WO2020153657A1 - 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법 - Google Patents

터치 장치 및 이의 터치 검출 방법 Download PDF

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WO2020153657A1
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touch
signal
electrodes
driving
touch electrodes
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김세엽
이환희
김본기
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주식회사 하이딥
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    • G06F2203/04106—Multi-sensing digitiser, i.e. digitiser using at least two different sensing technologies simultaneously or alternatively, e.g. for detecting pen and finger, for saving power or for improving position detection

Definitions

  • the present disclosure relates to a touch device and a touch detection method thereof.
  • Various terminals such as mobile phones, smart phones, tablet PCs, laptop computers, digital broadcasting terminals, PDAs (Personal Digital Assistants), PMPs (Portable Multimedia Players), and navigation devices are equipped with touch sensors. do.
  • the touch sensor may be located on a display panel displaying an image or may be located in an area of the terminal body. As the user interacts with the terminal by touching the touch sensor, the terminal can provide the user with an intuitive user interface.
  • the stylus pen can transmit and receive signals through a touch sensor through an electrical and/or magnetic method.
  • a signal received during a section for applying a driving signal to touch electrodes included in a touch sensor is used to calculate the position of an object contacting the touch sensor, and a signal received during a section for not applying a driving signal is used.
  • a driving method was used to identify the type of object (eg, finger, stylus pen, palm, etc.) that touches the touch sensor.
  • Embodiments are to provide a touch device for accurately calculating a touch position of different objects and a touch detection method thereof.
  • the touch device applies a first driving signal to a touch panel including a plurality of touch electrodes, and first touch electrodes among a plurality of touch electrodes during a first period, , A touch driver for applying a second driving signal to a plurality of touch electrodes during a second period after the first period, and a signal threshold of the received detection signal corresponding to the first driving signal during the first period is a first threshold And a touch control unit that determines the detection signal as an effective touch signal based on whether it exceeds, and the detection signal includes at least one of a first detection signal by the first touch object and a second detection signal by the second touch object, , A first threshold is set so that the first detection signal is determined as an effective touch signal and the second detection signal is filtered.
  • the touch driver may receive only the third detection signal generated by the second touch object in response to the second drive signal during the second period.
  • the third sensing signal may be determined as an effective touch signal based on whether the signal strength of the third sensing signal exceeds the second threshold.
  • the touch controller may calculate the area of the touch area using the effective touch signal and generate information identifying the touch object as the first touch object or the second touch object according to the size of the area.
  • information on the touch controller may generate information indicating that the touch object is the second touch object.
  • the second touch object is a stylus pen.
  • the touch controller may generate information identifying that the touch object is the first touch object.
  • the first touch object may include at least one of a finger and a palm.
  • the first driving signal is a pulse signal having a first frequency
  • the second driving signal is a pulse signal having a second frequency
  • the first frequency and the second frequency may be different from each other.
  • the touch driver may apply a second drive signal to all of the plurality of touch electrodes in-phase within the second section, and when the second drive signal is at a disable level, receive a detection signal from all of the plurality of touch electrodes. .
  • the touch driver may apply the second driving signal during the first sub-interval in the second section, and stop applying the second driving signal during the second sub-interval in the second section.
  • the touch driver applies the second driving signal during the first sub-interval in the second section, and compares it with the second driving signal during the second sub-interval in the second section, for the enable level section in one repeated period.
  • a third driving signal having a different ratio of the disable level section may be applied to all of the plurality of touch electrodes.
  • a ratio of a disable level interval to an enable level interval within one repetitive period is a:2b+1, a:2b+2, a:2b+3, a:2b+4, a: (3b+1), a:2(b+3)+1, a:2(b+3) a:(2b+1), and a and b are positive numbers.
  • the plurality of touch electrodes includes first touch electrodes and second touch electrodes, the first touch electrodes extend in a first direction, and are arranged in a second direction crossing the first direction, and the second touch electrodes are It extends in two directions and may be arranged in the first direction.
  • the touch driver may receive a sensing signal from all of the second touch electrodes while applying the first driving signal to the first touch electrodes within the first period.
  • the touch driver includes a first driver connected to a plurality of first touch electrodes and a second driver connected to a plurality of second touch electrodes, and the first driver includes a differential amplification connected to two first touch electrodes. And an ADC unit for converting the differentially amplified signal into a digital signal.
  • a touch detection method includes applying a first driving signal to first touch electrodes among a plurality of touch electrodes included in a touch panel during a first period, and touching a plurality of touches during a second period after the first period Applying a second driving signal to the electrode, determining a sensing signal as an effective touch signal based on whether the signal strength of the sensing signal received corresponding to the first driving signal during the first period exceeds a first threshold, And calculating touch coordinates using an effective touch signal, wherein the detection signal includes at least one of a first detection signal by the first touch object and a second detection signal by the second touch object, and The detection signal is determined as an effective touch signal, and the first threshold is set so that the second detection signal is filtered.
  • the method may further include calculating an area of the touch area using the effective touch signal, and generating information identifying the touch object as the first touch object or the second touch object according to the size of the area.
  • Generating information for identifying the touch object according to the size of the area may include generating information for identifying that the touch object is the second touch object if the area is equal to or less than the threshold.
  • Generating information for identifying the touch object according to the size of the area further includes generating information for identifying that the touch object is the first touch object when the area exceeds a threshold, and the first touch object includes a finger and It includes at least one of the palms, and the second touch object is a stylus pen.
  • applying the first driving signal to the first touch electrodes among the plurality of touch electrodes included in the touch panel may be performed while applying the first driving signal to the first touch electrodes within the first period. And receiving sensing signals from all of the second touch electrodes.
  • the step of applying the second driving signal to the plurality of touch electrodes during the second section successive to the first section includes applying the second driving signal to all of the plurality of touch electrodes in-phase within the second section, and
  • the method may include receiving a sensing signal from all of the plurality of touch electrodes.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a touch device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example in which a stylus pen is touched on a touch device according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a touch detection method according to an embodiment.
  • 4 and 5 are views illustrating the touch device of FIG. 1 in more detail.
  • FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of a drive signal and a reception signal according to the touch detection method of FIG. 4.
  • FIG. 7 is a view showing a part of a receiving unit outputting the receiving signal of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a waveform diagram showing another example of a driving signal and a receiving signal according to the touch detection method of FIG. 4.
  • FIG. 9 is a view showing a part of a receiving unit outputting the receiving signal of FIG. 8.
  • FIGS. 6 and 8 are graph showing the magnitude of the received signals of FIGS. 6 and 8.
  • FIG. 11 is a waveform diagram showing a drive signal according to various aspects of an embodiment.
  • FIG. 12 and 13 are waveform diagrams showing driving signals and receiving signals when the driving signal of FIG. 11 is applied according to the touch detection method of FIG. 4.
  • 16 is a block diagram illustrating a touch device and a host performing the driving method of FIG. 4.
  • 17 is a diagram illustrating an example of touch data provided to a host from a touch device.
  • a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be “above” or “on” another part, this includes not only the case of being “just above” the other part but also another part in the middle. . Conversely, when one part is “just above” another part, it means that there is no other part in the middle. Also, being “above” or “on” the reference portion is positioned above or below the reference portion, and does not necessarily mean “above” or “on” the opposite direction of gravity. .
  • FIG. 1 is a view schematically showing a touch device according to an embodiment
  • FIG. 2 is a view showing an example in which a stylus pen is touched on a touch device according to an embodiment.
  • the touch device 10 includes a touch panel 100, first and second driving units 110 and 120 driving the touch panel 100, and a control unit (touch). controller, 130).
  • the touch panel 100 includes a plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m having a shape extending in a first direction and a plurality of second having a shape extending in a second direction crossing the first direction. And touch electrodes 121-1 to 121-n. Within the touch panel 100, the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m may be arranged along the second direction, and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n may be It may be arranged along the first direction. In FIG. 1, the shape of the touch panel 100 is illustrated as a rectangle, but is not limited thereto.
  • the touch panel 100 further includes a substrate 105 and a window 103.
  • a plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and a plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n may be positioned on the substrate 105.
  • the window 103 may be positioned on the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n are illustrated as being located on the same layer, but are respectively located on different layers. It may, but is not limited to.
  • the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m are connected to the first driver 110, and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n are connected to the second driver 120. It is connected.
  • the first driving unit 110 and the second driving unit 120 are separately illustrated in FIG. 1, they may be implemented as one module, unit, or chip, but are not limited thereto.
  • the first driving unit 110 may apply driving signals to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m. Also, the first driver 110 may receive a detection signal from the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m. Similarly, the second driving unit 120 may apply driving signals to the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n. Also, the second driver 120 may receive a sensing signal from the plurality of first touch electrodes 121-1 to 121-n. That is, the first driver 110 and the second driver 120 may be a type of transceiver that transmits and receives signals.
  • the driving signal may include a signal having a frequency corresponding to the resonant frequency of the stylus pen 20 (eg, a sine wave, a square wave, etc.).
  • the resonant frequency of the stylus pen 20 depends on the design value of the resonant circuit part 23 of the stylus pen.
  • the touch device 10 may be used to detect a touch input (direct touch or proximity touch) by a touch object. As illustrated in FIG. 2, a touch input of the stylus pen 20 close to the touch panel 100 may be sensed by the touch device 10.
  • the stylus pen 20 may include a conductive tip 21, a resonant circuit portion 23, a ground portion 25, and a body portion 27.
  • the conductive tip 21 is formed of at least a portion of a conductive material (eg, metal, conductive rubber, conductive fabric, conductive silicone, etc.), and may be electrically connected to the resonant circuit 23.
  • a conductive material eg, metal, conductive rubber, conductive fabric, conductive silicone, etc.
  • the resonant circuit 23 is an LC resonant circuit, and includes a plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m from at least one of the first driver 110 and the second driver 120 through the conductive tip 21. And driving signals applied to at least one of the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the resonance signal generated by the resonance circuit 23 resonating with the driving signal may be output to the touch panel 100 through the conductive tip 21.
  • the resonant circuit 23 is located in the body portion 27 and may be electrically connected to the ground portion 25.
  • the stylus pen 20 in this manner generates a touch input by generating a resonance signal in response to a driving signal applied to at least one of the touch electrodes 111-1 to 111-m and 121-1 to 121-n.
  • a driving signal applied to at least one of the touch electrodes 111-1 to 111-m and 121-1 to 121-n.
  • the capacitance Cx is formed by at least one of the touch electrodes 111-1 to 111-m and 121-1 to 121-n and the conductive tip 21 of the stylus pen 20. Through the capacitance Cx between at least one of the touch electrodes 111-1 to 111-m, 121-1 to 121-n and the conductive tip 21, a driving signal is transmitted to the stylus pen 20 side , The resonance signal may be transmitted to the touch panel 100 side.
  • the touch device 10 is a touch object (for example, a user's body part (finger, palm, etc.), passive, or active (active) other than the stylus pen 20 using the method of generating the resonance signal described above. ) Stylus pen) may be detected, but is not limited thereto.
  • a touch object for example, a user's body part (finger, palm, etc.), passive, or active (active) other than the stylus pen 20 using the method of generating the resonance signal described above.
  • Stylus pen may be detected, but is not limited thereto.
  • the touch device 10 detects a touch by a stylus pen that receives an electrical signal and outputs it as a magnetic field signal.
  • the touch device 10 may further include a digitizer.
  • a magnetic field signal electromagnetically resonant (or electromagnetically induced) by the stylus pen is detected by the digitizer, so that a touch can be detected.
  • the touch device 10 detects a touch by a stylus pen that receives a magnetic field signal and outputs it as a resonant magnetic field signal.
  • the touch device 10 may further include a coil and a digitizer for applying a current as a driving signal.
  • the stylus pen resonates with the magnetic field signal generated by the current-applied coil.
  • the stylus pen may detect a touch by detecting an electromagnetic resonance (or electromagnetic induction) magnetic field signal by a digitizer.
  • the controller 130 controls driving of the touch device 10 and may output touch coordinate information in response to a touch detection result of the touch device 10.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a touch detection method according to an embodiment.
  • the touch device 10 is driven in the first mode (S10).
  • the first mode is a mode in which a driving signal for detecting a touch input by a touch object other than the stylus pen 20 is applied to the touch panel 100.
  • the first driving unit 110 outputs driving signals to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m, and the second driving unit 120 includes a plurality of second touch electrodes.
  • a sensing signal according to a touch is received from (121-1 to 121-n).
  • the controller 130 determines whether the detection signal is an effective touch signal based on whether the signal size of the detection signal obtained in the first section exceeds the first threshold (S20 ).
  • the controller 130 may acquire touch coordinate information using an effective touch signal.
  • the controller 130 calculates the touch coordinates using the detection signal. If the signal size of the detection signal obtained in the first section is less than or equal to the first threshold, the controller 130 does not calculate touch coordinates according to the detection signal whose signal size is less than or equal to the first threshold. In addition, when the signal size of the detection signal obtained in the first section exceeds the first threshold, the controller 130 may calculate the touch area using the detection signal.
  • the detection signal obtained in the first section includes at least one of a first detection signal by a user's body part (finger, palm, etc.), a stylus pen 20, and a second detection signal by a passive stylus pen.
  • the first threshold may be set such that the first detection signal is determined as an effective touch signal and the second detection signal is filtered.
  • the touch device 10 is driven in the second mode (S12).
  • the second mode is a mode in which a driving signal for detecting a touch input by the stylus pen 20 is applied to the touch panel 100 and a resonance signal is received based on the driving signal.
  • the first driving unit 110 simultaneously applies driving signals to all of the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m.
  • the resonant circuit portion 23 of the stylus pen 20 resonates with the driving signal, whereby a resonant signal is generated and transmitted to the touch panel 100 through the conductive tip 21.
  • the first driver 110 receives a detection signal transmitted from the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m
  • the second driver 120 receives a plurality of second touch electrodes 121- 1 to 121-n).
  • the first driving unit 110 and the second driving unit 120 may process the received detection signal and transmit it to the control unit 130.
  • the first driving unit 110 is described as simultaneously applying driving signals to all of the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m, but the second driving unit 120 in the second section ) Applies a driving signal to all of the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n at the same time, or the first driver 110 and the second driver 120 are simultaneously applied to the plurality of first touch electrodes 111 -1 to 111-m) may be applied to all of the driving signals, and a plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n may be applied to the driving signals.
  • the first driver 110 and the second driver 120 drive signals to both the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the phases of the driving signals applied to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the driving signals applied to the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n are the same. Assuming, but not limited to.
  • the control unit 130 determines whether the detection signal is based on whether the signal size of the detection signal obtained in the second section exceeds the second threshold (S22 ).
  • the controller 130 may acquire touch coordinate information of a point where the touch of the stylus pen 20 occurs using an effective touch signal.
  • the control unit 130 calculates the touch coordinates using the detection signal. If the signal size of the detection signal obtained in the second section is less than or equal to the second threshold, the controller 130 does not calculate touch coordinates according to the detection signal whose signal size is less than or equal to the second threshold. In addition, when the signal size of the detection signal acquired in the second section exceeds the second threshold, the controller 130 may calculate the touch area using the detection signal.
  • FIG. 4 and 5 are views illustrating the touch device of FIG. 1 in more detail.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a touch device in a first section. As illustrated, the first driver 110 is connected to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m.
  • the second driving unit 120 includes a plurality of amplifiers (123-1 to 123-n), an ADC unit 125, and a signal processing unit (DSP, 127).
  • the second driver 120 may sequentially receive the detection signals of the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n in one second touch electrode unit. Alternatively, the second driver 120 may simultaneously receive a sensing signal from the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • Each of the plurality of amplification units 123-1 to 123-n is connected to a corresponding second touch electrode among the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • each of the plurality of amplification units 123-1 to 123-n may be implemented as an amplifier in which one of the two input terminals is connected to ground or a DC voltage, and a sensing signal is input to the other input terminal.
  • Each of the plurality of amplifying units 123-1 to 123-n amplifies and outputs a sensing signal transmitted from the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n in parallel.
  • the ADC unit 125 converts the amplified detection signal into a digital signal. Then, the signal processing unit 127 processes a plurality of amplified signals converted into digital signals and transmits them to the control unit 130.
  • FIG. 5 is a view showing the touch device in the second section.
  • the first driving unit 110 includes a plurality of differential amplification units (or differential amplification units) 113-1 to 113-i, an ADC unit 115, and a signal processing unit (DSP, 117).
  • the second driving unit 120 includes a plurality of differential amplifying units 123-1 to 123-j, an ADC unit 125, and a signal processing unit (DSP, 127).
  • the plurality of differential amplifiers 113-1 to 113-i and 123-1 to 123-j may be configured by changing the connection of input terminals of the plurality of amplifiers 123-1 to 123-n. That is, i+k ⁇ n.
  • the ground of the two input terminals of the amplification unit 123-1 or the input terminal connected to the DC voltage is connected to the corresponding second touch electrode 121-4, and the ground of the two input terminals of the amplification unit 123-1 is By connecting the input terminal to which the DC voltage is connected to the corresponding second touch electrode 121-5, two touch electrodes may be connected to one amplification unit.
  • each of the differential amplifiers 113-1 to 113-i and 123-1 to 123-j are respectively connected to two touch electrodes spaced apart from each other by at least one touch electrode.
  • Each of the differential amplifying units 113-1 to 113-i and 123-1 to 123-j may differentially amplify and output two sensing signals transmitted from the touch electrodes.
  • Each of the differential amplification units 113-1 to 113-i and 123-1 to 123-j receives a sensing signal from two touch electrodes and differentially amplifies them, so even if a driving signal is simultaneously applied to a plurality of touch electrodes, saturation Does not work.
  • Each of the differential amplification units 113-1 to 113-i and 123-1 to 123-j may receive a sensing signal from two adjacent touch electrodes, not two adjacent touch electrodes.
  • each of the differential amplifiers 113-1 to 113-i and 123-1 to 123-j receives a sensing signal from two touch electrodes spaced apart from one or more touch electrodes.
  • the differential amplification unit 113-1 receives a sensing signal from the first touch electrode 111-1 and the first touch electrode 111-5.
  • the differential amplification unit 113-1 receives a detection signal from two adjacent touch electrodes (for example, the first touch electrode 111-1 and the first touch electrode 111-2), the first touch electrode
  • the sensing signals due to the touch in the region between (111-1) and the first touch electrode 111-2 are not sufficiently large even though they are differentially amplified by the differential amplifier 113-1. Therefore, when the differential amplifier 113-1 is connected to two adjacent first touch electrodes, the touch sensitivity is deteriorated.
  • the differential amplification unit 113-1 since the differential amplification unit 113-1 receives a detection signal from the first touch electrode 111-1 and the first touch electrode 111-5, the detection signal by the touch electrode at the location where the touch is input is generated. It can be differentially amplified to have a sufficiently large value, and touch sensitivity can be improved.
  • Each of the ADC units 115 and 125 converts the differentially amplified sensing signal into a digital signal.
  • each of the signal processing units 117 and 127 processes a plurality of differential amplified signals converted into digital signals and transmits them to the control unit 130.
  • the touch detection method will be described with reference to FIGS. 6 to 10.
  • FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of a driving signal and a reception signal according to the touch detection method of FIG. 4, and FIG. 7 is a diagram showing a part of a reception unit outputting the reception signal of FIG. 6.
  • touch by a finger is applied to an area where the first touch electrodes 111-1, 111-2 and the second touch electrodes 121-1, 121-2, and 121-3 intersect. It is assumed to exist.
  • first driving signals D_111-1 to D_111-m are sequentially applied to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m.
  • the first driving signals D_111-1 to D_111-m are pulse signals having an enable level voltage VE and a disable level voltage VD.
  • the second driver 120 receives detection signals R_121-1 to R_121-n from the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the first driving signals D_111-1 to D_111-m are driving signals for detecting a touch input by a touch object other than the stylus pen 20, and are not limited to the waveform illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 6 illustrates that the first driving signals D_111-1 to D_111-m are sequentially applied to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m
  • the plurality of first touch electrodes 111- Driving signals having different frequencies (for example, frequencies having an orthogonal relationship with each other) may be simultaneously applied to 1 to 111-m.
  • the second driver 120 receives a sensing signal according to the touch from the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n, and uses the band pass filters of different frequency bands to detect the sensing signals first. It can be separated for each touch electrode (111-1 to 111-m).
  • the detection signal R_121-1 from the second touch electrode 121-1 is amplified and output through the corresponding amplifying unit 123-1, and the second touch electrode 121-
  • the detection signal R_121-2 from 2) is amplified and output through the corresponding amplification unit 123-1, and the detection signal R_121-3 from the second touch electrode 121-3 corresponds to the amplification.
  • Amplified through the unit 123-1 is output, and the detection signal R_121-4 from the second touch electrode 121-4 can be amplified and output through the corresponding amplification unit 123-1.
  • a change in signal size due to a touch occurs as ⁇ V0, ⁇ V1, and ⁇ V2, respectively.
  • the controller 130 includes first touch electrodes 111-1 and 111-2 to which a driving signal is applied when a signal size change occurs and second touch electrodes 121-1 and 121-2 where a signal size change occurs. , 121-3) can intersect with the touch coordinates.
  • the second driving signals D_111-1 to D_111-m are applied to all of the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m.
  • the third driving signal D_121 is applied to all of the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the second and third driving signals D_111 and D_121 are pulse signals having an enable level voltage VE and a disable level voltage VD, and a frequency similar to the resonant frequency of the stylus pen 20. .
  • reception of detection signals from the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n is not performed. .
  • the first driving unit 110 and the second driving unit 120 include a plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and a plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n) It is possible to receive a detection signal from all.
  • the second section T2 includes a plurality of first sub sections T21 and second sub sections T22.
  • first sub sections T21 and second sub sections T22 may be repeated 8 times.
  • FIG. 8 is a waveform diagram showing another example of a driving signal and a reception signal according to the touch detection method of FIG. 3, and FIG. 9 is a diagram showing a part of a receiving unit outputting the reception signal of FIG. 8.
  • first driving signals D_111-1 to D_111-m are sequentially applied to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m.
  • the second driver 120 receives detection signals R_121-1 to R_121-n from the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the signal size change value ⁇ V3 of the detection signal R_121-5 from the second touch electrode 121-5 with a touch is amplified. It can be amplified through the unit 123-5 and output.
  • the second driving signals D_111-1 to D_111-m are applied to all of the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m.
  • the third driving signal D_121 is applied to all of the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the second and third driving signals D_111 and D_121 are pulse signals having an enable level voltage VE and a disable level voltage VD, and a frequency similar to the resonant frequency of the stylus pen 20. .
  • the enable level voltage VE and the disable level voltage VD of the second and third drive signals D_111 and D_121 are the same, and are in-phase signals. It is not limited to this.
  • the magnitude of the pen resonance signal increases according to the time at which the second and third driving signals D_111 and D_121 are applied. And, after a certain period of time, the magnitude of the pen resonance signal is saturated.
  • reception of detection signals from the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n is not performed. .
  • the first driving unit 110 stops applying the driving signal D_111
  • the second driving unit 120 also stops applying the driving signal D_121.
  • a driving signal (a) is applied to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n. D_111, D_121) are not applied.
  • the first driving unit 110 and the second driving unit 120 include a plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and a plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n) It is possible to receive a detection signal from all.
  • the first driving unit 110 and the second driving unit 120 may receive the pen resonance signal in the second sub-section T22 to which the driving signals D_111 and D_121 are not applied as a sensing signal.
  • the signal size difference between the detection signal R_121-5 from the second touch electrode 121-5 with touch and the detection signal R_121-1 from the second touch electrode 121-1 without touch ( ⁇ V5) may be amplified and output through the differential amplifier 123-1.
  • the controller 130 includes first touch electrodes 111-1 and 111-2 to which a driving signal is applied when a signal size difference is generated, and second touch electrodes 121-2 and 121-3 where a signal size difference is generated. ) Can be calculated as the touch point.
  • the control unit 130 may calculate the touch position in the touch panel 100 through the detection signal received in the second sub-section T22.
  • the touch device 10 in the second sub-section T22, the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121- n) Since the detection signals are received through all of them, there is an advantage in that touch coordinates along two axes intersecting each other can be quickly acquired.
  • the same driving signals D_111 and D_121 are applied to both the first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n in the first section T1. Simultaneously applied to, there is an advantage that the size of the resonance signal of the stylus pen 20 responding thereto is improved.
  • detection signal reception may be performed at least once in the second sub-section T22 by at least one of the first driving unit 110 and the second driving unit 120.
  • the time point for receiving the detection signal may be at least one time point in the second sub-interval T22, but is not limited thereto.
  • One frame 1 FRAME includes a first section T1 and a second section T2.
  • the second section T2 includes a first sub section T22 and a second sub section T22. When the second sub-section T22 ends, the first section of the next frame is started.
  • the magnitude difference of the detection signal by the finger is ⁇ V1, ⁇ V2, which exceeds the first threshold Threshold1.
  • the difference in the magnitude of the detection signal by the stylus pen 20 is ⁇ V3, which is equal to or less than the first threshold Threshold1.
  • the controller 130 determines a detection signal having a size difference exceeding a first threshold Th1 in the first period T1 as an effective touch signal.
  • the first threshold (Threshold1) is such that the first detection signal by the user's body part (finger, palm, etc.) is determined as an effective touch signal and the second detection signal by the stylus pen 20 and the passive stylus pen is filtered. Can be set.
  • the controller 130 determines the detection signal by the finger as an effective touch signal, and calculates the touch coordinates using the detection signal.
  • the controller 130 determines that the detection signal by the stylus pen 20 is not an effective touch signal, and does not calculate touch coordinates.
  • the difference in the magnitude of the detection signal by the stylus pen 20 is ⁇ V4, ⁇ V5, which exceeds the second threshold (Threshold2).
  • the control unit 130 determines a detection signal having a size difference exceeding a second threshold value in the second period T2 as an effective touch signal. Therefore, the control unit 130 determines the detection signal by the stylus pen 20 as an effective touch signal, and calculates the touch coordinates using the detection signal.
  • touch coordinates are calculated using only the detection signal in the first section T1, so that the touch position by the touch object with small signal size change is accurately calculated. There was a difficult problem.
  • the first threshold is the first detection signal by the user's body part (finger, palm, etc.) is determined as an effective touch signal and the stylus pen 20, the passive stylus pen 2
  • the detection signal is set to be filtered. Accordingly, the touch coordinates by the touch object having a large change in signal size may be accurately detected in the first period T1, and the touch coordinates by the touch object having a small signal size change may be accurately detected in the second period T2. have.
  • FIG. 11 is a waveform diagram showing a drive signal according to various aspects of an embodiment.
  • the first sub-interval T21 it is enabled to at least one of the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the driving signals D_111 and D_121 in which the pulse of the level VE is repeated at a predetermined period are applied.
  • the resonance signals of the stylus pen 20 may be quickly reached to a predetermined voltage level (ie, saturated) by the driving signals D_111 and D_121.
  • the driving signals D_111 and D_121 having a plurality of sections having different lengths of the sections are applied.
  • the first The driving signals output from the 2 sub-sections T22 have a duty ratio of a:2b+1, a:2b+2, a:2b+3, a:2b+4, a:(3b+1), a:2( b+3)+1, a:2(b+3), a:(2b+1) ⁇ , and the like.
  • a and b are positive integers.
  • the enable level section and the disable level section are repeated at least n times, and the disable level section is at least 2n times. It may include a sustained section.
  • the enable level section corresponds to a section in which the driving signal has an enable level VE
  • the disable level section corresponds to a section in which the driving signal has a disable level VE.
  • the duty ratio of the driving signal is only an example, and may include all ratios that enable the resonant signal of the stylus pen 20 to reach a predetermined level to be maintained at an effective level.
  • the resonance signal of the stylus pen 20 that has reached a predetermined level by the first driving signal in the first sub-section T21 may be maintained at an effective level by the driving signal in the second sub-section T22.
  • the effective level means a level at which the controller 130 can detect the resonance signal of the stylus pen 20 as a touch signal.
  • the driving signal in the second sub-interval T22 may be a signal in which at least one pulse is periodically omitted from the first driving signal in the first sub-interval T21.
  • the driving signal in the second sub-section T22 since the driving signal in the second sub-section T22 is output in a form in which at least one pulse is periodically omitted compared to the driving signal in the first sub-section T21, the first sub-section T21 ) And the driving signal in the second sub-section T22 may have different pulse rates. That is, the driving signal in the second sub-section T22 may have a lower pulse speed than the driving signal in the sub-section T21.
  • the pulse rate may be the number of pulses output per unit time (for example, 1 second).
  • the second sub-interval T22 As the number of skipped pulses of the driving signal is smaller, energy transferred from the touch device 10 to the stylus pen 20 may be increased. Therefore, as the number of skipped pulses of the driving signal in the second sub-section T22 is smaller, the signal level of the pen resonance signal generated in the second sub-section T22 is increased. In addition, as the number of skipped pulses of the driving signal in the second sub-interval T22 increases, energy consumed for output of the driving signal may decrease. Therefore, as the number of pulses skipped in the driving signal in the second sub-section T22 increases, energy consumed by the touch device 10 in the second sub-section T22 may decrease.
  • the driving signal applied to the touch electrodes 111-1 to 111-m and 121-1 to 121-n during the second sub-interval T22 is a pulse not skipped or a skipped pulse. It is assumed that the ratio is 1:1.
  • FIG. 12 is a waveform diagram showing an example of a driving signal and a receiving signal when the driving signal of FIG. 11 is applied according to the touch detection method of FIG. 4.
  • first driving signals D_111-1 to D_111-m are sequentially applied to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m.
  • the first driving signals D_111-1 to D_111-m are pulse signals having an enable level voltage VE and a disable level voltage VD.
  • the second driver 120 receives detection signals R_121-1 to R_121-n from the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the detection signal R_121-1 from the second touch electrode 121-1 is amplified and output through the corresponding amplification unit 123-1, and the detection signal R_121 from the second touch electrode 121-2 -2) is amplified and output through the corresponding amplifying unit 123-1, and the detection signal R_121-3 from the second touch electrode 121-3 is through the corresponding amplifying unit 123-1.
  • the signal is amplified and output, and the detection signal R_121-4 from the second touch electrode 121-4 may be amplified and output through the corresponding amplifying unit 123-1.
  • a change in signal size due to a touch occurs as ⁇ V0, ⁇ V1, and ⁇ V2, respectively.
  • the controller 130 includes first touch electrodes 111-1 and 111-2 to which a driving signal is applied when a signal size change occurs and second touch electrodes 121-1 and 121-2 where a signal size change occurs. , 121-3) can intersect with the touch coordinates.
  • the second driving signals D_111-1 to D_111-m are applied to all of the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m.
  • the third driving signal D_121 is applied to all of the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the second and third driving signals D_111 and D_121 are pulse signals having an enable level voltage VE and a disable level voltage VD, and a frequency similar to the resonant frequency of the stylus pen 20. .
  • reception of detection signals from the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n is not performed. .
  • the period in which the enable level period and the disable level period are repeated at least n times and the period in which the disable level period is maintained at least 2n times may be repeated at least once in the second sub-section T22.
  • the driving signals applied to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m are at a disable level, and the driving signals applied to the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n are deactivated.
  • the first and second driving units 110 and 120 are from both the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • a detection signal can be received.
  • FIG. 13 is a waveform diagram showing another example of a driving signal and a receiving signal when the driving signal of FIG. 11 is applied according to the touch detection method of FIG. 3.
  • first driving signals D_111-1 to D_111-m are sequentially applied to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m.
  • the second driver 120 receives detection signals R_121-1 to R_121-n from the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the signal size change value ⁇ V3 of the detection signal R_121-5 from the second touch electrode 121-5 with a touch is amplified. It can be amplified through the unit 123-5 and output.
  • the second driving signals D_111-1 to D_111-m are applied to all of the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m.
  • the third driving signal D_121 is applied to all of the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n.
  • the second and third driving signals D_111 and D_121 are pulse signals having an enable level voltage VE and a disable level voltage VD, and a frequency similar to the resonant frequency of the stylus pen 20. .
  • the enable level voltage VE and the disable level voltage VD of the second and third drive signals D_111 and D_121 are the same, and are in-phase signals. It is not limited to this.
  • the magnitude of the pen resonance signal increases according to the time at which the second and third driving signals D_111 and D_121 are applied. And, after a certain period of time, the magnitude of the pen resonance signal is saturated.
  • reception of detection signals from the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n is not performed. .
  • the driving signals applied to the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m are at a disable level, and the driving signals applied to the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n are deactivated.
  • the first and second driving units 110 and 120 include a plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and a plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n ) It is possible to receive detection signals from all at the same time.
  • the first driving unit 110 and the second driving unit 120 include a plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and a plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n) It is possible to receive a detection signal from all.
  • the first driving unit 110 and the second driving unit 120 may receive the pen resonance signal in the second sub-section T22 to which the driving signals D_111 and D_121 are not applied as a sensing signal.
  • Signal magnitude difference ( ⁇ V6) between the detection signal R_111-2 from the first touch electrode 111-2 with touch and the detection signal R_111-6 from the first touch electrode 111-6 without touch ( ⁇ V6) A may be amplified through the differential amplifier 113-2 and output.
  • the signal size difference between the detection signal R_121-5 from the second touch electrode 121-5 with touch and the detection signal R_121-1 from the second touch electrode 121-1 without touch ( ⁇ V7) may be amplified and output through the differential amplifier 123-1.
  • the controller 130 includes first touch electrodes 111-1 and 111-2 to which a driving signal is applied when a signal size difference is generated, and second touch electrodes 121-2 and 121-3 where a signal size difference is generated. ) Can be calculated as the touch point.
  • the control unit 130 may calculate the touch position in the touch panel 100 through the detection signal received in the second sub-section T22.
  • the touch device 10 in the second sub-section T22, the plurality of first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121- n) Since the detection signals are received through all of them, there is an advantage in that touch coordinates along two axes intersecting each other can be quickly acquired.
  • the same driving signals D_111 and D_121 are applied to both the first touch electrodes 111-1 to 111-m and the plurality of second touch electrodes 121-1 to 121-n in the first section T1. Simultaneously applied to, there is an advantage that the size of the resonance signal of the stylus pen 20 responding thereto is improved.
  • detection signal reception may be performed at least once in the second sub-section T22 by at least one of the first driving unit 110 and the second driving unit 120.
  • the time point for receiving the detection signal may be at least one time point in the second sub-interval T22, but is not limited thereto.
  • a finger 30 touches the touch panel 100.
  • a plurality of touch electrodes 111-3 to 111-5 and 121-4 to 121-6 may be positioned in the vicinity of the area A1 where the tip of the finger 30 contacts the touch panel 100.
  • the area of the touch area A1 may be calculated using the detection signals received from the plurality of touch electrodes 111-3 to 111-5, 121-4 to 121-6.
  • the stylus pen 40 touches the touch panel 100.
  • One first touch electrode 111-6 and one second touch electrode 121-6 may be positioned near an area A2 where the tip of the stylus pen 40 contacts the touch panel 100.
  • two first touch electrodes and two second touch electrodes may be positioned near the area A2 where the tip of the stylus pen 40 contacts the touch panel 100. That is, the tip of the stylus pen 40 is located in the area A2 where the tip of the stylus pen 40 contacts the touch panel 100 than the number of touch electrodes located in the area A1 where the tip of the finger 30 contacts the touch panel 100. The number of touch electrodes is smaller. Therefore, the area of the touch area A2 by the touch of the stylus pen 40 is calculated as a very small value compared to the touch area A1 by the touch of the finger 30.
  • the touch device 10 may transmit touch data including information about an area of the touch area to the host device.
  • the host device may identify whether the touch object is a finger 30 or a stylus pen 40.
  • the touch device 10 may determine a touch object according to the calculated area of the touch area, and may transmit touch data including information on the determined touch object to the host device.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a touch device and a host performing the driving method of FIG. 4, and FIG. 17 is a view showing an example of touch data provided to the host from the touch device.
  • the host 50 may receive touch data from the control unit 130 included in the touch device 10.
  • the host 50 is a mobile system-on-chip (SoC), an application processor (AP), a media processor (Media Processor), a microprocessor, a central processing unit (CPU), or It may be a similar device.
  • SoC mobile system-on-chip
  • AP application processor
  • Media Processor media processor
  • microprocessor microprocessor
  • CPU central processing unit
  • the touch device 10 may generate information about the touch input during one frame as touch data and transmit it to the host 50.
  • the touch device 10 when the first section T1 ends, the touch device 10 generates information about the touch input during the first section T1 as touch data and transmits it to the host 50, and transmits the information on the touch to the host 50.
  • the second section T2 that is continuous in is terminated, information on the touch input during the second section T2 may be generated as touch data and transmitted to the host 50.
  • the touch data 60 may include a touch count field 61 and at least one touch entity field 62 and 63.
  • a value indicating the number of touches input during one frame period may be written in the touch count field 61. For example, when the touch coordinates by one finger are calculated in the first period T1 in one frame period, and the touch coordinates by one stylus pen is calculated in the second period T2, the touch count field ( In 61), a value indicating that two touches are input is written.
  • the touch entity fields 62 and 63 include fields indicating information about each touch input.
  • the touch entity fields 62 and 63 are flag fields 620, X axis coordinate fields 621, Y axis coordinate fields 622, Z value fields 623, area fields 624, and touch actions.
  • Field 625 is flag fields 620, X axis coordinate fields 621, Y axis coordinate fields 622, Z value fields 623, area fields 624, and touch actions.
  • the number of touch entity fields 62 and 63 may be the same as the value written in the touch count field 61.
  • a value indicating a touch object may be written. For example, fingers, palms, and stylus pens may be written in the flag field 620 with different values from each other.
  • values representing the calculated touch coordinates may be written in the X-axis coordinate field 621 and the Y-axis coordinate field 622 .
  • values representing the calculated touch coordinates may be written in the Z value field 623 .
  • a value corresponding to the signal strength of the detection signal may be written.
  • the area field 624 a value corresponding to the area of the touched area may be written.
  • the host device 50 receiving the touch data 60 uses the value of the area field 624 to determine that the touch object is the finger 30 when the touch area is greater than the threshold value, and then touch If the area is below a threshold, it is determined that the touch object is a stylus pen 40.
  • the host device 50 receiving the touch data 60 may use the value of the flag field 620 to identify whether the touch object is a finger 30 or a stylus pen 40. have.

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Abstract

일 실시예에 따른 터치 장치는 복수의 터치 전극을 포함하는 터치 패널, 그리고 제1 구간 동안 복수의 터치 전극 중 제1 터치 전극들에 제1 구동 신호를 인가하고, 제1 구간에 이후의 제2 구간 동안 복수의 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하는 터치 구동부, 그리고 제1 구간 동안 제1 구동 신호에 대응하여 수신된 감지 신호의 신호 세기가 제1 임계치를 초과하는지에 기초하여 감지 신호를 유효 터치 신호로 결정하는 터치 제어부를 포함하고, 감지 신호는 제1 터치 객체에 의한 제1 감지 신호 및 제2 터치 객체에 의한 제2 감지 신호 중 적어도 하나를 포함하고, 제1 감지 신호는 유효 터치 신호로 결정되고 제2 감지 신호는 필터링되도록 제1 임계치가 설정된다.

Description

터치 장치 및 이의 터치 검출 방법
본 개시는 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.
종래에는, 터치 센서에 포함된 터치 전극들에 구동 신호를 인가하는 구간 동안 수신되는 신호를 사용하여, 터치 센서에 접촉하는 객체의 위치를 계산하고, 구동 신호를 인가하지 않는 구간 동안 수신되는 신호를 사용하여, 터치 센서에 접촉하는 객체의 유형(예를 들어, 손가락, 스타일러스 펜, 손바닥 등)을 식별하는 구동 방법이 사용되었다.
그러나, 상이한 유형의 객체들이 터치 센서에 함께 접촉하는 경우, 각각의 객체에 의한 수신 신호가 구별되지 않아서, 각각의 객체의 위치가 정확히 계산되기 어려운 문제가 있다.
실시예들은 서로 상이한 객체들의 터치 위치를 정확하게 산출하기 위한 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해, 일 실시예에 따른 터치 장치는 복수의 터치 전극을 포함하는 터치 패널, 그리고 제1 구간 동안 복수의 터치 전극 중 제1 터치 전극들에 제1 구동 신호를 인가하고, 제1 구간에 이후의 제2 구간 동안 복수의 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하는 터치 구동부, 그리고 제1 구간 동안 제1 구동 신호에 대응하여 수신된 감지 신호의 신호 세기가 제1 임계치를 초과하는지에 기초하여 감지 신호를 유효 터치 신호로 결정하는 터치 제어부를 포함하고, 감지 신호는 제1 터치 객체에 의한 제1 감지 신호 및 제2 터치 객체에 의한 제2 감지 신호 중 적어도 하나를 포함하고, 제1 감지 신호는 유효 터치 신호로 결정되고 제2 감지 신호는 필터링되도록 제1 임계치가 설정된다.
터치 구동부는 제2 구간 동안 제2 구동 신호에 대응하여 제2 터치 객체에 의해 생성된 제3 감지 신호만을 수신할 수 있다.
제3 감지 신호의 신호 세기가 제2 임계치를 초과하는지에 기초하여 제3 감지 신호를 유효 터치 신호로 결정할 수 있다.
터치 제어부는 유효 터치 신호를 사용하여 터치 영역의 면적을 계산하고, 면적의 크기에 따라 터치 객체를 제1 터치 객체 또는 제2 터치 객체로 식별하는 정보를 생성할 수 있다.
터치 제어부는 면적이 임계치 이하이면 터치 객체가 제2 터치 객체임을 식별하는 정보를 생성할 수 있다.
제2 터치 객체는 스타일러스 펜이다.
터치 제어부는 면적이 임계치를 초과하면 터치 객체가 제1 터치 객체임을 식별하는 정보를 생성할 수 있다.
제1 터치 객체는 손가락 및 손바닥 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 구동 신호는 제1 주파수를 갖는 펄스 신호이고, 제2 구동 신호는 제2 주파수를 갖는 펄스 신호이며, 제1 주파수와 제2 주파수는 서로 상이할 수 있다.
터치 구동부는 제2 구간 내에서, 제2 구동 신호를 복수의 터치 전극 모두에 동위상으로 인가하고, 제2 구동 신호가 디세이블 레벨인 때, 복수의 터치 전극 모두로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
터치 구동부는 제2 구간 내의 제1 서브 구간 동안 제2 구동 신호를 인가하고, 제2 구간 내의 제2 서브 구간 동안 제2 구동 신호의 인가를 중단할 수 있다.
터치 구동부는 제2 구간 내의 제1 서브 구간 동안 제2 구동 신호를 인가하고, 제2 구간 내의 제2 서브 구간 동안 제2 구동 신호와 비교하여, 반복되는 하나의 주기 내에서 이네이블 레벨 구간에 대한 디세이블 레벨 구간의 비가 상이한 제3 구동 신호를 복수의 터치 전극 모두에 인가할 수 있다.
제3 구동 신호는 반복되는 하나의 주기 내에서 이네이블 레벨 구간에 대한 디세이블 레벨 구간의 비가 a:2b+1, a:2b+2, a:2b+3, a:2b+4, a:(3b+1), a:2(b+3)+1, a:2(b+3) a:(2b+1) 중 적어도 하나를 포함하고, a 및 b는 양수이다.
복수의 터치 전극은 제1 터치 전극들과 제2 터치 전극들을 포함하고, 제1 터치 전극들은 제1 방향으로 연장되고, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며, 제2 터치 전극들은 제2 방향으로 연장되고, 제1 방향으로 배열될 수 있다.
터치 구동부는 제1 구간 내에서, 제1 구동 신호를 제1 터치 전극들에 인가하는 동안, 제2 터치 전극들 모두로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
터치 구동부는 복수의 제1 터치 전극에 연결되어 있는 제1 구동부 및 복수의 제2 터치 전극에 연결되어 있는 제2 구동부를 포함하고, 제1 구동부는 두 개의 제1 터치 전극에 연결되어 있는 차동 증폭부, 및 차동 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 터치 검출 방법은 제1 구간 동안 터치 패널에 포함된 복수의 터치 전극 중 제1 터치 전극들에 제1 구동 신호를 인가하는 단계, 제1 구간 이후의 제2 구간 동안 복수의 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하는 단계, 제1 구간 동안 제1 구동 신호에 대응하여 수신된 감지 신호의 신호 세기가 제1 임계치를 초과하는지에 기초하여 감지 신호를 유효 터치 신호로 결정하는 단계, 그리고 유효 터치 신호를 사용하여 터치 좌표를 계산하는 단계를 포함하고, 감지 신호는 제1 터치 객체에 의한 제1 감지 신호 및 제2 터치 객체에 의한 제2 감지 신호 중 적어도 하나를 포함하고, 제1 감지 신호는 유효 터치 신호로 결정되고 제2 감지 신호는 필터링되도록 제1 임계치가 설정된다.
제2 구간 동안 제2 구동 신호에 대응하여 제2 터치 객체에 의해 생성된 제3 감지 신호만을 수신하는 단계, 그리고 제3 감지 신호의 신호 세기가 제2 임계치를 초과하는지에 기초하여 제3 감지 신호를 유효 터치 신호로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
유효 터치 신호를 사용하여 터치 영역의 면적을 계산하는 단계, 그리고 면적의 크기에 따라 터치 객체를 제1 터치 객체 또는 제2 터치 객체로 식별하는 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
면적의 크기에 따라 터치 객체를 식별하는 정보를 생성하는 단계는, 면적이 임계치 이하이면 터치 객체가 제2 터치 객체임을 식별하는 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
면적의 크기에 따라 터치 객체를 식별하는 정보를 생성하는 단계는, 면적이 임계치를 초과하면 터치 객체가 제1 터치 객체임을 식별하는 정보를 생성하는 단계를 더 포함하고, 제1 터치 객체는 손가락 및 손바닥 중 적어도 하나를 포함하고, 제2 터치 객체는 스타일러스 펜이다.
제1 구간 동안 터치 패널에 포함된 복수의 터치 전극 중 제1 터치 전극들에 제1 구동 신호를 인가하는 단계는, 제1 구간 내에서, 제1 구동 신호를 제1 터치 전극들에 인가하는 동안, 제2 터치 전극들 모두로부터 감지 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 구간에 연속하는 제2 구간 동안 복수의 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하는 단계는, 제2 구간 내에서, 제2 구동 신호를 복수의 터치 전극 모두에 동위상으로 인가하는 단계, 그리고 제2 구동 신호가 디세이블 레벨인 때, 복수의 터치 전극 모두로부터 감지 신호를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 인체와 스타일러스 펜이 동시에 접촉할 때, 스타일러스 펜에 의한 터치 위치를 검출할 수 있는 장점이 있다.
실시예들에 따르면, 서로 상이한 유형의 터치 객체의 위치를 정확하게 산출할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 터치 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 터치 장치에 스타일러스 펜이 터치된 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 터치 검출 방법을 나타낸 순서도이다. 도 4 및 도 5는 도 1의 터치 장치를 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4의 터치 검출 방법에 따른 구동 신호와 수신 신호의 일례를 나타낸 파형도이다.
도 7은 도 6의 수신 신호를 출력하는 수신부의 일부를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 4의 터치 검출 방법에 따른 구동 신호와 수신 신호의 다른 예를 나타낸 파형도이다.
도 9은 도 8의 수신 신호를 출력하는 수신부의 일부를 나타낸 도면이다.
도 10는 도 6 및 도 8의 수신 신호의 크기를 나타낸 그래프이다.
도 11은 일 실시예의 다양한 양태들에 따라 구동 신호를 나타낸 파형도들이다.
도 12 및 도 13는 도 11의 구동 신호를 도 4의 터치 검출 방법에 따라 인가할 때의 구동 신호와 수신 신호를 나타낸 파형도이다.
도 14 및 도 15는 상이한 객체들의 터치 면적을 나타내는 도면이다.
도 16는 도 4의 구동 방법을 수행하는 터치 장치 및 호스트를 나타내는 블록도이다.
도 17은 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 일 실시예에 따른 터치 장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 일 실시예에 따른 터치 장치에 스타일러스 펜이 터치된 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 터치 장치(10)는 터치 패널(touch panel, 100), 터치 패널(100)을 구동하는 제1 및 제2 구동부(110, 120), 및 제어부(touch controller, 130)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 1에서 터치 패널(100)의 형태는 사각형으로 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 터치 패널(100)은 기판(105)과 윈도우(103)를 더 포함한다. 기판(105) 위에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)이 위치할 수 있다. 그리고 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 위에 윈도우(103)가 위치할 수 있다. 도 2에서 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)이 동일한 층에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 상이한 층에 각각 위치할 수도 있으며 이에 제한되지 않는다.
복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)은 제1 구동부(110)에 연결되어 있고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)은 제2 구동부(120)에 연결되어 있다. 도 1에서 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120)를 분리하여 도시하였으나, 하나의 모듈, 유닛, 칩(chip)으로 구현될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 구동부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 또한, 제1 구동부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 마찬가지로, 제2 구동부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 구동 신호를 인가할 수 있다. 또한, 제2 구동부(120)는 복수의 제1 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 즉, 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120)는 신호를 송수신하는 일종의 트랜시버(transceiver)일 수 있다.
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 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.
전도성 팁(21)은 적어도 일부가 전도성 물질(예를 들어, 금속, 전도성 고무, 전도성 패브릭, 전도성 실리콘 등)로 형성되며, 공진 회로(23)에 전기적으로 연결될 수 있다.
공진 회로(23)는 LC 공진 회로로서, 전도성 팁(21)을 통해 제1 구동부(110) 및 제2 구동부(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 회로(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) 및 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 적어도 한 종류의 전극 모두에 구동 신호가 인가되는 구간 및 그 이후의 구간에서, 공진 회로(23)의 공진에 의한 공진 신호가 전도성 팁(21)에 전달될 수 있다. 공진 회로(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) 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) 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) 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(130)는 터치 장치(10)의 구동을 제어하며, 터치 장치(10)의 터치 감지 결과에 대응하여 터치 좌표 정보를 출력할 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하여, 일 실시예에 따른 터치 검출 방법을 설명한다.
도 3은 일 실시예에 따른 터치 검출 방법을 나타낸 순서도이다.
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.
예를 들어, 제1 모드에서 제1 구동부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 구동 신호를 출력하고, 제2 구동부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 터치에 따른 감지 신호를 수신한다.
제어부(130)는 제1 구간에서 획득되는 감지 신호의 신호 크기가 제1 임계치를 초과하는지에 기초하여, 감지 신호가 유효 터치 신호인지를 결정(S20)한다. 제어부(130)는 유효 터치 신호를 사용하여 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 제어부(130)는 제1 구간에서 획득되는 감지 신호의 신호 크기가 제1 임계치를 초과하면, 감지 신호를 사용하여 터치 좌표를 계산한다. 제어부(130)는 제1 구간에서 획득되는 감지 신호의 신호 크기가 제1 임계치 이하이면, 신호 크기가 제1 임계치 이하인 감지 신호에 따른 터치 좌표를 계산하지 않는다. 또한, 제어부(130)는 제1 구간에서 획득되는 감지 신호의 신호 크기가 제1 임계치를 초과하면, 감지 신호를 사용하여 터치 면적을 계산할 수 있다. 제1 구간에서 획득되는 감지 신호는 사용자의 신체 부위(손가락, 손바닥 등)에 의한 제1 감지 신호와 스타일러스 펜(20), 패시브 방식의 스타일러스 펜에 의한 제2 감지 신호 중 적어도 하나를 포함한다. 제1 임계치는 제1 감지 신호가 유효 터치 신호로 결정되고 제2 감지 신호가 필터링되도록 설정될 수 있다.
제2 구간에서, 터치 장치(10)는 제2 모드로 구동(S12)한다. 제2 모드는 스타일러스 펜(20)에 의한 터치 입력을 검출하기 위한 구동 신호를 터치 패널(100)에 인가하고, 구동 신호에 기초하여 공진된 신호를 수신하는 모드이다.
예를 들어, 제1 구동부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 모두에 구동 신호를 동시에 인가한다. 스타일러스 펜(20)의 공진 회로부(23)는 구동 신호에 공진하고, 이로써 공진 신호가 발생되어 전도성 팁(21)을 통해 터치 패널(100)에 전달된다. 그런 다음, 제1 구동부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)으로부터 전달되는 감지 신호를 수신하고, 제2 구동부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 전달되는 감지 신호를 수신한다. 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120)는 수신된 감지 신호를 처리하여 제어부(130)에 전달할 수 있다.
상기에서는 제2 구간에서, 제1 구동부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 모두에 구동 신호를 동시에 인가하는 것으로 설명하였으나, 제2 구간에서 제2 구동부(120)가 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 구동 신호를 동시에 인가하거나, 또는 제1 구동부(110) 및 제2 구동부(120)가 동시에 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 모두에 구동 신호를 인가하고 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 구동 신호를 인가할 수 있다. 제1 구동부(110) 및 제2 구동부(120)가 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 구동 신호를 인가하는 경우, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 인가되는 구동 신호와 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 인가되는 구동 신호의 위상은 동일한 것으로 가정하며, 이에 제한되지 않는다.
제어부(130)는 제2 구간에서 획득되는 감지 신호의 신호 크기가 제2 임계치를 초과하는지에 기초하여, 감지 신호가 인지를 결정(S22)한다. 제어부(130)는 유효 터치 신호를 이용하여 스타일러스 펜(20)의 터치가 발생한 지점의 터치 좌표 정보를 획득할 수 있다.
예를 들어, 제어부(130)는 제2 구간에서 획득되는 감지 신호의 신호 크기가 제2 임계치를 초과하면, 감지 신호를 사용하여 터치 좌표를 계산한다. 제어부(130)는 제2 구간에서 획득되는 감지 신호의 신호 크기가 제2 임계치 이하이면, 신호 크기가 제2 임계치 이하인 감지 신호에 따른 터치 좌표를 계산하지 않는다. 또한, 제어부(130)는 제2 구간에서 획득되는 감지 신호의 신호 크기가 제2 임계치를 초과하면, 감지 신호를 사용하여 터치 면적을 계산할 수 있다.
다음으로, 도 4 및 도 5를 참조하여 터치 장치(10)의 제1 및 제2 구동부(110, 120)에 대해 구체적으로 설명한다.
도 4 및 도 5는 도 1의 터치 장치를 보다 구체적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 4는 제1 구간에서의 터치 장치를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 제1 구동부(110)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 연결되어 있다.
제2 구동부(120)는 복수의 증폭부(amplifier)(123-1 내지 123-n), ADC부(125), 및 신호 처리부(DSP, 127)를 포함한다. 제2 구동부(120)는 하나의 제2 터치 전극 단위로 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)의 감지 신호를 순차적으로 수신할 수 있다. 또는 제2 구동부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로 동시에 감지 신호를 수신할 수도 있다.
복수의 증폭부(123-1 내지 123-n) 각각은 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 대응하는 하나의 제2 터치 전극에 연결되어 있다. 구체적으로, 복수의 증폭부(123-1 내지 123-n) 각각은 두 개의 입력단 중 하나의 입력단이 접지 또는 직류 전압이 연결되고, 다른 입력단에 감지 신호가 입력되는 증폭기로 구현될 수 있다. 복수의 증폭부(123-1 내지 123-n) 각각은 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에서 전달되는 감지 신호를 병렬적으로 증폭하여 출력한다.
ADC부(125)는 증폭된 감지 신호를 디지털 신호로 변환한다. 그리고 신호 처리부(127)는 디지털 신호로 변환된 복수의 증폭 신호를 처리하여 제어부(130)에 전달한다.
다음으로, 도 5는 제2 구간에서의 터치 장치를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 제1 구동부(110)는 복수의 차동 증폭부(또는 차분 증폭부)(113-1 내지 113-i), ADC부(115), 및 신호 처리부(DSP, 117)를 포함한다. 제2 구동부(120)는 복수의 차동 증폭부(123-1 내지 123-j), ADC부(125), 및 신호 처리부(DSP, 127)를 포함한다.
복수의 차동 증폭부(113-1 내지 113-i, 123-1 내지 123-j)는 복수의 증폭부(123-1 내지 123-n)의 입력단의 연결을 변경하여 구성될 수 있다. 즉, i+k≤n일 수 있다. 구체적으로, 증폭부(123-1)의 두 입력단 중 접지 또는 직류 전압이 연결된 입력단을 대응하는 제2 터치 전극(121-4)에 연결하고, 증폭부(123-1)의 두 입력단 중 접지 또는 직류 전압이 연결된 입력단을 대응하는 제2 터치 전극(121-5)에 연결하여, 하나의 증폭부에 두 개의 터치 전극이 연결될 수 있다.
각각의 차동 증폭부(113-1 내지 113-i, 123-1 내지 123-j)의 입력단은 적어도 하나의 터치 전극에 의해 서로 이격되어 있는 두 개의 터치 전극에 각각 연결되어 있다. 각각의 차동 증폭부(113-1 내지 113-i, 123-1 내지 123-j)는 터치 전극에서 전달되는 두 개의 감지 신호를 차동 증폭하여 출력할 수 있다. 각각의 차동 증폭부(113-1 내지 113-i, 123-1 내지 123-j)는 두 개의 터치 전극으로부터 감지 신호를 수신하여 차동 증폭하므로, 구동 신호를 복수의 터치 전극에 동시에 인가하더라도, 포화되지 않는다.
각각의 차동 증폭부(113-1 내지 113-i, 123-1 내지 123-j)는 인접한 두 개의 터치 전극이 아닌, 서로 이격되어 있는 두 개의 터치 전극으로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 각각의 차동 증폭부(113-1 내지 113-i, 123-1 내지 123-j)는 하나 이상의 터치 전극을 사이에 두고 이격되어 있는 두 개의 터치 전극으로부터 감지 신호를 수신한다. 도 5에서, 차동 증폭부(113-1)는 제1 터치 전극(111-1) 및 제1 터치 전극(111-5)으로부터 감지 신호를 수신한다. 차동 증폭부(113-1)가 인접한 두 개의 터치 전극(예를 들어, 제1 터치 전극(111-1) 및 제1 터치 전극(111-2))으로부터 감지 신호를 수신한다면, 제1 터치 전극(111-1)과 제1 터치 전극(111-2) 사이의 영역에서의 터치에 의한 감지 신호들은, 차동 증폭부(113-1)에 의해 차동 증폭되더라도 그 값이 충분히 크지 않다. 그러므로, 차동 증폭부(113-1)가 인접한 두 개의 제1 터치 전극에 연결되면, 터치 감도가 저하된다. 그러나, 차동 증폭부(113-1)는 제1 터치 전극(111-1) 및 제1 터치 전극(111-5)으로부터 감지 신호를 수신하므로, 터치가 입력된 위치의 터치 전극에 의한 감지 신호가 충분히 큰 값을 갖도록 차동 증폭될 수 있으며, 터치 감도가 향상될 수 있다.
각각의 ADC부(115, 125)는 차동 증폭된 감지 신호를 디지털 신호로 변환한다. 그리고 각각의 신호 처리부(117, 127)는 디지털 신호로 변환된 복수의 차동 증폭 신호를 처리하여 제어부(130)에 전달한다.
이러한 터치 검출 방법을 도 6 내지 도 10를 참조하여 함께 설명한다.
도 6은 도 4의 터치 검출 방법에 따른 구동 신호와 수신 신호의 일례를 나타낸 파형도이고, 도 7은 도 6의 수신 신호를 출력하는 수신부의 일부를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7에서는, 제1 터치 전극들(111-1, 111-2)과 제2 터치 전극들(121-1, 121-2, 121-3)이 교차하는 영역에 손가락에 의한 터치가 있는 것으로 가정한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 구간(T1)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 순차적으로 제1 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)가 인가된다. 제1 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)는 이네이블 레벨의 전압(VE)과 디세이블 레벨의 전압(VD)을 갖는 펄스 신호이다.
제2 구동부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호(R_121-1 내지 R_121-n)를 수신한다.
제1 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)는 스타일러스 펜(20) 외의 다른 터치 객체에 의한 터치 입력을 검출하기 위한 구동 신호로서, 도 6에 도시된 파형에 제한되지 않는다. 도 6에서는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 순차적으로 제1 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)가 인가되는 것으로 도시하였으나, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 서로 상이한 주파수(예를 들어, 서로 직교(orthogonal)의 관계를 갖는 주파수)를 갖는 구동 신호가 동시에 인가될 수도 있다. 이 경우, 제2 구동부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 터치에 따른 감지 신호를 수신하고, 상이한 주파수 대역의 밴드 패스 필터들을 사용하여 감지 신호들을 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 별로 분리할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제2 터치 전극(121-1)으로부터의 감지 신호(R_121-1)가 대응하는 증폭부(123-1)를 통해 증폭되어 출력되고, 제2 터치 전극(121-2)으로부터의 감지 신호(R_121-2)가 대응하는 증폭부(123-1)를 통해 증폭되어 출력되며, 제2 터치 전극(121-3)으로부터의 감지 신호(R_121-3)가 대응하는 증폭부(123-1)를 통해 증폭되어 출력되고, 제2 터치 전극(121-4)으로부터의 감지 신호(R_121-4)가 대응하는 증폭부(123-1)를 통해 증폭되어 출력될 수 있다. 감지 신호들(R_121-1, R_121-2, R_121-3)에는 터치에 의한 신호 크기 변화가 각각 ΔV0, ΔV1, ΔV2로 발생한다.
제어부(130)는 신호 크기 변화가 발생될 때의 구동 신호를 인가한 제1 터치 전극(111-1, 111-2)과 신호 크기 변화가 발생된 제2 터치 전극(121-1, 121-2, 121-3)이 교차하는 지점을 터치 좌표로 산출할 수 있다.
다음으로, 제2 구간(T2) 내의 제1 서브 구간(T21)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 모두에 제2 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)가 인가되고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 제3 구동 신호(D_121)가 인가된다. 제2 및 제3 구동 신호들(D_111, D_121)은 이네이블 레벨의 전압(VE)과 디세이블 레벨의 전압(VD)을 가지며, 스타일러스 펜(20)의 공진 주파수와 유사한 주파수를 갖는 펄스 신호이다.
제1 서브 구간(T21)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터의 감지 신호의 수신은 수행되지 않는다.
제2 서브 구간(T22)에서, 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두로부터 감지 신호를 수신할 수 있다.
제2 구간(T2)은 제1 서브 구간(T21)과 제2 서브 구간(T22)을 복수로 포함한다. 예를 들어, 제2 구간(T2) 내에서, 제1 서브 구간(T21)과 제2 서브 구간(T22)의 조합이 8회로 반복될 수 있다.
도 6 및 도 7에서는 스타일러스 펜(20)에 의한 터치가 발생하지 않으므로, 제2 서브 구간(T22)에서 감지 신호가 수신되지 않는다.
도 8은 도 3의 터치 검출 방법에 따른 구동 신호와 수신 신호의 다른 예를 나타낸 파형도이고, 도 9은 도 8의 수신 신호를 출력하는 수신부의 일부를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9에서는, 제1 터치 전극(111-2)과 제2 터치 전극(121-5)이 교차하는 영역에 스타일러스 펜(20)에 의한 터치가 있는 것으로 가정한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1 구간(T1)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 순차적으로 제1 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)가 인가된다. 제2 구동부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호(R_121-1 내지 R_121-n)를 수신한다.
스타일러스 펜(20)이 제2 터치 전극(121-5)에 근접해 있으므로, 터치가 있는 제2 터치 전극(121-5)으로부터의 감지 신호(R_121-5)의 신호 크기 변화 값(ΔV3)이 증폭부(123-5)를 통해 증폭되어 출력될 수 있다.
다음으로, 제2 구간(T2) 내의 제1 서브 구간(T21)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 모두에 제2 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)가 인가되고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 제3 구동 신호(D_121)가 인가된다. 제2 및 제3 구동 신호들(D_111, D_121)은 이네이블 레벨의 전압(VE)과 디세이블 레벨의 전압(VD)을 가지며, 스타일러스 펜(20)의 공진 주파수와 유사한 주파수를 갖는 펄스 신호이다.
도 8에서, 제2 및 제3 구동 신호들(D_111, D_121)의 이네이블 레벨의 전압(VE)과 디세이블 레벨의 전압(VD)이 서로 동일한, 동위상의 신호인 것으로 설명하나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 제1 서브 구간(T21)에서, 제2 및 제3 구동 신호들(D_111, D_121)이 인가되는 시간에 따라 펜 공진 신호의 크기는 증가한다. 그리고 일정 시간이 경과한 후에 펜 공진 신호의 크기는 포화 상태에 있다.
제1 서브 구간(T21)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터의 감지 신호의 수신은 수행되지 않는다.
이후, 제1 서브 구간(T21)이 종료되면, 제1 구동부(110)는 구동 신호(D_111)의 인가를 중단하고, 제2 구동부(120)도 구동 신호(D_121)의 인가를 중단한다. 제2 구간(T2) 내의 제2 서브 구간(T22) 동안 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에는 구동 신호(D_111, D_121)가 인가되지 않는다.
제2 서브 구간(T22)에서, 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120)는 구동 신호(D_111, D_121)가 인가되지 않는 제2 서브 구간(T22)에서의 펜 공진 신호를, 감지 신호로서 수신할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 터치가 있는 제1 터치 전극(111-2)으로부터의 감지 신호(R_111-2)와 터치가 없는 제1 터치 전극(111-6)으로부터의 감지 신호(R_111-6)의 신호 크기 차이(ΔV4)가 차동 증폭부(113-2)를 통해 증폭되어 출력될 수 있다. 마찬가지로, 터치가 있는 제2 터치 전극(121-5)으로부터의 감지 신호(R_121-5)와 터치가 없는 제2 터치 전극(121-1)으로부터의 감지 신호(R_121-1)의 신호 크기 차이(ΔV5)가 차동 증폭부(123-1)를 통해 증폭되어 출력될 수 있다.
제어부(130)는 신호 크기 차이가 발생될 때의 구동 신호를 인가한 제1 터치 전극(111-1, 111-2)과 신호 크기 차이가 발생된 제2 터치 전극(121-2, 121-3)이 교차하는 지점을 터치 좌표로 산출할 수 있다.
제어부(130)는 제2 서브 구간(T22)에서 수신된 감지 신호를 통해, 터치 패널(100)에서의 터치 위치를 계산할 수 있다. 일 실시예에 따른 터치 장치(10)에 따르면, 제2 서브 구간(T22)에서 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두를 통해 감지 신호를 수신하므로, 서로 교차하는 두 개의 축에 따른 터치 좌표를 빠른 시간 내에 획득할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제1 구간(T1)에서 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 동일한 구동 신호(D_111, D_121)를 동시에 인가하여, 이에 응답하는 스타일러스 펜(20)의 공진 신호 크기가 향상되는 장점이 있다.
상기의 설명에서, 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120) 중 적어도 하나에 의해, 제2 서브 구간(T22)에서 감지 신호 수신이 적어도 1회 수행될 수 있다. 또한, 감지 신호를 수신하는 시점은 제2 서브 구간(T22) 내의 적어도 하나의 시점일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
다음으로 제1 구간(T1)과 제2 구간(T2) 각각에서 수신된 감지 신호의 크기와 관련하여, 도 10를 함께 참조하여 설명한다.
도 10는 도 6 및 도 8의 수신 신호의 크기를 나타낸 그래프이다. 1 프레임(1 FRAME)은 제1 구간(T1)과 제2 구간(T2)을 포함한다. 제2 구간(T2)은 제1 서브 구간(T22)과 제2 서브 구간(T22)을 포함한다. 제2 서브 구간(T22)이 종료되면 다음 프레임의 제1 구간이 개시된다.
제1 구간(T1)에서, 손가락에 의한 감지 신호의 크기 차이는 ΔV1, ΔV2로서, 이는 제1 임계치(Threshold1)를 초과한다. 제1 구간(T1)에서, 스타일러스 펜(20)에 의한 감지 신호의 크기 차이는 ΔV3로서, 이는 제1 임계치(Threshold1) 이하이다.
실시예에 따르면, 제어부(130)는 제1 구간(T1)에서 제1 임계치(Threshold1)를 초과하는 크기 차이를 갖는 감지 신호를 유효 터치 신호로 결정한다. 제1 임계치(Threshold1)는 사용자의 신체 부위(손가락, 손바닥 등)에 의한 제1 감지 신호가 유효 터치 신호로 결정되고 스타일러스 펜(20), 패시브 방식의 스타일러스 펜에 의한 제2 감지 신호가 필터링되도록 설정될 수 있다.
그러므로, 제어부(130)는 손가락에 의한 감지 신호는 유효 터치 신호로 결정하고, 감지 신호를 사용하여 터치 좌표를 계산한다. 제어부(130)는 스타일러스 펜(20)에 의한 감지 신호는 유효 터치 신호가 아닌 것으로 결정하고, 터치 좌표를 계산하지 않는다.
제2 구간(T2)에서, 스타일러스 펜(20)에 의한 감지 신호의 크기 차이는 ΔV4, ΔV5로서, 이는 제2 임계치(Threshold2)를 초과한다.
제어부(130)는 제2 구간(T2)에서 제2 임계치(Threshold2)를 초과하는 크기 차이를 갖는 감지 신호를 유효 터치 신호로 결정한다. 그러므로, 제어부(130)는 스타일러스 펜(20)에 의한 감지 신호는 유효 터치 신호로 결정하고, 감지 신호를 사용하여 터치 좌표를 계산한다.
종래에는, 상이한 유형의 객체들이 터치 센서에 함께 접촉하는 경우, 제1 구간(T1)에서의 감지 신호만을 사용하여 터치 좌표를 계산하여, 신호 크기 변화가 작은 터치 객체에 의한 터치 위치가 정확히 계산되기 어려운 문제가 있었다.
실시예들에 따르면, 제1 임계치(Threshold1)가 사용자의 신체 부위(손가락, 손바닥 등)에 의한 제1 감지 신호가 유효 터치 신호로 결정되고 스타일러스 펜(20), 패시브 방식의 스타일러스 펜에 의한 제2 감지 신호가 필터링되도록 설정된다. 이로써, 제1 구간(T1)에서는 신호 크기 변화가 큰 터치 객체에 의한 터치 좌표가 정확하게 검출될 수 있고, 제2 구간(T2)에서는 신호 크기 변화가 작은 터치 객체에 의한 터치 좌표가 정확하게 검출될 수 있다.
다음으로 도 11을 참조하여, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 인가될 수 있는 제2 및 제3 구동 신호(D_111, D_121)의 유형에 대해 설명한다.
도 11은 일 실시예의 다양한 양태들에 따라 구동 신호를 나타낸 파형도들이다.
제1 서브 구간(T21) 동안, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 적어도 한 종류의 전극 모두에 이네이블 레벨(VE)의 펄스가 소정 주기로 반복되는 구동 신호(D_111, D_121)가 인가된다. 제1 서브 구간(T21) 동안, 구동 신호(D_111, D_121)에 의해 스타일러스 펜(20)의 공진 신호가 소정 전압 레벨까지 빠르게 도달될 수 있다(즉, 포화될 수 있다).
제2 서브 구간(T22) 동안, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 중 적어도 한 종류의 전극 모두에 디세이블 레벨) 구간의 길이가 상이한 복수의 구간을 갖는 구동 신호(D_111, D_121)가 인가된다.
예를 들어, 제1 서브 구간(T21)에서 출력되는 구동 신호의 듀티비(반복되는 하나의 주기(P) 내에서 이네이블 레벨 구간에 대한 디세이블 레벨 구간의 비)가 1:1이면, 제2 서브 구간(T22)에서 출력되는 구동 신호는 듀티비가 a:2b+1, a:2b+2, a:2b+3, a:2b+4, a:(3b+1), a:2(b+3)+1, a:2(b+3), a:(2b+1)쪋 등을 가질 수 있다. 여기서, a 및 b는 양의 정수이다. 제2 서브 구간(T22)에서 출력되는 구동 신호의 하나의 주기(P)에 대응하는 기간은 이네이블 레벨 구간과 디세이블 레벨 구간이 적어도 n회로 반복되는 구간과, 디세이블 레벨 구간이 적어도 2n회로 유지되는 구간을 포함할 수 있다. 이네이블 레벨 구간은 구동 신호가 이네이블 레벨(VE)을 갖는 구간에 대응하고, 디세이블 레벨 구간은 구동 신호가 디세이블 레벨(VE)을 갖는 구간에 대응된다. 상기의 구동 신호의 듀티비는 일례에 불과하고, 소정 레벨에 도달한 스타일러스 펜(20)의 공진 신호가 유효 레벨로 유지될 수 있도록 하는 모든 비를 포함할 수 있다.
제1 서브 구간(T21)에서의 제1 구동 신호에 의해 소정 레벨에 도달한 스타일러스 펜(20)의 공진 신호가, 제2 서브 구간(T22)에서의 구동 신호에 의해 유효 레벨로 유지될 수 있다. 여기서, 유효 레벨은 제어부(130)가 스타일러스 펜(20)의 공진 신호를 터치 신호로서 감지 가능한 레벨을 의미한다.
제2 서브 구간(T22)에서의 구동 신호는, 제1 서브 구간(T21)에서의 제1 구동 신호에서 적어도 하나의 펄스가 주기적으로 생략된 신호일 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 서브 구간(T22)에서의 구동 신호는 제1 서브 구간(T21)에서의 구동 신호에 비해 적어도 하나의 펄스가 주기적으로 생략된 형태로 출력되므로, 제1 서브 구간(T21)에서의 구동 신호와 제2 서브 구간(T22)에서의 구동 신호는 펄스 속도가 서로 다를 수 있다. 즉, 제2 서브 구간(T22)에서의 구동 신호는, 서브 구간(T21)에서의 구동 신호에 비해 펄스 속도가 낮을 수 있다. 여기서, 펄스 속도는 단위 시간(예를 들어, 1초) 당 출력되는 펄스 개수일 수 있다.
제2 서브 구간(T22)에서 구동 신호의 스킵되는 펄스의 개수가 적을수록 터치 장치(10)로부터 스타일러스 펜(20)으로 전달되는 에너지가 증가될 수 있다. 따라서, 제2 서브 구간(T22)에서 구동 신호의 스킵되는 펄스의 개수가 적을수록, 제2 서브 구간(T22)에서 발생하는 펜 공진 신호의 신호 레벨이 증가하게 된다. 또한, 제2 서브 구간(T22)에서 구동 신호의 스킵되는 펄스의 개수가 많을수록 구동 신호의 출력을 위해 소모되는 에너지가 감소할 수 있다. 따라서, 제2 서브 구간(T22)에서 구동 신호의 스킵되는 펄스의 개수가 많을수록, 터치 장치(10)가 제2 서브 구간(T22)에서 소모하는 에너지가 감소될 수 있다.
다음으로, 도 11에서 설명한 제2 서브 구간(T22)에서의 구동 신호를 인가하는 경우의 터치 검출 방법을 도 12 및 도 13를 참조하여 설명한다. 도 12 및 도 13에서, 제2 서브 구간(T22) 동안 터치 전극들(111-1 내지 111-m, 121-1 내지 121-n)에 인가되는 구동 신호는 스킵되지 않은 펄스 대 스킵된 펄스의 비가 1:1인 것으로 가정하여 설명한다.
도 12은 도 11의 구동 신호를 도 4의 터치 검출 방법에 따라 인가할 때의 구동 신호와 수신 신호의 일례를 나타낸 파형도이다.
도 12에서는, 제1 터치 전극들(111-1, 111-2)과 제2 터치 전극들(121-1, 121-2, 121-3)이 교차하는 영역에 손가락에 의한 터치가 있는 것으로 가정한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제1 구간(T1)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 순차적으로 제1 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)가 인가된다. 제1 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)는 이네이블 레벨의 전압(VE)과 디세이블 레벨의 전압(VD)을 갖는 펄스 신호이다.
제2 구동부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호(R_121-1 내지 R_121-n)를 수신한다.
제2 터치 전극(121-1)으로부터의 감지 신호(R_121-1)가 대응하는 증폭부(123-1)를 통해 증폭되어 출력되고, 제2 터치 전극(121-2)으로부터의 감지 신호(R_121-2)가 대응하는 증폭부(123-1)를 통해 증폭되어 출력되며, 제2 터치 전극(121-3)으로부터의 감지 신호(R_121-3)가 대응하는 증폭부(123-1)를 통해 증폭되어 출력되고, 제2 터치 전극(121-4)으로부터의 감지 신호(R_121-4)가 대응하는 증폭부(123-1)를 통해 증폭되어 출력될 수 있다. 감지 신호들(R_121-1, R_121-2, R_121-3)에는 터치에 의한 신호 크기 변화가 각각 ΔV0, ΔV1, ΔV2로 발생한다.
제어부(130)는 신호 크기 변화가 발생될 때의 구동 신호를 인가한 제1 터치 전극(111-1, 111-2)과 신호 크기 변화가 발생된 제2 터치 전극(121-1, 121-2, 121-3)이 교차하는 지점을 터치 좌표로 산출할 수 있다.
다음으로, 제2 구간(T2) 내의 제1 서브 구간(T21)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 모두에 제2 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)가 인가되고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 제3 구동 신호(D_121)가 인가된다. 제2 및 제3 구동 신호들(D_111, D_121)은 이네이블 레벨의 전압(VE)과 디세이블 레벨의 전압(VD)을 가지며, 스타일러스 펜(20)의 공진 주파수와 유사한 주파수를 갖는 펄스 신호이다.
제1 서브 구간(T21)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터의 감지 신호의 수신은 수행되지 않는다.
제2 서브 구간(T22)에서, 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120)는 하나의 주기(P)에 대응하는 기간은 이네이블 레벨 구간과 디세이블 레벨 구간이 적어도 n회(도 12에서는 n=3이나 이에 한정되지 않음)로 반복되는 구간과, 디세이블 레벨 구간이 적어도 2n회로 유지되는 구간을 포함하는 구동 신호를 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 인가할 수 있다. 이네이블 레벨 구간과 디세이블 레벨 구간이 적어도 n회로 반복되는 구간과, 디세이블 레벨 구간이 적어도 2n회로 유지되는 구간은 제2 서브 구간(T22)에서 적어도 1회로 반복될 수 있다.
그리고, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 인가되는 구동 신호가 디세이블 레벨이고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 인가되는 구동 신호가 디세이블 레벨인 동안, 제1 및 제2 구동부(110, 120)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 및 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두로부터 동시에 감지 신호를 수신할 수 있다.
도 12에서는 스타일러스 펜(20)에 의한 터치가 발생하지 않으므로, 제2 서브 구간(T22)에서 감지 신호가 수신되지 않는다.
도 13는 도 11의 구동 신호를 도 3의 터치 검출 방법에 따라 인가할 때의 구동 신호와 수신 신호의 다른 예를 나타낸 파형도이다.
도 13에서는, 제1 터치 전극(111-2)과 제2 터치 전극(121-5)이 교차하는 영역에 스타일러스 펜(20)에 의한 터치가 있는 것으로 가정한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제1 구간(T1)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 순차적으로 제1 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)가 인가된다. 제2 구동부(120)는 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터 감지 신호(R_121-1 내지 R_121-n)를 수신한다.
스타일러스 펜(20)이 제2 터치 전극(121-5)에 근접해 있으므로, 터치가 있는 제2 터치 전극(121-5)으로부터의 감지 신호(R_121-5) 의 신호 크기 변화 값(ΔV3)이 증폭부(123-5)를 통해 증폭되어 출력될 수 있다.
다음으로, 제2 구간(T2) 내의 제1 서브 구간(T21)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 모두에 제2 구동 신호(D_111-1 내지 D_111-m)가 인가되고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 제3 구동 신호(D_121)가 인가된다. 제2 및 제3 구동 신호들(D_111, D_121)은 이네이블 레벨의 전압(VE)과 디세이블 레벨의 전압(VD)을 가지며, 스타일러스 펜(20)의 공진 주파수와 유사한 주파수를 갖는 펄스 신호이다.
도 8에서, 제2 및 제3 구동 신호들(D_111, D_121)의 이네이블 레벨의 전압(VE)과 디세이블 레벨의 전압(VD)이 서로 동일한, 동위상의 신호인 것으로 설명하나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 제1 서브 구간(T21)에서, 제2 및 제3 구동 신호들(D_111, D_121)이 인가되는 시간에 따라 펜 공진 신호의 크기는 증가한다. 그리고 일정 시간이 경과한 후에 펜 공진 신호의 크기는 포화 상태에 있다.
제1 서브 구간(T21)에서, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)으로부터의 감지 신호의 수신은 수행되지 않는다.
제2 서브 구간(T22)에서, 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120)는 하나의 주기(P)에 대응하는 기간은 이네이블 레벨 구간과 디세이블 레벨 구간이 적어도 n회(도 12에서는 n=3이나 이에 한정되지 않음)로 반복되는 구간과, 디세이블 레벨 구간이 적어도 2n회로 유지되는 구간을 포함하는 구동 신호를 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 인가할 수 있다. 그리고, 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)에 인가되는 구동 신호가 디세이블 레벨이고, 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n)에 인가되는 구동 신호가 디세이블 레벨인 동안(S), 제1 및 제2 구동부(110, 120)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m) 및 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두로부터 동시에 감지 신호를 수신할 수 있다.
제2 서브 구간(T22)에서, 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120)는 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두로부터 감지 신호를 수신할 수 있다. 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120)는 구동 신호(D_111, D_121)가 인가되지 않는 제2 서브 구간(T22)에서의 펜 공진 신호를, 감지 신호로서 수신할 수 있다.
터치가 있는 제1 터치 전극(111-2)으로부터의 감지 신호(R_111-2)와 터치가 없는 제1 터치 전극(111-6)으로부터의 감지 신호(R_111-6)의 신호 크기 차이(ΔV6)가 차동 증폭부(113-2)를 통해 증폭되어 출력될 수 있다. 마찬가지로, 터치가 있는 제2 터치 전극(121-5)으로부터의 감지 신호(R_121-5)와 터치가 없는 제2 터치 전극(121-1)으로부터의 감지 신호(R_121-1)의 신호 크기 차이(ΔV7)가 차동 증폭부(123-1)를 통해 증폭되어 출력될 수 있다.
제어부(130)는 신호 크기 차이가 발생될 때의 구동 신호를 인가한 제1 터치 전극(111-1, 111-2)과 신호 크기 차이가 발생된 제2 터치 전극(121-2, 121-3)이 교차하는 지점을 터치 좌표로 산출할 수 있다.
제어부(130)는 제2 서브 구간(T22)에서 수신된 감지 신호를 통해, 터치 패널(100)에서의 터치 위치를 계산할 수 있다. 일 실시예에 따른 터치 장치(10)에 따르면, 제2 서브 구간(T22)에서 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두를 통해 감지 신호를 수신하므로, 서로 교차하는 두 개의 축에 따른 터치 좌표를 빠른 시간 내에 획득할 수 있는 장점이 있다.
또한, 제1 구간(T1)에서 복수의 제1 터치 전극(111-1 내지 111-m)과 복수의 제2 터치 전극(121-1 내지 121-n) 모두에 동일한 구동 신호(D_111, D_121)를 동시에 인가하여, 이에 응답하는 스타일러스 펜(20)의 공진 신호 크기가 향상되는 장점이 있다.
상기의 설명에서, 제1 구동부(110)와 제2 구동부(120) 중 적어도 하나에 의해, 제2 서브 구간(T22)에서 감지 신호 수신이 적어도 1회 수행될 수 있다. 또한, 감지 신호를 수신하는 시점은 제2 서브 구간(T22) 내의 적어도 하나의 시점일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
다음으로, 도 14 및 14를 참조하여, 터치 객체에 따른 터치 면적에 대해 설명한다.
도 14 및 도 15는 상이한 객체들의 터치 면적을 나타내는 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 손가락(30)이 터치 패널(100)을 터치한다. 손가락(30) 끝이 터치 패널(100)에 접촉하는 영역(A1) 부근에는 복수의 터치 전극(111-3 내지 111-5, 121-4 내지 121-6)이 위치할 수 있다. 복수의 터치 전극(111-3 내지 111-5, 121-4 내지 121-6)으로부터 수신되는 감지 신호를 사용하여 터치 영역(A1)의 면적이 계산될 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 스타일러스 펜(40)이 터치 패널(100)을 터치한다. 스타일러스 펜(40)의 팁이 터치 패널(100)에 접촉하는 영역(A2) 부근에는 하나의 제1 터치 전극(111-6)과 하나의 제2 터치 전극(121-6)이 위치할 수 있다. 또는, 스타일러스 펜(40)의 팁이 터치 패널(100)에 접촉하는 영역(A2) 부근에는 두 개의 제1 터치 전극과 두 개의 제2 터치 전극이 위치할 수 있다. 즉, 손가락(30) 끝이 터치 패널(100)에 접촉하는 영역(A1)에 위치하는 터치 전극들의 개수보다 스타일러스 펜(40)의 팁이 터치 패널(100)에 접촉하는 영역(A2)에 위치하는 터치 전극들의 개수가 더 적다. 따라서, 스타일러스 펜(40)의 터치에 의한 터치 영역(A2)의 면적은 손가락(30)의 터치에 의한 터치 영역(A1)에 비해 매우 작은 값으로 계산된다.
실시예들에 따르면, 터치 장치(10)는 호스트 장치에 터치 영역의 면적에 관한 정보를 포함하는 터치 데이터를 전달할 수 있다. 이를 통해, 호스트 장치는 터치 객체가 손가락(30)인지 또는 스타일러스 펜(40)인지를 식별할 수 있다.
실시예들에 따르면, 터치 장치(10)는 계산된 터치 영역의 면적에 따라 터치 객체를 결정하고, 결정된 터치 객체에 대한 정보를 포함하는 터치 데이터를 호스트 장치에 전달할 수도 있다.
터치 데이터와 관련하여, 도 16 및 도 17을 참조하여 설명한다.
도 16는 도 4의 구동 방법을 수행하는 터치 장치 및 호스트를 나타내는 블록도이고, 도 17은 터치 장치로부터 호스트에 제공되는 터치 데이터의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 호스트(50)는 터치 장치(10)에 포함된 제어부(130)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 1 프레임이 종료된 후에, 1 프레임 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 구간(T2)이 종료되면, 제2 구간(T2) 동안 입력된 터치에 관한 정보를 터치 데이터로 생성하여 호스트(50)에 전달할 수도 있다.
도 17을 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 1 프레임 구간 동안 입력된 터치의 개수를 나타내는 값이 기입될 수 있다. 예를 들어, 1 프레임 구간 내의 제1 구간(T1)에서 하나의 손가락에 의한 터치 좌표가 계산되고, 제2 구간(T2)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(40)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(40)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 (23)

  1. 복수의 터치 전극을 포함하는 터치 패널, 그리고
    제1 구간 동안 상기 복수의 터치 전극 중 제1 터치 전극들에 제1 구동 신호를 인가하고, 상기 제1 구간에 이후의 제2 구간 동안 상기 복수의 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하는 터치 구동부, 그리고
    상기 제1 구간 동안 상기 제1 구동 신호에 대응하여 수신된 감지 신호의 신호 세기가 제1 임계치를 초과하는지에 기초하여 상기 감지 신호를 유효 터치 신호로 결정하는 터치 제어부
    를 포함하고,
    상기 감지 신호는 제1 터치 객체에 의한 제1 감지 신호 및 제2 터치 객체에 의한 제2 감지 신호 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제1 감지 신호는 유효 터치 신호로 결정되고 상기 제2 감지 신호는 필터링되도록 상기 제1 임계치가 설정된,
    터치 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 상기 제2 구간 동안 상기 제2 구동 신호에 대응하여 상기 제2 터치 객체에 의해 생성된 제3 감지 신호만을 수신하는,
    터치 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 감지 신호의 신호 세기가 제2 임계치를 초과하는지에 기초하여 상기 제3 감지 신호를 유효 터치 신호로 결정하는,
    터치 장치.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 터치 제어부는 상기 유효 터치 신호를 사용하여 터치 영역의 면적을 계산하고, 상기 면적의 크기에 따라 터치 객체를 상기 제1 터치 객체 또는 상기 제2 터치 객체로 식별하는 정보를 생성하는,
    터치 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 터치 제어부는 상기 면적이 임계치 이하이면 상기 터치 객체가 상기 제2 터치 객체임을 식별하는 정보를 생성하는,
    터치 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 터치 객체는 스타일러스 펜인,
    터치 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 터치 제어부는 상기 면적이 임계치를 초과하면 상기 터치 객체가 상기 제1 터치 객체임을 식별하는 정보를 생성하는,
    터치 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 터치 객체는 손가락 및 손바닥 중 적어도 하나를 포함하는,
    터치 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 구동 신호는 제1 주파수를 갖는 펄스 신호이고, 상기 제2 구동 신호는 제2 주파수를 갖는 펄스 신호이며,
    상기 제1 주파수와 상기 제2 주파수는 서로 상이한,
    터치 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 상기 제2 구간 내에서, 상기 제2 구동 신호를 상기 복수의 터치 전극 모두에 동위상으로 인가하고, 상기 제2 구동 신호가 디세이블 레벨인 때, 상기 복수의 터치 전극 모두로부터 감지 신호를 수신하는,
    터치 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 상기 제2 구간 내의 제1 서브 구간 동안 상기 제2 구동 신호를 인가하고, 상기 제2 구간 내의 제2 서브 구간 동안 상기 제2 구동 신호의 인가를 중단하는,
    터치 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 상기 제2 구간 내의 제1 서브 구간 동안 상기 제2 구동 신호를 인가하고, 상기 제2 구간 내의 제2 서브 구간 동안 상기 제2 구동 신호와 비교하여, 반복되는 하나의 주기 내에서 이네이블 레벨 구간에 대한 디세이블 레벨 구간의 비가 상이한 제3 구동 신호를 상기 복수의 터치 전극 모두에 인가하는,
    터치 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3 구동 신호는 반복되는 하나의 주기 내에서 이네이블 레벨 구간에 대한 디세이블 레벨 구간의 비가 a:2b+1, a:2b+2, a:2b+3, a:2b+4, a:(3b+1), a:2(b+3)+1, a:2(b+3) a:(2b+1) 중 적어도 하나를 포함하고, a 및 b는 양수인,
    터치 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 터치 전극은 상기 제1 터치 전극들과 제2 터치 전극들을 포함하고,
    상기 제1 터치 전극들은 제1 방향으로 연장되고, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 배열되며,
    상기 제2 터치 전극들은 상기 제2 방향으로 연장되고, 제1 방향으로 배열되는,
    터치 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 상기 제1 구간 내에서, 상기 제1 구동 신호를 상기 제1 터치 전극들에 인가하는 동안, 상기 제2 터치 전극들 모두로부터 감지 신호를 수신하는,
    터치 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 터치 구동부는 상기 복수의 제1 터치 전극에 연결되어 있는 제1 구동부 및 상기 복수의 제2 터치 전극에 연결되어 있는 제2 구동부를 포함하고,
    상기 제1 구동부는 두 개의 제1 터치 전극에 연결되어 있는 차동 증폭부, 및 차동 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC부를 포함하는,
    터치 장치.
  17. 제1 구간 동안 터치 패널에 포함된 복수의 터치 전극 중 제1 터치 전극들에 제1 구동 신호를 인가하는 단계,
    상기 제1 구간 이후의 제2 구간 동안 상기 복수의 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하는 단계,
    상기 제1 구간 동안 상기 제1 구동 신호에 대응하여 수신된 감지 신호의 신호 세기가 제1 임계치를 초과하는지에 기초하여 상기 감지 신호를 유효 터치 신호로 결정하는 단계, 그리고
    상기 유효 터치 신호를 사용하여 터치 좌표를 계산하는 단계
    를 포함하고,
    상기 감지 신호는 제1 터치 객체에 의한 제1 감지 신호 및 제2 터치 객체에 의한 제2 감지 신호 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제1 감지 신호는 유효 터치 신호로 결정되고 상기 제2 감지 신호는 필터링되도록 상기 제1 임계치가 설정된,
    터치 검출 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 구간 동안 상기 제2 구동 신호에 대응하여 상기 제2 터치 객체에 의해 생성된 제3 감지 신호만을 수신하는 단계, 그리고
    상기 제3 감지 신호의 신호 세기가 제2 임계치를 초과하는지에 기초하여 상기 제3 감지 신호를 유효 터치 신호로 결정하는 단계
    를 더 포함하는 터치 검출 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 유효 터치 신호를 사용하여 터치 영역의 면적을 계산하는 단계, 그리고
    상기 면적의 크기에 따라 터치 객체를 상기 제1 터치 객체 또는 상기 제2 터치 객체로 식별하는 정보를 생성하는 단계
    를 더 포함하는 터치 검출 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 면적의 크기에 따라 터치 객체를 식별하는 정보를 생성하는 단계는,
    상기 면적이 임계치 이하이면 상기 터치 객체가 상기 제2 터치 객체임을 식별하는 정보를 생성하는 단계를 포함하는,
    터치 검출 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 면적의 크기에 따라 터치 객체를 식별하는 정보를 생성하는 단계는,
    상기 면적이 임계치를 초과하면 상기 터치 객체가 상기 제1 터치 객체임을 식별하는 정보를 생성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 터치 객체는 손가락 및 손바닥 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제2 터치 객체는 스타일러스 펜인,
    터치 검출 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 제1 구간 동안 터치 패널에 포함된 복수의 터치 전극 중 제1 터치 전극들에 제1 구동 신호를 인가하는 단계는,
    상기 제1 구간 내에서, 상기 제1 구동 신호를 상기 제1 터치 전극들에 인가하는 동안, 상기 제2 터치 전극들 모두로부터 감지 신호를 수신하는 단계를 포함하는,
    터치 검출 방법.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 제1 구간에 연속하는 제2 구간 동안 상기 복수의 터치 전극에 제2 구동 신호를 인가하는 단계는,
    상기 제2 구간 내에서, 상기 제2 구동 신호를 상기 복수의 터치 전극 모두에 동위상으로 인가하는 단계, 그리고
    상기 제2 구동 신호가 디세이블 레벨인 때, 상기 복수의 터치 전극 모두로부터 감지 신호를 수신하는 단계를 포함하는,
    터치 검출 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210124649A (ko) * 2020-04-07 2021-10-15 주식회사 하이딥 터치 장치 및 이의 터치 검출 방법
JP7438854B2 (ja) * 2020-06-05 2024-02-27 シャープ株式会社 タッチパネル入力装置
TWI818455B (zh) * 2022-03-01 2023-10-11 幸芯科技有限公司 可判斷通訊品質的觸控筆、觸控屏與通訊品質的判斷方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120068964A1 (en) * 2010-09-22 2012-03-22 Cypress Semiconductor Corporation Capacitive stylus for a touch screen
KR20140095734A (ko) * 2013-01-25 2014-08-04 주식회사 하이딥 터치 스크린 제어 장치 및 그의 제어 방법
KR20150046899A (ko) * 2013-10-23 2015-05-04 삼성디스플레이 주식회사 정전용량 방식의 터치 센서
KR20160025443A (ko) * 2014-08-27 2016-03-08 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 좌표 측정 시스템
KR20170078494A (ko) * 2015-12-29 2017-07-07 삼성전자주식회사 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10437358B2 (en) * 2014-06-27 2019-10-08 3M Innovative Properties Company Touch systems stylus and methods
US10379694B2 (en) * 2014-08-27 2019-08-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Touch panel and coordinate measuring system having the same
EP3244289B1 (en) * 2015-01-06 2019-02-06 Wacom Co., Ltd. Position detection device
US10474280B2 (en) * 2015-12-31 2019-11-12 Lg Display Co., Ltd. Touch sensing system including active stylus pen
CN106484184B (zh) * 2016-09-30 2019-04-26 北京集创北方科技股份有限公司 触摸屏及其识别方法
KR102568925B1 (ko) * 2016-10-25 2023-08-22 엘지디스플레이 주식회사 터치센서를 구비하는 표시장치 및 그에 대한 터치감지방법
US20190187856A1 (en) * 2017-12-15 2019-06-20 Azoteq (Pty) Ltd Touch and stylus sensing

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120068964A1 (en) * 2010-09-22 2012-03-22 Cypress Semiconductor Corporation Capacitive stylus for a touch screen
KR20140095734A (ko) * 2013-01-25 2014-08-04 주식회사 하이딥 터치 스크린 제어 장치 및 그의 제어 방법
KR20150046899A (ko) * 2013-10-23 2015-05-04 삼성디스플레이 주식회사 정전용량 방식의 터치 센서
KR20160025443A (ko) * 2014-08-27 2016-03-08 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 좌표 측정 시스템
KR20170078494A (ko) * 2015-12-29 2017-07-07 삼성전자주식회사 터치 컨트롤러, 터치 센싱 장치 및 터치 센싱 방법

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