KR102301621B1 - 스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템 - Google Patents

스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102301621B1
KR102301621B1 KR1020150008021A KR20150008021A KR102301621B1 KR 102301621 B1 KR102301621 B1 KR 102301621B1 KR 1020150008021 A KR1020150008021 A KR 1020150008021A KR 20150008021 A KR20150008021 A KR 20150008021A KR 102301621 B1 KR102301621 B1 KR 102301621B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
touch panel
stylus pen
response signal
stylus
signal
Prior art date
Application number
KR1020150008021A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160088655A (ko
Inventor
심휘준
박성수
강병훈
홍성완
한세현
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020150008021A priority Critical patent/KR102301621B1/ko
Priority to US14/995,567 priority patent/US10152151B2/en
Priority to EP16737578.1A priority patent/EP3245576B1/en
Priority to PCT/KR2016/000422 priority patent/WO2016114614A1/en
Priority to EP19190451.5A priority patent/EP3584689B1/en
Priority to CN201680006047.6A priority patent/CN107111409B/zh
Publication of KR20160088655A publication Critical patent/KR20160088655A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102301621B1 publication Critical patent/KR102301621B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G06F3/0383—Signal control means within the pointing device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04162—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for exchanging data with external devices, e.g. smart pens, via the digitiser sensing hardware
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0441—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for receiving changes in electrical potential transmitted by the digitiser, e.g. tablet driving signals
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0442—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for transmitting changes in electrical potential to be received by the digitiser
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04106—Multi-sensing digitiser, i.e. digitiser using at least two different sensing technologies simultaneously or alternatively, e.g. for detecting pen and finger, for saving power or for improving position detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

터치 패널이 개시된다. 본 터치 패널은, 복수의 오브젝트의 응답 신호를 수신하기 위한 수신부, 및, 수신부를 통해 응답 신호를 동시에 수신한 경우, 복수의 오브젝트가 방출하는 서로 다른 주파수를 기초로 복수의 오브젝트의 위치를 식별하는 제어부를 포함한다.

Description

스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템{STYLUS PEN, TOUCH PENEL AND COORDINATE INDICATING SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 스타일러스 펜의 위치를 동시에 측정할 수 있는 스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템에 관한 것이다.
최근에 스마트폰 또는 태블릿 PC의 보급이 활발하게 진행되고 있으며, 내장되는 접촉 위치 측정 장치에 대한 기술의 개발도 활발하게 진행되고 있다. 스마트폰 또는 태블릿 PC는 주로 터치 스크린을 구비하고 있으며, 사용자는 스타일러스 펜을 이용하여 터치 스크린의 특정 좌표를 지정할 수 있다. 사용자는 터치 스크린의 특정 좌표를 지정함으로써 스마트폰에 특정한 신호를 입력할 수 있다.
최근의 터치 스크린은 스타일러스 펜의 위치뿐만 아니라, 펜의 종류도 구별할 수 있다. 한편, 전자 칠판의 경우 복수의 스타일러스 펜이 동시에 접촉되는 경우가 있는데, 이 경우에도 각 스타일러스의 위치 및 종류를 구분할 필요가 있었다.
그러나 종래에는 시분할 방식으로 각 스타일러스 펜의 위치를 감지하였다는 점에서, 복수의 스타일러스 펜의 위치를 감지하는데 많은 시간이 소요되었다. 구체적으로, 종래에는 순차적으로 펜 A의 위치를 파악하고, 이후에 펜 B의 위치를 파악하는 방식이었기 때문에, 펜의 개수가 증가함에 따라 위치 파악 시간에 상당한 시간이 요구되며, 그에 따라 복수의 펜의 위치를 실시간으로 감지하기 어려운 문제점이 있었다.
또한, 종래의 터치 스크린은 동일한 방식으로 동작하는 스타일러스 펜의 위치만을 감지할 수 있었다. 예를 들어, 패시브(passive) 방식의 스타일러스 펜의 위치를 감지 가능한 터치 스크린은 액티브(active) 방식의 스타일러스 펜의 위치를 감지하지 못하였으며, 액티브 방식의 스타일러스 펜의 위치를 감지 가능한 터치 스크린은 패시브 방식의 스타일러스 펜의 위치를 감지하지 못하였다. 따라서, 스타일러스 펜의 종류와 무방하게 여러 방식의 스타일러스 펜의 위치를 동시에 감지할 수 있는 방법이 요구되었다.
한편, 최근의 터치 스크린은 스타일러스 펜의 위치뿐만 아니라, 해당 위치에서의 필압도 감지 가능하며, 판단된 위치 및 필압에 따라 다양한 액션을 수행할 수 있었다. 이러한 동작을 위하여, 종래에는 펜의 필압에 따라 커패시턴스가 가변되는 가변 커패시터를 이용하여 필압을 측정하였으나, 가변 커패시터의 경우 정교한 캘리브레이션이 어려워, 각 스타일러스 펜마다 동일한 필압을 갖도록 구현하기 어려운 점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하는 동시에 상술한 기술 개발 요청에 응답하기 위하여 안출된 것으로, 복수의 스타일러스 펜의 위치를 동시에 측정할 수 있는 스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 서로 다른 종류의 스타일러스 펜의 위치를 동시에 측정할 수 있는 터치 패널, 이를 구비한 좌표 측정 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 정교한 필압 감지가 가능한 스타일러스 펜 및 이를 구비한 좌표 측정 시스템을 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널은, 복수의 오브젝트의 응답 신호를 수신하기 위한 수신부, 및, 상기 수신부를 통해 상기 응답 신호를 동시에 수신한 경우, 상기 복수의 오브젝트가 방출하는 서로 다른 주파수를 기초로 상기 복수의 오브젝트의 위치를 식별하는 제어부를 포함한다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 복수의 오브젝트 각각에 대응되는 주파수 대역을 기초하여 상기 복수의 오브젝트를 식별할 수 있다.
한편, 상기 수신부는, 복수의 안테나 루프를 포함할 수 있다.
이 경우, 본 터치 패널은, 상기 복수의 안테나 루프로부터 복수의 오브젝트 각각에 대응되는 복수의 응답 신호를 동시에 검출하는 검출부를 더 포함하고, 상기 검출부는, 상기 수신부를 통해 적어도 하나의 안테나 루프에서 수신된 응답 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부, 상기 증폭된 응답 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC부, 및, 상기 디지털 신호로 변환된 응답 신호에서 기설정된 주파수 성분들을 추출하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 검출부는, 상기 복수의 안테나 루프 각각의 응답 신호를 순차적으로 검출할 수 있다.
한편, 상기 검출부는, 복수의 안테나 루프 각각의 응답 신호를 복수의 채널 단위로 병렬 검출할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 복수의 안테나 루프 모두의 응답 신호를 이용하여 접촉 물체의 위치를 판단하는 제1 스캔 동작과 판단된 접촉 물체에 대응되는 루프 그룹의 응답 신호만을 이용하여 접촉물체의 위치를 판단하는 제2 스캔 동작을 교번적으로 수행할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 제2 스캔 동작시에 판단된 접촉 물체의 개수가 이전 과정에서 판단된 접촉 물체의 개수보다 작으면, 상기 루프 그룹과 인접한 다른 루프 그룹의 응답 신호를 추가 이용하여 접촉 물체의 위치를 판단할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 접촉 물체의 종류를 판별하고, 판별된 접촉 물체의 종류별로 상기 제2 스캔 동작을 구분하여 수행할 수 있다.
이 경우, 상기 제어부는, 상기 접촉 물체에 의한 응답 신호의 주파수 대역을 기초로 상기 접촉 물체의 종류를 판별할 수 있다.
한편, 상기 수신부는 복수의 안테나 루프 및 복수의 전극을 포함할 수 있다.
이 경우, 본 터치 패널은, 상기 제1 스캔 동작 전에 상기 복수의 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부를 더 포함할 수 있다.
또는 본 터치 패널은, 상기 접촉 물체 중 적어도 하나가 공진 회로를 갖는 패시브 스타일러스 펜이면, 상기 패시브 스타일러스 펜의 위치 판별을 위한 제2 스캔 동작 전에 상기 복수의 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 복수의 안테나 루프는, 상기 복수의 전극이 배치되는 제1 레이어 하부의 제2 레이어에 배치될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스타일러스 펜은, 서로 다른 주파수 신호로 분주하는 분주 신호를 생성하기 위한 분주기, 및, 상기 스타일러스 펜을 구동하기 위하여, 상기 스타일러스 펜에 대한 필압 값 및 상기 생성된 분주 신호를 기초로 응답 신호를 생성하는 구동부를 포함한다.
이 경우, 본 스타일러스 펜은, 상기 스타일러스 펜의 동작 상태를 선택받는 선택부를 더 포함하고, 상기 분주기는, 상기 선택받은 동작 상태에 대응되는 분주비로 기설정된 주파수를 분주할 수 있다.
이 경우, 상기 동작 상태는, 상기 스타일러스 펜의 색상 상태 및 지우개 상태 중 적어도 하나일 수 있다.
한편, 본 스타일러스 펜은, 상기 스타일러스 펜의 필압에 따라 저항값이 가변하는 팁을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 스타일러스 펜은, 상기 스타일러스 펜의 초기 동작시에만 기설정된 주파수를 생성하는 결정 진동자(crystal oscillator)를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 좌표 측정 시스템은, 복수의 오브젝트의 응답 신호를 검출하는 터치 패널, 및, 상기 터치 패널에 복수의 응답 신호 각각을 개별적으로 송신하는 복수의 스타일러스 펜을 포함하고, 상기 터치 패널은, 상기 복수의 스타일러스 펜 각각에 대응되는 복수의 응답 신호를 동시에 수신하고, 상기 수신된 복수의 응답 신호에 기초하여 상기 복수의 스타일러스 펜의 위치를 식별한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 시스템의 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 도 1의 터치 패널의 간략한 구성을 도시한 블록도,
도 3은 제1 실시 예에 따른 터치 패널의 회로도를 도시한 도면,
도 4는 제2 실시 예에 따른 터치 패널의 회로도를 도시한 도면,
도 5는 제1 실시 예에 따른 검출부의 구성을 도시한 도면,
도 6은 제2 실시 예에 따른 검출부의 구성을 도시한 도면,
도 7a 내지 도 7c는 전자 칠판에서의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 8a 내지 도 8c는 하나의 안테나 루프에서의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 9는 복수의 안테나 루프와 복수의 스타일러스 펜의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 10은 다양한 오브젝트의 예를 도시한 도면,
도 11은 서로 다른 종류의 오브젝트에 부여된 주파수 범위의 예를 도시한 도면,
도 12는 여러 종류의 오브젝트의 특성을 도시한 도면,
도 13은 제2 실시 예에 따른 터치 패널의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 14는 제1 스캔 방식의 동작 예를 설명하기 위한 도면,
도 15는 제1 스타일러스 펜에 대한 제2 스캔 방식을 설명하기 위한 도면,
도 16은 제2 스타일러스 펜에 대한 제2 스캔 방식을 설명하기 위한 도면,
도 17은 제1 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 블록도,
도 18은 제1 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 사시도,
도 19는 제1 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 동작을 설명하기 위한 도면,
도 20은 제1 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 동작을 설명하기 위한 흐름도,
도 21은 제2 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 블록도,
도 22는 제2 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 회로도,
도 23은 도 21의 공진 회로부의 구체적인 구성을 도시한 회로도,
도 24는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 패널의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 25는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 패널의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도, 그리고,
도 26은 도 25의 제1 스캔 동작의 구체적인 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 좌표 측정 시스템(300)은 터치 패널(100) 및 복수의 스타일러스 펜(200-1, 200-2)을 포함한다.
터치 패널(100)은 스타일러스 펜(200)(또는 오브젝트)의 위치를 판단한다. 구체적으로, 터치 패널(100)은 복수의 안테나 루프를 포함하며, 복수의 안테나 루프에서 수신되는 응답 신호를 기초로 터치 패널(100) 상의 스타일러스 펜의 위치를 판단할 수 있다. 이때, 터치 패널(100)은 복수의 오브젝트 각각에 대응되는 서로 다른 주파수의 응답 신호를 동시에 수신하고 신호 처리하여, 복수의 스타일러스 펜의 위치를 동시에 판단할 수 있다. 이러한 터치 패널(100)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 2를 참조하여 후술한다. 여기서 터치 패널(100)은 디지타이저, 터치 패드, 터치 스크린이거나, 디지타이저, 태블릿, 터치 패드 또는 터치 스크린을 구비하는 전자 칠판, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, PMP, MP3 player 등일 수 있다.
스타일러스 펜(200-1, 200-2)은 터치 패널(100) 내의 적어도 하나의 안테나 루프에 응답 신호를 전송할 수 있다. 이러한 스타일러스 펜(200-1, 200-2)은 펜과 같은 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 지우개 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이때, 복수의 스타일러스 펜(200-1, 200-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역을 갖는 응답 신호를 터치 패널(100)에 전송할 수 있다. 그리고 스타일러스 펜(200-1, 200-2) 각각은 패시브 타입이거나 액티브 타입으로 동작할 수 있다. 여기서 패시브 타입은 터치 패널(100)로부터 구동신호를 수신하고, 수신된 구동 신호에 기초하여 응답 신호를 생성하는 방식, 즉, 자체적인 전원 없이 동작하는 방식이다. 그리고 액티브 방식은 자체적인 전원을 통하여 응답 신호를 생성하는 방식이다. 액티브 방식의 스타일러스 펜에 대해서는 도 17을 참조하여 후술하고, 패시브 방식의 스타일러스 펜에 대해서는 도 21을 참조하여 후술한다. 여기서 스타일러스 펜(또는 오브젝트)는 전도성 물체, 공진 회로를 갖는 물체, 보드 마카, 펜 등일 수 있다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 좌표 측정 시스템(300)은 서로 다른 주파수를 갖는 응답 신호를 이용하여 주파수 분석 방식으로 위치를 파악하는바, 복수의 스타일러스 펜의 위치를 동시에 파악할 수 있다. 또한, 좌표 측정 시스템(300)은 패시브 방식 및 액티브 방식의 스타일러스 펜을 모두 지원하는바, 사용자 편의성이 향상된다.
한편, 도 1을 설명함에 있어서, 터치 패널(100)이 응답 신호를 방출하는 스타일러스 펜(200)의 위치만을 판단하는 것으로 설명하였지만, 손가락의 위치에 따른 전극의 커패시턴스 변화 또는 커패시턴스의 변화에 기인한 신호 크기 변화 등을 감지하여 손가락의 위치를 판단할 수도 있다. 다만, 터치 패널(100)에서 손가락의 위치를 판단하는 동작은 널리 알려진 기술인바, 본 건에서는 스타일러스 펜의 위치를 감지하는 기술에 대해서만 자세히 설명한다.
한편, 도 1을 설명함에 있어서, 터치 패널(100)에 두 개의 스타일러스 펜(200-1, 200-2)이 연결되는 것을 도시하였지만, 구현시에는 1대의 터치 패널(100)에 한 대의 스타일러스 펜과 연결되거나, 3대 이상의 스타일러스 펜과도 연결될 수 있다.
한편, 도 1을 설명함에 있어서, 터치 패널(100)이 복수의 안테나 루프를 이용하여 응답 신호를 수신하는 것으로 설명하였지만, 구현시에 터치 패널(100)은 복수의 전극을 이용하여 응답 신호를 수신하는 형태뿐만 아니라, 복수의 안테나 루프와 복수의 전극 모두를 이용하여 응답 신호를 수신하는 형태로도 구현될 수 있다. 이와 같은 형태에 대해서는 도 4 를 참조하여 후술한다.
도 2는 도 1의 터치 패널의 구체적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 터치 패널(100)은 수신부(110) 및 제어부(140)로 구성될 수 있다. 여기서 터치 패널(100)은 디지타이저, 태블릿, 터치 패드, 터치 스크린이거나, 디지타이저, 터치 패드 또는 터치 스크린을 구비하는 노트북, 휴대폰, 스마트폰, PMP, MP3 player 등일 수 있다.
수신부(110)는 복수의 오브젝트의 응답 신호를 검출한다. 구체적으로, 수신부(110)는 복수의 안테나 루프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신부(110)는 매트릭스 형태로 배치되는 복수의 안테나 루프를 포함할 수 있다. 구체적으로, 수신부(110)는 제1 방향으로 배치되는 복수의 제1 안테나 루프들과 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배치되는 복수의 제2 안테나 루프들을 포함할 수 있다. 수신부(110)에 포함되는 복수의 안테나 루프의 및 동작에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.
여기서 안테나 루프는 스타일러스 펜(20)이 방출하는 전기장을 루프 코일로 수신하는 안테나이다. 한편, 하나의 안테나 루프는 하나의 채널을 구성하나, 복수의 안테나 루프를 상호 연결하여 복수의 안테나 루프가 하나의 채널을 이루도록 할 수 있다. 그리고 채널이란 검출부가 신호 처리하는 단위이다. 예를 들어, 10개의 안테나 루프가 서로 독립적으로 검출부에 연결되면, 해당 수신부는 10개의 채널을 가진 것이다. 그리고 10개의 안테나 루프가 2개씩 서로 연결되어 검출부에 연결되면, 해당 검출부는 5개의 채널을 가진 것이다.
제어부(140)는 응답 신호를 동시에 검출한 경우, 복수의 오브젝트 위치를 식별한다. 구체적으로, 제어부(140)는 복수의 오브젝트가 방출하는 서로 다른 주파수를 기초로 복수의 오브젝트의 위치를 식별할 수 있다. 예를 들어, 수신부(110)가 복수의 안테나 루프를 포함하는 경우, 제어부(140)는 복수의 안테나 루프에서 수신된 응답 신호에 기초하여 스타일러스 펜(200)의 위치를 판단한다. 이때, 제어부(140)는 복수의 스타일러스 펜의 위치를 동시에 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(140)는 복수의 오브젝트 각각에 대응되는 주파수 성분(또는 주파수 대역)을 기초로, 복수의 스타일러스 펜의 위치를 판단할 수 있다.
예를 들어, 복수의 안테나 루프가 매트릭스 형태로 구성되어, 제1 방향으로 복수의 제1 안테나 루프가 배치되고, 제1 방향에 수직된 제2 방향으로 복수의 제2 안테나 루프가 배치된 경우, 제어부(140)는 복수의 스타일러스 펜(200) 각각에 대해서 제1 안테나 루프에서 수신된 응답 신호 내의 스타일러스 펜에 대응되는 주파수 성분(즉, 특정 주파수 대역 내의 피크 값)의 크기 비율 및 제2 안테나 루프에서의 수신된 응답 신호 내의 주파수 성분의 크기 비율을 기초로 스타일러스 펜의 위치를 파악할 수 있다.
그리고 제어부(140)는 수신된 응답 신호의 주파수 성분의 변화(즉, 특정 주파수 대역 내의 피크 값의 변화)에 기초하여 스타일러스 펜(200)의 접촉 압력을 감지하거나, 수신된 응답 신호의 주파수 성분의 변화에 기초하여 스타일러스 펜의 동작 모드를 감지할 수 있다. 한편, 여기서의 주파수 성분의 변화 크기는 다른 스타일러스 펜으로 파악되지 않는 범위 내일 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 스타일러스 펜이 20kHz 단위로 주파수 차이가 있다면, 동작 모드는 10kHz 단위로 차이를 가질 수 있으며, 접촉 압력의 변화는 5kHz 범위 내에서 변화될 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 제어부(140)는 액티브 방식으로 동작하는 복수의 스타일러스 펜만을 위치 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 패시브 방식으로 동작하는 복수의 스타일러스 펜 또는 패시브 방식의 스타일러스 펜과 액티브 방식의 스타일러스 펜을 동시에 위치 감지할 수도 있다. 우선적으로 액티브 방식으로 동작하는 복수의 스타일러스 펜의 위치를 감지하는 제어부의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 3의 구성을 참조하여 설명하고, 패시브 방식도 감지할 수 있는 제어부의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
이상과 같이 본 실시 예에 따른 터치 패널(100)은 서로 다른 주파수를 갖는 응답 신호를 이용하여 주파수 분석 방식으로 위치를 파악하는바, 복수의 스타일러스 펜의 위치를 동시에 파악할 수 있다.
이상에서는 터치 패널(100)의 기본적인 구성에 대해서만 도시하고 설명하였지만, 터치 패널(100)은 상술한 구성 이외의 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(100)이 터치 스크린인 경우에, 디스플레이 구성이 더 포함될 수 있으며, 터치 패널(100)이 스마트폰, PMP 등의 장치인 경우에, 디스플레이, 저장부, 통신 구성 등을 더 포함할 수도 있다.
또한, 이상에서는 터치 패널(100)이 구동 신호의 제공 없이 응답 신호만을 수신하는 것으로 설명하였지만, 즉, 액티브 방식의 스타일러스 펜의 위치만을 감지하는 것으로 설명하였지만, 터치 패널(100)은 기설정된 주기 단위로 구동 신호를 제공하여 패시브 방식의 스타일러스 펜의 위치도 감지할 수 있다. 이에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
도 3은 제1 실시 예에 따른 터치 패널의 회로도를 도시한 도면이다. 구체적으로, 제1실시 예에 따른 터치 패널은 액티브 방식만으로 동작하는 복수의 스타일러스 펜의 위치를 감지하는 실시 예이다.
도 3을 참조하면, 터치 패널(100)은 수신부(110) 및 제어부(140)로 구성될 수 있다.
수신부(110)는 복수의 안테나 루프로 구성된다. 여기서 안테나 루프는 스타일러스 펜(200)이 방출한 전기장을 루프 코일로 수신하는 안테나이다.
한편, 하나의 안테나 루프는 하나의 채널을 구성하나, 구현시에는 복수의 안테나 루프를 상호 연결하여 복수의 안테나 루프가 하나의 채널을 이루도록 할 수 있다. 여기서 채널이란 검출부가 신호 처리하는 단위이다. 예를 들어, 10개의 안테나 루프가 서로 독립적으로 검출부에 연결되면, 해당 수신부는 10개의 채널을 가진 것이다. 그리고 10개의 안테나 루프가 2개씩 서로 연결되어 검출부에 연결되면, 해당 수신부는 5개의 채널을 가진 것이다.
안테나 루프에서 수신된 응답 신호의 예에 대해서는 도 8a 내지 도 9를 참조하여 후술한다.
한편, 도시된 예에서 복수의 안테나 루프가 Y축 방향으로만 배치되는 것으로 도시하였지만, 이는 도면을 간략히 도시하기 위한 것으로, 구현시에는 복수의 안테나 루프는 Y축 방향뿐만 아니라, X 축 방향으로도 배치될 수 있다. 예를 들어, 수신부(110)는 상호 다른 방향으로 배치되는 제1 루프 그룹 및 제2 루프 그룹을 포함할 수 있다.
제1 루프 그룹은 제1 방향(가로 방향)으로 배치되는 복수의 제1 안테나 루프를 포함할 수 있다. 그리고 제2 루프 그룹은 제2 방향(세로 방향)으로 배치되는 복수의 제2 안테나 루프를 포함할 수 있다.
한편, 안테나 루프는 루프 형태를 갖는다는 점에서, 제1 안테나 루프(111-1)는 제1 방향(예를 들어, 가로 방향)뿐만 아니라 일부 루프는 제2 방향(예를 들어, 세로 방향)으로도 배치된다. 그러나 제1 안테나 루프의 대부분은 영역은 제1 방향으로 배치되는바, 이하에서는 제1 안테나 루프(111-1)는 제1 방향으로 배치되는 것이라고 지칭한다.
제어부(140)는 오브젝트의 위치를 식별한다. 구체적으로, 제어부(140)는 검출부(120) 및 식별부(150)로 구성될 수 있다.
검출부(120)는 적어도 하나의 안테나 루프로부터 응답 신호를 검출한다. 이때, 검출부(120)는 복수의 안테나 루프 모두의 응답 신호를 순차적으로 검출하거나, 복수의 안테나 루프 모두의 응답 신호를 복수의 안테나 루프 단위로 병렬 검출할 수 있다. 그리고 이와 같은 과정에서 수행되는 응답 신호는 서로 다른 주파수의 응답 신호이다. 여기서, 복수의 응답 신호란 서로 다른 스타일러스 펜으로부터의 개별적으로 수신되는 응답 신호이다. 예를 들어, 도 8a에 도시한 바와 같이 적어도 하나의 안테나 루프는 복수의 서로 다른 스타일러스 펜 각각으로부터 동시에 응답 신호를 수신할 수 있다. 이러한 응답 신호는 패시브 방식에 의한 응답 신호 또는 액티브 방식에 의한 응답 신호일 수 있다. 이러한 점에서, 복수의 응답 신호는 '액티브 방식에 의한 복수의 응답 신호'이거나 액티브 방식의 응답 신호와 패시브 방식의 응답 신호가 혼재된 것일 수 있다.
한편, 복수의 스타일러스 펜 각각으로부터 수신되는 복수의 응답 신호가 동일한 주파수를 갖는다면, 터치 패널(100)은 수신된 복수의 응답신호 각각에 대응되는 스타일러스 펜을 구별(또는 식별)하는 것이 불가하다. 이러한 점에서, 본 실시 예에서 각 스타일러스 펜(200)은 서로 다른 주파수의 응답 신호를 터치 패널(100)에 전송할 수 있다.
여기서, 서로 다른 주파수란 응답 신호에 포함된 중심 주파수가 서로 다름을 의미한다. 예를 들어, 도 7b에 도시한 바와 같이 4개의 스타일러스 펜의 4개의 응답 신호의 중심 주파수는 각각 서로 다른 주파수를 갖는다.
또한, 검출부(120)는 보다 신속한 응답 신호의 수신 및 처리를 위하여 일부 안테나 루프에 대한 응답 신호만을 검출할 수도 있다. 검출부(120)의 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 도 5 및 도 6을 참조하여 후술한다.
그리고 검출부(120)는 수신된 응답 신호에 대해서 다양한 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 검출부(120)는 각 응답 신호를 증폭기를 이용하여 증폭할 수 있다. 그리고 검출부(120)는 수신된 응답 신호 중 기설정된 주파수 범위 내의 정보만을 추출하는 신호 처리를 수행할 수 있다.
식별부(150)는 스타일러스 펜의 응답 신호의 주파수 대역을 기초로 오브젝트의 종류를 판별한다. 구체적으로, 본 실시 예에서는 스타일러스 펜마다 서로 다른 주파수의 응답 신호를 생성하며, 도 15와 같이 스타일러스 펜의 종류마다 다른 주파수 대역의 응답 신호를 생성할 수 있다. 이에 따라, 식별부(150)는 검출된 응답 신호의 주파수 대역을 기초로 스타일러스 펜의 종류를 파악할 수 있다.
식별부(150)는 복수의 안테나 루프의 모두의 응답 신호를 이용하여 스타일러스 펜의 위치를 판단하는 제1 스캔 동작과 위치 판단된 스타일러스 펜에 대응되는 루프 그룹의 응답 신호만을 이용하여 스타일러스 펜의 위치를 판단하는 제2 스캔 동작이 교번적으로 수행되도록 검출부(120)를 제어할 수 있다.
여기서, 제1 스캔 동작은 앞선 과정에서 파악하지 않은 새로운 스타일러스 펜이 존재하는지를 파악하는 스캔 동작이다. 이에 따라 신규 스타일러스 펜의 위치 및 종류가 미정인바, 모든 영역에 대해서 액티브 타입의 스타일러스 펜의 위치가 감지되도록, 모든 안테나 루프에서의 응답 신호를 모두 수신할 수 있다.
그리고 제2 스캔 동작은 앞선 과정에서 파악된 스타일러스 펜의 위치 변화를 정밀하게 파악하는 스캔 동작이다. 이에 따라, 기감지된 스타일러스 펜의 위치 및 종류를 미리 알고 있는바, 식별부(150)는 해당 종류에 대응되는 방식으로 기감지된 위치에 대응되는 안테나 루프의 응답 신호만으로 빠르게 기존의 스타일러스 펜의 위치를 업데이트할 수 있다.
이와 같은 제2 스캔 동작에 의하여 파악된 스타일러스 펜의 개수가 기파악된 스타일러스 펜의 개수보다 작으면, 식별부(150)는 응답 신호를 입력받은 루프 그룹과 인접한 다른 루프 그룹의 응답 신호를 추가 이용하여 스타일러스 펜의 위치를 감지할 수 있다. 한편, 본 실시 예에서는 파악된 스타일러스 펜의 개수가 변경되는 경우에 제2 스캔 동작의 범위를 변경하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 파악된 스타일러스 펜의 개수가 변경되면 제1 스캔 동작이 수행될 수도 있다.
한편, 이와 같은 제2 스캔 동작은 감지된 스타일러스 펜의 종류 단위로 수행될 수 있다. 예를 들어, 기감지된 스타일러스 펜이 3개의 액티브 형태의 스타일러스 펜인 경우에, 제2 스캔 동작은 하나의 종류로 한 번만 수행될 수 있다. 반대로, 기감지된 스타일러스 펜이 2개의 액티브 형태의 스타일러스 펜과 1개의 지우개 오브젝트인 경우, 제2 스캔 동작은 액티브 방식으로 한번, ID 신호 수신을 위한 방식으로 한번으로 수행될 수 있다. 한편, 이와 같이 스타일러스 펜의 종류가 다양할수록 복수의 스타일러스 펜의 위치를 감지하는데 시간이 많이 소요되나, 본 실시 예에서는 각 종류별로 모든 위치를 감지하는 것이 아니라, 감지된 위치에 대응되는 안테나 루프의 응답 신호만을 처리하는바, 시간 지연을 줄일 수 있다.
한편, 도 3을 설명함에 있어서, 제어부(140)에 구동부 및 검출부가 포함되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 구동부와 검출부를 별도의 구성으로 구현할 수도 있다.
한편, 도 1 내지 도 3을 설명함에 있어서, 수신부(110)가 복수의 안테나 루프만으로 구성되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에 수신부(110)는 복수의 전극을 더 포함할 수 있다. 이와 같은 실시 형태에 대해서는 도 4를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 4는 제2 실시 예에 따른 터치 패널의 회로도를 도시한 도면이다. 구체적으로, 제2실시 예에 따른 터치 패널은 패시브 방식의 스타일러스 펜의 위치도 감지할 수 있는 실시 예이다. 도 4를 참조하면, 터치 패널(100”)은 수신부(110"), 및 제어부(140’)로 구성될 수 있다. 수신부(110")는 복수의 안테나 루프 및 복수의 전극을 포함할 수 있다. 구체적으로, 수신부(110")는 상호 겹쳐지는 두 개의 레이어(110, 110’)를 포함하며, 한 레이어에는 복수의 안테나 루프가 배치되고, 다른 레이어에는 복수의 전극이 배치될 수 있다. 한편, 도시된 예에서는 안테나 루프가 상부에 배치되고, 복수의 전극이 하부에 배치되는 것으로 도시하였으나, 구현시에는 두 레이어의 배치 순서는 다를 수 있다.
제1 레이어(110) 상의 복수의 안테나 루프(110)는 도 3의 구성과 동일한바 중복 설명은 생략한다.
제2 레이어(110’) 상의 복수의 전극(100’)은 복수의 제1 전극 및 복수의 제2 전극을 포함한다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이 수신부(110')는 상호 다른 방향으로 배치되는 제1 전극 그룹 및 제2 전극 그룹을 포함할 수 있다.
제1 전극 그룹은 제1 방향(가로 방향)으로 배치되는 복수의 제1 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전극은 투명 전극으로, ITO(Indium Tin Oxide)일 수 있다. 이러한, 제1 전극 그룹 내의 복수의 제1 전극은 손가락의 위치를 감지할 때, 소정의 구동 신호(Tx 신호)를 전송하는 송신용 전극일 수 있다.
제2 전극 그룹은 제2 방향(세로 방향)으로 배치되는 복수의 제2 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 전극은 투명 전극으로, ITO(Indium Tin Oxide)일 수 있다. 이러한, 제2 전극 그룹 내의 복수의 제2 전극은 손가락의 위치를 감지할 때, 제1 전극에서 입력된 Tx 신호에 의하여 야기되는 Rx 신호를 수신하는 수신용 전극일 수 있다.
한편, 도시된 예에서는 하나의 전극 그룹 내에 6개의 전극만이 포함되는 것으로 도시하였지만, 구현시에는 각 전극 그룹은 5개 이하 또는 7개 이상의 전극을 포함할 수도 있다. 그리고 도시된 예에서는 전극 그룹 내의 전극의 형상을 직사각형태로 도시하였지만, 구현시에는 다른 형태로도 구현될 수 있다.
제어부(140’)는 오브젝트의 위치를 식별한다. 구체적으로, 제어부(140’)는 검출부(120), 구동부(130) 및 식별부(150)로 구성될 수 있다. 구동부(130)는 기결정된 시점에 수신부(110’)에 구동 신호를 인가한다. 구체적으로, 제1 스캔 동작 시점 또는 패시브 스타일러스 펜이 감지된 경우의 해당 펜의 구체적인 위치를 감지하는 위한 제2 스캔 동작 시에 구동 신호를 인가할 수 있다. 이러한 구동 신호는 기결정된 공진 주파수를 가지는 사인파형 신호일 수 있다.
검출부(120)는 수신부(110”) 내의 각 안테나 루프 및 각 전극에서의 응답 신호를 검출한다. 구체적으로, 검출부(120)는 하나의 채널 단위로 모든 안테나 루프 및 모든 전극의 응답 신호를 순차적으로 검출할 수 있다. 또는 검출부(120)는 복수의 채널 단위로 모든 안테나 루프 및 모든 전극의 응답 신호를 검출할 수도 있다.
그리고 검출부(120)는 수신된 응답 신호에 대해서 다양한 신호 처리를 수행할 수 있다. 예를 들어, 검출부(120)는 각 응답 신호를 증폭기를 이용하여 증폭할 수 있다. 그리고 검출부(120)는 수신된 응답 신호 중 기설정된 주파수 범위 내의 정보만을 추출하는 신호 처리를 수행할 수 있다.
식별부(150)는 스타일러스 펜의 응답 신호의 주파수 대역을 기초로 오브젝트의 종류를 판별한다. 구체적으로, 본 실시 예에서는 스타일러스 펜마다 서로 다른 주파수의 응답 신호를 생성하며, 도 15와 같이 스타일러스 펜의 종류마다 다른 주파수 대역의 응답 신호를 생성할 수 있다. 이에 따라, 제어부(140)는 수신된 응답 신호의 주파수 대역을 기초로 스타일러스 펜의 종류를 파악할 수 있다.
식별부(150)는 복수의 안테나 루프 및 복수의 전극의 모두의 응답 신호를 이용하여 스타일러스 펜의 위치를 판단하는 제1 스캔 동작과 위치 판단된 스타일러스 펜에 대응되는 루프 그룹(또는 전극 그룹) 내의 응답 신호만을 이용하여 스타일러스 펜의 위치를 판단하는 제2 스캔 동작이 교번적으로 수행되도록 검출부(120)를 제어할 수 있다.
여기서, 제1 스캔 동작은 앞선 과정에서 파악하지 않은 새로운 스타일러스 펜이 존재하는지를 파악하는 스캔 동작이다. 이에 따라 신규 스타일러스 펜의 위치 및 종류가 미정인바, 모든 전극 영역에 대해서 패시브 타입 또는 액티브 타입 모두에 대한 감지가 가능하도록, 패시브 타입에 필요한 구동 신호를 인가하고 각 전극에서의 응답 신호를 모두 수신할 수 있다.
예를 들어, 식별부(150)는 복수의 전극에 구동 신호가 방출되도록 하는 제어를 수행할 수 있다. 그리고 식별부(150)는 앞서 방출된 구동 신호에 대응되는 응답 신호를 복수의 전극으로부터 검출하도록 검출부(120)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 식별부(150)는 제1 시간 구간에서 모든 제1 전극에 동일한 구동 신호가 동시에 인가되도록 구동부(130)를 제어하고, 구동 신호 인가 이후의 제2 시간 구간에서 적어도 하나의 전극의 응답 신호가 검출되도록 검출부(120)를 제어할 수 있다. 이후에 식별부(150)는 제3 시간 구간에서 다시 모든 제1 전극에 동일한 구동 신호가 인가되도록 구동부(130)를 제어하고, 구동 신호 이후의 제4 시간 구간에서 다른 전극의 응답 신호가 검출되도록 검출부(120)를 제어할 수 있다. 그리고 식별부(150)는 모든 전극에 대한 상술한 과정을 반복하여 제1 스캔 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 수신부(110')는 12개의 전극을 포함하는바, 제어부(140)는 12번의 구동 신호의 인가/응답 신호의 수신 동작을 교번적으로 수행할 수 있다. 한편, 검출부(120)가 복수의 채널 단위로 응답 신호를 병렬 검출할 수 있다면, 상술한 반복 과정은 줄어들 수 있다. 예를 들어, 3개의 채널 단위로 응답 신호를 수신하는 경우, 4번의 구동 신호의 인가/응답 신호의 수신 동작만으로 동일한 동작을 완료할 수 있다.
그리고 제2 스캔 동작은 앞선 과정에서 파악된 스타일러스 펜의 위치 변화를 정밀하게 파악하는 스캔 동작이다. 이에 따라, 기감지된 스타일러스 펜의 위치 및 종류를 미리 알고 있는바, 식별부(150)는 해당 종류에 대응되는 방식으로 기감지된 위치에 대응되는 전극의 응답 신호만으로 빠르게 기존의 스타일러스 펜의 위치를 업데이트할 수 있다. 한편, 기파악한 스타일러스 펜(200)이 패시브 타입인 경우에는 응답 신호를 수신하기 전에 구동 신호를 수신부(110’)에 인가할 수 있다. 이때, 식별부(150)는 수신부(110’) 내의 모든 전극에 일괄적으로 구동 신호를 인가하거나, 스타일러스 펜(200)의 위치에 대응되는 전극을 포함하는 일부 전극 그룹에만 구동 신호를 인가되도록 구동부(130)를 제어할 수도 있다.
이와 같은 과정에 의하여 파악된 스타일러스 펜의 개수가 기파악된 스타일러스 펜의 개수보다 작으면, 식별부(150)는 응답 신호를 입력받은 전극 그룹과 인접한 다른 전극 그룹의 응답 신호를 추가 이용하여 스타일러스 펜의 위치를 감지할 수 있다.
한편, 이와 같은 제2 스캔 동작은 감지된 스타일러스 펜의 종류 단위로 수행될 수 있다. 예를 들어, 기감지된 스타일러스 펜이 3개의 액티브 형태의 스타일러스 펜인 경우에, 제2 스캔 동작은 하나의 종류로 한 번만 수행될 수 있다. 반대로, 기감지된 스타일러스 펜이 2개의 액티브 형태의 스타일러스 펜과 1개의 패시브 형태의 스타일러스 펜인 경우, 제2 스캔 동작은 액티브 방식으로 한번, 패시브 형태로 한번 수행될 수 있다. 한편, 이와 같이 스타일러스 펜의 종류가 다양할수록 복수의 스타일러스 펜의 위치를 감지하는데 시간이 많이 소요되나, 본 실시 예에서는 각 종류별로 모든 위치를 감지하는 것이 아니라, 감지된 위치에 대응되는 전극의 응답 신호만을 처리하는바, 시간 지연을 줄일 수 있다.
한편, 식별부(150)는 패시브 타입의 스타일러스 펜은 복수의 전극을 통하여 위치 감지를 수행하고, 액티브 타입의 스타일러스 펜은 복수의 안테나 루프를 통하여 위치 감지를 수행하도록 구동부(130) 및 검출부(120)를 제어할 수 있다. 또는 제어부(140)는 구동 신호의 인가만을 복수의 전극을 통하여 수행하고, 응답 신호의 수신은 복수의 안테나 루프만을 통하여 수행되도록 구동부(130) 및 검출부(120)를 제어할 수 있다.
한편, 도 4를 도시하고 설명함에 있어서, 복수의 전극이 매트릭스 형태로 배치되는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 매트릭스 형태 이외의 형태로 배치될 수도 있다.
한편, 도 4를 설명함에 있어서, 안테나 루프가 필수적으로 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에 수신부(110)는 안테나 루프의 이용 없이 복수의 전극만으로도 구현될 수도 있다.
한편, 도 4를 설명함에 있어서, 안테나 루프 상부에 복수의 전극이 배치되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 안테나 루프가 복수의 전극 상부에 배치될 수도 있다.
또한, 제어부(140’)에 구동부 및 검출부가 포함되는 것으로 도시하고 설명하였지만, 구현시에는 구동부와 검출부를 별도의 구성으로 구현할 수도 있다.
도 5는 제1 실시 예에 따른 검출부의 구성을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 검출부(120)는 먹스부(121), 증폭부(122), ADC부(123), 신호 처리부(또는 DSP)(124)로 구성될 수 있다.
먹스부(121)는 복수의 안테나 루프와 개별적으로 연결되며, 복수의 안테나 루프 중 하나를 후술할 증폭부(122)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 먹스부(121)는 특정 안테나 루프의 응답 신호(11)를 증폭부(122)로 전달할 수 있다. 그리고 먹스부(121)는 기설정된 시간 순서 단위로 상술한 전달 동작을 다른 안테나 루프에 대해서 수행할 수 있다.
증폭부(122)는 먹스부(121)에서 전달되는 응답 신호(11)를 증폭하여 출력한다.
ADC부(123)는 증폭된 응답 신호를 디지털 신호로 변환한다.
신호 처리부(124)는 디지털 신호로 변환된 응답 신호에서 기설정된 주파수 대역의 신호를 추출할 수 있다. 이때, 신호 처리부(124)는 스타일러스 펜(200)에서 제공하는 응답 신호의 주파수 범위에 대응되는 주파수 성분(예를 들어, 도 11의 경우 200khz~700khz)만을 추출할 수 있다. 이에 따라, 신호 처리부(124)는 디지털 신호로 변환된 응답 신호에 포함된 주파수 성분 및 각 주파수 성분의 크기와 위상을 제어부(140)에 제공할 수 있다.
이와 같이 본 실시 예에 따른 검출부(120)는 기설정된 주파수 성분만을 추출하여 스타일러스 펜의 위치를 파악하는바, 기설정된 주파수 이외의 노이즈 성분을 제거하여 응답 신호의 수신 감도를 향상할 수 있다.
한편, 도시된 예에서는 검출부(120)가 하나의 증폭부(122)만을 포함하는바, 복수의 안테나 루프의 응답 신호를 처리하기 위해서는 복수의 안테나 루프 개수만큼 반복 신호 처리를 수행하여 한다. 따라서, 구현시에는 도 6과 같이 복수의 증폭부, 복수의 ADC부 및 복수의 신호처리부를 통하여 처리 시간을 단축할 수 있다.
도 6은 제2 실시 예에 따른 검출부의 구성을 도시한 도면이다. 제2 실시 예에 따른 검출부(120’)는 복수의 증폭부, 복수의 ADC부 및 복수의 신호처리부를 통하여 감지 속도를 개선한 실시 예이다.
도 6을 참조하면, 검출부(120’)는 도 5와 같은 검출부 (120-1, 120-2, 120-3, 120-4, 120-5, 120-6)의 구성을 복수 개 구비한다. 구체적으로, 검출부(120’)는 복수의 증폭부, 복수의 ADC부 및 복수의 신호 처리부로 구성될 수 있다. 도시된 예에서 먹스부가 도시되어 있지만, 증폭부의 개수가 안테나 루프의 개수에 대응되는 경우에는 별도의 먹스부가 불필요하다.
복수의 증폭부 각각은 복수의 안테나 루프 각각에서 전달되는 응답 신호를 병렬적으로 증폭하여 출력한다. 도시된 예에서는 6개의 채널 단위로 응답 신호를 처리한다.
그리고 복수의 ADC부 각각은 복수의 증폭부 각각에서 증폭한 응답 신호 각각을 디지털 신호로 변환할 수 있다.
그리고 복수의 신호 처리부 각각은 복수의 ADC부 각각에서 변환한 디지털 신호의 응답 신호에서 기설정된 주파수 성분을 추출할 수 있다.
이와 같이 제2 실시 예에 따른 검출부(120’)는 6개의 채널 단위로 응답 신호를 병렬 처리하는바, 처리 속도가 향상된다. 예를 들어, 도 5의 경우보다 처리 속도가 6배 빨라진다. 한편, 도시된 예에서는 검출부(120’)를 6채널 단위로 동작하도록 구현하였으나, 구현시에는 2개 내지 5개 채널 단위로 동작하도록 구현하거나 7채널 이상으로 동작하도록 구현할 수도 있음은 자명하다.
한편, 이상에서는 복수의 신호 처리부를 이용하여 디지털 신호의 응답 신호 각각에서 주파수 성분을 추출하였지만, 구현시에는 하나의 신호 처리부를 이용하여 복수의 ADC부 각각에서 변환한 디지털 신호의 응답 신호를 수신하고, 복수의 응답 신호의 기설정된 주파수 성분을 추출할 수도 있다.
도 7a 내지 도 7c는 전자 칠판에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 7a는 복수의 스타일러스 펜이 전자 칠판에서 사용중인 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a를 참조하면, 터치 패널(100)은 복수의 영역(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)으로 구획되어 있으며, 제1 스타일러스 펜(200-1)은 제1 영역(111) 상에 위치하며, 제2 스타일러스 펜(200-2)은 제5 영역(115) 상에 위치하고 있다.
이때, 제1 스타일러스 펜(200-1)과 제2 스타일러스 펜(200-2)은 서로 다른 주파수의 응답 신호를 터치 패널(100)에 제공하는바, 터치 패널(100) 제1 영역(111)상에의 스타일러스 펜은 제1 스타일러스 펜(200-1)임을 식별할 수 있으며, 제5 영역(115)상의 스타일러스 펜은 제2 스타일러스 펜(200-2)임을 식별할 수 있다.
이와 같은 상황에서, 제1 스타일러스 펜(200-1)을 사용하는 사용자 A가 메뉴 선택을 하게 되면, 터치 패널(100)은 사용자 A에 특화된 A 메뉴(710)를 제1 스타일러스 펜(200-1)의 현재 위치와 인접하게 표시할 수 있다. 여기서 A 메뉴(710)는 펜 굵기, 색상 등 스타일러스 펜에 대해서 설정할 수 있는 다양한 메뉴 옵션 중 사용자 A가 미리 선택한 것이다. 만약, 사용자 A가 펜 굵기 만을 미리 선택해 놓은 경우, 메뉴(710)는 펜 굵기를 선택받기 위한 메뉴만이 표시될 수 있다.
한편, 제2 스타일러스 펜(200-2)을 사용하는 사용자 B가 메뉴 선택을 하게 되면, 터치 패널(100)은 사용자 B에 특화된 메뉴(720)를 제2 스타일러스 펜(200-2)의 현재 위치와 인접하게 표시할 수 있다. 여기서 B메뉴(720)는 스타일러스 펜에 대해서 설정할 수 있는 다양한 메뉴 옵션 중 사용자 B가 미리 선택한 것이다. 한편, 사용자가 미리 메뉴 옵션을 선택하지 않은 경우, 디폴트로 미리 결정된 메뉴가 표시될 수 있다.
이와 같이 전자 칠판은 각 스타일러스 펜에 대해서 동시에 메뉴를 표시할 수 있는바, 사용자는 다른 사용자가 메뉴를 사용하고 있는 중에도 기다리지 않고, 메뉴 화면을 불러와 사용할 수 있게 된다. 또한, 표시되는 메뉴는 사용자(또는 해당 오브젝트 종류)에 특화된 것인바, 사용자는 보다 편리하게 메뉴 선택을 할 수 있다.
또한, 각 스타일러스 펜에 대한 메뉴는 각 펜과 인접하여 표시되는바, 사용자는 손쉽게 자신이 원하는 메뉴를 선택할 수 있게 된다. 또한, 자신에게만 특화된 메뉴가 표시되는바, 사용자 편의성이 더욱 향상된다.
도 7b는 하나의 스타일러스 펜과 하나의 지우개가 전자 칠판에서 사용중인 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7b를 참조하면, 터치 패널(100)은 복수의 영역(111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119)으로 구획되어 있으며, 제1 스타일러스 펜(200-1)은 제1 영역(111) 상에 위치하며, 지우개 오브젝트(200-3)는 제5 영역(115) 상에 위치하고 있다.
이때, 제1 스타일러스 펜(200-1)과 지우개 오브젝트(200-3)는 서로 다른 주파수의 응답 신호를 터치 패널(100)에 제공하는바, 터치 패널(100)은 제1 영역(111)상의 오브젝트는 제1 스타일러스 펜(200-1)임을 식별할 수 있으며, 제5 영역(115)상의 오브젝트는 지우개 오브젝트(200-3)임을 식별할 수 있다.
이에 따라, 제1 스타일러스 펜(200-1)을 사용하는 사용자 A가 메뉴 선택을 하게 되면, 터치 패널(100)은 사용자 A에 특화된 메뉴(710)를 표시할 수 있다. 여기서 A 메뉴(710)는 펜 굵기, 색상, 수업자료 읽어오기 등 스타일러스 펜에 대해서 설정할 수 있는 다양한 메뉴 옵션 중 사용자 A가 미리 선택한 것이다. 만약, 사용자 A가 수업자료 읽어오기 만을 미리 선택해 놓은 경우, A 메뉴(710)는 수업자료 읽어 오기 위한 메뉴만이 표시될 수 있다.
한편, 지우개 오브젝트(200-3)를 사용하는 사용자 C가 메뉴 선택을 하게 되면, 터치 패널(100)은 사용자 C에 특화된 C 메뉴(730)를 표시할 수 있다. 여기서 C 메뉴(730)는 편집 명령, 지우는 방식, 지워지는 영역 크기 등 지우개 오브젝트에 대해서 설정할 수 있는 다양한 메뉴 옵션 중 사용자 C가 미리 선택한 것이다. 만약, 사용자 C가 지워지는 영역 크기만을 미리 선택해 놓은 경우, C 메뉴(730)는 지워지는 영역 크기를 선택받기 위한 메뉴만이 표시될 수 있다.
도 7c는 필기가 가능한 스타일러스 펜이 전자 칠판에서 사용중인 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시 예에 따른 스타일러스 펜은 보드 마커(markers)로 구현될 수 있다. 구체적으로, 도 19 또는 22와 같은 스타일러스 펜의 펜촉이 수성 마카로 구성되거나, 통상의 보드 마커에 도 19 또는 도 22과 같은 회로 구성이 부가될 수 있다. 이러한 경우, 사용자는 전자 칠판 상의 강화 유리 표면에 실제 필기를 할 수 있으며, 보드 마커의 이동 경로는 통상적인 스타일러스 펜과 같이 추적 및 저장이 가능하다.
따라서, 교실과 같은 환경에서 강사는 일반적인 보드 마커를 쓰듯이 필기를 수행할 수 있다. 한편, 보드 마카의 이동 경로는 통상의 스타일러스 펜과 같이 추적되는바, 추적된 경로가 전자적으로 저장되어 각 학생들에게 제공될 수 있다. 또한, 본 실시 예에서는 스타일러스 펜마다 다른 주파수의 응답 신호를 제공하는바, 검은색으로 지정된 스타일러스 펜(200-1)을 통하여 작성된 내용(700-1)은 해당 필기 내용은 검은색을 갖는다는 정보와 함께 전달될 수 있다. 그리고 빨간색으로 지정된 스타일러스 펜(200-2)을 통하여 작성된 내용(700-2)은 해당 필기 내용은 빨간색을 갖는다는 정보와 함께 전달될 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 하나의 안테나 루프에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 8a는 하나의 안테나 루프에서 복수의 스타일러스 펜의 응답 신호를 수신하는 동작을 설명하기 위한 모식도이고, 도 8b는 복수의 스타일러스 펜으로부터 수신한 응답 신호의 주파수 특성을 나타낸 도면이다. 그리고 도 8c은 복수의 안테나 루프와 하나의 스타일러스 펜의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 전자 칠판(100')은 복수의 안테나 루프를 포함한다. 복수의 안테나 루프 중 적어도 하나의 안테나 루프(111)는 복수의 스타일러스 펜(200-1, 200-2, 200-3, 200-4) 각각으로부터 서로 다른 4개의 응답 신호를 수신한다.
하나의 안테나 루프(111)에서 수신된 응답 신호는 도 5 또는 도 6과 같은 검출부 구성을 통하여 주파수 성분 및 해당 성분의 크기가 감지된다. 여기서 수신되는 응답 신호는 패시브 방식에 의한 응답 신호 또는 액티브 방식에 의한 응답 신호일 수 있다. 이러한 점에서, 복수의 응답 신호는 '액티브 방식에 의한 복수의 응답 신호'이거나 액티브 방식의 응답 신호와 패시브 방식의 응답 신호가 혼재된 것일 수 있다.
한편, 복수의 스타일러스 펜 각각으로부터 수신되는 복수의 응답 신호가 동일한 주파수를 갖는다면, 터치 패널(100’)은 각 장치를 구별(또는 식별)하는 것이 불가하다. 이러한 점에서, 본 실시 예에서 각 스타일러스 펜(200)은 서로 다른 주파수의 응답 신호를 터치 패널(100)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 도 8b에 도시된 바와 같이 복수의 응답 신호 각각은 중심 주파수가 서로 다른 주파수를 갖는다.
이와 같이 각 스타일러스 펜(200-1, 200-2, 200-3, 200-4)으로부터 수신되는 응답 신호는 서로 다른 주파수를 갖는바, 수신되는 신호 내에 포함된 주파수 성분 분석을 통하여 수신된 신호에 포함된 응답 신호의 개수 및 각 응답 신호의 크기를 알 수 있게 된다.
그리고 복수의 안테나 루프에서의 특정 주파수 성분에 대한 크기를 기초로 해당 주파수에 대응되는 스타일러스 펜의 위치를 파악할 수 있다. 이와 같은 동작에 대해서는 도 8c 및 도 9를 참조하여 이하에서 설명한다.
도 8c를 참조하면, 복수의 안테나 루프(111-1, 111-2, 111-3, 111-4, 111-5) 각각은 상호 겹쳐지는 형태로 연속적으로 배치된다. 이때, 복수의 안테나 루프(111-1, 111-2, 111-3, 111-4, 111-5)가 도 5와 같은 검출부(120)에 연결되면, 검출부(120)는 현재 스타일러스 펜(200-2)이 위치하는 안테나 루프(111-3)의 결과 값뿐만 아니라, 해당 안테나 루프(111-3) 주변의 안테나 루프(111-1, 111-2, 111-4, 111-5)의 결과 값도 동시에 측정할 수 있게 된다. 따라서, 스타일러스 펜(200-2)의 위치를 알고 있는 경우, 터치 패널(100)은 다음 주기의 좌표 측정 시점에 모든 안테나 루프가 아닌 일부 안테나 루프의 결과 값만을 이용하여 신속하게 파악할 수 있게 된다.
도 9는 복수의 안테나 루프와 복수의 스타일러스 펜의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 터치 패널(100) 상에 복수의 스타일러스 펜(200-1, 220-2, 200-3, 200-4)이 위치하면, 각 안테나 루프에서는 복수의 스타일러스 펜(200-1, 220-2, 200-3, 200-4) 각각으로부터의 응답 신호가 수신된다. 이때, 터치 패널(100)은 복수의 채널 단위로 응답 신호를 수신하는바, 따라서, 제1 먹스부(121-1)는 연결된 복수의 안테나 루프 중 제3 안테나 루프(111-3)로부터 복수의 스타일러스 펜(200-1, 220-2, 200-3, 200-4) 각각의 응답 신호를 수신할 수 있다 그리고 증폭부(122-1)는 제3 안테나 루프(111-3)로부터 수신한 복수의 응답 신호 각각을 증폭하고, ADC부(123-1)는 증폭된 제3 안테나 루프(111-3)의 응답 신호를 디지털 신호로 변환하고, 신호 처리부(124-1)는 우측에 도시된 바와 같이 4개의 주파수 성분에 대한 크기 값을 출력한다.
그리고 제1 먹스부(121-2)는 연결된 복수의 안테나 루프 중 제5 안테나 루프(111-5) 로부터 복수의 스타일러스 펜(200-1, 220-2, 200-3, 200-4) 각각의 응답 신호를 수신한다. 그리고 증폭부(122-2)는 제5 안테나 루프(111-5)의 응답 신호를 증폭하고, ADC부(123-2)는 증폭된 제5 안테나 루프(111-5)의 응답 신호를 디지털 신호로 변환하고, 신호 처리부(124-2)는 우측에 도시된 바와 같이 4개의 주파수 성분에 대한 크기 값을 출력한다.
이 경우, 제어부(140)는 동일한 주파수 성분의 각 안테나 루프별 크기에 기초하여, 해당 주파수 성분에 대응되는 스타일러스 펜의 위치를 파악할 수 있다. 예를 들어, 제1 스타일러스 펜(200-1)의 응답 주파수가 f0인 경우에, 제3 안테나 루프에서의 크기 값이 가장 크면, 제1 스타일러스 펜은 제3 안테나 루프 위에 배치된 것으로 판단할 수 있다.
도 10은 다양한 스타일러스 펜의 예를 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 터치 패널(100)은 도 10에 도시된 바와 같은 다양한 오브젝트 (10, 20, 30, 40)를 감지할 수 있다. 각 오브젝트(10, 20, 30, 40)의 주파수 범위 및 특성은 도 11 및 도 12와 같다. 여기서, 제1 오브젝트 (10)는 공진 회로를 갖는 지우개 형태의 오브젝트이다. 그리고 제2 오브젝트 (20)는 패시브 타입으로 동작하는 스타일러스 펜이다. 그리고 제3 오브젝트 (30)는 액티브 타입으로 동작하는 스타일러스 펜이다. 그리고 제4 오브젝트(30)는 공진 회로 및 ID 신호 방출이 가능한 오브젝트이다.
따라서, 터치 패널(100)은 감지된 응답 신호 내의 주파수 대역에 따라 현재 터치 패널 상의 스타일러스 펜의 종류를 식별할 수 있다. 예를 들어, 응답 신호 내에 Tx, ID 신호가 없으며 200-300kHz 주파수 대역 내의 응답 신호가 수신되면, 해당 스타일러스 펜은 액티브 방식의 스타일러스 펜으로 판단될 수 있다.
한편, 도 11에는 각 장치 종류별로 다른 주파수 범위를 기재하고 있으나, 본 발명은 해당 주파수 범위에 한정되지 않는다.
도 13은 제2 실시 예에 따른 터치 패널의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 터치 패널(100)은 서로 다른 종류의 스타일러스 펜의 위치를 판단할 수 있다. 여기서 제1 스타일러스 펜(200-1)은 액티브 방식의 스타일러스 펜이고, 제2 스타일러스 펜(200-2)은 패시브 방식의 스타일러스 펜인 것으로 가정한다. 패시브 방식의 스타일러스 펜은 구동 신호가 있어야 동작 가능한데 반해, 액티브 방식은 구동 신호가 없어도 동작 가능하다는 점에서 차이가 있다.
이에 따라, 터치 패널(100)은 주변에 위치한 스타일러스 펜이 액티브 방식인지, 패시브 방식인지 알지 못하는바, 1차적으로 어떠한 종류의 스타일러스 펜(200)이 위치하고 있는지를 파악하기 위한 1차 스캔 방식을 수행한다. 이때, 터치 패널(100)은 패시브 방식의 스타일러스 펜도 감지하기 위하여, 각 안테나 루프에 구동 신호를 인가하고, 모든 안테나 루프로부터 응답 신호를 수신할 수 있다. 구체적인 1차 스캔 방식에 대해서는 도 14를 참조하여 후술한다.
한편, 터치 패널 내의 모든 안테나 루프에 대해서 반복적으로 감지동작을 수행하는 경우, 모든 안테나 루프에 대해서 응답 신호를 수신하여야 하는바, 처리에 상당한 시간이 소요된다. 그리고 스타일러스 펜의 다음 위치는 통상적으로 이전 위치 또는 그 인근에 위치할 가능성이 큰바, 모든 안테나 루프 위치의 응답 신호를 처리하기보다는 이전 위치에 대응되는 응답 신호만을 처리하는 것이 시간적으로 빠르며, 전력 소모도 적다.
이에 따라, 스타일러스 펜(100)은 제1 위치의 주변의 루프 그룹(1110) 내의 안테나 루프에서 수신된 응답 신호만을 이용하여 제1 스타일러스 펜(200-1)의 위치를 파악할 수 있다. 이와 같은 동작에 대해서는 도 15를 참조하여 후술한다.
그리고 제1 스타일러스 펜(200-1)의 위치 파악이 완료되면, 터치 패널(100)은 제2 위치 주변의 루프 그룹(1120)에 구동 신호가 인가되도록 하고, 루프 그룹(1120)에서 수신된 응답 신호만을 이용하여 제2 스타일러스 펜(200-2)의 위치를 파악할 수 있다. 이와 같은 동작에 대해서는 도 16을 참조하여 후술한다.
한편, 이상에서는 제2 스캔 방식이 스타일러스 펜의 종류별로 다른 시점에 수행되는 것으로 설명하였지만, 도 13과 같이 서로 다른 종류의 스타일러스 펜의 위치에 대응되는 안테나 루프가 상이하다면, 동시에 위치 파악이 수행될 수도 있다. 즉, 루프 그룹(1110)에 대해서는 응답 신호만을 수신하는 동작이 루프 그룹(1120)에 대해서는 구동 신호의 인가 및 응답 신호를 수신하는 동작이 함께 수행될 수 있다.
도 14는 제1 스캔 방식의 동작 예를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 제1 스타일러스 펜(20)은 액티브 타입의 스타일러스 펜이며, 제2 스타일러스 펜(40)은 디지털 코드로 터치 패널(100)과 통신 가능한 물체인 것을 가정한다.
도 14를 참조하면, 제1 스캔 방식은 스타일러스 펜이 어디에 위치하고, 어떠한 종류인지를 알지 못하는바, 모든 안테나 루프에 대한 스캔을 수행한다. 이때, 터치 패널(100)은 패시브 방식의 스타일러스 펜도 감지하기 위하여, 각 안테나 루프에 구동 신호를 인가하고, 모든 안테나 루프로부터 응답 신호를 수신할 수 있다. 이와 같은 과정을 통하여 제1 위치에서 제1 스타일러스 펜(200-1, 20)을 감지하고, 제2 위치에서 제2 스타일러스 펜(200-2, 40)을 감지한 경우, 터치 패널(100)은 감지된 위치를 기초로 제2 스캔 방식을 수행할 수 있다. 이에 대해서는 도 15 및 도 16을 참조하여 이하에서 설명한다.
한편, 이러한 제1 스캔 방식은 기설정된 주기 단위(즉, 제2 스캔 방식보다 긴 주기)로 수행되거나, 제2 스캔 방식에 의하여 기존의 오브젝트의 위치를 파악하지 못한 경우에 수행될 수 있다.
도 15는 제1 스타일러스 펜에 대한 제2 스캔 방식의 동작 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 제1 스캔 방식에 의하여 제1 스타일러스 펜(20)의 이전 위치를 알고 있다. 그리고 상술한 바와 같이 제1 스타일러스 펜(20)의 현재 위치는 이전에 파악된 위치와 동일하거나 그 근처일 가능성이 큰 바, 터치 패널(100)은 제1 스타일러스 펜(20)이 기존에 위치하였던 제1 위치의 주변의 루프 그룹(1110) 내의 안테나 루프에서 수신되는 응답 신호만을 이용하여 제1 스타일러스 펜(20)의 위치를 감지할 수 있다.
한편, 제1 스타일러스 펜(20)이 패시브 타입이라면, 상술한 응답 신호의 수신 전에 구동 신호의 인가 동작이 수행될 수 있다.
한편, 제1 위치 주변의 루프 그룹(1110) 내의 안테나 루프에서 제1 스타일러스 펜(20)의 위치를 감지하지 못한 경우, 터치 패널(100)은 루프 그룹(1110) 인근의 다른 루프 그룹(1110)에 대해서 상술한 제2 스캔 방식을 반복적으로 수행할 수 있다. 또한, 구현시에는 기존의 감지된 오브젝트를 제2 스캔 방식을 통하여 감지하지 못한 경우에는 제1 스캔 방식으로 회귀할 수 있다.
도 16은 제2 스타일러스 펜에 대한 제2 스캔 방식의 동작 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 제1 스캔 방식에 의하여 제2 스타일러스 펜(40)의 이전 위치를 알고 있다. 그리고 상술한 바와 같이 제1 스타일러스 펜(40)의 현재 위치는 이전에 파악된 위치와 동일하거나 그 근처일 가능성이 큰바, 터치 패널(100)은 제1 스타일러스 펜(40)이 기존에 위치하였던 제2 위치의 주변의 루프 그룹(1110) 내의 안테나 루프에서 수신되는 응답 신호만을 이용하여 제2 스타일러스 펜(40)의 위치를 감지할 수 있다.
도 17은 제1 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 블록도이다.
도 17을 참조하면, 스타일러스 펜(200)은 분주기(220), 구동부(230)로 구성될 수 있다. 여기서 스타일러스 펜(200)은 자체적인 전원으로 동작하는 액티브 형태의 스타일러스 펜이다.
분주기(220)는 기설정된 주파수를 분주한다. 구체적으로, 발진기(210)에서 생성된 주파수는 터치 패널(100)에서 감지하기에 높은 고 주파수인바, 분주기(220)는 발진기(210)에서 생성한 주파수를 분주할 수 있다. 여기서, 발진기(210)는 결정 진동자를 이용하여 기설정된 주파수를 생성하는 구성일 수 있다. 이때, 분주기(220)는 사용자가 선택한 동작 상태에 대응되는 분주비로 생성된 주파수를 분주할 수 있다. 여기서 동작 상태는 스타일러스 펜의 색상 상태 및 지우개 상태 등일 수 있다. 예를 들어, 스타일러스 펜은 노란색의 경우 생성된 주파수를 101배로 분주하고, 빨강의 경우에는 생성된 주파수를 100배로 분주할 수 있다.
구동부(230)는 분주된 주파수를 갖는 응답 신호를 생성하고, 생성된 응답 신호를 터치 패널(100) 내의 안테나 루프로 전달한다. 구체적으로, 구동부(230)는 분주된 주파수를 팁의 압력에 따라 가변된 저항값에 따라 가변하고, 가변된 주파수를 갖는 응답 신호를 생성할 수 있다.
이와 같이 본 실시 예에 따른 스타일러스 펜(200)은 발진기에서 생성된 주파수를 분주하여 응답 신호를 생성하는바, 다양한 동작 모드를 지원하며, 정교한 필압 감지가 가능하다. 그리고 결정 진동자를 이용하는바, 스타일러스 펜의 제조 과정에서 스타일러스 펜에서 생성하는 주파수를 튜닝할 이유 없으며, 온도에 따른 변화가 작다.
도 18은 제1 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 사시도이다.
도 18을 참조하면, 스타일러스 펜(200)은 사용자가 작동할 수 있도록 외면에 스위치(203)가 장착될 수 있다. 그리고 압력에 의하여 저항값이 가변하는 팁(201)이 앞 단에 배치되며, 펜의 후단에는 스타일러스 펜(200)의 다양한 동작 모드를 선택받기 위한 선택부(204)가 장착될 수 있다. 사용자는 선택부(204)를 통하여 스타일러스 펜(200)의 동작 모드(예를 들어, 색상)를 가변할 수 있다.
도 19는 제1 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 20은 제1 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 19 내지 도 20을 참조하면, 발진기(210)는 결정 진동자를 이용하여 기설정된 주파수를 생성한다(S2010). 이와 같은 주파수 생성 동작은 스타일러스 펜(200)의 초기 동작 시에만 수행되고, 일정시간 이후에 발진기(210)의 주파수 생성 동작은 중단될 수 있다. 여기서, 발진기(210)는 결정 진동자(crystal oscillator)을 포함하며, 결정 진동자를 이용하여 기설정된 주파수를 생성할 수 있다. 여기서 결정 진동자는, 압전기 물질의 결정이 진동할 때 생기는 기계적인 공명을 이용하는 발진기로, 수백 kHz 내지 수십 MHz까지의 주파수를 생성할 수 있다.
분주기(220)는 사용자가 선택부를 통하여 선택한 색상 모드에 대응되는 분주비로 발진기(210)에서 생성한 주파수를 분주할 수 있다(S2020). 이에 따라 분주된 주파수는 주파수 복사기(240)에 의하여 초기 전류(Is1)가 흐르게 된다(S2030, S2040). 이와 같이 초기 전류(Is1)가 흐르게 되면, 회로는 부귀환 루프를 갖게 되며, 발진기(210)의 주파수 값 없이도 분주된 주파수 값은 고정된다. 이때, 스타일러스 펜(200)은 발진기(210)의 동작을 중단시켜 스타일러스 펜(200)의 소비 전력을 절감할 수 있다.
이후에 회로에 저장된 오실레이터 주파수를 이용하여 필압을 반영한 출력 주파수를 생성할 수 있다(S2050). 구체적으로, 필압 감지부(231)는 스타일러스 펜의 필압에 따라 저항값이 가변하는 팁(201)을 이용하여 필압을 감지할 수 있다. 그리고 주파수 보정부(233)는 감지된 필압에 대응하여 앞서 분주된 주파수를 가변하여 응답 주파수를 생성할 수 있다. 그리고 드라이버부(235)는 생성된 응답 주파수에 대응한 응답 신호를 생성할 수 있다.
도 21은 제2 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 블록도이다.
도 21을 참조하면, 스타일러스 펜(400)은 전도성 팁(410), 공진 회로부(420), 접지부(430)로 구성될 수 있다. 이러한 스타일러스 펜(400)은 터치 패널(100)에서 제공되는 구동 신호를 통하여 동작하는 패시브 형태의 스타일러스 펜이다.
전도성 팁(410)은 터치 패널(100) 내의 복수의 전극 중 적어도 하나의 전극과 커패시턴스(capacitance)를 형성한다. 이러한 전도성 팁(410)은 예를 들어 금속성 팁으로 형성될 수 있다. 그리고 전도성 팁(410)은 비전도성 물질 내부에 존재하거나 전도성 팁(410)의 일부가 외부로 노출될 수도 있다. 또한, 사용 시에 필기 감을 부드럽게 하기 위하여 전도성 팁(410)이 외부와 직접적인 접촉하는 것을 방지하는 절연부를 더 포함할 수 있다.
공진 회로부(420)는 전도성 팁(410)에 연결된 인덕터 및 커패시터로 이루어진 병렬 공진 회로를 포함한다.
이러한 공진 회로부(420)는 터치 패널(100) 내의 적어도 하나의 전극과 전도성 팁 간의 커패시티브 커플링을 통하여 공진을 위한 에너지를 수신할 수 있다. 구체적으로, 공진 회로부(420)는 터치 패널(100)로부터 입력되는 구동 신호에 공진할 수 있다. 그리고 공진 회로부(420)는 구동 신호의 입력이 중단된 이후에도 공진에 의한 공진 신호(즉, 응답 신호)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 공진 회로부(420)에서 출력되는 공진 신호는, 공진 회로부의 공진 주파수를 가지는 사인파형 신호를 출력할 수 있다.
그리고 공진 회로부(420)는 전도성 팁(410)의 접촉 압력에 따라 커패시터의 커패시턴스가 가변하여 공진 주파수를 가변할 수 있다. 이와 같은 동작에 대해서는 도 23과 관련하여 후술한다.
또한, 공진 회로부(420)는 사용자의 조작에 따라 커패시터의 커패시턴스 또는 인덕터의 인덕턴스가 가변하여 공진 주파수를 가변할 수 있다.
그리고 공진 회로부(420)는 기설정된 공진 주파수를 갖기 위한 튜닝 캡을 가질 수 있다. 이와 같은 동작에 대해서는 도 23을 참조하여 후술한다.
이상과 같이 제2 실시 예에 따른 스타일러스 펜(400)은 필압에 따라 공진 주파수가 가변하는바, 터치 패널(100) 측에서는 가변된 공진 주파수를 통하여 스타일러스 펜의 접촉 압력을 감지할 수 있다.
도 22는 제2 실시 예에 따른 스타일러스 펜의 회로도이다.
도 22를 참조하면, 공진 회로부(420)는 인덕터(421), 커패시터(422), 가변 커패시터(424)로 구성될 수 있다. 그리고 공진 회로부(420)의 일 단이 전도성 팁과 연결되고, 타 단이 접지될 수 있다. 여기서 접지는 스타일러스 펜(400)의 케이스 외부 면에 연결되어, 스타일러스 펜(400)의 사용자에게 접지될 수 있다.
인덕터(421) 및 커패시터(422)는 병렬 연결되어, 공진 회로로 동작한다. 이러한 공진 회로는 특정 공진 주파수에서 고-임피던스(high-impedance) 특성을 가질 수 있다. 이러한 공진 회로에서 생성되는 공진 주파수는 제조 과정에서 또는 사용 과정 중에서 변화될 수 있다. 이때, 상기 공진 주파수를 튜닝하기 위하여 공진 회로부(420)는 도 24와 같은 튜닝 캡(426)을 포함할 수 있다.
가변 커패시터(424)는 공진 회로와 병렬 연결되며, 전도성 팁의 접촉 압력에 따라 커패시턴스가 가변될 수 있다. 이에 따라, 전도성 팁의 접촉 압력이 변화하게 되면, 가변 커패시터(424)의 커패시턴스도 가변하게 되어 공진 주파수는 가변된다.
한편, 이상에서는 가변 커패시터(424)를 이용하여 공진 주파수를 가변하는 것으로 설명하였지만, 구현시에는 전도성 팁의 접촉 압력에 따라 인덕턴스가 가변될 수 있는 가변 인덕터를 이용하여, 동일한 기능을 수행하는 공진 회로부(420)를 구현할 수도 있다.
도 23은 도 22의 공진 회로부의 구체적인 구성을 도시한 회로도이다.
도 23을 참조하면, 인덕터(421) 및 커패시터(422)는 병렬 연결되어, 공진 회로로 동작한다. 그리고 공진 회로에 병렬하여 스위치 캡(425) 및 복수의 튜닝 캡(426)이 배치될 수 있다.
스위치 캡(425)은 사용자의 스위치 선택에 따라 선택적으로 공진 회로에 병렬 연결되는 캡 영역이다.
튜닝 캡(426)은 사용자의 조작에 따라 공진 회로에 병렬 연결되는 회로 구성으로, 초기 출시 시점에서 스타일러스 펜의 공진 주파수를 튜닝하는 데 이용될 수 있다.
한편, 도 23에 가변 커패시터가 배치되지 않았으나, 구현시에는 가변 커패시터는 공진 회로에 병렬 연결될 수 있다.
도 24는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 패널의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 24를 참조하면, 먼저, 복수의 오브젝트의 응답 신호를 수신한다(S2410). 구체적으로, 복수의 안테나 루프로부터 서로 다른 주파수의 복수의 응답 신호를 수신할 수 있다. 이때, 복수의 안테나 루프의 응답 신호를 하나의 채널 단위로 수신하거나, 복수의 채널 단위로 병렬 수신할 수 있다.
그리고 수신된 복수의 응답 신호에 기초하여 복수의 오브젝트의 위치를 식별한다 (S2420). 구체적으로, 복수의 오브젝트 각각에 대해서 제1 안테나 루프 에서 수신된 응답 신호 내의 특정 주파수 성분의 크기 비율과 제2 안테나 루프에서의 수신된 응답 신호 내의 동일한 주파수 성분의 크기 비율을 기초로 해당 주파수 대역에 대응되는 오브젝트의 위치를 판단할 수 있다.
이상과 같이 제1 실시 예에 따른 터치 패널의 제어 방법은 서로 다른 주파수를 갖는 응답 신호를 이용하여 주파수 분석 방식으로 위치를 파악하는바, 복수의 스타일러스 펜의 위치를 동시에 파악할 수 있다. 도 24와 같은 제어 방법은, 도 2의 구성을 가지는 터치 패널상에서 실행될 수 있으며, 그 밖의 구성을 가지는 터치 패널 상에서도 실행될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 제어 방법은 도 2의 제어부(140)에서 실행 가능한 프로그램으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다.
도 25는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 터치 패널의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 25를 참조하면, 제1 스캔(또는 글로벌 스캔) 동작을 수행한다(S2510). 구체적으로, 여러 종류의 스타일러스 펜을 감지하기 위하여, 복수의 안테나 루프에 구동신호를 인가하고, 복수의 안테나 루프 모두에서 수신된 응답 신호를 기초로 복수의 스타일러스 펜 각각의 위치를 판단할 수 있다.
판단 결과, 새로운 스타일러스 펜이 감지되었는지를 판단하고(S2520), 새로운 장치가 감지되었으면, 신규 장치 정보를 갱신한다(S2530). 구체적으로, 신규 장치의 종류 및 위치를 출력할 수 있다. 그리고 새로운 스타일러스 펜과 기존의 스타일러스 펜 각각에 대한 제2 스캔(또는 로컬 스캔) 동작을 수행한다(S2540).
판단 결과, 새로운 스타일러스 펜이 감지되지 않은 경우(S2520-N), 기존에 감지된 스타일러스 펜에 대한 제2 스캔 동작을 수행한다(S2540). 이때, 제2 스캔 동작은 기감지된 스타일러스 펜의 종류별로 수행될 수 있다.
그리고 제2스캔 동작에 따라 감지된 위치를 기초로 복수의 스타일러스 펜의 위치를 갱신한다(S2550).
이상과 같이 제2 실시 예에 따른 터치 패널의 제어 방법은 서로 다른 종류의 스타일러스 펜에 대한 위치를 동시에 파악할 수 있는바, 사용자 편의성이 향상된다. 또한, 두 단계로 위치 파악을 수행하는바, 더욱 빠르고 효율적으로 좌표 측정을 수행할 수 있다. 도 25과 같은 제어 방법은, 도 2의 구성을 가지는 터치 패널상에서 실행될 수 있으며, 그 밖의 구성을 가지는 터치 패널 상에서도 실행될 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 제어 방법은 도 2의 제어부(140)에서 실행 가능한 프로그램으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램은 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.
도 26은 도 25의 제1 스캔 동작의 구체적인 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 26을 참조하면, 복수의 안테나 루프 중 구동 신호를 인가할 안테나 루프를 선택하고(S2610), 선택된 전극에 구동신호를 인가한다(S2620).
그리고 응답 신호를 수신할 안테나 루프를 선택하고(S2630), 선택된 안테나 루프로부터 응답 신호를 수신한다(S2640). 이와 같은 구동 신호의 인가 및 응답 신호의 수신 동작을 안테나 루프 개수만큼 수행하여 모든 안테나 루프에 대한 응답 신호를 수신한다.
그리고 각 채널의 응답 신호 내의 주파수 별 신호 크기에 따라 복수의 스타일러스 펜의 위치를 판단할 수 있다(S2650).
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.
100: 터치 패널 110: 센서부
120: 수신부 130: 구동부
140: 제어부 200: 스타일러스 펜
210: 발진기 220: 분주기
230: 구동부 300: 좌표 측정 시스템

Claims (20)

  1. 터치 패널에 있어서,
    복수의 오브젝트의 응답 신호를 수신하고 복수의 안테나 루프를 포함하는 수신부; 및
    상기 수신부를 통해 상기 응답 신호를 동시에 수신한 경우, 상기 복수의 오브젝트가 방출하는 서로 다른 주파수를 기초로 상기 복수의 오브젝트의 위치를 식별하고,
    복수의 안테나 루프 모두의 응답 신호를 이용하여 접촉 물체의 위치를 판단하는 제1 스캔 동작과 판단된 접촉 물체에 대응되는 루프 그룹의 응답 신호만을 이용하여 접촉 물체의 위치를 판단하는 제2 스캔 동작을 교번적으로 수행하고,
    상기 접촉 물체의 종류를 판별하고, 상기 판별된 접촉 물체의 종류별로 상기 제2 스캔 동작을 구분하여 수행하는 제어부;를 포함하는 터치 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 오브젝트 각각에 대응되는 주파수 대역을 기초하여 상기 복수의 오브젝트를 식별하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 안테나 루프로부터 상기 복수의 오브젝트 각각에 대응되는 복수의 응답 신호를 동시에 검출하는 검출부를 포함하고,
    상기 검출부는,
    상기 수신부를 통해 적어도 하나의 안테나 루프에서 수신된 응답 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부;
    상기 증폭된 응답 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC부; 및
    상기 디지털 신호로 변환된 응답 신호에서 기설정된 주파수 성분들을 추출하는 신호 처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 검출부는,
    상기 복수의 안테나 루프 각각의 응답 신호를 순차적으로 검출하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 검출부는,
    복수의 안테나 루프 각각의 응답 신호를 복수의 채널 단위로 병렬 검출하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제2 스캔 동작시에 판단된 접촉 물체의 개수가 이전 과정에서 판단된 접촉 물체의 개수보다 작으면, 상기 루프 그룹과 인접한 다른 루프 그룹의 응답 신호를 추가 이용하여 접촉 물체의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 접촉 물체에 의한 응답 신호의 주파수 대역을 기초로 상기 접촉 물체의 종류를 판별하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수신부는 복수의 안테나 루프 및 복수의 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 스캔 동작 전에 상기 복수의 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 접촉 물체 중 적어도 하나가 공진 회로를 갖는 패시브 스타일러스 펜이면, 상기 패시브 스타일러스 펜의 위치 판별을 위한 제2 스캔 동작 전에 상기 복수의 전극에 구동 신호를 인가하는 구동부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 안테나 루프는, 상기 복수의 전극이 배치되는 제1 레이어 하부의 제2 레이어에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 좌표 측정 시스템에 있어서,
    복수의 오브젝트의 응답 신호를 검출하고, 복수의 안테나 루프가 포함된 수신부를 포함하는 터치 패널; 및
    상기 터치 패널에 복수의 응답 신호 각각을 개별적으로 송신하는 복수의 스타일러스 펜;을 포함하고,
    상기 터치 패널은,
    상기 복수의 스타일러스 펜 각각에 대응되는 복수의 응답 신호를 동시에 수신하고, 상기 수신된 복수의 응답 신호에 기초하여 상기 복수의 스타일러스 펜의 위치를 식별하고,
    상기 복수의 안테나 루프 모두의 응답 신호를 이용하여 접촉 물체의 위치를 판단하는 제1 스캔 동작과 판단된 접촉 물체에 대응되는 루프 그룹의 응답 신호만을 이용하여 접촉 물체의 위치를 판단하는 제2 스캔 동작을 교번적으로 수행하고,
    상기 접촉 물체의 종류를 판별하고, 상기 판별된 접촉 물체의 종류별로 상기 제2 스캔 동작을 구분하여 수행하는 좌표 측정 시스템.
KR1020150008021A 2015-01-16 2015-01-16 스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템 KR102301621B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150008021A KR102301621B1 (ko) 2015-01-16 2015-01-16 스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템
US14/995,567 US10152151B2 (en) 2015-01-16 2016-01-14 Stylus pen, touch panel, and coordinate indicating system having the same
EP16737578.1A EP3245576B1 (en) 2015-01-16 2016-01-15 Stylus pen, touch panel, and coordinate indicating system having the same
PCT/KR2016/000422 WO2016114614A1 (en) 2015-01-16 2016-01-15 Stylus pen, touch panel, and coordinate indicating system having the same
EP19190451.5A EP3584689B1 (en) 2015-01-16 2016-01-15 Stylus pen, touch panel, and coordinate indicating system having the same
CN201680006047.6A CN107111409B (zh) 2015-01-16 2016-01-15 触控笔、触摸面板以及具有上述装置的坐标指示系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150008021A KR102301621B1 (ko) 2015-01-16 2015-01-16 스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160088655A KR20160088655A (ko) 2016-07-26
KR102301621B1 true KR102301621B1 (ko) 2021-09-14

Family

ID=56406089

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150008021A KR102301621B1 (ko) 2015-01-16 2015-01-16 스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10152151B2 (ko)
EP (2) EP3245576B1 (ko)
KR (1) KR102301621B1 (ko)
CN (1) CN107111409B (ko)
WO (1) WO2016114614A1 (ko)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10198097B2 (en) 2011-04-26 2019-02-05 Sentons Inc. Detecting touch input force
US9189109B2 (en) 2012-07-18 2015-11-17 Sentons Inc. Detection of type of object used to provide a touch contact input
US9639213B2 (en) 2011-04-26 2017-05-02 Sentons Inc. Using multiple signals to detect touch input
US11327599B2 (en) 2011-04-26 2022-05-10 Sentons Inc. Identifying a contact type
US9477350B2 (en) 2011-04-26 2016-10-25 Sentons Inc. Method and apparatus for active ultrasonic touch devices
US10235004B1 (en) 2011-11-18 2019-03-19 Sentons Inc. Touch input detector with an integrated antenna
KR101803261B1 (ko) 2011-11-18 2017-11-30 센톤스 아이엔씨. 터치 입력 힘 검출
KR101852549B1 (ko) 2011-11-18 2018-04-27 센톤스 아이엔씨. 국소형 햅틱 피드백
US9348468B2 (en) 2013-06-07 2016-05-24 Sentons Inc. Detecting multi-touch inputs
US9459715B1 (en) 2013-09-20 2016-10-04 Sentons Inc. Using spectral control in detecting touch input
EP3258352B1 (en) * 2015-02-09 2019-05-08 Wacom Co., Ltd. Communication method, communication system, sensor controller, and stylus
US10048811B2 (en) * 2015-09-18 2018-08-14 Sentons Inc. Detecting touch input provided by signal transmitting stylus
CN109475079B (zh) * 2016-07-22 2023-03-14 哈曼国际工业有限公司 触觉驾驶引导系统
US20180181245A1 (en) * 2016-09-23 2018-06-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Capacitive touch mapping
US10474286B2 (en) * 2016-10-25 2019-11-12 Lg Display Co., Ltd. Touch display device, active pen, touch system, touch circuit, and pen recognition method
US10444873B2 (en) * 2016-11-04 2019-10-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Active stylus synchronization
US10908741B2 (en) 2016-11-10 2021-02-02 Sentons Inc. Touch input detection along device sidewall
US10296144B2 (en) 2016-12-12 2019-05-21 Sentons Inc. Touch input detection with shared receivers
KR102560598B1 (ko) * 2016-12-21 2023-07-28 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 제어방법
CN106843544B (zh) * 2017-01-22 2021-01-29 深圳市绘王动漫科技有限公司 无源手写笔的压感信号处理系统、方法及手绘板
US10126877B1 (en) 2017-02-01 2018-11-13 Sentons Inc. Update of reference data for touch input detection
US10585522B2 (en) 2017-02-27 2020-03-10 Sentons Inc. Detection of non-touch inputs using a signature
WO2018175419A1 (en) * 2017-03-20 2018-09-27 Tactual Labs Co. Sensing controller
KR102318808B1 (ko) * 2017-05-26 2021-10-28 삼성전자주식회사 여러 종류의 전자 펜을 사용하기 위한 방법 및 그 전자 장치
JP6902423B2 (ja) * 2017-07-31 2021-07-14 シャープ株式会社 筆記入力システム、ボードおよび識別子
KR101979696B1 (ko) * 2017-08-04 2019-05-20 주식회사 더한 디지털 통신기능을 갖는 저전력 전자펜 및 상기 전자펜의 위치를 검출하는 전자 장치
US11580829B2 (en) 2017-08-14 2023-02-14 Sentons Inc. Dynamic feedback for haptics
US11009411B2 (en) 2017-08-14 2021-05-18 Sentons Inc. Increasing sensitivity of a sensor using an encoded signal
KR20190127172A (ko) * 2018-05-03 2019-11-13 삼성전자주식회사 커패시터 회로를 포함하는 펜 입력 장치
JP2020064348A (ja) * 2018-10-15 2020-04-23 シャープ株式会社 タッチ入力システム
CN111124166A (zh) * 2018-10-31 2020-05-08 中强光电股份有限公司 电子白板系统及操控方法
KR102601347B1 (ko) * 2018-12-28 2023-11-13 엘지디스플레이 주식회사 터치표시장치 및 터치센싱회로
CN112242834B (zh) * 2019-07-18 2023-10-17 三星电机株式会社 具有低功率双感测结构的开关操作感测设备
CN110609627A (zh) * 2019-09-26 2019-12-24 京东方科技集团股份有限公司 一种触控笔、触控面板、触控系统和触控方法
KR20210042202A (ko) * 2019-10-08 2021-04-19 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
WO2021167117A1 (ko) * 2020-02-18 2021-08-26 엘지전자 주식회사 전자펜 센싱 장치 및 이를 구비하는 전자 기기
TWI775085B (zh) * 2020-05-27 2022-08-21 禾瑞亞科技股份有限公司 觸控處理裝置及其方法、觸控筆及其處理方法和觸控系統
CN113835604A (zh) * 2020-06-08 2021-12-24 摩根触控科技(香港)有限公司 多区域触控输入的处理方法和系统
CN113093923B (zh) * 2021-04-07 2022-09-06 湖南汽车工程职业学院 一种艺术设计特征融合的3d画智能绘图设备
CN113126835A (zh) * 2021-04-30 2021-07-16 北京钛方科技有限责任公司 一种检测方法及触控装置、存储介质
US11733818B2 (en) * 2021-07-19 2023-08-22 Sigmasense, Llc. Identifying capacitively coupled devices
CN114461092B (zh) * 2021-08-19 2022-10-11 荣耀终端有限公司 一种触控笔的连接方法及电子设备
CN114967982B (zh) * 2022-08-01 2023-09-01 深圳贝特莱电子科技股份有限公司 一种改进的信号接收电路、扫描方法及系统
KR102504325B1 (ko) * 2022-10-25 2023-02-28 (주) 아하 인셀 방식의 터치스크린에서 터치 입력을 처리하는 방법 및 그 전자칠판

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3015275B2 (ja) * 1995-04-10 2000-03-06 株式会社ワコム 位置検出装置およびそれに用いる位置指示器
JP3985258B2 (ja) * 1996-02-09 2007-10-03 株式会社セガ 画像処理システム及びそのデータ入力装置
US20080156546A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 3M Innovative Properties Company Untethered stylus empolying multiple reference frequency communication
US20090078476A1 (en) * 2007-09-26 2009-03-26 N-Trig Ltd. Method for identifying changes in signal frequencies emitted by a stylus interacting with a digitizer sensor
US20140062913A1 (en) * 2012-09-06 2014-03-06 Au Optronics Corp. Method for detecting touch point of multi-type objects

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW394879B (en) * 1996-02-09 2000-06-21 Sega Enterprises Kk Graphics processing system and its data input device
JPH10171583A (ja) * 1996-12-05 1998-06-26 Wacom Co Ltd 位置検出装置およびその位置指示器
US6184873B1 (en) 1998-01-20 2001-02-06 Electronics For Imaging, Inc. Pen positioning system
JP4117751B2 (ja) 1998-12-28 2008-07-16 株式会社ワコム デジタイザ及び位置指示器情報検出方法
CN101133382B (zh) 2004-12-01 2016-03-30 微软技术许可有限责任公司 位置探测系统和用于使用和控制该位置探测系统的装置和方法
JP4872113B2 (ja) 2007-09-10 2012-02-08 株式会社ワコム 位置検出装置
US8289289B2 (en) 2008-04-03 2012-10-16 N-trig, Ltd. Multi-touch and single touch detection
US20100328249A1 (en) 2009-06-25 2010-12-30 Stmicroelecronics Asia Pacific Pte Ltd. Capacitive-inductive touch screen
GB2481607A (en) 2010-06-29 2012-01-04 Promethean Ltd A shared control panel
CN103534670B (zh) * 2010-10-28 2017-02-08 谱瑞科技股份有限公司 用电容性感测数组同步的触控笔
KR20120085392A (ko) * 2011-01-24 2012-08-01 삼성전자주식회사 터치 스크린을 구비한 단말기 및 그 단말기에서 터치 이벤트 확인 방법
KR101466544B1 (ko) 2012-01-10 2014-11-27 네오노드, 인크. 터치 스크린용 터치 입력 및 rfid 조합
JP5984259B2 (ja) 2012-09-20 2016-09-06 株式会社ワコム 位置検出装置
KR101429925B1 (ko) 2012-11-13 2014-08-13 엘지디스플레이 주식회사 입력 시스템
US9250721B2 (en) * 2012-12-17 2016-02-02 Disney Enterprises, Inc. Wireless stylus device with interchangeable tips and eraser
US20140247238A1 (en) 2013-03-01 2014-09-04 Barnesandnoble.Com Llc System and method for dual mode stylus detection
US9207821B2 (en) * 2013-04-03 2015-12-08 Adobe Systems Incorporated Pressure sensor for touch input devices
KR102050444B1 (ko) * 2013-04-30 2019-11-29 엘지디스플레이 주식회사 터치 입력 시스템 및 이를 이용한 터치 검출 방법
CN103543899B (zh) * 2013-10-23 2016-08-17 合肥京东方光电科技有限公司 电磁触摸控制显示器及其制作方法
CN103699265A (zh) * 2013-12-26 2014-04-02 四川虹欧显示器件有限公司 一种采用触控笔的触摸显示系统及其工作方法
CN104020877B (zh) * 2014-05-21 2017-07-21 上海天马微电子有限公司 电感触摸屏及其驱动检测方法、坐标输入装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3015275B2 (ja) * 1995-04-10 2000-03-06 株式会社ワコム 位置検出装置およびそれに用いる位置指示器
JP3985258B2 (ja) * 1996-02-09 2007-10-03 株式会社セガ 画像処理システム及びそのデータ入力装置
US20080156546A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 3M Innovative Properties Company Untethered stylus empolying multiple reference frequency communication
US20090078476A1 (en) * 2007-09-26 2009-03-26 N-Trig Ltd. Method for identifying changes in signal frequencies emitted by a stylus interacting with a digitizer sensor
US20140062913A1 (en) * 2012-09-06 2014-03-06 Au Optronics Corp. Method for detecting touch point of multi-type objects

Also Published As

Publication number Publication date
US10152151B2 (en) 2018-12-11
EP3245576B1 (en) 2019-09-04
CN107111409A (zh) 2017-08-29
CN107111409B (zh) 2020-04-24
KR20160088655A (ko) 2016-07-26
US20160209944A1 (en) 2016-07-21
EP3245576A4 (en) 2018-06-20
WO2016114614A1 (en) 2016-07-21
EP3245576A1 (en) 2017-11-22
EP3584689A1 (en) 2019-12-25
EP3584689B1 (en) 2021-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102301621B1 (ko) 스타일러스 펜, 터치 패널 및 이들을 구비한 좌표 측정 시스템
US10955964B2 (en) Active pen and touchscreen display device
JP6731984B2 (ja) 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
EP3427136B1 (en) Soft touch detection of a stylus
EP3427133B1 (en) Pen in field force sensing calibration
TW201931092A (zh) 觸控顯示裝置、觸控系統、觸控驅動電路、筆與筆感測方法
US10095361B2 (en) Stylus detection with capacitive based digitizer sensor
US9035914B2 (en) Touch system including optical touch panel and touch pen, and method of controlling interference optical signal in touch system
US11893169B2 (en) Multi-functional stylus
US20230350514A1 (en) Stylus uplink enhancement for touchscreen devices
KR102131310B1 (ko) 좌표 표시 장치 및 좌표 표시 장치의 입력 위치를 측정하는 좌표 측정 장치
US10613692B2 (en) Touch interactor
JP2022064083A (ja) 入力システム
US20200012359A1 (en) Stylus button control
KR20150117563A (ko) 지향성 무선 신호를 이용한 터치스크린장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant