CN109992149A - 触摸显示装置、触摸系统、触摸驱动电路、笔和笔感测方法 - Google Patents

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Abstract

触摸显示装置、触摸系统、触摸驱动电路、笔和笔感测方法。本公开的实施方式涉及触摸显示装置、触摸系统、触摸驱动电路、笔和笔感测方法，尤其涉及可以通过多个触摸电极中的全部或一些接收从笔输出的第一下行信号和第二下行信号并且可以基于针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度和针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度来感测笔的触摸显示装置、触摸系统、触摸驱动电路、笔和笔感测方法。根据本公开的实施方式，既使当用户以倾斜方式使用笔也可以准确地感测笔。

Description

触摸显示装置、触摸系统、触摸驱动电路、笔和笔感测方法
技术领域
本公开涉及触摸显示装置、触摸系统、触摸驱动电路、笔和笔感测方法。
背景技术
根据信息社会的发展，对用于显示图像的各种形式的触摸显示装置的需求已经增加。近来，已经开始使用各种显示装置，例如液晶显示装置、等离子显示装置和有机发光显示装置。
这样的显示装置提供基于触摸的输入方法，这允许用户以直观方便的方式容易地输入信息或命令，而无需使用诸如按钮、键盘、鼠标等的传统输入方法。
为了提供这种基于触摸的输入方法，需要确定用户触摸的存在与否并准确地检测其触摸坐标。
除了手指等之外，还开发了笔触摸技术以响应于对复杂笔触摸输入需求的增加。
在这种传统笔触摸技术中，当用户垂直使用笔时，没有大问题。然而，当用户以倾斜方式使用笔时，可能会在与笔实际位置不同的位置处感测到笔的位置。
在这种情况下，可以执行错误操作，使得与相应笔触摸输入相关的操作不能执行或者执行与其无关的操作，或者可以在与用户使用笔触摸(写入)的点不同的点处进行触摸相关指示。根据用户是惯用右手还是惯用左手，这种现象可能变得更糟。
发明内容
在该背景下，本公开的一个方面是即使当用户以倾斜方式使用笔时也准确地感测笔。
本公开的另一方面是提供一种具有两个信号传输媒介(例如，尖端和环)的笔，并且通过这种笔更准确地感测笔的倾斜。
本公开的又一方面是通过校正由于笔倾斜引起的坐标误差来感测准确的笔坐标。
本公开的又一方面是通过以时分方式驱动笔的两个信号传输媒介(例如，尖端和环)来有效地感测笔。
本公开的另一方面是通过同时驱动笔的两个信号传输媒介(例如，尖端和环)来快速感测笔。
根据本公开的一方面，提供了一种触摸显示装置，其包括：触摸面板，其被配置为包括多个触摸电极；以及触摸电路，其被配置为通过多个触摸电极中的全部或一些触摸电极接收从笔输出的第一下行信号和第二下行信号，并且基于针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度和针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度，来检测笔的笔坐标或笔倾斜。
在这种触摸显示装置中，当笔相对于触摸面板的表面倾斜预定角度或以上时，接收针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度中的最大值的触摸电极和接收针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度中的最大值的触摸电极彼此不同。
第一下行信号和第二下行信号各自可以是电压电平可变的调制信号。
第一下行信号和第二下行信号可以具有不同的幅度。
第一下行信号和第二下行信号之间可以具有相位差。
第一下行信号和第二下行信号可以是在不同的时段期间从笔输出的。
第一下行信号和第二下行信号可以是在相同的时段期间从笔输出的。
触摸电路可以基于针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度和针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度来感测笔坐标和笔倾斜。
根据本公开的另一方面，提供了一种笔，其包括：壳体；尖端，其被配置为突出到壳体的外部；环，其被配置为设置在壳体的内部并具有包围壳体的内侧表面的形状；以及笔驱动电路，其被配置为设置在壳体的内部，电连接到尖端和环中的一个或更多个，并通过尖端和环中的一个或更多个输出下行信号。
在这种笔中，从尖端输出的下行信号和从环输出的下行信号可以在尖端的位置具有不同的信号强度或都可以具有相位差。
另外，笔驱动电路可以以时分方式或同时驱动尖端和环。
该笔可以还包括：第一开关电路，其被配置为在以时分方式驱动尖端和环时在第一定时将尖端电连接到笔驱动电路，而在与第一定时不同的第二定时将环电连接到笔驱动电路。
该笔可以还包括：第二开关电路，其被配置为当同时驱动尖端和环时，将尖端和环同时电连接到笔驱动电路。
根据本公开的又一方面，提供了一种触摸驱动电路，其包括：驱动单元，其被配置为向触摸面板中所包括的多个触摸电极中的全部或一些触摸电极提供上行信号；以及感测单元，其被配置为当通过多个触摸电极中的全部或一些触摸电极接收到从笔输出的第一下行信号和第二下行信号时生成并输出感测数据。
当笔相对于触摸面板的表面倾斜预定角度或以上时，接收到针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度中的最大值的触摸电极和接收到针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度中的最大值的触摸电极可以彼此不同。
第一下行信号和第二下行信号可以具有不同的幅度。
第一下行信号和第二下行信号之间可以具有相位差。
第一下行信号和第二下行信号可以在不同的时段期间从笔输出。
第一下行信号和第二下行信号可以在相同的时段期间从笔输出。
根据本公开的另一方面，提供了一种笔感测方法，其包括：向触摸面板中所包括的多个触摸电极中的全部或一些触摸电极提供上行信号；通过多个触摸电极中的全部或一些触摸电极接收从笔输出的第一下行信号和第二下行信号；以及基于针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度和针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度，感测笔。
当笔相对于触摸面板的表面倾斜预定角度或以上时，接收到针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度中的最大值的触摸电极和接收到针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度中的最大值的触摸电极可以彼此不同。
第一下行信号和第二下行信号可以是在不同的时段期间或在相同的时段期间被接收到的。
感测笔的笔坐标和/或笔倾斜可以包括：根据针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度确定笔中包括的尖端的尖端坐标，以及根据针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度确定笔中包括的环的环坐标，计算尖端坐标和环坐标之间的距离，以及通过基于尖端坐标和环坐标之间的距离校正尖端坐标或环坐标，来确定笔坐标。
感测笔的笔坐标和/或笔倾斜可以包括：根据针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度确定笔中包括的尖端的尖端坐标，以及根据针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度确定笔中所包括的环的环坐标，计算尖端坐标和环坐标之间的距离，基于尖端坐标和环坐标之间的距离以及尖端和环之间的距离计算笔的笔倾斜，以及基于笔倾斜、笔坐标和环坐标来确定笔坐标。
感测笔的笔坐标和/或笔倾斜可以包括：根据针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度确定笔中包括的尖端的尖端坐标，以及根据针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度确定笔中所包括的环的环坐标，计算尖端坐标和环坐标之间的距离，基于尖端坐标和环坐标基于该距离计算笔的笔倾斜，基于该距离计算笔坐标偏移的恒定校正值，并基于笔倾斜计算笔坐标偏移的方向校正值，以及基于尖端坐标或环坐标、笔坐标偏移的恒定校正值和方向校正值来确定笔坐标。
根据本公开的再一方面，提供了一种触摸系统，其包括：触摸显示装置，其被配置为包括：包括多个触摸电极的触摸面板以及用于向多个触摸电极中的全部或一些触摸电极提供上行信号并通过多个触摸电极中的全部或一些触摸电极接收下行信号的触摸电路；以及笔，其被配置为接收上行信号并输出下行信号。
触摸电路可以通过多个触摸电极中的全部或一些触摸电极接收从笔输出的第一下行信号和第二下行信号，并且可以基于针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度和针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度来感测笔。
当笔相对于触摸面板的表面倾斜预定角度或以上时，接收到针对第一下行信号的触摸电极的接收信号强度中的最大值的触摸电极和接收到针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度中的最大值的触摸电极可以彼此不同。
如上所述，根据本公开的实施方式，即使用户以倾斜方式使用笔，也可以准确地感测笔。
另外，根据本公开的实施方式，可以提供具有两个信号传输媒介(例如，尖端和环)的笔，并且通过该笔可以更准确地感测笔倾斜。
另外，根据本公开的实施方式，通过校正由于笔倾斜引起的坐标误差，可以感测准确的笔坐标。
另外，根据本公开的实施方式，通过以时分方式驱动笔的两个信号传输媒介(尖端和环)，可以有效地感测笔。
另外，根据本公开的实施方式，通过同时驱动笔的两个信号传输媒介(尖端和环)，可以快速感测笔。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本公开的上述和其他方面、特征和优点将更加清楚，在附图中：
图1是根据本发明实施方式的触摸系统的示意图；
图2是示出根据本公开实施方式的触摸显示装置中的显示部的图；
图3和图4是示出根据本公开实施方式的触摸显示装置中的两种类型的触摸感测部的图；
图5是示出根据本公开实施方式的触摸显示装置的实现示例的图；
图6是示出表示根据本发明实施方式的触摸显示装置的显示驱动和触摸驱动的时分驱动方法的驱动定时的图。
图7是示出表示根据本公开实施方式的触摸显示装置的显示驱动和触摸驱动的独立驱动方法的驱动定时的图；
图8是示出根据本公开实施方式的触摸显示装置和笔之间的触摸驱动操作的图；
图9是示出根据本公开实施方式的用于触摸显示装置和笔之间的触摸驱动操作的驱动定时的示例的图；
图10是示出根据本公开实施方式的笔的图；
图11是示出根据本公开实施方式的当垂直使用笔时相对于从笔输出的下行信号的各触摸电极的接收信号强度的分布的图；
图12是示出根据本公开实施方式的当以倾斜方式使用笔时相对于从笔输出的下行信号的各触摸电极的接收信号强度的分布的图；
图13是示出根据本公开实施方式的笔的图；
图14是示出根据本公开实施方式的笔中的环结构的图；
图15和图16是示出根据本公开实施方式的笔中的尖端和环之间的距离的图；
图17和图18是示出分别从根据本公开实施方式的笔的尖端和环输出的并且触摸驱动电路接收到的第一下行信号和第二下行信号的图；
图19是示出了当垂直使用笔时，各触摸电极的接收信号强度相对于从根据本公开实施方式的笔输出的第一下行信号和第二下行信号的分布的图；
图20是示出了当以倾斜方式使用笔时，各触摸电极的接收信号强度相对于从根据本公开实施方式的笔输出的第一下行信号和第二下行信号的分布的图；
图21和图22是示出根据本公开实施方式的根据笔倾斜变化的尖端坐标和环坐标的图，以及用于测量尖端坐标和环坐标之间的距离的环境以及测量结果；
图23是示出根据本公开实施方式的笔感测方法的流程图；
图24是示出根据本公开实施方式的笔感测方法中的笔感测操作的流程图；
图25是示出根据本公开实施方式的根据笔感测方法计算笔倾斜和笔坐标的方法示例的图；
图26是示出根据本公开实施方式的笔感测方法的另一流程图；
图27是示出当以时分方式驱动笔的尖端和环时，根据本公开实施方式的触摸显示装置和笔之间的触摸驱动操作的驱动定时的图；
图28是示出当以时分方式驱动尖端和环时，根据本公开实施方式的各个笔的尖端和环的切换结构的示例的图；
图29是示出当同时驱动笔的尖端和环时，根据本公开实施方式的触摸显示装置和笔之间的触摸驱动操作的驱动定时的图；
图30是示出当同时驱动笔的尖端和环时，根据本公开实施方式的各个笔的尖端和环的切换结构的示例的图；
图31是示出根据本公开实施方式的触摸驱动电路的示例的图；以及
图32是示出根据本公开实施方式的触摸驱动电路的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施方式。在用附图标记指代附图中的元件时，相同的附图标记将尽可能表示相同的元件，尽管它们可能在不同的附图中示出。此外，在本公开的以下描述中，当对这里所包含的已知功能和配置的详细描述可能使本公开的主题模糊而不是清楚时，将省略这些详细描述。
另外，当描述本公开的元件时，这里可以使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语。这些术语仅用于将相应元件与其他元件区分开，而相应元件的本质、顺序、次序或相应元件的数量不受这些术语的限制。在描述某个元件“连接到”、“联接到”或“链接到”另一元件时，应该理解，该元件不仅可以直接“连接到”、“联接到”或“链接到”另一元件，而且也通过第三元件“连接到”、“联接到”或“链接到”另一元件，或者第三元件也可以介于所述某个元件和另一元件之间。
图1是示出根据本公开实施方式的触摸系统的示意图。
根据本公开实施方式的触摸系统可以包括触摸显示装置10、与触摸显示装置10协作的笔20等。
根据本公开实施方式的触摸显示装置10不仅可以提供显示图像的图像显示功能，还可以提供手指、笔20等的触摸感测功能。
这里，“笔20”可以包括主动笔(active pen)和被动笔(passive pen)，主动笔具有信号发送/接收功能，与触摸显示装置10进行协同操作，或者具有其自己的电源；被动笔是没有信号传输/接收功能和它自己电源的触摸工具。
这里，触摸工具不仅指手指而且指代替手指能够触摸屏幕的任何对象，并且可以被称为触摸对象或触摸指针。
在以下描述中，手指能够被视为代表诸如被动笔的被动触摸工具，而笔20能够被视为代表诸如主动笔的主动触摸工具。这里，笔20可以被称为触针、触针笔或有源触针笔。
根据本公开实施方式的触摸显示装置10可以是例如电视(TV)、监视器或诸如平板电脑或智能电话的移动装置。
根据本公开实施方式的触摸显示装置10可以包括用于提供图像显示功能的显示部和用于触摸感测的触摸感测部。
在下文中，将参照图2至图4简要描述触摸显示装置10的显示部和触摸感测部的结构。
图2是示出根据本公开实施方式的触摸显示装置10中的显示部的图。
参照图2，根据本公开实施方式的触摸显示装置10的显示部可以包括显示面板110、数据驱动电路120、选通驱动电路130、和显示控制器140等。
在显示面板110上，布置有多条数据线DL和多条选通线GL，并且布置有通过多条数据线DL和多条选通线GL限定(隔开)的多个子像素SP。
数据驱动电路120可以向多条数据线DL提供数据电压以驱动多条数据线DL。
选通驱动电路130可以将扫描信号顺序地提供给多条选通线GL以驱动多条选通线GL。
显示控制器140可以将各种控制信号DCS和GCS提供给数据驱动电路120和选通驱动电路130，以控制数据驱动电路120和选通驱动电路130的操作。
显示控制器140可以根据在各显示帧中实现的定时开始执行扫描，可以根据数据驱动电路120使用的数据信号格式切换从外部输入的输入图像数据，以输出图像数据DATA，以及可以根据扫描来控制在适当时间进行数据驱动。
显示控制器140可以是传统显示技术中使用的定时控制器，或是包括定时控制器以进一步执行其他控制功能的控制装置。
显示控制器140可以实现为与数据驱动电路120分开的部件，或者可以与数据驱动电路120一起实现为集成电路。
同时，数据驱动电路120可以通过包括至少一个源极驱动器集成电路来实现。
各源极驱动器集成电路可以包括移位寄存器、锁存电路、数模转换器(DAC)和输出缓冲器等。在一些情况下，各源极驱动器集成电路还可以包括模数转换器(ADC)。
可以通过包括至少一个栅极驱动器集成电路来实现选通驱动电路130。
各栅极驱动器集成电路可以包括移位寄存器、电平转换器等。
数据驱动电路120可以仅位于显示面板110的一侧(例如，上侧或下侧)。在一些情况下，根据驱动方法、面板设计方法等，数据驱动电路120可以位于显示面板110的两侧(例如，上侧和下侧二者)。
选通驱动电路130可以仅位于显示面板110的一侧(例如，左侧或右侧)。在一些情况下，根据驱动方法、面板设计方法等，选通驱动电路130可以位于显示面板110的两侧(例如，左侧和右侧二者)。
同时，显示面板110可以是各种类型的显示面板，例如液晶显示面板、有机发光显示面板、等离子显示面板等。
图3和图4是示出根据本公开实施方式的触摸显示装置10中的两种类型的触摸感测部的图。
图3是示出根据本公开实施方式的触摸显示装置10中用于基于互电容的触摸感测的触摸感测部的图，而图4是示出根据本公开实施方式的触摸显示装置10中用于基于自电容的触摸感测的触摸感测部的图。
参照图3和图4，触摸显示装置10可以通过基于电容的触摸感测技术通过手指和/或笔20来感测触摸或者触摸位置的存在与否。
为此，如图3和图4所示，触摸显示装置10可以包括上面布置有多个触摸电极TE的触摸面板TSP和用于驱动触摸面板TSP的触摸电路300。
触摸显示装置10可以提供用于通过测量在两个触摸电极Tx_TE和Rx_TE之间形成的电容或电容的变化来感测触摸输入的基于互电容的触摸感测功能。
与此不同，触摸显示装置10可以提供用于通过测量各触摸电极TE形成的电容或电容的变化来感测触摸输入的基于自电容的触摸感测功能。
参照图3，对于基于互电容的触摸感测，施加触摸驱动信号的第一触摸电极线T1至T5(也称为触摸驱动线)和感测触摸信号的第二触摸电极线R1至R6(也称为触摸感测线)可以以交叉方式布置在触摸面板TSP上。
第一触摸电极线T1至T5各自可以是沿水平方向延伸的条型(bar-type)电极，而第二触摸电极线R1至R6各自可以是沿垂直方向延伸的条型电极。
与此不同，如图3所示，第一触摸电极线T1至T5各自可以通过电连接布置在相同行中的第一触摸电极Tx_TE(也称为触摸驱动电极)而形成，而第二触摸电极线R1至R6各自可以通过电连接布置在相同列中的第二触摸电极Rx_TE(也称为触摸感测电极)而形成。
第一触摸电极线T1至T5各自可以通过一条或更多条信号线SL电连接至触摸电路300。第二触摸电极线R1至R6各自可以通过一条或更多条信号线SL电连接至触摸电路300。
参照图4，对于基于自电容的触摸感测，多个触摸电极TE可以布置在触摸面板TSP上。
触摸驱动信号可以施加到多个触摸电极TE中的每一个，并且可以从该触摸电极感测触摸感测信号。
多个触摸电极TE中的每一个可以通过一条或更多条信号线SL电连接到触摸电路300。
下文中，为了便于描述，假设触摸显示装置10提供基于自电容的触摸感测方法，并且触摸面板TSP被设计为如图4所示，用于基于自电容的触摸感测。
图3和图4中所示的一个触摸电极TE的形状仅是示例性的并且可以以各种方式设计。
另外，形成一个触摸电极TE的区域的尺寸可以对应于形成一个子像素SP的区域的尺寸。
另选地，形成一个触摸电极TE的区域的尺寸可以大于形成一个子像素SP的区域的尺寸。在这种情况下，一个触摸电极TE可以与两条或更多条数据线DL以及两条或更多条选通线GL交叠。
例如，形成一个触摸电极TE的区域的尺寸可以对应于几个到几十个子像素区域的尺寸。
同时，触摸面板TSP可以是与显示面板110分开制造并且结合到显示面板110的外部型(也称为附加型)触摸面板，或者可以是嵌入显示面板110中的嵌入型(例如，盒内型、盒上型等)触摸面板。
当触摸面板TSP嵌入显示面板110中时，在制造显示面板110时，触摸电极TE可以和其他与显示驱动相关的电极或信号线一起形成。
图5是示出根据本公开实施方式的触摸显示装置10的实现示例的图。然而，图5是触摸面板TSP嵌入显示面板110中的实现示例。
参照图5，触摸电路300可以包括一个或更多个触摸驱动电路TIC、触摸控制器TCR等，一个或更多个触摸驱动电路TIC用于向触摸面板TSP提供触摸驱动信号并检测(接收)来自触摸面板TSP的触摸感测信号，触摸控制器TCR用于使用触摸驱动电路TIC的触摸感测信号检测结果来检测触摸输入和/或触摸位置的存在与否。
触摸电路300中所包括的一个或更多个触摸驱动电路TIC各自可以实现为一个集成电路(IC)。
同时，触摸电路300中包括的一个或更多个触摸驱动电路TIC可以与实现数据驱动电路120的一个或更多个源极驱动器集成电路(SDIC)一起，与一个或更多个源/读出集成电路(SRIC)一体地实现。
也就是说，触摸显示装置10可以包括一个或更多个SRIC，并且各SRIC可以包括触摸驱动电路TIC和SDIC。
以这种方式，关于用于触摸驱动的触摸驱动电路TIC和用于数据驱动的SDIC的集成实现，当触摸面板TSP是嵌入显示面板110中的内部型触摸面板并且连接到触摸电极TE的信号线SL与数据线DL平行布置时，可以有效地执行触摸驱动和数据驱动。
同时，当触摸面板TSP是嵌入显示面板110中的内部型触摸面板时，能够以各种方式形成各触摸电极TE。
当触摸显示装置10被实现为液晶显示装置等时，在用于显示图像的显示驱动时段期间被施加公共电压的公共电极可以被分成若干块并且用作触摸电极TE。例如，在用于触摸感测的触摸驱动时段期间，可以将触摸驱动信号施加到触摸电极TE，或者可以从触摸电极TE检测触摸感测信号，并且在用于显示图像的显示驱动时段期间可以向触摸电极TE施加公共电压。
在这种情况下，在显示驱动时段期间，触摸电极TE可以在触摸电路300内彼此电连接，并且公共电压可以共同地施加到触摸电极TE。
在触摸驱动时段期间，在触摸电路300内可以选择一些或全部触摸电极TE。这里，触摸驱动信号可以从触摸电路300的触摸驱动电路TIC施加到所选择的一个或更多个触摸电极TE，或者可以通过触摸电路300的触摸驱动电路TIC从所选择的一个或更多个触摸电极TE检测触摸感测信号。
另外，各个触摸电极TE可以具有多个狭缝(也称为孔)，以与多个交叠的子像素内的像素电极形成电场。
同时，当触摸显示装置10实现为有机发光显示装置时，多个触摸电极TE和多条信号线SL可以布置在显示面板110的整个表面上，并且可以位于设置在被施加公共电压的公共电极(例如，阴极电极等)上的封装层上。
这里，设置在显示面板110的整个表面上的公共电极可以是各子像素SP内的有机发光二极管(OLED)的阴极电极，而不是其阳极电极(对应于像素电极)，并且公共电压可以是阴极电压。
在这种情况下，多个触摸电极TE各自可以以没有开口区域(开口)的电极的形式设置。此时，多个触摸电极TE各自可以是子像素SP中用于发光的透明电极。
另选地，多个触摸电极TE各自可以是具有多个开口区域(开口)的网型电极。此时，在多个触摸电极TE中的各个中，各开口区域可以对应于子像素SP的发光区域(例如，阳极电极的一部分所在的区域)。
同时，当在触摸驱动时段(触摸感测时段)期间将面板驱动信号提供至触摸电极TE和信号线SL时，与面板驱动信号相同的信号或与其对应的信号可以甚至施加到可能与触摸感测无关的其他电极和信号线。这里，面板驱动信号可以是从触摸电路300输出以感测手指和/或笔20的触摸输入或者识别笔20的笔信息的触摸驱动信号。
例如，在触摸驱动时段期间，可以将面板驱动信号或与其对应的信号施加到数据线DL中的全部或一些。
作为另一示例，在触摸驱动时段期间，可以将面板驱动信号或与其对应的信号施加到选通线GL中的全部或一些。
作为又一示例，在触摸驱动时段期间，可以将面板驱动信号或与其对应的信号施加到触摸电极TE中的全部或一些。
同时，在本公开的实施方式中，面板驱动信号可以指施加到触摸面板TSP、显示面板110或包括嵌入其中的触摸面板TSP的显示面板110的所有信号。
同时，关于集成电路的实现和布置，例如，在触摸显示装置10中，SRIC可以安装在膜上，膜的一端可以连接到触摸面板TSP，而膜的另一端可以连接到印刷电路板(PCB)，以将触摸驱动电路TIC和SDIC电连接到显示面板110。在这种情况下，SRIC可以被称为膜上芯片(COF)型SRIC。
安装后的触摸控制器TCR可以安装在PCB上，该PCT连接到上面安装有SRIC的薄膜。
同时，SRIC还可以实现为粘结在触摸面板TSP上的玻上芯片(COG)型SRIC。
同时，触摸电路300的一个或更多个触摸驱动电路TIC和触摸控制器TCR可以集成到一个部件中并实现。
图6是示出表示根据本公开实施方式的触摸显示装置10的显示驱动和触摸驱动的时分驱动方法的驱动定时的图。
参照图6，根据本公开实施方式的触摸显示装置10可以以时分方式执行用于显示图像的“显示驱动”和用于感测手指和/或笔20的触摸(手指触摸和/或笔触摸)的“触摸驱动”(手指触摸驱动和/或笔触摸驱动)。
在触摸显示装置10中，交替地分配显示驱动时段D1、D2、……和触摸驱动时段T1、T2、……。
在显示驱动时段D1、D2、…期间可以执行显示驱动以显示图像，而在触摸驱动期间T1、T2、…期间，可以执行触摸驱动(手指触摸驱动和/或笔触摸驱动)以感测手指触摸或笔触摸。
在时分驱动法的情况下，触摸驱动时段T1、T2、…可以是不执行显示驱动的空白时段。
同时，触摸显示装置10可以生成摆动到高电平和低电平的同步信号TSYNC，并且可以使用同步信号TSYNC来识别或控制显示驱动时段D1、D2…和触摸驱动时段T1、T2、…。也就是说，同步信号TSYNC可以是定义触摸驱动时段T1、T2、…的驱动定时控制信号。
例如，同步信号TSYNC的高电平间隔(或低电平间隔)可以表示触摸驱动时段T1、T2、…，而同步信号TSYNC的低电平间隔(或高电平间隔)可以表示显示驱动时段D1、D2、…。
同时，单个显示帧时段可以包括一个显示驱动时段和一个触摸驱动时段。在这种情况下，在显示一个显示帧画面之后，可以执行触摸驱动。
与此不同，单个显示帧时段可以包括两个或更多个显示驱动时段以及两个或更多个触摸驱动时段。
例如，参照图6，单个显示帧时段可以包括16个显示驱动时段D1至D16和16个触摸驱动时段T1至T16。在这种情况下，单个显示帧画面可以按照1/16进行划分以进行显示，并且可以在所划分的显示帧画面之间执行触摸驱动。
图7是示出表示根据本公开实施方式的触摸显示装置10的显示驱动和触摸驱动的独立驱动方法的驱动定时的图。
参照图7，根据本公开实施方式的触摸显示装置10可以独立地执行用于显示图像的“显示驱动”和用于感测手指和/或笔20的触摸(手指触摸和/或笔触摸)的“触摸驱动”(手指触摸驱动和/或笔触式驱动)。
在这种情况下，如图6所示，显示驱动和触摸驱动可以在已经进行时间划分的不同时区(time zone)中执行，或者可以在相同的时区中同时执行。另选地，可以以时分方式执行显示驱动和触摸驱动，然后可以在任意定时同时执行显示驱动和触摸驱动。
当显示驱动和触摸驱动独立执行时，触摸驱动可以与显示驱动无关地执行，相反地，显示驱动可以与触摸驱动无关地执行。
在触摸显示装置10中，交替地分配显示驱动时段D1、D2、…和触摸驱动时段T1、T2…。
例如，当同时执行显示驱动和触摸驱动时，可以执行触摸驱动，使得可以在根据显示驱动显示图像的同时感测手指触摸或笔触摸。
当独立执行显示驱动和触摸驱动时，可以通过正常显示驱动控制信号(例如，垂直同步信号(Vsync)等)来控制显示驱动时段。可以通过同步信号TSYNC来控制触摸驱动时段。
在这种情况下，与分别定义了显示驱动时段D1、D2、…和触摸驱动时段T1、T2…的图6的同步信号TSYNC不同，同步信号TSYNC可以仅定义触摸驱动时段T1、T2、…。
例如，同步信号TSYNC处于高电平(或低电平)的时段可以表示执行触摸驱动的触摸驱动时段T1、T2、…，而同步信号TSYNC处于低电平(或高电平)的时段可以表示不执行触摸驱动的时段。
同时，在同步信号TSYNC中的一个高电平时段(或低电平时段)期间(即，在一个触摸驱动时段期间)，可以在整个屏幕区域中感测手指触摸和/或笔触摸一次。在这种情况下，一个触摸驱动时段可以对应于一个触摸帧时段。
与此不同，在同步信号TSYNC中的两个或更多个高电平时段(或低电平时段)期间(即，在两个或更多个触摸驱动时段期间)，可以在整个屏幕区域中感测手指触摸和/或笔触摸一次。在这种情况下，两个或更多个触摸驱动时段可以对应于一个触摸帧时段。
例如，在同步信号TSYNC中的16个高电平时段(或低电平时段)期间(即，在16个触摸驱动时段期间)，可以在整个屏幕区域中感测手指触摸和/或笔触摸一次。在这种情况下，16个触摸驱动时段可以对应于一个触摸帧时段。
同时，在各触摸驱动时段T1、T2、…中，可以执行用于感测手指触摸的手指触摸驱动或用于感测笔触摸的笔触摸驱动。
另外，触摸面板TSP可以嵌入在显示面板110中或者可以存在于显示面板110外部。在下文中，为了便于描述，将描述触摸面板TSP嵌入显示面板110中的情况，作为示例，而触摸面板TSP也简称为面板TSP。
图8是示出根据本公开实施方式的触摸显示装置10和笔20之间的触摸驱动操作的图。
在用于感测笔触摸的笔触摸驱动时，触摸显示装置10的触摸电路300可以经由触摸面板TSP向笔20发送信号以及从笔20接收信号。
从触摸电路300提供给触摸面板TSP并通过触摸面板TSP传输到笔20的信号称为上行信号，而从笔20输出到触摸面板TSP并通过触摸面板TSP传输到触摸电路300的信号称为下行信号。
用于触摸显示装置10和用于笔触摸驱动和笔触摸感测的笔20之间的信号发送和接收的方法和定时、要发送和接收的信号的格式等可以通过协议预先定义。这样的协议可以通过程序或与程序执行有关并且存储在触摸电路300和笔20中的代码或数据来实现，或者可以由触摸电路300和笔20执行。
对于用于感测笔触摸的笔触摸驱动，触摸显示装置10可以定义触摸显示装置10和笔20之间的协同操作，可以控制笔20的驱动操作，或者可以提供包括笔20的驱动操作所需的各种信息的上行信号。
更具体而言，触摸显示装置10的触摸电路300将上行信号提供给触摸面板TSP中所包括的多个触摸电极TE中的一个或更多个触摸电极TE。因此，与触摸面板TSP相邻的笔20可以通过触摸面板TSP中所包括的多个触摸电极TE中的一个或更多个触摸电极TE来接收上行信号。
响应于从触摸显示装置10发送的上行信号,笔20可以输出下行信号，该下行信号使得触摸电路300感测笔20的笔坐标(称为位置)和/或笔倾斜(简称为倾斜)。
另选地，响应于从触摸显示装置10发送的上行信号，笔20可以输出指示各种附加信息等的下行信号。
以这种方式，从笔20输出的下行信号可以施加到触摸面板TSP中所包括的多个触摸电极TE中的一个或更多个触摸电极TE。
触摸显示装置10的触摸电路300可以经由一个或更多个触摸电极TE接收从笔20输出的下行信号，并且可以基于接收的下行信号感测笔20的笔坐标和/或笔倾斜或者识别关于笔20各种类型的附加信息笔20。
上述上行信号可以包括例如信标或查验(ping)信号。
信标是定义了触摸显示装置10和笔20之间的协同操作，控制笔20的驱动操作，或者包括笔20的驱动操作所需的各种信息的控制信号。
例如，信标可以包括面板信息(例如，面板状态信息、面板标识信息、诸如盒内型的面板类型信息等)、面板驱动模式信息(例如，诸如笔搜索模式或笔模式的模式识别信息)、下行信号的特征信息(例如，频率、脉冲数量等)、驱动定时相关信息、多路复用器驱动信息、功率模式信息(例如，关于该面板和笔不被执行以降低功耗的LHB信息等)，并且还可以包括用于驱动触摸面板TSP和笔20之间的同步的信息。
查验(ping)信号可以是用于同步下行信号的同步控制信号。
下行信号中可以包括的附加信息可以包括例如以下中的一个或更多个：笔压、笔ID、按钮信息、电池信息、用于信息错误检查和校正的信息等。
图9是示出根据本公开实施方式的触摸显示装置10和笔20之间的触摸驱动操作的驱动定时的示例的图。然而，假设有规律地重复16个触摸驱动时段T1至T16。在这种情况下，16个触摸驱动时段T1到T16可以被称为一个触摸帧时段，并且可以在一个触摸帧时段期间感测手指触摸和笔触摸二者。
图9示出了根据协议的预定定时，从笔20输出的下行信号和触摸电路300提供给触摸面板TSP的各种信号(包括上行信号)。
参照图9，在对应于16个触摸驱动时段T1至T16的一个触摸帧时段期间，作为上行信号中的一个的信标可以从触摸面板TSP发送到笔20一次或多次，并且信标发送时段可以是16个触摸驱动时段T1至T16中按照协议预定的一个或两个或更多个触摸驱动时段(图9示例中为T1)。
同时，可以每一个触摸帧时段周期性地发送信标，可以每两个或更多个触摸帧时段周期性地发送信标，或者可以根据预定事件等在任意触摸帧时段中发送信标。
当信标从触摸面板TSP发送到笔20时，响应于信标，笔20可以在根据预定协议确定的触摸驱动时段(图9示例中的T2、T3、T5、T6、T7、T9、T13、T14和T15)中输出下行信号。
从笔20输出的下行信号可以是允许触摸显示装置10感测笔20的笔坐标(位置)和笔倾斜的下行信号。
例如，从笔20输出的一个下行信号可以是允许触摸显示装置10感测笔20的笔坐标和笔倾斜中的一个的下行信号，或者可以是允许触摸显示装置10感测笔20的笔坐标和笔倾斜二者的下行信号。
另外，从笔20输出的下行信号可以是表示包括笔20的各种附加信息的数据的下行信号。这里，数据包括笔20的各种附加信息、而各种类型的附加信息可以包括例如笔压、笔ID、按钮信息、电池信息、用于信息错误检查和校正的信息等。
从笔20输出的下行信号可以被应用于触摸面板TSP中所包括的多个触摸电极TE中的一个或更多个。
同时，参照图9，一个触摸帧时段中所包括的的16个触摸驱动时段T1至T16可以包括用于感测笔坐标和笔倾斜中的一个或更多个的一个或更多个触摸驱动时段(例如，T2、T5、T9和T13)。
根据这样的触摸驱动时段(例如，T2、T5、T9和T13)，笔20可以输出与感测笔坐标和笔倾斜中的一个或更多个相关的下行信号。
在这种情况下，下行信号可以是由在高电平和低电平之间周期性摆动的脉冲组成的信号。
另外，参照图9，一个触摸帧时段中所包括的16个触摸驱动时段T1至T16可以包括能够感测数据的一个或更多个触摸驱动时段(例如，T3、T6、T7、T14和T15)。
笔20可以根据触摸驱动时段(例如，T3、T6、T7、T14和T15)输出与数据感测有关的下行信号。
在这种情况下，下行信号可以是由表示相应数据中所包括的附加信息的非周期性脉冲组成的信号。
如上所述，当根据协议中定义的触摸驱动时段从笔20输出下行信号时，触摸电路300可以通过触摸面板TSP接收下行信号，并且可以基于所接收的下行信号执行笔感测处理。
这里，笔感测处理可以包括以下处理中的一个或更多个：感测笔坐标的处理、感测笔倾斜的处理、以及识别数据中所包括的笔附加信息的处理。
同时，一个触摸帧时段中所包括的16个触摸驱动时段T1到T16可以包括用于感测手指触摸的一个或更多个触摸驱动时段(例如，T4、T6、T10、T11、T12和T16)。
在一个或更多个触摸驱动时段(例如，T4、T6、T10、T11、T12和T16)期间，触摸电路300可以向触摸面板TSP中所包括的多个触摸电极TE中的触摸电极TE中的全部或一些提供用于感测手指触摸的触摸驱动信号TDS。
触摸驱动信号TDS可以是在高电平和低电平之间摆动的信号。也就是说，触摸驱动信号TDS可以是电压电平可变的调制信号。
同时，用于感测笔触摸的触摸驱动时段(例如，T1、T2、T3、T5、T6、T7、T9、T13、T14和T15)中，除了与信标发送时段对应的触摸驱动时段(例如，T1)之外的其余触摸驱动时段(例如，T2、T3、T5、T6、T7、T9、T13、T14和T15)期间，触摸电路300可以向触摸面板TSP提供具有恒定电压电平的DC电压。
这里，DC电压可以是低电平电压，例如触摸驱动信号TDS或信标，可以是高电平电压，可以是低电平电压和高电平电压之间的任意电压，或者可以是地电压。
在图9中，在用于感测笔触摸的触摸驱动时段(例如，T1、T2、T3、T5、T6、T7、T9、T13、T14、T15)期间执行的触摸驱动被称为笔触摸驱动(PTD)。在用于感测手指触摸的触摸驱动时段(例如，T4、T6、T10、T11、T12和T16)期间执行的触摸驱动被称为手指触摸驱动(FTD)。
图10是示出根据本公开实施方式的笔20的图。
参照图10，根据本公开实施方式的笔20可以包括：壳体1010，其被配置为对应于外壳；尖端1020，其被配置为突出到壳体1010外部；以及笔驱动电路1030，其被配置为设置在壳体1010内部，以通过一条或更多条信号线1060电连接到尖端1020，并通过尖端1020输出下行信号。
另外，参照图10，根据本公开实施方式的笔20还可包括：电池1040，其被配置为供电；以及各种外围器件1050，诸如按钮、通信模块、显示器等。
同时，笔驱动电路1030可以通过布置在触摸面板TSP上的一个或更多个触摸电极TE接收上行信号(例如，信标、查验信号等)。
笔驱动电路1030还可以包括：接收单元，其用于通过尖端1010接收上行信号；发送单元，其用于通过尖端1010发送下行信号；以及控制器，其用于控制笔驱动操作，并且还可包括用于测量笔压力的压力部等。
同时，壳体1010可以电气地用作接地。
图11是示出根据本公开实施方式的当垂直使用笔20时相对于从笔20输出的下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度的分布的图。图12是示出根据本公开实施方式的当以倾斜方式使用笔20时相对于从笔20输出的下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度的分布的图。
参照图11和图12，从笔20输出的下行信号可以仅应用于触摸面板TSP所包括的多个触摸电极TE中与笔20所位于的点对应的一个触摸电极TE，但是通常可以应用对应于笔20所位于的点的触摸电极TE和位于其附近的两个或更多个触摸电极TE。
施加到两个或更多个触摸电极TE的下行信号的信号强度可以彼此不同。
也就是说，施加到离笔20所位于的点越近的触摸电极TE的下行信号的信号强度可以越大，而施加到离笔20所位于的点越远的触摸电极TE的下行信号的信号强度可以越小。
因此，触摸电路300通过两个或更多个触摸电极TE中各个所接收到的下行信号的接收信号强度可以彼此不同。
关于触摸电路300通过两个或更多个触摸电极TE中各个已经接收到的下行信号的接收信号强度，对于各触摸电极，可以示出分布DSSD_TIP，其中通过离笔20所位于的点最近的触摸电极TE接收的下行信号的接收信号强度可以是最高(最大值)，而通过位于离笔20所位于的点远的触摸电极TE接收的下行信号的接收信号强度减小，如图11所示。
这样的分布DSSD_TIP表示当触摸电路300经由两个或更多个触摸电极TE中各个接收通过笔20的尖端1020输出的下行信号时针对各触摸电极所接收的下行信号的接收信号强度。在下文中，分布DSSD_TIP可以被称为与尖端相关的接收信号强度分布DSSD_TIP。
图11和图12中的与尖端相关的接收信号强度分布DSSD_TIP的图形示出了针对各位置(针对各触摸电极)所接收的下行信号的接收信号强度。
触摸电路300可以基于与尖端相关的接收信号强度分布DSSD_TIP来感测笔坐标Ps。
感测到的笔坐标Ps可以对应于与尖端相关的接收信号强度分布DSSD_TIP中接收信号强度是最大值的位置(触摸电极)。
同时，如图11所示，当用户垂直使用笔20时，笔20的中心轴可以与触摸面板TSP表面的法线N(垂直线)平行(或相同)或者与其基本平行(相同)。
在这种情况下，从与尖端相关的接收信号强度分布DSSD_TIP感测的笔坐标Ps可以与笔20实际接触或接近触摸面板TSP的表面的实际位置P基本相同(P＝Ps)。
但是，如图12所示，当用户以倾斜方式使用笔20时，笔20的中心轴可以与触摸面板TSP表面的法线N(垂直线)具有预定角度θ。
当用户越重地倾斜笔20时，笔20的中心轴与触摸面板TSP表面的法线N(垂直线)之间的角度θ可以变得越大。该角度θ可以被称为笔倾斜。在一些情况下，笔倾斜可以被定义为(90度-θ)。
如图12所示，当用户以倾斜方式使用笔20时，从与尖端相关的接收信号强度分布DSSD_TIP感测的笔坐标Ps可以与笔20实际接触或接近触摸面板TSP表面的实际位置P不同(P≠Ps)。
在这种情况下，当感测到的笔坐标Ps和实际位置P彼此不同时，在笔触摸感测时发生错误。
因此，触摸输入处理(例如，图标点击(选择)处理、手写处理、绘图处理等)可以在与用户用笔20实际触摸触摸面板TSP表面的点P不同的点处执行。在这种情况下，触摸显示装置10可能误动作，例如未能执行与笔触摸输入相关的操作或执行无关操作，并且可能在与用户使用笔20触摸(写入)的点不同的点处执行触摸相关显示。这种现象根据用户是惯用右手还是惯用左手可能变得更糟。这种现象称为“由笔倾斜引起的笔感测错误现象”。
在下文中，将描述能够防止“由笔倾斜引起的笔感测错误现象”的触摸系统、该触摸系统中所包括的触摸显示装置10和笔20、触摸驱动电路TIC和笔感测方法。
图13和图14是示出根据本公开实施方式的笔20的其他图。
参照图13和图14，根据本公开实施方式的笔20可以包括：壳体1010，其被配置为对应于外壳；尖端1020，其被配置为突出到壳体1010的外部；以及笔驱动电路1030，其被配置为设置在壳体1010内并通过尖端1020输出下行信号，并且还可以包括配置为供电的电池1040和各种外围器件1050，例如按钮、通信模块、显示器等。同时，壳体1010可以电气地用作接地。
参照图13和图14，不同于图10的结构，根据本公开实施方式的笔20还可以包括环1300，其被配置为设置在壳体1010内部并且具有绕(enclose)壳体1010的内侧表面的形状。
由于环1300没有突出到壳体1010的外部，因此环1300不与触摸面板TSP接触，但是可以与尖端1020类似地起作用。
由于尖端1020用作发送下行信号的媒介(或发送天线)，因此环1300还可以用作发送下行信号的媒介(或发送天线)。
因此，笔驱动电路1030可以设置在壳体1010内部，可以电连接到尖端1020和环1300中的一个或更多个，并且可以通过尖端1020和环1300中的一个或更多个输出下行信号。
笔驱动电路1030可以经由开关SW电连接到尖端1020和环1300中的一个或更多个。
尖端1020和开关SW可以通过尖端布线1320彼此连接，并且环1300和开关SW可以通过环形布线1330彼此连接。笔驱动电路1030和开关SW可以通过电路布线1340彼此连接。
开关SW可以选择尖端1020和环1300中的一个或更多个，并且可以将所选择的一个或更多个连接到笔驱动电路1030。
同时，尖端1020和环1300是导体并且彼此电隔离。因此，在尖端1020和环1300之间存在由塑料等制成的绝缘材料1310。
同时，由于尖端1020用作接收上行信号的媒介(或接收天线)，因此环1300也可以用作接收上行信号的媒介(或接收天线)。
环1300可以具有线圈形状，如图14所示。
同时，从尖端1020和环1300可以输出具有相同信号强度的下行信号，并且可以从环1300输出下行信号。
然而，从尖端1020输出的下行信号和从环1300输出的下行信号可以在尖端1020的位置处具有不同的信号强度。
例如，当在尖端1020的位置处测量时，从环1300输出的下行信号的信号强度可以被从环1300到尖端1020的间隙L衰减。
因此，当在尖端1020的位置处测量时，从环1300输出的下行信号的信号强度可以小于从尖端1020输出的下行信号的信号强度。
同时，从尖端1020输出的下行信号和从环1300输出的下行信号可以具有相位差。
例如，在从环1300输出的下行信号和从尖端1020输出的下行信号之间可以存在180度的相位差。
如上所述，当笔20包括作为两个信号传输媒介的尖端1020和环1300，并且从尖端1020和环1300分别输出的下行信号具有相位差或者它们被触摸面板TSP接收时，可以呈现不同的接收信号强度，因此触摸显示装置10可以更准确地感测笔20。
图15和图16是示出根据本公开实施方式的笔20中尖端1020和环1300之间的间隙L的图。
参照图15和图16，环1300可以定位成靠近或远离尖端1020的端部。
如图15所示，当环1300位于离尖端1020的端部近的位置时，尖端1020和环1300之间的间隙L缩短。
因此，从环1300输出的下行信号可以以衰减较小的状态施加到触摸面板TSP，并且可以被触摸电路300接收。
如图16所示，当环1300位于离尖端1020的端部越远的位置时，尖端1020和环1300之间的间隙L变得越长。
因此，从环1300输出的下行信号可以以衰减更多的状态施加到触摸面板TSP。因此，触摸电路300所接收的下行信号的接收信号强度可以小于图15的情况。
同时，在以下描述中，为了区分从尖端1020输出的下行信号与从环1300输出的下行信号，将从尖端1020输出的下行信号称为第一下行信号，而将从环1300输出的下行信号称为第二下行信号。
图17和图18是示出从根据本公开实施方式的笔20的尖端1020和环1300分别输出的并且触摸驱动电路TIC所接收到的第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2的图。
触摸驱动电路TIC可以同时接收第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2，或者可以在不同的时区接收它们。
参照图17和图18，触摸驱动电路TIC所接收到的第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2可以是电压电平可变的调制信号。
因此，触摸驱动电路TIC可以使用第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2准确地感测笔坐标和笔倾斜。
参照图17和图18，触摸驱动电路TIC所接收到的第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2可以具有不同的幅度ΔV1和ΔV2。
更具体而言，触摸驱动电路TIC所接收到的第一下行信号Rx1的幅度ΔV1可以大于触摸驱动电路TIC所接收到的第二下行信号Rx2的幅度ΔV2。
这是因为由于环1300比尖端1020位于笔更内部的位置的结构使得环1300比尖端1020位于离触摸面板TSP更远的位置，因此从环1300输出的下行信号衰减得更多并且被触摸驱动电路TIC接收。
触摸驱动电路TIC所接收到的第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2之间的幅度差ΔV1-ΔV2可以与环1300和尖端1020之间的间隙L成比例。
如图17所示，触摸驱动电路TIC所接收到的第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2之间可以仅具有幅度差ΔV1-ΔV2，并且它们之间可以不具有相位差。
参照图17，触摸驱动电路TIC所接收到的第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2仅具有幅度差ΔV1-ΔV2而没有相位差的情况，可以对应于笔20的尖端1020和环1300以时分方式驱动的情况。
如图18所示，触摸驱动电路TIC所接收到的第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2之间可以具有相位差。
例如，触摸驱动电路TIC所接收到的第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2可以具有180度的相位差。
如图18所示，在触摸驱动电路TIC所接收到的第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2之间具有相位差的情况下，可以将第一下行信号Rx1和第二下行信号Rx2彼此容易地区分开。因此，这种情况可以对应于笔20的尖端1020和环1300被同时驱动的情况。
图19和图20是示出在根据本公开实施方式的笔20垂直使用或以倾斜方式使用的情况下，从笔20的尖端1020输出的针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度分布(尖端DSSD_TIP)和从笔20的环1300输出的针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度分布(环DSSD_RING)的图。
根据本公开实施方式的触摸系统可以包括触摸显示装置10和笔20。
触摸显示装置10可以包括：触摸面板TSP，其被配置为包括多个触摸电极TE；以及触摸电路300，其被配置为向多个触摸电极TE中的全部或一些提供上行信号并且通过触摸电极TE中的全部或一些接收下行信号。
笔20可以接收上行信号并且可以输出下行信号。
触摸电路300可以通过多个触摸电极TE中的全部或一些接收从笔20输出的第一下行信号和第二下行信号。
这里，第一下行信号可以是从尖端1020输出的下行信号，而第二下行信号可以是从环1300输出的下行信号。
触摸电路300可以在不同时区或同时接收第一下行信号和第二下行信号。
同时，由于尖端1020和环1300之间的间隙L，到达触摸面板TSP的第一下行信号和第二下行信号可以具有轻微幅度差ΔV1-ΔV2。
触摸电路300可以基于针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度和针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度来感测笔20。
如图19所示，当笔20垂直使用时，对应于针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度的最大值(最大接收信号强度)的触摸电极TE和对应于针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度的最大值(最大接收信号强度)的触摸电极TE可以是相同触摸电极TE或位于彼此非常近的位置的触摸电极TE。
如图20所示，当笔20相对于触摸面板TSP表面倾斜预定角度或以上时，对应于针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度的最大值(最大接收信号强度)的触摸电极TE和对应于针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度的最大值(最大接收信号强度)的触摸电极TE可以彼此不同。
同时，触摸驱动电路TIC从触摸面板TSP中所包括的多个触摸电极TE中的一个或两个或更多个触摸电极TE同时接收第一下行信号。触摸驱动电路TIC从触摸面板TSP中所包括的多个触摸电极TE中的一个或两个或更多个触摸电极TE同时接收第二下行信号。触摸驱动电路TIC从触摸面板TSP中所包括的多个触摸电极TE中的一个或两个或更多个触摸电极TE同时接收第一下行信号和第二下行信号。
触摸驱动电路TIC生成并输出包括一个或两个或更多个触摸电极TE所接收的第一下行信号的信号值的第一感测数据。触摸控制器TCR可以基于第一感测数据检测针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度分布DSSD_TIP，并且可以根据检测到的接收信号强度分布DSSD_TIP来计算尖端坐标Pt。
这里，尖端坐标Pt可以对应于具有针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度分布DSSD_TIP中的最大值的触摸电极的位置。
触摸驱动电路TIC生成并输出包括一个或两个或更多个触摸电极TE接收的第二下行信号的信号值的第二感测数据。触摸控制器TCR可以基于第二感测数据检测针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度分布DSSD_RING，并且可以根据检测到的接收信号强度分布DSSD_RING来计算环坐标Pr。
这里，环坐标Pr可以对应于具有针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度分布DSSD_RING中的最大值的触摸电极的位置。
如图19所示，当用户垂直使用笔20时，对应于针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度分布DSSD_TIP中的最大值的位置和对应于针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度分布DSSD_RING中的最大值的位置可以是相同的或者可以彼此非常靠近。因此，当用户垂直使用笔20时，尖端坐标Pt和环坐标Pr相同或基本相同。
如图20所示，当用户以倾斜方式使用笔20时，对应于针对第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度分布DSSD_TIP中的最大值的位置和对应于针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度分布DSSD_RING中的最大值的位置可以彼此不同。因此，当用户以倾斜方式使用笔20时，尖端坐标Pt和环坐标Pr可以彼此不同。
如上所述，根据从笔20的尖端1020输出的第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度和从笔20的环1300输出的针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度，可以准确地识别笔倾斜状况，并且可以基于识别的笔倾斜状况更准确地感测笔20。
图21和图22是示出根据本公开实施方式的根据笔倾斜θ的变化的尖端坐标Pt和环坐标Pr的图，以及用于测量尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的距离D的环境和测量结果。
如图21所示，当在与触摸面板TSP的法线N和笔20形成的角度相对应的笔倾斜θ增加的同时测量尖端坐标Pt和环坐标P以及测量尖端坐标Pt与环坐标Pr之间的距离D时，可以获得与图22的图相同的结果。
图22中的曲线图是示出根据笔倾斜θ的变化的y长度(mm)的变化的曲线图。这里，当触摸面板TSP的表面称为XY平面时，y长度是在Y轴方向上的y值的变化量并且可以表示尖端坐标Pt、环坐标Pr和距离D的变化。
参照图22，表示尖端坐标Pt的变化量的y长度值可以随着笔倾斜θ的增加而增加。尖端坐标Pt的变化对应于笔坐标的感测误差。
同时，参照图22，表示环坐标Pr的变化量的y长度值也随着笔倾斜θ的增加而增加。结果，表示环坐标Pr和尖端坐标Pt之间的距离D的变化量的y长度值也可以增加。
然而，环坐标Pr的变化速度快于尖端坐标Pt的变化速度以及笔倾斜θ的增加。
参照图22，当笔20进一步向触摸面板TSP表面倾斜时，即，当笔倾斜θ增加时，尖端坐标Pt和环坐标Pr二者可以具有比笔20的实际笔位置更大的误差。
环坐标Pr和实际笔位置之间的误差可以大于尖端坐标Pt和实际笔位置之间的误差。这可以是由于环1300和尖端1020之间的间隙L而导致的。
参照图22，触摸电路300测量尖端坐标Pt和环坐标Pr，并根据测得的尖端坐标Pt和环坐标Pr计算尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的距离D。
考虑到尖端坐标Pt和实际笔位置之间的误差随着计算出的距离D的增加而增加，触摸电路300可以根据计算出的距离D校正尖端坐标Pt，以最终确定笔坐标。
尖端坐标Pt的校正量可以与计算出的距离D成比例。
触摸电路300可以根据测得的尖端坐标Pt和环坐标Pr计算笔倾斜θ，可以考虑计算出的笔倾斜θ来确定尖端坐标Pt的校正方向，并且可以进一步考虑确定出的校正来校正尖端坐标Pt。
图23是示出根据本公开实施方式的笔感测方法的流程图，而图24是示出根据本公开实施方式的笔感测方法中的笔感测操作S2330的流程图。
参照图23，根据本公开实施方式的笔感测方法可以包括：操作S2310，由触摸电路300向触摸面板TSP中所包括的多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE提供上行信号；操作2320，由触摸电路300通过多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE接收从笔20输出的第一下行信号和第二下行信号；以及操作S2330，由触摸电路300基于针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度和针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度，感测笔20的笔坐标和/或笔倾斜。
接收针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度中的最大值的触摸电极TE和接收针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度中的最大值的触摸电极TE可以彼此不同。
使用上述笔感测方法，触摸电路300可以根据从笔20的尖端1020输出的针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度和从笔20的环1300输出的针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度，来准确地识别笔倾斜状况，从而更准确地感测笔20。
同时，在操作S2330中，触摸电路300可以基于针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度和针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度，来感测笔20的笔坐标。
另外，在操作2330中，触摸电路300可以基于针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度和针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度，来感测笔20的笔倾斜θ。
将参照图24更详细地描述在上述操作S2330中感测笔坐标的方法。
参照图24，操作S2330可以包括：操作S2410，由触摸电路300根据针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度，确定笔20中所包括的尖端1020的尖端坐标Pt，并且由触摸电路300根据针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度，确定笔20中所包括的环1300的环坐标Pr；操作S2420，由触摸电路300计算尖端坐标Pt与环坐标Pr之间的距离D；以及操作S2430，由触摸电路300通过基于尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的距离D校正尖端坐标Pt或环坐标Pr，来最终确定笔20的笔坐标。
如上所述，触摸电路300可以通过接收从笔20的尖端1020和环1300输出的第一下行信号和第二下行信号，来获得尖端坐标Pt和环坐标Pr，并且通过利用尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的距离D的坐标校正，可以消除由于笔倾斜θ引起的误差分量，从而更准确地感测笔坐标。
图25是示出根据本公开实施方式的根据笔感测方法计算笔倾斜θ和笔坐标的方法示例的图。
参照图25，触摸面板TSP的表面是由X轴和Y轴组成的XY平面，Z轴对应于XY平面的法线N。假设笔20的尖端1020接触原点(0,0,0)并且笔20倾斜角度θ。
参照图25，(Ax，Ay)是尖端坐标Pt，而(Bx，By)是环坐标Pr。根据尖端坐标Pt和环坐标Pr，计算对应于尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的X轴坐标值差的Sx和对应于尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的Y轴坐标值差的Sy。这里，Sx和Sy可以受触摸面板TSP上以矩阵形式布置的触摸电极TE的总数、一个触摸电极TE的尺寸、面板分辨率等的影响。
尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的差D可以由以下的式1表示。在以下的式1中，Sx代表尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的X轴坐标值差，而Sy代表尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的Y轴坐标值差。
[式1]
当笔20倾斜时，笔倾斜θ可以被定义为笔20和Z轴形成的角度，Z轴是触摸面板TSP表面(XY平面)的法线N。
可以根据arcsin(D/L)计算笔倾斜θ，如以下的式2所示。这里，D是尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的差，而L是尖端1020和环1300之间的间隙。
[式2]
与触摸面板TSP表面(XY平面)的法线N和笔20形成的角度相对应的笔倾斜θ的X轴分量θx和Y轴分量θy可以由以下式3计算：
[式3]
H＝L×cos(θ)
在式3中，当尖端1020与触摸面板TSP的表面(XY平面)接触时，H可以对应于环1300和尖端1020之间的高度差。L是尖端1020和环1300之间的距离。
通过笔20垂直降落到触摸面板TSP的表面(XY平面)的正交投影与X轴形成的方位角可以由以下式4表示。在式3中，Sx是尖端坐标Pt与环坐标Pr之间的X轴坐标值差，而Sy是尖端坐标Pt与环坐标Pr之间的Y轴坐标值差。
[式4]
例如，笔坐标可以包括：与触摸面板TSP的表面(XY平面)的法线N和笔20形成的角度对应的笔倾斜θ以及通过笔20垂直降落到触摸面板TSP的表面(XY平面)的正交投影与X轴形成的方位角也就是说，笔坐标可以是(θ，)。
作为另一示例，笔坐标可包括对应于触摸面板TSP表面(XY平面)的法线N和笔20形成的角度的笔倾斜θ的X轴分量θx和Y轴分量θy。即，笔坐标可以是(θx，θy)。
考虑到笔20或触摸显示装置10的坐标系，可以使用笔坐标的两个表示(θ，)和(θx，θy)中的一个。
下面将使用上述笔坐标计算方法来描述图23的操作S2330。
触摸电路300可以根据针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度，来确定笔20中所包括的尖端1020的尖端坐标Pt，以及可以根据针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度，来确定笔20中所包括的环1300的环坐标Pr。
触摸电路300可以使用式1计算尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的距离D。
使用式2，触摸电路300可以基于尖端坐标Pt与环坐标Pr之间的距离D、以及尖端1020与环1300之间的距离L、以及尖端1020与环1300之间的间隙L，来计算笔倾斜θ。
触摸电路300可以基于笔倾斜θ、尖端坐标Pt和环坐标Pr来确定笔坐标。
例如，笔坐标可以包括与触摸面板TSP表面(XY平面)的法线N和笔20形成的角度相对应的笔倾斜θ，以及通过笔20垂直降落到触摸面板TSP的表面(XY平面)的正交投影与X轴形成的方位角也就是说，笔坐标可以是(θ，)。
作为另一示例，笔坐标可包括与触摸面板TSP表面(XY平面)的法线N和笔20形成的角度相对应的笔倾斜θ的X轴分量θx和Y轴分量θy。即，笔坐标可以是(θx，θy)。
如上所述，触摸电路300可以精确地计算笔倾斜θ，并且可以获得由于计算出的笔倾斜θ所引起的误差分量被消除的精确笔坐标。
图26是示出根据本公开实施方式的笔20感测方法的另一流程图。
在操作2610中，触摸驱动电路TIC可以生成包括针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度的第一感测数据，以及包括针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度的第二感测数据，以及可以将生成的数据发送到触摸控制器TCR。
在操作S2620中，触摸控制器TCR可以使用第一感测数据来计算尖端坐标Pt，并且可以使用第二感测数据来计算环坐标Pr。
在操作S2620中，触摸控制器TCR可以使用第一感测数据根据针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度来确定笔20中所包括的尖端1020的尖端坐标Pt，并且可以使用第二感测数据根据针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度确定笔20中所包括的环1300的环坐标Pr。
在操作S2630中，触摸控制器TCR可以基于尖端坐标Pt和环坐标Pr，来计算尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的距离D。
在操作2640中，触摸控制器TCR可以基于尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的距离D，来计算笔20的笔倾斜θ。
触摸控制器TCR可以在操作S2650中校正诸如信号延迟的抖动，并且可以在操作S2660中最终确定笔倾斜θ。
在操作S2670中，触摸控制器TCR可以基于尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的距离D，来计算笔坐标偏移的恒定校正值，并且可以基于笔倾斜θ来计算笔坐标偏移的方向校正值，从而校正笔坐标偏移。
这里，笔坐标偏移可以是补偿实际笔位置和感测笔位置(尖端坐标Pt)之间的误差的信息。笔坐标偏移的恒定校正值可以对应于实际笔位置和感测笔位置(尖端坐标Pt)之间的距离。笔坐标偏移的方向校正值可以对应于从感测到的笔位置(尖端坐标Pt)到实际笔位置的方向。
在操作S2680中，触摸控制器TCR可以基于尖端坐标Pt或环坐标Pr、笔坐标偏移的恒定校正值和方向校正值，来最终确定笔坐标。
例如，触摸控制器TCR可以通过沿与尖端坐标Pt中的方向校正值对应的方向将笔坐标移动恒定校正值，来最终确定笔坐标。
使用上述笔感测方法，可以根据笔20的倾斜度通过坐标校正获得更准确的笔坐标。
图27是示出当笔20的尖端1020和环1300以时分方式驱动时根据本公开实施方式的触摸显示装置10和笔20之间的触摸驱动操作的驱动定时的图，而图28是示出当尖端1020和环1300以时分方式驱动时根据本公开实施方式的笔20的尖端1020和环1300各个的切换结构示例的图。
笔驱动电路1030可以以时分方式驱动尖端1020和环1300。
笔驱动电路1030可以在尖端驱动时段期间通过尖端1020输出下行信号，然后可以在环驱动时段期间通过环1300输出下行信号。
根据图27的示例，尖端驱动时段可以是用于感测笔坐标的触摸驱动时段T2、T9或T13，并且此时可以计算尖端坐标Pt。环驱动时段可以是用于感测笔倾斜的触摸驱动时段T5，并且此时可以计算环坐标Pr。
触摸电路300可以在尖端驱动时段T2、T9和T13期间基于从尖端1020输出的第一下行信号，来获得尖端坐标Pt。
触摸电路300可以在环驱动时段T5期间基于从环1300输出的第二下行信号来获得环坐标Pr。
触摸电路300可以在环驱动时段T5期间使用尖端坐标Pt和环坐标Pr，来计算尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的差D，并且可以计算笔倾斜。
另外，触摸电路300可以在笔坐标感测时段T9和T13中使用尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的差D，来执行笔坐标校正。
如上所述，当笔20中的尖端1020和环1300以时分方式被驱动时，第一下行信号和第二下行信号可以在不同的时段从笔20输出。也就是说，第一下行信号可以在对应于尖端驱动时段的触摸驱动时段T2、T9和T13期间从尖端1020输出，而第二下行信号可以在对应于环驱动时段的触摸驱动时段T5期间从环1300输出。
当笔20以时分方式驱动尖端1020和环1300时，由于触摸电路300在不同的时区接收第一下行信号和第二下行信号，因此第一下行信号和第二下行信号不是必须彼此区分开。因此，笔20的笔驱动电路1030可以在不同时区向尖端1020和环1300提供相同的下行信号。也就是说，笔驱动电路1030不需要单独生成要通过尖端1020输出的第一下行信号和要通过环1300输出的第二下行信号。
以这种方式，笔20可以包括第一开关电路2800，以控制尖端1020和环1300的驱动定时，并控制下行信号向尖端1020和环1300的传输。
参照图28，第一开关电路2800可以在对应于尖端驱动时段的第一定时T2、T9和T13将尖端1020电连接到笔驱动电路1030，并且可以与第一定时T2、T9和T13不同并且对应于环驱动时段的第二定时T5将环1300电连接到笔驱动电路1030。
使用上述第一开关电路2800，可以以时分方式有效地驱动笔20的尖端1020和环1300。
图29是示出当笔20的尖端1020和环1300被同时驱动时根据本公开实施方式的触摸显示装置10和笔20之间的触摸驱动操作的驱动定时的图，而图30是示出当笔20的尖端1020和环1030被同时驱动时根据本公开实施方式的笔20的尖端1020和环1030各个的切换结构示例的图。
笔驱动电路1030可以同时驱动尖端1020和环1300。
笔驱动电路1030可以在对应于尖端和信号驱动时段的触摸驱动时段T2、T5、T9和T13期间，通过尖端1020和环1300输出第一下行信号和第二下行信号。
由于第一下行信号和第二下行信号分别通过尖端1020和环1300同时输出，因此从尖端1020输出的第一下行信号和从环1300输出的第二下行信号应该彼此可区分开。
因此，从尖端1020输出的第一下行信号和从环1300输出的第二下行信号可以具有不同的相位。也就是说，从尖端1020输出的第一下行信号和从环1300输出的第二下行信号可以具有相位差(例如，180度的相位差)。
对应于尖端和环驱动时段的触摸驱动时段T2、T5、T9和T13是用于一起感测笔坐标和笔倾斜的时段。
因此，可以在对应于尖端和环驱动时段的触摸驱动时段T2、T5、T9和T13期间一起计算尖端坐标Pt和环坐标Pr。
触摸电路300可以在对应于尖端和环驱动时段的触摸驱动时段T2、T5、T9和T13期间，通过使用一起计算出的尖端坐标Pt和环坐标Pr来计算尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的差D，并且可以计算笔倾斜。
触摸电路300可以使用尖端坐标Pt和环坐标Pr之间的差D，在笔坐标感测时段T9和T13中执行笔坐标校正。
如上所述，当在笔20中同时驱动尖端1020和环1300时，第一下行信号和第二下行信号可以在相同的时段T2、T5、T9和T13期间从笔20输出。也就是说，在对应于尖端和环驱动时段的触摸驱动时段T2、T5、T9和T13期间，可以从尖端1020和环1300同时输出第一下行信号和第二下行信号。
以这种方式，当笔20同时驱动尖端1020和环1300时，触摸电路300可以在相同的时区接收第一下行信号和第二下行信号，以一起感测笔坐标和笔倾斜，从而使得笔感测能够更快。
以这种方式，为了控制尖端1020和环1300的驱动定时并控制下行信号向尖端1020和环1300的传输，笔20可以包括第二开关电路3000。
参照图30，第二开关电路3000可以在对应于尖端和环驱动时段的触摸驱动时段T2、T5、T9和T13期间将尖端1020和环1300同时电连接到笔驱动电路1030。
使用上述第二开关电路3000，可以有效地同时驱动笔20的尖端1020和环1300。
根据图27的示例，在对应于一个触摸帧时段的16个触摸驱动时段T1至T16期间，可以在三个触摸驱动时段T2、T9和T13期间感测笔坐标三次，并且可以在一个触摸驱动时段T5期间感测笔倾斜一次。
因此，假设16个触摸驱动时段T1至T16对应于一个显示帧时段并且显示驱动频率是60Hz，则用于感测笔坐标的驱动频率是180Hz(＝3*60Hz)，而用于检测笔倾斜的驱动频率是60Hz。
根据图29的示例，在对应于一个触摸帧时段的16个触摸驱动时段T1至T16期间，可以在四个触摸驱动时段T2、T5、T9和T13期间感测笔坐标四次，并且可以感测笔倾斜四次。
因此，假设16个触摸驱动时段T1到T16对应于一个显示帧时段并且显示驱动频率是60Hz，则用于感测笔坐标的驱动频率是240Hz(＝4*60Hz)，而用于感测笔倾斜的驱动频率也是240Hz(＝4*60Hz)。
如图29所示，当从笔20同时输出第一下行信号和第二下行信号时(即，当同时感测笔坐标和笔倾斜时或者当同时驱动尖端1020和环1300时)，用于感测笔坐标的驱动频率与用于感测笔倾斜θ的驱动频率相同。
如图27所示，当在笔20中以不同的时段输出第一下行信号和第二下行信号时(即，当以时分方式感测笔坐标和笔倾斜时或者当尖端1020和环1300被以时分方式驱动时)，根据尖端驱动时段和环驱动时段的数量，用于感测笔坐标的驱动频率和用于感测笔倾斜的驱动频率可以彼此相同或不同。
同时，参照图27和图29以及图9，在从笔20输出第一下行信号和第二下行信号的第一时段(T2、T5、T9、T13；T3、T6、T7、T14、T15)期间，可以将DC电压施加到多个触摸电极TE中的一个或更多个触摸电极TE。
这里，第一时段可以包括用于感测笔坐标和/或笔倾斜的触摸驱动时段T2、T5、T9和T13以及用于感测包括笔附加信息的数据的触摸驱动时段T3、T6、T7、T14和T15。
如上所述，在从笔20输出的下行信号被施加到触摸面板TSP的第一时段T2、T5、T9、T13、T3、T6、T7、T14和T15期间，可以DC电压施加到触摸面板TSP，从而触摸电路300可以更准确地识别输出到笔20的下行信号。
参照图27和图29以及图9，在与从笔20输出第一下行信号和第二下行信号的第一时段(T2、T5、T9、T13；T3、T6、T7、T14、T15)不同的第二时段(T4、T8、T10、T11、T12、T16)期间，可以将调制信号施加到多个触摸电极TE中的一个或更多个触摸电极TE。
这里，电压电平可变的调制信号可以是用于感测手指触摸的触摸驱动信号TDS，如图9所示。
在第二时段T4、T8、T10、T11、T12和T16期间，触摸电路300可以响应于电压电平可变的调制信号TDS，基于通过一个或更多个触摸电极TE接收到的信号，来感测手指的触摸。
如上所述，在与从笔20输出下行信号的第一时段(T2、T5、T9、T13；T3、T6、T7、T14、T15)不同的第二时段(T4、T8、T10、T11、T12、T16)期间，可以将电压电平可变的调制信号施加到触摸面板TSP，从而触摸电路300可以感测手指的触摸。
图31是示出根据本公开实施方式的触摸驱动电路TIC的示例的图。
参照图31，根据本公开实施方式的触摸驱动电路TIC可以包括第一多路复用器电路MUX1、包括多个感测单元SU的感测单元块SUB、第二多路复用器电路MUX2、模数转换器(ADC)等。
第一多路复用器电路MUX1可以包括一个或两个或更多个多路复用器。第二多路复用器电路MUX2可以包括一个或两个或更多个多路复用器。
各感测单元SU可以包括前置放大器pre-AMP、积分器INTG和采样保持电路SHA。
前置放大器pre-AMP可以通过第一多路复用器电路MUX1电连接到一个或两个或更多个触摸电极TE。
前置放大器pre-AMP可以向通过第一多路复用器电路MUX1所连接的一个或两个或更多个触摸电极TE提供触摸驱动信号。
前置放大器pre-AMP可以从可通过第一多路复用器电路MUX1可连接的一个或两个或更多个触摸电极TE中的一个待感测触摸电极TE接收感测信号。这里，感测信号可以是用于感测手指的触摸的感测信号或从笔20输出的下行信号。
积分器INTG对从前置放大器pre-AMP输出的信号进行积分。积分器INTG可以集成到前置放大器pre-AMP中并实现。
模数转换器ADC可以将通过将输出到积分器INTG的积分值转换为数字值而获得的感测数据输出到触摸控制器TCR。
这里，感测数据可以是用于感测手指的触摸的感测数据，或者用于感测笔20的触摸或笔附加信息的感测数据。
图32是示出根据本公开实施方式的触摸驱动电路TIC的框图。
参照图32，根据本公开实施方式的触摸驱动器电路TIC可以包括：驱动单元3210，其被配置为向触摸面板TSP中所包括的多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE提供上行信号；感测单元3220，其被配置为当通过多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE接收到从笔20输出的第一下行信号和第二下行信号时生成并输出感测数据。
驱动单元3210可以包括图31的前置放大器pre-AMP。
感测单元3220可以包括图31的积分器INTG、采样保持电路SHA、以及模数转换器ADC。
当垂直使用笔20时，接收到针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度中的最大值的触摸电极TE和接收到针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度中的最大值的触摸电极TE可以相同或可以是相邻触摸电极。
当笔20相对于触摸面板TSP的表面倾斜预定角度或以上时，接收针对第一下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度中的最大值的触摸电极TE，和接收针对第二下行信号的各触摸电极TE的接收信号强度中的最大值的触摸电极TE可以彼此不同。
在笔20的尖端1020和环1300各个的输出点处的第一下行信号和第二下行信号的幅度可以是相同的。
然而，在触摸驱动电路TIC接收到第一下行信号和第二下行信号的点处，第一下行信号和第二下行信号可以具有不同的幅度。这是因为环1300和触摸面板TSO之间的距离比尖端1020和触摸面板TSP之间的距离长。
同时，从笔20的尖端1020和环1300输出的第一下行信号和第二下行信号可以没有相位差。
从笔20的尖端1020和环1300输出并被触摸驱动电路TIC所接收到的第一下行信号和第二下行信号可以具有相位差。
当以时分方式驱动笔20中的尖端1020和环1300时，第一下行信号和第二下行信号可以在不同的时段(触摸驱动时段)中从笔20输出。
与此不同，当在笔20中同时驱动尖端1020和环1300时，第一下行信号和第二下行信号可以在相同的时段(触摸驱动时段)中从笔20输出。
根据上述本公开的实施方式，即使用户以倾斜方式使用笔20，也可以准确地感测笔20。
另外，根据本公开的实施方式，提供了具有两个信号传输媒介(尖端1020和环1300)的笔20，并且通过该笔20可以更准确地感测笔倾斜。
另外，根据本公开的实施方式，通过校正由于笔倾斜引起的坐标误差，可以感测准确的笔坐标。
另外，根据本公开的实施方式，通过以时分方式驱动笔20的两个信号传输媒介(尖端1020和环1300)，可以有效地感测笔20。
另外，根据本公开的实施方式，通过同时驱动笔20的两个信号传输媒介(尖端1020和环1300)，可以快速感测笔20。
以上描述和附图仅作为本公开技术构思的示例而提供，并且本公开所属技术领域的普通技术人员将理解，在不脱离本公开基本特征的情况下，可以对本文所描述的实施方式进行各种形式的修改和改变，例如组合、分离、替换和改变配置。因此，本公开中公开的实施方式并非旨在限制而是描述本公开技术构思，并非限制本公开技术构思的范围。本公开的范围应基于所附权利要求进行解释，并且权利要求等同范围内所包括的所有技术构思都应解释为包括在本公开的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年12月29日提交的韩国专利申请No.10-2017-0184149的优先权，其全部内容通过引用结合于此，如同在此完全阐述一样。

Claims (22)

1.一种触摸驱动电路，所述触摸驱动电路包括：
驱动单元，所述驱动单元被配置为向触摸面板中包括的多个触摸电极中的全部或一些触摸电极提供上行信号；以及
感测单元，所述感测单元被配置为当通过所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极接收到从笔的尖端输出的第一下行信号和从所述笔的环输出的第二下行信号时，生成并输出感测数据，
其中，当所述笔相对于所述触摸面板的表面倾斜预定角度或以上时，接收针对所述第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度的最大值的触摸电极和接收针对第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度的最大值的触摸电极彼此不同。
2.根据权利要求1所述的触摸驱动电路，其中，所述第一下行信号和所述第二下行信号中的每一个都是电压电平可变的调制信号。
3.根据权利要求1所述的触摸驱动电路，其中，所述第一下行信号和所述第二下行信号具有不同的幅度。
4.根据权利要求1所述的触摸驱动电路，其中，所述第一下行信号和所述第二下行信号之间具有相位差。
5.根据权利要求1所述的触摸驱动电路，其中，所述第一下行信号和所述第二下行信号是在不同的时段期间从所述笔输出的。
6.根据权利要求1所述的触摸驱动电路，其中，所述第一下行信号和所述第二下行信号是在相同的时段期间从所述笔输出的。
7.一种触摸显示装置，所述触摸显示装置包括：
触摸面板，所述触摸面板被配置为包括多个触摸电极；以及
触摸电路，所述触摸电路包括根据权利要求1-6中的任一项所述的一个或更多个触摸驱动电路，所述触摸驱动电路用于向所述触摸面板提供触摸驱动信号并且从所述触摸面板接收触摸感测信号。
8.根据权利要求7所述的触摸显示装置，其中，所述触摸电路：
基于针对所述第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度和针对所述第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度来感测笔坐标，并且
基于针对所述第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度和针对所述第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度来感测笔倾斜。
9.根据权利要求8所述的触摸显示装置，其中，用于感测所述笔坐标的驱动频率与用于感测所述笔倾斜的驱动频率不同。
10.根据权利要求8所述的触摸显示装置，其中，用于感测所述笔坐标的驱动频率与用于感测所述笔倾斜的驱动频率相同。
11.根据权利要求8所述的触摸显示装置，其中，当所述触摸面板的表面为由X轴和Y轴组成的平面时，所述笔坐标包括由所述表面的法线和所述笔形成的角度的X轴分量和Y轴分量。
12.根据权利要求8所述的触摸显示装置，其中，当所述触摸面板的表面为由X轴和Y轴组成的平面时，所述笔坐标包括由所述表面的法线和所述笔形成的角度，以及通过所述笔垂直降落到所述表面的正交投影与所述X轴形成的方位角。
13.根据权利要求7所述的触摸显示装置，其中，在从所述笔输出所述第一下行信号和所述第二下行信号的第一时段期间，DC电压被施加到所述多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极。
14.根据权利要求7所述的触摸显示装置，其中，在与从所述笔输出所述第一下行信号和所述第二下行信号的所述第一时段不同的第二时段期间，将调制信号施加到所述多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极。
15.根据权利要求14所述的触摸显示装置，其中，在所述第二时段期间，所述触摸电路基于响应于所述调制信号通过一个或更多个触摸电极接收到的信号来感测手指的触摸。
16.一种笔，所述笔包括：
壳体；
尖端，所述尖端被配置为突出到所述壳体的外部；
环，所述环被配置为设置在所述壳体的内部并具有包围所述壳体的内侧表面的形状；以及
笔驱动电路，所述笔驱动电路被配置为设置在所述壳体的内部，电连接到所述尖端和所述环中的一个或更多个，并且通过所述尖端和所述环中的一个或更多个输出下行信号，
其中，所述笔驱动电路以时分方式驱动所述尖端和所述环或者同时驱动所述尖端和所述环。
17.根据权利要求16所述的笔，所述笔还包括：
第一开关电路，所述第一开关电路被配置为在以时分方式驱动所述尖端和所述环时在第一定时将所述尖端电连接到所述笔驱动电路，而在与所述第一定时不同的第二定时将所述环电连接到所述笔驱动电路。
18.根据权利要求16所述的笔，所述笔还包括：
第二开关电路，所述第二开关电路被配置为在同时驱动所述尖端和所述环时，将所述尖端和所述环同时电连接到所述笔驱动电路。
19.一种笔感测方法，所述笔感测方法包括以下步骤：
向触摸面板中包括的多个触摸电极中的全部或一些触摸电极提供上行信号；
通过所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极接收从笔输出的第一下行信号和第二下行信号；以及
基于针对所述第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度和针对所述第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度，感测所述笔的笔坐标和/或笔倾斜，
其中，所述第一下行信号和所述第二下行信号是在不同的时段期间或在相同的时段期间被接收到的。
20.根据权利要求19所述的笔感测方法，其中，所述感测所述笔的笔坐标和/或笔倾斜的步骤包括以下步骤：
根据针对所述第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度确定所述笔中包括的尖端的尖端坐标，并且根据针对所述第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度确定所述笔中包括的环的环坐标，
计算所述尖端坐标与所述环坐标之间的距离；以及
通过基于所述尖端坐标与所述环坐标之间的距离校正所述尖端坐标或所述环坐标，来最终确定所述笔坐标。
21.根据权利要求19所述的笔感测方法，其中，所述感测所述笔的笔坐标和/或笔倾斜的步骤包括以下步骤：
根据针对所述第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度确定所述笔中包括的尖端的尖端坐标，并且根据针对所述第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度确定所述笔中包括的环的环坐标，
基于所述尖端坐标和所述环坐标计算所述尖端坐标与所述环坐标之间的距离，
基于所述距离计算所述笔的笔倾斜，
基于所述距离计算笔坐标偏移的恒定校正值，并且基于所述笔倾斜计算所述笔坐标偏移的方向校正值；以及
基于所述尖端坐标或所述环坐标、所述笔坐标偏移的所述恒定校正值和所述方向校正值来确定所述笔坐标。
22.一种触摸系统，所述触摸系统包括：
触摸显示装置，所述触摸显示装置被配置为包括触摸面板和触摸电路，所述触摸面板包括多个触摸电极，所述触摸电路用于向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极提供上行信号并通过所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极接收下行信号的；以及
笔，所述笔被配置为接收所述上行信号并输出所述下行信号，
其中，所述触摸电路执行以下操作：
通过所述多个触摸电极中的全部或一些接收从所述笔输出的第一下行信号和第二下行信号，以及
基于针对所述第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度和针对所述第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度来感测所述笔，其中
当所述笔相对于所述触摸面板的表面倾斜大于或等于预定角度时，接收针对所述第一下行信号的各触摸电极的接收信号强度的最大值的触摸电极和接收针对所述第二下行信号的各触摸电极的接收信号强度的最大值的触摸电极彼此不同。
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