KR102034052B1 - Touch input system and method for detecting touch using the same - Google Patents

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Abstract

배터리 없는 스타일러스 펜 및 손가락에 의한 터치가 구분되어 검출 가능하도록 하면서도 그 터치 감도 및 정확성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출 방법에 관한 것으로, 서로 교차하는 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널을 갖는 터치 센서 패널; 서로 나뉘어진 1차 코일 및 2차 코일과, 상기 2차 코일과 직렬 연결된 공진 캐패시터 및 스위치와, 상기 1차 코일과 연결된 전도성 팁을 포함하는 스타일러스 펜; 상기 스타일러스 펜과 연결된 접지부; 상기 센서 패널 외곽에 형성된 복수의 루프 구조로 형성된 안테나 루프; 및 상기 제 1 채널 및 제 2 채널과, 상기 안테나 루프와 연결된 터치 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a touch input system and a touch detection method using the same that allow a battery-free stylus pen and a touch by a finger to be distinguished and detected, and further improve the touch sensitivity and accuracy. A touch sensor panel having a second channel; A stylus pen including a primary coil and a secondary coil separated from each other, a resonant capacitor and a switch connected in series with the secondary coil, and a conductive tip connected to the primary coil; A ground part connected to the stylus pen; An antenna loop formed of a plurality of loop structures formed outside the sensor panel; And a touch controller connected to the first channel and the second channel and the antenna loop.

Description

터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출 방법{TOUCH INPUT SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING TOUCH USING THE SAME}TOUCH INPUT SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING TOUCH USING THE SAME}

본 발명은 터치 입력 시스템에 관한 것으로 특히, 배터리 없는 스타일러스 펜 및 손가락에 의한 터치가 구분되어 검출 가능하도록 하면서도 그 터치 감도 및 정확성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch input system, and more particularly, to a touch input system and a touch detection method using the same without a battery-free stylus pen and a finger touch so that the touch detection and classification can be further improved. will be.

최근 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되고 있다. In recent years, as the information age has entered, the display field for visually expressing electrical information signals has been rapidly developed. Accordingly, various flat panel displays having excellent performance of thinning, light weight, and low power consumption have been developed. Display Device) is being developed.

평판 표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 다이오드 표시장치(Organic Lignt Emitting Diode Display Device) 등을 들 수 있다. The flat panel display includes a liquid crystal display device, a plasma display panel device, a field emission display device (FED), and an organic light emitting diode display device. ), And the like.

최근에는 평판 표시장치에 사람의 손이나 별도의 입력 수단을 통해 터치 부위를 인식하고 이에 대응하여 별도의 정보를 전달할 수 있는 터치 패널을 부가하는 경우가 늘고 있다. 현재 이러한 터치 패널은 표시 장치의 외부 표면에 부착하는 형태로 적용되고 있다. 그리고, 터치 감지 방식에 따라, 저항 방식, 정전 용량 방식, 적외선 감지 방지 등으로 나뉘며, 제조 방식의 편이성 및 검출력 등을 감안하여 최근 정전 용량 방식이 주목받고 있다. Recently, a touch panel capable of recognizing a touch portion through a hand of a person or a separate input means and transmitting separate information in response thereto is increasing. Currently, such a touch panel is applied in the form of attaching to an outer surface of the display device. In addition, according to the touch sensing method, it is divided into a resistive method, a capacitive method, an infrared sensing prevention, etc., and the capacitive method has recently attracted attention in view of the convenience and detection power of the manufacturing method.

최근 주로 고려되는 모바일 장치로서, 스마트 폰, 스마트 북 등은 HID(Human Interface Device)로써 손가락을 이용한 터치 입력뿐만 아니라 펜을 이용한 필기 또는 그림 그리기가 가능한 스타일러스 펜을 입력 장치로 점점 더 많이 적용하는 추세이다. 스타일러스 펜 입력은 손가락에 의한 입력에 비해 더 세밀한 입력이 가능하고, 세밀한 그림 그리기 및 글씨 쓰기 등의 기능을 지원하는 등의 장점을 가지고 있다. Recently, as a mobile device that is mainly considered, smart phones, smart books, etc., as a HID (Human Interface Device), as well as a touch input using a finger, a stylus pen capable of writing or drawing using a pen is increasingly applied as an input device. to be. The stylus pen input has more advantages than the input by the finger, and has the advantage of supporting functions such as detailed drawing and writing.

하지만, 동일 터치 검출 회로가 적용된 터치 패널의 경우는 스타일러스 펜 터치 감도가 떨어지고, 손가락에 의한 터치와 스타일러스 펜에 의한 터치를 구분하지 못하는 문제점이 있다. 다시 말해, 동일 터치 검출 회로가 적용된 일반적인 터치 패널의 경우, 스타일러스 펜 터치시에는 터치 패널과의 접촉 면적이 작기 때문에 정전 용량의 변화를 검출하기 어려운 점이 있다. 이에 따라, 좌표 추출의 정확도가 떨어지게 되고, 팜 리젝션(palm rejection)의 기능을 갖기 어렵다. 이에, 스타일러스 펜을 터치 센서 패널 터치와는 다른 구동 방식, 예를 들어 전자기 방식의 구동 방식을 통해 터치 검출을 하는 방법도 소개되었으나, 이 경우, 별도의 정전용량 방식의 전극 외에도 별도의 전자기 구동에 의한 검출이 가능한 패널을 더 구비하여야 하므로, 이로 인한 구성 요소의 증가 및 공정 증가의 문제점이 있었다. However, in the case of the touch panel to which the same touch detection circuit is applied, the stylus pen touch sensitivity is inferior and there is a problem in that the touch by the finger and the touch by the stylus pen cannot be distinguished. In other words, in the case of a general touch panel to which the same touch detection circuit is applied, it is difficult to detect a change in capacitance because the contact area with the touch panel is small when the stylus pen is touched. As a result, the accuracy of coordinate extraction is lowered, and it is difficult to have a function of palm rejection. Therefore, a method of detecting touch using a stylus pen through a driving method different from the touch sensor panel touch, for example, an electromagnetic driving method, has been introduced. In this case, in addition to the separate capacitive electrode, Since the panel should be further provided, it is possible to increase the number of components and process.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 손가락과 배터리 없는 스타일러스 펜에 의한 터치가 구분되어 검출 가능하도록 하면서도 그 터치 감도 및 정확성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출 방법에 관한 것이다. The present invention is to solve the above problems, the touch input system and the touch detection method using the same to further improve the touch sensitivity and accuracy while being able to detect and detect the touch by the finger and the battery-free stylus pen It is about.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 입력 시스템은 서로 교차하는 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널을 갖는 터치 센서 패널; 서로 나뉘어진 1차 코일 및 2차 코일과, 상기 2차 코일과 직렬 연결된 공진 캐패시터 및 스위치와, 상기 1차 코일과 연결된 전도성 팁을 포함하는 스타일러스 펜; 상기 스타일러스 펜과 연결된 접지부; 상기 센서 패널 외곽에 형성된 복수의 루프 구조로 형성된 안테나 루프; 및 상기 제 1 채널 및 제 2 채널과, 상기 안테나 루프와 연결된 터치 컨트롤러를 구비한 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a touch input system including: a touch sensor panel having a plurality of first and second channels crossing each other; A stylus pen including a primary coil and a secondary coil separated from each other, a resonant capacitor and a switch connected in series with the secondary coil, and a conductive tip connected to the primary coil; A ground part connected to the stylus pen; An antenna loop formed of a plurality of loop structures formed outside the sensor panel; And a touch controller connected to the first channel and the second channel and the antenna loop.

상기 복수 루프 구조의 안테나 루프는 상기 스타일러스 펜의 상기 터치 센서 패널면 터치시 상기 스타일러스 펜 내 1차 코일로부터 공진된 인덕턴스 신호를 수신하는 것을 특징으로 한다. The antenna loop of the multi-loop structure may receive a resonant inductance signal from a primary coil in the stylus when the stylus pen touches the surface of the touch sensor panel.

상기 복수 루프 구조의 안테나 루프는 상기 터치 센서 패널의 전면 외곽을 둘러싸도록 형성되며, 일측 및 타측의 양단에 각각 패드가 구비되어 상기 터치 컨트롤러에 연결된 것을 특징으로 한다. The antenna loop of the multi-loop structure is formed so as to surround the front outer periphery of the touch sensor panel, and pads are provided at both ends of one side and the other side to be connected to the touch controller.

상기 복수 루프 구조의 안테나 루프는 상기 스타일러스 펜의 상기 터치 센서 패널 터치시 상기 스타일러스 펜 내 2차 코일로부터 공진된 인덕턴스 신호를 상기 안테나 루프 자신과 상기 2차 코일간 상호 인덕턴스 또는 상기 안테나 루프 자신과 상기 1차 코일간 상호 인덕턴스 유도로 수신하는 것을 특징으로 한다. The antenna loop of the multi-loop structure may transmit an inductance signal resonated from a secondary coil in the stylus pen when the touch sensor panel of the stylus pen touches the mutual inductance between the antenna loop itself and the secondary coil or the antenna loop itself and the antenna loop itself. Characterized in that it receives by inducting mutual inductance between the primary coils.

상기 터치 컨트롤러는 상기 안테나 루프와 연결되어, 상기 안테나 루프 양단에 수신된 전압 차를 증폭하는 증폭기; 상기 증폭기와 연결되어 노이즈를 제거하는 필터부; 상기 필터부와 연결되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하는 컨버터; 상기 컨버터와 연결되어 디지털 신호를 수집하여 좌표를 추출하는 신호 처리부; 및 상기 센서 패널 내 각 채널에 인가하는 신호를 발생하는 구동 신호 발생부를 구비한 것을 특징으로 한다. The touch controller is connected to the antenna loop, an amplifier for amplifying the received voltage difference across the antenna loop; A filter unit connected to the amplifier to remove noise; A converter connected to the filter unit to convert an analog signal into a digital signal; A signal processor connected to the converter to collect digital signals and extract coordinates; And a driving signal generator for generating a signal applied to each channel in the sensor panel.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 터치 입력 시스템을 이용한 터치 검출 방법은 서로 교차하는 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널을 갖는 센서 패널과, 서로 나뉘어진 1차 코일 및 2차 코일과, 상기 2차 코일과 직렬 연결된 공진 캐패시터 및 스위치와, 상기 1차 코일의 일단과 연결된 전도성 팁을 포함하는 스타일러스 펜 및 상기 센서 패널 외곽에 복수의 루프 구조로 형성된 안테나 루프를 갖는 입력 시스템의 터치 검출 방법에 있어서, 프레임별 손가락 터치 검출과 스타일러스 펜 터치 검출을 시분할하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. In addition, the touch detection method using a touch input system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a sensor panel having a plurality of first and second channels that cross each other, and the primary coil divided And a stylus pen including a secondary coil, a resonant capacitor and a switch connected in series with the secondary coil, a conductive tip connected to one end of the primary coil, and an antenna loop formed in a plurality of loop structures outside the sensor panel. In the touch detection method of the input system, it is characterized by time division between finger touch detection and stylus pen touch detection for each frame.

상기 스타일러스 펜 터치 검출은 상기 복수개의 제 1 및 제 2 채널들에 순차적으로 신호를 인가하고, 상기 복수 루프 구조의 안테나 루프의 양단에 수신된 전압 차에 의해 터치 검출을 수행하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The stylus pen touch detection may be performed by sequentially applying signals to the plurality of first and second channels, and performing touch detection based on a voltage difference received at both ends of the antenna loop of the plurality of loop structures. .

상기 복수 루프 구조의 안테나 루프는 상기 터치 센서 패널의 전면 외곽을 둘러싸도록 형성되며, 일측 및 타측의 양단에 각각 패드가 구비되어 상기 터치 컨트롤러에 연결된 것을 특징으로 한다. The antenna loop of the multi-loop structure is formed so as to surround the front outer periphery of the touch sensor panel, and pads are provided at both ends of one side and the other side to be connected to the touch controller.

상기 터치 검출은 상기 전도성 팁과 상기 센서 패널 사이의 검출 캐패시터와 상기 1차 코일간 전기적 연결이 형성되고, 상기 스위치가 닫혀 상기 2차 코일과 공진 캐패시터의 공진 회로가 형성되어, 상기 1차 코일과 2차 코일간 상호 인덕턴스에 의해 상기 복수 루프 구조의 안테나 루프로 전자기 공진된 유도 기전력이 수신되어 이루어지는 것을 이루어지는 것을 특징으로 한다. The touch detection is an electrical connection between the detection capacitor and the primary coil between the conductive tip and the sensor panel, the switch is closed to form a resonant circuit of the secondary coil and the resonant capacitor, and the primary coil Characterized in that the induced electromotive force is electromagnetically resonated to the antenna loop of the multi-loop structure by the mutual inductance between the secondary coils.

상기 터치 컨트롤러에 의한 터치 검출은 상기 복수개의 제 1 및 제 2 채널들에 대해 순차적으로, 상기 복수 루프 구조의 안테나 루프의 양단에 수신된 전압 차를 검출하는 단계; 상기 전압 차를 증폭하는 단계; 상기 증폭된 전압 차의 노이즈를 제거하는 단계; 상기 노이즈가 제거된 증폭된 전압 차를, 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 단계; 및 상기 디지털 신호를 메모리에 저장하는 단계로 이루어지고, 상기 복수개의 제 1 및 제 2 채널들별 메모리에 저장된 디지털 신호를 연산하여 터치 좌표를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The touch detection by the touch controller may include sequentially detecting a voltage difference received at both ends of the antenna loop of the plurality of loop structures for the plurality of first and second channels; Amplifying the voltage difference; Removing noise of the amplified voltage difference; Converting the noise-amplified amplified voltage difference from an analog signal to a digital signal; And storing the digital signal in a memory, and detecting touch coordinates by calculating the digital signals stored in the plurality of first and second channel-specific memories.

상기와 같은 본 발명의 터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출방법은 다음과 같은 효과가 있다. The touch input system and the touch detection method using the same of the present invention as described above have the following effects.

첫째, 기본 구성으로 손가락 터치에 대해 정전용량 방식의 터치 검출을 하는 구조를 이용하며, 스타일러스 펜의 터치 검출시는 스타일러스 펜 내부 공진 회로와 센서 패널 외곽의 안테나 루프를 통한 공진에 의한 터치 검출이 가능하다. 즉, 정전 용량 방식으로 터치 검출에 한계가 있는 스타일러스 펜 터치 검출을 별도의 패널을 구성하지 않고, 센서 패널 외곽 구성과 스타일러스 펜 내부 회로를 변경하여 접촉 면적이나 전극 패턴의 형상에 영향을 받지 않고 가능하게 한다.First, as a basic configuration, a capacitive touch detection method is used for finger touch, and when the touch of the stylus pen is detected, touch detection by resonance is possible through an internal resonant circuit inside the stylus pen and an antenna loop outside the sensor panel. Do. In other words, the capacitive touch detection of the stylus pen touch detection, which has a limit in touch detection, is possible without changing the panel and the sensor panel outer configuration and the stylus pen internal circuit without affecting the contact area or the shape of the electrode pattern. Let's do it.

둘째, 복수의 루프 구조로 형성된 센서 패널의 안테나 루프와 스타일러스 펜 내부의 공진 회로 간 공진 작용으로 터치 검출이 가능하여, 스타일러스 펜 내부에 배터리를 장착할 필요가 없게 되므로, 별도의 전원이 요구되는 액티브 스타일러스 펜 대비 제작 비용이 감소된다. 또한, 가볍고 크기가 작은 스타일러스 펜 구현이 가능하다.Second, touch detection is possible due to the resonance action between the antenna loop of the sensor panel formed of a plurality of loop structures and the resonance circuit inside the stylus pen, so that the battery does not need to be mounted inside the stylus pen, and thus requires a separate power source. The manufacturing cost is reduced compared to the stylus pen. It is also possible to implement a light and small stylus pen.

셋째, 스타일러스 펜 터치와 손가락 터치를 다른 구동 방식에 의해 서로 구분하여 검출할 수 있어, 스타일러스 펜 터치의 경우에 팜 리젝션(palm rejection)이 용이해지며, 복수의 루프 구조로 형성된 센서 패널의 안테나 루프에 의해 터치 감도의 정확성이 향상된다. Third, the stylus pen touch and the finger touch can be detected separately by different driving methods, so that palm rejection is facilitated in the case of the stylus pen touch, and the antenna of the sensor panel formed of a plurality of loop structures The loop improves the accuracy of the touch sensitivity.

넷째, 스타일러스 펜에 의한 터치 검출에 이용되는 복수의 루프 구조로 형성된 안테나 루프를 서로 교차하는 전극이 형성된 액티브 영역에서 이격하여 감도가 떨어지는 에지 영역보다 바깥쪽에 위치시킴으로써, 스타일러스 펜의 감도를 영역에 관계없이 동등하게 유지할 수 있다. Fourth, by placing the antenna loop formed of a plurality of loop structures used for touch detection by the stylus pen outward from the edge region where the sensitivity is spaced apart from the active region where the electrodes cross each other, the sensitivity of the stylus pen is related to the region. Can be kept equal without.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 입력 시스템을 나타낸 회로도.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센서 패널을 나타낸 평면 구성도.
도 3은 도 1의 스타일러스 펜에 대응되는 부분을 나타낸 회로도.
도 4는 도 3의 스타일러스 펜을 구조적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 터치 입력 시스템의 프레임 구동 방법을 나타낸 도면.
도 6은 터치 센서 패널 및 스타일러스 펜의 각 구성별 검출 파형을 나타낸 파형도.
도 7은 도 2에 도시된 복수 루프 구조의 안테나 루프를 구체적으로 나타낸 다른 평면 구성도.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 안테나 루프의 루프 횟수에 따라 루프 패드에 입/출력된 입/출력 파형을 각각 나타낸 파형도.
1 is a circuit diagram illustrating a touch input system according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view illustrating the touch sensor panel illustrated in FIG. 1.
3 is a circuit diagram illustrating a portion corresponding to the stylus pen of FIG. 1.
4 is a structural diagram of the stylus pen of FIG.
5 is a view showing a frame driving method of the touch input system of the present invention.
6 is a waveform diagram showing detection waveforms of respective components of a touch sensor panel and a stylus pen;
FIG. 7 is another plan view showing in detail the antenna loop of the multi-loop structure shown in FIG.
8A to 8C are waveform diagrams illustrating input / output waveforms input / output to loop pads according to the number of loops of an antenna loop according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a touch input system and a touch detection method using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 터치 입력 시스템은 기본 구성으로 손가락 터치에 대해 정전용량 방식의 터치 검출을 하는 구조를 이용하며, 배터리 없는 스타일러스 펜의 터치 검출시는 스타일러스 펜 내부 공진 회로와 터치 센서 패널 외곽의 안테나 루프를 통한 공진에 의한 터치 검출이 가능하다. 즉, 정전 용량 방식으로 터치 검출에 한계가 있는 스타일러스 펜 터치 검출을, 별도의 패널을 구성하지 않고, 복수의 루프 구조로 형성된 터치 센서 패널 외곽의 안테나 루프 구성과 스타일러스 펜 내부 회로를 변경하여 접촉 면적이나 전극 패턴의 형상에 영향을 받지 않고 가능하게 한다. The touch input system of the present invention uses a structure of capacitive touch detection for a finger touch as a basic configuration, and the touch detection of a battery-free stylus pen uses an internal resonance circuit of the stylus pen and an antenna loop outside the touch sensor panel. Touch detection by resonance is possible. That is, stylus pen touch detection, which is limited in touch detection by capacitive type, does not form a separate panel, but changes the contact area by changing an antenna loop configuration and an internal circuit of the stylus pen outside the touch sensor panel formed of a plurality of loop structures. This is possible without being affected by the shape of the electrode pattern.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 입력 시스템을 나타낸 회로도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 터치 센서 패널을 나타낸 평면 구성도이다. 1 is a circuit diagram illustrating a touch input system according to an exemplary embodiment of the present invention. 2 is a plan view illustrating the touch sensor panel illustrated in FIG. 1.

도 1에 도시된 터치 입력 시스템은 크게 스타일러스 펜(100), 터치 센서(200) 및 루프 구조의 안테나(400)를 포함한 터치 센서 패널, 터치 컨트롤러(300), 스타일러스 접지부(500)를 구비한다. The touch input system illustrated in FIG. 1 includes a touch sensor panel including a stylus pen 100, a touch sensor 200, and an antenna 400 having a loop structure, a touch controller 300, and a stylus ground part 500. .

도 1 및 도 2를 참조하면, 터치 센서 패널(201)은 크게 액티브 영역과 그 외곽 영역으로 나뉜다. 터치 센서(200)는 서로 교차하는 복수개의 제 1 채널(Tx) 및 제 2 채널(Rx)을 갖고 터치 센서 패널의 중앙에 해당하는 액티브 영역에 위치한다. 그리고, 터치 센서패널의 액티브 영역 외곽에는 액티브 영역 외곽을 둘러싸는 형상 즉, 양단 사이가 이격된 복수의 루프(loop) 형태로 안테나 루프(410)가 형성되어 안테나(400) 기능을 수행한다. 1 and 2, the touch sensor panel 201 is largely divided into an active area and an outer area thereof. The touch sensor 200 has a plurality of first channels Tx and a second channel Rx that cross each other and is positioned in an active area corresponding to the center of the touch sensor panel. In addition, an antenna loop 410 is formed on the outer edge of the active area of the touch sensor panel in a shape surrounding the outer edge of the active area, that is, a plurality of loops spaced apart from both ends, thereby performing the function of the antenna 400.

액티브 영역에 형성된 복수의 제 1 채널(Tx)(210) 및 제 2 채널(Rx)(220)은 각각 바 형상을 갖는 것으로, 제 1 채널(Tx)(210)과 제 2 채널(Rx)(220) 채널이 서로 교차하여 액티브 영역에 배치된다. 제 1 채널(Tx)(210) 및 제 2 채널(Rx)(220)은 디스플레이 장치에서 광 투과를 위해 투명 전극으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 손가락 터치 구간에 제 1 채널(Tx)(210)은 구동 신호 인가용으로, 제 2 채널(Rx)(220)은 검출 신호 수신용으로 이용되며, 각각 터치 센서 패널(201)의 일측 가장자리에 구비된 패드(230)와 라우팅 배선(225)을 통해 전기적으로 연결된다. 도 2에 도시된 형태는 바(bar) 형상의 채널로, 경우에 따라 정전용량 방식의 다른 형태의 패턴으로 변경될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 다이아몬드 패턴이나 다른 형태의 다각형 형태일 수 있다. 어느 경우에나, 본 발명의 입력 시스템에 있어서는, 스타일러스 펜 터치의 정확성을 위해 중심에서 상하 좌우 어디에서도 대칭성을 갖는 형태로 형성되는 것이 요구된다. The plurality of first channels (Tx) 210 and the second channels (Rx) 220 formed in the active region have a bar shape, respectively, and the first channel (Tx) 210 and the second channel (Rx) ( 220, the channels cross each other and are disposed in the active region. The first channel (Tx) 210 and the second channel (Rx) 220 is preferably formed of a transparent electrode for light transmission in the display device. In addition, the first channel (Tx) 210 is used for driving signals and the second channel (Rx) 220 is used for receiving a detection signal in a finger touch section, and one edge of each of the touch sensor panels 201 is used. It is electrically connected to the pad 230 provided in the through the routing line 225. The shape shown in FIG. 2 is a bar-shaped channel, and in some cases, may be changed to a pattern of another type of capacitive type. For example, it may be a diamond pattern or other polygonal shape. In any case, in the input system of the present invention, it is required to be formed in a form having symmetry in the center, up, down, left and right for accuracy of the stylus pen touch.

안테나 루프(410)는 스타일러스 펜(100) 내 공진 회로로부터 발생하는 전자기 신호를 수신하기 위해, 복수 루프 형태로 서로 겹치지 않게 형성될 수 있다. 이러한, 안테나 루프(410)는 인덕턴스 유도가 가능한 일종의 3차 코일인데, 별도의 물리적 형상을 갖는 자기 코어는 구비하지 않는다. 복수의 루프 형태로 구성된 안테나 루프(410)의 양단에는 터치 센서 패널(201)의 일측 가장자리에 구비된 복수의 패드(230)와 나란히 형성된 루프 패드(240)가 형성되며, 둘 사이의 전압 차를 터치 컨트롤러에 의해 검출할 수 있게 한다. 여기서, 안테나 루프(410)의 양단에 각각 전기적으로 연결된 패드(204)는 터치 컨트롤러(300)와 전기적으로 연결된다. The antenna loops 410 may be formed so as not to overlap each other in a plurality of loops in order to receive electromagnetic signals generated from the resonant circuit in the stylus pen 100. The antenna loop 410 is a kind of tertiary coil capable of inductance induction, and does not include a magnetic core having a separate physical shape. Loop pads 240 formed in parallel with the plurality of pads 230 provided at one edge of the touch sensor panel 201 are formed at both ends of the antenna loop 410 having a plurality of loops, and the voltage difference between the two loops is formed. It can be detected by the touch controller. Here, the pads 204 electrically connected to both ends of the antenna loop 410 are electrically connected to the touch controller 300.

도 3은 도 1의 스타일러스 펜에 대응되는 부분을 나타낸 회로도이다. 그리고, 도 4는 도 3의 스타일러스 펜을 구조적으로 나타낸 도면이다. 3 is a circuit diagram illustrating a part corresponding to the stylus pen of FIG. 1. 4 is a diagram illustrating the stylus pen of FIG. 3 structurally.

도 3 및 도 4에 도시된 스타일러스 펜(200) 내부에는, 서로 나뉘어진 1차 코일(L1)(140) 및 2차 코일(L2)(120)과, 2차 코일(120)과 직렬 연결된 공진 캐패시터(C2)(110) 및 스위치(SW)(130)와, 1차 코일(140)과 연결된 전도성 팁(Conductive tip)(101)을 포함한다. In the stylus pen 200 illustrated in FIGS. 3 and 4, the primary coil L1 and the secondary coil L2 120, which are separated from each other, are connected to the secondary coil 120 in series. Capacitor C2 110 and switch SW 130 and a conductive tip 101 connected to the primary coil 140 are included.

스타일러스 펜(100)은 스타일러스 접지부(500)와 연결되어 있어, 스타일러스 펜 내부 회로를 안정화한다. The stylus pen 100 is connected to the stylus ground portion 500 to stabilize the internal circuit of the stylus pen.

터치 센서 패널(201) 외곽에 형성된 복수 루프 형태인 안테나 루프(410)와 제 1 채널(Tx) 및 제 2 채널(Rx)은 각각 터치 컨트롤러(500)와 연결되어, 신호 제어를 받는다. The antenna loop 410, the first channel Tx, and the second channel Rx, each of which has a plurality of loops formed outside the touch sensor panel 201, are connected to the touch controller 500 to receive signal control.

또한, 복수 루프 형태인 안테나 루프(410)는 스타일러스 펜(100)의 터치 센서 패널(201) 터치시 스타일러스 펜(100) 내 2차 코일(L2)(120)로부터 공진된 인덕턴스 신호를, 안테나 루프(410)(L3)와 2차 코일(L2)간 상호 인덕턴스(M23) 또는 안테나 루프(410)(L3)와 1차 코일(L1)간 상호 인덕턴스(M13) 유도로 수신하게 된다. In addition, the antenna loop 410 having a plurality of loops forms an inductance signal resonated from the secondary coil (L2) 120 in the stylus pen 100 when the touch sensor panel 201 of the stylus pen 100 is touched. In operation 410, the inductance M23 between the L3 and the secondary coil L2 or the mutual inductance M13 between the antenna loop 410 and the primary coil L1 may be received.

터치 컨트롤러(300)는 안테나 루프(410) 양단에 수신된 전압 차를 증폭하는 증폭기(310), 증폭기(310)와 연결되어 노이즈를 제거하는 필터부(AFE)(320), 필터부(320)와 연결되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하는 컨버터(ADC)(330), 컨버터(330)와 연결되어 디지털 신호를 수집하여 좌표를 추출하는 신호 처리부(DSP)(340) 및 터치 센서 패널(201) 내 각 채널에 인가하는 신호를 발생하는 구동 신호 발생부(Drive signal Generator)(305)를 포함하여 이루어진다. The touch controller 300 is an amplifier 310 that amplifies the voltage difference received across the antenna loop 410, a filter unit (AFE) 320 connected to the amplifier 310 to remove noise, and a filter unit 320. A converter (ADC) 330 connected with the converter to convert an analog signal into a digital signal, a signal processor (DSP) 340 connected with the converter 330 to extract coordinates by collecting a digital signal, and a touch sensor panel 201. It includes a drive signal generator (305) for generating a signal applied to each channel in the.

여기서, 터치 센서 패널(201)에 스타일러스 펜(100)이 터치할 때, 스타일러스 펜(100) 내부 스위치(SW)(130)가 닫히고, 2차 코일(L2)(120) 및 공진 캐패시터(C2)(110)가 일종의 공진 회로로서 폐회로를 이룬다. Here, when the stylus pen 100 touches the touch sensor panel 201, the internal switch (SW) 130 of the stylus pen 100 is closed, and the secondary coil L2 120 and the resonant capacitor C2 are closed. 110 forms a closed circuit as a kind of resonant circuit.

그리고, 구동 신호 발생부(305)에서 각 채널로 인가하는 신호는 상기 폐회로 내 공진 주파수(f=1/[2π*(L2*C2)^0.5])와 동일한 주파수로 구형파(square wave) 또는 정현파(sine wave)를 인가할 수 있다. 각 채널로 인가하는 신호는 일종의 교류 전압으로서, 각 코일에서는 인가된 신호와 유사한 파형 또는 시간 경과에 따라 파형이 커지는 형태의 신호 형상(signal shape)을 갖는다. The signal applied to each channel by the drive signal generator 305 is a square wave or a sine wave at the same frequency as the resonance frequency f = 1 / [2π * (L2 * C2) ^ 0.5] in the closed loop. (sine wave) can be applied. The signal applied to each channel is a kind of alternating voltage, and each coil has a signal shape in the form of a waveform similar to the applied signal or a waveform that grows with time.

한편, 스타일러스 접지부(500)는 상기 스타일러스 펜(100)과 접하는 사용자 또는 스타일러스 펜(100)과 터치 센서 패널(201)과의 사이에 연결된 와이어일 수 있다. Ch(510)는 스타일러스 펜(100)과 사용자가 접할 때, 사용자가 유전체로 기능하여, 스타일러스 펜(100)과 접지단자 사이에서, 접지부 정전용량(Ch)이 발생된 상태임을 나타내고 있다. Meanwhile, the stylus grounding part 500 may be a user connected to the stylus pen 100 or a wire connected between the stylus pen 100 and the touch sensor panel 201. Ch 510 indicates that when the user comes into contact with the stylus pen 100, the user functions as a dielectric to generate a ground capacitance Ch between the stylus pen 100 and the ground terminal.

스타일러스 펜 내부의 1차 코일(L1)(140)과 이차 코일(L2)(120)은 각각 스타일러스 펜(100) 내부 중심축을 지나는 자기 코어(magnetic core)를 통해 제 1 상호 인덕턴스(mutual inductance)(M12)로 커플링된다. The primary coil (L1) 140 and the secondary coil (L2) 120 inside the stylus pen each have a first mutual inductance (mutual inductance) through a magnetic core passing through a central axis inside the stylus pen 100 ( M12).

한편, 2차 코일(L2)(120)과 공진 캐패시터(C2)(110)는 터치 센서 패널의 교차된 제 1, 제 2 채널(Tx/Rx)에 의해 구성된 터치 센서(200)로부터 캐패시티브 커플링되어 형성된 검출 캐패시터(Csx)(250)을 통해 입력되는 신호의 주파수와 전자기 공진이 발생하도록 적절한 값을 갖도록 구성된다. 여기서, 공진 주파수는 f=1/[2π*(L2*C2)^0.5]) 의 조건을 갖는다. 그리고, 검출 캐패시터(Csx)(250)은 물리적으로 회로 구성을 갖는 소자가 아니라, 스타일러스 펜(100)의 전도성 팁이 센서 패널(201)을 접할 때, 접하는 부위에서 정전용량 커플링되어 발생되는 가상의 소자이다. Meanwhile, the secondary coil (L2) 120 and the resonant capacitor (C2) 110 are capacitive from the touch sensor 200 formed by the crossed first and second channels Tx / Rx of the touch sensor panel. It is configured to have an appropriate value to generate the frequency and the electromagnetic resonance of the signal input through the coupling formed detection capacitor (Csx) 250. Here, the resonance frequency has a condition of f = 1 / [2π * (L2 * C2) ^ 0.5]). In addition, the detection capacitor (Csx) 250 is not a device having a physical circuit configuration, but a virtual generated by the capacitive coupling at the contact portion when the conductive tip of the stylus pen 100 contacts the sensor panel 201. It is an element of.

또한, 스타일러스 펜(100)에서 전자기 공진시 발생한 자기장 신호는 1차 코일(L1)(140) 또는 2차 코일(L2)(120)과 터치 센서 패널(201)에 형성된 안테나 루프(L3)(410)와의 제 2 상호 인덕턴스(M13 또는 M23)에 의해 안테나 코일에 해당하는 3차 코일(L3)(410)에 유도 기전력을 발생한다. 이러한 유도 기전력은, 안테나 루프(410) 양단간의 전압 차이를 증폭할 수 있는 증폭기(310)를 통해 증폭하고, 노이즈 제거 등을 위한 필터 등으로 이루어진 필터부(AFE:Anaolog Front End)(320)를 거친 후 컨버터(ADC:Analog to Digital Converter)(330)에서 디지털 신호로 변환된 뒤 상기 신호 처리부(DSP: Digital Signal Processor)(340)에서 적절한 알고리즘을 통하여 좌표를 추출한 후 호스트 시스템에 좌표 데이터 등을 전송하게 된다. In addition, the magnetic field signal generated during the electromagnetic resonance in the stylus pen 100 is an antenna loop (L3) 410 formed in the primary coil (L1) 140 or the secondary coil (L2) 120 and the touch sensor panel 201. Induced electromotive force is generated in the tertiary coil (L3) 410 corresponding to the antenna coil by the second mutual inductance (M13 or M23). The induced electromotive force is amplified by an amplifier 310 capable of amplifying a voltage difference between the both ends of the antenna loop 410, and a filter unit (AFE: Anaolog Front End) 320 formed of a filter for removing noise or the like. After coarse, the signal is converted into a digital signal by an ADC (Analog to Digital Converter) 330 and extracted by a suitable algorithm in the Digital Signal Processor (DSP) 340. Will be sent.

한편, 스타일러스 펜(100) 내의 1차 코일(L1)(140)의 한쪽 끝은 스타일러스 팁에 의해 연결되어 있고, 다른 쪽 끝은 스타일러스의 전도성 물질로 이루어진 도전성 몸체부에 연결되어 접지된다. 경우에 따라, 사용자가 접지부(500)를 구성시 사람의 몸에 해당하는 접지부 캐패시터(Ch)와 연결된다. On the other hand, one end of the primary coil (L1) 140 in the stylus pen 100 is connected by a stylus tip, the other end is connected to the conductive body portion made of a conductive material of the stylus and grounded. In some cases, when the user configures the ground part 500, the user may be connected to the ground part capacitor Ch corresponding to the human body.

도 4를 참조하면, 스타일러스 펜(100) 내부는 1차 코일(L1)(140)과 2차 코일(L2)(120)이 자기 코어(magnetic core)(135)에 서로 교번되어 감겨져 있는 형상으로 배치된다. Referring to FIG. 4, the stylus pen 100 has a shape in which the primary coils L1 and 140 and the secondary coils L2 120 are alternately wound around a magnetic core 135. Is placed.

스타일러스 펜(100) 내부의 1차 코일(L1)(140) 및 2차 코일(L2)(120)은 스타일러스 펜(100)의 축 방향으로 위치하는 자기 코어(magnetic core)(135)에 감겨져 있다. 이 경우, 축 방향은 펜의 길이 방향에 해당하며, X, Y, Z 좌표계의 Z축에 상당하다. The primary coil (L1) 140 and the secondary coil (L2) 120 inside the stylus pen 100 are wound around a magnetic core 135 positioned in the axial direction of the stylus pen 100. . In this case, the axial direction corresponds to the longitudinal direction of the pen and corresponds to the Z axis of the X, Y, Z coordinate system.

스타일러스 펜(100)의 도전성 몸체(150)는, 1차 코일(L1)(140) 및 2차 코일(L2)(120)과 공진 캐패시터(C2)(110) 및 자기 코어(135)를 내부에 포함하며, 전도성 팁(101)이 일부 돌출되는 홀을 가질 수 있다. 여기서, 전도성 팁(101)은 상기 도전성 몸체(150)로부터 절연되어 있으며, 이를 위해 홀 주위에 전도성 팁(101)을 둘러싸는 형태의 절연 완충부(미도시)를 더 구비할 수 있다. 도전성 몸체(150)는 상술한 스타일러스 접지부(500)와 연결된 것이 바람직하다. The conductive body 150 of the stylus pen 100 includes a primary coil (L1) 140 and a secondary coil (L2) 120, a resonant capacitor (C2) 110, and a magnetic core 135 therein. It may include, and the conductive tip 101 may have a hole that partially protrudes. In this case, the conductive tip 101 is insulated from the conductive body 150, and for this purpose, the conductive tip 101 may further include an insulating buffer part (not shown) surrounding the conductive tip 101. The conductive body 150 is preferably connected to the stylus ground portion 500 described above.

한편, 스위치(SW)(130)는 스프링(spring) 또는 탄성 소재(elastic rubber)로 이루어질 수 있으며, 전도성 팁(101)과는 절연을 유지하도록, 전도성 팁(101)과의 사이에 제 1 절연막(103)을 구비할 수 있다. 또한, 스위치(130)는 전도성 팁(101)이 터치 센서 패널을 누를 때 가해지는 압력에 의해 동작한다. 즉, 일정 압력 이상으로 누를 때, 상기 스위치(130)가 닫혀 내부 공진 회로가 폐회로를 이루게 된다. On the other hand, the switch (SW) 130 may be made of a spring (spring) or elastic rubber (elastic rubber), the first insulating film between the conductive tip 101 to maintain insulation with the conductive tip 101 103 may be provided. In addition, the switch 130 is operated by the pressure applied when the conductive tip 101 presses the touch sensor panel. That is, when pressed above a certain pressure, the switch 130 is closed to form a closed circuit of the internal resonant circuit.

또한, 스위치(SW)(130)는 2차 코일(L2)(120)과 연결되며, 자기 코어(135)와는 제 2 절연막(107)을 개재하여 절연될 수 있다. In addition, the switch SW 130 may be connected to the secondary coil L2 120 and may be insulated from the magnetic core 135 through the second insulating layer 107.

1차 코일(L1)(140)의 일단은 상기 전도성 팁(101)에, 타단은 도전성 몸체(150)의 그라운드 단자(125)에 연결된다. One end of the primary coil (L1) 140 is connected to the conductive tip 101, the other end is connected to the ground terminal 125 of the conductive body 150.

도 3 및 도 4에 도시된 스타일러스 펜의 동작을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the operation of the stylus pen shown in Figures 3 and 4 as follows.

1차 코일(L1)(140)의 일단은 전도성 팁(101)을 통해 터치 센서 패널의 터치 센서(도 6의 200 참조)와 정전용량 커플링되어 검출 캐패시터(Csx)(250)를 형성한다. 따라서, 터치 센서 각 채널로부터의 입력 신호가 Csx를 통해 1차 코일(L1)(140)을 구동하고 이는 자기 커플링된 제 1 상호 인던턱스(M12)를 통해 2차 코일(L2)(120) 및 공진 캐패시터(C2)(110)로 이루어진 공진 회로를 구동한다. One end of the primary coil (L1) 140 is capacitively coupled with the touch sensor (see 200 in FIG. 6) of the touch sensor panel through the conductive tip 101 to form a detection capacitor (Csx) 250. Thus, the input signal from each channel of the touch sensor drives the primary coil (L1) 140 via Csx, which is the secondary coil (L2) 120 through the magnetically coupled first mutual inductance (M12). And a resonant capacitor (C2) 110.

터치 센서(200)의 각 채널(Tx, Rx)로 구동 신호 발생부(305)로부터 입력되는 신호와 2차 코일(L2)(120) 및 공진 캐패시터(C2)(110)로 이루어진 공진 회로의 전자기 공진 주파수가 동일하도록 회로 구성을 하며, 이 경우 전자기 공진에 의해 신호 강도가 시간에 따라 증가한다. 이때, 1차 코일(L1)(140)의 타단은 스타일러스 펜의 도전성 몸체(150)에 접촉한 손 및 사람의 몸으로 이루어진 접지부 캐패시터(Ch)를 통하여 접지되어 있다. The signal input from the driving signal generator 305 to each channel Tx and Rx of the touch sensor 200 and the electromagnetic of the resonant circuit including the secondary coil L2 120 and the resonant capacitor C2 110. The circuit is configured so that the resonant frequencies are the same, in which case the signal strength increases with time due to electromagnetic resonance. At this time, the other end of the primary coil (L1) 140 is grounded through a ground portion capacitor (Ch) consisting of the body of the hand and the person in contact with the conductive body 150 of the stylus pen.

스위치(SW)(130)는 전도성 팁(101)이 터치 센서 패널면에 어느 정도 눌려져 닫혔을 때만 전자기 공진이 발생하여 스타일러스 펜의 입력 감지가 가능하도록 해준다. 즉, 스타일러스 펜이 터치 센서 패널에 가깝더라도 어느 정도 눌려지지 않으면 동작하지 않아 오동작을 방지하는 기능을 한다. 전자기 공진시 발생한 자기장 신호는 터치 센서 패널의 외곽에 위치하는 복수 루프 형태의 안테나 루프(410)로 전달되어, 일종의 3차 코일(L3)(410)로 기능하여, 그 양단에 전압 차를 터치 컨트롤러(300)에 의해 감지한다. The switch (SW) 130 allows electromagnetic resonance to occur only when the conductive tip 101 is pressed and closed to some extent on the touch sensor panel surface, thereby enabling input detection of the stylus pen. That is, even if the stylus pen is close to the touch sensor panel, it does not operate unless it is pressed to some extent, thereby preventing a malfunction. The magnetic field signal generated during the electromagnetic resonance is transmitted to the antenna loop 410 in the form of a plurality of loops located at the outer side of the touch sensor panel, and functions as a kind of tertiary coil (L3) 410 to touch the voltage difference across the touch controller. Detected by 300.

스타일러스 펜(100)이 터치 센서 패널(201)의 터치시 상술한 바와 같이, 검출 캐패시터(Csx)(250)의 생성과 스타일러스의 몸체부를 통한 접지가 가능하다. 그리고, 이때 스타일러스 펜(100) 내 전도성 팁을 통해 상기 검출 캐패시터(Csx)(250)로 인가된 신호가 1차 코일(L1)로 전달된다. As described above, when the stylus pen 100 touches the touch sensor panel 201, generation of the detection capacitor Csx 250 and grounding through the body of the stylus are possible. In this case, a signal applied to the detection capacitor Csx 250 is transmitted to the primary coil L1 through the conductive tip in the stylus pen 100.

이어, 1차 코일(L1)로 전달된 신호는 제 1 상호 인덕턴스(M12)에 의해 2차 코일(L2)로 전달된다. 그리고, 2차 코일(L2) 및 공진 캐패시터(C2)는 스위치(SW)가 닫힘에 의해 폐회로가 형성되어 공진되어, 시간이 경과함에 따라, 2차 코일(L2)의 신호의 크기가 커진다. 이때, 인접한 1차 코일(L1)에도 제 1 상호 인덕턴스(M12)에 의해 상승된 2차 코일(L2)의 신호의 영향을 받을 수 있다. Subsequently, the signal transmitted to the primary coil L1 is transmitted to the secondary coil L2 by the first mutual inductance M12. The secondary coil L2 and the resonant capacitor C2 are closed by a closed circuit formed by closing the switch SW, and are resonated. As time passes, the magnitude of the signal of the secondary coil L2 increases. In this case, the adjacent primary coil L1 may also be affected by the signal of the secondary coil L2 raised by the first mutual inductance M12.

또한, 공진 회로 내 2차 코일(L2)의 자기장 신호는, 제 2 상호 인덕턴스(M23)에 의해 상기 안테나 루프로 유도된다. In addition, the magnetic field signal of the secondary coil L2 in the resonant circuit is guided to the antenna loop by the second mutual inductance M23.

이러한 안테나 루프에서의 검출은 매 채널별로 진행한다. 주파수를 통해 전자기 공진을 일으키며 시간에 따라 진폭이 증가하기 때문이다. Detection in such an antenna loop proceeds every channel. This is because the frequency causes electromagnetic resonance and the amplitude increases with time.

또한, 스타일러스 펜(100)이 터치 센서 패널을 터치시 1차 코일(L1) 또는 2차 코일(L2)은 상기 터치 센서 패널 내 안테나 루프와 제 2 상호 인덕턴스(M23)를 통해 커플링되어 있으므로, 안테나 루프는 스타일러스 펜의 공진에 의해 발생하는 전자기 신호를 검출할 수 있다. In addition, when the stylus pen 100 touches the touch sensor panel, the primary coil L1 or the secondary coil L2 is coupled to the antenna loop in the touch sensor panel through the second mutual inductance M23. The antenna loop may detect an electromagnetic signal generated by the resonance of the stylus pen.

반면, 복수 루프 구조의 안테나 루프에서는 안테나 루프의 양단에 수신된 전압 차를 검출하는 단계, 전압 차를 증폭하는 단계, 증폭된 전압 차의 노이즈를 제거하는 단계, 노이즈가 제거된 증폭된 전압 차를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 단계 및 디지털 신호를 메모리에 저장하는 단계를 통해 해당 채널에 대응되는 안테나 루프의 양단의 전압 차에 대한 신호 강도 디지털 데이터를 저장한다. On the other hand, in the antenna loop of the multi-loop structure, detecting the voltage difference received at both ends of the antenna loop, amplifying the voltage difference, removing noise of the amplified voltage difference, amplified voltage difference from which the noise is removed By converting an analog signal into a digital signal and storing the digital signal in a memory, the signal strength digital data for the voltage difference between the two ends of the antenna loop corresponding to the corresponding channel is stored.

도 5는 본 발명의 터치 입력 시스템의 프레임 구동 방법을 나타낸 도면이다. 그리고, 도 6은 터치 센서 패널 및 스타일러스 펜의 각 구성별 검출 파형을 나타낸 파형도이다. 5 is a diagram illustrating a frame driving method of the touch input system according to the present invention. 6 is a waveform diagram illustrating detection waveforms of respective components of the touch sensor panel and the stylus pen.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 입력 시스템은 1프레임을 스타일러스 터치 검출용과, 손가락 터치 검출용으로 나누어 시분할 구동한다. 그리고, 스타일러스 터치 검출용과 손가락 터치 검출용은 서로 교번하여 이루어지게 한다.5 and 6, the input system of the present invention divides one frame into stylus touch detection and finger touch detection to time-division drive. The stylus touch detection and the finger touch detection are alternately made.

예를 들어, 1프레임이 5~10ms에 해당할 때, 프레임 레이트(frame rate)는 100~200Hz에 해당한다. 이 경우, 1프레임을 스타일러스 터치 검출용과 손가락 터치 검출용으로 이분할 때, 각각의 할당 구간은 2.5ms 내지 5ms 에 해당한다. 이는 스타일러스 터치 검출용과 손가락 터치 검출용을 이분할 때이고, 경우에 따라, 어느 한쪽의 시간을 1 프레임 내에서 더 길게 조절하는 것도 가능할 것이다.For example, when one frame corresponds to 5-10 ms, the frame rate corresponds to 100 to 200 Hz. In this case, when dividing one frame into stylus touch detection and finger touch detection, each allocation section corresponds to 2.5ms to 5ms. This is when dividing the stylus touch detection and the finger touch detection into two, and in some cases, it may be possible to adjust either time longer within one frame.

한편, 스타일러스 터치 검출시, 제 1 채널(Tx) 및 제 2 채널(Rx)의 수를 각각 m개 및 n개라고 하면, 제 1 채널의 m개 채널 Tx(1)~Tx(m)과 제 2 채널의 n개 채널 Rx(1)~Rx(n)을 순차적으로 구동하고 검출한다. 즉, 총 'm+n' 채널을 스타일러스 터치 검출용 구간 내에 순차적으로 구동하게 된다. 따라서, 예를 들어, 'm+n'=50이라고 가정하면, 하나의 채널을 구동하는데 가능한 시간은 2.5ms~5ms을 50으로 나눈 50㎲~100㎲이 된다. On the other hand, when stylus touch detection, when the number of the first channel (Tx) and the second channel (Rx) is m and n, respectively, m channels Tx (1) to Tx (m) and the first channel of the first channel N channels Rx (1) to Rx (n) of two channels are sequentially driven and detected. That is, the total 'm + n' channels are sequentially driven in the stylus touch detection section. Thus, for example, assuming 'm + n' = 50, the time required to drive one channel is 50 ms to 100 ms divided by 50 divided by 2.5 ms to 5 ms.

그리고, 손가락 터치 검출시는, 제 1 채널(Tx)에 대해 순차적으로 구동 신호를 인가하고, 제 2 채널(Rx)에서 검출 신호를 검출하여, 터치에 따른 변화를 검출하여 터치 위치를 검출하는 것이다. 상대적으로 손가락 터치 검출시는 구동 신호는 제 1 채널(Tx)에 대해서만 인가되므로, 스타일러스 터치 검출시의 각 채널의 신호 인가 시간(2.5ms 내지 5ms/(m+n) 보다 손가락 터치 검출시의 각 제 1 채널(Tx)의 구동 신호 인가 시간(2.5ms~5ms/m)이 길 수 있다. In the case of finger touch detection, a driving signal is sequentially applied to the first channel Tx, a detection signal is detected on the second channel Rx, and a change according to a touch is detected to detect a touch position. . In the case of finger touch detection, the driving signal is applied only to the first channel Tx. Therefore, the angle of finger touch detection is greater than the signal application time (2.5 ms to 5 ms / (m + n)) of each channel at the time of stylus touch detection. The driving signal application time (2.5 ms to 5 ms / m) of the first channel Tx may be long.

이 경우, 각각의 채널을 구동하는 신호 파형과 검출 파형은 후술하는 바와 같이, 스타일러스 입력과 손가락 터치를 시간 분할하여 교번 구동하는 것이다.In this case, the signal waveform and the detection waveform for driving each channel alternately drive the stylus input and the finger touch in time division as will be described later.

이어, 스타일러스 펜 터치 검출에서 각 채널의 구동 및 검출 방법을 살펴보면, 도 6에 도시된 바는 Tx(n)의 채널의 구동 과정을 나타내지만, 이러한 과정은 같은 방식으로 Tx(0)~Tx(5), Rx(0)~Rx(5)의 순으로 순차적으로 신호를 인가하고, 각 채널별 안테나 루프(410)의 양단에 수신된 전압 차에 의해 터치 검출을 수행하여 이루어질 수 있다. Next, a method of driving and detecting each channel in stylus pen touch detection will be described with reference to FIG. 6, but the process of driving a channel of Tx (n) is performed in the same manner as Tx (0) to Tx ( 5), signals may be sequentially applied in the order of Rx (0) to Rx (5), and touch detection may be performed by a voltage difference received at both ends of the antenna loop 410 for each channel.

터치 검출은, 전도성 팁과 터치 센서 패널(201) 사이의 검출 캐패시터(Csx)와 1차 코일(L1)간 전기적 연결이 형성되고, 스위치(SW)가 닫혀 2차 코일(L2)과 공진 캐패시터(C2)의 공진 회로가 형성되어, 2차 코일(L2) 또는 1차 코일(L1)과, 안테나 루프간 제 2 상호 인덕턴스(M23)에 의해 안테나 루프(410)로 전자기 공진된 유도 기전력이 수신되어 이루어진다. In the touch detection, an electrical connection is formed between the detection capacitor Csx and the primary coil L1 between the conductive tip and the touch sensor panel 201, and the switch SW is closed to close the secondary coil L2 and the resonant capacitor ( A resonance circuit of C2 is formed, and electromagnetic resonance is induced to the antenna loop 410 by the secondary coil L2 or the primary coil L1 and the second mutual inductance M23 between the antenna loops. Is done.

복수개의 채널(Tx(0)~Tx(5), Rx(0)~Rx(5))로 인가하는 신호는 공진 회로 내 공진 주파수와 동일한 주파수인 구형파 또는 정현파일 수 있다. Signals applied to the plurality of channels Tx (0) to Tx (5) and Rx (0) to Rx (5) may be square waves or sinusoidal files having the same frequency as the resonance frequency in the resonance circuit.

스타일러스 펜(100)은 터치 센서 패널(201)면에 스타일러스 펜(100)을 터치시 사용자에 의해 스타일러스 펜의 접지가 이루어질 수 있다. 여기서, 접지시 사용자는 도전성 몸체를 직접 콘택하거나 혹은 도전성 몸체를 터치 센서 패널과 와이어를 통해 연결시켜 이루어진다. The stylus pen 100 may be grounded by the user when the stylus pen 100 is touched on the surface of the touch sensor panel 201. Here, when grounding, the user directly contacts the conductive body or connects the conductive body through a touch sensor panel and a wire.

도 6의 Tx(5) 채널을 구동할 경우, 터치 컨트롤러로부터 일정 주파수의 구형파 또는 정현파로 Tx(5) 채널에 T1 시간 인가한다. 그리고, T2 시간 동안 Tx(5) 채널에 신호를 인가하지 않고, 회로 및 안테나 루프에서 수신된 신호만 검출할 수 있다. 즉, Tx(5) 채널에 구형파 또는 정현파 신호가 인가되면, 이 시간 동안 스타일러스 펜의 1차 코일(L1)은 Tx 채널과 전도성 팁 사이에 정전용량 커플링에 의해 생성된 검출 캐패시터(Csx)가 형성되며, 터치 센서 패널면에 스타일러스 펜을 터치시 상기 검출 캐패시터(Csx)와 전도성 팁간 전기적 연결이 형성되고, 이에 의해, 1차 코일에 구형파에 동기하여 약한 파형이 발생한다. 이는 다시 1차 코일과 2차 코일간 커플링되어 제 1 상호 인덕턴스(M12)가 형성되고 이를 통해 2차 코일이 구동된다. 여기서, 2차 코일은 T1 시간 내 시간이 경과할 수록 파형이 커지는데, 이는 폐회로의 공진 회로내 직렬 연결된 공진 캐패시터(C2)와 공진 주파수를 통해 전자기 공진을 일으키며 시간에 따라 진폭이 증가하기 때문이다. When driving the Tx (5) channel of FIG. 6, a T1 time is applied to the Tx (5) channel by a square wave or a sine wave of a predetermined frequency from the touch controller. In addition, without applying a signal to the Tx (5) channel for the time T2, only the signal received in the circuit and the antenna loop can be detected. That is, when a square wave or sinusoidal signal is applied to the Tx (5) channel, during this time, the primary coil L1 of the stylus pen will detect the detection capacitor Csx generated by the capacitive coupling between the Tx channel and the conductive tip. When the stylus pen is touched on the surface of the touch sensor panel, an electrical connection is formed between the detection capacitor Csx and the conductive tip, thereby generating a weak waveform in synchronization with the square wave in the primary coil. This is again coupled between the primary coil and the secondary coil to form a first mutual inductance M12 through which the secondary coil is driven. In this case, the secondary coil has a larger waveform as time passes in the T1 time, since the secondary coil generates an electromagnetic resonance through the resonance frequency and the resonance capacitor C2 connected in series in the resonance circuit of the closed circuit, and the amplitude increases with time. .

또한, 스타일러스 펜(100)이 터치 센서 패널을 터치시 1차 코일(L1) 또는 2차 코일(L2)은 터치 센서 패널 내 안테나 루프와 제 2 상호 인덕턴스(M23)를 통해 커플링되어 있으므로, 안테나 루프는 스타일러스 펜의 공진에 의해 발생하는 전자기 신호를 검출할 수 있다. In addition, when the stylus pen 100 touches the touch sensor panel, the primary coil L1 or the secondary coil L2 is coupled to the antenna loop in the touch sensor panel through the second mutual inductance M23. The loop may detect an electromagnetic signal generated by the resonance of the stylus pen.

이러한 과정을 통해 한 프레임의 각 채널에 대한 신호 강도 디지털 데이터가 모두 모이면 터치 컨트롤러의 신호 처리부를 통해 스타일러스 펜이 위치한 곳의 좌표를 추출한다. Through this process, when the signal strength digital data for each channel of one frame is collected, the coordinates of the position where the stylus pen is located through the signal processor of the touch controller are extracted.

한편, 스타일러스 펜의 신호 인가 구간은 도시된 바와 같이, T1만 인가하여 이어 검출 구간을 충분히 별도로 마련할 수도 있고, 혹은 T1+T2 구간에서 신호 인가와 검출을 동시에 진행할 수도 있다. 각각의 장단이 있는데, 만일 신호 수신 구간이 T1+T2일 경우에는, 신호를 수신하는 시간이 길어짐으로써 측정된 신호의 정밀도 증가를 기대할 수 있다. 그러나, T1 시간 동안에 Tx 또는 Rx 채널이 구동되며 이들 채널로 이루어진 기생 루프가 자기장 신호를 유발할 수 있어, 이들은 안테나 루프에 노이즈 성분이 되며, 이러한 노이즈는 스타일러스 펜 내부의 공진 회로에서 발생되는 신호와 함께 안테나 루프 측으로 수신될 수 있다. On the other hand, as shown in the signal application section of the stylus pen, only T1 may be applied to provide a subsequent detection section sufficiently, or a signal application and detection may be simultaneously performed in the T1 + T2 section. There are advantages and disadvantages, and if the signal reception interval is T1 + T2, it is possible to expect an increase in the accuracy of the measured signal as the time for receiving the signal becomes longer. However, during the T1 time, the Tx or Rx channels are driven and parasitic loops consisting of these channels can cause magnetic field signals, which become noise components in the antenna loop, which together with the signals generated in the resonant circuit inside the stylus pen It may be received to the antenna loop side.

따라서, 기생 루프에 의한 자기장 간섭이 정확한 터치 검출이 힘들 경우에는, T2 구간에서만 스타일러스 펜의 공진 신호 검출에 의한 터치 검출을 수행할 수 있다. 이 경우에는, T1 시간 동안 공진 신호를 수신하지 않으므로, 신호 수신시간 감소 및 데이터 정밀도가 감소할 수 있으나, 자기장 노이즈가 안테나 루프에 영향을 미치지 않는 이점이 있다. Therefore, in the case where it is difficult to accurately detect the magnetic field interference caused by the parasitic loop, the touch detection may be performed by detecting the resonance signal of the stylus pen only in the T2 section. In this case, since the resonance signal is not received during the T1 time, the signal reception time and the data precision may be reduced, but there is an advantage that the magnetic field noise does not affect the antenna loop.

도 7은 도 2에 도시된 복수 루프 구조의 안테나 루프를 구체적으로 나타낸 다른 평면 구성도이다. FIG. 7 is another plan view illustrating the antenna loop of the multi-loop structure illustrated in FIG. 2 in detail.

도 7에 도시된 터치 센서 패널(201)의 액티브 영역 외곽에는 액티브 영역 외곽을 둘러싸는 형상 즉, 양단 사이가 이격된 복수의 루프(loop) 형태로 안테나 루프(410)가 형성되어 안테나(400) 기능을 수행한다. An antenna loop 410 is formed on the outer portion of the active area of the touch sensor panel 201 illustrated in FIG. 7, that is, in the form of a plurality of loops spaced apart from each other. Perform the function.

복수 루프 형태의 안테나 루프(410)는 스타일러스 펜(100) 내 공진 회로로부터 발생하는 전자기 신호를 수신하기 위해 터치 센서 패널(201)의 외곽 영역에 액티브 영역을 둘러싸도록 형성된다. 특히, 안테나 루프(410)는 도 2와 같은 2회성의 루프 형태가 아닌, 도 7과 같이 3회 이상의 루프 형태로 서로 겹치지 않게 형성될 수 있다. 전자기 신호의 수신 감도는 복수의 루프 횟수와 비례하기 때문에, 푸르 횟수가 증가할수록 전자기 신호의 수신 감도 또한 향상된다. 따라서, 복수 루프 구조의 안테나 루프(410)는 그 단면적의 변화 없이도 전자기 신호의 수신 감도를 향상시킬 수 있다. 이러한, 복수 루프 구조의 안테나 루프(410)는 인덕터스 유도가 가능한 일종의 3차 코일인데, 별도의 물리적 형상을 갖는 자기 코어는 구비하지 않는다. 여기서, 복수의 안테나 루프(410)는 스타일러스 펜 사이의 에어 코어(air core)를 매개로 하여 동작하는 코일일 수 있다. The antenna loop 410 in the form of a plurality of loops is formed to surround the active area in the outer area of the touch sensor panel 201 to receive electromagnetic signals generated from the resonant circuit in the stylus pen 100. In particular, the antenna loop 410 may be formed not to overlap each other in a loop form of three or more times as shown in FIG. 7, rather than a two-loop form as shown in FIG. 2. Since the reception sensitivity of the electromagnetic signal is proportional to the number of loops, as the number of greens increases, the reception sensitivity of the electromagnetic signal is also improved. Therefore, the antenna loop 410 of the multi-loop structure can improve the reception sensitivity of the electromagnetic signal without changing its cross-sectional area. The antenna loop 410 of the multi-loop structure is a kind of tertiary coil capable of inductance induction, and does not include a magnetic core having a separate physical shape. Here, the plurality of antenna loops 410 may be coils that operate through an air core between stylus pens.

복수 루프 구조의 안테나 루프(410)는 실제로 스타일러스 입력이 이루어지고 좌표 추출이 이루어지는 액티브 터치 영역보다 가능하면 크게 형성한다. 이는 스타일러스 펜(100)을 이용한 터치 검출에 있어서, 터치 센서 패널(201) 가장자리 부분에서, 채널의 비대칭성으로 인해 좌표 추출의 정확도가 떨어지는 에지 이펙트(edge effect)를 해소하고자 함이다. The antenna loop 410 of the multi-loop structure is formed as large as possible than the active touch area where the stylus input is actually performed and the coordinate extraction is performed. In the touch detection using the stylus pen 100, the edge part of the touch sensor panel 201 is to be solved at the edge of the touch sensor panel 201 due to the asymmetry of the channel.

복수 루프 구조의 안테나 루프(410)의 일측 및 타측의 각 단에는 터치 센서 패널(201)의 일측 가장자리에 구비된 복수의 패드(230)와 나란히 형성된 루프 패드(240)가 형성되며, 둘 사이의 전압 차를 터치 컨트롤러에 의해 검출할 수 있게 한다. 여기서, 안테나 루프(410)의 일측 및 타단에 각각 전기적으로 연결된 패드(204)는 터치 컨트롤러(300)와 전기적으로 연결된다. 이러한, 안테나 루프(410)는 스타일러스 펜(100)의 터치 센서 패널(201) 터치시 스타일러스 펜(100) 내 2차 코일(L1)로부터 공진된 인덕턴스 신호를 안테나 루프(410)(L3)와 2차 코일(L2)간 상호 인덕턴스(M23) 또는 안테나 루프(410)(L3)와 1차 코일(L1)간 상호 인덕턴스(M13) 유도로 수신하게 된다. At each end of one side and the other side of the antenna loop 410 of the multiple loop structure, a loop pad 240 formed in parallel with the plurality of pads 230 provided at one edge of the touch sensor panel 201 is formed, The voltage difference can be detected by the touch controller. Here, the pads 204 electrically connected to one side and the other end of the antenna loop 410 are electrically connected to the touch controller 300. The antenna loop 410 transmits an inductance signal resonant from the secondary coil L1 in the stylus pen 100 when the touch sensor panel 201 of the stylus pen 100 is touched with the antenna loop 410 (L3). The inductance M23 between the difference coils L2 or the mutual inductance M13 between the antenna loops 410 and L3 and the primary coil L1 may be received.

도 8a 내지 도 8c는 본 발명에 따른 안테나 루프의 루프 횟수에 따라 루프 패드에 입/출력된 입/출력 파형을 각각 나타낸 파형도이다. 8A to 8C are waveform diagrams illustrating input / output waveforms input / output to the loop pads according to the number of loops of the antenna loop according to the present invention.

도 8a에 도시된 바와 같이, 구동 신호 발생부(305)를 통해 500kHz 주파수 파형으로 5V의 전압이 500kHz 주파수 파형으로 안테나 루프(410)의 일측 루프 패드에 공급될 수 있다. As shown in FIG. 8A, a voltage of 5 V with a 500 kHz frequency waveform may be supplied to one loop pad of the antenna loop 410 through a driving signal generator 305 in a 500 kHz frequency waveform.

안테나 루프(410)가 1회 루프 구조(N=1)로 구성된 경우, 안테나 루프(410)의 타측 루프 패드에서 검출되는 검출 신호는 약 7.89mV 크기의 파형으로 검출된다. When the antenna loop 410 is configured as a one-time loop structure (N = 1), the detection signal detected at the other loop pad of the antenna loop 410 is detected as a waveform of about 7.89 mV.

하지만, 안테나 루프(410)가 2회 루프 구조(N=2)로 구성된 경우, 안테나 루프(410)의 타측 루프 패드에서 검출되는 검출 신호는 약 15.78mV 크기의 파형으로 검출되어, 1회 루프 구조(N=1)로 구성된 안테나 루프 구조보다 2배 이상 증가된 크기의 검출 신호를 검출할 수 있다. However, when the antenna loop 410 has a double loop structure (N = 2), a detection signal detected at the other loop pad of the antenna loop 410 is detected with a waveform having a size of about 15.78 mV. It is possible to detect a detection signal having a size that is more than twice as large as that of the antenna loop structure composed of (N = 1).

이상 상술한 바에 따른 본 발명의 터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출방법은 스타일러스 펜(100) 터치와 손가락 터치를 다른 구동 방식에 의해 서로 구분하여 검출할 수 있어, 스타일러스 펜 터치의 경우에 팜 리젝션(palm rejection)이 용이해지며, 특히, 복수의 루프 구조로 형성된 터치 센서 패널(201)의 안테나 루프(410)에 의해 터치 감도 및 그 정확성이 향상된다. As described above, the touch input system and the touch detection method using the same according to the present invention can detect the stylus pen 100 touch and the finger touch separately from each other by different driving methods, so that the palm rejection in the case of the stylus pen touch (palm rejection) is facilitated, and in particular, the touch sensitivity and its accuracy are improved by the antenna loop 410 of the touch sensor panel 201 formed of a plurality of loop structures.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, it is possible that various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100: 스타일러스 펜 101: 전도성 팁
103, 107: 절연막 110: 공진 캐패시터
120: 2차 코일 130: 스위치
140: 1차 코일 200: 터치 센서
201: 터치 센서 패널 250: 검출 캐패시터
300: 터치 컨트롤러 305: 구동 신호 발생부
310: 증폭기 320: 필터부
330: 컨버터 340: 신호 처리부
400: 안테나 410: 안테나 루프
100: stylus pen 101: conductive tip
103 and 107: insulating film 110: resonant capacitor
120: secondary coil 130: switch
140: primary coil 200: touch sensor
201: touch sensor panel 250: detection capacitor
300: touch controller 305: driving signal generator
310: amplifier 320: filter unit
330: converter 340: signal processing unit
400: antenna 410: antenna loop

Claims (14)

서로 교차하는 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널과 안테나 루프를 갖는 터치 센서 패널;
서로 나뉘어진 1차 코일 및 2차 코일과, 상기 2차 코일과 직렬 연결된 공진 캐패시터 및 스위치를 구비한 공진회로와, 상기 1차 코일과 연결된 전도성 팁을 포함하는 스타일러스 펜; 및
상기 제 1 채널 및 제 2 채널과, 상기 안테나 루프와 연결된 터치 컨트롤러를 구비하고,
상기 스타일러스 펜의 상기 공진회로는 상기 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널을 통해 입력되는 신호의 주파수를 전자기 공진하고, 상기 스위치는 상기 스타일러스 펜의 전도성 팁이 상기 터치 센서 패널을 누를 때 턴온되어 상기 공진회로가 폐회로를 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템.
A touch sensor panel having a plurality of first and second channels and antenna loops crossing each other;
A stylus pen including a primary coil and a secondary coil separated from each other, a resonant circuit including a resonance capacitor and a switch connected in series with the secondary coil, and a conductive tip connected to the primary coil; And
And a touch controller connected to the first channel and the second channel and the antenna loop.
The resonant circuit of the stylus pen electromagnetically resonates frequencies of signals input through the plurality of first and second channels, and the switch is turned on when the conductive tip of the stylus pen presses the touch sensor panel. Touch input system, characterized in that the resonant circuit to form a closed circuit.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 루프 구조의 안테나 루프는
상기 스타일러스 펜의 상기 전도성 팁이 상기 터치 센서 패널면 터치시 상기 스타일러스 펜 내 1차 코일로부터 공진된 인덕턴스 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템.
The method of claim 1,
The antenna loop of the multi-loop structure
And the conductive tip of the stylus pen receives a resonant inductance signal from a primary coil in the stylus pen when the conductive tip of the stylus pen touches the surface of the touch sensor panel.
제 2 항에 있어서,
상기 복수 루프 구조의 안테나 루프는
상기 터치 센서 패널의 전면 외곽을 둘러싸도록 형성되며, 일측 및 타측의 양단에 각각 패드가 구비되어 상기 터치 컨트롤러에 연결된 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템.
The method of claim 2,
The antenna loop of the multi-loop structure
And a pad formed at both ends of one side and the other side to be connected to the touch controller.
제 1 항에 있어서,
상기 복수 루프 구조의 안테나 루프는
상기 스타일러스 펜의 상기 전도성 팁이 상기 터치 센서 패널 터치시 상기 스타일러스 펜 내 2차 코일로부터 공진된 인덕턴스 신호를 상기 안테나 루프 자신과 상기 2차 코일간 상호 인덕턴스 또는 상기 안테나 루프 자신과 상기 1차 코일간 상호 인덕턴스 유도로 수신하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템.
The method of claim 1,
The antenna loop of the multi-loop structure
When the conductive tip of the stylus pen touches the touch sensor panel, an inductance signal resonated from a secondary coil in the stylus pen is mutually inductance between the antenna loop itself and the secondary coil or between the antenna loop itself and the primary coil. Touch input system, characterized in that receiving by mutual inductance induction.
제 1 항에 있어서,
상기 터치 컨트롤러는
상기 안테나 루프와 연결되어, 상기 안테나 루프 양단에 수신된 전압 차를 증폭하는 증폭기;
상기 증폭기와 연결되어 노이즈를 제거하는 필터부;
상기 필터부와 연결되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하는 컨버터;
상기 컨버터와 연결되어 디지털 신호를 수집하여 좌표를 추출하는 신호 처리부; 및
상기 센서 패널 내 각 채널에 인가하는 신호를 발생하는 구동 신호 발생부를 구비한 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템.
The method of claim 1,
The touch controller
An amplifier connected to the antenna loop to amplify the received voltage difference across the antenna loop;
A filter unit connected to the amplifier to remove noise;
A converter connected to the filter unit to convert an analog signal into a digital signal;
A signal processor connected to the converter to collect digital signals and extract coordinates; And
And a driving signal generator configured to generate a signal applied to each channel in the sensor panel.
서로 교차하는 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널과 안테나 루프를 갖는 터치 센서 패널과, 서로 나뉘어진 1차 코일 및 2차 코일과, 상기 2차 코일과 직렬 연결된 공진 캐패시터 및 스위치를 구비한 공진회로와, 상기 1차 코일의 일단과 연결된 전도성 팁을 포함하는 스타일러스 펜을 구비한 입력 시스템의 터치 검출 방법에 있어서,
프레임별 손가락 터치 검출과 스타일러스 펜 터치 검출을 시분할하여 수행하고,
상기 스타일러스 펜 터치 검출은,
상기 복수개의 제 1 및 제 2 채널들에 순차적으로 신호를 인가하고 상기 스타일러스 펜의 전도성 팁을 상기 센서 패널에 터치 시 상기 스위치가 턴온되어 상기 공진회로가 폐회로를 이루어 상기 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널을 통해 입력되는 신호의 주파수를 전자기 공진하도록 하여, 상기 안테나 루프의 양단에 수신된 전압 차에 의해 터치 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는 터치 검출 방법.
A resonant circuit including a touch sensor panel having a plurality of first and second channels and antenna loops intersecting each other, a primary coil and a secondary coil divided from each other, and a resonant capacitor and a switch connected in series with the secondary coil. In the touch detection method of the input system having a stylus pen including a conductive tip connected to one end of the primary coil,
Time-divided finger touch detection and stylus pen touch detection per frame,
The stylus pen touch detection is,
When the signal is sequentially applied to the plurality of first and second channels and the switch is turned on when the conductive tip of the stylus pen is touched on the sensor panel, the resonance circuit is closed to form the closed circuit. And causing a frequency of a signal input through two channels to electromagnetically resonate, thereby performing touch detection by a voltage difference received at both ends of the antenna loop.
삭제delete 제 6 항에 있어서,
상기 안테나 루프는 복수의 루프 구조를 갖고,
상기 터치 센서 패널의 전면 외곽을 둘러싸도록 형성되며, 일측 및 타측의 양단에 각각 패드가 구비되어 터치 컨트롤러에 연결된 것을 특징으로 하는 터치 검출 방법.
The method of claim 6,
The antenna loop has a plurality of loop structures,
And a pad formed at both ends of one side and the other side to be connected to the touch controller.
제 8항에 있어서,
상기 스타일러스 펜 터치 검출은
상기 스타일러스 펜의 전도성 팁이 상기 터치 센서 패널에 터치 시, 상기 전도성 팁과 상기 터치 센서 패널 사이의 검출 캐패시터와 상기 1차 코일간 전기적 연결이 형성되고,
상기 스위치가 턴-온되어 상기 2차 코일과 공진 캐패시터의 공진 회로가 형성되어,
상기 1차 코일과 2차 코일간 상호 인덕턴스에 의해 상기 안테나 루프로 전자기 공진된 유도 기전력이 수신되어 이루어지는 것을 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 검출 방법.
The method of claim 8,
The stylus pen touch detection
When the conductive tip of the stylus pen touches the touch sensor panel, an electrical connection is formed between the detection capacitor and the primary coil between the conductive tip and the touch sensor panel,
The switch is turned on to form a resonant circuit of the secondary coil and the resonant capacitor,
And an induced electromotive force that is electromagnetically resonated by the antenna loop by mutual inductance between the primary coil and the secondary coil.
제 6항에 있어서,
상기 스타일러스 펜 터치 컨트롤러에 의한 터치 검출은
상기 복수개의 제 1 및 제 2 채널들에 대해 순차적으로 상기 안테나 루프의 양단에 수신된 전압 차를 검출하는 단계;
상기 전압 차를 증폭하는 단계;
상기 증폭된 전압 차의 노이즈를 제거하는 단계;
상기 노이즈가 제거된 증폭된 전압 차를, 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
상기 디지털 신호를 메모리에 저장하는 단계로 이루어지고,
상기 복수개의 제 1 및 제 2 채널들별 메모리에 저장된 디지털 신호를 연산하여 터치 좌표를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 검출 방법.
The method of claim 6,
Touch detection by the stylus pen touch controller
Detecting a difference in voltage received across the antenna loop sequentially for the plurality of first and second channels;
Amplifying the voltage difference;
Removing noise of the amplified voltage difference;
Converting the noise-amplified amplified voltage difference from an analog signal to a digital signal; And
Storing the digital signal in a memory;
And detecting touch coordinates by computing digital signals stored in the plurality of first and second channels.
제 1 항에 있어서,
상기 스타일러스 펜은,
도전성 몸체,
상기 도전성 몸체 내부에 펜의 길이 방향으로 배치된 자기 코어,
상기 자기 코어에 서로 교번하여 감겨지는 상기 1차 코일 및 상기 2차 코일,
상기 2차 코일에 직렬 연결되는 상기 공진 캐패시터 및 상기 스위치,
상기 도전성 몸체로부터 절연되어 상기 도전성 몸체로부터 일부 돌출되고 상기 1차 코일의 일단에 연결되는 상기 전도성 팁을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템.
The method of claim 1,
The stylus pen,
Conductive body,
Magnetic core disposed in the longitudinal direction of the pen inside the conductive body,
The primary coil and the secondary coil wound alternately on the magnetic core,
The resonant capacitor and the switch connected in series with the secondary coil,
And the conductive tip insulated from the conductive body and partially protruded from the conductive body and connected to one end of the primary coil.
제 11 항에 있어서,
상기 스위치는 상기 자기 코어와 상기 전도성 팁 사이에 위치되고, 상기 전도성 팁 및 상기 자기 코어와 전기적으로 절연되며, 상기 전도성 팁이 상기 터치 센서 패널을 누를 때 가해지는 압력에 의해 턴-온되어 상기 공진 회로가 폐회로를 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템.
The method of claim 11,
The switch is positioned between the magnetic core and the conductive tip, is electrically insulated from the conductive tip and the magnetic core, and is turned on by the pressure applied when the conductive tip presses the touch sensor panel to cause the resonance. Touch input system, characterized in that the circuit to form a closed circuit.
제 12 항에 있어서,
상기 스위치는 스프링 또는 탄성 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템.
The method of claim 12,
The switch is a touch input system, characterized in that made of a spring or elastic material.
제 11 항에 있어서,
상기 1차 코일의 타단은 상기 도전성 몸체의 그라운드 단자에 연결되는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템.
The method of claim 11,
And the other end of the primary coil is connected to the ground terminal of the conductive body.
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