KR101888096B1 - 접촉 감지 스크린 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치와의 상호작용동안 수행되는 장치 이용과 관련하여 이미지 및 정보를 시각화하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명은 접촉 위치들의 검출(터치 모드)뿐만 아니라 디스플레이 장치 전면의 한 영역에서 유저의 손가락의 비접촉 검출(비접촉 모드)을 가능하게 하고, 강인하고 비용 효율적인 방식으로 실현될 수 있는 설계에 의해 각 장치를 구별하도록 되어있는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따르면, 상기 목적은 디스플레이 장치로서, 패널 층, 및 상기 패널 층에 접속된 투명 전극 층을 포함하며, 상기 투명 전극 층은 복수의 전극 세그먼트들로 세분되고, 또한 상기 전극 세그먼트들은 세그먼트 로우들(rows)과 세그먼트 컬럼들(columns)을 포함하는 세그먼트 어레이를 형성하고, 상기 전극 세그먼트들과 결합되고, 접촉 검출이 전극 층의 상기 전극 세그먼트들에 의해 수행되는 회로 상태를 적용할 수 있고, 그리고 또한 유저의 손가락의 비접촉 위치 또는 움직임 검출이 상기 디스플레이 장치의 전면의 한 영역에서 수행되는 회로 상태를 적용할 수 있도록 형성되는 해석 회로를 포함하고, 접촉 모드에서 유저의 손가락의 위치를 검출하는데 사용되는 상기 전극 세그먼트들의 적어도 일부는 또한 비접촉 모드에서 검출을 위해 사용되고, 그리고 상기 비접촉 위치 또는 상기 비접촉 움직임 검출은 상기 세그먼트 어레이의 몇 개의 전극 세그먼트들을 하나의 전극 그룹 내에 결합함으로써 수행되는 디스플레이 장치에 의해 달성된다.

Description

접촉 감지 스크린{TOUCH SENSITIVE SCREEN}

본 발명은 디스플레이 장치와의 상호작용 동안 수행되는 장치 이용과 관련하여 이미지 및 정보를 시각화하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 또한 이와 관련하여 상기 디스플레이 장치에 터치스크린 기능을 제공하는 디스플레이 장치의 특수 부품에 관한 것이다.

터치스크린 기능을 포함하는 디스플레이 장치들은 특히 모바일 통신 장치들, 태블릿 PC들 및 항법 장치들에 사용되고, 또한 디스플레이 장치와의 선택적인 접촉에 의해 유저로 하여금 입력 동작들을 수행하게 하는 인터페이스를 형성하며, 여기서 이들 입력 동작들은 전형적으로 상기 디스플레이 장치에 의해 시각화되는 유저 인터페이스를 필요로 한다.

또한, 종래의 디스플레이 시스템들에서 예를 들어 컴퓨터 디스플레이들에서와 같이, 구현된 터치스크린 기능은 예를 들어, 디스플레이 시스템 상에서 디스플레이된 3D 오브젝트들의 회전과 같이 예를 들어 메뉴 선택, 커서 이동 또는 이미지 이동을 연계시키기 위하여 상호작용의 어필 가능성(appealing possibilities)을 제공할 수 있다.

본 출원인의 여러 특허 출원 특히 디스플레이 장치를 설계하기 위한 독일 특허출원 공개 DE 10 2009 030 495 A1으로부터 터치스크린 기능 이외에 유저의 손가락이 디스플레이 장치에 접촉하기 이전에 유저의 손가락을 검출할 수 있는 것이 알려져 있다. 또한, 디스플레이의 접촉 이외에 디스플레이 장치 전면의 한 영역에서 손가락의 위치를 검출할 수 있도록 하기 위해, 디스플레이 장치의 전면의 한 영역에서 전기적 특성들 또는 상태들의 변화를 검출할 수 있고 상기 변화들로부터 유저의 손가락에 대한 상대적 고 해상도 위치 검출을 할 수 있도록 하는 신호들을 유도하는 접촉 검출부로서 기능하는 특수 개별 전극들이 전극 시스템에 추가로 제공된다. 접촉 검출부로서 기능하는 전극들과 상기 전극들과는 별개로 제공되는 비접촉 위치 검출을 위한 전극들은 시분할 멀티플렉서 장치에 의해 연속적으로 인에이블될 수 있다.

본 발명은 접촉 위치들의 검출(접촉 모드)뿐만 아니라 디스플레이 장치 전면의 한 영역에서 유저의 손가락의 비접촉 검출(비접촉 모드)을 가능하게 하고, 견고하고 비용 효율적인 방식으로 구현될 수 있는 구조에 의해 각 장치를 차별화 되도록 형성된 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따르면, 전술한 목적은, 디스플레이 장치로서,

패널 층, 및

상기 패널 층에 접속된 투명 전극 층을 포함하며, 상기 투명 전극 층은 복수의 전극 세그먼트들로 세분되고, 또한 상기 전극 세그먼트들은 세그먼트 로우들(rows)과 세그먼트 컬럼들(columns)을 포함하는 세그먼트 어레이를 형성하고,

전극 세그먼트들과 결합되고, 접촉 검출이 전극 층의 상기 전극 세그먼트들에 의해 수행되는 회로 상태를 적용할 수 있고, 그리고

또한 유저의 손가락의 비접촉 위치 또는 움직임 검출이 상기 디스플레이 장치의 전면의 한 영역에서 수행될 수 있는 회로 상태를 적용할 수 있도록 형성되는 해석 회로를 포함하고,

접촉 모드에서 유저의 손가락의 위치를 검출하는데 사용되는 상기 전극 세그먼트들의 적어도 일부는 또한 비접촉 모드에서의 검출을 위해 사용되고, 그리고

상기 비접촉 위치 또는 움직임 검출은 상기 세그먼트 어레이의 몇 개의 전극 세그먼트들을 하나의 전극 그룹 내에 결합하는 방식으로 수행되는 디스플레이 장치에 의해 달성된다.

따라서 디스플레이 장치의 영역에 제공되고, 접촉 검출부 역할을 하는 전극 세그먼트들을, 유저의 손가락의 위치 또는 움직임의 검출이 그/그녀(유저)가 디스플레이 장치를 접촉하기 이전에 수행될 수 있도록 하는 전극 시스템으로서 동작하도록 하는 것이 바람직하다. 접촉 모드에서 디스플레이 장치에 대한 접촉이 수행되자 마자, 위치 분석이 전극 세그먼트들을 직접적으로 인접하게 하거나 또는 서로 교차하는 로우들과 컬럼들의 전극 세그먼트를 인접하게 함으로써 수행될 수 있다. 전극 그룹은 바람직하게 디스플레이 장치에서 기다란 체인을 구성하는 전극 세그먼트들을 포함한다. 비접촉 모드에서 손가락의 위치를 검출하는데 사용된 체인들은 디스플레이 장치의 에지 영역을 따라 비교적 가깝게 바람직하게 연장한다. 세그먼트 체인들은 위치 또는 움직임 검출을 위한 센서 전극 시스템들이 서로에 대해 다른 정렬을 가질 수 있을 때 특히, 이들이 서로 나란하게 정렬되고 서로 이격질 수 있을 때 일시적으로 동작한다. 서로에 대해 가로질러 정렬된 특히 서로에 대해 직각으로 정렬된 전극 세그먼트 체인들로부터 유도된 검출 이벤트들을 기초로 한 위치 검출을 집적하면 해석 결과를 얻을 수 있다.

디스플레이 장치와의 접촉 시 손가락의 위치 검출은 두 개의 바로 인접하는 전극 세그먼트들의 전계들의 결합을 검출하고 해석함으로써 수행될 수 있다. 인접하는 전극 세그먼트들의 전계의 이러한 짧은 결합을 검출하기 위해서는 세그먼트 어레이는 제1 부분의 전극 세그먼트들이 결합하여 별개의 로우로 되고, 제2 부분 의 전극 세그먼트들이 결합되어 다시 별개의 세그먼트 컬럼들로 되도록 설계되는 것이 바람직하다. 세그먼트 로우들 및 컬럼들은 서로 절연된다. 각각의 전극 세그먼트 로우의 연속 전극 세그먼트들 사이의 접속 연결부(ligaments)는 전극 세그먼트 컬럼들의 연속 전극 세그먼트들 사이의 접속 연결부에 대해 절연된다. 각각의 교차점들(crossover points)은 브리지들을 절연함으로써 형성되고, 이에 의해 교차점에서 접속 연결부들의 직류적 접속(galvanic connection)이 방지된다. 전극 어레이는 밀접하게 인접하는 마름모꼴(rhombi), 6각형, 다각형, 또는 기타 다른 밀접메시형 인접 분배부(allotments)를 포함하는 필드(field)의 형식으로 형성된다. 따라서 세그먼트 컬럼의 일부를 구성하는 하나의 전극 세그먼트에 바로 인접한 세그먼트 로우의 일부를 구성하는 하나의 전극 세그먼트가 배치된다. 따라서 디스플레이의 접촉점은 최고의 용량성 결합을 생성하는 세그먼트 로우 및 세그먼트 컬럼의 교차점과 상관된다. 따라서 접촉 검출 모드에서, X 및 Y 위치들의 결정은 높은 용량성 결합을 포함하는 교차점(cross points)을 검출함으로써 수행된다. 또한 접촉 모드에서 접촉점은 어느 세그먼트 로우 및 어느 세그먼트 컬럼이 유저의 손가락과의 가장 높은 용량성 결합을 갖는지를 결정함으로써 검출될 수 있다. 그 다음에, 상기 접촉 위치는 상기 세그먼트 로우와 상기 세그먼트 컬럼과의 교차점과 상관관계를 가진다. 그러나 상기 비접촉 모드에서, X 및 Y 위치의 검출은 예를 들어, 각각의 세그먼트 로우 및 각각의 세그먼트 컬럼으로부터 손가락의 거리를 나타내는 검출된 신호 레벨에 따르는 몇 개의 세그먼트 컬럼들 및 몇 개의 세그먼트 로우들의 각각의 위치의 용량성 결합에 대해 수행된다. 그리고 난 후 이들 레벨 값들로부터 손가락의 위치가 계산될 수 있고, 적어도 상기 손가락의 움직임의 경로가 기술될 수 있다. 바람직하게 이 계산은 상호간에 바람직하게 가중된 몇 가지 기본 접근법들 예를 들어, 다른 전극 세그먼트 그룹들 및 그룹 조합들에 맞는 삼각 측량 및 삼변 측량(trilateration) 접근법을 처리하여 수행된다. 첫째로, 그라운드에 대한 용량성 결합 또는 세그먼트 로우들 및 세그먼트 컬럼들에 걸리는 다른 전압 결합이 아날로그 값으로서 검출된다. 그 다음에 이 아날로그 레벨은 ADC 시스템에 의해 변환되고, 디지털 데이터 처리를 받는다.

본 발명의 특히 바람직한 실시예에 있어서, 실질적으로 장방형의 디스플레이 장치와의 비접촉 모드에서 위치 또는 움직임의 검출은 에지 영역들 가까이에 위치한 세그먼트 로우들 및 세그먼트 컬럼들을 이용하여 수행된다. 이들 에지 영역에 가깝게 위치한 세그먼트 로우들 및 세그먼트 컬럼들이 여기서 전극 프레임을 구성한다. 이 전극 프레임에 의해 그라운드에 대한 에지 영역에 가까운 세그먼트 컬럼들에 대한 손가락 유도 용량성 결합의 해석을 통해 유저의 손가락의 X 위치를 검출할 수 있다. 손가락의 Y 위치는 그라운드에 대한 상부 및 하부 수평 세그먼트 로우에 대한 손가락 유도 용량성 결합으로 결정될 수 있다. 그라운드에 대향하는 전위는 바람직하게 투명 전극 층에 인가되고 이 투명 전극 층은 실질적으로, 유저로부터 벗어나 있는(averted) 패널 층의 배면 상에서, 즉 유저로부터 벗어나 있는 전극 세그먼트 어레이의 배면의 전 평면에 걸쳐 연장한다.

바람직하게, 제1 회로 상태와 제2 회로 상태 사이의 스위칭은 멀티플렉서 장치에 의해 수행된다. 이 멀티플렉서 디바이스는 비접촉 모드에 대한 특정 시간 위상(time phase) 및 접촉 모드에 대한 특정 시간 위상을 제공하는 시분할 멀티플렉서 디바이스로서 실행될 수 있다. 또한, 전극 세그먼트들의 특정 그룹들을 프로그램 제어 방식으로 비 접촉 모드에서 위치 및 움직임 검출을 위해 전극 세그먼트 체인들로서, 그리고 이와 병행해서 특히 접촉 모드에서의 2차원 위치 검출을 위해 특정 전극 세그먼트 체인들로서 사용할 수 있다. 그다음에 유저 인터페이스는 전극 세그먼트 체인들이 비접촉 위치 검출을 위해 사용된 영역들을 위해 접촉 검출 기능을 필요로 하지 않도록 바람직하게 설계된다.

접촉 검출 모드 및 비접촉 검출 모드는 회로 형(circuitry-wise) 방식들로 연속적으로 수행될 수 있거나 또는 동시에 수행될 수 있다. 각 모드 주기의 고정 정의 대신에 연속적인 인에이블링에 의해 각 모드들 사이의 전환은 예를 들어, (비 접촉 모드의)제2 동작 상태를 적용하는 주기의 부분이 접촉이 검출되는 한은 제로로 설정되거나 또는 저감하도록 조정될 수 있다. 바람직하게, 전극 세그먼트 로우 및 전극 세그먼트 컬럼 상호간에 또는 그라운드에 대한 각 경우에 용량성 결합이 특정 스레숄드를 초과하는 경우는 접촉이 검출된다. 비접촉 분석 모드를 억제함으로써 접촉 모드에서 신호 해석이 비접촉 모드에서의 신호 해석보다 덜 민감하고 간단한 해석 동작들을 이용하여 수행될 수 있으므로 신호 처리가 간략화될 수 있다. 유사하게, 바람직한 방식으로 제1 동작 상태를 적용하는 주기의 부분은 접촉이 검출되지 않는 한은 저감된다. 그러나 접촉 이벤트가 특히 신뢰성 있게 검출될 수 있으므로, 그러나 바람직하게 예를 들면 한계기준을 나타내는 접촉을 실현하는 어떠한 접근도 어느 정도의 시간 거리에서, 그러나 바람직하게도 비교적 큰 시간 거리(time distance)에서 검출되지 않을 때 조차도 접촉점 검출은 기능 안정성에서 이득을 얻기 위해 수행된다.

바람직한 방식으로, 비접촉 모드는 적어도 두 개의 서브 모드들로 세분 될 수 있다. 제1 서브 모드는 장거리 모드이다. 여기서는, 예를 들어 단지 웨이크업(wake-up) 기능과 Z-축 거리(실질적으로 디스플레이에 대해 직각인 거리)의 비정밀한 검출(coarse detection)이 결정된다. Z-방향에서 최소 거리 이하의 하강이 검출되는 경우에만, 제2 서브 모드 처리가 수행된다. 이 경우, 그라운드에 대한 전극 세그먼트들로 구성된 전극 그룹의 결합을 해석하거나 또는 상기 전극 그룹에 결합된 전계의 해석을 통해 보다 민감한 위치 검출이 수행된다. 하회(underrun)가 X, Y 및 Z 위치 검출을 유도하는 거리 한계는 예를 들어, 에지에 위치한 어느 세그먼트 로우들과 세그먼트 컬럼들이 충분하게 정밀한 위치 검출을 가능케 하는 거리에 대응한다. 실험적인 시험들에 의하면, 이 조건들은 디스플레이로부터 손가락의 거리가 디스플레이의 대각선 측정치(diagonal measure)의 약 2/3이하인 경우 정기적으로 주어진다.

제2 스위칭 상태와 관련하여 다른 전극 세그먼트 그룹들은 최소 거리를 하회하는 경우 연속적으로 인에이블된다. 따라서 비접촉 모드에서 위치 검출에 사용된 전극 세그먼트 로우들 및 전극 세그먼트 컬럼들은 디스플레이 상에서 이동(migrate)될 수 있어서, 각각의 손가락 위치에 대해 최적화된 검출 위치들을 적용할 수 있다. 또한, 몇 개의 전극 세그먼트 로우들 및 전극 세그먼트 컬럼들이 인에이블되어 동시에 해석될 수 있다. 동시에 인에이블된 전극 세그먼트 그룹들은 서로 이격진 로우 또는 컬럼들이거나 혹은 서로에 대해 가로질러 연장하는 로우들 및 컬럼들일 수 있다. 중간 거리의 경우에, 즉, 디스플레이 대각선의 25%로부터 50%의 거리들의 경우에, 손가락의 위치는 특히, 에지 영역 가까이에 위치한 세그먼트 로우들 및 세그먼트 컬럼들의 아날로그 신호 레벨들을 해석함으로써 삼각측량 또는 삼변측량에 의해 구할 수 있다. 다른 접근법 동안, 손가락의 위치는 그라운드에 대한 최고 용량성 결합을 포함하는 세그먼트 컬럼 또는 세그먼트 로우의 교차점으로서 또는 다른 유효 전위로부터 결정될수 있다. 그 다음에 Z 거리가 그라운드에 대한 용량성 결합의 각각의 레벨 또는 전위의 레벨로부터 결정될 수 있다. 상기 교차점의 개념 및 상기 삼변측량의 개념은 위치 검출을 위해 함께 사용될 수 있고, 특히 링크 방식으로 가중될 수 있다.

바람직하게, 제2 스위칭 상태에서 즉, 비접촉 모드에서, 에지 영역에 가깝게 위치한 상부 수평 세그먼트 체인을 구성하는 제1 전극 그룹이 인에이블되고, 상기 에지 영역에 가깝게 위치한 수평 세그먼트 체인들 구성하는 제2 전극 그룹이 인에이블된다. 그 후 이들 수평 가장자리들 사이에 위치한 손가락의 Y 위치가 이들 두 개의 전극 세그먼트 그룹들에 의해 계산될 수 있다.

상기 제2 스위칭 상태(비접촉 모드)에서 X 위치의 검출을 위해, 상기 에지 영역에 가깝게 위치한 좌측 수직 세그먼트 체인 및 상기 에지 영역에 가깝게 위치한 우측 수직 세그먼트 체인을 구성하는 전극 그룹들이 바람직하게 사용된다.

더욱이, 예를 들어 각각의 해석된 전극 세그먼트 그룹들이 예를 들어 적합하게 스위칭되는, 예를 들어 수직으로 이동하는 로우 또는 수직으로 이동하는 컬럼 방식으로 디스플레이 장치에 걸쳐 이동하도록 손가락들의 위치를 검출하기 위해 연속적으로 교번하는 전극 그룹들을 사용할 수 있다.

또한, 서로에 대해 가로질러 정렬된 특히 서로에 대해 대략 직각으로 연장하는 전극 세그먼트 체인들의 레벨 값들은 각각의 해석 개념들에 의해 해석될 수 있다.

X, Y 및 Z 정보의 검출은 전극 그룹들을 형성하고, 그라운드에 대해 이들 전극 그룹들의 결합을 검출함으로써 제2 스위칭 상태(비접촉 모드)와 관련하여 이미 기술한 바와 같이 바람직하게 수행된다. 이 각각의 결합은 각각의 전극 그룹으로부터의 손가락의 거리와 밀접하게 상관된다. 그 후 그라운드에 대한 각각의 결합 값들로부터 또는 유저의 손가락에 의해 야기된 전위의 또 하나의 결합 및 손가락의 거리와의 상관관계에 의해 각각의 전극 그룹으로부터의 거리가 결정될 수 있고, 그리고 손가락의 위치가 상기 다른 거리 값들로부터 검출될 수 있다.

일례로서, 해석 회로는 ASIC으로 설계될 수 있으며, 디스플레이 장치의 패널 층과 직접 근접하여 위치할 수 있다. 전극 세그먼트들의 개별 도체 경로들에 대한 해석 회로의 접속은 패널 층상의 유연한 도체 경로, 클립 접촉 구조들 또는 ASIC 직접 배치에 의해 수행될 수 있다.

패널 층상에 배치된 전극 세그먼트들은 도체 경로 세그먼트들을 통해 ASIC에 연결된다. 이미 패널 층의 영역에서 수직 및 수평으로 연속하는 전극 세그먼트들이 전극 로우들 및 전극 컬럼들 내에 결합될 수 있고, 이들 컬럼 및 로우들은 서로에 대해 절연되고, 전극 세그먼트 그룹들 각각은 ASIC에 또는 멀티플렉서에 접속된다.

바람직하게, 전극 세그먼트들은 원형 디스크들, 마름모꼴(rhombi), 6각형, 8각형, 초승달형 구조들 또는 밀접하게 인접하는 다른 다각형들로서 설계되거나, 부분적으로는 서로 맞물리는(intermesh ) 구조를 갖는다. 각각의 세그먼트들로서 특히, 마름모꼴로서 설계되는 경우, 마름모꼴 체인들이 형성될 수 있다. 상기 마름모꼴의 부분은 수평 마름모꼴 체인들을 형성하는데 사용되고, 마름모꼴의 나머지 부분은 수직 마름모꼴 체인들을 형성하는데 사용된다. 전극 세그먼트들 사이의 주행부(running)는 작은 분할 갭들이고 이 갭들은 교차 전극 세그먼트 컬럼들의 전극 세그먼트들과 전극 세그먼트 로우의 세그먼트들의 직류적 접촉을 방지한다. 따라서 상기 전극 세그먼트들은 밀접하게 배치되는 방식으로 형성되고, 상기 전극 세그먼트들만이 로우형 또는 컬럼형을 형성하는 도전 방식으로 서로 접속된다.

바람직하게, ASIC은 접촉 모드 처리뿐만 아니라 비접촉 모드 처리를 위해 사용될 수 있도록 전극 세그먼트 로우들 및 전극 세그먼트 컬럼들의 접속들을 설정할 수 있게 내부적으로 설계된다. 바람직하게, 전극 그룹들의 약간의 시스템 특성들 및 동작 모드들 사이에서 변하는 천이현상 또는 그룹구조의 변화를 고려하는 것을 가능케하는 ASICDP 설정치가 제공된다.

특히, 한 손으로 들고 다닐 수 있는 장치들 예를 들어 셀 폰들의 경우에 신호 처리와 관련하여 교정 루틴을 실행할 수 있으며 이에 의해 첫째로 장치를 들고 다님으로 인한 전계에 대한 영향이 적어도 대폭적으로 보상된다. 비접촉 모드에서 제스처(gesture)의 검출은 첫째로 예를 들어 디스플레이의 대각선의 약 66%의 거리에서 디스플레이의 전면에서 수행되는 임의의 제스처 시계방향의 가상 원형 경로를 따르는 손가락 끝의 움직임을 필요로 할 수 있다. 이러한 특수한 제스처에 의해, 비접촉 검출 모드가 인에이블될 수 있고, 더욱이 센서 시스템의 교정이 수행될 수 있다.

바람직하게, 검출된 위치와의 상관되는 뷰(vie correlating)는 유저 인터페이스를 통해 수행된다. 상기 그래픽 유저 인터페이스에서 임의의 윈도우들 또는 메뉴 아이템들의 천이는 음향적으로 바람직하게는 기계적인 피드백에 의해 예를 들어 전자기 시프트된 질량 요소에 의해 소통될 수 있으며 또한 촉각 감지될 수 있다.

손가락의 접근이 또한 디스플레이와의 접촉을 유도하는 경우에, 비접촉 접근법 단계 동안 결정된 위치들은 접촉점과 비교된 다음 접촉 모드에서 검출된다. 첫째로 비접촉 단계에서 결정된 정보의 도움으로 그리고 접촉 모드에서 결정된 상당히 신뢰성 있는 위치 정보를 통해 연속적인 검출 이벤트들을 위한 해석 파라미터들은 내부적으로 구현된 교정 절차에 의해 만들어질 수 있다. 이는 디스플레이 장치에서 먼 손가락을 들어 올리는 데도 적용된다. 비접촉 모드에서 위치 검출을 위해 여기서는 최종으로 명확히 결정된 접촉점을 기반으로 내부 파라미터들을 각각 변경함으로써 미세 조정 내부조정이 여기서 수행될 수 있다.

특히, 비교적 작은 터치스크린들의 경우 디스플레이 장치로부터 손가락의 거리가 멀어도 손가락 위치의 검출을 위한 검출 범위가 디스플레이 장치보다 큰 치수를 갖도록 위치 검출이 수행될 수 있다.

특히, Y 방향에서 X 및 Y 위치들의 처리는 디스플레이 상에 현재 위치한 커서 또는 선택된 메뉴 아이템이 유저의 손가락으로 덮여지지 않는 결과를 가져오는 오프셋이 생성되도록 수행될 수 있다.

본 설명과 관련하여 디스플레이 접촉은 디스플레이 패널 상의 손가락의 부드러운 접촉으로 이해되어야 한다. 이와 관련하여 디스플레이 장치 내에 집적된 전극 시스템들은 직류적인 방식으로 전적으로 또는 적어도 부분적으로 접촉될 필요가 없다. 여기서 손가락은 절연 패널 또는 막 또는 포일 요소와 접촉한다. 전형적으로, 디스플레이 장치에 제공된 모든 전극 시스템들은 절연 투명 글라스 또는 플라스틱 층으로 덮여 진다. 접촉 상태는 이 상태를 충분하게 나타내는 신호 레벨들에 의해 검출될 수 있다. 접촉 상태 및 비접촉 상태는 또한 Z축에 대한 거리를 나타내는 특정 동적 특성들에 의해 검출될 수 있다. 전형적으로, 손가락을 접촉한 경우에 Z 역학은 제로에 가깝게 되거나 압력을 증가시키는 동안 손가락 끝을 평평하게 함(flattening)을 나타낸다. 이 현상은 선택을 위한 표시기로서 사용될 수 있다. 또한, 비접촉 모드에서, Z 역학 또는 임의의 Z 역학 기준이 선택을 위한 표시기로서 사용될 수 있다. 예를 들어, Z 역학 기준은 이 기준이 대략 디스플레이에 대해 직각인 짧은 거리를 따르는 손가락 끝의 신속한 하향 움직임에서 다시 상향 움직임 동안 충족되도록 정의될 수 있다. 다음에는 이 Z 역학 기준은 "가상의 마우스 클릭"이라고 한다.

접촉 모드 또는 비접촉 모드가 인에이블되느냐에 따라 유저 인터페이스는 변할 수 있고, 또한 유저 인터페이스는 각각의 모드에 대한 특수 핸들링 장점들을 제공하는 특성들을 가질 수 있다. 예를 들어, 비접촉 모드에서는 접촉 모드에서 보다 그래픽 메뉴 아이템 구조가 더 정밀하지 않거나 또는 커서 움직임이 감소될 수 있다.

따라서 본 발명에 따른 개념을 기반으로, 다점 검출 특히 2개의 손가락들에 대한 검출이 허용되도록 가로질러 및 세로로 방위된 전극 세그먼트 체인들을 활성화할 수 있다. 이를 위해 예를 들어, 다수의 존들이 생성될 수 있으며, 그 각각은 손가락 위치들에 대한 값들을 제공한다. 위의 다점(multi-point) 검출 모드의 인에이블링은 임의의 거리 기준의 이행 또는 임의의 초기에 필요한 궤도 코스(trajectory course) 즉 제스처들에도 따를 수 있다. 다점 검출 모드와 관련하여 예를 들어 스케일링 동작들과 같은 바람직하게 직관적 좌표화가능한 상호작용, 영상 콘텐츠의 회전들 및 드래그 및 드롭 동작들은 디스플레이에 접촉하지 않고 조정될 수 있다.

또 하나의 해결 개념에 따르면, 본 발명은 터치패드 부품에 관한 것이다. 상기 터치패드 부품은 지지층 및 상기 지지층에 연결된 전극 층을 포함한다. 상기 전극 층은 복수의 전극 세그먼트들로 세분되고, 이들 전극 세그먼트들이 세그먼트 어레이를 형성하고, 이 세그먼트 어레이는 세그먼트 로우들 및 세그먼트 컬럼들을 포함한다. 상기 터치패드 부품은 또한 접촉 검출이 상기 전극 층의 전극 세그먼트들에 의해 수행되는 회로 상태를 적용할 수 있도록 설계된 해석회로를 포함한다. 또한, 해석 회로는 유저의 손가락의 비접촉 위치 또는 움직임 검출이 상기 터치패드 부품의 전면의 한 영역에서 수행될 수 있는 회로 상태를 적용할 수 있다. 상기 비접촉 위치 또는 움직임 검출은 세그먼트 어레이의 몇 개의 전극 세그먼트들을 로우형 또는 컬럼형 전극 세그먼트 그룹들 내에 결합하여 수행된다. 상기 터치패드 부품 구성은 디스플레이 장치와 관련하여 전술한 바와 같이 설계될 수 있다. 상기 터치패드 부품은 터치패드들을 실현하는데 사용될 수 있으며, 이 터치패드들은 또한 비접촉 위치 검출을 허용한다. 이러한 터치패드들은 터치패드들 예를 들어 노트북들을 위한 공통 집적 위치들이라면 집적될 수 있다. 접촉 모드에서 뿐만 아니라 비접촉 모드에서 손가락 위치들의 결합된 검출을 위해 본 발명에 따른 구조는 여기서는 지역적 제한 영역 내에서 각각의 입력 존 즉, 또한 비접촉 상호작용들을 허용하는 입력 존을 실현하기 위해 다른 장치들 예를 들어 가구 및 차량 인테리어들내에도 통합될 수 있다.

본 발명에 의하면, 접촉 위치들(접촉 모드)의 검출뿐만 아니라 디스플레이 장치 전면의 한 영역에서 유저의 손가락의 비접촉 검출(비접촉 모드)을 가능하게 하고, 강건하고 비용 효율적인 방식으로 실현될 수 있는 설계에 의해 각 장치를 구별하도록 되어있는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 접촉 검출 및 비접촉 위치에서 손가락 위치 검출에 사용되는 어레이형 배치 전극 세그먼트들을 포함하는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 설계를 설명하는 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 설계를 보다 상세히 나타내기 위한 단면도를 도시한다.
도 3은 손가락의 위치 검출을 위한 전계 전극들로서 일시적으로 사용되는 전극 세그먼트 어레이에서 두 개의 수평 및 두 개의 수직 전극 세그먼트 그룹의 형성을 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 4는 전극 어레이의 해석회로에로의 통합을 설명하기 위한 개략도를 도시한다.
도 5는 좌측 및 우측 세그먼트 컬럼들에 의해 검출된 전압 레벨들의 삼변측량에 의한 X좌표의 결정을 설명하는 도면을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 위치 결정 방법의 간단한 옵션을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.

본 발명의 보다 상세한 구성 및 특징들은 첨부 도면과 관련한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 아주 간략화된 디스플레이 장치를 도시한다. 디스플레이 장치는 투명 및 절연 물질로 만들어진 패널 층(1)을 포함한다. 상기 패널 층(1)에는 투명 전극층이 도포되고, 투명 전극층은 상기 패널 층(1)에 연결된다. 상기 전극 층은 복수의 전극 세그먼트들(2)로 세분된다. 모든 전극 세그먼트들(2)의 집합은 여기서 볼 수 있는 세그먼트 어레이를 형성한다. 이 세그먼트 어레이는 각각 수평 및 수직으로 연속적으로 인접하는 세그먼트들(2)이 연결 도체 세그먼트들(3, 4)에 의해 서로 연결되므로, 세그먼트 로우들(Z1, Z2, Z3, Z4 및 Z5) 및 세그먼트 컬럼들(S1, S2,.....S9)을 형성한다. 세그먼트 로우들(Z1...Z5) 및 세그먼트 컬럼들(S1...S9)은 서로에 대해 절연되고, 그 각각은 패널 층에 걸쳐 직접적으로 라우팅된 도체(LZ1/5 및 LS1/9)를 구비한다. 이들이 서로 디스플레이 영역에서 교차한다면, 접속 도체 세그먼트들(3, 4)은 서로에 대해 절연된다.

이들 공급 라인들(LZ1/5 및 LS1/9)을 통해 세그먼트 컬럼들 및 세그먼트 로우들은 해석 회로에 연결된다. 상기 해석회로는 제1 회로 상태를 적용할 수 있고 이 경우, 접촉 검출은 전극층의 전극 세그먼트들에 의해 수행되고, 또한 상기 해석회로는 제2 회로 상태를 적용할 수 있으며, 이 경우 유저의 손가락의 비접촉 위치 검출은 상기 디스플레이 장치의 전면에서 수행될 수 있고, 비접촉 위치 검출은 전극 그룹 특히 전극 로우(Z1...Z5) 또는 전극 컬럼(S1...S9) 내로 세그먼트 어레이의 몇 개의 전극 세그먼트들(2)을 결합함으로써 수행된다.

일례로서 그리고 도 2에 극히 간략화되게 접촉 디스플레이 글라스의 설계가 도시된다. 패널 층(1)은 플라스틱 또는 글라스 물질로 바람직하게 구성되고, 또한 예를 들어 0.8mm의 두께를 갖는다. 패널 층(1)의 양면에는 각기 투명 도전 코팅(예를 들어, ITO 코팅)이 제공된다.

빌트인 및 적용 위치에서 유저와 마주하는 상부 쪽은 복수의 세그먼트들(2)로 세분되는 구조의 층을 가지며, 이 복수의 세그먼트들은 또한 밀접하게 인접하는 세그먼트들 로우 및 컬럼으로 분할된 예를 들어 마름모꼴을 갖는다. 로우 및 컬럼들로 군집화된 전극 세그먼트들의 전기 결합은 전용 공급 라인들에 의해 수행된다. 여기서 (디스플레이를 향하고 있는) 하부쪽은 투명 ITO 층으로 연속적으로 코팅된다. 이렇게 설계된 패널 층(1)은 패널 층으로 현재 상태의 터치스크린 기능을 제공하기 위해 디스플레이의 전면에 적합하게 배치된다. 상기 전극 층들은 여기서는 도시하지는 않았으나 또 다른 절연 층들로 피복되므로, 특히 유저 쪽에서 직류적 방식으로 직접적으로 접촉될 수 없다.

도 3에 도시한 바와 같이, 여기에서 나타낸 예시의 실시예에서, 각각의 스위칭 상태에서 에지 영역에 가까이 위치한 마름모꼴 체인들 중 4개가 즉, 에지 영역에 가깝게 위치한 전극 세그먼트들(2)의 수평 조합으로 형성된 세그먼트 로우들(Z1 및 Z5) 및 전극 세그먼트들(2)의 수직 조합으로 형성된 세그먼트 컬럼들(S1 및 S9)이 글라스 상에서 손가락 위치 또는 손가락 움직임 검출을 위해 사용된다. 따라서 로우들 및 컬럼들로 군집화된 전극 세그먼트들을 사용하여 제스처 검출 전극들을 포함하는 "프레임"이 구성된다.

에지 영역에 가깝게 위치한 상부 수평 전극 세그먼트 그룹(Z1) 및 하부 수평 전극 세그먼트 그룹(Z2) 그리고 두 개의 좌측 및 우측 전극 세그먼트 컬럼들(S1 및 S9)이 비접촉 모드에서 손가락 위치 검출을 위해 사용되고, 이들은 여기서는 크로스해칭(crosshatching)으로 강조하여 나타낸다. 두 개의 수평 전극 세그먼트 그룹들(Z1 및 Z5)은 유저의 손가락의 Y 위치 검출을 위해 사용된다. 두 개의 전극 세그먼트 그룹들(Z1 및 Z5)에 의해 Y 위치 검출과 동시에 또한 검출 이후 바로 적용할 수 있는 곳에서 해석이 수행될 수 있으며 이에 의해 좌측 에지 영역에서 전극 세그먼트 컬럼(S1)을 통해 좌측의 기다란 검출 전극(좌측 수직 마름모꼴 체인(변))이 형성되고, 우측 에지 영역의 전극 세그먼트들의 상호접속에 의해 우측 전극 세그먼트 컬럼(S9)(우측 수직 마름모꼴 체인)이 형성된다. 그 후, 이들 두 개의 전극 그룹들에 의해 접근한 손가락의 X 위치가 결정될 수 있다. 또한, 디스플레이 장치에 대한 손가락의 거리는 측청 신호들로부터 구할 수 있다. X 및 Y 위치를 구하기 위해 로우형 및 컬럼형 전극 세그먼트 그룹들에 의해 검출된 신호 레벨들이 다른 해석 개념을 기반으로 결정될 수 있다. 특히, 서로에 대해 가로질러 방위된 전극 세그먼트 그룹들도 X 및 Y 위치 검출을 위해 사용될 수 있다. X 및 Y 위치를 구하는데 다른 해석 개념들이 가중 방식으로 축적될 수 있다.

각각의 디스플레이를 갖는 장치에서, 손 또는 손가락의 위치설정은 손이나 손가락이 디스플레이에 접촉하기 이전에 임의의 거리를 하회(下廻)하는 데서부터 검출될 수 있다. 유저의 손가락이 디스플레이에 접촉하자마자, 전극 세그먼트들(2)을 사용하여 현재의 터치스크린 기능이 제공된다.

디스플레이의 영역에 예를 들어 "비접촉 모드"에서 위치 검출을 지원하기 위한 역할만 하는 또 다른 전극들을 제공할 수 있다. 이들 추가의 전극들에 의해 예를 들어, 손의 존재에 대한 검출은 원 거리에서 수행될 수 있다. 그 후 접촉 분석 전극들이 비접촉 위치에 대한 위치 검출 전극들로서 사용되는 동작 모드로의 변화는 그 후 예를 들면 단지 임의 최소 거리를 하회할 때만 수행된다. 이들 디스플레이에의 접촉 이전에 손가락들의 위치 검출의 수행은 디스플레이는 디스플레이에의 접촉이 검출되자마자 바로 억제될 수 있다. 더욱이, 접촉 모드에서의 전극 세그먼트들의 해석은 임의의 최소 거리를 아직 하회하지 않는 한은 한은 억제될 수 있다.

접촉이 없는 손가락 위치 검출 모드(비접촉 또는 GestIC 모드) 및 디스플레이 접촉을 포함하는 손가락 검출 모드(접촉 모드)의 위치는 멀티플렉서 특히 시분할 멀티플렉서에 의해 각기 활성화될 수 있다. GestIC 모드는 각 전극 그룹의 선택을 위해 제공된 그룹 구동기의 사용을 포함할 수 있고, 상기 그룹 구동기에 의해 비접촉 모드에서 손가락의 위치의 검출을 위해 어느 세그먼트 그룹 또는 해당되는 경우, 어느 단일 세그먼트들이 현재 사용되고 있는지 결정된다. 상기 그룹 구동기는 임의의 파라미터들 또는 사전선택 값들을 정의하고, 각각의 전극 세그먼트 그룹에 의해 검출된 전계 현상의 해석에 사용되는 기준 레벨 값들을 정의하는 보상 회로에 현재의 전극 세그먼트 그룹과 관련된 정보를 제공할 수 있다. 이들 파라미터들은 영향을 받지 않는 상태에서 특히 현재 동작중인 전극 시스템의 전체 용량 또는 정상적인 그라운딩을 정의할 수 있고, 따라서 임의의 사전 교정을 일으킬 수 있다.

전극 세그먼트 로우들 및 전극 세그먼트 컬럼들을 일시적으로 활성화하는 회로 및 바람직한 방식으로 상기 활성화된 전극 세그먼트 그룹들에 의해 검출된 전계 인접 상태의 해석은 패널 층(1)에 바로 근접하게 바람직하게 배치된, 특히 패널 층(1)에 연결된 ASIC(10)에서 구현될 수 있다. 이 ASIC(10)는 비접촉 모드에서 손가락의 위치를 검출하는 이외에 접촉 모드에서 해석 즉 터치스크린 기능을 제공하도록 바람직하게 형성된다. ASIC(10))는 임의의 기능들이 프로그래밍에 의해 정의될 수 있도록 설계된다. ASIC는 전극 세그먼트 어레이의 어느 전극 세그먼트 그룹 특히 어느 전극 세그먼트 로우들(Z1...Z5)과 어느 전극 세그먼트 컬럼들이 비접촉 모드에서 위치 검출을 위해 현재 사용되는 지를 결정할 수 있도록 설계될 수 있다.

ASIC(10) 자체는 공통 터치스크린 회로 방식으로 X 및 Y 위치 관련 신호들뿐만 아니라 접촉 상태를 제공한다. 또한, ASIC(10)은 Z 위치 또는 유저의 손가락이 접촉되기 이전에 디스플레이로부터 유저의 손가락의 거리에 대한 결론을 제공하는 그 위치 또는 신호들을 제공한다. 검출된 위치 또는 움직임 정보에 대한 임의의 사전해석을 수행하는 배경 프로그램은 ASIC 내에서 처리될 수 있다. 특히 이러한 방식으로, "마우스 클릭 정보"가 ASIC에 의해 생성될 수 있다. ASIC(10)는 접촉 모드에서 X 및 Y 위치 검출을 위해 제공된 전극 세그먼트들(2)을 사용하고, 이 전극들로부터 때때로 전극 세그먼트 그룹들(Z1...Z5) 및 (S1...S9)을 선택한다. 이들 전극 세그먼트 그룹들(Z1...Z5) 및 (S1...S9)은 해석 시스템에 연결된다. 이 해석 시스템에 의해 거리 즉, 유저의 손가락 또는 손의 Z 위치가 디스플레이에 의해 검출될 수 있다. 부연하면, 검출은 디스플레이 장치의 전면의 한 영역에서의 손 또는 손가락의 투과 및 위치설정의 결과로서 그라운드에 대한 용량성 결합의 변화, 전위 결합의 변화, 및/또는 전극 그룹 환경의 유전 특성들의 변화를 기반으로 한다. 유저에 의한 전극 세그먼트 그룹들(Z1...Z5) 및 (S1...S9)의 환경의 유전 특정들의 영향은 다른 측정 접근법들을 이용하여 센서 전극들로서 일시적으로 동작하는 전극 그룹들에 의해 검출될 수 있다. 전형적인 측정 개념은 예를 들어, 유저의 손가락에 의해 영향을 받는 그라운드에 대한 활성화된 전극 세그먼트 그룹의 결합은 아날로그 레벨 즉, 범위 내에서 변화하는 레벨로서 검출된다는 것이다.

도 4에는 본 발명에 따른 디스플레이 장치 또는 터치패드 부품의 또 다른 예시의 실시예를 도시했다. 회로 배치는 RX 및 TX 접속부들을 포함한다. 예를 들어, 각각의 채널 멀티플레서들을 이용하여 비접촉 위치 검출을 위해 복수의 전극 세그먼트 체인들을 사용할 수 있다. 비접촉 모드에서 각각의 전극 세그먼트 체인들에 걸리는 신호 레벨들에 대한 해석은 멀티 오브젝트 검출 예를 들어, 두 손가락의 검출 및 각 위치 검출이 수행되도록 실행될 수 있다.

또한, 도 5에는 본 발명에 따른 디스플레이 장치 및 상기 디스플레이 장치와 함께 수행되는 유저의 손가락의 위치 검출에 대해 도시했다. 신호 레벨들은 에지영역에 가깝고, 디스플레이 장치에 대한 유저의 손가락 끝(4)의 거리(11 12)를 나타내는 세그먼트 컬럼들(S1 및 S9)에 결합된 전극 세그먼트들(2)에 의해 검출된다. 그 후, X 위치 및 Z 위치가 이들 신호레벨들로부터 계산된다. 레벨 검출은 디스플레이 장치의 임의의 전극 세그먼트 그룹들을 해석 회로에 연속적으로 연결하는 그룹 구동기를 이용하여 수행된다. 간략한 방식으로 도시된 증폭기에 의해 고저항 방식으로 전극 그룹에서 전압 레벨이 검출되어 마이크로컨트롤러(μｃ)에 전달된다. 이 마이크로컨트롤러는 ADC를 포함하고, 위에서 유도된 디지털 레벨정보로부터 손가락 끝(4)의 X, Y 및 Z 좌표를 계산한다. 디스플레이 장치는 방형파 신호가 인가되는 전극 세그먼트들(2)로부터 벗어나 있는 디스플레이장치의 배면 상에ITO 층을 구비한다.

도 6에는 간략한 흐름도가 도시된다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이 첫째로 임의의 최소 거리를 하회하는 지가 조사된다. 그런 경우, 시스템은 간단한 에너지 절약 동작 모드에서 주 동작 모드로 스위칭된다. 접촉 상태가 검출되면, 전극 세그먼트 어레이에 의해 접촉점의 검출이 수행된다. 이 접촉 모드는 디스플레이에 대한 접촉이 해석될 때 까지 유지된다. 유저의 손가락이 디스플레이로부터 올려 지자마자 임의의 거리 한계 예를 들어 디스플레이 대각선의 66%를 초과하는지가 검사된다. 이 거리 한계를 초과하지 않으면, 검출 시스템은 연속적으로 활성화된 전극 세그먼트 로우들(Z1...Z5) 및 세그먼트 컬럼들(S1...S9) 또는 에지 영역에 가깝게 위치한 전극 세그먼트 그룹들만 즉, 전극 세그먼트 어레이의 전극 세그먼트 로우들(Z1 및 Z5) 및 전극 세그먼트 컬럼들(S1 및 S9)이 그라운드에 대한 그들의 용량성 결합에 대해 평가되는 비접촉 모드에서 동작한다. 손가락의 현재 위치에 따르는 아날로그 값들로부터 손가락의 X, Y 및 Z 위치가 계산될 수 있다.

본 발명에 따른 기술은 공지의 터치스크린 전극들을 구비하는 패널 요소에 의해 실현될 수 있으며, 이들 터치스크린 전극들은 본 발명에 따른 해석 회로에 접속된다. 그 후 패널 요소는 디스플레이에 통합될 수 있다. 유저 쪽을 향하는 방향에서 패널 요소의 전극들이 바람직하게 다시 절연 투명 피복층에 의해 덮여져서 접촉 모드에서 전극 세그먼트들의 직류적인 접촉이 수행되지 않는다.

본 발명에 따른 기술은 특히 셀폰, e-북, 및 태블릿 PC들과 같은 이동 통신 장치들에 적합하다.

전극 어레이의 전극 세그먼트들은 투명 다층 패널 구조로 통합될 수 있다. 단일 전극 세그먼트들 사이의 교차가교 점들의 특히 신뢰성 있는 절연을 달성하기 위해 전극 세그먼트 로우들을 구성하는 전극 세그먼트들은 투명 및 절연 층의 제1 면에 배치될 수 있고, 전극 세그먼트 컬럼들에 연결된 전극 세그먼트들 -따라서 상기 로우들에 대해 가로질러 연장하는-은 상기 이 층을 피하는 쪽에 배치될 수 있거나 또는 또 다른 층에도 배치될 수 있다. 더욱이, 유저로부터 벗어나 있는 이 샌드위치 구조 층 쪽 위에 실질적으로 완전한 영역 배면 차폐층이 형성될 수 있다. 이 배면 차폐층은 또한 특히 소위 액정 구조의 VDOM 층으로 형성될 수 있다.

본 발명은 주로 터치스크린 기능뿐만 아니라 비접촉 위치 분석 기능을 제공하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 이들 기능들은 결합하여 사용되는 전극 세그먼트들에 의해 실현된다. 본 발명에 따른 개념은 직접적으로 디스플레이를 덮는 평면 구조들에도 적용될 수 있다. 이들 평면 구조들은 또한 비접촉 검출을 허용하는 터치패드들을 구현하는데 사용될 수 있다. 따라서 지금까지의 이러한 터치패드들은 터치패드들 예를 들어 노트북에서 전통적인 위치들에 통합될 수 있다. 접촉 모드 및 비접촉 모드에서 손가락 위치들의 결합 검출을 위한 본 발명에 따른 구조는 또한 여기서 지역적으로 제한된 영역에서 각각의 입력 존 즉, 비접촉 상호작용을 허용하는 입력 존을 구현하기 위해 다른 장비 특히 가구 및 차량 인테리어 내에 통합될 수 있다.

Claims (15)

1. 디스플레이 장치로서,
   투명 기판;
   적어도 상기 투명 기판의 상측에 배치된 제1 투명 전극 층;
   상기 투명 기판의 하측에 배치된 제2 투명 전극 층; 및
   제1 동작 모드 및 제2 동작 모드로 동작될 수 있는 제어 회로망을 포함하고,
   - 상기 제1 투명 전극 층은 복수의 전극 세그먼트들로 세분되고, 또한 상기 전극 세그먼트들은 세그먼트 로우들(rows)과 세그먼트 컬럼들(columns)을 포함하는 복수의 전극 세그먼트 그룹이 형성되도록 결합될 수 있고,
   - 상기 제1 동작 모드에서는 상기 전극 세그먼트들이 터치 검출에 사용되고, 상기 제2 동작 모드에서는 상기 제2 투명 전극 층이 상기 디스플레이 장치의 전면의 한 영역에서 교번 필드를 생성시키는 신호를 수신하고, 상기 디스플레이 장치의 전면의 상기 영역에서 유저의 손가락의 비접촉 위치 또는 움직임 검출을 수행하는데 사용되는 상기 제1 투명 전극 층의 적어도 2개의 전극 세그먼트 그룹이 선택되는, 디스플레이 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 동작 모드와 상기 제2 동작 모드 간의 스위칭은 멀티플렉서 장치에 의해 수행되는, 디스플레이 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 동작 모드는 접촉이 검출되는 한 유지되는, 디스플레이 장치.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 제2 동작 모드는 어떤 접촉도 검출되지 않는 한 유지되는, 디스플레이 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 동작 모드에서는, 우선, 근사 접근 검출이 수행되고, 그리고 접근 상태가 충분히 확인된 검출시에만 상기 2개의 전극 세그먼트 그룹이 위치 검출을 위해 연속적으로 활성화되는, 디스플레이 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 동작 모드에서는, 교번 전극 세그먼트 그룹들이 센서 전극들로서 역할을 하는, 디스플레이 장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 동작 모드에서는, Y 위치 검출을 위해 상부 수평 세그먼트 체인을 구성하는 전극 세그먼트 그룹 및 하부 수평 세그먼트 체인을 구성하는 전극 세그먼트 그룹 중 적어도 하나가 인에이블되는, 디스플레이 장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 제2 동작 모드에서는, X 위치 검출을 위해 좌측 수직 세그먼트 체인을 구성하는 전극 세그먼트 그룹이 인에이블되는, 디스플레이 장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 제2 동작 모드에서는, X 위치 검출을 위해 우측 수직 세그먼트 체인을 구성하는 전극 세그먼트 그룹이 인에블되는 디스플레이 장치.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 동작 모드에서는, X 및 Y 위치 검출을 위해 서로에 대해 가로질러(transverse to each other) 또는 서로에 대해 직각으로 정렬된 전극 세그먼트 그룹들로부터 유도된 신호 값들이 사용되는, 디스플레이 장치.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 동작 모드에서는, 상기 디스플레이 장치의 스캐닝이 움직이는 로우 또는 움직이는 컬럼의 방식으로 수행되도록 전극 세그먼트 그룹이 연속하여 선택되는, 디스플레이 장치.
    
12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 동작 모드에서는, 두 개의 전극 세그먼트 그룹들이 형성되고, 이들 두 개의 전극 세그먼트 그룹들의 용량성 결합(capacitive coupling)이 검출되고, 터치 위치가 상기 용량성 결합으로부터 결정되는, 디스플레이 장치.
    
13. 터치패드 컴포넌트로서,
    지지층;
    적어도 상기 지지층의 상측에 배치된 제1 전극 층;
    상기 지지층의 하측에 배치된 제2 투명 전극 층; 및
    제1 동작 모드 및 제2 동작 모드로 동작하도록 구성된 제어 회로망을 포함하고,
    - 상기 제1 전극 층은 복수의 전극 세그먼트들로 세분되고, 또한 상기 전극 세그먼트들은 세그먼트 로우들과 세그먼트 컬럼들을 포함하는 복수의 전극 세그먼트 그룹이 형성되도록 결합될 수 있고,
    - 상기 제1 동작 모드에서는 상기 전극 세그먼트들이 터치 검출에 사용되고, 상기 제2 동작 모드에서는 상기 제2 투명 전극 층이 상기 터치패드 컴포넌트의 전면의 한 영역에서 교번 필드를 생성시키는 신호를 수신하고, 상기 터치패드 컴포넌트의 전면의 상기 영역에서 유저의 손가락의 비접촉 위치 또는 움직임 검출을 수행하는데 사용되는 상기 제1 전극 층의 적어도 2개의 전극 세그먼트 그룹이 선택되는, 터치패드 컴포넌트.
    
14. 터치패드 컴포넌트 위에 있는 유저의 손가락의 움직임과 관련하여 입력 신호들을 생성하는 방법으로서,
    상기 터치패드 컴포넌트는 지지층, 및 적어도 상기 지지층의 상측에 배치된 제1 전극 층; 및 상기 지지층의 하측에 배치된 제2 전극 층을 포함하고, 상기 제1 전극 층은 복수의 전극 세그먼트들로 세분되고, 또한 상기 전극 세그먼트들은 세그먼트 로우들과 세그먼트 컬럼들을 포함하는 복수의 전극 세그먼트 그룹이 형성되도록 결합될 수 있으며,
    제1 동작 모드에서는 상기 전극 세그먼트들이 터치 검출에 사용되고, 그리고
    제2 동작 모드에서는 상기 제2 전극 층이 상기 터치패드 컴포넌트의 전면의 한 영역에서 교번 필드를 생성시키는 신호를 수신하고, 상기 터치패드 컴포넌트의 전면의 상기 영역에서 유저의 손가락의 비접촉 위치 또는 움직임 검출을 수행하는데 사용되는 상기 제1 전극 층의 적어도 2개의 전극 세그먼트 그룹이 선택되는, 터치패드 컴포넌트 위에 있는 유저의 손가락 움직임과 관련한 입력 신호들 생성 방법.
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