KR20160095945A

KR20160095945A - Mobile terminal comprising a stylus pen and a touch panel

Info

Publication number: KR20160095945A
Application number: KR1020150017624A
Authority: KR
Inventors: 이정준; 서정교; 심현재
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2016-08-12

Abstract

The present invention relates to a mobile terminal including a stylus pen and a touch panel. According to an embodiment of the present invention, the mobile terminal, having the stylus pen, includes: the touch panel having a plurality of touch panel electrodes; a stylus pen formed to transmit/receive an electric signal to/from the touch panel by using electrostatic capacity coupling; and a control unit detecting touch pressure of the stylus pen, applied to the touch panel, based on a phase of the received electric signal when the electric signal is received from the stylus pen through the electrostatic capacity coupling.

Description

[0001] The present invention relates to a mobile terminal including a stylus pen and a touch panel,

본 발명은 스타일러스 펜 및 터치 패널을 포함하는 이동 단말기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에서 전기 신호를 송수신하는 것이 가능한 이동 단말기에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile terminal including a stylus pen and a touch panel, and more particularly, to a mobile terminal capable of transmitting and receiving an electric signal between a touch panel and a stylus pen.

휴대폰이나 개인용 컴퓨터 등 다양한 전자기기에서, 문자나 그림 등을 입력하는 수단으로 터치 패널이 사용되고 있다. 터치 패널은 손이나 스타일러스 펜의 터치를 감지하여 전기 신호로 바꾸는 신호 처리를 수행한다.2. Description of the Related Art Touch panels are used as means for inputting characters, pictures, and the like in various electronic devices such as mobile phones and personal computers. The touch panel senses the touch of the hand or the stylus pen and performs signal processing for converting it into an electric signal.

스타일러스 펜에 전자 회로가 내장되는 경우, 단순한 터치 입력뿐만 아니라 스타일러스 펜에서 전기 신호를 발생시켜 이미지의 일부를 선택하거나 드래그하는 등의 마우스 기능을 수행할 수 있다.When an electronic circuit is built in the stylus pen, it can perform a mouse function such as selecting a part of an image or dragging an electric signal from a stylus pen as well as a simple touch input.

이와 같이, 스타일러스 펜에 전자 회로가 내장되어 있는 경우에는, 스타일러스 펜의 전자 회로를 작동시키기 위한 전력이 필요하게 된다. 일 예로, 스타일러스 펜에 배터리를 내장시켜 내장된 배터리로부터 전력을 공급 방법이 있다.In this manner, when an electronic circuit is built in the stylus pen, electric power is required to operate the electronic circuit of the stylus pen. For example, there is a method of supplying power from a built-in battery by incorporating a battery into the stylus pen.

한편, 최근에는 휴대폰 본체에 전원 공급을 위한 별도의 전용 패널을 구비하고, 별도의 전용 패널에서 스타일러스 펜으로 필요한 전력을 무선으로 공급하는 방법이 사용되고 있다.In recent years, a method has been used in which a separate dedicated panel for power supply is provided in a main body of a cellular phone, and a necessary power is supplied wirelessly from a separate dedicated panel to the stylus pen.

(특허문헌 1) JP 4866941 B(Patent Document 1) JP 4866941 B

특허문헌 1에 개시된 전력 공급 기술은 스마트 폰에서 LCD 모듈(3) 아래에 배치되는 별도의 송전 장치(4)에 의하여 수행되는 것이다. 여기서, 상기 송전 장치(4)는 유도 코일에 의하여 스타일러스 펜 내부의 코일로 전력을 전달하는 방법이 개시되어 있다. 즉, 특허문헌 1은 스타일러스 펜으로 전력을 공급하기 위하여 유도 코일을 포함하는 별도의 송전 장치를 LCD 모듈 아래에 배치하고, 스타일러스 펜에 구비된 코일과 송전 장치에 구비된 코일 사이에 인덕티브 커플링을 통해 전력을 송수신한다.The power supply technique disclosed in Patent Document 1 is performed by a separate power transmission device 4 disposed under the LCD module 3 in a smartphone. Here, the power transmission device 4 discloses a method of transmitting electric power to a coil inside the stylus pen by means of an induction coil. That is, in Patent Document 1, a separate power transmission apparatus including an induction coil for supplying power to the stylus pen is disposed under the LCD module, and a coil provided in the stylus pen and an inductive coupling Lt; / RTI >

그러나, 위와 같이, 스타일러스 펜으로 전력을 공급하기 위하여 유도 코일을 포함하는 송전 장치를 LCD 모듈 아래에 별도로 설치하는 것은 비용 상승을 야기시키게 되고, 휴대폰의 두께가 증가하는 문제점이 있다.However, as described above, separately installing a power transmission device including an induction coil below the LCD module to supply power to the stylus pen causes an increase in cost, which increases the thickness of the mobile phone.

또한, 터치 패널의 전극 라인을 코일로 만드는 경우, 터치 패널의 전극선들에 의한 저항 성분이 크기 때문에 회로가 공진 상태가 되기 이전에 에너지가 저항에 의하여 열 에너지로 방출되어, 결국 회로가 공진하지 않는다는 문제점이 있다.In addition, when the electrode line of the touch panel is made into a coil, since the resistance component due to the electrode lines of the touch panel is large, the energy is released as heat by the resistance before the circuit is in the resonance state, There is a problem.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 별도의 송전 장치 없이, 기존의 터치 패널을 이용하여 스타일러스 펜으로 전력을 공급하고, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 신호를 감지하고자 하는 기술에 대한 니즈가 증가하고 있다.In order to solve such a problem, there is an increasing need for a technology for supplying power to the stylus pen using an existing touch panel and sensing a signal received from the stylus pen without a separate power transmission device.

본 발명의 일 목적은 정전 용량 커플링 방식으로 터치 패널과 스타일러스 펜 사이에서 전기 신호를 송수신하는 것이 가능한 스타일러스 펜 및 터치 패널을 포함하는 이동 단말기를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide a mobile terminal including a stylus pen and a touch panel capable of transmitting and receiving an electric signal between a touch panel and a stylus pen by a capacitive coupling method.

본 발명의 다른 일 목적은 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 최적화된 방법을 제공하는 것이 가능한 스타일러스 펜 및 터치 패널을 포함하는 이동 단말기를 제공하는 데에 있다.Another object of the present invention is to provide a mobile terminal including a stylus pen and a touch panel capable of providing an optimized method for detecting the touch pressure of the stylus pen.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기는, 스타일러스 펜이 구비된 이동 단말기로서, 복수의 터치 패널 전극이 구비된 터치패널, 정전 용량 커플링을 이용하여, 상기 터치패널과 전기 신호를 송수신하도록 형성되는 스타일러스 펜 및 상기 스타일러스 펜으로부터 상기 정전 용량 커플링을 통해 전기신호가 수신되면, 상기 수신된 전기신호의 위상에 근거하여 상기 터치패널에 가해진 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 제어부를 포함한다.A mobile terminal according to an exemplary embodiment of the present invention is a mobile terminal having a stylus pen. The mobile terminal includes a touch panel having a plurality of touch panel electrodes, a capacitive coupling, and is configured to transmit and receive an electric signal with the touch panel And a controller for detecting a touch pressure of the stylus pen applied to the touch panel based on the phase of the received electric signal when an electrical signal is received from the stylus pen through the capacitive coupling.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 스타일러스 펜에 전기신호를 공급하도록 상기 터치패널에 전압을 인가하고, 상기 스타일러스 펜은, 상기 터치패널로부터 전기신호가 공급되면, 어느 공진 주파수를 갖도록 공진하며, 상기 스타일러스 펜으로부터 수신된 전기신호의 위상은, 상기 터치패널에 인가된 전압의 주파수 및 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수에 근거하여 결정되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the control unit applies a voltage to the touch panel to supply an electric signal to the stylus pen. When the stylus pen receives an electric signal from the touch panel, the stylus pen resonates to have a certain resonance frequency, The phase of the electric signal received from the stylus pen is determined based on a frequency of a voltage applied to the touch panel and a certain resonance frequency of the stylus pen.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 터치패널에 인가된 전압의 주파수 및 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상에 근거하여 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수를 검출하고, 상기 검출된 어느 공진 주파수를 이용하여 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the controller detects any resonance frequency of the stylus pen based on the frequency of the voltage applied to the touch panel and the phase of the electric signal received from the stylus pen, Thereby detecting the touch pressure of the stylus pen.

실시 예에 있어서, 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수는, 상기 스타일러스 펜의 터치동작에 의하여 다른 공진 주파수로 변경되고, 상기 스타일러스 펜으로부터 수신된 전기신호의 위상은, 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수가 상기 다른 공진 주파수로 변경되는 것에 근거하여 변경되며, 상기 제어부는, 상기 변경된 전기신호의 위상에 근거하여, 상기 터치동작에 의한 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the resonance frequency of the stylus pen is changed to a different resonance frequency by the touch operation of the stylus pen, and the phase of the electric signal received from the stylus pen is different from the resonance frequency of the stylus pen And the control unit detects the touch pressure of the stylus pen by the touch operation based on the phase of the changed electric signal.

실시 예에 있어서, 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상은, 상기 터치패널로 인가하는 전압의 주파수에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.In an exemplary embodiment, the phase of an electrical signal received from the stylus pen varies depending on a frequency of a voltage applied to the touch panel.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 터치패널로 제1 주파수를 갖는 전압을 인가한 후 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 크기가 기준크기보다 작은 경우, 상기 터치패널로 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 갖는 전압을 인가하고, 상기 제2 주파수를 갖는 전압이 인가된 후 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상에 근거하여 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, when the magnitude of the electrical signal received from the stylus pen after applying a voltage having the first frequency to the touch panel is smaller than the reference magnitude, And the touch pressure of the stylus pen is detected based on the phase of the electric signal received from the stylus pen after the voltage having the second frequency is applied.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 수신된 전기신호의 위상 대신, 상기 수신된 전기신호의 신호크기에 근거하여 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 것을 특징으로 한다.The control unit may detect the touch pressure of the stylus pen based on a signal amplitude of the received electric signal instead of a phase of the received electric signal.

실시 예에 있어서, 상기 스타일러스 펜이 어느 공진 주파수로 공진하는 경우, 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는, 상기 터치패널에 인가된 전압의 주파수 및 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수에 근거하여 결정되는 것을 특징으로 한다.In the embodiment, when the stylus pen resonates at a certain resonance frequency, the signal magnitude of the electric signal received from the stylus pen is determined based on a frequency of a voltage applied to the touch panel and a certain resonance frequency of the stylus pen .

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 터치패널에 인가된 전압의 주파수 및 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기에 근거하여 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수를 검출하고, 상기 검출된 어느 공진 주파수에 근거하여 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 것을 특징으로 한다.The control unit may detect any resonance frequency of the stylus pen based on a frequency of a voltage applied to the touch panel and a magnitude of a signal of an electric signal received from the stylus pen, The touch pressure of the stylus pen is detected.

실시 예에 있어서, 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는, 상기 스타일러스 펜의 터치동작에 의하여 변경되고, 상기 제어부는, 상기 변경된 전기신호의 신호크기에 근거하여 상기 터치동작에 의한 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the signal magnitude of the electrical signal received from the stylus pen is changed by a touch operation of the stylus pen, and the control unit controls the stylus pen according to the magnitude of the signal of the changed electrical signal, And the touch pressure of the pen is detected.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 스타일러스 펜에 전기신호를 공급하도록 상기 터치패널에 전압을 인가하고, 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는, 상기 터치패널에 인가되는 전압의 주파수에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the control unit applies a voltage to the touch panel to supply an electric signal to the stylus pen, and a signal size of the electric signal received from the stylus pen is a frequency of a voltage applied to the touch panel .

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 제1 주파수를 갖는 전압을 상기 터치패널로 인가한 후 상기 스타일러스 펜으로부터 수신된 제1 전기신호의 신호크기 및 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 갖는 전압을 상기 터치패널로 인가한 후 상기 스타일러스 펜으로부터 수신된 제2 전기신호의 신호크기에 근거하여, 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, the control unit applies a voltage having a first frequency to the touch panel, and then outputs a signal having a magnitude of a signal of the first electric signal received from the stylus pen and a voltage having a second frequency different from the first frequency And detects a touch pressure of the stylus pen based on a magnitude of a signal of the second electrical signal received from the stylus pen after being applied to the touch panel.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 터치패널로 제1 주파수를 갖는 전압을 인가한 후 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 제1 전기신호의 크기가 기준크기보다 작은 경우, 상기 터치패널로 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 갖는 전압을 인가하고, 상기 제2 주파수를 갖는 전압이 인가된 후 상기 스타일러스 펜으로부터 제2 전기신호가 수신되면, 상기 제2 전기신호의 신호크기 및 상기 제2 주파수에 근거하여 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, when the magnitude of the first electrical signal received from the stylus pen is smaller than a reference magnitude after a voltage having a first frequency is applied to the touch panel, And when a second electrical signal is received from the stylus pen after a voltage having the second frequency is applied, a voltage having a second frequency different from that of the second electrical signal is applied, Thereby detecting the touch pressure of the stylus pen.

본 발명에 따르면, 기존의 터치 패널을 이용하여 스타일러스 펜과 전기 신호를 송수신할 수 있다. 따라서, 코일로 형성된 별도의 전력 공급장치를 구비하지 않아도 되므로, 비용 절감 및 이동 단말기의 두께를 더욱 얇게 만들 수 있다.According to the present invention, an electric signal can be transmitted and received with the stylus pen using an existing touch panel. Therefore, it is not necessary to provide a separate power supply device formed of a coil, so that the cost can be reduced and the thickness of the mobile terminal can be made thinner.

또한, 본 발명은 정전 용량 커플링을 통하여 스타일러스 펜에 전기 신호를 공급하고, 공진 상태에서 발생되는 전기 신호를 통해 터치 패널에 터치를 가할 수 있다. 따라서, 본 발명은 별도의 전원부를 구비하지 않고, 보다 간단한 회로만으로 구성된 스타일러스 펜을 제공할 수 있어, 비용 절감 및 스타일러스 펜의 무게를 더욱 가볍게 만들 수 있다.In addition, the present invention can supply an electric signal to the stylus pen through a capacitive coupling and apply a touch to the touch panel through an electric signal generated in a resonance state. Therefore, the present invention can provide a stylus pen having no separate power source unit and composed of simpler circuits, thereby reducing cost and making the weight of the stylus pen lighter.

또한, 본 발명은 정전 용량 커플링을 통해 스타일러스 펜으로부터 수신된 전기신호의 위상 또는 전기신호의 신호크기에 근거하여 전기신호의 주파수를 검출하고, 이를 이용하여 스타일러스 펜의 터치압력을 추출할 수 있다. 따라서, 본 발명은 전기신호의 주파수를 검출하기 위한 미분기 및 비교기 등의 구성을 추가로 구비하지 않고 전기신호의 주파수를 검출할 수 있어 비용을 절감시킬 수 있다.Further, the present invention can detect the frequency of the electric signal based on the phase of the electric signal received from the stylus pen or the signal magnitude of the electric signal through the capacitive coupling, and extract the touch pressure of the stylus pen using the detected frequency . Therefore, the present invention can detect the frequency of an electric signal without further comprising a configuration such as a differentiator and a comparator for detecting the frequency of the electric signal, thereby reducing the cost.

또한, 본 발명은 정전 용량 커플링을 통해 스타일러스 펜으로부터 수신된 전기신호의 신호크기에 근거하여 전기신호의 주파수를 검출하고, 이를 이용하여 스타일러스 펜의 터치압력을 추출할 수 있는 새로운 스타일러스 펜의 터치압력 검출방법을 제공할 수 있다.The present invention also relates to a method for detecting the frequency of an electrical signal based on the magnitude of a signal of an electrical signal received from a stylus pen through a capacitive coupling and using a touch of a new stylus pen A pressure detection method can be provided.

도 1은 스타일러스 펜 및 터치패널을 구비한 이동 단말기를 나타낸 개념도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치패널에 구비된 터치 패널 전극을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜 및 터치패널이 정전 용량 커플링을 통해 전기신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주파수별 신호크기 특성 및 위상 특성을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a, 도 6b 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating a mobile terminal having a stylus pen and a touch panel.
2A and 2B are conceptual diagrams illustrating a stylus pen according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating a touch panel electrode included in a touch panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a method of transmitting and receiving an electrical signal through a capacitive coupling, according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
5 is a conceptual diagram for explaining frequency-dependent signal size characteristics and phase characteristics according to an embodiment of the present invention.
6A, 6B, and 7 are conceptual diagrams illustrating a method of detecting a touch pressure of a stylus pen based on a phase of an electric signal received from a stylus pen according to an embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram for explaining a method of detecting a touch pressure of a stylus pen based on a signal magnitude of an electric signal received from a stylus pen according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , &Lt; / RTI > equivalents, and alternatives.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등이 포함될 수 있다. The mobile terminal described in this specification includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a slate PC A tablet PC, an ultrabook, a wearable device such as a smartwatch, a smart glass, and a head mounted display (HMD). have.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.However, it will be appreciated by those skilled in the art that the configuration according to the embodiments described herein may be applied to fixed terminals such as a digital TV, a desktop computer, a digital signage, and the like, will be.

도 1을 참조하면, 도 1은 스타일러스 펜 및 터치패널을 구비한 이동 단말기를 나타낸 개념도이다.Referring to FIG. 1, FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a mobile terminal having a stylus pen and a touch panel.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기(10)는 디스플레이부(151)(또는, 터치 스크린(151)), 이를 제어하는 제어부(미도시) 및 스타일러스 펜(20) 등을 포함할 수 있다. The mobile terminal 10 according to an embodiment of the present invention may include a display unit 151 (or a touch screen 151), a controller (not shown) and a stylus pen 20 for controlling the same.

디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치패널(200)(또는, 터치센서)을 포함할 수 있다. The display unit 151 may include a touch panel 200 (or a touch sensor) that senses a touch to the display unit 151 so that a control command can be received by a touch method.

터치패널(200)은, 터치패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 디스플레이부(151)의 윈도우(미도시)와 윈도우의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치패널(200)은 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치패널(200)은, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.The touch panel 200 is formed in a film form having a touch pattern and disposed between a window (not shown) of the display unit 151 and a display (not shown) on the back of the window, or is directly patterned on the back surface of the window It may be a metal wire. Alternatively, the touch panel 200 may be formed integrally with the display. For example, the touch panel 200 may be disposed on the substrate of the display, or may be provided inside the display.

즉, 디스플레이부(151)는 터치 패널(200)와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. That is, the display unit 151 may have a mutual layer structure with the touch panel 200 or may be integrally formed to realize a touch screen.

이러한 디스플레이부(151)는, 이동 단말기(10)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부로써 기능함과 동시에, 이동 단말기(10)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.The display unit 151 may function as a user input unit for providing an input interface between the mobile terminal 10 and a user and may provide an output interface between the mobile terminal 10 and the user.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(10)에서 처리되는 정보를 표시(출력)할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동 단말기(10)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다. The display unit 151 may display (output) information processed by the mobile terminal 10. [ For example, the display unit 151 may display execution screen information of an application program driven by the mobile terminal 10, or UI (User Interface) and GUI (Graphic User Interface) information according to the execution screen information .

디스플레이부(151)는 터치 패널(200)을 이용하여, 정전용량 방식으로 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지할 수 있다.The display unit 151 can sense a touch (or a touch input) applied to the touch screen (or the display unit 151) by using the touch panel 200 in an electrostatic capacity manner.

일 예로서, 터치 패널(200)은, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 패널(200)은, 디스플레이부(151) 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen)(20), 포인터 등이 될 수 있다. As an example, the touch panel 200 may be configured to convert a change in a pressure applied to a specific portion of the touch screen or a capacitance generated in a specific portion to an electrical input signal. The touch panel 200 may be configured to detect a position, an area, a pressure at the time of touch, a capacitance at the time of touch, and the like where a touch object to be touched on the display unit 151 is touched on the touch sensor . Here, the touch object may be a finger, a touch pen, a stylus pen 20, a pointer, or the like as an object to which a touch is applied to the touch sensor.

이와 같이, 터치 패널(200)에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 신호 수신부(또는, 터치 제어기)로 보내진다. 신호 수신부는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다. 여기에서, 신호 수신부는, 제어부와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부 자체일 수 있다. When there is a touch input to the touch panel 200, the signal (s) corresponding thereto is sent to the signal receiving unit (or the touch controller). The signal receiving unit processes the signal (s) and transmits corresponding data to the control unit. Thus, the control unit 180 can know which area of the display unit 151 is touched or the like. Here, the signal receiving unit may be a separate component from the control unit, and may be the control unit itself.

한편, 제어부는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할지는, 현재 이동 단말기(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다. Meanwhile, the control unit may perform different controls or perform the same control according to the type of the touch object touching the touch screen (or a touch key provided in the touch screen). Depending on the kind of the touch target object, whether to perform different controls or to perform the same control may be determined according to the current operating state of the mobile terminal 100 or an application program being executed.

이러한 디스플레이부(151)는 이동 단말기(10)의 구현 형태에 따라 2개 이상 존재할 수 있다. 이 경우, 이동 단말기(10)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.There may be two or more display units 151 according to the embodiment of the mobile terminal 10. In this case, the mobile terminal 10 may be provided with a plurality of display portions which are spaced apart from one another or may be disposed integrally with each other, or may be disposed on different surfaces, respectively.

이동 단말기(10)는, 터치패널(200)을 이용하여 제1 입력 수단으로서 스타일러스 펜(20) 및 제2 입력 수단으로서 손가락 중 적어도 하나에 의해 가해지는 터치(또는 입력)를 감지할 수 있다. 구체적으로, 터치패널(200)은 제1 및 제2 입력수단 중 적어도 하나에 의해 터치가 가해지면, 상기 터치에 의해 발생된 신호를 제어부로 전송한다.The mobile terminal 10 can sense the touch (or input) applied by at least one of the stylus pen 20 as the first input means and the finger as the second input means using the touch panel 200. [ Specifically, when a touch is applied by at least one of the first and second input means, the touch panel 200 transmits a signal generated by the touch to the control unit.

또한, 제어부(180)는, 전송된 신호에 근거하여 터치를 가한 입력 수단의 종류를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(180)는 전송된 신호에 근거하여 터치가 가해진 지점(위치, 부분)을 검출할 수 있다.Further, the control unit 180 can determine the type of the input means to which the touch is applied based on the transmitted signal. Further, the control unit 180 can detect a point (position, part) where the touch is applied based on the transmitted signal.

이하, 본 명세서에서는, 터치 패널로 사용자 명령을 입력하기 위한 수단으로 스타일러스 펜을 예로 들어 설명한다. 본 발명은 이러한 스타일러스 펜으로 전기 신호를 공급하고, 상기 스타일러스 펜으로부터 전달되는 전기 신호를 감지하는 방법에 대한 것이다. Hereinafter, a stylus pen will be described as an example of a means for inputting a user command on the touch panel. The present invention relates to a method for supplying an electric signal with such a stylus pen and sensing an electric signal transmitted from the stylus pen.

구체적으로, 본 발명은 터치패널(200)의 전극에 전압을 인가하고, 스타일러스 펜(20)과 터치패널(200)의 전극 사이에 형성되는 커플링 용량(정전 용량 커플링)을 통하여, 터치 패널(200)의 전극에서 스타일러스 펜(20)으로 전기 신호를 공급하는 방법에 관한 것이다.Specifically, in the present invention, a voltage is applied to an electrode of a touch panel 200, and a voltage is applied to the touch panel 200 through a coupling capacitance (capacitive coupling) formed between the stylus pen 20 and the electrode of the touch panel 200, To a method of supplying an electric signal from the electrode of the stylus pen (200) to the stylus pen (20).

또한, 본 발명은 스타일러스 펜(20)과 터치패널(200) 사이에 형성되는 커플링 용량(정전 용량 커플링)을 통하여 스타일러스 펜(20)에서 발생되는 전기신호(예를 들어, LC 공진 신호)를 터치 패널(200)로 전달하는 방법에 관한 것이다.The present invention is also applicable to an electric signal (for example, an LC resonance signal) generated in the stylus pen 20 through a coupling capacitance (capacitive coupling) formed between the stylus pen 20 and the touch panel 200, To the touch panel (200).

여기에서, 본 발명은 스타일러스 펜(20)과 신호 수신부(또는, 제어부) 사이에서 정전 용량 방식으로 전기신호를 전달하기 위해, 별도의 추가구성 없이, 터치 패널의 TX전극(드라이빙 전극 또는 구동전극) 또는 RX 전극(센싱 전극)을 이용한다는 특징이 있다.In order to transmit an electric signal between the stylus pen 20 and the signal receiving unit (or the control unit) in a capacitive manner, the TX electrode (driving electrode or driving electrode) of the touch panel, Or an RX electrode (sensing electrode) is used.

또한, 본 발명의 스타일러스 펜(20)은 터치패널(200)로 전기신호를 공급하기 위해 별도의 전원부를 구비하지 않고, LC회로를 이용하여 터치패널(200)로부터 전기신호를 공급받고, LC회로를 이용하여 터치패널(200)로 전기신호를 전달한다는 특징이 있다.In addition, the stylus pen 20 of the present invention does not have a separate power supply for supplying an electric signal to the touch panel 200, and receives an electric signal from the touch panel 200 using an LC circuit, And transmits the electric signal to the touch panel 200 using the touch panel 200. [

또한, 본 발명은 정전 용량 커플링을 통해 스타일러스 펜(20)으로부터 터치 패널(200)로 전기신호가 수신되면, 수신된 전기신호를 이용하여 스타일러스 펜의 위치(또는, 스타일러스 펜(20)이 터치된 지점(위치, 좌표 등))를 검출하는 방법에 관한 것이다.
In addition, when an electric signal is received from the stylus pen 20 through the electrostatic capacitive coupling to the touch panel 200, the position of the stylus pen (or the position of the stylus pen 20) (Position, coordinates, and the like)) of the object.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜을 나타낸 개념도이다.Hereinafter, a stylus pen according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. 2A and 2B are conceptual diagrams illustrating a stylus pen according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜(20)은, 트랜지스터나 다이오드 등의 전력 소모 소자는 사용하지 않고, 코일 L소자(Ls)와, 커패시터 C소자(ΔC 및 CS)로 구성되는 LC회로(22)(또는 LC 공진 회로)를 포함한다. 여기서, 상기 LC회로(200)에는 스타일러스 펜(20)이 가압되는 힘에 따라 캐패시턴스가 변화하는 가변 용량 커패시터(ΔC)가 포함될 수 있다.2A, a stylus pen 20 according to an embodiment of the present invention may be configured such that a coil L element Ls, a capacitor C element C and a capacitor C element C are used without using a power dissipation element such as a transistor or a diode, CS) or an LC circuit 22 (or an LC resonance circuit). Here, the LC circuit 200 may include a variable capacitance capacitor C whose capacitance changes according to a force applied to the stylus pen 20. [

LC회로(22)는 기본적으로 전력을 소비하지 않기 때문에, 스타일러스 펜(20) 내의 회로를 구동시키기 위한 별도의 전원을 구비하지 않아도 된다.Since the LC circuit 22 basically does not consume power, a separate power source for driving the circuit in the stylus pen 20 may not be provided.

스타일러스 펜(20)의 LC회로(22)의 공진 동작을 개시하기 위해서, 공진 동작의 개시 신호를 줄 필요가 있다. 이러한 개시 신호를 주는 것은 공진의 초기 조건을 부여하는 것으로, 구체적으로는, 외부(터치 패널(200))에서 전기 신호(또는, 전력 에너지)를 공급받는 것을 의미한다.In order to start the resonance operation of the LC circuit 22 of the stylus pen 20, it is necessary to give a start signal of the resonance operation. To give such a start signal is to give an initial condition of resonance, specifically, to receive an electric signal (or electric energy) from the outside (touch panel 200).

스타일러스 펜(20)과 터치패널(200) 사이에는 정전 용량 커플링을 통해 상호 캐패시턴스 CM이 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 스타일러스 펜(20)과 터치패널(200)은, 인덕티브 커플링을 사용하지 않으며, 정전 용량 커플링에 의해 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에 형성되는 상호 캐패시턴스 CM(정전 용량 커플링에 의해 캐패시턴스 CM)을 통해 전기 신호를 송수신할 수 있다.A mutual capacitance CM may be formed between the stylus pen 20 and the touch panel 200 through a capacitive coupling. That is, the stylus pen 20 and the touch panel 200 of the present invention do not use the inductive coupling, and the mutual capacitance formed between the touch panel 200 and the stylus pen 20 by the capacitive coupling It is possible to transmit and receive electric signals through CM (capacitance CM by capacitance coupling).

상기 스타일러스 펜(20)과 터치패널(200) 사이에 형성되는 상호 캐패시턴스 CM의 크기는 스타일러스 펜(20)과 터치패널(200)의 거리가 가까울수록 커지게 되고, 스타일러스 펜(20)과 터치패널(200) 사이의 가용면적이 커질수록 커지게 된다.The size of the mutual capacitance CM formed between the stylus pen 20 and the touch panel 200 increases as the distance between the stylus pen 20 and the touch panel 200 increases. The larger the usable area between the electrodes 200 becomes.

이를 위해, 터치 패널(200)에는 AC전압이 인가된다. 스타일러스 펜(20)은 AC전압이 인가된 터치패널(200)로부터 AC전압에 해당하는 전기신호(전력 에너지)를 정전 용량 커플링을 통해 공급받게 된다. 터치 패널(200)로부터 전송되는 전기 신호에 의해, 스타일러스 펜(20)에 구비된 LC회로(22)에서는 공진이 발생된다. To this end, an AC voltage is applied to the touch panel 200. The stylus pen 20 receives an electric signal (power energy) corresponding to the AC voltage from the touch panel 200 to which the AC voltage is applied through the electrostatic capacitive coupling. Resonance is generated in the LC circuit 22 provided in the stylus pen 20 by an electric signal transmitted from the touch panel 200. [

보다 상세히 설명하면, AC 전압의 주파수와 LC 공진 주파수가 서로 다른 경우, 스타일러스 펜(20)의 LC회로(22)는 LC 공진 주파수 성분을 갖는 진동과, AC 전원의 주파수 성분을 갖는 진동이 혼합된 진동이 이루어진다.More specifically, when the frequency of the AC voltage and the LC resonance frequency are different from each other, the LC circuit 22 of the stylus pen 20 mixes the vibration having the LC resonance frequency component and the vibration having the frequency component of the AC power source Vibration is achieved.

LC 공진 자체는 전력의 소비를 수반하지 않기 때문에, AC 전력 공급을 중단하더라도, LC 회로(22)에서는 계속 LC 공진을 유지된다. 다만, 실제에 있어서는, LC회로(22)를 구성하는 배선 및 인덕터L 등에 저항 성분이 존재하고, 그 저항에 의해 진동 에너지가 열 에너지로 방출(소모)된다. 따라서, LC 공진의 진폭은, 시간이 지남에 따라, 점차 감쇄하여 간다. 이때, AC 전압을 계속하여 공급하더라도, LC 공진의 감쇄는 지속되고, 결국 LC 공진 주파수 성분의 진동은 제로가 된다. 다만, AC 전원의 주파수 성분을 갖는 진동은, AC 전원을 계속하여 공급하는 동안에는, 감쇄하지 않고 계속하여 존재한다.Since the LC resonance itself does not involve consumption of electric power, even if the AC power supply is interrupted, the LC circuit 22 maintains LC resonance continuously. In practice, however, resistance components exist in the wiring and the inductor L constituting the LC circuit 22, and the vibration energy is released (consumed) as thermal energy. Therefore, the amplitude of the LC resonance gradually decays as time passes. At this time, even if the AC voltage is continuously supplied, the attenuation of the LC resonance continues, and as a result, the oscillation of the LC resonant frequency component becomes zero. However, the vibration having the frequency component of the AC power source continues to exist without attenuation while the AC power is continuously supplied.

터치패널(200)에 인가되는 AC 전압의 공급을 중단되면, 지금까지 AC 전압의 주파수로 진동하던 LC 공진 회로는, 즉시 AC 전원 주파수에서의 진동은 멈추고, LC 공진 주파수로 진동을 시작한다. When the supply of the AC voltage applied to the touch panel 200 is stopped, the LC resonance circuit which has oscillated at the frequency of the AC voltage so far immediately stops oscillation at the AC power supply frequency and starts oscillation at the LC resonance frequency.

한편, 상기 LC 공진 주파수는, LC회로(22)에 구비된 L소자의 코일용량과 C소자의 정전용량에 의해 정의될 수 있다. 여기서, LC회로(22)에는 고정 용량 캐패시턴스CS와 가변 용량 캐패시턴스ΔC가 포함된다. On the other hand, the LC resonance frequency can be defined by the coil capacitance of the L element provided in the LC circuit 22 and the capacitance of the C element. Here, the LC circuit 22 includes a fixed capacitance Cs and a variable capacitance C.

상기 가변 용량 캐패시턴스 ΔC는, 일 예로, 스타일러스 펜(20)에 외력에 가해지는 것에 의해 변경될 수 있다. 여기서, 상기 스타일러스 펜(20)에 외력이 가해지는 것은, 사용자에 의해 스타일러스 펜(20)이 터치패널(200)에 터치(또는, 압력)되는 경우이거나, 스타일러스 펜(20)에 구비된 가변 용량 커패시턴스ΔC를 변화시킬 수 있는 버튼에 압력이 가해지는 경우 등이 있을 수 있다.The variable capacitance C can be changed, for example, by applying an external force to the stylus pen 20. An external force is applied to the stylus pen 20 when the stylus pen 20 touches (or pressurizes) the touch panel 200 by the user or when the stylus pen 20 has a variable capacity A case where a pressure is applied to a button that can change the capacitance? C, and the like.

외력에 의해 LC회로(22)에 포함된 가변 용량 캐패시턴스 ΔC가 변경되면, LC회로(22)의 LC 공진 주파수는 변경될 수 있다. 이에 따라, 스타일러스 펜(20)에서 출력되는 전기신호의 LC 공진 주파수는 변경되며, 제어부는 터치패널(200)에서 감지되는 변경된 LC 공진 주파수를 이용하여 터치패널(200)에 터치가 가해진 스타일러스 펜(20)의 압력을 검출할 수 있다.When the variable capacitance C included in the LC circuit 22 is changed by an external force, the LC resonance frequency of the LC circuit 22 can be changed. Accordingly, the LC resonance frequency of the electric signal output from the stylus pen 20 is changed, and the control unit controls the stylus pen 20 to be touched with the touch panel 200 using the changed LC resonance frequency sensed by the touch panel 200 20 can be detected.

예를 들어, 가변 커패시터의 용량 ΔC은 스타일러스 펜(20)이 터치패널(200)에 가하는 터치압력(또는, 필압)에 근거하여 다른 값을 취한다. 이에 따라, LC 공진 주파수도 그에 따라 다른 값이 된다. 즉, 터치가 가해지기 전에 스타일러스 펜(20)에서 터치 패널로 부가되는 제1 전기 신호는 상기 ΔC의 변경에 따라 상기 제1 전기신호에 포함된 LC 공진 주파수와 다른 주파수를 갖는 제2 전기 신호로 변경되며, 상기 제2 전기 신호에 근거하여 필압을 검출하는 것이다. For example, the capacity? C of the variable capacitor takes different values based on the touch pressure (or pressure) applied to the touch panel 200 by the stylus pen 20. [ As a result, the LC resonance frequency also becomes a different value. That is, the first electrical signal added to the touch panel from the stylus pen 20 before the touch is applied is converted into a second electrical signal having a frequency different from the LC resonance frequency included in the first electrical signal, And detects the pressure based on the second electrical signal.

본 발명에서 필압을 검출하는 원리는, 스타일러스 펜에 내장된 LC 공진 회로가 발생시키는 공명 신호의 주파수(정확하게는 변경된 공명 신호의 주파수)를 검출하는 것으로 이해되어질 수 있다.The principle of detecting the pressure in the present invention can be understood as detecting the frequency of the resonance signal (accurately, the frequency of the resonance signal) generated by the LC resonance circuit incorporated in the stylus pen.

다시 돌아와, 터치패널(200)에 대한 AC전압 인가가 중단되면, 터치패널(200)은 스타일러스 펜(20)으로부터 LC 공진 주파수를 갖는 전기신호를 수신한다. 구체적으로, 스타일러스 펜(20)은 터치패널(200)로부터 AC 전압에 해당하는 전기신호의 공급이 중단되면, 터치패널(200)로 LC회로(22)에서 공진하는 전기신호를 정전 용량 커플링을 통해 터치패널(200)로 전송한다.When the application of the AC voltage to the touch panel 200 is stopped, the touch panel 200 receives an electric signal having the LC resonance frequency from the stylus pen 20. [ More specifically, when supply of the electric signal corresponding to the AC voltage is stopped from the touch panel 200, the stylus pen 20 transmits the electric signal resonated by the LC circuit 22 to the touch panel 200 through the electrostatic capacitive coupling To the touch panel (200).

제어부는 터치패널(200)로 수신된 전기신호에 근거하여 스타일러스 펜(20)의 위치(또는, 스타일러스 펜(20)이 터치패널(200)에 터치된 지점), 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다. The control unit detects the position of the stylus pen 20 (or the point at which the stylus pen 20 is touched to the touch panel 200) based on the electric signal received by the touch panel 200, .

상기 스타일러스 펜(20)의 위치를 검출하는 구체적인 방법은 첨부된 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
A specific method of detecting the position of the stylus pen 20 will be described later with reference to the accompanying drawings.

이하에서는, 도 2b를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜(20)을 보다 구체적으로 살펴본다. Hereinafter, the stylus pen 20 according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2B.

본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜(20)은, 정전 용량 커플링을 이용하여, 상기 터치 패널(200)과 전기 신호를 송수신하도록 형성될 수 있다. 터치 패널과의 사이에서 정전 용량 커플링을 발생시키기 위한 스타일러스 펜(20)은, 본체(21), 도체로 형성되며, 상기 본체(21)의 외부로 돌출되어 터치패널(200)에 터치를 가하도록 형성되는 펜 팁(23)을 포함할 수 있다. 또한, 스타일러스 펜(20)은 상기 본체(21) 내에 구비되고, 인덕터(Ls) 및 캐패시터(Cs, ΔC)를 포함하는 LC회로(22)를 포함할 수 있다. The stylus pen 20 according to an embodiment of the present invention may be formed to transmit and receive an electric signal with the touch panel 200 using an electrostatic capacitive coupling. The stylus pen 20 for generating electrostatic capacitive coupling with the touch panel is formed of a main body 21 and a conductor and protrudes to the outside of the main body 21 to touch the touch panel 200 (Not shown). The stylus pen 20 may also include an LC circuit 22 provided in the main body 21 and including an inductor Ls and capacitors Cs and C.

상기 LC 회로(22)는 터치 패널(200)과의 사이에서 정전 용량 커플링이 발생되도록 펜 팁(23)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 LC 회로(22)와 펜 팁(23)이 전기적으로 연결되는 것에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다. 먼저, 각 구성들에 대한 상세한 설명을 보다 구체적으로 설명한다.The LC circuit 22 may be electrically connected to the pen tip 23 to generate a capacitive coupling with the touch panel 200. A more detailed description of the electrical connection between the LC circuit 22 and the pen tip 23 will be described later. First, a detailed description of each configuration will be described in more detail.

본체(21)는 스타일러스 펜(20)의 외관을 이루는 케이스 역할을 한다. 본체(21)의 내부에는 공간이 형성될 수 있으며, 상기 공간에는 LC회로(22), 전도성 부재(24) 등 스타일러스 펜(20)을 구성하는 구성요소들이 배치될 수 있다.The main body 21 serves as a case that forms the appearance of the stylus pen 20. [ A space may be formed in the main body 21 and components constituting the stylus pen 20 such as the LC circuit 22 and the conductive member 24 may be disposed in the space.

상기 본체(21)는 다양한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 본체(21)는 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.The main body 21 may be formed of various materials. For example, the main body 21 may be formed by injection molding synthetic resin, or may be formed of metal such as stainless steel (STS), aluminum (Al), titanium (Ti), or the like.

상기 본체(21)는 스타일러스 펜(20)의 외관을 형성하므로, 상기 외관을 일정 수준 유지할 수 있는 기준 강도 이상의 물질이기만 하면 어떤 물질이든 상관이 없다. 구체적으로, 본체(21)는 전도성 물질 또는 비전도성 물질 등을 포함할 수 있으나, 상기 스타일러스 펜(20)을 사용하는 물체(예를 들면, 사용자의 손)에 의해 전기 신호가 흐르는 것을 방지하기 위해 비전도성 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 스타일러스 펜(20)을 사용하는 물체에 의해 전기 신호가 흐르게 되면, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 정전 용량 커플링을 통해 송수신되는 전기 신호가 변경되어, 터치 지점을 결정하는데 이용되는 전기 신호가 불안정해지기 때문이다.Since the main body 21 forms an outer appearance of the stylus pen 20, any substance may be used as long as it is a material having a reference strength that can maintain the appearance at a certain level. The stylus pen 20 may be formed of a conductive material or a nonconductive material. The stylus pen 20 may be formed of a conductive material or a nonconductive material. It is preferable to be formed of a nonconductive material. When an electric signal flows through an object using the stylus pen 20, an electric signal transmitted and received through the capacitive coupling between the touch panel 200 and the stylus pen 20 is changed to determine a touch point The electric signal used becomes unstable.

한편, 본 발명의 스타일러스 펜(20)은 본체(100)의 외부로 돌출되어 터치 패널에 터치를 가하도록 형성되는 펜 팁(23)을 포함할 수 있다. 상기 펜 팁(23)은 도체로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 펜 팁(23)은 펜 팁(23)을 형성하는 물질 전체가 도체로 형성되거나 상기 펜 팁(23)의 표면을 형성하는 부분만 도체로 형성될 수 있다.Meanwhile, the stylus pen 20 of the present invention may include a pen tip 23 protruding outside the main body 100 and formed to touch the touch panel. The pen tip 23 may be formed of a conductor. Specifically, the pen tip 23 may be formed by a conductor formed entirely of the material forming the pen tip 23, or only a portion forming the surface of the pen tip 23.

또한, 상기 펜 팁(23)은 LC회로(22)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 전기적으로 연결된다는 것은 도체로 형성된 펜 팁(23)과 상기 LC회로(22)가 전기신호를 직접적으로 송수신할 수 있는 물체(예를 들어, 전선, 배선)로 연결되어 있는 것을 의미할 수 있다.In addition, the pen tip 23 may be electrically connected to the LC circuit 22. Here, the electrical connection means that the pen tip 23 formed of a conductor and the LC circuit 22 are connected by an object (for example, electric wire, wiring) capable of directly transmitting and receiving electric signals have.

본 발명에서는 상기 펜 팁(23)을 도체로 형성하고, 상기 펜 팁(23)과 LC회로(22)를 전기적으로 연결함으로써, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 정전 용량 커플링을 통해 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다.In the present invention, the pen tip 23 is formed as a conductor, and the pen tip 23 and the LC circuit 22 are electrically connected to each other by electrostatic coupling between the touch panel 200 and the stylus pen 20. [ It is possible to increase the size of the electric signal transmitted /

구체적으로, 정전 용량 커플링은, 터치 패널(200)의 터치 패널 전극과 스타일러스 펜(20)의 LC회로(22)를 구성하는 캐패시터(C소자) 사이에서 발생될 수 있다. 즉, 정전 용량 커플링은 터치 패널 전극에 존재하는 부유 용량 CP과 LC회로(22)에 포함된 캐패시터(Cs, ΔC)가 인접함에 따라 발생될 수 있다. 또한, 상기 정전 용량 커플링이 발생됨에 따라, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에는 상호 캐패시턴스(CM)가 발생(형성)될 수 있다. Specifically, the capacitive coupling can be generated between the touch panel electrode of the touch panel 200 and the capacitor (C element) constituting the LC circuit 22 of the stylus pen 20. That is, the capacitive coupling can be generated as the stray capacitance CP existing in the touch panel electrode and the capacitors Cs and C included in the LC circuit 22 are adjacent to each other. In addition, as the capacitive coupling is generated, a mutual capacitance CM can be generated (formed) between the touch panel 200 and the stylus pen 20. FIG.

터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 송수신되는 전기 신호는 상기 상호 캐패시턴스(CM)와 관련이 있을 수 있다. 즉, 상기 상호 캐패시턴스(CM)가 커질수록, 상기 송수신되는 전기 신호의 크기는 증가하게 된다.Electrical signals transmitted between the touch panel 200 and the stylus pen 20 may be related to the mutual capacitance CM. That is, as the mutual capacitance CM increases, the magnitude of the electric signal transmitted / received increases.

여기서, 상기 전기 신호의 크기가 증가한다는 것은, 전기 신호 자체의 크기가 커지는 것, 전기 신호의 송수신율이 증가한다는 것, 전기 신호의 양이 많아진다는 것 등을 포함하는 의미로 이해되어야 한다.Here, the increase in the size of the electrical signal means that the size of the electrical signal itself increases, the transmission / reception ratio of the electrical signal increases, and the amount of the electrical signal increases.

상기 LC회로(22)의 캐패시터는, 상기 펜 팁(23)과 LC회로(22)를 전기적으로 연결됨에 따라, 상기 펜 팁(22)에 위치하는 효과를 가지게 된다. 나아가, 터치 패널(200)의 터치 패널 전극과 스타일러스 펜(20)의 캐패시터 사이의 거리는, LC회로(22)가 도체로 형성된 펜 팁(23)과 전기적으로 연결되기 전보다 더 가까워지는 효과를 갖는다.The capacitor of the LC circuit 22 has an effect of being positioned on the pen tip 22 as the pen tip 23 and the LC circuit 22 are electrically connected to each other. Furthermore, the distance between the touch panel electrode of the touch panel 200 and the capacitor of the stylus pen 20 has the effect of making the LC circuit 22 closer to the pen tip 23, which is formed by the conductor, before it is electrically connected.

여기서, 상기 상호 캐패시턴스(CM)는, 캐패시터의 특성상 상호 캐패시턴스를 형성하는 두 물체(터치 패널 전극과 펜 팁)사이의 거리가 가까워짐에 따라 커지게 된다. 따라서, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20)사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기는, LC회로(22)가 도체로 형성된 펜 팁(22)에 전기적으로 연결됨에 따라 증가하게 된다.Here, the mutual capacitance (CM) increases as the distance between two objects (touch panel electrode and pen tip) forming mutual capacitance due to the characteristics of the capacitor becomes closer. Accordingly, the magnitude of the electric signal transmitted / received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 increases as the LC circuit 22 is electrically connected to the pen tip 22 formed of a conductor.

스타일러스 펜(20)은 터치 패널(200)에서 전송되는 전기 신호를 도체로 형성된 펜 팁(23)을 통해 수신하고, 상기 수신한 전기 신호를 펜 팁(23)과 전기적으로 연결되는 LC회로(22)로 공급할 수 있다. 즉, 상기 LC회로(22)에서는 상기 펜 팁(23)으로부터 공급되는 전기 신호에 의해 공진이 발생될 수 있다. The stylus pen 20 receives an electric signal transmitted from the touch panel 200 through a pen tip 23 formed of a conductor and transmits the received electric signal to an LC circuit 22 electrically connected to the pen tip 23 ). That is, in the LC circuit 22, resonance may be generated by an electrical signal supplied from the pen tip 23. [

따라서, LC회로(22)는, 펜 팁(23)을 통해 전기 신호를 공급받음으로써, 터치 패널 전극과 직접 전기 신호를 송수신할 때보다 빠르게 공진 상태에 진입할 수 있다.Accordingly, the LC circuit 22 can enter the resonance state faster than when the electric signal is directly supplied to the touch panel electrode by receiving the electric signal through the pen tip 23.

또한, 스타일러스 펜(20)은 LC회로(22)에서 발생되는 전기 신호를 터치패널(200)로 전송할 수 있다. 상기 LC회로(22)에서 발생되는 전기 신호는, 상기 LC회로(22)와 전기적으로 연결되는 도체로 형성된 펜 팁(23)을 통해 정전 용량 커플링 방식에 따라 터치 패널(200)로 전송될 수 있다.Further, the stylus pen 20 can transmit an electric signal generated by the LC circuit 22 to the touch panel 200. The electric signal generated in the LC circuit 22 can be transmitted to the touch panel 200 according to the electrostatic capacitive coupling method through the pen tip 23 formed of a conductor electrically connected to the LC circuit 22 have.

위에서 설명한 것과 마찬가지로, LC회로(22)에서 발생되는 전기 신호를 도체로 형성된 펜 팁(23)을 통해 터치 패널(200)로 송신함에 따라, 터치 패널(200)에서 수신되는 상기 전기신호의 신호크기는 증가될 수 있다.The electric signal generated in the LC circuit 22 is transmitted to the touch panel 200 through the pen tip 23 formed by a conductor so that the signal level of the electric signal received by the touch panel 200 Can be increased.

한편, 펜 팁(23)은 다양한 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 상기 펜 팁(23)이 하나의 밑면과 하나의 꼭지점을 갖는 뿔 형태로 형성되고, 상기 뿔 형태인 펜 티(23)의 꼭지점이 본체(21)의 외부로 향하도록 배치된 경우, 펜 팁(23)과 터치패널(200) 사이에 송수신되는 전기 신호의 크기는, 상기 펜 팁(23)이 기울어짐에 따라 증가할 수 있다. On the other hand, the pen tip 23 may have various shapes. For example, when the pen tip 23 is formed in the shape of a horn having one bottom surface and one vertex, and the vertex of the horn-shaped pentette 23 is directed to the outside of the main body 21, The size of the electric signal transmitted and received between the pen tip 23 and the touch panel 200 may increase as the pen tip 23 tilts.

구체적으로, 뿔 형태인 펜 팁(23)이 기울어지면, 정전 용량 커플링에 의해 생성된 상호 캐패시턴스가, 면적에 비례하고, 거리에 반비례하는 캐패시터의 특성상 커지게 되므로, 스타일러스 펜(20)과 터치 패널(200) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기는 상기 펜 팁(23)이 기울어지는 정도에 비례하여 증가하게 된다.Specifically, when the pen tip 23, which is in the shape of a horn, is inclined, the mutual capacitance generated by the capacitive coupling is proportional to the area and increases due to the characteristics of the capacitor in inverse proportion to the distance. The size of the electric signal transmitted / received between the panel 200 increases in proportion to the degree of inclination of the pen tip 23.

다른 예로, 펜 팁(23)은 반 구의 형태로 형성되고, 상기 반 구로 형성된 펜 팁(23)의 밑면이 본체에 접촉되도록 배치된 경우, 펜 팁(23)과 터치패널(200) 사이에 송수신되는 전기 신호의 크기는, 스타일러스 펜(20)이 기울어지더라도 일정하게 유지될 수 있다. 이 경우, 본 발명에서는 스타일러스 펜이 기울어지더라도, 터치 패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 안정성을 증진시킬 수 있다.The pen tip 23 is formed in the shape of a hemisphere and when the bottom surface of the pen tip 23 formed in the hemisphere is disposed to be in contact with the main body, The size of the electric signal can be kept constant even if the stylus pen 20 is tilted. In this case, even if the stylus pen is tilted in the present invention, the stability of the electric signal transmitted and received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 can be improved.

본 발명의 스타일러스 펜은 상기 본체 내에 구비되며, 상기 LC회로와 전기적으로 연결되어 상기 전기 신호의 크기를 증가시키는 전도성 부재(24)를 더 포함할 수 있다. 상기 전도성 부재(24)는, 도 2b에 도시된 것과 같이, 본체(21)의 내부에 구비될 수 있으며, LC회로(22)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 전기적으로 연결된다는 것은, LC회로(22)가 펜 팁(23)과 전기적으로 연결되는 것과 마찬가지로 전도성 부재(24)와 상기 LC회로(22)가 전기신호를 직접적으로 송수신할 수 있는 물체(예를 들어, 전선)로 연결되어 있는 것을 의미할 수 있다.The stylus pen of the present invention may further include a conductive member (24) provided in the body and electrically connected to the LC circuit to increase the size of the electrical signal. The conductive member 24 may be provided inside the main body 21 and may be electrically connected to the LC circuit 22, as shown in FIG. 2B. Here, the electrical connection means that the conductive member 24 and the LC circuit 22 are electrically connected to each other by an object (for example, a liquid crystal display panel) in which the LC circuit 22 is electrically connected to the pen tip 23 For example, a wire).

도 25에 도시된 것과 같이, 본 발명에서는 LC회로(22)와 전도성 부재(24)를 전기적으로 연결함으로써, 터치패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에서 송수신되는 전기 신호의 크기를 증가시킬 수 있다. 상기 전도성 부재(24)는 가상 접지(virtual ground(GND))의 역할을 하는 것으로 이해되어질 수 있다.
25, in the present invention, by electrically connecting the LC circuit 22 and the conductive member 24, it is possible to increase the size of the electric signal transmitted / received between the touch panel 200 and the stylus pen 20 . The conductive member 24 may be understood to serve as a virtual ground (GND).

이하에서는, 도 2a 및 도 2b에서 설명한 스타일러스 펜과 전기신호를 송수신하는 터치패널에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a touch panel for transmitting and receiving an electric signal to and from the stylus pen described with reference to FIGS. 2A and 2B will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치패널에 구비된 터치 패널 전극을 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜 및 터치패널이 정전 용량 커플링을 통해 전기신호를 송수신하는 방법을 설명하기 위한 회로도이다.FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a touch panel electrode included in a touch panel according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of a stylus pen and a touch panel according to an exemplary embodiment of the present invention. And is a circuit diagram for explaining a method of transmitting and receiving.

본 발명의 일 실시 예에 따른 터치패널(200)는 복수의 터치 패널 전극(50), 전압 공급부(110), 스위치(120a, 120b) 및 신호 수신부(130)를 포함할 수 있다. The touch panel 200 according to an embodiment of the present invention may include a plurality of touch panel electrodes 50, a voltage supply unit 110, switches 120a and 120b, and a signal receiving unit 130. [

신호 수신부(130)(또는, 터치 제어기)는 스타일러스 펜(20)으로부터 터치 패널 전극(50)으로 전기신호가 공급되면, 터치 패널 전극(50)에서 수신된 신호(들)을 수신하여 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부로 전송하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 신호 수신부(130)는 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다. The signal receiving unit 130 (or the touch controller) receives the signal (s) received from the touch panel electrode 50 when an electrical signal is supplied from the stylus pen 20 to the touch panel electrode 50, And then transmitting the corresponding data to the control unit. Here, the signal receiving unit 130 may be a separate component from the control unit 180, and may be the control unit 180 itself.

먼저, 도 3을 참조하면, 터치패널(200)의 터치 패널 전극(50)은 복수의 TX전극(선)(51)과 복수의 RX전극(선)(52)을 포함할 수 있다. 여기서 TX전극(51)은 드라이빙 전극(라인), 구동 전극(라인) 등으로 명명될 수 있고, RX전극(52)은 센싱 전극(라인) 등으로 명명될 수 있다.Referring to FIG. 3, the touch panel electrode 50 of the touch panel 200 may include a plurality of TX electrodes (lines) 51 and a plurality of RX electrodes (lines) 52. Here, the TX electrode 51 may be referred to as a driving electrode (line), the driving electrode (line), and the RX electrode 52 may be named as a sensing electrode (line).

복수의 TX전극(51)과 복수의 RX전극(52)은 그리드 또는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 TX전극(51)은 제1 방향(예를 들어, Y축 방향)으로 일정한 간격을 갖도록 배열되고, 복수의 RX전극(52)은 상기 복수의 TX전극(51)과 교차하여 상기 제1 방향과 다른 제2 방향(예를 들어, X축 방향)으로 일정한 간격을 갖도록 배열될 수 있다. 여기서 상기 제1 방향과 제2 방향은 서로 수직할 수 있다.The plurality of TX electrodes 51 and the plurality of RX electrodes 52 may be arranged in a grid or matrix form. More specifically, the plurality of TX electrodes 51 are arranged so as to have a constant interval in a first direction (for example, the Y-axis direction), and the plurality of RX electrodes 52 intersect with the plurality of TX electrodes 51 And may be arranged to have a constant interval in a second direction different from the first direction (for example, the X-axis direction). Here, the first direction and the second direction may be perpendicular to each other.

도 4를 참조하면, 본 발명의 터치패널(200)은 터치 패널 전극(50)으로 전압을 인가하는 전압 공급부(110), 터치 패널 전극(50)에서 수신(검출)되는 전기신호를 처리하는 신호 수신부(130), 터치 패널 전극(50)에 포함된 TX전극(51)과 RX전극(52)을 선택적으로 전압 공급부(110)와 신호 수신부(130)에 연결하는 스위치부(120a, 120b) 등을 포함할 수 있다.4, the touch panel 200 of the present invention includes a voltage supply unit 110 for applying a voltage to a touch panel electrode 50, a signal for processing an electric signal received (detected) by the touch panel electrode 50, Switch parts 120a and 120b for selectively connecting the TX electrode 51 and the RX electrode 52 included in the touch panel electrode 50 to the voltage supply part 110 and the signal reception part 130, . &Lt; / RTI >

여기서, 전압 공급부(110), 스위치부(120) 및 신호 수신부(130) 중 적어도 하나는 터치패널(200) 내에 구비되거나, 외부에 구비될 수 있다. 이러한 구성들이 터치패널(200) 외부에 구비되는 경우, 상기 터치패널(200)은 터치 패널 전극(50)을 의미할 수 있다.At least one of the voltage supplying unit 110, the switch unit 120 and the signal receiving unit 130 may be provided in the touch panel 200 or may be provided outside. In the case where such configurations are provided outside the touch panel 200, the touch panel 200 may mean a touch panel electrode 50.

제어부(180)는 터치패널(200)에 포함된 구성(들)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(180)는 TX전극(51) 및 RX전극(52) 중 적어도 하나로 전압을 공급하도록 전압 공급부(110) 및 스위치부(120a, 120b)를 제어할 수 있다. The control unit 180 may control the configuration (s) included in the touch panel 200. [ For example, the control unit 180 may control the voltage supply unit 110 and the switch units 120a and 120b to supply a voltage to at least one of the TX electrode 51 and the RX electrode 52. [

또한, 제어부(180)는 기 설정된 시간이 경과한 후 TX전극(51) 및 RX전극(52) 중 적어도 하나를 통해 스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기신호를 센싱(검출)하도록 신호 수신부(130) 및 스위치부(120a, 120b)를 제어할 수 있다.The control unit 180 controls the signal receiving unit 130 to detect (detect) an electrical signal received from the stylus pen 20 through at least one of the TX electrode 51 and the RX electrode 52 after a predetermined time has elapsed And the switch units 120a and 120b.

이러한 구성을 통해, 본 발명은 전압 공급부(110)를 TX전극(51) 뿐만 아니라 RX전극(52)에 연결할 수 있고, 스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기신호를 처리하는 신호수신부(110)를 RX전극(52) 뿐만 아니라 TX전극(51)에도 연결할 수 있다.The present invention can connect the voltage supply unit 110 to the TX electrode 51 as well as the RX electrode 52 and can supply the signal receiving unit 110 for processing the electrical signal received from the stylus pen 20 But also to the TX electrode 51 as well as the RX electrode 52.

따라서, 전압 공급부(110)는 전압을 TX전극(51)으로 공급하는 것 뿐만 아니라 RX전극(52)으로도 공급할 수 있고, 신호 수신부(130)는 RX전극(52)으로부터 수신되는 전기신호 뿐만 아니라 TX전극(51)으로부터 수신되는 전기신호도 처리할 수 있다.Accordingly, the voltage supply unit 110 can supply not only the voltage to the TX electrode 51 but also the RX electrode 52, and the signal receiving unit 130 can supply not only the electric signal received from the RX electrode 52 The electric signal received from the TX electrode 51 can also be processed.

이하에서는, 도 4를 참조하여, 정전 용량 커플링을 통해 터치패널(200)과 스타일러스 펜(20) 사이에 전기신호를 송수신하는 과정에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the process of transmitting and receiving an electric signal between the touch panel 200 and the stylus pen 20 through the electrostatic capacitive coupling will be described in more detail with reference to FIG.

도 4에는 정전 용량 커플링이 발생되는 스타일러스 측의 회로 구성과 터치 패널 측의 회로 구성이 도시되어 있다.Fig. 4 shows the circuit configuration on the stylus side and the circuit configuration on the touch panel side where the capacitive coupling is generated.

스타일러스 펜에는 정전 용량 커플링에 의해서 전달되는 전기 신호(전력, 전기 에너지)을 저장하는 LC회로(22)가 구비될 수 있다. 상기 LC회로(22)는 저장된 전기 신호를 터치패널(200)로 전송할 수도 있다.The stylus pen may be provided with an LC circuit 22 for storing electrical signals (electric power, electrical energy) transmitted by capacitive coupling. The LC circuit 22 may transmit the stored electric signal to the touch panel 200.

터치 패널 측의 회로를 간단히 표시하면, TX전극(51)에는 TX전극의 저항성분(R_tx)와 TX전극의 부유 용량 캐패시턴스(C_TXG)가 포함될 수 있다. 또한, RX전극(52)에는 TX전극의 저항성분(R_rx)와 RX전극의 부유 용량 캐패시턴스(C_RXG)가 포함될 수 있다. If the circuit on the touch panel side is briefly displayed, the TX electrode 51 may include the resistance component R_tx of the TX electrode and the stray capacitance C_TXG of the TX electrode. The resistance component R_rx of the TX electrode and the stray capacitance C_RXG of the RX electrode may be included in the RX electrode 52.

부유 용량 캐패시턴스(C_TXG, C_RXG)는 기생 용량 캐패시턴스라고 명명될 수도 있으며, 전극선의 선폭에 영향을 받을 수 있다. 일 예로, 부유 용량 캐패시턴스는 선폭이 증가할수록 커질 수 있다.The stray capacitances C_TXG and C_RXG may be referred to as parasitic capacitance and may be affected by the line width of the electrode lines. For example, the stray capacitance may increase as the line width increases.

또한, TX전극 및 RX전극의 저항성분은 전극선의 선폭이 커질수록 작아질 수 있다.In addition, the resistance component of the TX electrode and the RX electrode can be made smaller as the line width of the electrode line becomes larger.

한편, 터치 패널 전극(50)과 스타일러스 펜 사이에는 정전 용량 커플링에 의해 상호 캐패시턴스가 형성될 수 있다. 구체적으로, 스타일러스 펜의 LC회로(22)와 터치 패널 전극(50)의 TX전극(51) 사이는 제1 상호 캐패시턴스(C_mY) 가 형성되고, 스타일러스 펜의 LC회로(22)와 터치 패널 전극(50)의 RX전극(52) 사이에는 상기 제1 상호 캐패시턴스와 다른 제2 상호 캐패시턴스(C_mX)가 형성될 수 있다.On the other hand, mutual capacitance can be formed between the touch panel electrode 50 and the stylus pen by capacitive coupling. Specifically, a first mutual capacitance C_mY is formed between the LC circuit 22 of the stylus pen and the TX electrode 51 of the touch panel electrode 50, and the LC circuit 22 of the stylus pen and the touch panel electrode 50 may have a second mutual capacitance C_mX different from the first mutual capacitance.

도 4에 도시된 것과 같이, 전압 공급부(110)로부터 TX전극(51)에 AC 전압이 인가되면, 스타일러스 펜(20)의 LC회로(22)는 정전 용량 커플링에 의해 형성된 제1 상호 캐패시턴스(C_mY)를 통해 상기 TX전극(51)으로부터 전력에너지(전기신호)를 수신할 수 있다. 전력 에너지를 수신한 LC회로(22)는 공진을 시작하고, 전기 신호를 발생시킬 수 있다. LC회로(22) 내의 전기신호는 AC전압(또는, 전압 공급부(AC전원) 신호)의 주파수 f_AC와 같은 주파수로 진동하는 성분과 LC회로(22)의 공진 주파수 f_LC에서 진동하는 성분이 합성된 신호일 수 있다.4, when an AC voltage is applied to the TX electrode 51 from the voltage supply unit 110, the LC circuit 22 of the stylus pen 20 generates a first inter-capacitance (Electric signal) from the TX electrode 51 through the second electrode C_my. The LC circuit 22 that has received the power energy can start resonance and generate an electrical signal. The electric signal in the LC circuit 22 is a signal obtained by combining a component oscillating at a frequency equal to the frequency f_AC of the AC voltage (or a voltage supply (AC power supply) signal) and a component oscillating at the resonance frequency f_LC of the LC circuit 22 .

이 때, 스타일러스 펜(20)의 LC회로(22)의 전기신호인 전압 V_S는 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.At this time, the voltage V_S, which is an electric signal of the LC circuit 22 of the stylus pen 20, can be defined as shown in Equation (1).

여기에서 A_1, A_2, A_3는 비례 상수이고, LC회로(22)를 구성하는 코일 및 커패시터의 전기적 파라미터(LS, Cs, ΔC) 및 AC전압의 주파수 와 LC 공진 주파수 비율 (f_LC/f_AC) 등의 함수로 결정된다. 이들은 모두 시간이 변화하여도 일정하다. Here, A_1, A_2 and A_3 are proportional constants, and the electric parameters (LS, Cs, and C) of the coils and the capacitors constituting the LC circuit 22 and the frequency of the AC voltage and the LC resonance frequency ratio f_LC / f_AC Function. All of these are constant even as time changes.

수학식 1의 좌변 제1항은, 스타일러스 펜의 LC회로(22)가 AC 전압이 인가된 TX전극으로부터 전력 에너지(또는, AC 전력 공급 신호)를 받아 진동하는 신호이고, 우변 제2항은 스타일러스 펜의 LC회로(22)의 LC 공진 신호를 의미한다.The first term on the left side of Equation 1 is a signal that the LC circuit 22 of the stylus pen vibrates by receiving power energy (or AC power supply signal) from the TX electrode to which the AC voltage is applied, Means an LC resonance signal of the LC circuit 22 of the pen.

상기 제2항의 exp(-A_3*t)는 제2항의 신호가 시간이 지남에 감쇄하여, 나중에는 제1 항의 AC 전력 공급 신호를 받아 진동하는 신호만 남게 된다는 것을 표현한 것으로, 상기 제2항의 수식은 일반적인 LC 공진 회로에서의 동작으로 이해될 수 있다. The expression exp (-A_3 * t) in the second term expresses that the signal of the second term attenuates over time, and only the signal which vibrates after receiving the AC power supply signal of the first term is left. Can be understood as an operation in a general LC resonant circuit.

여기서, 상기 LC 공진 신호가 감쇄하는 이유는, LC회로(22)에 존재하는 저항 성분에 의해 진동 에너지가 열 에너지로 소모되기 때문이다.Here, the LC resonance signal is attenuated because the vibration energy is consumed as thermal energy by the resistance component existing in the LC circuit 22.

한편, 제어부(180)는 기 설정된 시간(t_a)이 경과하면, 스위치SW1을 제어하여 TX전급으로의 AC전압 공급을 중단할 수 있다. 상기 기 설정된 시간(t_a)은 TX전극으로부터 스타일러스 펜(20)의 LC회로(22)로 전력 에너지 공급이 기준량 이상 되었다고 판단되는 시간을 의미하며, 이는 사용자의 설정에 의해 결정되거나 제어부의 제어에 의해 결정될 수 있다.On the other hand, when the preset time t_a elapses, the controller 180 can control the switch SW1 to stop the supply of the AC voltage to the TX full load. The predetermined time t_a is a time at which the supply of power energy from the TX electrode to the LC circuit 22 of the stylus pen 20 is judged to be equal to or larger than the reference amount, which is determined by the user's setting or controlled by the control unit Can be determined.

TX전극(51)에 대한 AC전압의 공급이 차단(t=t_a에서 차단)되면, 스타일러스 펜의 LC회로(22)가 AC 전압이 인가된 TX전극으로부터 전력 에너지(또는, AC 전력 공급 신호)를 받아 진동하는 신호는 차단에 근거하여 없어진다. When the supply of the AC voltage to the TX electrode 51 is cut off (at t = t_a), the LC circuit 22 of the stylus pen receives the power energy (or AC power supply signal) from the TX electrode to which the AC voltage is applied The received oscillating signal is lost based on the interruption.

또한, 스타일러스 펜의 LC회로(22)는 공진 주파수 f_LC에서 진동하는 전기 신호가 나타나며, 이는 수학식 2와 같을 수 있다.Further, the LC circuit 22 of the stylus pen exhibits an electric signal oscillating at the resonance frequency f_LC, which can be expressed by Equation (2).

스타일러스 펜(20)은 상기 LC회로(22)에서 나타난 전기신호를 터치패널(200)로 공급할 수 있다. RX전극(52)은 정전 용량 커플링에 의해 형성된 상호 캐패시턴스(C_mX)를 통해 상기 스타일러스 펜(20)으로부터 공급되는 전기신호를 검출(수신)할 수 있다.The stylus pen 20 can supply an electric signal from the LC circuit 22 to the touch panel 200. The RX electrode 52 can detect (receive) the electrical signal supplied from the stylus pen 20 through the mutual capacitance C_mX formed by the electrostatic capacitive coupling.

상기 RX전극(52)에서 검출되어 신호 수신부(130)로 전달되는 전기신호는 수학식 3과 같을 수 있다.The electric signal detected by the RX electrode 52 and transmitted to the signal receiving unit 130 may be expressed by Equation (3).

여기서, V_RX]TX의 의미는, TX전극(51)에 의해 스타일러스 펜(20)으로 전력에너지이 전달된 후 상기 스타일러스 펜(20)으로부터 RX전극(52)으로 전달된 전기신호를 의미한다. Here, the meaning of V_RX] TX means an electric signal transmitted from the stylus pen 20 to the RX electrode 52 after power energy is transferred to the stylus pen 20 by the TX electrode 51.

상기 수학식 3과 같은 전기신호를 전달받은 신호 수신부(130)는, 상기 전기신호의 신호크기, 상기 전기신호에 포함된 주파수 성분 및 위상 등에 근거하여 스타일러스 펜의 위치 및 터치압력 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.The signal receiving unit 130 receiving the electric signal of Equation 3 detects at least one of the position of the stylus pen and the touch pressure based on the signal size of the electric signal, the frequency component and the phase included in the electric signal, can do.

이상에서 설명한 내용은, RX전극(52)으로 AC전압이 공급되는 경우 또는 TX전극(51)에서 전기신호를 수신하는 경우에도 동일/유사하게 유추적용할 수 있다.
The above description can be applied to the same or similar analogy when the AC voltage is supplied to the RX electrode 52 or when the TX electrode 51 receives the electric signal.

위에서 설명한 것과 같은 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 것이 가능한 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기(10)는, 정전 용량 커플링을 통해 스타일러스 펜(20)으로 전력 에너지를 공급하고, 스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기신호에 근거하여 스타일러스 펜(20)의 터치압력을 검출할 수 있다.The mobile terminal 10 according to an embodiment of the present invention capable of including at least one of the components described above supplies power energy to the stylus pen 20 through a capacitive coupling, It is possible to detect the touch pressure of the stylus pen 20 based on the electric signal received from the stylus pen 20.

앞서 설명한 것과 같이, 스타일러스 펜(20)은, 터치패널(200)에 AC전압이 공급되면, 상기 터치패널(200)로부터 정전 용량 커플링을 통해 전기신호(전력 에너지)를 공급받을 수 있다. As described above, when an AC voltage is supplied to the touch panel 200, the stylus pen 20 can receive an electric signal (power energy) from the touch panel 200 through the capacitive coupling.

이 때, 스타일러스 펜(20) 내부에서는, 수학식 1을 참조하면, 상기 AC전압의 주파수(f_AC)로 공진하는 신호와 스타일러스 펜(20)에 구비된 LC회로(22)에 의해 LC 공진 주파수(f_LC)로 공진하는 신호가 발생될 수 있다.At this time, referring to Equation (1), in the stylus pen 20, a signal resonating at the frequency f_AC of the AC voltage and an LC resonance frequency a signal that resonates with the f_LC can be generated.

여기서, 상기 LC 공진 주파수(f_LC)는 LC회로에 구비된 L 소자(Ls)와 C 소자(Cs, ΔC)에 의해 결정되며, 수학식 4와 같을 수 있다.Here, the LC resonance frequency f_LC is determined by the L element Ls and the C elements Cs, C provided in the LC circuit, and may be expressed by the following equation (4).

여기에 Ls는 L소자의 인덕턴스, Cs는 C소자를 구성하는 고정용량 커패시턴스 및 ΔC는 C소자를 구성하는 가변 용량 커패시턴스이다. Where Ls is the inductance of the L element, Cs is the fixed capacitance constituting the C element, and? C is the variable capacitance constituting the C element.

그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 패널(200)의 신호 수신부(130) 또는 제어부(180)는 LC 공진 주파수의 값(또는 변동)을 검출할 수 있다(이하에서는 설명의 편의를 위해 제어부(180)가 LC 공진 주파수를 검출하는 것으로 설명한다).The signal receiving unit 130 or the control unit 180 of the touch panel 200 according to the embodiment of the present invention can detect the value (or variation) of the LC resonance frequency (hereinafter, (180) detects LC resonance frequency).

터치패널(200)에 인가되는 AC 전압의 공급을 중단되면, 스타일러스 펜(20)의 LC회로(22)는, 즉시 AC 전원 주파수에서의 진동은 멈추고, LC 공진 주파수로 진동을 시작한다. When supply of the AC voltage applied to the touch panel 200 is stopped, the LC circuit 22 of the stylus pen 20 immediately stops vibrating at the AC power supply frequency and starts vibrating at the LC resonance frequency.

상기 LC 공진 주파수(f_LC)는 상기 가변 용량 캐패시턴스(ΔC)가 변경되는 것에 따라 변경된다. 상기 가변 용량 캐패시턴스 ΔC는, 일 예로, 스타일러스 펜(20)에 외력에 가해지는 것에 의해 변경될 수 있다. 여기서, 상기 스타일러스 펜(20)에 외력이 가해지는 것은, 사용자에 의해 스타일러스 펜(20)이 터치패널(200)에 터치(또는, 압력)되는 경우이거나, 스타일러스 펜(20)에 구비된 가변 용량 커패시턴스ΔC를 변화시킬 수 있는 버튼에 압력이 가해지는 경우 등이 있을 수 있다.The LC resonance frequency f_LC is changed as the variable capacitance C changes. The variable capacitance C can be changed, for example, by applying an external force to the stylus pen 20. An external force is applied to the stylus pen 20 when the stylus pen 20 touches (or pressurizes) the touch panel 200 by the user or when the stylus pen 20 has a variable capacity A case where a pressure is applied to a button that can change the capacitance? C, and the like.

외력에 의해 LC회로(22)에 포함된 가변 용량 캐패시턴스 ΔC가 변경되면, LC회로(22)의 LC 공진 주파수는 변경될 수 있다. 일 예로, 가변 용량 캐패시턴스(ΔC)는 스타일러스 펜(20)에 가해지는 외력의 크기에 비례하여 커질 수 있다. 이 경우, 상기 LC 공진 주파수(f_LC)는, 가변 용량 캐패시턴스(ΔC)가 커질수록 작아질 수 있다. When the variable capacitance C included in the LC circuit 22 is changed by an external force, the LC resonance frequency of the LC circuit 22 can be changed. For example, the variable capacitance C can be increased in proportion to the magnitude of the external force applied to the stylus pen 20. In this case, the LC resonant frequency f_LC can be made smaller as the variable capacitance C increases.

이에 따라, 스타일러스 펜(20)에서 출력되는 전기신호의 주파수(LC 공진 주파수)는 변경되며, 제어부(180)는 터치패널(200)에서 감지되는 전가신호의 주파수를 이용하여 터치패널(200)에 터치가 가해진 스타일러스 펜(20)의 압력을 검출할 수 있다.The controller 180 changes the frequency of the electric signal output from the stylus pen 20 to the touch panel 200 using the frequency of the charge signal sensed by the touch panel 200 The pressure of the stylus pen 20 to which the touch is applied can be detected.

본 발명에서 스타일러스 펜의 터치압력(필압)을 검출하는 원리는, 스타일러스 펜에 내장된 LC회로가 발생시키는 공명 신호의 주파수(LC 공진 주파수)를 검출하는 것으로 이해되어질 수 있다.The principle of detecting the touch pressure (pressure) of the stylus pen in the present invention can be understood as detecting the frequency (LC resonance frequency) of the resonance signal generated by the LC circuit incorporated in the stylus pen.

이하에서는, 스타일러스 펜(20)이 사용자에 의한 터치동작에 의해 터치패널에 터치되는 경우, 스타일러스 펜(20)에 가해지는 압력을 예로 설명하며, 상기 스타일러스 펜(20)에 가해지는 압력을 스타일러스 펜의 터치압력으로 명명한다.
Hereinafter, the pressure applied to the stylus pen 20 will be described as an example when the stylus pen 20 is touched to the touch panel by the user's touch operation. The pressure applied to the stylus pen 20 is referred to as a stylus pen Is referred to as the touch pressure.

이하에서는, 본 발명에서 스타일러스 펜(20)의 터치압력을 검출하는 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, a method of detecting the touch pressure of the stylus pen 20 according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 주파수별 신호크기 특성 및 위상 특성을 설명하기 위한 개념도이다.5 is a conceptual diagram for explaining frequency-dependent signal size characteristics and phase characteristics according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 것과 같이, 본 발명의 이동 단말기(10)는 주파수별 신호크기특성과 관련된 정보와 주파수별 위상특성과 관련된 정보가 저장된 메모리부를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 5, the mobile terminal 10 of the present invention may further include a memory unit in which information related to frequency-dependent signal size characteristics and information related to frequency-specific phase characteristics are stored.

이하에서는, 설명의 편의를 위해 f1 주파수, 상기 f1보다 작은 f2주파수 및 상기 f2 주파수보다 작은 f3 주파수를 예로 들어 설명한다.Hereinafter, for convenience of explanation, the f1 frequency, the f2 frequency smaller than f1, and the f3 frequency smaller than the f2 frequency will be described as an example.

메모리부에는 f1주파수의 신호크기 특성(a), f2 주파수의 신호크기 특성(b) 및 f3 주파수의 신호크기 특성(c)에 관한 정보가 저장되어 있을 수 있다. The memory unit may store information on the signal magnitude characteristic (a) of the frequency f1, the signal magnitude characteristic (b) of the frequency f2, and the signal magnitude characteristic (c) of the frequency f3.

또한, 메모리부에는 f1주파수의 위상특성(d), f2의 주파수의 위상특성(e) 및 f3의 주파수의 위상특성(f)이 저장되어 있을 수 있다.The memory section may store the phase characteristic d of the frequency f1, the phase characteristic e of the frequency f2, and the phase characteristic f of the frequency f3.

상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는 상기 터치패널에 인가된 전압의 주파수 및 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수에 근거하여 결정될 수 있다.The signal amplitude of the electrical signal received from the stylus pen may be determined based on a frequency of a voltage applied to the touch panel and a resonance frequency of the stylus pen.

스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는, 스타일러스 펜으로 전력 에너지를 공급하기 위해 터치패널의 터치패널 전극에 인가하는 전압의 주파수 및 스타일러스 펜의 공진 주파수 중 적어도 하나에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는 터치패널 전극의 TX전극에 인가된 전압의 주파수 및 스타일러스 펜으로부터 RX전극으로 수신된 전기신호의 공진 주파수 중 적어도 하나에 따라 달라질 수 있다.The signal magnitude of the electrical signal received from the stylus pen 20 may vary depending on at least one of the frequency of the voltage applied to the touch panel electrode of the touch panel and the resonance frequency of the stylus pen to supply the power energy to the stylus pen . Specifically, the signal amplitude of the electrical signal received from the stylus pen 20 may vary depending on at least one of the frequency of the voltage applied to the TX electrode of the touch panel electrode and the resonance frequency of the electrical signal received from the stylus pen to the RX electrode have.

예를 들어, 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는 상기 터치패널에 인가되는 전압의 주파수에 따라 달라질 수 있다.For example, the signal amplitude of the electrical signal received from the stylus pen may vary according to the frequency of the voltage applied to the touch panel.

스타일러스 펜(20)의 터치압력이 일정한 경우(예를 들어, f_LC가 f2인 경우), TX전극으로 제1 주파수(예를 들어, f1) 를 갖는 전압이 인가된 후 RX전극으로 수신된 전기신호의 신호크기와 TX전극으로 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수(예를 들어, f3)를 갖는 전압이 인가된 후 RX전극으로 수신된 전기신호의 신호크기는 다를 수 있다.When a voltage having a first frequency (e.g., f1) is applied to the TX electrode and the electric signal (e. G., F1) received to the RX electrode is applied to the stylus pen 20 And a signal having a second frequency (for example, f3) different from the first frequency is applied to the TX electrode, the signal magnitude of the electric signal received by the RX electrode may be different.

또한, 스타일러스 펜에 외력이 가해짐에 따라 스타일러스 펜의 공진 주파수가 변경되는 경우, 스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는 달라질 수 있다. 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는, 일 예로, 스타일러스 펜의 터치동작에 의하여 변경될 수 있다.In addition, when the resonance frequency of the stylus pen changes as an external force is applied to the stylus pen, the signal magnitude of the electric signal received from the stylus pen 20 may vary. The signal size of the electric signal received from the stylus pen can be changed, for example, by a touch operation of the stylus pen.

예를 들어, TX전극으로 특정 주파수(예를 들어, f2)를 갖는 전압이 인가된 후 RX전극으로 수신된 제1 공진 주파수(예를 들어, f1)를 갖는 전기신호의 신호크기는 상기 특정 주파수(f2)와 제1 공진 주파수(f1)에 따라 제1 크기를 가질 수 있다. For example, the signal magnitude of an electrical signal having a first resonant frequency (e.g., f1) received at the RX electrode after a voltage having a particular frequency (e.g., f2) is applied to the TX electrode, and may have a first size according to the first resonance frequency f2 and the first resonance frequency f1.

여기서, 스타일러스 펜의 터치동작에 의해 공진 주파수가 상기 제1 공진 주파수와 다른 제2 공진 주파수(예를 들어, f3)로 변경되면, TX전극으로 상기 특정 주파수(f2)를 갖는 전압이 인가된 후 RX전극으로 상기 제2 공진 주파수(예를 들어, f3)를 갖는 전기신호의 신호크기는 상기 특정 주파수(f2)와 제2 공진 주파수(f3)에 따라 상기 제1 크기와 다른 제2 크기를 가질 수 있다.When the resonance frequency is changed to a second resonance frequency (for example, f3) different from the first resonance frequency by the touch operation of the stylus pen, a voltage having the specific frequency f2 is applied to the TX electrode The signal magnitude of the electric signal having the second resonance frequency (for example, f3) as the RX electrode has a second magnitude different from the first magnitude according to the specific frequency f2 and the second resonance frequency f3 .

제어부(180)는 터치패널 전극으로 인가한 전압의 주파수 및 스타일러스 펜으로부터 수신된 전기신호의 신호크기에 근거하여, 주파수별 신호크기특성과 관련된 정보를 이용하여 스타일러스 펜의 공진 주파수를 검출할 수 있다. 이후, 제어부(180)는 검출된 스타일러스 펜의 공진 주파수에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출(결정)할 수 있다.
The control unit 180 can detect the resonance frequency of the stylus pen using information related to frequency-dependent signal size characteristics based on the frequency of the voltage applied to the touch panel electrode and the signal size of the electric signal received from the stylus pen . Then, the control unit 180 can detect (determine) the touch pressure of the stylus pen based on the detected resonance frequency of the stylus pen.

한편, 스타일러스 펜(20)는 LC 공진 주파수(이하, 공진 주파수(f_LC)라 함)에 따라 특정 위상특성으로 공진한다. 예를 들어, 스타일러스 펜(20)은, 공진 주파수(f_LC)가 f1인 경우, f1 주파수의 위상특성(d)으로 공진하고, 공진 주파수(f_LC)가 f2 또는 f3인 경우, 각각 f2 주파수의 위상특성(e) 또는 f3 주파수의 위상특성에 따라 공진할 수 있다.On the other hand, the stylus pen 20 resonates with a specific phase characteristic according to an LC resonance frequency (hereinafter referred to as a resonance frequency f_LC). For example, when the resonance frequency f_LC is f1, the stylus pen 20 resonates with the phase characteristic d of the frequency f1 and when the resonance frequency f_LC is f2 or f3, It can resonate according to the characteristic (e) or the phase characteristic of frequency f3.

제어부(180)는 스타일러스 펜(20)으로부터 전기신호가 수신되면, 상기 전기신호로부터 위상을 추출하고, 추출된 위상이 어느 위상특성에 대응되는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 제어부(180)는 추출된 위상에 근거하여 스타일러스 펜의 공진 주파수(f_LC)를 검출하고, 상기 검출된 공진 주파수(f_LC)에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 추출할 수 있다.When an electrical signal is received from the stylus pen 20, the control unit 180 may extract a phase from the electrical signal and determine which phase characteristic corresponds to the extracted phase. That is, the control unit 180 detects the resonance frequency f_LC of the stylus pen based on the extracted phase, and extracts the touch pressure of the stylus pen based on the detected resonance frequency f_LC.

상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상은 터치패널에 인가된 전압의 주파수 및 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수에 근거하여 결정될 수 있다.The phase of the electric signal received from the stylus pen may be determined based on a frequency of a voltage applied to the touch panel and a certain resonance frequency of the stylus pen.

스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기신호의 위상은, 스타일러스 펜으로 전력 에너지를 공급하기 위해 터치패널의 터치패널 전극에 인가하는 전압의 주파수 및 스타일러스 펜의 공진 주파수 중 적어도 하나에 따라 달라질 수 있다. The phase of the electric signal received from the stylus pen 20 may vary depending on at least one of the frequency of the voltage applied to the touch panel electrode of the touch panel and the resonance frequency of the stylus pen to supply the power energy to the stylus pen.

스타일러스 펜(20)의 터치압력이 일정한 경우(예를 들어, f_LC가 f2인 경우), TX전극으로 제1 주파수(예를 들어, f1) 를 갖는 전압이 인가된 후 RX전극으로 수신된 전기신호의 위상과 TX전극으로 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수(예를 들어, f3)를 갖는 전압이 인가된 후 RX전극으로 수신된 전기신호의 위상은 다를 수 있다.When a voltage having a first frequency (e.g., f1) is applied to the TX electrode and the electric signal (e. G., F1) received to the RX electrode is applied to the stylus pen 20 The phase of the electric signal received by the RX electrode may be different from that of the RX electrode after a voltage having a second frequency (e.g., f3) different from the first frequency is applied to the TX electrode.

또한, 스타일러스 펜에 외력이 가해짐에 따라 스타일러스 펜의 공진 주파수가 변경되는 경우, 스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기신호의 위상은 달라질 수 있다. 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는, 일 예로, 스타일러스 펜의 터치동작에 의하여 변경될 수 있다.In addition, when the resonance frequency of the stylus pen changes as an external force is applied to the stylus pen, the phase of the electric signal received from the stylus pen 20 may vary. The signal size of the electric signal received from the stylus pen can be changed, for example, by a touch operation of the stylus pen.

예를 들어, TX전극으로 특정 주파수(예를 들어, f2)를 갖는 전압이 인가된 후 RX전극으로 수신된 제1 공진 주파수(예를 들어, f1)를 갖는 전기신호의 위상은 상기 특정 주파수(f2)와 제1 공진 주파수(f1)에 따라 제1 위상을 가질 수 있다. For example, the phase of an electrical signal having a first resonant frequency (e.g., f1) received at the RX electrode after a voltage having a particular frequency (e.g., f2) f2 and the first resonance frequency f1.

여기서, 스타일러스 펜의 터치동작에 의해 공진 주파수가 상기 제1 공진 주파수와 다른 제2 공진 주파수(예를 들어, f3)로 변경되면, TX전극으로 상기 특정 주파수(f2)를 갖는 전압이 인가된 후 RX전극으로 상기 제2 공진 주파수(예를 들어, f3)를 갖는 전기신호의 위상은 상기 특정 주파수(f2)와 제2 공진 주파수(f3)에 따라 상기 제1 위상과 다른 제2 위상을 가질 수 있다.When the resonance frequency is changed to a second resonance frequency (for example, f3) different from the first resonance frequency by the touch operation of the stylus pen, a voltage having the specific frequency f2 is applied to the TX electrode The phase of the electric signal having the second resonance frequency (for example, f3) as the RX electrode may have a second phase different from the first phase according to the specific frequency f2 and the second resonance frequency f3 have.

제어부(180)는 터치패널 전극으로 인가한 전압의 주파수 및 스타일러스 펜으로부터 수신된 전기신호의 신호크기에 근거하여, 주파수별 위상특성과 관련된 정보를 이용하여 스타일러스 펜의 공진 주파수를 검출할 수 있다. 이후, 제어부(180)는 검출된 스타일러스 펜의 공진 주파수에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출(결정)할 수 있다.
The control unit 180 can detect the resonance frequency of the stylus pen using information related to the frequency-specific phase characteristics based on the frequency of the voltage applied to the touch panel electrode and the signal size of the electric signal received from the stylus pen. Then, the control unit 180 can detect (determine) the touch pressure of the stylus pen based on the detected resonance frequency of the stylus pen.

이하에서는, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다. Hereinafter, a method of detecting the touch pressure of the stylus pen based on the phase of an electric signal received from the stylus pen will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 6a, 도 6b 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.6A, 6B, and 7 are conceptual diagrams illustrating a method of detecting a touch pressure of a stylus pen based on a phase of an electric signal received from a stylus pen according to an embodiment of the present invention.

앞서 설명한 것과 같이, 상기 스타일러스 펜으로부터 상기 정전 용량 커플링을 통해 전기신호가 수신되면, 상기 수신된 전기신호의 위상에 근거하여 상기 터치패널에 가해진 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다.As described above, when an electrical signal is received from the stylus pen through the capacitive coupling, the touch pressure of the stylus pen applied to the touch panel can be detected based on the phase of the received electrical signal.

제어부(180)는 스타일러스 펜(20)에 전기신호(전력 에너지)를 공급하도록 터치패널(터치패널 전극)에 전압을 인가할 수 있다. 여기서, 전압이 인가되는 터치패널전극은 TX전극 및 RX전극 중 적어도 하나일 수 있다.The control unit 180 may apply a voltage to the touch panel (touch panel electrode) to supply the stylus pen 20 with an electric signal (power energy). Here, the touch panel electrode to which the voltage is applied may be at least one of a TX electrode and an RX electrode.

스타일러스 펜(20)은, 터치패널로부터 전기신호가 공급되면, 어느 공진 주파수를 갖도록 공진할 수 있다.When an electric signal is supplied from the touch panel, the stylus pen 20 can resonate to have a certain resonance frequency.

이후, 터치패널에 대한 전압 공급이 중단되면, 터치패널은 TX 전극 및 RX전극 중 적어도 하나를 통해 스타일러스 펜으로부터 전기신호를 수신할 수 있다. 여기서 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호는 상기 어느 공진 주파수를 가질 수 있다. Thereafter, when the voltage supply to the touch panel is interrupted, the touch panel can receive an electrical signal from the stylus pen through at least one of the TX electrode and the RX electrode. Here, the electrical signal received from the stylus pen may have any resonance frequency.

스타일러스 펜(20)으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기 및 위상은 터치패널 전극에 인가한 전압의 주파수 및 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수에 의해 결정될 수 있다.The signal amplitude and phase of the electric signal received from the stylus pen 20 can be determined by the frequency of the voltage applied to the touch panel electrode and the resonance frequency of the stylus pen.

예를 들어, 도 6a에 도시된 것과 같이, 터치패널 전극으로 인가한 전압의 주파수가 f1이고, 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수가 f2인 경우, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는 Ms1일 수 있다.6A, when the frequency of the voltage applied to the touch panel electrode is f1 and any resonance frequency of the stylus pen is f2, the signal size of the electric signal received from the stylus pen is Ms1 have.

또한, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상은 Ps1일 수 있다.Also, the phase of the electric signal received from the stylus pen may be Ps1.

제어부(180)는 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상(Ps1)을 검출하고, 상기 검출된 전기신호의 위상(Ps1)과 터치패널 전극으로 인가한 전압(f1)에 근거하여 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수를 검출할 수 있다.The control unit 180 detects the phase Ps1 of the electric signal received from the stylus pen and determines the phase Ps1 of the electric signal received from the stylus pen based on the phase Ps1 of the detected electric signal and the voltage f1 applied to the touch panel electrode The resonance frequency can be detected.

예를 들어, 도 6a에 도시된 것과 같이, 제어부(180)는 터치패널 전극으로 인가한 전압의 주파수가 f1이고, 스타일러스 펜으로부터 수신된 전기신호의 위상이 Ps1인 경우, f1 및 Ps1에 기초하여 메모리부에 저장된 주파수별 위상특성과 관련된 정보에서 f1 및 Ps1의 교차점을 지나는 위상특성을 추출할 수 있다. 도 6a의 경우, f1 및 Ps1의 교차점을 지나는 위상특성은 f2 주파수의 위상특성(e)일 수 있다. For example, as shown in FIG. 6A, when the frequency of the voltage applied to the touch panel electrode is f1 and the phase of the electric signal received from the stylus pen is Ps1, the controller 180 determines, based on f1 and Ps1 The phase characteristic passing through the intersections of f1 and Ps1 can be extracted from the information related to the frequency-specific phase characteristics stored in the memory. 6A, the phase characteristic passing through the intersection of f1 and Ps1 may be the phase characteristic e of the f2 frequency.

제어부(180)는 상기 추출된 위상특성(e)에 근거하여, 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수가 f2라는 것을 검출할 수 있다. 이후, 제어부(180)는 검출된 어느 공진 주파수에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다. 즉, 메모리부에는 공진 주파수별 스타일러스 펜의 터치압력 정보가 기 저장되어 있을 수 있으며, 제어부(180)는 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수가 검출되면, 상기 공진 주파수별 스타일러스 펜의 터치압력 정보를 이용하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다.The control unit 180 can detect which resonance frequency of the stylus pen is f2 based on the extracted phase characteristic e. Then, the control unit 180 can detect the touch pressure of the stylus pen based on the detected resonance frequency. That is, the memory unit may store the touch pressure information of the stylus pen by resonance frequency, and when the resonance frequency of the stylus pen is detected, the controller 180 uses the touch pressure information of the stylus pen So that the touch pressure of the stylus pen can be detected.

다른 예로, 도 6b에 도시된 것과 같이, 터치패널전극으로 인가된 전압의 주파수가 f2이고, 스타일러스 펜의 공진 주파수가 f3인 경우, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 크기는 Ms2이고, 전기신호의 위상은 Ps2일 수 있다.6B, when the frequency of the voltage applied to the touch panel electrode is f2 and the resonance frequency of the stylus pen is f3, the magnitude of the electric signal received from the stylus pen is Ms2, The phase may be Ps2.

제어부(180)는 터치패널 전극으로 인가한 전압의 주파수가 f2이고, 스타일러스 펜으로부터 수신된 전기신호의 위상이 Ps2인 경우, f2 및 Ps2에 기초하여 메모리부에 저장된 주파수별 위상특성과 관련된 정보에서 f2 및 Ps2의 교차점을 지나는 위상특성을 추출할 수 있다. 도 6b의 경우, f2 및 Ps2의 교차점을 지나는 위상특성은 f3 주파수의 위상특성(f)일 수 있다. When the frequency of the voltage applied to the touch panel electrode is f2 and the phase of the electric signal received from the stylus pen is Ps2, f2 and Ps2 can be extracted. In the case of Fig. 6B, the phase characteristic passing through the intersection of f2 and Ps2 may be the phase characteristic f of frequency f3.

제어부(180)는 상기 추출된 위상특성(f)에 근거하여, 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수가 f3라는 것을 검출할 수 있다. 이후, 제어부(180)는 검출된 어느 공진 주파수에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다.The control unit 180 can detect which resonance frequency of the stylus pen is f3 based on the extracted phase characteristic f. Then, the control unit 180 can detect the touch pressure of the stylus pen based on the detected resonance frequency.

한편, 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수는, 상기 스타일러스 펜의 터치동작에 의하여 다른 공진 주파수로 변경되고, 상기 스타일러스 펜으로부터 수신된 전기신호의 위상은, 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수가 상기 다른 공진 주파수로 변경되는 것에 근거하여 변경될 수 있다. 제어부(180)는, 도 6a 및 도 6b에서 설명한 내용과 같이, 상기 변경된 전기신호의 위상에 근거하여, 상기 터치동작에 의한 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다.The resonance frequency of the stylus pen is changed to a different resonance frequency by the touch operation of the stylus pen. The phase of the electric signal received from the stylus pen is determined by the resonance frequency of the stylus pen, As shown in Fig. The control unit 180 can detect the touch pressure of the stylus pen by the touch operation based on the phase of the changed electric signal as described in Figs. 6A and 6B.

한편, 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상은 상기 터치패널로 인가하는 전압의 주파수에 따라 달라질 수 있다.The phase of the electrical signal received from the stylus pen may vary depending on the frequency of the voltage applied to the touch panel.

예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같이, 스타일러스 펜(20)의 어느 공진 주파수가 f3라고 가정한다. 여기서, 스타일러스 펜(20)에 인가된 전압의 주파수가 f1인 경우, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는 Ms1이고, 스타일러스 펜(20)에 인가된 전압의 주파수가 f2인 경우, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는 Ms2일 수 있다.For example, as shown in FIG. 7, it is assumed that the resonance frequency of the stylus pen 20 is f3. Here, when the frequency of the voltage applied to the stylus pen 20 is f1, the signal size of the electric signal received from the stylus pen is Ms1, and when the frequency of the voltage applied to the stylus pen 20 is f2, May be Ms2.

또한, 스타일러스 펜(20)에 인가된 전압의 주파수가 f1인 경우, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상은 Ps1이고, 스타일러스 펜(20)에 인가된 전압의 주파수가 f2인 경우, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상은 Ps2일 수 있다.When the frequency of the voltage applied to the stylus pen 20 is f1 and the phase of the electric signal received from the stylus pen is Ps1 and the frequency of the voltage applied to the stylus pen 20 is f2, The phase of the received electrical signal may be Ps2.

또한, 제어부(180)는 서로 다른 주파수를 갖는 전압을 서로 다른 시간에 터치패널 전극에 인가한 후 서로 다른 시간에 수신되는 전기신호의 위상에 근거하여 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수를 검출하고, 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같이, 서로 다른 주파수(f1, f2)를 갖는 전압을 서로 다른 시간에 터치 패널전극에 인가할 수 있다. 이후, 제어부(180)는 f1주파수를 갖는 전압을 터치패널전극에 인가한 후 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상(PS1)과 f2주파수를 갖는 전압을 터치패널전극에 인가한 후 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상(Ps2)에 기초하여, 상기 f1과 Ps1의 교차점 및 f2와 Ps2의 교차점을 지나는 위상특성((f))을 검출할 수 있다.In addition, the controller 180 applies a voltage having different frequencies to the touch panel electrodes at different times, detects a resonance frequency of the stylus pen based on the phase of the electric signal received at different times, Can be detected. For example, as shown in FIG. 7, voltages having different frequencies f1 and f2 can be applied to the touch panel electrodes at different times. Then, the control unit 180 applies a voltage having the frequency f1 to the touch panel electrode, applies a voltage having the phase PS1 and the frequency f2 of the electric signal received from the stylus pen to the touch panel electrode, The phase characteristic (f) passing through the intersection of f1 and Ps1 and the intersection of f2 and Ps2 can be detected based on the phase Ps2 of the electric signal.

이후, 제어부(180)는, 상기 검출된 위상특성((f))에 근거하여 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수가 f3인 것을 검출할 수 있고, 이를 통해 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다. 이러한 구성을 통해, 본 발명은 스타일러스 펜의 공진 주파수를 검출하는 정확성을 높일 수 있다.Thereafter, the control unit 180 can detect which resonance frequency of the stylus pen is f3 based on the detected phase characteristic (f), and thereby can detect the touch pressure of the stylus pen. With this arrangement, the present invention can improve the accuracy of detecting the resonance frequency of the stylus pen.

한편, 제어부는 터치패널(터치패널전극)로 제1 주파수를 갖는 전압을 인가한 후 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 크기가 기준크기보다 작은 경우, 상기 터치패널로 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 갖는 전압을 인가할 수 있다. 이후, 제어부(180)는 상기 제2 주파수를 갖는 전압이 인가된 후 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 위상에 근거하여 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다.If the magnitude of the electric signal received from the stylus pen is smaller than the reference magnitude after the voltage having the first frequency is applied to the touch panel (touch panel electrode), the control unit controls the touch panel A voltage having two frequencies can be applied. Then, the control unit 180 may detect the touch pressure of the stylus pen based on the phase of the electric signal received from the stylus pen after the voltage having the second frequency is applied.

예를 들어, 도 7에 도시된 것과 같이, 제1 주파수(f1)를 갖는 전압을 인가한 후 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 크기(Ms1)가 기준크기보다 작은 경우, 상기 터치패널로 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수(f2)를 갖는 전압을 인가할 수 있다. 이후 제어부(180)는 상기 제2 주파수(f2)를 갖는 전압이 터치패널 전극에 인가된 후 상기 스타일러스 펜(20)으로부터 전기신호가 수신되면, 상기 전기신호의 위상(Ps2)을 검출하고, 상기 제2 주파수(f2)와 상기 검출된 전기신호의 위상(Ps2)에 근거하여 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수(f3)를 검출할 수 있다.
7, when the magnitude Ms1 of the electric signal received from the stylus pen after applying the voltage having the first frequency f1 is smaller than the reference magnitude, A voltage having a second frequency f2 different from the first frequency can be applied. The control unit 180 detects the phase Ps2 of the electric signal when the electric signal is received from the stylus pen 20 after the voltage having the second frequency f2 is applied to the touch panel electrode, It is possible to detect any resonance frequency f3 of the stylus pen based on the second frequency f2 and the phase Ps2 of the detected electric signal.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 방법에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a method of detecting the touch pressure of the stylus pen based on the signal magnitude of the electric signal received from the stylus pen will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.8 is a conceptual diagram for explaining a method of detecting a touch pressure of a stylus pen based on a signal magnitude of an electric signal received from a stylus pen according to an embodiment of the present invention.

제어부(180)는 수신된 전기신호의 위상 대신, 상기 수신된 전기신호의 신호크기에 근거하여 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다.The control unit 180 may detect the touch pressure of the stylus pen based on the signal magnitude of the received electric signal instead of the received electric signal phase.

스타일러스 펜이 어느 공진 주파수로 공진하는 경우, 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는, 상기 터치패널에 인가된 전압의 주파수 및 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수에 근거하여 결정될 수 있다.When the stylus pen resonates at a certain resonance frequency, the signal magnitude of the electric signal received from the stylus pen can be determined based on the frequency of the voltage applied to the touch panel and the resonance frequency of the stylus pen.

예를 들어, 도 8에 도시된 것과 같이, 터치패널에 인가된 전압의 주파수가 f1이고, 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수가 f2인 경우, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는 Ms1일 수 있다. 8, when the frequency of the voltage applied to the touch panel is f1 and any resonance frequency of the stylus pen is f2, the signal size of the electric signal received from the stylus pen is Ms1 have.

터치패널전극으로 인가된 전압의 주파수가 제1 주파수이고, 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수가 f2인 경우, 터치패널 전극(예를 들어, RX전극)을 통해 수신되는 전기신호의 신호크기는, 스타일러스 펜에서 방출한 전기신호의 크기가 Ms1보다 크더라도, Ms1으로 제한될 수 있다. 이는, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기가 주파수별 신호크기특성에 따르기 때문이다.When the frequency of the voltage applied to the touch panel electrode is the first frequency and the resonance frequency of the stylus pen is f2, the signal amplitude of the electric signal received through the touch panel electrode (for example, the RX electrode) Even if the magnitude of the electric signal emitted from the light source is larger than Ms1. This is because the signal magnitude of the electric signal received from the stylus pen is dependent on the frequency-dependent signal magnitude characteristic.

제어부(180)는 터치패널에 인가된 전압의 주파수 및 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기에 근거하여 상기 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수를 검출하고, 상기 검출된 어느 공진 주파수에 근거하여 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다.The control unit 180 detects any resonance frequency of the stylus pen based on the frequency of the voltage applied to the touch panel and the magnitude of the signal of the electric signal received from the stylus pen, and, based on the detected resonance frequency, The touch pressure of the pen can be detected.

예를 들어, 제어부(180)는 터치패널 전극으로 f1주파수를 갖는 전압을 인가한 후 스타일러스 펜으로부터 수신된 전기신호의 신호크기가 Ms1인 경우, 메모리부에 저장된 주파수별 신호크기특성 중 f1주파수에서 Ms1의 신호크기를 갖는 신호크기특성(b)을 추출할 수 있다. 이후, 제어부(180)는 상기 추출된 신호크기특성(b)에 근거하여 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수가 f2라는 것을 검출할 수 있다.For example, when the signal magnitude of the electric signal received from the stylus pen is Ms1 after applying a voltage having the frequency f1 to the touch panel electrode, the controller 180 controls the frequency f1 A signal size characteristic (b) having a signal size of Ms1 can be extracted. Then, the controller 180 can detect that the resonance frequency of the stylus pen is f2 based on the extracted signal magnitude characteristic (b).

이후, 제어부(180)는 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수(f2)가 검출되면, 주파수별 스타일러스 펜의 터치압력 정보에 근거하여 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다.Then, when the resonance frequency f2 of the stylus pen is detected, the controller 180 can detect the touch pressure of the stylus pen based on the touch pressure information of the stylus pen by frequency.

스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는, 스타일러스 펜의 터치동작에 의하여 변경될 수 있다. 이 경우, 제어부(180)는, 상기 변경된 전기신호의 신호크기에 근거하여 상기 터치동작에 의한 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다.The signal magnitude of the electric signal received from the stylus pen can be changed by the touch operation of the stylus pen. In this case, the controller 180 can detect the touch pressure of the stylus pen by the touch operation based on the signal size of the changed electric signal.

상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기는, 상기 터치패널에 인가되는 전압의 주파수에 따라 달라질 수 있다.The signal amplitude of the electrical signal received from the stylus pen may vary according to the frequency of the voltage applied to the touch panel.

예를 들어, 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수가 f2인 경우, 터치패널 전극에 f1 주파수를 갖는 전압이 인가된 후 스타일러스 펜으로부터 수신되는 제1 전기신호의 신호크기는 Ms1이고, 상기 터치패널 전극에 f3 주파수를 갖는 전압이 안가된 후 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 제2 전기신호의 신호크기는 Ms2일 수 있다.For example, when the resonance frequency of the stylus pen is f2, the magnitude of the first electrical signal received from the stylus pen after the voltage having the frequency f1 is applied to the touch panel electrode is Ms1, and f3 The signal magnitude of the second electrical signal received from the stylus pen after a voltage having a frequency is not attenuated may be Ms2.

제어부(180)는 제1 주파수를 갖는 전압을 상기 터치패널로 인가한 후 상기 스타일러스 펜으로부터 수신된 제1 전기신호의 신호크기 및 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 갖는 전압을 상기 터치패널로 인가한 후 상기 스타일러스 펜으로부터 수신된 제2 전기신호의 신호크기에 근거하여, 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다.The controller 180 applies a voltage having a first frequency to the touch panel, and then outputs a voltage having a signal frequency of the first electrical signal received from the stylus pen and a second frequency different from the first frequency to the touch panel The touch pressure of the stylus pen can be detected based on the signal magnitude of the second electrical signal received from the stylus pen.

예를 들어, 도 8에 도시된 것과 같이, 제1 주파수가 f1, 제1 전기신호의 신호크기가 Ms1, 제2 주파수가 f2, 제2 전기신호의 신호크기가 Ms2인 경우, 제어부(180)는 f1에서 Ms1의 신호크기를 가지면서, f2에서 Ms2의 신호크기를 갖는 신호크기특성을 검출할 수 있다. 도 8의 경우, 검출된 신호크기특성은 (b)일 수 있다. 8, when the first frequency is f1, the signal magnitude of the first electric signal is Ms1, the second frequency is f2, and the signal magnitude of the second electric signal is Ms2, Can detect a signal magnitude characteristic having a signal magnitude of f2 to Ms2 while having a signal magnitude of Ms1 at f1. In the case of Fig. 8, the detected signal magnitude characteristic may be (b).

본 발명에서는 적어도 두 개의 전기신호를 수신하고, 상기 적어도 두 개의 전기신호의 신호크기에 근거하여 스타일러스 펜의 어느 공진 주파수를 검출함으로써, 스타일러스 펜의 터치압력 검출의 정확성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to improve accuracy of the touch pressure detection of the stylus pen by receiving at least two electrical signals and detecting a resonance frequency of the stylus pen based on the signal magnitude of the at least two electrical signals.

한편, 제어부(180)는 상기 터치패널로 제1 주파수를 갖는 전압을 인가한 후 상기 스타일러스 펜으로부터 수신되는 제1 전기신호의 크기가 기준크기보다 작은 경우, 상기 터치패널로 상기 제1 주파수와 다른 제2 주파수를 갖는 전압을 인가할 수 있다. 이후, 제어부(180)는 상기 제2 주파수를 갖는 전압이 인가된 후 상기 스타일러스 펜으로부터 제2 전기신호가 수신되면, 상기 제2 전기신호의 신호크기 및 상기 제2 주파수에 근거하여 상기 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 있다.If the magnitude of the first electrical signal received from the stylus pen is smaller than the reference magnitude after the voltage having the first frequency is applied to the touch panel, A voltage having a second frequency can be applied. Thereafter, when the second electrical signal is received from the stylus pen after the voltage having the second frequency is applied, the control unit 180 controls the stylus pen 180 based on the signal magnitude of the second electrical signal and the second frequency. The touch pressure can be detected.

예를 들어, 도 8을 참조하면, 제1 주파수(f3)를 갖는 전압을 인가한 후 스타일러스 펜으로부터 수신되는 제1 전기신호의 신호크기(Ms2)가 기준크기보다 작은 경우, 제어부(180)는 제1 주파수(f3)와 다른 전압을 터치패널전극에 인가할 수 있다. 이는, 스타일러스 펜으로부터 수신되는 전기신호의 신호크기가 기준크기보다 작은 경우, 스타일러스 펜의 터치압력을 검출할 수 없기 때문이다.8, when the signal magnitude Ms2 of the first electrical signal received from the stylus pen after applying the voltage having the first frequency f3 is smaller than the reference magnitude, the controller 180 A voltage different from the first frequency f3 may be applied to the touch panel electrode. This is because, when the signal magnitude of the electric signal received from the stylus pen is smaller than the reference magnitude, the touch pressure of the stylus pen can not be detected.

이후, 제어부(180)는 상기 제1 주파수(f3)와 다른 제2 주파수(f1)를 터치패널전극에 인가하고, 상기 스타일러스 펜으로부터 상기 제1 전기신호와 다른 제2 전기신호가 수신되면, 상기 제2 전기신호의 신호크기(Ms1)를 검출할 수 있다. 이후, 제어부(180)는 상기 제2 주파수(f1)에서 검출된 전기신호의 신호크기(Ms1)을 갖는 신호크기특성(b)을 검출하고, 이를 이용해 스타일러스 펜(20)의 어느 공진 주파수가 f2라는 것을 판단할 수 있다.The control unit 180 applies the second frequency f1 different from the first frequency f3 to the touch panel electrode and when the second electrical signal different from the first electrical signal is received from the stylus pen, The signal magnitude Ms1 of the second electrical signal can be detected. The control unit 180 then detects the signal magnitude characteristic b having the signal magnitude Ms1 of the electric signal detected at the second frequency f1 and determines the resonance frequency of the stylus pen 20 to be f2 .

이상에서 설명한 구성을 통해, 기존의 터치 패널을 이용하여 스타일러스 펜과 전기 신호를 송수신할 수 있다. 따라서, 코일로 형성된 별도의 전력 공급장치를 구비하지 않아도 되므로, 비용 절감 및 이동 단말기의 두께를 더욱 얇게 만들 수 있다.Through the above-described configuration, it is possible to transmit and receive an electric signal with the stylus pen using the existing touch panel. Therefore, it is not necessary to provide a separate power supply device formed of a coil, so that the cost can be reduced and the thickness of the mobile terminal can be made thinner.

이상에서 설명한 내용은, 이동 단말기뿐만 아니라, 정전 용량 방식을 이용하여 터치를 감지하는 것이 가능한 터치패널 및 도 2a 및 도 2b에서 설명한 스타일러스 펜이 구비된 장치(예를 들어, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 냉장고 등과 같은 고정 단말기)에도 적용될 수 있다.The above description is applicable not only to a mobile terminal but also to a touch panel capable of sensing a touch using a capacitive method and a device having a stylus pen described with reference to FIGS. 2A and 2B (for example, a digital TV, a desktop computer, Digital signage, refrigerator, and the like).

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
The present invention described above can be embodied as computer-readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer readable medium include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, , And may also be implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission over the Internet). Also, the computer may include a control unit 180 of the terminal. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims

1. A mobile terminal provided with a stylus pen,
A touch panel having a plurality of touch panel electrodes;
A stylus pen formed to transmit and receive an electric signal with the touch panel using a capacitive coupling; And
And a controller for detecting the touch pressure of the stylus pen applied to the touch panel based on the phase of the received electric signal when the electric signal is received from the stylus pen through the capacitive coupling.

The method according to claim 1,
Wherein,
Applying a voltage to the touch panel to supply an electrical signal to the stylus pen,
The stylus pen,
When an electric signal is supplied from the touch panel, resonates to have a certain resonance frequency,
Wherein the phase of the electric signal received from the stylus pen,
The frequency of the voltage applied to the touch panel and the resonance frequency of the stylus pen.

3. The method of claim 2,
Wherein,
Detecting a resonance frequency of the stylus pen based on a frequency of a voltage applied to the touch panel and a phase of an electric signal received from the stylus pen,
And detects the touch pressure of the stylus pen using the detected resonance frequency.

The method of claim 3,
The resonance frequency of the stylus pen,
Is changed to another resonance frequency by the touch operation of the stylus pen,
Wherein the phase of the electric signal received from the stylus pen,
Wherein a certain resonance frequency of the stylus pen is changed on the basis of changing to the other resonance frequency,
Wherein,
And detects the touch pressure of the stylus pen by the touch operation based on the phase of the changed electric signal.

The method according to claim 1,
Wherein the phase of the electrical signal received from the stylus pen,
Wherein the frequency of the voltage applied to the touch panel varies depending on the frequency of the voltage applied to the touch panel.

The method according to claim 1,
Wherein,
When a voltage having a first frequency is applied to the touch panel and a magnitude of an electrical signal received from the stylus pen is smaller than a reference magnitude, a voltage having a second frequency different from the first frequency is applied to the touch panel ,
And detects a touch pressure of the stylus pen based on a phase of an electric signal received from the stylus pen after a voltage having the second frequency is applied.

The method according to claim 1,
Wherein,
Wherein the touch sensor detects the touch pressure of the stylus pen based on a signal magnitude of the received electric signal instead of a phase of the received electric signal.

8. The method of claim 7,
When the stylus pen resonates at a certain resonance frequency,
The signal magnitude of the electrical signal received from the stylus pen,
The frequency of the voltage applied to the touch panel and the resonance frequency of the stylus pen.

9. The method of claim 8,
Wherein,
Detecting a resonance frequency of the stylus pen based on a frequency of a voltage applied to the touch panel and a magnitude of a signal of an electric signal received from the stylus pen,
And detects the touch pressure of the stylus pen based on the detected resonance frequency.

10. The method of claim 9,
The signal magnitude of the electrical signal received from the stylus pen,
Is changed by a touch operation of the stylus pen,
Wherein,
And detects the touch pressure of the stylus pen by the touch operation based on a signal size of the changed electric signal.

8. The method of claim 7,
Wherein,
Applying a voltage to the touch panel to supply an electrical signal to the stylus pen,
The signal magnitude of the electrical signal received from the stylus pen,
Wherein the frequency of the voltage applied to the touch panel varies depending on the frequency of the voltage applied to the touch panel.

9. The method of claim 8,
Wherein,
After applying a voltage having a first frequency to the touch panel, applying a voltage having a signal frequency of the first electric signal received from the stylus pen and a second frequency different from the first frequency to the touch panel, And detects the touch pressure of the stylus pen based on the signal magnitude of the second electrical signal received from the pen.

9. The method of claim 8,
Wherein,
When a voltage having a first frequency is applied to the touch panel and a magnitude of a first electrical signal received from the stylus pen is smaller than a reference magnitude, a voltage having a second frequency different from the first frequency is applied to the touch panel And,
When the second electric signal is received from the stylus pen after the voltage having the second frequency is applied, the touch pressure of the stylus pen is detected based on the signal magnitude of the second electric signal and the second frequency .