KR102384766B1 - 디지타이저 시스템을 작동시키기 위한 스타일러스 - Google Patents

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아히아 페레츠
온 하란
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마이크로소프트 테크놀로지 라이센싱, 엘엘씨
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Abstract

본 개시의 핸드헬드 장치는 정전용량 기반의 디지타이저 센서와 상호작용하도록 구성된 전도성 팁, 능동 송신 모듈, 반사 송신 모듈, 및 전도성 팁을 능동 송신 모듈 및 반사 송신 모듈 중 하나에 접속시키도록 구성된 스위치, 및 스위치의 위치를 토글하도록 구성된 제어기를 포함한다. 능동 송신 모듈은 디지타이저 센서 상에 송신된 구동 신호로부터 독립된 제 1 신호를 상기 전도성 팁 상에 발생하도록 구성된다. 반사 송신 모듈은 디지타이저 센서 상에 송신된 구동 신호에 기초하고, 상기 디지타이저 센서와 상호작용하는 동안에 상기 전도성 팁에 의해 픽업되는 제 2 신호를 상기 전도성 팁 상에 발생하도록 구성된다.

Description

디지타이저 시스템을 작동시키기 위한 스타일러스{STYLUS FOR OPERATING A DIGITIZER SYSTEM}
디지타이저 시스템과 함께 사용하기 위한 신호 방출 스타일러스, 예를 들어 능동 스타일러스가 당업계에 공지되어 있다. 스타일러스의 위치 검출이 디지타이저 시스템과 연관된 컴퓨팅 장치에 입력을 제공하고 사용자 명령으로서 해석된다. 일부 공지의 시스템에서, 스타일러스 팁이 디지타이저 시스템의 검출 표면을 터치하고 있는 동안에만 위치 검출이 수행된다. 다른 공지의 시스템에서는, 스타일러스 팁이 검출 표면 상부를 호버(hover)하고 있는 동안에도 위치 검출이 또한 수행된다. 전형적으로, 호버 및 터치 입력은 다르게 해석된다. 종종, 디지타이저 시스템은 디스플레이 스크린과 통합되어, 예를 들어 터치 스크린을 형성한다. 스크린 상부의 스타일러스의 위치는 스크린 상에 묘사된 가상 정보와 연관이 있다.
디지타이저 시스템은 손가락, 전도성 물체로 제공되는 자유로운 스타일의 입력을 추적한다. 선택적으로, 디지타이저 시스템은 또한 스타일러스에 의해 방출되는 추적 신호도 지원한다. 상호 정전용량(mutual capacitance) 센서는 디지타이저 시스템을 위한 디지타이저 센서의 한 유형이다. 상호 정전용량 센서는 전형적으로, 상기 매트리스는 행과 열 사이에 형성된 중첩 영역 및/또는 접합 영역 주위에 생성된 정전용량 접속부를 갖는, 행 및 열로 배열된 병렬 전도성 재료로 형성된 매트릭스를 포함한다. 손가락 또는 전도성 물체를 디지타이저 센서의 표면 가까이에 가져가는 것은 국부적인 정전기장을 변화시키고 주변의 접합 영역들 사이의 상호 정전용량을 감소시킨다. 그리드(grid) 상의 접합부에서의 정전용량 변화는 정전용량 센서 상의 손가락 또는 전도성 물체의 위치를 결정하기 위해 검출된다. 정전용량 변화는 매트릭스의 하나의 축을 따라 신호를 인가하면서 다른 축 상의 출력을 샘플링하여 결합된 신호를 검출함으로써 결정된다. 상호 정전용량 검출은 여러 손가락, 손바닥 또는 전도성 물체가 동시에 추적될 수 있는 멀티-터치 동작을 허용한다.
신호 방출 스타일러스는 전형적으로 상호 정전용량 검출에 사용되지 않는 기간에 걸쳐 디지타이저 시스템에 의해 검출 및 추적된다. 스타일러스에 의해 방출된 신호는 전형적으로 식별을 위해 디지타이저 센서의 양 축으로부터의 출력을 샘플링함으로써 검출 및 추적된다. 센서의 행과 열 상에 검출된 입력은 스타일러스 상호작용의 좌표를 정의하는데 사용된다.
일부 실시예에서 본 개시는 여러 디지타이저 시스템 유형과 함께 사용될 수 있은 범용 스타일러스 또는 다른 핸드헬드 장치에 관한 것이고, 반드시 스타일러스와 특히 통신하도록된 디지타이저 시스템은 아니다. 특히, 범용 스타일러스는 디지타이저 시스템의 제조자에 의해 적용된 검출 기술에 대한 특정 지식 없이 손가락 또는 다른 신체 부위와 같은 전도성 물체의 터치를 지원하는 임의의 디지타이저 시스템과 함께 사용될 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 범용 스타일러스는 스타일러스가 구매되기 이전 또는 이후에, 그리고 컴퓨팅 장치 또는 스타일러스에 의한 임의의 특정 적응 또는 업데이트를 요구하지 않고, 구매된 상이한 터치 인에이블된 장치와 함께 사용될 수 있은 개인용 도구일 수 있다. 스타일러스는 터치 검출을 위한 디지타이저 센서 상에 송신된 구동 신호로부터 전하를 픽업하고, 전하를 전압으로 전환하고, 전압을 증폭하고, 선택적으로 신호를 반전시킴으로써 작동한다. 이러한 스타일러스는 "반사 정전용량 스타일러스"로서 지칭될 수 있고, 유도된 전압은 반사 신호로 지칭될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 팁 압력 및 스타일러스 아이덴티티와 같은 정보는 반사 신호에서 인코딩된다.
본 개시의 추가 실시예에 따른 범용 스타일러스는 스타일러스 검출을 지원하는 일부 디지타이저 시스템과 통신하기 위한 능동 신호 송신 능력을 또한 포함한다. 능동 신호 송신 기능은 스타일러스가 여러 상이한 유형의 디지타이저 시스템과 상호작용할 수 있도록 하는 반사 송신 기능에 추가된다. 반사 송신과 능동 신호 송신 사이의 토글(toggle)은 요구에 따르거나 미리 정의된 프로토콜에 기초할 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 기술 및/또는 과학 용어는 당업자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가진다. 여기에 기술된 것과 유사한 또는 동등한 방법 및 재료가 본 개시의 실시예의 실시 또는 테스트에 사용될 수 있지만, 예시적인 방법 및/또는 재료가 이하 기술된다. 분쟁이 있는 경우, 정의를 포함한 특허 명세서가 통제할 것이다. 또한, 재료, 방법 및 예들은 단지 예시적인 것이며 반드시 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
본 개시의 일부 실시예는 첨부 도면을 참조하여 단지 예로서 여기에 설명된다. 이제 상세한 도면을 구체적으로 참조하면, 도시된 상세는 예시로서 본 개시의 실시예의 설명을 위한 것이다. 이와 관련하여, 도면들과 함께 취해진 설명은 당업자에게 본 개시의 실시예들이 어떻게 실시될 수 있는지를 명백하게 한다.
도면에서:
도 1은 본 개시의 일부 실시예에 따른 디지타이저 시스템을 포함하는 예시적인 컴퓨팅 장치의 간략화된 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일부 실시예에 따른 스타일러스의 팁에 접속된 예시적인 스타일러스 회로 및 그리드 기반의 디지타이저 센서에서의 접합부와의 정전용량 접속 간략화된 도식이다.
도 3은 본 개시의 일부 실시예에 따라 보다 상세하게 나타낸 도 2의 예시적인 스타일러스 회로의 간략화된 도식이다.
도 4는 본 개시의 일부 실시예에 따라 팁 상에 가해진 압력에 비례하는 손가락 터치 효과를 생성하는 스타일러스를 위한 간략화된 예시적인 회로이다.
도 5는 본 개시의 일부 실시예에 따라 차폐를 갖는 스타일러스 팁의 간략화된 개략도이다.
도 6은 본 개시의 일부 실시예에 따라 스타일러스의 팁에 접속된 다른 예시적인 스타일러스 회로의 간략화된 개략도이다.
도 7은 본 개시의 일부 실시예에 따라 스타일러스를 이용하여 터치 효과를 생성하는 예시적인 방법의 간략화된 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 일부 실시예에 따라 2개의 상이한 송신 모드 중 하나를 사용하여 디지타이저 센서에 입력을 제공하는 예시적인 스타일러스의 간략화된 블록도이다.
본 개시의 일부 양상에 따른 스타일러스는 상호 또는 자기(self) 정전용량 검출 동안에 디지타이저 센서의 구동 라인으로부터 전하를 픽업하여 손가락 터치 입력을 모방하는 팁(tip)에서 전압을 생성할 수 있은 스타일러스의 팁에 접속된 회로를 포함한다. 선택적으로, 전압 패턴은 구동 신호에 파괴적인(destructive) 신호, 예를 들어 팁에 의해 픽업된 신호에 대해 반대 위상을 갖는 전압 패턴이다. 대안적으로, 전압 패턴은 구동 신호에 대해 구축적(constructive)이거나 부분적으로 구축적이도록 선택될 수 있다. 구축적 입력은 플로팅 전도성 물체로부터의 입력을 모방하고 손가락 터치 입력과 스타일러스 입력 사이를 구별할 수 있다. 회로는 회로에 의해 제어되고/제어되거나 사용자 제어 버튼에 의해 제어되는 가변 이득 컴포넌트를 포함한다. 가변 이득 컴포넌트는 디지타이저 센서에 의해 검출될 수 있는 범위로 출력의 동적 범위를 조정하는 것을 제공한다. 전형적으로, 가변 이득 컴포넌트는 또한 회로의 자려 진동(self-oscillation)을 방지하도록 적응된다.
본 개시의 일부 다른 실시예에 따른 회로는 스타일러스 입력을 손가락 입력과 구별하기 위해 팁 상에 생성된 전압에 변조를 부과한다. 선택적으로, 회로는 그라운드 손가락 팁과 대조적으로 플로팅 전도성 물체로부터의 입력을 모방하는 팁 상의 전압을 생성한다. 선택적으로, 회로는 팁 압력 및 반사된 신호 상에, 스타일러스 아이덴티티(stylus identity)(예를 들어, 팁 상에 생성된 전압)와 같은 정보를 인코딩한다. 일부 디지타이저 시스템 또는 컴퓨팅 장치는 신호 상에 부과된 복호(decipher) 변조 및 검출을 저비용으로 지원하도록 업데이트될 수 있다.
본 개시의 일부 양상에 따른 회로는 제 1 시구간에 걸쳐 팁에 의해 픽업된 신호를 샘플링한 다음 샘플링된 신호에 기초하여 반사된 신호를 발생하는 디지털 컴포넌트를 포함한다. 일부 예시적인 실시예에서, 디지털 컴포넌트는 팁 압력 및 스타일러스 식별 코드와 같은 정보를 반사된 신호 상에 인코딩한다.
본 개시의 일부 추가적인 양상에 따르면, 스타일러스는 2개의 상이한 송신 모드에서 작동할 수 있은 하이브리드 스타일러스이다. 제 1 송신 모드는 상호 또는 자기 정전용량 검출 동안에 디지타이저 센서 상에 송신된 구동 신호에 의해 개시되는 반사 송신 모드이다. 이 모드는 다른 유형의 디지타이저 시스템과의 상호작용에 적합한 범용 모드이다. 이 모드는 디지타이저 센서를 터치하거나 그 상부에 근접하게 호버(hover)하고 있는 스타일러스를 검출하는데 적용될 수 있다. 제 2 송신 모드는 스타일러스가 디지타이저 센서 상에 송신된 구동 신호로부터 독립적인 자신의 신호, 자율적인 신호(autonomous signal)를 발생 및 송신하는 능동 송신 모드이다. 선택적으로, 능동 송신 모드 동안에, 스타일러스는 디지타이저 시스템과 동기화되어 상호 정전용량 검출에 사용되지 않는 구간에 걸쳐 그 신호를 송신한다. 제 2 모드는 스타일러스 발성 신호를 수신하도록 특별히 조정된 디지타이저 시스템에 적합하며, 터치하거나 높이 범위 상부에 호버하고 있는 스타일러스를 검출하는데 적용될 수 있다. 전형적으로, 2개의 송신 모드 중 하나는 정의된 작업 환경에 기초하여 선택된다.
반사 송신 모드는 임의의 디지타이저 시스템과 함께 사용할 때 기본적인 기능을 제공할 수 있으며 디지타이저 시스템이 스타일러스를 인식할 필요가 없다. 그러나, 스타일러스가 스타일러스에 의해 발생된 자율적인 신호를 수신하도록 적응된 디지타이저와 함께 사용되는 경우, 능동 송신 모드가 활성화되어 우수한 성능 및 추가적인 특징을 제공할 수 있다. 예를 들어, 능동 송신 모드는 스타일러스의 호버 동안의 검출을 향상시키거나, 팁 압력을 보고하거나, 또는 스타일러스의 아이덴티티 코드를 보고하도록 작동될 수 있다.
예시적인 실시예들 중 적어도 하나의 실시예를 상세하게 설명하기 전에, 본 개시가 그 적용에 있어서 다음의 설명에 설명되고/설명되거나 도면 및/또는 예에 도시된 컴포넌트 및/또는 방법의 구성 및 배열의 세부 사항에 반드시 제한되는 것은 아니다. 본 개시는 다른 실시예가 가능하거나 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일부 실시예에 따른 디지타이저 시스템을 포함하는 예시적인 컴퓨팅 장치의 간략화된 블록도이다. 컴퓨팅 장치(100)는 전자 디스플레이(45), 예를 들어 평판 디스플레이(flat panel display; FPD)와 통합된 디지타이저 센서(50)를 포함하는 이동 컴퓨팅 장치일 수 있다. 그러한 장치의 예는 태블릿 PC, 터치 인에이블된 랩탑 또는 탁상용 컴퓨터, 개인용 정보 단말기(personal digital assistant; PDA) 및 이동 전화를 포함한다.
디지타이저 센서(50)는 전형적으로 안테나, 트레이스, 라인 또는 컨덕터로도 지칭되는, 행 및 열 전도성 스트립(58)을 포함하는 그리드에 선택적으로 배열되는 전도성 스트립(58) 또는 라인의 패터닝된 배열을 포함한다. 디지타이저 센서(50)는 또한 전형적으로 디스플레이(45)와 중첩되거나 통합된 투명 재료로 형성된다.
디지타이저 센서(50)를 작동시키기 위한 회로(25)는 디지타이저 센서(50)로부터의 출력을 샘플링하고 처리하도록 적응된 하나 이상의 아날로그 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit; ASIC)(26) 및 하나 이상의 디지털 ASIC 유닛(27)을 포함할 수 있다. 회로(25)로부터, 예를 들어, 디지털 ASIC 유닛(27)으로부터의 출력은 인터페이스를 통해 호스트(22)에 보고되어 정보를 중계(relay)하여 운영 시스템 또는 임의의 현재 애플리케이션에 정보를 중계할 수 있다.
선택적으로, 호스트(22)에 보고된 정보가 더 처리된다.
전형적으로, 상호 정전용량 검출 방법은 하나 이상의 손가락 팁 터치(140)를 검출하기 위해 회로(25)에 의해 적용된다. 상호 정전용량 검출 동안, 회로(25)는 디지타이저 센서(50)의 한 축을 따라 전도성 스트립(58) 상의 트리거 펄스 또는 구동 펄스를 송신하고(구동 라인), 디지타이저 센서(50)의 다른 축을 따라 전도성 스트립(58) 상의 샘플을 출력한다(수신 라인). 선택적으로, 트리거 펄스는 10-500 KHz의 주파수를 갖는 AC 펄스 신호이다. 상호 정전용량 검출은 전형적으로 터치에 의해 디지타이저 센서(50)와 상호작용하는 하나 이상의 손가락 팁(140)을 검출 및 추적하기 위해 적용된다. 손가락 팁(140)의 존재는 라인들로부터 그라운드로 전류를 드레인함으로써 터치된 수신 라인들 상에 결합된 신호의 진폭을 감소시킨다.
전형적으로, 진폭은 손가락 터치로 인해 약 15-30% 감소된다. 이 손가락 효과(finger effect; FE)는 회로(25)에 의해 검출되고 터치 좌표를 결정하는데 사용된다.
선택적으로, 디스플레이 상부의 약 1-2 cm의 높이에의 손가락 호버는 회로(25)에 의해 또한 검출될 수 있다.
회로(25)는 또한 상호 정전용량 검출에 기초하여 디지타이저 센서(50) 상의 하나 이상의 전도성 대상물(142)을 검출 및 추적하도록 적응될 수 있다. 전형적으로, 전도성 물체(142)가 구동 하인 상에 또는 근처에 존재하면 전도성 물체(142)가 전형적으로 플로팅이기 때문에 터치된 수신 아인 상에 결합된 신호의 진폭이 증가한다. 선택적으로, 회로(25)는 진폭에서의 문턱값 증가 및 진폭에서의 문턱값 감소 모두를 검출하도록 적응된다. 전형적으로, 진폭에서의 증가 및 감소는 물체가 디지타이저 센서(50)와 상호작용하지 않을 때 수신 라인 상에 검출된 베이스 라인 진폭에 관한 것이다.
일부 예시적인 실시예에 따르면, 스타일러스(120)는 반사 송신 모드에서 작동하도록 적응된다. 이 모드에서, 스타일러스(120)의 팁(20)은 상호 정전용량 검출 동안에 송신된 구동 신호로부터 전하를 픽업하고, 전하를 전압으로 전환하고, 손가락 터치 입력을 모방한 입력을 디지타이저 센서에 부과(impose)하거나 반영한다. 이러한 방식으로, 스타일러스(120)는 손가락 끈 입력을 추적하기 위해 상호 정전용량 검출을 적용하는 임의의 디지타이저 센서와 함께 사용될 수 있다. 선택적으로, 스타일러스(120)는 또한 플로팅 전도성 물체로부터의 입력을 모방하는 입력을 부과하도록 구성된다. 전형적으로, 스타일러스(120)에 의해 생성된 신호는 회로(25)에 의해 검출될 수 있는 범위에서 디지타이저 센서의 수신 라인 상의 결합된 신호의 진폭을 증가 또는 감소시킨다.
상호 정전용량 검출은 수신 라인으로부터 샘플링된 출력에 기초하여 스타일러스(120)의 좌표를 추적하기 위해 제공된다. 선택적으로 동일한 방법이 스타일러스로부터의 입력을 추적한다.
일부 예시적인 실시예에 따르면, 스타일러스(120)는 또한 능동 송신 능력을 포함한다. 능동 송신 모드 동안, 스타일러스(120)는 디지타이저 센서 상에 송신된 구동 신호로부터 독립적인 자신의 신호, 예를 들어 자율적인 신호를 발생 및 송신한다. 선택적으로, 스타일러스(120)는 정의된 반복률로 펄스 신호를 송신한다. 임의의 예시적인 실시예에서, 회로(25)는 행 및 도전성 스트립(58) 모두로부터의 출력을 주기적으로 샘플링함으로써 스타일러스(120)로부터의 입력을 검출하도록 적응된다. 선택적으로, 회로(25)는 상호 정전용량 검출이 수행되는 동안인 시간 프레임 이외인, 스타일러스(120)에 의해 송신된 신호를 검출하기 위한, 전용 시간 프레임을 포함한다.
스타일러스(120)는 정의된 프로토콜에 기초하여, 스타일러스(120)의 팁(20)을 통해 회로(25)로부터 수신된 신호에 기초하여, 그리고/또는 무선 송신을 통해 컴퓨팅 장치(100)로부터 수신된 입력에 기초하여 버튼 또는 다이얼(21)을 이용한 사용자에 의한 선택에 응답하여 반사 송신 모드 및 능동 송신 모드 사이에 토글(toggle)할 수 있다.
선택적으로, 스타일러스(120)는, 예를 들어 블루투스 통신을 적용하여 호스트(22)의 대응하는 무선 통신 모듈(23)과 통신하는 무선 통신 모듈(30)을 포함한다.
본 개시의 일부 실시예에 따른 스타일러스의 팁에 접속된 예시적인 스타일러스 회로 및 그리드 기반 디지타이저 센서에서의 접합부와의 정전용량 접속성의 간략화된 도식을 나타낸 도 2를 이제 참조한다. 스타일러스의 상호 정전용량 검출을 통제하는 정전용량 링크는 접합부(59)에서 구동 라인(210)[행 전도성 스트립(58)]과 수신 라인(220)[열 전도성 스트립(58)] 사이의 접합 정전용량(CJ), 스타일러스(120)의 팁(20)과 구동 라인(210) 사이의 정전용량(CTD) 및 스타일러스(120)의 팁(20)과 수신 라인(220) 사이의 정전용량(CTP)을 포함한다. 전형적으로, 구동 라인(210)과 수신 라인(220) 모두는 시스템 그라운드(218)에 접속된다. 간략함의 목적으로 단일 구동 라인 및 단일 수신 라인만 도시된다.
구동 라인(210)과 팁(20) 사이의 전위차로 인해 전류는 구동 라인(210)으로부터 팁(20)으로 흐른다. 구동 라인(210)과의 결합으로 인해 팁(20) 상에 축적된 전하는 스타일러스(120)의 회로(250)에 의해 전압으로 변환된 후, 구동 라인(210) 및 수신 라인에 결합된다. 결합된 전압은 상호 정전용량 검출 동안에 수신 라인(220) 상에 검출된 신호의 진폭을 변화시킨다.
팁(20)과 디지타이저 센서(50) 사이의 정전용량 링크는 팁(20)이 접합부들 사이를 이동함에 따라 크게 변할 수 있고, 또한 상이한 디지타이저 센서들에 대해 크게 변할 수 있다. 상이한 디지타이저 센서 간의 정전용량의 차이는 디지타이저 센서, 상이한 유전 계수 및 상이한 안테나 설계에 사용되는 상이한 레이어 두께에 기인할 수 있다. 전형적으로 정전용량의 큰 변화는 범용 스타일러스의 성능 및 민감도를 저하시킨다. 일부 예시적인 실시예에서, 회로(250)는 수신된 입력에 기초하여 회로의 이득을 조정함으로써 그러한 변동에 대한 보상을 제공한다.
회로(250)는 자동 이득 제어기(automatic gain controller; AGC)(208)와 직렬인 트랜스임피던스 증폭기(transimpedance amplifier; TIA)(240)를 포함한다. AGC(28)는 전형적으로 기준 전압과 연관되고, 기준 전압에 기초하여 이득을 조정하여 가변 입력에 대해 안정적인 출력을 제공한다. 팁(20)에 작동가능하게 접속된 플로팅 전원은 증폭기(220) 및 AGC(208)에 전력을 공급한다.
증폭기 AGC(208) 및 증폭기(220) 각각이 스타일러스 그라운드(228)에 접속되는 동안, AGC(208)로부터의 출력은 스타일러스를 유지하는 사용자(265)를 통해 어스 그라운드(earth ground)에 접속하는 스타일러스(120)의 전도성 부분에 접속된다. 선택적으로, 시스템 그라운드로의 접속은 사용자를 스타일러스 프레임 또는 하우징으로부터 분리시키는 선택적으로 비전도성인 코팅으로 인한 임피던스를 나타내는 캐패시터(262)를 통해 이루어진다. 그라운딩 상태의 차이는 팁(20)에서 픽업된 신호와 비교하여 180도 위상 시프트를 갖는 스타일러스 그라운드(228)의 진동을 초래한다. 따라서, 팁(20)에서의 전압(Vtip)은 입력 신호에 반비례하고, 다음과 같이 정의된다:
Figure 112017065330166-pct00001
여기서 G는 증폭 인자이다.
AGC(208)에 의해 정의된 이득은 접합부(59)에 대한 팁(20)의 위치 변화로 인한 입력 신호의 진폭에서의 큰 불일치(discrepancy)를 보상하고, 또한 물리적 특성으로 인한 특정 디지타이저 시스템에 대한 입력의 진폭을 조정하도록 변한다. 선택적으로, AGC(208)는 가변 입력에 응답하여 일정하거나 안정적인 출력을 제공한다.
AGC(208)는 또한 팁(20)과 시스템 그라운드 사이의 정전용량(232)을 통한 양의 피드백 진동을 피하거나 감소시키도록 적응된다. 팁(20)이 동시에 신호를 수신 및 송신하기 때문에 양의 피드백 진동은 회로(250)에 내재된다.
팁(20) 상에 반전된 전압을 부과하는 것 또는 180도 위상 시프트를 갖는 구동 라인(210) 상의 입력 신호를 반사시키는 것은 전류 흐름을 감소시키고 디지타이저 회로에 의해 검출될 수 있은 손가락 터치 효과(finger touch effect; FE)를 제공한다. 구동 라인(210)으로부터 수신 라인(220)으로 흐르는 전류는 팁(20)으로 흐르는 전류에 의해 감소된다. 팁(20)과 구동 라인(210) 및 팁(20)과 수신 라인(220) 사이의 전위차로 인해 팁(20)로 전류가 이동된다. 대안적으로, 플로팅 전도성 물체 터치 효과는 디지타이저 센서의 구동 라인 상의 구동 신호와 동일한 위상에 있는 전압을 팁(20) 상에 부과함으로써 생성될 수 있다. 선택적으로, 변조는 정의된 패턴으로 팁(20) 상의 신호의 위상을 변화시킴으로써 부과될 수 있다.
선택적으로, 회로(250)는 디지타이저 센서의 설계 및 동작 파라미터에 대한 의존성을 감소시키면서 수신 라인(220)에 비교적 안정된 터치 효과를 제공한다. 또한, 매끄러운 정전용량 변화가 접합부(59)로부터 떨어진 팁(20)의 움직임에 응답하여 검출될 수 있다.
대안적인 실시예에 있어서, 스타일러스(120)는 디지타이저 센서(50)에 용량성으로 커플링되는 링 전극을 추가로 포함한다. 선택적으로 팁 또는 링 전극 중 하나는 디지타이저 센서(50)로부터 신호를 픽업하는데 사용되고 다른 하나는 신호를 송신하는데 사용된다. 손가락 터치 효과는 수신 전극과 송신 전극 사이의 위상을 스위칭함으로써 생성될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따라 보다 상세하게 나타낸 도 2의 예시적인 스타일러스 회로의 간략화된 도식을 나타낸 도 3을 이제 참조한다. 일부 예시적인 실시예에서, 스타일러스 회로는 입력 신호를 반전하고 그 감쇠를 변화시키는 전압 제어 감쇠기(voltage controlled attenuator; VCA)(304)와 함께 TIA(240)를 포함한다. 가산기(320) 및 적분기(324)와 함께 진폭 검출기(312)는 증폭기(308)의 진폭이 기준 진폭(316)과 일치하도록 VCA(304)를 제어한다. 이 예시적인 회로에서의 터치 효과는 팁과 접합 정전용량 사이의 비율에 비례한다. 팁 전압(Vtip)은 역위상을 갖는 입력 신호(Vg)에 비례한다.
Figure 112017065330166-pct00002
Figure 112017065330166-pct00003
여기서,
Ctip은 팁과 디지타이저 센서의 터치된 전도성 스트립이고;
Vtip은 팁(20) 상의 여기 전압의 진폭이고;
Vtouch는 수신 라인으로부터 검출될 때 여기 전압의 진폭이다.
팁(20)이 전도성 스트립(58) 상에 있는 동안의 Vtip은 약 80 fF일 수 있는 한편, 팁이 접합부들 사이 또는 병렬 전도성 스트립들 사이에 있을 때의 팁 정전용량은 약 30 fF일 수 있다. 600 fF의 전형적인 접합 정전용량이 주어지면, 스타일러스 효과는 팁(20)이 접합부(59) 상에 있을 때 약 44%이고, 접합부들 사이에 있을 때 약 16%이다.
간단한 반전 증폭기가 회로(330)로서 구현된 AGC(208) 대신에 사용되는 경우, 스타일러스 효과는 크게, 접합부 상에서 49%, 접합부들 사이에서 약 1.2% 변할 수 있다. 이 광범위한 동적 범위는 추적하기가 어려우며 스타일러스 위치 검출에 부정확성을 초래할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따라 팁 상에 가해진 압력에 비례하는 디지타이저 세서 상의 손가락 효과를 생성하는 스타일러스를 위한 간략화된 예시적인 회로를 나타내는 도 4를 이제 참조한다.
스타일러스 회로(331)는 선택적으로 회로(330)에 기초할 수 있고 다수의 동일한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 팁(20)은 스타일러스(120)를 이용하여 기록할 때 팁(20) 상에 가해진 압력에 기초하여 그 전압을 변화시키는 압력 센서(400)와 물리적으로 접속되거나 연관된다. 선택적으로, 압력 센서(400)는 팁 상에 압력이 가해질 때 팁의 축방향 변위에 민감한 가변 캐패시터를 포함한다. 일부 예시적인 실시예에 있어서, 스타일러스 회로(331)는 압력 센서(400)를 사용하여 Vtip을 변조한다, 예를 들어 검출된 압력에 따라 진폭 변조를 부과한다. 압력 센서(400)로부터의 출력은 가산기(320)에 의해 기준값(Vtip)에 가산된다. 회로(331)에 의해 생성된 손가락 효과는 다음 관계에 의해 통제될 수 있다:
Figure 112017065330166-pct00004
Vpressure은 압력 센서(400)로부터 검출된 전압이다.
본 개시의 일부 실시예에 따라 차폐(shielding)를 갖는 스타일러스 팁의 간략화된 개략도를 나타내는 도 5를 이제 참조한다. 스타일러스(120)는 전형적으로 디지타이저에 대해 900 이외의 각도로 사용자에 의해 유지된다. 각도로 인해, 팁(20)은 말단부 뿐만 아니라 팁의 돌출부를 따라 센서와 정전용량을 생성할 수 있다. 이것은 터치 포인트의 시차(parallax) 및 시프트를 생성하고, 차선의 결과가 발생할 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해, 어스 그라운드에 접속한 전도성 차폐 하우징(408)이 추가되어, 디지타이저 센서(50)로부터 팁(20)의 대부분을 "숨기고(hides") 시차를 감소시킬 수 있다. 그러나, 차폐 하우징(408)은 팁(20)과 어스 그라운드 사이의 정전용량을 증가시킬 수 있고, 상기 상세 설명한 바와 같이 양의 피드백 및 불안정성을 생성할 수 있다.
이 정전용량을 감소시키기 위해, 스타일러스 그라운드에 접속될 수 있는 스타일러스 그라운드 차폐부(416)가 팁(204)과 전도성 차폐 하우징(408) 사이에 추가될 수 있다. 그에 따라, 스타일러스 그라운드 차폐부(416)는 팁(20)과 차폐 하우징(408) 사이의 정전용량을 방지하고, 시차 효과를 감소시키면서 스타일러스를 사용하기 위해 제공된다.
본 개시의 일부 실시예에 따라 스타일러스의 팁에 접속된 다른 예시적인 스타일러스 회로의 간략화된 개략도를 나타내는 도 6, 및 본 개시의 일부 실시예에 따라 스타일러스를 이용하여 터치 효과를 생성하는 예시적인 방법의 간략화된 흐름도를 나타내는 도 7을 이제 참조한다. 일부 예시적인 실시예에서, 상호 정전용량 검출 동안에 터치 효과를 생성하기 위해 디지털 컴포넌트가 스타일러스의 회로에 추가된다. 이 회로는 팁(20)을 TIA(300) 및 신호 검출 컴포넌트(640)를 포함하는 수신 회로에 접속시키는 제 1 스위치(610), 및 이전에 검출되었던 신호에 기초하여 신호를 발생 및 송신하는 회로 컴포넌트에 팁(20)을 접속시키는 제 2 스위치(620)를 포함한다. 스위치들(610 및 620)은 전형적으로 검출 구간이 송신 구간으로부터 분리되도록 동일한 시간에 폐쇄되지 않는다. 검출 및 송신을 분리하면 스타일러스 회로의 자여 진동을 피한다. 전형적으로, 타이머(630)는 단일 상호 검출 프레임 동안, 예를 들어 단일 리프레시 사이클에 걸쳐 스위치(610 및 620) 사이에 복수 회 토글한다.
스위치(610)가 폐쇄되는 동안(블록 710), TIA는 드라이버 라인(210)으로부터 팁(20) 상의 전하를 픽업하기를 기다린다(블록 720). 진폭이 정의된 문턱값을 초과하면, 신호의 진폭, 주파수 및 위상이 검출된 신호의 하나 이상의 사이클에 걸쳐 추출된다(블록 725). 선택적으로, 신호는 다중 주파수 디지타이저 시스템을 지원하도록 기록된다. 타이머(630)는 원하는 위상 시프트, 예를 들어 팁(20)으로부터 디지타이저 센서로 송신될 신호에 대한 180도 위상 시프트와 동일한 지연을 부과한다(블록 730). 그 후, 지연 스위치(620)가 폐쇄된다[그리고 스위치(610)가 개방된다](블록 740). 신호 생성기(650)는 신호 검출기(640)에 의해 검출된 주파수 및 위상에 기초하여 신호를 발생한다(블록 750). 전형적으로, 발생된 신호는 저전압 디지털 신호이다. 발생된 신호는 부스터(660)를 통해 팁(20)에 송신된다(블록 760). 부스터의 이득은 신호 검출 컴포넌트(640)로 추출된 진폭에 기초하여 조정될 수 있다. 선택적으로, 이득은 팁(20)에 가해진 압력을 감지하는 팁 압력 센서(400)로부터의 출력에 기초하여 변조될 수 있다. 스타일러스 아이텐티티와 같은 다른 정보가 부스터로 인코딩될 수 있다. 일부 예시적인 실시예에서, 예를 들어, 디지타이저 시스템이 송신된 정보의 디코딩을 지원하는 업링크 채널을 통해, 스타일러스가 표시를 수신할 때, 인코딩된 정보는 송신된 신호에만 가산된다. 전형적으로, 스위치(620)는 타이머(630)에 의해 제어되고 미리 정의된 시구간 동안에 폐쇄 상태로 남는다. 미리 정의된 듀티 사이클의 끝에서, 스위치(620)는 개방되고 스위치(610)는 선택적으로 폐쇄된다.
전형적으로, 이 사이클은 상호 정전용량 검출 동안에 복수 회 반복된다.
도 8은 본 개시의 일부 실시예에 따라 2개의 상이한 송신 모드 중 하나를 사용하여 디지타이저 센서에 입력을 제공하는 예시적인 스타일러스의 간략화된 블록도이다. 일부 예시적인 실시예에서, 스타일러스(120)는 능동 송신 모드와 반사 송신 모드 중 하나의 송신 모드에서 선택적으로 송신할 수 있다. 전형적으로, 능동 송신 회로(830) 및 반사 송신 회로(820) 각각은 스타일러스(120)의 내부 전력(840)에 의해 전력이 공급된다. 스위치(810)는 스타일러스(120)의 팁(20)에 2개의 송신 회로 중 하나를 접속시킨다. 전형적으로, 스위치(810)의 위치는 스타일러스(120)의의 제어기(850)에 의해 제어된다.
일부 예시적인 실시예에서, 스위치(810)는 압력 센서(400)로부터의 입력에 기초하여 2개의 송신 모드 사이에 토글한다. 팁(20)이 디지타이저 센서(50)에 대하여 누르고 있는 동안에 반사 송신이 적용될 수 있고, 팁(20)이 호버하고 있는 동안에 능동 송신 회로가 적용될 수 있다. 스위치(810)는 팁 압력이 정의된 문턱값 아래로 떨어지거나 압력이 검출되지 않을 때 능동 송신 회로(830)를 팁(20)에 접속시킬 수 있다. 디지타이저 시스템이 능동 송신을 지원하지 않으면, 팁(20) 상에 문턱 압력이 가해지는 동안에 스타일러스 입력이 계속 추적될 것이다.
다른 예시적인 실시예에서, 스위치(810)는 정의된 듀티 사이클에 기초하여 송신 회로들 사이에 토글하도록 적응된다. 예를 들어, 상호 정전용량 검출을 위해 슬롯된 구간 동안에 반사 송신이 적용되고, 디지타이저 센서의 리프레시 사이클에서 다른 구간 동안에 능동 송신이 적용된다.
선택적으로, 반사 송신 모드 동안에는 압력이 가해진 팁(20)에 관한 정보가 송신되고, 능동 송신 동안에는 스타일러스의 위치를 검출하기 위한 위치 신호가 송신된다. 선택적으로, 압력 정보는 또한 능동 송신 모드 동안에 송신되거나 능동 송신 모드에서만 송신된다.
일부 예시적인 실시예에서, 무선 통신 모듈(30)을 통해 호스트(22)로부터 수신된 입력은 스위치(810)의 위치를 제어하기 위해 제어기(850)에 입력을 제공한다. 스위치(810)의 디폴트 위치는 팁(20)을 반사 송신 회로(820)에 접속시키기 위한 것일 수 있다. 능동 송신이 지원될 수 있다는 표시를 스타일러스(120)가 수신하면, 스위치(810)는 반사 송신 회로(820)를 접속해제하고 팁(20)을 능동 송신 회로에 접속시키고 팁을 반사 송신 회로(820)에 접속해제한다.
선택적으로, 2개의 송신 모드 중 하나가 제조 중에 선택되고 스위치(810)의 위치는 제조 사이트에서 영구적으로 설정된다.
일부 예시적인 실시예의 일양상에 따르면, 미리 정의된 지속시간에 걸쳐 디지타이저 센서 상에 송신된 구동 신호에 기초하여 전하를 픽업하도록 구성된 전도성 팁; 도전성 팁 상의 전하를 전압으로 전환하도록 구성된 증폭기, 및 증폭기로부터의 출력을 검출하고 출력의 파라미터들을 추출하도록 구성된 신호 검출기를 포함하는 제 1 회로; 추출된 파라미터에 기초하여 신호를 생성하도록 구성된 신호 발생기, 및 전도성 팁을 통해 송신되도록 추출된 파라미터에 기초한 진폭으로 발생된 신호를 부스팅하도록 구성된 부스터를 포함하는 제 2 회로; 제 1 회로 및 제 2 회로 중 하나를 전도성 팁에 접속시키도록 구성된 스위치; 및 미리 정의된 지속시간 동안에 스위치의 위치를 복수 회 토글하도록 구성된 제어기를 포함하는 핸드헬드 장치를 제공한다.
선택적으로, 상기 장치는 전도성 팁에 가해진 압력을 감지하도록 구성된 압력 센서를 포함하며, 제어기는 압력 센서로부터의 출력에 기초하여 진폭을 변조하도록 구성된다.
선택적으로, 파라미터는 신호의 주파수, 위상 및 진폭을 포함하고, 신호 발생기는 출력과 동일한 위상에서 신호를 발생하도록 구성된다.
선택적으로, 파라미터는 신호의 주파수, 위상 및 진폭을 포함하고, 신호 발생기는 출력으로부터 180도 위상 시프트를 갖는 신호를 발생하도록 구성된다.
선택적으로 제어기는 정의된 듀티 사이클에서 스위치 위치를 반복적으로 토글하도록 구성된다.
선택적으로, 제어기는 스타일러스의 아이텐티티에 기초하여 진폭을 변조하도록 구성된다.
일부 예시적인 실시예의 일양상에 따르면, 전도성 팁; 전도성 팁에 접속된 음의 입력을 가지며, 전도성 팁 상의 전하를 제 1 전압으로 전환하도록 구성된 증폭기; 증폭기로부터의 제 1 전압을 증폭하도록 구성된 자동 이득 제어 회로; 전도성 팁에 가해진 압력에 따라 변하는 제 2 전압 - 상기 제 2 전압은 자동 이득 제어 회로의 출력을 변조하도록 구성됨 - 을 발생하도록 구성된 압력 센서; 하우징으로서, 하우징의 적어도 부분은 전도성이고, 하우징의 전도성 부분에 자동 이득 제어 회로로부터의 출력이 접속되는 것인, 상기 하우징; 및 증폭기, 자동 이득 제어 회로 및 플로팅(floating)인 전원 각각에 전력을 공급하도록 구성된 전원을 포함하는 핸드헬드 장치를 제공한다.
선택적으로, 자동 이득 제어 회로와 함께 증폭기는 입력에 대한 위상을 180도 시프트하도록 구성된다.
선택적으로, 자동 이득 제어 회로와 함께 증폭기는 증폭기로의 입력과 동일한 위상을 유지한다.
선택적으로, 제 1 전압은 스타일러스의 아이덴티티를 포함하도록 변조된다.
일부 예시적인 실시예의 일양상에 따르면, 정전용량 기반의 디지타이저 센서와 상호작용하도록 구성된 전도성 팁; 디지타이저 센서 상에 송신된 구동 신호로부터 독립된 제 1 신호를 전도성 팁 상에 발생하도록 구성된 능동 송신 모듈; 디지타이저 센서 상에 송신된 구동 신호에 기초하고, 디지타이저 센서와 상호작용하는 동안에 전도성 팁에 의해 픽업되는 제 2 신호를 전도성 팁 상에 발생하도록 구성된 반사 송신 모듈; 전도성 팁을 능동 투과 모듈 및 상기 반사 투과 모듈 중 하나에 접속시키도록 구성된 스위치; 및 스위치의 위치를 토글하도록 구성된 제어기를 포함하는 핸드헬드 장치를 제공한다.
선택적으로, 장치는 전도성 팁에 가해진 압력을 감지하기 위한 압력 센서를 포함한다.
선택적으로, 제어기는 압력 센서로부터의 출력에 기초하여 스위치의 위치를 토글하도록 구성된다.
선택적으로, 제어기는 정의된 문턱값을 초과하는 압력을 검출하는 것에 기초하여 전도성 팁을 반사 송신 모듈에 접속시키기 위해 스위치를 토글하도록 구성된다.
선택적으로, 압력 센서로부터의 출력은 제 2 신호의 진폭을 변조하도록 구성된다.
선택적으로, 압력 센서로부터의 출력은 제 1 신호 상에 인코딩된다.
선택적으로, 제 2 신호는 구동 신호와 동일한 위상을 갖도록 구성된다.
선택적으로, 장치는 수신기를 포함하며, 수신기는 디지타이저 센서와 연관된 호스트 컴퓨터로부터 커맨드(command)를 수신하도록 구성되고, 제어기는 커맨드에 기초하여 스위치의 위치를 제어하도록 구성된다.
선택적으로, 제어기는 정의된 듀티 사이클에 기초하여 전도성 팁을 능동 송신 모듈에 접속시키는 것과 전도성 팁을 반사 송신 모듈에 접속시키는 것 사이에 토글하도록 구성된다.
선택적으로, 제어기는 터치 신호 파라미터에 기초하여 전도성 팁을 능동 송신 모듈에 접속시키는 것과 전동성 팁을 반사 송신 모듈에 접속시키는 것 사이에 토글하도록 구성된다.
선택적으로, 반사 송신 모듈은: 전도성 팁 상의 전하를 전압으로 전환하도록 구성된 증폭기, 및 증폭기 출력을 수신하고 출력의 파라미터를 추출하도록 구성된 신호 검출기를 포함하는 제 1 회로; 추출된 파라미터에 기초하여 신호를 발생하도록 구성된 신호 발생기, 및 전도성 팁을 통해 송신되도록 추출된 파라미터에 기초한 진폭으로 발생된 신호를 부스팅하도록 구성된 부스터를 포함한 제 2 회로; 제 1 회로 및 제 2 회로 중 하나를 전도성 팁에 접속시키도록 구성된 제 2 스위치; 및 미리 정의된 지속시간 동안에 스위치의 위치를 복수 회 토글하도록 구성된 제어기를 포함한다.
명료함을 위해 개별의 실시예들의 문맥에서 설명된, 여기에 기술된 예들의 특정 특징들은 또한 단일 실시예에서 조합하여 제공될 수 있다. 반대로, 간략화를 위해, 단일 실시예의 문맥에서 설명된, 여기에 기술된 예들의 다양한 특징은 또한 개별적으로 또는 임의의 적절한 하위조합으로 또는 본 개시의 임의의 다른 설명된 실시예에 적합하게 제공될 수 있다. 다양한 실시예들의 문맥에서 설명된 특정 특징들은 그 실시예가 이들 요소 없이는 작동하지 않는 한, 그러한 실시예들의 필수 특징으로 고려되어서는 안된다.

Claims (15)

  1. 핸드헬드 장치에 있어서,
    정전용량 기반의(capacitive based) 디지타이저 센서와 상호작용하도록 구성된 전도성 팁(conductive tip);
    상기 디지타이저 센서 상에 송신된 구동 신호로부터 독립된 제 1 신호를 상기 전도성 팁 상에 발생시키는 제 1 회로를 포함하는 능동 송신 모듈;
    상기 디지타이저 센서와 상호작용하는 동안에 상기 디지타이저 센서 상에서 송신되고 상기 전도성 팁에 의해 픽업되는 상기 구동 신호에 기초하여 제 2 신호를 상기 전도성 팁 상에 발생시키도록 구성된 반사 송신 모듈 - 상기 반사 송신 모듈은,
    제 2 회로로서,
    상기 전도성 팁 상의 전하를 전압으로 전환하도록 구성된 증폭기, 및
    증폭기 출력을 수신하고 상기 출력의 파라미터를 추출하도록 구성된 신호 검출기를 포함하는, 상기 제 2 회로;
    제 3 회로로서,
    상기 추출된 파라미터에 기초하여 신호를 발생시키도록 구성된 신호 발생기, 및
    상기 전도성 팁을 통해 송신되도록 상기 추출된 파라미터에 기초한 진폭으로 상기 발생된 신호를 부스팅하도록 구성된 부스터(booster)를 포함하는, 상기 제 3 회로;
    상기 제 2 회로 및 상기 제 3 회로 중 하나를 상기 전도성 팁에 접속시키도록 구성된 반사 송신 모듈 스위치; 및
    상기 반사 송신 모듈 스위치의 위치를 복수 회 토글(toggle)하도록 구성된 반사 송신 모듈 제어기
    를 포함하는, 상기 반사 송신 모듈;
    상기 전도성 팁을 상기 능동 송신 모듈 및 상기 반사 송신 모듈 중 하나에 접속시키도록 구성된 스위치; 및
    상기 스위치의 위치를 토글하도록 구성된 제어기
    를 포함하는, 핸드헬드 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 정의된 듀티 사이클에 기초하여, 상기 전도성 팁을 상기 능동 송신 모듈에 접속시키는 것과 상기 전도성 팁을 상기 반사 송신 모듈에 접속시키는 것 사이에 토글하도록 구성된 것인, 핸드헬드 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는, 터치 신호 파라미터에 기초하여, 상기 전도성 팁을 상기 능동 송신 모듈에 접속시키는 것과 상기 전도성 팁을 상기 반사 송신 모듈에 접속시키는 것 사이에 토글하도록 구성된 것인, 핸드헬드 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 팁 상에 가해진 압력을 감지하는 압력 센서
    를 포함하는, 핸드헬드 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 압력 센서로부터의 출력은 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호 중 하나의 진폭을 변조하도록 구성된 것인, 핸드헬드 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 압력 센서로부터의 출력에 기초하여 상기 스위치의 위치를 토글하도록 구성된 것인, 핸드헬드 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 압력 센서로부터의 출력으로부터 상기 핸드헬드 장치의 호버 운용 모드(hover operational mode) 검출에 기초하여 상기 전도성 팁을 상기 능동 송신 모듈에 접속시키도록 스위치를 포지셔닝하도록 구성된 것인, 핸드헬드 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 신호는 상기 구동 신호와 동일한 위상을 갖도록 구성된 것인, 핸드헬드 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 신호는 상기 구동 신호에 대해 180도의 위상 시프트(phase shift)를 갖도록 구성된 것인, 핸드헬드 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 신호 및 제 2 신호 중 적어도 하나는 상기 핸드헬드 장치의 아이덴티티로 인코딩되는 것인, 핸드헬드 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 디지타이저 센서와 연관된 호스트 컴퓨터로부터 커맨드(command)를 수신하도록 구성된 수신기
    를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 커맨드에 기초하여 상기 스위치의 위치를 제어하도록 구성된 것인, 핸드헬드 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 파라미터는 상기 신호의 주파수, 위상 및 진폭을 포함하는 것인, 핸드헬드 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 정의된 듀티 사이클에서 상기 반사 송신 모듈 스위치의 위치를 반복적으로 토글하도록 구성된 것인, 핸드헬드 장치.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10019079B2 (en) 2014-12-07 2018-07-10 Microsoft Technology Licensing, Llc Stylus for operating a digitizer system
CN107003755B (zh) * 2014-12-09 2020-04-10 微软技术许可有限责任公司 具有动态传输协议的触控笔
KR102310484B1 (ko) * 2014-12-31 2021-10-08 엘지디스플레이 주식회사 터치 스크린 장치
WO2016108215A2 (en) 2015-01-04 2016-07-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Universal stylus communication with a digitizer
TWM530986U (zh) * 2016-06-24 2016-10-21 Sunrex Technology Corp 觸控筆
US10310636B2 (en) 2016-11-04 2019-06-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Active stylus
US10444927B2 (en) 2016-11-04 2019-10-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Stylus hover and position communication protocol
KR101950806B1 (ko) * 2016-11-07 2019-02-21 한양대학교 산학협력단 터치 패널을 위한 입력 장치 및 방법
JP2018132850A (ja) * 2017-02-14 2018-08-23 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置、および携帯情報端末
US10095329B1 (en) 2017-03-28 2018-10-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Discrete high impedance implementation on push-pull outputs
US10732739B2 (en) * 2017-10-16 2020-08-04 Microsoft Technology Licensing, Llc System and method to dynamical calibrate phase of a stylus signal
KR20190047850A (ko) 2017-10-30 2019-05-09 동우 화인켐 주식회사 디지타이저 및 이를 포함하는 표시 장치
KR102155127B1 (ko) * 2018-04-26 2020-09-11 주식회사 하이딥 하이브리드 스타일러스 및 이와 통신하는 터치입력장치
US11137839B2 (en) * 2018-08-31 2021-10-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Adaptable digital pen and touch sensitive device
WO2020112750A1 (en) * 2018-11-27 2020-06-04 Tactual Labs Co. Phase relationship sensing system
KR102595142B1 (ko) * 2018-12-20 2023-10-27 엘지디스플레이 주식회사 액티브펜 및 터치표시장치
CN110058723B (zh) * 2019-01-28 2022-10-28 北京科加触控技术有限公司 一种书写方法、装置及系统
TWI809219B (zh) * 2019-11-04 2023-07-21 禾瑞亞科技股份有限公司 傳送帶有壓力訊息之電信號的觸控筆與其操作方法
US11281314B2 (en) * 2019-12-02 2022-03-22 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for variable capacitance detection
US11946996B2 (en) 2020-06-30 2024-04-02 Apple, Inc. Ultra-accurate object tracking using radar in multi-object environment
CN112732073B (zh) * 2020-12-29 2022-07-22 青岛罗博数码科技有限公司 一种数码笔

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080129709A1 (en) 2006-12-01 2008-06-05 Chun-Lin Lin Electromagnetic Pen With Amplitude-Controlled Inking Function
US20130106760A1 (en) 2011-10-28 2013-05-02 Atmel Corporation Communication Between a Master Active Stylus and a Slave Touch-Sensor Device

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004027705D1 (de) 2003-02-10 2010-07-29 N trig ltd Berührungsdetektion für einen digitalisierer
US20080202251A1 (en) 2007-02-27 2008-08-28 Iee International Electronics & Engineering S.A. Capacitive pressure sensor
US20100006350A1 (en) * 2008-07-11 2010-01-14 Elias John G Stylus Adapted For Low Resolution Touch Sensor Panels
CN101685366A (zh) * 2008-09-26 2010-03-31 汉王科技股份有限公司 具有多点触摸功能的电磁感应装置
US8482545B2 (en) 2008-10-02 2013-07-09 Wacom Co., Ltd. Combination touch and transducer input system and method
US9176630B2 (en) 2010-08-30 2015-11-03 Perceptive Pixel, Inc. Localizing an electrostatic stylus within a capacitive touch sensor
JP4683505B1 (ja) * 2010-12-14 2011-05-18 株式会社ワコム 位置指示器
US8766954B2 (en) 2010-12-21 2014-07-01 Motorola Mobility Llc Active stylus for use with touch-sensitive interfaces and corresponding method
US8928635B2 (en) 2011-06-22 2015-01-06 Apple Inc. Active stylus
US8878823B1 (en) 2011-07-27 2014-11-04 Cypress Semiconductor Corporation Dynamic shield electrode of a stylus
CN102981659B (zh) * 2011-09-06 2016-01-27 宸鸿光电科技股份有限公司 触控面板的控制系统与控制方法及其使用的触控笔
US9507441B2 (en) 2011-09-08 2016-11-29 Jcm Electronic Stylus Llc Electronic stylus with low skew tip for capacitive touch screens
US9086745B2 (en) 2011-10-28 2015-07-21 Atmel Corporation Dynamic reconfiguration of electrodes in an active stylus
US9013429B1 (en) * 2012-01-14 2015-04-21 Cypress Semiconductor Corporation Multi-stage stylus detection
US20130207926A1 (en) 2012-02-15 2013-08-15 Viktor Kremin Stylus to host synchronization
WO2013165466A1 (en) 2012-04-29 2013-11-07 Jcm Electronic Stylus Llc Stylus and stylus circuitry for capacitive touch screens
US9557845B2 (en) * 2012-07-27 2017-01-31 Apple Inc. Input device for and method of communication with capacitive devices through frequency variation
US9158393B2 (en) 2012-12-18 2015-10-13 Logitech Europe S.A. Active stylus for touch sensing applications
US8773405B1 (en) * 2013-01-10 2014-07-08 Cypress Semiconductor Corporation Stylus and related human interface devices with dynamic power control circuits
US9874949B2 (en) 2013-02-25 2018-01-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Stylus for a digitizer system
US20140267184A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Elwha Llc Multimode Stylus
CN103149723B (zh) * 2013-03-20 2016-02-03 敦泰电子有限公司 液晶显示装置的触控方法和可触控液晶显示装置
US9256330B2 (en) * 2013-05-22 2016-02-09 Qualcomm Technologies, Inc. Capacitive touch panel configured to sense both active and passive input with a single sensor
JP5825297B2 (ja) 2013-06-04 2015-12-02 トヨタ自動車株式会社 車両用シート
JP6253497B2 (ja) * 2014-04-25 2017-12-27 株式会社東芝 データ入力システム、アクティブスタイラスペンおよびアクティブスタイラスペンの制御方法
CN104111741A (zh) 2014-08-05 2014-10-22 李睿 主动触控笔
US9977517B2 (en) * 2014-10-23 2018-05-22 Lg Display Co., Ltd. Input system and method for detecting touch using the same
JP6324301B2 (ja) * 2014-11-19 2018-05-16 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び表示装置の駆動方法並びに指示装置
US10019079B2 (en) 2014-12-07 2018-07-10 Microsoft Technology Licensing, Llc Stylus for operating a digitizer system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080129709A1 (en) 2006-12-01 2008-06-05 Chun-Lin Lin Electromagnetic Pen With Amplitude-Controlled Inking Function
US20130106760A1 (en) 2011-10-28 2013-05-02 Atmel Corporation Communication Between a Master Active Stylus and a Slave Touch-Sensor Device

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