KR102081110B1 - 스타일러스 펜과 이를 이용한 터치 입력 시스템 및 터치 검출 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리 없는 스타일러스 펜 및 손가락에 의한 터치가 구분되어 검출 가능하도록 하면서도 스타일러스 펜의 필기 압력 검출 효율 및 성능을 향상시킬 수 있도록 한 스타일러스 펜과 이를 이용한 터치 입력 시스템 및 터치 검출 방법에 관한 것으로, 서로 교차하는 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널을 갖는 센서 패널; 하나 또는 서로 직렬 연결된 복수의 1차 코일과 상기 1차 코일과 병렬 연결된 공진 캐패시터 및 상기 1차 코일과 연결된 전도성 팁을 포함하는 스타일러스 펜; 상기 스타일러스 펜과 연결된 접지부; 상기 센서 패널 외곽에 형성된 안테나 루프; 및 상기 제 1 채널 및 제 2 채널과, 상기 안테나 루프와 연결된 터치 컨트롤러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 터치 입력 시스템에 관한 것으로 특히, 배터리 없는 스타일러스 펜 및 손가락에 의한 터치가 구분되어 검출 가능하도록 하면서도 스타일러스 펜의 필기 압력 검출 효율 및 성능을 향상시킬 수 있도록 한 스타일러스 펜과 이를 이용한 터치 입력 시스템 및 터치 검출 방법에 관한 것이다.
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.
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.
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.
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.
스타일러스 펜 입력 방식은 스타일러스 펜 내부의 페라이트 코어를 감은 인덕터와 페라이트 조각(예를 들어, 펜 팁(Pen Tip)) 사이의 거리에 따른 인덕턴스 변화량을 검출하고 이를 좌표 산출에 이용하였다.
하지만, 종래의 스파일러스 펜 내부의 인덕터와 페라이트 조각의 사이에는 아무것도 없이 갭이 형성되고, 갭 크기가 가변되기 때문에 페라이트 조각과 공기의 투자율 차이로 인해 인덕턴스 변화량이 커지는 문제가 있었다. 다시 말해, 페라이트 조각과 공기의 투자율 차이로 인해, 인덕터와 페라이트 조각 사이의 갭 크기에 따른 인덕턴스 변화량이 불안정하게 커지고, 필기 압력 구현시에는 인덕턴스 변화량과 함께 검출 안테나와의 커플링 지수 또한 불안정하게 가변되어 필기 압력 검출 효율 및 성능이 현저하게 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 배터리 없는 스타일러스 펜 및 손가락에 의한 터치가 구분되어 검출 가능하도록 하면서도 스타일러스 펜의 필기 압력 검출 효율 및 성능을 향상시킬 수 있도록 한 스타일러스 펜과 이를 이용한 터치 입력 시스템 및 터치 검출 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스타일러스 펜은 제 1 및 제 2 권선 영역으로 구분되되 상기 제 1 권선 영역의 일 측은 전도성 팁에 연결되고 상기 제 2 권선 영역의 타 측은 접지되도록 구성됨으로써 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 따라 인덕턴스가 가변되는 1차 코일, 및 상기 1차 코일과는 병렬로 상기 전도성 팁과 상기 접지에 일 측과 타 측이 연결된 공진 캐패시터를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 타 측의 삽입 홈에 자기 코어의 일 측이 삽입되도록 하는 슬라이드 블럭을 더 구비하고, 상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 타 측에 감겨 있도록 구성되며, 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 한다.
상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 상기 전도성 팁과 함께 유동하는 자기 코어, 및 상기 자기 코어의 유동시 상기 자기 코어의 타 측이 삽입 홈에 삽입된 상태로 유동하도록 상기 자기 코어의 타 측에 고정된 슬라이드 블럭이 더 구비되며, 상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 일 측에 감겨 있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되며, 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 한다.
상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈 내부에는 스프링이 구비되어 상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈에 삽입된 상기 자기 코어의 삽입 정도가 유지 또는 원상 복귀되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 입력 시스템은 서로 교차하는 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널을 갖는 센서 패널; 제 1 및 제 2 권선 영역으로 구분되되 상기 제 1 권선 영역의 일 측은 전도성 팁에 연결되고 상기 제 2 권선 영역의 타 측은 접지되도록 구성됨으로써 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 따라 인덕턴스가 가변되는 1차 코일, 및 상기 1차 코일과는 병렬로 상기 전도성 팁과 상기 접지에 일 측과 타 측이 연결된 공진 캐패시터가 구비된 스타일러스 펜; 상기 센서 패널 외곽에 형성된 안테나 루프; 및 상기 제 1 채널 및 제 2 채널과, 상기 안테나 루프와 연결된 터치 컨트롤러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 스타일러스 펜의 내부에는 상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 타 측의 삽입 홈에 자기 코어의 일 측이 삽입되도록 슬라이드 블럭이 구성되며, 상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 타 측에 감겨 있도록 구성되며, 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 한다.
상기 스타일러스 펜의 내부에는 상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 상기 전도성 팁과 함께 유동하는 자기 코어, 및 상기 자기 코어의 유동시 상기 자기 코어의 타 측이 삽입 홈에 삽입된 상태로 유동하도록 상기 자기 코어의 타 측에 고정된 슬라이드 블럭이 구성되며, 상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 일 측에 감겨 있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되며, 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 한다.
상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈 내부에는 스프링이 구비되어 상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈에 삽입된 상기 자기 코어의 삽입 정도가 유지 또는 원상 복귀되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 안테나 루프는 상기 스타일러스 펜의 상기 센서 패널면 터치시 상기 스타일러스 펜 내 상기 1차 코일로부터 공진 및 가변된 인덕턴스 신호를 수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 동일한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치 입력 시스템을 이용한 터치 검출 방법은 서로 교차하는 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널을 갖는 센서 패널; 제 1 및 제 2 권선 영역으로 구분되어 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 따라 인덕턴스가 가변되는 1차 코일이 구비된 스타일러스 펜; 및 상기 센서 패널 외곽에 형성된 안테나 루프를 구비한 입력 시스템의 터치 검출 방법에 있어서, 상기의 스타일러스 펜에 구비된 1차 코일의 상기 제 1 권선 영역 일 측은 전도성 팁에 연결되고 상기 제 2 권선 영역의 타 측은 접지되도록 구성되고, 상기 1차 코일과는 병렬로 상기 전도성 팁과 상기 접지에 일 측과 타 측이 연결된 공진 캐패시터가 구비되며, 상기 입력 시스템의 터치 검출시에는 프레임별 핑거 터치 센싱과 스타일러스 펜 터치 센싱을 시분할하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 스타일러스 펜의 내부에는 상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 타 측의 삽입 홈에 자기 코어의 일 측이 삽입되도록 슬라이드 블럭이 구성되며, 상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 타 측에 감겨 있도록 구성되며, 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 한다.
상기 스타일러스 펜의 내부에는 상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 상기 전도성 팁과 함께 유동하는 자기 코어, 및 상기 자기 코어의 유동시 상기 자기 코어의 타 측이 삽입 홈에 삽입된 상태로 유동하도록 상기 자기 코어의 타 측에 고정된 슬라이드 블럭이 구성되며, 상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 일 측에 감겨 있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되며, 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 한다.
상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈 내부에는 스프링이 구비되어 상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈에 삽입된 상기 자기 코어의 삽입 정도가 유지 또는 원상 복귀되도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 안테나 루프는 상기 스타일러스 펜의 상기 센서 패널면 터치시 상기 스타일러스 펜 내 상기 1차 코일로부터 공진 및 가변된 인덕턴스 신호를 수신하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 스타일러스 펜과 이를 이용한 터치 입력 시스템 및 터치 검출 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기본 구성으로 핑거 터치에 대해 정전용량 방식의 터치 검출을 하는 구조를 이용하며, 스타일러스 펜의 터치 검출시에는 스타일러스 펜 내부 공진 회로에서 발생한 자기장 신호를 안테나 루프에서 수신함으로써 터치 검출이 가능하다. 즉, 정전 용량 방식으로 터치 검출에 한계가 있는 스타일러스 펜 터치 검출을 별도의 패널을 구성하지 않고, 센서 패널 외곽 안테나 루프 구성과 스타일러스 펜 내부 회로를 변경하여 접촉 면적이나 전극 패턴의 형상에 영향을 받지 않고 가능하게 한다.
둘째, 스타일러스 펜 내부의 인덕턴스와 펜 팁(Pen Tip) 간에 공간이 생기지 않도록 구성하면서도 필기 압력에 따라 인덕턴스가 더욱 정밀하게 변화될 수 있도록 함으로써 스타일러스 펜의 필기 압력 검출 효율 및 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
셋째, 공진 회로의 공진 코일을 간소화시켜 공진 코일에 따른 자기 결합 계수를 감소시키면서도 타일러스 펜을 더욱더 얇고 작게 제조하여 터치 입력 시스템의 제작 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 터치 입력 시스템의 액티브 영역 내 구조를 나타낸 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 스타일러스 펜을 구비한 터치 입력 시스템을 나타낸 회로도.
도 3은 도 2의 스타일러스 펜에 대응되는 부분을 나타낸 회로도.
도 4는 도 3의 스타일러스 펜을 구조적으로 나타낸 도면.
도 5는 도 3의 스타일러스 펜을 구조적으로 나타낸 다른 도면.
도 6은 본 발명의 터치 입력 시스템의 터치 센서 패널을 나타낸 평면도.
도 7은 도 3의 제 1 및 제 2 권선 영역으로 인덕터를 형성하는 1차 코일의 인덕턴스 변화량을 시뮬레이션한 그래프.
도 8은 도 3의 1차 코일에서 형성된 전자기 신호에 따라 안테나 루프에서 수신되는 신호의 세기 변화량을 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 스타일러스 펜을 구비한 터치 입력 시스템을 나타낸 회로도.
도 3은 도 2의 스타일러스 펜에 대응되는 부분을 나타낸 회로도.
도 4는 도 3의 스타일러스 펜을 구조적으로 나타낸 도면.
도 5는 도 3의 스타일러스 펜을 구조적으로 나타낸 다른 도면.
도 6은 본 발명의 터치 입력 시스템의 터치 센서 패널을 나타낸 평면도.
도 7은 도 3의 제 1 및 제 2 권선 영역으로 인덕터를 형성하는 1차 코일의 인덕턴스 변화량을 시뮬레이션한 그래프.
도 8은 도 3의 1차 코일에서 형성된 전자기 신호에 따라 안테나 루프에서 수신되는 신호의 세기 변화량을 나타낸 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 스타일러스 펜과 이를 이용한 터치 입력 시스템 및 터치 검출 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 터치 입력 시스템은 기본 구성으로 핑거 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.
도 1은 본 발명의 터치 입력 시스템의 액티브 영역 내 구조를 나타낸 평면도이다.
도 1과 같이, 액티브 영역 내에 각각 Tx 채널 및 Rx 채널을 바 형상으로 구현하는 경우, 이들 전극은 서로 교차하는 방향으로 배치된다. Tx 채널(10), Rx 채널(20)을 기판상에 교차 구성하는 경우에는 Tx 채널(10)과 Rx 채널(20) 사이의 층간 및 Rx 채널(20)의 상부 및 주변에는 절연체가 형성되기도 한다. Rx 채널(20) 상부 및 주변에 형성된 절연체는 생략되거나 기판을 디스플레이 상에 배치할 때 포함되는 에어 갭(air gap)일 수 있다. 이하에서는 핑거 터치를 위해 센서 패널의 정전 용량 방식 구조를 이용하되, 스타일러스 펜 터치 검출에 위해서는 스타일러스 펜을 배터리 없이 액티브 방식으로 구현하고, 스타일러스 펜에서 발생한 자기장 신호를 수신할 수 있는 안테나 루프를 센서 패널 외곽에 구비한 터치 입력 시스템과 이를 이용하여 터치 검출하는 방법에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 스타일러스 펜을 구비한 터치 입력 시스템을 나타낸 회로도이다. 그리고, 도 3은 도 2의 스타일러스 펜에 대응되는 부분을 나타낸 회로도이며, 도 4는 도 3의 스타일러스 펜을 구조적으로 나타낸 도면이다.
도 2와 같이, 본 발명의 터치 입력 시스템은 크게 스타일러스 펜(100), 터치 센서(200) 및 안테나(400)를 포함한 센서 패널, 터치 컨트롤러(300), 스타일러스 접지부(500)로 나뉜다.
터치 센서(200)는 서로 교차하는 복수개의 제 1 채널(Tx) 및 제 2 채널(Rx)을 갖고 센서 패널의 중앙에 해당하는 액티브 영역에 위치한다. 그리고, 센서 패널의 액티브 영역 외곽에 안테나(400)로서, 액티브 영역의 외곽을 둘러싸는 형상이며, 양단 사이가 약간 이격된 형태의 루프(loop) 상으로 안테나 루프(410)가 형성된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 스타일러스 펜(100) 내부에는 제 1 및 제 2 권선 영역(120a,120b)으로 구분되되 제 1 권선 영역(L1a, 120a)의 일 측은 전도성 팁(Conductive tip)(101)에 연결되고 제 2 권선 영역(L1b, 120b)의 타 측은 접지되도록 구성됨으로써, 제 1 및 제 2 권선 영역(120a,120b) 간의 간격 변화에 따라 인덕턴스가 가변되는 1차 코일(L1, 120), 및 전도성 팁(101)과 접지에 일 측과 타 측이 연결되어 1차 코일(L1, 120)과는 병렬로 연결된 공진 캐패시터(C1)(110)가 구성된다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 스타일러스 펜(100) 내부에는 전도성 팁(101)에 일 측에 부착되어 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 타 측의 삽입 홈에 자기 코어(magnetic core)(135)의 일 측이 삽입되도록 슬라이드 블럭(Slide block)(143)이 구성된다.
1차 코일(L1, 120)의 제 1 권선 영역(120a)은 슬라이드 블럭(143)에 감겨있도록 구성되고, 제 2 권선 영역(120b)은 슬라이드 블럭(143)에 삽입되지 않는 자기 코어(135)의 타 측에 감겨 있도록 구성된다.
이에, 전도성 팁(101)에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 제 1 및 제 2 권선 영역(120a,120b) 간의 간격이 변화됨으로써, 제 1 및 제 2 권선 영역(120a,120b) 간의 간격 변화에 대응하여 1차 코일(L1, 120)의 인덕턴스가 가변된다.
공진 캐패시터(C1)의 일 측 또한 제 1 권선 영역(L1a, 120a)의 일 측과 함께 스타일러스 팁(101)에 연결되고, 공진 캐패시터(C1)의 타 측은 제 2 권선 영역(L1b, 120b)의 타 측과 함께 비전도성 물질로 이루어진 스타일러스 몸체(150)에 연결되어 접지된다. 경우에 따라, 사용자가 접지부(500)를 구성시 사람의 몸에 해당하는 접지부 캐패시터(Ch)와 연결된다. 즉, 스타일러스 펜(100)은 스타일러스 접지부(500)와도 연결되어 있어 스타일러스 펜 내부 회로를 안정화할 수 있다.
한편, 안테나 루프(400)는 스타일러스 펜(100)이 센서 패널을 접할 때, 회로적으로 2차 코일(L2)(410)의 기능을 한다. 다시 말해, 센서 패널 외곽에 형성된 2차 코일(L2)인 안테나 루프와 제 1 채널(Tx) 및 제 2 채널(Rx)은 각각 터치 컨트롤러(300)와 연결되어, 신호 제어를 받는다.
결과적으로, 안테나 루프(410)는 스타일러스 펜(100)의 센서 패널면 터치시, 스타일러스 펜(100) 내 1차 코일(L1)의 공진과 제 1 및 제 2 권선 영역(120a, 120b)간 간격에 의해 가변되는 자기장 신호를 안테나 루프(410)(L2)와 1차 코일(L1)간 상호 인덕턴스(M12) 유도를 통하여 안테나 루프(410)(L2)의 양단 간의 전압차 즉, 기전력의 형태로 수신하게 된다. 여기서, 안테나 루프(410)는 센서 패널의 외곽을 둘러싸도록 형성되며, 양단에 각각 패드가 구비되어 터치 컨트롤러(300)에 연결된다.
도 2의 터치 컨트롤러(300)는 안테나 루프(410)와 연결되어, 안테나 루프(410) 양단에 수신된 전압 차를 증폭하는 증폭기(310)와, 증폭기(310)와 연결되어 노이즈를 제거하는 필터부(AFE)(320)와, 필터부(320)와 연결되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하는 컨버터(ADC)(330)와, 컨버터와 연결되어 디지털 신호를 수집하여 좌표를 추출하는 신호 처리부(DSP)(340) 및 센서 패널 내 각 채널에 인가하는 신호를 발생하는 구동 신호 발생부(Drive signal Generator)(305)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 센서 패널(200)에 스타일러스 펜(100)이 터치할 때, 1차 코일(L1)(120) 및 공진 캐패시터(C1)(110)가 일종의 공진 회로로서 폐회로를 이룬다.
구동 신호 발생부(305)에서 각 채널로 인가하는 신호는 폐회로 내 공진 주파수(f=1/[2π*(L1*C1)^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.
한편, 스타일러스 접지부(500)는 스타일러스 펜(100)과 접하는 사용자 또는 스타일러스 펜(100)과 센서 패널(201)과의 사이에 연결된 와이어일 수 있다. 설명하지 않은 Ch는 스타일러스 펜(100)과 사용자가 접할 때, 사용자가 유전체로 기능하여, 스타일러스 펜(100)과 접지단자 사이에서, 접지부 정전용량(Ch)이 발생된 상태임을 나타내고 있다.
스타일러스 펜(100) 내부의 1차 코일(L1)(120)과 공진 캐패시터(C1)(110)는 센서 패널의 교차된 제 1, 제 2 채널(Tx/Rx)에 의해 구성된 터치 센서(200)로부터 캐패시티브 커플링되어 형성된 센싱 캐패시터(Csx)(250)을 통해 입력되는 신호의 주파수와 전자기 공진이 발생하도록 적절한 값을 갖도록 구성된다. 여기서, 공진 주파수는 f=1/[2π*(L1*C1)^0.5])의 조건을 갖는다. 그리고, 센싱 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.
스타일러스 펜(100)에서 전자기 공진시 발생한 자기장 신호는 1차 코일(L1)(120)과 센서 패널(201)에 형성된 안테나 루프(L2)(410)와의 제 1 상호 인덕턴스(M12)에 의해 안테나 코일에 해당하는 2차 코일(L2)(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.
이와 같이, 본 발명에서는 스타일러스 펜(100)의 1차 코일(L1)(120)이 직접적으로 안테나 루프(L2)(410)와의 상호 인덕턴스(M12)에 의해 안테나 코일에 해당하는 2차 코일(L2)(410)에 유도 기전력을 발생시키게 되므로, 1차 코일(L1)(120)과 안테나 루프(L2)(410) 간의 자기 결합 계수를 줄이거나 감안하지 않을 수 있다. 따라서, 스타일러스 펜(100)의 크기를 줄여 더욱 얇게 형성할 수 있으며 그에 따른 제조 비용 또한 줄일 수 있게 된다.
도 4의 스타일러스 펜 구조를 참조하면, 1차 코일(L1, 120)의 제 1 권선 영역(120a)은 슬라이드 블럭(143)에 감겨있도록 구성되고, 제 2 권선 영역(120b)은 슬라이드 블럭(143)에 삽입되지 않는 자기 코어(135)의 타 측에 감겨 있도록 구성된다. 그리고, 슬라이드 블럭(143)의 자기 코어(135) 삽입 홈 내부에는 스프링(144)이 구성되어 자기 코어(135)의 삽입 정도가 유지 또는 원상 복귀되도록 한다.
이러한 구성에 의해, 전도성 팁(101)에 인가되는 압력에 대응하여 제 1 및 제 2 권선 영역(120a,120b) 간의 간격은 변화되고, 제 1 및 제 2 권선 영역(120a,120b) 간의 간격 변화에 따라 1차 코일(L1, 120)의 인덕턴스가 가변될 수 있다.
스타일러스 펜(100)의 스타일러스 몸체(150)는 슬라이드 블럭(143)을 비롯한 자기 코어(135) 및 1차 코일(L1)(120)과 공진 캐패시터(C1)(110)을 모두 내부에 포함하며, 전도성 팁(101)이 일부 돌출되는 홀을 가질 수 있다.
슬라이드 블럭(143)이 전도성 팁(101)에 일 측이 부착되어 전도성 팁(101)에 인가되는 압력에 따라 유동하는 경우에는 자기 코어(135)의 타 측면이 스타일러스 펜(100)에 고정되기도 한다. 이에, 자기 코어(135)는 스타일러스 펜(100) 내부에 고정된 상태로, 전도성 팁(101)에 부착된 슬라이드 블럭(143)이 전도성 팁(101)에 인가되는 압력에 따라 유동하면서 제 1 권선 영역(120a)을 유동시키게 된다. 이때, 제 1 및 제 2 권선 영역(120a,120b) 간의 간격이 변화되어 1차 코일(L1)(120)의 인턱턴스를 가변시키고, 인덕턴스 가변 정도에 따라 필기 압력을 세밀하게 검출할 수 있게 된다.
전도성 팁(101)은 스타일러스 몸체(150)로부터 절연되어 있으며, 이를 위해 홀 주위에 전도성 팁(101)을 둘러싸는 형태의 절연 완충부를 더 구비할 수 있다. 그리고, 스타일러스 몸체(150)는 상술한 스타일러스 접지부(500)와 연결된 것이 바람직하다. 이에, 1차 코일(L1)(120)의 일단은 전도성 팁(101)에, 타 단은 스타일러스 몸체(150)의 그라운드 단자(125)에 연결된다.
도 5는 도 3의 스타일러스 펜을 구조적으로 나타낸 다른 도면이다.
도 5를 참조하면, 스타일러스 펜(100) 내부에는 전도성 팁(101)에 일 측이 부착되어 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 전도성 팁(101)과 함께 유동하는 자기 코어(magnetic core)(135), 및 자기 코어(135)의 유동시 자기 코어(135)의 타 측이 삽입 홈에 삽입된 상태로 유동하도록 자기 코어(135)의 타 측에 고정된 슬라이드 블럭(Slide block)(143)이 구성된다.
1차 코일(L1, 120)의 제 1 권선 영역(120a)은 슬라이드 블럭(143)에 삽입되지 않는 자기 코어(135)의 일 측에 감겨 있도록 구성되고, 제 2 권선 영역(120b)은 상기 슬라이드 블럭(143)에 감겨있도록 구성된다.
이에, 전도성 팁(101)에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 제 1 및 제 2 권선 영역(120a,120b) 간의 간격이 변화됨으로써, 제 1 및 제 2 권선 영역(120a,120b) 간의 간격 변화에 대응하여 1차 코일(L1, 120)의 인덕턴스가 가변된다.
공진 캐패시터(C1)의 일 측 또한 제 1 권선 영역(L1a, 120a)의 일 측과 함께 스타일러스 팁(101)에 연결되고, 공진 캐패시터(C1)의 타 측은 제 2 권선 영역(L1b, 120b)의 타 측과 함께 비전도성 물질로 이루어진 스타일러스 몸체(150)에 연결되어 접지된다. 경우에 따라, 사용자가 접지부(500)를 구성시 사람의 몸에 해당하는 접지부 캐패시터(Ch)와 연결된다.
상술한 바와 같이, 안테나 루프(400)는 스타일러스 펜(100)이 센서 패널을 접할 때, 회로적으로 2차 코일(L2)(410)의 기능을 한다. 센서 패널 외곽에 형성된 2차 코일(L2)인 안테나 루프와 제 1 채널(Tx) 및 제 2 채널(Rx)은 각각 터치 컨트롤러(300)와 연결되어, 신호 제어를 받는다.
결과적으로, 안테나 루프(410)는 스타일러스 펜(100)의 센서 패널면 터치시, 스타일러스 펜(100) 내 1차 코일(L1)의 공진과 제 1 및 제 2 권선 영역(120a, 120b)간 간격에 의해 가변되는 자기장 신호를 안테나 루프(410)(L2)와 1차 코일(L1)간 상호 인덕턴스(M12) 유도를 통하여 안테나 루프(410)(L2)의 양단 간의 전압차 즉, 기전력의 형태로 수신하게 된다. 여기서, 안테나 루프(410)는 센서 패널의 외곽을 둘러싸도록 형성되며, 양단에 각각 패드가 구비되어 터치 컨트롤러(300)에 연결된다.
이와 같이 구성된 스타일러스 펜(100)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
제 1 및 제 2 권선 영역(120a, 120b)간 간격에 의해 인덕턴스가 가변되는 1차 코일(L1)(120)의 일단은 전도성 팁(101)을 통해 센서 패널의 터치 센서와 정전용량 커플링되어 센싱 캐패시터(Csx)(250)를 형성한다. 따라서, 터치 센서 각 채널로부터의 입력 신호가 Csx를 통해 1차 코일(L1)(120) 및 공진 캐패시터(C1)(110)로 이루어진 공진 회로를 구동한다.
터치 센서(200)의 각 채널(Tx, Rx)로 구동 신호 발생부(305)로부터 입력되는 신호, 및 1차 코일(L1)(120)과 공진 캐패시터(C1)(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)(120)의 타단은 스타일러스 펜의 스타일러스 몸체(150)에 접촉한 손 및 사람의 몸으로 이루어진 접지부 캐패시터(Ch)를 통하여 접지되어 있다.
스타일러스 펜(100)이 센서 패널면 터치시 상술한 바와 같이, 센싱 캐패시터(Csx)(250)의 생성과 스타일러스의 몸체부를 통한 접지가 가능하다. 그리고, 스타일러스 펜(100) 내 전도성 팁을 통해 센싱 캐패시터(Csx)(250)로 인가된 신호가 1차 코일(L1)로 전달된다. 1차 코일(L1) 및 공진 캐패시터(C1)는 폐회로 상태로 공진되어, 시간이 경과함에 따라 신호의 크기가 커진다. 또한, 공진 회로 내 1차 코일(L1)의 자기장 신호는 제 1 상호 인덕턴스(M12)에 의해 안테나 루프(410)로 유도된다. 이러한 안테나 루프에서의 센싱은 매 채널별로 진행한다.
도 6은 본 발명의 터치 입력 시스템의 터치 센서 패널을 나타낸 평면도이다.
도 6과 같이, 본 발명의 터치 입력 시스템의 센서 패널(201)은 크게 액티브 영역과 그 외곽 영역으로 나뉜다.
복수개의 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. 도시된 형태는 바(bar) 형상의 채널로, 경우에 따라 상기 바 형상은 정전용량 방식의 다른 형태의 패턴으로 변경될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 다이아몬드 패턴이나 다른 형태의 다각형 형태일 수 있다. 어느 경우에나, 본 발명의 터치 입력 시스템에 있어서는, 스타일러스 펜 터치의 정확성을 위해 중심에서 상하 좌우 어디에서도 대칭성을 갖는 형태로 형성되는 것이 요구된다.
또한, 스타일러스 펜(100) 내 공진 회로로부터 발생하는 전자기 신호를 수신하기 위해 상기 센서 패널(201)의 외곽 영역에 안테나 루프를 형성한다. 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, 센서 패널(201) 가장자리 부분에서, 채널의 비대칭성으로 인해 좌표 추출의 정확도가 떨어지는 에지 이펙트(edge effect)를 해소하고자 함이다.
한편, 안테나 루프(410)는 인덕터스 유도가 가능한 일종의 2차 코일인데, 별도의 물리적 형상을 갖는 자기 코어는 구비하지 않는다. 여기서, 안테나 루프(410)는 안테나 루프(410)와 스타일러스 펜 사이의 에어 코어(air core)를 매개로 하여 동작하는 코일일 수 있다.
제 1 채널(Tx)(210) 및 제 2 채널(Rx)(220)은 디스플레이 장치에서 광 투과를 위해 투명 전극으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 핑거 터치 구간에 상기 제 1 채널(Tx)(210)은 구동 신호 인가용으로, 제 2 채널(Rx)(220)은 검출 신호 수신용으로 이용되며, 각각 센서 패널(201)의 일측 가장자리에 구비된 패드(230)와 라우팅 배선(225)을 통해 전기적으로 연결된다.
그리고, 안테나 루프(410)의 양단 또한, 센서 패널(201)의 일측 가장자리에 구비된 패드(230)와 나란히 형성된 루프 패드(240)이 형성되며, 둘 사이의 전압 차를 터치 컨트롤러에 의해 검출할 수 있게 한다.
도 7은 도 3의 제 1 및 제 2 권선 영역으로 인덕터를 형성하는 1차 코일의 인덕턴스 변화량을 시뮬레이션한 그래프이다.
필기 압력의 유무에 따라 제 1 및 제 2 권선 영역(120a, 120b) 간의 거리가 0 ~ 1mm로 가변되는 경우, 본 발명에 따른 인덕턴스 변화량은 2.12%이다. 이는, 스파일러스 펜 내부의 인덕터와 페라이트 조각의 사이에는 아무것도 없이 갭이 형성되도록 한 경우의 인덕턴스 변화량 4.69%보다 더 작게 변화함을 알 수 있다. 공진회로의 특성상 인덕턴스 값의 변화량에 비해 신호 세기의 감쇠 폭이 더 커지는 것을 감안할 때, 인덕터와 전도성 팁(101) 사이에 갭이 없어지도록 한 후 제 1 및 제 2 권선 영역(120a, 120b) 간의 거리가 가변되도록 하면, 신호의 세기를 유지하면서도 스타일러스 펜의 필기 압력 검출 효율 및 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 8은 도 3의 1차 코일에서 형성된 전자기 신호에 따라 안테나 루프에서 수신되는 신호의 세기 변화량을 나타낸 그래프이다.
필기 압력의 유무에 따라 제 1 및 제 2 권선 영역(120a, 120b) 간의 거리가 0 ~ 1mm로 가변되는 경우, 안테나 루프의 수신 감도는 0.03%임을 알 수 있다. 이는, 스파일러스 펜 내부의 인덕터와 페라이트 조각의 사이에는 아무것도 없이 갭이 형성되도록 한 경우의 신호 세기 변화량 -33.91%보다 더 작게 변화함을 알 수 있다. 즉, 인덕터와 전도성 팁(101) 사이에 갭이 없어지도록 한 후 제 1 및 제 2 권선 영역(120a, 120b) 간의 거리가 가변되도록 하면, 필기 압력 유무에 따른 신호 감쇠가 없음을 확인할 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출 방법은 스타일러스 펜 내부의 인덕턴스와 펜 팁(Pen Tip) 간에 공간이 생기지 않도록 구성하면서도 필기 압력에 따라 인덕턴스가 더욱 정밀하게 변화될 수 있도록 함으로써 스타일러스 펜의 필기 압력 검출 효율 및 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 스타일러스 펜 101: 전도성 팁
110: 공진 캐패시터 120: 1차 코일
200: 터치 센서 201: 센서 패널
300: 터치 컨트롤러 305: 구동 신호 발생부
310: 증폭기 320: 필터부
330: 컨버터 340: 신호 처리부
400: 안테나 410: 안테나 루프
110: 공진 캐패시터 120: 1차 코일
200: 터치 센서 201: 센서 패널
300: 터치 컨트롤러 305: 구동 신호 발생부
310: 증폭기 320: 필터부
330: 컨버터 340: 신호 처리부
400: 안테나 410: 안테나 루프
Claims (14)
- 제 1 및 제 2 권선 영역으로 구분되어 전도성 팁의 외주면을 따라 권취되도 상기 제 1 권선 영역의 일 측은 전도성 팁에 연결되고 상기 제 2 권선 영역의 타 측은 접지되도록 구성됨으로써 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화함에 따라 인덕턴스가 가변되는 1차 코일, 및
상기 1차 코일과는 병렬로 상기 전도성 팁과 상기 접지에 일 측과 타 측이 연결된 공진 캐패시터를 구비한 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 타 측의 삽입 홈에 자기 코어의 일 측이 삽입되도록 하는 슬라이드 블럭을 더 구비하고,
상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 타 측에 감겨 있도록 구성되며,
상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 상기 전도성 팁과 함께 유동하는 자기 코어, 및
상기 자기 코어의 유동시 상기 자기 코어의 타 측이 삽입 홈에 삽입된 상태로 유동하도록 상기 자기 코어의 타 측에 고정된 슬라이드 블럭이 더 구비되며,
상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 일 측에 감겨 있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되며,
상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜. - 제 2 또는 제 3 항에 있어서,
상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈 내부에는
스프링이 구비되어 상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈에 삽입된 상기 자기 코어의 삽입 정도가 유지 또는 원상 복귀되도록 하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜. - 서로 교차하는 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널을 갖는 센서 패널;
제 1 및 제 2 권선 영역으로 구분되되 상기 제 1 권선 영역의 일 측은 전도성 팁에 연결되고 상기 제 2 권선 영역의 타 측은 접지되도록 구성됨으로써 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 따라 인덕턴스가 가변되는 1차 코일, 및 상기 1차 코일과는 병렬로 상기 전도성 팁과 상기 접지에 일 측과 타 측이 연결된 공진 캐패시터가 구비된 스타일러스 펜;
상기 센서 패널 외곽에 형성된 안테나 루프; 및
상기 제 1 채널 및 제 2 채널과, 상기 안테나 루프와 연결된 터치 컨트롤러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 스타일러스 펜의 내부에는
상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 타 측의 삽입 홈에 자기 코어의 일 측이 삽입되도록 슬라이드 블럭이 구성되며,
상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 타 측에 감겨 있도록 구성되며,
상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 스타일러스 펜의 내부에는
상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 상기 전도성 팁과 함께 유동하는 자기 코어, 및 상기 자기 코어의 유동시 상기 자기 코어의 타 측이 삽입 홈에 삽입된 상태로 유동하도록 상기 자기 코어의 타 측에 고정된 슬라이드 블럭이 구성되며,
상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 일 측에 감겨 있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되며,
상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템. - 제 6 또는 제 7 항에 있어서,
상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈 내부에는
스프링이 구비되어 상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈에 삽입된 상기 자기 코어의 삽입 정도가 유지 또는 원상 복귀되도록 하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템. - 제 6 항에 있어서,
상기 안테나 루프는 상기 스타일러스 펜의 상기 센서 패널면 터치시 상기 스타일러스 펜 내 상기 1차 코일로부터 공진 및 가변된 인덕턴스 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템. - 서로 교차하는 복수개의 제 1 채널 및 제 2 채널을 갖는 센서 패널; 제 1 및 제 2 권선 영역으로 구분되어 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 따라 인덕턴스가 가변되는 1차 코일이 구비된 스타일러스 펜; 및 상기 센서 패널 외곽에 형성된 안테나 루프를 구비한 입력 시스템의 터치 검출 방법에 있어서,
상기의 스타일러스 펜에 구비된 1차 코일의 상기 제 1 권선 영역 일 측은 전도성 팁에 연결되고 상기 제 2 권선 영역의 타 측은 접지되도록 구성되고, 상기 1차 코일과는 병렬로 상기 전도성 팁과 상기 접지에 일 측과 타 측이 연결된 공진 캐패시터가 구비되며,
상기 입력 시스템의 터치 검출시에는
프레임별 핑거 터치 센싱과 스타일러스 펜 터치 센싱을 시분할하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템을 이용한 터치 검출 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 스타일러스 펜의 내부에는
상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 타 측의 삽입 홈에 자기 코어의 일 측이 삽입되도록 슬라이드 블럭이 구성되며,
상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 타 측에 감겨 있도록 구성되며,
상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템을 이용한 터치 검출 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 스타일러스 펜의 내부에는
상기 전도성 팁에 일 측이 부착되어 상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 따라 상기 전도성 팁과 함께 유동하는 자기 코어, 및 상기 자기 코어의 유동시 상기 자기 코어의 타 측이 삽입 홈에 삽입된 상태로 유동하도록 상기 자기 코어의 타 측에 고정된 슬라이드 블럭이 구성되며,
상기 1차 코일의 제 1 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 삽입되지 않는 상기 자기 코어의 일 측에 감겨 있도록 구성되고, 상기 제 2 권선 영역은 상기 슬라이드 블럭에 감겨있도록 구성되며,
상기 전도성 팁에 인가되는 압력에 비례 또는 반비례하도록 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격이 변화됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 권선 영역 간의 간격 변화에 대응하여 상기 1차 코일의 인덕턴스가 가변되는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템을 이용한 터치 검출 방법. - 제 11 또는 제 12 항에 있어서,
상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈 내부에는
스프링이 구비되어 상기 슬라이드 블럭의 삽입 홈에 삽입된 상기 자기 코어의 삽입 정도가 유지 또는 원상 복귀되도록 하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템을 이용한 터치 검출 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 안테나 루프는 상기 스타일러스 펜의 상기 센서 패널면 터치시 상기 스타일러스 펜 내 상기 1차 코일로부터 공진 및 가변된 인덕턴스 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 터치 입력 시스템을 이용한 터치 검출 방법.
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|---|---|---|---|
| KR1020130074354A KR102081110B1 (ko) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | 스타일러스 펜과 이를 이용한 터치 입력 시스템 및 터치 검출 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130074354A KR102081110B1 (ko) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | 스타일러스 펜과 이를 이용한 터치 입력 시스템 및 터치 검출 방법 |
Publications (2)
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|---|---|
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ID=52475105
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102081110B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11513628B2 (en) | 2020-05-25 | 2022-11-29 | Samsung Display Co., Ltd. | Electronic device |
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| KR20210124649A (ko) * | 2020-04-07 | 2021-10-15 | 주식회사 하이딥 | 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2011065450A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Wacom Co Ltd | 位置検出装置及び位置指示器 |
| US20110297458A1 (en) * | 2010-06-08 | 2011-12-08 | Chung-Fuu Mao | Electromagnetic pen without a battery |
-
2013
- 2013-06-27 KR KR1020130074354A patent/KR102081110B1/ko active IP Right Grant
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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