KR100977170B1

KR100977170B1 - Capacitive touch detect system with rapidly recovering the volatge of charging node

Info

Publication number: KR100977170B1
Application number: KR1020100022013A
Authority: KR
Inventors: 이정우
Original assignee: 주식회사 티엘아이
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2010-08-20

Abstract

PURPOSE: A capacitive touch sensing system capable of rapidly restoring the voltage of a capacitive terminal is provided to sense the entering status of an object within a sensing area of a sensing component by identifying the voltage of a responding terminal which is transformed into digital data. CONSTITUTION: A sensor(110) generates the induced charge according to a driving signal by including a driving electrode and a sensing electrode. The driving electrode is coupled to the driving signal. The sensing electrode is coupled to the driving electrode as capacitive. An electric charge collector(130) generates the voltage to a responding terminal according to the quantity of charges induced to a capacitive terminal. A charge measuring unit(140) measures the voltage of the response terminal.

Description

CAPACITIVE TOUCH DETECT SYSTEM with rapidly recovering the volatge of charging node

본 발명은 감지영역 내의 물체의 존재를 검출하는 용량성 터치 감지 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a capacitive touch sensing system for detecting the presence of an object in a sensing area.

최근, 터치 감지 시스템은 사용상의 편리함과 미학적 우수함으로 인하여, 노트북 컴퓨터 뿐만 아니라, 가정용 및 휴대용 장치 또는 가전기기들 등에서도 널리 사용되고 있다. 일반적으로, 터치 감지 시스템에서는, 감지 소자들이 제어 패널 상의 일정한 위치에 매트릭스 구조로 배열된다. 그리고, 터치 감지 시스템은 사용자 또는 물체의 접촉이 발생되는 감지 소자의 제어패널 상의 위치를 감지하여 사용자의 입력을 수신한다.Recently, the touch sensing system has been widely used not only in notebook computers but also in home and portable devices or home appliances due to its convenience and aesthetics. In general, in a touch sensing system, the sensing elements are arranged in a matrix structure at a predetermined position on the control panel. In addition, the touch sensing system senses a position on the control panel of the sensing element in which contact of the user or an object is generated and receives a user input.

그런데, 기존의 터치 감지 시스템에서는, 제어패널에 직접적으로 접촉하는 경우에만, 접촉 위치가 감지되어 궁극적으로 사용자의 입력을 수신할 수 있다. 이 경우, 제어패널에 얼룩 등이 발생하여 미관상의 훼손이 발생될 수 있으며, 물체의 접촉에 따른 마모가 발생될 수도 있다.However, in the existing touch sensing system, only when the control panel directly contacts the touch panel, the contact position may be sensed and ultimately receive a user input. In this case, a stain or the like may occur on the control panel, thereby causing aesthetic appearance, and wear due to contact of an object.

따라서, 물체의 직접적인 접촉없이, 소정의 감지영역 내의 물체가 존재하는 경우에도, 이를 감지하여 궁극적으로 사용자의 입력을 수신할 수 있는 터치 감지 시스템이 요구된다.
Accordingly, there is a need for a touch sensing system capable of detecting an event and ultimately receiving a user input even when an object exists within a predetermined sensing region without direct contact with the object.

본 발명의 목적은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 감지영역 내의 물체의 존재를 검출하는 용량성 터치 감지 시스템을 제공하는 데 있다.
An object of the present invention is to solve the problems of the prior art, to provide a capacitive touch sensing system for detecting the presence of an object in the sensing area.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일면은 용량성 터치 감지 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일면에 따른 용량성 터치 감지 시스템은 구동 전극 및 감지 전극을 포함하는 감지 소자로서, 상기 구동 전극은 구동신호에 커플링되며, 상기 감지 전극은 상기 구동 전극에 용량성으로 커플링되어 상기 구동 신호에 따른 유도 전하를 발생하는 상기 감지 소자; 리셋 신호에 응답하여 동일한 전압으로 리셋되는 축전단자와 응답단자 사이에 형성되는 전하 집적기로서, 상기 축전단자에 유입되는 전하량에 따른 전압을 상기 응답단자에 발생하는 상기 전하 집적기; 상기 응답단자의 전압을 측정하는 전하 측정기; 제1 스위칭 신호의 제1 상태에서 상기 감지 전극을 상기 축전단자에 연결하며, 상기 제1 스위칭 신호의 제2 상태에서 상기 감지 전극에 상기 구동신호를 인가하도록 구동되는 스위칭 소자; 일단자가 상기 구동신호와 연동되어 커플링되는 완충 캐패시터; 제2 스위칭 신호의 제1 상태에서는 상기 완충 캐패시터의 다른 일단자를 상기 축전단자에 커플링되고, 상기 제2 스위칭 신호의 제2 상태에서는 상기 완충 캐패시터의 다른 일단자를 기준전압에 커플링시키는 선택 연결 소자; 및 상기 구동신호, 상기 리셋신호, 상기 제1 스위칭 신호 및 상기 제2 스위칭 신호를 제공하는 컨트롤러를 구비한다.One aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a capacitive touch sensing system. According to an aspect of the present invention, there is provided a capacitive touch sensing system including a driving electrode and a sensing electrode, wherein the driving electrode is coupled to a driving signal, and the sensing electrode is capacitively coupled to the driving electrode. The sensing element generating an induced charge according to a driving signal; A charge integrator formed between a capacitor and a response terminal reset to the same voltage in response to a reset signal, the charge integrator generating a voltage in the response terminal according to the amount of charge flowing into the capacitor; A charge meter for measuring a voltage of the response terminal; A switching element connected to the sensing electrode in the first state of a first switching signal to the storage terminal and driven to apply the driving signal to the sensing electrode in a second state of the first switching signal; A buffer capacitor having one end coupled with the driving signal; A selective connection element coupling the other end of the buffer capacitor to the capacitor in a first state of a second switching signal and coupling the other end of the buffer capacitor to a reference voltage in a second state of the second switching signal. ; And a controller configured to provide the driving signal, the reset signal, the first switching signal, and the second switching signal.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면은 용량성 터치 감지 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 다른 일면에 따른 용량성 터치 감지 시스템은 구동 전극 및 감지 전극을 포함하는 감지 소자로서, 상기 구동 전극은 구동신호에 커플링되며, 상기 감지 전극은 상기 구동 전극에 용량성으로 커플링되어 상기 구동 신호에 따른 유도 전하를 발생하는 상기 감지 소자; 리셋 신호에 응답하여 동일한 전압으로 리셋되는 축전단자와 응답단자 사이에 형성되는 전하 집적기로서, 상기 축전단자에 유입되는 전하량에 따른 전압을 상기 응답단자에 발생하는 상기 전하 집적기; 상기 응답단자의 전압을 측정하는 전하 측정기; 제1 스위칭 신호의 제1 상태에서 상기 감지 전극을 상기 축전단자에 연결하며, 상기 제1 스위칭 신호의 제2 상태에서 상기 감지 전극을 기준전압으로 제어하도록 구동되는 스위칭 소자; 일단자가 상기 구동신호와 연동되어 커플링되는 완충 캐패시터; 제2 스위칭 신호의 제1 상태에서는 상기 완충 캐패시터의 다른 일단자를 상기 축전단자에 커플링되고, 상기 제2 스위칭 신호의 제2 상태에서는 상기 완충 캐패시터의 다른 일단자를 기준전압에 커플링시키는 선택 연결 소자; 및 상기 동작신호, 상기 리셋신호, 상기 제1 스위칭 신호 및 상기 제2 스위칭 신호를 제공하는 컨트롤러를 구비한다.
Another aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a capacitive touch sensing system. According to another aspect of the present invention, a capacitive touch sensing system includes a sensing element including a driving electrode and a sensing electrode, wherein the driving electrode is coupled to a driving signal, and the sensing electrode is capacitively coupled to the driving electrode. The sensing element generating an induced charge according to the driving signal; A charge integrator formed between a capacitor and a response terminal reset to the same voltage in response to a reset signal, the charge integrator generating a voltage in the response terminal according to the amount of charge flowing into the capacitor; A charge meter for measuring a voltage of the response terminal; A switching element connected to the sensing electrode to the storage terminal in a first state of a first switching signal and driven to control the sensing electrode to a reference voltage in a second state of the first switching signal; A buffer capacitor having one end coupled with the driving signal; A selective connection element coupling the other end of the buffer capacitor to the capacitor in a first state of a second switching signal and coupling the other end of the buffer capacitor to a reference voltage in a second state of the second switching signal. ; And a controller configured to provide the operation signal, the reset signal, the first switching signal, and the second switching signal.

본 발명의 용량성 터치 감지 시스템은 디지털 데이터로 변환되는 응답단자의 전압을 확인하여 감지 소자의 감지 영역 내에 물체가 진입하는지 여부를 감지할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템에 의하면, 감지 소자의 직접적인 접촉없이도, 감지 영역 내에 진입하는 물체의 감지가 가능하다. The capacitive touch sensing system of the present invention can detect whether an object enters a sensing area of the sensing element by checking the voltage of the response terminal converted into digital data. Therefore, according to the capacitive touch sensing system of the present invention, it is possible to detect an object entering the sensing area without directly touching the sensing element.

또한, 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템에는 축전단자와 풀스윙하는 신호 사이에 회복 캐패시터가 배치된다. 이에 따라, 상기 축전 단자는 감지 단자에 유도된 전하가 전하 집적기의 축전 단자에 전달된 이후, 풀스윙하는 신호에 의하여 유도된 전하로부터 신속히 기준 상태로 회복하게 된다.
In addition, in the capacitive touch sensing system of the present invention, a recovery capacitor is disposed between the capacitor and the full swing signal. Accordingly, the power storage terminal quickly recovers from the charge induced by the full swing signal to the reference state after the charge induced in the sensing terminal is transferred to the power storage terminal of the charge integrator.

본 발명에서 사용되는 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1a는 감지 영역 내에 어떠한 물체도 진입하지 않은 경우의 두개의 전극 사이의 전기장을 나타내는 도면이며, 도 1b는 감지 영역 내에 물체가 있는 경우의 두개의 전극 사이의 전기장을 나타내는 도면이다.
도 2은 도 1a 및 도 1b에 따른 용량성 커플링의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 제1 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템의 일예들의 동작을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 7의 제3 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템의 일예들의 동작을 설명하기 위한 타이밍도들이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
A brief description of each drawing used in the present invention is provided.
FIG. 1A is a diagram showing an electric field between two electrodes when no object enters the sensing area, and FIG. 1B is a diagram showing an electric field between two electrodes when there is an object in the sensing area.
FIG. 2 is a view for explaining a change in capacitive coupling according to FIGS. 1A and 1B.
3 is a diagram schematically illustrating a capacitive touch sensing system according to a first embodiment of the present invention.
4 and 5 are timing diagrams for describing an operation of one example of the capacitive touch sensing system according to the first embodiment of FIG. 3.
6 is a diagram schematically illustrating a capacitive touch sensing system according to a second embodiment of the present invention.
7 is a schematic view of a capacitive touch sensing system according to a third embodiment of the present invention.
8 and 9 are timing diagrams for describing an operation of one example of the capacitive touch sensing system according to the third embodiment of FIG. 7.
10 is a diagram schematically illustrating a capacitive touch sensing system according to a fourth embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 잇점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. 각 도면을 이해함에 있어서, 동일한 부재는 가능한 한 동일한 참조부호로 도시하고자 함에 유의해야 한다.For a better understanding of the present invention and its operational advantages, and the objects attained by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the invention, and the accompanying drawings. In understanding each of the figures, it should be noted that like parts are denoted by the same reference numerals whenever possible.

먼저, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 기술하기에 앞서 감지소자의 감지영역 내의 물체의 존재에 따라 발생되는 용량성 커플링의 변화에 대하여 살펴본다.First, before describing the embodiments of the present invention in detail, the change in the capacitive coupling caused by the presence of an object in the sensing region of the sensing device will be described.

도 1a는 감지 영역 내에 어떠한 물체도 진입하지 않은 경우의 두개의 전극 사이의 전기장을 나타내는 도면이며, 도 1b는 감지 영역 내에 물체(즉, 접지되어 있는 사용자의 손가락)가 있는 경우의 두개의 전극 사이의 전기장을 나타내는 도면이다. 도 1a 및 도 1b에서는, 간략화하기 위하여 감지소자를 형성하는 2개의 전극(10, 20) 만이 도시된다.FIG. 1A is a diagram showing an electric field between two electrodes when no object enters the sensing area, and FIG. 1B is a diagram between two electrodes when there is an object in the sensing area (ie, a finger of a user grounded). It is a figure which shows the electric field of. 1A and 1B, only two electrodes 10, 20 forming a sensing element are shown for simplicity.

도 1a와 같이 어떠한 물체도 감지 영역 내에 진입하지 않은 경우(CASE1)에는, 두개의 전극(10, 20) 사이에 형성되는 모든 전기력선이 두개의 전극(10, 20)에 접속된다. 그러나, 도 1b와 같이 사용자의 손가락(30)이 감지 영역 내에 진입하는 경우(CASE2)에는, 두개의 전극(10, 20) 사이에 형성되는 전기력선의 일부가 손가락(30)을 통하여 접지면과 결합되고, 나머지 전기력선만이 전극(10, 20)에 접속된다. When no object enters the sensing region as shown in FIG. 1A (CASE1), all electric force lines formed between the two electrodes 10 and 20 are connected to the two electrodes 10 and 20. However, when the user's finger 30 enters the sensing area as shown in FIG. 1B (CASE2), a part of the electric force line formed between the two electrodes 10 and 20 is coupled with the ground plane through the finger 30. Only the remaining electric force lines are connected to the electrodes 10 and 20.

이에 따라, 도 2에 도시되는 바와 같이, 사용자의 손가락(30)이 감지 영역 내에 진입하는 경우(CASE2)에는, 어떠한 물체도 감지 영역 내에 진입하지 않은 경우(CASE1)에 비하여, 전극들(10, 20)간의 용량성 커플링이 감소된다.Accordingly, as shown in FIG. 2, when the user's finger 30 enters into the sensing area (CASE2), the electrodes 10, as compared with the case where no object enters into the sensing area (CASE1), are shown in FIG. 20) capacitive coupling is reduced.

이러한 원리를 이용하여, 구동신호(XDR)과 같은 일정한 파형을 하나의 전극(10)에 인가하고, 다른 전극(20)에서 이에 따른 감지신호(XDT)의 전압의 변화를 측정함으로써, 축전소자의 감지 영역 내에 어떠한 물체가 접근하는지 여부를 감지할 수 있게 된다.By using this principle, by applying a constant waveform, such as a drive signal (XDR) to one electrode 10, and by measuring the change in the voltage of the detection signal (XDT) according to the other electrode 20, It is possible to detect which object is approaching within the detection area.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1 First 실시예Example

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating a capacitive touch sensing system according to a first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 제1 실시예의 용량성 터치 감지 시스템은 감지 소자(110), 전하 집적기(130), 전하 측정기(140), 스위칭 소자(150), 완충 캐패시터(170), 선택연결소자(180) 및 컨트롤러(190)를 구비한다.Referring to FIG. 3, the capacitive touch sensing system of the first embodiment includes a sensing element 110, a charge integrator 130, a charge meter 140, a switching element 150, a buffer capacitor 170, and a selective connection element. And a controller 190.

상기 감지 소자(110)는 구동 전극(EDR) 및 감지 전극(EDT)을 포함하여 형성된다. 상기 구동 전극(EDR)은 구동 신호(XDR)에 커플링된다. 그리고, 상기 구동 전극(EDR)과 상기 감지 전극(EDT) 사이에는 유전체 등이 형성되어, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 구동 전극(EDR)에 용량성으로 커플링된다. 이에 따라, 상기 감지 전극(EDT)는 상기 구동 전극(EDR)에 인가되는 구동 신호(XDR)에 따른 유도 전하가 발생된다.The sensing element 110 includes a driving electrode EDR and a sensing electrode EDT. The driving electrode EDR is coupled to the driving signal XDR. In addition, a dielectric is formed between the driving electrode EDR and the sensing electrode EDT, and the sensing electrode ETR is capacitively coupled to the driving electrode EDR. Accordingly, the sensing electrode EDT generates induced charges according to the driving signal XDR applied to the driving electrode EDR.

상기 전하 집적기(130)는 리셋 신호(XRS)에 응답하여 동일한 전압으로 리셋되는 축전단자(NCP)와 응답단자(NRS) 사이에 형성된다. 이때, 상기 축전단자(NCP)에는, 전하가 유입된다. 그리고, 상기 응답단자(NRS)에는, 상기 축전단자(NCP)에 유입되는 전하량에 따른 전압이 유도되어 발생된다.The charge integrator 130 is formed between the capacitor terminal NCP and the response terminal NRS that are reset to the same voltage in response to the reset signal XRS. At this time, electric charge flows into the power storage terminal NCP. In addition, a voltage corresponding to the amount of charge flowing into the storage terminal NCP is induced and generated in the response terminal NRS.

바람직하기로는, 상기 전하 집적기(130)는 축전 캐패시터(131), 리셋 스위치(133) 및 증폭 수단(135)을 구비한다.Preferably, the charge integrator 130 includes a storage capacitor 131, a reset switch 133 and an amplification means 135.

상기 축전 캐패시터(131)는 상기 축전단자(NCP)와 상기 응답단자(NRS) 사이에 형성된다. 상기 리셋 스위치(133)는 상기 리셋 신호(XRS)에 응답하여 상기 축전단자(NCP)와 상기 응답단자(NRS)를 전기적으로 연결한다.The power storage capacitor 131 is formed between the power storage terminal NCP and the response terminal NRS. The reset switch 133 electrically connects the power storage terminal NCP and the response terminal NRS in response to the reset signal XRS.

상기 증폭 수단(135)은 상기 축전 단자(NCP)에 축전되는 전하의 증가에 따라 상기 응답 단자(NRS)의 전압레벨을 상승시킨다. 바람직하기로는, 상기 증폭 수단(135)는 양의 입력단에 기준전압(VREF)이 인가되고, 음의 입력단에 상기 축전단자(NCP)가 인가되며, 출력단이 상기 응답단자(NRS)가 연결되는 연산 증폭기이다.The amplifying means 135 increases the voltage level of the response terminal NRS as the charge stored in the power storage terminal NCP increases. Preferably, the amplifying means 135 is a calculation that the reference voltage (VREF) is applied to the positive input terminal, the power storage terminal (NCP) is applied to the negative input terminal, the output terminal is connected to the response terminal (NRS) It is an amplifier.

상기 전하 측정기(140)는 상기 응답단자(NRS)의 전압을 측정한다. 바람직한 실시예에서는, 상기 전하 측정기(140)는 상기 응답단자(NRS)의 전압을 디지털 데이터(XDIG)로 변환하여 출력하는 ADC 회로이다.The charge meter 140 measures the voltage of the response terminal (NRS). In a preferred embodiment, the charge meter 140 is an ADC circuit for converting the voltage of the response terminal (NRS) to digital data (XDIG) and outputs.

상기 스위칭 소자(150)는, 제1 스위칭 신호(XSW1)의 제1 상태(예를 들면, 논리 'H')에서, 상기 감지 전극(EDT)을 상기 축전단자(NCP)에 연결한다. 그리고, 상기 스위칭 소자(150)는, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)의 제2 상태(예를 들면, 논리 'L')에서, 상기 감지 전극(EDT)에 상기 구동신호(XDR)를 인가하도록 구동된다.The switching element 150 connects the sensing electrode EDT to the storage terminal NCP in a first state (eg, logic 'H') of the first switching signal XSW1. In addition, the switching element 150 may apply the driving signal XDR to the sensing electrode EDT in a second state (eg, logic 'L') of the first switching signal XSW1. Driven.

상기 완충 캐패시터(170)는 일단자가 상기 구동신호(XDR)에 연결된다. 이에 따라, 상기 완충 캐패시터(170)의 일단자는 상기 구동신호(XDR)에 연동되어 커플링된다. 바람직하기로는, 상기 완충 캐패시터(170)는 상기 감지 소자(110)와 동일한 축전 용량을 가진다.One end of the buffer capacitor 170 is connected to the driving signal XDR. Accordingly, one end of the buffer capacitor 170 is coupled to the drive signal (XDR) in conjunction with. Preferably, the buffer capacitor 170 has the same capacitance as the sensing element 110.

상기 선택 연결 소자(180)는, 제2 스위칭 신호(XSW2)의 제1 상태(예를 들면, 논리 'H')에서, 상기 완충 캐패시터(170)의 다른 일단자를 상기 축전단자(NCP)에 연결하여 커플링한다. 그리고, 상기 선택 연결 소자(180)는, 제2 스위칭 신호(XSW2)의 제2 상태(예를 들면, 논리 'L')에서, 상기 완충 캐패시터(170)의 다른 일단자를 기준전압(VREF)에 연결하여 커플링한다.The selection connecting device 180 connects the other terminal of the buffer capacitor 170 to the capacitor NCP in the first state (eg, logic 'H') of the second switching signal XSW2. Coupling. In addition, in the second connection signal XSW2 (eg, logic 'L'), the select connection device 180 may connect the other terminal of the buffer capacitor 170 to the reference voltage VREF. Connect and couple.

상기 완충 캐패시터(170)는 상기 축전 단자(NCP)에 커플드되며, 상기 구동신호(XDR)에 따라 상기 축전단자(NCP)에 형성되는 상기 유도 전하를 완충하며, 이에 따라 상기 축전단자(NCP)의 전압레벨이 보다 신속히 회복될 수 있다.The buffer capacitor 170 is coupled to the power storage terminal NCP, and buffers the induced charge formed in the power storage terminal NCP according to the driving signal XDR, and thus the power storage terminal NCP. The voltage level can be recovered more quickly.

그리고, 상기 컨트롤러(190)는 상기 구동신호(XDR), 상기 리셋신호(XRS), 상기 제1 스위칭 신호(XSW1) 및 상기 제2 스위칭 신호(XSW2)를 제공한다.The controller 190 provides the driving signal XDR, the reset signal XRS, the first switching signal XSW1, and the second switching signal XSW2.

도 4는 도 3의 제1 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템의 일예의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.4 is a timing diagram for describing an operation of an example of the capacitive touch sensing system according to the first embodiment of FIG. 3.

도 4를 도 3과 함께 참조하면, 시점 t11에서, 상기 리셋신호(XRS)가 "L"로 되면, 상기 전하 집적기(130)의 상기 축전단자(NCP)와 상기 응답단자(NRS) 사이의 리셋 상태가 해제된다.Referring to FIG. 4 together with FIG. 3, when the reset signal XRS becomes “L” at a time point t11, between the power storage terminal NCP and the response terminal NRS of the charge integrator 130. The reset state is released.

그리고, 시점 t12에서, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)가 "H"로 되면, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 기준전압(VREF)으로 제어된다. 시점 t13에서, 상기 구동 신호(XDR)가 "L"로 천이하면, 상기 감지 단자(EDT)에 발생되는 유도 전하(P11) 및 이에 따른 상기 축전단자(NCP)의 유입 전하량(P12)에 따라, 상기 응답단자(NRS)의 전압레벨이 상승하게 된다(P13). At the time t12, when the first switching signal XSW1 becomes “H”, the sensing electrode EDT is controlled to the reference voltage VREF. At the time t13, when the driving signal XDR transitions to “L”, according to the induced charge P11 generated at the sensing terminal EDT and thus the amount of inflow charge P12 of the storage terminal NCP, The voltage level of the response terminal NRS is increased (P13).

그리고, 시점 t14에서, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)가 "L"로 되면, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 구동 신호(XDR)의 전압레벨인 접지전압(VSS)으로 제어된다. 그리고, 시점 t15에서, 상기 제2 스위칭 신호(XSW2)가 "H"로 되면, 상기 완충 캐패시터(170)의 다른 일단자가 상기 축전단자(NCP)와 연결된다. 그리고, 시점 t16에서, 상기 구동 신호(XDR)가 "H"로 천이한다. 이때, 상기 완충 캐패시터(170)의 커플링으로 인하여, 하강된 상기 축전단자(NCP)의 전압레벨은 신속히 기준상태로 회복된다.When the first switching signal XSW1 becomes "L" at time t14, the sensing electrode EDT is controlled to the ground voltage VSS which is the voltage level of the driving signal XDR. When the second switching signal XSW2 becomes “H” at time t15, the other end of the buffer capacitor 170 is connected to the power storage terminal NCP. At time t16, the drive signal XDR transitions to " H ". At this time, due to the coupling of the buffer capacitor 170, the voltage level of the power storage terminal (NCP) that is lowered is quickly restored to the reference state.

그리고, 미리 결정된 일정 갯수의 상기 구동 신호(XDR)의 활성화가 발생된 후에 상기 응답단자(NRS)의 전압을 디지털 데이터(XDIG)로 변환한다.After the activation of the predetermined number of driving signals XDR is generated, the voltage of the response terminal NRS is converted into digital data XDIG.

이때, 상기 디지털 데이터(XDIG)로 변환되는 상기 응답단자(NRS)의 전압(VFN)을 확인하여 상기 감지 소자(110)의 감지 영역 내에 물체가 진입하는지 여부를 감지할 수 있게 된다. 즉, 상기 감지 소자(110)의 감지 영역 내에 물체가 진입한 경우에는, 상기 감지 소자(110)의 감지 영역 내에 물체가 존재하지 않는 경우에 비하여, 상기 응답단자(NRS)의 전압레벨의 하강폭은 현저히 크게 된다(도 4의 Vfal 참조).In this case, by checking the voltage VFN of the response terminal NRS converted into the digital data XDIG, it is possible to detect whether an object enters the sensing region of the sensing element 110. That is, when an object enters into the sensing area of the sensing element 110, the falling width of the voltage level of the response terminal NRS, as compared with the case where no object exists in the sensing area of the sensing element 110. Is significantly larger (see Vfal in FIG. 4).

한편, 도 3의 제1 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템은 다양한 방법으로 구동될 수 있다.Meanwhile, the capacitive touch sensing system according to the first embodiment of FIG. 3 may be driven in various ways.

도 5는 도 3의 제1 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템의 다른 일예의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 5 is a timing diagram for describing an operation of another example of the capacitive touch sensing system according to the first embodiment of FIG. 3.

도 5를 도 3과 함께 참조하면, 시점 t21에서, 상기 리셋신호(XRS)가 "L"로 되면, 상기 전하 집적기(130)의 상기 축전단자(NCP)와 상기 응답단자(NRS) 사이의 리셋 상태가 해제된다.Referring to FIG. 5 together with FIG. 3, when the reset signal XRS becomes “L” at a time point t21, between the power storage terminal NCP and the response terminal NRS of the charge integrator 130. The reset state is released.

그리고, 시점 t22에서, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)가 "H"로 되면, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 기준전압(VREF)으로 제어된다. 시점 t23에서, 상기 구동 신호(XDR)가 "H"로 천이하면, 상기 감지 단자(EDT)에 발생되는 유도 전하(P21) 및 이에 따른 상기 축전단자(NCP)의 유입 전하량(P22)에 따라, 상기 응답단자(NRS)의 전압레벨이 하강하게 된다(P23). At the time t22, when the first switching signal XSW1 becomes “H”, the sensing electrode EDT is controlled to the reference voltage VREF. At the time t23, when the driving signal XDR transitions to “H”, according to the induced charge P21 generated at the sensing terminal EDT and thus the amount of inflow charge P22 of the storage terminal NCP, The voltage level of the response terminal NRS is lowered (P23).

그리고, 시점 t24에서, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)가 "L"로 되면, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 구동 신호(XDR)의 전압레벨인 전원전압(VCC)으로 제어된다. 그리고, 시점 t25에서, 상기 제2 스위칭 신호(XSW2)가 "H"로 되면, 상기 완충 캐패시터(170)의 다른 일단자가 상기 축전단자(NCP)와 연결된다. 그리고, 시점 t26에서, 상기 구동 신호(XDR)가 "L"로 천이한다. 이때, 상기 완충 캐패시터(170)의 커플링으로 인하여, 상승된 상기 축전단자(NCP)의 전압레벨은 신속히 기준상태로 회복된다.When the first switching signal XSW1 becomes "L" at time t24, the sensing electrode EDT is controlled to the power supply voltage VCC which is the voltage level of the driving signal XDR. When the second switching signal XSW2 becomes “H” at time t25, the other terminal of the buffer capacitor 170 is connected to the power storage terminal NCP. At time t26, the drive signal XDR transitions to " L ". At this time, due to the coupling of the buffer capacitor 170, the elevated voltage level of the capacitor NCP is quickly restored to the reference state.

이때, 상기 디지털 데이터(XDIG)로 변환되는 상기 응답단자(NRS)의 전압(VFN)을 확인하여 상기 감지 소자(110)의 감지 영역 내에 물체가 진입하는지 여부를 감지할 수 있게 된다. 즉, 상기 감지 소자(110)의 감지 영역 내에 물체가 진입한 경우에는, 상기 감지 소자(110)의 감지 영역 내에 물체가 존재하지 않는 경우에 비하여, 상기 응답단자(NRS)의 전압레벨의 상승폭은 현저히 크게 된다(도 5의 Vris 참조).In this case, by checking the voltage VFN of the response terminal NRS converted into the digital data XDIG, it is possible to detect whether an object enters the sensing region of the sensing element 110. That is, when an object enters into the sensing area of the sensing element 110, the rising width of the voltage level of the response terminal NRS is greater than when the object does not exist in the sensing area of the sensing element 110. Significantly larger (see Vris in FIG. 5).

상기와 같은 제1 실시예의 용량성 터치 감지 시스템에 의하여, 감지 소자(110)의 직접적인 접촉없이도, 감지 영역 내에 진입하는 물체의 감지가 가능하다.
By the capacitive touch sensing system of the first embodiment as described above, it is possible to detect an object entering the sensing region without direct contact with the sensing element 110.

제2 2nd 실시예Example

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 도 3의 제1 실시예의 기술적 사상을 이용하여 제어 패널 상의 특정한 위치에 물체가 진입되었지 여부를 감지하는 시스템이다.FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a capacitive touch sensing system according to a second embodiment of the present invention, which detects whether an object has entered a specific position on a control panel using the technical spirit of the first embodiment of FIG. 3. System.

도 6의 실시예에서, 도 3의 실시예와 동일한 기능을 가지는 구성요소 및 신호에 대하여, 동일한 참조부호 및 참조번호가 부여되며, 이에 대한 구체적인 도시는 생략된다.In the embodiment of FIG. 6, the same reference numerals and reference numerals are given to components and signals having the same functions as the embodiment of FIG. 3, and detailed illustrations thereof are omitted.

도 6을 참조하면, 제2 실시예의 용량성 터치 감지 시스템은 N(도 6에서는, 4개가 예로서 도시됨)개의 입력라인들(LIN1~LIN4), M(도 6에서는, 4개가 예로서 도시됨)개의 출력라인들(LOUT1~LOUT4), 그리고, N x M 개의 감지 소자들(110) 및 신호 발생 블락(BGN)을 제어 패널(CONPAL) 상에 포함하며, 전하 집적기(130), 전하 측정기(140), 스위칭 블락(BSW), 완충 캐패시터(170), 선택 연결 소자(180) 및 컨트롤러(190)를 구비한다.Referring to FIG. 6, the capacitive touch sensing system of the second embodiment is illustrated by N input lines LIN1 to LIN4 and 4 (in FIG. 6, four are shown as examples). Output lines LOUT1 to LOUT4, and N × M sensing elements 110 and a signal generation block BGN on the control panel CONPAL, and include a charge integrator 130 and a charge. The measurement device 140 includes a switching block BSW, a buffer capacitor 170, a selection connecting device 180, and a controller 190.

상기 입력라인들(LIN1~LIN4)은 제1 방향(예를 들면, 행의 방향)으로 나란히 배열되며, 상기 출력라인들(LOUT1~LOUT4)은 제2 방향(예를 들면, 열의 방향)으로 나란히 배열된다.The input lines LIN1 to LIN4 are arranged side by side in a first direction (eg, a row direction), and the output lines LOUT1 to LOUT4 are side by side in a second direction (eg, a column direction). Are arranged.

상기 감지 소자들(110)은 상기 입력라인들(LIN1~LIN4)과 상기 출력라인들(LOUT1~LOUT4)로 이루어지는 매트릭스 구조의 교차첨 상에 배열된다. 이때, 도 6의 감지 소자들(110) 각각은 도 3의 감지 소자(110)와 동일한 구성으로 구현될 수 있으며, 또한 동일한 방식으로 작용한다.The sensing elements 110 are arranged on the intersection of a matrix structure consisting of the input lines LIN1 to LIN4 and the output lines LOUT1 to LOUT4. In this case, each of the sensing elements 110 of FIG. 6 may be embodied in the same configuration as the sensing element 110 of FIG. 3 and may also function in the same manner.

즉, 상기 감지 소자들(110) 각각은 구동 전극(EDR, 도 6에는 미도시) 및 감지 전극(EDT, 도 6에는 미도시)을 포함하여 형성된다. 상기 구동 전극(EDR)은 각자의 구동 신호(XDR1~XDR4)에 커플링된다. 그리고, 상기 구동 전극(EDR)과 상기 감지 전극(EDT) 사이에는 유전체 등이 형성되어, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 구동 전극(EDR)에 용량성으로 커플링된다. 이에 따라, 상기 감지 전극(EDT)는 상기 구동 전극(EDR)에 인가되는 각자의 구동 신호(XDR1~XDR4)에 따른 유도 전하가 발생된다. That is, each of the sensing elements 110 includes a driving electrode EDR (not shown in FIG. 6) and a sensing electrode EDT (not shown in FIG. 6). The driving electrode EDR is coupled to the respective driving signals XDR1 to XDR4. In addition, a dielectric is formed between the driving electrode EDR and the sensing electrode EDT, and the sensing electrode ETR is capacitively coupled to the driving electrode EDR. Accordingly, the sensing electrode EDT generates inductive charges according to respective driving signals XDR1 to XDR4 applied to the driving electrode EDR.

그리고, 상기 신호 발생 블락(BGN)은 행 선택 어드레스(RADD)에 의하여 선택되는 상기 입력라인들(LIN1~LIN4)에, 수신되는 동작신호(XOP)에 따른 각자의 상기 구동신호(XDR1~XDR4)를 발생한다. 이때, 상기 신호 발생 블락(BGN)에 포함되는 신호 발생기(122_1~122_4)는 상기 행 선택 어드레스(RADD)에 의하여 선택된다. 그리고, 상기 신호 발생기(122_1~122_4)는 스위치 또는 버퍼로 구현될 수 있다.The signal generation block BGN is connected to the input lines LIN1 to LIN4 selected by the row selection address RADD, and the driving signals XDR1 to XDR4 corresponding to the received operation signal XOP. Occurs. In this case, the signal generators 122_1 to 122_4 included in the signal generation block BGN are selected by the row selection address RADD. The signal generators 122_1 to 122_4 may be implemented as a switch or a buffer.

상기 전하 집적기(130)는 도 3의 전하 집적기(130)와 동일하게 구성될 수 있다. 즉, 상기 전하 집적기(130)는 리셋 신호(XRS)에 응답하여 동일한 전압으로 리셋되는 축전단자(NCP)와 응답단자(NRS) 사이에 형성되며, 상기 축전단자(NCP)에 유입되는 전하량에 따른 전압을 상기 응답단자(NRS)에 발생한다. The charge integrator 130 may be configured in the same manner as the charge integrator 130 of FIG. 3. That is, the charge integrator 130 is formed between the capacitor terminal NCP and the response terminal NRS, which are reset to the same voltage in response to the reset signal XRS, to the amount of charge flowing into the capacitor terminal NCP. The corresponding voltage is generated at the response terminal NRS.

그리고, 상기 전하 측정기(140)도 도 3의 전하 측정기(140)와 동일하게 구성될 수 있으며, 상기 응답단자(NRS)의 전압을 측정한다. 바람직하기로는, 상기 전하 측정기(140)는 상기 응답단자(NRS)의 전압을 디지털 데이터(XDIG)로 변환하는 ADC 회로로 구현된다.The charge meter 140 may also be configured in the same manner as the charge meter 140 of FIG. 3, and measures the voltage of the response terminal NRS. Preferably, the charge meter 140 is implemented as an ADC circuit for converting the voltage of the response terminal (NRS) into digital data (XDIG).

그리고, 상기 스위칭 블락(BSW)은 제1 스위칭 신호(XSW1)의 제1 상태에서 선택되는 어느하나의 상기 출력라인(LOUT1~LOUT4)을 상기 축전단자(NCP)에 연결하며, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)의 제2 상태에서 상기 출력라인들(LOUT1~LOUT4)에 상기 동작신호(XOP)를 인가하도록 구동된다. 이때, 상기 스위칭 블락(BSW)에 포함되는 스위칭 소자들(150_1~150_4)는 도 3의 스위칭 소자(150)와 유사하게 구현될 수 있으며, 상기 열 선택 어드레스(CADD)에 의하여 인에이블되는 스위칭 소자(150_1~150_4)가 결정된다.The switching block BSW connects one of the output lines LOUT1 to LOUT4 selected from the first state of the first switching signal XSW1 to the storage terminal NCP, and the first switching signal. In the second state of XSW1, the driving signal XOP is driven to the output lines LOUT1 to LOUT4. In this case, the switching elements 150_1 to 150_4 included in the switching block BSW may be implemented similarly to the switching element 150 of FIG. 3 and may be enabled by the column selection address CADD. (150_1 to 150_4) is determined.

상기 완충 캐패시터(170)는 일단자가 상기 동작신호(XOP)에 연결된다. 이에 따라, 상기 완충 캐패시터(170)의 일단자는 상기 동작신호(XOP)에 연동되어 커플링된다. 바람직하기로는, 상기 완충 캐패시터(170)는 상기 감지 소자(110)와 동일한 축전 용량을 가진다.One end of the buffer capacitor 170 is connected to the operation signal XOP. Accordingly, one end of the buffer capacitor 170 is coupled to the operation signal (XOP) coupled. Preferably, the buffer capacitor 170 has the same capacitance as the sensing element 110.

상기 완충 캐패시터(170)는 상기 축전 단자(NCP)에 커플드되며, 상기 동작신호(XOP)에 따라 상기 축전단자(NCP)에 형성되는 상기 유도 전하를 완충하며, 이에 따라 상기 축전단자(NCP)의 전압레벨이 보다 신속히 회복될 수 있다.The buffer capacitor 170 is coupled to the power storage terminal NCP, and buffers the induced charge formed in the power storage terminal NCP according to the operation signal XOP, and thus the power storage terminal NCP. The voltage level can be recovered more quickly.

그리고, 상기 컨트롤러(190)는 도 3의 컨트롤러(140)와 동일하게 구성될 수 있으며, 상기 동작신호(XOP), 상기 리셋신호(XRS), 상기 제1 스위칭 신호(XSW1) 및 상기 제2 스위칭 신호(XSW2)를 제공한다.In addition, the controller 190 may be configured in the same manner as the controller 140 of FIG. 3, and the operation signal XOP, the reset signal XRS, the first switching signal XSW1, and the second switching Provide signal XSW2.

상기와 같은 제2 실시예의 용량성 터치 감지 시스템에 의하여, 감지 소자(110)의 직접적인 접촉없이도, 감지 영역 내에 진입하는 물체의 감지가 가능하다. 그리고, 도 6의 제2 실시예에서는, 물체가 감지 영역 내에 진입하는 제어패널(CONPAL) 상의 감지 소자(110)를 파악하여, 궁극적으로 사용자의 입력을 수신할 수 있다.By the capacitive touch sensing system of the second embodiment as described above, it is possible to detect an object entering the sensing area without direct contact with the sensing element 110. In addition, in the second embodiment of FIG. 6, the sensing element 110 on the control panel CONPAL in which an object enters the sensing area may be grasped to ultimately receive a user input.

도 3 및 도 6의 제1 및 제2 실시예에서, 상기 전하 측정기(140), 완충 캐패시터(170), 선택 연결소자(180) 및 컨트롤러(190)는 별개의 구성요소로 도시되어 있다. 그러나, 이들 구성요소들의 기능성(functionality)은 단일 집적회로 칩에 의해 구현될 수 있음은 당업자에게는 자명하다.In the first and second embodiments of FIGS. 3 and 6, the charge meter 140, the buffer capacitor 170, the selective connection device 180 and the controller 190 are shown as separate components. However, it will be apparent to those skilled in the art that the functionality of these components may be implemented by a single integrated circuit chip.

한편, 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템은 다양한 형태로 변형될 수 있다.
On the other hand, the capacitive touch sensing system of the present invention can be modified in various forms.

제3 The third 실시예Example

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 7을 참조하면, 제3 실시예의 용량성 터치 감지 시스템은 감지 소자(210), 전하 집적기(230), 전하 측정기(240), 스위칭 소자(250), 완충 캐패시터(270), 선택 연결 소자(280) 및 컨트롤러(290)를 구비한다.7 is a schematic view of a capacitive touch sensing system according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the capacitive touch sensing system of the third embodiment includes a sensing element 210, a charge integrator 230, a charge meter 240, a switching element 250, a buffer capacitor 270, and a selective connection element. 280 and a controller 290.

도 7의 제3 실시예는 도 3의 제1 실시예와 거의 동일하며, 상기 스위칭 소자(250)에서 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)의 제2 상태에서의 상기 감지전극(EDT)이 상기 구동신호(XDR) 대신에 상기 기준전압(VREF)에 연결된다는 점에서 있을 뿐이다. 그러므로, 도 7의 제3 실시예를 기술함에 있어서, 도 3의 제1 실시예와 동일한 작용을 하는 신호들에 대해서는, 가능한 한 동일한 참조부호가 사용된다.The third embodiment of FIG. 7 is almost the same as the first embodiment of FIG. 3, and the sensing electrode EDT in the second state of the first switching signal XSW1 is driven by the switching element 250. It is only in that it is connected to the reference voltage VREF instead of the signal XDR. Therefore, in describing the third embodiment of FIG. 7, for the signals having the same function as the first embodiment of FIG. 3, the same reference numerals are used as possible.

다시 도 7을 참조하면, 상기 감지 소자(210)는 구동 전극(EDR) 및 감지 전극(EDT)을 포함하여 형성된다. 상기 구동 전극(EDR)은 구동 신호(XDR)에 커플링된다. 그리고, 상기 구동 전극(EDR)과 상기 감지 전극(EDT) 사이에는 유전체 등이 형성되어, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 구동 전극(EDR)에 용량성으로 커플링된다. 이에 따라, 상기 감지 전극(EDT)는 상기 구동 전극(EDR)에 인가되는 구동 신호(XDR)에 따른 유도 전하가 발생된다.Referring to FIG. 7 again, the sensing element 210 includes a driving electrode EDR and a sensing electrode EDT. The driving electrode EDR is coupled to the driving signal XDR. In addition, a dielectric is formed between the driving electrode EDR and the sensing electrode EDT, and the sensing electrode ETR is capacitively coupled to the driving electrode EDR. Accordingly, the sensing electrode EDT generates induced charges according to the driving signal XDR applied to the driving electrode EDR.

상기 전하 집적기(230)는 리셋 신호(XRS)에 응답하여 동일한 전압으로 리셋되는 축전단자(NCP)와 응답단자(NRS) 사이에 형성된다. 이때, 상기 축전단자(NCP)에는, 전하가 유입된다. 그리고, 상기 응답단자(NRS)에는, 상기 축전단자(NCP)에 유입되는 전하량에 따른 전압이 유도되어 발생된다.The charge integrator 230 is formed between the capacitor terminal NCP and the response terminal NRS that are reset to the same voltage in response to the reset signal XRS. At this time, electric charge flows into the power storage terminal NCP. In addition, a voltage corresponding to the amount of charge flowing into the storage terminal NCP is induced and generated in the response terminal NRS.

바람직하기로는, 상기 전하 집적기(230)는 축전 캐패시터(231), 리셋 스위치(233) 및 증폭 수단(235)을 구비한다.Preferably, the charge integrator 230 has a storage capacitor 231, a reset switch 233 and the amplifying means 235.

상기 축전 캐패시터(231)는 상기 축전단자(NCP)와 상기 응답단자(NRS) 사이에 형성된다. 상기 리셋 스위치(233)는 상기 리셋 신호(XRS)에 응답하여 상기 축전단자(NCP)와 상기 응답단자(NRS)를 전기적으로 연결한다.The power storage capacitor 231 is formed between the power storage terminal NCP and the response terminal NRS. The reset switch 233 electrically connects the power storage terminal NCP and the response terminal NRS in response to the reset signal XRS.

상기 증폭 수단(235)은 상기 축전 단자(NCP)에 축전되는 전하의 증가에 따라 상기 응답 단자(NRS)의 전압레벨을 상승시킨다. 바람직하기로는, 상기 증폭 수단(235)는 양의 입력단에 기준전압(VREF)이 인가되고, 음의 입력단에 상기 축전단자(NCP)가 인가되며, 출력단이 상기 응답단자(NRS)가 연결되는 연산 증폭기이다.The amplifying means 235 increases the voltage level of the response terminal NRS as the charge stored in the power storage terminal NCP increases. Preferably, the amplifying means 235 is a calculation that the reference voltage (VREF) is applied to the positive input terminal, the capacitor terminal (NCP) is applied to the negative input terminal, the output terminal is connected to the response terminal (NRS) It is an amplifier.

상기 전하 측정기(240)는 상기 응답단자(NRS)의 전압을 측정한다. 바람직한 실시예에서는, 상기 전하 측정기(240)는 상기 응답단자(NRS)의 전압을 디지털 데이터(XDIG)로 변환하여 출력하는 ADC 회로이다.The charge meter 240 measures the voltage of the response terminal (NRS). In a preferred embodiment, the charge meter 240 is an ADC circuit for converting the voltage of the response terminal (NRS) to digital data (XDIG) and outputs.

상기 스위칭 소자(250)는, 제1 스위칭 신호(XSW1)의 제1 상태(예를 들면, 논리 'H')에서, 상기 감지 전극(EDT)을 상기 축전단자(NCP)에 연결한다. 그리고, 상기 스위칭 소자(250)는, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)의 제2 상태(예를 들면, 논리 'L')에서, 상기 감지 전극(EDT)에 기준전압(VREF)에 연결되도록 구동된다.The switching element 250 connects the sensing electrode EDT to the storage terminal NCP in a first state (eg, logic 'H') of the first switching signal XSW1. In addition, the switching element 250 is driven to be connected to the reference voltage VREF to the sensing electrode EDT in a second state (eg, logic 'L') of the first switching signal XSW1. do.

상기 완충 캐패시터(270)는 일단자가 상기 구동신호(XDR)에 연결된다. 이에 따라, 상기 완충 캐패시터(270)의 일단자는 상기 구동신호(XDR)에 연동되어 커플링된다. 바람직하기로는, 상기 완충 캐패시터(270)는 상기 감지 소자(210)와 동일한 축전 용량을 가진다.One end of the buffer capacitor 270 is connected to the driving signal XDR. Accordingly, one end of the buffer capacitor 270 is coupled to the driving signal XDR in conjunction with. Preferably, the buffer capacitor 270 has the same capacitance as the sensing element 210.

상기 선택 연결 소자(280)는, 제2 스위칭 신호(XSW2)의 제1 상태(예를 들면, 논리 'H')에서, 상기 완충 캐패시터(270)의 다른 일단자를 상기 축전단자(NCP)에 연결하여 커플링한다. 그리고, 상기 선택 연결 소자(280)는, 제2 스위칭 신호(XSW2)의 제2 상태(예를 들면, 논리 'L')에서, 상기 완충 캐패시터(270)의 다른 일단자를 기준전압(VREF)에 연결하여 커플링한다.The selection connecting element 280 connects the other terminal of the buffer capacitor 270 to the capacitor NCP in the first state (eg, logic 'H') of the second switching signal XSW2. Coupling. In addition, the select connection device 280 may, in the second state (eg, logic 'L') of the second switching signal XSW2, connect the other terminal of the buffer capacitor 270 to the reference voltage VREF. Connect and couple.

상기 완충 캐패시터(270)는 상기 축전 단자(NCP)에 커플드되며, 상기 구동신호(XDR)에 따라 상기 축전단자(NCP)에 형성되는 상기 유도 전하를 완충하며, 이에 따라 상기 축전단자(NCP)의 전압레벨이 보다 신속히 회복될 수 있다.The buffer capacitor 270 is coupled to the power storage terminal NCP, and buffers the induced charge formed in the power storage terminal NCP according to the driving signal XDR, and thus the power storage terminal NCP. The voltage level can be recovered more quickly.

그리고, 상기 컨트롤러(290)는 상기 구동신호(XDR), 상기 리셋신호(XRS), 상기 제1 스위칭 신호(XSW1) 및 상기 제2 스위칭 신호(XSW2)를 제공한다.The controller 290 provides the driving signal XDR, the reset signal XRS, the first switching signal XSW1, and the second switching signal XSW2.

도 8은 도 7의 제3 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템의 일예의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 8 is a timing diagram for describing an operation of an example of the capacitive touch sensing system according to the third embodiment of FIG. 7.

도 8을 도 7과 함께 참조하면, 시점 t31에서, 상기 리셋신호(XRS)가 "L"로 되면, 상기 전하 집적기(330)의 상기 축전단자(NCP)와 상기 응답단자(NRS) 사이의 리셋 상태가 해제된다.Referring to FIG. 8 together with FIG. 7, when the reset signal XRS becomes “L” at a time point t31, between the storage terminal NCP and the response terminal NRS of the charge integrator 330. The reset state is released.

그리고, 시점 t32에서, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)가 "H"로 되면, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 기준전압(VREF)으로 제어된다. 시점 t33에서, 상기 구동 신호(XDR)가 "L"로 천이하면, 상기 감지 단자(EDT)에 발생되는 유도 전하(P31) 및 이에 따른 상기 축전단자(NCP)의 유입 전하량(P32)에 따라, 상기 응답단자(NRS)의 전압레벨이 상승하게 된다(P33). In addition, when the first switching signal XSW1 becomes “H” at time t32, the sensing electrode EDT is controlled to the reference voltage VREF. At the time t33, when the driving signal XDR transitions to “L”, according to the induced charge P31 generated in the sensing terminal EDT and thus the amount of inflow charge P32 of the storage terminal NCP, The voltage level of the response terminal NRS is increased (P33).

그리고, 시점 t34에서, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)가 "L"로 되면, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 구동 신호(XDR)의 전압레벨인 접지전압(VSS)으로 제어된다. 그리고, 시점 t35에서, 상기 제2 스위칭 신호(XSW2)가 "H"로 되면, 상기 완충 캐패시터(270)의 다른 일단자가 상기 축전단자(NCP)와 연결된다. 그리고, 시점 t36에서, 상기 구동 신호(XDR)가 "H"로 천이한다. 이때, 상기 완충 캐패시터(270)의 커플링으로 인하여, 하강된 상기 축전단자(NCP)의 전압레벨은 신속히 기준상태로 회복된다.When the first switching signal XSW1 becomes "L" at time t34, the sensing electrode EDT is controlled to the ground voltage VSS which is the voltage level of the driving signal XDR. When the second switching signal XSW2 becomes “H” at time t35, the other end of the buffer capacitor 270 is connected to the power storage terminal NCP. At time t36, the drive signal XDR transitions to " H ". At this time, due to the coupling of the buffer capacitor 270, the voltage level of the power storage terminal (NCP) that is lowered is quickly restored to the reference state.

이때, 상기 디지털 데이터(XDIG)로 변환되는 상기 응답단자(NRS)의 전압(VFN)을 확인하여 상기 감지 소자(210)의 감지 영역 내에 물체가 진입하는지 여부를 감지할 수 있게 된다. 즉, 상기 감지 소자(210)의 감지 영역 내에 물체가 진입한 경우에는, 상기 감지 소자(210)의 감지 영역 내에 물체가 존재하지 않는 경우에 비하여, 상기 응답단자(NRS)의 전압레벨의 하강폭은 현저히 크게 된다(도 8의 Vfal 참조).In this case, by checking the voltage VFN of the response terminal NRS converted into the digital data XDIG, it is possible to detect whether an object enters the sensing region of the sensing element 210. That is, when an object enters into the sensing area of the sensing element 210, the falling width of the voltage level of the response terminal NRS, as compared with the case where no object exists in the sensing area of the sensing element 210. Is significantly larger (see Vfal in FIG. 8).

한편, 도 7의 제3 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템은 다양한 방법으로 구동될 수 있다.Meanwhile, the capacitive touch sensing system according to the third embodiment of FIG. 7 may be driven in various ways.

도 9는 도 7의 제3 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템의 다른 일예의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 9 is a timing diagram illustrating another example operation of the capacitive touch sensing system according to the third embodiment of FIG. 7.

도 9를 도 7과 함께 참조하면, 시점 t41에서, 상기 리셋신호(XRS)가 "L"로 되면, 상기 전하 집적기(230)의 상기 축전단자(NCP)와 상기 응답단자(NRS) 사이의 리셋 상태가 해제된다.Referring to FIG. 9 along with FIG. 7, when the reset signal XRS becomes “L” at a time point t41, between the power storage terminal NCP and the response terminal NRS of the charge integrator 230. The reset state is released.

그리고, 시점 t42에서, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)가 "H"로 되면, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 기준전압(VREF)으로 제어된다. 시점 t43에서, 상기 구동 신호(XDR)가 "H"로 천이하면, 상기 감지 단자(EDT)에 발생되는 유도 전하(P41) 및 이에 따른 상기 축전단자(NCP)의 유입 전하량(P42)에 따라, 상기 응답단자(NRS)의 전압레벨이 하강하게 된다(P43). When the first switching signal XSW1 becomes "H" at time t42, the sensing electrode EDT is controlled to the reference voltage VREF. At the time point t43, when the driving signal XDR transitions to “H”, according to the induced charge P41 generated in the sensing terminal EDT and thus the amount of inflow charge P42 of the storage terminal NCP, The voltage level of the response terminal NRS is lowered (P43).

그리고, 시점 t44에서, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)가 "L"로 되면, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 구동 신호(XDR)의 전압레벨인 전원전압(VCC)으로 제어된다. 그리고, 시점 t45에서, 상기 제2 스위칭 신호(XSW2)가 "H"로 되면, 상기 완충 캐패시터(270)의 다른 일단자가 상기 축전단자(NCP)와 연결된다. 그리고, 시점 t46에서, 상기 구동 신호(XDR)가 "L"로 천이한다. 이때, 상기 완충 캐패시터(270)의 커플링으로 인하여, 상승된 상기 축전단자(NCP)의 전압레벨은 신속히 기준상태로 회복된다.When the first switching signal XSW1 becomes "L" at time t44, the sensing electrode EDT is controlled to the power supply voltage VCC which is the voltage level of the driving signal XDR. When the second switching signal XSW2 becomes “H” at time t45, the other terminal of the buffer capacitor 270 is connected to the storage terminal NCP. At time t46, the drive signal XDR transitions to " L ". At this time, due to the coupling of the buffer capacitor 270, the raised voltage level of the capacitor NCP is quickly restored to the reference state.

이때, 상기 디지털 데이터(XDIG)로 변환되는 상기 응답단자(NRS)의 전압(VFN)을 확인하여 상기 감지 소자(210)의 감지 영역 내에 물체가 진입하는지 여부를 감지할 수 있게 된다. 즉, 상기 감지 소자(210)의 감지 영역 내에 물체가 진입한 경우에는, 상기 감지 소자(210)의 감지 영역 내에 물체가 존재하지 않는 경우에 비하여, 상기 응답단자(NRS)의 전압레벨의 상승폭은 현저히 크게 된다(도 9의 Vris 참조).In this case, by checking the voltage VFN of the response terminal NRS converted into the digital data XDIG, it is possible to detect whether an object enters the sensing region of the sensing element 210. That is, when an object enters the sensing area of the sensing element 210, the rising width of the voltage level of the response terminal NRS is higher than that when the object does not exist in the sensing area of the sensing element 210. Significantly larger (see Vris in FIG. 9).

상기와 같은 제3 실시예의 용량성 터치 감지 시스템에 의하여, 감지 소자(210)의 직접적인 접촉없이도, 감지 영역 내에 진입하는 물체의 감지가 가능하다.
By the capacitive touch sensing system of the third embodiment as described above, it is possible to detect an object entering the sensing region without direct contact with the sensing element 210.

제4 Fourth 실시예Example

도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 용량성 터치 감지 시스템을 개략적으로 나타내는 도면으로서, 도 7의 제3 실시예의 기술적 사상을 이용하여 제어 패널 상의 특정한 위치에 물체가 진입되었지 여부를 감지하는 시스템이다.FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a capacitive touch sensing system according to a fourth embodiment of the present invention, which detects whether an object has entered a specific position on a control panel using the technical spirit of the third embodiment of FIG. 7. System.

도 10의 실시예에서, 도 7의 실시예와 동일한 기능을 가지는 구성요소 및 신호에 대하여, 동일한 참조부호 및 참조번호가 부여되며, 이에 대한 구체적인 도시는 생략된다.In the embodiment of FIG. 10, the same reference numerals and reference numerals are assigned to components and signals having the same functions as the embodiment of FIG. 7, and detailed illustrations thereof are omitted.

도 10을 참조하면, 제4 실시예의 용량성 터치 감지 시스템은 N(도 10에서는, 4개가 예로서 도시됨)개의 입력라인들(LIN1~LIN4), M(도 10에서는, 4개가 예로서 도시됨)개의 출력라인들(LOUT1~LOUT4), 그리고, N x M 개의 감지 소자들(210) 및 신호 발생 블락(BGN)을 제어 패널(CONPAL) 상에 포함하며, 전하 집적기(230), 전하 측정기(240), 스위칭 블락(BSW), 완충 캐패시터(270), 선택 연결 소자(280) 및 컨트롤러(290)를 구비한다.Referring to FIG. 10, the capacitive touch sensing system of the fourth embodiment includes N input lines LIN1 to LIN4 and 4 (in FIG. 10, four are shown as examples). Output lines LOUT1 to LOUT4, and N × M sensing elements 210 and a signal generation block BGN on the control panel CONPAL, and include a charge integrator 230 and a charge. A measuring device 240, a switching block (BSW), a buffer capacitor 270, a selection connecting element 280, and a controller 290 are provided.

상기 감지 소자들(210)은 상기 입력라인들(LIN1~LIN4)과 상기 출력라인들(LOUT1~LOUT4)로 이루어지는 매트릭스 구조의 교차첨 상에 배열된다. 이때, 도 10의 감지 소자들(210) 각각은 도 7의 감지 소자(210)와 동일한 구성으로 구현될 수 있으며, 또한 동일한 방식으로 작용한다.The sensing elements 210 are arranged at the intersection of a matrix structure consisting of the input lines LIN1 to LIN4 and the output lines LOUT1 to LOUT4. In this case, each of the sensing elements 210 of FIG. 10 may be embodied in the same configuration as the sensing element 210 of FIG. 7 and may also function in the same manner.

즉, 상기 감지 소자들(210) 각각은 구동 전극(EDR, 도 10에는 미도시) 및 감지 전극(EDT, 도 10에는 미도시)을 포함하여 형성된다. 상기 구동 전극(EDR)은 각자의 구동 신호(XDR1~XDR4)에 커플링된다. 그리고, 상기 구동 전극(EDR)과 상기 감지 전극(EDT) 사이에는 유전체 등이 형성되어, 상기 감지 전극(EDT)은 상기 구동 전극(EDR)에 용량성으로 커플링된다. 이에 따라, 상기 감지 전극(EDT)는 상기 구동 전극(EDR)에 인가되는 각자의 구동 신호(XDR1~XDR4)에 따른 유도 전하가 발생된다. That is, each of the sensing elements 210 is formed to include a driving electrode EDR (not shown in FIG. 10) and a sensing electrode EDT (not shown in FIG. 10). The driving electrode EDR is coupled to the respective driving signals XDR1 to XDR4. In addition, a dielectric is formed between the driving electrode EDR and the sensing electrode EDT, and the sensing electrode ETR is capacitively coupled to the driving electrode EDR. Accordingly, the sensing electrode EDT generates inductive charges according to respective driving signals XDR1 to XDR4 applied to the driving electrode EDR.

그리고, 상기 신호 발생 블락(BGN)은 행 선택 어드레스(RADD)에 의하여 선택되는 상기 입력라인들(LIN1~LIN4)에, 수신되는 동작신호(XOP)에 따른 각자의 상기 구동신호(XDR1~XDR4)를 발생한다. 이때, 상기 신호 발생 블락(BGN)에 포함되는 신호 발생기(220_1~220_4)는 상기 행 선택 어드레스(RADD)에 의하여 선택된다. 그리고, 상기 신호 발생기(220_1~220_4)는 스위치 또는 버퍼로 구현될 수 있다.The signal generation block BGN is connected to the input lines LIN1 to LIN4 selected by the row selection address RADD, and the driving signals XDR1 to XDR4 corresponding to the received operation signal XOP. Occurs. In this case, the signal generators 220_1 to 220_4 included in the signal generation block BGN are selected by the row selection address RADD. The signal generators 220_1 to 220_4 may be implemented as switches or buffers.

상기 전하 집적기(230)는 도 7의 전하 집적기(130)와 동일하게 구성될 수 있다. 즉, 상기 전하 집적기(230)는 리셋 신호(XRS)에 응답하여 동일한 전압으로 리셋되는 축전단자(NCP)와 응답단자(NRS) 사이에 형성되며, 상기 축전단자(NCP)에 유입되는 전하량에 따른 전압을 상기 응답단자(NRS)에 발생한다. The charge integrator 230 may be configured in the same manner as the charge integrator 130 of FIG. 7. That is, the charge integrator 230 is formed between the capacitor terminal NCP and the response terminal NRS, which are reset to the same voltage in response to the reset signal XRS, to the amount of charge flowing into the capacitor terminal NCP. The corresponding voltage is generated at the response terminal NRS.

그리고, 상기 전하 측정기(240)도 도 7의 전하 측정기(240)와 동일하게 구성될 수 있으며, 상기 응답단자(NRS)의 전압을 측정한다. 바람직하기로는, 상기 전하 측정기(240)는 상기 응답단자(NRS)의 전압을 디지털 데이터(XDIG)로 변환하는 ADC 회로로 구현된다.The charge meter 240 may also be configured in the same manner as the charge meter 240 of FIG. 7, and measures the voltage of the response terminal NRS. Preferably, the charge meter 240 is implemented as an ADC circuit for converting the voltage of the response terminal (NRS) into digital data (XDIG).

그리고, 상기 스위칭 블락(BSW)은 제1 스위칭 신호(XSW1)의 제1 상태에서 선택되는 어느하나의 상기 출력라인(LOUT1~LOUT4)을 상기 축전단자(NCP)에 연결하며, 상기 제1 스위칭 신호(XSW1)의 제2 상태에서 상기 출력라인들(LOUT1~LOUT4)에 상기 기준전압(VREF)에 연결하도록 구동된다. 이때, 상기 스위칭 블락(BSW)에 포함되는 스위칭 소자들(250_1~250_4)는 도 7의 스위칭 소자(250)와 유사하게 구현될 수 있으며, 상기 열 선택 어드레스(CADD)에 의하여 인에이블되는 스위칭 소자(250_1~250_4)가 결정된다.The switching block BSW connects one of the output lines LOUT1 to LOUT4 selected from the first state of the first switching signal XSW1 to the storage terminal NCP, and the first switching signal. In the second state of XSW1, the output lines LOUT1 to LOUT4 are connected to the reference voltage VREF. In this case, the switching elements 250_1 to 250_4 included in the switching block BSW may be implemented similarly to the switching element 250 of FIG. 7 and may be enabled by the column selection address CADD. (250_1 to 250_4) is determined.

상기 완충 캐패시터(270)는 일단자가 상기 동작신호(XOP)에 연결된다. 이에 따라, 상기 완충 캐패시터(270)의 일단자는 상기 동작신호(XOP)에 연동되어 커플링된다. 바람직하기로는, 상기 완충 캐패시터(270)는 상기 감지 소자(210)와 동일한 축전 용량을 가진다.One end of the buffer capacitor 270 is connected to the operation signal XOP. Accordingly, one end of the buffer capacitor 270 is coupled to the operation signal (XOP) coupled. Preferably, the buffer capacitor 270 has the same capacitance as the sensing element 210.

상기 완충 캐패시터(270)는 상기 축전 단자(NCP)에 커플드되며, 상기 동작신호(XOP)에 따라 상기 축전단자(NCP)에 형성되는 상기 유도 전하를 완충하며, 이에 따라 상기 축전단자(NCP)의 전압레벨이 보다 신속히 회복될 수 있다.The buffer capacitor 270 is coupled to the power storage terminal NCP, and buffers the induced charge formed in the power storage terminal NCP according to the operation signal XOP, and thus the power storage terminal NCP. The voltage level can be recovered more quickly.

그리고, 상기 컨트롤러(290)는 도 7의 컨트롤러(240)와 동일하게 구성될 수 있으며, 상기 동작신호(XOP), 상기 리셋신호(XRS), 상기 제1 스위칭 신호(XSW1) 및 상기 제2 스위칭 신호(XSW2)를 제공한다.The controller 290 may be configured in the same manner as the controller 240 of FIG. 7, and the operation signal XOP, the reset signal XRS, the first switching signal XSW1, and the second switching Provide signal XSW2.

상기와 같은 제4 실시예의 용량성 터치 감지 시스템에 의하여, 감지 소자(210)의 직접적인 접촉없이도, 감지 영역 내에 진입하는 물체의 감지가 가능하다. 그리고, 도 10의 제4 실시예에서는, 물체가 감지 영역 내에 진입하는 제어패널(CONPAL) 상의 감지 소자(210)를 파악하여, 궁극적으로 사용자의 입력을 수신할 수 있다.By the capacitive touch sensing system of the fourth embodiment as described above, it is possible to detect an object entering the sensing area without direct contact with the sensing element 210. In addition, in the fourth exemplary embodiment of FIG. 10, the sensing element 210 on the control panel CONPAL in which an object enters the sensing region may be grasped and ultimately may receive a user input.

도 7 및 도 10의 제3 및 제4 실시예에서, 상기 전하 측정기(240), 완충 캐패시터(270), 선택 연결소자(280) 및 컨트롤러(290)는 별개의 구성요소로 도시되어 있다. 그러나, 이들 구성요소들의 기능성(functionality)은 단일 집적회로 칩에 의해 구현될 수 있음은 당업자에게는 자명하다.In the third and fourth embodiments of FIGS. 7 and 10, the charge meter 240, the buffer capacitor 270, the select connector 280 and the controller 290 are shown as separate components. However, it will be apparent to those skilled in the art that the functionality of these components may be implemented by a single integrated circuit chip.

상기와 같이 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템은 구동 전극에 용량성으로 커플링되어 유도 전하를 감지전극에 발생하는 상기 감지 소자, 축전단자에 유입되는 전하량에 따른 전압을 응답단자에 발생하는 상기 전하 집적기 및 응답단자의 전압을 측정하는 전하 측정기 및 상기 감지 전극을 연결을 제어하는 스위칭 소자를 구비한다. 이때, 디지털 데이터로 변환되는 응답단자의 전압을 확인하여 상기 감지 소자의 감지 영역 내에 물체가 진입하는지 여부를 감지할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 용량성 터치 감지 시스템에 의하면, 감지 소자의 직접적인 접촉없이도, 감지 영역 내에 진입하는 물체의 감지가 가능하다. As described above, the capacitive touch sensing system of the present invention is capacitively coupled to a driving electrode, the sensing element generating induced charges on the sensing electrode, and the charge generating voltage on the response terminal according to the amount of charge flowing into the storage terminal. A charge meter for measuring the voltage of the integrator and the response terminal and a switching element for controlling the connection of the sensing electrode. At this time, by checking the voltage of the response terminal is converted into digital data it is possible to detect whether the object enters into the sensing region of the sensing element. Therefore, according to the capacitive touch sensing system of the present invention, it is possible to detect an object entering the sensing area without directly touching the sensing element.

또한, 본 실시예들에서는, 상기 감지 단자(EDT)에 유도된 전하가 상기 전하 집적기(130, 230)의 축전 단자(NCP)에 전달된 이후, 상기 감지 단자(EDT) 에는 풀스윙하는 구동신호(XDR) 및 동작 신호(XOP)가 인가된다. 그리고, 상기 완충 캐패시터(170, 270)의 일단자에도, 상기 구동신호(XDR) 및 상기 동작 신호(XOP)가 인가되며, 상기 완충 캐패시터(170, 270)의 다른 일단자는 상기 축전 단자(NCP)에 연결된다. 그러므로, 상기 감지 단자(EDT)는 유도된 전하를 상기 전하 집적기(130, 230)의 축전 단자(NCP)에 전달한 후, 상기 축전단자(NCP)는 신속히 전압레벨을 회복하여 준비 상태로 된다.
In addition, in the present exemplary embodiment, after the charge induced in the sensing terminal EDT is transferred to the power storage terminal NCP of the charge integrators 130 and 230, the driving terminal swings full to the sensing terminal EDT. The signal XDR and the operation signal XOP are applied. The driving signal XDR and the operation signal XOP are also applied to one end of the buffer capacitors 170 and 270, and the other end of the buffer capacitors 170 and 270 is connected to the power storage terminal NCP. Is connected to. Therefore, after the sensing terminal EDT transfers the induced charge to the power storage terminals NCP of the charge integrators 130 and 230, the power storage terminal NCP quickly recovers the voltage level and is ready.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims

In the capacitive touch sensing system,
A sensing element comprising a driving electrode and a sensing electrode, wherein the driving electrode is coupled to a driving signal, and the sensing electrode is capacitively coupled to the driving electrode to generate an induced charge according to the driving signal. ;
A charge integrator formed between a capacitor and a response terminal reset to the same voltage in response to a reset signal, the charge integrator generating a voltage in the response terminal according to the amount of charge flowing into the capacitor;
A charge meter for measuring a voltage of the response terminal;
A switching element connected to the sensing electrode in the first state of a first switching signal to the storage terminal and driven to apply the driving signal to the sensing electrode in a second state of the first switching signal;
A buffer capacitor having one end coupled with the driving signal;
A selective connection element coupling the other end of the buffer capacitor to the capacitor in a first state of a second switching signal and coupling the other end of the buffer capacitor to a reference voltage in a second state of the second switching signal. ; And
And a controller configured to provide the driving signal, the reset signal, the first switching signal, and the second switching signal.

The method of claim 1, wherein the charge integrator
A power storage capacitor formed between the power storage terminal and the response terminal;
A reset switch electrically connecting the power storage terminal and the response terminal in response to the reset signal; And
And amplifying means for applying the reference voltage to a positive input terminal, the capacitor terminal to a negative input terminal, and an output terminal connected to the response terminal.

In a capacitive touch sensing system that includes a control panel,
The control panel
N input lines arranged in a first direction;
M output lines arranged in a second direction;
N x M sensing elements arranged on an intersection of a matrix structure consisting of the input lines and the output lines, each comprising a driving electrode and a sensing electrode, wherein the driving electrode is received through the respective input line. Coupled to the driving signal, wherein the sensing electrode is capacitively coupled to the driving electrode, the N × M sensing elements generating induced charges according to the driving signal to the respective output output lines; And
A signal generation block for generating each of the driving signals in each of the input lines according to a received operation signal;
The capacitive touch sensing system
A charge integrator formed between a capacitor and a response terminal reset to the same voltage in response to a reset signal, the charge integrator generating a voltage in the response terminal according to the amount of charge flowing into the capacitor;
A charge meter for measuring a voltage of the response terminal;
A switching block connected to any one of the output lines selected in the first state of the first switching signal to the power storage terminal and driven to apply the operation signal to the output lines in the second state of the first switching signal; ;
A buffer capacitor having one end coupled with the operation signal;
A selective connection element coupling the other end of the buffer capacitor to the capacitor in a first state of a second switching signal and coupling the other end of the buffer capacitor to a reference voltage in a second state of the second switching signal. ; And
And a controller configured to provide the operation signal, the reset signal, the first switching signal, and the second switching signal.

4. The charge integrator of claim 3, wherein the charge integrator
A power storage capacitor formed between the power storage terminal and the response terminal;
A reset switch electrically connecting the power storage terminal and the response terminal in response to the reset signal; And
And amplifying means for applying the reference voltage to a positive input terminal, the capacitor terminal to a negative input terminal, and an output terminal connected to the response terminal.

In the capacitive touch sensing system,
A sensing element comprising a driving electrode and a sensing electrode, wherein the driving electrode is coupled to a driving signal, and the sensing electrode is capacitively coupled to the driving electrode to generate an induced charge according to the driving signal. ;
A charge integrator formed between a capacitor and a response terminal reset to the same voltage in response to a reset signal, the charge integrator generating a voltage in the response terminal according to the amount of charge flowing into the capacitor;
A charge meter for measuring a voltage of the response terminal;
A switching element connected to the sensing electrode to the storage terminal in a first state of a first switching signal and driven to control the sensing electrode to a reference voltage in a second state of the first switching signal;
A buffer capacitor having one end coupled with the driving signal;
A selective connection element coupling the other end of the buffer capacitor to the capacitor in a first state of a second switching signal and coupling the other end of the buffer capacitor to a reference voltage in a second state of the second switching signal. ; And
And a controller configured to provide the driving signal, the reset signal, the first switching signal, and the second switching signal.

The method of claim 5, wherein the charge integrator
A power storage capacitor formed between the power storage terminal and the response terminal;
A reset switch electrically connecting the power storage terminal and the response terminal in response to the reset signal; And
And amplifying means for applying the reference voltage to a positive input terminal, the capacitor terminal to a negative input terminal, and an output terminal connected to the response terminal.

In a capacitive touch sensing system that includes a control panel,
The control panel
N input lines arranged in a first direction;
M output lines arranged in a second direction;
N x M sensing elements arranged on an intersection of a matrix structure consisting of the input lines and the output lines, each comprising a driving electrode and a sensing electrode, wherein the driving electrode is received through the respective input line. Coupled to the driving signal, wherein the sensing electrode is capacitively coupled to the driving electrode, the N × M sensing elements generating induced charges according to the driving signal to the respective output output lines; And
A signal generation block for generating each of the driving signals in each of the input lines according to a received operation signal;
The capacitive touch sensing system
A charge integrator formed between a capacitor and a response terminal reset to the same voltage in response to a reset signal, the charge integrator generating a voltage in the response terminal according to the amount of charge flowing into the capacitor;
A charge meter for measuring a voltage of the response terminal;
A switching block connected to any one of the output lines selected in a first state of a first switching signal to the capacitor, and driven to control the output lines to a reference voltage in a second state of the first switching signal;
A buffer capacitor having one end coupled with the operation signal;
A selective connection element coupling the other end of the buffer capacitor to the capacitor in a first state of a second switching signal and coupling the other end of the buffer capacitor to a reference voltage in a second state of the second switching signal. ; And
And a controller configured to provide the operation signal, the reset signal, the first switching signal, and the second switching signal.

The method of claim 7, wherein the charge integrator
A power storage capacitor formed between the power storage terminal and the response terminal;
A reset switch electrically connecting the power storage terminal and the response terminal in response to the reset signal; And
And amplifying means for applying the reference voltage to a positive input terminal, the capacitor terminal to a negative input terminal, and an output terminal connected to the response terminal.