KR100913738B1 - 임피던스 변화를 이용하는 터치스크린 - Google Patents

Abstract

본 발명은 임피던스 변화를 이용하는 터치스크린에 관한 것으로서, 기판(10)의 마주보는 측면에 전극(30, 40)을 형성한 후에 동상의 교류신호(Vs)를 전극(30, 40)에 인가하고, 기판(10)의 표면을 터치하였을 때 발생하는 교류신호의 변화량의 비율을 감지하여 터치좌표를 인식하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 여러 단계의 복잡한 제조공정을 거치지 않더라도 간단하게 새로운 터치스크린을 얻을 수 있다.

터치스크린, 차동증폭기, 임피던스, 교류신호

Description

임피던스 변화를 이용하는 터치스크린{Touch screen using variation of impedance}

도 1은 본 발명에 따른 터치스크린을 설명하기 위한 평면도;

도 2는 도 1의 사시도;

도 3은 도 1에 따른 터치스크린의 구동부를 설명하기 위한 도면;

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 터치스크린의 동작원리를 설명하기 위한 도면들; 및

도 6은 도 4의 X좌표판단전극(50, 60)과 Y좌표판단전극(30, 40)을 구동하는 타이밍도이다.

<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>

10: 기판

30, 40: Y좌표판단전극

31, 41: 차동증폭기

50, 60: X좌표판단전극

본 발명은 터치스크린에 관한 것으로서, 특히 임피던스의 변화량을 통하여 터치위치를 판단하는 터치스크린에 관한 것이다.

최근 터치스크린이 많이 보급되고 있는 추세에 있다. 이러한 터치스크린은 대부분 여러 단계의 복잡한 공정을 거쳐 만들어야 하기 때문에 제조에 많은 비용이 든다. 특히, 큰 화면에 큰 메뉴를 만들고자 할 때에는 이러한 제조공정을 적용하기도 어렵고 또한, 수율도 낮아지기 때문에 굳이 이러한 여러 단계의 복잡한 제조공정을 거쳐서 만들어야 할 필요성도 없다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 간단한 방식으로 제조할 수 있는 새로운 방식의 터치스크린을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치스크린은, 도전체 코팅 기판과, 상기 기판 상에 대향하도록 설치되는 두 개의 1차 전극과, 제1입력단과 제2입력단을 각각 가지며 상기 제1입력단과 제2입력단에는 1차 기준교류신호원이 연결되고 상기 1차 기준교류신호원과 상기 제1입력단 사이에는 상기 1차 전극이 하나씩 각각 연결되는 두 개의 1차 차동 증폭기와, 상기 두 개의 1차 차동증폭기의 출력전압을 비교하여 상기 기판 상의 터치 위치를 판단하는 터치위치 판단수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 두 개의 1차 전극의 길이는 서로 같은 것이 바람직하다.

서로 대향하면서 상기 1차 전극과는 수직하게 위치하는 두 개의 2차 전극이 더 설치될 수 있으며, 이 경우에는 제1입력단과 제2입력단을 각각 가지는 두 개의 2차 차동증폭기가 더 필요하다. 상기 2차 차동증폭기의 제1입력단과 제2입력단에는 2차 기준교류신호원이 연결되고 상기 2차 기준교류신호원과 상기 2차 차동증폭기의 제1입력단 사이에는 상기 2차 전극이 하나씩 각각 연결되며, 상기 터치위치 판단수단은 상기 1차 차동증폭기의 출력전압과 상기 2차 차동증폭기의 출력전압을 통하여 상기 기판 상의 2차원적 터치 위치를 판단한다.

상기 1차 전극 사이의 이격거리와 상기 2차 전극 사이의 이격거리가 서로 다를 수 있는데, 이때에는 상기 1차 전극 사이와 2차 전극 사이의 등가 교류 저항이 같도록 상기 1차 기준교류신호원과 2차 기준교류신호원의 주파수가 서로 다른 것이 바람직하다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

도 1은 본 발명에 따른 터치스크린을 설명하기 위한 평면도이고, 도 2는 도 1의 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(10) 상에는 길이가 같은 두 개의 X좌표판단전극(50, 60)이 서로 대향하도록 설치되며, 또한 길이가 같은 두 개의 Y좌표판단전극(30, 40)이 서로 대향하여 X좌표판단전극(50, 60)과 수직하게 설치된다. 기판(10)으로는 표면에 ITO와 같은 투명 도전체 코팅이 이루어진 유리기판을 사용할 수 있으며, X좌표판단전극(50, 60)과 Y좌표판단전극(30, 40)은 기판(10) 표면에 금속박막을 증착함으로써 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 터치스크린의 구동부를 설명하기 위한 도면으로서, Y좌표판단전극(30, 40)의 구동부를 예로 든 것이다. 구동부는 두 개의 Y좌표 차동증폭기(31, 41)를 포함하며, 각 차동증폭기(31, 41)의 반전 및 비반전 단자로는 기준교류신호(Vs)가 입력된다. 이 때, 각 차동증폭기(31, 41)의 반전단자에는 Y1과 Y2 단자를 통해서 도 1의 Y1 전극(40)과 Y2 전극(30)이 연결된다. 이러한 구동부는 X좌표판단전극(50, 60)에도 마찬가지로 설치된다.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 터치스크린의 동작원리를 설명하기 위한 것이다. 도 3에서의 Y1과 Y2단자를 통해서 Y1 전극(40)과 Y2 전극(30)에 기준교류신호(Vs)가 같이 입력된다. Y1 전극(40)과 Y2 전극(30)에 입력되는 교류신호는 동일한 전압과 위상을 갖는다. 따라서 투명 도전체 코팅면에는 전류가 흐르지 않게 되며 그로 인해 Y2 차동증폭기(31)와 Y1 차동증폭기(41)에 입력되는 입력신호에는 차이가 없게 되고, 따라서 차동증폭기(31, 41)의 출력(out1, out2)은 도 5의 맨 오른쪽과 같이 차동성분이 없게 된다.

점 A는 Y2 전극(30)으로부터 전체 이격거리의 1/3만큼 떨어져 있으므로, 점 A를 터치하는 경우에는 Y2 전극(30)에 흐르는 전류의 감쇄량이 Y1 전극(40)에 흐르는 전류의 감쇄량의 2배가 되어 Y2 차동증폭기(31)의 출력(out1)이 Y1 차동증폭기(41)의 출력(out2)의 2배가 된다.

점 B를 터치하는 경우에는 Y2 전극(30)에 흐르는 전류의 감쇄량과 Y1 전극(40)에 흐르는 전류의 감쇄량이 서로 같게 되어 Y2 차동증폭기(31)의 출력(out1)과 Y1 차동증폭기(41)의 출력(out2)이 같게 된다.

점 C를 터치하는 경우에는 Y1 전극(40)에 흐르는 전류의 감쇄량이 Y2 전극(30)에 흐르는 전류의 감쇄량의 2배가 Y1 차동증폭기(41)의 출력(out2)이 Y2 차동증폭기(31)의 출력(out1)이 2배가 된다.

터치위치 판단수단(미도시)은 이러한 원리를 이용하여 Y좌표를 얻고, Y좌표를 얻는 과정이 끝나면, Y1 전극(40)과 Y2 전극(30)을 플로팅 상태로 전환하여 X1 전극(50)과 X2 전극(60)에 교류신호를 인가하여 위의 과정을 반복함으로써 X좌표를 얻는다. 도 6은 이와 같이 X좌표판단전극(50, 60)과 Y좌표판단전극(30, 40)을 구동하는 타이밍도를 나타낸 것이다.

기판(10)이 직사각형일 경우에는 X좌표판단전극(50, 60) 사이의 이격거리와 Y좌표판단전극(30, 40) 사이의 이격거리가 서로 다르게 된다. 이 경우에는 X축 교류저항과 Y축 교류저항이 서로 다르게 되기 때문에 X축과 Y축이 등가교류저항을 갖게 하기 위하여 X좌표판단전극(50, 60)과 Y좌표판단전극(30, 40)에 입력되는 교류신호의 주파수를 다르게 하면 좋다. 예컨대, 도 1의 경우에는 X축좌표판단전극(50, 60) 사이의 폭이 Y축좌표판단전극(30, 40) 사이의 폭보다 더 좁기 때문에 X축좌표 판단전극(50, 60)에 더 높은 주파수를 갖는 교류신호를 입력하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 복잡한 여러 단계의 제조공정을 거치지 않더라도 간단하게 새로운 터치스크린을 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 도전체 코팅 기판;

   상기 기판 상에 서로 대향하도록 설치되는 2개의 1차전극;

   상기 1차 전극과 수직하게 위치하며, 서로 대향하도록 상기 기판 상에 설치되되, 상기 1차 전극 사이의 이격거리와는 다른 이격거리를 가지는 2개의 2차 전극;

   제1입력단과 제2입력단을 각각 가지는 1차 차동증폭기 2개와 2차 차동증폭기 2개; 및

   상기 1차 차동증폭기 및 2차 차동증폭기의 출력전압을 통하여 상기 기판 상의 2차원적 터치위치를 판단하는 터치위치 판단수단; 을 구비하되,

   상기 1차 차동증폭기의 제1입력단과 제2입력단에는 1차 기준교류신호원이 연결되고, 상기 1차 기준교류신호원과 상기 1차 차동폭기의 제1입력단 사이에는 상기 1차 전극이 하나씩 각각 연결되며,

   상기 2차 차동증폭기의 제1입력단과 제2입력단에는 2차 기준교류신호원이 연결되고, 상기 2차 기준교류신호원과 상기 2차 차동증폭기의 제1입력단 사이에는 상기 2차 전극이 하나씩 각각 연결되며,

   상기 터치위치 판단수단은 상기 2개의 1차 차동증폭기의 출력전압을 비교하여, 그리고 상기 2개의 2차 차동증폭기의 출력전압을 비교하여 상기 기판 상의 2차원적 터치위치를 판단하고,

   상기 1차 전극 사이와 2차 전극 사이의 등가 교류 저항이 같도록 상기 1차 기준교류신호원과 2차 기준교류신호원의 주파수는 서로 다른 것을 특징으로 하는 터치스크린.
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