KR102646580B1 - 터치 입력 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 위치를 검출하고, 스타일러스 펜을 구동시키며, 스타일러스 펜의 위치를 검출할 수 있는 다기능의 터치 입력 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 센서부 및 센서부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고, 센서부는 동일층에 함께 배치된 제1 내지 제4 패턴을 포함하고, 제1 패턴은 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열되고 내부에 제2 패턴이 배치된 개구부를 갖고, 제3 패턴은 제1 패턴을 기준으로 양 측에 각각 적어도 하나 배치되고 내부에 제4 패턴이 배치된 개구부를 갖고, 다수의 제1 패턴은 제1 방향을 따라 교번하며 배치된 제1 홀수 패턴과 제1 짝수 패턴을 포함하고, 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 다수의 제2 패턴 중 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 제2 방향을 따라 배열된 제2 패턴들과 전기적으로 연결되고, 다수의 제3 패턴 중 제2 방향을 따라 배열된 제3 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 다수의 제4 패턴 중 제2 방향을 따라 배열된 제4 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 제2 방향을 따라 배열된 제4 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제4 패턴은 제1 방향을 따라 배열된 제4 패턴들과 전기적으로 연결된다.

Description

터치 입력 장치{TOUCH INPUT DEVICE}
본 발명은 터치 위치를 검출하고, 스타일러스 펜을 구동시키며, 스타일러스 펜의 위치를 검출할 수 있는 다기능의 터치 입력 장치에 관한 것이다.
컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린을 갖는 터치 입력 장치의 이용이 증가하고 있다. 또한, 최근에는 상기 터치 입력 장치의 조작 시, 스타일러스 펜을 추가적으로 더 이용할 수 있다.
도 1은 종래의 터치 입력 장치 내의 플렉서블 디스플레이 패널 상에서 스타일러스 펜(10)의 위치에 따라 CVA(Capacitance to Voltage Amplifier)의 출력전압(Vout)이 달라지는 것을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 플렉서블 디스플레이 패널 상의 펜(10)의 위치에 따라 CVA의 출력이 다르게 나오는 원인은, 감지 라인 상에서 펜(10)을 중심으로 한 양쪽의 임피던스(impedance) 비율이 달라짐에 있다.
종래의 플렉서블 디스플레이 패널의 장축 기준으로, 메탈 메쉬(Metal Mesh) 터치 센서의 저항(R)은 대략 1.2k (ohm)이고, 커패시터(C)는 대략 250pF이다.
10개의 분산 모델(distributed model) 기준으로, 구동주파수 300kHz에서는 커패시터(capacitor)의 임피던스(impedance)가 저항보다 대략 200배(120 (ohm) vs. 1/(2π*300k*25pF) = 21k (ohm)) 더 크다. 따라서, 커패시터(capacitor)가 주요한 원인이다.
도 2는 도 1에서 펜(10)의 위치에 따라 CVA의 출력전압(Vout1, Vout2)이 다르다는 것을 전류 센싱(current sensing)을 통해 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1에서 펜(10)의 위치에 따라 CVA의 출력전압(Vout1, Vout2)이 다르다는 것을 전압 센싱(voltage sensing)을 통해 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 감지 라인 상에서 펜(10)의 위치에 따라, CVA의 출력전압이 다르다. 즉, 감지 회로부(50) 측에 펜(10)이 가까울수록 CVA의 출력전압이 크고, 감지 회로부(50) 측으로부터 멀어질수록 CVA의 출력전압이 작아진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 터치 위치를 검출하고, 스타일러스 펜을 구동시키며, 스타일러스 펜의 위치를 검출할 수 있는 다기능의 터치 입력 장치를 제공한다.
또한, 터치 위치 검출 시에 노이즈를 제거하여 터치 위치 센싱 감도를 향상시킬 수 있는 터치 입력 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 센서부 및 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고, 상기 센서부는 동일층에 함께 배치된 제1 내지 제4 패턴을 포함하고, 상기 제1 패턴은 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열되고 내부에 상기 제2 패턴이 배치된 개구부를 갖고, 상기 제3 패턴은 상기 제1 패턴을 기준으로 양 측에 각각 적어도 하나 배치되고 내부에 상기 제4 패턴이 배치된 개구부를 갖고, 상기 다수의 제1 패턴은 상기 제1 방향을 따라 교번하며 배치된 제1 홀수 패턴과 제1 짝수 패턴을 포함하고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제2 패턴 중 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 상기 제2 방향을 따라 배열된 제2 패턴들과 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제3 패턴 중 상기 제2 방향을 따라 배열된 제3 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제4 패턴 중 상기 제2 방향을 따라 배열된 제4 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제2 방향을 따라 배열된 제4 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제4 패턴은 상기 제1 방향을 따라 배열된 제4 패턴들과 전기적으로 연결된다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 센서부 및 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고, 상기 센서부는 동일층에 함께 배치된 제1 내지 제4 패턴을 포함하고, 상기 제1 패턴은 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열되고 내부에 상기 제2 패턴이 배치된 개구부를 갖고, 상기 제2 패턴은 상기 제3 패턴이 배치된 개구부를 갖고, 상기 제3 패턴은 상기 제4 패턴이 배치된 개구부를 갖고, 상기 다수의 제1 패턴은 상기 제1 방향을 따라 교번하며 배치된 제1 홀수 패턴과 제1 짝수 패턴을 포함하고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제2 패턴 중 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 상기 제2 방향을 따라 배열된 제2 패턴들과 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제3 패턴 중 상기 제2 방향을 따라 배열된 제3 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제4 패턴 중 상기 제2 방향을 따라 배열된 제4 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제2 방향을 따라 배열된 제4 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제4 패턴은 상기 제1 방향을 따라 배열된 제4 패턴들과 전기적으로 연결된다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 센서부 및 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고, 상기 센서부는 동일층에 함께 배치된 제1 내지 제4 패턴을 포함하고, 상기 제1 패턴은 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열되고 내부에 상기 제2 패턴이 배치된 개구부를 갖고, 상기 제3 패턴은 상기 제2 방향을 따라 연장된 형상을 갖고, 상기 제2 방향을 따라 배열된 제1 패턴들을 둘러싸도록 배치되고, 내부에 상기 제4 패턴이 배치되는 개구부를 갖고, 상기 다수의 제1 패턴은 상기 제1 방향을 따라 교번하며 배치된 제1 홀수 패턴과 제1 짝수 패턴을 포함하고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제2 패턴 중 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 상기 제2 방향을 따라 배열된 제2 패턴들과 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제4 패턴의 타 단들은 서로 전기적으로 연결된다.
본 발명의 또 다른 실시 형태에 다른 터치 입력 장치는, 센서부 및 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고, 상기 센서부는 제1 층에 함께 배치된 제1 내지 제2 패턴, 및 상기 제1 층과 이격된 제2 층에 함께 배치된 제3 및 제4 패턴을 포함하고, 상기 제1 패턴은 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열되고 내부에 상기 제2 패턴이 배치된 개구부를 갖고, 상기 제3 패턴은 상기 제2 방향을 따라 연장된 형상을 갖고, 내부에 상기 제4 패턴이 배치된 개구부를 갖고, 상기 다수의 제1 패턴은 상기 제1 방향을 따라 교번하며 배치된 제1 홀수 패턴과 제1 짝수 패턴을 포함하고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제2 패턴 중 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 상기 제2 방향을 따라 배열된 제2 패턴들과 전기적으로 연결되고, 상기 다수의 제4 패턴의 타 단들은 서로 전기적으로 연결된다.
본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치를 사용하면, 터치 위치를 검출하고, 스타일러스 펜을 구동시키며, 스타일러스 펜의 위치를 검출할 수 있는 이점이 있다.
또한, 또한, 터치 위치 검출 시에 노이즈를 제거하여 터치 위치 센싱 감도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 터치 입력 장치 내의 플렉서블 디스플레이 패널 상에서 스타일러스 펜(10)의 위치에 따라 CVA(Capacitance to Voltage Amplifier)의 출력전압(Vout)이 달라지는 것을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1에서 펜(10)의 위치에 따라 CVA의 출력전압(Vout1, Vout2)이 다르다는 것을 전류 센싱(current sensing)을 통해 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에서 펜(10)의 위치에 따라 CVA의 출력전압(Vout1, Vout2)이 다르다는 것을 전압 센싱(voltage sensing)을 통해 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 터치 입력 장치의 센서부(100)의 개략적인 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 센서부(100)의 일 변형 예에 따른 센서부(100')이다.
도 6은 도 4에 도시된 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 터치 입력 장치의 센서부(100)의 변형 예에 따른 센서부(100'')로서, 표 1의 No. 13을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 센서부(100)의 변형 예에 따른 센서부(100''')의 개략적인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 터치 입력 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 도 8에 도시된 센서부(100a)를 위 <표 1>의 No.1으로 이용한 것을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에 포함된 센서부(100b)를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 센서부(100b)의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에 포함된 센서부(100c)를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에 포함된 센서부(100d)를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 도 15에 도시된 센서부(100d)의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 형태를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 형태는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 형태는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 형태에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 형태로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 형태 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 문서의 다양한 실시 형태들에 따른 터치 입력 장치는, 전자 디바이스로서, 통상의 스마트폰과 같은 터치 입력 장치일 수도 있고, 통상의 스마트폰의 화면보다 상대적으로 더 큰 직사각형의 화면을 가지며, 대각 길이가 대략 10인치 이상 13인치 사이의 터치 입력 장치일 수 있다. 예를 들면, 폴더식 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 차량용 디스플레이 장치, 전자책 리더기(e-book reader), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 형태들에 따른 터치 입력 장치는, 화면 상에 위치한 손가락과 같은 객체의 위치를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 스타일러스 펜을 구동하기 위한 구동 신호를 출력하고, 스타일러스 펜으로부터 방출되는 신호를 감지하여 화면 상에 위치한 스타일러스 펜의 위치를 검출할 수 있다.
이하에서는 여러 실시 형태들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 터치 입력 장치의 센서부(100)의 개략적인 구성도이고, 도 5는 도 4에 도시된 센서부(100)의 일 변형 예에 따른 센서부(100')이다.
본 발명의 제1 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는 포트레이트(portrait) 타입의 터치 입력 장치일 수 있다. 이러한 포트레이트 타입의 터치 입력 장치는 폭이 높이보다 작고, 센서부(100)를 제어하는 제어부(미도시)가 센서부(100)의 아래에 배치된다. 예를 들어, 스마트폰의 형상에 대응된다.
센서부(100)는 화면 상에 위치한 손가락과 같은 객체의 위치를 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 화면 상에 위치한 스타일러스 펜을 구동시킬 수 있으며, 스타일러스 펜으로부터 방출되는 신호를 감지하여 화면 상에 위치한 스타일러스 펜의 위치를 검출할 수 있다.
센서부(100)는 다수의 패턴(또는 다수의 전극)을 포함한다.
센서부(100)는 다수의 제1 내지 제4 패턴(101, 102, 103, 104)을 포함할 수 있다.
제1 패턴(101)은 임의의 제1 방향(y)을 따라 연장된 형상을 갖는다. 제1 방향은 터치 입력 장치의 화면의 장축 방향일 수 있다. 제1 패턴(101)은, ATX(Active TX)로도 명명될 수 있다.
제1 패턴(101)에는 두 개의 전도성 패턴이 연결될 수 있다. 하나의 전도성 패턴은 제1 터치 센싱 수신 채널(FRX_E)의 전기적 경로가 되고, 다른 하나의 전도성 패턴은 제2 터치 센싱 수신 채널(FRX_O)의 전기적 경로가 될 수 있다. 하나의 전도성 패턴은 제1 패턴(101)에 포함된 제1 홀수 패턴들과 전기적으로 연결되고, 다른 하나의 전도성 패턴은 제1 패턴(101)에 포함된 제1 짝수 패턴들과 전기적으로 연결된다. 제1 홀수 패턴들과 제1 짝수 패턴들에 대해서는 도 8 내지 도 16에서 설명하도록 한다. 한편, 상기 두 개의 전도성 패턴은 스타일러스 센싱 채널(SRX)의 전기적 경로가 될 수도 있다.
제2 패턴(102)은 제1 방향(y)을 따라 연장된 형상을 가지며, 제1 패턴(101)에 인접하여 배치되고, 제1 패턴(101)과 소정 간격 떨어져 배치된다. 제2 패턴(102)은, DTX(Dummy TX)로도 명명될 수 있다.
제3 패턴(103)은 제1 방향과 다른 제2 방향(x)을 따라 연장된 형상을 갖는다. 제2 방향(x)은 제1 방향(y)과 수직한 방향일 수 있으며, 터치 입력 장치의 화면의 단축 방향일 수 있다. 제3 패턴(103)은, ARX(Active RX)로도 명명될 수 있다.
제4 패턴(104)은 제2 방향(x)을 따라 연장된 형상을 가지며, 제3 패턴(103)에 인접하여 배치되고, 제3 패턴(103)과 소정 간격 떨어져 배치된다. 제4 패턴(104)은, DRX(dummy RX)로도 명명될 수 있다.
제3 및 제4 패턴(103, 104)은 제1 및 제2 패턴(101, 102) 상에 배치되고, 제1 및 제2 패턴(101, 102)와 소정 간격 떨어져 배치된다. 한편, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 제1 내지 제4 패턴이 동일층에 배치될 수도 있다.
다수의 제1 패턴(101)들은 제2 방향(x)을 따라 배열되고, 다수의 제2 패턴(102)들도 제2 방향(x)을 따라 배열된다. 다수의 제3 패턴(103)들은 제1 방향(y)을 따라 배열되고, 다수의 제4 패턴(104)들도 제1 방향(y)을 따라 배열된다.
제1 패턴(101)이 제1 방향(y)을 따라 연장되고 제3 패턴(103)이 제2 방향(x)을 따라 연장되고, 제1 방향(y)이 제2 방향(x)보다 더 길기 때문에, 다수의 제1 패턴(101)들의 개수는 다수의 제3 패턴(103)들의 개수보다 적다. 따라서, 다수의 제1 패턴(101)들의 채널(Channel) 수는 다수의 제3 패턴(103)들의 채널 수보다 적다.
여기서, 다수의 제1 패턴(101)들의 개수와 다수의 제3 패턴(103)들의 개수는 터치 입력 장치의 화면의 크기에 따라 증가될 수도 있고, 감소할 수도 있다.
다수의 제2 패턴(102)들은 다수의 제1 패턴(101)들과 동일한 개수로 구성될 수 있다. 다수의 제2 패턴(102)들 각각의 타 단들은 전도성 패턴(102m)을 통해 서로 전기적으로 연결된다. 여기서, 전도성 패턴(102m)은 메탈 메쉬(Metal Mesh) 또는 실버 트레이스(Silver Trace)일 수 있다.
다수의 제2 패턴(102)의 각각의 일 단들이 개별적으로 하나의 전도성 패턴에 연결될 수 있다. 여기서, 다수의 제2 패턴(102)의 각각의 일 단들이 개별적으로 연결된 전도성 패턴은 하나의 스타일러스 구동 채널(STX)의 전기적 경로가 될 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 제2 패턴(102)들 중 서로 인접한 둘 이상의 제2 패턴(102)의 일 단들이 전도성 패턴을 통해 서로 전기적으로 연결될 수도 있다. 이러한 구성으로 인해, 다수의 제2 패턴(102)들의 채널 수가 다수의 제1 패턴(101)들의 채널 수의 절반으로 줄어들 수 있다.
다시, 도 4를 참조하면, 다수의 제3 패턴(103)들이 제1 방향(y)을 따라 배열되므로 다수의 제3 패턴(103)들의 개수는 다수의 제1 패턴(101)들의 개수보다 많다. 따라서, 다수의 제3 패턴(103)들의 채널 수는 다수의 제1 패턴(101)들의 채널 수보다 많다.
다수의 제3 패턴(103)들 각각의 일 단에는 하나의 전도성 패턴이 연결될 수 있다. 다수의 제3 패턴(103)들 각각의 일 단에 연결된 전도성 패턴은 터치 센싱 구동 채널(FTX)의 전기적 경로 또는/및 스타일러스 센싱 채널(SRX)의 전기적 경로가 될 수 있다. 여기서, 터치 입력 장치의 좌우 베젤의 폭을 고려하여, 다수의 제3 패턴(103)들 중 절반은 우측단에 전도성 패턴이 연결되고, 나머지 절반은 좌측단에 전도성 패턴이 연결될 수 있다.
다수의 제4 패턴(104)들은 다수의 제3 패턴(103)들과 동일한 개수로 구성될 수 있다. 다수의 제4 패턴(104)들 각각의 타 단들은 전도성 패턴(104ml, 104mr)을 통해 서로 전기적으로 연결된다. 여기서, 전도성 패턴(104ml, 104mr)은 다수의 제4 패턴(104)들 중 절반의 제4 패턴(104)들의 좌측단을 연결하는 좌측 전도성 패턴(104ml)과 나머지 절만의 제4 패턴들의 우측단을 연결하는 우측 전도성 패턴(104mr)을 포함할 수 있다. 좌측 전도성 패턴(104ml)과 우측 전도성 패턴(104mr)은 다수의 제3 패턴(103)들과 연결된 전도성 패턴들과 서로 겹치거나 교차되지 않도록 배열될 수 있다.
이러한 도 4에 도시된 터치 입력 장치의 센서부(100)에 있어서, 다수의 제1 패턴(101)들과 다수의 제3 패턴(103)들은 기본적으로 손가락과 같은 객체의 터치를 센싱한다. 이를 위해, 다수의 제1 패턴(101)들은 터치 구동 신호가 인가되는 터치 구동 전극으로 동작하고, 다수의 제3 패턴(103)들은 터치 감지 신호가 수신되는 터치 감지 전극(또는 터치 수신 전극)으로 동작할 수 있다. 물론, 반대로도 동작할 수 있다.
도 4에 도시된 터치 입력 장치의 센서부(100)가 스타일러스 펜을 구동(driving)하고 센싱(sensing)하기 위해, 다수의 제1 내지 제4 패턴들(101, 102, 103, 104)이 다양한 조합으로서 이용될 수 있다. 다양한 조합은 아래 <표 1>과 같다. 아래 <표 1>에서, '1'은 다수의 제1 패턴(101)을, '2'는 다수의 제2 패턴(102)을, '3은 다수의 제3 패턴(103)을, '4'는 다수의 제4 패턴(104)을 지칭한다.
위 <표 1>을 참조하면, 여러 조합들(No.1 내지 No.32)에 있어서, 다수의 제1 패턴(101)들과 다수의 제3 패턴(103)들은 손가락과 같은 객체의 터치를 센싱한다. 구체적으로, 다수의 제3 패턴(103)들은 터치 구동 전극으로서 동작하고, 다수의 제1 패턴(101)들은 터치 수신 전극으로서 동작한다.
다수의 제1 내지 제4 패턴(101, 102, 103, 104)들 중 하나 또는 둘은 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 스타일러스 구동 전극으로 동작할 수 있다. 제1 내지 제4 패턴(101, 102, 103, 104) 중 하나 또는 둘의 패턴을 이용하여 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 전류 루프를 형성할 수 있다. X축 구동은 다수의 제1 패턴(101)들과 다수의 제2 패턴(102)들 중 어느 하나를, Y축 구동은 다수의 제3 패턴(103)들과 다수의 제4 패턴(104)들 중 어느 하나일 수 있다. 스타일러스 펜의 구동은 X축 구동과 Y축 구동 중 어느 하나로도 가능하고, 둘 다로도 가능하다.
다수의 제1 내지 제4 패턴(101, 102, 103, 104)들 중 둘은 스타일러스 펜으로부터 방출되는 스타일러스 펜 신호를 센싱하는 센싱 전극으로 동작할 수 있다. 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위해서는 X축 센싱과 Y축 센싱이 함께 필요하므로, 다수의 제1 내지 제4 패턴(101, 102, 103, 104)들 중 두 개의 패턴들을 이용한다. X축 센싱은 다수의 제1 패턴(101)들과 다수의 제2 패턴(102)들 중 어느 하나일 수 있고, Y축 센싱은 다수의 제3 패턴(103)들과 다수의 제4 패턴(104)들 중 어느 하나일 수 있다.
위 <표 1>에서, '업링크(uplink) 신호 크기'란, 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 구동 신호의 크기를 의미한다. 동일한 스타일러스 펜 구동 신호를 다수의 제1 패턴(101)들과 다수의 제2 패턴(102)들에 각각 인가하여 스타일러스 펜으로 수신되는 신호의 크기를 비교해보면, 다수의 제2 패턴(102)들에 스타일러스 펜 구동 신호를 인가한 경우가 다수의 제1 패턴(101)들에 스타일러스 펜 구동 신호를 인가한 경우보다 업링크 신호가 상대적으로 더 크다.
왜냐하면, 다수의 제2 패턴(102)들은 타 단들은 전기적으로 연결되어 있어 스타일러스 펜 구동 신호가 인가되는 둘 이상의 제2 패턴들을 적절히 선택하면 적어도 하나 이상의 전류 루프가 형성되어 있지만, 다수의 제1 패턴(101)들의 타 단들은 서로 전기적으로 연결되어 있지 않아 전류 루프가 형성되지 못하기 때문이다. 각 제1 패턴(101)으로 전류가 흐를 경우, 각 제1 패턴(101)의 RC가 차징되므로 각 제1 패턴(101)의 일 단에서 타 단으로 갈수록 전류가 잘 흐르지 못한다. 또한, 다수의 제1 패턴(101)들을 통해서 인가되는 스타일러스 펜 구동 신호는 커패시티브 커플링을 통해 전류 루프가 형성된 다수의 제2 패턴(101)들로 전달되는데, 이때 커패시티브 커플링에 의해 신호 감쇠가 생기기 때문이다.
마찬가지로, 다수의 제4 패턴(104)들에 스타일러스 펜 구동 신호를 인가한 경우가 다수의 제3 패턴(103)들에 스타일러스 펜 구동 신호를 인가한 경우보다 업링크 신호가 상대적으로 더 크다.
위 <표 1>에서, '다운링크(downlink) 신호 크기'란, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 스타일러스 펜 신호의 크기를 의미한다. 동일한 스타일러스 펜 신호를 다수의 제1 패턴(101)들과 다수의 제2 패턴(102)들을 통해 각각 수신하여 신호의 크기를 비교해보면, 다수의 제2 패턴(102)들을 통해 스타일러스 펜 신호를 수신한 경우가 다수의 제1 패턴(101)들을 통해 스타일러스 펜 신호를 수신한 경우보다 다운링크 신호가 상대적으로 더 크다. 그 이유는, 다수의 제2 패턴(102)들은 타 단들은 전기적으로 연결되어 있어 전류 루프가 형성되어 있지만, 다수의 제1 패턴(101)들은 타 단들은 서로 전기적으로 연결되어 있지 않고, 특히, 커패시티브 커플링을 통해 전류 루프가 형성된 다수의 제2 패턴(101)들로부터 스타일러스 펜 신호가 다수의 제1 패턴(101)들로 전달되므로 이 때 다운링크 신호의 감쇠가 생기기 때문이다.
마찬가지로, 다수의 제4 패턴(104)들을 통해 스타일러스 펜 신호를 수신한 경우가 다수의 제3 패턴(103)들을 통해 스타일러스 펜 신호를 수신한 경우보다 다운링크 신호가 상대적으로 더 크다.
위 <표 1>에서, '스타일러스(stylus) 추가 채널'이란, 터치 센싱 이외에 스타일러스 펜을 위해 추가적인 채널을 구성해야 하느냐를 의미한다. 스타일러스 펜의 구동(driving)이나 센싱(sensing)을 위해서 다수의 제2 패턴(102)들 또는/및 다수의 제4 패턴(104)들을 이용하는 경우에는 추가 채널이 필요(<표 1>에서 '유'로 표시)하다. 반면, 스타일러스 펜의 구동이나 센싱을 터치 센싱을 위한 다수의 제1 패턴(101)들 또는/및 제3 패턴(103)들을 이용하는 경우에는 추가 채널이 불필요(<표 1>에서 '무'로 표시)하다.
이하, 위 <표 1>의 여러 조합들(No.1 내지 No. 32) 중 몇 가지 예들을 이하에서 상세히 설명한다. 여기서, 설명하지 않은 조합들은 이하의 상세한 설명에 의해 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.
No.1에 있어서, 다수의 제1 패턴(101)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 수신 전극으로서 이용되면서 스타일러스 펜 신호를 감지하는 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다. 다수의 제2 패턴(102)들은 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 스타일러스 구동 전극으로서 이용된다. 다수의 제3 패턴(103)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 구동 전극으로 이용되면서 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다. 그리고, 다수의 제4 패턴(104)들은 전기적으로 플로팅된다.
No.1의 경우, 다수의 제2 패턴(102)들을 스타일러스 구동 전극으로서 이용하므로, 업링크 신호의 크기가 상대적으로 크다. 다수의 제1 패턴(101)들과 다수의 제3 패턴(103)들을 스타일러스 감지 전극으로서 이용하므로 다운링크 신호의 크기가 상대적으로 작다. 그리고, 다수의 제2 패턴(102)들을 스타일러스 구동 전극으로서 별도로 이용하므로, 스타일러스 펜의 구동을 위한 별도의 추가 채널이 필요하지만, 스타일러스 펜의 센싱을 위한 추가 채널이 불필요하다.
No.4에 있어서, 다수의 제1 패턴(101)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 감지 전극으로서 이용된다. 다수의 제2 패턴(102)들은 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 스타일러스 구동 전극으로서 이용되면서 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다. 다수의 제3 패턴(103)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 구동 전극으로 이용된다. 그리고, 다수의 제4 패턴(104)들은 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다.
No.4의 경우, 다수의 제2 패턴(102)들을 스타일러스 구동 전극으로서 이용하므로, 업링크 신호의 크기가 상대적으로 크다. 다수의 제2 패턴(102)들과 다수의 제4 패턴(104)들을 스타일러스 감지 전극으로서 이용하므로 다운링크 신호의 크기가 상대적으로 크다. 그리고, 다수의 제2 패턴(102)들을 스타일러스 구동 전극 및 스타일러스 감지 전극으로서 별도로 이용하고 다수의 제4 패턴(104)들을 스타일러스 감지 전극으로서 별도로 이용되므로, 스타일러스 펜의 구동과 센싱을 위한 별도의 추가 채널이 필요하다.
No.8에 있어서, 다수의 제1 패턴(101)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 감지 전극으로서 이용된다. 다수의 제2 패턴(102)들은 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다. 다수의 제3 패턴(103)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 구동 전극으로 이용된다. 그리고, 다수의 제4 패턴(104)들은 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 스타일러스 구동 전극으로서 이용되면서 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다.
No.8의 경우, 다수의 제4 패턴(104)들을 스타일러스 구동 전극으로서 이용하므로, 업링크 신호의 크기가 상대적으로 크다. 다수의 제2 패턴(102)들과 다수의 제4 패턴(104)들을 스타일러스 감지 전극으로서 이용하므로 다운링크 신호의 크기가 상대적으로 크다. 그리고, 다수의 제2 패턴(102)들을 스타일러스 감지 전극으로서 별도로 이용하고 다수의 제4 패턴(104)들을 스타일러스 구동 전극 및 스타일러스 감지 전극으로서 별도로 이용하므로, 스타일러스 펜의 구동과 센싱을 위한 별도의 추가 채널이 필요하다.
No.12에 있어서, 다수의 제1 패턴(101)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 감지 전극으로서 이용된다. 다수의 제2 패턴(102)들은 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 스타일러스 구동 전극으로 이용되면서 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다. 다수의 제3 패턴(103)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 구동 전극으로 이용된다. 그리고, 다수의 제4 패턴(104)들은 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 스타일러스 구동 전극으로서 이용되면서 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다.
No.12의 경우, 다수의 제2 및 제4 패턴(102, 104)들을 스타일러스 구동 전극으로서 이용하므로, 업링크 신호의 크기가 상대적으로 크다. 다수의 제2 패턴(102)들과 다수의 제4 패턴(104)들을 스타일러스 감지 전극으로서 이용하므로 다운링크 신호의 크기가 상대적으로 크다. 그리고, 다수의 제2 패턴(102)들을 스타일러스 구동 전극 및 스타일러스 감지 전극으로서 별도로 이용하고 다수의 제4 패턴(104)들을 스타일러스 구동 전극 및 스타일러스 감지 전극으로서 별도로 이용하므로, 스타일러스 펜의 구동과 센싱을 위한 별도의 추가 채널이 필요하다.
도 6은 도 4에 도시된 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 터치 입력 장치의 센서부(100)의 변형 예에 따른 센서부(100'')로서, 표 1의 No. 13을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, No.13에 있어서, 다수의 제1 패턴(101)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 감지 전극으로서 이용되고, 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 스타일러스 구동 전극으로 이용되며, 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다. 다수의 제3 패턴(103)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 구동 전극으로 이용되고 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다. 그리고, 다수의 제2 및 제4 패턴(102, 104)들은 전기적으로 플로팅된다.
No.13의 경우, 다수의 제1 패턴(101)들을 스타일러스 구동 전극으로서 이용하므로, 업링크 신호의 크기가 상대적으로 작다. 다수의 제1 패턴(101)들과 다수의 제3 패턴(103)들을 스타일러스 감지 전극으로서 이용하므로 다운링크 신호의 크기가 상대적으로 작다. 그리고, 다수의 제1 패턴(102)들을 스타일러스 구동 전극 및 스타일러스 감지 전극으로서 이용하고 다수의 제3 패턴(103)들을 스타일러스 감지 전극으로서 이용하므로, 스타일러스 펜의 구동과 센싱을 위한 별도의 추가 채널이 불필요하다.
No.17에 있어서, 다수의 제1 패턴(101)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 감지 전극으로서 이용되고, 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다. 다수의 제3 패턴(103)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 구동 전극으로 이용되고, 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 스타일러스 구동 전극으로 이용되며, 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다. 그리고, 다수의 제2 및 제4 패턴(102, 104)들은 전기적으로 플로팅된다.
No.17의 경우, 다수의 제3 패턴(103)들을 스타일러스 구동 전극으로서 이용하므로, 업링크 신호의 크기가 상대적으로 작다. 다수의 제1 패턴(101)들과 다수의 제3 패턴(103)들을 스타일러스 감지 전극으로서 이용하므로 다운링크 신호의 크기가 상대적으로 작다. 그리고, 다수의 제1 패턴(102)들을 스타일러스 감지 전극으로서 이용하고 다수의 제3 패턴(103)들을 스타일러스 구동 전극 및 스타일러스 감지 전극으로서 이용하므로, 스타일러스 펜의 구동과 센싱을 위한 별도의 추가 채널이 불필요하다.
No.21에 있어서, 다수의 제1 패턴(101)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 감지 전극으로서 이용되고, 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 스타일러스 구동 전극으로 이용되며, 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다. 다수의 제3 패턴(103)들은 객체의 터치 센싱을 위한 터치 구동 전극으로 이용되고, 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 스타일러스 구동 전극으로 이용되며, 스타일러스 펜 신호를 센싱하기 위한 스타일러스 감지 전극으로서 이용된다. 그리고, 다수의 제2 및 제4 패턴(102, 104)들은 전기적으로 플로팅된다.
No.21의 경우, 다수의 제1 및 3 패턴(101, 103)들을 스타일러스 구동 전극으로서 이용하므로, 업링크 신호의 크기가 상대적으로 작다. 다수의 제1 패턴(101)들과 다수의 제3 패턴(103)들을 스타일러스 감지 전극으로서 이용하므로 다운링크 신호의 크기가 상대적으로 작다. 그리고, 다수의 제1 패턴(102)들을 스타일러스 구동 전극 및 스타일러스 감지 전극으로서 이용하고 다수의 제3 패턴(103)들을 스타일러스 구동 전극 및 스타일러스 감지 전극으로서 이용하므로, 스타일러스 펜의 구동과 센싱을 위한 별도의 추가 채널이 불필요하다.
위 <표 1>의 여러 조합들(No.1 내지 No.32) 중에서 Nos.1, 5, 9, 25, 29들은, '스타일러스 추가 채널'의 열에서 구동(driving)은 '유'이고, 센싱(sensing)은 '무'이다. 상기 Nos.1, 5, 9, 25, 29들은 스타일러스 펜을 센싱하는데 다수의 제1 및 제3 패턴(101, 103)들을 이용하고, 스타일러스 펜 구동하는데 다수의 제2 또는/및 제4 패턴(102, 104)들을 이용한다. 스타일러스 펜 구동 시, 다수의 제2 또는/및 제4 패턴(102, 104)들을 이용하더라도 스타일러스 펜을 공진시키기 위한 자기장 형성이 다소 어려울 수 있기 때문에, 도 5에 도시된 바와 같이 이웃하는 둘 이상의 제2 패턴들의 일 단들을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 마찬가지로 이웃하는 둘 이상의 제4 패턴들의 일 단들을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이와같이 구성하면, 스타일러스 펜을 구동하기 위한 추가 채널을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 7은 도 4에 도시된 센서부(100)의 변형 예에 따른 센서부(100''')의 개략적인 구성도이다.
도 7에 도시된 센서부(100''')는 도 6에 도시된 센서부(100'')와 비교하여, 다수의 제2 패턴(102)들을 전기적으로 연결하는 전도성 패턴(102mu, 102mb)과 다수의 제4 패턴(104)들을 전기적으로 연결하는 전도성 패턴(104ml, 104mr)에 있어서 차이가 있다.
다수의 제2 패턴(102)들의 일 단들은 전도성 패턴(102mb)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 다수의 제2 패턴(102)들의 타 단들은 전도성 패턴(102mu)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 따라서, 다수의 제2 패턴(102)들은 온전한 전기적 루프를 형성할 수 있게 된다.
마찬가지로, 다수의 제4 패턴(104)들의 일 단들은 전도성 패턴(104mr)에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 다수의 제4 패턴(104)들의 타 단들은 전도성 패턴(104ml)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 따라서, 다수의 제4 패턴(104)들은 온전한 전기적 루프를 형성할 수 있게 된다.
다수의 제2 패턴(102)들과 다수의 제4 패턴(104)들이 온전한 전기적 루프를 형성하므로, 업링크 신호와 다운링크 신호의 감도가 도 6보다 더 향상될 수 있는 이점이 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 터치 입력 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 터치 입력 장치는 도 4에 도시된 터치 입력 장치가 구체화된 일 예일 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는 센서부(100a)와 제어부(500)를 포함한다.
센서부(100a)는, 다수의 제1 내지 제4 패턴(101a, 102a, 103a, 104a)들을 포함한다.
제1 패턴(101a)은 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열된다. 여기서, 제1 방향은 터치 입력 장치의 화면의 장축 방향일 수 있고, 제2 방향은 터치 입력 장치의 화면의 단축 방향일 수 있다.
제1 패턴(101a)은 제1 홀수 패턴(101o)과 제1 짝수 패턴(101e)을 포함한다. 다수의 제1 패턴(101a)은 다수의 제1 홀수 패턴(101o)와 다수의 제1 짝수 패턴(101e)를 포함하고, 하나의 제1 홀수 패턴(101o)과 하나의 제1 짝수 패턴(101e)이 교번되면서 제1 방향을 따라 배열된다.
제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 홀수 패턴(101o)은 다수의 전도성 패턴들에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 짝수 패턴(101e)도 다수의 전도성 패턴들에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 여기서, 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제1 홀수 패턴(101o)은 서로 전기적으로 연결되지 않는다. 또한, 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제1 짝수 패턴(101e)도 서로 전기적으로 연결되지 않는다.
제1 홀수 패턴(101o)과 제1 짝수 패턴(101e) 각각은 역삼각 패턴부, 삼각 패턴부 및 역삼각 패턴부와 삼각 패턴부 사이를 연결하는 연결 패턴부를 포함할 수 있다.
제1 홀수 패턴(101o)과 제1 짝수 패턴(101e) 각각은 내부에 적어도 하나의 제2 패턴(102a)이 배치되는 개구부를 가질 수 있다. 개구부의 형상은 제1 홀수 패턴(101o)과 제1 짝수 패턴(101e) 각각의 형상에 대응될 수 있다.
하나의 제1 홀수 패턴(101o)은 하나의 제2 패턴(102a)를 둘러싸는 구조를 가져 서로 전기적으로 절연되고, 하나의 제1 짝수 패턴(101e)도 하나의 제2 패턴(102a)를 둘러싸는 구조를 가져 서로 전기적으로 절연된다.
제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 패턴(101a)은, 도 4에 도시된 제1 패턴(101)과 같은 전기적 경로를 형성한다. 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 패턴(101a)은, 2개의 입출력 채널(또는 단자)를 갖는다. 하나의 채널은 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 홀수 패턴(101o)이 전도성 패턴들에 의해 전기적으로 연결된 채널이고, 나머지 하나의 채널은 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제2 짝수 패턴(101e)이 전도성 패턴들에 의해 전기적으로 연결된 채널이다. 상기 2개의 채널은 제어부(500)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 패턴(102a)은 다수의 제1 홀수 패턴(101o)과 다수의 제1 짝수 패턴(101e) 각각의 내부에 적어도 하나 이상 배치된다.
제1 방향을 따라 배열된 다수의 제2 패턴(102a)은 다수의 전도성 패턴들에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 제1 방향을 따라 서로 이웃한 2개의 제2 패턴들이 하나의 전도성 패턴에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제2 패턴(102a)들 중 일 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 제어부(500)와 전기적으로 연결될 수 있고, 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴(102a)은 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제2 패턴들과 전도성 패턴(102m)을 통해 전기적으로 연결된다. 이를 통해 도 4에 도시된 제2 패턴(102)의 전기적 연결 경로와 같게 구성될 수 있다.
제1 패턴(101a)과 제2 패턴(102a)은 동일층에 배치될 수 있다. 메탈 메쉬(metal mesh)를 이용하여 제1 패턴(101a)과 제2 패턴(102a)을 동일층에 형성시킬 수 있다.
제3 패턴(103a)은 제2 방향(또는 단축)을 따라 연장된 형상을 갖는다.
제3 패턴(103a)은 다수의 다이아몬드 패턴부와, 다수의 다이아몬드 패턴부 중에서 서로 인접한 2개의 다이아몬드 패턴부 사이를 연결하는 연결 패턴부를 포함할 수 있다.
제3 패턴(103a)은 내부에 제4 패턴(104a)이 배치되는 개구부를 가질 수 있다.
제3 패턴(103a)은 제4 패턴(104a)를 둘러싸는 구조를 가질 수 있다. 제3 패턴(103a)은 제4 패턴(104a)로부터 소정 간격 떨어져 배치된다. 이를 통해 서로 전기적으로 절연된다.
제4 패턴(104a)은 제3 패턴(103a)에 인접하여 배치되고, 제2 방향을 따라 연장된 형상을 가지며, 제3 패턴(103a) 내부에 배치된다.
제4 패턴(104a)는 다수의 다이아몬드 패턴부와, 다수의 다이아몬드 패턴부 중에서 서로 인접한 2개의 다이아몬드 패턴부 사이를 연결하는 연결 패턴부를 포함할 수 있다.
이러한 제3 패턴(103a)과 제4 패턴(104a)이 제1 방향을 따라 다수로 배치된다.
다수의 제3 패턴(103a)들의 일 단들은 제어부(500)와 전기적으로 연결되고, 타 단들은 전기적으로 오픈(open)될 수 있다.
다수의 제4 패턴(104a)들의 일 단들은 도 8에 도시된 바와 같이 전기적으로 오픈(open)될 수도 있고, 도 8과는 다르게 제어부(500)와 연결될 수도 있다. 다수의 제4 패턴(104a)들의 타 단들은 전도성 패턴(104m)을 통해 서로 전기적으로 연결된다. 여기서, 서로 전기적으로 연결된 타 단들은 접지될 수도 있다. 다수의 제4 패턴(104a)들의 타 단들이 서로 전기적으로 연결되면, 각 제4 패턴(104a) 별 커패시턴스가 더해지므로 전체 임피던스는 줄어들게 되고, 다수의 제4 패턴(104a)들의 타 단들이 접지된 것과 유사한 효과를 가질 수 있다.
제3 패턴(103a)과 제4 패턴(104a)은 동일층에 배치될 수 있다. 메탈 메쉬(metal mesh)를 이용하여 제3 패턴(103a)과 제4 패턴(104a)을 동일층에 형성시킬 수 있다. 여기서, 제1 패턴(101a)과 제2 패턴(102a)은 제1 층에 배치되고, 제3 패턴(103a)과 제4 패턴(104a)은 제1 층과 다른 제2 층에 배치될 수 있다.
제어부(500)는 센서부(100a)와 전기적으로 연결되며, 센서부(100a)를 제어한다. 제어부(500)와 센서부(100a)의 연결은 전도성 패턴을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제어부(500)는 구동 회로부와 감지 회로부를 다수로 포함할 수 있다.
다수의 구동 회로부는 터치 구동을 위한 구동 회로부와 스타일러스 구동을 위한 구동 회로부를 포함할 수 있다.
다수의 감지 회로부는 터치 센싱을 위한 감지 회로부와 스타일러스 센싱을 위한 감지 회로부를 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 감지 회로부 중 일부의 감지 회로부는 터치 센싱도 수행하고, 스타일러스 센싱도 함께 수행할 수 있다.
제어부(500)는 센서부(100a)를 터치 구동/센싱 모드, 안테나 구동 모드 및 스타일러스 센싱 모드 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 제어할 수 있다.
제어부(500)는 각 모드에 따라 다수의 구동/감지 회로부를 센서부(100a)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이를 위해, 제어부(500)는 다수의 구동/감지 회로부와 센서부(100a)를 전기적으로 연결시키기 위한 다수의 스위치를 포함할 수 있다.
도 9 내지 도 11은 도 8에 도시된 센서부(100a)를 위 <표 1>의 No.1으로 이용한 것을 설명하기 위한 도면들이다.
도 9는 도 8에 도시된 터치 입력 장치가 터치 구동/센싱 모드(또는 2D 센싱 모드)로 동작하는 경우를 도시한 도면이고, 도 10은 도 8에 도시된 터치 입력 장치가 안테나 구동 모드(또는 스타일러스 구동 모드, 또는 스타일러스 업링크 모드)로 동작하는 경우를 도시한 도면이며, 도 11은 도 8에 도시된 터치 입력 장치가 스타일러스 센싱 모드(또는 스타일러스 다운링크 모드)로 동작하는 경우를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 터치 구동/센싱 모드 시, 제어부(500)는 터치 구동을 위한 구동 회로부를 센서부(100a)의 제3 패턴(103a)에 전기적으로 연결시킬 수 있다. 다수의 제3 패턴(103a) 각각에 하나의 구동 회로부가 전기적으로 연결될 수 있다.
제어부(500)는 터치 센싱을 위한 감지 회로부를 센서부(100a)의 다수의 제1 패턴(101a)에 전기적으로 연결시킬 수 있다. 여기서, 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 패턴(101a)은 제1 홀수 패턴(101o)들과 제2 짝수 패턴(101e)들을 갖는데, 제어부(500)는 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴(101o)들 및 제1 방향을 따라 배열된 제2 짝수 패턴(101e)들 각각 전기적으로 연결된다.
제어부(500)는 소정의 제3 패턴(103a)으로 터치 구동을 위한 구동 신호를 인가하고, 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴(101o)들과 제2 짝수 패턴(101e)들으로부터 수신되는 2개의 감지 신호를 수신한다. 제어부(500)의 감지 회로부는 입력되는 2개의 감지 신호에 포함된 커패시턴스 변화량 정보를 소정의 전압값을 출력할 수 있다. 제어부(500)는 출력된 전압값을 처리하여 터치 위치를 검출할 수 있다.
제어부(500)는 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 홀수 패턴(101o)으로부터 수신되는 제1 감지 신호와 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 짝수 패턴(101e)으로부터 수신되는 제2 감지 신호를 서로 차감함으로서 디스플레이 노이즈 및 LGM 노이즈를 상쇄시킬 수 있다. 여기서, 구동 신호가 다수의 제3 패턴(103a)으로 순차적으로 인가될 때, 구동 신호가 인가된 제3 패턴(103a)이 제1 홀수 패턴(101o)에 바로 인접해 있으면, 제어부(500)는 제1 감지 신호에서 제2 감지 신호를 차감할 수 있고, 구동 신호가 인가된 제3 패턴(103a)이 제2 짝수 패턴(101e)에 바로 인접해 있으면, 제어부(500)는 제2 감지 신호에서 제1 감지 신호를 차감할 수 있다.
제3 패턴(103a)과 제4 패턴(104a) 사이의 커패시티브 커플링(capacitive coupling)이 발생되지 않도록, 제어부(500)는 다수의 제4 패턴(104a)으로 다수의 제3 패턴(103a)과 동일한 구동 신호가 인가되도록 제어할 수 있다. 또는, 제어부(500)는 다수의 제4 패턴(104)으로 기준전위가 인가되도록 제어할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 안테나 구동 모드 시, 제어부(500)는 안테나 구동을 위한 구동 회로부를 센서부(100a)의 다수의 제2 패턴(102a)에 전기적으로 연결시킬 수 있다.
제어부(500)는 다수의 제2 패턴(102a)에 연결된 각 구동 회로부에서 출력되는 안테나 구동 신호를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(500)는 제1 구동 회로부에서는 소정 주파수의 펄스 신호가 출력되도록 제어하고, 제2 구동 회로부에서는 어떠한 펄스 신호도 출력되지 않도록 제어하고, 제3 구동 회로부에서는 제1 구동 회로부에서 출력되는 펄스 신호와 상반되는 펄스 신호가 출력되도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제1 구동 회로부와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 제2 패턴(102a)과 제3 구동 회로부와 전기적으로 연결된 적어도 하나 이상의 제2 패턴으로 전류 루프가 형성된다. 형성된 전류 루프에 의해 자기장이 발생되고, 자기장에 의해 근접한 스타일러스 펜이 공진되어 구동될 수 있다.
제어부(500)는 다수의 제2 패턴(102a)에 전기적으로 연결된 다수의 구동 회로부 중에서 임의의 2개 이상의 구동 회로부에 서로 상반된 펄스 신호가 출력되도록 제어할 수 있다. 따라서, 제어부(500)는 전류 루프의 크기나 위치를 다양하게 변경 설정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(500)가 근접한 스타일러스 펜의 위치를 검출한 경우에는 스타일러스 펜의 위치 주변의 적어도 2개의 제2 패턴에 전기적으로 연결되는 구동 회로부에서 서로 상반된 펄스 신호가 출력되도록 제어할 수 있고, 스타일러스 펜의 위치를 검출하지 못한 경우에는 다수의 제2 패턴(102a) 중 양측 최외곽에 위치한 2개의 제2 패턴(102a)에 전기적으로 연결되는 구동 회로부에서 서로 상반된 펄스 신호가 출력되도록 제어할 수도 있다.
도 11을 참조하면, 스타일러스 센싱 모드 시, 제어부(500)는 스타일러스 센싱을 위한 감지 회로부를 센서부(100a)의 다수의 제1 패턴(101a) 및 다수의 제3 패턴(103a)과 각각 전기적으로 연결시킬 수 있다.
스타일러스 센싱 모드에서, 센서부(100a) 상의 임의의 위치에 스타일러스 펜이 근접하면, 스타일러스 펜으로부터 출력되는 펜 신호에 의해 다수의 제1 패턴(101a) 및 다수의 제3 패턴(103a) 중 스타일러스 펜 주변에 위치한 일부의 제1 패턴(101a)과 일부의 제3 패턴(103a)에 유기 전류가 발생된다.
스타일러스 펜 주변에 위치한 일부의 제1 패턴(101a)에 소정의 유도 전압이 발생되는 이유를 설명하면, 스타일러스 펜이 근접하면, 스타일러스 펜에서 방출되는 펜 신호에 의한 전자기 유도 현상에 의해서, 스타일러스 펜 주변에 위치한 일부의 제2 패턴(102a)들에 유도 전류가 흐르게 되는데, 이는 다수의 제2 패턴(102a)들이 전류 루프를 형성한 것에 기인한다. 그리고, 제1 패턴(101a)와 제2 패턴(102a) 사이의 커패시티브 커플링에 의해 일부의 제2 패턴(102a)들에 흐르는 유도 전류가 일부의 제2 패턴(102a)에 바로 인접한 일부의 제1 패턴(101a)으로 넘어가서 흐르게 되어 상기 유도 전압이 발생한다.
마찬가지로, 스타일러스 펜 주변에 위치한 일부의 제3 패턴(103a)에 소정의 유도 전압이 발생되는 이유를 설명하면, 스타일러스 펜이 근접하면, 스타일러스 펜에서 방출되는 펜 신호에 의한 전자기 유도 현상에 의해서, 스타일러스 펜 주변에 위치한 일부의 제4 패턴(104a)들에 유도 전류가 흐르게 되는데, 이는 다수의 제4 패턴(104a)들이 전류 루프를 형성한 것에 기인한다. 그리고, 제3 패턴(103a)와 제4 패턴(104a) 사이의 커패시티브 커플링에 의해 일부의 제4 패턴(104a)들에 흐르는 유도 전류가 일부의 제4 패턴(104a)에 바로 인접한 일부의 제3 패턴(103a)으로 넘어가서 흐르게 되어 상기 유도 전압이 발생한다.
제어부(500)는 상기 유도 전압을 일부의 제1 패턴(101a)과 일부의 제3 패턴(103a)을 통해 감지하여 스타일러스 펜의 위치를 검출할 수 있다. 여기서, 각 제1 패턴(101a)는 제1 홀수 패턴(101o)와 제1 짝수 패턴(101e)을 포함하는데, 제어부(500)는 다수의 제1 홀수 패턴(101o)으로부터 수신되는 제1 감지 신호와 다수의 제1 짝수 패턴(101e)으로부터 수신되는 제2 감지 신호를 합산하여 스타일러스 펜의 위치를 검출할 수 있다.
도 9 내지 도 11에서는, 위 <표 1>의 No.1의 방법으로 도 8의 센서부(100a)를 이용하여 객체의 터치 위치를 센싱하고, 스타일러스 펜을 구동 및 센싱한 것을 도시하지만, 도 8의 센서부(100a)는 위 <표 1>의 No.2 내지 No.32 중 어느 하나의 방법으로도 이용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에 포함된 센서부(100b)를 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 센서부(100b)는 다수의 제1 내지 제4 패턴(101b, 102b, 103b, 104b)들을 포함한다. 다수의 제1 내지 제4 패턴(101b, 102b, 103b, 104b)들은, 도 8에 도시된 센서부(100a)와 다르게, 동일층에 함께 배치된다. 도 8에 도시된 센서부(100a)에서 제1 및 제2 패턴(101a, 102a)들은 제1 층에 함께 배치되고, 제3 및 제4 패턴(103a, 104a)들은 제1 층과 다른 제2 층에 함께 배치된다.
다수의 제1 및 제2 패턴(101b, 102b)들은 도 8에 도시된 센서부(100a)의 다수의 제1 및 제2 패턴(101a, 102a)와 구조 및 배치 형태가 동일하므로 구체적인 설명은 상술한 내용으로 대체하고, 이하에서는 다수의 제3 및 제4 패턴(103b, 104b)에 대해서 상세히 설명한다.
제3 패턴(103b)은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 다수로 배열된다. 제3 패턴(103b)은 하나의 제1 패턴(101b)를 기준으로 양 측에 각각 하나씩 배치된다. 제3 패턴(103b)는 제1 패턴(101b)의 연결 패턴부를 중심에 두고 양 측에 각각 하나씩 배치될 수 있다.
제3 패턴(103b)은 장방형, 다각형, 원형 또는 타원형의 형상을 갖는다. 제3 패턴(103b)는 내부에 하나의 제4 패턴(104b)가 배치되는 개구부를 갖는다. 제3 패턴(103b)는 내부에 상기 개구부가 형성된 폐곡선 형상일 수 있다.
제2 방향을 따라 배열된 다수의 제3 패턴(103b)들은 전도성 패턴들을 통해 서로 전기적으로 연결된다. 제2 방향을 따라 서로 이웃한 2개의 제3 패턴들이 하나의 전도성 패턴에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제3 패턴(103b)들은 서로 전기적으로 연결되지 않는다. 제1 방향 측으로 이웃한 다른 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제3 패턴들도 전도성 패턴들을 통해 전기적으로 연결된다.
다수의 제4 패턴(104b) 각각은 하나의 제3 패턴(103b) 내부에 배치된다. 하나의 제4 패턴(104b)는 하나의 제3 패턴(103b)에 의해 둘러싸인다. 제4 패턴(104b)의 형상은 제3 패턴부(103b)의 개구부의 형상에 대응될 수 있다. 제4 패턴(104b)은 장방형, 다각형, 원형 또는 타원형의 형상을 가질 수 있다. 제4 패턴(104b)은 내부에 개구부가 없는 판 형상일 수 있다.
제2 방향을 따라 배열된 다수의 제4 패턴(104b)들은 전도성 패턴들을 통해 서로 전기적으로 연결된다. 제2 방향을 따라 서로 이웃한 2개의 제4 패턴들이 하나의 전도성 패턴에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제4 패턴(104b)들 중 일 측 가장자리에 배치된 제4 패턴은 도 8에 도시된 제어부와 전기적으로 연결될 수 있고, 타 측 가장자리에 배치된 제4 패턴(104b)은 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제4 패턴들과 전도성 패턴(104m)을 통해 전기적으로 연결된다. 이를 통해 도 4에 도시된 제4 패턴(104)의 전기적 연결 경로와 같게 구성될 수 있다.
도 12에 도시된 센서부(100b)는 도 8에 도시된 센서부(100a)를 대체할 수 있다. 따라서, 도 12에 도시된 센서부(100b)도 위 <표 1>에 기재된 다양한 방법으로 객체의 터치 위치를 센싱하고, 스타일러스 펜을 구동 및 센싱할 수 있다. 구체적으로, 도 9 내지 도 11에 도시된 센서부(100a)를 도 12에 도시된 센서부(100b)로 대체하면, 도 12에 도시된 센서부(100b)와 제어부(500)를 갖는 터치 입력 장치는, 상술한 도 9의 터치 구동/센싱 모드, 도 10의 안테나 구동 모드 및 도 11의 스타일러스 센싱 모드를 동일하게 수행할 수 있다. 나아가, 도 12의 센서부(100b)는 위 <표 1>의 No.2 내지 No.32 중 어느 하나의 방법으로도 이용될 수 있다.
도 13은 도 12에 도시된 센서부(100b)의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13에 도시된 센서부(100b')의 제1 내지 제4 패턴(101b, 102b, 103b, 104b)들의 구조와 형상은 도 12에 도시된 센서부(100b)의 제1 내지 제4 패턴(101b, 102b, 103b, 104b)들과 동일하다. 따라서, 제1 내지 제4 패턴(101b, 102b, 103b, 104b)들의 구조와 형상의 설명은 앞서 상술한 내용으로 대체한다.
도 13에 도시된 센서부(100b')가 도 12에 도시된 센서부(100b)와 다른점은 제1 패턴(101b)의 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 제1 홀수 패턴(101o)들과 서로 이웃한 2개의 제1 짝수 패턴(101e)들을 전기적으로 연결하는 전도성 패턴(101om)이다.
전도성 패턴(101om)은 제3 및 제4 패턴(103b, 104b)과 교차되지 않고 우회하여 배치된다. 또한, 전도성 패턴(101om)은 제2 방향을 따라 이웃한 2개의 제3 및 제4 패턴(103b, 104b)들을 전기적으로 연결하는 전도성 패턴들과 교차되도록 배치될 수 있다.
도 12의 센서부(100b)에서 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 제1 홀수 패턴(101o)들과 서로 이웃한 2개의 제1 짝수 패턴(101e)들을 전기적으로 연결하는 전도성 패턴은 양단부를 제외한 나머지 부분이 제1 방향으로 직선으로 연장된 형상을 갖기 때문에, 제3 및 제4 패턴(103b, 104b)과 오버랩되는 부분을 갖게 된다. 상기 오버랩되는 부분에서 상기 전도성 패턴과 제3 및 제4 패턴(103b, 104b) 사이에 소정의 커패시턴스가 형성될 수 있다. 상기 소정의 커패시턴스는 터치 센싱 또는 스타일러스 센싱 감도에 영향을 미칠 수 있고, 동작 주파수 대역폭에도 영향을 줄 수 있다.
반면, 도 13의 전도성 패턴(101om)은 제3 및 제4 패턴(103b, 104b)과 오버랩되지 않고, 제3 패턴(103b)을 우회하여 배치되므로, 상술한 커패시턴스가 형성되지 않게 되어 터치 센싱 또는 스타일러스 센싱 감도에 영향을 줄일 수 있고, 동작 주파수 대역폭의 영향도 줄일 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 12의 전도성 패턴은 도 13의 전도성 패턴(101om)보다 길이가 짧기 때문에, 도 12의 전도성 패턴의 저항이 도 13의 전도성 패턴(101om)보다 더 작은 이점이 있다.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에 포함된 센서부(100c)를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 센서부(100c)는 다수의 제1 내지 제4 패턴(101c, 102c, 103c, 104c)들을 포함한다. 다수의 제1 내지 제4 패턴(101c, 102c, 103c, 104c)들은, 도 12 및 도 13에 도시된 센서부(100b, 100b')과 동일하게, 동일층에 함께 배치된다.
다수의 제3 및 제4 패턴(103c, 104c)들은 도 12에 도시된 센서부(100b)의 다수의 제3 및 제4 패턴(103b, 104b)와 구조 및 배치 형태가 동일하므로 구체적인 설명은 상술한 내용으로 대체하고, 이하에서는 다수의 제1 및 제2 패턴(101c, 102c)에 대해서 상세히 설명한다.
다수의 제2 패턴(102c) 각각은, 하나의 제3 패턴(103c)을 둘러싸도록 배치된다. 하나의 제2 패턴(102b)은 내부에 하나의 제3 패턴(103c)가 배치되는 개구부를 갖는다.
다수의 제1 패턴(101c) 각각은, 하나의 제2 패턴(102c)를 둘러싸도록 배치된다. 하나의 제1 패턴(101c)은 내부에 하나의 제2 패턴(102c)가 배치되는 개구부를 갖는다.
하나의 제1 패턴(101c) 내부에 하나의 제2 패턴(102c)이, 하나의 제2 패턴(102c) 내부에 하나의 제3 패턴(103c)이, 하나의 제3 패턴(103c) 내부에 하나의 제4 패턴(104c)이 배치된다.
제1 패턴(101c)는 제2 패턴(102c)과 서로 대응되는 형상을 가질 수 있고, 제3 패턴(103c)은 제3 패턴(104c)과 서로 대응되는 형상을 가질 수 있다. 또는, 제1 내지 제4 패턴(101c, 102c, 103c, 104c)는 서로 대응되는 형상을 가질 수도 있다.
제1 및 제2 패턴(101c, 102c)은 장방형의 형상일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 다각형, 원형 또는 타원형의 형상을 가질 수도 있다.
제1 패턴(101c)은 제1 방향을 따라 홀수번째에 배치되는 제1 홀수 패턴(101o)들과 제1 방향을 따라 짝수번째에 배치되는 제1 짝수 패턴(101e)을 포함한다.
제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴(101o)들은 전도성 패턴(101om)을 통해 서로 전기적으로 연결되고, 제1 방향을 따라 배열된 제2 짝수 패턴(101e)들은 전도성 패턴을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
제1 방향을 따라 배열된 두 개의 제1 홀수 패턴(101o)들을 서로 전기적으로 연결하는 전도성 패턴(101om)은, 상기 두 개의 제1 홀수 패턴(101o) 사이에 배치된 제1 짝수 패턴(101e)의 일 측에 인접하여 배치된다.
또한, 제1 방향을 따라 배열된 두 개의 제1 짝수 패턴(101e)들을 서로 전기적으로 연결하는 전도성 패턴도, 상기 두 개의 제1 짝수 패턴(101e) 사이에 배치된 제1 홀수 패턴의 타 측에 인접하여 배치된다.
이러한, 전도성 패턴(101om)의 배치에 의해, 도 14에 도시된 센서부(100c)는 전도성 패턴(101om)의 길이를 최소화하여 저항도 최소화할 수 있고, 전도성 패턴(101om)이 다른 패턴과 오버랩 되지 않기 때문에 커패시턴스도 최소화할 수 있는 이점이 있다. 즉, 도 14에 도시된 센서부(100c)는 도 12의 센서부(100b)가 갖는 저항을 최소화할 수 있다는 장점과, 도 13의 센서부(100b')가 갖는 커패시턴스를 최소화할 수 있는 장점을 모두 갖는다.
제1 방향을 따라 배열된 다수의 제2 패턴(102c)들은 다수의 전도성 패턴들에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 제1 방향을 따라 서로 이웃한 2개의 제2 패턴들이 하나의 전도성 패턴에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제2 패턴(102c)들 중 일 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 도 8에 도시된 제어부와 전기적으로 연결될 수 있고, 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴(102c)은 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제2 패턴들과 전도성 패턴(102m)을 통해 전기적으로 연결된다. 이를 통해 도 4에 도시된 제2 패턴(102)의 전기적 연결 경로와 같게 구성될 수 있다.
도 14에 도시된 센서부(100c)는 도 8에 도시된 센서부(100a)를 대체할 수 있다. 따라서, 도 14에 도시된 센서부(100c)도 위 <표 1>에 기재된 다양한 방법으로 객체의 터치 위치를 센싱하고, 스타일러스 펜을 구동 및 센싱할 수 있다. 구체적으로, 도 9 내지 도 11에 도시된 센서부(100a)를 도 14에 도시된 센서부(100c)로 대체하면, 도 14에 도시된 센서부(100c)와 제어부(500)를 갖는 터치 입력 장치는, 상술한 도 9의 터치 구동/센싱 모드, 도 10의 안테나 구동 모드 및 도 11의 스타일러스 센싱 모드를 동일하게 수행할 수 있다. 나아가, 도 14의 센서부(100c)는 위 <표 1>의 No.2 내지 No.32 중 어느 하나의 방법으로도 이용될 수 있다.
도 15는 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에 포함된 센서부(100d)를 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 센서부(100d)는 다수의 제1 내지 제4 패턴(101d, 102d, 103d, 104d)들을 포함한다. 다수의 제1 내지 제4 패턴(101d, 102d, 103d, 104d)들은 동일층에 함께 배치된다.
제1 패턴(101d)은 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열된다. 여기서, 제1 방향은 터치 입력 장치의 화면의 장축 방향일 수 있고, 제2 방향은 터치 입력 장치의 화면의 단축 방향일 수 있다.
제1 패턴(101d)은 제1 홀수 패턴(101o)과 제1 짝수 패턴(101e)을 포함한다. 다수의 제1 패턴(101d)은 다수의 제1 홀수 패턴(101o)와 다수의 제1 짝수 패턴(101e)를 포함하고, 하나의 제1 홀수 패턴(101o)과 하나의 제1 짝수 패턴(101e)이 교번되면서 제1 방향을 따라 배열된다.
제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 홀수 패턴(101o)은 전도성 패턴에 의해 서로 전기적으로 연결되고, 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 짝수 패턴(101e)도 전도성 패턴에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 여기서, 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제1 홀수 패턴(101o)은 서로 전기적으로 연결되지 않는다. 또한, 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제1 짝수 패턴(101e)도 서로 전기적으로 연결되지 않는다.
제1 홀수 패턴(101o)과 제1 짝수 패턴(101e) 각각은 장방형의 형상을 가질 수 있다. 장방형의 형상일 경우, 적어도 4변 이상을 갖는 다각형일 수 있다. 도면으로 도시하지 않았지만, 제1 홀수 패턴(101o)과 제1 짝수 패턴(101e) 각각은 타원형 또는 원형의 형상을 가질 수도 있다.
제1 홀수 패턴(101o)과 제1 짝수 패턴(101e) 각각은 내부에 적어도 하나의 제2 패턴(102d)이 배치되는 개구부를 가질 수 있다. 개구부의 형상은 제1 홀수 패턴(101o)과 제1 짝수 패턴(101e) 각각의 형상에 대응될 수 있다.
하나의 제1 홀수 패턴(101o)은 하나의 제2 패턴(102d)를 둘러싸는 구조를 가져 서로 전기적으로 절연되고, 하나의 제1 짝수 패턴(101e)도 하나의 제2 패턴(102b)를 둘러싸는 구조를 가져 서로 전기적으로 절연된다.
제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 패턴(101d)은, 도 4에 도시된 제1 패턴(101)과 같은 전기적 경로를 형성한다. 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 패턴(101d)은, 2개의 입출력 채널(또는 단자)를 갖는다. 하나의 채널은 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제1 홀수 패턴(101o)이 전도성 패턴들에 의해 전기적으로 연결된 채널이고, 나머지 하나의 채널은 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제2 짝수 패턴(101e)이 전도성 패턴들에 의해 전기적으로 연결된 채널이다. 상기 2개의 채널은 도 8에 도시된 제어부와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 패턴(102d)은 다수의 제1 홀수 패턴(101o)과 다수의 제1 짝수 패턴(101e) 각각의 내부에 적어도 하나 이상 배치된다.
제1 방향을 따라 배열된 다수의 제2 패턴(102d)들은 다수의 전도성 패턴들에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 제1 방향을 따라 서로 이웃한 2개의 제2 패턴들이 하나의 전도성 패턴에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 방향을 따라 배열된 다수의 제2 패턴(102d)들 중 일 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 도 8에 도시된 제어부와 전기적으로 연결될 수 있고, 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴(102d)은 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제2 패턴들과 전도성 패턴(102m)을 통해 전기적으로 연결된다. 이를 통해 도 4에 도시된 제2 패턴(102)의 전기적 연결 경로와 같게 구성될 수 있다.
다수의 제3 패턴(103d)들 각각은 제2 방향(또는 단축)을 따라 연장된 형상을 갖는다. 하나의 제3 패턴(103d)은 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제1 패턴들을 둘러싼다.
다수의 제3 패턴(103d)들 중 제1 방향으로 홀수 번째에 위치한 제3 패턴(103d)들 각각은 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제1 홀수 패턴(101o)들이 배치되는 다수의 개구부들을 갖는다. 각 개구부에는 하나의 제1 홀수 패턴(101o)이 배치된다.
다수의 제3 패턴(103d)들 중 제1 방향으로 짝수 번째에 위치한 제3 패턴들 각각은 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제1 짝수 패턴(101e)들이 배치되는 다수의 개구부들을 갖는다. 각 개구부에는 하나의 제1 짝수 패턴(101e)이 배치된다.
각 제3 패턴(103d)은 제3 외부 패턴(103o), 다수의 제3 내부 패턴(103i)들 및 다수의 제3 연결 패턴(103c)들을 포함할 수 있다.
제3 외부 패턴(103o)은 제3 패턴(103d)의 외곽 형상에 대응되는 형상을 가지며, 제2 방향을 따라 늘어난 폐곡선의 형상일 수 있다. 하나의 제3 외부 패턴(103o) 내부에 다수의 제3 내부 패턴(103i)들 및 다수의 제3 연결 패턴(103c)들이 배치된다.
다수의 제3 내부 패턴(103i)들은 하나의 제3 외부 패턴(103o) 내에서 제2 방향을 따라 배열된다. 하나의 제3 내부 패턴(103i)은 장방형 또는 타원형의 형상을 가지며, 내부에 하나의 제1 홀수 패턴(101o)(또는, 하나의 제1 짝수 패턴(101e)이 배치되는 개구부를 갖는다. 개구부의 형상은 제3 내부 패턴(103i)의 외부 형상과 대응될 수 있다.
다수의 제3 연결 패턴(103c)들은 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제3 내부 패턴(103i)들 사이사이를 전기적으로 연결하고, 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제3 내부 패턴(103i)들 중 양측 가장자리에 각각 위치한 제3 내부 패턴과 제3 외부 패턴(103o) 사이를 전기적으로 연결한다.
다수의 제4 패턴(104d)들 각각은 제2 방향을 따라 연장된 형상을 갖고, 제3 패턴(103d)에 인접하여 배치된다.
다수의 제4 패턴(104d)들의 타 단들은 전도성 패턴(104m)에 의해 서로 전기적으로 연결된다.
각 제4 패턴(104d)은 하나의 제3 패턴(103d) 내에 배치된다. 좀 더 구체적으로, 제4 패턴(104d)은 제3 패턴(103d)의 제3 외부 패턴(103o), 다수의 제3 내부 패턴(103i)들 및 다수의 제3 연결 패턴(103c)들에 의해 정의되는 개구부(또는 내측 개구부)에 배치될 수 있다.
제4 패턴(104d)은 제4 상부 패턴(104u)와 제4 하부 패턴(104l)를 포함할 수 있다. 제3 외부 패턴(103o)과 다수의 제3 내부 패턴(103i)들 사이에는 소정의 공간이 형성되고, 상기 소정의 공간은 다수의 제3 연결 패턴(103c)에 의해 2개의 개구부로 각각 나눠지는데, 제4 상부 패턴(104u)은 상기 2개의 개구부 중 상부 개구부에 배치되고, 제4 하부 패턴(104l)은 상기 2개의 개구부 중 하부 개구부에 배치될 수 있다. 제4 상부 패턴(104u)와 제4 하부 패턴(104l)의 형상은 상부 개구부와 하부 개구부 각각의 형상에 대응될 수 있다.
제4 상부 패턴(104u)과 제4 하부 패턴(104l)은, 제1 방향을 따라 연장되고 제3 연결 패턴(103c)과 교차하는 전도성 패턴에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 15에 도시된 센서부(100d)는 도 8에 도시된 센서부(100a)를 대체할 수 있다. 따라서, 도 15에 도시된 센서부(100d)도 위 <표 1>에 기재된 다양한 방법으로 객체의 터치 위치를 센싱하고, 스타일러스 펜을 구동 및 센싱할 수 있다. 구체적으로, 도 9 내지 도 11에 도시된 센서부(100a)를 도 15에 도시된 센서부(100d)로 대체하면, 도 15에 도시된 센서부(100d)와 제어부(500)를 갖는 터치 입력 장치는, 상술한 도 9의 터치 구동/센싱 모드, 도 10의 안테나 구동 모드 및 도 11의 스타일러스 센싱 모드를 동일하게 수행할 수 있다. 나아가, 도 15의 센서부(100d)는 위 <표 1>의 No.2 내지 No.32 중 어느 하나의 방법으로도 이용될 수 있다.
도 16은 도 15에 도시된 센서부(100d)의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16에 도시된 센서부(100d')의 제1 내지 제4 패턴(101d, 102d, 103d, 104d)들의 구조와 형상은 도 15에 도시된 센서부(100d)의 제1 내지 제4 패턴(101d, 102d, 103d, 104d)들과 동일하다. 따라서, 제1 내지 제4 패턴(101d, 102d, 103d, 104d)들의 구조와 형상의 설명은 앞서 상술한 내용으로 대체한다.
도 16에 도시된 센서부(100d')가 도 15에 도시된 센서부(100d)와 다른점은 제1 패턴(101d)의 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 제1 홀수 패턴(101o)들을 전기적으로 연결하는 전도성 패턴(101om)과 서로 이웃한 2개의 제1 짝수 패턴(101e)들을 전기적으로 연결하는 전도성 패턴이다.
전도성 패턴(101om)은 제2 패턴(102d)과 교차되지 않고 우회하여 배치된다.
도 15의 센서부(100d)에서 제1 패턴(101d)의 제1 방향으로 서로 이웃한 2개의 제1 홀수 패턴(101o)들을 전기적으로 연결하는 전도성 패턴(101om)과 서로 이웃한 2개의 제1 짝수 패턴(101e)들을 전기적으로 연결하는 전도성 패턴은 제1 방향으로 직선으로 연장된 형상을 갖기 때문에, 제2 패턴(102d)과 오버랩되는 부분을 갖게 된다. 상기 오버랩되는 부분에서 상기 전도성 패턴과 제2 패턴(102d) 사이에 소정의 커패시턴스가 형성될 수 있다. 상기 소정의 커패시턴스는 터치 센싱 또는 스타일러스 센싱 감도에 영향을 미칠 수 있고, 동작 주파수 대역폭에도 영향을 줄 수 있다.
반면, 도 15의 전도성 패턴(101om)은 제2 패턴(102d)과 오버랩되지 않고, 제2 패턴(102d)을 우회하여 배치되므로, 상술한 커패시턴스가 형성되지 않게 되어 터치 센싱 또는 스타일러스 센싱 감도에 영향을 줄일 수 있고, 동작 주파수 대역폭의 영향도 줄일 수 있는 이점이 있다.
한편, 도 15의 전도성 패턴은 도 16의 전도성 패턴(101om)보다 길이가 짧기 때문에, 도 15의 전도성 패턴의 저항이 도 16의 전도성 패턴(101om)보다 더 작은 이점이 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 100a, 100b, 100b', 100c, 100d, 100d': 센서부
101, 101a, 101b, 101c, 101d: 제1 패턴
102, 102a, 102b, 102c, 102d: 제2 패턴
103, 103a, 103b, 103c, 103d: 제3 패턴
104, 104a, 104b, 104c, 104d: 제4 패턴

Claims (16)

  1. 센서부 및 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고,
    상기 센서부는 동일층에 함께 배치된 제1 내지 제4 패턴을 포함하고,
    상기 제1 패턴은 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열되고 내부에 상기 제2 패턴이 배치된 개구부를 갖고,
    상기 제3 패턴은 상기 제1 패턴을 기준으로 양 측에 각각 적어도 하나 배치되고 내부에 상기 제4 패턴이 배치된 개구부를 갖고,
    상기 다수의 제1 패턴은 상기 제1 방향을 따라 교번하며 배치된 제1 홀수 패턴과 제1 짝수 패턴을 포함하고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제2 패턴 중 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 상기 제2 방향을 따라 배열된 제2 패턴들과 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제3 패턴 중 상기 제2 방향을 따라 배열된 제3 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제4 패턴 중 상기 제2 방향을 따라 배열된 제4 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제2 방향을 따라 배열된 제4 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제4 패턴은 상기 제1 방향을 따라 배열된 제4 패턴들과 전기적으로 연결된,
    터치 입력 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들을 서로 전기적으로 연결하는 전도성 패턴들을 더 포함하고,
    상기 전도성 패턴은 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 적어도 일 부분이 상기 제3 및 제4 패턴과 오버랩되도록 배치된, 터치 입력 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들을 서로 전기적으로 연결하는 전도성 패턴들을 더 포함하고,
    상기 전도성 패턴은 상기 제3 및 제4 패턴과 오버랩되지 않도록 상기 제3 패턴을 우회하여 배치된, 터치 입력 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 패턴은 역삼각 패턴부, 삼각 패턴부 및 역삼각 패턴부와 삼각 패턴부 사이를 연결하는 연결 패턴부를 포함하고,
    상기 제1 패턴의 개구부는 상기 제1 패턴의 외형에 대응되는 형상을 갖고,
    상기 제2 패턴은 상기 제1 패턴의 개구부에 대응되는 형상을 갖고,
    상기 제3 패턴은 장방형, 다각형, 원형 또는 타원형의 형상을 갖는, 터치 입력 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 센서부를 객체의 터치 위치를 센싱하기 위한 터치 구동/센싱 모드, 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 안테나 구동 모드 및 상기 스타일러스 펜의 터치 위치를 센싱하기 위한 스타일러스 센싱 모드 중 어느 하나로 동작되도록 제어하되,
    상기 터치 구동/센싱 모드에서, 상기 제어부는 상기 다수의 제3 패턴으로 터치 구동 신호를 인가하고, 상기 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들을 통해 제1 터치 감지 신호를 수신하고 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들을 통해 제2 터치 감지 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 감지 신호와 상기 제2 터치 감지 신호를 서로 차감하여 상기 터치 위치를 센싱하고,
    상기 안테나 구동 모드에서, 상기 제어부는 상기 다수의 제2 패턴 또는 상기 다수의 제4 패턴으로 상기 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 펜 구동 신호를 인가하고,
    상기 스타일러스 센싱 모드에서, 상기 제어부는 상기 다수의 제1 패턴과 상기 다수의 제2 패턴 중 어느 하나와, 상기 다수의 제3 패턴과 상기 다수의 제4 패턴 중 어느 하나를 통해 상기 스타일러스 펜으로부터의 펜 감지 신호를 수신하는,
    터치 입력 장치.
  6. 센서부 및 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고,
    상기 센서부는 동일층에 함께 배치된 제1 내지 제4 패턴을 포함하고,
    상기 제1 패턴은 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열되고 내부에 상기 제2 패턴이 배치된 개구부를 갖고,
    상기 제2 패턴은 상기 제3 패턴이 배치된 개구부를 갖고,
    상기 제3 패턴은 상기 제4 패턴이 배치된 개구부를 갖고,
    상기 다수의 제1 패턴은 상기 제1 방향을 따라 교번하며 배치된 제1 홀수 패턴과 제1 짝수 패턴을 포함하고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제2 패턴 중 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 상기 제2 방향을 따라 배열된 제2 패턴들과 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제3 패턴 중 상기 제2 방향을 따라 배열된 제3 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제4 패턴 중 상기 제2 방향을 따라 배열된 제4 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제2 방향을 따라 배열된 제4 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제4 패턴은 상기 제1 방향을 따라 배열된 제4 패턴들과 전기적으로 연결된,
    터치 입력 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 전도성 패턴들을 통해 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 전도성 패턴은, 상기 제1 방향을 따라 직선으로 연장되고 두 개의 제1 홀수 패턴들 사이에 배치된 제1 짝수 패턴의 일 측에 인접하여 배치된 일 부분을 갖는, 터치 입력 장치.
  8. 센서부 및 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고,
    상기 센서부는 동일층에 함께 배치된 제1 내지 제4 패턴을 포함하고,
    상기 제1 패턴은 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열되고 내부에 상기 제2 패턴이 배치된 개구부를 갖고,
    상기 제3 패턴은 상기 제2 방향을 따라 연장된 형상을 갖고, 상기 제2 방향을 따라 배열된 제1 패턴들을 둘러싸도록 배치되고, 내부에 상기 제4 패턴이 배치되는 개구부를 갖고,
    상기 다수의 제1 패턴은 상기 제1 방향을 따라 교번하며 배치된 제1 홀수 패턴과 제1 짝수 패턴을 포함하고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제2 패턴 중 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 상기 제2 방향을 따라 배열된 제2 패턴들과 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제4 패턴의 타 단들은 서로 전기적으로 연결된,
    터치 입력 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제3 패턴은 제3 외부 패턴, 다수의 제3 내부 패턴들 및 다수의 제3 연결 패턴들을 포함하고,
    상기 제3 외부 패턴은 상기 제3 패턴의 외곽 형상에 대응되는 형상을 가지며, 상기 제2 방향을 따라 늘어난 폐곡선의 형상이고,
    상기 다수의 제3 내부 패턴들은 하나의 상기 제3 외부 패턴 내에서 상기 제2 방향을 따라 배열되고,
    상기 다수의 제3 연결 패턴들은 상기 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제3 내부 패턴들 사이사이를 전기적으로 연결하고, 상기 제2 방향을 따라 배열된 다수의 제3 내부 패턴들 중 양측 가장자리에 각각 위치한 제3 내부 패턴과 상기 제3 외부 패턴 사이를 전기적으로 연결하는, 터치 입력 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제4 패턴은 서로 전기적으로 연결된 제4 상부 패턴과 제4 하부 패턴을 포함하고,
    상기 제4 상부 패턴은 상기 제3 외부 패턴의 상부, 상기 다수의 제3 내부 패턴들 및 상기 다수의 제3 연결 패턴들에 의해 정의되는 상부 개구부에 배치되고,
    상기 제4 하부 패턴은 상기 제3 외부 패턴의 하부, 상기 다수의 제3 내부 패턴들 및 상기 다수의 제3 연결 패턴들에 의해 정의되는 하부 개구부에 배치된, 터치 입력 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 전도성 패턴들에 의해 전기적으로 연결되고,
    상기 전도성 패턴은 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 적어도 일 부분이 상기 제2 패턴과 오버랩되도록 배치된, 터치 입력 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 전도성 패턴들에 의해 전기적으로 연결되고,
    상기 전도성 패턴은 상기 제1 방향을 따라 연장되고, 적어도 일 부분이 상기 제2 패턴과 오버랩되지 않도록 상기 제2 패턴을 우회하도록 배치된, 터치 입력 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 센서부를 객체의 터치 위치를 센싱하기 위한 터치 구동/센싱 모드, 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 안테나 구동 모드 및 상기 스타일러스 펜의 터치 위치를 센싱하기 위한 스타일러스 센싱 모드 중 어느 하나로 동작되도록 제어하되,
    상기 터치 구동/센싱 모드에서, 상기 제어부는 상기 다수의 제3 패턴으로 터치 구동 신호를 인가하고, 상기 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들을 통해 제1 터치 감지 신호를 수신하고 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들을 통해 제2 터치 감지 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 감지 신호와 상기 제2 터치 감지 신호를 서로 차감하여 상기 터치 위치를 센싱하고,
    상기 안테나 구동 모드에서, 상기 제어부는 상기 다수의 제2 패턴 또는 상기 다수의 제4 패턴으로 상기 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 펜 구동 신호를 인가하고,
    상기 스타일러스 센싱 모드에서, 상기 제어부는 상기 다수의 제1 패턴과 상기 다수의 제2 패턴 중 어느 하나와, 상기 다수의 제3 패턴과 상기 다수의 제4 패턴 중 어느 하나를 통해 상기 스타일러스 펜으로부터의 펜 감지 신호를 수신하는,
    터치 입력 장치.
  14. 센서부 및 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고,
    상기 센서부는 제1 층에 함께 배치된 제1 내지 제2 패턴, 및 상기 제1 층과 이격된 제2 층에 함께 배치된 제3 및 제4 패턴을 포함하고,
    상기 제1 패턴은 서로 수직한 제1 방향과 제2 방향을 따라 다수로 배열되고 내부에 상기 제2 패턴이 배치된 개구부를 갖고,
    상기 제3 패턴은 상기 제2 방향을 따라 연장된 형상을 갖고, 내부에 상기 제4 패턴이 배치된 개구부를 갖고,
    상기 다수의 제1 패턴은 상기 제1 방향을 따라 교번하며 배치된 제1 홀수 패턴과 제1 짝수 패턴을 포함하고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제2 패턴 중 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들은 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향을 따라 배열된 제2 패턴들 중 타 측 가장자리에 배치된 제2 패턴은 상기 제2 방향을 따라 배열된 제2 패턴들과 전기적으로 연결되고,
    상기 다수의 제4 패턴의 타 단들은 서로 전기적으로 연결된,
    터치 입력 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 패턴은 역삼각 패턴부, 삼각 패턴부 및 역삼각 패턴부와 삼각 패턴부 사이를 연결하는 연결 패턴부를 포함하고,
    상기 제1 패턴의 개구부는 상기 제1 패턴의 외형에 대응되는 형상을 갖고,
    상기 제2 패턴은 상기 제1 패턴의 개구부에 대응되는 형상을 갖고,
    상기 제3 패턴은 다수의 다이아몬드 패턴부와 상기 다수의 다이아몬드 패턴부 중에서 서로 인접한 두 개의 다이아몬드 패턴부 사이를 연결하는 연결 패턴부를 포함하고,
    상기 제3 패턴의 개구부는 상기 제3 패턴의 외형에 대응되는 형상을 갖고,
    상기 제4 패턴은 상기 제3 패턴의 개구부에 대응되는 형상을 갖는, 터치 입력 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 센서부를 객체의 터치 위치를 센싱하기 위한 터치 구동/센싱 모드, 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 안테나 구동 모드 및 상기 스타일러스 펜의 터치 위치를 센싱하기 위한 스타일러스 센싱 모드 중 어느 하나로 동작되도록 제어하되,
    상기 터치 구동/센싱 모드에서, 상기 제어부는 상기 다수의 제3 패턴으로 터치 구동 신호를 인가하고, 상기 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 홀수 패턴들을 통해 제1 터치 감지 신호를 수신하고 상기 제1 방향을 따라 배열된 제1 짝수 패턴들을 통해 제2 터치 감지 신호를 수신하고, 상기 제1 터치 감지 신호와 상기 제2 터치 감지 신호를 서로 차감하여 상기 터치 위치를 센싱하고,
    상기 안테나 구동 모드에서, 상기 제어부는 상기 다수의 제2 패턴 또는 상기 다수의 제4 패턴으로 상기 스타일러스 펜을 구동시키기 위한 펜 구동 신호를 인가하고,
    상기 스타일러스 센싱 모드에서, 상기 제어부는 상기 다수의 제1 패턴과 상기 다수의 제2 패턴 중 어느 하나와, 상기 다수의 제3 패턴과 상기 다수의 제4 패턴 중 어느 하나를 통해 상기 스타일러스 펜으로부터의 펜 감지 신호를 수신하는,
    터치 입력 장치.
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