KR20180035879A - 액티브 스타일러스 링 전극 - Google Patents

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KR20180035879A
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프리얀카 반다리
블레이크 알. 마샬
리-콴 탄
레자 나시리 마할라티
에이단 엔. 짐머만
라이언 피. 브룩스
케빈 씨. 아르멘다리즈
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애플 인크.
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Abstract

표면에 대한 스타일러스의 배향을 결정하기 위한 링 전극. 스타일러스는 링 전극과 터치 패널 사이의 축전 결합을 개선할 수 있는 링 전극 구성을 포함할 수 있다. 링 전극 구성은 링 전극 및 접지 링, 및 접지 플레이트를 포함할 수 있다. 링 전극의 길이, 접지 링의 길이, 접지 플레이트의 길이, 및 이 요소들 사이의 거리를 다르게 함으로써, 링 전극에서 나오는 전기장을 조정하여 링 전극과 표면 사이의 축전 결합을 최적화할 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극은 다중 서브링들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극은 돌출부를 포함하는 왕관 형상을 포함할 수 있고, 돌출부는 각각 링 전극의 길이를 따라 최소 폭으로 좁아지는 폭을 갖는다.

Description

액티브 스타일러스 링 전극
본 내용은 일반적으로 터치 감응형 디바이스에 사용하기 위한 입력 디바이스에 관한것으로, 더 상세하게는, 액티브 스타일러스의 링 전극의 설계에 관한 것이다.
버튼 또는 키, 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 터치 패널, 터치스크린 등과 같은 많은 유형의 입력 디바이스들이 현재 컴퓨팅 시스템에서 작동들을 수행하는 데 이용가능하다. 터치 감응형 디바이스, 특히 터치 스크린은 매우 대중적인데, 그 이유는 적당한 가격뿐만 아니라 쉽고 융통성있는 작동 때문이다. 터치 감응형 디바이스는 터치 감응형 표면을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 패널, 및 액정 디스플레이(LCD)와 같은 디스플레이 디바이스를 포함할 수 있으며, 디스플레이 디바이스는 터치 감응형 표면이 디스플레이 디바이스의 가시영역의 적어도 일부분을 덮을 수 있도록 부분적으로 또는 완전히 패널 뒤에 위치될 수 있다. 터치 감응형 디바이스를 통해 사용자는 손가락, 스타일러스 또는 기타 객체를 이용하여 디스플레이 디바이스에 의해 표시되고 있는 사용자 인터페이스(UI)에 의해 종종 지시된 위치에서 터치 패널을 터치하거나 또는 그 위를 배회하면서 다양한 기능들을 수행할 수 있다. 일반적으로, 터치 감응형 디바이스는 터치 또는 배회 이벤트 및 터치 패널 상의 이벤트 위치를 인식할 수 있고, 이어서 컴퓨팅 시스템은 이벤트의 순간에 디스플레이가 보이는 것에 따라 이벤트를 해석할 수 있고, 이후에 이벤트에 기초하여 하나 이상의 동작을 수행할 수 있다.
스타일러스는 터치 감응형 디바이스에 대하여 인기있는 입력 디바이스가 되었다. 특히, 터치 감응형 디바이스에 의해 감지될 수 있는 스타일러스 자극 신호를 발생시킬 수 있는 액티브 스타일러스의 사용은 스타일러스의 정밀도 및 제어를 개선할 수 있다. 스타일러스가 터치 패널을 터치하거나 또는 그 위를 배회함에 따라, 스타일러스는 다양한 배향들(예컨대, 방위각 및 틸트 각도)을 가질 수 있다. 일부 스타일러스는 스타일러스의 배향을 검출하고 스타일러스 배향에 기초하여 동작들을 수행할 수 있다. 그러나, 액티브 스타일러스가 소정 배향 각도에서 사용될 때 액티브 스타일러스의 방위각 및 틸트 각도를 검출하는 것이 어려울 수 있다(예컨대, 틸트 부정확성 및 틸트 지터가 야기될 수 있음).
본 내용은 배향, 예컨대, 표면에 대한 스타일러스의 방위각 및 틸트 각도의 검출에 관한 것이다. 일례로, 접촉 표면, 예컨대, 터치 패널에 대한 스타일러스의 배향은, 표면에 대한 스타일러스 상의 하나 이상의 위치에서 커패시턴스를 검출하고, 이어서 커패시턴스(들)를 이용하여 표면에 대한 스타일러스의 배향을 결정함으로써 검출될 수 있다. 일부 예들에서, 스타일러스는 링 전극(배향 검출에 사용됨)과 터치 패널 사이의 축전 결합을 개선할 수 있는 링 전극 구성을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극 구성은 제어 회로부에 연결된 원통형 링 전극 및 기준 전위, 예를 들어, 접지에 연결된 접지 링을 포함할 수 있다. 링 전극의 길이, 접지 링의 길이, 및 이 요소들 사이의 거리를 다르게 함으로써, 링 전극에서 나오는 전기장을 조정하여 링 전극과 표면 사이의 축전 결합을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 원통형 링 전극과 표면 사이의 결합은 링 전극을 따라 더 균일할 수 있는데, 이는 틸트 정확도를 개선하고 틸트 지터를 감소시켜, 스타일러스 성능이 더 좋게 할 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극은 다중 서브링들을 포함할 수 있고, 각각의 서브링의 각자의 길이는 각각의 서브링과 함께 전극의 길이를 따라 스타일러스 팁으로부터 멀어질수록 증가한다. 일부 예들에서, 링 전극은 돌출부를 포함하는 왕관 형상을 포함할 수 있고, 돌출부는 각각 링 전극의 길이를 따라 최소 폭으로 좁아지는 폭을 갖는다. 일부 경우들에서, 스타일러스 팁에 근접한 부분(예컨대, 링 전극의 절반)에서의 링 전극의 표면적은 스타일러스 팁에서 원위에 있는 부분에서의 링 전극의 표면적보다 작을 수 있다. 일부 경우들에서, 링 전극 베이스는 비아들을 포함할 수 있고 팁 전극, 링 전극, 및 접지 링으로부터 링 전극 베이스를 통해 스타일러스 내의 제어 회로부로 기록을 우회할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 개시내용의 예들에 따라 액티브 스타일러스로부터 입력을 수용할 수 있는 터치 스크린을 구비한 시스템들의 예를 예시한다.
도 2는 개시내용의 예들에 따라 액티브 스타일러스로부터 입력을 수신할 수 있는 예시 컴퓨팅 시스템의 블록도를 예시한다.
도 3은 개시내용의 예들에 따라 구동 및 감지 영역들 또는 라인들로서 구성되는 터치 감지 회로부를 포함하는 예시 터치 스크린을 예시한다.
도 4는 개시내용의 예들에 따라 픽셀형 전극들로서 구성된 터치 감지 회로부를 포함하는 예시 터치 스크린을 예시한다.
도 5a 및 도 5b는 개시내용의 다양한 예들에 따른 예시적인 스타일러스의 측면도 및 저면도를 각각 예시한다.
도 6은 개시내용의 예들에 따라 도 2의 터치 ASIC을 이용하여 스타일러스 스캔을 수행하도록 동작가능한 예시 터치 센서 패널 구성을 예시한다.
도 7a 및 도 7b는 개시내용의 다양한 예들에 따른 예시적인 스타일러스의 수직 배향 및 틸트된 배향을 각각 예시한다.
도 8a 및 도 8b는 개시내용의 예들에 따라 예시 스타일러스 및 예시 터치 감응형 디바이스에 대하여 방위각 및 틸트 각도를 각각 예시한다.
도 9a는 개시내용의 예들에 따라 관용적인 링 전극을 포함하는 예시 스타일러스를 예시한다.
도 9b는 개시내용의 예들에 따라 원통형 링 전극을 포함하는 예시 스타일러스를 예시한다.
도 9c는 개시내용의 예들에 따라 더 균일한 전기장 결합을 갖도록 구성된 원통형 링 전극을 포함하는 예시 스타일러스를 예시한다.
도 10a 및 도 10b는 개시내용의 예들에 따라 더 균일한 전기장 결합을 갖도록 구성된 링 전극 구성의 사시도 및 측면도를 각각 예시한다.
도 11a 및 도 11b는 개시내용의 예들에 따라 더 균일한 전기장 결합을 갖도록 구성된 다른 링 전극 구성의 사시도 및 측면도를 각각 예시한다.
도 12a 및 도 12b는 개시내용의 예들에 따라 더 균일한 전기장 결합을 갖도록 구성된 다른 링 전극 구성의 사시도 및 측면도를 각각 예시한다.
도 12c 및 도 12d는 개시내용의 예들에 따라 링 전극의 길이를 따라 2개의 기준 라인들에서 도 12a 및 도 12b의 링 전극의 단면도들을 예시한다.
도 13a 및 도 13b는 개시내용의 예들에 따라 경유하는 배선들을 포함하는 링 전극 베이스의 단면도 및 측면도를 각각 예시한다.
예들의 다음 설명에서, 첨부된 도면들이 참조되며, 실시될 수 있는 특정 예들이 도면들 내에서 예시로서 도시된다. 다양한 예들의 범주를 벗어나지 않으면서 다른 예들이 이용될 수 있고 구조적 변경이 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 내용은 배향, 예컨대, 표면에 대한 스타일러스의 방위각 및 틸트 각도의 검출에 관한 것이다. 일례로, 접촉 표면, 예컨대, 터치 패널에 대한 스타일러스의 배향은, 표면에 대한 스타일러스 상의 하나 이상의 위치에서 커패시턴스를 검출하고, 이어서 커패시턴스(들)를 이용하여 표면에 대한 스타일러스의 배향을 결정함으로써 검출될 수 있다. 일부 예들에서, 스타일러스는 링 전극(배향 검출에 사용됨)과 터치 패널 사이의 축전 결합을 개선할 수 있는 링 전극 구성을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극 구성은 제어 회로부에 연결된 원통형 링 전극 및 기준 전위, 예를 들어, 접지에 연결된 접지 링을 포함할 수 있다. 링 전극의 길이, 접지 링의 길이, 및 이 요소들 사이의 거리를 다르게 함으로써, 링 전극에서 나오는 전기장을 조정하여 링 전극과 표면 사이의 축전 결합을 최적화할 수 있다. 예를 들어, 원통형 링 전극과 표면 사이의 결합은 링 전극을 따라 더 균일할 수 있는데, 이는 틸트 정확도를 개선하고 틸트 지터를 감소시켜, 스타일러스 성능이 더 좋게 할 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극은 다중 서브링들을 포함할 수 있고, 각각의 서브링의 각자의 길이는 각각의 서브링과 함께 전극의 길이를 따라 스타일러스 팁으로부터 멀어질수록 증가한다. 일부 예들에서, 링 전극은 돌출부를 포함하는 왕관 형상을 포함할 수 있고, 돌출부는 각각 링 전극의 길이를 따라 최소 폭으로 좁아지는 폭을 갖는다. 일부 경우들에서, 스타일러스 팁에 근접한 부분(예컨대, 링 전극의 절반)에서의 링 전극의 표면적은 스타일러스 팁에서 원위에 있는 부분에서의 링 전극의 표면적보다 작을 수 있다. 일부 경우들에서, 링 전극 베이스는 비아들을 포함할 수 있고 팁 전극, 링 전극, 및 접지 링으로부터 링 전극 베이스를 통해 스타일러스 내의 제어 회로부로 기록을 우회할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 개시내용의 예들에 따라 액티브 스타일러스로부터 입력을 수용할 수 있는 터치 스크린을 구비한 시스템들의 예를 예시한다. 도 1a는 개시내용의 예들에 따라 액티브 스타일러스로부터 입력을 수용할 수 있는 터치 스크린(124)을 포함하는 예시적인 모바일 전화기(136)를 예시한다. 도 1b는 개시내용의 예들에 따라 액티브 스타일러스로부터 입력을 수용할 수 있는 터치 스크린(126)을 포함하는 예시 디지털 미디어 플레이어(140)를 예시한다. 도 1c는 개시내용의 예들에 따라 액티브 스타일러스로부터 입력을 수용할 수 있는 터치 스크린(128)을 포함하는 예시 개인용 컴퓨터(144)를 예시한다. 도 1d는 개시내용의 예들에 따라 액티브 스타일러스로부터 입력을 수용할 수 있는 터치 스크린(130)을 포함하는 예시 태블릿 컴퓨팅 디바이스(148)를 예시한다. 기타 디바이스들, 예컨대, 웨어러블 디바이스가 개시내용의 예들에 따라 액티브 스타일러스로부터 입력을 수용할 수 있다.
터치 스크린들(124, 126, 128, 130)은, 예를 들어, 자기 커패시턴스 또는 상호 커패시턴스 감지 기술, 또는 다른 터치 감응 기술에 기초할 수 있다. 예를 들어, 자기 커패시턴스 기반 터치 시스템에서, 접지에 대하여 자기 커패시턴스를 갖는 개별적인 전극이 터치를 검출하기 위한 터치 픽셀(터치 노드)을 형성하는 데 사용될 수 있다. 객체가 터치 픽셀에 접근함에 따라, 접지에 대한 부가적인 커패시턴스는 객체와 터치 픽셀 사이에 형성될 수 있다. 접지에 대한 부가적인 커패시턴스는 터치 픽셀에 의해 보여진 자기 커패시턴스에서의 순 증가를 야기할 수 있다. 자기 커패시턴스에서의 이 증가는 다수의 객체들이 터치 스크린을 터치할 때, 상기 다수의 객체들의 위치들을 결정하기 위해 터치 감지 시스템에 의해 검출 및 측정될 수 있다.
상호 커패시턴스 기반 터치 시스템은 예를 들면, 구동 라인들 및 감지 라인들과 같은, 구동 영역들 및 감지 영역들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 구동 라인들은 행들로 형성될 수 있는 반면에, 감지 라인들은 열들로 형성될 수 있다(즉, 직교한다). 터치 픽셀들(터치 노드들)이 (단일 층 구성의) 행들 및 열들의 교차점 또는 인접한 곳에 형성될 수 있다. 동작 동안, 행들은 교류(AC) 파형으로 자극될 수 있고, 터치 픽셀의 행과 열 사이에 상호 커패시턴스가 형성될 수 있다. 객체가 터치 픽셀에 접근함에 따라, 터치 픽셀의 행과 열 사이에 결합되는 전하의 일부는 대신에 객체 상에 결합될 수 있다. 터치 픽셀에 걸친 전하 결합에서의 이 감소는 행과 열 사이의 상호 커패시턴스에서의 순 감소 및 터치 픽셀에 걸쳐 결합되는 AC 파형에서의 감소를 야기할 수 있다. 전하 결합 AC 파형에서의 이러한 감소는 다수의 객체들이 터치 스크린을 터치할 때, 상기 다수의 객체들의 위치들을 결정하기 위해 터치 감지 시스템에 의해 검출 및 측정될 수 있다. 일부 예들에서, 터치 스크린은 멀티-터치, 단일 터치, 프로젝션 스캔(projection scan), 완전한-이미징 멀티-터치, 또는 임의의 정전용량 터치일 수 있다.
도 2는 개시내용의 예들에 따라 액티브 스타일러스로부터 입력을 수신할 수 있는 예시 컴퓨팅 시스템(200)의 블록도를 예시한다. 컴퓨팅 시스템(200)은, 예를 들어, 모바일 전화기(136), 디지털 미디어 플레이어(140), 개인용 컴퓨터(144), 태블릿 컴퓨팅 디바이스(148), 웨어러블 디바이스, 또는 터치 스크린을 포함하는 임의의 모바일 또는 비 모바일 컴퓨팅 디바이스에 포함될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(200)은 이미지를 디스플레이하고 터치 스크린(220)의 표면에서 또는 그 근처에서 객체(예컨대, 손가락(203) 또는 액티브 또는 패시브 스타일러스(205))로부터의 터치 및/또는 근접(예컨대, 배회) 이벤트를 검출하기 위한 통합형 터치 스크린(220)을 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(200)은 또한 터치 및/또는 스타일러스 감지 동작을 수행하기 위한 터치 ASIC(201)로서 예시되는 주문형 집적회로("ASIC")를 포함할 수 있다. 터치 ASIC(201)는 하나 이상의 터치 프로세서(202), 주변장치(204), 및 터치 제어기(206)를 포함할 수 있다. 터치 ASIC(201)는 터치 및/또는 스타일러스 감지 동작(아래에 더 상세하게 기재됨)을 수행하기 위한 터치 스크린(220)의 터치 감지 회로부에 결합될 수 있다. 주변장치들(204)은 랜덤 액세스 메모리(RAM) 또는 다른 유형들의 메모리 또는 저장장치, 감시 타이머(watchdog timer) 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 터치 제어기(206)는 수신 섹션(208), 패널 스캔 엔진(210)(채널 스캔 로직을 포함할 수 있음) 및 전송 섹션(214)(아날로그 또는 디지털 구동 로직을 포함할 수 있음) 내의 하나 이상의 감지 채널을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 예들에서, 전송 섹션(214) 및 수신 섹션(208)은 실행될 스캔 이벤트(예컨대, 상호 커패시턴스 행-열 스캔, 상호 커패시턴스 행-행 스캔, 상호 커패시턴스 열-열 스캔, 행 자기 커패시턴스 스캔, 열 자기 커패시턴스 스캔, 터치 스펙트럼 분석 스캔, 스타일러스 스펙트럼 분석 스캔, 스타일러스 스캔 등)에 기초하여 패널 스캔 엔진(210)에 의해 재구성될 수 있다. 패널 스캔 엔진(210)은 RAM(212)에 액세스하고, 감지 채널들로부터 데이터를 독자적으로 판독하고 감지 채널들에 제어를 제공할 수 있다. 터치 제어기(206)는 또한 터치 스크린에서 수행될 스캔 이벤트들의 순서를 정의할 수 있는 스캔 계획(예컨대, RAM(212)에 저장됨)을 포함할 수 있다. 스캔 계획은 특정 스캔 이벤트가 수행되도록 전송 섹션 및 수신 섹션을 구성 또는 재구성하는 데 필요한 정보를 포함할 수 있다. 다양한 스캔들로부터의 결과물(예컨대, 터치 신호 또는 터치 데이터)이 또한 RAM(212)에 저장될 수 있다. 또한, 패널 스캔 엔진(210)은 터치 스크린(220)의 터치 감지 회로부의 구동 영역들에 선택적으로 인가될 수 있는 다양한 주파수들 및/또는 위상들의 자극 신호들을 발생시키도록 전송 섹션(214)에 대한 제어를 제공할 수 있다. 터치 제어기(206)는 또한 터치 및 스타일러스 스캐닝에 대한 낮은 노이즈 주파수들을 결정하는 스펙트럼 분석기를 포함할 수 있다. 스펙트럼 분석기는 자극되지 않은 터치 스크린으로부터의 스캔 결과에 스펙트럼 분석을 수행할 수 있다. 도 2에서 단일 ASIC로서 예시되지만, 터치 ASIC(201)의 다양한 컴포넌트들 및/또는 기능은 다수의 회로, 소자, 칩, 및/또는 개별 컴포넌트들을 이용하여 구현될 수 있다.
컴퓨팅 시스템(200)은 또한 디스플레이 동작을 수행하기 위한 디스플레이 ASIC(216)로서 예시된 주문형 집적회로를 포함할 수 있다. 디스플레이 ASIC(216)는 터치 스크린(220) 상에 디스플레이하기 위한 하나 이상의 스틸 이미지 및/또는 하나 이상의 비디오 시퀀스를 프로세싱하는 하드웨어를 포함할 수 있다. 디스플레이 ASIC(216)는, 예를 들어, 프레임/비디오 시퀀스를 표현하는 데이터를 메모리(도시되지 않음)로부터 메모리 제어기(도시되지 않음)를 통해 판독하는 판독 메모리 동작들을 생성하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 ASIC(216)는 이미지 데이터(예컨대, 스틸 이미지, 비디오 시퀀스 등)에 다양한 프로세싱을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 디스플레이 ASIC(216)는 스틸 이미지들을 스케일링하고, 비디오 시퀀스의 프레임들에 디더링(dither), 스케일링, 및/또는 색 공간 변환을 수행하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 ASIC(216)는 스틸 이미지 프레임들과 비디오 시퀀스 프레임들을 블렌딩하여, 표시할 출력 프레임들을 생성하도록 구성될 수 있다. 디스플레이 ASIC(216)는 또한 더 일반적으로 디스플레이 제어기, 디스플레이 파이프, 디스플레이 제어 유닛, 또는 디스플레이 파이프라인으로 지칭될 수 있다. 디스플레이 제어 유닛은 일반적으로 하나 이상의 소스(예컨대, 스틸 이미지 및/또는 비디오 시퀀스)의 프레임을 디스플레이하기 위해 준비하도록 구성된 임의의 하드웨어 및/또는 펌웨어일 수 있다. 더 구체적으로는, 디스플레이 ASIC(216)는 메모리에 저장된 하나 이상의 소스 버퍼로부터 소스 프레임들을 검색하고, 소스 버퍼로부터의 프레임들을 합성하고, 생성된 프레임들을 터치 스크린(220) 상에 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 따라서, 디스플레이 ASIC(216)는 하나 이상의 소스 버퍼를 판독하고 이미지 데이터를 합성하여 출력 프레임들을 생성하도록 구성될 수 있다.
디스플레이 ASIC(216)는 다양한 제어 및 데이터 신호들, 예컨대, 타이밍 신호들(예컨대, 하나 이상의 클록 신호) 및/또는 수직 블랭킹 기간 및 수평 블랭킹 구간 제어를 디스플레이에 제공할 수 있다. 타이밍 신호들은 픽셀의 전송을 나타낼 수 있는 픽셀 클록을 포함할 수 있다. 데이터 신호들은 색상 신호들(예컨대, 적색, 녹색, 청색)을 포함할 수 있다. 디스플레이 ASIC(216)는 터치 스크린(220)을 실시간으로 제어하여, 터치 스크린이 프레임에 의해 표시되는 이미지를 디스플레이하고 있을 때, 디스플레이될 픽셀들을 나타내는 데이터를 제공할 수 있다. 그와 같은 터치 스크린(220)에 대한 인터페이스는, 예를 들어, 비디오 그래픽 어레이(VGA) 인터페이스, 고화질 멀티미디어 인터페이스(HDMI), 디지털 비디오 인터페이스(DVI), LCD 인터페이스, 플라즈마 인터페이스, 또는 임의의 기타 적합한 인터페이스일 수 있다.
일부 예들에서, 핸드오프 모듈(218)이 또한 컴퓨팅 시스템(200)에 포함될 수 있다. 핸드오프 모듈(218)은 터치 ASIC(201), 디스플레이 ASIC(216), 및 터치 스크린(220)에 결합될 수 있고, 터치 스크린(220)과 함께 터치 ASIC(201) 및 디스플레이 ASIC(216)에 접속하도록 구성될 수 있다. 핸드오프 모듈(212)은 터치 ASIC(201) 및 디스플레이 ASIC(216)로부터의 스캐닝/감지 및 디스플레이 명령어들에 따라 터치 스크린(220)을 적절하게 동작시킬 수 있다. 다른 예들에서, 디스플레이 ASIC(216)는 터치 스크린(220)의 디스플레이 회로부에 결합될 수 있고, 터치 ASIC(201)는 핸드오프 모듈(218) 없이 터치 스크린(220)의 터치 감지 회로부에 결합될 수 있다.
터치 스크린(220)은 액정 디스플레이(LCD) 기술, 발광 중합체 디스플레이(LPD) 기술, 유기 LED(OLED) 기술, 또는 유기 전계 발광(OEL) 기술을 이용할 수 있지만, 다른 디스플레이 기술들이 다른 예들에서 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 터치 스크린(220)의 터치 감지 회로부 및 디스플레이 회로부는 서로의 상부에 적층될 수 있다. 예를 들어, 터치 센서 패널은 디스플레이의 표면의 일부 또는 전부를 커버할 수 있다(예컨대, 단일 적층물에서 하나를 그 다음 것 위에 제조하거나 또는 터치 센서 패널 적층물을 디스플레이 적층물과 서로 접착시켜 형성함). 다른 예들에서, 터치 스크린(220)의 터치 감지 회로부 및 디스플레이 회로부는 부분적으로 또는 전체적으로 서로 통합될 수 있다. 통합은 구조적 및/또는 기능적일 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 회로부의 일부 또는 전부는 구조적으로 디스플레이의 기판 층들 사이(예컨대, 디스플레이 픽셀 셀의 두 기판 사이)에 있을 수 있다. 디스플레이 픽셀 셀의 외측에 형성된 터치 감지 회로부의 부분들은 "온 셀" 부분들 또는 층들로 지칭될 수 있는 반면, 디스플레이 픽셀 셀의 내측에 형성된 터치 감지 회로부의 부분들은 "인 셀" 부분들 또는 층들로 지칭될 수 있다. 추가적으로, 일부 전자 컴포넌트들은 공유될 수 있고, 때때로 터치 감지 회로부로 사용되고 다른 때에는 디스플레이 회로부로 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 예들에서, 공통 전극들은 액티브 디스플레이 리프레시 동안 디스플레이 기능에 사용될 수 있고, 터치 감응 기간 동안 터치 감응 기능들을 수행하는 데 사용될 수 있다. 감지 기능과 디스플레이 기능 사이에 컴포넌트들을 공유하는 터치 스크린 적층물이 인 셀 터치 스크린으로 지칭될 수 있다.
컴퓨팅 시스템(200)은 또한 터치 ASIC(201)에 결합된 호스트 프로세서(228)를 포함할 수 있거나, 터치 ASIC(201)로부터 (예컨대, 터치 프로세서(202)로부터, 예를 들어, 직렬 주변 인터페이스(SPI) 버스와 같은 통신 버스를 통해) 출력들을 수신하고, 출력들에 기초하여 동작들을 수행할 수 있다. 호스트 프로세서(228)는 또한 프로그램 저장장치(232) 및 디스플레이 ASIC(216)에 연결될 수 있다. 호스트 프로세서(228)는, 예를 들어, 디스플레이 ASIC(216)와 통신하여 터치 스크린(220) 상에 사용자 인터페이스(UI)의 이미지와 같은 이미지를 생성할 수 있고, 터치 ASIC(201)(터치 프로세서(202) 및 터치 제어기(206)를 포함)를 이용하여 터치 스크린(220) 상의 또는 그 근처에서 디스플레이된 UI에 대한 터치 입력과 같은 터치를 검출할 수 있다. 터치 입력은 커서 또는 포인터와 같은 객체를 움직이는 것, 스크롤링 또는 패닝(panning)하는 것, 제어 설정들을 조정하는 것, 파일 또는 문서를 여는 것, 메뉴를 보는 것, 선택을 하는 것, 명령어들을 실행하는 것, 호스트 디바이스에 연결된 주변 디바이스를 동작시키는 것, 전화 통화를 받는 것, 전화 통화를 거는 것, 전화 통화를 종료하는 것, 볼륨 또는 오디오 설정들을 변경하는 것, 주소들, 자주 다이얼링되는 번호들, 수신된 통화들, 부재중 통화들과 같은 전화 통신들과 관련된 정보를 저장하는 것, 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크에 로그인하는 것, 허가된 개인들에게 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크의 제한된 영역들에의 액세스를 허용하는 것, 컴퓨터 데스크톱의 사용자의 선호하는 배열과 연관된 사용자 프로파일을 로딩하는 것, 웹 콘텐츠에의 액세스를 허용하는 것, 특정 프로그램을 론칭(launching)하는 것, 메시지를 암호화하거나 디코딩하는 것 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는 작업들을 수행하기 위해 프로그램 저장장치(232)에 저장된 컴퓨터 프로그램들에 의해 사용될 수 있다. 호스트 프로세서(228)는 또한 터치 프로세싱에 관련되지 않을 수도 있는 부가적인 기능들을 수행할 수 있다.
컴퓨팅 시스템(200)은 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있고, 이들은 다양한 기능들을 구현하는 소프트웨어 또는 펌웨어를 실행시킬 수 있다. 특히, 터치 및/또는 스타일러스 감지 기능과 디스플레이 기능 사이에 컴포넌트들을 공유하는 통합형 터치 스크린의 경우, 터치 ASIC 및 디스플레이 ASIC는 터치 센서 패널의 회로부를 적절하게 공유하도록 동기화될 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 하나 이상의 터치 프로세서(202), 디스플레이 ASIC(216) 내의 프로세서, 및/또는 호스트 프로세서(228) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 디스플레이 ASIC(216) 및 호스트 프로세서(228)는 단일 ASIC 내에 통합될 수 있지만, 다른 예들에서, 호스트 프로세서(228) 및 디스플레이 ASIC(216)는 서로 결합된 별개의 회로들일 수 있다. 일부 예들에서, 호스트 프로세서(228)는 마스터 회로의 역할을 할 수 있고, 디스플레이 ASIC(216), 터치 ASIC(201) 및 핸드오프 모듈(218) 중 하나 이상에 의해 사용될 수 있는 동기화 신호들을 발생시켜 인 셀 터치 스크린에 대하여 감지 기능 및 디스플레이 기능을 적절하게 수행할 수 있다. 동기화 신호들은 호스트 프로세서(228)로부터 디스플레이 ASIC(216), 터치 ASIC(201) 및 핸드오프 모듈(218) 중 하나 이상으로 직접 전달될 수 있다. 대안적으로, 동기화 신호들은 간접적으로 전달될 수 있다(예컨대, 터치 ASIC(201) 또는 핸드오프 모듈(218)은 동기화 신호들을 디스플레이 ASIC(216)를 통해 수신할 수 있음).
컴퓨팅 시스템(200)은 또한 무선 모듈(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 무선 모듈은 WiFi®, 블루투스(BLUETOOTH™) 등과 같은 무선 통신 표준을 구현할 수 있다. 무선 모듈은 터치 ASIC(201) 및/또는 호스트 프로세서(228)에 결합될 수 있다. 터치 ASIC(201) 및/또는 호스트 프로세서(228)는, 예를 들어, 스캔 계획 정보, 타이밍 정보, 및/또는 주파수 정보를 무선 모듈에 전송하여 무선 모듈이 정보를, 예를 들어, 액티브 스타일러스(즉, 자극 신호를 발생시키고 터치 센서 패널에 주입할 수 있는 스타일러스)에 전송하도록 할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템(200)은 스타일러스가 자극 신호들을 발생시키는 데 사용할 수 있는 하나 이상의 낮은 노이즈 주파수를 나타내는 주파수 정보를 전송할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 컴퓨팅 시스템(200)이 스타일러스 스캔을 수행하고 스타일러스 자극 신호들에 (예컨대, 스타일러스 스캔 기간 동안에만 자극을 발생시킴으로써 전력을 절약하도록) 기대하면, 타이밍 정보는 스타일러스(205)를 컴퓨팅 시스템(200)과 동기화시키는 데 사용될 수 있고, 스캔 계획 정보는 스타일러스(205)에 표시되는 데 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 무선 모듈은 또한 액티브 스타일러스(205)와 같은 주변 디바이스로부터 정보를 수신할 수 있고, 이들은 터치 ASIC(201) 및/또는 호스트 프로세서(228)에 전송될 수 있다. 다른 예들에서, 무선 통신 기능은 전용 칩보다는 컴퓨팅 시스템(200)의 다른 컴포넌트들에 포함될 수 있다.
주의할 점은, 본 명세서에 기재된 기능들 중 하나 이상은 메모리에 저장되고 터치 ASIC(201) 내의 터치 프로세서에 의해 실행되거나, 또는 프로그램 저장장치에 저장되고 호스트 프로세서(228)에 의해 실행되는 펌웨어에 의해 수행될 수 있다는 것이다. 펌웨어는 또한 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 명령어들을 페치하여 명령어들을 실행할 수 있는 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서 포함 시스템, 또는 다른 시스템과 같은, 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 임의의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에서 저장 및/또는 전송될 수 있다. 본 명세서와 관련하여, "비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함하거나 저장할 수 있는 (신호를 제외한) 임의의 매체일 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체 저장장치는 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치 또는 디바이스, 휴대용 컴퓨터 디스켓(자기), 랜덤 액세스 메모리(RAM)(자기), 판독 전용 메모리(ROM)(자기), 소거가능 프로그래머블 판독 전용 메모리(EPROM)(자기), CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R, 또는 DVD-RW와 같은 휴대용 광학 디스크, 또는 콤팩트 플래시 카드, 보안 디지털 카드, USB 메모리 디바이스, 메모리 스틱과 같은 플래시 메모리 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
펌웨어는 또한 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스로부터 명령어들을 페치하고 명령어들을 실행할 수 있는, 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서 포함 시스템, 또는 다른 시스템과 같은, 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 연결하여 사용하기 위한 임의의 전송 매체 내에서 전파될 수 있다. 본 문서와 관련하여, "전송 매체"는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 전달, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 전송 판독가능 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기, 또는 적외선형 유선 또는 무선 전파 매체를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
컴퓨팅 시스템(200)은 도 2의 컴포넌트들 및 구성에 제한되지 않고, 다양한 예에 따라 다수의 구성으로 다른 컴포넌트들 또는 추가의 컴포넌트들을 포함할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 컴퓨팅 시스템(200)의 컴포넌트들은 단일 디바이스 내에 포함될 수 있거나, 다수의 디바이스 사이에 분산될 있다.
위에서 논의한 바와 같이, 터치 스크린(220)은 터치 감지 회로부를 포함할 수 있다. 도 3은 개시내용의 예들에 따라 구동 및 감지 영역들 또는 라인들로서 구성되는 터치 감지 회로부를 포함하는 예시 터치 스크린을 예시한다. 터치 스크린(320)은 복수의 구동 라인(322) 및 복수의 감지 라인(323)을 가지는 정전용량 감지 매체를 포함할 수 있는 터치 감지 회로를 포함할 수 있다. 주의할 점은, 용어 "라인들"은 종종 본 명세서에서 단순한 전도성 경로를 의미하는 데 사용되고, 통상의 기술자가 쉽게 이해하는 바와 같이, 엄격하게 선형인 요소들에 한정되지 않고, 방향을 변경하는 경로들을 포함하고, 상이한 크기, 형상, 재료 등의 경로를 포함한다는 것이다. 추가적으로, 구동 라인들(322) 및 감지 라인들(323)은 구동 라인 및 감지 라인을 형성하기 위하여 서로 결합된 더 작은 전극들로 형성될 수 있다. 구동 라인들(322)은 전송 섹션(214)으로부터 구동 인터페이스(324)를 통해 수신된 자극 신호들에 의해 구동될 수 있고, 감지 라인들(323)에서 발생된 생성된 감지 신호들은 감지 인터페이스(325)를 통해 터치 제어기(206)의 수신 섹션(208)(또한 이벤트 검출 및 복조 회로로 지칭됨) 내의 감지 채널들에 전송될 수 있다. 이 방식으로, 구동 라인 및 감지 라인은 정전용량성 감지 노드를 형성하도록 상호작용할 수 있는 터치 감지 회로의 일부일 수 있고, 상기 정전용량성 감지 노드는 터치 픽셀(326, 327)과 같은, 터치 화소(터치 픽셀)로서 간주될 수 있다. 이러한 방식의 이해는 터치 스크린(320)이 터치의 "이미지"를 캡쳐하는 것처럼 보일 때, 특히 유용할 수 있다. 즉, 터치 제어기(206)는 터치가 터치 스크린에서의 각각의 터치 픽셀에서 검출되는지 결정한 후에, 터치가 발생한 터치 스크린에서의 터치 픽셀의 패턴은 터치의 "이미지"(예를 들면, 터치 스크린을 터치하는 손가락 또는 기타 객체들의 패턴)로서 간주될 수 있다.
행/구동 및 열/감지 연관은 예시적일 수 있고, 다른 예들에서, 열들이 구동 라인들일 수 있고 행들이 감지 라인들일 수 있음을 이해해야 한다. 일부 예들에서, 행 전극 및 열 전극은 터치 노드들이 x 및 y 좌표를 가질 수 있도록 수직일 수 있지만, 다른 좌표 시스템들이 또한 사용될 수 있고, 터치 노드들의 좌표는 상이하게 정의될 수 있다. 터치 스크린(220)은 바람직한 개수 및 패턴의 터치 노드들을 형성하도록 임의의 개수의 행 전극들 및 열 전극들을 포함할 수 있음이 이해되어야 한다. 터치 센서 패널의 전극들은 행-열 및/또는 열-행 상호 커패시턴스 스캔, 자기 커패시턴스 행 및/또는 열 스캔, 행-행 상호 커패시턴스 스캔, 열-열 상호 커패시턴스 스캔, 및 스타일러스 스캔 중 일부 또는 전부를 포함하는 다양한 스캔들을 수행하도록 구성될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 터치 스크린은 픽셀형 전극들의 어레이를 포함하는 터치/배회 감지 회로부를 포함할 수 있다. 도 4는 개시내용의 예들에 따라 픽셀형 전극들로서 구성된 터치 감지 회로부를 포함하는 예시 터치 스크린을 예시한다. 터치 스크린(420)은 복수의 전기적으로 절연된 터치 픽셀 전극(422)을 갖는 정전용량성 감지 매체를 포함할 수 있는 터치 감지 회로부를 포함할 수 있다(예를 들면, 픽셀형 터치 스크린). 예를 들어, 자기 커패시턴스 구성에서, 터치 픽셀 전극들(422)은 터치 제어기(206)의 수신 섹션(208) 내의 감지 채널들에 결합될 수 있고, 감지 채널들(또는 전송 섹션(214))로부터 구동/감지 인터페이스(425)를 통해 수신된 자극 신호들에 의해 구동될 수 있고, 또한 구동/감지 인터페이스를 통해 감지 채널들에 의해 감지될 수 있고, 이는 위에서 기재한 바와 같다. 터치를 검출하는 데 사용되는 전도성 플레이트들(즉, 터치 픽셀 전극들(422))을 "터치 픽셀" 전극들로서 라벨링하는 것은, 터치 스크린(420)이 터치의 "이미지"를 캡처하는 것으로서 보여질 때 특히 유용할 수 있다. 즉, 터치 제어기(206)가 터치 스크린(420)의 각각의 터치 픽셀 전극(422)에서 검출된 터치의 양을 결정한 이후에, 터치가 발생한 터치 스크린의 터치 픽셀 전극들의 패턴은 터치의 "이미지"(예를 들면, 터치 스크린을 터치하는 손가락들 또는 기타 객체들의 패턴)로서 간주될 수 있다. 픽셀형 터치 스크린은 상호 커패시턴스 및/또는 자기 커패시턴스를 감지하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에서 논의한 바와 같이, 컴퓨팅 시스템(200)은 손가락 또는 패시브 스타일러스와 같은 객체를 검출하기 위하여 터치 스캔을 수행하는 것뿐만 아니라, 또한 액티브 스타일러스를 검출하는 스타일러스 스캔을 수행하고 스타일러스와 통신할 수 있다. 예를 들어, 터치 감응형 디바이스의 터치 스크린의 표면 상의 입력 디바이스로서 액티브 스타일러스가 사용될 수 있다. 도 5a는 다양한 예들에 따른 예시적인 스타일러스의 측면도를 예시한다. 도 5a의 예에서, 스타일러스(500)는 샤프트(518) 및 팁(512)을 포함할 수 있다. 팁(512)은 표면과 접촉하기 위한 팁의 원단부에 전극(501)을 포함하고, 원단부에 근접하고 팁 둘레에 링을 형성하는 링 전극(503)을 포함할 수 있다. 전극들(501, 503)은 임의의 적합한 전도성 재료, 예컨대, 금속, 페인트, 잉크 등일 수 있다. 일부 예들에서, 팁은 교체가능할 수 있다. 샤프트(518)는 스타일러스(500)의 요구조건에 따라, 유사하게 임의의 적합한 전도성 재료이거나 또는 임의의 적합한 절연성 재료일 수 있다. 샤프트(518)는 스타일러스(500)의 요구조건에 따라, 스타일러스 제어 회로부(504), 예컨대, 신호 전송 및 수신 요소들, 신호 프로세싱 요소 등을 하우징할 수 있다.
스타일러스(500)는 또한 제어 회로부(504)를 포함할 수 있다. 제어 회로부(504)는 터치 감응형 디바이스를 자극하기 위하여 하나 이상의 전극(501, 503)에서 하나 이상의 스타일러스 자극 신호를 발생시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 스타일러스 자극 신호들은 스타일러스(500)로부터 터치 스크린(220)의 터치 감지 회로부에 결합될 수 있고, 수신된 신호들은 터치 ASIC(201)에 의해 프로세싱될 수 있다. 수신된 신호들은 터치 스크린(220)의 표면에서 액티브 스타일러스(500)의 위치를 결정하는 데 사용될 수 있다. 일부 예들에서 제어 회로부(504)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 본 명세서에 기재된 스타일러스 기능들 중 하나 이상은 메모리 또는 프로그램 저장장치(도시되지 않음)에 저장되고 제어 회로부(504) 내의 프로세서에 의해 실행되는 펌웨어에 의해 수행될 수 있다.
도 5b는 다양한 예들에 따른 도 5a의 예시적인 스타일러스의 저면도를 예시한다. 도 5b의 예에서, 스타일러스(500)는 원뿔형 팁(512)을 가질 수 있는데, 팁의 원단부에 전극(501)이 있고, 링 전극(503)이 원단부에 근접하고 팁 둘레에 링을 형성한다.
도 6은 개시내용의 예들에 따라 도 2의 터치 ASIC을 이용하여 스타일러스 스캔을 수행하도록 동작가능한 예시 터치 센서 패널 구성을 예시한다. 스타일러스 스캔 동안, 하나 이상의 자극 신호가 하나 이상의 터치 노드(606)에 근접한 스타일러스(604)에 의해 주입될 수 있다. 스타일러스(604)에 의해 주입된 자극 신호들은 하나 이상의 근접 터치 노드(606)에 대응하는 스타일러스(604)와 하나 이상의 행 트레이스(601) 사이의 축전 결합(Cxr) 및 스타일러스(604)와 하나 이상의 열 트레이스(602) 사이의 축전 결합(Cxc)을 생성할 수 있다. 스타일러스(604)와 하나 이상의 터치 노드(606) 사이의 축전 결합(Cxr, Cxc)은 스타일러스(604)가 하나 이상의 터치 노드(606)에 근접한 정도에 따라 달라질 수 있다. 스타일러스 스캔 동안, 전송 섹션(214)은 디스에이블될 수 있는, 즉, 터치 제어기로부터의 자극 신호들(Vstim)이 터치 센서 패널(600)에 송신되지 않는다. 축전 결합(예컨대, 상호 커패시턴스)은 프로세싱을 위하여 수신 섹션(208)에 의해 하나 이상의 터치 노드(606)의 행 및 열 트레이스들로부터 수신될 수 있다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 일부 예들에서 하나 이상의 스타일러스 자극 신호는 하나 이상의 주파수를 가질 수 있다. 하나 이상의 주파수는 터치 ASIC(201)에 의해 스타일러스 스펙트럼 분석 스캔(아래에 더 상세하게 기재됨)으로부터의 정보를 이용하여 선택될 수 있다. 이 주파수 정보는 무선으로 스타일러스(604)에 전달되어 스타일러스(604)가 적절한 주파수에서 자극 신호들을 발생시킬 수 있도록 할 수 있다.
일부 예들에서, 하나 이상의 멀티플렉서가 행 및/또는 열 전극들을 수신 섹션 및/또는 전송 섹션에 결합시키는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 상호 커패시턴스 터치 감지 스캔 동안, 행 트레이스들은 전송 섹션에 결합될 수 있고 열 트레이스들은 수신 섹션에 결합될 수 있다. 스타일러스 감지 스캔 동안, 열 트레이스들(또는 행 트레이스들)은 하나 이상의 멀티플렉서를 통해 수신 섹션에 결합되어 터치 스크린의 하나의 축을 따라 스타일러스 또는 다른 입력 디바이스로부터 입력을 검출할 수 있고, 이어서 행 트레이스들(또는 열 트레이스들)은 하나 이상의 멀티플렉서를 통해 수신 섹션에 결합되어 터치 스크린의 제2 축을 따라 스타일러스 또는 다른 입력 디바이스로부터 입력을 검출할 수 있다. 일부 예들에서, 행 및 열 트레이스들은 동시에 감지될 수 있다. 일부 예들에서, 스타일러스는 열 트레이스들 상에서 상호 커패시턴스 스캔 터치 감지 스캔과 동시에 검출될 수 있다. 터치 및 스타일러스 신호들은 상이한 주파수들에서 수신된 응답 신호들을 필터링 및 복조함으로써 구별될 수 있다.
스타일러스가 터치 패널을 터치하거나 또는 그 위를 배회함에 따라, 스타일러스는 다양한 배향들(예컨대, 방위각 및 틸트 각도)을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 전자 디바이스는 스타일러스 배향에 기초하여 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 스타일러스 배향을 검출하는 것은 디바이스 동작에 도움이 될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 다양한 예들에 따른 도 5a 및 도 5b의 예시적인 스타일러스가 터치 패널을 터치할 때의 다양한 배향들을 예시한다. 도 7a의 예에서, 스타일러스(700)가 터치 패널(720)을 터치할 때 수직 배향을 가질 수 있다. 스타일러스(700)가 패널(720)을 터치할 때, 팁 전극(701)은 근접한 전도성 요소, 예컨대, 패널의 행(들) 및/또는 열(들)(도시되지 않음)과 커패시턴스(C1)를 형성할 수 있다. 유사하게, 링 전극(703)은 근접한 전도성 요소, 예컨대, 패널(720)의 행(들) 및/또는 열(들)과 커패시턴스(C2)를 형성할 수 있다. 패널(720)에서 캡처된 이미지(730)는 두 커패시턴스(C1, C2)로부터 생성된 예시 터치 또는 배회 이미지를 도시한다. 스타일러스(700)가 패널(720)에 수직이기 때문에, 이미지(730)는 링 커패시턴스(C2) 이미지에 의해 둘러싸인 팁 커패시턴스(C1) 이미지를 보여줄 수 있다.
도 7b의 예에서, 스타일러스(700)는 패널(720)을 터치할 때 틸트된 배향을 가질 수 있다. 결과적으로, 패널(720)에서 캡처된 이미지(730)는 서로에 대하여 두 커패시턴스(C1, C2)에 의한 터치 또는 배회 이미지의 위치의 이동을 보여줄 수 있다. 여기서, 링 커패시턴스(C2) 이미지가 팁 커패시턴스(C1) 이미지의 우측으로 이동하였다. 이동량은 스타일러스 틸트의 양의 함수일 수 있다. 예를 들어, 틸트가 클수록, 링 커패시턴스(C2) 이미지는 팁 커패시턴스(C1) 이미지로부터 더 멀어질 수 있다. 반대로, 틸트가 작을수록, 링 커패시턴스(C2) 이미지가 더 많이 중첩되고 팁 커패시턴스(C1) 이미지 위의 중심에 위치할 수 있다. 따라서, 캡처된 이미지 내의 두 커패시턴스(C1, C2) 이미지의 근접도를 결정함으로써, 스타일러스 틸트의 양이 결정될 수 있다.
이미지는 또한 터치 패널(720)에 대한 스타일러스 틸트의 방향, 예컨대, 상향, 하향, 우측, 좌측 등을 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 7b의 이미지(730)에서, 링 커패시턴스(C2) 이미지는 팁 커패시턴스(C1) 이미지의 우측에 있다. 이는 스타일러스(700)가 우측으로 틸트되어 있음을 나타낼 수 있다. 링 커패시턴스(C2) 이미지가 팁 커패시턴스(C1) 이미지의 좌측에 있는 경우, 이는 스타일러스(700)가 좌측으로 틸트되어 있음을 나타낼 수 있다. 링 커패시턴스(C2) 이미지가 팁 커패시턴스(C1) 이미지의 위에 있는 경우, 이는 스타일러스(700)가 위로 틸트되어 있음을 나타낼 수 있다. 링 커패시턴스(C2) 이미지가 팁 커패시턴스(C1) 이미지의 아래에 있는 경우, 이는 스타일러스(700)가 아래로 틸트되어 있음을 나타낼 수 있다. 기타 틸트 방향들, 예컨대, 좌상향, 우하향 등은 또한 커패시턴스(C1, C2) 이미지들의 상대적인 위치에 따라 결정될 수 있다.
서로에 대한 두 커패시턴스(C1, C2)의 근접도 및 이미지 내의 그것들의 상대적인 위치를 결정함으로써, 스타일러스 배향이 검출될 수 있다. 커패시턴스(C1) 이미지 및 커패시턴스(C2) 이미지가 본 명세서에서 원형으로 예시되지만, 커패시턴스 이미지는 선형 형상을 포함하는 기타 형상일 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 8a 및 도 8b는 개시내용의 예들에 따라 예시 스타일러스 및 예시 터치 감응형 디바이스에 대하여 방위각 및 틸트 각도를 각각 예시한다. 도 8a는 포인트(801)에서 예시 터치 센서 패널(800)을 접촉하는 예시 스타일러스(802)를 예시한다. 도 8a에 예시된 라인(804)은 터치 센서 패널(800)의 평면 내에 있고 포인트(801)를 통과하는 기준 벡터를 표현할 수 있다. 라인(806)은 터치 센서 패널(800)의 평면 상으로 스타일러스를 투사한 투사 벡터를 표현할 수 있다. 투사 벡터(라인(806))와 기준 벡터(라인(804)) 사이에 형성된 각도(808)는 방위각으로 지칭될 수 있다. 도 8b는 포인트(810)에서 예시 터치 센서 패널(800)을 접촉하는 예시 스타일러스(802)를 예시한다. 도 8b에 예시된 라인(812)은 터치 센서 패널(800)의 평면에 수직하고 포인트(810)를 통과하는 수직 기준 벡터를 표현할 수 있다. 기준 벡터(라인(812))와 스타일러스(802) 사이에 형성된 각도(814)는 틸트 각도로 지칭될 수 있다.
틸트 정확도 및 틸트 지터는 스타일러스 내의 틸트 센서의 성능을 평가하기 위한 유용한 메트릭들일 수 있다. 틸트 정확도는 스타일러스의 검출된 틸트 각도와 실제 틸트 각도 사이의 차이를 표현한다. 틸트 지터는 검출된 틸트 각도의 안정성을 표현한다. 예를 들어, 스타일러스가 소정 틸트 각도로 유지될 때, 검출된 틸트 각도는 정지되어야 한다. 그러나, 노이즈가 존재하는 경우, 스타일러스가 정지한 경우에도 검출된 틸트 각도는 시간의 경과에 따라 달라질 수 있다(지터). 스타일러스는 다양한 각도로(예컨대, 전형적으로 20°와 70° 사이) 사용될 수 있기 때문에, 배향 또는 틸트 의존형 성능은 입력 디바이스로서 스타일러스의 유효성을 제한할 수 있다. 일부 경우들에서, 스타일러스의 틸트 정확도 및 틸트 지터는, 적어도 부분적으로, 틸트 센서의 기하학적 구조 및 그것의 대응하는 전기장(예컨대, 링 전극의 전기장)에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 스타일러스의 틸트 정확도 및 틸트 지터 성능을 개선하는 기하학적 구조를 갖는 틸트 센서를 활용하는 것이 유리할 수 있다.
도 9a는 팁 전극(901) 및 관용적인 링 전극(903a)을 포함하는 스타일러스(900)를 예시하고, 여기서 스타일러스는 터치 감응형 디바이스의 표면(920)과 접촉한다. 도시된 바와 같이, 관용적인 링 전극(903a)은 팁 전극에 원위에 위치설정될 수 있고, 상대적으로 짧은 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 링 전극(903a)의 길이는 링 전극의 단면 직경보다 작을 수 있다. 링 전극(903a)의 전기장(931) 결합(예컨대, 축전 결합)이 또한 링 전극에서 연장되는 화살표로 상징적으로 예시되고, 여기서 밀집한 화살표의 집단은 더 강한 전기장 결합을 표현한다. 도시된 바와 같이, 표면(920)에 대한 전기장(931)의 결합은 링 전극 아래의 작은 영역으로 제한될 수 있다. 일부 경우들에서(예컨대, 스타일러스(900)가 높은 각도로 유지될 때), 관용적인 링 전극(903a)과 표면(920) 사이의 결합은 전극과 표면 사이의 거리 때문에 약해질 수 있는데, 이로 인해 스타일러스에 대한 틸트 각도 정확도가 감소하고 틸트 지터가 증가할 수 있다.
도 9b는 팁 전극(901) 및 원통형 링 전극(903b)을 포함하는 스타일러스를 예시하고, 여기서 스타일러스는 터치 감응형 디바이스의 표면(920)과 접촉한다. 도 9a에 도시된 관용적인 링 전극(903a)과 다르게, 링 전극(903b)의 길이는 더 길며; 예를 들어, 링 전극의 길이는 3mm 내지 7 mm일 수 있고, 이는 링 전극의 단면 직경보다 클 수 있다. 링 전극(903b)의 전기장 결합(932)은 링 전극에서 연장되는 화살표로 상징적으로 예시되고, 여기서 밀집한 화살표의 집단은 더 강한 전기장 결합(예컨대, 축전 결합)을 표현한다. 도시된 바와 같이, 결합은 일반적으로 전극을 따르는 포인트들(예컨대, 도시된 포인트(943)와 포인트(944) 사이)과 전극을 표면(920)(예컨대, 도 8b에 도시된 바와 같은 터치 센서 패널의 평면) 상으로 투사한 대응하는 라인을 따르는 포인트들 사이에서 발생한다. 원통형 링 전극의 길이가 더 길기 때문에, 더 많은 전기장이 원통형 링 전극과 표면(920) 사이에서 결합(즉, 축전 결합)될 수 있다. 그러나, 도 9b에 도시된 바와 같이, 일부 경우들에서(예컨대, 스타일러스가 일정 각도로 유지될 때), 전기장 결합(932)은 균일하지 않을 수 있는데, 즉, 링 전극(903b)이 표면(920)에 가장 가까운 곳에서 결합은 훨씬 더 강할 수 있고(예컨대, 포인트(943)에서 비롯된 결합), 전극과 표면 사이의 거리가 증가함에 따라 급격하게 감소할 수 있다(예컨대, 포인트(944)에서 비롯된 결합). 다시 말해서, 결합은 스타일러스 팁에서 멀어지는 방향으로 전극의 길이를 따라 급격하게 감소할 수 있다. 일부 경우들에서, 이로 인해 틸트 각도 정확도가 감소하고 틸트 지터가 증가할 수 있다.
위에서 기재한 예들에서 예시한 바와 같이, 스타일러스가 일정 각도로 유지될 때 터치 감응형 표면과의 전기장 결합(즉, 축전 결합)이 링 전극의 길이를 따라 더 균일하게, 스타일러스에 대하여 링 전극을 활용하는 것이 유리할 수 있다. 도 9c는 스타일러스가 일정 각도로 유지될 때 더 균일한 전기장 결합을 갖도록 구성된 예시 링 전극(903c)을 예시한다. 구체적인 링 전극의 예들이 도 10 내지 도 13에 대하여 아래 더 상세하게 논의될 것이다. 링 전극(903c)의 전기장 결합(933)은 링 전극에서 연장되는 화살표로 상징적으로 예시되고, 여기서 밀집한 화살표의 집단은 더 강한 전기장 결합을 표현한다. 도 9b에 도시된 예에서와 같이, 결합은 일반적으로 전극을 따르는 포인트들과 전극을 표면(920) 상으로 투사한 대응하는 라인을 따르는 포인트들 사이에서 발생한다. 그러나, 도 9의 예와 다르게, 스타일러스(900)가 일정 각도로 유지될 때, 결합은 전극(903c)의 길이를 따라 더 균일할 수 있다. 일부 예들에서, 이 더 균일한 결합은 스타일러스 팁에 더 가까운 포인트들(예컨대, 포인트(942))보다 스타일러스 팁에 원위에 있는 포인트들(예컨대, 포인트(941))에서 더 강한 전극의 전기장과 동시에 일어날 수 있다. 다시 말해서, 링 전극(903c)은 스타일러스가 일정 각도로 유지될 때 표면(920)과의 전기장 결합(즉, 축전 결합)이 더 균일하도록 전극의 길이를 따라 강도가 증가하는 전기장을 생성할 수 있다. 따라서, 도 9c의 예에서 도시되는 바와 같이, 스타일러스(900)가 일정 각도로 유지될 때, 포인트(941)(표면(920)에서 더 긴 거리)에서 비롯된 전기장 결합이 포인트(942)(표면에서 더 짧은 거리)에서 비롯된 전기장 결합과 유사할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 아래에서 더 균일한 축전 결합(예컨대, 스타일러스 팁에 원위에 있는 포인트들에서 더 강한 전기장의 결과)을 특징으로 하는 링 전극들의 예들을 논의한다. 도 10 내지 도 12에 도시된 예들 중 일부에서, 링 전극은, 예를 들어, 도 5a의 예에서 도시된 링 전극(503)에 대응할 수 있다. 명료함을 위해, 스타일러스(예컨대, 팁 전극, 샤프트 등)에 존재할 수 있는 추가 요소들은 도 10 내지 도 12에서 생략되었다. 도시된 예들의 각각에서, 링 전극은 임의의 적합한 전도성 재료, 예컨대, 금속, 전도성 페인트, 전도성 잉크 등일 수 있다. 일부 구성들에서, 링 전극은 원통 형상일 수 있고, 부분적으로 또는 전체적으로 링 전극 베이스를 둘러쌀 수 있고, 링 전극 베이스는, 적어도 부분적으로, 비전도성 재료로 형성된다. 본 명세서에서 도시된 예들에서, 전극 베이스는 원통 형상이지만, 이 개시내용의 범주가 한정되지 않는다. 전기 컴포넌트들의 링 전극 구성 내의 경유를 포함한, 전극 베이스의 구성은 도 13a 및 도 13b를 참조하여 아래 더 상세하게 논의될 것이다.
도 10a 및 도 10b는 개시내용의 예들에 따른 예시적인 링 전극 구성(1010)을 예시한다. 도 10a는 단일 원통형 링 전극(1015)을 포함하는 예시적인 링 전극 구성의 사시도를 예시한다. 도시된 예에서, 링 전극 베이스(1050)(예컨대, 전도성 요소들의 비전도성 지지체)는 원통 형상일 수 있고, 임의의 적합한 비전도성 재료로 형성될 수 있다. 링 전극 구성(1010)은 임의의 적합한 전도성 재료로 형성된 접지 링(1013)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극 구성은 스타일러스 팁에 근접한 근단부 피스(1012)를 포함할 수 있다. 근단부 피스(1012)는 스타일러스 팁 전극(도시되지 않음)에 연결될 수 있는 커넥터(1031)를 포함할 수 있다. 일부 구성들에서, 원단부 피스는 전도성 재료로 형성될 수 있고, 일부 경우들에서, 원단부 피스는 전기 접지되어 접지 플레이트(1017)로서 동작할 수 있다.
도 10b는 링 전극 구성(1010)의 측면도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 링 전극 구성(1010)의 전체 길이는 L1일 수 있다. 근단부 피스(1012)의 길이는 L2일 수 있다. 접지 링(1013)의 길이는 L3일 수 있다. 링 전극(1015)은 한쪽에서 접지 링(1013)으로부터 거리(L4)를 갖는 비전도성 재료 부분(1014)의 일부분(음영 영역으로 도시됨)에 의해 분리될 수 있고, 반대쪽에서 거리(L6)를 갖는 비전도성 재료(1016)의 다른 부분(음영 영역으로 도시됨)에 의해 분리될 수 있다. 링 전극(1015)의 길이는 L5이고 직경은 D1일 수 있다. 접지 플레이트(1017)의 길이는 L7일 수 있다. 링 전극(1015)은 링 전극 구성(1010)의 원단부로부터 길이(L9)(즉, L6 및 L7의 조합된 길이)만큼 분리될 수 있고, 링 전극 구성(1010)의 근단부로부터 길이(L8)(즉, L2, L3, 및 L4의 조합된 길이)만큼 분리될 수 있다. 도 5a를 참조하여 위에서 기재된 바와 같이, 링 전극(1015)은 제어 회로부(504) 또는 신호를 전송 및 수신하기 위한 기타 스타일러스 회로부에 전기적으로 결합될 수 있다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 것과 같은 구성에서, 링 전극(1015)에서 나오는 전기장의 모양은 접지 링(1013) 및 접지 플레이트(1017)에 의해 영향을 받을 수 있다. 특히, 접지 링 근처의 링 전극(1015)에서 나오는 전기장의 일부는 접지 링(1013)에 결합될 수 있다. 유사하게, 접지 플레이트(1017) 근처의 링 전극(1015)에서 나오는 전기장의 일부는 접지 플레이트(1017)에 결합될 수 있다. 따라서, 링 전극(1015)에서 나오는 전기장의 모양은 길이들(L1, L3, L4, L5, L6)을 다르게 함으로써 조정될 수 있다.
일부 예들에서, 접지 링(1013)의 길이(L3)가 증가하거나 또는 접지 링(1013)과 링 전극(1015) 사이의 분리(L4)가 감소함에 따라, 스타일러스 팁에 근접한 링 전극(1015)의 단부에서 나오는 전기장 강도가 약해진다. 유사하게, 접지 플레이트(1017)의 길이(L7)가 증가하거나 또는 링 전극(1015)과 접지 플레이트(1017) 사이의 분리(L6)가 감소함에 따라, 스타일러스 팁에서 원위에 있는 링 전극의 단부로부터 나오는 전기장 강도가 약해질 수 있다. 일부 예들에서, 스타일러스 팁에 근접한 링 전극(1015)의 단부에서 나오는 전기장이 스타일러스 팁에 원위에 있는 링 전극(1015)의 단부에서 나오는 전기장보다 약하도록 변수들(L1, L3, L4, L5, L6)이 선택될 수 있다. 따라서, 링 전극 구성(1010)을 구비한 스타일러스가 터치 감응형 표면 위에서 일정 각도로 유지될 때, 표면에 결합하는 전기장이 더 균일할 수 있고, 이는 도 9c에 대하여 위에서 논의한 바와 같다. 이로써 틸트 정확도가 개선되고 틸트 지터가 감소할 수 있다. 도 10b에 도시된 것과 같은 일부 예시 구성들에서, 바람직한 전기장 모양을 얻기 위하여, 링 전극(1015)의 길이(L5)는 3 mm 내지 7 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극(1015)으로부터 접지 링(1013)을 분리하는 길이(L4)는 3.5 mm 내지 6 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극(1015)과 접지 플레이트(1017) 사이의 거리(L6)는 2 mm 내지 4 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극(1015)의 직경(D1)은 1 mm 내지 3 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 더 일반적으로, 일부 예들에서, 길이(L5)는 길이(L4)보다 작을 수 있고, 길이(L6)는 길이(L5)보다 작을 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 개시내용의 예들에 따른 다른 예시적인 링 전극 구성(1110)을 예시한다. 도 11a는 링 전극(1115)이 복수의 전기적으로 연결된 서브링(1119, 1121, 1123)을 포함하고, 서브링은 각각 원통 형상을 갖는, 예시적인 링 전극 구성의 사시도를 예시한다. 도 10a 및 도 10b의 이전 예에서와 같이, 링 전극 구성(1110)은 또한 임의의 적합한 전도성 재료로 형성된 접지 링(1113)을 포함할 수 있다. 이 예에서, 링 전극 구성은 근단부 피스(1112) 및 접지 플레이트(1117)를 포함할 수 있고, 이들은 도 10a 및 도 10b에 대하여 위에서 기재한 근단부 피스(1012) 및 접지 플레이트(1017)와 유사할 수 있다. 일부 예들에서, 인접한 서브링들(1119, 1121, 1123)은 전극 베이스(1150)의 외측에 형성된 전도성 재료(예컨대, 링 전극(1115)을 형성하는 동일한 재료)의 연결 트레이스들(1140, 1142)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 본 명세서에 도시된 예에서, 연결 트레이스들(1140, 1142)은 전극 베이스(1150)의 둘레를 따라 상이한 위치들에 형성될 수 있다. 예를 들어, 서브링들(1119, 1121)을 연결하는 제1 트레이스(1140)는 링 전극의 방사축에 직교하는, 제2 트레이스(1142)와 상이한 각도로 형성될 수 있다. 다른 예들에서, 제2 트레이스(1142)는 동일한 각도로 형성될 수 있다. 도시되지 않은 일부 구성들에서, 둘 이상의 연결 트레이스가 2개의 인접한 서브링을 연결할 수 있다. 도시되지 않은 다른 예들에서, 서브링들은, 예를 들어, 전극 베이스(1150)를 통해 경유되는 배선을 이용하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 11b는 링 전극 구성(1110)의 측면도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 링 전극 구성(1110)의 전체 길이는 L1일 수 있다. 근단부 피스(1112)의 길이는 L2일 수 있다. 접지 링(1113)의 길이는 L3일 수 있다. 링 전극(1115)은 한쪽에서 접지 링(1113)으로부터 거리(L4)를 갖는 비전도성 재료(1114)의 일부분(음영으로 도시됨)에 의해 분리될 수 있고, 반대쪽에서 거리(L6)를 갖는 비전도성 재료(1116)의 다른 부분(음영으로 도시됨)에 의해 분리될 수 있다. 링 전극(1115)의 길이는 L5이고 직경은 D1일 수 있다. 접지 플레이트(1117)의 길이는 L7일 수 있다. 링 전극(1115)은 링 전극 구성(1110)의 원단부로부터 길이(L9)(즉, L6 및 L7의 조합된 길이)만큼 분리될 수 있고, 링 전극 구성(1110)의 근단부로부터 길이(L8)(즉, L2, L3, 및 L4의 조합된 길이)만큼 분리될 수 있다. 링 전극(1115)은 3개의 서브링(1119, 1121, 1123)으로 구성될 수 있다. 제1 서브링(1119)은 길이가 L9일 수 있고, 제2 서브링(1121)으로부터 길이가 L10인 비전도성 재료(1120)의 일부분만큼 분리될 수 있다. 제2 서브링(1121)은 길이가 L11일 수 있고, 제3 서브링(1123)으로부터 길이가 L12인 비전도성 재료(1122)의 다른 부분만큼 분리될 수 있다. 제3 서브링(1123)의 길이는 L13일 수 있다. 연결 트레이스들(1140, 1142)은 각각 동일한 폭(W1)을 가질 수 있지만, 다른 경우들에서 폭은 연결 트레이스들 사이에서 달라질 수 있다.
도 10a 및 도 10b에 대하여 위에서 설명된 예와 같이, 링 전극(1115)에서 나오는 전기장의 모양은 접지 링(1113) 및 접지 플레이트(1117)에 의해 영향을 받을 수 있다. 특히, 접지 링 근처의 링 전극(1115)에서 나오는 전기장의 일부는 접지 링(1113)에 결합될 수 있다. 유사하게, 접지 플레이트(1117) 근처의 링 전극(1115)에서 나오는 전기장의 일부는 접지 플레이트(1117)에 결합될 수 있다. 또한 도 10a 및 도 10b의 예와 같이, 링 전극(1115)에서 나오는 전기장의 모양은 길이들(L1, L3, L4, L5, L6)을 다르게 함으로써, 적어도 부분적으로, 조정될 수 있다. 또한, 링 전극(1115)에서 나오는 전기장의 모양은, 부분적으로, 서브링들(1119, 1121, 1123)의 각각의 길이들(L9, L11, L13), 및 서브링들을 분리하는 길이들(L10, L12)에 의해 조정될 수 있다. 주의할 점은, 이 예는 3개의 서브링을 포함하는 링 전극을 개시하지만, 바람직한 틸트 정확도 및 틸트 지터 성능을 얻기 위하여 링 전극들은 임의의 다수의 서브링들을 포함할 수 있다는 것이다. 추가로, 통상의 기술자는 추가 서브링들의 길이 및 분리 길이가 유사하게 조정되어 바람직한 결과를 얻을 수 있음을 인식할 것이다.
도 10a 및 도 10b에 대하여 위에서 논의한 예에서와 같이, 접지 링(1113)의 길이(L3)가 증가하거나 또는 접지 링(1113)과 링 전극(1115) 사이의 분리(L4)가 감소함에 따라, 스타일러스 팁에 근접한 링 전극(1115)의 단부에서 나오는 전기장 강도가 약해진다. 유사하게, 접지 플레이트(1117)의 길이(L7)가 증가하거나 또는 링 전극(1115)과 접지 플레이트(1117) 사이의 분리(L6)가 감소함에 따라, 스타일러스 팁에서 원위에 있는 링 전극의 단부로부터 나오는 전기장 강도가 약해질 수 있다. 추가로, 스타일러스 팁에 근접한 단부 상의 서브링 길이들(예컨대, L9, L11)이 스타일러스 팁에 원위에 있는 단부 상의 서브링 길이(예컨대, L13)보다 크면, 스타일러스 팁에 원위에 있는 단부 상의 전기장 강도가 더 강하도록 추가로 형상화될 수 있게 치수들이 선택될 수 있다.
일부 예들에서, 링 전극(1115)의 전기장 모양은 링 전극의 부분들의 표면적에 기초하여 근사화될 수 있다. 특히, 링 전극(1115)은 길이(L5/2)에서 방사축에 직교하는 단면으로 개념적으로 분할되어 두 개념적 부분을 형성할 수 있다. 스타일러스 팁에 근접한 제1 부분의 링 전극(1115)의 표면적(즉, 링 전극을 형성하는 전도성 재료의 전체 표면적)이 스타일러스 팁에 원위에 있는 제2 부분의 링 전극(1115)의 표면적보다 작으면, 제1 부분에 대응하는 전기장은 제2 부분에 대응하는 전기장보다 약할 수 있다. 즉, 스타일러스 팁에 근접한 전기장은 더 약하고 스타일러스 팁에 원위에 있는 전기장은 더 강할 수 있다. 따라서, 일부 예들에서, 스타일러스 팁에 근접한 링 전극(1115)의 제1 절반의 전체 표면적은 스타일러스 팁에 원위에 있는 링 전극의 제2 절반의 전체 표면보다 작을 수 있다. 통상의 기술자는 링 전극(1115)의 개념적 분할은 동일한 분할(예컨대, L5/2에서 분할)일 필요가 없음을 이해할 것이다. 또한, 링 전극(1115)은 더 많은 부분들(예컨대, 각각의 길이가 L5/3인 세 부분)로 개념적으로 분할될 수 있고, 각각의 부분의 표면적은 링 전극의 길이를 따라 스타일러스 팁으로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 더 클 수 있다.
도 11a 및 도 11b에 도시된 링 전극 구성(1110)에 대한 일부 예시 치수들이 이제 논의될 것이다. 일부 예들에서, 서브링들(1119, 1121, 1123)은 링 전극(1115)의 길이를 따라 길이가 증가할 수 있다. 예를 들어, 서브링(1121)의 길이(L11)는 서브링(1119)의 길이(L9)보다 더 클 수 있고, 서브링(1123)의 길이(L13)는 서브링(1121)의 길이(L11)보다 더 클 수 있다. 일부 구성들에서, 서브링에 인접하고 스타일러스 팁으로부터 원위에 있는 비전도성 분리의 길이는 서브링의 길이와 동일할 수 있다. 예를 들어, 서브링(1119)에 인접하고 스타일러스 팁에 원위에 있는 비전도성 분리(1120)의 길이(L10)는 서브링(1119)의 길이(L9)와 동일할 수 있다. 유사하게, 서브링(1121)에 인접하고 스타일러스 팁에 원위에 있는 비전도성 분리(1122)의 길이(L12)는 서브링(1121)의 길이(L11)와 동일할 수 있다. 일부 구성들에서, 각각의 서브링은 링 전극의 길이를 따라 스케일링 계수만큼 길이가 점진적으로 증가할 수 있다. 예를 들어, 링 전극이 N개의 서브링을 포함하는 경우, 서브링들의 길이는 아래 수식(1)에 도시된 바와 같이 정의될 수 있다:
Figure pct00001
(1)
여기서 LSN은 N번째 서브링(SN)의 길이이고, LB는 베이스라인 길이(즉, 가장 작은 서브링의 길이)이고, s는 스케일링 계수이다. 일부 예들에서, 스케일링 계수(s)는 2일 수 있다. 이 경우에, 제3 서브링(즉, N = 3)의 길이를 찾기 위하여, 수식(1)은 아래 수식(2)에 도시된 바와 같이 간소화될 수 있다:
Figure pct00002
(2)
여기서 LB는 베이스라인 길이(즉, 가장 작은 서브링의 길이)이다. 일부 예들에서, 링 전극(1115)은 베이스라인 길이가 0.25 mm 내지 1 mm의 범위 안에 있을 수 있고, 서브링들의 개수가 3일 수 있고, 스케일링 계수(s)가 1.5 내지 2.5의 범위 안에 있을 수 있다.
주의할 점은, 도 10a 및 도 10b에 대하여 위에서 논의한 예들에서와 같이, 접지 링(1113) 및 접지 플레이트(1117)는 링 전극(1115)에서 나오는 전기장의 모양에 영향을 줄 수 있다는 것이다. 그와 같이, 서브링들(1119, 1121, 1123)은 바람직한 전기장의 모양을 얻기 위하여 반드시 길이가 증가할 필요는 없다. 유사하게, 일부 예들에서, 서브링들(1119, 1121, 1123)의 길이는 바람직한 결과를 도출하기 위하여 수식(1)에 기재된 공식을 따를 필요는 없다. 일부 경우들에서, 접지 링(1113), 접지 플레이트(1117), 및 이 요소들과 링 전극(1115) 사이의 분리의 치수들은 도 10a 및 도 10b를 참조하여 위에서 논의한 것들과 유사할 수 있다. 구체적으로는, 도 11b에 도시된 것과 같은 일부 예시 구성들에서, 바람직한 전기장 모양을 얻기 위하여, 링 전극(1115)의 길이(L5)는 3 mm 내지 7 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극(1115)으로부터 접지 링(1113)을 분리하는 길이(L4)는 3.5 mm 내지 6 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극(1115)과 접지 플레이트(1117) 사이의 거리(L6)는 2 mm 내지 4 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극(1115)의 직경(D1)은 1 mm 내지 3 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 또한, 일부 예들에서, 서브링(1119) 길이(L9)는 0.25 mm 내지 1 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 서브링(1119)과 서브링(1121) 사이의 비전도성 분리(1120) 길이(L10)는 0.25 mm 내지 1 mm 사이의 범위 안에 있을 수 있다. 서브링(1121) 길이(L11)는 0.5 mm 내지 2 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 서브링(1121)과 서브링(1123) 사이의 비전도성 분리(1122) 길이(L12)는 0.5 mm 내지 2 mm 사이의 범위 안에 있을 수 있다. 서브링(1123) 길이(L13)는 1 mm 내지 3 mm의 범위 안에 있을 수 있다.
도 12a 내지 도 12d는 개시내용의 예들에 따른 다른 예시적인 링 전극 구성(1210)을 예시한다. 도 12a는 예시적인 링 전극 구성의 사시도를 예시하며, 링 전극(1215)이 링 전극의 길이를 따라 스타일러스 팁을 향해 폭이 감소하는 복수의 돌출부(1240)를 갖는 원통형 왕관 형상 전극을 포함할 수 있다. 도 10a 및 도 10b의 이전 예에서와 같이, 링 전극 구성(1210)은 또한 임의의 적합한 전도성 재료로 형성된 접지 링(1213)을 포함할 수 있다. 이 예에서, 링 전극 구성은 근단부 피스 및 접지 플레이트(1217)를 포함할 수 있고, 이들은 도 10a 및 도 10b에 대하여 위에서 기재한 근단부 피스(1212) 및 접지 플레이트(1217)와 유사할 수 있다.
도 12b는 링 전극 구성(1210)의 측면도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 링 전극 구성(1210)의 전체 길이는 L1일 수 있다. 근단부 피스(1212)의 길이는 L2일 수 있다. 접지 링(1213)의 길이는 L3일 수 있다. 링 전극(1215)은 한쪽에서 접지 링(1213)으로부터 거리(L4)를 갖는 비전도성 재료(1242)의 일부분(음영으로 도시됨)에 의해 분리될 수 있고, 반대쪽에서 거리(L6)를 갖는 비전도성 재료(1216)의 다른 부분(음영으로 도시됨)에 의해 분리될 수 있다. 링 전극(1215)의 길이는 L5이고 직경은 D1일 수 있다. 접지 플레이트(1217)의 길이는 L7일 수 있다. 링 전극(1215)은 링 전극 구성(1210)의 원단부로부터 길이(L9)(즉, L6 및 L7의 조합된 길이)만큼 분리될 수 있고, 링 전극 구성(1210)의 근단부로부터 길이(L8)(즉, L2, L3, 및 L4의 조합된 길이)만큼 분리될 수 있다.
링 전극(1215)은 원통형 왕관 형상을 포함할 수 있고, 돌출부들(1240) 각각은 균일한 길이(L9) 및 링 전극의 길이를 따라 최소 폭으로 좁아지는 폭을 가질 수 있다. 돌출부들(1240)의 각각은 길이(L10)를 갖는 중실(solid) 원통형 부분(1241)에서 시작하여 링 전극의 길이를 따라 연장될 수 있다. 일부 예들에서, 돌출부들(1240)의 각각은 링 전극(1215)의 길이를 따라 스타일러스 팁의 방향(예컨대, 커넥터(1231)의 방향)으로 최소 폭으로 좁아지는(즉, 선형적으로 감소하는) 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 12b에 도시된 기준선(B)에서, 돌출부는 폭(W2)을 가질 수 있는 반면, 기준선(B)보다 스타일러스 팁에 더 가까운 기준선(A)에서, 돌출부는 W2보다 작은 폭(W1)을 가질 수 있다.
도 10a 및 도 10b에 대하여 유사하게 설명된 바와 같이, 링 전극(1215)에서 나오는 전기장의 모양은 접지 링(1213) 및 접지 플레이트(1217)에 의해 영향을 받을 수 있다. 특히, 접지 링 근처의 링 전극(1215)에서 나오는 전기장의 일부는 접지 링(1213)에 결합될 수 있다. 유사하게, 접지 플레이트(1217) 근처의 링 전극(1215)에서 나오는 전기장의 일부는 접지 플레이트(1217)에 결합될 수 있다. 또한 도 10a 및 도 10b의 예에서와 같이, 링 전극(1215)에서 나오는 전기장의 모양은 길이들(L1, L3, L4, L5, L6)을 다르게 함으로써, 적어도 부분적으로, 조정될 수 있다. 또한, 링 전극(1215)에서 나오는 전기장의 모양은, 부분적으로, 중실 원통형 부분(1241)의 길이(L10), 중실 원통형 부분에서 연장되는 돌출부들(1240)의 개수, 및 돌출부 길이(L9)를 포함하는 돌출부들의 모양에 의해 조정될 수 있다. 예를 들어, 중실 원통형 부분(1241)의 길이가 더 길면, 전기장은 스타일러스 팁에 원위에 있는 링 전극(1215)의 단부에서 더 강할 수 있다. 또한, 돌출부들(1240)의 폭이 최소 폭으로 좁아짐에 따라, 이 포인트들에서 링 전극(1215)에서 나오는 전기장은 또한 감소할 수 있다. 따라서, 이 변수들은 링 전극과 터치 감응형 표면 사이의 바람직한 전기장 결합(즉, 축전 결합)을 얻기 위하여 조정될 수 있고, 이로써 틸트 정확도가 개선되고 틸트 지터가 감소할 수 있다.
도 12c 및 도 12d는 도 12b의 기준 라인들(A, B) 각각에 대응하는 링 전극의 길이를 따라 두 위치에서의 링 전극(1215)의 단면도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 돌출부들(1240)은 중심 포인트(1243)를 중심으로 링 전극 베이스(1250)(도시되지 않음)의 둘레 주위에 등간격으로 이격될 수 있고, 링 전극 베이스의 원통 형상에 따를 수 있다. 본 명세서에 도시된 예에서, 링 전극(1215)은 8개의 돌출부(1240)를 포함할 수 있다. 도 12b 및 도 12c 둘 모두에 나타난 바와 같이, 스타일러스 팁에 더 가까운 기준선(A)에서, 돌출부들은 각각 폭(W3)을 가질 수 있다. 도 12b 및 도 12d 둘 모두에 도시된 바와 같이, 스타일러스 팁에 원위에 있는 기준선(B)에서, 돌출부들은 각각 W3보다 큰 폭(W4)을 가질 수 있다. 일반적으로, 도 12a 내지 도 12d에 도시된 구성의 돌출부의 폭은 아래 수식(3)에 따라 정의될 수 있다:
Figure pct00003
(3)
여기서 d는 스타일러스 팁에 원위에 있는 링 전극 단부로부터의 거리를 표현하고, L5는 도 12b에 도시된 바와 같이 링 전극의 길이를 표현하고, W d 는 거리(d)에서의 돌출부의 폭을 표현하고, c는 거리(d)에서의 원통의 단면에 의해 형성된 원의 둘레를 표현하고, N은 링 전극 내의 돌출부들의 개수를 표현하고, L9는 도 12b에 표시된 바와 같이 돌출부들의 길이를 표현한다. 일부 구성들에서, 링 전극(1215)의 영역에서 나오는 전기장의 강도는 그 영역에서의 돌출부들(1240)의 폭에 대응할 수 있다.
도 11a 및 도 11b를 참조하여 위에서 유사하게 논의한 바와 같이, 링 전극(1215)의 전기장 모양은 링 전극의 부분들의 표면적에 기초하여 근사화될 수 있다. 여기서, 링 전극(1215)이 길이(L5/2)에서 전극 링의 방사축에 수직한 단면으로 개념적으로 분할되어 2개의 개념적 부분을 형성하는 경우, 스타일러스 팁에 근접한 제1 부분(예컨대, 돌출부들(1240)의 끝이 더 좁아진 부분)에서의 링 전극(1215)의 표면적은 스타일러스 팁에 원위에 있는 제2 부분(예컨대, 중실 원통형 부분(1241) 및 돌출부들의 더 넓은 단부들을 갖는 부분)에서의 링 전극(1215)의 표면적보다 작다. 따라서, 스타일러스 팁에 근접한 전기장은 더 약하고 스타일러스 팁에 원위에 있는 전기장은 더 강할 수 있다. 통상의 기술자는 링 전극(1215)의 개념적 분할은 동일한 분할(예컨대, L5/2에서 분할)일 필요가 없음을 이해할 것이다. 또한, 링 전극(1215)은 더 많은 부분들(예컨대, 각각의 길이가 L5/3인 세 부분)로 개념적으로 분할될 수 있고, 각각의 부분의 표면적은 링 전극의 길이를 따라 스타일러스 팁으로부터 멀어지는 방향으로 점진적으로 더 클 수 있다.
도 12a 내지 도 12d에 도시된 링 전극 구성(1210)에 대한 일부 예시 치수들이 이제 논의될 것이다. 이전 예들에서와 같이, 링 전극의 길이(L5)는 3 mm 내지 7 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 돌출부들(1240)의 길이(L9)는 중실 원통형 부분(1241)의 길이(L10)보다 길 수 있다. 일부 예들에서, 돌출부들(1240)의 길이(L9)와 중실 원통형 부분(1241)의 길이(L10)의 비율은 2:1 내지 3:1의 범위 안에 있을 수 있다. 도 12a 내지 도 12d에 도시된 것들과 같은 일부 예들에서, 돌출부들(1240)의 길이(L9)는 2.5 mm 내지 4.5 mm의 범위 안에 있을 수 있고, 중실 원통형 부분(1241)의 길이(L10)는 0.5 mm 내지 2.5 mm의 범위 안에 있을 수 있다.
주의할 점은, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 위에서 논의한 예들에서와 같이, 접지 링(1213) 및 접지 플레이트(1217)는 링 전극(1215)에서 나오는 전기장의 모양에 영향을 줄 수 있다는 것이다. 일부 경우들에서, 접지 링(1213), 접지 플레이트(1217), 및 이 요소들과 링 전극(1215) 사이의 분리의 치수들은 도 10a 및 도 10b를 참조하여 위에서 논의한 것들과 유사할 수 있다. 구체적으로는, 도 12a 내지 도 12d에 도시된 것과 같은 일부 예시 구성들에서, 바람직한 전기장 모양을 얻기 위하여, 링 전극(1215)의 길이(L5)는 3 mm 내지 7 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극(1215)으로부터 접지 링(1213)을 분리하는 길이(L4)는 3.5 mm 내지 6 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극(1215)과 접지 플레이트(1217) 사이의 거리(L6)는 2 mm 내지 4 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 일부 예들에서, 링 전극(1215)의 직경(D1)은 1 mm 내지 3 mm의 범위 안에 있을 수 있다. 도 12a 내지 도 12d에 예시된 돌출부들을 포함하는 링 전극들은 단지 예시적이라는 것이 이해되어야 한다. 이 개시내용의 범주는 비선형적으로 좁아지는 폭을 갖는 돌출부들을 포함하여, 돌출부들의 형상이 상이한, 추가 구성들을 고려한다.
도 10 내지 도 12를 참조하여 본 명세서에서 논의되는 예시 구성들은 별도의 구성들로 논의되었지만, 일부 예들에서, 상이한 구성들이 조합되어 터치 감응형 표면과의 링 전극 전기장 결합이 스타일러스 성능을 개선하도록 할 수 있다(예컨대, 틸트 정확도 증가 및 틸트 지터 감소). 예를 들어, 도 11a 및 도 11b를 참조하여 논의된 구성들의 서브링들은 도 12a 내지 도 12d를 참조하여 논의된 폭이 좁아지는 돌출부들과 조합될 수 있다.
도 13a는 개시내용의 예들에 따라 라우팅 배선들(1343 내지 1345)의 간략화된 회로도를 포함하는, 링 전극 베이스(1350)의 예시적인 단면도를 예시한다. 링 전극 베이스(1350)는, 예를 들어, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 위에서 논의한 링 전극 베이스(1050)에 대응할 수 있다. 참고로, 팁 전극(1301), 접지 링(1313), 링 전극(1315), 및 비전도성 부분들(1314, 1316)의 위치는 파선으로 예시된다. 일부 예들에서, 링 전극 베이스(1350)는 팁 전극(1301)(파선으로 예시)에 전기적으로 결합되도록 구성된 제1 커넥터(1331)를 포함할 수 있고, 이는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 위에서 논의한 바와 같다. 팁 전극(1301)으로부터의 신호들은 하나 이상의 팁 전극 라우팅 배선들(1343)을 통해 링 전극 베이스를 통하여 경유될 수 있다. 추가적으로, 링 전극 베이스(1350)는 스타일러스 팁에 원위에 있고 제어 회로부(504)(도시되지 않음)에 전기적으로 결합되도록 구성된 제2 커넥터(1332)를 포함할 수 있고, 이는 도 5a를 참조하여 위에서 논의한 바와 같다. 일부 예들에서, 접지 링(1313)은 하나 이상의 접지 라우팅 배선들(1344)에 결합되는 접지 비아(1341)를 포함할 수 있다. 유사하게, 링 전극(1315)은 하나 이상의 링 전극 라우팅 배선들(1345)에 결합되는 전극 비아(1342)를 포함할 수 있다. 여기 도시되지 않았지만, 링 전극 베이스(1350)는 추가 비아들, 예를 들어, 반대측 비아들(1341, 1342)의 반대편에 접지 비아(1341) 및 전극 비아(1342)에 대응하는 비아들을 포함할 수 있다. 팁 전극 라우팅 배선들(1343), 접지 라우팅 배선들(1344), 및 링 전극 라우팅 배선들(1345)은 링 전극 베이스(1350)를 통해 제2 커넥터(1332)로 경유될 수 있다. 제2 커넥터로부터, 라우팅 배선 상의 신호들은 제어 회로부(504)로 경유될 수 있다.
도 13b는 링 전극 베이스(1350)의 평면도를 예시한다. 일부 구성들에서, 접지 비아(1341) 및 전극 비아(1342)는 접지 링(1313) 및 링 전극(1315)을 라우팅 배선들(1344, 1345)에 각각 결합하는 데 필요할 수 있다. 제조상 제약으로 인해, 비아들(1341, 1342)은 라우팅 배선들에 적절하게 결합되기 위하여 최소 직경(D2)인 것이 필요할 수 있다. 추가적으로, 비아들(1341, 1342)은 제조상 제약을 충족시키기 위해 인접한 컴포넌트들로부터 적어도 길이(L14)만큼 분리되는 것이 필요할 수 있다. 적어도 도 10a 및 도 10b를 참조하여 위에서 논의한 바와 같이, 접지 링(1313)의 길이(L3)는 링 전극(1315)과 터치 감응형 표면 사이의 바람직한 전기장 결합(즉, 축전 결합)을 얻기 위하여 조정될 수 있다. 일부 예들에서, 접지 링(1313)의 길이(L3)는 최소 분리 길이(L14)와 비아 직경(D2)의 조합된 길이보다 작을 수 있다. 따라서, 도 13b에 도시된 바와 같이, 접지 비아(1341)의 일부분은 접지 링(1313)의 외측으로 비전도성 분리(1314)의 영역에 연장될 수 있다. 일부 예들에서, 접지 링(1313)과 연관된 접지 비아(1341)의 절반은 접지 링(1313) 상에 위치설정될 수 있고, 비아의 절반은 비전도성 분리 영역(1314) 안으로 돌출될 수 있다.
주의할 점은, 스타일러스의 맥락에서 종종 설명되었지만, 본 명세서의 예들은 터치 감응형 표면과 상호작용하는 다른 입력 디바이스에 적용될 수 있다는 것이다. 추가적으로, 터치 스크린에 대하여 종종 설명되었지만, 입력 디바이스는 터치 스크린을 포함하지 않는 터치 감응형 디바이스에 사용될 수 있다. 마지막으로, 주의할 점은, 본 명세서에 설명된 예들의 요소들은, 본 명세서에 예시되거나 또는 설명된 다양한 요소들을 추가 또는 생략하는 것을 포함하는 상이한 방식으로 조합될 수 있다는 것이다.
개시내용의 일부 예들은 장치에 관한 것으로, 장치는: 비전도성 재료로 형성된 베이스; 전도성 재료로 형성되고 베이스를 둘러싸는 링 전극; 전도성 재료로 형성되고, 베이스를 둘러싸고, 링 전극으로부터 제1 거리만큼 분리된 접지 링; 및 제2 전도성 재료로 형성되고, 링 전극으로부터 제2 거리만큼 분리된 접지 플레이트를 포함하고, 링 전극은 구동 회로부에 연결되고, 접지 링은 기준 전위에 연결되고, 접지 플레이트는 기준 전위에 연결된다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 링 전극의 적어도 일부분은 제1 외각 직경을 갖는 중공 원통 형상이고, 접지 전극의 적어도 일부분은 제1 외각 직경을 갖는 중공 원통 형상이다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 링 전극의 길이는 링 전극의 제1 외각 직경보다 크다.
위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 링 전극은 제1 길이를 가지며, 접지 링은 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 링 전극과 접지 링 사이의 제1 거리는 접지 링의 제1 길이보다 작다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 길이는 3 mm 내지 7 mm의 범위 안에 있다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 거리는 3.5 mm 내지 6 mm의 범위 안에 있다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제2 거리는 2 mm 내지 4 mm의 범위 안에 있다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 장치는 장치를 스타일러스 디바이스의 팁 전극에 결합하도록 구성된 제1 커넥터를 추가로 포함한다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 링 전극은 터치 감응형 표면에 축전 결합하도록 구성되고, 링 전극은 또한 접지 링에 축전 결합하도록 구성된다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 장치는 링 전극에 결합된 하나 이상의 제1 전도성 트레이스, 접지 링에 결합된 하나 이상의 제2 전도성 트레이스를 추가로 포함하고, 제1 및 제2 전도성 트레이스들은 베이스를 통해 경유된다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 장치는 제1 전도성 트레이스들을 링 전극에 결합하도록 구성된 하나 이상의 제1 비아 및 제2 전도성 트레이스들을 접지 링에 결합하도록 구성된 하나 이상의 제2 비아를 추가로 포함한다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 하나 이상의 제2 비아 중 적어도 하나는 접지 링의 길이보다 큰 제2 직경을 구비한 원 형상을 갖는다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 기준 전위는 접지 전압이다.
개시내용의 일부 예들은 액티브 스타일러스를 위한 전극에 관한 것으로, 전극은: 전극의 길이를 따라 서로 평행하게 위치설정된 복수의 중공 원통형 서브링을 포함하고, 서브링들의 각각은 인접한 서브링들로부터 제1 방향으로 각자의 분리 거리만큼 분리되고; 각각의 서브링의 각자의 길이는 중공 원통형 서브링의 각각과 함께 전극의 길이를 따라 제1 방향으로 증가한다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 각각의 서브링의 각자의 길이는 전극의 길이를 따라 스케일링 계수만큼 증가한다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 스케일링 계수는 1.5 내지 2.5의 범위 안에 있다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 서브링과 제1 방향으로 인접한 제2 서브링 사이의 분리 거리는 제1 서브링의 길이와 동일하다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 서브링들의 각각은 하나 이상의 전도성 트레이스를 통해 전기적으로 연결된다.
위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 전극 내의 전도성 트레이스들의 각각은 동일한 원통형 외곽 상에 형성되고, 원통형 외곽의 방사축에 대하여 상이한 각도들로 위치된다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 전극이 전극의 방사축에 직교하는 평면에 의해 동일한 축 길이의 제1 절반 및 제2 절반으로 개념적으로 분할되는 경우, 제1 절반의 표면적이 제2 절반의 표면적보다 크다.
개시내용의 일부 예들은 액티브 스타일러스를 위한 전극에 관한 것으로, 전극은: 중공 원통형 링 부분; 및 왕관 형상을 형성하는 복수의 돌출부를 포함하고, 복수의 돌출부의 각각은 중공 원통형 링 부분에서 시작되어, 중공 원통형 링 부분으로부터 전극의 길이를 따라 제1 단부를 향해 연장되고, 복수의 돌출부의 각각은 중공 원통형 링 부분에서 최대 폭을 가지며, 전극의 제1 단부에서 최소 폭으로 좁아진다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 복수의 돌출부의 각각은 제1 길이를 가지며; 중공 원통형 링 부분은 제1 길이보다 작은 제2 길이를 갖는다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 길이와 제2 길이의 비율은 2:1 내지 3:1의 범위 안에 있다. 위에서 개시된 예들 중 하나 이상에 추가적으로 또는 대안적으로, 일부 예들에서, 제1 길이는 2.5 mm 내지 4.5 mm의 범위 안에 있고, 제2 길이는 0.5 mm 내지 2.5 mm의 범위 안에 있다.
개시내용의 일부 예들은 입력 디바이스에 관한 것으로, 입력 디바이스는: 샤프트 부분 및 팁 부분을 포함하는 본체; 입력 디바이스의 원단부에 있고 팁 부분에 배치된 팁 전극; 및 팁 전극에 원위에 있는 팁 부분에 배치된 링 전극 장치를 포함하고, 링 전극 장치는, 비전도성 재료로 형성된 베이스; 전도성 재료로 형성되고 베이스를 둘러싸는 링 전극; 전도성 재료로 형성되고, 베이스를 둘러싸고, 링 전극으로부터 제1 거리만큼 분리된 접지 링; 제2 전도성 재료로 형성되고, 링 전극으로부터 제2 거리만큼 분리된 접지 플레이트를 포함하고, 링 전극에 결합되고, 하나 이상의 자극 신호를 발생시키도록 구성된 자극 회로부를 포함한다.
예들이 첨부의 도면들을 참조하여 충분히 설명되었지만, 다양한 변경들 및 수정들이 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백하게 될 것이라는 것에 주목하여야 한다. 그러한 변경들 및 수정들은 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 다양한 예들의 범주 내에 포함되는 것으로서 이해되어야 한다.

Claims (26)

  1. 장치로서,
    비전도성 재료로 형성된 베이스;
    전도성 재료로 형성되고 상기 베이스를 둘러싸는 링 전극;
    상기 전도성 재료로 형성되고, 상기 베이스를 둘러싸고, 상기 링 전극으로부터 제1 거리만큼 분리된 접지 링; 및
    제2 전도성 재료로 형성되고, 상기 링 전극으로부터 제2 거리만큼 분리된 접지 플레이트를 포함하고,
    상기 링 전극은 구동 회로부에 연결되고, 상기 접지 링은 기준 전위에 연결되고, 상기 접지 플레이트는 상기 기준 전위에 연결되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 링 전극의 적어도 일부분은 제1 외각 직경을 갖는 중공(hollow) 원통 형상이고, 상기 접지 전극의 적어도 일부분은 상기 제1 외각 직경을 갖는 중공 원통 형상인, 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 링 전극의 길이는 상기 링 전극의 상기 제1 외각 직경보다 큰, 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 링 전극은 제1 길이를 가지며, 상기 접지 링은 상기 제1 길이보다 짧은 제2 길이를 갖는, 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 링 전극과 접지 링 사이의 상기 제1 거리는 상기 접지 링의 상기 제1 길이보다 작은, 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 길이는 3 mm 내지 7 mm의 범위 안에 있는, 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 제1 거리는 3.5 mm 내지 6 mm의 범위 안에 있는, 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제2 거리는 2 mm 내지 4 mm의 범위 안에 있는, 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 장치는 상기 장치를 스타일러스 디바이스의 팁 전극에 결합하도록 구성된 제1 커넥터를 추가로 포함하는, 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 링 전극은 터치 감응형 표면에 축전 결합하도록 구성되고, 상기 링 전극은 또한 상기 접지 링에 축전 결합하도록 구성된, 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 링 전극에 결합된 하나 이상의 제1 전도성 트레이스, 상기 접지 링에 결합된 하나 이상의 제2 전도성 트레이스를 추가로 포함하고, 상기 제1 및 제2 전도성 트레이스들은 상기 베이스를 통해 경유되는, 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 전도성 트레이스들을 상기 링 전극에 결합하도록 구성된 하나 이상의 제1 비아 및 상기 제2 전도성 트레이스들을 상기 접지 링에 결합하도록 구성된 하나 이상의 제2 비아를 추가로 포함하는, 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 하나 이상의 제2 비아 중 적어도 하나는 상기 접지 링의 길이보다 큰 제2 직경을 구비한 원 형상을 갖는, 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 기준 전위는 접지 전압인, 장치.
  15. 액티브 스타일러스를 위한 전극으로서,
    상기 전극의 길이를 따라 서로 평행하게 위치설정된 복수의 중공 원통형 서브링을 포함하고;
    상기 서브링들의 각각은 인접한 서브링들로부터 제1 방향으로 각자의 분리 거리만큼 분리되고;
    각각의 서브링의 각자의 길이는 상기 중공 원통형 서브링의 각각과 함께 상기 전극의 상기 길이를 따라 상기 제1 방향으로 증가하는, 전극.
  16. 제15항에 있어서, 상기 각각의 서브링의 각자의 길이는 상기 전극의 상기 길이를 따라 스케일링 계수(scaling factor)만큼 증가하는, 전극.
  17. 제16항에 있어서, 상기 스케일링 계수는 1.5 내지 2.5의 범위 안에 있는, 전극.
  18. 제15항에 있어서, 제1 서브링과 제1 방향으로 인접한 제2 서브링 사이의 분리 거리는 상기 제1 서브링의 길이와 동일한, 전극.
  19. 제15항에 있어서, 상기 서브링들의 각각은 하나 이상의 전도성 트레이스를 통해 전기적으로 연결되는, 전극.
  20. 제19항에 있어서, 상기 전극 내의 상기 전도성 트레이스들의 각각은 동일한 원통형 외곽 상에 형성되고, 상기 원통형 외곽의 방사축에 대하여 상이한 각도들로 위치되는, 전극.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 전극이 상기 전극의 방사축에 직교하는 평면에 의해 동일한 축 길이의 제1 절반 및 제2 절반으로 개념적으로 분할되는 경우, 상기 제1 절반의 표면적이 상기 제2 절반의 표면적보다 큰, 전극.
  22. 액티브 스타일러스를 위한 전극으로서,
    중공 원통형 링 부분; 및
    왕관 형상을 형성하는 복수의 돌출부를 포함하고,
    상기 복수의 돌출부의 각각은 상기 중공 원통형 링 부분에서 시작되어, 상기 중공 원통형 링 부분으로부터 상기 전극의 길이를 따라 제1 단부를 향해 연장되고,
    상기 복수의 돌출부의 각각은 상기 중공 원통형 링 부분에서 최대 폭을 가지며, 상기 전극의 상기 제1 단부에서 최소 폭으로 좁아지는, 전극.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 복수의 돌출부의 각각은 제1 길이를 가지며;
    상기 중공 원통형 링 부분은 상기 제1 길이보다 작은 제2 길이를 갖는, 전극.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 제1 길이와 상기 제2 길이의 비율이 2:1 내지 3:1의 범위 안에 있는, 전극.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 제1 길이는 2.5 mm 내지 4.5 mm의 범위 안에 있고,
    상기 제2 길이는 0.5 mm 내지 2.5 mm의 범위 안에 있는, 전극.
  26. 입력 디바이스로서,
    샤프트 부분 및 팁 부분을 포함하는 본체;
    상기 입력 디바이스의 원단부에 있고 상기 팁 부분에 배치된 팁 전극; 및
    상기 팁 전극에 원위에 있는 상기 팁 부분에 배치된 링 전극 장치를 포함하고, 상기 링 전극 장치는,
    비전도성 재료로 형성된 베이스;
    전도성 재료로 형성되고 상기 베이스를 둘러싸는 링 전극;
    상기 전도성 재료로 형성되고, 상기 베이스를 둘러싸고, 상기 링 전극으로부터 제1 거리만큼 분리된 접지 링;
    제2 전도성 재료로 형성되고, 상기 링 전극으로부터 제2 거리만큼 분리된 접지 플레이트; 및
    상기 링 전극에 결합되고, 하나 이상의 자극 신호를 발생시키도록 구성된 자극 회로부를 포함하는, 입력 디바이스.
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