KR102553493B1 - 터치 감지 장치 및 펜과 위치 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 펜의 위치를 판단하는 터치 감지 장치는, 상기 펜으로부터 발생된 전기장을 이용하여 전기적인 신호를 출력하는 복수 개의 전극들, 상기 복수 개의 전극들로부터 상기 전기적인 신호를 수신하는 수신 회로 및 제어 회로를 포함하고, 상기 제어 회로는, 상기 수신 회로로부터 제공받은 상기 전기적인 신호에 기초하여, 상기 펜의 종류를 판단하고, 상기 판단된 펜의 종류에 대응하는 방법으로 상기 펜의 위치를 판단하도록 설정될 수 있다.

Description

터치 감지 장치 및 펜과 위치 측정 방법{TOUCH SENSING DEVICE AND PEN AND METHOD FOR MEASURING POSITION}
본 발명은 터치 감지 장치 및 펜과 위치 측정 방법에 관한 것이다.
근자에 들어 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 손가락 또는 펜을 이용하여 터치 스크린의 특정 좌표를 지정할 수 있다. 사용자는 터치 스크린의 특정 좌표를 지정함으로써 스마트폰에 특정한 신호를 입력할 수 있다.
터치 스크린은 전기적 방식, 적외선 방식 및 초음파 방식 등에 기초하여 동작할 수 있으며, R 타입 터치 스크린(resistive touch screen) 또는 C 타입 터치 스크린(capacitive touch screen)를 전기적 동작 방식의 예로서 들 수 있다. 종래에는 터치 스크린 중 사용자의 손가락 및 펜을 동시에 인식할 수 있는 R 타입 터치 스크린이 많이 이용되었으나, R 타입 터치스크린의 경우, ITO 층 사이의 공기 층에 의한 반사에 의한 문제점이 존재한다. 더욱 상세하게는, ITO 층 사이의 공기 층에 의하여 디스플레이로부터 투과되는 빛의 투과율이 저하되고, 외광 반사가 증가되는 문제점이 생긴다.
이에 따라, 근래에는 C 타입 터치 스크린이 많이 적용되고 있다. C 타입 터치 스크린은 물체의 접촉에 의하여 발생되는 투명 전극의 정전 용량의 차이를 감지하는 방식으로 작동한다. 그러나, C 타입 터치 스크린은 손과 펜의 물리적인 구분이 어려워서 펜 사용시에 의도하지 않은 손의 접촉에 의한 동작 오류를 갖는 단점이 있다.
이러한 단점을 개선하기 위한 종래의 기술로는, 접촉 면적에 따라서 손과 펜을 구분하는 소프트웨어만으로 처리하는 방법 및 C 타입 터치 스크린 이외에 자기장을 이용하는 EMR(electro magnetic resonance) 방식과 같은 별도의 위치측정장치를 구비하는 방법 등이 있다. 또한, 펜으로부터의 발생한 전기장을 전극에서 수신하여 펜의 위치를 측정하는 능동 스타일러스(Active Stylus) 및 ECR(electrically coupled resonance)를 이용한 수동 펜(passive pen) 등이 있다.
즉, EMR 방식과 같이 자기장을 이용하거나 Active Stylus 또는 ECR pen 과 같이 전기장을 이용하는 다양한 방식의 펜이 개발 중에 있으며, 각각의 펜은 전원을 내장하고 있는 능동형 또는 전원을 내장하고 있지 않은 수동형으로 구분될 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 펜은 다양한 방식 및 다양한 종류에 의하여 구분되며, 이에 따라 터치 패널을 포함하는 터치 감지 장치와의 호환성이 문제될 수 있다. 예를 들어, 전기장을 이용하는 방식의 능동형 펜에 대응되는 터치 패널은, ECR 방식과 같은 수동형 펜의 위치를 판단할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다.
이에 따라, 다양한 펜의 종류를 판단하고, 판단된 종류에 따라 동작할 수 있는 터치 감지 장치 및 그 동작 방법의 개발이 요청된다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르는, 상기 펜으로부터 발생되는 전기장에 의해 전기적인 신호를 출력하고 상기 터치 감지 장치의 디스플레이를 따라 배치된 복수 개의 전극들, 상기 복수 개의 전극들로부터 상기 전기적인 신호를 수신하는 수신 회로 및 제어 회로를 포함하며, 상기 수신 회로는 복수 개의 회로들을 포함하고, 상기 복수 개의 회로들 각각은 전원을 포함하는 능동형 펜들의 복수 개의 종류들 각각에 대한 전기적인 신호를 처리하도록 구성되며, 상기 제어 회로는, 상기 수신 회로로부터 제공받은 상기 전기적인 신호에 기초하여, 상기 전기적인 신호를 검출한 제1 회로를 식별하고, 상기 능동형 펜들의 상기 복수 개의 종류들 중에서 상기 제1 회로에 대응하는 상기 펜의 종류를 식별하고, 상기 식별된 종류에 대응하는 제1 회로에 의해 식별된 제1 주파수 대역의 신호에 기초하여, 상기 디스플레이 상에서 상기 펜의 위치를 결정하도록 설정되며, 상기 제1 회로는 다른 종류의 적어도 하나의 다른 펜에 대응하는 다른 주파수 대역의 신호의 식별 없이 상기 제1 주파수 대역의 신호를 감지하도록 설정되며, 상기 제1 주파수 대역의 신호는 상기 적어도 하나의 다른 펜에 대응하는 상기 다른 주파수 대역의 신호와 상이할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르는, 펜은, 터치 감지 장치의 전극과 커패시티브 커플링을 통하여, 상기 터치 감지 장치로부터 발생되는 신호를 수신하기 위한 수신 전극; 상기 수신 전극으로부터 상기 터치 감지 장치의 전기적인 신호를 수신하는 수신 회로; 및 상기 수신 회로에서 수신된 전기적인 신호에 따라 패턴 및 주파수 중 적어도 하나를 상이하게 설정한 펜 신호를 발생시키는 펜 신호 발생 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르는, 펜의 위치를 판단하는 터치 감지 장치의 동작 방법은, 상기 터치 감지 장치의 복수 개의 전극들 각각에서, 상기 펜으로부터 발생된 펜 신호를 이용하여 전기적인 신호를 출력하는 동작; 상기 전기적인 신호에 기초하여, 상기 펜의 종류를 판단하는 동작; 및 상기 판단된 펜의 종류에 대응하는 방법으로, 상기 펜의 위치를 측정하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르는, 펜의 동작 방법은, 터치 감지 장치의 전극과 커패시티브 커플링을 통하여, 상기 터치 감지 장치로부터 발생되는 신호를 수신하여, 펜 신호를 발생시키는 동작; 및 상기 수신된 신호에 따라서 패턴 및 주파수 중 적어도 하나를 상이하게 설정한 펜 신호를 발생시키는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라서, 다양한 펜의 종류를 판단하고, 판단된 종류에 따라 동작할 수 있는 터치 감지 장치 및 그 동작 방법이 제공될 수 있다. 아울러, 터치 패널의 종류를 판단하고, 판단된 종류에 따라 동작할 수 있는 펜 및 그 동작 방법 또한 제공될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치 및 펜의 개념도를 도시한다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 처리 회로의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도를 도시한다.
도 2b 내지 2f는 수동형 펜의 위치를 판단하는 방법을 설명하기 위한 개념도들을 도시한다.
도 2g는 수동형 펜의 위치를 판단하기 위한 각종 파형을 도시한다.
도 2h는 능동형 펜의 위치를 판단하는 방법을 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 펜의 구조를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 4는 내부에 전원을 포함하는 능동형 펜의 개념도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 6a는 능동형 펜이 근접한 상태에서의 터치 감지 장치에서 송수신하는 신호의 파형을 도시하며, 도 6b는 수동형 펜이 근접한 상태에서의 터치 감지 장치에서 송수신하는 신호의 파형을 도시한다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8a는 수동형 펜이 근접한 상태에서의 터치 감지 장치에서 송수신하는 신호의 파형을 도시하며, 도 8b는 능동형 펜이 근접한 상태에서의 터치 감지 장치에서 송수신하는 신호의 파형을 도시한다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다양한 능동형 펜에 따른 파형을 도시한다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 수신 회로의 블록도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신 회로의 블록도를 도시한다.
도 12a 및 12b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신 회로의 블록도를 도시한다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 14 및 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 펜의 개념도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 펜의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 18은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치 및 네트워크의 블록도를 도시한다.
도 19는 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치의 블록도이다.
도 20은 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 문서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다. 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들에 따른 터치 감지 장치는, 예를 들면, 스마트폰, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 장치 중 적어도 하나에 포함될 수 있다. 웨어러블 장치는 액세서리형(예: 시계, 반지, 팔찌, 발찌, 목걸이, 안경, 콘택트 렌즈, 또는 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 직물 또는 의류 일체형(예: 전자 의복), 신체 부착형(예: 스킨 패드 또는 문신), 또는 생체 이식형 회로 중 적어도 하나에 포함될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 터치 감지 장치는, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스, 홈 오토매이션 컨트롤 패널, 보안 컨트롤 패널, 미디어 박스(예: 삼성 HomeSyncTM, 애플TVTM, 또는 구글 TVTM), 게임 콘솔(예: XboxTM, PlayStationTM), 전자 사전, 전자 키, 캠코더, 또는 전자 액자 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
다른 실시예에서, 터치 감지 장치는, 각종 의료기기(예: 각종 휴대용 의료측정기기(혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 장치, 위성 항법 시스템(GNSS(global navigation satellite system)), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 드론(drone), 금융 기관의 ATM, 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (예: 전구, 각종 센서, 스프링클러 장치, 화재 경보기, 온도조절기, 가로등, 토스터, 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나에 포함될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 터치 감지 장치는 가구, 건물/구조물 또는 자동차의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터, 또는 각종 계측 기기(예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나에 포함될 수 있다. 다양한 실시예에서, 터치 감지 장치는 플렉서블하거나, 또는 전술한 다양한 장치들 중 둘 이상의 조합일 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 터치 감지 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 터치 감지 장치를 사용하는 사람 또는 터치 감지 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 터치 감지 장치)를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치 및 펜의 개념도를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 감지 장치(100)는 패널(110) 및 처리 회로(120)를 포함할 수 있다. 패널(110)에는 복수 개의 전극들(111 내지 116, 121 내지 126)이 배치될 수 있다. 세로 방향으로 신장된 전극들(111 내지 116)은 펜(130 또는 131)의 가로 방향(x축 방향)의 위치를 측정하기 위한 것이며, 가로 방향으로 신장된 전극들(121 내지 126)은 펜(130 또는 131)의 세로 방향(y축 방향)의 위치를 측정하기 위한 것일 수 있다. 전극들(111 내지 116, 121 내지 126)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 메탈 메쉬(metal mesh) 등과 같은 투명한 전도체로 구현될 수 있으며, 전도성을 가지면서 실질적으로 투명한 형태인 구성이라면 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 아울러, 도 1에서는 세로 방향으로 신장된 직사각형 전극들(111 내지 116)과 가로 방향으로 신장된 직사각형 전극들(121 내지 126)이 서로 직교하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것으로 다이아몬드 패턴이나, 메쉬(mesh) 형태 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다.
전극들(111 내지 116, 121 내지 126)은 처리 회로(120)와 연결될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 전극들(111 내지 116, 121 내지 126)과 처리 회로(120)를 연결하거나 또는 연결하지 않도록 온/오프되는 스위치들이 더 배치될 수도 있으며, 이는 더욱 상세하게 후술하도록 한다. 펜(130 또는 131)으로부터의 전기장이 발생되면, 전극들(111 내지 116, 121 내지 126) 근처에까지 전기장이 전파될 수 있다. 전극들(111 내지 116, 121 내지 126)은, 주변의 전기장에 의하여 전기적인 신호를 발생시킬 수 있다. 전극들(111 내지 116, 121 내지 126) 각각으로부터의 전기적인 신호는 처리 회로(120)로 입력될 수 있다. 전극들(111 내지 116, 121 내지 126)은 각각의 채널에 대응될 수 있으며, 처리 회로(120) 은 채널별 신호의 세기를 판단할 수 있다. 처리 회로(120)는 채널별 신호의 세기를 이용하여 펜(130 또는 131)의 위치를 판단할 수 있으며, 이 과정은 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
한편, 능동형 펜(130)은 내부에 배터리와 같은 전원을 포함할 수 있다. 이에 따라, 능동형 펜(130)은 전원으로부터의 전력을 이용하여 전기장을 발생시킬 수 있다. 하지만, 수동형 펜(131)은 내부에 전원을 포함하지 않는다. 이에 따라, 수동형 펜(131)은 우선 전극들(111 내지 116, 121 내지 126) 중 적어도 하나로부터 전기장을 수신하고, 이를 이용하여 공진을 발생시킴으로써 전기장을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 처리 회로(120)는, 예를 들어 제 1 기간 동안에는 전극들(111 내지 116, 121 내지 126) 중 적어도 하나에 전기적 신호를 인가함으로써, 전극들(111 내지 116, 121 내지 126) 중 적어도 하나가 전기장을 발생시킬 수 있도록 한다. 아울러, 처리 회로(120)는, 예를 들어 제 2 기간 동안에는 전극들(111 내지 116, 121 내지 126)으로부터 출력되는 전기적인 신호를 처리하여 수동형 펜(131)의 위치를 판단할 수 있다. 상술한 바와 같이, 능동형 펜(130)의 경우에는, 처리 회로(120)가 전극들(111 내지 116, 121 내지 126)으로부터 출력되는 전기적인 신호를 처리하여 수동형 펜(131)의 위치를 판단할 수 있다. 즉, 펜의 종류가 수동형인지 또는 능동형인지에 따라서, 처리 회로(120)의 동작이 상이할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치(100)는 우선 펜의 종류가 수동형인지 또는 능동형인지를 우선 판단할 수 있으며, 이후에 판단된 펜 종류에 따라 동작할 수 있다. 뿐만 아니라, 펜의 종류는 펜에서 발생하는 신호의 종류에 따라서 구분될 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치(100)는 펜의 종류에 따라 정의된 절차에 따라 동작할 수도 있다. 펜의 종류의 판단 및 이에 따른 동작에 대하여서는 더욱 상세하게 후술하도록 한다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 터치 감지 장치(100)는 전도성 물체, 예를 들어 손가락의 접촉을 감지하는 정전용량 변화 감지 회로를 포함할 수 있다. 이때, 터치 감지 장치(100)는 한 종류의 펜의 접촉이 감지되는 경우에는, 정전용량 변화 감지 회로에 의한 전도성 물체의 접촉 위치에 관련된 정보를 산출하지 않거나 또는 제어 회로로 전송하지 않을 수 있다. 이에 따라, 손에 펜을 쥐고 터치 감지 장치(100) 상에 필기하는 경우에, 손에 의한 접촉을 처리하지 않을 수 있다. 또는, 터치 감지 장치(101)는 전극(111 내지 116, 121 내지 126)의 커패시턴스(전극 자체의 커패시턴스 또는 전극들 사이의 커패시턴스) 변경에 따라 전도성 물체, 예를 들어 손가락의 접촉을 감지할 수도 있다. 터치 감지 장치(101)는 펜의 접촉과 손가락의 접촉이 동시에 검출되면, 펜의 접촉만을 처리하고 손가락의 접촉은 무시하도록 설정될 수도 있다.
도 2a는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 처리 회로의 세부 구성을 설명하기 위한 블록도를 도시한다. 터치 감지 장치(100)가 특정 동작을 수행할 수 있다는 것은, 제어 회로(224)가 특정 동작을 수행하거나, 또는 다른 하드웨어가 특정 동작을 수행하도록 제어 회로(224)가 제어할 수 있다는 것을 의미할 수도 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 처리 회로는 연결 회로(221), 구동 회로(222), 수신 회로(223) 및 제어 회로(224)를 포함할 수 있다. 구동 회로(222)는 전기적인 신호를 발생시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 수동형 펜의 위치를 측정하기 위하여, 구동 회로(222)로부터 발생된 전기적인 신호는 연결 회로(221)를 통하여 전극들 중 적어도 하나에 제공될 수 있으며, 전기적인 신호를 제공받은 전극은 이를 이용하여 전기장을 발생시킬 수 있다. 연결 회로(221)는 구동 회로(222)를 전극에 연결하거나 또는 연결하지 않도록 온/오프되는 스위치와, 전극을 수신 회로(223)에 연결하거나 또는 연결하지 않도록 온/오프되는 스위치를 포함할 수 있다. 한편, 구동회로(222)로부터 발생된 신호는 능동형 펜으로 신호 발생 타이밍(timing), 또는 신호의 패턴 관련 정보를 전달하기 위해서 사용될 수도 있다.
수신 회로(223)는 전극으로부터 연결 회로(221)을 통하여 전기적인 신호를 수신할 수 있다. 제어 회로(224)는 수신 회로(223)로부터 수신된 전기적인 신호의 세기를 이용하여 펜의 위치를 판단할 수 있다. 제어 회로(224)는 채널별 전기적인 신호의 상대적인 세기를 이용하여 펜의 위치를 판단할 수 있다. 아울러, 제어 회로(224)는 구동 회로(222)를 적어도 하나의 전극에 연결하도록 연결 회로(221)를 제어할 수도 있다.
이하에서는, 도 2b 내지 2f를 참조하여 수동형 펜의 위치를 판단하는 방법을 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 전극(241,232,233,241,242,243)들은 구동 회로(222)에 연결될 수 있다. 전극들은 구동 회로(222)에 스위치(221a)를 통하여 연결될 수 있다. 제어 회로(224)는 구동 회로(222)를 제어하여, 전극(231,232,233,241,242,243)에 전기적인 신호를 인가할 수 있다. 제어 회로(224)는 구동 회로(222)에 연결된 스위치(221a)를 제어하여, 전극(231,232,233,241,242,243)들에 연결할 수 있도록 한다.
구동 회로(222)에 연결된 전극을 구동 전극이라 명명할 수 있으며, 구동 전극은 구동 회로(222)로부터 전기적인 신호, 즉 구동 신호를 전달받을 수 있다. 구동 전극은 구동 신호에 기초하여 전기장을 발생시킬 수 있다.
전극(231,232,233,241,242,243)들은 수신 회로(223)에 연결될 수 있다. 전극(231,232,233,241,242,243)들은 수신 회로(223)에 스위치(221b)를 통하여 연결될 수 있다. 제어 회로(224)는 스위치(221b)를 제어하여, 수신 회로(223)가 전극(231,232,233,241,242,243)들에 연결될 수 있도록 한다. 수신 회로(223)는, 연결된 전극으로부터 수신되는 전기적인 신호를 처리할 수 있으며, 제어 회로(224)는 처리된 신호를 이용하여 펜의 위치를 측정할 수 있다. 전극(231,232,233,241,242,243)은 펜으로부터 출력되는 전기장에 의하여 생성된 전기적인 신호, 즉 수신 신호를 출력할 수 있다.
도 2c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 위치 측정 장치의 펜 위치 측정의 개념도를 도시한다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 제어 회로(224)는 스위치(221a) 및 구동 회로(222)를 제어하여, 구동 전극(231)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 한편, 구동 전극(231)은 펜(260)의 전도성 팁(263)과 커패시턴스(C5a)를 형성할 수 있다. 구동 전극(231)은 구동 회로(222)로부터의 구동 신호에 기초하여 전기장(E5a)를 형성하여 송신 신호를 펜(260)으로 송신할 수 있다. 예를 들어, 구동 회로(222)는 도 2g의 (a)와 같은 구동 신호(361 내지 366)를 구동 전극(231)으로 출력할 수 있다. 구동 회로(222)는, 제 1 기간 동안 구동 신호(361 내지 366)를 출력할 수 있으며, 제 2 기간(371 내지 375) 동안 구동 신호를 출력하지 않을 수 있다. 더욱 상세하게, 구동 회로(222)는 T1의 구동 기간, 즉 제 1 기간 동안 구동 신호(361 내지 366)를 출력할 수 있으며, T2의 비구동 기간, 즉 제 2 기간(371 내지 375) 동안 구동 신호를 출력하지 않을 수 있다. 구동 회로(222)는 구동 기간 및 비구동 기간의 구동 신호 제어를 반복할 수 있다. 또는, 제어 회로(224)는 구동 회로(222)가 구동 전극(231)과 제 1 기간 동안 연결되고, 제 2 기간 동안 연결되지 않도록 스위치(221a)를 제어할 수 있다.
도 2d와 같이, 펜의 전도성 팁(263)은 제 4 전극(241)과 커패시턴스(C5b)를 형성할 수 있다. 전도성 팁(263)은 제 5 전극(242)과 커패시턴스(C5c)를 형성할 수 있으며, 제 6 전극(243)과 커패시턴스(C5d)를 형성할 수 있다. 구동 전극(231)이 구동 신호(361)에 의한 전기장(E5a)을 발생시키면, 펜의 공진 회로(261,262)는 전기장의 변화를 통해 수신한 신호를 이용하여 공진을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 펜의 공진 회로(261,262)는 도 2g의 (b)와 같은 공진(381)을 발생시킬 수 있다. 도 2g의 (b)는 전도성 팁(263)에서의 전압을 나타낸다. 도 2g의 (b)에 도시된 바와 같이, 전도성 팁(263)의 전압은 교류 형태일 수 있으며, 구동 신호가 인가되는 기간, 즉 제 1 기간 중에는 그 진폭이 증가할 수 있다. 아울러, 전도성 팁(263)의 전압은 구동 신호가 인가되지 않는 기간, 즉 제 2 기간 중에는 그 진폭이 감소할 수 있다. 도 2g의 (c)는 각 전극 및 수신 회로(223)을 통해 수신된 수신 신호의 크기를 도시하고 있다. 펜의 공진 신호는 제 4 전극(241)에, 첫 번째 제 2 기간(371) 동안 인가될 수 있다. 수신 회로(223) 은 제 4 전극(241)으로부터 수신된 펜 공진 신호에 대응하여 전기적인 신호(i5b)를 발생시킬 수 있다. 이 때의 신호 (i5b) 는 도2g (C) 의 (391) 의 형태가 될 수 있다. 수신 회로(223)는 전기적인 신호(i5b)를 수신하여, 제어 회로(224)로 전달할 수 있으며, 제어 회로(224)는 수신한 전기적인 신호(i5b)를 이용하여 펜의 위치를 측정할 수 있다. 일반적으로 각 전극에 수신되는 펜의 공진 신호는 구동 신호(361)에 비교하여 매우 작으므로 구동 신호(361)이 발생하는 구간(T1) 동안에는 펜 공진 신호의 효과적인 수신이 어려워진다. 따라서 펜의 공진 신호는 비구동 기간(T2), 즉 제 2 기간 (371)동안 수신하는 것이 효과적이다.
도 2e와 같이, 펜의 전도성 팁(263)은 제 5 전극(242)과 커패시턴스(C5c)를 형성할 수 있다. 구동 전극(231)이 구동 신호(362)에 의한 전기장(E5a)를 발생시키면, 펜의 공진 회로(261,262)는 공진(382)을 발생시킬 수 있다. 펜의 공진 신호는, 도 2g의 (c)의 두 번째 파형(392)과 같은 신호(i5c)로 제 5 전극(242)을 통해서 수신될 수 있다. 예를 들어, 펜은 제 4 전극(241)보다 제 5 전극(242)에 더 가깝게 배치될 수 있으며, 이에 따라 두 번째 파형(392)이 첫 번째 파형(391)보다 큰 진폭을 가질 수 있다. 수신 회로(223)는 수신 신호(i5c)를, 제어 회로(224)로 전달할 수 있으며, 제어 회로(224)는 수신 신호(i5c)를 이용하여 펜의 위치 측정에 활용할 수 있다. 한편, 수신 신호(i5c)는 전류와 같이 도시되어 있지만, 이는 단순히 예시적인 것이며, 수신 신호(i5c)는 전류 또는 전압 중 어느 형태로 구현될 수 있다는 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
도 2f와 같이, 펜의 전도성 팁은 제 6 전극(243)과 커패시턴스(C5d)를 형성할 수 있다. 구동 전극(231)이 구동 신호(363)에 의한 전기장(E5a)을 발생시키면, 펜의 공진 회로(261,262)는 공진(383)을 발생시킬 수 있다. 펜의 공진 신호는, 도 2g의 (c)의 세 번째 파형(393)과 같은 수신 신호(i5d)로 제 6 전극(243)을 통해서 수신될 수 있다. 예를 들어, 펜은 제 5 전극(242)보다 제 6 전극(243)에 더 가깝게 배치될 수 있으며, 이에 따라 세 번째 파형(393)이 두 번째 파형보다 작은 진폭을 가질 수 있다. 한편, 도 2g는 네 개 이상의 전극들이 배치된 경우에 대한 것일 수 있다. 수신 회로(223)는 수신 신호(i5d)를, 제어 회로(224)로 전달할 수 있으며, 제어 회로(224)는 수신 신호(i5d)를 이용하여 펜의 위치 측정에 활용할 수 있다.
제어 회로(224)는 제 4 전극(241) 내지 제 6 전극(243) 각각으로부터 수신된 전기적인 신호(i5b 내지 i5d)를 이용하여 펜의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(224)는 수신된 전류의 크기가 가장 큰 전극을 펜의 위치로 결정할 수 있다. 또는 제어 회로(224)는 각 전극의 위치와 수신된 신호의 크기에 대하여 인터폴레이션을 적용하여, 각 전극간의 간격보다 고해상도의 펜의 위치 산출할 수도 있다. 한편, 상술한 바에서는 제어 회로(224)가 펜의 x축 위치를 측정하는 구성에 대하여 설명하였지만, 이는 y축 위치 측정에도 동일하게 적용될 수 있음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
상술한 바에 따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 위치 측정 장치는, 자기장을 이용하는 방식에서와 같이 코일을 포함하지 않으면서도, 전기장을 발생시키는 전극만으로도 펜의 위치를 결정할 수 있다. 아울러, 위치 측정 장치는 사용자가 손가락으로 터치시 전극의 커패시턴스 변경에 따라 손가락의 터치 위치를 결정할 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 위치 측정 장치는, 복수 전극 구조로서 펜과 손가락의 입력 위치를 측정할 수 있다.
도 2h는 능동형 펜의 위치를 측정하는 방법에 대한 개념도를 도시한다.
도 2h에 도시된 바와 같이, 능동형 펜(270)은 배터리를 포함하는 전원부(272)를 포함할 수 있으며, 신호 발생부(271)를 포함한다. 능동형 펜(270)은 자체 전원을 보유하고 있으므로 지속적으로 신호 발생부(271)에서 전기장(E5e)을 방출할 수 있다. 이에 따라, 제어 회로(224)는 에너지 전달을 위한 구동 신호를 생성할 필요가 없으며, 단순히 각각의 수신 전극(241,242,243)이 차례대로 수신 회로(223)에 연결되도록 스위치를 제어할 수 있다. 수신 회로(223)의 수신 신호(i5e)의 채널별 상대적인 크기에 따라, 제어 회로(224)는 능동형 펜(270)의 위치를 측정할 수 있다.
도 2b 내지 2h를 참조하여 상술한 바와 같이, 수동형 펜(260) 및 능동형 펜(270) 각각의 위치를 측정하는데 요구되는 절차는 상이하다. 이에 따라, 터치 감지 장치(100)는 펜의 종류를 판단하고, 펜의 종류에 따라 구동할 것이 요구된다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 펜의 구조를 설명하기 위한 개념도를 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 펜(300)는 전도성 팁(Tip)(310), 공진 회로부(320) 및 접지부(340)를 포함할 수 있다. 전도성 팁(310)은 공진 회로부(320)의 일단에 연결된다. 아울러, 공진 회로부(320)의 타단은 접지부(340)에 연결될 수 있다.
전도성 팁(310)는 터치 감지 장치에 포함된 전극(312) 들과 커패시턴스(capacitance)(313)를 형성할 수 있다. 전도성 팁(310)는 예를 들어 금속성 팁으로 형성될 수 있으며, 위치 측정 장치의 적어도 하나의 전극(312)들과 커패시턴스(313)를 형성할 수 있다. 전도성 팁(310)는 비전도성 물질 내부에 존재하거나 또는 전도성 팁(310)의 일부 또는 전부가 외부로 노출될 수도 있다. 또한, 전극(312)은 터치스크린에 적용하기 위하여, 투명한 윈도우(window)(311) 하단에 ITO나 metal mesh 등의 투명전극으로 형성될 수 있다.
공진 회로부(320)는 위치 측정 장치로부터 입력되는 구동 신호에 의해 공진할 수 있다. 공진 회로부(320)는 구동 신호 입력이 중단된 이후에도 공진에 의한 공진 신호를 출력할 수 있다. 공진 회로부(320)는 예를 들어 공진 회로부(320)의 공진 주파수를 가지는 크기가 감쇄하는 정현파 신호를 출력할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 특정 공진 주파수를 가지는 신호가 펜 식별 정보일 수 있다. 특히, 펜에 공진에너지가 축적되면 구동 신호의 발생을 중지하여도, 내부에 축적된 에너지를 사용하여 일정 시간 동안 공진을 지속하게 된다.
따라서, 터치 감지 장치는 구동 신호 인가 후, 구동 신호의 발생이 중지된 동안에 특정 공진 주파수를 가지는 신호가 특정한 신호 세기 이상 감지된 경우에는 접촉 물체의 종류가 수동형 펜인 것으로 판단할 수 있으므로, 손가락이 접촉하는 경우와 구분할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예로, 공진 회로부(320)의 공진 주파수는 전도성 팁(310)의 접촉 압력에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 펜을 접촉하는 경우에는, 공진 회로부(320)내의 인덕터의 인덕턴스 또는 커패시터의 정전용량이 변화하게 되어 공진 주파수가 변경될 수 있다. 이에 따라, 위치 측정 장치는 공진 주파수의 변경에 기초하여 필압을 결정할 수 있다. 아울러, 공진 회로부(320)는 추가적으로 병렬 연결되는 추가 커패시터를 더 포함할 수도 있다. 여기에서의 추가 커패시터는 스위치에 의해 공진회로에 연결되거나 연결이 끊어질 수 있으며, 추가 커패시터의 연결 상태에 따라서 공진 주파수가 변경될 수 있다. 이에 따라, 터치 감지 장치는 수신 신호의 주파수에 따라서 스위치부의 온/오프 상태를 파악할 수 있으므로, 이에 기초하여 다양한 기능의 구현이 가능하다. 예를 들어 스위치를 누른 상태에서는 펜이 지우개로 동작하게 할 수 있다.
도 3과 같이, 내부에 배터리와 같은 전원이 포함되지 않은 펜을 수동형 펜이라고 명명할 수 있다.
도 4는 내부에 전원을 포함하는 능동형 펜의 개념도를 도시한다.
도 4를 참조하면, 능동형 펜(400)은 전도성 팁(410), 신호 발생부(420) 및 전원부(440)를 포함할 수 있다. 신호 발생부(420)는 전기 신호를 생성할 수 있는 구성이면 제한이 없음을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 신호 발생부(420)는 전원부(440)로부터 제공받은 전력을 이용하여 정현파, 삼각파, 또는 구형파 등의 교류 전압을 생성할 수 있다. 능동형 펜(400) 은 자체적으로 전원부(440)을 갖고 있으므로, 신호 발생을 위해서 터치스크린장치로부터 신호 발생을 위한 에너지를 수신하기 위한 구동신호를 받을 필요가 없으나, 터치 스크린 장치로부터 신호 발생을 트리거하기 위한 구동 신호는 수신할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 5의 실시예에서, 제2펜은 능동형 펜이며, 제1펜은 수동형 펜임을 상정하도록 한다. 도 5의 실시예는 도 6a 및 6b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 6a는 능동형 펜이 근접한 상태에서의 터치 감지 장치에서 송수신하는 신호의 파형을 도시하며, 도 6b는 수동형 펜이 근접한 상태에서의 터치 감지 장치에서 송수신하는 신호의 파형을 도시한다.
500 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 제2펜 신호를 수신을 시도할 수 있다. 즉, 터치 감지 장치(100)는 전극(111 내지 116 121 내지 126)들 중 적어도 하나를 수신 회로(223)에 연결하도록 제어할 수 있다. 상술한 바와 같이, 능동형 펜은 터치 감지 장치(100)로부터 구동 신호를 수신하지 않고도, 내장된 전원을 이용하여 펜 신호를 생성할 수 있다. 이에 따라, 도 6a에서와 같이, 터치 감지 장치(100)는 펜 신호의 생성을 위해서 펜으로 송신하는 신호(Tx signal)를 발생시킬 필요가 없다. 도 6a에서, 펜으로 송신하는 신호(Tx signal)이 0인 것을 확인할 수 있다. 한편, 제2펜 신호(Pen2 Signal)는 지속적으로 발생하는 교류 파형을 가질 수 있다. 이는, 능동형 펜이 전원을 이용하여 지속적으로 전기 신호를 생성할 수 있는 것으로부터 기인한다. 한편, 수동형 펜이 배치된 경우가 아니므로, 제1펜 신호(Pen1 signal)는 0일 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 능동형 펜 검출 구간(T1:Pen2 Probe) 동안 전극들 중 적어도 하나를 수신 회로(223)에 연결하도록 제어할 수 있다. 510 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 제2펜 신호가 검출되는지 여부를 판단할 수 있다. 능동형 펜 검출 구간(T1: Pen2 Probe) 동안 전기적인 신호가 검출되면, 터치 감지 장치(100)는 능동형 펜, 즉 제2펜이 근처에 배치된 것으로 판단할 수 있다.
능동형 펜이 근처에 배치된 것으로 판단되면, 530 동작에서 터치 감지 장치(100)는 능동형 펜, 즉 제2펜의 위치를 측정할 수 있다. 더욱 상세하게, 터치 감지 장치(100)는, 도 6a에서와 같이, 능동형 펜 검출 구간(T1: Pen2 Probe)에서 능동형 펜 신호가 수신되면, 터치 감지 장치(100)는 수신 신호 측정 구간(T2:Pen2 RX, T3:Pen2 RX) 동안 각각에, 전극별로 출력되는 신호를 측정할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(100)는 수신 신호 측정 구간(T2:Pen2 RX) 동안에는 제1채널의 전극을 수신 회로(223)에 연결하여, 제1채널의 전극으로부터 출력되는 전기적인 신호의 세기를 측정할 수 있으며, 수신 신호 측정 구간(T3:Pen2 RX) 동안에는 제2채널의 전극을 수신 회로(223)에 연결하여, 제2채널의 전극으로부터 출력되는 전기적인 신호의 세기를 측정할 수 있다. 수신 신호 측정 구간(T2:Pen2 RX) 및 수신 신호 측정 구간(T3:Pen2 RX) 사이의 시간은 예를 들어 수신 회로(223)에 연결되는 전극을 교체하기 위한 스위치 온/오프를 위하여 할당될 수 있다. 도 6a에서는 2개의 채널에 대하여서 터치 감지 장치(100)가 펜으로부터의 전기적인 신호의 세기를 측정하는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 설명을 위한 것으로, 터치 감지 장치(100)는 채널 전체의 적어도 일부에 대하여 펜으로부터의 전기적인 신호의 세기를 측정할 수 있다. 아울러, 터치 감지 장치(100)는 채널별로 수신된 전기적인 신호들의 상대적인 세기에 기초하여 펜의 위치를 판단할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에서, 수신 신호의 세기가 약하다고 판정된 경우에는, 펜의 위치의 더욱 정확한 측정을 위하여 펜 신호의 수신을 동일한 채널에서 반복하여, 신호대 잡음비를 향상시킬 수도 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 터치 감지 장치(101)는 구동 신호의 송신 구간 및 수신 신호의 수신 구간 중 적어도 하나의 타이밍, 길이 및 반복 횟수 중 적어도 하나를 결정할 수도 있다.
다시, 도 5를 참조하면, 터치 감지 장치(100)는 능동형 펜 검출 구간(T1: Pen2 Probe) 동안 전기적인 신호를 검출할 수 없을 수 있다(510 동작의 아니오). 예를 들어, 수동형 펜, 즉 제1펜이 터치 감지 장치(100)의 근처에 배치된 경우를 상정하도록 한다. 터치 감지 장치(100)가 능동형 펜 검출을 위하여 구동 신호를 인가하지 않고 전극을 수신 회로(223)에만 연결하였기 때문에, 수동형 펜은 터치 감지 장치(100)로부터 구동 신호를 수신할 수 없다. 상술한 바와 같이, 수동형 펜의 공진 회로는 터치 감지 장치(100)로부터 수신된 전기 신호를 이용하여 공진을 발생시켜, 다시 펜 신호를 발생시킨다. 이에 따라, 터치 감지 장치(100)는 사전에 구동 신호를 인가하지 않은 능동형 펜 검출 구간(T1: Pen2 Probe) 동안에는 수동형 펜, 즉 제1펜으로부터 펜 신호를 수신할 수 없으며, 이에 따라 도 6b의 T1 구간에서와 같이, 수신 회로(223)로 출력되는 전기적인 신호(Rx signal)가 검출되지 않는다.
520 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 제1펜 검출(probing)용 송신(Tx) 신호를 발생할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(100)는 복수 개의 전극들(111 내지 116, 121 내지 126) 중 적어도 하나의 구동 전극을 구동 회로(222)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 구동 전극에는 전기적인 신호가 인가될 수 있으며, 구동 전극은 인가된 전기적인 신호를 이용하여 전기 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(100)는 도 6b에서의 T2의 시간 구간에서 제1펜 검출용 송신(Tx) 신호(Tx Signal)를 발생시킬 수 있다. 수동형 펜, 즉 제1펜은 구동 전극으로부터의 구동 신호를 수신하고, 수신된 신호를 이용하여 공진을 발생시킬 수 있다. 수동형 펜, 즉 제1펜은 예를 들어 도 6b의 제1펜 신호(pen1 signal)를 생성할 수 있다. 521 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 제1펜 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 도 6b에서와 같이, 터치 감지 장치(101)는 T3:T_Pen1 Probe 구간에서 수신 신호(Rx Signal)를 수신할 수 있다. 도 6b에서와 같이, 구동 신호(Tx signal)의 송신 기간인 T2와 수신 신호(Rx Signal)의 수신 기간인 T3는 구분될 수 있다. 이는, 구동 신호가 수신 회로(223)에서 수신되지 않도록 하기 위함이다.
522 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 검출된 제1펜 신호의 세기가 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다. 임계치는, 노이즈와 제1펜 신호(pen1 signal)를 구분할 수 있는 정도의 크기로 미리 설정될 수 있다. 구현에 따라서, 임계치와 비교를 수행하는 동작은 생략될 수도 있다. 제1펜 신호의 세기가 임계치 이하인 경우에는, 터치 감지 장치(100)는 수신된 신호를 노이즈로 처리하고, 제2펜 신호의 수신을 다시 시도할 수 있다.
제1펜 신호의 세기가 임계치를 초과하면, 523 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 수동형 펜, 즉 제1펜 위치 측정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 6b에서와 같이 수동형 펜 측정을 위한 송신 신호(Tx Signal)를 T4 구간 동안 생성할 수 있다. 아울러, T5 구간 동안에는 제1펜의 공진 신호(Pen1 Signal)가 전극에서 수신되어 출력되는 전기적인 신호인 수신 신호(Rx signal)를 T5 구간 동안 수신할 수 있다. 터치 감지 장치(100)는, 이후에 수신 신호를 수신하는 전극, 즉 채널을 변경하여 구동 신호(Tx signal)의 송신 및 수신 신호(Rx signal)의 수신을 반복 수행할 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 채널별 전기적인 신호의 상대적인 세기에 기초하여 펜의 위치를 판단할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 수신 신호의 세기가 약하다고 판정된 경우에는, 펜의 위치의 더욱 정확한 측정을 위하여 구동 신호의 송신 및 수신 신호의 수신을 동일한 채널에서 반복하여, 신호대 잡음비를 향상시킬 수도 있다. 예를 들어, 수동형 펜의 수신 신호는 그 크기가 급격하게 감소하므로, 100μs의 송신 신호 송신 및 100μs의 수신 신호 수신을 8회 반복하여, 모두 800μs 동안에 펜 위치를 측정할 수 있다. 이와는 대조적으로, 능동형 펜의 경우에는 능동형 펜이 일정 크기의 신호를 연속하여 생성할 수 있기 때문, 반복 없이 400μs 의 1회의 수신 구간을 통하여 펜의 위치를 측정할 수도 있다. 즉, 펜의 종류에 따라 반복 측정하는 방식 또한 상이하게 설정될 수도 있다.
524 동작에서, 터치 감지 장치(101)는 펜 종류 및 접촉 또는 근접 위치를 결정할 수 있다. 이와 같은 방법으로, 터치 감지 장치(101)는 펜이 능동형 펜인지 또는 수동형 펜인지를 결정할 수 있으며, 접촉 위치, 즉 펜의 위치를 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 7의 실시예에서, 제2펜은 능동형 펜이며, 제1펜은 수동형 펜임을 상정하도록 한다. 도 7의 실시예는 도 8a 및 8b를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도 8a는 수동형 펜이 근접한 상태에서의 터치 감지 장치에서 송수신하는 신호의 파형을 도시하며, 도 8b는 능동형 펜이 근접한 상태에서의 터치 감지 장치에서 송수신하는 신호의 파형을 도시한다.
700 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 제1펜 검출(probing)용 송신(Tx) 신호를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(100)는 도 8a 및 8b와 같은 송신 신호(801)를 발생시킬 수 있다.
701 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 전극들(111 내지 116, 121 내지 126) 중 적어도 하나를 수신 회로(222)에 연결함으로써, 펜 신호 수신을 시도할 수 있다. 702 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 펜 신호의 검출 여부를 판단할 수 있다.
펜 신호(예를 들어, 도 8a의 821 또는 도 8b의 841)가 검출되면, 703 동작에서 터치 감지 장치(100)는 펜 종류를 판단할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 터치 감지 장치(100)는 수신 회로(222)에 입력되는 전기적인 신호의 주파수, 진폭 및 파형 중 적어도 하나에 기초하여 펜 종류를 판단할 수 있다.
예를 들어, 도 8a를 우선 참조하면, 수동형 펜은 구동 신호(801)에 의해 공진이 발생하면, 공진에 따른 펜 신호(811)를 발생시킬 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 각 전극으로부터 펜 신호(811)에 의하여 발생하는 수신 신호(821)를 수신할 수 있다. 아울러, 도 8b를 참조하면, 능동형 펜은 내부의 전원을 이용하여 펜 신호(831)를 지속적으로 발생시킬 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 각 전극으로부터 펜 신호(831)에 의하여 발생하는 수신 신호(841)를 수신할 수 있다.
하나의 실시예에서, 터치 감지 장치(101)는 수신 신호의 주파수에 따라 펜 종류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 능동형 펜 및 수동형 펜으로부터의 펜 신호는 상이한 주파수를 가지도록 설정될 수 있다. 이에 따라, 터치 감지 장치(101)는 수신 신호의 주파수에 따라서 펜 종류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(101)는 수신 신호를 증폭하고, 아날로그-디지털 변환(Analog-to-digital converting)하고, 컨버팅된 디지털 신호를 푸리에 변환(Forier transform)을 통하여 주파수 영역으로 변환할 수 있다. 터치 감지 장치(101)는 수신된 신호의 주파수 정보에 따라 펜 종류를 판단할 수 있다. 이 경우, 터치 감지 장치(101)는 펜 종류에 따라 이어지는 위치 측정 단계에서의 센싱 주파수를 결정할 수 있다.
다른 실시예에서, 터치 감지 장치(101)는 수신 신호의 크기에 따라 펜 종류를 판단할 수 있다. 예를 들어, 능동형 펜으로부터의 펜 신호의 크기와 수동형 펜으로부터의 펜 신호의 크기는 서로 상이하도록 설정될 수 있다. 이에 따라, 터치 감지 장치(101)는 수신 신호의 크기에 따라서 펜 종류를 판단할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 터치 감지 장치(101)는 수신 신호의 파형에 따라 펜 종류를 판단할 수 있다. 더욱 상세하게, 수동형 펜은 공진을 발생시켜 펜 신호(811)를 발생시키기 때문에, 펜 신호(811)의 진폭이 구동 신호(801) 이 종료된 이후에 감소하는 모양을 갖는 것을 도 8a에서와 같이 확인할 수 있다. 이에 따라, 터치 감지 장치(100)가 는 구동 신호(801) 이 종료된 이후에 수신 신호(821)를 수신하게 되므로, 수신 신호의 진폭은 감소하는 형태를 가질 수 있다. 한편, 능동형 펜의 경우에는, 수신되는 수신 신호(841)의 크기는 일정할 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 진폭이 감소하는 형태의 파형이 검출되면, 펜의 종류를 수동형으로 판단할 수 있고, 진폭이 일정한 파형이 검출되면, 펜의 종류를 능동형으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(100)는 수신 신호의 초반부의 진폭의 크기와 후반부의 진폭의 크기를 비교함으로써 비교 결과에 따라 펜의 종류를 판단할 수 있다.
수동형 펜, 즉 제1펜으로 판단되면, 704 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 수동형 펜, 즉 제1펜의 위치를 측정하도록 동작할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(101)는 수동형 펜으로 구동 신호(802,803,804,805)를 송신할 수 있으며, 수동형 펜은 구동 신호(802,803,804,805)에 의한 공진을 이용하여 펜 신호(812,813,814,815)을 발생시킬 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 펜 신호(812,813,814,815)에 의한 수신 신호(822,823,824,825)를 수신할 수 있다. 수신 신호(822,823,824,825)는 채널별 수신 신호일 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 수신 신호(822,823,824,825)의 상대적인 세기에 따라서 펜의 위치를 판단할 수 있다.
능동형 펜, 즉 제2펜으로 판단되면, 705 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 능동형 펜, 즉 제2펜의 위치를 측정하도록 동작할 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 능동형 펜으로부터의 수신 신호(842,843,844,845)를 측정할 수 있다. 수신 신호(842,843,844,845) 각각은 채널별 수신 신호일 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 수신 신호(842,843,844,845)의 상대적인 세기에 따라서 펜의 위치를 판단할 수 있다.
710 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 펜 종류 및 접촉 또는 근접 위치를 결정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다양한 능동형 펜에 따른 파형을 도시한다.
도 9에서의 다양한 종류의 능동형 펜의 기본적인 구조는 도 4 와 동일할 수 있다. 다만, 능동형 펜에서 터치 감지 장치로부터의 신호를 수신할 필요가 있을 경우에는 신호발생부(420) 이외에도 신호 수신부를 포함할 수도 있다.
터치 감지 장치(100)는 능동형 펜으로부터 수신되는 수신 신호를 두 가지 목적으로 이용할 수도 있다. 터치 감지 장치(100)는 수신 신호를 이용하여 펜의 접촉 또는 근접 위치를 판단할 수 있다. 또한, 터치 감지 장치(100)는 수신 신호를 이용하여 펜으로부터 전송되는 필압, 버튼의 접촉 여부, 펜의 고유 번호 등의 부가정보를 판단할 수도 있다.
도 9a를 참조하면, 제 1 능동형 펜(Active pen 1)은 기본적으로 f1의 주파수의 교류 파형의 신호를 발생시킬 수 있다. 제 1 능동형 펜은 필압에 따라서 발생 신호의 주파수를 변경(Δf)할 수 있다. 이에 따라, 터치 감지 장치(100)는 수신되는 신호의 주파수에 따라 필압을 측정할 수 있다. 또한, 필압 이외에도 펜에 구비되는 버튼의 누름 등에 따라 펜으로부터 발생되는 주파수가 상이하도록 설정될 수도 있다. 이에 따라, 터치 감지 장치(100)는 수신되는 신호의 주파수에 따라 펜에 구비되는 버튼의 누름 여부를 판단할 수도 있다. 주파수 변경(Δf)의 크기는 필압에 의한 크기와 버튼의 누름 여부의 크기가 상이하게 설정될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 제 2 능동형 펜(Active pen 2)은 제 1 구간에서는 f2의 주파수의 신호를 발생시키며, 제 2 구간에서는 f2를 Δf만큼 변경시킨 주파수를 가진 신호를 발생시킬 수 있다. 제 2 구간에서의 주파수 변경(Δf)은 필압에 의한 것일 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 각 채널에서 수신되는 제1 구간에서의 신호의 크기 또는 제 1 구간 및 제 2 구간에서 수신되는 신호의 크기로부터 펜의 위치를 판단할 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 주파수 변경(Δf)에 따라 필압을 측정할 수 있다.
도 9c를 참조하면, 제 3 능동형 펜(Active pen 3)은 제 1 구간에서는 f3의 주파수의 신호를 발생시키며, 제 2 구간에서는 f4의 주파수의 신호를 발생시킬 수 있다. 여기에서, f3의 주파수의 신호는 펜의 위치를 측정하기 위한 것일 수 있으며, f4의 주파수의 신호는 필압 또는 버튼의 누름 여부를 측정하기 위한 것일 수 있다. 제 3 능동형 펜은 필압 정보를 신호의 주파수에 반영하지 않고, 디지털 코드화하여 f4의 주파수를 가지는 신호를 펄스 진폭 변조(pulse amplitude modulation)하여 제공할 수 있다. 여기에서, f4의 주파수는 f3의 주파수와 동일할 수도 있다. 제 3 능동형 펜은 필압 감지 회로를 더 포함할 수도 있다.
도 9d 및 9e를 참조하면, 제 4 능동형 펜(Active pen 4)은 터치 감지 장치의 패널로부터의 구동 신호(panel Tx signal)를 증폭 또는 변조하여 신호를 발생시킬 수 있다. 이는, 도 14 및 15를 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다.
터치 감지 장치(100)는 상기 제 1 능동형 펜 내지 제 4 능동형 펜 중 어떠한 펜이 위치한다 하더라도, 미리 파악한 주파수의 정보에 기초하여 펜의 종류를 판단할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 의한 수신 회로(1000)의 블록도를 도시한다. 도 10에서의 수신 회로(1000)는 펜으로부터의 신호를 채널별로 순차적으로 수신할 수 있다. 만약, 복수의 채널 전극이 동시에 연결되는 경우는, 도 10의 구조의 수신 회로(1000)가 터치 감지 장치(100) 내에 복수 개 구비될 수도 있다.
증폭기(1001)는 전극으로부터의 전기적인 신호를 증폭할 수 있다. ADC(analog-to-digital converter)(1002)는 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
변환된 신호는 복수의 처리 유닛들(Processing unit)(PU1, PU2, PU3)(1003,1004,1005)로 전달될 수 있다. 처리 유닛들(1003,1004,1005) 각각은, 도 9에서의 제 1 능동형 펜, 제 2 능동형 펜, 제 3 능동형 펜을 감지하기 위한 처리를 수행할 수 있다. 처리가 완료되면, 처리 유닛들(1003,1004,1005) 각각은 통신 회로(1006)로 처리 결과를 전달할 수 있다. 처리 결과는, 전극으로부터의 신호의 크기 및 펜의 종류를 포함할 수 있다. 통신 회로(1006)는 처리 결과를 제어 회로(224)로 출력할 수 있다. 통신 회로(1006)는 데이터 전달을 위한 회로일 수 있으며, 유선 또는 무선으로 제어 회로(224)로 처리 결과를 출력할 수 있다.
수신 회로(1000)는 수신하는 신호에는 펜에서 발생된 신호뿐만이 아니라, 디스플레이 패널 등 주변의 노이즈 소스(Noise source)에서 발생되는 잡음 또한 동시에 수신할 수 있다. 이렇게 채널 전극으로부터 유입되는 잡음은 증폭기(1001)에서 펜의 신호와 동일한 비율로 증폭되므로 펜에서 발생한 신호의 크기를 정확히 측정하기 위해서는 이와 같이 주변의 노이즈 소스(noise source)에서 유입되는 잡음을 제거할 필요가 있다. 잡음을 제거하는 방법은 다양하게 있을 수 있으나, 펜의 동작 주파수를 알고 있는 경우는 푸리에 변환(Fourier Transform) 등을 통하여 주변의 노이즈 소스(noise source)에서 유입되는 잡음을 효과적으로 제거할 수 있다. 푸리에 변환(Fourier Transform)을 수행하는 방법도 다양하게 존재하나, 한가지 예로서 특정 주파수의 사인파형(sinusoidal)신호와 수신 신호와의 내적 (inner product)를 구하는 방식을 사용할 수 있다. 본 실시예에서는 제 1 내지 제 3 능동형 펜의 동작 주파수들이 서로 유사한 주파수인 경우에는 한가지 주파수 대역의 신호를 처리할 수 있는 처리 유닛으로 제 1 내지 제 3 능동형 펜의 신호 처리가 동시가 가능하겠지만, 서로 매우 상이한 주파수 대역의 신호를 처리하는 경우에는, 각각의 주파수 대역에 적합한 처리 유닛으로 병렬 신호 처리를 수행하면 빠른 속도로 동시에 여러 개의 펜에 대한 신호 처리를 진행할 수 있다.
이때, 각 처리 유닛은 각 처리 유닛이 담당하고 있는 주파수 대역의 사인파형(sinusoidal) 신호를 처리하는 회로를 포함할 수 있다. 즉, 제 1 능동형 펜에 해당하는 주파수 대역의 신호는 처리 유닛(1003)에서 처리하고, 제 2 능동형 펜에 해당하는 주파수 대역의 신호는 처리 유닛(1004)에서 처리하고, 제 3 능동형 펜에 해당하는 주파수 대역의 신호는 처리 유닛(1005)에서 처리할 수 있다.
만약, 제 2 능동형 펜이 터치 감지 장치에 접촉하는 경우에는, 처리 유닛(1003) 및 처리 유닛(1005)는 신호를 감지하지 못하고 처리 유닛(1004)는 신호를 감지하여 그 크기를 통신 회로(1006)를 통해서 제어 회로(224)로 전송하게 된다. 제어 회로(224)는 어떤 처리 유닛이 신호를 감지하였는지 판단할 수 있으므로, 제 2 능동형 펜이 접촉 또는 근접한 것을 판단할 수 있다.
도 11 은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 앞선 실시예는 복수의 processing unit 을 구비하여 여러 종류의 Active pen 를 빠른 속도로 감지하는 방법을 설명하였으나, 이와 같은 방법은 여러 종류의 active pen 에 대한 processing unit 을 각각 구비하여야 하므로, 회로부(120) 의 크기가 커지는 단점이 있다.
도 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신 회로의 블록도를 도시한다.
도 11의 실시예에서는 메모리(1104)가 더 포함될 수 있으며, 메모리(1104)에는 증폭기(1101)에 의하여 증폭되고, ADC(1102)에 의하여 변환된 수신 신호의 파형이 저장될 수 있다. 처리 유닛(1103)은 처음 신호가 수신되는 동안 제 1 능동형 펜에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 처리 유닛(1103)은 제 1 능동형 펜이 감지되지 않으면, 메모리(1104)에 저장된 파형을 이용하여 제 2 능동형 펜에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 처리 유닛(1103)은 제 2 능동형 펜이 감지되지 않으면, 메모리(1104)에 저장된 파형을 이용하여 제 3 능동형 펜에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 즉, 처리 유닛(1103)은 상이한 종류의 펜에 대한 감지 여부를 순차적으로 판단할 수 있다. 처리 결과는 통신 회로(1105)를 통하여 제어 회로(224)로 전달될 수 있다. 상술한 바에 따라서, 처리 유닛의 개수가 감소될 수 있다.
도 12a 및 12b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수신 회로의 블록도를 도시한다.
도 12a를 참조하면, 수신 회로(1200)는 제 1 채널(CH1) 내지 제 3 채널(CH3)의 전극 각각과 연결되는 증폭기(1201,1202,1203)를 포함할 수 있다. 아울러, ADC(1211,1212,1213) 각각은 증폭기(1201,1202,1203) 각각에 연결될 수 있다. 한편, 적분 회로(1224)는 ADC(1211,1212,1213)에 연결될 수 있다. 적분 회로(1224)는 제 1 채널(CH1) 내지 제 3 채널(CH3)로부터의 전기적인 신호를 합산할 수 있다.
적분 회로(1224)는 합산 결과를 제 1 처리 유닛(1221), 제 2 처리 유닛(1222) 및 제 3 처리 유닛(1223) 각각으로 전달할 수 있다. 제 1 처리 유닛(1221)은 제 1 능동형 펜에 대한 신호 처리를 수행할 수 있으며, 제 2 처리 유닛(1222)은 제 2 능동형 펜에 대한 신호 처리를 수행할 수 있으며, 제 3 처리 유닛(1223)은 제 3 능동형 펜에 대한 신호 처리를 수행할 수 있다. 통신 회로(1230)는 처리 결과를 제어 회로(224)로 전달할 수 있으며, 제어 회로(224)는 어떤 처리 유닛으로부터 처리 결과를 제공받은지 여부에 따라 펜의 종류를 판단할 수 있다.
한편, 수신 회로(1200)는 도시되지 않은 제 4 채널, 제 5 채널, 제 6 채널 등에도 적용할 수 있으며, 이와 같은 과정을 반복하면 대략적으로 어떠한 위치에 펜이 접촉하였는지를 알 수 있다. 즉, 펜이 제 1 채널 내지 제 3 채널에 위치하였는지, 제 4 채널 내지 제 6 채널에 위치하였는지를 대략적으로 알 수 있게 된다. 이와 같은 과정을 글로벌 스캔(global scan)으로 명명할 수 있다.
도 12b를 참조하면, 터치 감지 장치(100)는 더욱 정확한 펜의 위치를 판단할 수 있다. 펜의 위치를 검출하는 경우에는, 디지털 신호들이 적분 회로(1224)를 거치지 않고 처리 유닛(1221,1222,1223) 각각에 전달될 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 글로벌 스캔 결과에 기초하여 정확한 펜의 위치를 판단하기 위한 채널 들을 선택할 수도 있다. 처리 유닛(1221,1222,1223)은 이 경우에는, 모두 접촉한 것으로 판단된 펜에 해당하는 신호를 처리하도록 동작할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 능동형 펜이 펜의 종류로 선택된 경우에는, 처리 유닛(1221, 1122, 1223)이 모두 제 1 능동형 펜을 처리하도록 동작할 수 있다. 제어 회로(224)는 채널별 신호의 상대적인 세기에 따라서 펜의 위치를 판단할 수 있으며, 이를 로컬 스캔(local scan)으로 명명할 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1310 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 복수 개의 처리 유닛을 복수 개의 펜 종류 검출을 위하여 동작시킬 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(100)는 도 10에서와 같은 제 1 처리 유닛(1003) 내지 제 3 처리 유닛(1005) 각각을 동작시킬 수 있다. 1320 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 펜 종류를 검출할 수 있다. 도 10에서 상술한 바와 같이, 터치 감지 장치(100)는 어떠한 처리 유닛으로부터 처리 결과가 검출되는지 여부에 따라 펜 종류를 검출할 수 있다.
1330 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 결정된 펜 종류에 대응하는 처리 유닛을 턴 온하고, 나머지 처리 유닛을 턴 오프할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(100)가 제 2 능동형 펜을 펜의 종류로 결정한 경우에는, 터치 감지 장치(100)는 제 2 능동형 펜을 처리할 수 있는 제 2 처리 유닛(1004)을 턴 온하고, 제 1 처리 유닛(1003) 및 제 3 처리 유닛(1005)을 턴 오프할 수 있다. 이에 따라, 사용하면 사용자가 복수의 펜을 교환해가면서 사용하는 경우, 현재 사용하고 있는 펜 이외의 다른 펜이 사용자의 의도와는 다르게 현재 사용중인 펜의 접촉 영역 내에 들어와서 감지되어, 터치스크린장치의 속도가 저하됨이 방지될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 펜의 개념도를 도시한다.
한 개의 펜이 다양한 방식으로 동작하는 복수의 터치스크린 장치에서 모두 동작할 수 있으면, 사용자는 한 개의 펜으로 여러 개의 터치스크린 장치에 순차적으로 사용할 수 있으므로 매우 편리하게 사용할 수 있다.
펜(1401)의 펜 수신 회로(1403)는 터치 감지 장치(1410)의 채널 전극(1411) 과 펜 수신 전극(1402) 간에 형성된 커패시턴스(1420)를 통해서 터치 감지 장치(1410)가 발생시키는 신호를 수신한다.
펜(1401)은 터치 감지 장치(1410)의 신호에 따라 동작하는 터치 감지 장치의 종류를 판단하고, 그에 대응하는 펜 신호를 펜 신호 생성 회로(1406)를 통해서 발생시킬 수 있다. 발생된 펜 신호는 다시 펜 송신 전극(1405)과 채널 전극(1411) 간의 커패시티브 커플링을 통해서 채널 전극(1411)로 전달되며, 터치 감지 장치(1410) 은 전달된 펜 신호를 기반으로 하여 펜의 위치를 판단할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서, 펜(1401)는 터치 감지 장치(1410)으로부터 발생하는 신호의 진폭, 파형 및 주파수 중 적어도 하나에 기초하여 터치 감지 장치(1410)의 종류를 판단할 수 있다. 상술한 바에 따라, 어떠한 패널에도 이용될 수 있는 범용 펜이 제공될 수 있다. 펜 신호 생성 회로(1406)는 전원(1404)으로부터의 전력을 이용하여 터치 감지 장치(1410)의 종류에 대응하는 펜 신호를 생성할 수 있다. 펜 송신 전극(1405)은 펜 신호 생성 회로(1406)로부터 제공받은 신호를 기초로 펜 신호를 생성할 수 있으며, 펜 신호는 커패시티브 커플링(1421)을 통하여 터치 감지 장치(1410)의 전극(1411)으로 전달될 수 있다.
도 15는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 펜의 개념도를 도시한다.
펜(1501)은 하나의 펜 팁(tip) 전극(1502)을 통하여 터치 감지 장치(1510)가 발생시키는 신호를 수신하며, 펜(1501)의 신호를 전달할 수 있다. 신호의 수신 및 발신을 동시에 진행할 수도 있으며, 시 분할하여 일정 기간동안 펜 신호를 수신하고 일정 기간동안 펜 신호를 생성하는 방법을 사용할 수도 있다.
펜 수신을 계속 반복하는 경우에는 펜의 동작 효율이 떨어지므로, 터치스크린 장치를 감지하고, 필기가 이루어 지고 있는 동안, 또는, 필압이 인가되는 구간으로부터 일정 기간 이내 (예를 들면 50msec)에는 터치 감지 장치(1510)가 변경될 가능성이 낮으므로, 터치 감지 장치(1510)의 종류를 감지하기 위한 수신 구간은 생략할 수 있다.
이와 같은 방법으로 펜의 전력소모를 최소화하는 동시에 펜의 구동 속도를 증가시킬 수 있다. 이와 같은 동작을 수행하기 위해서는 펜 팁의 접촉 압력을 감지하는 회로가 추가될 수도 있다. 한편, 상기 펜 수신 회로(1503)는, 필압 감지 회로에서 필압이 감지된 이후에, 기설정된 기간 동안 터치 감지 장치의 종류를 판단하기 위한 전기적인 신호를 수신하지 않거나 또는 처리하지 않을 수도 있다.
터치 감지 장치(1510)의 전극(1511)으로부터의 신호는 커패시티브 커플링(1530)을 통하여 터치 감지 장치의 신호를 펜 팁 전극(1502)으로 전달될 수 있다. 펜 수신 회로(1503)는 터치 감지 장치의 신호를 수신할 수 있으며, 터치 감지 장치의 신호의 주파수, 진폭 및 파형 중 적어도 하나에 기초하여 터치 감지 장치(1510)의 종류를 감지할 수 있으며, 감지된 정보를 펜 신호 생성 회로(1505)에 전달할 수 있다. 펜 신호 생성 회로(1505)는 전원(1504)으로부터의 전력을 이용하여 전달된 정보에 대응하는 펜 신호를 생성할 수 있다. 펜 팁 전극(1502)은 펜 신호 생성 회로(1505)로부터의 펜 신호를 전달받아 펜 신호를 생성할 수 있으며, 생성된 펜 신호는 커패시티브 커플링(1530)을 통하여 터치 감지 장치(1510)의 전극(1511)에 전달될 수 있다.
도 16은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1600 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 감지된 펜의 종류를 판단할 수 있다. 1610 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 복수 개의 종류의 펜이 검출되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(100)는 복수 개의 주파수의 펜 신호가 검출되는 것에 따라서, 복수 개의 종류의 펜을 검출할 수 있다. 하나의 펜 종류가 검출되면, 1630 동작에서, 터치 감지 장치(100)는 그에 해당하는 하나의 펜의 위치를 판단할 수 있다.
복수 개의 종류의 펜이 검출되면, 1620 동작에서 터치 감지 장치(100)는 복수 개의 종류의 펜의 위치를 독립적으로 판단할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(100)는 제 1 능동형 펜 및 제 2 능동형 펜을 검출할 수 있다. 터치 감지 장치(100)는 제 1 능동형 펜의 위치를 판단하고, 제 1 능동형 펜의 위치와는 독립적으로 제 2 능동형 펜의 위치를 판단할 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 다른 종류의 펜이 하나의 터치 감지 장치에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 종류의 펜으로 동시에 사용하는 것이 필요한 경우가 있을 수 있다. 대형 전자칠판의 경우에는 여러 명이 동시에 사용하는 것이 매우 중요한 기능이 된다. A, B 두 명의 사용자가 서로 다른 종류의 펜을 갖고 writing 을 하는 경우에, A 의 펜 Touch 궤적과 B 의 Pen Touch 궤적을 명확히 분리하여 사용하여야 A, B 두 명이 독립적인 필기가 가능하게 된다.
본 발명의 다양한 실시예에서, 터치 감지 장치(100)는 예를 들어 제 1 능동형 펜의 위치에 대응하는 패널 영역에서는 제 1 능동형 펜에 적합한 방식으로 동작할 수 있으며, 예를 들어 제 2 능동형 펜의 위치에 대응하는 패널 영역에서는 제 2 능동형 펜에 적합한 방식으로 동작할 수 있다.
한편, 본 발명의 다양한 실시예에서, 터치 감지 장치(100)는 제 1 종류의 펜의 감지 여부에 따라 제 2 종류의 펜의 감지를 위한 전극 영역을 상이하게 설정할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 종류의 펜이 감지되지 않으면, 터치 감지 장치(100)는 전극 전체 영역을 제 2 종류의 펜의 감지를 위한 감지 영역으로 설정할 수 있다. 한편, 제 1 종류의 펜이 감지되면, 터치 감지 장치(100)는 전체 영역이 아닌, 일부의 영역을 제 2 종류의 펜의 감지를 위한 감지 영역으로 설정할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 펜의 동작 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시한다.
1710 동작에서, 펜은 터치스크린 장치로부터 신호를 수신할 수 있다. 1720 동작에서, 펜은 터치스크린 장치로부터 수신된 신호에 기초하여 터치스크린 장치의 종류를 판단하고, 이에 대응하여 발생시킬 펜 신호의 종류를 결정할 수 있다. 1730 동작에서, 펜은 결정된 프로토콜의 종류에 따라서 동작할 수 있다. 예를 들어, 펜은 결정된 프로토콜의 종류에 따라 패턴 및 주파수 중 적어도 하나를 상이하게 설정한 펜 신호를 전송할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 터치스크린 장치는, 사용자의 선택에 따라 펜으로 전송하는 신호의 패턴, 펜으로부터 신호를 수신하는 수신 구간 패턴 또는 펜의 접촉 압력 측정 방법을 변경할 수도 있다.
한편, 또 다른 실시예에서, 펜은 사용자의 입력에 따라 프로토콜을 선택하여 동작할 수도 있다. 펜은 사용자의 선택에 따라서 센싱 주파수를 변경하는 제어 회로를 더 포함할 수도 있다.
도 18을 참조하여, 다양한 실시예에서의, 네트워크 환경(1800) 내의 터치 감지 장치(1801)가 기재된다. 터치 감지 장치(1801)는 버스(1810), 프로세서(1820), 메모리(1830), 입출력 인터페이스(1850), 디스플레이(1860), 및 통신 인터페이스(1870)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 터치 감지 장치(1801)는, 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 구비할 수 있다. 버스(1810)는 구성요소들(1810-170)을 서로 연결하고, 구성요소들 간의 통신(예: 제어 메시지 또는 데이터)을 전달하는 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(1820)는, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 프로세서(1820)는, 예를 들면, 터치 감지 장치(1801)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어 및/또는 통신에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다.
메모리(1830)는, 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(1830)는, 예를 들면, 터치 감지 장치(1801)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 메모리(1830)는 소프트웨어 및/또는 프로그램(1840)을 저장할 수 있다. 프로그램(1840)은, 예를 들면, 커널(1841), 미들웨어(1843), 어플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)(1845), 및/또는 어플리케이션 프로그램(또는 "어플리케이션")(1847) 등을 포함할 수 있다. 커널(1841), 미들웨어(1843), 또는 API(1845)의 적어도 일부는, 운영 시스템으로 지칭될 수 있다. 커널(1841)은, 예를 들면, 다른 프로그램들(예: 미들웨어(1843), API(1845), 또는 어플리케이션 프로그램(1847))에 구현된 동작 또는 기능을 실행하는 데 사용되는 시스템 리소스들(예: 버스(1810), 프로세서(1820), 또는 메모리(1830) 등)을 제어 또는 관리할 수 있다. 또한, 커널(1841)은 미들웨어(1843), API(1845), 또는 어플리케이션 프로그램(1847)에서 터치 감지 장치(1801)의 개별 구성요소에 접근함으로써, 시스템 리소스들을 제어 또는 관리할 수 있는 인터페이스를 제공할 수 있다.
미들웨어(1843)는, 예를 들면, API(1845) 또는 어플리케이션 프로그램(1847)이 커널(1841)과 통신하여 데이터를 주고받을 수 있도록 중개 역할을 수행할 수 있다. 또한, 미들웨어(1843)는 어플리케이션 프로그램(1847)으로부터 수신된 하나 이상의 작업 요청들을 우선 순위에 따라 처리할 수 있다. 예를 들면, 미들웨어(1843)는 어플리케이션 프로그램(1847) 중 적어도 하나에 터치 감지 장치(1801)의 시스템 리소스(예: 버스(1810), 프로세서(1820), 또는 메모리(1830) 등)를 사용할 수 있는 우선 순위를 부여하고, 상기 하나 이상의 작업 요청들을 처리할 수 있다. API(1845)는 어플리케이션(1847)이 커널(1841) 또는 미들웨어(1843)에서 제공되는 기능을 제어하기 위한 인터페이스로, 예를 들면, 파일 제어, 창 제어, 영상 처리, 또는 문자 제어 등을 위한 적어도 하나의 인터페이스 또는 함수(예: 명령어)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(1850)는, 예를 들면, 사용자 또는 다른 외부 기기로부터 입력된 명령 또는 데이터를 터치 감지 장치(1801)의 다른 구성요소(들)에 전달하거나, 또는 터치 감지 장치(1801)의 다른 구성요소(들)로부터 수신된 명령 또는 데이터를 사용자 또는 다른 외부 기기로 출력할 수 있다.
디스플레이(1860)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 마이크로 전자기계 시스템 (MEMS) 디스플레이, 또는 전자종이(electronic paper) 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이(1860)는, 예를 들면, 사용자에게 각종 콘텐츠(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 및/또는 심볼 등)을 표시할 수 있다. 디스플레이(1860)는, 터치 스크린을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 전자 펜 또는 사용자의 신체의 일부를 이용한 터치, 제스쳐, 근접, 또는 호버링 입력을 수신할 수 있다. 통신 인터페이스(1870)는, 예를 들면, 터치 감지 장치(1801)와 외부 장치(예: 제 1 외부 터치 감지 장치(1802), 제 2 외부 터치 감지 장치(1804), 또는 서버(1806)) 간의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 통신 인터페이스(1870)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해서 네트워크(1862)에 연결되어 외부 장치(예: 제 2 외부 터치 감지 장치(1804) 또는 서버(1806))와 통신할 수 있다.
무선 통신은, 예를 들면, LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 무선 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비(Zigbee), NFC(near field communication), 자력 시큐어 트랜스미션(Magnetic Secure Transmission), 라디오 프리퀀시(RF), 또는 보디 에어리어 네트워크(BAN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한실시예에 따르면, 무선 통신은 GNSS를 포함할 수 있다. GNSS는, 예를 들면, GPS(Global Positioning System), Glonass(Global Navigation Satellite System), Beidou Navigation Satellite System(이하 "Beidou”) 또는 Galileo, the European global satellite-based navigation system일 수 있다. 이하, 본 문서에서는, "GPS"는 "GNSS"와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232), 전력선 통신, 또는 POTS(plain old telephone service) 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 네트워크(1862)는 텔레커뮤니케이션 네트워크, 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 텔레폰 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 외부 터치 감지 장치(1802, 104) 각각은 터치 감지 장치(1801)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 터치 감지 장치(1801)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 터치 감지 장치(예: 터치 감지 장치(1802,104), 또는 서버(1806)에서 실행될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 터치 감지 장치(1801)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 터치 감지 장치(1801)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 다른 장치(예: 터치 감지 장치(1802, 104), 또는 서버(1806))에게 요청할 수 있다. 다른 터치 감지 장치(예: 터치 감지 장치(1802, 104), 또는 서버(1806))는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 터치 감지 장치(1801)로 전달할 수 있다. 터치 감지 장치(1801)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
도 19는 다양한 실시예에 따른 터치 감지 장치(1901)의 블록도이다. 터치 감지 장치(1901)는, 예를 들면, 도 18에 도시된 터치 감지 장치(1801)의 전체 또는 일부를 포함할 수 있다. 터치 감지 장치(1901)는 하나 이상의 프로세서(예: AP)(1910), 통신 모듈(1920), 가입자 식별 모듈(1924), 메모리(1930), 센서 모듈(1940), 입력 장치(1950), 디스플레이(1960), 인터페이스(1970), 오디오 모듈(1980), 카메라 모듈(1991), 전력 관리 모듈(1995), 배터리(1996), 인디케이터(1997), 및 모터(1998) 를 포함할 수 있다. 프로세서(1910)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(1910)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(1910)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 프로세서(1910)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서를 더 포함할 수 있다. 프로세서(1910)는 도 19에 도시된 구성요소들 중 적어도 일부(예: 셀룰러 모듈(1921))를 포함할 수도 있다. 프로세서(1910) 는 다른 구성요소들(예: 비휘발성 메모리) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드)하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
통신 모듈(1920)(예: 통신 인터페이스(1870))와 동일 또는 유사한 구성을 가질 수 있다. 통신 모듈(1920)은, 예를 들면, 셀룰러 모듈(1921), WiFi 모듈(1923), 블루투스 모듈(1925), GNSS 모듈(1927), NFC 모듈(1928) 및 RF 모듈(1929)를 포함할 수 있다. 셀룰러 모듈(1921)은, 예를 들면, 통신망을 통해서 음성 통화, 영상 통화, 문자 서비스, 또는 인터넷 서비스 등을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(1921)은 가입자 식별 모듈(예: SIM 카드)(1924)을 이용하여 통신 네트워크 내에서 터치 감지 장치(1901)의 구별 및 인증을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(1921)은 프로세서(1910)가 제공할 수 있는 기능 중 적어도 일부 기능을 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(1921)은 커뮤니케이션 프로세서(CP)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(1921), WiFi 모듈(1923), 블루투스 모듈(1925), GNSS 모듈(1927) 또는 NFC 모듈(1928) 중 적어도 일부(예: 두 개 이상)는 하나의 integrated chip(IC) 또는 IC 패키지 내에 포함될 수 있다. RF 모듈(1929)은, 예를 들면, 통신 신호(예: RF 신호)를 송수신할 수 있다. RF 모듈(1929)은, 예를 들면, 트랜시버, PAM(power amp module), 주파수 필터, LNA(low noise amplifier), 또는 안테나 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 모듈(1921), WiFi 모듈(1923), 블루투스 모듈(1925), GNSS 모듈(1927) 또는 NFC 모듈(1928) 중 적어도 하나는 별개의 RF 모듈을 통하여 RF 신호를 송수신할 수 있다. 가입자 식별 모듈(1924)은, 예를 들면, 가입자 식별 모듈을 포함하는 카드 또는 임베디드 SIM을 포함할 수 있으며, 고유한 식별 정보(예: ICCID(integrated circuit card identifier)) 또는 가입자 정보(예: IMSI(international mobile subscriber identity))를 포함할 수 있다.
메모리(1930)(예: 메모리(1830))는, 예를 들면, 내장 메모리(1932) 또는 외장 메모리(1934)를 포함할 수 있다. 내장 메모리(1932)는, 예를 들면, 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, 또는 SDRAM 등), 비휘발성 메모리(예: OTPROM(one time programmable ROM), PROM, EPROM, EEPROM, mask ROM, flash ROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 또는 솔리드 스테이트 드라이브 (SSD) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 외장 메모리(1934)는 플래시 드라이브(flash drive), 예를 들면, CF(compact flash), SD(secure digital), Micro-SD, Mini-SD, xD(extreme digital), MMC(multi-media card) 또는 메모리 스틱 등을 포함할 수 있다. 외장 메모리(1934)는 다양한 인터페이스를 통하여 터치 감지 장치(1901)와 기능적으로 또는 물리적으로 연결될 수 있다.
센서 모듈(1940)은, 예를 들면, 물리량을 계측하거나 터치 감지 장치(1901)의 작동 상태를 감지하여, 계측 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(1940)은, 예를 들면, 제스처 센서(1940A), 자이로 센서(1940B), 기압 센서(1940C), 마그네틱 센서(1940D), 가속도 센서(1940E), 그립 센서(1940F), 근접 센서(1940G), 컬러(color) 센서(1940H)(예: RGB(red, green, blue) 센서), 생체 센서(1940I), 온/습도 센서(1940J), 조도 센서(1940K), 또는 UV(ultra violet) 센서(1940M) 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 센서 모듈(1940)은, 예를 들면, 후각(e-nose) 센서, 일렉트로마이오그라피(EMG) 센서, 일렉트로엔씨팔로그램(EEG) 센서, 일렉트로카디오그램(ECG) 센서, IR(infrared) 센서, 홍채 센서 및/또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서 모듈(1940)은 그 안에 속한 적어도 하나 이상의 센서들을 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 터치 감지 장치(1901)는 프로세서(1910)의 일부로서 또는 별도로, 센서 모듈(1940)을 제어하도록 구성된 프로세서를 더 포함하여, 프로세서(1910)가 슬립(sleep) 상태에 있는 동안, 센서 모듈(1940)을 제어할 수 있다.
입력 장치(1950)는, 예를 들면, 터치 패널(1952), (디지털) 펜 센서(1954), 키(1956), 또는 초음파 입력 장치(1958)를 포함할 수 있다. 터치 패널(1952)은, 예를 들면, 정전식, 감압식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식을 사용할 수 있다. 또한, 터치 패널(1952)은 제어 회로를 더 포함할 수도 있다. 터치 패널(1952)은 택타일 레이어(tactile layer)를 더 포함하여, 사용자에게 촉각 반응을 제공할 수 있다. (디지털) 펜 센서(1954)는, 예를 들면, 터치 패널의 일부이거나, 별도의 인식용 쉬트를 포함할 수 있다. 키(1956)는, 예를 들면, 물리적인 버튼, 광학식 키, 또는 키패드를 포함할 수 있다. 초음파 입력 장치(1958)는 마이크(예: 마이크(1988))를 통해, 입력 도구에서 발생된 초음파를 감지하여, 상기 감지된 초음파에 대응하는 데이터를 확인할 수 있다.
디스플레이(1960)(예: 디스플레이(1860))는 패널(1962), 홀로그램 장치(1964), 프로젝터(1966), 및/또는 이들을 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 패널(1962)은, 예를 들면, 유연하게, 투명하게, 또는 착용할 수 있게 구현될 수 있다. 패널(1962)은 터치 패널(1952)과 하나 이상의 모듈로 구성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 패널(1962)은 사용자의 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서(또는 포스 센서)를 포함할 수 있다. 상기 압력 센서는 터치 패널(1952)과 일체형으로 구현되거나, 또는 터치 패널(1952)과는 별도의 하나 이상의 센서로 구현될 수 있다. 홀로그램 장치(1964)는 빛의 간섭을 이용하여 입체 영상을 허공에 보여줄 수 있다. 프로젝터(1966)는 스크린에 빛을 투사하여 영상을 표시할 수 있다. 스크린은, 예를 들면, 터치 감지 장치(1901)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있다. 인터페이스(1970)는, 예를 들면, HDMI(1972), USB(1974), 광 인터페이스(optical interface)(1976), 또는 D-sub(D-subminiature)(1978)를 포함할 수 있다. 인터페이스(1970)는, 예를 들면, 도 18에 도시된 통신 인터페이스(1870)에 포함될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 인터페이스(1970)는, 예를 들면, MHL(mobile high-definition link) 인터페이스, SD카드/MMC(multi-media card) 인터페이스, 또는 IrDA(infrared data association) 규격 인터페이스를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1980)은, 예를 들면, 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 오디오 모듈(1980)의 적어도 일부 구성요소는, 예를 들면, 도 18에 도시된 입출력 인터페이스(1845)에 포함될 수 있다. 오디오 모듈(1980)은, 예를 들면, 스피커(1982), 리시버(1984), 이어폰(1986), 또는 마이크(1988) 등을 통해 입력 또는 출력되는 소리 정보를 처리할 수 있다. 카메라 모듈(1991)은, 예를 들면, 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있는 장치로서, 한 실시예에 따르면, 하나 이상의 이미지 센서(예: 전면 센서 또는 후면 센서), 렌즈, 이미지 시그널 프로세서(ISP), 또는 플래시(예: LED 또는 xenon lamp 등)를 포함할 수 있다. 전력 관리 모듈(1995)은, 예를 들면, 터치 감지 장치(1901)의 전력을 관리할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(1995)은 PMIC(power management integrated circuit), 충전 IC, 또는 배터리 또는 연료 게이지를 포함할 수 있다. PMIC는, 유선 및/또는 무선 충전 방식을 가질 수 있다. 무선 충전 방식은, 예를 들면, 자기공명 방식, 자기유도 방식 또는 전자기파 방식 등을 포함하며, 무선 충전을 위한 부가적인 회로, 예를 들면, 코일 루프, 공진 회로, 또는 정류기 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 게이지는, 예를 들면, 배터리(1996)의 잔량, 충전 중 전압, 전류, 또는 온도를 측정할 수 있다. 배터리(1996)는, 예를 들면, 충전식 전지 및/또는 태양 전지를 포함할 수 있다.
인디케이터(1997)는 터치 감지 장치(1901) 또는 그 일부(예: 프로세서(1910))의 특정 상태, 예를 들면, 부팅 상태, 메시지 상태 또는 충전 상태 등을 표시할 수 있다. 모터(1998)는 전기적 신호를 기계적 진동으로 변환할 수 있고, 진동, 또는 햅틱 효과 등을 발생시킬 수 있다. 터치 감지 장치(1901)는, 예를 들면, DMB(digital multimedia broadcasting), DVB(digital video broadcasting), 또는 미디어플로(mediaFloTM) 등의 규격에 따른 미디어 데이터를 처리할 수 있는 모바일 TV 지원 장치(예: GPU)를 포함할 수 있다. 본 문서에서 기술된 구성요소들 각각은 하나 또는 그 이상의 부품(component)으로 구성될 수 있으며, 해당 구성요소의 명칭은 터치 감지 장치의 종류에 따라서 달라질 수 있다. 다양한 실시예에서, 터치 감지 장치(예: 터치 감지 장치(1901))는 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함하거나, 또는, 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다.
도 20은 다양한 실시예에 따른 프로그램 모듈의 블록도이다. 한 실시예에 따르면, 프로그램 모듈(2010)(예: 프로그램(1840))은 터치 감지 장치(예: 터치 감지 장치(1801))에 관련된 자원을 제어하는 운영 체제 및/또는 운영 체제 상에서 구동되는 다양한 어플리케이션(예: 어플리케이션 프로그램(1847))을 포함할 수 있다. 운영 체제는, 예를 들면, AndroidTM, iOSTM, WindowsTM, SymbianTM, TizenTM, 또는 BadaTM를 포함할 수 있다. 도 20을 참조하면, 프로그램 모듈(2010)은 커널(2020)(예: 커널(1841)), 미들웨어(2030)(예: 미들웨어(1843)), (API(2060)(예: API(1845)), 및/또는 어플리케이션(2070)(예: 어플리케이션 프로그램(1847))을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(2010)의 적어도 일부는 터치 감지 장치 상에 프리로드 되거나, 외부 터치 감지 장치(예: 터치 감지 장치(1802, 104), 서버(1806) 등)로부터 다운로드 가능하다.
커널(2020)은, 예를 들면, 시스템 리소스 매니저(2021) 및/또는 디바이스 드라이버(2023)를 포함할 수 있다. 시스템 리소스 매니저(2021)는 시스템 리소스의 제어, 할당, 또는 회수를 수행할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 시스템 리소스 매니저(2021)는 프로세스 관리부, 메모리 관리부, 또는 파일 시스템 관리부를 포함할 수 있다. 디바이스 드라이버(2023)는, 예를 들면, 디스플레이 드라이버, 카메라 드라이버, 블루투스 드라이버, 공유 메모리 드라이버, USB 드라이버, 키패드 드라이버, WiFi 드라이버, 오디오 드라이버, 또는 IPC(inter-process communication) 드라이버를 포함할 수 있다. 미들웨어(2030)는, 예를 들면, 어플리케이션(2070)이 공통적으로 필요로 하는 기능을 제공하거나, 어플리케이션(2070)이 터치 감지 장치 내부의 제한된 시스템 자원을 사용할 수 있도록 API(2060)를 통해 다양한 기능들을 어플리케이션(2070)으로 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(2030) 는 런타임 라이브러리(2035), 어플리케이션 매니저(2041), 윈도우 매니저(2042), 멀티미디어 매니저(2043), 리소스 매니저(2044), 파워 매니저(2045), 데이터베이스 매니저(2046), 패키지 매니저(2047), 커넥티비티 매니저(2048), 노티피케이션 매니저(2049), 로케이션 매니저(2050), 그래픽 매니저(2051), 또는 시큐리티 매니저(2052) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
런타임 라이브러리(2035)는, 예를 들면, 어플리케이션(2070)이 실행되는 동안에 프로그래밍 언어를 통해 새로운 기능을 추가하기 위해 컴파일러가 사용하는 라이브러리 모듈을 포함할 수 있다. 런타임 라이브러리(2035)는 입출력 관리, 메모리 관리, 또는 산술 함수 처리를 수행할 수 있다. 어플리케이션 매니저(2041)는, 예를 들면, 어플리케이션(2070)의 생명 주기를 관리할 수 있다. 윈도우 매니저(2042)는 화면에서 사용되는 GUI 자원을 관리할 수 있다. 멀티미디어 매니저(2043)는 미디어 파일들의 재생에 필요한 포맷을 파악하고, 해당 포맷에 맞는 코덱을 이용하여 미디어 파일의 인코딩 또는 디코딩을 수행할 수 있다. 리소스 매니저(2044)는 어플리케이션(2070)의 소스 코드 또는 메모리의 공간을 관리할 수 있다. 파워 매니저(2045)는, 예를 들면, 배터리의 용량 또는 전원을 관리하고, 터치 감지 장치의 동작에 필요한 전력 정보를 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 파워 매니저(2045)는 바이오스(BIOS: basic input/output system)와 연동할 수 있다. 데이터베이스 매니저(2046)는, 예를 들면, 어플리케이션(2070)에서 사용될 데이터베이스를 생성, 검색, 또는 변경할 수 있다. 패키지 매니저(2047)는 패키지 파일의 형태로 배포되는 어플리케이션의 설치 또는 갱신을 관리할 수 있다.
커넥티비티 매니저(2048)는, 예를 들면, 무선 연결을 관리할 수 있다. 노티피케이션 매니저(2049)는, 예를 들면, 도착 메시지, 약속, 근접성 알림 등의 이벤트를 사용자에게 제공할 수 있다. 로케이션 매니저(2050)는, 예를 들면, 터치 감지 장치의 위치 정보를 관리할 수 있다. 그래픽 매니저(2051)는, 예를 들면, 사용자에게 제공될 그래픽 효과 또는 이와 관련된 사용자 인터페이스를 관리할 수 있다. 보안 매니저(2052)는, 예를 들면, 시스템 보안 또는 사용자 인증을 제공할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(2030)는 터치 감지 장치의 음성 또는 영상 통화 기능을 관리하기 위한 통화(telephony) 매니저 또는 전술된 구성요소들의 기능들의 조합을 형성할 수 있는 하는 미들웨어 모듈을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 미들웨어(2030)는 운영 체제의 종류 별로 특화된 모듈을 제공할 수 있다. 미들웨어(2030)는 동적으로 기존의 구성요소를 일부 삭제하거나 새로운 구성요소들을 추가할 수 있다. API(2060)는, 예를 들면, API 프로그래밍 함수들의 집합으로, 운영 체제에 따라 다른 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 안드로이드 또는 iOS의 경우, 플랫폼 별로 하나의 API 셋을 제공할 수 있으며, 타이젠의 경우, 플랫폼 별로 두 개 이상의 API 셋을 제공할 수 있다.
어플리케이션(2070)은, 예를 들면, 홈(2071), 다이얼러(2072), SMS/MMS(2073), IM(instant message)(2074), 브라우저(2075), 카메라(2076), 알람(2077), 컨택트(2078), 음성 다이얼(2079), 이메일(2080), 달력(2081), 미디어 플레이어(2082), 앨범(2083), 와치(2084), 헬스 케어(예: 운동량 또는 혈당 등을 측정), 또는 환경 정보(예: 기압, 습도, 또는 온도 정보) 제공 어플리케이션을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(2070)은 터치 감지 장치와 외부 터치 감지 장치 사이의 정보 교환을 지원할 수 있는 정보 교환 어플리케이션을 포함할 수 있다. 정보 교환 어플리케이션은, 예를 들면, 외부 터치 감지 장치에 특정 정보를 전달하기 위한 노티피케이션 릴레이 어플리케이션, 또는 외부 터치 감지 장치를 관리하기 위한 장치 관리 어플리케이션을 포함할 수 있다. 예를 들면, 알림 전달 어플리케이션은 터치 감지 장치의 다른 어플리케이션에서 발생된 알림 정보를 외부 터치 감지 장치로 전달하거나, 또는 외부 터치 감지 장치로부터 알림 정보를 수신하여 사용자에게 제공할 수 있다. 장치 관리 어플리케이션은, 예를 들면, 터치 감지 장치와 통신하는 외부 터치 감지 장치의 기능(예: 외부 터치 감지 장치 자체(또는, 일부 구성 부품)의 턴-온/턴-오프 또는 디스플레이의 밝기(또는, 해상도) 조절), 또는 외부 터치 감지 장치에서 동작하는 어플리케이션을 설치, 삭제, 또는 갱신할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(2070)은 외부 터치 감지 장치의 속성에 따라 지정된 어플리케이션(예: 모바일 의료 기기의 건강 관리 어플리케이션)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 어플리케이션(2070)은 외부 터치 감지 장치로부터 수신된 어플리케이션을 포함할 수 있다. 프로그램 모듈(2010)의 적어도 일부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어(예: 프로세서(1910)), 또는 이들 중 적어도 둘 이상의 조합으로 구현(예: 실행)될 수 있으며, 하나 이상의 기능을 수행하기 위한 모듈, 프로그램, 루틴, 명령어 세트 또는 프로세스를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 펜의 위치를 판단하는 터치 감지 장치의 동작 방법은, 상기 터치 감지 장치의 복수 개의 전극들 각각에서, 상기 펜으로부터 발생된 펜 신호를 이용하여 전기적인 신호를 출력하는 동작; 상기 전기적인 신호에 기초하여, 상기 펜의 종류를 판단하는 동작; 및 상기 판단된 펜의 종류에 대응하는 방법으로 상기 펜의 위치를 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 펜의 종류를 판단하는 동작은, 상기 전기적인 신호의 주파수, 진폭 및 파형 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 펜의 종류를 판단할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 펜의 종류를 판단하는 동작은, 상기 전기적인 신호의 시간에 따라 진폭이 감소하는 형태의 신호가 검출되면, 상기 펜의 종류를 수동형 펜으로 판단하는 동작; 및 상기 전기적인 신호의 진폭의 감소가 검출되지 않으면, 상기 펜의 종류를 능동형 펜으로 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 펜의 종류를 판단하는 동작은, 상기 전기적인 신호의 처리 결과를, 상기 복수 개의 펜의 종류 각각에 대응하는 신호의 파형과 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 펜의 종류를 판단할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 터치 감지 장치의 동작 방법은, 상기 판단된 펜의 종류에 따라서, 상기 펜으로 신호를 송신하는 구간, 상기 펜으로부터 신호를 수신하는 구간 및 상기 펜의 필압의 측정하는 방법 중 적어도 하나를 판단하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 펜으로부터 신호를 수신하는 구간 및 상기 펜의 필압의 측정하는 방법 중 적어도 하나를 판단하는 동작은, 상기 펜으로 신호를 송신하는 구간 및 상기 펜으로부터 신호를 수신하는 구간 중 적어도 하나의 타이밍, 길이 및 반복 횟수 중 적어도 하나를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 터치 감지 장치의 동작 방법은, 상기 제어 회로가, 상기 판단된 펜의 종류에 따라서, 상기 펜으로 신호를 송신할지 여부를 판단하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 터치 감지 장치의 동작 방법은, 상기 판단된 펜의 종류에 따라서, 상기 전기적인 신호의 센싱 주파수를 변경하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 터치 감지 장치의 동작 방법은, 상기 판단된 종류의 펜의 위치를 판단하기 위한 회로를 구동시키고, 상기 판단된 종류 이외의 펜의 위치를 판단하기 위한 회로는 사용하지 않는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 펜의 종류를 판단하는 동작은, 제 1 종류 및 제 2 종류의 펜의 종류를 검출하는 동작; 및 상기 제 1 종류의 펜의 위치를 판단하고, 상기 제 1 종류의 펜의 위치와 독립적으로 상기 제 2 종류의 펜의 위치를 판단하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 펜의 종류를 판단하는 동작은, 상기 제 1 종류의 펜의 위치를 판단하기 위한 전극 및 상기 제 2 종류의 펜의 위치를 판단하기 위한 전극을 동적으로 상이하게 설정할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 터치 감지 장치의 동작 방법은, 전도성 물체의 접촉을 감지하는 정전용량 변화 감지 회로의 정전용량 변화 감지 회로에 의한 전도성 물체의 접촉 위치에 관련된 신호를 수신하지 않거나, 관련된 정보를 산출하지 않는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 펜의 동작 방법은, 터치 감지 장치의 전극과 커패시티브 커플링을 통하여, 상기 터치 감지 장치로부터 발생되는 신호를 수신하여, 전기적인 신호를 발생시키는 동작; 및 상기 수신 회로에서 수신된 전기적인 신호에 대응하는 펜 신호를 발생시키는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 펜의 동작 방법은, 상기 펜이 상기 터치 감지 장치에 인가하는 압력을 감지하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 펜의 동작 방법은, 상기 압력이 감지된 이후에, 기설정된 기간 동안 상기 터치 감지 장치로부터 발생되는 전기적인 신호를 수신하지 않거나 또는 처리하지 않는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 명령들을 저장하고 있는 저장 매체에 있어서, 상기 명령들은 적어도 하나의 프로세서에 의하여 실행될 때에 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금 적어도 하나의 동작을 수행하도록 설정된 것으로서, 상기 적어도 하나의 동작은, 복수 개의 전극들 각각에서, 펜으로부터 발생된 펜 신호를 이용하여 전기적인 신호를 출력하는 동작; 상기 전기적인 신호에 기초하여, 상기 펜의 종류를 판단하는 동작; 및 상기 판단된 펜의 종류에 대응하는 방법으로, 상기 전기적인 신호를 이용하여 상기 펜의 위치를 판단하는 동작을 포함을 포함할 수 있다. 아울러, 또 다른 동작은, 터치 감지 장치의 전극과 커패시티브 커플링을 통하여, 상기 터치 감지 장치로부터 발생되는 신호를 수신하여, 전기적인 신호를 발생시키는 동작; 및 상기 수신 회로에서 수신된 전기적인 신호에 대응하는 펜 신호를 발생시키는 동작을 포함할 수도 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. "모듈"은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. "모듈"은 기계적으로 또는 전자적으로 구현될 수 있으며, 예를 들면, 어떤 동작들을 수행하는, 알려졌거나 앞으로 개발될, ASIC(application-specific integrated circuit) 칩, FPGAs(field-programmable gate arrays), 또는 프로그램 가능 논리 장치를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 장치(예: 모듈들 또는 그 기능들) 또는 방법(예: 동작들)의 적어도 일부는 프로그램 모듈의 형태로 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체(예:메모리(1830))에 저장된 명령어로 구현될 수 있다. 상기 명령어가 프로세서(예: 프로세서(1820))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 상기 명령어에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는, 하드디스크, 플로피디스크, 마그네틱 매체(예: 자기테이프), 광기록 매체(예: CD-ROM, DVD, 자기-광 매체 (예: 플롭티컬 디스크), 내장 메모리 등을 포함할 수 있다. 명령어는 컴파일러에 의해 만들어지는 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 모듈 또는 프로그램 모듈은 전술한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하거나, 일부가 생략되거나, 또는 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른, 모듈, 프로그램 모듈 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.

Claims (34)

  1. 펜의 위치를 판단하는 터치 감지 장치에 있어서,
    상기 펜으로부터 발생되는 전기장에 의해 전기적인 신호를 출력하고 상기 터치 감지 장치의 디스플레이를 따라 배치된 복수 개의 전극들;
    상기 복수 개의 전극들로부터 상기 전기적인 신호를 수신하는 수신 회로; 및
    제어 회로를 포함하며,
    상기 수신 회로는 복수 개의 회로들을 포함하고,
    상기 복수 개의 회로들 각각은 전원을 포함하는 능동형 펜들의 복수 개의 종류들 각각에 대한 전기적인 신호를 처리하도록 구성되며,
    상기 제어 회로는,
    상기 수신 회로로부터 제공받은 상기 전기적인 신호에 기초하여, 상기 전기적인 신호를 검출한 제1 회로를 식별하고, 상기 능동형 펜들의 상기 복수 개의 종류들 중에서 상기 제1 회로에 대응하는 상기 펜의 종류를 식별하고,
    상기 식별된 종류에 대응하는 제1 회로에 의해 식별된 제1 주파수 대역의 신호에 기초하여, 상기 디스플레이 상에서 상기 펜의 위치를 결정하도록 설정되며,
    상기 제1 회로는 다른 종류의 적어도 하나의 다른 펜에 대응하는 다른 주파수 대역의 신호의 식별 없이 상기 제1 주파수 대역의 신호를 감지하도록 설정되며,
    상기 제1 주파수 대역의 신호는 상기 적어도 하나의 다른 펜에 대응하는 상기 다른 주파수 대역의 신호와 상이한, 터치 감지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 회로는,
    상기 전기적인 신호의 주파수, 진폭 및 파형 중 적어도 하나에 기초하여, 상기 펜의 종류를 판단하도록 설정되며,
    상기 수신 회로는,
    상기 전기적인 신호를 증폭하는 증폭기; 및
    상기 증폭된 신호를 아날로그-디지털 변환하여, 상기 복수 개의 회로들 각각에 제공하는 ADC(analog to digital converter)를 더 포함하는, 터치 감지 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    제 1 기간 동안에, 상기 수신 회로는, 복수 개의 전극들로부터의 상기 전기적인 신호를 합산하여 상기 복수 개의 회로들 각각으로 전달하여 처리하고, 상기 처리 결과를 상기 제어 회로로 전달하며,
    상기 제어 회로는 상기 처리 결과에 기초하여 상기 펜의 종류를 식별하도록 설정된, 터치 감지 장치.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    제 2 기간 동안에, 상기 수신 회로는, 상기 복수 개의 전극들로부터의 상기 전기적인 신호를 상기 복수 개의 회로들 각각으로 전달하여 처리하고, 상기 처리 결과를 상기 제어 회로로 전달하며,
    상기 복수 개의 회로들은 상기 판단된 펜의 종류에 따라 상기 전기적인 신호를 처리하도록 설정되며,
    상기 제어 회로는 상기 처리 결과에 기초하여 상기 펜의 위치를 판단하도록 설정된, 터치 감지 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 회로는,
    상기 전기적인 신호를 증폭하는 증폭기;
    상기 증폭된 전기적인 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog-to-digital converter);
    적어도 하나의 회로; 및
    상기 펜으로부터 수신한 전기적인 신호의 파형을 저장하는 메모리를 더 포함하며,
    상기 제어 회로는, 상기 펜으로부터 수신한 상기 전기적인 신호의 파형을 증폭기 및 ADC를 통하여 처리된 디지털 신호의 형태로 상기 메모리에 저장하며,
    상기 적어도 하나의 회로는 상기 메모리에 저장된 상기 전기적인 신호의 파형을 이용하여 상이한 종류의 펜에 대한 감지 여부를 순차적으로 판단하는, 터치 감지 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 식별된 펜의 종류에 따라서, 상기 펜으로 전송하는 신호의 주파수, 상기 펜으로 전송하는 신호의 송신구간, 상기 펜으로부터 신호를 수신하는 구간 및 상기 펜의 필압의 측정하는 방법 중 적어도 하나를 식별하도록 설정되며,
    상기 제어 회로는, 상기 펜으로 신호를 송신하는 구간 및 상기 펜으로부터 신호를 수신하는 구간 중 적어도 하나의 타이밍, 길이 및 반복 횟수 중 적어도 하나를 식별하도록 설정된, 터치 감지 장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 식별된 펜의 종류에 따라서, 상기 펜으로 신호를 송신할지 여부의 판단 또는 상기 식별된 펜의 종류에 따라서, 상기 수신 회로의 감지 주파수의 변경을 수행하도록 설정된, 터치 감지 장치.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 상기 수신 회로를 상기 식별된 종류의 펜의 위치만을 식별하기 위하여 구동시키고, 상기 식별된 펜의 종류 이외의 다른 펜의 위치를 판단하기 위한 동작은 수행하지 않도록 설정된, 터치 감지 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 회로는, 제 1 종류 및 제 2 종류의 펜의 종류를 검출하고,
    상기 제 1 종류의 펜의 위치를 판단하고, 상기 제 1 종류의 펜의 위치와 독립적으로 상기 제 2 종류의 펜의 위치를 판단하도록 설정되며,
    상기 제어 회로는, 상기 제 1 종류의 펜의 감지 여부에 따라서, 상기 제 2 종류의 펜의 감지를 위한 전극 영역을 상이하게 설정하는, 터치 감지 장치.
  16. 삭제
  17. 제 1 항에 있어서,
    전도성 물체의 접촉을 감지하는 정전용량 변화 감지 회로를 더 포함하며,
    상기 제어 회로는, 한 종류의 펜 신호가 감지되는 구간 동안에는 상기 정전용량 변화 감지 회로에 의한 전도성 물체의 접촉 위치에 관련된 정보를 산출하지 않거나 전송하지 않도록 설정된, 터치 감지 장치.
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