CN115244496A - 电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法 - Google Patents
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Abstract
根据实施方式的电子设备包括:显示面板;触摸电极层,配置在所述显示面板上,包括至少一个触摸电极;以及导电性布线,配置在所述显示面板上,与所述触摸电极层配置在相同层,生成用于驱动触控笔的磁场信号。
Description
技术领域
本发明涉及电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
背景技术
手机、智能手机(smart phone)、平板(tablet)PC、笔记本电脑(laptop computer)、数字广播终端、PDA(Personal Digital Assistants,个人数字助理)、PMP(Portabl eMultimedia Player,便携式多媒体播放器)、导航仪之类的各种电子设备中具备触摸传感器。
在这样的电子设备中,触摸传感器可以位于显示图像的显示面板上或位于电子设备主体的一个区域。用户通过触摸触摸传感器与电子设备相互作用,从而电子设备能够向用户提供直观的用户界面。
用户为了精细的触摸输入,可以使用触控笔。这样的触控笔可以与触摸传感器通过电性和/或磁性方式来收发信号。在被动方式的触控笔的情况下,触控笔与施加于触摸传感器的驱动信号共振而产生信号,触摸传感器接收触控笔的共振信号以检测出触摸位置。
在被动方式的触控笔的情况下,触控笔与施加于触摸传感器的驱动信号共振而产生信号,触摸传感器接收触控笔的共振信号以检测出触摸位置。另一方面,这样的被动方式的触控笔存在如下的问题:在与人体等导电性客体同时触摸触摸传感器的情况下,根据导电性客体的位置、导电性客体的触摸面积,发生触摸传感器不能感测到触控笔的触摸的现象。
在电子设备中由于各种原因而存在噪声,这样的噪声可能作为降低电子设备的感测性能的因素而起作用。尤其,在触控笔的情况下,在存在频带与触控笔的共振频率相近的噪声的情况下,触摸感测精度可能大幅下降。
对与以往相比具有相同或较小的体积或较薄的厚度并且具有更大显示画面的电子设备的需求正在增加,为了仅在使用时提供较大的画面,还开发了具有能够折叠展开的构造的可折叠显示装置或可折弯显示装置。
以往,为了接收来自触摸传感器所包括的触摸电极的感测信号,在触摸传感器内具备分别与各触摸电极对应的放大部(amplifier)。
另一方面,为了针对具有大画面的电子设备的精细的触摸输入,可以使用触控笔。触控笔根据内部是否具备电池以及电子部件,可以被区分为主动(active)触控笔和被动(passive)触控笔。
主动触控笔相比于被动触控笔具有基本性能优异,能够提供附加功能(笔压、悬停(Hovering)、按键)的优点,但存在如下缺点:难以在电池充电期间使用,笔本身价格高昂,并且是需要电源从而对电池充电的方式,因而除部分高级用户以外,实际用户并不多。
被动触控笔相比于主动触控笔,具有价格低廉,并且不需要电池的优点,但与主动触控笔相比,具有难以进行精细的触摸识别的缺点。然而,最近,为了实现能够进行精细的触摸识别的被动触控笔,提出了作为感应(inductive)共振方式的EMR(Electro MagneticResonance,电磁共振)方式和电容(capacitive)共振方式的技术。此外,在被动方式的触控笔的情况下,触控笔针对施加在触摸传感器的驱动信号进行共振产生信号,触摸传感器接收触控笔的共振信号以检测出触摸位置。另一方面,这样的被动方式的触控笔存在如下问题:在与人体等导电性客体同时触摸触摸传感器的情况下,根据导电性客体的位置、导电性客体的触摸面积,会产生触摸传感器不能感测触控笔的触摸的现象。
工作无内部电源的被动方式的触控笔使用从触摸传感器接收到的电子信号和/或磁信号来执行触摸输入,因而进行用于改善触摸灵敏度的研究。
然而,最近提出了实现使用共振电路的能够进行精细的触摸识别的被动触控笔的技术。
尤其,被动触控笔中的EMR(Electro-Magnetic Resonance,电磁共振)方式的笔的情况下,在数字转换器(digitizer)向笔传递电磁信号之后,数字转换器接收从笔输入的共振信号。即,由于仅通过数字转换器来收发信号,因而存在不能同时执行信号发送和信号接收,必须分时地执行的问题。同样,被动触控笔中的ECR(Electrically CoupledResonance,电耦共振)方式的笔的情况下,在触摸电极向笔传递电磁信号之后,触摸电极接收从笔输入的共振信号。即,由于仅通过触摸电极来收发信号,因而存在不能同时执行信号发送和信号接收,必须分时地执行的问题。
关于EMR方式,作为触控笔的核心功能的写/画品质占优势,但除电容触摸面板之外,还得另外增加EMR传感器板和EMR驱动IC,因而存在厚度厚且花费更多费用的缺点。
电容共振方式是使用一般的电容触摸传感器和触摸控制器IC,无附加费用且提高IC的性能从而还支持笔触摸的方式。
在电容共振方式中,为了使得触摸传感器更准确地识别由触控笔进行的触摸,共振信号的振幅必须较大,因此使得从触摸传感器传递到触控笔的驱动信号的频率与内置于触控笔的共振电路的共振频率几乎相同。然而,根据以往的电容共振方式,即使共振频率和驱动信号的频率一致,也存在如下问题:由于输出驱动信号的触摸传感器与接收驱动信号的笔尖之间形成的非常小的电容,因而信号传递的衰减非常大,从而难以进行信号传递。其结果,尽管有许多触摸控制器IC供应商们进行了长期的尝试,但仍旧无法输出充分的输出信号,因此目前仍没有成功量产的企业。
因此,为了制造能够生成最大的输出信号的电容共振触控笔,如何设计内部的共振电路以及笔的构造成为非常重要的因素。
发明内容
技术课题
本发明的实施方式用于提供能够生成充分的输出信号的电容共振触控笔。
本发明的实施方式提供能够防止由显示面板引起的噪声的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供具有多个共振频率,能够借此接收噪声减小的信号的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够减小触摸信号的噪声的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够提高由触控笔实现的触摸感测性能的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够在存在频带与触控笔的共振信号相近的噪声的环境中提高触控笔的触摸感测性能的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够改善用于确认触控笔的触摸位置的信号灵敏度的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供当触控笔与人体等其他导电性客体同时接触时,能够感测触控笔的触摸位置的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够探索触控笔的共振频率的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够生成充分的共振信号的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够使从触摸传感器传递过来的信号共振的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供触控笔的使用较容易的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供触控笔的使用较容易的可折叠电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供在一个层上实现的天线模块以及包括其的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够在使用触控笔期间进行无线充电的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供包括用较小的电流驱动的天线模块的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够输出与触控笔的共振频率对应的驱动信号的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够将适当大小的信号传递到触摸传感器的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供即使没有额外的无线充电模块也能够进行无线充电的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供包括可节省功耗的天线模块的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够维持共振频率的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够进行触摸输入和传感器输入的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够变更共振频率的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够以相同的电压对线圈中生成的磁场进行放大的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够以最大效率进行无线充电的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
本发明的实施方式提供能够通过商业化的通信协议与电子设备通信的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法。
技术方案
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的触控笔包括:主体部;导电性尖端,从所述主体部的内部向外部露出;电感器部,包括位于所述主体部内的铁氧体磁芯以及与所述导电性尖端连接且在所述铁氧体磁芯的至少一部分上缠绕多层的线圈;以及电容器部,位于所述主体部内,与所述电感器部电连接以形成共振电路。
其中,所述铁氧体磁芯的介电常数为1000以下,所述线圈的相邻的绕线层被交替缠绕,所述线圈是围住两个以上的绝缘电线的形态的线。
此外,所述铁氧体磁芯包括镍,所述线圈可以由利兹(litz)线形成。
此外,还包括能够与用户电连接的接地部,还包括围住所述铁氧体磁芯的至少一部分的绕线管,所述线圈可缠绕在所述绕线管的至少一部分上。
可以还包括围住所述电感器部的至少一部分的导电性的阻断构件。所述阻断构件可以包括阻断涡电流的产生的一个狭缝,通过所述一个狭缝,所述阻断部的两端可以沿着作为形成涡电流的方向的第1方向隔开。
根据另一实施方式的触控笔可以包括:主体部;导电性尖端,从所述主体部内向外部露出;共振电路部,位于所述主体部内,与所述导电性尖端连接,使从所述导电性尖端传递的电信号共振;以及接地部,能够与用户电连接。
其中,所述共振电路部可以包括:电感器部,包括位于所述主体部内的铁氧体磁芯以及线圈,所述线圈与所述导电性尖端电连接,并在所述铁氧体磁芯的至少一部分上缠绕多层;以及电容器部,位于所述主体部内,与所述接地部和所述导电性尖端电连接。此时,所述铁氧体磁芯的介电常数为1000以下,所述线圈的相邻的绕线层倾斜地缠绕为之字形,所述线圈是围住两个以上的绝缘电线的形态的线。
此外,所述铁氧体磁芯包含镍,所述线圈可以由利兹线形成。
此时,所述共振电路部可以由串联连接的两个以上的电感器部和一个电容器部构成。此外,所述共振电路部的两个以上的LC共振电路可以串联连接。
可以还包括围住所述共振电路部的至少一部分的导电性的阻断构件。所述阻断构件可以包括阻断涡电流的产生的一个狭缝,通过所述一个狭缝,所述阻断部的两端可以沿着作为形成涡电流的方向的第1方向隔开。
根据一个实施方式的触控笔包括:外壳;导电性尖端(tip),至少一部分向外壳的外部露出;共振电路部,位于外壳内,与导电性尖端连接,使从导电性尖端传递过来的电信号共振;以及导电性的阻断构件,与导电性尖端向外部露出的外壳的一部分对应地配置。
阻断构件可以是单一的导电板。
包括一部分为非导电性的保持(Holder)部,阻断构件与保持部对应地配置,包括阻断涡电流的产生的一个狭缝,通过一个狭缝,阻断构件的两端沿着第1方向隔开,第1方向可以是形成涡电流的方向。
阻断构件还包括将阻断构件的两端连接起来的连接部,还包括与阻断构件连接,并且能够与用户电连接的接地部,连接部与接地部电连接。
阻断构件可以位于从导电性尖端向外部露出的与外壳的开口隔开0.1mm的区域与从开口隔开20mm的区域之间。
包括部分为非导电性的保持部,阻断构件与保持部对应地配置,并且包括多个第1阻断部,多个第1阻断部沿着第1方向相互隔开,并沿着与第1方向垂直的第2方向延伸,第1方向是形成涡电流的方向,多个第1阻断部可以是导电性的。
阻断构件还包括将多个第1阻断部连接起来的连接部,还包括与阻断构件连接,并且能够与用户电连接的接地部,连接部与接地部电连接。
包括部分为非导电性的保持部,阻断构件与保持部对应地配置,并且包括多个第2阻断部,多个第2阻断部沿着第1方向延伸,并且沿着与第1方向垂直的第2方向隔开,第1方向是形成涡电流的方向,多个第2阻断部各自的两端沿着第1方向隔开。
还包括:接地部,与阻断构件连接,并且能够与用户电连接,共振电路部可包括:电感器部,连接在导电性尖端与接地部之间;以及电容器部,连接在导电性尖端与接地部之间。
阻断构件还围住电感器部的至少一部分。
包括部分为非导电性的保持部和与导电性尖端隔开的非导电性的主体部,阻断构件的与导电性尖端相邻地配置的第1部分与保持部对应地配置,作为一个导电板且围住阻断构件的电感器部的至少一部分的第2部分与主体部对应地配置,包括阻断涡电流的产生的一个狭缝,通过一个狭缝,阻断构件的第2部分的两端沿着第1方向隔开,第1方向是形成涡电流的方向。
包括一部分为非导电性的保持部,外壳还包括从导电性尖端隔开的非导电性的主体部,阻断构件的与导电性尖端相邻地配置的第1部分与保持部对应地配置,并且包括阻断涡电流的产生的一个第1狭缝,阻断构件的围住电感器部的至少一部分的第2部分与主体部对应地配置,并且包括阻断涡电流的产生的一个第2狭缝,通过一个第1狭缝,阻断构件的第1部分的两端沿着第1方向隔开,通过一个第2狭缝,阻断构件的第2部分的两端沿着第1方向隔开,第1方向可以是形成涡电流的方向。
包括一部分为非导电性的保持部,外壳还包括从导电性尖端隔开的非导电性的主体部,阻断构件的与导电性尖端相邻地配置的第1部分与保持部对应地配置,并且包括:多个第1阻断部,沿着第1方向相互隔开,并且沿着与第1方向垂直的第2方向延伸,阻断构件的围住电感器部的至少一部分的第2部分与主体部应地配置,并且包括:多个第3阻断部,沿着第1方向相互隔开,并且沿着与第1方向垂直的第2方向延伸,第1方向是形成涡电流的方向,多个第1阻断部以及多个第3阻断部是导电性的。
电感器部可以包括:铁氧体磁芯;和导电性线圈,与导电性尖端连接,并且卷绕于铁氧体磁芯。
阻断构件可以位于外壳的内表面。
阻断构件可以位于外壳的外表面。
阻断构件内置在外壳的内表面与外表面之间。
阻断构件可包括印刷有多个导电性阻断部的片材(sheet)。
阻断构件可以包括被镀敷在外壳的多个阻断部。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施例的触摸装置可以包括:触摸面板,包括多个触摸电极;驱动/接收部,在以第1模式驱动期间,向所述触摸面板施加第1驱动信号,在以第2模式驱动期间,向所述触摸面板施加与所述第1驱动信号不同的第2驱动信号;以及控制部,在以所述第1模式驱动期间,对从所述触摸面板接收到的第1感测信号和第1临界值进行比较获取第1触摸数据,在以所述第2模式驱动期间,对从所述触摸面板接收到的第2感测信号和第2临界值进行比较获取第2触摸数据,所述控制部可基于所述第1感测信号中的至少一部分确定所述第2临界值。
所述控制部可使用所述第2感测信号来获取触摸坐标,使用所述第1感测信号中与以所述触摸坐标为基准的预定区域对应的第1感测信号确定所述第2临界值。
所述多个触摸电极包括沿第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与所述第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极,所述驱动/接收部在以所述第1模式驱动的第1区间期间,向所述多个第1触摸电极施加第1频率的信号作为所述第1驱动信号。
所述驱动/接收部可以在以所述第2模式驱动的第2区间的一部分区间期间,向所述多个第1触摸电极以及所述多个第2触摸电极中的所有触摸电极施加与所述第1频率不同的第2频率的信号作为所述第2驱动信号。
所述控制部可以在所述第1区间期间,从所述多个第2触摸电极接收所述第1感测信号。
所述控制部可以在所述第2区间的一部分区间,从所述多个第1触摸电极以及所述多个第2触摸电极接收所述第2感测信号。
所述第2驱动信号的频率可以与触控笔的共振频率对应。
所述第1感测信号用于获取第1触摸客体的触摸坐标,所述第2感测信号用于获取第2触摸客体的触摸坐标,所述第2触摸客体包括触控笔,所述第1触摸客体可包括与所述触控笔不同的导电性触摸客体。
所述控制部在所述第1触摸客体以及第2触摸客体同时触摸所述触摸面板的情况下,根据所述第1触摸客体的触摸地点和所述第2触摸客体的触摸地点之间的距离变更所述第2临界值,并获取由所述第2触摸客体产生的所述第2触摸数据。
所述控制部在所述第1触摸客体以及第2触摸客体同时触摸所述触摸面板的情况下,可根据所述第1触摸客体的触摸图案来变更所述第2临界值,获取由所述第2触摸客体产生的所述第2触摸数据。
所述触摸图案可以包括触摸面积或触摸样态。
根据另一实施例的触摸装置可以包括:触摸面板;驱动/接收部,向触摸面板施加与触控笔的共振信号的频率对应的驱动信号,从所述触摸面板接收感测信号;以及控制部,使用在所述感测信号中被识别为有效触摸信号的至少一个感测信号,来获取由所述触控笔产生的触摸数据。此外,所述控制部在所述触摸面板被所述触控笔单独触摸的状态下,将具有第1范围的信号大小的感测信号识别为所述有效触摸信号,在所述触摸面板被所述触控笔以及与所述触控笔不同的导电性触摸客体同时触摸的状态下,可将具有与所述第1范围不同的第2范围的信号大小的感测信号识别为所述有效触摸信号。
所述控制部可以将所述感测信号与临界值进行比较,以识别所述有效触摸信号,并前方使用在所述触摸面板被所述触控笔单独触摸的状态下的所述临界值和所述触摸面板被所述触控笔以及与所述触控笔不同的导电性触摸客体同时触摸的状态下的所述临界值。
所述控制部可以将所述感测信号与临界值进行比较以识别所述有效触摸信号,在所述触摸面板被所述触控笔以及与所述触控笔不同的导电性触摸客体同时触摸的情况下,可以在对具有所述第2范围的信号大小的感测信号进行放大以使得具有所述第1范围的信号大小之后,与所述临界值进行比较。
根据一个实施例的触摸装置的触摸检测方法可以包括:在触摸面板被触控笔单独触摸的状态下,向所述触摸面板施加与触控笔的共振信号对应的驱动信号的步骤;从所述触摸面板接收感测信号的步骤;使用临界值来识别所述感测信号中的有效触摸信号的步骤;以及使用所述感测信号中被识别为所述有效触摸信号的感测信号获取由所述触控笔产生的触摸数据的步骤,所述识别的步骤包括:在处于所述触摸面板被所述触控笔单独触摸的状态时,将所述感测信号中具有第1范围的信号大小的感测信号识别为所述有效触摸信号的步骤;以及在处于所述触摸面板被所述触控笔以及与所述触控笔不同的导电性触摸客体同时触摸的状态时,将所述感测信号中具有与所述第1范围不同的第2范围的信号大小的感测信号识别为所述有效触摸信号的步骤。
所述触摸面板被所述触控笔单独触摸的状态下的所述临界值和所述触摸面板被所述触控笔以及与所述触控笔不同的导电性触摸客体同时触摸的状态下的所述临界值可以不同。
将具有所述第2范围的信号大小的感测信号识别为所述有效触摸信号的步骤可以包括:对所述感测信号进行放大,以使得所述感测信号中具有所述第2范围的信号大小的感测信号具有所述第1范围的信号大小的步骤;以及将被放大了的所述感测信号与所述临界值进行比较以识别所述有效触摸信号的步骤。
根据另一实施例的触摸装置的触摸检测方法可以包括:进入第1模式,向触摸面板施加第1驱动信号的步骤;与所述第1驱动信号对应地从所述触摸面板接收第1感测信号的步骤;对所述第1感测信号和第1临界值进行比较,以获取第1触摸数据的步骤;进入第2模式,向所述触摸面板施加与所述第1驱动信号不同的第2驱动信号的步骤;与所述第2驱动信号对应地从所述触摸面板接收第2感测信号的步骤;基于所述第1感测信号确定第2临界值的步骤;以及对所述第2感测信号和所述第2临界值进行比较,以获取第2触摸数据的步骤。
所述确定的步骤可以包括:使用所述第2感测信号来获取触摸坐标的步骤;以及使用所述第1感测信号中与以所述触摸坐标为基准的预定区域对应的第1感测信号确定所述第2临界值的步骤。
所述确定的步骤可以包括:使用第1值和使用所述第1感测信号获取到的第2值中的任一个作为所述第2临界值的步骤。
所述第2值可以小于所述第1值。
根据另一实施例的所述触摸装置的触摸检测方法可以还包括:使用所述第1触摸数据获取第1触摸客体的触摸坐标的步骤;以及使用所述第2触摸数据获取第2触摸客体的触摸坐标的步骤。此外,所述第2触摸客体包括触控笔,所述第1触摸客体可包括与所述触控笔不同的导电性触摸客体。
所述确定的步骤可以包括:在所述第1触摸客体以及第2触摸客体同时触摸所述触摸面板的情况下,根据所述第1触摸客体的触摸地点与所述第2触摸客体的触摸地点之间的距离变更所述第2临界值的步骤。
所述确定的步骤可以包括:在所述第1触摸客体以及第2触摸客体同时触摸所述触摸面板的情况下,根据所述第1触摸客体的触摸图案来变更所述第2临界值的步骤。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的触摸装置包括:触摸面板,包括沿第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极;驱动部,在连续的帧期间中一个帧期间内的至少一个第1区间期间,向多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极施加第1频率的驱动信号;接收部,在施加第1频率的驱动信号的第1区间之后的第2区间期间,从多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极接收感测信号;以及控制部,基于从接收部输出的信号控制驱动部,以使得在所述一个帧期间之后的帧期间内的至少一个第1区间期间,对向多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极施加的驱动信号的频率进行变更。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施例的触摸装置可以包括:触摸面板,包括多个触摸电极;以及驱动/接收部,向所述多个触摸电极施加具有与触控笔的共振频率对应的频率的驱动信号,并从所述多个触摸电极接收感测信号,所述驱动信号可包括第1驱动信号以及相位与所述第1驱动信号不同的第2驱动信号。
所述触摸装置还包括:控制部,基于在第1区间期间从所述多个触摸电极接收到的感测信号获取第1触摸数据,所述驱动/接收部在第2区间期间,向所述多个触摸电极施加所述第1驱动信号,在第3区间期间,向所述多个触摸电极施加所述第2驱动信号,所述第1区间包括可包括至少一个所述第2区间和所述第3区间。
所述控制部在所述第2区间以及所述第3区间中的至少一个区间内,可以基于从所述多个触摸电极接收到的感测信号进一步获取第2触摸数据。
所述第1区间所包括的所述第2区间的数量与所述第3区间的数量可以彼此相同。
所述第1区间所包括的所述第2区间的数量和所述第3区间的数量也可以不同。
在所述第1区间内,所述第2区间和所述第3区间可以以预定周期交替配置。
在所述第1区间内,所述第2区间和所述第3区间也可以至少重复一次。
在所述第1区间内,所述第2区间和所述第3区间也可以分别至少连续2次。
在所述第1区间内所述第2区间连续的次数和所述第3区间连续的次数也可以不同。
在所述第1区间内所述第2区间连续的次数和所述第3区间连续的次数也可以相同。
所述控制部在感测信号是与所述第1驱动信号对应地从所述多个触摸电极接收到的第1感测信号时,将第1值与所述第1感测信号的振幅值相乘计算出第1振幅值,在所述感测信号是与所述第2驱动信号对应地从所述多个触摸电极接收到的第2感测信号时,将第2值与所述第2感测信号的振幅值相乘计算出第2振幅值,并基于在预定时间期间获取到的所述第1振幅值以及所述第2振幅值获取所述第1触摸数据,所述第1值和所述第2值可以绝对值相同且符号不同。
所述第1触摸数据或所述第2触摸数据可以与由所述触控笔对所述触摸面板的触摸引起的所述触摸电极的电容变化量、所述感测信号的变化量或ADC(analog to digitalconverter,模数转换)输出对应。
此外,根据一个实施例的触摸装置的触摸检测方法可以包括:向包括多个触摸电极的触摸面板选择性地施加具有与触控笔的共振频率对应的频率并且相位不同的第1以及第2驱动信号中的至少一个的步骤;从所述多个触摸电极接收感测信号的步骤;计算各所述感测信号的振幅的步骤;将所述施加的步骤、所述接收的步骤以及所述计算的步骤重复预设次数的步骤;在每次执行所述计算的步骤时,利用计算出的所述振幅,获取分别与所述多个触摸电极对应的最终信号大小的步骤;以及基于所述最终信号大小获取由所述触控笔的触摸产生的触摸数据的步骤。
所述选择性地施加的步骤可以包括:在所述预设次数内,选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一个,使得施加所述第1驱动信号的次数和施加所述第2驱动信号的次数相同的步骤。
所述选择性地施加的步骤可以包括:在所述预设次数内,选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一个,使得施加所述第1驱动信号的次数和施加所述第2驱动信号的次数不同的步骤。
所述选择性地施加的步骤可以包括:选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一个,使得所述第1驱动信号和所述第2驱动信号以预定周期交替施加的步骤。
所述选择性地施加的步骤可以包括:在所述预设次数内,选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一个,使得所述第1驱动信号以及所述第2驱动信号分别重复施加至少一次。
所述选择性地施加的步骤可以包括:选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一个,使得所述第1驱动信号和所述第2驱动信号分别被连续施加至少2次的步骤,在所述预设次数内,连续施加所述第1驱动信号的次数和连续施加所述第2驱动信号的次数可不同。
所述选择性地施加的步骤可以包括:选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一个,使得所述第1驱动信号和所述第2驱动信号分别连续施加至少2次的步骤,在所述预设次数内,连续施加所述第1驱动信号的次数和连续施加所述第2驱动信号的次数可相同。
获取所述最终信号大小的步骤可以包括:在所述感测信号是与所述第1驱动信号对应地从所述多个触摸电极接收到的第1感测信号时,将第1值与所述第1感测信号的振幅值相乘计算出第1振幅值的步骤;在所述感测信号是与所述第2驱动信号对应地从所述多个触摸电极接收到的第2感测信号时,将第2值与所述第2感测信号的振幅值相乘计算出第2振幅值的步骤;以及基于在预定时间期间内获取到所述第1振幅值以及所述第2振幅值获取所述最终信号大小的步骤,所述第1值和所述第2值的绝对值可相同且符号不同。
获取所述触摸数据的步骤可以包括:基于所述多个触摸电极中对应的所述最终信号大小为临界值以上的触摸电极,获取所述触摸数据的步骤。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的触摸装置包括:触摸传感器部,位于根据垂直同步信号以及水平同步信号驱动多个像素的显示装置的显示部位,包括沿第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极;驱动接收部,在第1区间期间,向多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一个施加驱动信号,在第1区间之后的第2区间期间,从多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一个接收感测信号;以及控制部,使用感测信号生成触摸信息,驱动信号与水平同步信号同步。
驱动接收部可以在第1区间期间,向多个第1触摸电极中的至少一个以及多个第2触摸电极中的至少一个同时施加驱动信号,在第2区间期间,从多个第1触摸电极中的至少一个以及多个第2触摸电极中的至少一个接收感测信号。
驱动信号可以与预定周期的水平同步信号的脉冲同步。
驱动信号可以在预定周期的每个帧与垂直同步信号的脉冲同步。
驱动信号的频率可以是水平同步信号的频率的2以上的整数倍。
特征可以是感测信号是在与水平同步信号对应地确定的区间接收到的。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是除向多个像素中的至少一部分写入数据信号的期间之外的区间。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是施加于多个像素的扫描信号为禁用电平的期间。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是除向与多个像素连接的多个数据线中的至少一个施加数据信号的期间之外的期间。
驱动接收部可以根据与水平同步信号的频率同步的驱动信号的频率接收感测信号。
感测信号的接收时间点可以至少包括在频率的一个周期内相位相反的两个时间点。
感测信号的接收时间点可以至少包括在频率的一个周期内相位变更的两个时间点。
感测信号可以是由驱动信号引起的共振信号传递到多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者的信号。
显示部位于基板上,薄膜密封层位于显示部位,多个触摸电极位于薄膜密封层上,薄膜密封层可具有4μm至10μm的厚度。
根据一个实施方式的触摸装置的驱动方法包括:从显示装置的信号控制部接收水平同步信号的步骤;在第1区间期间,向沿触摸传感器部的第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极中的至少一者施加驱动信号的步骤;在第1区间之后的第2区间期间,从多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者接收感测信号的步骤;以及使用感测信号生成触摸信息的步骤,驱动信号与水平同步信号同步。
施加驱动信号的步骤包括:在第1区间期间,向多个第1触摸电极中的至少一个以及多个第2触摸电极中的至少一个同时施加驱动信号的步骤,接收感测信号的步骤可包括:在第2区间期间,从多个第1触摸电极中的至少一个以及多个第2触摸电极中的至少一个接收感测信号的步骤。
驱动信号可以与预定周期的水平同步信号的脉冲同步。
驱动信号的频率可以是水平同步信号的频率的2以上的整数倍。
特征可以是感测信号是在与水平同步信号对应地确定的区间内接收的。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是除向多个像素中的至少一部分写入数据信号的期间以外的区间。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是施加于多个像素的扫描信号为禁用电平的期间。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是除向与多个像素连接的多个数据线中的至少一者施加数据信号的期间以外的期间。
接收感测信号的步骤可以包括:在除根据水平同步信号向显示装置的多个像素中的至少一部分写入数据信号的期间之外的区间接收感测信号的步骤。
接收感测信号的步骤可以包括:在根据水平同步信号施加于显示装置的多个像素的扫描信号为禁用电平的期间内接收感测信号的步骤。
接收感测信号的步骤可以包括:在除根据水平同步信号向与显示装置的多个像素连接的多个数据线中的至少一个施加数据信号的期间以外的期间内接收感测信号的步骤。
根据一个实施方式的显示装置包括:显示面板,包括配置有多个像素的显示区域;数据驱动部,向与多个像素连接的数据线施加数据信号;扫描驱动部,向与多个像素连接的扫描线施加扫描信号;信号控制部,根据水平同步信号控制数据驱动部和扫描驱动部;触摸面板,与显示区域重叠,且包括配置有沿第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极的主动区域;以及触摸控制器,驱动触摸面板,使得在第1区间期间,向多个第1触摸电极中的至少一个以及多个第2触摸电极中的至少一个施加驱动信号,并且在第1区间之后的第2区间期间,从多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一个接收感测信号,驱动信号与水平同步信号的脉冲同步。
驱动信号的频率可以是水平同步信号的频率的2以上的整数倍。
根据一个实施方式的触摸系统包括:触摸装置及触控笔,该触摸装置包括:触摸传感器部,位于根据垂直同步信号以及水平同步信号来驱动多个像素的显示装置的显示部位,包括沿第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极;驱动接收部,在第1区间期间,向多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者施加驱动信号,在第1区间之后的第2区间期间,从多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者接收感测信号;和控制部,使用感测信号来生成触摸信息;该触控笔包括导电性尖端(tip)和与导电性尖端连接并且针对从导电性尖端传递过来的驱动信号共振的共振电路部,感测信号是通过共振电路部共振得到的信号,驱动信号是与水平同步信号同步的信号。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的触摸装置包括触摸面板及控制部,该触摸面板包括通过在相互间形成的电容的变化来感测外部触摸的第1触摸电极和第2触摸电极以及排列为矩阵(matrix)形态的第3触摸电极;以及控制部,向第1触摸电极、第2触摸电极以及第3触摸电极中的至少一者施加第1驱动信号以检测第1客体的触摸位置,向第1触摸电极、第2触摸电极以及第3触摸电极中的至少一种触摸电极一起施加第2驱动信号以及与第2驱动信号不同的第3驱动信号以检测与第1客体不同的第2客体的触摸位置,第1驱动信号具有与第2驱动信号不同的频率,第2驱动信号是使第2客体共振的信号。
控制部可以向第1触摸电极、第2触摸电极以及第3触摸电极中位于除第1客体的触摸位置以外的区域的第1触摸电极、第2触摸电极以及第3触摸电极中的至少一者施加第2驱动信号。
控制部可以向第1触摸电极、第2触摸电极以及第3触摸电极中位于第1客体的触摸位置的第1触摸电极、第2触摸电极以及第3触摸电极中的至少一者施加第3驱动信号。
控制部可以在第1区间期间,向第1触摸电极以及第2触摸电极以及第3触摸电极中的至少一种触摸电极施加第2驱动信号,在第1区间之后的第2区间期间,根据第1客体的触摸位置与第2客体的触摸位置之间的距离,仅施加第2驱动信号或一起施加第2驱动信号和第3驱动信号,以使得能够检测第2客体的位置。
控制部可以在第1客体的触摸位置与第2客体的触摸位置之间的距离超过临界值时,一起施加第2驱动信号和第3驱动信号。
控制部可以在第1区间期间,向所有第3触摸电极施加第2驱动信号,在第1区间之后的第2区间期间,根据第1客体的触摸位置与第2客体的触摸位置之间的距离,向与第1客体的触摸位置对应的第3触摸电极施加第3驱动信号,向其余的第3触摸电极施加第2驱动信号。
控制部可以在第1区间以及第2区间期间,还向第1触摸电极以及第2触摸电极中的全部施加第2驱动信号。
控制部可以在第1区间期间,还向第1触摸电极以及第2触摸电极中的全部施加第2驱动信号,在第2区间期间,根据第1客体的触摸位置与第2客体的触摸位置之间的距离,向与第1客体的触摸位置对应的第1触摸电极以及第2触摸电极施加第3驱动信号,向其余的第1触摸电极以及第2触摸电极施加第2驱动信号。
第1客体包括手指以及手掌中的至少一者,第2客体可以是触控笔。
第3驱动信号可以与第2驱动信号具有180度的相位差。
第3驱动信号可以维持恒定的电压。
根据另一实施方式的触摸装置可以包括:多个第1传感器图案以及多个第2传感器图案,分别包括外部轮廓线以及内部轮廓线;多个第1连接图案,将多个第1传感器图案电连接;多个第2连接图案,将多个第2传感器图案电连接,并且与多个第1连接图案位于不同的层上;多个第3传感器图案,在平面上配置在被内部轮廓线包围的内部轮廓区域;和多个第3连接图案,将多个第3传感器图案电连接,在平面上,多个第3传感器图案可位于多个第1传感器图案以及多个第2传感器图案的内部轮廓区域。
多个第3连接图案可以与多个第2连接图案位于相同的层上。
触摸装置还包括配置在多个第1连接图案与多个第2连接图案之间的绝缘层,多个第2连接图案以及多个第3连接图案位于绝缘层下方的第1层上,多个第1传感器图案以及多个第2传感器图案、多个第1连接图案位于绝缘层上方的第2层上,多个第2传感器图案贯通第1层与第2层之间的绝缘层且与多个第2连接图案连接。
多个第3传感器图案分别配置在第1层上,在平面上,多个第3传感器图案各自与多个第1传感器图案以及多个第2传感器图案各自不重叠。
多个第3连接图案中的至少一个可以将多个第3图案中位于第1传感器图案的内部轮廓区域的第3传感器图案和多个第3图案中位于第2传感器图案的内部轮廓区域的第3传感器图案连接起来。
还包括:第1驱动/接收部,与多个第1传感器图案电连接;第2驱动/接收部,与多个第2传感器图案电连接;以及第3驱动/接收部,与多个第3传感器图案电连接,在第1区间内,第1驱动/接收部、第2驱动/接收部以及第3驱动/接收部中的至少一者进行驱动,以检测第1客体的触摸位置,在第1区间之后的第2区间中,第1驱动/接收部、第2驱动/接收部以及第3驱动/接收部中的至少一者进行驱动,以检测第2客体的触摸位置,第1客体包括手指以及手掌中的至少一者,第2客体可以是触控笔。
在第2区间内,向与第1客体的位置对应的传感器图案施加的信号和向与第2客体的位置对应的传感器图案施加的信号可不同。
根据又一实施方式的触摸装置包括:第1传感器图案以及第2传感器图案,通过在相互间形成的电容的变化来感测外部触摸,并且分别具有开口部;以及第3传感器图案,在与第1传感器图案以及第2传感器图案相同的层中,位于各自的开口部内,第3传感器图案中彼此相邻的两个以上的第3传感器图案相互连接构成一个传感器电极,构成一个传感器电极的彼此相邻的两个以上的第3传感器图案分别位于至少第1传感器图案所包括的开口部以及第2传感器图案所包括的开口部内。
第3传感器图案中的一部分是浮接的。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的触控笔包括:主体部;导电性尖端(tip),从主体部内向外部露出;接地部,能够与用户电连接;以及共振电路部,位于主体部内,电连接在导电性尖端与接地部之间,包括针对从导电性尖端传递过来的不同频率的电信号分别共振,并输出不同频率的共振信号的至少一个共振电路。
共振电路部包括:第1共振电路,针对第1频率的电信号共振;和第2共振电路,针对第2频率的电信号共振,在第1区间期间,第1共振电路通过导电性尖端输出共振信号,在与第1区间不同的第2区间期间,第2共振电路通过导电性尖端输出共振信号。
第1共振电路和第2共振电路可以交替地输出共振信号。
第1共振电路包括:第1电感器,连接在导电性尖端与第2共振电路之间;以及第1电容器,连接在导电性尖端与第2共振电路之间,第2共振电路包括:第2电感器,连接在接地部与第1共振电路之间;以及第2电容器,连接在接地部与第1共振电路之间,第1电感器和第2电感器具有相互分离的铁氧体磁芯。
第1共振电路连接在导电性尖端与第2共振电路之间,第2共振电路连接在第1共振电路与接地部之间。
共振电路部可以响应于频率随时间变化的电信号,输出频率随时间变化的共振信号。
根据一个实施方式的触摸装置包括:触摸面板,包括沿第1方向排列的第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的第2触摸电极;以及控制部,在一个触摸报告帧期间内的第1区间期间,根据与第1驱动频率相关的第1采样频率对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样,并确定是否接收到噪声信号,若确定接收到噪声信号,则在第1区间之后的第2区间期间,向第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者施加具有与第1驱动频率不同的第2驱动频率的第2驱动信号。
控制部可以在第2区间之后的第3区间期间,根据与第2驱动信号相关的第2采样频率对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样以接收感测信号。
在第3区间期间,从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号可以是通过第2驱动信号共振得到的信号。
控制部可以在第3区间结束之后的下一触摸报告帧期间内的第1区间期间,根据与第2驱动频率相关的第2采样频率对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样,并确定是否接收到噪声信号。
控制部在确定未接收到噪声信号时,可以在第1区间之后的第2区间期间,将具有第1驱动频率的第1驱动信号施加于第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者。
控制部可以在第2区间之后的第3区间期间,根据第1采样频率,对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样,以接收感测信号。
根据另一实施方式的触摸装置包括:触摸面板,包括沿第1方向排列的第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的第2触摸电极;以及控制部,在包括多个第1区间的一个触摸报告帧期间内,在第1个数的第1区间期间,将具有第1驱动频率的第1驱动信号施加于第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者,根据与第1驱动频率相关的第1采样频率,对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样,以接收第1感测信号,在第2个数的第1区间期间,将具有与第1驱动频率不同的第2驱动频率的第2驱动信号施加于第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者,根据与第2驱动频率相关的第2采样频率,对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样,以接收第2感测信号。
控制部可以使用第1感测信号和第2感测信号确定是否接收到噪声信号,若确定接收到噪声信号,则变更在下一触摸报告帧期间内的第1个数和第2个数。
控制部可以在第1感测信号的SNR(signal-noise ratio,信噪比)大于第2感测信号的SNR时,增加第1个数,在第2感测信号的SNR大于第1感测信号的SNR时,增加第2个数。
第1个数和第2个数可以相同。
根据一个实施方式的触摸系统包括:根据一个实施方式的触控笔;以及根据实施方式中的任意一个的触摸装置。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的电子设备包括:环形线圈;触摸面板,包括沿第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极;驱动部,在连续的帧期间中的一个帧期间内的至少一个第1区间期间,向环形线圈施加第1频率的驱动信号;接收部,在施加第1频率的驱动信号的第1区间之后的第2区间期间,从多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极接收感测信号;以及控制部,基于从接收部输出的信号,在所述一个帧期间之后的帧期间内的至少一个第1区间期间,控制驱动部以使得变更施加于环形线圈的驱动信号的频率。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施例的电子设备可以包括:环形线圈;触摸面板,包括多个触摸电极;以及驱动/接收部,向所述环形线圈施加具有与触控笔的共振频率对应的频率的驱动信号,并从所述多个触摸电极接收感测信号,所述驱动信号包括第1驱动信号以及相位与所述第1驱动信号不同的第2驱动信号。
所述电子设备还包括:控制部,基于在第1区间期间,从所述多个触摸电极接收到的感测信号,获取第1触摸数据,所述驱动/接收部在第2区间期间,向所述多个触摸电极施加所述第1驱动信号,在第3区间期间,向所述多个触摸电极施加所述第2驱动信号,所述第1区间可包括所述第2区间和所述第3区间至少一个。
所述控制部可以在所述第2区间以及所述第3区间中的至少一个,进一步基于从所述多个触摸电极接收到的感测信号来获取第2触摸数据。
所述第1区间所包括的所述第2区间的数量和所述第3区间的数量可以彼此相同。
所述第1区间所包括的所述第2区间的数量和所述第3区间的数量可以不同。
在所述第1区间内,所述第2区间和所述第3区间可以以预定周期交替配置。
在所述第1区间内,所述第2区间和所述第3区间可以至少重复一次。
在所述第1区间内,所述第2区间和所述第3区间可以分别连续至少2次。
在所述第1区间内,所述第2区间连续的次数和所述第3区间连续的次数也可以不同。
在所述第1区间内,所述第2区间连续的次数和所述第3区间连续的次数也可以相同。
所述控制部在感测信号是与所述第1驱动信号对应地从所述多个触摸电极接收到的第1感测信号时,将第1值与所述第1感测信号的振幅值相乘,以计算出第1振幅值,在所述感测信号是与所述第2驱动信号对应地从所述多个触摸电极接收到的第2感测信号时,将第2值与所述第2感测信号的振幅值相乘,以计算出第2振幅值,并基于在预定时间期间内获取到的所述第1振幅值以及所述第2振幅值来获取所述第1触摸数据,所述第1值和所述第2值可以绝对值相同且符号不同。
所述第1触摸数据或所述第2触摸数据可以与由于所述触控笔对所述触摸面板的触摸而引起的所述触摸电极的电容变化量、所述感测信号的变化量或ADC(analog todigital converter,模数转换)输出对应。
此外,根据一个实施例的电子设备的触摸检测方法可以包括:向环形线圈选择性地施加具有与触控笔的共振频率对应的频率且相位不同的第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一者的步骤;从多个触摸电极接收感测信号的步骤;计算各所述感测信号的振幅的步骤;重复所述施加的步骤、所述接收的步骤以及所述计算的步骤预设次数的步骤;在每次执行所述计算的步骤时,利用计算出的所述振幅获取分别与所述多个触摸电极对应的最终信号大小的步骤;以及基于所述最终信号大小,获取由所述触控笔的触摸产生的触摸数据的步骤。
所述选择性地施加的步骤可以包括:在所述预设次数内,选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一者以使得施加所述第1驱动信号的次数和施加所述第2驱动信号的次数相同的步骤。
所述选择性地施加的步骤可以包括:在所述预设次数内,选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一者以使得施加所述第1驱动信号的次数和施加所述第2驱动信号的次数不同的步骤。
所述选择性地施加的步骤可以包括:选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一者以使得以预定周期交替施加所述第1驱动信号和所述第2驱动信号的步骤。
所述选择性地施加的步骤可以包括:在所述预设次数内,选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一者以使得所述第1驱动信号以及所述第2驱动信号分别重复施加至少一次的步骤。
所述选择性地施加的步骤包括:选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一者以使得所述第1驱动信号和所述第2驱动信号分别连续施加至少2次的步骤,在所述预设次数内,连续施加所述第1驱动信号的次数和连续施加所述第2驱动信号的次数可不同。
所述选择性地施加的步骤包括:选择性地施加所述第1驱动信号以及第2驱动信号中的至少一者以使得所述第1驱动信号和所述第2驱动信号分别被连续施加至少2次的步骤,在所述预设次数内,连续施加所述第1驱动信号的次数和连续施加所述第2驱动信号的次数可相同。
获取所述最终信号大小的步骤包括:若所述感测信号是与所述第1驱动信号对应地从所述多个触摸电极接收到的第1感测信号,则将第1值与所述第1感测信号的振幅值相乘以计算出第1振幅值的步骤;若所述感测信号是与所述第2驱动信号对应地从所述多个触摸电极接收到的第2感测信号,则将第2值与所述第2感测信号的振幅值相乘以计算出第2振幅值的步骤;以及基于在预定时间期间获取到的所述第1振幅值以及所述第2振幅值获取所述最终信号大小的步骤,所述第1值和所述第2值的绝对值可相同且符号不同。
获取所述触摸数据的步骤可以包括:基于所述多个触摸电极中对应的所述最终信号大小为临界值以上的触摸电极获取所述触摸数据的步骤。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的电子设备包括:环形线圈;触摸传感器部,位于根据垂直同步信号以及水平同步信号驱动多个像素的显示部的显示部位,包括沿第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极;驱动接收部,在第1区间期间,向环形线圈施加驱动信号,在第1区间之后的第2区间期间,从多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者接收感测信号;以及控制部,使用感测信号生成触摸信息,驱动信号与水平同步信号同步。
驱动接收部可以在第1区间期间,向多个第1触摸电极中的至少一者以及多个第2触摸电极中的至少一者同时施加驱动信号,在第2区间期间,从多个第1触摸电极中的至少一者以及多个第2触摸电极中的至少一者接收感测信号。
驱动信号可以与预定周期的水平同步信号的脉冲同步。
驱动信号可以按照每个预定周期的帧与垂直同步信号的脉冲同步。
驱动信号的频率可以是水平同步信号的频率的2以上的整数倍。
特征可以是感测信号在与水平同步信号对应地确定的区间内接收。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是除向多个像素中的至少部分写入数据信号的期间之外的区间。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是施加于多个像素的扫描信号为禁用电平的期间。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是除向与多个像素连接的多个数据线中的至少一者施加数据信号的期间以外的期间。
驱动接收部根据与水平同步信号的频率同步的驱动信号的频率接收感测信号。
感测信号的接收时间点包括在频率的一个周期内相位相反的至少两个时间点。
感测信号的接收时间点包括在频率的一个周期内相位变更的两个时间点。
感测信号可以是基于驱动信号的共振信号传递到多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者得到的信号。
显示部位于基板上,在显示部位配置有薄膜密封层,多个触摸电极位于薄膜密封层上,薄膜密封层可具有4μm至10μm的厚度。
根据一个实施方式的电子设备的驱动方法包括:从显示装置的信号控制部接收水平同步信号的步骤;在第1区间期间,向触摸传感器部的沿第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极中的至少一者施加驱动信号的步骤;在第1区间之后的第2区间期间,从多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者接收感测信号的步骤;以及使用感测信号生成触摸信息的步骤,驱动信号与水平同步信号同步。
施加驱动信号的步骤包括:在第1区间期间,向多个第1触摸电极中的至少一者以及多个第2触摸电极中的至少一者同时施加驱动信号的步骤,接收感测信号的步骤可包括:在第2区间期间,从多个第1触摸电极中的至少一者以及多个第2触摸电极中的至少一者接收感测信号的步骤。
驱动信号可以与预定周期的水平同步信号的脉冲同步。
驱动信号的频率可以是水平同步信号的频率的2以上的整数倍。
特征可以是感测信号在与水平同步信号对应地确定的区间内接收。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是除向多个像素中的至少部分写入数据信号的期间之外的区间。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是施加于多个像素的扫描信号为禁用电平的期间。
与水平同步信号对应地确定的区间可以是除向与多个像素连接的多个数据线中的至少一者施加数据信号的期间以外的期间。
接收感测信号的步骤可以包括:在除根据水平同步信号向显示装置的多个像素中的至少一部分写入数据信号的期间之外的区间内接收感测信号的步骤。
接收感测信号的步骤可以包括:在根据水平同步信号施加于显示装置的多个像素的扫描信号为禁用电平的期间接收感测信号的步骤。
接收感测信号的步骤可以包括:在除根据水平同步信号向与显示装置的多个像素连接的多个数据线中的至少一者施加数据信号的期间以外的期间内接收感测信号的步骤。
根据一个实施方式的显示装置包括:显示面板,包括配置有多个像素的显示区域;数据驱动部,向与多个像素连接的数据线施加数据信号;扫描驱动部,向与多个像素连接的扫描线施加扫描信号;信号控制部,根据水平同步信号控制数据驱动部和扫描驱动部;触摸面板,与显示区域重叠,并且包括配置有沿第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极的主动区域;以及触摸控制器,驱动触摸面板以使得在第1区间期间,向多个第1触摸电极中的至少一者以及多个第2触摸电极中的至少一者施加驱动信号,并在第1区间之后的第2区间期间,从多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者接收感测信号,驱动信号与水平同步信号的脉冲同步。
驱动信号的频率可以是水平同步信号的频率的2以上的整数倍。
根据一个实施方式的触摸系统包括:电子设备以及触控笔,该电子设备包括:触摸传感器部,位于根据垂直同步信号以及水平同步信号来驱动多个像素的显示装置的显示部位,并且包括沿第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极;驱动接收部,在第1区间期间,向多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者施加驱动信号,在第1区间之后的第2区间期间,从多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者接收感测信号;和控制部,使用感测信号来生成触摸信息;该触控笔包括导电性尖端(tip)以及共振电路部,共振电路部与导电性尖端连接,并针对从导电性尖端传递过来的驱动信号共振,感测信号是由共振电路部共振得到的信号,驱动信号是与水平同步信号同步的信号。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的触控笔包括:主体部;导电性尖端,在所述主体部的内部向外部露出;电感器部,包括位于所述主体部内的铁氧体磁芯以及与所述导电性尖端连接且在所述铁氧体磁芯的至少一部分上缠绕多层的线圈;以及电容器部,位于所述主体部内,与所述电感器部电连接而形成共振电路。
其中,所述铁氧体磁芯的介电常数为1000以下,所述线圈的相邻的绕线层交替地缠绕,所述线圈是围住两个以上的绝缘电线的形态的线。
此外,所述铁氧体磁芯包含镍,所述线圈可包括利兹线。
此外,还可以包括:接地部,能够与用户电连接,并且还可以包括围住所述铁氧体磁芯的至少部分的绕线管,所述线圈可缠绕在所述绕线管的至少一部分上。
还可以包括:导电性的阻断构件,围住所述电感器部的至少一部分。所述阻断构件可以包括阻断涡电流的产生的一个狭缝,通过所述一个狭缝,所述阻断部的两端可以沿着作为形成涡电流的方向的第1方向隔开。
根据另一实施方式的触控笔可以包括:主体部;导电性尖端,从所述主体部内向外部露出;共振电路部,位于所述主体部内,与所述导电性尖端连接,使从所述导电性尖端传递的电信号共振;以及接地部,能够与用户电连接。
其中,所述共振电路部可以包括:电感器部,包括位于所述主体部内的铁氧体磁芯以及与所述导电性尖端电连接,并且在所述铁氧体磁芯的至少一部分上缠绕多层的线圈;以及电容器部,位于所述主体部内,与所述接地部和所述导电性尖端电连接。此时,所述铁氧体磁芯的介电常数为1000以下,所述线圈的相邻的绕线层以之字形倾斜地缠绕,所述线圈可以是围住两个以上的绝缘电线的形态的线。
此外,所述铁氧体磁芯包含镍,所述线圈可以由利兹线形成。
此时,所述共振电路部可以包括:串联连接的两个以上的电感器部和一个电容器部。此外,所述共振电路部的两个以上的LC共振电路可以串联连接。
还可以包括围住所述共振电路部的至少一部分的导电性的阻断构件。所述阻断构件可以包括阻断涡电流的产生的一个狭缝,通过所述一个狭缝,所述阻断部的两端可以沿着作为形成涡电流的方向的第1方向隔开。
根据一个实施方式的触控笔包括:外壳;导电性尖端(tip),至少一部分向外壳的外部露出;共振电路部,位于外壳内,使磁信号共振;以及导电性的阻断构件,与导电性尖端向外部露出的外壳的部分对应地配置。
阻断构件可以是单个导电板。
包括一部分为非导电性的保持部,阻断构件与保持部对应地配置,包括阻断涡电流的产生的一个狭缝,通过一个狭缝,阻断构件的两端沿着第1方向隔开,第1方向可以是形成涡电流的方向。
阻断构件还包括:连接部,将阻断构件的两端连接,还包括:接地部,与阻断构件连接,并且能够与用户电连接,连接部与接地部电连接。
阻断构件可以位于从导电性尖端向外部露出的外壳的开口隔开0.1mm的区域与从开口隔开20mm的区域之间。
包括一部分为非导电性的保持部,阻断构件与保持部对应地配置,包括:多个第1阻断部,沿着第1方向相互隔开,并沿着与第1方向垂直的第2方向延伸,第1方向是形成涡电流的方向,多个第1阻断部可以是导电性的。
阻断构件还包括:连接部,连接多个第1阻断部,还包括:接地部,与阻断构件连接,并且能够与用户电连接,连接部可以与接地部电连接。
包括一部分为非导电性的保持部,阻断构件与保持部对应地配置,包括:多个第2阻断部,沿着第1方向延伸,并沿着与第1方向垂直的第2方向隔开,第1方向是形成涡电流的方向,多个第2阻断部各自的两端沿着第1方向隔开。
还包括:接地部,与阻断构件连接,能够与用户电连接,共振电路部可包括:电感器部,连接在导电性尖端与接地部之间;以及电容器部,连接在导电性尖端与接地部之间。
阻断构件还围住电感器部的至少一部分。
包括一部分为非导电性的保持部和与导电性尖端隔开的非导电性的主体部,阻断构件的与导电性尖端相邻地配置的第1部分与保持部对应地配置,作为一个导电板且围住阻断构件的电感器部的至少一部分的第2部分与主体部对应地配置,并且包括阻断涡电流的产生的一个狭缝,通过一个狭缝,阻断构件的第2部分的两端沿着第1方向隔开,第1方向可以是形成涡电流的方向。
包括一部分为非导电性的保持部,外壳还包括从导电性尖端隔开的非导电性的主体部,阻断构件的与导电性尖端相邻地配置的第1部分与保持部对应地配置,并且包括阻断涡电流的产生的一个第1狭缝,阻断构件的围住电感器部的至少一部分的第2部分与主体部对应地配置,并且包括阻断涡电流的产生的一个第2狭缝,通过一个第1狭缝,阻断构件的第1部分的两端沿着第1方向隔开,通过一个第2狭缝,阻断构件的第2部分的两端沿着第1方向隔开,第1方向可以是形成涡电流的方向。
包括一部分为非导电性的保持部,外壳还包括从导电性尖端隔开的非导电性的主体部,与阻断构件的导电性尖端相邻地配置的第1部分与保持部对应地配置,包括沿着第1方向相互隔开且沿着与第1方向垂直的第2方向延伸的多个第1阻断部,阻断构件的围住电感器部的至少一部分的第2部分与主体部对应地配置,并且包括沿着第1方向相互隔开且沿着与第1方向垂直的第2方向延伸的多个第3阻断部,第1方向是形成涡电流的方向,多个第1阻断部以及多个第3阻断部可以是导电性的。
电感器部可以包括:铁氧体磁芯;以及导电性线圈,与导电性尖端连接,并且卷绕于铁氧体磁芯。
阻断构件可以位于外壳的内表面。
阻断构件可以位于外壳的外表面。
阻断构件可以被内置在外壳的内表面与外表面之间。
阻断构件可以包括印刷有多个导电性阻断部的片材(sheet)。
阻断构件可以包括镀敷于外壳的多个阻断部。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的触控笔包括:主体部;导电性尖端(tip),从主体部内向外部露出;共振电路部,位于主体部内,与导电性尖端连接,使从导电性尖端传递过来的电信号共振;以及导电性的阻断构件,围住共振电路部的至少一部分。
还可以包括能够与用户电连接的接地部。
共振电路部可以包括:电感器部,连接在导电性尖端与接地部之间;和电容器部,连接在导电性尖端与接地部之间。
阻断部可以仅围住电感器部。
阻断部包括阻断涡电流的产生的一个狭缝,通过一个狭缝,阻断部的两端沿着第1方向隔开,第1方向可以是形成涡电流的方向。
阻断部还包括:连接部,沿着与第1方向垂直的第2方向,与主体部内的电感器部的位置隔开,并连接阻断部的两端。
连接部与接地部电连接。
阻断部包括:多个第1阻断部,沿着第1方向相互隔开,并且沿着与第1方向垂直的第2方向延伸,第1方向是形成涡电流的方向,多个第1阻断部可以是导电性的。
阻断部还包括:连接部,沿第2方向与主体部内的电感器部的位置隔开,并连接多个第1阻断部。
连接部与接地部电连接。
阻断部包括:多个第2阻断部,沿着第1方向延伸,并且沿着与第1方向垂直的第2方向隔开,第1方向是形成涡电流的方向,多个第2阻断部各自的两端沿着第1方向隔开。
阻断部还可以包括:连接部,沿着第2方向延伸,连接多个第2阻断部;和追加接地部,沿着第2方向与主体部内的电感器部的位置隔开,并且与连接部连接。
追加接地部与接地部电连接。
电感器部可以包括:铁氧体磁芯:和导电性线圈,与导电性尖端连接,并卷绕于铁氧体磁芯。
电容器部可以包括:多个电容器,并联地连接,并且具有不同的电容。
阻断构件可以位于主体部的内表面。
阻断构件可以位于主体部的外表面。
阻断构件可以内置在主体部的内表面与外表面之间。
根据另一实施方式的触控笔包括:主体部;导电性尖端(tip),从主体部内向外部露出;共振电路部,位于主体部内,与导电性尖端连接,并使从导电性尖端传递的电信号共振;导电性的阻断构件,围住主体部的至少一部分,阻断部包括阻断涡电流的产生的一个狭缝,通过一个狭缝,阻断部的两端沿着第1方向隔开,第1方向是形成涡电流的方向。
共振电路部可以包括:电感器部,连接在导电性尖端与接地部之间;电容器部,连接在导电性尖端与接地部之间;以及导电性连接构件,将导电性尖端和电感器部连接起来。
根据又一实施方式的触控笔包括:主体部;导电性的阻断构件,围住主体部的至少一部分;导电性尖端(tip),从主体部内向外部露出,阻断构件包括阻断涡电流的产生的至少一个狭缝。
阻断构件可以位于主体部的内表面。
阻断构件可以位于主体部的外表面。
阻断构件可以内置在主体部的内表面与外表面之间。
阻断构件可以包括印刷在片材(sheet)上的多个阻断部。
阻断构件可以包括镀敷于主体部的多个阻断部。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的触控笔包括:主体部;导电性尖端(tip),从主体部内向外部露出;接地部,能够与用户电连接;以及共振电路部,包括至少一个共振电路,该至少一个共振电路位于主体部内,并电连接在导电性尖端与接地部之间,分别对通过主体部传递过来的不同的频率的电磁信号共振输出不同的频率的共振信号。
共振电路部包括:第1共振电路,针对第1频率的电磁信号共振;以及第2共振电路,针对第2频率的电磁信号共振,在第1区间期间,第1共振电路通过导电性尖端输出共振信号,在与第1区间不同的第2区间期间,第2共振电路通过导电性尖端输出共振信号。
第1共振电路和第2共振电路可以交替输出共振信号。
第1共振电路包括:第1电感器,连接在导电性尖端与第2共振电路之间;以及第1电容器,连接在导电性尖端与第2共振电路之间,第2共振电路包括:第2电感器,连接在接地部与第1共振电路之间;以及第2电容器,连接在接地部与第1共振电路之间,第1电感器和第2电感器可具有相互分离的铁氧体磁芯。
第1共振电路连接在导电性尖端与第2共振电路之间,第2共振电路连接在第1共振电路与接地部之间。
共振电路部可以响应于频率随时间变化的电磁信号,输出频率随时间变化的共振信号。
根据一个实施方式的触摸传感器包括:触摸面板,包括沿第1方向排列的第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的第2触摸电极;以及控制部,在一个触摸报告帧期间内的第1区间期间,根据与第1驱动频率相关的第1采样频率对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样,并确定是否接收到噪声信号,若确定接收到噪声信号,则在第1区间之后的第2区间期间,将与具有第1驱动频率不同的第2驱动频率的第2驱动信号施加于第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者。
控制部可以在第2区间之后的第3区间期间,根据与第2驱动信号相关的第2采样频率,对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样以接收感测信号。
在第3区间期间,从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号可以是由于第2驱动信号而共振得到的信号。
控制部可以在第3区间结束之后的下一触摸报告帧期间内的第1区间期间,根据与第2驱动频率相关的第2采样频率对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样,并确定是否接收到噪声信号。
若确定未接收到噪声信号,则控制部在第1区间之后的第2区间期间,将具有第1驱动频率的第1驱动信号施加于第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者。
控制部可以在第2区间之后的第3区间期间,根据第1采样频率,对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样以接收感测信号。
根据另一实施方式的触摸传感器包括:触摸面板,包括沿第1方向排列的第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的第2触摸电极;以及控制部,在包括多个第1区间的一个触摸报告帧期间内,在第1个数的第1区间期间,将具有第1驱动频率的第1驱动信号施加于第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者,并根据与第1驱动频率相关的第1采样频率对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样以接收第1感测信号,在第2个数的第1区间期间,将具有与第1驱动频率不同的第2驱动频率的第2驱动信号施加于第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者,并根据与第2驱动频率相关的第2采样频率对从第1触摸电极以及第2触摸电极中的至少一者传递过来的信号进行采样以接收第2感测信号。
控制部可以使用第1感测信号和第2感测信号确定是否接收到噪声信号,若确定接收到噪声信号,则对下一触摸报告帧期间内的第1个数和第2个数进行变更。
控制部在第1感测信号的SNR(signal-noise ratio)大于第2感测信号的SNR时增加第1个数,在第2感测信号的SNR大于第1感测信号的SNR时增加第2个数。
第1个数和第2个数可以相同。
根据一个实施方式的触摸系统包括:根据一个实施方式的触控笔;以及根据实施方式中的至少一者的触摸传感器。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的电子设备包括:环形线圈;触摸面板,包括沿第1方向排列的多个第1触摸电极以及沿与第1方向交叉的第2方向排列的多个第2触摸电极;线圈驱动部,向环形线圈施加线圈驱动信号;驱动接收部,向多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极施加驱动信号,并从多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极接收感测信号;以及控制部,基于从接收部输出的感测信号控制线圈驱动部使得变更线圈驱动部动作的区间的长度。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的可折叠电子设备包括触摸传感器以及位于触摸传感器下方的环形线圈,所述环形线圈包括:位于除在折叠状态下形成曲面的折叠区域以外的区域的铁氧体片材以及位于铁氧体片材上的天线环。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的电子设备包括:多个天线环,在基板上相互隔开而形成,所述多个天线环包括:第1天线环,将所述基板上的第1焊盘和第2焊盘之间连接;和第2天线环,将第3焊盘和第4焊盘之间连接;以及柔性电路板,与所述第1至第4焊盘电连接,所述柔性电路板包括:连接布线,将所述第2焊盘和所述第3焊盘相互连接起来;以及线圈驱动器,向所述第1焊盘和所述第2焊盘施加驱动信号。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的触控笔包括:传感器,感测外部输入;共振电路;以及控制器,从共振电路接收传递过来的电力,根据传感器的感测值控制在所述共振电路生成的共振信号。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的电子设备包括:触摸传感器,将具有两个以上的频率的电磁信号依次传递到触控笔,从触控笔接收与电磁信号对应的电信号;以及触摸控制器,根据电信号的变化,将两个以上的频率中的至少一者确定为电磁信号的频率并使触摸传感器工作。
触摸控制器可以将电信号的大小大的频率确定为电磁信号的频率。
触摸控制器可以按照1帧单位生成基于电信号的触摸数据。
触摸传感器可以在1帧内依次施加具有两个以上的频率的电磁信号。
触摸传感器可以在各个时间区间期间,施加与1帧内的多个时间区间对应的不同的频率的电磁信号。
触摸传感器可以按1帧单位施加具有两个以上的频率的电磁信号。
触摸传感器分别在第1帧内的多个时间区间依次施加具有包括于以第1频率单位划分的多个第1频率区间各自中的频率的电磁信号,分别在接着第1帧的第2帧内的多个时间区间内依次施加具有包括于以第2频率单位划分的多个第2频率区间各自中的频率的电磁信号,第1频率单位比第2频率单位更大。
包括在第1帧期间接收到的电信号中的大小最大的频率的第1频率区间可以以第2频率单位被划分。
触摸传感器可以包括:触摸面板,包括用于检测第1方向的触摸坐标的多个第1触摸电极以及用于检测与第1方向交叉的第2方向的触摸坐标的多个第2触摸电极;以及驱动接收部,向多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一个触摸电极施加与两个以上的频率对应的驱动信号,以使得将具有两个以上的频率的电磁信号传递到触控笔,并接收电信号。
触摸传感器可以包括:环形线圈,产生磁场;触摸面板,触摸面板包括用于检测第1方向的触摸坐标的多个第1触摸电极以及用于检测与第1方向交叉的第2方向的触摸坐标的多个第2触摸电极;以及驱动接收部,向环形线圈施加与两个以上的频率对应的驱动信号,以使得将具有两个以上的频率的电磁信号传递到触控笔,并接收电信号。
还包括感测周围温度的温度传感器,触摸传感器在周围温度变化时,开始传递具有两个以上的频率的电磁信号。
根据一个实施方式的电子设备的控制方法包括:触摸传感器将具有两个以上的频率的电磁信号依次传递到触控笔的步骤;以及触摸控制器根据电信号的变化,将两个以上的频率中的至少一者确定为电磁信号的频率,并使触摸传感器工作的步骤。
将两个以上的频率中的至少一者确定为电磁信号的频率可以包括:触摸控制器将电信号的大小大的频率确定为电磁信号的频率。
还可以包括:触摸控制器以1帧单位生成基于电信号的触摸数据的步骤。
将具有两个以上的频率的电磁信号依次传递到触控笔的步骤可以包括:触摸传感器在1帧内依次施加具有两个以上的频率的电磁信号的步骤。
将具有两个以上的频率的电磁信号依次传递到触控笔的步骤可以包括:触摸传感器以1帧单位施加具有两个以上的频率的电磁信号的步骤。
以1帧单位来施加具有两个以上的频率的电磁信号的步骤包括:触摸传感器分别在第1帧内的多个时间区间内,依次施加具有包括于以第1频率单位划分的多个第1频率区间各自的频率的电磁信号的步骤;以及触摸传感器分别在接着第1帧的第2帧内的多个时间区间内,依次施加具有包括于以第2频率单位划分的多个第2频率区间各自的频率的电磁信号的步骤,第1频率单位大于第2频率单位。
将包括在第1帧期间接收到的电信号中的大小最大的频率的第1频率区间以第2频率单位进行划分。
还包括感测周围温度的步骤,在感测到周围温度变化时,触摸传感器可开始传递具有两个以上的频率的电磁信号。
根据一个实施方式的系统包括:触控笔,包括具有共振频率的共振电路;以及触摸传感器,以从基准频率的预定范围内的下限起达到上限的方式使驱动信号的频率增加,或者以从预定范围内的上限起达到下限的方式使驱动信号的频率减小以探索共振频率,并将具有共振频率的电磁信号传递到触控笔。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的天线模块包括:共振电路,包括与环形线圈以及环形线圈并联地连接的电容器;阻断电容器,与共振电路串联连接;以及电源,向阻断电容器传递预定频率的驱动信号。
根据一个实施方式的电子设备包括:线圈驱动器,向环形线圈以及环形线圈的两端施加预定频率的驱动信号,线圈驱动器向环形线圈两端施加相互反相的驱动信号。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的电子设备包括:环形线圈;线圈驱动器,向环形线圈施加预定频率的驱动信号;触摸电极;以及触摸驱动部,从触摸电极接收感测信号,触摸驱动部在未被施加驱动信号的区间内接收感测信号。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的电子设备包括:触摸传感器,包括触摸电极;以及环形线圈,与触摸电极的配置对应,并且绕线之间的距离不同。
为了达到上述或其他目的,根据一个实施方式的触控笔包括:共振电路、通过互感与共振电路耦合的电感器以及与电感耦合的主动模块。
发明效果
使用根据本发明的一个实施方式的电子设备、触控笔以及其驱动和控制方法,通过提出最佳的电容共振触控的共振电路的构造,从而具有利用薄的直径也能够生成充分的输出信号的优点。
此外,具有在人体等其他导电性客体和触控笔同时接触时,能够检测由触控笔进行的触摸的触摸位置的优点。
此外,具有即使触控笔的共振频率变更,也能够增加从触控笔输出的信号的大小的优点。
此外,具有能够提高触摸输入的接收灵敏度的优点。
此外,具有能够计算出更准确的触摸位置的优点。
此外,具有能够在存在频带与触控笔的共振信号类似的噪声的环境中,提高基于触控笔的触摸感测性能的优点。
此外,具有能够提高触摸装置的SNR(signal to noise ratio,信噪比)的优点。
此外,通过提出最佳的触控笔的共振电路的构造,从而具有以较薄的直径也能够生成充分的输出信号的优点。
此外,具有能够提供对外部因素强健的触控笔的优点。
此外,具有能够提供防止无意的触摸输入的触控笔的优点。
此外,具有能够提供提高对触摸传感器的触摸灵敏度的触控笔的优点。
此外,具有能够改善从触控笔输出的信号的SNR(signal-noise-ratio,信噪比)的优点。
此外,具有能够执行防手掌误触(Palm Rejection)的优点。
此外,具有减小在为了触控笔的共振而向触摸传感器输出驱动信号的区间内的能量消耗,从而减小触摸传感器的能量消耗的优点。
此外,具有能够提供更薄的形态因素的优点。
此外,具有能够降低天线模块和包括其的电子设备的制造费用的优点。
此外,具有能够检测使用触控笔的用户的进一步的输入的优点。
此外,具有能够节省触控笔的制造费用的优点。
此外,具有即使触控笔的共振频率变更,也能够增加从触控笔输出的信号的大小的优点。
此外,具有能够减小天线模块和包括其的电子设备的功耗的优点。
此外,具有能够增加传递到触控笔的能量的优点。
此外,具有即使不先行进行单独的无线充电也能够与触控笔的使用同时,传递触控笔的使用所需要的电力的优点。
此外,具有能够针对使用中的触控笔来进行无线充电的优点。
此外,具有能够更迅速地对触控笔进行充电的优点。
此外,具有能够减小用于触控笔的充电的功耗的优点。
此外,具有能够检测使用触控笔的用户的进一步的输入的优点。
此外,本公开的可应用的进一步的范围将根据以下的详细的说明而变得清楚。然而,在本公开的范围内,各种变更以及修改对本领域技术人员来说将能够清楚地理解,因此,应当理解,详细的说明以及本公开的诸如优选的实施方式的特定实施方式仅作为例示而被给出。
附图说明
图1的(a)以及(b)是示出触控笔和电子设备的概念图。
图2是简要示出电子设备的框图。
图3的(a)是简要示出根据一个实施方式的显示部的一部分的俯视图,图3的(b)是沿着图3的(a)的I-I'线的剖视图。
图4是电子设备的一部分构成的框图。
图5是简要示出图2的显示部250的一个方式的框图。
图6是示出图5的显示部的像素的图。
图7是示出驱动图5的显示部的驱动信号的一个例子的时序图。
图8是简要示出图2的显示部的另一方式的框图。
图9是示出图8的显示部的像素的图。
图10是简要示出根据一个实施方式的触摸感测部的图。
图11是简要示出根据一个实施例的触摸感测部260的图。
图12是示出触控笔在根据一个实施例的触摸感测部260进行触摸的一个例子的图。
图13是示出向触控笔以及握持其的用户的手施加驱动信号的情况的图。
图14是示出使用触控笔来对根据一个实施方式的触摸感测部260执行触摸输入的一种情况的图。
图15是示出在图14中向手传递的驱动信号的影响的图。
图16是示出根据一个实施方式的触摸感测部260的驱动信号施加操作的图。
图17是示出使用触控笔对根据一个实施方式的触摸感测部260执行触摸输入的另一情况的图。
图18是示出在图17中向手传递的驱动信号的影响的图。
图19是示出根据一个实施方式的触摸感测部260的驱动信号施加操作的图。
图20是简要示出根据一个实施方式的触摸感测部的图。
图21是根据一个实施方式的触摸传感器261的一部分的俯视图。
图22是详细地示出图21的一部分的俯视图。
图23是沿着图22的X-X'剖切的剖视图。
图24是根据另一实施方式的触摸传感器261的一部分的俯视图。
图25是示出触控笔接近图20的触摸感测部的一个例子的图。
图26是简要示出根据一个实施方式的触摸感测部的一部分的图。
图27是简要示出根据一个实施方式的触摸感测部260的一部分的图。
图28是简要示出根据一个实施方式的触摸感测部260的一部分的图。
图29的(a)以及(b)是示出根据一个实施方式的触控笔10和根据两种实施方式的触摸屏20进行驱动的样子的图。
图30是示出根据若干实施方式的触控笔的图。
图31是示出根据一个实施方式的触控笔和电子设备的一部分的图。
图32是示出根据一个实施方式的触控笔和电子设备的传感器输入操作的流程图。
图33是示出根据图32的驱动信号和共振信号的一个例子的波形图。
图34是示出根据一个实施方式的触控笔和电子设备的共振频率变更操作的流程图。
图35是示出根据图34的驱动信号和共振信号的一个例子的波形图。
图36是示出根据一个实施方式的触控笔和电子设备的一部分的图。
图37是示出根据另一实施方式的触控笔和电子设备的传感器输入操作的流程图。
图38是示出根据另一实施方式的触控笔和电子设备的共振频率变更操作的流程图。
图39的(a)是示出触控笔接近电子设备的状态的图,图39的(b)是示出触控笔和电子设备的简要电路图。
图40的(a)以及(b)是示出触控笔接近电子设备以收发信号的状态的图。
图41是示出触控笔和输出驱动信号的电子设备的等效电路图。
图42是示出触控笔和接收感测信号的电子设备的等效电路图。
图43至图47是示出触控笔接近电子设备的状态的图。
图48至图53是示出触控笔和电子设备的简要电路图。
图54至图59是示出触控笔和电子设备的又一简要电路图。
图60以及图61是示出触控笔接近电子设备以收发信号的状态的图。
图62以及图63是示出触控笔和电子设备的又一简要电路图。
图64是示出根据一个实施方式的天线模块和触控笔的图。
图65是示出线圈驱动器向环形线圈施加的驱动信号和触控笔的共振信号的图。
图66是示出根据一个实施方式的线圈驱动器向环形线圈施加的驱动信号和触控笔的共振信号的图。
图67是具体示出图66的线圈驱动器的图。
图68以及图69是示出触控笔和电子设备的简要电路图。
图70以及图71是更具体地示出图69的触控笔的电路图。
图72是示出根据一个实施方式的触控笔和电子设备的简要电路图。
图73以及图74是更具体地示出图72的触控笔的电路图。
图75至图77是示出根据一个实施方式的若干形态的触控笔和电子设备的一部分的图。
图78是示出在根据一个实施方式的电子设备使用触控笔的情况的图。
图79是示出在基板上的一面实现天线图案的一个例子的图。
图80以及图81是示出根据一个实施方式的天线模块以及包括其的电子设备的一部分的图。
图82以及图83是示出根据一个实施方式的天线模块以及包括其的电子设备的一部分的图。
图84以及图85是示出根据一个实施方式的天线模块以及包括其的电子设备的一部分的图。
图86至图88是示出根据一个实施方式的天线模块以及包括其的电子设备的一部分的图。
图89以及图90是示出根据一个实施方式的天线模块以及包括其的电子设备的一部分的图。
图91以及图92是例示将现有方式的触控笔使用于可折叠电子设备的情况的图。
图93以及图94是示出根据一个实施方式的可折叠电子设备的图。
图95至图100是示出根据另一实施方式的若干形态的触摸面板和环形线圈的配置形态的图。
图101是示出根据一个实施方式的环形线圈的驱动信号和触控笔的共振信号的图。
图102以及图103是示出根据另一实施方式的可折叠电子设备的图。
图104至图107是示出根据另一实施方式的若干形态的触摸面板和环形线圈的配置形态的图。
图108是示出根据一个实施方式的触控笔接近可折叠电子设备的若干位置的情况的图。
图109是示出根据触控笔的位置的环形线圈的驱动信号和触控笔的共振信号的图。
图110至图112是简要示出图109中施加驱动信号的情况下生成的磁场的图。
图113是示出根据一个实施例的触摸检测方法的流程图。
图114是图113的触摸检测方法的变形例。
图115是示出根据图113和图114的触摸检测方法的驱动信号的一个例子的波形图。
图116是示出根据图113以及图114的触摸检测方法的驱动信号和接收信号的一个例子的波形图。
图117示出对图116的第1区间T1的感测信号进行处理的一个例子。
图118是示出根据图113以及图114的触摸检测方法的驱动信号和接收信号的另一例的波形图。
图119示出对图118的第2区间T2的感测信号进行处理的一个例子。
图120是示出图116以及图118中的接收信号的大小的曲线图。
图121以及图122是分别示出不同的客体的触摸面积的图。
图123示出根据触控笔10与不同的触摸客体30的触摸地点之间的距离感测不到触控笔10的触摸的情况。
图124示出根据不同的触摸客体30的触摸面积感测不到触控笔10的触摸的情况。
图125是示出在图114的触摸检测方法的S14步骤中确定有效触摸信号的一个实施例的流程图。
图126是示出在图114的触摸检测方法的S14步骤中确定有效触摸信号的另一实施例的流程图。
图127是示出根据一个实施方式的电子设备的驱动方法的流程图。
图128是示出根据水平同步信号Hsync和图127的驱动方法的驱动信号的一个例子的时序图。
图129是示出根据水平同步信号Hsync和图127的驱动方法的驱动信号的一个例子的时序图。
图130至图133是示出根据一个实施方式的触摸装置根据图127的驱动方法,与图5的显示部250的水平同步信号同步以接收感测信号的时间点的时序图。
图134以及图135是用于说明像素PX_ab的驱动操作和触摸装置接收感测信号的操作的时序图。
图136是简要示出根据一个实施方式的触摸传感器的驱动时序的图。
图137a至图140b是示出根据实施方式的触摸传感器的驱动时序的图。
图141是用于说明噪声对电子设备的触摸感测性能的影响的图。
图142是示出根据实施例的触摸感测部以第2触摸驱动模式工作期间的触摸检测方法的流程图。
图143是用于说明在图142的触摸检测方法中过滤噪声的方法的图。
图144至图147是对触摸感测部输出相位不同的第1驱动信号以及第2驱动信号的例子的波形图。
图148是示出根据实施方式的触摸感测部的控制方法的流程图。
图149是示出根据触摸感测部的控制方法施加驱动信号的一个例子的图。
图150是示出根据触摸装置的控制方法的驱动信号的第1例的波形图。
图151至图153是示出施加图150的驱动信号的例子的图。
图154是示出根据触摸感测部的控制方法的驱动信号的第2例的波形图。
图155至图157是示出施加图154的驱动信号的例子的图。
图158是示出根据触摸装置的控制方法的驱动信号的第3例的波形图。
图159至图162是示出施加图158的驱动信号的例子的图。
图163是示出根据一个实施方式的电子设备的驱动方法的流程图。
图164是示出根据图163的驱动方法的驱动信号的一个例子的波形图。
图165是示出根据另一实施方式的电子设备的驱动方法的流程图。
图166以及图167是示出根据图165的驱动方法的驱动信号的一个例子的波形图。
图168是示出根据一个实施方式的电子设备的控制方法的流程图。
图169是示出根据一个实施方式的电子设备的触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
图170是示出根据一个方式的线圈驱动器向环形线圈施加的驱动信号和触控笔的共振信号的图。
图171以及图172是示出根据另一方式的线圈驱动器向环形线圈施加的驱动信号和触控笔的共振信号的图。
图173至图176是根据一个实施方式的各种形态示出驱动信号的波形图。
图177是更具体地示出在第1区间T1工作的触摸感测部260的图。
图178是更具体地示出在图177的第1区间T1的第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622的工作的图。
图179是示出在第2区间T2的第2子区间T22工作的触摸装置10的图。
图180是简要示出触控笔和触摸传感器的概念图。
图181是具体示出触控笔和电子设备的详细图。
图182是具体示出触控笔的电感器部的概念图。
图183是用于说明在电感器部的设计中的电感L和Q值的曲线图。
图184以及图185是用于说明根据一个实施方式的线种类的图。
图186的(a)以及(b)是用于说明两种类型的多层绕线方式的图。
图187是示出通过是德科技(KEYSIGHT TECHNOGIES)公司的E4980A精密LCR计(precision LCR meter)一边变更频率一边测定的电感器1以及电感器2的Q值的图。
图188是示出通过是德科技(KEYSIGHT TECHNOGIES)公司的E4980A精密LCR计一边变更频率一边测定的电感器3至电感器5的Q值的图。
图189是示出通过是德科技(KEYSIGHT TECHNOGIES)公司的E4980A精密LCR计一边变更频率一边测定的电感器6以及电感器7的Q值的图。
图190是用于说明根据一个实施方式的电感器部的图。
图191是示出电感器部14仅包括铁氧体磁芯15和线圈16的情况下的共振信号的最大振幅的曲线图。
图192是示出电感器部14包括铁氧体磁芯15、绕线管141以及线圈16的情况下的共振信号的最大振幅的曲线图。
图193示出串联连接两个薄直径的电感器,在两个电感器的两端之间并联连接电容器的方式的等效电路。
图194是示出作为将两个LC共振电路串联连接的方式(以下称为“LCLC共振电路”),将两个共振信号合并输出的方式的等效电路的图。
图195是示出由触控笔的悬停引起的触摸输入的图。
图196是示出握持触控笔的情况下的触控笔和电子设备的概念图。
图197是示出握持触控笔的情况下的触控笔和电子设备的简要电路图。
图198以及图199是示出握持触控笔的情况下的触控笔和电子设备的简要电路图。
图200是示出LLC结构的触控笔的概念图。
图201是示出触控笔的概念图。
图202是示出在图201所示的触控笔中产生的涡电流(eddy current)的例示图。
图203至图211是示出根据实施方式的触控笔的结构的概念图。
图212以及图213是示出根据实施方式的触控笔的阻断构件的结构的概念图。
图214是示出由根据实施方式的触控笔的悬停引起的触摸输入的图。
图215至图217是示出根据实施方式的触控笔的主体部结构的图。
图218是示出根据一个实施方式的触控笔的概念图。
图219是示出包括对具有不同频率的驱动信号分别共振的共振电路的触控笔的概念图。
图220是示出根据一个实施方式的电子设备的控制方法的流程图。
图221是示出根据图220的电子设备的控制方法的驱动信号以及共振信号的一个例子的波形图。
图222是示出根据另一实施方式的电子设备2的控制方法的流程图。
图223是示出根据图222的电子设备的控制方法的驱动信号的波形图。
图224的(a)以及(b)是示出触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
图225以及图226是示出触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
图227是更详细地示出图225的触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
图228至图233是示出根据一个实施方式的若干形态的触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
图234是对一个实施方式和比较例的触摸信号和噪声信号进行比较的曲线图。
图235至图238是示出根据另一实施方式的若干形态的触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
图239是示出根据本公开的触摸传感器以及主机的框图。
图240是示出从触摸传感器向主机提供的触摸数据的一个例子的图。
附图说明
附图标记说明
250:显示部
251:显示面板
252:显示控制器
260:触摸感测部
261:触摸传感器
262:触摸控制器
263:线圈驱动器
264:环形线圈
具体实施方式
以下,参照附图对本文的各种实施方式进行记载。然而,应当理解的是这并不意欲对表征本文所记载的技术的实施方式进行限定,而是包括本文的实施方式的各种变更(modifications)、等价物(equivalents)和/或代替物(alternatives)。关于附图说明,对于类似的构成要素可能会使用类似的附图标记。
此外,为了便于说明而任意示出了附图中示出的各构成的大小以及厚度,因此本发明并不一定限定于图示的情况。在附图中,为了清楚地示出各层以及区域而将厚度放大进行了示出。此外,为了方便说明,附图中扩大示出了部分层以及区域的厚度。
此外,当表述层、膜、区域、板等部分在其他部分“上方”或“上”时,这不仅包括“直接”在其他部分“上”的情况,还包括在其中间存在其他部分的情况。反之,当表述某个部分“直接”在其他部分“上”时,意思是中间没有其他部分。此外,表述在作为基准的部分“上方”或“上”是指位于作为基准的部分上方或下方,不一定是指沿重力反方向位于“上方”或“上”。
在本文中,“具有”、“可以具有”、“包括”或“可以包括”等表述是指该特征(例:数值、功能、操作或部件等构成要素)的存在,不排除附加特征的存在。
在本文中,“A或B”、“A或/以及B中的至少一者”或“A或/以及B中的一个或多个”等表述可以包括一并列出的各项目的所有可能的组合。例如,“A或B”、“A以及B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”可以指代以下任何情况:(1)包括至少一个A;(2)包括至少一个B;或(3)包括至少一个A以及至少一个B。
在本文中使用的“第1”、“第2”、“第一个”或“第二个”等表述可以与顺序和/或重要程度无关地修饰各种构成要素,仅用于将一个构成要素与其他构成要素区分开,而不对该构成要素进行限定。例如,第1用户设备和第2用户设备可以与顺序或重要程度无关地表示不同的用户设备。例如,在不脱离本文所记载的权利范围的情况下,可以将第1构成要素命名为第2构成要素,类似地,也可以将第2构成要素改成命名为第1构成要素。
在提及某个构成要素(例:第1构成要素)“(功能性地或通信)连接于((operatively or communicatively)coupled with/to)”或者“接入于(connected to)”其他构成要求(例:第2构成要素)时,应当理解为某个构成要素与其他构成要素直接连接,或者通过其他构成要素(例:第3构成要素)连接。反之,在提及某个构成要素(例:第1构成要素)与其他构成要素(例:第2构成要素)“直接连接”或“直接接入”时,可以理解为在某个构成要素与其他构成要素之间不存在其他构成要素(例:第3构成要素)。
关于本文中使用的表述“构成为(或设定为)(configured to)~的”,可根据情况与“适合于(suitable for)~的”、“具有进行~的能力(having the capacity to)的”、“设计为(designed to)#的”、“变更以使得~(adapted to)的”、“制作以使得~(made to)的”或“能够进行(capable of)~的”等互换使用。术语“构成为(或设定为)~的”可以不一定仅指硬件上“专门设计的(specifically designed to)”。相反,在某些情况下,“构成为~的装置”这样的表述可以指该装置与其他装置或部件一起“能够进行~”。例如,语句“构成为(或设定为)执行A、B以及C的处理器”可以指用于执行该操作的专用处理器(例:嵌入式处理器),或能够通过运行存储在存储装置中的一个以上的软件程序执行相应操作的通用处理器(generic-purpose processor)(例:CPU或应用处理器(application processor))。
在本文中使用的术语只是用于对特定实施方式进行说明,意图可以不在于限定其他实施方式的范围。单数的表述只要在上下文中未清楚地另有所指,则可以包括复数的表述。包括技术性或科学性术语在内,其中使用的术语可以具有本文所记载的技术领域中普通技术人员的一般理解相同的意思。本文所使用的术语中在一般辞典中定义的术语可以解释为与相关技术的上下文中具有的意思相同或相似的意思,只要在本文中未明确地定义,则不应被解释为异常的或过度形式化的意思。根据情况,即使是在本文中定义的术语,也不能被解释为排除本文的实施方式。
根据本文的各种实施方式的电子设备例如可以包括智能手机(smartphone)、平板PC(tablet personal computer,平板个人电脑)、移动电话(mobile phone)、视频电话机、电子书阅读器(e-book reader)、膝上型PC(laptop personal computer)、上网本(netbookcomputer)、移动医疗设备、相机(camera)或可穿戴装置(wearable device)中的至少一种。根据各种实施例,可穿戴装置可以包括饰品型(例:手表、戒指、手链、脚链、项链、眼镜、隐形眼镜或头戴型装置(head-mounted-device(HMD))、织物或衣物一体型(例:电子服装)、身体贴附型(例:皮肤垫(skin pad)或纹身)或生物移植型(例:implantable circuit)中至少一种。
以下,参照必要的附图对根据实施方式的电子设备、触控笔以及其驱动方法进行说明。
在主动触控笔的情况下,为了通过无线充电方式向电池高效地传递电力,内置于触控笔的共振电路中的共振信号的振幅必须较大。另一方面,在被动触控笔的共振方式中,为了确保触摸传感器更准确地识别触控笔的触摸,内置于触控笔的共振电路中的共振信号的振幅必须较大。因此,将频率与触控笔的共振电路的共振频率相同的信号传递到触控笔以使得能够产生最大的共振信号非常重要。
图1的(a)以及(b)是示出触控笔和电子设备的概念图,图2是简要示出电子设备的框图。
如图1的(a)以及(b)所示,触控笔10、10’能够在电子设备2、2’的触摸屏20、20’附近接收从电子设备2、2’或触摸屏20、20’输出的信号,并向触摸屏20、20’发送信号。
电子设备2、2’可以包括便携式通信装置(例如,智能手机、平板PC)、计算机装置、便携式多媒体装置、便携式医疗设备、可穿戴装置或家电装置中的至少一种。此外,电子设备2可以是柔性装置或柔性显示装置。此外,电子设备2还可以是能够进行触摸输入的触摸装置。
在图1的(b)所图示的矩形形状的可折叠电子设备2’或其中包括的触摸屏20’等构件中,将平面上位于左侧的长边称为第1长边LS1,将位于右侧的长边称为第2长边LS2,将位于上侧的短边称为第1短边SS1,将位于下侧的短边称为第2短边SS2。
可折叠电子设备2’可以以横穿第1短边SS1以及第2短边SS2的折叠轴AXIS_F为基准沿着预定的折叠方向折弯。即,可折叠电子设备2’可在以折叠轴AXIS_F为基准沿着折叠方向折叠的状态(folded state)与展开的状态(unfolded state)之间进行状态转换。
如图2所示,图1的(a)以及(b)所图示的电子设备2、2’可以包括无线通信部210、存储器220、接口部230、电源供给部240、显示部250、触摸感测部260以及控制部270等。图2所图示的构成要素并不是实现电子设备所必须的构成要素,因此本公开中说明的电子设备可以具有比以上列举的构成要素多或少的构成要素。以下,为了便于说明,以图1的(a)的电子设备2为例进行说明。因此,应当注意的是,图1的(b)的电子设备2’也能够照样应用以下说明的内容。
更具体地,所述构成要素中的无线通信部210可以包括使得电子设备2与无线通信系统之间、电子设备2与其他电子设备2之间、或电子设备2与外部服务器之间能够无线通信的一个以上的模块。此外,所述无线通信部210可以包括将电子设备2连接到一个以上的网络的一个以上的模块。这样的无线通信部210可以包括无线因特网模块211以及近距离通信模块212等。
无线因特网模块211是指用于无线因特网连接的模块,可以内置于电子设备2。无线因特网模块211可以构成为在基于无线因特网技术的通信网络中收发无线信号。作为无线因特网技术,例如有WLAN(Wireless LAN,无线LAN)、Wi-Fi(Wireless-Fidelity,无线保真)、Wi-Fi(Wireless Fidelity)直连、DLNA(Digital Living Network Alliance,数字生活网络联盟)、WiBro(Wireless Broadband,无线宽带)、WiMAX(World Interoperabilityfor Microwave Access,全球微波接入互操作性)、HSDPA(High Speed Downlink PacketAccess,高速下行链路分组接入)、HSUPA(High Speed Uplink Packet Access,高速上行链路分组接入)、LTE(Long Term Evolution,长期演进)、LTE-A(Long Term Evolution-Advanced,进化的长期演进)等,在包括以上未列举的因特网技术的范围内,所述无线因特网模块211根据至少一个无线因特网技术来收发数据。
近距离通信模块212用于近距离通信(Short range communication),能够使用蓝牙(BluetoothTM)、RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)、红外线通信(InfraredDATA Association;IrDA)、UWB(Ultra Wideband,超宽带)、ZigBee(紫蜂)、NFC(Near Field Communication,近场通信)、Wi-Fi(Wireless-Fidelity,无线保真)、Wi-Fi直连、无线USB(Wireless Universal Serial Bus,无线串行总线)技术中的至少一种支持近距离通信。这样的近距离通信模块212能够通过近距离无线通信网络(Wireless AreaNetworks)支持电子设备2与无线通信系统之间、电子设备2与能够无线通信的设备之间、或触摸传感器2与外部服务器所在的网络之间的无线通信。所述近距离无线通信网络可以是近距离无线个人通信网络(Wireless Personal Area Networks)。
其中,能够进行无线通信的设备可以是能够与根据本发明的电子设备2相互交换数据的(或能够联动的)移动终端(mobile terminal,例如智能手机(smart phone)、平板PC、笔记本电脑(notebook)等)。近距离通信模块212能够感测(或识别)电子设备2周围的能够与所述电子设备2进行通信的能够进行无线通信的设备。进一步地,控制部270在感测到的所述能够进行无线通信的设备为被认证为与根据一个实施方式的电子设备2进行通信的设备的情况下,可以将电子设备2中处理的数据的至少一部分通过所述近距离通信模块212发送至能够进行无线通信的设备。因此,能够进行无线通信的设备的用户可通过能够进行无线通信的设备来利用电子设备2中处理的数据。
此外,存储器220对支持电子设备2的各种功能的数据进行存储。存储器220能够存储电子设备2中驱动的多个应用程序(application program或应用(application))、用于电子设备2工作的数据、指令。
接口部230执行与连接到电子设备2的各种外部设备的通道作用。这样的接口部230可以包括有线/无线头戴式耳机端口(port)、外部充电器端口(port)、有线/无线数据端口(port),存储卡(memory card)端口、连接具备识别模块的装置的端口(port)、音频I/O(Input/Output,输入/输出)端口(port)、视频I/O(Input/Output)端口(port)、耳机端口(port)中的至少一种。
电源供给部240在控制部270的控制下接收所施加的外部的电源、内部的电源,并向电子设备2所包括的各构成要素供给电源。这样的电源供给部240包括电池,所述电池可以是内置型电池或能够更换的形态的电池。
显示部250显示(输出)在电子设备2中处理的信息。例如,显示部250能够显示在电子设备2中驱动的应用程序的执行画面信息或根据这样的执行画面信息的UI(UserInterface,用户界面)、GUI(Graphic User Interface,图形用户界面)信息。
显示部250可以包括LCD显示器(liquid crystal display,液晶显示器)、OLED(organic light-emitting diode,有机发光二极管)显示器、电子墨水显示器(e-inkdisplay)、量子点(quantum-dot)发光显示器、微型LED(Light emitting diode,发光二极管)显示器等。
显示部250包括显示图像的显示面板251和显示控制器252,显示控制器252与显示面板251连接且将用于显示图像的信号提供给显示面板251。
例如,显示面板251上可以配置有与多个扫描线、多个数据线之类的信号线连接的多个像素和向扫描线提供扫描信号的扫描驱动部。
显示控制器252可以包括生成向数据线施加的数据信号的数据驱动IC和处理图像信号以控制显示部250的整体操作的时序控制器、电源管理(power management)IC等。
触摸感测部260能够利用电容方式来感测向触摸区域施加的触摸(或触摸输入)。作为一个例子,触摸感测部260可以构成为将在特定部位产生的电容、电压或电流等的变化变换成电子输入信号。触摸感测部260可以构成为能够检测在触摸区域上施加触摸的触摸客体在触摸感测部260上进行触摸的位置、面积、触摸时的电容等。在此,触摸客体作为向所述触摸传感器施加触摸的物体,例如可以是用户的身体部位(手指、手掌等)、被动(passive)或主动(active)方式的触控笔10等。
触摸感测部260包括:触摸传感器261,其配置有触摸电极;和触摸控制器262,其向触摸传感器261施加驱动信号,从触摸传感器261接收感测信号,并向控制部270和/或显示控制器252传输触摸数据。
在图2中,被命名为触摸感测部260的构成是在与“显示部”之类的其他“部”的构成工作的观念下命名的。在以下的说明中,“部”可以在与其他构成的关系上的工作的观念下进行表述时使用,“模块”可以在将该构成模块化进行生产的观念下使用,“装置”可以在将该构成实施为“物品”的一种形态的观念下使用,“传感器”可以在该构成的物理性工作的观念下使用,“面板”可以在生产工程的观念下使用。这些叫作“部”、“模块”、“装置”、“传感器”、“面板”的名称可以在各自的观念下使用以便本领域技术人员容易理解本发明,这些表述的差异不对本发明的权利范围进行限制。
触摸控制器262可以与触摸传感器261感测到的触摸输入对应地输出触摸坐标信息。此外,触摸控制器262能够与触摸感测结果对应地变更驱动信号的频率。
作为一个实施方式,触摸控制器262可以包括:驱动部,其与多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一种连接施加驱动信号;接收部,其与多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一种连接接收感测信号;以及MCU(micro control unit,微控制器),其控制驱动部和接收部的动作,使用从接收部输出的感测信号来获取触摸位置。
在另一实施方式中,触摸控制器262可以包括:第1驱动/接收部,其与多个第1触摸电极连接,施加驱动信号,并接收感测信号;第2驱动/接收部,其与多个第2触摸电极连接,施加驱动信号,并接收感测信号;以及MCU,其控制驱动/接收部的动作,并使用从其输出的感测信号来获取触摸位置。
显示面板251和触摸传感器261相互构成层结构或者形成为一体型,从而可以称为触摸屏20。
触摸感测部260还可以包括环形线圈264和向环形线圈264施加驱动信号的线圈驱动器263。环形线圈264可以配置在触摸屏20的附近,或者也可以配置在电子设备2内的任意位置。环形线圈264也可以由RFID、NFC之类的近距离通信模块212的天线构成。所述驱动信号可以包括具有预定频率的交流电压或交流电流。
其中,环形线圈264能够接收从线圈驱动器施加的驱动信号,并向外部传输电力。因此,环形线圈264也可以被命名为传输电极部。此外,线圈驱动器253也可以被命名为传输驱动器。
再次参照图1至图2,控制部270还可以控制电子设备2的驱动,并与电子设备2的触摸感测结果对应地输出触摸坐标信息。此外,控制部270还可以与触摸感测结果对应地变更驱动信号的频率。
除与上述应用程序相关的操作以外,控制部270通常还控制电子设备2的整体操作。控制部270能够通过如上所述的构成要素处理所输入或输出的信号、数据、信息等,或者驱动存储在存储器270的应用程序,由此向用户提供或处理适当的信息或功能。
此外,控制部270可以控制结合图2所述的构成要素中的至少一部分,以驱动存储在存储器270的应用程序。进一步地,控制部270为了驱动所述应用程序可以使得电子设备2所包括的构成要素中的至少两个以上相互组合工作。
图3的(a)是简要示出根据一个实施方式的显示部的一部分的俯视图,图3的(b)是沿着图3的(a)的I-I'线的剖视图。
参照图3的(a)以及(b),显示面板251可以向前表面显示任意的视觉信息,例如、文本、视频、照片、二维或三维图像等。显示面板251用于显示图像,其种类无特别限定。
在一个实施方式中,以显示面板251是具有作为发光元件的有机发光二极管的面板一个例子来进行说明。然而,显示面板251的种类并不限定于此,在符合本发明的概念的限度内,可以使用其他显示面板。
显示面板251可以具有各种形状。作为一个例子,显示面板251可以是具有相互平行的两对边的矩形。为了便于说明,将显示面板251图示为具有一对长边和一边短边的矩形。
然而,显示面板251的形状不限定于此,显示面板251可以具有各种形状。例如,显示面板251可以具有包括直线形边的封闭形态的多边形、包括曲线形边的圆、椭圆等、包括由直线和曲线构成的边的半圆、半椭圆等各种形状。显示面板251的角中的至少一部分可以具有曲线形态。
显示面板251的整体或至少一部分可以具有可挠性(flexibility)。
显示面板251能够显示图像。显示面板251包括显示部204,显示部204可以包括显示图像的显示区域DA和位于显示区域DA的至少一侧的非显示区域NDA。例如,非显示区域NDA可以被设置成包围显示区域DA的形态。可以使得在显示区域DA中配置有多个像素PX,在非显示区域NDA中配置有驱动多个像素PX的驱动部(参照图4的210)。
显示区域DA可以具有与显示面板251的形状对应的形状。例如,显示区域DA可以与显示面板251的形状一样具有包括直线形边的封闭形态的多边形、包括曲线形边的圆、椭圆等、包括由直线和曲线构成的边的半圆、半椭圆等各种形状。在本发明的一个实施方式中,假设显示区域DA为矩形。
显示面板251可以包括基板202以及设于基板202上的显示部204。
基板202例如可以由玻璃、高分子金属等各种材料构成。基板202尤其可以是由高分子有机物构成的绝缘性基板。作为包括高分子有机物的绝缘性基板材料,有聚苯乙烯(polystyrene)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)、聚甲基丙烯酸酯(Polymethylmethacrylate)、聚醚砜(polyethersulfone)、聚丙烯酸酯(polyacrylate)、聚醚酰亚胺(polyetherimide)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)、聚芳酯(polyarylate)、聚酰亚胺(polyimide)、聚碳酸酯(polycarbonate)、三醋酸纤维素(triacetate cellulose)、纤维素醋酸丙酸酯(cellulose acetate propionate)等。然而,作为构成基板202的材料,并不限定于此,例如,基板202可以由玻璃纤维强化塑料(FRP,Fiber glass reinforced plastic)构成。
显示部204可以位于基板202上。显示部204能够将用户输入的信息或向用户提供的信息用图像显示。显示部204可以包括多个像素PX。多个像素PX可以是包括有机层的有机发光元件,但不限定于此,可以以液晶元件、电泳元件、电湿元件等各种形态实现。各像素PX作为显示图像的最小单位,可以包括发出白光和/或彩色光的有机发光元件。各像素PX可以发出红色、绿色、蓝色以及白色中的任一种颜色的光,但不限定于此,还可以发出蓝绿色(cyan)、洋红色(magenta)、黄色(yellow)等颜色的光。各像素PX可以包括与多个信号布线(未图示)连接的晶体管(未图示)和与晶体管电连接的有机发光二极管。
显示驱动部210包括向显示面板251所包括的像素PX提供信号的扫描驱动部和数据驱动部。
信号控制部220可以向显示驱动部210提供驱动控制信号和图像数据以控制显示面板251的图像显示操作。具体地,信号控制部220可以利用从外部图像源提供的图像信号和数据使能信号生成驱动控制信号和图像数据。例如,信号控制部220可以接收从外部图像源(未图示)提供的图像信号和控制信号,控制信号可以包括作为对帧区间进行区分的信号的垂直同步信号、作为一帧内的行区分信号的水平同步信号、仅在输出数据区间内为高电平的数据使能信号以及时钟信号。此外,驱动控制信号可以包括扫描驱动控制信号、数据驱动控制信号等。
扫描驱动部基于从信号控制部220提供的扫描驱动控制信号生成扫描信号,并将扫描信号输出到与像素PX连接的扫描线。数据驱动部基于从信号控制部220接收到的数据驱动控制信号生成与从信号控制部220提供的图像数据对应的色阶电压。数据驱动部将色阶电压作为数据电压输出到与像素PX连接的数据线。另一方面,扫描驱动部可以通过薄膜工艺与像素PX同时形成。例如,扫描驱动部可以在非显示区域NDA安装为ASG(AmorphousSilicon TFT Gate driver circuit,非晶硅TFT栅极驱动电路)形态或OSG(OxideSemiconductor TFT Gate driver circuit,氧化物半导体TFT栅极驱动电路)形态。
触摸传感器261可以在显示部204上贴附为额外的面板或膜的形态,也可以与显示部204形成为一体。
触摸传感器261可以包括用于在有用户的触摸时感测触摸的位置的多个触摸感测单元TS。触摸感测单元TS可以通过互电容(mutual capacitance)方式或自电容(selfcapacitance)方式来感测触摸。触摸传感器261从触摸控制器(图3的102)接受驱动信号的施加。触摸控制器262可以从触摸传感器261接收随着用户的触摸变化的感测信号。
视窗103可以位于触摸传感器261上方。视窗103可以具有与显示面板251的形状对应的形状,可以覆盖显示面板251的前面的至少一部分。例如,若显示面板251为矩形,则视窗103也可以是与此对应的矩形。或者,若显示面板251为圆形,则视窗103也可以是与此对应的圆形。
显示在显示面板251的图像通过视窗103向外部透过。视窗103能够对外部的冲击进行缓冲,防止显示面板251由于外部的冲击而破损或误操作。所谓外部的冲击是能够用压力、应力等表示的来自外部的力,可表示对显示面板251造成缺陷的力。
视窗103的整体或至少一部分可以具有可挠性(flexibility)。
图4是电子设备的一部分构成的框图。参照图4,显示面板251与显示驱动部210连接,触摸传感器261与触摸控制器262连接。
触摸控制器262能够生成向触摸传感器261输出的驱动信号,并且能够接收从触摸传感器261输入的感测信号。此外,触摸控制器262可以利用驱动信号以及感测信号判断是否存在对触摸屏的触摸输入、触摸输入的个数、触摸输入的位置等。触摸控制器262可以从信号控制部220接收水平同步信号、扫描驱动控制信号、数据驱动控制信号等。触摸控制器262可以基于水平同步信号调整向触摸传感器261提供的驱动信号的频率。例如,触摸控制器262可以将驱动信号的频率设定为水平同步信号的频率的2以上的整数倍。
此外,触摸控制器262可以基于水平同步信号以及扫描驱动控制信号中的至少一种,在扫描信号具有禁用电平期间内从触摸传感器261接收感测信号。
此外,触摸控制器262可以基于水平同步信号以及数据驱动控制信号中的至少一种,在除数据信号施加于显示面板251的数据线期间之外的期间内,从触摸传感器261接收感测信号。
在图4的实施方式中,将触摸传感器261和显示面板251相互分离图示,但本发明不限定于此。例如,触摸传感器261和显示面板251也可以被制造为一体。
触摸传感器261可以设于显示面板251的至少一个区域上。例如,触摸传感器261可以被设置成在显示面板251的至少一面上与所述显示面板251重叠。作为一个例子,触摸传感器261可以被配置在显示面板251的两面中射出图像的方向的一面(例如,上部面)上。
此外,触摸传感器261可以直接形成在显示面板251的两面中的至少一面,或者形成在显示面板251的内部。例如,触摸传感器251还可以直接形成在显示面板251的上部基板(或密封层)或下部基板的外部面(例如,上部基板的上部面或下部基板的下部面)上,或者直接形成在所述上部基板或下部基板的内部面(例如,上部基板的下部面或下部基板的上部面)上。
在触摸传感器261直接形成于显示面板251的密封层上的情况下,密封层的整体厚度可以是4μm至10μm。
触摸传感器261包括能够感测触摸输入的有效区域AA和包围有效区域AA的至少一部分的非有效区域NAA。根据实施方式,有效区域AA被配置成与显示面板251的显示区域DA对应,非有效区域NAA可被配置成与显示面板251的非显示区域NDA对应。例如,触摸传感器261的有效区域AA与显示面板251的显示区域DA重叠,触摸传感器261的非有效区域NAA可以与显示面板251的非显示区域NDA重叠。
根据一个实施方式,在有效区域AA配置多个触摸感测单元TS。即,有效区域AA可以是能够感测用户进行的触摸输入的触摸感测区域。
多个触摸感测单元TS包括用于检测触摸输入的至少一个触摸电极,作为一个例子,在互电容方式的情况下,包括多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极。具体地,一个触摸感测单元TS可以是一个第1触摸电极与一个第2触摸电极交叉形成的用于检测电容的变化的一个单位。
作为另一例,多个触摸感测单元TS为自电容(self capacitance)方式的情况下,包括排列为矩阵形态的多个触摸电极。具体地,一个触摸感测单元TS可以是用于检测一个触摸电极的电容的变化的一个单位。
根据实施方式,可以在显示面板251的显示区域DA上提供至少一个触摸电极。在该情况下,至少一个触摸电极可以与显示面板251所具备的电极以及布线中的至少一种在平面上重叠。例如,在显示面板251为有机发光显示面板时,至少一个触摸电极可以至少与阴极电极、数据线、扫描线等至少重叠。在显示面板251为液晶显示面板时,至少一个触摸电极可以至少与公用电极、数据线、栅极线等至少重叠。
如上,触摸传感器261与显示面板251耦合的情况下,在触摸传感器261与显示面板251之间生成寄生电容。作为一个例子,触摸传感器261的至少一个触摸电极可以被配置为与显示面板251的电极以及布线中的至少一种在平面上重叠,从而在触摸传感器261与显示面板251之间产生寄生电容。
通过这样的寄生电容的耦合作用,显示面板251的信号能够传递到触摸传感器,尤其传递到触摸传感器261。例如,施加于显示面板251的显示驱动信号(例如,数据信号、扫描信号、发光控制信号等)引起的噪声信号可流入触摸传感器261。
在基于一个实施方式的电子设备2中,显示面板251可以是具备薄膜密封层的有机发光显示面板,触摸传感器261可以由在所述薄膜密封层的一面(例如,上部面)上直接形成至少一个触摸电极的On-cell类型的传感器电极构成。在该情况下,有机发光显示面板所具备的电极以及布线中的至少一种(作为一个例子:阴极电极)和至少一个触摸电极相互接近配置。由此,显示器驱动导致的噪声信号能够以比较大的强度传递到触摸传感器261。
传递到触摸传感器261的噪声信号会引起感测信号的纹波,从而触摸传感器的灵敏度可能下降。对此,在本公开中,提供能够改善触摸传感器的灵敏度的各种实施方式,后续对此进行详细说明。
接下来,参照图5至图7对图2所图示的显示部250的一个方式进行说明。
图5是简要示出图2的显示部250的一个方式的框图,图6是示出图5的显示部的像素的图,图7是示出驱动图5的显示部的驱动信号的一个例子的时序图。
如图5所示,显示部包括:包括多个像素PX的显示面板251、数据驱动部2522、扫描驱动部2520以及信号控制部2524。
显示面板251包括大致排列成矩阵形态的多个像素PX。虽然不特别进行限制,但多个扫描线S1至Si在像素的排列形态中大致沿行方向相对地延伸,并且几乎相互平行,多个数据线D1至Dj大致沿列方向延伸,并且几乎相互平行。
多个像素PX各自连接于与显示面板251连接的多个扫描线S1至Si中对应的一个扫描线以及多个数据线D1至Dj中对应的一个数据线。此外,虽然未在图5的显示面板251直接图示,但多个像素PX各自与连接于显示面板251的电源连接,获得第1电源电压ELVDD以及第2电源电压ELVSS。
多个像素PX各自根据通过多个数据线D1至Dj传递过来的对应的数据信号,通过供应到有机发光二极管的驱动电流以预定灰度发光。
扫描驱动部2520通过多个扫描线S1至Si生成并传递与各像素对应的扫描信号。即,扫描驱动部2520通过对应的扫描线向各像素行所包括的多个像素中的各个像素传递扫描信号。
扫描驱动部2520接收从信号控制部2524传递过来的扫描驱动控制信号CONT2生成多个扫描信号,并向与各像素行连接的多个扫描线S1至Si依次提供扫描信号。此外,扫描驱动部2520生成共同控制信号,并向与多个像素PX均连接的共同控制线提供共同控制信号。
数据驱动部2522通过多个数据线D1至Dj向像素传递数据信号。
数据驱动部2522接收从信号控制部2524提供的数据驱动控制信号CONT1,并向与各像素行所包括的多个像素中各像素连接的多个数据线D1至Dj提供对应的数据信号。
信号控制部2524将从外部传递的图像信号变换为图像数据DATA,并传递到数据驱动部2522。信号控制部2524接收垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、时钟信号、数据使能信号等外部控制信号以生成用于控制扫描驱动部2520以及数据驱动部2522的驱动的控制信号,并分别传递到扫描驱动部2520以及数据驱动部2522。即,信号控制部2524分别生成控制扫描驱动部2520的扫描驱动控制信号CONT2和控制数据驱动部2522的数据驱动控制信号CONT1并进行传递。
如图6所示,像素PX_lk可以包括有机发光二极管OLED、第1晶体管TR1、第2晶体管TR2、以及储能电容器Cst。像素PX_lk可以位于第l个像素行以及第k个像素列。为了便于说明,设各晶体管为PMOS晶体管。
第1晶体管TR1可以是驱动晶体管。在一个实施方式中,第1晶体管TR1可以包括与第1节点N1连接的栅极、与第1电源电压ELVDD连接的源极以及与有机发光二极管OLED的阳极连接的漏极。
驱动电流为与第1晶体管TR1的栅极和源极之间的电压差对应的电流,驱动电流随与根据施加在数据线Dl的数据信号的电压相应地改变。
第2晶体管TR2能够根据施加于扫描线Sk的扫描信号的电平导通以将第1节点N1和数据线Dl连接。在一个实施方式中,第2晶体管TR2可以包括与扫描线Sk连接的栅极、与数据线Dl连接的源极以及与第1节点N1连接的漏极。第2晶体管TR2响应于通过第k个扫描线Sk传递的对应的扫描信号S[k],将根据通过第l个数据线Dl传递的数据信号D[l]的数据电压传递到第1节点N1。
储能电容器Cst连接在第1电源电压ELVDD以及第1节点N1之间。在一个实施方式中,储能电容器Cst可以包括与第1电源电压ELVDD连接的一个电极以及与第1节点N1连接的另一电极。
有机发光二极管OLED能够通过从第1晶体管TR1流动的驱动电流发光。在一个实施方式中,有机发光二极管OLED可以包括与第1晶体管TR1的漏极连接的阳极以及与第2电源电压ELVSS连接的阴极。
如图7所示,垂直同步信号Vsync的脉冲的周期可以是与显示帧率(display framerate)有关的显示面板251的1帧期间(1FRAME)。
在1帧期间(1FRAME)内,数据驱动部2522可以与水平同步信号Hsync同步以向多个数据线D1至Dj施加使能电平的数据信号。例如,在水平同步信号Hsync的每个脉冲,数据驱动部2522将对应于与被施加具有低电平电压L的扫描信号的扫描线连接的像素的数据信号,施加于多个数据线D1至Dj中的全部。
在1帧期间(1FRAME)内,扫描驱动部2520可以与水平同步信号Hsync同步以向多个扫描线S1至Si依次施加低电平电压L的扫描信号S[1]、S[2]、……、S[k-1]、S[k]。例如,扫描驱动部2520在水平同步信号Hsync的每个脉冲,向对应的一个扫描线施加低电平电压L的扫描信号。
在1水平期间1H、即在水平同步信号Hsync的脉冲的一个周期内,存在向数据线施加数据信号的期间dwp和扫描信号为低电平电压L的期间sp。
关于期间dwp以及期间sp,以与扫描线Sk以及数据线Dl连接的像素为例进行说明。
1水平期间1H从t00开始。在t01,向数据线Dl施加数据信号DATA[k]。在t10施加于扫描线Sk的扫描信号S[k]被变更为低电平电压L。
扫描信号S[k]被变更为低电平电压L的时间点t10与数据信号DATA[k]开始施加于数据线Dl的时间点t01可以相同或不同。例如,考虑到数据线Dl的RC延迟,可以在将扫描信号S[k]变更为低电平电压L之前,将数据信号DATA[k]施加于数据线Dl。
在t11,将扫描信号S[k]变更为高电平电压H。在t12,中断向数据线Dl施加数据信号DATA[k]。在t22,1水平期间1H结束。
扫描信号S[k]变更为高电平电压H的时间点t11和向数据线Dl的数据信号DATA[k]的施加中断的时间点t12可以相同或不同。例如,可以在扫描信号S[k]变更为高电平电压H之后,向数据线Dl的数据信号DATA[k]的施加中断。
数据写入期间TA包括期间dwp以及期间sp。具体地,数据写入期间TA为从期间dwp开始的时间点和期间sp开始的时间点中更早的时间点到期间dwp结束的时间点和期间sp结束的时间点中更晚的时间点为止,例如,数据写入期间TA可以是t01至t12的期间。
接下来,参照图8以及图9,对显示部的另一方式进行说明。
图8是简要示出图2的显示部的另一方式的框图,图9是示出图8的显示部的像素的图。
如图8所示,显示部包括:包括多个像素PX的显示面板251、数据驱动部2522、扫描驱动部2520、发光控制驱动部2526以及信号控制部2524。
显示面板251包括大致排列成矩阵形态的多个像素PX。虽然不特别进行限制,但多个扫描线S0至Si以及多个发光控制线E1至Ei在像素的排列形态中大致沿行方向相对地延伸,并且几乎相互平行,多个数据线D1至Dj大致沿列方向延伸,并且几乎相互平行。
多个像素PX各自分别连接于:与显示面板251连接的多个扫描线S0至Si中对应的两个扫描线、多个发光控制线E1至Ei中对应的一个发光控制线以及多个数据线D1至Dj中对应的一个数据线。此外,虽然在图8的显示面板251中未直接图示,但多个像素PX各自与连接于显示面板251的电源连接,获得第1电源电压ELVDD、第2电源电压ELVSS以及初始化电压VINT。
显示面板251的多个像素PX各自与两个对应的扫描线连接。即,连接于与包括该像素的像素行对应的扫描线和与像素行的前一像素行对应的扫描线。第一个像素行所包括的多个像素可各自与第一个扫描线S1和虚设扫描线S0连接。此外,第i个像素行所包括的多个像素各自连接于与作为该像素行的第i个像素行对应的第i个扫描线Si和与作为其前一像素行的第i-1个像素行对应的第i-1个扫描线Si-1。
多个像素PX各自根据通过多个数据线D1至Dj传递的对应的数据信号,利用供给有机发光二极管的驱动电流发出预定亮度的光。
扫描驱动部2520通过多个扫描线S0至Si生成并传递与各像素PX对应的扫描信号。即,扫描驱动部2520通过对应的扫描线向各像素行所包括的多个像素PX的每个像素PX传递扫描信号。
扫描驱动部2520接收从信号控制部2524传递的扫描驱动控制信号CONT2生成多个扫描信号,并向与各像素行连接的多个扫描线S0至Si依次供给扫描信号。
数据驱动部2522通过多个数据线D1至Dj向各像素传递数据信号。
数据驱动部2522接收从信号控制部2524传递的数据驱动控制信号CONT1的,向与各像素行所包括的多个像素中各像素连接的多个数据线D1至Dj供给对应的数据信号。
发光控制驱动部2526与多个发光控制线E1至Ei连接,多个发光控制线E1至Ei与包括排列成矩阵形态的多个像素PX的显示面板251连接。即,与多个像素中各像素大致沿行方向相对且几乎相互平行地延伸的多个发光控制线E1至Ei将多个像素PX分别连接到发光控制驱动部2526。
发光控制驱动部2526通过多个发光控制线E1至Ei生成并传递与各像素对应的发光控制信号。接收到发光控制信号的各像素被控制为响应于发光控制信号的控制,发光图像数据信号所对应的图像。即,响应于通过对应的发光控制线传递过来的发光控制信号控制各像素所包括的发光控制晶体管(图9的TR5、TR6)的动作,从而与发光控制晶体管连接的有机发光二极管可以以根据与数据信号对应的驱动电流的亮度来发光或者不发光。
第1电源电压ELVDD、第2电源电压ELVSS、初始化电压VINT供给至显示面板251的各像素PX。第1电源电压ELVDD可以是预定的高电平电压,第2电源电压ELVSS可以是低于第1电源电压ELVDD的电压或接地电压。初始化电压VINT可以被设定为等于或低于第2电源电压ELVSS的电压值。
对第1电源电压ELVDD、第2电源电压ELVSS以及初始化电压VINT的电压值不做特别限制。
信号控制部2524将从外部传递过来的多个图像信号变换为多个图像数据信号DATA,并传递到数据驱动部2522。信号控制部2524接收垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync以及时钟信号以生成用于控制扫描驱动部2520、发光控制驱动部2526以及数据驱动部2522的驱动的控制信号并向其中的每一个进行传递。即,信号控制部2524分别生成控制数据驱动部2522的数据驱动控制信号CONT1、控制扫描驱动部2520的扫描驱动控制信号CONT2以及控制发光控制驱动部2526的动作的发光驱动控制信号CONT3。
如图9所示,像素PX_ab包括有机发光二极管OLED、储能电容器Cst以及第1晶体管TR1至第7晶体管TR7。像素PX_ab可以位于第a个像素行以及第b个像素列。为了便于说明,设各晶体管是PMOS晶体管。
第1晶体管TR1包括与第1节点N1连接的栅极、与连接第5晶体管TR5的漏极的第2节点N2连接的源极以及与第3节点N3连接的漏极。驱动电流根据对应的数据信号D[b]通过第1晶体管TR1流动。
驱动电流与第1晶体管TR1的源极和栅极之间的电压差对应的电流,驱动电流与根据施加的数据信号D[b]的数据电压对应地改变。
第2晶体管TR2包括与第a根扫描线Sa连接的栅极、与第b根数据线Db连接的源极以及漏极,漏极连接于第1晶体管TR1的源极和第5晶体管TR5的漏极共同连接的第2节点N2。第2晶体管TR2响应于通过第a根扫描线Sa传递的对应的扫描信号S[j],将根据通过第b根数据线Db传递的数据信号D[b]的数据电压传递到第2节点N2。
第3晶体管TR3包括与第a根扫描线Sa连接的栅极、分别与第1晶体管TR1的栅极和漏极连接的两端。第3晶体管TR3响应于通过第a根扫描线Sa传递的对应的扫描信号S[j]动作。导通的第3晶体管TR3将第1晶体管TR1的栅极和漏极连接,从而将第1晶体管TR1二极管连接(diode connection)。
第1晶体管TR1二极管连接的情况下,在施加于第1晶体管TR1的源极的数据电压1补偿了相当于第1晶体管TR1的门限电压的量的电压施加于第1晶体管TR1的栅极。第1晶体管TR1的栅极与储能电容器Cst的一个电极连接,因而通过储能电容器Cst维持电压。由于补偿了第1晶体管TR1的门限电压的电压施加于栅极且维持,因而流经第1晶体管TR1的驱动电流不会受到第1晶体管TR1的门限电压的影响。
第4晶体管TR4包括与第a-1根扫描线Sa-1连接的栅极、与初始化电压VINT连接的源极以及与第1节点N1连接的漏极。第4晶体管TR4响应于通过第a-1根扫描线Sa-1传递的第a-1个扫描信号S[a-1],将通过初始化电压VINT施加的初始化电压VINT传递到第1节点N1。第4晶体管TR4可以响应于已传递到与包括该像素PX_ab的第j个像素行的前一像素行对应的第a-1个扫描线Sa-1的第a-1个扫描信号S[a-1],在被施加数据信号D[b]之前将初始化电压VINT传递到第1节点N1。
此时,对初始化电压VINT的电压值不进行限制,但可以设定为具有较低电平的电压值,以使得能够充分地降低第1晶体管TR1的栅极电压以进行初始化。即,在第a-1个扫描信号S[a-1]作为栅极导通电压电平传递到第4晶体管TR4的栅极期间内,第1晶体管TR1的栅极被初始化为初始化电压VINT。
第5晶体管TR5包括与第j根发光控制线Ej连接的栅极、与第1电源电压ELVDD连接的源极以及与第2节点N2连接的漏极。
第6晶体管TR6包括与第j根发光控制线Ej连接的栅极、与第3节点N3连接的源极以及与有机发光二极管OLED的阳极(Anode)连接的漏极。
第5晶体管TR5和第6晶体管TR6响应于通过第j根发光控制线Ej传递的第j个发光控制信号E[j]进行工作。在第5晶体管TR5和第6晶体管TR6响应于第j个发光控制信号E[j]导通时,从第1电源电压ELVDD向有机发光二极管OLED的方向形成电流路径,以使得驱动电流能够流动。该情况下有机发光二极管OLED随着驱动电流发光,从而显示数据信号的图像。
储能电容器Cst包括与第1节点N1连接的一个电极和与第1电源电压ELVDD连接的另一电极。如上所述,储能电容器Cst连接在第1晶体管TR1的栅极与第1电源电压ELVDD之间,因而能够维持施加于第1晶体管TR1的栅极的电压。
第7晶体管TR7包括与第a-1根扫描线Sa-1连接的栅极、与有机发光二极管OLED的阳极(Anode)连接的源极以及与初始化电压VINT的电源连接的漏极。
第7晶体管TR7可以响应于预先传递到与包括该像素PX_ab的第j个像素行的前一像素行对应的第a-1根扫描线Sa-1的第a-1个扫描信号S[a-1],将初始化电压VINT传递到有机发光二极管OLED的阳极(Anode)。有机发光二极管OLED的阳极(Anode)由传递的初始化电压VINT重置为充分低的电压。
图10是简要示出根据一个实施方式的触摸感测部的图。
根据一个实施方式的触摸感测部260可以包括触摸传感器261、控制触摸传感器261的触摸控制器262。触摸控制器262可以包括与触摸传感器261收发信号的驱动部2620和接收部2622以及控制部2624。
触摸传感器261可以包括用于检测第1方向的触摸坐标的多个第1触摸电极111-1至111-m和用于检测与第1方向交叉的第2方向的触摸坐标的多个第2触摸电极121-1至121-n。例如,触摸传感器261包括具有沿第2方向延伸的形态的多个第1触摸电极111-1至111-m和具有沿与第2方向交叉的第1方向延伸的形态的多个第2触摸电极121-1至121-n。在触摸传感器261中,多个第1触摸电极111-1至111-m可以沿着第1方向排列,多个第2触摸电极121-1至121-n可以沿着第2方向排列。
多个第1触摸电极111-1至111-m与驱动部2620连接,多个第2触摸电极121-1至121-n与接收部2622连接。在图10中,将驱动部2620、接收部2622以及控制部2624分离进行了图示,但可以实现为一个模块、单元、芯片(chip),并不限于此。
驱动部2620可以向多个第1触摸电极111-1至111-m施加驱动信号。接收部2622可以从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。
以上记载中说明了触摸感测部260被实现为互电容方式而进行了说明,但触摸感测部260可以被实现为自电容方式,对互电容方式下的触摸电极111-1至111-m、121-1至121-n、驱动部2620以及接收部2622适当地进行变形、追加新的组件或者省略部分结构要素而进行修改以使得适于自电容方式,对通常的技术人员来说将会是容易的。
图11是简要示出根据一个实施例的触摸感测部260的图,图12是示出触控笔触摸根据一个实施例的触摸感测部260的一个例子的图。
参照图11,根据一个实施方式的触摸感测部260包括触摸传感器(touch panel)262620、控制触摸传感器261的触摸控制器262(touch controller)。触摸控制器262可以包括与触摸传感器261收发信号的第1驱动/接收部2620’、第2驱动/接收部2622’以及控制部2624。
触摸传感器261可以包括多个触摸电极111-1至111-m、121-1至121-n。
本实施方式的触摸感测部260可以不包括线圈驱动器263和环形线圈264。
触摸传感器261包括具有沿第1方向延伸的形态的多个第1触摸电极111-1至111-m和具有沿与第1方向交叉的第2方向延伸的形态的多个第2触摸电极121-1至121-n。在触摸传感器261中,多个第1触摸电极111-1至111-m可以沿着第2方向排列,多个第2触摸电极121-1至121-n可以沿着第1方向排列。虽然在图1中,触摸传感器261的形态被图示为四边形,但并不限于此。
虽然在图11中触摸传感器261的形态被图示为四角形,但并不限于此。触摸传感器261的形态可以具有任意的形态。例如,任意的形态可以是圆形、椭圆形、一部分为圆形的多角形、除四角形以外的多角形。任意的形态包括一部分构成为曲线的图形的形态。
触摸感测部260可以用于感测由触摸客体(touch object)进行的触摸输入(直接触摸或接近触摸)。可以由触摸感测部260来感测接近触摸传感器261的触控笔10的触摸输入。
如图12的(a)以及(b)所示,触摸传感器261还包括绝缘层23和视窗22。触摸电极层21可以位于绝缘层23上,触摸电极层21包括多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n。视窗22可以位于触摸电极层21上。在图12的(a)以及(b)中,图示多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n位于同一层,但也可以分别位于不同的层,并不限于此。
多个第1触摸电极111-1至111-m与第1驱动/接收部2620’连接,多个第2触摸电极121-1至121-n与第2驱动/接收部2622’连接。在图11中,第1驱动/接收部2620’和第2驱动/接收部2622’分开图示,但第1驱动/接收部2620’和第2驱动/接收部2622’可实现为一个模块、单元或芯片(chip),并不限于此。
第1驱动/接收部2620’可以通过多个触摸通道向多个第1触摸电极111-1至111-m施加驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620’还可以通过多个触摸通道从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号。同样,第2驱动/接收部2622’可以通过多个触摸通道向多个第2触摸电极121-1至121-n施加驱动信号。此外,第2驱动/接收部2622’还可以通过多个触摸通道从多个第1触摸电极121-1至121-n接收感测信号。
即,第1驱动/接收部2620’和第2驱动/接收部2622’可以是对信号进行收发的一种收发器(transceiver)。
在从第1驱动/接收部2620’向多个第1触摸电极111-1至111-m施加驱动信号时,与多个第1触摸电极111-1至111-m对应的触摸通道作为驱动通道工作。此外,在从多个第1触摸电极111-1至111-m向第1驱动/接收部2620’传递感测信号时,与多个第1触摸电极111-1至111-m对应的触摸通道作为感测通道工作。同样,在从第2驱动/接收部2622’向多个第2触摸电极121-1至121-n施加驱动信号时,与多个第2触摸电极121-1至121-n对应的触摸通道作为驱动通道工作。此外,在从多个第2触摸电极121-1至121-n向第2驱动/接收部2622’传递感测信号时,与多个第2触摸电极121-1至121-n对应的触摸通道作为感测通道工作。
驱动信号可以包括具有与触控笔10的共振频率对应的频率的信号(例如,正弦波、方波等)。触控笔10的共振频率与触控笔的共振电路部12的设计值有关。
触摸感测部260可以用于感测由触摸客体(touch object)进行的触摸输入(直接触摸或接近触摸)。如图12的(a)所示,可以由触摸感测部260来感测接近触摸传感器261的触控笔10的触摸输入。
如图12的(b)所示,触摸屏20包括显示面板251以及显示面板251上的触摸传感器261。触摸传感器261可以包括基板23、基板上的触摸电极21以及触摸电极21上的视窗22。
触摸电极21包括多个第1触摸电极111-1、111-2、……、111-m和多个第2触摸电极121-1、121-2、……、121-n。在图12的(b)中,触摸电极21图示为一个层,但第1触摸电极和第2触摸电极也可以分别位于不同的层,并不限于此。
视窗22可以位于触摸电极21上。触摸电极21和导电性尖端11以及视窗22可以形成电容Cx。因此,可以将在触控笔10中生成的信号(共振信号或主动触摸信号)传递到触摸电极21。
如图12的(a)所示,触摸感测部260可以用于感测由触摸客体(touch object)进行的触摸输入(直接触摸或接近触摸)。如图12的(b)所示,能够由触摸感测部260来感测接近触摸传感器261的触控笔10的触摸输入。
图13是示出向触控笔以及握持其的用户的手施加驱动信号的情况的图。
如图13的(a)所示,驱动信号通过与触控笔10的导电性尖端11之间形成的电容传递到共振电路部12。
但是,若假设用户用手30握住触控笔10并在触摸感测部260做笔记的情况,除在触摸电极111、121与导电性尖端11之间形成的电容以外,还存在形成在用户的手30与触摸电极111、121之间的电容。
若在这样的连接状态下向多个触摸电极111、121施加相同的驱动信号,则如图13的(b)所示,驱动信号不仅传递到与触控笔10的导电性尖端11之间形成的电容,同时还传递到与用户的手30的电容。从用户的手30与触控笔10的接地部15连接这点来看,驱动信号传递到共振电路部12。
另一方面,共振电路部12利用通过导电性尖端11传递的信号和与触控笔10的接地部15之间的电压差进行共振,但若相同的驱动信号通过手30施加于触控笔10的接地部15,则导电性尖端11与触控笔10的接地部15之间的电压差减小,因此共振信号的大小减小。关于此,参照图14至图15来详细地说明。
图14是示出使用触控笔来对根据一个实施方式的触摸感测部260执行触摸输入的一种情况的图,图15是示出在图14中传递到手的驱动信号的影响的图。
如图14所示,触控笔10的尖端11分别与第2触摸电极121-3、121-4形成电容Ct1、Ct2。
在用户握持触控笔10对触摸传感器261执行触摸输入的情况下,用户的手30可以与触控笔10的导电性尖端11隔开的状态下与触摸传感器261接触。例如,如图15所示,用户的手30与触摸传感器261中配置有第2触摸电极121-7、121-8的区域接触。即,用户的手30可以与第2触摸电极121-7、121-8形成电容。
参照图15,触摸传感器261的触摸电极能够与触控笔10的导电性尖端11形成电容。例如,触摸传感器261的第2触摸电极121-3与触控笔10的导电性尖端11形成电容Ct1,第2触摸电极121-4与触控笔10的导电性尖端11形成电容Ct2。触控笔10的共振电路部12的一端与第2触摸电极121-3、121-4电连接。
触摸传感器261的触摸电极能够与用户的手30形成电容。例如,触摸传感器261的第2触摸电极121-8与用户的手30形成电容Cp1,第2触摸电极121-8与用户的手30形成电容Cp2。
由于用户的手30握持触控笔10、即握持触控笔10的接地部15(或主体部17),因而用户的手30与触控笔10的接地部15电导通,或用户的手30与触控笔10的接地部15通过主体部17形成电容Ccp。即,共振电路部12的另一端与用户的手30电连接。
此外,在用户的手30与触摸传感器261的接地之间也形成电容Cpg,在触控笔10的接地部15与触摸传感器261的接地之间也形成电容Csg。
施加于触摸电极121-8、121-9的驱动信号通过触摸电极121-8、121-9与用户的手30之间的电容Cp1、Cp2和用户的手30与触控笔10的接地部15之间的电容Ccp向共振电路部12的另一端传递。
如上,随着驱动信号施加于接地部15,触控笔10的接地部15异常从而不能保持稳定的接地状态,并且电压电平随驱动信号变化。另一方面,共振电路部12利用接地部15与导电性尖端11之间的电压差异蓄积共振所需要的能量,但若接地部15的电位随驱动信号变动,则接地部15与导电性尖端11之间的电压差异减小,从而共振信号的大小减小。
为了解决这一点,现有技术在用户的手30之类的接触物体和触控笔10同时与触摸传感器261接触的情况下,不向预计用户的手所在的地点施加驱动信号,或施加具有180度相位差的驱动信号,以使得触控笔10生成的共振信号的大小不减小。对于这样的操作,以下参照图16来进行说明。
图16是示出根据一个实施方式的触摸感测部260的驱动信号施加操作的图。
参照图16,在用户的手30握持触控笔10且位于触摸传感器261上时,触控笔10的导电性尖端11可以位于第2触摸电极121-3、121-4上,用户的手30可以位于第2触摸电极121-8、121-9上。
在该情况下,第2驱动/接收部2622’可以向触控笔10所处的第2触摸电极121-3、121-4施加第1驱动信号,对于与被施加第1驱动信号的第2触摸电极121-3、121-4相邻地配置的第2触摸电极121-8、121-9,施加与第1驱动信号具有180度相位差异的第2驱动信号。
此时,第2驱动/接收部2622’能够使得与第2触摸电极121-3、121-4相邻地配置的其他第2触摸电极121-1、121-2、121-5、121-6、121-7维持一定的电压(例如,接地状态)。在图示的例子中,图示在被施加第1驱动信号和第2驱动信号的第2触摸电极之间配置有接地的第2触摸电极121-5、121-6、121-7,但在实现时,被施加第1驱动信号的触摸电极和被施加第2驱动信号的触摸电极也可以连续地配置。此外,控制部2624也可以将该第2触摸电极121-1、121-2、121-5、121-6、121-7接地改成其具有浮接(floating)状态。其中,所谓浮接状态是指不将该特定电极接地或与其他电路构成连接,而使其开路。
由于将具有180度相位差异的驱动信号提供给触控笔10的接地部15,因而共振电路部12两端之间的电压差相比于触控笔10的接地部15理想地接地的情况增加。因此,能够用于共振的能量增加,从而触控笔10能够产生大小更大的共振信号。
然而,在触控笔10和用户的手30分别与相同的触摸电极形成电容的情况下,利用上述说明的实施方式难以使共振信号的大小增加。
图17是示出使用触控笔向根据一个实施方式的触摸感测部260执行触摸输入的另一情况的图,图18是示出在图17中传递到手的驱动信号的影响的图。
参照图17,触控笔10的尖端11分别与第2触摸电极121-4以及第1触摸电极111-2、111-3形成电容Cx1、Cx2、Cx3。
在用户握持触控笔10对触摸传感器261执行触摸输入的情况下,用户的手30可以在与触控笔10的导电性尖端11隔开的状态下与触摸传感器261接触。此时,用户的手30和导电性尖端11可以一起位于相同的触摸电极。例如,如图18所示,用户的手30在触摸传感器261内与配置有第2触摸电极121-4的区域接触。即,用户的手30能够与第2触摸电极121-4形成电容。
参照图18,触摸传感器261的触摸电极可以与触控笔10的导电性尖端11形成电容。例如,触摸传感器261的第2触摸电极121-4与触控笔10的导电性尖端11形成电容Cx1,触摸传感器261的第1触摸电极111-2以及第1触摸电极111-3分别与触控笔10的导电性尖端11形成电容Cx2以及电容Cx3。触控笔10的共振电路部12的一端与第2触摸电极121-4以及第1触摸电极111-2、111-3电连接。
触摸传感器261的触摸电极可以与用户的手30形成电容。例如,触摸传感器261的第2触摸电极121-4与用户的手30形成电容Cb1,第1触摸电极111-8与用户的手30形成电容Cb2。
由于用户的手30握持触控笔10、即握持触控笔10的接地部15(或主体部17),因而用户的手30与触控笔10的接地部15电导通,或用户的手30与触控笔10的接地部15通过主体部17形成电容Ccp。即,共振电路部12的另一端与用户的手30电连接。
此外,在用户的手30与触摸传感器261的接地之间也形成电容Cpg,在触控笔10的接地部25与触摸传感器261的接地之间也形成电容Csg。
施加于触摸电极121-4的驱动信号通过触摸电极121-4与用户的手30之间的电容Cb4和用户的手30与触控笔10的接地部15之间的电容Ccp向共振电路部12的另一端传递。
如此,随着驱动信号施加于接地部15,触控笔10的接地部15无法理想地保持稳定的接地状态,电压电平随着驱动信号变化。另一方面,共振电路部12利用接地部15与导电性尖端11之间的电压差异来蓄积共振所需要的能量,但若接地部15的电位随驱动信号变动,则接地部15与导电性尖端11之间的电压差减小,从而共振信号的大小减小。
图19是示出根据一个实施方式的触摸感测部260的驱动信号施加操作的图。
参照图19,在用户的手30握着触控笔10位于触摸传感器261上时,触控笔10的导电性尖端11可以位于第2触摸电极121-4上,用户的手30也可以位于第2触摸电极121-4上。
第2驱动/接收部2622可以向触控笔10和手30所处的第2触摸电极121-4施加第1驱动信号,对于与被施加第1驱动信号的第2触摸电极121-4相邻地配置的第2触摸电极121-8、121-9,可以施加与第1驱动信号具有180度相位差异的第2驱动信号。
在该情况下,通过在触摸电极121-4与用户的手30之间形成的电容Cb4以及在用户的手30与触控笔10的接地部25之间形成的电容Ccp,也向触控笔10的接地部15传递相位与导电性尖端11相同的驱动信号。因此,驱动共振电路的电压差与不存在从手30流入的驱动信号时相比显著降低。即,若驱动信号通过手30传递至触控笔10的接地部15,则共振电路部12两端的电压差异减小,因此能够用于共振的能量减小。
参照图20至图24,对根据本公开的实施方式的触摸感测部进行说明。
图20是简要示出根据一个实施方式的触摸感测部的图。
参照图20,根据一个实施方式的触摸感测部260'包括触摸传感器261、控制触摸传感器261的触摸控制器262(touch controller)。触摸控制器262可以包括与触摸传感器261收发信号的第1至第3驱动/接收部2620、2622、2626以及控制部2624。
触摸传感器261包括具有沿第1方向延伸的形态的多个第1触摸电极111-1至111-m、具有沿与第1方向交叉的第2方向延伸的形态的多个第2触摸电极121-1至121-n以及排列为矩阵形态的多个第3触摸电极131-11至131-ab。在触摸传感器261内,多个第1触摸电极111-1至111-m可以沿着第2方向排列,多个第2触摸电极121-1至121-n可以沿着第1方向排列。多个第3触摸电极131-11至131-ab可以排列为点阵(dot matrix)形态。一个第3触摸电极(例如,131-11)可以与彼此相邻的第1触摸电极(例如,111-1至111-4)和彼此相邻的第2触摸电极(例如,121-1至121-4)交叉的多个交叉点所在区域对应地配置。在图20中,触摸传感器261的形态被图示为四边形,但并不限于此。
多个第1触摸电极111-1至111-m与第1驱动/接收部2620连接,多个第2触摸电极121-1至121-n与第2驱动/接收部2622连接,多个第3触摸电极131-11至131-ab与第3驱动/接收部2626连接。图1示出成将第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622、第3驱动/接收部2626以及控制部2624相分离,但也可以实现为一个模块、单元、芯片(chip),并不限于此。
第1驱动/接收部2620可以向多个第1触摸电极111-1至111-m施加驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620可以从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号。同样,第2驱动/接收部2622可以向多个第2触摸电极121-1至121-n施加驱动信号。此外,第2驱动/接收部2622可以从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。同样,第3驱动/接收部2626可以向多个第3触摸电极131-11至131-ab施加驱动信号。此外,第3驱动/接收部2626可以从多个第3触摸电极131-11至131-ab接收感测信号。
第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622以及第3驱动/接收部2626可以是收发信号的一种收发器(transceiver),分别可以包括生成并输出驱动信号的驱动部和接收信号的接收部。然而,第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622以及第3驱动/接收部2626可以是仅发送信号的驱动器(driver)或仅接收信号的接收器(receiver),并不限于上述说明。
驱动信号可以包括具有与触控笔10的共振频率对应的频率的信号(例如,正弦波、方波等)。触控笔10的共振频率与触控笔的共振电路部23的设计值有关。
触摸感测部260可以用于感测由触摸客体(touch object)进行的触摸输入(直接触摸或接近触摸)。
图21是根据一个实施方式的触摸传感器261的局部的俯视图,图22是详细示出图21的局部的俯视图,图23是沿着图22的X-X'剖切的剖视图,图24是根据另一实施方式的触摸传感器261的局部的俯视图。
参照图21以及图22,触摸传感器261可以包括第1触摸电极111-1至111-8、第2触摸电极121-1至121-7、第3触摸电极131-11至131-22、第1布线CHY-1至CHY-8、第2布线CHX-1至CHX-7以及第3布线CHD-1至CHD-4、第1焊盘PD1、第2焊盘PD2。
第1触摸电极111-1至111-8可以沿着第1方向X排列。第1触摸电极111-1至111-8分别可以包括沿着第2方向Y排列的多个第1传感器图案SP1以及将相邻的第1传感器图案SP1相互电连接的第1连接图案BP1。
第2触摸电极121-1至121-7可以沿着第2方向Y排列。第2触摸电极121-1至121-7分别可以包括沿着第1方向X排列的多个第2传感器图案SP2以及将相邻的第2传感器图案SP2相互电连接的第2连接图案BP2。
第1传感器图案SP1以及第2传感器图案SP2分别可以包括外部轮廓线OL以及内部轮廓线IL。在平面上,内部轮廓线IL可以被定义在外部轮廓线OL内部。在平面上,在被内部轮廓线IL包围的内部轮廓区域ILA可以不配置第1传感器图案SP1以及第2传感器图案SP2。
第3触摸电极131-11至131-22可以被称为第3传感器图案SP3、自电容传感器图案SP3或动作虚设图案SP3。第3触摸电极131-11至131-22可各自包括多个第3传感器图案SP3以及将相邻的第3传感器图案SP3相互电连接的第3连接图案BP3。
第3传感器图案SP3可以在平面上配置于内部轮廓区域ILA。第3传感器图案SP3可以与第1传感器图案SP1以及第2传感器图案SP2绝缘。即,对第1以及第2传感器图案SP1、SP2各自定义有开口部。开口部可以与内部轮廓区域ILA对应。各开口部可以配置有第3传感器图案SP3或虚设图案DMP。
在图22中,第3传感器图案SP3可以配置在第1传感器图案SP1以及第2传感器图案SP2中的一部分的内部轮廓区域ILA。在该情况下,可以在未配置第3传感器图案SP3的第1传感器图案SP1以及第2传感器图案SP2中的另一部分的内部轮廓区域ILA配置有虚设图案DMP。在图21以及图22中,为了对配置有第3传感器图案SP3的区域和配置有虚设图案DMP的区域进行区分,在配置有第3传感器图案SP3的位置用点显示。虚设图案DMP可以是不从外部施加额外的电信号的浮接电极(floating electrodes)。由此,可以省略与虚设图案DMP连接的额外的信号布线。虚设图案DMP可以与第1传感器图案SP1、第2传感器图案SP2以及第3传感器图案SP3绝缘。
第1传感器图案SP1以及第2传感器图案SP2可以形成相互间的互电容以感测从外部施加的触摸。此外,第3传感器图案SP3各自可以通过自电容的变化来感测外部触摸。
根据本发明的实施方式,触摸传感器261能够实现互电容方式以及自电容方式的触摸。
第1传感器图案SP1、第2传感器图案SP2、第3传感器图案SP3、第1连接图案BP1以及第2连接图案BP2各自可以包含透明的导电性氧化物(transparent conductive oxide)。例如,第1传感器图案SP1、第2传感器图案SP2、第3传感器图案SP3、第1连接图案BP1以及第2连接图案BP2各自可以包含铟锌氧化物(IZO)、铟锡氧化物(ITO)、铟钙氧化物(IGO)、铟锌钙氧化物(IGZO)以及它们的混合物/化合物中的至少任意一种。但是,本发明并不限于此。
可以是,第1布线CHY-1至CHY-8与第1触摸电极111-1至111-8连接,第2布线CHX-1至CHX-7与第2触摸电极121-1至121-7连接,第3布线CHD-1至CHD-4与第3触摸电极131-11至131-22连接。
第1布线CHY-1至CHY-8可以分别与第1触摸电极111-1至111-8中配置在第1触摸电极111-1至111-8各自的末端的第1传感器图案SP1连接。
可以是第2布线CHX-1至CHX-7分别与第2触摸电极121-1至121-7中配置在第2触摸电极121-1至121-7各自的末端的第2传感器图案SP2连接,第3布线CHD-1至CHD-4分别与第3触摸电极131-11至131-22一对一对应地连接。
第3布线CHD-1至CHD-4中的一部分第3布线CHD-4可以通过沿着外部轮廓线OL延伸的连接布线CL与位于触摸传感器261内侧的第3触摸电极131-22连接。连接布线CL被配置在相邻的两个传感器图案的外部轮廓线OL之间,能够将与传感器图案的寄生电容最小化。
但是,本发明并不限于此。例如,也可以在各个第2触摸电极121-1至121-7如第1触摸电极111-1至111-8那样连接多个布线。此外,在另一实施方式中,也可以仅在各第1触摸电极111-1至111-8的一侧连接布线。根据本发明的一个实施例的触摸装置可以包括与信号布线具有各种连接关系的传感器电极,并不限于特定结构。
如图24所示,第3布线CHD-1至CHD-4中的一部分第3布线CHD-4可以通过虚设图案DMP与位于触摸传感器261内侧的第3触摸电极131-22连接。
第1布线CHY-1至CHY-8、第2布线CHX-1至CHX-7以及第3布线CHD-1至CHD-4分别可以具有单层或多层构造。此外,第1布线CHY-1至CHY-8、第2布线CHX-1至CHX-7以及第3布线CHD-1至CHD-4分别可以包含透明的导电性氧化物,,可以包含钼、银、钛、铜、铝或它们的合金,该透明的导电性氧化物包括铟锌氧化物(IZO)、铟锡氧化物(ITO)、铟钙氧化物(IGO)、铟锌钙氧化物(IGZO)以及它们的混合物/化合物中的至少任意一种。
第1布线CHY-1至CHY-8、第2布线CHX-1至CHX-7、第3布线CHD-1至CHD-4分别与从触摸传感器261的外侧提供的第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622以及第3驱动/接收部2626电连接。
一起参照图23,触摸传感器261包括第1导电层101、绝缘层105、第2导电层102以及视窗103。
第1导电层101以及第2导电层102分别可以包括多个导电图案。多个导电图案可以包括在图21以及图22中说明的第1触摸电极111-1至111-8、第2触摸电极121-1至121-7、第3触摸电极131-11至131-22、第1布线CHY-1至CHY-8、第2布线CHX-1至CHX-7以及第3布线CHD-1至CHD-4。以下对此具体地进行说明。
绝缘层105配置在第1导电层101与第2导电层102之间。绝缘层105使第1导电层101和第2导电层102在剖面上隔开以及分离。即,第1导电层101和第2导电层102可以被绝缘层105电绝缘。第1导电层101和第2导电层102中的一部分可以通过贯通绝缘层105的接触孔电连接。绝缘层105可以包含有机物和/或无机物。
视窗103覆盖第2导电层102,并且保护第2导电层102。视窗103可以具有绝缘性。视窗103可以包括至少一个无机膜和/或有机膜。根据情况,也可以省略视窗103。
第1触摸电极111-1至111-8可以包括配置在第2导电层102的第1传感器图案SP1以及配置在第2导电层102的第1连接图案BP1。
第2触摸电极121-1至121-7可以包括配置在第2导电层102的第2传感器图案SP2以及配置在第1导电层101的第2连接图案BP2。第2传感器图案SP2和第2连接图案BP2可贯通接触孔HL以相互电连接。
第3触摸电极131-11至131-22可以包括配置在第2导电层102的第3传感器图案SP3以及配置在第1导电层101的第3连接图案BP3。第3传感器图案SP3和第3连接图案BP3可以贯通接触孔HL以相互电连接。
图25是示出触控笔接近图20的触摸感测部的一个例子的图。
触控笔10可以包括导电性尖端(conductive tip)11、共振电路部12、接地部(ground)15以及主体部(body)17。可通过触摸感测部260感测接近触摸传感器261的触控笔10的触摸输入。
导电性尖端11的至少一部分由导电性物质(例如,金属、导电性橡胶、导电性织物、导电性硅等)形成,并且可以与共振电路部12电连接。
共振电路部12作为LC共振电路,可以通过导电性尖端11,与从第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622中的至少一个施加于多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一种电极中全部电极的驱动信号共振。
共振电路部12通过与驱动信号共振产生的共振信号可以通过导电性尖端11输出到触摸传感器261。在多个第1触摸电极111-1至111-m、多个第2触摸电极121-1至121-n以及多个第3触摸电极131-11至131-ab中的至少一种电极中的全部电极被施加驱动信号的区间以及之后的区间内,由共振电路部12的共振引起的共振信号可被传递到导电性尖端11。共振电路部12位于主体部17内,并且可以与接地部15电连接。
这种方式的触控笔10可以通过响应于向触摸电极111-1至111-m、121-1至121-n、131-11至131-ab中的至少一种施加的驱动信号产生共振信号,以产生触摸输入。
由触摸电极111-1至111-m、121-1至121-n、131-11至131-ab中的至少一个和触控笔10的导电性尖端11形成电容Cx。驱动信号通过触摸电极111-1至111-m、121-1至121-n、131-11至131-ab中的至少一个与导电性尖端11之间的电容Cx传递到触控笔10侧,并且共振信号可传递到触摸传感器261侧。
触摸感测部260可以检测由除以上说明的利用产生共振信号的方式的触控笔10以外的触摸客体(例如,用户的身体部位(手指、手掌等)、被动(passive)或主动(active)方式的触控笔)进行的触摸,并不限于此。
例如,触摸感测部260检测由接收所输入的电信号并将其作为磁场信号输出的触控笔所进行的触摸。例如,触摸感测部260还可以具备数字转换器(digitizer)。可以通过数字转换器检测由触控笔电磁共振(或电磁感应)产生的磁场信号以检测触摸。或者,触摸感测部260检测由接收所输入的磁场信号并将其作为共振产生的磁场信号输出的触控笔进行的触摸。例如,触摸感测部260还可以具备作为驱动信号施加电流的线圈和数字转换器。触控笔对于被施加电流的线圈中生成的磁场信号进行共振。可通过数字转换器检测触控笔电磁共振(或电磁感应)产生的磁场信号以检测触摸。此外,触摸感测部260检测由接收所输入的磁场信号并输出预定的信号的触控笔进行的触摸。其中,从触控笔输出的预定的信号可以是不同于与在触控笔内部的共振电路部共振产生的信号的。例如,所述预定的信号可以是从触控笔内部的主动电路部输出的信号。主动电路可以从通过共振产生的信号充电的电池接收电源以输出所述预定的信号。
控制部2624可以控制触摸感测部260的驱动,与触摸感测部260的触摸感测结果对应地输出触摸坐标信息。
参照图26,对根据本公开的包括天线模块的触摸感测部260进行说明。
图26是简要示出根据一个实施方式的触摸感测部的一部分的图。
根据一个实施方式的触摸感测部260包括触摸传感器261、环形线圈264、驱动环形线圈264的线圈驱动器263以及控制触摸传感器261的触摸控制器262。触摸控制器262可以包括与触摸传感器261收发信号的驱动部2620以及接收部2622、以及控制部2624。此外,虽然在附图中未另外图示,但触摸控制器262还可以进一步包括向环形线圈264施加驱动信号的线圈驱动器263。
触摸传感器261可以包括用于检测第1方向的触摸坐标的多个第1触摸电极111-1至111-m和用于检测与第1方向交叉的第2方向的触摸坐标的多个第2触摸电极121-1至121-n。例如,多个第1触摸电极111-1至111-m可以具有沿第2方向延伸的形态,多个第2触摸电极121-1至121-n可以具有沿第1方向延伸的形态。在触摸传感器261内,多个第1触摸电极111-1至111-m可以沿着第1方向排列,多个第2触摸电极121-1至121-n可以沿着第2方向排列。
驱动部2620可以向多个第1触摸电极111-1至111-m施加驱动信号。接收部2622可以从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。
以上对触摸传感器261实现为互电容方式进行了说明,但触摸传感器261可以实现为自电容方式,普通技术人员能够轻易地对互电容方式中的触摸电极111-1至111-m、121-1至121-n、驱动部2620以及接收部2622适当地进行变形、添加新的组件、或者省略部分结构要素以改成适合自电容方式。
图27是简要示出根据一个实施方式的触摸感测部260的一部分的图。
根据一个实施方式的触摸感测部260可以包括触摸传感器261、环形线圈264、驱动环形线圈264的线圈驱动器263以及控制触摸传感器261的触摸控制器262。触摸控制器262可以包括与触摸传感器261收发信号的驱动/接收部2620和驱动/接收部2622、以及控制部2624。此外,触摸控制器262还可以进一步包括向环形线圈264施加驱动信号的线圈驱动器263。
触摸传感器261可以包括用于检测第1方向的触摸坐标的多个第1触摸电极111-1至111-m和用于检测与第1方向交叉的第2方向的触摸坐标的多个第2触摸电极121-1至121-n。例如,多个第1触摸电极111-1至111-m可以具有沿第2方向延伸的形态,多个第2触摸电极121-1至121-n可以具有沿第1方向延伸的形态。在触摸传感器261内,多个第1触摸电极111-1至111-m可以沿着第1方向排列,多个第2触摸电极121-1至121-n可以沿着第2方向排列。
驱动/接收部2620可以向多个第1触摸电极111-1至111-m中的至少一个施加驱动信号,并从多个第1触摸电极111-1至111-m中的至少一个接收感测信号。驱动/接收部2622可以向多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一个施加驱动信号,并从多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一者接收感测信号。
以上对触摸传感器261实现为互电容方式进行了说明,但触摸传感器261可以实现为自电容方式,普通技术人员能够轻易地对互电容方式中的触摸电极111-1至111-m、121-1至121-n、驱动部2620以及接收部2622适当地进行变形、添加新的组件、省略部分结构要素以改成适合自电容方式。
除此以外,驱动/接收部2620还可以连接于多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者施加驱动信号,驱动/接收部2622还可以连接于多个第1触摸电极以及多个第2触摸电极中的至少一者接收感测信号。
线圈驱动器263向环形线圈264施加驱动信号。驱动信号可以包括具有与共振电路部12的共振频率对应的频率的信号(例如,正弦波、方波等),可以是具有预定频率的交流电压或交流电流。这样的驱动信号的频率和大小可以随控制部2624的控制发生改变。
控制部2624可以对从驱动/接收部2620以及驱动/接收部2622接收到的触摸信号进行解调以接收来自触控笔10的传感器输入。
此外,控制部2624可以对施加于环形线圈264的驱动信号进行调制,以使得触控笔10的共振信号频率能够变更。此时,关于控制部2624处的触摸信号解调方式以及频率变更请求驱动信号的调制方式,可以通过OOK(On/Off Keying,开/关键控)、ASK(AmplitudeShift Keying,幅移键控)以及FSK(Frequency Shift Keying,频移键控)之类的方式来执行。同样,关于触控笔10中的触摸信号的调制方式以及频率变更请求驱动信号的解调方式,可以通过OOK(On/Off Keying,开/关键控)、ASK(Amplitude Shift Keying,频移键控)之类的方式来执行。
参照图28来对图1的(b)所图示的电子设备2’的触摸感测部260进行说明。
图28是简要示出根据一个实施方式的触摸感测部260的一部分的图。图28所图示的触摸感测部260相较于在图26中说明的触摸感测部260,包括多个环形线圈264a、264b,多个环形线圈264a、264b分别位于除包括折叠轴AXIS_F的折叠区域FA以外的区域,除此之外均相同,因而省略其他结构的详细说明。
第1环形线圈264a位于折叠轴AXIS_F的左侧,第2环形线圈264b位于折叠轴AXIS_F的右侧。第1环形线圈264a以及第2环形线圈264b与线圈驱动器263连接。
线圈驱动器263分别向第1环形线圈264a以及第2环形线圈264b施加驱动信号。线圈驱动器263可以使用触控笔10在触摸屏20上的位置区别施加驱动信号。后续将参照附图对此进行说明。
另一方面,虽然在图28中图示有两个环形线圈,但根据折叠区域的个数,环形线圈的个数可以增加。例如,若折叠区域为2,则环形线圈可以是3个,若折叠区域为3个,则环形线圈可以是4个。如上,环形线圈的个数可以是在折叠区域的个数上加1得到的个数。
以下对图1所图示的触控笔10进行说明。
图29的(a)以及(b)是示出根据一个实施方式的触控笔10和根据两种实施方式的触摸屏20驱动的样子的图。
参照图29的(a)以及(b),触控笔10可以包括导电性尖端(tip)11、共振(resonance)电路部12、接地部15以及外壳(例如,壳体、框架、盖体等)17。
导电性尖端11与共振电路部12电连接。至少一部分可以由导电性物质(例如,金属、导电性橡胶、导电性织物、导电性硅等)形成,并不限于此。此外,导电性尖端11可以具有存在于非导电性外壳内部且导电性尖端11的一部分向外壳外部露出的形态,并不限于此。
可以使得导电性尖端11的至少一部分由导电性物质(例如,金属、导电性橡胶、导电性织物、导电性硅等)形成,并且与共振电路部12电连接。
共振电路部12作为LC共振电路,可以针对从触摸屏20输出的驱动信号进行共振。共振电路部12作为LC共振电路,可以通过导电性尖端11针对从第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622中的至少一者施加于多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一种电极的驱动信号进行共振。其中驱动信号可以是传递到触摸电极(通道)的Tx信号。驱动信号可以包括具有与共振电路部12的共振频率对应的频率的信号(例如,正弦波、方波等)。触控笔10的共振频率与触控笔10的共振电路部12的设计值相关。为了共振,共振电路部12的共振频率和驱动信号的频率必须相同或非常相近。触摸电极21产生基于驱动信号的电场的情况下,触控笔10的共振电路12利用通过电场的变化接收到的信号进行共振。
外壳17可以收纳触控笔10的元件。外壳17也可以具有圆柱、多棱柱、至少一部分为曲面的柱体形态、凸肚状柱体(entasis)形态、棱锥台(frustum of pyramid)形态、圆锥台(circular truncated cone)形态等,其形态不受限制。外壳17的内部是空的,因而可以在其内部收纳导电性尖端11、共振电路部12以及接地部15。这样的外壳17可以由非导电性物质构成。
共振电路部12与驱动信号共振产生的共振信号可以通过导电性尖端11输出至触摸屏20。在驱动信号输入到触摸电极21的区间以及之后的区间内,共振产生的共振信号可以通过导电性尖端11输出至触摸屏20。共振电路部12位于外壳17内,并且与接地部15电连接。接地部18可以通过与外壳17外表面接触的用户的身体等接地。
以下参照图30来对根据各种实施方式的触控笔10进行说明。
图30是示出根据若干实施方式的触控笔的图。触控笔10a、10b、10c、10d、10e均包括导电性尖端11和共振电路部12。
具体地,图30的(a)的触控笔10a包括导电性尖端11和与导电性尖端11连接的共振电路部12。
图30的(b)的触控笔10b包括导电性尖端11、与导电性尖端11连接的共振电路部12、与共振电路部12连接的整流器13、与整流器13连接的储电器14以及与储电器14连接的主动电路部15,主动电路部15与共振电路部12连接。
图30的(c)的触控笔10c包括导电性尖端11、共振电路部12、与共振电路部12连接的电池50、与电池50连接的主动触控模块60,主动触控模块60与导电性尖端11连接。
图30的(d)的触控笔10d包括导电性尖端11、与导电性尖端11连接的主动触控模块60、与主动触控模块60连接的共振电路部12、与共振电路部12连接的电池50,电池50和主动触控模块60相互连接。
图30的(e)的触控笔10e包括导电性尖端11、共振电路部12以及主动模块50。除此以外,触控笔10a、10b、10c、10d、10e还可以包括下述传感器和/或通信模块。
导电性尖端11的至少一部分可以由导电性物质(例如,金属、导电性橡胶、导电性织物、导电性硅等)形成,并不限于此。共振电路部12作为LC共振电路,能够针对从环形线圈264输出的驱动信号共振。共振电路部12作为LC共振电路,能够针对从触摸屏20输出的驱动信号共振。驱动信号可以包括具有与共振电路部12的共振频率对应的频率的信号(例如,正弦波、方波等)。触控笔10a、10b、10c、10d、10e的共振频率与触控笔10a、10b、10c、10d、10e的共振电路部12的设计值有关。为了进行共振,共振电路部12的共振频率和驱动信号的频率必须相同或非常相近。若环形线圈264产生基于驱动信号的磁场或触摸传感器261产生基于驱动信号的电场,则触控笔10a、10b、10c、10d、10e的共振电路部12利用通过磁场和/或电场的变化接收到的信号进行共振。
可以将触控笔10a、10b、10c、10d、10e的元件收纳于外壳。外壳也可以具有圆柱、多棱柱、至少一部分为曲面的柱体形态、凸肚状柱体(entasis)形态、棱锥台(frustum ofpyramid)形态、圆锥台(circular truncated cone)形态等,其形态不受限制。外壳的内部是空的,因而能够在其内部收纳导电性尖端11、共振电路部12之类的触控笔10a、10b、10c、10d、10e的元件。这样的外壳可以由非导电性物质构成。
图30的(a)所图示的触控笔10a可以包括导电性尖端(tip)11以及与导电性尖端11直接连接的共振电路部12。共振电路部12使用从环形线圈264传递过来的能量进行共振,共振的能量直接通过导电性尖端11输出。
在向环形线圈264输入驱动信号的区间以及之后的区间内,由共振引起的共振信号可以通过导电性尖端11输出到触摸屏20。共振电路部12位于外壳内,与接地部电连接。电子设备2可以用于感测由触摸客体(touch object)进行的触摸输入(直接触摸或接近触摸)。如图29所示,可以通过电子设备2感测接近触摸传感器261的触控笔10的触摸输入。
图30的(b)所图示的触控笔10b包括导电性尖端11、共振电路部12、整流器13、储电器14以及主动电路部15。除此以外,触控笔10还可以进一步包括传感器(未图示)和/或通信模块(未图示)。共振电路部12使用从环形线圈264传递过来的能量进行共振,共振的能量传递到主动模块50。共振电路部12使用从环形线圈264传递过来的能量进行共振,共振的能量可被整流器13整流以用于对储电器14进行充电。储电器14包括能够进行充电的电池或EDLC(electric double layered capacitor,电双层电容器)之类的电容器。
图30的(b)所图示的触控笔10b的主动电路部15可以接收从储电器14传递过来的电力变更向触摸屏20传递的共振信号的大小、频率、相位等。此外,主动电路部15可以向电子设备2的近距离通信模块212发送触摸输入以外的附加的信号。此外,主动模块50还可以向电子设备2的近距离通信模块212发送触摸输入以外的附加的信号。
图30的(e)所图示的触控笔10e的主动模块50可以对共振的能量进行整流且进行存储。主动模块50为了存储电力,可以包括能够充电的电池或EDLC(electric doublelayered capacitor,电双层电容器)之类的电容器。进一步地,主动模块50还可以包括DC/DC变换器等。
主动模块50可以包括传感器、通信单元等。例如,传感器可以包括用于获取随导电性尖端11加压的发生的压力变化的笔压传感器、用于获取触控笔10的倾斜变化的加速度传感器(acceleration sensor)、机械式(mechanical)输入单元(或机械键,例如位于触控笔10的背面或侧面的按键、圆顶开关(dome switch)、转轮、滚轮开关等)、接近传感器(proximity sensor)、照度传感器(illumination sensor)、触摸传感器(touch sensor)、磁传感器(magnetic sensor)、陀螺仪传感器(gyroscope sensor)、动作传感器(motionsensor)、RGB传感器、红外线传感器(IR传感器:infrared sensor)、指纹识别传感器(finger scan sensor)、光传感器(optical sensor,例如摄像头)、麦克风(microphone)、电池量表(battery gauge)、环境传感器(例如,气压计、湿度计、温度计、放射能感测传感器、热感测传感器、气体感测传感器等)、化学传感器(例如,电子鼻、健康管理传感器、生物识别传感器等)中的至少一种。
通信单元可以使用蓝牙(BluetoothTM)、RFID(Radio FrequencyIdentification,射频识别)、红外线通信(Infrared DATA Association;IrDA)、UWB(UltraWideband,超宽带)、ZigBee(紫蜂)、NFC(Near Field Communication,近场通信)、Wi-Fi(Wireless-Fidelity,无线保真)、Wi-Fi Direct(Wi-Fi直连)、无线USB(WirelessUniversal Serial Bus,无线串行总线)技术中的至少一种执行近距离无线通信。通信单元的近距离通信方式可以是除上述说明的通信协议以外的其他近距离通信协议,不限于上述说明。
图30的(c)以及(d)所图示的触控笔10c可以包括导电性尖端11、共振电路部12、与共振电路部12连接并存储电力的电池50以及与导电性尖端11连接的主动触控模块60。共振电路部12使用从环形线圈264传递过来的能量进行共振,共振的能量可用于对电池50进行充电。主动触控模块60可以接收从电池50传递过来的电力并向触摸屏20发送信号。主动模块50可以使用存储的电力、从共振电路部12传递过来的能量等向触摸屏20传递电磁信号。这样的主动触控模块60可以包括振荡器等,能够将在振荡器生成的以预定频率振荡的电信号传递到触摸屏20。
参照图31至图35,对根据一个实施方式的触控笔、电子设备以及包括其的输入系统进行说明。
图31是示出根据一个实施方式的触控笔和电子设备的一部分的图。以下省略对与前面说明的构成要素相同的构成要素进行说明。
主动电路部15可以包括DC/DC变换器150、电池152、传感器154以及控制器156。其中,根据设计也可以不包括DC/DC变换器150、电池152。
DC/DC变换器150可以对存储在储电器14的电力进行升压(boosting)或向下变换(down-converting),以向电池152供给合适的充电电压。在主动电路部15中不包括电池152的情况下,DC/DC变换器150可以将变换的电压作为控制器156的工作电压进行供给。
电池152可以利用从DC/DC变换器150供给的电压进行充电,将充电的电压作为控制器156的工作电压进行供给。在主动电路部15中不包括DC/DC变换器150的情况下,电池152起到充电储电器14的功能。
传感器154可以包括用于获取随笔尖11加压发生的压力变化的笔压传感器、用于获取触控笔10的倾斜变化的加速度传感器(acceleration sensor)、机械式(mechanical)输入单元(或机械键,例如位于触控笔10的背面或侧面的按键、圆顶开关(dome switch)、转轮、滚轮开关等)、接近传感器(proximity sensor)、照度传感器(illumination sensor)、触摸传感器(touch sensor)、磁传感器(magnetic sensor)、陀螺仪传感器(gyroscopesensor)、动作传感器(motion sensor)、RGB传感器,红外线传感器(IR传感器:infraredsensor)、指纹识别传感器(finger scan sensor)、光传感器(optical sensor,例如摄像头)、麦克风(microphone)、电池量表(battery gauge)、环境传感器(例如,气压计、湿度计、温度计、放射能感测传感器、热感测传感器、气体感测传感器等)、化学传感器(例如,电子鼻、健康管理传感器、生物识别传感器等)中的至少一种。
控制器156控制触控笔10的整体动作。
控制器156可以根据来自传感器154的输入控制共振信号的大小,从而将传感器输入传递到电子设备2侧。控制器154可以通过根据来自传感器的输入值控制开关SW0、SW1、SW2的开/关(On/Off),从而以OOK方式或ASK方式对传感器输入值进行调制。在图31中示出共3个电阻并联连接以表示4bit,但可以包括比这更多或更少的电阻。后续参照图32以及图33对此进行说明。
图32是示出根据一个实施方式的触控笔和电子设备的传感器输入动作的流程图,图33是示出根据图32的驱动信号和共振信号的一个例子的波形图。
如图32所示,电子设备2将驱动信号传递到触控笔10(S00)。驱动信号可以对触控笔10的储电器14、152进行充电。在储电器14、152已被充分地充电的情况下也可以省略本步骤。
传感器154感测输入(S10)。根据传感器154的种类,输入可以是各种输入。
控制器156根据感测到的输入调制共振信号(S12)。并且,经过调制的共振信号传递到电子设备2(S14)。如图33所示,通过ASK方式调制得到的共振信号可以被传递到电子设备2侧。
电子设备2对传递过来的共振信号进行解调以获取被传感器154感测到的数据,通过共振信号检测触摸输入(S02)。以下,对根据传感器154的种类向电子设备2传递的数据进行说明。
若传感器154为笔压传感器且感测悬停状态,则控制器156可以通过控制开关SW0、SW1、SW2中的至少一个变更共振信号的大小。作为一个例子,控制器156可以将第1节点N1的电压与电池152的接地连接,以中断在悬停状态下共振信号的输出。在该情况下,控制部2624可感测到通过触摸电极21接收到的共振信号的大小非常小或接收不到共振信号本身,并确定不存在触控笔10进行的触摸输入。作为另一例,控制器156也可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示处于悬停状态的数据作为共振信号进行输出。这种情况下,控制部2624可通过对通过接收部2622接收到的共振信号进行解调获取表示处于悬停状态的数据,并且不将接收到的共振信号作为触摸输入进行处理。
若传感器154是加速度传感器且感测倾斜角度,则控制器156可以通过控制开关SW0、SW1、SW2中的至少一个变更共振信号的大小。控制器156可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示倾斜角度的数据作为共振信号输出。这种情况下,控制部2624可以对通过接收部2622接收到的共振信号进行解调获取表示倾斜角度的数据,并调整触摸面积以使得与倾斜角度对应。若触控笔10从Z轴(参照图5)倾斜的角度大,则控制部2624可以进行调整使得具有比通过共振信号输入的触摸输入相关的触摸面积更大的值,以此生成触摸数据。
若传感器154是按键或触摸传感器且感测用户的按键按压或触摸传感器触摸,则控制器156可以控制开关SW0、SW1、SW2中的至少一个变更共振信号的大小。控制器156可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示按键按压或触摸输入的数据作为共振信号输出。这种情况下,控制部2624可以对通过接收部2622接收到的共振信号进行解调获取表示按键按压或触摸输入的数据,并生成表示按键按压或触摸输入的触摸数据。电子设备2可以使用表示按键按压或触摸输入的触摸数据,作为电子设备2接收到的用户输入进行处理。例如,在电子设备2还包括摄像头的情况,若接收到表示触控笔10的按键按压或触摸输入的触摸数据,则控制部270可以执行利用摄像头拍摄图像的操作。除此以外,在电子设备2还包括扬声器的情况下,若接收到表示触控笔10的按键按压或触摸输入的触摸数据,则控制部270可以控制通过扬声器输出的声音的大小或执行声音开始播放或停止播放的操作。
若传感器154是照度传感器且感测周围照度,则控制器156可以控制开关SW0、SW1、SW2中的至少一个变更共振信号的大小。控制器156可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示周围照度的数据作为共振信号输出。这种情况下,控制部2624可以对通过接收部2622接收到的共振信号进行解调以获取表示周围照度的数据,并将其传递到控制部270或显示控制器252。这种情况下,可以根据周围照度调整显示在显示面板251的图像的灰度。
若传感器154是磁传感器且感测触控笔10所朝向的方向,则控制器156可以控制开关SW0、SW1、SW2中的至少一种以变更共振信号的大小。控制器156可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示触控笔10所朝向的方向的数据作为共振信号输出。这种情况下,控制部2624可以对通过接收部2622接收到的共振信号进行解调,以获取表示触控笔10所朝向的方向的数据,并将其传递到控制部270。这种情况下,控制部270可以在显示面板251用罗盘图像等显示将触控笔10所朝向的方向。控制部270还可以生成对位于触控笔10所朝向的方向上的其他外部设备进行控制的信号。在该情况下,假设存储器220中存储有外部设备以电子设备2为基准所处的方向。
若传感器154是陀螺仪传感器或动作传感器且感测用户的动作输入,则控制器156可以控制开关SW0、SW1、SW2中的至少一个以变更共振信号的大小。控制器156可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示动作输入的数据作为共振信号输出。这种情况下,控制部2624可以对通过接收部2622接收到的共振信号进行解调以获取表示动作输入的数据,并将其传递到控制部270。这样,控制部270可以根据动作输入执行相应操作。
若传感器154是RGB传感器、光传感器或红外线传感器且感测外部光,则控制器156可以控制开关SW0、SW1、SW2中的至少一种以变更共振信号的大小。控制器156可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示外部光的色相、图像或红外线等级的数据作为共振信号输出。这种情况下,控制部2624可以对通过接收部2622接收到的共振信号进行解调以获取表示外部光的色相、图像或红外线等级的数据,并将其传递到控制部270。这种情况下,控制部270可以根据外部光的色相、图像或红外线等级执行相应的操作。
若传感器154是指纹传感器且感测用户的指纹输入,则控制器156可以对输入的指纹图像和存储在主动电路部15的存储器(未图示)等的指纹图像进行比较以对用户进行认证。此外,若用户是已通过认证的用户,则控制器156可以控制开关SW0、SW1、SW2中的至少一个以变更共振信号的大小。
作为一个例子,控制器156将第1节点N1的电压连接于电池152的接地,以在未通过认证的用户使用时中断共振信号的输出。在该情况下,控制部2624可以感测到通过触摸电极21接收到的共振信号的大小非常小或接收不到共振信号本身,并确定为不存在触控笔10进行的触摸输入。作为另一例,控制器156可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示是未通过认证的用户的使用的数据作为共振信号输出。这种情况下,控制部2624可以对通过接收部2622接收到的共振信号进行解调以获取表示未通过认证的用户的使用的数据,并且不将接收到的共振信号作为触摸输入进行处理。
若传感器154是麦克风且感测外部声音,则控制器156可以控制开关SW0、SW1、SW2中的至少一种以变更共振信号的大小。控制器156可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示外部声音的数据作为共振信号输出。这种情况下,控制部2624可以对通过接收部2622接收到的共振信号进行解调以获取表示外部声音的数据,并将其传递到控制部270。这种情况下,控制部270能够根据外部声音执行相应的操作。
若传感器154是电池量表且感测电池14、152的充电状态(SOC、OCV等),则控制器156可以控制开关SW0、SW1、SW2中的至少一个以变更共振信号的大小。控制器156可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示电池充电状态的数据作为共振信号输出。这种情况下,控制部2624可以对通过接收部2622接收到的共振信号进行解调以获取表示电池14、152的充电状态的数据,并调节施加于环形线圈264的驱动信号的大小。控制部2624可以在电池14、152的充电状态为满充状态的情况下降低驱动信号的大小。控制部2624可以在电池14、152的充电状态为临界值以下的情况下增大驱动信号的大小。
若传感器154是温度计并且感测周围温度,则控制器156可以控制开关SW0、SW1、SW2中的至少一种以变更共振信号的大小。控制器156可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示周围温度的数据作为共振信号输出。此时,控制器156还可以通过控制开关SW3变更共振频率。例如,控制器156可以在周围温度上升的情况下,控制开关SW3以增大共振频率。控制器156可以在周围温度减小的情况下,控制开关SW3以减小共振频率。这样,控制部2624可以对通过接收部2622接收到的共振信号进行解调以获取表示周围温度的数据,并调节施加于环形线圈264的驱动信号的频率。控制部2624可以在判断温度上升的情况下减小驱动信号的频率。控制部2624可以在判断温度上升的情况下减小驱动信号的大小。
除此以外,还可以根据传感器154的功能通过各种数据调制方式对感测到的数据进行调制并传递到电子设备2侧。这种情况下,控制部2624、270可以对接收到的共振信号进行解调以获取传感器数据,并基于此相应地进行适当的控制。
接下来,控制器156可以对通过触摸电极21传递过来的驱动信号进行解调变更共振电路部12的共振频率。后续参照图34以及图35对此进行说明。
图34是示出根据一个实施方式的触控笔和电子设备的共振频率变更操作的流程图,图35是示出根据图34的驱动信号和共振信号的一个例子的波形图。
电子设备2可能对频率与内置于触控笔10的共振电路部的设计的共振频率相近的噪声较脆弱。因此,控制部2624可以在从接收器2622接收到的信号中含有频率与当前驱动信号的驱动频率相同或相近的噪声成分或仅存在与当前驱动信号的驱动频率相同或相近的噪声信号的情况下,变更驱动信号的驱动频率。
如图34所示,控制部2624将共振频率变更请求信号传递到触控笔10(S20)。控制部2624可以在变更驱动信号的驱动频率之前,将共振频率变更请求信号调制到驱动信号,并施加于触摸电极21。如图35所示,控制部2624可以在将驱动信号的频率f1变更为频率f2之前,利用ASK方式将共振频率变更请求信号调制到驱动信号,并传递到触控笔10。
控制器156对通过触摸电极21传递过来的驱动信号进行解调,由此判断是否接收到频率变更请求信号(S30)。
若存在频率变更请求,则控制器156控制开关SW3以变更共振电路部12的共振频率(S32)。并且,触控笔10将共振信号传递到电子设备2侧(S34)。此时如果共振频率发生变更而驱动信号的驱动频率未发生变更,则共振信号的大小可减小。
若共振电路部12的共振频率发生变更,则控制部2624将驱动信号的频率变更为变更后的共振频率,并检测触摸输入(S22)。再次参照图35,在时间点T1,控制部2624将驱动信号的驱动频率变更为f2。在此,共振电路部12的变更后的共振频率可以是预先设定的频率。另一方面,控制器156可以通过使用共振信号的大小的信号调制方式将表示共振频率发生变更的数据作为共振信号输出以便控制部2624能够确认共振频率发生了变更。或者,控制部2624传递频率变更请求信号之后接收到的共振信号的大小减小、或从传递频率变更请求信号之后起经过预定时间时,控制部2624可以判断为共振频率发生了变更。
接下来参照图36至图38对根据另一实施方式的触控笔、电子设备以及包括其的输入系统进行说明。
图36是示出根据一个实施方式的触控笔和电子设备的一部分的图。以下,省略对与前面说明的构成要素相同的构成要素。
如图36所示,触控笔10还包括能够与外部通信模块212等通信的通信单元158。
通信单元158可以使用蓝牙(BluetoothTM)、RFID(Radio FrequencyIdentification,射频识别)、红外线通信(Infrared DATA Association;IrDA)、UWB(UltraWideband,超宽带)、ZigBee(紫蜂)、NFC(Near Field Communication,近场通信)、Wi-Fi(Wireless-Fidelity,无线保真)、Wi-Fi Direct(Wi-Fi直连)、无线USB(WirelessUniversal Serial Bus,无线串行总线)技术中的至少一种执行近距离无线通信。通信单元158的近距离通信方式可以是除上述说明的通信协议以外的其他近距离通信协议,不限于上述说明。
控制器156可以通过通信单元158将来自传感器154的输入传递到电子设备2侧。以下结合图37进行说明。
图37是示出根据另一实施方式的触控笔和电子设备的传感器输入操作的流程图。
如图所示,电子设备2将驱动信号传递到触控笔10(S40)。驱动信号能够对触控笔10的储电器14、152进行充电。在储电器14、152已充分充电的情况也可以省略本步骤。
传感器154感测输入(S50)。根据传感器154的种类,输入可以是各种输入。
控制器156根据感测到的输入生成感测信号(S52)。然后,将生成的感测信号传递到电子设备2(S54)
电子设备2接收传递过来的通信信号以获取由传感器154感测到的数据(S42)。
或者,触控笔10将基于驱动信号的共振信号传递到电子设备2(S56),电子设备2通过共振信号检测触摸输入(S44)。
接下来,控制器156可以对通过触摸电极21传递过来的驱动信号进行解调变更共振电路部12的共振频率。以下结合图19进行说明。
图38是示出根据另一实施方式的触控笔和电子设备的共振频率变更操作的流程图。
如图所示,控制部2624通过近距离通信模块212将共振频率变更请求信号传递到触控笔10(S60)。控制部2624可以在变更驱动信号的驱动频率之前,将共振频率变更请求信号传递到触控笔10。
若通过通信单元158接收到共振频率变更请求信号,则控制器156控制开关SW3以变更共振电路部12的共振频率(S70)。在共振频率发生变更的情况下,通信单元158可以将表示共振频率已发生变更的数据传递到近距离通信模块212,或将表示共振频率将发生变更的时间的数据传递到近距离通信模块212。此外,触控笔10将变更后的共振信号传递到电子设备2侧(S72)。
若共振电路部12的共振频率被变更,则控制部2624将驱动信号的频率变更为变更后的共振频率,并检测触摸输入(S62)。控制部2624传递频率变更请求信号之后接收到的共振信号的大小减小、或从传递频率变更请求信号之后起经过预定时间时,控制部2624可以判断为共振频率已发生变更。
图39的(a)是示出触控笔接近电子设备的状态的图,图39的(b)是简要示出触控笔和电子设备的电路图,图40的(a)以及(b)是示出触控笔接近电子设备收发信号的状态的图。
如图39的(a)所示,触控笔10和触摸屏20可以相互靠近。
这种方式的触控笔10可以响应于施加到触摸电极21的驱动信号产生共振信号以产生触摸输入。
触摸屏20包括显示面板251以及显示面板251上的触摸传感器261。触摸传感器261可以包括基板23、基板上的触摸电极21以及触摸电极21上的视窗22。
基板23可以是显示面板251的封装基板,其优选由透明材质构成。
触摸电极21可以包括具有沿第1方向延伸的形态并且沿着与第1方向交叉的第2方向排列的多个第1触摸电极、和具有沿第2方向延伸的形态并且沿着第1方向排列的多个第2触摸电极。
在图39的(a)中,将触摸电极21图示为一个层,但第1触摸电极和第2触摸电极也可以各自位于不同的层,并不限于此。
通过触摸电极111-1至111-n、121-1至121-m中的至少一者和触控笔10的导电性尖端11形成电容Cx。可以通过触摸电极111-1至111-m、121-1至121-n中的至少一者和导电性尖端11之间的电容Cx,施加于触摸传感器261的驱动信号传递到触控笔10侧,共振信号能够传递到触摸传感器261侧。
触摸感测部260能够检测除上述说明的使用产生共振信号的方式的触控笔10以外的触摸客体(例如,用户的身体部位(手指、手掌等)、被动(passive)或主动(active)方式的触控笔)进行的触摸,并不限于此。
例如,触摸感测部260可以检测接收所输入的电信号并将其用磁场信号输出的触控笔进行的触摸。此外,例如,触摸感测部260还能够检测接收所输入的磁场信号并输出对其进行共振产生的磁场信号的触控笔进行的触摸。例如,电子设备2还可以具备数字转换器(digitizer)。通过触控笔电磁共振(或电磁感应)得到的磁场信号被数字转换器检测到,从而能够检测到触摸。
如图39的(b)所示,图39的(a)的触控笔10能够用包括电阻R1、电感器L1以及电容器C1的等效电路表示。
通过电容器Cx,将具有预定频率的驱动信号30通过触摸电极21传递到触控笔10。此时,触控笔10的包括电感器L1以及电容器C1的共振电路部12能够针对驱动信号30进行共振。
如图40的(a)所示,来自触摸电极21的驱动信号DS在触控笔10未直接接触到视窗22的状态(即,悬停状态)下也能够传递到导电性尖端11。
同样如图40的(b)所示,共振信号RS可以从导电性尖端11通过大气或非导电性的外壳19传递到触摸电极21侧。
接下来,参照图41以及图42对电子设备2与触控笔10之间的信号收发进行说明。
图41是示出触控笔和输出驱动信号的电子设备的等效电路图,图42是示出触控笔和接收感测信号的电子设备的等效电路图。
如图41所示,触控笔10可以用包括电阻R1、电感器L1以及电容器C1的等效电路表示。第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622中的至少一个向触摸传感器261施加驱动信号DS。通过在触摸传感器261与触控笔10之间、即在触摸电极111和/或121与导电性尖端11之间形成的电容Cx,驱动信号DS传递到共振电路部12。此时,触控笔10的包括电感器L1以及电容器C1的共振电路部12能够针对驱动信号DS共振。为了进行共振,共振电路部12的共振频率和驱动信号DS的频率必须相同或非常相近。
接下来,参照图42对从触控笔10接收信号的触摸传感器261进行说明。
图42是示出触控笔和接收感测信号的触摸传感器的等效电路图。
如图42的(a)所示,共振电路部12的共振信号RS通过电容Cx传递到第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622中的至少一个。第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622中的至少一个包括放大部2626。
可以向放大部2626的第1电源输入端施加第1电压Vcc,并向第2电源输入端施加第2电压GND。放大部2626可以使用第1电压Vcc和第2电压GND的电压差对输入到两个输入端中至少一个的共振信号RS进行放大或进行差分放大并输出。
如图42的(b)所示,噪声NS1可从触摸传感器261的外部流入,或者,噪声NS2通过放大部2626的第2电源输入端流入。此时,通过驱动信号(图12至17的30)生成的共振信号RS具有与驱动信号30相同或非常相近的频率。并且,噪声NS1、NS2具有与共振信号RS相同或相近的频率。
噪声NS1可传递到被传递共振信号RS的放大部2626的输入端、或者噪声NS1可传递到未被传递共振信号RS的放大部2626的输入端或噪声NS1可分别以不同的大小传递到放大部2626的两输入端。因此,存在从放大部2626输出的信号具有噪声的问题。
此外,噪声NS2传递到放大部2626的第2电源输入端。由于放大部2626使用第1电压Vcc和噪声NS2的电压差对共振信号RS进行放大或差分放大,因而存在从放大部2626输出的信号具有噪声的问题。
如以上所述,若与驱动信号30(或共振信号RS)相近的噪声NS1、NS2输入到触摸传感器261,则触摸传感器261难以准确地检测触控笔10的触摸输入。对主动触控笔而言,在噪声NS1、NS2流入触摸传感器261时,通过对从主动触控笔发送的信号的频率进行变更的跳频方式避免噪声,而对被动触控笔而言,将来自触摸传感器261的基于驱动信号DS的响应作为感测信号传递到触摸传感器261,因此难以实现这样的跳频方式。例如,触摸感测部260还可以具备被施加作为驱动信号的电流的线圈和数字转换器。触控笔针对被施加电流的线圈生成的磁场信号进行共振。能够通过数字转换器检测电磁共振(或电磁感应)得到的磁场信号以检测触控笔的触摸。
图43至图47是示出触控笔靠近电子设备的状态的图。
如图43至图47所示,触控笔10和触摸屏20可以相互靠近。
图43至图47的触控笔10能够针对施加于触摸电极21的驱动信号进行共振产生触摸输入(共振信号或主动触摸信号)。
图43至图47的触摸屏20包括显示面板251以及显示面板251上的触摸传感器261。触摸传感器261可以包括基板23、基板上的触摸电极21以及触摸电极21上的视窗22。
基板23可以是显示面板251的封装基板,其优选由透明材质构成。
触摸电极21包括用于检测第1方向的触摸坐标的多个第1触摸电极和用于检测与第1方向交叉的第2方向的触摸坐标的多个第2触摸电极。例如,触摸电极21包括具有沿第2方向延伸的形态的多个第1触摸电极和具有沿与第2方向交叉的第1方向延伸的形态的多个第2触摸电极,多个第1触摸电极可以沿着第1方向排列,多个第2触摸电极可以沿着第2方向排列。在附图中,将触摸电极21图示为一个层,但第1触摸电极和第2触摸电极也可以分别位于不同的层,并不限于此。
触摸电极21上可具有视窗22。触摸电极21和导电性尖端11以及视窗22可以形成电容Cx。因此,在触控笔10生成的信号(共振信号或主动触摸信号)可以传递到触摸电极21。
如图43至图47所示,共振电路部12可以与环形线圈264相互共振,在共振电路部12的电感器与环形线圈264之间发生的相互共振的程度受到互感M的影响。或共振电路部12可以与通过环形线圈264产生的磁场共振。
如图43、图44以及图45所示,环形线圈264可位于不与触摸传感器261重叠的区域。
参照图43,环形线圈264可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷在视窗22上,或通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷于片材(sheet)以贴附于视窗22,但用于在视窗22上设置环形线圈264的方式不限于上述说明。
图44是示在出on-cell(外挂式)类型触摸传感器的情况下,与触摸电极21位于相同的层的环形线圈264的配置的图,图45是示出在in-cell(内嵌式)类型触摸传感器的情况下,与触摸电极21位于相同的层的环形线圈264的配置的图。
参照图44以及图45,环形线圈264可以与触摸电极21位于相同的层。环形线圈264与触摸电极21可以用相同的物质制成。然而,环形线圈264与触摸电极21可以位于不同的层,并且可以用不同的物质制成。
在图44中,在显示面板251的封装基板23上环形线圈264和触摸电极21位于相同的层。
在图45中,显示面板251包括触摸电极21以及环形线圈264。即,基板23可以是显示面板251的滤色基板,触摸电极21以及环形线圈264可以位于滤色基板23与显示面板251的TFT基板之间。或者触摸电极21以及环形线圈264可以全部位于滤色基板23的上下部。
如图46以及图47所示,环形线圈264可以位于与触摸传感器261重叠的区域。环形线圈264可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法直接印刷在显示面板251的基板上,或者通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷在片材(sheet)以贴附于显示面板251的基板,用于在显示面板251的基板设置环形线圈264的方式不限于上述说明。
如图46所示,环形线圈264可以位于作为触摸传感器261的部分区域的触摸传感器261的外部轮廓(或边沿区域)或接近所述外部轮廓的位置,或者如图47所示,环形线圈264可以对应于触摸传感器261的整体区域配置。
环形线圈264与触摸电极21可位于不同的层。然而,如图44以及图45所示,环形线圈264可以在与触摸传感器261重叠的区域和触摸电极21位于相同的层,并可以用相同的物质制成。
参照图48至图53,对触控笔和电子设备收发信号的例子进行说明。
图48至图53是简要示出触控笔和电子设备的电路图。
参照图48以及图49,共振电路部12可以用包括电阻Rp、电感器Lp以及电容器Cp的等效电路或包括电阻Rs、电感器Ls以及电容器Cs的等效电路表示。
如图48以及图49所示,若环形线圈Ld通过电源40施加的驱动信号形成磁场,则触控笔10的电感器Lp感应产生电流,从而共振电路部12能够共振。
共振电路12在触控笔10未与视窗22直接接触的状态(即,悬停状态)下也能够通过环形线圈Ld中生成的磁场进行共振。
如图50至图53所示,环形线圈和内部电容器通过电源40施加的驱动信号共振的情况下,触控笔10的共振电路部12也能够与环形线圈和内部电容器相互共振。
图50示出环形线圈Ldp和内部电容器Cdp并联连接,并且共振电路部12的电阻Rp、电感器Lp以及电容器Cp并联连接的情况。
图51示出环形线圈Ldp和内部电容器Cdp并联连接,并且共振电路部12的电阻Rs、电感器Ls以及电容器Cs串联连接的情况。
图52示出环形线圈Lds和内部电容器Cds串联连接,并且共振电路部12的电阻Rp、电感器Lp以及电容器Cp并联连接的情况。
图53示出环形线圈Lds和内部电容器Cds串联连接,并且共振电路部12的电阻Rs、电感器Ls以及电容器Cs串联连接的情况。
共振电路12在触控笔10未与视窗22直接接触的状态(即,悬停状态)下也能够通过与环形线圈Lds或Ldp的相互共振进行共振。
根据图48至图53所图示的电路图,若向电子设备所包括的环形线圈Ld、Ldp、Lds施加驱动信号,则触控笔10的共振电路部12共振产生共振的信号。可以通过配备于电子设备侧的触摸传感器感测所产生的共振信号。
图54至图59是简要示出触控笔和电子设备的又一电路图。
参照图54以及图55,共振电路部12可以用包括电阻Rp、电感器Lp以及电容器Cp的等效电路或包括电阻Rs、电感器Ls以及电容器Cs的等效电路表示。
如图54以及图55所示,若环形线圈Ld通过驱动信号40形成磁场,则触控笔10的电感器Lp感应产生电流,从而共振电路部12能够共振。
在共振电路部12中共振的电压可以经过整流器13整流后存储于储电器14。此时,能够使用存储于储电器14的电力驱动主动电路部15。
如图56至图59所示,若环形线圈和内部电容器通过驱动信号40共振,则触控笔10的共振电路部12也可以与环形线圈和内部电容器相互共振。
图56是示出环形线圈Ldp和内部电容器Cdp并联连接,并且共振电路部12的电阻Rp、电感器Lp以及电容器Cp并联连接的情况。
图57示出环形线圈Ldp和内部电容器Cdp并联连接,并且共振电路部12的电阻Rs、电感器Ls以及电容器Cs串联连接的情况。
图58示出环形线圈Lds和内部电容器Cds串联连接,并且共振电路部12的电阻Rp、电感器Lp以及电容器Cp并联连接的情况。
图59示出环形线圈Lds和内部电容器Cds串联连接,并且共振电路部12的电阻Rs、电感器Ls以及电容器Cs串联连接的情况。
根据图54至图59所图示的电路图,若向电子设备所包括的环形线圈Ld、Ldp、Lds施加驱动信号,则触控笔10的共振电路部12共振产生共振的信号。产生的共振信号存储于触控笔10内部的储电器,并且主动电路部能够利用存储于储电器的电力输出预定信号,可以通过配备于电子设备侧的触摸传感器感测输出的预定信号。
图60以及图61是示出触控笔接近电子设备收发信号的状态的图。
如图60所示,若向环形线圈264施加驱动信号,则共振电路12通过其生成的磁场B进行共振。此时如图61所示,来自触控笔10的信号RS可以从导电性尖端11直接传递到触摸电极21侧,或者可以通过大气或非导电性的外壳传递到触摸电极21侧。触控笔的共振电路部12可以利用通过电源40施加的预定频率的驱动信号产生的磁场从环形线圈264接收所传递过来的能量进行共振。此时,触控笔能够使用共振的能量向触摸传感器261传递触摸输入信号。例如,图30的(a)以及(b)的触控笔10a、10b可以将在共振电路部12中共振的信号作为触摸输入传递到触摸传感器261。图30的(c)、(d)、(e)的触控笔10c、10d、10e的主动触控模块60可以使用由在共振电路部12共振的信号生成的电力生成信号并传递到触摸传感器261。
参照图62以及图63,对触控笔和根据一个实施方式的电子设备收发信号的例子进行说明。
图62以及图63是简要示出触控笔和电子设备的又一电路图。
参照图62以及图63,共振电路部12可以用包括电阻Rp、电感器Lp以及电容器Cp的等效电路或包括电阻Rs、电感器Ls以及电容器Cs的等效电路表示。
如图62以及图63所示,若环形线圈和内部电容器通过传递驱动信号的电源40共振,则触控笔10的共振电路部12也可以与环形线圈和内部电容器相互共振。
图62示出环形线圈Ldp和内部电容器Cdp并联连接,并且共振电路部12的电阻Rp、电感器Lp以及电容器Cp并联连接的情况。
图63示出环形线圈Ldp和内部电容器Cdp并联连接,并且共振电路部12的电阻Rs、电感器Ls以及电容器Cs串联连接的情况。
在图62以及图63中,在阻断电容器Cb未与共振电路42串联连接的情况下,通过驱动信号生成的磁场如下所示。
[数学式1]
由共振电路42生成的磁场的变化如以下数学式2所示,生成感应电动势。
[数学式2]
参见数学式1,在基于电场感应磁场时,交流电流和直流电流均有助于感应出磁场,但如公式2所示,在基于磁场感应电场时,仅通过随时间变化的磁场感应出电场。因此,数学式1的直流分量的电流J尽管对共振电路部12的感应电动势没有贡献,但也会消耗电能。
因此可通过将阻断电容器Cb串联到共振电路42,如以下数学式3所示防止共振电路42中流动直流分量的电流。
[数学式3]
从而能够使由共振电路42引起的功耗减小。
接下来参照图64对根据一个实施方式的电子设备2的环形线圈264和线圈驱动部263的一个例子进行说明。
图64是示出根据一个实施方式的天线模块和触控笔的图。
参照图64,位于触摸传感器261侧的环形线圈264与电容器Cdp构成共振电路。共振电路和阻断电容器Cb串联连接。
触控笔的共振电路部12可以通过从电源40施加的预定频率的驱动信号产生的磁场从环形线圈264接收能量进行共振。此时,触控笔能够使用共振的能量向触摸传感器261传递触摸输入信号。例如,图30的(a)以及(b)的触控笔10a、10b可以将在共振电路部12共振的信号作为触摸输入传递到触摸传感器261。图30的(c)、(d)、(e)的触控笔10c、10d、10e的主动触控模块60可以使用由在共振电路部12共振的信号生成的电能生成信号并传递到触摸传感器261。
接下来参照图65至图66对基于根据施加驱动信号的方式而增加的磁场的、共振信号的振幅变化进行说明。
图65是示出线圈驱动器向环形线圈施加的驱动信号和触控笔的共振信号的图,图66是示出根据一个实施方式的线圈驱动器向环形线圈施加的驱动信号和触控笔的共振信号的图。
如图65所示,线圈驱动器263可以向环形线圈264的两端施分别加驱动信号。在环形线圈264的另一端连接有接地,在环形线圈264的一端施加驱动信号,即施加具有预定频率的电压。由于在环形线圈264的两端施加不同大小的电压(两端电压差=(Vb-Va)),因而在环形线圈264中流动电流Id。电流的强度随电压的变化发生变化,但其方向恒定。如上述数学式1所示,电流(电流强度)的变化在环形线圈264周围形成磁场。
如数学式2所示,磁场的变化在共振电路部12感应出感应电动势。
在共振电路部12中,通过感应电动势生成的共振信号的PP(peak to peak,峰-峰)电压为V0。
参照图66,向环形线圈264的两端施加相互反相的驱动信号。此时驱动信号的PP电压为Vb-Va,与图65中施加于环形线圈264的驱动信号相同。由于向环形线圈264的两端施加大小不同的电压(两端电压差=2*(Vb-Va)),因而在环形线圈264中流动电流Id。电流的强度和方向随电压的变化发生变化。
如上述数学式1所示,电流(电流强度)的变化在环形线圈264周围形成磁场。如上述数学式2所示,磁场的变化在共振电路部12感应出感应电动势。在共振电路部12中通过感应电动势生成的共振信号的PP电压为V1(V1>V0)。
更大强度的交流电流引发更大的磁场变化,更大的磁场变化感应出更大的感应电动势。根据本公开的电子设备控制方法,通过将反相的驱动信号同时施加于环形线圈264的两端,具有利用相同的电压也能放大线圈生成的磁场的效果。
即,根据本公开的电子设备控制方法,线圈驱动器263无需增大PP电压也能够增大传递到触控笔10的共振电路部12的能量。
接下来,对使用图66的施加驱动信号的方式的线圈驱动器263具备阻断电容器Cb的情况进行说明。
图67是具体示出图66的线圈驱动器的图。
参照图67,环形线圈Ldp和内部电容器Cdp并联连接,在内部电容器Cdp的一个电极连接有阻断电容器Cb1的一个电极,在内部电容器Cdp的另一电极连接有阻断电容器Cb2的一个电极。
相位不同(例如,逆相位)的驱动信号分别施加于阻断电容器Cb1的另一电极和阻断电容器Cb2的另一电极。例如,施加于阻断电容器Cb1的另一电极的驱动信号和施加于阻断电容器Cb2的另一电极的驱动信号的相位相反。
如在图66所述说明,通过将反相的驱动信号同时施加于环形线圈264的两端,具有利用相同的电压也能放大线圈生成的磁场的效果。
此外,通过将阻断电容器Cb1、Cb2连接到共振电路42,能够如上述数学式3防止共振电路42中有直流分量的电流流动。
参照图68至图71,对触控笔和电子设备收发信号的例子进行说明。
图68以及图69是示出触控笔和电子设备的简要电路图。
图68以及图69的共振电路部12能够表示为包括电阻Rp、电感器Lp以及电容器Cp的等效电路或包括电阻Rs、电感器Ls以及电容器Cs的等效电路。
如图68所示,主动模块50与电阻Rs、电感器Ls以及电容器Cs串联连接。在电子设备侧,若环形线圈Ldp通过驱动信号40形成磁场,则在触控笔10的电感器Ls中感应产生电流I1,从而共振电路部12能够共振。通过环形线圈Ldp在电感器Ls中感应电流的程度受到互感M0的影响。或者,若环形线圈Ldp和内部电容器Cdp通过驱动信号40共振,则触控笔10的共振电路部12也能够与环形线圈和内部电容器相互共振。在该情况下,环形线圈Ldp和内部电容器Cdp以及共振电路部12的相互共振的程度受到互感M0的影响。在电子设备侧,所传递的能量表现为电压源V1。可以如下述数学式4确定V1。
[数学式4]
其中,f0是共振电路部12的共振频率,L1是电感器Ldp的电感,L2是电感器Ls的电感,k是电感器Ldp与电感器Ls的耦合系数。L1为几十至几百μH,L2为几mH,k为0以上且小于1(例如,k可以为0以上且小于0.9)。在共振电路部12中共振得到的能量可以经过整流器52的整流后储存于储电器54。这样,主动IC 56可以使用储存在储电器54的电力进行驱动。若将主动模块50用等效电阻RL表示,则共振电路部12共振时电阻Rs和电阻RL必须相同才能从电子设备侧接收到最大的能量。在电阻Rs和电阻RL相同的情况下,施加于节点N1的电压成为V1/2。将整流器52中包括的二极管D1至D4的门限电压Vth考虑在内,传递到储电器54的两端的电压如以下数学式5计算得到。
[数学式5]
其中,假设门限电压Vth大于0V且在0.5V以下。发明人已确认出储存在储电器54的电压VCw不足以驱动主动IC 56。即,使主动IC 56工作的驱动电压大于储存在储电器54的电压VCw。此外,存在需要附件元件才能变换成足以驱动主动IC 56充分的电压的问题。
此外,等效电阻RL和电阻Rs必需具有相同的值,但由于主动模块50的电阻值大于电阻Rs,因而存在需要变换阻抗的问题。
对此,发明人考虑了将主动模块50并联于共振电路部12的构造。如图69所示,主动模块50与电阻Rs、电感器Ls以及电容器Cs并联连接。
在该情况下,为了算出能够从电子设备侧接收到最大能量的电阻RL值,如图70以及图71使用诺顿定理对触控笔10的内部电路进行了变换。
图70以及图71是更具体地示出图69的触控笔的电路图。
如图70的(a)所示,从属电压源V1被变换成电流源Ip,电阻Rs以及电感LS和电容器Cs在节点N1处并联连接。此时,电流源Ip的电流如以下数学式6计算得到。
[数学式6]
如图70的(b)所示,电阻Rs变成了在节点N1处与电感器Ls以及电容器Cs并联连接的电阻Rp。此时,电阻Rp如以下数学式7计算得到。
[数学式7]
如图71所示,若并联主动模块50,则在等效电阻RL与电阻Rp的电阻值相同的情况下,触控笔10能够从电子设备侧接收到最大能量。
然而,由于共振频率f0为几十至几百kHz,因此电阻Rp的值大于等效电阻RL。等效电阻RL可以是几百Ω。因此,将等效电阻RL和电阻Rp并联连接后的合成电阻值具有相比于电阻Rp更接近等效电阻RL的值。在该情况下,算出施加于节点N1的电压为Ip*RL,并且可以表示成如下述数学式8所示。
[数学式8]
在数学式8中,VN1是节点N1上的电压。在数学式8中,电感L2为几mH,因此施加于节点N1的电压VN1的值非常小。发明人确认到根据数学式5计算出的储存在储电器54的电压VCw不足以驱动主动IC 56。此外,存在需要附加元件以变换成足以驱动主动IC 56的电压的问题。
接下来,参考图72至图74对根据本公开的触控笔10进行说明。
图72是示出根据一个实施方式的触控笔和电子设备的简要电路图,图73以及图74是更具体地示出图72的触控笔的电路图。
参照图72,触控笔10除共振电路部12以外还进一步包括通过互感M1与共振电路部12的电感器Ls连接的电感器Lk以及与电感器Lk连接的主动模块50。
主动模块50可以包括整流器52、储电器54以及主动IC 56。
在图73中,共振电路部12和电感器Lk以及主动模块50的等效电阻RL被图示为等效电路。为了计算传递到等效电阻RL的电压、即施加于节点N2的电压,可以如以下数学式9以及10计算从共振电路部12观察等效电阻RL侧时的电阻RL_eff和从等效电阻RL侧观察共振电路部12时的电阻Rp_eff。
[数学式9]
[数学式10]
在数学式9以及10中,n2为电感器Ls的匝数,n3为电感器Lk的匝数。
如图74所示,主动模块50上并联连接有从等效电阻RL侧观察共振电路部12时的电阻Rp_eff,共振电路部12的电阻Rp上并联连接有从共振电路部12观察等效电阻RL侧时的电阻RL_eff。
节点N2的电压是利用节点N1的电压以及电感器Ls和电感器Lk的匝数(绕线数)如下述数学式11确定得到的。
[数学式11]
另外,由于在数学式7计算出的电阻Rp和电阻RL_eff的合成电阻为几百kΩ,因而若乘以在数学式6计算出的电流Ip,则算出的节点N1的电压达到几百V。
假设n2与n3之比为a:1(10<a<300)。此时算出的节点N2处的电压为至少几V。即使将二极管D1至D4的门限电压考虑在内,节点N2处的电压也具有足以驱动主动IC56的值。
接下来,参照图75至图77,对本公开的触控笔10和环形线圈264进行说明。
图75至图77是示出根据一个实施方式的若干形态的触控笔和电子设备的局部的图。
参照图75至图77,共振电路部12包括电感器Ls以及电容器Cs,电感器Ls包括铁氧体磁芯15和缠绕在铁氧体磁芯15的线圈16。
如图75所示,电感器Lk包括铁氧体磁芯15和缠绕于线圈16(直接缠绕在铁氧体磁芯15)的外侧的线圈17。
如图76所示,电感器Lk包括铁氧体磁芯15和位于线圈16的下方(即,-Z轴方向)且直接缠绕在铁氧体磁芯15的线圈17。
如图77所示,电感器Lk包括铁氧体磁芯15和位于线圈16的上方(即,+Z轴方向)且直接缠绕在铁氧体磁芯15的线圈17。
在图75至图77中,主动模块50与线圈17连接。线圈16与线圈17接近完全耦合状态,线圈16与线圈17的耦合系数具有接近1的值(例如0.9以上且小于1)。
根据本公开的触控笔10,通过变压器使得共振电路部12和主动模块50耦合,从而具有能够通过从电子设备2接收到的能量供给驱动主动模块50所需要的电压的优点。
此外,具有触控笔10能够更迅速地充电的优点。
此外,具有能够减小用于触控笔10的充电的电子设备2的功耗的优点。
图78是示出对根据一个实施方式的电子设备使用触控笔的情况的图。
如图78所示,电子设备的触摸屏20包括显示面板251、显示面板251上的触摸传感器261以及显示面板251下方的环形线圈264。
触摸传感器261可以包括基板23、基板上的触摸电极层21以及触摸电极层21上的视窗22。
基板23可以是显示面板251的密封基板或显示面板251的彩色滤光器基板,其优选由透明材质实现。
触摸电极层21可以包括用于检测第1方向的触摸坐标的多个第1触摸电极和用于检测与第1方向交叉的第2方向的触摸坐标的多个第2触摸电极。
在图78中,触摸电极层21被图示为一个层,但第1触摸电极和第2触摸电极也可以分别位于不同的层,还可以相互重叠配置,还可以相互重叠配置,还可以不重叠地配置,第1触摸电极与第2触摸电极之间还可以介有另外的层,并不限于此。
视窗22可以位于触摸电极层21上。触摸电极层21和导电性尖端11以及视窗22可以形成电容。
因此,在触控笔10中生成的信号(共振信号或主动触摸信号)能够通过上述的电容而传递到触摸电极层21。
环形线圈264可以包括天线环所在的基板24以及铁氧体片材25。天线环可以由诸如铜、银等导体材料形成。然而,天线环除基板24以外还可以与触摸电极层21位于相同的层。在该情况下,天线环可以由诸如ITO、石墨烯、银纳米线等表现出高透过率、低阻抗的导体材料形成。此外,天线环也可以位于视窗22下方。在如上所述的情况下,基板24可以不包含于环形线圈264中。
基板24可以位于显示面板251后面。例如,基板24可以贴附在显示面板251的背面。
基板24可以是单面PCB(single layer FPCB)、双面PCB(double side FPCB)或多层PCB(multilayer FPCB),但优选地,为了实现触摸屏20的薄型化以及小型化,可以是作为单层FPCB的单面FPCB或双面FPCB。这样的单面FPCB能够薄型化,因而也能够在可折弯(bendable)、可折叠(foldable)以及可拉伸(stretchable)电子设备中使用。
此外,基板24可以是刚性(rigid)PCB,并不限于此。
在基板24由双面FPCB构成的情况下,导电性层可以位于天线环所处的一面的另一面。导电性层由导电性物质构成,例如可以是铜箔(copper clad layer)。
基板24可以包括基底膜。基底膜可以由聚酰亚胺树脂、环氧系树脂或具有可挠性的公知的其他材料形成。基底膜也可以具有可挠性(flexible)。基底膜上可以形成有至少一个由至少一个布线形成的天线环。
参照图79对形成在基板24的天线环241进行说明。
图79是示出基板上的一面上构成有天线图案的一个例子的图。
参照图79,天线环241在基底膜242形成为导电性布线。例如,天线环可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷于基底膜242。用于在基底膜242上设置天线环的方式不限于上述说明。
根据天线环241的电感设计值、天线环241的放射性能等,天线环241具有螺旋形(spiral)图案。然而,在仅在基底膜242的一面上实现螺旋形图案的情况下,存在天线环241的布线在基底膜242的一面上的一个地点sp相互短路(short)的问题。可以考虑使用双面PCB来实现这种螺旋形图案。例如,基底膜242上形成有开口(opening)或孔(hole),位于一面上的布线可通过开口或孔与位于另一面上的布线连接。然而,在双面PCB的另一面贴附铜箔的情况下,可能会发生位于另一面上的布线与铜箔相互接触或电连接的问题。
图80以及图81是示出根据一个实施方式的天线模块以及包括其的电子设备的局部的图。
如图80以及图81所示,环形线圈264包括位于视窗22下方的天线环241a、241b、位于显示面板251的下方的铁氧体片材25a以及位于天线环241a、241b下方的铁氧体片材25b。
图81是沿着图80的D-D'线剖切的剖视图。如图81所示,天线环241a、241b可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷在视窗22上,或者通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷于片材(sheet),并贴附于视窗22,用于在视窗22上配置天线环241a、241b的方式不限于上述的说明。
多个子天线环241a、241b分别在视窗22的一面上相互隔开,不直接接触。第1子天线环241a的一端与多个焊盘中对应的一个焊盘243a连接,另一端与对应的另一焊盘243b连接。第2子天线环241b的一端与多个焊盘中对应的一个焊盘243c连接,另一端与对应的另一焊盘243d连接。
多个子天线环241a、241b可以是各自具有沿着显示区域DP的分界延伸的形态的导电性布线。虽然示出多个子天线环241a、241b各自整体为矩形形态的情况,但可以具有圆形、椭圆形、多边形、角部为弧形的多边形等形态,并不限于此。
此外,第1子天线环241a位于第2子天线环241b的外部轮廓。第1子天线环241a可以具有沿着第2子天线环241b的边缘延伸的形态。相邻的第1子天线环241a和第2子天线环241b相互隔开的最短距离在视窗22的一面上可以相同,但并不限于此。第1子天线环241a和第2子天线环241b可以是宽度相同的布线,但并不限于此。第1子天线环241a和第2子天线环241b可以由相同的物质制成,但并不限于此。
柔性电路板27可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d连接。柔性电路板27可以是柔性印刷电路板(FPCB)或覆晶薄膜(COF)。由于在柔性电路板27上安装有线圈驱动器263,因而以下以柔性电路板27是覆晶薄膜(COF)为基准进行说明。
柔性电路板27可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d电连接。作为一个例子,与多个信号传递布线271a、271b和连接布线272连接的柔性电路板27上的多个焊盘(未图示)可以通过连接器26与多个焊盘243a、243b、243c、243d耦合。连接器26可以是ZIF连接器(zeroinsertion force connector,零插拔力连接器)、BTB连接器(board-to-board connector,板对板连接器)等,但并不限于此。可以通过在视窗22形成连接器26的插座,并在连接器26的插座插入柔性电路板27使得多个焊盘(未图示)和多个焊盘243a、243b、243c、243d相互电连接。
作为另一例,柔性电路板27的多个焊盘(未图示)也可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d接合(bonding)。例如,与多个信号传递布线271a、271b和连接布线272连接的柔性电路板27上的多个焊盘(未图示)以及多个焊盘243a、243b、243c、243d可以通过各向异性导电膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)以外部引线接合(OLB;Outer Lead Bonding)方式连接。
除此以外,还可以使用用于多个焊盘(未图示)和多个焊盘243a、243b、243c、243d的电连接以及物理连接的各种连接方法。
柔性电路板27包括位于基板的一面上的多个信号传递布线271a、271b和位于另一面上的连接布线272。这种布线271a、271b、272可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷而成。用于在柔性电路板27上配置布线271a、271b、272的方式不限于上述说明。此外,上述对信号传递布线271a、271b和连接布线272分别位于一个基板的两个面的情况进行了说明,但也可以分别位于不同的基板,并不限于此。
信号传递布线271a分别将与第1子天线环241a连接的焊盘243a和线圈驱动器263连接起来,信号传递布线271b将与第2子天线环241b连接的焊盘243d和线圈驱动器263连接起来。
连接布线272将与第1子天线环241a连接的焊盘243b和与第2子天线环241b连接的焊盘243c相互连接起来。即,第1子天线环241a和第2子天线环241b通过位于柔性电路板27的连接布线272相互电连接。因此,通过信号传递布线271a从线圈驱动器263向焊盘243a引入的电流按照第1子天线环241a、焊盘243b、连接布线272、焊盘243c、第2子天线环241b、焊盘243d以及信号传递布线271b的顺序流动。
即,根据一个实施方式的天线模块,并未在基底膜242上将布线形成为螺旋形图案而却具有与形成为螺旋形图案的天线环实质上相同的效果。这样的天线模块由于布线全部形成在视窗22的一面上,因而具有节省制造费用并且实现触摸屏20薄型化、小型化的效果。
图82以及图83是示出根据一个实施方式的天线模块以及包括其的电子设备的局部的图。
在图82以及图83示出了在触摸传感器261为on-cell(外挂式)类型触摸传感器的情况下,包括与触摸电极层21位于相同的层的天线环241的环形线圈264。
如图82以及图83所示,环形线圈264包括位于触摸电极层21的天线环241和位于显示面板251的下方的铁氧体片材25。
图83是沿着图82的B-B'线剖切的剖视图。如图83所示,在显示面板251的密封基板23上部,天线环241a、241b和触摸电极层21位于相同的层。天线环241a、241b可以由与触摸电极层21的第1触摸电极以及第2触摸电极相同的物质制成。例如,天线环241a、241b可以由诸如ITO、石墨烯、银纳米线等呈现高透过率、低阻抗的导体材料形成。然而,天线环241a、241b可以位于与触摸电极层21不同的层,可以由与第1触摸电极以及第2触摸电极不同的物质制成。
多个子天线环241a、241b各自在密封基板23的一面上相互隔开,不直接接触。第1子天线环241a的一端与多个焊盘中对应的一个焊盘243a连接,另一端与对应的另一焊盘243b连接。第2子天线环241b的一端与多个焊盘中对应的一个焊盘243c连接,另一端与对应的另一焊盘243d连接。另一方面,第1触摸电极以及第2触摸电极连接于焊盘243e。
多个子天线环241a、241b可以是各自具有沿着显示区域DP的分界延伸的形态的导电性布线。虽然示出多个子天线环241a、241b各自整体为矩形形态的情况,但可以具有圆形、椭圆形、多边形、角部为弧形的多边形等形态,并不限于此。
此外,第1子天线环241a位于第2子天线环241b的外部轮廓。第1子天线环241a可以具有沿着第2子天线环241b的外围延伸的形态。相邻的第1子天线环241a和第2子天线环241b相互隔开的最短距离在密封基板23的一面上可以相同,但并不限于此。第1子天线环241a和第2子天线环241b可以是宽度相同的布线,但并不限于此。第1子天线环241a和第2子天线环241b可以由相同的物质制造,但并不限于此。
柔性电路板27可以与密封基板23的多个焊盘243a、243b、243c、243d连接。
与多个信号传递布线271a、271b和连接布线272连接的柔性电路板27的多个焊盘(未图示)可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d电连接。多个焊盘(未图示)可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d接合(bonding)。例如,多个焊盘(未图示)和多个焊盘243a、243b、243c、243d可以通过各向异性导电膜(ACF)等以外部引线接合(OLB)方式连接。
除此以外,可以使用用于多个焊盘(未图示)与多个焊盘243a、243b、243c、243d的电连接以及物理连接的各种连接方法。
柔性电路板27包括位于基板的一面上的多个信号传递布线271a、271b和位于另一面上的连接布线272。这样的布线271a、271b、272可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷而成。用于将布线271a、271b、272配置于柔性电路板27上的方式不限于上述说明。此外,以上对信号传递布线271a、271b和连接布线272分别位于一个基板的两面的情况进行了说明,但也可以分别位于不同的基板,并不限于此。
信号传递布线271a分别将与第1子天线环241a连接的焊盘243a和线圈驱动器263连接起来,信号传递布线271b将与第2子天线环241b连接的焊盘243d和线圈驱动器263连接起来。
连接布线272将与第1子天线环241a连接的焊盘243b和与第2子天线环241b连接的焊盘243c相互连接起来。即,第1子天线环241a和第2子天线环241b通过位于柔性电路板27的连接布线272相互电连接。因此,从线圈驱动器263通过信号传递布线271a向焊盘243a引入的电流按照第1子天线环241a、焊盘243b、连接布线272、焊盘243c、第2子天线环241b、焊盘243d以及信号传递布线271b的顺序流动。
即,根据一个实施方式的天线模块,未在密封基板23上将布线形成为螺旋形图案,也具有与形成为螺旋形图案的天线环实质上相同的效果。这样的天线模块由于布线全部形成在密封基板23的一面上,因而具有节省制造费用且触摸屏20薄型化、小型化的效果。
图84以及图85是示出根据一个实施方式的天线模块以及包括其的电子设备的一部分的图。在图84以及图85中示出了触摸传感器261实现为in-cell(内嵌式)类型触摸传感器的情况下,包括位于与触摸电极层21相同的层的天线环241的环形线圈264。
如图84以及图85所示,环形线圈264包括位于触摸电极层21的天线环241和位于显示面板251的下方的铁氧体片材25。
图85是沿着图84的C-C'线剖切的剖视图。如图85所示,在显示面板251的彩色滤光器基板23与显示面板251的TFT基板之间,天线环241a、241b和触摸电极层21可以位于相同的层。触摸电极层21以及天线环241a、241b可以全部位于彩色滤光器基板23的上下部。
天线环241a、241b可以由与触摸电极层21的第1触摸电极以及第2触摸电极相同的物质制成。例如,天线环241a、241b可以由诸如ITO、石墨烯、银纳米线等呈现出高透过率、低阻抗的导体材料形成。然而,天线环241a、241b可以位于与触摸电极层21不同的层,可以由与第1触摸电极以及第2触摸电极不同的物质制成。
多个子天线环241a、241b分别在彩色滤光器基板23的一面上相互隔开,不直接接触。第1子天线环241a的一端与多个焊盘中对应的一个焊盘243a连接,另一端与对应的另一焊盘243b连接。第2子天线环241b的一端与多个焊盘中对应的一个焊盘243c连接,另一端与对应的另一焊盘243d连接。另一方面,第1触摸电极以及第2触摸电极与焊盘243e连接。
多个子天线环241a、241b可以是各自具有沿着显示区域DP的分界延伸的形态的导电性布线。虽然示出多个子天线环241a、241b各自整体为矩形形态的情况,但可以具有圆形、椭圆形、多边形、角部为弧形的多边形等形态,并不限于此。
此外,第1子天线环241a位于第2子天线环241b的外部轮廓。第1子天线环241a可以具有沿着第2子天线环241b的外围延伸的形态。相邻的第1子天线环241a和第2子天线环241b相互隔开的最短距离在彩色滤光器基板23的一面上可以相同,但并不限于此。第1子天线环241a和第2子天线环241b可以是宽度相同的布线,但并不限于此。第1子天线环241a和第2子天线环241b可以由相同的物质制成,但并不限于此。
柔性电路板27可以与彩色滤光器基板23的多个焊盘243a、243b、243c、243d连接。
与多个信号传递布线271a、271b和连接布线272连接的柔性电路板27的多个焊盘(未图示)可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d电连接。多个焊盘(未图示)可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d接合(bonding)。例如,多个焊盘(未图示)和多个焊盘243a、243b、243c、243d可以通过各向异性导电膜(ACF)等以外部引线接合(OLB)方式连接。
除此以外,还可以使用用于多个焊盘(未图示)和多个焊盘243a、243b、243c、243d的电连接以及物理连接的各种连接方法。
柔性电路板27包括位于基板的一面上的多个信号传递布线271a、271b和位于另一面上的连接布线272。这样的布线271a、271b、272可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷而成。用于将布线271a、271b、272位于柔性电路板27上的方式不限于上述说明。此外,以上对信号传递布线271a、271b和连接布线272分别位于一个基板的两面的情况进行了说明,但也可以分别位于不同的基板,并不限于此。
信号传递布线271a各自可以将将与第1子天线环241a连接的焊盘243a和线圈驱动器263连接起来,信号传递布线271b将与第2子天线环241b连接的焊盘243d和线圈驱动器263连接起来。
连接布线272将与第1子天线环241a连接的焊盘243b和与第2子天线环241b连接的焊盘243c相互连接起来。即,第1子天线环241a和第2子天线环241b通过位于柔性电路板27的连接布线272相互电连接。因此,从线圈驱动器263通过信号传递布线271向焊盘243a引入的电流按照第1子天线环241a、焊盘243b、连接布线272、焊盘243c、第2子天线环241b、焊盘243d以及信号传递布线271b的顺序流动。
即,根据一个实施方式及的天线模块,未在彩色滤光器基板23上将布线形成为螺旋形图案也具有与形成为螺旋形图案的天线环实质上相同的效果。这样的天线模块由于布线全部形成在彩色滤光器基板23的一面上,因而具有节省制造费用并且触摸屏20薄型化、小型化的效果。
图86至图88是示出根据一个实施方式的天线模块以及包括其的电子设备的一部分的图。
如图86所示,多个子天线环241a、241b位于基底膜242上。天线环241可以由诸如ITO、石墨烯、银纳米线等呈现出高透过率、低阻抗的导体材料形成。
图87是沿着图86的A-A'线剖切的剖视图。如图87所示,示出了多个子天线环241a、241b位于与铁氧体片材25隔开的基底膜242上的一面的情况,但并不限于此。
多个子天线环241a、241b分别在基底膜242的一面上相互隔开,不直接接触。第1子天线环241a的一端与多个焊盘中对应的一个焊盘243a连接,另一端与对应的另一焊盘243b连接。第2子天线环241b的一端与多个焊盘中对应的一个焊盘243c连接,另一端与对应的另一焊盘243d连接。
多个子天线环241a、241b可以是各自具有沿着显示区域DP的分界延伸的形态的导电性布线。虽然示出多个子天线环241a、241b各自整体为矩形形态的情况,但可以具有圆形、椭圆形、多边形、角部为弧形的多边形等形态,并不限于此。
此外,第1子天线环241a位于第2子天线环241b的外部轮廓。第1子天线环241a可以具有沿着第2子天线环241b的外围延伸的形态。相邻的第1子天线环241a和第2子天线环241b相互隔开的最短距离在基底膜242的一面上可以相同,但并不限于此。第1子天线环241a和第2子天线环241b可以是宽度相同的布线,但并不限于此。第1子天线环241a和第2子天线环241b可以由相同的物质制成,并不限于此。
柔性电路板27可以与基底膜242的多个焊盘243a、243b、243c、243d连接。柔性电路板27可以是柔性印刷电路板(FPCB:flexible printed circuit board)。在柔性电路板27安装有线圈驱动器263。
柔性电路板27可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d电连接。作为一个例子,与多个信号传递布线271a、271b和连接布线272连接的柔性电路板27上的多个焊盘(未图示)可以通过连接器26与多个焊盘243a、243b、243c、243d耦合。连接器26可以是ZIF连接器(zeroinsertion force connector,零插拔力连接器)、BTB连接器(board-to-board connector,板对板连接器)等,但并不限于此。可以通过在基板24形成连接器26的插座,并在连接器26的插座插入柔性电路板27使得多个焊盘(未图示)和多个焊盘243a、243b、243c、243d相互电连接。
作为另一例,柔性电路板27的多个焊盘(未图示)也可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d接合(bonding)。例如,与多个信号传递布线271a、271b和连接布线272连接的柔性电路板27上的多个焊盘(未图示)和多个焊盘243a、243b、243c、243d可以通过各向异性导电膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)以外部引线接合(OLB;Outer Lead Bonding)方式连接。
除此以外,还可以使用用于柔性电路板27的多个焊盘(未图示)和多个焊盘243a、243b、243c、243d电连接以及物理连接的各种连接方法。
柔性电路板27包括位于基板的一面上的多个信号传递布线271a、271b和位于另一面上的连接布线272。这样的布线271a、271b、272可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷而成。用于将布线271a、271b、272位于柔性电路板27上的方式不限于上述说明。此外,以上对信号传递布线271a、271b和连接布线272分别位于一个基板的两面的情况进行了说明,但也可以分别位于不同的基板,并不限于此。
信号传递布线271a各自将与第1子天线环241a连接的焊盘243a和线圈驱动器263连接起来,信号传递布线271b将与第2子天线环241b连接的焊盘243d和线圈驱动器263连接起来。
连接布线272将与第1子天线环241a连接的焊盘243b和与第2子天线环241b连接的焊盘243c相互连接起来。即,第1子天线环241a和第2子天线环241b通过位于柔性电路板27的连接布线272相互电连接。因此,从线圈驱动器263通过信号传递布线271a向焊盘243a引入的电流按照第1子天线环241a、焊盘243b、连接布线272、焊盘243c、第2子天线环241b、焊盘243d以及信号传递布线271b的顺序流动。
即,根据一个实施方式的天线模块,未在基底膜242上将布线形成为螺旋形图案也具有与形成为螺旋形图案的天线环实质上相同的效果。这样的天线模块由于布线全部形成在基底膜242的一面上,因而能够在另一面上形成铜箔层,由此具有节省制造费用并且触摸屏20薄型化、小型化的效果。
在上述说明中,对使用两个子天线环实现螺旋形图案的例子进行了说明,但根据设计,也可以通过形成在柔性电路板27的多层基板的连接布线272连接各子天线环,以使用三个以上的子天线环实现螺旋形图案。
如图88所示,多个天线环可以位于触摸屏20。第1子天线环241a、连接布线272a以及第2子天线环241b形成螺旋形图案的第1天线环。第3子天线环241c、连接布线272b以及第4子天线环241d形成螺旋形图案的第2天线环。第1天线环和第2天线环沿y轴方向上相互隔开。其中,铁氧体片材25可分别配置于第1天线环所在的区域和第2天线环所在的区域。
线圈驱动器263可以向第1天线环和第2天线环施加具有相同或类似的相位的驱动信号,或可以施加具有相反相位的驱动信号,或可以选择性地驱动。
图89以及图90是示出根据一个实施方式的天线模块以及包括其的电子设备的一部分的图。
如图89以及图90所示,环形线圈264包括位于显示面板251下方的天线环241a、241b以及位于天线环241a、241b和显示面板251的下方的铁氧体片材25。
图90是沿着图89的D-D'线剖切的剖视图。如图90所示,天线环241a、241b可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷在显示面板251上,用于将天线环241a、241b配置于显示面板251上的方式不限于上述说明。
多个子天线环241a、241b分别在显示面板251的一面上相互隔开,不直接接触。第1子天线环241a的一端与多个焊盘中对应的一个焊盘243a连接,另一端与对应的另一焊盘243b连接。第2子天线环241b的一端与多个焊盘中对应的一个焊盘243c连接,另一端与对应的另一焊盘243d连接。多个焊盘243a、243b、243c、243d可以形成在显示面板251的一面上。
多个子天线环241a、241b可以是各自具有沿着显示区域DP的分界延伸的形态的导电性布线。虽然示出多个子天线环241a、241b各自整体为矩形形态的情况,但可以具有圆形、椭圆形、多边形、角部为弧形的多边形等形态,并不限于此。
此外,第1子天线环241a位于第2子天线环241b的外部轮廓。第1子天线环241a可以具有沿着第2子天线环241b的外围延伸的形态。相邻的第1子天线环241a和第2子天线环241b相互隔开的最短距离在显示面板251的一面上可以相同,但并不限于此。第1子天线环241a和第2子天线环241b可以是宽度相同的布线,但并不限于此。第1子天线环241a和第2子天线环241b可以由相同的物质制成,但并不限于此。
柔性电路板27可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d连接。柔性电路板27可以是柔性印刷电路板(FPCB)或覆晶薄膜(COF)。由于在柔性电路板27安装有线圈驱动器263,因而以下以柔性电路板27是覆晶薄膜(COF)为基准进行说明。
柔性电路板27可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d电连接。作为一个例子,与多个信号传递布线271a、271b和连接布线272连接的柔性电路板27上的多个焊盘(未图示)可以通过连接器26与多个焊盘243a、243b、243c、243d耦合。连接器26可以是ZIF连接器(zeroinsertion force connector,零插拔力连接器)、BTB连接器(board-to-board connector,板对板连接器)等,但并不限于此。可以通过在显示面板251形成连接器26的插座,并在连接器26的插座插入柔性电路板27将多个焊盘(未图示)和多个焊盘243a、243b、243c、243d相互电连接。
作为另一例,柔性电路板27的多个焊盘(未图示)可以与多个焊盘243a、243b、243c、243d接合(bonding)。例如,与多个信号传递布线271a、271b和连接布线272连接的柔性电路板27上的多个焊盘(未图示)和多个焊盘243a、243b、243c、243d可以通过各向异性导电膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)以外部引线接合(OLB;Outer Lead Bonding)方式连接。
除此以外,还可以使用用于多个焊盘(未图示)和多个焊盘243a、243b、243c、243d电连接及物理连接的各种连接方法。
柔性电路板27包括位于基板的一面上的多个信号传递布线271a、271b和位于另一面上的连接布线272。这样的布线271a、271b、272可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷而成。用于将布线271a、271b、272配置于柔性电路板27上的方式不限于上述说明。此外,以上对信号传递布线271a、271b和连接布线272分别位于一个基板的两面的情况进行了说明,但也可以分别位于不同的基板,并不限于此。
信号传递布线271a各自将与第1子天线环241a连接的焊盘243a和线圈驱动器263连接起来,信号传递布线271b将与第2子天线环241b连接的焊盘243d和线圈驱动器263连接起来。
连接布线272将与第1子天线环241a连接的焊盘243b和与第2子天线环241b连接的焊盘243c相互连接起来。即,第1子天线环241a和第2子天线环241b通过位于柔性电路板27的连接布线272相互电连接。因此,从线圈驱动器263通过信号传递布线271a向焊盘243a引入的电流按照第1子天线环241a、焊盘243b、连接布线272、焊盘243c、第2子天线环241b、焊盘243d以及信号传递布线271b的顺序流动。
即,根据一个实施方式的天线模块,未在基底膜242上将布线形成为螺旋形图案也能够具有与形成为螺旋形图案的天线环实质上相同的效果。这样的天线模块由于天线环布线全部形成在显示面板251的下表面上,因而具有节省制造费用且触摸屏20薄型化、小型化的效果。
参照图91以及图92说明对可折叠电子设备使用现有方式的触控笔、例如EMR方式的笔的情况。
图91以及图92是例示对可折叠电子设备使用根据现有方式的触控笔的情况的图。在此说明的可折叠电子设备可以具有图91所图示的展开状态(flat state)或非折叠状态(unfolded state)、图92所图示的折叠状态(folded state)以及展开状态与折叠状态之间的中间状态(intermediate state)。在此,只要未特别区分进行说明,则“折叠状态(foldedstate)”是指“完全折叠状态(fully folded state)”。
如图91所示,是被动触控笔中的EMR(Electro-Magnetic Resonance,电磁共振)方式的笔的情况下,数字转换器(digitizer)33向EMR触控笔30传递电磁信号B1之后,数字转换器33从EMR触控笔30接收共振信号B2。
数字转换器33可以贴附在显示面板251下方,包括形成有多个导电性的天线环的FPCB(Flexible Printed Circuit Board,柔性印刷电路板)34和阻断由天线环生成的磁场的铁氧体片材(ferrite sheet)35。
在FPCB 34中,用于感测输入共振信号的位置的多个天线环构成为多个层。一个天线环具有与至少一个其他天线环沿Z轴方向重叠的形态。因此FPCB 34的厚度较厚。
如图92所示,当可折叠电子设备2以折叠轴AXIS_F为基准折叠时,贴附于发生折叠的区域(以下,折叠区域)FA的FPCB 34可发生变形。反复折叠会对形成天线环的布线构件施加应力,结果可能导致布线构件的损伤。在折叠状态(folded state)下,折叠区域FA可形成为至少一部分具有预定的曲率的曲面。
铁氧体片材35阻断由天线环产生的磁场对可折叠电子设备2内部造成的影响。铁氧体片材35的厚度也较厚,在可折叠电子设备2发生折叠时容易产生变形,可能由于反复折叠而受损。
因此,难以对可折叠电子设备2应用EMR方式的触控笔30。此外,在EMR方式的情况下,由于仅通过数字转换器34收发信号,因而存在不能同时执行信号发送B1和信号接收B2,必须分时间分别执行信号发送和信号接收的问题。
图93以及图94是示出根据一个实施方式的可折叠电子设备的图。
可折叠电子设备的触摸屏20包括显示面板251、显示面板251上的触摸传感器261以及显示面板251下方的环形线圈264。
触摸传感器261可以包括基板23、基板上的触摸电极层21以及触摸电极层21上的视窗22。
基板23可以是显示面板251的密封基板或显示面板251的彩色滤光器基板,其优选由透明材质构成。
触摸电极层21可以包括用于检测第1方向的触摸坐标的多个第1触摸电极和用于检测与第1方向交叉的第2方向的触摸坐标的多个第2触摸电极。
在图93中,将触摸电极层21图示为一个层,但第1触摸电极和第2触摸电极也可以分别位于不同的层,也可以相互重叠配置,还可以不相互重叠地配置,也可以在第1触摸电极与第2触摸电极之间介入另外的层,并不限于此。
视窗22可以位于触摸电极层21上。触摸电极层21、导电性尖端11和视窗22可以形成电容。因此,触控笔10生成的信号(共振信号或主动触摸信号)可以通过上述电容传递到触摸电极层21。
环形线圈264可以包括天线环所在的基板24以及铁氧体片材25。如以下图中所示,天线环除了位于基板24以外还可以与触摸电极层21位于相同的层,或位于视窗22下方,在该情况下基板24可以不包含于环形线圈264。
基板24可以贴附于显示面板251的后面。基板24可以位于显示面板261背面的包括折叠区域FA的区域。基板24可以是单面FPCB(single side FPCB)、双面FPCB(double sideFPCB)或多层PCB(multilayer FPCB),但优选单面FPCB或双面FPCB。因此,具有即使折叠区域FA以折叠轴AXIS_F为基准弯曲也能减小基板24由于施加到基板24的力而损伤的风险的效果。
基板24可以包括具有可挠性(flexible)的基底膜。基底膜可以由聚酰亚胺树脂、环氧系树脂或具有可挠性的公知的其他材料构成。在基底膜上可以形成有由至少一个布线形成的至少一个天线环。
天线环作为导电性布线形成于基板24。例如,天线环可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷在基板24上。用于将天线环位于基板24上的方式不限于上述说明。
铁氧体片材25可以在XY平面上位于除折叠区域FA以外的区域。在此,除折叠区域FA以外的区域是指可折叠电子设备2为折叠状态时作用于铁氧体片材25的力不会损伤铁氧体片材25的区域,并不意味着铁氧体片材25完全不位于折叠区域FA。例如,铁氧体片材25即便位于折叠区域FA中的一部分,若可折叠电子设备2在折叠状态和展开状态之间反复变形时铁氧体片材25不受损,这也相当于除折叠区域FA以外的区域。从而具有即使折叠区域FA以折叠轴AXIS_F为基准弯曲也能减小铁氧体片材25受损风险的效果。
在环形线圈264向触控笔10传递电磁信号B1之后,触摸传感器261从触控笔10接收共振信号E1。
触控笔10的共振电路部12能够与环形线圈264相互共振,在共振电路部12的电感器与环形线圈264之间发生的相互共振的程度受到互感的影响。或者,共振电路部12能够针对由环形线圈264产生的磁场进行共振。后续参照图95至图100对此进行说明。
在图91至图94中,示出了天线环241具有在显示区域DP内部沿着显示区域DP的分界延伸的形态,但天线环241也可以位于显示区域DP外部。此外,天线环241可以被配置成与位于触摸传感器层21的触摸电极在XY平面上不重叠,围住配置有触摸电极的区域的外围。
如图95的(a)所示,天线环241可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷在视窗22上,或通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷于片材(sheet)并贴附于视窗22,用于使天线环241位于视窗22上的方式不限于上述说明。
铁氧体片材25除贴附于显示面板261背面并且位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域的第1片材25a以及贴附于显示面板261背面并且位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域的第2片材25b以外,还包括位于长边LS1侧并且位于贴附于视窗22的天线环241下方的第3片材25c以及位于长边LS2侧并且位于贴附于视窗22的天线环241下方的第3片材25d。
接下来,图96是示出在on-cell(外挂式)类型触摸传感器的情况下,包括与触摸电极层21位于相同的层的天线环241的环形线圈264的图,图97是示出在in-cell(内嵌式)类型触摸传感器的情况下,包括与触摸电极层21位于相同的层的天线环241的环形线圈264的图。
天线环241也可以由与触摸电极层21的第1触摸电极以及第2触摸电极相同的物质制成。然而,天线环241也可以与触摸电极层21分别位于不同的层,并且可以由与第1触摸电极以及第2触摸电极不同的物质制成。
如图96的(a)以及图97的(a)所示,环形线圈264包括位于触摸电极层21的天线环241和位于显示面板251的下方的铁氧体片材25。
如图96的(b)所示,在显示面板251的密封基板23上,天线环241和触摸电极层21位于相同的层。
天线环241可以是具有沿着显示区域DP的分界延伸的形态的导电性布线。天线环241可以与铁氧体片材25所在的区域在XY平面上重叠。
铁氧体片材25可以包括位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域的第1片材25a以及位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域的第2片材25b。铁氧体片材25除两个片材以外还可以包括多个片材,在该情况下,铁氧体片材25也是位于显示面板261背面的除折叠区域FA以外的区域。
如图97的(b)所示,显示面板251包括触摸电极层21以及环形线圈264。即,基板23可以是显示面板251的彩色滤光器基板,触摸电极层21以及天线环241可以位于彩色滤光器基板23和显示面板251的TFT基板之间。或者,触摸电极层21以及天线环241可以全部位于彩色滤光器基板23的上下部。
天线环241可以是具有沿着显示区域DP的分界延伸的形态的导电性布线。天线环241可以与铁氧体片材25所在的区域在XY平面上重叠。
铁氧体片材25可以包括位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域的第1片材25a以及位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域的第2片材25b。铁氧体片材25除两个片材以外,还可以包括多个片材,在该情况下,铁氧体片材25也是位于显示面板261背面的除折叠区域FA以外的区域。
如图98的(a)所示,环形线圈264位于显示面板251的下方。环形线圈264包括基板24以及铁氧体片材25。基板24包括基底膜242以及天线环241。
如图98的(b)所示,天线环241可以是具有沿着显示区域DP的分界延伸的形态的导电性布线。虽然示出天线环241整体上为矩形形态的情况,但也可以具有圆形、椭圆形、多边形、角部为圆弧的多边形等形态,并不限于此。此外,天线环241可以由诸如ITO、石墨烯、银纳米线等表现出高透过率、低阻抗的导体材料形成。天线环241可以与铁氧体片材25所在的区域在XY平面上重叠。
铁氧体片材25可以包括位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域的第1片材25a以及位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域的第2片材25b。铁氧体片材25除两个片材以外还可以包括多个片材,在该情况下,铁氧体片材25也是位于显示面板261背面的除折叠区域FA以外的区域。
如图99的(a)所示,天线环241可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法直接印刷在显示面板251的基板上。用于在显示面板251的基板直接形成天线环241的方式不限于上述说明。
如图99的(b)所示,铁氧体片材25可以包括位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域的第1片材25a以及位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域的第2片材25b。铁氧体片材25除两个片材以外还可以包括多个片材,在该情况下,铁氧体片材25也是位于显示面板261背面的除折叠区域FA以外的区域。
天线环241可以是具有沿着显示区域DP的分界延伸的形态的导电性布线。虽然示出天线环241整体上为矩形形态的情况,但也可以具有圆形、椭圆形、多边形、角部为弧形的多边形等形态,并不限于此。此外,天线环241可以由诸如ITO、石墨烯、银、纳米线等表现出高透过率、低阻抗的导体材料形成。天线环241可以与铁氧体片材25所在的区域在XY平面上重叠。
如图100的(a)所示,环形线圈264位于显示面板251的下方。环形线圈264包括基板24以及铁氧体片材25。基板24包括基底膜242以及天线环241a、241b。
如图100的(b)所示,铁氧体片材25可以包括位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域的第1片材25a以及位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域的第2片材25b。铁氧体片材25除两个片材以外还可以包括多个片材,在该情况下,铁氧体片材25也是位于显示面板261背面的除折叠区域FA以外的区域。
天线环241a可以是具有沿着长边LS1侧显示区域DP与折叠区域FA的分界延伸的形态的导电性布线,天线环241b可以是具有沿着长边LS2侧显示区域DP与折叠区域FA的分界延伸的形态的导电性布线。天线环241a可以与第1片材25a所在的区域在XY平面上重叠,天线环241b可以与第2片材25b所在的区域在XY平面上重叠。
图101是示出根据一个实施方式的环形线圈的驱动信号和触控笔的共振信号的图。
如图101所示,线圈驱动器263可以向环形线圈264施加驱动信号D_264。驱动信号D_264可以是具有预定频率、即与触控笔10的共振电路部12的共振频率对应的频率,并且在第1电平IH与第2电平IL之间振荡的交流电流,但并不限于此。这种情况下,共振电路部12通过由环形线圈264通过驱动信号D_264生成的磁场发生共振。由共振电路部12共振得到的信号通过与触摸传感器261形成的电容传递到触摸传感器261,多个第1触摸电极111和多个第2触摸电极121处可接收到由触控笔10引起的感测信号。
接下来参照图102至图113对根据本公开的另一实施方式的可折叠电子设备以及驱动方法进行说明。
图102以及图103是示出根据另一实施方式的可折叠电子设备的图。相较于之前说明的可折叠电子设备,除了基板24在XY平面上位于除折叠区域FA以外的区域以外其余相同,因而省略说明。
参照图102,环形线圈264可以包括天线环所在的基板24以及铁氧体片材25。如以下在图104至图107中所述,天线环除基板24以外还可以与触摸电极层21位于相同的层,在该情况下,基板24也可以不包含于环形线圈264。
环形线圈264可以在XY平面上位于除折叠区域FA以外的区域。环形线圈261可以包括至少两个子环形线圈24a、24b。子环形线圈24a可以位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域,子环形线圈24b可以位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域。可以向两个子环形线圈24a、24b施加具有相同或相近的相位的驱动信号,或施加具有相反相位的驱动信号,或可选择性地进行驱动。
由此,具有即使折叠区域FA以折叠轴AXIS_F为基准弯曲也能进一步减小环形线圈264的受损风险的效果。
图104至图107是示出根据另一实施方式的若干形态的触摸面板和环形线圈的配置形态的图。
如图104的(a)所示,环形线圈264位于显示面板251的下方。环形线圈264包括多个基板24a、24b以及铁氧体片材25。
基板24a包括基底膜242a以及天线环241a,基板24b包括基底膜242b以及天线环241b。基板24a可以位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域,基板24b可以位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域。图104的基板24a、24b可以是FPCB或刚性(rigid)PCB。
如图104的(b)所示,铁氧体片材25可包括位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域的第1片材25a以及位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域的第2片材25b。铁氧体片材25除两个片材以外还可以包括多个片材,在该情况下,铁氧体片材25也是位于显示面板261背面的除折叠区域FA以外的区域。
基板24a的天线环241a可以是具有沿着长边LS1侧显示区域DP与折叠区域FA的分界延伸的形态的导电性布线,基板24b的天线环241b可以是具有沿着长边LS2侧显示区域DP与折叠区域FA的分界延伸的形态的导电性布线。天线环241a可以与第1片材25a所在的区域在XY平面上重叠,天线环241b可以与第2片材25b所在的区域在XY平面上重叠。
如图105的(a)所示,天线环241a、241b可以通过光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法直接印刷在显示面板251的基板上。用于在显示面板251的基板直接形成天线环241a、241b的方式不限于上述说明。
如图105的(b)所示,铁氧体片材25可以包括位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域的第1片材25a以及位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域的第2片材25b。铁氧体片材25除两个片材以外还可以包括多个片材,在该情况下,铁氧体片材25也是位于显示面板261背面的除折叠区域FA以外的区域。
天线环241a可以是具有沿着长边LS1侧显示区域DP与折叠区域FA的分界延伸的形态的导电性布线,天线环241b可以是具有沿着长边LS2侧显示区域DP与折叠区域FA的分界延伸的形态的导电性布线。天线环241a可以与第1片材25a所在的区域在XY平面上重叠,天线环241b可以与第2片材25b所在的区域在XY平面上重叠。
接下来,图106是示出在on-cell(外挂式)类型触摸传感器的情况下,包括与触摸电极层21位于相同的层的天线环241的环形线圈264的图,图107是示出在in-cell(内嵌式)类型触摸传感器的情况下,包括与触摸电极层21位于相同的层的天线环241的环形线圈264的图。
天线环241也可以由与触摸电极层21的第1触摸电极以及第2触摸电极相同的物质制成。然而,天线环241可以与触摸电极层21位于不同的层,并且可以由与第1触摸电极以及第2触摸电极不同的物质制成。
如图106的(a)以及图107的(a)所示,环形线圈264包括位于触摸电极层21的天线环241和位于显示面板251的下方的铁氧体片材25。
如图106的(b)所示,在显示面板251的密封基板23上,天线环241和触摸电极层21位于相同的层。
天线环241a可以是具有沿着长边LS1侧显示区域DP与折叠区域FA的分界延伸的形态的导电性布线,天线环241b可以是具有沿着长边LS2侧显示区域DP与折叠区域FA的分界延伸的形态的导电性布线。天线环241a可以与第1片材25a所在的区域在XY平面上重叠,天线环241b可以与第2片材25b所在的区域在XY平面上重叠。
铁氧体片材25可以包括位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域的第1片材25a以及位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域的第2片材25b。铁氧体片材25除两个片材以外还可以包括多个片材,在该情况下,铁氧体片材25也是位于显示面板261背面的除折叠区域FA以外的区域。
如图107的(b)所示,显示面板251包括触摸电极层21以及环形线圈264。即,基板23可以是显示面板251的彩色滤光器基板,触摸电极层21以及天线环241可以位于彩色滤光器基板23与显示面板251的TFT基板之间。或者,触摸电极层21以及天线环241可以全部位于彩色滤光器基板23的上下部。
天线环241a可以是具有沿着长边LS1侧显示区域DP与折叠区域FA的分界延伸的形态的导电性布线,天线环241b可以是具有沿着长边LS2侧显示区域DP与折叠区域FA的分界延伸的形态的导电性布线。天线环241a可以与第1片材25a所在的区域在XY平面上重叠,天线环241b可以与第2片材25b所在的区域在XY平面上重叠。
铁氧体片材25可以包括位于折叠区域FA与长边LS1之间的区域的第1片材25a以及位于折叠区域FA与长边LS2之间的区域的第2片材25b。铁氧体片材25除两个片材以外还可以包括多个片材,在该情况下,铁氧体片材25也是位于显示面板261背面的除折叠区域FA以外的区域。
在图104至图106中,虽然示出天线环241a、241b具有沿着显示区域DP与折叠区域FA的分界延伸的形态,但天线环241a、241b还可以位于显示区域DP外部。此外,天线环241也可以不与位于触摸传感器层21的触摸电极在XY平面上重叠,而是配置为围住配置有触摸电极的区域的外围。
图108是示出触控笔接近根据一个实施方式的可折叠电子设备的若干位置的情况的图,图109是示出与触控笔的位置相关的环形线圈的驱动信号和触控笔的共振信号的图。
如图108的(a)以及(c)所示,在触控笔10位于在XY平面上环形线圈所覆盖的区域、即折叠区域FA与长边LS1之间的区域或折叠区域FA与长边LS2之间的区域的情况下,线圈驱动器263可以通过向各个天线环241a、241b施加驱动信号使共振电路部12共振。然而,如图108的(b)所示,在触控笔10位于在XY平面上环形线圈未覆盖的区域、即折叠区域FA的情况下,若向天线环241a、241b单独施加驱动信号,则由共振电路部12共振产生的信号衰减,由触摸传感器261检测到的触摸输入的接收灵敏度可能会下降。
因此,如图109所示,在触控笔10位于在XY平面上环形线圈未覆盖的区域的情况下,即,在(b)区间期间,线圈驱动器263向天线环241a、241b均施加相同或相似相位的驱动信号。其中,触控笔10的位置能够由触摸控制器262来判断,触摸控制器262可以在触控笔10进入到在XY平面上环线圈未覆盖的区域时,控制线圈驱动器263使得诸如(b)区间所述的驱动信号施加于各个天线环241a、241b。
图110至图112是简要示出被施加图109的驱动信号的情况下生成的磁场的图。
图110示出被施加诸如图109的(a)区间的驱动信号时的磁场Ba。通过流经环形线圈264a的电流I_264a,磁场Ba主要形成于在XY平面上环形线圈264a所覆盖的区域内,因而能够使触控笔10的共振电路12共振。
图111示出被施加诸如图109的(b)区间的驱动信号时的磁场Ba、Bb、Bc。通过流经环形线圈264a的电流I_264a以及流经环形线圈264b的电流I_264b,从而不仅在XY平面上环形线圈264a、264b所覆盖的区域内形成磁场Ba以及磁场Bc,而且XY平面上环形线圈264a、264b未覆盖的区域也形成磁场Bb,因而能够使触控笔10的共振电路12共振。
图112示出被施加诸如图109的(c)区间的驱动信号时的磁场Bc。通过流经环形线圈264b的电流I_264b,磁场Bc主要形成于在XY平面上环形线圈264b所覆盖的区域内,因而能够使触控笔10的共振电路12共振。
以下参照图113以及图114对根据一个实施例的触摸检测方法进行说明。
图113是示出根据一个实施例的触摸检测方法的流程图,图114是图113的触摸检测方法的变形例。图113以及图114的触摸检测方法可以由参照图1以及图2说明的电子设备执行。
参照图113,电子设备以第1触摸驱动模式驱动(S10)。第1触摸驱动模式是用于检测除触控笔10以外的其他触摸客体(例如,手指等)进行的触摸输入的模式。例如,第1触摸驱动模式可以是将用于检测除触控笔10以外的其他触摸客体进行的触摸输入的驱动信号施加于触摸传感器261的模式。
例如,在电子设备以第1模式驱动期间,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m输出驱动信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收触摸引起的感测信号。
控制部2624在触摸感测部260以第1触摸驱动模式驱动期间,基于从触摸传感器261接收到的感测信号获取触摸客体的第1触摸数据(S11)。在第1触摸驱动模式下获取到的第1触摸数据可以对应于由触控笔10以外的触摸客体(例如,用户的身体部位(手指,手掌等)、被动(passive)或主动(active)方式的触控笔)进行的触摸输入。即,第1触摸数据可以是对应于因触摸客体的触摸传感器261的触摸而引起的触摸电极的电容变化量、感测信号的变化量、ADC(analog to digital converter,模数转换器)(参见下述ADC部115、125)输出(或输出变化量)等的数据。
其中,如图114所示,控制部2624可以基于在电子设备以第1触摸驱动模式驱动期间获取到的感测信号的信号大小(或信号强度)是否超过第1临界值确定感测信号是否是有效触摸信号(S11),并使用被确定为有效触摸信号的感测信号获取包括触摸坐标、触摸面积等的第1触摸数据(S12)。
例如,若在电子设备以第1触摸驱动模式驱动期间接收到的感测信号的信号大小超过第1临界值,则控制部2624可以使用该感测信号计算触摸客体的触摸坐标信息。反之,若在以第1触摸驱动模式驱动期间接收到的感测信号的信号大小为第1临界值以下,则控制部2624将该感测信号从触摸坐标计算中除外。此外,例如,若在以第1触摸驱动模式驱动期间接收到的感测信号的信号大小超过第1临界值,则控制部2624可以使用该感测信号计算触摸面积。
在以第1触摸驱动模式驱动期间,由于触摸而发生的感测信号可以包括因用户的身体部位(手指,手掌等)的触摸而产生的第1感测信号、和触控笔10、被动方式的触控笔等的触摸而产生的第2感测信号中的至少一者。在上述S11步骤中,可以将第1临界值设定为第1感测信号被确定为有效触摸信号且第2感测信号被过滤。
若第1触摸驱动模式结束,则电子设备以第2触摸驱动模式驱动(S12)。第2触摸驱动模式是用于检测触控笔10的触摸输入的模式。其中,第2触摸驱动模式可以是将用于检测触控笔10的触摸输入的驱动信号施加于触摸传感器261,并接收响应于施加到触摸传感器261的驱动信号进行共振的触控笔10的共振信号的模式。
若电子设备以第2触摸驱动模式驱动,则第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622可以同时向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n施加驱动信号。
以上以为了在电子设备以第2触摸驱动模式驱动期间使触控笔10产生共振信号而有第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加驱动信号的情况为例子进行了说明,但也可以使得由第1驱动/接收部2620仅向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加驱动信号,或由第2驱动/接收部2622仅向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加驱动信号。在第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加驱动信号的情况下,假设施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的驱动信号和施加于多个第2触摸电极121-1至121-n的驱动信号的相位相同,并不限于此。此外,触控笔10的共振电路部12通过施加于多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n的驱动信号共振,由此产生的共振信号可以通过导电性尖端11传递到触摸传感器261。因而,第1驱动/接收部2620接收从多个第1触摸电极111-1至111-m传递过来的感测信号,第2驱动/接收部2622接收从多个第2触摸电极121-1至121-n传递归来的感测信号,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以对接收到的感测信号进行处理,并传递到控制部2624。
控制部2624在电子设备以第2触摸驱动模式驱动期间从触摸传感器261接收感测信号,基于接收到的感测信号获取包括触摸客体的触摸坐标等的第2触摸数据(S13)。在第2触摸驱动模式下获取的第2触摸数据可以与触控笔10的触摸输入对应。即,第2触摸数据是因触控笔10对触摸传感器261的触摸而引起的电容变化量、感测信号的变化量、ADC输出(或输出变化量)等数据化得到的。
其中,如图114所示,控制部2624基于在电子设备以第2触摸驱动模式驱动期间感测到的感测信号的信号大小是否超过第2临界值确定感测信号是否是有效触摸信号(S14)。可以使用被确定为有效触摸信号的感测信号获取第2触摸数据(S15)。
例如,若在电子设备以第2触摸驱动模式驱动期间获取到的感测信号的信号大小超过第2临界值,则控制部2624可以使用感测信号来计算触摸坐标。反之,若在以第2触摸驱动模式驱动期间接收到的感测信号的信号大小为第2临界值以下,则控制部2624将该感测信号从触摸坐标计算中除外。此外,若在第2区间获取到的感测信号的信号大小超过第2临界值,则控制部2624可以使用感测信号来计算触摸面积。
接下来,参照图115对在第1触摸驱动模式以及第2触摸驱动模式施加的驱动信号、触控笔10的共振信号进行说明。
图115是示出根据图113和图114的触摸检测方法的驱动信号的一个例子的波形图。在图115中,D_111以及D_121分别示出从第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622输出的驱动信号的一个例子。
参照图115,在电子设备的触摸感测部260以第1触摸驱动模式驱动的第1区间T1,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m输出驱动信号D_111。此外,若第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m输出驱动信号,则第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。此外,在电子设备的触摸感测部260以第1触摸驱动模式驱动的第1区间T1,第1驱动/接收部2620可以向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一种触摸电极输出驱动信号。
在电子设备的触摸感测部260以第2触摸驱动模式驱动的第2区间T2中的第1子区间T21,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加驱动信号D_111,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加驱动信号D_121。
在第1子区间T21,施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的驱动信号D_111以及施加于多个第2触摸电极121-1至121-n的驱动信号D_121的频率与触控笔10的共振频率对应。例如,在第1子区间T21期间,向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n输出的驱动信号D_111、D_121的频率可以是以500kHz为中心偏移量在25kHz以内的频率。
与此相反,在第1区间T1,向多个第1触摸电极111-1至111-m输出的驱动信号D_111的频率被设定为与触控笔10的共振频率不同。例如,在第1区间T1期间向多个第1触摸电极111-1至111-m输出的驱动信号D_111的频率可以被设定为150kHz左右。这样的驱动信号的频率设定只是例示,可以设定为与以上不同的值。
在电子设备的触摸感测部260以第2触摸驱动模式驱动的第2区间T2中的第2子区间T22,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622可从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。在第2子区间T22,在结束驱动信号施加之后,仍可以通过多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一者接收到通过触控笔10的共振电路部12输出的共振信号。
第2区间T2可以包括多个第1子区间T21和第2子区间T22。例如,在第2区间T2内,第1子区间T21和第2子区间T22的组合可以重复8次。
以上说明了第1区间T1之后存在第2区间T2的情况,但也可以是第2区间T2之后存在第1区间T1,第1区间T1和第2区间T2的时间长度可以在各个帧区间内分别发生变更,实施例的触摸感测部260的驱动方式并不限于此。
此外,以上以一个帧区间内包括一次第1区间T1以及第2区间T2的情况为例进行了说明,但一个帧区间内也可以包括多个第1区间T1以及多个第2区间T2。在该情况下,电子设备的触摸感测部260可以根据在以第1触摸驱动模式驱动的多个第1区间T1从触摸传感器261接收到的感测信号获取第1触摸数据,根据在以第2触摸驱动模式驱动的多个第2区间T2从触摸传感器261接收到的感测信号获取第2触摸数据。
此外,以上对第2子区间T22中第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622接收感测信号的情况进行了说明,但第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622也可以在第1子区间T21通过多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。
接下来,参照图116至图119对图113以及图114的触摸检测方法更具体地进行说明。
图116是示出根据图113以及图114的触摸检测方法的驱动信号和接收信号的一个例子的波形图,图117示出对图116的第1区间T1的感测信号进行处理的一个例子。图116以及图117假设第1触摸电极111-1、111-2和第2触摸电极121-1、121-2、121-3交叉的区域存在手指的触摸。
在图116中,向第1触摸电极111-1、111-2和第2触摸电极121-1、121-2、121-3施加的驱动信号D_111、D_121包括具有使能电平的电压VE和禁用电平的电压VD的频率信号。其中,也可以在第1区间T1向多个第1触摸电极111-1至111-m依次施加第1驱动信号D_111-1至D_111-m。第1驱动信号D_111-1至D_111-m可以是具有使能电平的电压VE和禁用电平的电压VD的脉冲信号。另一方面,在图116中,以驱动信号D_111、D_121为脉冲波形的频率信号的情况为例进行了图示,但驱动信号的波形并不限于此。
在第1区间T1,多个驱动信号D_111-1至D_111-m依次施加于多个第1触摸电极111-1至111-m。此外,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号R_121-1至R_121-n。
在第1区间T1,施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的驱动信号D_111-1至D_111-m是用于检测由除触控笔10以外的其他触摸客体进行的触摸输入的驱动信号。
第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号R_121-1至R_121-n。
第1驱动信号D_111-1至D_111-m作为用于检测由除触控笔10以外的其他触摸客体进行的触摸输入的驱动信号,不限于图116所图示的波形。在图116中,示出了向多个第1触摸电极111-1至111-m依次施加第1驱动信号D_111-1至D_111-m的情况,但也可以向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加具有不同频率(例如,具有相互正交(orthogonal)的关系的频率)的驱动信号。在该情况下,第2驱动/接收部2622可以从多个第2触摸电极121-1至121-n接收与触摸有关的感测信号,并使用不同频带的带通滤波器按第1触摸电极111-1至111-m分离感测信号。
如图117所示,在第1区间T1,来自第2触摸电极121-1的感测信号R_121-1被对应的放大部123-1放大后输出,来自第2触摸电极121-2的感测信号R_121-2被对应的放大部123-1放大后输出,来自第2触摸电极121-3的感测信号R_121-3被对应的放大部123-1放大后输出,来自第2触摸电极121-4的感测信号R_121-4可被对应的放大部123-1放大后输出。感测信号R_121-1、R_121-2、R_121-3中可分别发生由触摸引起的信号大小变化ΔV0、ΔV1、ΔV2。被各放大部123-1、123-2、123-3、123-4放大的感测信号被ADC部125变换成作为数字信号的感测数据之后,被信号处理部127处理并被传递到控制部2624。
控制部2624可以在接收到感测数据时,根据基于此检测各感测信号的信号大小(振幅)变化。并且,可获取发生信号大小变化时的施加了驱动信号的第1触摸电极和发生了信号大小变化的第2触摸电极所交叉的地点作为触摸坐标。以图8为例,在向第1触摸电极111-1、111-2施加驱动信号期间,从第2触摸电极121-1、121-2、121-3接收到的感测信号R_121-1、R_121-2、R_121-3中分别发生由触摸引起的信号大小变化ΔV0、ΔV1、ΔV2。因此,可以获取第1触摸电极111-1、111-2和第2触摸电极121-1、121-2、121-3所交叉的地点作为触摸坐标。
再次参见图116,接下来,在第2区间T2内的第1子区间T21,向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n均施加驱动信号D_111、D_121。在第1子区间T21期间,施加于多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n的驱动信号D_111、D_121是具有与触控笔10的共振频率相近的频率的频率或脉冲信号。
在第1子区间T21,可以不执行来自多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n的感测信号的接收。
在第2子区间T22,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以从多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n中的每一个接收感测信号。
第2区间T2可以包括多个第1子区间T21和第2子区间T22。例如,在第2区间T2内,第1子区间T21和第2子区间T22的组合可以重复8次。
在图116中,由于不不发生触控笔10进行的触摸,因而第2子区间T22中可接收不到感测信号。
图118是示出根据图113以及图114的触摸检测方法的驱动信号和接收信号的另一例的波形图,图119是示出对图118的第2区间T2的感测信号进行处理的一个例子。在图118以及图119中,假设第1触摸电极111-2和第2触摸电极121-5所交叉的区域具有触控笔10进行的触摸。
在图118中,向第1触摸电极111-1、111-2和第2触摸电极121-1、121-2、121-3施加的驱动信号D_111、D_121,像图116中应包括具有使能电平的电压VE和禁用电平的电压VD的频率或脉冲信号。另一方面,在图118中,以驱动信号D_111、D_121是脉冲波形的频率信号的情况为例进行了图示,但驱动信号的波形并不限于此。
参照图118,在第1区间T1,向多个第1触摸电极111-1至111-m依次施加驱动信号D_111-1至D_111-m。此外,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号R_121-1至R_121-n。
由于触控笔10邻近于第2触摸电极121-5,因而在第1区间T1,来自具有触摸的第2触摸电极121-5的感测信号R_121-5的信号大小变化值ΔV3可以被放大部123-5放大输出。
接下来,在第2区间T2内的第1子区间T21,向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n中的每一个施加驱动信号D_111、D_121。在第1子区间T21期间向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n施加的驱动信号D_111、D_121是具有与触控笔10的共振频率相近的频率的频率或脉冲信号。
在图118中,以第2以及第3驱动信号D_111、D_121的使能电平的电压VE和禁用电平的电压VD为彼此相同的相同相位信号为基准进行说明,但本发明并不限于此。在第1子区间T21,笔共振信号的大小随着被施加第2以及第3驱动信号D_111、D_121的时间增大。此外,经过一定时间之后,笔共振信号的大小处于饱和状态。
在第1子区间T21,不执行来自多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n的感测信号的接收。
之后,若第1子区间T21结束,则第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622停止施加驱动信号。即,在与第1子区间T21连续的第2子区间T22期间,不向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n施加驱动信号。
在第2子区间T22,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以从多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n中的每一个接收感测信号。第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以接收未施加驱动信号D_111、D_121的第2子区间T22的笔共振信号以作为感测信号。
如图119所示,在第2子区间T22,从触控笔10触摸的区域的第1触摸电极111-2和第2触摸电极121-5接收到的感测信号R_111-2、R_121-5可以分别被对应的差动放大部113-2、123-1放大后输出。在各差动放大部113-2、123-1,除感测信号R_111-2、R_121-5以外,从未被触摸的区域的触摸电极111-6、121-1接收到的感测信号作为另外的输入来输入进来,因而实质上从差动放大部113-2、123-1输出的信号与从第1触摸电极111-2和第2触摸电极121-5接收到的感测信号R_111-2、R_121-5被放大后的信号对应。被各差动放大部113-2、123-1放大的感测信号被对应的ADC部115、125转换成作为数字信号的感测数据之后,被信号处理部117、127处理并被传递到控制部2624。其中,来自有触摸的第1触摸电极111-2的感测信号R_111-2与来自无触摸的第1触摸电极111-6的感测信号R_111-6的信号大小差异△V4可以被差动放大部113-2放大后输出。同样,来自有触摸的第2触摸电极121-5的感测信号R_121-5与来自无触摸的第2触摸电极121-1的感测信号R_121-1的信号大小差异△V5可以被差动放大部123-1放大后输出。
若有感测数据输入,则控制部2624可以用此检测感测信号中信号大小(振幅)为预定值以上的有效触摸信号。此外,可以从被检测为有效触摸信号的触摸电极的位置获取触摸坐标。以图118为例,从第1触摸电极111-2和第2触摸电极121-5接收到预定值以上的感测信号。因此,可以获取第1触摸电极111-2和第2触摸电极121-5所交叉的地点作为触摸坐标。
控制部2624通过在第2子区间T22接收到的感测信号计算触摸传感器261处的触摸位置。根据一个实施例的电子设备,在第2子区间T22中通过多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n中的每一个接收感测信号,因而具有能够在较快的时间内获取根据相互交叉的两个轴的触摸坐标的优点。
此外,在第1子区间T21,向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n中的每一个同时施加相同的驱动信号D_111、D_121,从而具有对此进行响应的触控笔10的共振信号大小增大的优点。
在上述说明中,可以通过第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622中的至少一个在第2子区间T22执行至少一次感测信号的接收。此外,接收感测信号的时间点可以是第2子区间T22内的至少一个时间点,并不限于此。
根据实施例,如电子设备的触摸感测部260在如上获取到第1触摸数据或第2触摸数据的情况下,可以从中检测触摸坐标,并在每个预定的触摸报告周期(touch reportperiod)向主机装置传递包括触摸坐标的触摸数据。在本文中触摸报告周期是指为了将电子设备驱动触摸传感器261获取到的触摸数据报告给外部的主机装置(未图示)而向主机装置输出该触摸数据的周期。
接下来参照图120对在第1区间T1和第2区间T2分别接收到的感测信号的大小。
图120是示出图116以及图118中的接收信号的大小的曲线图。1帧(1FRAME)包括第1区间T1和第2区间T2。第2区间T2包括第1子区间T21和第2子区间T22。第2区间T2结束后下一帧的第1区间T1开始。
在第1区间T1,手指引起的感测信号的大小差异为ΔV1、ΔV2,其超过第1临界值(Threshold1)。在第1区间T1,由触控笔10引起的感测信号的大小差异为ΔV3,其在第1临界值(Threshold1)以下。
根据实施例,控制部2624可以在第1区间T1将具有超过第1临界值(Threshold1)的大小差异的感测信号确定为有效触摸信号。第1临界值(Threshold1)可以被设定为将由用户的身体部位(手指、手掌等)引起的第1感测信号确定为有效触摸信号且过滤由触控笔10、被动方式的触控笔引起的第2感测信号。
因此,控制部2624将由手指引起的感测信号确定为有效触摸信号,使用感测信号计算触摸坐标。控制部2624将由触控笔10引起的感测信号确定为非有效触摸信号,不计算触摸坐标。
在第2区间T2,由触控笔10引起的感测信号的大小差异为ΔV4、ΔV5,其超过第2临界值(Threshold2)。
控制部2624可以在第2区间T2将具有超过第2临界值(Threshold2)的大小差异的感测信号确定为有效触摸信号。因此,控制部2624将由触控笔10引起的感测信号确定为有效触摸信号,并使用感测信号计算触摸坐标。
根据实施例,第1临界值(Threshold1)被设定为将由用户的身体部位(手指、手掌等)引起的第1感测信号确定为有效触摸信号,并且对由触控笔10、被动方式的触控笔引起的第2感测信号进行过滤。由此,在第1区间T1,信号大小变化大的由触摸客体进行触摸的触摸坐标能够得以准确地检测出啦,在第2区间T2中信号大小变化小的触摸客体进行触摸的触摸坐标能够得以准确地检测出来。
参照图121以及122,对触摸客体进行触摸的触摸面积进行说明。
图121以及122分别是示出不同客体的触摸面积的图。
图121示出手指30触摸了触摸传感器261的情况。
参照图121,手指30的指尖接触触摸传感器261的区域A1附近可配置有多个触摸电极111-3至111-5、121-4至121-6。在该情况下,控制部2624可以使用从与多个触摸电极111-3至111-5、121-4至121-6对应的感测通道接收的感测信号计算触摸区域A1的面积。
图122示出触控笔10触摸了触摸传感器261的情况。
参照图122,触控笔10的尖端接触触摸传感器261的区域A2附近可配置有一个第1触摸电极111-6和一个第2触摸电极121-6。或者,触控笔10的尖端接触触摸传感器261的区域A2附近可配置有两个第1触摸电极和两个第2触摸电极。即,相比于位于手指30的指尖与触摸传感器261接触的区域A1的触摸电极的个数,位于触控笔10的尖端与触摸传感器261接触的区域A2的触摸电极的个数更少。因此,触控笔10进行触摸的触摸区域A2的面积相比于手指30进行触摸的触摸区域A1,算出的值会小很多。
根据实施方式,触摸感测部260可以向主机装置传递包括与触摸区域的面积相关的信息的触摸数据。主机装置能够借此识别触摸客体是手指30还是触控笔10。
根据实施方式,触摸感测部260也可以根据计算出的触摸区域的面积确定触摸客体,将包括关于确定的触摸客体的信息的触摸数据传递到主机装置。
参照图123以及图124对由于其他导电性触摸客体而不能感测到触控笔10的触摸的现象进行说明。
图123示出因触控笔10与其他触摸客体30的触摸地点间的距离而不能感测到触控笔10的触摸的情况。此外,图124示出因其他触摸客体30的触摸面积而不能感测到触控笔10的触摸的情况。
如图123所示,在其他触摸客体30的触摸地点位于距触控笔10的触摸地点在预定距离以内的区域A3的情况下,在第2区间T2驱动/接收部2620、2622接收到的触控笔10进行触摸引起的感测信号的大小减小。例如,这样的情况下的感测信号的大小与触控笔10单独对触摸传感器261进行触摸的情况相比,可能大致下降30%程度。
如图124所示,比如用手掌对触摸传感器261进行触摸的情况等其他触摸客体30的触摸面积为大面积的情况下,在第2区间T2驱动/接收部2620、2622接收到的由触控笔10的触摸引起的感测信号的大小也会减小。例如,这样的情况下的感测信号的大小与触控笔10单独对触摸传感器261进行触摸的情况相比可大致下降40%程度。
如上所述,触控笔10的触摸感测信号的信号大小由于其他触摸客体30的影响而减小,因此感测信号的大小变得小于第2临界值,因此尽管触控笔10触摸了触摸传感器261,但触摸感测部260仍有可能感测不到触控笔10的触摸。为了解决这样的问题而将第2临界值降低为最小值的情况下,尽管触控笔10未实际触摸了触摸传感器261而是处于悬停(hover)状态,但仍可能感测为发生了触控笔10的触摸,因此使用触控笔的笔记品质等可能会下降。
因此,在下述实施例中,为了解决这样的问题,对于触控笔10以及与触控笔10不同的导电性触摸客体30(例如,手、手指等)同时对触摸传感器261进行了触摸的情况、和触控笔10单独对触摸传感器261进行了触摸的情况,可以将在第2区间T2被识别为有效触摸信号的感测信号的信号大小范围进行不同设定。即,触摸感测部260在通过控制部2624从在第2区间T2接收到的感测信号中识别有效触摸信号时,在触控笔10单独对触摸传感器261进行了触摸的状态下,将具有第1范围的信号大小的感测信号识别为有效触摸信号,在触控笔10和其他导电性触摸客体30同时对触摸传感器261进行了触摸的状态下,将具有第2范围的信号大小的感测信号识别为有效触摸信号。其中,第2范围表示下限值与第1范围不同的信号大小范围,第1范围的信号大小下限值可以高于第2范围的信号大小下限值。因此,触摸感测部260还可以在触控笔10和其他导电性触摸客体30同时对触摸传感器261进行了触摸的状态下,也可以将信号大小比触控笔10单独触摸了触摸传感器261的状态下识别为有效触摸信号的感测信号更小的感测信号识别为有效触摸信号。
根据一个实施例(参照下述图125的有效触摸信号确定方法),触摸感测部260对触控笔10和导电性触摸客体30同时对触摸传感器261进行了触摸的情况和触控笔10单独对触摸传感器261进行了触摸的情况,所采用的作为用于在第2区间T2确定有效触摸信号的基准的第2临界值不同,由此能够使得在第2区间T2被识别为有效触摸信号的感测信号的信号大小范围不同。此时,触摸感测部260可以基于在第1区间T1接收到的感测信号确定作为在第2区间T2确定有效触摸信号的基准的第2临界值,以使得包括触控笔10的多个触摸客体同时对触摸传感器261进行触摸的情况和仅触控笔10对触摸传感器261进行触摸的情况下被确定为有效触摸信号的感测信号的信号大小范围不同。
此外,根据另一实施例(参照下述图126的有效触摸信号确定方法),触摸感测部260可通过在包括触控笔10的多个触摸客体同时对触摸传感器261进行了触摸的情况下,以预定比率将在第2区间T2接收到的感测信号放大之后与第2临界值进行比较,使得包括触控笔10的多个触摸客体同时对触摸传感器261进行了触摸的情况和仅触控笔10对触摸传感器261进行了触摸的情况下被确定为有效触摸信号的感测信号的信号大小范围不同。此时,在仅触控笔10对触摸传感器261进行了触摸时也在与第2临界值进行比较之前对在第2区间T2接收到的感测信号进行放大的情况下,也可以将包括触控笔10的多个触摸客体同时对触摸传感器261进行了触摸的情况下的放大比率设定为比仅触控笔10对触摸传感器261进行了触摸的情况下的放大比率大。
以下,参照图125以及图126对在图114所图示的触摸检测方法的S14步骤中确定有效触摸信号的实施例详细地进行说明。
图125是对在图114的触摸检测方法的S14步骤中确定有效触摸信号的一个实施例进行图示的流程图。
参照图125,触摸感测部260的控制部2624在触摸感测部260以第2模式驱动的第2区间T2期间(参照图114的步骤S13),通过多个触摸电极111-3至111-5或121-4至121-6接收感测信号(S20),并将其与第3临界值比较,判定是否存在超过第3临界值的感测信号(S21)。
第3临界值被设定为小于下述第2临界值的值,用于从感测信号过滤噪声,并简要判定是否发生了触控笔10进行的触摸。即,若从第2区间T2期间从多个触摸电极111-3至111-5或121-4至121-6传递过来的感测信号中检测到超过第3临界值的感测信号,则控制部2624可以判断为发生了触控笔10的触摸。
若在上述S21步骤中检测到超过第3临界值的感测信号,则控制部2624判定为发生了触控笔10进行的触摸。此外,基于在图114的第1区间T1期间通过感测通道从多个触摸电极121-1至121-n传递过来的感测信号确定第2临界值(S22)。
以下的数学式12示出确定第2临界值Tr的一个例子。
[数学式12]
Tr=Tp×f(Sa,Sb),0<f(Sa,Sb)≤1
在上述数学式12中,Tp表示第2临界值的默认值,即表示在使用第1区间T1的感测信号进行校正之前的第2临界值。此外,Sa表示在第1区间T1期间从相邻于触控笔10的触摸地点相邻的预定区域感测到的感测信号,Sb表示在第1区间T1期间从整个触摸传感器261感测到的感测信号。此外,f(Sa,Sb))是用于基于对应的感测信号Sa、Sb的属性(attribute)(信号大小、坐标等)计算加权值的加权值计算函数。
在上述数学式12中,Sa表示在触摸感测部260以第1模式驱动(参照图3的S10步骤)的第1区间T1期间,通过感测通道从多个第2触摸电极121-1至121-n接收到的感测信号中对应于与触控笔10的触摸地点临界的预定区域的感测信号。预定区域可以是以触摸地点为中心的圆形、多边形等区域,可以具有一定的面积,例如1cm2、2cm2等面积。对于预定区域的形态和面积,在此不进行限制。
其中,作为用于选择Sa的基准的触控笔10的触摸地点(坐标)为与在图3的S15步骤使用有效触摸信号获取的触摸坐标不同的信息,可以根据通过上述S20步骤接收的感测信号之中具有最大值的感测信号相应地获取。如上确定出触控笔10的触摸地点(坐标)后,控制部2624可以选择对应于其的感测通道(或触摸电极)和以其为中心相邻的多个感测通道(或触摸电极),选择从所选择的感测通道接收到的感测信号作为Sa。其中,获取到Sa的感测通道的个数根据其他触摸客体30的触摸地点对触控笔10的触摸引起的感测信号带来影响的范围相应地设定,并且可根据触摸感测部260区别设定。例如,控制部2624可以以触控笔10的触摸地点(坐标)为基准选择在X轴以及Y轴方向上分别选择相邻的5个感测通道(或触摸电极),并由此获取Sa。
在上述数学式12中,f(Sa)可以是基于选择的感测信号Sa的信号大小计算加权值的函数。即,f(Sa)可以是若选择的感测信号Sa的信号大小之和(或平均)小则计算出比较大的值(例如,接近1的值),并且若Sa的信号大小之和(或平均)大则算出作为加权值的比较小的值(例如,接近0的值)的函数。在该情况下,对通过f(Sa)计算出的加权值而言,在由其他触摸客体30在与触控笔10的触摸地点相邻的位置触摸的触摸面积大的情况下,或在感测信号的大小大幅变化的情况(例如,触摸信号被大部分触摸客体30渗透的情况)等,可以比不是这样的情况具有更小的值。
此外,f(Sa)还可以是基于选择的感测信号Sa之中信号大小为预定值以上的感测信号的感测通道与触控笔10的触摸地点之间的距离(最小距离或平均距离)计算加权值的函数。即,f(Sa)可以是若选择的感测信号Sa之中信号大小为预定值以上的感测信号的感测通道与触控笔10的触摸地点之间的距离(最小距离或平均距离)大,则作为加权值计算出比较大的值(例如,接近1的值),若选择的感测信号Sa之中信号大小为预定值以上的感测信号的感测通道与触控笔10的触摸地点之间的距离(最小距离或平均距离)小,则作为加权值计算出比较小的值(例如,接近0的值)的函数。因此,触控笔10的触摸地点与其他触摸客体30的触摸位置越相邻,则通过f(Sa)计算出的加权值可具有越小的值。
在上述数学式12中,Sb表示在触摸感测部260以第1模式驱动(参照图114的S10步骤)的第1区间T1期间,通过感测通道从多个第2触摸电极121-1至121-n接收到的所有感测信号。
在上述数学式12中,f(Sb)可以是基于触摸客体30的触摸面积(或由触摸客体30触摸的触摸电极个数)计算加权值的函数。在第1区间T1中由触摸客体30产生的触摸面积(或者,由触摸客体30触摸的触摸电极个数)越增加,则感测信号Sb的信号大小之和(或平均)越增大。基于这样的特性,f(Sb)可以被设定为若Sb的信号大小之和(或平均)小则作为加权值计算出比较大的值(例如,接近1值),若Sb的信号大小之和(或平均)大则作为加权值计算出比较小的值(例如,接近0的值)。在该情况下,由触摸客体30触摸的面积(或由触摸客体30触摸的触摸电极的个数)越增加,则通过f(Sb)计算出的加权值可以具有越小的值。
此外,例如,f(Sb)也可以是根据触摸客体30的触摸样态算出的加权值不同的函数。在该情况下,f(Sb)可以是根据感测信号Sb的信号大小分布图案推定触摸样态,并相应地计算出加权值的函数。
另一方面,以上仅对通过f(Sa,Sb)计算出的加权值被设定为响应于触控笔10的触摸地点与触摸客体30的触摸地点之间的距离或触摸客体30的触摸图案(触摸面积、触摸样态)变更的情况举例进行了说明,但由f(Sa,Sb)计算出的加权值除此以外还可以响应于各种触摸属性发生变更。例如,f(Sa,Sb)可以是根据其他触摸客体30的触摸地点与触控笔10的触摸地点之间的位置关系(例如,其他触摸客体30的触摸地点与触控笔10的触摸地点之间的距离、介于其他触摸客体30的触摸地点与触控笔10的触摸地点之间的感测通道的个数、其他触摸客体30的触摸地点与触控笔10的触摸地点是否位于同一感测通道、其他触摸客体30的触摸地点与触控笔10的触摸地点是否彼此位于对角线感测通道等)算出不同的加权值的函数。
此外,上述数学式12的f(Sa,Sb)也可以是使用各感测信号(Sa或Sb)输出超过0且为1以下的值的任意的函数。加权值计算函数f(Sa)可以是使用与感测信号Sa的属性(位置、信号大小等)对应的变量,将第2连接值Tr设定为默认值Tp以下的值的任意的函数、即表示为代数函数、超越函数或其组合的函数。例如,f(Sa)可以包括随着感测信号Sa的位置与触控笔10的触摸地点(坐标)之间的距离增加而输出接近1的值,随着感测信号Sa的位置与触控笔10的触摸地点(坐标)之间的距离减小而输出接近0的值,随着感测信号Sa的强度(例如电压值、电容变化量等)增加而输出接近0的值,随着感测信号Sa的强度减小而输出接近1的值的函数。
同样,f(Sb)也可以是使用与感测信号Sb的属性(面积、信号大小等)对应的变量,将第2临界值Tr设定为默认值Tp以下的值的任意的函数、即表示为代数函数、超越函数或其组合的函数。例如,f(Sb)可以包括随着感测信号Sb的面积减小而输出接近1的值,随着感测信号Sb的面积增加而输出接近0的值,随着感测信号Sb的强度(例如电压值、电容变化量等)增加而输出接近0的值,随着感测信号Sa的强度减小而输出接近1的值的函数。
在上述数学式12中,由f(Sa,Sb)输出的加权值具有超过0且为1以下的值,可以具有大于前述的第3临界值的值。因此,第2临界值TR可以被加权值计算函数f(Sa,Sb)限制为第2临界值的默认值Tp以下的值。例如,在未发生其他触摸客体30进行的触摸的情况下,由f(Sa,Sb))计算出的加权值全部具有值1,因此第2临界值Tr可以是第2临界值的默认值Tp。此外,例如,在与触控笔10的触摸地点相邻的地点发生了其他触摸客体30的触摸的情况下,f(Sa,Sb)具有小于1的值,第2临界值Tr可以是小于第2临界值的默认值Tp的值。此外,例如,在其他触摸客体30的触摸面积为大面积的情况下,f(Sa,Sb)具有小于1的值,第2临界值Tr可以是小于第2临界值的默认值Tp的值。
如上所述,在与触控笔10的触摸地点相邻的地点发生了其他触摸客体30的触摸、或其他触摸客体30进行了大面积的触摸的情况下,第2临界值被确定为低于默认值的值。因此,在由于其他触摸客体30的触摸从而由触控笔10的触摸引起的感测信号的信号大小减小的情况下,也能够检测出与触控笔10对应的有效触摸信号。
在通过上述S22步骤确定出第2临界值的情况下,控制部2624之后将其与在第2区间T2接收到的感测信号进行比较,以确定在第2区间T2的有效触摸信号(S23)。
另一方面,以上对在上述S21步骤中检测到超过第3临界值的感测信号的情况下(触控笔10进行了触摸的情况下)根据第1区间T1的感测信号确定第2临界值的情况进行了说明,但本发明并不限于此。
例如,控制部2624可以与在第2区间T2接收到的感测信号是否超过第3临界值无关地使用上述数学式12确定第2临界值。
此外,例如,控制部2624也可以在在第1区间T1接收到的感测信号被判定为触摸客体对触摸传感器261的触摸产生的信号的情况下(发生了除触控笔10以外的由其他触摸客体进行了触摸的情况下)使用上述数学式12确定第2临界值。在该情况下,控制部2624在从第1区间T1接收到的感测信号之中检测到超过第4临界值(与图114的第1临界值相同或小于第1临界值的临界值)的感测信号的情况下,可以判断为发生了触摸客体对触摸面板100的触摸。
此外,例如,控制部2624也可以在在第2区间T2接收到的感测信号超过第3临界值且在第1区间T1接收到的感测信号被判定为触摸客体触摸产生的信号的情况下(同时发生了触控笔10进行的触摸和其他触摸客体进行的触摸的情况下),使用上述数学式12确定第2临界值。
另一方面,对于除通过上述数学式12确定出第2临界值的情况以外的其他情况,可以将第2临界值设定为默认值Tp。
图126是示出在图114的触摸检测方法的S14步骤中确定有效触摸信号的另一实施例的流程图。
参照图126,触摸感测部260的控制部2624在触摸感测部260以第2模式驱动的第2区间T2期间(参照图3的S13步骤),从多个触摸电极111-3至111-5或121-4至121-6接收感测信号(S30),并将其与第3临界值比较,判定是否存在超过第3临界值的感测信号(S31)。
第3临界值被设定为小于下述第2临界值的值,用于从感测信号过滤噪声,大概判定是否发生了触控笔10进行的触摸。即,控制部2624可以在从在第2区间T2期间从多个触摸电极111-3至111-5或121-4至121-6传递过来的感测信号之中检测到超过第3临界值的感测信号的情况下判断为发生了触控笔10的触摸。
如此,判定发生了触控笔10触摸的情况下,控制部2624识别是否是由包括触控笔10在内的多个触摸客体同时对触摸传感器261进行了触摸的情况(S32)。
在上述S32步骤中,控制部2624可以基于在图114的第1区间T1期间通过感测通道从多个触摸电极121-1至121-n传递过来的感测信号是呗同时触摸情况。例如,控制部2624由于已经通过上述S31步骤判定发生了触控笔10触摸,因而可以通过确认在第1区间T1中是否检测到有效触摸信号检测出同时触摸情况。
控制部2624在上述S32步骤中识别出触摸传感器261被包括触控笔10在内的多个触摸客体同时触摸的情况,则以预定比率对在上述S30步骤中从多个触摸电极111-3至111-5或121-4至121-6接收到的感测信号放大(S33)。并且,将放大后的感测信号与第2临界值比较,以确定第2区间T2的有效触摸信号(S34)。
在上述S33步骤中,放大比率也可以随同时触摸的触摸客体之中除触控笔10以外的其余触摸客体的触摸位置(与触控笔10的相对位置)、触摸图案(面积、样态等)等发生改变。
另一方面,控制部2624在上述S32步骤中识别出仅发生触控笔10进行的触摸的情况下不对通过上述S30步骤接收到的感测信号放大,直接将其与第2临界值比较以确定第2区间T2的有效触摸信号(S34)。因此,在触摸传感器261被包括触控笔10在内的多个触摸客体同时触摸的情况下,与触摸传感器261仅被触控笔10触摸的情况相比,信号大小小的感测信号也能够被确定为有效触摸信号。因此,触控笔10和其他触摸客体30的同时触摸的情况下,触控笔10触摸产生的感测信号的信号大小因其他触摸客体30的触摸而减小的情况下也能够检测出与触控笔10对应的有效触摸信号。
另一方面,在图126中,以仅在通过S32步骤识别到同时触摸的情况下才对感测信号进行放大的情况为例进行了图示,但本发明不限于此,因而在触摸传感器261仅被触控笔10触摸的情况下也可以对感测信号放大。在该情况下,可设置成包括触控笔10在内的多个触摸客体同时对触摸传感器261进行触摸的情况下的放大比率大于仅触控笔10对触摸传感器261进行触摸的情况下的放大比率。
根据前述的实施例,人体等其他导电性客体和触控笔同时进行接触时,能够提高触控笔的触摸数据的检测性能。
另一方面,因各种原因而在触摸传感器261存在噪声,这样的噪声可以起到降低触摸传感器261的感测性能的作用。尤其,在触控笔10的情况下,存在与触控笔10的共振频率详尽的频带的噪声的情况下,触摸感测的精度可能大幅下降。
接下来,参照图127来对根据一个实施方式的电子设备的驱动方法进行说明。
图127是示出根据一个实施方式的电子设备的驱动方法的流程图。
在第1区间中,电子设备2以第1模式驱动(S10)。第1模式是将用于检测由触控笔10以外的其他触摸客体进行的触摸输入的驱动信号施加于触摸传感器261的模式。
例如,在第1模式下,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m输出驱动信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收与触摸有关的感测信号。
控制部2624可以基于在第1区间中获取到的感测信号的信号大小是否超过第1临界值来确定感测信号是否是有效触摸信号,并使用有效触摸信号获取触摸坐标信息。
例如,控制部2624在在第1区间中获取到的感测信号的信号大小超过第1临界值的情况下使用感测信号计算触摸坐标。控制部2624在在第1区间中获取到的感测信号的信号大小为第1临界值以下的情况下不计算有关信号大小为第1临界值以下的感测信号的触摸坐标。此外,控制部2624在在第1区间中获取到的感测信号的信号大小超过第1临界值的情况下可以使用感测信号计算触摸面积。
在第1区间中获取到的感测信号包括由用户的身体部位(手指、手掌等)引起的第1感测信号和由触控笔10或被动方式的触控笔引起的第2感测信号中的至少一者。可以将第1临界值设定为第1感测信号被确定为有效触摸信号且第2感测信号被过滤。
在第2区间的第1子区间中,电子设备2以第2模式驱动(S12)。其中,第2模式可以是将用于检测触控笔10的触摸输入的驱动信号施加于触摸传感器261的模式,或者,第2模式可以是将用于检测触控笔10的触摸输入的驱动信号施加于环形线圈264的模式。如上,第2模式可以是两种形态之一。
在第2模式是将用于检测触控笔10进行的触摸输入的驱动信号施加于触摸传感器261的模式的情况下,例如,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中的每一个同时施加驱动信号。
在上述说明中,在第1子区间,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中的每一个同时施加驱动信号,但并不限于此。例如在第2区间的第1子区间,第1驱动/接收部2620可向多个第1触摸电极111-1至111-m中的至少一个施加驱动信号。或者,可以在第2区间的第1子区间,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中的每一个同时施加驱动信号。或者,可以在第2区间的第1子区间,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一个施加驱动信号。或者,可以在第2区间的第1子区间,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中的每一个同时施加驱动信号。或者,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622可以同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中的至少一个、以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一个同时施加驱动信号。
第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622可以向多个第1触摸电极111-1至111-m中的每一个、以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的每一个同时施加驱动信号。在第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n中的每一个同时施加驱动信号的情况下,施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的驱动信号和施加于多个第2触摸电极121-1至121-n的驱动信号的相位既可以相同,也可以不同。
假设在第1区间中施加于触摸传感器261的驱动信号的频率为在第1子区间中施加于触摸传感器261或环形线圈264的驱动信号的频率以下。此外,在第1子区间中施加于触摸传感器261或环形线圈264的驱动信号的频率可以是显示部250的信号控制部220的水平同步信号的频率的2以上的整数倍。
例如,触控笔10的共振电路部12针对驱动信号进行共振,由此发生共振信号,并通过导电性尖端11被传递到触摸传感器261。
另一方面,在第2模式是将用于检测触控笔10进行的触摸输入的驱动信号施加于环形线圈264的模式的情况下,线圈驱动器263向环形线圈264同时施加驱动信号。
在第2区间的第2子区间中,电子设备2至少接收一次基于驱动信号共振的感测信号(S14)。
在一个实施方式中,第1驱动/接收部2620至少接收一次从多个第1触摸电极111-1至111-m传递过来的感测信号,第2驱动/接收部2622也至少接收一次从多个第2触摸电极121-1至121-n传递过来的感测信号。此时,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622接收感测信号的时机可以相同。此外,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以对接收到的感测信号进行处理,并传递到控制部2624。
以上说明了在第2子区间中,第1驱动/接收部2620接收从多个第1触摸电极111-1至111-m传递过来的感测信号,第2驱动/接收部2622也接收从多个第2触摸电极121-1至121-n传递过来的感测信号的情况,但也可以是在第2区间的第2子区间中,第1驱动/接收部2620接收从多个第1触摸电极111-1至111-m中的至少一个传递过来的感测信号,并且第2驱动/接收部2622也接收从多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一个传递过来的感测信号,或者在第2区间的第2子区间中仅第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m中的至少一个接收感测信号,或者在第2区间的第2子区间中仅第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一个接收感测信号,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622的感测信号接收操作不限于上述内容。
此外,也可以是在第2子区间中,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m中的至少一个接收感测信号,或从多个第1触摸电极111-1至111-m中的每一个接收感测信号,同样,第2驱动/接收部2622也可以是从多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一个接收感测信号,或者从多个第2触摸电极121-1至121-n中的每一个接收感测信号。
控制部2624使用TV第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622至少接收了一次的感测信号之中在根据水平同步信号相应地确定的区间中接收到的部分感测信号生成触摸信息。
在另一实施方式中,第1驱动/接收部2620与水平同步信号同步地接收从多个第1触摸电极111-1至111-m传递过来的感测信号,第2驱动/接收部2622也与水平同步信号同步地接收从多个第2触摸电极121-1至121-n传递过来的感测信号。并且,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以对接收到的感测信号进行处理,并传递到控制部2624。
控制部2624使用与水平同步信号同步地通过第1驱动/接收部2622和第2驱动/接收部2622接收到的感测信号生成触摸信息。
控制部2624可以基于在第2子区间中获取到的感测信号的信号大小是否超过第2临界值确定感测信号是否是有效触摸信号,并利用有效触摸信号获取发生触控笔10触摸的地点的触摸坐标信息。
例如,控制部2624在在第2子区间中获取到的感测信号的信号大小超过第2临界值的情况下,使用感测信号来计算触摸坐标。控制部2624在在第2子区间中获取到的感测信号的信号大小为第2临界值以下的情况下,不计算与信号大小为第2临界值以下的感测信号所对应的触摸坐标。此外,控制部2624在在第2子区间中获取到的感测信号的信号大小超过第2临界值的情况下,可以使用感测信号来计算触摸面积。
接下来,参照图128以及图129对在第1区间以及第2区间施加的驱动信号、触控笔10的共振信号以及感测信号进行说明。
图128是示出水平同步信号Hsync和根据图127的驱动方法的驱动信号的一个例子的时序图,图129是示出水平同步信号Hsync和根据图127的驱动方法的驱动信号的一个例子的时序图。
图128是第2模式为将用于检测触控笔10进行的触摸输入的驱动信号施加于触摸传感器261的模式的情况下的图,图129是第2模式为将用于检测触控笔10的触摸输入的驱动信号施加于环形线圈264的模式的情况下的图。
根据触摸报告率(touch report rate)的一个触摸报告帧期间包括第1区间T1和第2区间T2。触摸报告率是指触摸感测部260对驱动触摸电极获取到的触摸数据进行报告的、输出到外部的主机系统或控制部270的速度或频率(Hz)。
在第1区间T1中,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一种触摸电极输出驱动信号。若第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m输出驱动信号,则第2驱动/接收部2622可以从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。控制部2624可以基于感测信号的信号大小获取触摸坐标信息。
在图128中,在第2区间T2内的第1子区间T21中,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加驱动信号。
在第1子区间T21中,向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n施加的驱动信号的频率与触控笔10的共振频率对应。例如,在第1子区间T21期间向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n输出的驱动信号的频率可以是水平同步信号的频率的2以上的整数倍。
与此相反,在第1区间T1中,向多个第1触摸电极111-1至111-m输出的驱动信号的频率与触控笔10的共振频率不同。
另一方面,在图129中,在第2区间T2内的第1子区间T21中,线圈驱动器263向环形线圈264施加驱动信号。在第1子区间T21施加于环形线圈264的驱动信号的频率与触控笔10的共振频率对应。例如,在第1子区间T21期间,输出到环形线圈264的驱动信号的频率可以是水平同步信号的频率的2以上的整数倍。
这样的驱动信号的频率设定只是例示,可以设定为与上述不同的值。具体地,控制部2624可以从显示部250的信号控制部220接收水平同步信号Hsync、扫描驱动控制信号、数据驱动控制信号等。这样,控制部2624可以基于水平同步信号Hsync设定向触摸传感器261或环形线圈264提供的驱动信号的频率,并且使驱动信号与水平同步信号Hsync同步。例如,控制部2624可以将触摸传感器261或环形线圈264的驱动信号的频率设定为水平同步信号Hsync的频率的2以上的整数倍。这样,可以将触控笔10的共振频率设计为具有水平同步信号Hsync的频率的2以上的整数倍。控制部2624可以使驱动信号与水平同步信号Hsync的脉冲同步。
在图128以及图129中,在第2区间T2内的第2子区间T22,与水平同步信号Hsync的各脉冲同步地,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。此外,在第2子区间T22中,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以分别至少接收一次感测信号。
在不再施加驱动信号的第2子区间T22中,由触控笔10的共振电路部12输出的共振信号可以通过多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一者接收。
水平同步信号Hsync的脉冲的周期是向一行像素PX写入数据所需要的1水平期间1H。可以在产生水平同步信号Hsync的各脉冲之后,在数据写入(data writing)期间TA中,向像素PX写入数据信号。数据写入期间是指为了向像素PX写入数据信号而向数据线施加数据信号,并向扫描线施加扫描信号的期间。由于数据线和扫描线与触摸电极形成寄生电容,因而在数据写入期间TA向数据线和扫描线施加的电压对向触摸电极传递的感测信号引起噪声。
在一个实施方式中,控制部2624或触摸控制器262可以使用在除数据写入期间TA以外的无噪声(noise free)期间TB接收到的感测信号生成触摸信息。可以根据显示装置以及显示装置的驱动方式区分设定这样的数据写入期间TA和无噪声期间TB。
具体地,在第2子区间T22期间,在多个采样时间点中每一个,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。
控制部2624或触摸控制器262使用在无噪声期间TB内的采样时间点接收到的感测信号生成接收信号。或者,触摸控制器262使用在无噪声期间TB内的采样时间点接收到的感测信号生成接收信号。
作为一个例子,在控制部2624或触摸控制器262仅接收水平同步信号Hsync的情况下,控制部2624或触摸控制器262可以将从产生水平同步信号Hsync的脉冲的时间点起预先设定的第1时间之后到预先设定的第2时间之后为止的期间确定为数据写入期间TA,预先设定的第2时间超过预先设定的第1时间,其可以根据显示部250的驱动方式不同地设定,在此不进行限制。这样,控制部2624或触摸控制器262使用除在数据写入期间TA内采样得到的感测信号以外的其余信号生成接收信号。
作为另一例,在控制部2624或触摸控制器262接收扫描驱动控制信号的情况下,控制部2624或触摸控制器262可以将扫描驱动控制信号到扫描信号具有禁用电平的期间判别为数据写入期间TA。这样,控制部2624或触摸控制器262使用除在数据写入期间TA采样得到的感测信号以外的其余信号生成接收信号。
作为又一例,在控制部2624或触摸控制器262接收数据驱动控制信号的情况下,控制部2624或触摸控制器262可以将数据驱动控制信号到数据信号施加于数据线的期间确定为数据写入期间TA。这样,控制部2624或触摸控制器262使用除在数据写入期间TA采样得到的感测信号以外的其余信号生成接收信号。
在另一实施方式中,优选地,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622在除数据写入期间TA以外的无噪声(noise free)期间TB接收感测信号。
具体地,第1驱动/接收部2620在除数据写入期间TA以外的无噪声期间TB期间,从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号。同样,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。
即,控制部2624或触摸控制器262可以基于水平同步信号Hsync以及扫描驱动控制信号中的至少一者,在扫描信号具有禁用电平的期间内,从触摸传感器261接收感测信号。在控制部2624或触摸控制器262接收扫描驱动控制信号的情况下,控制部2624或触摸控制器262可以确定扫描驱动控制信号到扫描信号具有禁用电平的期间。在控制部2624或触摸控制器262仅接收水平同步信号Hsync的情况下,控制部2624或触摸控制器262可以将从发生水平同步信号Hsync的脉冲的时间点起预先设定的第3时间之后到预先设定的第4时间之后为止的期间确定为扫描信号具有禁用电平的期间,预先设定的第4时间超过预先设定的第3时间,可以根据显示装置10的驱动方式对其进行多种设置,在此不进行限制。
此外,控制部2624或触摸控制器262可以基于水平同步信号Hsync以及数据驱动控制信号中的至少一者,在除数据信号被施加于显示面板251的数据线期间以外的期间内从触摸传感器261接收感测信号。在控制部2624或触摸控制器262接收数据驱动控制信号的情况下,控制部2624或触摸控制器262可以根据数据驱动控制信号确定数据信号被施加于数据线的期间。在控制部2624或触摸控制器262仅接收水平同步信号Hsync的情况下,控制部2624或触摸控制器262可以将从产生水平同步信号Hsync的脉冲的时间点起预先设定的第5时间之后到预先设定的第6时间之后为止的期间确定为数据信号施加于数据线的期间,预先设定的第5时间超过预先设定的第6时间,可以根据显示部250的驱动方式对其进行多种设置,在此不进行限制。
第2区间T2包括多个第1子区间T21和第2子区间T22。例如,在第2区间T2内,第1子区间T21和第2子区间T22的组合可以重复8次。
以上说明了第1区间T1之后存在第2区间T2的情况,但也可以是第2区间T2之后存在第1区间T1,第1区间T1和第2区间T2的时间长度可以在多个触摸报告帧期间内分别变更,本实施方式的电子设备2的驱动方式并不限于此。
此外,虽然说明了在第2区间T2内,第1-2子区间T21b和第2-2子区间T22b存在于第1-1子区间T21a和第2-1子区间T21a之后的情况而进行了说明,但它们的顺序可变更,不限于上述的说明。
对于与这样的显示部250的显示面板251结合的触摸传感器261的操作,参照图130至图133来进行说明。
图130至图133是示出根据一个实施方式的触摸装置根据图127的驱动方法与图5的显示部250的水平同步信号同步地接收感测信号的时间点的时序图。
如图130所示,第1子期间T21的驱动信号D_111、D_121的频率可以是水平同步信号Hsync的频率的两倍。
如图132所示,第1子期间T21的驱动信号D_264的频率可以是水平同步信号Hsync的频率的两倍。
在第2子期间T22内第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以根据在第1子期间T21施加的驱动信号D_111、D_121、D264的频率相应地对感测信号进行采样。例如,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以根据具有预定频率的时钟信号,在至少一个采样时间点s00、s01、s02、s03、s10、s11、s12、s13、……对感测信号进行采样。如在图130以及图132中所示,用于对感测信号进行采样的时钟信号具有驱动信号D_111、D_121、D264的频率的四倍的频率。本公开中的至少一个采样时间点s00、s01、s02、s03、s10、s11、s12、s13、……可以是能够与驱动信号D_111、D_121、D264的频率相关地周期性设定的任意的时机。
在驱动信号与水平同步信号Hsync的脉冲同步后,水平同步信号Hsync的周期由于信号控制部220与触摸控制器262之间的接口延迟等而变更时,可能发生根据驱动信号D_111、D_121、D_264的频率周期性地设定的采样时间点(例如,用于对感测信号进行采样的时钟信号具有驱动信号D_111、D_121、D_264的频率的四倍的频率)与对应于周期发生变更的水平同步信号Hsync的1水平期间1H的不一致。
例如,若在与水平同步信号Hsync的第1脉冲同步后水平同步信号Hsync的周期变更,则由于用于对感测信号进行采样的时钟信号与第1脉冲同步,因而1水平期间1H内的采样时间点的时序会变更。这种情况下难以区分在1水平期间1H内采样得到的感测信号是在期间dwp以及期间sp内采样得到的感测信号,还是在期间dwp以及期间sp以外的期间内采样得到的感测信号。
因此,驱动信号D_111、D_121、D_264可以通过水平同步信号Hsync的脉冲以及垂直同步信号Vsync的脉冲中的至少一个同步。即,可以按照预定周期的水平期间或预定周期的每个帧,对驱动信号的时序进行刷新。
作为一个例子,驱动信号D_111、D_121、D_264可以与预定周期的水平同步信号Hsync的脉冲同步。例如,驱动信号D_111、D_121、D_264的脉冲与水平同步信号Hsync的第1脉冲同步开始之后,驱动信号D_111、D_121、D_264的脉冲可以再次与水平同步信号的第i脉冲同步开始。由此,即使水平同步信号Hsync的周期变更,根据驱动信号D_111、D_121、D_264的频率周期性地设定的采样时间点也能够是1水平期间1H内的期望的时间点。
作为另一例,驱动信号D_111、D_121、D_264可以在每个预定周期的帧与垂直同步信号Vsync的脉冲同步。如图128以及图129所示,垂直同步信号Vsync的脉冲可以在与一个水平周期1H的水平同步信号Hsync的脉冲相同的时机变更为使能电平H。由此,由于在每个帧对垂直同步信号Vsync的脉冲和驱动信号D_111、D_121、D_264进行同步,因而能够防止在该帧内水平同步信号Hsync与采样时间点之间的偏离。例如,在驱动信号D_111、D_121、D_264的脉冲与第1帧的垂直同步信号Vsync的脉冲同步开始之后,驱动信号D_111、D_121、D_264的脉冲可以再次与第2帧的垂直同步信号Vsync的脉冲同步开始。由此,即使水平同步信号Hsync的周期变更,根据驱动信号D_111、D_121、D_264的频率周期性地设定的采样时间点仍能够是与垂直同步信号Vsync同步的帧内的1水平期间1H内的期望的时间点。
此外,本公开中的至少一个采样时间点s00、s01、s02、s03、s10、s11、s12、s13、……在驱动信号D_111、D_121、D264的频率的一个周期内至少可以包括香味彼此相反的两个时间点。不限于上述说明。
此外,本公开中的至少一个采样时间点s00、s01、s02、s03、s10、s11、s12、s13、……在驱动信号D_111、D_121、D_264的频率的一个周期内至少可以包括相位变更的两个时间点。不限于上述说明。
控制部2624使用在1水平期间1H内,在期间dwp以及期间sp以外的期间采样得到的感测信号生成触摸信息。即,控制部2624可以使用在至少一个采样时间点s10、s11、s12、s13、……由第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622采样得到的感测信号生成表示触摸坐标、触摸强度等的触摸信息。
此时,控制部2624或触摸控制器262可以使用在第1采样时间点s10采样得到的信号值与在第3采样时间点s12采样得到的信号值的差值获取感测信号的信号大小,即振幅(amplitude)。此外控制部2624或触摸控制器262可以使用在第2采样时间点s11接收得到的信号值与在第4采样时间点s13接收到的信号值的差值获取感测信号的信号大小。控制部2624或触摸控制器262可以根据感测信号的信号大小确定触摸与否、触摸坐标等。
或者,控制部2624或触摸控制器262可以控制第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622使得在1水平期间1H内在期间dwp以及期间sp以外的期间对感测信号进行采样。
如图129以及图131所示,第1子期间T21中的驱动信号D_111、D_121、D_264的频率可以是水平同步信号Hsync的频率的三倍。
根据一个实施方式,控制部2624或触摸控制器262基于水平同步信号选择在第2子期间T22内至少采样一次得到的感测信号中的一部分,使用所选择的一部分感测信号生成触摸信息。即,控制部2624或触摸控制器262使用在第2子期间T22内的1水平期间1H内期间dwp以及期间sp以外的期间中采样得到的感测信号作为触摸信息。
通过使用1水平期间1H内,除控制部2624或触摸控制器262向数据线施加数据信号的期间dwp和扫描信号为低电平电压L的期间sp以外的时间期间采样得到的感测信号,不使用随着向能够与触摸电极形成寄生电容的数据线以及扫描线施加的信号产生噪声的感测信号作为触摸信息,因此具有能够提高SNR的效果。
根据另一实施方式,在第2子期间T22内的1水平期间1H内,在除期间dwp以及期间sp以外的期间内,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。
在1水平期间1H内,在除向数据线施加数据信号的期间dwp和扫描信号为低电平电压L的期间sp以外的时间期间,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622对感测信号进行采样,从而具有能够防止向能够与触摸电极形成寄生电容的数据线以及扫描线施加的信号引起的感测信号的噪声的效果。
基于图30的像素PX_ab电路图对根据图134以及图135的时序图的像素PX_ab的驱动操作和触摸装置接收感测信号的操作进行说明。
如图134以及图135所示,第1子期间T21的驱动信号D_111、D_121、D_264的频率可以是水平同步信号Hsync的频率的两倍。
首先,对像素PX_ab的驱动操作进行说明。
通过经由第a-1根扫描线Sa-1传递的第a-1个扫描信号S[a-1]的低电平电压L,第7晶体管TR7与第4晶体管TR4一起导通。这种情况下初始化驱动晶体管TR1的栅极电极电压的初始化电压VINT通过第4晶体管TR4传递到第1节点N1。
在期间sp内,通过经由第a根扫描线Sa传递的第a个扫描信号S[a]的低电平电压L,第3晶体管TR3与第2晶体管TR2一起导通。这种情况下,对应的数据信号DATA[a]通过导通的第2晶体管TR2以及导通的第3晶体管TR3传递到第1节点N1。
在t31,通过低电平电压L的发光控制信号Ej,第5晶体管TR5以及第6晶体管TR6导通。这种情况下,通过存储于储能电容器Cst的电压产生的驱动电流传递到有机发光二极管OLED,从而有机发光二极管OLED发光。
接下来,对电子设备接收感测信号的操作进行说明。
在1水平期间1H、即水平同步信号Hsync的脉冲的一个周期内,存在向数据线施加数据信号的期间dwp和扫描信号为低电平电压L的期间sp。并且,在1水平期间1H内,发光控制信号变更为低电平电压L。
在第2子期间T22内的至少一个采样时间点s00、s01、s02、s03、s10、s11、s12、s13、……,第1驱动/接收部2620可从多个第1触摸电极111-1至111-m采样感测信号,第2驱动/接收部2622可从多个第2触摸电极121-1至121-n采样感测信号。
根据一个实施方式,控制部2624或触摸控制器262基于水平同步信号选择在第2子期间T22内至少采样一次得到的感测信号中的一部分,使用所选择的一部分感测信号生成触摸信息。即,控制部2624或触摸控制器262使用在第2子期间T22内的1水平期间1H内除期间dwp以及期间sp以外的期间内采样得到的感测信号作为触摸信息。
通过使用在1水平期间1H内除向数据线施加数据信号的期间dwp和扫描信号为低电平电压L的期间sp以外的时间期间内采样得到的感测信号,不使用随着向能够与触摸电极形成寄生电容的数据线以及扫描线施加的信号产生噪声的感测信号作为触摸信息,因而具有能够提高SNR的效果。
根据另一实施方式,在第2子期间T22内的1水平期间1H内的除期间dwp以及期间sp以外的期间内,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。
在1水平期间1H内的除向数据线施加数据信号的期间dwp和扫描信号为低电平电压L的期间sp以外的时间期间采样感测信号,因此具有能够防止向能够与触摸电极形成寄生电容的数据线以及扫描线施加的信号引起的感测信号的噪声的效果。
进一步地,至少一个时间点s10、s11、s12、s13在第2子期间T22内的1水平期间1H内,处于除发光控制信号E[a]变更为低电平电压L的时间点t31以外的期间内。
即,使用在1水平期间1H内的除发光控制信号E[a]变更为低电平电压L的时间点t31以外的期间内采样得到的感测信号,或在1水平期间1H内的除发光控制信号E[a]变更为低电平电压L的时间点t31以外的期间内采样感测信号,因此具有能够防止向能够与触摸电极形成寄生电容的发光控制线施加的信号引起的感测信号的噪声。
图136是简要示出根据一个实施方式的触摸传感器的驱动时序的图。
如图136所示,触摸传感器261可以以第1模式IN1和第2模式IN2工作。
第1模式IN1是主要接收用户的身体部位(手指、手掌等)进行的触摸输入的模式。在第1模式IN1,可以向多个第1触摸电极111施加驱动信号FTX,并利用多个第2触摸电极121来接收基于驱动信号得到的感测信号FRX。
在第1模式IN1将使触控笔10的共振电路部12共振的驱动信号施加于环形线圈264的期间STX可以以预定周期(例如,60Hz、120Hz等)重复。此时,多个第1触摸电极111以及多个第2触摸电极121可以接收感测信号SRX。除此以外,第1模式IN1可以是仅接收用户的身体部位的输入的模式,此时可不需要将驱动信号施加于环形线圈264的期间STX。
如果通过触控笔10的共振电路部12的共振从触控笔10输出的信号被触摸传感器261感测到,则触摸传感器261以第2模式IN2工作。除此以外,触摸传感器261也可以通过外部控制器进入第2模式IN2进行工作。例如,在工作接收触控笔10进行的触摸输入的应用程序运行、或通过其他传感器预计出会接收到触控笔10进行的触摸输入的情况下,可以以第2模式IN2工作。
第2模式IN2是主要接收触控笔10进行的触摸输入的模式。在第2模式IN2中,可以向环形线圈264施加驱动信号STX,并通过多个第1触摸电极111和多个第2触摸电极121接收从触控笔10输出的信号SRX。根据从触控笔10输出的感测信号的波形,触摸传感器261能够识别图30的(a)的触控笔10a和图30的(b)的触控笔10b。此外,还能够识别图30的(b)、(c)、(e)的触控笔10c、10d、10e进行识别。
在第2模式IN2中,接收身体部位进行的触摸输入的期间(FTX/FRX)可以以预定周期(例如,60Hz、120Hz等)重复。此时,可以向多个第1触摸电极111施加驱动信号FTX,并通过多个第2触摸电极121接收根据驱动信号产生的感测信号FRX。在识别为图30的(a)的触控笔10a的情况下,为了节省驱动信号施加时相应的功耗,可以不在该期间内向环形线圈264施加驱动信号。在识别为图30的(b)的触控笔10b的情况下,可以在该期间内向环形线圈264施加驱动信号。这种情况下,在接收身体部位进行的触摸输入期间也能够向触控笔10b充电。除此以外,第2模式IN2可以是仅接收触控笔10的输入的模式,此时,可不需要接收身体部位进行的触摸输入的期间(FTX/FRX)。
图137a至图140b是示出根据实施方式的触摸传感器的驱动时序的图。
图137a、图137b、图138a以及图138b示出触摸传感器261以互电容方式工作的情况下的时序,图139a、图139b、图140a以及图140b示出触摸传感器261以自电容方式工作的情况下的时序。
在图137a、图138a、图139a以及图140a中,虽然图示成好像施加于第1触摸电极111的驱动信号D_111、施加于第2触摸电极121的驱动信号D_121以及施加于环形线圈264的驱动信号D_264的频率相同,但是实际频率并非图中所示。例如,如图137b、图138b、图139b以及图140b所示,施加于第1触摸电极111的驱动信号D_111和/或施加于第2触摸电极121的驱动信号D_121的频率可以与施加于环形线圈264的驱动信号D_264的频率不同。其中,如图137b、图138b、图139b以及图140b所示,施加于第1触摸电极111的驱动信号D_111和/或施加于第2触摸电极121的驱动信号D_121的频率可以比施加于环形线圈264的驱动信号D_264的频率小,但不限于此,施加于第1触摸电极111的驱动信号D_111和/或施加于第2触摸电极121的驱动信号D_121的频率也可以比施加于环形线圈264的驱动信号D_264的频率大。
如图137a以及图137b所示,可在第1期间T1向多个第1触摸电极111施加驱动信号D_111,并在多个第2触摸电极121接收驱动信号D_111所相应的感测信号。此时,不向多个第2触摸电极121施加驱动信号D_121。
接下来,在第2期间T2可以向环形线圈264施加驱动信号D_264。这种情况下,在共振电路部12共振产生的信号随着时间增加,经过一定时间后饱和。可以在多个第1触摸电极111和多个第2触摸电极121接收由触控笔10产生的感测信号。
如图138a以及图138b所示,在第1期间T1,可以向多个第1触摸电极111施加驱动信号D_111,在多个第2触摸电极121接收驱动信号D_111所相应的感测信号。此时,可以不向多个第2触摸电极121施加驱动信号D_121,而是向环形线圈264施加驱动信号D_264。在共振电路部12中共振产生的信号随着时间增加,经过一定时间后饱和。
在多个第2触摸电极121的采样频率与驱动信号D_111对应,因而触摸传感器261可以在第1期间T1接收身体部位进行的触摸。
在第2期间T2,可以仅向环形线圈264施加驱动信号D_264。可以在多个第1触摸电极111和多个第2触摸电极121接收到由触控笔10产生的感测信号。
如图139a以及图139b所示,在第1期间T1至第2期间T2,可以向多个第1触摸电极111施加驱动信号D_111,向多个第2触摸电极121施加驱动信号D_121,并且向环形线圈264施加驱动信号D_264。
此时,也可以将多个第1触摸电极111和多个第2触摸电极121的采样频率设定为与驱动信号D_111对应的频率接收身体部位进行的触摸,也可以设定为与从触控笔10输出的信号对应的频率接收触控笔10进行的触摸。
如图140a以及图140b所示,在第1期间T1,可以向多个第1触摸电极111施加驱动信号D_111以接收身体部位进行的触摸,在多个第2触摸电极121可接收到触控笔10产生的感测信号。此时,可以不向多个第2触摸电极121施加驱动信号D_121,而是向环形线圈264施加驱动信号D_264。在共振电路部12中共振产生的信号随着时间增加,经过一定时间后饱和。
在第2期间T2,可以向多个第1触摸电极121施加驱动信号D_121以接收身体部位进行的触摸,并在多个第1触摸电极111接收由触控笔10产生的感测信号。此时,可以不向多个第1触摸电极111施加驱动信号D_111,而是向环形线圈264施加驱动信号D_264。在共振电路部12中保持共振的信号。
如以上所述说明,根据本公开的触摸传感器在环形线圈264将电磁信号传递到触控笔10的期间内,触摸电极111、121从触控笔10接收共振信号。在EMR以及ECR方式的情况下,在终止电磁信号的传递之后从触控笔接收共振信号的输入,因而存在触控笔中的共振信号衰减的问题。由于基于衰减了的共振信号判断触摸输入,因而存在对触摸输入识别不准确,从而触摸灵敏度下降的缺点。
关于根据本公开的触摸传感器,信号的发送由环形线圈264来执行,信号的接收由触摸电极111、121来执行。即,在信号由环形线圈264发送期间,触摸电极111、121接收共振信号的输入,因而在触控笔10中共振产生的信号不衰减地被触摸电极111、121接收。从而信号的SNR得以改善,并且触摸输入的接收灵敏度提高。
另一方面,触摸传感器261中由于各种原因而存在噪声,这样的噪声可能会成为降低触摸传感器261的感测性能的诱因。尤其在触控笔10的情况下,当存在与触控笔10的共振频率相近的频带的噪声的情况下,触摸感测的精度可能大幅降低。
参照图141来说明噪声对触摸感测带来影响的现象。
图141作为用于说明噪声对电子设备的触摸感测性能的影响的图,示出发生频率与为了触控笔10的共振而向触摸传感器261或环形线圈264施加的驱动信号相同、或具有其2倍、3倍的频率的噪声信号的情况。
参照图141,在电子设备的触摸感测部260中,为了获取感测信号的信号大小即振幅(amplitude),与具有驱动信号的频率的n倍、例如4倍的频率的时钟信号同步地在多个采样地点s0~s7采用感测信号的信号值。并且,使用采样得到的信号值中的至少一部分来获取感测信号的信号大小(振幅)。以图141为例,利用在s0地点采样得到的信号值1与在s2地点采样得到的信号值-1之间的差值ΔI来获取感测信号的信号大小。
如图141所示,在触摸传感器261被触控笔10触摸的情况下,从被触摸的触摸电极输出的感测信号的振幅ΔI为2。
同样,关于具有与驱动信号的频率f1相同的频率的噪声信号1也在采样时间点s0采样得到的信号值为1,在采样时间点s2采样得到的信号值为-1,两个值之间的差值ΔI也为2。此外,关于具有驱动信号的频率f1的3倍的频率的噪声信号3,在采样时间点s0采样得到的信号值为-1,在采样时间点s2采样得到的信号值为1,两个值之间的差值ΔI为-2。
因此,在噪声信号1或噪声信号3与驱动信号在时间上同步地产生的情况下,噪声信号1或噪声信号3的信号值对获取感测信号的振幅带来影响,其可成为降低触摸感测性能的诱因。
因此,在下述实施例中,为了解决这样的问题,可使得在图113以及图114的第2触摸驱动模式下向触摸传感器261或环形线圈264输出的驱动信号包括相位彼此不同的两种驱动信号,在获取感测信号的振幅的过程中,根据对应的驱动信号的相位适用不同的编码以从感测信号中去除噪声信号的影响。
以下,参照图142至图145对触摸感测部260以第2触摸驱动模式工作期间的触摸检测方法(参照图113的S12以及S13步骤)更加详细地进行说明。
图142是示出根据实施例的触摸感测部以第2触摸驱动模式工作期间的触摸检测方法的流程图。此外,图143是用于对在图142的触摸检测方法中过滤噪声的方法进行说明的图。
参照图15,触摸感测部260的触摸控制器264第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622随着触摸感测部260进入用于感测触控笔10的触摸的第2触摸驱动模式(S20),控制第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622使得向触摸传感器261输出用于促使触控笔10发生共振信号的驱动信号。
或者,触摸感测部260的触摸控制器262随着触摸感测部260进入用于感测触控笔10的触摸的触摸驱动模式(S20),控制线圈驱动器263使得向环形线圈264输出用于促使触控笔10发生的共振信号的驱动信号。
从而第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622将具有与触控笔10的共振频率相近的频率且相位不同的第1驱动信号以及第2驱动信号中的一个选择性地施加到触摸传感器261(S21)。即,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622根据指定顺序或模式选择相位不同的即相位相反的第1驱动信号以及第2驱动信号中的一个,在预定区间(参照图144的第1子区间T21)期间,向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的每一个输出驱动信号。
或者,线圈驱动器263将具有与触控笔10的共振频率相近的频率且相位不同的第1驱动信号以及第2驱动信号中的一个施加于环形线圈264(S21)。即,线圈驱动器263根据指定顺序或模式来选择相位不同的即相位相反的第1驱动信号以及第2驱动信号中的一个,在预定区间(图144的第1子区间T21参照)期间输出到线圈驱动器263。
此外,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622从触摸传感器261、即多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号(S22),并将其传递到控制部2624或触摸控制器262。例如在结束上述S21步骤中的驱动信号的施加之后,在预定区间(参照图144的第2子区间T22)内,第1驱动/接收部2620可通过触摸传感器261从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622可从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。此时,对第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622对从各触摸电极接收到的感测信号进行(差分)放大((Differential)amplification),并在变换成作为数字信号的感测数据之后传递到控制部2624或触摸控制器262。
此外,触摸控制器262从触摸传感器261接收感测信号(S22)。例如,结束上述S21步骤中的驱动信号施加之后,在预定区间(参照图144的第2子区间T22)内,触摸控制器262可以从触摸面板261接收感测信号。此时,触摸控制器262对从各触摸电极接收到的感测信号进行(差分)放大,并变换成作为数字信号的感测数据。
其中,感测数据是通过第1驱动/接收部2620、以及第2驱动/接收部2622的ADC部115、125对感测信号的信号值采样得到的数据。以图143为例,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622的ADC部115、125可以与具有驱动信号的频率f1的n倍、例如4倍的频率4Хf1的时钟信号同步在多个时间点s0~s3、s10~s13对感测信号进行采样。本公开中的至少一个采样时间点s0~s3、s10~s13可以是能够与驱动信号的频率相关地周期性设定的任意的时序。
或者,感测数据是通过触摸控制器262的ADC部(未图示)对感测信号的信号值采样得到的数据。以图143为例,触摸控制器262的ADC部可以与具有驱动信号的频率f1的n倍、例如4倍的频率4Хf1的时钟信号同步在多个时间点s0~s3、s10~s13对感测信号进行采样。本公开中的至少一个采样时间点s0~s3、s10~s13可以是能够与驱动信号的频率相关地周期性设定的任意的时序。
控制部2624在从第1驱动/接收部2620、以及第2驱动/接收部2622传递过来的与从各触摸电极接收到的感测信号对应的感测数据的情况下,使用其获取各感测信号的信号大小、即振幅(S23)。
或者,触摸控制器262在获取到与从各触摸电极接收到的感测信号对应的感测数据的情况下,使用其获取各感测信号的信号大小、即振幅(S23)。
以图143为例,控制部2624或触摸控制器262利用由第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622采样得到的信号值中的一至少部分来计算对应的感测信号的信号大小即振幅。例如,控制部2624或触摸控制器262利用在采样时间点s0以及s2采样得到的信号值之差与在采样时间点s4以及s6采样得到的信号值之差计算感测信号的信号大小。由此,响应于正相位的驱动信号接收到的感测信号的振幅为在s0时间点采样得到的信号值1与在s2时间点采样得到的信号值-1的差值即+2。反之,响应于反相位的驱动信号接收到的感测信号的振幅为在s4时间点采样得到的信号值-1与在s6时间点采样得到的信号值1的差值即-2。
在触摸感测部260以第2触摸驱动模式驱动期间,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向触摸传感器261施加驱动信号(S21)、或线圈驱动器263向环形线圈264施加驱动信号(S21)、与此对应地从触摸传感器261接收感测信号(S22)、获取感测信号的信号大小(S23)的操作及这些操作执行N次(S24)。即,在触摸感测部260以第2触摸驱动模式驱动的第2区间T2期间,施加驱动信号的第1子区间T21和接收感测信号的第2子区间T22的组合可以重复经过N次(例如,8次)。
在上述S21步骤至S23步骤重复N次之后,控制部2624或触摸控制器262通过以下的数学式13来获取各感测信号的最终信号大小,即最终振幅(S25)。
[数学式13]
在以上数学式13中,i对应于执行上述S21步骤至S23步骤的次数,ΔIi是指通过第i次执行的上述S21步骤至S23步骤获取到的信号振幅,“#of samples”对应于执行一次第2触摸驱动模式期间从感测信号获取到信号振幅的次数(采样次数),即执行上述S21步骤至S23步骤的次数。
参照以上数学式13,与各触摸电极对应的感测信号的最终信号大小(signalamplitude,信号振幅)对应于:向执行第2触摸驱动模式期间若干次施加驱动信号以获取到的感测信号的振幅ΔIi分别乘以对应的编码(code)之后相加得到值并用其除以采样次数(#of samples)以求出平均得到的值。其中,编码(code)具有绝对值相同且符号不同的第1值和第2值中的一个。例如,编码具有1和-1中的一个值,可以根据对应的驱动信号的相位不同地应用。以图143为例,可以对将正相位的驱动信号(第1驱动信号)施加于触摸传感器261或环形线圈264获取到的感测信号的信号大小乘以编码1,并对将反相位的驱动信号(第2驱动信号)施加于触摸传感器261或环形线圈264获取到的感测信号的信号大小乘以编码-1。
通过前述的方法获取到与各触摸电极对应的感测信号的最终信号大小的情况下,控制部2624或触摸控制器262将其与指定的临界值比较以检测感测信号之中的有效触摸信号。并且,与检测到有效触摸信号的触摸电极对应地获取包括触控笔10的触摸坐标等的第2触摸数据(S26)。
在触控笔10产生的共振信号的相位根据施加于触摸传感器261或环形线圈264的驱动信号的相位对应地改变。因此,对触控笔10的共振信号进行感测并输出的触摸传感器261或环形线圈264的感测信号的相位也可以根据向触摸传感器261或环形线圈264施加的驱动信号的相位对应地改变。
以图143为例,通过施加正相位的驱动信号所产生的感测信号和通过施加反相位的驱动信号所产生的感测信号的相位不同。因此,通过施加正相位的驱动信号所接收到的感测信号的振幅(例如,在采样时间点s0以及s2采样得到的感测数据间的差值ΔI)为+2,通过施加反相位的驱动信号所接收到的感测信号的振幅(例如在采样时间点s4以及s6采样得到的感测数据间的差值ΔI)为-2。在将这样获取到的振幅值代入以上数学式13的情况下,可能振幅值间抵消导致最终信号大小值变小。即,通过施加正相位的驱动信号所产生的感测信号的振幅值为+2,并且通过施加反相位的驱动信号所产生的感测信号的振幅值为-2,因而在不应用编码的情况下获取到的最终信号大小成为(2+(-2))/2=0。
因此,控制部2624或触摸控制器262对通过施加正相位的驱动信号所获取到的感测信号的振幅乘以编码1,并对通过施加反相位的驱动信号所获取到的感测信号的振幅乘以编码-1,以此防止振幅值之间相消。即,在应用与驱动信号的相位相关的编码的情况下,感测信号的最终信号大小成为((2Х1)+((-2)Х(-1))/2=2。
另一方面,噪声信号是不受驱动信号影响的信号,因而如图16所示,与驱动信号的相位变化无关地保持其相位。因此,在将噪声信号的信号大小代入以上数学式13来获取的情况下,发生乘以编码后的振幅值间的相消。以噪声信号1为例,通过以上数学式13得到的最终信号大小为((2Х1)+((2Х(-1))/2=0,能够被过滤。此外,以噪声信号3为例,通过以上数学式13得到的最终信号大小为(((-2)Х1)+((-2)Х(-1))/2=0,能够被过滤。
另一方面,在图143中看似图示正相位的驱动信号和反相位的驱动信号连续地施加于触摸传感器261或环形线圈264,但这是为了方便说明,在一个第1子期间T21,也可以仅将正相位的驱动信号和反相位的驱动信号中的任意一者施加于触摸传感器261或环形线圈264。因此,实际上施加正相位的驱动信号和反相位的驱动信号的区间之间可以配置有至少一个第2子区间T21。
在触摸感测部260以第2触摸驱动模式驱动期间,输出相位不同的第1驱动信号的区间以及输出第2驱动信号的区间的排列可以有多种变形。
以下,参照图144以及图147,对以第2触摸驱动模式驱动期间输出相位不同的第1驱动信号以及第2驱动信号的实施例进行说明。
图144至图147是对触摸感测部输出相位不同的第1驱动信号以及第2驱动信号的例子进行图示的波形图。
参照图144至图146,一个帧区间被划分为触摸感测部260以第1触摸驱动模式驱动的第1区间T1和以第2触摸驱动模式驱动的第2区间T2,当前帧区间的第2区间T2结束后开始下一帧区间的第1区间T1。
在一个帧区间内,触摸感测部260以第2触摸驱动模式驱动的第2区间T2包括多个(例如,8次)施加驱动信号的第1子区间T21和接着第1子区间T21并且不施加驱动信号的第2子区间T22的组合。此外,在一个第2区间T2中,施加第1驱动信号的第1子区间T21和施加第2驱动信号的第1子区间T21可以包括至少1次。
参照图144,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622或线圈驱动器263可以按照预定周期(例如,每个第1子区间T21)交替地施加正相位的第1驱动信号和反相位的第2驱动信号。在该情况下,在第2区间T2所包括的第1子区间T21中施加第1驱动信号的区间的次数和施加第2驱动信号的区间的次数相同。
另一方面,在一个第2区间T2内,施加第1驱动信号的第1子区间T21可以连续至少2次。同样,在一个第2区间T2内,施加第2驱动信号的第1子区间T21也可以连续至少2个。以图145为例,在一个第2一个第2区间T2内,在初始4个第1子区间T21连续地施加第1驱动信号,在接着的4个第1子区间T21连续地施加第2驱动信号。此外,在图145中,在一个第2区间T2内施加第1驱动信号的第1子区间T21所连续的次数(4个)和施加第2驱动信号的第1子区间T21所连续的次数(4个)相同。
根据图147,通过第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622或线圈驱动器263施加正相位的第1驱动信号和反相位的第2驱动信号的模式可以不规则并且是非周期性的。参照图147,在一个第2区间T2所包括的第1子区间T21中,施加第1驱动信号的区间的次数和施加第2驱动信号的区间的次数可以不同。此外,在一个第2区间T2内,施加第1驱动信号的第1子区间T21所连续的次数和施加第2驱动信号的第1子区间T21所连续的次数也可以不同。
另一方面,以上以驱动信号的相位变化以第1子区间T21单位产生的情况为例进行了说明,但本发明并不限定于此。根据另一实施例,驱动信号的相位变化也可以以第2区间T2单位产生。以图147为例,在第一个帧区间的第2区间T2内,将正相位的第1驱动信号施加于触摸传感器261或环形线圈264,在第二个帧区间的第2区间T2内,将反相位的第2驱动信号施加于触摸传感器261或环形线圈264。在该情况下,触摸感测部260可以基于前述的数学式13,根据在每帧区间在第2区间T2从触摸传感器261接收到的感测信号获取感测信号的最终信号大小,并利用其获取第2触摸数据。此外,触摸感测部260可以基于前述的数学式13,基于在第一个帧区间的第2区间T2从触摸传感器261接收到的感测信号和在第二个帧区间的第2区间T2从触摸传感器261接收到的感测信号获取感测信号的最终信号大小,并基于其获取第2触摸数据。
根据前述的实施例,具有即使存在与触控笔的共振信号相近的频带的噪声的环境中也能够最小化噪声信号对感测信号的影响,从而具有能够提高对触控笔的触摸的感测性能的优点。
参照图148以及149对根据图20至图24所图示的实施方式的触摸装置的控制方法进行说明。
图148是示出根据实施方式的触摸感测部的控制方法的流程图,图149是示出根据触摸感测部的控制方法施加驱动信号的一个例子的图。与触摸报告率(touch reportrate)相关的一个触摸报告帧期间包括第1区间和第2区间。触摸报告率是指对触摸感测部260通过驱动触摸电极获取到的触摸数据进行报告的向外部的主机系统输出的速度或频率(Hz)。
首先,参照图148,在第1区间,触摸感测部260以第1模式驱动(S10)。第1模式是将用于检查除触控笔10以外的其他触摸客体进行的触摸输入的驱动信号施加于触摸传感器261的模式。
作为一个例子,在第1模式,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m输出驱动信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收触摸产生的感测信号。
作为另一例,在第1模式,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab同时输出驱动信号,并接收触摸产生的感测信号。
即,在第1模式下,第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622、第3驱动/接收部2626中的至少一个向对应的至少一个触摸电极输出驱动信号,第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622、第3驱动/接收部2626中的至少一个从对应的至少一个触摸电极接收触摸产生的感测信号。
控制部2624使用在第1区间获取到的感测信号确定第1客体的位置(S12)。
例如,控制部2624使用在第1区间获取到的感测信号计算触摸坐标、触摸面积等触摸信息。在第1区间获取到的感测信号包括由用户的身体部位(手指、手掌等)引起的感测信号和由触控笔10、被动方式的触控笔引起的感测信号中的至少一者。
在第2区间的第1-1子区间,触摸感测部260以第2模式驱动(S14)。
第2模式是将用于检测触控笔10进行的触摸输入的驱动信号(以下,称为第1驱动信号)施加于触摸传感器261的模式。
第2区间可以包括第1-1子区间、第2-1子区间、第1-2子区间以及第2-2子区间。第1-1子区间以及第2-1子区间可以是第2区间初始的区间。在第2区间内可以包括多个第1-1子区间以及第2-1子区间。第2-1子区间结束后可开始第1-2子区间。在第2区间内可以包括多个第1-2子区间以及第2-2子区间。
作为一个例子,在第1-1子区间,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加第1驱动信号。
作为另一例,在第1-1子区间,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加第1驱动信号。
作为再一例,在第1-1子区间,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m施加第1驱动信号,向多个第2触摸电极121-1至121-n施加第1驱动信号。在该情况下,假设施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的第1驱动信号和施加于多个第2触摸电极121-1至121-n的第1驱动信号的相位相同,并不限于此。
作为再一例,在第一个第1-1子区间,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中的一部分施加第1驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n中的一部分施加第1驱动信号,在第二个第1-1子区间,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中的另一部分施加第1驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n中的另一部分同时施加第1驱动信号。此时,在第一个第1-1子区间被施加第1驱动信号的一部分触摸电极和在第二个第1-1子区间被施加第1驱动信号的另一部分触摸电极可以部分重复。
作为再一例,在第1-1子区间,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中的每一个同时施加第1驱动信号。
作为再一例,在第一个第1-1子区间,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中的一部分同时施加第1驱动信号,在第二个第1-1子区间,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中的一部分同时施加第1驱动信号。此时,在第一个第1-1子区间被施加第1驱动信号的一部分触摸电极和在第二个第1-1子区间被施加第1驱动信号的另一部分触摸电极可以部分重复。
作为再一例,在第1-1子区间中,第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622以及第3驱动/接收部2626同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中的每一个施加第1驱动信号,向多个第2触摸电极121-1至121-n中的每一个施加第1驱动信号,并且向多个第3触摸电极131-11至131-ab中的每一个同时施加第1驱动信号。在该情况下,假设施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的第1驱动信号、施加于多个第2触摸电极121-1至121-n的第1驱动信号以及施加于多个第3触摸电极131-11至131-ab的第1驱动信号的相位全部相同,并不限于此。
即,在第1-1子区间,第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622、第3驱动/接收部2626中的至少应该可以向对应的至少一个触摸电极输出第1驱动信号。
假设在第1区间施加于触摸传感器261的驱动信号的频率为在第1-1子区间施加于触摸传感器261的第1驱动信号的频率以下。
触控笔10的共振电路部12针对第1驱动信号进行共振,从而产生共振信号且通过导电性尖端11被传递到触摸传感器261。
在第2区间的第2-1子区间,触摸感测部260接收基于第1驱动信号共振得到的感测信号(S16)。
作为一个例子,第1驱动/接收部2620接收从多个第1触摸电极111-1至111-m传递过来的感测信号,第2驱动/接收部2622接收从多个第2触摸电极121-1至121-n传递过来的感测信号。第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以对接收到的感测信号进行处理并传递到控制部2624。
作为另一例,第3驱动/接收部2626接收从多个第3触摸电极131-11至131-ab传递过来的感测信号。第3驱动/接收部2626可以对接收到的感测信号进行处理,并传递到控制部2624。
控制部2624可以基于在第2-1子区间中获取到的感测信号获取触控笔10进行触摸的地点的触摸坐标信息。
此外,控制部2624可以基于在第2-1子区间获取到的感测信号计算触摸面积。
第1-1子区间以及第2-1子区间可以在第2区间内重复至少2次。此时,触摸感测部260也可以改变在各个第1-1子区间施加第1驱动信号的触摸传感器261的区域来获取触控笔10进行了触摸的地点的触摸坐标。
参照图149的(a),触摸感测部260在第一个第1-1子区间期间仅向与触摸传感器261的区域AA1对应地配置的一部分触摸电极施加第1驱动信号,在第一个第2-1子区间期间,从触摸传感器261的触摸电极接收感测信号。其中,与区域AA1对应地配置的一部分触摸电极可以包括第1触摸电极至第3触摸电极(111、121、131)中的至少一部分触摸电极。例如,触摸感测部260可以向与区域AA1对应地配置的第1触摸电极和第3触摸电极施加第1驱动信号。触摸感测部260可以向与区域AA1对应地配置的第2触摸电极和第3触摸电极施加第1驱动信号。
此时,在第一个第1-1子区间期间,触摸感测部260可以向触摸传感器261的区域NA1施加与第1驱动信号具有180度相位差的驱动信号(以下,称为第2驱动信号),或者接地或浮接。在此,与区域NA1对应地配置的一部分触摸电极可以包括第1触摸电极至第3触摸电极(111、121、131)中的至少一部分触摸电极。例如,触摸感测部260可以向与区域NA1对应地配置的第1触摸电极和第3触摸电极施加第2驱动信号,或者接地或浮接。触摸感测部260可以向与区域NA1对应地配置的第2触摸电极和第3触摸电极施加第2驱动信号,或者接地或浮接。
参照图149的(b),触摸感测部260可在第二个第1-1子区间期间,仅向与触摸传感器261的区域AA2对应地配置的一部分触摸电极施加第1驱动信号,在第二个第2-1子区间期间,从触摸传感器261的电极接收感测信号。其中与区域AA2对应地配置的一部分触摸电极可以包括第1触摸电极至第3触摸电极(111、121、131)中的至少一部分触摸电极。例如,触摸感测部260可以向与区域AA2对应地配置的第1触摸电极和第3触摸电极施加第1驱动信号。触摸感测部260可以向与区域AA2对应地配置的第2触摸电极和第3触摸电极施加第1驱动信号。
此时,在第二个第1-1子区间期间,触摸感测部260可以向触摸传感器261的区域NA2施加与第1驱动信号具有180度相位差的第2驱动信号,或者接地或浮接。同样,与区域AA2对应地配置的一部分触摸电极可以包括第1触摸电极至第3触摸电极(111、121、131)中至少一部分触摸电极。例如,触摸感测部260可以向与区域NA2对应地配置的第1触摸电极和第3触摸电极施加第2驱动信号,或者接地或浮接。触摸感测部260可以向与区域NA2对应地配置的第2触摸电极和第3触摸电极施加第2驱动信号,或者接地或浮接。
此时,在第一个第1-1子区间期间被施加第1驱动信号的触摸传感器261的区域AA1和在第二个第1-1子区间期间被施加第1驱动信号的触摸传感器261的区域AA2可以在平面上部分重叠。
在第2区间的第1-2子区间,触摸感测部260以第3模式驱动(S18)。
在一个实施方式中,第3模式是将第1驱动信号施加到除第1客体的位置以外的触摸传感器261内的区域,将第2驱动信号施加到与第1客体的位置对应的触摸传感器261内的区域的模式。此时,发生触控笔10的触摸的地点与第1客体30的位置之间的距离超过预定临界值时,触摸感测部260可以向与第1客体的位置对应的触摸传感器261内的区域施加第2驱动信号。发生触控笔10的触摸的地点与第1客体的位置之间的距离在预定临界值以内时,触摸感测部260可以不施加第2驱动信号。临界值可以是以至少一个第3触摸电极131单位隔开的距离,但不并限于此,可以是任意的长度。
即,在第1-2子区间,第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622、第3驱动/接收部2626中的至少应该可以向对应的至少一个触摸电极中的一部分输出第1驱动信号,向另一部分输出第2驱动信号。
作为一个例子,在第1-2子区间,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体的位置的第1触摸电极中的每一个施加第1驱动信号。并且,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体30的位置的第1触摸电极中的每一个施加第2驱动信号。
作为另一例,在第1-2子区间,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体的位置的第2触摸电极中的每一个同时施加第1驱动信号。并且,第2驱动/接收部2620向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体的位置的第2触摸电极中的每一个施加第2驱动信号。
作为再一例,在第1-2子区间,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体的位置的第1触摸电极中的每一个施加第1驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体的位置的第2触摸电极中的每一个施加第1驱动信号。并且,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体30的位置的第1触摸电极中的每一个施加第2驱动信号,向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体的位置的第2触摸电极中的每一个施加第2驱动信号。
作为再一例,在第1-2子区间中,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体的位置的第3触摸电极中的每一个同时施加驱动信号。此外,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体的位置的第3触摸电极中的每一个施加第2驱动信号。
作为再一例,在第1-2子区间,第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622以及第3驱动/接收部2626同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体的位置的第1触摸电极中的每一个施加第1驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体的位置的第2触摸电极中的每一个施加第1驱动信号,向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体的位置的第3触摸电极中的每一个同时施加驱动信号。并且,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体30的位置的第1触摸电极中的每一个施加第2驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体的位置的第2触摸电极中的每一个施加第2驱动信号,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体的位置的第3触摸电极中的每一个施加第2驱动信号。
由于将与第1驱动信号具有180度相位差的第2驱动信号提供给触控笔10的接地部15,因而共振电路部12两端之间的电压差相比于接地异常的情况增大。因此,能够用于共振的能量增加,因此触控笔10能够产生大小更大的共振信号。即,本实施方式的触摸感测部260向用户的手所在的区域(或预测可能会在的区域)提供相位与向触控笔10所在的区域施加的驱动信号的相位不同的驱动信号,以使得产生这样的效果。
在另一实施方式中,第3模式是将第1驱动信号施加于除第1客体的位置以外的触摸传感器261内的区域,并且不向与第1客体的位置对应的触摸传感器261内的区域施加驱动信号的模式。未被施加驱动信号的触摸电极可以接地或浮接。
即,在第1-2子区间,第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622、第3驱动/接收部2626中的至少一个可以仅向对应的至少一个触摸电极中的一部分输出第2驱动信号,并且使另一部分接地或浮接。
作为一个例子,在第1-2子区间,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体的位置的第1触摸电极中的每一个施加第1驱动信号。并且,第1驱动/接收部2620不向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体30的位置的第1触摸电极中的每一个施加驱动信号。
作为另一例,在第1-2子区间,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体的位置的第2触摸电极中的每一个同时施加第1驱动信号。此外,第2驱动/接收部2620不向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体的位置的第2触摸电极中的每一个施加驱动信号。
作为再一例,在第1-2子区间,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体的位置的第1触摸电极中的每一个施加第1驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体的位置的第2触摸电极中的每一个施加第1驱动信号。并且,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体30的位置的所有第1触摸电极中都不施加驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体的位置的所有第2触摸电极都不施加驱动信号。
作为再一例,在第1-2子区间中,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体的位置的所有第3触摸电极同时施加驱动信号。此外,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体的位置的所有第3触摸电极都不施加驱动信号。
作为再一例,在第1-1子区间,第1驱动/接收部2620、第2驱动/接收部2622以及第3驱动/接收部2626同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体的位置的所有第1触摸电极施加第1驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体的位置的所有第2触摸电极施加第1驱动信号,并且向个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体的位置的所有第3触摸电极同时施加驱动信号。并且,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体30的位置的所有第1触摸电极都不施加驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体的位置的所有第2触摸电极都不施加驱动信号,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体的位置的所有第3触摸电极都不施加驱动信号。
在该情况下,触控笔10的接地部15通过触摸传感器261接地,因而施加于导电性尖端11的第1驱动信号能够全部用于共振。具体地,驱动信号仅传递到触控笔10的共振电路部12一端,第1驱动信号能够原封地用于共振电路部12的响应信号的生成。
在第2区间的第2-2子区间,触摸感测部260接收基于驱动信号共振得到的感测信号(S20)。
触控笔10的共振电路部12可以针对驱动信号发生共振,从而发生共振信号并通过导电性尖端11传递到触摸传感器261。
作为一个例子,第1驱动/接收部2620接收从多个第1触摸电极111-1至111-m传递过来的感测信号,第2驱动/接收部2622接收从多个第2触摸电极121-1至121-n传递过来的感测信号。第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以对接收到的感测信号进行处理并传递到控制部2624。
作为另一例,第3驱动/接收部2626接收从多个第3触摸电极131-11至131-ab传递过来的感测信号。第3驱动/接收部2626可以对接收到的感测信号进行处理并传递到控制部2624。
控制部2624可以基于在第2-2子区间中获取到的感测信号获取发生触控笔10的触摸的地点的触摸坐标信息。
此外,控制部2624可以基于在第2-2子区间中获取到的感测信号计算触摸面积。
图150是示出根据触摸装置的控制方法的驱动信号的第1例的波形图,图151至图153是示出被施加图150的驱动信号的例子的附图。
参照图150,在第1区间T1,触摸感测部260可以向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一种触摸电极输出驱动信号。若第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m输出驱动信号,则第2驱动/接收部2622可以从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。控制部2624可以基于感测信号的信号大小获取触摸坐标信息。
虽然未进行图示,但触摸感测部260可以向多个第3触摸电极131-11至131-ab输出驱动信号。第3驱动/接收部2626可以向多个第3触摸电极131-11至131-ab输出驱动信号,并从多个第3触摸电极131-11至131-ab接收感测信号。
在第2区间T2内的第1-1子区间T21a,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab全部都施加第1驱动信号。
在第1-1子区间T21a,施加于多个第3触摸电极131-11至131-ab的第1驱动信号的频率与触控笔10的共振频率对应。
与此相反,在第1区间T1,向多个第1触摸电极111-1至111-m输出的驱动信号的频率被设置成不同于触控笔10的共振频率。
在第2区间T2内的第2-1子区间T22a,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。此外,第3驱动/接收部2626也可以从多个第3触摸电极131-11至131-ab接收感测信号。
在驱动信号的施加结束的第2-1子区间T22a,通过触控笔10的共振电路部23输出的共振信号也可以通过多个第1触摸电极111-1至111-m、多个第2触摸电极121-1至121-n、多个第3触摸电极131-11至131-ab中的至少一者接收。
控制部2624根据接收到的感测信号确定是否存在由触控笔10进行的触摸输入。
若存在由触控笔10进行的触摸输入,则在发生触控笔10的触摸的地点与第1客体30的位置之间的距离超过预定临界值时,在第2区间T2内的第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体的位置的第3触摸电极中的至少一个施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体的位置的所哟第3触摸电极施加第2驱动信号。
或者,在第2区间T2内的第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体的位置的第3触摸电极中的至少一个施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体的位置的所有第3触摸电极施加驱动信号。
在第2区间T2内的第2-2子区间T22b,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。此外,第3驱动/接收部2626也可以从多个第3触摸电极131-11至131-ab接收感测信号。
第2区间T2包括多个第1子区间T11a、T12b和第2子区间T21a、T22b。例如,在第2区间T2内,第1子区间T21a、T21b和第2子区间T22a、T22b的组合可以重复8次。
虽然以上对第1区间T1之后存在第2区间T2的情况进行了说明,但也可以是第2区间T2之后存在第1区间T1,第1区间T1与第2区间T2的时间长度可以在若干帧内分别变更,实施例的触摸感测部260的驱动方式并不限于此。
此外,虽然对在第2区间T2内,第1-2子区间T21b和第2-2子区间T22b存在于第1-1子区间T21a和第2-1子区间T21a之后的情况进行了说明,但它们的顺序可以变更,不限于上述的说明。
参照图151,在第1-2子区间T21b中,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-11至131-25、131-31至131-35、131-41至131-45都施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-26、131-27、131-36、131-37、131-46、131-47都施加第2驱动信号。
参照图152,在第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-11至131-25、131-31至131-35、131-41至131-45中与发生触控笔10的触摸的地点(实质上导电性尖端11所在的地点)相邻的第3触摸电极131-11、131-12、131-21、131-22全部都施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体30的位置的所有第3触摸电极131-26、131-27、131-36、131-37、131-46、131-47施加第2驱动信号。
参照图153,在第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626仅向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-11至131-25、131-31至131-35、131-41至131-45中位于与发生触控笔10的触摸的地点(实质上导电性尖端11所在的地点)的第3触摸电极131-11施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体30的位置的全部第3触摸电极131-26、131-27、131-36、131-37、131-46、131-47施加第2驱动信号。
图154是示出根据触摸感测部的控制方法的驱动信号的第2例的波形图,图155至图157是示出被施加图154的驱动信号的例子的附图。
参照图154,在第1区间T1,触摸感测部260可以向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一种触摸电极输出驱动信号。若第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m输出驱动信号,则第2驱动/接收部2622可以从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。控制部2624可以基于感测信号的信号大小来获取触摸坐标信息。虽然未进行图示,但触摸感测部260可以向多个第3触摸电极131-11至131-ab输出驱动信号。第3驱动/接收部2626可以向多个第3触摸电极131-11至131-ab输出驱动信号,并且从多个第3触摸电极131-11至131-ab接收感测信号。
在第2区间T2内的第1-1子区间T21a,第3驱动/接收部2626可以向多个第3触摸电极131-11至131-ab都施加第1驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622可以向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加第1驱动信号。
在第2区间T2内的第2-1子区间T22a,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。此外,第3驱动/接收部2626也可以从多个第3触摸电极131-11至131-ab接收感测信号。
控制部2624根据接收到的感测信号确定是否存在由触控笔10进行的触摸输入。
如果存在由触控笔10进行的触摸输入,则在发生触控笔10的触摸的地点与第1客体30的位置之间的距离超过预定临界值时,在第2区间T2内的第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体的位置的所有第3触摸电极施加第2驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体的位置的第3触摸电极中的至少一个施加第1驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加第1驱动信号。
或者,在第2区间T2内的第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体的位置的第3触摸电极中的至少一个施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体的位置的所有第3触摸电极都不施加驱动信。此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加第1驱动信号。
在第2区间T2内的第2-2子区间T22b,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622可从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。此外,第3驱动/接收部2626也可以从多个第3触摸电极131-11至131-ab接收感测信号。
第2区间T2包括多个第1子区间T11a、T12b和第2子区间T21a、T22b。例如,在第2区间T2内,第1子区间T21a、T21b和第2子区间T22a、T22b的组合可以重复8次。
以上对第1区间T1之后存在第2区间T2的情况进行了说明,但也可以是第2区间T2之后存在第1区间T1,第1区间T1和第2区间T2的时间长度可以在若干帧内分别变更,实施例的触摸感测部260的驱动方式并不限于此。
此外,虽然对在第2区间T2内,第1-2子区间T21b的第2-2子区间T22b存在于第1-1子区间T21a和第2-1子区间T21a之后的情况进行了说明,但它们的顺序可以变更,不限于上述的说明。
参照图155,在第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体30的位置的所有第3触摸电极131-11至131-25、131-31至131-35、131-41至131-45施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体30的位置的所有第3触摸电极131-26、131-27、131-36、131-37、131-46、131-47施加第2驱动信号。
此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-27同时施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622可向多个第2触摸电极121-1至121-19同时施加第1驱动信号。
参照图156,在第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-11至131-25、131-31至131-35、131-41至131-45中与发生触控笔10的触摸的地点(实质上导电性尖端11所在的地点)相邻的所有第3触摸电极131-11、131-12、131-21、131-22施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-26、131-27、131-36、131-37、131-46、131-47都施加第2驱动信号。
此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-27同时施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622可向多个第2触摸电极121-1至121-19同时施加第1驱动信号。
参照图157,在第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626仅向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-11至131-25、131-31至131-35、131-41至131-45中,位于发生触控笔10的触摸的地点(实质上导电性尖端21所在的地点)的第3触摸电极131-11施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-26、131-27、131-36、131-37、131-46、131-47都施加第2驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-27同时施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622可向多个第2触摸电极121-1至121-19同时施加第1驱动信号。
图158是示出根据触摸装置的控制方法的驱动信号的第3例的波形图,图159至图162是示出被施加图158的驱动信号的例子的附图。
参照图158,在第1区间T1,触摸感测部260可以向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一种触摸电极输出驱动信号。若第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m输出驱动信号,则第2驱动/接收部2622可以从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。控制部2624可以基于感测信号的信号大小获取触摸坐标信息。虽然未图示,但触摸感测部260可以向多个第3触摸电极131-11至131-ab输出驱动信号。第3驱动/接收部2626可以向多个第3触摸电极131-11至131-ab输出驱动信号,并且从多个第3触摸电极131-11至131-ab接收感测信号。
在第2区间T2内的第1-1子区间T21a,第3驱动/接收部2626可以向多个第3触摸电极131-11至131-ab都施加第1驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622可向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加第1驱动信号。
在第2区间T2内的第2-1子区间T22a,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622可从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。此外,第3驱动/接收部2626也可以从多个第3触摸电极131-11至131-ab接收感测信号。
控制部2624根据接收到的感测信号确定是否存在触控笔10的触摸输入。
若存在触控笔10的触摸输入,则在发生触控笔10的触摸的地点与第1客体30的位置之间的距离超过预定临界值时,在第2区间T2内的第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体的位置的所有第3触摸电极中施加第2驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体的位置的第3触摸电极中的至少一者施加第1驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体30的位置的所有第1触摸电极同时施加第2驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体的位置的所有第2触摸电极同时施加第2驱动信号。第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体的位置的第1触摸电极中的至少一个同时施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体的位置的第2触摸电极中的至少一个同时施加第1驱动信号。
或者,在第2区间T2内的第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体的位置的第3触摸电极中的至少一个施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体的位置的所有第3触摸电极都不施加驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体30的位置的所有第1触摸电极同时施加第2驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体的位置的第2触摸电极全部都同时施加第2驱动信号。第1驱动/接收部2620不向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体的位置的第1触摸电极中的至少一个施加驱动信号,第2驱动/接收部2622不向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体的位置的第2触摸电极中的至少一个施加驱动信号。
在第2区间T2内的第2-2子区间T22b,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622可从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。此外,第3驱动/接收部2626也可以从多个第3触摸电极131-11至131-ab接收感测信号。
第2区间T2可以包括多个第1子区间T11a、T12b和第2子区间T21a、T22b。例如,在第2区间T2内,第1子区间T21a、T21b和第2子区间T22a、T22b的组合可以重复8次。
以上对第1区间T1之后存在第2区间T2的情况进行了说明,但也可以是第2区间T2之后存在第1区间T1,第1区间T1和第2区间T2的时间长度可以在若干帧内分别变更,实施例的触摸感测部260的驱动方式并不限于此。
此外,虽然对在第2区间T2内,第1-2子区间T21b和第2-2子区间T22b存在于第1-1子区间T21a和第2-1子区间T21a之后的情况进行了说明,但它们的顺序可以变更,不限于上述的说明。
参照图159,在第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-11至131-25、131-31至131-35、131-41至131-45都施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-26、131-27、131-36、131-37、131-46、131-47全部都施加第2驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体的位置的所有第1触摸电极111-22至111-27同时施加第2驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体的位置的所有第2触摸电极121-5至121-19同时施加第2驱动信号。第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体的位置的第1触摸电极111-1至111-21中的至少一个同时施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体的位置的第2触摸电极121-1至121-4中的至少一个同时施加第1驱动信号。
参照图160,在第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-11至131-25、131-31至131-35、131-41至131-45中与发生触控笔10的触摸的地点(实质上导电性尖端11所在的地点)相邻的所有第3触摸电极131-11、131-12、131-21、131-22施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体30的位置的所有第3触摸电极131-26、131-27、131-36、131-37、131-46、131-47施加第2驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体30的位置的第1触摸电极111-22至111-27都同时施加第2驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体30的位置的第2触摸电极121-5至121-19都同时施加第2驱动信号。第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体30的位置的第1触摸电极111-1至111-21中的至少一个同时施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体30的位置的第2触摸电极121-1至121-4中的至少一个同时施加第1驱动信号。
参照图161,在第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626仅向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-11至131-25、131-31至131-35、131-41至131-45中位于发生触控笔10的触摸的地点(实质上导电性尖端21所在的地点)的第3触摸电极131-11施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-26、131-27、131-36、131-37、131-46、131-47都施加第2驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体30的位置的第1触摸电极111-22至111-27都同时施加第2驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体30的位置的第2触摸电极121-5至121-19都同时施加第2驱动信号。第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体30的位置的第1触摸电极111-1至111-21中的至少一个同时施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体30的位置的第2触摸电极121-1至121-4中的至少一个同时施加第1驱动信号。
参照图162,在第1-2子区间T21b,第3驱动/接收部2626仅向多个第3触摸电极131-11至131-ab中不位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-11至131-25、131-27至131-35、131-37至131-43、131-47中位于发生触控笔10的触摸的地点(实质上导电性尖端11所在的地点)的第3触摸电极131-24施加第1驱动信号。第3驱动/接收部2626向多个第3触摸电极131-11至131-ab中位于第1客体30的位置的第3触摸电极131-26、131-36、131-44、131-45、131-46都施加第2驱动信号。此外,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中位于第1客体30的位置的第1触摸电极111-13至111-23都同时施加第2驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中位于第1客体30的位置的第2触摸电极121-6至121-19都同时施加第2驱动信号。第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中不位于第1客体30的位置的第1触摸电极111-1至111-12、111-24至111-27中的至少一个同时施加第2驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中不位于第1客体30的位置的第2触摸电极121-1至121-5中的至少一个同时施加第2驱动信号。
图163是示出根据一个实施方式的电子设备的驱动方法的流程图。
参照图163,电子设备2输出驱动信号并且接收感测信号(S10)。
具体地,线圈驱动器263可以将用于使触控笔10的共振电路12共振的AC波形的驱动信号施加于环形线圈264,并且接收基于驱动信号在触控笔10共振得到的信号作为感测信号,或者接收基于共振得到的信号的、触控笔10的输出信号作为感测信号。
例如,线圈驱动器263向环形线圈264施加驱动信号。这种情况下,触控笔10的共振电路部12针对驱动信号进行共振,从而发生共振信号并通过导电性尖端11传递到触摸传感器261。触摸控制器262接收传递到触摸传感器261的感测信号。触摸控制器262可以对接收到的感测信号进行处理,并传递到控制部270。
电子设备2输出预定频率的跟踪信号并接收感测信号(S20)。
线圈驱动器263可以将跟踪信号施加于环形线圈264,并接收基于跟踪信号在触控笔10中共振得到的信号作为感测信号,或者接收基于共振得到的信号的、触控笔10的输出信号作为感测信号。跟踪信号包括具有与步骤S10中的驱动信号的频率不同的频率的信号(例如,正弦波、方波等),触控笔10的共振电路部12能够针对跟踪信号共振。
例如,线圈驱动器263向环形线圈264施加跟踪信号。这样,触控笔10的共振电路12针对跟踪信号共振,从而发生共振信号并通过导电性尖端11传递到触摸传感器261。触摸控制器262接收传递到触摸传感器261的感测信号。触摸控制器262可以对接收到的感测信号进行处理,并传递到控制部270。
步骤S10、S20可以在时间上连续地执行,或不连续地执行,也可以在帧之间分别执行,或在一帧内执行。施加驱动信号和跟踪信号的顺序不限于本公开的说明。
电子设备2确定驱动信号的频率(S30)
电子设备2可以基于在步骤S20中接收到的感测信号确定驱动信号的频率。电子设备2可以使用在步骤S20中接收到的感测信号的大小、相位以及频率中的至少一个确定驱动信号的频率。即电子设备2可以使用在步骤S20中接收到的感测信号的变化确定驱动信号的频率。
作为一个例子,若在步骤S20中接收到的感测信号的大小大于在步骤S10中接收到的感测信号的大小,则电子设备2可以将驱动信号的频率确定成更接近在步骤S20中的追踪信号的频率而不是在步骤S10中的驱动信号的频率。
作为另一例,若在步骤S20中接收到的感测信号的相位相比于在步骤S10中接收到的感测信号的相位,与基准相位(例如,-90°)的差异更小,则电子设备2可以将驱动信号的频率确定成更接近步骤S20中的跟踪信号的频率而不是步骤S10中的驱动信号的频率。
作为再一例,在触控笔10b的主动触控模块60根据从共振电路12传递过来的能量变更向触摸屏20发送的信号的频率的情况下,若在步骤S20中接收到的感测信号的频率高于在步骤S10中接收到的感测信号的频率,则电子设备2可以将驱动信号的频率确定为更接近步骤S20中的跟踪信号的频率而不是步骤S10中的驱动信号的频率。
接下来,参照图164对在一帧期间1F内施加的驱动信号和触控笔10的共振信号进行说明。
图164是示出根据图163的驱动方法的驱动信号的一个例子的波形图。
在一帧期间1F内包括多个时间区间T1、T2……Tn。一帧期间1F的长度根据触摸控制器262向外部的设备报告触摸数据的程度而异。
在任意的帧期间1F内的多个时间区间T1、T2……Tn中的一部分时间区间,线圈驱动器263向环形线圈264施加第1频率的驱动信号。此外,在多个时间区间T1、T2……Tn中另一部分时间区间,线圈驱动器263向环形线圈264输出第2频率的驱动信号(跟踪信号)。其中,输出跟踪信号的帧可以在每帧重复。或者也可以仅在多个帧期间中一部分帧期间内输出跟踪信号。此时,一部分帧期间也可以是时间上连续的帧或不连续的帧。
例如,在一部分时间区间T1、T2、……,线圈驱动器263向环形线圈264施加第1频率的驱动信号,在另一部分时间区间Tn,线圈驱动器263向环形线圈264施加第2频率的驱动信号。
一帧期间1F中向环形线圈264施加跟踪信号的时间区间可以是一帧期间1F的初始时间区间T1、一帧期间1F的最后的时间区间Tn以及一帧期间1F的中间时间区间中的至少一个时间区间。在一帧期间1F中施加跟踪信号的时间区间在一帧期间1F内有多个的情况下,多个时间区间也可以在时间上连续或不连续。
线圈驱动器263可以对向环形线圈264施加的跟踪信号的频率进行变更。
具体地,跟踪信号的频率可以以一帧期间1F单位或多个帧期间单位增减。例如,若第一个帧期间内输出的跟踪信号的频率为300kHz,则在与其连续的第二个帧期间内输出的跟踪信号的频率可以是303kHz。或者,若在最初的十个帧期间内输出的跟踪信号的频率为300kHz,则在接下来的十个帧期间内输出的跟踪信号的频率可以是297kHz。
此外,跟踪信号的频率可以在一帧期间1F内的多个时间区间T1、T2……Tn内增减。具体地,若在一帧期间1F内的时间区间T1输出的跟踪信号的频率为300kHz,则在之后的时间区间T2、……、Tn中的至少一个中输出的跟踪信号的频率可以为303kHz。
作为再一例,触摸感测部260可以随着时间经过使跟踪信号的频率从基准频率(例如,300kHz)的预定范围内的下限增大达到上限,或从基准频率的预定范围内的上限减小达到下限,以确定驱动信号的频率。
作为再一例,触摸感测部260可以在基准频率(例如,300kHz)的第1范围(例如,是5%的情况下从285kHz至315kHz)内变更跟踪信号的频率以确定驱动信号的频率,然后在第2范围(例如,10%的情况下270kHz至330kHz)内变更跟踪信号的频率以确定驱动信号的频率。
作为再一例,触摸感测部260可以在执行粗略(coarse)探索后执行精细(fine)探索以确定驱动信号的频率。例如,触摸传感器260可以以20kHz单位探索驱动信号的频率,然后在20kHz范围内以5kHz单位探索驱动信号的频率,之后在5kHz范围内以1kHz单位探索驱动信号的频率。
基准频率周边的频率范围可以以第1频率单位被被划分为多个第1频率区间。一个第1频率区间可以以第2频率单位被划分为多个第2频率区间。触摸感测部260将多个第1频率区间每一个中至少一个频率选做在多个时间区间分别输出的跟踪信号的频率输出之后,基于对应地接收到的感测信号确定至少一个第1频率区间。触摸感测部260可以将确定出至少一个第1频率区间内的多个第2频率区间中每一个中的至少一个频率选做在多个时间区间分别输出的跟踪信号的频率输出之后,基于对应地接收到的感测信号确定驱动信号的频率。
例如,以第1频率单位(2kHz)对基准频率(300kHz)周边的频率范围(270kHz至330kHz)进行划分。这样,基准频率周边的频率范围被划分为30个第1频率区间。此外,一个第1频率区间(2kHz)以第2频率单位(200Hz)被划分。这样,一个第1频率区间(2kHz)被划分为10个第2频率区间。
假设一帧包括10个时间区间(例如,T1、T2、……、T10)。这样,在第一个帧内的10个时间区间期间,可以输出270kHz至290kHz的频率范围的跟踪信号。此时,在各个时间区间输出的跟踪信号的频率可以不同。在第一个帧的第一个时间区间内,输出从270kHz以上且小于272kHz的范围内选择的任意的频率(例如,271kHz)的跟踪信号,并接收与其对应的感测信号。在第一个帧的第二个时间区间中,输出从272kHz以上且小于274kHz的范围内选择的任意的频率(例如,272.8kHz)的跟踪信号,并接收与其对应的感测信号。触摸感测部260其余时间区间也可以变更跟踪信号的频率以接收感测信号,此外,在第一个帧之后的第二个帧以及第三个帧内的总共20个时间区间期间,输出290kHz至330kHz的频率范围的跟踪信号,并接收与其对应的感测信号。触摸感测部260基于与30个第1频率区间中每一个对应地在各个时间区间获取到的感测信号的大小(振幅)和相位中的至少一个确定至少一个第1频率区间。以对在各个时间区间施加的驱动信号的频率依次增加的情况进行了说明,但驱动信号的频率也可以依次减小,或者,频率可以与感测信号的增减对应地增减(例如,若相比于第一个时间区间使频率增加但感测信号的大小减小,则向减小频率的方向控制),不限于上述的说明。以上在一帧内的时间区间变更跟踪信号并输出,但也可以在多个帧内的时间区间变更跟踪信号变化并输出,不限于上述的说明。
假设确定了272kHz以上且小于274kHz范围的第1频率区间。在之后的第四个帧内的10个时间区间期间,输出272kHz以上且小于274kHz的范围的第1频率区间的跟踪信号,此时在各个时间区间输出的跟踪信号的频率可以不同。在第一个时间区间,输出从272kHz以上且小于272.2kHz的范围内选择的任意频率(例如,272.0kHz)的跟踪信号,并接收与其对应的感测信号。在第一个帧的第二个时间区间,输出从272.2kHz以上且小于272.4kHz的范围内选择的任意频率(例如,272.2kHz)的跟踪信号,并接收与其对应的感测信号。触摸传感器260在其余时间区间也可以变更跟踪信号的频率并接收感测信号。触摸感测部260基于与10个第1频率区间中每一个对应地获取到的感测信号的大小(振幅)和相位中的至少一者确定驱动信号的频率。
触摸感测部260还可以包括存储器,其存储有关于x轴为驱动信号的频率值且y轴为接收到的感测信号的大小的频率曲线的配置文件。在该情况下,触摸感测部260可以利用通过输出至少两个与第1频率区间对应的跟踪信号接收到的感测信号的大小(或感测信号的大小差异或xy平面上的斜率等)预测与感测信号的最大值对应的频率值,并在包括该频率值的预定频率区间内变更跟踪信号的频率以确定驱动信号的频率。
此外,存储在存储器的配置文件与根据温度、湿度等具有不同的形态的频率曲线对应。在该情况下,触摸感测部260也可以从外部单元(图21的主机270等)接收针对温度、湿度等的信息,并基于其从存储器读取关于对应的频率曲线的配置文件。触摸感测部260使用在至少一个帧期间感测到的信号确定驱动信号的频率,并输出驱动信号。
作为一个例子,触摸感测部260可以使用在一个帧期间感测到的信号确定在下一帧期间内输出的驱动信号的频率。具体地,若在第一个帧期间,与具有303kHz频率的跟踪信号对应地感测到的信号的大小比与具有300kHz频率的驱动信号对应地感测到的信号的大小更大,则触摸感测部260可以在第二个帧期间输出具有303kHz频率的驱动信号。此时,在第二个帧期间,触摸感测部260输出的跟踪信号的频率可以与第一个帧期间输出的跟踪信号的频率相同或不同。
作为另一例,触摸感测部260可以使用在多个帧期间感测到的信号,确定在接下来的多个帧期间输出的驱动信号的频率。具体地,若与在最初十个帧期间输出的具有303kHz频率的跟踪信号对应地感测到的信号的平均大小比与在最初的十个帧期间输出的具有300kHz频率的驱动信号对应地感测到的信号的平均大小更大,则触摸感测部260可以在接下来的十个帧期间输出具有303kHz频率的驱动信号。或者,可以在最初的十个帧期间使各帧期间的跟踪信号的频率逐渐增大,并将在各帧期间接收到的信号的大小全部考虑在内确定接下来的十个帧期间驱动信号的频率。
除此以外,也可以对以各种方式施加跟踪信号的期间、跟踪信号的频率以及确定驱动信号的方式进行变更,本发明不限于上述的说明。
接下来,参照图165对根据另一实施方式的驱动方法进行说明。
图165是示出根据另一实施方式的电子设备的驱动方法的流程图。
电子设备2输出驱动信号,并接收感测信号(S100)。
电子设备2可以将用于对由触控笔10进行的触摸输入进行检测的驱动信号施加于触摸传感器261,并接收基于驱动信号在触控笔10共振得到的信号作为感测信号。
例如,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m都同时施加驱动信号。此时触控笔10的共振电路部12与驱动信号共振,从而发生共振信号,并通过导电性尖端11传递到触摸传感器261。第1驱动/接收部2620接收从多个第1触摸电极111-1至111-m传递过来的感测信号,第2驱动/接收部2622接收从多个第2触摸电极121-1至121-n传递过来的感测信号。第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以对接收到的感测信号进行处理并传递到控制部2624。此时,控制部2624可以通过对感测信号进行处理确定触控笔10的位置。
或者,线圈驱动器263可以将用于使触控笔10的共振电路部12共振的AC波形的驱动信号施加于环形线圈264,接收触控笔10基于驱动信号共振得到的信号作为感测信号,或接收基于共振得到的信号的触控笔10的输出信号作为感测信号。例如,线圈驱动器263向环形线圈264施加驱动信号。这样,触控笔10的共振电路部12针对驱动信号进行共振发生共振信号并通过导电性尖端11传递到触摸传感器261。触摸控制器262接收传递到触摸传感器261的感测信号。触摸控制器262可以对接收到的感测信号进行处理并传递到控制部270。
在上述的步骤S100中,对第1驱动/接收部2620将驱动信号同时施加于多个第1触摸电极111-1至111-m中的全部的情进行了说明,但在步骤S10中,也可以是第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中的全部同时施加驱动信号,或第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中的全部施加驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n中的全部施加驱动信号。在第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n中的全部施加驱动信号的情况下,假设施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的驱动信号和施加于多个第2触摸电极121-1至121-n的驱动信号的相位相同,并不限于此。
在上述的步骤S100中,对第1驱动/接收部2620将驱动信号同时施加于多个第1触摸电极111-1至111-m中的全部的情况进行了说明,但在步骤S100中,也可以是第1驱动/接收部2620将驱动信号施加于第1触摸电极111-1至111-m中的至少一个,或第2驱动/接收部2622将驱动信号施加于多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一个,或第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向多个第1触摸电极111-1至111-m中的至少一个和多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一个同时施加驱动信号,或第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中的全部同时施加驱动信号,或第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中的全部和多个第2触摸电极121-1至121-n中的全部施加驱动信号。在将驱动信号施加于不同的至少两个触摸电极的情况下,施加于各个触摸电极的驱动信号的相位可以此相同,或可以具有将与触控笔10的触摸位置有关的触摸电极的RC延迟考虑在内的相位差异。
电子设备2输出预定频率的跟踪信号,并且接收感测信号(S200)。
电子设备2可以将跟踪信号施加于触摸传感器261,接收触控笔10基于跟踪信号共振得到的信号作为感测信号。跟踪信号包括具有与步骤S100中的驱动信号的频率不同信号(例如,正弦波、方波等),触控笔10的共振电路部12可以针对跟踪信号共振。
或者,线圈驱动器263可以将跟踪信号施加于环形线圈264,并接收基于跟踪信号在触控笔10共振得到的信号作为感测信号,或接收基于共振得到的信号的触控笔10的输出信号作为感测信号。跟踪信号包括频率与步骤S10中的驱动信号的频率不同的信号(例如,正弦波、方波等),触控笔10的共振电路部12可以与跟踪信号共振。
例如,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中的全部同时施加跟踪信号。这样,触控笔10的共振电路部12针对跟踪信号进行共振发生共振信号并通过导电性尖端11传递到触摸传感器261。第1驱动/接收部2620接收从多个第1触摸电极111-1至111-m传递过来的感测信号,第2驱动/接收部2622接收从多个第2触摸电极121-1至121-n传递过来的感测信号。第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以对接收到的感测信号进行处理并传递到控制部2624。此时,控制部2624也可以对感测信号进行处理确定触控笔10的位置。
或者,例如,线圈驱动器263向环形线圈264施加跟踪信号。这样,触控笔10的共振电路部12针对跟踪信号共振发生共振信号并通过导电性尖端11传递到触摸传感器261。触摸控制器262接收传递到触摸传感器261的感测信号。触摸控制器262可以对接收到的感测信号进行处理并传递到处理控制部270。
在上述的步骤S200中对第1驱动/接收部2620将跟踪信号同时施加于多个第1触摸电极111-1至111-m中的全部的情况进行了说明,但在步骤S200中,也可以是第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中的全部同时施加跟踪信号,或第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m全部施加跟踪信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n中的全部施加跟踪信号。在第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n中的全部施加跟踪信号的情况下,假设施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的跟踪信号和施加于多个第2触摸电极121-1至121-n的跟踪信号的相位相同,并不限于此。
在上述的步骤S200中,对第1驱动/接收部2620将跟踪信号同时施加于多个第1触摸电极111-1至111-m中的全部的情况进行了说明,但在步骤S200中,也可以是第1驱动/接收部2620将跟踪信号施加于第1触摸电极111-1至111-m中的至少一者,或者第2驱动/接收部2622将跟踪信号施加于多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一者,或第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向多个第1触摸电极111-1至111-m中的至少一者和多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一者同时施加跟踪信号,或第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n全部同时施加跟踪信号,或第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m中的全部和多个第2触摸电极121-1至121-n中的全部施加跟踪信号。在将跟踪信号施加于不同的至少两个触摸电极的情况下,施加于各个触摸电极的跟踪信号的相位可以相同,或具有将与触控笔10的触摸位置有关的触摸电极的RC延迟考虑在内的相位差。
电子设备2确定驱动信号的频率(S300)。
电子设备2可以基于在步骤S200中接收到的感测信号确定驱动信号的频率。电子设备2可以使用在步骤S200中接收到的感测信号的大小以及相位中的至少一个确定驱动信号的频率。
例如,若与在步骤S100中接收到的感测信号的大小相比,在步骤S200中接收到的感测信号的大小更大,则电子设备2可以将驱动信号的频率确定成与步骤S100中的驱动信号的频率相比,更接近步骤S200中的跟踪信号的频率。
例如,若在步骤S200中接收到的感测信号的相位相比于在步骤S100中接收到的感测信号的相位,与基准相位(例如,-90°)的差异更小,则电子设备2可以将驱动信号的频率确定成与步骤S100中的驱动信号的频率相比,更接近步骤S200中的跟踪信号的频率。
接下来,参照图166以及图167对在一帧期间1F内施加的驱动信号和触控笔10的共振信号进行说明。
图166以及图167是示出根据图165的驱动方法的驱动信号的一个例子的波形图。
在一帧期间1F内,包括多个区间T1、T2、……、Tn。一帧期间1F的长度因触摸控制器262向外部的设备报告触摸数据的程度而异。
多个区间T1、T2……Tn各自包括第1区间T11、T21、……、Tn1以及第2区间T12、T22、……、Tn2。
在多个帧期间各自的至少一个第1区间中,电子设备的触摸感测部260向图166的触摸传感器261或图167的环形线圈264施加第1频率的驱动信号。
在任意的帧期间1F内的多个第1区间T11、T21、……、Tn1中的一部分第1区间,触摸控制器262向触摸传感器261施加第1频率的驱动信号。此外,在多个第1区间T11、T21、……、Tn1中的另一部分时间区间,触摸控制器262向触摸传感器261输出第2频率的驱动信号(跟踪信号)。其中,输出跟踪信号的帧可以每个帧都重复。或者也可以仅在多个帧期间中的一部分帧期间输出跟踪信号。此时,一部分帧期间也可以是时间上连续的帧或不连续的帧。
例如,在多个帧期间中任意的帧期间内的第1区间,触摸感测部260向触摸传感器261施加第2频率的跟踪信号。任意的帧期间可以是多个帧期间整体,或是多个帧期间中的一部分帧期间,一部分帧期间也可以连续或相互在时间上隔开。
例如,在一部分第1区间T11、T21,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中的至少一个输出第1频率的驱动信号,在其他第1区间Tn,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中的至少一个施加第2频率的驱动信号。
一帧期间1F中向触摸传感器261施加跟踪信号的时间区间可以是一帧期间1F的初期时间区间T1的第1区间T11、一帧期间1F的最后的时间区间Tn的第1区间Tn1以及一帧期间1F的中间时间区间的第1区间中至少一个时间区间。在一帧期间1F中施加跟踪信号的第1区间在一帧期间1F内有多个的情况下,多个第1区间可以在时间上连续或不连续。
在一帧期间1F内的第1区间T11、T21、……、Tn1中的至少一个中,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m输出跟踪信号。或者,在一帧期间1F内的第1区间T11、T21、……、Tn1中的至少一个,线圈驱动器263向环形线圈264输出跟踪信号。
作为一个例子,第1驱动/接收部2620可以在一帧期间1F的第一个第1区间T11向多个第1触摸电极111-1至111-m输出跟踪信号。或者,第1驱动/接收部2620可以在一帧期间1F的最后的第1区间Tn1向多个第1触摸电极111-1至111-m输出跟踪信号。或者,第1驱动/接收部2620可以在一帧期间1F的中间第1区间向多个第1触摸电极111-1至111-m输出跟踪信号。此外,作为一个例子,在一帧期间1F的第一个第1区间T11,线圈驱动器263可以向环形线圈264输出跟踪信号。或者,线圈驱动器263可以在一帧期间1F的最后的第1区间Tn1向环形线圈264输出跟踪信号。或者,线圈驱动器263可以在一帧期间1F的中间第1区间向环形线圈264输出跟踪信号。
作为另一例,第1驱动/接收部2620可以仅在一帧期间1F的一个第1区间(T11、T21、……、Tn1中的一个)向多个第1触摸电极111-1至111-m输出跟踪信号。或者,第1驱动/接收部2620可以在一帧期间1F的所有第1区间(T11、T21、……、Tn1中的一个)向多个第1触摸电极111-1至111-m输出跟踪信号。或者,第1驱动/接收部2620可以在一帧期间1F的多个第1区间(T11、T21、……、Tn1中的至少两个)向多个第1触摸电极111-1至111-m输出跟踪信号。此外,作为另一例,线圈驱动器263可以仅在一帧期间1F的一个第1区间(T11、T21、……、Tn1中的一个)向环形线圈264输出跟踪信号。或者,线圈驱动器263可以在一帧期间1F的所有第1区间(T11、T21、……、Tn1中的一个)向环形线圈264输出跟踪信号。或者,线圈驱动器263可以在一帧期间1F的多个第1区间(T11、T21、……、Tn1中的至少两个)向环形线圈264输出跟踪信号。
在一帧期间1F内的第1区间T11、T21、……、Tn1中的至少一个输出的跟踪信号的频率可以变更。
触摸控制器262可以变更向触摸传感器261施加的跟踪信号的频率。
作为一个例子,跟踪信号的频率可以按照一帧期间1F单位或多帧期间单位增减。具体地,若第一个帧期间内输出的跟踪信号的频率为300kHz,则与去其连续的第二个帧期间内输出的跟踪信号的频率可以是303kHz。或若在最初的十个帧期间内输出的跟踪信号的频率为300kHz,则接下来的十个帧期间内输出的跟踪信号的频率可以是297kHz。
作为另一例,跟踪信号的频率可以在一帧期间1F内的多个第1区间T11、T21、……、Tn1增减。具体地,若在一帧期间1F内的第1区间T11输出的跟踪信号的频率为300kHz,则在之后的第1区间T21、……、Tn1中的至少一个输出的跟踪信号的频率可以是303kHz。
作为再一例,触摸感测部260可以随着时间经过,使跟踪信号的频率从以基准频率(例如,300kHz)的预定范围内的下限增大到上限,或使从基准频率的预定范围内的上限减小到下限,以确定驱动信号的频率。
作为再一例,触摸感测部260可以在基准频率(例如,300kHz)的第1范围(例如,5%的情况下285kHz至315kHz)内变更跟踪信号的频率以确定驱动信号的频率,然后在第2范围(例如,10%的情况下270kHz至330kHz)内变更跟踪信号的频率以确定驱动信号的频率。
作为再一例,触摸感测部260可以在粗略(coarse)探索后执行精细(fine)探索,以确定驱动信号的频率。例如,触摸感测部260可以在以20kHz单位对驱动信号的频率进行探索后,在20kHz范围内以5kHz单位对驱动信号的频率进行探索,然后在5kHz范围内以1kHz单位对驱动信号的频率进行探索。
基准频率周边的频率范围可以以第1频率单位划分为多个第1频率区间。一个第1频率区间可以以第2频率单位划分为多个第2频率区间。
触摸感测部260在将多个第1频率区间中各第一频率区间的至少一个频率选做在多个第1区间各第一区间输出的跟踪信号的频率输出后,基于对应地接收到的感测信号确定至少一个第1频率区间。触摸感测部260可以将确定出的至少一个第1频率区间内的多个第2频率区间中各第二频率区间的至少一个频率选做在多个第1区间中各区间输出的跟踪信号的频率输出后,基于对应地接收到的感测信号确定驱动信号的频率。
例如,以第1频率单位(2kHz)对基准频率(300kHz)周边的频率范围(270kHz至330kHz)进行划分。这样,基准频率周边的频率范围被划分为30个第1频率区间。此外,一个第1频率区间(2kHz)以第2频率单位(200Hz)被划分。这样,一个第1频率区间2kHz)被划分为10个第2频率区间。
假设一帧包括10个第1区间(例如,T11、T21、……、T101)。这样,在第一个帧内的10个第1区间期间,输出270kHz至290kHz频率范围的跟踪信号,此时在各个第1区间输出的跟踪信号的频率可不同。在第一个帧的第一个第1区间,输出在270kHz以上且小于272kHz的范围内选择的任意的频率(例如,271kHz)的跟踪信号,并接收与其对应的感测信号。在第一个帧的第二个第1区间输出从272kHz以上且小于274kHz的范围内选择的任意的频率(例如,272.8kHz)的跟踪信号,并接收与其对应的感测信号。触摸感测部260在其余第1区间也可以变更跟踪信号的频率接收感测信号,此外在第一个帧之后的第二个帧以及第三个帧内的总共20个第1区间期间,输出290kHz至330kHz频率范围的跟踪信号,并接收与其对应的感测信号。触摸感测部260基于与30个第1频率区间分别对应地获取的感测信号的大小(振幅)和相位中的至少一个确定至少一个第1频率区间。
以上对在各第1区间施加的驱动信号的频率依次增加的情况进行了说明,但驱动信号的频率可以依次减小,或频率可以与感测信号的增减对应地增减(例如,若与第一个第1区间相比增大了频率但感测信号的大小减小,则向减小频率的方向进行控制),不限于上述的说明。以上对在一帧内的第1区间改变跟踪信号进行输出,但可以在多个帧内的第1区间变更跟踪信号进行输出,不限于上述的说明。
假设确定出了272kHz以上且小于274kHz的范围的第1频率区间。在之后的第四个帧内的10个第1区间期间,输出272kHz以上且小于274kHz的范围的第1频率区间的跟踪信号,此时在各个第1区间输出的跟踪信号的频率可以不同。在第一个第1区间,输出从272kHz以上且小于272.2kHz的范围内选择的任意的频率(例如,272.0kHz)的跟踪信号,并接收与其对应的感测信号。在第一个帧的第二个第1区间,输出从272.2kHz以上且小于272.4kHz的范围内选择的任意的频率(例如,272.2kHz)的跟踪信号,并接收与其对应的感测信号。触摸感测部260可以在其余第1区间也对跟踪信号的频率进行变更接收感测信号。触摸感测部260基于与10个第1频率区间中的各个对应地获取到的感测信号的大小(振幅)和相位中的至少一个确定驱动信号的频率。
触摸感测部260还可以包括存储器,其存储有关于x轴为驱动信号的频率值且y轴为接收到的感测信号的大小的频率曲线的配置文件。在该情况下,触摸感测部260可以利用通过输出至少两个与第1频率区间对应的跟踪信号接收到的感测信号的大小(或感测信号的大小差异或xy平面上的斜率等)预测与感测信号的最大值对应的频率值,并且在包括该频率值的预定频率区间内变更跟踪信号的频率以确定驱动信号的频率。
此外,存储在存储器的配置文件与根据温度、湿度等具有不同的形态的频率曲线对应。在该情况下,触摸感测部260也可以从外部装置(图5的主机50等)接收针对温度、湿度等的信息,并基于其从存储器读取关于对应的频率曲线的配置文件。触摸感测部260使用在至少一个帧期间内感测到的信号确定驱动信号的频率,并输出驱动信号。
作为一个例子,触摸感测部260可以使用一个帧期间内感测到的信号确定下一帧期间内输出的驱动信号的频率。具体地,若在第一个帧期间内与具有303kHz频率的跟踪信号对应地感测到的信号的大小大于与具有300kHz频率的驱动信号对应地感测到的信号的大小,则触摸感测部260可以在第二个帧期间输出具有303kHz频率的驱动信号。此时,在第二个帧期间触摸感测部260输出的跟踪信号的频率可以与在第一个帧期间输出的跟踪信号的频率相同或不同。
作为另一例,触摸感测部260可以使用多个帧期间感测到的信号确定在接下来的多个帧期间输出的驱动信号的频率。具体地,若与在最初的十个帧期间输出的具有303kHz频率的跟踪信号对应地感测到的信号的平均大小大于与在最初的十个帧期间输出的具有300kHz频率的驱动信号对应地感测到的信号的平均大小,则触摸感测部260可以在接下来的十个帧期间输出具有303kHz频率的驱动信号。或者,可以在最初的十个帧期间各帧期间的跟踪信号的频率逐渐增大,并将各帧期间接收到的信号的大小全部考虑在内确定接下来的十个帧期间的驱动信号的频率。
除此以外,也可以对以各种方式施加跟踪信号的期间、跟踪信号的频率以及确定驱动信号的方式进行变更,本发明不限于上述的说明。
参照图168,对根据一个实施方式的电子设备的控制方法进行说明。
图168是示出根据一个实施方式的电子设备的控制方法的流程图。
在第1区间,线圈驱动器263向环形线圈264施加驱动信号(S10)。触控笔10的共振电路部12针对驱动信号进行共振。通过共振信号生成的电磁信号通过导电性尖端11传递到触摸传感器261。
在第1区间后的第2区间,接收部2622接收从多个第1触摸电极111-1至111-n传递的感测信号和从多个第2触摸电极121-1至121-m传递过来的感测信号(S120)。
接收部2622可以对接收到的感测信号进行处理并传递到触摸控制器262。触摸控制器262可以利用传递过来的感测信号获取发生触控笔10的触摸的地点的触摸坐标信息。
根据本公开的电子设备以及其控制方法,对驱动环形线圈264的区间和通过触摸电极111、121接收感测信号的区间进行划分,从而具有减少环形线圈264和触摸电极111、121之间的电磁耦合引起的噪声的效果。关于此,结合图169对噪声进行说明。
图169是示出根据一个实施方式的电子设备的触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
天线环241和触摸电极层21相互受到电磁影响。例如,位于触摸电极层21的触摸电极111、121能够与天线环241形成电容性耦合Ca。因此,若向天线环241施加预定频率的驱动信号DS,则通过触摸电极111、121感测到的感测信号中可能发生噪声。此外,若电流流经天线环241生成电磁场(Mc),则由于电磁感应而可能在通过触摸电极111、121感测到的感测信号中发生噪声。
参照图170至图172对这样的触摸检测方法进行说明。
图170是示出根据一个方式的线圈驱动器向环形线圈施加的驱动信号和触控笔的共振信号的图,图171以及图172是示出根据另一方式的线圈驱动器向环形线圈施加的驱动信号和触控笔的共振信号的图。
参照图170,在第1区间T1期间,线圈驱动器263将驱动信号D_264施加于环形线圈264。驱动信号D_264作为以高电平IH和低(low)电平IL进行振荡的电流,具有与共振电路部12的共振频率相近的频率。在第1区间T1,在共振电路部12中生成的共振信号的大小随着施加驱动信号D_264的时间增加。此外,在经过一定时间后,共振信号的大小处于饱和状态。在第1区间T1,不执行来自多个第1触摸电极111-1至111-n和多个第2触摸电极121-1至121-m的感测信号的接收。
在第1区间T1结束后,在第2区间T2期间,线圈驱动器263不向环形线圈264施加驱动信号D_264。在第2区间T2期间,接收部2622从触摸电极111、121接收感测信号。
接收部2622可以在不施加驱动信号D_264的第2区间T2接收从触控笔10输出的信号作为感测信号。触摸控制器2624可以通过在第2区间T2接收到的感测信号确定触摸传感器261中的触摸位置和触摸客体的种类,根据一个实施方式的电子设备以及其控制方法,在第2区间T2通过多个第1触摸电极111-1至111-n和多个第2触摸电极121-1至121-m中的全部接收感测信号,因而具有能够在短时间内获取到根据相互交叉的两个轴的触摸坐标的优点。
参照图171,在用于使触控笔10的共振信号快速地达到预定电平的初始区间或第1区间T1期间,线圈驱动器263向环形线圈264输出或施加预定频率的驱动信号。这样,触控笔10的共振信号能够快速地达到预定电平。
在第1区间T1,在共振电路部12中生成的共振信号的大小随着施加驱动信号D_264的时间而增加。此外,在经过一定时间后,共振信号的大小处于饱和状态。在第1区间T1,不执行来自多个第1触摸电极111-1至111-n和多个第2触摸电极121-1至121-m的感测信号的接收。在初始区间或第1区间T1结束后,在有效区间或第2区间T2期间,线圈驱动器263将与第1区间T1不同的驱动信号D_264施加于环形线圈264。
在有效区间或第2区间T2期间,线圈驱动器263输出预定频率的驱动信号发生变形后的(例如占空比减小的)驱动信号。这样,触控笔10的共振信号能够保持有效电平。在第2区间T2期间,接收部2622从触摸电极111、121接收感测信号。
即,在有效区间期间,可以将与预定频率的驱动信号相比,占空比(或工作周期(duty cycleduty cycle))减小的驱动信号输出到环形线圈264。例如,若在初始区间期间输出的驱动信号的占空比为1,则在有效区间输出的驱动信号的占空比由于因脉冲跳过引起的不工作期间增加而可降低到1/3。
若在第1区间T1输出的驱动信号D_264的占空比(在重复的一个周期(P)内,禁用电平区间与使能电平区间之比)为1:1,则在第2区间T2输出的驱动信号D_264的占空比可以具有a:2b+1、a:2b+2、a:2b+3、a:2b+4、a:(3b+1)、a:2(b+3)+1、a:2(b+3)、a:(2b+1)……等。其中,a以及b为整数。在第2区间T2与输出的驱动信号D_264的一个周期(P)对应的期间可以包括使能电平区间和禁用电平区间重复至少n次的区间和禁用电平区间保持至少2n次的区间。使能电平区间与驱动信号具有使能电平IH的区间对应,禁用电平区间与驱动信号具有禁用电平IL的区间对应。上述的驱动信号的占空比只是一个例子,可以包括使得达到预定电平的触控笔10的共振信号能够保持有效电平的所有比率。
参照图172,线圈驱动器263在初始区间期间输出周期性的驱动信号作为环形线圈264的驱动信号,图将触控笔10的共振信号拉升到预定电平。此外,在接着的有效区间,相较于在初始区间向环形线圈264输出的驱动信号,每次输出2个脉冲时省略下一个脉冲的形态的驱动信号输出到环形线圈264,已将触控笔10的共振信号保持在有效电平状态。
通过第1区间T1的驱动信号D_264达到预定电平的触控笔10的共振信号能够通过第2区间T2的驱动信号D_264保持有效电平。其中,有效电平是指触摸控制器262能够感测触控笔10的共振信号作为触摸信号的电平或能够在触控笔10的储电器14或电池50存储能够动作的电力的电平。即,在有效区间,可以以输出2个脉冲的情况下下一个脉冲省略的形态输出驱动信号。由此,关于在有效区间输出的驱动信号,输出占空比与在初始区间期间输出的脉冲相同的脉冲信号的第1区间T1、和输出占空比低于第1区间T1的脉冲信号的第2区间T2可以重复。例如,若将第1区间T1的占空比设为1,则第2区间T2的空比由于因脉冲跳过引起的不工作期间的增加而降低至1/3。
第2区间T2的驱动信号D_264可以是从第1区间T1的驱动信号D_264周期性地省略了至少一个脉冲的信号。如前述所示,第2区间T2中的驱动信号D_264以与第1区间T1中的驱动信号D_264相比周期性省略了至少一个脉冲的形态输出,因此第1区间T1中的驱动信号D_264和第2区间T2中的驱动信号D_264的脉冲速度可以不同。即,第2区间T2中的驱动信号D_264相比于第1区间T1中的驱动信号D_264,脉冲速度可以较低。其中,脉冲速度可以是每单位时间(例如,1秒)输出的脉冲个数。
在有效区间脉冲输出被跳过的区间越少,则从环形线圈264向触控笔10传递的能量越能够增加。因此,在有效区间中脉冲输出被跳过的区间越少,则在有效区间中产生的笔共振信号的信号电平越增加。以图171以及图172为例,图172的驱动信号在每输出2个脉冲时省略1个脉冲,因而与每输出1个脉冲时省略1个脉冲的图171的驱动信号相比,对应的笔共振信号的信号电平能够增加。
此外,在有效区间中脉冲输出被跳过的区间越多则为了驱动信号的输出而消耗的能量能够越减小。因此,在有效区间中脉冲输出被跳过的区间越多,则越能够减小触摸传感器261在有效区间中消耗的能量。以图171以及图172为例,图171的驱动信号每输出1个脉冲时省略1个脉冲,因而与每输出2个脉冲时省略1个脉冲的图172的驱动信号相比,能够减小触摸传感器261消耗的能量。
在第2区间期间,可以在驱动信号D_264的脉冲被跳过的期间(ts1、……、ts6)从触摸电极111、121接收感测信号,例如,接收部2622可以从多个第1触摸电极111-1至111-n和多个第2触摸电极121-1至121-m中的至少一个触摸电极接收感测信号。
此时,接收部2622可以通过多个第1触摸电极111-1至111-n中的至少一个第1触摸电极和多个第2触摸电极121-1至121-m中的至少一个触摸电极同时接收感测信号。由此,根据一个实施方式的电子设备以及其控制方法具有能够在短时间内获取到根据相互交叉的两个轴的触摸坐标的效果。
如上述所述说明,根据一个实施方式的电子设备以及其控制方法在不向环形线圈264施加驱动信号期间从触摸电极接收感测信号,能够使可能由于驱动信号而可能产生的感测信号的噪声减小,因此能够提高触摸输入的灵敏度的优点。
接下来,参照图173至图176,对第1区间T1和第2区间T2中的驱动信号波形进行说明。
图173至图176是根据一个实施方式的各种形态示出驱动信号的波形图。
图173以及图174示出从线圈驱动器263向环形线圈264输出的驱动信号的例子的图,可对第2区间T2中跳过脉冲输出的区间极性各种变形。
参照图173,可对在有效区间期间向环形线圈264输出的驱动信号中连续地输出相同脉冲的区间的长度进行各种变形。例如,也可以每输出3个脉冲时省略1个脉冲,还可以每输出4个脉冲时省略1个脉冲。此外,例如,也可以每输出5个脉冲时省略1个脉冲,还可以每输出6个脉冲时省略1个脉冲。此外,例如,也可以每输出7个脉冲时省略1个脉冲,或每输出8个脉冲时省略1个脉冲,还可以输出每9个脉冲时省略1个脉冲。如上,在周期地省略1个脉冲的情况下,脉冲跳过区间中的占空比可以具有值1/(2N+1)=1/3。
另一方面,还可以对在有效区间期间向环形线圈264输出的驱动信号中连续地跳过的脉冲的个数进行各种变形。例如,在图173,在有效区间期间,以仅周期性地省略1个脉冲的情况为例进行了图示,但在有效区间中周期地省略的脉冲的个数也可以变形为2个以上。以图174为例,可以以在有效区间中周期性跳过连续的多个脉冲(2个脉冲、3个脉冲、4个脉冲等)的方式输出驱动信号。例如,在有效区间中周期性地跳过连续的2个脉冲的情况下,若设在初始区间中输出的驱动信号的占空比为1,则有效区间的脉冲跳过区间中的占空比可以具有值1/(2N+1)=1/5。此外,例如,在有效区间中周期性地跳过连续的3个脉冲的情况下,若将在初始区间输出的驱动信号的占空比设为1,则在有效区间的脉冲跳过区间的占空比可以具有值1/(2N+1)=1/7。此外,例如,在有效区间周期性地跳过连续的4个脉冲的情况下,若将在初始区间输出的驱动信号的占空比设为1,则在有效区间的脉冲跳过区间的占空比可以具有值1/(2N+1)=1/9。
此外,在图173以及图174中,以在有效区间中跳过脉冲后经过相当于不工作期间的时间后输出脉冲的情况为例进行了图示,但在脉冲跳过后输出新的脉冲的时间点也能够变形。以图175为例,在有效区间中,也可以在脉冲跳过区间(t3~t4区间)结束的时间点t3马上重启脉冲的输出。由此,在脉冲跳过后输出的脉冲信号的相位可以与在脉冲跳过之前输出的脉冲信号相反。在该情况下,若设在初始区间输出的驱动信号的占空比为1,则在有效区间的脉冲跳过区间的占空比可以具有值1/2N=1/2。
如前述所示,在有效区间中脉冲输出被跳过的区间越少则环形线圈264向触控笔10传递的能量越多,因而在有效区间中连续地输出的脉冲的个数越增加则从环形线圈264向触控笔10传递的能量能够越增加。因此,与使用每输出3个脉冲时省略1个脉冲的驱动信号的情况相比,在使用每输出9个脉冲时省略1个脉冲的驱动信号情况下,从环形线圈264向触控笔10传递的能量更多,因此对应的笔共振信号的信号电平能够增加。此外,在有效区间中脉冲输出被跳过的区间越多则为了驱动信号的输出而消耗的能量越减小,因而在有效区间中连续地输出的脉冲的个数越减小则触摸传感器20中的能量消耗能够越少。因此,与使用每输出9个脉冲时省略1个脉冲的驱动信号的情况相比,在使用每输出3个脉冲时省略1个脉冲的驱动信号的情况能够使触摸传感器261的有效区间中的能量消耗减小。
另一方面,在图173至图175中,以在第1区间T1和第2区间T2中输出的脉冲的信号电平相同的情况为例进行了图示,但在第1区间T1和第2区间T2中输出的脉冲的信号电平也可以不同。例如,为了减小触控笔10的笔共振信号达到预定电平的时间,触摸传感器261可以将在第1区间T1中输出的脉冲的信号电平设定得高于在第2区间T2中输出的脉冲的信号电平。此外,例如,为了提高在第2区间T2中向触控笔10传递的能量,触摸传感器261也可以将在第2区间T2中输出的脉冲的信号电平设定得高于在第1区间T1中输出的脉冲的信号电平。
参照图176,在第1区间T1期间,向环形线圈264施加高电平IH的脉冲以预定周期重复的第1驱动信号。在第1区间T1期间,触控笔10的共振信号能够通过第1驱动信号快速地达到预定电压电平(即,饱和)。
在第2区间T2期间,向环形线圈264施加具有禁用电平区间不同的多个区间的驱动信号。
例如,若在第1区间T1中输出的第1驱动信号的占空比(在重复的一个周期(P)内,禁用电平区间与使能电平区间之比)为1:1,则在第2区间T2中输出的驱动信号的占空比可以具有a:2b+1、a:2b+2、a:2b+3、a:2b+4、a:(3b+1)、a:2(b+3)+1、a:2(b+3)、a:(2b+1)等。其中,a以及b为整数。与在第2区间T2中输出的驱动信号的一个周期P对应的期间可包括使能电平区间和禁用电平区间重复至少n次的区间和禁用电平区间保持至少2n次的区间。使能电平区间与驱动信号具有使能电平IH的区间对应,禁用电平区间与驱动信号具有禁用电平IL的区间对应。上述驱动信号的占空比仅是一个例子,可以包括能够使得达到预定电平的触控笔10的共振信号能够保持有效电平的所有比率。
通过初始区间中的第1驱动信号达到预定电平的触控笔10的共振信号可以通过有效区间中的驱动信号保持有效电平。其中,有效电平是指触摸控制器262能够将触控笔10的共振信号作为触摸信号进行感测的电平。
有效区间中的驱动信号可以是在初始区间中的第1驱动信号中周期性地省略至少一个脉冲的信号。如前述所述,有效区间中的驱动信号相比于初始区间中的第1驱动信号,以至少一个脉冲被周期地省略的形态输出,因而初始区间中的第1驱动信号和有效区间中的驱动信号的脉冲速度可不同。即,与初始区间中的第1驱动信号相比,有效区间中的驱动信号的脉冲速度可更低。其中,脉冲速度可以是每单位时间(例如,1秒)输出的脉冲个数。
在有效区间,驱动信号的被跳过的脉冲的个数越少则从触摸传感器261向触控笔10传递的能量能够越多。因此,在有效区间中驱动信号的被跳过的脉冲的个数越少,则在有效区间中产生的笔共振信号的信号电平越大。此外,在有效区间中,驱动信号的被跳过的脉冲的个数越多则为了驱动信号的输出而消耗的能量能够越少。因此,在有效区间中驱动信号的被跳过的脉冲的个数越多,则触摸传感器261在有效区间中消耗的能量能够越少。
根据实施方式,能够改善从触控笔输出的信号的SNR(signal-noise-ratio),因而具有能够提高触摸输入的接收灵敏度,并且计算出更准确的触摸位置的优点。
根据实施方式,具有能够执行防手掌误触的优点,通过减小在为了使触控笔共振而向触摸传感器输出驱动信号的区间的功耗,具有能够使触摸传感器的能量消耗减小的优点。
参照图177至图179,对触摸感测部260的第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622具体地进行说明。
图177是更具体地示出在第1区间T1动作的触摸感测部260的图。
参照图177至图179,第1驱动/接收部2620包括多个放大部(amplifier)112-1至112-m、多个差动放大部(或差分放大部)113-1至113-i、ADC(analog to digitalconverter,模数变换)部115以及信号处理部(DSP)117。
此外,第2驱动/接收部2622包括多个第1放大部122-1至122-n、多个第2放大部123-1至123-j(或多个差动放大部(或差分放大部)123-1至123-j、ADC部125以及信号处理部(DSP)127。
图178是更具体地示出在图177的第1区间T1的第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622的操作的图。
参照图178,在第1区间T1中第1驱动/接收部2620所包括的多个放大部112-1至112-m分别通过触摸通道,与多个第1触摸电极111-1至111-m中对应的一个第1触摸电极连接输出驱动信号。
第2驱动/接收部2622能够以一个第2触摸电极单位依次接收多个第2触摸电极121-1至121-n的感测信号。或第2驱动/接收部2622也能够通过多个第2触摸电极121-1至121-n同时接收感测信号。
多个放大部123-1至123-n分别与多个第2触摸电极121-1至121-n中对应的一个第2触摸电极连接。具体地,多个放大部123-1至123-n可分别构成为两个输入端中的一个输入端连接到接地或直流电压且另一输入端被输入感测信号的放大器。多个放大部123-1至123-n各自将从多个第2触摸电极121-1至121-n传递过来的感测信号并联地放大并输出。
在第1区间T1中,第2驱动/接收部2622的ADC部125将由多个第2放大部123-1至123-n放大的感测信号变换成数字信号,信号处理部127对由ADC部125变换成数字信号的多个放大信号进行处理并传递到控制部2624。
在第1区间T1,第2驱动/接收部2622的ADC部125将由多个第2放大部123-1至123-n放大的感测信号变换成作为数字信号的感测数据。即,ADC部125在接收到从多个第2放大部123-1至123-n输入的放大后的感测信号时,通过周期性的采样将其变换成感测数据。
信号处理部127对由ADC部125变换成数字信号后的感测数据进行处理,并传递到控制部2624。
如图所示,第1驱动部2620的多个放大部(amplifier)112-1至112-m连接于多个第1触摸电极111-1至111-m输出第2驱动信号。第2驱动部1210也包括多个放大部122-1至122-n。多个放大部122-1至122-n;连接于多个第1触摸电极121-1至121-n输出第3驱动信号。
图179更具体地示出第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622在图177的第2区间T2的第1子区间T21的操作。
如图所示,第1驱动部2620的多个放大部(amplifier)112-1至112-m连接于多个第1触摸电极111-1至111-m连接输出第2驱动信号。第2驱动部1210也包括多个放大部122-1至122-n。多个放大部122-1至122-n连接于多个第1触摸电极121-1至121-n输出第3驱动信号。
接下来,图179是示出在第2区间T2的第2子区间T22动作的触摸装置10的图。
参照图179,在第2子区间T22,第1驱动/接收部2620所包括的多个差动放大部(或差分放大部)113-1至113-i和第2驱动/接收部2622所包括的多个差动放大部(或差分放大部)123-1至123-j各自与输入端子相互隔开的两个触摸电极分别连接。此外,各个差动放大部113-1至113-i、123-1至123-j可以对从对应的触摸电极传递过来的两个感测信号进行差动放大并输出。各个差动放大部113-1至113-i、123-1至123-j从两个触摸电极接收感测信号并进行差动放大,因而即使将驱动信号同时施加于多个触摸电极也不会饱和。
各个差动放大部113-1至113-i、123-1至123-j可以从作为非相邻的两个触摸电极的、相互隔开的两个触摸电极接收感测信号。例如,各个差动放大部113-1至113-i、123-1至123-j从中间隔着一个以上的触摸电的两个触摸电极接收感测信号。
在图179,差动放大部113-1从触摸电极111-1以及触摸电极111-5接收感测信号。若差动放大部113-1从相邻的两个触摸电极(例如,第1触摸电极111-1以及第1触摸电极111-2)接收感测信号,则由第1触摸电极111-1与第1触摸电极111-2之间的区域中的触摸产生的感测信号即使被差动放大部113-1差动放大,其值也不充分大。因而,若差动放大部113-1与相邻的两个触摸电极连接,则触摸灵敏度会下降。然而,由于差动放大部113-1从第1触摸电极111-1以及第1触摸电极111-5接收感测信号,因而能够进行差动放大,以使得基于触摸输入的位置的触摸电极的感测信号具有充分大的值,能够提高触摸灵敏度。
在第2子区间T22中,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622各自的ADC部115、125将差动放大后的感测信号变换成数字信号。此外,各个信号处理部117、127对变换成数字信号的多个差动放大信号进行处理并传递到控制部2624。
在第2子区间T22,第1驱动/接收部2620的ADC部115以及第2驱动/接收部2622的ADC部125将被多个差动放大部113-1至113-i、123-1至123-j中对应的差动放大部放大后的信号变换成作为数字信号的感测数据。即,ADC部115在接收到从多个差动放大部113-1至113-i输入的放大后的信号时,通过周期性的采样将其变换成感测数据,若ADC部125在接收到从多个差分放大部123-1至123-j输入的放大后的信号时,通过周期性的采样将其变换成感测数据。
多个差动放大部113-1至113-i、123-1至123-j可以通过对多个放大部123-1至123-n的输入端的连接进行变更构成。即,可以是i+j≤n。具体地,可以将放大部123-1的两输入端中与接地或直流电压连接的输入端连接于对应的第2触摸电极121-4,并且将放大部123-1的两输入端中与接地或直流电压连接的输入端连接于对应的第2触摸电极121-5,从而在一个放大部连接两个触摸电极。
各个ADC部115、125将差动放大后的感测信号变换成数字信号。此外,各个信号处理部117、127对变换成数字信号的多个差动放大信号进行处理并传递到控制部2624。
图180是简要示出触控笔和触摸传感器的概念图,图181是具体地示出触控笔和电子设备的详细图。
首先,如图180所示,触控笔10包括导电性尖端11、电容器部13、电感器部14、接地部18以及主体部19。电容器部13以及电感器部14形成共振电路部12。具体地,如图181所示,触控笔10包括导电性尖端11、共振电路部12以及外壳19。共振电路部12包括电容器部13和电感器部14。外壳19包括与尖端11相邻的保持部19a以及与尖端11隔开的主体(body)部19b。
导电性尖端11可以通过导电性连接构件与电容器部13和/或电感器部14连接,导电性连接构件可以是线(wire)、引脚(pin)、杆(rod)、条(bar)等,但并不限于此。此外,导电性连接构件可以包括电感器部14的线圈。
电容器部13可以包括并联连接的多个电容器。各个电容器可以具有不同的电容,可以在制造工序内进行微调(trimming)。
电感器部14可以与导电性尖端11相邻配置,电感器部14包括铁氧体磁芯和缠绕于铁氧体磁芯15的线圈16。
电容器部13和电感器部14并联地连接,通过电容器部13和电感器部14的LC共振,响应于驱动信号产生共振信号。
图182是具体地示出触控笔的电感器部的概念图。
参照图182,电感器部14包括铁氧体磁芯15和缠绕于铁氧体磁芯15的线圈16。
此时,电感器部14的电感(inductance)通过以下的数学式14确定得到。
[数学式14]
从数学式14可以得知,电感与铁氧体磁芯15的透磁率(permeability)、线圈16的截面积以及匝数的平方成正比,与线圈16的绕线长度成反比。
在触控笔、尤其是收纳于电容共振触控笔的共振电路部12中电感器部14的设计非常重要。尤其,在电感器部的设计中,如图183所图示,电感L和Q值是非常重要的参数。其中,Q值是表现出作为共振电路元件的线圈特性的量,通过Q=2πfL/R给出。其中,L、R分别是各线圈的电感和电阻,f为频率。使用的线圈的Q值越大,越能得到灵敏的共振特性。
在触控笔尤其电容共振触控笔的设计中,L必须具有显著大于想要使用的频率的磁共振(self-resonance)频率,优选的是Q值在想要使用的频率下具有最大值。为了满足这一点,需要对铁氧体磁芯的材质、线圈的线种、缠绕方法(winding scheme)进行优化。此外,需要能够在保持薄的笔的直径的同时得到高输出信号的方法。
在以下的实施方式中,对在多个铁氧体磁芯的材质、线圈的线种、缠绕方法(winding scheme)中最优化的电容共振触控笔的设计方案进行说明。
(1)铁氧体磁芯的材质
作为在本实施方式中使用的铁氧体磁芯的材质,使用了锰(Mn)、镍(Ni)。
(2)线种
作为在本实施方式中使用的线圈的线种,使用了漆包线和利兹线。
如图184所示,漆包线100作为在铜线101的表面包覆绝缘性的漆皮102,并高温加热制成的线,用于电气设备、通信设备以及电气仪表等的线圈、布线。在本实施方式中,使用了整体厚度T为0.2mm、电线直径Φ为0.18mm、包覆厚度t为0.01mm的漆包线。
如在图185中所示,利兹(LITZ)线200是将多股直径为0.1mm程度的细的绝缘电线100(例如,漆包线)拧成一根,在其上用尼龙等进行了绝缘包覆201的特殊的绝缘电线。利兹线200能够通过增大表面积来使表皮效应降低,使用于高频电路的线圈等。
在本实施方式中使用了整体厚度T为0.2mm、电线直径Φ为0.06mm、包覆厚度t为0.007mm的利兹线。
(3)缠绕方式
在本发明的实施方式中,为了在触控笔这样的有限的空间中获得充分的电感值(即,充分的匝数),使用了具有多层卷绕构造的缠绕方式。具体地,如图186的(a)以及图186的(b)所示,使用了2种类型的多层缠绕方式。
图186的(a)的缠绕方式作为最简单的缠绕方式,是下层的缠绕结束则直接上层缠绕的依次层缠绕方式(sequential layer winding scheme)。此时,图186的(a)的方式作为在前一层的缠绕结束的地点直接开始上层的缠绕的方式,以下将其称为U型的缠绕方式。
图186的(b)的缠绕方式为相邻的绕线层交替地缠绕的方式(alternate layerwinding scheme),是相邻的层的线圈以之字形样态倾斜地缠绕的方式。以下,将其称为之字(zigzag)类型的缠绕方式。这样的之字类型的缠绕方式具有能够将相邻的层的线圈之间的电压差最小化,能够减小线圈自电容(winding self-capacitance)的优点。在此,作为寄生电容的一种的线圈自电容是表示储存在线圈内的电场能量(electric field energy)的参数。
比较实验1(比较各材质所对应的特性值)
在将线圈的线种缠绕成漆包线、U型的缠绕方式的状态下,将铁氧体磁芯的材质变更为锰、镍、镁并测定了Q值。
经测定,各磁芯的材质所对应的Q值的特性差异几乎不存在,测定出的Q值对于实现为产品,也是相当不足的水平。
比较实验(2)(比较各绕线种类所对应的特性值)
在将铁氧体磁芯的材质缠绕为锰(Mn)、U型的缠绕方式的状态下,对将线圈的线种分别设为漆包线和利兹线制作的电感器1和电感器2测定了Q值。
图187是示出通过KEYSIGHT TECHNOGIES社的E4980A精密LCR计来变更频率的过程中测定的电感器1以及电感器2的Q值的图。
在图187中,a是示出电感器1(锰芯/漆包线/U型缠绕方式)对频率的Q值的变化的波形,b是示出电感器2(锰芯/利兹线/U型缠绕方式)对频率的Q值的变化的波形。
在用利兹线制成的电感器2中,在400kHz附近的频率(频率f1)下,Q值表现出几乎最大值,在用漆包线制成的电感器1中,在150kHz附近的频率(频率f2)下,Q值表现出几乎最大值。
对图187的a和b进行比较后的结果是,能够得知电感器2的最大Q值比电感器1的最大Q值高1.5倍程度。因此,能够得知作为形成触控笔的共振电路的电感器的线圈,利兹线比漆包线优异。
然而,在比较实验2中测定的电感器2的最大Q值也不过是商业化所需要的目标值(Qtarget)的1/2程度的水平。
比较实验3(比较各线圈方式所应的特性值)
在将铁氧体磁芯的材质为锰(Mn)的状态下,针对线种为漆包线和利兹线且缠绕方式变更为U型和之字形类型制成的电感器3至电感器5测定了Q值。
图188是示出通过KEYSIGHT TECHNOGIES社的E4980A精密LCR计变更频率并测定的电感器3至电感器5的Q值的图。
在图188中,a是示出电感器3(锰芯/漆包线/U型缠绕方式)对频率的Q值的变化的波形,b是示出电感器4(锰芯/漆包线/之字型类型缠绕方式)对频率的Q值的变化的波形,c是示出电感器5(锰芯/利兹线/之字类型缠绕方式)对频率的Q值的变化的波形。
从图188的c波形中能够得知,在用利兹线/之字缠绕方式制成的电感器5中,在300kHz附近的频率(频率f3)下,Q值几乎表现出最大值。在用漆包线/之字形缠绕方式制成的电感器4和用漆包线/U型缠绕方式制成的电感器3中,在150kHz附近的频率(频率f2)下,Q值几乎表现出最大值。
此外,对图188的a、b、c进行比较后的结果是,可以得知电感器5的最大Q值比电感器4的最大Q值几乎高1.5倍程度,比电感器3的最大Q值高两倍以上。因此,可以得知关于形成触控笔的共振电路的电感器的缠绕方式,之字形类型的缠绕方式比U类型的缠绕方式优异。
然而,在比较实验2中测定的电感器5(锰芯/利兹线/之字类型缠绕方式)只是商业化所需要的目标值(Qtarget)的3/4程度的水平。
比较实验4(标记各芯体材质对应的特性值)
在本实施方式中,作为铁氧体磁芯的材质使用了锰和镍,已知普通镍的透磁率为200-300,锰的透磁率为3000-5000。
在本实施方式中使用的锰相比于镍透磁率高大致15倍程度,因此在假设线圈的截面积以及长度相同的情况下,具有为了获得相同的电感值,锰的匝数能够比镍的匝数减少大致4倍程度的优点。因此,仅从匝数的观点来看,可以得知,相比于镍,使用锰更有效。
另一方面,电感器部14中具有包括缠绕于磁芯的线圈的复杂的构造,因而进一步形成寄生电容。通过这样的寄生电容,Q值减小,因而存在降低共振信号的振幅的问题。
在电感器部14中形成的寄生电容可形成于缠绕的线圈之间和芯体与线圈之间产生,如以上采用之字类型的缠绕方式的情况下能够减少缠绕的线圈之间的寄生电容。
另一方面,在本实施方式中,为了减好磁芯与线圈之间的寄生电容,对介电常数低于锰的磁芯材质进行了测试,经过测试能够确认作为铁氧体磁芯的材质,镍芯是最佳的。
关于主要用作铁氧体磁芯元件的锰和镍中重要的物理特性为透磁率(permeability),其如数学式14所示,对电感值带来重要的影响。然而,在作为铁氧体元件的锰和镍中,介电常数(permittivity)是几乎不关心的物理特性,实际上对镍而言,到了制造商提供的数据表中也没有相关信息的程度。
在本实施方式中,为了确认锰和镍的介电常数,使用KEYSIGHT TECHNOGIES社的E4980A精密LCR计,对锰和镍的介电常数(permittivity)进行了测定,其测定结果如以下的表1所示。
[表1]
锰介电常数 | 镍介电常数 | |
测定1 | 2400 | - |
测定2 | 8300 | 2 |
测定1和测定2是使用相同的KEYSIGHT TECHNOGIES社的E4980A精密LCR计测定的,测定1表现出在测定软件中自动地计算出的介电常数。根据测定1可知锰的介电常数为2400,但镍的介电常数并未测到。
测定2作为对铁氧体磁芯之间的电容、面积、距离进行测定计算介电常数的方式,根据测定2,锰的介电常数为8300,镍的介电常数为2。
测定1与测定2相比,介电常数的结果存在大的差异,尤其确认从,在测定2的情况下,根据电容、面积、距离等存在相当大的误差。然而,通过测定1以及测定2可以得知,相比于锰,镍至少介电常数小1/1000以上。
在比较实验4中,在使铁氧体磁芯的材质为镍且使线种为利兹线的状态下,针对将缠绕方式变更为U型和之字类型制成的电感器6以及电感7测定了Q值。
图189是示出通过KEYSIGHT TECHNOGIES社的E4980A精密LCR计变更频率测定出的电感器6以及电感7的Q值的图。
在图189中,a是示出电感器6(镍芯/利兹线/U型缠绕方式)对频率的Q值变化的波形,b是示出电感器7(镍芯/利兹线/之字类型缠绕方式)对频率的Q值变化的波形。
参见图189的b波形可知,以镍芯/利兹线/之字缠绕方式制成的电感器7中,在400kHz附近的频率(频率f5)下Q值几乎表现出最大值。在以镍芯/利兹线/U型缠绕方式的电感器6中,在200kHz附近的频率(频率f6)下Q值几乎表现出最大值。经比较图189的a和b可以得知电感器7的最大Q值几乎高达比电感器6的最大Q值的两倍。
另一方面,可以得知,在比较实验4中测定出的电感器7(镍芯/利兹线/之字类型缠绕方式)的最大Q值几乎达到了商业化所需要的目标值(Qtarget)。
在以上说明的比较实验1至4中,不断变更对铁氧体磁芯的材质、线圈的线种、缠绕方法(winding scheme)的组合制作电感器,并对Q值进行了测试,经测试可以得知,可以镍芯、利兹线、之字形类型的缠绕方式设计电容共振触控笔的电感器部的情况能够获得最高的Q值。此外,可以得知通过这样的组合制作的电感器的最大Q值达到了用于商业化的目标值(Qtarget)。
另一方面,在本实施方式中使用镍芯作为铁氧体磁芯且线种使用利兹线进行了实验,但除镍芯以外使用介电常数为1000以下的物质作为铁氧体磁芯,除利兹线以外,使用一个线圈包覆两个以上绝缘电线(strand)的形态的线的情况下,也能够获得与其类似的结果。
在本实施方式中,为了进一步减小磁芯与线圈之间的寄生电容,除使用介电常数低于锰的镍以外,如以下所述,也可以采用在芯体与线圈之间设置绕线管以增加磁芯与线圈之间的距离的方式。
参照图190,电感器部14包括铁氧体磁芯15、围住铁氧体磁芯15的至少一部分的绕线管(bobbin)141、缠绕于绕线管141的至少一部分的线圈16。关于绕线管141,通过由线圈16的缠绕引起的力,绕线管141能够与铁氧体磁芯15密接固定。这样的绕线管141可以包含与主体部19相同或不同的材料,例如可以包含塑料或表面被绝缘处理了的金属。具体地,绕线管141可以使用聚苯硫醚(PPS)、液晶聚酯(LCP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)以及苯酚系树脂等。
如上,在绕线管141围住铁氧体磁芯15,并且用线圈16缠绕绕线管141的情况下铁氧体磁芯15与线圈16之间的距离增大,从而图190中的寄生电容Cp2的值能够设定得比图182中的寄生电容Cp1的值更小。
参照图191,在电感器部14仅包括铁氧体磁芯15和线圈16的情况下,测出共振信号的最大振幅为约2V(+1V至-1V)。参照图192,在电感器部14包括铁氧体磁芯15、绕线管141以及线圈16的情况下,测出共振信号的最大振幅为约4V(+2V至-2V)。即,能够确认当用绕线管141围住铁氧体磁芯15的至少一部分,并且在绕线管141上缠绕线圈16的情况下共振信号的振幅更大。
另一方面,在为了根据本实施方式设计最佳的电感器部而使用镍作为铁氧体磁芯的情况下,如以上所述,镍的透磁率比锰低,是1/15倍程度,因而为了获得相同的电感值,镍的匝数必须比锰的匝数增加大致4倍。因此存在为了获得相同的电感直径必须大于锰的缺点。
在本实施方式中,为了使得触控笔的直径较薄同事获得较高的输出信号,提供一种使用多个电感器的方法。
图193示出将薄直径的2个电感器串联连接,并且在两个电感器的两端之间并联连接电容器的方式的等效电路。以下,将这种方式的共振电路称为“LLC共振电路”。在图193中图示2个电感器串联连接的情况,但本实施方式不限定于此,可以将3个以上的电感器串联连接。根据LLC共振电路,与具有一个电感器和电容器的共振电路(以下,称为“LC共振电路”)相比,电感L增大到2倍,因而必须将电容减小为1/2进行设计。即,LLC共振电路虽然能够相比于LC共振电路使直径较薄,但具有对电容的影响更加敏感的缺点。
另一方面,图194是示出作为2个LC共振电路串联连接的方式(以下称为“LCLC共振电路”)的2个共振信号合并输出的方式的等效电路的图。在图194中,示出2个LC共振电路串联连接的情况,但本实施方式不限定于此。可以将3个以上的LC共振电路串联连接。
根据LCLC共振电路,2个共振电路的共振频率必须相同,因而存在在制造工艺上必须进行调整以使得各个共振电路的共振频率相同的缺点。
如以上所述,尽管由于使用镍作为铁氧体磁芯而匝数增加,但如图193以及图194使用两个以上的电感器的情况下,能够抑制电感器部直径的增加,从而能够制作直径薄的触控笔。
另一方面,如图19所示,在使用LLC方式的共振电路的情况下,为了最喜欢对减小至1/2的电容的影响,可以采用以下说明的构造的触控笔。
即,在触控笔10处于悬停状态的情况下,触摸控制器262也可以通过传递到触摸电极21的信号RS接收感测信号。触摸控制器262根据这种感测信号生成触摸数据的情况下可能会生成用户非期望的触摸数据,或者生成不准确或不稳定的触摸数据。
参照图195,对悬停状态下共振信号RS传递进行触摸输入进行说明。
图195是示出基于触控笔的悬停的触摸输入的图。例如,在进行笔记时,在写了前一笔画之后,为了写下一笔画,触控笔10可以在触摸屏20内从前一笔画的结束地点A向下一笔画的起始地点C移动。
触控笔10的导电性尖端11在一个地点A与视窗22接触,在另一地点C也与视窗22接触。来自与视窗22接触的导电性尖端11的共振信号RS0、RS2可以传递到触摸电极21。通过共振信号RS0生成与一个地点A对应的触摸数据,通过共振信号RS2生成与另一地点C对应的触摸数据。
在一个地点A与另一地点C之间的区域B中,触控笔10与视窗22隔开。即,在区域B中,触控笔10处于悬停状态。来自悬停状态的触控笔10的导电性尖端11的共振信号RS0可以传递到触摸电极21。通过共振信号RS1生成与区域B的连接笔画NL对应的触摸数据。即,若触摸控制器262根据从悬停状态的触控笔10传递管理的共振信号RS1生成触摸数据,则会生成与用户非期望的连接笔画对应的触摸数据显示在触摸屏20上。
实施方式提供防止悬停状态的触控笔中的共振信号传递的触控笔。
另一方面,用户握持触控笔10,并且用导电性尖端11对触摸屏20进行触摸。关于此,参照图196至图199来进行说明。
图196是示出握持触控笔的情况下的触控笔和电子设备的概念图,图197是示出握持触控笔的情况下的触控笔和电子设备的概略性的电路图,图198以及图199是示出握持触控笔的情况下的触控笔和电子设备的概略性的电路图。
如图196的(a)所示,用户40握持触控笔10,并且使触控笔10的尖端与触摸屏20接触输入触摸。
如图196的(b)所示,触控笔10包括导电性尖端11、与导电性尖端11连接的共振电路部12、接地部18以及外壳19。共振电路部12包括电容器部13和电感器部14。外壳19包括与尖端11相邻的保持部19a以及与尖端11隔开的主体部19b。
电感器部14包括铁氧体磁芯15和缠绕于铁氧体磁芯15的线圈16。根据L=μSN2/l,电感器部14的电感(inductance)与磁性系数(μ)、线圈16的截面积(S)以及匝数N的平方成正比,与线圈16的长度L成反比。
触控笔10由用户的手指40握持,此时能够通过手指40和触控笔10的内部导体(将线圈16至触控笔10的各元件连接起来的导线等)形成寄生电容Cf1、Cf2。
参照图197,对由用户的手40产生的寄生电容Cf进行了图示。即,由于寄生电容Cf,从而触控笔10的共振频率变化,这种情况下驱动信号30的频率与触控笔10的共振频率不一致,因此存在从触控笔10输出的信号的大小减小的问题。
参照图198以及199,对由用户的手40产生的寄生电容Cf进行了图示。即,由于寄生电容Cf,从而触控笔10的共振频率变化。这种情况下驱动信号30的频率与触控笔10的共振频率不一致,从而存在从触控笔10输出的信号的大小减小的问题。
此时,关于寄生电容Cf的影响,与LC共振电路、LCLC共振电路相比,LLC电路更大。这是因为在将其设计为相同的共振频率的情况下,LLC共振电路电容比LC共振电路、LCLC共振电路的电容小1/2。
以下,参照图200对防止由用户的握持导致的共振频率的变化的触控笔进行说明。
图200是示出LLC构造的触控笔的概念图。
如图200所示,触控笔10包括导电性尖端11、电容器部13、两个电感器部14、14’、阻断构件17、接地部18以及主体部19。
电感器部14、14’分别包括两个铁氧体磁芯15、15’和缠绕于铁氧体磁芯15、15’的线圈16、16’。此时,两个电感器部14、14’串联连接。
图201是示出触控笔的概念图。
图201所图示的触控笔10相较于图196的触控笔10还包括阻断构件17。
阻断构件17作为围住电容器部13和电感器部14、14’的导电性构件,能够防止由用户的手产生的寄生电容的形成。阻断构件17作为围住外壳19的至少一部分的导电性构件或作为外壳19的至少一部分的导电性构件,能够防止由用户的手产生的寄生电容的形成。
然而,阻断构件17存在引发涡电流(eddy current)的问题。此时,阻断构件17为了最小化在触控笔中产生的涡电流(eddy current)的影响,可以将阻断构件17的两端设计为沿着涡电流的方向ED隔开。
关于此,参照图202一起进行说明。
图202是示出在图201所图示的触控笔中产生的涡电流(eddy current)的例示图。
如图202的(a)所示,通过从导电性尖端11传递的驱动信号,顺时针方向的电流流经线圈16、16’,并且通过流经线圈16、16’的电流形成磁场。或者,如图202所示,通过共振,电流I1流经线圈16。通过流经线圈16的电流I1形成磁场M1。
此时,由于通过线圈的电流生成的磁场的变化,从而沿着作为与线圈的电流方向相反方向的逆时针方向形成涡电流,在阻断构件17中流动顺时针方向的涡电流。通过磁场M1,在阻断构件17中形成沿着一定方向的电流I2。电流I2能够在与由电感器部140形成的磁场M1的方向垂直的平面上形成。将这样的电流I2合并产生如图202的(b)所图示的顺时针方向的涡电流I3。
在线圈16中产生的磁场M1被这样的涡电流I3抑制。这样,产生电感器部14的电感变化,并且触控笔11的共振频率随着电感变化而变化的问题。
实施方式提供进一步防止由用户的握持以及涡电流产生引起的共振频率的变化的触控笔。
图203至图211是示出根据实施方式的触控笔的构造的概念图。
图203对防止悬停状态的触控笔中的共振信号传递的触控笔进行图示,图204对进一步防止悬停状态的触控笔中的共振信号传递和由涡电流产生引起的共振频率的变化的触控笔进行图示,图205以及图206对进一步防止悬停状态的触控笔中的共振信号传递和由用户的握持以及涡电流产生引起的共振频率的变化的触控笔进行图示,图207至图211对进一步防止由用户的握持以及涡电流产生引起的共振频率的变化的触控笔进行图示。
图203至图211的触控笔100可以包括导电性尖端110、共振电路部、阻断构件170、接地部180以及外壳190。为了便于说明,在图203至图211中仅对共振电路部的电感器部140进行了图示,但共振电路部包括电容器部,电容器部可以位于外壳190的内部。
导电性尖端110与电容器部(未图示)以及电感器部140电连接。例如,导电性尖端110通过导电性连接构件112等与电容器部(未图示)和电感器部140直接连接。
参照图203至211,导电性尖端110的整体或一部分可以由导电性物质(例如,金属)形成,或导电性尖端110也可以具有存在于非导电性外壳内部,并且导电性尖端110的一部分通过设置于外壳的开口(opening)向外部露出的形态,并不限于此。
导电性连接构件112作为具有导电性的构件,可以是布线(wiring)、线(wire)、引脚(pin)、导电杆(rod)、导电条(bar)等,并不限于此。
电容器部(未图示)以及电感器部140位于外壳190内。电容器部(未图示)可以包括并联连接的多个电容器。各个电容器可以具有不同的电容,能够在制造工序内进行微调(trimming)。电感器部140可以位于从导电性尖端110隔开第1距离D1的位置。
外壳190可以收纳触控笔100的元件。外壳190的内部是空的,因而能够在其内部收纳导电性尖端110、共振电路部以及接地部180。这样的外壳190可以由非导电性物质形成。
外壳190包括与导电性尖端110相邻的保持部190a和与导电性尖端110隔开的主体部190b。保持部190a和主体部190b可以形成为一体。示出了保持部190a和主体部190b结合为一体的形态,但保持部190a和主体部190b也可以分离。
保持部190a可以是图203的(a)所图示的棱锥或图203的(b)的柱体形态。或保持部190a可以是结合有图203的(c)的圆顶(dome)192的柱体形态。或保持部190a可以是图203的(d)的管(pipe)形态。
主体部190b也可以具有圆柱、多棱柱、至少一部分为曲面的柱体形态、凸肚状柱体(entasis)形态、角锥(frustum of pyramid)形态、圆锥台(circular truncated cone)形态等,不受其形态限制。
阻断构件170a与导电性尖端110向外部露出的外壳190的一部分对应地配置。例如,阻断构件170a可位于从导电性尖端110向外部露出的保持部190a的开口起0mm至20mm内的位置。具体地,阻断构件170a可以位于保持部190a的开口与从保持部190a的开口隔开20mm的部分之间。此外,阻断构件170a可以位于从保持部190a的开口隔开0.1mm以上的部分与从保持部190a的开口隔开10mm的部分之间、从开口隔开1mm以上的部分与从保持部190a的开口隔开5mm的部分之间。即,阻断构件170a可以位于与导电性尖端110向外部露出的外壳的一部分在至少以20mm以内的范围相邻的区域。
阻断构件170a可以是围住保持部190a的至少一部分的导电性构件。阻断构件170a可以是作为保持部190a的至少一部分的导电性构件。这样的阻断构件170a可以通过导电性连接构件112与接地部180连接。阻断构件170a与接地部180电连接而接地。
阻断构件170a可以位于保持部190a的内部或外部。即,既可以贴附于保持部190a的内表面或外表面,也可以从保持部190a的内表面隔开预定距离收纳于保持部190a的内部。在图203中对导电性尖端110位于保持部190a内部的情况进行了图示,但在导电性尖端110向主体部190b内部延伸的情况下,阻断构件170a也可以位于主体部190b的内部或外部。即,既可以贴附于主体部190b的内表面或外表面,也可以从主体部190b的内表面隔开预定距离收纳于主体部190b的内部。
此外,虽然未通过额外的图进行图示,但阻断构件170a根据电容器部和电感器部140的位置,也可以围住电容器部和电感器部140的至少一部分。例如,在电容器部和电感器部140位于保持部190a内部的情况下,阻断构件170a可以围住电容器部和电感器部140的至少一部分。
如图203所示,在电感器部140从阻断构件170a隔开预定距离以上的情况下,阻断构件170a可以具有一个导电板(plate)的形态。即,阻断构件170a表面可以是光滑的,或可以是具有点状、条带、栅格形的表面凸出构造的板形构件。此外,阻断构件170a也可以是固定部190a内的导电性线圈。例如,阻断构件170a也可以是与保持部190a的内部相接地缠绕的导电性的线圈。
阻断构件170a沿着方向PD,从电感器部140的铁氧体磁芯隔开第1距离D1。即使阻断构件170a未形成为多个阻断部,但受由电感器部140的铁氧体磁芯所形成的磁场的影响也较小。
在图203的(a)中,阻断构件170a可以具有围住棱锥形态的保持部190a的侧面或者侧面的一部分、或者表面中的一部分的形态。例如,阻断构件170a可以是仅围住棱锥形态的保持部190a的侧面中与尖端110相邻的一部分的形态。
在图203的(b)中,阻断构件170a可以具有围住柱体形态的保持部190a的侧面的至少一部分的形态。例如,阻断构件170a可以是仅围住柱体形态的保持部190a的侧面中与尖端110相邻的一部分的形态。
在图203的(c)中,阻断构件170a可以具有围住柱体形态的保持部190a的侧面和圆顶192的外表面的至少一部分的形态。例如,阻断构件170a可以是仅围住圆顶192的外表面和柱体形态的保持部190a的侧面中与尖端110相邻的一部分的形态。
在图203的(d)中,阻断构件170a可以具有围住管形态的保持部190a的内表面的至少一部分的形态。例如,阻断构件170a可以是仅围住管形态的保持部190a的内表面中与尖端110相邻的一部分的形态。
如图204所示,在电感器部140从阻断构件170a隔开短于第1距离D1的第2距离d2以下的情况下,阻断构件170a可以包括多个第1阻断部171a。例如,阻断构件170a可以包括沿着保持部190a的外围方向形成闭环且相互隔开的多个阻断部171a。
多个第1阻断部171a可以沿着与电感器部140内的铁氧体磁芯的轴方向PD平行的方向延伸。若以图中图示的涡电流的方向为基准进行说明,则可以沿着与涡电流垂直的方向PD或主体部190b的长度方向PD延伸。多个第1阻断部171a沿着与铁氧体磁芯的轴方向PD垂直的方向或者保持部190a的圆周方向相互隔开。相互隔开的多个第1阻断部171a可以沿着与铁氧体磁芯的轴方向PD垂直的方向或者保持部190a的圆周方向隔开0.03mm以上的间隔。若以图中图示的涡电流的方向为基准进行说明,则多个第1阻断部171a可以沿着涡电流的方向ED隔开0.03mm以上的间隔。阻断构件170包括相互隔开的多个第1阻断部171a,因而阻涡电流不能沿着阻断构件170a流动,涡电流的产生被阻断。多个第1阻断部171a也可以沿着相对于铁氧体磁芯的轴方向PD倾斜预定角度(超过0度且小于90度)的方向延伸。
多个第1阻断部171a通过连接部174a相互电连接。此外,连接部174a可以与接地部180电连接。即,多个第1阻断部171a可以通过导电性连接构件112与接地部180连接。阻断构件170a与接地部180电连接从而接地。
在图204的(a)中阻断构件170a可以具有围住棱锥形态的保持部190a的侧面、表面的至少一部分的形态。例如,阻断构件170a可以是仅围住棱锥形态的保持部190a的侧面中与尖端110相邻的部分的形态。
在图204的(b)中,阻断构件170a可以具有围住柱体形态的保持部190a的侧面、表面的至少一部分的形态。例如,阻断构件170a可以是仅围住柱体形态的保持部190a的侧面中与尖端110相邻的部分的形态。
在图204的(c)中,阻断构件170a可以具有围住柱体形态的保持部190a的侧面和圆顶192的外表面的至少一部分的形态。例如,阻断构件170a可以是仅围住圆顶192的外表面和柱体形态的保持部190a的侧面中与尖端110相邻的部分的形态。
在图204的(d)中,阻断构件170a可以具有围住管形态的保持部190a的内表面的至少一部分的形态。例如,阻断构件170a可以是仅围住管形态的保持部190a的内表面中与尖端110相邻的部分的形态。
图205所图示的触控笔100与图203所图示的触控笔100相比,还包括阻断构件170b。图206所图示的触控笔100相比于图204所图示的触控笔100还包括阻断构件170b。
阻断构件170b包括围住电感器部140的导电性构件。阻断构件170b可以位于以电感器部140为中心具有预定半径的圆周上。阻断构件170b可以包括多个第1阻断部171b。即,阻断构件170b可以以如图27一分离为多个片段的状态存在。例如,阻断构件170b可以包括沿着主体部190b的外围方向配置的多个阻断部171b。此外,阻断构件170b可以包括沿着主体部190b的外围方向形成闭环且相互隔开的多个阻断部171b。
阻断构件170b可以以围住电感器部140的至少一部分的方式位于主体部190b的内部或外部。即,阻断构件170b可以配备于主体部190b的内表面、从内表面隔开预定距离的位置、外表面中任意一个区域。在图205中,对电感器部140位于主体部190b内部的情况进行了图示,但在另一实施方式中,作为电感器部140向保持部190a内部延伸的情况,阻断构件170b也可以位于保持部190a的内部或外部。
多个第1阻断部171b沿着与涡电流垂直的方向PD、即电感器部140内的铁氧体磁芯的轴方向PD或主体部190b的长度方向PD平行的方向延伸,沿着图202所图示的涡电流的方向ED或主体部190b的外围相互隔开。多个第1阻断部171b可以配置为在以铁氧体磁芯的轴为中心的圆周上隔开预定距离的状态。阻断构件170b包括多个第1阻断部171b,多个第1阻断部171b沿着涡电流的方向ED(参照图202)、换句话说在以铁氧体磁芯的轴为中心的圆周上或沿着主体部190b的外围相互隔开,因而涡电流不能沿着阻断构件170b流动,涡电流的产生被阻断。对多个第1阻断部171b沿着与铁氧体磁芯的轴方向PD平行的方向、换句话说沿着铁氧体磁芯的轴方向PD或主体部190b的长度方向PD延伸的情况进行了说明,但多个第1阻断部171b也可以沿着相对于方向PD倾斜预定角度(超过0度且小于90度)的方向延伸。在以上的说明中,包括以涡电流的方向为基准的说明,但这用于基于图202的图帮助理解所述说明。
阻断构件170a和阻断构件170b可以相互电连接。例如,阻断构件170a和多个第1阻断部171b在保持部190a以及主体部190b的分界处电连接。并且,多个第1阻断部171b通过连接部174b相互电连接。连接部174b可以与接地部180电连接。即,多个第1阻断部171b可以通过导电性连接构件112与接地部180连接。阻断构件170a和阻断构件170b均与接地部180电连接从而接地。
参照图207的(a),触控笔100可以包括导电性尖端110、导电性连接构件120、电容器部130、电感器部140、阻断构件170、接地部180以及主体部190。
阻断构件170包括围住电容器部130和电感器部140的导电性构件。虽然未在图中进行图示,但阻断构件170可以与接地部180连接。即,可以具备将阻断构件170和接地部180连接起来的导线,关于此,在以下的图208中进行详细说明。
此外阻断构件170沿着铁氧体磁芯的轴方向或主体部的长度方向延伸,阻断构件170的两端可以配置在以铁氧体磁芯的中心轴或主体部的中心轴为中心的圆周上,两端被配置为隔开预定距离。参见附图来讲,阻断构件170的两端沿着涡电流的方向ED隔开。关于此,图207的(b)至(e)对阻断构件170详细地进行了图示。
参照图207的(b),阻断构件170包括阻断涡电流的产生的一个狭缝GP。狭缝GP可以沿着与铁氧体磁芯的中心轴PD或主体部的中心轴平行的方向形成。即,参见附图来讲,狭缝GP沿着与涡电流垂直的方向PD延伸。即,配置在以铁氧体磁芯的轴为中心的圆周上的板形状的阻断构件170的两端不相互接触,因此形成与中心轴PD平行的狭缝GP。因此,阻断构件170的两端1701、1702被一个狭缝GP隔开。在实施方式中,狭缝GP可以沿着涡电流的方向ED具有0.03mm以上的宽度。
虽然对狭缝GP沿着与铁氧体磁芯的中心轴PD平行的方向延伸,参照附图图则是与涡电流垂直的方向PD延伸的情况进行了说明,但狭缝GP可以沿着相对于中心轴PD方向倾斜预定角度(超过0度且小于90度)的方向延伸。
在四角形板形状的阻断构件170中,阻断构件170的两端(两条边)1701、1702沿着与铁氧体磁芯的中心轴PD或主体部的中心轴平行的方向隔开,——在图中沿着涡电流的方向ED隔开。因此,涡电流不能沿着阻断构件170流动,因而涡电流的产生被阻断。
参照图207的(c),阻断构件170包括多个第1阻断部171。多个第1阻断部171沿着与铁氧体磁芯的中心轴PD或主体部的中心轴平行的方向延伸,即沿着与涡电流垂直的方向延伸。此外,沿着以铁氧体磁芯的轴为中心的圆周上相互隔开。参见附图,则可以说明为沿着涡电流的方向ED相互隔开。同样,阻断构件170包括沿着涡电流的方向ED相互隔开的多个第1阻断部171,因而涡电流不能沿着阻断构件170流动,涡电流的产生被阻断。对多个第1阻断部171沿着铁氧体磁芯的中心轴PD延伸的情况进行了说明,但多个第1阻断部171可以沿着相对于方向PD倾斜预定角度(超过0度且小于90度)的方向延伸。
参照图207的(d),阻断构件170包括多个第2阻断部172。多个第2阻断部172沿着与铁氧体磁芯的中心轴PD或主体部的中心轴平行的方向隔开,若参照附图图则是沿着与涡电流垂直的方向隔开,多个第2阻断部172各自的两端沿着以铁氧体磁芯的轴为中心的圆周上相互隔开,即沿着涡电流的方向ED相互隔开。同样,阻断构件170所包括的多个第2阻断部172各自的两端沿着以铁氧体磁芯的轴为中心的圆周上隔开、即沿着涡电流的方向ED隔开,因而涡电流不能沿着阻断构件170流动,涡电流的产生被阻断。
参照图207的(e),阻断构件170包括多个第3阻断部173。多个第3阻断部173沿着与铁氧体磁芯的中心轴PD或主体部的中心轴平行的方向PD隔开,而且沿着以铁氧体磁芯的轴为中心的圆周上隔开。参见附图,可以说明为沿着涡电流的方向ED相互隔开。同样,阻断构件170所包括的多个第3阻断部173沿着以铁氧体磁芯的轴为中心的圆周上相互隔开,即沿着涡电流的方向ED相互隔开,因而涡电流不能沿着阻断构件170流动,涡电流的产生被阻断。
主体部190可以包括棱锥和柱体结合的形态。主体部190被示出为棱锥部分和柱体部分结合为一体的形态,但两部分也可以分离。柱体部分也可以具有圆柱、多棱柱、至少一部分为曲面的柱体形态、凸肚状柱体形态、角锥形态、圆锥台形态等,不受其形态限制。这样的主体部190可以由非导电性物质形成。
阻断构件170可以位于主体部190的内表面、外表面或内部,后续将参见下述附图对此进行说明。
接下来,参照图208的(a),相较于图207的(a)的触控笔100,触控笔101具有阻断构件170与接地部180连接这样的差异点。此外,阻断构件170和接地部180可以在从电感器部140隔开的位置连接。
关于此,图208的(b)至(d)对与接地部180连接的阻断构件170详细地进行图示。
参照图208的(b),阻断构件170包括阻断涡电流的产生的一个狭缝GP和将阻断构件170的两端1701、1702连接起来的连接部174。狭缝GP沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,即沿着与涡电流ED垂直的方向延伸。阻断构件170的两端1701、1702被一个狭缝GP隔开。阻断构件170的两端1701、1702沿着以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周隔开,换句话说沿着涡电流的方向ED隔开。
连接部174可以在从电感器部140,沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD隔开的位置处,若参照图则是沿着与涡电流方向ED垂直的方向隔开的位置处,将阻断构件170的两端1701、1702连接起来。此外,在连接部174所在的区域,阻断构件170可以与接地部180连接。
参照图208的(c),阻断构件170包括将多个第1阻断部171以及连接多个第1阻断部171的第1连接部175。
多个第1阻断部171沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流方向ED垂直的方向延伸,并沿着涡电流的方向ED相互隔开。如以上所述,涡电流方向ED可以与以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周方向对应。
第1连接部175可以在从电感器部140,沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD隔开的位置处,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD隔开的位置处连接将多个第1阻断部171。此外,在连接部175的位置处,阻断构件170可以与接地部180连接。
参照图208的(d),阻断构件170包括将多个第2阻断部172、将多个第2阻断部172相互连接起来的第2连接部176以及追加接地部177。
多个第2阻断部172沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD隔开,即沿着与涡电流方向ED垂直的方向隔开,多个第2阻断部172各自的两端在以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周上隔开预定距离。即,沿着涡电流的方向ED相互隔开。
第2连接部176在从电感器部140沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD隔开的位置延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸,并且能够将多个第2阻断部172和追加接地部177连接起来。
追加接地部177可以与接地部180连接。追加接地部177在接地部180在从电感器部140隔开的位置处连接。
接下来,参照图209的(a),相较于图208的(a)的触控笔101,触控笔100具有阻断构件170包括与电感器部140对应地配置的第1阻断构件170a和与接地部180连接的第2阻断构件170b的差异点。第2阻断构件170b可以与接地部180电连接。
第1阻断构件170a可以沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD,延伸电感器部140的铁氧体磁芯150的长度CL以上。第2阻断构件170b与第1阻断构件170a连接。即,第2阻断构件170b可以与第1阻断构件170a形成电连接。
关于此,图209的(b)至(d)对包括第1阻断构件170a和第2阻断构件170b的阻断构件170详细地进行图示。
参照图209的(b),第1阻断构件170a包括阻断涡电流的产生的一个狭缝GP。狭缝GP沿着与涡电流垂直的方向PD或主体部的长度方向PD延伸至第2阻断构件170b的下端。第1阻断构件170a的长度ES1可以是电感器部140的铁氧体磁芯150的长度CL以上。狭缝GP的长度也与第1阻断构件170a的长度ES1对应。
第1阻断构件170a的两端1701、1702由一个狭缝GP隔开。第1阻断构件170a的两端1701、1702沿着以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周方向隔开,即沿着涡电流的方向ED隔开。因此,涡电流不能沿着第1阻断构件170a流动,因而涡电流的产生被阻断。
第2阻断构件170b与第1阻断构件170a的上端结合。第2阻断构件170b可以与接地部180连接。第2阻断构件170b沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD从电感器部140的铁氧体磁芯150隔开。因而,即使不在第2阻断构件170b形成狭缝,受由铁氧体磁芯150所形成的磁场的影响也较小。
参照图209的(c),第1阻断构件170a包括多个第1阻断部171。多个第1阻断部171沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸,并且沿着以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周方向相互隔开,即沿着涡电流的方向ED相互隔开。第1阻断构件170a的长度ES2可以是电感器部140的铁氧体磁芯150的长度CL以上。多个第1阻断部171的长度也与第1阻断构件170a的长度ES2对应。因而,涡电流不能沿着第1阻断构件170a流动,因此涡电流的产生被阻断。
第2阻断构件170b与第1阻断构件170a的上端结合。第2阻断构件170b可以与接地部180连接。第2阻断构件170b沿着方向PD从电感器部140的铁氧体磁芯150隔开。因此,即使第2阻断构件170b不形成为多个阻断部,受由铁氧体磁芯150所形成的磁场的影响也较小。
参照图209的(d),第1阻断构件170a包括多个第2阻断部172以及将多个第2阻断部172相互连接起来的第2连接部176。多个第2阻断部172沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD隔开,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD隔开,多个第2阻断部172各自的两端沿着以铁氧体磁芯的轴为中心的圆周上的圆周方向相互隔开,即沿着涡电流的方向ED相互隔开。因此,涡电流不能沿着第1阻断构件170a流动,因而涡电流的产生被阻断。第1阻断构件170a的长度ES3可以是电感器部140的铁氧体磁芯150的长度CL以上。
第2连接部176从电感器部140沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸,并且能够将第1阻断构件170a和第2阻断构件170b连接起来。
第2阻断构件170b与第1阻断构件170a的上端结合。第2阻断构件170b可以与接地部180连接。第2阻断构件170b沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD,从电感器部140的铁氧体磁芯150隔开。因此,即使第2阻断构件170b不形成为多个阻断部,受由铁氧体磁芯150所形成的磁场的影响也较小。
接下来,参照图的(a),触控笔103可以包括导电性尖端110、导电性连接构件120、电容器部130、电感器部140、阻断构件170、接地部180以及主体部190。对于与图25的(a)所图示的构成要素相同或类似的构成要素,省略说明。
在触控笔103的主体部190内,电感器部140的位置与在图31的(a)的触控笔102的主体部190内电感器部140的位置不同。在触控笔103的主体部190内,电感器部140与导电性尖端110隔开。
关于此,图210的(b)至(d)对包括第1阻断构件170a和第2阻断构件170b的阻断构件170详细地进行图示。
参照图210的(b),第1阻断构件170a包括阻断涡电流的产生的一个狭缝GP。狭缝GP沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD的反方向(若参照图,则是从导电性尖端远离的方向)延伸至第2阻断构件170b的上端。第1阻断构件170a的长度ES1可以是电感器部140的铁氧体磁芯150的长度CL以上。狭缝GP的长度也与第1阻断构件170a的长度ES1对应。
第1阻断构件170a的两端1701、1702被一个狭缝GP隔开。第1阻断构件170a的两端1701、1702沿着以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周方向隔开,即沿着涡电流的方向ED隔开。因此,涡电流不能沿着第1阻断构件170a流动,因而涡电流的产生被阻断。
第2阻断构件170b与第1阻断构件170a的下端结合。第2阻断构件170b沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向的反方向(若参照图则是从导电性尖端远离的方向),从电感器部140的铁氧体磁芯150隔开。因此,即使不在第2阻断构件170b形成狭缝,受由铁氧体磁芯150所形成的磁场的影响也较小。
参照图210的(c),第1阻断构件170a包括多个第1阻断部171。多个第1阻断部171沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸——若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸,并且沿着以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周上的圆周方向相互隔开,即沿着涡电流的方向ED相互隔开。第1阻断构件170a的长度ES1可以是电感器部140的铁氧体磁芯150的长度CL以上。多个第1阻断部171的长度也与第1阻断构件170a的长度ES1对应。因此,涡电流不能沿着第1阻断构件170a流动,因而涡电流的产生被阻断。
第2阻断构件170b与第1阻断构件170a的下端结合。第2阻断构件170b沿着方向PD的反方向从电感器部140的铁氧体磁芯150隔开。因此,即使第2阻断构件170b不形成为多个阻断部,受由铁氧体磁芯150所形成的磁场的影响也较小。
参照图210的(d),第1阻断构件170a包括多个第2阻断部172以及将多个第2阻断部172相互连接起来的第2连接部176。多个第2阻断部172沿着与涡电流垂直的方向PD或主体部的长度方向PD隔开,多个第2阻断部172各自的两端沿着涡电流的方向ED相互隔开。因此,涡电流不能沿着第1阻断构件170流动,因而涡电流的产生被阻断。
第2连接部176从电感器部140沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸,并且能够将第1阻断构件170a和第2阻断构件170b连接起来。
第2阻断构件170b与第1阻断构件170a的下端结合。第2阻断构件170b沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD的反方向,从电感器部140的铁氧体磁芯150隔开。因此,即使第2阻断构件170b不形成为多个阻断部,受由铁氧体磁芯150所形成的磁场的影响也较小。
接下来,参照图211的(a),触控笔100可以包括导电性尖端110、导电性连接构件120、电容器部130、电感器部140、阻断构件170、接地部180以及主体部190。对于与图8的(a)所图示的构成要素相同或类似的构成要素,省略说明。
在触控笔100的主体部190内,电容器部130的位置与图207的(a)、图208的(a)以及图209的(a)的触控笔100的电容器部130的位置不同。在触控笔100的主体部190内,电容器部130与导电性尖端110隔开。
同样,在触控笔100的主体部190内,电感器部140的位置与导电性尖端110隔开。
导电性尖端110和导电性连接构件120位于触控笔104的前方部分,电容器部130和电感器部140位于触控笔104的后方部分。
为了将由用户的手对导电性连接构件120的影响最小化,并且防止由电感器部140引起的涡电流的产生,触控笔104还包括阻断构件170。
关于此,图210的(b)至(d)对阻断构件170详细地进行图示。
参照图210的(b),阻断构件170包阻断涡电流的产生的一个狭缝GP。狭缝GP沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD的反方向(若参照图,则是从导电性尖端远离的方向)延伸。阻断构件170的长度ES1可以与导电性连接构件120的长度对应。
阻断构件170的两端1701、1702被一个狭缝GP隔开。阻断构件170的两端1701、1702沿着以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周上的圆周方向隔开,即沿着涡电流的方向ED隔开。因此,涡电流不能沿着阻断构件170流动,因而涡电流的产生被阻断。
参照图210的(c),阻断构件170包括多个第1阻断部171以及将多个第1阻断部171相互连接起来的第1连接部175。
多个第1阻断部171沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸,并且沿着以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周上的圆周方向相互隔开,即沿着涡电流的方向ED相互隔开。阻断构件170的长度ES2可以是电感器部140的铁氧体磁芯150的长度CL以上。多个第1阻断部171的长度也与阻断构件170的长度ES2对应。因此,涡电流不能沿着阻断构件170流动,因而涡电流的产生被阻断。
第1连接部175可以将多个第1阻断部171相互连接起来。此外,在连接部175的位置处,阻断构件170可以与接地部180电连接。
参照图210的(d),阻断构件170包括多个第2阻断部172以及将多个第2阻断部172相互连接起来的第2连接部176。多个第2阻断部172沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD隔开,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD隔开,多个第2阻断部172各自的两端沿着以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周上的圆周方向相互隔开,即沿着涡电流的方向ED相互隔开。因此,涡电流不能沿着阻断构件170流动,因而涡电流的产生被阻断。
第2连接部176从电感器部140沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸。
图212以及图213是示出根据实施方式的触控笔的阻断构件构造的概念图。
如图212所示,阻断构件170a的两端沿着以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周上的圆周方向隔开,即沿着涡电流的方向ED隔开。阻断构件170a可以通过镀敷、光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷在片材(sheet)上以附着于保持部190a,或直接通过镀敷、光刻(photolithography)、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷在保持部190a,并不限于此。
参照图212的(a),阻断构件170a包括阻断涡电流的产生的一个狭缝GP和将阻断构件170a的两端1701a、1702a连接起来的连接部174a。狭缝GP沿着铁氧体的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸。阻断构件170a的两端1701a、1702a被一个狭缝GP隔开。阻断构件170a的两端1701a、1702a沿着涡电流的方向ED隔开。连接部174a可以将阻断构件170a的两端1701a、1702a连接起来。
参照图212的(b),阻断构件170a包括多个第1阻断部171a以及将多个第1阻断部171a相互连接起来的连接部174a。多个第1阻断部171a沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸,并且沿着涡电流的方向ED相互隔开。连接部174a可以将多个第1阻断部171a连接起来。
参照图212的(c),阻断构件170a包括多个第2阻断部172a以及将多个第2阻断部172a连接起来的连接部174a、176a。
多个第2阻断部172a沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD隔开,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD隔开,多个第2阻断部172a各自的两端沿着以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周方向相互隔开,即沿着涡电流的方向ED相互隔开。连接部176a可以沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸,并且将多个第2阻断部172a连接起来。
如图213所示,阻断构件170b的两端沿着涡电流的方向ED隔开。阻断构件170b也可以通过镀敷、光刻、薄膜沉积等方法印刷在片材上以附着于主体部190b,或直接通过镀敷、光刻、薄膜沉积(sputtering)等方法印刷于主体部190b,并不限于此。
参照图213的(a),阻断构件170b包括阻断涡电流的产生的一个狭缝GP和将阻断构件170b的两端1701b、1702b连接起来的连接部174b。狭缝GP沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸。阻断构件170b的两端1701b、1702b被一个狭缝GP隔开。阻断构件170b的两端1701b、1702b沿着以铁氧体磁芯的轴或主体部的轴为中心的圆周方向隔开,即沿着涡电流的方向ED隔开。连接部174b能够将阻断构件170b的两端1701b、1702b连接起来。
参照图213的(b),阻断构件170b包括多个第1阻断部171b以及将多个第1阻断部171b相互连接起来的连接部174b。多个第1阻断部171b可以沿着与涡电流垂直的方向PD或主体部的长度方向PD延伸,并且沿着涡电流的方向ED相互隔开。连接部174b可以将多个第1阻断部171b连接起来。
参照图213的(c),阻断构件170b包括多个第2阻断部172b以及将多个第2阻断部172b连接起来的连接部174b、176b。
多个第2阻断部172b沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD隔开,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD隔开,多个第2阻断部172b各自的两端沿着涡电流的方向ED相互隔开。连接部176b可以沿着铁氧体磁芯的中心轴方向PD或主体部的长度方向PD延伸,若参照图则是沿着与涡电流垂直的方向PD延伸,并且将多个第2阻断部172b连接起来。
图214是示出根据实施方式的基于触控笔的悬停的触摸输入的图。如在图195中所述说明,在进行笔记时,在写完前一笔画后,为了写下一笔画,触控笔100可以在触摸屏20内从前一笔画的结束地点A向下一笔画的开始地点C移动。
触控笔100的导电性尖端110在一地点A与视窗22接触,在另一地点C也与视窗22接触。来自与视窗22接触的导电性尖端110的信号RS3、RS5可传递到触摸电极21。通过信号RS3,生成与一个地点A对应的触摸数据,通过信号RS5,生成与另一地点C对应的触摸数据。
在一个地点A与另一地点C之间的区域B,触控笔100从视窗22隔开。即,在区域B,触控笔100处于悬停状态。在悬停状态下,来自实施方式的触控笔100的导电性尖端110的信号RS4作为非常小的值传递到触摸电极21,或不传递到触摸电极21。触摸控制器262不生成基于信号RS4的触摸数据。即,不生成与区域B的连接笔画(NL)对应的触摸数据。
根据实施方式中的至少一个,具有能够提供防止由悬停状态的触控笔进行的非有意的触摸输入的触控笔的优点。
根据实施方式的中的至少一个,具有能够提供对如用户的握持之类的外部因素强健的触控笔的优点。
根据实施方式中的至少一个,能够将触控笔的电感值和电容值维持为恒定,并且将共振频率维持为恒定,因而具有能够提高触摸传感器的触摸灵敏度的优点。
接下来,参照图215至图217对阻断构件170与外壳190之间的位置关系进行说明。
图215至图217是示出根据实施方式的触控笔的主体部构造的图。
首先,参照图215的(a),触控笔100包括阻断构件170b以及主体部190b,阻断构件170b包括多个第1阻断部171b。
图215的(b)对沿着剖切面A1-A2-A3-A4剖切的触控笔100的剖面进行图示。根据一个实施方式,第1阻断部171b可以位于主体部190b的内表面1902。
接下来,参照图216的(a),触控笔100包括阻断构件170b以及主体部190b,阻断构件170b包括多个第1阻断部171b。
图216的(b)对沿着剖切面B1-B2-B3-B4剖切的触控笔100的剖面进行图示。根据一个实施方式,第1阻断部171b可以位于主体部190b的外表面1900。
最后,参照图217的(a),触控笔100包括阻断构件170b以及主体部190b,阻断构件170b包括多个第1阻断部171b。
图217的(b)对沿着剖切面C1-C2-C3-C4剖切的触控笔100的剖面进行图示。根据一个实施方式,第1阻断部171b可以内置在主体部190b的外表面1900与内表面1902之间。
在图215至图217中,仅对阻断构件170b进行了说明,但阻断构件170a也可以位于保持部190a的内表面,或可以位于外表面,或可以内置在外表面与内表面之间。
参照图218以及图219对本公开的根据一个实施方式的触控笔进行说明。
图218是示出根据一个实施方式的触控笔的概念图,图219是示出包括针对具有不同的频率的驱动信号共振的共振电路的触控笔的概念图。
触控笔10可以包括导电性尖端11、第1共振电路部13、第2共振电路部14、接地部15以及主体部17。
导电性尖端11可以至少部分包括导电性物质(例如,金属、导电性橡胶、导电性布、导电性硅等),与第1共振电路部13电连接。
第1共振电路部13以及第2共振电路部14各自作为LC共振电路,在导电性尖端11与接地部15之间相互串联连接。
第1共振电路部13和第2共振电路部14的共振频率不同。第1共振电路部13可以针对通过导电性尖端11传递过来的第1驱动信号共振,第2共振电路部14可以分别针对通过导电性尖端11传递过来的第2驱动信号共振。
第1共振电路部13和第2共振电路部14各自可以包括电感器(图219的(a)的L1、图219的(b)的L2)以及电容器(图219的(a)的C1或图219的(b)的C2)。可以是电感器L1包括第1铁氧体磁芯以及缠绕于第1铁氧体磁芯的线圈,电感器L2包括第2铁氧体磁芯以及缠绕于第2铁氧体磁芯的线圈。其中第1铁氧体磁芯和第2铁氧体磁芯作为相互独立的铁氧体磁芯,在主体部17内隔开预定距离以上。铁氧体磁芯在制造过程中容易变形或折弯,因而易于制造长度较短的铁氧体磁芯。根据本实施方式的触控笔10,使用分离的铁氧体磁芯而不是一个铁氧体磁芯,从而具有能够减小触控笔10的制造费用,并且触控笔10的制作容易的效果。
第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622中的至少一者可以向多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中至少一种电极都施加第1驱动信号或第2驱动信号。然而,也可以是第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m中的一部分施加第1驱动信号,第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n中的一部分施加第2驱动信号,并不限于此。
通过第1共振电路部13和第2共振电路部14,触控笔10响应于频率随着传递的时间变化的电磁信号,输出频率随时间变化的共振信号。例如电磁信号随着时间从具有第1驱动频率的第1驱动信号变成具有高于第1驱动频率的第2驱动频率的第2驱动信号,或从第2驱动信号变成第1驱动信号,响应于此,从触控笔10输出的共振信号的频率也变化。
一起参考图219的(a),若向环形线圈264施加第1驱动信号DS1,则由于第1共振电路部13所包括的电感器L1以及电容器C1与第2共振电路部14所包括的电感器L2以及电容器C2相比,具有非常大的阻抗,因而第2共振电路部14与接地部15之间近似于短路状态。在实质上方式共振的情况下,LC并联电路的电抗XL=jwL、XC=1/jwC彼此大小相等,符号相反,因而虽然根据(XL*XC)/(XL+XC),看起来阻抗无穷大,但由于寄生电阻、电容等,从而显现出有限的阻抗。经过发明人的模拟,测出共振时的LC并联电路具有1~2Mohm左右的阻抗,而不共振的LC并联电路具有平均10ohm程度的阻抗。因此,能够输出由第1共振电路部13共振产生的共振信号RS1。
同样一起参考图219的(b),若向环形线圈264施加第2驱动信号DS2,则由于第2共振电路部14所包括的电感器L2以及电容器C2相比于第1共振电路部13所包括的电感器L1以及电容器C1具有非常大的阻抗,因而第1共振电路部13与导电性尖端11之间近似于短路状态。因此,能够输出通过第2共振电路部14共振产生的共振信号RS2。
共振信号RS1、RS2可以通过导电性尖端11输出到触摸面板261。在向环形线圈264施加驱动信号的区间以及之后的区间中,共振信号RS1、RS2可以传递到导电性尖端11。第1共振电路部13以及第2共振电路部14位于主体部17内,可以与接地部15电连接。
这样的方式的触控笔10能够通过响应于施加到环形线圈264的驱动信号DS1、DS2产生共振信号RS1、RS2以发生触摸输入。
由触摸电极111-1至111-m、121-1至121-n中的至少一者与触控笔10的导电性尖端11形成电容Cx。可以通过触摸电极111-1至111-m、121-1至121-n中的至少一者与导电性尖端11之间的电容Cx将共振信号RS1、RS2传递到触摸传感器261侧。
接下来,参照图220以及图221对使用上述的触控笔10的电子设备2的控制方法的一个实施方式进行说明。
图220是示出根据一个实施方式的电子设备的控制方法的流程图,图221是示出根据图220的电子设备的控制方法的驱动信号以及共振信号的一个例子的波形图。
参照图220,在一个触摸报告帧期间的初始区间中,触摸感测部260以第1采样频率对噪声进行采样(S10)。
在本实施方式中,与触摸报告率(touch report rate)有关的一个触摸报告帧期间可以包括初始区间以及n个第1区间和n个第2区间。触摸报告率是指对触摸感测部260驱动触摸电极获取到的触摸数据进行报告的、向内部或外部的主机系统输出的速度或频率(Hz)。主机可以是移动SoC(System-on-Chip,片上系统)、应用处理器(AP:ApplicationProcessor)、媒体处理器(Media Processor)、微处理器、中央处理装置(CPU:CentralProcessing Unit)或与此类似的装置。第1区间和第2区间相互交替。即,在连续的两个第1区间之间,存在第2区间。在初始区间结束之后,第1区间开始。
以上对初始区间是触摸报告帧期间的初始期间的情况进行了说明,但在此说明的初始区间也可以是结束至少一次第2区间之后的期间。初始区间可以以比对触摸数据进行报告的周期更小的周期重复,或以对触摸数据进行报告的周期以上的周期重复,并不限于此。例如,在一个触摸报告帧期间内,初始区间也可以存在2次以上,或在多个触摸报告帧期间内初始区间也可以存在1次。
第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622可以根据第1采样频率周期地执行采样。
采样频率具有任意驱动信号的频率的预定倍数的频率。本公开中的第1采样频率可以是能够与第1驱动信号的频率相关地设定的频率。
触摸感测部260使用采样得到的信号确定是否接收到噪声(S12)。触摸感测部260可以使用根据第1采样频率周期地采样得到的信号的差异确定噪声信号是否引入。例如,若在初始区间期间采样得到的信号大小差异为预定大小以上,则触摸感测部260确定为噪声信号引入到触摸感测部260。
若确定为在初始区间接收到噪声信号,则触摸感测部260在第1区间以第2驱动频率驱动(S14)。
例如,在第1区间,线圈驱动部263向环形线圈264施加第2驱动信号。
以上对在第1区间第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加第2驱动信号的情况进行了说明,但也可以是在第1区间第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加第2驱动信号,或第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m施加第2驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n施加第2驱动信号。在第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n施加第2驱动信号的情况下,假设施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的第2驱动信号和施加于多个第2触摸电极121-1至121-n的第2驱动信号的相位相同,并不限于此。
在第2区间,触摸感测部260接收感测信号(S15)。触摸传感器260可以以第2采样频率对感测信号进行采样。例如,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622可以根据第2采样频率周期性地执行采样。本公开中的第2采样频率可以是能够与第2驱动信号的频率相关地设定的频率。
控制部2624可使用根据第2采样频率周期性地采样得到的感测信号生成表示触摸坐标、触摸强度等的触摸信息。
此时,控制部2624可以使用在两个采样时间点采样得到的信号值的差值获取感测信号的信号大小即振幅(amplitude)。控制部2624可以根据感测信号的信号大小确定触摸与否、触摸坐标等。
若确定为在初始区间未接收到噪声,则触摸感测部260在第1区间以第1驱动频率驱动(S16)。
例如,在第1区间,线圈驱动部263向环形线圈264同时施加具有第1驱动频率的第1驱动信号。
以上对在第1区间第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加第1驱动信号的情况进行了说明,但也可以是在第1区间中第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加第1驱动信号,或第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m施加第1驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n施加第1驱动信号。在第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n施加第1驱动信号的情况下,假设施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的第2驱动信号和施加于多个第2触摸电极121-1至121-n的第1驱动信号的相位相同,并不限于此。
触摸感测部260在第2区间接收感测信号(S17)。触摸感测部260可以以第1采样频率对感测信号进行采样。例如,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622可以根据第1采样频率来周期性地执行采样。
在下一个触摸报告帧期间的初始期间,触摸感测部260以第2采样频率对噪声进行采样(S20)。例如,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622可以根据第2采样频率周期地执行采样。
触摸感测部260使用采样得到的信号确定是否接收到噪声(S2)。触摸感测部260可以使用根据第2采样频率周期性地采样得到的信号的差异确定噪声是否被引入。同样,若在初始区间期间采样得到的信号大小差异为预定大小以上,则触摸感测部260可确定噪声信号引入触摸感测部260。
若确定在初始区间接收到噪声,则触摸感测部260在第1区间以第1驱动频率驱动(S24)。
在第2区间,触摸感测部260接收感测信号(S25)。触摸感测部260可以以第1采样频率对感测信号进行采样。例如,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622可以根据第1采样频率周期性地执行采样。
若确定在初始区间中未接收到噪声,则触摸感测部260在第1区间以第2驱动频率驱动(S26),触摸感测部260在第2区间接收感测信号(S27)。
接下来,对触摸传感器的控制方法具体地进行说明。
第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以在触摸报告帧期间F1内的初始期间T10,与第1驱动信号的频率对应地对感测信号进行采样。
例如,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以根据具有预定的频率的时钟信号,在至少一个采样时间点对感测信号进行采样。此时用于对感测信号进行采样的时钟信号可以具有第1驱动信号的频率的四倍的频率。
若确定在初始区间未接收到噪声,则在初始区间T10之后的第1区间T11,线圈驱动部263向环形线圈264施加第1驱动信号。
在第1区间T11,施加于环形线圈264的第1驱动信号的频率与触控笔10的第1共振电路部13的共振频率对应。
在第2区间T12,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。
第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以根据具有预定的频率的时钟信号在至少一个采样时间点对感测信号进行采样。此时用于对感测信号进行采样的时钟信号可以具有在第1区间T11施加的第1驱动信号的频率的四倍的频率。
在结束第1驱动信号施加后,在第2区间T12由触控笔10的第1共振电路部13输出的共振信号可被多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一者接收。
触摸报告帧期间F1包括多个第1区间T11和第2区间T12。例如,在触摸报告帧期间F1内,第1区间T11和第2区间T12的组合可以重复8次。
在触摸报告帧期间F2内的初始期间T20,第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以与第1驱动信号的频率对应地对感测信号进行采样。此时的采样频率与在触摸报告帧期间F1内的第1期间T11施加的驱动信号的频率对应。
若确定在初始区间接收到噪声,则在初始区间T20之后的第1区间T21,线圈驱动部263向环形线圈264施加第2驱动信号。
在第1区间T21,施加于环形线圈264的第2驱动信号的频率与触控笔10的第2共振电路部14的共振频率对应。
在第2区间T22,第1驱动/接收部2620从多个第1触摸电极111-1至111-m接收感测信号,第2驱动/接收部2622从多个第2触摸电极121-1至121-n接收感测信号。
第1驱动/接收部2620和第2驱动/接收部2622可以根据具有预定的频率的时钟信号,在至少一个采样时间点对感测信号进行采样。此时用于对感测信号进行采样的时钟信号可以具有在第1区间T21施加的第2驱动信号的频率的四倍的频率。
在结束第2驱动信号施加后,在第2区间T22由触控笔10的第2共振电路部14输出的共振信号可被多个第1触摸电极111-1至111-m以及多个第2触摸电极121-1至121-n中的至少一者接收。
触摸报告帧期间F2包括多个第1区间T21和第2区间T22。例如,在触摸报告帧期间F2内,第1区间T21和第2区间T22的组合可以重复8次。
根据上述的电子设备的控制方法,通过将具有与向当前电子设备施加的外部噪声不同的频率的驱动信号施加于触摸面板261使触控笔10共振,从而具有能够接收噪声减小的信号的效果。
接下来,参照图222以及图223对使用上述的触控笔10的电子设备2的控制方法的另一实施方式进行说明。
图222是示出根据另一实施方式的电子设备2的控制方法的流程图,图223是示出根据图222的电子设备的控制方法的驱动信号的波形图。
参照图222,在一个触摸报告帧期间的A个第1区间,触摸感测部260以第1驱动频率驱动(S30)。相比于图220的触摸传感器的控制方法,图222的触摸传感器的控制方法不执行初始区间的噪声采样。
例如,在一个触摸报告帧期间内的A个第1区间,线圈驱动部263向环形线圈264施加第1驱动信号。
在本实施方式中,与触摸报告率有关的一个触摸报告帧期间可以包括n个第1区间和n个第2区间。第1区间和第2区间相互交替。即,在连续的两个第1区间之间存在第2区间。A个第1区间可以包括一个触摸报告帧期间所包括的多个第1区间中的至少一个第1区间(B个第1区间)以外的第1区间。即,可以是n=A+B(其中,A>0以及B>0)。
在图222的控制方法中,一个触摸报告帧期间的第一个第1区间包括于A个第1区间。在一个触摸报告帧期间内,A个第1区间的顺序和配置可以变更。
以上对在A个第1区间,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加第1驱动信号的情况进行了说明,但也可以是,在第1区间第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加第1驱动信号,或第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622同时向多个第1触摸电极111-1至111-m施加第1驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n施加第1驱动信号。在第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n施加第1驱动信号的情况下,假设施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的第1驱动信号和施加于多个第2触摸电极121-1至121-n的第1驱动信号的相位相同,并不限于此。
在一个触摸报告帧期间的A个第2区间,触摸感测部260接收感测信号(S32)。A个第2区间包括紧接着A个第1区间的第2区间。
例如,触摸感测部260可以以第1采样频率对感测信号进行采样。即,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622可以根据第1采样频率周期地执行采样。
控制部2624可以使用根据第1采样频率周期地采样得到的感测信号生成表示触摸坐标、触摸强度等的触摸信息。
此时,控制部2624可以使用在两个采样时间点采样得到的信号值的差值获取感测信号的信号大小即振幅。控制部2624可以根据感测信号的信号大小确定触摸与否、触摸坐标等。
在一个触摸报告帧期间的B个第1区间,触摸感测部260以第2驱动频率驱动(S34)。
例如,在一个触摸报告帧期间内的B个第1区间,线圈驱动部263向环形线圈264同时施加第2驱动信号。
以上对在B个第1区间,第1驱动/接收部2620向多个第1触摸电极111-1至111-m同时施加第2驱动信号的情况进行了说明,但也可是在第1区间第2驱动/接收部2622向多个第2触摸电极121-1至121-n同时施加第2驱动信号,或第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部262同时向多个第1触摸电极111-1至111-m施加第2驱动信号,并且向多个第2触摸电极121-1至121-n施加第2驱动信号。在第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622向多个第1触摸电极111-1至111-m和多个第2触摸电极121-1至121-n施加第2驱动信号的情况下,假设施加于多个第1触摸电极111-1至111-m的第2驱动信号和施加于多个第2触摸电极121-1至121-n的第2驱动信号的相位相同,并不限于此。
在一个触摸报告帧期间的B个第2区间,触摸感测部260接收感测信号(S36)。B个第2区间包括紧接着B个第1区间的第2区间。
例如,触摸感测部260可以以第2采样频率对感测信号进行采样。即,第1驱动/接收部2620以及第2驱动/接收部2622可以根据第2采样频率周期地执行采样。
控制部2624可以使用根据第2采样频率周期地采样得到的感测信号生成表示触摸坐标、触摸强度等的触摸信息。
此时,控制部2624可以使用在两个采样时间点采样得到的信号值的差值获取感测信号的信号大小即振幅。控制部2624可以根据感测信号的信号大小确定触摸与否、触摸坐标等。
接下来,触摸感测部260使用在A个第2区间接收到的感测信号和在B个第2区间接收到的感测信号确定是否存在噪声信号(S38),若确定存在噪声信号,则控制部2624确定噪声信号的频率(S40)。
例如,控制部2624可以使用在A个第2区间中一个第2区间内的任意两个采样时间点采样得到的信号值的差值获取感测信号的信号大小(称为第1大小),使用在B个第2区间中一个第2区间内的任意两个采样时间点采样得到的信号值的差值获取感测信号的信号大小(称为第2大小)。若第1大小和第2大小的差异为临界值以上,则控制部2624可以确定存在噪声信号。若第1大小比第2大小大临界值以上,则控制部2624可以确定引入了与第2驱动信号的频率相似的噪声信号。同样,若第2大小比第1大小大临界值以上,则控制部2624可以确定引入了与第1驱动信号的频率相似的噪声信号。
此外,控制部2624将能够通过各驱动信号从触控笔10输出感测到的信号的大小预先存储在存储器等,若接收到比存储的值更大的信号(即,第1大小大于存储在存储器的值,或第2大小大于存储在存储器的值),则可以确定引入了噪声信号。
即,控制部2624对第1共振电路部13通过第1驱动信号共振病通过触摸面板261接收到的信号和第2共振电路部14通过第2驱动信号共振并通过触摸传感器261接收到的信号进行比较,从而确定是否从外部引入了与第1驱动信号的频率相似的噪声信号或与第2驱动信号的频率相似的噪声信号。
若噪声信号的频率与第2驱动信号的频率相似,则触摸感测部260增加在触摸报告帧期间内以第1驱动信号驱动的第1区间的个数(S42)。
此外,若噪声信号的频率与第1驱动信号的频率相似,则触摸感测部260增加在触摸报告帧期间内以第2驱动信号驱动的第1区间的个数(S44)。
例如,如图223所示,在第一个触摸报告帧期间F1内,在4个第1区间T11期间施加第1驱动信号f1,并在4个第1区间T11期间施加第2驱动信号f2,在确定引入的噪声信号的频率与第2驱动信号的频率相似的情况下,控制部2624可以在第二个触摸报告帧期间F2内,在6个第1区间T21期间施加第1驱动信号f1,在2个第1区间T21期间施加第2驱动信号f2。此时,控制部2624可以仅使用在6个第2区间T22期间接收到的感测信号生成表示触摸坐标、触摸强度等的触摸信息。
即,若在A个第2区间内采样得到的信号的SNR(signal-noise ratio)比在B个第2区间内采样得到的信号的SNR更大,则控制部2624使以第1驱动信号驱动的第1区间的个数增加,若在B个第2区间内采样得到的信号的SNR比在A个第2区间内采样得到的信号的SNR更大,则使以第2驱动信号驱动的第1区间的个数增加。
在图223中,对在第一个触摸报告帧期间F1内,施加第1驱动信号f1的第1区间T11和施加第2驱动信号f2的第2区间T12相互交替的情况进行了图示,但也可以在施加第1驱动信号f1的第1区间T11连续4次之后开始施加第2驱动信号f2的第2区间T12,施加第1驱动信号f1的第1区间T11和施加第2驱动信号f2的第2区间T12的顺序在本实施方式中不受限制。
控制部2624可以在第二个触摸报告帧期间F2内执行步骤S30至S40以重新确定噪声信号的有无和噪声信号的频率。
若在第二个触摸报告帧期间F2内,再次确定出引入的噪声信号的频率与第2驱动信号的频率相近,则控制部2624可以在第三个触摸报告帧期间F3内,在7个第1区间T31期间施加第1驱动信号f1,在1个第1区间T31期间施加第2驱动信号f2。
此时,控制部2624可以仅使用在7个第2区间T32期间接收到的感测信号生成表示触摸坐标、触摸强度等的触摸信息。
根据上述的触摸传感器的控制方法,确定当前施加于触摸传感器的外部噪声,并将具有与其不同的频率的驱动信号施加于触摸传感器261,从而具有能够使触控笔10共振接收到噪声被减小的信号的效果。
根据实施方式,触摸感测部260也可以确定噪声信号的有无,并将包括与确定出的噪声信号有关的信息的触摸数据传递到主机装置。
参照以下的图对根据本公开在一个平面上实现的螺旋形图案的天线环进行说明。
图224的(a)以及(b)是示出触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
如图224的(a)所示,环形线圈264可以配置为不与触摸传感器261重叠,并且围住触摸传感器261的外围。向环形线圈264施加基于驱动信号具有AC波形的电流ID。
如图224的(b)所示,环形线圈264可以位于与触摸传感器261重叠的区域。向环形线圈264施加基于驱动信号具有AC波形的电流ID。
参照图225以及226,对在触摸传感器内接收灵敏度低的区域进行说明。
图225以及图226是示出触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
如图225所示,触摸传感器内的触摸电极111、121与位于触摸区域的边沿的周边区域的走线112、122连接。第1触摸电极111-1、111-2、111-3、……与各个走线112对应地连接,第2触摸电极121-1、121-2、121-3、……与各个走线122对应地连接。
第1触摸电极111-1、111-2、111-3、……与第2触摸电极121-1、121-2、121-3、……相比长度长,所以可能产生RC延迟,因而可以在第1触摸电极111-1、111-2、111-3、……的一端和另一端均连接走线112。
在天线环241中流动基于驱动信号DS的电流时,形成在触摸传感器的中央的区域A1的磁场和在触摸传感器的角部区域C1、C2、C3、C4形成的磁场的大小不同。
在触摸传感器的中央的区域A1,通过流经天线环241的电流,从而全部沿着相同的方向(在图12中为-Z轴方向)生成磁场,相比于此,在触摸传感器的角部区域C1、C2、C3、C4,天线环241的方向被配置成难以生成磁场的形态,因而磁场的大小更小。更具体地,在触摸传感器的内部通过流经天线环241的电流生成-Z轴方向的磁场,而此时与触摸传感器的中央的区域A1的磁场大小相比,天线环241所在的边沿或者触摸传感器的角部区域C1、C2、C3、C4中的磁场的大小较小。
因此,与触摸传感器的中央的区域A1相比,触控笔10在触摸传感器角部区域C1、C2、C3、C4接收到更小的磁能。其结果是,若触控笔10位于触摸传感器的角部区域C1、C2、C3、C4,则从触控笔10输出的信号大小也显著减小,或根据情况,还可能终止信号输出。
因此,要求能够使向位于触摸传感器的角部区域C1、C2、C3、C4的触控笔10传递的磁能增加的天线模块的设计。
如图226所示,走线层26可以形成在与触摸电极层21相同的层。此外,走线层26可以由如银纳米线之类的表现出高透过率、低阻抗的导体材料形成。然而,走线层26可以与触摸电极层21位于不同的层,可以由ITO、石墨烯制造,并不限于此。
天线环241可以位于基底膜242上。此时,基底膜可以由聚酰亚胺树脂、环氧系树脂或具有可挠性的公知的其他材料形成。基底膜也可以具有可挠性(flexible)。
在人体之类的触摸对象触摸触摸传感器的周边区域时,在导电性的天线环241与触摸客体之间形成电容Cc。此外,在触摸对象与走线112、122之间也形成电容Ct,在触摸对象与位于触摸电极层21的触摸电极111、121之间也形成电容Ce。更详细地,若人体之类的触摸对象与触摸传感器的边沿区域、例如触摸传感器的角部区域C1、C2、C3、C4或天线环241所在的区域接触,则在导电性的天线环241与触摸对象之间形成电容Cc。此外,在触摸对象与走线112、122之间也形成电容Ct,在触摸对象与位于触摸电极层21的触摸电极111、121之间也形成电容Ce。
若向天线环241施加驱动信号DS,则由于上述的电性耦合Cc、Ct、Ce,从而驱动信号DS对走线112、122和触摸电极111、121带来影响。
例如,在向天线环241施加驱动信号DS期间,来自触控笔10的感测信号被触摸电极111、121接收时,可能由于通过触摸对象传递到触摸电极111、121的驱动信号DS而产生噪声。此外,在向天线环241施加驱动信号DS期间,被触摸电极111、121接收到的感测信号通过走线112、122传递到触摸控制器262时,可能由于通过触摸对象传递到走线112、122的驱动信号DS而产生噪声。
此外,即使触摸对象不进行触摸,天线环241和触摸电极111、121以及走线112、122也会相互施加电影响。例如,触摸电极111、121以及走线112、122能够与天线环241直接形成电容性耦合。因此,若向环形线圈264施加预定频率的电压,则可能在通过触摸电极111、121感测到的感测信号、或通过走线112、122传递到触摸控制器262的感测信号中产生噪声。
此外,若电流流经天线环241,则产生磁场(Mc),这样的磁场最终能够在触摸电极111、121以及走线112、122中产生电流(例如,涡电流(eddy current))。即,通过电磁感应在触摸电极111、121感测到的感测信号、或通过走线112、122传递到触摸控制器262的感测信号中可能产生噪声。
尤其是,在走线112和触摸电极111延伸的方向相同的触摸电极的情况下,与这样的电磁耦合有关的噪声可能更大。关于此,参照图227进行说明。
图227是更详细地示出图225的触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
参照图227,触摸电极111-1、……、111-16分别与走线112-1、……、112-16连接,并且触摸电极121-1、……、121-28分别与走线122-1、……、122-28连接。
此时,在与触摸电极连接的走线与该触摸电极相邻的情况下,可能产生更大的噪声。
例如,如图227所示,沿着y轴方向延伸的触摸电极111-1和沿着y轴方向延伸的走线112-1相互连接。触摸电极111-1和走线112-1相邻地配置。即,在触摸电极111-1和走线112-1之间未配置有其他走线或触摸电极。此时,在位于触摸电极111-1的Z轴方向最大宽度内的、沿着Y轴方向延伸的天线环241的长度是触摸电极111-1的Y轴方向长度的2倍以上的情况下,触摸电极111-1以及走线112-1均由于施加到天线环241的驱动信号DS而受到影响。若更详细地说明,则沿着y轴方向延伸的第1触摸电极111-1和沿着y轴方向延伸的第1走线112-1相互连接。此外,第1触摸电极111-1和第1走线112-1相邻地配置。即,在第1触摸电极111-1与第1走线112-1之间未配置其他走线或触摸电极。此时,在位于第1触摸电极111-1的X轴方向最大宽度内的、沿着Y轴方向延伸的天线环241的长度之和为第1触摸电极111-1的Y轴方向长度的2倍以上的情况下,触摸电极111-1以及走线112-1均由于施加于天线环241的驱动信号DS而受到影响。
即,在触摸对象与触摸电极111-1和走线112-1所位于的区域P1、或者第1触摸电极111-1与天线环241重叠的区域P1接触的情况下,接收感测信号的第1触摸电极111-1和将接收到的感测信号传递到触摸控制器262的第1走线112-1均由于向位于与第1触摸电极111-1的x轴方向最大宽度对应的区域的天线环241施加的驱动信号DS而受到影响。
然而,即使触摸对象在区域P2进行触摸,虽然触摸电极111-2、……111-15、111-16可能由于向天线环241施加的驱动信号DS而受到影响,但在相互连接并且不相邻的走线112-2、……112-15、112-16的情况下,由施加于天线环241的驱动信号DS带来的影响也较小。如上所述,触摸对象在触摸电极111-2、……111-15、111-16和天线环241在Z轴上不重叠的区域P2进行触摸时,虽然不与沿着Y轴延伸的天线环41重叠的触摸电极111-2、……111-15、111-16可能由于向天线环241施加的驱动信号DS而受到影响,但因为相互连接的走线112-2、……112-15、112-16不直接相邻,所以由向天线环241施加的驱动信号DS带来的影响较小。
此外,在触摸对象与走线112-1、……112-15、112-28相邻地进行触摸的情况下,虽然触摸电极121-1、……121-28可能由于向天线环241施加的驱动信号DS而受到影响,但与触摸电极111-1、……111-16相比,受到影响的面积较少。在触摸对象与触摸电极121-1、……121-28相邻地进行触摸的情况下,虽然触摸电极121-1、……121-28可能由于向天线环241施加的驱动信号DS而受到影响,但是由驱动信号DS对走线112-1、……112-15、112-28带来的影响较少。如上所述,在沿着X轴方向延伸的触摸电极121-1、……121-28的情况下,在触摸客体触摸到与走线112-1、……112-15、121-16相邻的区域的情况下,虽然沿着X轴方向延伸的触摸电极121-1、……121-28可能由于向天线环241施加的驱动信号DS而受到影响,但与沿着Y轴方向延伸的触摸电极111-1、……111-16相比,受到影响的面积较少。
即,在相互连接且相邻并且沿着相同或相似的方向排列的走线与触摸电极之间,相比于相互连接且沿着相同或相似的方向排列但不相邻的走线与触摸电极之间、和相互连接且相邻但是并不沿着相同或相近的方向排列的走线与触摸电极之间,可能产生更大的噪声。
发明人确认到,若触摸电极和与其连接的走线沿着相同或相似的方向(在图14中为Y轴方向)延伸,并且彼此相邻(在两者之间未配置电极、走线)地配置,在与触摸电极重叠的区域中存在的天线环的长度之和是触摸电极的Y轴方向的长度的2倍以上,则在触摸电极以及走线中产生与天线环驱动有关的噪声。其中,所谓与触摸电极重叠的区域,可以是指触摸电极的X轴方向的最大宽度内的区域(根据情况,触摸电极的X轴方向的最大宽度的±15%以内的区域)。
因此,要求能够使这样的噪声减小的天线模块的设计。
图228至图233是示出根据一个实施方式的多种形态的触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
假设图228至图233中的触摸电极111、121和走线112、122的配置与图225以及图227所图示的触摸传感器相同。天线环241被显示为实线,触摸传感器被显示为单点划线,天线环和触摸传感器可以位于不同的层。
在图228至图232中,在沿着Y轴方向延伸的走线112-1和触摸电极111-1相互连接并且相邻地配置的区域P1中,作为天线环241的一部分,在触摸电极111-1的X轴方向的最大宽度内与触摸电极重叠,并且沿着Y轴方向延伸的天线环241的部分的长度小于触摸电极111-1的Y轴方向的长度的2倍。即,位于区域P1的天线环241的密度比位于区域P2的天线环241的密度更小。其中密度假设为沿着相同的方向延伸的触摸电极和天线环241在XY平面上重叠的长度。或者,在沿着Y轴方向延伸的走线112-1和触摸电极111-1相互连接并且相邻地配置的区域P1中,作为天线环241的一部分,在触摸电极111-1的X轴方向的最大宽度内与触摸电极重叠、并且沿着Y轴方向延伸的天线环241的长度或长度之和小于触摸电极111-1的Y轴方向的长度的2倍。
参照图228以及229,与沿着Y轴方向延伸的触摸电极111-1沿着Y轴方向重叠的、沿着Y轴方向延伸的天线环241的Y轴方向长度是触摸电极111-1的Y轴方向长度的1倍以下。由于对天线环241缠绕,因而位于区域P1的天线环241的第一个绕线和与区域P1相邻的天线环241的第二个绕线可以位于不同的Y轴方向触摸电极上。若更详细地说明,则在P1区域中,位于触摸电极111-1的X轴方向的最大宽度内的天线环241的Y轴方向的长度是触摸电极111-1的Y轴方向长度的1倍以下。如图所示,对天线环241缠绕,与位于P1区域的天线环241的第一个绕线重叠的触摸电极和与位于P2区域的天线环241的第二个绕线重叠的触摸电极可以是不同的触摸电极。
如图228所示,天线环241的第一个绕线与第二个绕线之间的隔开距离(X轴方向隔开距离)和天线环241的第二个绕线与第三个绕线之间的最小隔开距离可以实质上相同。
如图229所示,天线环241的第一个绕线与第二个绕线之间的隔开距离可以比天线环241的第二个绕线和第三个绕线之间的最小隔开距离更大。天线环241的第一个绕线与天线环241的第二个绕线之间的隔开距离可以与天线环241的第三个绕线和第四个绕线之间的最小隔开距离实质上相同。
参照图230以及231,与沿着Y轴方向延伸的触摸电极111-1沿着Y轴方向重叠的、沿着Y轴方向延伸的天线环241的Y轴方向长度或者长度的总和小于触摸电极111-1的Y轴方向长度的2倍。
如图230所示,天线环241可以包括沿着Y轴方向延伸的第1部分和沿着Y轴方向重复字图案的第2部分。此时,第2部分中的一部分可以位于区域P1。即第2部分中的一部分可以与沿着Y轴方向延伸的触摸电极111-1重叠。
如图231所示,天线环241可以是将包括沿着Y轴方向延伸的第1部分和沿着Y轴方向重复字图案的第2部分的构造对称地配置的形态。此时,第2部分中的一部分可以位于区域P1。即第2部分中部分可以与沿着Y轴方向延伸的触摸电极111-1重叠。
如图230以及231所示,包括重复字图案的第2部分,并且与触摸电极111-1重叠的第1部分以及第2部分的一部分区域之和小于触摸电极111-1的Y轴方向的长度的2倍,从而能够实现在防止以上提及的噪声产生的同时,通过重复的字图案来进一步提高噪声降低效果。即,通过图230以及231的天线图案,能够实现噪声降低效果增加的倍增效果。
参照图232,可以配置有多个天线环241a、241b。与沿着Y轴方向延伸的触摸电极111-1重叠的、沿着Y轴方向延伸的天线环241a的Y轴方向长度、和与沿着Y轴方向延伸的触摸电极111-1重叠的、沿着Y轴方向延伸的天线环241b的Y轴方向长度之和是触摸电极111-1的Y轴方向长度的1倍以下。
各个天线环241a、241b可以相互独立地施加驱动信号。因此,在仅向天线环241a施加驱动信号或仅向天线环241b施加驱动信号的情况下,能够进一步减小对触摸电极111-1和走线112-1的影响。
如图233所示,环形线圈264可以包括多个子环形线圈2640、2641、2642、2643。多个子环形线圈2640、2641、2642、2643可以位于与触摸面板261重叠的区域,但并不限于此。向多个子环形线圈2640、2641、2642、2643分别施加具有基于驱动信号的AC波形的电流ID0、ID1、ID2、ID3。
参照图234,对使用本公开的根据一个实施方式的天线环241的情况下的噪声降低效果进行说明。
图234是对一个实施方式和比较例的触摸信号和噪声信号进行比较的曲线图。
Y轴表示通过各触摸电极感测到的信号的大小,X轴表示触摸电极编号。作为1号电极为触摸电极111-1且16号电极为触摸电极111-16的情况进行说明。
对在如图227所示的天线环241构造中感测到的信号2010、2012进行说明。由触摸电极111-2、……、111-16感测到的噪声信号2010与触摸信号2012的差异为临界值以上,因而触摸控制器262能够将触摸信号2012作为触摸输入进行感测。然而,在1号电极111-1的情况下,触摸信号2012的大小比噪声信号2020的大小更小,因而触摸控制器262不能将触摸信号2012作为触摸输入进行感测。
对在如图228至232所示的天线环241构造中感测到的信号2020、2022进行说明。由触摸电极111-1、……、111-16感测到的触摸信号2022的大小比噪声信号2020的大小更大,因而触摸控制器262能够将触摸信号2022作为触摸输入来进行感测。
接下来参照图235至图238,对能够使传递到位于触摸传感器的角部区域C1、C2、C3、C4的触控笔10的磁能增加的天线模块进行说明。
图235至图238示出根据另一实施方式的多种形态的触摸传感器和环形线圈的配置形态的图。
在图235以及图236中,在天线环241的角部区域C1、C2、C3、C4中缠绕的次数比在除此以外区域中缠绕的次数更多。
如图235所示,天线环241也可以穿过彼此相邻的角部区域C1以及C2、C3以及C4缠绕2次,如图236所示,天线环241也可以在各角部区域C1、C2、C3、C4缠绕2次。
此外,如在图236所示,可以在各角部区域C1、C2、C3、C4缠绕之后,在中央区域也缠绕1次。
如以上所述,通过增加在角部区域C1、C2、C3、C4缠绕的次数的构造,能够使传递到位于角部区域C1、C2、C3、C4的触控笔10的磁能增加。
参照图237以及238的(a),为了在角部区域C1、C2、C3、C4沿着顶点方向P1、P2、P3、P4形成磁场,可以在角部区域C1、C2、C3、C4配置角部图案241c。角部图案241c在各角部区域C1、C2、C3、C4具有之字形地重复的图案。
参照图238的(b),在基底膜242是双面PCB(double side PCB)的情况下,角部图案241c可以交替配置在基底膜242的两面。在基底膜242是多层PCB(multilayer PCB)的情况下,角部图案241c可以位于基底膜242的多个层。这是为了通过角部图案241c来实现螺旋管。
由角部图案241c实现的螺旋管可以沿着顶点方向、或Z轴方向与顶点方向结合的方向形成磁场。因此,天线环241还能够增加磁能向在角部区域C1、C2、C3、C4中沿着顶点方向倾斜的触控笔10的传递。
根据实施方式,具有能够提高触摸输入的接收灵敏度,计算出更准确的触摸位置的优点。
根据实施方式,具有能够增加在天线环的角部区域传递到触控笔的能量的优点。
接下来,关于触摸感测部260向内外部设备报告的触摸数据,参照图239以及图240来进行说明。
图239是示出根据本公开的触摸传感器以及主机的框图,图240是示出从触摸传感器向主机提供的触摸数据的一个例子的图。
参照图239,主机270能够获得从触摸感测部260所包括的触摸控制器262提供的触摸数据。例如,主机270可以是移动SoC(System-on-Chip,片上系统)、应用处理器(AP:Application Processor)、媒体处理器(Media Processor)、微处理器、中央处理装置(CPU:Central Processing Unit)或与此类似的装置。
触摸感测部260可以在1帧结束之后,生成与在1帧期间1F期间输入的触摸相关的信息作为触摸数据,并传递到主机270。或也可以是若第1区间T1结束,则触摸感测部260生成与在第1区间T1期间输入的触摸相关的信息作为触摸数据,并传递到主机270,并且若与第1区间T1连续的第1子区间T21结束,则生成与第1子区间T21期间输入的触摸相关的信息作为触摸数据病传递到并主机270。或也可以是若第1区间(例如,图115的T1)结束,则触摸感测部260生成与在第1区间T1期间输入的触摸相关的信息作为触摸数据并传递到主机270,若第2区间T2结束,则生成与在第2区间T2期间输入的触摸相关的信息作为触摸数据,并传递到主机270。
或触摸感测部260也可以在每当各个时间区间T1、T2……Tn结束时,生成与在各个时间区间T1、T2……Tn期间输入的触摸相关的信息作为触摸数据,并传递到主机270。
此外,触摸感测部260可以按照预定时间间隔执行根据图165的驱动方法或根据图168的驱动方法。例如,触摸感测部260可以按照3小时间隔、一天间隔等来执行根据图165的驱动方法或根据图168的驱动方法。
或者,触摸感测部260可以在从针对触摸感测部260的最后的触摸输入起经过预定时间之后存在触摸输入时,执行根据图165的驱动方法或根据图168的驱动方法。
或触摸感测部260可以在来自主机270的请求、或从主机270接收到表示特定状态的信息时,执行根据图165的驱动方法或根据图168的驱动方法。
作为一个例子,若通过与主机270连接的环境传感器(例如,气压计、湿度计、温度计、热感测传感器等)感测到周围环境变化,则主机270可向触摸感测部260请求执行根据图165的驱动方法或根据图168的驱动方法。此时,主机270还可以一起向触摸感测部260发送由环境传感器获得的值。
作为另一例,若主机270将从环境传感器获取到的值发送到触摸感测部260,则触摸感测部260可以基于从环境传感器获取到的值,开始根据图165的驱动方法或根据图168的驱动方法的执行。
此时触摸感测部260可以利用由环境传感器感测到的温度、湿度等来变更跟踪信号的频率。
例如,若当前周围的温度为第1临界值以上,则触摸感测部260可以从按照预定频率单位对基准频率周边的频率范围进行划分后的多个频率区间中包括最低频率的区间,向跟踪信号的频率增加的方向变更区间,并且变更跟踪信号的频率。例如,若当前周围的温度小于第2临界值(第1临界值>第2临界值),则触摸感测部260可以从按照预定频率单位对基准频率周边的频率范围进行划分后的多个频率区间中包括最高频率的区间,向跟踪信号的频率减小的方向变更区间,并且变更跟踪信号的频率。
或若当前周围的温度为第3临界值至第4临界值之间的值(第1临界值>第3临界值>第4临界值>第2临界值),则触摸感测部260可以从按照预定频率单位对基准频率周边的频率范围进行划分后的多个频率区间中包括与第3临界值至第4临界值之间对应的频率的区间,向跟踪信号的频率向前后增减的方向变更区间,并且变更跟踪信号的频率。
触摸感测部260此外还可以包括存储器,温度、湿度以及与各个温度和湿度条件对应的跟踪信号的频率区间可以以查找表(LUT:look-up table)形态存储在存储器中。这样,触摸感测部260可以从存储器读取与由环境传感器感测到的温度、湿度对应的跟踪信号的频率区间,在读取的频率区间内变更跟踪信号的频率。
除此以外,触摸感测部260可以为了探索触控笔10的共振频率而以各种方式触发触摸感测部260的驱动方法,不限于上述的说明。
参照图240,触摸数据600可以从触摸感测部260向主机270传递,可以包括触摸计数字段610以及至少一个触摸实体字段612、614。除此以外,触摸数据600还可以边看来自触控笔10的传感器输入数据、表示共振信号变更的数据等。
可以在触摸计数字段610写入表示在1帧区间期间输入的触摸的个数的值。例如,计算在1帧区间内的第1区间T1中,由一个手指进行的触摸的触摸坐标,在计算出在第1子区间T21中由一个触控笔进行的触摸的触摸坐标的情况下,在触摸计数字段610写入表示输入了两个触摸的值。此外,可以在触摸计数字段610中写入表示在1帧区间期间输入的触摸的个数的值。例如,可以计算在1帧区间内的第1区间T1中由一个手指进行的触摸的触摸坐标,并且在计算出在第2区间T2中由一个触控笔进行的触摸的触摸坐标的情况下,向触摸计数字段610写入输入了表示两个触摸的值。
触摸实体字段612、614包括表示与各个触摸输入有关的信息的字段。例如,触摸实体字段612、614包括标志字段620、X轴坐标字段621、Y轴坐标字段622、Z值字段623、面积字段624、触摸动作字段625。
触摸实体字段612、614的个数可以与向触摸计数字段61写入的值相同。
在标志字段620可以写入表示触摸客体的值。例如,手指、手掌以及触控笔可以通过不同的值写入到标志字段620。X在轴坐标字段621和Y轴坐标字段622可以写入表示计算出的触摸坐标的值。在Z值字段623可以写入与感测信号的信号强度对应的值。在面积字段624可以写入与触摸到的区域的面积对应的值。
根据实施方式,接收到触摸数据600的传递的主机装置270使用面积字段624的值,若触摸面积大于临界值则确定触摸客体为手指,若触摸面积为临界值以下,则确定触摸客体为触控笔10。
根据实施方式,接收到触摸数据600的传递的主机装置270也可以使用标志字段620的值来识别触摸客体是手指还是或触控笔10。
根据本文中公开的各种实施方式的电子设备可以成为各种形态的装置。电子设备例如可以包括便携式通信装置(例:智能手机)、计算机装置、便携式多媒体装置、便携式医疗设备、摄像头、可穿戴装置或家电装置。根据本文的实施方式的电子设备不限定于前述的设备。
以上对本发明的实施方式详细地进行了说明,但本发明的权利范围不限定于此,利用随附的权利要求书中定义的本发明的基本概念的本领域技术人员的各种变形以及改良形态也属于本发明的权利范围。
Claims (12)
1.一种电子设备,其中,包括:
显示面板;
触摸电极层,配置在所述显示面板上,包括至少一个触摸电极;以及
导电性布线,配置在所述显示面板上,与所述触摸电极层配置在相同层,生成用于驱动触控笔的磁场信号。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
所述导电性布线的形成物质与所述触摸电极相同。
3.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
所述导电性布线具有沿着所述显示面板的显示区域的分界延伸的形态。
4.根据权利要求1所述的电子设备,其中,包括:
磁场屏蔽片材,配置在所述显示面板的下方,并且配置为与所述导电性布线重叠。
5.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
所述显示面板包括配置在最上层的基板,
所述导电性布线直接印刷于所述基板的上表面。
6.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
所述显示面板包括至少一个折叠区域,
所述折叠区域由在所述显示面板折叠的状态下至少一部分具有预定的曲率的曲面构成,
所述导电性布线具有沿着所述显示面板的显示区域的分界延伸的形态。
7.根据权利要求6所述的电子设备,其中,包括:
磁场屏蔽片材,配置在所述显示面板的下方,配置成与所述导电性布线重叠,
所述磁场屏蔽片材在所述显示面板的下方配置于以所述折叠区域为基准分离的第1区域和第2区域。
8.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
所述显示面板包括至少一个折叠区域,所述折叠区域由所述显示面板为折叠状态时至少一部分具有预定的曲率的曲面构成,
所述导电性布线包括以所述折叠区域为基准分别配置在两侧的第1导电性布线和第2导电性布线,
所述第1导电性布线以及第2导电性布线具有沿着所述显示面板的显示区域和所述折叠区域的分界延伸的形态。
9.根据权利要求8所述的电子设备,其中,包括:
第1磁场屏蔽片材,配置在所述显示面板的下方,配置为与所述第1导电性布线重叠;以及
第2磁场屏蔽片材,配置在所述显示面板的下方,配置为与所述第2导电性布线重叠,
所述第1磁场屏蔽片材在所述显示面板的下方配置于以所述折叠区域为基准分离出的第1区域,
所述第2磁场屏蔽片材在所述显示面板的下方配置于以所述折叠区域为基准分离出的第2区域。
10.根据权利要求8所述的电子设备,其中,包括:
触摸控制器,在所述显示面板上感测所述触控笔的位置,
所述触控笔位于所述折叠区域上时,所述触摸控制器向所述第1导电性布线和所述第2导电性布线施加相位相同的驱动信号。
11.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
所述第1触摸电极和所述第2触摸电极中的至少一者感测从所述触控笔输出的电磁信号。
12.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
所述第1触摸电极和所述第2触摸电极中的至少一者感测通过与所述触控笔的电磁相互作用产生的信号。
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