KR101662797B1 - Capacitive Touch-Sensor Interface Circuit - Google Patents

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이성식
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장문규
최창억
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로에 관한 것으로서, 터치패널의 정전용량의 변화에 비례하는 주기를 갖는 제1 신호를 출력하는 오실레이터부, 직렬로 연결된 N개 (N은 1보다 큰 자연수)의 제1 D-플립플롭들을 포함하는 다운 카운터부, 및 상기 N개의 제1 D-플립플롭들에 각각 대응되는 N개의 제2 D-플립플롭을 포함하는 래치부를 포함하되, 상기 N개의 제1 D-플립플롭들 중 최초의 제1 D-플립플롭의 클럭 입력단에 상기 제1 신호가 입력되고, 상기 N개의 제1 D-플립플롭들 중 p (p는 1보다 크거나 같고, N보다 작은 자연수) 번째 위치한 제1 D-플립플롭의 출력은 p+1번째 위치한 제1 D-플립플롭의 클럭 입력단에 입력되고, 상기 N개의 제1 D-플립플롭들 중 임의의 q번째 위치한 제1 D-플립플롭은 상기 제1 신호의 주기의 2q배(q는 1보다 크거나 같고, N보다 작거나 같은 자연수)에 해당하는 주기를 갖는 제2 신호를 각각 출력하고, 상기 N개의 제2 D-플립플롭들은 각각 대응되는 제1 D-플립플롭으로부터 출력되는 상기 제2 신호를 입력으로 하여 인에이블 신호와 동기화된 데이터 값을 출력한다.The present invention relates to an interface circuit for a capacitive touch sensor and includes an oscillator unit for outputting a first signal having a period proportional to a change in capacitance of a touch panel, N (N is a natural number greater than 1) connected in series, And a latch portion including N second D flip-flops each corresponding to the N first D-flip-flops, wherein the N first D flip-flops include a first D flip- The first signal is input to the first clock input of the first D-flip-flop among the D-flip-flops, and p (p is greater than or equal to 1 and less than N Flip-flop is located at the (q + 1) -th first D-flip-flop, the output of the first D-flip- - the flip-flop 2 is q times the period (q is greater than or equal to 1 of the first signal, than N And the N second D flip-flops respectively receive the second signal output from the corresponding first D flip-flop, and outputs the second signal as an enable signal And outputs a data value synchronized with the signal.

Description

정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로{Capacitive Touch-Sensor Interface Circuit}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an interface circuit for a capacitive touch sensor,

본 발명은 터치센서용 인터페이스 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an interface circuit for a touch sensor, and more particularly to an interface circuit for a capacitive touch sensor.

본 발명은 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:2006-S-054-04, 과제명:유비쿼터스용 CMOS 기반 MEMS 복합센서기술개발]
The present invention was derived from a research carried out as part of the IT original technology development project of the Ministry of Knowledge Economy [Task Control Number: 2006-S-054-04, Title: Development of CMOS-based MEMS complex sensor technology for ubiquitous]

일반적으로, 가전 제품이나 액정 모니터 등에 사용되는 스위치가 기존의 누름 스위치 방식에서 터치 스위치 방식으로 전환되고 있는 추세이다. 터치 스위치는 제품의 전면 커버 내측에 전극을 설치하고 전극 부위를 손가락으로 터치하면, 전극과 사람 사이에 유기되는 정전용량(Capacitance)의 변화를 센싱(Sensing)하고, 센싱된 신호를 스위치 신호로 마이크로프로세서나 마이크로컴퓨터 등에 전달하는 방식이다.In general, switches used in home appliances, liquid crystal monitors, and the like are being switched from the conventional push switch method to the touch switch method. The touch switch has an electrode disposed inside the front cover of the product, touches the electrode with a finger, senses a change in capacitance induced between the electrode and the user, Processor or microcomputer.

이러한 터치 스위치 방식에는, 미리 설치된 전극과 그 전극에 접촉하는 사람의 손가락 사이에 유기되는 정전용량의 변화를 감지하거나, 인덕턴스(Inductance)의 변화나 임피던스(Impedance)의 변화를 감지하는 방식이 있다.In such a touch switch method, there is a method of sensing a change in capacitance induced between a previously-installed electrode and a finger of a person in contact with the electrode, or detecting a change in inductance or a change in impedance.

이 중 정전용량의 변화를 감지하는 방식의 터치 센서는 사람의 손가락뿐만 아니라 인체의 다른 부위나 기타 도전체의 접촉에도 반응하게 된다.Among them, the touch sensor which detects the change of capacitance responds not only to human fingers but also to other parts of the human body or other conductors.

이를 위해, 터치 스위치는 터치 센서 IC의 출력을 바탕으로 터치 센서에 사용자의 적어도 하나 이상의 손가락이 실제로 접촉하였는지 여부를 판단하게 된다.To this end, the touch switch determines whether at least one finger of the user has actually contacted the touch sensor based on the output of the touch sensor IC.

상기 터치 센서 IC는 터치 센서의 배열에 도체가 접촉하였을 때 발생하는 신호를 측정해 사용자와 터치 센서 사이에서 생성되는 정전용량을 산출한다. 이러한 정전용량은 아날로그 값이므로, 터치 센서 IC는 이 값을 A/D(Analog to Digital)변환하거나, 이진화를 하는 등 디지털 신호 처리를 하여 디지털 신호를 출력하게 된다.The touch sensor IC measures a signal generated when a conductor contacts the arrangement of the touch sensor to calculate a capacitance generated between the user and the touch sensor. Since such a capacitance is an analog value, the touch sensor IC performs digital signal processing such as A / D (Analog to Digital) conversion or binarization, and outputs a digital signal.

하지만, 일반적인 터치 센서 IC는 전하 전달 회로(Charge Transfer Circuit) 및 스위치 커패시터 증폭기(Switched Capacitor Amplifier) 등을 포함하는 아날로그 회로를 기본으로 하고, 이에 따라 성능과 회로면적 소모 등의 관점에서 단점이 있으며, 보다 효과적이고 설계가 용이한 회로 설계가 요구된다.
However, a general touch sensor IC is based on an analog circuit including a charge transfer circuit and a switched capacitor amplifier, which has disadvantages in terms of performance and circuit area consumption, A more efficient and easy-to-design circuit design is required.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 아날로그 회로 없이 디지털 회로만으로 구성되는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an interface circuit for a capacitive touch sensor which is composed of only a digital circuit without an analog circuit.

본 발명의 다른 목적은 고성능 동작과 더불어 소프트웨어 기반의 디지털 회로 설계와 연계하여 손쉽게 설계 가능한 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로를 제공한다.
Another object of the present invention is to provide an interface circuit for a capacitive touch sensor that can be easily designed in conjunction with software-based digital circuit design, in addition to high performance operation.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 터치패널의 정전용량의 변화에 비례하는 주기를 갖는 제1 신호를 출력하는 오실레이터부, 직렬로 연결된 N개 (N은 1보다 큰 자연수)의 제1 D-플립플롭들을 포함하는 다운 카운터부, 및 상기 N개의 제1 D-플립플롭들에 각각 대응되는 N개의 제2 D-플립플롭을 포함하는 래치부를 포함하되, 상기 N개의 제1 D-플립플롭들 중 최초의 제1 D-플립플롭의 클럭 입력단에 상기 제1 신호가 입력되고, 상기 N개의 제1 D-플립플롭들 중 p (p는 1보다 크거나 같고, N보다 작은 자연수) 번째 위치한 제1 D-플립플롭의 출력은 p+1번째 위치한 제1 D-플립플롭의 클럭 입력단에 입력되고, 상기 N개의 제1 D-플립플롭들 중 임의의 q번째 위치한 제1 D-플립플롭은 상기 제1 신호의 주기의 2q배(q는 1보다 크거나 같고, N보다 작거나 같은 자연수)에 해당하는 주기를 갖는 제2 신호를 각각 출력하고, 상기 N개의 제2 D-플립플롭들은 각각 대응되는 제1 D-플립플롭으로부터 출력되는 상기 제2 신호를 입력으로 하여 인에이블 신호와 동기화된 데이터 값을 출력하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a touch panel including: an oscillator unit for outputting a first signal having a period proportional to a change in capacitance of a touch panel; a first N (N is a natural number greater than 1) And a latch portion including N second D flip-flops each corresponding to the N first D flip-flops, wherein the N first D flip-flops The first signal is input to the first clock input terminal of the first D-flip flop, and p (p is a natural number smaller than or equal to 1 and smaller than N) among the N first D- The output of the first D flip-flop is input to the clock input of the first D flip-flop located at the (p + 1) -th place, and the first D flip-flop located at any qth of the N first D flip- wherein the first signal period of 2 q times of the year (q is greater than or equal to 1 and less than or equal to N: natural number) The N second D flip-flops receive the second signal output from the corresponding first D flip-flop as an input and output a data value synchronized with the enable signal, And outputs the output signal.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, CMOS 오실레이터, 로직 게이트 및 D-플립플롭 등을 포함하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로를 제공함으로써, 간단한 구조의 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로를 구현할 수 있고, 고감도 성능과 ADC 동작 특성을 동시에 나타낼 수 있으며, 소프트웨어 기반의 디지털 회로 설계와 연계하여 손쉽게 설계할 수 있는 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, by providing the interface circuit for the capacitive touch sensor including the CMOS oscillator, the logic gate, and the D-flip flop, it is possible to realize the interface circuit for the capacitance- It can display high sensitivity performance and ADC operation characteristics at the same time, and it can be easily designed in conjunction with software based digital circuit design.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로의 구성을 나타낸 도면,
도 2는 정전용량형 터치패널의 정전용량의 변화에 따른 회로출력의 변화를 나타낸 타이밍 다이어그램,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로의 구성을 나타낸 도면,
도 4는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로에서 터치패널의 k개의 채널을 분간해내는 방법을 설명하기 위한 타이밍 다이어그램,
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로의 구성을 나타낸 도면,
도 6은 모식화된 정전용량형 터치패널과 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로를 나타낸 도면이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of an interface circuit for a capacitive touch sensor according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a timing diagram showing a change in the circuit output in accordance with a change in the capacitance of the capacitive touch panel,
3 is a diagram illustrating a configuration of an interface circuit for a capacitive touch sensor according to another embodiment of the present invention.
4 is a timing diagram for explaining a method of discriminating k channels of the touch panel in the capacitive touch sensor interface circuit,
5 is a diagram illustrating a configuration of an interface circuit for a capacitive touch sensor according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an interface circuit for a capacitive type touch panel and a capacitive type touch sensor.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram of a capacitive touch sensor interface circuit according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로(100)는 오실레이터부(110), 다운 카운터부(120) 및 래치부(130) 등을 포함한다.1, an interface circuit 100 for a capacitive touch sensor according to the present invention includes an oscillator 110, a down counter 120, a latch 130, and the like.

오실레이터부(110)는 터치패널(112)의 정전용량의 변화에 비례하는 주기를 갖는 제1 신호(QS')를 출력한다. 이 관계는 하기 수학식 1, 2와 같다.여기서, 오실레이터부(110)는 Ring 오실레이터 또는 이완 발진기(Relaxation Oscillator) 형태로 설계 및 구현될 수 있다.The oscillator unit 110 outputs a first signal QS 'having a period proportional to a change in capacitance of the touch panel 112. [ The relationship is expressed by the following equations (1) and (2). Here, the oscillator unit 110 may be designed and implemented in the form of a ring oscillator or a relaxation oscillator.

Figure 112010035607354-pat00001
Figure 112010035607354-pat00001

Figure 112010035607354-pat00002
Figure 112010035607354-pat00002

여기서, TQS'는 제1 신호(QS')의 주기를 나타내고, k는 터치패널(112)의 개수를 나타내며, C기생은 터치패널(112)의 기생 커패시턴스를 나타내고, C터치는 터치패널(112) 자체의 커패시턴스를 나타낸다.Here, TQS ' represents the period of the first signal QS', k represents the number of the touch panel 112, C parasitic represents the parasitic capacitance of the touch panel 112, C touch represents the parasitic capacitance of the touch panel 112 112) itself.

다운 카운터부(120)는 주파수 분배기(Frequency Divider) 형태로 각각의 제1 D-플립플롭(122)의 출력단이 다음단의 제1 D-플립플롭(122)의 클럭 입력단에 연결되도록 직렬로 연결된 N개의 제1 D-플립플롭(122)을 포함하며, N개의 제1 D-플립플롭(122)의 최초 클럭 입력단에는 제1 신호(QS')가 입력되고, 각각의 제1 D-플립플롭(122)의 클리어 입력단에는 인에이블(EN) 신호가 입력된다. 이때, 각각의 제1 D-플립플롭(122)은 수학식 3과 같이 주기 2NTQS'를 갖는 제2 신호(Q1, Q2, ..., QN)를 출력한다. 즉, N 개의 제1 D-플립플롭(122)들은 각각 그 위치에 따라 제1 신호의 2N배의 주기를 갖는 제2 신호를 출력할 수 있다. 여기서 N은 N 번째 위치한 제1 D-플립플롭(122)을 나타낸다. 예를 들어 Q1은 첫 번째 위치한 제1 D-플립플롭의 출력, Q2는 두 번째 위치한 제1 D-플립플롭(122)의 출력, 그리고 QN은 N 번째 위치한 제1 D-플립플롭(122)의 출력을 나타낸다.Down counter 120 is connected in series so that the output terminal of each first D-flip flop 122 is connected to the clock input terminal of the next D-flip flop 122 in the form of a frequency divider Flops 122. The first signal QS 'is input to the first clock input of the N first D-flip-flops 122, (EN) signal is input to the clear input terminal of the selector 122. At this time, each first D-flip flop 122 outputs a second signal (Q1, Q2, ..., QN) having a period of 2 N T QS ' as shown in Equation (3). That is, each of the N first D-flip-flops 122 may output a second signal having a period of 2 N times the first signal according to its position. Where N represents the first D-flip flop 122 located at the N-th position. For example, Q1 is the output of the first D-flip flop located first, Q2 is the output of the first D-flip flop 122 located second, and QN is the output of the first D- Output.

Figure 112010035607354-pat00003
Figure 112010035607354-pat00003

따라서, 본 발명에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로(100)는 수학식

Figure 112010035607354-pat00004
와 같은 민감도를 가지고 고감도 센싱 동작을 수행할 수 있다.Therefore, the interface circuit 100 for a capacitive touch sensor according to the present invention can be expressed by Equation
Figure 112010035607354-pat00004
Sensitivity sensing operation can be performed with the same sensitivity.

래치부(130)는 N개의 제1 D-플립플롭(122)에 대응되는 N개의 제2 D-플립플롭(132)을 포함하고, 각각의 제2 D-플립플롭(132)의 데이터 입력단에는 자신에게 대응되는 제1 D-플립플롭(122)로부터 출력되는 제2 신호(Q1, Q2, ..., QN)가 입력되며, 클럭 입력단에는 인에이블 신호(EN)가 입력된다. 따라서, 각각의 제2 D-플립플롭(132)은 제2 신호(Q1, Q2, ..., QN)를 입력으로 하여 인에이블 신호(EN)와 동기화된 데이터 값(D1, D2, ..., DN)을 출력한다.The latch unit 130 includes N second D flip-flops 132 corresponding to N first D flip-flops 122, and a data input terminal of each second D flip- The second signals Q1, Q2, ..., QN output from the first D flip-flop 122 corresponding thereto are input, and the enable signal EN is input to the clock input terminal. Each of the second D flip-flops 132 receives the data signals D1, D2, ..., QN synchronized with the enable signal EN by receiving the second signals Q1, Q2, ..., QN. ., DN).

여기서, 외부에서 인가되는 인에이블 신호(EN)의 주기(TEN)는 수학식 4와 같이 터치가 없는 상태의 오실레이터부(110)에서 발생되는 신호 즉, 제1 신호(QS')의 주기(TQS')의 2N배가 된다.Here, the period (T EN ) of the enable signal EN applied from the outside can be expressed by the following equation (4), which is the period of the signal generated by the oscillator unit 110 without touch It is 2 N times the T QS ').

Figure 112010035607354-pat00005
Figure 112010035607354-pat00005

도 2는 정전용량형 터치패널의 정전용량의 변화에 따른 회로출력의 변화를 나타낸 타이밍 다이어그램이다.2 is a timing diagram showing a change in the circuit output in accordance with a change in the capacitance of the capacitive touch panel.

도 2에 도시된 바와 같이, 터치패널(112)의 터치시 터치패널(112)의 정전용량(CS)이 증가함에 따라 오실레이터부(110)에서 출력되는 제1 신호(QS')의 주기(TQS')는 증가한다.As shown in FIG. 2, as the electrostatic capacitance CS of the touch panel 112 increases when the touch panel 112 is touched, the period T of the first signal QS 'output from the oscillator unit 110 QS ' ) increases.

이후, 인에이블 신호(EN)의 주기(TEN)가 고정된 상태에서, 제1 신호(QS')의 주기(TQS')가 증가함에 따라 다운 카운터부(120)의 각각의 제1 D-플립플롭(122)에서 출력되는 제2 신호(Q1, Q2, ..., QN)의 주기는 증가한다. 따라서, 인에이블 신호(EN)가 에지 하강하는 시점의 제2 신호(Q1, Q2, ..., QN)의 값은 Low, Low, ..., High에서 High, High, ..., Low로 증가한다.Then, the enable signal (EN) period (T EN), each of the first D of the down counter 120, as in the fixed state, increase the first signal (QS ') period (T QS') of the The period of the second signals Q1, Q2, ..., QN output from the flip-flop 122 increases. Accordingly, the values of the second signals (Q1, Q2, ..., QN) at the time when the enable signal EN falls edge are set to Low, Low, ..., High to High, .

래치부(130)는 인에이블 신호(EN)가 에지 하강하는 시점의 제2 신호(Q1, Q2, ..., QN)의 값을 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit)에서 최상위 비트(MSB: Most Significant Bit)로 지정하고, 결론적으로 래치부(130)에서 출력되는 데이터 값(D1, D2, ..., DN)은 상승한다.
The latch 130 latches the value of the second signal Q1, Q2, ..., QN at the time when the enable signal EN is edge-dropped from the least significant bit (LSB: Least Significant Bit) And the data values D1, D2, ..., DN output from the latch unit 130 rise.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로의 구성을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of an interface circuit for a capacitive touch sensor according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로(300)는 도 1의 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로(100)에 MUX(340), 2진 카운터(Binary Counter)(350) 및 인에이블 신호 입력부(360)를 더 포함한다. 도 3에서 오실레이터부(310), 다운 카운터부(320) 및 래치부(330)는 도 1의 오실레이터부(110), 다운 카운터부(120) 및 래치부(130)와 동일한 기능을 수행하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.3, an interface circuit 300 for a capacitive touch sensor according to another embodiment of the present invention includes an MUX 340, a binary counter (not shown) Binary Counter) 350 and an enable signal input unit 360. 3, the oscillator unit 310, the down counter unit 320, and the latch unit 330 perform the same functions as those of the oscillator unit 110, the down counter unit 120, and the latch unit 130 of FIG. 1, A detailed description thereof will be omitted.

MUX(340)는 터치패널(312)의 채널 입력을 분간하는 역할을 수행하고, 그 수는 구체적으로 k=2n개이다. 여기서, MUX(340)는 디코더(Decoder)로 대체될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에서, MUX(340) 또는 디코더는 채널 감지부로 통칭 될 수 있다.The MUX 340 serves to discriminate the channel input of the touch panel 312, and specifically, k = 2 n . Here, the MUX 340 may be replaced with a decoder. In various embodiments of the present invention, the MUX 340 or decoder may be referred to as a channel sensing unit.

2진 카운터(350)는 MUX(340)가 k=2n개이므로, k개의 입력 채널 중에 한 개의 채널을 선택하기 위해 최소 n-bit의 2진 카운터로 어드레싱한다.The binary counter 350 addresses k = 2 n of the MUX 340 so as to select at least one channel among the k input channels to a minimum n-bit binary counter.

인에이블 신호 입력부(360)는 인에이블 신호(EN)를 발생하고, 발생되는 인에이블 신호(EN)를 2진 카운터(350)의 클럭으로 입력한다.
The enable signal input unit 360 generates the enable signal EN and inputs the generated enable signal EN to the binary counter 350 as a clock.

도 4는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로에서 터치패널의 k개의 채널을 분간해내는 방법을 설명하기 위한 타이밍 다이어그램이다.4 is a timing diagram for explaining a method of discriminating k channels of the touch panel in the capacitive touch sensor interface circuit.

도 4를 참조하면, 인에이블 신호 입력부(360)로부터 출력되는 인에이블 신호(EN)가 2진 카운터(350)의 클럭(CLK)으로 입력되어, 2진 카운터(350)는 각각의 채널 입력을 선택하기 위한 어드레싱 비트(B1, B2, ..., BN)를 출력한다.4, the enable signal EN outputted from the enable signal input unit 360 is input as the clock CLK of the binary counter 350, and the binary counter 350 outputs the respective channel inputs And outputs addressing bits (B1, B2, ..., BN) for selection.

2진 카운터(350)에서 출력되는 어드레싱 비트(B1, B2, ..., BN)는 MUX(340)로 입력되어, MUX(340)는 각각의 어드레싱 비트(B1, B2, ..., BN)가 최초 에지 상승하는 시점에 대응되는 데이터 값(CS1, CS2, ..., CSk)을 출력한다.
The addressing bits (B1, B2, ..., BN) output from the binary counter 350 are input to the MUX 340 so that each of the addressing bits B1, B2, ..., BN (CS1, CS2, ..., CSk) corresponding to the time point at which the first rising edge of the rising edge of the rising edge of the rising edge occurs.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로의 구성을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a configuration of an interface circuit for a capacitive touch sensor according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로(500)는 MUX(540)를 최소 n-bit의 어드레싱 비트로 어드레싱하기 위해, 도 3의 2진 카운터(350) 및 인에이블 신호 입력부(360)를 대신하여 SPI(Serial Peripheral Interface) 또는 I2C(Inter-Integrated Circuit) 등의 직렬 인터페이싱부(550)를 포함한다. 도 3과 마찬가지로, 도 5의 오실레이터부(510), 다운 카운터부(520) 및 래치부(530)는 도 1의 오실레이터부(110), 다운 카운터부(120) 및 래치부(130)와 동일한 기능을 수행하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.5, the capacitive touch sensor interface circuit 500 according to another embodiment of the present invention includes a binary counter (not shown) of FIG. 3 for addressing the MUX 540 with addressing bits of at least n- And a serial interfacing unit 550 such as an SPI (Serial Peripheral Interface) or an I2C (Inter-Integrated Circuit) in place of the enable signal input unit 360 and the enable signal input unit 360. 5, the oscillator unit 510, the down counter unit 520, and the latch unit 530 are the same as the oscillator unit 110, the down counter unit 120, and the latch unit 130 of FIG. So that a detailed description thereof will be omitted.

따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로(500)는 직렬 인터페이싱부(550)를 이용하여 k개의 채널 입력 중 하나의 채널 입력을 분간해낼 수 있고, 병렬 출력 데이터를 직렬 출력 데이터로 바꾸어줌으로써, 회로를 간단하게 구현할 수 있다.
Accordingly, the capacitive touch sensor interface circuit 500 according to another embodiment of the present invention can distinguish one channel input among k channel inputs using the serial interfacing unit 550, To serial output data, so that the circuit can be implemented simply.

도 6은 모식화된 정전용량형 터치패널과 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로를 나타낸 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing an interface circuit for a capacitive type touch panel and a capacitive type touch sensor.

도 6을 참조하면, 터치패널(610)의 n×m 매트릭스 패턴에 대하여 n+m=k의 관계식에 의해, 터치패널(610)의 채널 입력이 k개가 된다.Referring to FIG. 6, the channel input of the touch panel 610 is k by the relationship of n + m = k with respect to the nxm matrix pattern of the touch panel 610.

본 발명에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로(620)는 k개의 채널 입력을 분간해낼 수 있고, 행과 열의 특정 위치를 터치하여 정전용량의 변화가 일어날 때, 행과 열의 각각의 정전용량의 변화를 인터페이싱하거나 행과 열의 상호(Mutual) 정전용량의 변화를 인터페이싱하는 회로로서 동작할 수 있다.
The capacitive touch sensor interface circuit 620 according to the present invention can distinguish k channel inputs and can change the capacitance of each capacitance of the row and column when a change in capacitance occurs by touching a specific position of a row and a column Can function as a circuit for interfacing a change or interchanging a change in mutual capacitance of a row and a column.

본 발명에 따른 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로는 터치패널의 패턴이 LCD 및 PDP 등을 포함하는 디스플레이 장치의 TFT 패턴과 함께 존재할 경우, 디스플레이 드라이버 IC(Display Driver IC)와 함께 설계 및 제작될 수 있고, 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The interface circuit for a capacitive touch sensor according to the present invention can be designed and manufactured together with a display driver IC (IC) when the pattern of the touch panel exists together with a TFT pattern of a display device including an LCD and a PDP And various modifications and changes may be made without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

110: 오실레이터부 112: 터치패널
120: 다운 카운터부 130: 래치부
340: MUX 350: 2진 카운터
360: 인에이블 신호 입력부 550: 직렬 인터페이싱부110: Oscillator unit 112: Touch panel
120: Down counter 130: Latch part
340: MUX 350: binary counter
360: Enable signal input unit 550: Serial interfacing unit

Claims (12)

터치패널의 정전용량의 변화에 비례하는 주기를 갖는 제1 신호를 출력하는 오실레이터부;
직렬로 연결된 N개의 (N은 1보다 큰 자연수) 제1 D-플립플롭들을 포함하는 다운 카운터부; 및
상기 N개의 제1 D-플립플롭들에 각각 대응되는 N개의 제2 D-플립플롭들을 포함하는 래치부;
를 포함하고,
상기 N개의 제1 D-플립플롭들 중 최초의 제1 D-플립플롭의 클럭 입력단에 상기 제1 신호가 입력되고, 상기 N개의 제1 D-플립플롭들 중 p (p는 1보다 크거나 같고, N보다 작은 자연수) 번째 위치한 제1 D-플립플롭의 출력은 p+1번째 위치한 제1 D-플립플롭의 클럭 입력단에 입력되고, 상기 N개의 제1 D-플립플롭들 중 임의의 q번째 위치한 제1 D-플립플롭은 상기 제1 신호의 주기의 2q배(q는 1보다 크거나 같고, N보다 작거나 같은 자연수)에 해당하는 주기를 갖는 제2 신호를 각각 출력하고,
상기 N개의 제2 D-플립플롭들은 각각 대응되는 제1 D-플립플롭으로부터 출력되는 상기 제2 신호를 입력으로 하여 인에이블 신호와 동기화된 데이터 값을 출력하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로.An oscillator unit for outputting a first signal having a period proportional to a change in capacitance of the touch panel;
A down counter portion including N first D-flip flops connected in series (N is a natural number greater than 1); And
A latch unit including N second D flip-flops each corresponding to the N first D flip-flops;
Lt; / RTI >
Wherein the first signal is input to the clock input terminal of the first first D-flip-flop among the N first D-flip-flops, and p (p is greater than 1 Flip-flop of the (n + 1) -th D-flip-flop is input to the clock input of the (p + 1) -th first D-flip-flop, Flip flop outputs a second signal having a period corresponding to 2 q times (q is a natural number equal to or greater than 1 and less than or equal to N) of the period of the first signal,
Wherein the N second D flip-flops receive the second signal output from the corresponding first D flip-flop as an input and output a data value synchronized with the enable signal. 제1항에 있어서, 상기 제2 신호는,
상기 제1 신호에 대응하여 2q배의 민감도로 변화하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로. 2. The method of claim 1,
And the second signal is changed with a sensitivity of 2q times corresponding to the first signal. 제1항에 있어서, 상기 인에이블 신호는,
상기 제1 신호의 주기의 2N배의 주기를 갖는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로. The apparatus of claim 1, wherein the enable signal comprises:
Wherein the first signal has a period of 2 N times the period of the first signal. 제1항에 있어서,
상기 터치패널의 터치에 의해 상기 정전용량이 증가하면, 상기 제1 신호의 주기가 증가하고, 그에 따라 상기 제2 신호의 주기가 증가하며, 그에 따라 상기 데이터 값이 증가하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로. The method according to claim 1,
Wherein when the capacitance is increased by touching the touch panel, the period of the first signal is increased and the period of the second signal is thereby increased, thereby increasing the data value. Type touch sensor interface circuit. 제1항에 있어서,
상기 인에이블 신호를 발생시키는 인에이블 신호 입력부;
상기 인에이블 신호를 클럭으로 입력받고, 상기 터치패널을 구성하는 복수의 채널 중 한 개의 채널을 선택하기 위한 어드레싱 비트를 출력하는 2진 카운터부; 및
상기 복수의 채널을 구별하기 위하여, 상기 어드레싱 비트를 입력받고 상기 어드레싱 비트의 최초 상승 시점에 대응되는 데이터 값을 출력하는 채널 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로. The method according to claim 1,
An enable signal input unit for generating the enable signal;
A binary counter receiving the enable signal as a clock and outputting an addressing bit for selecting one of a plurality of channels constituting the touch panel; And
Further comprising a channel sensing unit for receiving the addressing bit and outputting a data value corresponding to the first rising time of the addressing bit to distinguish the plurality of channels. 제5항에 있어서, 상기 채널 감지부는,
MUX 또는 디코더인 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로. 6. The apparatus of claim 5,
Wherein the first and second capacitors are MUXs or decoders. 제6항에 있어서,
상기 복수의 채널이 k개일 때, 상기 채널 감지부는 k개의 MUX로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로. The method according to claim 6,
And when the number of the plurality of channels is k, the channel sensing unit comprises k MUXs. 제6항에 있어서,
상기 터치패널이 n×m 매트릭스 패턴을 가질 때, 상기 복수의 채널은 n+m 개이고, 상기 채널 감지부는 n+m 개의 MUX로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로. The method according to claim 6,
Wherein when the touch panel has an nxm matrix pattern, the plurality of channels are n + m, and the channel sensing unit comprises n + m MUXs. 제1항에 있어서,
상기 터치패널을 구성하는 복수의 채널 중 한 개의 채널을 선택하기 위한 어드레싱 비트를 출력하는 직렬 인터페이싱부; 및
상기 복수의 채널을 구별하기 위하여, 상기 어드레싱 비트를 입력받고 상기 어드레싱 비트의 최초 상승 시점에 대응되는 데이터 값을 출력하는 채널 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로. The method according to claim 1,
A serial interfacing part for outputting an addressing bit for selecting one of a plurality of channels constituting the touch panel; And
Further comprising a channel sensing unit for receiving the addressing bit and outputting a data value corresponding to the first rising time of the addressing bit to distinguish the plurality of channels. 제9항에 있어서, 상기 직렬 인터페이싱부는,
SPI(Serial Peripheral Interface) 또는 I2C(Inter-Integrated Circuit)인 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로. 10. The apparatus of claim 9, wherein the serial interfacing unit comprises:
(SPI) or an I2C (Inter-Integrated Circuit). 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 터치패널은,
TFT 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전용량형 터치센서용 인터페이스 회로. The touch panel of claim 1,
And a TFT pattern.
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