KR102604259B1 - 정전용량식 장갑형 입력장치 - Google Patents

정전용량식 장갑형 입력장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전용량식 장갑형 입력장치에 관한 것이다. 상기 장치는, 엄지에 착용되는 제1 터치 모듈과, 엄지와 접촉 가능한 다른 손가락에 착용되는 제2 터치 모듈을 포함하며, 상기 제1 터치 모듈은, 제1 착용부; 및 상기 제1 착용부에 배치되고 Tx전극 및 Rx전극 중 하나의 전극으로 이루어진 복수의 제1 터치 전극부를 포함하며, 상기 제2 터치 모듈은, 제2 착용부; 및 상기 제2 착용부에 배치되고 Tx전극 및 Rx전극 중 다른 하나의 전극으로 이루어진 복수의 제2 터치 전극부를 포함하며, 상기 제1 터치 전극부들은 상기 제1 착용부의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 배열되며, 상기 복수의 제2 터치 전극부들은 상기 제1 터치 전극부들과 접촉 가능한 위치에 상기 제2 착용부의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 배열될 수 있다.

Description

정전용량식 장갑형 입력장치{WEARABLE GLOVE TYPE INPUT APPARATUS}
본 발명은 정전용량 방식을 이용하여 인접하는 손가락 사이의 접촉 위치 및 이동에 따라 서로 다른 입력 신호를 생성할 수 있는, 정전용량식 장갑형 입력장치에 관한 것이다.
최근, 정보통신 기기를 사용자 손목, 팔, 머리 등 몸에 지니고 다닐 수 있는 기기로 만드는 웨어러블 컴퓨터 기술이 대두되고 있다. 웨어러블 컴퓨터 기술은, 초소형 부품과 초박막형의 휘는(플렉서블) 디스플레이, 스마트 센서, 저전력 무선 통신, 모바일 운영 체제 등 IT 기술을 통해, 일상생활에서 사용되는 시계, 안경, 옷, 헬멧 등에 접목되어 사용자에게 언제 어디서나 컴퓨팅 환경을 제공할 수 있다.
웨어러블 컴퓨터 기술은 스마트워치와 같은 착용 컴퓨터(wearable computer), 스마트 의류(smart clothes), HMD(head-mounted display)와 같은 가상 현실(혼합 현실) 체험 기기, 피부에 이식하는 임플란트 등으로 응용되어 개인용뿐만 아니라 다양한 기술 분야에 활용되고 있다.
종래에는, 스마트 글라스, VR, AR, 홀로그램 등의 디스플레이, 스마트 워치, 및 웨어러블과 같은 장치를 사용함에 있어서, 기본적인 터치, 모션 인식, 또는 음성 인식을 통해 입력 작업을 수행하였다. 그러나, 디스플레이 판넬이 없거나 작은 전자 기기의 경우, 일반적인 터치는 적용하기 어렵거나 불가하다. 이에, 모션인식의 경우에는 주로 카메라를 이용해야 하며, 어두운 정도 또는 환경변화의 영향을 받아 정확도가 떨어질 수 있으며, 음성인식의 경우에는 잡음에 의한 노이즈가 발생할 수 있다.
따라서, 어두운 정도 또는 환경변화의 영향을 받지 않고, 바지 주머니 안에 손을 넣고 있거나 또는 운전상황과 같이 해당 전자 기기에 터치가 어려운 경우에도 원격, 무선으로 전자 기기를 간편하게 조작할 수 있도록 하는 입력 장치가 요구되는 실정이다.
이와 관련하여, 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0133351호(이하, 특허문헌 1이라 함)에는 모바일과 연동하여 손 동작을 감지하여 데이터를 입력하는 장갑형 데이터 입력장치가 개시되어 있다. 상기 특허문헌 1에서는 플렉스 센서(flex sensor)를 통해 측정된 저항값 차이를 이용하여 손가락의 구부러진 정도를 측정하는 방식으로 입력 신호를 생성한다. 그러나, 상기 방식으로는 손동작 정보를 정확하게 검출하는 것이 어려워 입력 신호의 신뢰값이 낮다는 한계가 있고, 장갑에 부착되는 상기 플렉스 센서가 직물 등에 비해 용이하게 구부릴 수 있는 부품이 아니기 때문에 사용이 불편하다는 단점이 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-1821048호(이하, 특허문헌 2라 함)에는 마찰에 의해 발생되는 전기적 변화를 감지함으로써 착용 가능한 형태의 데이터 입력 장치로 이용할 수 있는 웨어러블 데이터 입력장치가 개시되어 있다. 상기 특허문헌 2에서는 하나의 손가락이 다른 손가락(문자 입력) 또는 손바닥(방향 이동)을 '클릭' 형식으로 눌러 입력 신호를 생성한다. 그러나, 상기 방식으로는 전체 손가락에 다수 개의 문자 또는 방향을 할당하여야 하며, 또한 마찰 센싱 방식을 이용하므로 중복 터치를 구분할 수 없는 문제가 발생한다. 특히, 예를 들어 마우스의 상하 좌우 이동, 휠 이동 등의 다양한 모션 입력 시, 손바닥의 정해진 위치에 손가락을 터치하는 것이 상당히 어려워 잘못 입력하는 문제, 및 상기 중복 터치 문제가 함께 발생하게 되어, 사용자에게 상당한 불편함을 야기한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0133351호 대한민국 등록특허 제10-1821048호
본 발명의 목적은 상호 정전용량(mutual capacitance) 방식의 센싱을 이용하여, 인접하는 손가락의 위치를 확인하고 확인된 위치 및 움직임 방향을 기반으로 사용자의 제스쳐 모션을 인식하여 입력 신호를 생성할 수 있는, 정전용량식 장갑형 입력장치를 제공함에 있다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 정전용량식 장갑형 입력장치에 관한 것이다. 상기 장치는, 엄지에 착용되는 제1 터치 모듈과, 엄지와 접촉 가능한 다른 손가락에 착용되는 제2 터치 모듈을 포함하며, 상기 제1 터치 모듈은, 제1 착용부; 및 상기 제1 착용부에 배치되고 Tx전극 및 Rx전극 중 하나의 전극으로 이루어진 복수의 제1 터치 전극부를 포함하며, 상기 제2 터치 모듈은, 제2 착용부; 및 상기 제2 착용부에 배치되고 Tx전극 및 Rx전극 중 다른 하나의 전극으로 이루어진 복수의 제2 터치 전극부를 포함하며, 상기 제1 터치 전극부들은 상기 제1 착용부의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 배열되며, 상기 복수의 제2 터치 전극부들은 상기 제1 터치 전극부들과 접촉 가능한 위치에 상기 제2 착용부의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 배열될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 터치 전극부 각각의 외측면을 커버하는 절연층을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 터치 전극부는 상기 제1 착용부의 적어도 일부를, 상기 제2 터치 전극부는 상기 제2 착용부의 외주면의 적어도 일부를 각각 둘레방향으로 감는 밴드 형태로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 제1 터치 전극부의 일부는 복수의 제1 이동 신호 생성 전극부를 형성하고, 상기 복수의 제2 터치 전극부의 일부는 복수의 제2 이동 신호 생성 전극부를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 제1 터치 전극부의 일부는 제1 클릭 신호 생성 전극부를 형성하고, 상기 복수의 제2 터치 전극부의 일부는 제2 클릭 신호 생성 전극부를 형성하며, 상기 제1 클릭 신호 생성 전극부는 상기 제1 착용부의 단부에 형성되고, 상기 제2 클릭 신호 생성 전극부는 상기 제2 착용부의 단부에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 복수의 제1 터치 전극부의 일부는 제1 시작/종료 신호 생성 전극부를 형성하고, 상기 복수의 제2 터치 전극부의 일부는 제2 시작/종료 신호 생성 전극부를 형성하며, 상기 제1 시작/종료 신호 생성 전극부는 상기 제1 착용부의 손등 측 상면에 형성되고, 상기 제2 시작/종료 신호 생성 전극부는 상기 제2 착용부의 상기 제1 착용부 반대편의 측부에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 터치 모듈과 상기 제2 터치 모듈이 접촉할 때, 접촉되는 위치의 상기 제1 터치 전극부 및 상기 제2 터치 전극부 간의 정전용량 변화를 이용하여, 접촉이 일어나는 위치의 상기 제1 터치 전극부의 위치인 제1 터치 위치값과 상기 제2 터치 전극부의 위치인 제2 터치 위치값을 획득하는 감지 신호 분석부; 및 상기 제1 및 제2 터치 위치값을 이용하여, 다른 출력 디바이스에 제공하기 위한 복수의 입력 신호를 생성하는 입력 신호 생성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 입력 신호 생성부는, 상기 제1 및 제2 이동 신호 생성 전극부의 제1 및 제2 터치 위치값 중 어느 하나의 터치 위치값이 고정된 상태에서, 다른 하나의 터치 위치값이 변화하면 이동 입력 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 이동 입력 신호는, 상기 제1 또는 제2 이동 신호 생성 전극부의 제1 또는 제2 터치 위치값의 변화량에 비례하는 값을 갖는 제1 또는 제2 이동 변화량 신호를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 입력 신호 생성부는, 상기 제1 이동 신호 생성 전극부의 제1 터치 위치값이 고정된 상태에서, 상기 제2 이동 신호 생성 전극부의 제2 터치 위치값이 상기 복수의 제2 이동 신호 생성 전극부의 일측 또는 타측으로 변화하면 좌측 또는 우측 입력 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 입력 신호 생성부는, 상기 제2 이동 신호 생성 전극부의 제2 터치 위치값이 고정된 상태에서, 상기 제1 이동 신호 생성 전극부의 제1 터치 위치값이 상기 복수의 제1 이동 신호 생성 전극부의 일측 또는 타측으로 변화하면 상측 또는 하측 이동 입력 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 입력 신호 생성부는, 상기 제1 또는 제2 클릭 신호 생성 전극부의 제1 또는 제2 터치 위치값이 획득되면 우클릭 신호 및 좌클릭 신호 중 어느 하나의 클릭 입력 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 입력 신호 생성부는, 상기 제2 클릭 신호 생성 전극부의 제2 터치 위치값이 고정된 상태에서, 상기 제1 이동 신호 생성 전극부의 제1 터치 위치값이 상기 복수의 제1 이동 신호 생성 전극부의 일측 또는 타측으로 변화하면 스크롤 업 신호 및 스크롤 다운 신호 중 어느 하나의 스크롤 입력 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 스크롤 입력 신호는, 상기 제1 이동 신호 생성 전극부의 제1 터치 위치값의 변화량에 비례하는 값을 갖는 스크롤 변화량 신호를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 입력 신호 생성부는, 상기 제1 및 제2 시작/종료 신호 생성 전극부의 제1 및 제2 터치 위치값이 동시에 획득되면 시작 신호 또는 종료 신호 중 어느 하나의 시작/종료 입력 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 또는 제2 터치 전극부의 Tx전극 또는 Rx전극은 극세 와이어 형태로 상기 제1 또는 제2 착용부 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 또는 제2 터치 전극부의 Tx전극 또는 Rx전극은 도전성 섬유 형태로 제1 또는 제2 착용부 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 또는 제2 터치 전극부의 Tx전극 또는 Rx전극은 나노 와이어 또는 도전성 폴리머 형태로 'ㄷ'자가 중첩 연결된 일정 패턴을 가지며 제1 또는 제2 착용부 상에 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 어두운 정도 또는 환경변화의 영향을 받지 않고, 바지 주머니 안에 손을 넣고 있거나 또는 운전상황과 같이 해당 전자 기기에 터치가 어려운 경우에도 원격, 무선으로 전자 기기를 간편하게 조작할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 정전용량식 장갑형 입력장치의 각 구성을 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 정전용량식 장갑형 입력장치의 손바닥 측을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 도 1의 정전용량식 장갑형 입력장치의 손등 측을 개략적으로 도시한 후면도이다.
도 4는 도 1의 제1 및 제2 터치 전극부 각각에 설정된 제1 및 제2 터치 위치값을 터치 위치값 테이블의 형태로 예시적으로 도시한 다이어그램이다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 도 1의 감지 신호 분석부로부터 획득한 터치 위치값을 이용하여 입력 신호 생성부에서 좌측 또는 우측 이동 입력 신호를 생성하는 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 6의 (a) 내지 (c)는 도 1의 감지 신호 분석부로부터 획득한 터치 위치값를 이용하여 입력 신호 생성부에서 상측 또는 하측 이동 입력 신호를 생성하는 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 7의 (a), (b)는 도 1의 감지 신호 분석부로부터 획득한 터치 위치값을 이용하여 입력 신호 생성부에서 우클릭 및 좌클릭 신호를 생성하는 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 1의 감지 신호 분석부로부터 획득한 터치 위치 데이터를 이용하여 입력 신호 생성부에서 스크롤 업/다운 신호를 생성하는 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 9는 도 1의 감지 신호 분석부로부터 획득한 터치 위치 데이터를 이용하여 입력 신호 생성부에서 시작 입력/종료 입력 신호를 생성하는 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 10의 (a) 내지 (c)는 도 1의 제1 및 제2 터치 전극부의 전극 배열 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 정전용량식 장갑형 입력장치의 각 구성을 도시한 구성도이다. 도 2는 도 1의 정전용량식 장갑형 입력장치의 손바닥 측을 개략적으로 도시한 정면도이다. 도 3은 도 1의 정전용량식 장갑형 입력장치의 손등 측을 개략적으로 도시한 후면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 정전용량식 장갑형 입력장치는 엄지에 착용되는 제1 터치 모듈(100)과, 엄지와 접촉 가능한 다른 손가락에 착용되는 제2 터치 모듈(200)을 포함한다.
제1 터치 모듈(100)은 제1 착용부(110), 및 복수의 제1 터치 전극부(120)를 포함한다. 제1 착용부(110)는 장갑(g) 중, 엄지에 착용되는 손가락부에 해당한다. 제1 착용부(110)는 엄지에 착용 가능하도록 소정의 길이로 연장 형성된다.
제1 터치 전극부(120)는 제1 착용부(110)에 배치되며, 상호 정전용량 방식의 센싱을 수행하기 위한 Tx전극 및 Rx전극 중 어느 하나의 전극으로 이루어진다. Tx전극은 스캔 신호를 전달하기 위한 전극이며, Rx전극은 감지 신호를 전달하기 위한 전극에 해당한다. 제1 터치 전극부(120)는 제1 착용부(110)의 외주면의 적어도 일부를 둘레방향으로 감는 밴드 형태로 형성될 수 있다. 제1 터치 전극부(120)는 PEDOT, 은나노와이어, 극세 테프론와이어, 전도성 섬유 등의 형태를 갖는 Tx 또는 Rx 전극을 이용하여 제조될 수 있다.
복수의 제1 터치 전극부(120)는 제1 착용부(110)의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 배열된다. 복수의 제1 터치 전극부(120)는 제1 클릭 신호 생성 전극부(121), 복수의 제1 이동 신호 생성 전극부(122), 및 제1 시작/종료 신호 생성 전극부(123)를 포함할 수 있다.
제1 클릭 신호 생성 전극부(121)는 클릭 입력 신호를 생성하기 위한 것으로서, 제1 착용부(110)의 단부에 형성된다. 복수의 제1 이동 신호 생성 전극부(122)는 이동 입력 신호를 생성하기 위한 것으로서, 제1 클릭 신호 생성 전극부(121)의 측부에서 제1 착용부(110)의 손바닥 측 하면에 일측으로부터 타측에 이르기까지 일정 간격으로 서로 이격 배열된다. 제1 시작/종료 신호 생성 전극부(123)는 시작/종료 입력 신호를 생성하기 위한 것으로서, 손가락부의 바깥쪽에 해당하는 제1 착용부(110)의 손등 측 상면에 형성된다.
제1 클릭 신호 생성 전극부(121) 및 제1 시작/종료 신호 생성 전극부(123)는 각각 1개의 터치 전극부, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)는 예를 들어 4개의 터치 전극부로 구성될 수 있다. 또한, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)는 해당 손가락 마디 각각에 1개 내지 15개의 Tx 또는 Rx전극으로 구성될 수 있다.
제2 터치 모듈(200)은 제2 착용부(210), 및 복수의 제2 터치 전극부(220)를 포함한다. 제2 착용부(210)는 장갑(g) 중, 엄지와 접촉 가능한 다른 손가락에 착용되는 손가락부에 해당한다.
제2 터치 전극부(220)는 제2 착용부(210)에 배치되며, 상호 정전용량 방식의 센싱을 수행하기 위한 Tx전극 및 Rx전극 중 제1 터치 전극부(120)와 다른 하나의 전극으로 이루어진다. 예를 들어, 제1 터치 전극부(120)가 Tx전극으로 이루어진 경우, 제2 터치 전극부(220)는 Rx전극으로 이루어지며, 제1 터치 전극부(120)가 Rx전극으로 이루어진 경우, 제2 터치 전극부(220)는 Tx전극으로 이루어진다. 제2 터치 전극부(220)는 제2 착용부(210)의 외주면의 적어도 일부를 둘레방향으로 감는 밴드 형태로 형성될 수 있다. 제2 터치 전극부(220)는 PEDOT, 은나노와이어, 극세 테프론와이어, 전도성 섬유 등의 형태를 갖는 Tx 또는 Rx 전극을 이용하여 제조될 수 있다.
복수의 제2 터치 전극부(220)는 제1 터치 전극부들(120)과 접촉 가능한 위치에 제2 착용부(210)의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 배열된다. 복수의 제2 터치 전극부(220)는 제2 클릭 신호 생성 전극부(221), 복수의 제2 이동 신호 생성 전극부(222), 및 제2 시작/종료 신호 생성 전극부(223)를 포함할 수 있다.
제2 클릭 신호 생성 전극부(221)는 클릭 입력 신호를 생성하기 위한 것으로서, 제2 착용부(210)의 단부에 형성된다. 복수의 제2 이동 신호 생성 전극부(222)는 이동 입력 신호를 생성하기 위한 것으로서, 제2 클릭 신호 생성 전극부(222)의 측부에 제2 착용부(210)의 손바닥 측 하면의 일측으로부터 타측에 이르기까지 일정 간격으로 서로 이격 배열된다. 제2 시작/종료 신호 생성 전극부(223)는 시작/종료 입력 신호를 생성하기 위한 것으로서, 제2 착용부(210)의 제1 착용부(110) 반대편의 측부에 형성된다.
제2 클릭 신호 생성 전극부(221) 및 제2 시작/종료 신호 생성 전극부(223)는 각각 1개의 터치 전극부, 제2 이동 신호 생성 전극부(222)는 예를 들어 6개의 터치 전극부로 구성될 수 있다. 또한, 제2 이동 신호 생성 전극부(222)는 해당 손가락 마디 각각에 1개 내지 20개의 Tx 또는 Rx전극으로 구성될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 터치 전극부(120, 220) 각각에는 절연층(미도시)이 구비된다. 상기 절연층은 서로 접촉하는 제1 및 제2 터치 전극부(120, 220) 각각의 외측면을 커버하도록 구비된다. 상기 절연층을 통해 제1 터치 전극부(120) 사이, 제2 터치 전극부(220) 사이, 및 제1 터치 전극부(120)와 제2 터치 전극부(220) 사이가 절연될 수 있다.
집적 회로부(300)는 각각의 제1 및 제2 터치 전극부(120, 220)와 배선을 통해 연결되어 Tx전극으로 스캔 신호를 송신하고 Rx전극으로부터 감지 신호를 수신한다. 집적 회로부(300)에는 상기 신호들로부터 데이터를 처리하기 위한 집적 회로들(IC)이 구비된다. 집적 회로부(300)는 감지 신호 분석부(310), 입력 신호 생성부(320), 통신부(330), 및 배터리(340)를 포함한다. 집적 회로부(300)는 장갑(g)의 손등 부분이나 손목 밴드부에 형성될 수 있다.
감지 신호 분석부(310)는 제1 터치 모듈(100)과 제2 터치 모듈(200)이 접촉할 때, 접촉되는 위치의 제1 터치 전극부(120) 및 제2 터치 전극부(220) 간의 정전용량 변화를 이용하여, 접촉이 일어나는 위치의 제1 터치 전극부(120)의 위치인 제1 터치 위치값과 제2 터치 전극부(220)의 위치인 제2 터치 위치값을 획득한다.
입력 신호 생성부(320)는 감지 신호 분석부(310)로부터 제공된 제1 및 제2 터치 위치값을 이용하여, 다른 출력 디바이스(미도시)에 제공하기 위한 복수의 입력 신호를 생성한다. 상기 다른 출력 디바이스는, 컴퓨터, 스마트 글라스, VR, AR, 홀로그램 등의 디스플레이, 스마트 워치, 및 웨어러블, 스피커, 이어폰, 핸즈프리 헤드셋, 또는 무선 이어폰 등의 임의의 출력 디바이스일 수 있다.
통신부(330)는 공지된 무선 통신 기기로 구성되며, 입력 신호 생성부(320)에서 생성된 입력 신호를 다른 출력 디바이스에 송신하고, 출력 디바이스로부터 임의의 데이터를 수신할 수 있다. 한편, 배터리(340)는 집적 회로들(IC)에 전력을 공급한다.
도 4는 도 1의 제1 및 제2 터치 전극부 각각에 설정된 제1 및 제2 터치 위치값을 터치 위치값 테이블의 형태로 예시적으로 도시한 다이어그램이다.
도 4를 참조하면, 감지 신호 분석부(310)는 각각의 제1 터치 전극부(120)의 전기적 신호로부터 서로 다른 제1 터치 위치값을 획득하고, 각각의 제2 터치 전극부(220)의 전기적 신호로부터 서로 다른 제2 터치 위치값을 획득한다. 이때, 복수의 제1 터치 전극부(120)의 일측에서 타측, 복수의 제2 터치 전극부(220)의 일측에서 타측에 이르기까지 상기 제1 및 제2 터치 위치값은 순차적으로 증가 또는 감소하도록 설정될 수 있다.
예를 들어, 제1 터치 전극부(120)의 제1 클릭 신호 생성 전극부(121)에는 “Y0”, 4개의 제1 이동 신호 생성 전극부(122)에는 각각 “Y1”, “Y2”, “Y3”, “Y4”, 및 제1 시작/종료 신호 생성 전극부(123)에는 “Y5”의 제1 터치 위치값이 순서대로 설정될 수 있다. 한편, 제2 터치 전극부(220)의 제2 클릭 신호 생성 전극부(221)에는 “X0”, 6개의 제2 이동 신호 생성 전극부(222)에는 각각 “X1”, “X2”, “X3”, “X4”, “X5”, “X6”, 제2 시작/종료 신호 생성 전극부(223)에는 “X7”의 제2 터치 위치값이 순서대로 설정될 수 있다.
예를 들어, 제1 터치 전극부(120)의 제1 클릭 신호 생성 전극부(121)에는 “Y0”, 4개의 제1 이동 신호 생성 전극부(122)에는 각각 “Y1”, “Y2”, “Y3”, “Y4”, 및 제1 시작/종료 신호 생성 전극부(123)에는 “Y5”의 제1 터치 위치값이 순서대로 설정될 수 있다. 한편, 제2 터치 전극부(220)의 재2 클릭 전극부(221)에는 “X0”, 6개의 제2 이동 신호 생성 전극부(222)에는 각각 “X1”, “X2”, “X3”, “X4”, “X5”, “X6”, 제2 시작/종료 신호 생성 전극부(223)에는 “X7”의 제2 터치 위치값이 순서대로 설정될 수 있다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 도 1의 감지 신호 분석부로부터 획득한 터치 위치값을 이용하여 입력 신호 생성부에서 좌측 또는 우측 이동 입력 신호를 생성하는 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 입력 신호 생성부(320)는, 제1 및 제2 이동 신호 생성 전극부(122, 222)의 제1 및 제2 터치 위치값 중 어느 하나의 터치 위치값이 고정된 상태에서, 다른 하나의 터치 위치값이 변화하면 이동 입력 신호를 생성할 수 있다. 상기 이동 입력 신호는, 제1 및 제2 이동 신호 생성 전극부의 제1 또는 제2 터치 위치값의 변화량에 비례하는 값을 갖는 제1 또는 제2 이동 변화량 신호를 포함할 수 있다.
입력 신호 생성부(320)는, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 고정된 상태에서, 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 제2 터치 위치값이 복수의 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 일측 또는 타측으로 변화하면 좌측 또는 우측 이동 입력 신호를 생성할 수 있다.
도 5의 (b)를 참조하여, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)와 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 상호 터치시, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 “Y2”, “Y3”이고, 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 제2 터치 위치값이 “X3”, “X4”인 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
도 5의 (a)에는, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 “Y2”, “Y3”로 고정된 상태에서, 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 제2 터치 위치값이 “X3”, “X4”에서 “X1”, “X2”로 변화한 상태가 도시되어 있다. 입력 신호 생성부(320)는 복수의 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 제2 터치 위치값이 제2 착용부(210)의 단부 측으로 변화하는 것을 인식하여 좌측 이동 입력 신호를 생성할 수 있다.
도 5의 (c)에는, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 “Y2”, “Y3”로 고정된 상태에서, 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 제2 터치 위치값이 “X3”, “X4”에서 “X5”, “X6”으로 변화한 상태가 도시되어 있다. 입력 신호 생성부(320)는 복수의 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 제2 터치 위치값이 제2 착용부(210)의 단부의 타측으로 변화하는 것을 인식하여 우측 이동 입력 신호를 생성할 수 있다.
도 6의 (a) 내지 (c)는 도 1의 감지 신호 분석부로부터 획득한 터치 위치값를 이용하여 입력 신호 생성부에서 상측 또는 하측 이동 입력 신호를 생성하는 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 6의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 입력 신호 생성부(320)는, 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 제1 터치 위치값이 고정된 상태에서, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제2 터치 위치값이 복수의 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 일측 또는 타측으로 변화하면 상측 또는 하측 입력 신호를 생성할 수 있다.
도 6의 (b)를 참조하여, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)와 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 상호 터치시, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 “Y2”, “Y3”이고, 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 제2 터치 위치값이 “X3”, “X4”인 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
도 6의 (a)에는, 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 제2 터치 위치값이 “X3”, “X4”로 고정된 상태에서, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 “Y2”, “Y3”에서 “Y3”, “Y4”로 변화한 상태가 도시되어 있다. 입력 신호 생성부(320)는 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 제1 착용부(110)의 단부 측으로 변화하는 것을 인식하여 상측 이동 입력 신호를 생성할 수 있다.
도 6의 (c)에는, 제2 이동 신호 생성 전극부(222)의 제2 터치 위치값이 “X3”, “X4”로 고정된 상태에서, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 “Y2”, “Y3”에서 “Y3”, “Y4”로 변화한 상태가 도시되어 있다. 입력 신호 생성부(320)는 제1 이동 신호 생성 전극부(122)이 제1 터치 위치값이 제1 착용부(110)의 단부의 타측으로 변화하는 것을 인식하여 하측 이동 입력 신호를 생성할 수 있다.
도 7의 (a), (b)는 도 1의 감지 신호 분석부로부터 획득한 터치 위치값을 이용하여 입력 신호 생성부에서 우클릭 및 좌클릭 신호를 생성하는 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 7의 (a), (b)를 참조하면, 입력 신호 생성부(320)는, 제1 또는 제2 클릭 신호 생성 전극부(121, 221)의 제1 및 제2 터치 위치 데이터가 획득되면 우클릭 신호 또는 좌클릭 신호 중 어느 하나의 클릭 입력 신호를 생성할 수 있다.
도 7의 (a)에는, 제1 클릭 신호 생성 전극부(121)의 제1 터치 위치값인 “Y5”가 획득된 상태가 도시되어 있다. 입력 신호 생성부(320)는 제2 터치 전극부(220)의 제2 터치 위치값에 관계없이, 제1 클릭 신호 생성 전극부(121)의 제1 터치 위치값을 획득하면 우클릭 신호를 생성할 수 있다.
도 7의 (b)에는, 제2 클릭 신호 생성 전극부(221)의 제2 터치 위치값인 “X0”가 획득된 상태가 도시되어 있다. 입력 신호 생성부(320)는 제1 터치 전극부(120)의 제1 터치 위치값에 관계없이, 제2 클릭 신호 생성 전극부(221)의 제2 터치 위치값을 획득하면 좌클릭 신호를 생성할 수 있다.
도 8은 도 1의 감지 신호 분석부로부터 획득한 터치 위치 데이터를 이용하여 입력 신호 생성부에서 스크롤 업/다운 신호를 생성하는 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 입력 신호 생성부(320)는, 제2 클릭 신호 생성 전극부(221)의 제2 터치 위치값이 고정된 상태에서, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 복수의 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 일측 또는 타측으로 변화하면 스크롤 업 신호 또는 스크롤 다운 신호 중 어느 하나의 스크롤 입력 신호를 생성할 수 있다. 상기 스크롤 입력 신호는, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값의 변화량에 비례하는 값을 갖는 스크롤 변화량 신호를 포함할 수 있다.
도 8에는, 제2 클릭 신호 생성 전극부(221)의 제2 터치 위치값이 “X0”로 고정된 상태에서, 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 “Y4”에서 “Y0”으로 순차적으로 변화하는 상태가 도시되어 있다. 입력 신호 생성부(320)는 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 제1 착용부(110)의 단부 측으로 변화하는 것을 인식하여 스크롤 업 입력 신호를 생성할 수 있다. 반면, 입력 신호 생성부(320)는 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값이 제1 착용부(110)의 단부의 타측으로 변화하는 것을 인식하여 스크롤 다운 입력 신호를 생성할 수 있다. 한편, 입력 신호 생성부(320)는 제1 이동 신호 생성 전극부(122)의 제1 터치 위치값의 변화량이 크면 상대적으로 큰 스크롤 변화량 신호를 생성하고, 제1 터치 위치값이 변화량이 작으면 상대적으로 작은 스크롤 변화량 신호를 생성할 수 있다.
도 9는 도 1의 감지 신호 분석부로부터 획득한 터치 위치 데이터를 이용하여 입력 신호 생성부에서 시작 입력/종료 입력 신호를 생성하는 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 입력 신호 생성부(320)는 제1 및 제2 시작/종료 신호 생성 전극부(123, 223)의 제1 및 제2 터치 위치값이 동시에 획득되면 시작 신호 또는 종료 신호 중 어느 하나의 시작/종료 입력 신호를 생성할 수 있다. 입력 신호 생성부(320)는 n번째의 제1 및 제2 시작/종료 신호 생성 전극부(123, 223)의 제1 및 제2 터치 위치값 획득시 시작 입력 신호를 생성하면, n+1번째의 제1 및 제2 시작/종료 신호 생성 전극부(123, 223)의 제1 및 제2 터치 위치값 획득시 종료 입력 신호를 생성할 수 있다.
도 9에는, 제1 시작/종료 신호 생성 전극부(123)의 제1 터치 위치값이 “Y5”, 제2 시작/종료 신호 생성 전극부(223)의 제2 터치 위치값이 “X7”로 동시에 획득된 상태가 도시되어 있다. 입력 신호 생성부(320)는 제1 및 제2 시작/종료 신호 생성 전극부(123, 223)의 제1 및 제2 터치 위치값이 동시에 획득되었다는 것을 인식하여 시작 또는 종료 입력 신호를 생성할 수 있다.
도 10의 (a) 내지 (c)는 도 1의 제1 및 제2 터치 전극부의 전극 배열 형태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10의 (a)를 참조하면, 제1 및 제2 터치 전극부(120, 220)의 Tx전극 또는 Rx전극은 극세 와이어 형태로 제1 또는 제2 착용부(110, 210) 상에 형성될 수 있다.
도 10의 (b)를 참조하면, 제1 및 제2 터치 전극부(120, 220)의 Tx전극 또는 Rx전극은 도전성 섬유 형태로 제1 또는 제2 착용부(110, 210) 상에 형성될 수 있다.
도 10의 (c)를 참조하면, 제1 및 제2 터치 전극부(120, 220) 의 Tx전극 또는 Rx전극은 나노 와이어 또는 도전성 폴리머 형태로 'ㄷ'자가 중첩 연결된 일정 패턴을 가지며 제1 또는 제2 착용부(110, 210) 상에 형성될 수 있다.
이 분야의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
100: 제1 터치 모듈 110: 제1 착용부
120: 제1 터치 전극부
121: 제1 클릭 신호 생성 전극부
122: 제1 이동 신호 생성 전극부
123: 제1 시작/종료 신호 생성 전극부
200: 제2 터치 모듈 210: 제2 착용부
220: 제2 터치 전극부
221: 제2 클릭 신호 생성 전극부
222: 제2 이동 신호 생성 전극부
223: 제2 시작/종료 신호 생성 전극부
300: 집적 회로부
310: 감지 신호 분석부 320: 입력 신호 생성부
330: 통신부 340: 배터리
g: 장갑
s: 지지층

Claims (18)

  1. 엄지에 착용되는 제1 터치 모듈과, 엄지와 접촉 가능한 다른 손가락에 착용되는 제2 터치 모듈을 포함하며,
    상기 제1 터치 모듈은,
    제1 착용부; 및
    상기 제1 착용부에 배치되고 Tx전극 및 Rx전극 중 하나의 전극으로 이루어진 복수의 제1 터치 전극부를 포함하며,
    상기 제2 터치 모듈은,
    제2 착용부; 및
    상기 제2 착용부에 배치되고 Tx전극 및 Rx전극 중 다른 하나의 전극으로 이루어진 복수의 제2 터치 전극부를 포함하며,
    상기 제1 터치 전극부들은 상기 제1 착용부의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 배열되며, 상기 복수의 제2 터치 전극부들은 상기 제1 터치 전극부들과 접촉 가능한 위치에 상기 제2 착용부의 길이방향을 따라 서로 이격되도록 배열되며,
    상기 복수의 제1 터치 전극부의 일부는 복수의 제1 이동 신호 생성 전극부를 형성하고, 상기 복수의 제2 터치 전극부의 일부는 복수의 제2 이동 신호 생성 전극부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 터치 전극부 각각의 외측면을 커버하는 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 터치 전극부는 상기 제1 착용부의 적어도 일부를, 상기 제2 터치 전극부는 상기 제2 착용부의 외주면의 적어도 일부를 각각 둘레방향으로 감는 밴드 형태로 형성된 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 터치 전극부의 일부는 제1 클릭 신호 생성 전극부를 형성하고, 상기 복수의 제2 터치 전극부의 일부는 제2 클릭 신호 생성 전극부를 형성하며, 상기 제1 클릭 신호 생성 전극부는 상기 제1 착용부의 단부에 형성되고, 상기 제2 클릭 신호 생성 전극부는 상기 제2 착용부의 단부에 형성된 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 제1 터치 전극부의 일부는 제1 시작/종료 신호 생성 전극부를 형성하고, 상기 복수의 제2 터치 전극부의 일부는 제2 시작/종료 신호 생성 전극부를 형성하며, 상기 제1 시작/종료 신호 생성 전극부는 상기 제1 착용부의 손등 측 상면에 형성되고, 상기 제2 시작/종료 신호 생성 전극부는 상기 제2 착용부의 상기 제1 착용부 반대편의 측부에 형성된 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 터치 모듈과 상기 제2 터치 모듈이 접촉할 때, 접촉되는 위치의 상기 제1 터치 전극부 및 상기 제2 터치 전극부 간의 정전용량 변화를 이용하여, 접촉이 일어나는 위치의 상기 제1 터치 전극부의 위치인 제1 터치 위치값과 상기 제2 터치 전극부의 위치인 제2 터치 위치값을 획득하는 감지 신호 분석부; 및
    상기 제1 및 제2 터치 위치값을 이용하여, 다른 출력 디바이스에 제공하기 위한 복수의 입력 신호를 생성하는 입력 신호 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 입력 신호 생성부는, 상기 제1 및 제2 이동 신호 생성 전극부의 제1 및 제2 터치 위치값 중 어느 하나의 터치 위치값이 고정된 상태에서, 다른 하나의 터치 위치값이 변화하면 이동 입력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이동 입력 신호는, 상기 제1 또는 제2 이동 신호 생성 전극부의 제1 또는 제2 터치 위치값의 변화량에 비례하는 값을 갖는 제1 또는 제2 이동 변화량 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 입력 신호 생성부는, 상기 제1 이동 신호 생성 전극부의 제1 터치 위치값이 고정된 상태에서, 상기 제2 이동 신호 생성 전극부의 제2 터치 위치값이 상기 복수의 제2 이동 신호 생성 전극부의 일측 또는 타측으로 변화하면 좌측 또는 우측 입력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 입력 신호 생성부는, 상기 제2 이동 신호 생성 전극부의 제2 터치 위치값이 고정된 상태에서, 상기 제1 이동 신호 생성 전극부의 제1 터치 위치값이 상기 복수의 제1 이동 신호 생성 전극부의 일측 또는 타측으로 변화하면 상측 또는 하측 이동 입력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 입력 신호 생성부는, 상기 제1 또는 제2 클릭 신호 생성 전극부의 제1 또는 제2 터치 위치값이 획득되면 우클릭 신호 및 좌클릭 신호 중 어느 하나의 클릭 입력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 입력 신호 생성부는, 상기 제2 클릭 신호 생성 전극부의 제2 터치 위치값이 고정된 상태에서, 상기 제1 이동 신호 생성 전극부의 제1 터치 위치값이 상기 복수의 제1 이동 신호 생성 전극부의 일측 또는 타측으로 변화하면 스크롤 업 신호 및 스크롤 다운 신호 중 어느 하나의 스크롤 입력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 스크롤 입력 신호는, 상기 제1 이동 신호 생성 전극부의 제1 터치 위치값의 변화량에 비례하는 값을 갖는 스크롤 변화량 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 입력 신호 생성부는, 상기 제1 및 제2 시작/종료 신호 생성 전극부의 제1 및 제2 터치 위치값이 동시에 획득되면 시작 신호 또는 종료 신호 중 어느 하나의 시작/종료 입력 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 터치 전극부의 Tx전극 또는 Rx전극은 극세 와이어 형태로 상기 제1 또는 제2 착용부 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 터치 전극부의 Tx전극 또는 Rx전극은 도전성 섬유 형태로 제1 또는 제2 착용부 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 또는 제2 터치 전극부의 Tx전극 또는 Rx전극은 나노 와이어 또는 도전성 폴리머 형태로 'ㄷ'자가 중첩 연결된 일정 패턴을 가지며 제1 또는 제2 착용부 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 정전용량식 장갑형 입력장치.
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JP2016130940A (ja) * 2015-01-14 2016-07-21 東洋紡株式会社 手袋型入力装置

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