[发明专利]有源触控笔、包括其的触摸感测系统和触摸感测方法

说明书

本公开内容涉及一种有源触控笔及包括其的触摸感测系统。有源触控笔对外部噪声不敏感，并且相对于从触摸屏输入的上行链路信号具有增强的感测性能。有源触控笔包括连接至地的壳体；从壳体的一侧向外突出并且与触摸屏接触的导电尖端；围绕壳体的外表面的导体层，在壳体和导体层之间设置有绝缘体；连接至导体层的笔驱动电路；以及连接导体层和笔驱动电路的开关。笔驱动电路200由壳体容纳，接收来自触摸屏的上行链路信号和触摸传感器驱动信号，生成与触摸传感器驱动信号同步的笔驱动信号，并且通过导电尖端将所生成的笔驱动信号输出至触摸屏。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年3月31日提交的韩国专利申请第10-2016-0039022号的权益，其全部内容如在本文中完全阐述的一样通过引用并入本文用于所有目的。

技术领域

本发明涉及一种触摸感测系统，更具体地，涉及一种使得能够通过有源触控笔(stylus pen)进行触摸输入的触摸感测系统。本发明还涉及一种触摸感测方法。

背景技术

用户接口(UI)被配置为使得用户能够与各种电子装置通信，因而能够如他们期望的一样容易地和舒适地控制电子装置。用户接口的示例包括小键盘、键盘、鼠标、屏幕显示器(OSD)和具有红外通信功能或射频(RF)通信功能的遥控器。用户接口技术不断扩展以提高用户的灵敏性和操作方便性。最近开发的用户接口包括触摸UI、语音识别UI、3D UI等。

便携式信息装置必然采用触摸UI。通过在显示装置的屏幕上形成触摸屏来实现触摸UI。触摸屏可以实现为电容式触摸屏。具有电容式触摸传感器的触摸屏感测当用户用他或她的手指或导电材料触摸(或接近)触摸传感器时触摸驱动信号的输入导致的电容的变化(即，触摸传感器的电荷的变化)，从而检测触摸输入。

电容式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分别连接至在一个方向上形成的传感器线。互电容传感器可以形成在彼此垂直的传感器线的交叉处，在彼此垂直的传感器线之间设置有介电层。

近来，触控笔已普遍用作智能手机、智能书等中的人机接口装置(HID)以及手指。触控笔有利地允许比手指更精确的输入。触控笔包括无源触控笔和有源触控笔。由于触摸屏上的接触点中的电容的变化小，无源触控笔难以检测触摸位置。与无源触控笔相比，有源触控笔易于检测触摸位置，这是因为有源触控笔生成驱动信号并且将所生成的驱动信号输出至触摸屏上的接触点。

包括这种有源触控笔的触摸感测系统如下操作。

触摸屏驱动信号被施加到触摸屏。触摸屏驱动信号包括用于与有源触控笔同步的上行链路信号和用于感测施加到触摸屏的触摸输入的触摸传感器驱动信号。当有源触控笔与触摸屏接触时，有源触控笔接收来自触摸屏的上行链路信号，基于上行链路信号生成与触摸传感器驱动信号同步的下行链路信号(以下称为“笔驱动信号”)，并且通过导电尖端将生成的笔驱动信号输出至触摸屏。由于笔驱动信号与触摸传感器驱动信号同步，所以它用于增加触摸传感器驱动信号的灵敏度。触摸感测系统通过基于触摸传感器驱动信号和笔驱动信号感测触摸点中的电容的变化来感测触摸输入。

然而，在手掌与有源触控笔一起触摸触摸屏的情况下，出现了有源触控笔无法接收上行链路信号的问题。此处，手掌可以是握住触控笔的手的手掌或者是没有触控笔的手的手掌。在这种情况下，有源触控笔可能无法与触摸屏同步，因此不能执行正常操作。

有源触控笔不能接收上行链路信号的第一个原因是因为当手掌触摸触摸屏时，触摸屏的负载增加，使上行链路信号的幅值衰减。有源触控笔不能接收上行链路信号的第二个原因是因为当手掌触摸触摸屏时，上行链路信号被传送到用作有源触控笔的地的壳体，并且因而由于通过壳体接收的上行链路信号的干扰，使得有源触控笔不能够识别通过导电尖端接收的上行链路信号。