KR20190003148A - 터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법 - Google Patents

터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법 Download PDF

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KR20190003148A
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Abstract

실시 예들은 터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 펜 정보를 나타내는 펄스들의 상태를 다양하게 설정하여, 펜에 대한 다양하고 많은 펜 정보를 보다 짧은 길이로 정확하게 표현할 수 있도록 해줌으로써, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있게 해주고, 이를 통해, 펜에 대한 많은 펜 정보를 더욱 신속하고 정확하게 인식할 수 있는 터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법에 관한 것이다.

Description

터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법{TOUCH DISPLAY DEVICE, PEN, TOUCH SYSTEM, SENSING CIRCUIT, AND PEN RECOGNITION METHOD}
실시 예들은 터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 터치 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치, 플라즈마 표시장치, 유기발광표시장치 등과 같은 여러 가지 표시 장치가 활용되고 있다.
이러한 표시장치는, 버튼, 키보드, 마우스 등의 통상적인 입력방식에서 탈피하여, 사용자가 손쉽게 정보 혹은 명령을 직관적이고 편리하게 입력할 수 있도록 해주는 터치 기반의 입력방식을 제공한다.
이러한 터치 기반의 입력 방식을 제공하기 위해서는, 사용자의 터치 유무를 파악하고 터치 좌표를 정확하게 검출할 수 있어야 한다.
또한, 손가락 등 이외에도, 정교한 펜 터치 입력에 대한 요구 증대에 따라 펜 터치 기술에 대한 개발도 이루어지고 있다.
하지만, 표시 장치가 기본적으로 디스플레이 기능을 제공해주면서, 손가락 등의 터치와 펜 터치를 함께 효율적으로 제공해주는 데 상당한 어려움이 따르고 있는 실정이다.
한편, 표시 장치는, 펜과 연동된 기능을 제공하기 위해서, 펜에 대한 정보를 정확하고 신속하게 인식할 수 있어야 한다.
그런데, 요즈음, 펜 연동 기능이 많아지거나 복잡해지는 경향 상, 펜에서 표시 장치로 전송되는 펜 정보량도 그만큼 많아질 수밖에 없다.
하지만, 펜 출력 신호 특성 상, 다양하고 많은 펜 정보를 전송하는데 상당한 오랜 시간이 걸리거나, 제한 시간 내에 다양하고 많은 펜 정보를 전송하지 못하는 문제점이 있다. 이로 인해, 펜 정보를 인식하지 못하거나 느리게 인식하여 정상적인 펜 터치 기술이나 펜 연동 기능을 제공해주지 못하고 있는 실정이다.
이러한 배경에서, 실시 예들의 목적은, 더욱 다양하고 많은 펜 정보를 제한된 시간 내에서 신속하게 전송할 수 있게 해주는 터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법을 제공하는 데 있다.
실시 예들의 다른 목적은, 펜에 대한 다양하고 많은 펜 정보를 보다 짧은 길이로 정확하게 표현할 수 있도록 해주는 터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법을 제공하는 데 있다.
실시 예들의 또 다른 목적은, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있게 해주고, 이를 통해, 펜에 대한 많은 펜 정보를 더욱 신속하고 정확하게 인식할 수 있는 터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법을 제공하는 데 있다.
실시 예들은, 다수의 터치 전극들이 배치된 패널과, 패널에 패널 구동 신호를 공급하고, 패널 구동 신호에 응답하여 펜으로부터 출력된 펜 정보 신호를 패널을 통해 수신하는 터치 회로를 포함하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
패널 구동 신호 및 펜 정보 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
펜 정보 신호는, 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간과 구분되는 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
패시브 상태 구간은 그라운드 전압인 구간과, DC 전압인 구간과, 플로팅 상태인 구간과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간에서의 펄스들과 구분되는 펄스 구간 중 하나일 수 있다.
정 위상 상태 구간은 제1 심볼 값을 나타내고, 역 위상 상태 구간은 제2 심볼 값을 나타내고, 패시브 상태 구간은 제3 심볼 값을 나타낼 수 있다.
제1 심볼 값, 제2 심볼 값 및 제3 심볼 값은 서로 다른 값이다.
펜 정보 신호는, 정 위상 상태 구간, 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하는 3가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 N(N≥1)개의 신호 구간으로 이루어질 수 있다.
제1 심볼 값, 제2 심볼 값 및 제3 심볼 값을 포함하는 3가지의 심볼 값들 중에서 중복을 허용하여 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리의 심볼 스트링을 나타낼 수 있다.
N자리의 심볼 스트링은 펜에 대한 펜 정보를 표현하고, N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 3N 개일 수 있다.
펜 정보 신호에서 펄스들의 듀티비는 일정할 수 있다.
또는, 펜 정보 신호에서 펄스들의 듀티비는 가변 될 수 있다.
정 위상 상태 구간은 서로 다른 듀티비를 갖는 A(A≥2)가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
역 위상 상태 구간은 서로 다른 듀티비를 갖는 B(B≥2)가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, B가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간은 서로 다른 심볼 값을 나타낼 수 있다.
펜 정보 신호는, A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, B가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하는 A+B+1 가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 신호 구간으로 이루어질 수 있다.
펜 정보 신호는, A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, B가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간에 대응되는 A+B+1 가지의 심볼 값들 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리의 심볼 스트링을 나타낼 수 있다.
N자리의 심볼 스트링은 펜에 대한 펜 정보를 표현하고, N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 (A+B+1)N 개일 수 있다.
펜 정보 신호에서 펄스들의 진폭이 일정할 수 있다.
또는, 펜 정보 신호에서 펄스들의 진폭이 가변 될 수 있다.
정 위상 상태 구간은 서로 다른 진폭을 갖는 C(C≥2)가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
역 위상 상태 구간은 서로 다른 진폭을 갖는 D(D≥2)가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, D가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간은 서로 다른 심볼 값을 나타낼 수 있다.
펜 정보 신호는, C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, D가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하는 C+D+1 가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 신호 구간으로 이루어질 수 있다.
펜 정보 신호는, C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, B가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간에 대응되는 C+D+1 가지의 심볼 값들 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리 심볼 스트링을 나타낼 수 있다.
N자리 심볼 스트링은 펜에 대한 펜 정보를 표현하고, N자리 심볼 스트링의 종류의 개수는 (C+D+1)N 개일 수 있다.
실시 예들은, 패널에 인접한 펜과, 패널에 패널 구동 신호를 공급하고 패널 구동 신호에 응답하여 펜으로부터 출력된 펜 정보 신호를 패널을 통해 수신하는 터치 회로를 포함하는 터치 시스템을 제공할 수 있다.
패널 구동 신호 및 펜 정보 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
펜 정보 신호는, 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 그라운드 전압 구간과, DC 전압 구간과, 플로팅 구간과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간에서의 펄스들과 구분되는 펄스들로 이루어진 펄스 구간 중 하나인 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
실시 예들은, 패널에 패널 구동 신호를 공급하는 단계와, 패널에 접촉하거나 인접한 펜에서 패널 구동 신호에 응답하여 출력된 펜 정보 신호를 패널을 통해 수신하는 단계와, 펜 정보 신호를 토대로 펜에 대한 펜 정보를 인식하는 단계를 포함하는 펜 인식 방법을 제공할 수 있다.
패널 구동 신호 및 펜 정보 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
펜 정보 신호는, 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간과 구분되는 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
실시 예들은, 터치 표시 장치의 패널에 접촉하거나 근접하는 하나 이상의 펜 팁과, 하나 이상의 펜 팁을 통해 패널 구동 신호를 수신하고, 패널 구동 신호에 응답하여 펜 정보 신호를 하나 이상의 펜 팁을 통해 출력하는 처리부를 포함하는 펜을 제공할 수 있다.
패널 구동 신호 및 펜 정보 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
펜 정보 신호는, 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간과 구분되는 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
실시 예들은, 패널 구동 신호를 패널로 출력하고, 패널 구동 신호에 응답하여 펜으로부터 출력된 펜 정보 신호를 패널을 통해 수신하고, 펜 정보 신호에 대응되는 디지털 값을 출력하는 제1 회로와, 디지털 값을 수신하는 제2 회로를 포함하는 터치 회로를 제공할 수 있다.
패널 구동 신호 및 펜 정보 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
펜 정보 신호는, 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간과 구분되는 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
실시 예들은, 다수의 터치 전극들이 배치된 패널과, 패널에 패널 구동 신호를 공급하고, 패널 구동 신호에 응답하여 펜으로부터 출력된 펜 신호를 패널을 통해 수신하는 터치 회로를 포함하는 터치 표시 장치를 제공할 수 있다.
패널 구동 신호 및 펜 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
펜 신호는 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상이 가변 된 펄스 구간을 포함할 수 있다.
터치 회로는 펜 신호의 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상에 근거하여 펜에 대한 터치 위치 및/또는 펜 정보를 인식할 수 있다.
펜 신호의 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상에 의해 펜 정보가 표현될 수 있다.
이상에서 설명한 실시 예들에 의하면, 더욱 다양하고 많은 펜 정보를 제한된 시간 내에서 신속하게 전송할 수 있게 해주는 터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법을 제공할 수 있다.
실시 예들에 의하면, 펜에 대한 다양하고 많은 펜 정보를 보다 짧은 길이로 정확하게 표현할 수 있도록 해주는 터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법을 제공할 수 있다.
실시 예들에 의하면, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있게 해주고, 이를 통해, 펜에 대한 많은 펜 정보를 더욱 신속하고 정확하게 인식할 수 있는 터치 표시 장치, 펜, 터치 시스템, 터치 회로 및 펜 인식 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 실시 예들에 따른 터치 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 실시 예들에 따른 터치 표시 장치에서 디스플레이 파트를 나타낸 도면이다.
도 3은 실시 예들에 따른 터치 표시 장치에서, 뮤추얼-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 위한 터치 센싱 파트를 나타낸 도면이다.
도 4는 실시 예들에 따른 터치 표시 장치에서, 셀프-캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 위한 터치 센싱 파트를 나타낸 도면이다.
도 5는 실시 예들에 따른 터치 표시 장치의 구현 예시 도면이다.
도 6은 실시 예들에 따른 터치 표시 장치의 디스플레이 기간 및 터치 기간의 타이밍을 나타낸 예시 도면이다.
도 7은 실시 예들에 따른 터치 표시 장치에서, 하나의 프레임 시간이 시분할 된 디스플레이 기간들과 터치 기간들을 나타낸 예시 도면이다.
도 8은 실시 예들에 따른 터치 시스템의 펜 검색 모드를 나타낸 도면이다.
도 9는 실시 예들에 따른 터치 시스템의 펜 모드를 나타낸 도면이다.
도 10은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서 비콘 신호 전송 기간 동안 동작을 나타낸 도면이다.
도 11은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서 펜 위치/틸트 센싱 기간 동안의 동작을 나타낸 도면이다.
도 12는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서 펜 정보 인식 기간 동안의 동작을 나타낸 도면이다.
도 13은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서 손가락 터치 센싱 기간 동안의 동작을 나타낸 도면이다.
도 14는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 액티브 펜이 제2 패널 구동 신호에 응답하여 출력되는 펜 정보 신호에서 펜 정보 표현을 위하여 2가지 상태 및 2가지 심볼 값을 이용하는 경우, 펜 정보 신호에서의 2가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다.
도 15는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 2가지 상태 및 2가지 심볼 값을 이용하여 2자리 심볼 스트링 및 3자리 심볼 스트링으로 표현한 펜 정보를 나타낸 도면이다.
도 16은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 펜 정보 인식 기간 동안의 신호 타이밍을 예시적으로 나타낸 도면으로서, 2가지 상태 및 2가지 심볼 값을 이용하여 8자리 심볼 스트링으로 펜 정보가 표현된 펜 정보 신호를 나타낸 도면이다.
도 17은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 액티브 펜이 제2 패널 구동 신호에 응답하여 출력되는 펜 정보 신호에서 펜 정보 표현을 위하여 3가지 상태 및 3가지 심볼 값을 이용하는 경우, 펜 정보 신호에서의 3가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다.
도 18은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 3가지 상태 및 3가지 심볼 값을 이용하여 2자리 심볼 스트링 및 3자리 심볼 스트링으로 표현한 펜 정보를 나타낸 도면이다.
도 19는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 펜 정보 인식 기간 동안의 신호 타이밍을 예시적으로 나타낸 도면으로서, 3가지 상태 및 3가지 심볼 값을 이용하여 8자리 심볼 스트링으로 펜 정보가 표현된 펜 정보 신호를 나타낸 도면이다.
도 20은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 액티브 펜이 제2 패널 구동 신호에 응답하여 출력되는 펜 정보 신호에서 펜 정보 표현을 위하여 3가지 상태 및 3가지 심볼 값을 이용하는 경우, 펜 정보 신호에서의 3가지 상태 구간 중 패시브 상태 구간의 4가지 예시들이다.
도 21은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 듀티비 가변 제어를 통해, 5가지 상태 및 5가지 심볼 값을 이용하는 경우, 펜 정보 신호에서의 5가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다.
도 22는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 더욱 세분화된 듀티비 가변 제어를 통해, 7가지 상태 및 7가지 심볼 값을 이용하는 경우, 펜 정보 신호에서의 7가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다.
도 23은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 듀티비가변 제어를 통해 생성되는 A+B+1 가지 상태 및 A+B+1 가지 심볼 값을 나타낸 도면이다.
도 24는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 진폭 가변 제어를 통해, 5가지 상태 및 5가지 심볼 값을 이용하는 경우, 펜 정보 신호에서의 5가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다.
도 25는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 더욱 세분화된 진폭 가변 제어를 통해, 7가지 상태 및 7가지 심볼 값을 이용하는 경우, 펜 정보 신호에서의 7가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다.
도 26은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 진폭 가변 제어를 통해 생성되는 C+D+1 가지 상태 및 C+D+1 가지 심볼 값을 나타낸 도면이다.
도 27은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 신호 동기를 위한 핑 신호를 나타낸 도면이다.
도 28은 실시 예들에 따른 액티브 펜에 대한 다이어그램이다.
도 29는 실시 예들에 따른 액티브 펜의 신호 송수신에 대한 다이어그램이다.
도 30은 실시 예들에 따른 터치 회로에 대한 다이어그램이다.
도 31은 실시 예들에 따른 터치 회로의 제1 회로의 내부 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 32는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서 패널 구동 신호들을 패널로 공급하기 위한 회로 구조의 예시도이다.
도 33은 실시 예들에 따른 펜 인식 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 실시 예들에 따른 터치 시스템을 나타낸 도면이다.
실시 예들에 따른 터치 시스템은 터치 표시 장치(10) 및 이와 연동하는 액티브 펜(20) 등을 포함할 수 있다.
터치 표시 장치(10)는 영상 표시 기능을 제공할 뿐만 아니라, 손가락 또는 노멀 펜(Normal Pen) 등에 대한 터치 센싱 기능과, 하나 이상의 액티브 펜(Active Pen, 20)에 대한 터치 센싱 기능(펜 인식 기능)을 제공할 수 있는 전자 기기이다.
본 명세서에서 액티브 펜(Active Pen, 20)은 신호 송수신 기능을 갖거나, 터치 표시 장치(10)와 연동 동작을 수행할 수 있거나, 자체 전원을 포함하는 펜을 의미할 수 있으며, 스타일러스(Stylus) 또는 스타일러스 펜(Stylus Pen) 또는 액티브 스타일러스 펜(Active Stylus Pen) 등이라고도 한다. 노멀 펜(Normal Pen)은 신호 송수신 기능을 갖지 않거나, 터치 표시 장치(10)와 연동 동작을 수행하지 않거나, 자체 전원이 없는 펜을 의미할 수 있다. 다만, 본 명세서 전반에서, 설명의 편의를 위하여, 액티브 펜(20)은 "펜"으로 간단히 기재할 수도 있다.
액티브 펜(20)은 터치 표시 장치(10)와 신호를 송수신하는 기능을 갖는 액티브 한 터치 입력 도구이고, 손가락, 노멀 펜 등은 터치 표시 장치(10)와 신호를 송수신하는 기능을 갖지 않는 노멀 한 터치 입력 도구이다.
아래에서, 설명의 편의를 위해, 노멀 한 터치 입력 도구를 대표하여 손가락이라고 기재한다. 하지만, 아래에서 기재된 손가락은 노멀 펜 등의 노멀 한 터치 입력 도구를 모두 포함하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
실시 예들에 따른 터치 표시 장치(10)터치 표시 장치(10)는, 일 예로, 텔레비전(TV), 모니터 등일 수도 있고, 태블릿, 스마트 폰 등의 모바일 디바이스일 수 있다.
실시 예들에 따른 터치 표시 장치(10)는 영상 표시 기능을 제공하기 위한 디스플레이 파트(Display Part)와 터치 센싱을 위한 터치 센싱 파트(Touch Sensing Part)를 포함할 수 있다.
아래에서는, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 터치 표시 장치(10)의 디스플레이 파트(Display Part)와 터치 센싱 파트(Touch Sensing Part)에 대한 구조를 간략하게 설명한다.
도 2는 실시 예들에 따른 터치 표시 장치(10)에서 디스플레이 파트(Display Part)를 나타낸 도면이다. 도 3 및 도 4는 실시 예들에 따른 터치 표시 장치(10)에서, 2가지 터치 센싱 파트(Touch Sensing Part)를 나타낸 도면이다. 도 5는 실시 예들에 따른 터치 표시 장치(10)의 구현 예시 도면이다.
도 2를 참조하면, 실시 예들에 따른 터치 표시 장치(10)의 디스플레이 파트(Display Part)는 표시 패널(110), 데이터 구동 회로(120), 게이트 구동 회로(130) 및 컨트롤러(140) 등을 포함할 수 있다.
표시 패널(110)은 다수의 데이터 라인들(DL)과 다수의 게이트 라인들(GL)이 배치되고, 다수의 데이터 라인들(DL)과 다수의 게이트 라인들(GL)에 의해 정의되는 다수의 서브픽셀들(SP)이 배열되어 있다.
데이터 구동 회로(120)는 다수의 데이터 라인들(DL)로 데이터 전압을 공급하여 다수의 데이터 라인들(DL)을 구동한다.
게이트 구동 회로(130)는 다수의 게이트 라인들(GL)으로 스캔 신호를 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인들(GL)을 구동한다.
컨트롤러(140)는 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)로 각종 제어신호(DCS, GCS)를 공급하여, 데이터 구동 회로(120) 및 게이트 구동 회로(130)의 동작을 제어한다.
이러한 컨트롤러(140)는, 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 구동 회로(120)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터(Data)를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.
이러한 컨트롤러(140)는 통상의 디스플레이 기술에서 이용되는 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)이거나, 타이밍 컨트롤러(Timing Controller)를 포함하여 다른 제어 기능도 더 수행하는 제어 장치일 수 있다.
이러한 컨트롤러(140)는, 데이터 구동 회로(120)와 별도의 부품으로 구현될 수도 있고, 데이터 구동 회로(120)와 함께 집적 회로로 구현될 수도 있다.
한편, 데이터 구동 회로(120)는, 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(SDIC: Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 쉬프트 레지스터(Shift Register), 래치 회로(Latch Circuit), 디지털 아날로그 컨버터(DAC: Digital to Analog Converter), 출력 버퍼(Output Buffer) 등을 포함할 수 있다.
각 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는, 경우에 따라서, 아날로그 디지털 컨버터(ADC: Analog to Digital Converter)를 더 포함할 수 있다.
게이트 구동 회로(130)는, 적어도 하나의 게이트 드라이버 집적회로(GDIC: Gate Driver Integrated Circuit)를 포함하여 구현될 수 있다.
각 게이트 드라이버 집적회로(GDIC)는 쉬프트 레지스터(Shift Register), 레벨 쉬프터(Level Shifter) 등을 포함할 수 있다.
데이터 구동 회로(120)는, 표시 패널(110)의 일측(예: 상측 또는 하측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시 패널(110)의 양측(예: 상측과 하측)에 모두 위치할 수도 있다.
게이트 구동 회로(130)는, 표시 패널(110)의 일 측(예: 좌측 또는 우측)에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는, 구동 방식, 패널 설계 방식 등에 따라 표시 패널(110)의 양측(예: 좌측과 우측)에 모두 위치할 수도 있다.
한편, 표시 패널(110)은 액정 표시 패널, 유기 발광 표시 패널 및 플라즈마 표시 패널 등의 다양한 타입의 표시 패널일 수 있다.
터치 표시 장치(10)는 캐패시턴스 기반의 터치 센싱 기법을 통해, 손가락 및/또는 액티브 펜(20)에 의한 터치 입력을 센싱할 수 있다.
이를 위해, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 터치 표시 장치(10)는 터치 전극들(TE)이 배치된 터치 패널(TSP)과 이를 구동하기 위한 터치 회로(300)을 포함할 수 있다.
터치 표시 장치(10)는, 2가지 터치 전극(Tx_TE, Rx_TE) 사이마다 형성되는 캐패시턴스 또는 그 변화를 측정하여 터치 입력을 센싱하는 뮤추얼 캐패시턴스 기반의 터치 센싱 기능을 제공하거나, 1가지 터치 전극(TE)마다 형성된 캐패시턴스 또는 그 변화를 측정하여 터치 입력을 센싱하는 셀프 캐패시턴스 기반의 터치 센싱 기능을 제공할 수 있다.
도 3을 참조하면, 뮤추얼 캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 위해, 터치 패널(TSP)에는 터치 구동 신호가 인가되는 제1 터치 전극 라인들(T1~T5, 터치 구동 라인들이라고도 함)과 터치 센싱 신호가 센싱 되는 제2 터치 전극 라인(R1~R6, 터치 센싱 라인들이라고도 함)들이 교차하여 배치된다.
제1 터치 전극 라인들(T1~T5) 각각은 가로 방향으로 연장되는 하나의 바(Bar) 형의 전극일 수도 있고, 제2 터치 전극 라인들(R1~R6) 각각은 세로 방향으로 연장되는 하나의 바(Bar) 형의 전극일 수 있다.
이와 다르게, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 터치 전극 라인들(T1~T5) 각각은 동일한 행에 배치된 제1 터치 전극들(Tx_TE, 터치 구동 전극들이라고도 함)이 전기적으로 연결되어 형성될 수 있다. 제2 터치 전극 라인들(R1~R6) 각각은 동일한 열에 배치된 제2 터치 전극들(Rx_TE, 터치 센싱 전극들이라고도 함)이 전기적으로 연결되어 형성될 수 있다.
제1 터치 전극 라인들(T1~T5) 각각은 하나 이상의 신호 라인(SL)을 통해 터치 회로(300)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 터치 전극 라인들(R1~R6) 각각은 하나 이상의 신호 라인(SL)을 통해 터치 회로(300)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4를 참조하면, 셀프 캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 위해, 터치 패널(TSP)에는 다수의 터치 전극들(TE)이 배치될 수 있다.
다수의 터치 전극들(TE) 각각은 터치 구동 신호가 인가되고 터치 센싱 신호가 센싱 될 수 있다.
다수의 터치 전극들(TE) 각각은 하나 이상의 신호 라인(SL)을 통해 터치 회로(300)와 전기적으로 연결될 수 있다.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 터치 표시 장치(10)는 셀프 캐패시턴스 기반의 터치 센싱 방식을 제공하고, 터치 패널(TSP)도 셀프 캐패시턴스 기반의 터치 센싱을 위해 도 4와 같이 설계된 경우를 가정한다.
도 3 및 도 4에 도시된 하나의 터치 전극(TE)의 형상은 예시일 뿐 다양하게 설계될 수 있다.
또한, 하나의 터치 전극(TE)이 형성되는 영역의 크기는 하나의 서브픽셀이 형성되는 영역의 크기와 대응될 수도 있고, 하나의 서브픽셀이 형성되는 영역의 크기보다 클 수 있다.
예를 들어, 하나의 터치 전극(TE)이 형성되는 영역의 크기는 수 개 내지 수십 개의 서브픽셀 영역의 크기와 대응될 수 있다.
한편, 터치 패널(TSP)은 표시 패널(110)과 별도로 제작되어 표시 패널(110)에 결합되는 외장형(애드-온(Add-On) 타입이라고도 함)이거나, 표시 패널(110)에 내장되는 내장형(인-셀(In-Cell) 타입 또는 온-셀(On-Cell) 타입이라고도 함)일 수도 있다.
한편, 터치 회로(300)는 터치 패널(TSP)으로 터치 구동 신호를 공급하고 터치 패널(TSP)로부터 터치 센싱 신호를 검출(수신)하기 위한 하나 이상의 제1 회로(ROIC)와, 제1 회로(ROIC)의 터치 센싱 신호 검출 결과를 이용하여 터치 입력의 유무 및/또는 위치 등을 알아내는 제2 회로(TCR) 등을 포함할 수 있다.
터치 회로(300)의 하나 이상의 제1 회로(ROIC)는 개별 부품으로 구현되거나 하나의 부품으로 구현될 수 있다.
한편, 터치 회로(300)의 하나 이상의 제1 회로(ROIC)와 데이터 구동 회로(120)를 구현한 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 하나 이상의 통합 집적회로(SRIC)로 통합되어 구현될 수 있다.
즉, 터치 표시 장치(10)는 하나 이상의 통합 집적회로(SRIC)를 포함할 수 있는데, 각 통합 집적회로(SRIC)는 제1 회로(ROIC)와 소스 드라이버 집적회로(SDIC)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 터치 구동을 위한 제1 회로(ROIC)와 데이터 구동을 위한 소스 드라이버 집적회로(SDIC)의 통합 구현은, 터치 패널(TSP)이 표시 패널(110)에 내장되는 내장형이고, 터치 전극들(TE)과 연결된 신호 라인들(SL)이 데이터 라인들(DL)과 평행하게 배치된 경우에, 터치 구동 및 데이터 구동을 효과적으로 수행할 수 있다.
한편, 터치 패널(TSP)이 표시 패널(110)에 내장되는 내장형인 경우, 터치 전극들(TE)은, 터치 센싱을 위한 터치 기간 동안 터치 구동 신호가 인가되거나 터치 센싱 신호가 검출되고, 영상 표시를 위한 디스플레이 기간 동안 공통 전압이 인가되는 블록화 된 공통 전극들일 수 있다.
디스플레이 기간 동안, 터치 전극들(TE)은 터치 회로(300)의 내부에서 모두 전기적으로 연결되고, 공통 전압을 공통으로 인가 받을 수 있다.
터치 기간 동안, 터치 회로(300)의 내부에서 터치 전극들(TE) 중 일부 또는 전체가 선택되고, 선택된 하나 이상의 터치 전극들(TE)은 터치 회로(300)의 제1 회로(ROIC)로부터 터치 구동 신호가 인가되거나, 터치 회로(300)의 제1 회로(ROIC)에 의해 터치 센싱 신호가 검출될 수 있다.
한편, 터치 기간 동안, 손가락 및/또는 액티브 펜(20)에 의한 터치 입력을 센싱하거나 액티브 펜(20)의 펜 정보를 인식하기 위한 터치 구동 신호로서의 패널 구동 신호가 터치 전극들(TE) 및 신호 라인들(SL)에 공급될 때, 터치 전극들(TE) 및 신호 라인들(SL)이 아닌 주변의 전극 및 신호들에도 패널 구동 신호와 동일하거나 대응되는 신호가 인가될 수 있다.
예를 들어, 터치 기간 동안, 모든 데이터 라인 또는 일부의 데이터 라인으로 패널 구동 신호 또는 이와 대응되는 신호가 인가될 수 있다.
다른 예를 들어, 터치 기간 동안, 모든 게이트 라인 또는 일부의 게이트 라인으로 패널 구동 신호 또는 이와 대응되는 신호가 인가될 수 있다.
또 다른 예를 들어, 터치 기간 동안, 모든 터치전극들(TE)로 패널 구동 신호 또는 이와 대응되는 신호가 인가될 수 있다.
한편, 실시 예들에서, 패널 구동 신호는 터치 패널(TSP), 표시 패널(110), 또는 터치 패널(TSP)을 내장하는 표시 패널(110)에 인가되는 모든 신호를 의미할 수 있다.
한편, 집적회로의 구현 및 배치 위치와 관련하여, 일 예로, 터치 표시 장치(10)에서, 양 단이 터치 패널(TSP)과 인쇄회로기판(PCB)에 연결된 필름 상에 통합 집적회로(SRIC)가 실장 될 수 있다.
이와 같이, COF (Chip On Film) 타입의 통합 집적회로(SRIC)는 필름 상의 배선을 통해, 터치 패널(TSP)과 전기적으로 연결되고, 인쇄회로기판(PCB) 상에 실장 된 제2 회로(TCR)과 전기적으로 연결될 수 있다.
통합 집적회로(SRIC)는 터치 패널(TSP) 상에 배치되는 COG (Chip On Glass) 타입으로 구현될 수도 있다.
한편, 터치 회로(300)의 하나 이상의 제1 회로(ROIC)와 제2 회로(TCR)는 1개의 부품으로 통합되어 구현될 수도 있다.
도 6은 실시 예들에 따른 터치 표시 장치(10)의 디스플레이 기간 및 터치 기간의 타이밍을 나타낸 예시 도면이다. 도 7은 실시 예들에 따른 터치 표시 장치에서, 하나의 프레임 시간이 시분할 된 16개의 디스플레이 기간들(DP1 ~ DP16)과 16개의 터치 기간들(TP1 ~ TP16)을 나타낸 예시 도면이다.
도 6을 참조하면, 실시 예들에 따른 터치 표시 장치(10)는, 정해진 디스플레이 기간(DP) 동안 영상 표시를 위한 디스플레이 구동을 수행하고, 정해진 터치 기간(TP) 동안 손가락 및/또는 액티브 펜(20)에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동을 수행한다.
디스플레이 기간(DP)과 터치 기간(TP)은 시간적으로 동일하거나 중첩되는 기간일 수도 있고, 시간적으로 분리된 기간일 수도 있다.
아래에서는, 디스플레이 기간(DP)과 터치 기간(TP)은 시간적으로 분리된 기간인 경우를 예로 든다.
이 경우, 디스플레이 기간(DP)과 터치 기간(TP)은 교번할 수 있다.
이와 같이, 디스플레이 기간(DP)과 터치 기간(TP)이 교번하면서 시간적으로 분리된 경우, 터치 기간(TP)은 디스플레이 구동이 수행되지 않는 블랭크(Blank) 기간일 수 있다.
터치 표시 장치(10)는 하이 레벨과 로우 레벨로 스윙 되는 동기화 신호(Tsync)를 발생시켜 이를 통해 디스플레이 기간(DP)과 터치 기간(TP)을 식별하거나 제어할 수 있다.
예를 들어, 동기화 신호(Tsync)의 하이 레벨 구간 (또는 로우 레벨 구간)은 디스플레이 기간(DP)과 대응될 수 있고, 동기화 신호(Tsync)의 로우 레벨 구간 (또는 하이 레벨 구간)은 터치 기간(TP)과 대응될 수 있다.
한편, 한 프레임 시간 내 디스플레이 기간(DP) 및 터치 기간(TP)을 할당하는 방식과 관련하여, 일 예로, 하나의 프레임 시간이 하나의 디스플레이 기간(DP)과 하나의 터치 기간(TP)으로 시 분할되어, 하나의 디스플레이 기간(DP) 동안 디스플레이 구동이 진행되고, 블랭크 기간에 해당하는 하나의 터치 기간(TP) 동안 손가락 및/또는 액티브 펜(20)에 의한 터치 입력을 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수 있다.
다른 예로, 하나의 프레임 시간이 둘 이상의 디스플레이 기간(DP)과 둘 이상의 터치 기간(TP)으로 시분할 된다. 한 프레임 시간 내 둘 이상의 디스플레이 기간(DP) 동안 하나의 프레임을 위한 디스플레이 구동이 진행될 수 있다. 한 프레임 시간 내 블랭크 기간에 해당하는 둘 이상의 터치 기간(TP) 동안 화면 전 영역에서의 손가락 및/또는 액티브 펜(20)에 의한 터치 입력을 1차례 또는 2차례 이상 센싱하기 위한 터치 구동이 진행되거나, 화면 일부 영역에서의 손가락 및/또는 액티브 펜(20)에 의한 터치 입력을 이상 센싱하기 위한 터치 구동이 진행될 수 있다.
한편, 하나의 프레임 시간이 둘 이상의 디스플레이 기간(DP)과 둘 이상의 터치 기간(TP)으로 시분할 될 때, 한 프레임 시간 내 둘 이상의 터치 기간(TP)에 해당하는 둘 이상의 블랭크 기간 각각은 "LHB (Long Horizontal Blank)"이라고 한다.
여기서, 한 프레임 시간 내 둘 이상의 LHB 동안 수행되는 터치 구동을 "LHB 구동"이라고 한다.
도 7을 참조하면, 하나의 프레임 시간은 16개의 디스플레이 기간들(DP1 ~ DP16)과 16개의 터치 기간들(TP1 ~ TP16)으로 시분할 될 수 있다.
이 경우, 16개의 터치 기간들(TP1 ~ TP16)은 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16)에 해당한다.
아래에서는, 하나의 프레임 시간이 16개의 디스플레이 기간들(DP1 ~ DP16)과 16개의 터치 기간들(TP1 ~ TP16)으로 시분할 된 경우, 손가락 및/또는 액티브 펜(20)에 의한 터치 입력을 센싱하는 방법을 설명한다.
도 8은 실시 예들에 따른 터치 시스템의 펜 검색 모드를 나타낸 도면이다. 도 9는 실시 예들에 따른 터치 시스템의 펜 모드를 나타낸 도면이다. 단, 도 8 및 도 9는 도 7에서 한 프레임 시간 내 16개의 디스플레이 기간(DP1 ~ DP16)을 생략하고, 터치 기간(TP)에 해당하는 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16)만을 모아서 도시한 것이다.
액티브 펜(20)에 대한 인식 처리를 위하여, 터치 시스템은 펜 검색 모드(Pen Searching mode)로 먼저 동작하고, 이후, 펜 모드(Pen Mode)로 동작한다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 터치 표시 장치(100는 펜 검색 모드 및 펜 모드로 동작하는 동안, 비콘 신호(Beacon Signal)을 액티브 펜(20)으로 전달하는 LHB 기간이 존재한다.
예를 들어, 비콘 신호는, 터치 패널 정보(예: 터치 패널 상태 정보, 터치 패널 식별정보, 인셀 타입 등의 터치 패널 타입 정보 등), 패널 구동 모드 정보(예: 펜 검색 모드, 펜 모드의 식별정보), 펜 출력 신호 특성 정보(예: 주파수, 펄스 개수 등), LHB 구동 정보, 멀티플렉서 구동 정보, 파워 모드 정보(예: 소비 전력 저감을 위해 패널 및 펜 구동이 되지 않는 LHB 정보 등) 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 비콘 신호는 터치 패널(TSP)와 액티브 펜(20) 간의 구동 동기화를 위한 정보를 포함할 수도 있다. 비콘 신호에 포함되는 각종 정보들은 터치 표시 장치(10)의 룩업 테이블에 저장되어 있을 수 있다. 여기서, 룩업 테이블은 액티브 펜(20)과 사전에 공유될 수 있다.
도 8을 참조하면, 한 프레임 시간 동안 펜 검색 모드가 진행될 때, 한 프레임 시간 내 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16) 중에서, 1개 이상의 LHB (예: LHB #1, LHB #9)는 비콘 신호 전송 기간(BCON)으로 활용될 수 있다.
도 9을 참조하면, 한 프레임 시간 동안 펜 모드가 진행될 때, 한 프레임 시간 내 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16) 중에서, 1개 이상의 LHB (예: LHB #1)는 비콘 신호 전송 기간(BCON)으로 활용될 수 있다.
액티브 펜(20)은 비콘 신호 전송 기간(BCON) 동안 터치 회로(300)에 의해 터치 패널(TSP)에 공급된 비콘 신호를 펜 팁을 통해 수신하면, 비콘 신호를 통해 펜 구동에 필요한 각종 정보를 인지할 수 있다.
도 8을 참조하면, 펜 검색 모드(Pen Searching mode)에서, 터치 표시 장치(10)는 풀 센싱(Full Sensing, F/S)을 통해 하나 이상의 액티브 펜(20)을 검색한다.
한 프레임 시간 동안 펜 검색 모드가 진행될 때, 터치 표시 장치(10)은, 한 프레임 시간 내 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16) 중에서, 비콘 신호 전송 기간(BCON)에 해당하는 1개 이상의 LHB (예: LHB #1, LHB #9)을 제외한 LHB (예: LHB #2 ~ LHB #8, LHB #10 ~ LHB #16)에서 풀 센싱(F/S)을 수행한다.
터치 표시 장치(10)의 터치 회로(300)는, 터치 패널(TSP)의 모든 또는 일부의 터치 전극들(TE)을 동시에 또는 순차적으로 구동한 이후, 터치 전극들(TE)으로부터 신호를 검출(센싱)함으로써, 터치 패널(TSP)의 전 영역을 센싱하는 풀 센싱(F/S)을 수행할 수 있다.
풀 센싱(F/S)을 통해, 터치 패널(TSP)의 전 영역에서, 손가락에 의한 터치 입력의 위치를 센싱하고, 액티브 펜(20)의 위치를 센싱할 수 있다.
펜 검색 모드(Pen Searching mode)에서, 터치 회로(300)는, 터치 패널(TSP)의 터치 전극들(TE)을 구동하기 위해, 터치 패널(TSP)의 터치 전극들(TE)로 패널 구동 신호(터치 구동 신호라고도 함)를 동시에 공급하거나, 터치 패널(TSP)의 터치 전극들(TE)로 패널 구동 신호를 순차적으로 공급한다. 이에 따라, 터치 패널(TSP)에 공급된 패널 구동 신호는 액티브 펜(20)의 펜 팁을 통해 액티브 펜(20)의 내부로 입력된다.
액티브 펜(20)은 입력된 패널 구동 신호에 응답하여 펜 신호를 생성하여 방사한다. 액티브 펜(20)에서 방사된 펜 신호는 터치 패널(20)의 터치 전극들(TE) 중 액티브 펜(20)이 가까이 있는 하나 이상의 터치 전극(TE)으로 입력된다. 터치 회로(300)는 하나 이상의 터치 전극(TE)에 입력된 펜 신호를 검출하여 이를 토대로 액티브 펜(20)의 위치(존재 여부)를 센싱할 수 있다.
이러한 펜 검색 모드를 통해 하나 이상의 액티브 펜(20)이 검색되면, 터치 표시 장치(10) 및 액티브 펜(20)은 펜 모드로 동작할 수 있다.
펜 모드에서, 터치 표시 장치(10)는 검색된 액티브 펜(20)의 위치 및/또는 틸트(Tilt) 등을 센싱하고, 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보 (펜 부가 정보 또는 펜 데이터라고도 함)를 획득할 수 있다.
여기서, 펜 정보는, 일 예로, 액티브 펜(20)의 펜 식별정보, 액티브 펜(20)에 존재하는 버튼 입력 정보 등의 펜 버튼 정보, 액티브 펜(20)의 펜 팁에 가해진 압력(필압이라고도 함), 액티브 펜(20)에 탑재된 배터리 상태 정보 및 액티브 펜(20)이 송수신하는 데이터에 대한 체크 섬 정보 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 프레임 시간 동안 펜 모드가 진행될 때, 한 프레임 시간 내 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16) 기간들 중에서 비콘 신호 전송 기간(BCON)에 해당하는 1개 이상의 LHB 기간(예: LHB #1)을 제외한 다수의 LHB (예: LHB #2 ~ LHB #16)는, 터치 회로(300)가 액티브 펜(20)의 위치 및/또는 틸트(Tilt) 등을 센싱하는 펜 위치/틸트 센싱 기간(PLOC)에 해당하는 LHB (LHB #2, LHB #5, LHB #9, LHB #13)와, 터치 회로(300)가 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보 (펜 부가 정보 또는 펜 데이터라고도 함)를 인식하는 펜 정보 인식 기간(DATA)에 해당하는 LHB (LHB #3, LHB #6, LHB #7, LHB #10, LHB #11, LHB #14, LHB #15)와, 터치 회로(300)가 손가락 또는 노멀 펜에 의한 터치 입력을 센싱하는 손가락 터치 센싱 기간(FLOC)을 포함하는 LHB (LHB #4, LHB #8, LHB #12, LHB #16) 등을 포함할 수 있다.
아래에서는, 도 10 내지 도 13을 참조하여 비콘 신호 전송 기간(BCON), 펜 위치/틸트 센싱 기간(PLOC), 펜 정보 인식 기간(DATA), 손가락 터치 센싱 기간(FLOC)에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 10은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서 비콘 신호 전송 기간(BCON) 동안 동작을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 펜 검색 모드 및 펜 모드에서 비콘 신호 전송 기간(BCON)에 해당하는 LHB 동안, 터치 회로(300)는 터치 패널(TSP)로 비콘 신호(Beacon Signal)를 공급한다. 여기서, 비콘 신호는 터치 패널(TSP)의 모든 또는 일부의 터치 전극들(TE)로 인가될 수 있다.
이에 따라, 터치 패널(TSP)에 접촉 또는 근접한 액티브 펜(20)은 펜 팁을 통해 비콘 신호를 수신한다.
도 11은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서 펜 위치/틸트 센싱 기간(PLOC) 동안의 동작을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 펜 모드 (또는 펜 검색 모드)에서 펜 위치/틸트 센싱 기간(PLOC)에 해당하는 LHB 동안, 터치 회로(300)는 터치 패널(TSP)로 제1 패널 구동 신호(PDS1)를 공급한다.
여기서, 제1 패널 구동 신호(PDS1)는 다수의 펄스들을 포함하는 펄스 신호로서, 제1 주파수(FREQ1)를 갖는다.
액티브 펜(20)은 터치 패널(TSP)에 인가된 제1 패널 구동 신호(PDS1)를 펜 팁을 통해 수신하고, 수신된 제1 패널 구동 신호(PDS1)에 응답하여(동기화 하여) 펜 신호(PENS)를 출력한다.
터치 회로(300)는 액티브 펜(20)에서 출력된 펜 신호(PENS)를 터치 패널(TSP)의 터치 전극(TE)을 통해 수신한다.
도 12는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서 펜 정보 인식 기간 동안(DATA)의 동작을 나타낸 도면이다.
도 12을 참조하면, 펜 모드에서 펜 정보 인식 기간(DATA)에 해당하는 LHB 동안, 터치 회로(300)는 터치 패널(TSP)로 제2 패널 구동 신호(PDS2)를 공급한다.
여기서, 제2 패널 구동 신호(PDS2)는 다수의 펄스들을 포함하는 펄스 신호로서, 제2 주파수(FREQ2)를 갖는다.
액티브 펜(20)은 터치 패널(TSP)에 인가된 제2 패널 구동 신호(PDS2)를 펜 팁을 통해 수신하고, 수신된 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여(동기화 하여) 펜 정보 신호(PINFO)를 출력한다.
터치 회로(300)는 액티브 펜(20)에서 출력된 펜 정보 신호(PINFO)를 터치 패널(TSP)의 터치 전극(TE)을 통해 수신한다.
펜 정보 인식 기간(DATA) 동안 액티브 펜(20)에서 출력된 펜 정보 신호(PINFO)는 펜 신호(PENS)의 일종이다.
펜 위치/틸트 센싱 기간(PLOC) 동안 액티브 펜(20)에서 출력된 펜 신호(PENS)는 하이 레벨과 로우 레벨을 주기적으로 반복하며 어떠한 의미 있는 정보를 싣지 않는 단순한 펄스 신호이다. 하지만, 펜 정보 인식 기간(DATA) 동안 액티브 펜(20)에서 출력된 펜 정보 신호(PINFO)는 펜 신호(PENS)의 일종으로서 어떠한 의미 있는 정보를 싣고 있는 펄스 신호이다.
도 13은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서 손가락 터치 센싱 기간(FLOC) 동안의 동작을 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 펜 모드에서 손가락 터치 센싱 기간(FLOC)에 해당하는 LHB 동안, 터치 회로(300)는 터치 패널(TSP)로 제3 패널 구동 신호(PDS32)를 공급한다.
여기서, 제3 패널 구동 신호(PDS3)는 다수의 펄스들을 포함하는 펄스 신호로서, 제3 주파수(FREQ3)를 갖는다.
터치 회로(300)는 제3 패널 구동 신호(PDS3)가 인가된 터치 패널(TSP)의 터치 전극(TE)을 통해 터치 센싱 신호(SENS)를 수신한다.
위에서 언급한 제1 패널 구동 신호(PDS1), 제2 패널 구동 신호(PDS2), 및 제3 패널 구동 신호(PDS3)는 다수의 펄스들을 포함하는 펄스 신호로서, 동일할 수도 있고, 적어도 하나가 다를 수도 있다.
일 예로, 제1 패널 구동 신호(PDS1)의 제1 주파수(FREQ1), 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 제2 주파수(FREQ2) 및 제3 패널 구동 신호(PDS3)의 제3 주파수(FREQ3)는, 모두 동일할 수도 있고, 적어도 하나가 다를 수도 있다.
다른 예로, 제1 패널 구동 신호(PDS1), 제2 패널 구동 신호(PDS2), 및 제3 패널 구동 신호(PDS3) 각각의 진폭은 모두 동일할 수도 있고, 적어도 하나가 다를 수도 있다.
한편, 액티브 펜(20)의 기능이 많아지거나, 터치 표시 장치(10)가 액티브 펜(20)을 활용하여 다양한 많은 기능을 제공할수록, 액티브 펜(20)에서 터치 표시 장치(10)로 제공되는 액티브 펜(20)의 펜 정보 신호(PINFO)에는 다양한 많은 펜 정보가 실릴 수 있다.
하지만, 액티브 펜(20)의 출력 신호 특성 상, 다양하고 많은 펜 정보를 펜 정보 신호(PINFO)에 나타내게 되면, 펜 정보 신호(PINFO)의 신호 길이가 길어져 펜 정보 신호(PINFO)의 전송 시간이 길어질 수밖에 없다.
따라서, 더욱 다양하고 많은 펜 정보를 포함하는 펜 정보 신호(PINFO)를 제한된 시간 (정해진 LHB) 내에서 신속하게 전송할 수 있는 방법이 필요하다.
이를 위해, 액티브 펜(20)에 대한 다양하고 많은 펜 정보를 정확하게 표현하되, 보다 짧은 길이(펜 정보를 나타내는 심볼 스트링 또는 비트 열의 길이)로 표현하는 것이 필요하다. 즉, 다양하고 많은 펜 정보가 실리는 펜 정보 신호(PINFO)의 신호 길이를 짧게 해주는 것이 필요하다.
아래에서는, 더욱 다양하고 많은 펜 정보를 포함하는 펜 정보 신호(PINFO)를 제한된 시간 (정해진 LHB) 내에서 신속하게 전송할 수 있는 방법과, 이를 위해, 액티브 펜(20)에 대한 다양하고 많은 펜 정보를 보다 짧은 길이(펜 정보를 나타내는 심볼 스트링 또는 비트 열의 길이)로 정확하게 표현하는 방법에 대하여 설명한다.
아래에서는, 설명의 편의를 위하여, 하나의 프레임 시간이 16개의 디스플레이 기간들(DP1 ~ DP16)과 16개의 터치 기간들(TP1 ~ TP16)으로 시분할 되고, 16개의 터치 기간들(TP1 ~ TP16)이 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16)에 해당하는 것으로 예를 든다. 즉, 하나의 프레임 시간 내에서, 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16) 동안, 손가락 및/또는 액티브 펜(20)에 의한 터치 입력을 센싱하는 것을 예로 든다.
아래에서 기재된 터치 패널(TSP)은 간단하게 패널이라고도 기재하며, 표시 패널(110)의 외부에 존재하는 외장형일 수도 있고 표시 패널(110)의 내부에 존재하는 내장형일 수도 있다.
여기서, 터치 패널(TSP)이 표시 패널(110)의 내부에 존재하는 것은 터치 전극들(TE)(TE)이 표시 패널(110)의 내부에 패터닝 되어 있다는 것을 의미할 수 있다.
터치 패널(TSP)이 표시 패널(110)의 내부에 존재하는 경우, 터치 패널(TSP)은 표시 패널(110)을 의미할 수도 있다.
도 14는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 액티브 펜(20)이 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여 출력되는 펜 정보 신호(PINFO)에서 펜 정보 표현을 위하여 2가지 상태(State 1, State 2) 및 2가지 심볼 값(0, 1)을 이용하는 경우, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 2가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다. 도 15는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 2가지 상태(State 1, State 2) 및 2가지 심볼 값(0, 1)을 이용하여 2자리 심볼 스트링 및 3자리 심볼 스트링으로 표현한 펜 정보를 나타낸 도면이다. 도 16은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 펜 정보 인식 기간 동안의 신호 타이밍을 예시적으로 나타낸 도면으로서, 2가지 상태(State 1, State 2) 및 2가지 심볼 값(0, 1)을 이용하여 8자리 심볼 스트링으로 펜 정보가 표현된 펜 정보 신호(PINFO)를 나타낸 도면이다.
실시 예들에 따른 터치 시스템은 서로 연동하는 터치 표시 장치(10) 및 액티브 펜(20)을 포함할 수 있다.
터치 표시 장치(10)는 다수의 터치 전극들(TE)이 배치된 터치 패널(TSP)과, 터치 패널(TSP)을 구동하여 센싱하는 터치 회로(300) 등을 포함할 수 있다.
더욱 다양하고 많은 펜 정보를 포함하는 펜 정보 신호(PINFO)를 제한된 시간 (정해진 LHB) 내에서 신속하게 전송할 수 있는 방법과, 이를 위해, 액티브 펜(20)에 대한 다양하고 많은 펜 정보를 보다 짧은 길이(펜 정보를 나타내는 심볼 스트링 또는 비트 열의 길이)로 정확하게 표현하는 방법을 설명하기에 앞서서, 몇 가지 종류의 터치 기간에 대하여 먼저 살펴본다.
터치 표시 장치(10)는 한 프레임 시간 내에서 터치 패널(TSP)에 대한 터치 입력을 센싱하기 위한 16개의 터치 기간(TP)에 해당하는 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16) 동안, 액티브 펜(20) 및/또는 손가락에 터치 입력을 센싱하고, 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 인식해야만 한다.
이를 위해, 한 프레임 시간 내에서 16개의 터치 기간(TP)에 해당하는 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16)은, 펜 위치/틸트 센싱 기간(PLOC), 펜 정보 인식 기간(DATA), 손가락 터치 센싱 기간(FLOC) 등으로 할당될 수 있다.
도 14를 참조하면, 펜 위치/틸트 센싱 기간(PLOC)으로 할당된 LHB (LHB #2, LHB #5, LHB 9, LHB 13) 동안, 도 11에 도시된 바와 같이, 터치 회로(300)는 터치 패널(TSP)에 제1 패널 구동 신호(PDS1)를 공급하고, 액티브 펜(20)에서 출력된 펜 신호를 터치 패널(TSP)을 통해 수신하여 펜 신호를 토대로 액티브 펜(20)에 대한 위치 및 틸트 중 적어도 하나를 센싱한다.
도 14를 참조하면, 펜 정보 인식 기간(DATA)으로 할당된 LHB (LHB #3, LHB #6, LHB 7, LHB 10, LHB #11, LHB #14, LHB #15) 동안, 도 12에 도시된 바와 같이, 터치 회로(300)는 터치 패널(TSP)에 제2 패널 구동 신호(PDS2)를 공급하고, 액티브 펜(20)에서 출력된 펜 정보 신호(PINFO)를 터치 패널(TSP)을 통해 수신하여 펜 정보 신호(PINFO)에 표현된 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 인식할 수 있다.
도 14를 참조하면, 손가락 터치 센싱 기간(FLOC)으로 할당된 LHB (LHB #4, LHB #8, LHB #12, LHB #16) 동안, 동안, 터치 회로(300)가 터치 패널(TSP)에 제3 패널 구동 신호(PDS3)를 공급하고 터치 패널(TSP)에서의 터치 전극들(TE)로부터 수신되는 신호를 토대로 손가락 또는 노멀 펜에 의한 터치 입력을 센싱할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 터치 기간들을 통해, 터치 표시 장치(10)는 액티브 펜(20)의 위치, 틸트, 각종 부가 정보를 알아낼 수 있으며, 손가락 등의 노멀 한 터치 입력에 대한 위치도 알아낼 수 있다.
제1 패널 구동 신호(PDS1), 제2 패널 구동 신호(PDS2) 및 제3 패널 구동 신호(PDS3) 각각은 다수의 펄스들을 포함하는 펄스 신호로서, 하이 레벨과 로우 레벨 사이에서 반복적으로 스윙(Swing) 할 수 있다.
제1 패널 구동 신호(PDS1), 제2 패널 구동 신호(PDS2) 및 제3 패널 구동 신호(PDS3)는 주파수가 모두 동일할 수도 있다.
이처럼, 서로 다른 용도를 갖는 패널 구동 신호들(PDS1, PDS2, PDS3)의 주파수를 동일하게 함으로써, 패널 구동 신호들(PDS1, PDS2, PDS3)의 생성 및 공급이 쉬어지고, 패널 구동 신호들(PDS1, PDS2, PDS3)에 응답하여 각기 다른 동작(구동)을 해야 하는 액티브 펜(20)의 부담도 줄어들 수 있으며, 터치 표시 장치(10) 및 액티브 펜(20) 간의 전체적인 구동 제어가 간단해질 수 있다.
이와 다르게, 제1 패널 구동 신호(PDS1), 제2 패널 구동 신호(PDS2) 및 제3 패널 구동 신호(PDS3) 중 적어도 하나는 다른 주파수를 가질 수도 있다.
이처럼, 서로 다른 용도를 갖는 패널 구동 신호들(PDS1, PDS2, PDS3) 중 적어도 하나의 주파수를 다르게 함으로써, 액티브 펜(20)은 패널 구동 신호들(PDS1, PDS2, PDS3) 각각에 응답하여 해당하는 동작(구동)을 정확하게 수행할 수 있고, 터치 표시 장치(10) 및 액티브 펜(20) 간의 전체적인 구동 제어를 정밀하게 수행할 수 있다.
한편, 도 14에 도시된 바와 같이, 한 프레임 시간 내에서 16개의 터치 기간(TP)에 해당하는 16개의 LHB (LHB #1 ~ LHB #16) 중 하나 이상의 LHB (LHB #1)은, 터치 회로(300)가 터치 기간에서 시스템 동작, 상태 등을 액티브 펜(20)에게 알려주고, 액티브 펜(20)과의 연동을 통한 구동 제어를 위하여, 비콘 신호 전송 기간(BCON)으로 할당될 수 있다.
이러한 비콘 신호 전송 기간(BCON)으로 할당된 LHB (LHB #1) 동안, 터치 회로(300)는 비콘 신호를 터치 패널(TSP)을 통해 액티브 펜(20)으로 전달 수 있다.
이러한 비콘 신호 전송 기간(BCON)은 다음 비콘 신호 전송 기간(BCON) 이전까지의 정해진 제한 시간 기간 내에서 펜 정보 인식 기간(DATA) 및 펜 위치/틸트 센싱 기간(PLOC)의 앞에 존재할 수 있다.
예를 들어, 비콘 신호는, 터치 패널 정보(예: 터치 패널 상태 정보, 터치 패널 식별정보, 인셀 타입 등의 터치 패널 타입 정보 등), 패널 구동 모드 정보(예: 펜 검색 모드, 펜 모드의 식별정보), 펜 출력 신호 특성 정보(예: 주파수, 펄스 개수 등), 터치 구동 정보 (LHB 구동 정보), 멀티플렉서 구동 정보, 파워 모드 정보(예: 소비 전력 저감을 위해 패널 및 펜 구동이 되지 않는 LHB 정보 등), 터치 패널(TSP)와 액티브 펜(20) 간의 구동 동기화를 위한 구동 동기화 정보 중 하나 이상이 펄스들로 표현된 신호일 수 있다.
비콘 신호에 포함되는 각종 정보들은 터치 표시 장치(10) 내 룩업 테이블(Look Up Table)에 저장되어 있을 수 있다.
여기서, 룩업 테이블은 액티브 펜(20)과 사전에 공유될 수 있다.
전술한 바와 같이, 터치 회로(300)는 터치 패널(TSP)로 패널 구동 신호를 공급하기 전에 비콘 신호를 터치 패널(TSP)를 통해 액티브 펜(20)으로 전달함으로써, 터치 회로(300)는 터치 기간에서 시스템 동작, 상태 등을 액티브 펜(20)에게 알려줄 수 있고, 액티브 펜(20)과의 연동을 통한 구동 제어가 정확하게 수행될 수 있다.
전술한 바와 같이, 펜 정보 인식 기간(DATA)으로 할당된 LHB (LHB #3, LHB #6, LHB #7, LHB #10, LHB #11, LHB #14, LHB #15) 동안, 터치 회로(300)는, 터치 패널(TSP)에 펜 정보 인식을 위한 제2 패널 구동 신호(PDS2)를 공급한다.
이에 따라, 액티브 펜(20)은 터치 패널(TSP)에 공급된 제2 패널 구동 신호(PDS)를 펜 팁을 통해 입력 받고, 입력된 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여 미리 정해진 각종 펜 정보를 표현하는 펜 정보 신호(PINFO)를 생성하여 정해진 타이밍에 출력한다.
터치 회로(300)는, 액티브 펜(20)에서 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여 출력되는 펜 정보 신호(PINFO)를 터치 패널(TSP)을 통해 수신한다.
터치 회로(300)는 수신된 펜 정보 신호(PINFO)를 토대로 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 인식할 수 있다.
여기서, 펜 정보는 액티브 펜(20)에서 터치 표시 장치(10)로 전달하는 정보로서, 액티브 펜(20)과 관련된 각종 부가 정보로서, 일 예로, 펜 식별정보, 펜 버튼 정보, 압력 (필압), 배터리 상태 정보 및 체크 섬 정보 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이러한 펜 정보의 인식을 통해, 터치 표시 장치(10)는 액티브 펜(20)의 상태나 정보를 정확하게 인식할 수 있거나, 액티브 펜(20)에서의 사용자 액션을 확인할 수 있거나, 액티브 펜(20)과의 송수신 정보의 무결점을 확인할 수 있거나, 액티브 펜(20)과 관련한 기능들을 정확하게 수행할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제2 패널 구동 신호(PDS2) 및 펜 정보 신호(PINFO) 각각은 다수의 펄스들을 포함하는 펄스 신호이다.
펜 정보 신호(PINFO)는 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 동기화 하여 생성될 수 있다.
이에 따라, 펜 정보 신호(PINFO)는 제2 패널 구동 신호(PDS2)와 주파수가 동일하거나 실질적으로 동일할 수 있다. 여기서, 펜 정보 신호(PINFO)의 주파수와 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 주파수가 실질적으로 동일하다는 것은, 펜 정보 신호(PINFO)의 주파수와 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 주파수가 미리 정의된 허용 오차 범위 이내에서 차이가 난다는 것을 의미한다.
펜 정보 신호(PINFO)는 여러 개의 심볼(Symbol)을 포함하는 심볼 스트링(Symbol String)을 나타내는 펄스들로 이루어진다.
펜 정보 신호(PINFO)에서, 심볼 스트링은 펜 정보를 의미하고, 각 심볼은 펜 정보를 만들기 위한 부분 정보일 수 있다.
심볼 및 심볼 스트링은 비트 및 비트 열이라고도 할 수 있으며, 문자 및 문자 열이라고도 할 수 있다.
펜 정보 표현을 위해 사용되는 심볼(Symbol)의 값(즉, 심볼 값(sym))의 종류의 개수는 미리 정해져 있을 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)를 이루는 펄스들은 하나 또는 둘 이상의 펄스 구간을 가질 수 있다.
각 펄스 구간은 하나의 심볼 값(sym)을 표현한다.
각 펄스 구간은 시간적인 길이가 동일할 수 있다.
각 펄스 구간의 펄스 개수는 동일할 수 있다.
각 펄스 구간은 표현된 심볼 값(sym)에 대응되는 상태(State)를 갖는다고 한다.
도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 액티브 펜(20)은 2가지 종류의 심볼 값(0, 1)을 이용하여 펜 정보를 나타내는 심볼 스트링을 형성하고, 심볼 스트링에 대응되는 펄스들로 이루어진 펜 정보 신호(PINFO)를 생성할 수 있다.
도 14를 참조하면, 펜 정보를 나타낸 심볼 스트링에서, 각 심볼의 심볼 값(sym)은 2가지 심볼 값(예: 0, 1) 중 하나일 수 있다.
2가지 심볼 값(0, 1) 중 "제1 심볼 값(0)"은 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 표현한다.
이와 같이, 제1 심볼 값(예: 0)으로 표현된 펄스들은 "정 위상 상태(State 1)"를 갖는다고 한다.
그리고, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간은 "정 위상 상태 구간"이라고 한다.
2가지 심볼 값(0, 1) 중 "제2 심볼 값(1)"은 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 펄스들과 위상이 다른 펄스들(위상이 180도 차이가 나는 펄스들)로 표현한다.
이와 같이, 제2 심볼 값(예: 1)으로 표현된 펄스들은 "역 위상 상태(State 1)"를 갖는다고 한다.
그리고, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간은 "역 위상 상태 구간"이라고 한다.
펜 정보 신호(PINFO)에서, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간인 정 위상 상태 구간과, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간인 역 위상 상태 구간은 동일한 펄스 개수 또는 동일한 시간 길이를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 펜 정보 신호(PINFO)가 동일한 펄스 길이 내에서 얼마나 많은 정보 표현력을 가지느냐는, 심볼 값(sym)의 종류의 개수에 따라 결정된다.
전술한 바와 같이, 2가지 종류의 심볼 값(0, 1)을 이용하여 펜 정보 신호(PINFO)가 생성되는 경우, 즉, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간인 정 위상 상태 구간과, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간인 역 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함하는 펜 정보 신호(PINFO)가 생성되는 경우, 펜 정보 신호(PINFO)의 정보 표현력에 대하여, 도 15를 참조하여 예시적으로 알아본다.
도 15를 참조하면, 펜 정보 신호(PINFO)가 2개의 심볼에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하는 경우(즉, 2자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하는 경우), 2자리 심볼 스트링에서 1번째 심볼과 2번째 심볼 각각은 제1, 제2 심볼 값(0, 1) 중 하나일 수 있다.
따라서, 2가지 종류의 심볼 값(0, 1)을 활용하여 만들어질 수 있는 2자리 심볼 스트링은 4가지 (00, 01, 10, 11)이다.
즉, 펜 정보 신호(PINFO)가 2자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하고, 각 심볼은 2가지 심볼 값(0, 1)을 가질 수 있는 경우, 표현 가능한 펜 정보의 종류는 심볼 값 종류 개수(2가지)의 심볼 자리 개수(2개) 승 (22=4)에 해당한다.
예를 들어, 2자리 심볼 스트링이 00인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간을 순서대로 포함할 수 있다.
다른 예를 들어, 2자리 심볼 스트링이 01인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간을 순서대로 포함할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 2자리 심볼 스트링이 10인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간을 순서대로 포함할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 2자리 심볼 스트링이 11인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간을 순서대로 포함할 수 있다.
도 15를 참조하면, 펜 정보 신호(PINFO)가 3개의 심볼에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하는 경우(즉, 3자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하는 경우), 3자리 심볼 스트링에서 1번째 심볼, 2번째 심볼 및 3번째 심볼 각각은 제1, 제2 심볼 값(0, 1) 중 하나일 수 있다.
따라서, 2가지 종류의 심볼 값(0, 1)을 활용하여 만들어질 수 있는 3자리 심볼 스트링은 8가지 (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111)이다.
즉, 펜 정보 신호(PINFO)가 3자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하고, 각 심볼은 2가지 심볼 값(0, 1)을 가질 수 있는 경우, 표현 가능한 펜 정보의 종류는 심볼 값 종류 개수(2가지)의 심볼 자리 개수(3개) 승 (23=8)에 해당한다.
예를 들어, 3자리 심볼 스트링이 000인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간을 3번 포함할 수 있다.
다른 예를 들어, 3자리 심볼 스트링이 010인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간을 순서대로 포함할 수 있다.
도 16의 예시는, 펜 정보 신호(PINFO)가 펜 정보를 표현하는 8자리의 심볼 스트링(01000101)을 나타내는 펄스들로 이루어진 경우이다.
8자리의 심볼 스트링 중 앞선 4자리의 심볼 스트링을 나타내는 펄스들은 1 번째 센싱 기간(1/2) 동안 출력되고, 다음의 4자리의 심볼 스트링은 나타내는 펄스들은 2 번째 센싱 기간(2/2) 동안 출력될 수 있다.
8자리의 심볼 스트링(01000101)을 이루는 8개의 심볼 구간(펄스 구간 또는 신호구간, PUS1 ~ PUS8)은 동일한 펄스 개수 또는 동일한 시간 길이를 가질 수 있고, 다른 펄스 개수 또는 다른 시간 길이를 가질 수도 있다.
펜 정보 신호(PINFO)가 펜 정보를 표현하는 8자리의 심볼 스트링(01000101)을 나타내는 펄스들은, 정 위상 상태 구간, 역 위상 상태 구간, 정 위상 상태 구간, 정 위상 상태 구간, 정 위상 상태 구간, 역 위상 상태 구간, 정 위상 상태 구간, 역 위상 상태 구간이 순서대로 되어 있다.
도 17은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 액티브 펜(20)이 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여 출력되는 펜 정보 신호(PINFO)에서 펜 정보 표현을 위하여 3가지 상태(State 1, 2, 3) 및 3가지 심볼 값(0, 1, -)을 이용하는 경우, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 3가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다. 도 18은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 3가지 상태(State 1, 2, 3) 및 3가지 심볼 값(0, 1, -)을 이용하여 2자리 심볼 스트링 및 3자리 심볼 스트링으로 표현한 펜 정보를 나타낸 도면이다. 도 19는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 펜 정보 인식 기간 동안의 신호 타이밍을 예시적으로 나타낸 도면으로서, 3가지 상태(State 1, 2, 3) 및 3가지 심볼 값(0, 1, -)을 이용하여 8자리 심볼 스트링으로 펜 정보가 표현된 펜 정보 신호(PINFO)를 나타낸 도면이다. 도 20은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 액티브 펜(20)이 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여 출력되는 펜 정보 신호(PINFO)에서 펜 정보 표현을 위하여 3가지 상태(State 1, 2, 3) 및 3가지 심볼 값(0, 1, -)을 이용하는 경우, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 3가지 상태 구간 중 패시브 상태 구간의 4가지 예시들이다.
도 17 내지 도 19에 도시된 바와 같이, 더욱 다양하고 많은 펜 정보를 포함하는 펜 정보 신호(PINFO)를 제한된 시간 (정해진 LHB) 내에서 신속하게 전송할 수 있고, 이를 위해, 액티브 펜(20)에 대한 다양하고 많은 펜 정보를 보다 짧은 길이(펜 정보를 나타내는 심볼 스트링 또는 비트 열의 길이)로 정확하게 표현하기 위하여, 액티브 펜(20)에 대한 다양하고 많은 펜 정보를 보다 짧은 길이(펜 정보를 나타내는 심볼 스트링 또는 비트 열의 길이)로 표현하기 위하여, 정 위상 상태에 대응되는 제1 심볼 값(0)과 역 위상 상태에 대응되는 제2 심볼 값(1)에 더하여, 신호 상태가 패시브 상태에 대응되는 제3 심볼 값(-)을 추가적으로 이용한다.
액티브 펜(20)은, 3가지 종류의 심볼 값(0, 1, -)을 이용하여 펜 정보를 나타내는 원하는 자릿수만큼의 심볼 스트링을 형성하고, 심볼 스트링에 대응되는 펄스들로 이루어진 펜 정보 신호(PINFO)를 생성할 수 있다.
도 17을 참조하면, 펜 정보를 나타낸 심볼 스트링에서, 각 심볼의 심볼 값(sym)은 3가지 심볼 값(예: 0, 1, -) 중 하나일 수 있다.
3가지 심볼 값(0, 1, -) 중 "제1 심볼 값(0)"은 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 표현한다.
이와 같이, 제1 심볼 값(예: 0)으로 표현된 펄스들은 "정 위상 상태(State 1)"를 갖는다고 한다.
그리고, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간은 "정 위상 상태 구간"이라고 한다.
3가지 심볼 값(0, 1, -) 중 "제2 심볼 값(1)"은 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 펄스들과 위상이 다른 펄스들(위상이 180도 차이가 나는 펄스들)로 표현한다.
이와 같이, 제2 심볼 값(예: 1)으로 표현된 펄스들은 "역 위상 상태(State 1)"를 갖는다고 한다.
그리고, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간은 "역 위상 상태 구간"이라고 한다.
3가지 심볼 값(0, 1, -) 중 "제3 심볼 값(-)"은 제1 심볼 값(0) 및 제2 심볼 값(1)과 다른 값으로서, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간과 구별이 가능한 신호 형태 또는 신호 출력 상태 등으로 표현될 수 있다.
이와 같이, 펜 정보 신호(PINFO)에서, 제3 심볼 값(예: -)으로 표현되는 구간은 "패시브(Passive) 상태 (State 3)"를 갖는다고 한다.
그리고, 펜 정보 신호(PINFO)에서, 제3 심볼 값(예: -)으로 표현되는 구간은 "패시브 상태 구간"이라고 한다.
패시브 상태 구간은, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간과 구분되는 구간이다.
도 20을 참조하면, 패시브 상태 구간은, 일 예로, 그라운드 전압을 갖는 그라운드 전압 구간(GND)과, 그라운드 전압(GND) 이외에 특정 DC 전압을 갖는 DC 전압 구간(DC)과, 액티브 펜(20)에서 어떠한 전압 또는 신호도 출력되지 않아 신호가 일시적으로 끊어진(중단된) 형태가 되는 플로팅 구간(FLOAT)과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간에서의 펄스들과 구분이 가능한 펄스들로 이루어진 펄스 구간(OFF_PULSE) 등 중 하나일 수 있다. 여기서, 그라운드 전압 구간(GND) 및 DC 전압 구간(DC)은 진폭이 0(Zero)인 펄스 구간으로도 볼 수 있다.
이와 같이, 패시브 상태 구간을 다양하게 구현할 수 있음으로써, 액티브 펜(20) 및 터치 회로(300) 등의 구동 환경에 적합한 패시브 상태 구간을 구현할 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)에서, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간인 정 위상 상태 구간과, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간인 역 위상 상태 구간과, 제3 심볼 값(-)으로 표현되는 패시브 상태 구간은 동일한 펄스 개수 또는 동일한 시간 길이를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 펜 정보 신호(PINFO)가 동일한 펄스 길이 내에서 얼마나 많은 정보 표현력을 가지느냐는, 심볼 값(sym)의 종류의 개수에 따라 결정된다.
전술한 바와 같이, 3가지 종류의 심볼 값(0, 1, -)을 이용하여 펜 정보 신호(PINFO)가 생성되는 경우, 즉, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간인 정 위상 상태 구간과, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 펄스 구간인 역 위상 상태 구간과, 제3 심볼 값(-)으로 표현되는 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함하는 펜 정보 신호(PINFO)가 생성되는 경우, 펜 정보 신호(PINFO)의 정보 표현력에 대하여, 도 18을 참조하여 예시적으로 알아본다.
도 18을 참조하면, 펜 정보 신호(PINFO)가 2개의 심볼에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하는 경우(즉, 2자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하는 경우), 2자리 심볼 스트링에서 1번째 심볼과 2번째 심볼 각각은 제1, 제2, 제3 심볼 값(0, 1, -) 중 하나일 수 있다.
따라서, 3가지 종류의 심볼 값(0, 1, -)을 활용하여 만들어질 수 있는 2자리 심볼 스트링은 9가지 (00, 01, 0-, 10, 11, 1-, -0, -1, --)이다.
즉, 펜 정보 신호(PINFO)가 2자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하고, 각 심볼은 3가지 심볼 값(0, 1, -)을 가질 수 있는 경우, 표현 가능한 펜 정보의 종류는 심볼 값 종류 개수(3가지)의 심볼 자리 개수(2개) 승 (32=9)에 해당한다.
예를 들어, 2자리 심볼 스트링이 01인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간을 순서대로 포함할 수 있다.
다른 예를 들어, 2자리 심볼 스트링이 1-인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 제3 심볼 값(-)으로 표현되는 패시브 상태 구간을 순서대로 포함할 수 있다.
도 14 및 도 18을 비교하여, 펜 정보가 표현되는 길이가 2자리 심볼 스트링으로 동일할 때, 도 14에서와 같이, 2가지 심볼 값(0, 1)을 이용하는 경우, 2자리 심볼 스트링으로 표현 가능한 펜 정보의 종류는 4개 (22)이지만, 도 18에서와 같이, 3가지 심볼 값(0, 1, -)을 이용하는 경우, 2자리 심볼 스트링으로 표현 가능한 펜 정보의 종류는 9개 (32)이다.
즉, 2개의 심볼 값(0, 1)을 이용하는 경우에 비해, 3개의 심볼 값(0, 1, -)을 이용하는 경우, 펜 정보 신호(PINFO)의 신호 길이(즉, 동일한 심볼 스트링 길이)가 동일한 상황에서 더 많은 정보 표현이 가능하다.
다시 말해, 심볼 값 종류를 많게 함으로써, (즉, 펜 정보 신호(PINFO)에서, 심볼 값 종류에 대응되는 신호 패턴의 다양성을 높임으로써,) 펜 정보 신호(PINFO)의 신호 길이(즉, 동일한 심볼 스트링 길이)가 동일한 상황에서 더 많은 정보 표현이 가능하다.
전술한 바에 따르면, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있다. 따라서, 터치 표시 장치(10)는 액티브 펜(20)에 대한 많은 펜 정보를 더욱 신속하고 정확하게 인식할 수 있다.
도 18을 참조하면, 펜 정보 신호(PINFO)가 3개의 심볼에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하는 경우(즉, 3자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하는 경우), 3자리 심볼 스트링에서 1번째 심볼, 2번째 심볼 및 3번째 심볼 각각은 제1, 제2, 제3 심볼 값(0, 1, -) 중 하나일 수 있다.
따라서, 3가지 종류의 심볼 값(0, 1, -)을 활용하여 만들어질 수 있는 3자리 심볼 스트링은 총 27가지 (000, 001, 00-, 010, 011, 01-, ... , -- 0, --1, ---)이다.
즉, 펜 정보 신호(PINFO)가 3자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들로 펜 정보를 표현하고, 각 심볼은 3가지 심볼 값(0, 1, -)을 가질 수 있는 경우, 표현 가능한 펜 정보의 종류는 심볼 값 종류 개수(3가지)의 심볼 자리 개수(3개) 승 (33=27)에 해당한다.
예를 들어, 3자리 심볼 스트링이 010인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간을 순서대로 포함할 수 있다.
다른 예를 들어, 3자리 심볼 스트링이 01-인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 제2 심볼 값(1)으로 표현된 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 제1 심볼 값(0)으로 표현된 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 제3 심볼 값(-)으로 표현되는 패시브 상태 구간을 순서대로 포함할 수 있다.
도 14 및 도 18을 비교하여, 펜 정보가 표현되는 길이가 3자리 심볼 스트링으로 동일할 때, 도 14에서와 같이, 2가지 심볼 값(0, 1)을 이용하는 경우, 3자리 심볼 스트링으로 표현 가능한 펜 정보의 종류는 8개 (23)이지만, 도 18에서와 같이, 3가지 심볼 값(0, 1, -)을 이용하는 경우, 3자리 심볼 스트링으로 표현 가능한 펜 정보의 종류는 27개 (33)이다.
즉, 2개의 심볼 값(0, 1)을 이용하는 경우에 비해, 3개의 심볼 값(0, 1, -)을 이용하는 경우, 펜 정보 신호(PINFO)의 신호 길이(즉, 동일한 심볼 스트링 길이)가 동일한 상황에서 더 많은 정보 표현이 가능하다.
다시 말해, 심볼 값 종류를 많게 함으로써, (즉, 펜 정보 신호(PINFO)에서, 심볼 값 종류에 대응되는 신호 패턴의 다양성을 높임으로써,) 펜 정보 신호(PINFO)의 신호 길이(즉, 동일한 심볼 스트링 길이)가 동일한 상황에서 더 많은 정보 표현이 가능하다.
도 19의 예시는, 펜 정보 신호(PINFO)가 펜 정보를 표현하는 8자리의 심볼 스트링(01-01-0-)을 나타내는 펄스들로 이루어진 경우이다.
8자리의 심볼 스트링 중 앞선 4자리의 심볼 스트링을 나타내는 펄스들은 1 번째 센싱 기간(1/2) 동안 출력되고, 다음의 4자리의 심볼 스트링은 나타내는 펄스들은 2 번째 센싱 기간(2/2) 동안 출력될 수 있다.
8자리의 심볼 스트링(01-01-0-)을 이루는 8개의 심볼 구간(펄스 구간 또는 신호 구간, PUS1 ~ PUS8)은 동일한 펄스 개수 또는 동일한 시간 길이를 가질 수 있고, 다른 펄스 개수 또는 다른 시간 길이를 가질 수도 있다.
펜 정보 신호(PINFO)가 펜 정보를 표현하는 8자리의 심볼 스트링(01000101)을 나타내는 펄스들은, 정 위상 상태 구간, 역 위상 상태 구간, 패시브 상태 구간, 정 위상 상태 구간, 역 위상 상태 구간, 패시브 상태 구간, 정 위상 상태 구간, 패시브 상태 구간이 순서대로 되어 있다.
전술한 바와 같이, 액티브 펜(20)이 3가지 심볼 값(0, 1, -)을 이용하여, 표현하고자 하는 펜 정보를 표현하는 심볼 스트링에 대응되는 펄스들로 이루어진 펜 정보 신호(PINFO)를 생성하여 전송하는 경우에 대하여, 간략하게 다시 설명한다.
이 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 심볼 값 (0)에 대응되는 정 위상 상태 구간과, 제2 심볼 값 (1)에 대응되는 역 위상 상태 구간과, 제3 심볼 값 (-)에 대응되는 패시브 상태 구간 중 한 종류 이상을 하나 이상 포함할 수 있다.
여기서, 제1 심볼 값 (0), 제2 심볼 값 (1) 및 제3 심볼 값 (-)은 서로 다른 값으로서, 다양하게 설정될 수 있다.
터치 회로(300)는, 이러한 펜 정보 신호(PINFO)를 수신하여, 신호 형태(펄스 형태, 전압 출력 상황 등)를 토대로, 정 위상 상태 구간, 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 식별할 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)에서, 정 위상 상태 구간은 제1 심볼 값 (0)을 나타내고, 역 위상 상태 구간은 제2 심볼 값 (1)을 나타내고, 패시브 상태 구간은 제3 심볼 값 (-)을 나타낸다.
정해진 제한 시간 내에 전송 가능한 펜 정보 신호(PINFO)의 길이가 N 자리 심볼 스트링(N 자리 비트 열, N자리 문자열)인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)의 정보 표현력(정보 전달량)을 살펴본다.
펜 정보 신호(PINFO)는 제1 심볼 값(0)에 대응되는 정 위상 상태 구간, 제2 심볼 값(1)에 대응되는 역 위상 상태 구간 및 제3 심볼 값(-)에 대응되는 패시브 상태 구간을 포함하는 3가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 N(N≥1)개의 신호 구간으로 이루어진다.
펜 정보 신호(PINFO)는 제1 심볼 값(0), 제2 심볼 값(1) 및 제3 심볼 값(-)을 포함하는 3가지의 심볼 값들(0, 1, -) 중에서 중복을 허용하여 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리의 심볼 스트링을 나타낸다. N자리의 심볼 스트링은 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 표현한 것이다.
이때, 펜 정보 신호(PINFO)로 나타낼 수 있는 N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 3N 개이다.
이와 같이, 3가지의 심볼 값(0, 1, -)을 이용하면, 2가지의 심볼 값(0, 1)을 이용하는 경우에 비해, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 증가시킬 수 있다.
한편, 펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들의 듀티비(Duty Ratio)는 일정할 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들의 듀티비를 일정하게 함으로써, 액티브 펜(20)은 펜 정보 신호(PINFO)를 보다 쉽게 생성할 수 있고, 터치 회로(300)는 펜 정보 신호(PINFO)로부터 펜 정보를 보다 쉽게 파악할 수 있다.
또는, 펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들의 듀티비는 가변 될 수도 있다.
이와 같이, 펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들의 듀티비를 가변 함으로써, 듀티비 가변 제어를 통해, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 펄스 상태를 다양하게 해줄 수 있고, 이를 통해, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있다.
한편, 펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들의 진폭 (하이 레벨 전압과 로우 레벨 전압의 차이)이 일정할 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들의 진폭을 일정하게 함으로써, 액티브 펜(20)은 펜 정보 신호(PINFO)를 보다 쉽게 생성할 수 있고, 터치 회로(300)는 펜 정보 신호(PINFO)로부터 펜 정보를 보다 쉽게 파악할 수 있다.
한편, 한편, 펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들의 진폭 (하이 레벨 전압과 로우 레벨 전압의 차이)이 가변 될 수 있다.
이와 같이, 펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들의 진폭을 가변 함으로써, 진폭 가변 제어를 통해, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 펄스 상태를 다양하게 해줄 수 있고, 이를 통해, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있다.
아래에서는, 펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들에 대한 듀티비 가변 제어를 통해, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 펄스 상태를 다양하게 해주고, 이를 통해, 정해진 제한 시간 (펜 정보 인식 기간) 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있는 방법에 대하여, 도 21 내지 도 23을 참조하여 설명한다.
이어서, 펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들에 대한 진폭 가변 제어를 통해, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 펄스 상태를 다양하게 해주고, 이를 통해, 정해진 제한 시간 (펜 정보 인식 기간) 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있는 방법에 대하여, 도 24 내지 도 26을 참조하여 설명한다.
도 21은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 듀티비 가변 제어를 통해, 5가지 상태(State 1, 2, 3, 4, 5) 및 5가지 심볼 값(0, 1, 2, 3, 4)을 이용하는 경우, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 5가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다.
도 21을 참조하면, 정 위상 상태 구간은 펄스들이 제1 듀티비(50%)를 갖는 제1 듀티비 제어 정 위상 상태 구간과, 펄스들이 제2 듀티비(25%)를 갖는 제2 듀티비 제어 정 위상 상태 구간을 포함할 수 있다.
도 21을 참조하면, 역 위상 상태 구간은 펄스들이 제1 듀티비(50%)를 갖는 제1 듀티비 제어 역 위상 상태 구간과, 펄스들이 제2 듀티비(25%)를 갖는 제2 듀티비 제어 역 위상 상태 구간을 포함할 수 있다.
따라서, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 제2 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 제1 듀티비 제어 역 위상 상태 구간, 제2 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하여 총 5가지 상태 구간 중 한 가지 이상을 하나 이상 포함할 수 있다.
제1 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 제2 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 제1 듀티비 제어 역 위상 상태 구간, 제2 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간은 서로 다른 심볼 값에 대응될 수 있다.
즉, 제1 듀티비 제어 정 위상 상태 구간은 제1 심볼 값(0)을 표현하고, 제2 듀티비 제어 정 위상 상태 구간은 제2 심볼 값(1)을 표현하고, 제1 듀티비 제어 역 위상 상태 구간은 제3 심볼 값(2)을 표현하고, 제2 듀티비 제어 역 위상 상태 구간은 제4 심볼 값(3)을 표현하고, 패시브 상태 구간은 제5 심볼 값(4)를 표현할 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)가 펜 정보를 표현하기 위하여 N자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 2가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 2가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하는 5가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 N개의 신호 구간으로 이루어진다.
이 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 2가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 2가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간에 대응되는 5가지의 심볼 값들(0 ~ 4) 중에서 중복을 허용하여 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리의 심볼 스트링을 나타낼 수 있다.
이에 따라, 펜 정보 신호(PINFO)의 펄스들이 나타내는 N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 5N 개이다.
여기서, N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 표현할 수 있는 펜 정보의 종류에 해당한다.
도 22는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 더욱 세분화된 듀티비 가변 제어를 통해, 7가지 상태(State 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) 및 7가지 심볼 값(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)을 이용하는 경우, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 7가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다.
도 22를 참조하면, 정 위상 상태 구간은 펄스들이 제1 듀티비(50%)를 갖는 제1 듀티비 제어 정 위상 상태 구간과, 펄스들이 제2 듀티비(25%)를 갖는 제2 듀티비 제어 정 위상 상태 구간과, 펄스들이 제3 듀티비(12.5%)를 갖는 제3 듀티비 제어 정 위상 상태 구간을 포함할 수 있다. 여기서, 제1, 제2, 제3 듀티비(50%, 25%, 12.5%)는 다양하게 설정될 수 있다.
도 22를 참조하면, 역 위상 상태 구간은 펄스들이 제1 듀티비(50%)를 갖는 제1 듀티비 제어 역 위상 상태 구간과, 펄스들이 제2 듀티비(25%)를 갖는 제2 듀티비 제어 역 위상 상태 구간과, 펄스들이 제3 듀티비(12.5%)를 갖는 제3 듀티비 제어 역 위상 상태 구간을 포함할 수 있다. 여기서, 제1, 제2, 제3 듀티비(50%, 25%, 12.5%)는 다양하게 설정될 수 있다.
따라서, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 제2 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 제3 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 제1 듀티비 제어 역 위상 상태 구간, 제2 듀티비 제어 역 위상 상태 구간, 제3 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하여 총 7가지 상태 구간 중 한 가지 이상을 하나 이상 포함할 수 있다.
제1 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 제2 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 제3 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 제1 듀티비 제어 역 위상 상태 구간, 제2 듀티비 제어 역 위상 상태 구간, 제3 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간은 서로 다른 심볼 값에 대응될 수 있다.
즉, 제1 듀티비 제어 정 위상 상태 구간은 제1 심볼 값(0)을 표현하고, 제2 듀티비 제어 정 위상 상태 구간은 제2 심볼 값(1)을 표현하고, 제3 듀티비 제어 정 위상 상태 구간은 제3 심볼 값(2)을 표현하고, 제1 듀티비 제어 역 위상 상태 구간은 제4 심볼 값(3)을 표현하고, 제2 듀티비 제어 역 위상 상태 구간은 제5 심볼 값(4)을 표현하고, 제3 듀티비 제어 역 위상 상태 구간은 제6 심볼 값(5)을 표현하고, 패시브 상태 구간은 제7 심볼 값(6)를 표현할 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)가 펜 정보를 표현하기 위하여 N자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 3가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 3가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하는 7가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 N개의 신호 구간으로 이루어진다.
이 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 3가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 3가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간에 대응되는 7가지의 심볼 값들(0 ~ 6) 중에서 중복을 허용하여 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리의 심볼 스트링을 나타낼 수 있다.
이에 따라, 펜 정보 신호(PINFO)의 펄스들이 나타내는 N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 7N 개이다.
여기서, N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 표현할 수 있는 펜 정보의 종류에 해당한다.
도 23은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 듀티비가변 제어를 통해 생성되는 A+B+1 가지 상태 및 A+B+1 가지 심볼 값을 나타낸 도면이다.
도 23을 참조하면, 펜 정보 신호(PINFO)에서, 정 위상 상태 구간은 서로 다른 A(A≥2)가지의 듀티비(DR_P_1, DR_P_2, ... , DR_P_A)를 갖는 A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간은 A가지의 상태(State 1, State 2, ... , State A)에 대응되는 펄스들로 이루어져 있다.
A가지의 듀티비(DR_P_1, DR_P_2, ... , DR_P_A)는 다양한 값으로 설정될 수 있다.
A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간의 A가지의 심볼 값은 서로 다른 설정 값으로서, 다양하게 설정될 수 있으며, 일 예로, 0, 1, ... , A-1로 설정될 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)에서, 역 위상 상태 구간은 서로 다른 B(B≥2)가지의 듀티비(DR_R_1, DR_R_2, ... , DR_R_B)를 갖는 B가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
B가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간은 B가지의 상태(State A+1, State A+2, ... , State A+B)에 대응되는 펄스들로 이루어져 있다.
B가지의 듀티비(DR_R_1, DR_R_2, ... , DR_R_B)는 다양한 값으로 설정될 수 있다.
B가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간의 B가지의 심볼 값은 서로 다른 설정 값으로서, 다양하게 설정될 수 있으며, 일 예로, A, A+1, ... , A+B-1로 설정될 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)는 패시브 상태 구간을 포함할 수 있다.
패시브 상태 구간은 일 예로, 그라운드 전압을 갖는 그라운드 전압 구간(GND)과, 그라운드 전압(GND) 이외에 특정 DC 전압을 갖는 DC 전압 구간(DC)과, 액티브 펜(20)에서 어떠한 전압 또는 신호도 출력되지 않아 신호가 끊어진 형태가 되는 플로팅 구간(FLOAT)과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간에서의 펄스들과 구분이 가능한 펄스들로 이루어진 펄스 구간(OFF_PULSE) 등 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
패시브 상태 구간의 심볼 값은 다른 심볼 값들(예: 0, 1, ... , A-1, A, A+1, ... , A+B-1)과 다르게 설정될 수 있으며, 일 예로, A+B로 설정될 수 있다.
한편, 본 명세서에서, 패시브 상태 구간은 1개이고, 대응되는 심볼 값도 1개인 것으로 설명되어 있으나, 경우에 따라, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간과 마찬가지로, 패시브 상태 구간도 둘 이상으로 세분화 될 수 있다. 이 경우, 패시브 상태 구간도 둘 이상의 심볼 값으로 표현될 수 있다.
A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, B가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간은 서로 다른 심볼 값(예: 0, 1, ... , A-1, A, A+1, ... , A+B-1, A+B)을 나타낸다.
펜 정보 신호(PINFO)는, A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, B가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하는 A+B+1 가지 상태 구간(State 1, State 2, ... , State A, State A+1, ..., State A+B, State A+B+1) 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 신호 구간으로 이루어질 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)는, A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, B가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간에 대응되는 A+B+1 가지의 심볼 값들 (예: 0, 1, ... , A-1, A, A+1, ... , A+B-1, A+B) 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리의 심볼 스트링을 나타내고,
펜 정보 신호(PINFO)의 펄스들이 나타내는 N자리의 심볼 스트링은 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 표현한다.
N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 (A+B+1)N 개이다.
여기서, N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 표현할 수 있는 펜 정보의 종류에 해당한다.
전술한 바와 같이, 펜 정보 신호(PINFO)에 대한 듀티비 가변 제어를 통해, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 펄스 상태를 다양하게 해줄 수 있고, 이를 통해, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있다.
도 24은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 진폭 가변 제어를 통해, 5가지 상태(State 1, 2, 3, 4, 5) 및 5가지 심볼 값(0, 1, 2, 3, 4)을 이용하는 경우, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 5가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다.
도 24를 참조하면, 정 위상 상태 구간은 펄스들이 제1 진폭(X 전압)을 갖는 제1 진폭 제어 정 위상 상태 구간과, 펄스들이 제2 진폭(X/2 전압)을 갖는 제2 진폭 제어 정 위상 상태 구간을 포함할 수 있다.
도 24를 참조하면, 역 위상 상태 구간은 펄스들이 제1 진폭(Y 전압)을 갖는 제1 진폭 제어 역 위상 상태 구간과, 펄스들이 제2 진폭(Y/2 전압)을 갖는 제2 진폭 제어 역 위상 상태 구간을 포함할 수 있다. 여기서, X 전압과 Y 전압은 동일한 전압일 수도 있고 다른 전압일 수도 있다.
따라서, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 제2 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 제1 진폭 제어 역 위상 상태 구간, 제2 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하여 총 5가지 상태 구간 중 한 가지 이상을 하나 이상 포함할 수 있다.
제1 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 제2 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 제1 진폭 제어 역 위상 상태 구간, 제2 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간은 서로 다른 심볼 값에 대응될 수 표현될 수 있다.
즉, 제1 진폭 제어 정 위상 상태 구간은 제1 심볼 값(0)을 나타내고, 제2 진폭 제어 정 위상 상태 구간은 제2 심볼 값(1)을 나타내고, 제1 진폭 제어 역 위상 상태 구간은 제3 심볼 값(2)을 나타내고, 제2 진폭 제어 역 위상 상태 구간은 제4 심볼 값(3)을 나타내고, 패시브 상태 구간은 제5 심볼 값(4)을 나타낼 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)가 펜 정보를 표현하기 위하여 N자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 2가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 2가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하는 5가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 신호 구간으로 이루어진다.
이 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 2가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 2가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간에 대응되는 5가지의 심볼 값들(0 ~ 4) 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리의 심볼 스트링을 나타낼 수 있다.
이에 따라, 펜 정보 신호(PINFO)의 펄스들이 나타내는 N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 5N 개이다.
여기서, N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 표현할 수 있는 펜 정보의 종류에 해당한다.
도 25는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 더욱 세분화된 진폭 가변 제어를 통해, 7가지 상태(State 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) 및 7가지 심볼 값(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6)을 이용하는 경우, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 7가지 상태 구간을 나타낸 예시도이다.
도 25를 참조하면, 정 위상 상태 구간은 펄스들이 제1 진폭(X 전압)을 갖는 제1 진폭 제어 정 위상 상태 구간과, 펄스들이 제2 진폭(X/2 전압)을 갖는 제2 진폭 제어 정 위상 상태 구간과, 펄스들이 제3 진폭(X/4 전압)를 갖는 제3 진폭 제어 정 위상 상태 구간을 포함할 수 있다. 여기서, 제1, 제2, 제3 진폭(X, X/2, X/4)는 다양하게 설정될 수 있다.
도 25를 참조하면, 역 위상 상태 구간은 펄스들이 제1 진폭(Y 전압)을 갖는 제1 진폭 제어 역 위상 상태 구간과, 펄스들이 제2 진폭(Y/2 전압)을 갖는 제2 진폭 제어 역 위상 상태 구간과, 펄스들이 제3 진폭(Y/4 전압)를 갖는 제3 진폭 제어 역 위상 상태 구간을 포함할 수 있다. 여기서, 제1, 제2, 제3 진폭(Y, Y/2, Y/4)는 다양하게 설정될 수 있다. X 전압과 Y 전압은 동일한 전압일 수도 있고 다른 전압일 수도 있다.
따라서, 펜 정보 신호(PINFO)는, 제1 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 제2 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 제3 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 제1 진폭 제어 역 위상 상태 구간, 제2 진폭 제어 역 위상 상태 구간, 제3 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하여 총 7가지 상태 구간 중 한 가지 이상을 하나 이상 포함할 수 있다.
제1 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 제2 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 제3 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 제1 진폭 제어 역 위상 상태 구간, 제2 진폭 제어 역 위상 상태 구간, 제3 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간에서는 서로 다른 심볼 값이 표현될 수 있다.
즉, 제1 진폭 제어 정 위상 상태 구간은 제1 심볼 값(0)을 표현하고, 제2 진폭 제어 정 위상 상태 구간은 제2 심볼 값(1)을 표현하고, 제3 진폭 제어 정 위상 상태 구간은 제3 심볼 값(2)을 표현하고, 제1 진폭 제어 역 위상 상태 구간은 제4 심볼 값(3)을 표현하고, 제2 진폭 제어 역 위상 상태 구간은 제5 심볼 값(4)을 표현하고, 제3 진폭 제어 역 위상 상태 구간은 제6 심볼 값(5)을 표현하고, 패시브 상태 구간은 제7 심볼 값(6)를 표현할 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)가 펜 정보를 표현하기 위하여 N자리 심볼 스트링에 대응되는 펄스들인 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 3가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 3가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하는 7가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 N개의 신호 구간으로 이루어진다.
이 경우, 펜 정보 신호(PINFO)는, 3가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 3가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간에 대응되는 7가지의 심볼 값들(0 ~ 6) 중에서 중복을 허용하여 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리의 심볼 스트링을 나타낼 수 있다.
이에 따라, 펜 정보 신호(PINFO)의 펄스들이 나타내는 N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 7N 개이다.
여기서, N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 표현할 수 있는 펜 정보의 종류에 해당한다.
도 26은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 진폭가변 제어를 통해 생성되는 C+D+1 가지 상태 및 C+D+1 가지 심볼 값을 나타낸 도면이다.
도 26을 참조하면, 펜 정보 신호(PINFO)에서, 정 위상 상태 구간은 서로 다른 C(C≥2)가지의 진폭(AMP_P_1, AMP_P_2, ... , AMP_P_C)를 갖는 C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간은 C가지의 상태(State 1, State 2, ... , State C)에 대응되는 펄스들로 이루어져 있다.
C가지의 진폭(AMP_P_1, AMP_P_2, ... , AMP_P_C)는 다양한 값으로 설정될 수 있다.
C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간의 C가지의 심볼 값은 서로 다른 설정 값으로서, 다양하게 설정될 수 있으며, 일 예로, 0, 1, ... , C-1로 설정될 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)에서, 역 위상 상태 구간은 서로 다른 D(D≥2)가지의 진폭(AMP_R_1, AMP_R_2, ... , AMP_R_D)를 갖는 D가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
D가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간은 D가지의 상태(State C+1, State C+2, ... , State C+D)에 대응되는 펄스들로 이루어져 있다.
D가지의 진폭(AMP_R_1, AMP_R_2, ... , AMP_R_D)는 다양한 값으로 설정될 수 있다.
D가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간의 D가지의 심볼 값은 서로 다른 설정 값으로서, 다양하게 설정될 수 있으며, 일 예로, C, C+1, ... , C+D-1로 설정될 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)는 패시브 상태 구간을 포함할 수 있다.
패시브 상태 구간은 일 예로, 그라운드 전압을 갖는 그라운드 전압 구간(GND)과, 그라운드 전압(GND) 이외에 특정 DC 전압을 갖는 DC 전압 구간(DC)과, 액티브 펜(20)에서 어떠한 전압 또는 신호도 출력되지 않아 신호가 끊어진 형태가 되는 플로팅 구간(FLOAT)과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간에서의 펄스들과 구분이 가능한 펄스들로 이루어진 펄스 구간(OFF_PULSE) 등 중 하나일 수 있다.
패시브 상태 구간의 심볼 값은 다른 심볼 값들(예: 0, 1, ... , C-1, C, C+1, ... , C+D-1)과 다르게 설정될 수 있으며, 일 예로, C+D로 설정될 수 있다.
C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, D가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간은 서로 다른 심볼 값(예: 0, 1, ... , C-1, C, C+1, ... , C+D-1, C+D)을 나타낸다.
펜 정보 신호(PINFO)는, C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, D가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간을 포함하는 C+D+1 가지 상태 구간(State 1, State 2, ... , State C, State C+1, ..., State C+D, State C+D+1) 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 신호 구간으로 이루어질 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)는, C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, D가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 패시브 상태 구간에 대응되는 C+D+1 가지의 심볼 값들 (예: 0, 1, ... , C-1, C, C+1, ... , C+D-1, C+D) 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리의 심볼 스트링을 나타내고,
펜 정보 신호(PINFO)의 펄스들이 나타내는 N자리의 심볼 스트링은 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 표현한다.
N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 (C+D+1)N 개이다.
여기서, N자리의 심볼 스트링의 종류의 개수는 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 표현할 수 있는 펜 정보의 종류에 해당한다.
전술한 바와 같이, 펜 정보 신호(PINFO)에 대한 진폭 가변 제어를 통해, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 펄스 상태를 다양하게 해줄 수 있고, 이를 통해, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있다.
이상에서 전술한 듀티비 가변 제어와 진폭 가변 제어가 함께 수행될 수도 있다. 따라서, 펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들의 듀티비 및 진폭이 가변 될 수 있다.
이와 같이, 펜 정보 신호(PINFO)에서 펄스들의 듀티비 및 진폭을 모두 가변 함으로써, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 펄스 상태를 더욱 다양하게 해줄 수 있고, 이를 통해, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있다.
도 27은 실시 예들에 따른 터치 시스템에서, 신호 동기를 위한 핑 신호(Ping Signal)를 나타낸 도면이다.
비콘 신호 전송 기간(BCON)에 해당하는 LHB를 제외한 나머지 LHB에서는 특수한 용도의 패널 구동 신호인 핑 신호가 터치 패널(TSP)에 인가될 수 있다.
비콘 신호 전송 기간(BCON)에 해당하는 LHB를 제외한 나머지 각 LHB 내 일정 시간 (LHB의 전반부의 일정 시간) 동안, 터치 패널(TSP)을 구동하는 패널 구동 신호와 액티브 펜(20)에서 출력된 펜 신호 (펜 구동 신호라고도 함)의 동기화를 위한 용도의 패널 구동 신호인 핑(Ping) 신호가 터치 패널(TSP)에 인가되고, 액티브 펜(20)은 핑 신호를 터치 패널(TSP)을 통해 수신하여 신호 동기화를 수행할 수 있다.
하나 또는 둘 이상의 액티브 펜(20)에서 펜 신호(PENS, PINFO)가 출력되는 둘 이상의 LHB 각각의 정해진 전반부 시간 동안, 터치 회로(300)는 정해진 코드들을 나타내는 펄스들로 이루어진 핑 신호(Ping Signal)를 터치 패널(TSP)에 공급하고, 하나 이상의 액티브 펜(20)은 펜 팁을 통해 핑 신호(Ping Signal)를 수신한다.
위에서 언급한 핑 신호는 터치 패널(TSP)과 액티브 펜을 동기화 시켜 주는 신호로서, 액티브 펜(20)은 수신한 핑 신호(PNG)를 보고, 터치 패널(TSP)에 공급되는 패널 구동 신호 또는 터치 회로(300)의 내부의 동작 신호에 동기화 시킨 펜 신호(PENS, PINFO)를 생성하여 출력할 수 있다.
일 예로, 액티브 펜(20)은 핑 신호에 따라 터치 패널(TSP)의 구동 주파수와 동기화된 펜 신호(PENS, PINFO)를 발생한다.
핑 신호(PNG)를 이루는 펄스들 중 마지막 펄스로부터 일정 시간(Td)이 경과한 이후, 액티브 펜(20)에서 펜 신호(PENS, PINFO)가 출력될 수 있다.
도 28은 실시 예들에 따른 액티브 펜(20)에 대한 다이어그램이다. 도 29는 실시 예들에 따른 액티브 펜(20)의 신호 송수신에 대한 다이어그램이다.
도 28을 참조하면, 터치 표시 장치(10)와 연동하는 액티브 펜(20)은, 터치 표시 장치(10)의 터치 패널(TSP)에 접촉하거나 근접하는 하나 이상의 펜 팁(Pen Tip)을 포함하는 펜팁부(2810)과, 펜팁부(2810)를 통해 터치 패널(TSP)에 인가된 패널 구동 신호를 수신하고, 패널 구동 신호에 응답하여 각종 펜 신호를 하나 이상의 펜 팁(2810)를 통해 출력하는 처리부(2820) 등을 포함할 수 있다.
또한, 액티브 펜(20)은 배터리(2830)와, 버튼(Button), 통신 모듈(예: 블루투스(Bluetooth) 등), 표시 장치 등 기타 주변 장치들(2840) 등을 더 포함할 수 있다.
처리부(2820)는 펜팁부(2810)에 가해지는 압력 (필압)을 센싱하는 압력부(2821)와, 펜팁부(2810)으로부터 수신된 전기장(즉, 패널 구동 신호)의 주파수를 센싱하는 수신부(2823)와, 동기화된 신호를 터치 패널(TSP)로 출력하는 송신부(2822)와, 액티브 펜(20)의 동작과 관련한 제어를 수행하는 제어부(2824) 등을 포함할 수 있다.
압력부(2821)는, 일 예로, 압력 센서(ex. MEMS)와 증폭기(Amp) 등으로 구성될 수 있다.
제어부(2824)는 수신부(2823)로부터 신호를 받아 터치 패널(TSP)의 패널 ID를 판별하고 이에 맞는 통신 프로토콜을 생성하고, 송신부(2822)의 타이밍을 제어하며, 압력부(2821)로부터 압력 신호에 대한 정보를 받아 이에 대한 정보를 만들고, 기타 버튼 신호를 제어할 수 있다.
이러한 제어부(2824)는 마이크로 컨트롤 유닛 (MCU: Micro Control Unit) (2930)으로 구현될 수 있다.
처리부(2820)는, 펜팁부(2810)와 스위칭 동작을 하는 스위치(2910), 터치 패널(TSP)을 통해 수신되는 전기장(패널 구동 신호)의 주파수를 센싱하는 주파수 감지기(2920), 각종 펜 신호(PENS, PINFO 등)에 해당하는 펄스들을 생성하는 펄스 생성기(2940) 등을 포함할 수 있다.
여기서, 주파수 감지기(2920)는, 일 예로, 비교기 등으로 구현될 수 있으며, 증폭기를 더 포함할 수 있다. 펄스 생성기(2940)는 증폭기를 포함할 수 있다.
MCU (2930)는 비콘 신호에 따라 프로토콜을 선택하고, 비콘 신호 또는 핑 신호에 따라 펄스 생성기(2940)에서의 펄스 생성 타이밍을 제어할 수 있다.
한편, 액티브 펜(20)에서, 펜팁부(2810)은 전기장을 수신 또는 송신하는 부분으로서, 하나 또는 둘 이상의 펜 팁을 포함할 수 있다.
펜팁부(2810)가 둘 이상의 펜 팁을 포함하는 경우, 둘 이상의 펜 팁은 일정 거리만큼 떨어져 있다.
둘 이상의 펜 팁의 거리에 대한 값은 펜 정보 신호(PINFO) 등에 포함되어 터치 표시 장치(10)로 제공될 수 있다.
둘 이상의 펜 팁의 거리는 액티브 펜(20)의 틸트 (기울기)를 산출하는데 이용된다. 따라서, 둘 이상의 펜 팁의 거리를 의도적으로 만들어 설계함으로써 펜 틸트를 산출할 수 있게 해준다.
한편, 펜 정보 인식 기간(DATA) 동안, 처리부(2820)는, 하나 이상의 펜 팁을 포함하는 펜팁부(2810)를 통해 제2 패널 구동 신호(PDS2)를 수신하고, 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여 펜 정보 신호(PINFO)를 하나 이상의 펜 팁을 통해 출력할 수 있다.
제2 패널 구동 신호(PDS2) 및 펜 정보 신호(PINFO) 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
여기서, 출력되는 펜 정보 신호(PINFO)는, 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 그라운드 전압 구간과, DC 전압 구간과, 플로팅 구간과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간에서의 펄스들과 구분되는 펄스들로 이루어진 펄스 구간 중 하나인 패시브 상태 구간 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 액티브 펜(20)은 정해진 제한 시간 내에 보다 많은 펜 정보량을 갖는 펜 정보 신호(PINFO)를 터치 표시 장치(10)로 제공할 수 있다.
도 30은 실시 예들에 따른 터치 회로(300)에 대한 다이어그램이다.
도 30을 참조하면, 실시 예들에 따른 터치 회로(300)는, 패널 구동 신호를 터치 패널(TSP)로 출력하고, 액티브 펜(20)에서 패널 구동 신호에 응답하여 출력된 펜 신호(PENS, PINFO)를 터치 패널(TSP)을 통해 수신하고, 수신된 펜 신호(PENS, PINFO)에 대응되는 디지털 값을 출력하는하나 이상의 제1 회로(ROIC)와, 펜 신호(PENS, PINFO)에 대한 디지털 값을 수신하여 이를 토대로 액티브 펜(20)에 의한 터치 입력을 센싱하거나 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 인식하는 제2 회로(TCR) 등을 포함할 수 있다.
터치 회로(300)의 하나 이상의 제1 회로(ROIC)는 개별 부품으로 구현되거나 하나의 부품으로 구현될 수 있다.
한편, 터치 회로(300)의 하나 이상의 제1 회로(ROIC)와 데이터 구동 회로(120)를 구현한 하나 이상의 소스 드라이버 집적회로(SDIC)는 하나 이상의 통합 집적회로(SRIC)로 통합되어 구현될 수 있다.
즉, 각 통합 집적회로(SRIC)는 제1 회로(ROIC)와 소스 드라이버 집적회로(SDIC)를 포함할 수 있다.
또한, 터치 회로(300)의 하나 이상의 제1 회로(ROIC)와 제2 회로(TCR)는 하나의 부품으로 통합되어 구현될 수도 있다.
손가락 터치 센싱과 관련하여, 제1 회로(ROIC)는, 제3 패널 구동 신호(PDS3)를 터치 패널(TSP)로 출력하고, 터치 패널(TSP)을 통해 터치 센싱 신호(SENS)를 수신할 수 있다.
제2 회로(TCR)는 터치 센싱 신호(SENS)를 토대로 손가락, 노멀 펜 등에 의한 터치 입력의 위치를 센싱할 수 있다.
펜 위치/틸트 센싱과 관련하여, 제1 회로(ROIC)는, 제1 패널 구동 신호(PDS1)를 터치 패널(TSP)로 출력하고, 액티브 펜(20)에서 제1 패널 구동 신호(PDS1)에 응답하여 출력된 펜 신호(PENS)를 터치 패널(TSP)을 통해 수신할 수 있다.
제2 회로(TCR)는 펜 신호(PENS)를 토대로 액티브 펜(20)에 의한 터치 입력의 위치를 센싱하거나 액티브 펜(20)의 틸트를 센싱할 수 있다.
펜 정보 인식과 관련하여, 제1 회로(ROIC)는, 제2 패널 구동 신호(PDS2)를 터치 패널(TSP)로 출력하고, 액티브 펜(20)에서 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여 출력된 펜 정보 신호(PINFO)를 터치 패널(TSP)을 통해 수신할 수 있다.
제2 회로(TCR)는 펜 정보 신호(PINFO)를 토대로 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 인식할 수 있다.
제2 패널 구동 신호(PDS2) 및 펜 정보 신호(PINFO) 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
제1 회로(ROIC)에서 수신된 펜 정보 신호(PINFO)는, 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 그라운드 전압 구간과, DC 전압 구간과, 플로팅 구간과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간에서의 펄스들과 구분되는 펄스들로 이루어진 펄스 구간 중 하나인 패시브 상태 구간 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 터치 회로(300)은 정해진 제한 시간 내에 보다 많은 펜 정보량을 갖는 펜 정보 신호(PINFO)를 수신하여 액티브 펜(20)에 대한 보다 많은 펜 정보를 보다 신속하게 인식할 수 있다.
도 31은 실시 예들에 따른 터치 회로(300)의 제1 회로(ROIC)의 내부 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 31을 참조하면, 통합 회로(SRIC) 내에 포함될 수 있는 제1 회로(ROIC)는 제1 멀티플렉서 회로(MUX1), 다수의 센싱 유닛(SU)을 포함하는 센싱 유닛 블록(SUB), 제2 멀티플렉서 회로(MUX2) 및 아날로그 디지털 컨버터(ADC) 등을 포함할 수 있다.
각 센싱 유닛(SU)은 프리-증폭기(Pre-AMP), 적분기(INTG), 샘플 앤 홀드 회로(SHA: Sample and Hold Circuit) 등을 포함할 수 있다.
샘플 앤 홀드 회로(SHA)는 각 센싱 유닛(SU)마다 1개씩 포함될 수도 있다. 또는, 2개 이상의 센싱 유닛(SU)마다 1개의 샘플 앤 홀드 회로(SHA)가 존재할 수도 있고, 경우에 따라서, 다수의 센싱 유닛(SU) 전체에 대하여 1개의 샘플 앤 홀드 회로(SHA)가 존재할 수도 있다.
다양한 용도의 패널 구동 신호(비콘 신호, 핑 신호, PDS1, PDS2, PDS3 등)는, 프리-증폭기(Pre-AMP)를 통해 제1 멀티플렉서 회로(MUX1)를 거쳐 터치 패널(TSP)에서의 해당 신호 라인(SL)을 통해 해당 터치 전극(TE)으로 전달될 수 있다.
제1 멀티플렉서 회로(MUX1)는, 터치 패널(TSP)로부터 수신되는 각종 신호(예: PENS, PINFO, SENS 등) 중에서 하나를 선택한다.
선택된 신호는 센싱 유닛 블록(SUB) 내 해당 센싱 유닛(SU)로 전달되어 프리-증폭기(Pre-AMP)를 통해 적분기(INTG)로 입력된다.
적분기(INTG)는, 프리-증폭기(Pre-AMP)의 출력 전압(즉, 프리-증폭기(Pre-AMP)의 출력단자로 출력되는 신호)의 적분 값을 출력한다. 이러한 적분기(INTG)는 비교기, 캐패시터 등의 소자들로 구성될 수 있다.
적분기(INTG)에서 출력된 신호는 샘플 앤 홀드 회로(SHA)로 입력된다.
샘플 앤 홀드 회로(SHA)는 아날로그 디지털 컨버터(ADC)의 입력 단에 부가되는 회로로서, 입력 전압을 샘플링 하여 유지하고, 유지된 전압을 아날로그 디지털 컨버터(ADC)가 이전 변환을 끝낼 때까지 그대로 유지시켜 주는 회로이다.
제2 멀티플렉서 회로(MUX2)는 다수의 센싱 유닛(SU) 중 하나를 선택하여 선택된 센싱 유닛의 샘플 앤 홀드 회로(SHA)에서 유지하고 있던 전압을 아날로그 디지털 컨버터(ADC)로 입력해준다.
아날로그 디지털 컨버터(ADC)는 입력된 전압을 디지털 값으로 변환하여 변환된 디지털 값에 해당하는 센싱 값을 출력한다.
이렇게 출력된 센싱 값은 제2 회로(TCR)에서 손가락에 의한 터치 유무 및/또는 터치 위치를 파악하는데 이용되거나, 액티브 펜(20)에 의한 터치 유무 및/또는 터치 위치를 파악하는데 이용되거나, 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 인식하는데 이용된다.
전술한 바와 같이, 패널 구동 신호들(비콘 신호, 핑 신호, PDS1, PDS2, PDS3 등)은 제1 회로(ROIC) 내 프리-증폭기(Pre-AMP)를 통해 터치 패널(TSP)로 공급될 수도 있다.
패널 구동 신호들(비콘 신호, 핑 신호, PDS1, PDS2, PDS3 등)은 이와 다른 방식으로 터치 패널(TSP)로 공급될 수도 있다.
도 32는 실시 예들에 따른 터치 시스템에서 패널 구동 신호들(비콘 신호, 핑 신호, PDS1, PDS2, PDS3 등)을 터치 패널(TSP)로 공급하기 위한 회로 구조의 예시도이다.
손가락 등에 의한 터치 센싱과 액티브 펜(20)에 의한 펜 터치 센싱을 위해, 구동 타이밍에 따라 여러 가지 종류의 패널 구동 신호(비콘 신호, 핑 신호, 제1, 제2, 제3 패널 구동 신호(PDS1, PDS2, PDS3)가 터치 패널(TSP)에는 공급된다.
비콘 신호 및 핑 신호는 정해진 코드들을 나타내는 펄스들로 이루어진 신호로서, 하이 레벨과 로우 레벨을 가지기는 하지만, 하이 레벨과 로우 레벨을 반복적으로 스윙 하지는 않는다.
이에 비해, 제1, 제2, 제3 패널 구동 신호(PDS1, PDS2, PDS3)는 정해진 코드들을 나타내는 펄스들이 아니라, 하이 레벨과 로우 레벨을 반복적으로 스윙하는 단순한 펄스 신호이다.
이에, 제1 회로(ROIC)를 포함할 수 있는 통합 회로(SRIC)는, 비콘 신호 및 핑 신호를 발생시키는 비콘/핑 신호 발생부(3110)와, 제1, 제2, 제3 패널 구동 신호(PDS1, PDS2, PDS3)를 출력하는 액티브 펜 / 핑거 터치 센싱부(3120)와, 구동 타이밍 정보에 따라 비콘/핑 신호 발생부(2410) 및 액티브 펜 / 핑거 터치 센싱부(3120) 중 하나를 멀티플렉서 회로(MUX, 도 31의 MUX1일 수 있음)에 전기적으로 연결해주는 스위치(SW)를 포함할 수 있다.
제1, 제2, 제3 패널 구동 신호(PDS1, PDS2, PDS3)는 모두 동일한 신호일 수 있다.
제1, 제2, 제3 패널 구동 신호(PDS1, PDS2, PDS3) 중 적어도 하나는 다른 신호일 수도 있다.
일 예로, 제1, 제2, 제3 패널 구동 신호(PDS1, PDS2, PDS3) 중 적어도 하나의 주파수는 다를 수 있다.
다른 예로, 제1, 제2, 제3 패널 구동 신호(PDS1, PDS2, PDS3) 중 적어도 하나의 진폭은 다를 수 있다.
이상에서 설명한 펜 인식 방법을 도 33을 참조하여 간략하게 설명한다.
도 33은 실시 예들에 따른 펜 인식 방법의 흐름도이다.
도 33을 참조하면, 실시 예들에 따른 펜 인식 방법은, 터치 패널(TSP)에 제2 패널 구동 신호(PDS2)를 공급하는 단계(S3310)와, 터치 패널(TSP)에 인접한 액티브 펜(20)에서 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여 출력된 펜 정보 신호(PINFO)를 터치 패널(TSP)을 통해 수신하는 단계(S3320)와, 펜 정보 신호(PINFO)를 토대로 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 인식하는 단계(S3330) 등을 포함할 수 있다.
제2 패널 구동 신호(PDS2) 및 펜 정보 신호(PINFO) 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
제2 패널 구동 신호(PDS2) 및 펜 정보 신호(PINFO)는 주파수가 동일할 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)는, 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 제2 패널 구동 신호(PDS2)의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 그라운드 전압 구간과, DC 전압 구간과, 플로팅 구간과, 정 위상 상태 구간 및 역 위상 상태 구간에서의 펄스들과 구분되는 펄스들로 이루어진 펄스 구간 중 하나인 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
전술한 펜 인식 방법을 이용하면, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있고, 이에 따라, 터치 표시 장치(10)는 액티브 펜(20)에 대한 많은 펜 정보를 더욱 신속하고 정확하게 인식할 수 있다.
한편, 이상에서 전술한 바와 같이, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 펄스 상태를 다양하게 해줄 수 있고, 이를 통해, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시키기 위하여, 펜 정보 신호(PINFO)에서의 위상, 듀티비 및 진폭 등이 활용된다.
이러한 방법에 대하여, 터치 표시 장치(10), 터치 회로(300), 액티브 펜(20)의 관점에서 간략하게 정리한다.
실시 예들에 따른 터치 표시 장치(10)는, 다수의 터치 전극들(TE)이 배치된 터치 패널(TSP)과, 터치 패널(TSP)에 제2 패널 구동 신호(PDS2)를 공급하고, 액티브 펜(20)에서 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여 출력된 펜 정보 신호(PINFO)를 터치 패널(TSP)을 통해 수신하고, 펜 정보 신호(PINFO)를 토대로 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 인식하는 터치 회로(300)를 포함할 수 있다.
제2 패널 구동 신호(PDS2) 및 펜 정보 신호(PINFO) 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
그리고, 펜 정보 신호(PINFO)는 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상이 가변 된 펄스 구간을 포함할 수 있다.
터치 회로(300)는 펜 정보 신호(PINFO)의 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상에 근거하여 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 인식할 수 있다.
실시 예들에 따른 액티브 펜(20)은, 터치 표시 장치(10)의 터치 패널(TSP)과 접촉하는 하나 이상의 펜 팁을 포함하는 펜팁부(2810)와, 하나 이상의 펜 팁을 통해 제2 패널 구동 신호(PDS2)를 수신하고, 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여 펜 정보 신호(PINFO)를 하나 이상의 펜 팁을 통해 출력하는 처리부(2820) 등을 포함할 수 있다.
제2 패널 구동 신호(PDS2) 및 펜 정보 신호(PINFO) 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)는 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상이 가변 된 펄스 구간을 포함할 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)의 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상에 의해 펜 정보가 표현될 수 있다.
실시 예들에 따른 터치 회로(300)는, 제2 패널 구동 신호(PDS2)를 터치 패널(TSP)로 출력하고, 액티브 펜(20)에서 제2 패널 구동 신호(PDS2)에 응답하여 출력된 펜 정보 신호(PINFO)를 터치 패널(TSP)을 통해 수신하는 제1 회로(ROIC)와, 펜 정보 신호(PINFO)를 토대로 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 인식하는 제2 회로(TCR) 등을 포함할 수 있다.
제2 패널 구동 신호(PDS2) 및 펜 정보 신호(PINFO) 각각은 다수의 펄스들을 포함할 수 있다.
펜 정보 신호(PINFO)는 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상이 가변 된 펄스 구간을 포함할 수 있다.
제2 회로(TCR)는 펜 정보 신호(PINFO)의 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상에 근거하여 액티브 펜(20)에 대한 펜 정보를 인식할 수 있다.
전술한 바에 따르면, 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상의 가변을 통해, 펜 정보 신호(PINFO)의 펄스 상태를 다양하게 변형할 수 있고, 이를 통해, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호(PINFO)를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있다.
이상에서 설명한 실시 예들에 의하면, 더욱 다양하고 많은 펜 정보를 제한된 시간 내에서 신속하게 전송할 수 있게 해주는 터치 표시 장치(10), 액티브 펜(20), 터치 시스템, 터치 회로(300) 및 펜 인식 방법을 제공할 수 있다.
실시 예들에 의하면, 액티브 펜(20)에 대한 다양하고 많은 펜 정보를 보다 짧은 길이로 정확하게 표현할 수 있도록 해주는 터치 표시 장치(10), 액티브 펜(20), 터치 시스템, 터치 회로(300) 및 펜 인식 방법을 제공할 수 있다.
실시 예들에 의하면, 정해진 제한 시간 내에 펜 정보 신호를 통해 전달할 수 있는 펜 정보량을 더욱더 증가시킬 수 있게 해주고, 이를 통해, 액티브 펜(20)에 대한 많은 펜 정보를 더욱 신속하고 정확하게 인식할 수 있는 터치 표시 장치(10), 액티브 펜(20), 터치 시스템, 터치 회로(300) 및 펜 인식 방법을 제공할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 터치 표시 장치
20: 액티브 펜
300: 터치 회로

Claims (24)

  1. 다수의 터치 전극들이 배치된 패널; 및
    상기 패널에 패널 구동 신호를 공급하고, 상기 패널 구동 신호에 응답하여 펜으로부터 출력된 펜 정보 신호를 상기 패널을 통해 수신하는 터치 회로를 포함하고,
    상기 패널 구동 신호 및 상기 펜 정보 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함하고,
    상기 펜 정보 신호는,
    상기 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 상기 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 상기 정 위상 상태 구간 및 상기 역 위상 상태 구간과 구분이 되는 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함하는 터치 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패시브 상태 구간은,
    그라운드 전압인 구간과, DC 전압인 구간과, 플로팅 상태인 구간과, 상기 정 위상 상태 구간 및 상기 역 위상 상태 구간에서의 펄스들과 구분되는 펄스 구간 중 하나인 터치 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 정 위상 상태 구간은 제1 심볼 값을 나타내고,
    상기 역 위상 상태 구간은 제2 심볼 값을 나타내고,
    상기 패시브 상태 구간은 제3 심볼 값을 나타내고,
    상기 제1 심볼 값, 상기 제2 심볼 값 및 상기 제3 심볼 값은 서로 다른 값이고,
    상기 펜 정보 신호는,
    상기 정 위상 상태 구간, 상기 역 위상 상태 구간 및 상기 패시브 상태 구간을 포함하는 3가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 N(N≥1)개의 신호 구간으로 이루어지고,
    상기 제1 심볼 값, 상기 제2 심볼 값 및 상기 제3 심볼 값을 포함하는 3가지의 심볼 값들 중에서 중복을 허용하여 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리의 심볼 스트링을 나타내고,
    상기 N자리의 심볼 스트링은 상기 펜에 대한 펜 정보를 표현하는 터치 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 펜 정보 신호에서 펄스들의 듀티비는 일정한 터치 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 펜 정보 신호에서 펄스들의 듀티비는 가변 되는 터치 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정 위상 상태 구간은 서로 다른 듀티비를 갖는 A(A≥2)가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함하거나, 상기 역 위상 상태 구간은 서로 다른 듀티비를 갖는 B(B≥2)가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함하는 터치 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 상기 B가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 상기 패시브 상태 구간은 서로 다른 심볼 값을 나타내고,
    상기 펜 정보 신호는,
    상기 A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 상기 B가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 상기 패시브 상태 구간을 포함하는 A+B+1 가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 신호 구간으로 이루어지고,
    상기 A가지의 듀티비 제어 정 위상 상태 구간, 상기 B가지의 듀티비 제어 역 위상 상태 구간 및 상기 패시브 상태 구간에 대응되는 A+B+1 가지의 심볼 값들 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리의 심볼 스트링을 나타내고,
    상기 N자리의 심볼 스트링은 상기 펜에 대한 펜 정보를 표현하는 터치 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 펜 정보 신호에서 펄스들의 진폭이 일정한 터치 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 펜 정보 신호에서 펄스들의 진폭이 가변 되는 터치 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 정 위상 상태 구간은 서로 다른 진폭을 갖는 C(C≥2)가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함하거나,
    상기 역 위상 상태 구간은 서로 다른 진폭을 갖는 D(D≥2)가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 중 하나 이상을 포함하는 터치 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 상기 D가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 상기 패시브 상태 구간은 서로 다른 심볼 값을 나타내고,
    상기 펜 정보 신호는,
    상기 C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 상기 D가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 상기 패시브 상태 구간을 포함하는 C+D+1 가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 신호 구간으로 이루어지고,
    상기 C가지의 진폭 제어 정 위상 상태 구간, 상기 B가지의 진폭 제어 역 위상 상태 구간 및 상기 패시브 상태 구간에 대응되는 C+D+1 가지의 심볼 값들 중에서 중복을 허용하여 선택된 N개의 심볼 값으로 이루어진 N자리 심볼 스트링을 나타내고,
    상기 N자리 심볼 스트링은 상기 펜에 대한 펜 정보를 표현하는 터치 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 펜 정보 신호에서의 펄스들의 듀티비 및 진폭이 가변 되는 터치 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 터치 회로는,
    상기 패널에 패널 구동 신호를 공급하기 전에, 상기 패널을 통해 비콘 신호를 상기 펜으로 전달하는 터치 표시 장치.
  14. 패널에 접촉하거나 인접한 펜; 및
    상기 패널에 패널 구동 신호를 공급하고, 상기 패널 구동 신호에 응답하여 상기 펜으로부터 출력된 펜 정보 신호를 상기 패널을 통해 수신하는 터치 회로를 포함하고,
    상기 패널 구동 신호 및 상기 펜 정보 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함하고,
    상기 펜 정보 신호는,
    상기 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 상기 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 상기 정 위상 상태 구간 및 상기 역 위상 상태 구간과 구분되는 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함하는 터치 시스템.
  15. 패널에 패널 구동 신호를 공급하는 단계;
    상기 패널에 접촉하거나 인접한 펜에서 상기 패널 구동 신호에 응답하여 출력된 펜 정보 신호를 상기 패널을 통해 수신하는 단계; 및
    상기 펜 정보 신호를 토대로 상기 펜에 대한 펜 정보를 인식하는 단계를 포함하고,
    상기 패널 구동 신호 및 상기 펜 정보 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함하고,
    상기 펜 정보 신호는,
    상기 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 상기 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 상기 정 위상 상태 구간 및 상기 역 위상 상태 구간과 구분되는 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함하는 펜 인식 방법.
  16. 터치 표시 장치와 연동하는 펜에 있어서,
    상기 터치 표시 장치의 패널에 접촉하거나 근접하는 하나 이상의 펜 팁; 및
    상기 하나 이상의 펜 팁을 통해 패널 구동 신호를 수신하고, 상기 패널 구동 신호에 응답하여 펜 정보 신호를 상기 하나 이상의 펜 팁을 통해 출력하는 처리부를 포함하고,
    상기 패널 구동 신호 및 상기 펜 정보 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함하고,
    상기 펜 정보 신호는,
    상기 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 상기 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 상기 정 위상 상태 구간 및 상기 역 위상 상태 구간과 구분되는 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함하는 펜.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 패시브 상태 구간은,
    그라운드 전압인 구간과, DC 전압인 구간과, 플로팅 상태인 구간과, 상기 정 위상 상태 구간 및 상기 역 위상 상태 구간에서의 펄스들과 구분되는 펄스 구간 중 하나인 펜.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 정 위상 상태 구간은 제1 심볼 값을 나타내고,
    상기 역 위상 상태 구간은 제2 심볼 값을 나타내고,
    상기 패시브 상태 구간은 제3 심볼 값을 나타내고,
    상기 제1 심볼 값, 상기 제2 심볼 값 및 상기 제3 심볼 값은 서로 다른 심볼 값이고,
    상기 펜 정보 신호는,
    상기 정 위상 상태 구간, 상기 역 위상 상태 구간 및 상기 패시브 상태 구간을 포함하는 3가지 상태 구간 중에서 중복을 허용하여 N(N≥1)개의 신호 구간으로 이루어지고,
    상기 제1 심볼 값, 상기 제2 심볼 값 및 상기 제3 심볼 값을 포함하는 3가지 심볼 값들 중에서 중복을 허용하여 N개의 심볼 값으로 이루어진 심볼 값 열을 나타내고,
    상기 심볼 값 열은 상기 펜에 대한 펜 정보를 표현하는 펜.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 펜 정보 신호에서 펄스들의 듀티비는 가변 되는 펜.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 펜 정보 신호에서 펄스들의 진폭이 가변 되는 펜.
  21. 패널 구동 신호를 패널로 출력하고, 상기 패널 구동 신호에 응답하여 펜으로부터 출력된 펜 정보 신호를 상기 패널을 통해 수신하고, 상기 펜 정보 신호에 대응되는 디지털 값을 출력하는 제1 회로; 및
    상기 디지털 값을 수신하는 제2 회로를 포함하고,
    상기 패널 구동 신호 및 상기 펜 정보 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함하고,
    상기 펜 정보 신호는,
    상기 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 동일한 펄스들로 이루어진 정 위상 상태 구간과, 상기 패널 구동 신호의 펄스들과 위상이 다른 펄스들로 이루어진 역 위상 상태 구간과, 상기 정 위상 상태 구간 및 상기 역 위상 상태 구간과 구분되는 패시브 상태 구간 중 하나 이상을 포함하는 터치 회로.
  22. 다수의 터치 전극들이 배치된 패널; 및
    상기 패널에 패널 구동 신호를 공급하고, 상기 패널 구동 신호에 응답하여 상기 펜으로부터 출력된 펜 신호를 상기 패널을 통해 수신하는 터치 회로를 포함하고,
    상기 패널 구동 신호 및 상기 펜 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함하고,
    상기 펜 신호는 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상이 가변 된 펄스 구간을 포함하는 터치 표시 장치.
  23. 터치 표시 장치와 연동하는 펜에 있어서,
    상기 터치 표시 장치의 패널에 접촉하거나 근접하는 하나 이상의 펜 팁; 및
    상기 하나 이상의 펜 팁을 통해 패널 구동 신호를 수신하고, 상기 패널 구동 신호에 응답하여 펜 신호를 상기 하나 이상의 펜 팁을 통해 출력하는 처리부를 포함하고,
    상기 패널 구동 신호 및 상기 펜 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함하고,
    상기 펜 신호는 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상이 가변 된 펄스 구간을 포함하는 펜.
  24. 패널 구동 신호를 패널로 출력하고, 상기 패널 구동 신호에 응답하여 펜으로부터 출력된 펜 신호를 상기 패널을 통해 수신하고, 상기 펜 신호에 대응되는 디지털 값을 출력하는 제1 회로; 및
    상기 디지털 값을 수신하는 제2 회로를 포함하고,
    상기 패널 구동 신호 및 상기 펜 신호 각각은 다수의 펄스들을 포함하고,
    상기 펜 신호는 위상, 듀티비 및 진폭 중 하나 이상이 가변 된 펄스 구간을 포함하는 터치 회로.
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