(57)【要約】  タッチディスプレイスクリーン用のアクティブ式ペン、タッチ入力システム及び駆動方法を提供する。該アクティブ式ペン（１０）は、信号受信装置（１１０）と、信号受信装置（１１０）に信号接続されたプロセッサ（１２０）と、プロセッサ（１２０）に信号接続された信号送信装置（１３０）とを備え、信号受信装置（１１０）は、アクティブ式ペン（１０）とタッチディスプレイスクリーンとの間の第１の結合電圧を受信するように配置され、プロセッサ（１２０）は、第１の結合電圧を処理して第１の結合電圧と逆極性である第２の結合電圧を取得するように配置され、信号送信装置（１３０）は、タッチディスプレイスクリーンに第２の結合電圧を送信するように配置される。このアクティブ式ペン（１０）は、タッチディスプレイスクリーンによるタッチ検出の際に得られる有効信号量を向上させることができ、タッチ検出の感度を向上させることができる。
2021529358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチディスプレイスクリーン用のアクティブ式ペンであって、
信号受信装置と、
前記信号受信装置に信号接続されたプロセッサと、
前記プロセッサに信号接続された信号送信装置とを備え、
前記信号受信装置は、前記アクティブ式ペンと前記タッチディスプレイスクリーンとの間の第１の結合電圧を受信するように配置され、
前記プロセッサは、前記第１の結合電圧を処理して前記第１の結合電圧と逆極性である第２の結合電圧を取得するように配置され、
前記信号送信装置は、前記タッチディスプレイスクリーンに前記第２の結合電圧を送信するように配置される
アクティブ式ペン。
【請求項２】
信号増幅装置をさらに備え、
前記信号増幅装置は、前記プロセッサと前記信号送信装置とに信号接続され、前記第２の結合電圧を増幅し、増幅された第２の結合電圧を前記信号送信装置に供給するように配置される
請求項１に記載のアクティブ式ペン。
【請求項３】
導電性のペン先をさらに備え、
前記ペン先は、前記第１の結合電圧と前記第２の結合電圧を伝導するように配置される
請求項１又は２に記載のアクティブ式ペン。
【請求項４】
電源及びスイッチ装置をさらに備え、
前記スイッチ装置は、前記アクティブ式ペンがアクティブモードとパッシブモードとの間で切り替わるように、前記電源をオンまたはオフするように配置され、
前記電源は、前記アクティブ式ペンに電力を供給するように配置され、
前記スイッチ装置が前記電源をオンして前記電源に電力を供給させる場合、前記アクティブ式ペンが前記アクティブモードにあり、
前記スイッチ装置が前記電源をオフして前記電源に電力を供給させない場合、前記アクティブ式ペンが前記パッシブモードにある
請求項１〜３のいずれか１項に記載のアクティブ式ペン。
【請求項５】
タッチディスプレイスクリーンと、請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクティブ式ペンと、を備えるタッチ入力システムであって、
前記タッチディスプレイスクリーンは、複数の静電容量式タッチ電極と、前記タッチ電極に接続されたタッチ駆動回路とを備え、
前記タッチ駆動回路は、前記タッチ電極を充電し、前記タッチ電極の静電容量を検出するように配置され、
前記アクティブ式ペンは、前記タッチ電極との間の前記第１の結合電圧を受信し、前記第１の結合電圧と逆極性である前記第２の結合電圧を前記タッチ電極に出力するように配置される
タッチ入力システム。
【請求項６】
前記タッチ駆動回路は、第１のスイッチ回路と、第２のスイッチ回路と、蓄積コンデンサと、演算増幅回路とを備え、
前記演算増幅回路は、その第１入力端子を介して前記タッチ電極を充電することにより前記タッチ電極の電位を前記第１入力端子の電位と同一にさせ、前記タッチ電極の静電容量の変化量を前記演算増幅回路の出力端子にフィードバックするように配置され、
前記第１のスイッチ回路の第１端子が前記タッチ電極に接続され、前記第１のスイッチ回路の第２端子が前記演算増幅回路の第２入力端子に接続され、前記第１のスイッチ回路は、前記演算増幅回路と前記タッチ電極との接続及び切断を制御するように配置され、
前記蓄積コンデンサの第１極が前記演算増幅回路の第２入力端子に接続され、前記蓄積コンデンサの第２極が前記演算増幅回路の出力端子に接続され、
前記第２のスイッチ回路の第１端子が前記蓄積コンデンサの第１極に接続され、前記第２のスイッチ回路の第２端子が前記蓄積コンデンサの第２極に接続され、前記第２のスイッチ回路は、閉じている時に前記蓄積コンデンサに蓄積された電荷を放出するように配置される
請求項５に記載のタッチ入力システム。
【請求項７】
前記第１のスイッチ回路が第１のトランジスタを含み、前記第１のトランジスタの第１極が前記タッチ電極に接続され、前記第１のトランジスタの第２極が前記蓄積コンデンサの第１極に接続され、
前記第２のスイッチ回路が第２のトランジスタを含み、前記第２のトランジスタの第１極が前記蓄積コンデンサの第１極に接続され、前記第２のトランジスタの第２極が前記蓄積コンデンサの第２極に接続され、
前記演算増幅回路は、演算増幅器を含み、前記演算増幅器の同相入力端子は、前記演算増幅回路の前記第１入力端子とされ、前記演算増幅器の反転入力端子は、前記演算増幅回路の前記第２入力端子とされて前記第１のトランジスタの第２極に接続され、前記演算増幅器の出力端子は、前記演算増幅回路の前記出力端子とされて前記蓄積コンデンサの第２極に接続される
請求項６に記載のタッチ入力システム。
【請求項８】
前記タッチディスプレイスクリーンは、インセル型タッチディスプレイスクリーンを含む
請求項５〜７のいずれか１項に記載のタッチ入力システム。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のアクティブ式ペンの駆動方法であって、
前記アクティブ式ペンと前記タッチディスプレイスクリーンとの間の前記第１の結合電圧を受信する段階と、
前記第１の結合電圧を処理して前記第１の結合電圧と逆極性である前記第２の結合電圧を取得する段階と、
前記タッチディスプレイスクリーンに前記第２の結合電圧を送信する段階とを含む
駆動方法。
【請求項１０】
前記第２の結合電圧を増幅する段階をさらに含む
請求項９に記載の駆動方法。
【請求項１１】
請求項５〜８のいずれか１項に記載のタッチ入力システムの駆動方法であって、
前記タッチ駆動回路が前記タッチ電極を充電する段階と、
前記アクティブ式ペンが前記タッチ電極との間の前記第１の結合電圧を受信し、前記第１の結合電圧と逆極性である前記第２の結合電圧を前記タッチ電極に出力する段階と、
前記タッチ駆動回路が前記タッチ電極の静電容量を検出する段階とを含む
駆動方法。
【請求項１２】
前記第２の結合電圧を増幅し、増幅された第２の結合電圧を前記タッチ電極に出力する段階をさらに含む
請求項１１に記載の駆動方法。
【請求項１３】
前記タッチ駆動回路が前記タッチ電極を充電する前に、前記タッチ駆動回路における蓄積コンデンサに蓄積された電荷を放出する段階をさらに含む
請求項１１又は１２に記載の駆動方法。
【請求項１４】
前記アクティブ式ペンがアクティブモードとパッシブモードとの間で切り替わるように、前記アクティブ式ペンの電源をオンまたはオフする段階をさらに含む
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１８年６月２８日に出願された中国特許出願第２０１８１０６９１８４４．３号の優先権を主張し、その全体は、本開示の一部として組み込まれる。
【０００２】
本開示の実施例は、タッチディスプレイスクリーン用のアクティブ式ペン、タッチ入力システム及び駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
タッチ技術の発展に伴い、タッチ方式を用いてヒューマンコンピュータインタラクティブを行う携帯端末はますます増えている。タッチディスプレイスクリーンは、指で直接に触れられることによって操作されることができるに加えて、タッチペンによってタッチ操作されることができ、例えばグラフィックデザインなどを行う。タッチペンは、パッシブ式ペンとアクティブ式ペンとを含み、アクティブ式ペンのペン先が、パッシブ式ペンよりも小さく設計されることができ、ユーザがタッチ操作を行う際の精度を高めることができ、ユーザの多様なニーズに適えることができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の少なくとも一つの実施例によれば、タッチディスプレイスクリーン用のアクティブ式ペンであって、信号受信装置と、前記信号受信装置に信号接続されたプロセッサと、前記プロセッサに信号接続された信号送信装置とを備え、前記信号受信装置は、前記アクティブ式ペンと前記タッチディスプレイスクリーンとの間の第１の結合電圧を受信するように配置され、前記プロセッサは、前記第１の結合電圧を処理して前記第１の結合電圧と逆極性である第２の結合電圧を取得するように配置され、前記信号送信装置は、前記タッチディスプレイスクリーンに前記第２の結合電圧を送信するように配置されるアクティブ式ペンが提供されている。
【０００５】
例えば、本開示の実施例によるアクティブ式ペンにおいて、信号増幅装置をさらに備え、前記信号増幅装置は、前記プロセッサと前記信号送信装置とに信号接続され、前記第２の結合電圧を増幅し、増幅された第２の結合電圧を前記信号送信装置に供給するように配置される。
【０００６】
例えば、本開示の実施例によるアクティブ式ペンにおいて、導電性のペン先をさらに備え、前記ペン先は、前記第１の結合電圧と前記第２の結合電圧を伝導するように配置される。
【０００７】
例えば、本開示の実施例によるアクティブ式ペンにおいて、電源及びスイッチ装置をさらに備え、前記スイッチ装置は、前記アクティブ式ペンがアクティブモードとパッシブモードとの間で切り替わるように、前記電源をオンまたはオフするように配置され、前記電源は、前記アクティブ式ペンに電力を供給するように配置され、前記スイッチ装置が前記電源をオンして前記電源に電力を供給させる場合、前記アクティブ式ペンが前記アクティブモードにあり、前記スイッチ装置が前記電源をオフして前記電源に電力を供給させない場合、前記アクティブ式ペンが前記パッシブモードにある。
【０００８】
本開示の実施例によれば、タッチディスプレイスクリーンと、本開示の実施例によるいずれかのアクティブ式ペンと、を備えるタッチ入力システムであって、前記タッチディスプレイスクリーンは、複数の静電容量式タッチ電極と、前記タッチ電極に接続されたタッチ駆動回路とを備え、前記タッチ駆動回路は、前記タッチ電極を充電し、前記タッチ電極の静電容量を検出するように配置され、前記アクティブ式ペンは、前記タッチ電極との間の前記第１の結合電圧を受信し、前記第１の結合電圧と逆極性である前記第２の結合電圧を前記タッチ電極に出力するように配置されるタッチ入力システムがさらに提供されている。
【０００９】
例えば、本開示の実施例によるタッチ入力システムにおいて、前記タッチ駆動回路は、第１のスイッチ回路と、第２のスイッチ回路と、蓄積コンデンサと、演算増幅回路とを備え、前記演算増幅回路は、その第１入力端子を介して前記タッチ電極を充電することにより前記タッチ電極の電位を前記第１入力端子の電位と同一にさせ、前記タッチ電極の静電容量の変化量を前記演算増幅回路の出力端子にフィードバックするように配置され、前記第１のスイッチ回路の第１端子が前記タッチ電極に接続され、前記第１のスイッチ回路の第２端子が前記演算増幅回路の第２入力端子に接続され、前記第１のスイッチ回路は、前記演算増幅回路と前記タッチ電極との接続及び切断を制御するように配置され、前記蓄積コンデンサの第１極が前記演算増幅回路の第２入力端子に接続され、前記蓄積コンデンサの第２極が前記演算増幅回路の出力端子に接続され、前記第２のスイッチ回路の第１端子が前記蓄積コンデンサの第１極に接続され、前記第２のスイッチ回路の第２端子が前記蓄積コンデンサの第２極に接続され、前記第２のスイッチ回路は、閉じている時に前記蓄積コンデンサに蓄積された電荷を放出するように配置される。
【００１０】
例えば、本開示の実施例によるタッチ入力システムにおいて、前記第１のスイッチ回路が第１のトランジスタを含み、前記第１のトランジスタの第１極が前記タッチ電極に接続され、前記第１のトランジスタの第２極が前記蓄積コンデンサの第１極に接続され、前記第２のスイッチ回路が第２のトランジスタを含み、前記第２のトランジスタの第１極が前記蓄積コンデンサの第１極に接続され、前記第２のトランジスタの第２極が前記蓄積コンデンサの第２極に接続され、前記演算増幅回路は、演算増幅器を含み、前記演算増幅器の同相入力端子は、前記演算増幅回路の前記第１入力端子とされ、前記演算増幅器の反転入力端子は、前記演算増幅回路の前記第２入力端子とされて前記第１のトランジスタの第２極に接続され、前記演算増幅器の出力端子は、前記演算増幅回路の前記出力端子とされて前記蓄積コンデンサの第２極に接続される。
【００１１】
例えば、本開示の実施例によるタッチ入力システムにおいて、前記タッチディスプレイスクリーンは、インセル型タッチディスプレイスクリーンを含む。
【００１２】
本開示の実施例によれば、本開示の実施例によるいずれかのアクティブ式ペンの駆動方法であって、前記アクティブ式ペンと前記タッチディスプレイスクリーンとの間の前記第１の結合電圧を受信する段階と、前記第１の結合電圧を処理して前記第１の結合電圧と逆極性である前記第２の結合電圧を取得する段階と、前記タッチディスプレイスクリーンに前記第２の結合電圧を送信する段階とを含む駆動方法が提供されている。
【００１３】
例えば、本開示の実施例による駆動方法において、前記第２の結合電圧を増幅する段階をさらに含む。
【００１４】
本開示の実施例によれば、本開示の実施例によるいずれかのタッチ入力システムの駆動方法であって、前記タッチ駆動回路が前記タッチ電極を充電する段階と、前記アクティブ式ペンが前記タッチ電極との間の前記第１の結合電圧を受信し、前記第１の結合電圧と逆極性である前記第２の結合電圧を前記タッチ電極に出力する段階と、前記タッチ駆動回路が前記タッチ電極の静電容量を検出する段階とを含む駆動方法が提供されている。
【００１５】
例えば、本開示の実施例による駆動方法において、前記第２の結合電圧を増幅し、増幅された第２の結合電圧を前記タッチ電極に出力する段階をさらに含む。
【００１６】
例えば、本開示の実施例による駆動方法において、前記タッチ駆動回路が前記タッチ電極を充電する前に、前記タッチ駆動回路における蓄積コンデンサに蓄積された電荷を放出する段階をさらに含む。
【００１７】
例えば、本開示の実施例による駆動方法において、前記アクティブ式ペンがアクティブモードとパッシブモードとの間で切り替わるように、前記アクティブ式ペンの電源をオンまたはオフする段階をさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
本開示の実施例の技術的解決策をより明確に説明するために、以下に、実施例の図面を簡単に説明するが、以下の説明における図面は、ただ本開示のいくつかの実施例に関するものであり、本開示を限定するものではないことは明らかである。
【００１９】
【図１】本開示のいくつかの実施例におけるアクティブ式ペンの模式図である。
【図２】本開示のいくつかの実施例における他のアクティブ式ペンの模式図である。
【図３】本開示のいくつかの実施例におけるさらに他のアクティブ式ペンの模式図である。
【図４】本開示のいくつかの実施例におけるタッチ入力システムの模式図である。
【図５】本開示のいくつかの実施例におけるタッチ入力システム内のタッチ駆動回路の模式図である。
【図６】本開示のいくつかの実施例におけるタッチ入力システムの回路構成図である。
【図７】図６に示されるタッチ入力システムに用いられる信号のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示の実施例の目的、技術的解決策、及び利点をより明確にするために、以下には、本開示の実施例の図面を参照して、本開示の実施例の技術的解決策を明確かつ完全に説明する。明らかに、記載された実施例は、本開示の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。記載された本開示の実施例に基づいて当業者が創造的な労力を必要とせずに取得した全ての他の実施例は、本開示の保護範囲に含まれる。
【００２１】
特に定義されない限り、本明細書で使用される技術的または科学的用語は、本開示が属する技術分野における通常の技能を有する者によって理解される通常の意味である。本開示で使用される「第１の」、「第２の」及び類似の用語は、いかなる順序、数、又は重要性を示すものではなく、異なる構成要素を区別するために使用されるだけである。同様に、「含む」または「備える」などの類似の単語は、その単語の前に出現する要素または物品が、その単語の後に出現する要素または物品およびその均等物を包含することを意味し、他の要素または物品を排除するものではない。「接続」または「結合」などの類似する用語は、物理的または機械的接続に限定されず、直接的であれ間接的であれ、電気接続を含み得る。「上」、「下」、「左」、「右」などは、相対的な位置関係を示すためのものであり、記述されたオブジェクトの絶対的な位置が変化すると、これに応じて当該相対的な位置関係も変化することがある。
【００２２】
タッチディスプレイスクリーンに応用されるタッチペンは、パッシブ式ペンと、アクティブ式ペンとを含む。パッシブ式ペンは、人間の指に相当するものとして機能し、パッシブ式ペンがタッチディスプレイスクリーンに接触すると、タッチディスプレイスクリーンからの電流の一部がタッチポイントを介してパッシブ式ペンに流れ、これは、タッチポイントでのタッチ電極の静電容量に変化量が生じることと等価であり、タッチディスプレイスクリーンのタッチチップは、タッチ電極の静電容量の変化を検出することによって、タッチポイントの位置を特定することができる。アクティブ式ペンは、信号をアクティブに送信して、タッチポイントでの電界を変化させ、それにより、タッチポイントにおけるタッチ電極の静電容量を変化させ、タッチディスプレイスクリーンのタッチチップは、タッチ電極の静電容量の変化を検出することによって、タッチポイントの位置を特定することができる。通常のアクティブ式ペンの使用中には、タッチ検出時に得られる有効信号量が限られており、タッチ検出の感度に影響を与え、タッチ検出の感度が制約される。
【００２３】
本開示の少なくとも一つの実施例によれば、タッチディスプレイスクリーン用のアクティブ式ペンを提供し、該アクティブ式ペンは、信号受信装置と、信号受信装置に信号接続されたプロセッサと、プロセッサに信号接続された信号送信装置を備える。信号受信装置は、アクティブ式ペンとタッチディスプレイスクリーンとの間の第１の結合電圧を受信するように配置され、プロセッサは、第１の結合電圧を処理して第１の結合電圧の極性と逆極性である第２の結合電圧を取得するように配置され、信号送信装置は、タッチディスプレイスクリーンに第２の結合電圧を送信するように配置される。
【００２４】
本開示の実施例によれば、上記のアクティブ式ペンに対応するタッチ入力システム及び駆動方法をさらに提供する。本開示の実施例によるアクティブ式ペン、タッチ入力システム及び駆動方法は、タッチディスプレイスクリーンがタッチ検出を行う際に得られる有効信号量を向上させることで、タッチ検出の感度を向上させることができる。
【００２５】
以下、図面を参照し、本開示の実施例を詳細に説明する。
【００２６】
本開示のいくつかの実施例によれば、タッチディスプレイスクリーン用のアクティブ式ペン１０を提供し、図１に示すように、このアクティブ式ペン１０は、信号受信装置１１０と、信号受信装置に信号接続されたプロセッサ１２０と、プロセッサ１２０に信号接続された信号送信装置１３０とを備える。
【００２７】
例えば、信号受信装置１１０は、アクティブ式ペン１０とタッチディスプレイスクリーンとの間の第１の結合電圧を受信するように配置される。例えば、アクティブ式ペン１０が複数の静電容量式タッチ電極を有するタッチディスプレイスクリーンにタッチ操作（例えば、接触または近接）を行うと、アクティブ式ペン１０とタッチ電極との間にカップリング容量（Ｃｐｅｎと表記）が形成される。なお、本開示の実施例では、アクティブ式ペン１０がカップリング容量Ｃｐｅｎのカップリング作用により受信した、アクティブ式ペン１０とタッチ電極との間の結合電圧を第１の結合電圧と呼ばれ、アクティブ式ペン１０が伝送する電圧を第２の結合電圧と呼ばれ、以下の各実施例もこれと同様であり、その説明を省略する。
【００２８】
例えば、信号受信装置１１０の出力端子とプロセッサ１２０の入力端子とが電気的に接続され、信号受信装置１１０は、得られた第１の結合電圧をプロセッサ１２０に伝送し、プロセッサ１２０は、第１の結合電圧を処理して第２の結合電圧を取得し、第２の結合電圧の極性を第１の結合電圧の極性と逆にするように配置される。
【００２９】
例えば、プロセッサ１２０は、第１の結合電圧を処理するとき、第２の結合電圧と第１の結合電圧の振幅が等しく極性が反対となるように、第１の結合電圧の振幅を変更せずに、第１の結合電圧の極性のみを変更してもよい。例えば、第１の結合電圧が２Ｖである場合、プロセッサ１２０による処理後に得られる第２の結合電圧は、−２Ｖであってもよい。
【００３０】
また、例えば、プロセッサ１２０は、第１の結合電圧を処理するとき、第２の結合電圧の振幅が第１の結合電圧の振幅と異なりかつ極性が逆になるように、第１の結合電圧の振幅を変化させてもよい。例えば、第２の結合電圧の振幅が第１の結合電圧の振幅よりも大きくなるようとさせ、例えば、第１の結合電圧は２Ｖであり、プロセッサ１２０による処理後に得られる第２の結合電圧は−３Ｖであってもよい。もちろん、本開示の実施例はこれに限定されず、第２の結合電圧の振幅が第１の結合電圧の振幅よりも小さくなるようとさせてもよく、例えば、第１の結合電圧は２Ｖであり、プロセッサ１２０による処理後に得られる第２結合電圧は−１Ｖであってもよく、第１の結合電圧と第２結合電圧の極性を逆にすればよい。
【００３１】
例えば、プロセッサ１２０の出力端子は、信号送信装置１３０の入力端子に接続され、プロセッサ１２０は、取得された第２の結合電圧を信号送信装置１３０に伝送し、信号送信装置１３０は、第２の結合電圧をタッチディスプレイスクリーンに送信するように配置される。例えば、アクティブ式ペン１０がタッチディスプレイスクリーンにおける一つのタッチ電極に接触または近接したと、信号送信装置１３０は、当該タッチ電極に第２の結合電圧を送信する。
【００３２】
なお、本開示の実施例において、２つの装置（又はコンポーネント）が信号接続されているとは、２つの装置の間で信号を伝達することができることを意味し、すなわち、本開示において「信号接続」とは、信号を伝達することができる接続方式を意味し、信号を伝達する電気接続方式、光接続方式、磁気接続方式などの方式を含むがこれらに限定されない。例えば、上述したように、信号受信装置１１０は、受信した第１の結合電圧をプロセッサ１２０に伝送し、プロセッサ１２０は、得られた第２の結合電圧を信号送信装置１３０に伝送する。例えば、光接続方式が採用される場合、第１の結合電圧は、まず光信号に変換され、その後、光送信、光受信によってプロセッサ１２０に伝達され、プロセッサ１２０は、光信号を復号し、その後、後続の処理を行ってもよい。
【００３３】
なお、本開示の実施例において、アクティブ式ペン１０でタッチディスプレイスクリーンにタッチ操作を行うことは、アクティブ式ペン１０でタッチディスプレイスクリーンに直接に接触していること、または、アクティブ式ペン１０で当該タッチディスプレイスクリーンに近接している（例えば、直接に接触しない）ことを含み、以下の各実施例は、これと同じであり、説明を省略する。
【００３４】
本開示の実施例によるアクティブ式ペン１０でタッチディスプレイスクリーンにタッチ操作を行うとき、信号受信装置１１０は、アクティブ式ペン１０とタッチディスプレイスクリーン内のタッチ電極との間の第１の結合電圧を受信し、プロセッサ１２０は、第１の結合電圧を処理して第２の結合電圧を得て、続いで、信号送信装置１３０は、第２の結合電圧をタッチ電極に送信する。これにより、例えば、タッチチップがタッチ電極に対してタッチ検出を行う際に、アクティブ式ペン１０は、パッシブ式ペンと比べて、タッチ検出による有効信号量を向上させることができ、タッチ検出の感度を向上させることができる。
【００３５】
例えば、本開示に他の実施例によるアクティブ式ペン１０において、図２に示すように、アクティブ式ペン１０は、信号増幅装置１４０をさらに備える。
【００３６】
例えば、信号増幅装置１４０は、プロセッサ１２０及び信号送信装置１３０と信号接続され、第２の結合電圧を増幅し、増幅された第２の結合電圧を信号送信装置１３０に提供するように配置される。例えば、信号増幅装置１４０は、プロセッサ１２０及び信号送信装置１３０と電気的に接続され、プロセッサ１２０は、第２の結合電圧を取得した後、第２の結合電圧を信号増幅装置１４０に伝送して増幅し、信号増幅装置１４０は、増幅された第２の結合電圧を信号送信装置１３０に供給してもよい。例えば、信号増幅装置１４０は、増幅回路などの回路構成を採用してもよく、本開示の実施例はこれに限定されない。
【００３７】
本開示の実施例によるアクティブ式ペン１０では、信号増幅装置１４０が設けられることによって、第２の結合電圧をさらに増幅して、第２の結合電圧の振幅を大きくし、増幅された第２の結合電圧を信号送信装置１３０によってタッチ電極に送信することができる。これにより、例えば、タッチ電極に対してタッチ検出する際に、タッチ検出によって得られる有効信号量をさらに向上させることができ、タッチ検出の感度をさらに向上させることができる。
【００３８】
例えば、本開示のいくつかの実施例によるアクティブ式ペン１０では、図３に示すように、アクティブ式ペン１０は、電源１５０と、スイッチ装置１６０とをさらに備える。
【００３９】
電源１５０は、アクティブ式ペン１０に電力を供給するように配置される。例えば、電源１５０は、アクティブ式ペン１０内の信号受信装置１１０、プロセッサ１２０、信号増幅装置１４０及び信号送信装置１３０に電気的に接続され、各部品に電力を供給するようとしてもよい。例えば、この電源１５０は、内蔵電池を含んでもよく、又は電池を交換するための電池収納部を含んでもよく、この電池は、一次電池であっても二次電池であってもよく、二次電池はリチウムイオン電池などであってもよい。また例えば、この電源１５０は、太陽電池等を含んでもよい。
【００４０】
例えば、スイッチ装置１６０は、アクティブ式ペン１０がアクティブモードとパッシブモードとの間で切り替わるように、電源１５０をオンまたはオフするように配置される。例えば、スイッチ装置１６０は、電源１５０と電気的に接続され、電源１５０を制御することができる。例えば、図３に示すように、スイッチ装置１６０は、ユーザが容易に押圧できるように、アクティブ式ペン１０のハウジング上に設けられ、円形の機械式キーとして実現されてもよい。なお、本開示の実施例は、スイッチ装置１６０の設置位置及び形状を限定するものではなく、ユーザがスイッチ装置１６０に容易に接触できるものであればよい。例えば、スイッチ装置１６０は、機械式キーの他に、非機械式キーを含んでもよく、例えば、非機械式キーは、光電式キー又は静電容量式キー等を含んでもよい。
【００４１】
本開示の実施例では、アクティブ式ペン１０を用いてタッチ操作を行う際に、アクティブ式ペン１０内の電源１５０がオフ状態である場合、このときのアクティブ式ペン１０の動作モードがパッシブモードと呼ばれる。アクティブ式ペン１０は、パッシブモードで動作するとき、人間の指に相当し、能動的に信号を送信しないが、アクティブ式ペン１０の電源１５０がオン状態である場合、このときのアクティブ式ペン１０の動作モードがアクティブモードと呼ばれ、アクティブ式ペン１０がアクティブモードにあるときには、信号を受信することに加えて、信号を送信することもでき、例えば、第２の結合電圧をタッチ電極に送信することができる。
【００４２】
本開示のいくつかの実施例によるアクティブ式ペン１０では、スイッチ装置１６０が設けられることによって、アクティブ式ペン１０がパッシブモードとアクティブモードとの間で切り替わることを可能にされる。これにより、アクティブ式ペン１０を使用しない、あるいはアクティブモードを使用する必要がないアプリケーションシナリオにおいて、スイッチ装置１６０を操作して電源１５０をオフすることにより、消費電力を低減することができる。
【００４３】
例えば、図３に示されるように、アクティブ式ペン１０は、第１の結合電圧および第２の結合電圧を伝達するように配置された導電性のペン先１７０をさらに含んでもよい。例えば、ペン先は、信号受信装置１１０及び信号送信装置１３０と電気的に接続されることにより、第１の結合電圧及び第２の結合電圧を伝達することができる。
【００４４】
例えば、ペン先１７０の頭部は、ペン先がタッチディスプレイスクリーンに接触するときにタッチディスプレイスクリーンに損傷を与えることを回避するために、半球形状に形成されてもよい。アクティブ式ペン１０の使用時には、アクティブ式ペン１０のペン先１７０がタッチパネルの表面を頻繁に擦る必要があるため、耐摩耗性に優れたＰＥＴ  （ポリエチレンテレフタレート）等の材料でペン先１０を被覆してもよい。
【００４５】
他の実施例では、アクティブ式ペン１０は、圧力センサ、動き／向きセンサ、加速度計、タッチセンサ、回転センサ、カメラ、光エミッタ、カラーセンサなどの１つまたは複数の追加の部品をさらに含んでもよい。１つまたは複数の追加の部品を使用することによって、アクティブ式ペン１０は、情報を収集することができ、例えば、アクティブ式ペン１０のペン先１７０で検知された圧力、向き、および回転情報などを収集することができる。例えば、アクティブ式ペン１０は、これらの情報を電気信号に変換し、タッチ操作を行うとき、その電気信号をタッチディスプレイスクリーンに送信することができ、例えば、タッチディスプレイスクリーンのタッチチップは、その電気信号をさらに処理して必要な情報を得ることができ、さらに、対応する操作、例えば、線の太さなどを表現する操作に変換してもよい。
【００４６】
なお、本開示の実施例において、アクティブ式ペン１０における信号受信装置１１０、信号送信装置１３０、信号増幅装置１４０等は、適宜な回路、チップ、ハードウェア、ファームウェアにより実現することができ、本開示の実施例は、これらに限定されるものではない。
【００４７】
本開示のいくつかの実施例によれば、タッチ入力システム１がさらに提供され、図４に示すように、当該タッチ入力システム１はタッチディスプレイスクリーン２０と、本開示の実施例によって提供されるアクティブ式ペン１０とを備える。タッチディスプレイスクリーン２０は、例えば、所定の位置に並設された複数の静電容量式タッチ電極２１０と、タッチ電極２１０に接続されたタッチ駆動回路２２０とを備えている。タッチ駆動回路２２０は、タッチ電極２１０を充電し、タッチ電極２１０の静電容量を検出する。アクティブ式ペン１０は、タッチ電極２１０との間の第１の結合電圧を受信し、第１の結合電圧と逆極性である第２の結合電圧をタッチ電極２１０に出力するように配置される。
【００４８】
例えば、図４に示すように、各タッチ電極２１０は、タッチ配線２１１を介してタッチ駆動回路２２０に電気的に接続されることができる。例えば、図４に示す例では、タッチ電極２１０は自己容量型タッチ電極である。もちろん、本発明の実施例はこれに限定されず、他の例では、タッチ電極２１０は相互容量型タッチ電極であってもよい。例えば、タッチ駆動回路２２０は、タッチ電極２１０を駆動するとき、先に充電してもよく、充電が完了した後、アクティブ式ペン１０は、タッチ操作を行うとき、第１の結合電圧を受信し、第２の結合電圧をタッチ電極２１０に送信してもよく、その後、タッチ駆動回路２２０は、タッチ電極２１０の静電容量を検出し、例えば、タッチ電極２１０の静電容量の変化量を電圧変化量に変換し、タッチ検出の目的を達成することができる。タッチ入力システム１の動作原理については、以下で詳細に説明し、ここではその説明を省略する。
【００４９】
例えば、いくつかの実施例において、図５に示すように、タッチ駆動回路２２０は、第１のスイッチ回路２０１、第２のスイッチ回路２０２、蓄積コンデンサＣｆ、及び演算増幅回路２０３を含む。
【００５０】
例えば、演算増幅回路２０３は、タッチ電極２１０の電位が第１入力端子ＩＮ１の電位と同じになるように、第１入力端子ＩＮ１を介してタッチ電極２１０を充電し、タッチ電極２１０の静電容量の変化量を演算増幅回路２０３の出力端子ＯＵＴにフィードバックするように配置されている。例えば、演算増幅回路２０３は、タッチ電極２１０の静電容量の変化を演算増幅回路２０３の出力端子ＯＵＴの電位の変化に変換することができ、演算増幅回路２０３の出力端子ＯＵＴの電位の変化量を検出することでタッチ検出の目的を達成することができる。
【００５１】
例えば、第１のスイッチ回路２０１の第１端子はタッチ電極２１０に接続され、第１のスイッチ回路２０１の第２端子は演算増幅回路２０３の第２入力端子ＩＮ２に接続され、第１のスイッチ回路２０１は、演算増幅回路２０３とタッチ電極２１０との間の接続又は切断を制御するように配置される。例えば、タッチ駆動回路２２０がタッチ電極２１０を充電する必要がある場合、第１のスイッチ回路２０１を閉じて、タッチ駆動回路２２０とタッチ電極２１０との電気接続を実現する。また、例えば、蓄積コンデンサＣｆに蓄積された電荷が放出される場合には、第１のスイッチ回路２０１を切断する。
【００５２】
例えば、蓄積コンデンサＣｆの第１極は、演算増幅回路２０３の第２入力端子ＩＮ２に接続され、蓄積コンデンサＣｆの第２極は、演算増幅回路２０３の出力端子ＯＵＴに接続されている。
【００５３】
例えば、第２のスイッチ回路２０２の第１端子は蓄積コンデンサＣｆの第１極に接続され、第２のスイッチ回路２０２の第２端子は蓄積コンデンサＣｆの第２極に接続され、第２のスイッチ回路２０２は、閉じられる時に蓄積コンデンサＣｆに蓄積された電荷が放出されるように配置される。例えば、第２のスイッチ回路２０２が閉じられることは、蓄積コンデンサＣｆの第１極と第２極が短絡されていることに相当し、蓄積コンデンサＣｆの第１極と第２極との間に電位差がなく、蓄積された電荷が放出されることができる。例えば、タッチ駆動回路２２０がタッチ電極２１０を充電する前に、第２スイッチ回路２０２を閉じて、蓄積コンデンサＣｆの電荷を放出する。
【００５４】
例えば、いくつかの実施例において、図５に示すタッチ駆動回路２２０は、図６の点線枠で示す回路構成として実現されてもよく、他の同一または類似の機能を有する回路構成として実現されてもよく、ここで限定しない。
【００５５】
図６に示すように、具体的に、第１のスイッチ回路２０１は、第１のトランジスタＴ１として実現され、第１のトランジスタＴ１の第１極はタッチ電極２１０に接続され、第１のトランジスタＴ１の第２極は蓄積コンデンサＣｆの第１極に接続されてもよい。例えば、第１のトランジスタＴ１のゲートＧ１は、制御信号を受信して第１のトランジスタＴ１をオンまたはオフにさせる。なお、他の実施例において、第１のスイッチ回路２０１は、単極単投スイッチ又は他の適切な素子として実現されてもよく、本開示の実施例はこれに限定されない。
【００５６】
なお、図６にはタッチ電極２１０は示されていないが、第１のトランジスタＴ１とタッチ電極２１０とが接続される交差点を第１のノードＮ１と表記する。また、タッチ電極２１０とグランドとの間に形成される自己容量をＣｐｎｌと等価にし、タッチ電極２１０とアクティブ式ペン１０との間に形成されるカップリング容量をＣｐｅｎと等価にする。なお、図６において、蓄積コンデンサＣｆは実在の容量素子であり、容量Ｃｐｎｌ、Ｃｐｅｎは等価容量であり、実在の容量素子ではない。
【００５７】
第２のスイッチ回路２０２は、第２のトランジスタＴ２として実現され、第２のトランジスタＴ２の第１極が蓄積コンデンサＣｆの第１極に接続され、第２のトランジスタＴ２の第２極が蓄積コンデンサＣｆの第２極に接続されてもよい。例えば、第２のトランジスタＴ２のゲートＧ２は、制御信号を受信して第２のトランジスタＴ２をオンまたはオフにさせ、この制御信号は、第１のトランジスタＴ１のゲートＧ１に印加される制御信号とは異なる。なお、他の実施例において、第２のスイッチ回路２０２は、単極単投スイッチ又は他の適切な素子として実現されてもよく、本開示の実施例はこれに限定されない。
【００５８】
演算増幅回路２０３は演算増幅器ＯＡとして実現され、演算増幅器ＯＡの同相入力端子は演算増幅回路２０３の第１入力端子ＩＮ１とし、演算増幅器ＯＡの反転入力端子は演算増幅回路２０３の第２入力端子ＩＮ２として第１のトランジスタＴ１の第２極に接続され、演算増幅器ＯＡの出力端子は演算増幅回路２０３の出力端子ＯＵＴとして蓄積コンデンサＣｆの第２極に接続される。
【００５９】
本開示の実施例によるタッチ入力システム１では、タッチディスプレイスクリーン２０は、インセル型タッチディスプレイスクリーンを使用することができ、これにより、アクティブ式ペン１０は、インセル型タッチディスプレイスクリーンでのタッチ操作を実現するために使用され得る。
【００６０】
なお、本開示の実施例において用いられるトランジスタは、薄膜トランジスタであってもよいし、電界効果トランジスタであってもよいし、その他の特性が同じスイッチング素子であってもよい。ここで用いるトランジスタのソース、ドレインは構造的に対称であってもよい。そのために、そのソース、ドレインは構造的に区別なくてもよい。本開示の実施例において、トランジスタのゲート以外の２つの極を区別するために、一方の極が第１極であり、他方の極が第２極であると直接的に説明されているので、本開示の実施例における全部または一部のトランジスタの第１極と第２極は、必要に応じて交換可能である。例えば、本開示の実施例に記載のトランジスタの第１極はソースであり、第２極はドレインであってもよく、または、トランジスタの第１極がドレインであり、第２極がソースである。
【００６１】
また、トランジスタは、トランジスタの特性によってＮ型とＰ型に分けることができる。トランジスタがＰ型トランジスタである場合、オン電圧は低レベル電圧（例えば、０Ｖ、−５Ｖ、−１０Ｖ、又は他の適切な電圧）であり、オフ電圧は高レベル電圧（例えば、５Ｖ、１０Ｖ、又は他の適切な電圧）であり、トランジスタがＮ型トランジスタである場合、オン電圧は高レベル電圧（例えば、５Ｖ、１０Ｖ、又は他の適切な電圧）であり、オフ電圧は低レベル電圧（例えば、０Ｖ、−５Ｖ、−１０Ｖ、又は他の適切な電圧）である。本開示の実施例におけるトランジスタは、いずれもＮ型トランジスタを例として説明する。本開示の実施例の説明および教示に基づいて、当業者は、本開示の実施例がＰ型トランジスタまたはＮ型とＰ型のトランジスタの組み合わせの実施形態を採用することもできることを、創造的な労働をすることなしに容易に想到することができ、したがって、これらの実施形態も本開示の保護範囲内である。
【００６２】
なお、説明を明確にするため、図６では、演算増幅器ＯＡの出力端子ＯＵＴの電位をＶａ、演算増幅器ＯＡの同相入力端子（ＩＮ１）の電位をＶｂ、第１のノードＮ１（すなわち、タッチ電極２１０）の電位をＶｃ、アクティブ式ペン１０のペン先（すなわち、アクティブ式ペン１０が送信する第２の結合電圧）の電位をＶｄとして示している。
【００６３】
図７は、図６に示した回路構成の動作時の信号のタイミングチャートであり、図６に示した回路構成を例として、図７に示した信号のタイミングチャートを参照しながら、本開示の実施例によるタッチ入力システム１の動作の手順を説明する。以下の説明では、第１のトランジスタＴ１及び第２のトランジスタＴ２がＮ型である場合を例に挙げて説明する。図７において、Ｇ１、Ｇ２が低レベルであることは、対応するトランジスタがオフであることを示し、Ｇ１、Ｇ２が高レベルであることは、対応するトランジスタがオンであることを示し、Ｒｘは、アクティブ式ペン１０における信号受信装置１１０が受信した第１の結合電圧を示し、Ｔｘは、アクティブ式ペン１０における信号送信装置１３０がオンであるか否かを示し、Ｔｘが高レベルであることは、オンであることを示し、Ｔｘが低レベルであることは、オフであることを示す。
【００６４】
図７に示すように、Ａステージでは、Ｇ１が低レベル、Ｇ２が高レベルであるため、第１のトランジスタＴ１がオフ、第２のトランジスタＴ２がオンとなる。このステージでは、第２のトランジスタＴ２がオンとなるため、蓄積コンデンサＣｆは、蓄積された電荷を放出する。蓄積コンデンサＣｆに蓄積された電荷をクリアするのは、以降のステージにおいてより良く充電して演算増幅器ＯＡの対応する機能を実現させるためである。
【００６５】
Ｂステージでは、Ｇ１が高レベル、Ｇ２が低レベルであるため、第１のトランジスタＴ１がオン、第２のトランジスタＴ２がオフとなる。このステージで、演算増幅器ＯＡの同相入力端子を介してタッチ電極２１０（すなわち、第１のノードＮ１）を充電し、充電完了後に第１のノードＮ１の電位Ｖｃが０からＶｂに変化する（すなわち、演算増幅器ＯＡの同相入力端子の電位と等しくなる）。例えば、演算増幅器ＯＡのバーチャルショート（ｖｉｒｔｕａｌ  ｓｈｏｒｔ）効果により反転入力端子の電位が同相入力端子の電位と等しくなり、第１のノードＮ１が第１のトランジスタＴ１を介して演算増幅器ＯＡの反転入力端子に接続されることにより、第１のノードＮ１を充電する機能を実現できる。また、このステージで、アクティブ式ペン１０がタッチ操作を行うと、アクティブ式ペン１０とタッチ電極２１０との間にカップリング容量Ｃｐｅｎが形成され、このことはタッチ電極２１０の静電容量が変化し、タッチ電極２１０とグランドとの間の容量Ｃｐｎｌに容量Ｃｐｅｎを加えることに相当する。電荷保存の原理に基づき、演算増幅器ＯＡと蓄積コンデンサＣｆの作用により、タッチ電極２１０の静電容量の変化を演算増幅器ＯＡの出力端子ＯＵＴの電位Ｖａの変化量に変換することができるので、演算増幅器ＯＡの出力端子ＯＵＴの電位Ｖａの変化量を検出することにより、タッチ動作の有無を特定することができる。
【００６６】
なお、Ｂステージでは、アクティブ式ペン１０は、第１の結合電圧を受信し、第１の結合電圧を処理して第２の結合電圧を得ることができるが、このステージで第２の結合電圧を送信しない。
【００６７】
電荷保存の原理から、以下の式（１）が得られる。
Ｃｆ＊（Ｖｂ−Ｖａ）＋Ｖｃ＊Ｃｐｎｌ＋（Ｖｃ−Ｖｄ）＊Ｃｐｅｎ＝０    式（１）
【００６８】
アクティブ式ペン１０がタッチ操作を行わない（すなわち、アクティブ式ペン１０とタッチ電極２１０とは接触または近接しておらず）、且つアクティブ式ペン１０が第２の結合電圧を送信しない場合、アクティブ式ペン１０とタッチ電極２１０との間でカップリング容量Ｃｐｅｎが形成されなく、すなわち、Ｃｐｅｎ＝０である。このときの演算増幅器ＯＡの出力端子ＯＵＴの電位をＶａ１とし、式（１）にＣｐｅｎ＝０を代入すると、Ｃｆ＊（Ｖｂ−Ｖａ１）＋Ｖｃ＊Ｃｐｎｌ＝０が得られ、計算によりＶａ１＝Ｖｃ＊Ｃｐｎｌ／Ｃｆ＋Ｖｂが得られる。
【００６９】
アクティブ式ペン１０がタッチ動作を行い（すなわち、アクティブ式ペン１０がタッチ電極２１０に直接に接触するか、または近接する）、且つ、アクティブ式ペン１０が第２の結合電圧を送信しない場合、Ｃｐｅｎは零に等しくないが、Ｖｄ＝０である。このときの演算増幅器ＯＡの出力端子ＯＵＴの電位をＶａ２とし、式（１）にＶｄ＝０を代入すると、Ｃｆ＊（Ｖｂ−Ｖａ）＋Ｖｃ＊Ｃｐｎｌ＋Ｖｃ＊Ｃｐｅｎ＝０が得られ、計算によりＶａ２＝Ｖｃ＊Ｃｐｎｌ／Ｃｆ＋Ｖｂ＋Ｖｃ＊Ｃｐｅｎ／Ｃｆが得られる。
【００７０】
以上の解析から、タッチ操作が発生したときに、アクティブ式ペン１０が第２の結合電圧を送信しない場合、演算増幅器ＯＡの出力端子ＯＵＴを介して検出される有効信号量は、式（２）のように表される。
ΔＶ１＝Ｖａ２−Ｖａ１＝Ｖｃ＊Ｃｐｅｎ／Ｃｆ    式（２）
【００７１】
式（２）において、ＣｆおよびＣｐｅｎが一定の場合、この有効信号量ΔＶ１はＶｃの大きさに依存し、上記解析から分かるように、充電完了後においてＶｃの大きさはＶｂに等しいので、有効信号量ΔＶ１の大きさはＶｂの大きさに依存する。有効信号量を向上させたい場合、Ｖｂの大きさを上げる必要があるが、Ｖｂの増加はノイズを上げることを引き起こす。
【００７２】
Ｃステージでは、第１のトランジスタＴ１がオフ、第２のトランジスタＴ２がオンとなり、Ａステージと同様に、このステージで蓄積コンデンサＣｆから蓄積された電荷が放出される。同時に、このステージで、アクティブ式ペン１０の信号送信装置１３０がオンになり、アクティブ式ペン１０は、第２の結合電圧を送信することできる。
【００７３】
Ｄステージでは、第１のトランジスタＴ１がオン、第２のトランジスタＴ２がオフとなり、Ｂステージと同様に、このステージで演算増幅器ＯＡの同相入力端子を介してタッチ電極２１０（すなわち、第１のノードＮ１）が充電され、充電完了後に第１のノードＮ１の電位Ｖｃが０からＶｂに変化する（すなわち、演算増幅器ＯＡの同相入力端子の電位に等しくなる）。
【００７４】
アクティブ式ペン１０がタッチ動作を行うとき（すなわち、アクティブ式ペン１０がタッチ電極２１０に直接に接触または近接して接触する）、且つ、アクティブ式ペン１０が第２の結合電圧を送信する場合、ＣｐｅｎおよびＶｄはいずれも０に等しくない。このときの演算増幅器ＯＡの出力端子ＯＵＴの電位をＶａ３とし、式（１）に代入すると、Ｃｆ＊（Ｖｂ−Ｖａ）＋Ｖｃ＊Ｃｐｎｌ＋（Ｖｃ−Ｖｄ）＊Ｃｐｅｎ＝０が得られ、計算によりＶａ３＝Ｖｃ＊Ｃｐｎｌ／Ｃｆ＋Ｖｂ＋（Ｖｃ−Ｖｄ）＊Ｃｐｅｎ／Ｃｆが得られる。
【００７５】
以上の解析から、タッチ操作が発生したときに、アクティブ式ペン１０が第２の結合電圧を送信すると、演算増幅器ＯＡの出力端子ＯＵＴを介して検出される有効信号量は、式（３）で示される。
ΔＶ２＝Ｖａ３−Ｖａ１＝（Ｖｃ−Ｖｄ）＊Ｃｐｅｎ／Ｃｆ    式（３）
【００７６】
例えば、アクティブ式ペン１０が受信する第１の結合電圧がＶｃである場合、アクティブ式ペン１０の処理により、例えば、信号増幅を行わずに極性のみを変化させると、送信される第２の結合電圧、すなわちＶｄは、式Ｖｄ＝−Ｖｃを満たし、Ｖｄ＝−Ｖｃを式（３）に代入すると、ΔＶ２＝２Ｖｃ＊Ｃｐｅｎ／Ｃｆが得られ、式（２）の有効信号量ΔＶ１に比べて、ΔＶ２が２倍に増加する。式（３）において、ＶｄとＶｃの極性が逆であるため、Ｖｄの振幅が大きいほど、有効信号量ΔＶ２が大きくなる。例えば、アクティブ式ペン１０は、受信した第１の結合電圧を処理する際に、これを信号増幅して、送信された第２の結合電圧、すなわちＶｄの振幅を大きくすることで、タッチ検出時に得られる有効信号量をさらに大きくして、タッチ検出の感度を向上させることもできる。
【００７７】
図７に示すように、Ｅステージでは、Ｇ１及びＧ２が共に低レベルであるため、第１のトランジスタＴ１及び第２のトランジスタＴ２は共にオフである。このステージでは、Ｖｃは変化せず、アクティブ式ペン１０は、第１の結合電圧を受信せず、Ｔｘは高レベルであるが、アクティブ式ペン１０は、第２の結合電圧を送信しない。続くステージでは、アクティブ式ペン１０は動作を停止し、タッチスキャンは終了する。
【００７８】
本発明の実施例によるタッチ入力システム１において、本開示の実施例によるアクティブ式ペン１０を用いることにより、アクティブ式ペン１０がタッチ動作を行うとき、タッチ電極２１０に信号（例えば、第２の結合電圧）をアクティブに送信することができるので、タッチ検出時に得られる有効信号量を大きくさせ、タッチ検出の感度を向上させることができる。
【００７９】
本開示の実施例によれば、本開示の実施例のいずれかのアクティブ式ペン１０を駆動することができる駆動方法がさらに提供される。例えば、該駆動方法は、以下の動作ステップを含む。
【００８０】
ステップＳ１０において、アクティブ式ペンとタッチディスプレイスクリーンとの間の第１の結合電圧を受信する。
【００８１】
ステップＳ２０において、第１の結合電圧を処理して第１の結合電圧と逆極性である第２の結合電圧を取得する。
【００８２】
ステップＳ３０において、タッチディスプレイスクリーンに第２の結合電圧を送信する。
【００８３】
例えば、いくつかの実施例において、上記の駆動方法は、以下のステップをさらに含む。
【００８４】
ステップＳ４０において、第２の結合電圧を増幅する。
【００８５】
例えば、ステップＳ３０を実行する前に、ステップＳ４０を実行して、第２の結合電圧の振幅を大きくする。
【００８６】
なお、駆動方法の詳細な説明及び技術的効果については、本開示の実施例におけるアクティブ式ペン１０の説明を参照することができ、ここでの詳細な説明は省略する。
【００８７】
本開示の実施例によれば、本開示の実施例によるタッチ入力システム１のいずれかを駆動するために使用されることができる駆動方法をさらに提供する。この駆動方法は、例えば、以下のステップを含む。
【００８８】
ステップＳ１００において、タッチ駆動回路２２０がタッチ電極２１０を充電する。
【００８９】
ステップＳ２００において、アクティブ式ペン１０は、タッチ電極２１０との間の第１の結合電圧を受信し、第１の結合電圧と逆極性である第２の結合電圧をタッチ電極２１０に出力する。
【００９０】
ステップＳ３００において、タッチ駆動回路２２０は、タッチ電極２１０の静電容量を検出する。
【００９１】
例えば、タッチ駆動回路２２０は、検出されたタッチ電極２１０の静電容量の変化量を演算増幅回路２０３の出力端子ＯＵＴの電位の変化量に変換することができ、これにより、演算増幅回路２０３の出力端子ＯＵＴの電位の変化量を検出することによってタッチ検出の目的を達成することができる。また、アクティブ式ペン１０は、タッチ電極２１０に信号（例えば、第２の結合電圧）をアクティブに送信することができるので、タッチ検出時の有効信号量を向上させることができ、タッチ検出の感度を向上させることができる。
【００９２】
例えば、上記の駆動方法は、以下のステップをさらに含む。
【００９３】
ステップＳ４００において、第２の結合電圧を増幅し、増幅された第２の結合電圧をタッチ電極２１０に出力する。
【００９４】
例えば、ステップＳ４００は、ステップＳ３００の実行前に実行されてもよい。第２の結合電圧を増幅することで、タッチ検出時の有効信号量をさらに向上させることができ、タッチ検出時の感度をさらに向上させることができる。
【００９５】
例えば、上記の駆動方法は、以下のステップをさらに含む。
【００９６】
ステップＳ５００において、タッチ駆動回路２２０がタッチ電極２１０を充電する前に、タッチ駆動回路２２０における蓄積コンデンサＣｆに蓄積された電荷を放出する。
【００９７】
例えば、ステップＳ５００は、ステップＳ１００の実行前に実行されてもよい。蓄積コンデンサＣｆに蓄積された電荷をクリアすることにより、以降のステージにおいてより良く充電し演算増幅器ＯＡの対応する機能を達成させることができる。
【００９８】
例えば、いくつかの実施例において、上記の駆動方法は、以下のステップをさらに含む。
【００９９】
ステップＳ６００において、アクティブ式ペン１０がアクティブモードとパッシブモードとの間で切り替わるように、アクティブ式ペン１０の電源１５０をオン又はオフする。
【０１００】
アクティブ式ペン１０の動作モードを切り替える必要がある場合、例えば、パッシブモードからアクティブモードに切り替える必要があるとき、アクティブ式ペン１０の電源１５０をオンすることができ、また、例えば、アクティブモードからパッシブモードに切り替える必要があるとき、アクティブ式ペン１０の電源１５０をオフすることができる。
【０１０１】
なお、この駆動方法に関する詳細な説明及び技術的効果については、本開示の実施例に係るタッチ入力システム１に関する説明を参照することができ、ここではその説明が省略される。
【０１０２】
本開示の様々な実施例において、プロセッサ１２０は、汎用集積回路チップまたは専用集積回路チップによって実現されてもよく、例えば、この集積回路チップは、マザーボードに配置されてもよく、例えば、このマザーボードにメモリおよび電源回路などが配置されてもよく、また、プロセッサ１２０は、電気回路、またはソフトウェア、ハードウェア（回路）、ファームウェア、もしくはそれらの任意の組合せで実装されてもよい。本開示の実施例において、プロセッサ１２０は、複雑な命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）アーキテクチャ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）アーキテクチャ、又は複数の命令セットの組み合わせを実行するアーキテクチャ等の様々なコンピューティングアーキテクチャを含んでもよい。いくつかの実施例では、プロセッサ１２０は、中央プロセッサ、マイクロプロセッサ、例えばＸ８６プロセッサ、ＡＲＭプロセッサ、またはデジタルプロセッサ（ＤＳＰ）などであってもよい。
【０１０３】
上記の説明は、本開示の特定の実施形態にすぎず、本開示の保護範囲は、それらに限定されず、本開示の保護範囲は、特許請求の範囲の保護範囲を基準とするべきである。
【符号の説明】
【０１０４】
１０  アクティブ式ペン
１１０  信号受信装置
１２０  プロセッサ
１３０  信号送信装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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