触控笔、触摸感测系统以及触摸感测系统的驱动方法技术方案

公开了一种触控笔、触摸感测系统以及触摸感测系统的驱动方法。本发明专利技术的有源触控笔生成与从触摸屏接收的触摸屏驱动信号同步的笔驱动信号并且将笔驱动信号输出至触摸屏。有源触控笔包括用于感测在触摸触摸屏时的压力以生成书写压力信息的压力感测单元和用于响应于书写压力信息的信号电平来调制笔驱动信号的信号处理器，并且有源触控笔输出经调制的信号作为反映书写压力信息的笔驱动信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及触摸感测系统，并且更具体地涉及能够通过有源触控笔实现触摸输入的触摸感测系统及其驱动方法。
技术介绍
用户接口(UI)是一种使得人(用户)能够容易地控制电子设备的装置。这样的用户接口的典型示例包括小键盘、键盘、鼠标、屏幕显示(OSD)、具有红外通信或射频(RF)通信功能的远程控制器等。已经对用户接口技术进行开发以改善用户灵敏度和操作便捷性。近来，用户接口已经演进为触摸UI、语音识别UI、3DUI等。触摸UI主要由便携式信息装置采用。触摸UI被实现为使得在显示设备的屏幕上配置触摸屏。这样的触摸屏可以实现为电容式触摸屏。具有电容触摸传感器的触摸屏通过感测根据触摸屏驱动信号的输入的电容变化(即，在用户的手指或导电材料触摸(或靠近)触摸传感器时触摸传感器的电荷变化)来感测触摸输入。电容触摸传感器可以实现为自电容传感器或互电容传感器。自电容传感器的电极可以一对一地连接至沿一个方向形成的传感器线。互电容传感器可以形成在彼此垂直并且在其间插入有介电层的传感器线的交叉处。近来，触控笔及手指广泛用作智能手机、电子阅读器等中的人机接口装置。与手指相比，触控笔的优点在于更细致的输入。触控笔可以分成无源触控笔和有源触控笔。对于无源触控笔，在无源触控笔与触摸屏的接触点处产生小的电容变化，从而难以检测到触摸点。有源触控笔自身生成笔驱动信号并且将生成的笔驱动信号输出至触控笔与触摸屏的接触点，从而与无源触控笔相比容易检测到触摸点。由于触摸屏尺寸日趋多样化，所以触摸感测系统需要执行各种功能，例如，除了触摸输入感测之外，在触控笔触摸触摸屏时的输入信号处理。然而，如韩国专利第10-2014-0043299号中所公开的，常规有源触控笔需要附加的通信块用于将书写压力信息传送至触摸模块，从而增加了制造成本。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种有源触控笔和包括该有源触控笔的触摸感测系统以及触摸感测系统的驱动方法，其用于容易地将书写压力信息从有源触控笔传递至触摸模块，而不需要另外的通信块。为了实现该目的，本专利技术的有源触控笔包括：压力感测单元，用于感测在触摸触摸屏时的压力以生成书写压力信息；以及信号处理器，用于生成与从触摸屏接收的触摸屏驱动信号同步的笔驱动信号并且响应于书写压力信息的信号电平而改变笔驱动信号。信号处理器可以响应于书写压力信息的信号电平来调制笔驱动信号的脉冲幅度。信号处理器可以响应于书写压力信息的信号电平，调制在一个触摸传感器驱动时间段内所生成的笔驱动信号的脉冲数量。信号处理器可以响应于书写压力信息的信号电平来调制笔驱动信号的脉冲占空比。信号处理器响应于书写压力信息的信号电平来调制每一帧中的笔驱动信号，并且反映书写压力信息的数字笔驱动信号每帧分配一比特。信号处理器可以在能够感测到触摸输入的范围内调制笔驱动信号的脉冲幅度、脉冲数量和/或脉冲占空比。根据本专利技术的触摸感测系统包括：触摸屏；触摸驱动器，用于将触摸屏驱动信号施加至触摸屏并且感测触摸屏中的电容变化；以及有源触控笔，用于生成笔驱动信号并且将笔驱动信号传送至触摸屏。在此，有源触控笔包括：压力感测单元，用于感测在触摸触摸屏时的压力以生成书写压力信息；以及信号处理器，用于生成与从触摸屏接收的触摸屏驱动信号同步的笔驱动信号并且响应于书写压力信息的信号电平而改变笔驱动信号。根据本专利技术的驱动触摸感测系统的方法包括：用有源触控笔触摸触摸屏并且从有源触控笔接收触摸屏驱动信号；在有源触控笔中生成与所接收的触摸屏驱动信号同步的笔驱动信号并且将笔驱动信号输出至触摸屏；以及在连接至触摸屏的触摸驱动器中感测根据触摸屏驱动信号和笔驱动信号的电容变化。在此，在有源触控笔中生成笔驱动信号和将笔驱动信号输出至触摸屏包括：感测在触摸触摸屏时的压力以生成书写压力信息；以及响应于书写压力信息的信号电平而改变笔驱动信号。附图说明附图被包括来提供对本专利技术的进一步理解并且被并入本说明书并构成本说明书的一部分，附图示出了本专利技术的实施方式并且与描述一起用于说明本专利技术的原理。在附图中：图1示出了本专利技术的触摸感测系统；图2示出了应用有根据本专利技术的实施方式的触摸感测系统的显示设备；图3示出了使用互电容传感器所配置的触摸屏的示例；图4示出了使用自电容传感器所配置的触摸屏的示例；图5、图6和图7示出了根据本专利技术的实施方式的触摸驱动器；图8示出了一帧被时间划分成显示驱动时间段和触摸传感器驱动时间段；图9示出了根据本专利技术的有源触控笔的配置；图10是示出了根据本专利技术的有源触控笔的操作的流程图；图11示出了在触摸传感器驱动时间段内的触摸屏驱动信号和笔驱动信号的同步；图12示出了图9中所示的有源触控笔接收并处理的信号的波形；图13更详细地示出了图9中所示的有源触控笔的配置；图14示出了与手指触摸相比在触控笔触摸期间触摸感测信号的灵敏度的增强；图15更详细地示出了图13中的压力感测单元；图16示出了根据触摸压力(书写压力)变化的触摸原始数据变化；图17示出了响应于书写压力信息的信号电平来调制笔驱动信号的幅度的示例；图18示出了触摸压力、笔驱动信号幅度和触摸原始数据之间的关系；图19示出了响应于书写压力信息的信号电平来调制笔驱动信号的脉冲数量的示例；图20示出了触摸压力、笔驱动信号的脉冲数量以及触摸原始数据之间的关系；图21示出了响应于书写压力信息的信号电平来调制笔驱动信号的脉冲占空比的示例；图22示出了触摸压力、笔驱动信号的脉冲占空比以及触摸原始数据之间的关系；图23示出了指示根据笔驱动信号电压变化的触摸原始数据变化的仿真结果；图24示出了响应于书写压力信息的信号电平、以一帧为单位调制笔驱动信号的示例；图25A、图25B和图25C示出了根据施加至笔驱动信号的书写压力信息的触摸屏感测值(触摸原始数据)变化的示例；以及图26是示出了向笔驱动信号施加书写压力信息并且输出笔驱动信号的过程的流程图。具体实施方式现在将详细参照本专利技术的实施方式，在附图中示出了本专利技术的实施方式的示例。贯穿附图将尽可能使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。在本专利技术的下面的描述中，将省略可能使得本专利技术的主题模糊的、在此并入的公知功能和配置的详细描述。[触摸感测系统]图1示出了本专利技术的触摸感测系统。参照图1，本专利技术的触摸感测系统包括显示设备10和有源触控笔20。显示设备10执行显示功能和触摸感测功能。显示设备10可以根据诸如手指或有源触控笔20的导电物体的接触来感测触摸。显示设备10包括与其集成在一起的电容触摸屏。在此，触摸屏可以独立于显示面板来配置或可以被嵌入到显示面板的像素阵列中。下面将参照图2至图8描述显示设备10的详细配置和操作。有源触控笔20基于从触摸屏接收的触摸屏驱动信号生成笔驱动信号，并且将笔驱动信号输出至触摸屏上的接触点以便于对触摸屏上的触摸点的感测。有源触控笔20感测当触摸触摸屏时的笔压力(书写压力)，并且改变笔驱动信号，使得书写压力信息的信号电平被反映在笔驱动信号中。触摸感测系统通过分析根据笔驱动信号的触摸原始数据变化来感测有源触控笔20的触摸点和触摸压力(书写压力)。下面将参照图9至图26描述有源触控笔20的配置和操作。[显示设备]图2示出了应用有根据本专利技术的实施方式的触摸感测系统的显示设备，并且图3示出了使用互电容传感器所配置的触摸屏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源触控笔，包括：压力感测单元，用于感测在触摸触摸屏时的压力以生成书写压力信息；以及信号处理器，用于生成与从所述触摸屏接收的触摸屏驱动信号同步的笔驱动信号，并且响应于所述书写压力信息的信号电平而改变所述笔驱动信号。

【技术特征摘要】
2015.08.31 KR 10-2015-0123261;2015.12.15 KR 10-2011.一种有源触控笔，包括：压力感测单元，用于感测在触摸触摸屏时的压力以生成书写压力信息；以及信号处理器，用于生成与从所述触摸屏接收的触摸屏驱动信号同步的笔驱动信号，并且响应于所述书写压力信息的信号电平而改变所述笔驱动信号。2.根据权利要求1所述的有源触控笔，其中所述信号处理器响应于所述书写压力信息的所述信号电平来调制所述笔驱动信号的脉冲幅度。3.根据权利要求1所述的有源触控笔，其中所述信号处理器响应于所述书写压力信息的所述信号电平，调制在一个触摸传感器驱动时间段内所生成的所述笔驱动信号的脉冲数量。4.根据权利要求1所述的有源触控笔，其中所述信号处理器响应于所述书写压力信息的所述信号电平来调制所述笔驱动信号的脉冲占空比。5.根据权利要求1至4中之一所述的有源触控笔，其中所述信号处理器响应于所述书写压力信息的所述信号电平来调制每一帧中的所述笔驱动信号，以及其中反映所述书写压力信息的数字笔驱动信号每帧分配一比特。6.根据权利要求5所述的有源触控笔，其中所述信号处理器在能够感测到触摸输入的范围内调制所述笔驱动信号的脉冲幅度、脉冲数量和/或脉冲占空比。7.一种触摸感测系统，包括：触摸屏；触摸驱动器，用于将触摸屏驱动信号施加至所述触摸屏并且感测所述触摸屏中的电容变化；以及有源触控笔，用于生成笔驱动信号并且将所述笔驱动信号传送至所述触摸屏，其中所述有源触控笔包括：压力感测单元，用于感测在触摸所述触摸屏时的压力以生成书写压力信息；以及信号处理器，用于生成与从所述触摸屏接收的所述触摸屏驱动信号同步的笔驱动信号，并且响应于所述书写压力信息的信号电平而改变所述笔驱动信号。8.根据权利要求7所述的触摸感测系统，其中所述信号处理器响应于所述书写压力信息的所述信号电平来调制所述笔驱动信号的脉冲幅度。9.根据权利要求7所述的触摸感测系统，其中所述信号处理器响应于所述书写压力信息的所述信号电...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁度荣，张亨旭，金成撤，裵相赫，韩圣洙，朱秀润，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR