KR101537229B1

KR101537229B1 - Touch detecting apparatus and method

Info

Publication number: KR101537229B1
Application number: KR1020130103744A
Authority: KR
Inventors: 안건준; 김동운
Original assignee: 크루셜텍 (주)
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2015-07-16
Also published as: KR20150025749A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 입력 도구와의 관계에서 터치 정전용량을 형성하며 터치 상태에 따른 센싱 신호를 출력하는 복수의 센서패드들; 상기 복수의 센서패드들 중 터치 검출 대상이 되는 적어도 하나의 제1 센서패드의 출력단과 연결된 제1 입력단 및 기준전압을 수신하는 제2 입력단을 가지며, 상기 센싱 신호에 기초하여 서로 다른 신호를 출력하는 연산 증폭기; 상기 제1 입력단과 상기 연산 증폭기의 출력단 사이에 연결된 구동 정전용량 양단의 전위를 제어하는 제1 스위치; 상기 제1 스위치와 교번하여 온-오프되며 상기 제1 센서패드의 출력단과 상기 제1 입력단 간의 연결을 스위칭하는 제2 스위치; 및 상기 제1 센서패드의 출력단과 동일한 전위를 상기 제1 센서패드에 인접한 제2 센서패드 에 공급하는 기생 정전용량 제거 회로를 포함하는, 터치 검출 장치가 제공된다. According to an embodiment of the present invention, a plurality of sensor pads for forming a touch capacitance in relation to a touch input tool and outputting a sensing signal according to a touch state; A first input terminal connected to an output terminal of at least one first sensor pad to be a touch detection target among the plurality of sensor pads and a second input terminal receiving a reference voltage and outputting different signals based on the sensing signal Operational amplifiers; A first switch for controlling a potential across the driving capacitance connected between the first input terminal and the output terminal of the operational amplifier; A second switch which is alternately turned on and off with respect to the first switch and switches connection between the output terminal of the first sensor pad and the first input terminal; And a parasitic capacitance removing circuit for supplying a potential equal to an output terminal of the first sensor pad to a second sensor pad adjacent to the first sensor pad.

Description

터치 검출 장치 및 방법{TOUCH DETECTING APPARATUS AND METHOD}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a touch detection apparatus,

본 발명은 터치 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 선형성이 보장되면서도 기생 정전용량에 대한 영향 또한 최소화된 터치 검출 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a touch detection apparatus and method, and more particularly, to a touch detection apparatus and method with minimized influence on parasitic capacitance while ensuring linearity.

터치 스크린 패널은 영상 표시 장치의 화면에 표시된 문자나 도형을 사람의 손가락이나 다른 접촉수단으로 접촉하여 사용자의 명령을 입력하는 장치로서, 영상 표시 장치 위에 부착되어 사용된다. 터치 스크린 패널은 사람의 손가락 등으로 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다. 상기 전기적 신호는 입력 신호로서 이용된다. The touch screen panel is a device for inputting a command of a user by touching a character or a figure displayed on the screen of the image display device with a finger or other contact means of a person, and is attached and used on the image display device. The touch screen panel converts a contact position that is touched by a human finger or the like into an electrical signal. The electrical signal is used as an input signal.

도 1은 종래 기술에 따른 정전식 터치 스크린 패널의 일 예에 관한 분해 평면도이다.1 is an exploded top view of an example of a conventional capacitive touch screen panel.

도 1을 참고하면, 터치 스크린 패널(10)은 투명 기판(12)과 투명 기판(12) 위에 차례로 형성된 제1 센서 패턴층(13), 제1 절연막층(14), 제2 센서 패턴층(15) 및 제2 절연막층(16)과 금속 배선(17)으로 이루어진다.1, a touch screen panel 10 includes a transparent substrate 12 and a first sensor pattern layer 13, a first insulating layer 14, and a second sensor pattern layer (not shown) sequentially formed on a transparent substrate 12 15, a second insulating film layer 16, and a metal wiring 17.

제1 센서 패턴층(13)은 투명 기판(12) 위에 횡방향을 따라 연결될 수 있으며, 행 단위로 금속 배선(17)과 연결된다.The first sensor pattern layer 13 may be connected on the transparent substrate 12 along the lateral direction and connected to the metal wiring 17 on a row-by-row basis.

제2 센서 패턴층(15)은 제1 절연막층(14) 위에 열방향을 따라 연결될 수 있으며, 제1 센서 패턴층(13)과 중첩되지 않도록 제1 센서 패턴층(13)과 교호로 배치된다. 또한, 제2 센서 패턴층(15)은 열 단위로 금속 배선(17)과 연결된다.The second sensor pattern layer 15 may be connected to the first insulating layer 14 along the column direction and alternately arranged with the first sensor pattern layer 13 so as not to overlap the first sensor pattern layer 13 . In addition, the second sensor pattern layer 15 is connected to the metal wiring 17 on a row basis.

터치 스크린 패널(10)에 사람의 손가락이나 접촉 수단이 접촉되면 제1 및 제2 센서 패턴층(13, 15) 및 금속 배선(17)을 통하여 구동 회로 측으로 접촉 위치에 따른 정전용량의 변화가 전달된다. 그리고 이렇게 전달된 정전용량의 변화가 전기적 신호로 변환됨에 따라 접촉 위치가 파악된다.When a human finger or a contact means is brought into contact with the touch screen panel 10, a change in capacitance according to the contact position is transmitted to the drive circuit side through the first and second sensor pattern layers 13 and 15 and the metal wiring 17 do. Then, the contact position is determined as the change in capacitance transferred is converted into an electrical signal.

그러나 이러한 터치 스크린 패널(10)은 각 센서 패턴층(13, 15)에 인듐-틴 옥사이드(ITO)와 같은 투명한 도전성 물질로 이루어진 패턴을 별도로 구비하여야 하고, 센서 패턴층(13, 15) 사이에 절연막층(14)을 구비하여야 하므로 두께가 증가한다.However, the touch screen panel 10 must have a separate pattern of transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) on each of the sensor pattern layers 13 and 15, The insulating layer 14 must be provided to increase the thickness.

또한, 터치에 의해 미세하게 발생하는 정전용량의 변화를 수차례 축적하여야 터치 검출이 가능하기 때문에 높은 주파수로 정전용량 변화를 감지하여야 한다. 그리고, 정전용량의 변화를 정해진 시간 내에 충분히 축적하기 위해서는 낮은 저항을 유지하기 위한 금속 배선을 필요로 하는데, 이러한 금속 배선은 터치 스크린의 테두리에 베젤을 두껍게 하고 추가의 마스크 공정을 발생시킨다.In addition, since the touch detection can be performed by accumulating the changes of capacitance slightly generated by the touch several times, it is necessary to detect the capacitance change at a high frequency. In order to sufficiently accumulate the capacitance change within a predetermined time, a metal wiring is required to maintain a low resistance, which thickens the bezel at the edge of the touch screen and generates an additional mask process.

이러한 문제점을 해결하기 위해 도 2에 도시되는 바와 같은 터치 검출 장치가 제안되었다. To solve this problem, a touch detection apparatus as shown in Fig. 2 has been proposed.

도 2에 도시되는 터치 검출 장치는 터치 패널(20)과 구동 장치(30) 및 이 둘을 연결하는 회로 기판(40)을 포함한다.2 includes a touch panel 20, a driving device 30, and a circuit board 40 connecting the two.

터치 패널(20)은 기판(21) 위에 형성되며 다각형의 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 센서패드(22) 및 센서패드(22)에 연결되어 있는 복수의 신호 배선(23)을 포함한다. The touch panel 20 includes a plurality of sensor pads 22 formed on a substrate 21 and arranged in the form of a polygonal matrix and a plurality of signal wirings 23 connected to the sensor pads 22.

각 신호 배선(23)은 한쪽 끝이 센서패드(22)에 연결되어 있으며 다른 쪽 끝은 기판(21)의 아래 가장자리까지 뻗어 있다. 센서패드(22)와 신호 배선(23)은 커버 유리(50)에 패터닝 될 수 있다.Each signal wiring 23 has one end connected to the sensor pad 22 and the other end extending to the lower edge of the substrate 21. The sensor pad 22 and the signal wiring 23 can be patterned on the cover glass 50. [

구동 장치(30)는 복수의 센서패드(22)를 순차적으로 하나씩 선택하여 해당 센서패드(22)의 정전용량을 측정하고, 이를 통해 터치 발생 여부를 검출해낸다.The driving device 30 sequentially selects a plurality of sensor pads 22 one by one to measure the electrostatic capacitance of the corresponding sensor pad 22, thereby detecting whether or not a touch is generated.

도 3은 도 2의 터치 검출 장치에 터치가 발생한 경우 터치 검출을 하는 동작을 설명하기 위한 등가 회로도이다. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram for explaining an operation of performing touch detection when a touch occurs in the touch detection apparatus of FIG. 2. FIG.

도 3을 참조하면, 터치가 발생할 경우 터치 발생 도구(예를 들면, 손가락)와 센서패드(22) 사이에는 터치 정전용량(Ct)이 형성되고, 센서패드(22)와 공통전극 사이에서는 공통 전압 정전용량(Cvcom)이 형성된다. 또한, 센서패드(22)에는 미지의 기생 정전용량(Cp)이 형성되며, 센서패드(22)와 교번전압(Vdrv) 공급 경로 사이에는 구동 정전용량(Cdrv)이 형성된다.3, when a touch occurs, a touch capacitance Ct is formed between a touch generating tool (for example, a finger) and the sensor pad 22, and a common capacitance Ct is formed between the sensor pad 22 and the common electrode. A capacitance Cvcom is formed. An unknown parasitic capacitance Cp is formed in the sensor pad 22 and a driving capacitance Cdrv is formed between the sensor pad 22 and the alternate voltage Vdrv supply path.

터치 검출 장치의 터치 여부 검출 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.The touch detection method of the touch detection device will be described as follows.

먼저, 충전 신호(Vb)에 의해 센서패드(22)가 충전된다. 그 후, 트랜지스터에 의해 충전 신호(Vb)의 공급이 차단되면, 터치 정전용량(Ct), 기생 정전용량(Cp), 구동 정전용량(Cdrv) 및 공통 전압 정전용량(Cvcom)에 충전된 전하는 고립된다.First, the sensor pad 22 is charged by the charging signal Vb. Thereafter, when the supply of the charging signal Vb is interrupted by the transistor, the charges charged in the touch capacitance Ct, the parasitic capacitance Cp, the driving capacitance Cdrv and the common voltage capacitance Cvcom are isolated do.

이러한 전하 고립 상태를 플로팅(Floating) 상태라 한다. 이때, 교번전압(Vdrv)이 인가되면 센서패드(22)의 출력 전압(Vo)은 교번전압(Vdrv)에 따라 그 레벨이 달라지게 된다. 이 때의 출력 전압(Vo) 레벨 상승과 강하는 연결된 정전 용량에 따라 상이한 값을 갖게 되는데, 이렇게 연결된 정전용량에 따라 전압 레벨의 상승 값 또는 하강 값이 바뀌는 현상을 "킥백(kick-back)"이라 부르기도 한다.This charge isolated state is referred to as a floating state. At this time, when the alternating voltage Vdrv is applied, the output voltage Vo of the sensor pad 22 changes in accordance with the alternating voltage Vdrv. In this case, the rise and fall of the output voltage Vo have different values depending on the connected capacitances. The phenomenon that the rising or falling value of the voltage level changes depending on the connected capacitance is called a " kick-back " .

터치 검출 장치에 터치가 발생할 시 센서패드(22)의 출력 전압(Vo)의 전압 변동(ΔVo)은 다음과 같은 수학식 1로 나타낼 수 있다.The voltage variation (? Vo) of the output voltage (Vo) of the sensor pad (22) when a touch occurs in the touch detection apparatus can be expressed by the following Equation (1).

여기서 VdrvH와 VdrvL은 각각 교번전압(Vdrv)의 하이 레벨 전압 및 로우 레벨 전압이다.Here, VdrvH and VdrvL are the high level voltage and the low level voltage of the alternating voltage Vdrv, respectively.

수학식 1에서 터치 정전용량(Ct)이 분모에 위치하므로 터치 전후의 출력 전압 변동(ΔVo)(레벨 시프트값)과 터치 정전용량(Ct)은 선형 관계가 되지 않는다.Since the touch capacitance Ct is located in the denominator in Equation 1, the output voltage variation? Vo (level shift value) before and after the touch does not have a linear relationship with the touch capacitance Ct.

터치 전후의 레벨 시프트값(△Vo)은 터치 정전용량(Ct)과 관련되는 터치 면적에 상응하기 때문에 레벨 시프트값(△Vo)과 터치 정전용량(Ct) 사이의 선형성을 확보한다면 보다 용이하게 터치 좌표를 구할 수가 있다.Since the level shift value DELTA Vo before and after the touch corresponds to the touch area related to the touch capacitance Ct, if the linearity between the level shift value DELTA Vo and the touch capacitance Ct is secured, The coordinates can be obtained.

따라서, 터치 전후의 레벨 시프트값과 터치 정전용량 사이의 선형성을 확보할 수 있는 기술이 요구된다. Therefore, a technique capable of securing linearity between the level shift value before and after the touch and the touch capacitance is required.

또한, 상기 수학식 1에서도 알 수 있는 바와 같이 기생 정전용량(Cp)이 크면 클수록 레벨 시프트값(△Vo)은 작아진다. 즉, 회로에 존재하는 기생 정전용량(Cp)이 터치 검출의 정확도에 악영향을 미치게 된다.Also, as can be seen from Equation (1), the larger the parasitic capacitance Cp, the smaller the level shift value? Vo. That is, the parasitic capacitance Cp existing in the circuit adversely affects the accuracy of the touch detection.

따라서, 터치 검출 장치에 존재하는 기생 정전용량에 따른 영향을 감소시킬 수 있는 기술이 필요하다. Therefore, there is a need for a technique capable of reducing the influence of the parasitic capacitance present in the touch detection device.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 레벨 시프트값과 터치 정전용량 간의 선형성이 보장되면서도 기생 정전용량의 영향이 최소화된 터치 검출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a touch detection apparatus and method which can minimize the influence of parasitic capacitance while maintaining linearity between a level shift value and a touch capacitance.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 터치 입력 도구와의 관계에서 터치 정전용량을 형성하며 터치 상태에 따른 센싱 신호를 출력하는 복수의 센서패드들; 상기 복수의 센서패드들 중 터치 검출 대상이 되는 적어도 하나의 제1 센서패드의 출력단과 연결된 제1 입력단 및 기준전압을 수신하는 제2 입력단을 가지며, 상기 센싱 신호에 기초하여 서로 다른 신호를 출력하는 연산 증폭기; 상기 제1 입력단과 상기 연산 증폭기의 출력단 사이에 연결된 구동 정전용량 양단의 전위를 제어하는 제1 스위치; 상기 제1 스위치와 교번하여 온-오프되며 상기 제1 센서패드의 출력단과 상기 제1 입력단 간의 연결을 스위칭하는 제2 스위치; 및 상기 제1 센서패드의 출력단과 동일한 전위를 상기 제1 센서패드에 인접한 제2 센서패드 에 공급하는 기생 정전용량 제거 회로를 포함하는, 터치 검출 장치가 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a touch sensing device including: a plurality of sensor pads for forming a touch capacitance in relation to a touch input tool and outputting a sensing signal according to a touch state; A first input terminal connected to an output terminal of at least one first sensor pad to be a touch detection target among the plurality of sensor pads and a second input terminal receiving a reference voltage and outputting different signals based on the sensing signal Operational amplifiers; A first switch for controlling a potential across the driving capacitance connected between the first input terminal and the output terminal of the operational amplifier; A second switch which is alternately turned on and off with respect to the first switch and switches connection between the output terminal of the first sensor pad and the first input terminal; And a parasitic capacitance removing circuit for supplying a potential equal to an output terminal of the first sensor pad to a second sensor pad adjacent to the first sensor pad.

상기 기생 정전용량 제거 회로는, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프와 동기화되어 상기 제1 센서패드의 출력단 전위와 동일한 전위를 상기 제2 센서패드에 공급할 수 있다. The parasitic capacitance elimination circuit may supply the second sensor pad with a potential equal to the output terminal potential of the first sensor pad in synchronism with on / off of the first switch and the second switch.

상기 기생 정전용량 제거 회로는, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 온 상태일 때 그라운드 전압 및 상기 기준전압을 각각 상기 제2 센서패드에 공급할 수 있다. The parasitic capacitance elimination circuit may supply the ground voltage and the reference voltage to the second sensor pad when the first switch and the second switch are on, respectively.

상기 기생 정전용량 제거 회로는, 신호원으로부터 상기 제1 센서패드의 출력단 전위와 동일한 신호를 입력받아 상기 제2 센서패드에 공급하는 피드백 연산 증폭기를 포함할 수 있다. The parasitic capacitance elimination circuit may include a feedback operational amplifier which receives a signal identical to the output terminal potential of the first sensor pad from a signal source and supplies the same to the second sensor pad.

상기 터치 검출 장치는, 상기 제2 스위치가 온 상태일 때 상기 터치 정전용량 또는 상기 터치 정전용량의 전하량을 공유하는 기생 정전용량 중 적어도 하나에 전하를 공급하는 기생 정전용량 보상 회로를 더 포함할 수 있다. The touch detection apparatus may further include a parasitic capacitance compensation circuit for supplying charge to at least one of the touch capacitance or the parasitic capacitance sharing the amount of charge of the touch capacitance when the second switch is in an on state have.

상기 제2 스위치가 온 상태일 때 상기 기생 정전용량 보상 회로가 공급하는 전하량은 상기 기생 정전용량에 충전되는 전하량과 동일한 양일 수 있다. The amount of charge supplied by the parasitic capacitance compensating circuit when the second switch is in an ON state may be the same amount as the amount of charge charged in the parasitic capacitance.

상기 기생 정전용량 보상 회로는, 상기 제2 스위치가 온 상태일 때 일단이 상기 센서패드와 연결되며 타단에는 피드백 전압이 공급되는 피드백 정전용량을 포함할 수 있다. The parasitic capacitance compensation circuit may include a feedback capacitance whose one end is connected to the sensor pad when the second switch is on and the feedback voltage is supplied to the other end.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 센서패드들 중 터치 검출 대상이 되는 적어도 하나의 제1 센서패드 및 연산 증폭기의 제1 입력단과 출력단 사이에 연결된 구동 정전용량을 초기화하는 단계; 상기 연산 증폭기의 제2 입력단에 인가되는 기준전압을 이용하여 상기 제1 센서패드를 충전하는 단계; 및 상기 연산 증폭기의 출력단에서의 전압 변동분을 기초로 터치 여부를 검출하는 단계를 포함하는 단계를 포함하고, 상기 초기화 단계 및 상기 충전 단계는 상기 제1 센서패드의 출력단 전위와 동일한 전위를 상기 제1 센서패드와 인접한 제2 센서패드에 공급하는 단계를 각각 포함하는, 터치 검출 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a touch sensor, comprising: initializing a driving capacitance connected between a first input terminal and an output terminal of at least one first sensor pad and an operational amplifier, Charging the first sensor pad using a reference voltage applied to a second input terminal of the operational amplifier; And detecting whether or not a touch is detected based on a voltage variation at an output terminal of the operational amplifier, wherein the initialization step and the charging step are performed by applying a potential equal to an output terminal potential of the first sensor pad to the first To a sensor pad and a second sensor pad adjacent to the sensor pad, respectively.

상기 초기화 단계는, 그라운드 전압을 상기 제2 센서패드에 공급하는 단계를 포함하고, 상기 충전 단계는, 상기 기준전압과 동일한 크기의 전압을 상기 제2 센서패드에 공급하는 단계를 포함할 수 있다. The initializing step may include supplying a ground voltage to the second sensor pad, and the charging step may include supplying a voltage of the same magnitude as the reference voltage to the second sensor pad.

상기 충전 단계는, 상기 제1 센서패드와 연결된 기생 정전용량과 무관하게 상기 제1 센서패드와 터치 입력 도구 사이에서 형성되는 터치 정전용량이 상기 전압 변동분과 선형성을 갖도록 피드백 전압을 이용하여 전하를 추가 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다. The charging step may include adding charge by using a feedback voltage so that the touch capacitance formed between the first sensor pad and the touch input tool has a linearity with respect to the voltage variation irrespective of the parasitic capacitance connected to the first sensor pad The method comprising the steps of:

상기 충전 단계는, 상기 피드백 전압이 인가되는 피드백 정전용량을 통해 상기 기생 정전용량에 의한 전하손실을 보상하여, 상기 연산 증폭기에 의해 인가되는 상기 기준전압이 상기 터치 구동 정전용량에만 관계되도록 하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the charging step includes compensating for a charge loss due to the parasitic capacitance through a feedback capacitance to which the feedback voltage is applied so that the reference voltage applied by the operational amplifier is related only to the touch driving capacitance .

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 터치 입력도구와의 관계에서 터치 정전용량을 형성하며 터치 상태에 따른 센싱 신호를 출력하는 복수의 센서패드들; 상기 복수의 센서패드들 중 터치 검출 대상이 되는 제1 센서패드와 그라운드 단자 사이에 연결되어, 상기 센서패드의 초기화 과정에서만 온 상태인 제1 스위치; 상기 제1 센서패드와 연결되는 제1 입력단 및 기준전압이 인가되는 제2 입력단을 가지며, 상기 센싱 신호에 기초하여 서로 다른 신호를 출력하는 연산 증폭기; 상기 연산 증폭기의 제1 입력단과 출력단 사이에 연결되는 구동 정전용량; 상기 구동 정전용량 양단에 연결되어, 상기 센서패드의 초기화 과정에서만 온 상태인 제2 스위치; 상기 센서패드와 상기 연산 증폭기의 제1 입력단 사이에 연결되어, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치와 교번하여 온-오프 되는 제3 스위치; 및 제1 입력단이 출력단과 동일 노드로 연결되어 상기 제1 센서패드와 인접한 제2 센서패드에 연결되며, 제2 입력단에는 그라운드 전압 및 상기 기준전압과 동일한 전위의 전압이 교번하여 공급되는 피드백 연산 증폭기를 포함하는, 터치 검출 장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a touch sensing device including: a plurality of sensor pads for forming a touch capacitance in relation to a touch input tool and outputting a sensing signal according to a touch state; A first switch connected between a first sensor pad to be a touch detection object and a ground terminal among the plurality of sensor pads and turned on only during initialization of the sensor pad; An operational amplifier having a first input connected to the first sensor pad and a second input adapted to receive a reference voltage and outputting different signals based on the sensing signal; A driving electrostatic capacitance connected between the first input terminal and the output terminal of the operational amplifier; A second switch connected to both ends of the driving capacitance, the second switch being on only in the initialization process of the sensor pad; A third switch connected between the sensor pad and a first input terminal of the operational amplifier, the third switch being alternately turned on and off with respect to the first switch and the second switch; And a second input terminal connected to the same node as the output terminal and connected to a second sensor pad adjacent to the first sensor pad and having a ground voltage and a voltage having the same potential as the reference voltage, The touch detection device includes:

본 발명의 실시예에 의하면, 터치 검출의 기초가 되는 레벨 시프트값과 터치 정전용량이 선형성을 갖게 되기 때문에 선형 관계의 출력값을 쉽게 구할 수 있다는 이점을 얻을 수 있는 한편, 센서패드 간 관계에 의해 발생하는 기생 정전용량을 최소화함으로써, 기생 정전용량이 터치 검출에 주는 영향을 방지할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, since the level shift value serving as a basis of touch detection and touch capacitance have linearity, it is possible to easily obtain an output value in a linear relationship. On the other hand, The influence of the parasitic capacitance on the touch detection can be prevented.

도 1은 통상적인 터치 스크린 패널의 분해 평면도이다.
도 2는 통상적인 터치 검출 장치의 분해 평면도이다.
도 3은 도 2의 터치 검출 장치에 터치가 발생한 경우 터치 검출을 하는 동작을 설명하기 위한 등가 회로도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 터치 검출 장치를 예시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치를 예시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치를 예시한 회로도이다. 1 is an exploded top view of a conventional touch screen panel.
2 is an exploded top view of a conventional touch detection device.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram for explaining an operation of performing touch detection when a touch occurs in the touch detection apparatus of FIG. 2. FIG.
4 is a circuit diagram illustrating a touch detection apparatus according to an embodiment.
5 is a circuit diagram illustrating a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram illustrating a touch detection apparatus according to another embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in this specification will be briefly described and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 그리고 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 시스템을 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.When an element is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention. Also, the terms "part," " module, "and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software or a combination of hardware and software . When a part is "connected" to another part, it includes not only a direct connection but also a connection with another system in the middle.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 일 실시예에 따른 터치 검출 장치를 예시한 회로도이다. 4 is a circuit diagram illustrating a touch detection apparatus according to an embodiment.

도 4를 참조하면, 터치 검출 장치(400)는 센서패드(410), 터치 정전용량(Ct), 기생 정전용량(Cp), 구동 정전용량(Cdrv), 연산 증폭기(OP-amp), 아날로그-디지털 변환기(ADC)를 포함할 수 있다.4, the touch sensing device 400 includes a sensor pad 410, a touch capacitance Ct, a parasitic capacitance Cp, a driving capacitance Cdrv, an operational amplifier OP-amp, Digital converter (ADC).

센서패드(410)는 터치 입력 검출을 위해 기판 상에 패터닝된 전극으로서 터치 입력 도구와의 사이에서 터치 정전용량(Ct)을 형성하며, 터치 상태에 따른 센싱 신호를 출력한다. 센서패드(410)는 각각 독립 상태의 다각형으로 복수 개가 형성될 수 있으며, 투명 도전체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 센서패드(410)는 ITO(indium-tin-oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), IZO(indium-zinc-oxide), CNT(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어질 수 있다.The sensor pad 410 forms a touch capacitance Ct with the touch input tool as a patterned electrode on the substrate for touch input detection, and outputs a sensing signal according to the touch state. The sensor pads 410 may be formed in a plurality of independent polygons, and may be formed of a transparent conductive material. For example, the sensor pad 410 may be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO), antimony tin oxide (ATO), indium zinc-oxide (IZO), carbon nanotube (CNT), or graphene &Lt; / RTI >

기생 정전용량(Cp), 구동 정전용량(Cdrv)은 센서패드(410) 및 이와 연결된 신호배선(미도시됨) 당 하나씩 그룹을 이룰 수 있다. 센서패드(410), 신호배선, 기생 정전용량(Cp), 구동 정전용량(Cdrv)을 합하여 "터치 센싱 유닛(touch sensing unit)"라 한다. 이 터치 센싱 유닛은 각각의 구성요소가 멀티플렉서에 의해 전기적으로 연결된 경우를 포함하는 개념이다.The parasitic capacitance Cp and the driving capacitance Cdrv can be grouped into one each for the sensor pad 410 and the signal wiring (not shown) connected thereto. The sensor pad 410, the signal wiring, the parasitic capacitance Cp and the driving capacitance Cdrv are collectively referred to as a " touch sensing unit ". This touch sensing unit is a concept that includes the case where each component is electrically connected by a multiplexer.

기생 정전용량(Cp)은 센서패드(410)에 부수되는 정전용량을 의미하는 것으로 센서패드(410) 또는 신호배선 등에 의해 형성되는 일종의 기생 용량이다. 기생 정전용량(Cp)은 터치 검출 장치(400)가 LCD 등의 표시 장치 위에 장착될 때 표시 장치의 공통 전극과의 사이에서 형성되는 정전용량을 포함하는 개념일 수 있다. The parasitic capacitance Cp means a capacitance attached to the sensor pad 410 and is a kind of parasitic capacitance formed by the sensor pad 410 or signal wiring. The parasitic capacitance Cp may be a concept including capacitance formed between the touch sensing device 400 and the common electrode of the display device when the touch sensing device 400 is mounted on a display device such as an LCD.

구동 정전용량(Cdrv)은 센서패드(410)에 기준전압(Vref)을 공급하는 경로에 형성되는 정전용량이다. 구동 커패시터(Cdrv)에 인가되는 기준전압(Vref)은 구형파 신호일 수 있다. 기준전압(Vref)은 듀티비(duty ratio)가 동일한 클럭 신호일 수도 있으나 듀티비가 상이할 수도 있다.The driving electrostatic capacitance Cdrv is a capacitance formed in a path that supplies the reference voltage Vref to the sensor pad 410. [ The reference voltage Vref applied to the driving capacitor Cdrv may be a square wave signal. The reference voltage Vref may be a clock signal having the same duty ratio, but may have a different duty ratio.

연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단(N2)은 복수의 센서패드들 중 터치 검출 대상이 되는 센서패드(410)의 출력단(N1)과 연결되고 제2 입력단에는 기준전압(Vref)이 인가된다. 연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단(N2)과 출력단(N3) 사이에는 구동 정전용량(Cdrv)이 연결되며, 구동 정전용량(Cdrv) 양단(N2, N3)의 전압은 제1 스위치(SW1)에 의해 제어된다. 한편, 연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단(N2)과 센서패드(410) 출력단(N1) 사이에는 제2 스위치(SW2)가 연결된다. 또한, 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단(N3)은 센서패드(410)의 출력단(N1)으로부터 출력되는 센싱 신호에 기초하여 서로 다른 신호를 출력하며, 레벨 시프트 검출부와 연결된다. 레벨 시프트 검출부는 아날로그-디지털 변환기(ADC), VFC(Voltage to Frequency Converter), 플립플롭(flip-flop), 래치(Latch), 버퍼(Buffer), TR(Transistor), TFT(Thin Film Transistor), 비교기, DAC(Digtal to Analog Converter), 적분기, 미분기 등으로 구성되거나 이러한 구성요소들의 조합으로 구성될 수 있다. 레벨 시프트 검출부는 터치 정전용량에 따라 달라지는 연산 증폭기(OP-amp) 출력단에서의 전압 변동분에 기초하여 터치 여부를 검출해낸다. The first input terminal N2 of the operational amplifier OP-amp is connected to the output terminal N1 of the sensor pad 410 which is the touch detection target among the plurality of sensor pads and the reference voltage Vref is applied to the second input terminal do. A driving capacitance Cdrv is connected between the first input terminal N2 and the output terminal N3 of the operational amplifier OP-amp and a voltage across the driving capacitances Cdrv N2 and N3 is applied to the first switch SW1. The second switch SW2 is connected between the first input terminal N2 of the operational amplifier OP-amp and the output terminal N1 of the sensor pad 410. The output terminal N3 of the operational amplifier OP-amp outputs different signals based on the sensing signal output from the output terminal N1 of the sensor pad 410 and is connected to the level shift detection unit. The level shift detection unit may include an analog-to-digital converter (ADC), a voltage to frequency converter (VFC), a flip-flop, a latch, a buffer, a TR, a TFT, A comparator, a digital to analog converter (DAC), an integrator, a differentiator, or the like, or a combination of these components. The level shift detecting unit detects whether or not the touch is detected based on the voltage variation at the output terminal of the operational amplifier (OP-amp) which varies depending on the touch capacitance.

도 4에 도시되는 터치 검출 장치에 있어서는 제1 스위치(SW1)와 제2 스위치(SW2)가 교번하여 온/오프 된다. 도시된 실시예에서는 스위칭 소자로 단순 스위치만을 도시하였으나, 다른 실시예로 MOS(Metal Oxide Semiconductor), BJT나 FET등의 3단자 소자가 사용될 수 있다. 스위칭 소자로 3단자 소자가 사용될 경우, 제1 스위치(SW1)가 온(ON)되는 구간과 제2 스위치(SW2)가 온(ON)되는 구간이 오버랩(Overlap)되지 않도록 제어신호가 각각 인가된다. 일 예로 3단자 소자의 제어단자에 입력되는 제어신호는 로우 레벨 구간에서는 제1 스위치가 온 되고, 하이 레벨 구간에서는 제2 스위치가 온 되도록 설정될 수 있다. 다른 예로 제1 스위치(SW1)와 제2 스위치(SW2) 각각에 서로 다른 제어신호가 인가될 수 있다.In the touch detection apparatus shown in Fig. 4, the first switch SW1 and the second switch SW2 are alternately turned on and off. Although only a simple switch is shown as a switching element in the illustrated embodiment, a 3-terminal device such as a metal oxide semiconductor (MOS), a BJT, or a FET may be used as another embodiment. When a three-terminal device is used as the switching device, a control signal is applied so that a section in which the first switch SW1 is turned on and a section in which the second switch SW2 is turned on are not overlapped with each other . For example, the control signal input to the control terminal of the three-terminal device can be set such that the first switch is turned on in the low level interval and the second switch is turned on in the high level interval. As another example, different control signals may be applied to the first switch SW1 and the second switch SW2, respectively.

제1 스위치(SW1)가 온 되면, 터치 정전용량(Ct)은 그라운드 단자로 연결되며, 기생 정전용량(Cp) 양단 또한 그라운드 단자와 연결된다. 이 때, 센서패드(410)가 초기화된다. 또한, 구동 정전용량(Cdrv)도 초기화된다. 도 4에서는 구동 정전용량(Cdrv) 양단(N2, N3) 사이에 제1 스위치(SW1)가 연결되어, 제1 스위치(SW1)가 온 상태가 되면, 구동 정전용량(Cdrv) 양단 전압이 0V가 되는 것으로 예시하였으나, 구동 정전용량(Cdrv)에는 소정의 충전전압 단자와 연결되어, 제1 스위치(SW1)가 온 될 시 초기에 상기 충전전압으로 충전될 수도 있다. 이하에서는, 도 4에 도시된 예를 들어 설명한다. When the first switch SW1 is turned on, the touch capacitance Ct is connected to the ground terminal, and both ends of the parasitic capacitance Cp are also connected to the ground terminal. At this time, the sensor pad 410 is initialized. Further, the driving electrostatic capacity Cdrv is also initialized. 4, when the first switch SW1 is connected between the both ends N2 and N3 of the drive electrostatic capacitance Cdrv and the first switch SW1 is turned on, the voltage across the drive capacitance Cdrv is 0V However, the driving electrostatic capacitance Cdrv may be connected to a predetermined charging voltage terminal and may be initially charged with the charging voltage when the first switch SW1 is turned on. Hereinafter, an example shown in FIG. 4 will be described.

도 4에서, 제1 스위치(SW1)가 온 되는 동안에는 터치 정전용량(Ct), 기생 정전용량(Cp), 구동 정전용량(Cdrv)에 아무런 전하도 충전되지 않게 된다. 센서패드(410)에 터치가 발생하지 않은 경우에는 터치 정전용량(Ct)이 존재하지 않으나, 설명의 편의를 위해 이하의 모든 실시예에서는 센서패드(410)에 터치가 발생하여 터치 정전용량(Ct)이 존재하는 것으로 가정하여 설명한다. 한편, 연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단(N2)과 출력단(N3) 사이에 연결된 구동 정전용량(Cdrv)의 양단(N2, N3) 전위는 모두 연산 증폭기(OP-amp)의 제2 입력단에 입력되는 기준전압(Vref)과 같아 같아져서 구동 정전용량(Cdrv)의 양단 전위차가 0V가 된다. 제1 스위치(SW1)가 온 되는 동안에는 센서패드(410) 및 이와 연결되는 정전용량(Ct, Cp), 구동 정전용량(Cdrv)이 초기화된다고 할 수 있다.4, no charge is charged in the touch capacitance Ct, parasitic capacitance Cp, and drive capacitance Cdrv while the first switch SW1 is turned on. The touch capacitance Ct does not exist in the case where no touch occurs in the sensor pad 410. However, in order to simplify the description, in the following embodiments, a touch is generated in the sensor pad 410 and the touch capacitance Ct ) Is present in the first region. On the other hand, both potentials N2 and N3 of the driving capacitance Cdrv connected between the first input terminal N2 and the output terminal N3 of the operational amplifier OP-amp are all connected to the second Becomes equal to the reference voltage Vref input to the input terminal, and the potential difference across the drive capacitance Cdrv becomes 0V. The sensor pad 410 and the capacitances Ct and Cp and the driving capacitance Cdrv connected thereto may be initialized while the first switch SW1 is turned on.

제1 스위치(SW1)가 오프 되고, 제2 스위치(SW2)가 온 상태로 전환되면, 제2 스위치(SW2)의 양단(N1, N2) 전위차가 기준전압(Vref)과 같아진다. 정상 상태에 도달하면, 터치 정전용량(Ct)과 기생 정전용량(Cp)이 모두 기준전압(Vref)으로 충전된 상태가 된다. 또한, 연산 증폭기(OP-amp)는 터치 정전용량(Ct)과 기생 정전용량(Cp)에 충전된 전하의 합과 동일한 양의 전하가 구동 정전용량(Cdrv)에 충전되도록 한다. When the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on, the potential difference between both ends N1 and N2 of the second switch SW2 becomes equal to the reference voltage Vref. When the steady state is reached, both the touch capacitance Ct and the parasitic capacitance Cp are charged to the reference voltage Vref. The operational amplifier OP-amp charges the driving capacitance Cdrv with the same amount of charge as the sum of the charges accumulated in the touch capacitance Ct and the parasitic capacitance Cp.

터치 정전용량(Ct) 및 기생 정전용량(Cp)에 충전된 전하의 합(Q₁)은 다음과 같다. 여기서, Q=CV의 수식을 활용한다. The sum (Q ₁ ) of the charges charged in the touch capacitance Ct and the parasitic capacitance Cp is as follows. Here, we use the formula of Q = CV.

한편, 구동 정전용량(Cdrv) 양단(N2, N3)의 전위차(Vdrv)는 다음과 같아진다. 여기서, Q₂는 제2 스위치(SW2)가 온 된 후 정상 상태에 도달하였을 때 구동 정전용량(Cdrv)에 충전된 전하량이다. On the other hand, the potential difference Vdrv between the ends N2 and N3 of the driving electrostatic capacitance Cdrv becomes as follows. Here, Q ₂ is the amount of charge charged in the drive electrostatic capacity Cdrv when the second switch SW2 is turned on and then reaches the steady state.

전술한 바와 같이, 연산 증폭기(OP-amp)에 의해 Q₁과 Q₂는 동일해지므로, 수학식 2와 수학식 3을 이용하면, 구동 정전용량(Cdrv) 양단(N2, N3)의 전위차(Vdrv)는 다음과 같이 전개된다. As described above, since Q ₁ and Q ₂ are equal to each other by the operational amplifier OP-amp, the electric potential difference (N 2, N 3) between the ends N 2 and N 3 of the drive electrostatic capacity Cdrv Vdrv) is developed as follows.

제2 스위치(SW2)가 온 되기 전, 구동 정전용량(Cdrv) 양단(N2, N3)의 전위차는 0V이고, 구동 정전용량(Cdrv)과 연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단이 입력된 노드(N2)의 전위는 기준전압(Vref)으로 유지되므로, 터치 전후 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단(N3) 전압의 변화량(ΔVo)은 제2 스위치(SW2)가 온 된 후의 구동 정전용량(Cdrv) 양단의 전위차(Vdrv)와 같아진다(Vdrv = ΔVo).The potential difference between the both ends N2 and N3 of the drive capacitance Cdrv is 0 V and the first input terminal of the operational amplifier OP-amp is input to the drive capacitance Cdrv before the second switch SW2 is turned on Since the potential of the node N2 is maintained at the reference voltage Vref, the amount of change? Vo of the voltage at the output terminal N3 of the operational amplifier OP-amp before and after touching becomes equal to the driving capacitance (Vdrv =? Vo) at the both ends of the capacitor Cdrv.

구동 정전용량(Cdrv), 기준전압(Vref)은 일정한 값을 가지므로, 연산 증폭기(OP-amp) 출력단 전압의 변동분(△Vo)은 터치 정전용량(Ct)에 비례하게 된다. 이에 따라, 터치 전후의 연산 증폭기(OP-amp) 출력단 전압 레벨 차이, 즉, 레벨 시프트값(△Vo) 또한 터치 정전용량(Ct)에 비례하는 관계가 성립될 수 있다. 또한, 레벨 시프트값(△Vo)을 입력으로 하는 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 출력값 역시 터치 정전용량(Ct)에 선형적으로 비례하게 되어 선형성을 확보할 수 있다.Since the driving electrostatic capacitance Cdrv and the reference voltage Vref have a constant value, the variation? Vo of the output voltage of the operational amplifier OP-amp becomes proportional to the touch capacitance Ct. Accordingly, a relationship that the operational amplifier (OP-amp) output stage voltage level difference before and after the touch, that is, the level shift value? Vo, is also proportional to the touch capacitance Ct can be established. In addition, the output value of the analog-to-digital converter (ADC) receiving the level shift value? Vo is also linearly proportional to the touch capacitance Ct, thereby securing the linearity.

그러나, 상기 수학식 4에서 알 수 있는 바와 같이, 레벨 시프트값(△Vo)은 검출을 위해 파악되어야 하는 터치 정전용량(Ct)뿐만 아니라 기생 정전용량(Cp)에 의해서도 영향을 받게 된다. 이는 결국 터치 검출의 정확성을 떨어뜨리게 된다. However, as can be seen from Equation (4), the level shift value? Vo is affected not only by the touch capacitance Ct to be grasped for detection but also by the parasitic capacitance Cp. Which in turn reduces the accuracy of the touch detection.

본 발명에서는 레벨 시프트값(△Vo)과 터치 정전용량(Ct) 간의 선형성이 확보되면서도 기생 정전용량(Cp)의 영향을 최소화하는 회로가 제안된다. In the present invention, a circuit which minimizes the influence of the parasitic capacitance Cp while securing the linearity between the level shift value? Vo and the touch capacitance Ct is proposed.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 검출 장치를 예시하는 회로도이다. 5 is a circuit diagram illustrating a touch detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 도 4를 참조하여 설명한 회로도에 기생 정전용량 제거 회로(500)가 더 포함된다. Referring to FIG. 5, the circuit diagram described with reference to FIG. 4 further includes a parasitic capacitance elimination circuit 500.

터치 검출 장치에 존재하는 기생 정전용량은 다양한 원인에 의해 형성된다. 센서패드(410-1, 410-2)와 신호배선 간의 관계에 의해 형성되기도 하고, 센서패드(410-1, 410-2) 간 관계에 의해 형성되기도 한다. 예를 들어, 제1 센서패드(410-1)가 현재 터치 검출 대상이 되는 센서패드라면, 이웃하는 제2 센서패드(410-2)와의 관계에 의해 형성되는 기생 정전용량(Cpt, 이하, ‘제1 기생 정전용량’)이 존재할 수 있다. 또한, 제2 센서패드(410-2)와 다른 회로 구성 간 관계에 의해 형성되는 기생 정전용량(Cp0, 이하, ‘제2 기생 정전용량’) 또한 제1 센서패드(410-1)에 대한 터치 여부 검출 시에 영향을 줄 수 있다. The parasitic capacitance present in the touch detection device is formed by various causes. May be formed by the relationship between the sensor pads 410-1 and 410-2 and the signal wiring, or may be formed by the relationship between the sensor pads 410-1 and 410-2. For example, if the first sensor pad 410-1 is a sensor pad that is the current touch detection target, the parasitic capacitance Cpt (hereinafter referred to as " Cpt ") formed by the relationship with the neighboring second sensor pad 410-2, First parasitic capacitance ') may be present. The parasitic capacitance Cp0 (hereinafter, referred to as 'second parasitic capacitance') formed by the relationship between the second sensor pad 410-2 and other circuit configurations is also determined by the touch of the first sensor pad 410-1 It can affect the detection.

본 발명의 일 실시예에 따른 기생 정전용량 제거 회로(500)는 현재 터치 검출 대상이 되는 센서패드(410-1)와 다른 센서패드(410-2) 간 전위를 동일하게 맞춰주는 동작을 통해, 센서패드(410-1, 410-2) 간 관계에 의해 형성되는 제1 기생 정전용량(Cpt)을 최소화시키는 역할을 한다.The parasitic capacitance elimination circuit 500 according to an exemplary embodiment of the present invention performs an operation of matching the potential between the sensor pad 410-1 and the other sensor pad 410-2, And serves to minimize the first parasitic capacitance Cpt formed by the relationship between the sensor pads 410-1 and 410-2.

이를 위해 기생 정전용량 제거 회로(500)는 현재 터치 여부 검출 대상이 되는 센서패드(410-1)의 출력단(N11) 전위와 동일한 크기의 전압을 다른 센서패드(410-2)에 공급한다.To this end, the parasitic capacitance elimination circuit 500 supplies a voltage of the same magnitude as that of the output terminal N11 of the current sensor pad 410-1 to the other sensor pad 410-2.

전술한 바와 같이, 터치 검출 장치의 제1 스위치(SW1)와 제2 스위치(SW1)는 교번하여 온/오프 되는데, 제1 스위치(SW1)가 온 상태일 때에는 현재 터치 검출 대상이 되는 센서패드(410-1)의 출력단(N11)이 그라운드 단자와 연결된다. 따라서, 센서패드(410-1)의 출력단(N11) 전위는 그라운드 전위(GND)와 같아진다. As described above, the first switch SW1 and the second switch SW1 of the touch detection apparatus are alternately turned on / off. When the first switch SW1 is in the ON state, the sensor pad 410-1 are connected to the ground terminal. Therefore, the potential at the output terminal N11 of the sensor pad 410-1 becomes equal to the ground potential GND.

한편, 제2 스위치(SW2)가 온 상태일 때에는 현재 터치 검출 대상이 되는 센서패드(410-1)의 출력단(N11)이 연산 증폭기(OP-amp)의 제1 입력단(N12)과 연결된다. 연산 증폭기(OP-amp)의 제2 입력단에는 기준전압(Vref)이 공급되고 있으므로, 센서패드(410-1)의 출력단(N11) 전위 또한 기준전압(Vref)과 같아진다.On the other hand, when the second switch SW2 is on, the output terminal N11 of the sensor pad 410-1 which is the current touch detection object is connected to the first input terminal N12 of the operational amplifier OP-amp. Since the reference voltage Vref is supplied to the second input terminal of the operational amplifier OP-amp, the potential at the output terminal N11 of the sensor pad 410-1 becomes equal to the reference voltage Vref.

따라서, 제1 스위치(SW1)가 온 상태일 때에는 터치 검출 대상이 되는 센서패드(410-1) 이외의 다른 센서패드(410-2)에 그라운드 전압(GND)을 공급해주고, 제2 스위치(SW2)가 온 상태일 때에는 터치 검출 대상이 되는 센서패드(410-1) 이외의 다른 센서패드(410-2)에 기준전압(Vref)을 공급해준다면, 인접하는 센서패드 간 전위차는 0으로 유지될 수 있다. Therefore, when the first switch SW1 is on, the ground voltage GND is supplied to the sensor pad 410-2 other than the sensor pad 410-1 to be the touch detection object, and the second switch SW2 When the reference voltage Vref is supplied to the sensor pad 410-2 other than the sensor pad 410-1 to be the touch detection object, the potential difference between the adjacent sensor pads can be maintained at zero have.

사이에 유전 물질을 두고 2개의 도체가 존재한다면, 해당 구조에 충전되는 전하량(Q)은 Q=CV와 같은 수식으로 표현될 수 있다. 여기서, C는 해당 구조의 정전용량 값이며, V는 양 도체 사이의 전위차이다. If there are two conductors with a dielectric material between them, the amount of charge Q filled in the structure can be expressed as Q = CV. Where C is the capacitance value of the structure and V is the potential difference between both conductors.

상기 수식에서, 양 도체의 전위차(V)를 0에 가깝도록 수렴시키면, 도체간 전위 차에 의해 끌려지는 전하량(Q)도 0에 가깝게 수렴시킬 수 있다. 정전용량(C)은 전하의 충전 능력에 비례하는 것이므로, 충전되는 전하량(Q)이 0에 가깝게 된다면, 도체 간 관계에 의해 형성되는 정전용량(C)도 0에 가깝게 수렴한다는 의미가 된다.In the above equation, when the potential difference (V) of both conductors is converged close to zero, the amount of charge Q drawn by the inter-conductor potential difference can also converge to zero. Since the electrostatic capacitance C is proportional to the charging ability of the electric charge, if the electric charge quantity Q to be charged becomes close to 0, the electrostatic capacity C formed by the inter-conductor relation also converges to zero.

따라서, 2개의 센서패드(410-1, 410-2) 간 전위차를 항상 0에 가깝게 되도록 제어한다면, 2개의 센서패드(410-1, 410-2) 간 관계에 의해 발생할 수 있는 기생 정전용량(Cpt) 또한 최소화될 수 있다.Therefore, if the potential difference between the two sensor pads 410-1 and 410-2 is controlled to be always close to 0, the parasitic capacitance (hereinafter referred to as " parasitic capacitance " Cpt) can also be minimized.

기생 정전용량 제거 회로(500)는 현재 터치 검출 대상이 되는 센서패드(410-1) 이외의 센서패드(410-2)에 그라운드 전압(GND) 및 기준전압(Vref)을 교번하여 공급함으로써, 센서패드(410-1, 410-2)의 출력단 전위를 동전위로 제어한다.The parasitic capacitance removing circuit 500 alternately supplies the ground voltage GND and the reference voltage Vref to the sensor pad 410-2 other than the sensor pad 410-1 that is the current touch detection object, The potentials of the output terminals of the pads 410-1 and 410-2 are controlled to coincide.

이러한 기생 정전용량 제거 회로(500)는 제1 입력단이 출력과 동일 노드(N14)로 연결된 피드백 증폭기(OP-amp1)를 포함할 수 있다. 피드백 증폭기(OP-amp1)의 제2 입력단에는 그라운드 전압(GND)과 기준전압(Vref)을 교번하여 공급하는 신호원(SS)이 연결될 수 있다.The parasitic capacitance elimination circuit 500 may include a feedback amplifier OP-amp1 whose first input is connected to the same node N14 as the output. A signal source SS for alternately supplying the ground voltage GND and the reference voltage Vref may be connected to the second input terminal of the feedback amplifier OP-amp1.

일예로, 신호원(SS)은 로우(low) 신호가 그라운드 전압(GND)이고 하이(high) 신호가 기준전압(Vref)인 기설정된 주파수의 클록 신호일 수 있다. 신호원(SS)의 클록 주파수는 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 스위칭 주파수와 동일하여야 하며, 제1 스위치(SW1)가 온 상태일 때에는 로우 신호, 제2 스위치(SW2)가 온 상태일 때에는 하이 신호가 출력되도록 동기화되어야 한다. For example, the signal source SS may be a clock signal of a predetermined frequency whose low signal is the ground voltage GND and the high signal is the reference voltage Vref. The clock frequency of the signal source SS must be the same as the switching frequency of the first switch SW1 and the second switch SW2. When the first switch SW1 is on, The high signal should be synchronized to be outputted.

또한, 다른 예로 신호원(SS)은 기준전압(Vref) 공급원과 스위치(미도시됨)로 구현될 수도 있다. 피드백 증폭기(OP-amp1)의 제2 입력단에 기준전압(Vref)을 공급하되, 스위치를 통해 일정 간격으로 그 공급을 차단할 수 있다. 제1 스위치(SW1)가 온 될 때에는 기준전압(Vref)의 공급을 차단하고, 제2 스위치(SW2)가 온 될 때에는 기준전압(Vref)의 공급을 허용함으로써 신호원(SS)의 기능을 할 수 있다. 이 경우 피드백 증폭기(OP-amp1)의 제2 입력단과 기준전압(Vref)을 연결 또는 차단시키는 스위치는 제2 스위치(SW2)와 동기화되어 온/오프 될 수 있다.Also, as another example, the signal source SS may be implemented with a reference voltage (Vref) source and a switch (not shown). The reference voltage Vref is supplied to the second input terminal of the feedback amplifier OP-amp1, and the supply thereof can be cut off at regular intervals through the switch. The supply of the reference voltage Vref is cut off when the first switch SW1 is turned on and the supply of the reference voltage Vref is turned on when the second switch SW2 is turned on to perform the function of the signal source SS . In this case, the switch for connecting or disconnecting the second input terminal of the feedback amplifier OP-amp1 and the reference voltage Vref may be turned on / off in synchronization with the second switch SW2.

설명의 편의를 위해, 도 5에는 기생 정전용량 제거 회로(500)에 피드백 증폭기(OP-amp1)가 포함되는 것으로 예시하였으나, 피드백 증폭기(OP-amp-fb)는 제2 입력단에 공급되는 신호의 변형을 최소화하고 안정도를 향상시키기 위한 소자이므로, 피드백 증폭기(OP-amp1)는 생략되고, 신호원(SS)이 직접적으로 센서패드(410-2)의 출력단(N31)과 연결될 수도 있음은 물론이다. 5, the feedback amplifier OP-amp-fb includes a feedback amplifier OP-ampb for amplifying a signal supplied to the second input terminal of the feedback amplifier OP- It is needless to say that the feedback amplifier OP-amp1 is omitted and the signal source SS may be directly connected to the output terminal N31 of the sensor pad 410-2 since it is an element for minimizing deformation and improving stability .

도 5에 도시한 실시예에 따르면, 인접하는 센서패드(410-1, 410-2) 간 관계에 따른 제1 기생 정전용량(Cpt)은 이상적인 경우에 모두 제거되며, 제2 기생 정전용량(Cp0)만이 남게된다. According to the embodiment shown in FIG. 5, the first parasitic capacitance Cpt according to the relationship between the adjacent sensor pads 410-1 and 410-2 is removed in an ideal case, and the second parasitic capacitance Cp0 ).

이러한 제2 기생 정전용량(Cp0)의 영향도 최소화시키는 회로가 도 6을 통해 제안된다. A circuit for minimizing the influence of the second parasitic capacitance CpO is also proposed in FIG.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터치 검출 장치를 예시하는 회로도이다. 6 is a circuit diagram illustrating a touch detection apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 도 5를 참조하여 설명한 회로도에 기생 정전용량 보상 회로(600)가 추가되었다는 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 6, it can be seen that parasitic capacitance compensation circuit 600 is added to the circuit diagram described with reference to FIG.

일 실시예에 따른 기생 정전용량 보상 회로(600)는 피드백 정전용량(Cfb)을 포함하며, 피드백 정전용량(Cfb) 양단(N25, N26)의 전위차는 제1 스위치(SW1)에 의해 제어된다. 피드백 정전용량(Cfb)의 일단(N25)은 제2 스위치(SW2)에 의해 센서패드(410) 출력단(N21)과 연결 또는 차단되며, 타단(N26)에는 피드백 전압(Vfb)이 인가된다. The parasitic capacitance compensation circuit 600 according to the embodiment includes the feedback capacitance Cfb and the potential difference between the ends N25 and N26 of the feedback capacitance Cfb is controlled by the first switch SW1. One end N25 of the feedback capacitance Cfb is connected or disconnected to the output terminal N21 of the sensor pad 410 by the second switch SW2 and the feedback voltage Vfb is applied to the other end N26.

제1 스위치(SW1)가 온 되고 제2 스위치(SW2)가 오프 상태인 경우에는, 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 터치 정전용량(Ct) 양단의 전위차가 0V가 된다. 또한, 센서패드(410-1)의 출력단(N21)의 전위가 0V가 되기 때문에, 센서패드(410-1)와 연결된 기생 정전용량(이하, 'Cp'로 표기함)의 양단 전위차 또한 0V가 된다. 따라서, 터치 정전용량(Ct) 및 센서패드(410-1)와 연결된 기생 정전용량(Cp)에는 전하가 충전되지 않게 된다. 또한, 구동 정전용량(Cdrv) 양단(N22, N23)의 전위차 및 피드백 정전용량(Cfb) 양단(N25, N26)의 전위차도 0V가 되어, 모든 정전용량에 전하가 충전되지 않게 된다. 이 때, 구동 정전용량(Cdrv) 양단(N22, N23)의 전위는 모두 기준전압(Vref)과 같아지고, 피드백 정전용량(Cfb)의 양단(N25, N26) 전위는 모두 피드백 전압(Vfb)과 같아진다. When the first switch SW1 is turned on and the second switch SW2 is turned off, the potential difference across the touch capacitance Ct becomes 0 V as described with reference to Fig. Since the potential of the output terminal N21 of the sensor pad 410-1 is 0V, the potential difference between both ends of the parasitic capacitance connected to the sensor pad 410-1 (hereinafter, referred to as 'Cp') is 0V do. Therefore, no charge is charged in the touch capacitance Ct and the parasitic capacitance Cp connected to the sensor pad 410-1. The potential difference between the both ends N22 and N23 of the drive capacitance Cdrv and the potential difference between the ends N25 and N26 of the feedback capacitance Cfb are also 0V and the charge is not charged to all of the electrostatic capacitances. At this time, the potentials of the both ends N22 and N23 of the driving capacitance Cdrv are all equal to the reference voltage Vref, and the potentials N25 and N26 of the feedback capacitance Cfb are both the feedback voltage Vfb .

제1 스위치(SW1)가 오프되고 제2 스위치(SW2)가 온 상태가 되면, 센서패드(410-1) 출력과 제2 스위치(SW2)가 연결되는 노드(N21)의 전위가 기준전압(Vref)과 동일해진다. 이에 따라, 터치 정전용량(Ct) 및 센서패드(410-1)와 연결된 기생 정전용량(Cp)이 모두 기준전압(Vref)에 의해 충전되고, 충전되는 전하량의 합(Q₁)은 수학식 2와 같아진다.When the first switch SW1 is turned off and the second switch SW2 is turned on, the potential of the node N21 to which the output of the sensor pad 410-1 and the second switch SW2 are connected is lower than the reference voltage Vref ). Accordingly, the charging by the touch capacitance (Ct) and a sensor pad (410-1) and the parasitic capacitance (Cp) are both a reference voltage (Vref) is connected, the equation (2) the sum (Q ₁₎ of the charge amount to be charged Lt; / RTI >

한편, 피드백 전압(Vfb)이 기준전압(Vref)보다 크다면(Vfb>Vref), 피드백 정전용량(Cfb) 양단(N25, N26) 간에는 전위차가 발생하게 된다. 구체적으로, 피드백 정전용량(Cfb)의 양단 중 센서패드(410-1)의 출력단(N21)과 연결되는 일단(N25)의 전위가 피드백 전압(Vfb)이 인가되는 타단(N26)보다 낮은 전위가 되며, 이에 따라 피드백 정전용량(Cfb)은 터치 검출 장치에 전하를 공급하는 역할을 하게 된다.On the other hand, if the feedback voltage Vfb is larger than the reference voltage Vref (Vfb> Vref), a potential difference occurs between the feedback capacitances Cfb and N25 and N26. Specifically, the potential at one end N25 connected to the output terminal N21 of the sensor pad 410-1 at both ends of the feedback capacitance Cfb is lower than the potential at the other end N26 to which the feedback voltage Vfb is applied So that the feedback capacitance Cfb serves to supply electric charge to the touch detection device.

터치 정전용량(Ct) 및 센서패드(410-1)와 연결된 기생 정전용량(Cp)에 충전된 전하량의 합(Q₁)은 구동 정전용량(Cdrv) 및 피드백 정전용량(Cfb)이 공급하는 전하량의 합(Q₂)과 같아지므로 다음과 같은 수학식이 전개될 수 있다. Touch capacitance (Ct) and a sensor pad (410-1) and the sum (Q ₁₎ of the charge amount of charges in the parasitic capacitance (Cp) is connected to the driving capacitance (Cdrv) and feedback capacitance of the charge amount (Cfb) is supplied (Q ₂ ), the following equation can be developed.

여기서, 피드백 전압(Vfb)을 기준전압(Vref)의 2배인 것으로 가정하고, 이를 대입하면, 다음과 같아진다. Here, it is assumed that the feedback voltage Vfb is twice the reference voltage Vref, and substituting it is as follows.

한편, 전술한 바와 같이, 터치 전후 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단(N23) 전압의 변화량, 레벨 시프트값(ΔVo)은 제2 스위치(SW2)가 온 된 후의 구동 정전용량(Cdrv) 양단의 전위차(Vdrv)와 같은 값이기 때문에, 수학식 6에서 Vdrv를 ΔVo로 치환하면 다음과 같아진다(Vdrv = ΔVo). On the other hand, as described above, the amount of change and the level shift value? Vo of the voltage at the output terminal N23 of the operational amplifier OP-amp before and after the touch are set so as to be equal to or smaller than the drive capacitance Cdrv after the second switch SW2 is turned on Since it is the same value as the potential difference Vdrv, substituting Vdrv by? Vo in the equation (6) results in Vdrv =? Vo.

상기 수식에서 피드백 정전용량(Cfb)을 기생 정전용량(Cp)과 동일한 값(Cfb=Cp)으로 조절할 수 있다면, 터치 전후의 레벨 시프트값(ΔVo)은 기생 정전용량(Cp)에 무관한 값이 될 수 있다. If the feedback capacitance Cfb can be adjusted to the same value (Cfb = Cp) as the parasitic capacitance Cp in the above equation, the level shift value? Vo before and after the touch is a value independent of the parasitic capacitance Cp .

즉, 제2 스위치(SW2)가 온 상태일 때 기생 정전용량 보상 회로(600)의 피드백 정전용량(Cfb)의 크기를 적절히 조절하여 일정량의 전하량을 공급하면, 기생 정전용량 보상 회로(600)가 터치 정전용량(Ct) 외의 다른 모든 기생 정전용량(Cp)에서 소모되는 전하량을 보상할 수 있다. 따라서, 구동 정전용량(Cdrv)은 터치 정전용량(Ct)만을 충전시키는 기능을 하게 되므로, 터치 전후의 레벨 시프트값(ΔVo)은 잔류하는 기생 정전용량(Cp)과 무관하며 터치 정전용량(Ct)에만 관계있는 값이 된다. That is, when the second switch SW2 is in the ON state, if the magnitude of the feedback capacitance Cfb of the parasitic capacitance compensation circuit 600 is appropriately adjusted to supply a predetermined amount of charge, the parasitic capacitance compensation circuit 600 The amount of charge consumed in all the parasitic capacitance Cp other than the touch capacitance Ct can be compensated. Therefore, since the driving electrostatic capacitance Cdrv functions to charge only the touch capacitance Ct, the level shift value? Vo before and after the touch is independent of the remaining parasitic capacitance Cp and the touch capacitance Ct, Is a value that is related only to

한편, 이상적인 경우에는 기준전압(Vref)에 의해 기생 정전용량(Cp)에 충전되는 전하량과 피드백 정전용량(Cfb)이 공급하는 전하량이 같아야 하기 때문에, 다음과 같은 수학식이 전개된다. On the other hand, in the ideal case, since the amount of charge to be charged in the parasitic capacitance Cp by the reference voltage Vref must equal the amount of charge to be supplied by the feedback capacitance Cfb, the following expression is developed.

여기서, 피드백 정전용량(Vfb)이 기준전압(Vref)의 정수배인 것으로 가정한다면(Vfb=N·Vref), Cfb는 다음과 같이 전개된다. Here, assuming that the feedback capacitance Vfb is an integer multiple of the reference voltage Vref (Vfb = NVref), Cfb is developed as follows.

한편, 실제의 경우 피드백 정전용량(Cfb)의 크기를 최적화하는 과정은 다음과 같이 수행될 수 있다. 터치 정전용량(Ct)을 '0'이라 가정할 경우, 센서패드(410-1)와 연결되는 기생 정전용량(Cp)이 완전히 제거된다면, 제1 스위치(SW1)와 제2 스위치(SW2)가 번갈아 온/오프 되는 과정을 거쳤을 때, 연산 증폭기(OP-amp) 출력단 전압은 기준전압(Vref)이 되어야 한다. 왜냐하면, 이상적인 경우 터치 검출 장치 전체에 충전된 전하량의 변화가 없어야 하며, 이 때 구동 정전용량(Cdrv) 양단의 전위차(Vdrv)는 언제나 '0'이어야 하기 때문이다(Vdrv=0). On the other hand, in the actual case, the process of optimizing the magnitude of the feedback capacitance Cfb can be performed as follows. Assuming that the touch capacitance Ct is '0', if the parasitic capacitance Cp connected to the sensor pad 410-1 is completely removed, the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned off The output voltage of the operational amplifier (OP-amp) should be the reference voltage (Vref) when it is turned on / off alternately. This is because, in an ideal case, there should be no change in the amount of charge charged in the entire touch sensing apparatus, and the potential difference Vdrv at both ends of the driving capacitance Cdrv should always be "0" (Vdrv = 0).

따라서, 피드백 정전용량(Cfb) 값을 변화시키면서 연산 증폭기(OP-amp)의 출력단 전압(Vo) 또는 아날로그-디지털 변환기(ADC)의 출력단 전압을 확인한다면, 최적의 피드백 정전용량(Cfb) 값을 택할 수 있게 된다. 다른 소자의 파라미터, 예를 들면, 구동 정전용량(Cdrv) 값과 상관없이 피드백 정전용량(Cfb) 값만을 변화시키면서 최적의 값을 찾을 수 있으므로, 간단한 회로 교정 또는 최적화가 가능해진다. Therefore, if the output terminal voltage Vo of the operational amplifier OP-amp or the output terminal voltage of the analog-to-digital converter ADC is checked while changing the value of the feedback capacitance Cfb, the optimum feedback capacitance Cfb You can choose. An optimum value can be found while changing only the feedback capacitance Cfb regardless of the parameter of another element, for example, the driving capacitance Cdrv, so that simple circuit calibration or optimization becomes possible.

본 발명의 실시예에 따르면, 기생 정전용량 제거 회로(500)에 의해 센서패드(410-1, 410-2) 간 관계에 따라 형성되는 제1 기생 정전용량(Cpt)이 최소화되며, 기생 정전용량 보상 회로(600)에 의해 다른 원인에 따라 형성되는 제2 기생 정전용량(Cp)에 따른 영향 또한 최소화될 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the first parasitic capacitance Cpt formed according to the relationship between the sensor pads 410-1 and 410-2 is minimized by the parasitic capacitance elimination circuit 500, The influence due to the second parasitic capacitance Cp formed according to another cause by the compensation circuit 600 can also be minimized.

따라서, 터치 검출에 있어서 기생 정전용량에 따른 영향이 효율적으로 제거될 수 있고, 터치 전후의 레벨 시프트값은 터치 정전용량과의 관계에서만 선형성을 갖게 되어, 정확한 터치 여부 검출이 가능해진다. Therefore, the influence due to the parasitic capacitance can be effectively removed in the touch detection, and the level shift value before and after the touch can have linearity only in relation to the touch capacitance, so that accurate touch detection can be performed.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

500: 기생 정전용량 제거 회로
600: 기생 정전용량 보상 회로500: Parasitic capacitance elimination circuit
600: Parasitic capacitance compensation circuit

Claims

터치 입력 도구와의 관계에서 터치 정전용량을 형성하며 터치 상태에 따른 센싱 신호를 출력하는 복수의 센서패드들;
상기 복수의 센서패드들 중 터치 검출 대상이 되는 적어도 하나의 제1 센서패드의 출력단과 연결된 제1 입력단 및 기준전압을 수신하는 제2 입력단을 가지며, 상기 센싱 신호에 기초하여 서로 다른 신호를 출력하는 연산 증폭기;
상기 제1 입력단과 상기 연산 증폭기의 출력단 사이에 연결된 구동 정전용량 양단의 전위를 제어하는 제1 스위치;
상기 제1 스위치와 교번하여 온-오프되며 상기 제1 센서패드의 출력단과 상기 제1 입력단 간의 연결을 스위칭하는 제2 스위치; 및
상기 제1 센서패드의 출력단과 동일한 전위를 상기 제1 센서패드에 인접한 제2 센서패드에 공급하는 기생 정전용량 제거 회로를 포함하는, 터치 검출 장치. A plurality of sensor pads forming a touch capacitance in relation to a touch input tool and outputting a sensing signal according to a touch state;
A first input terminal connected to an output terminal of at least one first sensor pad to be a touch detection target among the plurality of sensor pads and a second input terminal receiving a reference voltage and outputting different signals based on the sensing signal Operational amplifiers;
A first switch for controlling a potential across the driving capacitance connected between the first input terminal and the output terminal of the operational amplifier;
A second switch which is alternately turned on and off with respect to the first switch and switches connection between the output terminal of the first sensor pad and the first input terminal; And
And a parasitic capacitance removing circuit for supplying a potential equal to an output terminal of the first sensor pad to a second sensor pad adjacent to the first sensor pad.

제1항에 있어서,
상기 기생 정전용량 제거 회로는,
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프와 동기화되어 상기 제1 센서패드의 출력단 전위와 동일한 전위를 상기 제2 센서패드에 공급하는, 터치 검출 장치. The method according to claim 1,
Wherein the parasitic capacitance elimination circuit comprises:
And supplies a potential equal to an output terminal potential of the first sensor pad to the second sensor pad in synchronism with on / off of the first switch and the second switch.

제2항에 있어서,
상기 기생 정전용량 제거 회로는,
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치가 온 상태일 때 그라운드 전압 및 상기 기준전압을 각각 상기 제2 센서패드에 공급하는, 터치 검출 장치. 3. The method of claim 2,
Wherein the parasitic capacitance elimination circuit comprises:
And supplies the ground voltage and the reference voltage to the second sensor pad, respectively, when the first switch and the second switch are on.

제1항에 있어서,
상기 기생 정전용량 제거 회로는,
신호원으로부터 상기 제1 센서패드의 출력단 전위와 동일한 신호를 입력받아 상기 제2 센서패드에 공급하는 피드백 연산 증폭기를 포함하는, 터치 검출 장치. The method according to claim 1,
Wherein the parasitic capacitance elimination circuit comprises:
And a feedback operational amplifier for receiving a signal identical to an output terminal potential of the first sensor pad from the signal source and supplying the same to the second sensor pad.

제1항에 있어서,
상기 제2 스위치가 온 상태일 때 상기 터치 정전용량 또는 상기 터치 정전용량의 전하량을 공유하는 기생 정전용량 중 적어도 하나에 전하를 공급하는 기생 정전용량 보상 회로를 더 포함하는, 터치 검출 장치. The method according to claim 1,
Further comprising a parasitic capacitance compensation circuit for supplying a charge to at least one of the touch capacitance or the parasitic capacitance sharing the amount of charge of the touch capacitance when the second switch is in an on state.

제5항에 있어서,
상기 제2 스위치가 온 상태일 때 상기 기생 정전용량 보상 회로가 공급하는 전하량은 상기 기생 정전용량에 충전되는 전하량과 동일한 양인, 터치 검출 장치. 6. The method of claim 5,
Wherein the amount of charge supplied by said parasitic capacitance compensation circuit when said second switch is in an ON state is the same amount as the amount of charge charged into said parasitic capacitance.

제5항에 있어서,
상기 기생 정전용량 보상 회로는,
상기 제2 스위치가 온 상태일 때 일단이 상기 센서패드와 연결되며 타단에는 피드백 전압이 공급되는 피드백 정전용량을 포함하는, 터치 검출 장치. 6. The method of claim 5,
Wherein the parasitic capacitance compensation circuit comprises:
And a feedback capacitance whose one end is connected to the sensor pad and the other end is fed with a feedback voltage when the second switch is in the ON state.

복수의 센서패드들 중 터치 검출 대상이 되는 적어도 하나의 제1 센서패드 및 연산 증폭기의 제1 입력단과 출력단 사이에 연결된 구동 정전용량을 초기화하는 단계;
상기 연산 증폭기의 제2 입력단에 인가되는 기준전압을 이용하여 상기 제1 센서패드를 충전하는 단계; 및
상기 연산 증폭기의 출력단에서의 전압 변동분을 기초로 터치 여부를 검출하는 단계를 포함하는 단계를 포함하고,
상기 초기화 단계 및 상기 충전 단계는 상기 제1 센서패드의 출력단 전위와 동일한 전위를 상기 제1 센서패드와 인접한 제2 센서패드에 공급하는 단계를 각각 포함하는, 터치 검출 방법. Initializing a driving capacitance connected between a first input terminal and an output terminal of the at least one first sensor pad and the operational amplifier of the plurality of sensor pads to be a touch detection target;
Charging the first sensor pad using a reference voltage applied to a second input terminal of the operational amplifier; And
Detecting whether a touch is made based on a voltage variation at an output terminal of the operational amplifier,
Wherein the initialization step and the charging step each include supplying a potential equal to an output terminal potential of the first sensor pad to a second sensor pad adjacent to the first sensor pad.

제8항에 있어서,
상기 초기화 단계는, 그라운드 전압을 상기 제2 센서패드에 공급하는 단계를 포함하고,
상기 충전 단계는, 상기 기준전압과 동일한 크기의 전압을 상기 제2 센서패드에 공급하는 단계를 포함하는, 터치 검출 방법. 9. The method of claim 8,
Wherein the initializing step includes supplying a ground voltage to the second sensor pad,
Wherein the step of charging comprises supplying a voltage of the same magnitude as the reference voltage to the second sensor pad.

제8항에 있어서,
상기 충전 단계는,
상기 제1 센서패드와 연결된 기생 정전용량과 무관하게 상기 제1 센서패드와 터치 입력 도구 사이에서 형성되는 터치 정전용량이 상기 전압 변동분과 선형성을 갖도록 피드백 전압을 이용하여 전하를 추가 공급하는 단계를 더 포함하는, 터치 검출 방법. 9. The method of claim 8,
In the charging step,
Further comprising supplying the charge using the feedback voltage so that the touch capacitance formed between the first sensor pad and the touch input tool has a linearity with the voltage variation irrespective of the parasitic capacitance connected to the first sensor pad / RTI >

제10항에 있어서,
상기 충전 단계는,
상기 피드백 전압이 인가되는 피드백 정전용량을 통해 상기 기생 정전용량에 의한 전하손실을 보상하여, 상기 연산 증폭기에 의해 인가되는 상기 기준전압이 상기 터치 구동 정전용량에만 관계되도록 하는 단계를 포함하는, 터치 검출 방법. 11. The method of claim 10,
In the charging step,
And compensating for the charge loss due to the parasitic capacitance through the feedback capacitance to which the feedback voltage is applied so that the reference voltage applied by the operational amplifier is only related to the touch drive capacitance. Way.

터치 입력도구와의 관계에서 터치 정전용량을 형성하며 터치 상태에 따른 센싱 신호를 출력하는 복수의 센서패드들;
상기 복수의 센서패드들 중 터치 검출 대상이 되는 제1 센서패드와 그라운드 단자 사이에 연결되어, 상기 센서패드의 초기화 과정에서만 온 상태인 제1 스위치;
상기 제1 센서패드와 연결되는 제1 입력단 및 기준전압이 인가되는 제2 입력단을 가지며, 상기 센싱 신호에 기초하여 서로 다른 신호를 출력하는 연산 증폭기;
상기 연산 증폭기의 제1 입력단과 출력단 사이에 연결되는 구동 정전용량;
상기 구동 정전용량 양단에 연결되어, 상기 센서패드의 초기화 과정에서만 온 상태인 제2 스위치;
상기 센서패드와 상기 연산 증폭기의 제1 입력단 사이에 연결되어, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치와 교번하여 온-오프 되는 제3 스위치; 및
제1 입력단이 출력단과 동일 노드로 연결되어 상기 제1 센서패드와 인접한 제2 센서패드에 연결되며, 제2 입력단에는 그라운드 전압 및 상기 기준전압과 동일한 전위의 전압이 교번하여 공급되는 피드백 연산 증폭기를 포함하는, 터치 검출 장치.
A plurality of sensor pads forming a touch capacitance in relation to a touch input tool and outputting a sensing signal according to a touch state;
A first switch connected between a first sensor pad to be a touch detection object and a ground terminal among the plurality of sensor pads and turned on only during initialization of the sensor pad;
An operational amplifier having a first input connected to the first sensor pad and a second input adapted to receive a reference voltage and outputting different signals based on the sensing signal;
A driving electrostatic capacitance connected between the first input terminal and the output terminal of the operational amplifier;
A second switch connected to both ends of the driving capacitance, the second switch being on only in the initialization process of the sensor pad;
A third switch connected between the sensor pad and a first input terminal of the operational amplifier, the third switch being alternately turned on and off with respect to the first switch and the second switch; And
A feedback operational amplifier in which a first input terminal is connected to the same node as the output terminal and connected to a second sensor pad adjacent to the first sensor pad and a ground voltage and a voltage having the same potential as the reference voltage are alternately supplied to a second input terminal, And the touch detection device.