JP2019121389A - タッチ表示装置、タッチシステム、タッチ駆動回路、ペン、及びペンセンシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザがペンを傾けて使用してもペンを正確にセンシングするタッチ表示装置、タッチシステム、タッチ駆動回路、ペン、及びペンセンシング方法を提供する。【解決手段】ペンから出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号を多数のタッチ電極の全体または一部を通じて受信し、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度と第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度に基づいてペンをセンシングする。【選択図】図２３

Description

本発明は、タッチ表示装置、タッチシステム、タッチ駆動回路、ペン、及びペンセンシング方法に関するものである。

情報化社会が発展するにつれて、画像を表示するためのタッチディスプレイ装置に対する要求が多様な形態に増加しており、最近は、液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機発光表示装置などのさまざまな表示装置が活用されている。

このような表示装置は、ボタン、キーボード、マウスなどの通常的な入力方式から脱皮して、ユーザが容易に情報または命令を直観的で、かつ便利に入力することができるようにするタッチベースの入力方式を提供する。

このようなタッチベースの入力方式を提供するためには、ユーザのタッチ有無を把握し、タッチ座標が正確に検出できなければならない。

また、指などの他にも、精巧なペンタッチ入力に対する要求の増大によってペンタッチ技術に対する開発もなされている。

このような従来のペンタッチ技術の場合、ユーザがペンを垂直に立てて使用するようになれば大きい問題がないが、ユーザがペンを傾けて使用するようになれば、実際のペン位置とは異なる個所をペンの位置としてセンシングすることがある。

この場合、該当ペンタッチ入力と関連した動作にならないとか、関係のない動作が遂行されるなどの誤動作になるか、またはユーザがペンを用いてタッチ（筆記）する地点と異なる地点でタッチ関連表示をすることもある。このような現象はユーザが右利きか、左利きかによって、一層激しくなることがある。

このような背景で、本発明の実施形態の目的は、ユーザがペンを傾けて使用してもペンを正確にセンシングすることにある。

また、本発明の実施形態の他の目的は、２つの信号送信媒体（チップ、リング）を有するペンを提供し、このようなペンを通じてペンチルトをより正確にセンシングすることにある。

また、本発明の実施形態の更に他の目的は、ペンチルトに従う座標誤差を補正して正確なペン座標をセンシングすることにある。

また、本発明の実施形態の更に他の目的は、ペンが有する２つの信号送信媒体（チップ、リング）を時分割駆動してペンを効率よくセンシングすることにある。

また、本発明の実施形態の更に他の目的は、ペンが有する２つの信号送信媒体（チップ、リング）を同時駆動してペンを速かにセンシングすることにある。

一態様において、本発明の実施形態は、タッチパネルに含まれた多数のタッチ電極のうち、全体または一部にアップリンク信号を供給するための駆動ユニット；及びペンのチップから出力された第１ダウンリンク信号とペンのリングから出力された第２ダウンリンク信号が多数のタッチ電極のうちの全体または一部から受信される時、センシングデータを生成し出力するためのセンシングユニットを含むタッチ駆動回路を提供することができる。

ペンが前記タッチパネルの表面に対して所定の角度以上傾いた場合、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうち、最大値を受信するタッチ電極と第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうち、最大値を受信するタッチ電極は互いに異なることがある。

他の態様において、本発明の実施形態は、多数のタッチ電極を含むタッチパネルと、ペンから出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号を多数のタッチ電極の全体または一部を通じて受信し、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度と第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度に基づいてペンのペン座標またはペンチルトを感知するタッチ回路を含むタッチ表示装置を提供することができる。

このようなタッチ表示装置において、ペンがタッチパネルの表面に対して所定の角度以上傾いた場合、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極は互いに異なることがある。

第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は、電圧レベルが可変である、変調された信号でありうる。

第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は、互いに異なる振幅を有することができる。

第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号との間には、位相差がありうる。

第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は、異なる期間にペンから出力されることができる。

第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は、同一の期間にペンから出力されることができる。

タッチ回路は、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度と第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度に基づいてペンに対するペン座標及びペンチルトをセンシングすることができる。

更に他の態様において、本発明の実施形態は、ハウジングと、ハウジングの外部に突出したチップ（Tip）と、ハウジングの内部に備えられ、ハウジングの内側面を覆いかぶせる形態を有するリング（Ring）と、ハウジングの内部に備えられ、チップ及びリングのうちの１つ以上と電気的に連結され、チップ及びリングのうちの１つ以上を通じてダウンリンク信号を出力するペン駆動回路を含むペンを提供することができる。

このようなペンにおいて、チップから出力されたダウンリンク信号とリングから出力されたダウンリンク信号は、チップの位置で互いに異なる信号強度を有するか、または位相差がありうる。

また、ペン駆動回路はチップとリングを時分割駆動するか、または同時駆動することができる。

ペンは、チップとリングが時分割駆動される場合、第１タイミングにチップをペン駆動回路に電気的に連結し、第１タイミングと異なる第２タイミングにリングをペン駆動回路に電気的に連結する第１スイッチ回路をさらに含むことができる。

ペンは、チップとリングが同時駆動される場合、チップとリングを同時にペン駆動回路に電気的に連結する第２スイッチ回路をさらに含むことができる。

更に他の態様において、本発明の実施形態は、タッチパネルに含まれた多数のタッチ電極の全体または一部にアップリンク信号を供給する駆動部と、ペンから出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号が多数のタッチ電極の全体または一部を通じて受信されれば、センシングデータを生成して出力するセンシング部を含むタッチ駆動回路を提供することができる。

ペンがタッチパネルの表面に対して所定の角度以上傾いた場合、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極は互いに異なることができる。

第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は、互いに異なる振幅を有することができる。

第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号との間には、位相差がありうる。

第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は、異なる期間にペンから出力されることができる。

第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は、同一の期間にペンから出力されることがある。

更に他の態様において、本発明の実施形態は、タッチパネルに含まれた多数のタッチ電極の全体または一部にアップリンク信号を供給するステップと、ペンから出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号を多数のタッチ電極の全体または一部を通じて受信するステップと、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度と第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度に基づいてペンをセンシングするステップとを含むペンセンシング方法を提供することができる。

ペンがタッチパネルの表面に対して所定の角度以上傾いた場合、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極は互いに異なることができる。

第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は、異なる期間に受信されるか、または同一の期間に受信できる。

ペンをセンシングするステップは、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度からペンに含まれたチップのチップ座標を決定し、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度からペンに含まれたリングのリング座標を決定するステップと、チップ座標とリング座標の距離を計算するステップと、チップ座標とリング座標の距離に基づいて、チップ座標またはリング座標を補正してペンに対するペン座標を決定するステップとを含むことができる。

ペンをセンシングするステップは、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度からペンに含まれたチップのチップ座標を決定し、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度からペンに含まれたリングのリング座標を決定し、チップ座標とリング座標の距離を計算し、チップ座標とリング座標の距離と、チップとリングの間隔に基づいてペンチルトを計算し、ペンチルト、チップ座標、及びリング座標に基づいてペン座標を決定することができる。

ペンをセンシングするステップは、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度からペンに含まれたチップのチップ座標を決定し、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度からペンに含まれたリングのリング座標を決定するステップと、チップ座標及びリング座標に基づいてチップ座標及びリング座標の間の距離を計算するステップと、距離に基づいてペンに対するペンチルトを計算するステップと、距離に基づいてペン座標オフセットの定数補正値を計算し、ペンチルトに基づいてペン座標オフセットの方向補正値を計算するステップと、チップ座標またはリング座標と、ペン座標オフセットの定数補正値、及び方向補正値に基づいてペン座標を決定するステップとを含むことができる。

更に他の態様において、本発明の実施形態は、多数のタッチ電極を含むタッチパネルと、多数のタッチ電極の全体または一部にアップリンク信号を供給し、タッチ電極の全体または一部を通じてダウンリンク信号を受信するタッチ回路を含むタッチ表示装置と、アップリンク信号を受信し、ダウンリンク信号を出力するペンを含むタッチシステムを提供することができる。

タッチ回路は、ペンから出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号を多数のタッチ電極の全体または一部を通じて受信し、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度と第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度に基づいてペンのペン座標またはペンチルトを感知することができる。

ペンがタッチパネルの表面に対して所定の角度以上傾いた場合、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極は互いに異なることができる。

以上で説明した本発明の実施形態によれば、ユーザがペンを傾けて使用してもペンを正確にセンシングすることができる。

また、本発明の実施形態によれば、２つの信号送信媒体（チップ、リング）を有するペンを提供し、このようなペンを通じてペンチルトをより正確にセンシングすることができる。

また、本発明の実施形態によれば、ペンチルトに従う座標誤差を補正して正確なペン座標をセンシングすることができる。

また、本発明の実施形態によれば、ペンが有する２つの信号送信媒体（チップ、リング）を時分割駆動してペンを効率よくセンシングすることができる。

また、本発明の実施形態によれば、ペンが有する２つの信号送信媒体（チップ、リング）を同時駆動してペンを速かに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システムを概略的に示す図である。 本発明の実施形態に係るタッチ表示装置におけるディスプレイパートを示す図である。 本発明の実施形態に係るタッチ表示装置における２つの類型のタッチセンシングパートを示す図である。 本発明の実施形態に係るタッチ表示装置における２つの類型のタッチセンシングパートを示す図である。 本発明の実施形態に係るタッチ表示装置の具現例示図である。 本発明の実施形態に係るタッチ表示装置のディスプレイ駆動とタッチ駆動の時分割駆動方式を示す駆動タイミングを示す図である。 本発明の実施形態に係るタッチ表示装置のディスプレイ駆動とタッチ駆動の独立駆動方式を示す駆動タイミングを示す図である。 本発明の実施形態に係るタッチ表示装置とペンとの間のタッチ駆動動作を示す図である。 本発明の実施形態に係るタッチ表示装置とペンとの間のタッチ駆動動作に対する駆動タイミングを示す例示図である。 本発明の実施形態に係るペンを示す図である。 本発明の実施形態に係るペンを垂直に使用する場合、ペンから出力されたダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布を例示的に示す図である。 本発明の実施形態に係るペンを傾けて使用する場合、ペンから出力されたダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布を例示的に示す図である。 本発明の実施形態に係るペンを示す他の図である。 本発明の実施形態に係るペンでリング構造を例示的に示す図である。 本発明の実施形態に係るペンでチップとリングとの間の間隔を例示的に示す図である。 本発明の実施形態に係るペンでチップとリングとの間の間隔を例示的に示す図である。 本発明の実施形態に係るペンのチップとリングの各々から出力されてタッチ駆動回路で受信された第１ダウンリンク信号と第２ダウンリンク信号を示す例示図である。 本発明の実施形態に係るペンのチップとリングの各々から出力されてタッチ駆動回路で受信された第１ダウンリンク信号と第２ダウンリンク信号を示す例示図である。 本発明の実施形態に係るペンを垂直に使用する場合、ペンから出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布を例示的に示す図である。 本発明の実施形態に係るペンを傾けて使用する場合、ペンから出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布を例示的に示す図である。 本発明の実施形態に係るペンチルトの変化に従うチップ座標及びリング座標と、チップ座標及びリング座標の間の距離を測定する環境と測定結果を示す図である。 本発明の実施形態に係るペンチルトの変化に従うチップ座標及びリング座標と、チップ座標及びリング座標の間の距離を測定する環境と測定結果を示す図である。 本発明の実施形態に係るペンセンシング方法のフローチャートである。 本発明の実施形態に係るペンセンシング方法におけるペンセンシングステップのフローチャートである。 本発明の実施形態に係るペンセンシング方法に従うペンチルト及びペン座標を計算する方法の例示である。 本発明の実施形態に係るペンセンシング方法の他のフローチャートである。 本発明の実施形態に係るペンのチップとリングを時分割駆動する場合、タッチ表示装置とペンとの間のタッチ駆動動作に対する駆動タイミングを示す図である。 本発明の実施形態に係るペンのチップとリングを時分割駆動する場合、チップとリングの各々に対するスイッチング構造を示す例示図である。 本発明の実施形態に係るペンのチップとリングを同時駆動する場合、タッチ表示装置とペンとの間のタッチ駆動動作に対する駆動タイミングを示す図である。 本発明の実施形態に係るペンのチップとリングを同時駆動する場合、チップとリングの各々に対するスイッチング構造を示す例示図である。 本発明の実施形態に係るタッチ駆動回路を示す例示図である。 本発明の実施形態に係るタッチ駆動回路のブロック図である。

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、同一の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の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ことができる。

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、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、各構成要素の間に他の構成要素が“介在”されるか、または各構成要素が他の構成要素を通じて“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。

図１は、本発明の実施形態に係るタッチシステムを概略的に示す図である。

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２０などを含むことができる。

本発明の実施形態に係るタッチ表示装置１０は、映像を表示する映像表示機能を提供するだけでなく、指及びペン２０などによるタッチセンシング機能も提供することができる。

ここで、‘ペン２０’は信号送受信機能を有するか、タッチ表示装置１０と連動動作が遂行できるか、自己の電源を含むタッチ道具であるアクティブペン（Active Pen）と、信号送受信機能及び自己の電源などのないタッチ道具であるパッシブペン（Passive Pen）などを含むことができる。

ここで、タッチ道具は指だけでなく、指に代えて画面をタッチすることができる全ての物体を意味し、タッチオブジェクトまたはタッチポインタともいうことができる。

以下で、指はパッシブペンなどの受動的なタッチ道具を代表するものとして見なし、ペン２０はアクティブペンなどの能動的なタッチ道具を代表するものとして見なすことができる。ここで、ペン２０はスタイラス（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）ともいうことができる。

本発明の実施形態に係るタッチ表示装置１０は、一例に、テレビ（TV）、モニターなどであるか、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パート（Display Part）と、タッチセンシングのためのタッチセンシングパート（Touch Sensing Part）を含むことができる。

以下では、図２から図４を参照して、タッチ表示装置１０のディスプレイパート（Display Part）とタッチセンシングパート（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パートを示す図である。

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のディスプレイパート（Display Part）は、表示パネル１１０、データ駆動回路１２０、ゲート駆動回路１３０、及びディスプレイコントローラ１４０などを含むことができる。

表示パネル１１０は、多数のデータライン（ＤＬ）と多数のゲートライン（ＧＬ）が配置され、多数のデータライン（ＤＬ）と多数のゲートライン（ＧＬ）により定義される（区画される）多数のサブピクセル（ＳＰ）が配列されている。

データ駆動回路１２０は、多数のデータライン（ＤＬ）にデータ電圧を供給して多数のデータライン（ＤＬ）を駆動する。

ゲート駆動回路１３０は、多数のゲートライン（ＧＬ）にスキャン信号を順次に供給して多数のゲートライン（ＧＬ）を駆動する。

ディスプレイコントローラ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。

このようなディスプレイコントローラ１４０は、各ディスプレイ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、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。

このようなディスプレイコントローラ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。

このようなディスプレイコントローラ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、場合によって、アナログデジタルコンバータ（Analog to Digital Converter）など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）、レベルシフター（Level Shifter）などを含むことができる。

データ駆動回路１２０は、表示パネル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表示パネル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、表示パネル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表示パネル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、表示パネル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。

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における２つ類型のタッチセンシングパート（Touch Sensing Part）を例示的に示す図である。

図３は本発明の実施形態に係るタッチ表示装置におけるミューチュアルキャパシタンス（相互容量）ベースのタッチセンシングのためのタッチセンシングパートを例示的に示す図であり、図４は本発明の実施形態に係るタッチ表示装置におけるセルフキャパシタンス（自己容量）ベースのタッチセンシングのためのタッチセンシングパートを例示的に示す図である。

図３及び図４を参照すると、タッチ表示装置１０はキャパシタンスベースのタッチセンシング技法により指及び／又はペン２０によるタッチ有無またはタッチ位置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は多数のタッチ電極（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）ベースのタッチセンシング機能を提供することができる。

これとは異なり、タッチ表示装置１０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）ベース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ベース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）が交差して配置できる。

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）の各々は同一の行に配置された第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されることができ、第２タッチ電極ライン（Ｒ１〜Ｒ６）の各々は同一の列に配置された第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ベースのタッチセンシングのために、タッチパネル（ＴＳＰ）には多数のタッチ電極（ＴＥ）が配置できる。

多数のタッチ電極（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。

多数のタッチ電極（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ベース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ベース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）は表示パネル１１０と別途に製作されて表示パネル１１０に結合される外付け（アド−オン（Add-On）タイプともいう）であるか、または表示パネル１１０に内蔵される内蔵型（例：イン−セル（In-Cell）タイプ、オン−セル（On-Cell）タイプなど）でありうる。

タッチパネル（ＴＳＰ）が表示パネル１１０に内蔵された場合、表示パネル１１０の製作時、タッチ電極（ＴＥ）がディスプレイ駆動と関連した他の電極や信号配線と共に形成できる。

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。但し、図５はタッチパネル（ＴＳＰ）が表示パネル１１０に内蔵された場合に対する具現例示である。

図５を参照すると、タッチ回路３００は、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つ以上のタッチ駆動回路（ＴＩＣ）と、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）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／又は位置などを検出するタッチコントローラ（ＴＣＲ）などを含むことができる。

タッチ回路３００に含まれた１つ以上のタッチ駆動回路（ＴＩＣ）の各々は、１つの集積回路（ＩＣ）で具現できる。

一方、タッチ回路３００に含まれた１つ以上のタッチ駆動回路（ＴＩＣ）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、統合された１つ以上の統合集積回路（ＳＲＩＣ）に統合されて具現されることもできる。

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）はタッチ駆動回路（ＴＩＣ）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タッチ駆動回路（ＴＩＣ）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）が表示パネル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）が表示パネル１１０に内蔵される内蔵型の場合、各タッチ電極（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、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を多数個にブロック化し、これをタッチ電極（ＴＥ）に活用することができる。例えば、タッチ電極（ＴＥ）は、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、共通電圧が印加できる。

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、共通に共通電圧の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のタッチ駆動回路（ＴＩＣ）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のタッチ駆動回路（ＴＩＣ）によりタッチセンシング信号が検出されることができる。

また、各タッチ電極（ＴＥ）は重畳する多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多数のスリット（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、多数のタッチ電極（ＴＥ）及び多数の信号ライン（ＳＬ）は、表示パネル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、表示パネル１１０の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って、共通電圧はカソード電圧でありうる。

この場合、多数のタッチ電極（ＴＥ）の各々はオープン領域（開口部）のない電極形態でありうる。この際、多数のタッチ電極（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、多数のタッチ電極（ＴＥ）の各々は多数個のオープン領域（開口部）があるメッシュタイプの電極でありうる。この際、多数のタッチ電極（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、タッチセンシングとは関連がないことがある他の電極及び信号ライン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２０によるタッチ入力をセンシングするか、またはペン２０のペン情報を認識するためにタッチ回路３００から出力された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（ＤＬ）または一部のデータライン（ＤＬ）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。

他の例を挙げると、タッチ駆動期間の間、全てのゲートライン（ＧＬ）または一部のゲートライン（ＧＬ）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。

更に他の例を挙げると、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、本発明の実施例において、パネル駆動信号はタッチパネル（ＴＳＰ）、表示パネル１１０、またはタッチパネル（ＴＳＰ）を内蔵する表示パネル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において、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）とソースドライバ集積回路（ＳＤＩＣ）を表示パネル１１０と電気的に連結するために、統合集積回路（ＳＲＩＣ）はフィルム上に実装され、フィルムの一端がタッチパネル（ＴＳＰ）と連結され、フィルムの他端が印刷回路基板（ＰＣＢ）に連結できる。この場合、統合集積回路（ＳＲＩＣ）はチップオンフィルム（ＣＯＦ：Chip On Film）タイプということができる。

統合集積回路（ＳＲＩＣ）が実装されたフィルムと連結された印刷回路基板（ＰＣＢ）上には実装されたタッチコントローラ（ＴＣＲ）が実装できる。

一方、統合集積回路（ＳＲＩＣ）はタッチパネル（ＴＳＰ）上にボンディングされるチップオンガラス（ＣＯＧ：Chip On Glass）タイプでも具現できる。

一方、タッチ回路３００の１つ以上のタッチ駆動回路（ＴＩＣ）とタッチコントローラ（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、実施形態に係るタッチ表示装置１０のディスプレイ駆動とタッチ駆動の時分割駆動方式を示す駆動タイミングを示す図である。

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、映像表示のための‘ディスプレイ駆動’と、指及び／又はペン２０によるタッチ（指タッチ及び／又はペンタッチ）をセンシングするための‘タッチ駆動（指タッチ駆動及び／又はペンタッチ駆動）’を時分割して遂行することができる。

タッチ表示装置１０では、ディスプレイ駆動期間（Ｄ１、Ｄ２、．．．）とタッチ駆動期間（Ｔ１、Ｔ２、．．．）が交互に割り当てられる。

ディスプレイ駆動期間（Ｄ１、Ｄ２、．．．）の間にはディスプレイ駆動が進行されて映像表示され、タッチ駆動期間（Ｔ１、Ｔ２、．．．）の間にはタッチ駆動（指タッチ駆動及び／又はペンタッチ駆動）が進行されて指タッチがセンシングされるか、またはペンタッチがセンシングできる。

このような時分割駆動方式の場合、タッチ駆動期間（Ｔ１、Ｔ２、．．．）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。

一方、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、同期化信号（ＴＳＹＮＣ）を用いて、ディスプレイ駆動期間（Ｄ１、Ｄ２、．．．）とタッチ駆動期間（Ｔ１、Ｔ２、．．．）を識別または制御することができる。即ち、同期化信号（ＴＳＹＮＣ）はタッチ駆動期間（Ｔ１、Ｔ２、．．．）を定義する駆動タイミング制御信号である。

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）はタッチ駆動期間（Ｔ１、Ｔ２、．．．）を指示し、同期化信号（ＴＳＹＮＣ）のローレベル区間（または、ハイレベル区間）はディスプレイ駆動期間（Ｄ１、Ｄ２、．．．）を指示することができる。

一方、１つのディスプレイフレーム期間は、１つのディスプレイ駆動期間と１つのタッチ駆動期間を含むことができる。この場合、１つのディスプレイフレーム画面が表示された以後、タッチ駆動が進行できる。

これとは異なり、１つのディスプレイフレーム期間は２つ以上のディスプレイ駆動期間と２つ以上のタッチ駆動期間を含むことができる。

例えば、図６を参照すると、１つのディスプレイフレーム期間は１６個のディスプレイ駆動期間（Ｄ１〜Ｄ１６）と１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）を含むことができる。この場合、１つのディスプレイフレーム画面が１／１６ずつ分かれて表示され、その間毎にタッチ駆動が進行できる。

図７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とタッチ駆動の独立駆動方式を示す駆動タイミングを示す図である。

図７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、映像表示のための‘ディスプレイ駆動’と、指及び／又はペン２０によるタッチ（指タッチ及び／又はペンタッチ）をセンシングするための‘タッチ駆動（指タッチ駆動及び／又はペンタッチ駆動）’を独立的に遂行することもできる。

この場合、ディスプレイ駆動とタッチ駆動は、図６のように、時分割された異なる時間帯に進行されることもでき、同一時間帯に同時に進行されることもできる。または、時分割されて進行されてからあるタイミングには同時に進行されることもできる。

ディスプレイ駆動とタッチ駆動が独立的に進行される場合、タッチ駆動はディスプレイ駆動に関わらず進行されることができ、反対に、ディスプレイ駆動もタッチ駆動とは関わらず進行できる。

タッチ表示装置１０では、ディスプレイ駆動期間（Ｄ１、Ｄ２、．．．）とタッチ駆動期間（Ｔ１、Ｔ２、．．．）が交番しながら割り当てられる。

例えば、ディスプレイ駆動とタッチ駆動が同時に進行される場合、ディスプレイ駆動によって映像が表示される間、タッチ駆動が進行されて指タッチがセンシングされるか、またはペンタッチがセンシングできる。

ディスプレイ駆動とタッチ駆動が独立的に進行される場合、ディスプレイ駆動期間は通常のディスプレイ駆動制御信号（例：垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）など）により制御できる。タッチ駆動期間は、同期化信号（ＴＳＹＮＣ）により制御できる。

この場合、同期化信号（ＴＳＹＮＣ）はディスプレイ駆動期間（Ｄ１、Ｄ２、．．．）とタッチ駆動期間（Ｔ１、Ｔ２、．．．）を区分して定義する図６の同期化信号（ＴＳＹＮＣ）とは異なり、タッチ駆動期間（Ｔ１、Ｔ２、．．．）のみを定義することができる。

例えば、同期化信号（ＴＳＹＮＣ）がハイレベル（または、ローレベル）である期間は、タッチ駆動が遂行されるタッチ駆動期間（Ｔ１、Ｔ２、．．．）を指示し、同期化信号（ＴＳＹＮＣ）がローレベル（または、ハイレベル）である期間は、タッチ駆動が遂行されない期間を指示することができる。

一方、同期化信号（ＴＳＹＮＣ）で１つのハイレベル期間（または、ローレベル期間）の間、即ち、１つのタッチ駆動期間の間、画面全領域で指タッチ及び／又はペンタッチを１回センシングすることもできる。この場合、１つのタッチ駆動期間が１つのタッチフレーム期間に対応できる。

これとは異なり、同期化信号（ＴＳＹＮＣ）で２つ以上のハイレベル期間（または、ローレベル期間）の間、即ち、２つ以上のタッチ駆動期間の間、画面全領域で指タッチ及び／又はペンタッチを１回センシングすることもできる。この場合、２つ以上のタッチ駆動期間が１つのタッチフレーム期間に対応できる。

例えば、同期化信号（ＴＳＹＮＣ）で１６個のハイレベル期間（または、ローレベル期間）の間、即ち、１６個のタッチ駆動期間の間、画面全領域で指タッチ及び／又はペンタッチを１回センシングすることもできる。この場合、１６個のタッチ駆動期間が１つのタッチフレーム期間に対応できる。

一方、タッチ駆動期間（Ｔ１、Ｔ２、．．．）の各々は、指タッチをセンシングするための指タッチ駆動が進行されることもでき、ペンタッチをセンシングするためのペンタッチ駆動が進行できる。

また、タッチパネル（ＴＳＰ）は表示パネル１１０に内蔵されることもでき、表示パネル１１０の外部に存在することもできる。以下では、説明の便宜のために、タッチパネル（ＴＳＰ）が表示パネル１１０に内蔵されることを例に挙げて説明し、タッチパネル（ＴＳＰ）を簡単にパネル（ＴＳＰ）とも記載する。

図８は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置１０とペン２０との間のタッチ駆動動作を示す図である。

ペンタッチをセンシングするためのペンタッチ駆動時、タッチ表示装置１０のタッチ回路３００はタッチパネル（ＴＳＰ）を媒介にしてペン２０と信号をやりとりする。

タッチ回路３００からタッチパネル（ＴＳＰ）に供給されて、タッチパネル（ＴＳＰ）を通じてペン２０に伝達される信号をアップリンク信号（Uplink Signal）といい、ペン２０からタッチパネル（ＴＳＰ）に出力されて、タッチパネル（ＴＳＰ）を通じてタッチ回路３００に伝達される信号をダウンリンク信号（Downlink Signal）という。

ペンタッチ駆動及びこれを通じてのペンタッチセンシングのためのタッチ表示装置１０とペン２０との間の信号送受信に対する方法及びタイミングなどと、送受信される信号のフォーマットなどは、プロトコルに予め定義されており、このようなプロトコルはプログラムやプログラム実行と関連したコードまたはデータなどで具現されて、タッチ回路３００及びペン２０に貯蔵されるか、またはタッチ回路３００及びペン２０により実行できる。

ペンタッチをセンシングするためのペンタッチ駆動のために、タッチ表示装置１０は、タッチ表示装置１０とペン２０との間の連動動作を定義するか、ペン２０の駆動動作を制御するか、またはペン２０の駆動動作に必要な各種の情報を含むアップリンク信号をペン２０に提供することができる。

より具体的に、タッチ表示装置１００のタッチ回路３００はアップリンク信号をタッチパネル（ＴＳＰ）に含まれた多数のタッチ電極（ＴＥ）のうちの１つ以上に供給する。これによって、タッチパネル（ＴＳＰ）に隣接したペン２０はタッチパネル（ＴＳＰ）に含まれた多数のタッチ電極（ＴＥ）のうちの１つ以上を通じてアップリンク信号を受信することができる。

ペン２０はタッチ表示装置１０から転送されたアップリンク信号に応答して、タッチ回路３００がペン２０に対するペン座標（位置ともいうことができる）及び／又はペンチルト（簡単に縮めてチルトともいうことができる）をセンシングすることができるようにするダウンリンク信号を出力することができる。

または、ペン２０はタッチ表示装置１０から転送されたアップリンク信号に応答して、各種の付加情報などを示すダウンリンク信号を出力することもできる。

このように、ペン２０から出力されたダウンリンク信号はタッチパネル（ＴＳＰ）に含まれた多数のタッチ電極（ＴＥ）のうちの１つ以上に印加できる。

タッチ表示装置１０のタッチ回路３００は、ペン２０から出力されたダウンリンク信号を１つ以上のタッチ電極（ＴＥ）を通じて受信し、受信されたダウンリンク信号に基づいて、ペン２０のペン座標及び／又はペンチルトをセンシングするか、またはペン２０に対する各種の付加情報を認識することができる。

前記で言及したアップリンク信号は、一例に、ビーコン（Beacon）またはピング信号（Ping Signal）などを含むことができる。

ビーコン（Beacon）は、タッチ表示装置１０とペン２０との間の連動動作を定義するか、ペン２０の駆動動作を制御するか、またはペン２０の駆動動作に必要な各種の情報を含む制御信号である。

例えば、ビーコンは、パネル情報（例：パネル状態情報、パネル識別情報、インセルタイプなどの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、ペンモードなどのモード識別情報）、ダウンリンク信号の特性情報（例：周波数、パルス個数など）、駆動タイミング関連情報、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）などのうちの１つ以上を含むことができ、表示タッチパネル（ＴＳＰ）とペン２０との間の駆動同期化のための情報をさらに含むことができる。

ピング信号は、ダウンリンク信号の同期化のための同期制御信号でありうる。

ダウンリンク信号に含まれることができる付加情報は、一例に、筆圧、ペンＩＤ、ボタン情報、バッテリー情報、情報エラーチェック、及び訂正のための情報などのうちの１つ以上を含むことができる。

図９は、本発明の実施形態に係るタッチ表示装置１０とペン２０との間のタッチ駆動動作に対する駆動タイミングを示す例示図である。但し、１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）が規則的に反復されることを例に挙げる。この場合、１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）を１つのタッチフレーム期間ということができ、１つのタッチフレーム期間の間、指タッチ及びペンタッチが全てセンシングされることもできる。

図９は、プロトコルにより予め定まったタイミングによって、ペン２０から出力されるダウンリンク信号とタッチ回路３００がタッチパネル（ＴＳＰ）に供給する各種の信号（アップリンク信号を含む）を示す。

図９を参照すると、１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）に該当する１つのタッチフレーム期間の間、アップリンク信号のうちの１つであるビーコンがタッチパネル（ＴＳＰ）からペン２０に１回または２回以上転送されることができ、ビーコン転送期間は１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）でプロトコルに予め定まった１つまたは２つ以上のタッチ駆動期間（図９の例示では、Ｔ１）でありうる。

一方、１つのタッチフレーム期間毎にビーコンが周期的に転送されることもでき、２つ以上のタッチフレーム期間毎にビーコンが周期的に転送されることもでき、予め定まったイベント発生などによって任意のタッチフレーム期間にビーコンが転送できる。

タッチパネル（ＴＳＰ）からペン２０にビーコンが転送されれば、ペン２０はビーコンに応答して予め規定されたプロトコルによって定まったタッチ駆動期間（図９の例示では、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ９、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５）にダウンリンク信号を出力することができる。

ペン２０から出力されるダウンリンク信号は、タッチ表示装置１０がペン２０のペン座標（位置）、ペンチルトをセンシングすることができるようにするダウンリンク信号でありうる。

例えば、ペン２０から出力される１つのダウンリンク信号は、タッチ表示装置１０がペン２０のペン座標とペンチルトのうちの１つをセンシングすることができるようにするダウンリンク信号であって、タッチ表示装置１０がペン２０のペン座標とペンチルトを全てセンシングすることができるようにするダウンリンク信号でありうる。

また、ペン２０から出力されるダウンリンク信号は、ペン２０の各種の付加情報が含まれたデータ（Data）を示すダウンリンク信号でありうる。ここで、データはペン２０の各種の付加情報を含むが、各種の付加情報は、一例に、筆圧、ペンＩＤ、ボタン情報、バッテリー情報、情報エラーチェック、及び訂正のための情報などを含むことができる。

ペン２０から出力されるダウンリンク信号はタッチパネル（ＴＳＰ）に含まれた多数のタッチ電極（ＴＥ）のうちの１つ以上に印加できる。

一方、図９を参照すると、１つのタッチフレーム期間に含まれた１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）は、ペン座標及びペンチルトのうちの１つ以上をセンシングするための１つ以上のタッチ駆動期間（例：Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３）を含むことができる。

このようなタッチ駆動期間（例：Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３）に合せて、ペン２０はペン座標及びペンチルトのうちの１つ以上のセンシングと関連したダウンリンク信号を出力することができる。

この場合、ダウンリンク信号は周期的にハイレベルとローレベルとの間をスイングするパルスからなる信号でありうる。

また、図９を参照すると、１つのタッチフレーム期間に含まれた１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）はデータをセンシングすることができる１つ以上のタッチ駆動期間（例：Ｔ３、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ１４、Ｔ１５）を含むこともできる。

このようなタッチ駆動期間（例：Ｔ３、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ１４、Ｔ１５）に合せて、ペン２０はデータセンシングと関連したダウンリンク信号を出力することができる。

このような場合、ダウンリンク信号は該当データに含まれた付加情報を表現する非周期的なパルスからなる信号でありうる。

前述したように、プロトコルで定義されたタッチ駆動期間に合せてペン２０からダウンリンク信号が出力されれば、タッチ回路３００はタッチパネル（ＴＳＰ）を通じてダウンリンク信号を受信し、受信されたダウンリンク信号に基づいてペンセンシング（Pen Sensing）処理を遂行することができる。

ここで、ペンセンシング処理はペン座標をセンシングする処理と、ペンチルトをセンシングする処理と、データ（Data）に含まれたペン付加情報を認識する処理のうちの１つ以上を含むことができる。

一方、１つのタッチフレーム期間に含まれた１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）は指タッチをセンシングするための１つ以上のタッチ駆動期間（例：Ｔ４、Ｔ６、Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１６）を含むことができる。

このような１つ以上のタッチ駆動期間（例：Ｔ４、Ｔ６、Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１６）の間、タッチ回路３００は指タッチをセンシングするためのタッチ駆動信号（ＴＤＳ）をタッチパネル（ＴＳＰ）に含まれた多数のタッチ電極（ＴＥ）の全体または一部に供給することができる。

このようなタッチ駆動信号（ＴＤＳ）は、ハイレベルとローレベルとの間をスイングする信号でありうる。即ち、タッチ駆動信号（ＴＤＳ）は電圧レベルが可変である変調信号でありうる。

一方、ペンタッチをセンシングするためのタッチ駆動期間（例：Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ９、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５）のうち、ビーコン転送期間に該当するタッチ駆動期間（例：Ｔ１）を除外した残りのタッチ駆動期間（例：Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ９、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５）の間、タッチ回路３００はタッチパネル（ＴＳＰ）に電圧レベルが一定のＤＣ電圧を供給することができる。

ここで、ＤＣ電圧はタッチ駆動信号（ＴＤＳ）及びビーコンなどのローレベル電圧であるか、ハイレベル電圧であるか、ローレベル電圧とハイレベル電圧との間の任意の電圧であるか、またはグラウンド電圧でありうる。

図９で、ペンタッチをセンシングするためのタッチ駆動期間（例：Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ９、Ｔ１３、Ｔ１４、Ｔ１５）の間に進行されるタッチ駆動は、ペンタッチ駆動（ＰＴＤ）という。そして、指タッチをセンシングするためのタッチ駆動期間（例：Ｔ４、Ｔ８、Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１６）は指タッチ駆動（ＦＴＤ）という。

図１０は、本発明の実施形態に係るペン２０を示す図である。

図１０を参照すると、本発明の実施形態に係るペン２０は、ケースに該当するハウジング１０１０と、ハウジング１０１０の外部に突出したチップ１０２０と、ハウジング１０１０の内部に備えられ、チップ１０２０と１つ以上の信号線１０６０を通じて電気的に連結され、チップ１０２０を通じてダウンリンク信号を出力するペン駆動回路１０３０などを含むことができる。

また、図１０を参照すると、本発明の実施形態に係るペン２０は、電源を供給するバッテリー１０４０と、ボタン、通信モジュール、ディスプレイなどの各種の周辺装置１０５０などをさらに含むことができる。

一方、ペン駆動回路１０３０はタッチパネル（ＴＳＰ）に配置された１つ以上のタッチ電極（ＴＥ）を通じてアップリンク信号（例：ビーコン、ピング信号など）を受信することもできる。

ペン駆動回路１０３０は、チップ１０２０を通じてアップリンク信号を受信するための受信部と、チップ１０２０を通じてダウンリンク信号を送信するための送信部と、ペン駆動動作を制御する制御部などをさらに含むことができ、筆圧を測定する圧力部などをさらに含むこともできる。

一方、ハウジング１０１０は電気的にグラウンド（Ground）の役割をすることができる。

図１１は、本発明の実施形態に係るペン２０を垂直に使用する場合、ペン２０から出力されたダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度分布を例示的に示す図である。図１２は、本発明の実施形態に係るペン２０を傾けて使用する場合、ペン２０から出力されたダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度分布を例示的に示す図である。

図１１及び図１２を参照すると、ペン２０から出力されたダウンリンク信号は、タッチパネル（ＴＳＰ）に含まれた多数のタッチ電極（ＴＥ）のうち、ペン２０が位置する地点と対応する１つのタッチ電極（ＴＥ）のみに印加されることもできるが、通常的に、ペン２０が位置する地点とその周辺に位置する２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）に全て印加できる。

２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）に印加されたダウンリンク信号の信号強度は互いに異なることがある。

即ち、ペン２０が位置する地点と近いタッチ電極（ＴＥ）であるほど印加されたダウンリンク信号の信号強度が大きく、ペン２０が位置する地点と遠いタッチ電極（ＴＥ）であるほど印加されたダウンリンク信号の信号強度が小さいことがある。

したがって、タッチ回路３００が２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）の各々を通じて受信するダウンリンク信号の受信信号強度は互いに異なることがある。

タッチ回路３００が２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）の各々を通じて受信するダウンリンク信号の受信信号強度をタッチ電極別に示すと、図１１のように、ペン２０が位置する地点と最も近いタッチ電極（ＴＥ）を通じて受信されるダウンリンク信号の受信信号強度が最も強く（最大値であり）、ペン２０が位置する地点と遠く位置したタッチ電極（ＴＥ）を通じて受信されるダウンリンク信号の受信信号強度が徐々に小さくなる分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）を有する。

このような分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）は、タッチ回路３００がペン２０のチップ１０２０を通じて出力されたダウンリンク信号を２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）の各々を通じて受信した場合、タッチ電極別に受信したダウンリンク信号の受信信号強度を示したものであって、以下では、チップ関連受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）という。

図１１及び図１２のチップ関連受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）に対するグラフは、位置別（タッチ電極別）に受信されるダウンリンク信号の受信信号強度を示すものである。

タッチ回路３００は、チップ関連受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）に基づいてペン座標（Ｐｓ）をセンシングすることができる。

センシングされたペン座標（Ｐｓ）は、チップ関連受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）で受信信号強度が最大値である該当する位置（タッチ電極）と対応できる。

一方、図１１に図示したように、ユーザがペン２０を垂直に使用する場合、ペン２０の中心軸がタッチパネル（ＴＳＰ）の表面の法線（Ｎ、垂直線）に平行（または、同一）するか、またはほぼ平行（同一）することができる。

この場合、チップ関連受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）からセンシングされたペン座標（Ｐｓ）は、タッチパネル（ＴＳＰ）の表面にペン２０が実際に接触または近接している実際位置（Ｐ）とほぼ同一でありうる（Ｐ＝Ｐｓ）。

しかしながら、図１２に図示したように、ユーザがペン２０を傾けて使用する場合、ペン２０の中心軸がタッチパネル（ＴＳＰ）の表面の法線（Ｎ、垂直線）と所定の角度（θ）を有することができる。

ユーザがペン２０を多く傾けるほどペン２０の中心軸がタッチパネル（ＴＳＰ）の表面の法線（Ｎ、垂直線）となす角度（θ）は大きくなる。この角度（θ）をペンチルトということができる。場合によって、ペンチルトは（９０度−θ）と規定することもできる。

図１２に図示したように、ユーザがペン２０を傾けて使用する場合、チップ関連受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）からセンシングされたペン座標（Ｐｓ）はタッチパネル（ＴＳＰ）の表面にペン２０が実際に接触または近接している実際位置（Ｐ）と異なることがある（Ｐ≠Ｐｓ）。

このように、センシングされたペン座標（Ｐｓ）と実際位置（Ｐ）が差が出る場合、ペンタッチセンシング時、誤りが発生したものである。

これによって、ユーザがペン２０で実際にタッチした地点（Ｐ）と異なる地点でタッチ入力処理（例：アイコンクリック（選択）処理、筆記処理、ドローイング処理など）になることがある。この場合、タッチ表示装置１０は該当ペンタッチ入力と関連した動作ができなかったり、関係のない動作をするなどの誤動作することがあり、ユーザがペン２０を用いてタッチ（筆記）する地点と異なる地点でタッチ関連表示をすることもある。このような現象はユーザが右利きか左利きかによって、一層激しくなることがある。このような現象を“ペンチルトに従うペンセンシングエラー現象”という。

以下では、“ペンチルトに従うペンセンシングエラー現象”を防止することができるタッチシステムと、これに含まれたタッチ表示装置１０とペン２０、そして、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）、及びペンセンシング方法について説明する。

図１３及び図１４は、本発明の実施形態に係るペン２０を示す他の図である。

図１３及び図１４を参照すると、本発明の実施形態に係るペン２０は、ケースに該当するハウジング１０１０と、ハウジング１０１０の外部に突出したチップ１０２０と、ハウジング１０１０の内部に備えられ、チップ１０２０を通じてダウンリンク信号を出力するペン駆動回路１０３０などを含むことができ、電源を供給するバッテリー１０４０と、ボタン、通信モジュール、ディスプレイなどの各種の周辺装置１０５０などをさらに含むことができる。一方、ハウジング１０１０は電気的にグラウンド（Ground）の役割をすることができる。

図１３及び図１４を参照すると、本発明の実施形態に係るペン２０は、図１０の構造とは異なり、ハウジング１０１０の内部に備えられ、ハウジング１０１０の内側面を覆いかぶせる形態を有するリング１３００をさらに含むことができる。

このようなリング１３００は、ハウジング１０１０の外部に突出しないので、タッチパネル（ＴＳＰ）と接触しないだけで、チップ１０２０と類似の役割をすることができる。

チップ１０２０がダウンリンク信号が送信される媒体（または、送信アンテナ）の役割をするように、リング１３００もダウンリンク信号が送信される媒体（または、送信アンテナ）の役割をすることができる。

したがって、ペン駆動回路１０３０はハウジング１０１０の内部に備えられ、チップ１０２０及びリング１３００のうちの１つ以上と電気的に連結され、チップ１０２０及びリング１３００のうちの１つ以上を通じてダウンリンク信号を出力することができる。

ペン駆動回路１０３０は、スイッチ（ＳＷ）を通じて、チップ１０２０及びリング１３００のうちの１つ以上と電気的に連結できる。

チップ１０２０とスイッチ（ＳＷ）はチップ配線１３２０に連結され、リング１３００とスイッチ（ＳＷ）はリング配線１３３０に連結される。ペン駆動回路１０３０とスイッチ（ＳＷ）は回路配線１３４０に連結される。

スイッチ（ＳＷ）はチップ１０２０とリング１３００のうちの１つ以上を選択してペン駆動回路１０３０に連結する。

一方、チップ１０２０とリング１３００は導体であり、電気的に分離されている。したがって、チップ１０２０とリング１３００との間にはプラスチックなどからなる絶縁物質１３１０が存在する。

一方、チップ１０２０がアップリンク信号が受信される媒体（または、受信アンテナ）の役割をするように、リング１３００もアップリンク信号が受信される媒体（または、受信アンテナ）の役割をすることができる。

リング１３００は、図１４に図示したように、コイル形態を有することもできる。

一方、チップ１０２０とリング１３００から同一の信号強度のダウンリンク信号と、リング１３００からダウンリンク信号が出力できる。

しかしながら、チップ１０２０から出力されたダウンリンク信号とリング１３００から出力されたダウンリンク信号は、チップ１０２０の位置で互いに異なる信号強度を有することができる。

たとえ、リング１３００から出力されたダウンリンク信号は、チップ１０２０の位置で測定して見ると、リング１３００からチップ１０２０までの距離（Ｌ）だけ信号強度が減殺できる。

したがって、リング１３００から出力されたダウンリンク信号は、チップ１０２０の位置で測定して見ると、チップ１０２０から出力されたダウンリンク信号の信号強度より小さいことがある。

一方、チップ１０２０から出力されたダウンリンク信号とリング１３００から出力されたダウンリンク信号は、位相差がありうる。

例えば、リング１３００から出力されたダウンリンク信号は、チップ１０２０から出力されたダウンリンク信号と１８０度の位相差が出ることがある。

前述したように、ペン２０が２つの信号送信媒体としてチップ１０２０とリング１３００を含み、チップ１０２０とリング１３００の各々から出力されるダウンリンク信号が位相差を有するか、またはチップ１０２０とリング１３００の各々から出力されるダウンリンク信号がタッチパネル（ＴＳＰ）で受信される時には異なる受信信号強度を有するようになることで、タッチ表示装置１０はペン２０をより正確にセンシングすることができる。

図１５及び図１６は、本発明の実施形態に係るペン２０におけるチップ１０２０とリング１３００との間の間隔（Ｌ）を例示的示す図である。

図１５及び図１６を参照すると、リング１３００はチップ１０２０の端部と近く、または遠く位置することができる。

図１５に図示したように、リング１３００がチップ１０２０の端部と近く位置すれば、チップ１０２０とリング１３００との間の間隔（Ｌ）が短くなる。

これによって、リング１３００から出力されたダウンリンク信号は、少なく減殺された状態でタッチパネル（ＴＳＰ）に印加され、タッチ回路３００で受信される。

図１６に図示したように、リング１３００がチップ１０２０の端部と遠く位置すれば、チップ１０２０とリング１３００との間の間隔（Ｌ）が長くなる。

これによって、リング１３００から出力されたダウンリンク信号は、より多く減殺された状態でタッチパネル（ＴＳＰ）に印加される。したがって、タッチ回路３００で受信されたダウンリンク信号の受信信号強度は図１５の場合より小さいことがある。

一方、以下では、チップ１０２０から出力されたダウンリンク信号とリング１３００から出力されたダウンリンク信号を区別するために、チップ１０２０から出力されたダウンリンク信号は第１ダウンリンク信号と記載し、リング１３００から出力されたダウンリンク信号は第２ダウンリンク信号と記載する。

図１７及び図１８は、本発明の実施形態に係るペン２０のチップ１０２０とリング１３００の各々から出力されて、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）で受信された状態の第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）と第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）を示す例示図である。

タッチ駆動回路（ＴＩＣ）は第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）及び第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）を同時に受信することもでき、異なる時間帯に受信することもできる。

図１７及び図１８を参照すると、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が受信した第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）及び第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）は、電圧レベルが可変である、変調された信号でありうる。

したがって、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）は第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）及び第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）を用いてペン座標及びペンチルトを正確にセンシングすることができる。

図１７及び図１８を参照すると、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が受信した第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）及び第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）は互いに異なる振幅（ΔＶ１、ΔＶ２）を有することができる。

より具体的に、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が受信した第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）の振幅（ΔＶ１）は、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が受信した第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）の振幅（ΔＶ２）より大きいことがある。

これは、リング１３００がチップ１０２０よりペンの内部に位置する構造によって、リング１３００がチップ１０２０よりタッチパネル（ＴＳＰ）から遠く位置し、これによって、リング１３００に出力されたダウンリンク信号がより大きい信号減殺になってタッチ駆動回路（ＴＩＣ）で受信されるためである。

タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が受信した第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）及び第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）の間の振幅差（ΔＶ１−ΔＶ２）は、リング１３００及びチップ１０２０の間の間隔（Ｌ）に比例できる。

図１７に図示したように、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が受信した第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）及び第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）は振幅差（ΔＶ１−ΔＶ２）があるだけで、位相差がないことがある。

図１７に図示したように、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が受信した第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）及び第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）が位相差無しで振幅差（ΔＶ１−ΔＶ２）のみある場合は、ペン２０のチップ１０２０とリング１３００を時分割して駆動する時に表れる場合である。

図１８に図示したように、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が受信した第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）及び第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）は位相差がありうる。

例えば、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が受信した第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）及び第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）は１８０度の位相差を有することができる。

図１８に図示したように、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が受信した第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）及び第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）が位相差を有する場合は、第１ダウンリンク信号（Ｒｘ１）及び第２ダウンリンク信号（Ｒｘ２）の区別が容易である。これは、ペン２０のチップ１０２０とリング１３００を同時に駆動する時に表れる場合である。

図１９及び図２０は、本発明の実施形態に係るペン２０を垂直に使用する場合とペン２０を傾けて使用する場合、ペン２０のチップ１０２０から出力された第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）と、ペン２０のリング１３００から出力された第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＲＩＮＧ）を例示的に示す図である。

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及びペン２０を含むことができる。

タッチ表示装置１０は、多数のタッチ電極（ＴＥ）を含むタッチパネル（ＴＳＰ）と、多数のタッチ電極（ＴＥ）の全体または一部にアップリンク信号を供給し、タッチ電極（ＴＥ）の全体または一部を通じてダウンリンク信号を受信するタッチ回路３００を含むことができる。

ペン２０は、アップリンク信号を受信し、ダウンリンク信号を出力することができる。

タッチ回路３００は、ペン２０から出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号を多数のタッチ電極（ＴＥ）の全体または一部を通じて受信することができる。

ここで、第１ダウンリンク信号はチップ１０２０から出力されたダウンリンク信号であり、第２ダウンリンク信号はリング１３００から出力されたダウンリンク信号でありうる。

タッチ回路３００は、第１ダウンリンク信号と第２ダウンリンク信号を異なる時間帯に受信することもでき、同時に受信することもできる。

一方、チップ１０２０とリング１３００との間の間隔（Ｌ）によって、タッチパネル（ＴＳＰ）に到着した第１ダウンリンク信号と第２ダウンリンク信号は若干の振幅差（ΔＶ１−ΔＶ２）を有することができる。

タッチ回路３００は第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度と第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度に基づいてペン２０をセンシングすることができる。

図１９に図示したように、ペン２０が垂直である場合、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度のうちの最大値（最大受信信号強度）に該当するタッチ電極（ＴＥ）と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度のうちの最大値（最大受信信号強度）に該当するタッチ電極（ＴＥ）は、同一のタッチ電極であるか、またはかなり近く位置したタッチ電極でありうる。

図２０に図示したように、ペン２０がタッチパネル（ＴＳＰ）の表面に対して所定の角度以上傾いた場合、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度のうちの最大値（最大受信信号強度）に該当するタッチ電極（ＴＥ）と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度のうちの最大値（最大受信信号強度）に該当するタッチ電極（ＴＥ）は互いに異なることがある。

一方、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）はタッチパネル（ＴＳＰ）に含まれた多数のタッチ電極（ＴＥ）のうち、１つまたは２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）から第１ダウンリンク信号を同時に受信する。タッチ駆動回路（ＴＩＣ）は、タッチパネル（ＴＳＰ）に含まれた多数のタッチ電極（ＴＥ）のうち、１つまたは２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）から第２ダウンリンク信号を同時に受信する。タッチ駆動回路（ＴＩＣ）は、タッチパネル（ＴＳＰ）に含まれた多数のタッチ電極（ＴＥ）のうち、１つまたは２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）から第１ダウンリンク信号と第２ダウンリンク信号を同時に受信する。

タッチ駆動回路（ＴＩＣ）は、１つまたは２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）の各々が受信した第１ダウンリンク信号の信号値を含む第１センシングデータを生成して出力する。タッチコントローラ（ＴＣＲ）は、第１センシングデータに基づいて第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）を検出することができ、これからチップ座標（Ｐｔ）を算出することができる。

ここで、チップ座標（Ｐｔ）は第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）で最大値を有するタッチ電極の位置と対応できる。

タッチ駆動回路（ＴＩＣ）は、１つまたは２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）の各々が受信した第２ダウンリンク信号の信号値を含む第２センシングデータを生成して出力する。タッチコントローラ（ＴＣＲ）は、第２センシングデータに基づいて第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＲＩＮＧ）を検出することができ、これからリング座標（Ｐｒ）を算出することができる。

ここで、リング座標（Ｐｒ）は第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＲＩＮＧ）で最大値を有するタッチ電極の位置と対応できる。

図１９に図示したように、ユーザがペン２０を垂直に使用する場合、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）で最大値に該当する位置と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＲＩＮＧ）で最大値に該当する位置は同一であるか、または非常に近いことがある。したがって、ユーザがペン２０を垂直に使用する場合、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）は同一またはほぼ同一である。

図２０に図示したように、ユーザがペン２０を傾けて使用する場合、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＴＩＰ）で最大値に該当する位置と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度分布（ＤＳＳＤ＿ＲＩＮＧ）で最大値に該当する位置は、互いに異なることがある。したがって、ユーザがペン２０を傾けて使用する場合、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）とは異なることがある。

前述したことによれば、ペン２０のチップ１０２０から出力された第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度と、ペン２０のリング１３００から出力された第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度からペンチルト状況を正確に認識し、これに基づいて、ペン２０をより正確にセンシングすることができる。

図２１及び図２２は、本発明の実施形態に係るペンチルト（θ）の変化に従うチップ座標（Ｐｔ）及びリング座標（Ｐｒ）と、チップ座標及びリング座標の間の距離（Ｄ）を測定する環境と測定結果を示す図である。

図２１に図示したように、タッチパネル（ＴＳＰ）の法線（Ｎ）とペン２０とがなす角度に該当するペンチルト（θ）を大きくしながらチップ座標（Ｐｔ）及びリング座標（Ｐｒ）を測定し、チップ座標（Ｐｔ）及びリング座標（Ｐｒ）の間の距離（Ｄ）を測定して見ると、図２２のグラフのような結果が出ることができる。

図２２のグラフは、ペンチルト（θ）の変化に従う長さｙ（［ｍｍ］）の変化グラフである。ここで、長さｙはタッチパネル（ＴＳＰ）の表面をＸＹ平面とする時、Ｙ軸方向のｙ値変化量であり、チップ座標（Ｐｔ）、リング座標（Ｐｒ）、及び距離（Ｄ）の変化を示すことができる。

図２２を参照すると、ペンチルト（θ）が大きくなるにつれて、チップ座標（Ｐｔ）の変化量を示す長さｙの値が大きくなる。このようなチップ座標（Ｐｔ）の変化はペン座標のセンシング誤り（Error）に該当する。

一方、図２２を参照すると、ペンチルト（θ）が大きくなるにつれて、リング座標（Ｐｒ）の変化量を示す長さｙの値も大きくなる。これによって、リング座標（Ｐｒ）とチップ座標（Ｐｔ）の距離（Ｄ）の変化量を示す長さｙの値も当然大きくなる。

但し、ペンチルト（θ）が大きくなるにつれて、チップ座標（Ｐｔ）の変化速度よりリング座標（Ｐｒ）の変化速度がより速い。

図２２を参照すると、ペン２０をタッチパネル（ＴＳＰ）の表面方向をさらに傾けるようになれば、即ち、ペンチルト（θ）が大きくなれば、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）全てはペン２０の実際ペン位置とより大きい誤差（Error）を有するようになる。

リング座標（Ｐｒ）と実際ペン位置の誤差は、チップ座標（Ｐｔ）と実際ペン位置の誤差より大きいことがある。これは、リング１３００とチップ１０２０の間隔（Ｌ）によるものでありうる。

図２２を参照すると、タッチ回路３００は、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）を測定し、測定されたチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）からチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）の距離（Ｄ）を算出する。

タッチ回路３００は、算出された距離（Ｄ）が大きいほどチップ座標（Ｐｔ）と実際ペン位置との間の誤差（Error）が大きくなることを考慮して、算出された距離（Ｄ）からチップ座標（Ｐｔ）を補正してペン座標を最終的に決定することができる。

チップ座標（Ｐｔ）の補正量は、算出された距離（Ｄ）に比例することができる。

タッチ回路３００は、測定されたチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）からペンチルト（θ）を算出し、算出されたペンチルト（θ）を考慮してチップ座標（Ｐｔ）の補正方向を決定して、決定された補正方向をより考慮してチップ座標（Ｐｔ）を補正することができる。

図２３は本発明の実施形態に係るペンセンシング方法のフローチャートであり、図２４は本発明の実施形態に係るペンセンシング方法におけるペンセンシングステップ（Ｓ２３３０）のフローチャートである。

図２３を参照すると、本発明の実施形態に係るペンセンシング方法は、タッチ回路３００がタッチパネル（ＴＳＰ）に含まれた多数のタッチ電極（ＴＥ）の全体または一部にアップリンク信号を供給するステップ（Ｓ２３１０）と、タッチ回路３００がペン２０から出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号を多数のタッチ電極（ＴＥ）の全体または一部を通じて受信するステップ（Ｓ２３２０）と、タッチ回路３００が第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度と第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度に基づいてペン２０のペン座標及び／又はペンチルトをセンシングするステップ（Ｓ２３３０）などを含むことができる。

第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度のうち、最大値を受信するタッチ電極（ＴＥ）と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度のうち、最大値を受信するタッチ電極（ＴＥ）は互いに異なることがある。

前述したペンセンシング方法を用いると、タッチ回路３００はペン２０のチップ１０２０から出力された第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度と、ペン２０のリング１３００から出力された第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度からペンチルト状況を正確に認識してペン２０をより正確にセンシングすることができる。

一方、ステップＳ２３３０で、タッチ回路３００は、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度に基づいてペン２０に対するペン座標をセンシングすることができる。

また、ステップＳ２３３０で、タッチ回路３００は、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度に基づいて、ペン２０に対するペンチルト（θ）をセンシングすることができる。

前述したステップＳ２３３０で、ペン座標センシング方法は図２４を参照してより詳細に説明する。

図２４を参照すると、ステップＳ２３３０は、タッチ回路３００が第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度からペン２０に含まれたチップ１０２０のチップ座標（Ｐｔ）を決定し、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度からペン２０に含まれたリング１３００のリング座標（Ｐｒ）を決定するステップ（Ｓ２４１０）と、タッチ回路３００がチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）の距離（Ｄ）を計算するステップ（Ｓ２４２０）と、タッチ回路３００がチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）の距離（Ｄ）に基づいて、チップ座標（Ｐｔ）またはリング座標（Ｐｒ）を補正してペン２０に対するペン座標を最終的に決定するステップ（Ｓ２４３０）を含むことができる。

前述したことによれば、タッチ回路３００は、ペン２０のチップ１０２０とリング１３００から出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号を受信してチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）を得て、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）の距離（Ｄ）を活用して座標補正を通じて、ペンチルト（θ）に従う誤差成分を除去することができ、これを通じて、より正確なペン座標をセンシングすることができる。

図２５は、本発明の実施形態に係るペンセンシング方法に従うペンチルト（θ）及びペン座標を計算する方法の例示である。

図２５を参照すると、タッチパネル（ＴＳＰ）の表面がＸ軸とＹ軸からなるＸＹ平面であり、Ｚ軸はＸＹ平面の法線（Ｎ）に該当する。ペン２０のチップ１０２０が原点（０、０、０）に接触し、ペン２０が角度θだけ傾いた状況を仮定する。

図２５を参照すると、（Ａｘ、Ａｙ）がチップ座標（Ｐｔ）であり、（Ｂｘ、Ｂｙ）がリング座標（Ｐｒ）である。このようなチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）からチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）のＸ軸座標値の差に該当するＳｘと、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）のＹ軸座標値の差に該当するＳｙが算出される。ここで、Ｓｘ、Ｓｙは、タッチパネル（ＴＳＰ）にマトリックス形態に配置されるタッチ電極（ＴＥ）の総個数と、１つのタッチ電極（ＴＥ）のサイズと、パネル解像度（Panel Resolution）などの影響を受けることがある。

チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）との差（Ｄ）は、以下の＜数式１＞のように表現できる。以下の＜数式１＞で、Ｓｘはチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）のＸ軸座標値の差、Ｓｙはチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）のＹ軸座標値の差である。

ペン２０が傾いている時、ペンチルト（θ）はタッチパネル（ＴＳＰ）の表面（ＸＹ平面）の法線（Ｎ）であるＺ軸とペン２０とがなす角度として定義することができる。

ペンチルト（θ）は、以下の＜数式２＞のように、arcsin（D/L）から算出できる。ここで、Ｄはチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）との差であり、Ｌはチップ１０２０とリング１３００との間隔である。

タッチパネル（ＴＳＰ）の表面（ＸＹ平面）の法線（Ｎ）とペン２０とがなす角度に該当するペンチルト（θ）のＸ軸成分（θｘ）とＹ軸成分（θｙ）は、以下の＜数式３＞から算出できる。

＜数式３＞で、Ｈはチップ１０２０がタッチパネル（ＴＳＰ）の表面（ＸＹ平面）に接触している時、リング１３００とチップ１０２０の高さ差に対応できる。Ｌはチップ１０２０とリング１３００の間隔である。

ペン２０をタッチパネル（ＴＳＰ）の表面（ＸＹ平面）に垂直に下げた正射影（Orthogonal Projection）がＸ軸となす方位角（Azimuth、Φ）は以下の＜数式４＞で示すことができる。＜数式３＞で、Ｓｘはチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）のＸ軸座標値の差、Ｓｙはチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）のＹ軸座標値の差である。

一例に、ペン座標は、タッチパネル（ＴＳＰ）の表面（ＸＹ平面）の法線（Ｎ）とペン２０とがなす角度に該当するペンチルト（θ）と、ペン２０を表面（ＸＹ平面）に垂直に下げた正射影がＸ軸となす方位角（Azimuth、Φ）を含むことができる。即ち、ペン座標は（θ、Φ）でありうる。

他の例に、ペン座標は、タッチパネル（ＴＳＰ）の表面（ＸＹ平面）の法線（Ｎ）とペン２０とがなす角度に該当するペンチルト（θ）のＸ軸成分（θｘ）とＹ軸成分（θｙ）を含むことができる。即ち、ペン座標は（θｘ、θｙ）でありうる。

ペン２０またはタッチ表示装置１０などの座標体系などを考慮して、前記に例示されたペン座標の２つ表現方式（（θ、Φ）、（θｘ、θｙ））のうちの１つが利用できる。

前述したペン座標計算方式を用いて、図２３のステップＳ２３３０を以下に説明する。

タッチ回路３００は、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度からペン２０に含まれたチップ１０２０のチップ座標（Ｐｔ）を決定し、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度からペン２０に含まれたリング１３００のリング座標（Ｐｒ）を決定することができる。

タッチ回路３００は、＜数式１＞を用いて、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）の距離（Ｄ）を計算することができる。

タッチ回路３００は、＜数式２＞を用いて、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）の距離（Ｄ）と、既に知っているチップ１０２０とリング１３００の間隔（Ｌ）に基づいて、ペンチルト（θ）を計算することができる。

タッチ回路３００は、ペンチルト（θ）、チップ座標（Ｐｔ）、及びリング座標（Ｐｒ）に基づいてペン座標を決定することができる。

一例に、ペン座標は、タッチパネル（ＴＳＰ）の表面（ＸＹ平面）の法線（Ｎ）とペン２０とがなす角度に該当するペンチルト（θ）と、ペン２０を表面（ＸＹ平面）に垂直に下げた正射影がＸ軸となす方位角（Azimuth、Φ）を含むことができる。即ち、ペン座標は（θ、Φ）でありうる。

他の例に、ペン座標は、タッチパネル（ＴＳＰ）の表面（ＸＹ平面）の法線（Ｎ）とペン２０とがなす角度に該当するペンチルト（θ）のＸ軸成分（θｘ）とＹ軸成分（θｙ）を含むことができる。即ち、ペン座標は（θｘ、θｙ）でありうる。

前述したことによれば、タッチ回路３００はペンチルト（θ）を正確に算出することができ、算出されたペンチルト（θ）に従う誤差成分が除去された正確なペン座標を得ることができる。

図２６は、本発明の実施形態に係るペンセンシング方法の他のフローチャートである。

タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度を含む第１センシングデータと、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度を含む第２センシングデータを生成して、タッチコントローラ（ＴＣＲ）に転送することができる（Ｓ２６１０）。

タッチコントローラ（ＴＣＲ）は、第１センシングデータを用いてチップ座標（Ｐｔ）を計算し、第２センシングデータを用いてリング座標（Ｐｒ）を計算することができる（Ｓ２６２０）。

ステップＳ２６２０で、タッチコントローラ（ＴＣＲ）は、第１センシングデータを用いて第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度からペン２０に含まれたチップ１０２０のチップ座標（Ｐｔ）を決定し、第２センシングデータを用いて第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度からペン２０に含まれたリング１３００のリング座標（Ｐｒ）を決定することができる。

タッチコントローラ（ＴＣＲ）は、チップ座標（Ｐｔ）及びリング座標（Ｐｒ）に基づいてチップ座標（Ｐｔ）及びリング座標（Ｐｒ）の間の距離（Ｄ）を計算する（Ｓ２６３０）。

タッチコントローラ（ＴＣＲ）は、チップ座標（Ｐｔ）及びリング座標（Ｐｒ）の間の距離（Ｄ）に基づいてペン２０に対するペンチルト（θ）を計算することができる（Ｓ２６４０）。

タッチコントローラ（ＴＣＲ）は、信号遅延などのジッター（Jitter）を補正して（Ｓ２６５０）、ペンチルト（θ）を最終決定する（Ｓ２６６０）。

タッチコントローラ（ＴＣＲ）は、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）の距離（Ｄ）に基づいてペン座標オフセットの定数補正値を計算し、ペンチルト（θ）に基づいてペン座標オフセットの方向補正値を計算して、ペン座標オフセットを補正することができる（Ｓ２６７０）。

ここで、ペン座標オフセットは実際ペン位置とセンシングされたペン位置（チップ座標（Ｐｔ））の間の誤差を補償する情報でありうる。ペン座標オフセットの定数補正値は実際ペン位置とセンシングされたペン位置（チップ座標（Ｐｔ））との間の距離に対応できる。ペン座標オフセットの方向補正値はセンシングされたペン位置（チップ座標（Ｐｔ））で実際ペン位置に向かう方向と対応できる。

タッチコントローラ（ＴＣＲ）は、チップ座標（Ｐｔ）またはリング座標（Ｐｒ）と、ペン座標オフセットの定数補正値及び方向補正値に基づいてペン座標を最終決定することができる（Ｓ２６８０）。

例えば、タッチコントローラ（ＴＣＲ）は、チップ座標（Ｐｔ）で方向補正値に該当する方向に定数補正値だけ移動させてペン座標を最終決定することができる。

前述したペンセンシング方法を用いると、ペン２０の傾きに従う座標補正を通じて、より正確なペン座標を得ることができる。

図２７は本発明の実施形態に係るペン２０のチップ１０２０とリング１３００を時分割駆動する場合、タッチ表示装置１０とペン２０との間のタッチ駆動動作に対する駆動タイミングを示す図であり、図２８は本発明の実施形態に係るペン２０のチップ１０２０とリング１３００を時分割駆動する場合、チップ１０２０とリング１３００の各々に対するスイッチング構造を示す例示図である。

ペン駆動回路１０３０は、チップ１０２０とリング１３００を時分割して駆動することができる。

ペン駆動回路１０３０は、チップ駆動期間の間チップ１０２０を通じてダウンリンク信号を出力し、以後、リング駆動期間の間リング１３００を通じてダウンリンク信号を出力することができる。

図２７の例示によれば、チップ駆動期間はペン座標をセンシングするためのタッチ駆動期間（Ｔ２、Ｔ９、Ｔ１３）であって、この際、チップ座標（Ｐｔ）が算出できる。リング駆動期間はペンチルトをセンシングするためのタッチ駆動期間（Ｔ５）であって、この際、リング座標（Ｐｒ）が算出できる。

タッチ回路３００は、チップ駆動期間（Ｔ２、Ｔ９、Ｔ１３）の間、チップ１０２０から出力された第１ダウンリンク信号に基づいてチップ座標（Ｐｔ）を得ることができる。

タッチ回路３００は、リング駆動期間（Ｔ５）の間、リング１３００から出力された第２ダウンリンク信号に基づいてリング座標（Ｐｒ）を得ることができる。

タッチ回路３００は、リング駆動期間（Ｔ５）の間、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）を用いてチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）との差（Ｄ）を計算することができ、ペンチルトを算出することができる。

また、タッチ回路３００は、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）との差（Ｄ）を用いてペン座標センシング期間（Ｔ９、Ｔ１３）でペン座標補正を遂行することができる。

前述したように、ペン２０でチップ１０２０とリング１３００が時分割駆動されれば、第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は異なる期間にペン２０から出力できる。即ち、第１ダウンリンク信号はチップ駆動期間に該当するタッチ駆動期間（Ｔ２、Ｔ９、Ｔ１３）にチップ１０２０から出力されることができ、第２ダウンリンク信号はリング駆動期間に該当するタッチ駆動期間（Ｔ５）にリング１３００から出力できる。

このように、ペン２０がチップ１０２０とリング１３００を時分割駆動する場合、タッチ回路３００は第１ダウンリンク信号と第２ダウンリンク信号を異なる時間帯に受信するので、第１ダウンリンク信号と第２ダウンリンク信号は必ず区別されなければならない信号である必要はない。したがって、ペン２０のペン駆動回路１０３０は同一のダウンリンク信号を時間帯のみ異にしてチップ１０２０とリング１３００に提供すればよい。即ち、ペン駆動回路１０３０はチップ１０２０を通じて出力する第１ダウンリンク信号と、リング１３００を通じて出力する第２ダウンリンク信号を別に作る必要がない。

このように、チップ１０２０とリング１３００の駆動タイミングと、これによってチップ１０２０とリング１３００にダウンリンク信号伝達を制御するために、ペン２０は第１スイッチ回路２８００を含むことができる。

図２８を参照すると、第１スイッチ回路２８００は、チップ駆動期間に該当する第１タイミング（Ｔ２、Ｔ９、Ｔ１３）にチップ１０２０をペン駆動回路１０３０に電気的に連結し、第１タイミング（Ｔ２、Ｔ９、Ｔ１３）と異なり、リング駆動期間に該当する第２タイミング（Ｔ５）にリング１３００をペン駆動回路１０３０に電気的に連結することができる。

前述した第１スイッチ回路２８００を用いると、ペン２０のチップ１０２０及びリング１３００を効果的に時分割駆動することができる。

図２９は本発明の実施形態に係るペン２０のチップ１０２０とリング１３００を同時駆動する場合、タッチ表示装置１０とペン２０との間のタッチ駆動動作に対する駆動タイミングを示す図であり、図３０は本発明の実施形態に係るペン２０のチップ１０２０とリング１３００を同時駆動する場合、チップ１０２０とリング１３００の各々に対するスイッチング構造を示す例示図である。

ペン駆動回路１０３０は、チップ１０２０とリング１３００を同時に駆動することができる。

ペン駆動回路１０３０は、チップ＆リング駆動期間に該当するタッチ駆動期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３）の間、チップ１０２０とリング１３００の各々を通じて第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号を出力することができる。

チップ１０２０とリング１３００の各々を通じて第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号が同時に出力されたので、チップ１０２０から出力される第１ダウンリンク信号とリング１３００から出力される第２ダウンリンク信号は互いに区別可能でなければならない。

したがって、チップ１０２０から出力される第１ダウンリンク信号と、リング１３００から出力される第２ダウンリンク信号は、互いに異なる位相を有することができる。即ち、チップ１０２０から出力される第１ダウンリンク信号と、リング１３００から出力される第２ダウンリンク信号は、位相差（例：１８０度位相差）を有することができる。

チップ＆リング駆動期間に該当するタッチ駆動期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３）は、ペン座標とペンチルトを共にセンシングするための期間である。

したがって、チップ＆リング駆動期間に該当するタッチ駆動期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３）の間、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）が共に算出できる。

タッチ回路３００は、チップ＆リング駆動期間に該当するタッチ駆動期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３）の間、共に算出されたチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）を用いてチップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）との差（Ｄ）を計算することができ、ペンチルトを算出することができる。

また、タッチ回路３００は、チップ座標（Ｐｔ）とリング座標（Ｐｒ）との差（Ｄ）を用いてペン座標センシング期間（Ｔ９、Ｔ１３）でペン座標補正を遂行することができる。

前述したように、ペン２０でチップ１０２０とリング１３００が同時駆動されれば、第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は同一の期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３）にペン２０から出力できる。即ち、第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は、チップ＆リング駆動期間に該当するタッチ駆動期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３）にチップ１０２０とリング１３００で同時に出力できる。

このように、ペン２０がチップ１０２０とリング１３００を同時に駆動する場合、タッチ回路３００は第１ダウンリンク信号と第２ダウンリンク信号を同一時間帯に受信してペン座標とペンチルトを共にセンシングすることができるようになって、より迅速なペンセンシングを可能にすることができる。

このように、チップ１０２０とリング１３００の駆動タイミングと、これによってチップ１０２０とリング１３００にダウンリンク信号伝達を制御するために、ペン２０は第２スイッチ回路３０００を含むことができる。

図３０を参照すると、第２スイッチ回路３０００は、チップ＆リング駆動期間に該当するタッチ駆動期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３）にチップ１０２０とリング１３００を同時にペン駆動回路１０３０に電気的に連結することができる。

前述した第２スイッチ回路３０００を用いると、ペン２０のチップ１０２０及びリング１３００を効果的に同時駆動することができる。

図２７の例示によれば、１つのタッチフレーム期間に該当する１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）の間、３個のタッチ駆動期間（Ｔ２、Ｔ９、Ｔ１３）の間ペン座標が３回センシングされ、１つのタッチ駆動期間（Ｔ５）の間ペンチルトが１回センシングできる。

したがって、１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）が１つのディスプレイフレーム期間と対応し、ディスプレイ駆動周波数が６０Ｈｚと仮定すれば、ペン座標をセンシングするための駆動周波数は１８０Ｈｚ（＝３×６０Ｈｚ）であり、ペンチルトをセンシングするための駆動周波数は６０Ｈｚである。

図２９の例示によれば、１つのタッチフレーム期間に該当する１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）の間、４個のタッチ駆動期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３）の間ペン座標が４回センシングされ、ペンチルトも４回センシングできる。

したがって、１６個のタッチ駆動期間（Ｔ１〜Ｔ１６）が１つのディスプレイフレーム期間と対応し、ディスプレイ駆動周波数が６０Ｈｚと仮定すれば、ペン座標をセンシングするための駆動周波数は２４０Ｈｚ（＝４＊６０Ｈｚ）であり、ペンチルトをセンシングするための駆動周波数も２４０Ｈｚ（＝４＊６０Ｈｚ）である。

図２９に図示したように、第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号がペン２０から同時に出力される場合（即ち、ペン座標とペンチルトを同時にセンシングする場合、またはチップ１０２０とリング１３００を同時駆動する場合）、ペン座標をセンシングするための駆動周波数はペンチルト（θ）をセンシングするための駆動周波数と同一である。

図２７に図示したように、第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号がペン２０から異なる期間に出力される場合（即ち、ペン座標とペンチルトを時分割してセンシングする場合、またはチップ１０２０とリング１３００を時分割駆動する場合）、チップ駆動期間とリング駆動期間の各々の個数によって、ペン座標をセンシングするための駆動周波数と、ペンチルトをセンシングするための駆動周波数は同一であることも、相異することもある。

一方、図９のように、図２７及び図２９を参照すると、ペン２０から第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号が出力される第１期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３；Ｔ３、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ１４、Ｔ１５）の間、多数のタッチ電極（ＴＥ）のうちの１つ以上にはＤＣ電圧が印加できる。

ここで、第１期間はペン座標及び／又はペンチルトをセンシングするためのタッチ駆動期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３）と、ペン付加情報を含むデータ（Data）をセンシングするためのタッチ駆動期間（Ｔ３、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ１４、Ｔ１５）を含むことができる。

前述したように、ペン２０から出力されたダウンリンク信号がタッチパネル（ＴＳＰ）に印加される第１期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３；Ｔ３、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ１４、Ｔ１５）の間、タッチパネル（ＴＳＰ）にＤＣ電圧が印加されることによって、タッチ回路３００はペン２０に出力されたダウンリンク信号をより正確に認識することができる。

図９と共に、図２７及び図２９を参照すると、ペン２０から第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号が出力される第１期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３；Ｔ３、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ１４、Ｔ１５）と異なる第２期間（Ｔ４、Ｔ８、Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１６）の間、変調信号が多数のタッチ電極（ＴＥ）のうちの１つ以上に印加できる。

ここでは、電圧レベルが可変である変調信号は、図９に図示したように、指によるタッチをセンシングするためのタッチ駆動信号（ＴＤＳ）でありうる。

タッチ回路３００は、第２期間（Ｔ４、Ｔ８、Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１６）の間、電圧レベルが可変である変調信号（ＴＤＳ）に応答して１つ以上のタッチ電極（ＴＥ）を通じて受信される信号に基づいて指によるタッチをセンシングすることができる。

前述したように、ペン２０から出力されたダウンリンク信号がタッチパネル（ＴＳＰ）に印加される第１期間（Ｔ２、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１３；Ｔ３、Ｔ６、Ｔ７、Ｔ１４、Ｔ１５）でない第２期間（Ｔ４、Ｔ８、Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１６）の間、タッチパネル（ＴＳＰ）に電圧レベルが可変である変調信号が印加されることによって、タッチ回路３００は指によるタッチをセンシングすることができる。

図３１は、本発明の実施形態に係るタッチ駆動回路（ＴＩＣ）を示す例示図である。

図３１を参照すると、本発明の実施形態に係るタッチ駆動回路（ＴＩＣ）は、第１マルチプレクサ回路（ＭＵＸ１）、多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。

第１マルチプレクサ回路（ＭＵＸ１）は、１つまたは２つ以上のマルチプレクサを含むことができる。第２マルチプレクサ回路（ＭＵＸ２）は、１つまたは２つ以上のマルチプレクサを含むことができる。

各センシングユニット（ＳＵ）は、前置増幅器（Ｐｒe−ＡＭＰ）、積分器（ＩＮＴＧ）、及びサンプルアンドホールド回路（ＳＨＡ）などを含むことができる。

前置増幅器（Ｐｒｅ−ＡＭＰ）は、第１マルチプレクサ回路（ＭＵＸ１）により１つまたは２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）と電気的に連結できる。

前置増幅器（Ｐｒｅ−ＡＭＰ）は、第１マルチプレクサ回路（ＭＵＸ１）により連結された１つまたは２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）にタッチ駆動信号を供給することができる。

前置増幅器（Ｐｒｅ−ＡＭＰ）は、第１マルチプレクサ回路（ＭＵＸ１）により連結可能な１つまたは２つ以上のタッチ電極（ＴＥ）のうち、センシング対象となる１つのタッチ電極（ＴＥ）からセンシング信号を受信することができる。ここで、センシング信号は指によるタッチをセンシングするためのセンシング信号であるか、またはペン２０から出力されたダウンリンク信号でありうる。

積分器（ＩＮＴＧ）は、前置増幅器Ｐｒｅ−ＡＭＰから出力された信号を積分する。積分器（ＩＮＴＧ）は前置増幅器Ｐｒｅ−ＡＭＰに統合されて具現できる。

アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）は、積分器（ＩＮＴＧ）に出力された積分値をデジタル値に変換したセンシングデータをタッチコントローラ（ＴＣＲ）に向けて出力することができる。

ここで、センシングデータは指によるタッチをセンシングするためのセンシングデータまたはペン２０によるタッチまたはペン付加情報などをセンシングするためのセンシングデータでありうる。

図３２は、本発明の実施形態に係るタッチ駆動回路（ＴＩＣ）のブロック図である。

図３２を参照すると、本発明の実施形態に係るタッチ駆動回路（ＴＩＣ）は、タッチパネル（ＴＳＰ）に含まれた多数のタッチ電極（ＴＥ）の全体または一部にアップリンク信号を供給する駆動部３２１０と、ペン２０から出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号が多数のタッチ電極（ＴＥ）の全体または一部を通じて受信されれば、センシングデータを生成して出力するセンシング部３２２０などを含むことができる。

駆動部３２１０は、図３１の前置増幅器Ｐｒｅ−ＡＭＰを含むことができる。

センシング部３２２０は、図３１の積分器（ＩＮＴＧ）、サンプルアンドホールド回路（ＳＨＡ）、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。

ペン２０が垂直である場合、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極（ＴＥ）と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極（ＴＥ）は同一であるか、または隣接したタッチ電極でありうる。

ペン２０がタッチパネル（ＴＳＰ）の表面に対して所定の角度以上傾いた場合、第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極（ＴＥ）と、第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極（ＴＥ）別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極（ＴＥ）は互いに異なることがある。

ペン２０のチップ１０２０とリング１３００の各々の出力地点で第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号の振幅は同一でありうる。

しかしながら、タッチ駆動回路（ＴＩＣ）が第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号を受信する地点で、第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は互いに異なる振幅を有することがある。これは、チップ１０２０がタッチパネル（ＴＳＰ）から離れた距離よりリング１３００がタッチパネルＴＳＯから離れた距離がより遠いためである。

一方、ペン２０のチップ１０２０とリング１３００の各々から出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は位相差がないこともある。

ペン２０のチップ１０２０とリング１３００の各々から出力されてタッチ駆動回路（ＴＩＣ）が受信する第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は、位相差がありうる。

ペン２０でチップ１０２０とリング１３００が時分割されて駆動される場合、第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は異なる期間（タッチ駆動期間）にペン２０から出力できる。

これとは異なり、ペン２０でチップ１０２０とリング１３００が同時に駆動される場合、第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号は同一の期間（タッチ駆動期間）にペン２０から出力されることもできる。

以上で説明した本発明の実施形態によれば、ユーザがペン２０を傾けて使用してもペンを正確にセンシングすることができる。

また、本発明の実施形態によれば、２つの信号送信媒体（チップ１０２０、リング１３００）を有するペン２０を提供し、このようなペンを通じてペンチルトをより正確にセンシングすることができる。

また、本発明の実施形態によれば、ペンチルトに従う座標誤差を補正して正確なペン座標をセンシングすることができる。

また、本発明の実施形態によれば、ペン２０が有する２つの信号送信媒体（チップ１０２０、リング１３００）を時分割駆動してペン２０を効率よくセンシングすることができる。

また、本発明の実施形態によれば、ペン２０が有する２つの信号送信媒体（チップ１０２０、リング１３００）を同時駆動してペン２０を速かにセンシングすることができる。

以上の説明及び添付の図面は本発明の技術思想を例示的に示す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逸脱し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って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。

１０ タッチ表示装置
２０ ペン
３００ タッチ回路
１０２０ チップ
１３００ リング

Claims (22)

1. タッチパネルに含まれた多数のタッチ電極のうち、全体または一部にアップリンク信号を供給するための駆動ユニットと、
   ペンのチップから出力された第１ダウンリンク信号と前記ペンのリングから出力された第２ダウンリンク信号が前記多数のタッチ電極のうち、全体または一部から受信される時、センシングデータを生成し出力するためのセンシングユニットとを含み、
   前記ペンが前記タッチパネルの表面に対して所定の角度以上傾いた場合、前記第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極と、前記第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極は互いに異なる、タッチ駆動回路。
2. 前記第１ダウンリンク信号及び前記第２ダウンリンク信号は、電圧レベルが可変である、変調された信号である、請求項１に記載のタッチ駆動回路。
3. 前記第１ダウンリンク信号及び前記第２ダウンリンク信号は、互いに異なる振幅を有する、請求項１に記載のタッチ駆動回路。
4. 前記第１ダウンリンク信号及び前記第２ダウンリンク信号との間には、位相差がある、請求項１に記載のタッチ駆動回路。
5. 前記第１ダウンリンク信号及び前記第２ダウンリンク信号は、異なる期間に前記ペンから出力される、請求項１に記載のタッチ駆動回路。
6. 前記第１ダウンリンク信号及び前記第２ダウンリンク信号は、同一の期間に前記ペンから出力される、請求項１に記載のタッチ駆動回路。
7. 多数のタッチ電極を含むタッチパネルと、
   請求項１ないし６のうちいずれか一項に記載のタッチ駆動回路であって、前記タッチパネルにタッチ駆動信号を供給し、前記タッチパネルからタッチセンシング信号を受信する、１つ以上のタッチ駆動回路を含む、タッチ回路を含む、タッチ表示装置。
8. 前記タッチ回路は、
   前記第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度と前記第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度に基づいてペン座標をセンシングし、
   前記第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度と前記第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度に基づいてペンチルトをセンシングする、請求項７に記載のタッチ表示装置。
9. 前記ペン座標をセンシングするための駆動周波数は、前記ペンチルトをセンシングするための駆動周波数と異なる、請求項８に記載のタッチ表示装置。
10. 前記ペン座標をセンシングするための駆動周波数は、前記ペンチルトをセンシングするための駆動周波数と同一である、請求項８に記載のタッチ表示装置。
11. 前記ペン座標は、
    前記タッチパネルの表面がＸ軸とＹ軸からなる平面とする時、前記表面の法線と前記ペンとがなす角度のＸ軸成分とＹ軸成分を含む、請求項８に記載のタッチ表示装置。
12. 前記ペン座標は、
    前記タッチパネルの表面がＸ軸とＹ軸からなる平面とする時、
    前記表面の法線と前記ペンとがなす角度と、前記ペンを前記表面に下げた正射影（Orthogonal Projection）がＸ軸となす方位角を含む、請求項８に記載のタッチ表示装置。
13. 前記ペンから前記第１ダウンリンク信号及び前記第２ダウンリンク信号が出力される第１期間の間、前記多数のタッチ電極のうちの１つ以上にはＤＣ電圧が印加された、請求項７に記載のタッチ表示装置。
14. 前記ペンから前記第１ダウンリンク信号及び前記第２ダウンリンク信号が出力される第１期間と異なる第２期間の間、変調信号が前記多数のタッチ電極のうちの１つ以上に印加される、請求項７に記載のタッチ表示装置。
15. 前記タッチ回路は、
    前記第２期間の間、前記変調信号に応答して１つ以上のタッチ電極を通じて受信される信号に基づいて指によるタッチをセンシングする、請求項１４に記載のタッチ表示装置。
16. ハウジングと、
    前記ハウジングの外部に突出したチップ（Tip）と、
    前記ハウジングの内部に備えられ、前記ハウジングの内側面を覆いかぶせる形態を有するリング（Ring）と、
    前記ハウジングの内部に備えられ、前記チップ及び前記リングのうちの１つ以上と電気的に連結され、前記チップ及び前記リングのうちの１つ以上を通じてダウンリンク信号を出力するペン駆動回路とを含み、
    前記ペン駆動回路は、前記チップと前記リングを時分割駆動するか、または同時駆動する、ペン。
17. 前記チップと前記リングが時分割駆動される場合、第１タイミングに前記チップを前記ペン駆動回路に電気的に連結し、前記第１タイミングと異なる第２タイミングに前記リングを前記ペン駆動回路に電気的に連結する第１スイッチ回路をさらに含む、請求項１６に記載のペン。
18. 前記チップと前記リングが同時駆動される場合、前記チップと前記リングを同時に前記ペン駆動回路に電気的に連結する第２スイッチ回路をさらに含む、請求項１６に記載のペン。
19. ペンセンシング方法であって、
    タッチパネルに含まれた多数のタッチ電極の全体または一部にアップリンク信号を供給するステップと、
    ペンから出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号を前記多数のタッチ電極の全体または一部を通じて受信するステップと、
    前記第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度と、前記第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度に基づいて前記ペンのペン座標またはペンチルトを感知するステップとを含み、
    前記第１ダウンリンク信号及び前記第２ダウンリンク信号は、異なる期間に受信されるか、または同一の期間に受信される、ペンセンシング方法。
20. 前記ペンをセンシングするステップは、
    前記第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度から前記ペンに含まれたチップ（Tip）のチップ座標を決定し、前記第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度から前記ペンに含まれたリング（Ring）のリング座標を決定するステップと、
    前記チップ座標と前記リング座標の距離を計算するステップと、
    前記チップ座標と前記リング座標の距離に基づいて、前記チップ座標または前記リング座標を補正して前記ペン座標を最終決定するステップとを含む、請求項１９に記載のペンセンシング方法。
21. 前記ペンをセンシングするステップは、
    前記第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度から前記ペンに含まれたチップ（Tip）のチップ座標を決定し、前記第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度から前記ペンに含まれたリング（Ring）のリング座標を決定するステップと、
    前記チップ座標及び前記リング座標を基づいて前記チップ座標及び前記リング座標の間の距離を計算するステップと、
    前記距離に基づいて前記ペンに対するペンチルトを計算するステップと、
    前記距離に基づいてペン座標オフセットの定数補正値を計算し、前記ペンチルトに基づいて前記ペン座標オフセットの方向補正値を計算するステップと、
    前記チップ座標または前記リング座標と、前記ペン座標オフセットの前記定数補正値及び前記方向補正値に基づいて前記ペン座標を決定するステップとを含む、請求項１９に記載のペンセンシング方法。
22. 多数のタッチ電極を含むタッチパネルと、前記多数のタッチ電極の全体または一部にアップリンク信号を供給し、前記タッチ電極の全体または一部を通じてダウンリンク信号を受信するタッチ回路を含むタッチ表示装置と、
    前記アップリンク信号を受信し、前記ダウンリンク信号を出力するペンとを含み、
    前記タッチ回路は、
    前記ペンから出力された第１ダウンリンク信号及び第２ダウンリンク信号を前記多数のタッチ電極の全体または一部を通じて受信し、
    前記第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度と前記第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度に基づいて前記ペンをセンシングし、
    前記ペンが前記タッチパネルの表面に対して所定の角度以上傾いた場合、前記第１ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極と、前記第２ダウンリンク信号に対するタッチ電極別受信信号強度のうちの最大値を受信するタッチ電極は互いに異なる、タッチシステム。