CN105389064A

CN105389064A - 触摸面板

Info

Publication number: CN105389064A
Application number: CN201510536439.0A
Authority: CN
Inventors: 朴晟秀; 姜秉勋; 朴珠完; 金官炯; 洪性完
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2015-08-27
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2035-08-27
Also published as: US20160062519A1; EP2998834B1; EP2998834A3; US10379694B2; CN105389064B; WO2016032245A1; EP2998834A2

Abstract

提供了一种触摸面板。所述触摸面板包括：信道电极单元，被配置为包括沿第一方向布置的多个第一电极和沿与第一方向交叉的第二方向布置的多个第二电极；控制单元被配置为以多个电极为单位将驱动信号施加到信道电极单元中的电极，通过电容耦合将驱动信号传输到接近所述触摸面板的触控笔的谐振电路，并从多个电极中的每个电极接收从触控笔的谐振电路生成的响应信号以确定包括谐振电路的触控笔的位置。

Description

触摸面板

本申请要求于2015年2月9日提交到USPTO的第62/113,697号美国临时专利申请以及于2014年8月27日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0112467号韩国专利申请、于2015年6月5日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0080201号韩国专利申请和于2015年7月3日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0095482号韩国专利申请的权益，每个申请的全部公开通过引用包含于此。

技术领域

本公开涉及一种触摸面板和具有该触摸面板的坐标测量系统。更具体地讲，本公开涉及一种能够测量触控笔的输入位置的触摸面板和具有该触摸面板的坐标测量系统。

背景技术

最近，智能电话或平板个人计算机(PC)的普及已活跃地进行，针对内嵌的触摸位置确定设备的技术的开发也已活跃地进行。智能电话或平板PC包括触摸屏，用户可利用手指或触控笔来指定触摸屏的特定坐标。用户可通过指定触摸屏的特定坐标向智能电话输入特定信号。

触摸屏可基于电气方案、红外线方案及超声波方案而被操作，电气操作方案的示例可包括电阻式触摸屏或电容式触摸屏。

根据现有技术，能够同时识别用户的手指和触控笔的电阻式触摸屏已被广泛使用。然而，电阻式触摸屏具有因氧化铟锡(ITO)层之间的空气层的反射而导致的问题。

因此，电容式触摸屏最近已被广泛使用。这里，电容式触摸屏是指通过感测由对象的触摸所产生的透明电极的电容之差的方法来操作的触摸屏。然而，在电容式触摸屏的情况下，由于物理上难以将手与笔彼此区分，因此电容式触摸屏具有如下缺点：在使用笔时可产生因手的无意识的触摸而导致的操作上的误差。

根据用于解决上述缺点的现有技术，利用如下方法来区分手与笔：仅使用根据触摸区域区分手与笔的软件来执行处理的方法；除电容式触摸屏之外，包括诸如电磁共振(EMR)方案的单独的位置确定设备的方法。

然而，软件方案可能无法完全缓解由手的无意识的触摸而导致的错误，并且由于EMR方案包括单独的位置确定设备，因此该方案具有安装空间、重量以及成本增加的问题。

因此，已需要一种在不添加单独的位置确定设备的情况下能够区分手与笔的技术的开发。

同时，对于触控笔而言，在由于电池更换的不便、费用和重量而优选为以被动方案操作触控笔的方面，也已需要在没有内部电源的情况下能够确保用于感测触控笔的信号的触控笔灵敏度的提高。

将以上信息仅呈现为背景信息以帮助对本公开的理解。关于上面的任何信息是否可以作为针对本公开的现有技术，没有作出确定，并且没有作出断言。

发明内容

本公开的各方面在于至少解决上面提到的问题和/或缺点，并且至少提供以下优点。因此，本公开的一方面在于提供一种能够提高用于检测触控笔的位置的信号灵敏度的触摸面板和具有该触摸面板的坐标测量系统。

根据本公开的一方面。提供了一种触摸面板。所述触摸面板包括：信道电极单元，被配置为包括沿第一方向布置的多个第一电极和沿与第一方向交叉的第二方向布置的多个第二电极的电极；控制单元被配置为以多个电极为单位将驱动信号施加到信道电极单元中的电极，通过电容耦合将驱动信号传输到接近所述触摸面板的触控笔的谐振电路，并从多个电极中的每个电极接收从触控笔的谐振电路生成的响应信号以确定包括谐振电路的触控笔的位置。

信道电极单元可在触摸对象的接近期间检测多个第一电极和多个第二电极之间的电容，控制单元可计算在形成于多个第一电极与多个第二电极之间的多个电极交叉点处的各个电极之间的电容的变化量，并且基于计算的电容的变化来确定触摸对象的位置。

控制单元可基于从多个第一电极接收到的响应信号之间的比率和从多个第二电极接收到的响应信号之间的比率来确定包括谐振电路的触控笔的位置。

控制单元可将相同的驱动信号施加到所有的多个第一电极。

多个第一电极以连续布置的多个电极为单位被分类为多个子组，控制单元还可同时将相同的驱动信号施加到一个子组中的所有第一电极。

控制单元可将驱动信号同时施加到多个第一电极中的接收最大响应信号的电极以及在接收最大响应信号的电极的预设距离以内的电极。

控制单元可将驱动信号同时施加到多个第一电极中的至少一个第一电极以及多个第二电极中的至少一个第二电极。

所述触摸面板还可包括：驱动单元，被配置为将驱动信号施加到多个第一电极中的至少两个第一电极；接收单元，被配置为在驱动信号未被施加的区间接收多个第一电极和多个第二电极中的每个电极的响应信号，其中，控制单元基于从接收单元接收的响应信号来确定包括谐振电路的触控笔的位置。

接收单元可顺序地接收多个第一电极和多个第二电极中的每个电极的响应信号。

控制单元可控制驱动单元和接收单元，使得针对多个第一电极的相同驱动信号的施加和针对多个第一电极和多个第二电极中的每个电极的响应信号的接收被交替地执行。

接收单元可包括：放大单元，被配置为对接收的响应信号进行放大并输出放大的响应信号；模数转换(ADC)单元，被配置为将放大的响应信号转换为数字信号；信号处理单元，被配置为从转换为数字信号的响应信号提取预设的频率分量。

接收单元可以以多个信道为单位并行地接收多个第一电极和多个第二电极中的每个电极的响应信号。

接收单元可从多个第一电极中的至少一个第一电极以及多个第二电极中的至少一个第二电极同时接收响应信号。

接收单元可包括：并行放大单元，被配置为对从多个第一电极和多个第二电极接收的响应信号中的每个响应信号进行放大；模数转换单元，被配置为将多个放大的响应信号中的每个响应信号转换为数字信号；信号处理单元，被配置为从转换为数字信号的多个响应信号之差提取预设的频率分量。

接收单元可包括：差分放大单元，被配置为对多个第一电极和多个第二电极中的两个电极的响应信号之差进行差分放大并输出差分放大的信号。

接收单元可包括：差分放大单元，被配置为对多个第一电极和多个第二电极中的两个电极的响应信号之差进行差分放大并输出差分放大的信号；模数转换单元，被配置为将差分放大的响应信号转换为数字信号；信号处理单元，被配置为从转换为数字信号的响应信号提取预设的频率分量。

控制单元可控制信道电极单元，以使多个第一电极和多个第二电极中的至少一个电极在响应信号被接收的区间被接地。

控制单元可控制信道电极单元，以使除驱动信号被施加的电极以外的至少一个电极在驱动信号被施加的区间被接地。

控制单元可将相同的第一驱动信号施加到连续布置的多个第一电极，并且将与第一驱动信号具有180°相位差的第二驱动信号施加到多个第一电极中的除第一驱动信号被施加的第一电极之外的至少一个第一电极。

控制单元可基于接收最大响应信号的电极将多个电极顺序地分类为第一子组、第二子组和第三子组，将相同的第一驱动信号施加到第一子组中的电极，使第二子组中的电极接地或者浮置，并且将具有与第一驱动信号的相位相反的相位的第二驱动信号施加到第三子组中的电极。

控制单元可确定触控笔的位置和触摸对象的位置，将相同的驱动信号施加到与触控笔的位置对应的多个电极，并且将与第一驱动信号具有180°相位差的第二驱动信号施加到与触摸对象的位置对应的多个电极。

控制单元可将具有不同的相位的驱动信号同时施加到多个第一电极中的至少一个第一电极以及多个第二电极中的至少一个第二电极。

控制单元可根据第一驱动信号和第二驱动信号被施加的第一电极和第二电极的位置，确定施加到第一电极的第一驱动信号与施加到第二电极的第二驱动信号之间的相位差。

所述触摸面还可包括：第一驱动单元，被配置为在触控笔被感测时将驱动信号同时施加到多个电极中的至少两个电极；第二驱动单元，被配置为在触摸对象被感测时将驱动信号施加到多个第一电极；第一接收单元，被配置为在触控笔被感测时在驱动信号未被施加的区间从多个电极中的每个电极接收响应信号；第二接收单元，被配置为在触摸对象被感测时在驱动信号被施加的区间从多个第二电极接收响应信号。

根据本公开的另一方面，提供了一种坐标测量系统。所述坐标测量系统包括：触摸面板，以多个电极为单位并行地施加驱动信号；触控笔，被配置为与多个电极中的至少一个电极形成电容，并通过形成的电容接收用于谐振的能量，其中，触摸面板从多个电极中的每个电极接收从接近触摸面板的触控笔产生的响应信号以确定触控笔的位置。

从公开了本公开的各种实施例的结合附图进行的以下详细描述，本公开的其他方面、优点和显著特征将对本领域技术人员变得清楚。

附图说明

从结合附图进行的以下描述，本公开的特定实施例的以上和其他方面、特征和优点将更加清楚，其中：

图1是示出根据本公开的实施例的坐标测量系统的配置的框图；

图2是示出图1的触摸面板的详细配置的框图；

图3是图1的触摸面板的电路图；

图4是示出根据本公开的实施例的信道电极单元的驱动信号的施加操作的示图；

图5是示出根据本公开的实施例的根据驱动信号被输入的电极的数量的触控笔的生成信号的大小的示图；

图6是示出根据本公开的实施例的确定触摸对象的位置的操作的示图；

图7A、图7B、图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G、图8H、图8I、图8J、图8K、图8L、图9A、图9B、图9C和图9D是示出根据本公开的各种实施例的确定具有谐振电路的对象的位置的操作的示图；

图10和图11是示出根据本公开的各种实施例的触摸面板与触控笔之间的连接状态的示图；

图12是根据本公开的实施例的触控笔被布置在多个电极之间的情况的等效电路图；

图13是在图12的等效电路图中电容值足够大的情况的等效电路图；

图14是示出根据本公开的实施例的触摸面板、手和触控笔之间的连接状态的示图；

图15A和图15B是示出根据本公开的各种实施例的在理想情况和实际情况下施加多个驱动信号的方案的示图；

图16是示出根据本公开的实施例的传输到手的响应信号的影响的示图；

图17是示出根据本公开的实施例的用手触摸的情况的驱动信号的施加操作的示图；

图18A至图18C是示出如图17所示的施加操作的效果的示图；

图19是示出来自具有如图3所示的形式的信道电极的驱动信号施加操作的示图；

图20是示出根据本公开的实施例的来自电极的驱动信号传输的延迟的影响的示图；

图21A和图21B是示出如图20所示的施加操作的效果的示图；

图22是示出根据本公开的第一实施例的接收单元的配置的示图；

图23是示出根据本公开的第二实施例的接收单元的配置的示图；

图24和图25是示出图23的差分放大器的操作的示图；

图26是示出根据本公开的第三实施例的接收单元的配置的示图；

图27是示出根据本公开的第四实施例的接收单元的配置的示图；

图28是示出根据本公开的第五实施例的接收单元的配置的示图；

图29是示出根据本公开的第六实施例的接收单元的配置的示图；

图30是示出根据本公开的第七实施例的接收单元的配置的示图；

图31是示出根据本公开的第八实施例的接收单元的配置的示图；

图32是示出根据本公开的第九实施例的接收单元的配置的示图；

图33是示出根据本公开的第十实施例的接收单元的配置的示图；

图34是示出根据本公开的第十一实施例的接收单元的配置的示图；

图35是示出根据本公开的第十二实施例的接收单元的配置的示图；

图36是示出根据本公开的第十三实施例的接收单元的配置的示图；

图37A、图37B和图37C是示出根据本公开的第四实施例至第十三实施例的接收单元的操作的示图；

图38是示出根据本公开的第十四实施例的接收单元的操作的示图；

图39A和图39B是示出根据本公开的各种实施例的接收响应信号的情况的连接单元的操作的示图；

图40是示出图1的触控笔的详细配置的示图；

图41是图1的触控笔的电路图；

图42是根据本公开的实施例的触控笔的电路图；

图43是根据本公开的实施例的触控笔的电路图；

图44是根据本公开的实施例的用于控制触摸面板的方法的流程图。

贯穿附图，相同的标号将被理解为指示相同的部件、组件和结构。

具体实施方式

提供参照附图的以下描述以帮助对由权利要求及其等同物所限定的本公开的各种实施例的全面理解。以下描述包括各种具体细节以帮助理解，但这些细节应被视为仅仅是示例性的。因此，本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可对这里所描述的各种实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简洁，可省略对公知的功能和构造的描述。

在以下描述和权利要求中使用的术语和词汇不限于书面含义，而是仅由发明人使用以使得本公开能够得到清楚和一致的理解。因此，本领域的技术人员应该清楚，提供对本公开的各种实施例的以下描述只是为了说明的目的而不是为了限制由权利要求及其等同物所限定的本公开的目的。

要理解的是，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式包括复数指示物。因此，例如，参照“组件表面”包括参照这样的表面中的一个或更多个。

虽然在此可使用术语第一、第二等来描述各种组件，但是这些组件不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一组件与其它组件进行区分。

在本公开中，术语“包括”和“由...组成”指示在说明书中记载有特征、整体、操作、组件、元件或它们的组合的存在，但不排除一个或更多个特征、整体、操作、组件、元件或它们的组合的存在或附加的可能性。

在本公开的各种实施例中，“模块”或“单元”执行至少一种功能或操作，并且可用硬件、软件或硬件和软件的组合来实施。此外，除了已用特定的硬件实施的“模块”或“单元”以外，多个“模块”或多个“单元”可被集成为至少一个模块，并且可用至少一个处理器(未示出)来实施。

以下，将参照附图来描述本公开。

图1示出根据本公开的实施例的坐标测量系统的配置的框图。

参照图1，坐标测量系统300包括触摸面板100和触控笔200。

触摸面板100可确定触摸的对象是具有谐振电路的触控笔200还是诸如手(或者更具体地讲，手指)的触摸对象。此外，触摸面板100可用与确定的对象的种类对应的位置确定方案来确定驱动信号的驱动方案和响应信号的处理方案，从而执行与每个对象对应的合适的位置确定。这里，在触摸对象和触控笔被同时触摸的情况下，触摸面板100可忽视触摸对象的触摸且可以仅确定触控笔的位置。

触摸面板100可用与确定的对象对应的方案来确定对象的位置。具体地讲，在确定触摸的对象为触控笔的情况下，触摸面板100可用与识别触摸对象的方案不同的方案来确定触控笔200的位置。具体地讲，触摸面板100包括多个电极且将驱动信号施加到电极，从而可通过电容耦合将驱动信号传输到接近触摸面板100的触控笔的谐振电路。这里，触摸面板100可将驱动信号同时施加到多个电极。在这种情况下，触摸面板100可将具有相同的相位的驱动信号施加到多个电极，或者还可通过考虑触控笔200的位置来将具有不同的相位的驱动信号施加到每个电极。

此外，触摸面板100可从多个电极中的每个电极接收由触控笔200的谐振电路所引发的响应信号以确定包括谐振电路的触控笔200的位置。将在下面参照图2对触摸面板100的详细配置和操作进行描述。这里，触摸面板100可以是触摸板、触摸屏、或者包括触摸板或触摸屏的笔记本电脑、移动电话、智能电话、便携式媒体播放器(PMP)、动态图像专家组相位1或相位2(MPEG-1或MPEG-2)音频层面3(MP3)播放器等。

此外，在确定触摸的对象为诸如手的触摸对象的情况下，触摸面板100可利用因触摸对象的接近引起的多个第一电极与多个第二电极之间的电容的变化来确定触摸对象的位置。将在下面参照图6对以上所述的确定触摸对象的位置的操作进行描述。

此外，在确定触控笔200和手同时触摸的情况下，触摸面板100可将在手所位于的区域中的电极接地或浮置以使发送到触控笔200的驱动信号不会被传输到手，或者可将具有与对应的驱动信号的相位不同的相位的驱动信号施加到在手所位于的区域中的电极。将在下面参照图10至图19对以上所述的触摸面板100的操作进行描述。

触控笔200可与触摸面板100中的多个电极中的至少一个电极形成电容，并且可通过形成的电容接收用于谐振的能量。

此外，触控笔200可将由谐振电路引起的响应信号传输到触摸屏100中的至少一个电极。以上提及的触控笔200可以以笔的形状来实现，但不限于此。将在下面参照图40至图43对触控笔200的详细配置和操作进行描述。

如上所述，在根据本公开的本实施例的坐标测量系统300中，由于触摸面板100通过电容耦合将驱动信号提供给触控笔200，因此即使触控笔200不是自供电的也可被操作。

同时，虽然图1示出触摸面板100仅确定包括谐振电路的触控笔200的位置的情况，但触摸面板100还可通过感测基于手指的位置的电极的电容的变化或者由电容的变化引起的信号大小变化来确定手指的位置。将在下面参照图6对以上所述的确定手指的位置的操作进行说明。

同时，虽然图1示出一支触控笔200连接到触摸面板100的情况，但在实现坐标测量系统时，一个触摸面板100可连接到多个触控笔。在这种情况下，触摸面板100可感测所述多个触控笔中的每个触控笔的位置。

图2是示出图1的触摸面板的详细配置的框图。

参照图2，触摸面板100可被配置为包括信道电极单元110和控制单元120。

信道电极单元110可包括多个电极。详细地讲，信道电极单元110可包括以矩阵形式布置的多个电极。例如，信道电极单元110可包括沿第一方向布置的多个第一电极和沿与第一方向垂直的第二方向布置的多个第二电极。将在下面参照图3对包括在信道电极单元110中的多个电极的形式和操作进行描述。

控制单元120可根据在信道电极单元110中接收到的响应信号来确定触摸对象为诸如手的触摸对象还是诸如笔的触控笔。具体地讲，在完成驱动信号的施加之后立即在未施加驱动信号的部分接收到特定频率的响应信号的情况下，控制单元120可确定触摸对象为诸如笔的触控笔。

相反，在完成驱动信号的施加之后没有立即接收到特定频率的响应信号的情况下，控制单元120可确定触摸对象为诸如手的触摸对象。可周期性的以及当接收到初始响应信号时执行如上所述的触摸对象的确定。

例如，控制单元120可确定在感测触控笔的位置的处理期间是否存在用户的触摸，并且可在触控笔的触摸不再被感测的情况下，用感测诸如手的触摸对象的方法来生成驱动信号。相反，控制单元120可确定在感测用户的手的位置的处理期间是否存在触控笔的触摸(或悬浮)，并且还可在手的位置不再被感测的情况下生成用于感测触控笔的位置的驱动信号。

此外，控制单元120可根据确定的对象的种类来执行对象的位置确定。在下文中，将首先对确定触控笔的位置的操作进行描述。

首先，控制单元120将驱动信号施加到在信道电极单元110中的电极，从而可通过电容耦合将驱动信号传输到接近触摸面板100的对象的谐振电路。在这种情况下，控制单元120可以以多个电极为单位将相同的驱动信号施加到信道电极单元110中的电极。

例如，控制单元120可以以预设的周期单位将相同的驱动信号共同地施加到所有多个电极，可将相同的驱动信号共同地施加到沿相同的方向布置的所有多个电极，可将相同的驱动信号共同地施加到沿相同的方向布置的所有多个电极中的仅彼此相邻的一些电极，或者可将相同的驱动信号共同地施加到彼此交叉的两个电极。以上描述的施加方案仅为一种示例，只要是将驱动信号共同地且同时地施加到两个或更多个电极，则控制单元120还可用除了以上提及的说明以外的方案来施加驱动信号。

此外，在实现时，还可基于接收到的响应信号的大小来确定驱动信号的施加方案。例如，在由于响应信号的大小大而确定触控笔200触摸到触摸面板100的情况下，控制单元120可将驱动信号仅施加到两个电极，而在由于响应信号的大小小而确定触控笔200处于悬浮在触摸面板100上方的悬浮状态的情况下，控制单元120可将驱动信号同时施加到六个电极。将在下面参照图9A、图9B、图9C和图9D对上述操作进行描述。

同时，在控制单元120感测到诸如手的触摸对象，而非触控笔200的情况下，控制单元120可将如上所述的第一驱动信号施加到预期触控笔200所位于的电极，并且可将与第一驱动信号具有180°相位差的第二驱动信号施加到预期诸如手的触摸对象所位于的电极。这里，第一驱动信号和第二驱动信号为具有相同的频率的驱动信号且具有相反的相位(即，180°相位差)。将在下面参照图11至图19对上述操作进行描述。

此外，控制单元120可在响应信号的接收时间点(即，未施加驱动信号的区间)使预期触控笔200所不位于的电极接地，并且可仅从未接地的电极接收响应信号。将在下面参照图39A和图39B对上述操作进行描述。

此外，控制单元120可从多个电极中的每个电极接收由触控笔200的谐振电路所引起的响应信号以确定触控笔的位置。具体地讲，控制单元120可在未施加驱动信号的区间内从多个电极中的每个电极接收响应信号，并且可基于从多个电极中的每个电极接收的响应信号之间的比率来确定触控笔200的位置。

例如，在以矩阵形式配置多个电极以使多个第一电极沿第一方向布置且多个第二电极沿与第一方向垂直的第二方向布置的情况下，控制单元120可基于从第一电极接收到的响应信号之间的比率和从第二电极接收到的响应信号之间的比率来确定触控笔200的位置。

在这种情况下，控制单元120可通过针对接收到的响应信号执行各种信号处理来提高响应信号的灵敏度。具体地讲，控制单元120可通过如下操作来提高响应信号的灵敏度：放大多个接收到的响应信号中的每个响应信号、差分放大多个响应信号之差、或者仅提取特定的频率分量。将在下面参照图22至图36对控制单元120的详细的信号处理方案进行描述。

此外，控制单元120可基于接收到的响应信号的谐振频率的变化来感测触控笔200的触摸压力或者可基于接收到的响应信号的谐振频率的变化来感测触控笔200的操作模式。将在下面参照图41和图42对上述操作进行描述。

同时，在确定触摸对象为诸如手的触摸对象的情况下，控制单元120可计算在形成于第一电极与第二电极之间的多个电极的交叉点处的各个电极之间的电容，并且可基于计算的电容来确定触摸对象的位置。将在下面参照图6对上述操作进行描述。

具体地讲，为了感测不包括谐振电路的诸如手的触摸对象的位置，控制单元120可将驱动信号施加到多个第一电极中的至少一个第一电极并且可基于从多个第二电极中的每个第二电极接收到的响应信号计算在形成于第一电极与第二电极之间的多个电极的交叉点处的各个电极之间的电容。这里，驱动信号可以是具有二进制值的脉冲信号。

此外，为了感测不包括谐振电路的诸如手的触摸对象的位置，控制单元120可将用彼此不同的数字代码进行编码的信号施加到多个第一电极并且针对从多个第二电极中的每个第二电极接收到的响应信号执行适合于施加的数字代码的解码，从而计算多个第一电极与多个第二电极之间的电容。

此外，控制单元120可基于计算的各个交叉点的电容来确定具有最大的电容变化的交叉点作为触摸对象的位置。

如上所述，由于根据本实施例的触摸面板100通过电容耦合将驱动信号提供给触控笔200，因此即使触控笔200不是自供电的也可被操作。此外，由于根据本公开的本实施例的触摸面板100将驱动信号共同地提供给多个电极，因此触摸面板100可将更多的能量提供给触控笔200。结果，由于触控笔200生成大的响应信号，因此可提高接收灵敏度。此外，由于根据本实施例的触摸面板100针对接收到的响应信号执行各种信号处理，因此可提高针对响应信号的接收灵敏度。

在上文，虽然仅示出和描述了触摸面板100的基本配置，但触摸面板100还可包括除上述配置之外的配置。例如，在触摸面板100为触摸屏的情况下，还可包括显示配置，而在触摸面板100为诸如智能电话、PMP等设备的情况下，还可包括显示器、存储单元、通信构造等。

图3是图1的触摸面板的电路图。

参照图3，触摸面板100可被配置为包括信道电极单元110和控制单元120。

信道电极单元110可包括多个电极。具体地讲，如图3所示，信道电极单元110可包括沿不同的方向布置的第一电极组111和第二电极组112。

第一电极组111可包括沿第一方向(例如，水平反向)布置的多个第一电极111-1、111-2、111-3、111-4、111-5和111-6。这里，作为透明电极的第一电极可以是氧化铟锡(ITO)。第一电极组111中的多个第一电极111-1、111-2、111-3、111-4、111-5和111-6可以是在手指的位置被感测时发送预定的发送信号(Tx信号)的发送电极。

第二电极组112可包括沿第二方向(例如，垂直反向)布置的多个第二电极112-1、112-2、112-3、112-4、112-5和112-6。这里，作为透明电极的第二电极可以是ITO。第二电极组112中的多个第二电极112-1、112-2、112-3、112-4、112-5和112-6可以是在手指的位置被感测时由从第一电极输入的Tx信号引起的接收信号(Rx信号)的接收电极。

同时，在触控笔的位置被感测时，第一电极和第二电极根据驱动区间可以是在Tx区间发送信号并在接收区间接收信号的发送和接收电极。

同时，虽然示出的示例示出了每个电极组仅包括六个电极的情况，但在实现时，电极组可通过七个或更多个、或者五个以下电极来实现。此外，虽然示出的示例示出了电极组中的电极的形状为简单的矩形，但在实现时每个电极的形状还可以以更复杂的形状来实现。

控制单元120被配置为包括驱动单元130、接收单元140、微控制器单元(MCU)150和连接单元160。

驱动单元130按预定时序将驱动信号施加到信道电极单元110。驱动信号可以是具有预定的谐振频率的正弦波信号。

接收单元140在驱动信号未被施加的区间从信道电极单元110中的各个电极接收响应信号。具体地讲，接收单元140可以以单个电极的单位顺序地接收多个电极的响应信号。可选择地，接收单元140可以以多个电极的单位同时接收响应信号。在这种情况下，为了同时接收多个响应信号，接收单元140可包括多个放大单元。将在下面参照图27至图35对上述示例进行描述。

此外，接收单元140可针对接收的响应信号执行各种信号处理。例如，接收单元140可利用放大器amp放大每个响应信号。将在下面参照图22对上述示例进行描述。此外，接收单元140可以以两个响应信号的单位执行对响应信号进行差分放大的信号处理。将在下面参照图23对上述示例进行描述。此外，接收单元140可执行从接收的响应信号仅提取预设的频率区域中的信息的信号处理。将在下面参照图26对上述示例进行描述。

MCU150可控制驱动单元130、接收单元140和连接单元160，从而交替地执行针对各个电极的驱动信号的施加和响应信号的接收。例如，MCU150可控制驱动单元130以使相同的驱动信号在第一时间区间中被同时施加到多个第一电极111-1、111-2、111-3、111-4、111-5和111-6，并且可控制接收单元140以在施加驱动信号之后的第二时间区间中接收至少一个电极(例如，电极111-1)的响应信号。此后，MCU150可控制驱动单元130以使相同的驱动信号在第三时间区间中再次被施加到多个第一电极111-1、111-2、111-3、111-4、111-5和111-6，并且可控制接收单元140以施加驱动信号之后的第四时间区间中接收另一个电极(例如，电极111-2)的响应信号。此外，MCU150可重复上述处理多达接收针对多个电极的响应信号的次数。在示出的示例中，由于信道电极单元110包括十二个电极，因此MCU150可交替地执行十二次的施加和接收操作。将在下面参照图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G、图8H、图8I、图8J、图8K和图8L对上述操作进行详细的描述。

此外，当接收到针对多个电极的响应信号时，MCU150可基于通过第一电极111-1、111-2、111-3、111-4、111-5和111-6接收到的响应信号之间的比率和通过第二电极112-1、112-2、112-3、112-4、112-5和112-6接收到的响应信号之间的比率来确定触控笔的位置。

例如，如果第一电极111-3的响应信号的大小大于其他第一电极111-1、111-2、111-4、111-5和111-6的响应信号的大小，且第二电极112-2的响应信号的大小大于其他第二电极112-1、112-3、112-4、112-5和112-6的响应信号的大小，则MCU150可将第一电极111-3和第二电极112-2彼此交叉的位置确定为触控笔200的位置。

同时，在实现时，可使用利用了接收最大响应信号的电极的响应信号和与接收最大响应信号的电极相邻的电极接收的响应信号之间的比率的插值方法来更精确地确定触控笔200的位置。例如，在第一电极之间的距离为4mm的情况下，当通过第一电极与第二电极彼此交叉的位置来确定触控笔200的位置时，识别分辨率为4mm。另一方面，当使用插值方法时，可实现0.1mm的识别分辨率。

连接单元160可将多个电极选择性地连接到驱动单元130，或者可将多个电极选择性地连接到接收单元140。具体地讲，连接单元160可根据MCU150的控制而连接将被施加驱动信号的电极与驱动单元130。在这种情况下，连接单元160可使未施加驱动信号的电极接地或浮置。

此外，连接单元160可在驱动信号未被施加的区间内，即，在接收响应信号的时间区间内，使多个第一电极和第二电极中的至少一个电极接地。将在下面参照图39A和图39B对上述操作进行描述。

同时，在上文，虽然上面提及的描述对MCU150控制连接单元160的情况进行了描述，但在实现时，驱动单元130可在施加驱动信号时控制连接单元160，接收单元140还可在接收响应信号时控制连接单元160。

在上文，虽然上述描述对相同的驱动信号被共同地施加到第一电极组中的多个第一电极的情况进行了描述，但在实现时，相同的驱动信号还可被共同地施加到第二电极组中的多个第二电极，并且相同的驱动信号还可被共同地施加到第一电极组中的多个第一电极和第二电极组中的多个第二电极。此外，可利用除上面提及的方案以外的方案来施加驱动信号。以下，将参照图4至图9对施加驱动信号的各种示例进行描述。

同时，虽然在示出和描述图3时描述了多个电极以矩阵形式被布置的情况，但在实现时，多个电极还可以以除矩阵形式以外的形式被布置。

同时，虽然图3示出和描述了控制单元120只包括一个驱动单元和一个接收单元的情况，但在实现时，控制单元120还可被配置为包括多个驱动单元和多个接收单元。将在下面参照图38对上述示例进行描述。

图4是示出根据本公开的实施例的信道电极单元的驱动信号的施加操作的示图。

参照图4，信道电极单元110’包括多个电极111和112。具体地讲，如图4所示，信道电极单元110’可包括沿不同的方向布置的第一电极组111和第二电极组112。在这种情况下，第一电极组111可以以连续布置的多个电极为单位被分类为多个子组111-a和111-b。在示出的示例中，第一电极组111可被分类为第一子组111-a和第二子组111-b。

控制单元120可基于在先前处理中感测到的触控笔200的位置来确定驱动信号将被施加到的子组。此外，控制单元120可将相同的驱动信号共同地输入到确定的子组中的所有电极。

例如，如果在先前处理中感测到的触控笔200的位置为第一电极111-3与第二电极112-2彼此交叉的位置，则控制单元120可将对应位置的第一子组111-a确定为驱动信号将被输入到的子组，并且可将相同的驱动信号同时输入到第一子组111-a中的电极111-1、111-2和111-3。

在这种情况下，控制单元120可使驱动信号未被施加到的电极111-4、111-5、111-6、112-1、112-2、112-3、112-4、112-5接地或浮置。

同时，在上文，虽然描述了子组预先被分类的情况，但在实现时，子组可被动态地改变。例如，控制单元120可将在先前感测处理中接收最大响应信号的电极(例如，电极111-3)以及在对应电极111-3的预设间隔以内的电极111-2和111-4确定为驱动信号将被同时输入的子组。子组的确定可以以检测触控笔的位置所需的一个时间周期为单位来执行。

此外，在上文，虽然描述了仅在沿相同的方向布置的电极组中形成子组的情况，但在实现时，在第一电极组111中的至少一个电极111-3和在第二电极组112中的至少一个电极112-2可被确定为子组。即，驱动信号还可被施加到在第一电极组111中的至少一个第一电极和在第二电极组112中的至少一个第二电极。

同样地，根据本实施例，由于相同的驱动信号可同时被施加到多个电极，因此传输到触控笔的能量增加。以下将参照图5对此进行描述。

图5是示出根据本公开的实施例的基于驱动信号被输入到的电极的数量的触控笔的生成信号的大小的示图。

参照图5，可以理解，随着驱动信号被输入的电极的数量增加，从触控笔生成的信号强度增强。

具体地讲，从触摸面板100传输到触控笔200的能量可通过驱动电压和电极与触控笔的笔尖之间的电容来确定，而当驱动信号被施加到的电极的数量增加时，电极与触控笔的笔尖之间的电容增加，从而从笔生成的信号的大小与增加的电容成比例增加。

此外，当从触控笔200生成的信号的大小增加时，由触摸面板100所引发的响应信号还可增加，从而可提高响应信号的灵敏度。

因此，在触摸对象为触控笔的情况下，根据本公开的本实施例的控制单元120可以以多个电极为单位施加驱动信号。相反，在触摸的对象为诸如手的对象的情况下，控制单元120可以以一个电极为单位施加驱动信号。将参照图6对上述操作进行描述。

图6是示出根据本公开的实施例的确定触摸对象的位置的操作的示图。

参照图6，在确定触摸对象为诸如手10的触摸对象的情况下，控制单元120可以以一个电极为单位施加驱动信号。具体地讲，控制单元120可根据预设的顺序将电信号仅输入到多个电极中的第一电极111-1、111-2、111-3、111-4、111-5和111-6。

例如，控制单元120可在预设的第一时间区间内将驱动信号施加到第一电极111-1，并且可在驱动信号被施加的过程期间顺序地接收从多个第二电极112-1、112-2、112-3、112-4、112-5和112-6中的每个第二电极接收的响应信号。

此外，在响应信号从多个第二电极被接收时，控制单元120可在第二时间区间内将驱动信号施加到第二电极111-2，并且可在对应的驱动信号被施加的过程期间，顺序地接收从多个第二电极112-1、112-2、112-3、112-4、112-5和112-6中的每个第二电极接收到的响应信号。

此外，控制单元120可针对后续的第一电极重复上述处理。由于示出的示例包括六个电极，因此控制单元120可执行六次驱动信号的施加操作，并且可在施加驱动信号的每个过程期间执行六次响应信号的接收操作。

同时，在上文，虽然描述了以一个信道为单位(即，一个电极为单位)接收响应信号的情况，但在实现时，可以以多个信道为单位执行响应信号的接收。例如，如图6所示，在信号被施加到第一电极111-3之后，还可同时执行三个第二电极112-3、112-4和112-5的响应信号的测量。

同时，在实现时，可根据在先前处理中测量的位置，通过仅针对测量的位置周围的第一电极执行上述处理(即，仅针对所有第一电极中的一些电极执行测量)来更快速地执行测量任务。

此外，控制单元120可基于在先前处理中来自针对多个第一电极中的每个第一电极的第二电极的响应信号来检测响应信号的强度变化，并且可基于检测的强度变化来确定触摸对象的位置。

例如，在从针对三个第一电极的三个第二电极接收的响应信号的强度变化如表1所示的情况下，可确定表1中的值与第一电极和第二电极的交叉点处的电容的变化对应。因此，由于在第一电极111-3和第二电极112-3处的信号强度的变化最大，因此可确定用户的触摸在对应的点做出。

表1

图7A、图7B、图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G、图8H、图8I、图8J、图8K、图8L、图9A、图9B、图9C和图9D是示出根据本公开的各种实施例的确定具有谐振电路的对象的位置的操作的示图。

参照图7A和图7B，控制单元120可基于先前处理中感测到的触控笔200的位置，确定将被施加驱动信号的子组。例如，如图7A所示，在先前处理中已确定触控笔200位于第一电极111-3之上的情况下，控制单元120可将三个第一电极111-2、111-3和111-4确定为同时将被施加驱动信号的子组。此外，控制单元120可将相同的驱动信号共同地输入到确定的子组中的电极(例如，第一电极111-2、111-3和111-4)。

如示出的，在相同的驱动信号被输入到三个第一电极而不是一个第一电极的情况下，如图5所示，从触控笔200生成的信号的大小增大。因此，即使如图7B所示在触控笔200从触摸面板100有些相隔，而没有与触摸面板100接触的状态下，触控笔200的响应信号可被发送到各个电极。因此，根据本实施例的触摸面板100可从用户接收浮窗指令(aircommand)。

此外，控制单元120可以以预设数量的电极为单位从电极接收响应信号。此外，如上所述，控制单元120可交替地执行驱动信号的施加和响应信号的接收。以下将参照图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G、图8H、图8I、图8J、图8K和图8L对上述操作进行详细描述。

参照图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G、图8H、图8I、图8J、图8K和图8L，在示出的附图中，由黑色指示的线为驱动信号被施加到的电极，虚线为响应信号被测量到的线。基于此，参照图8A，控制单元120可将驱动信号施加到在预定的第一子组中的电极111-2、111-3和111-4。

此外，在驱动信号被施加之后的预设时间之后，如图8B所示，控制单元120可从第一电极111-2接收响应信号。此外，即使在预设时间单位之后，如图8C所示，控制单元120可将驱动信号再次施加到第一子组中的电极111-2、111-3和111-4。此外，如图8D所示，控制单元120可接收作为下一电极的第一电极111-3的响应信号。

即，控制单元120可按诸如预设的时间段单位的时序施加驱动信号(图8A、图8C、图8E、图8G、图8I和图8K)。此外，如图8B、图8D、图8F、图8H、图8J和图8L，控制单元120可在每个驱动信号被施加的区间之间(即，驱动信号未被施加的区间)顺序地接收多个电极的响应信号。

此外，控制单元120可基于从每个电极接收的响应信号来确定触控笔的位置。具体地讲，控制单元120可基于从第一电极接收到的响应信号之间的比率和从第二电极接收到的响应信号之间的比率来确定触控笔200的位置。

同时，虽然已参照图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G、图8H、图8I、图8J、图8K和图8L描述了仅从十二个电极中的六个电极接收响应信号的情况，但这只是实现示例，在实现时，还可从所有的十二个电极接收响应信号。此外，在实现时，可以以仅从五个或五个以下电极接收响应信号的形式来实现。此外，接收响应信号的电极不是固定的，但电极的位置和数量可基于在先前处理中测量的对象的坐标来选择。

此外，虽然参照图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G、图8H、图8I、图8J、图8K和图8L描述了以一个子组为单位施加驱动信号的情况，但子组的确定可基于响应信号的大小来适应性地确定。将参照图9A、图9B、图9C和图9D对此进行描述。

参照图9A、图9B、图9C和图9D，在触控笔如图9B所示触摸到触摸面板100的状态下，不需要很多信道来传输驱动信号。因此，控制单元120可以仅允许与先前感测的位置对应的第一电极111-3传输驱动信号。

同时，在如图9A、图9C和图9D所示触控笔没触摸到触摸面板的悬浮状态下，控制单元120可允许与先前感测的位置对应的第一电极和在与先前感测的位置对应的第一电极周围的第一电极传输驱动信号。这里，悬浮(hover)是指触控笔没有触摸到触摸面板且从触摸面板相隔预定距离的状态。此外，可基于距离将悬浮分类为一般悬浮、低悬浮、高悬浮，并且上面提及的分类可根据感测到的响应信号的大小来进行。

例如，在先前感测的响应信号的大小微弱的情况下，即，在触控笔明显从触摸面板分离的情况下(在如图9D所示的高悬浮的情况下)，控制单元120可允许多个垂直电极(第二电极)以及多个水平电极(第一电极)传输驱动信号，从而比如图9C所示的低悬浮的情况更多的谐振信号可被传输到对应的触控笔。

即，控制单元120可基于最大响应信号的大小，确定驱动信号将被传输到的电极的数量。例如，在最大的响应信号为预设的第一大小或第一大小以上(即，确定做出触摸)的情况下，控制单元120可将驱动信号仅施加到接收到最大的响应信号的第一电极111-3。此外，在最大的响应信号小于第一大小且为小于第一大小的第二大小或第二大小以上的情况下(即，在低悬浮的情况下)，控制单元120可将驱动信号同时施加到多个第一电极中的在接收最大响应信号的第一电极111-3的预设的范围以内的第一电极111-2和111-4以及第一电极111-3。此外，在最大的响应信号小于第二大小的情况下(即，在高悬浮的情况下)，控制单元120可将驱动信号同时施加到多个第一电极中的在接收最大响应信号的第一电极111-3的预设的范围以内的第一电极111-2和111-4以及第一电极111-3、和多个第二电极中的在最大的响应信号的第一电极112-5的预设的范围以内的第二电极112-4和112-6以及第一电极112-5。

同时，在上文，虽然仅描述了驱动信号将被同时施加到的电极的数量基于响应信号的大小而变化，但只要提供了能够测量触控笔与触摸面板之间的距离的另一个方案，可利用对应的方案来改变电极的数量。

同时，在上文，已描述了在仅是诸如用户的手的触摸对象触摸到触摸面板的情况下，或者仅是触控笔触摸到触摸面板的情况下，确定用户的手的触摸位置或触控笔的笔尖的位置的情况。然而，即使在使用触控笔的情况下，触控笔的笔尖和用户的手也可同时被置于触摸面板之上。以下将参照图10至图19对根据额外布置手的情况的驱动信号的变化以及考虑到所述驱动信号的变化的驱动方案进行描述。

图10和图11是示出根据本公开的各种实施例的触摸面板与触控笔之间的连接状态的示图。

参照图10和图11，在触控笔200被布置在多个电极112-2和112-3之间的情况下，触控笔200与多个电极112-2和112-3中的每个电极形成单独的电容313，其中，电容313被连接到控制单元311的驱动单元312。因此，两个驱动信号被传输到触控笔200，从而如图5中所描述的那样更多的能量被传输到触控笔200。同时，虽然示出的示例描述了触控笔200只与两个电极形成电容的情况，但这是为了方便解释，代表性地示出了在触控笔200与电极之间形成的电容之中对响应信号的大小较大影响的部分。

同时，如图11所示，触控笔200可被配置为包括导电顶端210、谐振电路单元220和接地单元230，其中，接地单元230连接到触控笔200的壳体并在用户握住触控笔200的情况下通过用户的身体而被接地。图12示出了上面提到的连接状态的等效电路图。同时，以下将参照图40至图43对触控笔200的详细配置和操作进行描述。

图12是根据本公开的实施例的触控笔200被布置在多个电极112-2和112-3之间的情况的等效电路图。

参照图12，触摸面板100和触控笔200通过多个电容器彼此连接。具体地讲，触摸面板100的电极通过在各个电极与触控笔的导电顶端之间形成的第一电容器313-1、313-2和313-3连接到触控笔200的谐振电路。

这里，第一电容器313-1、313-2和313-3由触控笔200的导电顶端210与触摸面板100的各个电极之间的电容C_cp-1、C_cp-2和C-cp-3形成。如上所述，由于触控笔200被布置在电极112-2与电极112-3之间，因此与离得很远的电极相比，在触控笔的附近的电极与笔尖之间形成大电容。

谐振电路单元220的一端被连接到第一电容313-1、313-2和313-3，谐振电路单元220的另一端共同连接到第二电容器314和第三电容器316。这里，在触控笔200中形成谐振电路的电容器和电感器具有用于生成预设响应信号的电容值和电感值。

第二电容器314是触控笔200的壳(即，接地单元)与触摸面板100的接地之间的电容C_pg。

第三电容器316是触控笔200的壳(即，接地单元)和用户的手之间的电容C_pb。此外，第三电容器316通过第四电容器315被连接到触摸面板100的接地。这里，第四电容器315是用户的手和触摸面板100的接地之间的电容C_bg。

图13是在图12的等效电路图中电容值足够大的情况的简化的等效电路图图14是示出根据本公开的实施例的触摸面板、手和触控笔之间的连接状态的示图，图15A和图15B是示出根据本公开的各种实施例的在理想情况和实际情况下施加多个驱动信号的方案的示图。

这里，在第二电容器314、第三电容器316和第四电容器315的电容值足够大的情况下，由于在笔的谐振频率的阻抗变得非常小，因此图12的等效电路被简化为如图3所示出的那样。即，如图15A所示，驱动信号只通过在触控笔的导电顶端和电极之间形成的电容被发送到驱动电路单元。

然而，如果假设如图14所示用户在用手拿起笔的同时进行书写，则除了在电极和导电顶端之间形成的电容Ct1和Ct2之外，还存在用户的手和电极之间形成的电容Cb1、Cb2和Cb3。

在连接状态下，当类似于先前的驱动方案那样，相同的驱动信号被施加到多个电极112-2、112-3和112-4时，如图15B所示，驱动信号同时被传输到用户的手与电极之间形成的电容Cb1、Cb2和Cb3以及电极与触控笔的导电顶端之间形成的电容Ct1和Ct2。由于用户的手被连接到触控笔200的接地单元，驱动信号被传输到谐振电路单元的接地。

同时，谐振电路单元利用通过导电顶端210传输的信号与触控笔的接地单元(即，在本实施例中的笔壳的情况)之间的电压差来产生谐振，但是当相同的驱动信号通过手被施加到触控笔的接地单元时，触控笔的导电顶端和接地之间的电压差减小，从而谐振信号的大小减小。以下将参照图16对上述操作进行详细描述。

图16是示出根据本公开的实施例的传输到手的响应信号的影响的示图。

参照图16，触摸面板100和触控笔200通过多个电容器互相连接。具体地讲，触摸面板100的电极通过第一电容器313-1和313-2被连接到触控笔200的谐振电路单元220的一端，并且通过第五电容器317和第三电容器316还被连接到谐振电路单元220的另一端。

这里，第五电容器317为电极与用户的手之间的电容C_cb。

因此，从信道电极生成的驱动信号通过在电极与用户的手之间的电容C_cb以及用户的手与触控笔的接地单元之间的电容C_pb被传输到笔壳A。

同样地，随着驱动信号被施加到接地单元，触控笔200的接地不具有理想稳定的接地状态，并且电压电平根据驱动信号而改变。同时，驱动电路单元通过点A和点B之间的电压差来积累必要的能量，但如果点A(即，接地单元)的电势根据驱动信号而移动，则点A与点B之间的电压差减小，从而减小谐振信号的大小。

为了解决以上所提到的问题，根据本实施例，在诸如用户的手的触摸对象和触控笔同时触摸触摸面板100的情况下，驱动信号不被施加到预期用户的手所位于的点，或者具有180°相位差的驱动信号被施加到所述点，以使触控笔所引起的谐振信号的大小不减小。以下将参照图17对上述操作进行描述。

图17是示出根据本公开的实施例的用手触摸的情况的驱动信号的施加操作的示图。

参照图17，用户的手10握住触控笔200并位于触摸面板100之上。在下文，假设触控笔200的导电顶端位于电极806和807之上，而用用户的手10位于电极806至811之上。

在这种情况下，控制单元120可将相同的第一驱动信号施加到触控笔200位于在其上的电极806和807，并且可将与第一驱动信号具有180°相位差的第二驱动信号施加到与第一驱动信号被施加的电极而邻近地布置的电极803、804、809和810。

在这种情况下，控制单元120可使第一驱动信号和第二驱动信号没有被施加的电极801、802、805、808、811和812接地。同时，虽然示出的示例示出了接地电极805和808被布置在第一驱动信号和第二驱动信号被施加的电极之间的情况，但在实现时，第一驱动信号被施加的电极和第二驱动信号被施加的电极可被连续地布置。此外，控制单元120还可允许对应的电极801、802、805、808和812具有浮置状态而不是对对应的电极801、802、805、808和812进行接地。这里，浮置状态是指对应的特定电极被开路，而不是被接地或者与其他电路配置连接况。

以下将参照图18A、18B和18C对根据以上所描述的驱动方案的影响进行描述。

图18A、18B和18C是示出图17所示的施加操作的效果的图。具体地讲，图18A示出在驱动信号通过手被传输到触控笔200的接地单元的情况下的跨过谐振电路的电压(具体地讲，在图16的点B与图16的点A之间的电压)，图18B示出在理想的接地被提供给触控笔的接地单元的情况下的跨过谐振电路的电压(具体地讲，在图16的点B与图16的点A之间的电压)，图18C示出根据本实施例的在具有180°相位差的第二驱动信号在手被布置在其上的电极中被驱动并被传输到触控笔的接地单元情况下的跨过谐振电路的电压(具体地讲，在图16的点B与图16的点A之间的电压)。

参照图18A、18B和18C，如图16所示在所有电极通过具有相同相位的驱动信号被驱动时(即，在图18A的情况下)，具有与笔尖相同相位的驱动信号还通过电极与手之间的电容C_cb以及手与触控笔之间的电容C_pb被传输到触控笔的接地单元。因此，与没有驱动信号被引入到手上的情况相比，驱动谐振电路的电压差(VB-VA)显著减少。即，在驱动信号通过手被传输到触控笔200的接地单元的情况下，跨过谐振电路单元220的电压差减少，并因此，用于谐振的能量减少。

参照图18B，由于触控笔的接地单元具有理想的接地，施加到笔尖的电压Vb可全部被用于谐振。具体地讲，由于驱动信号只被传输到触控笔的谐振电路的一端，因此驱动信号VB可如其原样用于生成驱动电路的响应信号。

参照图18C，由于具有180°相位差的驱动信号被提供到触控笔的接地，因此与理想接地的情况相比，跨过谐振电路的电压差增加。因此，用于谐振的能量可增加，因此，触控笔可生成具有更大大小的谐振信号。即，根据本公开，为了产生图18C中所描述的效果，控制单元120向用户的手所位于的区域(或者预期用户的手将位于的区域)提供具有与触控笔所位于的区域的相位不同的相位的驱动信号。

同时，在上文，虽然描述了仅针对第二电极执行以上所描述的操作的情况，但在实现时，驱动信号还可相等地被施加到以图19所示的矩阵形式布置的电极。

图19是示出来自具有如图3所示的形式的信道电极的驱动信号的施加操作的示图。

参照图19，基于接收最大响应信号的电极，信道电极单元被连续分类为第一子组111-3、111-4、112-3和112-4，第二子组111-2、111-5、112-2和112-5、以及第三子组111-1、111-6、112-1和112-6。此外，控制单元120可将一般的第一驱动信号连续地施加到第一子组111-3、111-4、112-3和112-4。在这个情况下，控制单元120可将第二子组111-2、111-5、112-2和112-5接地或浮置，并且可将与第一驱动信号具有180°相位差的第二驱动信号施加到第三子组111-1、111-6、112-1和112-6。

以上描述的驱动信号可被同时传输到第一电极和第二电极，其中，从第一电极传输的驱动信号和从第二电极传输的驱动信号具有基于触控笔的位置而不同的相位差。以下将参照图20至21B对此进行描述。

图20是示出根据本公开的实施例的来自电极的驱动信号传输的延迟的影响的示图。

参照图20，假设触控笔200位于第一电极111-5和111-6以及第二电极112-5和112-6的附近。在这种情况下，控制单元120可将相同的驱动信号同时施加到第一电极111-5和111-6以及第二电极112-5和112-6。

因此，从驱动单元130生成的驱动信号通过点A和点B被传输到触控笔，也通过点C和点D被传输到触控笔。

同时，作为触摸屏幕的电极，可使用透明电极，其中，从透明电极的信道的开始部分到透明电极的信道的结束部分的电阻值是几十kΩ。此外，由于信道电极具有与外围导体形成的寄生电容，因此因信道电极的高电阻和外围导体与信道电极之间的寄生电容而使通过信道电极传输的信号具有延迟。即，随着从信道电极的开始点到笔所位于的点的距离增加，驱动信号的延迟增加。

因此，如图20所示，如果相同的驱动信号被加到第一电极111-6和第二电极112-6，则驱动信号首先通过第二电极112-6被传输到触控笔200并且驱动信号在预定的延迟时间后通过第一电极111-6被传输到触控笔200。因此，传输到触控笔200的两个驱动信号不具有相同相位，而具有预定的相位差。

图21A和图21B是示出如图20所示的施加操作的效果的示图。

具体地讲，在如图21A所示将具有相同相位的信号施加到点A和点C的情况下，由于通过点A传输到点B的驱动信号和通过点C传输到点D的驱动信号经过的路径长度不同，因此两个驱动信号受到不同的电阻和寄生电容的影响，从而具有彼此不同的相位而不是彼此相同的相位。同样地，在传输到触控笔200的两个驱动信号具有相位差的情况下，与具有相同的相位的驱动信号的情况相比，相对较小的信号被传输到笔尖。为了解决如上所述的因通过不同路径的信号之间的相位差而导致的谐振信号衰减现象，如图21B所示，可人工地形成施加到点A的驱动信号与施加到点C的驱动信号之间的相位差。在这种情况下，在最接近触控笔所位于的真实点的点B和点D处，当预先形成的人工相位差被调整为与在信号经过具有不同的长度的电极时生成的自然的相位差抵消时，可最小化传输到触控笔200的笔尖的信号之间的相位差。

因此，根据本实施例的控制单元120可执行控制从而施加到第一电极的第一驱动信号和施加到第二电极的第二驱动信号根据触控笔被感测的位置而具有不同的相位差。例如，如图21B所示，施加到点A的驱动信号延迟预定时间而被施加，从而从点B和点D传输到笔尖的驱动信号的相位可以是相同的。

同时，在实现时，关于针对笔尖被所位于的第一电极和第二电极的交叉点的每个位置的延迟时间的信息被存储在查找表中，并且根据在先前处理中感测到的触控笔的位置，控制单元120可将施加到特定电极的驱动信号延迟查找表值的时间值并施加延迟的驱动信号。

图22是示出根据本公开的第一实施例的接收单元的配置的示图。具体地讲，根据第一实施例的接收单元140为放大响应信号从而提高灵敏度的本公开的实施例。

参照图22，接收单元140包括放大单元141。

放大单元141放大从各个电极传输的响应信号并输出放大的信号。具体地讲，放大单元141可通过两个输入端中的一个输入端被接地且另一输入端接收响应信号的放大器amp来实现放大单元141。

同样地，接收单元140通过使用放大单元141来放大信号且利用放大的信号，从而提高响应信号的接收灵敏度。

同时，在示出的示例中，由于接收单元140仅包括一个放大单元141，需要执行与多个电极的数量一样多的重复的信号处理以处理多个电极的响应信号。因此，在实现时，如图27所示，可通过利用多个放大单元来缩短处理时间。

图23是示出根据本公开的第二实施例的接收单元的配置的示图。具体地讲，根据第二实施例的接收单元140’是对响应信号进行差分放大以消除噪声从而提高灵敏度的本公开的实施例。

参照图23，接收单元140’可包括差分放大单元142。

差分放大单元142对从多个电极传输的多个响应信号进行差分放大且输出放大的信号。具体地讲，差分放大单元142可通过两个输入端中的一个输入端接收一个响应信号并通过另一个输入端接收响应信号的放大器amp来实现。该放大器可以是与图22的放大器相同的放大器，且还可以是差分放大器。以下将参照图24和图25对差分放大器单元142的操作原则进行描述。

图24和图25是示出图23的差分放大器的操作的示图。

参照图24，通常从电极接收到的信号包括噪声以及期望的信号。这种噪声降低信号的品质，从而减小系统的灵敏度。在从显示器生成的显示器噪声而言，噪声在具有类似的级别的同时被引入到所有的信道。

因此，在如图25所示放大两个响应信号之差的情况下，噪声分量相互抵消且只有信号之差被放大，从而可获得信号的高品质。

因此，根据本公开的第二实施例的接收单元140’放大从两个电极接收的两个响应信号，从而可消除包括在两个响应信号中的噪声。

同时，由差分放大器142接收到的两个响应信号中的一个连续改变，但另一个可被固定为两个响应信号中的任意一个或者可改变。例如，差分放大器142可对彼此连续相邻的两个电极的响应信号进行差分放大(第一方案)(例如，在对第一电极111-1和111-2进行差分放大之后，对第一电极111-2和111-3进行差分放大)，可对两个电极的响应信号进行差分放大以使彼此不重叠(第二方案)(例如，在对第一电极111-1和111-2进行差分放大之后，对第一电极111-3和111-4进行差分放大)，或者可对一个电极的响应信号和另一个电极的响应信号(第三方案)(例如，在对第一电极111-1(默认(default))和111-2进行差分放大之后，对第一电极111-1和111-3进行差分放大)。对于第三方案的情况，用作默认的电极可以是用于消除噪声的单独的电极，而不是用于测量位置的信道电极单元110。

如此，根据本公开的第二实施例的接收单元140’可利用差分放大单元142来消除噪声，从而可提高接收灵敏度。

同时，如示出的示例，由于接收单元140’仅包括一个放大单元142，需要执行与多个电极的数量一样的重复的信号处理以处理多个电极的响应信号。因此，在实现时，如图28所示，可通过利用多个放大单元来缩短处理时间。

图26是示出根据本公开的第三实施例的接收单元的配置的示图。具体地讲，根据第三实施例的接收单元140"为仅提取与预设频带对应的信号从而提高响应信号的灵敏度的本公开的实施例。

参照图26，接收单元140"可包括放大单元141、ADC单元143和信号处理单元(或数字信号处理器)144。

放大单元141顺序地放大从各个电极传输的响应信号并输出放大的信号。

ADC单元143可将放大的响应信号转换为数字信号。

信号处理单元144可从转换为数字信号的多个响应信号之差提取预设的频率分量。

如上所述，从电极接收到的信号包括噪声以及期望的信号。为了有效地消除噪声，根据本实施例，可利用信号处理单元144仅提取与响应信号的频率区域对应的频率分量。

如此，根据本公开的第三实施例的接收单元140"可通过只提取预设的频率分量来消除噪声分量，从而可提高响应信号的接收灵敏度。

同时，在示出的示例中，由于接收单元140"仅包括一个放大单元，需要执行与多个电极的数量一样多的重复的信号处理以处理多个电极的响应信号。因此，在实现时，如图30所示，可通过利用多个放大单元来缩短处理时间。

同时，虽然示出的示例示出了仅对第二电极组112中的第二电极的响应信号进行放大的情况，但还可对第一电极组中的第一电极的响应信号进行放大。

图27是示出根据本公开的第四实施例的接收单元的配置的示图。具体地讲，根据第四实施例的接收单元140”’为放大响应信号来提高灵敏度且通过利用多个放大器来提高感测速度的本公开的实施例。

参照图27，接收单元140”’可包括多个放大单元141-1、141-2和141-3。

各个放大单元141-1、141-2和141-3并行放大从各个电极传输的响应信号且输出放大的信号。具体地讲，可通过放大器来实现放大单元141-1、141-2和141-3，并且在第一接收区间，各个放大单元141-1、141-2和141-3可同时放大电极111-1、111-2和111-3的响应信号并输出放大的信号。此外，在第二接收区间，各个放大单元141-1、141-2和141-3可同时放大电极111-4、111-5和111-6的响应信号并输出放大的信号。

如此，根据本公开的第四实施例的接收单元140”’以三个信道为单位并行处理响应信号，从而提高处理速度。例如，处理速度可变得比图9A、图9B、图9C和图9D的情况快三倍。

同时，虽然示出的示例示出了各个放大单元141-1、141-2和141-3仅对第一电极组中的第一电极的响应信号进行放大的情况，但在实现时，各个放大单元141-1、141-2和141-3还可对第二电极组中的第二电极的响应信号进行放大。

同时，虽然示出的示例示出了仅通过三个放大器来配置放大单元的示例，但在实现时，可通过两个放大器或者四个以上的放大器(例如，六个放大器)来配置放大单元。

图28是示出根据本公开的第五实施例的接收单元的配置的示图。具体地讲，根据本公开的第五实施例的接收单元140””为对响应信号进行差分放大以消除噪声从而提高灵敏度并且利用多个差分放大器来提高感测速度的本公开的实施例。

参照图28，接收单元140””可包括多个差分放大单元142-1、142-2和142-3。

各个差分放大单元142-1、142-2和142-3并行地对从两个电极传输的两个响应信号进行差分放大且输出放大的信号。具体地讲，可通过差分放大器来实现各个差分放大单元142-1、142-2和142-3，以对电极111-1、111-3和111-5以及电极111-2、111-4和111-6的两个响应信号进行差分放大并输出放大的信号。

如此，根据本公开的第五实施例的接收单元140””以三个信道为单位并行处理响应信号，从而提高处理速度。例如，处理速度可变得比图23的情况快三倍。

同时，虽然示出的示例示出了各个差分放大单元142-1、142-2和142-3仅对第一电极组中的第一电极的响应信号进行差分放大的情况，但在实现时，各个差分放大单元142-1、142-2和142-3还可对第二电极组中的第二电极的响应信号进行放大。此外，在实现时，各个差分放大单元142-1、142-2和142-3还可对第一电极组中的电极和第二电极组中的第二电极的响应信号进行差分放大。

同时，虽然示出的示例示出了仅通过三个放大器来配置放大单元的示例，但在实现时，可通过两个放大器或者四个以上的放大器(例如，六个差分放大器)来配置差分放大单元。

图29是示出根据本公开的第六实施例的接收单元的配置的示图。具体地讲，根据本公开的第六实施例的接收单元140””’为通过仅提取与响应信号的频带对应的信号来提高响应信号的灵敏度并且利用多个放大器来提高感测速度的本公开的实施例。

参照图29，接收单元140””’可包括多个放大单元141-1、141-2和141-3、多个ADC单元143-1、143-2和143-3以及信号处理单元144’。

各个放大单元141-1、141-2和141-3并行放大从各个电极传输的响应信号且输出放大的信号。具体地讲，在第一接收区间中，各个放大单元141-1、141-2和141-3可平行地放大电极111-1、111-2和111-3的响应信号并输出放大的信号。此外，在第二接收区间，各个放大单元141-1、141-2和141-3可并行地放大电极111-4、111-5和111-6的响应信号并输出放大的信号。

此外，各个ADC单元143-1、143-2和143-3可将通过各个放大单元143-1、143-2和143-3放大的每个响应信号转换为数字信号。

此外，信号处理单元144’可从多个ADC单元143-1、143-2和143-3接收转换为数字信号的响应信号，并且可从多个响应信号中的每个响应信号提取预设的频率分量。

如此，根据本公开的第六实施例的接收单元140””’以三个信道为单位并行处理响应信号，从而提高处理速度。例如，处理速度可变得比图22的情况快三倍。

同时，在描述图26和图29时，虽然描述了利用通过放大器放大的信号的情况，但在实现时，还可以代替图26和图29的放大器而使用差分放大器。以下将参照图30对此进行描述。

图30是示出根据本公开的第七实施例的接收单元的配置的示图。根据第七实施例的接收单元140”””为对响应信号进行差分放大以消除噪声，并通过仅提取与响应信号的频带对应的信号来提高响应信号的灵敏度，并且利用多个差分放大器来提高感测速度的本公开的实施例。

参照图30，接收单元140”””可包括多个差分放大单元142-1、142-2和142-3、多个ADC单元143-1、143-2和143-3以及信号处理单元144’。

各个差分放大单元142-1、142-2和142-3并行放大从两个电极传输的两个响应信号且输出放大的信号。具体地讲，各个差分放大单元142-1、142-2和142-3可并行地放大电极111-1、111-3和111-5以及电极111-2、111-4的两个响应信号并输出放大的信号。

此外，各个ADC单元143-1、143-2和143-3可将通过各个差分放大单元142-1、142-2和142-3放大的每个响应信号转换为数字信号。

如此，根据本公开的第七实施例的接收单元140”””以三个信道为单位并行处理响应信号，从而提高处理速度。此外，根据本公开的第七实施例的接收单元140”””在差分放大和特定频率分量的提取这两个操作中消除噪声，从而可提高响应信号的灵敏度。

同时，虽然示出的示例示出了各个差分放大单元142-1、142-2和142-3仅对第一电极组中的第一电极的响应信号进行放大的情况，但在实现时，各个差分放大单元142-1、142-2和142-3还可对第二电极组中的第二电极的响应信号进行放大。

图31是示出根据本公开的第八实施例的接收单元的配置的示图。根据第八实施例的接收单元140”””’为对响应信号进行差分放大来消除噪声并且利用多个差分放大器来提高感测速度的本公开的实施例。

参照图31，接收单元140”””’可包括多个差分放大单元145-1、145-2和145-3。

各个差分放大单元145-1、145-2和145-3并行放大从两个电极发送的两个响应信号且输出放大的信号。具体地讲，每个差分放大单元145-1、145-2和145-3的一端可通过第一连接单元161接收预设的两个电极中的任意一个的响应信号，并且其另一端通常可通过第二连接单元162接收多个电极中的任意一个的接收信号。

例如，在第一电极111-1、111-2和111-3的响应信号被接收的情况下，第一连接单元162可将第一电极111-1、111-2和111-3分别连接到差分放大单元145-1、145-2和145-3的一端，并且可将没连接到差分放大单元的电极111-4、111-5和111-6中的任意一个连接到差分放大单元的另一端。

如此，根据本公开的第八实施例的接收单元140”””’以三个信道为单位并行处理响应信号，从而提高处理速度。此外，由于利用了没利用响应信号的其他电极的接收信号来执行差分放大，因此可有效地消除响应信号中的噪声，从而可提高响应信号的灵敏度。具体地讲，在从接收电极接收到的信号与从参考电极接收到的信号之差被放大的情况下，只有除共同引入到接收电极和参考电极的噪声分量之外的信号分量被放大，从而可提高系统的动态范围。

同时，虽然示出的示例示出了各个差分放大单元145-1、145-2和145-3仅对第一电极组中的第一电极的响应信号进行放大的情况，但在实现时，各个差分放大单元145-1、145-2和145-3还可对第二电极组中的第二电极的响应信号进行放大。此外，虽然示出的示例示出了仅使用三个差分放大单元的示例，但在实现时，可利用两个差分放大单元，或者还可利用四个或四个以上的差分放大单元。

同时，在描述图31时，虽然使用差分放大器来消除噪声，但在实现时，还可使用与差分放大器不同的减法器电路。以下将参照图32至图36对此进行描述。

图32是示出根据本公开的第九实施例的接收单元的配置的示图。具体地讲，根据第九实施例的接收单元140””””为通过利用用于消除噪声的专用的放大器和减法器来提高响应信号的灵敏度且通过利用多个放大器来提高感测速度的本公开的实施例。

参照图32，接收单元140””””可包括多个放大单元146-1、146-2和146-3以及多个减法器147-1、147-2和147-3。

各个放大单元146-1、146-2和146-3并行放大从各个电极传输的响应信号且输出放大的信号。具体地讲，在第一接收区间，各个放大单元146-1、146-2和146-3可平行地放大电极111-1、111-2和111-3的响应信号并输出放大的信号。此外，在第二接收区间，各个放大单元146-1、146-2和146-3可平行地放大电极111-4、111-5和111-6的响应信号并输出放大的信号。

同时，放大单元146-4通过第二连接单元162放大多个电极111-1、111-2、111-3、111-4、111-5和111-6中的任意一个电极的接收信号并输出放大的信号。例如，放大单元146-4可在第一接收区间放大没连接到各个放大单元146-1、146-2和146-3的电极111-4、111-5和111-6中的任意一个电极的接收信号，并且可在第二接收区间放大没连接到各个放大单元146-1、146-2和146-3的电极111-1、111-2和111-3中的任意一个电极的接收信号。

这里，放大单元146-1、146-2、146-3和146-4可利用将电流输入转换为电压输出的跨阻放大器。

此外，各个减法器147-1、147-2和147-3可输出通过各个放大单元146-1、146-2和146-3放大的响应信号与通过放大单元146-4放大的接收信号之差。

如此，根据本公开的第九实施例的接收单元140””””以三个信道为单位并行处理响应信号，从而提高处理速度。此外，由于利用了没利用响应信号的其他电极的接收信号来执行放大，因此可有效地消除响应信号中的噪声，从而可提高响应信号的灵敏度。

同时，虽然示出的示例示出了放大单元146-1、146-2、146-3仅对第一电极组中的第一电极的响应信号进行放大的情况，但在实现时，放大单元146-1、146-2、146-3还可对第二电极组中的第二电极的响应信号进行放大。此外，虽然示出的示例示出了仅使用四个放大单元的示例，但在实现时，可利用三个放大单元，或者还可利用四个或四个以上的放大单元(例如，七个放大单元，用于放大各个电极的响应信号的七个放大器以及用于执行减法运算的一个放大器)。

图33是示出根据本公开的第十实施例的接收单元的配置的示图。具体地讲，根据第十实施例的接收单元140””””’为通过利用用于消除噪声的专用的放大器和减法器并提取仅与响应信号的频带对应的信号来提高响应信号的灵敏度并且利用多个放大器来提高感测速度的本公开的实施例。

参照图33，接收单元140””””’可包括多个放大单元146-1、146-2、146-3和146-4、多个减法器147-1、147-2和147-3、多个ADC单元143-1、143-2和143-3以及信号处理单元144’。

各个放大单元146-1、146-2和146-3并行放大从各个电极传输的响应信号且输出放大的信号。具体地讲，在第一接收区间，各个放大单元146-1、146-2和146-3可平行地放大电极111-1、111-2和111-3的响应信号并输出放大的信号。此外，在第二接收区间，各个放大单元146-1、146-2和146-3可并行地放大电极111-4、111-5和111-6的响应信号并输出放大的信号。

此外，各个ADC单元143-1、143-2和143-3可将从各个减法器147-1、147-2和147-3输出的每个响应信号转换为数字信号。

如此，根据本公开的第十实施例的接收单元140””””’以三个信道为单位并行处理响应信号，从而提高处理速度。此外，根据本公开的第十实施例的接收单元140””””’利用了没利用响应信号的其他电极的响应信号，在差分放大和特定频率分量的提取这两个操作中消除噪声，从而可提高响应信号的灵敏度。

同时，虽然示出的示例示出了放大单元146-1、146-2、146-3仅对第一电极组中的第一电极的响应信号进行放大的情况，但在实现时，放大单元146-1、146-2、146-3还可对第二电极组中的第二电极的响应信号进行放大。此外，虽然示出的示例示出了仅使用四个放大单元的示例，但在实现时，可利用三个放大单元，或者还可利用四个或四个以上的放大单元(例如，用于放大各个电极的响应信号的七个放大单元以及用于执行减法运算的一个放大器)。

图34是示出根据本公开的第十一实施例的接收单元的配置的示图。具体地讲，根据第十一实施例的接收单元140”””””为通过利用用于消除噪声的专用的放大器和减法器并提取仅与响应信号的频带对应的信号来提高响应信号的灵敏度并且利用多个放大器来提高感测速度的本公开的实施例。

参照图34，接收单元140”””””可包括多个差分放大单元146-1、146-2、146-3和146-4、多个减法器147-1、147-2和147-3、多个第二放大单元148-1、148-2和148-3、多个ADC单元143-1、143-2和143-3以及信号处理单元144’。

各个放大单元146-1、146-2和146-3并行放大从各个电极传输的响应信号且输出放大的信号。具体地讲，在第一接收区间，各个放大单元146-1、146-2和146-3可并行地放大电极111-1、111-2和111-3的响应信号并输出放大的信号。此外，在第二接收区间，各个放大单元146-1、146-2和146-3可并行地放大电极111-4、111-5和111-6的响应信号并输出放大的信号。

各个第二放大单元148-1、148-2和148-3可并行放大从各个减法器147-1、147-2和147-3输出的各个信号并输出放大的信号。

此外，各个ADC单元143-1、143-2和143-3可将从各个第二放大单元148-1、148-2和148-3输出的每个响应信号转换为数字信号。

如此，根据本公开的第十一实施例的接收单元140”””””以三个信道为单位并行处理响应信号，从而提高处理速度。此外，根据本公开的第十一实施例的接收单元140”””””利用了没利用响应信号的其他电极的响应信号，在差分放大和特定频率分量的提取这两个操作中消除噪声，从而可提高响应信号的灵敏度。此外，在这两个操作中放大信号，从而可进一步提高响应信号的灵敏度。

同时，虽然示出的示例示出了各个放大单元146-1、146-2、146-3对第一电极组中的第一电极的响应信号进行放大的情况，但在实现时，各个放大单元146-1、146-2、146-3还可对第二电极组中的第二电极的响应信号进行放大。

图35是示出根据本公开的第十二实施例的接收单元的配置的示图。具体地讲，根据第十二实施例的接收单元140”””””’为通过利用用于消除噪声的专用的放大器和加法器并提取仅与响应信号的频带对应的信号来提高响应信号的灵敏度并且利用多个放大器来提高感测速度的本公开的实施例。

参照图35，接收单元140”””””’可包括多个放大单元146-1、146-2、146-3和146-4、反相器147-4、多个加法器147-5、147-6和147-7、多个第二放大单元148-1、148-2和148-3、多个ADC单元143-1、143-2和143-3以及信号处理单元144’。

同时，放大单元146-4通过第二连接单元162放大多个电极111-1、111-2、111-3、111-4、111-5和111-6中的任意一个电极的接收信号并输出放大的信号。例如，放大单元146-4可在第一接收区间放大没有连接到各个放大单元146-1、146-2和146-3的电极111-4、111-5和111-6中的任意一个电极的接收信号，并且可在第二接收区间放大没有连接到各个放大单元146-1、146-2和146-3的电极111-1、111-2和111-3中的任意一个电极的接收信号。

反相器147-4可使放大单元146-4的输出反相。

此外，各个加法器147-5、147-6和147-7可将反相器147-4的输出与通过各个放大单元146-1、146-2和146-3放大的接收信号相加并输出相加的信号。

各个第二放大单元148-1、148-2和148-3可并行放大从各个加法器147-5、147-6和147-7输出的各个信号并输出放大的信号。

如此，根据本公开的第十二实施例的接收单元140”””””’以三个信道为单位并行处理响应信号，从而提高处理速度。此外，根据本公开的第十二实施例的接收单元140”””””’利用了没有利用响应信号的其他电极的接收信号，在差分放大和特定频率分量的提取这两个操作中消除噪声，从而可提高响应信号的灵敏度。此外，在这两个操作中放大信号，从而可进一步提高响应信号的灵敏度。

图36是示出根据本公开的第十三实施例的接收单元的配置的示图。具体地讲，根据第十三实施例的接收单元140””””””为执行差分放大以放大响应信号并消除噪声，通过提取仅与响应信号的频带对应的信号来提高响应信号的灵敏度，并且利用多个放大器来提高感测速度的本公开的实施例。

参照图36，接收单元140””””””可包括多个放大单元146-1、146-2、146-3和146-4、多个差分放大单元149-1、149-2和149-3、多个ADC单元143-1、143-2和143-3以及信号处理单元144’。

各个差分放大单元149-1、149-2和149-3可并行放大从各个放大单元146-1、146-2和146-3输出的各个信号和从放大单元146-4输出的信号，并输出放大的信号。具体地讲，各个差分放大单元149-1、149-2和149-3的一端可被连接到各个放大单元146-1、146-2和146-3的输出端，另一端可被连接到放大单元146-4的输出端。

此外，各个ADC单元143-1、143-2和143-3可将从各个差分放大单元149-1、149-2和149-3输出的每个响应信号转换为数字信号。

如此，根据本公开的第十三实施例的接收单元140””””””以三个信道为单位并行处理响应信号，从而提高处理速度。此外，根据本公开的第十三实施例的接收单元140””””””利用了没有利用响应信号的其他电极的接收信号，在差分放大和特定频率分量的提取这两个操作中消除噪声，从而可提高响应信号的灵敏度。此外，在这两个操作中放大信号，从而可进一步提高响应信号的灵敏度。

图37A、图37B和图37C是示出根据本公开的第四实施例至第十三实施例的接收单元的操作的示图

参照图37A，如图37A所示，接收单元140可以以三个信道为单位接收第一电极的响应信号。具体地讲，首先，相同的驱动信号可同时被施加到三个第一电极，并且在施加驱动信号之后的三个第一电极(例如，111-2、111-3和111-4)的响应信号可被同时接收。此外，在以三个信道为单位接收响应信号之后，可再一次执行相同驱动信号的施加，并且可同时接收三个其他电极的响应信号。

参照图37B，如所示的，接收单元140可以以三个信道为单位接收第二电极的响应信号。具体地讲，首先，相同的驱动信号可同时被施加到三个第一电极，并且在施加驱动信号之后的三个第二电极(例如，112-2、112-3和112-4)的响应信号可被同时接收。

参照图37C，接收单元140可并行接收从六个电极传输的六个响应信号。具体地讲，首先，相同的驱动信号可同时被施加到三个第一电极，并且在施加驱动信号之后的三个第一电极(例如，111-2、111-3和111-4)的响应信号和三个第二电极(例如，112-2、112-3和112-4)的响应信号可被同时接收。

如此，根据本实施例的接收单元140以多个信道为单位处理响应信号，从而可提高响应处理速度。同时，一次接收到的信道的数量可根据触控笔与触摸面板上的表面之间的距离而改变。例如，在触控笔触摸表面的情况下，同时接收的信道的数量可减少，并且将被测量的电极的数量也可减少。相反，在触控笔与表面相隔开的情况下，同时接收的信道的数量可被增加，并且将被测量的电极的数量也可增加。在实现时，将被测量的信道的数量以及将被测量的电极的总数量可以以彼此成反比例的形式被确定。

同时，在上文，虽然已描述了一个接收单元接收来自触控笔200的响应信号以及来自诸如手的触摸对象的响应信号两者的情况，但是在实现时，还可根据触摸对象的种类通过不同的配置来接收响应信号。以下将参照图38对其示例进行描述。

图38是根据本公开的第十四个实施例示出接收单元的配置的示图。

参照图38，触摸面板100’可被配置为包括信道电极单元110’、第一驱动单元130-1、第二驱动单元130-2、第一接收单元140-1、第二接收单元140-2、MCU150和连接单元160。

信道电极单元110’可具有与触摸面板的尺寸对应的多个电极。例如，在触摸面板具有12.1英尺的尺寸的情况下，信道电极单元110’可包括沿水平方向布置的47个第一电极111-1、111-2、111-3、…、111-45、111-46和111-47，以及沿垂直方向布置的63个第二电极112-1、112-2、112-3、…、112-61、112-62和112-63。同时，在触摸面板的尺寸为5.7英尺的情况下，信道电极单元可被配置为包括18个第一电极和32个第二电极。此外，在触摸面板的尺寸为10.1英尺的情况下，信道电极单元还可被配置为包括39个第一电极和52个第二电极。同时，在上文，虽然只有三个触摸面板的尺寸被提到，触摸面板可以以具有不同尺寸的形式被实现并且信道电极单元也可通过与以上所描述的电极数量不同的电极数量来配置。

作为当触控笔被感测时操作的驱动单元的第一驱动单元130-1，同时将驱动信号施加到多个电极中的两个或更多个电极。由于已参照图2至图5描述过以上所描述的第一驱动单元130-1的操作，因此将省略其描述。

作为当诸如手的触摸对象被感测时操作的驱动单元的第二驱动单元130-2将驱动信号施加到多个第一电极。具体地讲，第二驱动单元130-2可以以一个电极为单位施加驱动信号或可以以多个电极为单位施加驱动信号。由于已参照图6描述过以上所描述的第二驱动单元130-2的操作，因此将省略重复的描述。这里，触摸对象可包括例如手(或更具体地讲，手指)。

当触控笔被感测时，第一接收单元140-1在驱动信号没有被施加的区间从多个电极中的每个电极接收响应信号。可以以根据图22至图36所示的本公开的不同的实施例的任意一个接收单元的形式来配置第一接收单元140-1。例如，可通过可同时放大六个响应信号的六个放大器以及将成为执行差分输出和对应的六个放大器的输出的目标的附加放大器(即，七个放大器)来配置第一接收单元140-1。

当触摸对象被感测时，第二接收单元140-2在驱动信号被施加的区间从多个第二电极接收响应信号。具体地讲，当第二驱动单元130-2将驱动信号施加到任何一个第一电极时，第二接收单元140-2可顺序地接收多个第二电极的响应信号。在这种情况下，第二接收单元140-2还可以以多个信道为单位接收响应信号。同时，在上文，虽然已描述了驱动信号被施加到第一电极并且响应信号从第二电极被接收的情况，但在实现时，驱动信号还可被施加到第二电极并且响应信号还可从第一电极接收。

MCU150可控制第一驱动单元130-1，第二驱动单元130-2、第一接收单元140-1、第二接收单元140-2和连接单元160以感测触摸对象并根据与感测的对象对应的驱动方案接收驱动信号和响应信号。例如，在触摸对象为触控笔的情况下，MCU150可控制第一驱动单元130-1和连接单元160以使第一驱动单元130-1生成驱动信号并将驱动信号提供给电极，并且可控制第一接收单元140-2和连接单元160以使响应信号在驱动信号未被传输的区间被接收。此外，在触摸的对象为手的情况下，MCU150可控制第二驱动单元130-2和连接单元160以使第二驱动单元130-2生成驱动信号，并且可控制第二接收单元140-2和连接单元160以使响应信号在驱动信号被传输的区间同时被接收。

此外，MCU150可基于接收的响应信号确定触控笔的位置或者手的位置。

连接单元160可选择性将多个电极连接到第一驱动单元130-1或者第二驱动单元130-2，或者可选择性多将多个电极连接到第一接收单元140-1或者第二接收单元140-2。由于已参照图20详细描述过连接单元160的详细操作，因此将省略重复的描述。

同时，在上文，虽然只描述了通过两个驱动单元和两个接收单元来配置触摸面板的形式，但在实现时，触摸面板可通过一个驱动单元和两个接收单元来实现，并且还可通过两个驱动单元和一个接收单元来实现。即，上述的第一驱动单元130-1和第二驱动单元130-2可以以图3所示的一个配置来实现，并且以上所描述的第一接收单元140-1和第二接收单元140-2还可以以一个配置来实现。

同时，通过触摸板100接收的信号由从触控笔200接收的响应信号和通过显示器、用户的手等引入的噪声构成。为了准确地测量触控笔200的位置，将被测量的触控笔的响应信号需要具有信噪比(SNR)大于由于其他原因引入的噪声。

为了具有高SNR，存在用于增加响应信号的大小和用于防止噪声的引入的方法。在下文，将鉴于以上描述的两个方法来描述用于增加SNR的方法。

首先，根据本公开的驱动序列包括使触控笔200谐振的Tx区间和测量从触控笔200接收的响应信号的Rx区间。在Tx区间，用于增加触控笔的响应信号的方法比用于防止噪声的引入的方法更有效。因此，根据本公开的实施例，在施加驱动信号时，驱动信号被施加到多个电极，而不是一个电极。此外，根据本公开的进一步实施例，驱动信号同时被施加到期望触控笔将位于的电极，并且其他电极可被接地或浮置。由于以上描述过这种操作，因此将省略重复的描述。

此外，为了防止驱动信号通过用户的手被传输到触控笔的接地，具有与施加到期望触控笔将位于的电极的驱动信号180°相位差的驱动信号可被施加到一些电极。

然而，用于将具有电极180°相位差的驱动信号施加到除多个笔尖驱动电极之外的电极的方法可以是用于提高触控笔的响应信号的大小的好方法，但由于除笔尖驱动电极之外的一些电极需要被驱动，功耗将增加。因此，为了减少功耗，需要限制具有180°相位差的信号被施加的电极的数量。作为用于实现上述内容的一个方法，当用户的手触摸到触摸面板时用户的手的位置被检测并且具有与施加到笔尖触摸到的部分的信号相反的相位的信号仅被施加到用户的手触摸的部分的方法等可被使用。在以上提到的方法被使用的情况下，可最小化具有180°相位差的信号被施加到的电极的数量。

同时，由于触控笔200的响应信号的大小大部分在Tx区间中被确定，因此不同于Tx区间，用于防止噪声的引入的方法在Rx区间是有效的。在用户的手接近触摸面板的电极的情况下，大量噪声从手被引入。因此，接收单元140同时接收从手引入的噪声以及从触控笔200接收的响应信号。结果，在用户在用手触摸触摸面板的同时书写的情况下，与用户在离开触摸面板的同时书写的情况相比，SNR显著减小。为了解决这个问题，除接收触控笔200的响应信号的多个电极以外的电极可被连接到接收端的接地。以下将参照图39A和39B对上述示例进行描述。

图39A和图39B是示出根据本公开的各种实施例的接收响应信号的情况的连接单元的操作的示图。

参照图39A，在触控笔200被布置在多个电极112-2与112-3之间的情况下，有必要测量第二电极112-2、112-3和112-4的响应信号以确定对应的触控笔200的位置。因此，控制单元120可控制连接单元160以使用于接收响应信号的多个电极与接收单元140基于先前感测到的触控笔200的位置彼此连接。在这种情况下，控制单元120可控制连接单元160以使其他电极112-1、112-5和112-6被接地。

同样地，由于其他电极112-1、112-5和112-6被接地，从手引入的噪声的重要部分通过接收端的接地被释放，从而只有少量的噪声被引入到接收触控笔的响应信号的多个电极112-2、112-3和112-4并且被输入到接收单元140。结果，输入到接收单元140的输入信号中的噪声分量减少，从而可提高SNR。

同时，在上文，虽然已描述了仅针对第二电极执行以上所描述的操作的情况，但在实现时，如图39B所示，可针对以矩阵形式布置的电极同样地执行针对不接收响应信号的电极的接地处理。

参照图39B，在触控笔200被布置在多个电极112-2和112-3之间的情况下，有必要测量第二电极112-2、112-3和112-4的响应信号以确定对应的触控笔200的位置。同时，在接收单元140可以以三个信道为单位接收响应信号的情况下，控制单元120可控制连接单元160以使用于接收响应信号的多个电极112-2、112-3和112-4和接收单元140基于先前感测的触控笔200的位置而彼此连接。在这种情况下，控制单元120可控制连接单元160以使其他电极111-1、111-2、111-3、111-4、111-5、111-6、112-1、112-5和112-6被接地。

此后，控制单元120可控制连接单元160以使多个电极112-2、112-3和112-4和接收单元140彼此连接，并且可控制连接单元160以使其他电极111-1、111-2、111-3、111-4、111-5、111-6、112-1、112-5和112-6被接地。

同时，在上文，虽然描述了第二电极的响应信号和第一电极的响应信号单独被接收的情况，但在实现时，多个第一电极中的至少一个第一电极和多个第二电极中的至少一个第二电极的响应信号可被同时接收，在这种情况下，没有连接到接收单元的第一电极和第二电极可被接地。

图40是示出图1的触控笔的详细配置的示图。

参照图40，触控笔200可被配置为包括导电顶端210、谐振电路单元220和接地单元230。触控笔200可以以笔的形状来实现。

导电顶端210与触控面板100中的多个电极中的至少一个电极形成电容。导电顶端210可由例如金属顶端形成。此外，导电顶端210可存在于非导电材料或者导电顶端210的一部分可被暴露到外面。此外，为了在使用触控笔200时缓和书写感，触控笔200还可包括阻止导电顶端210直接触摸到外面的绝缘单元。

谐振电路单元220包括包含连接到导电顶端的电感器和电容器并联连接电路。

此外，谐振电路单元220可通过触摸面板100中的至少一个电极与导电顶端之间电容耦合来接收用于谐振的能量。具体地讲，谐振电路单元220可利用从触摸面板输入的驱动信号来进行谐振。此外，即使在驱动信号的输入被中断之后，谐振电路单元220也可通过谐振来输出谐振信号。例如，谐振电路单元220可输出具有谐振电路单元的谐振频率的正弦波信号。

此外，谐振电路单元220可通过根据导电顶端的触摸压力改变电容器的电容或电感器的电感来改变谐振频率。以下将参照图42对上述操作进行描述。

此外，谐振电路单元220可通过根据用户的操纵改变电容器的电容或电感器的电感来改变谐振频率。以下将参照图43对上述操作进行描述。

图41是图1的触控笔的电路图。

参照图41，谐振电路单元220被配置为包括电感器221和电容器222，并且谐振电路单元220的一端可被连接到导电顶端210且其另一端可被接地到触控笔的接地单元230(例如，壳)。

电感器221和电容器222可互相并联连接，以作为谐振电路被操作。谐振电路可在特定的谐振频率下具有高阻抗特性。

图42是根据本公开的实施例的触控笔的电路图。

参照图42，谐振电路单元220’可被配置为包括电感器221、电容器222和可变电容器224。

电感器221和电容器222互相并联连接，以作为谐振电路被操作。

可变电容器224被并联连接到谐振电路，其中，电容可根据导电顶端的触摸压力而改变。因此，在导电顶端的触摸压力被改变的情况下，可变电容的电容变化，从而可改变谐振频率。

如此，在根据以上描述的本公开的第二实施例的触控笔200’中，由于谐振频率根据与触摸面板100的触摸压力而变化，触摸面板100可根据谐振频率的变化量以及基于响应信号的触控笔200’的位置来感测触控笔200’的触摸压力。

同时，在上文，虽然已描述了利用可变电容来改变谐振频率的情况，但在实现时，执行相同的功能的谐振电路单元220’还可通过利用电感根据导电顶端的触摸压力而改变的可变电感器来实现。

图43是根据本公开的实施例的触控笔的电路图。

参照图43，谐振电路单元220”可被配置为包括电感器221、电容器222、第二电容器225和开关226。

第二电容器225具有预置电容。

开关226可接收用户的开/关指令，并可根据用户的开/关指令选择性地将第二电容器225并联连接到电容器222。因此，当用户闭合开关时，第二电容器225并联连接到谐振电路，从而可改变谐振频率。

如此，在根据本公开的第三实施例的触控笔200”中，由于谐振频率根据用户的开关操作而改变，因此还可感测触控笔的操作模式。

同时，在上文，虽然已描述了利用第二电容器和开关来改变谐振频率的情况，但在实现时，执行相同的功能的谐振电路单元220”还可通过利用第二电感器和开关或其他电路配置来实现。

同时，根据图43而改变的谐振频率优选为不是根据图42而改变的谐振频率的范围。具体地讲，在实现时，图42的可变电容器和开关和图43的第二电容器可彼此一起实现。在这种情况下，通过开关225的操作改变的谐振电路220”的谐振频率可与根据图42的可变电容器的电容的变化而改变的谐振频率的范围不同，从而触摸面板100可确定谐振频率的变化是由于触摸压力的变化还是开关的操作而引起的。

参照图44，在操作S4410，相同的驱动信号以多个电极为单位被施加到信道电极单元中的多个电极。因此，驱动信号可通过电容耦合被发送到接近触摸面板100的触控笔200的谐振电路。在这种情况下，相同的驱动信号可以以多个电极为单位同时被施加到电极。

此外，在操作S4420，可从多个电极中的每个电极接收从触控笔的谐振电路产生的响应信号。具体地讲，可在驱动信号没有被施加的区间从多个电极中的每个电极接收响应信号。在这种情况下，针对接收的响应信号执行各种信号处理，从而可提高接收敏感度。此外，可交替地执行接收操作和以上所提到的施加操作。

此外，在操作4430，可基于多个接收的响应信号来确定触控笔的位置。具体地讲，可基于从多个电极中的每个电极接收的响应信号之间的比率来确定触控笔200的位置。例如，在多个电极以矩阵形式被配置的情况下，可基于从沿第一方向布置的第一电极接收的响应信号之间的比率以及从沿第二方向布置的第二电极接收的响应信号之间的比率来确定触控笔200的位置。

如上所述，由于根据本实施例的用于控制触摸面板的方法通过电容耦合将驱动信号提供给触控笔200，因此即使触控笔200不是自供电的也可被操作。此外，由于根据本实施例的用于控制触摸面板的方法将驱动信号共同地提供给多个电极，因此可提供更大的能量。结果，可提高接收敏感度和测量速度。此外，由于根据本实施例的用于控制触摸面板的方法针对接收的响应信号执行各种信号处理，因此可提高针对响应信号的接收敏感度。如图44所示的用于控制触摸面板的方法可被执行于具有如图2所示的配置的触摸面板并且还可被执行于具有其他配置的触摸面板。

此外，如上所述的控制方法可以以通过图2的控制单元120可执行的程序来实现，其中，所述程序可被存储在非暂时性计算机可读介质中而被提供。

非暂时性计算机可读介质不是指诸如寄存器、高速缓存、存储器等短暂存储数据的介质，而是指半永久性存储数据的机器可读介质。具体地讲，上述的多种应用或者程序可存储和设置在诸如光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)、硬盘、蓝牙、通用串行总线(USB)、记忆卡、只读存储器(ROM)等非暂时性计算机可读介质中来提供。

虽然已参照本公开的各种实施例示出和描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims

1.一种触摸面板，包括：

信道电极单元，被配置为包括电极，所述电极包括沿第一方向布置的多个第一电极和沿与第一方向交叉的第二方向布置的多个第二电极；

控制单元，被配置为：

以多个电极为单位将驱动信号施加到信道电极单元中的电极，

通过电容耦合将驱动信号传输到接近所述触摸面板的触控笔的谐振电路，

从多个电极中的每个电极接收从触控笔的谐振电路生成的响应信号以确定包括谐振电路的触控笔的位置。

2.如权利要求1所述的触摸面板，其中，所述多个第一电极以连续布置的多个电极为单位被分类为多个子组，

其中，控制单元还被配置为同时将相同的驱动信号施加到一个子组中的所有第一电极。

3.如权利要求1所述的触摸面板，其中，控制单元还被配置为将驱动信号同时施加到所述多个第一电极中的接收最大响应信号的电极以及在接收最大响应信号的电极的预设距离以内的电极。

4.如权利要求1所述的触摸面板，其中，控制单元还被配置为将驱动信号同时施加到所述多个第一电极中的至少一个第一电极以及所述多个第二电极中的至少一个第二电极。

5.如权利要求1所述的触摸面板，还包括：

驱动单元，被配置为将驱动信号施加到所述多个第一电极中的至少两个第一电极；

接收单元，被配置为在驱动信号未被施加的区间接收所述多个第一电极和所述多个第二电极中的每个电极的响应信号，

其中，控制单元还被配置为基于从接收单元接收的响应信号来确定包括谐振电路的触控笔的位置。

6.如权利要求5所述的触摸面板，其中，接收单元还被配置为顺序地接收所述多个第一电极和所述多个第二电极中的每个电极的响应信号。

7.如权利要求5所述的触摸面板，其中，接收单元还被配置为以多个电极为单位并行地接收所述多个第一电极和所述多个第二电极中的每个电极的响应信号。

8.如权利要求7所述的触摸面板，其中，接收单元包括：

并行放大单元，被配置为对从所述多个第一电极和所述多个第二电极接收的响应信号中的每个响应信号进行放大；

模数转换单元，被配置为将多个放大的响应信号中的每个响应信号转换为数字信号；

信号处理单元，被配置为从转换为数字信号的多个响应信号之差提取预设的频率分量。

9.如权利要求7所述的触摸面板，其中，接收单元包括：

差分放大单元，被配置为对所述多个第一电极和所述多个第二电极中的两个电极的响应信号之差进行差分放大并输出差分放大的信号；

模数转换单元，被配置为将差分放大的响应信号转换为数字信号；

信号处理单元，被配置为从转换为数字信号的响应信号提取预设的频率分量。

10.如权利要求1至9中的任意一项权利要求所述的触摸面板，其中，控制单元还被配置为控制信道电极单元以使所述多个第一电极和所述多个第二电极中的至少一个电极在响应信号被接收的区间被接地。

11.如权利要求1至9中的任意一项所述的触摸面板，其中，控制单元还被配置为控制信道电极单元，以使除驱动信号被施加的电极以外的至少一个电极在驱动信号被施加的区间被接地。

12.如权利要求1至9中的任意一项权利要求所述的触摸面板，其中，控制单元还被配置为将相同的第一驱动信号施加到连续布置的多个第一电极，并且将与第一驱动信号具有180°相位差的第二驱动信号施加到所述多个第一电极中的除第一驱动信号被施加的第一电极之外的至少一个第一电极。

13.如权利要求1至9中的任意一项权利要求所述的触摸面板，其中，控制单元还被配置为：

确定触控笔的位置和触摸对象的位置，

将相同的第一驱动信号施加到与触控笔的位置对应的多个电极，

将与第一驱动信号具有180°相位差的第二驱动信号施加到与触摸对象的位置对应的多个电极。

14.如权利要求1至9中的任意一项权利要求所述的触摸面板，其中，控制单元还被配置为：

将具有不同的相位的驱动信号同时施加到所述多个第一电极中的至少一个第一电极以及所述多个第二电极中的至少一个第二电极，

根据第一驱动信号和第二驱动信号被施加的第一电极和第二电极的位置，确定施加到第一电极的第一驱动信号与施加到第二电极的第二驱动信号之间的相位差。

15.如权利要求1至9中的任意一项权利要求所述的触摸面板，还包括：

第一驱动单元，被配置为在触控笔被感测时将驱动信号同时施加到多个电极中的至少两个电极；

第二驱动单元，被配置为在触摸对象被感测时将驱动信号施加到所述多个第一电极；

第一接收单元，被配置为在触控笔被感测时在驱动信号未被施加的区间从多个电极中的每个电极接收响应信号；

第二接收单元，被配置为在触摸对象被感测时在驱动信号被施加的区间从多个第二电极接收响应信号。