KR102153915B1 - Touch Screen Display Device with Input System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 없이 입력 부재의 구현이 가능하며, 또한 핑거와 입력 부재에 의한 터치 검출이 모두 가능한 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 입력 시스템을 구비한 표시장치는 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제1 전극과 교차하는 복수의 제2 전극을 포함하며, 상기 복수의 제1 전극 및 제2 전극을 둘러싸는 형태로 형성되어 있는 유도 코일을 포함하는 패널; 상기 패널에 사용자의 터치를 입력하는 입력 부재; 상기 입력 부재와 연결된 접지부; 및 상기 제1 전극, 제2 전극 및 유도 코일과 연결된 터치 IC를 포함하며, 상기 터치 IC는 서로 다른 복수의 주파수가 가산된 구동 주파수를 제1 전극 및 제2 전극으로 인가하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an input system capable of implementing an input member without a battery and capable of detecting touch by both a finger and an input member, and a touch detection method using the same, and a display device having an input system according to the present invention includes a plurality of A panel including a first electrode of and a plurality of second electrodes crossing the plurality of first electrodes, and including an induction coil formed to surround the plurality of first and second electrodes; An input member for inputting a user's touch to the panel; A ground part connected to the input member; And a touch IC connected to the first electrode, the second electrode, and the induction coil, wherein the touch IC applies a driving frequency obtained by adding a plurality of different frequencies to the first electrode and the second electrode.

Description

입력 시스템을 구비한 터치스크린 표시장치 {Touch Screen Display Device with Input System}Touch screen display device with input system {Touch Screen Display Device with Input System}

본 발명은 입력 시스템에 관한 것으로 특히 표시 장치에 있어서 핑거와 입력 부재에 의한 터치 검출이 모두 가능한 입력 시스템 및 이를 이용한 터치스크린 표시장치 관한 것이다.
The present invention relates to an input system, and more particularly, to an input system capable of detecting a touch by a finger and an input member in a display device, and a touch screen display device using the same.

최근 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 표시장치(Flat Display Device)가 개발되고 있다.In recent years, as the era of full-scale information is entered, the field of display that visually expresses electrical information signals has developed rapidly, and in response to this, various types of display devices (Flat Display) with excellent performance of thinner, lighter, and low power consumption. Device) is being developed.

이 같은 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광 표시장치(Electro luminescence Display Device: ELD) 등을 들 수 있는데, 이들은 공통적으로 화상을 구현하는 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 표시패널은 고유의 발광 또는 광학 이방성을 갖는 물질층을 사이에 두고 한 쌍의 투명 절연기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.Specific examples of such a display device include a liquid crystal display device (LCD), a plasma display panel device (PDP), a field emission display device (FED), and an electroluminescent display device ( Electro luminescence Display Device (ELD), etc. are mentioned, and these commonly use a display panel that embodies an image as an essential component, and the display panel is a pair of materials having inherent light emission or optical anisotropy interposed therebetween. It has a structure in which a transparent insulating substrate is faced together.

이와 같이, 형성된 표시장치에 최근 사람의 손이나 별도의 입력 수단을 통해 터치 부위를 인식하고 이에 대응하여 별도의 정보를 전달할 수 있는 터치스크린을 사용하는 요구가 늘고 있다.In the display device thus formed, there is an increasing demand to use a touch screen capable of recognizing a touch portion through a human hand or a separate input means and transmitting additional information in response thereto.

상술한 표시장치 등에 사용되는 터치스크린은 그 구조에 따라 터치스크린 부착형(add-on type) 표시장치, 터치스크린 상판형(on-cell type) 표시장치 및 터치스크린 일체형(in-cell type) 표시장치로 나눌 수 있다. 터치스크린 부착형 표시장치는 표시장치와 터치스크린을 개별적으로 제조한 후에, 표시장치의 상판에 터치스크린을 부착하는 방식이다. 터치스크린 상판형 표시장치는 표시장치의 상부 유리 기판 표면에 터치스크린을 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식이다. 터치스크린 일체형 표시장치는 표시장치 내부에 터치스크린을 내장하여 표시장치의 박형화를 달성하고 내구성을 높일 수 있는 방식이다.Depending on the structure of the touch screen used in the above-described display device, etc., an add-on type display device, an on-cell type display device, and an in-cell type display device of a touch screen Can be divided into devices. A display device with a touch screen is a method of attaching a touch screen to an upper plate of the display device after manufacturing the display device and the touch screen separately. The touch screen top panel display device is a method of directly forming elements constituting a touch screen on the surface of an upper glass substrate of the display device. In the integrated touch screen display device, a touch screen is embedded in the display device to achieve a thinner display device and increase durability.

한편, 최근 상용화되고 있는 터치스크린은 언급한 여러 구조에 따른 터치스크린에 핑거(finger)를 이용한 터치 입력뿐만 아니라, EM(electromagnetic) 펜 또는 스타일러스(stylus) 펜 등의 입력 부재를 이용하여 필기 또는 그림 그리기가 가능하게 하는 터치스크린이다.On the other hand, touch screens that are recently commercialized are not only touch inputs using fingers on the touch screens according to the aforementioned structures, but also writing or drawing using input members such as an electromagnetic (EM) pen or a stylus pen. It is a touch screen that enables drawing.

상술한 입력 부재에 의한 입력은 핑거에 의한 입력에 비해 위치 검출 정밀도 및 분해능(分解能)이 뛰어나 더 세밀한 입력이 가능하므로, 정밀함을 요하는 필기 및 그림 그리기 등에 활용할 수 있는 장점이 있다.The input by the above-described input member has superior position detection accuracy and resolution compared to the input by a finger, so that a more detailed input is possible, and thus it can be used for writing and drawing that require precision.

이와 같은 입력 부재를 입력 시스템으로 구비한 터치스크린 표시장치는 도 1에 도시된 바와 같이 입력 부재와 터치 센서(20) 및 입력 부재(10)와 유도 코일(30) 사이의 상호작용을 통해 터치 위치를 감지할 수 있다.The touch screen display device having such an input member as an input system, as shown in FIG. 1, is a touch position through interaction between the input member and the touch sensor 20 and the input member 10 and the induction coil 30. Can be detected.

하지만, 입력 부재(10)와 터치 센서(20) 사이에 형성되는 기울기에 따라 터치 센서(20)를 통해 입력 부재로 인가하는 구동 주파수의 크기가 달라지게 된다.However, the magnitude of the driving frequency applied to the input member through the touch sensor 20 varies according to the slope formed between the input member 10 and the touch sensor 20.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 입력 부재(10)가 터치 센서가 형성되어 있는 패널에 수직으로 놓여 있는 경우 패널과 접하는 팁(Tip)과 터치 센서 사이에 정전용량에 의해 발생된 공진 주파수의 신호의 크기가 크고, 입력 부재(10)가 터치 센서가 형성되어 있는 패널에 기울어지게 놓여 있는 경우 공진 주파수의 크기가 작아지는 현상이 발생한다.For example, as shown in FIG. 2, when the input member 10 is placed vertically on the panel on which the touch sensor is formed, the resonance frequency generated by capacitance between the tip in contact with the panel and the touch sensor When the signal of is large and the input member 10 is placed inclined on the panel on which the touch sensor is formed, the size of the resonance frequency decreases.

왜냐하면, 입력 부재(10)와 터치 센서(20) 사이의 기울기에 따라 접촉 면적이 달라지며, 이러한 접촉 면적의 변화는 입력 부재와 터치 센서 사이의 정전용량의 변화를 초래하여, 정전용량의 크기에 의존적인 공진 주파수의 변화를 발생시킨다. 즉, 입력 부재와 터치 센서가 기울어져 있는 경우 입력 부재와 터치 센서의 접촉 면적이 줄어들기 때문에 정전용량이 감소하고 이에 따라 공진 주파수의 크기가 작아지게 되는 것이다.Because, the contact area varies according to the inclination between the input member 10 and the touch sensor 20, and this change in the contact area causes a change in the capacitance between the input member and the touch sensor. It causes a dependent resonant frequency change. That is, when the input member and the touch sensor are inclined, the contact area between the input member and the touch sensor decreases, so the capacitance decreases, and accordingly, the size of the resonance frequency decreases.

그리고, 입력 부재의 공진 주파수가 터치 센서로 입력되는 구동 주파수의 범위에서 벗어나게 되면 입력 부재에서 구동 주파수를 감지할 수 없으므로 터치 감도의 저하를 야기시키게 된다.In addition, when the resonance frequency of the input member is out of the range of the driving frequency input to the touch sensor, the input member cannot detect the driving frequency, resulting in a decrease in touch sensitivity.

그렇기 때문에 입력 부재와 터치 센서 사이의 기울기가 변경되어도 터치 감도의 영향을 받지 않는 입력 부재를 구비한 터치스크린 표시장치가 필요해지고 있다.Therefore, even if the inclination between the input member and the touch sensor is changed, there is a need for a touch screen display device having an input member that is not affected by touch sensitivity.

상기와 같은 일반적인 입력 시스템을 구비한 터치스크린 표시장치는 다음과 같은 문제점이 있다.A touch screen display device having the above general input system has the following problems.

첫째, 입력 부재와 터치 센서의 접촉 면적에 따라 정전용량의 변화 및 구동 주파수의 변화가 초래된다.First, a change in capacitance and a change in driving frequency are caused according to the contact area between the input member and the touch sensor.

둘째, 구동 주파수의 범위를 벗어나는 공진 주파수의 변화는 터치 감도의 저하를 야기시킨다.
Second, the change of the resonance frequency out of the range of the driving frequency causes a decrease in touch sensitivity.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 시스템을 구비한 터치스크린 표시장치는, 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제1 전극과 교차하는 복수의 제2 전극을 포함하며, 상기 복수의 제1 전극 및 제2 전극을 둘러싸는 형태로 형성되어 있는 유도 코일을 포함하는 패널; 상기 패널에 사용자의 터치를 입력하는 입력 부재; 상기 입력 부재와 연결된 접지부; 및 상기 제1 전극, 제2 전극 및 유도 코일과 연결된 터치 IC를 포함하며, 상기 터치 IC는 서로 다른 복수의 주파수가 가산된 구동 주파수를 제1 전극 및 제2 전극으로 인가하여 입력 부재와 터치 센서의 접촉 면적에 상관없이 동일한 터치 감도를 유지할 수 있게 한다.A touch screen display device having an input system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes crossing the plurality of first electrodes, A panel including an induction coil formed to surround the plurality of first and second electrodes; An input member for inputting a user's touch to the panel; A ground part connected to the input member; And a touch IC connected to the first electrode, the second electrode, and the induction coil, wherein the touch IC applies a driving frequency to which a plurality of different frequencies are added to the first electrode and the second electrode to provide an input member and a touch sensor. It is possible to maintain the same touch sensitivity regardless of the contact area.

상기와 같은 본 발명의 입력 시스템을 구비한 터치스크린 표시장치는 다음과 같은 효과가 있다.The touch screen display device having the input system of the present invention as described above has the following effects.

입력 부재와 터치 센서의 기울기 또는 접촉 면적에 상관없이 터치 센서에서 전송된 구동 주파수를 입력 부재에서 수신 가능하게 한다.Regardless of the inclination or contact area between the input member and the touch sensor, the driving frequency transmitted from the touch sensor can be received by the input member.

입력 부재와 터치 센서의 기울기의 변화에 따른 공진 주파수 대역를 모두 포함할 수 있는 구동 주파수를 터치 센서에 인가한다.A driving frequency that can include all of the resonance frequency bands according to the change of the inclination of the input member and the touch sensor is applied to the touch sensor.

그러므로, 입력 부재와 터치 센서의 기울기 또는 접촉 면적에 상관없이 동일한 터치 감도를 유지할 수 있게 하는 효과가 있다.
Therefore, there is an effect of maintaining the same touch sensitivity regardless of the inclination or contact area of the input member and the touch sensor.

도 1은 일반적인 입력 시스템을 구비한 터치스크린 표시장치를 나타낸 도면;
도 2는 일반적인 입력 시스템을 구비한 터치스크린 표시장치에서 입력부재와 터치 센서의 기울기에 따른 구동 주파수의 크기를 나타낸 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 시스템을 나타낸 도면;
도 4는 도 3에 도시된 전압 가산 증폭기에 대응되는 부분을 상세히 나타낸 도면;
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 시스템을 구비한 터치스크린 표시장치의 패널을 나타낸 도면;
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따라 전압 가산 증폭기에서 변환된 신호 및 주파수 도메인을 나타낸 도면;
도 7은 도 6의 전압 가산 증폭기에서 변환된 신호를 상세히 나타낸 도면; 및
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 부재를 구조적으로 나타낸 도면.1 is a view showing a touch screen display device having a general input system;
2 is a view showing the magnitude of a driving frequency according to the inclination of an input member and a touch sensor in a touch screen display device having a general input system;
3 is a diagram showing an input system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing in detail a portion corresponding to the voltage addition amplifier shown in FIG. 3;
5 is a view showing a panel of a touch screen display device having an input system according to an embodiment of the present invention;
6 is a diagram showing a signal and a frequency domain converted by a voltage adder according to an embodiment of the present invention;
7 is a diagram illustrating in detail a signal converted by the voltage adder of FIG. 6; And
8 is a structural diagram of an input member according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 입력 시스템을 구비한 터치스크린 표시장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a touch screen display device having an input system of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 입력 시스템은 기본 구성으로 핑거 터치에 대해 정전용량 방식의 터치 검출을 하는 구조를 이용하며, 입력 부재의 터치 검출시는 입력 부재 내부 공진 회로와 패널 외곽의 유도 코일을 통한 공진에 의한 터치 검출이 가능하다. 즉, 정전 용량 방식으로 터치 검출에 한계가 있는 입력 부재 터치 검출을 별도의 패널을 구성하지 않고, 패널 외곽 구성과 입력 부재 내부 회로를 변경하여 접촉 면적이나 전극 패턴의 형상에 영향을 받지 않고 터치 검출이 가능하게 한다.The input system of the present invention uses a structure that detects a capacitive touch for a finger touch as a basic configuration, and when detecting a touch of an input member, a touch by resonance through a resonance circuit inside the input member and an induction coil outside the panel. Detection is possible. In other words, touch detection of the input member, which has a limit in touch detection by the capacitive method, without configuring a separate panel, but by changing the outer panel configuration and the internal circuit of the input member to detect touch without being affected by the contact area or shape of the electrode pattern. Makes this possible.

또한, 본 발명의 입력 시스템을 구비한 터치스크린 표시장치는, 핑거 터치를 위해 패널의 정전 용량 방식 구조를 이용하되, 입력 부재 터치 검출에 위해, 입력 부재를 배터리 없이 액티브 방식으로 구현하고, 입력 부재와 동기되어 구동되는 유도 코일을 패널 외곽에 구비한 입력 시스템과 이를 이용하여 터치 검출하는 방법에 대해 설명한다.
In addition, the touch screen display device having the input system of the present invention uses a capacitive structure of the panel for finger touch, but implements the input member in an active method without a battery for detecting the input member touch, and the input member An input system including an induction coil driven in synchronization with the panel outside the panel and a method of detecting a touch using the input system will be described.

우선, 본 발명의 입력 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이 크게 입력 부재(stylus)(100), 터치 센서(200) 및 안테나(400)를 포함하는 패널(201), 터치 IC(300), 접지부(500)로 나뉜다.First, as shown in FIG. 3, the input system of the present invention is largely composed of a panel 201 including an input member 100, a touch sensor 200, and an antenna 400, a touch IC 300, and a contact point. It is divided into branches 500.

먼저, 패널(201)은 도 5에 도시된 바와 같이 표시 영역에 복수의 제1 전극(Tx)(210) 및 복수의 제1 전극과 교차하는 복수의 제2 전극(Rx)(220)으로 이루어져 있는 터치 센서(200)를 포함한다.First, the panel 201 is composed of a plurality of first electrodes (Tx) 210 and a plurality of second electrodes (Rx) 220 crossing the plurality of first electrodes in the display area as shown in FIG. 5. It includes a touch sensor 200.

보다 상세하게, 복수의 제 1 전극(Tx)(210) 및 복수의 제 2 전극(Rx)(220)은 각각 바 형상을 갖는 것으로, 제 1 전극(Tx)(210)과 제 2 전극(Rx)(220) 전극이 서로 교차하여 표시 영역에 배치된다. 도시된 형태는 바(bar) 형상의 전극으로, 경우에 따라 바 형상은 정전용량 방식의 다른 형태의 패턴으로 변경될 수도 있을 것이다. 예를 들어, 다이아몬드 패턴이나 다른 형태의 다각형 형태일 수 있다. 어느 경우에나, 본 발명의 입력 시스템에 있어서는, 입력 부재 터치의 정확성을 위해 중심에서 상하 좌우 어디에서도 대칭성을 갖는 형태로 형성되는 것이 요구된다.In more detail, the plurality of first electrodes (Tx) 210 and the plurality of second electrodes (Rx) 220 have a bar shape, respectively, and the first electrode (Tx) 210 and the second electrode (Rx) ) 220 electrodes cross each other and are disposed in the display area. The illustrated shape is a bar-shaped electrode, and in some cases, the shape of the bar may be changed to a pattern of another type of capacitive type. For example, it may be a diamond pattern or other polygonal shape. In any case, in the input system of the present invention, it is required to be formed in a symmetrical shape from the center to the top, bottom, left and right for accuracy of touching the input member.

상술한 제1 전극(Tx)(210) 및 제2 전극(Rx)(220)은 디스플레이 장치에서 광 투과를 위해 투명 전극으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 핑거 터치 구간에 제1 전극(Tx)(210)은 터치 구동 신호 인가용으로, 제2 전극(Rx)(220)은 터치 검출 신호 수신용으로 이용되며, 각각 패널(201)의 일측 가장자리에 구비된 패드(230)와 라우팅 배선(235)을 통해 전기적으로 연결된다.The first electrode (Tx) 210 and the second electrode (Rx) 220 described above are preferably formed as transparent electrodes for light transmission in the display device. In addition, in the finger touch section, the first electrode (Tx) 210 is used for applying a touch driving signal, and the second electrode (Rx) 220 is used for receiving a touch detection signal, and one edge of each panel 201 It is electrically connected through the pad 230 and the routing line 235 provided in the.

그리고, 패널(201)은 도 5에 도시된 바와 같이 표시 영역 외곽의 비표시 영역에 안테나(400)를 포함한다. 여기서, 안테나는 표시 영역 외곽을 둘러싼 형태로 형성되어 있으며 양단 사이가 이격된 형태로 형성된 유도 코일(410)로 이루어져 있다.In addition, the panel 201 includes an antenna 400 in a non-display area outside the display area, as shown in FIG. 5. Here, the antenna is formed in a shape surrounding the outside of the display area, and includes an induction coil 410 formed in a shape spaced apart between both ends.

상술한 유도 코일(410)은 입력 부재(100) 내부의 공진 회로로부터 발생하는 전자기 신호를 수신하기 위해 패널의 외곽 영역에 형성된다. 유도 코일(410)은 실제로 입력 부재의 입력이 이루어지고 좌표 추출이 이루어지는 표시 영역보다 가능하면 크게 형성한다. 이는 입력 부재(100)를 이용한 터치 검출에 있어서, 패널(201) 가장자리 부분에서, 전극의 비대칭성으로 인해 좌표 추출의 정확도가 떨어지는 에지 이펙트(edge effect)를 해소하고자 함이다.The induction coil 410 described above is formed in an outer region of the panel to receive an electromagnetic signal generated from a resonance circuit inside the input member 100. The induction coil 410 is formed as large as possible than a display area in which an input member is actually input and coordinates are extracted. This is to eliminate an edge effect in which the accuracy of coordinate extraction is lowered at the edge of the panel 201 in detecting a touch using the input member 100 due to the asymmetry of the electrode.

한편, 패널에 형성된 유도 코일(410)은, 별도의 물리적 형상을 갖는 자기 코어는 구비하지는 않지만 입력 부재(100)가 패널에 사용자의 터치를 입력할 때, 회로적으로 인덕턴스 유도가 가능한 3차 코일(L3)(410)로 기능하게 된다.Meanwhile, the induction coil 410 formed on the panel does not have a magnetic core having a separate physical shape, but when the input member 100 inputs a user's touch to the panel, a tertiary coil capable of inducing inductance in a circuit It functions as (L3) 410.

다시 말해, 유도 코일(410)은 입력 부재(100)가 사용자의 터치를 입력하기 위해 패널(201)에 접촉되면 입력 부재(100) 내부의 2차 코일(L2)로부터 공진된 인덕턴스 신호를 유도 코일(410)(L3)과 2차 코일(L2)간 상호 인덕턴스(M23) 신호의 유도 또는 유도 코일(410)(L3)와 1차 코일(L1)간 상호 인덕턴스(M13) 신호의 유도를 통해 수신하게 된다.In other words, when the input member 100 contacts the panel 201 to input a user's touch, the induction coil 410 generates an inductance signal resonated from the secondary coil L2 inside the input member 100. Received through induction of a mutual inductance (M23) signal between (410) (L3) and the secondary coil (L2) or by induction of a mutual inductance (M13) signal between the induction coil 410 (L3) and primary coil (L1) Is done.

그리고, 유도 코일(410)의 양단에는 패널(201)의 일측 가장자리에 구비된 패드(230)와 나란히 형성된 루프 패드(240)가 형성되며, 둘 사이의 전압 차를 터치 IC에 의해 검출할 수 있게 한다.And, at both ends of the induction coil 410, loop pads 240 formed parallel to the pad 230 provided at one edge of the panel 201 are formed, so that the voltage difference between the two can be detected by the touch IC. do.

상술한, 유도 코일(410)은 라우팅 배선(235)과 동일 공정에서 함께 형성할 수도 있으며, 유도 코일(410)의 전자기 유도 특성을 향상시키기 위해, 패널(100)에 유도 코일(410)와 콘택하는 쉬트 형태의 자기 성분 코어(planar magnetic core)를 더 구비할 수도 있다.
As described above, the induction coil 410 may be formed together in the same process as the routing wire 235, and in order to improve the electromagnetic induction characteristics of the induction coil 410, the induction coil 410 and the contact A sheet-shaped magnetic component core (planar magnetic core) may be further provided.

다음으로, 입력 부재(100)는 패널(201)에 사용자의 터치를 입력하는 기능을 하는 것으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 내부에는 1차 코일(L1)(140) 및 1차 코일과 병렬 연결된 2차 코일(L2)(120), 2차 코일과 직렬 연결된 공진 캐패시터(C2)(110) 및 스위치(SW)(130)를 포함하며, 도 8에서 확인할 수 있듯이 1차 코일과 연결된 전도성 팁(conductive tip)(101)을 포함한다.Next, the input member 100 functions to input a user's touch to the panel 201, and as shown in FIG. 3, the input member 100 is internally in parallel with the primary coil (L1) 140 and the primary coil. A conductive tip connected to the primary coil, including a connected secondary coil (L2) 120, a resonant capacitor (C2) 110 and a switch (SW) 130 connected in series with the secondary coil, and as shown in FIG. (conductive tip) 101.

한편, 입력 부재(100)은 접지부(500)와 연결되어 있어, 입력 부재 내부 회로를 안정화시킨다.Meanwhile, the input member 100 is connected to the ground part 500 to stabilize the internal circuit of the input member.

상술한 입력 부재에 대한 설명은 추후 기술되는 도 8에서 상세히 설명하기로 한다.A description of the above-described input member will be described in detail in FIG. 8 to be described later.

다음으로, 터치 IC(300)는 패널에 형성된 유도 코일(410) 양단에 구비된 패드(240) 및 제 1 전극(210) 및 제 2 전극(220)에 구비된 패드(230)와 연결되어 이들을 제어하는 역할을 한다.Next, the touch IC 300 is connected to the pads 240 provided at both ends of the induction coil 410 formed on the panel and the pads 230 provided at the first electrode 210 and the second electrode 220 to connect them. It serves to control.

터치 IC(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 유도 코일(410) 양단에 수신된 전압 차를 증폭하는 유도 코일 증폭기(310)와, 유도 코일 증폭기(310)와 연결되어 노이즈를 제거하는 필터부(AFE)(320)와, 필터부(320)와 연결되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하는 컨버터(ADC)(330)와, 컨버터와 연결되어 디지털 신호를 수집하여 좌표를 추출하는 신호 처리부(DSP)(340)와, 서로 다른 주파수를 포함하고 있는 복수의 전압을 가산하여 서로 다른 복수의 주파수가 가산된 구동 주파수를 복수의 제1 전극 및 복수의 제 2 전극으로 인가하는 전압 가산 증폭기(350) 및 패널 내 복수의 제1 전극 및 복수의 제 2전극에 인가하는 신호를 발생하는 구동 신호 발생부(Drive signal Generator)(360)를 포함하여 이루어진다.The touch IC 300 includes an induction coil amplifier 310 that amplifies the voltage difference received across the induction coil 410 as shown in FIG. 3, and a filter unit connected to the induction coil amplifier 310 to remove noise. (AFE) 320, a converter (ADC) 330 connected to the filter unit 320 to convert an analog signal into a digital signal, and a signal processing unit (DSP) connected to the converter to collect digital signals and extract coordinates. ) 340 and a voltage summing amplifier 350 that adds a plurality of voltages including different frequencies and applies a driving frequency to which a plurality of different frequencies are added to the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes And a drive signal generator 360 that generates signals applied to the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes in the panel.

상술한, 구동 신호 발생부(360)에서 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극으로 인가되는 구동 주파수는 도 4에 도시된 전압 가산 증폭기(Voltage Adding Amplifier)(350)를 거쳐 여러 주파수를 포함하는 형태로 변형되어 각 전극으로 인가된다. The driving frequencies applied from the driving signal generator 360 to the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes described above include various frequencies through the voltage adding amplifier 350 shown in FIG. 4. And applied to each electrode.

참고로, 전압 가산 증폭기(350)에서 복수의 입력으로 인가되는 각각의 전압은 도 4에 도시된 바와 같이, 서로 다른 여러 주파수를 포함하고 있으며, 이렇게 인가된 서로 다른 주파수는 전압 가산 증폭기 내에서 가산된다.
For reference, each voltage applied to a plurality of inputs from the voltage summing amplifier 350 includes several different frequencies, as shown in FIG. 4, and the different frequencies thus applied are added in the voltage summing amplifier. do.

이하에서는 전압 가산 증폭기에서 변환된 구동 주파수에 대해 도 6 및 도 7일 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the driving frequency converted by the voltage addition amplifier will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따라 전압 가산 증폭기에서 변환된 신호 및 주파수 도메인을 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 전압 가산 증폭기에서 변환된 신호를 상세히 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a signal and a frequency domain converted by a voltage adder according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing in detail a signal converted by the voltage adder of FIG. 6.

우선, 도 6a에 도시된 그래프에서 X축은 시간(sec.)을 나타내고, Y축은 전압(V)을 나타내고 있다. 여기서 Conventional Signal은 단일 주파수의 경우에 (Freq. 100 Hz) 주기(10 ms)를 보여 주기 위해 40 ms까지 표시되어 있으며 따라서 총 4번의 주기가 표시되어 있다. 그 아래 Modified Signal의 경우, Conventional Signal에 단일 주파수 대비 여러 주파수가 혼재되어 있어 (100 Hz +/- 10 %) 주기성을 보여드리기 위해 1 sec까지 표시되어 있다. 다시 말해, 변환된 신호의 경우 단일 주파수 대비 10% 정도의 추가적인 주파수 폭을 갖는다.First, in the graph shown in Fig. 6A, the X-axis represents time (sec.), and the Y-axis represents voltage (V). Here, the conventional signal is displayed up to 40 ms to show the period (10 ms) in the case of a single frequency (Freq. 100 Hz), and thus a total of 4 periods are displayed. In the case of the Modified Signal below, since several frequencies are mixed compared to a single frequency in the Conventional Signal (100 Hz +/- 10%), it is marked up to 1 sec to show the periodicity. In other words, the converted signal has an additional frequency width of about 10% compared to a single frequency.

도 6b에 도시된 Modified Signal in Frequency Domain의 경우는, X축은 Conventional signal in Frequency Domain의 경우와 같이 0 ~ 500 Hz까지 주파수 범위를 나타내고, Y축 Power(log(Watt))의 Log Scale로 -1 ~ 9의 값을 나타낸다. 다시 말해, 도 6의 오른쪽 도면에서 확인할 수 있듯이 변경 신호의 주파수 도메인은 일반적인 신호의 주파수 도메인보다 상하로 넓게 주파수 폭(band)이 확장된 것을 알 수 있다.In the case of the modified signal in frequency domain shown in FIG. 6b, the X-axis represents the frequency range from 0 to 500 Hz as in the case of the conventional signal in frequency domain, and is -1 as the log scale of the Y-axis power (log(Watt)). Represents a value of ~ 9. In other words, as can be seen in the right diagram of FIG. 6, it can be seen that the frequency domain of the change signal is wider up and down than the frequency domain of a general signal.

도 6에서 변환된 신호 및 주파수 도메인은 터치 IC에서 발생되는 구동 주파수 신호 및 구동 주파수 도메인이다.The converted signal and frequency domain in FIG. 6 are a driving frequency signal and a driving frequency domain generated in the touch IC.

그리고, 변형된 구동 주파수, 즉, 가산된 구동 주파수는 도 7에 도시된 바와 같이, 주기가 다른 즉 주파수가 다른 여러 신호를 가산하여 발생시킨 주파수로써, 입력 부재 내부의 초기 공진 주파수에 매칭되는 구동 주파수에 구동 주파수 주변 여러 주파수를 포함하고 있는 형태이다. 즉, 변형된 구동 주파수의 주파수 대역은 공진 주파수의 주파수 대역을 포함하고 있다.And, the modified driving frequency, that is, the added driving frequency, is a frequency generated by adding several signals having different periods, that is, different frequencies, as shown in FIG. 7, and is a driving matched to the initial resonance frequency inside the input member. It is a form that includes several frequencies around the driving frequency in the frequency. That is, the frequency band of the modified driving frequency includes the frequency band of the resonance frequency.

예를 들어, 일반적인 구동 주파수의 주파수 대역은 50~500 kHz까지 설정이 가능하고 공진 주파수는 일반적인 구동 주파수 대역과 동일하도록 입력 부재의 공진회로 L(Inductance), C(Capacitance) 값에 따라 조절하여 설계한다. 하지만, 사용자가 입력 부재를 기울여 사용하는 경우 공진 주파수가 변화하여 신호가 작아지게 되는 문제를 보상하기 위하여 구동 주파수에서 10% 정도의 추가적인 주파수 폭을 갖는 변형된 구동 주파수를 사용하므로, 기울기에 따라 변화된 공진 주파수 마진을 확보할 수 있다.For example, the frequency band of the general driving frequency can be set from 50 to 500 kHz, and the resonance frequency is designed by adjusting the values of the resonance circuit L (Inductance) and C (Capacitance) of the input member so that it is the same as the general driving frequency band. do. However, when the user tilts the input member, a modified driving frequency with an additional frequency width of about 10% from the driving frequency is used to compensate for the problem that the resonance frequency changes and the signal becomes small. Resonant frequency margin can be secured.

이렇듯 변형된 구동 주파수는 초기 구동 주파수에 주변 여러 주파수를 가산하는 방법으로 만들어져 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극으로 인가되고 인가된 구동 주파수는 입력 부재의 공진 주파수를 포함하고 있으므로 입력 부재에 전달된다.This modified driving frequency is created by adding several surrounding frequencies to the initial driving frequency, and is applied to a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes, and the applied driving frequency includes the resonance frequency of the input member. Delivered.

이렇듯, 초기 구동 주파수에 주변 여러 주파수를 가산하여 만들어진 구동 주파수를 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극에 인가한다면, 넓은 주파수 범위로 입력 부재에 전달되므로, 입력 부재와 터치 센서 사이의 기울기가 변경되어도 입력 부재의 공진 주파수 대역을 포함하게 된다. 따라서, 입력 부재와 패널 내부의 전극의 기울기에 상관 없이 높은 터치 감도를 유지할 수 있다.In this way, if the driving frequency created by adding several surrounding frequencies to the initial driving frequency is applied to the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes, the inclination between the input member and the touch sensor is transmitted to the input member in a wide frequency range. Even if changed, the resonant frequency band of the input member is included. Accordingly, high touch sensitivity can be maintained regardless of the inclination of the input member and the electrode inside the panel.

다음으로, 도 3에 도시된 접지부(500)는 입력 부재(100)와 접하는 사용자 또는 입력 부재(100)와 패널(201) 사이에 연결된 와이어일 수 있다. 여기서, Ch(510)는 입력 부재와 사용자가 접할 때, 사용자가 유전체로 기능하여, 입력 부재와 접지 단자 사이에서 접지부 정전용량(Ch)이 발생된 상태임을 나타내고 있다.
Next, the ground part 500 illustrated in FIG. 3 may be a user in contact with the input member 100 or a wire connected between the input member 100 and the panel 201. Here, Ch 510 indicates that the user functions as a dielectric when the input member and the user come into contact with each other, and thus a ground capacitance Ch is generated between the input member and the ground terminal.

이하에서는 상술한 입력 부재의 구조에 대해 도 8을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the structure of the above-described input member will be described in detail with reference to FIG. 8.

도 8는 본 발명의 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 부재를 구조적으로 나타낸 도면이다.8 is a structural diagram of an input member according to an embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 입력 부재(100) 내부는 1차 코일(L1)(140)과 2차 코일(L2)(120)이 자기 코어(135)에 서로 교번되어 감겨져 있는 형상으로 배치된다. As shown in FIG. 8, the inside of the input member 100 according to an embodiment of the present invention includes a primary coil (L1) 140 and a secondary coil (L2) 120 to each other in the magnetic core 135. Arranged in alternately wound shape.

입력 부재(100) 내부의 1차 코일(L1)(140) 및 2차 코일(L2)(120)은 입력 부재(100)의 축 방향으로 위치하는 자기 코어(magnetic core)(135)에 감겨져 있다.The primary coil (L1) 140 and the secondary coil (L2) 120 inside the input member 100 are wound around a magnetic core 135 positioned in the axial direction of the input member 100. .

입력 부재(100)의 도전성 몸체(150)는, 1차 코일(L1)(140) 및 2차 코일(L2)(120)과 공진 캐패시터(C2)(110) 및 자기 코어(135)를 내부에 포함하며, 전도성 팁(101)이 일부 돌출되는 홀을 가질 수 있다.The conductive body 150 of the input member 100 includes a primary coil (L1) 140 and a secondary coil (L2) 120, a resonant capacitor (C2) 110, and a magnetic core 135 therein. And may have a hole through which the conductive tip 101 partially protrudes.

한편, 입력 부재(100) 내의 1차 코일(L1)(140)의 한쪽 끝은 전도성 팁에 의해 연결되어 있고, 다른 쪽 끝은 전도성 물질로 이루어진 도전성 몸체부(150)에 연결되어 접지된다. 경우에 따라, 사용자가 접지부(500)를 구성하는 경우 사람의 몸에 해당하는 접지부 캐패시터(Ch)와 연결된다.On the other hand, one end of the primary coil (L1) 140 in the input member 100 is connected by a conductive tip, and the other end is connected to a conductive body portion 150 made of a conductive material to be grounded. In some cases, when the user configures the ground part 500, it is connected to the ground part capacitor Ch corresponding to the human body.

여기서, 전도성 팁(101)은 도전성 몸체(150)로부터 절연되어 있으며, 이를 위해 홀 주위에 전도성 팁(101)을 둘러싸는 형태의 절연 완충부를 더 구비할 수 있다. 그리고, 도전성 몸체(150)는 상술한 접지부(500)와 연결되어 있다.Here, the conductive tip 101 is insulated from the conductive body 150, and for this purpose, an insulating buffer unit in the form of surrounding the conductive tip 101 may be further provided around the hole. In addition, the conductive body 150 is connected to the ground part 500 described above.

상술한 입력 부재는 입력 부재 내부의 1차 코일(L1)(140)과 이차 코일(L2)(120)은 각각 입력 부재(100) 내부 중심축을 지나는 자기 코어(magnetic core)(135)를 통해 제 1 상호 인덕턴스(mutual inductance)(M12)로 커플링된다.In the above-described input member, the primary coil (L1) 140 and the secondary coil (L2) 120 inside the input member are each controlled through a magnetic core 135 passing through the inner central axis of the input member 100. 1 Coupled with mutual inductance (M12).

한편, 2차 코일(L2)(120)과 공진 캐패시터(C2)(110)는 패널의 교차된 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극에 의해 구성된 터치 센서(200)로부터 캐패시티브 커플링되어 형성된 센싱 캐패시터(Csx)(250)를 통해 입력되는 신호의 주파수와 전자기 공진이 발생하도록 적절한 값을 갖도록 구성된다.Meanwhile, the secondary coil (L2) 120 and the resonant capacitor (C2) 110 are capacitively coupled from the touch sensor 200 configured by a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes crossed on the panel. It is configured to have an appropriate value to generate a frequency and electromagnetic resonance of a signal input through the formed sensing capacitor (Csx) 250.

여기서, 공진 주파수는 f=1/[2π*(L2*C2)^0.5])의 조건을 갖는다. 그리고, 센싱 캐패시터(Csx)(250)는 물리적으로 회로 구성을 갖는 소자가 아니라, 입력 부재(100)의 전도성 팁이 패널(201)에 접할 때, 접하는 부위에서 정전용량 커플링되어 발생되는 것이다.Here, the resonance frequency has a condition of f=1/[2π*(L2*C2)^0.5]). In addition, the sensing capacitor (Csx) 250 is not a device having a physical circuit configuration, but is generated by capacitive coupling at a contact portion when the conductive tip of the input member 100 contacts the panel 201.

또한, 입력 부재(100)에서 전자기 공진 시 발생한 자기장 신호는 1차 코일(L1)(140) 또는 2차 코일(L2)(120)과 패널(201)에 형성된 유도 코일(L3)(410)과의 제2 상호 인덕턴스(M13 또는 M23)에 의해 유도 코일에 해당하는 3차 코일(L3)(410)에 유도 기전력을 발생한다.In addition, the magnetic field signal generated during electromagnetic resonance in the input member 100 is the primary coil (L1) 140 or the secondary coil (L2) 120 and the induction coil (L3) 410 formed on the panel 201 and Induction electromotive force is generated in the tertiary coil (L3) 410 corresponding to the induction coil by the second mutual inductance (M13 or M23) of.

이러한 유도 기전력은, 유도 코일(410) 양단간의 전압 차이를 증폭할 수 있는 증폭기(310)를 통해 증폭하고, 노이즈 제거 등을 위한 필터 등으로 이루어진 필터부(AFE:Anaolog Front End)(320)를 거친 후 컨버터(ADC:Analog to Digital Converter)(330)에서 디지털 신호로 변환된 뒤 신호 처리부(DSP: Digital Signal Processor)(340)에서 적절한 알고리즘을 통하여 좌표를 추출한 후 호스트 시스템에 좌표 데이터 등을 전송하게 된다.The induced electromotive force is amplified through an amplifier 310 capable of amplifying the voltage difference between both ends of the induction coil 410, and a filter unit (AFE: Anaolog Front End) 320 made of a filter for removing noise, etc. After it is converted into a digital signal in the ADC (Analog to Digital Converter) 330, the coordinates are extracted through an appropriate algorithm in the DSP (Digital Signal Processor) 340, and the coordinates data is transmitted to the host system. Is done.

한편, 스위치(SW)(130)는 탄성 소재이며, 전도성 팁(101)과는 절연을 유지하도록, 전도성 팁(101)과의 사이에 제 1 절연막(103)를 구비할 수 있다. 또한, 스위치(130)는 전도성 팁(101)이 패널을 누를 때 가해지는 압력에 의해 동작한다.Meanwhile, the switch (SW) 130 is made of an elastic material, and a first insulating layer 103 may be provided between the conductive tip 101 to maintain insulation from the conductive tip 101. In addition, the switch 130 is operated by the pressure applied when the conductive tip 101 presses the panel.

즉, 일정 압력 이상으로 누를 때, 스위치(130)가 닫혀 2차 코일 및 상기 공진 캐패시터 사이에 공진 주파수가 발생하도록 내부 공진 회로가 폐회로를 이루게 된다. 다시 말해, 입력 부재(100)가 패널에 접촉되면, 입력 부재(100) 내부 스위치(SW)(130)가 닫히고, 2차 코일(L2)(120) 및 공진 캐패시터(C2)(110)가 일종의 공진 회로로서 폐회로를 형성하여 2차 코일 및 상기 공진 캐패시터 사이에 공진 주파수가 발생된다.That is, when the pressure is pressed above a certain pressure, the switch 130 is closed so that a resonance frequency is generated between the secondary coil and the resonance capacitor, so that the internal resonance circuit forms a closed circuit. In other words, when the input member 100 contacts the panel, the internal switch (SW) 130 of the input member 100 is closed, and the secondary coil (L2) 120 and the resonance capacitor (C2) 110 are A closed circuit is formed as a resonance circuit to generate a resonance frequency between the secondary coil and the resonance capacitor.

스위치(SW)(130)는 2차 코일(L2)(120)과 연결되며, 자기 코어(135)와는 제2 절연막(107)을 개재하여 절연될 수 있다.The switch (SW) 130 is connected to the secondary coil (L2) 120 and may be insulated from the magnetic core 135 through the second insulating layer 107.

1차 코일(L1)(140)의 일단은 전도성 팁(101)에, 타단은 도전성 몸체(150)의 그라운드 단자(125)에 연결된다.One end of the primary coil (L1) 140 is connected to the conductive tip 101 and the other end is connected to the ground terminal 125 of the conductive body 150.

상술한, 입력 부재의 동작을 살펴보면 다음과 같다.The above-described operation of the input member is as follows.

1차 코일(L1)(140)의 일단은 전도성 팁(101)을 통해 패널(201)의 복수의 제1 전극(210) 및 복수의 제2 전극(220)과 커플링되어 센싱 캐패시터(Csx)(250)를 형성한다.One end of the primary coil (L1) 140 is coupled to the plurality of first electrodes 210 and the plurality of second electrodes 220 of the panel 201 through the conductive tip 101 to provide a sensing capacitor Csx. Form 250.

따라서, 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극으로부터의 입력 신호(구동 주파수)가 Csx를 통해 1차 코일(L1)(140)을 구동하고 이는 자기 커플링된 제1 상호 인던턱스(M12)를 통해 제2 코일(L2)(120) 및 공진 캐패시터(C2)(110)로 이루어진 공진 회로를 구동한다. 1차 코일(140)(140)의 타단은 입력 부재의 도전성 몸체(150)에 접촉한 손 및 사람의 몸으로 이루어진 접지부 캐패시터(Ch)를 통하여 접지된다.Accordingly, the input signals (driving frequencies) from the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes drive the primary coil (L1) 140 through Csx, which is the magnetically coupled first mutual inductance (M12). Through the second coil (L2) 120 and a resonance circuit consisting of the resonance capacitor (C2) (110) is driven. The other ends of the primary coils 140 and 140 are grounded through a grounding capacitor Ch made up of a human body and a hand in contact with the conductive body 150 of the input member.

스위치(SW)(130)는 전도성 팁(101)이 패널면에 어느 정도 눌려졌을 때 닫힘으로써, 스위치가 닫혔을 때에만 전자기 공진이 발생하여 입력 부재의 입력 감지가 가능하도록 해준다. 즉, 입력 부재가 패널에 가깝더라도 어느 정도 눌려지지 않으면 동작하지 않아 오동작을 방지하는 기능을 한다. 전자기 공진시 발생한 자기장 신호는 패널의 외곽에 위치하는 유도 코일(410)로 전달되어, 일종의 3차 코일(L3)(410)로 기능하여, 그 양단에 전압 차를 터치 IC(300)에 의해 감지한다.
The switch (SW) 130 is closed when the conductive tip 101 is pressed against the panel surface to some extent, so that electromagnetic resonance occurs only when the switch is closed, thereby enabling the input of the input member to be sensed. That is, even if the input member is close to the panel, it does not operate if it is not pressed to some extent, thereby preventing malfunction. The magnetic field signal generated during electromagnetic resonance is transmitted to the induction coil 410 located on the outer side of the panel, and functions as a kind of tertiary coil (L3) 410, and the voltage difference at both ends is sensed by the touch IC 300. do.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
On the other hand, the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. It will be obvious to those of ordinary skill in

100: 입력 부재 101: 전도성 팁
103, 107: 절연막 110: 공진 캐패시터
120: 2차 코일 130: 스위치
140: 1차 코일 200: 터치 센서
201: 패널 250: 센싱 캐패시터
300: 터치 IC 310: 유도 코일 증폭기
320: 필터부 330: 컨버터
340: 신호 처리부 350: 전압 가산 증폭기
360: 구동 신호 발생부 400: 안테나
410: 유도 코일 500: 접지부
510: 접지부 캐패시터100: input member 101: conductive tip
103, 107: insulating film 110: resonant capacitor
120: secondary coil 130: switch
140: primary coil 200: touch sensor
201: panel 250: sensing capacitor
300: touch IC 310: induction coil amplifier
320: filter unit 330: converter
340: signal processing unit 350: voltage summing amplifier
360: driving signal generator 400: antenna
410: induction coil 500: ground
510: ground capacitor

Claims (11)

복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제1 전극과 교차하는 복수의 제2 전극을 포함하며, 상기 복수의 제1 전극 및 제2 전극을 둘러싸는 형태로 형성되어 있는 유도 코일을 포함하는 패널;
상기 패널에 사용자의 터치를 입력하는 입력 부재;
상기 입력 부재와 연결된 접지부; 및
상기 제1 전극, 제2 전극 및 유도 코일과 연결된 터치 IC를 포함하며,
상기 터치 IC는 서로 다른 복수의 주파수가 가산된 구동 주파수를 제1 전극 및 제2 전극으로 인가하고,
상기 입력 부재는,
1차 코일 및 상기 1차 코일과 병렬 연결된 2차 코일;
상기 2차 코일과 직렬 연결된 공진 캐패시터 및 스위치;
상기 1차 코일과 연결된 전도성 팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 시스템을 구비한 표시장치.A panel including a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes crossing the plurality of first electrodes, and including an induction coil formed to surround the plurality of first and second electrodes;
An input member for inputting a user's touch to the panel;
A ground part connected to the input member; And
Including a touch IC connected to the first electrode, the second electrode and the induction coil,
The touch IC applies a driving frequency to which a plurality of different frequencies are added to the first electrode and the second electrode,
The input member,
A primary coil and a secondary coil connected in parallel with the primary coil;
A resonant capacitor and a switch connected in series with the secondary coil;
A display device with an input system, comprising: a conductive tip connected to the primary coil. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 패널에 상기 입력 부재가 접촉되어 상기 스위치가 닫히면, 상기 2차 코일 및 상기 공진 캐패시터 사이에 공진 주파수가 발생하는 것을 특징으로 하는 입력 시스템을 구비한 표시장치.The method of claim 1,
When the switch is closed by contacting the input member with the panel, a resonant frequency is generated between the secondary coil and the resonant capacitor. 제 3항에 있어서,
상기 유도 코일은 상기 패널에 상기 입력 부재가 접촉되면, 상기 2차 코일로부터 공진된 인덕턴스를 수신하는 것을 특징으로 하는 입력 시스템을 구비한 표시장치.The method of claim 3,
And the induction coil receives an inductance resonated from the secondary coil when the input member contacts the panel. 제 3항에 있어서,
상기 구동 주파수의 주파수 대역은 상기 공진 주파수의 주파수 대역을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 시스템을 구비한 표시장치.The method of claim 3,
The display device with an input system, wherein the frequency band of the driving frequency includes a frequency band of the resonance frequency. 제 1항에 있어서,
상기 터치 IC는
유도 코일과 연결되어, 유도 코일 양단에 수신된 전압 차를 증폭하는 유도 코일 증폭기;
상기 증폭기와 연결되어 노이즈를 제거하는 필터부;
상기 필터부와 연결되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하는 컨버터;
상기 컨버터와 연결되어 디지털 신호를 수집하여 좌표를 추출하는 신호 처리부;
상기 패널 내 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극에 인가하는 구동 주파수를 발생하는 구동 신호 발생부; 및
서로 다른 주파수를 포함하고 있는 복수의 전압을 가산하여 상기 서로 다른 복수의 주파수가 가산된 상기 구동 주파수를 상기 제1 및 제 2 전극으로 인가하는 전압 가산 증폭기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입력 시스템을 구비한 표시장치.The method of claim 1,
The touch IC
An induction coil amplifier connected to the induction coil to amplify a voltage difference received across the induction coil;
A filter unit connected to the amplifier to remove noise;
A converter connected to the filter unit to convert an analog signal into a digital signal;
A signal processing unit connected to the converter to collect digital signals and extract coordinates;
A driving signal generator for generating driving frequencies applied to a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes in the panel; And
An input system comprising a voltage summing amplifier that adds a plurality of voltages including different frequencies and applies the driving frequency to which the plurality of different frequencies are added to the first and second electrodes. Equipped display device. 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제1 전극과 교차하는 복수의 제2 전극을 포함하며, 상기 복수의 제1 전극 및 제2 전극을 둘러싸는 형태로 형성되어 있는 유도 코일을 포함하는 패널;
상기 패널에 사용자의 터치를 입력하는 입력 부재;
상기 입력 부재와 연결된 접지부; 및
상기 제1 전극, 제2 전극 및 유도 코일과 연결된 터치 IC를 포함하며,
상기 터치 IC는 서로 다른 복수의 주파수가 가산된 구동 주파수를 제1 전극 및 제2 전극으로 인가하고,
상기 터치 IC는,
유도 코일과 연결되어, 유도 코일 양단에 수신된 전압 차를 증폭하는 유도 코일 증폭기;
상기 증폭기와 연결되어 노이즈를 제거하는 필터부;
상기 필터부와 연결되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 전환하는 컨버터;
상기 컨버터와 연결되어 디지털 신호를 수집하여 좌표를 추출하는 신호 처리부;
상기 패널 내 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극에 인가하는 구동 주파수를 발생하는 구동 신호 발생부; 및
서로 다른 주파수를 포함하고 있는 복수의 전압을 가산하여 상기 서로 다른 복수의 주파수가 가산된 상기 구동 주파수를 상기 제1 및 제 2 전극으로 인가하는 전압 가산 증폭기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 입력 시스템을 구비한 표시장치.A panel including a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes crossing the plurality of first electrodes, and including an induction coil formed to surround the plurality of first and second electrodes;
An input member for inputting a user's touch to the panel;
A ground part connected to the input member; And
Including a touch IC connected to the first electrode, the second electrode and the induction coil,
The touch IC applies a driving frequency to which a plurality of different frequencies are added to the first electrode and the second electrode,
The touch IC,
An induction coil amplifier connected to the induction coil to amplify a voltage difference received across the induction coil;
A filter unit connected to the amplifier to remove noise;
A converter connected to the filter unit to convert an analog signal into a digital signal;
A signal processing unit connected to the converter to collect digital signals and extract coordinates;
A driving signal generator for generating driving frequencies applied to a plurality of first electrodes and a plurality of second electrodes in the panel; And
An input system comprising a voltage summing amplifier configured to add a plurality of voltages including different frequencies and apply the driving frequencies to which the plurality of different frequencies are added to the first and second electrodes. Equipped display device. 제 7항에 있어서,
상기 입력 부재는,
1차 코일 및 상기 1차 코일과 병렬 연결된 2차 코일;
상기 2차 코일과 직렬 연결된 공진 캐패시터 및 스위치;
상기 1차 코일과 연결된 전도성 팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 시스템을 구비한 표시장치.The method of claim 7,
The input member,
A primary coil and a secondary coil connected in parallel with the primary coil;
A resonant capacitor and a switch connected in series with the secondary coil;
A display device with an input system, comprising: a conductive tip connected to the primary coil. 제 8항에 있어서,
상기 패널에 상기 입력 부재가 접촉되어 상기 스위치가 닫히면, 상기 2차 코일 및 상기 공진 캐패시터 사이에 공진 주파수가 발생하는 것을 특징으로 하는 입력 시스템을 구비한 표시장치.The method of claim 8,
When the switch is closed by contacting the input member with the panel, a resonant frequency is generated between the secondary coil and the resonant capacitor. 제 9항에 있어서,
상기 유도 코일은 상기 패널에 상기 입력 부재가 접촉되면, 상기 2차 코일로부터 공진된 인덕턴스를 수신하는 것을 특징으로 하는 입력 시스템을 구비한 표시장치.The method of claim 9,
And the induction coil receives an inductance resonated from the secondary coil when the input member contacts the panel. 제 9항에 있어서,
상기 구동 주파수의 주파수 대역은 상기 공진 주파수의 주파수 대역을 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 시스템을 구비한 표시장치.
The method of claim 9,
The display device with an input system, wherein the frequency band of the driving frequency includes a frequency band of the resonance frequency.
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JP2022064163A (en) * 2020-10-13 2022-04-25 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド Touch display device
CN113721095A (en) * 2021-08-30 2021-11-30 京东方科技集团股份有限公司 Sensitivity calibration method of touch system, microcontroller and touch system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008152640A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Sony Corp Coordinate input device and coordinate input system
US20130300708A1 (en) * 2012-05-11 2013-11-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Coordinate indicating apparatus and coordinate measurement apparatus for measuring input position of coordinate indicating apparatus

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008152640A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Sony Corp Coordinate input device and coordinate input system
US20130300708A1 (en) * 2012-05-11 2013-11-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Coordinate indicating apparatus and coordinate measurement apparatus for measuring input position of coordinate indicating apparatus

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