KR20190107495A - 다중 입력 장치 - Google Patents

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KR20190107495A
KR20190107495A KR1020180028812A KR20180028812A KR20190107495A KR 20190107495 A KR20190107495 A KR 20190107495A KR 1020180028812 A KR1020180028812 A KR 1020180028812A KR 20180028812 A KR20180028812 A KR 20180028812A KR 20190107495 A KR20190107495 A KR 20190107495A
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안상섭
이유상
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주식회사 더한
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Abstract

다중 입력 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 다중 입력 장치는, 제1 레이어 상에 마련되며 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 다수개의 터치입력패턴과, 제1 레이어 상에 마련되고 터치입력패턴 사이에 배치되는 제1 펜 감지패턴과, 제1 레이어의 상부 영역에 위치되는 제2 레이어 상에 마련되고 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 다수개의 터치센싱패턴과, 제2 레이어 상에 마련되고 터치센싱패턴 사이에 배치되는 제2 펜 감지패턴을 포함하며, 터치입력패턴에는, 터치입력패턴과 제2 펜 감지패턴 사이에 형성되는 정전용량이 저감되도록 터치입력패턴과 제2 펜 감지패턴이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련된다.

Description

다중 입력 장치{MULTIPLE INPUT DEVICE}
본 발명은, 다중 입력 장치에 관한 것에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 정전용량 타입 터치 입력과 유도전자기장 타입 입력을 감지할 수 있는 다중 입력 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 전자 장비의 입력 장치로 터치 패널(Touch Panel)이 널리 사용되고 있다. 터치 패널은 주로 평판 디스플레이와 같은 영상 표시 장치에 함께 구성되어 사용되며, 터치 패널의 특정 지점을 터치함으로써 작동될 수 있다.
최근에는 인체의 손가락의 터치와 전자펜에 의한 터치를 모두 감지할 수 있는 입력장치, 특히 정전용량 방식에 의한 입력과, 유도전자기장을 방출하는 전자펜에 의한 입력을 모두 감지할 수 있는 입력장치가 개발되고 있다.
여기서 정전용량 방식은 정전용량식 터치에 사용되는 정전용량 터치 센서 기판에 인듐주석산화물(ITO, indium tin oxide)과 같은 투명 도전성 물질로 투명전극 패턴을 형성하고, 이 투명전극 패턴에 외부로 연결되는 연성회로기판을 전기적으로 연결하여 형성하게 된다.
그리고 유도전자기장의 방출에 의해 전자펜을 인식하는 방식은 전자펜에 배터리가 내장되거나, 배터리가 내장되지 않는 경우와 같이 다양하게 마련될 수 있는데, 전자펜에 배터리가 내장되어 있지 않은 경우에는 커패시터(Capacitor)와 코일(Coil)이 연결되어 있는 입력 장치 본체로부터 역시 커패시터와 코일이 연결되어 있는 전자펜으로 공진에 의해 에너지가 전달되며, 이후 입력 장치 본체에서의 에너지 전달이 끊어지면 동일한 방식 즉, 공진에 의해 전자펜으로부터 입력 장치 본체로 에너지가 전달된다. 전자펜으로부터 입력 장치 본체로 전달되는 에너지를 입력장치가 감지하여 전자펜의 위치를 검출할 수 있다.
한편, 손가락의 터치와 전자펜에 의한 터치를 모두 감지하기 위해서 손가락의 터치와 전자펜에 의한 터치를 감지할 수 있는 각각의 감지센서가 개별적으로 사용되는데, 이러한 방식을 소위, 독립형 방식이라고 한다.
이러한 종래기술에 따른 독립형 방식의 입력 장치에는, 인체의 손가락 터치를 인식하는 정전용량 인식용 패턴들과 전자펜에 의한 터치를 인식하는 유도전자기장 인식용 패턴이 마련된다.
종래의 입력 장치의 경우, 정전용량 인식용 패턴과 유도전자기장 인식용 패턴이 서로 멀리 떨어진 위치에 배치되었는데(예를 들어, 정전용량 인식용 패턴은 디스플레이의 상부에 배치되고 유도전자기장 인식용 패턴은 디스플레이의 하부에 배치됨), 입력 인식의 정확도를 위해 정전용량 인식용 패턴과 유도전자기장 인식용 패턴 모두를 디스플레이의 상부에 위치시키려는 요구가 많아지고 있다.
이렇게 정전용량 인식용 패턴과 유도전자기장 인식용 패턴 모두를 디스플레이의 상부에 위치시키기 위해 정전용량 인식용 패턴과 유도전자기장 인식용 패턴을 상하방향으로 중첩시켜 배치하는 방안이 고려될 수 있다.
그런데, 정전용량 인식용 패턴과 유도전자기장 인식용 패턴을 상하 방향으로 중첩시켜 배치시키면, 상하 방향으로 중첩된 정전용량 인식용 패턴과 유도전자기장 인식용 패턴 사이에 정전용량이 형성되고, 이렇게 형성된 정전용량 인식용 패턴과 유도전자기장 인식용 패턴 사이의 정전용량에 의해 정전용량 인식용 패턴과 유도전자기장 인식용 패턴이 교란되어 입력 인식의 정확도가 낮아지는 문제점이 있다.
대한민국 등록공보 제10-0910348호, (2009.08.04.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 정전용량 타입 터치 입력과 유도전자기장 타입 입력이 상호 간섭되는 것을 방지하여 입력 인식의 정확도를 높일 수 있는 다중 입력 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 레이어 상에 마련되며, 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 다수개의 터치입력패턴; 상기 제1 레이어 상에 마련되고, 상기 터치입력패턴 사이에 배치되는 제1 펜 감지패턴; 상기 제1 레이어의 상부 영역에 위치되는 제2 레이어 상에 마련되고, 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 다수개의 터치센싱패턴; 및 상기 제2 레이어 상에 마련되고, 상기 터치센싱패턴 사이에 배치되는 제2 펜 감지패턴을 포함하며, 상기 터치입력패턴에 상기 터치입력패턴과 상기 제2 펜 감지패턴이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련되거나, 상기 터치센싱패턴에 상기 터치센싱패턴과 상기 제1 펜 감지패턴이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련되거나, 상기 터치입력패턴에 상기 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련되고 상기 터치센싱패턴에 상기 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치가 제공될 수 있다.
상기 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는, 상기 터치입력패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치입력패턴의 가장자리 영역에서 상기 터치입력패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성될 수 있다.
상기 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는 다수개로 마련되며, 상기 다수개의 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는 상기 터치입력패턴의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다.
상기 터치입력패턴에는, 상기 터치입력패턴과 상기 터치센싱패턴 사이에 형성되는 정전용량이 저감되도록, 상기 터치입력패턴과 상기 터치센싱패턴이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련될 수 있다.
상기 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부는, 상기 터치입력패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치입력패턴의 가장자리 영역에서 상기 터치입력패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성될 수 있다.
상기 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부는 다수개로 마련되며, 상기 다수개의 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부는 상기 터치입력패턴의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다.
상기 터치입력패턴은, 터치입력패턴용 돌출부; 상기 터치입력패턴용 돌출부에 연결되며, 상기 터치입력패턴용 돌출부의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치입력패턴용 제1 넥부; 및 상기 터치입력패턴용 돌출부에 연결되며, 상기 터치입력패턴용 돌출부의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치입력패턴용 제2 넥부를 포함할 수 있다.
상기 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는, 상기 터치센싱패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치센싱패턴의 가장자리 영역에서 상기 터치센싱패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성될 수 있다.
상기 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는 다수개로 마련되며, 상기 다수개의 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는 상기 터치센싱패턴의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다.
상기 터치센싱패턴에는, 상기 터치입력패턴과 상기 터치센싱패턴 사이에 형성되는 정전용량이 저감되도록, 상기 터치입력패턴과 상기 터치센싱패턴이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련될 수 있다.
상기 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부는, 상기 터치센싱패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치센싱패턴의 가장자리 영역에서 상기 터치센싱패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성될 수 있다.
상기 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부는 다수개로 마련되며, 상기 다수개의 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부는 상기 터치센싱패턴의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치될 수 있다.
상기 터치센싱패턴은, 터치센싱패턴용 돌출부; 상기 터치센싱패턴용 돌출부에 연결되며, 상기 터치센싱패턴용 돌출부의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치센싱패턴용 제1 넥부; 및 상기 터치센싱패턴용 돌출부에 연결되며, 상기 터치센싱패턴용 돌출부의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치센싱패턴용 제2 넥부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 단일 레이어 상에 마련되며, 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 다수개의 터치입력패턴; 상기 단일 레이어 상에 마련되고, 상기 터치입력패턴 사이에 배치되는 제1 펜 감지패턴; 상기 단일 레이어 상에 마련되어 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배열되며, 상기 터치입력패턴에 교차하는 방향으로 배치되는 다수개의 터치센싱패턴; 및 상기 단일 레이어 상에 마련되어 상기 터치센싱패턴 사이에 배치되며, 상기 제1 펜 감지패턴에 교차하는 방향으로 배치되는 다수개의 제2 펜 감지패턴을 포함하며, 상기 터치입력패턴, 상기 터치센싱패턴, 상기 제1 펜 감지패턴 및 상기 제2 펜 감지패턴 중 적어도 어느 하나에는, 상기 터치입력패턴, 상기 터치센싱패턴, 상기 제1 펜 감지패턴 및 상기 제2 펜 감지패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치입력패턴, 상기 터치센싱패턴, 상기 제1 펜 감지패턴 및 상기 제2 펜 감지패턴 각각의 가장자리 영역에서 상기 터치입력패턴, 상기 터치센싱패턴, 상기 제1 펜 감지패턴 및 상기 제2 펜 감지패턴 각각의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성되는 절개부가 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치가 제공될 수 있다.
상기 터치입력패턴 및 상기 터치센싱패턴 중 적어도 어느 하나는 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되되 전기적으로 연결되며, 상기 제1 펜 감지패턴 및 상기 제2 펜 감지패턴 중 적어도 어느 하나는 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되되 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 터치입력패턴은, 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되는 단위 터치입력패턴; 및 상기 단위 터치입력패턴들을 전기적으로 연결하는 터치패턴용 브릿지를 포함하며, 상기 제1 펜 감지패턴은, 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되는 단위 제1 펜 감지패턴; 및 상기 단위 제1 펜 감지패턴들을 전기적으로 연결하는 펜패턴용 브릿지를 포함할 수 있다.
상기 터치센싱패턴에는, 상기 터치센싱패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치센싱패턴의 가장자리 영역에서 상기 터치센싱패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 센싱패턴용 절개부가 마련될 수 있다.
상기 제2 펜 감지패턴에는, 상기 제2 펜 감지패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 제2 펜 감지패턴의 가장자리 영역에서 상기 제2 펜 감지패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 제2 펜 패턴용 절개부가 마련될 수 있다.
상기 단위 터치입력패턴에는, 상기 단위 터치입력패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 단위 터치입력패턴의 가장자리 영역에서 상기 단위 터치입력패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 입력패턴용 절개부가 마련될 수 있다.
상기 단위 제1 펜 감지패턴에는, 상기 단위 제1 펜 감지패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 단위 제1 펜 감지패턴의 가장자리 영역에서 상기 단위 제1 펜 감지패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 제1 펜 패턴용 절개부가 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 제1 레이어 상에 마련되는 터치입력패턴과, 제1 레이어의 상부 영역에 위치되는 제2 레이어 상에 마련되는 제2 펜 감지패턴을 구비하며, 터치입력패턴에는 터치입력패턴과 제2 펜 감지패턴이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련됨으로써, 터치입력패턴과 제2 펜 감지패턴 사이에 정전용량이 형성되는 것을 저감시킬 수 있고, 그에 따라 정전용량 타입 터치 입력과 유도전자기장 타입 입력이 상호 간섭되는 것을 방지하여 입력 인식의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은, 터치입력패턴, 터치센싱패턴, 제1 펜 감지패턴 및 제2 펜 감지패턴 모두를 단일 레이어 상에 배치함으로써, 터치입력패턴 및 터치센싱패턴과 제1 펜 감지패턴 및 제2 펜 감지패턴을 상하 방향으로 중첩되지 않게 배치할 수 있고, 그에 따라 터치입력패턴 및 터치센싱패턴과 제1 펜 감지패턴 및 제2 펜 감지패턴 사이에 정전용량이 형성되는 것을 저감시켜 정전용량 타입 터치 입력과 유도전자기장 타입 입력이 상호 간섭되는 것을 방지하여 입력 인식의 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 입력 장치가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 터치입력패턴이 도시된 도면이다.
도 3은 도 1의 터치센싱패턴이 도시된 도면이다.
도 4는 도 1의 터치입력패턴과 터치센싱패턴이 교차되어 배치된 상태가 도시된 도면이다.
도 5는 도 1의 다중 입력 장치에서 사용되는 정전용량 방식에 의한 터치위치 검출을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 6은 도 1의 다중 입력 장치에서 사용되는 전자기유도 방식에 의한 전자펜의 위치 검출을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7은 도 1의 다중 입력 장치에서 복수의 제2 펜 감지패턴을 사용하여 전자펜의 위치를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 입력 장치의 패턴들이 도시된 도면이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명에 따른 다중 입력 장치에 사용되는 전자펜은 코일과 커패시터가 내장되어 있는 유도전자기장 타입으로 마련되는 것을 전제로 설명하며, 배터리가 전자펜 내부에 내장되어 있을 수 있고, 전자펜 내부에 내장되지 않은 채 다중 입력 장치로부터 LC 공진을 통해 에너지가 전달받을 수도 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 입력 장치가 도시된 도면이고, 도 2는 도 1의 터치입력패턴이 도시된 도면이며, 도 3은 도 1의 터치센싱패턴이 도시된 도면이고, 도 4는 도 1의 터치입력패턴과 터치센싱패턴이 교차되어 배치된 상태가 도시된 도면이며, 도 5는 도 1의 다중 입력 장치에서 사용되는 정전용량 방식에 의한 터치위치 검출을 설명하기 위한 개략적인 도면이고, 도 6은 도 1의 다중 입력 장치에서 사용되는 전자기유도 방식에 의한 전자펜의 위치 검출을 설명하기 위한 개략적인 도면이며, 도 7은 도 1의 다중 입력 장치에서 복수의 제2 펜 감지패턴을 사용하여 전자펜의 위치를 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에 따른 다중 입력 장치는, 정전용량 타입 터치 입력과 유도전자기장 타입 입력을 감지한다. 이러한 다중 입력 장치는, 정전용량 타입의 터치 입력을 감지하기 위해 사용되는 터치입력패턴(Tx) 및 터치센싱패턴(Rx)과, 유도전자기장 타입의 입력을 감지하기 위해 사용되는 제1 펜 감지패턴(110) 및 제2 펜 감지패턴(120)을 포함한다.
여기서, 정전용량 타입의 터치 입력은 손가락 등의 신체를 통한 입력 또는 정전용량형 전자펜(미도시)을 통해 입력되는 것을 말하며, 유도전자기장 타입의 입력은 유도전자기장형 전자펜(P)을 통해 입력되는 것을 말한다.
이러한 다중 입력 장치를 자세히 설명하면, 본 실시예에 따른 다중 입력 장치, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 레이어(L1) 상에 마련되며 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 터치입력패턴(Tx)과, 제1 레이어(L1) 상에 마련되고 터치입력패턴(Tx)들 사이에 배치되는 제1 펜 감지패턴(110)과, 제1 레이어(L1)의 상부 영역에 위치되는 제2 레이어(L2) 상에 마련되는 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 터치센싱패턴(Rx)과, 제2 레이어(L2) 상에 마련되며 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 제2 펜 감지패턴(120)과, 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx)에 연결되는 정전용량타입컨트롤유닛(150)과, 제1 펜 감지패턴(110)과 제2 펜 감지패턴(120)에 연결되는 유도전자기장타입컨트롤유닛(160)과, 정전용량타입컨트롤유닛(150)과 유도전자기장타입컨트롤유닛(160)에 연결되며 정전용량 타입의 터치 입력 또는 유도전자기장 타입의 입력 처리에 대한 제어를 수행하는 메인컨트롤유닛(170)을 포함한다.
본 실시예에서 제1 레이어(L1)는 절연재질의 투명한 필름으로 마련되며, 터치입력패턴(Tx)은 전도성 재질로 마련되어 제1 레이어(L1) 상에 인쇄방식으로 마련된다. 마찬가지로 제2 레이어(L2)도 절연재질의 투명한 필름으로 마련되며, 터치센싱패턴(Rx)은 전도성 재질로 마련되며 제2 레이어(L2) 상에 인쇄방식으로 마련된다.
제1 레이어(L1)에는, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 펜 감지패턴(110)이 연결되는 제1 그라운드 루프(G1)가 마련된다. 또한, 제2 레이어(L2)에는 제2 펜 감지패턴(120)이 연결되는 제2 그라운드 루프(G2)가 마련된다.
본 실시예에서 터치입력패턴(Tx)은 상술한 바와 같이 제1 레이어(L1) 상에 마련된다. 이러한 터치입력패턴(Tx)은, 다수개로 마련되며, 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치된다.
터치센싱패턴(Rx)은 상술한 바와 같이 제2 레이어(L2) 상에 마련된다. 터치센싱패턴(Rx)은, 다수개로 마련되며, 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치된다.
본 실시예에서 터치입력패턴(Tx)은, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 가로방향으로 길게 연장되어 마련되며 세로방향으로 상호 이격되어 배치된다. 반면에, 터치센싱패턴(Rx)은, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 세로방향으로 길게 연장되어 마련되며 가로방향으로 이격되어 배치된다.
터치센싱패턴(Rx)은 터치입력패턴(Tx)과 상호작용하여 정전용량 타입의 터치 입력을 감지한다. 정전용량 타입의 터치 입력은, 터치센싱패턴(Rx)에 손가락 등이 터치되는 경우[엄밀하게는 손가락이 터치센싱패턴(Rx)의 상측에 배치된 보호층 레이어(미도시)를 터치함], 터치센싱패턴(Rx)에 축적되어 있는 전하량의 변화를 감지하여 이에 대응되는 신호가 입력되도록 마련된다. 이러한 전하량의 변화의 감지를 통해 손가락 등의 위치가 정전용량타입컨트롤유닛(150)에 의해 계산된다.
정전용량타입컨트롤유닛(150)은, 터치센싱패턴(Rx)에서 정전용량 타입의 터치 입력이 감지되는 경우, 정전용량 타입의 터치 입력을 제어한다.
우선 도 5(a) 및 도(b)를 참조하여 정전용량 타입의 터치 입력을 인식하는 원리에 대해 설명하면, 제1 레이어(L1)의 상부에 제2 레이어(L2)가 위치되며 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx)은 상호 교차하는 방향으로 배치된다.
도 5(b)를 참조하면, 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx)은 상하 방향으로 근접하게 배치되어 교차하게 되는데, 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이는 전기적으로 절연되어 있으므로 단락(Short)이 발생되지 않는다.
여기서, 도 5(a)에 도시된 교류전압에 의한 펄스 신호(H)가 터치입력패턴(Tx)에 입력되면, 터치입력패턴(Tx)의 상측에 배치되어 있는 터치센싱패턴(Rx)에 소정 범위의 전하가 축적된다(도 5(b) 참조).
그런데, 손가락 등이 터치센싱패턴(Rx)에 접근하게 되면 손가락 등에 의해 터치센싱패턴(Rx)에 축적되어 있는 전하량이 변화하게 되며(도 5(b) 참조), 이러한 전하량의 변화를 감지하여 손가락의 위치 정보를 검출할 수 있게 되는데, 이러한 방식이 정전용량 타입의 터치 입력 방식이다.
여기서 정전용량타입컨트롤유닛(150)은, 손가락 등이 터치센싱패턴(Rx)을 터치하는 것을 통해 터치센싱패턴(Rx)에 축적되어 있는 전하량이 변화하는 경우, 이러한 변화를 감지하여 손가락의 정확한 위치를 검출한다. 이렇게 검출된 손가락 등의 위치 정보는 메인컨트롤유닛(170)으로 전달되어 메인컨트롤유닛(170)에서 처리된다.
한편, 본 실시예에 따른 터치입력패턴(Tx)은, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 터치입력패턴용 돌출부(T3)와, 터치입력패턴용 돌출부(T3)에 연결되며 터치입력패턴용 돌출부(T3)의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치입력패턴용 제1 넥부(T1)와, 터치입력패턴용 돌출부(T3)에 연결되며 터치입력패턴용 돌출부(T3)의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치입력패턴용 제2 넥부(T2)를 포함한다.
이러한 터치입력패턴(Tx)에는, 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120) 사이에 형성되는 정전용량의 크기를 저감시키기 위한 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)와, 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이에 형성되는 정전용량의 크기를 저감시키기 위한 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)가 마련된다.
이러한 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)와 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)에 대해서는 설명의 편의를 위해 제1 펜 감지패턴(110)과 제2 펜 감지패턴(120)을 설명한 뒤에 후술한다.
한편, 본 실시예에 따른 터치센싱패턴(Rx)은, 터치센싱패턴용 돌출부(R3)와, 터치센싱패턴용 돌출부(R3)에 연결되며 터치센싱패턴용 돌출부(R3)의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치센싱패턴용 제1 넥부(R1)와, 터치센싱패턴용 돌출부(R3)에 연결되며, 터치센싱패턴용 돌출부(R3)의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치센싱패턴용 제2 넥부(R2)를 포함한다.
이러한 터치센싱패턴(Rx)에는, 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110) 사이에 형성되는 정전용량의 크기를 저감시키기 위한 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)와, 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이에 형성되는 정전용량의 크기를 저감시키기 위한 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)가 마련된다.
이러한 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)와 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)에 대해서는 설명의 편의를 위해 제1 펜 감지패턴(110)과 제2 펜 감지패턴(120)을 설명한 뒤에 후술한다.
한편, 제1 펜 감지패턴(110)은 제1 레이어(L1) 상에 마련되어 유도전자기장 타입의 입력을 감지하기 위해 사용된다. 이러한 제1 펜 감지패턴(110)은, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 터치입력패턴(Tx) 사이에 배치된다.
이러한 제1 펜 감지패턴(110)들은, 제1 그라운드 루프(G1)에 연결되며, 가변 스위치(S)에 의해 개별적으로 차동증폭기(T)에 연결된다. 또한 제1 펜 감지패턴(110)들 각각에는 커패시터(미도시)와 코일(미도시)이 연결된다.
한편, 제2 펜 감지패턴(120)은 제2 레이어(L2) 상에 마련되어 유도전자기장 타입의 입력을 감지하기 위해 사용된다. 이러한 제2 펜 감지패턴(120)은, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 터치센싱패턴(Rx) 사이에 배치된다.
이러한 제2 펜 감지패턴(120)들은, 제2 그라운드 루프(G2)에 연결되며, 가변 스위치(S)에 의해 개별적으로 차동증폭기(T)에 연결된다. 또한, 제2 펜 감지패턴(120)들 각각에는 커패시터(미도시)와 코일(미도시)이 연결된다.
제1 펜 감지패턴(110)과 제2 펜 감지패턴(120)이 유도전자기장을 통해 전자펜(P)을 감지하는 원리를 도 6을 참조하여 간단히 설명한다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해 제2 펜 감지패턴(120)을 1개만 도시하였다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제2 펜 감지패턴(120) 측으로 전자펜(P)이 접근하는 경우 전자펜(P)에 의해 제2 펜 감지패턴(120)에는 유도전압이 발생하게 된다.
즉, 내부에 커패시터(P2)와 코일(P1)의 LC 공진에 의해 유도전자기장이 방사되는 전자펜(P)이 제2 펜 감지패턴(120)에 근접한 위치로 접근하게 되면, 제2 펜 감지패턴(120)에 연결된 코일(P1)와 커패시터(P2)도 LC 공진하고, 그에 따라 전자펜(P)으로부터 제2 펜 감지패턴(120)으로 에너지가 전달되어 유도전압이 발생하게 된다.
그리고 도 6에서와 같이 유도전압에 의해 유도전류(i1, i2)가 제2 펜 감지패턴(120)을 흐르게 되는데, 여기서 전자펜(P)이 제2 펜 감지패턴(120)의 중심에 위치하는 경우 폐루프를 흐르게 되는 유도전류 i1과 유도전류 i2는 크기가 동일하고, 전자펜(P)이 제2 펜 감지패턴(120)의 왼쪽에 위치하는 경우 유도전류 i1이 유도전류 i2 보다 큰 값을 가지며, 전자펜(P)이 제2 펜 감지패턴(120)의 오른쪽에 위치하는 경우 유도전류 i2가 유도전류 i1 보다 큰 값을 가지게 된다.
도 7는 복수의 제2 펜 감지패턴(120)에 출력되는 전압의 크기 및 위상의 변화를 설명하기 위한 것이다. 여기에서, 도 7(a)는 제2 펜 감지패턴(120)과, 가변 스위치(S)와, 차동증폭기(T)의 배치를 나타내고, 도 7(b)는 복수의 제2 펜 감지패턴(120)에 따른 전압의 크기 및 위상을 나타낸다.
도 7(a)를 참조하여 전자펜(P)이 중심으로부터 상대적으로 오른쪽에 위치할 때를 가정하면, 스위치가 1번 위치에 있는 경우 도 7(b)에서와 같이 상대적으로 낮은 전압값을 가지지만 스위치가 오른쪽으로 이동할수록, 즉 스위치가 1번의 위치로부터 4번의 위치로 이동할수록 전압값은 (+) 방향으로 증가하다가 다시 감소하며 전자펜(P)이 위치하고 있는 지점(40)에서 0[V]의 값을 가지게 된 후 전자펜(P)의 위치로부터 오른쪽에 있는 4번 위치의 스위치에서는 (-) 방향으로 증가하게 된다.
즉 복수의 제2 펜 감지패턴(120)을 스위치를 통해 순차적으로 스캐닝하게 되면 전자펜(P)의 위치에 따라 전압이 변하게 되는데, 여기서 유도전자기장타입컨트롤유닛(160)은 전압값이 0[V]인 지점에 전자펜(P)이 위치하고 있는 지점(40)으로 인식할 수 있다.
따라서 유도전자기장타입컨트롤유닛(160)은 전압값이 0[V]인 지점으로부터 전자펜(P)의 정확한 위치를 검출하게 되며, 이렇게 검출된 전자펜(P)의 위치 정보는 메인컨트롤유닛(170)으로 전달되어 메인컨트롤유닛(170)에서 처리하게 되며 이에 대응되는 다양한 출력이 가능해질 수 있게 된다.
이러한 스캐닝 방식을 통해 제2 펜 감지패턴(120)은 전자펜(P)의 가로방향 위치를 감지한다. 마찬가지로, 제1 펜 감지패턴(110)도 상술한 스캐닝 방식을 통해 전자펜(P)의 세로방향 위치를 감지할 수 있다.
한편, 본 실시예의 터치입력패턴(Tx)에는, 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120)이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)가 마련된다. 이러한 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120) 사이에 형성되는 정전용량의 크기를 저감시킨다.
상술한 바와 같이 제2 펜 감지패턴(120)은 제2 그라운드 루프(G2)에 연결되므로, 터치입력패턴(Tx)에 교류전압에 의한 펄스 신호 인가 시 터치입력패턴(Tx)의 상측에 위치된 제2 펜 감지패턴(120)과 터치입력패턴(Tx) 사이에 정전용량이 형성될 수 있는데, 이러한 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120) 사이에 형성되는 정전용량에 의해 사용자의 손가락 터치에 의한 정전용량의 변화가 교란될 수 있으며, 제2 펜 감지패턴(120)이 유도전자기장 타입 입력을 부정확하게 인식할 수 있다.
이를 방지하게 위해 본 실시예의 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는, 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120)이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄여 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120) 사이에 형성되는 정전용량의 크기를 저감시킨다.
본 실시예에 따른 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 터치입력패턴(Tx)의 폭이 좁아지도록, 터치입력패턴(Tx)의 가장자리 영역에서 터치입력패턴(Tx)의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성된다. 이러한 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는 터치입력패턴(Tx)의 가장자리 영역에서 터치입력패턴(Tx)의 중심영역 방향으로 절개되어 터치입력패턴용 제1 넥부(T1)를 형성한다.
본 실시예의 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 터치입력패턴(Tx)의 가장자리 영역에서 터치입력패턴(Tx)의 중심영역 방향으로 절개된 사각형 형상으로 마련된다.
본 실시예에서 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는 사각형 형상으로 마련되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는 다양한 형상으로 마련될 수 있다.
이러한 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는 복수개로 마련되는데, 복수개의 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 터치입력패턴(Tx)의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치된다. 또한, 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는 터치입력패턴(Tx)의 중심영역을 기준으로 하여 상호 대칭되게 배치된다.
이러한 본 실시예에 따른 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120)이 중첩되는 영역에 배치됨으로써, 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화하는 동시에 터치입력패턴(Tx)의 비존재 면적을 최소화할 수 있다.
즉, 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120)에 형성되는 정전용량의 크기를 줄이기 위해 본 실시예와 달리 단순히 터치입력패턴(Tx)의 폭을 작게 줄인 경우 제1 레이어(L1) 상에서 터치입력패턴(Tx)이 비존재하는 면적이 커져서 손가락 터치의 입력을 인식하지 못하는 면적이 많아진다.
이에 비하여 본 실시예에 따른 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는, 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120)이 중첩되는 영역에 배치됨으로써, 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화하는 하는 동시에 터치입력패턴(Tx)의 비존재 면적을 최소화할 수 있다.
또한, 터치입력패턴(Tx)에는, 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx)이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)가 마련된다. 이러한 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)는 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이에 형성되는 정전용량을 저감시킨다.
터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이에 적정 크기를 초과하는 정전용량이 형성되면, 터치센싱패턴(Rx)에서 사용자의 손 터치에 의한 정전용량의 변화를 인식하기 어려우며 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이의 정전용량이 제1 펜 감지패턴(110)과 제2 펜 감지패턴(120)에 영향을 줄 수 있어 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이에는 적정 크기 이하의 정전용량이 형성되어야 한다.
이러한 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이의 정전용량의 조절을 위해 터치입력패턴(Tx)에 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)가 마련된다.
본 실시예의 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)는, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 터치입력패턴(Tx)의 가장자리 영역에서 터치입력패턴(Tx)의 중심영역 방향으로 절개된 사다리꼴 형상으로 마련된다. 이러한 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)는 터치입력패턴(Tx)의 가장자리 영역에서 터치입력패턴(Tx)의 중심영역 방향으로 절개되어 터치입력패턴용 제2 넥부(T2)를 형성한다.
본 실시예에서 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)는 사다리꼴 형상으로 마련되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)는 다양한 형상으로 마련될 수 있다.
이러한 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)는 복수개로 마련되는데, 복수개의 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)는, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 터치입력패턴(Tx)의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치된다. 또한, 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부(136)는 터치입력패턴(Tx)의 중심영역을 기준으로 하여 상호 대칭되게 배치된다.
한편, 터치센싱패턴(Rx)에는, 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110)이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)가 마련된다. 이러한 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110) 사이에 형성되는 정전용량이 저감시킨다.
상술한 바와 같이 제1 펜 감지패턴(110)은 제1 그라운드 루프(G1)에 연결되므로, 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110) 사이에 정전용량이 형성될 수 있는데, 이러한 터치입력패턴(Tx)과 제1 펜 감지패턴(110) 사이에 형성되는 정전용량에 의해 사용자의 손가락 터치에 의한 정전용량의 변화가 교란될 수 있으며, 제1 펜 감지패턴(110)이 유도전자기장 타입 입력을 부정확하게 인식할 수 있다.
이를 방지하게 위해 본 실시예의 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는, 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110)이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄여 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110) 사이에 형성되는 정전용량의 크기를 저감시킨다.
본 실시예에 따른 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 터치센싱패턴(Rx)의 폭이 좁아지도록, 터치센싱패턴(Rx)의 가장자리 영역에서 터치센싱패턴(Rx)의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성된다. 이러한 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는 터치센싱패턴(Rx)의 가장자리 영역에서 터치센싱패턴(Rx)의 중심영역 방향으로 절개되어 터치센싱패턴용 제1 넥부(R1)를 형성한다.
본 실시예의 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 터치센싱패턴(Rx)의 가장자리 영역에서 터치센싱패턴(Rx)의 중심영역 방향으로 절개된 사각형 형상으로 마련된다.
본 실시예에서 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는 사각형 형상으로 마련되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는 다양한 형상으로 마련될 수 있다.
이러한 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는 복수개로 마련되는데, 복수개의 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 터치센싱패턴(Rx)의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치된다. 또한, 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는 터치센싱패턴(Rx)의 중심영역을 기준으로 하여 상호 대칭되게 배치된다.
이러한 본 실시예에 따른 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110)이 중첩되는 영역에 배치됨으로써, 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화하는 동시에 터치센싱패턴(Rx)의 비존재 면적을 최소화할 수 있다.
즉, 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110)에 형성되는 정전용량의 크기를 줄이기 위해 본 실시예와 달리 단순히 터치센싱패턴(Rx)의 폭을 작게 줄인 경우 제2 레이어(L2) 상에서 터치센싱패턴(Rx)이 비존재하는 면적이 커져서 손가락 터치의 입력을 인식하지 못하는 면적이 많아진다.
이에 비하여 본 실시예에 따른 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는, 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110)이 중첩되는 영역에 배치됨으로써, 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화하는 동시에 터치센싱패턴(Rx)의 비존재 면적을 최소화할 수 있다.
또한, 터치센싱패턴(Rx)에는, 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx)이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)가 마련된다. 이러한 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)는 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이에 형성되는 정전용량을 저감시킨다.
터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이에 적정 크기를 초과하는 정전용량이 형성되면, 터치센싱패턴(Rx)에서 사용자의 손 터치에 의한 정전용량의 변화를 인식하기 어려우며 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이의 정전용량이 제1 펜 감지패턴(110)과 제2 펜 감지패턴(120)에 영향을 줄 수 있어 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이에는 적정 크기 이하의 정전용량이 형성되어야 한다.
이러한 터치입력패턴(Tx)과 터치센싱패턴(Rx) 사이의 정전용량의 조절을 위해 터치센싱패턴(Rx)에 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)가 마련된다.
본 실시예의 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)는, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 터치센싱패턴(Rx)의 가장자리 영역에서 터치센싱패턴(Rx)의 중심영역 방향으로 절개된 사다리꼴 형상으로 마련된다. 이러한 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)는 터치센싱패턴(Rx)의 가장자리 영역에서 터치센싱패턴(Rx)의 중심영역 방향으로 절개되어 터치센싱패턴용 제2 넥부(R2)를 형성한다.
본 실시예에서 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)는 사다리꼴 형상으로 마련되는데, 이에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)는 다양한 형상으로 마련될 수 있다.
이러한 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)는 복수개로 마련되는데, 복수개의 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)는, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 터치센싱패턴(Rx)의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치된다. 또한, 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부(146)는 터치센싱패턴(Rx)의 중심영역을 기준으로 하여 상호 대칭되게 배치된다.
한편, 본 실시예에 따른 다중 입력 장치에는, 배터리가 내장되지 않은 전자펜(P)에 전자기유도 공진에너지를 전달하기 위한 파워코일(미도시)가 마련된다.
파워코일(미도시)은 공진 회로를 갖는 무전원 전자펜에 대하여 전자기력을 제공하기 위한 것으로, 전자펜(P)이 자체로 배터리를 내장하고 내장된 배터리로부터 에너지를 공급받아 전자기파를 방출할 수 있다면 파워코일의 구성은 생략될 수 있다.
이하에서 본 실시예에 따른 다중 입력 장치의 동작을 도 1 내지 도 7을 참고하여 설명한다.
손가락 등이 터치센싱패턴(Rx)을 터치하게 되면, 손가락 등에 의해 터치센싱패턴(Rx)에 축적되어 있는 전하량이 변화하게 된다.
정전용량타입컨트롤유닛(150)은 인체의 손가락 등의 터치를 통해 터치센싱패턴(Rx)에 축적되어 있는 전하량이 변화를 감지하여 손가락의 정확한 위치를 검출하게 되며, 이렇게 검출된 손가락 등의 위치 정보는 메인컨트롤유닛(170)으로 전달되어 메인컨트롤유닛(170)에서 처리하게 되며, 이에 따라 다중 입력 장치에서 손가락 등에 의한 입력을 입력 받을 수 있다.
제1 펜 감지패턴(110)은 전자기유도 공진을 통해 전자펜(P)의 가로방향 위치를 감지하며, 제2 펜 감지패턴(120)은 전자기유도 공진을 통해 전자펜(P)의 세로방향 위치를 감지한다.
제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)는, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120)이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄여 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120) 사이에 형성되는 정전용량이 저감시킨다.
또한, 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(141)는, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110)이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄여 터치센싱패턴(Rx)과 제1 펜 감지패턴(110) 사이에 형성되는 정전용량이 저감시킨다.
이와 같이 본 실시예에 따른 다중 입력 장치는, 제1 레이어(L1) 상에 마련되는 터치입력패턴(Tx)과, 제1 레이어(L1)의 상부 영역에 위치되는 제2 레이어(L2) 상에 마련되는 제2 펜 감지패턴(120)을 구비하며, 터치입력패턴(Tx)에는 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120)이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부(131)가 마련됨으로써, 터치입력패턴(Tx)과 제2 펜 감지패턴(120) 사이에 정전용량이 형성되는 것을 저감시킬 수 있고, 그에 따라 정전용량 타입 터치 입력과 유도전자기장 타입 입력이 상호 간섭되는 것을 방지하여 입력 인식의 정확도를 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 입력 장치의 패턴들이 도시된 도면이다.
본 실시예는 제1 실시예와 비교할 때에 터치입력패턴(Tx2)과 터치센싱패턴(Rx2)의 구조 및 터치입력패턴(Tx2), 터치센싱패턴(Rx2), 제1 펜 감지패턴(210), 제2 펜 감지패턴(220)이 단일 레이어(L3) 상에 마련되는 점에서 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 1 내지 도 7의 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 그 설명을 생략한다.
본 실시예에서 다중 입력 장치는, 단일 레이어(L3) 상에 마련되며 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 다수개의 터치입력패턴(Tx2)과, 단일 레이어(L3) 상에 마련되고 터치입력패턴(Tx2) 사이에 배치되는 제1 펜 감지패턴(210)과, 단일 레이어(L3) 상에 마련되어 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배열되며 터치입력패턴(Tx2)에 교차하는 방향으로 배치되는 다수개의 터치센싱패턴(Rx2)과, 단일 레이어(L3) 상에 마련되어 터치센싱패턴(Rx2) 사이에 배치되며 제1 펜 감지패턴(210)에 교차하는 방향으로 배치되는 다수개의 제2 펜 감지패턴(220)을 포함한다.
본 실시예에서 단일 레이어(L3)는 절연재질의 투명한 필름으로 마련된다. 이러한 단일 레이어(L3)에는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 펜 감지패턴(210)과 제2 펜 감지패턴(220)이 연결되는 그라운드 루프(G3)가 마련된다.
터치센싱패턴(Rx2)은, 단일 레이어(L3) 상에 마련되어 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배열되며, 터치입력패턴(Tx2)에 교차하는 방향으로 배치된다.
터치입력패턴(Tx2)은 터치센싱패턴(Rx2)이 마련된 단일 레이어(L3) 상에 마련된다. 이러한 터치입력패턴(Tx2)은, 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되는 단위 터치입력패턴(Tx2)과, 단위 터치입력패턴(Tx2)들을 전기적으로 연결하는 터치패턴용 브릿지(BR1)를 포함한다.
터치패턴용 브릿지(BR1)는 단위 터치입력패턴(Tx2)들을 전기적으로 연결한다. 본 실시예에 터치패턴용 브릿지(BR1)는 메탈 브릿지(metal bridge)로 마련된다. 터치패턴용 브릿지(BR1)는 단위 터치입력패턴(Tx2)들을 전기적으로 연결하되 터치센싱패턴(Rx2)에는 절연된다.
제2 펜 감지패턴(220)은, 단일 레이어(L3) 상에 마련되어 터치센싱패턴(Rx2) 사이에 배치되며, 제1 펜 감지패턴(210)에 교차하는 방향으로 배치된다.
제1 펜 감지패턴(210)은 제2 펜 감지패턴(220)이 마련된 단일 레이어(L3) 상에 마련된다. 이러한 제1 펜 감지패턴(210)은, 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되는 단위 제1 펜 감지패턴(210)과, 단위 제1 펜 감지패턴(210)들을 전기적으로 연결하는 펜패턴용 브릿지(BR2)를 포함한다.
펜패턴용 브릿지(BR2)는 단위 제1 펜 감지패턴(210)들을 전기적으로 연결한다. 이러한 펜패턴용 브릿지(BR2)는 메탈 브릿지(metal bridge)로 마련된다. 펜패턴용 브릿지(BR2)는 단위 제1 펜 감지패턴(210)들을 전기적으로 연결하되 제2 펜 감지패턴(220)에는 절연된다.
한편 터치센싱패턴(Rx2)에는, 터치센싱패턴(Rx2)의 폭이 좁아지도록, 터치센싱패턴(Rx2)의 가장자리 영역에서 터치센싱패턴(Rx2)의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 센싱패턴용 절개부(K1)가 마련된다.
이러한 센싱패턴용 절개부(K1)는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 단위 제1 펜 감지패턴(210)에 가까이 위치되는 터치센싱패턴(Rx2) 부위의 크기를 줄여 터치센싱패턴(Rx2)과 단위 제1 펜 감지패턴(210)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화한다.
또한, 센싱패턴용 절개부(K1)는, 터치입력패턴(Tx2)에 가까이 위치되는 터치센싱패턴(Rx2) 부위의 크기를 줄여 터치센싱패턴(Rx2)과 터치입력패턴(Tx2)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화한다.
한편 제2 펜 감지패턴(220)에는, 제2 펜 감지패턴(220)의 폭이 좁아지도록, 제2 펜 감지패턴(220)의 가장자리 영역에서 제2 펜 감지패턴(220)의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 제2 펜 패턴용 절개부(K2)가 마련된다.
이러한 제2 펜 패턴용 절개부(K2)는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 단위 제1 펜 감지패턴(210)에 가까이 위치되는 제2 펜 감지패턴(220) 부위의 크기를 줄여 제2 펜 감지패턴(220)과 단위 제1 펜 감지패턴(210)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화한다.
또한, 제2 펜 패턴용 절개부(K2)는, 터치입력패턴(Tx2)에 가까이 위치되는 제2 펜 감지패턴(220) 부위의 크기를 줄여 제2 펜 감지패턴(220)과 터치입력패턴(Tx2)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화한다.
한편 단위 터치입력패턴(Tx2)에는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 단위 터치입력패턴(Tx2)의 폭이 좁아지도록, 단위 터치입력패턴(Tx2)의 가장자리 영역에서 단위 터치입력패턴(Tx2) 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 입력패턴용 절개부(K3)가 마련된다.
이러한 입력패턴용 절개부(K3)는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 단위 제2 펜 감지패턴(220)에 가까이 위치되는 단위 터치입력패턴(Tx2) 부위의 크기를 줄여 단위 터치입력패턴(Tx2)과 제2 펜 감지패턴(220)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화하한다.
또한, 입력패턴용 절개부(K3)는, 터치센싱패턴(Rx2)에 가까이 위치되는 단위 터치입력패턴(Tx2) 부위의 크기를 줄여 단위 터치입력패턴(Tx2)과 터치센싱패턴(Rx2)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화한다.
한편 단위 제1 펜 감지패턴(210)에는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 단위 제1 펜 감지패턴(111)의 폭이 좁아지도록, 단위 제1 펜 감지패턴(210)의 가장자리 영역에서 단위 제1 펜 감지패턴(111) 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 제1 펜패턴용 절개부(K4)가 마련된다.
이러한 제1 펜패턴용 절개부(K4)는, 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 제2 펜 감지패턴(220)에 가까이 위치되는 단위 제1 펜 감지패턴(210) 부위의 크기를 줄여 단위 제1 펜 감지패턴(210)과 제2 펜 감지패턴(220)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화하한다.
또한, 제1 펜패턴용 절개부(K4)는, 터치센싱패턴(Rx2)에 가까이 위치되는 단위 제1 펜 감지패턴(210) 부위의 크기를 줄여 단위 제1 펜 감지패턴(210)과 터치센싱패턴(Rx2)에 형성되는 정전용량의 크기를 최소화한다.
한편, 본 실시예에 따른 다중 입력 장치에도, 배터리가 내장되지 않은 전자펜에(P)에 전자기유도 공전에너지를 전달하기 위한 파워코일(미도시)가 마련될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 다중 입력 장치는, 터치입력패턴(Tx2), 터치센싱패턴(Rx2), 제1 펜 감지패턴(210) 및 제2 펜 감지패턴(220) 모두를 단일 레이어(L3) 상에 배치함으로써, 터치입력패턴(Tx2) 및 터치센싱패턴(Rx2)과 제1 펜 감지패턴(210) 및 제2 펜 감지패턴(220)을 상하 방향으로 중첩되지 않게 배치할 수 있고, 그에 따라 터치입력패턴(Tx2) 및 터치센싱패턴(Rx2)과 제1 펜 감지패턴(210) 및 제2 펜 감지패턴(220) 사이에 정전용량이 형성되는 것을 저감시켜 정전용량 타입 터치 입력과 유도전자기장 타입 입력이 상호 간섭되는 것을 방지하여 입력 인식의 정확도를 높일 수 있다.
이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
110, 210: 제1 펜 감지패턴 120, 220: 제2 펜 감지패턴
131: 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부
136: 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부
141: 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부
146: 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부
150: 정전용량타입컨트롤유닛
160: 유도전자기장타입컨트롤유닛
170: 메인컨트롤유닛 G1: 제1 그라운드 루프
G2: 제2 그라운드 루프 G3: 그라운드 루프
L1: 제1 레이어 L2: 제2 레이어
L3: 단일 레이어 Tx: 터치입력패턴
T1: 터치입력패턴용 제1 넥부 T2: 터치입력패턴용 제2 넥부
T3: 터치입력패턴용 돌출부 Rx: 터치센싱패턴
R1: 터치센싱패턴용 제1 넥부 R2: 터치센싱패턴용 제2 넥부
R3: 터치센싱패턴용 돌출부 BR1: 터치패턴용 브릿지
BR2: 펜패턴용 브릿지 P: 전자펜
P1: 코일 P2: 커패시터
S: 가변 스위치 T: 차동증폭기

Claims (20)

  1. 제1 레이어 상에 마련되며, 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 다수개의 터치입력패턴;
    상기 제1 레이어 상에 마련되고, 상기 터치입력패턴 사이에 배치되는 제1 펜 감지패턴;
    상기 제1 레이어의 상부 영역에 위치되는 제2 레이어 상에 마련되고, 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 다수개의 터치센싱패턴; 및
    상기 제2 레이어 상에 마련되고, 상기 터치센싱패턴 사이에 배치되는 제2 펜 감지패턴을 포함하며,
    상기 터치입력패턴에 상기 터치입력패턴과 상기 제2 펜 감지패턴이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련되거나,
    상기 터치센싱패턴에 상기 터치센싱패턴과 상기 제1 펜 감지패턴이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련되거나,
    상기 터치입력패턴에 상기 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련되고 상기 터치센싱패턴에 상기 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는,
    상기 터치입력패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치입력패턴의 가장자리 영역에서 상기 터치입력패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성된 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는 다수개로 마련되며,
    상기 다수개의 제2 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는 상기 터치입력패턴의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 터치입력패턴에는,
    상기 터치입력패턴과 상기 터치센싱패턴이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부는,
    상기 터치입력패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치입력패턴의 가장자리 영역에서 상기 터치입력패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성된 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부는 다수개로 마련되며,
    상기 다수개의 센싱패턴 중첩면적 축소용 절개부는 상기 터치입력패턴의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 터치입력패턴은,
    터치입력패턴용 돌출부;
    상기 터치입력패턴용 돌출부에 연결되며, 상기 터치입력패턴용 돌출부의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치입력패턴용 제1 넥부; 및
    상기 터치입력패턴용 돌출부에 연결되며, 상기 터치입력패턴용 돌출부의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치입력패턴용 제2 넥부를 포함하는 다중 입력 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는,
    상기 터치센싱패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치센싱패턴의 가장자리 영역에서 상기 터치센싱패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성된 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는 다수개로 마련되며,
    상기 다수개의 제1 펜 패턴 중첩면적 축소용 절개부는 상기 터치센싱패턴의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 터치센싱패턴에는,
    상기 터치입력패턴과 상기 터치센싱패턴이 중첩되는 영역의 면적의 크기를 줄이는 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부가 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부는,
    상기 터치센싱패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치센싱패턴의 가장자리 영역에서 상기 터치센싱패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성된 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부는 다수개로 마련되며,
    상기 다수개의 입력패턴 중첩면적 축소용 절개부는 상기 터치센싱패턴의 길이방향으로 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 터치센싱패턴은,
    터치센싱패턴용 돌출부;
    상기 터치센싱패턴용 돌출부에 연결되며, 상기 터치센싱패턴용 돌출부의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치센싱패턴용 제1 넥부; 및
    상기 터치센싱패턴용 돌출부에 연결되며, 상기 터치센싱패턴용 돌출부의 폭보다 작은 크기의 폭을 가지는 형상으로 마련되는 터치센싱패턴용 제2 넥부를 포함하는 다중 입력 장치.
  14. 단일 레이어 상에 마련되며, 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배치되는 다수개의 터치입력패턴;
    상기 단일 레이어 상에 마련되고, 상기 터치입력패턴 사이에 배치되는 제1 펜 감지패턴;
    상기 단일 레이어 상에 마련되어 미리 결정된 간격만큼 상호 이격되어 배열되며, 상기 터치입력패턴에 교차하는 방향으로 배치되는 다수개의 터치센싱패턴; 및
    상기 단일 레이어 상에 마련되어 상기 터치센싱패턴 사이에 배치되며, 상기 제1 펜 감지패턴에 교차하는 방향으로 배치되는 다수개의 제2 펜 감지패턴을 포함하며,
    상기 터치입력패턴, 상기 터치센싱패턴, 상기 제1 펜 감지패턴 및 상기 제2 펜 감지패턴 중 적어도 어느 하나에는,
    상기 터치입력패턴, 상기 터치센싱패턴, 상기 제1 펜 감지패턴 및 상기 제2 펜 감지패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치입력패턴, 상기 터치센싱패턴, 상기 제1 펜 감지패턴 및 상기 제2 펜 감지패턴 각각의 가장자리 영역에서 상기 터치입력패턴, 상기 터치센싱패턴, 상기 제1 펜 감지패턴 및 상기 제2 펜 감지패턴 각각의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 형성되는 절개부가 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 터치입력패턴 및 상기 터치센싱패턴 중 적어도 어느 하나는 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되되 전기적으로 연결되며,
    상기 제1 펜 감지패턴 및 상기 제2 펜 감지패턴 중 적어도 어느 하나는 상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되되 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 터치입력패턴은,
    상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되는 단위 터치입력패턴; 및
    상기 단위 터치입력패턴들을 전기적으로 연결하는 터치패턴용 브릿지를 포함하며,
    상기 제1 펜 감지패턴은,
    상호 미리 결정된 간격만큼 이격되어 배치되는 단위 제1 펜 감지패턴; 및
    상기 단위 제1 펜 감지패턴들을 전기적으로 연결하는 펜패턴용 브릿지를 포함하는 다중 입력 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 터치센싱패턴에는, 상기 터치센싱패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 터치센싱패턴의 가장자리 영역에서 상기 터치센싱패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 센싱패턴용 절개부가 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제2 펜 감지패턴에는, 상기 제2 펜 감지패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 제2 펜 감지패턴의 가장자리 영역에서 상기 제2 펜 감지패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 제2 펜 패턴용 절개부가 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 단위 터치입력패턴에는, 상기 단위 터치입력패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 단위 터치입력패턴의 가장자리 영역에서 상기 단위 터치입력패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 입력패턴용 절개부가 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 단위 제1 펜 감지패턴에는, 상기 단위 제1 펜 감지패턴의 폭이 좁아지도록, 상기 단위 제1 펜 감지패턴의 가장자리 영역에서 상기 단위 제1 펜 감지패턴의 중심영역 방향으로 일정부분이 절개되어 마련되는 제1 펜 패턴용 절개부가 마련되는 것을 특징으로 하는 다중 입력 장치.
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