KR20180020696A

KR20180020696A - 터치 시스템 및 이에 채용되는 터치 센싱 콘트롤러 및 스타일러스 펜

Info

Publication number: KR20180020696A
Application number: KR1020160105432A
Authority: KR
Inventors: 한상현
Original assignee: 주식회사 리딩유아이; 한상현
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2018-02-28

Abstract

핑거 터치 인식과 펜 터치 인식을 동시에 실현할 수 있고, 스타일러스 펜들의 멀티 터치 인식을 실현할 수 있는 터치 시스템 및 이에 채용되는 터치 센싱 콘트롤러 및 스타일러스 펜이 개시된다. 터치 시스템은, 복수의 구동전극들과 복수의 센싱전극들을 포함하는 터치 패널; 스타일러스 펜의 위치, 스타일러스 펜의 압력 및 스타일러스 펜의 틸트를 감지하기 위해 설정된 펜 주파수 신호를 상기 터치 패널에 제공하는 스타일러스 펜; 및 서로 다른 주파수성분을 갖는 복수의 구동신호들을 상기 터치 패널에 출력하고, 상기 터치 패널에서 수신되는 복수의 센싱신호들을 근거로 핑거의 터치좌표 및 상기 스타일러스 펜의 터치좌표 중 적어도 하나 이상을 판별하는 터치 센싱 콘트롤러를 포함한다.

Description

터치 시스템 및 이에 채용되는 터치 센싱 콘트롤러 및 스타일러스 펜{TOUCH SYSTEM, TOUCH SENSING CONTROLLER AND STYLUS PEN ADAPTED THERETO}

본 발명은 터치 시스템 및 이에 채용되는 터치 센싱 콘트롤러 및 스타일러스 펜에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핑거 터치 인식과 펜 터치 인식을 동시에 실현할 수 있고, 스타일러스 펜들의 멀티 터치 인식을 실현할 수 있는 터치 시스템 및 이에 채용되는 터치 센싱 콘트롤러 및 스타일러스 펜에 관한 것이다.

터치 스크린 인터페이스와 스타일러스의 사용은 널리 확립되어 있다. 터치 스크린 설계들은 저항성, 용량성, 유도성, 및 무선 주파수 감지 어레이들을 포함하는 다수의 상이한 기술들을 통합한다. 예를들어, 저항성 터치 스크린들은 수동 스타일러스와의 사용에 매우 적합한 수동 디바이스들이다.

저항성 터치 스크린들이 가까운 임의의 오브젝트로부터의 입력을 감지할 수 있더라도, 멀티-터치는 일반적으로 지원되지 않는다. 멀티-터치 애플리케이션의 예는 2개 또는 그 초과의 핑거들을 터치 스크린에 적용하는 것일 수도 있다. 다른 예는 동시 팜(palm) 및 스타일러스 입력 신호들을 포함하는 서명을 입력하는 것일 수도 있다. 이들 및 다른 다수의 단점들로 인해, 용량성 터치 스크린들이 고객 시장에서 저항성 터치 스크린을 점점 더 대체하고 있다.

다양한 연결형 액티브 스타일러스 접근방식들이 터치 스크린들과의 사용을 위해 구현되었고 매장 단말기들(예를들어, 소매점에서 신용 카드 거래를 위해 사용된 서명 패드)과 같은 다수의 고객 애플리케이션들 및 다른 공공사용들에서 발견되었다. 그러나, 연결형 케이블에 대한 필요성은 개인 컴퓨터("PC"), 스마트 폰, 및 태블릿 PC와 같은 개인 애플리케이션들에 대한 중요한 단점이다.

한국공개특허 제2012-0095376호 (명칭: 다수의 구동 주파수 및 최대 우도 추정을 갖는 멀티-터치 터치 디바이스)(2012. 08. 28. 자 공개) 한국공개특허 제2011-0134886호 (명칭: 커런트 컨베이어를 갖는 다중 기능 커패시턴스 센싱 회로)(2011. 12. 15. 자 공개)

이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에 착안한 것으로, 본 발명의 목적은 핑거 터치 인식과 펜 터치 인식을 동시에 실현할 수 있고, 스타일러스 펜들의 멀티 터치 인식을 실현할 수 있는 터치 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 터치 시스템에 채용되는 터치 센싱 콘트롤러를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 터치 시스템에 채용되는 스타일러스 펜을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 터치 시스템은, 복수의 구동전극들과 복수의 센싱전극들을 포함하는 터치 패널; 스타일러스 펜의 위치, 스타일러스 펜의 압력 및 스타일러스 펜의 틸트를 감지하기 위해 설정된 펜 주파수 신호를 상기 터치 패널에 제공하는 스타일러스 펜; 및 서로 다른 주파수성분을 갖는 복수의 구동신호들을 상기 터치 패널에 출력하고, 상기 터치 패널에서 수신되는 복수의 센싱신호들을 근거로 핑거의 터치좌표 및 상기 스타일러스 펜의 터치좌표 중 적어도 하나 이상을 판별하는 터치 센싱 콘트롤러를 포함한다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 터치 센싱 콘트롤러는, 스타일러스 펜의 위치, 스타일러스 펜의 압력 및 스타일러스 펜의 틸트를 감지하기 위해 설정된 펜 주파수 신호를 출력하는 스타일러스 펜에 접촉되는 터치 패널의 구동전극들에 연결되고, 상기 구동전극들에 상기 구동신호들을 출력하는 터치 구동부; 상기 터치 패널의 센싱전극들에 연결되고, 상기 센싱전극들을 통해 상기 센싱신호들을 수신하는 터치 센싱부; 및 상기 센싱신호들을 근거로 핑거의 터치좌표 및 상기 스타일러스 펜의 터치좌표 중 적어도 하나 이상을 판별하는 터치 판별부를 포함한다.

상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 스타일러스 펜은, 터치 패널에 접촉 가능한 팁 전극; 상기 터치 패널에 가해지는 상기 팁 전극의 압력을 측정하여 필압신호를 출력하는 필압 센서; 상기 필압신호를 근거로 압력감지 신호를 생성하고, 스타일러스 펜의 위치를 감지하기 위해 설정된 위치감지 신호 및 스타일러스 펜의 틸트를 감지하기 위해 설정된 틸트감지 신호를 생성하는 주파수 신호 생성기; 상기 위치감지 신호와 상기 압력감지 신호를 믹싱하여 믹싱신호를 상기 팁 전극에 제공하는 믹서; 및 상기 팁전극 및 상기 필압 센서에서 일정 간격 이격되어 배치되고, 상기 틸트감지 신호를 제공받는 링 전극을 포함한다.

이러한 터치 시스템 및 이에 채용되는 터치 센싱 콘트롤러 및 스타일러스 펜에 의하면, 서로 다른 주파수성분을 갖는 복수의 구동신호들을 상기 터치 패널에 출력하고, 상기 터치 패널에서 수신되는 복수의 센싱신호들을 근거로 핑거의 터치좌표 및 상기 스타일러스 펜의 터치좌표 중 적어도 하나 이상을 판별하므로써, 핑거 터치 인식과 펜 터치 인식을 동시에 실현할 수 있다. 또한, 터치 패널에 인가되는 구동신호의 주파수와는 다르게 스타일러스 펜의 위치와 스타일러스 펜의 압력을 감지하기 위해 펜 주파수 신호의 주파수를 설정하여 상기 터치 패널에 인가하도록 스타일러스 펜을 설계하므로써, 복수의 스타일러스 펜을 하나의 터치 패널에서 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센싱 장치에 의한 터치 좌표 판별을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3a는 도 1에 도시된 스타일러스 펜의 외관을 설명하기 위한 개략도이고, 도 3b는 도 1에 도시된 스타일러스 펜을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.
도 4a와 4b는 도 3a에 도시된 스타일러스 펜이 터치 패널을 터치함에 따라 스타일러스 펜의 방향들 각각을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 도 1에 도시된 스타일러스 펜을 설명하기 위한 블럭도이다.
도 6은 도 1에 도시된 스타일러스 펜에서 출력되는 위치감지 신호와 압력감지 신호의 예를 설명하기 위한 파형도들이다.
도 7은 도 1에 도시된 스타일러스 펜의 일례를 설명하기 위한 회로도이다.
도 8은 도 1에 도시된 스타일러스 펜의 다른 예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 9a는 핑거에 의한 터치를 설명하기 위한 터치 패널의 개략도이고, 도 9b는 핑거 터치에 의한 센싱신호의 주파수 스펙트럼 분석을 통해 터치 좌표 인식을 설명하기 위한 파형도이다.
도 10a는 스타일러스 펜에 의한 터치를 설명하기 위한 터치 패널의 개략도이고, 도 10b는 스타일러스 펜에 의한 센싱신호의 주파수 스펙트럼 분석을 통해 터치 좌표 인식을 설명하기 위한 파형도이다.
도 11a는 핑거와 스타일러스 펜에 의한 터치를 설명하기 위한 터치 패널의 개략도이고, 도 11b는 핑거와 스타일러스 펜에 의한 센싱신호의 주파수 스펙트럼 분석을 통해 터치 좌표 인식을 설명하기 위한 파형도이다.
도 12a 및 도 12b는 핑거와 스타일러스 펜의 터치좌표 인식을 설명하기 위한 터치 센싱 장치의 구성도들이다.
도 13은 도 12a 및 도 12b에 도시된 터치 센싱 장치에서 핑거와 스타일러스 펜을 개별적으로 인식한 터치 좌표 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 도 12a 및 도 12b에 도시된 터치 센싱 장치에서 핑거와 스타일러스 펜을 동시에 인식한 터치 좌표 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 시스템을 설명하기 위한 개략도이다. 특히, 터치 패널상에서 스타일러스 펜 및 핑거의 동시 사용을 설명하기 위한 개략도이다.

도 1을 참조하면, 터치 시스템은 터치 센싱 장치(100) 및 스타일러스 펜(200)을 포함하고, 사용자에 의한 핑거(300)의 터치 동작이나 상기 스타일러스 펜(200)의 터치 동작을 인식한다. 상기 터치 센싱 장치(100)는 사용자의 핑거(300)의 위치를 검출하여 핑거(300)의 터치좌표를 판별하거나 상기 스타일러스 펜(200)의 위치를 검출하여 상기 스타일러스 펜(200)의 터치좌표를 판별한다. 상기 핑거(300)의 터치좌표와 상기한 스타일러스 펜(200)의 터치좌표는 동시에 검출될 수도 있다.

도 2는 도 1에 도시된 터치 센싱 장치에 의한 터치 좌표 판별을 설명하기 위한 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 복수의 구동신호들은 터치 패널에 구비되는 서로 다른 구동전극들에 인가된다. 구동신호들 각각은 서로 다른 주파수성분을 갖는다. 이하에서, 설명의 편의를 위해 제1 구동신호(STX0), 제2 구동신호(STX1), 제3 구동신호(STX2) 및 제4 구동신호(STX3)가 터치 패널에 인가되는 것을 예로 설명한다. 이에 따라, 제1 구동신호(STX0)는 제1 주파수성분(f0)를 갖고, 제2 구동신호(STX1)는 제2 주파수성분(f1)를 갖고, 제3 구동신호(STX2)는 제3 주파수성분(f2)를 갖고, 제4 구동신호(STX3)는 제4 주파수성분(f3)를 갖는다. 상기 제1 내지 제4 주파수성분들(f0, f1, f2, f3) 각각은 서로 다르다.

상기 터치 패널의 센싱전극(RX)에는 구동신호들(STX0, STX1, STX2, STX3)에 대응하여 센싱된 센싱신호(SRX)가 수신된다. 상기 터치 패널에 의해 센싱신호는 믹싱되지만 진폭은 구동신호들(STX0, STX1, STX2, STX3)에 비해 감쇄된다.

상기 센싱신호(SRX)는 증폭기에 의해 증폭된 후 고속푸리에 변환(fast Fourier transform; 이하, FFT) 처리 블럭에 제공된다. FFT 처리된 센싱신호들은 분해 및 해석되어 어느 위치에서 터치가 발생되었는지 좌표가 도출된다. 상기 증폭기나 FFT 처리 블럭은 상기 터치 센싱 장치(100)에 구비되는 터치 센싱 콘트롤러에 구비될 수 있다.

도 3a는 도 1에 도시된 스타일러스 펜의 외관을 설명하기 위한 개략도이고, 도 3b는 도 1에 도시된 스타일러스 펜을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 스타일러스 펜(200)은 연필 형상의 도전성 케이스(202), 상기 도전성 케이스(202)의 일측에 연결된 팁 전극(204), 상기 도전성 케이스(202)와 상기 팁 전극(204) 사이에 배치된 필압 센서(206), 주파수 신호 생성기(208), 믹서(210) 및 상기 필압 센서(206)에서 일정 간격 이격되어 배치된 링 전극(209)을 포함한다. 본 실시예에서, 상기 필압 센서(206)이 상기 링 전극(209)보다 상기 팁 전극(204)에 가깝게 구성된 것으로 도시하였으나, 상기 링 전극(209)이 상기 필압 센서(206)보다 상기 팁 전극(204)에 가깝게 구성될 수도 있다.

상기 팁 전극(204)은 터치 패널에 접촉 가능한 형태를 갖는다.

상기 필압 센서(206)는 상기 터치 패널에 가해지는 상기 팁 전극(204)의 압력을 측정하여 필압신호를 출력한다. 즉, 상기 필압 센서(206)는 스타일러스 펜 본체의 단부에 돌출된 상기 팁 전극(204)에 가해지는 압력에 따라 전기신호를 발생시킨다. 예를들어, 상기 필압 센서(206)는 사용자의 필기 동작에 의해 상기 팁 전극(204)에 가해지는 압력에 따라 전기신호를 발생시킨다. 이를 위하여, 상기 팁 전극(204)은 필압 센서(206)와 연결되어 상기 팁 전극(204)에 발생되는 압력을 필압 센서(206)로 전달할 수 있다.

상기 주파수 신호 생성기(208)는 스타일러스 펜(200)의 위치를 감지하기 위해 설정된 위치감지 신호(SPO)를 생성하고, 상기 필압신호를 근거로 스타일러스 펜의 필압을 측정하기 위해 설정된 압력감지 신호(SPR)를 생성하고, 스타일러스 펜의 버튼 온/오프를 측정하기 위해 설정된 버튼감지 신호(SPB)를 생성한다. 또한, 상기 주파수 신호 생성기(208)는 스타일러스 펜의 틸트를 감지하기 위한 틸트감지 신호(SPT)를 생성한다. 본 실시예에서, 상기 틸트감지 신호(SPT)를 근거로 터치 패널에 대한 스타일러스 펜의 경사 각도를 검출할 수 있다. 상기한 스타일러스 펜의 경사 각도는 터치 패널에서 스타일러스 펜(200)에 의해 드로잉되는 선의 굵기 표시 등에 활용될 수 있다.

이하, 본 명세서에서 설명의 편의를 위해 터치 패널에는 4개의 구동전극들과 4개의 센싱전극들이 배치된 예가 설명된다. 이때, 상기 구동전극들 각각에는 제1 구동신호(STX0), 제2 구동신호(STX1), 제3 구동신호(STX2) 및 제4 구동신호(STX3)가 인가된다. 이에 따라, 상기 제1 구동신호(STX0)는 제1 주파수성분(f0)를 갖고, 상기 제2 구동신호(STX1)는 제2 주파수성분(f1)를 갖고, 상기 제3 구동신호(STX2)는 제3 주파수성분(f2)를 갖고, 상기 제4 구동신호(STX3)는 제4 주파수성분(f3)를 갖는다. 상기 제1 내지 제4 주파수성분들(f0, f1, f2, f3) 각각은 서로 다르다. 한편, 상기 위치감지 신호(SPO)는 제5 주파수성분(f4)를 갖고, 상기 압력감지 신호(SPR)는 제6 주파수성분(f5)를 가지며, 상기 버튼감지 신호(SPB)는 제7 주파수성분(f6)을 가지며, 상기 틸트감지 신호(SPT)는 제8 주파수성분(f7)를 갖는다. 여기서, 상기 위치감지 신호(SPO)의 제5 주파수성분(f4), 상기 압력감지 신호(SPR)의 제6 주파수성분(f5) 상기 버튼감지 신호(SPB)의 제7 주파수성분(f6) 및 상기 틸트감지 신호(SPT)의 제8 주파수성분(f7)은 상기 제1 내지 제4 주파수성분들(f0, f1, f2, f3) 각각과 다르다.

상기 믹서(210)는 상기 위치감지 신호(SPO), 상기 압력감지 신호(SPR) 및 상기 버튼감지 신호(SPB)를 믹싱하여 믹싱신호를 상기 팁 전극(204)에 출력한다. 상기 틸트감지 신호(SPT)는 상기 링 전극(209)에 출력된다.

이상에서 설명된 바와 같이, 터치 패널에 인가되는 구동신호의 주파수와는 다르게 스타일러스 펜의 위치와 스타일러스 펜의 압력을 감지하기 위해 펜 주파수 신호의 주파수를 설정하여 상기 터치 패널에 인가하도록 스타일러스 펜을 설계하므로써, 복수의 스타일러스 펜을 하나의 터치 패널에서 사용할 수 있다.

도 4a와 4b는 도 3a에 도시된 스타일러스 펜이 터치 패널을 터치함에 따라 스타일러스 펜의 방향들 각각을 설명하기 위한 도면들이다.

도 4a에서, 스타일러스 펜(200)은 터치 패널을 터치할 때 직각 방향을 가질 수 있다. 스타일러스 펜(200)이 터치 패널을 터치함에 따라, 팁 전극(204)은 가까운 도체 구성 성분, 즉, 터치 패널의 가로열들 및/또는 칼럼들과 팁 캐패시턴스(C1)을 형성시킬 수 있다. 유사하게, 링 전극(206)은 가까운 도체 구성 성분, 즉, 터치 패널의 가로열들 및/또는 칼럼들과 링 캐패시턴스(C2)를 형성시킬 수 있다. 터치 패널에 캡쳐된 이미지는 팁 및 링 캐패시턴스들(C1, C2)의 결과로서 생기는 터치 또는 배회 이미지를 보여줄 수 있다. 스타일러스 펜(200)이 터치 패널에 수직적이기 때문에, 이미지는 링 캐패시턴스(C2) 이미지에 의해 둘러싸이는 팁 캐패시턴스(C1) 이미지를 보여줄 수 있다.

도 4b에서, 스타일러스 펜(200)은 터치 패널을 터치할 때 틸트된 방향을 가질 수 있다. 결과적으로, 터치 패널에서 캡쳐된 이미지는 터치위치에서 쉬프트나 두 캐패시턴스들(C1, C2)로부터 결과로서 생기는 배회 이미지를 보여줄 수 있다. 여기서, 링 캐패시턴스(C2) 이미지는 팁 캐패시턴스(C1) 이미지의 우측으로 쉬프트된다. 시프트 양은 스타일러스 펜(200)의 틸트 양의 기능일 수 있다. 예를들어, 틸트가 커지면(즉, 터치 패널의 법선에 대한 경사각도가 커지면), 링 캐패시턴스(C2) 이미지는 팁 캐패시턴스(C1) 이미지로부터 더 멀어진다. 반대로, 틸트가 작아지면(즉, 터치 패널의 법선에 대한 경사각도가 작아지면), 링 캐패시턴스(C2) 이미지는 팁 캐패시턴스(C1) 이미지에 가까워지거나 오버랩된다. 따라서, 캡쳐된 이미지에서 두 캐패시턴스들(C1, C2) 이미지의 인접성을 결정함으로써, 스타일러스 펜(200)의 틸트 양은 결정될 수 있다.

상기한 이미지는 스타일러스 펜(200)의 경사 방향, 예를들어, 상향, 하향, 우향, 좌향 등을 결정하는데 사용될 수 있다. 에를들어, 도 4b의 이미지에서, 링 캐패시턴스(C2) 이미지는 팁 캐패시턴스(C1) 이미지의 우측에 존재한다. 이것은 스타일러스 펜(200)이 우측으로 틸트되는 것을 의미할 수 있다. 링 캐패시턴스(C2) 이미지가 팁 캐패시턴스(C1) 이미지의 좌측에 존재한다면, 이는 스타일러스 펜(200)이 좌측으로 틸트되는 것을 의미할 수 있다. 링 캐패시턴스(C2) 이미지가 팁 캐패시턴스(C1) 이미지의 위에 존재한다면, 이는 스타일러스 펜(200)이 위측으로 틸트된다고 의미할 수 있다. 링 캐패시턴스(C2) 이미지가 팁 캐패시턴스(C1) 이미지의 아래에 존재한다면, 이는 스타일러스 펜(200)이 아래측으로 틸트된다고 의미할 수 있이다. 다른 경사 방향들, 예를들어, 상부좌측, 하부우측 등 역시 팁 및 링 캐패시턴스들(C1, C2) 이미지의 상대 위치에 따라 결정될 수 있다.

이미지상에서 팁 및 링 캐패시턴스들(C1, C2) 간의 인접성과 그들의 상대적 위치들을 결정함으로써, 스타일러스 펜의 방향이 감지될 수 있다.

도 5는 도 1에 도시된 스타일러스 펜(200)을 설명하기 위한 블럭도이다.

도 5를 참조하면, 스타일러스 펜(200)은 버튼들(250), 버튼 처리부(252), 펜 제어부(260), 필압 센서(206), 필압 처리부(207), 펜 제어부(260), 전원 관리부(270), 배터리(272), 파형 발생부(280) 및 파형 구동부(290)를 포함한다.

상기 버튼들(250)은 사용자의 조작에 따라 가변되어 버튼신호를 상기 버튼 처리부(252)에 제공한다. 상기 버튼들(250)은 기계식 버튼일 수도 있고, 정전식 버튼일 수도 있다. 상기 버튼들(250)은 컴퓨터 마우스의 기능과 유사한, "좌측 클릭" 및 "우측 클릭" 기능들을 포함하지만 이에 제한되지 않는 추가의 기능을 제공할 수도 있다. 스타일러스 펜(200)의 버튼들(250)은 펜 제어부(CPU)(260)에 커플링될 수 있다. 버튼들(250)은 당업자에게 공지되어 있는 기계적, 전기적, 용량성, 또는 다른 타입들일 수도 있다.

상기 버튼 처리부(252)는 상기 버튼들(250)에서 제공되는 버튼신호를 디지털 변환하여 상기 펜 제어부(260)에 제공한다.

상기 필압 센서(206)는 상기 스타일러스 펜(200)이 터치 패널에 가해지는 압력을 센싱하고 센싱된 압력신호를 상기 필압 처리부(207)에 제공한다.

상기 필압 처리부(207)는 상기 필압 센서(206)에서 제공되는 압력신호를 상기 파형 구동부(280)에 제공한다.

상기 펜 제어부(260)는 스타일러스 펜(200)에 구비되는 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다.

상기 전원 관리부(270)는 상기 배터리(272)의 전원을 각 구성요소들에 공급한다. 필요에 따라 전원을 승압 처리하고, 승압된 전원을 각 구성요소들에 공급한다. 통상적으로 스타일러스 펜은 배터리의 유무에 따라 능동형(active type) 또는 수동형(passive type)의 스타일러스 펜으로 구분할 수 있다. 본 발명에 따르면, 배터리(272)가 스타일러스 펜(200)에 구비되므로, 본 발명에 따른 스타일러스 펜은 액티브 스타일러스 펜이다.

상기 파형 발생부(280)는 상기 펜 제어부(260)의 제어에 응답하여 위치감지 신호(SPO)를 생성하기 위한 제1 파형 또는 압력감지 신호(SPR)를 생성하기 위한 제2 파형을 상기 파형 구동부(290)에 제공한다. 상기 제1 파형이나 제2 파형은 사인파일 수 있다.

상기 파형 구동부(290)는 상기 파형 발생부(280)에 의해 생성된 제1 파형이나 제2 파형을 각각 증폭하고 증폭된 파형들을 믹싱하여 믹싱신호를 출력한다. 본 실시예에서, 필압 처리부(207), 파형 발생부(280) 및 파형 구동부(290)는 도 3에 도시된 주파수 신호 생성기(208)를 정의할 수 있다.

도 6은 도 1에 도시된 스타일러스 펜에서 출력되는 위치감지 신호(SPO), 압력감지 신호(SPR) 및 틸트감지 신호(SPT)의 예를 설명하기 위한 파형도들이다.

도 6를 참조하면, 위치감지 신호(SPO)의 제5 주파수성분(f4)은 터치 패널의 구동전극들에 제공되는 구동신호의 제1 내지 제4 주파수성분들(f0, f1, f2, f3)과는 다르게 설정된다. 또한, 압력감지 신호(SPR)의 제6 주파수성분(f5)은 터치 패널의 구동전극들에 제공되는 구동신호의 제1 내지 제4 주파수성분들(f0, f1, f2, f3)와는 다르게 설정된다. 또한, 틸트감지 신호(SPT)의 제8 주파수성분(f7)은 터치 패널의 구동전극들에 제공되는 구동신호의 제1 내지 제4 주파수성분들(f0, f1, f2, f3)와는 다르게 설정된다. 또한, 위치감지 신호(SPO)의 제5 주파수성분(f4), 압력감지 신호(SPR)의 제6 주파수성분(f5) 및 틸트감지 신호(SPT)의 제8 주파수성분(f7)은 서로 다르게 설정된다.

상기 위치감지 신호(SPO) 및 상기 틸트감지 신호(SPT)는 고정된 주파수와 고정된 진폭을 갖는다.

상기 압력감지 신호(SPR)는 고정된 주파수와 가변된 진폭을 갖는다. 상기 압력감지 신호(SPR)의 진폭은 스타일러스 펜이 인가되는 압력에 대응하는 필압신호에 따라 가변될 수 있다. 예를들어, 높은 필압신호가 검출되면 최대 진폭을 갖는 압력감지 신호(SPR)가 출력될 수 있고, 낮은 필압신호가 검출되면 최소 진폭을 갖는 압력감지 신호(SPR)가 출력될 수 있다.

한편, 상기 압력감지 신호(SPR)의 진폭은 사용자의 조작이 가능한 버튼에 따라 가변될 수도 있다. 상기 버튼은 스타일러스 펜에 구비되고, 구비되는 버튼에 따라 진폭이 가변될 수 있다.

도 7은 도 5에 도시된 파형 발생부 및 파형 구동부의 일례를 설명하기 위한 회로도이다.

도 7을 참조하면, 파형 발생부(280)는 제5 주파수신호 발생기(282), 제6 주파수신호 발생기(284) 및 제7 주파수신호 발생기(286)를 포함하고, 파형 구동부(290)는 제1 증폭부(292), 제2 증폭부(294), 제3 증폭부(296), 믹서(210) 및 팁 전극(204)을 포함한다.

상기 제1 증폭부(292)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제1 연산증폭기(OP1)를 포함한다. 상기 제1 저항(R1)의 일단은 위치감지 신호(SPO)를 수신하고, 상기 제1 저항(R1)의 타단은 제1 연산증폭기(OP1)의 반전단에 연결된다. 상기 제2 저항(R2)의 일단은 상기 제1 저항(R1)의 타단 및 제1 연산증폭기(OP1)의 반전단에 연결되고, 상기 제2 저항(R2)의 타단은 믹서(210)에 연결된다. 상기 제2 저항(R2)은 가변저항일 수 있다. 상기 제1 연산증폭기(OP1)의 반전단은 상기 제1 저항(R1)의 타단 및 상기 제2 저항(R2)의 일단에 연결되고, 상기 제1 연산증폭기(OP1)의 비반전단은 기준전압(Vref)을 수신한다.

상기 제2 증폭부(294)는 제3 저항(R3), 제4 저항(R4) 및 제2 연산증폭기(OP2)를 포함한다. 상기 제3 저항(R3)의 일단은 위치감지 신호(SPO)를 수신하고, 상기 제3 저항(R3)의 타단은 제2 연산증폭기(OP2)의 반전단에 연결된다. 상기 제4 저항(R4)의 일단은 상기 제3 저항(R3)의 타단 및 제2 연산증폭기(OP2)의 반전단에 연결되고, 상기 제4 저항(R4)의 타단은 믹서(210)에 연결된다. 상기 제4 저항(R4)은 가변저항일 수 있다. 상기 제2 연산증폭기(OP2)의 반전단은 상기 제3 저항(R3)의 타단 및 상기 제4 저항(R4)의 일단에 연결되고, 상기 제2 연산증폭기(OP2)의 비반전단은 기준전압(Vref)을 수신한다.

상기 제3 증폭부(296)는 제5 저항(R5), 제6 저항(R6) 및 제3 연산증폭기(OP3)를 포함한다. 상기 제5 저항(R5)의 일단은 틸트감지 신호(SPT)를 수신하고, 상기 제5 저항(R5)의 타단은 제3 연산증폭기(OP3)의 반전단에 연결된다. 상기 제6 저항(R6)의 일단은 상기 제5 저항(R5)의 타단 및 제3 연산증폭기(OP3)의 반전단에 연결되고, 상기 제6 저항(R6)의 타단은 믹서(210)에 연결된다. 상기 제6 저항(R6)은 가변저항일 수 있다. 상기 제3 연산증폭기(OP3)의 반전단은 상기 제5 저항(R5)의 타단 및 상기 제6 저항(R6)의 일단에 연결되고, 상기 제3 연산증폭기(OP3)의 비반전단은 기준전압(Vref)을 수신한다.

상기 믹서(210)는 제7 저항(R7), 제8 저항(R8), 제9 저항(R9), 제4 연산증폭기(OP4) 및 제10 저항(R1)를 포함한다. 상기 제7 저항(R7)의 일단은 제1 증폭부(292)의 출력단에 연결되고, 상기 제7 저항(R7)의 타단은 상기 제4 연산증폭기(OP4)의 반전단에 연결된다. 상기 제8 저항(R8)의 일단은 제2 증폭부(294)의 출력단에 연결되고, 상기 제8 저항(R8)의 타단은 상기 제4 연산증폭기(OP4)의 반전단에 연결된다. 상기 제9 저항(R9)의 일단은 제3 증폭부(296)의 출력단에 연결되고, 상기 제9 저항(R9)의 타단은 상기 제4 연산증폭기(OP4)의 반전단에 연결된다. 상기 제10 저항(R10)는 제4 연산증폭기(OP4)의 반전단과 출력단에 연결된다. 상기 제4 연산증폭기(OP4)의 반전단은 상기 제7 저항(R7)의 타단 및 상기 제8 저항(R8)의 타단에 연결되고, 상기 제4 연산증폭기(OP4)의 비반전단은 기준전압(Vref)을 수신한다.

이상에서는 위치감지 신호(SPO)와 압력감지 신호(SPR)를 별도로 생성하고, 생성된 신호들을 증폭한 후 믹싱하여 펜 주파수 신호를 팁 전극에 제공하는 것을 설명하였다.

도 8은 도 5에 도시된 파형 발생부 및 파형 구동부의 다른 예를 설명하기 위한 회로도이다.

도 8을 참조하면, 파형 발생기(280)는 파형 구동부(290)에 정현파를 제공하는 디지털 함수 발생부를 포함할 수 있다. 상기 디지털 함수 발생부는 상기 팬 제어부(260, 도 4에 도시됨)의 제어에 응답하여 사인파를 정확한 주파수, 주기 및 위상을 정밀하게 발생시키도록 구성된 복수의 직접 디지털 합성(Direct Digital Synthesis, 이하, DDS) 모듈들을 포함할 수 있다.

상기 DDS 모듈들 각각은 복수의 주파수신호들을 발생할 수 있다. 예를들어, 제5 주파수성분(f4)을 갖는 위치감지 신호(SPO), 제6 주파수성분(f5)을 갖는 압력감지 신호(SPR) 및 제8 주파수성분(f7)을 갖는 틸트감지 신호(SPT)가 발생될 수 있다. 또한, 주파수성분(fn-1)을 갖는 신호, 주파수성분(fn)을 갖는 신호 등이 발생될 수 있다. 여기서, 주파수성분(fn-1)을 갖는 신호는 스타일러스 펜에 구비되는 제1 버튼에 대응하는 주파수성분일 수 있고, 주파수성분(fn)을 갖는 신호는 스타일런스 펜에 구비되는 제2 버튼에 대응하는 주파수성분일 수 있다.

상기 파형 구동부(290)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2) 및 제1 연산증폭기(OP1)를 포함한다. 상기 제1 저항(R1)의 일단은 상기 파형 발생기(280)로부터 정현파 신호를 수신하고, 상기 제1 저항(R1)의 타단은 제1 연산증폭기(OP1)의 반전단에 연결된다. 상기 제2 저항(R2)의 일단은 상기 제1 저항(R1)의 타단 및 제1 연산증폭기(OP1)의 반전단에 연결되고, 상기 제2 저항(R2)의 타단은 팁 전극(204)에 연결된다. 상기 제2 저항(R2)은 가변저항일 수 있다. 상기 제1 연산증폭기(OP1)의 반전단은 상기 제1 저항(R1)의 타단 및 상기 제2 저항(R2)의 일단에 연결되고, 상기 제1 연산증폭기(OP1)의 비반전단은 기준전압(Vref)을 수신한다.

도 9a는 핑거에 의한 터치를 설명하기 위한 터치 패널의 개략도이고, 도 9b는 핑거 터치에 의한 센싱신호의 주파수 스펙트럼 분석을 통해 터치 좌표 인식을 설명하기 위한 파형도이다.

도 9a를 참조하면, 터치 패널에는 제1 구동전극(TX0), 제2 구동전극(TX1), 제3 구동전극(TX2) 및 제4 구동전극(TX3)이 가로 방향으로 배치되고, 제1 센싱전극(RX0), 제2 센싱전극(RX1), 제3 센싱전극(RX2) 및 제4 센싱전극(RX3)이 세로 방향으로 배치된다. 상기 제1 내지 제4 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)은 하부 영역에 배치되고, 상기 제1 내지 제4 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)은 상부 영역에 배치된다.

상기 제1 구동전극(TX0), 상기 제2 구동전극(TX1), 상기 제3 구동전극(TX2) 및 상기 제4 구동전극(TX3) 각각에 제1 구동신호(STX0), 제2 구동신호(STX1), 제3 구동신호(STX2) 및 제4 구동신호(STX3)가 인가된다. 인가된 구동신호들(STX0, STX1, STX2, STX3)에 대응하여 센싱신호들(SRX0, SRX1, SRX2, SRX3)은 제1 센싱전극(RX0), 제2 센싱전극(RX1), 제3 센싱전극(RX2) 및 제4 센싱전극(RX3) 각각을 통해 수신된다. 수신된 센싱신호들은 FFT 처리되어 터치 좌표가 판별된다.

도 9b를 참조하면, 제2 센싱전극(RX1)을 통해 수신된 센싱신호는 FFT 처리된다.

터치 동작이 없는 베이스 상태의 경우, FFT 처리된 센싱신호는 주파수 스펙트럼 상에서 관찰할 때 제1 주파수성분(f0), 제2 주파수성분(f1), 제3 주파수성분(f2) 및 제4 주파수성분(f3)을 갖는다. 이때 상기 제1 내지 제4 주파수성분들(f0, f1, f2, f3)의 진폭은 서로 동일하다.

핑거가 상기 제2 구동전극(TX1)과 상기 제2 센싱전극(RX1)이 교차하는 영역을 터치하는 터치 상태의 경우, FFT 처리된 센싱신호는 주파수 스펙트럼 상에서 관찰할 때 제1 주파수성분(f0), 제2 주파수성분(f1), 제3 주파수성분(f2) 및 제4 주파수성분(f3)을 갖는다. 이때 제1 주파수성분(f0), 제3 주파수성분(f2) 및 제4 주파수성분(f3)의 진폭은 서로 동일하다. 제2 주파수성분(f1)의 진폭은 제1 주파수성분(f0)의 진폭보다 작다.

베이스 상태의 파형에서 핑거 터치 상태의 파형을 차감하면, 상기 제2 주파수성분(f1)만 남는다. 차감후 잔류하는 제2 주파수성분(f1)의 진폭은 핑거 터치 감도에 대응할 수 있다.

따라서, 상기 제2 센싱전극(RX1)에 대응하여 상기 제2 주파수성분(f1)이 검출되므로, 상기 제2 주파수성분(f1)을 갖는 제2 구동신호(STX1)를 전달하는 상기 제2 구동전극(TX1)과 상기 제2 센싱전극(RX1)이 핑거의 터치 좌표로 검출된다.

도 10a는 스타일러스 펜에 의한 터치를 설명하기 위한 터치 패널의 개략도이고, 도 10b는 스타일러스 펜에 의한 센싱신호의 주파수 스펙트럼 분석을 통해 터치 좌표 인식을 설명하기 위한 파형도이다.

도 10a에 도시된 터치 패널은 도 8b에서 설명된 바 있으므로 그 설명은 생략한다.

도 10b를 참조하면, 제2 센싱전극(RX1)을 통해 수신된 센싱신호는 FFT 처리된다.

터치 동작이 없는 베이스 상태의 경우, FFT 처리된 센싱신호는 주파수 스펙트럼 상에서 관찰할 때 제1 주파수성분(f0), 제2 주파수성분(f1), 제3 주파수성분(f2) 및 제4 주파수성분(f3)을 갖는다. 이때 상기 제1 내지 제4 주파수들(f0, f1, f2, f3)의 진폭은 서로 동일하다.

스타일러스 펜이 상기 제2 구동전극(TX1)과 상기 제2 센싱전극(RX1)이 교차하는 영역을 터치하는 터치 상태의 경우, FFT 처리된 센싱신호는 주파수 스펙트럼 상에서 관찰할 때 제1 주파수성분(f0), 제2 주파수성분(f1), 제3 주파수성분(f2), 제4 주파수성분(f3), 제5 주파수성분(f5) 및 제6 주파수성분(f6)을 갖는다. 이때 상기 제1 내지 제4 주파수들(f0, f1, f2, f3)의 진폭은 서로 동일하다. 제5 주파수성분(f5)의 진폭은 제1 주파수성분(f0)의 진폭보다 작다. 제6 주파수성분(f6)의 진폭은 제1 주파수성분(f0)의 진폭보다 작다. 제6 주파수성분(f6)의 진폭은 제5 주파수성분(f5)의 진폭보다 작다.

베이스 상태의 파형에서 스타일러스 펜 터치 상태의 파형을 차감하면, 상기 제5 주파수성분(f5) 및 제6 주파수성분(f6)만 남는다. 차감후 잔류하는 제5 주파수성분(f5)의 진폭은 스타일러스 펜의 터치 감도에 대응할 수 있다. 또한, 차감후 잔류하는 제6 주파수성분(f6)의 진폭은 스타일러스 펜의 필압 감도에 대응할 수 있다.

따라서, 상기 제2 센싱전극(RX1)에 대응하여 상기 제5 주파수성분(f5)이 검출되므로, 상기 제2 센싱전극(RX1) 상에 스타일러스 펜이 배치되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 센싱전극(RX1)이 스타일러스 펜의 제1 축 좌표(예를들어, X 좌표)로 검출된다.

상술한 방식으로 스타일러스 펜에 의한 터치 좌표를 인식할 수 있고, 보다 상세한 설명은 후술되는 도 11a 내지 도 13를 참조하여 설명한다.

도 11a는 핑거와 스타일러스 펜에 의한 터치를 설명하기 위한 터치 패널의 개략도이고, 도 11b는 핑거와 스타일러스 펜에 의한 센싱신호의 주파수 스펙트럼 분석을 통해 터치 좌표 인식을 설명하기 위한 파형도이다.

도 11a에 도시된 터치 패널은 도 8b에서 설명된 바 있으므로 그 설명은 생략한다.

도 11b를 참조하면, 제2 센싱전극(RX1)을 통해 수신된 센싱신호는 FFT 처리된다.

핑거가 상기 제2 구동전극(TX1)과 상기 제2 센싱전극(RX1)이 교차하는 영역을 터치하고, 스타일러스 펜이 상기 제3 구동전극(TX2)과 상기 제2 센싱전극(RX1)이 교차하는 영역을 터치하는 혼합 터치 상태의 경우, FFT 처리된 센싱신호는 주파수 스펙트럼 상에서 관찰할 때 제1 주파수성분(f0), 제2 주파수성분(f1), 제3 주파수성분(f2), 제4 주파수성분(f3), 제5 주파수성분(f5) 및 제6 주파수성분(f6)을 갖는다. 이때 제1 주파수성분(f0), 제3 주파수성분(f2) 및 제4 주파수성분(f3)의 진폭은 서로 동일하다. 제2 주파수성분(f1)의 진폭은 제1 주파수성분(f0)의 진폭보다 작다. 제5 주파수성분(f5)의 진폭은 제1 주파수성분(f0)의 진폭보다 작다. 제6 주파수성분(f6)의 진폭은 제1 주파수성분(f0)의 진폭보다 작다. 제6 주파수성분(f6)의 진폭은 제5 주파수성분(f5)의 진폭보다 작다.

베이스 상태의 파형에서 혼합 상태의 파형을 차감하면, 상기 제2 주파수성분(f1), 상기 제5 주파수성분(f5) 및 제6 주파수성분(f6)만 남는다. 차감후 잔류하는 제2 주파수성분(f1)의 진폭은 핑거 터치 감도에 대응할 수 있다. 또한, 차감후 잔류하는 제5 주파수성분(f5)의 진폭은 스타일러스 펜의 터치 감도에 대응할 수 있다. 또한, 차감후 잔류하는 제6 주파수성분(f6)의 진폭은 스타일러스 펜의 필압 감도에 대응할 수 있다.

따라서, 상기 제2 센싱전극(RX1)에 대응하여 상기 제2 주파수성분(f1)가 검출되므로, 상기 제2 주파수성분(f1)을 갖는 제2 구동신호(STX1)를 전달하는 상기 제2 구동전극(TX1)과 상기 제2 센싱전극(RX1)이 핑거의 터치 좌표로 검출된다. 또한, 상기 제2 센싱전극(RX1)에 대응하여 상기 제5 주파수성분(f5)이 검출되므로, 상기 제2 센싱전극(RX1) 상에 스타일러스 펜이 배치되는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 센싱전극(RX1)이 스타일러스 펜의 제1 축 좌표로 검출된다.

상술한 방식으로 핑거에 의한 터치 좌표와 스타일러스 펜에 의한 터치 좌표를 인식할 수 있고, 보다 상세한 설명은 후술되는 도 12a 내지 도 14를 참조하여 설명한다.

도 12a 및 도 12b는 핑거와 스타일러스 펜의 터치좌표 인식을 설명하기 위한 터치 센싱 장치의 구성도들이다. 특히, 도 12a는 핑거의 좌표, 스타일러스 펜의 X 좌표 및 스타일러스 펜의 필압 정보의 센싱을 설명하기 위한 터치 센싱 장치의 구성도이고, 도 12b는 스타일러스 펜의 Y 좌표 및 스타일러스 펜의 필압 정보의 센싱을 설명하기 위한 터치 센싱 장치의 구성도이다.

도 12a 및 도 12b를 참조하면, 터치 패널(110)은 가로 방향으로 배치된 제1 구동전극(TX0), 제2 구동전극(TX1), 제3 구동전극(TX2) 및 제4 구동전극(TX3)을 포함하고, 세로 방향으로 배치된 제1 센싱전극(RX0), 제2 센싱전극(RX1), 제3 센싱전극(RX2) 및 제4 센싱전극(RX3)을 포함한다. 설명의 편의를 위해 4개의 구동전극들과 4개의 센싱전극들이 배치된 44 전극 매트릭스의 터치 패널(110)이 도시된다.

상기 터치 패널(110)에서, 구동전극들은 센싱전극들 각각과 교차하고 오버랩하도록 직교 배열된다. 따라서, 각 구동전극들은 센싱전극들 각각과 용량적으로 커플링된다. 예를들어, 제2 구동전극(TX1)은 제2 구동전극(TX1)과 제2 센싱전극(RX1)이 오버랩하는 포인트에서 제2 센싱전극(RX1)과 용량적으로 커플링된다. 구동전극들 및 센싱전극들의 교차점들은 용량성 감지 엘리먼트를 각각 형성한다.

구동전극과 센싱전극들 사이의 용량성 커플링으로 인해, 각 구동전극에서의 구동신호의 인가는 센싱전극들 각각에서 전류를 유도한다. 예를들어, 구동신호가 제2 구동전극(TX1)에 인가될 때, 구동신호는 터치 패널(110)에서 제2 센싱전극(RX1)상에서 센싱신호를 유도한다. 그 후, 센싱전극들 각각상의 센싱신호는 센싱전극들 각각을 복조 회로에 순차적으로 접속하기 위해 멀티플렉서를 사용함으로써 순차적으로 측정될 수 있다. 구동전극과 센싱전극 사이의 각 교차점과 연관된 커패시턴스는 구동전극과 센싱전극의 이용가능한 조합 마다 선택함으로써 감지될 수 있다.

핑거 또는 스타일러스와 같은 터치 오브젝트가 상기 터치 패널(110)에 접근할 때, 오브젝트는 커패시턴스의 감소를 초래하고, 이것은 전극들 중 일부에만 영향을 미친다. 예를들어, 핑거가 제2 구동전극(TX1)과 제2 센싱전극(RX1)의 교차점 근처에 위치되면, 핑거의 존재는 2개의 전극들(TX1 및 RX1) 사이의 커플링 커패시턴스를 감소시킨다. 다른 실시예에서, 핑거의 존재는 2개의 전극들(TX1 및 RX1) 사이의 커플링 커패시턴스를 증가시킨다. 따라서, 상기 터치 패널(110) 상의 핑거의 위치는 감소된 커패시턴스가 센싱전극상에서 측정될 때 구동신호가 인가되는 구동전극과 센싱전극 사이에서 감소된 커플링 커패시턴스를 갖는 센싱전극을 식별함으로써 결정될 수 있다. 따라서, 터치 패널(110)에서 전극들의 각 교차점과 연관된 커패시턴스들을 순차적으로 결정함으로써, 하나 또는 그 초과의 입력들의 위치들이 결정될 수 있다.

본 실시예에서, 구동전극들 및 센싱전극들이 바(bar)들 또는 가늘고 긴 직사각형으로서 나타나지만, 대안의 실시예들은 본 개시물의 이익을 갖는 당업자가 이해하는 바와 같이 다이아몬드, 장사방형, 갈매기 무늬, 및 다른 이용가능한 형상들과 같은 다양한 모자이크식 형상들을 사용할 수도 있다.

터치 센싱 콘트롤러(120)는 서로 다른 주파수성분을 갖는 복수의 구동신호들을 상기 터치 패널(110)에 출력하고, 상기 터치 패널(110)에서 수신되는 복수의 센싱신호들을 근거로 핑거의 터치좌표 및 스타일러스 펜의 터치좌표 중 적어도 하나 이상을 판별한다. 상기 터치 센싱 콘트롤러(120)는 하나 또는 복수의 칩 형태로 구현될 수 있다.

상기 터치 센싱 콘트롤러(120)는 터치 구동부(122), 터치 센싱부(124), 터치 판별부(126) 및 터치 제어부(128)를 포함한다.

상기 터치 구동부(122)는 스타일러스 펜의 위치와 스타일러스 펜의 압력을 감지하기 위해 설정된 펜 주파수 신호를 출력하는 스타일러스 펜에 접촉되는 터치 패널(110)의 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)에 연결되고, 상기 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)에 상기 구동신호들을 출력한다.

상기 터치 구동부(122)는 송신신호 생성부(1222) 및 송신 먹스부(1224)를 포함한다. 상기 송신신호 생성부(1222)는 서로 다른 주파수성분을 갖는 구동신호들을 생성하는 복수의 송신신호 생성기들을 포함한다.

상기 송신 먹스부(1224)는 상기 송신신호 생성기에 연결된 제1 송신 입력단(0), 상기 터치 센싱부(124)에 연결된 제2 송신 입력단(1), 상기 구동전극에 연결된 송신 출력단을 갖는 복수의 송신 먹스들을 포함하고, 상기 터치 제어부(128)에서 제공되는 먹스 제어신호(MUXC)에 응답하여 상기 제1 송신 입력단과 상기 송신 출력단이 연결되거나 상기 제2 송신 입력단과 상기 송신 출력단이 연결된다.

상기 터치 센싱부(124)는 상기 터치 패널(110)의 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)에 연결되고, 상기 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)을 통해 상기 센싱신호들을 수신한다.

상기 터치 센싱부(124)는, 수신 먹스부(1242), 수신 센싱부(1244), 아날로그-디지털 변환부(1246) 및 고속푸리에 변환부(1248)를 포함한다.

상기 수신 먹스부(1242)는 수신 출력단, 상기 센싱전극에 연결된 제1 수신 입력단(0), 상기 터치 구동부(122)의 송신 먹스부(1224)의 제2 송신 입력단(1)에 연결된 제2 수신 입력단(1)을 갖는 복수의 수신먹스들을 포함하고, 상기 먹스 제어신호(MUXC)에 응답하여 상기 제1 수신 입력단이 상기 수신 출력단에 연결되거나 상기 제2 수신 입력단이 상기 수신 출력단에 연결된다.

상기 수신 센싱부(1244)는 상기 수신먹스들의 수신 출력단에 연결된 복수의 수신센싱기들을 포함한다.

상기 아날로그-디지털 변환부(1246)는 상기 수신센싱기들을 통해 수신된 센싱신호들을 디지털 변환하여 상기 고속푸리에 변환부(1248)에 제공한다. 상기 아날로그-디지털 변환부(1246)는 상기 구동주파수보다 최소 2배 이상 빠른 주파수로 ADC변환을 실시할 수 있다.

상기 고속푸리에 변환부(1248)는 상기 아날로그-디지털 변환부(1246)에 의해 디지털 변환된 센싱신호를 고속푸리에 변환하여 센싱신호들 각각을 시간 도메인(Time Domain)에서 주파수 도메인(Frequency Domain)으로 변환하여 주파수성분과 주파수성분의 진폭을 획득한 후 상기 터치 판별부(126)에 제공한다. 본 실시예에서, 시간 도메인(time domain)에서의 센싱을 주파수 도메인에서 센싱으로 변환함으로써, 디지털 신호처리에 매우 유용하다.

상기 터치 판별부(126)는 구동신호의 주파수 진폭을 기준으로 고속푸리에 변환된 센싱신호의 주파수 진폭간의 변화량을 근거로 핑거의 터치좌표, 상기 스타일러스 펜의 터치좌표 및 상기 스타일러스 펜의 필압정보 중 적어도 하나 이상을 판별한다.

상기 터치 제어부(128)는 서로 다른 주파수성분을 갖는 구동신호들이 상기 구동전극들 각각에 동시에 제공되도록 상기 터치 구동부(122)의 동작을 제어한다.

상기 터치 제어부(128)는 상기 아날로그-디지털 변환부(1246)가 상기 구동신호의 주파수 보다 빠른 주파수로 아날로그-디지털 변환하도록 상기 구동신호의 주파수에 대한 정보를 상기 아날로그-디지털 변환부(1246)에 제공한다.

본 실시예에서, 상기 터치 센싱 콘트롤러(120)는 측정된 크기 및 연관된 파라미터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치(미도시)와, 필요한 계산 및 제어 기능을 수행하는 마이크로프로세서(미도시)를 더 포함할 수 있다.

상기 터치 센싱 콘트롤러(120) 및/또는 상기 터치 센싱 장치(100)의 기타 부분은, 본 명세서에 기술된 기능들 중 하나 이상의 기능을 수행하기 위해, 하나 이상의 ASIC(application-specific integrated circuit), ASSP(application-specific standard product) 등으로 구현될 수 있다.

동작시, 도 11a에 도시된 바와 같이, 상기 먹스 제어신호(MUXC)에 응답하여, 상기 송신 먹스들의 제1 입력단(0)과 상기 구동전극이 서로 연결되고 상기 수신먹스들의 제1 입력단(0)과 상기 수신 센싱부(1244)가 서로 연결되어, 상기 핑거의 터치좌표, 상기 스타일러스 펜의 제1 축 좌표 및 상기 스타일러스 펜의 필압 정보가 센싱된다. 도 11a에서 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)이 X-축을 따라 배열되므로 상기 스타일러스 펜의 제1 축 좌표는 X 좌표이다.

또한, 도 11b에 도시된 바와 같이, 상기 먹스 제어신호(MUXC)에 응답하여, 상기 송신 먹스들의 제2 입력단(1)과 상기 구동전극이 서로 연결되고 상기 수신먹스들의 제2 입력단(1)과 상기 수신 센싱부(1244)가 서로 연결되어, 상기 스타일러스 펜의 제2 축 좌표 및 상기 스타일러스 펜의 필압 정보가 센싱된다. 도 11b에서 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)이 Y-축을 따라 배열되므로 상기 스타일러스 펜의 제2 축 좌표는 Y 좌표이다.

이상에서 설명된 바와 같이, 상기 터치 센싱 콘트롤러(120)는 서로 다른 주파수성분을 갖는 복수의 구동신호들을 상기 터치 패널(110)에 출력하고, 상기 터치 패널(110)에서 수신되는 복수의 센싱신호들을 근거로 핑거의 터치좌표 및 스타일러스 펜의 터치좌표 중 적어도 하나 이상을 판별하므로써, 핑거 터치 인식과 펜 터치 인식을 동시에 실현할 수 있다.

도 13은 도 12a 및 도 12b에 도시된 터치 센싱 장치에서 핑거와 스타일러스 펜을 개별적으로 인식한 터치 좌표 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 12a, 도 12b 및 도 13를 참조하면, 먹스를 0으로 설정한다(단계 S100). 즉, 상기 송신 먹스부(1224)에 구비되는 송신 먹스들의 제1 송신 입력단(0)와 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)을 서로 연결하고, 상기 수신 먹스부(1242)에 구비되는 수신 먹스들의 제1 수신 입력단(0)과 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)을 서로 연결한다.

이어, 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)에 구동신호들을 송신하고, 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)을 통해 센싱신호들을 수신한다(단계 S102).

이어, 상기 센싱신호들을 고속푸리에 변환하여 펜 주파수성분이 감지되는지를 체크한다(단계 S104). 상기 펜 주파수성분에는 펜 X-축 위치 정보(예를들어, 제5 주파수성분(f4))와 펜의 필압 정보(예를들어, 제6 주파수성분(f5))가 포함된다.

단계 S104에서 펜 주파수성분(f4, f5)이 감지되는 것으로 체크되면, 펜 X-축 위치 정보(예를들어, 제5 주파수성분(f4))를 저장하고 펜의 필압 정보( 예를들어, 제6 주파수성분(f5))를 저장한다(단계 S106).

이어, 먹스를 1로 설정한다(단계 S108). 즉, 상기 송신 먹스부(1224)에 구비되는 송신 먹스들의 제2 송신 입력단(1)와 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)을 서로 연결하고, 상기 수신 먹스부(1242)에 구비되는 수신 먹스들의 제2 수신 입력단(1)과 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)을 서로 연결한다.

이어, 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)을 통해 수신된 센싱신호들을 고속푸리에 변환하여 펜 주파수성분(f4, f5)이 감지되는지를 체크한다(단계 S110).

단계 S110에서 펜 주파수성분(f4, f5)이 감지되는 것으로 체크되면 펜 Y-축 위치 정보(f4)를 저장하고 펜의 필압 정보(f5)를 저장한다(단계 S112).

이어, 펜 좌표(X,Y) 및 펜 필압 정보를 보고한다(단계 S114). 상기 펜 좌표(X,Y)는 단계 S106에서 저장된 펜 X-축 위치 정보(f4)와 단계 S112에서 저장된 펜 Y-축 위치 정보(f4)이다. 상기 펜의 필압 정보(f5)는 단계 S106에서 저장된 펜의 필압 정보(f5) 또는 단계 S112에서 저장된 펜의 필압 정보(f5)일 수 있다.

이어, 먹스를 0으로 설정한 후(단계 S116), 단계 S104로 피드백한다. 즉, 상기 송신 먹스부(1224)에 구비되는 송신 먹스들의 제1 송신 입력단(0)와 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)을 서로 연결하고, 상기 수신 먹스부(1242)에 구비되는 수신 먹스들의 제1 수신 입력단(0)과 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)을 서로 연결한 후, 단계 S104로 피드백한다.

한편, 단계 S104에서 펜 주파수성분(f4, f5)이 감지되지 않은 것으로 체크되면, RX 센싱(FFT 처리)하여 송신 주파수성분(f0~f3)가 감지되는지를 체크한다(단계 S120).

단계 S120에서 송신 주파수성분(f0~f3)가 감지되지 않는 것으로 체크되면 단계 S102로 피드백하고, 단계 S120에서 송신 주파수성분(f0~f3)이 감지되는 것으로 체크되면 핑거의 터치 좌표를 저장하고(122), 저장된 핑거 좌표를 보고한다(단계 S124).

단계 S124의 핑거 좌표를 보고한 후 또는 단계 SS120에서 송신 주파수성분(f0~f3)이 감지되지 않은 것으로 체크되면, 버튼감지 주파수성분(f6)이 감지되는지의 여부를 체크한다(단계 S126).

단계 S126에서 버튼감지 주파수성분(f6)이 감지되는 것으로 체크되면, 상기 버튼감지 주파수성분(f6)에 대응하는 버튼감지 신호를 근거로 버튼 온/오프에 따른 기능을 설정한다(단계 S128).

단계 S126에서 버튼감지 주파수성분(f6)이 감지되지 않은 것으로 체크되거나 단계 S128을 수행한 후, 틸트감지 주파수성분(f7)이 감지되는지의 여부를 체크한다(단계 S130).

틸트감지 주파수성분(f7)이 감지되는 것으로 체크되면, 상기 틸트감지 주파수성분(f7)에 대응하는 틸트감지 신호를 근거로 펜의 경사각도를 연산한다(단계 S132).

이어, 펜의 경사각도를 근거로 선의 특성 또는 굵기 기능을 설정한 후(단계 S134), 단계 S102로 피드백한다. 여기서, 선의 특성은 드로잉되는 선이 만년필에 의한 선의 특성인지, 크레용에 의한 선의 특성인지, 연필에 의한 선의 특성인지 등을 의미할 수 있다. 또한 선의 굵기는 경사각도에 따라 얇은 선, 중간 굵기의 선, 두꺼운 굵기의 선 등이 표시될 수도 있다.

도 14는 도 12a 및 도 12b에 도시된 터치 센싱 장치에서 핑거와 스타일러스 펜을 동시에 인식한 터치 좌표 인식 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 12a, 도 12b 및 도 14을 참조하면, 먹스를 0으로 설정한다(단계 S200). 즉, 상기 송신 먹스부(1224)에 구비되는 송신 먹스들의 제1 송신 입력단(0)와 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)을 서로 연결하고, 상기 수신 먹스부(1242)에 구비되는 수신 먹스들의 제1 수신 입력단(0)과 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)을 서로 연결한다.

이어, 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)에 구동신호들을 송신하고, 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)을 통해 센싱신호들을 수신한다(단계 S202).

이어, 상기 센싱신호들을 고속푸리에 변환하여 펜 주파수성분(f0~f5)이 감지되는지를 체크한다(단계 S204).

단계 S204에서 펜 주파수성분(f0~f5)이 감지되지 않은 것으로 체크되면 단계 S202로 피드백한다.

단계 S204에서 펜 주파수성분(f0~f5)이 감지되는 것으로 체크되면, 펜 X-축 위치 정보(f4)를 저장하고 펜의 필압 정보(f5)를 저장한다(단계 S206).

이어, 먹스를 1로 설정한다(단계 S208). 즉, 상기 송신 먹스부(1224)에 구비되는 송신 먹스들의 제2 송신 입력단(1)와 구동전극들(TX0, TX1, TX2, TX3)을 서로 연결하고, 상기 수신 먹스부(1242)에 구비되는 수신 먹스들의 제2 수신 입력단(1)과 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)을 서로 연결한다.

이어, 센싱전극들(RX0, RX1, RX2, RX3)을 통해 수신된 센싱신호들을 고속푸리에 변환하여 펜 주파수성분(f4, f5)이 감지되는지를 체크한다(단계 S210).

단계 S210에서 펜 주파수성분(f4, f5)이 감지되는지를 체크되면 펜 Y-축 위치 정보(f4)를 저장하고 펜의 필압 정보(f5)를 저장한다(단계 S212).

이어, 핑거 좌표(X,Y) 정보, 펜 좌표(X,Y) 정보 및 펜 필압 정보를 보고한다(단계 S214). 상기 핑거 좌표(X,Y) 정보는 단계 S206에서 저장된 펜 X-축 좌표와 단계 S212에서 저장된 펜 Y-축 좌표이다. 상기 펜 필압 정보는 단계 S206에서 저장된 펜의 필압 정보(f5) 또는 단계 S212에서 저장된 펜의 필압 정보(f5)일 수 있다.

단계 S214를 수행한 후, 버튼감지 주파수성분(f6)이 감지되는지의 여부를 체크한다(단계 S216).

단계 S216에서 버튼감지 주파수성분(f6)이 감지되는 것으로 체크되면, 상기 버튼감지 주파수성분(f6)에 대응하는 버튼감지 신호를 근거로 버튼 온/오프에 따른 기능을 설정한다(단계 S218).

단계 S216에서 버튼감지 주파수성분(f6)이 감지되지 않은 것으로 체크되거나 단계 S218을 수행한 후, 틸트감지 주파수성분(f7)이 감지되는지의 여부를 체크한다(단계 S220).

틸트감지 주파수성분(f7)이 감지되는 것으로 체크되면, 상기 틸트감지 주파수성분(f7)에 대응하는 틸트감지 신호를 근거로 펜의 경사각도를 연산한다(단계 S222).

이어, 펜의 경사각도를 근거로 선의 특성 또는 굵기 기능을 설정한 후(단계 S224), 단계 S200으로 피드백한다.

여기에서의 방법(들)의 동작들이 특정한 순서로 도시되고 설명되었지만, 각 방법의 동작들은 특정한 동작들이 역순서로 수행될 수도 있도록 또는 특정한 동작이 다른 동작들과 적어도 부분적으로 동시에 수행될 수도 있도록 변경될 수도 있다. 다른 실시예에서, 개별 동작들의 명령들 또는 서브-동작들은 단속적 및/또는 교호 방식에 있을 수도 있다.

상술한 명세서에서, 본 발명은 본 발명의 특정한 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 첨부한 청구항들에 설명된 본 발명의 더 넓은 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경물들 및 변동물들이 이루어질 수도 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적인 관점 보다는 예시적인 관점으로 간주되어야 한다.

100 : 터치 센싱 장치 120 : 터치 센싱 콘트롤러
122 : 터치 구동부 124 : 터치 센싱부
126 : 터치 판별부 128 : 터치 제어부
1222 : 송신신호 생성부 1224 : 송신 먹스부
1242 : 수신 먹스부 1244 : 수신 센싱부
1246 : 아날로그-디지털 변환부 1248 : 고속푸리에 변환부
200 : 스타일러스 펜 202 : 도전성 케이스
204 : 팁 전극 206 : 필압 센서
209 : 링 전극 208 : 주파수 신호 생성기
210 : 믹서 250 : 버튼들
252 : 버튼 처리부 260 : 펜 제어부
206 : 필압 센서 207 : 필압 처리부
260 : 펜 제어부 270 : 전원 관리부
272 : 배터리 280 : 파형 발생부
290 : 파형 구동부 282 : 제5 주파수신호 발생기
284 : 제6 주파수신호 발생기 286 : 제7 주파수신호 발생기
292 : 제1 증폭부 294 : 제2 증폭부
296 : 제3 증폭부

Claims

복수의 구동전극들과 복수의 센싱전극들을 포함하는 터치 패널;
스타일러스 펜의 위치, 스타일러스 펜의 압력 및 스타일러스 펜의 틸트를 감지하기 위해 설정된 펜 주파수 신호를 상기 터치 패널에 제공하는 스타일러스 펜; 및
서로 다른 주파수성분을 갖는 복수의 구동신호들을 상기 터치 패널에 출력하고, 상기 터치 패널에서 수신되는 복수의 센싱신호들을 근거로 핑거의 터치좌표 및 상기 스타일러스 펜의 터치좌표 중 적어도 하나 이상을 판별하는 터치 센싱 콘트롤러를 포함하는 터치 시스템.
제1항에 있어서, 상기 펜 주파수 신호는, 스타일러스 펜의 위치를 감지하기 위해 설정된 위치감지 신호, 스타일러스 펜의 압력을 감지하기 위해 설정된 압력감지 신호 및 스타일러스 펜의 틸트를 감지하기 위해 설정된 틸트감지 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
제2항에 있어서, 상기 위치감지 신호, 상기 압력감지 신호, 상기 틸트감지 신호 및 상기 구동신호는 서로 다른 주파수성분을 갖는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
제1항에 있어서, 상기 스타일러스 펜은 스타일러스 펜의 버튼 온/오프를 감지하기 위한 버튼감지 신호를 상기 펜 주파수 신호에 믹싱시켜 상기 터치패널에 더 제공하는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
제1항에 있어서,
상기 위치감지 신호 및 상기 압력감지 신호는 상기 스타일러스 펜의 팁 전극에 제공되고,
상기 틸트감지 신호는 상기 스타일러스 펜의 링 전극에 제공되는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
제1항에 있어서, 상기 터치 센싱 콘트롤러는,
상기 구동전극들에 연결되고, 상기 구동전극들에 상기 구동신호들을 출력하는 터치 구동부;
상기 센싱전극들에 연결되고, 상기 센싱전극들을 통해 상기 센싱신호들을 수신하는 터치 센싱부; 및
상기 터치 센싱부를 통해 수신된 센싱신호들을 근거로 터치좌표를 판별하는 터치 판별부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
제6항에 있어서, 상기 터치 구동부는,
서로 다른 구동신호를 생성하는 복수의 송신신호 생성기들을 포함하는 송신신호 생성부; 및
상기 송신신호 생성기에 연결된 제1 송신 입력단, 상기 터치 센싱부에 연결된 제2 송신 입력단, 상기 구동전극에 연결된 출력단을 갖는 복수의 송신 먹스들을 포함하고, 외부로부터 제공되는 먹스 제어신호에 응답하여 상기 제1 송신 입력단과 상기 송신 출력단이 연결되거나 상기 제2 송신 입력단과 상기 출력단이 연결되는 송신 먹스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
제7항에 있어서, 상기 터치 센싱부는,
수신 출력단, 상기 센싱전극에 연결된 제1 수신 입력단, 상기 터치 구동부의 송신 먹스부의 제2 송신 입력단에 연결된 제2 수신 입력단을 갖는 복수의 수신먹스들을 포함하고, 상기 먹스 제어신호에 응답하여 상기 제1 수신 입력단이 상기 수신 출력단에 연결되거나 상기 제2 수신 입력단이 상기 수신 출력단에 연결되는 수신 먹스부;
상기 수신먹스들의 수신 출력단에 연결된 복수의 수신센싱기들을 포함하는 수신 센싱부;
상기 수신센싱기들을 통해 수신된 센싱신호들을 디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환부; 및
상기 아날로그-디지털 변환부에 의해 디지털 변환된 센싱신호를 푸리에 변환하는 고속푸리에 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 시스템.
스타일러스 펜의 위치, 스타일러스 펜의 압력 및 스타일러스 펜의 틸트를 감지하기 위해 설정된 펜 주파수 신호를 출력하는 스타일러스 펜에 접촉되는 터치 패널의 구동전극들에 연결되고, 상기 구동전극들에 상기 구동신호들을 출력하는 터치 구동부;
상기 터치 패널의 센싱전극들에 연결되고, 상기 센싱전극들을 통해 상기 센싱신호들을 수신하는 터치 센싱부; 및
상기 센싱신호들을 근거로 핑거의 터치좌표 및 상기 스타일러스 펜의 터치좌표 중 적어도 하나 이상을 판별하는 터치 판별부를 포함하는 터치 센싱 콘트롤러.
제9항에 있어서, 상기 터치 구동부는,
서로 다른 주파수성분을 갖는 구동신호를 생성하는 복수의 송신신호 생성기들을 포함하는 송신신호 생성부; 및
상기 송신신호 생성기에 연결된 제1 송신 입력단, 상기 터치 센싱부에 연결된 제2 송신 입력단, 상기 구동전극에 연결된 송신 출력단을 갖는 복수의 송신 먹스들을 포함하고, 외부로부터 제공되는 먹스 제어신호에 응답하여 상기 제1 송신 입력단과 상기 송신 출력단이 연결되거나 상기 제2 송신 입력단과 상기 송신 출력단이 연결되는 송신 먹스부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 콘트롤러.
제10항에 있어서, 상기 터치 센싱부는,
수신 출력단, 상기 센싱전극에 연결된 제1 수신 입력단, 상기 터치 구동부의 송신 먹스부의 제2 송신 입력단에 연결된 제2 수신 입력단을 갖는 복수의 수신먹스들을 포함하고, 상기 먹스 제어신호에 응답하여 상기 제1 수신 입력단이 상기 수신 출력단에 연결되거나 상기 제2 수신 입력단이 상기 수신 출력단에 연결되는 수신 먹스부;
상기 수신먹스들의 수신 출력단에 연결된 복수의 수신센싱기들을 포함하는 수신 센싱부;
상기 수신센싱기들을 통해 수신된 센싱신호들을 디지털 변환하는 아날로그-디지털 변환부; 및
상기 아날로그-디지털 변환부에 의해 디지털 변환된 센싱신호를 푸리에 변환하는 고속푸리에 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센싱 콘트롤러.
터치 패널에 접촉 가능한 팁 전극;
상기 터치 패널에 가해지는 상기 팁 전극의 압력을 측정하여 필압신호를 출력하는 필압 센서;
상기 필압신호를 근거로 압력감지 신호를 생성하고, 스타일러스 펜의 위치를 감지하기 위해 설정된 위치감지 신호 및 스타일러스 펜의 틸트를 감지하기 위해 설정된 틸트감지 신호를 생성하는 주파수 신호 생성기;
상기 위치감지 신호와 상기 압력감지 신호를 믹싱하여 믹싱신호를 상기 팁 전극에 제공하는 믹서; 및
상기 팁전극 및 상기 필압 센서에서 일정 간격 이격되어 배치되고, 상기 틸트감지 신호를 제공받는 링 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
제12항에 있어서, 상기 압력감지 신호는 상기 필압신호에 따라 주파수는 일정하고 진폭이 변경되는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
제12항에 있어서, 상기 압력감지 신호, 상기 위치감지 신호 및 상기 틸트감지 신호 각각의 주파수는 상기 터치 패널의 구동 전극에 가해지는 구동신호의 주파수와는 다른 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
제12항에 있어서, 상기 주파수 신호 생성기는 스타일러스 펜의 버튼 온/오프를 감지하기 위한 버튼감지 신호를 더 생성하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.