KR101197460B1 - 기생 정전 용량을 저감시키는 터치 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

기생 정전 용량을 저감시키는 터치 검출 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시에 따른 터치 검출 장치는, 전하가 충전된 후 플로팅 상태에서 교번 전압에 응답하여 터치 상태에 따른 신호를 출력하는 센서패드; 상기 센서패드의 출력단에 전기적으로 연결되고 상기 센서패드의 기생 커패시턴스에 대응하는 커패시턴스를 갖는 부가 정전 용량부; 상기 교번 전압의 교번에 따른 상기 기생 커패시턴스에서의 전하변동량과 동일한 크기를 가지고 극성이 반대가 되도록 상기 부가정전용량부를 충전 또는 방전하는 전하 충/방전부; 및 터치 미발생시에 상기 교번전압에 따른 상기 센서패드에서의 전압 변동분과 터치 발생시에 상기 교번전압에 따른 상기 센서패드에서의 전압 변동분의 차이에 기초하여 터치신호를 획득하는 레벨시프트 검출부를 포함한다.

Description

기생 정전 용량을 저감시키는 터치 검출 장치 및 그 방법{Touch detection apparatus and method for reducing parasitic capacitance}
본 발명은 터치를 검출하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 기생 정전 용량을 상쇄하는 부가 정전 용량을 부가하여 기생 정전 용량의 영향을 저감시키는 터치 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.
터치 스크린 패널은 영상 표시 장치에 의해 표시된 내용에 기초하여 사람의 손 또는 다른 접촉 수단으로 터치하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력 장치이다.
이를 위하여 터치 스크린 패널은 영상 표시 장치의 전면(front face)에 구비되어 사람의 손 또는 다른 접촉 수단으로 직접 접촉된 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다. 이에 따라 접촉 위치에서 선택된 지시 내용이 입력 신호로 받아 들여 진다.
이와 같은 터치 스크린 패널은 키보드 및 마우스와 같은 입력 장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용 범위가 점차 확장되고 있는 추세이다.
터치 스크린 패널을 구현하는 방식으로는 저항막 방식, 광감지 방식 및 정전 용량 방식 등이 알려져 있다. 이 중 정전 용량 방식의 터치 패널은 사람의 손 또는 물체가 접촉될 때 도전성 감지 패턴이 주변의 다른 감지 패턴 또는 접지 전극 등과 형성하는 정전 용량의 변화를 감지함으로써 접촉 위치를 전기적 신호로 변환한다.
도 1a는 종래 기술에 따른 정전식 터치 스크린 패널의 일 예에 관한 평면 구성도이다.
도 1a에 도시된 종래 기술에 따른 정전식 터치 스크린 패널은 횡방향의 선형 센서 패턴(5a), 종방향의 선형 센서 패턴(5b), 터치신호를 분석하는 터치 드라이브IC 를 포함한다. 이러한 방식의 터치 스크린 패널은 선형 센서 패턴(5)과 손가락(8) 사이에 형성되는 커패시턴스의 크기를 검출하는 방식으로서, 횡 방향의 선형 센서패턴(5a)와 종 방향의 선형 센서패턴(5b)을 스캔하여 신호를 검출함으로써 복수개의 터치 지점을 인식할 수 있다.
도 1b는 표시장치(20)위에 설치된 도 1a의 정전식 터치스크린패널을 나타내는 도면이다.
도 1b를 참고하면, 표시장치(20)의 위에 도 1a에서 설명한 터치스크린패널이 배치된다. 따라서, 기판(10)의 상면에 선형 센서패턴(5)이 배치되며, 기판(1)위에는 선형 센서패턴(5)을 보호하기 위한 보호패널(3)이 부착된다. 터치스크린패널은 접착부재(9)를 매개로 표시장치(20)에 접착되며, 표시장치(20)와의 사이에서 에어갭(9a)을 형성한다.
도 1b에서, 터치가 발생할 경우 손가락(8)과 선형 센서패턴(5) 사이에는 Ct와 같은 정전 용량이 형성되고, 선형 센서 패턴(5)과 표시 장치(20)의 공통 전극 사이에서도 Cvcom과 같은 정전용량이 형성되며, 선형 센서 패턴(5)에는 다양한 원인으로부터 발생되는 기생 정전 용량인 Cp가 형성된다.
도 1c는 도 1b에서 터치가 발생한 경우 터치 검출을 위한 등가회로를 나타낸다.
도 1c를 참고하면, 손가락이 선형 센서패턴(5)에 접촉되면 Cvcom, Cp, Ct등이 생성된다. 종래의 터치 스크린 패널은 Ct의 변화량을 검출하여 터치를 인식하므로 Cp, Cvcom등은 노이즈로 작용하게 된다.
Cvcom의 경우에는 터치 스크린 패널이 장착되는 표시 장치(20)의 구조에 의해 결정되며, 한국 특허 출원 제10-2010-85360에서 공통 전극 전압(Vcom)을 이용한 터치 검출에 하나의 신호로서 사용될 수 있다.
그러나, 기생 정전 용량인 Cp의 경우에는 그 크기가 클수록 터치 검출 감도를 떨어뜨리는 역할을 하기 때문에 Cp를 제거된다면 터치 스크린의 전체 성능이 향상된다.
하지만 Cp의 경우에는 다양한 외부적 환경에 의해 결정되는 것이기 때문에 이를 물리적으로 완전히 0 으로 만드는 것을 불가능하다.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 터치 검출 방법 및 장치를 제공하는 것이며, 특히 기생 정전 용량을 상쇄하는 부가 정전 용량을 부가하여 터치를 검출하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 터치 검출 장치는,전하가 충전된 후 플로팅 상태에서 교번 전압에 응답하여 터치 상태에 따른 신호를 출력하는 센서패드; 상기 센서패드의 출력단에 전기적으로 연결되고 상기 센서패드의 기생 커패시턴스에 대응하는 커패시턴스를 갖는 부가 정전 용량부; 상기 교번 전압의 교번에 따른 상기 기생 커패시턴스에서의 전하변동량과 동일한 크기를 가지고 극성이 반대가 되도록 상기 부가정전용량부를 충전 또는 방전하는 전하 충/방전부; 및 터치 미발생시에 상기 교번전압에 따른 상기 센서패드에서의 전압 변동분과 터치 발생시에 상기 교번전압에 따른 상기 센서패드에서의 전압 변동분의 차이에 기초하여 터치신호를 획득하는 레벨시프트 검출부를 포함한다.
여기서, 상기 부가 정전 용량부는, 복수의 부가 정전 용량들; 및 터치 미발생시의 상기 센서패드에서의 전압 변동분에 응답하여 상기 부가정전용량들 중 적어도 하나와 상기 전하 충/방전부의 출력단을 연결하는 스위칭부를 포함한다.
또한, 상기 터치 검출 장치는, 상기 복수개의 부가 정전 용량들 중 적어도 하나를 조합하여 순차적으로 상기 전압 제어부의 출력단에 연결하도록 상기 스위칭부를 제어하고, 각각의 조합에 대하여 터치 미발생시의 상기 센서패드에서의 전압 변동분이 소정의 조건을 만족하는지에 따라 상기 전압 제어부의 출력단에 연결되는 부가 정전 용량의 조합을 결정하는 제어부를 더 포함한다.
여기서, 상기 소정의 조건은, 터치 미발생시의 상기 센서패드에서의 전압 변동분이 임계치 이하이면서 최대 값인 경우이다. .
또한, 상기 터치 검출 장치는, 상기 결정된 부가 정전 용량의 조합에 관한 정보 및 상기 조합에 대응하는 전압 변동분이 저장되는 저장부를 더 포함한다.
여기서, 상기 제어부는, 터치 미발생시의 상기 센서패드에서의 전압 변동분과 상기 저장부에 기록된 전압 변동분을 비교하여 에 연결되는 부가정전용량의 조합을 업데이트 한다.
여기서, 상기 저장부는, 상기 결정된 부가 정전 용량의 조합에 관한 정보 및 상기 조합에 대응하는 전압 변동분에 관한 정보를 센서패드별 또는 센서패드의 그룹별로 저장할 수 있다.
또한, 상기 터치 검출 장치는, 상기 센서패드의 출력 전압을 버퍼링하여 출력하는 버퍼부를 더 포함한다.
또한, 상기 전하 충/방전부는, 상기 센서패드의 출력 전압 및 외부 입력 전압에 응답하여 상기 부가 정전 용량부를 충전하기 위한 전압을 출력하는 전압 제어부를 포함한다.
또한, 상기 스위칭부는, 상기 스위칭 제어 신호에 응답하여, 상기 전하 충/방전부의 출력단과 연결되지 않은 적어도 하나의 부가정전용량을 상기 버퍼링부의 출력단과 연결할 수 있다.
여기서, 상기 전압 제어부는, 입력 신호를 소정 비율로 증폭하여 출력하는 증폭소자; 상기 증폭소자의 제 1 입력단과 상기 외부 입력 전압에 연결된 제 1 저항소자; 상기 증폭소자의 제 2 입력단과 상기 버퍼부의 출력단에 연결된 제 2 저항소자; 및 상기 제 1 입력단 및 상기 증폭소자의 출력단에 연결된 제 3 저항 소자를 포함한다.
여기서, 상기 제 1 저항소자, 상기 제 2 저항소자 및 상기 제 3 저항소자 중 적어도 하나는 가변저항을 포함할 수 있다.
또한, 상기 정전식 터치 검출 장치는 상기 센서패드에 충전 신호를 공급하여 상기 터치정전용량에 전하를 축적하기 위한 충전 수단을 더 포함한다.
본 발명의 제2측면에 따른 터치 검출 방법은, a) 터치입력도구와의 사이에서 터치정전용량을 형성하는 센서패드를 충전 시킨후 플로팅 시키는 단계; b) 상기 센서패드에 소정의 주파수로 교번하는 교번 전압을 인가하는 단계; c) 상기 센서 패드와 연결된 부가 정전 용량부에 기생 커패시턴스에 충전된 전하와 극성이 반대가 되도록 전하를 충전 또는 방전하는 단계; d) 터치 발생 전후에 상기 교번전압에 의한 상기 센서패드에서의 전압 변동분의 차이에 기초하여 터치신호를 획득하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 단계 c)는, c-1) 터치 미발생시의 상기 센서 패드의 전압 변동분을 측정하든 단계; 및 c-2)상기 전압 변동분이 임계치 이하에서 최대가 되는 부가 정전 용량의 조합을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 기생정전용량을 상쇄하는 부가정전용량을 센서패드의 출력단에 부가함으로써 기생정전용량의 영향을 최소화하고, 제품간의 성능 편차를 줄이며, 레벨시프트 검출부내의 아날로그 디지털 변환기(ADC)의 성능을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는, 부가정전용량의 양단에 인가되는 전위차의 변화값을 조절함으로써 기생정전용량과 부가정전용량의 커패시턴스가 상이한 경우에도 기생정전용량의 효과를 제거할 수 있다.
도 1a는 종래 기술에 따른 정전식 터치스크린패널의 일 예에 관한 평면 구성도이다.
도 1b는 표시장치(20)위에 설치된 도 1a의 정전식 터치스크린패널을 나타내는 도면이다.
도 1c는 도 1b에서 터치가 발생한 경우 터치 검출을 위한 등가회로를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치검출 장치(200)에 관한 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치검출 장치(200)의 등가회로이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치검출 장치(200)내의 신호에 대한 파형이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 충/방전부(230)에 관한 일 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부가정전용량부(220)의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치검출 장치(200)에 관한 구체적인 블록도를 나타낸다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨시프트 검출부(240)가 증폭기(18)를포함하는 경우에 관한 터치검출 장치(200)의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨시프트 검출부(240)가 차동증폭기(18a)를 포함하는 경우에 관한 터치검출 장치(200)의 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서패드(210)에 관한 정보가 저장된 메모리부의 구조를 나타낸다.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치검출방법에 관한 흐름도를 나타낸다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈"등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 시스템을 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치검출 장치(200)에 관한 블록도를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 터치검출 장치(200)는 센서패드(210), 부가정전용량부(220), 전하 충/방전부(230) 및 레벨시프트 검출부(240)를 포함할 수 있다.
우선 터치 검출 장치(200)의 터치 검출 동작에 대해 설명한다.
센서패드(210)는 터치입력을 검출하기 위하여 기판 상에 패터닝된 전극으로서 손가락이나 도전체와 같은 터치도구와의 사이에서 터치정전용량(Ct)을 형성한다. 센서패드(210)는 투명도전체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 센서패드(210)는 ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), CNT(Carbon Nano Tube), IZO(Indium Zinc Oxide)등의 투명 물질로 형성될 수 있다. 그러나, 다른 예에서는 센서패드(210)가 메탈로 형성될 수도 있다.
센서패드(210)는 소정 주파수로 교번하는 교번전압(Vdrv)에 응답하여 터치입력도구의 터치 상태에 따른 신호를 출력한다. 일 예로, 센서패드(210)는 교번전압(Vdrv)에 응답하여 터치된 경우와 터치되지 않은 경우에 상이한 레벨시프트 값을 출력한다.
터치검출 장치(200)는 교번전압생성수단(미도시) 및 충전수단(SW)을 더 포함할 수 있다.
충전수단(SW)은 센서패드(210)의 출력단에 연결되어 충전 신호(Vb)를 공급한다. 충전수단(SW)은 온/오프 제어단자에 공급되는 제어신호에 따라 스위칭 동작을 수행하는 3단자형의 스위칭 소자이거나, 제어신호에 따라 신호를 공급하는 OP-AMP등의 선형소자일 수 있다. 충전수단(SW)의 출력단에는 센서패드(210)에 작용하는 터치정전용량(Ct), 기생정전용량(Cp), 구동정전용량(Cdrv)이 연결되며, 충전수단(SW)을 턴온 시킨 상태에서 입력단에 충전 신호(Vb)을 인가하여 Ct, Cdrv, Cp등을 충전시킨다. 이 후, 충전수단(SW)을 턴 오프 시키면 Ct, Cdrv등에 충전된 신호는 별도로 방전시키지 않는 한 충전된 상태로 고립된다. 이 때, 충전된 신호를 안정적으로 고립시키기 위하여 후술할 레벨시프트 검출부(240)의 입력단은 하이 임피던스를 갖는 것이 바람직하다.
전술한 충전 수단(SW)이 턴 온되어 센서 패드에 충전된 전하는 충전 수단(SW)가 턴 오프됨에 의해 고립된다. 이러한 고립 상태를 플로팅(floating) 상태라 칭한다. 충전 수단(SW)과 레벨 시프트 검출부(240) 사이에 고립된 충전 신호의 전하는 외부에 인가되는 교번 신호에 의해 전압의 레벨이 변하게 된다. 상기 전압 레벨은 터치가 발생한 경우와 터치가 발생하지 않은 경우에 상이하다. 이러한 터치 전후의 레벨 차이를 레벨 시프트라고 칭한다.
교번 전압 생성 수단(미도시)은 소정 주파수로 교번하는 교번전압(Vdrv)을 구동 정전 용량(Cdrv)을 거쳐 센서패드(210)의 출력단에 인가하여 센서패드(210)에서의 전위를 변동시킨다. 교번 전압 생성 수단은 듀티비(duty ratio)가 동일한 클락 신호를 생성할 수도 있으나, 듀티비가 상이한 교번전압을 생성할 수도 있다.
공통 전극(미도시)은 표시장치(20) 내에서 공통 전압이 인가되는 전극 또는 표시장치 내에서 공통으로 역할하는 전극을 지칭한다. 예를 들어, 표시장치 중 하나인 LCD는 액정의 구동을 위하여 공통 전압을 필요로 한다. 중소형 LCD에서는 소비전류를 감소시키기 위하여 소정 주파수로 교번하는 교번전압을 공통 전압으로 사용하며 대형 LCD에서는 DC 전압을 공통 전압으로 사용한다.
만약 표시 장치(20)에서 발생하는 공통 전극 전압(Vcom)을 교번 전압으로 이용하는 경우에는 공통 전극 정전 용량(Cvcom)이 구동 정전 용량(Cdrv)의 역할을 수행할 것이다. 이 경우에는 구동 정전 용량(Cdrv)는 일시적으로 제거될 수 있다.
앞으로 본 명세서에서는 공통 전극 전압을 교번 전압으로 이용하는 경우를 별도로 설명하지 않으나 공통 전극 전압을 교번 전압으로 이용하는 실시예 역시 동일한 원리가 적용되며 본 발명이 청구하는 범위에 포함됨이 이해될 것이다.
레벨 시프트 검출부(240)는 플로팅 상태에서 교번 전압(Vdrv)에 의해 발생하는 레벨 시프트를 검출한다. 즉, 센서패드의 전위는 인가된 교번 전압(Vdrv)에 의해 상승 또는 하강 하게 되는데, 터치가 발생한 경우의 전압 레벨 변동은 터치가 발생하지 않은 경우의 전압 레벨 변동 보다 작은 값을 가진다. 따라서, 레벨 시프트 검출부(240)는 터치 전후의 전압 레벨을 비교함으로써 레벨 시프트를 검출한다. 레벨시프트 검출부(240)는 다양한 소자 또는 회로의 조합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 레벨시프트 검출부(240)는 센서패드(210)의 출력단의 신호를 증폭하는 증폭소자, ADC(Analogue to Digital Converter), VFC(Voltage to Frequency Converter), 플립플롭(Flip-Flop), 래치(Latch), 버퍼(Buffer), TR(Transistor), TFT(Thin Film Transistor), 비교기 등 중 적어도 하나를 조합하여 구성될 수 있다.
이하, 기생 커패시턴스(Cp)의 영향을 줄일 수 있는 본 발명의 일 실시예에 대해 설명한다.
부가정전용량부(220)는 센서패드(210)의 출력단에 전기적으로 연결되며, 센서패드(210)의 기생 커패시턴스(Cp)에 대응하는 커패시턴스를 갖는다. 부가정전용량부(220)는 기생 커패시턴스와 동일한 커패시턴스를 갖는 것이 바람직하지만 기생 커패시턴스는 센서 패드 마다 다르거나, 외부 환경에 따라 변할 수 있기 때문에 부가정전용량부(220)의 커패시턴스를 기생 커패시턴스랑 동일하게 맞추기가 어렵다. 따라서, 부가정전용량부(220)의 커패시턴스를 가변할 수 있도록 구현하는 것이 바람직하다. 일 예로, 부가정전용량부(220)는 복수 개의 부가정전용량들을 포함하며, 이들 부가정전용량들 중 적어도 하나를 선택하거나 조합하여 사용함으로써 외부 환경에 따라 변하는 기생 커패시턴스(Cp)에 효율적으로 대응할 수 있다.
부가정전용량부(220)에 관한 자세한 설명은 도 6에서 후술한다.
전하 충/방전부(230)는 출력단이 부가정전용량부(220)와 연결되며 부가정전용량부(220)에 전하량을 충전 또는 방전한다. 이 때, 전하 충/방전부(230)는 부가정전용량부(220)에 충전 또는 방전되는 전하량이 기생정전용량에서 충전 또는 방전되는 전하량과 동일한 크기를 가지고 극성이 반대가 되도록 한다. 즉, 전하 충/방전부(230)는 기생정전용량에 전하가 충전되면 동일한 양의 전하를 부가정전용량부(220)에서 방전시키고, 기생정전용량에서 전하가 방전되면 동일한 양의 전하가 부가정전용량부(220)를 충전시킨다.
일 예로, 기생정전용량에 인가되는 전위차가 감소한다면 기생정전용량에서 전하가 방전될 것이다. 만일, 부가정전용량부(220)의 커패시턴스와 기생정전용량의 커패시턴스가 동일하다면, 전하 충/방전부(230)는 부가정전용량부(220)에 인가되는 전위차를 동일한 크기만큼 증가시킴으로써 기생정전용량에서 방전된 전하와 동일한 크기의 전하가 부가정전용량부(220)에 충전되도록 할 수 있다. 그러나, 부가정전용량부(220)의 커패시턴스와 기생정전용량의 커패시턴스가 다르다고 하더라도, 전하 충/방전부(230)는 기생정전용량에서의 전위차의 변화보다 더 크게(또는 더 작게)부가정전용량부(220)에 인가되는 전위차를 조절함으로써 동일한 효과를 달성할 수 있다.
전하 충/방전부(230)에 관한 자세한 설명은 도 6에서 후술한다.
이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여 터치검출 장치(200)의 구체적인 동작을 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치검출 장치(200)의 등가회로이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치검출 장치(200)내의 신호에 대한 파형이다.
도 3을 참고하면 터치검출 장치(200)은 센서패드(210), 터치정전용량(Ct), 기생정전용량(Cp), 부가정전용량(Cest), 구동정전용량(Cdrv), 트랜지스터(Q)를 포함할 수 있다.
먼저, 도 3 및 도 4에서 사용되는 용어를 다음과 같이 정의한다.
터치정전용량(Ct)은 센서패드(210)와 터치도구 사이에서 형성되는 정전용량을 의미하는 것이다.
기생정전용량(Cp)은 센서패드(210)에 부수되는 정전용량을 의미하는 것으로 센서패드(210), 신호배선, 표시장치 등에 의하여 발생하는 임의의 기생용량을 포함할 수 있다.
부가정전용량(Cest)은 기생정전용량(Cp)의 효과를 없애기 위하여 센서패드(210)에 부착된 정전용량으로서 기생정전용량(Cp)에 충전 또는 방전되는 전하와 동일한 크기이며 극성이 반대인 전하가 충전 또는 방전되는 것이 바람직하다.
구동정전용량(Cdrv)은 센서 패드(210)에 소정 주파수로 교번하는 교번전압(Vdrv)을 공급하는 경로에 배치된 정전용량이다.
트랜지스터(Q)는 예를 들어 전계 효과 트랜지스터로서, 게이트에는 제어신호(Vg)가 인가되고, 소스(또는 드레인)에는 충전신호(Vb)가 인가될 수 있다. 제어신호(Vg) 및 충전신호(Vb)는 제어부(미도시)의 제어에 의해 인가될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 트랜지스터(Q)가 아닌 스위칭할 수 있는 다른 소자가 사용될 수 있다.
도 4를 참고하면, 트랜지스터(Q)를 턴-온 하여 충전신호(Vb)를 공급하여 구동정전용량(Cdrv), 터치정전용량(Ct), 부가정전용량(Cest), 기생정전용량(Cp)을 충전시킨다. 이 후, 트랜지스터(Q)를 턴-오프하면 레벨시프트 검출부(240)의 입력단은 하이 임피던스이므로 충전된 전하는 고립되며, 이에 따라 센서패드(210)의 출력단에서의 전위가 유지된다.
본 실시예에서는 트랜지스터(Q)의 ON 전압이 15V보다 작고 OFF 전압은 -8V보다 큰 것으로 가정하였다. 또한, 충전신호(Vb)의 전압은 5V이며, 교번전압(Vdrv)은 하이 레벨에서 4V, 로우 레벨에서 -1V로 주어지는 것으로 가정한다.
충전 1 과정에서 트랜지스터(Q)의 게이트에 제어신호(Vg=15V)가 인가되면 트랜지스터(Q)가 턴-온 되고, 충전신호(Vb)가 센서패드(210)의 출력단에 인가된다. 이에 따라, 센서패드(210)의 출력단에서의 전압(Vo)은 점차 완만히 상승하다가 5V가 된다.
이 후, 트랜지스터(Q)의 게이트에 제어신호(Vg=-8V)가 인가되면 트랜지스터(Q)가 턴-오프 되면서 센서패드(210)는 플로팅(floating)상태가 된다. 따라서, 센서패드(210)의 출력단에서의 전압(Vo)은 5V로 유지된다.
검출 1 과정에서, 교번전압(Vdrv)의 전압이 하강하게 되면, 센서패드(210)의 출력단에서의 전압(Vo) 레벨이 순간적으로 강하되는 현상이 발생하는데, 이러한 현상은 "킥 백현상"이라고 불리기도 한다. 검출 1 과정에서는 터치 입력이 발생하지 않은 상태이며, 다음의 [수학식 1]에 따라 출력 전압(Vo)이 변동된다.
[수학식 1]
Figure 112012007016832-pat00001
(단, △Vo는 센서패드(210)의 출력단에서의 전압 변동분, VdrvH는 교번전압의 하이 레벨 전압, VdrvL은 교번전압의 로우 레벨 전압, Cdrv는 여기정전용량, Cp는 기생정전용량, Cest는 부가정전용량임)
Cp=-Cest가 성립하도록 Cest를 설정한 경우, 수학식 1에 따라 △Vo는 -(-4-(-1))*1=-5V가 되며, 센서패드(210)의 출력단에서의 전압 레벨(Vo)은 5V에서 0V로 변동한다. 한편, 상술한 예와는 반대로 터치가 발생하지 않은 상태에서 교번전압의 상승구간에서 검출 동작이 수행되었다면, △Vo=5V가 되며 출력단에서의 전압 레벨(Vo)은 5V에서 10V로 변동하였을 것이다.
충전 2 과정에서, 트랜지스터(Q)의 게이트에 제어신호(Vg=15V)가 다시 인가되면 트랜지스터(Q)가 턴-온 되고, 충전신호(Vb)가 센서패드(210)의 출력단에 다시 인가된다. 이에 따라, 센서패드(210)의 출력단에서의 전압(Vo)은 다시 5V가 된다.
검출 2 과정에서, 교번전압(Vdrv)의 전압이 상승하게 되면, 센서패드(210)의 출력단에서의 전압(Vo) 레벨이 순간적으로 상승하게 된다. 검출 2 과정에서는 터치 입력이 발생한 상태이므로 손가락과 센서패드(210) 사이에서 형성되는 Ct가 작용하게 되므로, 다음의 [수학식 2]에 따라 전압(Vo)이 변동된다.
[수학식 2]
Figure 112012007016832-pat00002
(단, Ct는 터치정전용량임)
Ct=2Cdrv이며 Cp=-Cest가 성립하도록 Cest를 설정한 경우, 수학식 2에 따라 △Vo는 (-4-(-1))*1/3=1.67V가 되며, 센서패드(210)의 출력단에서의 전압 레벨(Vo)은 5V에서 6.67V로 변동한다.
만일, 터치 입력이 발생하지 않았다면 센서패드(210)의 출력단에서의 전압 레벨(Vo)은 수학식 1에 따라 5V에서 10V로 변하게 되나, 터치 입력이 발생함에 따라 센서패드(210)의 출력단에서의 전압 레벨(Vo)은 6.67V가 된다. 즉, 터치 미발생시에 비하여 터치 발생시의 센서패드(210)의 출력단에서의 전압 레벨(Vo)이 10V에서 6.67V로 시프트 된 것을 알 수 있다. 따라서, 이와 같은 레벨시프트를 검출하여 터치 신호를 획득할 수 있다.
충전 3 과정에서, 센서패드(210)의 출력단에서의 전압(Vo)은 다시 5V가 되며, 검출 3 과정에서, 터치 입력이 발생한 상태이므로 교번전압(Vdrv)의 전압이 하강하게 되면 센서패드(210)의 출력단에서의 전압(Vo) 레벨이 수학식 2에 따라 3.33V로 하강한다. 즉, 터치 입력 발생시 교번전압(Vdrv)의 상승 구간에서는 전압(Vo)이 아래쪽으로 레벨시프트되며 교번전압(Vdrv)의 하강 구간에서는 전압(Vo)이 위쪽으로 레벨시프트 된다.
결국 상기 레벨 시프트 값이 터치 검출값과 대응되며, 레벨 시프트의 값이 클수록 터치 검출 성능이 증가하게 된다. 하지만 수학식 1 및 수학식 2의 분모에 기생 정전 용량(Cp) 값이 커지게 되면 레벨 시프트 값이 작아지게 될 것이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 부가 정전 용량(Cest)를 이용하여 기생 정전 용량(Cp)를 저감시킴으로써 터치 검출 성능을 향상 시킨다. 물리적으로 음(-)의 값을 갖는 커패시턴스는 존재하지 않지만, 본 발명의 전하 충/방전부(230)는 전하의 충전 및 방전을 통해 기생 정전 용량(Cp)의 음의 값을 갖는 부가 정전 용량(Cest)을 부가한 것과 동일한 기능을 수행하게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전하 충/방전부(230)에 관한 일 예를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전하 충/방전부(230)는 증폭소자, 저항(R1, R2, R3)을 포함한다.
증폭소자의 제 1 입력단에는 저항(R1)의 일단이 연결되며, 저항(R1)의 타단에는 외부 입력 전압(Vb)이 인가된다. 외부 입력 전압(Vb)은 도 3 및 도 4의 충전신호일 수 있다.
증폭소자의 제 2 입력단에는 저항(R2)의 일단이 연결되며, 저항(R2)의 타단에는 센서패드(210)의 출력단에서의 전압(Vo)이 인가된다. 일 실시예에서는, 저항(R2)의 타단에 센서패드(210)의 출력단에서의 전압을 버퍼링하는 버퍼부(미도시)의 출력단이 연결될 수 있다.
증폭소자의 출력단에는 저항(R3)의 일단이 연결되며, 저항(R3)의 타단에는 증폭소자의 제 1 입력단 및 저항(R1)의 일단이 연결된다.
도 5에서, 증폭소자의 제 1 입력단 및 제 2 입력단에서의 전압 레벨이 동일하므로 출력단에서의 전압(Vc)는 다음의 수학식 3에 따라 결정된다.
[수학식 3]
Figure 112012007016832-pat00003
이하에서는, 설명의 편의를 위하여 R1=R2=R3이고, Vb가 도 3의 충전 신호(Vb)라고 가정하면, Vc = 2Vo-Vb가 될 것이다.
먼저, 충전 수단이 턴 온되어 충전 상태인 경우를 가정해보자. 이 경우, 증폭소자의 Vo=Vb이므로 제 1 입력단과 제 2 입력단의 전압 레벨이 모두 Vb가 되어 수학식 3에 따라 Vc=Vb가 된다. 따라서, 부가정전용량(Cest)의 양단에 인가되는 전위차는 0이다. 또한, 기생정전용량(Cp)의 양단에 인가되는 전위차는 Vb이다.
다음으로, 충전이 완료된 후 플로팅 상태에서 교번전압(Vdrv)이 인가되어 전압 레벨의 변동이 발생한 경우를 가정해보자. 이 경우, 수학식 3에 따라, Vc=2Vo-Vb가 성립한다. 또한, 센서패드(210)의 출력단에서의 전압 Vo=Vb-△Vo가 되므로, Vc=2(Vb-△Vo)-Vb=Vb-2△Vo가 된다.
부가정전용량부(220)의 양단에 인가되는 전위차(Vest)는 증폭소자의 출력단에서의 전압과 센서패드(210)의 출력단에서의 전압간의 차이에 해당하므로,
Vcest=Vc-Vo=(Vb-2△Vo)-(Vb-△Vo)=-△Vo가 된다.
따라서, 부가정전용량부(220)의 양단에 인가되는 전위차의 변화량(△Vcest)=0-(-△Vo)=△Vo가 된다.
한편, 기생정전용량(Cp)의 양단에 인가되는 전위차인 Vcp=Vb-△Vo가 된다. 따라서, 기생정전용량(Cp)의 양단에 인가되는 전위차의 변화량(△Vcp)=(Vb-△Vo)-Vb=-△Vo가 된다.
한편 Q(전하량) = C(커패시턴스)*V(전압)의 관계를 가지므로, 실질적으로 Cp와 Cest가 동일한 값을 갖는다면 Cp를 형성하는 전하량은 Cest에 이동하기 때문에 Cp의 영향을 제거할 수 있다. 즉, 교번전압(Vdrv)의 전압 레벨이 상승(또는 하강)할 때 기생정전용량(Cp)가 가져가는 전하(또는 내놓는 전하)는 모두 부가정전용량부(220)로부터 이동(또는, 부가정전용량부(220)로 이동)하게 된다. 결과적으로, 본원발명의 일 실시예에서는 기생정전용량(Cp)와 부가정전용량부(Cest)(220)의 커패시턴스가 유사하다면 기생정전용량(Cp)에 의한 전하는 구동정전용량(Cdrv)에 영향을 미치지 않게 되며, 제품간의 편차를 최소화하고 ADC의 성능을 최대로 활용할 수 있게 된다. 도 5에서는 기생정전용량(Cp)과 부가정전용량부(Cest)(220)의 커패시턴스가 유사한 것을 가정하였으나 기생정전용량(Cp)과 부가정전용량부(Cest)(220)의 커패시턴스가 상이한 경우에는 피드백 저항인 R3의 값을 변경하여 증폭소자의 출력단에서의 전압 레벨을 조정함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부가정전용량부(220)의 일 예를 나타낸다.
부가정전용량부(220)는 복수개의 부가정전용량들(Cest1, Cest2, .... , Cestn)과 복수 개의 스위치들(SW1, SW2, ...., SWn)을 포함할 수 있다. 또한, 복수 개의 스위치들(SW1, SW2, ...., SWn)은 제어부(미도시)로부터 스위칭 제어 신호를 수신하여, 스위칭 동작을 수행한다.
도 5에서 상술한 바와 같이 R1=R2=R3인 경우 기생정전용량(Cp)의 효과를 최소화하기 위해서는, 부가정전용량부(Cest)(220)의 커패시턴스를 기생정전용량(Cp)의 커패시턴스를 동일하게 조정하는 조정 단계를 거친 후 터치 감지를 수행하는 센싱 단계를 진행한다.
1. 조정 단계
제어부(미도시)는 복수개의 부가정전용량들 중 적어도 하나의 조합을 선택하고 선택된 부가정전용량들이 전하 충/방전부(230)의 출력단에 연결되도록 대응하는 스위치에 제어 신호를 전송한다. 이 때, 제어부(미도시)는 선택되지 않은 부가정전용량들이 플로팅 상태가 되도록 스위치를 제어할 수도 있으나, 선택되지 않은 부가정전용량들이 Vo의 전압 레벨을 갖는 선로에 연결되도록 스위치를 제어할 수도 있다. 후자의 경우, 선택되지 않은 부가정전용량들의 양단에는 모두 Vo의 전압이 인가되어 해당 부가정전용량들이 회로에서 존재하지 않는 것과 동일한 효과가 나타난다.
이 후, 제어부는 선택된 부가정전용량들이 전하 충/방전부(230)의 출력단에 연결된 상태에서 터치 미발생시의 센서패드(210)의 출력단에서의 전압 변동분(또는 ADC 출력 값)을 측정한다. 예를 들면, 제어부는 전압 변동분이 임계치(예를 들어, 구동 전압 레벨) 이하인지를 확인하고 임계치 이하인 경우에는 소정의 저장 공간에 전압 변동분을 기록하고, 그렇지 않은 경우에는 삭제한다.
다음으로, 제어부는 다른 조합의 부가정전용량들을 선택하고 선택된 부가정전용량들이 전하 충/방전부(230)의 출력단에 연결되도록 대응하는 스위치에 제어 신호를 전송한다.
이 후, 제어부는 선택된 부가정전용량들이 전하 충/방전부(230)의 출력단에 연결된 상태에서 터치 미발생시의 센서패드(210)의 출력단에서의 전압 변동분을 측정하여 임계치 이상인 경우에는 삭제한다. 만일, 전압 변동분(또는 ADC 출력 값)이 임계치 이하인 경우에는 이전에 기록된 전압 변동분과 새롭게 측정한 전압 변동분을 비교하고, 새롭게 측정한 값이 더 큰 경우에는 기존 값을 새롭게 측정한 값으로 수정하여 소정의 저장 공간에 기록한다. 또한, 새롭게 선택된 부가 정전용량에 관한 정보를 저장한다.
이와 같이 제어부는 복수개의 부가정전용량들 중 적어도 하나를 조합하여 순차적으로 전압 제어부의 출력단에 연결하도록 스위칭부를 제어하고, 각각의 조합에 대한 터치 미발생시의 센서패드(210)에서의 전압 변동분을 측정하여, 그 값이 임계치 이하이면서 최대일 때의 부가정전용량들의 조합을 결정한다.
경우에 따라서는 기생정전용량(Cp)의 커패시턴스의 크기가 부가정전용량들의 조합의 최대 커패시턴스를 초과하여 조정이 원활하게 진행되지 않을 수 있으며, 이 경우에는 도 5의 저항(R3)의 값을 변화시킴으로써 조정이 완결되도록 할 수 있음은 상술한 바이다.
2. 센싱 단계
제어부는 조정 단계에서 결정된 부가정전용량들 중 적어도 하나의 조합이 전하 충/방전부(230)의 출력단에 연결되도록 스위치들을 제어한 후, 터치 감지를 시작한다.
만일, 측정된 전압 변동분(또는 ADC 출력 값)이 미리 기록된 값보다 크다면, 제어부는 조정 단계를 다시 수행한다.
한편, 측정된 전압 변동분이 미리 기록된 값보다 작은 경우는 기생정전용량이 변경된 경우와 터치 입력이 발생한 경우로 나누어 질 수 있다.
측정된 값이 기록된 값보다 작은 경우에는 우선 터치 입력이 발생된 것으로 인식하여 측정된 값을 터치 검출값으로 이용할 수 있다. 다만, 측정된 값이 일정기간이상 변화없이 유지되는 경우에는 기생정전용량이 변경된 경우라고 판단하고 조정 단계를 다시 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치검출 장치(200)에 관한 구체적인 블록도를 나타낸다.
도7에 도시되지 않았지만, 앞서 설명한 바와 같이 부가 정전 용량(Cest1, Cest2)과 연결된 스위치(SW1, SW2)의 일단은 버퍼링 된 Vo 레벨의 선로와 연결될 수 있다.
각각의 구성 요소에 대한 설명은 도 2 내지 도 6에서 상술한 바와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨시프트 검출부(240)가 증폭기(18)를포함하는 경우에 관한 터치검출 장치(200)의 블록도이다.
증폭기(18)의 입력단은 하이 임피던스이므로 센서패드(210)의 출력단에서의 신호를 안정적으로 고립시킬 수 있다. 증폭기(18)는 센서패드(210)의 출력단에서의 신호를 증폭시키므로 터치 발생에 의한 레벨시프트의 크기가 증폭기(18)를 거치게 되면 증폭되어 출력된다. 따라서, 보다 안정적으로 터치 신호를 검출 할 수 있다. 증폭된 신호는 아날로그 디지털 변환기(ADC)로 입력될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레벨시프트 검출부(240)가 차동 증폭기(18a)를 포함하는 경우에 관한 터치검출 장치(200)의 블록도이다.
차동 증폭기(18a)는 반전 또는 비반전 차동 입력 전압 Vdif에 따라 센서패드(210)의 출력단에서의 신호를 차동 증폭한다. Vdif는 충전신호(Vb)에 대응하는 신호이거나, 터치 미 발생시의 센서패드(210)의 출력단에서의 신호일 수 있다. 이와 같이 Vdif가 터치 미발생시의 센서패드(210)의 출력단에서의 신호인 경우 ADC는 차동 증폭기(18a)의 출력 값만 가지고도 터치 신호를 획득할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서패드(210)에 관한 정보가 저장된 메모리부의 구조를 나타낸다.
메모리부에는 센서패드(210) 별로 또는 센서패드의 그룹별(예를 들면, 동일한 행 또는 동일한 열)로 터치가 발생하지 않았을 때의 해당 센서패드(210)의 출력단에서의 신호에 관한 정보가 저장될 수 있다. 상기 정보는 기생 정전 용량을 최소화하는 부가 정전 용량 결정에 이용될 수 있다. 또한, 메모리부에는 센서패드(210)별로 복수의 부가정전용량들 중 전하 충/방전부(230)의 출력단에 연결된 부가정전용량에 관한 정보가 저장될 수 있다.
기생정전용량(Cp) 및 여기정전용량(Cdrv)은 센서패드(210)별로 상이할 수 있다. 센서패드(210)의 위치, 배선길이, 기타 외부 요인 등을 모든 센서패드(210)에 대하여 동일하게 설계하는 것이 불가능하기 때문이다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에서와 같이 메모리부에 터치가 발생하지 않았을 때의 출력단에서의 신호(예를 들면, 전압)에 관한 정보 및 복수의 부가정전용량들 중 전하 충/방전부(230)의 출력단에 연결된 부가정전용량에 관한 정보를 센서패드(210)별로 저장하여 관리함으로써 센서패드(210)의 특성이 상이한 경우에도 터치를 효과적으로 검출할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치검출방법에 관한 흐름도를 나타낸다.
단계 s1210에서는, 터치 패드(210)를 구동한다. 구체적으로, 터치 패드(210)의 출력단에 충전신호(Vb)를 인가하여 Cdrv등과 같이 터치 패드(210)에 연결된 정전용량을 충전시키고, 센서패드(210)의 출력단에 교번전압(Vdrv)을 인가한다.
단계 s1220에서는, 복수개의 부가정전용량들 중 적어도 하나를 조합하여 순차적으로 특정 전압을 발생시키는 전압 제어부의 출력단에 연결시키고, 터치 미발생시의 센서패드(210)에서의 전압 변동분을 검출한다.
단계 s1230에서는, 단계 s1220에서 검출된 전압 변동분에 기초하여 전압 제어부의 출력단에 연결될 부가정전용량의 조합을 결정한다. 예를 들어, 상기 검출된 전압 변동분이 최대일 때 또는 상기 전압 변동분과 기준 전압 값의 차분이 최소인 부가 정전 용량 조합이 선택될 수 있다. 기생 정전 용량을 최소화하기 위하여 단계 s1220 및 단계 s1230은 반복적으로 또는 주기적으로 수행될 수 있다.
단계 s1240에서는, 결정된 부가정전용량의 조합을 전압 제어부의 출력단에 연결하여 터치를 감지한다.
전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 개시의 보호 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 전하가 충전된 후 플로팅 상태에서 공급된 교번 전압에 응답하여 터치 상태에 따른 신호를 출력하는 센서패드;
    상기 센서패드의 출력단에 전기적으로 연결되고 상기 센서패드의 기생 커패시턴스에 대응하는 커패시턴스를 갖는 부가 정전 용량부;
    상기 교번 전압의 교번에 따른 상기 기생 커패시턴스에서의 전하변동량과 동일한 크기를 가지고 극성이 반대가 되도록 상기 부가 정전 용량부를 충전 또는 방전하는 전하 충/방전부; 및
    터치 미발생시에 상기 교번전압에 따른 상기 센서패드에서의 전압 변동분과 터치 발생시에 상기 교번전압에 따른 상기 센서패드에서의 전압 변동분의 차이에 기초하여 터치신호를 획득하는 레벨시프트 검출부
    를 포함하는 정전식 터치 검출 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 부가 정전 용량부는,
    복수의 부가 정전 용량들; 및
    터치 미발생시의 상기 센서패드에서의 전압 변동분에 응답하여 상기 부가 정전 용량들 중 적어도 하나와 상기 전하 충/방전부의 출력단을 연결하는 스위칭부
    를 포함하는 정전식 터치 검출 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 복수개의 부가 정전 용량들 중 적어도 하나를 조합하여 순차적으로 상기 전압 제어부의 출력단에 연결하도록 상기 스위칭부를 제어하고, 각각의 조합에 대하여 터치 미발생시의 상기 센서패드에서의 전압 변동분이 소정의 조건을 만족하는지에 따라 상기 전압 제어부의 출력단에 연결되는 부가 정전 용량의 조합을 결정하는 제어부
    를 더 포함하는 정전식 터치 검출 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 소정의 조건은, 터치 미발생시의 상기 센서패드에서의 전압 변동분이 임계치 이하이면서 최대 값인 것을 특징으로 하는 정전식 터치 검출 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 결정된 부가 정전 용량의 조합에 관한 정보 및 상기 조합에 대응하는 전압 변동분이 저장되는 저장부
    를 더 포함하는 정전식 터치검출 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는, 터치 미발생시의 상기 센서패드에서의 전압 변동분과 상기 저장부에 기록된 전압 변동분을 비교하여 상기 전압 제어부의 출력단에 연결되는 부가 정전 용량의 조합을 업데이트 하는 정전식 터치검출 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 저장부는, 상기 결정된 부가 정전 용량의 조합에 관한 정보 및 상기 조합에 대응하는 전압 변동분에 관한 정보를 센서패드별 또는 센서패드의 그룹별로 저장하는 것인 정전식 터치 검출 장치.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 센서패드의 출력 전압을 버퍼링하여 출력하는 버퍼부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 터치검출 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 전하 충/방전부는,
    상기 센서패드의 출력 전압 및 외부 입력 전압에 응답하여 상기 부가 정전 용량부를 충전하기 위한 전압을 출력하는 전압 제어부를 포함하는 것인 정전식 터치 검출 장치.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 스위칭부는,
    상기 스위칭 제어 신호에 응답하여, 상기 전하 충/방전부의 출력단과 연결되지 않은 적어도 하나의 부가 정전 용량을 상기 버퍼부의 출력단과 연결하는 것인 정전식 터치검출 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 전압 제어부는,
    입력 신호를 소정 비율로 증폭하여 출력하는 증폭소자;
    상기 증폭소자의 제 1 입력단과 상기 외부 입력 전압에 연결된 제 1 저항소자;
    상기 증폭소자의 제 2 입력단과 상기 버퍼부의 출력단에 연결된 제 2 저항소자; 및
    상기 제 1 입력단 및 상기 증폭소자의 출력단에 연결된 제 3 저항 소자를 포함하는 것인 정전식 터치검출 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 저항소자, 상기 제 2 저항소자 및 상기 제 3 저항소자 중 적어도 하나는 가변저항을 포함하는 것인 정전식 터치검출 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 센서패드에 충전 신호를 공급하여 상기 터치정전용량에 전하를 축적하기 위한 충전 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전식 터치검출 장치.
  14. a) 터치입력도구와의 사이에서 터치정전용량을 형성하는 센서패드를 충전 시킨후 플로팅 시키는 단계;
    b) 상기 센서패드에 소정의 주파수로 교번하는 교번 전압을 인가하는 단계;
    c) 상기 센서패드의 기생 커패시턴스에서의 전하변동량과 동일한 크기를 가지고 극성이 반대가 되도록 상기 센서 패드와 연결된 부가 정전 용량부에 전하를 충전 또는 방전하는 단계;
    d) 터치 발생 전후에 상기 교번전압에 의한 상기 센서패드에서의 전압 변동분의 차이에 기초하여 터치신호를 획득하는 단계
    를 포함하는 터치검출방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 단계 c)는
    c-1) 터치 미발생시의 상기 센서 패드의 전압 변동분을 측정하는 단계; 및
    c-2)상기 전압 변동분이 임계치 이하에서 최대가 되는 부가 정전 용량의 조합을 결정하는 단계를 포함하는 것인 터치 검출 방법.
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