게 되고, 압전물질을 재질로 하는 각 격자(25)는 상기 탄성파로 인하여 압력 또는 스트레스를 받게 되어, 전기신호를 발생하게 된다.In this configuration, when any point of the screen 20 where the touch input is performed is touched, vibration or seismic waves are generated from the point (hereinafter referred to as 'RBI'). As a result, the generated acoustic waves are spread in the omnidirectional direction through the medium of the screen 20 where the touch input is performed, and the grating 25 formed on the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12. Will be reached. In this way, the elastic waves propagated at the other point reaches each grating 25, each grating 25 made of a piezoelectric material is subjected to pressure or stress due to the elastic waves, thereby generating an electrical signal.

각 격자(25)에서 발생된 전기신호는 신호 처리부(30)에서 수신받아, 디지털 신호로 전환하고, 타점 산출부(40)에서 상기 디지털 신호를 분석하여 타점의 위치를 산출한다. 이때, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 타점 산출부(40)는 먼저 상기 신호 중 가장 최초로 탄성파 신호를 수신한 격자(25)의 위치를 추출한다. 격자(25)의 위치가 산출되면, 상기 터치 입력이 진행되는 화면(20)의 매트릭스상에서 추출된 격자(25) 위치에서 라인을 연장하여 만나는 교차점을 추출하고, 이 지점을 타점으로 산출하게 된다.The electrical signal generated in each grating 25 is received by the signal processor 30, converted into a digital signal, and the spot calculation unit 40 analyzes the digital signal to calculate the position of the spot. At this time, the spot calculation unit 40 according to an exemplary embodiment of the present invention first extracts the position of the grating 25 that received the first acoustic wave signal among the signals. When the position of the grating 25 is calculated, an intersection point which extends a line at the position of the grating 25 extracted from the matrix of the screen 20 where the touch input is performed is extracted, and the point is calculated as a RBI.

여기서, 탄성파란 탄성 매질 내에서 매질의 교란 상태 변화로 인해 에너지가 전달되는 파동이므로 매질이 필요한 파동은 횡파이든 종파이든 간에 상관없이 모두 탄성파에 속한다. 탄성파의 예로는 공기를 주로 매질로 하는 음파, 물을 매질로 하는 수면파, 지구 내부 물질을 매질로 하는 지진파 등이 있다. 또한 탄성파는 파동 에너지가 운동 에너지와 위치 에너지의 형태로 존재하므로 역학적인 파동이라고도 한다. 이에 반해 전자기파는 매질 없이도 전달되므로 비탄성파이다. Here, an elastic wave is a wave transmitted by energy due to a change of the disturbance state of the medium in the elastic medium. Therefore, the wave required for the medium belongs to all the elastic waves irrespective of the transverse wave or the longitudinal wave. Examples of seismic waves include acoustic waves mainly in air, water waves in water, and earthquakes in Earth. Seismic waves are also called dynamic waves because wave energy exists in the form of kinetic energy and potential energy. In contrast, electromagnetic waves are inelastic because they are transmitted without a medium.

이러한 탄성파는 터치 입력이 진행되는 화면(20)의 매질에서 진동파와 같은 형태로 전달되게 되는데, 터치 입력이 진행되는 화면를 터치하는 경우, 타점에서부터 탄성파가 퍼져나가게 된다. 이때 상기 탄성파는 타점에서 최단거리에 있는 격자(25)에 가장 빨리 도달하게 되고, 이 지점이 타점을 산출하기 위한 타점 격자 지점에 해당한다.The elastic waves are transmitted in the form of vibration waves in the medium of the screen 20 where the touch input is performed. When the screen is touched, the elastic waves are spread from the RBI. At this time, the acoustic wave reaches the grid 25 which is the shortest distance from the RBI, and this point corresponds to the RBI grid for calculating the RBI.

타점에서 각각의 격자(25)는 탄성파 또는 진동파를 흡수하게 되는데, 격자(25)는 압전물질을 재질로 하기 때문에 파동 에너지에 의한 격자(25)의 변형 스트레스 등이 가해지고, 이로 인하여 압전재질의 압전체 격자(25)는 전기신호를 발생시킨다. 여기서 격자(25) 간격은 나노 스케일의 간격으로 형성하는 것이 바람직하다. 이는 타점의 위치를 정확히 파악하고, 진동 감지율을 높이기 위함이다.At the RBI, each lattice 25 absorbs an acoustic wave or a vibration wave. Since the lattice 25 is made of a piezoelectric material, deformation stress of the lattice 25 due to wave energy is applied, and thus piezoelectric material is applied. The piezoelectric grating 25 generates an electric signal. Here, the intervals of the grating 25 are preferably formed at nanoscale intervals. This is to accurately identify the position of the hitting point and to increase the vibration detection rate.

압전체(壓電體, piezoelectrics)는 외부의 기계적인 압력이 가해졌을 때 물질 내부에 분극이 유도되거나 혹은 외부 전기장에 의하여 기계적인 변형이 일어나는 재료를 말한다. 전자시계에 사용되는 수정이 대표적인 응용 사례이다. 수정 결정에 약한 전기를 흘려주면 결정의 방향이나 크기에 따라 일정한 주파수를 가지고 진동을 하게 되는데 이 진동 횟수를 계산하여 시계로 사용된다. Piezoelectrics (piezoelectrics) are materials that induce polarization inside a material when mechanical pressure is exerted or mechanical deformation caused by an external electric field. Crystals used in electronic clocks are typical applications. When weak electricity is supplied to the crystal, it vibrates with a certain frequency according to the direction or size of the crystal. The vibration is counted and used as a clock.

현재 압전체로 가장 많이 사용되는 재료는 PZT 재료인데 페로브스카이트 결정 구조를 가지며 Pb(Zr,Ti)O3의 조성을 갖는다. 가스레인지 착화기, 초음파 발진기(가습기, 초음파 탐지, 비파괴 검사), 압전변압기 등에 널리 사용된다. 최근에는 아주 정밀한 변위가 가능하여 액츄에이터 응용에 대한 연구가 활발히 진행되어 원자력간현미경(AFM), 초음파 모터 등에 응용되고 있다. Currently, PZT is the most commonly used material as a piezoelectric material. It has a perovskite crystal structure and a composition of Pb (Zr, Ti) O 3 . It is widely used in gas range igniters, ultrasonic oscillators (humidifiers, ultrasonic detection, non-destructive testing), piezoelectric transformers, and the like. In recent years, very precise displacement is possible, and researches on the application of actuators have been actively conducted, and are being applied to AFM, ultrasonic motor, etc.

이처럼 압전체 재질의 격자(25)는 터치에 의해 전달되는 탄성파로 인해 기계적인 압력 또는 스트레스가 발생하고, 이로 인하여 분극이 유도되어 전기신호를 발생시키게 되고, 상기 전기신호는 각 격자(25)와 도선 등으로 신호 처리부(30)와 전기적으로 연결된다.As such, the grating 25 of the piezoelectric material generates mechanical pressure or stress due to the elastic wave transmitted by the touch, thereby causing polarization to generate an electric signal, and the electric signal is connected to each grating 25 and the conductive wire. And the like are electrically connected to the signal processor 30.

신호 처리부(30)에서는 각각의 격자(25)에서 수신된 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하고, 상기 추출된 수평 및 수직축상에서 격자(25)지점에서 수신된 신호와 수신된 시간 또는 순서를 분리하여 구분한다.The signal processor 30 converts the analog signal received at each grating 25 into a digital signal, and separates the signal received at the grating 25 point and the received time or order on the extracted horizontal and vertical axes. do.

타점 산출부(40)는 상기 각 격자(25)지점에서 수신된 전기신호 중에서 최초 수신된 전기신호를 추출하고, 상기 전기신호를 수신한 격자(25)지점을 타점(P)의 X 및 Y 좌표로 설정하고, 타점의 위치를 산출하게 된다.
The spot calculation unit 40 extracts the first electric signal received from the electric signals received at each of the grids 25 and the X and Y coordinates of the spots P at the grids 25 where the electric signals are received. The position of the hitting point is calculated.

신호 송신부(50)는 상기 타점 산출부(40)에서 산출된 타점의 위치 정보를 외부로 전송한다. 여기에서 외부는 상기 타점의 위치 정보를 필요로 하는 외부 컴퓨팅 장치를 의미하며, 바람직하게는 상기 터치 입력이 진행되는 화면(20)을 생성하는 장치와 동일하다. 상기 외부 장치와 신호 송신부(50)가 유선으로 연결되어 있는 경우 상기 유선을 통해 위치 정보를 전송할 수 있다. 또한 상기 외부장치와 신호 송신부(50)가 무선으로 통신 가능하도록 연결되어 있는 경우 무선으로 상기 타점 위치 정보를 전송하는 것도 가능하다. 본 발명에 적용 가능한 무선통신방식에 대한 제한은 없다. Bluetooth 방식에 따라 직접적으로 통신가능하도록 연결될 수도 있겠지만, WiFi 방식에 따라 간접적으로 통신가능하도록 연결될 수도 있다. 또한, Zigbee, WLAN, HomeRF 등의 다른 종류의 무선 통신 방식도 가능하다.
The signal transmitter 50 transmits the position information of the hitting point calculated by the hitting point calculator 40 to the outside. Here, the external means an external computing device requiring the location information of the hitting point, and is preferably the same as the device generating the screen 20 on which the touch input is performed. When the external device and the signal transmitter 50 are connected by wire, location information may be transmitted through the wire. In addition, when the external device and the signal transmitter 50 are connected to communicate wirelessly, it is also possible to wirelessly transmit the spot location information. There is no limitation on the wireless communication method applicable to the present invention. Although it may be connected to be able to communicate directly according to the Bluetooth method, it may be connected to be able to communicate indirectly according to the WiFi method. In addition, other types of wireless communication methods such as Zigbee, WLAN, and HomeRF are possible.

이처럼 본 발명은 터치시 발생되는 진동파 또는 탄성파를 이용하여 압전 재질의 격자(25)가 상기 파동에 의한 스트레스를 통해 전기신호를 발생시키고, 신호 처리부(30) 및 타점 산출부(40)에서 상기 신호를 수신받아 최초 신호를 추출하고, 이를 X 및 Y 좌표로 설정하여 정확한 타점의 위치를 찾는 시스템 및 방법이다.
As described above, the present invention uses the vibration wave or the elastic wave generated during the touch to generate an electrical signal through the stress caused by the wave grating 25 of the piezoelectric material, the signal processor 30 and the spot calculation unit 40 It is a system and method for finding the exact spot of a spot by receiving the signal, extracting the initial signal, and setting it as X and Y coordinates.

도 4는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서, 터치 입력이 진행되는 화면(20)의 측면 라인 중 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)가 결합되어 있지 않은 대향 측면 라인에, 상기 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)에 대응되는 추가 측면 바(13, 14)가 더 결합된 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템의 블럭 구성을 나타낸 도면이다. FIG. 4 is a further embodiment according to the present invention, in which the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12 of the side lines of the screen 20 where the touch input is performed are not connected to opposite side lines. The block configuration of the touch sensor system using the vibration of the RBI is further coupled to the additional side bars 13 and 14 corresponding to the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12.

이러한 추가 측면 바(13, 14)는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치센서 시스템에 대한 사용의 편의성 뿐만 아니라 상기 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)를 구조적으로 지지하기 위한 구성이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 추가 측면 바는, 도4a 에 도시된 바와 같이 별도의 압전물질을 재질로 하는 격자 바가 형성되어 있지 않은 평범한 바 이거나, 도4 b에 도시된 바와 같이 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)와 같은 압전물질을 재질로 하는 격자가 일 측면에 형성될 수도 있다. These additional side bars 13, 14 are used for structurally supporting the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12 as well as ease of use for the touch sensor system according to an embodiment of the present invention. Configuration. In a preferred embodiment of the present invention, the additional side bar is a plain bar, in which a lattice bar made of a separate piezoelectric material is not formed as shown in FIG. 4A, or the first sensor bar as shown in FIG. 4B. A lattice made of piezoelectric material such as 11 and second sensor bar 12 may be formed on one side.

본 발명의 바람직한 일 실시예에서 상기 제1 센서 바(11), 상기 제2 센서 바(12) 및 각 센서 바(11, 12)의 대응 위치에 결합된 추가 측면 바(13, 14)의 인접한 끝단은 분리가 가능한 형태로 결합되거나, 분리가 불가능하게 일체화 되어 있을 수 있다. 또는 도 3에 도시된 바와 같이 바 고정부를 추가로 포함할 수 있다.
In a preferred embodiment of the present invention adjacent the side bars 13, 14 coupled to the corresponding positions of the first sensor bar 11, the second sensor bar 12 and the respective sensor bars 11, 12. The ends may be combined in a detachable form or may be integrated in a non-separable form. Or it may further comprise a bar fixing as shown in FIG.

도 5는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로, 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템의 활용예를 나타낸 도면이다. 상기 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 타점의 진동을 이용한 터치 센서 시스템을 이용하여 프로젝터(80)로 벽면에 영사되는 화면에 대한 터치를 입력받아 상기 타점에 대한 정보를 외부 컴퓨팅 장치(70)에 제공하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view showing another example of the use of the touch sensor system using the vibration of the RBI in another embodiment according to the present invention. In FIG. 5, an external computing device 70 receives a touch on a screen projected on a wall by using a touch sensor system using a vibration of a hit according to an embodiment of the present invention and receives information about the spot. Is a view for explaining the process provided in).

도 5에 나타낸 바와 같이, 컴퓨팅 장치(70)가 터치 입력이 필요한 화면(20)을 생성하여 프로젝터(80)로 전송하고, 프로젝터(80)는 상기 화면(20)을 벽면에 디스플레이 하게 된다. 여기에서 상기 벽면이 터치를 통해 탄성파가 발생하여 주변으로 퍼져 나가는 매질로서 역할을 한다. 이때, 본 발명의 실시예는 압전 물질을 재질로 하는 격자(25)가 일측면에 형성된 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)가 상기 터치 입력이 필요한 화면(20)의 수평(X) 및 수직(Y) 측면에 맞추어 상기 벽면에 결합되어 있다. 특히 상기 제1 센서 바(11) 및 제2 센서 바(12)는 바 고정부(15)를 통해 끝단이 결합되어 있어 상기 화면(20)의 수평(X) 측면 및 수직(Y) 측면에 맞추어 수직을 이루고 있다. As shown in FIG. 5, the computing device 70 generates a screen 20 requiring a touch input and transmits it to the projector 80, and the projector 80 displays the screen 20 on a wall. Here, the wall surface serves as a medium in which elastic waves are generated through the touch and spread out to the surroundings. At this time, in the embodiment of the present invention, the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12 having the grating 25 made of a piezoelectric material on one side thereof are horizontal to the screen 20 requiring the touch input. It is coupled to the wall along the (X) and vertical (Y) sides. In particular, the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12 are coupled to the ends through the bar fixing part 15 so that the first sensor bar 11 and the second sensor bar 12 are aligned with the horizontal (X) side and the vertical (Y) side of the screen 20. It is vertical.

터치 입력이 진행되는 화면(40)상에 디스플레이 된 화면에 대하여 터치 입력(P)이 있게 되면 제1 및 제2 센서 바(11, 12), 신호 처리부(30) 및 타점 산출부(40)를 통해 터치가 발생한 타점(P)에 대한 위치 정보를 산출된다. 이렇게 산출된 타점(P)에 대한 위치 정보는 신호 송신부(50)를 통해 컴퓨팅 장치(70)로 전송되는데, 신호 송신부(50)와 컴퓨팅 장치(70)가 각각 무선 통신 장비(61, 62)를 구비하고 무선으로 서로 연결되어 있다면 무선을 통해 타점(P)에 대한 위치 정보를 전송하고, 유선(65)을 통하여 서로 연결되어 있다면 유선(65)을 통해 타점(P)에 대한 위치 정보를 전송한다.
When there is a touch input P with respect to the screen displayed on the screen 40 where the touch input is performed, the first and second sensor bars 11 and 12, the signal processor 30, and the RBI calculation unit 40 are moved. The location information on the hitting point P where the touch is generated is calculated. The calculated position information on the hitting point P is transmitted to the computing device 70 through the signal transmitter 50, and the signal transmitter 50 and the computing device 70 respectively use the wireless communication equipment 61 and 62. Equipped with a wireless transmission if the location information about the spot (P) through the wire, and if connected to each other via the wire (65) and transmits the location information about the spot (P) through the wire (65) .

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능 하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
While the invention has been shown and described with respect to the specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Anyone with it will know easily.

11: 제1 센서 바, 12: 제2 센서 바, 13, 14: 추가 측면 바
15: 바 고정부, 20: 터치 입력이 진행되는 화면
25: 격자, 26: 경계선 검출부, 29: 경계선
30: 신호 처리부, 40: 타점 산출부, 50: 신호 송신부11: first sensor bar, 12: second sensor bar, 13, 14: additional side bar
15: bar fixing part, 20: touch input screen
25: lattice, 26: boundary line detection unit, 29: boundary line
30: signal processor, 40: RBI calculation unit, 50: signal transmitter

Claims (8)

압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성된 제1 센서 바;
압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성되고, 끝단이 상기 제1 센서 바의 끝단에 수직방향으로 결합되어 있는 제2 센서 바;
상기 제1 센서 바 및 제2 센서 바와 연결되어 전기신호를 수신하는 신호 처리부; 및
상기 신호 처리부에서 수신된 전기신호를 통해 화면에 대하여 터치 입력이 진행되는 터치 위치를 산출하는 타점 산출부를 포함하는 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템.
A first sensor bar having a lattice made of a piezoelectric material formed on one side thereof;
A second sensor bar having a lattice made of a piezoelectric material formed on one side thereof, and having an end thereof coupled in a vertical direction to an end of the first sensor bar;
A signal processor connected to the first sensor bar and the second sensor bar to receive an electrical signal; And
The touch sensor system using the vibration of the spot including a spot calculation unit for calculating the touch position to the touch input proceeds with respect to the screen through the electrical signal received by the signal processor.
제1항에 있어서,
상기 제1 센서 바 및 상기 제2 센서 바의 끝단에 결합되어 상기 제1 센서 바 및 상기 제2 센서 바가 수직을 이루도록 고정시키는 바 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타점의 진동을 이용한 터치 센서 시스템.
The method of claim 1,
A touch sensor using vibration of another spot, further comprising a bar fixing part coupled to ends of the first sensor bar and the second sensor bar to fix the first sensor bar and the second sensor bar to be perpendicular to each other. system.
제1항에 있어서,
상기 제1 센서 바 및 제2 센서 바는 바의 끝단 경계선을 벗어난 터치를 인식하기 위한 경계선 검출부를 더 포함하는 것을 타점의 진동을 이용한 터치 센서 시스템.
The method of claim 1,
The first sensor bar and the second sensor bar further comprises a boundary detection unit for recognizing the touch beyond the boundary of the end of the bar touch sensor system using the vibration of the other spot.
제3항에 있어서,
상기 경계선 검출부는 압전물질을 재질로 하는 격자인 것을 특징으로 하는 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템.
The method of claim 3,
The boundary detection unit is a touch sensor system using the vibration of the other point, characterized in that the grid made of a piezoelectric material.
제1항에 있어서,
타점 산출부에서 산출된 타점 위치 정보를 외부로 전송하는 신호 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템.
The method of claim 1,
The touch sensor system using the vibration of the hitting point further comprises a signal transmitting unit for transmitting the hitting position information calculated by the hitting point to the outside.
압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성된 제1 센서 바;
압전물질을 재질로 하는 격자가 일측면에 형성되고, 일 끝단이 상기 제1 센서 바의 끝단에 수직방향으로 결합되어 있는 제2 센서 바;
상기 제2 센서 바의 대향 위치에서 상기 제1 센서 바의 타 끝단에 결합되어 있는 제1 추가 측면 바;
상기 제1 센서 바의 대향 위치에서 상기 제2 센서 바의 타 끝단에 결합되어 있는 제2 추가 측면 바;
상기 제1 센서 바 및 제2 센서 바와 연결되어 전기신호를 수신하는 신호 처리부; 및
상기 신호 처리부에서 수신된 전기신호를 통해 화면에 대해 터치 입력이 진행되는 터치 위치를 산출하는 타점 산출부를 포함하는 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템.
A first sensor bar having a lattice made of a piezoelectric material formed on one side thereof;
A second sensor bar having a lattice made of a piezoelectric material formed on one side thereof, and having one end coupled to the end of the first sensor bar in a vertical direction;
A first additional side bar coupled to the other end of the first sensor bar at an opposite position of the second sensor bar;
A second additional side bar coupled to the other end of the second sensor bar at an opposite position of the first sensor bar;
A signal processor connected to the first sensor bar and the second sensor bar to receive an electrical signal; And
Touch sensor system using the vibration of the spot including a spot calculation unit for calculating a touch position to the touch input proceeds to the screen through the electrical signal received by the signal processor.
제6항에 있어서,
상기 제1 추가 측면 바 및 상기 제2 추가 측면 바의 일측면에 압전물질을 재질로 하는 격자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 타점의 진동을 이용한 터치 센서 시스템.
The method according to claim 6,
A touch sensor system using a vibration of another spot, wherein a lattice made of a piezoelectric material is formed on one side of the first additional side bar and the second additional side bar.
제6항에 있어서,
타점 산출부에서 산출된 타점 위치 정보를 외부로 전송하는 신호 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 타점의 진동을 이용한 터치센서 시스템.The method according to claim 6,
The touch sensor system using the vibration of the hitting point further comprises a signal transmitting unit for transmitting the hitting position information calculated by the hitting point to the outside.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07244554A (en) * 1994-03-04 1995-09-19 Fuji Elelctrochem Co Ltd Coordinate input device
JPH0991080A (en) * 1995-09-25 1997-04-04 Alps Electric Co Ltd Detecting device for coordinates of touched position
KR20060016784A (en) * 2003-05-19 2006-02-22 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Vibration sensing touch input device
JP2009110248A (en) 2007-10-30 2009-05-21 Seiko Epson Corp Touch panel, display device, and electronic equipment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07244554A (en) * 1994-03-04 1995-09-19 Fuji Elelctrochem Co Ltd Coordinate input device
JPH0991080A (en) * 1995-09-25 1997-04-04 Alps Electric Co Ltd Detecting device for coordinates of touched position
KR20060016784A (en) * 2003-05-19 2006-02-22 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 Vibration sensing touch input device
JP2009110248A (en) 2007-10-30 2009-05-21 Seiko Epson Corp Touch panel, display device, and electronic equipment

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