KR101127550B1 - Circuit for measuring capacitance by signal coupling, input device comprising this circuit, and method for measuring capacitance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 커패시턴스 측정 회로, 이를 구비하는 입력 장치, 및 커패시턴스 측정 방법을 공개한다. 이 회로는 펄스 신호를 출력하는 제어부, 및 상기 펄스 신호에 응답하여 발생되는 커플링된 신호가 입력되는 신호 입력 단자의 전압이 기준 전압이 되도록 하면서, 상기 펄스 신호가 제1 상태에서 제2 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 감지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a capacitance measurement circuit, an input device having the same, and a capacitance measurement method. The circuit outputs the pulse signal from the first state to the second state, while the control unit outputs a pulse signal, and the voltage of the signal input terminal to which the coupled signal generated in response to the pulse signal is input is a reference voltage. And a detector configured to accumulate the coupled signal as it changes.
Description
본 발명은 입력 장치에 관한 것으로, 특히 터치 패널을 구비하는 입력 장치에 있어서, 오프셋 커패시턴스의 영향을 배제하고, 입력되는 펄스의 개수를 이용하여 커패시턴스를 측정함으로써 커패스턴스를 더욱 정밀하게 측정하고 큰 커패시턴스도 측정할 수 있는 커패시턴스 측정 회로, 이 회로를 이용한 입력 장치, 및 커패시턴스 측정 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input device. In particular, in an input device having a touch panel, the capacitance can be measured more precisely by excluding the influence of offset capacitance and measuring the capacitance using the number of input pulses. The present invention relates to a capacitance measurement circuit that can also measure capacitance, an input device using the circuit, and a capacitance measurement method.
개인용 컴퓨터, 휴대용 전송 장치, 그 밖의 정보 처리 장치 등은 입력 장치를 이용하여 다양한 기능을 수행한다. 최근, 이러한 입력장치로서 터치 패널을 구비하는 입력 장치가 많이 사용되고 있다.Personal computers, portable transmission devices, other information processing devices, and the like perform various functions using input devices. Recently, many input devices including a touch panel have been used as such input devices.
일반적으로 터치 패널은 CRT, LCD, PDP, EL(electroluminescence) 등과 같은 디스플레이 장치의 표면에 설치되어 접촉에 의한 접촉 위치를 검출할 수 있는 장치로서, ITO(인듐-주석의 복합 산화물) 필름을 이용하거나, 투명 전도성 물질을 증착하여 만들어질 수 있다.In general, the touch panel is installed on the surface of a display device such as a CRT, LCD, PDP, EL (electroluminescence) and the like to detect the contact position due to contact. It may be made by depositing a transparent conductive material.
이러한 터치 패널을 구비하는 입력 장치는 다양한 방법을 이용하여 접촉 여부를 판단하여 접촉 위치를 감지할 수 있다. 예를 들면, 터치 패널에서의 접촉 커패시턴스는 접촉 여부에 따라 다른 값을 가지며, 이로 인해 터치 패널을 통하여 전달되는 커플링된 신호의 크기도 접촉 여부에 따라 다른 값을 가지게 된다. 따라서, 커플링된 신호의 크기를 측정함으로써 접촉 여부를 판단하여 접촉 위치를 감지할 수도 있다. An input device having such a touch panel may detect a contact location by determining whether a contact is made using various methods. For example, the contact capacitance in the touch panel has a different value depending on whether it is touched, and thus, the magnitude of the coupled signal transmitted through the touch panel also has a different value depending on whether it is touched or not. Therefore, by measuring the magnitude of the coupled signal it is possible to determine whether the contact by detecting the contact position.
종래에는 커플링된 신호의 크기를 직접 측정하는 방법을 사용하고 있다. 가장 일반적인 예는 커플링된 신호를 증폭 혹은 대폭 필터링(band-pass filtering)을 하고, 신호를 아날로그-디지털 변환하거나, 피크 디텍션(peak detection)하여 커플링된 신호의 크기를 측정한다. 예를 들면, 밴드 패스 델타 시그마 변환기(band-pass delta sigma converter)를 사용할 수 있다. 그런데, 이러한 종래의 회로는 전력 소모가 크거나, 측정 신호의 정밀도에 한계가 있거나, 제한된 다이나믹 레인지(dynamic range)를 가진다.Conventionally, a method of directly measuring the magnitude of a coupled signal is used. The most common example is amplifying or band-pass filtering a coupled signal, analog-to-digital conversion of the signal, or peak detection to measure the magnitude of the coupled signal. For example, a band-pass delta sigma converter may be used. However, such conventional circuits have high power consumption, limited accuracy in measurement signals, or limited dynamic range.
본 발명의 목적은 오프셋 커패시턴스의 영향을 배제하고, 입력되는 펄스의 개수를 이용하여 커패시턴스를 측정함으로써 커패시턴스를 더욱 정밀하게 측정할 수 있고, 큰 커패시턴스 값도 측정할 수 있는 커패시턴스 측정 회로를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a capacitance measurement circuit that can more accurately measure capacitance and measure large capacitance values by excluding the influence of offset capacitance and measuring capacitance using the number of input pulses. .
본 발명의 다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 입력 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an input device for achieving the above object.
본 발명의 또다른 목적은 상기 목적을 달성하기 위한 커패시턴스 측정 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a capacitance measurement method for achieving the above object.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커패시턴스 측정 회로는 펄스 신호를 출력하는 제어부; 및 상기 펄스 신호에 응답하여 발생되는 커플링된 신호가 입력되는 신호 입력 단자의 전압이 기준 전압이 되도록 하면서, 상기 펄스 신호가 제1 상태에서 제2 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 감지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.Capacitance measurement circuit of the present invention for achieving the above object is a control unit for outputting a pulse signal; And coupling the coupled signal when the pulse signal changes from the first state to the second state while the voltage of the signal input terminal to which the coupled signal generated in response to the pulse signal is input becomes a reference voltage. Characterized in that the accumulating detection unit.
상기 감지부는 기준 전압이 인가되는 제1 입력 단자, 상기 커플링된 신호가 입력되는 제2 입력 단자, 및 출력 전압이 출력되는 제1 출력 단자를 구비하는 제1 연산 증폭기, 및 상기 제1 출력 단자와 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되어 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 제1 피드백 커패시터를 구비할 수 있다.The sensing unit includes a first operational amplifier having a first input terminal to which a reference voltage is applied, a second input terminal to which the coupled signal is input, and a first output terminal to which an output voltage is output, and the first output terminal. And a first feedback capacitor connected between the second input terminal and accumulating the coupled signal when the pulse signal changes from the first state to the second state.
상기 제1 입력 단자는 상기 제1 연산 증폭기의 비반전 입력 단자이고, 상기 제2 입력 단자는 상기 제1 연산 증폭기의 반전 입력 단자일 수 있다.The first input terminal may be a non-inverting input terminal of the first operational amplifier, and the second input terminal may be an inverting input terminal of the first operational amplifier.
상기 감지부의 제1 형태는 상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치, 상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고, 상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력할 수 있다.The first form of the sensing unit is connected between the signal input terminal and the second input terminal, is turned on before the pulse signal is changed from the first state to the second state and the pulse signal is in the second state. A first switch that is turned off before changing to the first state, a second switch that is connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal It may be further provided. In this case, the controller may further output control signals for controlling the first switch and the second switch, and count and output the pulse number of the pulse signal applied until the output voltage reaches the threshold voltage. Can be.
상기 감지부의 제2 형태는 상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치, 상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치, 및 상기 제2 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제3 스위치를 더 구비하고, 상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 및 상기 제3 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고, 상기 제1 스위치가 온인 구간의 상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하거나, 또는 상기 커패시턴스 측정 회로가 상기 출력 전압의 고주파 성분을 필터링하여 필터링 전압을 출력하는 로우 패스 필터를 더 구비하고, 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 및 상기 제3 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고, 상기 필터링 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력할 수 있다.The second form of the sensing unit is connected between the second input terminal and the feedback capacitor, is turned on before the pulse signal is changed from the first state to the second state and the pulse signal is in the second state. A first switch that is turned off before changing to a first state, a second switch that is connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal, And a connection between the second input terminal and the output terminal, turned on between a time point when the first switch is turned off and a time point when the pulse signal changes from the second state to the first state, and the first switch The apparatus may further include a third switch that is turned off before the signal is turned on, and the signal input terminal and the second input terminal may be directly connected. In this case, the controller further outputs control signals for controlling the first switch, the second switch, and the third switch, and when the output voltage of a section in which the first switch is on reaches a threshold voltage. And a low pass filter for counting and outputting a pulse number of the pulse signal applied up to or outputting a filtering voltage by filtering a high frequency component of the output voltage. And outputting control signals for controlling the second switch and the third switch, and counting and outputting the number of pulses of the pulse signal applied until the filtering voltage reaches a threshold voltage.
상기 감지부의 제3 형태는 상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치, 및 상기 제2 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제2 스위치를 더 구비하고, 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치는 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 소정 시간 동안 동시에 온되고, 상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위치, 및 상기 제2 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고, 상기 제1 스위치가 온인 구간의 상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하거나, 상기 커패시턴스 측정 회로가 상기 출력 전압의 고주파 성분을 필터링하여 필터링 전압을 출력하는 로우 패스 필터를 더 구비하고, 상기 제어부는 상기 제1 스위치, 및 상기 제2 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고, 상기 필터링 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력할 수 있다.The third form of the sensing unit is connected between the second input terminal and the feedback capacitor, is turned on before the pulse signal is changed from the first state to the second state and the pulse signal is in the second state. A first switch that is turned off before changing to a first state, and connected between the second input terminal and the output terminal, wherein the time point at which the first switch is turned off and the pulse signal are in the second state; And a second switch that is turned on in the middle of the time point when the first switch is turned on and is turned off before the first switch is turned on, wherein the first switch and the second switch are simultaneously operated for a predetermined time before accumulating the coupled signal. On, the signal input terminal and the second input terminal can be directly connected. In this case, the control unit further outputs control signals for controlling the first switch and the second switch, and the pulse applied until the output voltage of a section in which the first switch is on reaches a threshold voltage. And a low pass filter for counting and outputting a pulse number of a signal, or for outputting a filtering voltage by the capacitance measuring circuit filtering high frequency components of the output voltage, wherein the control unit comprises the first switch and the second switch. The control signal may further output the control signals for controlling the signal, and count and output the pulse number of the pulse signal applied until the filtering voltage reaches the threshold voltage.
상기 감지부의 제4 형태는 상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치, 상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치, 일단이 상기 제2 입력 단자와 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제3 스위치, 상기 제3 스위치의 타단과 상기 출력 단자 사이에 연결되는 제1 커패시터, 및 상기 제3 스위치의 상기 타단과 상기 기준 전압 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제4 스위치를 더 구비하고, 상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 및 상기 제4 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고, 상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력할 수 있다.The fourth form of the sensing unit is connected between the second input terminal and the feedback capacitor, is turned on before the pulse signal is changed from the first state to the second state and the pulse signal is in the second state. A first switch that is turned off before changing to a first state, a second switch that is connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal, One end is connected to the second input terminal, and is turned on between the time when the first switch is turned off and when the pulse signal changes from the second state to the first state, and before the first switch is turned on. A third switch that is turned off, a first capacitor connected between the other end of the third switch and the output terminal, and a connection between the other end of the third switch and the reference voltage And a fourth switch that is turned on before the pulse signal changes from the first state to the second state and is turned off before the pulse signal changes from the second state to the first state, wherein the signal An input terminal and the second input terminal may be directly connected. In this case, the controller further outputs control signals for controlling the first switch, the second switch, the third switch, and the fourth switch, and is applied until the output voltage reaches a threshold voltage. The number of pulses of the pulse signal may be counted and output.
상기 감지부의 제5 형태는 상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치, 상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치, 및 일단이 상기 제2 입력 단자와 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제3 스위치, 상기 제3 스위치의 타단과 상기 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 제2 피드백 커패시터, 및 상기 제2 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제4 스위치를 더 구비하고, 상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 및 상기 제4 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고, 상기 제1 스위치가 온인 구간의 상기 출력 전압과 상기 제3 스위치가 온인 구간의 상기 출력 전압의 차이가 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력할 수 있다.The fifth form of the sensing unit is connected between the second input terminal and the feedback capacitor, is turned on before the pulse signal is changed from the first state to the second state and the pulse signal is in the second state. A first switch that is turned off before changing to a first state, a second switch that is connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal, And one end is connected to the second input terminal, and is turned on between the time when the first switch is turned off and the time when the pulse signal changes from the second state to the first state, and the first switch is turned on. A third switch which is previously off, connected between the other end of the third switch and the output terminal, when the pulse signal changes from the second state to the first state A second feedback capacitor for accumulating the coupled signal, and a fourth switch connected in parallel with the second feedback capacitor, the fourth switch being turned on before accumulating the coupled signal and turned off while accumulating the coupled signal; Further, the signal input terminal and the second input terminal may be directly connected. In this case, the controller may further output control signals for controlling the first switch, the second switch, the third switch, and the fourth switch, wherein the output voltage and the output voltage in the section in which the first switch is on. The number of pulses of the applied pulse signal may be counted and output until the difference of the output voltage in the section where the third switch is on reaches a threshold voltage.
상기 감지부의 제6 형태는 일단이 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치, 상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치, 상기 제1 스위치의 타단과 상기 기준 전압이 인가되는 단자 사이에 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제3 스위치, 상기 기준 전압이 인가되는 제3 입력 단자, 상기 신호 입력 단자와 직접 연결되는 제4 입력 단자, 및 전달 전압이 출력되는 제2 출력 단자를 구비하는 제2 연산 증폭기, 상기 제4 입력 단자와 상기 제2 출력 단자 사이에 인결되는 제2 피드백 커패시터, 상기 제2 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제4 스위치, 일단이 상기 제2 출력 단자와 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제5 스위치, 및 상기 제5 스위치의 타단과 상기 제1 스위치의 타단 사이에 연결되는 연결 커패시터를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제4 스위치, 및 상기 제5 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고, 상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력할 수 있다.In a sixth form of the sensing unit, one end is connected between the second input terminals, the pulse signal is turned on before the pulse signal is changed from the first state to the second state, and the pulse signal is the first state in the second state. A first switch that is turned off before changing to a state, a second switch that is connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal, the first switch Connected between the other end of the first switch and a terminal to which the reference voltage is applied, and is turned on between the time when the first switch is turned off and the time when the pulse signal changes from the second state to the first state, A third switch which is turned off before the first switch is turned on, a third input terminal to which the reference voltage is applied, a fourth input terminal directly connected to the signal input terminal, and before transfer A second operational amplifier having a second output terminal for outputting a voltage; a second feedback capacitor connected between the fourth input terminal and the second output terminal; and connected in parallel with the second feedback capacitor; A fourth switch which is turned on between a time point at which the switch is turned off and a time point at which the pulse signal changes from the second state to the first state, and is turned off before the first switch is turned on; A fifth switch connected between the first switch and the second switch that is turned on between the time point when the first switch is turned off and the time point when the pulse signal changes from the second state to the first state, and is turned off before the first switch is turned on, and the A connection capacitor may be further provided between the other end of the fifth switch and the other end of the first switch. In this case, the controller further outputs control signals for controlling the first switch, the second switch, the third switch, the fourth switch, and the fifth switch, and the output voltage reaches a threshold voltage. Until the number of pulses of the applied pulse signal can be counted and output.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입력 장치는 펄스 신호를 출력하는 제어부, 상기 펄스 신호를 입력하고, 물체의 접촉에 따라 가변되는 커패시턴스에 따라 상기 펄스 신호를 커플링된 신호로 전달하는 터치 패널, 및 상기 커플링된 신호가 입력되는 신호 입력 단자의 전압이 기준 전압이 되도록 하면서, 상기 펄스 신호가 제1 상태에서 제2 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 감지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.The input device of the present invention for achieving the above another object is a control unit for outputting a pulse signal, a touch panel for inputting the pulse signal, and transferring the pulse signal as a coupled signal in accordance with the capacitance variable according to the contact of the object And a detector configured to accumulate the coupled signal when the pulse signal changes from the first state to the second state while the voltage of the signal input terminal to which the coupled signal is input is a reference voltage. It is characterized by.
상기 터치 패널은 제1 방향으로 배치되고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 신장되며, 상기 펄스 신호가 인가되는 복수개의 제1 터치 패턴들, 및 상기 제2 방향으로 배치되고, 상기 제1 방향으로 신장되며, 상기 커플링된 신호를 발생하는 복수개의 제2 터치 패턴들을 구비하고, 상기 복수개의 제1 터치 패턴들 각각과 상기 복수개의 제2 터치 패턴들 각각은 서로 절연될 수 있다.The touch panel is disposed in a first direction, extends in a second direction orthogonal to the first direction, and is disposed in a plurality of first touch patterns to which the pulse signal is applied and in the second direction. A plurality of second touch patterns extending in one direction and generating the coupled signal may be provided, and each of the plurality of first touch patterns and each of the plurality of second touch patterns may be insulated from each other.
상기 복수개의 제2 터치 패턴들 각각은 상기 제1 방향으로 배치되는 복수개의 터치 패드들 및 상기 복수개의 터치 패드들 각각을 연결하는 복수개의 연결 패드들을 구비하고, 상기 복수개의 제1 터치 패턴들 각각은 상기 연결 패드들과 교차하는 직사각형 형태일 수 있다.Each of the plurality of second touch patterns includes a plurality of touch pads disposed in the first direction and a plurality of connection pads connecting each of the plurality of touch pads, each of the plurality of first touch patterns May have a rectangular shape intersecting with the connection pads.
상기 입력 장치는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 펄스 신호를 상기 복수개의 제1 터치 패턴들 각각으로 순차적으로 인가하는 스위칭부를 더 구비할 수 있다.The input device may further include a switching unit configured to sequentially apply the pulse signal to each of the plurality of first touch patterns under the control of the controller.
상기 입력 장치는 상기 제어부의 제어에 따라 상기 복수개의 제2 터치 패턴들 각각을 순차적으로 상기 신호 입력 단자와 연결하는 스위칭부를 더 구비할 수 있다.The input device may further include a switching unit configured to sequentially connect each of the plurality of second touch patterns with the signal input terminal under the control of the controller.
상기 또다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 커패시턴스 측정 방법은 펄스 신호를 출력하는 단계, 및 상기 펄스 신호에 응답하여 발생되는 커플링된 신호가 입력되는 신호 입력 단자의 전압이 기준 전압이 되도록 하면서, 상기 펄스 신호가 제1 상태에서 제2 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a capacitance measurement method of outputting a pulse signal, and a voltage of a signal input terminal to which a coupled signal generated in response to the pulse signal is input is a reference voltage. And accumulating the coupled signal when the pulse signal changes from the first state to the second state.
상기 커패시턴스 측정 방법은 상기 누적하는 단계에서 누적된 신호를 전압으로 변환하는 단계, 상기 전압을 필터링하는 단계, 및 상기 필터링된 전압의 레벨이 문턱 전압 레벨이 될 때까지 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고, 카운팅된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 출력하는 단계를 더 구비할 수 있다.The capacitance measuring method includes converting a signal accumulated in the accumulating step into a voltage, filtering the voltage, and counting the number of pulses of the pulse signal until the level of the filtered voltage becomes a threshold voltage level. The method may further include outputting a pulse number of the counted pulse signal.
상기 누적하는 단계의 제1 형태는 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전부터 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전의 제1 구간 동안 상기 신호 입력 단자의 전압이 상기 기준 전압이 되도록 하면서 상기 커플링된 신호를 커패시터에 누적하고, 상기 제1 구간을 제외한 제2 구간 동안 상기 신호 입력 단자를 플로팅할 수 있다. 이 경우, 상기 커패시턴스 측정 방법은 상기 커패시터에 누적된 신호에 대응하는 전압이 문턱 전압에 도달할 때까지 출력되는 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하여 출력하는 단계, 및 상기 커패시터에 누적된 신호에 대응하는 전압이 상기 문턱 전압에 도달하면 상기 커패시터를 디스차지하는 단계를 더 구비할 수 있다.The first form of the accumulating step includes inputting the signal during a first period before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state. The coupled signal may be accumulated in a capacitor while the voltage of the terminal becomes the reference voltage, and the signal input terminal may be floated for a second period except the first period. In this case, the capacitance measuring method includes counting and outputting the number of pulses of the pulse signal output until the voltage corresponding to the signal accumulated in the capacitor reaches a threshold voltage, and corresponding to the signal accumulated in the capacitor. The method may further include discharging the capacitor when the voltage reaches the threshold voltage.
상기 누적하는 단계의 제2 형태는 상기 신호 입력 단자의 전압은 상기 기준 전압으로 유지하면서, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전부터 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전의 제1 구간 동안 상기 커플링된 신호를 커패시터에 누적하고, 상기 제1 구간을 제외한 제2 구간 동안 상기 커패시터의 전압을 유지할 수 있다. 이 경우, 상기 커패시턴스 측정 방법은 상기 제1 구간에서, 상기 커패시터에 누적된 신호에 대응하는 전압이 문턱 전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 단계, 및 상기 커패시터에 누적된 신호에 대응하는 전압이 상기 문턱 전압에 도달하면 상기 커패시터를 디스차지하는 단계를 더 구비하거나, 또는, 상기 제1 구간에서는 상기 커패시터에 누적된 신호에 대응하는 전압을 출력 전압으로 출력하고, 상기 제2 구간에서는 상기 기준 전압을 상기 출력 전압으로 출력하는 단계, 상기 출력 전압의 고주파 성분을 필터링하여 필터링 전압을 출력하는 단계, 상기 필터링 전압이 문턱 전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 단계, 및 상기 필터링 전압이 상기 문턱 전압에 도달하면 상기 커패시터를 디스차지하는 단계를 더 구비하거나, 또는, 상기 제1 구간에서는 상기 커패시터에 누적된 신호에 대응하는 전압을 출력 전압으로 출력하고, 상기 제2 구간에서는 상기 출력 전압을 유지하는 단계, 상기 출력 전압이 문턱 전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 단계, 및 상기 출력 전압이 상기 문턱 전압에 도달하면 상기 커패시터를 디스차지하는 단계를 더 구비할 수 있다.In the second form of the accumulating step, the pulse signal is changed in the second state before the pulse signal changes from the first state to the second state while the voltage of the signal input terminal is maintained at the reference voltage. The coupled signal may be accumulated in the capacitor during the first period before changing to the first state, and the voltage of the capacitor may be maintained for the second period except the first period. In this case, in the capacitance measurement method, counting and outputting a pulse number of the pulse signal applied until a voltage corresponding to a signal accumulated in the capacitor reaches a threshold voltage in the first section, and the capacitor Discharging the capacitor when the voltage corresponding to the signal accumulated in the threshold voltage reaches the threshold voltage, or outputting a voltage corresponding to the signal accumulated in the capacitor as an output voltage in the first section; Outputting the reference voltage as the output voltage in the second section, filtering a high frequency component of the output voltage to output a filtering voltage, and outputting the filtering voltage until the filtering voltage reaches a threshold voltage. Counting and outputting the number of pulses, and the filtering voltage reaches the threshold voltage And discharging the capacitor, or outputting a voltage corresponding to a signal accumulated in the capacitor as an output voltage in the first section, and maintaining the output voltage in the second section. The method may further include counting and outputting a pulse number of the pulse signal applied until the output voltage reaches the threshold voltage, and discharging the capacitor when the output voltage reaches the threshold voltage.
상기 누적하는 단계의 제3 형태는 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전부터 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전의 제1 구간 동안 상기 커플링된 신호를 제1 커패시터에 누적하고 제2 커패시터의 전압을 유지하고, 상기 제1 구간을 제외한 제2 구간 동안 상기 커플링된 신호를 상기 제2 커패시터에 누적하고, 상기 제1 커패시터의 전압을 유지할 수 있다. 이 경우, 상기 커패시턴스 측정 방법은 상기 제1 커패시터에 누적된 신호에 대응하는 전압과 상기 제2 커패시터에 누적된 신호에 대응하는 전압의 전압차가 문턱 전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 단계, 및 상기 전압차가 상기 문턱 전압에 도달하면 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터를 디스차지하는 단계를 더 구비할 수 있다.The third form of the accumulating step includes the coupling during the first period before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state. The accumulated signal to the first capacitor and maintain the voltage of the second capacitor, and accumulate the coupled signal to the second capacitor for a second period except the first period, and maintain the voltage of the first capacitor. Can be. In this case, the capacitance measurement method is a pulse of the pulse signal applied until the voltage difference between the voltage corresponding to the signal accumulated in the first capacitor and the voltage corresponding to the signal accumulated in the second capacitor reaches a threshold voltage. The method may further include counting and outputting a number, and discharging the first capacitor and the second capacitor when the voltage difference reaches the threshold voltage.
따라서, 본 발명의 커패시턴스 측정회로, 이 회로를 구비하는 입력 장치, 및 커패시턴스 측정 방법은 오프셋 커패시턴스의 영향을 배제하고, 입력되는 펄스의 개수를 이용하여 접촉 커패시턴스를 측정할 수 있으며, 따라서, 접촉 커패시턴스를 더욱 정밀하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라 큰 접촉 커패시턴스 값도 측정할 수 있다.Therefore, the capacitance measuring circuit of the present invention, the input device including the circuit, and the capacitance measuring method can measure the contact capacitance by using the number of pulses inputted without removing the influence of the offset capacitance, and thus, the contact capacitance. Not only can you measure s more precisely, but you can also measure large contact capacitance values.
도 1은 본 발명의 입력 장치의 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제1 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제1 실시예의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 1에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제2 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 8은 도 7에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제2 실시예의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 9는 도 1에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제3 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 10은 도 9에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제3 실시예의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 11은 도 1에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제4 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 12는 도 11에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제4 실시예의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 13은 도 1에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제5 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 14는 도 13에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제5 실시예의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 15는 도 1에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제6 실시예의 구성을 나타내는 것이다.
도 16은 도 15에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 제6 실시예의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도이다.
도 17은 본 발명의 커패시턴스 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.1 shows a configuration of an embodiment of an input device of the present invention.
FIG. 2 shows a configuration of a first embodiment of the measuring circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
3 is an operation timing diagram for explaining the operation of the first embodiment of the measurement circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
4 to 6 are diagrams for explaining the operation principle of the measuring circuit of the input device of the present invention.
FIG. 7 shows a configuration of a second embodiment of the measuring circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
FIG. 8 is an operation timing diagram for explaining the operation of the second embodiment of the measurement circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
FIG. 9 shows a configuration of a third embodiment of the measuring circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
10 is an operation timing diagram for explaining the operation of the third embodiment of the measurement circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
FIG. 11 shows a configuration of a fourth embodiment of the measuring circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
12 is an operation timing diagram for explaining the operation of the fourth embodiment of the measurement circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
FIG. 13 shows a configuration of a fifth embodiment of the measuring circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
FIG. 14 is an operation timing diagram for explaining the operation of the fifth embodiment of the measurement circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
FIG. 15 shows a configuration of a sixth embodiment of the measurement circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
FIG. 16 is an operation timing diagram for explaining the operation of the sixth embodiment of the measurement circuit of the input device of the present invention shown in FIG.
17 is a flowchart illustrating a capacitance measurement method of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 커패시턴스 측정 회로, 이 회로를 구비하는 입력 장치, 및 커패시턴스 측정 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a capacitance measurement circuit, an input device including the circuit, and a capacitance measurement method of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 입력 장치의 일실시예의 구성을 나타내는 것으로, 터치 패널(100) 및 측정 회로(200)를 구비할 수 있다. 터치 패널(100)은 제1 방향(예를 들면, y축 방향)으로 배치되고 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향(예를 들면, x축 방향)으로 신장되는 복수개의 제1 터치 패턴들(Py1~Py4) 및 상기 제2 방향으로 배치되고, 상기 제1 방향으로 신장되는 복수개의 제2 터치 패턴들(Px1~Px7)을 구비할 수 있다. 복수개의 제1 터치 패턴들(Py1~Py4) 각각은 상기 제2 방향으로 신장되는 직사각형 형태일 수 있으며, 복수개의 제2 터치 패턴들(Px1~Px7) 각각은 상기 제1 방향으로 배치되는 복수개의 터치 패드들(TP) 및 상기 복수개의 터치 패드들(TP) 각각을 연결하는 복수개의 연결 패드들(CP)을 구비할 수 있다.1 illustrates a configuration of an embodiment of an input device of the present invention, and may include a
도 1에 나타낸 블럭들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.The function of each of the blocks shown in FIG. 1 is as follows.
터치 패널(100)은 펄스 신호(Y1~Y4)를 입력하고, 접촉 여부 및 접촉 위치에 따라 커플링된 신호(X1~X7)를 발생한다. 즉, 터치 패널(100)의 제1 터치 패턴들(Py1~Py4) 각각과 제2 터치 패턴들(Px1~Px7) 각각 사이의 커패시턴스는 접촉 물체가 접촉했는지 여부 및 어떤 위치에 접촉하였는지 여부에 따라 달라지게 된다. 또한, 입력된 펄스 신호(Y1~Y4)는 터치 패널(100)을 통해 커플링된 신호(X1~X7)로 측정 회로(200)로 전달된다. 이때, 상기 커패시턴스에 따라 커플링된 신호(X1~X7)의 크기가 달라지게 된다. 따라서, 측정 회로(200)는 커플링된 신호(X1~X7)의 크기를 측정함으로써 접촉 여부 및 접촉 위치를 판단할 수 있다. 터치 패널(100)을 형성하는 제1 터치 패턴들(Py1~Py4) 및 제2 터치 패턴들(Px1~Px7)은 도 1에 도시된 것에 한정되지 않으며, 다양한 형태로 형성될 수 있다.The
측정 회로(200)는 상기 펄스 신호(Y1~Y4)를 터치 패널(100)로 출력하고, 터치 패널(100)을 통해 전달된 커플링된 신호(X1~X7)를 누적함으로써 터치 패널(100)에서의 커패시턴스를 측정한다. 또한, 측정 회로(200)는 측정된 커패시턴스를 이용하여 접촉 여부를 판단함으로써 접촉 위치를 감지한다. 이때, 측정 회로(200)는 가상 접지(Virtual ground) 입력 특성을 가지고, 상기 펄스 신호(Y1~Y4)에 동기되는 회로를 이용하여 커플링된 신호(X1~X7)를 누적(accumulation)하여 상기 터치 커패시턴스를 측정할 수 있다. 또한, 상기 커패시턴스는 누적된 커플링된 신호(X1~X7)가 소정의 기준 레벨에 도달할 때까지 인가된 펄스 신호(Y1~Y4)의 펄스 개수를 카운팅하여 측정될 수 있다. 측정 회로(200)는 커플링된 신호(X1~X7)에 응답하여 피드백 커패시터에 전하를 누적함으로써 커플링된 신호(X1~X7)를 누적할 수 있다.The
예를 들면, 측정 회로(200)는 제1 터치 패턴들(Py1~Py4) 각각에 순차적으로 상기 펄스 신호(Y1~Y4)를 각각 인가하고, 각각의 경우에 대하여 제2 터치 패턴들(Px1~Px7)을 통하여 전달되는 커플링된 신호(X1~X7) 각각의 크기를 판단하여 접촉 위치를 감지할 수 있다. 즉, 제1 터치 패턴(Py1)에 펄스 신호(Y1)를 인가하고, 커플링된 신호(X1~X7)들 각각을 누적하여 각각의 커패시턴스(즉, 제1 터치 패턴(Py1)과 제2 터치 패턴들(Px1~Px7) 각각 사이의 커패시턴스)를 측정하고, 나머지 제1 터치 패턴들(Py2~Py4) 각각에 대하여도 상술한 동작을 반복하여 각각의 경우에 대한 커패시턴스를 측정할 수 있다. 따라서, 접촉 위치가 복수개인 경우에도 복수개의 접촉 위치를 모두 감지할 수 있으며, 고스트 패턴이 존재하는 경우에도 실제 접촉 위치를 감지할 수 있다.For example, the
이 경우에, 측정 회로(200)는 커플링된 신호들(X1~X7) 각각을 순차적으로 누적하여 각각의 커패시턴스를 측정할 수 있다. 이와 같은 방법을 사용하면, 측정 회로(200)의 구성을 간단하게 할 수 있다. 또한, 측정 회로(200)는 커플링된 신호들(X1~X7) 전부 또는 일부를 동시에 각각 누적하여 각각의 커패시턴스를 측정할 수도 있다. 이와 같은 방법을 사용하면, 터치 응답 속도를 빠르게 할 수 있다.In this case, the
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로(200)의 제1 실시예의 구성을 나타낸 것으로서, 측정 회로(200)는 제어부(210), 제1 선택부(220), 제2 선택부(230), 및 감지부(240)를 구비할 수 있다. 감지부(240)는 스위치들(S1, S2), 피드백 커패시터(Cf), 및 제1 연산 증폭기(OP1)를 구비할 수 있다. FIG. 2 shows a configuration of a first embodiment of the
도 2에 나타낸 본 발명의 측정 회로(200)의 제1 실시예에 따른 감지부(240)의 경우, 제1 연산 증폭기(OP1)의 제1 입력 단자(예를 들면, 비반전 입력 단자)로는 기준 전압이 인가되고, 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자(예를 들면, 반전 입력 단자)로는 스위치(S1)를 통하여 커플링된 신호([X1:X7])가 입력된다. 피드백 커패시터(Cf)는 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자와 제1 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자 사이에 연결된다. 스위치(S1)는 커플링된 신호([X1:X7])가 입력되는 감지부(240)의 신호 입력 단자와 상기 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자 사이에 연결된다. 스위치(S2)는 피드백 커패시터(Cf)와 병렬로 연결된다. 도 2에서, V_Cf는 피드백 커패시터(Cf) 양단의 전압을 나타낸다.In the case of the
도 2에 나타낸 블록들 각각의 기능을 설명하면 다음과 같다.The function of each of the blocks shown in FIG. 2 is as follows.
제어부(210)는 적절한 타이밍에 따라 입력 펄스 신호(VP), 제어 신호(CON), 및 리셋 신호(RST)를 출력한다. 제어부(210)가 출력하는 입력 펄스 신호(VP)는 펄스 트레인 형태일 수 있다. 또한, 제어 신호(CON)는 입력 펄스 신호(VP)에 동기되어 출력된다. 예를 들면, 제어 신호(CON)는 입력 펄스 신호(VP)가 하이 레벨로 천이하기 전에 스위치(S1)를 온 시키고, 입력 펄스 신호(VP)가 로우 레벨로 천이하기 전에 스위치(S1)를 오프 시키도록 출력될 수 있다. 리셋 신호(RST)는 감지부(240)가 제2 선택부(230)에 의해 커플링된 신호(X1~X7)들 중 선택된 커플링된 신호를 누적(accumulation)하기 전에 피드백 커패시터(Cf)를 디스차지(discharge)하기 위해 스위치(S2)를 온 시키도록 출력된다. 또한, 제어부(210)는 제1 선택 신호(SEL1) 및 제2 선택 신호(SEL2)를 추가적으로 출력할 수 있다.The
제1 선택부(220)는 제1 선택 신호(SEL1)에 응답하여 입력 펄스 신호(VP)를 펄스 신호([Y1:Y4])로 순차적으로 출력한다. 제2 선택부(230)는 제2 선택 신호(SEL2)에 응답하여 순차적으로 커플링된 신호([X1:X7])를 선택하여 출력한다. 즉, 먼저 제1 선택부(220)는 입력 펄스 신호(VP)를 펄스 신호(Y1)로 출력하고, 제2 선택부(230)는 커플링된 신호들([X1:X7])을 순차적으로 선택하여 출력한다. 마찬가지로, 제1 선택부(220)는 입력 펄스 신호(VP)를 펄스 신호(Y2~Y4)로 순차적으로 출력하고, 각각의 경우에 대하여 제2 선택부(230)는 커플링된 신호들([X1:X7])을 순차적으로 선택하여 출력한다.The
감지부(240)는 제2 선택부(230)로부터 출력되는 커플링된 신호([X1:X7])를 누적하여 터치 패널(100)의 접촉 커패시턴스(즉, 제1 터치 패턴들(Py1~Py4) 각각과 제2 터치 패턴들(Px1~Px7) 각각 사이의 커패시턴스)를 측정한다. 즉, 감지부(240)로부터 출력되는 출력 전압(Vout)은 커플링된 신호([X1:X7])가 누적됨에 따라 변화하며, 한번에 변화하는 크기는 터치 패널(100)의 커패시턴스에 의해 결정된다. 따라서, 출력 전압(Vout)이 소정의 문턱 전압 레벨이 될 때까지 인가된 입력 펄스 신호(VP)의 펄스 개수를 카운팅함으로써 터치 패널(100)의 접촉 커패시턴스를 측정할 수 있다.The
스위치(S2)는 측정을 시작하기 전에 온되어 피드백 커패시터(Cf)를 디스차지 한다. 스위치(S1)는 펄스 신호(VP)가 상승하기 전에 온 되고, 펄스 신호(VP)가 하강하기 전에 오픈될 수 있다. 따라서, 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4])가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때 발생되는 커플링된 신호(X1~X7)에 의해 피드백 커패시터(Cf)에 전하가 충전되고, 따라서, 피드백 커패시터(Cf) 양단 전압(V_Cf)은 증가한다. 결과적으로, 출력 전압(Vout)은 감소하게 된다. The switch S2 is turned on before starting the measurement to discharge the feedback capacitor Cf. The switch S1 may be turned on before the pulse signal VP rises and may be opened before the pulse signal VP falls. Thus, the feedback capacitor Cf is charged by the coupled signals X1 to X7 generated when the input pulse signal VP (that is, the pulse signals [Y1: Y4]) changes from the low level to the high level. Is charged, and thus the voltage V_Cf across the feedback capacitor Cf increases, as a result, the output voltage Vout decreases.
감지부(240)의 제1 연산 증폭기(OP1)에 의해, 스위치(S1)가 온되면 커플링된 신호([X1:X7])가 입력되는 감지부(240)의 신호 입력 단자는 기준 전압 레벨이 된다. 따라서, 커플링된 신호들([X1:X7]) 중 제2 선택부(230)가 선택한 커플링된 신호를 전달하는 제2 터치 패턴들(Px1~Px7) 중 하나의 일측은 기준 전압(Vref) 레벨이 된다. 즉, 가상 접지(virtual ground) 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 오프셋 커패시턴스(예를 들면, 제1 터치 패턴들(Py1~Py4)과 제2 터치 패턴들(Px1~Px7) 사이의 오버랩된 커패시턴스들, 및/또는 터치 패턴들과 기판 사이의 커패시턴스들)의 영향을 배제할 수 있다. 상기 오프셋 커패시턴스는 터치 패널(100)의 사이즈가 증가할수록 커진다. 또한, 커패시티브 센싱 전극(capacitive sensing electrode)을 구비하는 터치 패턴이 평판 위에 있거나, 내부에 있으면, 투명 커버 아래에 부착된 것보다 커진다.When the switch S1 is turned on by the first operational amplifier OP1 of the
또한, 감지부(240)의 스위치(S1)는 입력 펄스 신호(VP)에 동기되어 온-오프된다. 결과적으로, 스위치(S1)는 터치 패널(100)로 입력되는 펄스 신호([Y1:Y4])에 동기되어 온-오프된다. 따라서, 펄스 신호([Y1:Y4])가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때 발생된 커플링된 신호들([X1:X7])만 누적할 수 있으며, 상술한 바와 같이 출력 전압(Vout)이 소정의 문턱 전압 레벨에 도달할 때까지 인가된 입력 펄스 신호(VP)의 펄스 개수를 카운팅하여 터치 패널(100)의 접촉 커패시턴스를 측정할 수 있다.In addition, the switch S1 of the
도 2에서는 측정 회로(200)가 제2 선택부(230) 및 하나의 감지부(240)를 구비하는 것을 예시하였으나, 감지부(220)는 커플링된 신호들([X1:X7]) 각각을 입력하는 복수개의 감지 회로들을 구비할 수도 있다. 이 경우에, 제2 선택부(230)는 필요하지 않다. 또한, 경우에 따라 제1 선택부(220)도 생략될 수 있다.In FIG. 2, the
또한, 도시하지는 않았지만, 제어부(210)는 출력 전압(Vout)을 입력하고, 출력 전압(Vout)이 문턱 전압 레벨에 도달할 때까지 인가된 입력 펄스 신호(VP)의 펄스 개수를 카운팅하여 출력할 수 있다.In addition, although not shown, the
또한, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 측정 회로(200)는 출력 전압(Vout)의 고주파 성분을 제거하여 필터링 출력 전압을 발생하는 로우 패스 필터를 더 구비할 수도 있다. 이 경우, 제어부(210)는 상기 필터링 출력 전압을 입력하고, 상기 필터링 출력 전압이 문턱 전압 레벨에 도달할 때까지 인가된 입력 펄스 신호(VP)의 펄스 개수를 카운팅하여 출력할 수 있다.In addition, although not shown, the
도 3은 도 2에 나타낸 본 발명의 입력 장치의 측정 회로(200)의 제1 실시예의 동작을 설명하기 위한 동작 타이밍도로서, 도 3에서 VP, CON, 및 RST는 제어부(210)에서 출력되는 입력 펄스 신호, 제어 신호, 및 리셋 신호를 각각 나타내고, V_Cf는 도 2의 피드백 커패시터(Cf) 양단의 전압을 나타내며, Vout은 감지부(240)로부터 출력되는 출력 전압을 나타낸다.FIG. 3 is an operation timing diagram for explaining the operation of the first embodiment of the
상술한 바와 같이, 제어부(210)는 커플링된 신호([X1:X7])를 누적하기 전에 리셋 신호(RST)를 활성화시켜 감지부(240)의 피드백 커패시터(Cf)를 디스차지 한다. 제어부(210)는 출력 전압(Vout)이 문턱 전압에 도달하면 상기 리셋 신호(RST)를 활성화시킬 수 있다.As described above, the
또한, 제어부(210)는 감지부(240)의 제1 스위치(S1)를 제어하는 제어 신호(CON)를 입력 펄스 신호(VP)에 동기시켜 출력한다. 따라서, 펄스 신호([Y1:Y4])가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때 발생된 커플링된 신호([X1:X7])만을 피드백 커패시터(Cf)에 누적할 수 있다. In addition, the
즉, 피드백 커패시터(Cf) 양단의 전압(V_Cf)은 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4]))가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때마다 커플링된 신호([X1:X7])에 의해 일정한 레벨(dV)씩 증가한다. 따라서, 감지부(240)로부터 출력되는 출력 전압(Vout)은 피드백 커패시터(Cf)가 디스차지된 초기에 기준 전압(Vref) 레벨을 가지며, 이후 커플링된 신호([X1:X7])에 의해 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4]))가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때마다 일정한 레벨(dV)씩 감소하게 된다. 상기 일정한 레벨(dV)은 터치 패널(100)의 접촉 커패시턴스에 따라 결정된다. 즉, 터치 패널(100)에서의 접촉 커패시턴스를 CC, 피드백 커패시터(Cf)의 커패시턴스를 CF라고 한다면, 상기 일정한 레벨(dV)은 CC/CF에 비례하게 된다.That is, the voltage V_Cf across the feedback capacitor Cf is the coupled signal ([] when the input pulse signal VP (that is, the pulse signal [Y1: Y4]) changes from the low level to the high level. X1: X7]) increases by a constant level (dV). Accordingly, the output voltage Vout output from the
터치 패널(100)의 접촉 커패시턴스는 접촉 여부에 따라 결정된다. The contact capacitance of the
도 2 및 도 3에서는, 설명의 편의상 펄스 신호([Y1:Y4])가 입력되는 감지부(240)의 신호 입력 단자가 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이할 때 발생되는 커플링된 신호([X1:X7])를 누적하는 것으로 설명하였으나, 펄스 신호([Y1:Y4])가 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이할 때 발생되는 커플링된 신호를 누적할 수도 있다. 즉, 스위치(S1)가 온/오프되는 타이밍을 상술한 방법과 반대로 구성하면, 피드백 커패시터(Cf)에는 펄스 신호([Y1:Y4])가 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이할 때 발생되는 커플링된 신호([X1:X7])가 누적된다.2 and 3, for convenience of description, the coupled signal generated when the signal input terminal of the
도 4 내지 도 6은 본 발명의 입력 장치의 측정 회로의 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 4 내지 도 6에서, Py는 제1 터치 패턴들(Py1~Py4) 중 하나를 나타내고, Px는 제2 터치 패턴들(Px1~Px7) 중 하나를 나타낸다.4 to 6 are diagrams for explaining the operation principle of the measuring circuit of the input device of the present invention. 4 to 6, Py represents one of the first touch patterns Py1 to Py4, and Px represents one of the second touch patterns Px1 to Px7.
도 4는 터치 패널(100)에 접촉 물체가 접촉되지 않았을 경우의 접촉 커패시턴스를 설명하기 위한 도면이다. 만일, 터치 패널(100)에 접촉 물체가 접촉되지 않았다면, 접촉 커패시턴스는 제1 터치 패턴(Py)과 제2 터치 패턴(Px) 사이의 가장자리 전계에 의한 커패시턴스(C2)와 제1 터치 패턴(Py)과 제2 터치 패턴(Px) 사이의 커패시턴스(C1)의 합(C1+C2)이 된다.4 is a diagram for describing contact capacitance when a contact object does not contact the
도 5는 터치 패널(100)에 사람의 손가락과 같은 접촉 물체가 접촉된 경우의 접촉 커패시턴스를 설명하기 위한 도면이다. 만일, 터치 패널(100)에 사람의 손가락과 같은 접촉 물체가 접촉하게 되면, 제1 터치 패턴(Py)과 제2 터치 패턴(Px) 사이의 가장자리 전계에 의한 커패시턴스(C2)는 상기 가장자리 전계가 접촉 물체에 의해 차단되어 사라지게 된다. 또한, 가상 접지 효과에 의해 접촉 물체와 제1 터치 패턴(Py) 및 제2 터치 패턴(Px) 사이의 커패시턴스(C3)도 감지부(240)에 영향일 미치지 않는다. 따라서, 이 경우의 접촉 커패시턴스는 제1 터치 패턴(Py)과 제2 터치 패턴(Px)의 전극들 사이의 커패시턴스(C1)만으로 결정된다. 즉, 터치 패널(100)에 사람의 손가락과 같은 접촉 물체가 접촉하게 되면, 접촉되지 않았을 때보다 접촉 커패시턴스가 감소하게 되며, 따라서 출력 전압(Vout)이 소정의 기준 레벨이 될 때까지 인가해야 할 입력 펄스 신호(VP)의 펄스의 개수는 접촉되지 않은 경우보다 증가한다.FIG. 5 is a diagram for describing contact capacitance when a touch object such as a human finger is in contact with the
도 6은 물방울과 같은 전도성 물질이 있는 경우의 접촉 커패시턴스를 설명하기 위한 도면이다. 만일, 터치 패널(100)에 물방울과 같은 전도성 물질이 있는 경우에는 접촉 커패시턴스는 제1 터치 패턴(Py)과 제2 터치 패턴(Px)의 전극들 사이의 커패시턴스(C1)와 상기 전도성 물질과 제1 터치 패턴(Py) 및 제2 터치 패턴(Px) 사이의 커패시턴스(C4)에 의해 결정된다. (즉, 이 경우의 접촉 커패시턴스는 (C1+C4/2)가 된다.) 이 경우, 상기 전도성 물질과 제1 터치 패턴(Py) 및 제2 터치 패턴(Px) 사이의 커패시턴스(C4)는 제1 터치 패턴(Py)과 제2 터치 패턴(Px) 사이의 가장자리 전계에 의한 커패시턴스(C1)보다 작은 값을 가진다. 따라서, 접촉 커패시턴스는 접촉되지 않았을 때보다 작은 값을 가지게 된다. 따라서 출력 전압(Vout)이 소정의 기준 레벨이 될 때까지 인가해야 할 입력 펄스 신호(VP)의 펄스의 개수는 접촉되지 않은 경우보다 감소한다.FIG. 6 is a diagram for describing contact capacitance when there is a conductive material such as water droplets. If the
도 7 및 도 8은 본 발명의 입력 장치의 측정 회로(200)의 제2 실시예의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 입력 장치의 측정 회로(200)는 제어부(211), 제1 선택부(220), 제2 선택부(230), 및 감지부(241)를 구비할 수 있으며, 감지부(241)는 스위치들(S2, S3, 및 S4), 피드백 커패시터(Cf), 및 제1 연산 증폭기(OP1)를 구비할 수 있다.7 and 8 are views for explaining the configuration and operation of the second embodiment of the
도 7에 나타낸 본 발명의 측정 회로(200)의 제2 실시예의 감지부(241)의 경우, 제1 연산 증폭기(OP1)의 제1 입력 단자(예를 들면, 비반전 입력 단자)에는 기준 전압이 인가된다. 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자(예를 들면, 반전 입력 단자)는 커플링된 신호([X1:X7])가 입력되는 감지부(241)의 신호 입력 단자와 직접 연결되어 커플링된 신호([X1:X7])를 입력한다. 스위치(S3)는 상기 제2 입력 단자와 피드백 커패시터(Cf) 사이에 연결되고, 스위치(S2)는 피드백 커패시터(Cf)와 병렬로 연결되며, 스위치(S4)는 상기 제2 입력 단자와 상기 제1 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자 사이에 연결된다.In the case of the
도 7 및 도 8에 나타낸 측정 회로(200)의 제2 실시예의 경우, 기본적인 동작은 도 2 내지 도 6에서 설명한 것과 동일하다. 따라서, 상술한 설명을 참고하면, 도 7 및 도 8에 나타낸 측정 회로(200)의 제2 실시예의 동작을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. In the case of the second embodiment of the measuring
즉, 스위치(S3)는 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4]))가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화하기 전에 온되고 입력 펄스 신호(VP)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화하기 전에 오프된다. 또한, 스위치(S4)는 스위치(S3)가 오프된 시점과 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4]))가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 스위치(S3)가 온되기 전에 오프된다. 따라서, 펄스 신호([Y1:Y4])가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때 발생된 커플링된 신호([X1:X7])만을 피드백 커패시터(Cf)에 누적할 수 있다. 스위치(S2)는 피드백 커패시터(Cf)에 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되어 피드백 커패시터(Cf)를 디스차지한다.That is, the switch S3 is turned on before the input pulse signal VP (that is, the pulse signals [Y1: Y4]) changes from the low level to the high level and the input pulse signal VP is at the high level to the low level. Is turned off before changing. In addition, the switch S4 is turned on between the time when the switch S3 is turned off and the time when the input pulse signal VP (that is, the pulse signals [Y1: Y4]) changes from a high level to a low level, It is turned off before the switch S3 is turned on. Therefore, only the coupled signal [X1: X7] generated when the pulse signal [Y1: Y4] changes from the low level to the high level can be accumulated in the feedback capacitor Cf. The switch S2 is turned on to discharge the feedback capacitor Cf before accumulating the signal coupled to the feedback capacitor Cf.
제어부(211)는 스위치들(S2, S3, S4)이 상술한 바대로 동작하도록 제어 신호들(CON1, CON2) 및 리셋 신호(RST)를 출력한다.The
따라서, 도 2 및 도 3에서 설명한 것과 동일하게, 감지부(241)의 피드백 커패시터(Cf)는 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4]))가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때 발생되는 커플링된 신호만을 누적한다. 즉, 피드백 커패시터(Cf)는 입력 펄스 신호(VP)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때 발생되는 커플링된 신호에만 기초하여 전하를 누적한다.Therefore, as described with reference to FIGS. 2 and 3, the feedback capacitor Cf of the
다만, 도 7 및 도 8에 나타낸 측정 회로(200)의 제2 실시예의 제4 스위치(S4)는 제1 제어 신호(CON1)와 오버랩되지 않는 제2 제어 신호(CON2)에 의해 온오프되어 연산 증폭기를 포함하는 회로가 오픈 루프(open-loop)가 되지 않도록 한다. 또한, 커플링된 신호([X1:X7])가 입력되는 감지부(241)의 신호 입력 단자와 감지부(241)의 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자(예를 들면, 반전 입력 단자)가 스위치를 통하지 않고 직접적으로 연결된다. 상기 신호 입력 단자는 제2 선택부(230)를 통하여(또는, 직접적으로) 제2 터치 패턴들(Px1~Px7) 중 하나와 연결된다. 결과적으로, 제2 터치 패턴(Px1~Px7)들 중 하나의 터치 패턴과 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자(예를 들면, 반전 입력 단자)가 직접적으로 연결된다. 따라서, 스위치에 의한 노이즈가 터치 패널(100)의 터치 패턴들로 전달되는 것을 방지할 수 있다.However, the fourth switch S4 of the second embodiment of the
제2 스위치(S2)는 측정을 시작하기 전에 온되어 피드백 커패시터(Cf)를 디스차지 한다. 제3 스위치(S3)는 입력 펄스 신호(VP)가 상승하기 전에 온 되고, 입력 펄스 신호(VP)가 하강하기 전에 오프 될 수 있다. 제4 스위치(S4)는 입력 펄스(VP)가 상승하기 전에 오프 되고, 입력 펄스(VP)가 하강하기 전에 온 될 수 있다. 바람직하게는 제4 스위치(S4)는 제3 스위치(S3)가 온 되기 전에 오프 되고, 제3 스위치(S3)가 오프되고 난 후, 입력 펄스(VP)가 하강하기 전에 온 될 수 있다.The second switch S2 is turned on before starting the measurement to discharge the feedback capacitor Cf. The third switch S3 may be turned on before the input pulse signal VP rises and may be turned off before the input pulse signal VP falls. The fourth switch S4 may be turned off before the input pulse VP rises and may be turned on before the input pulse VP falls. Preferably, the fourth switch S4 may be turned off before the third switch S3 is turned on, and may be turned on before the input pulse VP falls after the third switch S3 is turned off.
또한, 도 2에서 설명한 바와 같이, 제1 선택부(220) 및/또는 제2 선택부(230)는 생략될 수 있다. 또한, 제어부(211)는 스위치(S3)가 온일 때의 출력 전압(Vout)이 문턱 전압 레벨에 도달할 때까지 인가된 입력 펄스 신호(VP)의 펄스 개수를 카운팅하여 출력할 수 있다.In addition, as described with reference to FIG. 2, the
또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 입력 장치의 측정 회로(200)의 제2 실시예의 경우, 출력 전압(Vout)의 고주파 성분을 필터링하여 필터링 전압(Vout_F)을 출력하는 로우 패스 필터(250)를 추가적으로 구비할 수 있다. 이 경우, 제어부(211)는 필터링 전압(Vout_F)을 입력하고, 필터링 전압(Vout_F)이 문덕 전압 레벨에 도달할 때까지 인가된 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4])의 펄스 개수를 카운팅하여 출력할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 7, in the second embodiment of the
도 9 및 도 10은 본 발명의 입력 장치의 측정 회로(200)의 제3 실시예의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 측정 회로(200)의 제3 실시예는 제어부(212), 제1 선택부(220), 제2 선택부(230), 및 감지부(242)를 구비할 수 있으며, 감지부(242)는 스위치들(S3, 및 S4), 피드백 커패시터(Cf), 및 제1 연산 증폭기(OP1)를 구비할 수 있다.9 and 10 are views for explaining the configuration and operation of the third embodiment of the
도 9에 나타낸 측정 회로(200)의 제3 실시예의 감지부(242)의 경우, 제1 연산 증폭기(OP1)의 제1 입력 단자(예를 들면, 비반전 입력 단자)에는 기준 전압이 인가된다. 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자(예를 들면, 반전 입력 단자)는 커플링된 신호([X1:X7])가 입력되는 감지부(242)의 신호 입력 단자와 직접 연결되어 커플링된 신호([X1:X7])를 입력한다. 스위치(S3)는 피드백 커패시터(Cf)와 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되고, 스위치(S4)는 상기 제2 입력 단자와 제1 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자 사이에 연결되고, 피드백 커패시터(Cf)는 스위치(S3)와 상기 출력 단자 사이에 연결된다.In the case of the
도 9 및 도 10에 나타낸 측정 회로(200)의 제3 실시예의 경우, 기본적인 동작은 도 2 내지 도 8에서 설명한 것과 동일하다. 따라서, 상술한 설명을 참고하면, 도 9 및 도 10에 나타낸 측정 회로(200)의 제3 실시예의 동작을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 즉, 스위치(S3)는 제어 신호(CON1)에 응답하여 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4]))가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화하기 전에 온되고 입력 펄스 신호(VP)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화하기 전에 오프된다. 또한, 스위치(S4)는 제어 신호(CON2)에 응답하여 스위치(S3)가 오프된 시점과 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4]))가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 스위치(S3)가 온되기 전에 오프된다. 따라서, 펄스 신호(Y1~Y4)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때 발생된 커플링된 신호([X1:X7])만을 피드백 커패시터(Cf)에 누적할 수 있다. In the case of the third embodiment of the measuring
또한, 측정 회로(200)의 제2 실시예와 마찬가지로, 커플링된 신호([X1:X7])가 입력되는 감지부(242)의 신호 입력 단자와 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자가 스위치를 통하지 않고 직접적으로 연결된다. 따라서, 스위치에 의한 노이즈가 터치 패널(100)의 터치 패턴들로 전달되는 것을 방지할 수 있다.In addition, as in the second embodiment of the
다만, 도 7과 비교하면, 스위치(S2)를 제거하고, 측정을 시작하기 전에 스위치(S3) 및 스위치(S4)를 동시에 온 시켜 피드백 커패시터(Cf)를 디스차지 한다. 제어부(212)는 스위치(S3)가 온인 구간의 출력 전압(Vout)(또는 필터링 전압(Vout_F)이 소정의 문턱 전압에 도달하면 스위치(S3) 및 스위치(S4)가 동시에 온 되도록 제어 신호들(CON1, CON2)을 출력할 수 있다.However, in comparison with FIG. 7, the switch S2 is removed and the feedback capacitor Cf is discharged by simultaneously turning on the switch S3 and the switch S4 before starting the measurement. The
또한, 도 2에서 설명한 바와 같이, 제1 선택부(220) 및/또는 제2 선택부(230)는 생략될 수 있다. 또한, 제어부(212)는 스위치(S3)가 온일 때의 출력 전압(Vout)이 문턱 전압 레벨에 도달할 때까지 인가된 입력 펄스 신호(VP)의 펄스 개수를 카운팅하여 출력할 수 있다.In addition, as described with reference to FIG. 2, the
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 입력 장치의 측정 회로(200)의 제3 실시예의 경우, 출력 전압(Vout)의 고주파 성분을 필터링하여 필터링 전압(Vout_F)을 출력하는 로우 패스 필터(250)를 추가적으로 구비할 수 있다. 이 경우, 제어부(212)는 필터링 전압(Vout_F)을 입력하고, 필터링 전압(Vout_F)이 문덕 전압 레벨에 도달할 때까지 인가된 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4])의 펄스 개수를 카운팅하여 출력할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 9, in the third embodiment of the
도 11 및 도 12는 본 발명의 입력 장치의 측정 회로(200)의 제4 실시예의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 측정 회로(200)의 제4 실시예는 제어부(213), 제1 선택부(220), 제2 선택부(230), 및 감지부(243)를 구비할 수 있으며, 감지부(243)는 스위치들(S2, S3, S4, 및 S5), 피드백 커패시터(Cf), 커패시터(Co), 및 제1 연산 증폭기(OP1)를 구비할 수 있다.11 and 12 are views for explaining the configuration and operation of the fourth embodiment of the
도 11에 나타낸 측정 회로(200)의 제4 실시예의 감지부(243)의 경우, 제1 연산 증폭기(OP1)의 제1 입력 단자(예를 들면, 비반전 입력 단자)에는 기준 전압이 인가된다. 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자(예를 들면, 반전 입력 단자)는 커플링된 신호([X1:X7])가 입력되는 감지부(243)의 신호 입력 단자와 직접 연결되어 커플링된 신호([X1:X7])를 입력한다. 스위치(S3)는 피드백 커패시터(Cf)와 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되고, 스위치(S4)는 상기 제2 입력 단자와 커패시터(Co) 사이에 연결되고, 커패시터(Co)는 스위치(S4)와 제1 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자 사이에 연결되고, 스위치(S5)는 커패시터(Co)와 기준 전압(Vref) 사이에 연결되고, 피드백 커패시터(Cf)는 스위치(S3)와 상기 출력 단자 사이에 연결되고, 스위치(S2)는 피드백 커패시터(Cf)와 병렬로 연결된다.In the case of the
도 11에 나타낸 측정 회로(200)의 제4 실시예의 경우, 기본적인 동작은 도 2 내지 도 8에서 설명한 것과 동일하다. 따라서, 상술한 설명을 참고하면, 도 11에 나타낸 측정 회로(200)의 제4 실시예의 동작을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.In the case of the fourth embodiment of the measuring
즉, 스위치(S3)는 입력 펄스 신호(VP)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화하기 전에 온되고 입력 펄스 신호(VP)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화하기 전에 오프된다. 또한, 스위치(S4)는 스위치(S3)가 오프된 시점과 입력 펄스 신호(VP)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 스위치(S3)가 온되기 전에 오프된다. 따라서, 펄스 신호([Y1:Y4])가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때 발생된 커플링된 신호([X1:X7])만을 피드백 커패시터(Cf)에 누적할 수 있다. 스위치(S2)는 피드백 커패시터(Cf)에 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되어 피드백 커패시터(Cf)를 디스차지한다. 스위치(S5)는 스위치(S3)와 동일한 타이밍에 온/오프 된다. 제어부(211)는 스위치들(S2, S3, S4, 및 S5)을 제어하기 위한 제어 신호들(CON1, CON2) 및 리셋 신호(RST)를 출력한다.That is, the switch S3 is turned on before the input pulse signal VP changes from the low level to the high level and is turned off before the input pulse signal VP changes from the high level to the low level. In addition, the switch S4 is turned on between the time when the switch S3 is turned off and the time when the input pulse signal VP changes from the high level to the low level, and is turned off before the switch S3 is turned on. Therefore, only the coupled signal [X1: X7] generated when the pulse signal [Y1: Y4] changes from the low level to the high level can be accumulated in the feedback capacitor Cf. The switch S2 is turned on to discharge the feedback capacitor Cf before accumulating the signal coupled to the feedback capacitor Cf. The switch S5 is turned on / off at the same timing as the switch S3. The
또한, 측정 회로(200)의 제4 실시예의 경우, 도 7에 나타낸 측정 회로(200)의 제2 실시예와 마찬가지로, 커플링된 신호([X1:X7])가 입력되는 감지부(241)의 신호 입력 단자와 감지부(241)의 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자(예를 들면, 반전 입력 단자)가 스위치를 통하지 않고 직접적으로 연결된다. 따라서, 스위치에 의한 노이즈가 터치 패널(100)의 터치 패턴들로 전달되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the case of the fourth embodiment of the
다만, 도 7에 나타낸 측정 회로(200)의 제2 실시예와 비교할 때, 도 11에 나타낸 측정 회로(200)의 제4 실시예는 커패시터(Co) 및 스위치(S5)를 추가적으로 구비한다. 따라서, 스위치(S3)가 오프 되고, 스위치(S4)가 온 되더라도 출력 전압(Vout)은 이전의 레벨을 유지하게 된다.However, compared with the second embodiment of the
도 13 및 도 14는 본 발명의 입력 장치의 측정 회로(200)의 제5 실시예의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 측정 회로(200)의 제5 실시예는 제어부(214), 제1 선택부(220), 제2 선택부(230), 및 감지부(244)를 구비할 수 있으며, 감지부(244)는 스위치들(S2, S3, S4, 및 S6), 피드백 커패시터들(Cf1, 및 Cf2), 및 제1 연산 증폭기(OP1)를 구비할 수 있다.13 and 14 are views for explaining the configuration and operation of the fifth embodiment of the
도 13에 나타낸 측정 회로(200)의 제5 실시예의 감지부(244)의 경우, 제1 연산 증폭기(OP1)의 제1 입력 단자(예를 들면, 비반전 입력 단자)에는 기준 전압이 인가된다. 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자(예를 들면, 반전 입력 단자)는 커플링된 신호([X1:X7])가 입력되는 감지부(242)의 신호 입력 단자와 직접 연결되어 커플링된 신호([X1:X7])를 입력한다. 스위치(S3)는 피드백 커패시터(Cf1)와 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되고, 피드백 커패시터(Cf1)는 스위치(S3)와 제1 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자 사이에 연결되고, 스위치(S2)는 피드백 커패시터(Cf1)와 병렬로 연결된다. 스위치(S4)는 피드백 커패시터(Cf2)와 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되고, 피드백 커패시터(Cf2)는 스위치(S4)와 제1 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자 사이에 연결되고, 스위치(S6)는 피드백 커패시터(Cf6)와 병렬로 연결된다. In the case of the
도 13 및 도 14에 나타낸 측정 회로(200)의 제5 실시예의 경우, 기본적인 동작은 도 2 내지 도 8에서 설명한 것과 동일하다. 따라서, 상술한 설명을 참고하면, 도 13 및 도 14에 나타낸 측정 회로(200)의 제5 실시예의 동작을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. In the case of the fifth embodiment of the measuring
즉, 스위치(S3)는 입력 펄스 신호(VP)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화하기 전에 온 되고, 입력 펄스 신호(VP)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화하기 전에 오프 된다. 또한, 스위치(S4)는 스위치(S3)가 오프된 시점과 입력 펄스 신호(VP)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화하는 시점 중간에 온 되고, 스위치(S3)가 온 되기 전에 오프된다. 따라서, 피드백 커패시터(Cf1)는 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4])가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화할 때 발생되는 커플링된 신호([X1:X7])를 누적하고, 피드백 커패시터(Cf2)는 입력 펄스 신호(VP)3)가 온 되기 전에 오프된다. 따라서, 피드백 커패시터(Cf1)는 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4])가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때 발생되는 커플링된 신호([X1:X7])를 누적한다. That is, the switch S3 is turned on before the input pulse signal VP changes from the low level to the high level and is turned off before the input pulse signal VP changes from the high level to the low level. In addition, the switch S4 is turned on between the time when the switch S3 is turned off and the time when the input pulse signal VP changes from the high level to the low level, and is turned off before the switch S3 is turned on. Therefore, the feedback capacitor Cf1 receives the coupled signal [X1: X7] generated when the input pulse signal VP (that is, the pulse signal [Y1: Y4]) changes from the high level to the low level. Accumulating, the feedback capacitor Cf2 is turned off before the input pulse signal VP3 is turned on. Accordingly, the feedback capacitor Cf1 receives the coupled signal [X1: X7] generated when the input pulse signal VP (that is, the pulse signal [Y1: Y4]) changes from the low level to the high level. Accumulate.
피드백 커패시터(Cf1) 양단의 전압(V_Cf1)은 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4]))가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때마다 커플링된 신호([X1:X7])에 의해 일정한 레벨(dV1)씩 증가하고, 피드백 커패시터(Cf2) 양단의 전압(V_Cf2)은 입력 펄스 신호(VP)(즉, 펄스 신호([Y1:Y4]))가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화할 때마다 커플링된 신호([X1:X7])에 의해 일정한 레벨(dV1)씩 감소한다. 터치 패널(100)에서의 접촉 커패시턴스를 CC, 피드백 커패시터(Cf1)의 커패시턴스를 CF1, 피드백 커패시터(Cf2)의 커패시턴스를 CF2라고 한다면, 상기 일정한 레벨(dV1)은 CC/CF1에 비례하고, 상기 일정한 레벨(dV2)은 CC/CF2에 비례한다.The voltage V_Cf1 across the feedback capacitor Cf1 is coupled whenever the input pulse signal VP (that is, the pulse signal [Y1: Y4]) changes from the low level to the high level ([X1: X7]) increases by a constant level dV1, and the voltage V_Cf2 across the feedback capacitor Cf2 causes the input pulse signal VP (that is, the pulse signal [Y1: Y4]) to go low at a high level. Each time the level changes, the coupled signal [X1: X7] decreases by a constant level dV1. If the contact capacitance in the
스위치(S3)가 온되고, 스위치(S4)가 오프된 경우, 출력 전압(Vout)은 기준 전압(Vref)에서 피드백 커패시터(Cf1) 양단 전압(V_Cf1)의 크기만큼 감소된 값을 가지고, 스위치(S3)가 오프되고, 스위치(S4)가 온된 경우, 출력 전압(Vout)은 기준 전압(Vref)에서 피드백 커패시터(Cf2) 양단 전압(V_Cf2)의 크기만큼 증가된 값을 가지게 된다. When the switch S3 is turned on and the switch S4 is turned off, the output voltage Vout has a value reduced by the magnitude of the voltage V_Cf1 across the feedback capacitor Cf1 at the reference voltage Vref. When S3 is turned off and the switch S4 is turned on, the output voltage Vout has a value increased by the magnitude of the voltage V_Cf2 across the feedback capacitor Cf2 at the reference voltage Vref.
도시하지는 않았지만, 제어부(214)는 스위치(S3)가 온 된 상태에서의 출력 전압(Vout)과 스위치(S4)가 온 된 상태에서의 출력 전압(Vout)의 전압차가 문턱 전압 레벨에 도달할 때까지 인가된 입력 펄스 신호(VP)의 펄스 개수를 카운팅하여 출력할 수 있다.Although not illustrated, the
즉, 측정 회로(200)의 제5 실시예의 경우, 펄스 신호의 라이징 에지(rising edge)와 폴링 에지(falling edge)를 동시에 이용함으로써 보다 작은 개수의 펄스를 이용하여 접촉 커패시턴스를 측정할 수 있다. 즉, 동일한 접촉 커패시턴스를 측정하기 위해 필요한 펄스 신호의 수가 1/2로 감소한다. 또한, 측정 회로(200)의 제2 실시예와 마찬가지로, 제2 선택부(230)와 감지부(244)가 스위치를 통하지 않고 직접적으로 연결된다. 따라서, 스위치에 의한 노이즈가 터치 패널(100)의 터치 패턴들로 전달되는 것을 방지할 수 있다.That is, in the fifth embodiment of the
도 15 및 16은 본 발명의 입력 장치의 측정 회로(200)의 제6 실시예의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 측정 회로(200)의 제6 실시예는 제어부(215), 제1 선택부(220), 제2 선택부(230), 및 감지부(245)를 구비할 수 있으며, 감지부(244)는 스위치들(S1, S2, S5, S6, 및 S7), 피드백 커패시터들(Cf1, 및 Cf2), 커패시터(Cc), 제1 연산 증폭기(OP1) 및 제2 연산 증폭기(OP2)를 구비할 수 있다.15 and 16 are diagrams for explaining the configuration and operation of the sixth embodiment of the
제1 연산 증폭기(OP1)의 제1 입력 단자(예를 들면, 비반전 입력 단자)에는 기준 전압(Vref)이 인가된다. 스위치(S1)는 커패시터(Cc)와 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자(예를 들면, 반전 입력 단자) 사이에 연결되고, 스위치(S7)는 상기 스위치(S1)와 커패시터(Cc)가 연결되는 노드와 기준 전압 사이에 연결된다. 피드백 커패시터(Cf1)는 상기 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자와 상기 제1 연산 증폭기(OP1)의 출력 단자 사이에 연결되고, 스위치(S2)는 피드백 커패시터(Cf1)와 병렬로 연결된다. 커패시터(Cc)는 스위치(S1)와 스위치(S8) 사이에 연결된다. 스위치(S8)는 커패시터(Cc)와 제2 연산 증폭기(OP2)의 출력 단자 사이에 연결된다. 제2 연산 증폭기(OP2)의 제1 입력 단자(예를 들면, 비반전 입력 단자)에는 기준 전압이 인가된다. 제2 연산 증폭기(OP2)의 제2 입력 단자(예를 들면, 반전 입력 단자)는 커플링된 신호([X1:X7])가 입력되는 감지부(245)의 신호 입력 단자와 직접 연결된다. 피드백 커패시터(Cf2)는 제2 연산 증폭기(OP2)의 제2 입력 단자와 제2 연산 증폭기(OP2)의 출력 단자 사이에 연결된다. 스위치(S9)는 피드백 커패시터(Cf2)와 병렬로 연결된다.The reference voltage Vref is applied to the first input terminal (eg, the non-inverting input terminal) of the first operational amplifier OP1. The switch S1 is connected between the capacitor Cc and the second input terminal (eg, an inverting input terminal) of the first operational amplifier OP1, and the switch S7 is connected to the switch S1 and the capacitor Cc. ) Is connected between the node to which it is connected and the reference voltage. The feedback capacitor Cf1 is connected between the second input terminal of the first operational amplifier OP1 and the output terminal of the first operational amplifier OP1, and the switch S2 is connected in parallel with the feedback capacitor Cf1. do. The capacitor Cc is connected between the switch S1 and the switch S8. The switch S8 is connected between the capacitor Cc and the output terminal of the second operational amplifier OP2. A reference voltage is applied to the first input terminal (eg, non-inverting input terminal) of the second operational amplifier OP2. A second input terminal (eg, an inverting input terminal) of the second operational amplifier OP2 is directly connected to the signal input terminal of the
도 15에 나타낸 측정 회로(200)의 제6 실시예의 경우, 기본적인 동작은 도 2 내지 도 8에서 설명한 것과 동일하다. 따라서, 상술한 설명 및 도 16을 참고하면, 도 15에 나타낸 측정 회로(200)의 제6 실시예의 동작을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.In the case of the sixth embodiment of the
도 15에 나타낸 측정 회로(200)의 제6 실시예의 경우, 먼저 입력 펄스 신호(VP)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때 발생되는 커플링된 신호는 피드백 커패시터(Cf2) 및 커패시터(Cc)를 거쳐 피드백 커패시터(Cf1)에 누적된다. 이때, 상기 커플링된 신호는 연산 증폭기(OP2) 및 피드백 커패시터(Cf2)를 통해 반전되고 증폭된다. 따라서, 피드백 커패시터(Cf1) 양단 전압(V_Cf1)은 입력 펄스 신호(VP)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때마다 일정한 레벨(dV)이 감소하게 되며, 결과적으로 출력 전압(Vout)의 레벨은 입력 펄스 신호(VP)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때마다 일정한 레벨(dV)씩 증가하게 된다. 여기서, 상기 일정한 레벨은 연산 증폭기(OP2)에 의해 증폭된 터치 패널(100)의 접촉 커패시턴스와 피드백 커패시터(Cf2)의 비와 제1 연산 증폭기(OP1)에 의해 증폭된 연결 커패시터(Cc)와 피드백 커패시터(Cf1)의 비에 의해 결정된다. In the sixth embodiment of the
또한, 도 15에 나타낸 측정 회로(200)의 제6 실시예의 경우, 제1 연산 증폭기(OP1)의 제2 입력 단자(예를 들면, 반전 입력 단자)와 커플링된 신호가 입력되는 감지부(245)의 신호 입력 단자 사이에 제2 연산 증폭기(OP2), 피드백 커패시터(Cf2), 및 커패시터(Cc) 등이 연결되어 있다. 또한, 제2 연산 증폭기(OP2)의 제2 입력 단자는 상기 감지부(245)의 신호 입력 단자와 직접 연결되어있다. 따라서, 스위치에 의한 노이즈가 터치 패널(100)의 터치 패턴들로 전달되는 것을 방지할 수 있다.In addition, in the sixth embodiment of the measuring
또한, 도 15에 나타낸 측정 회로(200)의 제6 실시예의 경우, 제1 내지 제5 실시예에 비하여 연산 증폭기(OP2)가 추가되어 있다. 따라서, 커플링된 신호를 증폭하여 피드백 커패시터(Cf1)에 누적할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 연산 증폭기(OP2)는 터치 패널(100)로부터 출력될 수 있는 노이즈를 필터링하는 필터 회로로 구현될 수 있다.In the sixth embodiment of the
또한, 도시하지는 않았지만, 도 15에 나타낸 측정 회로(200)의 제6 실시예의 경우, 제어 신호(CON1)는 입력 펄스 신호(VP)와 동일한 타이밍의 신호일 수 있다. 즉, 제어 신호(CON1)는 입력 펄스 신호(VP)가 상승하는 타이밍과 동일한 타이밍에 상승하고, 입력 펄스 신호(VP)가 하강하는 타이밍과 동일한 타이밍에 하강할 수 있다. 이 경우, 제어 신호(CON2)는 제어 신호(CON1)가 상승하기 전에 하강하고, 제어 신호(CON1)가 하강한 후에 상승할 수 있다.Although not shown, in the sixth embodiment of the
도 7 내지 12, 15, 및 16에서는, 입력 펄스 신호(VP)가 로우 레벨에서 하이 레벨로 변화할 때 발생되는 커플링된 신호가 누적되는 경우를 예시하였으나, 입력 펄스 신호가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변화할 때 발생되는 커플링된 신호가 누적될 수도 있다. 이는 도 8, 10, 12, 및 16에서, 입력 펄스 신호(VP)의 위상을 반전시킨 경우를 가정하면 쉽게 이해될 것이다.7 to 12, 15, and 16 illustrate a case in which coupled signals generated when the input pulse signal VP changes from a low level to a high level are accumulated, but the input pulse signal is at a low level from a high level. The coupled signal generated when changing to may accumulate. This will be easily understood assuming a case in which the phase of the input pulse signal VP is inverted in FIGS. 8, 10, 12, and 16.
도 17은 본 발명의 커패시턴스 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.17 is a flowchart illustrating a capacitance measurement method of the present invention.
도 17을 참고하여 본 발명의 커패시턴스 측정 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 17 describes the capacitance measurement method of the present invention.
먼저, 펄스 개수가 리셋된다.(S110)First, the number of pulses is reset (S110).
다음으로, 펄스 신호(Y1~Y4)(즉, 입력 펄스 신호(VP)) 및 펄스 신호에 동기된 제어 신호들(CON, CON1, CON2, 또는 RST)이 발생된다.(S120) 제어 신호가 인가되는 타이밍은 도 3, 8, 10, 12, 14, 및 16을 참고하면 쉽게 이해될 것이다. 또한, 필요에 따라 선택 신호(SEL1 및/또는 SEL2)가 추가적으로 발생될 수도 있다. 이때, 터치 패널(100)에서는 펄스 신호(Y1~Y4)에 응답하여 커플링된 신호(X1~X7)가 발생된다. 커플링된 신호(X1~X7)는 터치 패널(100)에서의 접촉 커패시턴스에 의해 결정된다. 이는 도 2 내지 6을 참고로 하면 쉽게 이해될 것이다.Next, pulse signals Y1 to Y4 (that is, input pulse signal VP) and control signals CON, CON1, CON2, or RST synchronized with the pulse signal are generated. (S120) The control signal is applied. Timings will be readily understood with reference to FIGS. 3, 8, 10, 12, 14, and 16. In addition, the selection signals SEL1 and / or SEL2 may be additionally generated as necessary. At this time, the
다음으로, 상기 제어 신호들(CON, CON1, CON2, 또는 RST)에 응답하여 커플링된 신호(X1~X7)를 누적(accumulation)한다.(S130) 이때, 펄스 신호(Y1~Y4)(즉, 입력 펄스 신호(VP))가 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이할 때 발생된 커플링된 신호(X1~X7)를 누적하거나, 펄스 신호(Y1~Y4)(즉, 입력 펄스 신호(VP))가 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이할 때 발생된 커플링된 신호(X1~X7)를 누적하거나, 또는 펄스 신호(Y1~Y4)(즉, 입력 펄스 신호(VP))가 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이할 때 및 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이할 때 발생된 커플링된 신호(X1~X7)를 모두 누적할 수 있다. 커플링된 신호(X1~X7)는 피드백 커패시터(Cf1)에 누적될 수 있다. 즉, 피드백 커패시터(Cf1)는 커플링된 신호(X1~X7)에 따라 전하를 누적함으로써, 커플링된 신호(X1~X7)를 누적할 수 있다. 이때, 누적되는 전하의 양은 터치 패널(100)의 접촉 커패시턴스에 의해 결정된다. 또한, 전하를 누적하는 회로는 가상 접지(virtual ground) 특성을 가진다. 즉, 커플링된 신호(X1~X7)가 입력되는 단자는 소정의 기준 전압 레벨이 된다. Next, the coupled signals X1 to X7 are accumulated in response to the control signals CON, CON1, CON2, or RST. (S130) At this time, the pulse signals Y1 to Y4 (that is, Or accumulate the coupled signals X1 to X7 generated when the input pulse signal VP transitions from the low level to the high level, or the pulse signals Y1 to Y4 (ie, the input pulse signal VP). Accumulates the coupled signals X1 to X7 generated when the transition from the high level to the low level, or the pulse signals Y1 to Y4 (i.e., the input pulse signal VP) from the low level to the high level. Both coupled signals X1 to X7 generated at the time of transition and at the time of transition from the high level to the low level can be accumulated. The coupled signals X1 to X7 may be accumulated in the feedback capacitor Cf1. That is, the feedback capacitor Cf1 may accumulate electric charges according to the coupled signals X1 to X7 to accumulate the coupled signals X1 to X7. At this time, the amount of charge accumulated is determined by the contact capacitance of the
다음으로, 누적된 신호를 전압으로 변환한다.(S140) 즉, 피드백 커패시터(Cf1)에 누적된 전하에 의해 출력되는 출력 전압이 가변된다.Next, the accumulated signal is converted into a voltage (S140). That is, the output voltage output by the charge accumulated in the feedback capacitor Cf1 is varied.
다음으로, 필터링 동작을 수행한다.(S150) 필터링 동작을 통해 터치 패널(100)로부터 출력되는 노이즈가 제거될 수도 있으며, 출력 전압에서 고주파 성분이 제거될 수도 있다.Next, the filtering operation is performed. (S150) The noise output from the
다음으로, 변환된 전압이 소정의 레벨에 도달하였는지를 판단한다.(S160) 예를 들면, 변환된 전압과 소정의 문턱 전압을 비교할 수 있다. 경우에 따라서는(예를 들면, 도 13 및 도 14에 나타낸 측정 회로(200)의 제5 실시예의 경우), 출력 전압의 변화량과 소정의 문턱 전압 레벨을 비교할 수도 있다. S160 단계에서의 동작은 도 2, 3, 및 7 내지 16을 참고하면 쉽게 이해될 것이다.Next, it is determined whether the converted voltage reaches a predetermined level (S160). For example, the converted voltage and the predetermined threshold voltage may be compared. In some cases (for example, in the case of the fifth embodiment of the
S160 단계에서 판단한 결과, 변환된 전압(또는 출력 전압의 변화량)이 소정의 문턱 전압 레벨에 도달하지 않았다면, 펄스 개수를 증가시키고(S170), S120 단계 내지 S160 단계를 반복한다.As a result of the determination in step S160, if the converted voltage (or the amount of change in the output voltage) does not reach a predetermined threshold voltage level, the number of pulses is increased (S170), and steps S120 to S160 are repeated.
S160 단계에서 판단한 결과, 변환된 전압(또는 출력 전압의 변화량)이 소정의 레벨에 도달하였다면, 그 때의 펄스 개수를 출력한다.(S180)As a result of the determination in step S160, if the converted voltage (or the amount of change in the output voltage) reaches a predetermined level, the number of pulses at that time is output.
본 발명의 입력 장치는 도 17에 나타낸 커패시턴스 측정 방법을 복수개의 제1 터치 패턴들과 복수개의 제2 터치 패턴들 각각에 대하여 실시함으로써 접촉 위치를 판단할 수 있다. 즉, 적어도 하나의 제1 터치 패턴들 중 하나로 상기 펄스 신호를 인가하고, 적어도 하나의 제2 터치 패턴들 각각에 대하여 도 17의 커패시턴스 측정 방법을 실시할 수 있다. 이 때, 상기 적어도 하나의 제2 터치 패턴들 각각에 대하여 동시에 도 17의 커패시턴스 측정 방법을 실시할 수도 있으며, 순차적으로 도 17의 커패시턴스 측정 방법을 실시할 수도 있다. 또한, 이러한 과정을 상기 적어도 하나의 제1 터치 패턴들 각각에 대하여 순차적으로 실시할 수 있다.The input device of the present invention can determine the contact position by performing the capacitance measurement method illustrated in FIG. 17 with respect to each of the plurality of first touch patterns and the plurality of second touch patterns. That is, the pulse signal may be applied to one of the at least one first touch patterns, and the capacitance measurement method of FIG. 17 may be performed on each of the at least one second touch patterns. In this case, the capacitance measurement method of FIG. 17 may be simultaneously performed for each of the at least one second touch patterns, and the capacitance measurement method of FIG. 17 may be sequentially performed. In addition, the process may be sequentially performed for each of the at least one first touch patterns.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that.
100 : 터치 패널
200 : 감지부100: touch panel
200: detector
Claims (46)
기준 전압이 인가되는 제1 입력 단자와 상기 펄스 신호에 응답하여 발생된 커플링된 신호가 입력되는 제2 입력 단자와 출력 전압이 출력되는 제1 출력 단자를 구비하는 제1 연산 증폭기, 및 상기 제1 출력 단자와 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되어 상기 펄스 신호가 제1 상태에서 제2 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 제1 피드백 커패시터를 구비하는 감지부를 구비하여,
상기 커플링된 신호가 입력되는 신호 입력 단자의 전압을 기준 전압으로 유지하고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화할 때 상기 커플링된 신호를 누적하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.A control unit for outputting a pulse signal; And
A first operational amplifier having a first input terminal to which a reference voltage is applied, a second input terminal to which a coupled signal generated in response to the pulse signal is input, and a first output terminal to which an output voltage is output; A sensing unit having a first feedback capacitor connected between a first output terminal and the second input terminal to accumulate the coupled signal when the pulse signal changes from a first state to a second state,
A capacitance of the signal input terminal to which the coupled signal is input is maintained as a reference voltage, and the coupled signal is accumulated when the pulse signal changes from the first state to the second state Measuring circuit.
상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치; 및
상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The method of claim 1, wherein the detection unit
Connected between the signal input terminal and the second input terminal, on before the pulse signal changes from the first state to the second state and the pulse signal changes from the second state to the first state A first switch that is turned off before; And
And a second switch connected in parallel with the first feedback capacitor, the second switch being turned on before accumulating the coupled signal and turned off while accumulating the coupled signal.
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.4. The apparatus of claim 3, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch and the second switch,
And counting the number of pulses of the pulse signal applied until the output voltage reaches a threshold voltage, and outputting the pulse number.
상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치;
상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치; 및
상기 제2 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제3 스위치를 더 구비하고,
상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The method of claim 1, wherein the detection unit
Connected between the second input terminal and the feedback capacitor, before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state A first switch turned off;
A second switch connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal; And
The first switch is connected between the second input terminal and the output terminal, and is turned on between the time point when the first switch is turned off and the time point when the pulse signal changes from the second state to the first state, and the first switch is Further comprising a third switch that is turned off before being turned on,
And the signal input terminal and the second input terminal are directly connected to each other.
상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 및 상기 제3 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 제1 스위치가 온인 구간의 상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The method of claim 5, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch, the second switch, and the third switch,
And counting the number of pulses of the pulse signal applied until the output voltage reaches a threshold voltage in a section in which the first switch is on.
상기 출력 전압의 고주파 성분을 필터링하여 필터링 전압을 출력하는 로우 패스 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The circuit of claim 5, wherein the capacitance measurement circuit is
And a low pass filter for filtering the high frequency component of the output voltage and outputting a filtering voltage.
상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 및 상기 제3 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 필터링 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.8. The apparatus of claim 7, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch, the second switch, and the third switch,
And counting and outputting the number of pulses of the pulse signal applied until the filtering voltage reaches a threshold voltage.
상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치; 및
상기 제2 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제2 스위치를 더 구비하고,
상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치는 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 소정 시간 동안 동시에 온되고,
상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The method of claim 1, wherein the detection unit
Connected between the second input terminal and the feedback capacitor, before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state A first switch turned off; And
The first switch is connected between the second input terminal and the output terminal, and is turned on between the time point when the first switch is turned off and the time point when the pulse signal changes from the second state to the first state, and the first switch is Further comprising a second switch that is turned off before being turned on,
The first switch and the second switch are simultaneously turned on for a predetermined time before accumulating the coupled signal,
And the signal input terminal and the second input terminal are directly connected to each other.
상기 제1 스위치, 및 상기 제2 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 제1 스위치가 온인 구간의 상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.10. The apparatus of claim 9, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch and the second switch,
And counting the number of pulses of the pulse signal applied until the output voltage reaches a threshold voltage in a section in which the first switch is on.
상기 출력 전압의 고주파 성분을 필터링하여 필터링 전압을 출력하는 로우 패스 필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.10. The method of claim 9, wherein the capacitance measurement circuit
And a low pass filter for filtering the high frequency component of the output voltage and outputting a filtering voltage.
상기 제1 스위치, 및 상기 제2 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 필터링 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The method of claim 11, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch and the second switch,
And counting and outputting the number of pulses of the pulse signal applied until the filtering voltage reaches a threshold voltage.
상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치;
상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치;
일단이 상기 제2 입력 단자와 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제3 스위치;
상기 제3 스위치의 타단과 상기 출력 단자 사이에 연결되는 제1 커패시터; 및
상기 제3 스위치의 상기 타단과 상기 기준 전압 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제4 스위치를 더 구비하고,
상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The method of claim 1, wherein the detection unit
Connected between the second input terminal and the feedback capacitor, before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state A first switch turned off;
A second switch connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal;
One end is connected to the second input terminal, and is turned on between the time when the first switch is turned off and when the pulse signal changes from the second state to the first state, and before the first switch is turned on. A third switch turned off;
A first capacitor connected between the other end of the third switch and the output terminal; And
Connected between the other end of the third switch and the reference voltage, the pulse signal is turned on before changing from the first state to the second state and the pulse signal is changed from the second state to the first state Further comprising a fourth switch that is turned off before
And the signal input terminal and the second input terminal are directly connected to each other.
상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 및 상기 제4 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The method of claim 13, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch, the second switch, the third switch, and the fourth switch,
And counting the number of pulses of the pulse signal applied until the output voltage reaches a threshold voltage, and outputting the pulse number.
상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치;
상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치; 및
일단이 상기 제2 입력 단자와 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제3 스위치;
상기 제3 스위치의 타단과 상기 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 제2 피드백 커패시터; 및
상기 제2 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제4 스위치를 더 구비하고,
상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The method of claim 1, wherein the detection unit
Connected between the second input terminal and the feedback capacitor, before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state A first switch turned off;
A second switch connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal; And
One end is connected to the second input terminal, and is turned on between the time when the first switch is turned off and when the pulse signal changes from the second state to the first state, and before the first switch is turned on. A third switch turned off;
A second feedback capacitor connected between the other end of the third switch and the output terminal and accumulating the coupled signal when the pulse signal changes from the second state to the first state; And
A fourth switch connected in parallel with the second feedback capacitor, the fourth switch being turned on before accumulating the coupled signal and turned off while accumulating the coupled signal,
And the signal input terminal and the second input terminal are directly connected to each other.
상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 및 상기 제4 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 제1 스위치가 온인 구간의 상기 출력 전압과 상기 제3 스위치가 온인 구간의 상기 출력 전압의 차이가 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The method of claim 15, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch, the second switch, the third switch, and the fourth switch,
And counting and outputting the number of pulses of the pulse signal applied until a difference between the output voltage in the section in which the first switch is on and the output voltage in the section in which the third switch is on reaches a threshold voltage. Capacitance Measurement Circuit.
일단이 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치;
상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치;
상기 제1 스위치의 타단과 상기 기준 전압이 인가되는 단자 사이에 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제3 스위치;
상기 기준 전압이 인가되는 제3 입력 단자, 상기 신호 입력 단자와 직접 연결되는 제4 입력 단자, 및 전달 전압이 출력되는 제2 출력 단자를 구비하는 제2 연산 증폭기;
상기 제4 입력 단자와 상기 제2 출력 단자 사이에 인결되는 제2 피드백 커패시터;
상기 제2 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제4 스위치;
일단이 상기 제2 출력 단자와 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제5 스위치; 및
상기 제5 스위치의 타단과 상기 제1 스위치의 타단 사이에 연결되는 연결 커패시터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The method of claim 1, wherein the detection unit
One end is connected between the second input terminals, the pulse signal is turned on before changing from the first state to the second state and turned off before the pulse signal changes from the second state to the first state A first switch;
A second switch connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal;
It is connected between the other end of the first switch and the terminal to which the reference voltage is applied, and is turned on between the time when the first switch is turned off and when the pulse signal changes from the second state to the first state. A third switch which is turned off before the first switch is turned on;
A second operational amplifier having a third input terminal to which the reference voltage is applied, a fourth input terminal directly connected to the signal input terminal, and a second output terminal to which a transfer voltage is output;
A second feedback capacitor connected between the fourth input terminal and the second output terminal;
Connected in parallel with the second feedback capacitor, on between the time when the first switch is turned off and when the pulse signal changes from the second state to the first state, and before the first switch is turned on. A fourth switch turned off;
One end is connected to the second output terminal, is turned on between the time when the first switch is turned off and the time when the pulse signal is changed from the second state to the first state, before the first switch is turned on A fifth switch turned off; And
And a connection capacitor connected between the other end of the fifth switch and the other end of the first switch.
상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 상기 제4 스위치, 및 상기 제5 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 회로.The method of claim 17, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch, the second switch, the third switch, the fourth switch, and the fifth switch,
And counting the number of pulses of the pulse signal applied until the output voltage reaches a threshold voltage, and outputting the pulse number.
상기 펄스 신호를 입력하고, 물체의 접촉에 따라 가변되는 커패시턴스에 따라 상기 펄스 신호를 커플링된 신호로 전달하는 터치 패널; 및
상기 커플링된 신호가 입력되는 신호 입력 단자의 전압을 기준 전압으로 유지하면서, 상기 펄스 신호가 제1 상태에서 제2 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 감지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.A control unit for outputting a pulse signal;
A touch panel configured to input the pulse signal and transfer the pulse signal as a coupled signal according to a capacitance varying according to contact of an object; And
And a detector configured to accumulate the coupled signal when the pulse signal changes from a first state to a second state while maintaining a voltage of a signal input terminal to which the coupled signal is input as a reference voltage. Input device.
제1 방향으로 배치되고, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 신장되며, 상기 펄스 신호가 인가되는 복수개의 제1 터치 패턴들; 및
상기 제2 방향으로 배치되고, 상기 제1 방향으로 신장되며, 상기 커플링된 신호를 발생하는 복수개의 제2 터치 패턴들을 구비하고,
상기 복수개의 제1 터치 패턴들 각각과 상기 복수개의 제2 터치 패턴들 각각은 서로 절연되는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 19, wherein the touch panel
A plurality of first touch patterns disposed in a first direction, extending in a second direction perpendicular to the first direction, to which the pulse signal is applied; And
A plurality of second touch patterns disposed in the second direction and extending in the first direction and generating the coupled signal;
And each of the plurality of first touch patterns and each of the plurality of second touch patterns are insulated from each other.
상기 복수개의 제2 터치 패턴들 각각은 상기 제1 방향으로 배치되는 복수개의 터치 패드들 및 상기 복수개의 터치 패드들 각각을 연결하는 복수개의 연결 패드들을 구비하고,
상기 복수개의 제1 터치 패턴들 각각은 상기 연결 패드들과 교차하는 직사각형 형태인 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 20,
Each of the plurality of second touch patterns includes a plurality of touch pads disposed in the first direction and a plurality of connection pads connecting the plurality of touch pads, respectively.
And each of the plurality of first touch patterns has a rectangular shape intersecting the connection pads.
상기 제어부의 제어에 따라 상기 펄스 신호를 상기 복수개의 제1 터치 패턴들 각각으로 순차적으로 인가하는 스위칭부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The apparatus of claim 20, wherein the input device is
And a switching unit configured to sequentially apply the pulse signal to each of the plurality of first touch patterns under the control of the controller.
상기 제어부의 제어에 따라 상기 복수개의 제2 터치 패턴들 각각을 순차적으로 상기 신호 입력 단자와 연결하는 스위칭부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The apparatus of claim 22, wherein the input device is
And a switching unit for sequentially connecting each of the plurality of second touch patterns with the signal input terminal under the control of the controller.
상기 복수개의 제2 터치 패턴들 각각과 대응하는 복수개의 감지 회로들을 구비하고,
상기 복수개의 감지 회로들 각각은 대응하는 상기 제2 터치 패턴으로부터 발생되는 상기 커플링된 신호가 입력되는 단자의 전압이 상기 기준 전압이 되도록 하면서, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 제2 상태로 변화할 때의 상기 연결된 상기 제2 터치 패턴으로부터 발생되는 상기 커플링된 신호를 누적하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 22, wherein the detection unit
A plurality of sensing circuits corresponding to each of the plurality of second touch patterns,
Each of the plurality of sensing circuits causes the pulse signal from the first state to the second state while the voltage of a terminal to which the coupled signal generated from the corresponding second touch pattern is input becomes the reference voltage. And accumulate the coupled signal generated from the connected second touch pattern as it changes.
기준 전압이 인가되는 제1 입력 단자, 상기 커플링된 신호가 입력되는 제2 입력 단자, 및 출력 전압이 출력되는 제1 출력 단자를 구비하는 제1 연산 증폭기; 및
상기 제1 출력 단자와 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되어 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 제1 피드백 커패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 19, wherein the detection unit
A first operational amplifier having a first input terminal to which a reference voltage is applied, a second input terminal to which the coupled signal is input, and a first output terminal to which an output voltage is output; And
And a first feedback capacitor connected between the first output terminal and the second input terminal to accumulate the coupled signal when the pulse signal changes from the first state to the second state. Input device.
상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치; 및
상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 25, wherein the detection unit
Connected between the signal input terminal and the second input terminal, on before the pulse signal changes from the first state to the second state and the pulse signal changes from the second state to the first state A first switch that is turned off before; And
And a second switch connected in parallel with the first feedback capacitor, the second switch being turned on before accumulating the coupled signal and turned off while accumulating the coupled signal.
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 26, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch and the second switch,
And counting and outputting the number of pulses of the pulse signal applied until the output voltage reaches a threshold voltage.
상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치;
상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치;
상기 제2 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제3 스위치; 및
상기 출력 전압의 고주파 성분을 필터링하여 필터링 전압을 출력하는 로우 패스 필터를 더 구비하고,
상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 25, wherein the detection unit
Connected between the second input terminal and the feedback capacitor, before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state A first switch turned off;
A second switch connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal;
The first switch is connected between the second input terminal and the output terminal, and is turned on between the time point when the first switch is turned off and the time point when the pulse signal changes from the second state to the first state, and the first switch is A third switch that is turned off before being turned on; And
And a low pass filter for filtering the high frequency component of the output voltage and outputting a filtering voltage.
And the signal input terminal and the second input terminal are directly connected.
상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 및 상기 제3 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 필터링 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 28, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch, the second switch, and the third switch,
And counting and outputting a pulse number of the pulse signal applied until the filtering voltage reaches a threshold voltage.
상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치;
상기 제2 입력 단자와 상기 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제2 스위치; 및
상기 출력 전압의 고주파 성분을 필터링하여 필터링 전압을 출력하는 로우 패스 필터를 더 구비하고,
상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치는 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 소정 시간 동안 동시에 온되고,
상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 25, wherein the detection unit
Connected between the second input terminal and the feedback capacitor, before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state A first switch turned off;
The first switch is connected between the second input terminal and the output terminal, and is turned on between the time point when the first switch is turned off and the time point when the pulse signal changes from the second state to the first state, and the first switch is A second switch that is turned off before being turned on; And
And a low pass filter for filtering the high frequency component of the output voltage and outputting a filtering voltage.
The first switch and the second switch are simultaneously turned on for a predetermined time before accumulating the coupled signal,
And the signal input terminal and the second input terminal are directly connected.
상기 제1 스위치, 및 상기 제2 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 필터링 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 30, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch and the second switch,
And counting and outputting a pulse number of the pulse signal applied until the filtering voltage reaches a threshold voltage.
상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치;
상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치;
일단이 상기 제2 입력 단자와 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제3 스위치;
상기 제3 스위치의 타단과 상기 출력 단자 사이에 연결되는 제1 커패시터; 및
상기 제3 스위치의 상기 타단과 상기 기준 전압 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제4 스위치를 더 구비하고,
상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 25, wherein the detection unit
Connected between the second input terminal and the feedback capacitor, before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state A first switch turned off;
A second switch connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal;
One end is connected to the second input terminal, and is turned on between the time when the first switch is turned off and when the pulse signal changes from the second state to the first state, and before the first switch is turned on. A third switch turned off;
A first capacitor connected between the other end of the third switch and the output terminal; And
Connected between the other end of the third switch and the reference voltage, the pulse signal is turned on before changing from the first state to the second state and the pulse signal is changed from the second state to the first state Further comprising a fourth switch that is turned off before
And the signal input terminal and the second input terminal are directly connected.
상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 및 상기 제4 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 출력 전압이 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 32, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch, the second switch, the third switch, and the fourth switch,
And counting and outputting the number of pulses of the pulse signal applied until the output voltage reaches a threshold voltage.
상기 제2 입력 단자와 상기 피드백 커패시터 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전에 온되고 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전에 오프되는 제1 스위치;
상기 제1 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제2 스위치; 및
일단이 상기 제2 입력 단자와 연결되고, 상기 제1 스위치가 오프된 시점과 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하는 시점 중간에 온되고, 상기 제1 스위치가 온되기 전에 오프되는 제3 스위치;
상기 제3 스위치의 타단과 상기 출력 단자 사이에 연결되고, 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 제2 피드백 커패시터; 및
상기 제2 피드백 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 커플링된 신호를 누적하기 전에 온되고 상기 커플링된 신호를 누적하는 동안 오프되는 제4 스위치를 더 구비하고,
상기 신호 입력 단자와 상기 제2 입력 단자가 직접적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 25, wherein the detection unit
Connected between the second input terminal and the feedback capacitor, before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state A first switch turned off;
A second switch connected in parallel with the first feedback capacitor and turned on before accumulating the coupled signal and off while accumulating the coupled signal; And
One end is connected to the second input terminal, and is turned on between the time when the first switch is turned off and when the pulse signal changes from the second state to the first state, and before the first switch is turned on. A third switch turned off;
A second feedback capacitor connected between the other end of the third switch and the output terminal and accumulating the coupled signal when the pulse signal changes from the second state to the first state; And
A fourth switch connected in parallel with the second feedback capacitor, the fourth switch being turned on before accumulating the coupled signal and turned off while accumulating the coupled signal,
And the signal input terminal and the second input terminal are directly connected.
상기 제1 스위치, 상기 제2 스위치, 상기 제3 스위치, 및 상기 제4 스위치를 제어하기 위한 제어 신호들을 더 출력하고,
상기 제1 스위치가 온인 구간의 상기 출력 전압과 상기 제3 스위치가 온인 구간의 상기 출력 전압의 차이가 문턱전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 것을 특징으로 하는 입력 장치.The method of claim 34, wherein the control unit
Further outputs control signals for controlling the first switch, the second switch, the third switch, and the fourth switch,
And counting and outputting the number of pulses of the pulse signal applied until a difference between the output voltage in the section in which the first switch is on and the output voltage in the section in which the third switch is on reaches a threshold voltage. Input device.
상기 펄스 신호에 응답하여 발생되는 커플링된 신호가 입력되는 신호 입력 단자의 전압이 기준 전압이 되도록 하면서, 상기 펄스 신호가 제1 상태에서 제2 상태로 변화할 때의 상기 커플링된 신호를 누적하는 단계;
상기 누적하는 단계에서 누적된 신호를 변환 전압으로 변환하는 단계; 및
상기 변환 전압의 레벨에 따라 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고, 카운팅된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 출력하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.Outputting a pulse signal;
Accumulating the coupled signal when the pulse signal changes from the first state to the second state while the voltage at the signal input terminal to which the coupled signal generated in response to the pulse signal is input becomes a reference voltage Making;
Converting the accumulated signal into a converted voltage in the accumulating step; And
And counting the number of pulses of the pulse signal according to the level of the converted voltage, and outputting the counted pulse number of the pulse signal.
상기 변환 전압을 필터링하는 단계를 더 구비하고,
상기 출력하는 단계는 필터링된 상기 변환 전압의 레벨에 따라 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.37. The method of claim 36, wherein the capacitance measurement method is
Filtering the converted voltage;
The outputting method includes counting the number of pulses of the pulse signal according to the filtered level of the converted voltage.
상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전부터 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전의 제1 구간 동안 상기 신호 입력 단자의 전압이 상기 기준 전압이 되도록 하면서 상기 커플링된 신호를 커패시터에 누적하고, 상기 제1 구간을 제외한 제2 구간 동안 상기 신호 입력 단자를 플로팅하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.The method of claim 36, wherein the accumulating step
The voltage at the signal input terminal becomes the reference voltage during a first period before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state. And accumulating the coupled signal in a capacitor and plotting the signal input terminal for a second period except the first period.
상기 변환 전압이 문턱 전압에 도달할 때까지 출력되는 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하여 출력하는 단계; 및
상기 변환 전압이 상기 문턱 전압에 도달하면 상기 커패시터를 디스차지하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.The method of claim 38, wherein the outputting step
Counting and outputting a pulse number of the pulse signal outputted until the converted voltage reaches a threshold voltage; And
Discharging the capacitor when the converted voltage reaches the threshold voltage.
상기 신호 입력 단자의 전압은 상기 기준 전압으로 유지하면서,
상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전부터 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전의 제1 구간 동안 상기 커플링된 신호를 커패시터에 누적하고, 상기 제1 구간을 제외한 제2 구간 동안 상기 커패시터의 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법. The method of claim 36, wherein the accumulating step
The voltage at the signal input terminal is maintained at the reference voltage,
Accumulate the coupled signal in a capacitor during a first period before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state; Capacitance measurement method, characterized in that for maintaining the voltage of the capacitor for a second period except the first period.
상기 제1 구간에서의 상기 변환 전압이 문턱 전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 단계; 및
상기 제1 구간에서의 상기 변환 전압이 상기 문턱 전압에 도달하면 상기 커패시터를 디스차지하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.41. The method of claim 40, wherein outputting
Counting and outputting the number of pulses of the pulse signal applied until the converted voltage in the first period reaches a threshold voltage; And
Discharging the capacitor when the converted voltage in the first period reaches the threshold voltage.
상기 제1 구간에서는 상기 변환 전압을 출력 전압으로 출력하고, 상기 제2 구간에서는 상기 기준 전압을 상기 출력 전압으로 출력하는 단계;
상기 출력 전압의 고주파 성분을 필터링하여 필터링 전압을 출력하는 단계;
상기 필터링 전압이 문턱 전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 단계; 및
상기 필터링 전압이 상기 문턱 전압에 도달하면 상기 커패시터를 디스차지하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.41. The method of claim 40, wherein outputting
Outputting the converted voltage as an output voltage in the first section, and outputting the reference voltage as the output voltage in the second section;
Outputting a filtering voltage by filtering a high frequency component of the output voltage;
Counting and outputting a pulse number of the pulse signal applied until the filtering voltage reaches a threshold voltage; And
Discharging the capacitor when the filtering voltage reaches the threshold voltage.
상기 제1 구간에서는 상기 변환 전압을 출력 전압으로 출력하고, 상기 제2 구간에서는 상기 출력 전압을 유지하는 단계;
상기 출력 전압이 문턱 전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 단계; 및
상기 출력 전압이 상기 문턱 전압에 도달하면 상기 커패시터를 디스차지하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.41. The method of claim 40, wherein the capacitance measurement method is
Outputting the converted voltage as an output voltage in the first section, and maintaining the output voltage in the second section;
Counting and outputting a pulse number of the pulse signal applied until the output voltage reaches a threshold voltage; And
And discharging the capacitor when the output voltage reaches the threshold voltage.
상기 펄스 신호가 상기 제1 상태에서 상기 제2 상태로 변화하기 전부터 상기 펄스 신호가 상기 제2 상태에서 상기 제1 상태로 변화하기 전의 제1 구간 동안 상기 커플링된 신호를 제1 커패시터에 누적하고 제2 커패시터의 전압을 유지하고, 상기 제1 구간을 제외한 제2 구간 동안 상기 커플링된 신호를 상기 제2 커패시터에 누적하고, 상기 제1 커패시터의 전압을 유지하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법. The method of claim 36, wherein the accumulating step
Accumulate the coupled signal in a first capacitor during a first period before the pulse signal changes from the first state to the second state and before the pulse signal changes from the second state to the first state; Maintaining a voltage of a second capacitor, accumulating the coupled signal in the second capacitor during a second period except the first period, and maintaining a voltage of the first capacitor.
상기 제1 커패시터에 누적된 신호를 제1 변환 전압으로 변환하고, 상기 제2 커패시터에 누적된 신호를 제2 변환 전압으로 변환하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.45. The method of claim 44, wherein converting
And converting the signal accumulated in the first capacitor into a first converted voltage and converting the signal accumulated in the second capacitor into a second converted voltage.
상기 제1 변환 전압과 상기 제2 변환 전압의 전압차가 문턱 전압에 도달할 때까지 인가된 상기 펄스 신호의 펄스 개수를 카운팅하고 출력하는 단계; 및
상기 전압차가 상기 문턱 전압에 도달하면 상기 제1 커패시터 및 상기 제2 커패시터를 디스차지하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 커패시턴스 측정 방법.46. The method of claim 45, wherein outputting
Counting and outputting the number of pulses of the pulse signal applied until the voltage difference between the first converted voltage and the second converted voltage reaches a threshold voltage; And
Discharging the first capacitor and the second capacitor when the voltage difference reaches the threshold voltage.
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