以下、本発明の一部の実施形態を例示的な図面を通じて詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一な構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されてもできる限り同一な符号を有することができる。また、本発明を説明するに当たって、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることがあると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
また、本発明の構成要素を説明するに当たって、第1、第2、A、B、(a)、(b)などの用語を使用することができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語により当該構成要素の本質や回順序または順序、または個数などが限定されない。ある構成要素が他の構成要素に“連結”、“結合”、または“接続”されると記載された場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結、または接続できるが、各構成要素の間に異なる構成要素が“介在”されるか、各構成要素が異なる構成要素を通じて“連結”、“結合”、または“接続”されることもできると理解されるべきである。例えば、更に他の構造エレメントは特定構造エレメントと異なる構造エレメントとの間に連結、結合、または配置できる。
図1は、本発明の実施形態に係るタッチシステムを示した図である。
本発明の実施形態に係るタッチシステムは、タッチ表示装置10及びこれと連動するペン(Pen)などを含むことができる。
タッチ表示装置10は映像表示機能を提供するだけでなく、指、ノーマルペン(Normal Pen)などに対するタッチセンシング機能と、1つ以上のアクティブペン(Pen)に対するタッチセンシング機能(ペン認識機能)を提供することができる電子機器である。
アクティブペン(Pen)は信号送受信機能を有するか、タッチ表示装置10と連動動作を遂行することができるか、自体電源を含むペンを意味することができる。但し、本明細書の全般で、説明の便宜のために、アクティブペンは“ペン”と簡単に記載することもできる。
したがって、本明細書に記載されたペン(Pen)はアクティブペンであり、スタイラス(Stylus)、スタイラスペン(Stylus Pen)、またはアクティブスタイラスペン(Active Stylus Pen)などということもできる。
本明細書に記載されたペン(Pen)と区別されるノーマルペンは、信号送受信機能、タッチ表示装置10と連動動作、そして自体電源などを有せず、パッシブペン(Active Pen)ともいう。
このようなパッシブペンによるタッチセンシングは、指(Finger)によるタッチセンシングと同一な方式によりなされることができる。
言い換えると、アクティブペンはタッチ表示装置10と信号を送受信する機能を有するアクティブなタッチ入力道具であり、指、ノーマルペンなどはタッチ表示装置10と信号を送受信する機能を有しないノーマル(Normal)で、かつ受動的(Passive)なタッチ入力道具である。
以下、説明の便宜のために、ノーマルで、かつ受動的なタッチ入力道具を代表して指と記載する。しかしながら、以下に記載された指はノーマルペンなどのノーマルで、かつ受動的なタッチ入力道具を全て含む意味に解釈されるべきである。
本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10は、一例に、テレビ(TV)、モニター、またはタブレット、スマートフォンなどのモバイルデバイスでありうる。
本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10は、映像表示機能を提供するためのディスプレイ部(Display Part)とタッチセンシングのためのタッチセンシング部(Touch Sensing Part)を含むことができる。
以下では、図2乃至図5を参照して、タッチ表示装置10のディスプレイ部(Display Part)とタッチセンシング部(Touch Sensing Part)に対する構造を簡略に説明する。
図2は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10におけるディスプレイ部(Display Part)を示した図である。図3及び図4は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10における2つ類型のタッチセンシング部(Touch Sensing Part)を示した図である。図5は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10の具現例示図である。
図2を参照すると、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のディスプレイ部(Display Part)は、ディスプレイパネル110、データ駆動回路120、ゲート駆動回路130、及びコントローラ140などを含むことができる。
ディスプレイパネル110は複数のデータラインDLと複数のゲートラインGLが配置され、複数のデータラインDLと複数のゲートラインGLにより定義される複数のサブピクセルSPが配列されている。
データ駆動回路120は、複数のデータラインDLにデータ電圧を供給して複数のデータラインDLを駆動する。
ゲート駆動回路130は、複数のゲートラインGLにスキャン信号を順次に供給して複数のゲートラインGLを駆動する。
コントローラ140はデータ駆動回路120及びゲート駆動回路130に各種の制御信号(DCS、GCS)を供給して、データ駆動回路120及びゲート駆動回路130の動作を制御する。
このようなコントローラ140は、各フレームで具現するタイミングによってスキャンを始めて、外部から入力される入力映像データをデータ駆動回路120で使用するデータ信号形式に合うように転換して、転換された映像データ(Data)を出力し、スキャンに合せて適当な時間にデータ駆動を統制する。
このようなコントローラ140は、通常のディスプレイ技術で用いられるタイミングコントローラ(Timing Controller)であるか、またはタイミングコントローラ(Timing Controller)を含んで他の制御機能もさらに遂行する制御装置でありうる。
このようなコントローラ140は、データ駆動回路120と別途の部品で具現されることもでき、データ駆動回路120と共に集積回路で具現されることもできる。
一方、データ駆動回路120は、少なくとも1つのソースドライバ集積回路(Source Driver Integrated Circuit)を含んで具現できる。
各ソースドライバ集積回路は、シフトレジスタ(Shift Register)、ラッチ回路(Latch Circuit)、デジタルアナログコンバータ(DAC:Digital to Analog Converter)、出力バッファ(Output Buffer)などを含むことができる。
各ソースドライバ集積回路は、場合によって、アナログデジタルコンバータ(Analog to Digital Converter)をさらに含むことができる。
ゲート駆動回路130は、少なくとも1つのゲートドライバ集積回路(Gate Driver Integrated Circuit)を含んで具現できる。
各ゲートドライバ集積回路は、シフトレジスタ(Shift Register)、レベルシフタ(Level Shifter)などを含むことができる。
データ駆動回路120は、ディスプレイパネル110の一側(例:上側または下側)のみに位置することもでき、場合によっては、駆動方式、パネル設計方式などによってディスプレイパネル110の両側(例:上側と下側)に全て位置することもできる。
ゲート駆動回路130は、ディスプレイパネル110の一側(例:左側または右側)のみに位置することもでき、場合によっては、駆動方式、パネル設計方式などによってディスプレイパネル110の両側(例:左側と右側)に全て位置することもできる。
一方、ディスプレイパネル110は、液晶表示パネル、有機発光表示パネル、及びプラズマ表示パネルなどの多様なタイプの表示パネルでありうる。
タッチ表示装置10は、キャパシタンス基盤のタッチセンシング技法を通じて、指及び/又はペンによるタッチ入力をセンシングすることができる。
このために、図3及び図4に図示したように、タッチ表示装置10はタッチ電極TEが配置されたタッチパネルTSPとこれを駆動するためのタッチ回路300を含むことができる。
タッチ表示装置10は、2つのタッチ電極(Tx_TE、Rx_TE)の間に形成されるキャパシタンスまたはその変化を測定してタッチ入力をセンシングするミューチュアルキャパシタンス(Mutual-capacitance)基盤のタッチセンシング機能を提供するか、または各タッチ電極TE毎に形成されたキャパシタンスまたはその変化を測定してタッチ入力をセンシングするセルフキャパシタンス(Self-capacitance)基盤のタッチセンシング機能を提供することができる。
図3を参照すると、ミューチュアルキャパシタンス基盤のタッチセンシングのために、タッチパネルTSPにはタッチ駆動信号が印加される第1タッチ電極ライン(T1〜T5、タッチ駆動ラインともいう)とタッチセンシング信号がセンシングされる第2タッチ電極ライン(R1〜R6、タッチセンシングラインともいう)が交差して配置される。
第1タッチ電極ライン(T1〜T5)の各々は横方向に延長される1つのバー(Bar)型の電極であるか、または第2タッチ電極ライン(R1〜R6)の各々は縦方向に延長される1つのバー(Bar)型の電極でありうる。
これとは異なり、図3に図示したように、第1タッチ電極ライン(T1〜T5)の各々は同一な行に配置された第1タッチ電極(Tx_TE、タッチ駆動電極ともいう)が電気的に連結されて形成できる。第2タッチ電極ライン(R1〜R6)の各々は同一な列に配置された第2タッチ電極(Rx_TE、タッチセンシング電極ともいう)が電気的に連結されて形成できる。
第1タッチ電極ライン(T1〜T5)の各々は1つ以上の信号ラインSLを通じてタッチ回路300と電気的に連結できる。第2タッチ電極ライン(R1〜R6)の各々は1つ以上の信号ラインSLを通じてタッチ回路300と電気的に連結できる。
図4を参照すると、セルフキャパシタンス基盤のタッチセンシングのために、タッチパネルTSPには複数のタッチ電極TEが配置できる。
複数のタッチ電極TEの各々はタッチ駆動信号が印加され、タッチセンシング信号がセンシングできる。
複数のタッチ電極TEの各々は、1つ以上の信号ラインSLを通じてタッチ回路300と電気的に連結できる。
以下では、説明の便宜のために、タッチ表示装置10はセルフキャパシタンス基盤のタッチセンシング方式を提供し、タッチパネルTSPもセルフキャパシタンス基盤のタッチセンシングのために図4のように設計された場合を仮定する。
図3及び図4に図示された1つのタッチ電極TEの形状は例示であり、多様に設計できる。
また、1つのタッチ電極TEが形成される領域のサイズは1つのサブピクセルが形成される領域のサイズと対応されることもできる。
または、1つのタッチ電極TEが形成される領域のサイズは1つのサブピクセルが形成される領域のサイズより大きいことがある。この場合、1つのタッチ電極TEは2つ以上のデータライン及び2つ以上のゲートラインと重畳できる。
例えば、1つのタッチ電極TEが形成される領域のサイズは数個乃至数十個のサブピクセル領域のサイズと対応できる。
一方、タッチパネルTSPはディスプレイパネル110と別途に製作されてディスプレイパネル110に結合される外装型(アド−オン(Add-On)タイプともいう)であるか、またはディスプレイパネル110に内蔵される内蔵型(イン−セル(In-Cell)タイプまたはオン−セル(On-Cell)タイプともいう)でありうる。
一方、タッチ回路300は、図5に図示したように、タッチパネルTSPにタッチ駆動信号を供給し、タッチパネルTSPからタッチセンシング信号を検出(受信)するための1つ以上の第1回路ROICと、第1回路ROICのタッチセンシング信号検出結果を用いてタッチ入力の有無及び/又は位置などを知る第2回路TCRなどを含むことができる。
タッチ回路300に含まれた1つ以上の第1回路ROICは個別部品で具現されるか、または1つの部品で具現できる。
一方、タッチ回路300に含まれた1つ以上の第1回路ROICは、データ駆動回路120を具現した1つ以上のソースドライバ集積回路SDICと共に、1つ以上の統合集積回路SRICに統合されて具現できる。
即ち、タッチ表示装置10は1つ以上の統合集積回路SRICを含むことができるが、各統合集積回路SRICは第1回路ROICとソースドライバ集積回路SDICを含むことができる。
このように、タッチ駆動のための第1回路ROICとデータ駆動のためのソースドライバ集積回路SDICの統合具現は、タッチパネルTSPがディスプレイパネル110に内蔵される内蔵型であり、タッチ電極TEと連結された信号ラインSLがデータラインDLと平行に配置された場合に、タッチ駆動及びデータ駆動を効果的に遂行することができる。
一方、タッチパネルTSPがディスプレイパネル110に内蔵される内蔵型の場合、タッチ電極TEは多様に作られることができる。
タッチ表示装置100が液晶表示装置などのタイプで具現された場合、タッチ電極TEは、一例に、タッチセンシングのためのタッチ駆動期間の間、タッチ駆動信号が印加されるか、またはタッチセンシング信号が検出され、映像表示のためのディスプレイ駆動期間の間、共通電圧が印加される共通電極でありうる。このような共通電極は互いに分離されることができ、共通電極の各々はブロック化された形態でありうる。
この場合、ディスプレイ駆動期間の間、タッチ電極TEはタッチ回路300の内部で全て電気的に連結され、共通電圧を共通に印加を受けることができる。
タッチ駆動期間の間、タッチ回路300の内部でタッチ電極TEのうちの一部または全体が選択され、選択された1つ以上のタッチ電極TEはタッチ回路300の第1回路ROICからタッチ駆動信号が印加されるか、またはタッチ回路300の第1回路ROICによりタッチセンシング信号が検出できる。
また、各タッチ電極TEは重畳する複数のサブピクセル内のピクセル電極と電界を形成するために複数のスリット(ホール(Hole)ともいう)が存在することができる。
一方、タッチ表示装置10が有機発光表示装置で具現された場合、複数のタッチ電極TE及び複数の信号ラインSLは、ディスプレイパネル110で全面配置され、共通電圧が印加される共通電極(例:カソード電極など)上に配置された封止層(Encapsulation Layer)上に位置することができる。
ここで、ディスプレイパネル110に全面に配置された共通電極は、一例に、各サブピクセルSP内の有機発光ダイオード(OLED:Organic Light Emitting Diode)のアノード電極(ピクセル電極に該当する)とカソード電極のうちのカソード電極であり、共通電圧はカソード電極に印加されるカソード電圧でありうる。
この場合、複数のタッチ電極TEの各々はオープン領域がない筒電極形態でありうる。この際、複数のタッチ電極TEの各々はサブピクセルSPでの発光のために透明電極でありうる。
または、複数のタッチ電極TEの各々は複数個のオープン領域があるメッシュタイプの電極でありうる。この際、複数のタッチ電極TEの各々で各オープン領域はサブピクセルSPの発光領域(例:アノード電極の一部が位置した領域)に対応できる。
一方、タッチ駆動期間(タッチセンシング期間)の間、パネル駆動信号がタッチ電極TE及び信号ラインSLに供給される時、パネル駆動信号が供給されるタッチ電極TE及び信号ラインSLと異なる電極及び信号にもパネル駆動信号と同一または対応する信号が印加できる。ここで、パネル駆動信号は指及び/又はペンによるタッチ入力をセンシングするか、またはペンのペン情報を認識するためのタッチ駆動信号ということができる。
例えば、タッチ駆動期間の間、全てのデータラインまたは一部のデータラインにパネル駆動信号またはこれと対応する信号が印加できる。
他の例として、タッチ駆動期間の間、全てのゲートラインまたは一部のゲートラインにパネル駆動信号またはこれと対応する信号が印加できる。
更に他の例として、タッチ駆動期間の間、全てのタッチ電極TEにパネル駆動信号またはこれと対応する信号が印加できる。
一方、実施形態において、パネル駆動信号は、タッチパネルTSP、ディスプレイパネル110、またはタッチパネルTSPを内蔵するディスプレイパネル110に印加される全ての信号を意味することができる。
一方、集積回路の具現及び配置位置と関連して、一例に、タッチ表示装置10で、図5に図示したように、両端がタッチパネルTSPと印刷回路基板PCBに連結されたフィルム上に統合集積回路SRICが実装できる。
このように、COF(Chip On Film)タイプの統合集積回路SRICは、フィルム上の配線を通じてタッチパネルTSPと電気的に連結され、印刷回路基板PCB上に実装された第2回路TCRと電気的に連結できる。
統合集積回路SRICは、タッチパネルTSP上に配置されるCOG(Chip On Glass)タイプで具現されることもできる。
一方、タッチ回路300の1つ以上の第1回路ROICと第2回路TCRは、1つの部品に統合されて具現されることもできる。
図6は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のディスプレイ駆動期間(DP)及びタッチ駆動期間(TP)のタイミングを示した例示図である。図7は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10における1つのフレーム時間が時分割された16個のディスプレイ駆動期間(DP1〜DP16)と16個のタッチ駆動期間(TP1〜TP16)を示した例示図である。
図6を参照すると、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10は、定まったディスプレイ駆動期間(DP)の間、映像表示のためのディスプレイ駆動を遂行し、定まったタッチ駆動期間(TP)の間、指及び/又はペンによるタッチ入力をセンシングするためのタッチ駆動を遂行する。
ディスプレイ駆動期間(DP)とタッチ駆動期間(TP)は、時間的に同一または重畳する期間であるか、または時間的に分離された期間でありうる。
ディスプレイ駆動期間(DP)とタッチ駆動期間(TP)は、時間的に同一である場合、ディスプレイ駆動とタッチ駆動が同時になされることができる。
但し、以下では、ディスプレイ駆動期間(DP)とタッチ駆動期間(TP)は時間的に分離された期間である場合を例として挙げる。この場合、ディスプレイ駆動期間(DP)とタッチ駆動期間(TP)は交番することができる。
このように、ディスプレイ駆動期間(DP)とタッチ駆動期間(TP)が交番しながら時間的に分離された場合、タッチ駆動期間(TP)はディスプレイ駆動が遂行されないブランク(Blank)期間でありうる。
タッチ表示装置10は、ハイレベルとローレベルにスイングされる同期化信号(Tsync)を発生させて、これを通じてディスプレイ駆動期間(DP)とタッチ駆動期間(TP)を識別または制御することができる。
例えば、同期化信号(Tsync)のハイレベル区間(または、ローレベル区間)はディスプレイ駆動期間(DP)と対応することができ、同期化信号(Tsync)のローレベル区間(または、ハイレベル区間)はタッチ駆動期間(TP)と対応できる。
一方、1フレーム時間内のディスプレイ駆動期間(DP)及びタッチ駆動期間(TP)を割り当てる方式と関連して、一例に、1つのフレーム時間が1つのディスプレイ駆動期間(DP)と1つのタッチ駆動期間(TP)に時分割されて、1つのディスプレイ駆動期間(DP)の間、ディスプレイ駆動が進行され、ブランク期間に該当する1つのタッチ駆動期間(TP)の間、指及び/又はペンによるタッチ入力をセンシングするためのタッチ駆動が進行できる。
他の例に、1つのフレーム時間が2つ以上のディスプレイ駆動期間(DP)と2つ以上のタッチ駆動期間(TP)に時分割される。1フレーム時間内の2つ以上のディスプレイ駆動期間(DP)の間、1つのフレームのためのディスプレイ駆動が進行できる。1フレーム時間内のブランク期間に該当する2つ以上のタッチ駆動期間(TP)の間、画面全領域での指及び/又はペンによるタッチ入力を1回または2回以上センシングするためのタッチ駆動が進行されるか、または画面の一部領域での指及び/又はペンによるタッチ入力をセンシングするためのタッチ駆動が進行できる。
一方、1つのフレーム時間が2つ以上のディスプレイ駆動期間(DP)と2つ以上のタッチ駆動期間(TP)に時分割される時、1フレーム時間内の2つ以上のタッチ駆動期間(TP)に該当する2つ以上のブランク期間の各々は“LHB(Long Horizontal Blank)”という。
ここで、1フレーム時間内の2つ以上のLHBの間遂行されるタッチ駆動を“LHB駆動”という。
図7を参照すると、1つのフレーム時間は16個のディスプレイ駆動期間(DP1〜DP16)と16個のタッチ駆動期間(TP1〜TP16)に時分割できる。
この場合、16個のタッチ駆動期間(TP1〜TP16)は16個のLHB(LHB#1〜LHB#16)に該当する。
以下では、1つのフレーム時間が16個のディスプレイ駆動期間(DP1〜DP16)と16個のタッチ駆動期間(TP1〜TP16)に時分割された場合、指及び/又はペンによるタッチ入力をセンシングする方法を説明する。
図8は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10の駆動タイミング例示図である。図9は、本発明の実施形態に係るタッチシステムにおける指をセンシングするための駆動概念図である。図10は、本発明の実施形態に係るタッチシステムにおけるペンをセンシングするための駆動概念図である。
図8を参照すると、図7に図示したように、1フレーム(ディスプレイフレーム)時間内のタッチ駆動期間(TP)に該当する16個のLHB(LHB#1〜LHB#16)が存在することができる。
16個のLHB(LHB#1〜LHB#16)の間のタッチ駆動を通じて、画面全領域で指タッチ及び/又はペンタッチをセンシングすることができる。この場合、1つのディスプレイフレームは1つのタッチフレーム(ペンタッチフレームともいう)と同一である。ここで、1つのタッチフレーム(ペンタッチフレーム)は画面全領域に対して指タッチまたはペンタッチの有無または位置などをセンシングする期間でありうる。
一方、ディスプレイフレームの開始及び/又は終了時点とタッチフレームは、開始及び/又は終了時点が同一であることも、相異することもできる。
また一方、ディスプレイフレームの時間的な長さとタッチフレームの時間的な長さは同一であることも、相異することもできる。
たとえ、画面全領域を一回表示する間、画面全領域で1回または2回タッチをセンシングすることもできる。これとは異なり、画面全領域を2回以上表示する間、画面全領域で1回タッチをセンシングすることもできる。即ち、タッチフレーム時間はディスプレイフレーム時間と同一であるか、またはディスプレイフレーム時間より短いか長いこともある。
1つのタッチフレーム間、画面全領域で指及びペンによるタッチをセンシングすることができる。
一方、タッチ表示装置100がペンの存否を知るために、タッチシステムは先にペン検索モード(Pen Searching mode)で動作することができる。以後、タッチシステムは検索されたペンに対するセンシングを遂行するペンモード(Pen Mode)で動作することができる。
1つのタッチフレーム内の16個のLHB(LHB#1〜LHB#16)は、ペンセンシングのための駆動制御信号に該当するビーコン信号(Beacon Signal)がタッチパネルTSPからペン(Pen)に伝達されるビーコン信号転送期間に該当する少なくとも1つのLHB(LHB#1)と、タッチ回路300がペンの位置(及び/又はチルト(Tilt))などをセンシングするためのペン位置センシング期間に該当する少なくとも1つのLHB(LHB#2、LHB#5、LHB#9、LHB#13)と、タッチ回路300がペンに対する各種の付加情報(データともいう)をセンシングするためのペン情報センシング期間に該当する少なくとも1つのLHB(LHB#3、LHB#6、LHB#7、LHB#10、LHB#11、LHB#14、LHB#15)と、タッチ回路300が指(または、ノーマルペン)によるタッチをセンシングするためのフィンガーセンシング期間に該当する少なくとも1つのLHB(LHB#4、LHB#8、LHB#12、LHB#16)のうち、1つ以上を含むことができる。
ペンから出力されてタッチパネルTSPに印加される信号は、ペン駆動信号(または、ペン信号ともいう)という。
タッチ回路300から出力されてタッチパネルTSPに印加される信号をパネル駆動信号という。このようなパネル駆動信号は、ペンセンシングのためのパネル駆動信号とフィンガーセンシングのためのパネル駆動信号を含むことができる。
タッチパネルTSPからペンに向かうリンクはアップリンク(Uplink)といい、ペンからタッチパネルTSPに向かうリンクはダウンリンク(Downlink)という。
このような観点で、ペンから出力されてタッチパネルTSPに印加されるペン駆動信号はダウンリンク信号(DLS:Downlink Signal)といい、タッチ回路300から出力されてタッチパネルTSPを通じてペンに伝達されるパネル駆動信号はアップリンク信号(ULS:Uplink Signal)ということができる。
ダウンリンク信号(DLS)はタッチ回路300がペンの位置または付加情報などをセンシングすることに必要とする信号であって、ペン駆動信号、ペン信号、またはペンセンシング信号という。
アップリンク信号(ULS)は、ペン駆動に必要とする各種の情報を伝達するための信号である。
このようなアップリンク信号(ULS)として、定まったLHB(例:LHB#1)の間、タッチパネルTSPからペンに転送されるビーコン信号がある。
このようなビーコン信号が転送される時間区間は、1つのディスプレイフレーム内で1つまたは2つ以上のLHBでありうる。このようなLHB位置は、LHB#1、LHB#2、LHB#3、または他の任意のLHBなどに多様に設定できる。
または、ビーコン信号が転送される時間区間は、2つ以上のディスプレイフレーム内で1つまたは2つ以上のLHBでありうる。たとえ、あるディスプレイフレームではビーコン信号が転送される時間区間が存在しないこともある。
このようなビーコン信号(Beacon Signal)は、タッチ表示装置10がペンの駆動を制御するか、またはペンに必要な情報を知らせるための制御信号であって、ペン駆動に必要とする各種の情報を含むことができる。
例えば、ビーコン信号はタッチパネル情報(例:タッチパネル状態情報、タッチパネル識別情報、インセルタイプなどのタッチパネルタイプ情報など)、パネル駆動モード情報(例:ペン検索モード、ペンモードの識別情報)、ペン信号の特性情報(例:周波数、パルス個数など)、LHB駆動情報、マルチプレクサ駆動情報、パワーモード情報(例:消費電力低減のためにパネル及びペン駆動されないLHB情報など)のうち、1つ以上を含むことができる。
一方、ビーコン信号はタッチパネルTSPとペンとの間の駆動同期化のための情報をさらに含むこともできる。
ビーコン信号に含まれる各種の情報は、タッチ表示装置10のルックアップテーブルに格納されていることができる。
ここで、タッチ表示装置10のルックアップテーブルに格納された各種の情報の全体または一部はペンにも同一に格納されていることができる。
一方、アップリンク信号(ULS)として、ペンの位置またはデータをセンシングするためのLHB(LHB#2、LHB#3、LHB#5、LHB#6、LHB#7、LHB#9、LHB#10、LHB#11、LHB#13、LHB#14、LHB#15)のうち、少なくとも1つのLHBの間、タッチパネルTSPからペンに転送されるピング信号(Ping Signal)もある。
ペンはタッチパネルTSPを通じて受信したピング信号に同期化してペン信号を出力することができる。例えば、ペンはタッチパネルTSPを通じてピング信号を受信した時点から定まった時間以後、ペン信号を出力することができる。
前述したアップリンク信号(ULS)は、一例に、雑音の影響を減らすために、特定の情報を転送するために必要な帯域幅より遥かに広い帯域幅を使用して情報を転送するスペクトル拡散技法を用いた拡散スペクトル信号(拡散スペクトルコードともいう)でありうる。
このように、タッチ表示装置10が拡散スペクトル信号(拡散スペクトルコードともいう)の形態にアップリンク信号(ULS)を転送すれば、異なる信号による雑音の影響を減らすことができる。
一方、図10を参照すると、タッチ表示装置10は、1つの信号シンボルを一定のシーケンスに拡散させて通信する直接シーケンス拡散スペクトル(DSSS:Direct Sequence Spread Spectrum、以下、DSSSともいう)信号(または、DSSSコードともいう)の形態にアップリンク信号(ULS)を転送することもできる。
このように、アップリンク信号(ULS)がDSSS信号(DSSSコード)の場合、電力効率や帯域幅効率などをより高めることができる。
また、アップリンク信号(ULS)がDSSS信号(DSSSコード)の場合、ダウンリンク信号(DLS)もDSSS信号(DSSSコード)でありうる。
前述したビーコン信号転送期間、ペン位置センシング期間、ペン情報センシング期間、フィンガーセンシング期間の間、タッチシステムの動作に対して簡略に説明する。
ビーコン信号転送期間に予め定まった少なくとも1つのLHB(例:LHB#1)期間の間、タッチ回路300はアップリンク信号(ULS:Uplink Signal)のうちの1つであるビーコン信号をタッチパネルTSPに印加する。これによって、タッチパネルTSPに接触または近接したペンは、タッチパネルTSPに印加されたビーコン信号を1つ以上のペンチップを通じて受信する。ペンは受信したビーコン信号から駆動に必要な各種の情報を認識して、1つのペンタッチフレームの間、ペン駆動動作を遂行することができる。
ペン位置センシング期間に該当する少なくとも1つのLHB(LHB#2、LHB#5、LHB#9、LHB#13)の間、ペンはダウンリンク信号(DLS:Downlink Signal)に該当するペン信号(ペン駆動信号)を出力する。これによって、ペンから出力されたペン信号はタッチパネルTSPに印加される。タッチ回路300は、タッチパネルTSPに印加されたペン信号をタッチ電極TEから受信してペンの位置またはチルトをセンシングすることができる。
ペン情報センシング期間に該当する少なくとも1つのLHB(LHB#3、LHB#6、LHB#7、LHB#10、LHB#11、LHB#14、LHB#15)の間、ペンはダウンリンク信号(DLS:Downlink Signal)に該当し、各種の付加情報を含むペン信号(ペン駆動信号)を出力する。各種の付加情報を含むペン信号はデータともいう。これによって、ペンから出力されたデータはタッチパネルTSPに印加される。タッチ回路300はタッチパネルTSPに印加されたデータをタッチ電極TEから受信してペンの各種の付加情報をセンシングすることができる。
例えば、ペンの付加情報は、ペンのペン識別情報、ペンに存在するボタンの入力情報、ペンチップに加えられた圧力(筆圧ともいう)、ペンに搭載されたバッテリー状態情報、及びペンが送受信するデータに対するチェックサム情報のうち、1つ以上を含むことができる。
以上で前述したペンセンシングと関連したタッチ表示装置10及びペンの駆動動作と、これと関連した各種の信号及びデータなどは、プロトコル(Protocol)として予め定義され、ソフトウェア(プログラム)で具現され、具現されたソフトウェア(プログラム)はタッチ表示装置10及びペンにより実行できる。
一方、図9を参照すると、フィンガーセンシング期間に該当する少なくとも1つのLHB(LHB#4、LHB#8、LHB#12、LHB#16)の間、タッチ回路300はタッチパネルTSP内の少なくとも1つのタッチ電極TEにタッチ駆動信号(TDS)を印加し、タッチ駆動信号(TDS)が印加されたタッチ電極TEからタッチセンシング信号(SENS)を受信して指(または、ノーマルペン)のタッチ位置をセンシングすることができる。
ここで、タッチ駆動信号(TDS)は電圧レベルが可変される信号でありうる。例えば、タッチ駆動信号(TDS)は、定まった周波数を有して定まった振幅だけスイングするパルス信号形態でありうる。
一方、タッチパネルTSPを内蔵するディスプレイパネル110が接地されたグラウンドのグラウンド電圧はDC電圧でありうるが、電圧レベルが可変される信号でありうる。
タッチパネルTSPを内蔵するディスプレイパネル110が接地されたグラウンド電圧(変調されたグラウンド電圧)が電圧レベルが可変される信号の場合、タッチ駆動信号(TDS)は、電圧レベルが可変されるグラウンド電圧(変調されたグラウンド電圧)と周波数、振幅、電圧極性、及び位相のうち、少なくとも1つが対応する信号でありうる。
一例に、タッチ駆動信号(TDS)は、電圧レベルが可変されるグラウンド電圧(変調されたグラウンド電圧)と完全に同一であるか、または振幅のみ異なるだけであり、全ての信号属性が同一でありうる。このようなタッチ駆動信号(TDS)はディスプレイ駆動のための共通電圧でありうる。
一方、タッチ回路300の第2回路TCRと、タイミングコントローラ140などは、ディスプレイパネル110が連結されたグラウンドと異なるグラウンドに接地されることもできる。ここで、“ある対象がグラウンドに連結されるということ”は“ある対象が接地される”、または“ある対象がグラウンドに接地される”と同一な意味でありうる。
例えば、タッチ回路300の第2回路TCRと、タイミングコントローラ140などが連結されたグラウンドの電圧(グラウンド電圧)は、DC電圧(DCグラウンド電圧)でありうる。
ディスプレイパネル110が連結されたグラウンド(第2グラウンド)の電圧は、タッチ回路300の第2回路TCRと、タイミングコントローラ140などが連結されたグラウンド(第1グラウンド)の電圧に対比して変調されたグラウンド電圧でありうる。この場合、ディスプレイパネル110での全ての電極及び配線に印加される信号は変調されたグラウンド電圧に対応するようにスイング(Swing)できる。
グラウンド変調方式と関連して、ディスプレイパネル110が連結されたグラウンド(第2グラウンド)の電圧は、第2回路TCRから出力されたパルス変調信号(例:PWM信号)によって変調できる。本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10は、2つのグラウンド(第1グラウンド、第2グラウンド)を有するので、2つのグラウンドを電気的に分離することができる。
本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10は、1つまたは2つ以上のグラウンドを有することができるが、このようなグラウンドは、一例に、ディスプレイパネル110に配置されるグラウンド配線またはグラウンド電極であるか、ディスプレイパネル110の外部カバーなどの外部構造物(例:大きい金属板)であるか、またはこのような外部構造物に配置される配線または電極でありうる。
図11は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシングを示した図である。
本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10は、N(Nは、1以上の自然数)個のペンをセンシングすることができる。
本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10は、2つ以上のペンを同時にセンシングすることもできる。即ち、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10はマルチペンセンシングを行うことができる。
図12は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシングのために、互いに区別される固有情報(UI:Unique Information)を有するダウンリンク信号(DLS)を用いたペン駆動及びペン認識処理を説明するための図である。
本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシングのためには、タッチ表示装置10は複数のペンを互いに区別できなければならない。
このために、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N、Nは2以上の自然数)は互いに異なる固有情報(UI#1〜UI#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)を出力することができる。
これによって、タッチ回路300は、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々から出力されたダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)をタッチパネルTSPでの1つ以上のタッチ電極TEを通じて受信し、受信したダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)の固有情報(UI#1〜UI#N)に基づいて2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)を互いに区別してセンシングすることができる。
前述したように、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)が互いに異なる固有情報(UI#1〜UI#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)を出力することによって、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)によるタッチが同時に発生しても、タッチ回路300は2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)を区別して認識することができる。即ち、タッチ回路300は受信するペン信号が如何なるペンから出力された信号なのかを正確に区別してペンセンシングに用いることができる。したがって、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)に対する正確なペン入力処理をすることができる。
2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)から出力されたダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)の固有情報(UI#1〜UI#N)は、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々に対するペンID(ペン識別情報)と対応できる。
タッチ回路300に含まれた第1回路ROICは、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)から出力されたダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)をタッチパネルTSPを通じて受信することができる。
タッチ回路300に含まれた第2回路TCRは、第1回路ROICで受信したダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI#1〜UI#N)に基づいて、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)を互いに区別してセンシングすることができる。
一方、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)は、互いに異なる固有情報(UI#1〜UI#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)を出力する前に、出力するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)の固有情報(UI#1〜UI#N)を決定しなければならない。
2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々は単独で固有情報を決定することができる。
または、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)は互いに通信して固有情報を重ならないように決定することもできる。
または、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)はタッチ表示装置100から固有情報決定に必要な情報をアップリンク信号(ULS)を通じて提供を受けて固有情報(UI#1〜UI#N)を決定することもできる。
タッチ回路300がタッチパネルTSPにアップリンク信号(ULS)を印加すれば、複数のタッチ電極TEのうちの1つ以上のタッチ電極TEに印加されたアップリンク信号(ULS)はタッチパネルTSPと接触または近接している2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)に伝達される。
これによって、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)はタッチパネルTSPに印加されたアップリンク信号(ULS)に応答して互いに異なる固有情報(UI#1〜UI#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)を出力することができる。
したがって、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々から出力されたダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)の固有情報(UI#1〜UI#N)は、タッチ回路300から与えられた情報であるか、またはタッチ回路300から提供された情報に基づいて定まった情報でありうる。
前述したことによれば、タッチ表示装置10は、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)が互いに区別される固有情報(UI#1〜UI#N)を設定できるようにすることによって、マルチペンセンシングを正確で、かつ効果的に遂行することができる。
前述したように、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)を互いに区別して認識した以後、マルチペンセンシング動作を進行するために、タッチ表示装置10のタッチ回路300は1つまたは2つ以上のタッチフレーム時間の間、1つ以上のアップリンク信号(ULS)に2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)に伝達する情報を全て含めて転送することができる。
これとは異なり、タッチ表示装置10のタッチ回路300は、1つまたは2つ以上のタッチフレーム時間の間、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々に対応する1つ以上のアップリンク信号(ULS)を互いに異なるタイミング(例:互いに異なるLHB)に出力することもできる。
例えば、第1ペン(Pen#1)と第2ペン(Pen#2)が存在する時、タッチ回路300は、第1タイミングにはビーコン信号、ピング信号などの第1アップリンク信号を第1ペン(Pen#1)に転送し、第1タイミングと異なる第2タイミングにビーコン信号、ピング信号などの第2アップリンク信号を第2ペン(Pen#2)に転送することができる。
ここで、第1アップリンク信号は第1ペン(Pen#1)の駆動に必要な情報を含むか、または第1ペン(Pen#1)の駆動同期化に必要な信号でありうる。第2アップリンク信号は第2ペン(Pen#2)の駆動に必要な情報を含むか、または第2ペン(Pen#2)の駆動同期化に必要な信号でありうる。
第1タイミングと第2タイミングは異なる時間帯に存在し、1つのタッチフレームまたは1つのディスプレイフレーム内に共に存在することもできる。
これとは異なり、第1タイミングと第2タイミングは互いに異なるタッチフレームまたは互いに異なるディスプレイフレームに存在することもできる。
より具体的に説明すると、次の通りである。
タッチ回路300が使用可能固有情報(AUI)を含むアップリンク信号(ULS)を出力する。
これによって、使用可能固有情報(AUI)を含むアップリンク信号(ULS)がタッチパネルTSPに印加される。
2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)はタッチパネルTSPに印加されたアップリンク信号(ULS)をペンチップを通じて受信し、アップリンク信号(ULS)を通じて知るようになった使用可能固有情報(AUI)によって互いに異なる固有情報(UI#1〜UI#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)を出力することができる。
一方、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)で使われる固有情報(UI#1〜UI#N)が異なるように設定できるように、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)はタッチ回路300から固有情報決定に必要な情報である使用可能固有情報(AUI)をアップリンク信号(ULS)を通じて互いに異なるタイミングに提供を受けて、固有情報(UI#1〜UI#N)を互いに異なるタイミングに設定することができる。
一方、タッチ回路300はペンが現在使用している固有情報と、ペンが今後使用することができる固有情報を格納管理し、新たなペンが認識される度に現在使用中の固有情報と使用可能固有情報をアップデートすることができる。
図13a及び図13bは、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシングのために、2つのペン(Pen#1、Pen#2)が互いに区別される固有情報(UI#1、UI#2)を有するダウンリンク信号(DLS#1、DLS#2)を出力する過程を示した図である。
図13aを参照すると、タッチ回路300は使用可能固有情報(AUI)を含むアップリンク信号(ULS#1)をタッチパネルTSPに供給し、タッチパネルTSPに接触または近接している第1ペン(Pen#1)はタッチパネルTSPに供給されたアップリンク信号(ULS#1)をペンチップを通じて受信する(S10)。この際、第2ペン(Pen#2)はタッチパネルTSPに接触しておらず、近接してもいない。
例えば、第1ペン(Pen#1)に転送されたアップリンク信号(ULS#1)はビーコン信号でありうる。
また、アップリンク信号(ULS#1)はDSSSコードを表現する信号でありうる。ここで、アップリンク信号(ULS#1)が表現するDSSSコードは使用可能固有情報(AUI)を表現したコードでありうる。
第1ペン(Pen#1)は受信したアップリンク信号(ULS#1)を通じて使用可能固有情報(AUI)を把握し、把握された使用可能固有情報(AUI)によって固有情報(UI#1)を設定することができる(S20)。
一例に、第1ペン(Pen#1)は、メモリ(図示せず)を参照して、使用可能固有情報(AUI)に対応する固有情報(UI#1)を抽出することによって、ペン識別用途に使用する固有情報(UI#1)を設定することができる。
第1ペン(Pen#1)は把握された使用可能固有情報(AUI)によって決定された固有情報(UI#1)を有するダウンリンク信号(DLS#1)を出力することができる。第1ペン(Pen#1)から出力された固有情報(UI#1)を有するダウンリンク信号(DLS#1)はタッチパネルTSPに印加され、タッチ回路300はタッチパネルTSPに印加された固有情報(UI#1)を有するダウンリンク信号(DLS#1)を受信し、第1ペン(Pen#1)を認識することができる(S30)。
以後、タッチ回路300はステップS10で転送した使用可能固有情報(AUI)をアップデートすることができる。
即ち、タッチ回路300に含まれた第1回路ROICまたは第2回路TCRは、タッチパネルTSPに接触または近接している第1ペン(Pen#1)から出力された固有情報(UI#1)を有するダウンリンク信号(DLS#1)が受信されれば、既に格納された使用可能固有情報(AUI)をアップデートすることができる。
以後、第1ペン(Pen#1)にペン識別用途の固有情報(UI#1)が設定された状況で、新たな第2ペン(Pen#2)がタッチパネルTSPに接触または近接すれば、前述した過程が反復できる。
図13bを参照すると、タッチ回路300はアップデートされた使用可能固有情報(AUI')を含むアップリンク信号(ULS#2)をタッチパネルTSPに供給し、タッチパネルTSPに接触または近接している第2ペン(Pen#2)はタッチパネルTSPに供給されたアップリンク信号(ULS#2)をペンチップを通じて受信する(S40)。この際、第1ペン(Pen#1)はタッチパネルTSPに持続的に接触または近接している。
第2ペン(Pen#2)は受信したアップリンク信号(ULS#2)を通じて使用可能固有情報(AUI')を把握し、把握された使用可能固有情報(AUI')によって固有情報(UI#2)を設定することができる(S50)。
一例に、第2ペン(Pen#2)は、メモリ(図示せず)を参照して、使用可能固有情報(AUI')に対応する固有情報(UI#2)を抽出することによって、ペン識別用途に使用する固有情報(UI#2)を設定することができる。
第2ペン(Pen#2)は把握された使用可能固有情報(AUI')によって決定された固有情報(UI#2)を有するダウンリンク信号(DLS#2)を出力することができる。第2ペン(Pen#2)から出力された固有情報(UI#2)を有するダウンリンク信号(DLS#2)はタッチパネルTSPに印加され、タッチ回路300はタッチパネルTSPに印加された固有情報(UI#2)を有するダウンリンク信号(DLS#2)を受信し、第2ペン(Pen#2)を認識することができる(S60)。
以後、タッチ回路300に含まれた第1回路ROICまたは第2回路TCRは、タッチパネルTSPに接触または近接している第2ペン(Pen#2)から出力された固有情報(UI#2)を有するダウンリンク信号(DLS#2)が受信されれば、既に格納された使用可能固有情報(AUI')をアップデートすることができる。
このような使用可能固有情報アップデートを通じて、ペン識別のための固有情報が正確に設定されるようになり、正確なマルチペンセンシングを可能にできる。
前述したステップS10乃至ステップS60を経た後、第1ペン(Pen#1)と第2ペン(Pen#2)がダウンリンク信号(ULS#1、ULS#2)を同時に出力するとしても、タッチ回路300は第1ペン(Pen#1)と第2ペン(Pen#2)から出力されたダウンリンク信号(ULS#1、ULS#2)の固有情報(UI#1、UI#2)を把握して、第1ペン(Pen#1)と第2ペン(Pen#2)の各々の位置及び付加情報などを正確に区別してセンシングすることができる(S70)。
一方、タッチ回路300は使用可能固有情報(AUI)をペンに伝達する時、アップリンク信号(ULS)のうちの1つのビーコン信号を活用することができる。
即ち、タッチ回路300は使用可能固有情報(AUI)を有するビーコン信号(Beacon Signal)をタッチパネルTSPに供給することによって、タッチパネルTSPに接触または近接しているペンに使用可能固有情報(AUI)を伝達することができる。
ビーコン信号は、タッチパネルTSP及びペンの間のプロトコルとして定義されたアップリンク信号(ULS)のうちの1つである。
図8の例示によれば、ビーコン信号は、1つのフレーム時間(タッチフレーム時間でありうる)内の複数のブランク期間(LHB#1〜LHB#16)のうち、ビーコン信号転送期間に該当する1つ以上のブランク期間(LHB#1)の間、タッチパネルTSPに供給できる。
前述したことによれば、タッチ回路300はアップリンク信号(ULS)のうちの1つであるビーコン信号を用いて使用可能固有情報(AUI)をペンに効果的に正確に伝達することができる。
図14は本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシングのために、互いに区別される固有情報(UI)として互いに区別されるコードを有するダウンリンク信号(DLS)を用いたペン駆動及びペン認識処理を説明するための図であり、図15は本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシングのために、互いに区別される固有情報(UI)として互いに区別されるコードを用いる場合、ペンとタッチ回路300の直接シーケンス拡散スペクトル技術を概略的に示した図である。
前述したように、マルチペンセンシングのために、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)は互いに異なる固有情報(UI#1〜UI#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)を出力することができる。
図14に図示したように、互いに異なる固有情報(UI#1〜UI#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)は互いに区別されるコード信号(CODE#1〜CODE#N)でありうる。
即ち、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々から出力されたダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)の固有情報(UI#1〜UI#N)は、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々から出力されたダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)で表現される固有なコード(CODE#1〜CODE#N)でありうる。
前述したように、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)は互いに異なる固有情報(UI#1〜UI#N)に該当する固有なコード(CODE#1〜CODE#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)を出力することによって、異なる信号による雑音の影響を減らすことができるので、より正確なコード区別を通じてマルチペンセンシングがより正確になされることができる。
一方、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々から出力されたダウンリンク信号(DLS)で表現される固有コード(UI#1〜UI#N)は、一例に、互いに直交する直接シーケンス拡散スペクトルコード(DSSSコード)でありうる。
ここで、DSSSコードは直接シーケンス拡散スペクトル技術を用いたスペクトル拡散のための疑似雑音シーケンス(Pseudo-Random Noise Sequence)でありうる。
ここで、疑似雑音シーケンス(Pseudo-Random Noise Sequence)は元の信号(シンボル)より周波数の高いデジタル信号であって、疑似雑音コード、PN(Pseudo Noise)コード、または拡散コードということもできる。
前述したことによれば、ペンは直接シーケンス拡散スペクトル技術を用いて固有情報(UI)に該当するDSSSコードの形態にダウンリンク信号(DLS)を出力し、タッチ回路300はDSSSコードで表現されたダウンリンク信号(DLS)を受信してデコーディングできなければならない。
これに対して図15を参照して簡略に説明する。
図15を参照すると、ペンは疑似雑音コード生成器(PN Generator)で生成された疑似雑音(PN:Pseudo Noise)コード(Y)を用いて、送ろうとする情報(例:ペン付加情報などを含むことができる)を含む信号(X)をスペクトル拡散し、スペクトル拡散された信号(Z)を無線送出することができる。
ここで、疑似雑音コード(Y)はペン区別のための固有情報(UI)に該当する固有コード(CODE)に該当することができる。ペンから無線送出されるスペクトル拡散された信号(Z)はダウンリンク信号(DLS)である。
疑似雑音コード生成器(PN Generator)は、チップクロック周期(Tc)を有するチップクロック(Chip Clock)を用いて複数のビット列からなる疑似雑音コード(Y)を生成する。
ペンで使用する疑似雑音コード(Y)は、タッチ表示装置10のタッチ回路300で信号復調時、同一に使用できる。
タッチ表示装置10のタッチ回路300は、ペンが変調した方式の逆に復調することができる。
タッチ表示装置10のタッチ回路300は、ペンから無線送出された信号をタッチパネルTSPを通じて受信し、受信した信号(Z)を疑似雑音コード生成器(PN Generator)で生成された疑似雑音コード(Y)を用いて復調し、復調された信号(X)を通じてペンを区別して認識することができ、ペンが送ろうとした情報を得ることもできる。
一方、ペンはタッチ表示装置10のタッチ回路300内の疑似雑音コード生成器(PN Generator)で生成された疑似雑音コード(Y)と同一な疑似雑音コード(Y)を使用する。
このために、タッチ表示装置10は使用可能固有情報(AUI)に該当する使用可能コード(Available CODE)をアップリンク信号(ULS)を用いてペンに転送することができる。
ここで、アップリンク信号(ULS)は使用可能コード(Available CODE)を表現した信号であって、DSSSコードでありうる。
このようなアップリンク信号(ULS)は、ビーコン信号でありうる。
前述したように、ペンは固有情報(UI)に該当するDSSSコードの形態にダウンリンク信号(DLS)を出力し、タッチ回路300はDSSSコードで表現されたダウンリンク信号(DLS)を受信してペンを区別して認識することによって、異なる信号による雑音の影響が減って、より正確なペン区別が可能であるだけでなく、このように、電力効率や帯域幅効率などをより高めることができる。
図16及び図17は本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシングのために、互いに区別される固有情報(UI)として互いに区別されるコード(CODE#1〜CODE#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)を用いる場合、タッチ回路300を示した図であり、図18は本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシングのための2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)から出力されるダウンリンク信号(DLS)を示した図である。
図16を参照すると、タッチ回路300の第1回路ROICは、タッチパネルTSP内のM(Mは、2以上の自然数)個のタッチ電極TEと対応して連結されるM個の検出回路(DET#1〜DET#M)と、M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々から出力される出力電圧を選択的に出力する1つ以上のマルチプレクサ(MUX)と、1つ以上のマルチプレクサ(MUX)から選択的に出力された出力電圧をデジタル値に変換して出力するアナログデジタルコンバータ(ADC)などを含むことができる。
M個の検出回路(DET#1〜DET#M)と対応するマルチプレクサ(MUX)が1つであれば、マルチプレクサ(MUX)はM:1マルチプレクサ(M:1MUX)でありうる。
M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々は、M個のタッチ電極TEのうち、該当タッチ電極TEから受信するダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI)が既に知っている固有情報リストに含まれているかを確認するN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)を含むデコーダ回路と、該当タッチ電極TEから受信したダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI)に対応する電圧を出力する検出器(THD)などを含むことができる。
N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)は1つのタッチ電極TEから受信するダウンリンク信号(DLS)を同時に受信する。ここで、Nは使われる全ての固有コードの個数である。
固有情報(UI)がDSSSコードのような固有コード(CODE)の場合、N個のデコーダ(DEC)は、該当タッチ電極TEから受信するダウンリンク信号(DLS)で表現された固有コード(CODE)が既に知っている固有情報リスト(即ち、固有コードリスト)に含まれているかを確認するために、該当タッチ電極TEから受信するダウンリンク信号(DLS)で表現された固有コード(CODE)に既に知っている固有コードを掛ける方式により確認する。
図16の例として、第1ペン(Pen#1)が固有情報(UI)に該当する第1コード(CODE#1)を用いてスペクトル拡散変調(例:DSSS変調)を行ってスペクトル拡散信号をダウンリンク信号(DLS)として出力する。
この際、スペクトル拡散時(図15参照)に第1コード(CODE#1)に掛けられる所望の情報が1の場合、ダウンリンク信号(DLS)に該当するスペクトル拡散信号は第1コード(CODE#1)その自体でありうる。
これによって、タッチ回路300の第1回路ROICで、M個の検出回路(DET#1〜DET#M)のうち、第1タッチ電極TEと同時に連結された第1検出回路(DET#1)内のN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)は、1つの第1タッチ電極TEからダウンリンク信号(DLS)であるスペクトル拡散信号を同一に受信する。ここで、Nは使われる全ての固有コードの個数である。
N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)の各々は、既に知っているN個の固有コード(CODE#1〜CODE#N)のうちの1つを用いてデコーディング処理を遂行する。
例えば、N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)のうち、第1デコーダ(DEC#1)は受信したスペクトル拡散信号(CODE#1)に既に知っている固有コード(CODE#1〜CODE#N)のうち、第1デコーダ(DEC#1)に対応する第1固有コード(CODE#1)を掛ける演算処理を遂行することができる。
説明の便宜のために、受信したスペクトル拡散信号(CODE#1)が1という時、第1固有コード(CODE#1)は受信したスペクトル拡散信号(CODE#1)と同一であるので、第1デコーダ(DEC#1)から出力される電圧は1に該当する電圧になると見ることができる。
第2デコーダ(DEC#2)は、受信したスペクトル拡散信号(CODE#1)に既に知っている固有コード(CODE#1〜CODE#N)のうち、第2デコーダ(DEC#2)に対応する第2固有コード(CODE#2)を掛ける演算処理を遂行することができる。
説明の便宜のために、受信したスペクトル拡散信号(CODE#1)が1という時、第2固有コード(CODE#2)は受信したスペクトル拡散信号(CODE#1)と異なるので、第2デコーダ(DEC#2)から出力される電圧は0に該当する電圧になると見ることができる。
同一な方式で、第Nデコーダ(DEC#N)は受信したスペクトル拡散信号(CODE#1)に既に知っている固有コード(CODE#1〜CODE#N)のうち、第Nデコーダ(DEC#N)に対応する第N固有コード(CODE#N)を掛ける演算処理を遂行することができる。
説明の便宜のために、受信したスペクトル拡散信号(CODE#1)が1という時、第N固有コード(CODE#N)は受信したスペクトル拡散信号(CODE#1)と異なるので、第Nデコーダ(DEC#N)から出力される電圧は0に該当する電圧になると見ることができる。
したがって、N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)から出力される電圧のうち、少なくとも1つは1に該当する電圧でありうる。
検出器(THD)はN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)から入力された電圧をしきい値(Threshold)と比較して、比較結果に基づいて、予め定義された電圧をマルチプレクサ(MUX)に出力することができる。
また説明すれば、M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々は1つのタッチ電極TEに電気的に連結できる。M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々はN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)及び検出器(THD)を含むことができる。
M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々に含まれるN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)の各々は、同一なダウンリンク信号(DLS)を受信し、N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)の各々に割り当てられた固有コードを使用してデコーディングプロセシングを遂行し、デコーディングプロセシングの結果に従う電圧を出力することができる。N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)の各々は受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コードがN個のデコーダDEC#1〜DEC#N)の各々に割り当てられた固有コードと同一な場合、相対的に高い電圧を出力することができる。
例えば、第1検出回路(DET#1)がタッチ電極TEを通じてCODE#1のダウンリンク信号(DLS)を受信すれば、第1検出回路(DET#1)に含まれるN個のデコーダ(DEC#1〜NP#N)はCODE#1の同一なダウンリンク信号(DLS)を受信し、N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)に割り当てられた固有コード(CODE#1,...,CODE#N)を使用してデコーディング処理を遂行し、デコーディング結果に対応する電圧を出力することができる。この際、ダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#1)と同一な固有コード(CODE#1)が割り当てられた第1デコーダ(DEC#1)は相対的に高い電圧を出力することができる。
M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々に含まれた検出器(THD)はN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)から入力された電圧のうち、しきい値より高い電圧を選択し、選択された高い電圧をマルチプレクサ(MUX)に出力するデコーダによるデコーディングプロセスで使われた固有コードと対応する固有な電圧を出力することができる。マルチプレクサ(MUX)に出力された電圧はアナログデジタル変換機(ADC)を通じてデジタル値に該当するセンシングデータに変換されて第2回路TCRに転送される。
即ち、M個の検出回路(DET#1〜DET#M)のうち、いずれか1つ(例えば、DET#1)が受信した下向き信号(DLS)の固有コード(CODE#1)に対応する固有電圧をデジタル値に変換して、これをセンシングデータとして出力することができる。即ち、M個の検出回路(DET#1〜DET#M)のうち、1つ以上の(例えば、DET#1)から出力されたセンシングデータは、ダウンリンク信号(DLS)の固有情報として固有に使われた固有コード(CODE#1)と対応できる。したがって、センシングデータはダウンリンク信号(DLS)の固有コードを識別することができる情報であり、複数のペン(Pen#1〜Pen#N)を区別することができるようにする情報である。
したがって、第2回路TCRはM個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々から転送されたセンシングデータに基づいて複数のペンを区別して認識することができる。即ち、第2回路TCRはM個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々から転送されたセンシングデータに基づいてどれくらい多いペン(Pen#1〜Pen#N)が存在するかを認識することができる。そして、第2回路TCRは認識されたペン(Pen#1〜Pen#N)がダウンリンク信号(DLS)の転送のために使用する固有コードをセンシングデータに基づいて確認することによって、ペン(Pen#1〜Pen#N)を互いに区別することができる。
例えば、N=3の場合、3個の固有コード(CODE#1、CODE#2、CODE#3)はダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI)として使われて、第1検出回路(DET#1)は3個のデコーダ(DEC#、DEC#2、DEC#3)を含むことができる。第1検出回路(DET#1)に連結されたタッチ電極TEに印加されるダウンリンク信号(DLS)の固有コードはCODE#1と仮定する。
第1デコーダ(DEC#1)は受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#1)と既に割り当てられた固有コード(CODE#1)を使用してデコーディング処理(乗算処理)を遂行することができる。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#1)及び第1デコーダ(DEC#1)に割り当てられた固有コード(CODE#1)は同一なコードである。したがって、第1デコーダ(DEC#1)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より高い電圧(例えば、10V)を出力することができる。第2デコーダ(DEC#2)は、受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#1)と既に割り当てられた固有コード(CODE#2)を使用してデコーディング処理(乗算処理)を遂行することができる。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#1)及び第2デコーダ(DEC#2)に割り当てられた固有コード(CODE#2)は相異するコードである。したがって、第2デコーダ(DEC#2)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より低い電圧(例えば、4V)を出力することができる。第3デコーダ(DEC#3)は受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#1)と既に割り当てられた固有コード(CODE#3)を使用してデコーディング処理(乗算処理)を遂行することができる。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#1)及び第3デコーダ(DEC#3)に割り当てられた固有コード(CODE#3)は相異するコードである。したがって、第3デコーダ(DEC#3)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より低い電圧(例えば、3V)を出力することができる。
検出器(THD)は3個のデコーダ(DEC#1、DEC#2、及びDEC#3)で入力された電圧(10V、4V、3V)のうち、しきい値(5V)より高い電圧(10V、第1デコーダ(DEC#1)から入力された電圧)を選択することができる。検出器(THD)は、3個のデコーダ(DEC#1、DEC#2、DEC#3)との連結関係から、選択された電圧(10V)が第1デコーダ(DEC#1)からの電圧入力であることが分かる。したがって、検出器(THD)は第1デコーダ(DEC#1)に割り当てられた固有コードであるCODE#1に対応する所定の電圧(例えば、1V)を出力することができる。
他の例として、N=3の場合、ダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI)として3個の固有コード(CODE#1、CODE#2、CODE#3)が使われ、第1検出回路(DET#1)は3個のデコーダ(DEC#1、DEC#2、DEC#3)を含む。第1検出回路(DET#1)に連結されたタッチ電極TEに印加されるダウンリンク信号(DLS)の固有コードはCODE#2と仮定する。
第1デコーダ(DEC#1)は、受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#2)と既に割り当てられた固有コード(CODE#1)を使用してデコーディング処理(乗算処理)を遂行する。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#2)及び第1デコーダ(DEC#1)に割り当てられた固有コード(CODE#1)は相異するコードである。したがって、第1デコーダ(DEC#1)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より低い電圧(例えば、3.7V)を出力する。第2デコーダ(DEC#2)は受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#2)と割り当てられた固有コード(CODE#2)を使用してデコーディング処理(乗算処理)を遂行する。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#2)及び第2デコーダ(DEC#2)に割り当てられた固有コード(CODE#2)は同一なコードである。したがって、第2デコーダ(DEC#2)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より高い電圧(例えば、8V)を出力する。第3デコーダ(DEC#3)は、受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#2)と割り当てられた固有コード(CODE#3)を使用してデコーディングプロセス(乗算プロセス)を遂行する。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有コード(CODE#2)及び第3デコーダ(DEC#3)に割り当てられた固有コード(CODE#3)は相異するコードである。したがって、第2デコーダ(DEC#3)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より低い電圧(例えば、2.1V)を出力する。
検出器THDは3個のデコーダ(DEC#1、DEC#2、及びDEC#3)で入力された電圧(3.7V、8V、2.1V)のうち、しきい値(5V)より高い電圧(8V、第2デコーダ(DEC#2)から入力された電圧)を選択することができる。検出器THDは、3個のデコーダ(DEC#1、DEC#2、DEC#3)との連結関係から、選択された電圧(8V)が第2デコーダ(DEC#2)からの電圧入力であることが分かる。したがって、検出器THDは第2デコーダ(DEC#2)に割り当てられた固有コードであるCODE#2に対応する所定の電圧(例えば、2V)を出力することができる。
図16の第1検出回路(DET#1)の場合、しきい値より高い電圧に該当する固有コード(CODE#1)に対する情報はメモリ(図示せず)に格納されることができ、メモリに格納された情報は第2回路TCRにより参照されてペン識別に利用できる。
前述したタッチ回路300を用いると、固有情報(UI)としてDSSSコードを用いて複数のペンを区別して認識する場合に、非常に高い正確度の認識率を示すことができる。
図17を参照すると、N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)の各々は、一例に、マッチドフィルタ(MF:Matched Filter)などのフィルタで具現できる。
図17及び図18を参照すると、第2デコーダ(DEC#2)の場合を例として挙げれば、第2デコーダ(DEC#2)を具現したマッチドフィルタは受信したスペクトル拡散信号(CODE#1)で定まった個数(図18の例示の場合、20個)のチップ(C;C1〜C20)と、第2デコーダ(DEC#2)に対応する固有コード(例:CODE#2)で定まった個数(図18の例示の場合、20個)のチップ(C;C1'〜C20')を互いに対応させて掛けて(この際、遅延処理されて掛けられる)、掛けた値を合算して出力することができる。
図18を参照すると、既存にペン信号のパルス波形と比較する時、基本ペン信号のパルス区間毎に同一なDSSSコード信号が反復できる。
例えば、第1パルス区間(Pulse 1)で20個のチップ(1010 1010 1010 1010 1010)を有する第1のDSSSコード(CODE#1)は、第2パルス区間(Pulse 2)でも同一に反復できる。
例えば、第1パルス区間(Pulse 1)で20個のチップ(0101 0101 0101 0101 0101)を有する第2のDSSSコード(CODE#2)は、第2パルス区間(Pulse 2)でも同一に反復できる。
図19は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシングのために、互いに区別される固有情報(UI)として互いに区別される周波数を有するダウンリンク信号(DLS)を用いたペン駆動及びペン認識処理を説明するための図である。
前述したように、マルチペンセンシングのために、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)は互いに異なる固有情報(UI#1〜UI#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)を出力することができる。
図19に図示したように、互いに異なる固有情報(UI#1〜UI#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)は互いに区別される周波数を有することができる。
即ち、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々から出力されたダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)の固有情報(UI#1〜UI#N)は、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々から出力されたダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)が有する固有な周波数(FREQ#1〜FREQ#N)でありうる。
前述したように、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)は互いに異なる固有情報(UI#1〜UI#N)に該当する固有な周波数(FREQ#1〜FREQ#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)を出力することによって、タッチ回路300は周波数の区別を通じて2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)を正確に区別して認識することができる。
図20は本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシングのために、互いに区別される固有情報(UI)として互いに区別される周波数を有するダウンリンク信号(DLS)を用いる場合、タッチ回路300を示した図であり、図21は本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシングのために、互いに区別される固有情報(UI)として互いに区別される周波数(FREQ#1〜FREQ#N)を有するダウンリンク信号(DLS)を用いる場合、互いに区別される周波数(FREQ#1〜FREQ#N)を示した図である。
図20に例示されたタッチ回路300内の第1回路ROICは、図16に例示された第1回路ROICと基本的な構成が同一である。
図20を参照すると、タッチ回路300の第1回路ROICは、タッチパネルTSP内のM(Mは、2以上の自然数)個のタッチ電極TEと対応して連結されるM個の検出回路(DET#1〜DET#M)と、M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々から出力される出力電圧を選択的に出力する1つ以上のマルチプレクサ(MUX)と、1つ以上のマルチプレクサ(MUX)から選択的に出力された出力電圧をデジタル値に変換して出力するアナログデジタルコンバータ(ADC)などを含むことができる。
M個の検出回路(DET#1〜DET#M)と対応するマルチプレクサ(MUX)が1つであれば、マルチプレクサ(MUX)はM:1マルチプレクサ(M:1MUX)でありうる。
M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々は、M個のタッチ電極TEのうち、該当タッチ電極TEから受信するダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI)が既に知っている固有情報リストに含まれているかを確認するN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)を含むデコーダ回路と、該当タッチ電極TEから受信したダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI)に対応する電圧を出力する検出器THDなどを含むことができる。
N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)は1つのタッチ電極TEから受信するダウンリンク信号(DLS)を同時に受信する。ここで、Nは使われる全ての周波数(FREQ#1〜FREQ#N)の個数である。
固有情報(UI)が固有周波数の場合、N個のデコーダ(DEC)は、該当タッチ電極TEから受信するダウンリンク信号(DLS)の周波数が既に知っている固有情報リスト(即ち、固有周波数リスト)に含まれているかを確認するために、該当タッチ電極TEから受信するダウンリンク信号(DLS)の周波数に既に知っている周波数を掛ける方式により確認する。
図20の例として、第1ペン(Pen#1)が固有情報(UI)に該当する第1周波数(FREQ#1)を有するダウンリンク信号(DLS)を出力する。
これによって、タッチ回路300の第1回路ROICで、M個の検出回路(DET#1〜DET#M)のうち、第1タッチ電極TEと同時に連結された第1検出回路(DET#1)内のN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)は、1つの第1タッチ電極TEから第1周波数(FREQ#1)を有するダウンリンク信号(DLS)を同一に受信する。ここで、Nは使われる全ての固有周波数の個数である。
N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)の各々は、既に知っているN個の固有周波数(FREQ#1〜FREQ#N)のうち、1つを用いてデコーディング処理を遂行する。
例えば、N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)のうち、第1デコーダ(DEC#1)は受信した第1周波数(FREQ#1)を有するダウンリンク信号(DLS)に既に知っている固有周波数(FREQ#1〜FREQ#N)のうち、第1デコーダ(DEC#1)に対応する第1周波数(FREQ#1)を有する信号を掛ける演算処理を遂行することができる。
第2デコーダ(DEC#2)は、受信した第1周波数(FREQ#1)を有するダウンリンク信号(DLS)に既に知っている固有周波数(FREQ#1〜FREQ#N)のうち、第2デコーダ(DEC#2)に対応する第2周波数(FREQ#2)を有する信号を掛ける演算処理を遂行することができる。
第Nデコーダ(DEC#N)は、受信した第1周波数(FREQ#1)を有するダウンリンク信号(DLS)に既に知っている固有周波数(FREQ#1〜FREQ#N)のうち、第Nデコーダ(DEC#N)に対応する第N周波数(FREQ#N)を有する信号を掛ける演算処理を遂行することができる。
したがって、N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)のうちの少なくとも1つは、掛けられる2つ信号の周波数が同一になることによって、これを示す電圧(しきい値より高い電圧)を出力することができる。
検出器THDは、N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)から入力された電圧をしきい値(Threshold)と比較して、比較結果に基づいて、予め定義された電圧をマルチプレクサ(MUX)に出力することができる。
また説明すれば、M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々は1つのタッチ電極TEに電気的に連結できる。M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々はN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)及び検出器THDを含むことができる。
M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々に含まれるN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)の各々は、同一なダウンリンク信号(DLS)を受信し、N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)の各々に割り当てられた固有周波数を使用してデコーディングプロセシングを遂行し、デコーディングプロセシングの結果に従う電圧を出力することができる。N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)の各々は受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数がN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)の各々に割り当てられた固有周波数と同一な場合、相対的に高い電圧を出力することができる。
例えば、第1検出回路(DET#1)がタッチ電極TEを通じてFREQ#1のダウンリンク信号(DLS)を受信すれば、第1検出回路(DET#1)に含まれるN個のデコーダ(DEC#1〜NP#N)はFREQ#1の同一なダウンリンク信号(DLS)を受信し、N個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)に割り当てられた固有周波数(FREQ#1,...,FREQ#N)を使用してデコーディング処理を遂行し、デコーディング結果に対応する電圧を出力することができる。この際、ダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#1)と同一な固有周波数(FREQ#1)が割り当てられた第1デコーダ(DEC#1)は相対的に高い電圧を出力することができる。
M個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々に含まれた検出器THDはN個のデコーダ(DEC#1〜DEC#N)から入力された電圧のうち、しきい値より高い電圧を選択し、選択された高い電圧をマルチプレクサ(MUX)に出力するデコーダによるデコーディングプロセスで使われた固有周波数と対応する固有な電圧を出力することができる。マルチプレクサ(MUX)に出力された電圧はアナログデジタル変換機(ADC)を通じてデジタル値に該当するセンシングデータに変換されて第2回路TCRに転送される。
即ち、M個の検出回路(DET#1〜DET#M)のうち、いずれか1つ(例えば、DET#1)が受信した下向き信号(DLS)の固有周波数(FREQ#1)に対応する固有電圧をデジタル値に変換して、これをセンシングデータとして出力することができる。即ち、M個の検出回路(DET#1〜DET#M)のうち、1つ以上の(例えば、DET#1)から出力されたセンシングデータは、ダウンリンク信号(DLS)の固有情報として固有に使われた固有周波数(FREQ#1)と対応できる。したがって、センシングデータはダウンリンク信号(DLS)の固有周波数を識別することができる情報であり、複数のペン(Pen#1〜Pen#N)を区別することができるようにする情報である。
したがって、第2回路TCRはM個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々から転送されたセンシングデータに基づいて複数のペンを区別して認識することができる。即ち、第2回路TCRはM個の検出回路(DET#1〜DET#M)の各々から転送されたセンシングデータに基づいてどれくらい多いペン(Pen#1〜Pen#N)が存在するかを認識することができる。そして、第2回路TCRは認識されたペン(Pen#1〜Pen#N)がダウンリンク信号(DLS)の転送のために使用する固有周波数をセンシングデータに基づいて確認することによって、ペン(Pen#1〜Pen#N)を互いに区別することができる。
例えば、N=3の場合、3個の固有周波数(FREQ#1、FREQ#2、FREQ#3)はダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI)として使われ、第1検出回路(DET#1)は3個のデコーダ(DEC#、DEC#2、DEC#3)を含むことができる。第1検出回路(DET#1)に連結されたタッチ電極TEに印加されるダウンリンク信号(DLS)の固有周波数はFREQ#1と仮定する。
第1デコーダ(DEC#1)は、受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#1)と既に割り当てられた固有周波数(FREQ#1)を使用してデコーディング処理(乗算処理)を遂行することができる。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#1)及び第1デコーダ(DEC#1)に割り当てられた固有周波数(FREQ#1)は同一な周波数である。したがって、第1デコーダ(DEC#1)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より高い電圧(例えば、10V)を出力することができる。第2デコーダ(DEC#2)は、受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#1)と既に割り当てられた固有周波数(FREQ#2)を使用してデコーディング処理(乗算処理)を遂行することができる。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#1)及び第2デコーダ(DEC#2)に割り当てられた固有周波数(FREQ#2)は相異する周波数である。したがって、第2デコーダ(DEC#2)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より低い電圧(例えば、4V)を出力することができる。第3デコーダ(DEC#3)は、受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#1)と既に割り当てられた固有周波数(FREQ#3)を使用してデコーディング処理(乗算処理)を遂行することができる。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#1)及び第3デコーダ(DEC#3)に割り当てられた固有周波数(FREQ#3)は相異する周波数である。したがって、第3デコーダ(DEC#3)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より低い電圧(例えば、3V)を出力することができる。
検出器THDは、3個のデコーダ(DEC#1、DEC#2、及びDEC#3)で入力された電圧(10V、4V、3V)のうち、しきい値(5V)より高い電圧(10V、第1デコーダ(DEC#1)から入力された電圧)を選択することができる。検出器THDは、3個のデコーダ(DEC#1、DEC#2、DEC#3)との連結関係から、選択された電圧(10V)が第1デコーダ(DEC#1)からの電圧入力であることが分かる。したがって、検出器THDは第1デコーダ(DEC#1)に割り当てられた固有周波数であるFREQ#1に対応する所定の電圧(例えば、1V)を出力することができる。
他の例として、N=3の場合、ダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI)として3個の固有周波数(FREQ#1、FREQ#2、FREQ#3)が使われ、第1検出回路(DET#1)は3個のデコーダ(DEC#1、DEC#2、DEC#3)を含む。第1検出回路(DET#1)に連結されたタッチ電極TEに印加されるダウンリンク信号(DLS)の固有周波数はFREQ#2と仮定する。
第1デコーダ(DEC#1)は、受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#2)と既に割り当てられた固有周波数(FREQ#1)を使用してデコーディング処理(乗算処理)を遂行する。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#2)及び第1デコーダ(DEC#1)に割り当てられた固有周波数(FREQ#1)は相異する周波数である。したがって、第1デコーダ(DEC#1)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より低い電圧(例えば、3.7V)を出力する。第2デコーダ(DEC#2)は受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#2)と割り当てられた固有周波数(FREQ#2)を使用してデコーディング処理(乗算処理)を遂行する。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#2)及び第2デコーダ(DEC#2)に割り当てられた固有周波数(FREQ#2)は同一な周波数である。したがって、第2デコーダ(DEC#2)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より高い電圧(例えば、8V)を出力する。第3デコーダ(DEC#3)は、受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#2)と割り当てられた固有周波数(FREQ#3)を使用してデコーディングプロセス(乗算プロセス)を遂行する。受信したダウンリンク信号(DLS)の固有周波数(FREQ#2)及び第3デコーダ(DEC#3)に割り当てられた固有周波数(FREQ#3)は相異する周波数である。したがって、第2デコーダ(DEC#3)はデコーディング処理結果としてしきい値(例えば、5V)より低い電圧(例えば、2.1V)を出力する。
検出器THDは、3個のデコーダ(DEC#1、DEC#2、及びDEC#3)で入力された電圧(3.7V、8V、2.1V)のうち、しきい値(5V)より高い電圧(8V、第2デコーダ(DEC#2)から入力された電圧)を選択することができる。検出器THDは、3個のデコーダ(DEC#1、DEC#2、DEC#3)との連結関係から、選択された電圧(8V)が第2デコーダ(DEC#2)からの電圧入力であることが分かる。したがって、検出器THDは第2デコーダ(DEC#2)に割り当てられた固有周波数であるFREQ#2に対応する所定の電圧(例えば、2V)を出力することができる。
図20の第1検出回路(DET#1)の場合、しきい値より高い電圧に該当する第1周波数(FREQ#1)に対する情報はメモリ(図示せず)に格納されることができ、メモリに格納された情報は第2回路TCRにより参照されてペン識別に利用できる。
図21を参照すると、固有な周波数(FREQ#1〜FREQ#N)を有するダウンリンク信号(DLS#1〜DLS#N)は、CASE1のように正弦波形態、CASE2のように矩形波形態、または三角波などの多様な異なる波形でありうる。
図22は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシング時、2つのペン(Pen#1、Pen#2)から出力されるダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI#1)に該当するコードが重複する状況を示した図である。
図13a乃至図13cのように、2つのペン(Pen#1、Pen#2)が順次にタッチパネルTSPに接触または近接する場合には、2つのペン(Pen#1、Pen#2)は互いに異なる固有情報(UI#1、UI#2)を設定してペン駆動に用いることができる。
しかしながら、図22のように、2つのペン(Pen#1、Pen#2)がタッチパネルTSPに同一な時点に接触または近接する場合には、2つのペン(Pen#1、Pen#2)はタッチパネルTSPから同一な時点に同一な使用可能固有情報(AUI)を受信するようになって、同一な固有情報(UI#1)を設定してペン駆動に用いることができる。
この場合、タッチ回路300は、2つのペン(Pen#1、Pen#2)から同一な固有情報(UI#1)を有するダウンリンク信号(DLS#1、DLS#2)を受信するようになって、2つのペン(Pen#1、Pen#2)を区別して認識できなくなる。
即ち、2つのペン(Pen#1、Pen#2)がタッチパネルTSPに同一な時点に接触または近接する場合には、固有情報衝突(重複)によってマルチペンセンシングが不可能になることがある。
このような固有情報衝突現象に対処するために、リセット及び固有情報再設定処理をしてくれることができる。これに対して図23を参照して説明する。
図23は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置10のマルチペンセンシング時、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)から出力されるダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI)に該当するコードが重複する状況に対処する方法を示した図である。
図23を参照すると、タッチ回路300は、使用可能固有情報(AUI)を含むアップリンク信号(ULS)をタッチパネルTSPに供給した以後、2つのペン(Pen#1、Pen#2)から同一な固有情報(UI#1)を有するダウンリンク信号(DLS)をタッチパネルTSPを通じて受信することができる。これは固有情報衝突が発生した状況である。この際、タッチ回路300は2つのペン(Pen#1、Pen#2)の位置を認知することができる。
ここに、タッチ回路300は2つのペン(Pen#1、Pen#2)に固有情報リセット信号(RST)をアップリンク信号(ULS)を通じて出力することができる。
これによって、2つのペン(Pen#1、Pen#N)は固有情報リセット信号(RST)を受信して既に設定された固有情報(UI#1)を解除する。
この際、2つのペン(Pen#1、Pen#N)は、固有情報リセット信号(RST)を受信して、各自の任意の(Random)時間の以後に、既に設定された固有情報(UI#1)を解除することができる。これによって、2つのペン(Pen#1、Pen#N)は互いに異なる時間帯に新たな使用可能固有情報(AUI)を含むビーコン信号などのアップリンク信号(ULS)を受信する確率が高まって互いに異なる固有情報(UI#1、UI#2)を高い確率で再設定できるようになる。ここで、例えば、固有情報解除のための任意の時間は乱数発生器(Random Number Generator)などを用いて設定されることができ、定まった時間範囲内で任意に設定されることもできる。
以後、タッチ回路300は、タッチパネルTSPで認知した第1ペン(Pen#1)の位置に対応する領域のみに新たな使用可能固有情報(AUI)を含むビーコン信号などのアップリンク信号(ULS)を出力することによって、第1ペン(Pen#1)のみに使用可能固有情報(AUI)を転送することができる。
これによって、第1ペン(Pen#1)は受信した使用可能固有情報(AUI)を用いて第1固有情報(UI#1)を有するダウンリンク信号(DLS#1)を出力する。
以後、タッチ回路300は第1ペン(Pen#1)から第1固有情報(UI#1)を有するダウンリンク信号(DLS#1)を受信する。
以後、一定時間またはランダム時間の以後、タッチ回路300は、タッチパネルTSPで認知した第2ペン(Pen#2)の位置に対応する領域のみにアップデートされた新たな使用可能固有情報(AUI')を含むビーコン信号などのアップリンク信号(ULS)を出力することによって、第2ペン(Pen#2)のみに使用可能固有情報(AUI)を転送することができる。
これによって、第2ペン(Pen#2)は受信したアップデートされた新たな使用可能固有情報(AUI')を用いて第2固有情報(UI#2)を有するダウンリンク信号(DLS#2)を出力することができる。
以後、タッチ回路300は、第2ペン(Pen#2)から第2固有情報(UI#2)を有するダウンリンク信号(DLS#2)を受信する。
したがって、タッチ回路300は、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)から互いに異なる固有情報(UI)を有するダウンリンク信号(DLS)を異なる時間帯に受信することができる。
前述したことによれば、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)が互いに異なる固有情報(UI)を有するダウンリンク信号(DLS)を転送することができるようにして、固有情報衝突無しで、如何なる状況でも、マルチペンセンシングを可能にすることができる。
前述した方式と異なる方式により固有情報衝突現象に対処することもできる。
例えば、タッチ回路300が使用可能固有情報(AUI)を含むビーコン信号などのアップリンク信号(ULS)をタッチパネルTSPに供給した以後、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)から同一な固有情報(UI#1)を有するダウンリンク信号(DLS)をタッチパネルTSPを通じて受信することができる。これは固有情報衝突が発生した状況である。この際、タッチ回路300は2つのペン(Pen#1、Pen#2)の位置を認知することができる。
タッチ回路300は、固有情報リセット信号(RST)を含むアップリンク信号をタッチパネルTSPでの特定領域のみに出力することによって、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)のうち、1つ以上のみに固有情報リセット信号(RST)を含むアップリンク信号を転送することができる。
例えば、タッチ回路300は固有情報リセット信号(RST)を含むアップリンク信号をタッチパネルTSPで第2ペン(Pen#2)の位置に対応するタッチ電極TEが配置された特定領域のみに出力することによって、2つのペン(Pen#1、Pen#2)のうち、第2ペン(Pen#2)のみに固有情報リセット信号(RST)を転送することができる。
これによって、固有情報リセット信号(RST)を受信した第2ペン(Pen#1)は以前に設定された固有情報(UI#1)を解除する。
タッチ回路300は、新たな使用可能固有情報(AUI)を含むビーコン信号などのアップリンク信号をタッチパネルTSPで第2ペン(Pen#2)の位置に対応するタッチ電極TEが配置された特定領域のみに出力することによって、2つのペン(Pen#1、Pen#2)のうち、第2ペン(Pen#2)のみに新たな使用可能固有情報(AUI')を転送することができる。
第2ペン(Pen#2)は、受信した新たな使用可能固有情報(AUI')を用いて第2固有情報(UI#2)を有するダウンリンク信号(DLS#2)を出力することができる。
以後、タッチ回路300は第2ペン(Pen#2)から第2固有情報(UI#2)を有するダウンリンク信号(DLS#2)を受信することができる。
図24は、本発明の実施形態に係るペンを示した図である。
図24を参照すると、タッチ表示装置10と連動するペンは、タッチ表示装置10のタッチパネルTSPに接触または近接するか、または接触または近接するように構成された1つ以上のペンチップ(Pen Tip)を含むペンチップ部2410と、ペンチップ部2410を通じてタッチパネルTSPに印加されたパネル駆動信号(アップリンク信号)を受信し、パネル駆動信号(アップリンク信号)に応答してダウンリンク信号(位置またはチルトセンシングのためのペン信号、付加情報などのデータを転送するためのペン信号など)を1つ以上のペンチップ2410を通じて出力する処理部2420などを含むことができる。
また、ペンは、バッテリー2430と、ボタン(Button)、通信モジュール(例:ブルートゥース(Bluetooth)など)、表示装置など、その他の周辺装置2440と、前述した多様な構成を収納するケース2450などをさらに含むことができる。
処理部2420は、ペンチップ部2410に加えられる圧力(筆圧)をセンシングする圧力部2421と、タッチパネルTSPに印加されたアップリンク信号(ULS)を1つ以上のペンチップを通じて受信する受信部2423と、タッチパネルTSPにダウンリンク信号(DLS)を1つ以上のペンチップを通じて出力する送信部2422と、ペン駆動動作を全体的に制御する制御部2424などを含むことができる。
圧力部2421は、一例に、圧力センサー(ex.MEMS)と増幅器(Amp)などで構成できる。
受信部2423は、ペンチップ部2410から受信した電場(即ち、アップリンク信号)の周波数をセンシングすることができる。
例えば、アップリンク信号は、ビーコン信号、ピング信号などを含むことができる。
送信部2422は、アップリンク信号に応答してダウンリンク信号をタッチパネルTSPに出力することができる。
制御部2424は、受信部2423から信号を受けてタッチパネルTSPのパネルIDを判別し、これに合う通信プロトコルを生成し、送信部2422のタイミングを制御し、圧力部2421から圧力信号に対する情報を受けて、これに対する情報を作って、その他のボタン信号を制御することができる。
このような制御部2424は、マイクロコントロールユニット(MCU:Micro Control Unit)2930で具現できる。
処理部2420は、ペンチップ部2410とスイッチング動作を行うスイッチ、タッチパネルTSPを通じて受信する電場(パネル駆動信号)の周波数をセンシングする周波数感知器、各種のペン信号に該当するパルスを生成するパルス生成器などを含むことができる。
制御部2424は、ビーコン信号によってプロトコルを選択し、ビーコン信号またはピング信号によってパルス生成器でのパルス生成タイミングを制御することができる。
一方、ペンで、ペンチップ部2410は電場を受信または送信する部分であって、1つまたは2つ以上のペンチップを含むことができる。
ペンチップ部2410が2つ以上のペンチップを含む場合、2つ以上のペンチップは一定の距離だけ離れていることができる。
2つ以上のペンチップのうちの1つはタッチパネルTSPと接触するか、または接触するように構成された接触性ペンチップであり、残りは非接触性ペンチップであって、接触性ペンチップの周辺に離隔して位置することができる。
2つ以上のペンチップの距離に対する値は付加情報に含まれてペン信号として出力できる。
2つ以上のペンチップの距離は、ペンのチルト(傾き)を算出することに用いられる。したがって、2つ以上のペンチップの距離を意図的に作って設計することによって、ペンチルトを算出できるようにする。
一方、マルチペンセンシングが可能であるように、本発明の実施形態に係るペンから出力されるダウンリンク信号(DLS)は、タッチパネルTSP及びペンの間のプロトコルとして定義された信号であって、アップリンク信号(ULS)に応答して出力され、ペンの固有情報(UI)を有することができる。
したがって、前述したペンを用いると、タッチ表示装置10はマルチペンセンシングを遂行することができる。
本発明の実施形態に係るペンが受信するアップリンク信号(ULS)は、使用可能固有情報(AUI)を含むビーコン信号を含むことができる。
本発明の実施形態に係るペンが受信するアップリンク信号(ULS)は、拡散スペクトルコード信号を含むことができる。
本発明の実施形態に係るペンが出力するダウンリンク信号(DLS)は、ペンの固有情報(UI)に該当する固有なコードを有する信号を含むことができる。
本発明の実施形態に係るペンが出力するダウンリンク信号(DLS)は、ペンの固有情報(UI)に該当する固有な周波数を有する信号を含むことができる。
図25は本発明の実施形態に係るタッチ回路300に対するダイヤグラムであり、図26は本発明の実施形態に係るタッチ回路300の第1回路ROICの内部回路構成を簡略に示した図である。
図25を参照すると、実施形態に従うタッチ回路300は、パネル駆動信号をタッチパネルTSPに出力し、ペンでパネル駆動信号(アップリンク信号)に応答して出力されたペン信号(ダウンリンク信号)をタッチパネルTSPを通じて受信し、受信したペン信号に対応するデジタル値を出力する1つ以上の第1回路ROICと、ペン信号に対するデジタル値を受信して、これに基づいてペンによるタッチ入力をセンシングするか、またはペンに対するペン情報を認識する第2回路TCRなどを含むことができる。
タッチ回路300の1つ以上の第1回路ROICは、個別部品で具現されるか、または1つの部品で具現できる。
一方、タッチ回路300の1つ以上の第1回路ROICとデータ駆動回路120を具現した1つ以上のソースドライバ集積回路SDICは、1つ以上の統合集積回路SRICに統合されて具現できる。
即ち、各統合集積回路SRICは第1回路ROICとソースドライバ集積回路SDICを含むことができる。
また、タッチ回路300の1つ以上の第1回路ROICと第2回路TCRは1つの部品に統合されて具現されることもできる。
指タッチセンシングと関連して、第1回路ROICは、タッチ駆動信号(TDS)に該当するパネル駆動信号をタッチパネルTSPに出力し、タッチパネルTSPを通じてタッチセンシング信号(SENS)を受信することができる。
第2回路TCRは、タッチセンシング信号(SENS)に基づいて、指、ノーマルペンなどによるタッチ入力の位置をセンシングすることができる。
ペン位置/チルトセンシングと関連して、ペンはダウンリンク信号に該当するペン信号を出力し、第1回路ROICはダウンリンク信号に該当するペン信号をタッチパネルTSPを通じて受信することができる。
ここで、ダウンリンク信号はペンの固有情報(UI)を有することができる。
例えば、ダウンリンク信号はマルチペンセンシングのためにペン識別に用いられる固有情報(UI)に該当する固有なコード(例:DSSSコード)で表現できる。
他の例として、ダウンリンク信号はマルチペンセンシングのためにペン識別に用いられる固有情報(UI)に該当する固有な周波数を有することができる。
第2回路TCRは、ペン信号に基づいてペンを識別し、ペンによるタッチ入力の位置をセンシングするか、またはペンのチルトをセンシングすることができる。
ペン付加情報(データ)認識と関連して、ペンは各種の付加情報(例:ボタン情報、筆圧、ペン識別情報など)を含むデータを含むダウンリンク信号に該当するペン信号を出力し、第1回路ROICはダウンリンク信号に該当するペン信号をタッチパネルTSPを通じて受信することができる。
第2回路TCRは、ペン信号に基づいてペンに対する付加情報を認識することができる。
図26は、実施形態に係るタッチ回路300の第1回路ROICの内部回路構成を示した図である。
図26を参照すると、統合回路SRIC内に含まれることができる第1回路ROICは、第1マルチプレクサ回路MUX1、複数のセンシングユニットSUを含むセンシングユニットブロックSUB、第2マルチプレクサ回路MUX2、及びアナログデジタルコンバータADCなどを含むことができる。
各センシングユニットSUは、プリ−増幅器Pre−AMP、検出回路DET、積分器INTGなどを含むことができる。
ここで、検出回路DETは、図16または図20のN個の検出回路(DET#1〜DET#N)のうちの1つでありうる。
各センシングユニットSUは、場合によって、サンプルアンドホールド回路(Sample and Hold Circuit)などをさらに含むこともできる。
サンプルアンドホールド回路は、各センシングユニットSU毎に1つずつ含まれることもできる。
または、2つ以上のセンシングユニットSU毎に1つのサンプルアンドホールド回路が存在することもでき、場合によって、複数のセンシングユニットSUの全体に対して1つのサンプルアンドホールド回路が存在することもできる。
多様な用途のパネル駆動信号(アップリンク信号(ULS)またはタッチ駆動信号(TDS))は、プリ−増幅器Pre−AMPの入力端(例:非反転入力端)を通じて第1マルチプレクサ回路MUX1を経てタッチパネルTSPでの該当信号ラインSLを通じて該当タッチ電極TEに伝達できる。
第1マルチプレクサ回路MUX1は、タッチパネルTSPから受信する信号のうちから1つを選択する。
ここで、タッチパネルTSPから受信する信号はタッチセンシング信号(SENS)またはダウンリンク信号(DLS)でありうる。
第1マルチプレクサ回路MUX1により選択された信号は、センシングユニットブロックSUB内の該当センシングユニットSUに伝達されてプリ−増幅器Pre−AMPを通じて検出回路DETに入力できる。
検出回路DETから出力される電圧は、積分器INTGに入力される。
検出回路DETは、図16または図20のN個の検出回路(DET#1〜DET#N)のうちの1つである。
積分器INTGは、検出回路DETから出力される電圧の積分値を出力する。このような積分器INTGは、比較器、キャパシタなどの素子で構成できる。
積分器INTGから出力された信号は、サンプルアンドホールド回路などを経て第2マルチプレクサ回路MUX2に入力できる。
第2マルチプレクサ回路MUX2は、複数のセンシングユニットSUのうちの1つを選択して、選択されたセンシングユニットの出力電圧をアナログデジタルコンバータADCに入力する。
アナログデジタルコンバータADCは、入力された電圧をデジタル値に変換して、変換されたデジタル値に該当するセンシング値を出力する。
このように出力されたセンシング値は、第2回路TCRで指によるタッチ有無及び/又はタッチ位置を把握することに用いられるか、ペンによるタッチ有無及び/又はタッチ位置を把握することに用いられるか、またはペンに対するペン情報を認識することに用いられる。
前述したように、パネル駆動信号(タッチ駆動信号(TDS)、アップリンク信号(ULS))は、第1回路ROIC内のプリ−増幅器Pre−AMPを通じてタッチパネルTSPに供給されることもできる。
パネル駆動信号(タッチ駆動信号(TDS)、アップリンク信号(ULS))は、第2回路TCRで生成され、パワー管理集積回路(PMIC)で増幅されて、第1回路ROICに入力できる。
前述した方式と異なる方式によりタッチパネルTSPに供給されることもできる。
図27は、本発明の実施形態に係るマルチペンセンシング方法のフローチャートである。
図27を参照すると、本発明の実施形態に係るマルチペンセンシング方法は、タッチパネルTSP内の1つ以上のタッチ電極TEを通じて2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)にアップリンク信号(ULS)を転送するステップ(S2710)と、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々から出力されたダウンリンク信号(DLS)をタッチパネルTSP内の1つ以上のタッチ電極TEを通じて受信するステップ(S2720)と、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)の各々から出力されたダウンリンク信号(DLS)の固有情報(UI)に基づいて、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)を互いに区別してセンシングするステップ(S2730)などを含むことができる。
前述したマルチペンセンシング方法を用いると、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)を正確に区別して認識することができる。即ち、タッチ回路300は受信するペン信号が如何なるペンから出力された信号であるかを正確に区別してペンセンシングに用いることができる。したがって、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)に対する正確なペン入力処理をすることができる。
アップリンク信号(ULS)は、2つ以上のペン(Pen#1〜Pen#N)が互いに異なる固有情報(UI)を有するダウンリンク信号(DLS)を生成するために参照される使用可能固有情報(AUI)を含むことができる。
以上で説明した本発明の実施形態によれば、複数個のペンを同時にセンシングすることができるようにするタッチ表示装置、タッチ回路、ペン、タッチシステム、及びマルチペンセンシング方法を提供することができる。
また、本発明の実施形態によれば、如何なる状況でも、複数個のペンを正確に区別して認識できるようにするタッチ表示装置、タッチ回路、ペン、タッチシステム、及びマルチペンセンシング方法を提供することができる。
また、本発明の実施形態によれば、ペンとタッチパネルとの間の信号送受信を通じてペンをセンシングするに当たって、信号雑音の影響を減らすことができるタッチ表示装置、タッチ回路、ペン、タッチシステム、及びマルチペンセンシング方法を提供することができる。
また、本発明の実施形態によれば、ペンとタッチパネルとの間の信号送受信を通じてペンをセンシングするに当たって、電力及び帯域幅の使用効率を高めることができるタッチ表示装置、タッチ回路、ペン、タッチシステム、及びマルチペンセンシング方法を提供することができる。
一方、本発明の実施形態に係るタッチシステムにおいて、1フレーム期間の間、ビーコン信号転送期間、ペン位置センシング期間、ペン情報センシング期間、及びフィンガーセンシング期間などを全て含むか、または一部の種類の期間のみを含むこともできる。
1フレーム期間で、1フレーム期間の間、ビーコン信号転送期間、ペン位置センシング期間、ペン情報センシング期間、及びフィンガーセンシング期間などの個数及び順序は多様に変更できる。
1フレーム期間内で、各LHBを如何なる種類の期間に、如何なる順序に割り当てるかに対するLHB駆動方式と、各LHBでのパネル及びペン駆動と関連した信号の転送方式及び信号フォーマットなどは、プロトコル(Protocol)として予め規定されており、このようなプロトコルはタッチ表示装置10とペンとの間に予め規定されているか、またはビーコン信号などを通じてタッチ表示装置10からペンに伝達できる。
前記プロトコルは、タッチシステムの駆動環境、ペンの存否及び個数、パネルまたはペンの駆動状態や条件などの多様な状況変化によって適応的に変更できる。
以上の説明及び添付した図面は、本発明の技術思想を例示的に説明したことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から外れない範囲で構成の結合、分離、置換、及び変更などの多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためのものであり、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は請求範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものとして解釈されるべきである。