(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザのタッチ入力だけでなく、タッチ入力が困難な状況でもタッチセンサ上のジェスチャにより携帯機器を操作できるようにする。【解決手段】ベース基板上に互いに交差する方向に形成された第１電極パターンおよび第２電極パターンを備えるタッチセンサ１００と、タッチ認識モードとジェスチャ認識モードからタッチセンサ１００の作動モードを選択するモード選択部５００と、ジェスチャ認識モードを選択した場合に第１電極パターンからなる第１電極パターン群を形成する第１スイッチング回路部２００と、第２電極パターンからなる第２電極パターン群を形成する第２スイッチング回路部３００と、タッチセンサ１００の作動モードの選択に応じて、第１スイッチング回路部２００と第２スイッチング回路部３００のスイッチング動作、および第１電極パターン群と第２電極パターン群における相互キャパシタンスの変化を検出する制御部４００と、を含む。【選択図】図１
2015056178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板上に互いに交差する方向に形成された第１電極パターンおよび第２電極パターンを備えるタッチセンサと、
タッチ認識モードとジェスチャ認識モードから前記タッチセンサの作動モードを選択するモード選択部と、
前記ジェスチャ認識モードを選択した場合、スイッチング動作により少なくとも一つの第１電極パターンからなる第１電極パターン群を形成する第１スイッチング回路部と、
スイッチング動作により少なくとも一つの第２電極パターンからなる第２電極パターン群を形成する第２スイッチング回路部と、
前記タッチセンサの作動モードの選択に応じて、前記第１スイッチング回路部と第２スイッチング回路部のスイッチング動作、および前記第１電極パターン群と第２電極パターン群における相互キャパシタンスの変化を検出する制御部と、を含む、ジェスチャ認識が可能なタッチセンサ。
【請求項２】
前記第１電極パターン群は、
前記第１スイッチング回路部から駆動信号が印加される第１駆動電極群ＴＸと、
ユーザのジェスチャ入力を検知する第１センシング電極群ＲＸと、を含み、
前記第２電極パターン群は、
前記第２スイッチング回路部から駆動信号が印加される第２駆動電極群ＴＹと、
ユーザのジェスチャ入力を検知する第２センシング電極群ＲＹと、を含む、請求項１に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサ。
【請求項３】
前記第１駆動電極群ＴＸは、前記第１電極パターンの中央に形成され、前記第１センシング電極群ＲＸは、前記第１電極パターンの両側端にそれぞれ形成され、
前記第２駆動電極群ＴＹは、前記第２電極パターンの中央に形成され、前記第２センシング電極群ＲＹは、前記第２電極パターンの両側端にそれぞれ形成される、請求項２に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサ。
【請求項４】
前記制御部は、
前記第１スイッチング回路部を介して前記第１駆動電極群ＴＸに駆動信号を印加し、ユーザの上下方向のジェスチャ入力による前記第１駆動電極群ＴＸと前記第１センシング電極群ＲＸとの間の相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知して、前記ユーザが上下方向のジェスチャを入力したか否かを判断し、
前記第２スイッチング回路部を介して前記第２駆動電極群ＴＹに駆動信号を印加し、ユーザの左右方向のジェスチャ入力による前記第２駆動電極群ＴＹと前記第２センシング電極群ＲＹとの間の相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知して、前記ユーザが左右方向のジェスチャを入力したか否かを判断する、請求項１に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサ。
【請求項５】
前記第１電極パターンはメッシュパターンである、請求項１に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサ。
【請求項６】
前記第１電極パターンの幅は、前記第２電極パターンの幅と類似している、請求項５に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサ。
【請求項７】
前記タッチセンサは、
ベース基板と、
前記ベース基板の片面に、一方向に互いに平行に形成される第１電極パターンと、
前記ベース基板の裏面に、前記第１電極パターンと交差する方向に互いに平行に形成される第２電極パターンと、を備える、請求項１に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサ。
【請求項８】
前記ジェスチャ認識モードが終了すると、
前記第１スイッチング回路部は、スイッチング動作により、前記第１電極パターンに全て電気的に連結され、
前記第２スイッチング回路部は、スイッチング動作により、前記第２電極パターンに全て電気的に連結され、
前記制御部は、前記第２スイッチング回路部を介して前記第２電極パターンに駆動信号を順次印加し、前記第１電極パターンで検知される相互キャパシタンスの変化を検出する、請求項１に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサ。
【請求項９】
タッチ認識モードからジェスチャ認識モードに切り替えるか否かを選択するモード選択段階と、
前記ジェスチャ認識モードを選択した場合、第１、第２電極パターン群を形成した後、ユーザのジェスチャによる第１、第２電極パターン群における相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知するジェスチャ認識モード実行段階と、
特定のジェスチャを入力したか否かに応じて、前記ジェスチャ認識モードを終了するか否かを判断する段階と、を含む、ジェスチャ認識が可能なタッチセンサの制御方法。
【請求項１０】
前記ジェスチャ認識モード実行段階において、
第１スイッチング回路部のスイッチング動作により、少なくとも一つの第１電極パターンからなる第１電極パターン群を形成し、
第２スイッチング回路部のスイッチング動作により、少なくとも一つの第２電極パターンからなる第２電極パターン群を形成する、請求項９に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサの制御方法。
【請求項１１】
前記第１電極パターン群は、
前記第１スイッチング回路部から駆動信号が印加される第１駆動電極群ＴＸと、
ユーザのジェスチャ入力を検知する第１センシング電極群ＲＸと、を含み、
前記第２電極パターン群は、
前記第２スイッチング回路部から駆動信号が印加される第２駆動電極群ＴＹと、
ユーザのジェスチャ入力を検知する第２センシング電極群ＲＹと、を含む、請求項１０に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサの制御方法。
【請求項１２】
前記第１駆動電極群ＴＸは、前記第１電極パターンの中央に形成され、前記第１センシング電極群ＲＸは、前記第１電極パターンの両側端にそれぞれ形成され、
前記第２駆動電極群ＴＹは、前記第２電極パターンの中央に形成され、前記第２センシング電極群ＲＹは、前記第２電極パターンの両側端にそれぞれ形成される、請求項１１に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサの制御方法。
【請求項１３】
前記ジェスチャ認識モード実行段階は、
前記第１スイッチング回路部を介して前記第１駆動電極群ＴＸに駆動信号が印加され、ユーザの上下方向のジェスチャ入力による第１駆動電極群ＴＸと前記第１センシング電極群ＲＸとの間の相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知して、前記ユーザが上下方向のジェスチャを入力したか否かを判断する段階と、
前記第２スイッチング回路部を介して前記第２駆動電極群ＴＹに駆動信号が印加され、ユーザの左右方向のジェスチャ入力による第２駆動電極群ＴＹと前記第２センシング電極群ＲＹとの間の相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知して、前記ユーザが左右方向のジェスチャを入力したか否かを判断する段階と、を含む、請求項１２に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサの制御方法。
【請求項１４】
前記ジェスチャ認識モードを終了するか否かを判断する段階は、
前記ジェスチャ認識モードを終了するための特定のジェスチャを入力したか否かを判断する段階と、
前記ジェスチャ入力がある場合、前記第１スイッチング回路部が、スイッチング動作により前記全ての第１電極パターンに電気的に連結され、前記第２スイッチング回路部が、スイッチング動作により前記全ての第２電極パターンに電気的に連結される第１、第２電極パターンのグルーピング解除段階と、
前記ジェスチャ入力がない場合、前記ジェスチャ認識モードを継続して実行する段階と、を含む、請求項９に記載のジェスチャ認識が可能なタッチセンサの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェスチャ認識が可能なタッチセンサおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル技術を用いるコンピュータが発達するにつれて、コンピュータの補助装置もともに開発されており、パソコン、携帯用送信装置、その他の個人用の情報処理装置などは、キーボード、マウスなどの様々な入力装置（Ｉｎｐｕｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いて、テキストおよびグラフィック処理を行う。
【０００３】
しかし、入力装置に関する技術は、一般的な機能を満たす水準を超えて、高信頼性、耐久性、革新性、設計および加工に関する技術などが注目されており、このような目的を達成するために、テキスト、グラフィックなどの情報入力が可能な入力装置として、タッチセンサ（ｔｏｕｃｈ  ｓｅｎｓｏｒ）が開発された。
【０００４】
また、タッチセンサの種類は、抵抗膜方式（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｔｙｐｅ）、静電容量方式（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｔｙｐｅ）、電磁方式（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｙｐｅ）、表面弾性波方式（ＳＡＷ  Ｔｙｐｅ；Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ  Ｔｙｐｅ）および赤外線方式（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｔｙｐｅ）に区分される。
【０００５】
このような様々な方式のタッチセンサは、信号増幅の問題、解像度の差、設計および加工技術の難易度、光学的特性、電気的特性、機械的特性、耐環境特性、入力特性、耐久性および経済性を考慮して電子製品に採用されるが、現在、最も幅広い分野で用いられている方式は、抵抗膜方式のタッチセンサおよび静電容量方式のタッチセンサである。
【０００６】
なお、近年、高性能のスマートフォンの一般化に伴い、静電容量方式のタッチセンサに多様なセンサ機能（例えば、タッチセンシング、極細スタイラスペン支援、近接センシングまたはジェスチャ認識機能など）の搭載が要求されている。
【０００７】
しかし、静電容量方式のタッチセンサは、特許文献１のように、多様なセンサ機能に適するセンサ電極パターンの構造または駆動方式等が相違しており、前記静電容量方式のタッチセンサに前記センサ機能を一体化させることは困難であるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１１−００５７５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためのものであって、ユーザのタッチ入力だけでなく、タッチ入力が困難な状況でもユーザのタッチセンサ上のジェスチャを検知することで、前記タッチセンサをタッチしなくても携帯機器を操作できるジェスチャ認識が可能なタッチセンサおよびその制御方法を提供するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施例によるジェスチャ認識が可能なタッチセンサは、ベース基板上に互いに交差する方向に形成された第１電極パターンおよび第２電極パターンを備えるタッチセンサと、タッチ認識モードとジェスチャ認識モードから前記タッチセンサの作動モードを選択するモード選択部と、前記ジェスチャ認識モードを選択した場合、スイッチング動作により少なくとも一つの第１電極パターンからなる第１電極パターン群を形成する第１スイッチング回路部と、スイッチング動作により少なくとも一つの第２電極パターンからなる第２電極パターン群を形成する第２スイッチング回路部と、前記タッチセンサの作動モードの選択に応じて、前記第１スイッチング回路部と第２スイッチング回路部のスイッチング動作、および前記第１電極パターン群と第２電極パターン群における相互キャパシタンスの変化を検出する制御部と、を含む。
【００１１】
また、前記第１電極パターン群は、前記第１スイッチング回路部から駆動信号が印加される第１駆動電極群ＴＸと、ユーザのジェスチャ入力を検知する第１センシング電極群ＲＸと、を含み、前記第２電極パターン群は、前記第２スイッチング回路部から駆動信号が印加される第２駆動電極群ＴＹと、ユーザのジェスチャ入力を検知する第２センシング電極群ＲＹと、を含む。
【００１２】
また、前記第１駆動電極群ＴＸは、前記第１電極パターンの中央に形成され、前記第１センシング電極群ＲＸは、前記第１電極パターンの両側端にそれぞれ形成され、前記第２駆動電極群ＴＹは、前記第２電極パターンの中央に形成され、前記第２センシング電極群ＲＹは、前記第２電極パターンの両側端にそれぞれ形成される。
【００１３】
また、前記制御部は、前記第１スイッチング回路部を介して前記第１駆動電極群ＴＸに駆動信号を印加し、ユーザの上下方向のジェスチャ入力による前記第１駆動電極群ＴＸと前記第１センシング電極群ＲＸとの間の相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知して、前記ユーザが上下方向のジェスチャを入力したか否かを判断し、前記第２スイッチング回路部を介して前記第２駆動電極群ＴＹに駆動信号を印加し、ユーザの左右方向のジェスチャ入力による前記第２駆動電極群ＴＹと前記第２センシング電極群ＲＹとの間の相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知して、前記ユーザが左右方向のジェスチャを入力したか否かを判断する。
【００１４】
また、前記第１電極パターンは、メッシュパターンである。
【００１５】
また、前記第１電極パターンの幅は、前記第２電極パターンの幅と類似している。
【００１６】
また、前記タッチセンサは、ベース基板と、前記ベース基板の片面に、一方向に互いに平行に形成される第１電極パターンと、前記ベース基板の裏面に、前記第１電極パターンと交差する方向に互いに平行に形成される第２電極パターンと、を備える。
【００１７】
また、前記ジェスチャ認識モードが終了すると、前記第１スイッチング回路部は、スイッチング動作により、前記第１電極パターンに全て電気的に連結され、前記第２スイッチング回路部は、スイッチング動作により、前記第２電極パターンに全て電気的に連結され、前記制御部は、前記第２スイッチング回路部を介して前記第２電極パターンに駆動信号を順次印加し、前記第１電極パターンで検知される相互キャパシタンスの変化を検出する。
【００１８】
また、本発明に係るジェスチャ認識が可能なタッチセンサの制御方法は、タッチ認識モードからジェスチャ認識モードに切り替えるか否かを選択するモード選択段階と、前記ジェスチャ認識モードを選択した場合、第１、第２電極パターン群を形成した後、ユーザのジェスチャによる第１、第２電極パターン群における相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知するジェスチャ認識モード実行段階と、特定のジェスチャを入力したか否かに応じて、前記ジェスチャ認識モードを終了するか否かを判断する段階と、を含む。
【００１９】
また、前記ジェスチャ認識モード実行段階において、第１スイッチング回路部のスイッチング動作により、少なくとも一つの第１電極パターンからなる第１電極パターン群を形成し、第２スイッチング回路部のスイッチング動作により、少なくとも一つの第２電極パターンからなる第２電極パターン群を形成する。
【００２０】
また、前記第１電極パターン群は、前記第１スイッチング回路部から駆動信号が印加される第１駆動電極群ＴＸと、ユーザのジェスチャ入力を検知する第１センシング電極群ＲＸと、を含み、前記第２電極パターン群は、前記第２スイッチング回路部から駆動信号が印加される第２駆動電極群ＴＹと、ユーザのジェスチャ入力を検知する第２センシング電極群ＲＹと、を含む。
【００２１】
また、前記第１駆動電極群ＴＸは、前記第１電極パターンの中央に形成され、前記第１センシング電極群ＲＸは、前記第１電極パターンの両側端にそれぞれ形成され、前記第２駆動電極群ＴＹは、前記第２電極パターンの中央に形成され、前記第２センシング電極群ＲＹは、前記第２電極パターンの両側端にそれぞれ形成される。
【００２２】
また、前記ジェスチャ認識モード実行段階は、前記第１スイッチング回路部を介して前記第１駆動電極群ＴＸに駆動信号が印加され、ユーザの上下方向のジェスチャ入力による第１駆動電極群ＴＸと前記第１センシング電極群ＲＸとの間の相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知して、前記ユーザが上下方向のジェスチャを入力したか否かを判断する段階と、前記第２スイッチング回路部を介して前記第２駆動電極群ＴＹに駆動信号が印加され、ユーザの左右方向のジェスチャ入力による第２駆動電極群ＴＹと前記第２センシング電極群ＲＹとの間の相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知して、前記ユーザが左右方向のジェスチャを入力したか否かを判断する段階と、を含む。
【００２３】
また、前記ジェスチャ認識モードを終了するか否かを判断する段階は、前記ジェスチャ認識モードを終了するための特定のジェスチャを入力したか否かを判断する段階と、前記ジェスチャ入力がある場合、前記第１スイッチング回路部が、スイッチング動作により前記全ての第１電極パターンに電気的に連結され、前記第２スイッチング回路部が、スイッチング動作により前記全ての第２電極パターンに電気的に連結される第１、第２電極パターンのグルーピング解除段階と、前記ジェスチャ入力がない場合、前記ジェスチャ認識モードを継続して実行する段階と、を含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、第１、第２スイッチング回路部のスイッチング動作により従来の相互キャパシタンス方式のタッチセンサの電極パターンを用いた前記電極パターンをグルーピングすることで、タッチ認識およびジェスチャ認識の機能を前記電極パターンに一体化させて、ジェスチャ認識のための構成要素を追加することなく、多機能を具備したタッチセンサの軽薄短小化により製造工程および全体の生産性の効率を高めることができる。
【００２５】
また、外部からのタッチ入力が困難な状況でもユーザの上下方向または左右方向のジェスチャによる相互キャパシタンス（Ｍｕｔｕａｌ−ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）変化の時間差を検出して、ユーザがジェスチャを入力したが否かを判断し、前記ジェスチャ入力に対応する機能を行うことで、タッチ入力だけでなく、ジェスチャだけでも携帯機器またはコンテンツ等を制御することができる。
【００２６】
また、タッチセンサの第１電極パターンの幅を既存の相互キャパシタンス方式より広幅の金属メッシュパターンで形成することで、タッチ認識およびジェスチャ認識の両方に使用可能なＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）を確保することができる。
【００２７】
また、ユーザのジェスチャが上側から下側に入力される場合には、第１電極パターンの第１駆動電極群ＴＸと上側端の第１センシング電極群ＲＸとの間の相互キャパシタンスの変化を検知し、ユーザのジェスチャが左側から右側に入力される場合には、第２電極パターンの第２駆動電極群ＴＹと左側端の第２センシング電極群ＲＹとの間の相互キャパシタンスの変化を検知することで、ユーザがジェスチャを入力したか否かだけでなく、前記ジェスチャの入力方向まで検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施例によるジェスチャ認識が可能なタッチセンサのブロック図である。
【図２Ａ】本発明のタッチセンサの平面図である。
【図２Ｂ】図２ＡのＡ−Ａ´を基準にタッチセンサを切断した断面図である。
【図３】本発明に係るジェスチャ認識が可能なタッチセンサのタッチ認識モードでの駆動方式を示す図である。
【図４Ａ】本発明に係るジェスチャ認識が可能なタッチセンサのジェスチャ認識モードでの第１電極パターンのグルーピング方式を示す回路図である。
【図４Ｂ】第１電極パターンがグルーピングされた場合、ユーザの上、下方向のスイープジェスチャを示す図である。
【図５Ａ】本発明に係るジェスチャ認識が可能なタッチセンサのジェスチャ認識モードでの第２電極パターンのグルーピング方式を示す回路図である。
【図５Ｂ】第２電極パターンがグルーピングされた場合、ユーザの左、右方向のスイープジェスチャを示す図である。
【図６】本発明に係るジェスチャ認識が可能なタッチセンサのジェスチャ認識モードを終了するジェスチャを示す図である。
【図７】本発明に係るジェスチャ認識が可能なタッチセンサの制御方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係るジェスチャ認識が可能なタッチセンサの制御部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の目的、特定の長所および新規の特徴は、添付図面に係る以下の詳細な説明および好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同じ構成要素に限っては、たとえ異なる図面に示されても、できるだけ同じ番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「片面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施例によるジェスチャ認識が可能なタッチセンサのブロック図であり、図２Ａは、本発明のタッチセンサの平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＡ−Ａ´を基準にタッチセンサを切断した断面図であり、図８は、前記タッチセンサの制御部を示す図である。
【００３２】
図１および図８に示されたように、本発明の実施例によるジェスチャ認識が可能なタッチセンサは、タッチセンサと、第１スイッチング回路部と、第２スイッチング回路部と、制御部と、モード選択部と、を含み、前記制御部は、検知回路モジュールと、信号変換モジュールと、演算モジュールと、駆動回路モジュールと、コントローラと、を含む。
【００３３】
タッチセンサ１００は、図２Ａおよび図２Ｂに示されたように、ベース基板１２０と、前記ベース基板１２０の片面に、一方向に互いに平行に形成される第１電極パターン１１０と、前記ベース基板１２０の裏面に、前記第１電極パターン１１０と交差する方向に互いに平行に形成される第２電極パターン１３０と、を備える。
【００３４】
ここで、ベース基板１２０は、電極パターン、電極配線等が形成される領域を提供する機能を果たし、透明で、所定強度以上を有する材質であれば特に限定されず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ガラスまたは強化ガラスなどで形成することが好ましい。
【００３５】
第１電極パターン１１０は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）またはこれらの組み合わせを用いてメッシュパターン（Ｍｅｓｈ  Ｐａｔｔｅｒｎ）に形成することができ、第２電極パターン１３０は、メッシュパターン（Ｍｅｓｈ  Ｐａｔｔｅｒｎ）またはｓｏｌｉｄ形態のバー電極の構造に形成されることができる。
【００３６】
また、従来の相互キャパシタンス方式のタッチセンサの場合、第１電極パターン（上部電極パターン）１１０は、第２電極パターン（下部電極パターン）１３０とタッチ入力手段との電場によるカップリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を遮断しないために、抵抗限界を基準として第２電極パターン（下部電極パターン）１３０より相対的に狭い幅を有するように形成されたが、前記第１電極パターンを広幅の金属メッシュパターンに形成する場合にはタッチ認識およびジェスチャ認識の両方が可能なＳＮＲが得られる。
【００３７】
すなわち、第１電極パターン１１０を金属メッシュパターンに形成する場合には、タッチ入力手段との電場によるカップリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を遮断しないため、第２電極パターンの形成構造（メッシュパターン（Ｍｅｓｈ  Ｐａｔｔｅｒｎ）またはｓｏｌｉｄ形態のバー電極構造）に関係なく、第１電極パターンの幅を第２電極パターンの幅と同一または類似に形成しても、前記タッチ認識およびジェスチャ認識のためのＳＮＲを確保することができる。
【００３８】
モード選択部５００は、ユーザの選択に応じて、タッチ認識モードとジェスチャ認識モードから前記タッチセンサの作動モードを選択する機能を果たし、Ｈ／ＷまたはＳ／Ｗボタンからなることができる。
【００３９】
前記タッチセンサ１００の作動モードの選択に応じて、第１、第２スイッチング回路部２００、３００と、第１、第２電極パターン（Ｘ１〜Ｘ１０、Ｙ１〜Ｙ１０）１１０、１３０とが、スイッチング動作により互いに電気的に連結される。
【００４０】
すなわち、制御部４００は、前記第１スイッチング回路部２００と第２スイッチング回路部３００のスイッチング動作、および前記第１電極パターン（Ｘ１〜Ｘ１０）と前記第２電極パターン（Ｙ１〜Ｙ１０）に印加される駆動信号を制御し、前記第１電極パターン１１０および第２電極パターン１３０で検知された相互キャパシタンスの変化を検出する。
【００４１】
ここで、制御部４００は、検知回路モジュール４１０と、信号変換モジュール４２０と、演算モジュール４３０と、駆動回路モジュール４４０と、コントローラ４５０と、を含む。
【００４２】
検知回路モジュール４１０は、第２スイッチング回路部３００に連結され、前記タッチセンサ１００における相互キャパシタンスの変化を検知し、これに対応するアナログ信号（電圧形態）を生成し、また、信号変換モジュール４２０は、検知回路モジュール４１０に連結され、前記アナログ信号（電圧形態）をデジタル信号に変換する。
【００４３】
なお、前記信号変換方式は、前記アナログ信号が所定の基準電圧レベルまで逹する時間を測定し、これをデジタル信号に変換するＴＤＣ（Ｔｉｍｅ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）方式または前記アナログ信号のレベルが所定時間変化する量を測定して、これをデジタル信号に変換するＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）方式であってもよい。
【００４４】
また、演算モジュール４３０は、前記デジタル信号を用いてタッチセンサに印加されたタッチ入力の数、座標またはジェスチャ動作等を判断し、駆動回路モジュールは、前記第１スイッチング回路部に連結され、前記タッチセンサに所定の駆動信号を印加する。
【００４５】
また、コントローラ４５０は、検知回路モジュール４１０、信号変換モジュール４２０、演算モジュール４３０、駆動回路モジュール４４０および第１、第２スイッチング回路部の作動を制御する。ここで、コントローラ４５０は、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  ｕｎｉｔ）であってもよい。
【００４６】
以下、タッチセンサの作動モードの選択に応じてジェスチャ認識が可能なタッチセンサの駆動方式について、より詳細に説明する。
【００４７】
図３は、本発明に係るジェスチャ認識が可能なタッチセンサのタッチ認識モードでの駆動方式を示す回路図である。
【００４８】
ユーザによりモード選択部５００でタッチ認識モードが選択された場合、コントローラ４５０は、第１、第２スイッチング回路部２００、３００のスイッチング動作を制御して、第１、第２スイッチング回路部が第１、第２電極パターン１１０、１３０に全て電気的に連結されるように制御する。
【００４９】
また、駆動回路モジュール４４０は、第２スイッチング回路部３００を介して第２電極パターン１３０に駆動信号を順次印加し、検知回路モジュール４１０は、ユーザのタッチ入力に応じてそれぞれの第１電極パターン１１０で検知される相互キャパシタンスの変化を検出し、演算モジュール４３０を介して相互キャパシタンスが変化したタッチ位置の座標を判別する。
【００５０】
すなわち、検知回路モジュール４１０は、第１電極パターン１１０で検知された相互キャパシタンス値を電圧値に変換し、前記電圧値を基準値（Ｂａｓｅｌｉｎｅ）と設定した後、駆動回路モジュールが第２電極パターン１３０に駆動信号を順次印加してから検知回路モジュール４１０が第１電極パターン１１０における相互キャパシタンスを検出する過程を繰り返して行い、前記基準値（Ｂａｓｅｌｉｎｅ）をアップデート（Ｕｐｄａｔｉｎｇ）する。
【００５１】
図４Ａおよび図５Ａは、本発明に係るジェスチャ認識が可能なタッチセンサのジェスチャ認識モードでの第１、第２電極パターンのグルーピング方式を示す図であり、図４Ｂおよび図５Ｂは、第１、第２電極パターン群が形成された後、ユーザの上、下方向および左、右方向のスイープジェスチャを示す図であり、図６は、ジェスチャ認識モードを終了するためのジェスチャを示す図である。
【００５２】
図４Ａから図５Ｂに示されたように、ユーザによりモード選択部５００でジェスチャ認識モードが選択された場合、制御部４００は、第１スイッチング回路部２００のスイッチング動作を制御し、少なくとも一つの第１電極パターン１１０からなる第１電極パターン群ＴＸ、ＲＸを形成した後、第２スイッチング回路部３００のスイッチング動作を制御して、少なくとも一つの第２電極パターン１３０からなる第２電極パターン群ＴＹ、ＲＹを形成する。
【００５３】
すなわち、前記第１電極パターン群は、前記第１スイッチング回路部から駆動信号が印加される第１駆動電極群ＴＸと、ユーザのジェスチャ入力を検知する第１センシング電極群ＲＸと、を含み、前記第２電極パターン群は、前記第２スイッチング回路部から駆動信号が印加される第２駆動電極群ＴＹと、ユーザのジェスチャ入力を検知する第２センシング電極群ＲＹと、を含む。
【００５４】
ここで、前記第１駆動電極群ＴＸは、前記第１電極パターンの中央に形成され、前記第１センシング電極群ＲＸは、前記第１電極パターンの両側端にそれぞれ形成されることができ、前記第２駆動電極群ＴＹは、前記第２電極パターンの中央に形成され、前記第２センシング電極群ＲＹは、前記第２電極パターンの両側端に形成されることができる。
【００５５】
また、ユーザの上、下方向のジェスチャ入力については、駆動回路モジュール４４０が第１スイッチング回路部２００を介して前記第１駆動電極群ＴＸに駆動信号を印加し、検知回路モジュールが第１駆動電極群ＴＸと前記第１センシング電極群ＲＸとの間の相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知した後、前記相互キャパシタンスの変化に対応するアナログ信号（電圧）を生成し、信号変換モジュール４２０および演算モジュール４３０を介して計算された結果に基づき、コントローラ４５０は、ユーザが上、下方向のジェスチャ７００を入力したか否かを判断する。
【００５６】
また、ユーザの左、右方向のジェスチャ入力については、駆動回路モジュール４４０が第２スイッチング回路部３００を介して前記第２駆動電極群ＴＹに駆動信号を印加し、検知回路モジュール４１０が前記第２駆動電極群ＴＹと前記第２センシング電極群ＲＹとの間の相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検知した後、前記相互キャパシタンスの変化に対応するアナログ信号（電圧）を生成し、信号変換モジュール４２０および演算モジュール４３０を介して計算された結果に基づき、コントローラ４５０は、ユーザが左、右方向のジェスチャ６００を入力したか否かを判断する。
【００５７】
すなわち、ユーザのジェスチャが上側から下側に入力される場合には、第１電極パターンの第１駆動電極群ＴＸと上側端の第１センシング電極群ＲＸとの間の相互キャパシタンスの変化を検知し、ユーザのジェスチャが左側から右側に入力される場合には、第２電極パターンの第２駆動電極群ＴＹと左側端の第２センシング電極群ＲＹとの間の相互キャパシタンスの変化を検知することで、ユーザがジェスチャを入力したか否かだけでなく、前記ジェスチャの入力方向まで検知することができる。
【００５８】
さらに、図６に示されたように、ユーザのジェスチャがタッチセンサを覆うカバー（ｃｏｖｅｒ）動作として検知された場合、制御部４００は、前記カバー動作をジェスチャ認識モードを終了するジェスチャとして認識し、第１、第２スイッチング回路部２００、３００のスイッチング動作を制御して、第１、第２スイッチング回路部２００、３００のスイッチが第１、第２電極パターン１１０、１３０に全て電気的に連結されるようにすることで、第１、第２電極パターン群ＴＸ、ＲＸ、ＴＹ、ＲＹを解除させる。ここで、ジェスチャ認識モードを終了するジェスチャは、前記カバー（ｃｏｖｅｒ）動作に限定されない。
【００５９】
上述したように、第１、第２スイッチング回路部のスイッチング動作により従来の相互キャパシタンス方式のタッチセンサの電極パターンを用いた前記電極パターンをグルーピングすることで、タッチ認識およびジェスチャ認識の機能を前記電極パターンに一体化させて、多機能を具備したタッチセンサの軽薄短小化により製造工程および全体の生産性の効率を高めることができる。
【００６０】
また、外部からのタッチ入力が困難な状況でもユーザの上下方向または左右方向のジェスチャによる相互キャパシタンス（Ｍｕｔｕａｌ−ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）変化の時間差を検出して、ユーザがジェスチャを入力したが否かを判断し、前記ジェスチャ入力に対応する機能を行うことで、タッチ入力だけでなく、ジェスチャだけでも携帯機器またはコンテンツ等を制御することができる。
【００６１】
また、タッチセンサの第１電極パターンの幅を既存の相互キャパシタンス方式より広幅の金属メッシュパターンで形成することで、タッチ認識およびジェスチャ認識の両方に使用可能なＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）を確保することができる。
【００６２】
図７は、本発明に係るジェスチャ認識が可能なタッチセンサの制御方法を示すフローチャートである。
【００６３】
図７に示されたように、ジェスチャ認識が可能なタッチセンサの制御方法は、タッチ認識モード段階（Ｓ１００）と、モード選択段階（Ｓ１１０）と、ジェスチャ認識モード実行段階（Ｓ１２０、Ｓ１３０）と、ジェスチャ認識モード終了可否判断段階（Ｓ１４０）と、を含む。
【００６４】
先ず、タッチ認識モード段階（Ｓ１００）において、駆動回路モジュール４４０は、第２スイッチング回路部３００を介して第２電極パターン１３０に駆動信号を順次印加し、検知回路モジュール４１０は、ユーザのタッチ入力に応じてそれぞれの第１電極パターン１１０で検知される相互キャパシタンスの変化を検出し、演算モジュール４３０を介して相互キャパシタンスが変化したタッチ位置の座標を判別する。
【００６５】
次に、モード選択段階（Ｓ１１０）では、ユーザがモード選択部５００を介して前記タッチ方式モードからジェスチャ認識モードに切り替えるか否かを選択し、ジェスチャ認識モードを選択しなかった場合には、前記タッチ認識モードを継続して実行する（Ｓ１００）。
【００６６】
また、ユーザが前記ジェスチャ認識モードを選択した場合、制御部４００は、第１、第２スイッチング回路部２００、３００のスイッチング動作により少なくとも一つの第１、第２電極パターン１１０、１３０からなる第１、第２電極パターン群ＴＸ、ＲＸ、ＴＹ、ＲＹを形成した後（Ｓ１２０）、ユーザのジェスチャによる前記第１、第２電極パターン群ＴＸ、ＲＸ、ＴＹ、ＲＹの相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検出するジェスチャ認識モードを実行する（Ｓ１３０）。
【００６７】
ここで、制御部４００は、第１、第２スイッチング回路部２００、３００を介して第１、第２駆動電極群ＴＸ、ＴＹに駆動信号を順次印加し、前記第１駆動電極群ＴＹと前記第１センシング電極群ＲＸとの間、および前記第２駆動電極群ＴＹと前記第２センシング電極群ＲＹとの間のそれぞれの相互キャパシタンスの変化に対する時間差を検出して、ユーザのジェスチャの動作方向（上／下方向または左／右方向）を決める。
【００６８】
また、制御部４００は、ユーザが特定のジェスチャを入力したか否かを判断して、前記ジェスチャ認識モードを終了するか否かを判断する（Ｓ１４０）。すなわち、図６に示されたように、ユーザがタッチセンサを覆うカバー（ｃｏｖｅｒ）ジェスチャを入力した場合には、制御部４００は、前記ジェスチャを前記ジェスチャ認識モードを終了するものと認識する。
【００６９】
次に、ユーザの特定のジェスチャ入力がある場合には、制御部４００は、第１、第２スイッチング回路部２００、３００のスイッチング動作を制御して、第１、第２スイッチング回路部２００、３００のスイッチが第１、第２電極パターン１１０、１３０に全て電気的に連結されるようにすることで、第１、第２電極パターングルーピングを解除する（Ｓ１５０）。また、ユーザの特定のジェスチャ入力がない場合には、前記ジェスチャ認識モードを継続して実行する。
【００７０】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
【００７１】
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、ジェスチャ認識が可能なタッチセンサおよびその制御方法に適用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１００  タッチセンサ
１１０  第１電極パターン
１２０  ベース基板
１３０  第２電極パターン
２００  第１スイッチング回路部
３００  第２スイッチング回路部
４００  制御部
４１０  検知回路モジュール
４２０  信号変換モジュール
４３０  演算モジュール
４４０  駆動回路モジュール
４５０  コントローラ
５００  モード選択部
６００  左、右方向のスイープジェスチャ
７００  上、下方向のスイープジェスチャ
８００  カバー動作
ＴＸ、ＲＸ  第１電極パターン群
ＴＹ、ＲＹ  第２電極パターン群
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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