KR20180070574A - 반수동형 스타일러스 - Google Patents

반수동형 스타일러스 Download PDF

Info

Publication number
KR20180070574A
KR20180070574A KR1020187010180A KR20187010180A KR20180070574A KR 20180070574 A KR20180070574 A KR 20180070574A KR 1020187010180 A KR1020187010180 A KR 1020187010180A KR 20187010180 A KR20187010180 A KR 20187010180A KR 20180070574 A KR20180070574 A KR 20180070574A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
stylus
pen tip
touch
signal
variable circuit
Prior art date
Application number
KR1020187010180A
Other languages
English (en)
Inventor
대런 레이
스티븐 샌더스
클리프톤 포린스
Original Assignee
텍추얼 랩스 컴퍼니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 텍추얼 랩스 컴퍼니 filed Critical 텍추얼 랩스 컴퍼니
Publication of KR20180070574A publication Critical patent/KR20180070574A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04108—Touchless 2D- digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface without distance measurement in the Z direction

Abstract

터치 감지 장치와 관련하여 사용하기 위한 신장된 본체를 갖는 스타일러스가 개시되며, 터치 감지 장치는 그 표면에 근접하여 터치 검출 신호를 생성한다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스는 터치 표면에 존재하는 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 적용되는 하나 이상의 펜촉 구성부를 갖는 펜촉과 하나 이상의 펜촉 구성부를 스타일러스 본체 또는 주변 접지의 기타 소스와 연동되도록 연결하는 하나 이상의 가변 회로를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스는 터치 표면에 존재하는 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 적용되는 복수의 펜촉 구성부를 포함하는 펜촉을 가지며, 복수의 펜촉 구성부 각각은 복수의 펜촉 구성부 중 적어도 2개와 변경 가능하게 연결된 가변 회로를 제외하고 각각 서로 절연 처리된다. 또한, 변경된 전기적 연결에 대한 검출량을 기반으로 터치 감지 장치에 대한 스타일러스의 위치, 각도 및 회전각의 검출 방법이 개시된다.

Description

반수동형 스타일러스
본 출원은 "Semi-Passive Stylus Using Parametric Modulation"의 명칭으로 2015년 9월 11일자에 출원된 미국 가출원 제62/217,426호를 기초로 한 우선권을 주장하며, 그에 대한 정규출원이다.
개시된 본 시스템 및 방법은 일반적으로 사용자 입력 분야에 관한 것이며, 구체적으로는 신규한 반수동형 스타일러스를 제공하는 사용자 입력 시스템에 관한 것이다.
스타일러스 또는 유형체(하기에 때때로 유형체로 표현)는 3가지의 다른 방식으로 작동될 수 있다. (1) 수동형 방식, 이 방식에서는 스타일러스가 배터리 또는 기타 전원을 전혀 가지지 않으며, 기능을 수행하기 위해서는 외부 신호의 에너지에 의존한다. (2) 능동형 방식, 이 방식에서는 스타일러스가 내부 전자 장치를 구동시키고 신호를 전송하는데 사용되는 자체 전원을 가진다. (3) 본 명세서에 개시된 바와 같은 반수동형 방식, 이 방식에서는 스타일러스가 내부 전자 장치를 구동하는데에는 사용되지만, 신호를 생성/전송하는데에는 사용되지 않는 자체 배터리 또는 전원을 가진다.
종래의 능동형 투영 정전용량식(PCAP, Projected Capacitive) 스타일러스는 입력 데이터 및 상황 정보(context)를 수집하는 이종(heterogeneous) 디지털, 아날로그 및 기계적 센서 어레이에 의존하는 점과 유효 전력이 높은 점으로 인하여 비싸고, 무겁고, 두꺼운 HID(Human-Interface Devices)이다. 또한, 높은 유효 전력은 최종 사용자로 하여금 지속적인 동작을 보장하기 위한 주기적인 충전 또는 배터리 교체를 요구하는 불편함의 직접적인 원인을 초래할 수 있다. 이러한 한계로 인해 능동형 PCAP 스타일러스가 상업적으로 광법위하게 채택되는 것이 더뎌졌다. 하지만, 이러한 절충안은 능동형 PCAP 스타일러스에 연결된 컴퓨터 시스템이 스타일러스의 이벤트(event)와 터치 사이의 입력 판별, 다수의 능동형 스타일러스 사이의 입력 판별, 하나 이상의 능동형 스타일러스의 펜촉과 지우개 사이의 판별, 우수한 팜 리젝션(palm rejection) 및 얇은 스타일러스의 펜촉을 제공할 수 있도록 한다.
능동형 스타일러스는 다른 터치와 스타일러스를 구별하도록 설계될 수 있지만, 이러한 설계에 따르면 상당한 전력을 소모한다. 따라서, 능동형 스타일러스는 일반적으로 대용량 배터리 및/또는, 빈번하게 충전 및/또는 교체되어야만 하는 배터리를 필요로 한다.
수동형(즉, 배터리가 없는) PCAP 스타일러스는 동시 스타일러스 펜촉, 스타일러스 지우개 및 터치 입력을 확실하게 판별하는 능력을 포기함으로써 비용 및 전력의 한계를 해결한다. 또한, 수동형 스타일러스는 배터리 및 복잡한 인에이블(enabling) 구성 요소의 필요성을 제거함으로써 능동형 펜의 인체공학적 한계를 일부 해결한다. 하지만, 수동형 스타일러스 설계의 간소화가 스타일러스의 본체를 유선형으로 얇게 만들 수는 있으나, 입력 SNR(Signal to Noise Ratio)을 희생시키므로, 펜촉의 두께를 절충하고 효과적으로 하나의 인체공학적 결손을 다른 것으로 교체하는 것을 필요로 한다. 수동형 스타일러스는 예를 들어 인간의 손가락을 모방하는데 사용되는 전도성 또는 유전성 막대일 수 있으며, 다수의 수동형 스타일러스는 현존하는 상용제품(COTS)인 태블릿 컴퓨터와 함께 사용되도록 판매된다. 하지만, 수동형 스타일러스는 다른 수동형 스타일러스 또는 터치의 입력을 구별하지 못하는 문제점이 존재한다.
오늘날의 능동형 및 수동형 스타일러스와 비교한 바와 같이, 본 명세서에 개시된 반수동형 스타일러스는 저전력 소비를 달성하고, 설계 복잡성을 유지하며, 수동형 및 능동형 스타일러스와 비교하여 관련 비용을 저감한다. 현재 개시된 반수동형 스타일러스는 요구되거나 이로운 스타일러스의 특성을 절충하지 않고도 이들 이점의 일부 또는 전부를 제공할 수 있다. 또한, 본 스타일러스는 전력을 거의 필요로 하지 않으며, 펜촉의 두께는 본 명세서에 개시된 이점을 수용하는데 아끼지 않는다. 예를 들면, 일 실시예에 있어서, 반수동형 스타일러스의 제한된 전력 소비로 인해 소형 배터리는 수년 또는 심지어 본 장치의 수명 동안 지속될 수 있다. 또한, 개시된 본 반수동형 스타일러스는 스타일러스의 이벤트와 터치 사이의 입력 판별, 다수의 스타일러스 사이의 입력 판별, 하나 이상의 능동형 스타일러스의 펜촉과 지우개 사이의 판별 및 팜 리젝션(의도되지 않은 터치 입력을 방지하는데 사용되는 기능)을 허용한다. 따라서, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 반수동형 스타일러스는 능동형 및 수동형 스타일러스와 관련된 결점을 극복하며, 다른 스타일러스 및 손가락과 구별되도록 설계될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적, 특징 및 이점과 그 외의 목적, 특징 및 이점은 하기의 첨부도면에 도시된 실시예의 보다 구체적인 설명으로부터 명백해 질 것이며, 참조 부호는 다양한 도면에 걸쳐 동일한 부분을 지칭한다. 도면은 반드시 일정 비율로 도시되는 것이 아니며, 개시된 실시예의 원리를 도시하는 것에 중점을 둔다.
도 1은 저지연 터치 센서 장치의 실시예를 도시한 높은 레벨의 블록도를 제공한다.
도 2a는 행과 열을 갖는 투영 정전용량식 터치 표면의 일 실시예를 나타낸다.
도 2b는 한 세트의 행(row)과 한 세트의 열(column) 사이의 커플링을 제공하는 터치를 나타낸다.
도 2c는 행과 열 사이의 커플링을 제공하는 스타일러스 또는 기타 유형체를 나타낸다.
도 3a 내지 3c는 반수동형 스타일러스에서 매개 변수에 대해 변조되는 정전 용량의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 4a 및 4b는 반수동형 스타일러스의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 5a 내지 5c는 스타일러스의 상호 맞물림(intermeshed) 형식의 펜촉에 대한 예시적 실시예를 더 나타낸다.
도 6a 내지 6c는 스타일러스의 상호 맞물림 형식의 펜촉에서 매개 변수에 대해 변조되는 정전 용량의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 7a는 3개의 상이한 정전용량부로 분할된 펜촉을 갖는 스타일러스의 다른 예시적인 실시예를 나타내며, 터치 표면에 대해 3개의 다른 방향(좌측, 중앙 및 우측)으로 도시된다. 도 7b는 도 7a에 나타낸 좌측, 중앙 및 우측의 스타일러스 위치에 대한 변조 레벨을 나타낸다.
본 명세서에 도시된 실시예를 포함하는 다양한 실시예에 있어서, 본 발명은 터치 감지체 및 그 설계, 제조 및 동작 방법에 관한 것이다. 예시적인 구성 또는 기하학적 구조가 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 개시되지만, 본 발명의 관점에서 본 발명의 범위 및 사상에 벗어나지 않은 다른 구성 및 기하학적 구조도 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
본 출원은 "Fast Multi-Touch Stylus and Sensor"의 명칭으로 2016년 1월 12일자에 출원된 미국 특허 출원 제14/993,868호에 공개된 고속 멀티 터치 센서 등의 사용자 인터페이스 및 기타 인터페이스에 관한 것이며, 전체 공개 내용은 본 명세서에 참조로 원용된다.
본 발명의 전반에 걸쳐, "호버(hover)", "터치", "터치들", "접촉", "접촉들", "압력", "압력들"의 용어 또는 기타 설명어구는 센서가 사용자의 손가락, 스타일러스, 대상 또는 신체의 일부를 검출한 기간 또는 이벤트를 기술하도록 사용될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, "접촉"의 단어가 일반적으로 의미하는 바와 같이, 사용자가 센서 또는 센서가 구현된 장치와 물리적 접촉이 있는 경우에만 검출이 이루어진다. 다른 실시예에 있어서, "호버"의 단어가 일반적으로 지칭하는 바와 같이, 센서는 터치 표면 위로 거리를 두거나 터치 감지 장치로부터 떨어져 호버링하는 "터치들" 또는 "접촉들"을 검출할 수 있도록 조정될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 "터치 표면"은 사실상 특징을 갖거나 갖지 않을 수 있으며, 일반적으로 빈약한 특징(feature-sparse)의 표면일 수 있다. 본 명세서에서 감지된 물리적 접촉에의 의존을 의미하는 표현은 기재된 기술이 이들 실시예에만 적용되는 것을 의미하도록 사용되어서는 안 된다. 사실상, 일반적으로, 본 명세서에 기재된 용어는 "접촉" 및 "호버"와 동일하게 적용되며, 각각의 용어는 본 명세서에 사용된 바와 같이 "터치"를 의미한다. 보다 일반적으로, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "터치"라는 용어는 본 명세서에 개시된 유형의 센서에 의해 검출될 수 있는 행위를 나타낸다. 따라서, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "호버"라는 용어는 "터치"가 본 명세서에 의도된 점에서 "터치"의 한 유형이다. "압력"은 사용자가 터치 감지체의 표면에 대해 손가락 또는 손(또는, 스타일러스 등의 다른 대상)으로 가압하는 힘을 나타낸다. "압력"의 양은 "접촉", 즉 터치 영역의 척도일 수 있거나, 기재된 바와 같이 터치 압력에 대한 척도일 수 있다. 터치는 "호버", "접촉", "압력" 또는 "파지"의 상태를 지칭하지만, 일반적으로 센서의 정확한 측정값의 임계값을 벗어나는 신호의 변화에 의해 부족한 "터치"가 식별된다. 본 명세서에 개시된 실시예에 대해 활용될 수 있는 다른 유형의 센서는 카메라, 근접 센서, 광학 센서, 선회율(turn-rate) 센서, 자이로스코프, 자력계, 열 센서, 압력 센서, 정전용량식(capacitive) 센서, 전력 관리 집적 회로 판독, 모션 센서 등을 포함한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 청구 범위를 포함하여, 제 1 및 제 2 등의 서수 용어 그 자체로는 순서, 시간 또는 유일성을 의미하는 것으로 의도되지 않으며, 오히려 하나의 구조, 예를 들면 청구된 하나의 구조를 다른 구조와 구별하기 위해 사용된다. 문맥이 지시하는 일부 사용에 있어서, 제 1 및 제 2의 용어는 유일하다는 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 제 1 시간에 이벤트가 발생하고, 제 2 시간에 다른 이벤트가 발생하는 경우, 제 2 시간 전에 제 1 시간이 발생한다는 의미로 의도되지는 않지만, 청구항에 제 1 시간 후의 제 2 시간이라고 하는 추가 한정이 있는 경우, 문맥상 제 1 시간 및 제 2 시간을 고유한 시간으로 이해해야 할 수 있다. 이와 유사하게, 문맥이 지시하거나 허용하는 경우, 2개의 식별된 청구항 구조가 동일한 특성 또는 상이한 특성을 가질 수 있도록 서수 용어는 광범위하게 해석되도록 의도된다. 따라서, 예를 들면 추가 한정이 없는 경우, 제 1 주파수 및 제 2 주파수는 동일한 주파수, 예를 들면 10MHz인 제 1 주파수 및 10MHz인 제 2 주파수일 수 있거나 상이한 주파수, 예를 들면 10MHz인 제 1 주파수 및 11MHz인 제 2 주파수 일 수 있다. 문맥상 달리 지시할 수 있는데, 예를 들면 제 1 주파수 및 제 2 주파수가 서로 직교하는 것으로 추가 한정이 있는 경우, 이러한 경우에 이들 주파수는 동일한 주파수가 아닐 수 있다.
현재 개시된 시스템 및 방법은 정전용량식 터치 센서의 설계, 제조 및 사용 방법을 제공하며, 직교 시그널링 기반의 다중 방식을 사용한 정전용량식 터치 센서를 포함하되, 직교 시그널링 기반의 다중 방식의 예로 주파수 분할 다중 방식(FDM, Frequency-Division Multiplexing), 코드 분할 다중 방식(CDM, Code-Division Multiplexing) 또는 FDM과 CDM 방식을 결합한 복합 변조 기술 등이 있으나, 한정되지 않는다. 본 명세서에서 언급되는 주파수는 다른 직교 신호 베이스를 지칭할 수도 있다. 정전용량식 FDM, CDM 또는 FDM/CDM 복합 터치 센서는 현재 개시된 센서와 연결하여 사용될 수 있다. 이러한 센서에 있어서, 터치는 행(row)에서의 신호가 열(column)과 커플링(증가) 또는 디커플링(감소)되는 경우에 감지될 수 있고, 그 결과는 해당 열에서 수신될 수 있다.
본 발명에 대하여, 본 명세서에 기재된 터치 감지체와 연결하여 사용될 수 있는 특정 고속 멀티 터치 센서의 동작을 먼저 기재할 것이며, 본 발명의 시스템 및 그것의 설계, 제조 및 동작 방법의 구현 방법에 대해 기재할 것이다. 현재 개시된 반수동형 스타일러스에 대한 상세한 설명은 "반수동형 스타일러스"라는 제목 이하에서 후술한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 명사로서 사용되는 "터치 이벤트"라는 어구 및 "터치"라는 단어는 근접 터치 및 근접 터치 이벤트, 또는 센서를 사용하여 식별될 수 있는 임의의 기타 동작을 포함한다. 일 실시예에 따르면, 터치 이벤트는 예컨데 대략 10밀리초 이하 또는 1밀리초 미만의 매우 낮은 지연 속도(latency)를 갖는 다운스트림(downstream) 컴퓨터 프로세스로 검출, 처리 및 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 개시된 고속 멀티 터치 센서는 터치 이벤트에 대한 높은 업데이트 속도 및 저지연 측정을 위한 개선된 투영 정전용량식 방법을 활용한다. 이 기술은 상술한 병렬형 하드웨어 및 고주파수 파형을 사용하여 상술한 이점을 얻을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 개시된 방법 및 장치는 민감하고 견고하게 측정하도록 사용될 수 있으며, 본 방법은 투명한 디스플레이 표면에 사용될 수 있고, 이 기술을 사용하는 제품의 제조를 경제적으로 만들 수 있다. 이와 관련하여, 본 명세서에 사용되는 "정전용량체"는 손가락, 인체의 다른 부분, 스타일러스 또는 센서가 감지하는 임의의 대상일 수 있다. 본 명세서에 개시된 센서 및 방법은 정전 용량에 의존할 필요는 없다. 예를 들어 광학 센서와 관련하여, 일 실시예는 터치 이벤트를 감지하기 위해 광자 터널링 및 누광(漏光)을 활용하며, 본 명세서에 사용되는 "정전용량체"에는 이러한 센싱과 호환되는 스타일러스 또는 손가락 등의 임의의 대상을 포함한다. 이와 유사하게, 본 명세서에 사용되는 "터치 위치" 및 "터치 감지 장치"는 정전용량체와 개시된 센서 사이에 실제로 터치하는 접촉을 요구하지 않는다.
도 1 은 일 실시예에 따른 고속 멀티 터치 센서(100)의 특정 원리를 도시한다. 참조 번호 102를 참조하면, 상이한 신호들이 복수의 행으로 동시에 전송된다. 상이한 신호들은 "직교", 즉 서로 분리 가능하며 구별 가능하다. 참조 번호 103을 참조하면, 수신기는 각각의 열에 부착되어 있다. 수신기는 기타 신호 및/또는 잡음 유무에 관계없이 임의의 전송 신호 또는 그들의 임의의 조합을 수신하고, 각각의 열에 존재하는 각각의 동시 전송 신호를 위한 적어도 하나의 측정치, 예를 들면 양(量)을 개별적으로 판단하도록 설계된다. 센서의 터치 표면(104)은 직교 신호가 전파될 수 있는 일련의 행과 열(일부 도시)을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 행과 열은 행과 열이 터치 이벤트의 대상이 아닌 경우에 적거나 무시가능한 정도로 적은 신호량이 행과 열 사이에 커플링되도록 설계될 수 있고, 반대로 터치 이벤트의 대상인 경우에는 높거나 무시하지 못할 정도로 높은 신호량이 행과 열 사이에 커플링되도록 설계될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 이와 반대로, 신호량이 적으면 터치 이벤트를 나타내고, 신호량이 크면 터치의 부재를 나타낼 수 있다. 커플링의 변화로 인해 터치 센서가 궁극적으로 터치를 검출하기 때문에, 특정 실시예에 대해 달리 명백해질 수 있는 이유를 제외하고, 터치 관련 커플링이 열에 존재하는 행의 신호량의 증감을 초래하는지 여부는 특별히 중요하지 않다. 상술한 바와 같이, 터치가 커플링된 신호의 레벨에 영향을 주는 이벤트인 경우, 터치 또는 터치 이벤트는 물리적 터치를 요구하지 않는다.
도 1을 계속해서 참조하면, 일 실시예에 있어서, 일반적으로 행과 열 모두에 근접한 터치 이벤트의 정전용량 결과는 열과 커플링되는 행에 존재하는 신호량에 무시 못할 변화를 초래한다. 보다 일반적으로, 터치 이벤트는 열에서의 수신 신호를 초래하고 이에 상응한다. 행의 신호들이 직교하기 때문에, 다수의 행 신호는 하나의 열과 커플링되고 수신기에 의해 구별될 수 있다. 또한, 각 행의 신호는 다수의 열과 커플링될 수 있다. 소정의 행과 커플링된 각각의 열에 있어서(커플링이 열에 존재하는 행 신호의 증감을 초래하는지의 여부와 관계 없이), 열에서 발견된 신호는 어느 행이 그 열에 근접하여 터치되고 있는 지를 나타낼 정보를 포함한다. 각각의 수신된 신호량은 일반적으로 해당 신호를 운반하는 열과 행 사이의 커플링 정도와 관련이 있으므로 표면, 즉 터치 및/또는 터치의 압력에 의해 덮인 표면 영역과 터치 대상 간의 거리를 나타낼 수 있다.
소정의 행과 열에 근접하여 터치되는 경우, 행에 존재하는 신호 레벨은 해당 열에서 변하게 된다(그 커플링이 열에서의 행신호에 대한 증감을 초래할 수 있음). 상술한 바와 같이, 터치 또는 터치된 이라는 용어는 사실상의 물리적 접촉이 아닌 상대적 근접성을 요구한다. 실제로, 터치 장치의 다양한 구현에 있어서, 행 및/또는 열과 손가락 또는 기타 터치 대상 사이에 보호벽이 있을 수 있으므로, 행 및/또는 열에 대한 물리적 접촉의 가능성은 희박하다. 또한, 일반적으로 행과 열 자체는 서로 접촉하지 않으며, 신호량이 그 사이에 커플링되고 그 양이 터치에 의해 변할 수 있도록(증가 또는 감소) 근접하여 위치한다. 일반적으로, 행과 열의 커플링은 그들 사이의 사실상의 접촉, 손가락 또는 기타 터치 대상의 사실상 접촉에 의해 형성되기 보다는, 손가락(또는, 기타 대상)의 근접에 따른 정전용량 효과, 즉 본 명세서에 터치로 지칭되는 근접에 의한 정전 효과에 의해 형성된다.
행과 열의 특성은 임의적이며, 특정 방향은 무관하다. 실제로, 행과 열이라는 용어는 정사각형의 그리드를 지칭하는 것으로 의도되는 것이 아니라, 신호가 전송되는 도체(행) 및 신호가 커플링될 수 있는 도체(열)를 지칭하는 것으로 의도된다. 신호가 행에 전송되고, 열에서 수신된다는 개념 자체는 임의적인 것이며, 쉽게 말해 신호는 임의로 열로 지정된 도체에서 전송되고 임의로 행으로 지정된 도체에서 수신될 수 있거나, 또는 행과 열 모두 임의의 다른 용어로 지칭될 수 있다. 또한, 행과 열은 그리드 내에 존재할 필요는 없다. 상술한 바와 같이, 기타 형상 및 방향이 가능하다. 터치 이벤트가 "행"과 "열"의 교차에 영향을 준다면, 그들 사이 커플링이 일부 변하게 된다. 예를 들면, 2차원적으로, "행"은 동심원 내에 있을 수 있으며, "열"은 중심으로부터 방사되는 스포크(spoke)일 수 있다. 또한, "행"과 "열"은 임의의 기하학적 또는 공간적 패턴을 따를 필요는 없으므로, 예를 들어 전송 및 수신 안테나를 임의로 연결하여 행과 열을 형성(상대 위치와 유관 또는 무관하게)할 수 있다. 또한, 그곳에 오직 두 유형의 신호 전파 채널만이 있을 필요는 없다. 일 실시예에 있어서, 행과 열을 대신하여, 채널 "A", "B" 및 "C"가 제공될 수 있으며, 채널 "A"에서 전송된 신호는 채널 "B" 및 채널 "C"에서 수신될 수 있거나, 일 실시예에 있어서, 채널 "A" 및 채널 "B"에서 전송된 신호는 채널 "C"에서 수신될 수 있다. 신호 전파 채널이 서로 다른 시간대에서 전송기 및 수신기를 지원하며 교번적으로 기능하는 것도 가능하다. 또한, 전송 신호가 수신 신호로부터 분리될 수 있다면, 신호 전파 채널이 전송기 및 수신기를 동시에 지원할 수 있는 점도 고려된다. 다수의 다른 실시예가 가능하며 이는 본 발명의 관점에서 통상의 기술자에게도 명백할 것이다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 터치 표면(104)은 신호가 전파되는 일련의 행과 열을 포함한다. 상술한 바와 같이, 행과 열은 터치되고 있지 않은 경우에 일 신호량이 그들 사이에 커플링되고, 행과 열이 터치되고 있는 경우에 다른 신호량이 그들 사이에 커플링되도록 설계된다. 터치가 단순히 예-아니오 문제가 아니라, 예를 들어 보다 많은(즉, 보다 가깝거나 확실한) 터치와 보다 적은(즉, 보다 멀거나 약한) 터치 및 심지어 터치하지 않는 경우까지 터치를 구별하는 보다 점층적인 관점에서 판단될 수 있도록, 행과 열 사이에 커플링된 신호의 변화량은 터치에 일반적으로 비례하거나 반비례할 수 있다(선형으로 비례할 필요는 없음). 행/열의 교차점에 근접하여 터치되는 경우, 열에 존재하는 신호는 변하게 된다(양성 또는 음성으로). 열에 커플링된 신호량은 근접 정도, 압력 또는 터치 영역과 유관할 수 있다.
수신기는 각각의 열에 부착되어 있다. 수신기는 각각의 열에 존재하는 신호를 수신하도록 설계되며, 각각의 열에 존재하는 신호에는 임의의 직교 신호 또는 직교 신호의 임의의 조합과 임의의 잡음 또는 기타 신호가 포함된다. 일반적으로, 수신기는 열에 존재하는 신호 프레임을 수신하고, 프레임에 존재하는 각각의 행 신호를 정량화하도록 설계된다. 일 실시예에 있어서, 프레임은 각 열의 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 의해 포착되며, 아날로그-디지털 변환기에 의해 포착된 시간 영역의 데이터는 행에 전송된 각각의 상이한 주파수용 "버킷(bucket)"을 반영한 주파수 영역의 데이터로 변환된다. 일 실시예에 있어서, 수신기(또는, 수신기 데이터와 관련된 신호 프로세서)는 신호 프레임이 포착되었던 시간 동안에 열에 존재하는 각각의 직교의 전송 신호량에 관한 측정치를 검출할 수 있다. 이러한 방식에 있어서, 각각의 열과 터치된 행에 대한 식별뿐만 아니라, 수신기는 터치에 관한 추가 정보(예를 들면, 질적 정보)를 제공할 수 있다. 일반적으로, 터치 이벤트는 열에 수신된 신호에 대응(또는 역(逆)으로 대응)할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 각각의 열에 대해 수신된 상이한 신호들은 대응하는 어느 행이 해당 열에 근접하여 터치되고 있는지를 나타낸다. 일 실시예에 있어서, 대응되는 행과 열 사이의 커플링 정도는 예를 들어 터치에 의해 덮인 표면 영역, 터치 압력 등을 나타낸다. 일 실시예에 있어서, 대응되는 행과 열 사이의 커플링의 시간에 따른 변화는 행과 열의 교차점에서 터치의 변화를 나타낸다.
사인파에 대한 설명
일 실시예에 있어서, 행에 전송되고 있는 직교 신호는 각각 상이한 주파수를 갖는 비변조 사인파이며, 주파수는 수신기에서 서로 구별될 수 있도록 선택된다. 일 실시예에 있어서, 주파수들은 그들 사이에 충분한 간격을 두고 선택되어 수신기에서 보다 용이하게 서로 구별될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 선택된 주파수들 사이에 단순 조화 관계가 존재하지 않도록 주파수가 선택된다. 단순 조화 관계의 결여는 하나의 신호가 다른 신호를 모방하게 하는 비선형 아티팩트(artifact)를 경감할 수 있다.
일반적으로, 인접한 주파수 사이의 간격이 일정하며, 최대 주파수가 최소 주파수의 2배 미만인 경우, 주파수의 "콤(comb)"은 주파수 사이의 간격 Δf가 측정 주기 τ와 최소한 역수 관계라면 이러한 기준을 충족할 것이다. 예를 들면, 밀리초(τ)당 1회에 행 신호의 존재 여부를 판단하기 위해 신호(예를 들면, 열에서의 신호) 조합의 측정이 필요한 경우, 주파수 간격(Δf)은 1kHz를 초과하여야 한다(즉, Δf>1/τ). 이 계산에 따르면, 10개 행의 예시에서 하기의 주파수를 사용할 수 있다.
행 1: 5.000MHz 행 6: 5.005MHz
행 2: 5.001MHz 행 7: 5.006MHz
행 3: 5.002MHz 행 8: 5.007MHz
행 4: 5.003MHz 행 9: 5.008MHz
행 5: 5.004MHz 행 10: 5.009MHz
본 발명의 관점에서 견고한 설계를 위해 주파수 간격이 최소값을 상당히 초과할 수 있음은 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 일 예시로서, 0.5cm의 행/열 간격을 갖는 20cm×20cm의 터치 표면은 40개의 행과 40개의 열을 요구하며, 40개의 상이한 주파수에서의 사인파를 필요로 한다. 밀리초당 1회의 분석률이 1kHz 간격만 요구하지만, 임의의 보다 큰 간격은 보다 견고한 구현을 위해 활용된다. 일 실시예에 있어서, 임의의 보다 큰 간격은 최대 주파수가 최소 주파수의 2배를 초과하면 안 된다는 제약(즉, fmax<2(fmin))을 받는다. 따라서, 이 예시에 있어서, 5MHz로 설정된 최소 주파수를 갖는 100kHz의 주파수 간격이 사용될 수 있으며, 5.0MHz, 5.1MHz, 5.2MHz 등 최대 8.9MHz까지의 주파수 목록을 산출한다.
일 실시예에 있어서, 목록상 각각의 사인파는 신호 생성기에 의해 생성되며, 신호 방사기(emitter) 또는 전송기에 의해 분리된 행에 전송될 수 있다. 터치에 근접한 행과 열을 식별하기 위해, 수신기는 열에 존재하는 신호 프레임을 수신하고, 신호 프로세서는 신호를 분석하여 만약에 있다면, 목록에 있는 어느 주파수가 나타나는지를 판단한다. 일 실시예에 있어서, 주파수 분석 기술(예를 들면, 푸리에 변환) 또는 필터 뱅크를 사용하여 식별을 지원할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 수신기는 열 신호 프레임을 수신하며, 프레임은 FFT를 통해 처리되어, 각각의 주파수의 측정치가 판단된다. 일 실시예에 있어서, FFT는 각각의 주파수, 각각의 프레임에 대해 동상(in-phase) 및 직교(quadrature) 측정치를 제공한다.
일 실시예에 있어서, 각 열의 신호로부터, 수신기/신호 프로세서는 해당 열의 신호에서 발견된 주파수 목록으로부터 각각의 주파수에 대한 값(및 일 실시예에 있어서, 동상 및 직교 값)을 판단한다. 일 실시예에 있어서, 주파수에 해당하는 값이 일부 임계값을 초과하거나 미만인 경우 또는 이전 값에서 변경된 경우, 이러한 정보가 그 주파수에 해당하는 열과 행 사이의 터치 이벤트를 식별하는데 사용된다. 일 실시예에 있어서, 행/열 교차점과 터치간 거리, 터치 대상의 크기, 터치 대상이 가압하는 압력, 행/열 교차점의 터치되고 있는 부분 등을 포함하는 다양한 물리적 현상에 대응하는 신호 강도에 대한 정보는 터치 이벤트 영역을 국한시키는 것을 돕도록 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 판단된 값은 터치 자체의 판단 요인이 아니라 터치 이벤트를 판단하기 위해 다른 값과 함께 추가 처리되는 값이다.
적어도 복수의 주파수(각각 행에 해당함) 또는 적어도 복수의 열에 대해 각각의 직교 주파수 값이 판단되었다면, 행/열 교차점에서의 맵(map)의 값 또는 그에 비례 또는 반비례하는 값으로서 사용되는 값을 갖는 2차원 맵을 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 터치 표면 또는 영역에 대한 맵을 생성하기 위해 터치 표면상의 다수의 행/열 교차점에서 값이 결정된다. 일 실시예에 있어서, 터치 표면 또는 영역에 대한 맵을 생성하기 위해 터치 표면 또는 터치 표면 영역의 모든 행/열 교차점에 대한 값을 판단한다. 일 실시예에 있어서, 신호 값은 각 열의 각 주파수에 대해 계산된다. 신호 값이 계산되면, 2차원 또는 3차원 맵을 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 값은 행/열 교차점에서 맵의 값이다. 일 실시예에 있어서, 신호 값은 행/열 교차점에 대한 맵의 값으로서 사용되기 전에 잡음을 감소시키도록 처리된다. 일 실시예에 있어서, 신호 값과 비례, 반비례하거나 달리 관련있는 다른 값(또는, 잡음을 감소시키도록 처리한 후)은 행/열 교차점에서 맵의 값으로서 사용된다. 일 실시예에 있어서, 주파수에서 터치 표면의 물리적 차이로 인해, 신호 값은 소정의 터치로 정규화되거나 보정된다. 이와 유사하게, 일 실시예에 있어서 교차점 사이 또는 터치 표면에의 물리적 차이로 인해, 신호값은 소정의 터치로 정규화되거나 보정되어야 한다.
일 실시예에 있어서, 맵의 데이터는 터치 이벤트를 보다 우수하게 식별, 판단 또는 구분하도록 임계화될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 맵의 데이터는 표면을 터치하는 대상의 형상, 방향 등에 관한 정보를 추론하는데 사용된다.
일 실시예에 있어서, 터치 센서의 개별 터치 제어기 상에서 본 명세서에 기재한 이러한 분석 및 임의의 터치 처리가 수행될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 하나 이상의 ASIC, MCU, FPGA, CPU, GPU, SoC, DSP 또는 전용 회로 등에 한정하지 않고 기타 컴퓨터 시스템 구성 요소 상에서 이러한 분석 및 터치 처리가 수행될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 "하드웨어 프로세서"의 용어는 상술한 임의의 장치 또는 연산 기능을 수행하는 임의의 기타 장치를 의미한다.
행에 전송되는 신호에 대한 설명으로 돌아와서, 사인파는 상술한 구성에서 사용될 수 있는 유일한 직교 신호가 아니다. 실제로, 상술한 바와 같이, 각각을 구별할 수 있는 임의의 신호 세트가 작동할 것이다. 그럼에도 불구하고, 사인파는 본 기술을 사용하여 보다 간단한 공학 기술 및 보다 비용 효율적인 장치의 제조를 허용할 수 있는 일부 이로운 특성을 가질 수 있다. 예를 들면, 사인파는 매우 좁은 주파수 프로파일을 가지며(정의에 따라서), DC 근처의 낮은 주파수까지 하향 확장할 필요는 없다. 또한, 사인파는 1/f의 잡음에 상대적으로 영향을 받지 않을 수 있으며, 잡음은 보다 낮은 주파수까지 확장되는 광범위한 신호에 영향을 줄 수 있다.
일 실시예에 있어서, 사인파는 필터 뱅크에 의해 검출될 수 있다, 일 실시예에 있어서, 사인파는 주파수 분석 기술(예를 들면, 푸리에 변환/ 고속 푸리에 변환)에 의해 검출될 수 있다. 주파수 분석 기술은 비교적 효율적인 방식으로 구현될 수 있으며, 양호한 다이내믹 레인지(dynamic range) 특성을 갖는 경향이 있을 수 있고, 대다수의 동시 사인파 사이를 구별하고 검출할 수 있다. 광범위한 신호 처리 조건에서, 수신기의 다중 사인파 디코딩(decoding)은 주파수 분할 다중 방식의 한 형태로 생각될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 시분할 및 코드 분할 다중 방식 등의 기타 변조 기술이 사용될 수도 있다. 시분할 다중 방식은 양호한 다이내믹 레인지 특성을 갖지만, 통상적으로 터치 표면으로의 전송(또는, 터치 표면으로부터 수신한 신호의 분석)에 한정된 시간이 소비되는 것을 요구한다. 코드 분할 다중 방식은 주파수 분할 다중 방식과 동일한 동시성을 갖지만, 다이내믹 레인지 문제를 겪을 수 있으며 다수의 동시 신호들을 용이하게 구별하지 못할 수 있다.
변조된 사인파에 대한 설명
일 실시예에 있어서, 상술한 실시예의 사인파에 대한 개선 형태로서의 변조된 사인파 및/또는 그 조합을 사용할 수 있다. 비변조 사인파를 사용하는 것은 터치 표면 부근의 기타 장치에 대해 무선주파수의 간섭을 초래할 수 있으므로, 그것을 사용하는 장치는 규제 검사(예를 들면, FCC 및 CE)을 통과하는데 어려움을 겪을 수 있다. 또한, 비변조 사인파를 사용하는 것은 고의적인(deliberate) 전송기에 의한 것이든지 아니면 다른 간섭장치(심지어 다른 동일한 터치 표면일 수 있음)에 의한 것이든지 주변 환경의 다른 사인파로부터 쉽게 간섭 받을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 이러한 간섭은 상술한 장치의 터치 측정 오류 또는 저하를 초래할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 간섭을 방지하기 위해, 신호가 수신기에 도달하면 복조("교반되지 않는")될 수 있는 방식으로 사인파가 전송기에 의해 전송되기 전에 사인파는 변조되거나 "교반"될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 변환이 보상될 수 있고, 신호가 수신기에 도달하면 신호를 상당히 복원시킬 수 있도록 신호를 변조하는데 역변환(또는, 거의 역변환)을 사용할 수 있다. 또한, 통상의 기술자에게 명백할 바와 같이, 본 명세서에 기재한 터치 장치에 변조 기술을 사용하여 방사 또는 수신된 신호는 다른 것과 상관관계가 덜 있을 것이므로, 주변 환경에 존재하는 다른 신호로부터 간섭의 대상 및/또는 이와 유사하게 나타나기보다는 주로 잡음처럼 행동한다.
주파수 변조
사인파의 전체 세트에 대한 주파수 변조는 "스미어 아웃(smear out)" 함으로써 동일 주파수에 나타나는 것을 방지한다. 규제 검사가 일반적으로 고정 주파수에 관한 것이기 때문에, 주파수 변조된 전송 사인파는 보다 낮은 진폭을 나타낼 것이므로, 걱정될 가능성이 적다. 수신기가 임의의 사인파 입력을 "언스미어(un-smear)" 하기 때문에, 동일 및 반대(opposite)의 방식으로, 의도적으로 변조되고 전송된 사인파는 복조될 수 있으며, 그 후 변조 전과 상당히 같게 나타날 것이다. 하지만, 그 주변 환경으로부터 진입(예를 들면, 간섭)한 임의의 고정 주파수의 사인파는 "언스미어링" 동작에 의해 "스미어"될 것이므로, 의도된 신호에 대한 영향이 감소되거나 제거될 것이다. 따라서, 일 실시예에 있어서, 예를 들면, 터치 센서에 사용되는 주파수 콤에 주파수 변조를 사용함으로써, 센서에 야기될 수 있는 간섭이 감소된다.
일 실시예에 있어서, 사인파의 전체 세트는 그 자체로 변조된 단일 기준 주파수로부터 이들 모두를 생성함으로써 주파수 변조될 수 있다. 예를 들면, 100kHz의 간격을 갖는 사인파의 세트는 동일한 100kHz의 기준 주파수와 다른 정수(integer)를 곱함으로써 생성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 본 기술은 위상 고정 루프를 사용하여 달성된다. 5.0MHz의 제 1 사인파를 생성하기 위해, 기준 주파수에 50을 곱할 수 있고, 5.1MHz의 사인파를 생성하기 위해, 기준 주파수에 51을 곱할 수 있다. 수신기는 동일 변조 기준 주파수를 사용하여 검출하고 복조할 수 있다.
직접 시퀀스 확산 스펙트럼 변조
일 실시예에 있어서, 사인파는 전송기 및 수신기 모두에 공지된 의사 랜덤(pseudo-random)(또는, 완전히 진정한 랜덤) 스케쥴로 사인파를 주기적으로 반전시킴으로써 변조될 수 있다. 따라서, 일 실시예에 있어서, 각각의 사인파는 각자 대응하는 행에 전송되기 전에, 선택 가능한 반전 회로(inverter circuit)를 통과하며, 그 출력은 "반전 선택" 입력의 상태에 따라 입력 신호에 +1 또는 -1을 곱한 값이 된다. 일 실시예에 있어서, 각 행의 사인파가 모두 동시에 +1 또는 -1을 곱한 값이 되도록 이들 "반전 선택" 입력의 전부는 동일한 신호로부터 구동된다. 일 실시예에 있어서, "반전 선택" 입력을 구동하는 신호는 주변 환경에 존재할 수 있는 임의의 신호 또는 함수와 독립적인 의사 랜덤 함수일 수 있다. 사인파의 의사 랜덤적 반전은 주파수에서 사인파를 확산시켜, 접촉할 수 있는 임의의 장치가 사인파에 의해 무시 가능한 정도로 간섭되도록 사인파를 랜덤 잡음처럼 나타내도록 한다.
수신기 측에 있어서, 열에서의 신호는 행의 신호와 같이 동일한 의사 랜덤 신호로 구동되는 선택 가능한 반전 회로를 통과할 수 있다. 그 결과, 전송 신호가 주파수에 확산되더라도, 전송 신호가 +1 또는 -1로 두 번 곱해져 방치되거나 비변조 상태로 복귀되기 때문에, 수신기 전단에서 역확산된다. 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 변조를 적용하면 열에 존재하는 임의의 간섭 신호를 확산시켜, 간섭 신호가 잡음으로서만 작용하고 의도된 사인파의 임의의 세트를 모방하지 않을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 선택형 인버터는 적은 수의 간단한 구성 요소로부터 생성 및/또는 VLSI 프로세스의 트랜지스터로 구현될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 다수의 변조 기술이 서로 독립적이기 때문에, 다수의 변조 기술, 예를 들면 주파수 변조 및 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 변조가 동시에 사용될 수 있다. 잠재적으로 구현하기가 보다 복잡하지만, 이러한 다중 변조를 구현하여 보다 우수한 간섭 저항성을 달성할 수 있다.
본 기술분야의 환경에서 특정한 의사 랜덤 변조는 극히 보기 드물기 때문에, 본 명세서에 기재된 멀티 터치 센서는 진정한 랜덤 변조 스케쥴을 요구하지 않을 가능성이 있다. 한가지 예외는 동일하게 구현된 둘 이상의 터치 표면을 동일인이 터치하는 경우이다. 이러한 경우에 있어서, 매우 복잡한 의사 랜덤 스케쥴을 사용하더라도, 표면이 서로 간섭할 가능성이 있을 수 있다. 따라서, 일 실시예에 있어서, 충돌할 개연성이 없는 의사 랜덤 스케쥴을 설계하는데 주의를 기울인다. 일 실시예에 있어서, 변조 스케쥴에 일부 진정한 랜덤을 도입할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 진정한 랜덤 소스로부터 의사 랜덤 생성기의 시드(seed)값을 설정(seeding)하고, 충분히 긴 출력 기간(반복하기 전)을 갖도록 하여 무작위성을 도입한다. 이러한 실시예는 두 개의 터치 표면이 동시에 시퀀스의 동일한 부분을 사용할 개연성이 거의 없도록 한다. 일 실시예에 있어서, 진정한 랜덤 시퀀스와 의사 랜덤 시퀀스를 배타적 논리합(XOR) 연산하여 무작위성을 도입한다. XOR 함수는 입력의 엔트로피를 조합하여, 출력의 엔트로피가 입력 엔트로피보다 적지 않도록 한다.
사인파 검출
일 실시예에 있어서, 사인파는 푸리에 변환 검출 방식을 갖는 완전한 무선 수신기를 사용하여 수신기에서 검출될 수 있다. 이러한 검출은 고속의 RF 파형을 디지털화하고, 그에 따른 디지털 신호 처리를 필요로 할 수 있다. 별도의 디지털화 및 신호 처리는 표면의 모든 열에 대해 구현될 수 있다. 이는 행 신호들 중 어느 것이 해당 열과 접촉하고 있는지를 신호 프로세서가 발견할 수 있게 한다. 상술한 예시에 있어서, 40개의 행과 40개의 열의 터치 표면을 갖는다면 신호 체인의 40개의 카피(copy)가 요구될 것이다. 오늘날, 디지털화 및 디지털 신호 처리는 하드웨어, 비용 및 전력면에서 비교적 고비용의 작업이다. 보다 비용 효율적인 사인파 검출 방법, 특히 용이하게 반복 검증될 수 있으며, 매우 적은 전력을 필요로 할 수 있는 방법을 활용하는 것이 유용할 것이다.
일 실시예에 있어서, 사인파는 필터 뱅크를 사용하여 검출할 수 있다. 필터 뱅크는 통과 대역 필터 어레이를 포함하는데, 통과 대역 필터 어레이는 입력 신호를 취하며, 각각의 필터와 연관된 주파수 성분으로 분해할 수 있다. 이산 푸리에 변환(DFT, FFT 중 하나로 효율적으로 구현함)은 주파수 분석에 사용될 수 있는 등간격의 통과 대역 필터를 갖는 필터 뱅크의 한 형태이다. DFT는 디지털적으로 구현될 수 있지만, 이러한 디지털화 단계는 비용이 많이 들 수 있다. 수동형 LC(인덕터 및 커패시터) 또는 RC 능동형 필터 등의 개별 필터들로 필터 뱅크를 구현할 우 있다. 인덕터는 VLSI 프로세스에서 우수하게 구현되기 어려우며 개별 인덕터는 대형이며 비싸기 때문에, 필터 뱅크에 인덕터를 사용하는 것은 비용면에서 비효율적일 수 있다.
보다 낮은 주파수(약 10MHz 이하)에서, VLSI에 RC 능동형 필터의 뱅크를 구축할 수 있다. 이러한 능동형 필터는 우수하게 동작할 수 있지만, 넓은 다이(die) 공간을 차지할 수 있으며 바람직한 정도보다 많은 전력을 필요로 할 수도 있다.
보다 높은 주파수에서는, 표면 탄성파(SAW, Surface Acoustic Wave) 필터 기술로 필터 뱅크를 구축할 수 있다. 이는 거의 임의적인 FIR 필터 구조를 허용한다. SAW 필터 기술은 직선형 CMOS VLSI보다 비싼 압전 재료(piezoelectric materials)를 요구한다. 또한, SAW 필터 기술은 충분히 다수의 필터를 단일 패키지로 통합시키는데 충분한 동시 탭을 허용하지 않을 수 있으므로, 제조 비용을 상승시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, FFT 방식의 "나비형" 토폴로지를 사용한 표준 CMOS VLSI 프로세서에서 스위치드(switched) 커패시터 기술로 구현된 아날로그 필터 뱅크를 사용하여 사인파가 검출될 수 있다. 이렇게 구현되기 위한 다이 영역은 통상적으로 채널 수의 제곱의 함수이며, 동일한 기술을 사용한 64개의 채널 필터 뱅크가 1024개의 채널 버전에 대한 다이 면적의 오직 1/256배만을 필요로 한다는 것을 의미한다. 일 실시예에 있어서, 저지연 터치 센서를 위한 완전한 수신 시스템은 복수의 VLSI 다이 상에 구현되며, 필터 뱅크 및 적절한 증폭기, 스위치, 에너지 검출기 등의 적절한 세트를 포함한다. 일 실시예에 있어서는, 저지연 터치 센서를 위한 완전한 수신 시스템은 단일 VLSI 다이 상에 구현되며, 필터 뱅크 및 적절한 증폭기, 스위치, 에너지 검출기 등의 적절한 세트를 포함한다. 일 실시예에 있어서는, 저지연 터치 센서를 위한 완전한 수신 시스템은 단일 VLSI 다이 상에 구현되며, n개의 채널 필터 뱅크의 n개의 인스턴스(instances)를 포함하고, 적절한 증폭기, 스위치, 에너지 검출기 등을 위한 공간을 남겨둔다.
사인파 생성
주로 열의 수신기가 다수의 신호를 검출하고 구별해야 하는 반면에, 각각의 행은 단일 신호의 생성을 요구하기 때문에, 저지연 터치 센서 내의 전송 신호(예를 들면, 사인파)를 생성하는 것은 일반적으로 검출하는 것보다 복잡하지 않다. 일 실시예에 있어서, 각각 공통의 기준 주파수에 다른 배수를 곱한 일련의 위상 고정 루프(PLLs)로 사인파를 생성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 저지연성 터치 센서의 설계는 매우 높은 품질의 전송 사인파를 요구하는 것은 아니지만, 무선 회로에서 보통 허용되거나 바람직할 수 있는 것보다 많은 위상 잡음, 주파수 변동(시간, 온도 등), 조화 왜곡 및 기타 결함을 갖는 전송 사인파를 수용할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 대다수의 주파수는 디지털 수단에 의해 생성될 수 있으며, 그 후에 비교적 비정밀한(coarse) 디지털-아날로그 변환 처리를 이용할 수 있다. 상술한 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 생성된 행의 주파수는 서로 단순 조화 관계를 가지면 안되며, 기재된 생성 프로세스 내의 비선형성은 집합 내 어느 한 신호가 다른 신호를 "잘못 식별(alias)"하거나 모방하지 않게 해야 한다.
일 실시예에 있어서, 주파수의 콤은 필터 뱅크에 의해 필터링된 일련의 좁은 펄스를 가짐으로써 생성될 수 있고, 필터 뱅크 내의 각 필터는 행에 전송을 위한 신호를 출력한다. 주파수의 "콤"은 수신기에 의해 사용될 수 있는 필터 뱅크와 동일할 수 있는 필터 뱅크에 의해 생산된다. 일 실시예의 예시로서, 100kHz의 속도로 반복되는 10나노초의 펄스는 5MHz에서 시작하는 주파수 성분의 콤을 분리하도록 설계된 필터 뱅크를 통과하여, 100kHz로 분리된다. 규정된 펄스 열(pulse train)은 100kHz에서 수십MHz까지의 주파수 성분을 가질 수 있으므로, 전송기의 모든 행마다 신호를 가질 것이다. 따라서, 수신된 열 신호의 사인파를 검출하도록 상술한 것과 동일한 필터 뱅크를 펄스 열이 통과한다면, 필터 뱅크의 출력은 행에 전송될 수 있는 단일 사인파를 각각 포함할 것이다.
반수동형 스타일러스
본 명세서에 개시된 반수동형 스타일러스는 수동형 및 능동형 스타일러스와 비교하면, 저전력 소비를 달성하며, 설계 복잡성을 유지하고, 관련 비용을 저감한다. 개시된 반수동형 스타일러스는 가변 회로 등의 변조부를 활용하여 스타일러스 이벤트와 터치 사이의 입력 판별, 다수의 스타일러스 사이의 입력 판별, 하나 이상의 스타일러스의 펜촉과 지우개 사이의 판별 및 팜 리젝션(의도되지 않은 터치 입력을 방지하도록 사용됨)을 허용한다. 스타일러스의 변조부는 신호를 매개 변수에 대해 변조한다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스는 통상의 센서 신호와 상호 작용하여 그의 위치를 검출할 수 있게 하고, 선택적으로 그의 경사각 및/또는 회전각을 검출할 수 있게 한다. 일 실시예에 있어서, 상술한 센서 하드웨어는 본 명세서에 기재된 반수동형 스타일러스와 사용될 수 있다. 스타일러스에는 터치 감지 장치에 근접한 경우에 터치 검출을 위해 사용되는 신호와 상호작용할 수 있는 펜촉이 구비된다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스에는 터치 감지 장치에 근접한 경우, 터치를 검출하기 위해 사용된 신호와 각각 개별적으로 상호작용할 수 있는 복수의 전기 절연부를 자체 포함하는 펜촉이 구비된다. 일 실시예에 있어서, 복수의 전기 절연부는 경사각 및 회전각의 판별을 지원한다. 일 실시예에 있어서, 상이한 스타일러스들은 상이한 변조방식을 사용할 것이므로, 스타일러스들 간의 식별을 용이하게 한다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스 상의 스위치 또는 기타 제어 장치는 상이한 변조 방식의 선택이 가능하게 하므로, 예를 들면 통상적으로 알려진 4색 펜의 "검정", "빨강", "파랑" 및 "초록" 잉크 식별성(identities)과 같은 별개의 식별성을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스에는 일 단에 펜촉 및 타 단에 지우개 등을 갖는 다수의 펜촉이 구비될 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 2a에는 예시적인 PCAP 터치 표면(200)에서의 행(201)과 열(202)이 도시된다. PCAP 센서는 이러한 행(201)과 열(202)의 그리드를 포함한다. 행(201)에 전송된 신호(203)는 열(202)에 커플링된다. 대상체(205)(예를 들면, 손가락, 스타일러스 또는 유형체)가 교차점에 근접한 터치 표면을 터치(예를 들면, 접근 또는 접촉)하는 경우, 열(202)의 신호(203) 커플링이 변한다. 일 실시예에 있어서, 대상(205)은 전도성 또는 높은 유전성을 갖는다. 다른 실시예에 있어서, 신호는 주변 접지를 향하고 열의 수신기로부터 멀어지는 방향으로 정전용량성 커플링이 될 수 있다. 각각의 행과 열 사이에 잔류 전기 신호가 존재하는 경우에 행/열의 교차점이 터치되면 신호가 변한다(예를 들면, 감소한다). 신호(203 및 204)가 "도시"되었지만, 임의의 특정 유형의 신호를 나타내기 위해 의도된 것은 아니다. 다른 곳에서 논의되는 바와 같이, 일반적으로 신호(203)는 서로 직교할 수 있으며, 신호(204)는 신호(203)의 일부 임의의 조합을 포함할 수 있다.
도 2b에 더 나타낸 바와 같이, 터치는 행(201)과 열(202) 사이의 커플링(206)의 변화를 제공한다. 열(202)의 수신 신호(204)는 행과 열 사이의 커플링의 변화를 판단하도록 사용될 수 있다. 행과 열 사이의 커플링의 변화를 분석함으로써, 커플링이 변하는 터치 표면 상의 위치가 결정될 수 있다.
이와 유사하게, 도 2c는 예시적인 스타일러스(207) 및 관련 펜촉(208)이 터치 감지 장치(200)의 행(201)과 열(202) 사이의 커플링에 대한 변화를 생성하는데 사용될 수 있는 방법을 나타낸다.
하나의 터치 대상과 다른 대상을 판별하기 위해, 열(또는 행)에 수신될 새로운 신호가 생성되거나, 터치 대상이 행에서 열까지 커플링된 신호를 변경 또는 변조할 수 있다. 전자는 통상적으로 능동형 스타일러스에 의해 수행되는 것이며, 후자는 본 명세서에 개시된 반수동형 스타일러스에 의해 수행되는 것이다.
일 실시예에 있어서, 반수동형 스타일러스로부터의(예를 들면, 배터리 또는 전원으로부터의) 소량의 전력은 스타일러스(또는, 기타 유형체)를 "통과"하는 신호를 변경하는데 사용될 수 있다. 그 결과, 일 실시예에 있어서, 터치 감지 장치에 관한 스타일러스의 위치, 잠재적인 ID 정보뿐만 아니라 경사각 및 회전각에 대한 정보가 결정될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 복수의 직교 행 신호는 터치 감지 장치에 대한 복수의 행의 도체의 적어도 일부 중 하나에 각각 방출된다. 스타일러스가 터치 감지 장치에 근접하여 위치하는 경우, 터치 감지 장치에 대한 복수의 행의 도체 중 적어도 하나와 복수의 열의 도체 중 적어도 하나 사이에 결합된 신호와 상호 작용할 수 있다. 변조부 또는 가변 회로는 스타일러스 펜촉과 스타일러스의 신장된 본체 또는 사용자의 손과 전도되게 접촉하는 스타일러스의 다른 전도부 사이를 변조(즉, 전기적 연결을 변경)한다. 터치 감지 장치는 터치 감지 장치에 대한 스타일러스의 식별성, 위치, 각위치 및/또는 회전각을 검출하도록 변조된 신호를 검출할 수 있다.
도 3a 내지 3c는 스타일러스가 터치 감지 장치의 터치 검출 신호와 상호 작용할 수 있는 3개의 예시적인 실시예를 나타낸다. 도 3a 내지 3c는 펜촉과 스타일러스 본체 사이의 가변 회로를 나타내며, 이는 가변적으로 펜촉을 사용자의 손, 즉 잠재적인 주변 접지와 커플링시킨다.
일 실시예에 있어서, 도 3a는 원 신호에 존재하지 않았던 주파수 성분을 생성하기 위해, 시간의 함수로서 매개 변수값을 변경함으로써, 커플링된 신호는 펜촉 구성부와 스타일러스의 본체 사이에서 변조될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 커플링이 매개 변수이다. 일 실시예에 있어서, 매개 변수는 정전 용량이며, 사용자/스타일러스 본체에서 터치 표면으로 커플링된 신호량이 정전 용량에 거의 비례하기 때문에, 효과적으로 정전 용량을 변조하면 커플링 신호의 진폭이 변조된다. 일 실시예에 있어서, 정전 용량은 주파수 Fm의 사인파로 변조되어, 측파대(sideband)가 주파수에서 +Fm 및 Fm만큼 떨어진 원 커플링 신호에 추가된다. 이러한 측파대는 터치 감지 장치의 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어에 의해 검출될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 측파대는 주파수 Fm으로 변조되는 스타일러스/유형체에 의해 생성되는 것을 터치로 식별한다. 일 실시예에 있어서, 다른 스타일러스/유형체는 다른 변조 파형에 의해 식별될 수 있다. 도 3a에 더 묘사된 바와 같이, 예를 들어 진폭, 주파수, 위상, 코드, 시간 등 또는 그들의 임의의 조합 등이 변조될 수 있다.
도 3b에 나타낸 실시예에 있어서, 스타일러스 또는 유형체의 커플링(또는, 그 부분)은 예를 들어 온오프 스위치를 사용함으로써 펜촉 구성부를 통해 터치 패널에 매개 변수에 대해 변조될 수 있다. 스위치를 사용함으로써, 커플링된 스타일러스 또는 유형체의 신호 상에 진폭 변조의 구형파(또는, 거의 구형파)를 생성한다. 스위치를 사용함으로써, 소정의 스타일러스나 유형체를 다른 스타일러스나 유형체와, 및/또는 터치와 구별하는데 사용될 수 있는 주파수 측파대를 생성할 수 있다. 다른 실시예는 직렬 또는 병렬 커플링 정전 용량을 변경할 수 있다. 예를 들어 근접 검출기 또는 압력 센서를 포함하는 임의의 종류의 스위치일 수 있는 스타일러스의 펜촉 내의 스위치는 변조 장치가 언제 온(on)/오프(off)되는지를 제어하는데 사용될 수 있다. 그 후에, 스타일러스는 일반 동작 조건하에서, 스타일러스가 터치 감지 장치의 표면에 접촉하거나 근접 범위 내에 있는 경우 스위치가 켜지도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스는 스위치의 상태가 주파수, 진폭, 기타 등의 신호에 대한 하나 이상의 특성을 변경할 수 있고, 신호를 일정하게 변조하도록 구성된다. 일정한 변조는 "호버" 기능을 제공하여 스타일러스가 터치 감지 장치의 표면과 접촉한 경우뿐 아니라, 근소하게 위에 있는 경우에도 사용될 수 있도록 한다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스는 모션을 검출하는데 가속도계를 사용할 수 있음으로써, 변조를 유도한다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스는 변조를 유도하는 사용자의 파지를 검출할 수 있다. 변조가 시작 및/또는 중지될 수 있는 방법은 본 발명의 사상 및 범위 내에서 변경될 수 있으며, 본 발명의 관점에서 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
도 3c에 나타낸 실시예에 있어서, 회로(예를 들면, 변조기 또는 가변 회로)는 커플링 통로 내에 위치하며, 이러한 회로는 커플링된 신호를 변조하는데 사용될 수 있다. 변조는 적어도 하나의 매개 변수, 예를 들어 진폭, 주파수, 위상, 코드, 시간 또는 그들의 임의의 조합을 변경함으로써 달성될 수 있다. 예를 들면, 회로는 매개 변수적 증폭기를 사용하여 커플링 신호를 증폭시킬 수도 있다. 기타 회로의 구성 및 매개 변수 변조는 본 발명의 관점에서 통상의 기술자에게 있어 명백할 것이다.
일 실시예에 있어서, 터치 센서는 스타일러스가 터치 이벤트 중에 터치 감지 장치의 터치 검출 신호와 상호 작용하는 방법을 결정하는 모드로 작동될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스는 표면과 상호 작용하며, 커플링은 스타일러스 없이 존재하는 잔여 커플링 이상으로 증가한다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스는 표면과 상호 작용하며, 커플링은 잔여 커플링 이하로 감소한다. 반수동형 스타일러스는 스타일러스의 상호 작용의 결과로서 커플링의 증감 여부와 관계 없이 터치 검출 시스템에 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 변조에 의해 야기된 주파수 성분(예: 측파대, 다만 이에 한정되지 않음)은 스타일러스가 존재하는 경우, 이들 성분이 변조 없이는 존재하지 않기 때문에 감소할 수 없으며 증가할 수만 있다. 따라서, 터치될 때의 PCAP 표면의 커플링이 잔여 커플링 이하로 감소되는 경우, 특정 주파수 성분의 증가는 스타일러스가 유도한 변조와 연관될 수 있고, 이에 따라 스타일러스와 터치 입력 사이의 판별을 가능하게 한다.
일 실시예에 있어서, 주변 접지와의 연결이 커플링의 변화에 역할을 하는 경우, 사용자의 신체와 그 또는 그녀가 스타일러스 또는 유형체를 잡는 방법에 의해 커플링은 크게 영향을 받을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 회로(예를 들면, 변조기, 스위치 수단 또는 가변 회로)는 이 커플링을 변조하도록 사용자와 스타일러스/유형체의 펜촉 사이에 위치할 수 있다. 도 4a는 주변 접지에 커플링되기 위해 사용자의 신체(401)를 이용하는 반수동형 스타일러스(400)의 실시예를 나타낸다. 일 실시예에 있어서, 사용자의 손(401)이 펜촉 구성부(402)와 커플링되도록, 스타일러스(400)에 대한 전도성의 펜촉 구성부(402)는 스타일러스(400)의 전도성 또는 높은 유전성 본체(403)와 직접 연결될 수 있다. 도 4a의 실시예에 도시된 바와 같이, 스타일러스 본체(403)와 펜촉(402) 사이에 회로(404)를 배치함으로써, 소정의 스타일러스와 기타 동시에 감지된 터치 입력 신호 사이의 판별을 신뢰할 수 있도록 커플링은 저전력으로 변조될 수 있다. 절연부(405)는 예를 들어, 스타일러스(400)의 전도성 또는 높은 유전성 본체(403)와 펜촉(402) 사이에 배치할 수 있다.
도 4b는 사용자의 신체(401)를 이용하여 주변 접지와 커플링될 수 있는 반수동형 스타일러스(400)의 실시예를 나타낸다. 스타일러스 본체(403)는 제 1 펜촉 구성부(402A) 및 제 2 펜촉 구성부(402B)를 갖는 펜촉을 지원한다. 일 실시예에 있어서, 제 1 펜촉 구성부(402A) 및 제 2 펜촉 구성부(402B)는 가변 회로(404A 및 404B)를 통해 스타일러스(400)의 전도성 또는 높은 유전성 본체(403)에 연결된다. 이러한 구성에 있어서, 가변 회로(404A 및 404B)는 손(401)과 2개의 펜촉 구성부(402A 및 402B) 각각과의 전도성 커플링을 제어한다. 도 4b의 실시예에 도시된 바와 같이, 제 1 가변 회로(또는, 변조부)(404A) 및 제 2 가변 회로(또는, 변조부)(404B)를 스타일러스 본체(403)과 2개의 펜촉 구성부(402A 및 402B) 사이에 배치함으로써, 이러한 커플링은 저전력으로 변조될 수 있다. 기타 다른 방식으로 제 1 가변 회로(404A) 및 제 2 가변 회로(404B)를 구비함으로써, 그들 사이의 신뢰성 있는 판별을 이룰 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제 1 가변 회로(404A)는 제 1 펜촉 구성부(402A)에 연결되고, 제 1 펜촉 구성부(402A)와 신장된 스타일러스 본체(403) 또는 사용자 손(401)으로 전도성 접촉되는 스타일러스의 다른 전도부 사이의 전기적 연결을 변경(또는, 변조)한다. 제 2 가변 회로(404B)는 제 2 펜촉 구성부(402B)에 연결되고, 제 2 펜촉 구성부(402B)와 신장된 스타일러스 본체(403) 또는 사용자의 손(401) 사이의 제 2 전기적 연결을 변경한다. 가변 회로(404A 및 404B)는 서로 상이하고 구별 가능한 방식으로 각각의 펜촉 구성부와 신장된 스타일러스 본체(403) 또는 사용자의 손(401)으로 전도성 접촉되는 스타일러스의 다른 전도부 사이의 전기적 연결을 변경하도록 각각 적용된다. 일 실시예에 있어서, 가변 회로(404A 및 404B)는 상이한 속도로 각각의 전기적 연결을 변경한다. 절연부(405)는 예를 들어 스타일러스(400)의 전도성 또는 높은 유전성 본체(403)와 펜촉 구성부(402A 및 402B) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스 본체(403)는 절연성일 수 있지만, 전도성 영역(미도시)은 가변 회로(404A 및 404B)와 사용자의 손(401) 사이의 연결을 인터페이싱하기 위해 외면에 존재할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 스타일러스가 제 1 위치에 있는 경우에는 제 1 펜촉 구성부가 임의의 추가 펜촉 구성부들보다 터치 감지 장치에 근접하도록, 그리고 스타일러스가 제 2 위치에 있는 경우에는 추가 펜촉 구성부들 중 적어도 하나가 제 1 펜촉 구성부보다 터치 감지 장치에 근접하도록, 제 1 펜촉 구성부 및 하나 이상의 추가 펜촉 구성부를 터치 감지 장치에 대하여 배향시킨다. 일 실시예에 있어서, 가변 회로는 각각의 추가 펜촉 구성부에 연결되며, 이들 가변 회로는 각각의 펜촉 구성부와 신창된 스타일러스 본체 또는 사용자의 손으로 전도성 접촉하는 스타일러스의 다른 전도부 사이의 전기적 연결을 변경하도록 각각 적용된다. 일 실시예에 있어서, 모든 가변 회로는 하나의 집적 회로내에서 구현된다.
일 실시예에 있어서, 주변 접지와의 연결의 역할이 덜 중요한 경우, 스타일러스 펜촉의 일부(또는, 터치 센서와 접촉되는 유형체의 일부)와 PCAP 터치 표면 사이의 정전용량성 연결은 변조될 것이다. 도 5a는 펜촉이 가변 회로(미도시)로 연결된 점을 제외하고 서로로부터 전기적으로 분리된 2개의 펜촉 구성부(예를 들면, "A" 및 "B")로 분리되는 실시예를 나타낸다. 일 실시예에 있어서, "정사각형"을 사용하여 도시되었지만, 펜촉은 전체적으로 대개 둥근 형상으로 되어야 한다. 도 5b에 나타낸 일 실시예에 있어서, 각각의 펜촉의 구성부는 다수의 하위 구성부 및 요소를 가지며, 2개의 펜촉 구성부("A" 및 "B")의 요소는 서로 맞물리거나(intermeshed) 교차 배치된다. 일 실시예에 있어서, 2개의 펜촉 구성부의 요소는 각각의 펜촉 구성부 중 적어도 일부가 터치 센서와 접촉하도록 배향된다. 일 실시예에 있어서, 2개의 펜촉 구성부는 서로 전기적으로 분리된다(예를 들면, 반은 개별 "A" 섹션들 사이에 상호 연결되며, 나머지 반은 개별 "B" 섹션들 사이에 상호 연결된다). 일 실시예에 있어서, 두 섹션은 가변 회로에 의해 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 두 섹션을 함께 연결시키는 가변 회로는 시간에 따라 스타일러스 펜촉과 PCAP 터치 표면 사이의 커플링을 변조하도록 그 연결을 변경한다. 일 실시예에 있어서, "A"와 "B"를 함께 연결하면 커플링 정전 용량이 증가한다. 일 실시예에 있어서, "A"와 "B"의 연결을 끊으면 커플링 정전 용량이 감소된다.
도 5c를 참조하면, 8개의 펜촉 구성부(예를 들면, "A", "B", "C", "D", "E", "F", "G" 및 "H")가 도시된다. 일 실시예에 있어서, 각각의 펜촉 구성부는 전기적으로 연결된 복수의 하위 구성부로 형성된다. 도시된 일 실시예에 있어서, 8개의 펜촉 구성부는 4개의 펜촉 사분면(예를 들면, 반구 또는 구의 1/4)으로 조직되며, 각각의 펜촉 사분면은 2개의 펜촉 구성부를 포함한다(즉, A/B, C/D, E/F 및 G/H). 일 실시예에 있어서, 각각의 펜촉 구성부는 8개의 하위 구성부 또는 요소를 포함한다. 펜촉 구성부 및 하위 구성부의 조직은 스타일러스에 대한 감도 또는 각도 또는 회전 감지 능력을 향상시키도록 설계될 수 있다. 각각의 조직뿐만 아니라 펜촉 구성부 및 하위 구성부의 변경은 본 발명의 관점에서 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명에 대해 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 펜촉은 임의의 개수의 섹션, 사분면 및/또는 기타 그룹으로 분할될 수 있다. 본 발명에 대해 당업자가 더 이해할 수 있는 바와 같이, 도 5a 내지 5c는 2차원의 개략도이며, 본 발명은 곡선형 또는 원형의 펜촉으로 이루어질 수 있다.
도 6a 내지 6c를 참조하면, 다중-구성 펜촉에 사용되는 다른 유형의 가변 회로에 대한 효과가 도시된다. 도 6a에 따르면, 일 실시예에 있어서, 시간의 함수로 매개 변수값을 변경함으로써, 행과 열 사이의 커플링 신호가 스타일러스 변조에 의한 영향을 받지 않아 원 신호에는 존재하지 않았던 주파수 성분을 생성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 커플링이 매개 변수이다. 일 실시예에 있어서, 행에서 열로의 커플링 신호량이 정전 용량에 거의 비례하기 때문에, 효과적으로 정전 용량을 변조하면 결합 신호의 진폭이 변조된다. 일 실시예에 있어서, 정전 용량은 주파수 Fm의 사인파로 변조되어, 측파대가 주파수에서 +Fm 및 -Fm만큼 떨어진 원 커플링 신호에 추가된다. 일 실시예에 있어서, 이러한 측파대는 터치 시스템의 하드웨어, 펌웨어 또는 소프트웨어에 의해 검출될 수 있으며, 주파수 Fm으로 변조되는 스타일러스/유형체에 의해 생성된 것으로 터치를 식별한다. 일 실시예에 있어서, 예를 들어 진폭, 주파수, 위상, 코드, 시간 등 또는 그들의 임의의 조합에 있어 다른 변조 파형으로 다른 스타일러스/유형체를 식별할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 일 실시예에 있어서, 스타일러스 또는 유형체의 커플링(또는, 그 부분)은 온오프 스위치를 사용함으로써 펜촉을 통해 터치 패널에 매개 변수에 대해 변조될 수 있다. 스위치를 사용함으로써, 커플링된 스타일러스 또는 유형체의 신호 상에 진폭 변조의 구형파(또는, 그에 근접한 파동)를 생성하며, 소정의 스타일러스나 유형체를 다른 스타일러스나 유형체와, 및/또는 터치와 구별하는데 사용될 수 있는 주파수 측파대를 다시 생성한다. 다른 실시예는 직렬 또는 병렬 커플링 정전 용량을 변경할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 일 실시예에 있어서, 회로는 커플링 경로에 삽입되며, 이러한 회로는 결합 신호를 변조하는데 사용될 수 있다. 진폭, 주파수, 위상, 코드 또는 그들의 임의의 조합에 있어 변조가 이루어질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 회로는 매개 변수적 증폭기를 사용하여 커플링 신호를 증폭시킬 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 스타일러스는 펜촉에 위치한 2개의 펜촉 구성부 각각에 작동 가능하게 연결된 제 1 가변 회로 및 신장된 스타일러스 본체를 포함한다. 2개의 펜촉 구성부를 포함하는 펜촉은 터치 표면에 존재하는 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 적용된다. 2개의 펜촉 구성부 각각은 전기적으로 연결된 복수의 하위 구성부로 형성된다. 일 실시예에 있어서, 각각의 펜촉 구성부에 대해 전기적으로 연결된 복수의 하위 구성부는 서로 교차 배치된다. 일 실시예에 있어서, 2개의 펜촉 구성부는 서로 절연 처리가 된다. 제 1 가변 회로는 2개의 펜촉 구성부 사이의 제 1 전기적 연결을 변경하도록 적용된다. 일 실시예에 있어서, 펜촉은 서로 절연 처리된 2개의 추가 펜촉 구성부를 더 포함한다. 제 2 가변 회로는 2개의 추가 펜촉 구성부 각각에 동작하도록 연결되며, 2개의 추가 펜촉 구성부 사이의 제 1 전기적 연결을 변경하도록 적용된다. 일 실시예에 있어서, 2개의 추가 펜촉 구성부 각각은 전기적으로 연결된 복수의 하위 구성부로 형성된다. 일 실시예에 있어서, 추가 펜촉 구성부 각각의 전기적으로 연결된 복수의 하위 구성부는 서로 교차 배치된다.
일 실시예에 있어서, 펜촉은 복수의 펜촉 구성부를 가지며, 각각의 펜촉 구성부는 자체 변조 또는 스위칭 하드 웨어 수단을 갖는다. 일 실시예에 있어서, 펜촉이 표면을 가압하는 경우, 복수의 펜촉 구성부는 다수의 섹션이 터치 표면에 접촉할 수 있도록 배치된다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스가 표면에 근접하거나 표면을 가압하는 경우, 터치 검출기에서 검출 가능한 변화가 존재한다. 일 실시예에 있어서, 터치 표면에 대한 스타일러스의 각도는 각각의 복수의 펜촉 구성부와 터치 표면 사이의 근접성을 검출한다. 일 실시예에 있어서, 터치 표면에 대한 스타일러스의 각도에 따라, 본 시스템은 복수의 펜촉 구성부 각각으로부터 서로 다른 레벨의 변조된 신호를 검출한다. 일 실시예에 있어서, 터치 검출기는 터치 검출기 표면에 대한 펜촉 구성부의 근접성에 관하여 복수의 펜촉 구성부 각각으로부터 변조된 신호의 레벨을 검출한다.
도 7a를 참조하면, 3개의 펜촉 구성부를 갖는 스타일러스가 도시된다(예시적 목적). 도 7a는 터치 표면에 관하여 3개의 다른 방향으로 놓인 스타일러스를(2차원으로) 나타낸다. 일 실시예에 있어서, 스타일러스의 펜촉 구성부들(각자 고유한 변조를 가짐)과 터치 표면이 주어지는 경우, 도 7a에 도시된 3가지 스타일러스 위치 각각에서의 각 펜촉 구성부에 대한 변조 레벨이 도 7b에 다이어그램으로 도시된다. 도 7b에 나타낸 바와 같이, 펜촉 구성부가 터치 표면에 근접하여 위치하거나 접촉하는 경우, 터치 표면에서 더 멀리 떨어진 펜촉 구성부와 비교할 때, 소정의 펜촉 구성부에 대해 보다 높은 변조가 발생할 수 있다. 이와 반대로, 펜촉 구성부가 터치 표면에서 더 멀리 떨어진 경우, 그 펜촉 구성부에 의해 생성된 변조는 보다 낮을 수 있다. 즉, 소정의 펜촉 구성부에 의해 생성된 변조량은 터치 표면에 대한 각각의 펜촉 구성부의 근접성에 비례(또는, 적어도 상관관계가 있음)한다. 개별 펜촉 구성부에 의해 생성된 변조를 기반으로, 터치 표면에 대한 스타일러스의 각도, 위치 및 회전각이 결정될 수 있다. 본 발명에 대해 통상의 기술자가 이해할 수 있는 바와 같이, 다수의 구별 가능한 펜촉 구성부의 사용은 주변 접지와의 정전용량 커플링이 보다 중요하거나 덜 중요한 실시예에서 채택될 수 있다.
또한, 터치 감지 장치에 근접한 스타일러스 펜촉으로부터의 스타일러스 식별 정보를 제공하는 방법이 개시되며, 여기서 스타일러스는 전도성 영역을 갖는다. 일 실시예에 있어서, 본 방법은 손, 즉 전도성 영역에 접촉하여 전도성을 띠는 손의 적어도 일부로 스타일러스를 파지하는 단계, 스타일러스의 펜촉이 터치 표면에 존재하는 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 터치 감지 장치에 근접하게 스타일러스의 펜촉을 위치시키는 단계 및 펜촉과 전도성 영역 사이의 전기적 연결을 변경하여 스타일러스 펜촉으로부터의 위치 정보를 제공하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 본 방법은 손, 즉 전도성 영역에 접촉하여 전도성을 띠는 손의 적어도 일부로 스타일러스를 파지하는 단계, 펜촉이 터치 표면에 존재하는 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 터치 감지 장치와 근접하게 스타일러스의 펜촉을 위치시키는 단계, 복수의 전기적 연결을 변경하는 단계를 포함하며, 복수의 전기적 연결 각각은 복수의 펜촉 구성부 중 하나와 전도성 영역 사이에 존재하고, 여기서 복수의 펜촉 구성부 중 적어도 2개에 대해 다르게 변경한다.
본 명세서에 첨두된 도면은 2D 방향으로 도시되었지만, 본 발명의 관점에 있어, 다방향에서의 기울기 및 주축을 중심으로 한 스타일러스의 회전까지 감지하기 위해, 이러한 접근을 확장시킬 수 있는 방법은 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
상술한 본 시스템 및 방법은 매개 변수의 변조를 사용한 반수동형 스타일러스를 제공하는 사용자 입력 시스템에 관한 것이다. 각각의 동작도는 아날로그 또는 디지털 하드웨어 및 컴퓨터 프로그램 명령의 수단으로 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로세서 또는 기타 프로그래밍 가능한 데이터 처리 장치를 통해 실행되는 컴퓨터 프로그램 명령(어)가 명시된 기능/동작을 구현하도록 범용컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, ASIC 또는 기타 프로그래밍 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서에 컴퓨터 프로그램 명령(어)가 제공될 수 있다. 상술한 논의에 의해 명시적으로 한정한 바를 제외하고, 일부 대체적인 구현에 있어서, 기능/동작이 동작도에서 언급된 순서와 다르게 이루어질 수 있다.
본 발명이 그 바람직한 실시예에 관하여 구체적으로 나타내고 기재되었지만, 통상의 기술자는 형태 및 세부사항에 대한 다양한 변경이 본 발명의 사상 및 범위에 벗어남 없이 이루어 질 수 있는 점을 이해할 것이다.

Claims (18)

  1. 터치 검출 동작에 관하여 터치 표면에 근접한 터치 검출 신호를 생성하는 터치 감지 장치와 관련하여 사용하기 위한 스타일러스로서,
    a. 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지며, 손으로 파지되도록 적용되는 신장된 스타일러스 본체;
    b. 상기 신장된 스타일러스 본체의 상기 제 1 단부에 지지되며, 그로부터 절연 처리되어 상기 터치 표면에 존재하는 상기 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 적용되는 펜촉; 및
    c. 상기 펜촉 및 상기 신장된 스타일러스 본체와 연동되도록 연결되며, 상기 펜촉과 상기 신장된 스타일러스 본체 사이의 제 1 전기적 연결을 변경하도록 적용되는 제 1 가변 회로를 포함하는 스타일러스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가변 회로와 연동되도록 연결되어 상기 제 1 가변 회로를 동작시키기에 충분한 전력을 제공하는 전원을 더 포함하는 스타일러스.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전기적 연결은 진폭, 시간, 주파수, 위상 및 코드로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 매개 변수를 변경함으로써 변경되는 스타일러스.
  4. 제 1 항에 있어서,
    a. 상기 펜촉은 서로 절연 처리된 제 1 펜촉 구성부 및 제 2 펜촉 구성부를 포함하며, 상기 스타일러스가 터치 감지 장치에 관하여 제 1 위치에 위치하는 경우, 상기 제 1 펜촉 구성부가 상기 제 2 펜촉 구성부보다 터치 감지 장치에 더 근접하고, 상기 스타일러스가 터치 감지 장치에 관하여 제 2 위치에 위치하는 경우, 상기 제 2 펜촉 구성부가 상기 제 1 펜촉 구성부보다 터치 감지 장치에 더 근접하도록, 상기 제 1 펜촉 구성부 및 상기 제 2 펜촉 구성부가 상기 신장된 스타일러스 본체에 대해 배향되며,
    b. 상기 제 1 가변 회로는 상기 제 1 펜촉 구성부와 연동되도록 연결되며,
    c. 제 2 가변 회로는 상기 제 2 펜촉 구성부 및 상기 신장된 스타일러스 본체와 연동되도록 연결되고, 상기 제 2 가변 회로는 상기 제 2 펜촉 구성부와 상기 신장된 스타일러스 본체 사이의 제 2 전기적 연결을 변경하도록 적용되는 스타일러스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 가변 회로 및 상기 제 2 가변 회로는 단일 집적 회로의 일부인 스타일러스.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 가변 회로는 제 1 방식으로 상기 제 1 전기적 연결을 변경하도록 적용되며, 상기 제 2 가변 회로는 제 2 방식으로 상기 제 2 전기적 연결을 변경하도록 적용되는 스타일러스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 방식은 제 1 비율로 진폭을 변경하는 방식이며, 상기 제 2 방식은 제 2 비율로 진폭을 변경하는 방식인 스타일러스.
  8. 제 1 항에 있어서,
    a. 상기 펜촉은 서로 절연 처리된 제 1 펜촉 구성부 및 제 2 펜촉 구성부를 포함하고, 상기 제 1 펜촉 구성부 및 상기 제 2 펜촉 구성부는 상기 터치 표면에 존재하는 상기 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 적용되며,
    b. 상기 제 1 가변 회로는 상기 제 1 펜촉 구성부와 연동되도록 연결되며,
    c. 제 2 가변 회로는 상기 제 2 펜촉 구성부 및 상기 신장된 스타일러스 본체와 연동되도록 연결되고, 상기 제 2 가변 회로는 상기 제 2 펜촉 구성부와 상기 신장된 스타일러스 본체 사이의 제 2 전기적 연결을 변경하도록 적용되는 스타일러스.
  9. 터치 검출 동작에 관하여 터치 표면에 근접한 터치 검출 신호를 생성하는 터치 감지 장치와 관련하여 사용하기 위한 스타일러스로서,
    a. 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지며, 손으로 파지되도록 적용되는 스타일러스 본체;
    b. 상기 스타일러스 본체의 상기 제 1 단부에 지지되며, 그로부터 서로 절연 처리되어 상기 터치 표면에 존재하는 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 각각 적용되는 복수의 펜촉 구성부;
    c. 상기 스타일러스 본체와 각각의 상기 복수의 펜촉 구성부와 연동되도록 연결되며, 각각의 상기 복수의 상기 펜촉 구성부와 상기 스타일러스 본체 사이의 전기적 연결을 변경하도록 적용되는 가변 회로를 포함하는 스타일러스.
  10. 터치 검출 동작에 관하여 터치 표면에 근접한 터치 검출 신호를 생성하는 터치 감지 장치와 관련하여 사용하기 위한 스타일러스로서,
    a. 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지며, 손으로 파지되도록 적용되는 스타일러스 본체;
    b. 상기 스타일러스 본체에 의해 지지되며, 상기 스타일러스를 파지하는 손과 접촉할 수 있도록 상기 스타일러스 본체 외면에 근접하게 위치되는 전도성 영역;
    c. 상기 스타일러스 본체의 제 1 단부에서 지지되며, 상기 터치 표면에 존재하는 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 적용되는 제 1 펜촉 구성부; 및
    d. 상기 제 1 펜촉 구성부 및 상기 전도성 영역과 연동되도록 연결되며, 상기 제 1 펜촉 구성부와 상기 전도성 영역 사이의 전기적 연결을 변경하도록 적용되는 가변 회로를 포함하는 스타일러스.
  11. 전도성 영역을 갖는 스타일러스에 있어서, 터치 감지 장치에 근접한 상기 스타일러스의 펜촉으로부터 스타일러스 식별 정보를 제공하는 방법으로서,
    전도성 영역과 전도되게 접촉하는 손의 적어도 일부에 의해 스타일러스가 파지되는 단계;
    상기 펜촉이 상기 터치 표면에 존재하는 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 터치 감지 장치와 상기 근접한 스타일러스의 펜촉을 위치하는 단계; 및
    상기 펜촉과 상기 전도성 영역 사이의 전기적 연결을 변경함으로써, 상기 스타일러스 펜촉으로부터의 위치 정보를 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 복수의 펜촉 구성부를 포함하는 스타일러스 펜촉과 전도성 영역을 갖는 스타일러스에 있어서, 터치 감지 장치에 근접한 스타일러스 펜촉으로부터의 스타일러스 식별 정보 및 방향 정보를 제공하는 방법으로서,
    전도성 영역과 전도되게 접촉하는 손의 적어도 일부에 의해 스타일러스가 파지되는 단계;
    상기 펜촉이 상기 터치 표면에 존재하는 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 터치 감지 장치와 근접하게 스타일러스의 펜촉을 위치하는 단계; 및
    상기 복수의 펜촉 구성부 중 하나와 상기 전도성 영역 사이에 각각 존재하는 복수의 전기적 연결을 변경되며, 상기 복수의 펜촉 구성부 중 적어도 2개에 대해 다르게 변경하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 터치 검출 동작에 관하여 터치 표면에 근접한 터치 검출 신호를 생성하는 터치 감지 장치와 관련하여 사용하기 위한 스타일러스로서,
    a. 제 1 단부 및 제 2 단부를 가지며, 손으로 파지되도록 적용되는 신장된 스타일러스 본체;
    b. 상기 신장된 스타일러스 본체의 상기 제 1 단부에 지지되며, 그로부터 절연 처리되어 터치 표면에 존재하는 터치 검출 신호와 상호 작용하도록 적용되고, 2개의 펜촉 구성부를 포함하는 펜촉;
    c. 서로 절연 처리된 상기 2개의 펜촉 구성부; 및
    d. 상기 2개의 펜촉 구성부 각각과 연동되도록 연결되며, 상기 2개의 펜촉 구성부 사이의 제 1 전기적 연결을 변경하도록 적용되는 제 1 가변 회로를 포함하는 스타일러스.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 2개의 펜촉 구성부는 전기적으로 연결된 복수의 하위 구성부로부터 각각 형성되는 스타일러스.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 펜촉 구성부 각각의 전기적으로 연결된 상기 복수의 하위 구성부는 서로 교차 배치되는 스타일러스.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 펜촉은,
    a. 2개의 추가 펜촉 구성부;
    b. 서로 절연 처리되는 상기 2개의 추가 펜촉 구성부;
    c. 상기 2개의 추가 펜촉 구성부 각각과 연동되도록 연결되며, 상기 2개의 추가 펜촉 구성부 사이의 제 1 전기적 연결을 변경하도록 적용되는 제 2 가변 회로를 더 포함하는 스타일러스.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 2개의 추가 펜촉 구성부는 각각 전기적으로 연결된 복수의 하위 구성부로부터 형성되는 스타일러스.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 추가 펜촉 구성부 각각의 상기 전기적으로 연결된 복수의 하부 구성 요소는 서로 교차 배치되는 스타일러스.
KR1020187010180A 2015-09-11 2016-09-12 반수동형 스타일러스 KR20180070574A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562217426P 2015-09-11 2015-09-11
US62/217,426 2015-09-11
PCT/US2016/051378 WO2017044975A1 (en) 2015-09-11 2016-09-12 Semi-passive stylus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180070574A true KR20180070574A (ko) 2018-06-26

Family

ID=58238091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187010180A KR20180070574A (ko) 2015-09-11 2016-09-12 반수동형 스타일러스

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170075441A1 (ko)
EP (1) EP3347798A4 (ko)
JP (1) JP2018526734A (ko)
KR (1) KR20180070574A (ko)
CN (1) CN108055870A (ko)
IL (1) IL257523A (ko)
WO (1) WO2017044975A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10444866B2 (en) * 2016-11-14 2019-10-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Force sensor for a stylus
KR102303139B1 (ko) * 2017-03-16 2021-09-17 삼성전자주식회사 입력 장치, 전자 시스템 및 그 제어 방법
CN110647252A (zh) * 2018-06-27 2020-01-03 宏碁股份有限公司 输入装置和电子装置
US11467678B2 (en) 2018-07-24 2022-10-11 Shapirten Laboratories Llc Power efficient stylus for an electronic device
WO2020034056A1 (zh) * 2018-08-13 2020-02-20 深圳市汇顶科技股份有限公司 信号发射方法、信号接收方法及装置
CN109901744A (zh) * 2019-02-12 2019-06-18 广州视源电子科技股份有限公司 交互智能平板操控方法、装置、交互智能平板和存储介质
WO2020250410A1 (ja) 2019-06-14 2020-12-17 シャープＮｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 情報処理装置、情報処理方法、プログラム、表示システム、表示方法及び電子筆記具
US11449175B2 (en) 2020-03-31 2022-09-20 Apple Inc. System and method for multi-frequency projection scan for input device detection
CN115552361A (zh) * 2020-03-31 2022-12-30 夏皮滕实验室有限责任公司 电子设备的高功效触笔的静电放电保护
US11460933B2 (en) 2020-09-24 2022-10-04 Apple Inc. Shield electrode for input device
US11287926B1 (en) 2020-09-25 2022-03-29 Apple Inc. System and machine learning method for detecting input device distance from touch sensitive surfaces
US11526240B1 (en) 2020-09-25 2022-12-13 Apple Inc. Reducing sensitivity to leakage variation for passive stylus

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003256039A1 (en) * 2002-08-29 2004-03-19 N-Trig Ltd. Transparent digitiser
US20050248549A1 (en) * 2004-05-06 2005-11-10 Dietz Paul H Hand-held haptic stylus
JP4533421B2 (ja) * 2007-11-22 2010-09-01 シャープ株式会社 表示装置
KR20100082409A (ko) * 2009-01-09 2010-07-19 (주)쉘라인 스타일러스 펜
JP5442479B2 (ja) * 2010-02-05 2014-03-12 株式会社ワコム 指示体、位置検出装置及び位置検出方法
WO2011154950A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 N-Trig Ltd. Object orientation detection with a digitizer
US20110304577A1 (en) * 2010-06-11 2011-12-15 Sp Controls, Inc. Capacitive touch screen stylus
US9310923B2 (en) * 2010-12-03 2016-04-12 Apple Inc. Input device for touch sensitive devices
WO2012123951A2 (en) * 2011-03-17 2012-09-20 N-Trig Ltd. Interacting tips for a digitizer stylus
US20120327040A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Simon David I Identifiable stylus
US9436322B2 (en) * 2011-08-17 2016-09-06 Chewy Software, LLC System and method for communicating through a capacitive touch sensor
US20130082983A1 (en) * 2011-10-04 2013-04-04 Chin-Min Liu Multi-pointer for touchscreen stylus
US9116558B2 (en) * 2011-10-28 2015-08-25 Atmel Corporation Executing gestures with active stylus
US10228780B2 (en) * 2012-02-15 2019-03-12 Wacom Co., Ltd. Stylus to host synchronization using a magnetic field
US20130234967A1 (en) * 2012-03-12 2013-09-12 Matthew Stoddard Pressure sensitive multi-tip stylus for capacitive touchscreens and methods of using same
US10379666B2 (en) * 2012-05-11 2019-08-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Position measuring apparatus, pen and position measuring method
US9176604B2 (en) * 2012-07-27 2015-11-03 Apple Inc. Stylus device
JP6021174B2 (ja) * 2012-08-08 2016-11-09 株式会社ワコム 位置検出装置およびその位置指示器
KR101989408B1 (ko) * 2012-10-25 2019-06-14 삼성전자 주식회사 지연 소자를 이용한 전자 펜 및 그의 터치 입력 방법과 터치 입력 시스템 및 방법
US8773405B1 (en) * 2013-01-10 2014-07-08 Cypress Semiconductor Corporation Stylus and related human interface devices with dynamic power control circuits
US9063588B2 (en) * 2013-03-12 2015-06-23 Bby Solutions, Inc. Grip-enabled touchscreen stylus
US9823758B2 (en) * 2013-04-10 2017-11-21 Nvidia Corporation Automatic performance of touch screen related functionality in response to detected stylus position
JP2015032010A (ja) * 2013-07-31 2015-02-16 株式会社東芝 デジタイザペン
US20150054783A1 (en) * 2013-08-22 2015-02-26 Microchip Technology Incorporated Touch Screen Stylus with Communication Interface
WO2015030452A1 (ko) * 2013-08-30 2015-03-05 엘지전자 주식회사 스타일러스 펜 및 터치 패널을 포함하는 이동 단말기
US9552049B1 (en) * 2013-09-25 2017-01-24 Amazon Technologies, Inc. Activating and using device with a grip switch
US9817491B2 (en) * 2014-01-07 2017-11-14 3M Innovative Properties Company Pen for capacitive touch systems
CN104808814A (zh) * 2014-01-27 2015-07-29 奇景光电股份有限公司 不具有主动元件的手写笔及触控面板
US9582092B2 (en) * 2014-05-13 2017-02-28 Synaptics Incorporated System and method for using passive pen with ground mass state switch
US20170108984A1 (en) * 2014-06-30 2017-04-20 Sharp Kabushiki Kaisha Touch panel controller, touch panel system, and stylus pen
CN106687907A (zh) * 2014-07-02 2017-05-17 3M创新有限公司 包括排除无意触摸信号的触摸系统和方法
US9798396B2 (en) * 2014-08-18 2017-10-24 Atmel Corporation Low-power and low-frequency data transmission for stylus and associated signal processing
JP6370171B2 (ja) * 2014-09-02 2018-08-08 株式会社ワコム 位置指示器
WO2016063420A1 (ja) * 2014-10-24 2016-04-28 株式会社ワコム 発信型電子ペン
KR102487045B1 (ko) * 2014-11-17 2023-01-11 가부시키가이샤 와코무 위치 지시기
US9575573B2 (en) * 2014-12-18 2017-02-21 Apple Inc. Stylus with touch sensor

Also Published As

Publication number Publication date
EP3347798A4 (en) 2018-08-22
CN108055870A (zh) 2018-05-18
WO2017044975A1 (en) 2017-03-16
US20170075441A1 (en) 2017-03-16
IL257523A (en) 2018-04-30
JP2018526734A (ja) 2018-09-13
EP3347798A1 (en) 2018-07-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180070574A (ko) 반수동형 스타일러스
US9870112B2 (en) Frequency conversion in a touch sensor
CN107209597B (zh) 用于减少投影电容式触摸传感器中的串扰的差分传输
US20180081489A1 (en) Orthogonal signaling touch user, hand and object discrimination systems and methods
US11314355B2 (en) Capacitive sensor patterns
US20150301661A1 (en) Dynamic assignment of possible channels in a touch sensor
US20150301577A1 (en) Device and method for operating at mitigated sensitivity in a touch sensitive device
US20200050303A1 (en) Fast multi-touch sensor with user-identification techniques
KR20170108030A (ko) 센서들을 위한 직교 주파수 분할 스캐닝 방법
AU2014232382A1 (en) Fast multi-touch stylus and sensor
CA2902245A1 (en) Fast multi-touch noise reduction
CA2938101A1 (en) Decimation strategies for input event processing
CA2902126A1 (en) Fast multi-touch sensor with user identification techniques
US20210278949A1 (en) Hover-sensitive touchpad