KR20210019863A - 터치 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 터치 장치는 상호간에 형성된 정전 용량의 변화를 통해 외부 터치를 감지하는 제1 터치 전극들과 제2 터치 전극들, 및 행렬(matrix) 형태로 배열된 제3 터치 전극들을 포함하는 터치 패널, 그리고 제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 및 제3 터치 전극들 중 적어도 하나에 제1 구동 신호를 인가하여 제1 객체의 터치 위치를 검출하고, 제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 및 제3 터치 전극들 중 적어도 한 종류의 터치 전극에 제2 구동 신호 및 제2 구동 신호와 상이한 제3 구동 신호를 함께 인가하여 제1 객체와 상이한 제2 객체의 터치 위치를 검출하는 제어부를 포함하고, 제1 구동 신호는 제2 구동 신호와 상이한 주파수를 갖고, 제2 구동 신호는 제2 객체를 공진시키는 신호이다.

Description

터치 장치 및 그 제어 방법{TOUCH APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 개시는 터치 장치 및 그 제어 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.
최근, 내부 전원을 갖는 액티브(active) 방식의 스타일러스 펜이 출시되고 있으나, 배터리를 충전해야 하는 번거로움이 있고, 가격이 비싸다는 단점이 있다. 이에 배터리 충전 등의 불편함을 해소하고, 비용 및 무게를 감소시키기 위해, 내부 전원 없이 구동하는 패시브(passive) 방식의 스타일러스 펜에 대한 요구가 있다.
내부 전원 없이 동작하는 패시브 방식의 스타일러스 펜은 터치 센서로부터 전달되는 전기 신호 및/또는 자기 신호를 사용하여 터치 입력을 수행하므로, 터치 감도를 개선하기 위한 연구가 진행되고 있다.
실시예들은 스타일러스 펜의 터치 위치 파악을 위한 신호 감도를 개선하기 위한 터치 장치 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 일 실시예에 따른 터치 장치는 상호간에 형성된 정전 용량의 변화를 통해 외부 터치를 감지하는 제1 터치 전극들과 제2 터치 전극들, 및 행렬(matrix) 형태로 배열된 제3 터치 전극들을 포함하는 터치 패널, 그리고 제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 및 제3 터치 전극들 중 적어도 하나에 제1 구동 신호를 인가하여 제1 객체의 터치 위치를 검출하고, 제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 및 제3 터치 전극들 중 적어도 한 종류의 터치 전극에 제2 구동 신호 및 제2 구동 신호와 상이한 제3 구동 신호를 함께 인가하여 제1 객체와 상이한 제2 객체의 터치 위치를 검출하는 제어부를 포함하고, 제1 구동 신호는 제2 구동 신호와 상이한 주파수를 갖고, 제2 구동 신호는 제2 객체를 공진시키는 신호이다.
제어부는 제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 및 제3 터치 전극들 중 제1 객체의 터치 위치를 제외한 영역에 위치하는 제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 및 제3 터치 전극들 중 적어도 하나에 제2 구동 신호를 인가할 수 있다.
제어부는 제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 및 제3 터치 전극들 중 중 제1 객체의 터치 위치에 위치하는 제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 및 제3 터치 전극들 중 적어도 하나에 제3 구동 신호를 인가할 수 있다.
제어부는, 제2 객체의 위치를 검출할 수 있도록, 제1 구간 동안, 제1 및 제2 터치 전극들 및 제3 터치 전극들 중 적어도 한 종류의 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하고, 제1 구간 이후의 제2 구간 동안, 제1 객체의 터치 위치와 제2 객체의 터치 위치 사이의 거리에 따라, 제2 구동 신호만을 인가하거나, 또는 제2 구동 신호와 제3 구동 신호를 함께 인가할 수 있다.
제어부는, 제1 객체의 터치 위치와 제2 객체의 터치 위치 사이의 거리가 임계치를 초과하면, 제2 구동 신호와 제3 구동 신호를 함께 인가할 수 있다.
제어부는, 제1 구간 동안, 제3 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가하고, 제1 구간 이후의 제2 구간 동안, 제1 객체의 터치 위치와 제2 객체의 터치 위치 사이의 거리에 따라, 제1 객체의 터치 위치에 대응하는 제3 터치 전극들에 제3 구동 신호를 인가하고, 나머지 제3 터치 전극들에 제2 구동 신호를 인가할 수 있다.
제어부는, 제1 구간 및 제2 구간 동안, 제1 터치 전극들 및 제2 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 더 인가할 수 있다.
제어부는, 제1 구간 동안, 제1 터치 전극들 및 제2 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 더 인가하고, 제2 구간 동안, 제1 객체의 터치 위치와 제2 객체의 터치 위치 사이의 거리에 따라, 제1 객체의 터치 위치에 대응하는 제1 터치 전극들 및 제2 터치 전극들에 제3 구동 신호를 인가하고, 나머지 제1 터치 전극들 및 제2 터치 전극들에 제2 구동 신호를 인가할 수 있다.
제1 객체는 손가락 및 손바닥 중 적어도 하나를 포함하고, 제2 객체는 스타일러스 펜일 수 있다.
제3 구동 신호는 제2 구동 신호와 180도 위상차를 가질 수 있다.
제3 구동 신호는 일정한 전압을 유지할 수 있다.
다른 실시예에 따른 터치 장치는 각각이 외곽 라인 및 내곽 라인을 포함하는 복수의 제1 센서 패턴 및 복수의 제2 센서 패턴, 복수의 제1 센서 패턴을 전기적으로 연결하는 복수의 제1 연결 패턴, 복수의 제2 센서 패턴을 전기적으로 연결하며 복수의 제1 연결 패턴과 상이한 층 상에 위치한 복수의 제2 연결 패턴, 평면 상에서 내곽 라인에 에워싸인 내곽 영역에 배치된 복수의 제3 센서 패턴, 그리고 복수의 제3 센서 패턴을 전기적으로 연결하는 복수의 제3 연결 패턴을 포함하고, 평면 상에서 복수의 제3 센서 패턴은 복수의 제1 센서 패턴 및 복수의 제2 센서 패턴의 내곽 영역에 위치할 수 있다.
복수의 제3 연결 패턴은 복수의 제2 연결 패턴과 동일한 층 상에 위치할 수 있다.
복수의 제1 연결 패턴과 복수의 제2 연결 패턴 사이에 배치된 절연층을 더 포함하고, 복수의 제2 연결 패턴 및 복수의 제3 연결 패턴은 절연층 아래의 제1 층 상에 위치하며, 복수의 제1 센서 패턴 및 복수의 제2 센서 패턴, 복수의 제1 연결 패턴은 절연층 위의 제2 층 상에 위치하고, 복수의 제2 센서 패턴은 제1 층과 제2 층 사이의 절연층을 관통하여 복수의 제2 연결 패턴들에 연결되는, 터치 장치.
복수의 제3 센서 패턴 각각은 제1 층 상에 배치되며, 평면 상에서 복수의 제3 센서 패턴 각각과 복수의 제1 센서 패턴 및 복수의 제2 센서 패턴 각각은 비중첩할 수 있다.
복수의 제3 연결 패턴 중 적어도 하나는, 복수의 제3 패턴 중 제1 센서 패턴의 내곽 영역에 위치하는 제3 센서 패턴과 복수의 제3 패턴 중 제2 센서 패턴의 내곽 영역에 위치하는 제3 센서 패턴을 연결할 수 있다.
복수의 제1 센서 패턴과 전기적으로 연결된 제1 구동/수신부, 복수의 제2 센서 패턴과 전기적으로 연결된 제2 구동/수신부, 그리고 복수의 제3 센서 패턴과 전기적으로 연결된 제3 구동/수신부를 더 포함하고, 제1 구간에서, 제1 구동/수신부, 제2 구동/수신부, 및 제3 구동/수신부 중 적어도 하나가 구동하여 제1 객체의 터치 위치를 검출하고, 제1 구간 이후의 제2 구간에서, 제1 구동/수신부, 제2 구동/수신부, 및 제3 구동/수신부 중 적어도 하나가 구동하여 제2 객체의 터치 위치를 검출하며, 제1 객체는 손가락 및 손바닥 중 적어도 하나를 포함하고, 제2 객체는 스타일러스 펜일 수 있다.
제2 구간에서, 제1 객체의 위치에 대응하는 센서 패턴들에 인가되는 신호와 제2 객체의 위치에 대응하는 센서 패턴들에 인가되는 신호는 서로 상이할 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 터치 장치는 상호간에 형성된 정전 용량의 변화를 통해 외부 터치를 감지하고 각각 개구부를 갖는 제1 센서 패턴들 및 제2 센서 패턴들, 그리고 제1 센서 패턴들 및 제2 센서 패턴들과 동일한 층에서, 각각의 개구부 내에 위치하는 제3 센서 패턴들을 포함하며, 제3 센서 패턴들 중 서로 인접한 두 개 이상의 제3 센서 패턴들은 서로 연결되어 하나의 센서 전극을 구성하고, 하나의 센서 전극을 구성하는 서로 인접한 두 개 이상의 제3 센서 패턴들은 적어도 제1 센서 패턴들에 포함된 개구부 및 제2 센서 패턴들에 포함된 개구부 내에 각각 위치한다.
제3 센서 패턴들 중 일부는 플로팅되어 있다.
실시예들에 따르면, 터치 입력의 수신 감도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 터치 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 터치 장치에 스타일러스 펜이 근접한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 스타일러스 펜 및 이를 파지한 사용자의 손에 구동 신호가 인가되는 경우를 나타낸 도면이다.
도 4는 스타일러스 펜을 사용하여 종래의 터치 장치에 터치 입력을 수행하는 하나의 경우를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에서 손으로 전달된 구동 신호의 영향을 나타낸 도면이다.
도 6은 종래의 터치 장치의 구동 신호 인가 동작을 나타낸 도면이다.
도 7은 스타일러스 펜을 사용하여 종래의 터치 장치에 터치 입력을 수행하는 다른 경우를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에서 손으로 전달된 구동 신호의 영향을 나타낸 도면이다.
도 9는 종래의 터치 장치의 구동 신호 인가 동작을 나타낸 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 터치 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 터치 패널의 일부의 평면도이다.
도 12는 도 11의 일부를 상세하게 나타낸 평면도이다.
도 13은 도 12의 X-X'를 따라 자른 단면도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 터치 패널의 일부의 평면도이다.
도 15는 도 10의 터치 장치에 스타일러스 펜이 근접한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 터치 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 17은 터치 장치의 제어 방법에 따라 구동 신호를 인가하는 일례를 나타낸 도면이다.
도 18은 터치 장치의 제어 방법에 따른 구동 신호의 제1예를 나타낸 파형도이다.
도 19 내지 도 21은 도 18의 구동 신호가 인가되는 예들을 나타낸 도면이다.
도 22은 터치 장치의 제어 방법에 따른 구동 신호의 제2예를 나타낸 파형도이다.
도 23 내지 도 25는 도 22의 구동 신호가 인가되는 예들을 나타낸 도면이다.
도 26은 터치 장치의 제어 방법에 따른 구동 신호의 제3예를 나타낸 파형도이다.
도 27 내지 도 30은 도 26의 구동 신호가 인가되는 예들을 나타낸 도면이다.
도 31은 실시예들의 터치 장치 및 호스트를 나타내는 블록도이다.
도 32는 터치 장치로부터 호스트에 제공되는 터치 데이터의 일 예를 나타내는 도면이다.
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, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
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 실시예들에 따른 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 따른 터치 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 터치 장치에 스타일러스 펜이 터치된 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 따른 터치 장치(10)는 터치 패널(touch panel, 100) 및 터치 패널(100)과 신호를 송수신하는 제1 및 제2 구동/수신부(110, 120)를 포함할 수 있다.
터치 패널(100)은 제1 방향으로 연장된 형태를 갖는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 형태를 갖는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)을 포함한다. 터치 패널(100) 내에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)은 제2 방향을 따라 배열될 수 있고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)은 제1 방향을 따라 배열될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 터치 패널(100)은 절연층(105)과 윈도우(103)를 더 포함한다. 절연층(105) 위에 터치 전극층(101)이 위치할 수 있다. 터치 전극층(101)은 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)을 포함한다. 터치 전극층(101) 위에 윈도우(103)가 위치할 수 있다.
복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)은 제1 구동/수신부(110)에 연결되어 있고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)은 제2 구동/수신부(120)에 연결되어 있다.
제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 마찬가지로, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 또한, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제1 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
구동 신호는, 스타일러스 펜(20)의 공진 주파수에 대응하는 주파수를 갖는 신호(예를 들어, 사인파, 구형파 등)를 포함할 수 있다.
터치 장치(10)는 터치 객체(touch object)에 의한 터치 입력(직접 터치 또는 근접 터치)을 감지하기 위해 사용될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 터치 장치(10)에 의해, 터치 패널(100)에 근접한 스타일러스 펜(20)의 터치 입력이 감지될 수 있다.
스타일러스 펜(20)은 전도성 팁(conductive tip)(21), 공진 회로부(23), 접지부(ground, 25), 및 바디부(body, 27)를 포함할 수 있다.
도 3은 스타일러스 펜 및 이를 파지한 사용자의 손에 구동 신호가 인가되는 경우를 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 구동 신호는 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21) 사이에 형성되는 커패시턴스를 통해서 공진 회로부(23)에 전달된다. 그런데 사용자가 손(30)으로 스타일러스 펜(20)을 잡고 터치 장치(10)에 필기를 하는 경우를 가정하면, 터치 전극들(111, 121)과 전도성 팁(21) 사이에 형성되는 커패시턴스 이외에도 사용자 손(30)과 터치 전극들(111, 121) 사이에 형성되는 커패시턴스도 존재하게 된다.
이러한 연결 상태에서 복수의 터치 전극(111, 121)에 동일한 구동 신호를 인가하게 되면, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 구동 신호는 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21) 사이에 형성되는 커패시턴스 뿐만 아니라, 동시에 사용자의 손(30)과의 커패시턴스에도 전달된다. 사용자의 손(30)은 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)에 연결되어 있다는 점에서, 구동 신호가 공진 회로부(23)에 전달되게 된다.
한편, 공진 회로부(23)는 전도성 팁(21)을 통하여 전달되는 신호와 스타일러스 펜(20)의 접지부(25) 사이의 전압 차이를 이용하여 공진되지만, 손(30)을 통해서 동일한 구동 신호가 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)에 인가되면, 전도성 팁(21)과 스타일러스 펜(20)의 접지부(25) 사이의 전압 차이가 감소하게 되어, 공진 신호의 크기가 감소하게 된다. 관련하여, 도 4 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 스타일러스 펜을 사용하여 종래의 터치 장치에 터치 입력을 수행하는 하나의 경우를 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4에서 손으로 전달된 구동 신호의 영향을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(20)의 팁(21)은 제2 터치 전극들(121-3, 121-4)과 각각 커패시턴스(Ct1, Ct2)를 형성한다.
사용자가 스타일러스 펜(20)을 파지하고 터치 패널(100)에 대해 터치 입력을 수행하는 경우, 사용자의 손(30)은 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21)로부터 이격되어 터치 패널(100)과 접촉할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 사용자의 손(30)은 터치 패널(100) 내에서 제2 터치 전극들(121-7, 121-8)이 배치된 영역에 접촉한다. 즉, 사용자의 손(30)은 제2 터치 전극들(121-7, 121-8)과 커패시턴스를 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 터치 패널(100)의 터치 전극들은 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21)과 커패시턴스를 형성할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(100)의 제2 터치 전극(121-3)은 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21)과 커패시턴스(Ct1)를 형성하고, 제2 터치 전극(121-4)은 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21)과 커패시턴스(Ct2)를 형성한다. 스타일러스 펜(20)의 공진 회로부(23)의 일단은 제2 터치 전극들(121-3, 121-4)과 전기적으로 연결되어 있다.
터치 패널(100)의 터치 전극들은 사용자의 손(30)과 커패시턴스를 형성할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(100)의 제2 터치 전극(121-8)은 사용자의 손(30)과 커패시턴스(Cp1)를 형성하고, 제2 터치 전극(121-8)은 사용자의 손(30)과 커패시턴스(Cp2)를 형성한다.
사용자의 손(30)은 스타일러스 펜(20), 즉 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)(또는 바디부(27))를 파지하고 있으므로, 사용자의 손(30)과 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)는 전기적으로 도통되어 있거나, 또는 사용자의 손(30)과 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)는 바디부(27)를 통해 커패시턴스(Ccp)를 형성한다. 즉, 공진 회로부(23)의 타단은 사용자의 손(30)과 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 사용자의 손(30)과 터치 패널(100)의 접지 사이에도 커패시턴스(Cpg)가 형성되고, 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)와 터치 패널(100)의 접지 사이에도 커패시턴스(Csg)가 형성된다.
터치 전극들(121-8, 121-9)에 인가되는 구동 신호는 터치 전극들(121-8, 121-9)과 사용자 손(30) 사이의 커패시턴스(Cp1, Cp2)와 사용자 손(30)과 스타일러스 펜(20)의 접지부(25) 사이의 커패시턴스(Ccp)를 통하여 공진 회로부(23)의 타단으로 전달된다.
이와 같이 구동 신호가 접지부(25)에 인가됨에 따라서 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)는 이상적으로 안정적인 그라운드 상태를 갖지 못하고, 구동 신호에 따라 전압 레벨이 변화게 된다. 한편, 공진 회로부(23)는 접지부(25)와 전도성 팁(21) 사이의 전압 차이로 공진에 필요한 에너지를 축적하나, 접지부(25)의 전위가 구동 신호에 따라 움직이게 되면 접지부(25)와 전도성 팁(21) 사이의 전압 차이가 줄어들게 되어, 공진 신호의 크기가 감소하게 된다.
이러한 점을 해결하기 위하여, 종래 기술은 사용자의 손(30)과 같은 접촉 물체와 스타일러스 펜(20)이 동시에 터치 패널(100)에 접촉하는 경우에는 사용자 손이 위치되는 것으로 예상되는 지점에 구동 신호를 인가하지 않거나, 또는 180도 위상차를 갖는 구동 신호를 인가하여 스타일러스 펜(20)에서 생성되는 공진 신호의 크기가 감소되지 않도록 하였다. 이러한 동작에 대해서는 도 6을 참조하여 이하에서 설명한다.
도 6은 종래의 터치 장치의 구동 신호 인가 동작을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 사용자의 손(30)이 스타일러스 펜(20)을 파지하고, 터치 패널(100) 상에 위치하는 때, 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21)은 제2 터치 전극(121-3, 121-4) 상에 위치할 수 있고, 사용자 손(30)은 제2 터치 전극(121-8, 121-9) 상에 위치할 수 있다.
이 경우, 제2 구동/수신부(120)는 스타일러스 펜(20)이 위치하고 있는 제2 터치 전극(121-3, 121-4)에 제1 구동 신호를 인가할 수 있고, 제1 구동 신호가 인가되는 제2 터치 전극(121-3, 121-4)과 인접하게 배치되는 제2 터치 전극(121-8, 121-9)은 제1 구동 신호와 180도 위상차이를 갖는 제2 구동 신호를 인가할 수 있다.
이때, 제2 구동/수신부(120)는 제2 터치 전극(121-3, 121-4)과 인접하게 배치되는 다른 제2 터치 전극(121-1, 121-2, 121-5, 121-6, 121-7)은 일정한 전압을 유지하도록(예를 들어, 접지 상태) 할 수 있다. 도시된 예에서는 제1 구동 신호와 제2 구동 신호가 인가되는 제2 터치 전극들 사이에 접지되는 제2 터치 전극(121-5, 121-6, 121-7)이 배치되는 것으로 도시하였지만, 구현 시에는 제1 구동 신호가 인가되는 터치 전극과 제2 구동 신호가 인가되는 터치 전극은 연속적으로 배치될 수도 있다. 또한, 제어부(120)는 해당 제2 터치 전극(121-1, 121-2, 121-5, 121-6, 121-7)들을 접지시키는 대신에 플로팅 상태를 갖도록 할 수도 있다. 여기서 플로팅 상태란 해당 특정 전극을 접지하거나 다른 회로 구성에 연결하지 않고, 오픈하는 것을 의미한다.
180도 위상 차이를 갖는 구동 신호가 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)에 제공되기 때문에 공진 회로부(23) 양단 사이의 전압 차이는, 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)가 이상적으로 접지된 경우보다 더 증가하게 된다. 따라서, 공진에 활용될 수 있는 에너지는 증가하고, 그에 따라 스타일러스 펜(20)은 더 큰 크기의 공진 신호를 발생시킬 수 있다.
그러나, 스타일러스 펜(20)과 사용자의 손(30)이 동일한 터치 전극과 각각 커패시턴스를 형성하는 경우, 상기에서 설명한 종래 기술로는 공진 신호의 크기를 증가시키기 어렵다.
도 7은 스타일러스 펜을 사용하여 종래의 터치 장치에 터치 입력을 수행하는 다른 경우를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에서 손으로 전달된 구동 신호의 영향을 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 스타일러스 펜(20)의 팁(21)은 제2 터치 전극(121-4) 및 제1 터치 전극들(111-2, 111-3)과 각각 커패시턴스(Cx1, Cx2, Cx3를 형성한다.
사용자가 스타일러스 펜(20)을 파지하고 터치 패널(100)에 대해 터치 입력을 수행하는 경우, 사용자의 손(30)은 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21)로부터 이격되어 터치 패널(100)과 접촉할 수 있다. 이때, 사용자의 손(30)과 전도성 팁(21)은 동일한 터치 전극에 함께 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자의 손(30)은 터치 패널(100) 내에서 제2 터치 전극(121-4)이 배치된 영역에 접촉한다. 즉, 사용자의 손(30)은 제2 터치 전극(121-4)과 커패시턴스를 형성할 수 있다.
도 8을 참조하면, 터치 패널(100)의 터치 전극들은 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21)과 커패시턴스를 형성할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(100)의 제2 터치 전극(121-4)은 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21)과 커패시턴스(Cx1)를 형성하고, 터치 패널(100)의 제1 터치 전극(111-2) 및 제1 터치 전극(111-3)은 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21)과 각각 커패시턴스(Cx2) 및 커패시턴스(Cx3)를 형성한다. 스타일러스 펜(20)의 공진 회로부(23)의 일단은 제2 터치 전극(121-4) 및 제1 터치 전극들(111-2, 111-3)과 전기적으로 연결되어 있다.
터치 패널(100)의 터치 전극들은 사용자의 손(30)과 커패시턴스를 형성할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널(100)의 제2 터치 전극(121-4)은 사용자의 손(30)과 커패시턴스(Cb1)를 형성하고, 제1 터치 전극(111-8)은 사용자의 손(30)과 커패시턴스(Cb2)를 형성한다.
사용자의 손(30)은 스타일러스 펜(20), 즉 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)(또는 바디부(27))를 파지하고 있으므로, 사용자의 손(30)과 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)는 전기적으로 도통되어 있거나, 또는 사용자의 손(30)과 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)는 바디부(27)를 통해 커패시턴스(Ccp)를 형성한다. 즉, 공진 회로부(23)의 타단은 사용자의 손(30)과 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 사용자의 손(30)과 터치 패널(100)의 접지 사이에도 커패시턴스(Cpg)가 형성되고, 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)와 터치 패널(100)의 접지 사이에도 커패시턴스(Csg)가 형성된다.
터치 전극(121-4)에 인가되는 구동 신호는 터치 전극(121-4)과 사용자 손(30) 사이의 커패시턴스(Cb4)와 사용자 손(30)과 스타일러스 펜(20)의 접지부(25) 사이의 커패시턴스(Ccp)를 통하여 공진 회로부(23)의 타단으로 전달된다.
이와 같이 구동 신호가 접지부(25)에 인가됨에 따라서 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)는 이상적으로 안정적인 그라운드 상태를 갖지 못하고, 구동 신호에 따라 전압 레벨이 변화게 된다. 한편, 공진 회로부(23)는 접지부(25)와 전도성 팁(21) 사이의 전압 차이로 공진에 필요한 에너지를 축적하나, 접지부(25)의 전위가 구동 신호에 따라 움직이게 되면 접지부(25)와 전도성 팁(21) 사이의 전압 차이가 줄어들게 되어, 공진 신호의 크기가 감소하게 된다.
도 9는 종래의 터치 장치의 구동 신호 인가 동작을 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 사용자의 손(30)이 스타일러스 펜(20)을 파지하고, 터치 패널(100) 상에 위치하는 때, 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21)은 제2 터치 전극(121-4) 상에 위치할 수 있고, 사용자 손(30)도 제2 터치 전극(121-4) 상에 위치할 수 있다.
제2 구동/수신부(120)는 스타일러스 펜(20)과 손(30)이 위치하고 있는 제2 터치 전극(121-4)에 제1 구동 신호를 인가할 수 있고, 제1 구동 신호가 인가되는 제2 터치 전극(121-4)과 인접하게 배치되는 제2 터치 전극(121-8, 121-9)은 제1 구동 신호와 180도 위상차이를 갖는 제2 구동 신호를 인가할 수 있다.
이 경우, 터치 전극(121-4)과 사용자의 손(30) 사이에 형성된 커패시턴스(Cb4) 및 사용자의 손(30)과 스타일러스 펜(20)의 접지부(25) 사이에 형성된 커패시턴스(Ccp)를 통해, 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)에도 전도성 팁(21)과 동일한 위상의 구동 신호가 전달된다. 따라서, 공진 회로를 구동하는 전압 차이는 손으로 유입되는 구동 신호가 없을 때에 비해 현저히 작아지게 된다. 즉, 손(30)을 통하여 구동 신호가 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)에 전달되면, 공진 회로부(23) 양단의 전압 차이는 감소하게 되며, 그에 따라 공진에 활용될 수 있는 에너지는 줄어들게 된다.
도 10 내지 도 14를 참조하여, 본 개시의 실시예들에 따른 터치 장치에 대해 설명한다.
도 10은 일 실시예에 따른 터치 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 터치 장치(10)는 터치 패널(100), 터치 패널(100)을 제어하는 터치 컨트롤러(12)(touch controller)를 포함한다. 터치 컨트롤러(12)는 터치 패널(100)과 신호를 송수신하는 제1 내지 제3 구동/수신부(110, 120, 130), 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
터치 패널(100)은 제1 방향으로 연장된 형태를 갖는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m), 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 형태를 갖는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n), 및 행렬 형태로 배열된 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)을 포함한다. 터치 패널(100) 내에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)은 제2 방향을 따라 배열될 수 있고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)은 제1 방향을 따라 배열될 수 있다. 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)은 도트 매트릭스(dot matrix) 형태로 배열될 수 있다. 하나의 제3 터치 전극(예를 들어, 131-11)은, 서로 인접한 제1 터치 전극들(예를 들어, 111-1 내지 111-4)과 서로 인접한 제2 터치 전극들(예를 들어, 121-1 내지 121-4)이 교차하는 복수의 교차점이 위치한 영역에 대응하여 배치될 수 있다. 도 10에서 터치 패널(100)의 형태는 사각형으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다.
복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)은 제1 구동/수신부(110)에 연결되어 있고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)은 제2 구동/수신부(120)에 연결되어 있으며, 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)은 제3 구동/수신부(130)에 연결되어 있다. 도 1에서 제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 제3 구동/수신부(130), 및 제어부(140)를 분리하여 도시하였으나, 하나의 모듈, 유닛, 칩(chip)으로 구현될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 마찬가지로, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 또한, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 마찬가지로, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 또한, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 및 제3 구동/수신부(130)는 신호를 송수신하는 일종의 트랜시버(transceiver)일 수 있으며, 각각 구동 신호를 생성하여 출력하는 구동부와 신호를 수신하는 수신부를 포함할 수 있다. 그러나, 제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 및 제3 구동/수신부(130)는 신호를 송신하기만 하는 드라이버(driver)이거나, 신호를 수신하기만 하는 리시버(receiver)일 수 있으며, 상기에 설명에 제한되지 않는다.
구동 신호는, 스타일러스 펜(20)의 공진 주파수에 대응하는 주파수를 갖는 신호(예를 들어, 사인파, 구형파 등)를 포함할 수 있다. 스타일러스 펜(20)의 공진 주파수는 스타일러스 펜의 공진 회로부(23)의 설계 값에 따른다.
터치 장치(10)는 터치 객체(touch object)에 의한 터치 입력(직접 터치 또는 근접 터치)을 감지하기 위해 사용될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 터치 패널의 일부의 평면도이고, 도 12는 도 11의 일부를 상세하게 나타낸 평면도이며, 도 13은 도 12의 X-X'를 따라 자른 단면도이고, 도 14는 다른 실시예에 따른 터치 패널의 일부의 평면도이다.
도 11 및 도 12를 함께 참조하면, 터치 패널(100)은 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-8), 제2 터치 전극들(121-1 내지 121-7), 제3 터치 전극들(131-11 내지 131-22), 제1 배선들(CHY-1 내지 CHY-8), 제2 배선들(CHX-1 내지 CHX-7), 및 제3 배선들(CHD-1 내지 CHD-4), 제1 패드들(PD1), 제2 패드들(PD2)을 포함할 수 있다.
제1 터치 전극들(111-1 내지 111-8)은 제1 방향(X)을 따라 배열될 수 있다. 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-8) 각각은 제2 방향(Y)을 따라 배열된 복수의 제1 센서 패턴들(SP1), 및 인접한 제1 센서 패턴들(SP1)을 서로 전기적으로 연결하는 제1 연결 패턴들(BP1)을 포함할 수 있다.
제2 터치 전극들(121-1 내지 121-7)은 제2 방향(Y)을 따라 배열될 수 있다. 제2 터치 전극들(121-1 내지 121-7) 각각은 제1 방향(X)을 따라 배열된 복수의 제2 센서 패턴들(SP2) 및 인접한 제2 센서 패턴들(SP2)을 서로 전기적으로 연결하는 제2 연결 패턴들(BP2)을 포함할 수 있다.
제1 센서 패턴들(SP1) 및 제2 센서 패턴들(SP2) 각각은 외곽 라인(OL) 및 내곽 라인(IL)을 포함할 수 있다. 평면 상에서 내곽 라인(IL)은 외곽 라인(OL) 내부에 정의될 수 있다. 평면 상에서 내곽 라인(IL)에 에워싸인 내곽 영역(ILA)에는 제1 센서 패턴들(SP1) 및 제2 센서 패턴들(SP2)이 배치되지 않을 수 있다.
제3 터치 전극들(131-11 내지 131-22)은 제3 센서 패턴들(SP3), 자기 정전 용량 센서 패턴들(SP3), 또는 동작 더미 패턴들(SP3)로 지칭될 수 있다. 제3 터치 전극들(131-11 내지 131-22) 각각은 복수의 제3 센서 패턴들(SP3) 및 인접한 제3 센서 패턴들(SP3)을 서로 전기적으로 연결하는 제3 연결 패턴들(BP3)을 포함할 수 있다.
제3 센서 패턴들(SP3)은 평면 상에서 내곽 영역(ILA)에 배치될 수 있다. 제3 센서 패턴들(SP3)은 제1 센서 패턴들(SP1) 및 제2 센서 패턴들(SP2)과 절연될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 센서 패턴들(SP1, SP2) 각각에는 개구부가 정의된다. 개구부는 내곽 영역(ILA)에 대응될 수 있다. 개구부 각각에는 제3 센서 패턴들(SP3), 또는 더미 패턴(DMP)이 배치될 수 있다.
도 12에서, 제3 센서 패턴들(SP3)은 제1 센서 패턴들(SP1) 및 제2 센서 패턴들(SP2) 중 일부의 내곽 영역(ILA)에 배치될 수 있다. 이 경우, 제3 센서 패턴들(SP3)이 배치되지 않은 제1 센서 패턴들(SP1) 및 제2 센서 패턴들(SP2) 중 다른 일부의 내곽 영역(ILA)에는 더미 패턴(DMP)이 배치될 수 있다. 도 11 및 도 12에서는 제3 센서 패턴들(SP3)이 배치된 영역과 더미 패턴(DMP)이 배치된 영역을 구분하기 위해, 제3 센서 패턴들(SP3)이 배치된 위치에 도트 표시를 하였다. 더미 패턴(DMP)은 외부에서 별도의 전기적 신호가 인가되지 않는 부유 전극들(floating electrodes)일 수 있다. 이에 따라, 더미 패턴(DMP)에 연결된 별도의 신호 배선들은 생략될 수 있다. 더미 패턴(DMP)들은 제1 센서 패턴들(SP1), 제2 센서 패턴들(SP2) 및 제3 센서 패턴들(SP3)과 절연될 수 있다.
제1 센서 패턴들(SP1) 및 제2 센서 패턴들(SP2)은 서로 간의 상호 정전 용량을 형성하여 외부에서 인가되는 터치를 감지할 수 있다. 또한, 제3 센서 패턴들(SP3) 각각은 자기 정전 용량의 변화를 통해 외부 터치를 감지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 터치 패널(100)은 상호 정전 용량 방식 및 자기 정전 용량 방식의 터치를 모두 구현할 수 있다.
제1 센서 패턴들(SP1), 제2 센서 패턴들(SP2), 제3 센서 패턴들(SP3), 제1 연결 패턴들(BP1), 및 제2 연결 패턴들(BP2) 각각은 투명한 전도성 산화물(transparent conductive oxide)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 센서 패턴들(SP1), 제2 센서 패턴들(SP2), 제3 센서 패턴들(SP3), 제1 연결 패턴들(BP1), 및 제2 연결 패턴들(BP2) 각각은 인듐아연 산화물(IZO), 인듐주석 산화물(ITO), 인듐갈륨 산화물(IGO), 인듐아연갈륨 산화물(IGZO), 및 이들의 혼합물/화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 배선들(CHY-1 내지 CHY-8)은 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-8)에 연결되고, 제2 배선들(CHX-1 내지 CHX-7)은 제2 터치 전극들(121-1 내지 121-7)에 연결되며, 제3 배선들(CHD-1 내지 CHD-4)은 제3 터치 전극들(131-11 내지 131-22)에 연결될 수 있다.
제1 배선들(CHY-1 내지 CHY-8)은 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-8) 중 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-8) 각각의 끝 단에 배치된 제1 센서 패턴(SP1)에 각각 연결될 수 있다.
제2 배선들(CHX-1 내지 CHX-7)은 제2 터치 전극들(121-1 내지 121-7) 중 제2 터치 전극들(121-1 내지 121-7) 각각의 끝 단에 배치된 제2 센서 패턴(SP2)에 각각 연결되고, 제3 배선들(CHD-1 내지 CHD-4)은 제3 터치 전극들(131-11 내지 131-22)에 일대일 대응되어 연결될 수 있다.
제3 배선들(CHD-1 내지 CHD-4) 중 일부 제3 배선(CHD-4)은 외곽 라인(OL)을 따라 연장되어 있는 연결 배선(CL)을 통해 터치 패널(100) 내측에 위치한 제3 터치 전극(131-22)과 연결될 수 있다. 연결 배선(CL)은 인접한 두 센서 패턴들의 외곽 라인(OL) 사이에 배치되어, 센서 패턴들과의 기생 커패시턴스를 최소화할 수 있다.
하지만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 터치 전극들(121-1 내지 121-7) 각각에도 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-8)과 같이 복수의 배선을 연결시킬 수도 있다. 또한, 다른 실시예에서, 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-8) 각각의 일 측에만 배선들이 연결될 수 도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 장치는 신호 배선들과 다양한 연결관계를 가진 센서 전극들을 포함할 수 있고, 특정 구조로 제한되는 것은 아니다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제3 배선들(CHD-1 내지 CHD-4) 중 일부 제3 배선(CHD-4)은 더미 패턴(DMP)들을 통해 터치 패널(100) 내측에 위치한 제3 터치 전극(131-22)과 연결될 수도 있다.
제1 배선들(CHY-1 내지 CHY-8), 제2 배선들(CHX-1 내지 CHX-7), 및 제3 배선들(CHD-1 내지 CHD-4) 각각은 단층 또는 다층구조를 가질 수 있다. 또한, 제1 배선들(CHY-1 내지 CHY-8), 제2 배선들(CHX-1 내지 CHX-7), 및 제3 배선들(CHD-1 내지 CHD-4) 각각은 인듐아연 산화물(IZO), 인듐주석 산화물(ITO), 인듐갈륨 산화물(IGO), 인듐아연갈륨 산화물(IGZO), 및 이들의 혼합물/화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 투명한 전도성 산화물을 포함할 수도 있고, 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
제1 배선들(CHY-1 내지 CHY-8), 제2 배선들(CHX-1 내지 CHX-7), 제3 배선들(CHD-1 내지 CHD-4)은 터치 패널(100)의 외측에서 제공되는 제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 및 제3 구동/수신부(130)와 각각 전기적으로 연결된다
도 13을 함께 참조하면, 터치 패널(100)은 제1 도전층(101), 절연층(105), 제2 도전층(102), 및 윈도우(103)을 포함한다.
제1 도전층(101) 및 제2 도전층(102) 각각은 복수의 도전 패턴들을 포함할 수 있다. 복수의 도전 패턴들은 도 11 및 도 12에서 설명한 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-8), 제2 터치 전극들(121-1 내지 121-7), 제3 터치 전극들(131-11 내지 131-22), 제1 배선들(CHY-1 내지 CHY-8), 제2 배선들(CHX-1 내지 CHX-7), 및 제3 배선들(CHD-1 내지 CHD-4)을 포함할 수 있다. 이에 대해서는 이하에서 구체적으로 설명한다.
절연층(105)은 제1 도전층(101)과 제2 도전층(102) 사이에 배치된다. 절연층(105)은 제1 도전층(101)과 제2 도전층(102)을 단면상에서 이격 및 분리시킨다. 즉, 제1 도전층(101)과 제2 도전층(102)은 절연층(105)에 의해 전기적으로 절연될 수 있다. 제1 도전층(101)과 제2 도전층(102) 중 일부는 절연층(105)을 관통하는 컨택홀을 통해 전기적으로 접속될 수 있다. 절연층(105)은 유기물 및/또는 무기물을 포함할 수 있다.
윈도우(103)는 제2 도전층(102)을 커버하며, 제2 도전층(102)을 보호한다. 윈도우(103)은 절연성을 가질 수 있다. 윈도우(103)은 적어도 하나의 무기막 및/또는 유기막을 포함할 수 있다. 경우에 따라, 윈도우(103)은 생략될 수도 있다.
제1 터치 전극들(111-1 내지 111-8)은 제2 도전층(102)에 배치된 제1 센서 패턴(SP1) 및 제2 도전층(102)에 배치된 제1 연결 패턴(BP1)을 포함할 수 있다.
제2 터치 전극들(121-1 내지 121-7)은 제2 도전층(102)에 배치된 제2 센서 패턴(SP2) 및 제1 도전층(101)에 배치된 제2 연결 패턴들(BP2)을 포함할 수 있다. 제2 센서 패턴(SP2)과 제2 연결 패턴들(BP2)은 컨택홀(HL)을 관통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 터치 전극들(131-11 내지 131-22)은 제2 도전층(102)에 배치된 제3 센서 패턴(SP3) 및 제1 도전층(101)에 배치된 제3 연결 패턴들(BP3)을 포함할 수 있다. 제3 센서 패턴(SP3)과 제3 연결 패턴들(BP3)은 컨택홀(HL)을 관통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 15는 도 10의 터치 장치에 스타일러스 펜이 근접한 일 예를 나타낸 도면이다.
스타일러스 펜(20)은 전도성 팁(conductive tip)(21), 공진 회로부(23), 접지부(ground, 25), 및 바디부(body, 27)를 포함할 수 있다. 터치 장치(10)에 의해, 터치 패널(100)에 근접한 스타일러스 펜(20)의 터치 입력이 감지될 수 있다.
전도성 팁(21)은 적어도 일부가 전도성 물질(예를 들어, 금속, 전도성 고무, 전도성 패브릭, 전도성 실리콘 등)로 형성되며, 공진 회로부(23)에 전기적으로 연결될 수 있다.
공진 회로부(23)는 LC 공진 회로로서, 전도성 팁(21)을 통해 제1 구동/수신부(110) 및 제2 구동/수신부(120) 중 적어도 하나로부터 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 및 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 적어도 한 종류의 전극 모두에 인가된 구동 신호에 공진할 수 있다.
공진 회로부(23)가 구동 신호에 공진하여 발생된 공진 신호는 전도성 팁(21)을 통해 터치 패널(100)에 출력될 수 있다. 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m), 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n), 및 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 적어도 한 종류의 전극 모두에 구동 신호가 인가되는 구간 및 그 이후의 구간에서, 공진 회로부(23)의 공진에 의한 공진 신호가 전도성 팁(21)에 전달될 수 있다. 공진 회로부(23)는 바디부(27) 내에 위치하며, 접지부(25)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 방식의 스타일러스 펜(20)은 터치 전극들(111-1 내지 111-m, 121-1 내지 121-n, 131-11 내지 131-ab) 중 적어도 하나에 인가되는 구동 신호에 응답하여 공진 신호를 발생시킴으로써 터치 입력을 발생시킬 수 있다.
터치 전극들(111-1 내지 111-m, 121-1 내지 121-n, 131-11 내지 131-ab) 중 적어도 하나와 스타일러스 펜(20)의 전도성 팁(21)에 의해 커패시턴스(Cx)가 형성된다. 터치 전극들(111-1 내지 111-m, 121-1 내지 121-n, 131-11 내지 131-ab) 중 적어도 하나와 전도성 팁(21) 사이의 커패시턴스(Cx)를 통해, 구동 신호가 스타일러스 펜(20) 측에 전달되고, 공진 신호가 터치 패널(100) 측으로 전달될 수 있다.
터치 장치(10)는 상기에서 설명한 공진 신호를 발생시키는 방식을 이용하는 스타일러스 펜(20) 이외의 터치 객체(예를 들어, 사용자의 신체 부위(손가락, 손바닥 등), 패시브(passive) 또는 액티브(active) 방식의 스타일러스 펜)에 의한 터치를 검출할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 터치 장치(10)는, 전기 신호를 입력받아 이를 자기장 신호로 출력하는 스타일러스 펜에 의한 터치를 검출한다. 예를 들어, 터치 장치(10)는 디지타이저(digitizer)를 더 구비할 수 있다. 스타일러스 펜에 의해 전자기 공진(또는 전자기 유도)된 자기장 신호가 디지타이저에 의해 검출됨으로써, 터치가 검출될 수 있다. 또는 터치 장치(10)는, 자기장 신호를 입력받아 이를 공진된 자기장 신호로 출력하는 스타일러스 펜에 의한 터치를 검출한다. 예를 들어, 터치 장치(10)는 구동 신호로서 전류를 인가하는 코일과 디지타이저를 더 구비할 수 있다. 전류가 인가된 코일에서 생성된 자기장 신호에 스타일러스 펜이 공진한다. 스타일러스 펜은 전자기 공진(또는 전자기 유도)된 자기장 신호가 디지타이저에 의해 검출됨으로써, 터치가 검출될 수 있다.
제어부(140)는 터치 장치(10)의 구동을 제어하며, 터치 장치(10)의 터치 감지 결과에 대응하여 터치 좌표 정보를 출력할 수 있다.
다음으로 도 16 및 17을 참조하여 실시예들에 따른 터치 장치의 제어 방법에 대해 설명한다.
도 16은 실시예들에 따른 터치 장치의 제어 방법을 나타낸 순서도이고, 도 17은 터치 장치의 제어 방법에 따라 구동 신호를 인가하는 일례를 나타낸 도면이다. 터치 리포트 레이트(touch report rate)에 따른, 하나의 터치 리포트 프레임 기간은 제1 구간과 제2 구간을 포함한다. 터치 리포트 레이트는 터치 장치(10)가 터치 전극들을 구동하여 획득된 터치 데이터를 리포팅하는 외부의 호스트 시스템으로 출력하는 속도 또는 주파수(Hz)를 의미한다.
먼저 도 16을 참조하면, 제1 구간에서, 터치 장치(10)는 제1 모드로 구동(S10)한다. 제1 모드는 스타일러스 펜(20) 외의 다른 터치 객체에 의한 터치 입력을 검출하기 위한 구동 신호를 터치 패널(100)에 인가하는 모드이다.
일례로, 제1 모드에서 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 구동 신호를 출력하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 터치에 따른 감지 신호를 수신한다.
다른 예로, 제1 모드에서 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)에 동시에 구동 신호를 출력하고, 터치에 따른 감지 신호를 수신한다.
즉, 제1 모드에서 제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 제3 구동/수신부(130) 중 적어도 하나는 대응하는 적어도 하나의 터치 전극에 구동 신호를 출력하고, 제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 제3 구동/수신부(130) 중 적어도 하나는 대응하는 적어도 하나의 터치 전극으로부터 터치에 따른 감지 신호를 수신할 수 있다.
제어부(140)는 제1 구간에서 획득되는 감지 신호를 사용하여 제1 객체의 위치를 결정(S12)한다.
예를 들어, 제어부(140)는 제1 구간에서 획득되는 감지 신호를 사용하여, 터치 좌표, 터치 면적 등의 터치 정보를 산출한다. 제1 구간에서 획득되는 감지 신호는 사용자의 신체 부위(손가락, 손바닥 등)에 의한 감지 신호와 스타일러스 펜(20), 패시브 방식의 스타일러스 펜에 의한 감지 신호 중 적어도 하나를 포함한다.
제2 구간의 제1-1 서브 구간에서, 터치 장치(10)는 제2 모드로 구동(S14)한다. 제2 모드는 스타일러스 펜(20)에 의한 터치 입력을 검출하기 위한 구동 신호(이하, 제1 구동 신호라고 지칭됨)를 터치 패널(100)에 인가하는 모드이다.
제2 구간은 제1-1 서브 구간, 제2-1 서브 구간, 제1-2 서브 구간, 및 제2-2 서브 구간을 포함할 수 있다. 제1-1 서브 구간 및 제2-1 서브 구간은 제2 구간 초기의 구간일 수 있다. 제2 구간 내에서 제1-1 서브 구간 및 제2-1 서브 구간이 복수로 포함될 수 있다. 제2-1 서브 구간이 종료되면, 제1-2 서브 구간이 개시될 수 있다. 제2 구간 내에서 제1-2 서브 구간 및 제2-2 서브 구간이 복수로 포함될 수 있다.
일례로, 제1-1 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 제1 구동 신호를 동시에 인가한다.
다른 예로, 제1-1 서브 구간에서 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 제1 구동 신호를 동시에 인가한다.
또 다른 예로, 제1-1 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110) 및 제2 구동/수신부(120)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 제1 구동 신호를 인가하고 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 제1 구동 신호를 인가한다. 이 경우, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 인가되는 제1 구동 신호와 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 인가되는 제1 구동 신호의 위상은 동일한 것으로 가정하며, 이에 제한되지 않는다.
또 다른 예로, 첫 번째 제1-1 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110) 및 제2 구동/수신부(120)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 일부에 제1 구동 신호를 인가하고 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 일부에 제1 구동 신호를 인가하고, 두 번째 제1-1 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110) 및 제2 구동/수신부(120)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 다른 일부에 제1 구동 신호를 인가하고 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 다른 일부에 제1 구동 신호를 동시에 인가한다. 이때, 첫 번째 제1-1 서브 구간에서 제1 구동 신호가 인가된 일부 터치 전극과, 두 번째 제1-1 서브 구간에서 제1 구동 신호가 인가된 다른 일부 터치 전극은 일부 중복될 수 있다.
또 다른 예로, 제1-1 서브 구간에서 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 모두에 제1 구동 신호를 동시에 인가한다.
또 다른 예로, 첫 번째 제1-1 서브 구간에서 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 일부에 제1 구동 신호를 동시에 인가하고, 두 번째 제1-1 서브 구간에서 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 일부에 제1 구동 신호를 동시에 인가한다. 이때, 첫 번째 제1-1 서브 구간에서 제1 구동 신호가 인가된 일부 터치 전극과, 두 번째 제1-1 서브 구간에서 제1 구동 신호가 인가된 다른 일부 터치 전극은 일부 중복될 수 있다.
또 다른 예로, 제1-1 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 및 제3 구동/수신부(130)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 모두에 제1 구동 신호를 인가하고 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 제1 구동 신호를 인가하며, 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 모두에 제1 구동 신호를 동시에 인가한다. 이 경우, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 인가되는 제1 구동 신호, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 인가되는 제1 구동 신호, 및 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)에 인가되는 제1 구동 신호의 위상은 모두 동일한 것으로 가정하며, 이에 제한되지 않는다.
즉, 제1-1 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 제3 구동/수신부(130) 중 적어도 하나는, 대응하는 적어도 하나의 터치 전극에 제1 구동 신호를 출력할 수 있다.
제1 구간에서 터치 패널(100)에 인가되는 구동 신호의 주파수는 제1-1 서브 구간에서 터치 패널(100)에 인가되는 제1 구동 신호의 주파수 이하인 것으로 가정한다.
제2 구간의 제2-1 서브 구간에서, 터치 장치(10)는 제1 구동 신호에 기초하여 공진된 감지 신호를 수신(S16)한다.
스타일러스 펜(20)의 공진 회로부(23)는 제1 구동 신호에 공진하고, 이로써 공진 신호가 발생되어 전도성 팁(21)을 통해 터치 패널(100)에 전달될 수 있다.
일례로, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 전달되는 감지 신호를 수신하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 전달되는 감지 신호를 수신한다. 제1 구동/수신부(110)와 제2 구동/수신부(120)는 수신된 감지 신호를 처리하여 제어부(140)에 전달할 수 있다.
다른 예로, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 전달되는 감지 신호를 수신한다. 제3 구동/수신부(130)는 수신된 감지 신호를 처리하여 제어부(140)에 전달할 수 있다.
제어부(140)는 제2-1 서브 구간에서 획득되는 감지 신호에 기초하여, 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점의 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 제2-1 서브 구간에서 획득되는 감지 신호에 기초하여, 터치 면적을 계산할 수 있다.
제1-1 서브 구간 및 제2-1 서브 구간이 제2 구간 내에서 적어도 2회로 반복될 수 있다. 이때, 터치 장치(10)는 제1-1 서브 구간들 각각에서, 제1 구동 신호를 인가하는 터치 패널(100)의 영역을 달리하여 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점의 터치 좌표를 획득할 수도 있다.
도 17의 (a)를 참조하면, 터치 장치(10)는 첫 번째 제1-1 서브 구간 동안 제1 구동 신호를 터치 패널(100)의 영역(AA1)에 대응하여 위치하는 일부 터치 전극들에만 인가하고, 첫 번째 제2-1 서브 구간 동안 터치 패널(100)의 터치 전극들로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 여기서 영역(AA1)에 대응하여 위치하는 일부 터치 전극들은 제1 내지 제3 터치 전극들(111, 121, 131) 중 적어도 일부의 터치 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 장치(10)는 영역(AA1)에 대응하여 위치하는 제1 터치 전극과 제3 터치 전극에 제1 구동 신호를 인가할 수 있다. 터치 장치(10)는 영역(AA1)에 대응하여 위치하는 제2 터치 전극과 제3 터치 전극에 제1 구동 신호를 인가할 수 있다.
이때, 첫 번째 제1-1 서브 구간 동안 터치 장치(10)는 터치 패널(100)의 영역(NA1)에 제1 구동 신호와 180도 위상 차이를 갖는 구동 신호(이하, 제2 구동 신호라고 지칭됨)를 인가하거나, 또는 접지 또는 플로팅시킬 수 있다. 여기서 영역(NA1)에 대응하여 위치하는 일부 터치 전극들은 제1 내지 제3 터치 전극들(111, 121, 131) 중 적어도 일부의 터치 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 장치(10)는 영역(NA1)에 대응하여 위치하는 제1 터치 전극과 제3 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하거나, 또는 접지 또는 플로팅시킬 수 있다. 터치 장치(10)는 영역(NA1)에 대응하여 위치하는 제2 터치 전극과 제3 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하거나, 또는 접지 또는 플로팅시킬 수 있다.
도 17의 (b)를 참조하면, 터치 장치(10)는 두 번째 제1-1 서브 구간 동안, 제1 구동 신호를 터치 패널(100)의 영역(AA2)에 대응하여 위치하는 일부 터치 전극들에만 인가하고, 두 번째 제2-1 서브 구간 동안, 터치 패널(100)의 터치 전극들로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 여기서 영역(AA2)에 대응하여 위치하는 일부 터치 전극들은 제1 내지 제3 터치 전극들(111, 121, 131) 중 적어도 일부의 터치 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 장치(10)는 영역(AA2)에 대응하여 위치하는 제1 터치 전극과 제3 터치 전극에 제1 구동 신호를 인가할 수 있다. 터치 장치(10)는 영역(AA2)에 대응하여 위치하는 제2 터치 전극과 제3 터치 전극에 제1 구동 신호를 인가할 수 있다.
이때, 두 번째 제1-1 서브 구간 동안, 터치 장치(10)는 터치 패널(100)의 영역(NA2)에 제1 구동 신호와 180도 위상 차이를 갖는 제2 구동 신호를 인가하거나, 또는 접지 또는 플로팅시킬 수 있다. 마찬가지로 영역(AA2)에 대응하여 위치하는 일부 터치 전극들은 제1 내지 제3 터치 전극들(111, 121, 131) 중 적어도 일부의 터치 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 장치(10)는 영역(NA2)에 대응하여 위치하는 제1 터치 전극과 제3 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하거나, 또는 접지 또는 플로팅시킬 수 있다. 터치 장치(10)는 영역(NA2)에 대응하여 위치하는 제2 터치 전극과 제3 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하거나, 또는 접지 또는 플로팅시킬 수 있다.
이 때, 첫 번째 제1-1 서브 구간 동안 제1 구동 신호가 인가되는 터치 패널(100)의 영역(AA1)과 두 번째 제1-1 서브 구간 동안 제1 구동 신호가 인가되는 터치 패널(100)의 영역(AA2)은 평면 상 일부 중첩할 수 있다.
제2 구간의 제1-2 서브 구간에서, 터치 장치(10)는 제3 모드로 구동(S18)한다.
일 실시예에서, 제3 모드는 제1 구동 신호를 제1 객체의 위치를 제외한 터치 패널(100) 내의 영역에 인가하고, 제2 구동 신호를 제1 객체의 위치에 대응하는 터치 패널(100) 내의 영역에 인가하는 모드이다. 이때, 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점과 제1 객체(30)의 위치 사이의 거리가 소정 임계치를 초과하는 때, 터치 장치(10)는 제2 구동 신호를 제1 객체의 위치에 대응하는 터치 패널(100) 내의 영역에 인가할 수 있다. 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점과 제1 객체의 위치 사이의 거리가 소정 임계치 이내이면, 터치 장치(10)는 제2 구동 신호를 인가하지 않을 수 있다. 임계치는 적어도 하나의 제3 터치 전극(131) 단위로 이격되는 거리일 수 있으나, 이에 제한되지 않으며 임의의 길이일 수 있다.
즉, 제1-2 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 제3 구동/수신부(130) 중 적어도 하나는, 대응하는 적어도 하나의 터치 전극 중 일부에 제1 구동 신호를 출력하고, 다른 일부에 제2 구동 신호를 출력할 수 있다.
일례로, 제1-2 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 인가한다. 그리고 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가한다.
다른 예로, 제1-2 서브 구간에서 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 동시에 인가한다. 그리고 제2 구동/수신부(110)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가한다.
또 다른 예로, 제1-2 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110) 및 제2 구동/수신부(120)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 인가하고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 인가한다. 그리고 제1 구동/수신부(110) 및 제2 구동/수신부(120)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가하고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가한다.
또 다른 예로, 제1-2 서브 구간에서 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극들 모두에 구동 신호를 동시에 인가한다. 그리고 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제3 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가한다.
또 다른 예로, 제1-2 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 및 제3 구동/수신부(130)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 인가하고 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 인가하며, 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극들 모두에 구동 신호를 동시에 인가한다. 그리고 제1 구동/수신부(110) 및 제2 구동/수신부(120)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가하고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가하며, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제3 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가한다.
제1 구동 신호와 180도 위상 차이를 갖는 제2 구동 신호가 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)에 제공되기 때문에 공진 회로부(23) 양단 사이의 전압 차이는 접지가 이상적인 경우보다 증가하게 된다. 따라서, 공진에 활용될 수 있는 에너지는 증가하고, 그에 따라 스타일러스 펜(10)은 더 큰 크기의 공진 신호를 발생시킬 수 있다. 즉, 이러한 효과가 발생하도록, 본 실시예의 터치 장치(10)는 사용자의 손이 위치하는 영역(또는 위치할 것이라고 예상되는 영역)에는 스타일러스 펜(20)이 위치하는 영역과 상이한 위상의 구동 신호를 제공한다.
다른 실시예에서, 제3 모드는 제1 구동 신호를 제1 객체의 위치를 제외한 터치 패널(100) 내의 영역에 인가하고, 제1 객체의 위치에 대응하는 터치 패널(100) 내의 영역에는 구동 신호를 인가하지 않는 모드이다. 구동 신호가 인가되지 않는 터치 전극은 접지 또는 플로팅될 수 있다.
즉, 제1-2 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 제3 구동/수신부(130) 중 적어도 하나는, 대응하는 적어도 하나의 터치 전극 중 일부에만 제2 구동 신호를 출력하고, 다른 일부는 접지 또는 플로팅시킬 수 있다.
일례로, 제1-2 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 인가한다. 그리고 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들 모두에 구동 신호를 인가하지 않는다.
다른 예로, 제1-2 서브 구간에서 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 동시에 인가한다. 그리고 제2 구동/수신부(110)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들 모두에 구동 신호를 인가하지 않는다.
또 다른 예로, 제1-2 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110) 및 제2 구동/수신부(120)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 인가하고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 인가한다. 그리고 제1 구동/수신부(110) 및 제2 구동/수신부(120)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들 모두에 구동 신호를 인가하지 않고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들 모두에 구동 신호를 인가하지 않는다.
또 다른 예로, 제1-2 서브 구간에서 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극들 모두에 구동 신호를 동시에 인가한다. 그리고 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제3 터치 전극들 모두에 구동 신호를 인가하지 않는다.
또 다른 예로, 제1-1 서브 구간에서 제1 구동/수신부(110), 제2 구동/수신부(120), 및 제3 구동/수신부(130)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 인가하고 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들 모두에 제1 구동 신호를 인가하며, 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극들 모두에 구동 신호를 동시에 인가한다. 그리고 제1 구동/수신부(110) 및 제2 구동/수신부(120)는 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들 모두에 구동 신호를 인가하지 않고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들 모두에 구동 신호를 인가하지 않으며, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제3 터치 전극들 모두에 구동 신호를 인가하지 않는다.
이 경우, 스타일러스 펜(20)의 접지부(25)가 터치 패널(100)에 의해 접지되므로, 전도성 팁(21)에 인가되는 제1 구동 신호가 전부 공진에 사용될 수 있게 된다. 구체적으로, 스타일러스 펜(20)의 공진 회로부(23) 일 단에만 구동 신호가 전달되는바, 제1 구동 신호가 그대로 공진 회로부(23)의 응답 신호 생성에 이용될 수 있다.
제2 구간의 제2-2 서브 구간에서, 터치 장치(10)는 구동 신호에 기초하여 공진된 감지 신호를 수신(S20)한다.
스타일러스 펜(20)의 공진 회로부(23)는 구동 신호에 공진하고, 이로써 공진 신호가 발생되어 전도성 팁(21)을 통해 터치 패널(100)에 전달될 수 있다.
일례로, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 전달되는 감지 신호를 수신하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 전달되는 감지 신호를 수신한다. 제1 구동/수신부(110)와 제2 구동/수신부(120)는 수신된 감지 신호를 처리하여 제어부(140)에 전달할 수 있다.
다른 예로, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 전달되는 감지 신호를 수신한다. 제3 구동/수신부(130)는 수신된 감지 신호를 처리하여 제어부(140)에 전달할 수 있다.
제어부(140)는 제2-2 서브 구간에서 획득되는 감지 신호에 기초하여, 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점의 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다.
또한, 제어부(140)는 제2-2 서브 구간에서 획득되는 감지 신호에 기초하여, 터치 면적을 계산할 수 있다.
도 18은 터치 장치의 제어 방법에 따른 구동 신호의 제1예를 나타낸 파형도이고, 도 19 내지 도 21은 도 18의 구동 신호가 인가되는 예들을 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 제1 구간(T1)에서, 터치 장치(10)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 및 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 적어도 한 종류의 터치 전극들에 구동 신호를 출력할 수 있다. 제1 구동/수신부(110)가 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로 구동 신호를 출력하면, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 제어부(140)는 감지 신호의 신호 크기에 기초하여 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 터치 장치(10)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)에 구동 신호를 출력할 수 있다. 제3 구동/수신부(130)가 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로 구동 신호를 출력하고, 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
제2 구간(T2) 내의 제1-1 서브 구간(T21a)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 모두에 제1 구동 신호를 인가한다.
제1-1 서브 구간(T21a)에서, 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)에 인가되는 제1 구동 신호의 주파수는 스타일러스 펜(20)의 공진 주파수에 대응한다. 이에 반해, 제1 구간(T1)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 출력되는 구동 신호의 주파수는 스타일러스 펜(20)의 공진 주파수와 상이하게 설정된다.
제2 구간(T2) 내의 제2-1 서브 구간(T22a)에서, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 감지 신호를 수신하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제3 구동/수신부(130)도 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
구동 신호 인가가 종료된 제2-1 서브 구간(T22a)에서도, 스타일러스 펜(20)의 공진 회로부(23)에 의해 출력되는 공진 신호는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m), 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n), 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 적어도 하나에 의해 수신될 수 있다.
제어부(140)은 수신된 감지 신호로부터 스타일러스 펜(20)에 의한 터치 입력이 있는지 결정한다.
스타일러스 펜(20)에 의한 터치 입력이 있으면, 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점과 제1 객체(30)의 위치 사이의 거리가 소정 임계치를 초과하는 때, 제2 구간(T2) 내의 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극들 중 적어도 하나에 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제3 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가한다.
또는, 제2 구간(T2) 내의 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극 중 적어도 하나에 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제3 터치 전극 모두에 구동 신호를 인가하지 않는다.
제2 구간(T2) 내의 제2-2 서브 구간(T22b)에서, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 감지 신호를 수신하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제3 구동/수신부(130)도 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
제2 구간(T2)은 제1 서브 구간(T11a, T12b)과 제2 서브 구간(T21a, T22b)을 복수로 포함한다. 예를 들어, 제2 구간(T2) 내에서, 제1 서브 구간(T21a, T21b)과 제2 서브 구간(T22a, T22b)의 조합이 8회로 반복될 수 있다.
상기에서 제1 구간(T1) 이후에 제2 구간(T2)이 존재하는 것으로 설명하였으나, 제2 구간(T2) 이후에 제1 구간(T1)이 존재할 수도 있으며, 제1 구간(T1)과 제2 구간(T2)의 시간 길이는 여러 프레임 내에서 각각 변경될 수 있고, 실시예의 터치 장치(10)의 구동 방식은 이에 제한되지 않는다.
또한, 제2 구간(T2) 내에서, 제1-1 서브 구간(T21a)과 제2-1 서브 구간(T21a) 이후에, 제1-2 서브 구간(T21b)과 제2-2 서브 구간(T22b)이 존재하는 것으로 설명하였으나, 이들의 순서는 변경될 수 있으며 상기의 설명에 제한되지 않는다.
도 19를 참조하면, 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극(131-11 내지 131-25, 131-31 내지 131-35, 131-41 내지 131-45) 모두에 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제3 터치 전극(131-26, 131-27, 131-36, 131-37, 131-46, 131-47) 모두에 제2 구동 신호를 인가한다.
도 20을 참조하면, 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극(131-11 내지 131-25, 131-31 내지 131-35, 131-41 내지 131-45) 중 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점(실질적으로 전도성 팁(21)이 위치한 지점)에 인접한 제3 터치 전극들(131-11, 131-12, 131-21, 131-22) 모두에 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제3 터치 전극(131-26, 131-27, 131-36, 131-37, 131-46, 131-47) 모두에 제2 구동 신호를 인가한다.
도 21을 참조하면, 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극(131-11 내지 131-25, 131-31 내지 131-35, 131-41 내지 131-45) 중 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점(실질적으로 전도성 팁(21)이 위치한 지점)에 위치한 제3 터치 전극(131-11)에만 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제3 터치 전극(131-26, 131-27, 131-36, 131-37, 131-46, 131-47) 모두에 제2 구동 신호를 인가한다.
도 22는 터치 장치의 제어 방법에 따른 구동 신호의 제2예를 나타낸 파형도이고, 도 23 내지 도 25는 도 22의 구동 신호가 인가되는 예들을 나타낸 도면이다.
도 22를 참조하면, 제1 구간(T1)에서, 터치 장치(10)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 및 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 적어도 한 종류의 터치 전극들에 구동 신호를 출력할 수 있다. 제1 구동/수신부(110)가 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로 구동 신호를 출력하면, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 제어부(140)는 감지 신호의 신호 크기에 기초하여 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 터치 장치(10)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)에 구동 신호를 출력할 수 있다. 제3 구동/수신부(130)가 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로 구동 신호를 출력하고, 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
제2 구간(T2) 내의 제1-1 서브 구간(T21a)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 모두에 제1 구동 신호를 인가할 수 있다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 동시에 제1 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 동시에 제1 구동 신호를 인가할 수 있다.
제2 구간(T2) 내의 제2-1 서브 구간(T22a)에서, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 감지 신호를 수신하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제3 구동/수신부(130)도 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
제어부(140)은 수신된 감지 신호로부터 스타일러스 펜(20)에 의한 터치 입력이 있는지 결정한다.
스타일러스 펜(20)에 의한 터치 입력이 있으면, 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점과 제1 객체(30)의 위치 사이의 거리가 소정 임계치를 초과하는 때, 제2 구간(T2) 내의 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제3 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극들 중 적어도 하나에 제1 구동 신호를 인가한다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 동시에 제1 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 동시에 제1 구동 신호를 인가한다.
또는, 제2 구간(T2) 내의 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극 중 적어도 하나에 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제3 터치 전극 모두에 구동 신호를 인가하지 않는다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 동시에 제1 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 동시에 제1 구동 신호를 인가한다.
제2 구간(T2) 내의 제2-2 서브 구간(T22b)에서, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 감지 신호를 수신하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제3 구동/수신부(130)도 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
제2 구간(T2)은 제1 서브 구간(T11a, T12b)과 제2 서브 구간(T21a, T22b)을 복수로 포함한다. 예를 들어, 제2 구간(T2) 내에서, 제1 서브 구간(T21a, T21b)과 제2 서브 구간(T22a, T22b)의 조합이 8회로 반복될 수 있다.
상기에서 제1 구간(T1) 이후에 제2 구간(T2)이 존재하는 것으로 설명하였으나, 제2 구간(T2) 이후에 제1 구간(T1)이 존재할 수도 있으며, 제1 구간(T1)과 제2 구간(T2)의 시간 길이는 여러 프레임 내에서 각각 변경될 수 있고, 실시예의 터치 장치(10)의 구동 방식은 이에 제한되지 않는다.
또한, 제2 구간(T2) 내에서, 제1-1 서브 구간(T21a)과 제2-1 서브 구간(T21a) 이후에, 제1-2 서브 구간(T21b)과 제2-2 서브 구간(T22b)이 존재하는 것으로 설명하였으나, 이들의 순서는 변경될 수 있으며 상기의 설명에 제한되지 않는다.
도 23을 참조하면, 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극(131-11 내지 131-25, 131-31 내지 131-35, 131-41 내지 131-45) 모두에 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제3 터치 전극(131-26, 131-27, 131-36, 131-37, 131-46, 131-47) 모두에 제2 구동 신호를 인가한다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-27)에 동시에 제1 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-19)에 동시에 제1 구동 신호를 인가할 수 있다.
도 24를 참조하면, 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극(131-11 내지 131-25, 131-31 내지 131-35, 131-41 내지 131-45) 중 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점(실질적으로 전도성 팁(21)이 위치한 지점)에 인접한 제3 터치 전극들(131-11, 131-12, 131-21, 131-22) 모두에 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제3 터치 전극(131-26, 131-27, 131-36, 131-37, 131-46, 131-47) 모두에 제2 구동 신호를 인가한다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-27)에 동시에 제1 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-19)에 동시에 제1 구동 신호를 인가할 수 있다.
도 25를 참조하면, 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극(131-11 내지 131-25, 131-31 내지 131-35, 131-41 내지 131-45) 중 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점(실질적으로 전도성 팁(21)이 위치한 지점)에 위치한 제3 터치 전극(131-11)에만 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제3 터치 전극(131-26, 131-27, 131-36, 131-37, 131-46, 131-47) 모두에 제2 구동 신호를 인가한다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-27)에 동시에 제1 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-19)에 동시에 제1 구동 신호를 인가할 수 있다.
도 26은 터치 장치의 제어 방법에 따른 구동 신호의 제3예를 나타낸 파형도이고, 도 27 내지 도 30은 도 26의 구동 신호가 인가되는 예들을 나타낸 도면이다.
도 26을 참조하면, 제1 구간(T1)에서, 터치 장치(10)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 및 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 적어도 한 종류의 터치 전극들에 구동 신호를 출력할 수 있다. 제1 구동/수신부(110)가 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로 구동 신호를 출력하면, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 제어부(140)는 감지 신호의 신호 크기에 기초하여 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 터치 장치(10)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)에 구동 신호를 출력할 수 있다. 제3 구동/수신부(130)가 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로 구동 신호를 출력하고, 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
제2 구간(T2) 내의 제1-1 서브 구간(T21a)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 모두에 제1 구동 신호를 인가할 수 있다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 동시에 제1 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 동시에 제1 구동 신호를 인가할 수 있다.
제2 구간(T2) 내의 제2-1 서브 구간(T22a)에서, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 감지 신호를 수신하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제3 구동/수신부(130)도 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
제어부(140)은 수신된 감지 신호로부터 스타일러스 펜(20)에 의한 터치 입력이 있는지 결정한다.
스타일러스 펜(20)에 의한 터치 입력이 있으면, 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점과 제1 객체(30)의 위치 사이의 거리가 소정 임계치를 초과하는 때, 제2 구간(T2) 내의 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제3 터치 전극들 모두에 제2 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극들 중 적어도 하나에 제1 구동 신호를 인가한다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가한다. 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들 중 적어도 하나에 동시에 제1 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들 중 적어도 하나에 동시에 제1 구동 신호를 인가한다.
또는, 제2 구간(T2) 내의 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극 중 적어도 하나에 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제3 터치 전극 모두에 구동 신호를 인가하지 않는다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가한다. 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들 중 적어도 하나에 구동 신호를 인가하지 않고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들 중 적어도 하나에 구동 신호를 인가하지 않는다.
제2 구간(T2) 내의 제2-2 서브 구간(T22b)에서, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 감지 신호를 수신하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 또한, 제3 구동/수신부(130)도 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
제2 구간(T2)은 제1 서브 구간(T11a, T12b)과 제2 서브 구간(T21a, T22b)을 복수로 포함한다. 예를 들어, 제2 구간(T2) 내에서, 제1 서브 구간(T21a, T21b)과 제2 서브 구간(T22a, T22b)의 조합이 8회로 반복될 수 있다.
상기에서 제1 구간(T1) 이후에 제2 구간(T2)이 존재하는 것으로 설명하였으나, 제2 구간(T2) 이후에 제1 구간(T1)이 존재할 수도 있으며, 제1 구간(T1)과 제2 구간(T2)의 시간 길이는 여러 프레임 내에서 각각 변경될 수 있고, 실시예의 터치 장치(10)의 구동 방식은 이에 제한되지 않는다.
또한, 제2 구간(T2) 내에서, 제1-1 서브 구간(T21a)과 제2-1 서브 구간(T21a) 이후에, 제1-2 서브 구간(T21b)과 제2-2 서브 구간(T22b)이 존재하는 것으로 설명하였으나, 이들의 순서는 변경될 수 있으며 상기의 설명에 제한되지 않는다.
도 27을 참조하면, 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극(131-11 내지 131-25, 131-31 내지 131-35, 131-41 내지 131-45) 모두에 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제3 터치 전극(131-26, 131-27, 131-36, 131-37, 131-46, 131-47) 모두에 제2 구동 신호를 인가한다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들(111-22 내지 111-27) 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들(121-5 내지 121-19) 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가한다. 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-21) 중 적어도 하나에 동시에 제1 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들(121-1 내지 121-4) 중 적어도 하나에 동시에 제1 구동 신호를 인가한다.
도 28을 참조하면, 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극(131-11 내지 131-25, 131-31 내지 131-35, 131-41 내지 131-45) 중 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점(실질적으로 전도성 팁(21)이 위치한 지점)에 인접한 제3 터치 전극들(131-11, 131-12, 131-21, 131-22) 모두에 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제3 터치 전극(131-26, 131-27, 131-36, 131-37, 131-46, 131-47) 모두에 제2 구동 신호를 인가한다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들(111-22 내지 111-27) 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들(121-5 내지 121-19) 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가한다. 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-21) 중 적어도 하나에 동시에 제1 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들(121-1 내지 121-4) 중 적어도 하나에 동시에 제1 구동 신호를 인가한다.
도 29를 참조하면, 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극(131-11 내지 131-25, 131-31 내지 131-35, 131-41 내지 131-45) 중 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점(실질적으로 전도성 팁(21)이 위치한 지점)에 위치한 제3 터치 전극(131-11)에만 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제3 터치 전극(131-26, 131-27, 131-36, 131-37, 131-46, 131-47) 모두에 제2 구동 신호를 인가한다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들(111-22 내지 111-27) 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들(121-5 내지 121-19) 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가한다. 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-21) 중 적어도 하나에 동시에 제1 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들(121-1 내지 121-4) 중 적어도 하나에 동시에 제1 구동 신호를 인가한다.
도 30을 참조하면, 제1-2 서브 구간(T21b)에서, 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제3 터치 전극(131-11 내지 131-25, 131-27 내지 131-35, 131-37 내지 131-43, 131-47) 중 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점(실질적으로 전도성 팁(21)이 위치한 지점)에 위치한 제3 터치 전극(131-24)에만 제1 구동 신호를 인가한다. 제3 구동/수신부(130)는 복수의 제3 터치 전극(131-11 내지 131-ab) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제3 터치 전극(131-26, 131-36, 131-44, 131-45, 131-46) 모두에 제2 구동 신호를 인가한다. 또한, 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제1 터치 전극들(111-13 내지 111-23) 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하는 제2 터치 전극들(121-6 내지 121-19) 모두에 동시에 제2 구동 신호를 인가한다. 제1 구동/수신부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제1 터치 전극들(111-1 내지 111-12, 111-24 내지 111-27) 중 적어도 하나에 동시에 제2 구동 신호를 인가하고, 제2 구동/수신부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 제1 객체(30)의 위치에 위치하지 않는 제2 터치 전극들(121-1 내지 121-5) 중 적어도 하나에 동시에 제2 구동 신호를 인가한다.
터치 데이터와 관련하여, 도 31 및 도 32를 참조하여 설명한다.
도 31은 실시예들의 터치 장치 및 호스트를 나타내는 블록도이고, 도 32는 터치 장치로부터 호스트에 제공되는 터치 데이터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 31을 참조하면, 호스트(50)는 터치 장치(10)에 포함된 터치 컨트롤러(102)에 터치 데이터를 제공받을 수 있다. 예를 들어, 호스트(50)는 모바일 SoC(System-on-Chip), 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor), 미디어 프로세서(Media Processor), 마이크로프로세서, 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), 또는 이와 유사한 장치일 수 있다.
터치 장치(10)는 하나의 터치 리포트 프레임 기간이 종료된 후에, 하나의 터치 리포트 프레임 기간 동안 입력된 터치에 관한 정보를 터치 데이터로 생성하여 호스트(50)에 전달할 수 있다.
또는 터치 장치(10)는 제1 구간(T1)이 종료되면, 제1 구간(T1) 동안 입력된 터치에 관한 정보를 터치 데이터로 생성하여 호스트(50)에 전달하고, 제1 구간(T1)에 연속하는 제2 서브 구간(T12, T22)이 종료되면, 제2 서브 구간(T12, T22) 동안 입력된 터치에 관한 정보를 터치 데이터로 생성하여 호스트(50)에 전달할 수도 있다.
도 32를 참조하면, 터치 데이터(60)는 터치 카운트 필드(61) 및 적어도 하나의 터치 엔티티 필드(62, 63)를 포함할 수 있다.
터치 카운트 필드(61)에는 하나의 터치 리포트 프레임 기간 동안 입력된 터치의 개수를 나타내는 값이 기입될 수 있다. 예를 들어, 하나의 터치 리포트 프레임 기간 내의 제1 구간(T1)에서 하나의 손가락에 의한 터치 좌표가 계산되고, 제2 서브 구간(T12, T22)에서 하나의 스타일러스 펜에 의한 터치 좌표가 계산되는 경우, 터치 카운트 필드(61)에는 두 개의 터치가 입력됨을 나타내는 값이 기입된다.
터치 엔티티 필드(62, 63)는 각각의 터치 입력에 대한 정보를 나타내는 필드를 포함한다. 예를 들어, 터치 엔티티 필드(62, 63)는 플래그 필드(620), X축 좌표 필드(621), Y축 좌표 필드(622), Z 값 필드(623), 면적 필드(624), 터치 액션 필드(625)를 포함한다.
터치 엔티티 필드(62, 63)의 개수는 터치 카운트 필드(61)에 기입된 값과 동일할 수 있다.
플래그 필드(620)에는 터치 객체를 나타내는 값이 기입될 수 있다. 예를 들어, 손가락, 손바닥, 및 스타일러스 펜은 서로 상이한 값으로 플래그 필드(620)에 기입될 수 있다. X축 좌표 필드(621)와 Y축 좌표 필드(622)에는 계산된 터치 좌표를 나타내는 값이 기입될 수 있다. Z 값 필드(623)에는 감지 신호의 신호 세기에 대응되는 값이 기입될 수 있다. 면적 필드(624)에는 터치된 영역의 면적에 대응되는 값이 기입될 수 있다.
실시예들에 따르면, 터치 데이터(60)를 전달 받은 호스트 장치(50)는 면적 필드(624)의 값을 사용하여, 터치 면적이 임계치보다 크면 터치 객체가 손가락(30)인 것으로 결정하고, 터치 면적이 임계치 이하이면 터치 객체가 스타일러스 펜(20)인 것으로 결정한다.
실시예들에 따르면, 터치 데이터(60)를 전달 받은 호스트 장치(50)는 플래그 필드(620)의 값을 사용하여, 터치 객체가 손가락(30)인지 또는 스타일러스 펜(20)인지를 식별할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 상호간에 형성된 정전 용량의 변화를 통해 외부 터치를 감지하는 제1 터치 전극들과 제2 터치 전극들, 및 행렬(matrix) 형태로 배열된 제3 터치 전극들을 포함하는 터치 패널, 그리고
    상기 제1 터치 전극들, 상기 제2 터치 전극들, 및 제3 터치 전극들 중 적어도 하나에 제1 구동 신호를 인가하여 제1 객체의 터치 위치를 검출하고, 상기 제1 터치 전극들, 상기 제2 터치 전극들, 및 상기 제3 터치 전극들 중 적어도 한 종류의 터치 전극에 제2 구동 신호 및 상기 제2 구동 신호와 상이한 제3 구동 신호를 함께 인가하여 상기 제1 객체와 상이한 제2 객체의 터치 위치를 검출하는 제어부
    를 포함하고,
    상기 제1 구동 신호는 상기 제2 구동 신호와 상이한 주파수를 갖고, 상기 제2 구동 신호는 상기 제2 객체를 공진시키는 신호인,
    터치 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 터치 전극들, 상기 제2 터치 전극들, 및 상기 제3 터치 전극들 중 상기 제1 객체의 터치 위치를 제외한 영역에 위치하는 제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 및 제3 터치 전극들 중 적어도 하나에 상기 제2 구동 신호를 인가하는,
    터치 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 터치 전극들, 상기 제2 터치 전극들, 및 상기 제3 터치 전극들 중 중 상기 제1 객체의 터치 위치에 위치하는 제1 터치 전극들, 제2 터치 전극들, 및 제3 터치 전극들 중 적어도 하나에 상기 제3 구동 신호를 인가하는,
    터치 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 객체의 위치를 검출할 수 있도록, 제1 구간 동안, 상기 제1 및 제2 터치 전극들 및 상기 제3 터치 전극들 중 적어도 한 종류의 터치 전극에 상기 제2 구동 신호를 인가하고,
    상기 제1 구간 이후의 제2 구간 동안, 상기 제1 객체의 터치 위치와 상기 제2 객체의 터치 위치 사이의 거리에 따라, 상기 제2 구동 신호만을 인가하거나, 또는 상기 제2 구동 신호와 상기 제3 구동 신호를 함께 인가하는,
    터치 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 객체의 터치 위치와 상기 제2 객체의 터치 위치 사이의 거리가 임계치를 초과하면, 상기 제2 구동 신호와 상기 제3 구동 신호를 함께 인가하는,
    터치 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    제1 구간 동안, 상기 제3 터치 전극들 모두에 상기 제2 구동 신호를 인가하고,
    상기 제1 구간 이후의 제2 구간 동안, 상기 제1 객체의 터치 위치와 상기 제2 객체의 터치 위치 사이의 거리에 따라, 상기 제1 객체의 터치 위치에 대응하는 제3 터치 전극들에 상기 제3 구동 신호를 인가하고, 나머지 제3 터치 전극들에 상기 제2 구동 신호를 인가하는,
    터치 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 구간 및 상기 제2 구간 동안, 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 모두에 상기 제2 구동 신호를 더 인가하는,
    터치 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 구간 동안, 상기 제1 터치 전극들 및 상기 제2 터치 전극들 모두에 상기 제2 구동 신호를 더 인가하고,
    상기 제2 구간 동안, 상기 제1 객체의 터치 위치와 상기 제2 객체의 터치 위치 사이의 거리에 따라, 상기 제1 객체의 터치 위치에 대응하는 제1 터치 전극들 및 제2 터치 전극들에 상기 제3 구동 신호를 인가하고, 나머지 제1 터치 전극들 및 제2 터치 전극들에 상기 제2 구동 신호를 인가하는,
    터치 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 객체는 손가락 및 손바닥 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제2 객체는 스타일러스 펜인,
    터치 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제3 구동 신호는 상기 제2 구동 신호와 180도 위상차를 갖는,
    터치 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제3 구동 신호는 일정한 전압을 유지하는,
    터치 장치.
  12. 각각이 외곽 라인 및 내곽 라인을 포함하는 복수의 제1 센서 패턴 및 복수의 제2 센서 패턴,
    상기 복수의 제1 센서 패턴을 전기적으로 연결하는 복수의 제1 연결 패턴,
    상기 복수의 제2 센서 패턴을 전기적으로 연결하며 상기 복수의 제1 연결 패턴과 상이한 층 상에 위치한 복수의 제2 연결 패턴,
    평면 상에서 상기 내곽 라인에 에워싸인 내곽 영역에 배치된 복수의 제3 센서 패턴, 그리고
    상기 복수의 제3 센서 패턴을 전기적으로 연결하는 복수의 제3 연결 패턴
    을 포함하고,
    평면 상에서 상기 복수의 제3 센서 패턴은 상기 복수의 제1 센서 패턴 및 상기 복수의 제2 센서 패턴의 상기 내곽 영역에 위치하는,
    터치 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 제3 연결 패턴은 상기 복수의 제2 연결 패턴과 동일한 층 상에 위치한,
    터치 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 제1 연결 패턴과 상기 복수의 제2 연결 패턴 사이에 배치된 절연층을 더 포함하고,
    상기 복수의 제2 연결 패턴 및 상기 복수의 제3 연결 패턴은 상기 절연층 아래의 제1 층 상에 위치하며,
    상기 복수의 제1 센서 패턴 및 상기 복수의 제2 센서 패턴, 상기 복수의 제1 연결 패턴은 상기 절연층 위의 제2 층 상에 위치하고,
    상기 복수의 제2 센서 패턴은 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이의 상기 절연층을 관통하여 상기 복수의 제2 연결 패턴들에 연결되는,
    터치 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 제3 센서 패턴 각각은 상기 제1 층 상에 배치되며, 평면 상에서 상기 복수의 제3 센서 패턴 각각과 상기 복수의 제1 센서 패턴 및 복수의 제2 센서 패턴 각각은 비중첩하는,
    터치 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    복수의 제3 연결 패턴 중 적어도 하나는, 상기 복수의 제3 패턴 중 제1 센서 패턴의 내곽 영역에 위치하는 제3 센서 패턴과 상기 복수의 제3 패턴 중 제2 센서 패턴의 내곽 영역에 위치하는 제3 센서 패턴을 연결하는,
    터치 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 제1 센서 패턴과 전기적으로 연결된 제1 구동/수신부,
    상기 복수의 제2 센서 패턴과 전기적으로 연결된 제2 구동/수신부, 그리고
    상기 복수의 제3 센서 패턴과 전기적으로 연결된 제3 구동/수신부
    를 더 포함하고,
    제1 구간에서, 상기 제1 구동/수신부, 상기 제2 구동/수신부, 및 제3 구동/수신부 중 적어도 하나가 구동하여 제1 객체의 터치 위치를 검출하고,
    상기 제1 구간 이후의 제2 구간에서, 상기 제1 구동/수신부, 상기 제2 구동/수신부, 및 제3 구동/수신부 중 적어도 하나가 구동하여 제2 객체의 터치 위치를 검출하며,
    상기 제1 객체는 손가락 및 손바닥 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제2 객체는 스타일러스 펜인,
    터치 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 구간에서, 상기 제1 객체의 위치에 대응하는 센서 패턴들에 인가되는 신호와 상기 제2 객체의 위치에 대응하는 센서 패턴들에 인가되는 신호는 서로 상이한,
    터치 장치.
  19. 상호간에 형성된 정전 용량의 변화를 통해 외부 터치를 감지하고 각각 개구부를 갖는 제1 센서 패턴들 및 제2 센서 패턴들, 그리고
    상기 제1 센서 패턴들 및 상기 제2 센서 패턴들과 동일한 층에서, 상기 각각의 개구부 내에 위치하는 제3 센서 패턴들
    을 포함하며,
    상기 제3 센서 패턴들 중 서로 인접한 두 개 이상의 제3 센서 패턴들은 서로 연결되어 하나의 센서 전극을 구성하고,
    상기 하나의 센서 전극을 구성하는 서로 인접한 두 개 이상의 제3 센서 패턴들은 적어도 제1 센서 패턴들에 포함된 개구부 및 제2 센서 패턴들에 포함된 개구부 내에 각각 위치하는,
    터치 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제3 센서 패턴들 중 일부는 플로팅되어 있는,
    터치 장치.
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101598790B1 (ko) * 2014-05-12 2016-03-03 (주)멜파스 다중 주파수를 이용하여 멀티 터치를 감지하기 위한 터치 감지 장치 및 방법
US10620737B2 (en) * 2014-12-08 2020-04-14 Tactual Labs Co. Differential transmission for reduction of cross-talk in projective capacitive touch sensors
KR102246905B1 (ko) * 2015-09-25 2021-04-30 삼성전자주식회사 좌표 측정 장치 및 이를 구비한 좌표 측정 시스템
KR102553493B1 (ko) * 2016-07-01 2023-07-10 삼성전자주식회사 터치 감지 장치 및 펜과 위치 측정 방법
KR102314497B1 (ko) * 2016-10-25 2021-10-20 엘지디스플레이 주식회사 터치 표시 장치, 액티브 펜, 터치 시스템, 터치회로 및 펜 인식 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022203471A1 (ko) * 2021-03-26 2022-09-29 주식회사 하이딥 터치 입력 장치

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