KR20200005874A - 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치는, 터치 센서, 및 상기 터치 센서로 스타일러스 펜의 공진 신호 발생을 위한 제1구동 신호를 출력하는 공진 구동 모드와, 상기 터치 센서에 대한 구동 신호의 출력을 중단하는 휴지 모드로 동작하며, 상기 공진 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 입력되는 감지 신호로부터 제1터치 좌표 정보를 획득하는 터치 제어기를 포함할 수 있다.

Description

터치 장치 및 이의 터치 검출 방법{TOUCH DEVICE AND TOUCH DETECTION METHOD THEREOF}
본 개시는 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스타일러스 펜에 의한 터치를 검출하기 위한 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법에 관한 것이다.
휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 태블릿(tablet) PC, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션과 같은 다양한 단말기에는 터치 센서가 구비된다.
이러한 단말기 내에서 터치 센서는 이미지를 표시하는 표시 패널 상에 위치하거나, 단말기 바디의 일 영역에 위치할 수 있다. 사용자가 터치 센서를 터치하여 단말기와 상호 작용함으로써, 단말기는 직관적인 사용자 인터페이스를 사용자에게 제공할 수 있다.
사용자는 정교한 터치 입력을 위해, 스타일러스 펜을 사용할 수 있다. 이러한 스타일러스 펜은 터치 센서와 전기적 및/또는 자기적 방식을 통해 신호를 송수신할 수 있다.
실시 예들은 터치 좌표 검출을 위한 신호 처리가 용이한 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법을 제공하기 위한 것이다.
실시 예들은 터치 객체의 종류를 판단하기 위한 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치는, 터치 센서, 및 상기 터치 센서로 스타일러스 펜의 공진 신호 발생을 위한 제1구동 신호를 출력하는 공진 구동 모드와, 상기 터치 센서에 대한 구동 신호의 출력을 중단하는 휴지 모드로 동작하며, 상기 공진 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 입력되는 감지 신호로부터 제1터치 좌표 정보를 획득하는 터치 제어기를 포함할 수 있다.
상기 터치 제어기는, 터치가 발생하지 않은 상태에서 상기 터치 센서로부터 출력되는 신호에 대응하는 베이스라인 신호와, 상기 공진 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 출력되는 감지 신호를 이용하여 유효 신호를 획득하고, 상기 유효 신호로부터 상기 제1터치 좌표 정보를 획득할 수 있다.
상기 터치 제어기는, 상기 유효 신호를 이용하여 터치 입력을 발생시킨 터치 객체의 종류를 판정할 수 있다.
상기 터치 제어기는, 상기 유효 신호가 상기 스타일러스 펜의 공진 신호에 대응하는 신호이면, 상기 터치 객체를 상기 스타일러스 펜으로 인식할 수 있다.
상기 터치 제어기는, 상기 터치 센서에 대한 터치 입력이 검출되면, 상기 휴지 모드 동안 상기 터치 센서로부터 입력되는 감지 신호로부터 상기 터치 입력을 발생시킨 터치 객체의 종류를 판정할 수 있다.
상기 제1구동 신호의 주파수는 상기 스타일러스 펜의 공진 주파수에 대응할 수 있다.
상기 터치 제어기는, 상기 제1구동 신호와 주파수가 다른 제2구동 신호를 상기 터치 센서로 출력하는 노멀 구동 모드로도 동작할 수 있다.
상기 터치 제어기는, 상기 노멀 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 입력되는 감지 신호를 이용하여 제2터치 좌표 정보를 획득할 수 있다.
상기 터치 장치에서, 상기 공진 구동 모드에서의 상기 제1구동 신호는 상기 노멀 구동 모드에서의 상기 제2구동 신호와 주파수가 다를 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치의 터치 방법은, 공진 구동 모드에 진입하여, 스타일러스 펜의 공진 신호 발생을 위한 제1구동 신호를 터치 센서로 출력하는 단계, 상기 공진 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 감지 신호를 수신하는 단계, 상기 감지 신호로부터 제1터치 좌표 정보를 획득하는 단계, 및 휴지 모드에 진입하여, 상기 터치 센서에 대한 구동 신호의 출력을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1터치 좌표 정보를 획득하는 단계는, 터치가 발생하지 않은 상태에서 상기 터치 센서로부터 출력되는 신호에 대응하는 베이스라인 신호와, 상기 공진 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 수신되는 감지 신호를 이용하여 유효 신호를 획득하는 단계, 및 상기 유효 신호로부터 상기 제1터치 좌표 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 터치 검출 방법은, 상기 유효 신호를 이용하여 터치 입력을 발생시킨 터치 객체를 인식하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 터치 객체를 인식하는 단계는, 상기 유효 신호가 상기 스타일러스 펜의 공진 신호에 대응하는 신호이면, 상기 터치 객체를 상기 스타일러스 펜으로 인식하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 터치 검출 방법은, 상기 휴지 모드로 동작하는 동안, 상기 터치 센서로부터 수신되는 감지 신호로부터 상기 터치 입력을 발생시킨 터치 객체의 종류를 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 휴지 모드로 동작하는 동안 상기 터치 객체의 종류를 판정하는 단계는, 상기 휴지 모드 동안 상기 터치 센서로부터 입력되는 감지 신호가 상기 스타일러스 펜의 공진 신호에 대응하는 신호 성분을 포함하면, 상기 터치 객체가 상기 스타일러스 펜으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 터치 검출 방법에서, 상기 제1구동 신호의 주파수는 상기 스타일러스 펜의 공진 주파수에 대응할 수 있다.
상기 터치 검출 방법은, 상기 제1구동 신호와 주파수가 다른 제2구동 신호를 상기 터치 센서로 출력하는 노멀 구동 모드로 동작하는 단계, 및 상기 노멀 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 입력되는 감지 신호를 이용하여 제2터치 좌표 정보를 획득하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 터치 검출 방법에서, 상기 공진 구동 모드에서의 상기 제1구동 신호는 상기 노멀 구동 모드에서의 상기 제2구동 신호와 주파수가 다를 수 있다.
본 개시에 따른 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법은, 터치 좌표 검출에 사용되는 유효 신호의 신호 대 잡음비를 개선하며, 충분한 터치 신호 처리 시간을 확보할 수 있다.
또한 본 개시에 따른 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법은, 터치 객체의 종류를 신속하게 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치의 구동 모드의 일 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치의 터치 좌표 정보 획득 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치의 터치 검출 방법을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치의 구동 모드의 다른 예를 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 따른 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 또한, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치의 구동 모드의 일 예를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치의 터치 좌표 정보 획득 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치(100)는 터치 패널(touch panel, 110), 및 터치 제어기(touch controller, 120)를 포함할 수 있다.
터치 패널(110)은 기판(111), 및 기판(111) 상에 위치하는 터치 센서(112)를 포함할 수 있다.
터치 센서(112)는 터치 객체(touch object)에 의한 터치 입력(직접 터치 또는 근접 터치)을 감지하기 위해 사용될 수 있다.
도 1을 예로 들면, 터치 센서(112)는 스타일러스 펜(200)에 의한 터치 입력을 감지할 수 있다. 스타일러스 펜(200)은 전도성 팁(conductive tip)(210), 공진 회로(resonance circuit)(220), 접지부(ground, 230), 및 바디부(body, 240)를 포함할 수 있다.
전도성 팁(210)은 적어도 일부가 전도성 물질(예를 들어, 금속, 전도성 고무, 전도성 패브릭, 전도성 실리콘 등)로 형성되며, 공진 회로(220)에 전기적으로 연결될 수 있다.
공진 회로(220)는 LC 공진 회로로서, 전도성 팁(210)을 통해 터치 장치(100)의 터치 센서(112)로부터 수신되는 구동 신호에 공진할 수 있다. 공진 회로(220)가 터치 센서(112)의 구동 신호에 공진하여 발생된 공진 신호는 전도성 팁(210)을 통해 터치 센서(112)로 출력될 수 있다. 공진 회로(220)는 터치 센서(112)로부터 구동 신호가 입력되는 구간과, 그 이후의 일부 구간에도 공진에 의한 공진 신호를 전도성 팁(210)에 출력할 수 있다. 공진 회로(220)는 바디부(240) 내에 위치하며, 접지부(230)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 구조의 스타일러스 펜(200)은 정전 용량 결합(electrically coupled resonance, ECR) 방식으로 구동된다. 따라서, 터치 센서(112)는 ECR 방식으로 구동되는 스타일러스 펜(200)의 터치 입력을 감지하기 위해 터치 전극들(미도시)을 포함하며, 스타일러스 펜(200)의 전도성 팁(210)과 터치 전극들 사이의 정전 용량 결합에 의해 터치 입력이 감지될 수 있다. 즉, 터치 센서(112)의 터치 전극과 스타일러스 펜(200)의 전도성 팁(210), 그리고 터치 패널(110)의 기판(111)은 정전 용량 결합에 의해 커패시턴스(Cx)를 형성하며, 터치 센서(112)는 이에 대응하는 전기 신호(감지 신호)를 출력함으로써 터치 입력이 감지될 수 있다.
한편, 도 1에서는 터치 장치(100)가 ECR 방식으로 구동되는 스타일러스 펜(200)의 터치 입력을 검출하기 위해 사용되는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다. 터치 장치(100)는 터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호에 응답 하여 공진 신호를 발생시키는 다른 종류의 스타일러스 펜의 터치 입력을 검출하도록 변형될 수 있으며, 이는 당업자에게 자명하다.
예를 들어, 터치 장치(100)는 전자기 공진(electromagnetic resonance, EMR) 방식으로 구동되는 스타일러스 펜의 터치 입력을 검출하도록 변형될 수도 있다. EMR 방식의 스타일러스 펜은 외부의 자기장 신호에 의해 전류를 유도하는 코일을 포함한다. 따라서, 터치 센서(112)는 EMR 방식으로 구동되는 스타일러스 펜의 터치 입력을 감지하기 위해 코일 형상의 안테나 패턴을 포함하며, 터치 센서(112)의 안테나 패턴과 스타일러스 펜의 코일 사이에서 발생하는 전자기유도에 의한 공명을 감지해서 터치 입력이 검출하도록 변형될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 장치(100)가 ECR 방식의 스타일러스 펜에 의한 터치 입력을 검출하기 위해 사용되는 경우, 터치 센서(112)는 ECR 방식의 스타일러스 펜(200) 외의 터치 객체(예를 들어, 사용자의 손가락, ECR 방식 이외에 정전 용량 결합 방식으로 구동되는 패시브(passive) 또는 액티브(active) 방식의 스타일러스 펜)를 검출하기 위해서도 사용될 수 있다.
반면에, 터치 장치(100)가 EMR 방식의 스타일러스 펜에 의한 터치 입력을 검출하기 위해 사용되는 경우, 터치 센서(112)는 스타일러스 펜에 의한 터치 입력을 검출하기 위해서만 사용될 수 있다. 따라서, 터치 장치(100)는 EMR 방식의 스타일러스 펜 외 다른 터치 객체의 터치 입력을 검출하기 위해 별도의 터치 센서를 추가로 포함할 수 있다.
이하에서는, ECR 스타일러스 펜, EMR 스타일러스 펜과 같이, 터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호에 응답 하여 공진 신호를 발생시키는 스타일러스 펜을 다른 종류의 패시브 또는 액티브 방식의 스타일러스 펜과 구분하기 위해, ECR 스타일러스 펜, EMR 스타일러스 펜과 같이, 터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호에 응답 하여 공진 신호를 발생시키는 스타일러스 펜을 '공진 스타일러스 펜'이라 통칭하여 사용한다.
터치 제어기(120)는 터치 센서(112)로 구동 신호를 인가할 수 있다.
터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호는, 공진 스타일러스 펜에서 정전 용량 결합 또는 전자기 공진에 의한 공진 신호(이하, '펜 공진 신호'라 명명하여 사용함)를 발생시킬 수 있도록, 공진 스타일러스 펜의 공진 주파수에 대응하는 주파수 신호(예를 들어, 사인파, 구형파 등)를 포함할 수 있다.
터치 제어기(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 터치 센서(112)로 구동 신호(도 2의 '터치 구동 신호')가 인가되는 모드(이하, '터치 구동 모드'이라 명명하여 사용함)와, 터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호를 디세이블(disable)시키는 모드(이하, '휴지 모드'이라 명명하여 사용함)가 교대로 반복되도록 터치 센서(112)로 출력되는 구동 신호를 제어할 수 있다. 한편, 공진 스타일러스 펜은, 공진 스타일러스 펜이 터치 장치(100)를 터치하는 경우 터치 센서(112)로 구동 신호가 인가되는 터치 구동 모드 구간과, 구동 신호가 디세이블되는 휴지 모드의 일부 구간에서 펜 공진 신호를 출력할 수 있다.
터치 제어기(120)는 터치 구동 모드 구간에서 터치 센서(112)로부터 감지 신호를 수신하고, 이로부터 터치가 발생한 지점의 위치 정보(이하, '터치 좌표 정보'라 명명하여 사용함)를 획득할 수 있다.
도 3을 참조하면, 터치 구동 모드 구간에 터치 센서(112)로부터 수신되는 감지 신호(11)는, 공진 스타일러스 펜의 펜 공진 신호에 대응하는 신호(13)뿐만 아니라, 터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호에 대응하는 신호(12)도 포함될 수 있다. 따라서, 터치 센서(112)의 감지 신호(11)로부터 터치 좌표 정보를 획득하기 위해서는, 감지 신호(11)로부터 터치 좌표 검출에 사용되는 유효 신호, 즉, 공진 스타일러스 펜의 펜 공진 신호(13)에 대응하는 신호를 추출할 필요가 있다. 이를 위해, 터치 제어기(120)는 어떠한 터치도 발생하지 않은 상태에서의 감지 신호(12)(이하, '베이스라인 신호'라 명명하여 사용함)와, 실제 터치 센서(112)로부터 수신되는 감지 신호(11)를 이용하여 유효 신호(13)를 추출할 수 있다. 즉, 터치 제어기(120)는 베이스라인 신호(12)와 실제 터치 센서(112)로부터 수신되는 감지 신호(11) 간의 신호 성분 차로부터, 공진 스타일러스 펜의 공진 신호에 대응하는 유효 신호 성분을 획득할 수 있다. 터치 제어기(120)는 이러한 방식으로 유효 신호 성분이 획득되면, 이를 기 설정된 임계치와 비교하여 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다.
한편, 유효 신호 성분의 검출을 위해 사용되는 베이스라인 신호의 신호 성분들은, 아무 터치도 발생하지 않은 상태에서 터치 센서(112)로부터 출력되는 감지 신호를 측정하여 미리 획득된 것일 수도 있고, 터치 구동 모드 동안 터치 센서(112)로 출력되는 구동 신호로부터 추정된 것일 수도 있으며, 아무 터치도 발생하지 않은 상태의 다른 터치 센서로부터 수신된 감지 신호일 수도 있다.
터치 센서(112)가 공진 스타일러스 펜뿐만 아니라, 다른 터치 객체(예를 들어, 사용자의 신체 부위, 공진 외에 다른 방식으로 동작하는 스타일러스 펜 등)에 위한 터치 입력을 검출하기 위해서도 사용되는 경우, 터치 제어기(120)는 위에서 설명한 공진 스타일러스 펜의 터치 좌표 정보 검출 방법과 동일한 방법으로 다른 터치 객체에 의한 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 이 경우, 터치 구동 모드 동안 터치 센서(112)의 감지 신호로부터 추출되는 유효 신호 성분들은, 사용자의 터치로 인한 정전 용량 변화에 대응하는 신호 성분일 수 있다.
전술한 바와 같이, 터치 센서(112)가 공진 스타일러스 펜뿐만 아니라, 다른 종류의 터치 객체(사용자의 신체 부위 내지는 다른 종류의 스타일러스 펜)에 위한 터치 입력을 검출하기 위해서도 사용되는 경우, 터치 제어기(120)는 터치 센서(112)로부터 출력되는 감지 신호를 이용하여 터치 객체의 종류를 판단할 수 있다.
예를 들어, 터치 제어기(120)는 터치 구동 모드 동안 터치 센서(112)의 감지 신호로부터 추출되는 유효 신호 성분들을, 터치 객체의 종류를 판정하기 위해 사용할 수 있다. 터치 제어기(120)는 터치 센서(112)의 감지 신호로부터 추출된 유효 신호(13)로부터 공진 스타일러스 펜의 공진 신호에 대응하는 신호 성분이 검출되면, 터치 객체의 종류를 공진 스타일러스 펜이라고 판단할 수 있다. 반면에, 터치 제어기(120)는 유효 신호(13)로부터 공진 스타일러스 펜의 공진 신호에 대응하는 신호 성분이 검출되지 않으면, 터치 객체의 종류를 공진 스타일러스 펜이 아닌 사용자의 신체 부위 내지는 다른 종류의 스타일러스 펜이라고 판단할 수 있다.
또한, 예를 들어, 터치 제어기(120)는 휴지 모드 구간에서의 감지 신호로부터 터치 입력을 발생시킨 터치 객체의 종류를 판별할 수도 있다. 공진 스타일러스 펜에 의한 터치 입력이 발생한 경우, 공진 스타일러스 펜의 공진 신호는 터치 구동 모드 구간뿐만 아니라, 뒤따르는 일부 휴지 모드 구간까지 지속된다. 이로 인해, 공진 스타일러스 펜의 공진 신호는 휴지 모드에서도 터치 센서(112)의 감지 신호에 영향을 미치게 된다. 따라서, 터치 제어기(120)는 터치 구동 모드에서 터치 입력이 검출된 경우, 이어지는 휴지 모드 구간에서의 감지 신호를 분석하여 터치 입력을 발생시킨 터치 객체의 종류를 판정할 수 있다.
전술한 구조의 터치 장치(100)는 디스플레이 등의 전자 장치에 결합되어, 입력 장치로 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치의 터치 검출 방법을 개략적으로 도시한 것이다. 도 4에 도시된 터치 검출 방법은, 위에서 도 1을 참조하여 설명한 터치 장치(100)의 터치 제어기(120)에 의해 실행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치(100)는 터치 구동 모드에 진입함에 따라(S100), 구동 신호를 터치 센서(112)로 인가하고(S110), 터치 센서(112)로부터 감지 신호를 수신한다(S120).
터치 장치(100)는 터치 구동 모드 구간 동안 터치 센서(112)로부터 감지 신호가 수신되면, 이로부터 펜 공진 신호에 대응하는 유효 신호 성분을 검출하며(S130), 이를 분석하여 터치 좌표 정보를 획득한다(S140).
상기 S130 단계 및 S140 단계에서, 터치 장치(100)는 베이스라인 신호와 터치 센서(112)로부터 실제 수신되는 감지 신호 간의 신호 성분 차이로부터, 펜 공진 신호에 대응하는 유효 신호 성분을 획득하고, 이를 분석하여 ECR 펜에 의한 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다.
이후, 터치 장치(100)는 휴지 모드에 진입함에 따라(S150), 터치 센서(112)로 출력되는 구동 신호를 디세이블시킨다(S160).
터치 장치(100)는 터치 장치(100)가 구동 되는 동안 상기 S100 단계 및 S160 단계를 반복함으로써, 지속적인 터치 검출을 수행할 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 일 실시 예에서는 터치 센서(112)의 구동 모드가 터치 구동 모드와 휴지 모드로 구분되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명이 이로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 공진 스타일러스 펜에 의한 터치와 다른 터치 객체(사용자의 신체 부위 내지는 다른 종류의 스타일러스 펜)에 의한 터치를 검출하기 위해 터치 센서(112)가 공통으로 사용되는 경우, 터치 센서의 터치 구동 모드는 도 5에 도시된 바와 같이 노멀 구동 모드 및 공진 구동 모드로 나누어질 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 장치의 구동 모드의 다른 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 터치 센서(112)의 구동 모드는 터치 구동 모드인 노멀 구동 모드와 공진 구동 모드, 그리고 휴지 모드를 포함할 수 있다.
노멀 구동 모드는, 공진 스타일러스 펜 외의 다른 터치 객체(사용자의 신체 부위 내지는 다른 종류의 스타일러스 펜)에 의한 터치 입력을 검출하기 위한 구동 신호를 터치 센서(112)로 인가하는 모드이다. 노멀 구동 모드 동안 터치 제어기(120)는 터치 센서(112)로 구동 신호를 출력하고, 터치 센서(112)로부터 수신되는 감지 신호의 신호 크기에 기반하여 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다.
공진 구동 모드는 도 2의 터치 구동 모드에 해당하는 모드로서, 터치 센서(112)로 공진 스타일러스 펜의 공진 신호 발생을 위한 구동 신호를 인가하는 모드이다. 공진 구동 모드 동안 터치 제어기(120)는 터치 센서(112)로 구동 신호를 출력하고, 터치 센서(112)로부터 수신되는 감지 신호로부터 공진 스타일러스 펜의 터치 입력에 의한 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 또한, 공진 구동 모드 동안 터치 제어기(120)는 터치 센서(112)로부터 수신되는 감지 신호로부터 사용자의 신체 부위에 의한 터치 입력에 대응하여 터치 좌표 정보를 획득할 수도 있다.
한편, 공진 구동 모드 동안 터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호의 주파수는 공진 스타일러스 펜의 공진 주파수에 대응한다. 예를 들어, 공진 구동 모드로 동작하는 동안 터치 센서(112)로 출력되는 구동 신호의 주파수는 400kHz 내외일 수 있다. 이에 반해, 노멀 구동 모드 동안 터치 센서(112)로 출력되는 구동 신호의 주파수는 공진 스타일러스 펜의 공진 주파수와 다르게 설정된다. 예를 들어, 노멀 구동 모드로 동작하는 동안 터치 센서(112)로 출력되는 구동 신호의 주파수는 200kHz 내외로 설정될 수 있다. 이러한 구동 신호의 주파수 설정은 예시에 불과하며, 상기와는 다른 값으로 설정될 수 있다.
도 1을 참조하면, 커패시턴스(Cx)에 의한 임피던스는 터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호의 주파수가 증가할수록 그 크기가 감소한다. 이에 따라, 터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호의 주파수가 증가할수록 터치 센서(112)가 공진 스타일러스 펜(200)의 펜 공진 신호를 수신하는 수신 감도가 증가하고, 터치 센서(112)로 수신되는 펜 공진 신호의 신호 대 잡음비(Signal to Noise ratio, SNR)가 향상될 수 있다. 따라서, 공진 스타일러스 펜의 펜 공진 신호를 감지하기 위해서는 도 5의 공진 구동 모드에서와 같이 구동 신호의 주파수를 높게 설정할 필요가 있다.
한편, 터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호의 주파수를 높게 설정한 공진 구동 모드 동안에는, 공진 스타일러스 펜과, 이외 다른 종류의 터치 객체(사용자의 신체 부위 내지는 다른 종류의 스타일러스 펜)에 의한 터치 입력을 모두 검출할 수 있다.
반면에, 공진 구동 모드에 비해 터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호의 주파수가 상대적으로 낮게 설정된 노멀 구동 모드에서는 공진 스타일러스 펜에 의한 터치 입력이 발생하더라도, 터치 센서(112)의 감지 신호에 펜 공진 신호에 대응하는 신호 성분이 거의 포함되지 않을 수 있다.
휴지 모드는 터치 센서(112)로 인가되는 구동 신호가 디세이블되는 모드이다. 터치 제어기(120)는 공진 구동 모드에서 터치 입력이 검출된 경우, 이어지는 휴지 모드 구간에서의 감지 신호를 분석하여 터치 입력을 발생시킨 터치 객체의 종류를 판별할 수 있다. 즉, 휴지 모드 구간에 진입하고 나서도 터치 센서(112)로부터 수신되는 감지 신호로부터 공진 스타일러스 펜의 공진 신호에 대응하는 신호 성분이 검출되면, 터치 객체의 종류를 공진 스타일러스 펜이라고 판단할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따르면 터치 장치(100)는 터치 센서(112)로 구동 신호가 인가되지 않는 휴지 모드가 아닌, 터치 센서(112)로 구동 신호가 출력되는 터치 구동 모드 동안 터치 센서(112)로부터 수신되는 감지 신호로부터 터치 좌표 정보를 검출한다. 이에 따라, 터치 센서로 구동 신호가 인가되지 않는 동안에 감지 신호를 수신하여 공진 스타일러스 펜의 터치 좌표 정보를 획득하던 기존의 방식에 비해, 터치 좌표 검출에 사용되는 유효 신호의 SNR이 개선되고, 충분한 터치 신호 처리 시간을 확보할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (18)

  1. 터치 센서, 및
    상기 터치 센서로 스타일러스 펜의 공진 신호 발생을 위한 제1구동 신호를 출력하는 공진 구동 모드와, 상기 터치 센서에 대한 구동 신호의 출력을 중단하는 휴지 모드로 동작하며, 상기 공진 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 입력되는 감지 신호로부터 제1터치 좌표 정보를 획득하는 터치 제어기를 포함하는 터치 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 제어기는, 터치가 발생하지 않은 상태에서 상기 터치 센서로부터 출력되는 신호에 대응하는 베이스라인 신호와, 상기 공진 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 출력되는 감지 신호를 이용하여 유효 신호를 획득하고, 상기 유효 신호로부터 상기 제1터치 좌표 정보를 획득하는 터치 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 터치 제어기는, 상기 유효 신호를 이용하여 터치 입력을 발생시킨 터치 객체의 종류를 판정하는 터치 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 터치 제어기는, 상기 유효 신호가 상기 스타일러스 펜의 공진 신호에 대응하는 신호이면, 상기 터치 객체를 상기 스타일러스 펜으로 인식하는 터치 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치 제어기는, 상기 터치 센서에 대한 터치 입력이 검출되면, 상기 휴지 모드 동안 상기 터치 센서로부터 입력되는 감지 신호로부터 상기 터치 입력을 발생시킨 터치 객체의 종류를 판정하는 터치 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1구동 신호의 주파수는 상기 스타일러스 펜의 공진 주파수에 대응하는 터치 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 터치 제어기는, 상기 제1구동 신호와 주파수가 다른 제2구동 신호를 상기 터치 센서로 출력하는 노멀 구동 모드로도 동작하는 터치 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 터치 제어기는, 상기 노멀 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 입력되는 감지 신호를 이용하여 제2터치 좌표 정보를 획득하는 터치 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 공진 구동 모드에서의 상기 제1구동 신호는 상기 노멀 구동 모드에서의 상기 제2구동 신호와 주파수가 다른 터치 장치.
  10. 공진 구동 모드에 진입하여, 스타일러스 펜의 공진 신호 발생을 위한 제1구동 신호를 터치 센서로 출력하는 단계,
    상기 공진 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 감지 신호를 수신하는 단계,
    상기 감지 신호로부터 제1터치 좌표 정보를 획득하는 단계, 및
    휴지 모드에 진입하여, 상기 터치 센서에 대한 구동 신호의 출력을 중단하는 단계를 포함하는 터치 장치의 터치 검출 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1터치 좌표 정보를 획득하는 단계는,
    터치가 발생하지 않은 상태에서 상기 터치 센서로부터 출력되는 신호에 대응하는 베이스라인 신호와, 상기 공진 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 수신되는 감지 신호를 이용하여 유효 신호를 획득하는 단계, 및
    상기 유효 신호로부터 상기 제1터치 좌표 정보를 획득하는 단계를 포함하는 터치 장치의 터치 검출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유효 신호를 이용하여 터치 입력을 발생시킨 터치 객체를 인식하는 단계를 더 포함하는 터치 장치의 터치 검출 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 터치 객체를 인식하는 단계는,
    상기 유효 신호가 상기 스타일러스 펜의 공진 신호에 대응하는 신호이면, 상기 터치 객체를 상기 스타일러스 펜으로 인식하는 단계를 포함하는 터치 장치의 터치 검출 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 휴지 모드로 동작하는 동안, 상기 터치 센서로부터 수신되는 감지 신호로부터 상기 터치 입력을 발생시킨 터치 객체의 종류를 판정하는 단계를 더 포함하는 터치 장치의 터치 검출 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 터치 객체의 종류를 판정하는 단계는,
    상기 휴지 모드 동안 상기 터치 센서로부터 입력되는 감지 신호가 상기 스타일러스 펜의 공진 신호에 대응하는 신호 성분을 포함하면, 상기 터치 객체가 상기 스타일러스 펜으로 판단하는 단계를 포함하는 터치 검출 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제1구동 신호의 주파수는 상기 스타일러스 펜의 공진 주파수에 대응하는 터치 장치의 터치 검출 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1구동 신호와 주파수가 다른 제2구동 신호를 상기 터치 센서로 출력하는 노멀 구동 모드로 동작하는 단계, 및
    상기 노멀 구동 모드 동안 상기 터치 센서로부터 입력되는 감지 신호를 이용하여 제2터치 좌표 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는 터치 장치의 터치 검출 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 공진 구동 모드에서의 상기 제1구동 신호는 상기 노멀 구동 모드에서의 상기 제2구동 신호와 주파수가 다른 터치 장치의 터치 검출 방법.
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