KR101150542B1 - Analog digital conversion system and method for noise reduction in touch sensor by integrating analoise reduction in touch sensor by integrating analog input signal - Google Patents

Analog digital conversion system and method for noise reduction in touch sensor by integrating analoise reduction in touch sensor by integrating analog input signal Download PDF

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강경용
사두환
명준형
이진국
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Abstract

PURPOSE: An analog to digital conversion system and a method for reducing noise in a touch sensor by integrating an analog signal are provided to measure time reaching a reference value by integrating a sample and a held signal. CONSTITUTION: A CDS(Correlated Double Sampling) circuit(110) extracts a signal factor generated by deducting a premeasured reference value from an analog wave signal received from an input terminal connected to a touch panel(200). A sampling circuit(120) changes an analog signal factor inputted from the CDS circuit into a signal of a step waveform. An integrator(130) integrates the signal of the step waveform for a predetermined time period. An output circuit(140) outputs a binary code according to sensing time by comparing a preset first reference value with an integrated value. The output circuit reduces noise from a touch sensor by integrating the analog signal.

Description

아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치 및 방법{ANALOG DIGITAL CONVERSION SYSTEM AND METHOD FOR NOISE REDUCTION IN TOUCH SENSOR BY INTEGRATING ANALOG INPUT SIGNAL}ANALOG DIGITAL CONVERSION SYSTEM AND METHOD FOR NOISE REDUCTION IN TOUCH SENSOR BY INTEGRATING ANALOG INPUT SIGNAL}

본 발명은 아날로그 디지털 변환 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an analog-to-digital converter and method, and more particularly, to an analog-to-digital converter and method for reducing the noise of the touch sensor by integrating the analog signal.

컴퓨터 및 전자 장치의 발달은, 과거에 사용자가 모니터상에서 점멸하는 커서(cursor)를 확인하여 커서의 위치에 대하여 단순히 키보드에 배열된 특정한 문자 신호를 입력하거나, 좀 더 나아가 마우스를 이용하여 모니터의 화면에 표시된 커서의 위치를 자유롭게 조작할 수 있는 사용자 환경(User Interface, UI)을 구현함에 머물지 않고, 사용자의 오감을 더욱 잘 만족시키는 사용자 환경(UI)을 구현하기 위한 방향으로 이루어져 왔다. 특히, 최근에는 스마트폰, 태블릿 PC 등 터치스크린을 구비한 단말기의 사용이 증가함에 따라, 입력 수단으로서 사용자의 촉감을 가장 잘 만족시킬 수 있는, 터치스크린이 각광을 받고 있는데, 그에 따라 터치스크린에 관련된 기술도 크게 발달하고 있다.
In the development of computers and electronic devices, in the past, a user checks a blinking cursor on a monitor and simply inputs a specific character signal arranged on the keyboard with respect to the position of the cursor, or further, the screen of the monitor using a mouse. Instead of implementing a user interface (UI) capable of freely manipulating the position of the cursor shown in the drawing, it has been made in a direction for implementing a user environment (UI) that satisfies the five senses of the user better. In particular, as the use of a terminal equipped with a touch screen such as a smart phone and a tablet PC has increased recently, a touch screen that can best satisfy a user's touch as an input means has been in the limelight. Related technologies are also greatly developed.

터치스크린은 동작 원리에 따라 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식 등 다양한 방식으로 구분되는데, 그 중에서도 많은 비용이 소요되는 적외선 방식이나, 투과율 및 내구성이 약한 저항막 방식과 달리, 정전용량 방식의 터치스크린은 살짝 스치듯 만지는 것만으로도 터치 입력이 가능해짐에 따라 사용자의 감성적 느낌을 반영할 수 있어, 현재 터치스크린이 구비된 대부분의 정보통신 단말기에서 널리 사용되고 있다.
Touch screens are classified into various methods such as resistive method, capacitive method, infrared method, and ultrasonic method according to the operating principle. Among them, unlike the infrared method, which requires a lot of cost, and the resistive method which has low transmittance and durability, The capacitive touch screen is able to reflect the emotional feeling of the user as the touch input is possible by just touching it lightly, and is widely used in most information communication terminals equipped with a touch screen.

한편, 터치스크린에서 사용자의 터치 신호를 입력받기 위해서는, 터치 센서 및 AD 컨버터(Analog to Digital Converter, ADC)가 필요한데, ADC는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 방법에 따라, 파이프라인형(Pipeline) ADC, 축차 비교형(Successive Approximation) ADC, 병렬 비교형(Flash) ADC 등으로 구분된다. 이때, 파이프라인형 ADC, 병렬 비교형 ADC, 축차 비교형 ADC 등은 한 번의 샘플링을 통해 입력 신호를 식별하므로, 스파이크 노이즈(spike noise)가 입력 신호 식별에 직접 영향을 미쳐 노이즈에 의한 터치 센서의 감도가 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, in order to receive the user's touch signal from the touch screen, a touch sensor and an AD converter (Analog to Digital Converter (ADC)) are required, and the ADC converts an analog signal into a digital signal. It is divided into ADC, Successive Approximation ADC, and Parallel Comparable (Flash) ADC. At this time, since the pipelined ADC, the parallel comparative ADC, the sequential comparison ADC identify the input signal through one sampling, the spike noise directly affects the identification of the input signal. There is a problem that the sensitivity is lowered.

본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 터치 센서로부터 입력되는 아날로그 입력 신호를 일정한 시간 동안 샘플 및 홀드하여 계단 파형의 신호로 변환하고, 샘플 및 홀드된 신호를 적분하여 기준 값에 도달하는 시간(감지 시간)을 측정하며, 감지 시간에 따라 입력 신호를 식별함으로써, 스파이크 노이즈에 대한 영향을 감소시키고, 입력 신호의 왜곡을 줄일 수 있는, 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the conventionally proposed methods, and the analog input signal input from the touch sensor is sampled and held for a predetermined time to convert into a stepped waveform signal, and the sampled and held signal By measuring the time to reach the reference value (detection time) and identifying the input signal according to the detection time, integrating the analog signal, which can reduce the influence on spike noise and reduce the distortion of the input signal. It is an object of the present invention to provide an analog-to-digital converter and method for reducing noise of a touch sensor.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치는,An analog-to-digital converter for reducing noise of the touch sensor by integrating an analog signal according to a feature of the present invention for achieving the above object,

입력된 아날로그 신호 성분을 샘플 및 홀드하여 계단 파형의 신호로 변환하는 샘플링 회로(120);A sampling circuit 120 for sampling and holding the input analog signal component and converting the signal into a stepped waveform signal;

미리 설정된 시간 동안 상기 계단 파형의 신호를 적분하는 적분기(130); 및An integrator (130) for integrating the signal of the stepped waveform for a preset time; And

상기 적분 값과 미리 설정된 제1 기준 값을 비교하여 상기 적분 값이 상기 제1 기준 값에 도달하는 데에 걸리는 시간인 감지 시간을 측정하고, 상기 감지 시간에 따라 이진 코드를 출력하는 출력 회로(140)를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
An output circuit 140 which compares the integral value with a first preset reference value, measures a sensing time that is the time it takes for the integral value to reach the first reference value, and outputs a binary code according to the sensing time ) Is characterized by its configuration.

바람직하게는,Preferably,

입력 단자로부터 아날로그 파형을 입력받아 신호 성분을 추출하는 CDS 회로(110)를 더 포함할 수 있다.
The apparatus may further include a CDS circuit 110 for receiving an analog waveform from an input terminal and extracting signal components.

바람직하게는, 상기 출력 회로(140)는,Preferably, the output circuit 140,

상기 감지 시간과 미리 설정된 제2 기준 값을 비교하여, 터치 상태 또는 노이즈 상태를 나타내는 이진 코드를 출력할 수 있다.
A binary code indicating a touch state or a noise state may be output by comparing the sensing time with a second preset reference value.

바람직하게는, 상기 출력 회로(140)는,Preferably, the output circuit 140,

클럭 발진기(141), 비교기(142), 코드 발생기(143), 및 계수기(144) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
It may include at least one of a clock oscillator 141, a comparator 142, a code generator 143, and a counter 144.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 방법은,An analog-to-digital conversion method for reducing noise of a touch sensor by integrating an analog signal according to a feature of the present invention for achieving the above object,

(1) 입력된 아날로그 신호 성분을 샘플 및 홀드하여 계단 파형의 신호로 변환하는 단계;(1) sampling and holding the input analog signal component and converting the signal into a stepped waveform signal;

(2) 미리 설정된 시간 동안 상기 계단 파형의 신호를 적분하는 단계;(2) integrating the signal of the stepped waveform for a preset time;

(3) 상기 적분 값과 미리 설정된 제1 기준 값을 비교하여, 상기 적분 값이 상기 제1 기준 값에 도달하는 데에 걸리는 시간인 감지 시간을 측정하는 단계; 및(3) comparing the integral value with a preset first reference value to measure a sensing time that is a time taken for the integral value to reach the first reference value; And

(4) 상기 측정된 감지 시간에 따라 이진 코드를 출력하는 단계를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
And (4) outputting a binary code in accordance with the measured detection time.

바람직하게는,Preferably,

(0) 입력 단자를 통해 아날로그 파형을 입력받아 신호 성분을 추출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
The method may further include extracting a signal component by receiving an analog waveform through an input terminal (0).

바람직하게는, 상기 단계 (4)에서는,Preferably, in step (4),

상기 측정된 감지 시간과 미리 설정된 제2 기준 값을 비교하여, 터치 상태 또는 노이즈 상태를 나타내는 이진 코드를 출력할 수 있다.The binary code indicating a touch state or a noise state may be output by comparing the measured detection time with a second preset reference value.

본 발명에서 제안하고 있는 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치 및 방법에 따르면, 터치 센서로부터 입력되는 아날로그 입력 신호를 일정한 시간 동안 샘플 및 홀드하여 계단 파형의 신호로 변환하고, 샘플 및 홀드된 신호를 적분하여 기준 값에 도달하는 시간(감지 시간)을 측정하며, 감지 시간에 따라 입력 신호를 식별함으로써, 스파이크 노이즈에 대한 영향을 감소시키고, 입력 신호의 왜곡을 줄일 수 있다.According to the analog-to-digital converter and method for integrating the analog signal proposed in the present invention to reduce the noise of the touch sensor, the analog input signal input from the touch sensor is sampled and held for a predetermined time to convert the signal into a stepped waveform By measuring the time to reach the reference value by integrating the sampled and held signals, and detecting the input signal according to the detection time, the influence on the spike noise can be reduced and the distortion of the input signal can be reduced. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 방법의 흐름을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 방법의 단계 S400이 구현되는 모습을 도시한 도면.1 is a view showing the configuration of an analog-to-digital converter for reducing noise of a touch sensor by integrating an analog signal according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an analog-to-digital conversion method of reducing noise of a touch sensor by integrating an analog signal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an implementation of step S400 of an analog-to-digital conversion method of reducing noise of a touch sensor by integrating an analog signal according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In the following detailed description of the preferred embodiments 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. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . In addition, the term 'comprising' of an element means that the element may further include other elements, not to exclude other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치(100)는, 입력된 아날로그 신호 성분을 샘플 및 홀드하여 계단 파형의 신호로 변환하는 샘플링 회로(120), 미리 설정된 시간 동안 상기 계단 파형의 신호를 적분하는 적분기(130), 및 상기 적분 값과 미리 설정된 제1 기준 값을 비교하여 적분 값이 제1 기준 값에 도달하는 데에 걸리는 시간인 감지 시간을 측정하고, 감지 시간에 따라 이진 코드를 출력하는 출력 회로(140)를 포함하여 구성될 수 있으며, 입력 단자로부터 아날로그 파형을 입력받아 신호 성분을 추출하는 CDS 회로(110)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치의 각각의 구성요소에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an analog-to-digital converter for reducing noise of a touch sensor by integrating an analog signal according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an analog-to-digital converter 100 for reducing noise of a touch sensor by integrating an analog signal according to an exemplary embodiment of the present invention may sample and hold an input analog signal component to generate a stepped waveform. A sampling circuit 120 for converting into a signal, an integrator 130 for integrating the signal of the stepped waveform for a preset time, and an integral value reaches a first reference value by comparing the integral value with a preset first reference value It can be configured to include an output circuit 140 for measuring the detection time, which is the time it takes to do, and outputs a binary code according to the detection time, and receives an analog waveform from an input terminal and extracts signal components ( 110 may be further included. Hereinafter, each component of the analog-to-digital converter for reducing the noise of the touch sensor by integrating the analog signal according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

CDS 회로(110)는, 터치 패널(200)에 연결된 입력 단자로부터 아날로그 파형을 입력받아 신호 성분을 추출할 수 있다. 상관 이중 샘플링(Correlated Double Sampling, CDS) 회로(110)는, 입력 단자로부터 입력받은 신호에 대하여 미리 측정된 참조 값(reference value)을 뺀 나머지 성분을 출력하는 회로로서, 실제 입력되는 신호 성분을 검출하는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 터치 패널(200)로부터 입력되는 아날로그 파형은, 전하량, 전압, 전류 등으로 나타나는 아날로그 전기 신호일 수 있다.
The CDS circuit 110 may receive an analog waveform from an input terminal connected to the touch panel 200 and extract a signal component. The correlated double sampling (CDS) circuit 110 is a circuit that outputs a component obtained by subtracting a reference value measured in advance with respect to a signal input from an input terminal, and detects a signal component that is actually input. To perform the function. In this case, the analog waveform input from the touch panel 200 may be an analog electric signal represented by an amount of charge, a voltage, a current, and the like.

샘플링 회로(120)는, CDS 회로를 통하여 입력된 아날로그 신호 성분에 대하여 샘플 및 홀드 과정을 거쳐 입력 신호를 계단 파형의 신호로 변환할 수 있다. 즉, 샘플링 회로(120)에서는, 일정한 시간 간격으로 아날로그 입력 신호를 샘플 및 홀드하여, 아날로그 신호 성분을 계단 파형의 신호로 변환할 수 있다.
The sampling circuit 120 may convert an input signal into a stepped waveform signal through a sample and hold process with respect to an analog signal component input through the CDS circuit. That is, the sampling circuit 120 can sample and hold the analog input signal at regular time intervals, and convert the analog signal components into a stepped waveform signal.

적분기(130)는, 미리 설정된 시간 동안 상기 계단 파형의 신호를 적분할 수 있다. 적분기(130)는, OP 앰프 및 커패시터를 포함하여 구성될 수 있으며, 샘플링 회로(120)에서 출력된 계단 파형의 신호를 누적할 수 있다. 실시예에 따라서는, 샘플링 회로(120)에서 출력된 계단 파형의 신호를 적분한 값이, 미리 설정된 제1 기준 값에 도달할 때까지 계속하여 입력 신호를 적분할 수 있다.
The integrator 130 may integrate the signal of the stepped waveform for a preset time. The integrator 130 may include an OP amplifier and a capacitor, and may accumulate a signal having a stepped waveform output from the sampling circuit 120. According to an exemplary embodiment, the input signal may be continuously integrated until the value obtained by integrating the signal of the staircase waveform output from the sampling circuit 120 reaches the preset first reference value.

출력 회로(140)는, 적분 값과 미리 설정된 제1 기준 값을 비교하여 적분 값이 제1 기준 값에 도달하는 데에 걸리는 시간인 감지 시간을 측정하고, 측정된 감지 시간에 따라 이진 코드를 출력할 수 있다. 본 발명에서, 감지 시간이란, 적분기(130)에서 계단 파형의 신호를 누적하여 제1 기준 값에 도달하기까지 걸리는 시간으로서, 이는, 적분기(130)에 연결된 출력 회로(140)를 통해 측정될 수 있다. 실시예에 따라, 출력 회로(140)는, 클럭 발진기(141), 비교기(142) 및 코드 발생기(143) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있으며, 이때, 코드 발생기(143)는 계수기(144)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 비교기(142)는 적분기(130)를 통하여 누적되는 신호 값 및 미리 설정되어 있는 제1 기준 값을 비교할 수 있고, 클럭 발진기(141)는 일정한 시간 간격(clock)으로 적분 시간을 측정할 수 있으며, 계수기(144)는 클럭 발진기(141)로부터 발생하는 클럭 수를 카운트할 수 있다. 이때, 또 다른 비교기는, 측정된 감지 시간을 미리 설정된 제2 기준 값과 비교할 수 있으며, 그에 따라 코드 발생기(143)에서 이진 코드를 출력할 수 있다. 예를 들어, 감지 시간이 제2 기준 값 이하 또는 미만인 경우, 터치 상태를 나타내는 이진 코드를 출력할 수 있고, 감지 시간이 제2 기준 값 이상 또는 초과인 경우, 노이즈 상태를 나타내는 이진 코드를 출력할 수 있다.
The output circuit 140 compares the integral value with a preset first reference value to measure a detection time, which is the time it takes for the integral value to reach the first reference value, and outputs a binary code according to the measured detection time. can do. In the present invention, the sensing time is the time taken by the integrator 130 to accumulate the signal of the staircase waveform to reach the first reference value, which may be measured through the output circuit 140 connected to the integrator 130. have. According to an embodiment, the output circuit 140 may include at least one of a clock oscillator 141, a comparator 142, and a code generator 143, wherein the code generator 143 may include a counter ( 144 may be further included. More specifically, the comparator 142 may compare the signal value accumulated through the integrator 130 and the preset first reference value, and the clock oscillator 141 measures the integral time at a predetermined time interval (clock). The counter 144 may count the number of clocks generated from the clock oscillator 141. In this case, another comparator may compare the measured sensing time with a second preset reference value, and accordingly, the code generator 143 may output a binary code. For example, when the detection time is less than or less than the second reference value, a binary code indicating a touch state may be output. When the detection time is more than or above the second reference value, a binary code indicating a noise state may be output. Can be.

본 발명은 상기와 같은 구성을 채택함으로써, 터치 센서에 입력되는 아날로그 전기 신호 가운데 스파이크 노이즈에 대한 영향을 감소시키고, 입력 신호의 왜곡을 줄일 수 있다. 이하에서는, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환 장치에 적용될 수 있는 아날로그 디지털 변환 방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
By adopting the above configuration, the present invention can reduce the influence of spike noise among the analog electric signals input to the touch sensor and reduce the distortion of the input signal. Hereinafter, an analog-to-digital conversion method that can be applied to an analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 방법을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 방법은, 입력된 아날로그 신호 성분을 샘플 및 홀드하여 계단 파형의 신호로 변환하는 단계(S200), 미리 설정된 시간 동안 계단 파형의 신호를 적분하는 단계(S300), 적분 값과 미리 설정된 제1 기준 값을 비교하여, 제1 기준 값에 도달하는 감지 시간을 측정하는 단계(S400) 및 측정된 감지 시간에 따라 이진 코드를 출력하는 단계(S500)를 포함하여 구성될 수 있으며, 아날로그 파형을 입력받아 신호 성분을 추출하는 단계(S100)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
2 is a diagram illustrating an analog-to-digital conversion method of reducing noise of a touch sensor by integrating an analog signal according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the analog-to-digital conversion method of reducing noise of a touch sensor by integrating an analog signal according to an embodiment of the present invention includes converting a signal of a stepped waveform by sampling and holding an input analog signal component. Step S200, integrating the signal of the staircase waveform for a preset time (S300), comparing the integral value with a preset first reference value, and measuring a detection time reaching the first reference value (S400). And outputting a binary code according to the measured detection time (S500), and may further include the step (S100) of receiving an analog waveform and extracting a signal component.

단계 S100에서는, 입력 단자를 통해 아날로그 파형을 입력받아 신호 성분을 추출할 수 있다. 즉, 단계 S100에서는, 터치 패널에 입력된 아날로그 전기 신호에서 참조 값을 뺀, 신호 성분을 추출할 수 있는데, 이는 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 디지털 변환 장치에 포함된 CDS 회로에서 수행될 수 있다.
In operation S100, an analog waveform may be input through an input terminal to extract signal components. That is, in step S100, a signal component may be extracted by subtracting a reference value from the analog electrical signal input to the touch panel, which may be performed in the CDS circuit included in the analog-to-digital converter according to an embodiment of the present invention. have.

단계 S200에서는, 입력된 아날로그 신호 성분을 샘플 및 홀드하여 계단 파형의 신호로 변환할 수 있다. 보다 구체적으로, 단계 S200에서는, 단계 S100에서 추출된 아날로그 신호에 대하여 샘플링 회로 등을 통하여 일정한 시간 간격으로 샘플 및 홀드함으로써, 아날로그 신호 성분을 계단 파형의 신호로 변환할 수 있다.
In operation S200, the input analog signal component may be sampled and held and converted into a stepped waveform signal. More specifically, in step S200, the analog signal extracted in step S100 is sampled and held at a predetermined time interval through a sampling circuit or the like, so that the analog signal component can be converted into a stepped waveform signal.

단계 S300에서는, 미리 설정된 시간 동안 상기 계단 파형의 신호를 적분할 수 있다. 즉, 단계 S300에서는, 단계 S200에서 출력된 계단 파형의 신호를 미리 설정한 시간 동안 계속하여 누적할 수 있다. 특히, 실시예에 따라서는, 단계 S200에서 출력된 계단 파형의 신호를 적분한 값이, 미리 설정된 제1 기준 값에 도달할 때까지 상기 계단 파형의 신호를 적분할 수 있다.
In step S300, the signal of the staircase waveform may be integrated for a preset time. That is, in step S300, the signal of the staircase waveform output in step S200 may be continuously accumulated for a preset time. In particular, according to the exemplary embodiment, the signal of the staircase waveform may be integrated until the value obtained by integrating the signal of the staircase waveform output in step S200 reaches a preset first reference value.

단계 S400에서는, 적분 값과 미리 설정된 제1 기준 값을 비교하여, 상기 적분 값이 상기 제1 기준 값에 도달하는 데에 걸리는 시간인 감지 시간을 측정할 수 있다. 단계 S400은, 클럭 발진기, 비교기, 계수기 등을 포함한 회로에서 수행될 수 있으며, 그에 의하여, 단계 S300에서 계단 파형의 신호를 적분한 값이, 미리 설정한 제1 기준 값에 도달하는데 걸리는 시간을 측정할 수 있다.
In operation S400, an integration time may be compared with a preset first reference value to measure a sensing time that is a time taken for the integration value to reach the first reference value. The step S400 may be performed in a circuit including a clock oscillator, a comparator, a counter, and the like, thereby measuring the time taken for the value obtained by integrating the signal of the stepped waveform in the step S300 to reach the first reference value preset. can do.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 방법의 단계 S400이 구현되는 모습을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 샘플 및 홀드된 계단 파형의 신호에 대하여, 단계 S300에서는 적분기 등을 통해 해당 신호를 적분할 수 있으며, 이때, 적분 값이 제1 기준 값에 도달하는 시간(감지 시간)을 측정할 수 있다. 이때, 노이즈가 터치 신호와 함께 입력된 경우에는, 노이즈가 없는 경우에 비하여 감지 시간이 더 짧아짐으로 인해 노이즈 마진이 나타날 수 있으나, 스파이크 노이즈에 의해 발생하는 노이즈 마진은 통상적으로, 감지 시간에 비하여 작게 나타나므로, 일정한 시간 간격으로 하나의 신호 값을 샘플링하는 방법에 비하여, 노이즈의 삽입으로 인한 출력 값의 왜곡을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
FIG. 3 is a diagram illustrating the implementation of step S400 of the analog-to-digital conversion method for reducing noise of a touch sensor by integrating an analog signal according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, with respect to the signals of the sampled and held staircase waveforms, in step S300, the corresponding signals may be integrated through an integrator, etc. In this case, the time (integration time) for the integration value to reach the first reference value ) Can be measured. In this case, when the noise is input together with the touch signal, a noise margin may appear due to a shorter detection time than when no noise is present, but a noise margin generated by spike noise is typically smaller than the detection time. As a result, compared to the method of sampling one signal value at regular time intervals, the distortion of the output value due to the insertion of noise can be effectively reduced.

단계 S500에서는, 측정된 감지 시간에 따라 이진 코드를 출력할 수 있다. 즉, 단계 S500에서는, 측정된 감지 시간과 미리 설정된 제2 기준 값을 비교하여, 감지 시간이 제2 기준 값 이하거나 또는 미만이면 터치 상태를 나타내는 이진 코드를 출력하도록, 감지 시간이 제2 기준 값 이상이거나 또는 초과이면 노이즈 상태를 나타내는 이진 코드를 출력하도록 설정할 수 있다. 이와 같이, 터치 입력 신호 자체만으로 입력을 식별하지 않고, 입력한 신호를 누적한 값이 기준 값에 도달하는 시간에 따라 입력 신호를 식별함으로써, 터치 센서에 스파이크 노이즈 성분이 입력되어도, 노이즈로 인한 터치 입력 신호의 왜곡을 감소시킬 수 있다.
In operation S500, a binary code may be output according to the measured detection time. That is, in step S500, the detected time is compared with the preset second reference value, and when the sensing time is less than or less than the second reference value, the sensing time is output to the second reference value so as to output a binary code indicating the touch state. If it is above or above, it can be set to output a binary code indicating a noise state. In this way, the input signal is not identified only by the touch input signal itself, and the input signal is identified according to the time when the accumulated value of the input signal reaches the reference value, so that even if spike noise components are input to the touch sensor, touch due to noise The distortion of the input signal can be reduced.

이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics of the invention.

100: 아날로그 디지털 변환 장치
110: CDS 회로 120: 샘플링 회로
130: 적분기 140: 출력 회로
141: 클럭 발진기 142: 비교기
143: 코드 발생기 144: 계수기
200: 터치 패널
S100: 아날로그 파형을 입력받아 신호 성분을 추출하는 단계
S200: 입력된 아날로그 신호 성분을 샘플 및 홀드하여 계단 파형의 신호로 변환하는 단계
S300: 미리 설정된 시간 동안 계단 파형의 신호를 적분하는 단계
S400: 적분 값과 미리 설정된 제1 기준 값을 비교하여, 제1 기준 값에 도달하는 감지 시간을 측정하는 단계
S500: 측정된 감지 시간에 따라 이진 코드를 출력하는 단계100: analog to digital converter
110: CDS circuit 120: sampling circuit
130: integrator 140: output circuit
141: clock oscillator 142: comparator
143: code generator 144: counter
200: touch panel
S100: Step of extracting signal component by receiving analog waveform
S200: sample and hold the input analog signal component to convert the signal into a step waveform
S300: Integrating the Signal of the Stepped Waveform for a Preset Time
S400: comparing the integral value with a preset first reference value and measuring a detection time for reaching the first reference value
S500: outputting a binary code according to the measured detection time

Claims (8)

터치 패널(200)에 연결된 입력 단자로부터 입력받은 아날로그 파형의 신호에 대해 미리 측정된 참조 값(reference value)을 뺀 나머지 신호 성분을 추출하는 CDS 회로(110);
상기 CDS 회로(110)로부터 입력된 아날로그 신호 성분을 샘플 및 홀드하여 계단 파형의 신호로 변환하는 샘플링 회로(120);
미리 설정된 시간 동안 상기 계단 파형의 신호를 적분하는 적분기(130); 및
상기 적분 값과 미리 설정된 제1 기준 값을 비교하여 상기 적분 값이 상기 제1 기준 값에 도달하는 데에 걸리는 시간인 감지 시간을 측정하고, 상기 감지 시간에 따라 이진 코드를 출력하는 출력 회로(140)를 포함하되,
상기 출력 회로(140)는,
터치 상태 또는 노이즈 상태를 나타내는 이진 코드를 출력하기 위해 상기 측정된 감지 시간과 미리 설정된 제2 기준 값을 비교 처리하는 것을 특징으로 하는, 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치.
A CDS circuit 110 for extracting remaining signal components by subtracting a previously measured reference value for an analog waveform signal received from an input terminal connected to the touch panel 200;
A sampling circuit 120 for sampling and holding the analog signal component input from the CDS circuit 110 and converting the analog signal component into a signal having a stepped waveform;
An integrator (130) for integrating the signal of the stepped waveform for a preset time; And
An output circuit 140 which compares the integral value with a first preset reference value, measures a sensing time that is the time it takes for the integral value to reach the first reference value, and outputs a binary code according to the sensing time ),
The output circuit 140,
And comparing the measured detection time with a second preset reference value to output a binary code indicating a touch state or a noise state. .
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 출력 회로(140)는,
일정한 시간 간격으로 적분 시간을 측정하여 비교기(142)로 출력하는 클럭 발진기(141);
상기 적분기(130)를 통하여 누적되는 적분 값 및 미리 설정되어 있는 제1 기준 값을 비교하여 감지 시간을 측정하고, 측정된 감지 시간을 미리 설정된 제2 기준 값과 비교하여 출력하기 위한 비교기(142); 및
상기 클럭 발진기(141)로부터 발생하는 클럭 수를 카운트하는 계수기(144)를 포함하며, 상기 비교기(142)의 측정된 감지 시간을 미리 설정된 제2 기준 값과 비교하여 출력하는 신호에 대응하여 이진 코드를 생성하여 출력하는 코드 발생기(143)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치.
The method of claim 1, wherein the output circuit 140,
A clock oscillator 141 for measuring the integral time at regular time intervals and outputting the integrated time to the comparator 142;
A comparator 142 for measuring a sensing time by comparing an integral value accumulated through the integrator 130 and a preset first reference value, and comparing the measured sensing time with a preset second reference value and outputting the measured reference time. ; And
A counter 144 that counts the number of clocks generated from the clock oscillator 141, and compares the measured sensing time of the comparator 142 with a second preset reference value and outputs a binary code corresponding to the signal output. And a code generator (143) for generating and outputting the analog signal to reduce the noise of the touch sensor by integrating the analog signal.
제1항에 있어서, 상기 적분기(130)는,
상기 제1 기준 값에 도달할 때까지 상기 샘플링 회로에서 출력되는 상기 계단 파형의 신호를 적분하는 것을 특징으로 하는, 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 장치.
The method of claim 1, wherein the integrator 130,
And integrating the signal of the stepped waveform output from the sampling circuit until the first reference value is reached, integrating an analog signal to reduce noise of the touch sensor.
아날로그 디지털 변환 장치가,
(0) 입력 단자를 통해 아날로그 파형을 입력받아 아날로그 신호 성분을 추출하는 단계;
(1) 상기 단계 (0)에서 입력된 아날로그 신호 성분을 샘플 및 홀드하여 계단 파형의 신호로 변환하는 단계;
(2) 미리 설정된 시간 동안 상기 계단 파형의 신호를 적분하는 단계;
(3) 상기 적분 값과 미리 설정된 제1 기준 값을 비교하여, 상기 적분 값이 상기 제1 기준 값에 도달하는 데에 걸리는 시간인 감지 시간을 측정하는 단계; 및
(4) 상기 측정된 감지 시간에 따라 이진 코드를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 방법.
Analog to digital converter,
(0) receiving an analog waveform through an input terminal and extracting analog signal components;
(1) sampling and holding the analog signal component input in step (0) to convert the signal into a stepped waveform;
(2) integrating the signal of the stepped waveform for a preset time;
(3) comparing the integral value with a preset first reference value to measure a sensing time that is a time taken for the integral value to reach the first reference value; And
And (4) outputting a binary code according to the measured detection time, integrating the analog signal to reduce noise of the touch sensor.
삭제delete 제6항에 있어서, 상기 단계 (4)에서는,
상기 측정된 감지 시간과 미리 설정된 제2 기준 값을 비교하여, 터치 상태 또는 노이즈 상태를 나타내는 이진 코드를 출력하는 것을 특징으로 하는, 아날로그 신호를 적분하여 터치 센서의 노이즈를 감소시키는 아날로그 디지털 변환 방법.The method of claim 6, wherein in step (4),
And comparing the measured detection time with a second preset reference value to output a binary code indicating a touch state or a noise state, thereby integrating an analog signal to reduce noise of the touch sensor.
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KR20100037569A (en) * 2008-10-01 2010-04-09 마이크론 테크놀로지, 인크 Vertical 4-way shared pixel in a single column with internal reset and no row select
KR20110062842A (en) * 2009-12-04 2011-06-10 (주) 넥스트칩 Proximity sensor using random algorithm and proximity sensor module and proximity sensing method

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