KR20210106631A - 터치센싱장치 및 이를 포함하는 디스플레이장치 - Google Patents

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KR20210106631A
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Abstract

일 실시예는 액티브펜의 로컬서칭을 통해 액티브펜의 서칭시간 및 리포트 레이트를 줄일 수 있다.

Description

터치센싱장치 및 이를 포함하는 디스플레이장치{TOUCH SENSING DEVICE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 실시예는 액티브펜의 터치 또는 근접을 센싱하는 기술 및 디스플레이장치에 관한 것이다.
터치패널에 근접하거나 터치패널을 터치하는 외부 오브젝트를 인식하는 기술을 터치센싱기술이라고 한다. 터치패널은 평면상에서 디스플레이패널과 같은 위치에 놓이게 되는데, 이에 따라, 사용자들은 디스플레이패널의 영상을 보면서 터치패널로 사용자조작신호를 입력할 수 있게 된다. 이러한 사용자조작신호 발생방법은 그 이전의 다른 사용자조작신호 입력방식-예를 들어, 마우스 입력방식이나 키보드 입력방식-에 비해 놀라운 사용자 직관성을 제공해 준다.
이러한 장점에 따라, 디스플레이패널을 포함하고 있는 다양한 전자장치들에 터치센싱기술이 적용되고 있다. 터치센싱장치는 터치패널에 배치되는 구동전극으로 구동신호를 공급하고 센싱전극에 형성되는 반응신호를 수신하여 터치패널에 대한 외부 오브젝트의 터치 혹은 근접을 센싱할 수 있다. 터치패널은 구동전극과 센싱전극 사이에 정전용량을 만들어내는데, 상기 정전용량의 변화는 상기 외부 오브젝트의 터치 또는 근접을 나타낼 수 있다.
한편 사용자는 사용자조작신호를 입력하기 위하여 핑거(finger) 뿐만 아니라 액티브펜(active pen)을 사용할 수 있다. 액티브펜과 터치센싱장치 사이에서의 데이터통신은 다음의 과정을 거칠 수 있다. 터치센싱장치가 액티브펜이 인식할 수 있는 업링크신호를 송신하면, 액티브펜은 업링크신호를 수신하고 터치센싱장치를 인식할 수 있다. 이후 액티브펜은 터치센싱장치가 인식할 수 있는 다운링크신호를 송신하면, 터치센싱장치는 다운링크신호를 수신하고 액티브펜을 인식할 수 있다.
터치센싱장치가 업링크신호를 송신하는 단계까지는 액티브펜의 서칭(searching)이라고 정의될 수 있는 반면, 업링크신호의 송신단계부터 터치센싱장치와 액티브펜이 서로를 인식하여 다운링크신호를 송수신하는 단계까지는 액티브펜의 센싱(sensing)이라고 정의될 수 있다. 이렇게 액티브펜의 서칭과 액티브펜의 센싱은 서로 구분될 수 있는데, 가장 큰 차이점은 서칭은 터치센싱장치가 액티브펜의 존재를 모르는 상태에서 그 존재를 찾으려는 동작이고, 센싱은 터치센싱장치가 액티브펜의 존재를 아는 상태에서 데이터를 주고받는 동작일 수 있다.
그런데 종래에 터치센싱장치는 액티브펜의 서칭이나 액티브펜의 센싱 모두 순차로 수행하곤 했다. 즉, 액티브펜이 터치패널의 맨 하단에 존재하더라도, 터치센싱장치는 터치패널의 맨 상단부터 액티브펜을 서칭하거나 센싱하곤 했다. 터치센싱장치가 액티브펜이 존재하지 않는 터치패널 영역에 대해서도 서칭이나 센싱을 수행하기 때문에, 이러한 방식은 불필요한 프로세스를 발생시키고 서칭시간 또는 센싱시간을 늘리는 문제점을 발생시킬 수 있다. 결국 이것은 액티브펜 센싱의 리포트 레이트(report rate)를 증가시키게 된다. 액티브펜이 릴리즈(release)되는 경우 즉, 액티브펜이 터치패널과 분리되어 센싱이 중단되고 그 액티브펜을 다시 서칭하는 경우에도, 이러한 현상은 반복될 수 있다.
이와 관련하여 본 실시예에서는 서칭시간 및 리포트 레이트를 줄일 수 있는 터치센싱장치가 복수의 액티브펜을 운용하기 위한 기술을 제공하고자 한다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 일 목적은, 액티브펜이 릴리즈된 위치 또는 그 근방에서 액티브펜을 서칭하는 기술을 제공하는 것이다.
본 실시예의 다른 목적은, 복수의 액티브펜이 릴리즈된 위치 또는 그 근방에서 각 액티브펜을 함께 서칭하는 기술을 제공하는 것이다.
본 실시예의 또 다른 목적은, 복수의 액티브펜에 일 프레임에 포함된 복수의 터치구간을 할당하는 방식에 대한 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 액티브펜의 터치 또는 근접을 센싱하는 터치센싱장치에 있어서, 터치전극을 통해 업링크신호를 상기 액티브펜으로 송신하는 구동부; 및 상기 터치전극을 통해 상기 업링크신호에 대응하는 다운링크신호를 상기 액티브펜으로부터 수신하는 센싱부를 포함하고, 상기 센싱부는, 제1 터치전극에서 제1 다운링크신호의 수신이 중단되면, 상기 제1 터치전극 또는 그 주변의 터치전극에서 상기 제1 다운링크신호의 수신을 대기함으로써 제1 액티브펜을 서칭하기 시작하는 터치센싱장치를 제공한다.
상기 장치에서, 상기 구동부는, 상기 제1 터치전극에서 상기 제1 다운링크신호의 수신이 중단되면, 상기 제1 터치전극 또는 그 주변의 터치전극에서 상기 제1 액티브펜을 서칭하기 위하여 제1 업링크신호를 송신할 수 있다.
상기 장치에서, 상기 센싱부는, 상기 제1 터치전극 또는 그 주변의 터치전극에서 상기 제1 다운링크신호를 다시 수신하고, 상기 제1 액티브펜의 터치 또는 근접의 센싱을 재개할 수 있다.
상기 장치에서, 상기 센싱부는, 디스플레이구간 및 터치구간을 정의하는 동기화신호를 수신하고, 일부의 터치구간에서 상기 제1 액티브펜을 센싱하기 위하여 상기 제1 다운링크신호를 수신할 수 있다.
상기 장치에서, 상기 구동부는, 제2 터치전극을 통해 제2 업링크신호를 제2 액티브펜으로 송신하고, 상기 센싱부는, 상기 제2 터치전극을 통해 상기 제2 업링크신호에 대응하는 제2 다운링크신호를 상기 제2 액티브펜으로부터 수신하고, 상기 제2 터치전극에서 상기 제2 다운링크신호의 수신이 중단되면, 상기 제2 터치전극 또는 그 주변의 터치전극에서 상기 제2 다운링크신호의 수신을 대기함으로써 상기 제2 액티브펜을 서칭하기 시작할 수 있다.
상기 장치에서, 상기 센싱부는, 매 프레임마다 상기 제1 액티브펜과 상기 제2 액티브펜을 함께 센싱할 수 있다.
상기 장치에서, 상기 센싱부는, 디스플레이구간 및 터치구간을 정의하는 동기화신호를 수신하고, 일 프레임 중 일부의 터치구간에서는 상기 제1 액티브펜을 센싱하고 다른 일부의 터치구간에서는 상기 제2 액티브펜을 센싱할 수 있다.
다른 실시예는, 복수의 액티브펜의 터치 또는 근접을 센싱하는 터치센싱시스템에 있어서, 제1 액티브펜의 터치 또는 근접을 수신하는 제1 터치영역과 제2 액티브펜의 터치 또는 근접을 수신하는 제2 터치영역을 포함하는 패널; 및 상기 제1 터치영역에서 상기 제1 액티브펜의 터치 또는 근접을 센싱하고, 상기 제2 터치영역에서 상기 제2 액티브펜의 터치 또는 근접을 센싱하는 터치센싱장치를 포함하고, 상기 터치센싱장치는, 상기 제1 터치영역에서 상기 제1 액티브펜의 센싱이 중단되면, 상기 제1 터치영역 또는 그 주변에서 상기 제1 액티브펜의 존재를 확인하기 위한 서칭을 수행하는 터치센싱시스템을 제공한다.
상기 시스템에서, 상기 제2 터치영역에서 상기 제2 액티브펜의 센싱이 중단되면, 상기 제1 터치영역에서 상기 제1 액티브펜의 서칭과 상기 제2 터치영역에서 상기 제2 액티브펜의 서칭을 함께 수행할 수 있다.
상기 시스템에서, 디스플레이구간 및 터치구간을 정의하는 동기화신호를 수신하고, 일 프레임 중 일부의 터치구간에서 상기 제1 액티브펜을 서칭하고, 다른 일부의 터치구간에서는 상기 제2 액티브펜을 서칭할 수 있다.
상기 시스템에서, 상기 제1 액티브펜 및 상기 제2 액티브펜의 센싱을 재개하면, 상기 일부의 터치구간에서 상기 제1 액티브펜을 센싱하고, 다른 일부의 터치구간에서는 상기 제2 액티브펜을 센싱할 수 있다.
상기 시스템에서, 상기 서칭을 통해 상기 제1 액티브펜의 위치를 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 액티브펜의 국부적 서칭을 통해 액티브펜의 서칭시간 및 리포트 레이트를 줄일 수 있다.
그리고, 본 실시예에 의하면, 복수의 액티브펜을 동시에 운용할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 터치센싱장치의 구성도이다.
도 3은 하나의 액티브펜과 패널이 링크신호를 주고받는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 복수의 액티브펜과 패널이 링크신호를 주고받는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 액티브펜의 릴리즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 터치센싱장치의 센싱의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 터치센싱장치의 로컬센싱을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 터치센싱장치의 순차센싱을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 터치센싱장치의 로컬센싱을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 터치센싱장치의 순차서칭을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11는 일 실시예에 따른 터치센싱장치의 로컬서칭을 설명하기 위한 예시도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 오로지 일 액티브펜만이 서칭되어 센싱되는 중인 경우, 터치구간마다 일 액티브펜으로부터 수신되는 데이터를 설명하기 위한 예시도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 복수의 액티브펜이 서칭되어 센싱된 경우, 터치구간마다 복수의 액티브펜으로부터 수신되는 데이터를 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이장치(100)는 패널(110), 데이터구동장치(120), 게이트구동장치(130), 터치센싱장치(140), 데이터처리장치(150), 호스트(160) 등을 포함할 수 있다.
데이터구동장치(120), 게이트구동장치(130), 터치센싱장치(140) 및 데이터처리장치(150) 중 적어도 하나의 구동장치를 디스플레이구동장치라 호칭할 수 있다. 예를 들어, 데이터구동장치(120)를 디스플레이구동장치라 호칭할 수 있고, 데이터구동장치(120)와 터치센싱장치(140)를 포함하는 구동장치를 디스플레이구동장치라 호칭할 수 있다. 일 구동장치는 다른 일 구동장치에 포함될 수 있다. 예를 들어, 데이터구동장치(120)는 터치센싱장치(140)에 포함될 수 있다. 혹은 게이트구동장치(130)는 데이터구동장치(120)에 포함될 수 있다. 실시예에 따라서는 일 구동장치의 일부 구성만 다른 일 구동장치에 포함될 수 있다.
데이터구동장치(120)는 화소(P)와 연결되는 데이터라인(DL)을 구동하고, 게이트구동장치(130)는 화소(P)와 연결되는 게이트라인(GL)을 구동할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치(140)는 패널(110)에 배치되는 터치전극(TE)을 구동할 수 있다.
데이터구동장치(120)는 패널(110)의 각 화소(P)에 영상을 표시하기 위해 데이터라인(DL)으로 데이터전압을 공급할 수 있다. 데이터구동장치(120)는 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 데이터드라이버집적회로는, 테이프 오토메이티드 본딩(TAB: tape automated bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG: chip on glass) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드(bonding pad)에 연결되거나, 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 데이터구동장치(120)는 칩 온 필름(COF: chip on film) 방식으로 구현될 수도 있다.
데이터구동장치(120)는 데이터처리장치(150)로부터 영상데이터 및 데이터제어신호(DCS)를 수신할 수 있다. 데이터구동장치(120)는 영상데이터에서 지시하는 각 화소의 계조(greyscale)값에 따라 데이터전압을 생성하고, 각 화소를 구동할 수 있다.
데이터제어신호(DCS)는 적어도 하나의 동기화신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터제어신호(DCS)는 수직동기화신호(VSYNC), 수평동기화신호(HSYNC), 시분할신호 등을 포함할 수 있다. 데이터구동장치(120)는 수직동기화신호(VSYNC)에 따라 프레임을 구분하고, 수직동기화신호(VSYNC)가 지시하는 수직블랭크구간 이외의 구간에서 각 화소를 구동할 수 있다. 데이터구동장치(120)는 수평동기화신호(HSYNC)에 따라 수평라인별 영상데이터를 확인하고, 각 수평라인별로 데이터전압을 공급할 수 있다. 데이터구동장치(120)는 시분할신호에 따라 디스플레이구간과 터치구간을 구분하고, 디스플레이구간 내에서 각 화소(P)를 구동할 수 있다.
게이트구동장치(130)는 각 화소(P)에 위치하는 트랜지스터를 온오프시키기 위해 게이트라인(GL)으로 스캔신호를 공급할 수 있다. 게이트구동장치(130)는, 구동 방식에 따라서, 도 1에서와 같이 패널(110)의 한 측에만 위치할 수도 있고, 2개로 나뉘어져 패널(110)의 양측에 위치할 수도 있다. 또한, 게이트구동장치(130)는, 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로를 포함할 수 있는데, 이러한 적어도 하나의 게이트드라이버집적회로는, 테이프 오토메이티드 본딩(TAB) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 패널(110)의 본딩 패드에 연결되거나, GIP(gate in panel) 타입으로 구현되어 패널(110)에 직접 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 패널(110)에 집적화되어 형성될 수도 있다. 또한, 게이트구동장치(130)는 칩 온 필름(COF: chip on film) 방식으로 구현될 수도 있다.
게이트구동장치(130)는 데이터처리장치(150)로부터 게이트제어신호(GCS)를 수신할 수 있다. 게이트제어신호(GCS)는 복수의 클럭신호를 포함할 수 있다. 그리고, 게이트구동장치(130)는 클럭신호를 이용하여 스캔신호를 생성하고, 스캔신호를 게이트라인(GL)으로 공급할 수 있다.
패널(110)에는 디스플레이패널이 포함될 수 있고, 터치패널(TSP: touch screen panel)이 더 포함될 수 있다. 여기서 디스플레이패널과 터치패널은 일부 구성요소를 서로 공유할 수 있다. 예를 들어, 터치패널에서 터치를 감지하기 위한 터치전극(TE)은 디스플레이패널-디스플레이패널이 LCD(liquid crystal display)패널인 경우-에서 공통전압이 공급되는 공통전극으로 사용될 수 있다. 다른 예로서, 터치전극(TE)은 디스플레이패널-디스플레이패널이 OLED(organic light emitting diode)패널인 경우-에서 기저전압(VSS)이 공급되는 캐소드전극으로 사용될 수 있다. 디스플레이패널과 터치패널의 일부 구성요소가 서로 공유되어 있다는 측면에서, 이러한 패널(110)을 일체형 패널이라고 부르기도 하지만 본 발명이 이로 제한되는 것은 아니다. 또한, 디스플레이패널과 터치패널이 일체형으로 결합된 형태로서 인셀(In-Cell) 타입의 패널이 알려져 있지만 이는 전술한 패널(110)의 일 예시일 뿐 본 발명이 적용되는 패널이 이러한 인셀(In-Cell)타입 패널로 제한되는 것은 아니다.
한편, 패널(110)에는 복수의 터치전극(TE)이 배치되고, 터치센싱장치(140)는 터치구동신호를 이용하여 터치전극(TE)을 구동할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치(140)는 구동신호에 대응하여 터치전극(TE)에 형성되는 반응신호에 따라 터치전극(TE)에 대한 센싱값을 생성할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치(140)는 패널(110)에 배치되는 복수의 터치전극(TE)에 대한 센싱값을 이용하여 오브젝트(20)의 터치좌표를 계산할 수 있으며, 계산된 터치좌표는 다른 장치-예를 들어, 호스트-로 전송되어 활용될 수 있다.
터치센싱장치(140)는 터치전극(TE)을 통해 액티브펜(10)과 신호를 주고받을 수 있다. 터치센싱장치(140)는 터치전극(TE)으로 업링크신호를 공급할 수 있는데, 액티브펜(10)은 터치전극(TE)과의 접촉을 통해 업링크신호를 수신할 수 있다. 업링크신호는 예를 들어, 패널정보, 프로토콜버전 등의 정보나 동기화신호 등을 포함할 수 있다. 액티브펜(10)은 업링크신호를 수신하여 패널의 정보나, 프로토콜의 버전을 확인할 수 있고, 신호를 동기화시킬 수 있다.
액티브펜(10)은 터치전극(TE)으로 다운링크신호를 송신할 수 있다. 그리고, 터치센싱장치(140)는 터치전극(TE)을 통해 다운링크신호를 수신할 수 있다. 다운링크신호는 액티브펜의 상태정보를 포함할 수 있다. 액티브펜의 상태정보는 예를 들어, 액티브펜의 위치, 액티브펜의 버튼상태, 액티브펜의 배터리상태, 액티브펜의 기울기 등을 포함할 수 있다.
터치센싱장치(140)는 데이터처리장치(150)로부터 터치제어신호(TCS)를 수신할 수 있다. 터치제어신호(TCS)는 적어도 하나의 동기화신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치제어신호(TCS)는 수직동기화신호(VSYNC), 시분할신호, 터치동기화신호(TSYNC) 등을 포함할 수 있다. 터치센싱장치(140)는 시분할신호 혹은 터치동기화신호(TSYNC)에 따라 디스플레이구간과 터치구간을 구분하고, 터치구간 내에서 터치전극(TE)을 구동할 수 있다.
동기화신호들은 실시예에 따라 서로 같은 신호이거나 서로 다른 신호일 수 있다. 예를 들어, 시분할신호는 터치동기화신호와 동일한 신호이거나 다른 신호일 수 있다. 아래에서는 특정 기능을 강조하기 위해 특정 명칭을 사용하여 설명할 수 있으나, 이러한 설명이 특정 명칭으로 제한되는 것은 아니다.
동기화신호들은 원천적으로 호스트(160)에서 데이터처리장치(150)로 공급되는 패널제어신호(PCS)를 기준으로 생성될 수 있다.
호스트(160)는 데이터처리장치(150)로 영상데이터를 송신하고, 영상데이터를 프레임 단위로 구분하기 위한 수직동기화신호(VSYNC)를 송신할 수 있다. 데이터처리장치(150)는 이러한 수직동기화신호(VSYNC)를 기준으로 시분할신호, 터치동기화신호(TSYNC) 등을 생성하여 각 구동장치(120, 130, 140)로 송신할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 터치센싱장치의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 터치센싱장치(140)는 구동부(210) 및 센싱부(220)를 포함할 수 있다.
구동부(210)는 제1 시구간에서, 터치전극(TE)으로 업링크송신신호(UTX)를 공급할 수 있다. 여기서, 업링크송신신호(UTX)는 터치전극(TE)에 형성되는 업링크신호이다. 액티브펜에 형성되는 업링크신호는 업링크수신신호로 호칭할 수 있다.
센싱부(220)는 제1 시구간과 중첩되지 않는 제2 시구간에서, 터치전극(TE)으로부터 다운링크수신신호(DRX)를 수신할 수 있다. 여기서, 다운링크수신신호(DRX)는 터치전극(TE)에 형성되는 다운링크신호이다. 액티브펜에 형성되는 다운링크신호는 다운링크송신신호로 호칭할 수 있다.
한편 액티브펜의 서칭단계에서 구동부(210)는 터치전극을 통해 액티브펜으로 업링크신호를 지속적으로 송신하고, 센싱부(220)는 터치전극을 통해 다운링크신호의 수신을 대기할 수 있다.
터치전극(TE)은 LCD패널에서 공통전압이 공급되는 공통전극일 수 있다. 또는 터치전극(TE)은 OLED패널의 캐소드전극일 수 있다.
도 3은 하나의 액티브펜과 패널이 링크신호를 주고받는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 액티브펜과 패널(110) 사이에 링크신호의 송수신 과정이 도시된다. 링크신호의 송수신 과정은 서칭단계와 센싱단계로 구분될 수 있다. 서칭단계(SEARCHING)에서 터치센싱장치는 패널(110)을 통해 액티브펜의 존재를 인식하기 위하여 업링크신호(UL)를 송신할 수 있다. 센싱단계(SENSING)에서 터치센싱장치는 액티브펜의 존재를 인식한 뒤에, 액티브펜의 데이터를 수신하기 위하여 다운링크신호(DL)를 수신할 수 있다.
서칭단계에서, 터치센싱장치의 구동부는 터치전극을 통해 업링크신호(UL)를 액티브펜(10)으로 송신할 수 있다. 액티브펜(10)이 터치전극을 포함하는 패널(110)에 터치하거나 일정거리 이내로 접근하면, 액티브펜(10)은 업링크신호(UL)를 수신할 수 있다. 업링크신호(UL)는 패널(110)의 일 부 또는 전체에 걸처서 액티브펜(10)으로 송신될 수 있다.
센싱단계에서, 터치센싱장치의 센싱부는 터치전극을 통해 다운링크신호(DL)를 액티브펜(10)으로부터 수신할 수 있다. 액티브펜(10)이 업링크신호(UL)를 수신하면, 액티브펜(10)은 다운링크신호(DL)를 송신할 수 있다. 다운링크신호(DL)는 액티브펜이 터치 또는 접근한 지점에 위치한 터치전극으로 송신될 수 있다.
다운링크신호(DL)가 터치센싱장치로 들어오면, 터치센싱장치는 액티브펜(10)과 지속적으로 데이터를 주고받을 수 있다. 만약 다운링크신호(DL)가 어느 시점부터 터치센싱장치로 들어오지 않으면, 터치센싱장치는 액티브펜을 다시 서칭할 수 있다. 즉, 터치센싱장치는 액티브펜에 다시 업링크신호(UL)를 보냄으로써 위와 같은 과정을 반복할 수 있다. 여기서 다운링크신호(DL)가 어느 시점부터 터치센싱장치로 들어오지 않는 것은 액티브펜(10)이 릴리즈된 것으로 이해될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 복수의 액티브펜과 패널이 링크신호를 주고받는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 복수의 액티브펜과 패널(110) 사이에 링크신호의 송수신 과정이 도시된다. 이하에서는 3개의 액티브펜(10-1, 10-2, 10-3)이 패널(110)에 터치 또는 접근하는 것으로 예시하나, 이에 한정되지 않는다. 서칭단계(SEARCHING)에서 터치센싱장치는 3개의 액티브펜(10-1, 10-2, 10-3)의 존재를 인식할 수 있다. 센싱단계(SENSING)에서 터치센싱장치는 3개의 액티브펜(10-1, 10-2, 10-3)로부터 다운링크신호를 수신할 수 있다.
서칭단계에서, 터치센싱장치의 구동부는 업링크신호를 복수의 액티브펜으로 송신할 수 있다. 구동부는 복수의 액티브펜을 위한 업링크신호를 서로 다른 시점에서 각각 독립적으로 송신할 수 있다. 예를 들어 구동부는 제1 시구간에 제1 업링크신호(UL1)를 제1 액티브펜(10-1)으로 송신하고, 제2 시구간에 제2 업링크신호(UL2)를 제2 액티브펜(10-2)으로 송신하고, 제3 시구간에 제3 업링크신호(UL3)를 제3 액티브펜(10-3)으로 송신할 수 있다. 여기서 구동부는 제1 내지 3 업링크신호(UL1~UL3)를 겹치지 않게 서로 다른 타이밍으로 송신할 수 있다.
그리고 터치센싱장치의 센싱부는 터치전극을 통해 업링크신호에 대응하는 다운링크신호의 수신을 대기함으로써 복수의 액티브펜을 서칭할 수 있다. 센싱부는 복수의 액티브펜을 서칭하는 중에 처음으로 일 다운링크신호를 수신한 이후에는, 일 다운링크신호를 보낸 일 액티브펜과 지속적으로 다음의 다운링크신호를 수신할 수 있다. 또는 센싱부는 다른 액티브펜으로부터 다른 다운링크신호를 수신한 이후에는, 상기 다른 액티브펜과 지속적으로 다음의 다른 다운링크신호를 수신할 수 있다. 여기서 센싱부는 일 액티브펜과 다른 액티브펜으로부터 교번하여 다운링크신호를 수신할 수 있다.
센싱단계에서, 센싱부는 복수의 액티브펜에 대한 서칭(searching)을 서로 다른 시점에서 독립적으로 실행할 수 있다. 예를 들어 센싱부는 제1 시구간에 제1 액티브펜(10-1)으로부터 제1 다운링크신호(DL1)의 수신을 대기하고, 제2 시구간에 제2 액티브펜(10-2)으로부터 제2 다운링크신호(DL2)의 수신을 대기하고, 제3 시구간에 제3 액티브펜(10-3)으로부터 제3 다운링크신호(DL3)의 수신을 각각 대기할 수 있다. 여기서 센싱부는 제1 내지 3 다운링크신호(DL1~DL3)를 서로 겹치지 않게 서로 다른 타이밍으로 수신할 수 있다. 예를 들어 센싱부는 제1 내지 3 다운링크신호(DL1~DL3)를 서로 겹치지 않게 서로 다른 터치구간에서 수신할 수 있다.
복수의 액티브펜을 서로 다른 시점에서 서칭하기 위하여, 센싱부는 매 프레임마다 복수의 액티브펜 중 일 액티브펜 씩 서칭하거나, 매 프레임마다 복수의 액티브펜을 전부 서칭할 수 있다. 센싱부는 일 프레임에서 오로지 일 액티브펜만을 집중적으로 서칭하는 제1 방식 및 일 프레임에서 복수의 액티브펜을 전부 서칭하는 제2 방식 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
센싱부는 복수의 액티브펜 중 일 액티브펜으로부터 다운링크신호가 터치센싱장치로 들어오면, 터치센싱장치는 상기 일 액티브펜과 지속적으로 데이터를 주고받을 수 있다. 만약 다운링크신호가 어느 시점부터 터치센싱장치로 들어오지 않으면 즉, 일 액티브펜이 터치센싱장치로부터 릴리즈되면, 터치센싱장치는 복수의 액티브펜을 다시 서칭할 수 있다. 즉, 터치센싱장치는 복수의 액티브펜에 다시 업링크신호를 보냄으로써 위와 같은 과정을 반복할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 액티브펜의 릴리즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 액티브펜(10)이 릴리즈되는 과정이 도시된다.
서칭단계(SEARCHING)에서, 터치센싱장치는 액티브펜(10)의 존재를 인식하기 위하여 업링크신호(UL)를 액티브펜(10)에 송신할 수 있다.
센싱단계(SENSING)에서, 액티브펜(10)이 업링크신호(UL)를 수신하고 이에 대응하는 다운링크신호(DL)를 터치센싱장치로 송신하면, 터치센싱장치는 다운링크신호(DL)를 통해 액티브펜(10)에 대한 데이터를 수신할 수 있다.
릴리즈단계(RELEASE)에서, 터치센싱장치와 액티브펜(10)의 다운링크신호(DL)의 통신이 중단될 수 있다. 다운링크신호(DL)의 통신 중단은 외부적 요인에 의하여 발생할 수 있다. 가령 액티브펜(10) 사용자가 기호를 입력하는 중에 띄어서 다른 기호를 입력하는 중에 액티브펜(10)과 패널(110)의 거리가 이격되면, 다운링크신호(DL)의 통신이 끊어지고 액티브펜(10)은 릴리즈될 수 있다.
액티브펜(10)이 릴리즈되면, 터치센싱장치는 액티브펜(10)의 존재를 인식하기 위하여 업링크신호(UL)를 액티브펜(10)에 송신할 수 있다. 터치센싱장치는 다시 서칭단계(SEARCHING)로 진입하게 된다.
도 6은 일 실시예에 따른 터치센싱장치의 센싱의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 액티브펜 또는 손가락을 포함하는 오브젝트의 터치 또는 근접을 센싱하기 위하여, 터치센싱장치(140)가 패널(110)의 복수의 터치전극(TE)을 구동하는 예시가 도시된다. 터치센싱장치(140)는 라인별로 복수의 터치전극(TE)을 구동할 수 있다.
패널(110)에는 복수의 터치전극(TE)이 배치되고, 복수의 터치전극(TE)은 그룹핑(grouping)되어 일정한 방식으로 구동될 수 있다.
복수의 터치전극(TE)은 매트릭스 형태로 배치되고, 일 라인에 배치된 복수의 터치전극(TE)은 일 그룹으로 묶여서 함께 구동될 수 있다. 본 도면에서는 4개의 터치전극(TE)이 각 채널에 포함되고, 총 8개의 채널(CH1~CH8)과 총 32개의 터치전극(TE)이 패널(110)에 배치될 수 있다. 일 라인을 구성하도록 각 채널에서 터치전극(TE)이 선택되면, 선택된 복수의 터치전극(TE)은 하나의 그룹을 형성할 수 있다. 예를 들어 제2 그룹(GROUP_2)은 8개의 채널(CH1~CH8)의 두 번째 라인에 위치한 터치전극(TE)들의 집합일 수 있다(음영으로 나타내어진 터치전극).
터치센싱장치(140)는 일련의 먹스(MUX)를 포함할 수 있다. 터치센싱장치(140)는 일련의 먹스를 통해 각 채널에서 터치전극(TE)을 선택하고 선택된 터치전극(TE)을 구동할 수 있다. 터치센싱장치(140)는 일 라인을 이루는 복수의 터치전극(TE)을 그룹별로 구동할 수 있다.
예를 들어 일련의 먹스는 8개의 채널(CH1~CH8) 중 제2 라인 즉, 제2 그룹(GROUP_2)의 복수의 터치전극(TE)을 선택함으로써, 터치센싱장치(140)는 제2 라인에 있는 오브젝트의 터치 또는 근접을 센싱할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 터치센싱장치의 로컬센싱을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 터치센싱장치(140)는 로컬센싱(local sensing)을 수행할 수 있다. 로컬센싱은 터치센싱장치(140)가 일정 기간동안 패널(110)의 일정 영역을 지속적으로 구동하는 것을 의미할 수 있다. 터치센싱장치(140)가 지속적으로 구동하는 패널(110)의 일정 영역은 로컬센싱영역(LSA: local sensing area)으로 명명될 수 있다. 특히, 액티브펜을 센싱하는 경우, 터치센싱장치(140)는 로컬센싱영역에서만 업링크신호의 송신과 다운링크신호의 수신을 지속적으로 수행할 수 있다.
디스플레이장치에서 복수의 터치센싱장치(140)는 패널(110)의 터치전극을 영역별로 구분하여 구동할 수 있다. 각 터치센싱장치(140)는 각 영역에 배치된 터치전극을 먹스를 통해 선택하고, 선택된 터치전극을 구동할 수 있다.
예를 들어 패널(110)은 제1 내지 3 영역(AREA1~AREA3)으로 구분되고, 각 터치센싱장치(140)는 각 영역에 포함된 터치전극들만 구동할 수 있다. 각 터치센싱장치(140)는 도 6과 같이, 라인별로 터치전극들을 구동할 수 있다. 본 도면에서 복수의 터치전극은 총 6개의 라인(LINE1~LINE6)을 이루고, 각 터치센싱장치(140)는 제2, 4 및 5 라인(LINE2, LINE4, LINE5)에 있는 터치전극들을 구동할 수 있다.
복수의 터치센싱장치(140)가 독립적으로 구동하는 패널(110)의 영역은 로컬센싱영역을 구성할 수 있다. 예를 들어 제1 내지 3 영역(AREA1~AREA3)의 제2 라인(LINE2)에서 구동되는 터치전극은 제1 로컬센싱영역(LSA1)을 형성할 수 있다. 제1 내지 3 영역(AREA1~AREA3)의 제4 및 5 라인(LINE4, LINE5)에서 구동되는 터치전극은 제2 로컬센싱영역(LSA2)을 형성할 수 있다.
또한 복수의 터치센싱장치(140)는 각 영역에서 서로 다른 라인을 구동함으로써, 로컬센싱영역을 다양한 형태로 구성할 수 있다. 즉, 로컬센싱영역은 라인 형태를 가지지 않도록 가변될 수 있다.
도 8은 터치센싱장치의 순차센싱을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8을 참조하면, 터치센싱장치는 로컬센싱에 대응하여 순차센싱(sequential sensing)을 수행할 수 있다. 순차센싱은, 패널(110)에서의 오브젝트의 위치에 상관없이 터치센싱장치가 일정 순서로 터치전극을 구동하는 것을 의미할 수 있다. 특히 액티브펜의 순차센싱의 경우, 터치센싱장치는 액티브펜이 존재하지 않는 패널(110)의 영역에서 액티브펜의 존재를 인식하기 위하여 업링크신호를 송신할 수 있다. 이하에서는 터치센싱장치가 맨 첫 라인부터 맨 마지막 라인까지 차례대로 구동하는 것을 예시로 하여 설명한다. 패널에서 센싱되는 영역은 음영으로 표시될 수 있다.
예를 들어 터치센싱장치는 액티브펜(10)으로부터 다운링크신호를 통해 데이터를 수신하고, 액티브펜(10)은 맨 마지막 라인에 위치할 수 있다. 패널(110)의 복수의 터치전극은 총 6개의 라인을 구성할 수 있다. 터치센싱장치는 제1 라인부터 제6 라인까지 차례대로 터치전극을 구동할 수 있다. 액티브펜(10)이 맨 마지막 라인에 있더라도, 터치센싱장치는 정해진 순서에 따라 제1 라인부터 제6 라인까지 순차적으로 구동할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 터치센싱장치의 로컬센싱을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9를 참조하면, 터치센싱장치는 2이상의 액티브펜을 위한 로컬센싱을 수행할 수 있다. 로컬센싱은, 패널(110)에서의 오브젝트의 위치를 고려하여 터치센싱장치가 오브젝트의 위치 또는 그 주변의 터치전극을 구동하는 것을 의미할 수 있다. 특히 액티브펜의 로컬센싱 경우, 터치센싱장치는 액티브펜이 존재하는 패널(110)의 영역에서 다운링크신호를 수신할 수 있다. 이하에서는 터치센싱장치가 2개의 액티브펜을 로컬센싱하는 것을 예시로 하여 설명한다. 패널에서 센싱되는 영역은 음영으로 표시될 수 있다.
예를 들어 터치센싱장치는 제1 액티브펜(10-1) 및 제2 액티브펜(10-2)으로부터 복수의 다운링크신호를 통해 복수의 데이터를 수신할 수 있다. 제1 액티브펜(10-1)은 제2 라인에 위치하고, 제2 액티브펜(10-2)은 제5 라인에 위치할 수 있다. 패널(110)의 복수의 터치전극은 총 6개의 라인을 구성할 수 있다. 터치센싱장치는 제1 액티브펜(10-1)과 제2 액티브펜(10-2)의 위치를 중심으로 터치전극을 구동할 수 있다. 제1 액티브펜(10-1)을 센싱하기 위하여, 터치센싱장치는 제2 라인을 지속적으로 센싱할 수 있다. 제2 액티브펜(10-2)을 센싱하기 위하여, 터치센싱장치는 제5 라인을 지속적으로 센싱할 수 있다.
액티브펜이 패널(110)에서 이동하는 경우에도, 터치센싱장치는 그 액티브펜의 위치를 추적하고, 그 액티브펜의 위치 또는 그 주변의 터치전극을 지속적으로 구동할 수 있다.
예를 들어 제1 액티브펜(10-1)이 제2 라인으로부터 제3 라인으로 이동하더라도, 터치센싱장치는 제3 라인을 구동하여 제1 액티브펜(10-1)을 센싱할 수 있다. 제2 액티브펜(10-2)이 제5 라인으로부터 제6 라인으로 이동하더라도, 터치센싱장치는 제6 라인을 구동하여 제2 액티브펜(10-2)을 센싱할 수 있다.
이와 같이 터치센싱장치는 제1 액티브펜의 위치를 포함하는 제1 로컬센싱영역을 중심으로 터치전극을 구동하는 동시에, 제2 액티브펜의 위치를 포함하는 제2 로컬센싱영역을 중심으로 터치전극을 구동할 수 있다.
다만, 각 액티브펜과의 통신이 중단되지 않는 한, 터치센싱장치는 각 액티브펜에 대한 로컬센싱을 수행할 수 있다. 이 경우는 사용자가 연속적인 경로를 터치패널에 입력하여 어느 하나의 액티브펜을 릴리즈하지 않을 때를 포함할 수 있다. 만약 사용자가 불연속적인 터치패널에 입력하여 경로를 어느 하나의 액티브펜을 릴리즈하면, 터치센싱장치는 액티브펜의 서칭을 재개할 수 있다. 서칭 역시 국부적으로 진행되는데, 이것은 추후 설명한다.
도 10은 터치센싱장치의 순차서칭을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10을 참조하면, 터치센싱장치는 순차센싱에 대응하여 순차서칭(sequential searching)을 수행할 수 있다. 서칭은 오브젝트 중 액티브펜을 위한 것으로서, 터치센싱장치가 액티브펜으로 업링크신호를 지속적으로 송신하는 것 또는 액티브펜으로부터 다운링크신호의 수신을 대기하는 것을 의미할 수 있다. 또한 서칭은 액티브펜이 센싱되기 이전에 그 존재를 인식하는 과정으로서, 센싱 중에 액티브펜이 패널(110)로부터 분리 즉, 액티브펜이 릴리즈되는 경우에도 적용될 수 있다. 그래서 서칭 중에 액티브펜이 다운링크신호를 터치센싱장치로 송신하고 터치센싱장치가 다운링크신호를 다시 수신하게 되면, 터치센싱장치는 액티브펜의 센싱을 재개할 수 있다. 터치센싱장치가 액티브펜의 존재를 인식하면, 그 액티브펜의 위치도 함께 획득할 수 있다.
순차서칭은, 패널(110)에서의 액티브펜의 위치에 상관없이 터치센싱장치가 일정 순서로 터치전극을 통해 업링크신호를 송신하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 터치센싱장치는 업링크신호의 송신을 통해 액티브펜의 존재를 인식할 수 있다. 터치센싱장치는 액티브펜이 존재하지 않는 패널(110)의 영역에서도 액티브펜의 존재를 인식하기 위하여 업링크신호를 송신할 수 있다. 이하에서는 어느 하나의 액티브펜이 릴리즈되어 터치센싱장치가 맨 첫 라인부터 맨 마지막 라인까지 차례대로 업링크신호를 송신하는 것을 예시로 하여 설명한다. 패널에서 서칭되는 영역은 음영으로 표시될 수 있다.
예를 들어 패널(110)의 복수의 터치전극은 총 6개의 라인을 구성할 수 있다. 터치센싱장치가 제5 라인에서 액티브펜(10)을 센싱하는 중에 액티브펜(10)은 릴리즈될 수 있다. 본 도면에서 액티브펜(10)이 릴리즈되는 지점은 R로 표시될 수 있다. 액티브펜(10)이 제5 라인에서 릴리즈됨에도 불구하고, 터치센싱장치는 제1 라인부터 서칭할 수 있다. 터치센싱장치는 제1 라인부터 제6 라인까지 차례대로 업링크신호를 송신할 수 있다.
도 11는 일 실시예에 따른 터치센싱장치의 로컬서칭을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11을 참조하면, 터치센싱장치는 순차서칭에 대응하여 로컬서칭(local searching)을 수행할 수 있다. 로컬서칭은, 패널(110)에서의 액티브펜의 위치를 고려하여 터치센싱장치가 액티브펜의 위치 또는 그 주변의 터치전극을 통해 업링크신호를 송신하는 것을 의미할 수 있다. 여기서 상기 액티브펜의 위치는 액티브펜이 릴리즈될 때 액티브펜이 마지막으로 센싱된 지점일 수 있다.
터치센싱장치는 일 터치영역에서 액티브펜(10)의 터치 또는 근접을 센싱하고, 상기 일터치영역에서 액티브펜(10)의 센싱이 중단되면, 상기 일터치영역 또는 그 주변에서 액티브펜(10)의 존재를 확인하기 위한 서칭을 수행할 수 있다.
예를 들어 패널(110)의 복수의 터치전극은 총 6개의 라인을 구성할 수 있다. 터치센싱장치가 제5 라인에서 액티브펜(10)을 센싱하는 중에 액티브펜(10)은 릴리즈될 수 있다. 본 도면에서 액티브펜(10)이 릴리즈되는 지점은 R로 표시될 수 있다. 액티브펜(10)이 제5 라인에서 릴리즈되면, 터치센싱장치는 액티브펜(10)이 릴리즈된 위치를 포함하는 제5 라인을 서칭할 수 있다.
이러한 로컬서칭은 복수의 액티브펜이 센싱되는 중에 일 액티브펜이 릴리즈되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 터치센싱장치가 제1 터치영역에서 제1 액티브펜의 터치 또는 근접을 센싱하고 제2 터치영역에서 제2 액티브펜의 터치 또는 근접을 센싱하는 중에, 제1 터치영역에서 제1 액티브펜의 센싱이 중단되면, 제1 터치영역 또는 그 주변에서 제1 액티브펜의 존재를 확인하기 위한 서칭을 수행할 수 있다.
여기서 제2 터치영역에서 제2 액티브펜의 센싱도 중단되면, 터치센싱장치는 제1 터치영역에서 제1 액티브펜의 서칭과 제2 터치영역에서 제2 액티브펜의 서칭을 함께 수행할 수 있다.
또한 터치센싱장치는 서칭 영역을 가변적으로 조정할 수 있다. 예를 들어 터치센싱장치는 액티브펜(10)이 릴리즈된 위치를 포함하는 라인의 주변 라인도 함께 서칭할 수 있다. 터치센싱장치는 제4 및 5라인을 구동하거나, 제5 및 6라인을 구동하거나, 제4 내지 6라인을 구동할 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 오로지 일 액티브펜만이 서칭되어 센싱되는 중인 경우, 터치구간마다 일 액티브펜으로부터 수신되는 데이터를 설명하기 위한 예시도이고, 도 13은 일 실시예에 따른 복수의 액티브펜이 서칭되어 센싱된 경우, 터치구간마다 복수의 액티브펜으로부터 수신되는 데이터를 설명하기 위한 예시도이다.
터치센싱장치는 매 프레임마다 복수의 터치구간에서 액티브펜으로부터 다운링크신호를 수신하고, 다운링크신호로부터 액티브펜에 대한 데이터를 수신할 수 있다.
터치센싱장치의 센싱부는 동기화신호(SYNC)를 수신하고, 동기화신호(SYNC)를 통해 복수의 터치구간을 인식할 수 있다. 터치구간에서 액티브펜은 다운링크신호를 터치전극으로 송신하고 터치센싱장치는 다운링크신호를 터치전극으로부터 수신할 수 있다.
동기화신호(SYNC)는 터치구간 및 영상데이터가 출력되는 디스플레이구간을 함께 결정할 수 있다. 동기화신호(SYNC)는 시분할신호 또는 터치구간을 정의하는 터치동기화신호를 포함할 수 있다. 본 도면에서 디스플레이구간은 D로, 터치구간은 T로 각각 나타내어질 수 있다.
터치구간은 일 프레임 중 몇몇 라인에서 영상데이터가 출력된 이후부터 다음의 몇몇 라인에서 영상데이터가 출력되기 이전까지의 기간을 의미할 수 있다. 이런 방식으로 생성된 터치구간은 LHB(long horizontal blank)로 명명될 수 있다.
LHB는 터치센싱장치가 액티브펜을 서칭하거나 센싱하는데 공통적으로 할당되고 이용될 수 있다. 이하에서 설명하는 서칭과 센싱은 로컬서칭과 로컬센싱을 모두 포함하는 개념일 수 있다. 예를 들어 일 LHB가 복수의 액티브펜 중 일 액티브펜의 서칭을 위하여 할당되고 사용된다면, 상기 일 액티브펜의 센싱을 위하여도 그대로 사용될 수 있다. 터치센싱장치는 상기 일 LHB에서 업링크신호를 송신하고 다운링크신호의 수신을 대기함으로써 상기 일 액티브펜을 서칭할 수 있고, 동일하게 상기 일 LHB에서 다운링크신호를 상기 일 액티브펜으로부터 수신할 수 있다.
터치센싱장치는 액티브펜 및 손가락(finger)을 같이 센싱할 수 있다. 그래서 LHB에서는 액티브펜의 데이터가 수신되고, 손가락에 의한 정전용량변화 데이터(F)도 함께 수신될 수 있다. 액티브펜의 데이터는 통신을 개시하는 비콘(BEACON), 펜의 위치(POS), 펜의 기울기(TILT) 또는 펜의 상태 정보(DATA) 등을 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, 오로지 일 액티브펜만이 서칭되어 센싱되는 중인 경우, 터치구간마다 일 액티브펜으로부터 수신되는 데이터가 도시된다.
예를 들어 터치센싱장치가 제1 액티브펜(PEN1)만을 센싱하는 경우(PEN1 SEARCH), 제1 액티브펜(PEN1)은 16개의 LHB에서 다운링크신호를 통해 비콘(BEACON), 펜의 위치(POS), 펜의 기울기(TILT) 또는 펜의 상태 정보(DATA)를 터치센싱장치로 송신할 수 있다. 또한 제1 액티브펜(PEN1)은 일부 터치구간에서 동작하지 않을 수 있는데, 터치센싱장치와 어떠한 신호도 주고받지 않을 수 있다(MUTE).
일 액티브펜이 서칭되는 단계에서도, 일 프레임의 LHB는 일 액티브펜에게만 전속적으로 이용될 수 있다. 이 경우, 터치센싱장치는 일 프레임의 LHB에서 업링크신호를 송신하고 일 액티브펜으로부터의 다운링크신호 수신을 대기하게 된다.
도 13을 참조하면, 복수의 액티브펜 모두 서칭되어 센싱된 경우, 터치구간마다 복수의 액티브펜으로부터 수신되는 데이터가 도시된다.
예를 들어 터치센싱장치가 제1 액티브펜(PEN1)을 센싱하는(PEN1 SENSE) 동시에 제2 액티브펜(PEN2)을 센싱하는 경우(PEN2 SENSE), 제1 액티브펜(PEN1) 및 제2 액티브펜(PEN2)은 16개의 LHB에서 다운링크신호를 통해 비콘(BEACON), 펜의 위치(POS), 펜의 기울기(TILT) 또는 펜의 상태(DATA)를 터치센싱장치로 송신할 수 있다. 또한 제1 액티브펜(PEN1) 또는 제2 액티브펜(PEN2)은 일부 터치구간에서 동작하지 않을 수 있는데, 터치센싱장치와 어떠한 신호도 주고받지 않을 수 있다(MUTE). 제1 액티브펜(PEN1) 또는 제2 액티브펜(PEN2)의 뮤트(mute)상태는 일 프레임 중 터치구간마다 교번될 수 있는데, 이것은 추후에 설명하도록 한다.
또한 터치센싱장치는 동일한 터치구간에서 복수의 액티브펜을 서칭하지 않도록 서칭 방식을 다양화할 수 있다. 터치센싱장치는 동일한 터치구간에서 복수의 액티브펜을 센싱하지 않도록 센싱 방식을 다양화할 수 있다. 즉, 하나의 터치구간에서는 하나의 액티브펜만이 서칭 또는 센싱될 수 있다. 예를 들어 터치센싱장치는 매 프레임마다 제1 액티브펜(PEN1)과 제2 액티브펜(PEN2)을 교번하여 서칭 또는 센싱할 수 있다. 또는 터치센싱장치는 일 프레임에서는 제1 액티브펜(PEN1)를 서칭 또는 센싱하고, 다른 프레임에서는 제2 액티브펜(PEN2)를 서칭 또는 센싱할 수 있다. 여기서 일 프레임에서는 제2 액티브펜(PEN2)는 뮤트 상태에 있을 수 있고, 다른 프레임에서는 제1 액티브펜(PEN1)가 뮤트 상태에 있을 수 있다.
복수의 액티브펜이 서칭되는 단계에서도, 일 프레임의 LHB는 복수의 액티브펜 중 LHB를 할당받은 액티브펜에게만 전속적으로 이용될 수 있다. 즉, 특정 액티브펜만이 특정 LHB를 서칭단계에서 이용할 수 있다. 이 경우, 터치센싱장치는 일 프레임의 LHB마다 서로 다른 업링크신호를 송신하고 복수의 액티브펜으로부터의 서로 다른 다운링크신호 수신을 대기하게 된다.
한편 일 액티브펜이 릴리즈되고 상기 릴리즈된 일 액티브펜이 다시 서칭되거나 센싱되더라도, 터치센싱장치는 일 액티브펜이 릴리즈되기 이전과 동일하게 LHB에서 일 액티브펜과 신호를 주고받을 수 있다.
예를 들어 제1 액티브펜(PEN1)이 릴리즈되고 다시 센싱되는 중에, 도 12와 같이 터치센싱장치는 터치구간-예를 들어 LHB-을 제1 액티브펜(PEN1)에 할당할 수 있다. 릴리즈되기 이전과 이후에 터치센싱장치가 제1 액티브펜(PEN1)의 센싱을 위하여 다운링크신호를 제1 액티브펜(PEN1)으로부터 수신하는 방식은 동일할 수 있다.
또한 복수의 액티브펜 중 적어도 하나가 릴리즈되고 상기 릴리즈된 적어도 하나의 액티브펜이 다시 서칭되거나 센싱되더라도, 터치센싱장치는 복수의 액티브펜이 릴리즈되기 이전과 동일하게 LHB에서 복수의 액티브펜과 신호를 주고받을 수 있다.
예를 들어 제1 액티브펜(PEN1)과 제2 액티브펜(PEN2)이 릴리즈되고 다시 센싱되는 중에, 도 13과 같이 터치센싱장치는 터치구간-예를 들어 LHB-을 제1 액티브펜(PEN1)과 제2 액티브펜(PEN2)에 할당할 수 있다. 릴리즈되기 이전과 이후에 터치센싱장치가 제1 액티브펜(PEN1)과 제2 액티브펜(PEN2)의 센싱을 위하여 서로 다른 다운링크신호를 제1 액티브펜(PEN1)과 제2 액티브펜(PEN2)으로부터 수신하는 방식은 동일할 수 있다.
여기서 터치센싱장치는 LHB를 제1 액티브펜(PEN1) 및 제2 액티브펜(PEN2)에 고르게 할당할 수 있다. 터치센싱장치는 제1 액티브펜(PEN1)의 다운링크신호와 제2 액티브펜(PEN2)의 다운링크신호를 모두 수신하되, 다운링크신호를 교번하여 수신할 수 있다.
가령 터치센싱장치는 제5 내지 7 LHB를 제2 액티브펜(PEN2)의 서칭 및 센싱을 위하여 이용하는 반면, 제9 내지 11 LHB를 제2 액티브펜(PEN2)의 서칭 및 센싱을 위하여 이용할 수 있다. 제5 내지 7 LHB에서, 제2 액티브펜(PEN2)이 펜의 위치(POS) 및 펜의 상태(DATA)를 터치센싱장치로 송신하면, 제1 액티브펜(PEN1)은 어떠한 신호도 송신하지 않는 뮤트(MUTE) 상태에 있으면서 터치센싱장치와 어떠한 동작도 하지 않을 수 있다. 반면에 제9 내지 11 LHB에서, 제1 액티브펜(PEN1)이 펜의 위치(POS) 및 펜의 상태(DATA)를 터치센싱장치로 송신하면, 제2 액티브펜(PEN2)은 어떠한 신호도 송신하지 않는 뮤트(MUTE) 상태에 있으면서 터치센싱장치와 어떠한 동작도 하지 않을 수 있다.
또는 터치센싱장치는 매 프레임의 LHB를 복수의 액티브펜 중 어느 하나에만 전속적으로 할당할 수 있다. 예를 들어 터치센싱장치는 매 프레임의 LHB를 제1 액티브펜(PEN1) 및 제2 액티브펜(PEN2) 중 어느 하나에만 전속적으로 할당할 수 있다. 터치센싱장치는 일 프레임에서는 제1 액티브펜(PEN1)에 업링크신호를 송신하다가 다른 프레임에서는 제2 액티브펜(PEN2)에 업링크신호를 송신할 수 있다. 터치센싱장치는 일 프레임에서는 제1 액티브펜(PEN1)의 다운링크신호만을 수신하다가 다른 프레임에서는 제2 액티브펜(PEN2)의 다운링크신호만을 수신할 수 있다.

Claims (12)

  1. 액티브펜의 터치 또는 근접을 센싱하는 터치센싱장치에 있어서,
    터치전극을 통해 업링크신호를 상기 액티브펜으로 송신하는 구동부; 및
    상기 터치전극을 통해 상기 업링크신호에 대응하는 다운링크신호를 상기 액티브펜으로부터 수신하는 센싱부를 포함하고,
    상기 센싱부는, 제1 터치전극에서 제1 다운링크신호의 수신이 중단되면, 상기 제1 터치전극 또는 그 주변의 터치전극에서 상기 제1 다운링크신호의 수신을 대기함으로써 제1 액티브펜을 서칭(searching)하기 시작하는 터치센싱장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 제1 터치전극에서 상기 제1 다운링크신호의 수신이 중단되면, 상기 제1 터치전극 또는 그 주변의 터치전극에서 상기 제1 액티브펜을 서칭하기 위하여 제1 업링크신호를 송신하는 터치센싱장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는, 상기 제1 터치전극 또는 그 주변의 터치전극에서 상기 제1 다운링크신호를 다시 수신하고, 상기 제1 액티브펜의 터치 또는 근접의 센싱을 재개하는 터치센싱장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 센싱부는, 디스플레이구간 및 터치구간을 정의하는 동기화신호를 수신하고, 일부의 터치구간에서 상기 제1 액티브펜을 센싱하기 위하여 상기 제1 다운링크신호를 수신하는 터치센싱장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는, 제2 터치전극을 통해 제2 업링크신호를 제2 액티브펜으로 송신하고,
    상기 센싱부는, 상기 제2 터치전극을 통해 상기 제2 업링크신호에 대응하는 제2 다운링크신호를 상기 제2 액티브펜으로부터 수신하고, 상기 제2 터치전극에서 상기 제2 다운링크신호의 수신이 중단되면, 상기 제2 터치전극 또는 그 주변의 터치전극에서 상기 제2 다운링크신호의 수신을 대기함으로써 상기 제2 액티브펜을 서칭하기 시작하는 터치센싱장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센싱부는, 매 프레임마다 상기 제1 액티브펜과 상기 제2 액티브펜을 함께 센싱하는 터치센싱장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센싱부는, 디스플레이구간 및 터치구간을 정의하는 동기화신호를 수신하고, 일 프레임 중 일부의 터치구간에서는 상기 제1 액티브펜을 센싱하고 다른 일부의 터치구간에서는 상기 제2 액티브펜을 센싱하는 터치센싱장치.
  8. 복수의 액티브펜의 터치 또는 근접을 센싱하는 터치센싱시스템에 있어서,
    제1 액티브펜의 터치 또는 근접을 수신하는 제1 터치영역과 제2 액티브펜의 터치 또는 근접을 수신하는 제2 터치영역을 포함하는 패널; 및
    상기 제1 터치영역에서 상기 제1 액티브펜의 터치 또는 근접을 센싱하고, 상기 제2 터치영역에서 상기 제2 액티브펜의 터치 또는 근접을 센싱하는 터치센싱장치를 포함하고,
    상기 터치센싱장치는, 상기 제1 터치영역에서 상기 제1 액티브펜의 센싱이 중단되면, 상기 제1 터치영역 또는 그 주변에서 상기 제1 액티브펜의 존재를 확인하기 위한 서칭을 수행하는 터치센싱시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 터치센싱장치는, 상기 제2 터치영역에서 상기 제2 액티브펜의 센싱이 중단되면, 상기 제1 터치영역에서 상기 제1 액티브펜의 서칭과 상기 제2 터치영역에서 상기 제2 액티브펜의 서칭을 함께 수행하는 터치센싱시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 터치센싱장치는, 디스플레이구간 및 터치구간을 정의하는 동기화신호를 수신하고, 일 프레임 중 일부의 터치구간에서 상기 제1 액티브펜을 서칭하고, 다른 일부의 터치구간에서는 상기 제2 액티브펜을 서칭하는 터치센싱시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 터치센싱장치는, 상기 제1 액티브펜 및 상기 제2 액티브펜의 센싱을 재개하면, 상기 일부의 터치구간에서 상기 제1 액티브펜을 센싱하고, 다른 일부의 터치구간에서는 상기 제2 액티브펜을 센싱하는 터치센싱시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 터치센싱장치는, 상기 서칭을 통해 상기 제1 액티브펜의 위치를 확인하는 터치센싱시스템.

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