힘 측정 알고리즘과 스위치드 캐패시터 방식을 이용한 터치스크린 컨트롤러 설계
Touch Screen Controller Design by using Force Sensing Algorithm and Switched-Capacitor Circuit
- 주제(키워드) 터치 , 터치스크린 , 컨트롤러 , switched-capacitor
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 윤광석
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046801
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교의 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 스위치드 캐패시터 방식과 힘 센싱 알고리즘을 이용하여 손 터치 입력과 펜 터치 입력이 모두 가능한 터치스크린 컨트롤러를 제안한다. 다이아몬드 패턴의 정전용량형 터치스크린 패널을 사용하였으며, 손으로 패널을 터치하였을 때 정전용량이 변하는 것을 스위치드 캐패시터 회로를 이용하여 감지한다. 패널의 센싱 정전용량에 전하를 충전시키고 이 충전된 전하량의 변화로 위치를 감지하는 방식이다. 손으로 터치하였을 때 출력되는 전압 측정을 통하여 터치 유무와 위치를 3D 그래프에서 확인하였다. 터치하였을 때 출력 전압은 1.8 V에서 1.05 V로 변하였다. 또한 터치스크린에 펜 터치 입력을 가능하게 하기 위하여 힘 센싱 알고리즘을 사용하였다. 힘 센서 4개를 터치스크린 패널 모서리에 위치시키고 가해지는 힘을 측정하여 터치된 위치를 계산하였다. 패널 위에 가해진 힘은 4개의 센서에 분산되어 전달되며 각각 입력되는 힘의 크기의 비를 통하여 거리를 계산하였다. 정확한 위치를 계산하기 위해서 여러 보정 알고리즘들을 사용하였으며, 보정 알고리즘을 사용함으로써 76.7 %의 오차 감소율을 가질 수 있었고 일반적으로 터치 시 가해지는 힘의 범위인 0.5~1 N에서 5.8 mm의 오차거리를 가지는 위치를 감지할 수 있음을 확인하였다.
more초록/요약
In this paper, we propose a touch screen panel (TSP) controller for finger touch and pen touch using switched-capacitor circuit and force sensing algorithm. We use the projected capacitive TSP which has diamond-type patterns. When a finger or other conductive object touches the panel, the proposed controller detects the difference of the sensing capacitance. The touch point was detected by measuring the output voltage. The output voltage was reduced from 1.8 V to 1.05 V when the TSP is touched. We placed a TSP on four force sensors each of which can detect forces of up to 5N. The force sensors are placed at the corners of the TSP. To detect the position of the touched pen we calculate the center of force on the surface based on the load measured at each corner of the TSP. And we introduce compensation algorithm to calculate a precise (x, y) coordinate for pen touch. We are able to have an error reduction rate of 76.7% through the proposed algorithm. The results of the experiment show that it is possible to achieve an error of about 5.8 mm of the surface length.
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