KR101727590B1 - 터치 센서의 제어방법 및 제어장치 - Google Patents

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Abstract

단일 터치센서를 이용하여 신체 접촉에 의한 터치와 스타일러스에 의한 입력을 모두 감지할 수 있는 터치 센서의 제어방법 및 제어장치가 개시된다. 스타일러스에 펜 전기신호를 공급하기 위한 스타일러스 신호공급부를 제공하는 단계; 전극패드의 제어구간을 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 제1감지구간, 및 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 제2감지구간으로 시간적으로 분할(time sharing)하는 단계; 전극패드를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계; 및 스타일러스 신호공급부로부터 펜 전기신호를 공급받아 제2감지구간에서 전극패드를 이용하여 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계;를 포함한다.

Description

터치 센서의 제어방법 및 제어장치{METHOD AND DEVICE OF CONTROLLING TOUCH SENSING DISPLAY}
본 발명은 터치 센서의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 신체 접촉에 의한 터치 및 스타일러스에 의한 입력을 모두 감지할 수 있는 터치 센서의 제어방법 및 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 개인휴대단말기에는 공간활용성이 높고 사용이 편리함 이점으로 인해 터치스크린 또는 터치전극패드와 같은 터치패널의 장착이 보편화되고 있다.
터치패널은 크게 정전용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지방식, 표면 초음파 방식으로 구분될 수 있으며, 그중에서도 최근에는 정전용량 방식의 터치패널이 각광 받고 있다.
최근에는 소비자의 니즈를 반영하여 터치패널의 슬림화, 경량화, 테두리 최소화(Bezel-Less)에 기여할 수 있도록 터치 센서를 일체화하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다.
참고로, 터치 센서의 일체화는, 터치 센서가 일체화되는 대상(디스플레이패널 또는 커버글라스)에 따라 크게 인셀(In-Cell) 방식 또는 온셀(On-Cell) 방식으로 구분될 수 있다.
인셀 방식 중 하나로서, AIT(Advanced In-cell Touch)기술은 터치 센서를 LCD Cell 내에 내장시킨 터치 기술로, 보다 우수한 터치감도를 제공할 수 있으며, 패널 두께와 베젤 넓이를 줄여 한층 더 슬림한 디자인을 구현 가능한 이점으로 인해 널리 사용되고 있다.
한편, 최근에는 급변하는 사용자의 니즈를 충족시켜 줄 수 있도록 스타일러스(stylus) 기능을 채용한 단말기들이 다양하게 출시되고 있다. 스타일러스를 이용한 입력은 신체 접촉에 의한 터치에 비해 미세하고 정교한 입력 조작이 가능하며, 다양한 UI의 활용이 가능한 이점으로 인해 스타일러스 기능의 탑재가 보편화되고 있다.
그러나, 기존에는 신체 접촉에 의한 터치를 감지하기 위한 터치센서와 스타일러스(터치펜)에 의한 입력을 감지하기 위한 터치센서를 각각 별도로 구비해야 함에 따라 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 불가피하게 단말기의 두께가 증가하는 문제점이 있으며, 생산비가 증가하고 생산 시간이 지연되는 문제점이 있다.
이에 따라 최근에는 신체 접촉에 의한 터치와 스타일러스에 의한 입력을 모두 감지할 수 있는 터치 센서의 구조 및 제조 공정을 간소화하기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 단일 터치센서를 이용하여 신체 접촉에 의한 터치와 스타일러스에 의한 입력을 모두 감지할 수 있는 터치 센서의 제어방법 및 제어장치를 제공한다.
특히, 본 발명은 전극패드에 전기신호를 인가하여 신체 접촉에 의한 터치를 감지하고, 스타일러스 신호공급부를 통해 스타일러스에 인가되는 전기신호가 중지됨에 따라 스타일러스에 잔류하는 전기적 잔류신호를 이용하여 전극패드의 전기적 특성값 변화를 검출하여 스타일러스에 의한 입력을 감지할 수 있는 터치 센서의 제어방법 및 제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 스타일러스의 구동(예를 들어 주파수 발생)에 필요한 펜 전기신호를 효과적으로 제공할 수 있으며, 스타일러스의 인식 성능 및 안정성을 높일 수 있는 터치 센서의 제어방법 및 제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 신체 접촉에 의한 터치와 스타일러스에 의한 입력을 동시에 감지하면서, 신체 접촉에 의한 터치 데이터와 스타일러스에 의한 데이터를 시간상으로 구분할 수 있는 터치 센서의 제어방법 및 제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 구조 및 제조 공정을 간소화할 수 있으며, 제조시간을 단축하고 제조시간을 절감할 수 있는 터치 센서의 제어방법 및 제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 터치 센서의 슬림화에 기여할 수 있는 터치 센서의 제어방법 및 제어장치를 제공한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 스타일러스에 펜 전기신호를 공급하기 위한 스타일러스 신호공급부를 제공하는 단계; 전극패드의 제어구간을 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 제1감지구간, 및 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 제2감지구간으로 시간적으로 분할(time sharing)하는 단계; 전극패드를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계; 및 스타일러스 신호공급부로부터 펜 전기신호를 공급받아 제2감지구간에서 전극패드를 이용하여 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계;를 포함한다.
참고로, 본 발명에 따른 터치 센서는 통상의 인셀(In-Cell) 또는 온셀(On-cell) 방식으로 제공되거나, 커버글라스의 외면(또는 내면)에 부착되는 구조(Add-on) 또는 하이브리드 방식으로 제공될 수 있으며, 터치 센서의 제공 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
제1감지구간 및 제2감지구간은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 시분할될 수 있다. 일 예로, 터치센서 제어구간에서는 제1감지구간이 제2감지구간보다 시간적으로 앞에 배치될 수 있다. 경우에 따라서는 제1감지구간이 제2감지구간보다 시간적으로 뒤에 배치되는 것도 가능하다. 아울러, 본 발명의 제1감지구간 및 제2감지구간의 사이에는 시간적인 갭(gap) 존재하지 않도록 구성할 수 있지만, 경우에 따라서는 제1감지구간 및 제2감지구간의 사이에 시간적인 갭이 존재하는 것도 가능하다.
전극패드를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 방식은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 가령, 전극패드를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 방식은 통상의 셀프 정전용량(Self-capacitive) 방식 또는 뮤츄얼 정전용량(Mutual-capacitance) 방식으로 신체 접촉에 의한 터치를 감지할 수 있다. 일 예로, 전극패드를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계는, 전극패드에 터치 전기신호를 인가하고, 전극패드에 터치 전기신호가 인가되는 동안 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 신체 접촉에 의한 터치 여부를 감지할 수 있다.
제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력 감지 역시도 별도의 터치센서가 아닌 전극패드를 이용하여 수행될 수 있으며, 전극패드를 이용하여 제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 방식은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 가령, 본 발명에서는 통상의 주파수 발생 방식의 스타일러스를 사용하는 조건에서 전극패드를 이용하여 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 것이 가능하다. 일 예로, 전극패드를 이용하여 제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계는, 스타일러스 신호공급부에 인가되는 펜 전기신호를 차단하고 전극패드에 인가되는 펜 전기신호를 차단한 조건에서 진행될 수 있다. 보다 구체적으로, 스타일러스 신호공급부로부터 펜 전기신호를 공급받아 제2감지구간에서 전극패드를 이용하여 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계는, 스타일러스 신호공급부에 인가되는 펜 전기신호 및 전극패드에 인가되는 터치 전기신호를 차단하는 단계, 스타일러스 신호공급부에 인가되는 펜 전기신호를 차단함에 따른 전기적 잔류신호를 스타일러스에 잔류시키는 단계, 및 스타일러스에 전기적 잔류신호가 유지되는 동안 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 스타일러스의 접촉에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
아울러, 스타일러스 신호공급부에 인가되는 펜 전기신호 및 전극패드에 인가되는 터치 전기신호는 각각 동시에 인가되거나 시간차를 두고 인가될 수 있다. 경우에 따라서는 스타일러스 신호공급부에 공급되는 펜 전기신호가 디스플레이를 제어하기 위해 전극패드에 디스플레이 제어신호가 인가되는 동안 공급되는 것도 가능하다.
보다 구체적으로, 전극패드에 각각 연결 가능한 트랜스미터 앰프 및 리시버 앰프가 제공되되, 전극패드를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계는, 제1감지구간에 대응하여 전극패드와 트랜스미터 앰프를 연결하고 전극패드와 리시버 앰프를 차단하여, 전극패드로 터치 전기신호를 인가하는 단계; 및 전극패드 주변의 변화에 따른 전기적 특성값의 변화를 이용하여 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계;를 포함하고, 전극패드를 이용하여 제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계는, 제2감지구간에 대응하여 전극패드와 트랜스미터 앰프를 차단하고 전극패드와 리시버 앰프를 연결하여, 전극패드로부터 유입되는 전기적 잔류신호를 감지하는 단계; 및 전기적 잔류신호로부터 전기적 특성값의 변화를 이용하여 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계;를 포함한다.
참고로, 스타일러스 공급부에 인가되는 펜 전기신호를 차단함에 따라 스타일러스에 잔류하는 전기적 잔류신호라 함은, 스타일러스 공급부에 인가되던 펜 전기신호가 중단됨에 따라 스타일러스에 잔류할 수 있는 전기적 신호로 이해될 수 있다. 일 예로, 제1감지구간에서는 전극패드에 구동전압(일 예로, 펄스 전압 또는 AC 전압)이 인가됨과 동시에, 스타일러스 신호공급부에도 구동신호(일 예로, 펄스 전압, AC 전압, 펄스 전류 또는 AC 전류)이 인가될 수 있으며, 제2감지구간에서는 스타일러스 신호공급부에 인가되던 구동신호가 차단됨에 따라 스타일러스에는 구동신호에 의한 링-다운 신호(Ring-Down signal)가 잔류할 수 있다. 또한, 스타일러스 공급부에 인가되던 구동신호가 차단된다 함은, 스타일러스 공급부에 인가되는 펜 전기신호의 공급이 중단되거나 스타일러스 공급부가 플로팅(floating)되는 상태를 모두 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 터치 센서를 구성하는 복수개의 전극패드 중 서로 인접한 전극패드는 각각 그룹화되어 복수개의 전극그룹(electrode group)을 형성할 수 있으며, 제1감지구간 및 제2감지구간 중 적어도 어느 하나에서는 전극그룹을 이용하여 신체 또는 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 스타일러스에는 스타일러스 신호공급부로부터 공급된 펜 전기신호를 저장하기 위한 에너지 하베스팅 파트(Energy Harvesting part)가 제공될 수 있으며, 에너지 하베스팅 파트에 저장된 전기신호를 이용하여 제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행할 수 있다. 에너지 하베스팅 파트로서는 스타일러스 신호공급부로부터 공급된 펜 전기신호를 저장할 수 있는 통상의 회로 또는 소자가 사용될 수 있으며, 에너지 하베스팅 파트의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 터치 센서의 제어장치는, 전극패드의 제어구간을 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 제1감지구간, 및 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 제2감지구간으로 시간적으로 분할(time sharing)하는 구간제어부; 제1감지구간에서는 전극패드에 터치 전기신호를 공급하고, 제2감지구간에서는 전극패드에 인가되는 터치 전기신호를 차단하는 전극패드 신호공급부; 스타일러스에 펜 전기신호를 선택적으로 공급하는 스타일러스 신호공급부; 및 제1감지구간에서는 전극패드에 터치 전기신호가 인가되는 동안 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 신체 접촉에 의한 터치 여부 감지를 수행하고, 제2감지구간에서는 스타일러스 신호공급부에 인가되는 펜 전기신호 및 전극패드에 인가되는 터치 전기신호가 각각 차단된 동안 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 터치감지부;를 포함한다.
제2감지구간에서 스타일러스 신호공급부에 인가되는 펜 전기신호가 차단됨에 따라 스타일러스에는 전기적 잔류신호가 잔류될 수 있고, 터치감지부는 스타일러스에 전기적 잔류신호가 유지되는 동안, 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 스타일러스의 접촉에 의한 터치 감지 여부를 수행할 수 있다. 여기서, 전기적 잔류신호는 스타일러스 신호공급부에 인가되는 구동신호를 차단함에 따라 스타일러스에 잔류하는 링-다운 신호(Ring-Down signal)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 터치 센서의 제어방법 및 제어장치에 의하면, 단일 터치센서를 이용하여 신체 접촉에 의한 터치와 스타일러스에 의한 입력을 모두 감지할 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 전극패드에 터치 전기신호를 인가하여 신체 접촉에 의한 터치를 감지하고, 스타일러스 신호공급부를 통해 스타일러스에 인가되는 펜 전기신호가 중지됨에 따라 스타일러스에 잔류하는 전기적 잔류신호를 이용하여 전극패드의 전기적 특성값 변화를 검출함으로써 스타일러스에 의한 입력을 감지할 수 있다. 따라서, 신체 접촉에 의한 터치를 감지하기 위한 터치센서와 스타일러스에 의한 입력을 감지하기 위한 터치센서를 각각 별도로 구비할 필요가 없으며, 단일 터치센서를 이용하여 신체 및 스타일러스에 의한 입력을 모두 감지하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 스타일러스 공급부를 통해 전극패드보다 확장된 영역에서 스타일러스 구동에 필요한 펜 전기신호를 제공할 수 있기 때문에, 스타일러스에 의한 입력 인식 성능 및 안정성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 스타일러스에 의한 입력 감지시에는 스타일러스 공급부에 추가적으로 펜 전기신호를 인가할 필요없이, 스타일러스에 잔류하는 링-다운(Ring-Down) 신호(전기적 잔류신호)를 이용하여 스타일러스에 의한 입력을 감지할 수 있기 때문에, 신체 및 스타일러스에 의한 입력 감지시 필요한 전력소모를 최소화하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 구조 및 제조공정을 간소화할 수 있으며, 제조시간을 단축하고 제조시간을 절감할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 따르면 단일 터치센서를 이용하여 신체 및 스타일러스에 의한 입력을 모두 감지할 수 있기 때문에, 신체 및 스타일러스에 의한 입력 감지를 위해 복수개의 터치센서가 장착된 구조에 비해 얇은 두께로 형성되는 것이 가능하며, 터치 센서의 슬림화에 기여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 신체 접촉에 의한 터치와 스타일러스에 의한 입력을 실시간으로 동시에 감지할 수 있으며, 신체 접촉에 의한 터치 데이터와 스타일러스에 의한 데이터가 시간상으로 분류될 수 있기 때문에, 스타일러스에 의한 데이터를 다양한 UI에 활용하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 센서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 터치 센서의 제어방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 터치 센서 및 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 터치 센서의 제어장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서의 제어방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 터치 센서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 터치 센서의 제어방법을 설명하기 위한 타이밍도이다. 또한, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 터치 센서 및 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 터치 센서의 제어 방법은, 스타일러스(도 5의 400 참조)에 펜 전기신호를 공급하기 위한 스타일러스 신호공급부를 제공하는 단계(S10), 전극패드(도 3의 110참조)의 제어구간을 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 제1감지구간 및 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 제2감지구간으로 시간적으로 분할(time sharing)하는 단계(S20), 전극패드(110)를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계(S30), 및 전극패드(110)를 이용하여 제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계(S40)을 포함한다.
참고로, 본 발명에 따른 터치 센서는 통상의 인셀(In-Cell) 또는 온셀(On-cell) 방식으로 제공되거나, 커버글라스의 외면(또는 내면)에 부착되는 구조(Add-on)로 제공될 수 있으며, 터치 센서의 제공 방식에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명에 따른 터치 센서가 인셀 타입으로 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 일반적으로 인셀 타입 터치 센서는 화면출력장치의 구성요소 중 전극패드(110) 및 제어라인을 공용으로 사용할 수 있다. 여기서, 제어라인이라 함은, 화상픽셀을 위한 게이트라인(미도시) 및 데이터라인(미도시) 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 화상픽셀이라 함은, RGB를 묶은 한 픽셀, 즉 하나의 화소단위를 의미하며, 하나의 화상픽셀에는 'R', 'G', 'B' 각각을 위한 데이터라인과 게이트라인이 제공될 수 있다.
먼저, 스타일러스(400)에 펜 전기신호를 공급하기 위한 스타일러스 신호공급부(500)를 제공한다.
상기 스타일러스 신호공급부(500)로서는 스타일러스(400)에 펜 전기신호를 공급 가능한 다양한 신호공급부가 사용될 수 있으며, 스타일러스 신호공급부(500)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 상기 스타일러스 신호공급부(500)는 전극패드(110)보다 상대적으로 큰 영역에서 펜 전기신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
참고로, 상기 스타일러스(400)는 스타일러스 신호공급부(500)로부터 펜 전기신호를 공급받아 특정 주파수 신호를 발생하도록 구성되며, 상기 스타일러스 신호공급부(500)로부터 공급되는 펜 전기신호로서는 스타일러스(400)에서 주파수를 발생시킬 수 있는 다양한 전기적 신호가 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 스타일러스 공급부(500)가 스타일러스(400)에 펜 전기신호를 공급한다 함은, 스타일러스 공급부(500)가 스타일러스(400)에 전압신호의 종류인 통상의 펄스 전압, AC 전압 또는 전류신호의 종류인 통상의 펄스 전류, AC 전류를 인가하는 것으로 이해될 수 있으며, 경우에 따라서는 스타일러스 공급부(500)가 여타 다른 전기적 신호를 스타일러스(400)에 공급하는 것도 가능하다.
한편, 전극패드를 통해 스타일러스에 작동을 위한 펜 전기신호를 공급하는 것도 가능하지만, 전극패드가 매우 작은 크기로 형성됨에 따라 전극패드를 통해 충분한 펜 전기신호를 스타일러스에 공급하기 어려운 문제점이 있다. 따라서, 상기 스타일러스 신호공급부(500)는 전극패드(110)보다 상대적으로 큰 영역에서 펜 전기신호를 제공하도록 구성되는 것이 바람직하다. 일 예로, 도 3을 참조하면, 상기 스타일러스 신호공급부(500)는 전극패드(110)보다 상대적으로 큰 영역에서 펜 전기신호를 제공하는 와이어 루프를 포함할 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 와이어 루프는 디스플레이 영역(101)의 둘레를 따라 디스플레이 영역(101)의 외측에 배치될 수 있으며, 이와 같은 구조는 와이어 루프에 의한 전자기적 간섭을 방지함과 동시에 충분한 세기 및 크기의 펜 전기신호가 스타일러스(400)에 공급될 수 있게 한다.
참고로, 상기 와이어 루프는 디스플레이 패널 기판(글라스) 상에 통상의 전도체(예를 들어, 금속 또는 ITO)를 패터닝하거나 디스플레이의 외부에 제공되는 전도체로 구성될 수 있으며, 스타일러스 신호공급부의 제공 방식 및 위치에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 스타일러스 신호공급부로서 단일 와이어 루프가 사용된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 와이어 루프가 복수개로 분할되어 제공되는 것도 가능하다. 물론 이 경우에도 분할된 각 와이어 루프는 전극패드보다 큰 영역에서 전기신호를 제공하도록 구성될 수 있다.
다음, 상기 전극패드(110)의 제어구간을 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 제1감지구간, 및 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 제2감지구간으로 시간적으로 분할(time sharing)한다.
참고로, 인셀 타입 터치 패널에서는 전극패드(110)를 디스플레이 구동용 및 터치 감지용으로 사용되기 때문에, 프레임을 기준으로 전극패드(110)의 제어구간은 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할될 수 있으며, 상기 터치센서 제어구간은 다시 제1감지구간 및 제2감지구간으로 시분할될 수 있다.
여기서, 디스플레이 제어구간이라 함은, 전극패드(110)가 디스플레이를 구동시키기 위해 제어되는 구간으로 이해될 수 있고, 터치센서 제어구간이라 함은 전극패드(110)가 외부 터치 입력(신체 또는 스타일러스(400)에 의한 터치 입력)을 감지하기 위해 제어되는 구간으로 이해될 수 있다.
상기 제1감지구간 및 제2감지구간은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 시분할될 수 있다. 일 예로, 상기 터치센서 제어구간에서는 제1감지구간이 제2감지구간보다 시간적으로 앞에 배치될 수 있다. 경우에 따라서는 터치센서 제어구간 상에서 제1감지구간이 제2감지구간보다 시간적으로 뒤에 배치되는 것도 가능하다. 아울러, 본 발명의 실시예에서는 제1감지구간 및 제2감지구간의 사이에 시간적인 갭(gap) 존재하지 않는 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제1감지구간 및 제2감지구간의 사이에 시간적인 갭이 존재하는 것도 가능하다.
아울러, 상기 터치센서 제어구간에서 제1감지구간 및 제2감지구간은 서로 동일한 시간 주기를 갖도록 시분할 될 수 있으나, 경우에 따라서는 주파수 특성 등에 따라 터치센서 제어구간에서 제1감지구간 및 제2감지구간이 서로 다른 시간 주기를 갖도록 시분할되는 것도 가능하다.
다음, 상기 전극패드(110)를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치를 감지한다.
상기 전극패드(110)를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 방식은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 가령, 전극패드(110)를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 방식은 통상의 셀프 정전용량(Self-capacitive) 방식 또는 뮤츄얼 정전용량(Mutual-capacitance) 방식으로 신체 접촉에 의한 터치를 감지할 수 있다.
일 예로, 도 4를 참조하면, 상기 전극패드(110)를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계에서는, 상기 전극패드(110)에 터치 전기신호를 인가하고, 상기 전극패드(110)에 상기 터치 전기신호가 인가되는 동안 전극패드(110)로부터 전기적 특성값을 측정하여 신체 접촉에 의한 터치 여부 감지를 수행할 수 있다.
상기 전극패드(110)와 터치감지회로(300)를 연결하는 배선에는 스위치가 제공될 수 있으며, 제1감지구간에서는 스위치에 의해 전극패드배선이 TX(트랜스미터) 배선에 연결될 수 있으며, 전극패드(110)에는 터치 전기신호가 인가될 수 있다.
보다 구체적으로 상기 전극패드(110)에 각각 연결 가능한 트랜스미터 앰프 및 리시버 앰프가 제공되며, 상기 전극패드(110)를 이용하여 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계는, 상기 제1감지구간에 대응하여 전극패드(110)와 트랜스미터 앰프를 연결하고 전극패드(110)와 리시버 앰프를 차단하여, 전극패드(110)로 터치 전기신호를 인가하는 단계; 및 상기 전극패드(110) 주변의 변화에 따른 전기적 특성값의 변화를 이용하여 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.
참고로, 터치감지회로의 트랜스미터 회로 부분은 전극패드에 터치 전기신호를 전송함과 동시에 캐패시턴스 또는 전하량을 측정함으로써 신체에 의한 터치 감지를 동시에 수행할 수 있다.
아울러, 본 발명에서 제1감지구간에서 전극패드(110)에 전기신호가 인가된다 함은, 전압 신호의 종류인 통상의 펄스 전압 또는 AC 전압이 인가되는 것으로 이해될 수 있으며, 경우에 따라서는 펄스 전류, AC 전류 등과 같은 다른 전기신호가 전극패드에 인가되는 것도 가능하다.
또한, 상기 제1감지구간에서 전극패드(110)에 터치 전기신호가 인가되는 동안 전극패드(110)로부터 측정되는 전기적 특성값이라 함은, 전극패드(110)로부터 측정될 수 있는 전기적 특성에 대한 측정값을 의미하며, 전기적 측정값의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 이하에서는, 상기 전극패드(110)로부터 측정되는 전기적 특성값으로서, 전극패드(110)에 대한 터치 데이터로 사용될 수 있는 커패시턴스값이 이용된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 전극패드에 전기신호가 인가되는 동안 전극패드로부터 측정되는 전기적 특성값으로서 전하량값이 사용되는 것도 가능하다.
참고로, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 동안, 상기 스타일러스 신호공급부에 펜 전기신호가 인가되도록 구성된 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 전극패드로의 터치 전기신호인가와 스타일러스 신호공급부로의 펜 전기신호 인가가 소정 시간차를 두고 수행되도록 구성하는 것도 가능하다.
다음, 상기 스타일러스 신호공급부(500)로부터 펜 전기신호를 공급받아 제2감지구간에서 전극패드(110)를 이용하여 스타일러스(400)에 의한 터치 감지를 수행한다.
상기 제2감지구간에서 스타일러스(400)에 의한 터치 감지 역시도 별도의 터치센서가 아닌 전술한 전극패드(110)를 이용하여 수행될 수 있으며, 상기 전극패드(110)를 이용하여 제2감지구간에서 스타일러스(400)에 의한 터치를 감지하는 방식은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 가령, 본 발명에서는 통상의 주파수 발생 방식의 스타일러스를 사용하는 조건에서 전극패드(110)를 이용하여 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 것이 가능하다.
이하에서는 상기 전극패드(110)를 이용하여 제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계가, 상기 스타일러스 신호공급부(500)에 인가되는 펜 전기신호 및 전극패드(110)에 인가되는 터치 전기신호를 차단한 조건에서 수행되는 예를 들어 설명하기로 한다. 경우에 따라서는 제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계에서 전극패드에 펜 전기신호가 인가되도록 구성하는 것도 가능하다.
일 예로, 도 5를 참조하면, 상기 전극패드(110)를 이용하여 제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계는, 상기 스타일러스 신호공급부(500)에 인가되는 펜 전기신호 및 전극패드(110)에 인가되는 터치 전기신호를 각각 차단하는 단계, 상기 스타일러스 신호공급부(500)에 인가되는 펜 전기신호를 차단함에 따른 전기적 잔류신호를 스타일러스(400)에 잔류시키는 단계, 및 상기 스타일러스(400)에 전기적 잔류신호가 유지되는 동안 전극패드(110)로부터 전기적 특성값을 측정하여 스타일러스(400)의 접촉에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2감지구간에서는 스위치에 의해 전극패드배선이 RX(리시버) 배선에 연결될 수 있으며, 전극패드(110)로부터 전기적 특성값이 측정될 수 있다.
보다 구체적으로 상기 전극패드(110)에 각각 연결 가능한 트랜스미터 앰프 및 리시버 앰프가 제공되되, 상기 전극패드(110)를 이용하여 제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계는, 상기 제2감지구간에 대응하여 전극패드(110)와 트랜스미터 앰프를 차단하고 전극패드와 리시버 앰프를 연결하여, 전극패드(110)로부터 유입되는 전기적 잔류신호를 감지하는 단계; 및 상기 전기적 잔류신호로부터 전기적 특성값의 변화를 이용하여 스타일러스(400)에 의한 터치 감지를 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스타일러스 신호공급부(500)에 인가되는 펜 전기신호를 차단함에 따라 스타일러스(400)에 잔류하는 전기적 잔류신호라 함은, 스타일러스 신호공급부(500)에 인가되던 전기신호가 중단됨에 따라 스타일러스(400)에 잔류할 수 있는 전기적 신호로 이해될 수 있다. 즉, 상기 스타일러스 신호공급부(500)에 펜 전기신호가 인가되는 동안 스타일러스(400)가 접촉하게 되면 전기신호가 스타일러스 신호공급부(500)로부터 스타일러스(400)로 전달될 수 있고, 이 상태에서 스타일러스 신호공급부(500)에 인가되던 전기신호가 차단되면 스타일러스에는 전기적 잔류신호가 잔류될 수 있다.
일 예로, 상기 제1감지구간에서 전극패드(110)에 구동전압(일 예로, 펄스 전압 또는 AC 전압)이 인가됨과 동시에, 스타일러스 신호공급부(500)에도 구동신호(일 예로, 펄스 전압, AC 전압, 펄스 전류 또는 AC 전류)이 인가될 수 있으며, 제2감지구간에서는 스타일러스 신호공급부(500)에 인가되던 구동신호가 차단됨에 따라 스타일러스(400)에는 구동신호에 의한 링-다운 신호(Ring-Down signal)가 잔류할 수 있고, 결과적으로 제2감지구간에서는 전극패드(110)로의 전기신호 인가가 차단됨과 아울러 스타일러스 신호공급부(500)로의 전기신호 인가가 차단된 상태에서, 스타일러스에 잔류하는 링-다운 신호를 이용하여 전극패드(110)로부터 전기적 특성값을 측정하여 스타일러스의 접촉에 의한 터치 여부를 감지할 수 있다.
여기서, 상기 스타일러스 신호공급부(500)에 인가되던 구동신호가 차단된다 함은, 상기 스타일러스 신호공급부(500)에 인가되는 전기신호의 공급이 중단되거나 스타일러스 신호공급부(500)가 플로팅(floating)되는 상태를 모두 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 상기 스타일러스(400)에 전기적 잔류신호가 유지되는 동안 전극패드(110)로부터 측정되는 전기적 특성값이라 함은, 전극패드(110)로부터 측정될 수 있는 전기적 특성에 대한 측정값을 의미하며, 전기적 측정값의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 이하에서는, 상기 전기적 잔류신호에 의해 상기 전극패드(110)로부터 측정되는 전기적 특성값으로서, 전압의 크기 및 주파수 또는 전류의 크기 및 주파수와 관련된 전하량값이 이용된 예를 들어 설명하기로 한다.
한편, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 전극패드(110)에 일일이 터치 전기신호를 인가하고 전기적 특성값을 측정하여 터치 여부를 감지하는 방식의 경우에는 전극패드(110)의 갯수의 증가에 비례하여 전력 소모 및 연산량이 증가할 수 있다. 가령, 10*8 행렬 형태로 전극패드(110)가 제공될 경우에는, 80개의 전극패드(110)에 개별적으로 터치 전기신호를 인가하고 전기적 특성값을 측정해야 하기 때문에 연산량 및 전력 소모가 증가할 수 있다. 하지만, 서로 인접한 전극패드(110)를 그룹화할 경우에는 전기신호가 인가되는 대상을 줄일 수 있어 연산량 및 전력 소모를 낮출 수 있다. 또한, 전극패드(110)가 그룹화될 경우에는 상황에 따라 다양한 UI를 채용하는 것이 가능하다.
가령, 도 6 내지 도 8을 참조하면, 상기 터치패널(100)의 터치 센서를 구성하는 복수개의 전극패드(110) 중 서로 인접한 전극패드(110)는 각각 그룹화되어 복수개의 전극그룹(electrode group)(200)을 형성할 수 있다. 일 예로, 10*8 행렬 형태로 제공되는 80개의 전극패드(110)는 4개 단위 기준(2*2 행렬 형태)으로 그룹화되어 총 20개의 전극그룹(200)을 형성할 수 있다. 경우에 따라서는 복수개의 전극패드가 10*1 행렬, 1*8 행렬 또는 여타 다른 행렬 형태로 그룹화되어 전극그룹을 형성하는 것이 가능하며, 전극그룹의 형태에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 다르게는 서로 인접한 전극그룹이 일부 전극패드를 공유하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 특정 전극그룹(200)에 포함되는 복수개의 전극패드(110)의 사이에는 스위치가 제공될 수 있으며, 특정 전극그룹(200)에 포함된 복수개의 전극패드(110)는 스위치를 통해 전기적으로 서로 연결되거나 분리될 수 있다. 아울러, 특정 전극그룹(200)에 포함된 복수개의 전극패드(110)가 전기적으로 서로 분리될 시, 각 전극그룹(200)에 제공되는 멀티플렉서(210)는 특정 전극그룹(200)에 속한 4개의 전극패드(201~204) 중 어느 하나를 출력라인에 선택적으로 연결할 수 있다.
이와 같이, 상기 특정 전극그룹(200)에 포함된 복수개의 전극패드(110)가 전기적으로 연결될 경우에는, 특정 전극그룹(200)이 하나의 전극으로 인식될 수 있으며, 총 5*4=20개의 전극그룹(200)에 전기신호를 인가함으로써 터치를 감지하는 것이 가능하다. 이와 같이, 80개의 전극패드(110)를 통해 터치를 감지하는 방식과 달리, 단순히 20개의 전극그룹(200)만을 감지하면 되기 때문에, 연산량 및 전력 소모를 낮추는 것이 가능하다.
상기 전극그룹(200)을 이용한 방식은 보다 다양한 조건으로 신체 접촉에 의한 터치 및 스타일러스(400)에 의한 터치를 감지할 수 있게 한다. 가령, 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 제1감지구간에서는 전극그룹(200)에 포함된 복수개의 전극패드(110)가 전기적으로 서로 연결되어 하나의 전극으로 간주(도 7 참조)될 수 있고, 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 제2감지구간에서는 전극그룹(200)에 포함된 복수개의 전극패드(110)가 전기적으로 서로 분리되어 개별적인 전극으로 간주(도 8 참조)되도록 구성할 수 있다. 경우에 따라서는 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 제2감지구간에서 전극그룹에 포함된 복수개의 전극패드가 전기적으로 서로 연결되어 하나의 전극으로 간주될 수도 있으며, 이 경우에는 스타일러스에 의한 입력에 의해 다른 UI가 작동하도록 구성할 수 있다.
아울러, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 스타일러스 신호공급부로부터 공급된 펜 전기신호를 직접 이용하여 제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 다르게는 스타일러스에는 스타일러스 신호공급부로부터 공급된 전기신호를 저장하기 위한 에너지 하베스팅 파트(Energy Harvesting part)가 제공될 수 있으며, 상기 에너지 하베스팅 파트에 저장된 전기신호를 이용하여 제2감지구간에서 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행할 수 있다.
상기 에너지 하베스팅 파트로서는 스타일러스 신호공급부로부터 공급된 펜 전기신호를 저장할 수 있는 통상의 회로 또는 소자가 사용될 수 있으며, 에너지 하베스팅 파트의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 9는 본 발명에 따른 터치 센서의 제어장치를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 터치 센서의 제어장치는, 전극패드(110)의 제어구간을 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 제1감지구간, 및 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 제2감지구간으로 시간적으로 분할(time sharing)하는 구간제어부; 상기 제1감지구간에서는 전극패드(110)에 터치 전기신호를 공급하고, 제2감지구간에서는 전극패드(110)에 인가되는 터치 전기신호를 차단하는 전극패드 신호공급부; 상기 스타일러스에 펜 전기신호를 선택적으로 공급하는 스타일러스 신호공급부, 상기 제1감지구간에서는 전극패드(110)에 터치 전기신호가 인가되는 동안 전극패드(110)로부터 전기적 특성값을 측정하여 신체 접촉에 의한 터치 여부 감지를 수행하고, 제2감지구간에서는 스타일러스 신호공급부에 인가되는 펜 전기신호 및 전극패드(110)에 인가되는 터치 전기신호가 각각 차단된 동안 전극패드(110)로부터 전기적 특성값을 측정하여 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 터치감지부;를 포함한다.
상기 구간제어부는 터치센서 제어구간, 보다 구체적으로 터치센서 제어구간을 제1감지구간 및 제2감지구간으로 정의할 수 있고, 상기 전극패드 신호공급부는 제1감지구간 및 제2감지구간에서 전극패드(110)에 선택적으로 터치 전기신호를 공급할 수 있으며, 상기 스타일러스 신호공급부는 제1감지구간 및 제2감지구간에서 스타일러스에 펜 전기신호를 선택적으로 공급할 수 있다.
참고로, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 터치센서 제어구간이 단 하나의 제1감지구간 및 단 하나의 제2감지구간으로 분할된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제1감지구간 및 제2감지구간을 각각 복수개로 분할하여 교번적으로 배치하는 것도 가능하다.
상기 제2감지구간에서 스타일러스 신호공급부에 인가되는 펜 전기신호가 차단됨에 따라 스타일러스에는 전기적 잔류신호가 잔류될 수 있고, 상기 터치감지부는 스타일러스에 전기적 잔류신호가 유지되는 동안, 전극패드(110)로부터 전기적 특성값을 측정하여 스타일러스의 접촉에 의한 터치 감지 여부를 수행 할 수 있다. 여기서, 상기 전기적 잔류신호는 스타일러스 신호공급부에 인가되는 구동신호를 차단함에 따라 스타일러스에 잔류하는 링-다운 신호(Ring-Down signal)를 포함할 수 있다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 센서의 제어방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 아울러, 전술한 구성과 동일 및 동일 상당 부분에 대해서는 동일 또는 동일 상당한 참조 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
전술한 본 발명의 실시예에서는 제1감지구간에서 전극패드에 전기신호가 인가됨과 동시에 스타일러스 신호공급부에도 구동신호가 인가되도록 구성된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 전극패드로의 전기신호 인가 및 스타일러스 신호공급부로의 구동신호 인가가 시간차를 두고 수행되도록 구성하는 것도 가능하다.
도 10을 참조하면, 터치센서 제어구간은 제1감지구간(신체 감지) 및 제2감지구간(스타일러스 감지)으로 시분할 될 수 있으며, 제2감지구간은 스타일러스에 펜 전기신호가 인가되는 제2-A 구간, 및 스타일러스에 전기적 잔류신호가 잔류하는 제2-B 구간으로 시분할 될 수 있다.
상기 제1감지구간에서는 전극패드에 터치 전기신호가 인가될 수 있으며, 전극패드에 터치 전기신호가 인가되는 동안 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 신체 접촉에 의한 터치 여부를 감지할 수 있다. 반면, 상기 제1감지구간에서는 스타일러스 신호공급부로의 구동신호 인가가 차단될 수 있다.
그 후, 제2감지구간의 제2-A 구간에서는 전극패드로의 전기신호 인가가 차단됨과 동시에 스타일러스 신호공급부에 구동신호가 인가될 수 있다. 다음, 제2감지구간의 제2-B 구간에서는 스타일러스 신호공급부로의 구동신호 인가가 차단될 수 있는 바, 스타일러스 신호공급부에 인가되는 구동신호가 차단됨에 따라 스타일러스에 잔류하는 전기적 잔류신호를 이용하여 스타일러스의 접촉에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행할 수 있다.
도 11을 참도하면, 터치센서 제어구간은 제1감지구간(신체 감지) 및 제2감지구간(스타일러스 감지)으로 시분할 될 수 있는 바, 터치센서 제어구간 상에서 제1감지구간은 제2감지구간보다 시간적으로 뒤에 배치되는 것이 가능하다.
먼저, 제2감지구간의 제2-A 구간에서는 스타일러스 신호공급부에 구동신호가 인가될 수 있다. 반면, 상기 제2감지구간에서는 전극패드로의 터치 전기신호 인가가 차단될 수 있다. 다음, 제2감지구간의 제2-B 구간에서는 스타일러스 신호공급부로의 구동신호 인가가 차단될 수 있는 바, 스타일러스 신호공급부에 인가되는 구동신호가 차단됨에 따라 스타일러스에 잔류하는 전기적 잔류신호를 이용하여 스타일러스의 접촉에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행할 수 있다.
그 후, 상기 제1감지구간에서는 전극패드에 전기신호가 인가될 수 있으며, 전극패드에 전기신호가 인가되는 동안 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 신체 접촉에 의한 터치 여부를 감지할 수 있다.
한편, 전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 스타일러스 감지를 위한 제2감지구간이 디스플레이 제어구간과 시간적으로 분리된 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 제2감지구간이 디스플레이 제어구간과 시간적으로 중첩되는 것도 가능하다.
도 12를 참조하면, 터치센서 제어구간은 제1감지구간(신체 감지) 및 제2감지구간(스타일러스 감지)으로 시분할 될 수 있는 바, 터치센서 제어구간 상에서 제1감지구간은 제2감지구간보다 시간적으로 뒤에 배치되는 것이 가능하며, 제2감지구간 중 일부(제2-A)는 디스플레이 제어구간과 시간적으로 중첩될 수 있다.
디스플레이 제어구간을 수행하는 동안, 다시 말해서 디스플레이를 제어하기 위한 전극패드에 디스플레이 제어신호가 인가되는 동안, 제2감지구간의 제2-A 구간에서는 스타일러스 신호공급부에 구동신호가 인가될 수 있다. 반면, 상기 제2감지구간에서는 전극패드로의 전기신호(터치센서를 제어하기 위한 전기신호) 인가가 차단될 수 있다. 다음, 제2감지구간의 제2-B 구간에서는 디스플레이 제어신호가 차단됨과 동시에 스타일러스 신호공급부로의 구동신호 인가가 차단될 수 있는 바, 스타일러스 신호공급부에 인가되는 구동신호가 차단됨에 따라 스타일러스에 잔류하는 전기적 잔류신호를 이용하여 스타일러스의 접촉에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행할 수 있다.
그 후, 상기 제1감지구간에서는 전극패드에 터치 전기신호가 인가될 수 있으며, 전극패드에 전기신호가 인가되는 동안 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 신체 접촉에 의한 터치 여부를 감지할 수 있다.
전술 및 도시한 본 발명의 실시예에서는 터치센서 제어구간에서 제1감지구간 및 제2감지구간이 각각 한번씩 수행되는 예를 들어 설명하고 있지만, 경우에 따라서는 각 프레임 별 터치센서 제어구간에서 제1감지구간 및 제2감지구간이 반복적으로 수행되는 것이 가능하다.
도 13을 참조하면, 각 프레임(frame time) 별 터치센서 제어구간은 제1감지구간(신체 감지) 및 제2감지구간(스타일러스 감지)으로 시분할 될 수 있는 바, 제1감지구간 및 제2감지구간은 각 프레임에서 복수회 반복적으로 수행되는 것이 가능하다.
또한, 도 14를 참조하면, 제2감지구간이 제2-A 구간 및 제2-B 구간으로 시분할 된 조건(도 10 참조)에서도, 제1감지구간 및 제2감지구간은 각 프레임(frame time) 별로 복수회 반복적으로 수행되는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 패널 110 : 전극패드
200 : 전극그룹 300 : 터치감지회로
400 : 스타일러스 500 : 스타일러스 신호공급부

Claims (19)

  1. 복수개의 전극패드를 이용한 터치 센서의 제어방법에 있어서,
    스타일러스에 펜 전기신호를 공급하기 위한 스타일러스 신호공급부를 제공하는 단계;
    상기 전극패드의 제어구간을 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 제1감지구간, 및 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 제2감지구간으로 시간적으로 분할(time sharing)하는 단계;
    상기 전극패드를 이용하여 상기 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계; 및
    상기 스타일러스 신호공급부로부터 상기 펜 전기신호를 공급받아 상기 제2감지구간에서 상기 전극패드를 이용하여 상기 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계;를 포함하며,
    상기 전극패드를 이용하여 상기 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계에서는, 상기 전극패드에 터치 전기신호를 인가하고, 상기 전극패드에 상기 터치 전기신호가 인가되는 동안, 상기 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 신체 접촉에 의한 터치 여부를 감지할 수 있고,
    상기 스타일러스 신호공급부로부터 상기 펜 전기신호를 공급받아 상기 제2감지구간에서 상기 전극패드를 이용하여 상기 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계는, 상기 스타일러스 신호공급부에 인가되는 상기 펜 전기신호 및 상기 전극패드에 인가되는 상기 터치 전기신호를 차단한 조건에서 진행되는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스타일러스 신호공급부는 상기 전극패드보다 상대적으로 큰 영역에서 상기 펜 전기신호를 제공하는 와이어 루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 와이어 루프는 디스플레이 영역의 둘레를 따라 상기 디스플레이 영역의 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 터치 감지를 수행하는 단계에서 상기 전극패드로부터의 상기 전기적 특성값은 전하량값 또는 커패시턴스값을 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 스타일러스 신호공급부로부터 상기 펜 전기신호를 공급받아 상기 제2감지구간에서 상기 전극패드를 이용하여 상기 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계는,
    상기 스타일러스 신호공급부에 인가되는 상기 펜 전기신호 및 상기 전극패드에 인가되는 상기 터치 전기신호를 각각 차단하는 단계;
    상기 스타일러스 신호공급부에 인가되는 상기 펜 전기신호를 차단함에 따른 전기적 잔류신호를 상기 스타일러스에 잔류시키는 단계; 및
    상기 스타일러스에 상기 전기적 잔류신호가 유지되는 동안, 상기 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 스타일러스의 접촉에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전기적 잔류신호는 상기 스타일러스 신호공급부에 인가되는 구동신호를 차단함에 따라 상기 스타일러스에 잔류하는 링-다운 신호(Ring-Down signal)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계에서, 상기 전극패드로부터의 상기 전기적 특성값은 전압의 크기 및 주파수 또는 전류의 크기 및 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스타일러스 신호공급부에 인가되는 상기 펜 전기신호 및 상기 전극패드에 인가되는 상기 터치 전기신호는 각각 동시에 인가되거나 시간차를 두고 인가되는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스타일러스 신호공급부에 공급되는 상기 펜 전기신호는 디스플레이를 제어하기 위해 상기 전극패드에 디스플레이 제어신호가 인가되는 동안 공급되는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전극패드에 각각 연결 가능한 트랜스미터 앰프 및 리시버 앰프가 제공되되,
    상기 전극패드를 이용하여 상기 제1감지구간에서 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계는,
    상기 제1감지구간에 대응하여 상기 전극패드와 상기 트랜스미터 앰프를 연결하고 상기 전극패드와 상기 리시버 앰프를 차단하여, 상기 전극패드로 상기 터치 전기신호를 인가하는 단계; 및 상기 전극패드 주변의 변화에 따른 전기적 특성값의 변화를 이용하여 신체 접촉에 의한 터치 감지를 수행하는 단계;를 포함하고,
    상기 스타일러스 신호공급부로부터 상기 펜 전기신호를 공급받아 상기 제2감지구간에서 상기 전극패드를 이용하여 상기 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계는,
    상기 제2감지구간에 대응하여 상기 전극패드와 상기 트랜스미터 앰프를 차단하고 상기 전극패드와 상기 리시버 앰프를 연결하여, 상기 전극패드로부터 유입되는 전기적 잔류신호를 감지하는 단계; 및 상기 전기적 잔류신호로부터 전기적 특성값의 변화를 이용하여 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  13. 제1항에 있어서,
    디스플레이 프레임(frame time) 별로 상기 전극패드의 제어구간은 디스플레이 제어구간 및 터치센서 제어구간으로 시분할(time sharing)되고,
    상기 터치센서 제어구간은 상기 제1감지구간 및 상기 제2감지구간으로 분할되는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 터치센서 제어구간 상에서 상기 제2감지구간은 상기 제1감지구간보다 시간적으로 앞에 배치되거나 시간적으로 뒤에 배치되는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 스타일러스에는 상기 스타일러스 신호공급부로부터 공급된 상기 펜 전기신호를 저장하기 위한 에너지 하베스팅 파트(Energy Harvesting part)가 제공되며,
    상기 에너지 하베스팅 파트에 저장된 펜 전기신호를 이용하여 상기 제2감지구간에서 상기 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어방법.
  16. 복수개의 전극패드를 이용한 터치 센서의 제어장치에 있어서,
    상기 전극패드의 제어구간을 신체 접촉에 의한 터치를 감지하는 제1감지구간, 및 스타일러스에 의한 입력을 감지하는 제2감지구간으로 시간적으로 분할(time sharing)하는 구간제어부;
    상기 제1감지구간에서는 상기 전극패드에 터치 전기신호를 공급하고, 상기 제2감지구간에서는 상기 전극패드에 인가되는 상기 터치 전기신호를 차단하는 전극패드 신호공급부;
    상기 스타일러스에 펜 전기신호를 선택적으로 공급하는 스타일러스 신호공급부; 및
    상기 제1감지구간에서는 상기 전극패드에 상기 터치 전기신호가 인가되는 동안 상기 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 신체 접촉에 의한 터치 여부 감지를 수행하고, 상기 제2감지구간에서는 상기 스타일러스 신호공급부에 인가되는 상기 펜 전기신호 및 상기 전극패드에 인가되는 상기 터치 전기신호가 모두 차단된 조건에서 상기 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 스타일러스에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 터치감지부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2감지구간에서 상기 스타일러스 신호공급부에 인가되는 상기 전기신호가 차단됨에 따라 상기 스타일러스에는 전기적 잔류신호가 잔류되고,
    상기 터치감지부는 상기 스타일러스에 상기 전기적 잔류신호가 유지되는 동안, 상기 전극패드로부터 전기적 특성값을 측정하여 스타일러스의 접촉에 의한 입력 감지 및 위치 검출을 수행하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전기적 잔류신호는 상기 스타일러스 신호공급부에 인가되는 구동신호를 차단함에 따라 상기 스타일러스에 잔류하는 링-다운 신호(Ring-Down signal)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 스타일러스 신호공급부는 디스플레이 영역의 둘레를 따라 상기 디스플레이 영역의 외측에 배치되는 와이어 루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 센서의 제어장치.
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