触控笔中的每个触控笔的位置。
[0100] 图2是示出图1的触摸面板的详细配置的框图。
[0101] 参照图2,触摸面板100可被配置为包括信道电极单元110和控制单元120。
[0102] 信道电极单元110可包括多个电极。详细地讲，信道电极单元110可包括以矩阵 形式布置的多个电极。例如，信道电极单元110可包括沿第一方向布置的多个第一电极和 沿与第一方向垂直的第二方向布置的多个第二电极。将在下面参照图3对包括在信道电极 单元110中的多个电极的形式和操作进行描述。
[0103] 控制单元120可根据在信道电极单元110中接收到的响应信号来确定触摸对象为 诸如手的触摸对象还是诸如笔的触控笔。具体地讲，在完成驱动信号的施加之后立即在未 施加驱动信号的部分接收到特定频率的响应信号的情况下，控制单元120可确定触摸对象 为诸如笔的触控笔。
[0104] 相反，在完成驱动信号的施加之后没有立即接收到特定频率的响应信号的情况 下，控制单元120可确定触摸对象为诸如手的触摸对象。可周期性的以及当接收到初始响 应信号时执行如上所述的触摸对象的确定。
[0105] 例如，控制单元120可确定在感测触控笔的位置的处理期间是否存在用户的触 摸，并且可在触控笔的触摸不再被感测的情况下，用感测诸如手的触摸对象的方法来生成 驱动信号。相反，控制单元120可确定在感测用户的手的位置的处理期间是否存在触控笔 的触摸（或悬浮），并且还可在手的位置不再被感测的情况下生成用于感测触控笔的位置 的驱动信号。
[0106] 此外，控制单元120可根据确定的对象的种类来执行对象的位置确定。在下文中， 将首先对确定触控笔的位置的操作进行描述。
[0107] 首先，控制单元120将驱动信号施加到在信道电极单元110中的电极，从而可通过 电容耦合将驱动信号传输到接近触摸面板100的对象的谐振电路。在这种情况下，控制单 元120可以以多个电极为单位将相同的驱动信号施加到信道电极单元110中的电极。
[0108] 例如，控制单元120可以以预设的周期单位将相同的驱动信号共同地施加到所有 多个电极，可将相同的驱动信号共同地施加到沿相同的方向布置的所有多个电极，可将相 同的驱动信号共同地施加到沿相同的方向布置的所有多个电极中的仅彼此相邻的一些电 极，或者可将相同的驱动信号共同地施加到彼此交叉的两个电极。以上描述的施加方案仅 为一种示例，只要是将驱动信号共同地且同时地施加到两个或更多个电极，则控制单元120 还可用除了以上提及的说明以外的方案来施加驱动信号。
[0109] 此外，在实现时，还可基于接收到的响应信号的大小来确定驱动信号的施加方案。 例如，在由于响应信号的大小大而确定触控笔200触摸到触摸面板100的情况下，控制单元 120可将驱动信号仅施加到两个电极，而在由于响应信号的大小小而确定触控笔200处于 悬浮在触摸面板100上方的悬浮状态的情况下，控制单元120可将驱动信号同时施加到六 个电极。将在下面参照图9A、图9B、图9C和图9D对上述操作进行描述。
[0110] 同时，在控制单元120感测到诸如手的触摸对象，而非触控笔200的情况下，控制 单元120可将如上所述的第一驱动信号施加到预期触控笔200所位于的电极，并且可将与 第一驱动信号具有180°相位差的第二驱动信号施加到预期诸如手的触摸对象所位于的电 极。这里，第一驱动信号和第二驱动信号为具有相同的频率的驱动信号且具有相反的相位 (即，180°相位差）。将在下面参照图11至图19对上述操作进行描述。
[0111] 此外，控制单元120可在响应信号的接收时间点（S卩，未施加驱动信号的区间）使 预期触控笔200所不位于的电极接地，并且可仅从未接地的电极接收响应信号。将在下面 参照图39A和图39B对上述操作进行描述。
[0112] 此外，控制单元120可从多个电极中的每个电极接收由触控笔200的谐振电路所 引起的响应信号以确定触控笔的位置。具体地讲，控制单元120可在未施加驱动信号的区 间内从多个电极中的每个电极接收响应信号，并且可基于从多个电极中的每个电极接收的 响应信号之间的比率来确定触控笔200的位置。
[0113] 例如，在以矩阵形式配置多个电极以使多个第一电极沿第一方向布置且多个第二 电极沿与第一方向垂直的第二方向布置的情况下，控制单元120可基于从第一电极接收到 的响应信号之间的比率和从第二电极接收到的响应信号之间的比率来确定触控笔200的 位置。
[0114] 在这种情况下，控制单元120可通过针对接收到的响应信号执行各种信号处理来 提高响应信号的灵敏度。具体地讲，控制单元120可通过如下操作来提高响应信号的灵敏 度：放大多个接收到的响应信号中的每个响应信号、差分放大多个响应信号之差、或者仅提 取特定的频率分量。将在下面参照图22至图36对控制单元120的详细的信号处理方案进 行描述。
[0115] 此外，控制单元120可基于接收到的响应信号的谐振频率的变化来感测触控笔 200的触摸压力或者可基于接收到的响应信号的谐振频率的变化来感测触控笔200的操作 模式。将在下面参照图41和图42对上述操作进行描述。
[0116] 同时，在确定触摸对象为诸如手的触摸对象的情况下，控制单元120可计算在形 成于第一电极与第二电极之间的多个电极的交叉点处的各个电极之间的电容，并且可基于 计算的电容来确定触摸对象的位置。将在下面参照图6对上述操作进行描述。
[0117] 具体地讲，为了感测不包括谐振电路的诸如手的触摸对象的位置，控制单元120 可将驱动信号施加到多个第一电极中的至少一个第一电极并且可基于从多个第二电极中 的每个第二电极接收到的响应信号计算在形成于第一电极与第二电极之间的多个电极的 交叉点处的各个电极之间的电容。这里，驱动信号可以是具有二进制值的脉冲信号。
[0118] 此外，为了感测不包括谐振电路的诸如手的触摸对象的位置，控制单元120可将 用彼此不同的数字代码进行编码的信号施加到多个第一电极并且针对从多个第二电极中 的每个第二电极接收到的响应信号执行适合于施加的数字代码的解码，从而计算多个第一 电极与多个第二电极之间的电容。
[0119] 此外，控制单元120可基于计算的各个交叉点的电容来确定具有最大的电容变化 的交叉点作为触摸对象的位置。
[0120] 如上所述，由于根据本实施例的触摸面板100通过电容耦合将驱动信号提供给触 控笔200,因此即使触控笔200不是自供电的也可被操作。此外，由于根据本公开的本实施 例的触摸面板100将驱动信号共同地提供给多个电极，因此触摸面板100可将更多的能量 提供给触控笔200。结果，由于触控笔200生成大的响应信号，因此可提高接收灵敏度。此 外，由于根据本实施例的触摸面板100针对接收到的响应信号执行各种信号处理，因此可 提高针对响应信号的接收灵敏度。
[0121] 在上文，虽然仅示出和描述了触摸面板100的基本配置，但触摸面板100还可包括 除上述配置之外的配置。例如，在触摸面板100为触摸屏的情况下，还可包括显示配置，而 在触摸面板100为诸如智能电话、PMP等设备的情况下，还可包括显示器、存储单元、通信构 造等。
[0122] 图3是图1的触摸面板的电路图。
[0123] 参照图3,触摸面板100可被配置为包括信道电极单元110和控制单元120。
[0124] 信道电极单元110可包括多个电极。具体地讲，如图3所示，信道电极单元110可 包括沿不同的方向布置的第一电极组111和第二电极组112。
[0125] 第一电极组111可包括沿第一方向（例如，水平反向）布置的多个第一电极 111- 1、111-2、111-3、111-4、111-5和111-6。这里，作为透明电极的第一电极可以是氧化铟 锡（ΙΤ0)。第一电极组 111 中的多个第一电极 111-1、111-2、111-3、111-4、111-5 和 111-6 可以是在手指的位置被感测时发送预定的发送信号（Tx信号）的发送电极。
[0126] 第二电极组112可包括沿第二方向（例如，垂直反向）布置的多个第二电极 112- 1、112-2、112-3、112-4、112-5和112-6。这里，作为透明电极的第二电极可以是ΙΤ0。 第二电极组112中的多个第二电极112-1、112-2、112-3、112-4、112-5和112-6可以是在手 指的位置被感测时由从第一电极输入的Tx信号引起的接收信号（Rx信号）的接收电极。
[0127] 同时，在触控笔的位置被感测时，第一电极和第二电极根据驱动区间可以是在Tx 区间发送信号并在接收区间接收信号的发送和接收电极。
[0128] 同时，虽然示出的示例示出了每个电极组仅包括六个电极的情况，但在实现时，电 极组可通过七个或更多个、或者五个以下电极来实现。此外，虽然示出的示例示出了电极 组中的电极的形状为简单的矩形，但在实现时每个电极的形状还可以以更复杂的形状来实 现。
[0129] 控制单元120被配置为包括驱动单元130、接收单元140、微控制器单元（MCU) 150 和连接单元160。
[0130] 驱动单元130按预定时序将驱动信号施加到信道电极单元110。驱动信号可以是 具有预定的谐振频率的正弦波信号。
[0131] 接收单元140在驱动信号未被施加的区间从信道电极单元110中的各个电极接收 响应信号。具体地讲，接收单元140可以以单个电极的单位顺序地接收多个电极的响应信 号。可选择地，接收单元140可以以多个电极的单位同时接收响应信号。在这种情况下，为 了同时接收多个响应信号，接收单元140可包括多个放大单元。将在下面参照图27至图35 对上述示例进行描述。
[0132] 此外，接收单元140可针对接收的响应信号执行各种信号处理。例如，接收单元 140可利用放大器amp放大每个响应信号。将在下面参照图22对上述示例进行描述。此外， 接收单元140可以以两个响应信号的单位执行对响应信号进行差分放大的信号处理。将在 下面参照图23对上述示例进行描述。此外，接收单元140可执行从接收的响应信号仅提取 预设的频率区域中的信息的信号处理。将在下面参照图26对上述示例进行描述。
[0133]MCU150可控制驱动单元130、接收单元140和连接单元160,从而交替地执行针对 各个电极的驱动信号的施加和响应信号的接收。例如，MCU150可控制驱动单元130以使相 同的驱动信号在第一时间区间中被同时施加到多个第一电极11卜1、11卜2、111-3、111-4、 111-5和111-6,并且可控制接收单元140以在施加驱动信号之后的第二时间区间中接收至 少一个电极（例如，电极111-1)的响应信号。此后，MCU 150可控制驱动单元130以使相 同的驱动信号在第三时间区间中再次被施加到多个第一电极111-1、111-2、111-3、111-4、 111-5和111-6,并且可控制接收单元140以施加驱动信号之后的第四时间区间中接收另一 个电极（例如，电极111-2)的响应信号。此外，MCU 150可重复上述处理多达接收针对多 个电极的响应信号的次数。在示出的示例中，由于信道电极单元110包括十二个电极，因此 MCU 150可交替地执行十二次的施加和接收操作。将在下面参照图8A、图8B、图8C、图8D、 图8E、图8F、图8G、图8H、图81、图8J、图8K和图8L对上述操作进行详细的描述。
[0134] 此外，当接收到针对多个电极的响应信号时，MCU 150可基于通过第一电极 111- 1、111-2、111-3、111-4、111-5和111-6接收到的响应信号之间的比率和通过第二电极 112- 1、112-2、112-3、112-4、112-5和112-6接收到的响应信号之间的比率来确定触控笔的 位置。
[0135] 例如，如果第一电极111-3的响应信号的大小大于其他第一电极111-1、111-2、 111-4、111-5和111-6的响应信号的大小，且第二电极112-2的响应信号的大小大于其他第 二电极112-1、112-3、112-4、112-5和112-6的响应信号的大小，则MCU 150可将第一电极 111-3和第二电极112-2彼此交叉的位置确定为触控笔200的位置。
[0136] 同时，在实现时，可使用利用了接收最大响应信号的电极的响应信号和与接收最 大响应信号的电极相邻的电极接收的响应信号之间的比率的插值方法来更精确地确定触 控笔200的位置。例如，在第一电极之间的距离为4_的情况下，当通过第一电极与第二电 极彼此交叉的位置来确定触控笔200的位置时，识别分辨率为4_。另一方面，当使用插值 方法时，可实现0. 1_的识别分辨率。
[0137] 连接单元160可将多个电极选择性地连接到驱动单元130,或者可将多个电极选 择性地连接到接收单元140。具体地讲，连接单元160可根据MCU150的控制而连接将被施 加驱动信号的电极与驱动单元130。在这种情况下，连接单元160可使未施加驱动信号的电 极接地或浮置。
[0138] 此外，连接单元160可在驱动信号未被施加的区间内，S卩，在接收响应信号的时间 区间内，使多个第一电极和第二电极中的至少一个电极接地。将在下面参照图39A和图39B 对上述操作进行描述。
[0139] 同时，在上文，虽然上面提及的描述对MCU 150控制连接单元160的情况进行了描 述，但在实现时，驱动单元130可在施加驱动信号时控制连接单元160,接收单元140还可在 接收响应信号时控制连接单元160。
[0140] 在上文，虽然上述描述对相同的驱动信号被共同地施加到第一电极组中的多个第 一电极的情况进行了描述，但在实现时，相同的驱动信号还可被共同地施加到第二电极组 中的多个第二电极，并且相同的驱动信号还可被共同地施加到第一电极组中的多个第一电 极和第二电极组中的多个第二电极。此外，可利用除上面提及的方案以外的方案来施加驱 动信号。以下，将参照图4至图9对施加驱动信号的各种示例进行描述。
[0141] 同时，虽然在示出和描述图3时描述了多个电极以矩阵形式被布置的情况，但在 实现时，多个电极还可以以除矩阵形式以外的形式被布置。
[0142] 同时，虽然图3示出和描述了控制单元120只包括一个驱动单元和一个接收单元 的情况，但在实现时，控制单元120还可被配置为包括多个驱动单元和多个接收单元。将在 下面参照图38对上述示例进行描述。
[0143]图4是示出根据本公开的实施例的信道电极单元的驱动信号的施加操作的示图。
[0144] 参照图4,信道电极单元110'包括多个电极111和112。具体地讲，如图4所示， 信道电极单元110'可包括沿不同的方向布置的第一电极组111和第二电极组112。在这 种情况下，第一电极组111可以以连续布置的多个电极为单位被分类为多个子组111-a和 111-b。在示出的示例中，第一电极组111可被分类为第一子组111-a和第二子组111-b。
[0145] 控制单元120可基于在先前处理中感测到的触控笔200的位置来确定驱动信号将 被施加到的子组。此外，控制单元120可将相同的驱动信号共同地输入到确定的子组中的 所有电极。
[0146] 例如，如果在先前处理中感测到的触控笔200的位置为第一电极111-3与第二电 极112-2彼此交叉的位置，则控制单元120可将对应位置的第一子组111-a确定为驱动 信号将被输入到的子组，并且可将相同的驱动信号同时输入到第一子组111-a中的电极 111-U111-2 和 111-3〇
[0147] 在这种情况下，控制单元120可使驱动信号未被施加到的电极111-4、111-5、 111-6、112-1、112-2、112-3、112-4、112-5 接地或浮置。
[0148] 同时，在上文，虽然描述了子组预先被分类的情况，但在实现时，子组可被动态地 改变。例如，控制单元120可将在先前感测处理中接收最大响应信号的电极（例如，电极 111-3)以及在对应电极111-3的预设间隔以内的电极111-2和111-4确定为驱动信号将 被同时输入的子组。子组的确定可以以检测触控笔的位置所需的一个时间周期为单位来执 行。
[0149] 此外，在上文，虽然描述了仅在沿相同的方向布置的电极组中形成子组的情况，但 在实现时，在第一电极组111中的至少一个电极111-3和在第二电极组112中的至少一个 电极112-2可被确定为子组。即，驱动信号还可被施加到在第一电极组111中的至少一个 第一电极和在第二电极组112中的至少一个第二电极。
[0150] 同样地，根据本实施例，由于相同的驱动信号可同时被施加到多个电极，因此传输 到触控笔的能量增加。以下将参照图5对此进行描述。
[0151]图5是示出根据本公开的实施例的基于驱动信号被输入到的电极的数量的触控 笔的生成信号的大小的示图。
[0152] 参照图5,可以理解，随着驱动信号被输入的电极的数量增加，从触控笔生成的信 号强度增强。
[0153] 具体地讲，从触摸面板100传输到触控笔200的能量可通过驱动电压和电极与触 控笔的笔尖之间的电容来确定，而当驱动信号被施加到的电极的数量增加时，电极与触控 笔的笔尖之间的电容增加，从而从笔生成的信号的大小与增加的电容成比例增加。
[0154] 此外，当从触控笔200生成的信号的大小增加时，由触摸面板100所引发的响应信 号还可增加，从而可提高响应信号的灵敏度。
[0155]因此，在触摸对象为触控笔的情况下，根据本公开的本实施例的控制单元120可 以以多个电极为单位施加驱动信号。相反，在触摸的对象为诸如手的对象的情况下，控制单 元120可以以一个电极为单位施加驱动信号。将参照图6对上述操作进行描述。
[0156] 图6是示出根据本公开的实施例的确定触摸对象的位置的操作的示图。
[0157] 参照图6,在确定触摸对象为诸如手10的触摸对象的情况下，控制单元120可以以 一个电极为单位施加驱动信号。具体地讲，控制单元120可根据预设的顺序将电信号仅输 入到多个电极中的第一电极111-1、111-2、111-3、111-4、111-5和111-6。
[0158] 例如，控制单元120可在预设的第一时间区间内将驱动信号施加到第一电极 111- 1，并且可在驱动信号被施加的过程期间顺序地接收从多个第二电极112-1、112-2、 112- 3、112-4、112-5和112-6中的每个第二电极接收的响应信号。
[0159] 此外，在响应信号从多个第二电极被接收时，控制单元120可在第二时间区间内 将驱动信号施加到第二电极111-2,并且可在对应的驱动信号被施加的过程期间，顺序地接 收从多个第二电极112-1、112-2、112-3、112-4、112-5和112-6中的每个第二电极接收到的 响应信号。
[0160] 此外，控制单元120可针对后续的第一电极重复上述处理。由于示出的示例包括 六个电极，因此控制单元120可执行六次驱动信号的施加操作，并且可在施加驱动信号的 每个过程期间执行六次响应信号的接收操作。
[0161] 同时，在上文，虽然描述了以一个信道为单位（即，一