JP6262987B2 - 電子ペン、タッチ入力システム、及びそのタッチ入力方法 - Google Patents
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Description
本発明のまた他の目的は、多重周波数をサポートする遅延素子を利用した電子ペン、該電子ペンを含むタッチ入力システム、及びそのタッチ入力方法を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、タッチスクリーンを複数の領域に分割し、分割された複数の領域を互いに異なる周波数で同時に認識できる遅延素子を利用した電子ペン、該電子ペンを含むタッチ入力システム、及びそのタッチ入力方法を提供することにある。
また、本発明による電子ペンは遅延素子を利用して一定時間遅延後、反射信号を携帯端末機に提供する。これによって、本発明は周辺反射波によるノイズが消えた後、上記携帯端末機が電子ペンの反射信号を受信するので信号対雑音比(Signal to Noise Ratio、SNR)が改善されるという効果がある。即ち、本発明はタッチに伴うエラーを削減できる。また、本発明は部品偏差が大きいキャパシター及びインダクターを使用せず、部品偏差が少ない遅延素子を利用することによって生産効率を増加できる。
また、本発明はタッチスクリーンの大型化及び高解像度化に伴いタッチ認識が困難になる場合、タッチスクリーンを複数の領域に分割し、互いに異なる周波数の無線信号を利用して複数の分割された領域に対するタッチ認識を同時に実行できるので、高速且つ正確なタッチ認識が可能である。
従来のLC共振回路を利用する電磁気共振方式の電子ペン20は、LC共振回路21、可変キャパシター25、キャパシター22、及びボタン23を含む。このような構成を有する従来の電子ペン20は、LC共振回路21を通じて携帯端末機から無線信号を受信する。以後、従来の電子ペン20のLC共振回路21は受信した無線信号に対応する反射信号を携帯端末機へ送信する。この時、従来の電子ペン20のペン先が押されて可変キャパシター25の値が変わるか、又は、ボタン23が押されてキャパシター22がLC共振回路21と並列に連結される場合、上記反射信号の共振周波数は変更される。即ち、従来のLC共振回路21を利用した電磁気共振方式の電子ペン20は、LC共振回路21を通じて携帯端末機から無線信号を受信して、受信された無線信号に対応する反射信号を送信して、上記反射信号の共振周波数変化のみを通じて筆圧又はボタン入力等の状態情報を携帯端末機に提供する。
基準IDT243は、温度等の外部環境による誤差を償うための装置である。即ち、基準IDT243による受信信号と出力IDT242による受信信号間の差の値、基準IDT243による受信信号と反射板244による受信信号間の差の値を利用して本発明は温度及び圧力の変化等の環境要因による誤差発生を防止する。換言すれば、基準IDT243による受信信号、出力IDT242による受信信号及び反射板244による受信信号に対して、温度などの影響が同一に及ぶので、上記差の値を利用すると、温度による誤差発生を防止できる。
即ち、本発明の電子ペン200は周波数、振幅、及び位相のうちの少なくとも1つを変化させて状態情報を提供するだけでなく、時間遅延を通じて状態情報を携帯端末機100に提供する。例えば、本発明の電子ペン200が図9のような構成を有する場合、携帯端末機100は時間差を持って順次に受信される基準信号(1)、位置信号(2)、及びID信号(3)を通じて位置情報及びID情報を認識し、上記位置信号(2)の周波数、振幅、及び位相のうちの少なくとも1つの変化を通じて筆圧情報及び/又はボタン230の入力情報を認識する。このように本発明は周波数変化のみを利用して状態情報を提供する従来のLC共振回路を利用した電磁気共振方式の電子ペンに比べてより多様な状態情報を提供できる。
特に、本発明による制御部110は指などによる一般タッチ入力と電子ペン200によるタッチ入力の認識を制御する。また、制御部110は電子ペン200から提供されるID情報、筆圧情報、ボタン入力情報、センサー情報などの認識を制御できる。
2 位置信号
3 ID信号
10 発信信号
15 表面弾性波
16 環境的な外部要因によって発生する反射波
17 表面弾性波
18 受信信号(反射信号)
20 電子ペン、従来のLC共振回路を利用する電磁気共振方式の電子ペンの等価回路
21 LC共振回路
22 キャパシター
23 ボタン
25 可変キャパシター
41 位置情報提供部
42 状態情報提供部
100 携帯端末機
110 制御部
120 記憶部
130 タッチスクリーン
131 保護ウインドウ
132 第1タッチパネル
133 表示パネル
134 第2タッチパネル
135 電子ペン用アンテナ
136 ブラケット
150 無線通信部
200 電子ペン、本発明の第1実施形態による電子ペンの等価回路
210 ボディー
220 インピーダンス素子
230 ボタン
240 遅延素子
241 入力IDT
242 出力IDT
243 基準IDT
244 反射板
245 第1センサー
246 第2センサー
250 圧力センサー
260 アンテナ
270 ペン先
300 電子ペン
320 インピーダンス素子
330 ボタン
340 遅延素子
343 第2入力IDT
344 第2出力IDT
345 第3出力IDT
346 反射板
350 圧力センサー
360 アンテナ
1410、1510 送信機
1420、1520 第1マルチプレクサ
1430、1530 受信機
1440 第2マルチプレクサ
1540 スイッチ
1610 ノイズ曲線
1730 ボタン
1740 遅延素子
1741、1742、1743、1744 第1、第2、第3、第4IDTブロック
1750 圧力センサー
1760 アンテナ
Claims (13)
- 電子ペンであって、
ボディーと、
前記ボディーに実装され、携帯端末機から少なくとも1つの無線信号を受信するアンテナと、
前記アンテナを通じて前記少なくとも1つの無線信号が入力され、一定時間経過後に前記少なくとも1つの無線信号の各々に対応する少なくとも1つの反射信号を前記アンテナに出力する遅延素子と、を備え、
前記アンテナは、前記少なくとも1つの反射信号を前記携帯端末機に送信し、
前記遅延素子は、
前記電子ペンの位置情報を認識するため、前記少なくとも1つの無線信号のうちの第1周波数の無線信号を受信し、前記第1周波数の無線信号に対応する反射信号を出力する位置情報提供部と、
前記電子ペンの状態情報を認識するため、前記少なくとも1つの無線信号のうちの第2周波数の無線信号を受信し、前記第2周波数の無線信号に対応する反射信号を出力する状態情報提供部と、を含むことを特徴とする電子ペン。 - 前記遅延素子は、
前記少なくとも1つの無線信号に対応する電気的信号が前記アンテナから入力され、前記入力された電気的信号を表面弾性波に変換して出力する入力IDT(Inter−Digital Transducer)と、
前記変換された表面弾性波が入力され、前記入力された表面弾性波を電気的信号に変換して前記変換された電気的信号に対応する反射信号を生成し、前記生成された反射信号を表面弾性波に再変換して前記入力IDTに再送信する出力IDTと、を含み、
前記入力IDTは、前記出力IDTから再送信された表面弾性波を受信し、前記再送信された表面弾性波を電気的信号に変換して前記アンテナに出力することを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。 - 前記少なくとも1つの反射信号は、前記出力IDTの負荷インピーダンスの変化に応じて前記少なくとも1つの無線信号の周波数、位相、及び振幅のうちの少なくとも1つが変化された信号であることを特徴とする請求項2に記載の電子ペン。
- 前記遅延素子は、基準信号を生成する基準IDT、前記電子ペンのID情報を提供するための反射板、及び少なくとも1つのセンサーにより収集されたセンサー情報を提供するための少なくとも1つのセンサーIDTのうちの少なくとも1つを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の電子ペン。
- 前記遅延素子は、多重周波数をサポートするための複数のIDTブロックを含むことを特徴とする請求項1に記載の遅延素子を利用した電子ペン。
- アンテナ、及び前記アンテナを通じて少なくとも1つの無線信号を受信し、一定時間経過後に前記少なくとも1つの無線信号の各々に対応する少なくとも1つの反射信号を生成し、前記生成された少なくとも1つの反射信号を、前記アンテナを通じて送信する遅延素子を含む電子ペンと、
前記電子ペンに前記少なくとも1つの無線信号を送信し、前記遅延素子によって生成された少なくとも1つの反射信号を受信して前記電子ペンの位置情報及び状態情報を認識する携帯端末機と、を備え、
前記遅延素子は、
前記電子ペンの位置情報を認識するため、前記少なくとも1つの無線信号のうちの第1周波数の無線信号を受信し、前記第1周波数の無線信号に対応する反射信号を出力する位置情報提供部と、
前記電子ペンの状態情報を認識するため、前記少なくとも1つの無線信号のうちの第2周波数の無線信号を受信し、前記第2周波数の無線信号に対応する反射信号を出力する状態情報提供部と、を含むことを特徴とするタッチ入力システム。 - 前記携帯端末機は、前記遅延素子の負荷インピーダンス変化に応じて変わる前記少なくとも1つの反射信号の周波数、振幅、及び位相のうちの少なくとも1つにより前記電子ペンの状態情報を認識し、
前記電子ペンの状態情報は、前記電子ペンの筆圧情報、ボタン入力情報、ID情報、及びセンサー情報のうちの少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項6に記載のタッチ入力システム。 - 前記電子ペンは、前記少なくとも1つの無線信号に対応する複数の反射信号を、時間差をもって前記携帯端末機に送信し、
前記携帯端末機は、前記時間差をもって送信された複数の反射信号により前記電子ペンの状態情報を認識することを特徴とする請求項6に記載のタッチ入力システム。 - 前記無線信号は、多重周波数であり、
前記携帯端末機は、前記多重周波数のうちの信号対雑音比が最も良い周波数を選択して前記電子ペンに送信することを特徴とする請求項6に記載のタッチ入力システム。 - 携帯端末機が電子ペンの位置情報及び状態情報認識のための少なくとも1つの無線信号を送信する段階と、
前記電子ペンがアンテナを通じて前記携帯端末機が送信した少なくとも1つの無線信号を受信する段階と、
前記電子ペンの遅延素子に前記アンテナから少なくとも1つの無線信号が入力され、一定時間経過後に前記遅延素子が前記少なくとも1つの無線信号の各々に対応する少なくとも1つの反射信号を前記アンテナに出力する段階と、
前記電子ペンのアンテナを通じて前記少なくとも1つの反射信号を前記携帯端末機に送信する段階と、
前記携帯端末機が前記少なくとも1つの反射信号を受信する段階と、
前記携帯端末機が前記少なくとも1つの反射信号を分析して前記電子ペンの位置情報及び状態情報を認識する段階と、を有し、
前記少なくとも1つの無線信号を送信する段階は、
前記電子ペンの位置情報の認識のための第1周波数の無線信号を送信する段階と、
前記電子ペンの状態情報の認識のための第2周波数の無線信号を送信する段階と、を含むことを特徴とするタッチ入力方法。 - 前記電子ペンの状態情報を認識する段階は、
前記少なくとも1つの反射信号の周波数、振幅、及び位相のうちの少なくとも1つの変化により認識する段階と、
時間差をもって受信された複数の反射信号により認識する段階と、を含むことを特徴とする請求項10に記載のタッチ入力方法。 - 前記少なくとも1つの無線信号を送信する段階は、
前記電子ペンが多重周波数をサポートする場合、各周波数別の信号対雑音比を測定する段階と、
前記測定された結果に基づいて信号対雑音比が最も良い周波数の無線信号を選択する段階と、
前記選択された周波数の無線信号を送信する段階と、を含むことを特徴とする請求項10に記載のタッチ入力方法。 - 前記電子ペンが多重周波数をサポートする場合、前記携帯端末機のタッチスクリーンを複数の領域に分割し、前記分割された各領域に多重周波数のうちのいずれか1つを各々割り当てる段階を更に含み、
前記少なくとも1つの無線信号を送信する段階は、前記電子ペンがサポートする多重周波数を共に送信する段階を含み、
前記少なくとも1つの反射信号を受信する段階は、前記多重周波数に対応する各反射信号を前記タッチスクリーンの割り当てられた分割領域から受信する段階を含むことを特徴とする請求項10に記載のタッチ入力方法。
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