CN105739748B - 触摸屏装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于在不使用分立的无线通信模块的情况下基于触摸笔传送按钮操纵信息的触摸屏装置。该触摸屏装置包括：触摸屏，包括多个触摸电极；触摸驱动电路，将触摸电极驱动信号施加到多个触摸电极；以及触摸笔，接收施加到多个触摸电极的触摸电极驱动信号并且响应于接收到的触摸电极驱动信号将笔输出信号传送到触摸屏。触摸笔包括至少一个按钮，并且当用户操纵至少一个按钮时，触摸笔调整笔输出信号。

Description

触摸屏装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年12月31日提交的韩国专利申请No.10-2014-0196043的优先权，其整体内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种触摸屏装置，更具体地，涉及一种用于在不使用分立的无线通信模块的情况下基于触摸笔传送按钮操纵信息的触摸屏装置。
背景技术
通过使用数字数据显示图像的平板显示装置的示例包括使用液晶的液晶显示(LCD)装置，使用惰性气体的放电的等离子体显示面板(PDP)、使用OLED的有机发光二极管(OLED)显示装置等。
近来，均通过添加到平板显示装置中的触摸面板实现的触摸屏装置正被生产，并且触摸屏装置的示例包括智能电话、智能本等。在触摸屏装置中，可以使用触摸笔以及手指执行的人类触摸来执行写入或绘制。使用触摸笔的触摸输入较之对应于人类触摸的输入更为精确并且因而使得能够容易地执行精确的写入和绘制。
在相关技术的触摸屏装置中，在触摸面板中分立地设置多个电极或传感器以便识别触摸笔执行的触摸。具体地，当触摸面板与显示面板实现为一体时，进一步设置多个电极和传感器，并且出于该原因，制造工艺变得复杂，并且制造成本增加。
此外，相关技术的触摸屏装置提供了用户操纵触摸笔中包括的按钮以控制触摸屏的功能。然而，由于相关技术的触摸笔包括用于传送按钮操纵信息的分立的无线通信模块，因此相关技术的触摸笔在结构上是复杂的，并且制造成本增加。
发明内容
因此，本发明涉及提供一种基本上消除由于相关技术的限制和缺陷引起的一个或更多个问题的触摸屏装置。
本发明的一个方面涉及提供一种触摸屏装置，该触摸屏装置即使在触摸面板中没有设置分立的传感器的情况下，仍准确地检测触摸笔执行的触摸，并且即使在不使用分立的无线通信模块的情况下，仍基于触摸笔传送按钮操纵信息。
除了本发明的前述目的之外，下文将描述本发明的其他特征和优点，但是本领域技术人员将根据下面的描述清楚地理解这些特征和优点。
将在下面的描述中部分地阐述本发明的另外的优点和特征并且在查看下文之后，这些优点和特征对于本领域技术人员将是明显的，或者本领域技术人员可以通过本发明的实践来学习这些优点和特征。本发明的目的和其他优点可以通过在撰写的说明书和权利要求书以及附图中具体指出的结构来实现和达成。
为了实现这些和其他优点并且根据本发明的目的，如这里实施的并且广泛描述的，提供了一种触摸屏装置，其包括：触摸屏，包括多个触摸电极；触摸驱动电路，将触摸电极驱动信号施加到多个触摸电极；以及触摸笔，接收施加到多个触摸电极的触摸电极驱动信号并且响应于接收到的触摸电极驱动信号将笔输出信号传送到触摸屏，其中触摸笔包括至少一个按钮，并且当用户操纵至少一个按钮时，触摸笔调整笔输出信号。
将理解，本发明的前面的总体描述和后面的详细描述是示例性的和说明性的，旨在提供要求保护的本发明的进一步的说明。
附图说明
所包括的附图用于提供本发明的进一步理解并且被并入本申请并构成其一部分，附图图示了本发明的实施例并且连同说明书一起用于说明本发明的原理。在附图中：
图1是示意性图示根据本发明的实施例的触摸屏装置的配置的示图；
图2是图示根据本发明的实施例的触摸屏装置的显示面板及其控制器的框图；
图3是示出根据本发明的实施例的触摸屏装置中包括的显示面板的时分驱动的波形图；
图4A和4B是详细图示根据本发明的实施例的触摸屏装置的触摸屏及其触摸控制器的框图；
图5是图示图4A中所示的触摸屏的修改示例的示图；
图6是示出提供给图5中所示的触摸屏的触摸检测电极的触摸电极驱动信号的波形图；
图7是图示根据本发明的实施例的触摸笔的内部结构的框图；
图8是图示根据本发明的实施例的触摸笔的操作的流程图；
图9是示出根据本发明的第一实施例的触摸电极驱动信号、按钮操纵的存在和基于笔类别的笔输出信号的驱动波形图；
图10是示出根据本发明的第二实施例的触摸电极驱动信号、按钮操纵的存在和基于笔类别的笔输出信号的驱动波形图；以及
图11是示出根据本发明的第三实施例的触摸电极驱动信号、按钮操纵的存在和基于笔类别的笔输出信号的驱动波形图。
具体实施方式
现将详细参照本发明的示例性实施例，在附图中图示了其示例。在可能的情况下，在附图通篇中将使用相同的附图标记表示相同或相似的部分。
说明书中描述的术语应被如下理解。如这里使用的单数形式“一”、“一个”和“该”旨在还包括复数形式，除非上下文清楚地另有所指。术语“第一”和“第二”用于使一个元素区别于另一元素，并且这些元素不应被这些术语限定。将进一步理解，这里使用的术语“包括”、“包含”、“具有”指明了所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不应排除一个或更多个其他的特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的群组的存在或添加。术语“至少一个”应被理解为包括一个或更多个相关联的列出项的任何和所有组合。例如，“第一项、第二项和第三项中的至少之一”的意义表示从第一项、第二项和第三项中的两个或更多个的提出的所有项的组合以及第一项、第二项或第三项。术语“在…上”应被解释为一个元件在另一元件的顶部形成的情况以及第三元件置于它们之间的情况。
在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的实施例的触摸屏装置的示例。
图1是示意性图示根据本发明的实施例的触摸屏装置的配置的示图。
参照图1，根据本发明的实施例的触摸屏装置可以包括具有显示功能和检测功能的显示面板200以及根据被触摸的特定区域执行触摸检测功能的触摸笔100。
除了触摸笔100之外，显示面板200可以检测手指执行的触摸，并且可以包括集成到显示面板200中的电容触摸屏。触摸屏可以包括触摸电极(或触摸线)，其设置在玻璃基板上并且是分立元件。再者，触摸屏可以被实现成内置(in-cell)型，其中触摸检测电极及其连接线在形成用于显示面板200显示画面的像素阵列的工艺中形成。在内置型中，可以省略支承基板，并且因而，完成的显示面板200的厚度和重量与具有原始的画面显示功能的显示面板的厚度和重量几乎相同。
显示面板200可以是液晶面板、场发射显示面板、等离子体显示面板、OLED显示面板、电泳显示面板等中的一个。在下文要描述的实施例中，将描述液晶面板。当显示面板200被实现为液晶面板时，可以与形成液晶面板的线的工艺同时地形成构成触摸屏的多个电极。
根据本发明的实施例，触摸笔的传导尖端可以用作接收触摸屏的触摸电极驱动信号的元件。再者，传导尖端可以用作传送触摸笔中生成的笔输出信号的元件。再者，触摸笔可以与触摸笔接收到的触摸屏的触摸电极驱动信号同步地输出笔输出信号。
因此，根据本发明的实施例，在触摸屏的驱动时段中准确地检测触摸笔是否执行触摸，并且因而，触摸检测的准确性增加。因此，可以实现高灵敏度输入笔。再者，维持了触摸检测的线性，并且因而，提高了触摸性能。再者，尽管用于驱动触摸笔的分立的电极没有被添加到显示面板中，但是维持了触摸感测的高的感觉，并且因而简化了结构。
下文将参照图7至10描述根据本发明的实施例的触摸笔。
图2是图示根据本发明的实施例的触摸屏装置的显示面板及其控制器的框图。
参照图2，根据本发明的实施例的触摸屏装置的显示面板200可以连接到像素阵列驱动电路中包括的栅极驱动电路26(30)和数据驱动电路24。再者，显示面板200可以连接到作为触摸屏驱动电路的触摸驱动电路300。像素阵列驱动电路和触摸屏驱动电路可以连接到时序控制器22并且可以集成到单个模块(未示出)中。
当显示面板200是液晶面板时，显示面板200可以包括置于两个基板之间的液晶层。这些基板均被制造成玻璃基板、塑料基板、膜基板等。置于显示面板200的下基板上的像素阵列可以包括多个数据线、与数据线交叉的多个栅极线以及排列成矩阵型的多个像素。像素阵列可以进一步包括在由数据线和栅极线的交叉点限定的多个像素中分别形成的多个薄膜晶体管(TFT)、用于通过数据电压对多个像素分别充电的多个像素电极、以及分别连接到多个像素电极以保持各自的像素电压的多个存储电容器。
显示面板200的像素可以分别设置在由数据线(D1至Dm)和栅极线(G1至Gn)限定的多个像素区域中并且可以排列成矩阵型。每个像素的液晶单元可以根据施加到相应的像素电极的数据电压和施加到相应的公共电极的公共电压之间的电压差来调整入射光的透射量。每个TFT可以响应于通过相应的栅极线提供的栅极脉冲而接通并且可以将通过相应的数据线提供的数据电压提供给相应的液晶单元的像素电极。公共电极可以设置在下基板或上基板上。
显示面板200的上基板可以包括黑色矩阵、彩色滤光器等。偏光器可以附接到显示面板200的上基板和下基板中的每个，并且用于调整液晶的预倾角的对准层可以设置在接触液晶的内表面上。用于维持液晶单元的单元间隙的隔层可以设置在显示面板200的上基板和下基板之间。
显示面板200可以通过公知的液晶模式实现，诸如扭曲向列(TN)模式、竖直对准(VA)模式、平面转换(IPS)模式、边缘场切换(FFS)模式等。
背光单元可以可选地设置在显示面板200的后表面上。背光单元可以被实现为边缘类型的背光单元或者直接类型的背光单元，并且可以将光辐射到显示面板200上。
数据驱动电路24可以将从时序控制器22输入的数字视频数据RGB转换成模拟正/负伽马补偿电压以生成数据电压。数据驱动电路24可以根据时序控制器22的控制将数据电压分别提供给数据线并且可以对数据电压的极性进行反转。
栅极驱动电路26(30)可以依次将与数据电压同步的栅极脉冲(或扫描脉冲)提供给栅极线以选择显示面板200的其中分别写入数据电压的线。栅极驱动电路26(30)可以包括电平移位器26和移位寄存器30。移位寄存器30可以以面板内栅极(GIP)类型直接设置在显示面板200的基板上。
电平移位器26可以设置在电连接到显示面板200的下基板的印刷电路板(PCB)20上。电平移位器26可以输出根据时序控制器22的控制在栅极高电压VGH和栅极低电压VGL之间摆动的时钟信号。栅极高电压VGH可以被设定为等于或高于在显示面板200的像素阵列中形成的薄膜晶体管(TFT)的阈值电压的电压。栅极低电压VGL可以被设定为低于在显示面板200的像素阵列中形成的TFT的阈值电压的电压。电平移位器26可以输出响应于从时序控制器22输入的基准启动信号ST、第一时钟GCLK和第二时钟MCLK在栅极高电压VGH和栅极低电压VGL之间摆动的启动脉冲VST和时钟信号CLK。从电平移位器26输出的时钟信号CLK的相位可以依次移位，并且相位移位的时钟信号CLK可以被传送到设置在显示面板200中的移位寄存器30。
移位寄存器30可以响应于从电平移位器26输入的启动脉冲VST开始执行同步，响应于时钟信号CLK使输出移位，并且将栅极脉冲依次提供给显示面板200的栅极线。
时序控制器22可以将从外部主机系统输入的数字视频数据RGB提供给数据驱动电路24中包括的多个集成电路(IC)。时序控制器22可以接收诸如竖直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和时钟的时序信号以生成用于控制数据驱动电路24和栅极驱动电路26(30)的操作时序的多个时序控制信号。主机系统的时序控制器22可以生成用于控制像素阵列驱动电路和触摸驱动电路300的操作时序的同步信号SYNC。
触摸驱动电路300可以将触摸电极驱动信号施加到多个触摸电极(或线)并且可以对执行触摸之后和之前的驱动信号电压改变计数，或者可以对驱动信号的上升或下降边缘延迟时间计数，从而感测电容改变。触摸驱动电路300可以将从触摸屏的电容接收到的感测数据转换成数字数据以输出触摸原始数据。再者，触摸驱动电路300可以执行预定的触摸识别算法并且可以分析触摸原始数据以检测触摸(或接近)输入。
图3是示出根据本发明的实施例的触摸屏装置中包括的显示面板的时分驱动的波形图。
如图3中所示，显示面板200和触摸屏可以被时分驱动。就是说，一个帧时段可以被时分成像素阵列驱动时段T1和触摸屏驱动时段T2。
Vsync表示输入到时序控制器22的第一竖直同步信号，而SYNC表示输入到触摸驱动电路300的第二竖直同步信号。时序控制器22可以调制从主机系统输入的第一竖直同步信号Vsync以生成第二竖直同步信号SYNC，用于限定一个帧时段中的像素阵列驱动时段T1和触摸屏驱动时段T2。替选地，主机系统可以生成第二竖直同步信号SYNC，并且时序控制器22可以响应于从主机系统输入的第二竖直同步信号SYNC来控制像素阵列驱动时段T1和触摸屏驱动时段T2。就是说，时序控制器22和主机系统中的一个可以将一个帧时段时分成像素阵列驱动时段T1和触摸屏驱动时段T2以控制像素阵列驱动电路和触摸驱动电路的操作时序。
例如，当假设以60Hz的频率驱动显示面板200时，1/60秒可以是一个帧时段，其可被分成像素阵列驱动时段T1和触摸屏驱动时段T2。如上文所述，以时分方式执行像素阵列驱动和触摸屏驱动的原因在于，当同时驱动像素阵列和触摸屏时，由于它们之间严重的驱动干扰，所显示的画面是不均匀的，或者触摸检测的准确性下降。
在像素阵列驱动时段T1期间，数据驱动电路24可以根据时序控制器22的控制将数据电压分别提供给数据线，并且栅极驱动电路26(30)可以将与数据电压同步的栅极脉冲依次提供给栅极线。触摸驱动电路300在像素阵列驱动时段T1期间可以不向触摸电极提供触摸电极驱动信号。
此外，在触摸屏驱动时段T2期间，可以不驱动像素阵列驱动电路，并且可以驱动触摸驱动电路300。因此，在触摸屏驱动时段T2期间，触摸驱动电路300可以将触摸电极驱动信号提供给触摸电极以检测触摸(或接近)输入的位置。
图4A和4B是详细图示根据本发明的实施例的触摸屏装置的触摸屏及其触摸控制器的框图。
如图4A中所示，在根据本发明的实施例的触摸屏装置的触摸屏中，用于检测输入工具的位置的多个触摸电极COM1至COMn可以按内置型设置在显示面板200中。
例如，当显示面板200是其中像素阵列包括在下基板中并且彩色滤光器包括在上基板中的液晶面板时，触摸电极可以与像素阵列一起设置在下基板上，或者可以设置在彩色滤光器阵列上。再者，通过对在下基板或上基板上形成的公共电极构图，可以使用触摸电极。例如，如果通过对公共电极构图形成了触摸电极COM1至COMn，则可以将公共电压均匀地施加到触摸电极以便于触摸电极在像素阵列驱动中用作公共电极。
触摸电极COM1至COMn可以以一一对应的关系连接到多个感测线S1至Sn，并且感测线S1至Sn可以连接到触摸驱动电路300。
如图4B中所示，触摸驱动电路300可以包括接收系统电路群组，其包括接收放大器30、模数转换电路32、检测器34、存储器36和位置计算器38。
此外，接收系统电路群组可以连接到中央处理单元(CPU)40，CPU40连接到外部主机。再者，CPU 40可以连接到整体控制触摸操作的控制器42，并且控制器42可以连接到驱动信号生成器46，从而可以通过感测线S1至Sn将振荡器44生成的触摸电极驱动信号Ts提供给触摸电极COM1至COMn。
图中所示触摸屏可以具有自电容类型，并且触摸电极COM1至COMn可以用于所有驱动信号施加操作和接收信号检测操作。
触摸电极COM1至COMn中的每个的尺寸可以大于多个像素中的每个像素的尺寸，并且例如，触摸电极COM1至COMn中的每个的尺寸可被形成为覆盖多个像素。再者，触摸电极COM1至COMn均可以由透明传导材料形成并且因而不会降低像素阵列驱动的显示时段期间的孔径比。
公共电压源(未示出)可以在像素阵列驱动时段T1期间通过感测线S1至Sn将公共电压Vcom提供给触摸电极COM1至COMn。因此，触摸电极COM1至COMn可以在像素阵列驱动时段T1期间用作公共电极。为此，触摸电极COM1至COMn可以连接到选择电路(未示出)，该选择电路可以连接到公共电压源和触摸驱动电路300。
在像素阵列驱动时段T1期间可以禁用触摸驱动电路300，并且在触摸屏驱动时段T2期间可以启用触摸驱动电路300。因此，仅在触摸屏驱动时段T2期间，触摸驱动电路300可以同时将触摸电极驱动信号提供给感测线S1至Sn。
图5是图示图4A中所示的触摸屏的修改示例的示图，并且图6是示出提供给图5中所示的触摸屏的触摸检测电极的触摸电极驱动信号的波形图。
在自电容触摸屏TSP中，如图5中所示，为了减少连接到触摸驱动电路300的信号施加线的数目，复用器302可以进一步连接到触摸电极COM1至COMn的输入端子，并且信号可以通过时分方式施加到感测线S1至Sn。复用器302可以被设置为一个或多个。例如，如果复用器302是1:k(其中k是等于或大于2并且小于n的自然数)复用器，则复用器302可以通过n/k个信号施加线连接到触摸驱动电路300。在该情况下，如图6中所示，n个触摸电极COM1至COMn可以按k个触摸电极的单位编组，并且k个触摸电极可以接收k个被时分的触摸电极驱动信号Ts。
图7是图示根据本发明的实施例的触摸笔的内部结构的框图。
如图7中所示，根据本发明的实施例的用作触摸输入装置的触摸笔可以包括壳体180、凸出到壳体180的一侧外部的传导尖端110、连接到壳体180中的传导尖端110的切换单元120、并联连接到切换单元120的接收器130和驱动器140、从接收器130接收接收信号并且对接收信号进行处理以执行同步的信号处理器150、连接到信号处理器150以提供电力的供电源160、以及连接在信号处理器150和供电源160之间的输入/输出(I/O)接口。
传导尖端110可以由诸如金属等的传导材料形成，并且可以进行时分以用作接收电极和传送电极。当传导尖端110触摸显示面板200时，传导尖端110可以耦接到触摸屏中包括的触摸电极中的、覆盖传导尖端110或者与传导尖端110最接近的触摸电极COMx，并且可以从相应的触摸电极接收触摸电极驱动信号或者可以将从触摸笔输出的笔输出信号传输到触摸屏。
例如，在显示面板200中，偏光器或钝化层可以设置在最上侧。偏光器或钝化层可以用作绝缘层以生成传导尖端110和触摸电极之间的感测电容Csen。当传导尖端110触摸显示面板200时，传导尖端110可以改变在相应的触摸电极上恒定的感测电容Csen的值，并且触摸驱动电路可以读取感测电容Csen的值的改变以检测触摸位置。
当触摸笔100触摸显示面板200时，切换单元120可以直接电连接到传导尖端110，并且传导尖端110可以确定用作接收电极还是传送电极。
接收器130可以对通过传导尖端110接收到的信号进行放大和处理。这里，从传导尖端110接收到的信号可以对应于施加到设置在触摸笔触摸的区域中的触摸电极的触摸电极驱动信号Ts。
在初始状态下，触摸笔可以被接通，并且随后，当触摸笔触摸显示面板200时，传导尖端110可以通过切换单元120直接连接到接收器130。随后，接收器130可以使用其中包括的放大器来对接收到的触摸电极驱动信号Ts进行放大以将经放大的触摸电极驱动信号Ts提供给信号处理器150。
信号处理器150可以分析通过接收器130提供的信号以生成与触摸电极驱动信号Ts同步的同步信号并且可以将触摸电极驱动信号Ts提供给驱动器140。
驱动器140可以包括电平移位器。驱动器140可以生成与触摸电极驱动信号Ts同步地在预定的高电压和预定的低电压之间摆动的笔输出信号Ps。再者，驱动器140可以通过切换单元120将所生成的笔输出信号Ps提供给传导尖端110。
壳体180可以包括供电源160和I/O接口170。接通触摸笔100的驱动可以通过I/O接口170来控制。I/O接口170可以连接到壳体180中包括的供电源160以将必要的电力提供给接收器130、驱动器140和信号处理器150。
这里，I/O接口170可以根据用户执行的按压操作电连接到供电源160，并且根据按压操作来控制触摸笔的操作。
图8是图示根据本发明的实施例的触摸笔的操作的流程图。
首先，在操作10S中，供电源160可以通过I/O接口170向触摸笔100供电。
随后，在操作20S中，传导尖端110可以触摸显示面板200的特定部分。
在操作30S中，传导尖端110可以在初始触摸时间立即耦接到显示面板200中包括的触摸电极并且可以感测从触摸屏的触摸电极接收到的触摸电极驱动信号以将触摸电极驱动信号传输到接收器120。
在操作40S中，接收器120可以对接收到的信号进行放大并且可以将经放大的信号传输到信号处理器150，并且信号处理器150可以找到与从触摸电极传输的信号同步的时序。在该情况下，信号处理器150可以包括比较器。比较器可以将预定阈值与输入到其的经放大的信号进行比较，并且当阈值低于经放大的信号时，信号处理器150可以确定存在触摸。
信号处理器150可以对从接收器120提供的信号进行分析并且可以设定接收到的触摸电极驱动信号和要传输的笔输出信号Ps之间的时序。再者，信号处理器150可以根据设定结果生成同步信号并且可以将同步信号提供给驱动器140。生成同步信号的操作可以在例如一个帧中或者在更多个时段中执行。
为信号校正设定一个帧中或者更多个时段的原因在于充分校正接收到的触摸屏的触摸电极驱动信号Ts和笔输出信号Ps之间的相位差。
一个帧实际上可能并非全部用于触摸操作。一个帧可以被分成像素阵列驱动时段T1和触摸屏驱动时段T2，并且仅在触摸屏驱动时段T2期间，可以从触摸屏接收触摸电极驱动信号。因此，在信号处理器150执行的信号校正中，可以在一个帧或更多个时段中充分接收触摸电极驱动信号，并且随后，可以确定笔输出信号Ps的同步时序。
当触摸电极驱动信号Ts和笔输出信号Ps之间的相位误差大于缺省值时，可以进一步执行分立的校正算法。
随后，在操作50S中，驱动器140可以根据从信号处理器150提供的同步信号使具有预定频率和幅度的笔输出信号Ps同步。
随后，在操作60S中，驱动器140可以通过切换单元120将所生成的笔输出信号Ps提供给传导尖端110。
在触摸笔的初始接通操作之后触摸笔可以触摸触摸屏，并且随后，可以提供触摸电极驱动信号Ts的接收时段Rx和其中向触摸屏传输笔输出信号Ps的传送时段Tx之间的切换时段。切换时段可以是其中信号处理器150校正信号的时段。
在后继的帧中，可以通过时分方式重复地执行通过传导尖端传输与触摸电极驱动信号Ts同步的笔输出信号Ps的操作Tx以及使用传导尖端接收触摸屏的驱动信号的操作Rx。初始笔输出信号Ps可以与触摸电极驱动信号Ts同步，并且随后，在后继的帧中，可以省略在接收时段Rx和传送时段Tx之间的切换时段，并且可以通过在触摸感测时段中时分接收时段和传送时段来执行驱动。
根据本发明的实施例的触摸笔可以包括至少一个按钮。当用户操纵按钮时，触摸笔可以调整笔输出信号以传送基于用户对触摸屏的按钮操纵的按钮操纵信息。因此，本发明可以在触摸笔和触摸屏中均不设置分立的无线通信模块的情况下传送和接收触摸笔的按钮操纵信息。
为此，触摸笔的信号处理器150可以输出用于根据用户的按钮操纵调整笔输出信号的笔输出可变信号。随后，触摸笔的驱动器140可以响应于笔输出可变信号调整笔输出信号Ps。
下面将详细描述驱动器140根据信号处理器150的控制来调整笔输出信号Ps的实施例。
图9是示出根据本发明的第一实施例的触摸电极驱动信号Ts、按钮操纵的存在和基于笔类别的笔输出信号的驱动波形图。图10是示出根据本发明的第二实施例的触摸电极驱动信号Ts、按钮操纵的存在和基于笔类别的笔输出信号的驱动波形图。图11是示出根据本发明的第三实施例的触摸电极驱动信号Ts、按钮操纵的存在和基于笔类别的笔输出信号的驱动波形图。
参照图9，当用户操纵按钮时，根据本发明的第一实施例的触摸笔的信号处理器150可以控制驱动器140在每个特定时段使笔输出信号Ps的相位反转。
详细地，信号处理器150可以在用户没有操纵按钮的正常状态下输出笔输出信号Ps，其由数目等于触摸电极驱动信号Ts的脉冲数目的多个脉冲构成。例如，当用户操纵触摸笔中包括的按钮时，信号处理器150可以感测用户的按钮操纵以在每个特定时段使笔输出信号Ps的相位反转。在该情况下，如果一个帧被分成第一子帧和第二子帧，则笔输出信号Ps的相位可变时段可以按至少一个子帧的单位被调整。
当触摸笔中包括多个按钮时，笔输出信号Ps的相位可变时段可以根据按钮的种类变化。再者，当触摸笔中包括一个按钮时，触摸笔可以基于预先限定的按钮操纵规则来传送不同的命令。因此，笔输出信号Ps的相位可变时段可以根据预先限定的按钮操纵变化。
例如，设置在触摸笔中的按钮数目可以是4。这样，如图9中所示，笔输出信号Ps的相位可以在第一按钮至第四按钮中的每个被操纵时变化。随后，触摸屏可以感测笔输出信号Ps的相位变化以基于用户的按钮操纵来识别按钮操纵信息。
参照图10，根据本发明的第二实施例的触摸笔的信号处理器150可以控制驱动器150以在用户操纵按钮时使笔输出信号Ps的幅度反转。
详细地，信号处理器150可以在用户没有操纵按钮的正常状态下输出笔输出信号Ps，其由数目等于触摸电极驱动信号Ts的脉冲数目的多个脉冲构成。例如，当用户操纵触摸笔中包括的按钮时，信号处理器150可以感测用户的按钮操纵以调整笔输出信号Ps的幅度。
当触摸笔中包括多个按钮时，笔输出信号Ps的相位可变时段可以根据按钮的种类变化。再者，当触摸笔中包括一个按钮时，触摸笔可以基于预先限定的按钮操纵规则来传送不同的命令。因此，笔输出信号Ps的幅度可以根据预先限定的按钮操纵变化。
例如，设置在触摸笔中的按钮数目可以是4。这样，如图10中所示，笔输出信号Ps的幅度可以在第一按钮至第四按钮中的每个被操纵时变化。随后，触摸屏可以感测笔输出信号Ps的幅度变化以基于用户的按钮操纵来识别按钮操纵信息。
参照图11，根据本发明的第三实施例的触摸笔的信号处理器150可以控制驱动器150以在用户操纵按钮时调整构成笔输出信号Ps的脉冲的数目。
详细地，信号处理器150可以在用户没有操纵按钮的正常状态下输出笔输出信号Ps，其由数目等于触摸电极驱动信号Ts的脉冲数目的多个脉冲构成。例如，当用户操纵触摸笔中包括的按钮时，信号处理器150可以感测用户的按钮操纵以调整构成笔输出信号Ps的脉冲的数目。就是说，信号处理器150可以控制驱动器150以在没有操纵按钮的正常驱动时输出由数目等于触摸电极驱动信号的脉冲数目的N个脉冲构成的笔输出信号。再者，信号处理器150可以控制驱动器150以在操纵按钮时输出由数目不同于N个脉冲的M个脉冲构成的笔输出信号。
当触摸笔中包括多个按钮时，笔输出信号Ps的相位可变时段可以根据按钮的种类变化。再者，当触摸笔中包括一个按钮时，触摸笔可以基于预先限定的按钮操纵规则来传送不同的命令。因此，构成笔输出信号Ps的脉冲的数目可以根据预先限定的按钮操纵变化。
例如，设置在触摸笔中的按钮数目可以是4。这样，如图11中所示，构成笔输出信号Ps的脉冲的数目可以在第一按钮至第四按钮中的每个被操纵时变化。随后，触摸屏可以感测构成笔输出信号Ps的脉冲的数目的变化以基于用户的按钮操纵来识别按钮操纵信息。
根据本发明的实施例的触摸笔被提出用于应用于本发明人提出的电容式触摸屏装置。例如，本发明被提出以便将有源触摸笔应用于在本申请人提出的韩国专利公布No.10-2014-0105216、No.10-2014-0085995和No.10-2014-0083214中公开的内置型触摸屏装置。因此，根据本发明的实施例的触摸笔可以应用于在上述参考文献中公开的触摸屏装置。
如上文所述，根据本发明的实施例，触摸笔的传导尖端可被用作接收触摸屏的触摸电极驱动信号的元件。再者，传导尖端可被用作传送触摸笔中生成的笔输出信号的元件。再者，触摸笔可以与触摸笔接收到的触摸屏的触摸电极驱动信号同步地输出笔输出信号。
因此，根据本发明的实施例，在触摸屏的驱动时段中准确地检测触摸笔是否执行触摸，并且因而触摸检测的准确性提高。因此，可以实现高灵敏度的输入笔。再者，维持了触摸检测的线性，并且因而，提高了触摸性能。再者，尽管没有将用于驱动触摸笔的分立电极添加到显示面板中，仍维持了触摸感测的高的感觉，并且因而简化了结构。
此外，根据本发明的实施例，由于即使不使用分立的无线通信模块，仍传送基于触摸笔的按钮操纵信息，因此结构是简单的，并且制造成本降低。
对于本领域技术人员将明显的是，在不偏离本发明的精神或范围的情况下可以对本发明进行各种修改和变型。因而，本发明应涵盖落在所附权利要求及其等同物的范围内的本发明的修改和变型。

Claims (8)

1.一种触摸屏装置，包括：
触摸屏，包括多个触摸电极；
触摸驱动电路，将触摸电极驱动信号施加到所述多个触摸电极；以及
触摸笔，接收施加到所述多个触摸电极的触摸电极驱动信号并且响应于接收到的触摸电极驱动信号将笔输出信号传送到所述触摸屏，
其中所述触摸笔包括至少一个按钮，并且当用户操纵所述至少一个按钮时，所述触摸笔根据所述用户的按钮操纵调整所述笔输出信号以传送不同的按钮操纵信息，以及
其中所述触摸驱动电路仅通过所述多个触摸电极感测所述笔输出信号的相位变化、幅度变化和构成所述笔输出信号的脉冲的数目的变化中的一个以基于所述用户的按钮操纵来识别按钮操纵信息，
其中所述触摸笔生成与接收到的触摸电极驱动信号同步的同步信号并且使所述笔输出信号和所述同步信号同步，
其中在确定所述笔输出信号的同步时序之前在一个帧中或者在更多个时段中接收所述触摸电极驱动信号。
2.根据权利要求1所述的触摸屏装置，其中所述触摸笔包括：
传导尖端，所述传导尖端的一部分凸出到壳体的一侧；
切换单元，连接到所述传导尖端；
接收器，对通过所述切换单元接收到的所述触摸电极驱动信号进行放大、处理和输出；
信号处理器，分析从所述接收器提供的信号以输出所述同步信号，以及根据用户的按钮操纵输出用于调整所述笔输出信号的笔输出可变信号；以及
驱动器，响应于所述同步信号将与所述触摸电极驱动信号同步的所述笔输出信号提供给所述切换单元，以及响应于所述笔输出可变信号调整所述笔输出信号。
3.根据权利要求2所述的触摸屏装置，其中所述信号处理器控制所述驱动器以在用户操纵所述至少一个按钮时在每个特定时段使所述笔输出信号的相位反相。
4.根据权利要求3所述的触摸屏装置，其中所述信号处理器控制所述驱动器以根据所述至少一个按钮的种类或者预先限定的按钮操纵来调整所述特定时段。
5.根据权利要求2所述的触摸屏装置，其中所述信号处理器控制所述驱动器以在用户操纵所述至少一个按钮时调整所述笔输出信号的幅度。
6.根据权利要求5所述的触摸屏装置，其中所述信号处理器控制所述驱动器以根据所述至少一个按钮的种类或者预先限定的按钮操纵来调整所述幅度。
7.根据权利要求2所述的触摸屏装置，其中
所述驱动器在正常驱动中生成包括N个脉冲的所述笔输出信号，以及
所述信号处理器控制所述驱动器以在用户操纵所述至少一个按钮时调整所述笔输出信号中包括的脉冲数目。
8.根据权利要求7所述的触摸屏装置，其中所述信号处理器控制所述驱动器以根据所述至少一个按钮的种类或者预先限定的按钮操纵生成包括不同于所述N个脉冲的M个脉冲的所述笔输出信号。
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