WO2013147474A1 - 개선된 구조의 라인 안테나를 갖는 타블렛 - Google Patents

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유영기
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WINTOUCH CO Ltd
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    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of two-dimensional [2D] relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Definitions

  • the present invention provides a tablet having an improved line antenna, and more particularly, a line antenna is input to a line selection circuit at an outer portion of a loop antenna surrounding an electronic pen sensing region capable of determining the position of the electronic pen.
  • the present invention relates to a tablet having an improved structure of a line antenna.
  • a loop antenna of a closed loop shape along the periphery of the sensing area so as to form an electronic pen sensing region, and one end is electrically connected to the loop antenna and the other end is insulated from the loop antenna and crosses the closed loop form.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a conventional tablet having a loop antenna and a line antenna.
  • a tablet system consisting of an electronic pen and a tablet can be seen, wherein the electronic pen is configured to emit electromagnetic force using a resonant circuit having at least a capacitor and an inductor.
  • the electronic pen has a built-in resonant circuit configured to store energy induced in a capacitor by resonating by an externally generated electric force, and to output an electromagnetic force by self resonating by induced energy stored in a capacitor when an external electromagnetic force is stopped.
  • the battery may be provided to itself to be resonant regardless of an external electromagnetic force.
  • the loop antenna is connected to the ground and has a closed loop shape that forms a circumference of a sensing area formed for sensing the position of the electronic pen on the insulating substrate.
  • the closed loop shape of the electronic pen sensing region and the loop antenna may be formed in a rectangular shape in the horizontal (X-axis) and vertical (Y-axis) directions.
  • the line antenna is arranged inside the closed loop of the loop antenna and flows out to the outside. At this time, one end of the line antenna is electrically connected to the loop antenna and the other end is insulated from the loop antenna. It is arranged in a transverse form. In this case, a plurality of line antennas may be preferably arranged in parallel with each other at equal intervals.
  • the line antenna has a longitudinally extended X-axis line antenna (first line antenna) and one end connected to one side of the horizontal direction in a rectangular loop antenna and a longitudinal direction in a rectangular shape of the loop antenna.
  • One end is connected to any one side may be composed of a Y-axis line antenna (second line antenna) of the form extending in the horizontal direction.
  • a plurality of X-axis line antennas may be arranged in parallel with each other at equal intervals on the sides in the horizontal direction, and the Y-axis line antennas may be arranged in the same manner.
  • X-axis line antennas extend in the longitudinal direction, they are named as X-axis line antennas because they are used to determine the coordinates in the horizontal direction.
  • the Y axis line antenna is used to determine the left end in the Y axis direction.
  • the X-axis line antennas and the Y-axis line antennas are insulated from the loop antenna except that one end is connected to the loop antenna. That is, the points passing through each of the line antennas and the loop antenna in the drawing are insulated from each other. In addition, the line antennas are also insulated from each other at the intersections of the antennas.
  • the line selection circuit is coupled with the other ends of each of the plurality of line antennas. According to the input selection signal, any one of the other ends of the combined plurality of line antennas is selected and set as an output (differential output).
  • the line selection circuit also includes a first selection circuit for the X-axis line antenna and a second line selection circuit for the Y-axis line antenna, respectively. Do. Of course, it is also possible to implement to select the line antennas by one line selection circuit.
  • the coordinate sensing circuit controls the selection operation of the first line selection circuit and the second line selection circuit.
  • the coordinate sensing circuit may include one or two differential amplifiers and an MCU.
  • the differential amplifier has one input connected to ground and the other input connected to the differential output of the line antenna selected by the line select circuit.
  • the induced voltage the voltage generated by the induced current induced by the line antenna selected by the electromagnetic force of the electronic pen
  • the difference with the ground is output.
  • the MCU determines the position of the electronic pen based on the selected line antenna using the difference (induction voltage) output from the differential amplifier (see FIG. 2 for the principle of position determination).
  • the power coil is provided to supply inductive energy to the electronic pen when the electronic pen does not have its own battery.
  • the power coil may be mainly configured in the form of a coil wound along the circumference of the electronic pen sensing region.
  • the coil drive driver applies AC power having a predetermined frequency (frequency equal to or similar to the resonant frequency of the electronic pen) to the power coil.
  • a power source for driving the respective components is not shown, but a commercial AC power source or a rectified DC power source or a battery may be disposed and supplied to each component unit.
  • Tablets with this configuration work on the following principle: 2 is a view for explaining the principle of operation of a conventional tablet having a loop antenna and a line antenna.
  • a closed loop loop antenna surrounding a rectangular shape serving as a sensing area, one end of which is connected to the lower side of the loop antenna, the other end of which extends upwards of the rectangular shape and crosses the upper side thereof.
  • line antennas penetrating the rectangular sensing area in the longitudinal direction.
  • the line selection circuit selects one line antenna
  • the closed loop of the loop antenna may be divided into a virtual left loop and a right loop by the selected line antenna.
  • the voltage appearing at the differential output is reversed depending on which of the left and right loops the electronic pen is separated by the selected line antenna. Will appear.
  • FIG. 2 (b) is a waveform diagram showing the magnitude of the induced voltage output from each line antenna when the electronic pen is located as shown in FIG.
  • FIG. 2 (a) seven line antennas are shown as an example, and in FIG. 2 (b), the magnitudes of the seven sampled induced voltages are shown.
  • the line select circuit Since the line select circuit cannot select all the line antennas at the same time to sample the induced voltage, the line select circuit selects one line antenna at any period and connects (scans) it as a differential output. Since the electronic pen must be in a relatively stationary position during one scan of all the line antennas, the period of the scan is set at a very high speed relative to the movement of the electronic pen. Usually, the scan period can be set to a few hundred Hz to several MHz, but not limited to this.
  • the induced voltage appearing at the selected differential output is sampled and held, and a waveform as shown in FIG. 2B is generated using the held value for each line antenna.
  • the induced voltage at each line antenna increases toward the position of the electronic pen, and the induced voltage is reversed in the line antenna past the electronic pen.
  • the line antennas are selected one by one, and the principle of determining the position where the waveform of the induced voltage is reversed is determined as the position of the electronic pen.
  • Figure 2 (c) shows a case in which the detection area is configured by connecting the line antennas to the upper side and extending in the downward direction in the rectangular loop antenna.
  • the connection point of the loop antenna and the line antennas is opposite to that of FIG. 2 (a)
  • the waveform of the detected induced voltage also appears to be opposite to the waveform shown in FIG. 2 (b) (FIG. 2 (d)). Reference).
  • the pattern of the antenna is formed on the transparent film substrate in a single layer by a method such as screen printing.
  • a method such as screen printing.
  • a pattern cannot be formed in a multi-layer, so that the patterns of a plurality of line antennas coming out of the sensing area and connected to the line selection circuit flow in parallel with each other at regular intervals.
  • the present invention is to solve the above problems, to minimize the bezel width occupied by the pattern of the line antennas flowing to the outside of the electronic pen sensing region.
  • a closed loop connected to the ground, and forming a circumference of the electronic pen detection area set to detect the position of the electronic pen emitting the electromagnetic force using a resonance circuit
  • a loop antenna of the form A plurality of line antennas arranged in parallel with each other in a comb shape in the closed loop shape of the loop antenna, one end of which is electrically connected to the loop antenna, and the other end of which passes through the sensing area across the loop antenna in an insulated state; Wow;
  • a line selection circuit coupled to the other ends of the plurality of line antennas and configured to select one of the other ends of the plurality of line antennas as a differential output;
  • a coordinate sensing circuit for controlling a selection operation of the line selection circuit and determining a position of the electronic pen with respect to the selected line antenna by using an induced voltage appearing at the differential output by an electromagnetic force emitted from the electronic pen.
  • the plurality of line antennas parallel to each other are divided into at least two groups, the first group having one end connected to the loop antenna and the other end coupled to the line selection circuit, and the second group having one end It is coupled to the line select circuit and the other end is characterized in that connected to the loop antenna.
  • the coordinate sensing circuit may invert the induced voltage value from the line antenna of the first group or the induced voltage value from the line antenna of the second group and use the same to determine the position of the electronic pen.
  • the lung is connected to the ground, forming a circumference of the electronic pen detection area set to detect the position of the electronic pen emitting the electromagnetic force using a resonant circuit
  • a loop antenna in the form of a loop A plurality of line antennas arranged in parallel with each other in a comb shape in the closed loop shape of the loop antenna, one end of which is electrically connected to the loop antenna, and the other end of which passes through the sensing area across the loop antenna in an insulated state; Wow;
  • a line selection circuit coupled to the other ends of the plurality of line antennas and configured to select one of the other ends of the plurality of line antennas as a differential output;
  • a coordinate sensing circuit for controlling a selection operation of the line selection circuit and determining a position of the electronic pen with respect to the selected line antenna by using an induced voltage appearing at the differential output by an electromagnetic force emitted from the electronic pen.
  • the plurality of line antennas extends to penetrate the sensing area in an insulated state from the loop antenna (first area), and outside of the sensing area And switch to the 'c' shape so as to be coupled to the line selection circuit after completely penetrating the sensing area again (second area) in parallel with other adjacent line antennas while being insulated from the loop antenna. do.
  • the coordinate sensing circuit may define a vertical axis (the direction in which the line antenna extends) as a measured induced voltage value and a horizontal axis as positions of the line antennas, and the plurality of line antennas coupled to the line selection circuit. Sampling the induced voltage value at each of the other ends of the waveform to generate a waveform of the measured induced voltage value (measurement waveform), and connecting the inverted waveform (virtual waveform) to the measurement waveform to form an extended waveform, In the extension waveform, a point that intersects the horizontal axis in the ascending direction or a point which intersects in the downward direction is determined as the position of the electronic pen.
  • the plurality of line antennas are divided into two groups, and the first group is connected to the loop antenna at one end and penetrates through the sensing area, and the second group is connected to the loop antenna at the other end. Starting through the sensing area, it is configured in a reverse direction to the first group of line antennas.
  • the present invention can reduce the width occupied by the pattern of the line antennas flowing outward of the electronic pen sensing region by improving the shape and arrangement of the line antenna as described above. As a result, it is possible to minimize the width of the bezel area in the tablet or the display device equipped with the tablet.
  • the number of inputs of the line selection circuit can be reduced to 1/2, the complexity of the pattern design for the circuit configuration is reduced, and the component cost can be reduced because a selection element having a small input can be used. have.
  • the scan speed is improved to enable more accurate coordinate sensing.
  • FIG. 1 is a view schematically showing the configuration of a conventional tablet having a loop antenna and a line antenna.
  • FIG. 2 is a view for explaining the principle of operation of a conventional tablet having a loop antenna and a line antenna.
  • FIG. 3 is a diagram for describing an improved line antenna structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining an improved line antenna structure and operating principle according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing that the X-axis line antenna and the Y-axis line antenna are formed in the line antenna structure according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration in which the X-axis line antenna is configured in a conventional manner, and only the Y-axis line antenna uses the line antenna structure according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of dividing an area of a loop antenna into two lines and arranging line antennas in a 'c' and 'co' shapes in different directions.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which line antennas of the 'c' and 'co' shapes are configured in combination with each other.
  • the present invention can reduce the width occupied by the pattern of the line antennas flowing to the outside of the electronic pen sensing region by improving the shape and arrangement of the line antenna in the conventional tablet configuration as shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an improved line antenna structure according to the first embodiment of the present invention.
  • a loop antenna and a line antenna in one direction are illustrated and described for convenience of explanation and understanding.
  • a loop antenna constituting a closed loop of a rectangular shape and an X-axis line connected to the lower side of the loop antenna (one end) and extending upwardly from here and flowing out of the loop antenna (the other end)
  • the configuration of the antenna (first group) and the X-axis line antenna (second group) connected to the upper side of the loop antenna and extending downward to flow outward of the loop antenna can be seen.
  • the other ends of each line antenna are input to the line selection circuit.
  • the form of sampling the induced voltage appearing when scanning each line antenna will be as shown in FIG. That is, first, when the first group of line antennas are scanned from the left side to the position P of the electronic pen, the induced voltage gradually increases in the (+) direction, and the induced voltage is reversed when the electronic pen passes through the position of the electronic pen.
  • the second group of waveforms are inverted to form a continuous form as shown in Fig. 3 (c).
  • the operation of inverting the voltage waveforms obtained in the second group may be performed by adding at least one inverter to the path from the output of the second group to the coordinate sensing circuit, or the code of the waveform in the processing algorithm of the coordinate sensing circuit.
  • the inversion can also be realized sufficiently.
  • the bezel area required outside the loop antenna can be reduced.
  • FIG. 4 is a view for explaining an improved line antenna structure and operating principle according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A only the loop antenna and the vertical X-axis line antenna are shown for convenience of explanation and understanding.
  • each X-axis line antenna is connected to the lower side of the loop antenna, one end of which extends in the vertical direction and penetrates across the upper side of the loop antenna. Afterwards, it turns into a 'c' shape on the outside of the loop antenna, and enters the loop antenna again from an adjacent position again and exits completely across the loop antenna while keeping parallel with other line antennas. will be.
  • the other end of the X-axis line antenna passes through the loop antenna and is then connected to the line select circuit.
  • a portion of the line antennas disposed in an extended form from one end connected to the loop antenna is referred to as a first region, and a portion that crosses and crosses again through the outside of the loop antenna is referred to as a second region. do.
  • this type of line antenna it is possible to arrange the line antenna in the entire range of the electronic pen sensing region by the loop antenna while reducing the number of line antennas by 1/2 compared to the conventional configuration.
  • 4 (b) to 4 (d) show measured and generated induced voltage waveforms for various positions of the electronic pen shown in FIG. 4 (a) in the line antenna structure as shown in FIG. 4 (a). to be. 4 (b) to 4 (d), the waveform of the induced voltage is composed of two parts, the actual measurement waveform and the inverted virtual waveform.
  • the line antennas are penetrated twice by reducing the line antennas by half, so that the line antennas to be scanned The number of is reduced to 1/2.
  • the number of sampled and measured induced voltages is also 1/2.
  • 4 (b) to 4 (d) are waveforms showing magnitudes of induced voltages obtained by scanning each line antenna one by one.
  • FIG. 4B is a diagram showing the magnitude of the scanned induced voltage when the electronic pen is in the A position of the line antenna configuration of FIG.
  • the magnitude (absolute value) of the induced voltage increases from the left line antenna to the position A of the electronic pen in the negative direction, and then the position A of the electronic pen is changed.
  • the induced voltage is reversed from the passing line antenna ((+) direction) and the size decreases as the line antenna moves away from the position A of the electronic pen.
  • FIG. 4 (c) shows the scanned induced voltage waveform when the electronic pen is positioned at the B position of FIG. 4 (a). Since the position (B) of the electronic pen spans the last line antenna connected to the loop antenna, the actual measurement waveform is a waveform in which the magnitude increases in the negative direction from the leftmost line antenna to the line antenna at point B. Will appear.
  • Fig. 4 (d) shows the scanned induced voltage waveform when the electronic pen is located at the C position of Fig. 4 (a), in which case, the line antenna around the C point is located outside the upper side of the loop antenna. As it penetrates downward, the measured induced voltage will appear in the opposite direction to the induced voltage of FIGS. 4 (b) and 5 (c) above.
  • the induced voltage measured from the first line antenna of the second region appears in the (+) direction, and is reversed while passing through the position C of the electronic pen to become the ( ⁇ ) direction.
  • the waveform of the induced voltage can be obtained only for half of the loop antenna constituting the electronic pen sensing region. Therefore, the waveform of the induced voltage should also be made for the other half, which may use the induced voltage waveform obtained by scanning previously. That is, a virtual waveform is generated by inverting the previously measured actual measured waveform by +/ ⁇ , and then connected with the actual measured waveform to generate a waveform that is twice as long as it is.
  • the point at which the induced voltage crosses the horizontal axis (eg, ground) with a positive slope from the generated extension waveform is regarded as the point where the electronic pen is located.
  • the outside of the loop antenna may have a pattern for only half the number of line antennas as compared with the related art, the width of the bezel outside the loop antenna can be reduced.
  • the number of inputs of the line selection circuit can be reduced to 1/2, the complexity of the pattern design for the circuit configuration is reduced, and the component cost can be used because a selection element (for example, a multiplexer) having a small input can be used. Can be reduced.
  • the number of line antennas to be scanned is reduced to 1/2, the scan speed is improved to enable more accurate coordinate sensing.
  • FIGS. 5 to 8 are views illustrating a line antenna configuration method according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a view showing that the X-axis line antenna and the Y-axis line antenna are formed in the line antenna structure according to the second embodiment.
  • a loop antenna having a rectangular shape, an X-axis line antenna arranged in a 'c' shape in a vertical direction, and a Y-axis line antenna arranged in a 'c' shape in a horizontal direction can be seen.
  • the number of line antennas can be reduced to 1/2, the number of line antennas to be scanned as a whole can be reduced to 1/2 and the bezel area can be reduced.
  • FIG. 6 shows a configuration in which the X-axis line antenna is configured in a form in which all ends are connected to one side in a conventional manner, and only the Y-axis line antenna uses the line antenna structure according to the second embodiment.
  • Such a configuration can be applied to the case where the width constraint is limited for both side bezel regions, but the width constraint is relaxed for the upper or lower bezel regions.
  • FIG. 7 illustrates that when configuring a line antenna of one axis, the loop antenna is divided into two regions, and in the divided region, the loop antenna is returned to the 'c' shape while the line antenna is connected to the loop antenna. To be configured. In another divided region, the line antenna is configured to return to the 'CO' shape while being connected to the loop antenna on the opposite side.
  • line antennas of the 'c' and 'co' shapes are combined with each other.
  • This configuration can be appropriately selected in accordance with the design requirements of the tablet, and the electronic pen position sensing method in each case can be realized by appropriately combining the above description.
  • the line antenna first connected to the leftmost side of the lower side of the loop antenna in the first region is redirected from the outside of the loop antenna to the inside of the loop antenna again in the second region.
  • the leftmost line antenna of the first region may be disposed to the rightmost of the second region, and the rightmost line antenna of the first region may be set as the first line antenna to the left of the second region.
  • the loop antenna is described as being connected to ground, and the ground antenna is connected to the input of the differential amplifier.
  • the input of either of the loop antenna and the differential amplifier is the same potential, the other potential is different. You can also connect with.

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Description

개선된 구조의 라인 안테나를 갖는 타블렛
본 발명은 개선된 구조의 라인 안테나를 갖는 타블렛으로서, 더욱 상세하게는, 전자펜의 위치를 판단할 수 있는 전자펜 감지 영역을 둘러싸는 루프 안테나의 바깥 부분에서 라인 안테나가 라인 선택 회로에 입력되기 위하여 차지하는 공간을 적절히 분배하거나 최소화하도록, 라인 안테나의 구조를 개선한 타블렛에 관한 것이다.
최근, 전자펜 감지 영역을 형성하도록 이 감지 영역의 둘레를 따른 폐루프 형태의 루프 안테나와, 일단측은 루프 안테나와 전기적으로 접속되어 있으며 타단측은 루프 안테나와 절연된 상태로 폐루프 형태를 가로지르는 형태로 배치되며 서로간에는 평행한 다수의 라인 안테나를 이용하는 타블렛에 관한 기술이 한국 등록 특허 제10-910348호 등을 통해 개시되어 있다.
도 1은, 루프 안테나와 라인 안테나를 갖는 종래의 타블렛의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도면을 참조하면, 전자펜과 타블렛으로 구성되는 타블렛 시스템을 볼 수 있으며, 전자펜은 적어도 커패시터와 인덕터를 갖는 공진 회로를 이용하여 전자기력을 방출하도록 구성된다. 전자펜은 자체 내장된 공진 회로가 외부에서 발생한 전기력에 의해 공진하여 커패시터에 유도된 에너지를 저장하고, 외부의 전자기력이 정지했을 때, 커패시터에 저장된 유도된 에너지에 의해 자체 공진하여 전자기력을 출력하도록 구성될 수 있다. 또는, 자체적으로 배터리를 구비하여, 외부의 전자기력에 무관하게 공진하도록 구현될 수도 있다.
루프 안테나는, 접지에 연결되어 있으며, 절연성 기판상에서 전자펜의 위치를 감지하기 위하여 형성된 감지 영역의 둘레를 형성하는 폐루프 형태로 구성된다. 특히, 전자펜 감지 영역 및 루프 안테나의 폐루프 형태는, 가로(X축) 및 세로(Y축) 방향의 직사각형 형태로 이루어질 수 있다.
라인 안테나는, 루프 안테나의 폐루프 형태 내부에 배치되어 외부로 흘러나가는 구조로 이루어지며, 이때, 라인 안테나의 일단은 루프 안테나에 전기적으로 연결되고 타단은 루프 안테나와는 절연된 상태로 감지 영역을 관통하여 가로지르는 형태로 배치된다. 이때, 라인 안테나는, 바람직하게는 동일 간격으로 서로 평행하게 복수 개 배치될 수 있다.
이때, 라인 안테나는 직사각형 형태의 루프 안테나에서 가로 방향의 어느 한 변에 일단이 연결되어 세로 방향으로 연장된 형태의 X축 라인 안테나(제1 라인 안테나)와, 루프 안테나의 직사각형 형태에서 세로 방향의 어느 한 변에 일단이 연결되어 가로 방향으로 연장된 형태의 Y축 라인 안테나(제2 라인 안테나)로 구성될 수 있다. 더욱, X축 라인 안테나는 가로 방향의 변에서 동일한 간격으로 복수 개가 서로 평행하게 배치될 수 있으며, Y축 라인 안테나도 마찬가지로 배치될 수 있다.
복수의 X축 라인 안테나는 세로 방향으로 연장되어 있지만, 가로 방향의 좌표를 판정하는 데에 이용되므로, X축 라인 안테나로 이름붙여졌다. 마찬가지로, Y축 라인 안테나는 Y축 방향의 좌료를 판정하는 데에 이용된다.
X축 라인 안테나들과 Y축 라인 안테나들은 일단이 루프 안테나와 접속되어 있는 것을 제외하고는 루프 안테나와는 절연된 상태이다. 즉, 도면에서 각 라인 안테나들과 루프 안테나를 교차하여 지나가는 지점은 서로 절연되어 있다. 또한, 각 라인 안테나들도 안테나들끼리의 교차 지점에서 서로 절연된 상태이다.
라인 선택 회로는, 복수의 라인 안테나의 각각의 타단들과 결합되어 있다. 그리고 입력되는 선택 신호에 따라서, 결합된 복수의 라인 안테나의 타단들 중 어느 하나를 선택하여 출력(차동 출력)으로 설정한다.
라인 안테나는 X축 라인 안테나와 Y축 라인 안테나의 2세트가 구성되므로, 라인 선택 회로도 X축 라인 안테나를 위한 제1 선택 회로와 Y축 라인 안테나를 위한 제2 라인 선택 회로를 각각 구비하는 것이 바람직하다. 물론, 하나의 라인 선택 회로에 의해 라인 안테나들을 선택하도록 구현하는 것도 가능하다.
좌표 감지 회로는, 제1 라인 선택 회로 및 제2 라인 선택 회로의 선택 동작을 제어한다. 또한, 좌표 감지 회로는 하나 또는 2개의 차동 증폭기 및 MCU를 포함할 수 있다.
차동 증폭기는 하나의 입력은 접지에 연결되며 또하나의 입력은 라인 선택 회로에서 선택한 라인 안테나의 차동 출력이 연결된다. 그리고 차동 출력에서 유도 전압(전자펜의 전자기력에 의해 선택된 라인 안테나 유도된 유도 전류에 의해 생성된 전압)이 나타나면, 접지와의 차분을 출력한다. MCU는, 차동 증폭기에서 출력되는 차분(유도 전압)을 이용하여 상기 선택된 라인 안테나를 기준으로 상기 전자펜의 위치를 판정한다(위치 판정의 원리는 도 2 참조).
파워 코일은, 전자펜이 자체 배터리를 구비하지 않은 경우에, 전자펜에 유도 에너지를 공급하기 위하여 설치된다. 파워 코일은 주로 전자펜 감지 영역의 둘레를 따라 권취된 코일 형태로 구성될 수 있다.
코일 구동 드라이버는, 소정의 주파수(전자펜의 공진 주파수와 같거나 유사한 주파수)를 갖는 교류 전력을 파워 코일에 인가한다.
도 1에서는 각 구성부들을 구동시키기 위한 전원이 도시되어 있지 않으나, 상용 교류 전원 또는 이로부터 정류된 직류 전원 또는 배터리가 배치되어 각 구성부에 공급될 수 있다.
이러한 구성을 포함하는 타블렛은 다음과 같은 원리로 동작한다. 도 2는 루프 안테나와 라인 안테나를 갖는 종래의 타블렛의 동작 원리를 설명하는 도면이다.
도 2(a)에서는, 감지 영역이 되는 직사각형 형태를 둘러싸는 폐루프 형태의 루프 안테나와, 일단이 루프 안테나의 아래쪽 변에 연결되어 있으며 타단이 직사각형 형태의 위쪽을 향하여 연장되고 위쪽 변을 교차하여 지나감으로써, 직사각형의 감지 영역을 세로 방향으로 관통하고 있는 다수의 라인 안테나를 볼 수 있다. (여기서 및 이하의 설명에서는, 가로 방향의 Y축 라인 안테나 및 이와 관련된 구성부에 대해서는 도시 및 설명을 생략한다.)
이러한 구성에서, 라인 선택 회로가 어느 하나의 라인 안테나를 선택한다면, 루프 안테나의 폐루프는 선택된 라인 안테나에 의해 가상의 왼쪽 루프와 오른쪽 루프로 구분될 수 있을 것이다. 이때, 전자기력을 방출하는 전자펜이 감지 영역의 어느 위치에 접근하면, 전자펜이 선택된 라인 안테나에 의해 구분된 왼쪽 루프와 오른쪽 루프의 어느쪽의 내부에 위치하는지에 따라서 차동 출력에서 나타나는 전압이 역전되어 나타날 것이다.
도 2(b)는 도 2(a)에서와 같이 전자펜이 위치할 때, 각 라인 안테나에서 출력되는 유도 전압의 크기를 나타낸 파형도이다. 도 2(a)에는, 예시적으로 7개의 라인 안테나가 도시되어 있으며, 도 2(b)에서는 7개의 샘플링된 유도 전압의 크기가 표시되었다.
라인 선택 회로는, 모든 라인 안테나를 동시에 선택하여 유도 전압을 샘플링할 수 없으므로, 임의의 주기로 하나씩의 라인 안테나를 선택하여 차동 출력으로서 차동 증폭기에 연결한다(스캔한다). 모든 라인 안테나를 1회 스캔하는 동안 전자펜은 상대적으로 정지된 위치이어야 하므로, 스캔의 주기는 전자펜의 움직임에 대하여 매우 빠른 속도로 설정되도록 한다. 보통, 스캔 주기는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 수 백 Hz 내지 수 MHz 정도로 설정될 수 있다.
좌표 감지 회로에서는, 선택된 차동 출력에 나타나는 유도 전압을 샘플링 및 홀드하고, 각 라인 안테나마다의 홀드된 값을 이용하여 도 2(b)와 같은 파형을 만든다.
도 2(b)를 보면, 왼쪽으로부터 오른쪽 방향으로, 각 라인 안테나에서의 유도 전압은 전자펜의 위치로 갈수록 증가하고 있으며, 전자펜을 지나친 라인 안테나에서는 유도 전압이 역전되어 나타나는 것을 볼 수 있다.
이와 같이, 루프 안테나와 라인 안테나를 갖는 종래의 타블렛에서는 라인 안테나들을 하나씩 선택하고, 이때 나타나는 유도 전압의 파형이 역전되는 위치를 전자펜의 위치로 판정하는 원리를 이용한다.
한편, 도 2(c)는 직사각형 형태의 루프 안테나에 있어서, 위쪽 변에 라인 안테나들을 연결시키고, 아래쪽 방향으로 연장시켜 감지 영역을 구성한 경우를 보여준다. 이 경우는, 루프 안테나와 라인 안테나들의 접속 지점이 도 2(a)에서와 반대이므로, 감지되는 유도 전압의 파형도 도 2(b)에 도시된 파형과는 반대로 나타나게 된다(도 2(d) 참조).
따라서, 상술한 원리 및 구성으로 이루어지는 종래의 타블렛에서는, 모든 라인 안테나의 일단들이 직사각형 형태 중 어느 한 변에 연결되어 있기 때문에, 감지 영역을 관통하여 직사각형 형태의 다른쪽 변으로 교차하여 나온 라인 안테나들은 가까이 모아져셔 동일한 경로를 따라 라인 선택 회로에 연결된다.
한편, 루프 안테나와 라인 안테나를 갖는 타블렛을 제작할 때에는, 안테나가 형성된 기판을 통한 투명성의 확보 및 제작의 용이성을 위하여, 투명 필름 기판에 단층으로 안테나의 패턴을 스크린 인쇄 등의 방법으로 형성하게 된다. 그런데, 스크린 인쇄 등의 방법에서는 다층으로 패턴을 형성할 수 없어서, 감지 영역의 바깥쪽으로 나와서 라인 선택 회로로 연결되는 복수의 라인 안테나의 패턴들은 서로 일정한 간격을 두고 나란하게 흘러가는 형태가 된다.
이때, 라인 안테나의 개수가 많아질수록, 나란히 흘러가는 라인 안테나 패턴의 전체 폭이 넓어지게 되고, 이는 전자펜 감지 영역의 외부 영역(타블렛 또는 타블렛을 장착한 디스플레이 장치에서 베젤 영역이 됨)의 폭을 줄이는 데에 제한이 된다.
즉, 도 1에서와 같이, 가로방향을 따라 5개의 라인 안테나가 배치되어 있다면, 감지 영역의 위쪽 바깥 부분에서는 5개의 라인 안테나가 선택 회로까지 나란하게 흘러가야 한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 전자펜 감지 영역의 바깥쪽으로 흐르는 라인 안테나들의 패턴이 차지하는 베젤 폭을 최소화하고자 하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 접지에 연결되어 있으며, 공진 회로를 이용하여 전자기력을 방출하는 전자펜의 위치를 감지하기 위해 설정된 전자펜 감지 영역의 둘레를 형성하는 폐루프 형태의 루프 안테나와; 상기 루프 안테나의 폐루프 형태 내부에서 빗살 모양으로 서로 평행하게 배치되며, 일단은 상기 루프 안테나에 전기적으로 연결되고 타단은 상기 루프 안테나를 절연된 상태로 가로질러 상기 감지 영역을 관통하는 복수의 라인 안테나와; 상기 복수의 라인 안테나의 타단들이 결합되어 있으며, 상기 복수의 라인 안테나의 타단들 중 어느 하나를 선택하여 차동 출력으로 설정하는 라인 선택 회로와; 상기 라인 선택 회로의 선택 동작을 제어하고, 상기 전자펜에서 방출하는 전자기력에 의해 상기 차동 출력에서 나타나는 유도 전압을 이용하여 상기 선택된 라인 안테나를 기준으로 상기 전자펜의 위치를 판정하는 좌표 감지 회로를 포함하고, 서로 평행한 상기 복수의 라인 안테나는 적어도 2개의 군으로 분할되고, 제1군은 일단측이 상기 루프 안테나와 연결되고 타단측이 상기 라인 선택 회로에 결합되고, 제2군은 일단측이 상기 라인 선택 회로에 결합되고 타단측이 상기 루프 안테나와 연결된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 좌표 감지 회로는, 상기 제1군의 라인 안테나로부터의 유도 전압 값 또는 상기 제2군의 라인 안테나로부터의 유도 전압 값을 반전시켜 상기 전자펜의 위치 판정에 이용하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또다른 실시예는, 접지에 연결되어 있으며, 공진 회로를 이용하여 전자기력을 방출하는 전자펜의 위치를 감지하기 위해 설정된 전자펜 감지 영역의 둘레를 형성하는 폐루프 형태의 루프 안테나와; 상기 루프 안테나의 폐루프 형태 내부에서 빗살 모양으로 서로 평행하게 배치되며, 일단은 상기 루프 안테나에 전기적으로 연결되고 타단은 상기 루프 안테나를 절연된 상태로 가로질러 상기 감지 영역을 관통하는 복수의 라인 안테나와; 상기 복수의 라인 안테나의 타단들이 결합되어 있으며, 상기 복수의 라인 안테나의 타단들 중 어느 하나를 선택하여 차동 출력으로 설정하는 라인 선택 회로와; 상기 라인 선택 회로의 선택 동작을 제어하고, 상기 전자펜에서 방출하는 전자기력에 의해 상기 차동 출력에서 나타나는 유도 전압을 이용하여 상기 선택된 라인 안테나를 기준으로 상기 전자펜의 위치를 판정하는 좌표 감지 회로를 포함하고, 상기 복수의 라인 안테나는, 상기 루프 안테나와 연결된 일단의 반대쪽인 타단이, 상기 감지 영역을 상기 루프 안테나와는 절연된 상태로 관통하도록 연장되고(제1 영역), 상기 감지 영역의 외부에서 'ㄷ'자 형태로 방향전환하여 상기 루프 안테나와는 절연된 상태로 인접한 다른 라인 안테나와 평행하게 상기 감지 영역을 다시 완전히 관통한(제2 영역) 후 상기 라인 선택 회로에 결합되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 좌표 감지 회로는, 세로축(상기 라인 안테나가 연장된 방향)을 측정된 유도 전압값으로 정의하고 가로축을 상기 라인 안테나들의 위치로 정의하고, 상기 라인 선택 회로에 결합된 상기 복수의 라인 안테나의 타단들 각각에서 유도 전압 값을 샘플링하여 측정된 유도 전압 값의 파형(측정 파형)을 생성하고, 상기 측정 파형을 반전한 파형(가상 파형)을 상기 측정 파형에 연결시켜 연장 파형을 형성하고, 상기 연장 파형에 있어서 상기 가로축과 상승하는 방향으로 교차하는 지점 또는 하강하는 방향으로 교차하는 지점을 상기 전자펜의 위치로 판정한다.
또한, 상기 복수의 라인 안테나는 2개의 군으로 분할되고, 제1군은 일단측이 상기 루프 안테나와 연결되어 상기 감지 영역을 관통하도록 시작하고, 제2군은 타단측이 상기 루프 안테나와 연결되어 상기 감지 영역을 관통하도록 시작함으로써 상기 제1군의 라인 안테나와는 역방향으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상술한 바와 같이 라인 안테나의 형태 및 배치 구조를 개선함으로써, 전자펜 감지 영역의 바깥쪽으로 흐르는 라인 안테나들의 패턴이 차지하는 폭을 줄일 수 있다. 이로써, 타블렛 또는 타블렛을 장착한 디스플레이 장치에서 베젤 영역의 폭을 최소화할 수 있게 된다.
더욱, 본 발명에 따르면, 라인 선택 회로의 입력 개수를 1/2로 줄일 수 있으므로, 회로 구성을 위한 패턴 설계의 복잡함이 줄어들고, 적은 입력을 갖는 선택 소자를 사용하여도 되므로, 부품 비용도 줄일 수 있다. 또한, 스캔할 라인 안테나의 개수가 1/2로 줄어들어, 스캔의 속도가 향상되어 더욱 정밀한 좌표 감지가 가능하다.
도 1은, 루프 안테나와 라인 안테나를 갖는 종래의 타블렛의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 루프 안테나와 라인 안테나를 갖는 종래의 타블렛의 동작 원리를 설명하는 도면이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 개선된 라인 안테나 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른, 개선된 라인 안테나 구조 및 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, X축 라인 안테나와 Y축 라인 안테나를, 상술한 제2 실시예에 따른 라인 안테나 구조로 형성한 것을 보여주는 도면이다.
도 6은 X축 라인 안테나는 종래의 방식으로 구성하고, Y축 라인 안테나만을 제2 실시예에 따른 라인 안테나 구조를 이용하고 있는 형태를 보여주는 도면이다.
도 7은, 어느 한 축의 라인 안테나를 구성함에 있어서, 루프 안테나의 영역을 2분할하고, 서로 다른 방향으로 'ㄷ'자 및 'コ'자 형태로 라인 안테나들을 배치한 예를 보여주는 도면이다.
도 8에서는, 'ㄷ'자 및 'コ'자 형태의 라인 안테나들이 서로 조합된 형태로 구성되어 있는 예를 보여주는 도면이다.
본 발명은, 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 타블렛 구성에 있어서, 라인 안테나의 형태 및 배치 구조를 개선함으로써, 전자펜 감지 영역의 바깥쪽으로 흐르는 라인 안테나들의 패턴이 차지하는 폭을 줄일 수 있다.
도 3은, 본 발명의 제1 실시예에 따른, 개선된 라인 안테나 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서는 설명 및 이해의 편의를 위하여, 루프 안테나와 어느 한 방향의 라인 안테나(X축 라인 안테나)만을 도시하고 설명한다.
도 3(a)을 보면, 직사각형 형태의 폐루프를 구성하는 루프 안테나와, 루프 안테나의 아래쪽 변에 연결되어(일단) 여기로부터 위쪽으로 연장되어 루프 안테나의 바깥으로 흘러나가는(타단) X축 라인 안테나(제1군)와, 루프 안테나의 위쪽 변에 연결되어 아래쪽으로 연장되어 루프 안테나의 바깥쪽으로 흘러나가는 X축 라인 안테나(제2군)의 구성을 볼 수 있다. 각 라인 안테나의 타단들은 모두 라인 선택 회로로 입력된다.
이렇게 라인 안테나를 구성하고, 만약, 전자펜이 P 지점에 위치하게 된다면, 각 라인 안테나들을 스캔할 때 나타나는 유도 전압을 샘플링한 형태는 도 3(b)과 같은 형태가 될 것이다. 즉, 먼저, 제1군의 라인 안테나를 왼쪽으로부터 전자펜의 위치(P)까지 스캔하면 유도 전압이 (+) 방향으로 서서히 증가하다가, 전자펜의 위치를 지나면 유도 전압이 반전되어 나타난다.
한편, 스캔이 제2군의 라인 안테나를 지날 때에는, 라인 안테나의 루프 안테나와의 연결점이 제1군의 라인 안테나와는 반대이므로, 유도 전압이 다시 (+) 방향으로 나타나며, 스캔이 전자펜의 위치로부터 멀어질수록 유도 전압이 줄어드는 형태로 된다.
본 발명에서는, 이렇게 도 3(b)과 같이 나타나는 전압 파형에 있어서, 제2군의 파형을 반전시켜 도 3(c)과 같은 연속적인 형태로 만든다. 제2군에서 얻어진 전압 파형을 반전시키는 동작은, 제2군의 출력으로부터 좌표 감지 회로에 이르는 경로에 적어도 하나의 인버터를 추가하는 것으로 가능하며, 또는, 좌표 감지 회로의 처리 알고리즘에서 파형의 부호를 반전시키는 것으로도 충분히 실현할 수 있다.
이렇게 연속적인 파형을 만들면, 루프 안테나의 어느 한 변에 모든 라인 안테나를 연결시킨 종래 구조에서의 전압 파형과 동일한 파형을 얻을 수 있으며, 전자펜의 위치를 판별하는 데에 종래의 타블렛의 구조 및 원리를 그대로 사용할 수 있게 된다.
이와 같은 구조의 라인 안테나 패턴에 의하면, 루프 안테나의 어느 한 변의 바깥쪽에서 라인 선택 회로까지 흘러가는 안테나 패턴의 개수가 1/2로 줄어들게 되므로, 루프 안테나 바깥쪽에 필요한 베젤 영역을 줄일 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른, 개선된 라인 안테나 구조 및 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 4(a)에서도 설명 및 이해의 편의를 위하여, 루프 안테나와 세로 방향의 X축 라인 안테나만을 도시하고 있다.
도 4(a)의 라인 안테나 패턴에서의 특이한 점은, 각 X축 라인 안테나가, 일단은 루프 안테나의 아래쪽 변에 연결되어 있고, 타단은 세로 방향으로 연장되어 루프 안테나의 위쪽 변을 가로질러 관통한 후, 루프 안테나의 바깥쪽에서 'ㄷ'자 형태로 방향전환하여, 다시 인접한 위치에서 다시 루프 안테나의 내부로 진입하고 다른 라인 안테나와 평행을 유지하면서 루프 안테나를 완전히 가로질러 빠져나가는 형태로 구성된다는 것이다. X축 라인 안테나의 타단은 루프 안테나를 관통한 후 라인 선택 회로에 연결된다.
이하의 설명에서는, 라인 안테나들이 루프 안테나와 연결된 일단으로부터 연장된 형태로 배치된 부분을 제1 영역으로 지칭하고, 루프 안테나의 바깥에서 방향전환하여 다시 관통하여 가로질러 나가는 부분을 제2 영역으로 지칭한다.
이러한 형태의 라인 안테나를 구성하면, 라인 안테나의 개수를 종래의 구성에 비하여 1/2로 줄이면서도, 루프 안테나에 의한 전자펜 감지 영역의 전체 범위에 라인 안테나를 배치할 수 있게 된다.
한편, 이런 구조에서는, 라인 안테나를 스캔하여 얻어진 유도 전압으로 전자펜의 위치를 감지하는 데에는 특별한 기술이 필요하게 된다. 이에 대해서는, 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4(b) 내지 4(d)는, 도 4(a)와 같은 라인 안테나 구조에 있어서, 도 4(a)에 표시된 전자펜의 다양한 위치에 대하여 측정된 및 생성한 유도 전압 파형을 보여주는 도면이다. 도 4(b) 내지 도 4(d)에서 유도 전압의 파형은, 실제 측정 파형과, 반전된 가상 파형의 2부분으로 구성된다.
제2 실시예에서의 라인 안테나 구조에서는, 루프 안테나의 전체 영역에 대하여 개별적인 라인 안테나를 연결하고 있는 것이 아니라, 라인 안테나를 1/2로 줄여서 루프 안테나를 2번 관통하도록 하고 있으므로, 스캔할 라인 안테나의 개수가 1/2로 줄어든다. 따라서, 샘플링 및 측정된 유도 전압의 개수도 1/2로 된다.
도 4(b) 내지 4(d)의 왼쪽 부분은 각 라인 안테나를 하나씩 스캔하여 얻어진 유도 전압의 크기를 나타낸 파형이다.
먼저, 도 4(b)는 도 4(a)의 라인 안테나 구성 중 전자펜이 A 위치에 있을 때의 스캔된 유도 전압의 크기를 보여주는 도면이다. 도 4(b)의 실제 측정 파형에서는, 왼쪽의 라인 안테나로부터 전자펜의 위치(A)까지는 유도 전압이 (-) 방향으로 크기(절대값 치)가 점점 커지다가 전자펜의 위치(A)를 지나는 라인 안테나로부터는 유도 전압이 역전되고((+) 방향) 라인 안테나가 전자펜의 위치(A)로부터 멀어질수록 크기는 작아지고 있다.
다음, 도 4(c)에는 도 4(a) 중 B 위치에 전자펜이 위치한 경우의 스캔된 유도 전압 파형이 도시되어 있다. 전자펜의 위치(B)는 루프 안테나와 연결된 가장 마지막의 라인 안테나에 걸쳐 있으므로, 실제 측정 파형은, 가장 왼쪽의 라인 안테나로부터 B 지점의 라인 안테나까지 (-) 방향으로 크기가 점점 커지는 형태의 파형이 나타날 것이다.
다음, 도 4(d)에는, 도 4(a) 중 C 위치에 전자펜이 위치한 경우의 스캔된 유도 전압 파형을 보여주는데, 이 경우에는, C 지점 주변의 라인 안테나가 루프 안테나의 위쪽 변의 바깥으로부터 아래쪽으로 관통해 지나가는 형태가 되므로, 측정되는 유도 전압이 위의 도 4(b) 및 5(c)의 유도 전압과는 반대 방향으로 나타날 것이다. 그래서, 도 4(d)의 파형은, 제2 영역의 첫 라인 안테나로부터 측정되는 유도 전압은 (+) 방향으로 나타나다가 전자펜의 위치(C)를 지나면서 역전되어 (-) 방향으로 된다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에서는 전자펜 감지 영역을 구성하는 루프 안테나의 절반 부분에 대해서만 유도 전압의 파형을 얻을 수 있다. 따라서, 나머지 절반 부분에 대해서도 유도 전압의 파형을 만들어야 하는데, 이는, 앞서 스캔하여 획득한 유도 전압 파형을 이용할 수 있다. 즉, 앞서 획득한 실제 측정된 파형을 +/- 반전시켜 가상 파형을 생성한 후, 실제 측정된 파형과 연결함으로써, 2배 연장된 파형을 생성한다.
그리고 생성된 연장 파형으로부터 유도 전압 값이 가로축(예를 들면, 접지)을 (+) 기울기로 교차하는 지점을 전자펜이 위치하는 지점으로 간주한다.
즉, 도 4(b)에서는 실제 측정 파형 중 어느 지점에서 (+) 기울기의 교차점이 발견되므로, 이 지점을 전자펜의 위치로 간주할 수 있다. 또한, 도 4(c)에서는 실제 측정 파형의 끝부분에서 가로축의 (-) 부분에 맞닿아 있고, 가상 파형이 시작으로부터 (+)로 시작하므로, 이 지점을 전자펜의 위치로 판정할 수 있다.
한편, 도 4(d)에서는, 실제 측정 파형에서는 측정된 파형이 가로축과는 (-) 기울기를 가지며 교차하고 있으므로, 이 지점은 전자펜의 위치가 아니며, 가상 파형에서 비로소 가로축과 (+) 기울기로 교차하는 지점이 나타나게 되어, 이 지점을 전자펜의 위치로 판정할 수 있게 된다.
이와 같은 방법에 의하면, 라인 안테나의 개수를 절반으로 줄이면서도, 모든 전자펜 감지 영역에서의 전자펜의 위치를 측정할 수 있게 되는 것이다.
또한, 이러한 라인 안테나 구조에 의하면, 루프 안테나의 바깥쪽에는 종래에 비하여 단지 1/2 개수의 라인 안테나만에 대한 패턴을 구비하여도 되므로, 루프 안테나 바깥쪽의 베젤의 폭을 줄일 수 있게 된다.
더욱, 라인 선택 회로의 입력 개수를 1/2로 줄일 수 있으므로, 회로 구성을 위한 패턴 설계의 복잡함이 줄어들고, 적은 입력을 갖는 선택 소자(예를 들면, 멀티플렉서)를 사용하여도 되므로, 부품 비용도 줄일 수 있다. 또한, 스캔할 라인 안테나의 개수가 1/2로 줄어들어, 스캔의 속도가 향상되어 더욱 정밀한 좌표 감지가 가능하다.
다음, 도 5 내지 도 8은, 본 발명의 다양한 실시에에 따른, 라인 안테나 구성 방법을 보여주는 도면이다.
도 5는, X축 라인 안테나와 Y축 라인 안테나를, 상술한 제2 실시예에 따른 라인 안테나 구조로 형성한 것을 보여주는 도면이다. 도 5에서는 직사각형 형태의 루프 안테나와, 세로 방향으로 'ㄷ'자 형태로 배열된 X축 라인 안테나와 가로 방향으로도 'ㄷ'자 형태로 배열된 Y축 라인 안테나를 볼 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 각 라인 안테나의 개수를 1/2로 줄일 수 있으므로, 전체적으로 스캔할 라인 안테나의 개수가 1/2로 줄어들며, 베젤 영역을 줄일 수도 있다.
도 6은 X축 라인 안테나는 종래의 방식으로 하나의 변에 모든 일단을 연결한 형태로 구성하고, Y축 라인 안테나만을 제2 실시예에 따른 라인 안테나 구조를 이용하고 있는 형태를 보여준다. 이러한 구성은, 양 옆쪽의 베젤 영역에 대해서는 폭 제약이 있지만, 위 또는 아래의 베젤 영역에 대해서는 폭의 제약이 완화된 경우에 적용될 수 있다.
도 7은, 어느 한 축의 라인 안테나를 구성함에 있어서, 루프 안테나의 영역을 2분할하고, 분할된 한 영역에서는 라인 안테나를 일단이 루프 안테나에 연결된 상태에서 루프 안테나를 'ㄷ'자 형태로 돌아 나가도록 구성한다. 그리고, 분할된 다른 영역에서는 라인 안테나가 반대쪽에서 루프 안테나와 연결된 상태에서 'コ'자 형태로 돌아나가도록 구성하고 있다.
비슷한 예로, 도 8에서는, 'ㄷ'자 및 'コ'자 형태의 라인 안테나들이 서로 조합된 형태로 구성되어 있다.
이러한 구성은 타블렛의 설계 요구 사항에 맞추어 적절히 선택될 수 있으며, 각 경우에 있어서의 전자펜 위치 감지 방법은 상술한 설명을 적절히 조합함으로써 실현될 수 있다.
한편, 상기한 제2 실시예의 라인 안테나 구성에서는, 제1 영역에서 루프 안테나의 아래쪽 변의 가장 왼쪽에 처음으로 연결된 라인 안테나는, 루프 안테나의 외부에서 방향전환하여 제2 영역에서 다시 루프 안테나의 내부로 들어올 때, 가장 왼쪽 첫 위치에 배열되도록 하고 있다. 하지만, 다른 방식으로, 제1 영역의 가장 왼쪽의 라인 안테나는 제2 영역의 가장 오른쪽에 배치하고, 제1 영역의 가장 오른쪽의 라인 안테나를 제2 영역의 왼쪽 첫번째 라인 안테나로 설정할 수도 있다.
이러한 구성에 의하면, 루프 안테나의 외부에서 라인 안테나끼리 교차하지 않게 되므로, 안테나 패턴의 구성이 더 용이하다.
또한, 상술한 설명에서는, 루프 안테나는 접지에 연결되는 것으로 설명하고, 차동 증폭기의 입력으로 이 접지가 연결되어 있는 것으로 설명하였으나, 루프 안테나와 차동 증폭기의 어느 하나의 입력은 서로 동일 전위이면 다른 전위와 연결시킬 수도 있다.

Claims (5)

  1. 접지에 연결되어 있으며, 공진 회로를 이용하여 전자기력을 방출하는 전자펜의 위치를 감지하기 위해 설정된 전자펜 감지 영역의 둘레를 형성하는 폐루프 형태의 루프 안테나와;
    상기 루프 안테나의 폐루프 형태 내부에서 빗살 모양으로 서로 평행하게 배치되며, 일단은 상기 루프 안테나에 전기적으로 연결되고 타단은 상기 루프 안테나를 절연된 상태로 가로질러 상기 감지 영역을 관통하는 복수의 라인 안테나와;
    상기 복수의 라인 안테나의 타단들이 결합되어 있으며, 상기 복수의 라인 안테나의 타단들 중 어느 하나를 선택하여 차동 출력으로 설정하는 라인 선택 회로와;
    상기 라인 선택 회로의 선택 동작을 제어하고, 상기 전자펜에서 방출하는 전자기력에 의해 상기 차동 출력에서 나타나는 유도 전압을 이용하여 상기 선택된 라인 안테나를 기준으로 상기 전자펜의 위치를 판정하는 좌표 감지 회로를 포함하고,
    서로 평행한 상기 복수의 라인 안테나는 적어도 2개의 군으로 분할되고, 제1군은 일단측이 상기 루프 안테나와 연결되고 타단측이 상기 라인 선택 회로에 결합되고, 제2군은 일단측이 상기 라인 선택 회로에 결합되고 타단측이 상기 루프 안테나와 연결된 것을 특징으로 하는 개선된 구조의 라인 안테나를 갖는 타블렛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 좌표 감지 회로는,
    상기 제1군의 라인 안테나로부터의 유도 전압 값 또는 상기 제2군의 라인 안테나로부터의 유도 전압 값을 반전시켜 상기 전자펜의 위치 판정에 이용하는 것을 특징으로 하는 개선된 구조의 라인 안테나를 갖는 타블렛.
  3. 접지에 연결되어 있으며, 공진 회로를 이용하여 전자기력을 방출하는 전자펜의 위치를 감지하기 위해 설정된 전자펜 감지 영역의 둘레를 형성하는 폐루프 형태의 루프 안테나와;
    상기 루프 안테나의 폐루프 형태 내부에서 빗살 모양으로 서로 평행하게 배치되며, 일단은 상기 루프 안테나에 전기적으로 연결되고 타단은 상기 루프 안테나를 절연된 상태로 가로질러 상기 감지 영역을 관통하는 복수의 라인 안테나와;
    상기 복수의 라인 안테나의 타단들이 결합되어 있으며, 상기 복수의 라인 안테나의 타단들 중 어느 하나를 선택하여 차동 출력으로 설정하는 라인 선택 회로와;
    상기 라인 선택 회로의 선택 동작을 제어하고, 상기 전자펜에서 방출하는 전자기력에 의해 상기 차동 출력에서 나타나는 유도 전압을 이용하여 상기 선택된 라인 안테나를 기준으로 상기 전자펜의 위치를 판정하는 좌표 감지 회로를 포함하고,
    상기 복수의 라인 안테나는, 상기 루프 안테나와 연결된 일단의 반대쪽인 타단이, 상기 감지 영역을 상기 루프 안테나와는 절연된 상태로 관통하도록 연장되고(제1 영역), 상기 감지 영역의 외부에서 'ㄷ'자 형태로 방향전환하여 상기 루프 안테나와는 절연된 상태로 인접한 다른 라인 안테나와 평행하게 상기 감지 영역을 다시 완전히 관통한(제2 영역) 후 상기 라인 선택 회로에 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 개선된 구조의 라인 안테나를 갖는 타블렛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 좌표 감지 회로는,
    세로축(상기 라인 안테나가 연장된 방향)을 측정된 유도 전압값으로 정의하고 가로축을 상기 라인 안테나들의 위치로 정의하고, 상기 라인 선택 회로에 결합된 상기 복수의 라인 안테나의 타단들 각각에서 유도 전압 값을 샘플링하여 측정된 유도 전압 값의 파형(측정 파형)을 생성하고, 상기 측정 파형을 반전한 파형(가상 파형)을 상기 측정 파형에 연결시켜 연장 파형을 형성하고, 상기 연장 파형에 있어서 상기 가로축과 상승하는 방향으로 교차하는 지점 또는 하강하는 방향으로 교차하는 지점을 상기 전자펜의 위치로 판정하는 것을 특징으로 하는 개선된 구조의 라인 안테나를 갖는 타블렛.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 라인 안테나는 2개의 군으로 분할되고,
    제1군은 일단측이 상기 루프 안테나와 연결되어 상기 감지 영역을 관통하도록 시작하고,
    제2군은 타단측이 상기 루프 안테나와 연결되어 상기 감지 영역을 관통하도록 시작함으로써 상기 제1군의 라인 안테나와는 역방향으로 구성된 것을 특징으로 하는 개선된 구조의 라인 안테나를 갖는 타블렛.
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