KR20110057385A

KR20110057385A - 터치패드 기능을 구비한 타블렛

Info

Publication number: KR20110057385A
Application number: KR1020090113764A
Authority: KR
Inventors: 유영기
Original assignee: 주식회사 윈터치
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2011-06-01
Also published as: KR101124521B1

Abstract

본 발명은 소정의 감지 영역에서 공진회로를 내장한 포인터의 위치와 손가락의 위치를 동시에 검출하기 위한 타블렛으로서: 여자 코일과, 제1 라인 안테나와, 제1 아날로그 스위치와, 제1 멀티플렉서와, 제1 비교기와, 포인터 검출 제어 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 멀티플렉서에서 선택한 상기 제1 라인 안테나 중 어느 하나의 위치와 상기 제1 비교기에서 출력하는 비교전압을 이용하여 상기 제1 라인 안테나에 접근한 포인터의 제2 방향을 따른 좌표를 산출하는 포인터 검출부와, 제2 멀티플렉서와, 제2 아날로그 스위치와, 터치 검출 제어 신호가 입력되는 경우, 상기 손가락에 의해 발생하는 정전 용량의 변화가 감지되는 상기 제2 멀티플렉서에 의해 선택된 상기 제1 라인 안테나 중 어느 하나의 위치를 이용하여 상기 손가락의 제2 방향을 따른 좌표를 산출하는 터치 검출부와, 타블렛 모드와 상기 손가락의 위치를 검출하는 터치패드 모드로 교대로 동작하도록 제어하는 위치 검출 제어부를 포함하여 이루어진다.

타블렛, 터치패드, 라인 안테나

Description

터치패드 기능을 구비한 타블렛{TABLET HAVING FUNCTION OF TOUCHPAD}

본 발명은 터치패드 기능을 구비한 타블렛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 손가락의 터치를 감지하고 동시에 공진 회로를 구비한 포인터의 위치를 감지할 수 있는 터치패드 기능을 구비한 타블렛에 관한 것이다.

공진 회로를 내장하여 전자기 유도 현상을 일으키는 포인터와 이 전자기 유도 현상에 의해 포인터의 위치를 감지하여 사용자의 조작을 컴퓨터 등에 입력하는 타블렛으로 이루어지는 좌표 입력 장치는, 그래픽 작업에서의 편리함 및 다양한 응용성에 의해, 맨-머신 인터페이스로서 각광받고 있다.

이와 같은 좌표 입력 장치로는, 등록 특허 제10-910348호에 개시된 바와 같은 포인터 및 타블렛이 공지되어 있다.

상기 특허에서는, 공진 회로를 갖는 포인터에 대해 전자기파를 여기하는 루프 안테나와, 루프 안테나로부터 여기된 전자기파에 의해 에너지를 공급받은 포인터에서 공진 회로에 의해 역으로 발생하게 되는 전자기파의 위치를 감지하기 위한 다수의 라인 안테나를 이용하는 기술이 개시되어 있다.

하지만, 이러한 종래의 타블렛에서는, 오직 공진 회로를 내장한 포인터의 위 치만을 감지할 수 있기 때문에, 타블렛을 이용하고자 할 때에는 반드시 정해진 포인터를 사용하여야만 하였다. 또한, 사용자들의 다양한 요구 중에는, 타블렛의 좌표 감지 표면에 대하여 손가락의 터치에 의한 포인팅도 행하기를 원하는 요구도 발생하고 있다.

따라서, 포인터에 의한 타블렛을 이용하여 정확한 포인팅을 행함과 동시에 손가락에 의한 터치도 인식 가능한 좌표 입력 장치에 대한 필요성이 발생하고 있다.

본 발명은, 포인터의 위치를 감지하기 위한 감지 영역에서 사용자 손가락의 터치를 동시에 감지할 수 있는 타블렛을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은, 간단하고 저렴하게 구성할 수 있는 구조에 의해 포인터 및 손가락의 위치를 감지할 수 있는 타블렛을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 감지 영역의 투명도를 향상시킬 수 있는 타블렛을 제공하고자 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정의 감지 영역에서 공진회로를 내장한 포인터의 위치와 손가락의 위치를 동시에 검출하기 위한 타블렛으로서: 상기 감지 영역의 외곽에 형성되어 입력되는 여자 전력에 의해 전자기력을 방출하는 여자 코일과, 상기 감지 영역 내에서, 양측단을 가지며 소정의 감지 영역 내에 제1 방향으로 연장되며 제2 방향을 따라 나란하게 배치된 다수의 제1 라인 안테나와, 상기 제1 라인 안테나의 각각의 일단에 각각 대응하는 다수의 스위칭 단자를 가지며, 온오프 제어 신호에 의해 상기 제1 라인 안테나의 각각의 일단과 상기 스위칭 단자를 접속 및 오프시키는 제1 아날로그 스위치와, 상기 제1 아날로그 스위치의 다수의 스위칭 단자에 각각을 입력으로 하고 하나의 제1 출력을 가지며, 입력되는 제1 선택 신호에 의해 상기 다수의 스위칭 단자 중 어느 하나의 스위칭 단자를 상기 제1 출력으로 하는 제1 멀티플렉서와, 상기 감지 영역 내부에서, 상기 제1 라인 안테나가 배치된 영역을 폐루프로 둘러싸도록 배치된 제1 루프 안테나와, 상기 포인터의 공진 회로가 상기 제1 라인 안테나에 접근함으로써 발생하는, 상기 제1 출력과 상기 제1 루프 안테나에 연결된 제2 출력 사이의 비교전압을 출력하는 제1 비교기와, 포인터 검출 제어 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 멀티플렉서에서 선택한 상기 제1 라인 안테나 중 어느 하나의 위치와 상기 제1 비교기에서 출력하는 비교전압을 이용하여 상기 제1 라인 안테나에 접근한 포인터의 제2 방향을 따른 좌표를 산출하는 포인터 검출부와, 상기 제1 라인 안테나의 타단에 각각 대응하는 다수의 입력을 갖고 하나의 출력을 가지며, 입력되는 제2 선택 신호에 의해 상기 입력 중 어느 하나를 제3 출력으로 하는 제2 멀티플렉서와, 다수의 스위칭 단자를 가지며, 입력되는 모드 제어 신호에 의해 상기 제1 라인 안테나의 각각의 타단을 상기 제1 루프 안테나에 접속시키거나 상기 제2 멀티플렉서의 입력에 연결시키는 제2 아날로그 스위치와, 터치 검출 제어 신호가 입력되는 경우, 상기 손가락에 의해 발생하는 정전 용량의 변화가 감지되는 상기 제2 멀티플렉서에 의해 선택된 상기 제1 라인 안테나 중 어느 하나의 위치를 이용하여 상기 손가락의 제2 방향을 따른 좌표를 산출하는 터치 검출부와, 상기 감지 영역 내에서의 상기 포인터의 위치를 검출하는 타블렛 모드와 상기 손가락의 위치를 검출하는 터치패드 모드로 교대로 동작하며, 상기 타블렛 모드에 있어서는, 상기 포인터를 공진시키기 위하여 상기 여자 코일에 여자 전력을 공급하고, 상기 제1 아날로그 스위치의 모든 스위칭 단자를 온으로 접속하도록 하는 상기 온오프 제어 신호를 출력하고, 상기 제1 멀티플렉서에서 상기 제1 라인 안테나의 적어도 하나의 일단을 상기 제1 출력으로 연결 하도록 하는 상기 제1 선택 신호를 출력하고, 상기 제2 아날로그 스위치에서 상기 제1 라인 안테나의 모든 타단을 상기 루프 안테나에 접속하도록 하는 상기 모드 제어 신호를 출력하고, 상기 포인터 검출부에서 상기 제1 비교기로부터의 상기 비교전압에 의해 상기 포인터의 좌표를 산출하도록 제어하고, 상기 터치패드 모드에 있어서는, 상기 제1 아날로그 스위치의 모든 스위칭 단자를 오프로 하고, 상기 제2 아날로그 스위치가 상기 제1 라인 안테나의 모든 타단을 상기 제2 멀티플렉서의 입력으로 연결하도록 하는 모드 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 멀티플렉서에서 상기 제1 라인 안테나의 적어도 하나의 타단을 상기 제3 출력으로 연결하도록 하는 상기 제2 선택 신호를 출력하고, 상기 터치 검출부에서 상기 제3 출력에 의해 상기 손가락의 좌표를 산출하도록 제어하는 위치 검출 제어부를 포함하여 이루어지는 터치패드 기능을 구비한 타블렛을 제공한다.

또한, 상기 감지 영역 내부에서, 양측단을 가지며 소정의 감지 영역 내에 제2 방향으로 연장되며 제1 방향을 따라 나란하게 배치된 다수의 제2 라인 안테나와, 상기 제2 라인 안테나의 각각의 일단에 각각 대응하는 다수의 스위칭 단자를 가지며, 온오프 제어 신호에 의해 상기 제2 라인 안테나의 각각의 일단과 상기 스위칭 단자를 접속 및 오프시키는 제1' 아날로그 스위치와, 상기 제1' 아날로그 스위치의 다수의 스위칭 단자에 각각을 입력으로 하고 하나의 제1' 출력을 가지며, 입력되는 제1' 선택 신호에 의해 상기 다수의 스위칭 단자 중 어느 하나의 스위칭 단자를 상기 제1' 출력으로 하는 제1' 멀티플렉서와, 상기 감지 영역 내부에서, 상기 제1' 라인 안테나가 배치된 영역을 폐루프로 둘러싸도록 배치된 제1' 루프 안테나와, 상 기 포인터의 공진 회로가 상기 제2 라인 안테나에 접근함으로써 발생하는 상기 제1' 출력 및 상기 제1' 루프 안테나에 연결된 제2' 출력 사이의 비교전압을 출력하는 제1' 비교기와, 상기 제2 라인 안테나의 타단에 각각 대응하는 다수의 입력을 갖고 하나의 출력을 가지며, 입력되는 제2' 선택 신호에 의해 상기 입력 중 어느 하나를 제3' 출력으로 하는 제2' 멀티플렉서와, 다수의 스위칭 단자를 가지며, 입력되는 모드 제어 신호에 의해 상기 제2 라인 안테나의 각각의 타단을 상기 제1' 루프 안테나에 접속시키거나 상기 제2' 멀티플렉서의 입력에 연결시키는 제2' 아날로그 스위치와를 더 포함하고, 상기 위치 검출 제어부는, 상기 타블렛 모드 및 상기 터치패드 모드에 따라, 상기 제1' 아날로그 스위치, 상기 제1' 멀티플렉서, 상기 제1' 비교기, 상기 제1' 아날로그 스위치, 상기 제2' 멀티플렉서의 동작을 제어하고, 상기 포인터 검출부는, 상기 타블렛 모드에 있어서 상기 포인터의 제1 방향을 따른 좌표를 더 산출하고, 상기 터치 검출부는 상기 터치패드 모드에 있어서 상기 손가락의 제1 방향을 따른 좌표를 더 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치 검출 제어부는 상기 포인터 및 상기 손가락의 제1 방향을 따른 좌표 및 제2 방향을 따른 좌표를 동시에 또는 교대로 산출하도록 상기 각 부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 루프 안테나와 상기 제2 루프 안테나는 일체화되어, 상기 제1 비교기에 입력되는 상기 제2 출력 및 상기 제1' 비교기에 입력되는 상기 제2' 출력은 동일한 노드를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 비교기 및 상기 제1' 비교기는 일체화되어, 제1 출력 및 제 1' 출력이 공통으로 입력되고 또한 제2 출력 및 제2' 출력이 공통으로 입력되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 소정의 감지 영역에서 공진회로를 내장한 포인터의 위치와 손가락의 위치를 동시에 검출하기 위한 타블렛으로서: 상기 감지 영역의 외곽에 형성되어 입력되는 여자 전력에 의해 전자기력을 방출하는 여자 코일과, 상기 감지 영역 내에서, 양측단을 가지며 소정의 감지 영역 내에 제1 방향으로 연장되며 제2 방향을 따라 나란하게 배치되며, 상기 양측단 중 타단들이 서로 공통으로 연결된 다수의 제1 라인 안테나와, 상기 제1 라인 안테나의 각각의 일단에 대응되는 다수의 입력을 갖고 하나의 제1 출력을 가지며, 입력되는 제1 선택 신호에 의해 상기 다수의 입력 중 어느 하나를 상기 제1 출력으로 선택하는 제1 멀티플렉서와, 상기 감지 영역 내부에서, 상기 제1 라인 안테나가 배치된 영역을 폐루프로 둘러싸도록 배치된 제1 루프 안테나와, 상기 포인터의 공진 회로가 상기 제1 라인 안테나에 접근함으로써 발생하는, 상기 제1 출력과 상기 제1 루프 안테나에 연결된 제2 출력 사이의 비교전압을 출력하는 제1 비교기와, 포인터 검출 제어 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 멀티플렉서에서 선택한 상기 제1 라인 안테나 중 어느 하나의 위치와 상기 제1 비교기에서 출력하는 비교전압을 이용하여 상기 제1 라인 안테나에 접근한 포인터의 제2 방향을 따른 좌표를 산출하는 포인터 검출부와, 상기 감지 영역은 바둑판 형태의 다수의 소영역으로 분할되고, 상기 소영역들의 각각에 적어도 하나씩 배치된 다수의 감지 전극과, 상기 감지 전극들 중 어느 하나를 선택하는 제2 멀티플렉서와, 상기 제2 멀티플렉서에서 선택한 상기 어느 하나의 감지 전극으로부터 감지된 정전 용량을 이용하여, 상기 선택된 어느 하나의 감지 전극에 손가락이 접근하였는지의 여부를 판단하여 상기 선택된 어느 하나의 감지 전극의 위치를 이용하여 상기 손가락의 터치 좌표를 산출하는 터치 검출부와, 상기 포인터를 공진시키기 위하여 상기 여자 코일에 여자 전력을 공급하고, 상기 제1 멀티플렉서에서 상기 제1 라인 안테나의 적어도 하나의 일단을 상기 제1 출력으로 연결하도록 하는 상기 제1 선택 신호를 출력하여 상기 포인터의 좌표가 산출되도록 하고, 또한, 상기 제2 멀티플렉서에서 상기 다수의 감지 전극 중 어느 하나를 선택하여 제3 출력으로 연결하도록 하는 상기 제2 선택 신호를 출력하여 상기 손가락의 좌표가 산출되도록 하는 위치 검출 제어부를 포함하여 이루어지는 터치패드 기능을 구비한 타블렛을 제공한다.

또한, 상기 다수의 감지 전극은, 서로 나란하게 배치된 상기 제1 라인 안테나들 사이의 공간 내에 상기 제1 라인 안테나들과 서로 절연된 상태로 배치됨으로써, 상기 제1 라인 안테나들과 동일 기판의 동일 평면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 감지 영역 내부에서, 양측단을 가지며 소정의 감지 영역 내에 제2 방향으로 연장되며 제1 방향을 따라 나란하게 배치된 다수의 제2 라인 안테나와, 상기 제2 라인 안테나의 각각의 일단에 대응되는 다수의 입력을 갖고 하나의 제1' 출력을 가지며, 입력되는 제1' 선택 신호에 의해 상기 다수의 입력 중 어느 하나를 상기 제1' 출력으로 선택하는 제1' 멀티플렉서와, 상기 감지 영역 내부에서, 상기 제2 라인 안테나가 배치된 영역을 폐루프로 둘러싸도록 배치된 제1' 루프 안테나 와, 상기 포인터의 공진 회로가 상기 제2 라인 안테나에 접근함으로써 발생하는, 상기 제1' 출력과 상기 제1' 루프 안테나에 연결된 제2' 출력 사이의 비교전압을 출력하는 제1' 비교기를 더 포함하고, 상기 위치 검출 제어부는, 상기 제1' 멀티플렉서의 동작을 더 제어하고, 상기 포인터 검출부는, 상기 포인터의 제1 방향을 따른 좌표를 더 산출하고, 상기 터치 검출부는 상기 손가락의 제1 방향을 따른 좌표를 더 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 소정의 감지 영역에서 공진회로를 내장한 포인터의 위치와 손가락의 위치를 동시에 검출하기 위한 타블렛으로서: 상기 감지 영역의 외곽에 형성되어 입력되는 여자 전력에 의해 전자기력을 방출하는 여자 코일과, 상기 감지 영역 내에서, 양측단을 가지며 소정의 감지 영역 내에 제1 방향으로 연장되며 제2 방향을 따라 나란하게 배치되며, 상기 양측단 중 타단들이 서로 공통으로 연결된 다수의 제1 라인 안테나와, 상기 제1 라인 안테나의 각각의 일단에 대응되는 다수의 입력을 갖고 하나의 제1 출력을 가지며, 입력되는 제1 선택 신호에 의해 상기 다수의 입력 중 어느 하나를 상기 제1 출력으로 선택하는 제1 멀티플렉서와, 상기 감지 영역 내부에서, 상기 제1 라인 안테나가 배치된 영역을 폐루프로 둘러싸도록 배치된 제1 루프 안테나와, 상기 포인터의 공진 회로가 상기 제1 라인 안테나에 접근함으로써 발생하는, 상기 제1 출력과 상기 제1 루프 안테나에 연결된 제2 출력 사이의 비교전압을 출력하는 제1 비교기와, 포인터 검출 제어 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 멀티플렉서에서 선택한 상기 제1 라인 안테나 중 어느 하나의 위치와 상기 제1 비교기에서 출력하는 비교전압을 이용하여 상기 제1 라인 안테나에 접근 한 포인터의 제2 방향을 따른 좌표를 산출하는 포인터 검출부와, 상기 제1 라인 안테나와 동일 기판상의 동일 평면에 형성되며, 서로 평행하게 배치된 상기 제1 라인 안테나 사이의 공간 내에 상기 제1 라인 안테나와 절연된 상태로 서로 나란하게 배치되고, 각각의 타단이 서로 절연되어 있는 다수의 제1 라인 전극과, 상기 제1 라인 전극의 각각과 연결되어, 상기 제1 라인 전극 중 어느 하나를 선택하는 제2 멀티플렉서와, 상기 선택된 일단으로부터 감지되는 정전 용량을 이용하여, 상기 선택된 일단에 대응하는 상기 제1 라인 전극에 상기 손가락이 접근하였는지의 여부를 판단하여 상기 손가락의 제2 방향을 따른 좌표를 출력하는 터치 검출부와, 상기 포인터를 공진시키기 위하여 상기 여자 코일에 여자 전력을 공급하고, 상기 제1 멀티플렉서에서 상기 제1 라인 안테나의 적어도 하나의 일단을 상기 제1 출력으로 연결하도록 하는 상기 제1 선택 신호를 출력하여 상기 포인터의 좌표가 산출되도록 하고, 또한, 상기 제2 멀티플렉서에서 상기 다수의 제1 라인 전극 중 어느 하나를 선택하여 제3 출력으로 연결하도록 하는 상기 제2 선택 신호를 출력하여 상기 손가락의 좌표가 산출되도록 하는 위치 검출 제어부를 포함하여 이루어지는 터치패드 기능을 구비한 타블렛을 제공한다.

또한, 각각의 상기 제1 라인 전극은 상기 제1 라인 안테나 사이의 공간들 내에 직사각형 형태를 대각선을 따라 분할한 2개의 삼각형 형태로 이루어지고, 각각의 상기 2개의 삼각형 형태의 제1 라인 전극의 각각은 독립적으로 상기 제1 멀티플렉서에 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 이루어지는 본 발명은, 소정의 감지 영역에서 공진 회로를 구비한 포인터의 접근 또는 접촉과 사용자 손가락의 터치를 동시에 감지할 수 있는 타블렛을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은, 포인터 및 손가락을 감지할 수 있는 안테나의 구성이 간단하여, 저렴하게 제조할 수 있으며, 회로 구성이 쉬운 타블렛을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 감지 영역의 투명도를 향상시킬 수 있어서, 디스플레이 장치의 표면에 적용될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 공진 회로를 구비한 포인터의 좌표와 접근하는 손가락의 좌표를 동시에 검출할 수 있는 본 발명을 구현한 다양한 실시예에 관하여 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 포인터의 위치를 검출하기 위한 구성 및 작용에 대해서는, 등록 특허 제10-910348호의 구성을 참조할 수 있다.

(제1 실시예)

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른, 터치패드 기능을 구비한 타블렛의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 타블렛은, 여자 코일(19)과, 제1 라인 안테나(11)와, 제1 루프 안테나(15)와, 제1 아날로그 스위치(31)와 제1 멀티플렉서(32)와, 제1 비교기(41)와, 포인터 검출부(50)와, 제2 아날로그 스위치(33)와, 제2 멀티플렉서(34)와, 터치 검출부(60)와, 위치 검출 제어 부(70)를 포함하여 이루어진다.

여기에서, 여자 코일(19)과 제1 루프 안테나(15)와 제1 아날로그 스위치(31)와 제1 멀티플렉서(32)와 제1 비교기(41)와 포인터 검출부(50)는 제1 라인 안테나(11)에 접근한 포인터(P)의 좌표를 검출하기 위한 구성이며, 제1 아날로그 스위치(31)와 제2 멀티플렉서(34)와 터치 검출부(60)는 제1 라인 안테나(11)에 접근한 손가락(H)의 터치 위치를 검출하기 위한 구성이다.

본 실시예에 있어서는, 다수 개가 나란히 배치된 1군의 라인 안테나(11)에 의해, 공진하는 포인터(P)의 좌표 및 터치한 손가락(H)의 좌표를 검출해야 하기 때문에, 포인터(P)의 좌표를 검출하기 위한 타블렛 모드와 손가락(H)의 터치를 감지하기 위한 터치패드 모드로 구분하여 라인 안테나를 동작시키게 된다.

먼저, 타블렛은 소정의 감지 영역(A)이 설정되는데, 이 감지 영역(A)에 포인터(P) 및 손가락(H)을 검출하기 위한 구성이 배치되게 된다. 또한, 본 발명에 적용되는 포인터(P)는, 적어도 인덕터와 커패시터를 포함하는 공진 회로를 내장하고 있으며, 외부로부터 인가되는 전자기력에 의해 유도 전력을 축적하고, 외부의 전자기력이 중단되는 경우에는 축적된 유도 전력에 의해 전자기력을 방출한다.

여자 코일(19)은, 타블렛의 감지 영역(A)의 최외곽 테두리 또는 그 외부에 상기 감지 영역을 둘러싸는 형태로 감겨진 코일이다. 이러한 여자 코일(19)은 입력되는 여자 전력에 의해 흐르는 전류에 의해 전자기력을 방출하게 된다.

한편, 포인터(P)가 자체적으로 에너지 공급원(예를 들면, 배터리)을 구비하고 전자기력을 방출할 수 있다면, 여자 코일(19)은 불필요하게 될 수도 있다.

제1 라인 안테나(11)는, 포인터(P)의 위치를 검출하기 위한 공간인 상기 감지 영역(A) 내에 X축 방향(도면에서 가로 방향; 제1 방향)을 향하여 연장되어 배치되며, 서로 나란하게 Y축 방향(도면에서 세로 방향; 제2 방향)을 따라 서로 동일한 간격으로 평행 배치된 다수의 도선으로 이루어진다(도면에서는 굵은 도선 형태로 도시되었지만, 실제 구현에 있어서 도선의 굵기는 무관하다).

이러한 제1 라인 안테나(11)는, 감지 영역(A)을 형성하기 위한 기판에 도선 등을 고정 배치함으로써 안테나의 형태를 구성할 수 있는데, 투명 기판상에 ITO 등의 전도성 물질을 인쇄와 같은 방법으로 패터닝함으로써 형성하는 것이 바람직하다.

제1 아날로그 스위치(31)는, 제1 라인 안테나(11)의 각각의 일단(도면에서는 오른쪽 부분)에 대하여, 1:1로 대응할 수 있는 개수의 일측 스위칭 단자를 구비한다. 또한, 외부로부터 제공되는 온오프 제어 신호에 의해 소정의 접점 등이 구동되어, 일측 스위칭 단자의 각각과 1:1로 접속 및 오프되는 다수의 타측 스위칭 단자를 구비한다. 본 발명에 있어서, 제1 아날로그 스위치(31)는 모든 접점이 동시에 가동되어 모든 스위칭 단자들이 동시에 접속 및 오프될 수 있는 것으로 한다.

제1 아날로그 스위치(31)는 포인터(P)의 좌표를 검출하기 위한 타블렛 모드에서는 모든 스위칭 단자를 접속시키도록 동작하고, 손가락(H)의 위치를 검출하기 위한 터치패드 모드에서는 모든 스위칭 단자를 오프시키도록 동작한다.

제1 멀티플렉서(32)는, 제1 아날로그 스위치(31)에 구비된 다수의 타측 스위칭 단자의 각각을 입력으로 하고 있다. 그리고 입력되는 제1 선택 신호에 의해 다 수의 입력 중 어느 하나를 선택하여 제1 출력으로 설정하고, 제1 출력은 제1 비교기(41)에 연결된다. 이러한 제1 멀티플렉서(32)는 하나의 멀티플렉서 소자에 의해 이루어지거나 다수의 멀티플렉서를 결합하여 구성할 수도 있다.

제1 루프 안테나(15)는, 제1 라인 안테나(11)를 둘러싸는 형태로 이루어지며, 본 발명에서는 루프 안테나가 이루는 형태의 내부의 영역에서 포인터(P) 및 손가락(H)의 위치가 검출될 수 있으므로, 상기 감지 영역(A)은 제1 루프 안테나(15)의 형태로 이해될 수 있다. 더욱, 상기 및 이하의 설명에서의 감지 영역(A)을 제1 루프 안테나(15)의 내부 영역인 것으로 한다.

한편, 제1 루프 안테나(15)는 제2 출력으로서 제1 비교기(41)에 연결된다.

이와 같은 제1 루프 안테나(15)는, 제1 라인 안테나(11)와는 절연된 상태로 유지되어야 한다. 하지만, 적어도 제1 라인 안테나(11)의 타측 부분과 제1 루프 안테나(15)의 사이에는 제2 아날로그 스위치(33)가 배치되어, 제1 라인 안테나(11)의 타측과 제1 루프 안테나(15)는 선택적으로 접속 및 오프될 수 있도록 구성된다. 그리고 제1 루프 안테나(15)는, 제2 아날로그 스위치(33)에 의해, 타블렛 모드에서는 모든 제1 라인 안테나(11)의 타단들과 접속되도록 제어되고, 터치패드 모드에서는 모든 제1 라인 안테나(11)의 타단들과 오프되도록 제어된다. 이러한 구성은 후술한다.

제1 비교기(41)는, 포인터(P)의 공진 회로가 제1 멀티플렉서(32)에 의해 선택된 어느 하나의 제1 라인 안테나(11)에 접근함으로써 발생하는, 제1 루프 안테나(15)와 제1 라인 안테나(11) 사이의 유도 전력을 감지한다.

즉, 제1 루프 안테나(15)의 제2 출력과 이 제1 루프 안테나(15)를 가로질러 분할하는 형태에서 포인터(P)가 선택된 제1 라인 안테나(11)의 근방에 위치하면, 포인터(P)가 이 제1 라인 안테나(11)의 왼쪽에 존재하는 경우와 오른쪽에 존재하는 경우에 따라 제1 비교기(41)에서 출력하는 비교 전압의 양/음 부호가 변경되고, 또한, 포인터(P)와 제1 라인 안테나(11)와의 거리에 따라서 비교 전압의 크기가 변화한다. 따라서, 이러한 값들을 이용함으로써 선택된 제1 라인 안테나(11)를 기준으로 하는 포인터(P)의 좌표를 산출할 수 있게 된다.

포인터 검출부(50)는, 제1 아날로그 스위치(31)가 제1 라인 안테나(11)의 모든 일단들을 제1 멀티플렉서(32)의 입력으로 연결시키고, 제2 아날로그 스위치(33)가 제1 라인 안테나(11)의 모든 타단들을 제1 루프 안테나(15)와 접속시킨 상태에서, 제1 비교기(41)로부터 출력되는 비교 전압을 입력받으며, 상술한 원리를 이용하여 포인터(P)의 좌표를 검출하게 된다. 이때 검출되는 좌표는, Y축 방향(제2 방향)을 좌표축으로 하는 1차원 좌표가 된다.

검출된 좌표는, 타블렛을 운영하는 컴퓨터 등으로 전송될 수 있다.

다음, 제1 라인 안테나(11)에는, 손가락(H)의 터치 위치를 검출하기 위한 구성으로서, 제2 아날로그 스위치(33)와, 제2 멀티플렉서(34)와, 터치 검출부(60)를 구비한다.

제2 아날로그 스위치(33)는, 다수의 제1 라인 안테나(11)의 각각의 타단과 접속된 스위칭 단자와, 제2 멀티플렉서(34)의 각각의 입력에 연결된 스위칭 단자와, 제1 루프 안테나(15)와 연결된 스위칭 단자를 구비한다.

그리고 제2 아날로그 스위치(33)는, 입력되는 모드 제어 신호에 의해 접점 등을 구동하여 제1 라인 안테나(11)의 모든 타단들과 제1 루프 안테나(15)가 접속되도록 스위칭 단자를 연결시키거나(타블렛 모드), 제1 라인 안테나(11)의 모든 타단들과 제2 멀티플렉서(34)의 각각의 입력이 연결되도록(터치패드 모드) 스위칭 단자의 동작을 제어한다.

제2 멀티플렉서(34)는, 제1 라인 안테나(11)의 모든 타단들에 대응하는 개수의 입력을 가지며, 다수의 입력 중 어느 하나 또는 복수를 선택하여 제3 출력으로 설정한다. 이러한 제2 멀티플렉서는 하나의 멀티플렉서 소자에 의해 이루어지거나 다수의 멀티플렉서를 결합하여 구성할 수도 있다.

터치 검출부(60)는, 제1 아날로그 스위치(31)가 오프되고 제2 아날로그 스위치(33)가 제1 라인 안테나(11)의 타단들을 제2 멀티플렉서(34)의 입력에 연결한 상태에서, 제2 멀티플렉서(34)에 의해 선택된 어느 하나의 제1 라인 안테나(11)로부터 출력되는 정전 용량의 변화를 감지하여, 현재 선택된 제1 라인 안테나(11)에 손가락(H)이 접근한 것으로 판단하고, 손가락(H)의 좌표를 검출할 수 있게 된다. 이때 검출되는 좌표는, Y축 방향(제2 방향)을 좌표축으로 하는 1차원 좌표가 된다.

위치 검출 제어부(70)는, 본 발명에 따른 터치패드 기능을 구비한 타블렛에 있어서의 순차적으로 또는 정해진 주기에 따라서, 타블렛 모드와 터치패드 모드를 전환하고, 각 모드에 따라서 각부의 동작을 제어한다. 또한, 위치 검출 제어부(70)는 검출된 터치 좌표 및/또는 포인터 좌표를 임시 저장할 수 있는 저장 수단을 더 구비할 수도 있다.

먼저, 타블렛 모드에서는, 포인터(P)의 공진 회로를 공진시키기 위한 전자기력을 방출하도록 여자 코일(19)에 여자 전력을 공급하고, 제1 아날로그 스위치(31)에는 제1 라인 안테나(11)의 모든 일단들을 제1 멀티플렉서(32)의 각각의 입력으로 연결시키도록 하는 온오프 제어 신호를 출력하고, 제1 멀티플렉서(32)에는 입력으로 연결된 다수의 제1 라인 안테나(11)의 일단들 중 어느 하나를 선택하도록 하는 제1 선택 신호를 출력하고, 제2 아날로그 스위치(33)에는 제1 라인 안테나(11)의 모든 타단들을 제1 루프 안테나(15)에 접속시키도록 제어하는 모드 제어 신호를 출력하고, 포인터 검출부(50)에는 현재 제1 멀티플렉서(32)에 의해 선택된 어느 하나의 제1 라인 안테나(11)에 대한 정보(안테나 식별 정보 또는 선택된 안테나의 위치 정보 등)와 제1 비교기(41)로부터 출력되는 비교 전압을 이용하여 포인터(P)의 좌표 검출을 개시하도록 하는 신호를 포함하는 포인터 검출 제어 신호를 출력한다.

이때, 제1 선택 신호는, 제1 멀티플렉서(32)의 모든 입력들을 하나씩 순차적으로 선택하도록 하여, 모든 입력이 제1 출력으로서 스캔될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 타블렛 모드에서는, 제2 멀티플렉서(34) 및/또는 터치 검출부(60)의 동작을 정지시키도록 하는 제어 신호를 출력할 수도 있다.

다음, 터치패드 모드에서는, 제1 아날로그 스위치(31)에는 제1 라인 안테나(11)의 모든 일단들을 제1 멀티플렉서(32)와 오프시키도록 하는 온오프 제어 신호를 출력하고, 제2 아날로그 스위치(33)에는 제1 라인 안테나(11)의 모든 타단들 을 제2 멀티플렉서(34)의 입력으로 연결시키도록 제어하는 모드 제어 신호를 출력하고, 제2 멀티플렉서(34)에는 입력에 연결된 제1 라인 안테나(11)의 타단들 중 어느 하나를 제3 출력으로 선택하도록 하는 제2 선택 신호를 출력하고, 터치 검출부(60)에는 현재 제2 멀티플렉서(34)에 의해 선택된 어느 하나의 제1 라인 안테나(11)에 대한 정보(안테나 식별 정보 또는 선택된 안테나의 위치 정보 등)와 출력되는 제3 출력을 이용하여 손가락(H)의 좌표 검출을 개시하도록 하는 신호를 포함하는 터치 검출 제어 신호를 출력한다.

이때, 제2 선택 신호는, 제2 멀티플렉서(34)의 모든 입력들을 하나씩 순차적으로 선택하도록 하여, 모든 입력이 제3 출력으로서 스캔될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치패드 기능을 구비한 타블렛에 의하면, 공진 회로를 구비한 포인터(P)의 위치를 검출하기 위한 타블렛을 구성하는 라인 안테나에 의해서 손가락(H)의 위치도 동시에 검출할 수 있기 때문에, 포인터(P) 및 손가락(H) 각각의 위치를 감지하기 위한 안테나를 형성하기 위한 기판의 구성이 간단해진다. 따라서, 라인 안테나 및 기판을 투명하게 형성하고자 하는 경우에 있어서, 기판의 수를 적게 할 수 있으므로 투명도를 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 상술한 구성은 Y축 방향(세로 방향)으로 나란하게 배열된 제1 라인 안테나(11)에 대해서 설명하였고, 이러한 구성에 의해서는 한쪽 방향으로 배열된 라인 안테나들을 이용하면, 한쪽 방향(X축 방향)에 대한 좌표만을 검출할 수 있게 된 다.

따라서, 포인터(P) 및 손가락(H)에 대한 직교 좌표를 획득하기 위해서는, 제2 방향으로 배열된 또다른 다수의 제2 라인 안테나(12)들을 추가하여야 한다. 여기에서 제1 방향과 제2 방향은, 각각 X축 및 Y축으로 설정되어 서로 직교하는 것이 바람직하다.

이와 같이 직교 좌표를 구하기 위해 제1 라인 안테나(11)와 수직으로 배치된 제2 라인 안테나(12)의 일단 측에는 제1' 아날로그 스위치(31')와 제1' 멀티플렉서(32')와 제1' 비교기(41')가 배치되고, 제1' 비교기(41')의 출력은 포인터 검출부(50)로 입력된다. 또한, 제2 라인 안테나(12)의 타단 측에는 제2' 아날로그 스위치(33')와 제2' 멀티플렉서(34')가 배치되고, 제2' 멀티플렉서(34')에 의해 선택된 제2 라인 안테나(12)로부터의 정전 용량은 터치 검출부(60)로 입력된다. 위치 검출 제어부(70)는 이들에 대한 모든 전환도 제어하게 된다.

이에 대한 구성 및 동작은 이미 설명한 제1 라인 안테나에 관한 구성 및 동작과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

도 2 내지 도 10은 상술한 제1 실시예에 의한 터치패드 기능을 구비한 타블렛의 상세한 구조 및 동작에 대하여 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 2를 참조하여 포인터의 좌표를 검출하는 원리를 간략하게 설명한다. 도 2를 참조하면, 제2 아날로그 스위치(33)가 제1 라인 안테나(11)의 타단들을 제1 루프 안테나(15)에 접속시키고 있다. 이러한 상태에서 제1 멀티플렉서(32)에서 제1 라인 안테나(11)의 어느 하나의 일단을 선택하면(도면에서는 이해를 위하여 제1 아날로그 스위치에서 하나의 채널을 선택하고 있는 것으로 도시되어 있다), 제1 루프 안테나(15)와 선택된 제1 라인 안테나(11)에 의해 형성되는 루프에 의해 전자기 유도 전류가 발생한다. 이 전자기 유도 전류는 포인터(P)가 선택된 어느 하나의 제1 라인 안테나(11)의 왼쪽에 존재하는지 또는 오른쪽에 존재하는지에 따라 제1 출력에서 나타나는 전류의 방향이 달라지고, 이에 의해 제1 루프 안테나(15)의 제2 출력과의 사이에서 전압의 차이가 발생하게 된다. 또한, 포인터(P)가 선택된 어느 하나의 제1 라인 안테나(11)로부터 떨어진 거리에 따라서 제1 출력에 나타나는 전류의 크기도 달라진다.

이에 의해, 선택된 제1 라인 안테나(11)를 기준으로 포인터의 위치를 정확하게 검출할 수 있게 되는 것이다.

도 3은 손가락의 좌표를 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도면에서는, 제1 아날로그 스위치(31)는 모두 오프되어 있다. 이러한 상태에서 제2 멀티플렉서(34)에서 제1 라인 안테나(11)의 어느 하나의 타단을 선택하면(도면에서는 이해를 위하여 제2 아날로그 스위치에서 하나의 채널(제1 라인 안테나)을 선택하고 있는 것으로 도시되어 있다), 손가락(H)의 접근이 발생한 선택된 제1 라인 안테나(11)에서는 정전 용량의 변화가 감지되어 터치 검출부(60)에서 손가락(H)의 좌표를 검출할 수 있게 된다.

도 4는 제1 방향으로 연장되어 제2 방향으로 배열된 제1 라인 안테나와 제1 및 제2 아날로그 스위치, 제1 및 제2 멀티플렉서, 제1 비교기 및 터치 검출부의 구성만을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 제1 멀티플렉서(32)는 제1 라인 안테나(11)의 모든 일단측을 연결 해제한 상태로 하고 있고, 제2 아날로그 스위치(33)는 제1 라인 안테나(11)의 모든 타단을 제2 멀티플렉서(34)의 입력에 연결시키고 있다. 이러한 연결은 터치패드 모드의 동작에 해당한다.

도 5는 제2 방향으로 연장되어 제1 방향으로 배열된 제2 라인 안테나와 그에 부속되는 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도면은 터치패드 모드의 회로 연결 형태로 나타나 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 손가락(H)의 위치를 제1 방향을 좌표축으로 하는 1차원 좌표를 검출할 수 있게 된다.

도 6은 제1 방향 및 제2 방향으로 각각 배치된 제1 라인 안테나 및 제2 라인 안테나를 동시에 배치한 구성을 보여주는 도면이다. 도면에 의하면, 서로 직교하도록 배치된 제1 라인 안테나(11)와 제2 라인 안테나(12)에 의해, 손가락(H) 및 포인터(P)에 대하여 제1 방향 및 제2 방향을 각각의 좌표축으로 하는 2차원 직교 좌표를 검출할 수 있게 된다.

한편, 도 6에서는, 제1 라인 안테나에 대한 제1 루프 안테나와 제2 라인 안테나에 대한 루프 안테나를 동시에 형성하고 있는 구조를 보여주고 있다. 즉, 루프 안테나는 제1 라인 안테나(11)와 제2 라인 안테나(12)의 각각에 대해서도 동일한 형태이기 때문에 하나의 루프 안테나를 공통으로 사용할 수 있음을 의미한다.

도 7은, 제1 라인 안테나가 형성된 기판과, 제2 라인 안테나가 형성된 기판을 중첩시키고 있는 형태를 나타낸 도면이다. 즉, 어느 하나의 투명 기판의 어느 한쪽 표면에 인쇄 등에 의해 제1 라인 안테나(11)의 패턴을 형성하고, 또하나의 투명 기판의 어느 한쪽 표면에 인쇄 등에 의해 제2 라인 안테나(12)의 패턴을 형성한 후, 두 개의 투명 기판을 중첩함으로써 도시된 바와 같은 안테나 패턴을 형성할 수 있다. 또는 하나의 투명 기판에서 한쪽면에는 제1 방향으로 제1 라인 안테나 패턴을 형성하고 다른쪽면에 제2 방향으로 제2 라인 안테나 패턴을 형성할 수도 있다.

여기에서, 기판을 투명 재질로 하고, 각 안테나를 ITO와 같은 투명 전극으로 형성함으로써, 터치패드 기능을 구비한 타블렛의 감지 영역(A)을 투명하게 형성할 수 있게 되며, 이에 의해 모니터와 같은 디스플레이 장치의 표시면에 장착될 수 있게 된다.

도 8a 및 도 8b는, 상술한 바와 같은 본 발명의 타블렛에 있어서, 각 구성을 공용할 수 있도록 하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8a는, 도 6에서 설명한 바와 같이, 제1 루프 안테나를 공용으로 사용할 수 있도록 하는 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 8a를 참조하면, 하나의 루프 안테나에서 2개의 출력(제2 출력 및 제2' 출력)을 동시에 뽑아내어, 제1 라인 안테나(11)에 의한 비교 전압을 출력하는 제1 비교기(41) 및 제2 라인 안테나(12)에 의 한 비교 전압을 출력하는 제1' 비교기(41')의 각각으로 입력시킨다.

이러한 구성에 의하면, 제1 라인 안테나(11)를 위한 루프 안테나 및 제2 라인 안테나(12)를 위한 루프 안테나를 별도로 형성할 필요가 없이 공용할 수 있으므로, 회로 구성이 간단하고, 제조 비용의 절감을 도모할 수 있게 된다.

도 8b는, 루프 안테나뿐만 아니라, 제1 비교기를 공용할 수 있도록 하는 구성을 설명하기 위한 도면이다. 즉, 포인터 검출부(50)로 비교 전압을 출력하는 하나의 제1 비교기(41)만을 설치하고, 하나의 루프 안테나로부터 제2 출력을 공통으로 연결하고, 제1 출력과 제1' 출력을 공통으로 결합하여 연결할 수 있다.

이러한 구성은, 제1 라인 안테나(11)에 의한 포인터(P)의 제2 방향 좌표를 측정하는 동작과 제2 라인 안테나(12)에 의한 포인터(P)의 제1 방향 좌표를 측정하는 동작을 교대로 실시하게 됨으로써 원활한 동작을 보장할 수 있게 된다.

또한, 이때, 각 출력을 결합시킬 때에는 다이오드와 같은 역류 방지 소자를 더 배치하는 것이 바람직하다.

도 9는 도 8b에서와 같이 제1 비교기를 공용하는 경우의 회로 구성의 일례를 보여주고 있다.

도 10은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 패드 기능을 구비한 타블렛에서, 제1 라인 안테나와 제2 안테나의 배치 형태를 보여주기 위한 기판의 단면도이다. 먼저 기저 부분에는 보호 기판(SB)이 배치되며, 제1 라인 안테나(11)가 형성된 기판(S11), 절연을 위한 PET 기판(SP), 제2 라인 안테나(12)가 형성된 기판(S12), 그리고 손가락(H)의 터치 및 포인터(P)에 의한 긁힘으로부터의 보호를 위한 하드 코팅 기판(ST)이 배치된다.

이러한 구성의 본 실시예에 의하면, 포인터(P)의 좌표를 검출하기 위한 제1 라인 안테나(11)의 구성으로 손가락(H)의 터치 위치까지 동시에 검출할 수 있게 되므로, 안테나를 형성하기 위한 기판의 구성이 간단해진다. 따라서, 라인 안테나 및 기판을 투명하게 형성하고자 하는 경우에 있어서, 기판의 수를 적게 할 수 있으므로 감지 영역(A)의 투명도를 향상시킬 수 있게 된다.

(제2 실시예)

본 발명의 제2 실시예에 따른 터치패드 기능을 구비한 타블렛을, 도 11 내지 도 15를 참조하여 설명한다.

도 11은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치패드 기능을 구비한 타블렛의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치패드 기능을 구비한 타블렛은, 여자 코일(19)과, 제1 라인 안테나(11)와, 제1 멀티플렉서(32)와, 제1 루프 안테나(15)와 제1 비교기(41)와, 포인터 검출부(50)와, 감지 전극(23, 24, 25 등; 이하 23으로 표기)과, 제2 멀티플렉서(34)와, 터치 검출부(60)와, 위치 검출 제어부(70)를 포함하여 이루어진다.

여기에서는 포인터(P)의 좌표를 검출하기 위한 구성으로는 세로 방향을 향하는 Y축 방향에 대한 위치만을 검출할 수 있도록 이루어진 구성에 대해서 먼저 설명 하며, 가로 방향의 X축 방향의 위치를 검출하기 위한 구성에 대해서는 후술한다.

여자 코일(19)과 제1 라인 안테나(11)와 제1 멀티플렉서(32)와 제1 루프 안테나(15)와 제1 비교기(41)와 포인터 검출부(50)는 감지 영역(A) 내에 접근한 포인터(P)의 좌표를 검출하기 위한 구성이며, 감지 전극(23)과 제2 멀티플렉서(34)와 터치 검출부(60)는 감지 영역(A)을 터치하는 손가락(H)의 위치를 검출하기 위한 구성이다.

먼저, 제2 실시예에 의한 타블렛에는 제1 실시예에서와 같이 소정의 감지 영역이 설정된다. 본 발명에 적용되는 포인터(P)는, 적어도 인덕터와 커패시터를 포함하는 공진 회로를 내장하고 있으며, 외부로부터 인가되는 전자기력에 의해 유도 전력을 축적하고, 외부의 전자기력이 중단되는 경우에는 축적된 유도 전력에 의해 전자기력을 방출한다.

여자 코일(19)은, 타블렛의 감지 영역(A)의 최외곽 테두리 또는 그 외부에 형성된 코일로서, 이러한 여자 코일(19)은 입력되는 여자 전력에 의해 흐르는 전류에 의해 전계(electric field)를 형성하게 된다. 형성된 전계에 의한 전자기력은 포인터(P)에 축적될 수 있다.

한편, 포인터(P)가 자체적으로 에너지 공급원(예를 들면, 배터리)을 구비하고 전자기력을 방출할 수 있다면, 여자 코일은 불필요할 수도 있다.

제1 라인 안테나(11)는, X축 방향(도면에 있어서 가로 방향; 제1 방향)으로 연장되어 있으며, Y축 방향(도면에서 세로 방향; 제2 방향)으로 동일 간격으로 나란하게 배치된 직선 형태의 전극 패턴들을 가리킨다.

이러한 제1 라인 안테나(11)는 감지 영역(A)을 형성하도록 기판상에 패턴 인쇄를 통해 형성될 수 있는데, 투명 기판상에 ITO 등에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

제1 멀티플렉서(32)는, 후술하는 위치 검출 제어부(70)에서 출력하는 제1 선택 신호에 따라, 다수의 제1 라인 안테나(11)의 일단들 중 어느 하나를 선택할 수 있다. 선택된 어느 하나의 일단은 제1 출력이 되어 제1 비교기(41)로 입력된다. 제1 멀티플렉서(32)는 한번에 하나씩의 제1 라인 안테나(11)를 선택하고 한쪽 끝부분의 라인 안테나로부터 다른쪽 끝부분의 라인 안테나까지 순차적으로 스캔할 수 있다.

제1 루프 안테나(15)는 상기 감지 영역(A) 내에서 제1 라인 안테나(11)들이 배치된 영역을 폐루프로 둘러싸도록 배치된다. 이때, 제1 라인 안테나(11)의 타단측(도 11에서 제1 라인 안테나(11)의 왼쪽 끝부분)은 제1 루프 안테나(15)에 전기적으로 각각 접속되어 있으며, 제1 라인 안테나(11)의 일단측은 제1 루프 안테나(15)와는 절연되도록 한다.

한편, 제1 루프 안테나(15)는 제2 출력으로서 제1 비교기(41)에 입력으로 연결된다.

이러한 구성에서 제1 멀티플렉서(32)에 의해 어느 하나의 제1 라인 안테나(11)가 선택되면, 폐사각형 형태의 루프(제1 루프 안테나)를 직선 형태의 도선(선택된 어느 하나의 제1 라인 안테나)이 가로지르는 형태가 된다.

제1 비교기(41)는, 전자기력을 방출하는 포인터(P)가 상기 제1 라인 안테 나(11)에 접근함으로써 발생하는 유도 전력에 의해 상기 제1 출력과 상기 제2 출력 사이에서 발생한 전압의 차분을 비교 전압으로서 출력하여 포인터 검출부(50)에 제공한다. 출력되는 비교 전압은, 양/음의 부호 및 차분에 의한 크기를 가진다.

포인터 검출부(50)는, 제1 선택 신호에 의해 선택된 어느 하나의 제1 라인 안테나에 대한 정보(라인 안테나를 식별하는 정보 또는 선택된 라인 안테나의 위치 정보)를 포함하는 포인터 검출 제어 신호와 제1 비교기(41)에서 출력된 비교 전압을 이용하여, 선택된 제1 라인 안테나(11)에 의해 형성된 루프의 안쪽 영역을 기준으로 하여 상기 포인터(P)의 위치를 검출하여 포인터의 제2 방향을 따른 좌표를 산출한다. 이와 같은 포인터 좌표 산출 원리는 상술한 제1 실시예와 동일하다.

다음 , 손가락(H)의 터치 좌표를 검출하기 위한 구성으로서, 다수의 감지 전극(23)은, 감지 영역(A) 내에서 평행하게 배치된 제1 라인 안테나(11)들 사이의 빈 공간을 바둑판 형태의 다수의 소영역으로 분할하고, 분할된 소영역들의 각각에 하나 또는 복수의 전극을 배치함으로써 형성된다(도 12 참조).

이때, 감지 전극(23)의 형태는 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 서로 동일한 형태, 예를 들면, 동일한 정사각형 형태만을 갖는 것이 아니라, 서로 다른 형태의 감지 전극들을 조합하여 구성할 수도 있다.

각각의 감지 전극(23)은 제2 멀티플렉서(34)와 직접 연결됨으로써, 제2 멀티플렉서(34)에 의해 어느 하나 또는 복수의 감지 전극이 임의로 선택될 수 있도록 구성된다.

제2 멀티플렉서(34)는 하나씩의 감지 전극을 순차적으로 선택하여 스캔하고, 선택된 감지 전극(23)에서 발생한 정전 용량의 변화는 제3 출력으로서 터치 검출부(60)에 제공된다. 제2 멀티플렉서(34)는 서로 인접하거나 인접하지 않은 복수 개의 감지 전극(23)을 동시에 선택할 수도 있다.

터치 검출부(60)는 제2 멀티플렉서(34)에서 선택한 상기 어느 하나(또는 복수)의 감지 전극(23)으로부터 정전 용량의 변화에 의한 전류 또는 전압을 감지하고, 정전 용량의 변화가 가장 크게 나타난(또는, 변화가 기준치 이상으로 크게 나타난) 하나 또는 복수 개의 감지 전극(23)을 검출하여 그 감지 전극(23)에 손가락이 접근한 것으로 판단하고, 손가락이 접근한 감지 전극(23)의 위치를 터치 위치(좌표)로 설정한다.

위치 검출 제어부(70)는, 포인터(P)를 공진시키기 위하여 여자 코일(19)에 여자 전력을 공급하고, 제1 멀티플렉서(32)에서 제1 라인 안테나(11)의 적어도 하나의 일단을 제1 출력으로 연결하도록 하는 제1 선택 신호를 출력하고, 포인터 검출부(50)에 포인터 검출 제어 신호를 제공함으로써 상기 포인터(P)의 좌표가 산출되도록 하고, 또한, 제2 멀티플렉서(34)에서 다수의 감지 전극(23) 중 어느 하나를 선택하여 제3 출력으로 연결하도록 하는 제2 선택 신호를 출력하고 터치 검출부(60)로 터치 검출 제어 신호를 제공하여 상기 손가락(H)의 좌표가 산출되도록 한다.

한편, 각각의 감지 전극(23)들은 제1 라인 안테나(11)들과 동일 평면상이며 제1 라인 안테나(11)들이 나란하게 배열된 공간의 사이사이에 배치되는 것이 바람직하다. 이러한 배치에 의해 하나의 기판의 어느 한쪽 면에 포인터(P)를 감지하기 위한 제1 라인 안테나(11)와 손가락(H)을 감지하기 위한 감지 전극(23)을 동시에 형성할 수 있게 되어, 제조의 편의성 및 제조 비용의 절감을 도모할 수 있다.

한편, 상술한 구성에서는 포인터(P)의 좌표를 단지 제2 방향을 따른 1차원 좌표만을 검출할 수 있게 된다. 따라서, 포인터(P)의 제1 방향을 따른 좌표를 산출하기 위해서는, 제2 방향으로 연장되어 제1 방향으로 나란하게 배치된 제2 라인 안테나(12) 및 이를 구동하기 위한 구성이 추가되어야 한다. 이러한 구성으로는, 제1' 멀티플렉서(32'), 제1' 비교기(41')가 있을 수 있다.

즉, 본 제2 실시예에서는, 한 층의 감지 전극 패턴에 의해 터치하는 손가락(H)의 2차원 좌표를 검출해낼 수 있기 때문에, 제2 라인 안테나(12)가 형성되는 기판에는 또다시 감지 전극을 형성할 필요가 없고 단지 라인 안테나만 형성하면 된다.

여기에서, 제1 루프 안테나(15)는 상술한 제1 실시예에서와 같이 제1 라인 안테나(11)와 제2 라인 안테나(12)에 대하여 공용할 수 있다. 또한, 제1 비교기(41)도 공용할 수 있다.

이와 같은 제2 실시예의 감지 전극 구조를 구비한 터치 패드에 의하면, 한 층의 기판에 형성된 감지 전극 패턴에 의하여, 하나의 접촉 좌표뿐만 아니라 복수의 지점에 동시에 발생한 각각의 터치 좌표를 정확하게 검출할 수 있게 된다.

도 12는 감지 전극의 배치 형태의 일례를 나타낸 도면이다. 도면에 의하면, 일정한 사각형 형태로 가상의 소영역이 분할되어 있으며, 각 소영역에 하나씩의 감 지 전극(23)이 사각형 형태로 형성되어 있는 것으로 이해할 수 있다. 또한, 도면에서는 각 감지 전극으로부터 연결 도선이 양쪽으로 분할되어 연장되어 있는데, 이 도선들은 모두 제2 멀티플렉서(34)로 연결된다. 각 도선은 도 12와 같이 양쪽으로 분할되어 연장되어 있을 수도 있고, 도 11과 같이 어느 한쪽 방향으로 일괄적으로 연장될 수도 있다.

도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치패드 기능을 구비한 타블렛에 있어서, 제2 라인 안테나(12)와 감지 전극(23)이 동시에 형성된 기판의 형태를 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, Y축 방향으로 배열된 제2 라인 안테나(12)들 사이의 공간에 사각형 형태의 감지 전극(23)들이 배열되어 있으며, 각 감지 전극(23)으로부터는 하나씩의 도선이 연장되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 감지 전극(23)은 제2 라인 안테나(12)의 사이에 배치될 수도 있는 것이다.

도 14는 제1 라인 안테나가 형성된 기판의 형태를 나타낸 도면이다. 도 14에서는 단지 제1 라인 안테나(11)만 형성되어 있을 뿐 어떠한 감지 전극(23)도 형성되어 있지 않은 형태를 확인할 수 있다. 이는 제2 라인 안테나(12)가 형성된 기판에 이미 형성되어 있는 감지 전극(23)에 의해 터치 위치에 대한 2차원적 좌표를 완전하게 검출해낼 수 있기 때문에 더이상의 감지 전극 패턴은 불필요함에 의한 것이다.

도 15는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치 패드 기능을 구비한 타블렛에서, 제1 라인 안테나 및 감지 전극이 형성된 기판과 제2 라인 안테나가 형성된 기판이 중첩되어 배치된 형태의 단면도이다.

먼저 기저 부분에는 보호 기판(SB)이 배치되며, 어느 한 방향으로 배열된 제1 라인 안테나(11) 및 감지 전극(23)이 형성된 기판(S11), 절연을 위한 PET 기판(SP), 또다른 방향으로 배열된 제2 라인 안테나(12)가 형성된 기판(S12), 그리고 손가락(H)의 터치 및 포인터(P)의 접촉으로부터의 긁힘에 대한 보호를 위한 하드 코팅 기판(ST)이 중첩된 형태를 확인할 수 있다.

이와 같은 제2 실시예에 따른 터치 패드 기능을 구비한 타블렛에 의하면, 감지 영역(A)을 투명 기판으로 형성하고 각 라인 안테나 및 감지 전극(23)을 ITO 등에 의한 투명 전극으로 형성하는 경우에 있어서, 중첩하는 기판의 개수가 적어서, 감지 영역(A)에서의 투명도를 향상시킬 수 있다.

또한, 간단한 구조의 감지 전극(23)에 의해, 손가락(H)의 터치 위치를 정확하게 검출해낼 수 있다.

한편, 상술한 구성에 있어서, 각 감지 전극(23)들이 서로 다른 정전용량 값을 갖는다면, 별도의 제2 멀티플렉서(34)를 배치하지 않고, 출력되는 정전용량의 값을 감지하여 어떤 감지 전극(23)에 손가락(H)이 접촉하였는지를 식별하도록 할 수도 있다.

(제3 실시예)

도 16은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치패드 기능을 구비한 타블렛의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

제3 실시예에 따른 타블렛은, 제2 실시예에 있어서 감지 전극(26,27)의 형태만 상이하다. 즉, 제3 실시예에서의 감지 전극(26,27)은 서로 나란하게 평행으로 배치된 라인 안테나들 사이의 직사각형의 가상의 공간을 대각선으로 분할하여 직각삼각형의 공간을 형성하고, 형성된 직각삼각형 형태의 공간에 전극 패턴을 형성한 것으로 이해될 수 있다.

여기에서, 제2 멀티플렉서(34)는 각각의 직각삼각형 형태의 감지 전극과 연결되어, 각각의 감지 전극(26,27) 중 어느 하나로부터 감지되는, 손가락(H)에 의한 정전 용량의 변화를 터치 검출부(60)로 제3 출력으로서 제공할 수 있게 된다.

이와 같이 제2 방향으로 나란히 배치된 다수의 감지 전극(26,27)에 의하면, 제2 방향을 좌표축으로 하는 터치 좌표를 검출할 수 있게 된다.

한편, 본 제3 실시예에 따른 감지 전극(26,27)에 의하면, 어느 하나의 감지 전극(26 또는 27)은 제1 방향을 따라 선형적으로 전극의 폭이 넓어지거나 좁아지는 형태를 하고 있으며, 이러한 감지 전극(26,27)의 형태에 의해 손가락(H)의 접근에 의해 발생하는 정전 용량의 변화의 크기는, 손가락(H)이 접촉한 위치의 감지 전극(26 또는 27)의 폭에 비례하는 크기로 나타나게 된다. 이에 의해 터치 검출부(60)에서 정전 용량의 크기에 대응하는 전압값을 측정함으로써 감지 전극(26,27) 상에서 제1 방향을 좌표축으로 하는 손가락(H)의 접근 위치를 결정할 수 있다.

더욱, 어떠한 하나의 감지 전극(예를 들면, 26)에 의한 정전 용량뿐만 아니라, 쌍을 이루는 또하나의 직각삼각형 형태의 감지 전극(예를 들면, 27), 더욱, 인접한 제1 라인 안테나(11)를 사이에 두고 인접한 감지 전극에서 출력하는 전압값과의 비교를 통해, 손가락(H)의 위치를 더욱 정확하게 검출할 수 있게 된다.

여기에서, 제2 방향을 향하는 형태의 제2 라인 안테나(12) 및 직각삼각형 형태의 감지 전극들(26',27'), 그리고 이들을 선택하여 구동하기 위한 제1' 멀티플렉서(32') 및 제2' 멀티플렉서(34')를 더욱 구비함으로써, 제1 방향을 좌표축으로 하는 포인터 좌표 및 터치 좌표를 검출할 수 있게 된다.

도 17은, 제1 방향으로 연장된 제1 라인 안테나 및 감지 전극들의 패턴이 기판에 형성된 모습을 나타낸 도면이다.

도면에 의하면, 동일 간격으로 나란하게 배치된 다수의 제1 라인 안테나(11)들 사이의 공간에 직각삼각형 형태의 감지 전극(26,27)이 쌍으로 배치되어 있는 모양을 확인할 수 있다.

도 18은, 제2 방향으로 연장된 제2 라인 안테나 및 감지 전극들의 패턴이 기판에 형성된 모습을 나타낸 도면이다.

도면에 의하면, 동일 간격으로 나란하게 배치된 다수의 제2 라인 안테나(12)들 사이의 공간에 직각삼각형 형태의 감지 전극(26',27')이 쌍으로 배치되어 있는 모양을 확인할 수 있다.

도 19는, 도 17에 도시된 제1 방향으로 연장된 제1 라인 안테나 및 감지 전극들이 형성된 기판과, 도 18에 도시된 제2 방향으로 연장된 제2 라인 안테나 및 감지 전극들이 형성된 기판을 서로 중첩한 형태로서, 각 라인 안테나와 감지 전극들이 직교하도록 교차된 형태를 보여주고 있다.

도 20은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 타블렛에서 제1 및 제2 라인 안테나와 각각의 감지 전극(26,27)의 패턴이 형성된 기판의 단면도를 나타낸다.

도면을 참조하면, 기저 부분에는 보호 기판(SB)이 배치되며, 어느 한 방향으로 배열된 제1 라인 안테나(11) 및 감지 전극(26,27)이 동시에 형성된 기판(S11), 절연을 위한 PET 기판(SP), 또다른 방향으로 배열된 제2 라인 안테나(12) 및 감지 전극이 동시에 형성된 기판(S12), 그리고 손가락(H) 및 포인터(P)로부터의 전극의 보호를 위한 하드 코팅 기판(ST)이 중첩된 형태를 확인할 수 있다.

한편, 본 제3 실시예에 있어서, 쌍으로 배치되는 직각삼각형 형태의 감지 전극(26,27)들은 다음과 같은 방법으로 더욱 정확하게 손가락의 위치를 검출할 수 있다.

도 21a 및 21b, 그리고 도 22는, 손가락의 터치에 대한 좌표를 검출할 수 있는 더욱 개선된 구성을 설명하기 위한 도면이다.

즉, 다수의 전극들을 인접하게 배치하고, 어느 하나의 전극에 전류를 인가하 면, 전류의 흐름에 의해 발생하는 전계가 인접한 다른 전극으로 흘러들어가게 된다. 이때, 전계가 작용하고 있는 전극들에 손가락이 접근하게 되면, 인접한 전극으로 흘러들어가던 전계는 손가락으로 흘러들어가게 된다. 따라서, 다수의 전극이 나란하게 배치된 상태에서 하나씩의 전극에 순차적으로 전류를 인가하게 되면(순차적인 스캔), 손가락이 접근한 전극으로 흘러들어가는 전계에 변화가 발생하게 되고, 이러한 변화를 감지하면 손가락의 위치를 검출할 수 있게 된다.

한편, 전류(구동 전류)가 인가되는 전극을 제1 방향으로 배치하고 전자기력이 흘러들어가는 전극을 제2 방향으로 배치한 상태에서, 제1 방향으로 배치된 전극들 중 하나에 구동 전류를 인가한 상태에서 제2 방향으로 배치된 전극들을 하나씩 스캔하면, 손가락의 접촉 지점을 2차원 좌표로 검출할 수 있게 된다.

이와 같은 터치패드 구동 방식을 션트 방식이라고 칭한다.

도 21a 및 21b는 상술한 전자기력 감지 원리를 적용한 라인 전극이 기판에 형성되어 있는 것을 보여주고 있는 측단면도이다. 이때, 라인 전극들(26 및 26')은 도 19에서와 같이 수직으로 교차하도록 배치되는데, 각 전극들은 서로 절연되어 있는 상태이다.

도 21a는 지면의 수직 방향으로 배치된 라인 전극(26)과 지면과 평행한 라인 전극(26')과, 이러한 전극들을 손가락(H)으로부터 보호하기 위한 터치 표면이 되는 하드 코팅 기판(ST)을 도시하고 있다. 이때, 손가락(H)이 터치 표면에 접근하지 않은 상태에서 라인 전극(26)에 구동 전류를 입력하면, 라인 전극(26)에서 발생하는 전자기력선이 라인 전극(26')으로 입력되게 된다.

도 21b는 구동 전류가 어느 하나의 라인 전극(26)에 입력되고 있는 상태에서, 라인 전극(26)에 손가락이 접근하고 있는 형태를 도시하고 있다. 이때, 라인 전극(26)으로부터의 전자기력선이 손가락(H)에 의해 흡수되어 라인 전극(26')으로 입력되는 전자기력의 크기에 변화가 발생하고 있음을 확인할 수 있다.

도 22는 이러한 라인 전극(26)과 라인 전극(26')이 교차하도록 배치된 감지 영역 및 이러한 감지 영역에서 터치 좌표를 검출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 제2 선택기(34)는 X축으로 늘어선 라인 전극(26)(X축 라인 전극)을 선택하고, 제4 선택기(38)는 Y축 방향으로 늘어선 제2 라인 전극(26')(Y축 라인 전극)을 선택한다.

이러한 구성에서 제2 선택기(34)에 의해 어느 하나의 라인 전극(26)이 선택되어 구동 전류가 인가되면, 제4 선택기(38)에서는 라인 전극(26')을 스캔하여 정전 용량이 변화한 전극을 감지한다. 이러한 스캔 동작을 구비된 모든 라인 전극(26)에 대하여 수행하게 되면 손가락(H)이 접촉한 하나 또는 복수의 지점 및 접촉한 지점의 모양 등을 감지할 수 있게 된다.

이와 같은 구성의 감지 전극들을 상술한 제1 라인 안테나 및 제2 라인 안테나와 각각 동시에 형성하면, 포인터의 좌표를 검출하기 위한 안테나를 위한 기판과 손가락의 좌표를 검출하기 위한 기판을 별도로 배치할 필요가 없기 때문에, 감지 영역을 형성하는 기판의 수가 적어진다. 따라서, 감지 영역을 투명한 기판들로 형 성하는 경우, 투명도를 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 제3 실시예에서, 감지 전극(26,27)의 형태는, 라인 안테나들 사이의 직사각형의 가상의 공간을 대각선으로 분할한 직각삼각형 형태뿐만 아니라, 물결 모양으로 분할한 형태, 분할되지 않은 직사각형 형태 등 다양한 형태로 할 수 있다.

(제4 실시예)

도 23은, 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치패드 기능을 구비한 타블렛에 있어서 감지 영역 중 일부의 라인 안테나 및 감지 전극의 패턴 형태를 나타낸 도면이다.

도 24는, 제4 실시예에 의한 라인 안테나 및 감지 전극의 패턴의 연결을 설명하기 위한 도면이다.

상술한 제3 실시예와 같은 감지 전극 형태에서는, 손가락의 제1 방향의 좌표를 감지하기 위한 제1 감지 전극(121)과 제2 방향의 좌표를 감지하기 위한 제2 감지 전극(122)이 각각 별도의 기판에 형성되어 중첩되거나, 또는 하나의 기판의 양쪽면에 각각 형성된다.

따라서, 적어도 하나의 전극에 대해서는 손가락의 정전 용량이 기판을 통과하여 전달될 수밖에 없고, 기판을 통과하여 전달되는 정전용량을 감지하는 전극에서는 감지 정밀도가 낮을 수밖에 없다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 제1 방향의 좌표를 감지하는 제1 감지 전극(121)과 제2 방향의 좌표를 감지하기 위한 제2 감지 전극(122)을 모두 기판의 동일면에 배치함으로써 감지 정밀도를 향상시키고자 하는 것이다.

제4 실시예에 있어서의 감지 전극은 도 23과 같이, 삼각형 모양의 작은 전극들을 연결한 형태가 된다. 삼각형 전극들은 가로 방향의 제1 라인 안테나(111) 및 세로 방향의 제2 라인 안테나(112)가 형성하는 사각형 공간 내에 배치된다.

도 24를 참조하면, 제2 라인 안테나(112)와제1 감지 전극(121) 및 제2 감지 전극(122)의 각각의 삼각형 형태의 작은 전극들은 기판의 앞면에 배치되며(실선으로 표시), 각각의 작은 삼각형 형태의 전극들을 전기적으로 연결하기 위한 스루홀(129) 및 제1 라인 안테나(111)는 기판의 뒷면에 배치된다(점선으로 표시).

이와 같은 구성에 의하면, 제1 라인 안테나(111) 및 제2 라인 안테나(112)에 의해 전자기력을 방출하는 포인터(P)의 좌표를 검출할 수 있으면서도, 감지 전극들이 기판의 앞면에 배치되어 손가락(H)에 더욱 가깝게 위치할 수 있으므로 손가락(H)의 좌표를 정밀도 높게 검출할 수 있게 된다.

또한, 본 제4 실시예에서도, 제3 실시예에서 설명한 션트 방식의 터치 패드 구동 방식을 적용할 수도 있다.

이어서, 본 발명의 제4 실시예에 적용된 라인 안테나 및 감지 전극의 형태를 이용하면서, 포인터 및 손가락의 제1 방향 및 제2 방향의 좌표를 감지할 수 있도록 하는 기판의 또다른 형태를 설명한다.

도 25는, 제1방향의 포인터 및 손가락의 좌표를 감지하기 위하여 기판에 라인 안테나 및 감지 전극의 패턴이 형성된 모습을 도시한 도면이다. 도 26은, 제2방향의 포인터 및 손가락의 좌표를 감지하기 위하여 기판에 라인 안테나 및 감지 전극의 패턴이 형성된 모습을 도시한 도면이다. 도 25 및 도 26에 도시된 패턴은 ITO 등으로 이루어진 투명 기판에 형성된 각 패턴을 보여주고 있다.

도 27은, 도 25 및 도 26의 패턴이 각각 형성된 기판을 중첩한 형태를 나타낸 도면이다. 도면에서는, 도 26의 파란색 패턴이 상부에 위치하고, 도 26의 오렌지색 패턴이 하부에 위치하고 있는 형태로 도시되어 있다.

이와 같이, 각각의 패턴이 형성된 투명 기판을 서로 중첩하여 배치하게 되면, 손가락(H)에 의한 정전 용량을 감지하기 위한 감지 전극이 서로 중첩되는 부분을 최소화할 수 있고, 또한 감지 전극의 면적을 최대한 확장할 수 있으므로, 손가락(H)의 위치를 감지함에 있어서 정확도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른, 터치패드 기능을 구비한 타블렛의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2는 포인터의 좌표를 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 손가락의 좌표를 검출하는 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 제1 방향으로 연장되어 제2 방향으로 배열된 제1 라인 안테나와 제1 및 제2 아날로그 스위치, 제1 및 제2 멀티플렉서, 제1 비교기 및 터치 검출부의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5는 제2 방향으로 연장되어 제1 방향으로 배열된 제2 라인 안테나와 그에 부속되는 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 6은 제1 방향 및 제2 방향으로 각각 배치된 제1 라인 안테나 및 제2 라인 안테나를 동시에 배치한 구성을 보여주는 도면이다.

도 7은, 제1 라인 안테나가 형성된 기판과, 제2 라인 안테나가 형성된 기판을 중첩시키고 있는 형태를 나타낸 도면이다.

도 9는 도 8b에서와 같이 제1 비교기를 공용하는 경우의 회로 구성의 일례를 보여주는 도면이다.

도 10은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치 패드 기능을 구비한 타블렛에서, 제1 라인 안테나와 제2 안테나의 배치 형태를 보여주기 위한 기판의 단면도이 다.

도 11은, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치패드 기능을 구비한 타블렛의 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.

도 12는 감지 전극의 배치 형태의 일례를 나타낸 도면이다.

도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치패드 기능을 구비한 타블렛에 있어서, 제2 라인 안테나와 감지 전극이 동시에 형성된 기판의 형태를 나타낸 도면이다.

도 14는 제1 라인 안테나가 형성된 기판의 형태를 나타낸 도면이다.

도 19는, 도 17에 도시된 제1 방향으로 연장된 제1 라인 안테나 및 감지 전극들이 형성된 기판과, 도 18에 도시된 제2 방향으로 연장된 제2 라인 안테나 및 감지 전극들이 형성된 기판을 서로 중첩한 형태를 나타낸 도면이다.

도 20은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 타블렛에서 제1 및 제2 라인 안테나와 각각의 감지 전극의 패턴이 형성된 기판의 단면도를 나타낸다.

도 21a 및 도 21b는, 손가락의 터치를 감지할 수 있는 새로운 방식을 설명하기 위한 도면이다.

도 22는 수직 및 수평으로 라인 전극이 교차하도록 배치된 감지 영역 및 이러한 감지 영역에서 터치 좌표 검출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 25는, 제4 실시예에 따른 제1방향의 포인터 및 손가락의 좌표를 감지하기 위하여 기판에 라인 안테나 및 감지 전극의 패턴이 형성된 모습을 도시한 도면이다.

도 26은, 제4 실시예에 따른 제2방향의 포인터 및 손가락의 좌표를 감지하기 위하여 기판에 라인 안테나 및 감지 전극의 패턴이 형성된 모습을 도시한 도면이다.

도 27은, 도 25 및 도 26의 패턴이 각각 형성된 기판을 중첩한 형태를 나타낸 도면이다.

Claims

소정의 감지 영역에서 공진회로를 내장한 포인터의 위치와 손가락의 위치를 동시에 검출하기 위한 타블렛으로서:

상기 감지 영역의 외곽에 형성되어 입력되는 여자 전력에 의해 전자기력을 방출하는 여자 코일과,

상기 감지 영역 내에서, 양측단을 가지며 소정의 감지 영역 내에 제1 방향으로 연장되며 제2 방향을 따라 나란하게 배치된 다수의 제1 라인 안테나와,

상기 제1 라인 안테나의 각각의 일단에 각각 대응하는 다수의 스위칭 단자를 가지며, 온오프 제어 신호에 의해 상기 제1 라인 안테나의 각각의 일단과 상기 스위칭 단자를 접속 및 오프시키는 제1 아날로그 스위치와,

상기 제1 아날로그 스위치의 다수의 스위칭 단자에 각각을 입력으로 하고 하나의 제1 출력을 가지며, 입력되는 제1 선택 신호에 의해 상기 다수의 스위칭 단자 중 어느 하나의 스위칭 단자를 상기 제1 출력으로 하는 제1 멀티플렉서와,

상기 감지 영역 내부에서, 상기 제1 라인 안테나가 배치된 영역을 폐루프로 둘러싸도록 배치된 제1 루프 안테나와,

상기 포인터의 공진 회로가 상기 제1 라인 안테나에 접근함으로써 발생하는, 상기 제1 출력과 상기 제1 루프 안테나에 연결된 제2 출력 사이의 비교전압을 출력하는 제1 비교기와,

포인터 검출 제어 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 멀티플렉서에서 선택한 상기 제1 라인 안테나 중 어느 하나의 위치와 상기 제1 비교기에서 출력하는 비교전압을 이용하여 상기 제1 라인 안테나에 접근한 포인터의 제2 방향을 따른 좌표를 산출하는 포인터 검출부와,

상기 제1 라인 안테나의 타단에 각각 대응하는 다수의 입력을 갖고 하나의 출력을 가지며, 입력되는 제2 선택 신호에 의해 상기 입력 중 어느 하나를 제3 출력으로 하는 제2 멀티플렉서와,

다수의 스위칭 단자를 가지며, 입력되는 모드 제어 신호에 의해 상기 제1 라인 안테나의 각각의 타단을 상기 제1 루프 안테나에 접속시키거나 상기 제2 멀티플렉서의 입력에 연결시키는 제2 아날로그 스위치와,

터치 검출 제어 신호가 입력되는 경우, 상기 손가락에 의해 발생하는 정전 용량의 변화가 감지되는 상기 제2 멀티플렉서에 의해 선택된 상기 제1 라인 안테나 중 어느 하나의 위치를 이용하여 상기 손가락의 제2 방향을 따른 좌표를 산출하는 터치 검출부와,

상기 감지 영역 내에서의 상기 포인터의 위치를 검출하는 타블렛 모드와 상기 손가락의 위치를 검출하는 터치패드 모드로 교대로 동작하며,

상기 타블렛 모드에 있어서는, 상기 포인터를 공진시키기 위하여 상기 여자 코일에 여자 전력을 공급하고, 상기 제1 아날로그 스위치의 모든 스위칭 단자를 온으로 접속하도록 하는 상기 온오프 제어 신호를 출력하고, 상기 제1 멀티플렉서에서 상기 제1 라인 안테나의 적어도 하나의 일단을 상기 제1 출력으로 연결하도록 하는 상기 제1 선택 신호를 출력하고, 상기 제2 아날로그 스위치에서 상기 제1 라 인 안테나의 모든 타단을 상기 루프 안테나에 접속하도록 하는 상기 모드 제어 신호를 출력하고, 상기 포인터 검출부에서 상기 제1 비교기로부터의 상기 비교전압에 의해 상기 포인터의 좌표를 산출하도록 제어하고,

상기 터치패드 모드에 있어서는, 상기 제1 아날로그 스위치의 모든 스위칭 단자를 오프로 하고, 상기 제2 아날로그 스위치가 상기 제1 라인 안테나의 모든 타단을 상기 제2 멀티플렉서의 입력으로 연결하도록 하는 모드 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 멀티플렉서에서 상기 제1 라인 안테나의 적어도 하나의 타단을 상기 제3 출력으로 연결하도록 하는 상기 제2 선택 신호를 출력하고, 상기 터치 검출부에서 상기 제3 출력에 의해 상기 손가락의 좌표를 산출하도록 제어하는 위치 검출 제어부를 포함하여 이루어지는 터치패드 기능을 구비한 타블렛.
제1항에 있어서,

상기 감지 영역 내부에서, 양측단을 가지며 소정의 감지 영역 내에 제2 방향으로 연장되며 제1 방향을 따라 나란하게 배치된 다수의 제2 라인 안테나와,

상기 제2 라인 안테나의 각각의 일단에 각각 대응하는 다수의 스위칭 단자를 가지며, 온오프 제어 신호에 의해 상기 제2 라인 안테나의 각각의 일단과 상기 스위칭 단자를 접속 및 오프시키는 제1' 아날로그 스위치와,

상기 제1' 아날로그 스위치의 다수의 스위칭 단자에 각각을 입력으로 하고 하나의 제1' 출력을 가지며, 입력되는 제1' 선택 신호에 의해 상기 다수의 스위칭 단자 중 어느 하나의 스위칭 단자를 상기 제1' 출력으로 하는 제1' 멀티플렉서와,

상기 감지 영역 내부에서, 상기 제1' 라인 안테나가 배치된 영역을 폐루프로 둘러싸도록 배치된 제1' 루프 안테나와,

상기 포인터의 공진 회로가 상기 제2 라인 안테나에 접근함으로써 발생하는 상기 제1' 출력 및 상기 제1' 루프 안테나에 연결된 제2' 출력 사이의 비교전압을 출력하는 제1' 비교기와,

상기 제2 라인 안테나의 타단에 각각 대응하는 다수의 입력을 갖고 하나의 출력을 가지며, 입력되는 제2' 선택 신호에 의해 상기 입력 중 어느 하나를 제3' 출력으로 하는 제2' 멀티플렉서와,

다수의 스위칭 단자를 가지며, 입력되는 모드 제어 신호에 의해 상기 제2 라인 안테나의 각각의 타단을 상기 제1' 루프 안테나에 접속시키거나 상기 제2' 멀티플렉서의 입력에 연결시키는 제2' 아날로그 스위치와를 더 포함하고,

상기 위치 검출 제어부는, 상기 타블렛 모드 및 상기 터치패드 모드에 따라, 상기 제1' 아날로그 스위치, 상기 제1' 멀티플렉서, 상기 제1' 비교기, 상기 제1' 아날로그 스위치, 상기 제2' 멀티플렉서의 동작을 제어하고,

상기 포인터 검출부는, 상기 타블렛 모드에 있어서 상기 포인터의 제1 방향을 따른 좌표를 더 산출하고,

상기 터치 검출부는 상기 터치패드 모드에 있어서 상기 손가락의 제1 방향을 따른 좌표를 더 산출하는 것을 특징으로 하는 터치패드 기능을 구비한 타블렛.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 위치 검출 제어부는 상기 포인터 및 상기 손가락의 제1 방향을 따른 좌표 및 제2 방향을 따른 좌표를 동시에 또는 교대로 산출하도록 상기 각 부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 터치패드 기능을 구비한 타블렛.
제3항에 있어서,

상기 제1 루프 안테나와 상기 제2 루프 안테나는 일체화되어, 상기 제1 비교기에 입력되는 상기 제2 출력 및 상기 제1' 비교기에 입력되는 상기 제2' 출력은 동일한 노드를 갖는 것을 특징으로 하는 터치패드 기능을 구비한 타블렛.
제3항에 있어서,

상기 제1 비교기 및 상기 제1' 비교기는 일체화되어, 제1 출력 및 제1' 출력이 공통으로 입력되고 또한 제2 출력 및 제2' 출력이 공통으로 입력되는 것을 특징으로 하는 터치패드 기능을 구비한 타블렛.
소정의 감지 영역에서 공진회로를 내장한 포인터의 위치와 손가락의 위치를 동시에 검출하기 위한 타블렛으로서:

상기 감지 영역의 외곽에 형성되어 입력되는 여자 전력에 의해 전자기력을 방출하는 여자 코일과,

상기 감지 영역 내에서, 양측단을 가지며 소정의 감지 영역 내에 제1 방향으로 연장되며 제2 방향을 따라 나란하게 배치되며, 상기 양측단 중 타단들이 서로 공통으로 연결된 다수의 제1 라인 안테나와,

상기 제1 라인 안테나의 각각의 일단에 대응되는 다수의 입력을 갖고 하나의 제1 출력을 가지며, 입력되는 제1 선택 신호에 의해 상기 다수의 입력 중 어느 하나를 상기 제1 출력으로 선택하는 제1 멀티플렉서와,

상기 감지 영역 내부에서, 상기 제1 라인 안테나가 배치된 영역을 폐루프로 둘러싸도록 배치된 제1 루프 안테나와,

상기 포인터의 공진 회로가 상기 제1 라인 안테나에 접근함으로써 발생하는, 상기 제1 출력과 상기 제1 루프 안테나에 연결된 제2 출력 사이의 비교전압을 출력하는 제1 비교기와,

포인터 검출 제어 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 멀티플렉서에서 선택한 상기 제1 라인 안테나 중 어느 하나의 위치와 상기 제1 비교기에서 출력하는 비교전압을 이용하여 상기 제1 라인 안테나에 접근한 포인터의 제2 방향을 따른 좌표를 산출하는 포인터 검출부와,

상기 감지 영역은 바둑판 형태의 다수의 소영역으로 분할되고, 상기 소영역들의 각각에 적어도 하나씩 배치된 다수의 감지 전극과,

상기 감지 전극들 중 어느 하나를 선택하는 제2 멀티플렉서와,

상기 제2 멀티플렉서에서 선택한 상기 어느 하나의 감지 전극으로부터 감지된 정전 용량을 이용하여, 상기 선택된 어느 하나의 감지 전극에 손가락이 접근하였는지의 여부를 판단하여 상기 선택된 어느 하나의 감지 전극의 위치를 이용하여 상기 손가락의 터치 좌표를 산출하는 터치 검출부와,

상기 포인터를 공진시키기 위하여 상기 여자 코일에 여자 전력을 공급하고, 상기 제1 멀티플렉서에서 상기 제1 라인 안테나의 적어도 하나의 일단을 상기 제1 출력으로 연결하도록 하는 상기 제1 선택 신호를 출력하여 상기 포인터의 좌표가 산출되도록 하고,

또한, 상기 제2 멀티플렉서에서 상기 다수의 감지 전극 중 어느 하나를 선택하여 제3 출력으로 연결하도록 하는 상기 제2 선택 신호를 출력하여 상기 손가락의 좌표가 산출되도록 하는 위치 검출 제어부를 포함하여 이루어지는 터치패드 기능을 구비한 타블렛.
제6항에 있어서,

상기 다수의 감지 전극은, 서로 나란하게 배치된 상기 제1 라인 안테나들 사이의 공간 내에 상기 제1 라인 안테나들과 서로 절연된 상태로 배치됨으로써, 상기 제1 라인 안테나들과 동일 기판의 동일 평면에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치패드 기능을 구비한 타블렛.
제6항 또는 제7항에 있어서,

상기 감지 영역 내부에서, 양측단을 가지며 소정의 감지 영역 내에 제2 방향으로 연장되며 제1 방향을 따라 나란하게 배치된 다수의 제2 라인 안테나와,

상기 제2 라인 안테나의 각각의 일단에 대응되는 다수의 입력을 갖고 하나의 제1' 출력을 가지며, 입력되는 제1' 선택 신호에 의해 상기 다수의 입력 중 어느 하나를 상기 제1' 출력으로 선택하는 제1' 멀티플렉서와,

상기 감지 영역 내부에서, 상기 제2 라인 안테나가 배치된 영역을 폐루프로 둘러싸도록 배치된 제1' 루프 안테나와,

상기 포인터의 공진 회로가 상기 제2 라인 안테나에 접근함으로써 발생하는, 상기 제1' 출력과 상기 제1' 루프 안테나에 연결된 제2' 출력 사이의 비교전압을 출력하는 제1' 비교기를 더 포함하고,

상기 위치 검출 제어부는, 상기 제1' 멀티플렉서의 동작을 더 제어하고,

상기 포인터 검출부는, 상기 포인터의 제1 방향을 따른 좌표를 더 산출하고,

상기 터치 검출부는 상기 손가락의 제1 방향을 따른 좌표를 더 산출하는 것을 특징으로 하는 터치패드 기능을 구비한 타블렛.
소정의 감지 영역에서 공진회로를 내장한 포인터의 위치와 손가락의 위치를 동시에 검출하기 위한 타블렛으로서:

상기 감지 영역의 외곽에 형성되어 입력되는 여자 전력에 의해 전자기력을 방출하는 여자 코일과,

상기 감지 영역 내에서, 양측단을 가지며 소정의 감지 영역 내에 제1 방향으로 연장되며 제2 방향을 따라 나란하게 배치되며, 상기 양측단 중 타단들이 서로 공통으로 연결된 다수의 제1 라인 안테나와,

상기 제1 라인 안테나의 각각의 일단에 대응되는 다수의 입력을 갖고 하나의 제1 출력을 가지며, 입력되는 제1 선택 신호에 의해 상기 다수의 입력 중 어느 하 나를 상기 제1 출력으로 선택하는 제1 멀티플렉서와,

상기 감지 영역 내부에서, 상기 제1 라인 안테나가 배치된 영역을 폐루프로 둘러싸도록 배치된 제1 루프 안테나와,

상기 포인터의 공진 회로가 상기 제1 라인 안테나에 접근함으로써 발생하는, 상기 제1 출력과 상기 제1 루프 안테나에 연결된 제2 출력 사이의 비교전압을 출력하는 제1 비교기와,

포인터 검출 제어 신호가 입력되는 경우, 상기 제1 멀티플렉서에서 선택한 상기 제1 라인 안테나 중 어느 하나의 위치와 상기 제1 비교기에서 출력하는 비교전압을 이용하여 상기 제1 라인 안테나에 접근한 포인터의 제2 방향을 따른 좌표를 산출하는 포인터 검출부와,

상기 제1 라인 안테나와 동일 기판상의 동일 평면에 형성되며, 서로 평행하게 배치된 상기 제1 라인 안테나 사이의 공간 내에 상기 제1 라인 안테나와 절연된 상태로 서로 나란하게 배치되고, 각각의 타단이 서로 절연되어 있는 다수의 제1 라인 전극과,

상기 제1 라인 전극의 각각과 연결되어, 상기 제1 라인 전극 중 어느 하나를 선택하는 제2 멀티플렉서와,

상기 선택된 일단으로부터 감지되는 정전 용량을 이용하여, 상기 선택된 일단에 대응하는 상기 제1 라인 전극에 상기 손가락이 접근하였는지의 여부를 판단하여 상기 손가락의 제2 방향을 따른 좌표를 출력하는 터치 검출부와,

상기 포인터를 공진시키기 위하여 상기 여자 코일에 여자 전력을 공급하고, 상기 제1 멀티플렉서에서 상기 제1 라인 안테나의 적어도 하나의 일단을 상기 제1 출력으로 연결하도록 하는 상기 제1 선택 신호를 출력하여 상기 포인터의 좌표가 산출되도록 하고,

또한, 상기 제2 멀티플렉서에서 상기 다수의 제1 라인 전극 중 어느 하나를 선택하여 제3 출력으로 연결하도록 하는 상기 제2 선택 신호를 출력하여 상기 손가락의 좌표가 산출되도록 하는 위치 검출 제어부를 포함하여 이루어지는 터치패드 기능을 구비한 타블렛.
제9항에 있어서,

각각의 상기 제1 라인 전극은 상기 제1 라인 안테나 사이의 공간들 내에 직사각형 형태를 대각선을 따라 분할한 2개의 삼각형 형태로 이루어지고,

각각의 상기 2개의 삼각형 형태의 제1 라인 전극의 각각은 독립적으로 상기 제1 멀티플렉서에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 터치패드 기능을 구비한 타블렛.