CN112732108B - 触摸显示装置和触摸电路 - Google Patents

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Abstract

提供了触摸显示装置和触摸电路，其能够通过使用笔数据同时执行笔信息的感测和笔位置的感测而在预定的触摸帧时间(驱动时间)内有效地同时感测多支笔。

Description

触摸显示装置和触摸电路
相关申请的交叉应用
本申请要求于2019年10月28日提交的韩国专利申请第10-2019-0134884号的优先权，出于所有目的通过引用将其合并于此，就如同在此完全阐述一样。
技术领域
本发明的实施方式涉及触摸显示装置和触摸电路。
背景技术
随着信息社会的发展，对显示图像的各种类型的显示装置的需求增加。诸如液晶显示装置和有机发光显示装置的各种类型的显示装置已经被广泛使用。
这样的显示装置提供了基于触摸的输入系统，不同于使用按钮、键盘、鼠标等的常规输入系统，该系统允许用户直观且方便地输入信息或命令。
除手指触摸技术外，笔触摸技术也随着对准确笔触摸输入的需求的增加而被开发。另外，对于可以处理多支笔以及一支笔的触摸输入的笔触摸技术的需求正在增加。
然而，由于触摸显示装置应提供感测手指触摸的功能并且笔触摸应在预定的驱动时间内与显示功能一起被提供，因此存在驱动时间不足或显示性能或触摸感测性能差的问题并且对于这些问题尚未找到有效的解决方案。
发明内容
本公开内容的实施方式提供了触摸显示装置和触摸电路，其能够提供显示功能和手指触摸感测功能并且有效地同时感测多支笔。
本公开内容的实施方式提供了一种触摸显示装置和触摸电路，其能够在短时间内快速处理显示装置与多支笔之间的配对。
根据本公开内容的一方面，提供了一种触摸显示装置，其包括：触摸面板，其中布置有多个触摸电极；以及触摸电路，其在每个触摸帧时间中包括的N个触摸时间区段中向多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加上行链路信号，并且经由多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极接收从接收到该上行链路信号的一支或更多支笔输出的下行链路信号。
触摸电路经由一个或更多个触摸电极从一支或更多支笔接收笔数据，并基于该笔数据同时感测一支或更多支笔的笔信息和笔位置，该笔数据是从一支或更多支笔输出的下行链路信号，并且笔数据的电压电平不规则地或非周期性地改变。
N个触摸时间区段可以包括：Nu个上行链路发送时间区段，其中电压电平不规则地或非周期性地改变的上行链路信号从触摸面板被发送至一支或更多支笔；Nd个下行链路发送时间区段，其中，下行链路信号从一支或更多支笔被发送至触摸面板；Nf个手指感测时间区段，其中，手指触摸被感测。
可以满足在一个触摸帧时间内Nu≥1，Nd≥1和Nf≥1。
Nd个下行链路发送时间区段可以包括Np个笔位置感测时间区段。可以满足1≤Np≤Nd。
触摸电路可以经由多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极从一支或更多支笔接收笔数据并且基于该笔数据同时感测一支或更多支笔的笔信息和笔位置，该笔数据是从一支或更多支笔输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号。
在每个上行链路发送时间区段中，触摸电路可以向多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加信标信号，该信标信号是发送至一支或更多支笔并且其中笔驱动控制信息通过电压电平的改变来表示的上行链路信号。
在每个下行链路发送时间区段中从一支或更多支笔输出的下行链路信号的信号波形可以根据信标信号而改变。
Nd个下行链路发送时间区段可以包括Nt个笔倾斜感测时间区段和Np个笔位置感测时间区段。可以满足Np+Nt＝Nd。
在Nt个笔倾斜感测时间区段与Np个笔位置感测时间区段之间，下行链路信号经由其从一支或更多支笔输出的尖端的类型可以不同，并且从一支或更多支笔输出的下行链路信号的信号波形可以不同。
在笔位置感测时间区段中，触摸电路可以经由一个或更多个触摸电极接收笔数据并且基于笔数据来同时感测一支或更多支笔的笔信息和笔位置，该笔数据是从一支或更多支笔的第一尖端输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号。
在笔倾斜感测时间区段中，触摸电路可以经由一个或更多个触摸电极接收笔倾斜信号并且基于笔倾斜信号感测一支或更多支笔的笔倾斜，该笔倾斜信号是从一支或更多支笔的形状不同于第一尖端的第二尖端输出并且其中电压电平规则地或周期性地改变的下行链路信号。
Nd个下行链路发送时间区段可以包括Ni个笔数据发送时间区段和Np个笔位置感测时间区段。可以满足Np+Ni＝Nd。
在Nt个笔倾斜感测时间区段与Np个笔位置感测时间区段之间，下行链路信号经由其从一支或更多支笔输出的尖端的类型可以相同。
在笔位置感测时间区段中，触摸电路可以经由一个或更多个触摸电极接收笔数据并且基于笔数据来同时感测一支或更多支笔的笔信息和笔位置，该笔数据是从笔的第一尖端输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号。
在笔数据发送时间区段中，触摸电路可以经由一个或更多个触摸电极接收其他笔数据并且基于其他笔数据来感测一支或更多支笔的其他笔信息，该其他笔数据是从一支或更多支笔的第一尖端输出并且其中电压电平不规则或非周期性地改变的下行链路信号。
触摸电路可以在Nu个上行链路发送时间区段中向多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平不规则地或非周期性地改变的信标信号。
触摸电路可以在Nd个下行链路发送时间区段中向多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加电压电平恒定的直流电压，并且可以在Nf个手指感测时间区段中向多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平规则地或周期性地改变的触摸驱动信号。
从一支或更多支笔输出的并且其中电压电平规则地或周期性地改变的笔脉冲信号可以被施加至多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极。
笔脉冲信号可以在频率和相位上对应于触摸驱动信号。
在Np个笔位置感测时间区段中经由触摸电路中的一个或更多个触摸电极接收到的笔数据可以包括多个脉冲。多个脉冲中的至少一个脉冲的高电平区段可以比其他脉冲的高电平区段长，并且多个脉冲中的至少一个脉冲的低电平区段可以比其他脉冲的低电平区段长。
笔数据可包括其中与笔信息对应的多个符号被表示的多个区段，并且多个区段可以包括两个包括脉冲的区段。
两个区段可以包括具有相同相位的脉冲或具有彼此相反的相位的脉冲。
两个区段中的一个可以包括具有与从触摸电路施加至触摸面板的驱动信号相同的相位并且其中电压电平规则地或周期性地改变的脉冲，并且两个区段中的另一个可以包括具有与驱动信号的相位相反的相位的脉冲。
多个区段可以包括具有直流电压或电浮置的区段。
触摸电路可以在第一触摸帧时间的上行链路发送时间区段中向触摸面板输出上行链路信号，该上行链路信号包括使接近触摸面板的一支或更多支笔做出反应的命令。
触摸电路可以在第二触摸帧时间的下行链路发送时间区段中经由触摸面板接收从第一笔输出的并且包括第一特定笔ID的下行链路信号，并且可以经由触摸面板接收从第二笔输出的并且包括第二特定笔ID的下行链路信号。
触摸电路可以在第三触摸帧时间的上行链路发送时间区段中向触摸面板输出上行链路信号，该上行链路信号包括给予第一笔的第一临时笔ID或包括配对信息，该配对信息包括与第一临时笔ID对应的信息。触摸电路可以在第三触摸帧时间的下行链路发送时间区段中经由触摸面板再次接收从第二笔输出的并且包括第二特定笔ID的下行链路信号。
配对信息可以包括第一特定笔ID的哈希值。
每个触摸帧时间可以是显示帧的更新周期的K或1/K倍，其中K是等于或大于1的整数。
触摸电路可以根据在一个触摸帧时间内同时协同操作的笔的数目来改变笔模式。
触摸电路可以在更改笔模式时控制在一个触摸帧时间中的Nd个下行链路发送时间区段和Nf个手指感测时间区段的分配顺序，控制在一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔位置感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目，或者控制在一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔倾斜感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目。
当在一个触摸帧时间内同时操作的笔的数目增加并且笔模式改变时，在一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔位置感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目可以减少，并且在一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔倾斜感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目可以减少。
在改变笔模式时，笔位置、笔倾斜和笔信息中的一个或更多个的感测速度可以改变。
当在一个触摸帧时间内要感测的笔的数目是m时，在一个触摸帧时间内的下行链路发送时间区段的数目可以等于或大于3×m。
例如，在一个触摸帧时间内，触摸时间区段的数目N可以是16，上行链路发送时间区段的数目Nu可以是一，下行链路发送时间区段的数目可以是12，并且手指感测时间区段的数目Nf可以等于或大于3。
根据本公开内容的另一方面，提供了一种触摸显示装置的触摸电路，其包括：信号发送/接收电路，其在每个触摸帧时间中包括的N个触摸时间区段中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施加上行链路信号，并且经由多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极接收从经由触摸面板接收到上行链路信号的一支或更多支笔输出的下行链路信号；以及模数转换电路，其对于下行链路信号生成数字感测值。
信号发送/接收电路经由多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极接收笔数据并且基于笔数据同时生成并输出用于感测一支或更多支笔的笔信息和笔位置的感测数据，该笔数据是从一支或更多支笔输出的下行链路信号，该笔数据的电压电平不规则或非周期性地改变。
N个触摸时间区段可以包括：Nu个上行链路发送时间区段，其中，电压电平不规则地或非周期性地改变的上行链路信号从触摸面板被发送至一支或更多支笔；Nd个下行链路发送时间区段，其中，下行链路信号从一支或更多支笔被发送至触摸面板；以及Nf个手指感测时间区段，其中，手指触摸被感测。
Nd个下行链路发送时间区段可以包括Np个笔位置感测时间区段，并且可以满足Nu≥1，Nd≥1，Nf≥1，以及1≤Np≤Nd。
信号发送/接收电路可以经由多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极从一支或更多支笔接收笔数据并且基于笔数据生成并输出用于同时感测一支或更多支笔的笔信息和笔位置的感测数据，该笔数据是从一支或更多支笔输出并且电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号。
信号发送/接收电路可以在Nu个上行链路发送时间区段中向多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平不规则地或非周期性地改变的信标信号。
信号发送/接收电路可以在Nd个下行链路发送时间区段中向多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平恒定的直流电压。
信号发送/接收电路可以在Nf个手指感测时间区段中向多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平规则地或周期性地改变的触摸驱动信号。
信号发送/接收电路可以在第一触摸帧时间的上行链路发送时间区段中向触摸面板输出上行链路信号，该上行链路信号包括使接近触摸面板的一支或更多支笔做出反应的命令。
信号发送/接收电路可以在第二触摸帧时间内针对第一笔分配的下行链路发送时间区段中从第一笔接收包括第一特定笔ID的下行链路信号。
信号发送/接收电路可以在第二触摸帧时间内针对第二笔分配的下行链路发送时间区段中从第二笔接收包括第二特定笔ID的下行链路信号。
信号发送/接收电路可以在第三触摸帧时间的上行链路发送时间区段中输出上行链路信号，该上行链路信号包括给予第一笔的第一临时笔ID或包括与第一临时笔ID对应的信息的配对信息。
信号发送/接收电路可以在第三触摸帧时间内针对第二笔分配的下行链路发送时间区段中再次从第二笔接收包括第二特定笔ID的下行链路信号。
配对信息可以包括第一特定笔ID的哈希值。
根据本公开内容的实施方式，可以提供显示功能和手指触摸感测功能，并且可以有效地同时感测多支笔。
根据本公开内容的实施方式，可以通过使用笔数据同时感测笔信息并且感测笔位置来在预定的触摸帧时间(驱动时间)内有效地同时感测多支笔。
根据本公开内容的实施方式，可以在短时间内快速处理触摸显示装置与多支笔之间的配对。
附图说明
图1是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的图；
图2是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的显示部的图；
图3是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的触摸感测部的图；
图4是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的触摸感测部的另一示例的图；
图5是示意性地示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的触摸电路的框图；
图6是示出与根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置协同操作的笔的配置的图；
图7是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的一个触摸帧时间内的触摸时间区段的图；
图8是示出当根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置以时分驱动系统进行操作时，在一个触摸帧时间内的触摸时间区段的图；
图9是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段的示例性配置的图；
图10是示出在根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段中被分配作为手指感测时间区段的触摸时间区段中的触摸显示装置的操作的图。
图11是示出在根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段中被分配作为上行链路发送时间区段的触摸时间区段中的触摸显示装置和笔的操作的图；
图12是示出在根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段中被分配作为三种类型的下行链路发送时间区段的触摸时间区段中的触摸显示装置和笔的操作的图；
图13是示出使得根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置与两支笔协同操作的、在一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段的示例性配置的图；
图14是示出将根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置与笔配对的例程的图；
图15是示出将根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置与四支笔配对的例程的图；
图16是示出使得根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置与多于两支的笔协同操作的、在两种类型的下行链路发送时间区段中的触摸显示装置和笔的操作的图；
图17、图18和图19示出了根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的触摸时间区段的可扩展配置的示例；
图20是示出在根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置中的两个笔位置感测时间区段中使用笔数据感测笔信息和笔位置的方法的图；
图21A是示出在根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置中的用于4笔模式的触摸时间区段的配置的图；
图21B是示出在根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置中的用于图21A所示的4笔模式的触摸时间区段的配置中的存在一支笔的驱动状态和存在四支笔的驱动状态的图；
图21C是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置的多路复用驱动控制的图；
图22是示出当根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置向笔请求特定笔ID时用于4笔模式的触摸时间区段的配置的图；
图23是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置中的笔模式的改变的图；
图24A、图24B和图24C是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置中的用于4笔模式、2笔模式和1笔模式的触摸时间区段的配置的图；以及
图25和图26是示出将根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置与四支笔配对的例程的图。
具体实施方式
在本发明的示例或实施方式的以下描述中，将参照附图，在附图中通过说明的方式示出了可以实现的具体示例或实施方式，并且在附图中，相同的附图标记可以用于表示相同或相似的部件，即使当这些部件彼此被示出在不同的附图中时也是如此。此外，在本发明的示例或实施方式的以下描述中，当确定该描述可能使本发明的一些实施方式中的主题相当不清楚时，将省略并入本文中的已知功能和部件的详细描述。本文中使用的诸如“包括”、“具有”、“包含”、“构成”、“由……组成”和“由……形成”的术语通常旨在允许添加其他部件，除非这些术语与术语“仅”一起使用。如本文所使用的，单数形式旨在包括复数形式，除非上下文另外明确指出。
诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(A)”和“(B)”的术语在本文中可以被用于描述本发明的元件。这些术语中的每一个不用于限定元件的本质、顺序、序列或数目等，而仅用于将相应的元件与其他元件区分开。
当提到第一元件“连接或耦接至”、“接触或交叠”等第二元件时，应当解释为，不仅第一元件可以“直接连接或耦接至”或“直接接触或交叠”第二元件，也可以在第一元件与第二元件之间“置入”第三元件，或者第一元件和第二元件可以经由第四元件彼此“连接或耦接”、“接触或交叠”等。在此，第二元件可以被包括在彼此“连接或耦接”、“接触或交叠”等的两个或更多个元件中的至少一个中。
当诸如“之后”、“其后”、“下一个”、“之前”等的时间相对术语用于描述元件或配置的过程或操作，或操作、处理、制造方法中的流程或步骤时，除非一起使用术语“直接”或“立即”，否则这些术语可以用于描述非连续或非顺序的过程或操作。
另外，当提到任何尺寸、相对大小等时，应当考虑，元件或特征的数值或相应的信息(例如，水平、范围等)包括可能由各种因素(例如，处理因素、内部或外部影响、噪声等)引起的公差或误差范围，即使相关描述未被具体说明。此外，术语“可以”完全涵盖术语“可以”的所有含义。
图1是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的图。
根据本公开内容的实施方式的触摸系统包括触摸显示装置10和与之协同操作的笔20。
触摸显示装置10是除了图像显示功能之外，还可以提供针对手指30或具有与之等效的特性的触摸指示器(例如，无源笔)的触摸感测功能(手指触摸感测功能)以及针对一支或更多支笔20的笔触摸感测功能(笔识别功能)的电子装置。
一支或更多支笔20也被称为有源笔，具有信号发送/接收功能，与触摸显示装置10执行协同操作，并且包括内置在其中的电源。在本说明书中，为了便于说明，将有源笔简称为“笔20”。
因此，在本说明书中，笔20也可以被称为触笔(styplus)、触控笔(stylus pen)或有源触控笔以及有源笔。
在本说明书中区别于笔20的无源笔不包括信号发送/接收功能，与触摸显示装置10的协同操作以及内置在其中的电源。无源笔的触摸可以以与感测手指30的触摸相同的方式来感测。
与有源笔对应的笔20是具有向触摸显示装置10发送信号和从触摸显示装置10接收信号的功能的有源触摸输入工具，并且手指30、无源笔等是不具有向触摸显示装置10发送信号和从触摸显示装置10接收信号的功能的无源触摸输入工具。
出于感测笔触摸的目的，笔20将下行链路信号DLS提供至触摸显示装置10，并且触摸显示装置10将上行链路信号ULS提供至笔20。
在下面的描述中，为了便于说明，将无源触摸输入工具代表性地称为手指30。下面描述的手指30应被解释为包括所有无源触摸输入工具，例如无源笔。
根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10可以是例如电视机或监视器，或者可以是诸如平板电脑或智能手机的移动装置。
根据本公开内容内容的实施方式的触摸显示装置10包括提供图像显示功能的显示部和提供触摸感测功能的触摸感测部。
图2是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的显示部的图。
参照图2，根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的显示部包括显示面板110、数据驱动电路120、栅极驱动电路130和控制器140。
在显示面板110中，布置了多条数据线DL和多条栅极线GL，并且布置了由多条数据线DL和多条栅极线GL限定的多个子像素SP。
数据驱动电路120将数据电压提供至多条数据线DL以驱动多条数据线DL。
栅极驱动电路130将扫描信号依次提供至多条栅极线GL以驱动多条栅极线GL。
控制器140将各种控制信号DCS和GCS提供至数据驱动电路120和栅极驱动电路130，以控制数据驱动电路120和栅极驱动电路130的操作。
控制器140在每帧中的定时开始扫描，对从外部输入的输入图像数据进行转换以对应于数据驱动电路120中使用的数据信号格式，输出经转换的图像数据Data，并基于扫描在适当的定时控制数据驱动。
控制器140可以是用于常规显示技术的定时控制器，或者是包括该定时控制器并另外执行其他控制功能的控制装置。
控制器140可以由与数据驱动电路120分开的部件实现，或者可以通过集成电路与数据驱动电路120一起实现。
另一方面，数据驱动电路120可以被实现成包括至少一个源极驱动器集成电路。
每个源极驱动器集成电路包括移位寄存器、锁存器电路、数模转换器DAC和输出缓冲器。
在一些情况下，每个源极驱动器集成电路还可以包括模数转换器ADC。
栅极驱动电路130可以被实现成包括至少一个栅极驱动器集成电路。
每个栅极驱动器集成电路包括移位寄存器和电平移位器。
在一些情况下，根据驱动系统、面板设计系统等，数据驱动电路120可以设置在显示面板110的仅一侧(例如，上侧或下侧)，或者可以设置在显示面板110的两侧(例如，上侧和下侧)。
在一些情况下，根据驱动系统、面板设计系统等，栅极驱动电路130可以设置在显示面板110的仅一侧(例如，右侧或左侧)，或者可以设置在显示面板110的两侧(例如，右侧和左侧)。
图3是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的触摸感测部的图。图4是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的触摸感测部的图。
参照图3和图4，根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10包括布置有触摸电极TE的触摸面板TSP和驱动触摸面板TSP以感测笔20或手指30的触摸的触摸电路300。
参照图3，触摸显示装置10提供基于互电容的触摸感测功能，该触摸感测功能通过测量形成在两种类型的触摸电极Tx_TE与Rx_TE之间的电容或电容变化来感测触摸输入。
参照图3，对于基于互电容的触摸感测功能，被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)和第二触摸电极线R1至R6(也称为触摸感测线)被布置成在触摸面板TSP中彼此交叉。
第一触摸电极线T1至T5中的每一条可以是在水平方向上延伸的条形电极，并且第二触摸电极线R1至R6中的每一条可以是在竖直方向上延伸的条形电极。
另一方面，如图3所示，第一触摸电极线T1到T5中的每一条可以通过电连接布置在同一行中的第一触摸电极Tx_TE(也称为触摸驱动电极)来形成。第二触摸电极线R1至R6中的每一条可以通过电连接布置在同一列中的第二触摸电极Rx_TE(也称为触摸感测电极)来形成。
第一触摸电极线T1至T5中的每一条经由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中的每一条经由一条或更多条信号线SL电连接至触摸电路300。
参照图4，触摸显示装置10提供了基于自电容的触摸感测功能，该触摸感测功能通过测量由每个触摸电极与手指30一起形成的电容或电容变化来感测触摸输入。
参照图4，出于基于自电容的触摸感测功能的目的，在触摸面板TSP中以分开状态布置有多个触摸电极。
多个触摸电极TE中的每一个被提供有触摸驱动信号并且感测触摸感测信号。多个触摸电极TE中的每一个经由一条或更多条信号线SL电连接至触摸电路300。
图3或图4所示的一个触摸电极TE的形状仅是示例，并且可以以各种形式设计。
其中形成一个触摸电极TE的区域的尺寸可以对应于其中形成一个子像素SP的区域的尺寸。
其中形成一个触摸电极TE的区域的尺寸可以等于或大于其中形成两个或更多个子像素SP的区域的尺寸。在这种情况下，一个触摸电极TE与两条或更多条数据线DL和两条或更多条栅极线GL交叠。例如，其中形成一个触摸电极TE的区域的尺寸可以对应于其中形成几个至几十个子像素SP的区域的尺寸。
另一方面，触摸面板TSP 150可以是被设置在显示面板110的外部并且随后被耦接至显示面板110的外部安装型(也称为附加型)，或者可以是安装在显示面板110内部的内部安装型(也称为内嵌(in-cell)型或表面(on-cell)型)。
根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10可以是液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器或量子点显示器，但不限于此，并且可以是任何类型的显示器，只要可以被应用将在下面描述的触摸相关元件、结构和触摸感测方法等。即可
例如，当根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10是液晶显示装置时，触摸电极TE可以是设置在显示面板110中并且被施加用于显示驱动的公共电压的公共电极。
例如，当根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10是OLED显示器时，触摸显示装置可以具有其中光从显示面板110的顶部发射的顶部发光结构，或其中光从显示面板110的底部发射的底部发光结构。当根据本公开内容实施方式的触摸显示装置10是OLED显示器时，触摸电极TE设置在显示面板110中和位于晶体管和有机发光二极管(OLED)上的封装层上。触摸电极TE的位置还可以适合于顶部发光结构。触摸电极TE可以是具有用于发光效率的开口的网状类型，并且可以是透明电极或者还可以包括透明电极。当根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10是OLED显示器时，触摸电极TE可以是设置在显示面板110中的有机发光二极管(OLED)的阳极电极，或者可以是位于阳极电极下方的各个层中的电极。
根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10中包括的触摸电极TE可以是用于触摸感测的专用电极，或者可以是可以用于显示驱动和触摸感测二者的电极。
图5是示意性示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的触摸电路300的框图。
参照图5，根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的触摸电路300包括：一个或更多个触摸驱动电路510，其驱动触摸面板TSP中的多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE，感测多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE，并生成和输出感测数据；以及触摸控制器520，其控制触摸驱动电路510的操作，并且使用从触摸驱动电路510输出的感测数据来检测笔20或手指30的触摸输入和/或触摸位置。
触摸驱动电路510包括：发送/接收电路511，其将各种信号提供至触摸面板TSP并检测来自触摸面板TSP的各种信号；以及模数转换器512，其生成与发送/接收电路511检测到的各种信号对应的数字感测值，并将包括数字感测值的感测数据提供至触摸控制器520。
为了感测笔触摸，在每个触摸帧时间中包括的N个触摸时间区段中，发送/接收电路511向触摸面板TSP中包括的多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE施加要提供至一支或更多支笔20的上行链路信号ULS，并经由一个或更多个触摸电极TE接收从经由触摸面板TSP接收到上行链路信号ULS的一支或更多支笔20输出的下行链路信号DLS。在此，上行链路是指从触摸面板TSP指向笔20的路径或通道，并且下行链路是指从笔20指向触摸面板TSP的路径或通道。模数转换器512响应于下行链路信号DLS而生成数字感测值。
触摸电路300中包括的一个或更多个触摸驱动电路510可以被实现为单独的部件或被实现为单个部件。
触摸驱动电路510可以被实现成与用于实现数据驱动电路120的源极驱动器集成电路SDIC一起并入统一集成电路中。统一集成电路包括触摸驱动电路510和源极驱动器集成电路SDIC。
统一集成电路是其中触摸面板TSP安装在显示面板110内部的内部安装型，并且当连接至触摸电极TE的信号线平行于数据线DL布置时，统一集成电路可以有效地执行触摸驱动和数据驱动。
图6是示出与根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10协同操作的笔20的配置的图。
参照图6，根据本公开内容的实施方式的笔20包括：对应于外壳的壳体610；从壳体610向外突出的第一尖端621；第二尖端622，其设置在壳体610中，并且具有围绕壳体610的内侧表面的形状；笔驱动电路630，其设置在壳体610中，并且经由第一尖端621和/或第二尖端622输出下行链路信号DLS；电池640，其提供电源；以及各种外围装置650，例如按钮、通信模块和显示器。
壳体610用作电气地。
第一尖端621用作从其发送下行链路信号DLS的介质(或发送天线)，而第二尖端622类似地用作从其发送下行链路信号DLS的介质(或发送天线)。
第二尖端622不从壳体610向外突出，因此不接触触摸面板TSP，但是类似于第一尖端621用于发送信号。
笔驱动电路630设置在壳体610中，电连接至第一尖端621和第二尖端622中的一个或两者，并且经由第一尖端621和第二尖端中的一个或两者输出下行链路信号DLS，或者经由第一尖端621和第二尖端622中的一个或两者接收上行链路信号ULS。
笔驱动电路630经由开关SW电连接至第一尖端621和第二尖端622中的一个或两者。
第一尖端621和开关SW经由尖端线670连接，并且第二尖端622和开关SW经由环形线680连接。笔驱动电路630和开关SW经由电路线690连接。
开关SW选择第一尖端621和第二尖端622中的一个或两者，并将所选择的一个连接至笔驱动电路630。
另一方面，第一尖端621和第二尖端622由导体形成并且彼此电隔离。因此，在第一尖端621与第二尖端622之间置入有诸如塑料的绝缘材料660。
另一方面，第一尖端621用作经由其接收上行链路信号ULS的介质(或接收天线)，并且第二尖端622类似地用作经由其接收上行链路信号ULS的介质(或接收天线)。
第二尖端622可以具有与第一尖端621的形状不同的形状。
第二尖端622可以是沿着壳体610的内侧表面以螺旋形状缠绕的线圈。第二尖端622也被称为环。
从第一尖端621输出的下行链路信号DLS和从第二尖端622输出的下行链路信号DLS可以具有相同的信号强度。另一方面，从第一尖端621输出的下行链路信号DLS和从第二尖端622输出的下行链路信号DLS可以具有不同的信号强度。
笔驱动电路630包括：接收单元，其经由第一尖端621和第二尖端622中的一个或两者接收施加至设置在触摸面板TSP中的一个或更多个触摸电极TE的上行链路信号ULS(例如，信标信号或接通(pin)信号)；发送单元，其经由第一尖端621和第二尖端622中的一个或两者发送下行链路信号DLS；控制单元，其控制笔驱动操作；以及测量笔压力的压力单元。
图7是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的一个触摸帧时间内的触摸时间区段TP#1至TP#16的图。
根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10设定预定的触摸帧时间，并且在每个触摸帧时间内重复执行感测触摸的预定操作，以感测一支或更多支笔20和一个或更多个手指30的触摸。例如，触摸帧时间被设定成一次感测触摸面板TSP的整个区域以感测手指30的触摸和/或触摸位置所需的时间。
参照图7，根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10将每个触摸帧时间设定成包括N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)，将用于感测笔触摸以及感测手指触摸的各种功能时间区段(例如，手指感测时间区段、笔位置感测时间区段、笔倾斜感测时间区段和笔数据发送时间区段)分配至N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)，并且在被分配各种功能时间区段的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)中与一支或更多支笔20协同操作。
考虑显示帧时间来设定每个触摸帧时间的长度。例如，触摸帧时间具有与显示帧时间相同的长度，具有两倍于显示帧时间的长度，或者具有显示帧时间的一半的长度。
在一个触摸帧时间内的触摸时间区段的数目(N)等于或大于三(N≥30)。在下面的描述中，为了便于说明，一个触摸帧时间内的触摸时间区段的数目(N)被设置成16。
根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10可以独立地或同时执行用于感测触摸(手指触摸感测和笔触摸感测)的驱动以及用于显示的驱动。这被称为“同时驱动”。
可替选地，根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10可以在不同的时间区间中执行用于感测触摸(手指触摸感测和笔触摸感测)的驱动以及用于显示的驱动。这称为“时分驱动”。
图8是示出当根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10使用时分驱动系统进行操作时，在一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)的图。
参照图8，一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)中的每一个通过触摸同步信号Tsync被识别和限定。触摸控制器520将触摸同步信号Tsync提供至触摸驱动电路510，并且触摸驱动电路510在响应于触摸同步信号Tsync而限定的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)中执行预定操作。
触摸同步信号Tsync是控制信号，其中用于限定多个触摸时间区段TP#1至TP#16的定时的触摸电平信号区段和用于限定多个触摸时间区段TP#1至TP#16以外的非触摸区段(例如，显示驱动时间区段)的非触摸电平信号区段被交替地布置。
例如，如图8所示，触摸电平区段是低电平电压区段，并且非触摸电平区段是高电平电压区段。另一方面，触摸电平区段可以是高电平电压区段，并且非触摸电平区段可以是低电平电压区段。
参照图8，在时分驱动系统中，显示驱动时间区段DP#1至DP#16和触摸时间区段TP#1至TP#16交替进行。
在时分驱动系统中，一个触摸帧时间与显示帧时间相关联。在时分驱动系统中，一个触摸帧时间是显示帧的更新周期(即，显示帧时间)的K倍或1/K。K是等于或大于1的整数。
例如，如图8所示，触摸帧时间与显示帧时间相同。另一方面，触摸帧时间可以是显示帧时间的两倍或1/2倍。
参照图8，当一个显示帧时间中包括的所有16个显示驱动时间区段DP#1至DP#16均逝去时，显示面板110的整个区域的一个帧画面(显示帧画面)被更新。
因此，一个显示帧时间中包括的16个显示驱动时间区段DP#1至DP#16中的每一个是用于驱动与显示面板110的显示区域的1/16对应的区域所需的时间。
在时分驱动系统中，一个显示帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16中的每一个是空白时间。在时分驱动系统中，N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)中的每一个也被称为长水平空白(LHB)时间区段LHB#1至LHB#16。
参照图8，在时分驱动系统中，触摸同步信号Tsync是控制信号，其中，用于限定多个触摸时间区段TP#1至TP#16的定时的触摸电平信号区段和用于限定与非触摸区段对应的多个显示驱动区段DP#1至DP#16的非触摸电平信号区段被交替布置。
例如，如图8所示，触摸电平区段是低电平电压区段，并且非触摸电平区段是高电平电压区段。另一方面，触摸电平区段可以是高电平电压区段，并且非触摸电平区段可以是低电平电压区段。
图9是示出在根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)的配置的图。
参照图9，在一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16中，触摸显示装置10的触摸电路300通过将上行链路信号ULS施加至多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE并且经由一个或更多个触摸电极TE接收从经由触摸面板接收到上行链路信号ULS的一支或更多支笔20输出的下行链路信号DLS来感测笔触摸，以及通过将触摸驱动信号施加至多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE并且感测多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE来感测手指触摸。
参照图9，在一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)包括Nu个上行链路发送时间区段ULT、Nd个下行链路发送时间区段DLT和Nf个手指感测时间区段F。
Nu个上行链路发送时间区段ULT是其中电压电平不规则地或非周期性地改变的上行链路信号ULS从触摸面板TSP被发送至一支或更多支笔20的触摸时间区段。上行链路信号ULS的电压电平不规则地或非周期性地改变是因为笔驱动控制信息在上行链路信号ULS中以电压电平表示。
Nd个下行链路发送时间区段DLT是其中下行链路信号DLS从一支或更多支笔20被发送至触摸面板TSP的触摸时间区段。在此，下行链路信号DLS可以用于各种应用。下行链路信号DLS的电压电平可以根据应用不规则地或非周期性地改变，或者其电压电平可以规则地且周期性地改变。
Nf个手指感测时间区段F是感测手指30的触摸的触摸时间区段。
上行链路发送时间区段ULT的数目Nu、下行链路发送时间区段DLT的数目Nd以及手指感测时间区段F的数目Nf的总和与触摸时间区段TP#1至TP#16的数目N相同(N＝Nu+Nd+Nf)。
上行链路发送时间区段ULT的数目Nu等于或大于1，下行链路发送时间区段DLT的数目Nd等于或大于1，并且手指感测时间区段F的数目Nf等于或大于1(Nu≥1，Nd≥1，Nf≥1)。
在图9所示的示例中，设定了N＝16，Nu＝1，Nd＝12和Nf＝3。在此示例中，在一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)中，一个(Nu)触摸时间区段TP#1被分配作为上行链路发送时间区段ULT，12个(Nd)触摸时间区段TP#2至TP#13被分配作为下行链路发送时间区段DLT，并且三个(Nf)触摸时间区段TP#14至TP#16被分配作为手指感测时间区段F。
图10是示出在根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)中被分配作为手指感测时间区段F的触摸时间区段TP#14至TP#16中的触摸显示装置10的操作的图。
参照图10，在分配作为手指感测时间区段F的触摸时间区段TP#14至TP#16中，触摸电路300将触摸驱动信号TDS施加至触摸面板TSP中的一个或更多个触摸电极TE。
此后，触摸电路300经由触摸面板TSP中的多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE来检测触摸感测信号SENS，并且感测触摸电极TE与手指30之间的自电容或感测触摸电极TE之间的互电容。
触摸驱动信号可以是其中电压电平改变预定幅度的信号。触摸驱动信号TDS的频率可以是恒定的或可变的。
当触摸驱动信号TDS被施加至触摸电极TE时，与触摸驱动信号TDS在频率、相位和幅度中的一个或更多个上对应的信号(称为无负载驱动信号)被施加至附近的数据线DL、附近的栅极线GL或其他触摸电极TE。因此，可以减小在感测手指触摸时在触摸电极与周围图案DL、GL和TE之间形成使触摸灵敏度降低的寄生电容。
另一方面，当触摸驱动信号TDS在分配作为手指感测时间区段F的触摸时间区段TP#14至TP#16中被施加至触摸面板TSP中的一个或更多个触摸电极TE时，一支或更多支笔20将在频率和相位上与触摸驱动信号TDS对应的信号(称为笔无负载驱动信号)输出至触摸面板TSP。
图11是示出在根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)中被分配作为上行链路发送时间区段ULT的触摸时间区段TP#1中的触摸显示装置10和笔20的操作的图。
参照图11，在被分配作为上行链路发送时间区段ULT的触摸时间区段TP#1中，触摸电路300将上行链路信号ULS施加至触摸面板TSP中的多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE。
因此，触摸触摸面板TSP或接近触摸面板TSP的一支或更多支笔20可以接收施加至触摸电极TE的上行链路信号ULS。
上行链路信号ULS可以用于通知被触摸显示装置10识别的笔20或未被触摸显示装置10识别的任意笔20。
当接收到上行链路信号ULS时，一支或更多支笔20可以使用由上行链路信号ULS指示的各种类型的信息来控制其自身的驱动操作。
被触摸显示装置10识别的笔20的示例包括：向触摸显示装置10提供其特定笔ID的笔20、触摸显示装置10给予临时笔ID的笔20、以及已与触摸显示装置10配对的笔20。
未被触摸显示装置10识别的笔20的示例包括：未向触摸显示装置10提供其特定笔ID的笔20、触摸显示装置10未给予临时笔ID的笔20、以及未与触摸显示装置10配对的笔20。
上行链路信号ULS可以是例如包括笔驱动控制信息的信标信号BCON。在这种情况下，上行链路信号ULS可以被称为信标发送时间区段。
信标信号BCON包括触摸面板类型信息(例如，内嵌型或附加型)、触摸时间区段信息(LHB信息)、下行链路信号DLS的频率信息、下行链路信号DLS的脉冲编号信息、在上行链路发送时间区段ULT之后的触摸时间区段的编号信息、以及驱动定时信息中的一个或更多个。
信标信号BCON还可以包括功率模式信息(例如，为了减少功耗的目的而不驱动面板和笔的触摸时间区段信息)。信标信号BCON还可以包括用于使触摸面板TSP和笔20的驱动同步的信息。
信标信号BCON中包括的各种类型的信息被存储在触摸显示装置10的存储器中。存储在存储器中的各种类型的信息可以被笔20预先共享。
信标信号BCON是指示如上所述的各种类型的信息的信息信号，因此电压电平可以不规则地或非周期性地改变。信标信号BCON是重要的控制信号，并且其幅度大于其他信号。
图12是示出在根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)中被分配作为三种类型的下行链路发送时间区段DLT的触摸时间区段TP#2至TP#13中的触摸显示装置10和笔20的操作的图。
当提到触摸显示装置10感测笔触摸时，这意味着触摸显示装置10感测笔位置、笔倾斜或各种类型的笔信息。
因此，Nd个下行链路发送时间区段DLT包括：感测笔20的笔位置的笔位置感测时间区段P、感测笔20的笔倾斜的笔倾斜感测时间区段T、以及感测笔20的笔信息的笔数据发送时间区段D。
在笔位置感测时间区段P中从笔20输出的下行链路信号DLS可以是其中电压电平规则地或周期性地改变的笔位置信号PPS。
触摸电路300经由一个或更多个触摸电极TE接收从笔20输出的笔位置信号PPS，并感测笔位置。
在笔倾斜感测时间区段T中从笔20输出的下行链路信号DLS可以是其中电压电平规则地或周期性地改变的笔倾斜信号PTS。
触摸电路300经由一个或更多个触摸电极TE接收从笔20输出的笔倾斜信号PTS，并感测笔倾斜。
在笔数据发送时间区段D中从笔20输出的下行链路信号DLS指示各种类型的笔信息，因此可以是其中电压电平可以规则地或周期性地改变或者其中电压电平不规则或非周期性地改变的笔数据PDATA。
触摸电路300经由一个或更多个触摸电极TE接收从笔20输出的笔数据PDATA，并且感测笔数据PDATA中包括的各种类型的笔信息。
例如，笔数据PDATA中包括的各种类型的笔信息包括由笔20生成的输入信息(例如，按钮输入信息)、笔驱动状态信息、笔通信状态信息、笔电池信息以及特定笔ID信息中的一个或更多个。
例如，可以以两个或更多个符号的组合的形式来表示笔数据PDATA中包括的各种类型的笔信息，并且每个符号可以具有与两个信号状态对应的两个符号值、与三个信号状态对应的三个符号值、或与四个或更多个信号状态对应的四个或更多符号值。
图13是示出使得根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置与两支笔协同操作的、在一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段的示例性配置的图；
参照图13，N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)被分配作为Nf个手指感测时间区段F、Nu个上行链路发送时间区段ULT、以及Nd个下行链路发送时间区段DLT。即，满足N＝Nu+Nd+Nf。
参照图13，Nd个下行链路发送时间区段DLT被分配作为Np个笔位置感测时间区段P、Nt个笔倾斜感测时间区段T、以及Ni个笔数据发送时间区段D。即，满足Nd＝Np+Nt+Ni。
例如，如图13所示，16个触摸时间区段TP#1至TP#16被分配作为五个手指感测时间区段F、一个上行链路发送时间区段ULT和10个下行链路发送时间区段DLT。在此，将一个上行链路信号ULT称为信标发送时间区段B。
如图13所示，10个下行链路发送时间区段DLT被分配作为四个笔位置感测时间区段P、两个笔倾斜检测时间区段T和四个笔数据发送时间区段D。
当笔20(Pen 1)的数目为1时，使用一个信标发送时间区段B和十个下行链路发送时间区段DLT来感测一支笔20的笔触摸。
当笔20(Pen 1和Pen 2)的数目为2时，一个信标发送时间区段B是其中信标信号被发送至两支笔20(Pen 1和Pen 2)的触摸时间区段TP#1。
当笔20(Pen 1和Pen 2)的数目为2时，应使用十个下行链路发送时间区段DLT中的五个下行链路发送时间区段DLT来感测第一笔(Pen 1)的笔触摸，并且应使用其余五个下行链路发送时间区段DLT来感测第二笔(Pen 2)的笔触摸。其细节将在下面描述。
在十个下行链路发送时间区段DLT中，与四个触摸时间区段TP#2、TP#5、TP#9和TP#12对应的四个下行链路发送时间区段DLT被分配作为四个笔位置感测时间区段P。
在十个下行链路发送时间区段DLT中，与两个触摸时间区段TP#3和TP#13对应的两个下行链路发送时间区段DLT被分配作为两个笔倾斜感测时间区段T。
在十个下行链路发送时间区段DLT中，与四个触摸时间区段TP#6、TP#7、TP#10和TP#11对应的四个下行链路发送时间区段DLT被分配作为四个笔数据发送时间区段D。
在四个笔位置感测时间区段P中，分配给第二和第九触摸时间区段TP#2和TP#9的两个笔位置感测时间区段P1用于感测第一笔(Pen 1)的笔位置，并且分配给第五和第十二触摸时间区段TP#5和TP#12的两个笔位置感测时间区段P2用于感测第二笔(Pen 2)的笔位置。
在两个笔倾斜感测时间区段T中，分配给第三触摸时间区段TP#3的笔倾斜感测时间区段T1用于感测第一笔(Pen 1)的笔倾斜，并且分配给第十三触摸时间区段TP#13的感测时间区段T2用于感测第二笔(Pen2)的笔倾斜。
在四个笔数据发送时间区段D中，分配给第十和第十一触摸时间区段TP#10和TP#11的两个笔数据发送时间区段D1用于使用第一笔(Pen 1)的笔数据PDATA来感测笔信息，并且分配给第六和第七触摸时间区段TP#6和TP#7的两个笔数据发送时间区段D2用于使用第二笔(Pen 2)的笔数据PDATA来感测笔信息。
当笔20的数目等于或大于三时，一个触摸帧时间还需要笔位置感测时间区段P、笔倾斜感测时间区段T和笔数据发送时间区段D。当笔位置感测时间区段P、笔倾斜感测时间区段T和笔数据发送时间区段D未被分配在一个触摸帧时间内时，必须在两个或三个或更多个触摸帧时间内来执行感测多支笔的笔触摸，因此笔触摸感测速度会大大降低。
由于包含在笔数据PDATA中的笔信息量是大的，因此在一个触摸帧时间内，对于每支笔20需要至少两个触摸时间区段(笔数据发送时间区段D)。因此，使用以上触摸时间区段配置和以上笔触摸感测系统无法感测到三支或更多支笔20的笔触摸。
另一方面，可以预先将被执行的触摸时间区段配置和操作以及在触摸显示装置10与笔20之间发送和接收的信号ULS和DLS的示例限定为触摸显示装置10与笔20之间的协议。该协议信息由触摸显示装置10的触摸电路300和笔20共享。
在共享各种类型的协议信息的方法的示例中，触摸显示装置10和笔20可以预先存储协议信息。在共享各种类型的协议信息的方法的另一示例中，当感测到笔20的接近时，触摸显示装置10可以将全部或一些类型的协议信息提供至笔20并与笔20共享。
图14是示出将根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10与笔20进行配对的例程的图。
参照图14，为了在触摸显示装置10与笔20之间进行协同操作的目的，触摸显示装置10和笔20需要彼此识别，并且执行将触摸显示装置10和笔20配对的例程。为了便于说明，下面将描述一支笔20的配对例程。
配对例程包括色调模式操作命令步骤S10、特定笔ID请求步骤S20和临时笔ID分配和配对处理步骤S30。
在色调模式操作命令步骤S10中，触摸显示装置10的触摸电路300在信标发送时间区段B中向触摸面板TSP输出包括色调模式操作命令的信标信号BCON。
因此，未被触摸显示装置10识别并且靠近触摸显示装置10的笔接收包括色调模式操作命令的信标信号BCON。
色调模式操作命令是用于使未被给予用于感测笔触摸的临时笔ID的笔20以色调模式进行操作的命令。色调模式是其中笔20通知其新近靠近触摸显示装置10的操作模式。当笔20在色调模式下操作时，笔20可以在所有下行链路发送时间区段DLT中输出电压电平规则地或周期性地改变的驱动信号。当笔20在色调模式下操作时，笔20还可以在所有手指感测时间区段F中输出电压电平规则地或周期性地改变的驱动信号。
在特定笔ID请求步骤S20中，触摸显示装置10的触摸电路300在信标发送时间区段B中向触摸面板TSP输出用于向笔20请求特定笔ID的信标信号BCON。特定笔ID可以是在制造笔20时由笔制造商给出的特定ID。
因此，未被触摸显示装置10识别并且靠近触摸显示装置10的笔在信标发送时间区段B中接收包括用于请求特定笔ID的信息的信标信号BCON。
接收到包括对于特定笔ID的请求信息的信标信号BCON的笔20在下行链路发送时间区段DLT中输出其特定笔ID。触摸显示装置10的触摸电路300经由触摸面板TSP接收特定笔ID。从笔20输出的特定笔ID可以具有哈希值。可替选地，触摸电路可以对从笔20输出的特定笔ID(不具有哈希值)执行哈希处理，并且生成哈希值。
在临时笔ID分配和配对处理步骤S30中，触摸显示装置10的触摸电路300基于特定笔ID向提供特定笔ID的笔20给出(分配)临时笔ID，该临时笔ID用于在驱动期间感测笔触摸或识别笔20。
触摸显示装置10的触摸电路300在信标发送时间区段B中向触摸面板TSP输出信标信号BCON，该信标信号BCON包括具有给定临时笔ID的配对信息或包括与给定临时笔ID对应的信息的配对信息。
笔20在信标发送时间区段B中接收包括配对信息的信标信号BCON，识别临时笔ID或与其对应的信息，并结束配对处理。此后，笔20可以使用临时笔ID或与其对应的信息来执行驱动操作。
当两支或更多支笔20同时接近触摸显示装置10时，触摸显示装置10执行对于两支或更多支笔20的配对处理。此时，可以同时执行上述色调模式操作命令步骤S10，但是对于每支笔20应分别执行临时笔ID分配和配对处理步骤S30。
例如，当第一笔(Pen 1)和第二笔(Pen 2)在一个触摸帧时间内同时接近时，执行色调模式操作命令步骤S10并执行特定笔ID请求步骤S20，然后执行第一笔(Pen 1)的临时笔ID分配和配对处理步骤S30。此时，第二笔(Pen 2)的操作停止。在已经执行了第一笔(Pen1)的临时笔ID分配和配对处理步骤S30之后，再次执行特定笔ID请求步骤S20。此后，执行第二笔(Pen 2)的临时笔ID分配和配对处理步骤S30。
因此，当两支或更多支笔20在一个触摸帧时间内同时接近时，可能要花费大量时间来完成两支或更多支笔20的配对处理。
图15是示出将根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10与四支笔20配对的例程的图。
下面将参照图15和图14描述当四支笔(Pen 1至Pen 4)在一个触摸帧时间内的时间点t0同时接近时的四支笔(Pen 1至Pen 4)的配对处理。
首先，执行色调模式操作命令步骤S10。
然后，执行特定笔ID请求步骤S20。之后，执行第一笔(Pen 1)的临时笔ID分配和配对处理步骤S30，并且在时间点t1处完成第一笔(Pen1)的配对处理。此时，尚未被给予临时笔ID的其余三支笔(Pen 2，Pen3和Pen 4)停止其操作。
在完成第一笔(Pen 1)的配对处理之后，再次执行特定笔ID请求步骤S20。此后，执行第二笔(Pen 2)的临时笔ID分配和配对处理步骤S30，并且在时间点t2处完成第二笔(Pen2)的配对处理。此时，尚未被给予临时笔ID的其余两支笔(Pen 3和Pen 4)停止操作。
在完成第二笔(Pen 2)的配对处理之后，再次执行特定笔ID请求步骤S20。此后，执行第三笔(Pen 3)的临时笔ID分配和配对处理步骤S30，并且在时间点t3处完成第三笔(Pen3)的配对处理。此时，尚未被给予临时笔ID的其余一支笔(Pen 4)停止其操作。
在完成第三笔(Pen 3)的配对处理之后，再次执行特定笔ID请求步骤S20。此后，执行第四笔(Pen 4)的临时笔ID分配和配对处理步骤S30，并且在时间点t4处完成第四笔(Pen4)的配对处理。
通过上述例程，在时间点t0同时接近的四支笔(Pen 1至Pen 4)的配对处理在时间点t4处全部完成。通过上述配对例程，可以看出，完成四支笔(Pen 1至Pen 4)的所有配对处理需要花费大量时间。这是因为，除了配对处理使得难以快速配对的问题之外，在一个触摸帧时间内，用于增加许多笔20的配对速度的触摸时间区段的数目还不够。
下面将描述一种在一个触摸帧时间内实现多于两支笔20的笔触摸感测操作以及快速配对处理的方法。
图16是示出使得根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10与笔20协同操作的触摸显示装置10和多于两支的笔在两种类型的下行链路发送时间区段DLT中的操作的图。图17至图19示出了根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的触摸时间区段的可扩展配置的示例。
根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10包括其中布置有多个触摸电极TE的触摸面板和触摸电路300，触摸电路300在每个触摸帧时间中包括的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)中将上行链路信号ULS施加至多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE，并经由一个或更多个触摸电极TE接收从经由触摸面板TSP接收到上行链路信号ULS的一支或更多支笔20输出的下行链路信号DLS。
N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)包括：Nu个上行链路发送时间区段ULT，其中电压电平规则地改变的上行链路信号ULS从触摸面板TSP被发送至一支或更多支笔20；Nd个下行链路发送时间区段DLT，其中下行链路信号DLS从一支或更多支笔20被发送至触摸面板TSP；以及Nf个手指感测时间区段F，其中手指30的触摸被感测。满足Nu≥1，Nd≥1和Nf≥1。
Nd个下行链路发送时间区段DLT包括Np个笔位置感测时间区段P。满足1≤Np≤Nd。
当在一个触摸帧时间内要感测的笔的数目为m时，在一个触摸帧时间内的下行链路发送时间区段DLT的数目等于或大于3×m。
触摸电路300在Np个笔位置感测时间区段P中经由多个触摸电极TE中的一个或更多个触摸电极TE接收笔数据PDATA，并且基于笔数据PDATA同时感测一支或更多支笔20的笔信息和笔位置，笔数据PDATA是从一支或更多支笔20输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号DLS。
需要至少两个触摸时间区段(即，两个笔位置感测时间区段P)来发送表示一支笔20的笔信息的笔数据PDATA。
笔数据PDATA是包括各种类型的笔信息的数据。笔数据PDATA中包括的各种笔信息包括例如由笔20生成的输入信息(例如，按钮输入信息)、笔驱动状态信息、笔通信状态信息、笔电池信息、以及特定笔ID信息中的一个或更多个。
例如，可以以两个或更多个符号的组合的形式来表示笔数据PDATA中包括的各种类型的笔信息，并且每个符号可以具有与两个信号状态对应的两个符号值、与三个信号状态对应的三个符号值、或与四个或更多个信号状态对应的四个或更多符号值。
触摸显示装置10的触摸电路300包括：发送/接收电路511，其在每个触摸帧时间中包括的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)中将上行链路信号ULS施加至触摸面板TSP中的多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE，并经由一个或更多个触摸电极TE接收从经由触摸面板TSP接收到上行链路信号ULS的一支或更多支笔20输出的下行链路信号DLS；以及模数转换器512，其对于下行链路信号DLS生成数字感测值。
N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)包括：Nu个上行链路发送时间区段ULT，其中电压电平规则地改变的上行链路信号ULS从触摸面板TSP被发送至一支或更多支笔20；Nd个下行链路发送时间区段DLT，其中下行链路信号DLS从一支或更多支笔20被发送至触摸面板TSP；以及Nf个手指感测时间区段F，其中手指30的触摸被感测。
Nd个下行链路发送时间区段DLT包括Np个笔位置感测时间区段P。满足Nu≥1,Nd≥1,Nf≥1，并且1≤Np≤Nd。
发送/接收电路511在Np个笔位置感测时间区段P中经由多个触摸电极TE中的一个或更多个触摸电极TE接收笔数据PDATA，并且基于笔数据PDATA生成并输出用于同时感测一支或更多支笔20的笔信息和笔位置的感测数据，笔数据PDATA是从一支或更多支笔20输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号DLS。
触摸电路300在与每个上行链路发送时间区段ULT对应的信标发送时间区段B中将作为发送至一支或更多支笔20的上行链路信号ULS并且其中笔驱动控制信息通过电压电平的改变来表示的信标信号BCON施加至多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE，并且在每个下行链路发送时间区段DLT中从一支或更多支笔20输出的下行链路信号DLS的信号波形可以根据信标信号BCON而改变。
参照具有图17所示的触摸时间区段配置的四种情况(情况1至情况4)，Nd个下行链路发送时间区段DLT包括感测笔倾斜的Nt个笔倾斜感测时间区段T和使用笔数据PDATA同时感测笔位置和各种笔信息的Np个笔位置感测时间区段P。
下行链路发送时间区段DLT的数目Nd等于笔位置感测时间区段P的数目Np和笔倾斜感测时间区段T的数目Nt的和(Np+Nt＝Nd)。在具有图17所示的触摸时间区段配置的四种情况下(情况1至情况4)，Nd是12，Np是8，并且Nt是4。
下行链路信号DLS经由其从笔20输出的尖端的类型在Nt个笔倾斜感测时间区段T和Np个笔位置感测时间区段P中可以不同。
例如，在Nt个笔倾斜感测时间区段T中下行链路信号DLS经由其从笔20输出的尖端是具有环形形状(线圈形状)的第二尖端622。在Np个笔位置感测时间区段P中下行链路信号DLS经由其从笔20输出的尖端是具有杆形状的第一尖端621。
从笔20输出的下行链路信号DLS的信号波形在Nt个笔倾斜感测时间区段T和Np个笔位置感测时间区段P中可以不同。
例如，在Nt个笔倾斜感测时间区段T中从笔20输出的下行链路信号DLS是电压电平规则地或周期性地改变的笔倾斜信号PTS。在Np个笔位置感测时间区段P中从笔20输出的下行链路信号DLS是其中电压电平不规则地或非周期性地改变的笔数据PDATA。
参照图16，触摸电路300在笔位置感测时间区段P中经由一个或更多个触摸电极TE接收笔数据PDATA并同时感测笔20的笔信息和笔位置，该笔数据PDATA是从笔20的第一尖端621输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号DLS。
参照图16，触摸电路300在笔倾斜感测时间区段T中经由一个或更多个触摸电极TE接收笔倾斜信号PTS并且基于笔倾斜信号PTS感测笔20的笔倾斜，该笔倾斜信号PTS是从形状不同于笔20的第一尖端621的第二尖端622输出并且其中电压电平规则地或者周期性地改变的下行链路信号。
参照具有图17所示的触摸时间区段配置的四种情况(情况1至情况4)，当保持上述触摸时间区段配置并且采用在笔位置感测时间区段P中使用笔数据PDATA同时感测笔信息和笔位置的方法时，作为Nu个上行链路发送时间区段ULT的信标发送时间区段B、Np个笔位置感测时间区段P、Nt个笔倾斜感测时间区段T和Nf个手指感测时间区段F可以在以各种方式改变分配位置的同时被分配给一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)。
例如，可以根据笔的数目来改变功能时间区段B、P、T和F的分配位置。例如，情况1和情况2中的触摸时间区段配置适用于笔数目为4的4笔模式，情况3中的触摸时间区段配置适用于其中笔数目为2的2笔模式，情况4中的触摸时间区段配置适用于笔数目为1的1笔模式。本公开内容不限于此。
参照具有图18所示的触摸时间区段配置的四种情况(情况5至情况8)，Nd个下行链路发送时间区段DLT包括：Ni个笔数据发送时间区段D，其中可以使用笔数据PDATA来感测各种类型的笔信息(例如特定笔ID)；以及Np个笔位置感测时间区段P，其中可以使用笔数据PDATA同时感测笔位置和各种类型的笔信息(例如特定笔ID)。
下行链路发送时间区段DLT的数目Nd与笔位置感测时间区段P的数目Np和笔数据发送时间区段D的数目Ni的和相同(Np+Ni＝Nd)。在具有图18所示的触摸时间区段配置的四种情况下(情况5至情况8)，Nd为12，Np为8，Ni为4。
在Ni个笔数据发送时间区段D和Np个笔位置感测时间区段P中，下行链路信号DLS经由其从笔20输出的尖端的类型相同。
具有图17所示的其中Nt个笔倾斜感测时间区段T用作Ni个笔数据发送时间区段D的触摸时间区段配置的四种情况(情况1至情况4)与具有图18所示的触摸时间区段配置的四种情况(情况5至情况8)相同。
对于被呈现为感测更多支笔20的笔触摸的图17的触摸时间区段配置的情况，针对一支笔20分配的触摸时间区段的数目无助于减少。因此，对于图17的触摸时间区段配置，其中包括具有诸如约52位的大量信息的例如特定笔ID的笔信息的笔数据PDATA被发送的笔位置感测时间区段P可能不足。
如图18所示，通过将在图17的触摸时间区段配置中用作Nt个笔倾斜感测时间区段T的触摸时间区段用作Ni个笔数据发送时间区段D，可以在图18的Ni个笔数据发送时间区段D中将包括特定笔ID的笔数据PDATA从笔20发送至触摸显示装置10。
参照图18，可以在Np个笔位置感测时间区段P中将包括特定笔ID的笔数据PDATA从笔20发送至触摸显示装置10。例如，在Np个笔位置感测时间区段P中，还可以使用包括特定笔ID的笔数据PDATA同时感测笔位置。
换句话说，当触摸显示装置10在上面参照图14和图15所述的配对例程中向笔20请求特定笔ID并接收特定笔ID时，可以应用具有图18所示的触摸时间区段配置的四种情况(情况5至情况8)。
在Ni个笔数据发送时间区段D中下行链路信号DLS经由其从笔20输出的尖端以及在Np个笔位置感测时间区段P中下行链路信号DLS经由其从笔20输出的尖端两者都是第一尖端621。
参照图16，在笔位置感测时间区段P中，触摸电路300可以经由一个或更多个触摸电极TE接收笔数据PDATA并且基于笔数据PDATA同时感测一支或更多支笔20的笔信息和笔位置，该笔数据PDATA是从笔20的第一尖端621输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号DLS。
通过图18的触摸时间区段配置，在笔数据发送时间区段D中，触摸电路300可以经由一个或更多个触摸电极TE接收其他笔数据PDATA并且基于其他笔数据PDATA同时感测笔20的其他笔信息，该其他笔数据PDATA是从笔20的第一尖端621输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号DLS。在此，其他笔数据PDATA包括例如笔20的特定笔ID。
参照具有图18所示的触摸时间区段配置的四种情况(情况5至情况8)，当保持上述触摸时间区段配置并且采用在笔位置感测时间区段P中使用笔数据PDATA同时感测笔信息和笔位置的方法时，作为Nu个上行链路发送时间区段ULT的信标发送时间区段B、Np个笔位置感测时间区段P、Nt个笔倾斜感测时间区段T和Nf个手指感测时间区段F可以在以各种方式改变分配位置的同时被分配给一个触摸帧时间内的N个触摸时间区段TP#1至TP#16(N＝16)。
例如，可以根据笔的数目来改变功能时间区段B、P、T和F的分配位置。例如，情况5和情况6中的触摸时间区段配置适用于笔数目为4的4笔模式，情况7中的触摸时间区段配置适用于其中笔数目为2的2笔模式，情况8中的触摸时间区段配置适用于笔数目为1的1笔模式。本公开内容不限于此。
在具有图18所示的触摸时间区段配置的四种情况下(情况5至情况8)，触摸电路300在Np个笔位置感测时间区段P中从笔数据PDATA感测笔位置，并且还使用笔数据PDATA感测各种类型的笔信息。因此，可以将Np个笔位置感测时间区段P视为Np个笔数据发送时间区段D。
考虑到这一点，可以在一个触摸帧时间内使用笔数据PDATA感测各种类型的笔信息的触摸时间区段的数目与通过将Np(8)和Ni(4)求和得到的值(12)即下行链路发送时间区段DLT的数目Nd(12)相同。
以这种方式，在将一个触摸帧时间内的Nd个下行链路发送时间区段DLT分配作为笔数据发送时间区段D时，获得与图19所示相同的触摸时间区段配置。
图20是示出在根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10中的两个笔位置感测时间区段P中使用笔数据PDATA同时感测笔信息和笔位置的方法的图。
参照图20，其中包括多个符号的笔数据PDATA被发送的时段包括第一感测时段(1/2)和第二感测时段(2/2)。
第一感测时段(1/2)和第二感测时段(2/2)中的每一个对应于一个笔位置感测时间区段P。
例如，第一感测时段(1/2)是在图17的情况1中被分配作为第二触摸时间区段TP#2的笔位置感测时间区段P，并且第二感测时段(2/2)是在图17的情况1中被分配作为第十触摸时间区段TP#10的笔位置感测时间区段P。
例如，笔数据PDATA中包括的各种类型的笔信息包括由笔20生成的输入信息(例如，按钮输入信息)、笔驱动状态信息、笔通信状态信息、笔电池信息以及特定笔ID信息中的一个或更多个。
例如，可以以两个或更多个符号的组合的形式来表示笔数据PDATA中包括的各种类型的笔信息，并且每个符号可以具有与两个信号状态对应的两个符号值、与三个信号状态对应的三个符号值、或与四个或更多个信号状态对应的四个或更多个符号值。
两个信号状态和三个信号状态是指笔数据PDATA中的脉冲状态。
两个信号状态可以包括：正相状态(0°)，其中笔数据PDATA中的脉冲具有与读出集成电路ROIC的内部操作信号的脉冲相同的相位；以及反相状态(180°)，其中笔数据PDATA中的脉冲具有与读出集成电路ROIC的内部操作信号的脉冲相反的相位。在此，读出集成电路ROIC是构成触摸驱动电路510的集成电路。
除了正相状态(0°)和反相状态(180°)之外，三个信号状态还可以包括无源状态。无源状态是笔数据PDATA具有直流电压或者没有信号从笔20输出的状态。
当笔数据PDATA的脉冲处于正相状态(0°)时，由笔数据PDATA的脉冲指示的符号为“0(零)”。当笔数据PDATA的脉冲处于反相状态(180°)时，由笔数据PDATA的脉冲指示的符号为“1”。当笔数据PDATA的脉冲处于无源状态时，由笔数据PDATA的脉冲指示的符号为“-”或空。
参照图20，在Np个笔位置感测时间区段P中由触摸电路300经由一个或更多个触摸电极TE接收到的笔数据PDATA包括多个脉冲。
参照图20，笔数据PDATA包括其中表示与笔信息对应的八个符号Symbol 1至Symbol 8的八个区段S1到S8。
八个区段S1至S8中的每一个可以包括脉冲(正相状态区段和反相状态区段)，具有不含脉冲的直流电压或者处于浮置状态(无源状态区段)。
八个区段S1至S8中的第一至第四区段S1至S4对应于第一感测时段(1/2)，并且第五至第八区段S5至S8对应于第二感测时段(2/2)。
当相状态切换时(正相状态至反相状态，反相状态至正相状态)，脉冲的高电平区段保持或脉冲的低电平区段保持。
因此，笔数据PDATA中包括的多个脉冲中的至少一个脉冲的高电平区段比其他脉冲的高电平区段长。
可替选地，笔数据PDATA中包括的多个脉冲中的至少一个脉冲的低电平区段比其他脉冲的低电平区段长。
笔数据PDATA中包括的多个脉冲被分为多个区段S1至S8。即，笔数据PDATA包括多个区段S1至S8。
多个区段S1至S8表示与使用脉冲的笔信息对应的多个符号Symbol1至Symbol 8。
多个区段S1至S8包括两个包括脉冲的区段。这两个区段可以包括相同相位的脉冲或可以包括相反相位的脉冲。
例如，在包括反相状态的脉冲的第一区段S1和包括反相状态的脉冲的第二区段S2中，第一区段S1的脉冲和第二区段S2的脉冲具有相同相位。
例如，在包括正相状态的脉冲的第三区段S3和包括正相状态的脉冲的第四区段S4中，第三区段S3的脉冲和第四区段S4的脉冲具有相同相位。
例如，在包括反相状态的脉冲的第二区段S2和包括正相状态的脉冲的第三区段S3中，第二区段S2的脉冲和第三区段S3的脉冲具有相反相位。
换句话说，两个区段中的一个包括具有与从触摸电路300施加至触摸面板TSP并且其中电压电平规则地或周期性地改变的驱动信号相同的相位的脉冲(正相状态的脉冲)，并且这两个区段中的另一个包括具有与驱动信号的相位相反的相位的脉冲(反相状态的脉冲)。例如，从触摸电路300施加至触摸面板TSP并且电压电平规则地或周期性地改变的驱动信号可以是手指感测时间区段F中的触摸驱动信号TDS，并且可以是在频率和相位上与由读出集成电路ROIC构成的触摸驱动电路510的内部操作信号同步的信号。
多个区段S1至S8包括具有直流电压或电浮置的无源状态区段S5和S7。
如上所述，笔数据PDATA可以具有包括正相状态和反相状态的两个状态或者除了取决于相状态的两个状态之外，可以具有还包括无源状态的三个状态。可替选地，笔数据PDATA还可以包括通过划分电压电平而获得的一个或更多个附加状态。例如，正相状态可以分为电压电平等于或大于阈值电压电平的第一正相状态和电压电平小于阈值电压电平的第二正相状态。根据电压电平，反相状态可以分为电压电平等于或大于阈值电压电平的第一反相状态和其中电压电平小于阈值电压电平的第二反相状态。
参照图20，触摸电路300经由笔20触摸或靠近的一个或更多个触摸电极TE接收笔数据PDATA的脉冲，并生成与数字感测值对应的感测原始数据。
参照图20，处于正相状态(0°)的笔数据PDATA的脉冲的感测原始数据具有负值。处于反相状态(180°)的笔数据PDATA的脉冲的感测原始数据具有正值。处于无源状态的笔数据PDATA的脉冲的感测原始数据具有0(零)或与其接近的值。
当感测原始数据具有负值或正值时，这意味着笔数据PDATA被输入的触摸电极被笔20触摸或靠近。
因此，触摸电路300可以使用笔数据PDATA中处于与无源状态不同的状态(正相状态和反相状态)的脉冲的感测原始数据来感测笔位置。即，触摸电路300可以使用在Np个笔位置感测时间区段P中接收到的笔数据PDATA来感测笔信息和笔位置。
图21A是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10中的4笔模式的触摸时间区段的配置的图。图21B是示出在图21A所示的触摸时间区段的配置中其中存在一支笔(Pen 1)的驱动状态和其中存在四支笔(Pen 1至Pen 4)的驱动状态的图。
在下面的描述中，假设设定N＝16，Nu＝1，Nd＝12，Nf＝3，Np＝8和Nt＝4。即，假设一个触摸帧时间包括16个触摸时间区段TP#1至TP#16，并且16个触摸时间区段TP#1至TP#16包括一个上行链路发送时间区段ULT、12个下行链路发送时间区段DLT、以及三个手指感测时间区段F。上行链路发送时间区段ULT是信标发送时间区段(B)。
参照图21A，12个下行链路发送时间区段DLT包括八个笔位置感测时间区段P1、P2、P3和P4以及四个笔倾斜感测时间区段T1、T2、T3和T4。
八个笔位置感测时间区段P1、P2、P3和P4包括针对第一笔(Pen 1)分配的两个笔位置感测时间区段P1、针对第二笔(Pen 2)分配的两个笔位置感测时间区段P2、针对第三笔(Pen 3)分配的两个笔位置感测时间区段P3、以及针对第四笔(Pen 4)分配的两个笔位置感测时间区段P4。
四个笔倾斜感测时间区段T1、T2，T3和T4包括针对第一笔(Pen 1)分配的一个笔倾斜感测时间区段T1、针对第二笔(Pen 2)分配的一个笔倾斜感测时间区段T2、针对第三笔(Pen 3)分配的一个笔倾斜感测时间区段T3、以及针对第四笔(Pen 4)分配的一个笔倾斜感测时间区段T4。
在触摸时间区段的这种配置中，功能时间区段B、P、T和F的数目、其分配位置等可以进行各种修改。
首先，下面将描述当存在一支笔(Pen 1)时的触摸显示装置10和笔20的操作。
参照图21B，在信标发送时间区段B中，触摸电路300的信号发送/接收电路511将其中电压电平不规则地或非周期性地改变的信标信号BCON施加至至多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE。
参照图21B，第一笔(Pen 1)在针对第一笔(Pen 1)分配的笔位置感测时间区段P1中输出第一笔数据PDATA1。
在笔位置感测时间区段P1中，触摸电路300的信号发送/接收电路511将具有恒定电压电平的直流电压施加至多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE。
参照图21B，第一笔(Pen 1)在针对第一笔(Pen 1)分配的笔倾斜感测时间区段T1中输出第一笔倾斜信号PTS1。
在笔倾斜感测时间区段T1中，触摸电路300的信号发送/接收电路511将具有恒定电压电平的直流电压施加至多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE。
当存在仅一支笔(Pen 1)时，触摸电路300的信号发送/接收电路511可以在包括八个笔位置感测时间区段P1、P2、P3和P4以及四个笔倾斜感测时间区段T1、T2、T3和T4的12个下行链路发送时间区段DLT中向多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE提供具有恒定电压电平的直流电压。
参照图21B，触摸电路300的信号发送/接收电路511在三个手指感测时间区段F中向多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE施加其中电压电平规则地或周期性地改变的触摸驱动信号TDS。
参照图21B，第一笔(Pen 1)在三个手指感测时间区段F中输出作为下行链路信号DLS并且其中电压电平规则地或周期性地改变的笔脉冲信号PLFD。
因此，在三个手指感测时间区段F中，从第一笔(Pen 1)输出的笔脉冲信号PLFD被施加至多个触摸电极TE中的一个或更多个触摸电极TE。
笔脉冲信号PLFD在频率和相位上对应于触摸驱动信号TDS。由于笔脉冲信号PLFD，在触摸电极TE中不会生成不必要的寄生信号。因此，即使在相邻位置同时执行手指触摸和笔触摸时，也可以准确地感测手指触摸和笔触摸。
然后，将在下面描述当存在四支笔(Pen 1至Pen 4)时的触摸显示装置10和四支笔20(Pen 1至Pen 4)的操作。
参照图21B，在信标发送时间区段B中，触摸电路300的信号发送/接收电路511将其中电压电平不规则地或非周期性地改变的信标信号BCON施加至多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE。
参照图21B，触摸电路300的信号发送/接收电路511可以在包括8个笔位置感测时间区段P1、P2、P3和P4以及四个笔倾斜感测时间区段T1、T2、T3和T4的12个下行链路发送时间区段DLT中向多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE提供具有恒定电压电平的直流电压。
参照图21B，第一笔(Pen 1)在针对第一笔(Pen 1)分配的笔位置感测时间区段P1中输出第一笔数据PDATA1。第二笔(Pen 2)在针对第二笔(Pen 2)分配的笔位置感测时间区段P2中输出第二笔数据PDATA2。第三笔(Pen 3)在针对第三笔(Pen 3)分配的笔位置感测时间区段P3中输出第三笔数据PDATA3。第四笔(Pen 4)在针对第四笔(Pen 4)分配的笔位置感测时间区段P4中输出第四笔数据PDATA4。
参照图21B，第一笔(Pen 1)在针对第一笔(Pen 1)分配的笔倾斜感测时间区段T1中输出第一笔倾斜信号PTS1。第二笔(Pen 2)在针对第二笔(Pen 2)分配的笔倾斜感测时间区段T2中输出第二笔倾斜信号PTS2。第三笔(Pen 3)在针对第三笔(Pen 3)分配的笔倾斜感测时间区段T3中输出第三笔倾斜信号PTS3。第四笔(Pen 4)在针对第四笔(Pen4)分配的笔倾斜感测时间区段T4中输出第四笔倾斜信号PTS4。
参照图21B，在三个手指感测时间区段F中，触摸电路300的信号发送/接收电路511向多个触摸电极TE中的全部或一些触摸电极TE提供其中电压电平规则地或周期性地改变的触摸驱动信号TDS。
参照图21B，在三个手指感测时间区段F中，第一笔Pen 1至第四笔Pen 4输出作为下行链路信号DLS并且其中电压电平规则地或周期性地改变的笔脉冲信号PLFD。
因此，在三个手指感测时间区段F中，从第一笔Pen 1至第四笔Pen 4输出的笔脉冲信号PLFD被施加至多个触摸电极TE中的一个或更多个触摸电极TE。
笔脉冲信号PLFD在频率和相位上对应于触摸驱动信号TDS。由于笔脉冲信号PLFD，在触摸电极TE中没有形成不必要的寄生电容。因此，即使在相邻位置同时执行手指触摸和笔触摸时，也可以准确地感测手指触摸和笔触摸。
图21C是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10的多路复用驱动控制的图。下面将结合图21B参照图21C进行描述。
对于呈现为感测更多支笔20的笔触摸的图21A和图21B的触摸时间区段配置，被分配作为手指感测时间区段F的触摸时间区段TP#14至TP#15的数目无助于减少。因此，根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10可以提供多路复用驱动控制，使得尽管手指感测时间区段F减少，仍获得期望的手指触摸感测速度。下面将描述多路复用驱动控制。
参照图21B和图21C，根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10在笔感测时段中基于第一多路复用驱动方法来驱动和感测触摸面板TSP，并且在手指感测时段中基于第二多路复用驱动方法驱动和感测触摸面板TSP。
为此目的，当笔感测时段被切换至手指感测时段时或者当手指感测时段被切换至笔感测时段时，根据本公开内容实施方式的触摸显示装置10控制多路复用驱动方法。
多路复用驱动是指与预定数目(图21C所示的示例中为16个)的被驱动组对应的触摸电极TE被同时驱动或感测。利用第一多路复用驱动方法和第二多路复用驱动方法，在一个触摸时间区段中可以被驱动或感测的触摸电极TE的数目可以改变，并且感测速度可以改变。
与用于笔感测时段的第一多路复用方法相比，用于手指感测时段的第二多路复用驱动方法可以在一个触摸时间区段中驱动或感测更多数目的触摸电极TE。即，在每个手指感测时间区段F中感测的触摸电极的数目大于在下行链路发送时间区段P1至P4和T1至T4中的每一个中感测的触摸电极的数目。例如，在每个手指感测时间区段F中感测的触摸电极的数目比在下行链路发送时间区段P1至P4和T1至T4中的每一个中感测的触摸电极的数目大两倍。
笔感测时段是用于感测笔触摸的触摸时间区段，并且对应于图21B中分配给第一至第十三触摸时间区段TP#1至TP#13的笔位置感测时间区段P1至P4和笔倾斜感测时间区段T1至T4。在与笔感测时段对应的第一至第十三触摸时间区段TP#1至TP#13的每一个中，与笔输出信号或笔倾斜信号PTS(PTS1至PTS4)对应的笔数据PDATA(PDATA1至PDATA4)被施加到触摸面板TSP中的一个或更多个触摸电极TE。
手指感测时段是用于感测手指触摸的触摸时间区段，并且对应于在图21B中分配给第十四至第十六触摸时间区段TP#14至TP#16的手指位置感测时间区段F。在与手指感测时段对应的第十四至第十六触摸时间区段TP#14至TP#16中的每一个中，触摸驱动信号TDS被施加至触摸面板TSP中的一个或更多个触摸电极TE。
利用第一多路复用驱动方法，触摸电路300将与笔感测时段对应的一个触摸时间区段(TP#1至TP#13中的一个)划分为第一组驱动时间MUX1和第二组驱动时间MUX2，在第一组驱动时间MUX1中经由与预定数目的驱动组对应的触摸电极TErow1和TErow2感测笔输出信号PDATA和PTS，以及在第二组驱动时间MUX2中经由与预定数目的驱动组对应的触摸电极TErow3和TErow4感测笔输出信号PDATA和PTS。
因此，利用第一多路复用驱动方法，可以在与笔感测时段对应的一个触摸时间区段(TP#1至TP#13中的一个)中在与第一组驱动时间MUX1和第二组驱动时间MUX2对应的两个多路复用驱动区域(其中布置有TErow1至TErow4的区域)中感测笔信息或笔位置。第一多路复用驱动方法也被称为“双路复用驱动(2MUX Driving)”。
利用第二多路复用驱动方法，触摸电路300将与手指感测时段对应的一个触摸时间区段(TP#14至TP#16中的一个)划分为第一至第四组驱动时间MUX1至MUX4，在第一组驱动时间MUX1中经由与预定数目的驱动组对应的触摸电极TErow1和TErow2感测触摸感测信号SENS，在第二组驱动时间MUX2中经由与预定数目的驱动组对应的触摸电极TErow3和TErow4感测触摸感测信号SENS，在第三组驱动时间MUX3中经由与预定数目的驱动组对应的触摸电极TErow5和TErow6感测触摸感测信号SENS，以及在第四组驱动时间MUX4中经由与预定数目的驱动组对应的触摸电极TErow7和TErow8感测触摸感测信号SENS。
因此，利用第二多路复用驱动方法，可以在与手指感测时段对应的一个触摸时间区段(TP#14至TP#16中的一个)中在与第一至第四组驱动时间MUX1至MUX4对应的四个多路复用驱动区域(其中布置有TErow1至TErow8的区域)中感测手指触摸。第二多路复用驱动方法也称为“四路复用驱动(4MUX Driving)”。
如上所述，通过在与手指感测时段对应的每个触摸时间区段中执行“四路复用驱动(4MUX Driving)”，即使当在4笔模式中手指触摸时间区段F的数目减少时，也可以获得期望的手指触摸感测速度。
参照图21C，触摸电路300的触摸控制器520可以通过生成改变的触摸同步信号Tsync_ROIC来控制第一多路复用驱动方法(2MUX driving)与第二多路复用驱动方法(4MUXdriving)之间的改变定时，改变的触摸同步信号Tsync_ROIC是基于触摸同步信号Tsync生成的并且在一个触摸时间区段TP中包括两个触摸电平信号区段TPa和TPb。
根据触摸时间区段的类型，可以向触摸驱动电路510提供触摸同步信号Tsync和改变的触摸同步信号Tsync_ROIC二者，或者可以向触摸驱动电路510选择性地仅提供触摸同步信号Tsync和改变的触摸同步信号Tsync_ROIC之一。
区分并限定与笔感测时段对应的第一至第十三触摸时间区段TP#1至TP#13的触摸同步信号Tsync，以及区分并限定与手指感测时段对应的第十四至第十六触摸时间区段TP#14至TP#16的改变的触摸同步信号Tsync_ROIC可以具有不同的信号波形。
参照图17中的情况2，根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10在第二至第十触摸时间区段TP#2至TP#10中使用用于感测笔的第一多路复用驱动方法来驱动，以及在第十一触摸时间区段TP#11中使用用于感测手指的第二多路复用驱动方法来驱动。触摸显示装置10在第十二触摸时间区段TP#12中使用用于感测笔的第一多路复用驱动方法来驱动，在第十三触摸时间区段TP#13中使用用于感测手指的第二多路复用驱动方法来来驱动，以及在第十四触摸时间区段TP#14中再次使用用于感测笔的第一多路复用驱动方法来驱动。即，根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10可以根据每个触摸时间区段所需的感测对象在第一多路复用驱动方法与第二多路复用驱动方法之间切换。
图22是示出当根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10向笔20请求特定笔ID时用于4笔模式的触摸时间区段的配置的图。
参照图22，当触摸显示装置10向笔20请求特定笔ID时，需要更多可以接收笔数据PDATA的时间区段，以在一个触摸帧时间内接收所有特定笔ID。
因此，触摸显示装置10可以切换和分配图21A和图21B中的四个笔倾斜感测时间区段T1、T2、T3和T4作为笔数据发送时间区段D。
图23是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10中的笔模式的改变的图。图24A、图24B和图24C是示出根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10中的4笔模式、2笔模式和1笔模式的触摸时间区段的配置的图。
参照图23，触摸电路300根据在一个触摸帧时间内同时操作的笔20的数目来切换笔模式。
例如，笔模式包括其中感测一支笔20的笔触摸的1笔模式、其中感测两支笔20的笔触摸的2笔模式以及其中感测三支或更多支笔20的笔触摸的4笔模式。
在操作1笔模式时，触摸显示装置10在笔的数目Pen Num增加到2时将1笔模式切换至2笔模式，并且在笔的数目Pen Num增加到3或更多时将1笔模式切换至4笔模式。
在操作2笔模式时，触摸显示装置10在笔的数目Pen Num减少到1时将2笔模式切换至1笔模式，并且在笔的数目Pen Num增加到3或更多时将2笔模式切换至4笔模式。
在操作4笔模式时，触摸显示装置10在笔的数目Pen Num减少到1时将4笔模式切换至1笔模式，并且在笔的数目Pen Num减少到2时将4笔模式切换至2笔模式。
当笔的数目Pen Num被识别为增加时，1笔模式被切换至2笔模式或4笔模式，或者2笔模式被切换至4笔模式。
触摸显示装置10的触摸电路300可以使用在手指感测时间区段F中从笔20输出的笔脉冲信号PLFD识别笔的数目Pen Num。
在当前触摸帧时间内，当其中从笔20输出的笔脉冲信号PLFD在触摸面板TSP中被接收的区域(包括一个或更多个触摸电极TE)的数目在手指感测时间区段F中增加时，与前一触摸帧时间相比，笔的数目Pen Num可以被识别为增加。
例如，当从笔20输出的笔脉冲信号PLFD在第一触摸帧时间的手指感测时间区段F中被触摸面板TSP(包括一个或更多个触摸电极TE)的一个区域接收到，并且从笔20输出的笔脉冲信号PLFD被触摸面板TSP(包括一个或更多个触摸电极TE)的三个区域接收到时，触摸电路300识别出笔的数目Pen Num从1增加到3，并且将笔模式从1笔模式切换至4笔模式。
当识别到笔的数目Pen Num减少时，将2笔模式切换至1笔模式，或将4笔模式切换至1笔模式或2笔模式。
触摸显示装置10的触摸电路300可以根据在下行链路发送时间区段DLT中是否生成了下行链路信号DLS来识别笔的数目Pen Num减少。
在当前笔模式中的触摸时间区段配置中，当在针对笔分配的下行链路发送时间区段DLT中的与一支或两支或更多支笔20对应的下行链路发送时间区段DLT中未生成下行链路信号DLS时，触摸显示装置10的触摸电路300可以识别出笔的数目Pen Num减少。
例如，当触摸电路300以其中感测第一笔Pen 1至第四笔Pen 4的笔触摸的4笔模式操作，并且确定在针对第三笔Pen 3分配的下行链路发送时间区段DLT中没有接收到诸如笔数据PDATA和笔倾斜信号PTS的下行链路信号DLS时，触摸电路300确定第三笔Pen 3从第一笔Pen 1至第四笔Pen 4中消失。然而，由于笔的数目Pen Num等于或大于三，因此笔模式保持在4笔模式。
此后，当触摸电路300以其中感测三支笔Pen 1、Pen 2和Pen 4的笔触摸的四笔模式操作，并且确定在针对第二笔Pen 2分配的下行链路发送时间区段DLT中没有被接收到诸如笔数据PDATA和笔倾斜信号PTS的下行链路信号DLS时，触摸电路300确定第二笔Pen 2从三支笔Pen 1、Pen2和Pen 4中消失，并且笔的数目减少至两个笔Pen 1和Pen 4。笔模式从4笔模式切换至2笔模式。
图24A示出了4笔模式的触摸时间区段的配置，图24B示出了2笔模式的触摸时间区段的配置，并且图24C示出了1笔模式的触摸时间区段的配置。
参照图24A至图24C，八个笔位置感测时间区段P1、P2、P3和P4和四个笔倾斜感测时间区段T1、T2、T3和T4被分配给12个下行链路发送时间区段，而不管笔模式。
在四笔模式下，八个笔位置感测时间区段P1、P2、P3和P4规则地分布用于四支笔20。两个笔位置感测时间区段P1分布用于第一笔(Pen 1)，其他两个笔位置感测时间区段P2分布用于第二笔(Pen 2)，其他两个笔位置感测时间区段P3分布用于第三笔(Pen 3)，并且其他两个笔位置感测时间区段P4分布用于第四笔(Pen 4)。
在四笔模式下，四割笔倾斜感测时间区段T1、T2、T3和T4分别分布用于四支笔20。
在2笔模式下，八个笔位置感测时间区段P1和P2规则地分布用于两支笔20。四个笔位置感测时间区段P1分布用于第一笔(Pen 1)，并且其他四个笔位置感测时间区段P2分布用于第二笔(Pen 2)。
在2笔模式下，四个笔倾斜感测时间区段T1和T2规则地分布用于两支笔20。
在1笔模式下，八个笔位置感测时间区段P1全部分布用于一支笔20。在1笔模式下，四个笔倾斜感测时间区段T1全部分布用于一支笔20。
参照图24A至图24C，在切换笔模式时，触摸电路300可以(i)控制一个触摸帧时间中的Nd个下行链路发送时间区段DLT和Nf个手指感测时间区段F的分配顺序，(ii)控制在一个触摸帧时间内分配给每支笔20的笔位置感测时间区段P的下行链路发送时间区段DLT的数目，或者(iii)控制在一个触摸帧时间内分配给每支笔20的笔倾斜感测时间区段T的下行链路发送时间区段DLT的数目。
触摸电路300在笔位置感测时间区段P中经由一个或更多个触摸电极TE接收作为下行链路信号DLS并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的笔数据PDATA。
触摸电路300在笔倾斜感测时间区段T中经由一个或更多个触摸电极TE接收作为下行链路信号DLS并且其中电压电平规则地或周期性地改变的笔倾斜信号PTS。
参照图24A至24C，当在一个触摸帧时间内同时协同操作的笔20的数目增加并且笔模式改变时，在一个触摸帧时间内分配给每支笔20的笔位置感测时间区段P的下行链路发送时间区段DLT的数目减少，并且在一个触摸帧时间内分配给每支笔20的笔倾斜感测时间区段T的下行链路发送时间区段DLT的数目减少。
参照图24A至图24C，当在一个触摸帧时间内同时协同操作的笔20的数目减少并且笔模式改变时，在一个触摸帧时间内分配给每支笔20的笔位置感测时间区段P的下行链路发送时间区段DLT的数目增加，并且在一个触摸帧时间内分配给每支笔20的笔倾斜感测时间区段T的下行链路发送时间区段DLT的数目增加。
参照图24A至图24C，当切换笔模式时，笔位置、笔倾斜度和笔信息中的一个或更多个的感测速度可以改变。
例如，当4笔模式切换至1笔模式或2笔模式，或2笔模式切换至1笔模式时，每支笔的笔位置、笔倾斜和笔信息中的一个或更多个的感测速度可以增加。
例如，当1笔模式切换至2笔模式或4笔模式，或2笔模式切换至4笔模式时，每支笔的笔位置、笔倾斜和笔信息中的一个或更多个的感测速度可以减少。
图25和图26是示出将根据本公开内容的实施方式的触摸显示装置10与四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)配对的例程的图。
参照图25，在与四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)配对的第一步骤(步骤1)中，触摸电路300在第一触摸帧时间内的上行链路发送时间区段ULT中经由触摸面板TSP输出上行链路信号ULS，该上行链路信号ULS包括使位于靠近触摸面板TSP且尚未被给予临时笔ID的笔20在色调模式下做出反应的命令(0：色调)。在此，上行链路信号ULS对应于第一信标信号BCON。
假设在第一触摸帧时间内有四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)接近触摸显示装置10。因此，四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)经由触摸面板TSP接收包括色调模式操作命令(0：Tone)的上行链路信号ULS，并以全色调模式(0：Full tone)与触摸显示装置10协同操作。
全色调模式是其中触摸显示装置10和笔20操作成通过完全感测整个屏幕区域来从整个屏幕区域检测手指触摸和笔触摸的操作模式。
在这样的全色调模式的区段中，将电压电平改变的交流信号格式的触摸驱动信号TDS从触摸电路300提供至触摸面板TSP，并且四支笔(Pen1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)将笔脉冲信号PLFD作为下行链路信号DLS输出至触摸面板TSP。
参照图25，在与四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)配对的第二步骤(步骤2)中，触摸电路300在作为第二触摸帧时间内的上行链路发送时间区段ULT的信标发送时间区段B中向触摸面板TSP提供作为信标信号BCON的上行链路信号ULS，该信标信号BCON包括用于向靠近触摸面板TSP并且尚未被给予临时笔ID的笔20进行请求的特定笔ID请求信息(0：ID)。
因此，第一笔(Pen 1)接收包括特定笔ID请求信息(0：ID)的信标信号BCON，并且在下行链路发送时间区段DLT中将包括其第一特定笔ID的下行链路信号DLS(0：ID)输出至触摸面板TSP。
第二笔(Pen 2)接收包括特定笔ID请求信息(0：ID)的信标信号BCON，并且在下行链路发送时间区段DLT中将包括其第二特定笔ID的下行链路信号DLS(0：ID)输出至触摸面板TSP。
第三笔(Pen 3)接收包括特定笔ID请求信息(0：ID)的信标信号BCON，并且在下行链路发送时间区段DLT中将包括其第三特定笔ID的下行链路信号DLS(0：ID)输出至触摸面板TSP。
第四笔(Pen 4)接收包括特定笔ID请求信息(0：ID)的信标信号BCON，并且在下行链路发送时间区段DLT中将包括其第四特定笔ID的下行链路信号DLS(0：ID)输出至触摸面板TSP。
触摸电路300在下行链路发送时间区段DLT中经由触摸面板TSP接收从第一笔(Pen1)输出的并且包括第一特定笔ID的下行链路信号DLS。
触摸电路300在下行链路发送时间区段DLT中经由触摸面板TSP接收从第二笔(Pen2)输出的并且包括第二特定笔ID的下行链路信号DLS。
触摸电路300在下行链路发送时间区段DLT中经由触摸面板TSP接收从第三笔(Pen3)输出的并且包括第三特定笔ID的下行链路信号DLS。
触摸电路300在下行链路发送时间区段DLT中经由触摸面板TSP接收从第四笔(Pen4)输出的并且包括第四特定笔ID的下行链路信号DLS。
参照图25，在与四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)配对的第三步骤(步骤3)中，触摸电路300在作为第二触摸帧时间内的上行链路发送时间区段ULT的信标发送时间区段B中向触摸面板TSP输出作为上行链路信号ULS的信标信号BCON，该上行链路信号ULS包括给予四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)中的第一笔(Pen 1)的第一临时笔ID或包括第一配对信息(0：Pair1)，该第一配对信息(0：Pair1)包括与第一临时笔ID对应的信息。在此，第一配对信息(0：Pair1)包括第一特定笔ID的哈希值。例如，特定笔ID可以用52位来表示，并且特定笔ID或临时笔ID的哈希值可以用6至8位来表示。
因此，第一笔(Pen 1)接收包括第一配对信息(0：Pair1)的信标信号BCON，从而完成与第一笔(Pen 1)的配对。第一笔(Pen 1)使用在整个驱动时段中针对第一笔(Pen 1)分配的触摸时间区段(全部的1/4)来执行驱动操作(1：Default Quarter(默认四分之一))。
在第三触摸帧时间内的下行链路发送时间区段DLT中，由于除第一笔(Pen 1)之外的其余笔(Pen 2、Pen 3和Pen 4)尚未接收到与之关联的配对信息(即，因为未给予临时笔ID)，因此其余笔未完成配对并且再次将包括其特定笔ID的下行链路信号DLS输出至触摸面板TSP(0：ID)。
即，由于第二笔(Pen 2)尚未接收到与其相关联的配对信息(即，由于尚未给予临时笔ID)，因此第二笔(Pen 2)未完成配对并且再次向触摸面板TSP输出包括第二特定笔ID的下行链路信号DLS(0：ID)。由于第三笔(Pen 3)尚未接收到与其相关联的配对信息(即，由于未给予临时笔ID)，因此第三笔(Pen 3)未完成配对，并且再次向触摸面板TSP输出包括第三特定笔ID的下行链路信号DLS(0：ID)。由于第四笔(Pen 4)尚未接收到与其相关联的配对信息(即，由于未给予临时笔ID)，因此第四笔(Pen 4)未完成配对，并且再次向触摸面板TSP输出包括第四特定笔ID的下行链路信号DLS(0：ID)。
因此，触摸电路300在第三触摸帧时间的下行链路发送时间区段DLT中再次从第二笔(Pen 2)接收包括第二特定笔ID的下行链路信号。在第三触摸帧时间的下行链路发送时间区段DLT中，触摸电路300再次从第三笔(Pen 3)接收包括第三特定笔ID的下行链路信号，并且再次从第四笔(Pen 4)接收包括第四特定笔ID的下行链路信号。
参照图25，在与四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)配对的第四步骤(步骤4)中，触摸电路300在作为第四触摸帧时间内的上行链路发送时间区段ULT的信标发送时间区段B中向触摸面板TSP输出作为上行链路信号ULS的信标信号BCON，上行链路信号ULS包括给予四支笔(Pen1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)中的第二笔(Pen 2)的第二临时笔ID或包括第二配对信息(1：Pair2)，第二配对信息(1：Pair2)包括与第二临时笔ID对应的信息。在此，第二配对信息(1：Pair2)包括第二特定笔ID的哈希值。
因此，第二笔(Pen 2)接收包括第二配对信息(1：Pair2)的信标信号BCON，从而完成与第二笔(Pen 2)的配对。第二笔(Pen 2)使用在整个驱动时段(2：Default Quarter)中针对第二笔(Pen 2)分配的触摸时间区段(全部的1/4)执行驱动操作。此时，第一笔(Pen 1)使用针对第一笔(Pen 1)分配的触摸时间区段(全部的1/4)执行驱动操作(1：DefaultQuarter)。
在第四触摸帧时间内的下行链路发送时间区段DLT中，由于除了已被给予临时笔ID并且已完成配对的第一笔和第二笔(Pen 1和Pen 2)以外的其余笔(Pen 3和Pen 4)尚未接收到与其关联的配对信息(即，由于尚未给予临时笔ID)，因此其余笔未完成配对，并且再次向触摸面板TSP输出包括其特定笔ID的下行链路信号DLS(0：ID)。
即，由于第三笔(Pen 3)尚未接收到与之相关联的配对信息(也就是说，由于尚未给予临时笔ID)，因此第三笔(Pen 3)未完成配对并且再次向触摸面板TSP输出包括第三特定笔ID的下行链路信号DLS(0：ID)。由于第四笔(Pen 4)尚未接收到与其相关联的配对信息(即，由于未给予临时笔ID)，因此第四笔(Pen 4)未完成配对，并且再次向触摸面板TSP输出包括第四特定笔ID的下行链路信号DLS(0：ID)。
因此，触摸电路300在第四触摸帧时间的下行链路发送时间区段DLT中再次从第三笔(Pen 3)接收包括第三特定笔ID的下行链路信号，并且再次从第四笔(Pen 4)接收包括第四特定笔ID的下行链路信号。
参照图25，在与四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)配对的第五步(步骤5)中，触摸电路300在作为第五触摸帧时间内的上行链路发送时间区段ULT的信标发送时间区段B中向触摸面板TSP输出作为上行链路信号ULS的信标信号BCON，该上行链路信号ULS包括给予四支笔(Pen1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)中的第三笔(Pen 3)的第三临时笔ID，或包括第三配对信息(2：Pair3)，该第三配对信息(2：Pair3)包括与第三临时笔ID对应的信息。在此，第三配对信息(2：Pair3)包括第三特定笔ID的哈希值。
因此，第三笔(Pen 3)接收包括第三配对信息(2：Pair3)的信标信号BCON，从而完成与第三笔(Pen 3)的配对。第三笔(Pen 3)使用在整个驱动时段中针对第三笔(Pen 3)分配的触摸时间区段(全部的1/4)来执行驱动操作(3：Default Quarter)。此时，第一笔(Pen1)使用针对第一笔(Pen 1)分配的触摸时间区段(全部的1/4)执行驱动操作(1：DefaultQuarter)。第二笔(Pen 2)使用针对第二笔(Pen 2)分配的触摸时间区段(全部的1/4)执行驱动操作(2：Default Quarter)。
在第五触摸帧时间的下行链路发送时间区段DLT中，由于除了被给予临时笔ID并已完成配对的第一笔至第三笔(Pen 1、Pen 2和Pen 3)以外的第四笔(Pen 4)尚未接收到与之关联的配对信息(即，由于尚未给予临时笔ID)，因此第四笔未完成配对，并且再次向触摸面板TSP输出包括其特定笔ID的下行链路信号DLS(0：ID)。
因此，触摸电路300在第五触摸帧时间的下行链路发送时间区段DLT中再次从第四笔(Pen 4)接收包括第四特定笔ID的下行链路信号。
参照图25，在与四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)配对的第六步骤(步骤6)中，触摸电路300在作为第六触摸帧时间内的上行链路发送时间区段ULT的信标发送时间区段B中向触摸面板TSP输出作为上行链路信号ULS的信标信号BCON，该上行链路信号ULS包括给予四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)中的第四笔(Pen 4)的第四临时笔ID或包括第四配对信息(3：Pair4)，第四配对信息(3：Pair4)包括与第四临时笔ID对应的信息。在此，第四配对信息(3：Pair4)包括第四特定笔ID的哈希值。
因此，第四笔(Pen 4)接收包括第四配对信息(3：Pair4)的信标信号BCON，从而完成与第四笔(Pen 4)的配对。第四笔(Pen 4)使用在整个驱动时段中针对第四笔(Pen 4)分配的触摸时间区段(全部的1/4)执行驱动操作(4：Default Quarter)。此时，第一笔(Pen 1)使用针对第一笔(Pen 1)分配的触摸时间区段(全部的1/4)执行驱动操作(1：DefaultQuarter)。第二笔(Pen 2)使用针对第二笔(Pen 2)分配的触摸时间区段(全部的1/4)执行驱动操作(2：Default Quarter)。第三笔(Pen 3)使用针对第三笔(Pen 3)分配的触摸时间区段(全部的1/4)执行驱动操作(3：Default Quarter)。
以此方式，全部完成了与四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)的配对。
参照图25和图26，当触摸显示装置10将配对信息提供至四支笔(Pen1、Pen 2、Pen3和Pen 4)之一时，未被给予临时笔ID的笔(或多支笔)被不会停止其操作并重新发送其特定笔ID。该配对处理与图15所示的配对例程不同。
参照图26，由于第一笔(Pen 1)的配对处理、第二笔(Pen 2)的配对处理、第三笔(Pen 3)的配对处理和第四笔(Pen 4)的配对处理在时间上略有重叠，因此四支笔(Pen 1、Pen 2、Pen 3和Pen 4)的所有配对时间都比图15中所示的配对例程中的短。
根据本公开内容的以上实施方式，可以提供显示功能和手指触摸感测功能，并且可以有效地同时感测多支笔20。
根据本公开内容的实施方式，可以通过使用笔数据PDATA同时感测笔信息并感测笔位置来在预定的触摸帧时间(驱动时间)内有效地同时感测多支笔20。
根据本公开内容的实施方式，可以在短时间内快速处理触摸显示装置10与多支笔20之间的配对。
已经呈现了以上描述以使本领域任何技术人员能够制造和使用本发明的技术构思，并且已经在特定应用及其要求的背景下提供了以上描述。对所描述的实施方式的各种修改、添加和替换对于本领域技术人员而言将是明显的，并且在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以将本文中限定的一般原理应用于其他实施方式和应用。以上描述和附图仅为了说明性目的而提供了本发明的技术构思的示例。即，所公开的实施方式旨在说明本发明的技术构思的范围。因此，本发明的范围不限于所示的实施方式，而是要与和权利要求一致的最宽范围相一致。本发明的保护范围应当基于所附权利要求来理解，并且在其等同范围内的所有技术构思应当被理解为包括在本发明的范围内。
本公开内容包括但不限于如下技术方案。
方案1.一种触摸显示装置，其与一支或更多支笔协同操作，所述触摸显示装置包括：
触摸面板，其中布置有多个触摸电极；以及
触摸电路，其在每个触摸帧时间中包括的N个触摸时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加上行链路信号，并且经由所述多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极接收从接收到所述上行链路信号的所述一支或更多支笔输出的下行链路信号，
其中，所述触摸电路经由一个或更多个触摸电极从所述一支或更多支笔接收笔数据，并且基于所述笔数据同时感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置，其中所述笔数据包括从所述一支或更多支笔输出的下行链路信号，并且所述笔数据的电压电平不规则或非周期性地改变。
方案2.根据方案1所述的触摸显示装置，其中，所述N个触摸时间区段包括：Nu个上行链路发送时间区段，其中电压电平不规则地或非周期性地改变的上行链路信号从所述触摸面板被发送至所述一支或更多支笔；Nd个下行链路发送时间区段，其中下行链路信号从所述一支或更多支笔被发送至所述触摸面板；以及Nf个手指感测时间区段，其中手指触摸被感测，
其中，满足Nu≥1，Nd≥1和Nf≥1，
其中，所述Nd个下行链路发送时间区段包括Np个笔位置感测时间区段，并且满足1≤Np≤Nd，以及
其中，所述触摸电路经由所述多个触摸电极中的所述一个或更多个触摸电极从所述一支或更多支笔接收笔数据，并且基于所述笔数据同时感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置，所述笔数据是从所述一支或更多支笔输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号。
方案3.根据方案2所述的触摸显示装置，其中，在每个上行链路发送时间区段中，所述触摸电路向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加信标信号，所述信标信号是发送至所述一支或更多支笔并且其中笔驱动控制信息通过电压电平的改变来表示的上行链路信号；以及
其中，在每个下行链路发送时间区段中从所述一支或更多支笔输出的下行链路信号的信号波形根据所述信标信号而改变。
方案4.根据方案2所述的触摸显示装置，其中，所述Nd个下行链路发送时间区段包括Nt个笔倾斜感测时间区段和所述Np个笔位置感测时间区段，并且满足Np+Nt＝Nd，以及
其中，在所述Nt个笔倾斜感测时间区段与所述Np个笔位置感测时间区段之间，所述下行链路信号经由其从所述一支或更多支笔输出的尖端的类型不同，并且从所述一支或更多支笔输出的下行链路信号的信号波形不同。
方案5.根据方案4所述的触摸显示装置，其中，在所述笔位置感测时间区段中，所述触摸电路经由所述一个或更多个触摸电极接收所述笔数据，并且基于所述笔数据同时感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置，所述笔数据是从所述一支或更多支笔的第一尖端输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号，以及
其中，在所述笔倾斜感测时间区段中，所述触摸电路经由所述一个或更多个触摸电极接收笔倾斜信号并且基于所述笔倾斜信号感测所述一支或更多支笔的笔倾斜，所述笔倾斜信号是从所述一支或更多支笔的、在形状上不同于所述第一尖端的第二尖端输出并且其中电压电平规则地或周期性地改变的下行链路信号。
方案6.根据方案4所述的触摸显示装置，其中，所述Nd个下行链路发送时间区段包括Ni个笔数据发送时间区段和所述Np个笔位置感测时间区段，并且满足Np+Ni＝Nd，以及
其中，在所述Nt个笔倾斜感测时间区段与所述Np个笔位置感测时间区段之间，所述下行链路信号经由其从所述一支或更多支笔输出的尖端的类型相同。
方案7.根据方案6所述的触摸显示装置，其中，在所述笔位置感测时间区段中，所述触摸电路接经由所述一个或更多个触摸电极收所述笔数据并且基于所述笔数据同时感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置，所述笔数据是从所述笔的第一尖端输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号，以及
其中，在所述笔数据发送时间区段中，所述触摸电路经由所述一个或更多个触摸电极接收其他笔数据并且基于所述其他笔数据来感测所述一支或更多支笔的其他笔信息，所述其他笔数据是从所述一支或更多支笔的所述第一尖端输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号。
方案8.根据方案2所述的触摸显示装置，其中，所述触摸电路在所述Nu个上行链路发送时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平不规则地或非周期性地改变的信标信号，
其中，所述触摸电路在所述Nd个下行链路发送时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平恒定的直流电压，并且
其中，所述触摸电路在所述Nf个手指感测时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平规则地或周期性地改变的触摸驱动信号。
方案9.根据方案8所述的触摸显示装置，其中，从所述一支或更多支笔输出并且其中电压电平规则地或周期性地改变的笔脉冲信号被施加至所述多个触摸电极中的所述一个或更多个触摸电极，并且所述笔脉冲信号在频率和相位上对应于所述触摸驱动信号。
方案10.根据方案2所述的触摸显示装置，其中，在所述Np个笔位置感测时间区段中经由所述触摸电路中的所述一个或更多个触摸电极接收到的所述笔数据包括多个脉冲，
其中，所述多个脉冲中的至少一个脉冲的高电平区段比其他脉冲的高电平区段长，以及
其中，所述多个脉冲中的至少一个脉冲的低电平区段比其他脉冲的低电平区段长。
方案11.根据方案10所述的触摸显示装置，其中，所述笔数据包括多个区段，在所述多个区段中与所述笔信息对应的多个符号被表示，
其中，所述多个区段包括两个包括脉冲的区段，
其中，所述两个区段中的一个包括具有与从所述触摸电路施加至所述触摸面板的驱动信号相同的相位并且其中电压电平规则地或周期性地改变的脉冲，并且
其中，所述两个区段中的另一个包括具有与所述驱动信号的相位相反的相位的脉冲。
方案12.根据方案11所述的触摸显示装置，其中，所述多个区段包括具有直流电压或电浮置的区段。
方案13.根据方案2所述的触摸显示装置，其中，所述触摸电路在第一触摸帧时间的上行链路发送时间区段中向所述触摸面板输出上行链路信号，所述上行链路信号包括使接近所述触摸面板的所述一支或更多支笔做出反应的命令，
其中，所述触摸电路在第二触摸帧时间的下行链路发送时间区段中，经由所述触摸面板接收从第一笔输出的并且包括第一特定笔ID的下行链路信号，并且经由所述触摸面板接收从第二笔输出的并且包括第二特定笔ID的下行链路信号，
其中，所述触摸电路在第三触摸帧时间的上行链路发送时间区段中向所述触摸面板输出上行链路信号，所述上行链路信号包括给予所述第一笔的第一临时笔ID或包括配对信息，所述配对信息包括与所述第一临时笔ID对应的信息，以及
其中，所述触摸电路在所述第三触摸帧时间的下行链路发送时间区段中经由所述触摸面板再次接收从所述第二笔输出的并且包括所述第二特定笔ID的下行链路信号。
方案14.根据方案13所述的触摸显示装置，其中，所述配对信息包括所述第一特定笔ID的哈希值。
方案15.根据方案2所述的触摸显示装置，其中，所述触摸电路执行控制，使得在所述手指感测时间区段的每一个中感测到的触摸电极的数目大于在所述下行链路发送时间区段的每一个中感测到的触摸电极的数目。
方案16.根据方案6所述的触摸显示装置，其中，所述触摸电路根据在一个触摸帧时间内同时协同操作的笔的数目来改变笔模式，以及
其中，在改变所述笔模式时，所述一个触摸帧时间中的所述Nd个下行链路发送时间区段和所述Nf个手指感测时间区段的分配顺序被控制，在所述一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔位置感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目被控制，或者在所述一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔倾斜感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目被控制。
方案17.根据方案16所述的触摸显示装置，其中，当在所述一个触摸帧时间内同时操作的笔的数目增加并且所述笔模式改变时，在所述一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔位置感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目减少，并且在所述一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔倾斜感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目减少。
方案18.根据方案16所述的触摸显示装置，其中，在改变所述笔模式时，笔位置、笔倾斜和笔信息中的一个或更多个的感测速度被改变。
方案19.根据方案2所述的触摸显示装置，其中，在一个触摸帧时间内要被感测的笔的数目为m的情况下，在所述一个触摸帧时间内的下行链路发送时间区段的数目等于或大于3×m。
方案20.一种触摸显示装置的触摸电路，包括：
信号发送/接收电路，所述信号发送/接收电路在每个触摸帧时间中包括的N个触摸时间区段中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施加上行链路信号，并且经由所述多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极接收从经由所述触摸面板接收到所述上行链路信号的一支或更多支笔输出的下行链路信号；以及
模数转换电路，其对于所述下行链路信号生成数字感测值，
其中，所述信号发送/接收电路经由所述多个触摸电极中的所述一个或更多个触摸电极接收笔数据，并且基于所述笔数据同时生成并输出用于感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置的感测数据，所述笔数据包括从所述一支或更多支笔输出的下行链路信号，所述笔数据的电压电平不规则地或非周期性地改变。
方案21.根据方案20所述的触摸电路，其中，所述N个触摸时间区段包括：Nu个上行链路发送时间区段，其中电压电平不规则地或非周期性地改变的上行链路信号从所述触摸面板被发送至所述一支或更多支笔；Nd个下行链路发送时间区段，其中下行链路信号从所述一支或更多支笔被发送至所述触摸面板；以及Nf个手指感测时间区段，其中手指触摸被感测，
其中，满足Nu≥1，Nd≥1和Nf≥1，
其中，所述Nd个下行链路发送时间区段包括Np个笔位置感测时间区段，并且满足1≤Np≤Nd，以及
其中，所述信号发送/接收电路经由所述多个触摸电极中的所述一个或更多个触摸电极从所述一支或更多支笔接收笔数据并且基于所述笔数据同时感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置，所述笔数据是从所述一支或更多支笔输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号。
方案22.根据方案21所述的触摸电路，其中，所述信号发送/接收电路在所述Nu个上行链路发送时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平不规则地或非周期性地改变的信标信号，
其中，所述信号发送/接收电路在所述Nd个下行链路发送时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平恒定的直流电压，并且
其中，所述信号发送/接收电路在所述Nf个手指感测时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平规则地或周期性地改变的触摸驱动信号。
方案23.根据方案21所述的触摸电路，其中，所述信号发送/接收电路在第一触摸帧时间的上行链路发送时间区段中向所述触摸面板输出上行链路信号，所述上行链路信号包括使接近所述触摸面板的所述一支或更多支笔做出反应的命令，
其中，所述信号发送/接收电路在第二触摸帧时间内的针对第一笔分配的下行链路发送时间区段中从所述第一笔接收包括第一特定笔ID的下行链路信号，
其中，所述信号发送/接收电路在所述第二触摸帧时间内的针对第二笔分配的下行链路发送时间区段中从所述第二笔接收包括第二特定笔ID的下行链路信号，
其中，所述信号发送/接收电路在第三触摸帧时间的上行链路发送时间区段中输出上行链路信号，所述上行链路信号包括给予所述第一笔的第一临时笔ID或包括与所述第一临时笔ID对应的信息的配对信息，以及
其中，所述信号发送/接收电路在所述第三触摸帧时间内的针对所述第二笔分配的所述下行链路发送时间区段中再次从所述第二笔接收包括所述第二特定笔ID的下行链路信号。
方案24.根据方案23所述的触摸电路，其中，所述配对信息包括所述第一特定笔ID的哈希值。
方案25.一种触摸显示装置，其与一支或更多支笔协同操作，所述触摸显示装置包括：
触摸面板，其中布置有多个触摸电极；以及
触摸电路，所述触摸电路包括：
信号发送/接收电路，所述信号发送/接收电路在每个触摸帧时间中包括的N个触摸时间区段中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施加上行链路信号，并且经由一个或更多个触摸电极接收从经由所述触摸面板接收到所述上行链路信号的所述一支或更多支笔输出的下行链路信号；以及
模数转换电路，其对于所述下行链路信号生成数字感测值，
其中，所述信号发送/接收电路经由所述多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极接收笔数据，并且基于所述笔数据同时生成并输出用于感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置的感测数据，所述笔数据是从所述一支或更多支笔输出的下行链路信号，所述笔数据的电压电平不规则地或非周期性地改变。

Claims (23)

1.一种触摸显示装置，其与一支或更多支笔协同操作，所述触摸显示装置包括：
触摸面板，其中布置有多个触摸电极；以及
触摸电路，其在每个触摸帧时间中包括的N个触摸时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加上行链路信号，并且经由所述多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极接收从接收到所述上行链路信号的所述一支或更多支笔输出的下行链路信号，
其中，所述触摸电路经由一个或更多个触摸电极从所述一支或更多支笔接收笔数据，并且基于所述笔数据同时感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置，其中所述笔数据包括从所述一支或更多支笔输出的下行链路信号，并且所述笔数据的电压电平不规则或非周期性地改变，
其中，所述N个触摸时间区段包括：Nu个上行链路发送时间区段，其中电压电平不规则地或非周期性地改变的上行链路信号从所述触摸面板被发送至所述一支或更多支笔；Nd个下行链路发送时间区段，其中下行链路信号从所述一支或更多支笔被发送至所述触摸面板；以及Nf个手指感测时间区段，其中手指触摸被感测，
其中，满足Nu≥1，Nd≥1和Nf≥1，
其中，所述Nd个下行链路发送时间区段包括Np个笔位置感测时间区段，并且满足1≤Np≤Nd，以及
其中，所述触摸电路经由所述多个触摸电极中的所述一个或更多个触摸电极从所述一支或更多支笔接收笔数据，并且基于所述笔数据同时感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置，所述笔数据是从所述一支或更多支笔输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号。
2.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中，在每个上行链路发送时间区段中，所述触摸电路向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加信标信号，所述信标信号是发送至所述一支或更多支笔并且其中笔驱动控制信息通过电压电平的改变来表示的上行链路信号；以及
其中，在每个下行链路发送时间区段中从所述一支或更多支笔输出的下行链路信号的信号波形根据所述信标信号而改变。
3.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中，所述Nd个下行链路发送时间区段包括Nt个笔倾斜感测时间区段和所述Np个笔位置感测时间区段，并且满足Np+Nt＝Nd，以及
其中，在所述Nt个笔倾斜感测时间区段与所述Np个笔位置感测时间区段之间，所述下行链路信号经由其从所述一支或更多支笔输出的尖端的类型不同，并且从所述一支或更多支笔输出的下行链路信号的信号波形不同。
4.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其中，在所述笔位置感测时间区段中，所述触摸电路经由所述一个或更多个触摸电极接收所述笔数据，并且基于所述笔数据同时感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置，所述笔数据是从所述一支或更多支笔的第一尖端输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号，以及
其中，在所述笔倾斜感测时间区段中，所述触摸电路经由所述一个或更多个触摸电极接收笔倾斜信号并且基于所述笔倾斜信号感测所述一支或更多支笔的笔倾斜，所述笔倾斜信号是从所述一支或更多支笔的、在形状上不同于所述第一尖端的第二尖端输出并且其中电压电平规则地或周期性地改变的下行链路信号。
5.根据权利要求3所述的触摸显示装置，其中，所述Nd个下行链路发送时间区段包括Ni个笔数据发送时间区段和所述Np个笔位置感测时间区段，并且满足Np+Ni＝Nd，以及
其中，在所述Nt个笔倾斜感测时间区段与所述Np个笔位置感测时间区段之间，所述下行链路信号经由其从所述一支或更多支笔输出的尖端的类型相同。
6.根据权利要求5所述的触摸显示装置，其中，在所述笔位置感测时间区段中，所述触摸电路接经由所述一个或更多个触摸电极收所述笔数据并且基于所述笔数据同时感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置，所述笔数据是从所述笔的第一尖端输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号，以及
其中，在所述笔数据发送时间区段中，所述触摸电路经由所述一个或更多个触摸电极接收其他笔数据并且基于所述其他笔数据来感测所述一支或更多支笔的其他笔信息，所述其他笔数据是从所述一支或更多支笔的所述第一尖端输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号。
7.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中，所述触摸电路在所述Nu个上行链路发送时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平不规则地或非周期性地改变的信标信号，
其中，所述触摸电路在所述Nd个下行链路发送时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平恒定的直流电压，并且
其中，所述触摸电路在所述Nf个手指感测时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平规则地或周期性地改变的触摸驱动信号。
8.根据权利要求7所述的触摸显示装置，其中，从所述一支或更多支笔输出并且其中电压电平规则地或周期性地改变的笔脉冲信号被施加至所述多个触摸电极中的所述一个或更多个触摸电极，并且所述笔脉冲信号在频率和相位上对应于所述触摸驱动信号。
9.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中，在所述Np个笔位置感测时间区段中经由所述触摸电路中的所述一个或更多个触摸电极接收到的所述笔数据包括多个脉冲，
其中，所述多个脉冲中的至少一个脉冲的高电平区段比其他脉冲的高电平区段长，以及
其中，所述多个脉冲中的至少一个脉冲的低电平区段比其他脉冲的低电平区段长。
10.根据权利要求9所述的触摸显示装置，其中，所述笔数据包括多个区段，在所述多个区段中与所述笔信息对应的多个符号被表示，
其中，所述多个区段包括两个包括脉冲的区段，
其中，两个区段中的一个包括具有与从所述触摸电路施加至所述触摸面板并且其中电压电平规则地或周期性地改变的驱动信号相同的相位的脉冲，并且
其中，两个区段中的另一个包括具有与所述驱动信号的相位相反的相位的脉冲。
11.根据权利要求10所述的触摸显示装置，其中，所述多个区段包括具有直流电压或电浮置的区段。
12.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中，所述触摸电路在第一触摸帧时间的上行链路发送时间区段中向所述触摸面板输出上行链路信号，所述上行链路信号包括使接近所述触摸面板的所述一支或更多支笔做出反应的命令，
其中，所述触摸电路在第二触摸帧时间的下行链路发送时间区段中，经由所述触摸面板接收从第一笔输出的并且包括第一特定笔ID的下行链路信号，并且经由所述触摸面板接收从第二笔输出的并且包括第二特定笔ID的下行链路信号，
其中，所述触摸电路在第三触摸帧时间的上行链路发送时间区段中向所述触摸面板输出上行链路信号，所述上行链路信号包括给予所述第一笔的第一临时笔ID或包括配对信息，所述配对信息包括与所述第一临时笔ID对应的信息，以及
其中，所述触摸电路在所述第三触摸帧时间的下行链路发送时间区段中经由所述触摸面板再次接收从所述第二笔输出的并且包括所述第二特定笔ID的下行链路信号。
13.根据权利要求12所述的触摸显示装置，其中，所述配对信息包括所述第一特定笔ID的哈希值。
14.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中，所述触摸电路执行控制，使得在所述手指感测时间区段的每一个中感测到的触摸电极的数目大于在所述下行链路发送时间区段的每一个中感测到的触摸电极的数目。
15.根据权利要求5所述的触摸显示装置，其中，所述触摸电路根据在一个触摸帧时间内同时协同操作的笔的数目来改变笔模式，以及
其中，在改变所述笔模式时，所述一个触摸帧时间中的所述Nd个下行链路发送时间区段和所述Nf个手指感测时间区段的分配顺序被控制，在所述一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔位置感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目被控制，或者在所述一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔倾斜感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目被控制。
16.根据权利要求15所述的触摸显示装置，其中，当在所述一个触摸帧时间内同时操作的笔的数目增加并且所述笔模式改变时，在所述一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔位置感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目减少，并且在所述一个触摸帧时间内分配给每支笔的笔倾斜感测时间区段的下行链路发送时间区段的数目减少。
17.根据权利要求15所述的触摸显示装置，其中，在改变所述笔模式时，笔位置、笔倾斜和笔信息中的一个或更多个的感测速度被改变。
18.根据权利要求1所述的触摸显示装置，其中，在一个触摸帧时间内要被感测的笔的数目为m的情况下，在所述一个触摸帧时间内的下行链路发送时间区段的数目等于或大于3×m。
19.一种触摸显示装置的触摸电路，包括：
信号发送/接收电路，所述信号发送/接收电路在每个触摸帧时间中包括的N个触摸时间区段中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施加上行链路信号，并且经由所述多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极接收从经由所述触摸面板接收到所述上行链路信号的一支或更多支笔输出的下行链路信号；以及
模数转换电路，其对于所述下行链路信号生成数字感测值，
其中，所述信号发送/接收电路经由所述多个触摸电极中的所述一个或更多个触摸电极接收笔数据，并且基于所述笔数据同时生成并输出用于感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置的感测数据，所述笔数据包括从所述一支或更多支笔输出的下行链路信号，所述笔数据的电压电平不规则地或非周期性地改变，
其中，所述N个触摸时间区段包括：Nu个上行链路发送时间区段，其中电压电平不规则地或非周期性地改变的上行链路信号从所述触摸面板被发送至所述一支或更多支笔；Nd个下行链路发送时间区段，其中下行链路信号从所述一支或更多支笔被发送至所述触摸面板；以及Nf个手指感测时间区段，其中手指触摸被感测，
其中，满足Nu≥1，Nd≥1和Nf≥1，
其中，所述Nd个下行链路发送时间区段包括Np个笔位置感测时间区段，并且满足1≤Np≤Nd，以及
其中，所述信号发送/接收电路经由所述多个触摸电极中的所述一个或更多个触摸电极从所述一支或更多支笔接收笔数据并且基于所述笔数据同时感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置，所述笔数据是从所述一支或更多支笔输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号。
20.根据权利要求19所述的触摸电路，其中，所述信号发送/接收电路在所述Nu个上行链路发送时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平不规则地或非周期性地改变的信标信号，
其中，所述信号发送/接收电路在所述Nd个下行链路发送时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平恒定的直流电压，并且
其中，所述信号发送/接收电路在所述Nf个手指感测时间区段中向所述多个触摸电极中的全部或一些触摸电极施加其中电压电平规则地或周期性地改变的触摸驱动信号。
21.根据权利要求19所述的触摸电路，其中，所述信号发送/接收电路在第一触摸帧时间的上行链路发送时间区段中向所述触摸面板输出上行链路信号，所述上行链路信号包括使接近所述触摸面板的所述一支或更多支笔做出反应的命令，
其中，所述信号发送/接收电路在第二触摸帧时间内的针对第一笔分配的下行链路发送时间区段中从所述第一笔接收包括第一特定笔ID的下行链路信号，
其中，所述信号发送/接收电路在所述第二触摸帧时间内的针对第二笔分配的下行链路发送时间区段中从所述第二笔接收包括第二特定笔ID的下行链路信号，
其中，所述信号发送/接收电路在第三触摸帧时间的上行链路发送时间区段中输出上行链路信号，所述上行链路信号包括给予所述第一笔的第一临时笔ID或包括与所述第一临时笔ID对应的信息的配对信息，以及
其中，所述信号发送/接收电路在所述第三触摸帧时间内的针对所述第二笔分配的所述下行链路发送时间区段中再次从所述第二笔接收包括所述第二特定笔ID的下行链路信号。
22.根据权利要求21所述的触摸电路，其中，所述配对信息包括所述第一特定笔ID的哈希值。
23.一种触摸显示装置，其与一支或更多支笔协同操作，所述触摸显示装置包括：
触摸面板，其中布置有多个触摸电极；以及
触摸电路，所述触摸电路包括：
信号发送/接收电路，所述信号发送/接收电路在每个触摸帧时间中包括的N个触摸时间区段中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施加上行链路信号，并且经由所述多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极接收从经由所述触摸面板接收到所述上行链路信号的所述一支或更多支笔输出的下行链路信号；以及
模数转换电路，其对于所述下行链路信号生成数字感测值，
其中，所述信号发送/接收电路经由所述多个触摸电极中的一个或更多个触摸电极接收笔数据，并且基于所述笔数据同时生成并输出用于感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置的感测数据，所述笔数据是从所述一支或更多支笔输出的下行链路信号，所述笔数据的电压电平不规则地或非周期性地改变，
其中，所述N个触摸时间区段包括：Nu个上行链路发送时间区段，其中电压电平不规则地或非周期性地改变的上行链路信号从所述触摸面板被发送至所述一支或更多支笔；Nd个下行链路发送时间区段，其中下行链路信号从所述一支或更多支笔被发送至所述触摸面板；以及Nf个手指感测时间区段，其中手指触摸被感测，
其中，满足Nu≥1，Nd≥1和Nf≥1，
其中，所述Nd个下行链路发送时间区段包括Np个笔位置感测时间区段，并且满足1≤Np≤Nd，以及
其中，所述触摸电路经由所述多个触摸电极中的所述一个或更多个触摸电极从所述一支或更多支笔接收笔数据并且基于所述笔数据同时感测所述一支或更多支笔的笔信息和笔位置，所述笔数据是从所述一支或更多支笔输出并且其中电压电平不规则地或非周期性地改变的下行链路信号。
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