KR101343572B1 - Touch sensing circuit and touch sensing system having the same - Google Patents

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Abstract

터치 센싱 회로가 개시된다. 상기 터치 센싱 회로는 충전된 전압을 수신하는 제1입력단자, 기준 전압을 수신하는 제2입력단자, 및 상기 충전된 전압과 상기 기준 전압의 비교 결과에 상응하는 비교 신호를 출력하는 출력단자를 포함하는 비교기, 선택 신호에 응답하여 복수의 제1커패시터들 중 어느 하나를 선택하는 선택기,상기 충전된 전압을 생성하기 위해, 제1제어 코드에 따라 상기 선택된 어느 하나의 커패시터에 공급되는 제1전류를 생성하는 제1전류 제어기, 상기 제1전류 제어기와 상기 제1입력단자 사이에 접속된 제1스위치, 및 상기 제1입력 단자와 접지 사이에 직렬로 접속된 제2스위치와 저항을 포함한다.A touch sensing circuit is disclosed. The touch sensing circuit includes a first input terminal for receiving a charged voltage, a second input terminal for receiving a reference voltage, and an output terminal for outputting a comparison signal corresponding to a comparison result of the charged voltage and the reference voltage. A comparator configured to select one of the plurality of first capacitors in response to the selection signal, and to generate the charged voltage, a first current supplied to the one selected capacitor according to a first control code. A first current controller to generate, a first switch connected between the first current controller and the first input terminal, and a second switch and resistor connected in series between the first input terminal and ground.

Description

터치 센싱 회로 및 이를 포함하는 터치 센싱 시스템{Touch sensing circuit and touch sensing system having the same}Touch sensing circuit and touch sensing system including the same {Touch sensing circuit and touch sensing system having the same}

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 터치 센싱 시스템에 관한 것으로, 특히 정전 용량의 변화를 감지할 수 있는 터치 센싱 회로 및 이를 포함하는 터치 센싱 시스템에 관한 것이다.An embodiment according to the concept of the present invention relates to a touch sensing system, and more particularly, to a touch sensing circuit capable of sensing a change in capacitance and a touch sensing system including the same.

터치 센서는 터치 센서 어레이의 접촉 여부를 감지할 수 있는 장치이다. The touch sensor is a device capable of detecting whether the touch sensor array is in contact.

상기 터치 센서는 상기 터치 센서 어레이의 접촉 여부를 감지하기 위해 정전 용량(capacitance)을 이용한다. 상기 정전 용량은 전기장 내에서 에너지를 저장하기 위한 커패시터의 능력을 의미한다. The touch sensor uses capacitance to detect whether the touch sensor array is in contact. The capacitance refers to the ability of a capacitor to store energy in an electric field.

상기 터치 센서 어레이는 각각이 2개의 도체 판들을 가지는 터치 센서 구성요소들을 포함한다.The touch sensor array includes touch sensor components each having two conductor plates.

전도성 객체(예컨대, 사람의 손가락 또는 스타일러스(stylus)와 같은 전도성 펜)가 상기 터치 센서 어레이에 접근할 때, 상기 터치 센서 구성요소들 중 어느 하나의 2개의 도체 판들 사이의 정전 용량이 변한다. 상기 터치 센서는 상기 정전 용량의 변화를 이용하여 상기 전도성 객체의 센서 접촉 여부를 감지할 수 있다.When a conductive object (eg, a conductive pen such as a human finger or a stylus) approaches the touch sensor array, the capacitance between two conductor plates of either one of the touch sensor components changes. The touch sensor may detect whether the conductive object contacts the sensor by using the change in capacitance.

따라서 상기 정전 용량의 변화를 정확하게 감지하기 위한 터치 센싱 회로가 필요하다.Therefore, a touch sensing circuit for accurately detecting the change in capacitance is needed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 정전 용량의 변화를 감지할 수 있는 터치 센싱 회로 및 이를 포함하는 터치 센싱 시스템을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a touch sensing circuit and a touch sensing system including the same that can detect a change in capacitance.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 회로는 충전된 전압을 수신하는 제1입력단자, 기준 전압을 수신하는 제2입력단자, 및 상기 충전된 전압과 상기 기준 전압의 비교 결과에 상응하는 비교 신호를 출력하는 출력단자를 포함하는 비교기, 선택 신호에 응답하여 복수의 커패시터들 중 어느 하나를 선택하는 선택기, 상기 충전된 전압을 생성하기 위해, 제1제어 코드에 따라 상기 선택된 어느 하나의 커패시터에 공급되는 제1전류를 생성하는 제1전류 제어기, 상기 제1전류 제어기와 상기 제1입력단자 사이에 접속된 제1스위치, 및 상기 제1입력 단자와 접지 사이에 직렬로 접속된 제2스위치와 저항을 포함한다.The touch sensing circuit according to an exemplary embodiment of the present invention provides a first input terminal for receiving a charged voltage, a second input terminal for receiving a reference voltage, and a comparison signal corresponding to a comparison result of the charged voltage and the reference voltage. A comparator including an output terminal for outputting, a selector for selecting any one of a plurality of capacitors in response to a selection signal, and supplied to the selected one capacitor according to a first control code to generate the charged voltage A first current controller for generating a first current, a first switch connected between the first current controller and the first input terminal, and a second switch and resistor connected in series between the first input terminal and ground; Include.

실시 예에 따라, 상기 터치 센싱 회로는 상기 충전된 전압을 생성하기 위해, 제2제어 코드에 따라 상기 선택된 어느 하나의 커패시터에 공급되는 제2전류를 생성하는 제2전류 제어기, 및 상기 제2전류 제어기와 상기 제1입력단자 사이에 접속된 제3스위치를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the touch sensing circuit generates a second current supplied to one of the selected capacitors according to a second control code to generate the charged voltage, and the second current. The apparatus may further include a third switch connected between the controller and the first input terminal.

실시 예에 따라, 상기 터치 센싱 회로는 복수의 내부 커패시터들과 복수의 스위치들을 포함하는 스위치된 커패시터 어레이(switched capacitor array)를 더 포함할 수 있다. 상기 스위치된 커패시터 어레이는 상기 제1입력 단자와 접지 사이에 접속된다.In some embodiments, the touch sensing circuit may further include a switched capacitor array including a plurality of internal capacitors and a plurality of switches. The switched capacitor array is connected between the first input terminal and ground.

실시 예에 따라 상기 터치 센싱 회로는 제3제어 코드에 따라 상기 기준 전압을 생성하는 디지털 아날로그 컨버터를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the touch sensing circuit may further include a digital to analog converter that generates the reference voltage according to a third control code.

상기 제1제어 코드, 상기 제2제어 코드, 상기 제3제어 코드, 및 상기 선택 신호는 마이크로 컨트롤 유닛에 의해 생성된다.The first control code, the second control code, the third control code, and the selection signal are generated by a micro control unit.

상기 비교기는 상기 충전된 전압이 상기 기준 전압보다 클 때, 하이(hi) 레벨을 가지는 상기 비교 신호를 출력하며, 상기 충전된 전압이 상기 기준 전압보다 작을 때, 로우(low) 레벨을 가지는 상기 비교 신호를 출력한다.The comparator outputs the comparison signal having a high level when the charged voltage is greater than the reference voltage, and the comparison having a low level when the charged voltage is less than the reference voltage. Output the signal.

상기 제1스위치와 상기 제2스위치는 서로 상보적으로 동작한다.The first switch and the second switch are complementary to each other.

상기 제1스위치는 상기 제3스위치보다 먼저 턴-온된다.The first switch is turned on before the third switch.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 시스템은 복수의 커패시터들을 포함하는 터치 센서 어레이, 제1제어 코드와 선택 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛, 및 상기 터치 센싱 회로를 포함한다.The touch sensing system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a touch sensor array including a plurality of capacitors, a micro control unit generating a first control code and a selection signal, and the touch sensing circuit.

상기 마이크로 컨트롤 유닛은 상기 비교 신호에 따라 상기 제1제어 코드, 상기 제2제어 코드, 및 상기 제3제어 코드를 생성한다. The micro control unit generates the first control code, the second control code, and the third control code according to the comparison signal.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 회로 및 이를 포함하는 터치 센싱 시스템은 정전 용량의 변화를 감지할 수 있는 효과가 있다.The touch sensing circuit and the touch sensing system including the same according to an embodiment of the present invention have the effect of detecting a change in capacitance.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 센싱 회로의 블록도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 터치 센싱 회로의 센싱 동작을 설명하기 위한 타이밍도를 나타낸다.
도 4는 도 2에 도시된 터치 센싱 회로의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to more fully understand the drawings recited in the detailed description of the present invention, a detailed description of each drawing is provided.
1 is a block diagram of a touch sensing system according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of the touch sensing circuit shown in FIG. 1.
3 is a timing diagram illustrating a sensing operation of the touch sensing circuit shown in FIG. 2.
4 is a flowchart illustrating a method of operating the touch sensing circuit of FIG. 2.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are only for the purpose of illustrating embodiments of the inventive concept, But may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It should be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are intended to distinguish one element from another, for example, without departing from the scope of the invention in accordance with the concepts of the present invention, the first element may be termed the second element, The second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises ", or" having ", or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 센싱 시스템의 블록도를 나타낸다.1 is a block diagram of a touch sensing system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 터치 센싱 시스템(touch sensing system;10)은 터치 센서 어레이(11)와 터치 센서(20)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a touch sensing system 10 includes a touch sensor array 11 and a touch sensor 20.

터치 센싱 시스템(10)은 휴대폰, 모바일(mobile) 장치, 테블릿(tablet) PC, MP3 플레이어, 터치 스크린, 또는 터치 키로 구현될 수 있다.The touch sensing system 10 may be implemented as a mobile phone, a mobile device, a tablet PC, an MP3 player, a touch screen, or a touch key.

터치 센서 어레이(11)는 복수의 터치 센서 구성요소들(11-1~11-m;m은 자연수)을 포함한다.The touch sensor array 11 includes a plurality of touch sensor elements 11-1-11-m; m is a natural number.

터치 센서(20)는 터치 센서 어레이(11)의 접촉 여부를 감지할 수 있는 장치이다. The touch sensor 20 is a device capable of detecting whether the touch sensor array 11 is in contact.

터치 센서(20)는 터치 센싱 회로(30), 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit; MCU, 50), 및 메모리(60)를 포함한다.The touch sensor 20 includes a touch sensing circuit 30, a micro control unit (MCU) 50, and a memory 60.

터치 센싱 회로(30)에 대해서는 도 2에서 자세히 설명한다.The touch sensing circuit 30 will be described in detail with reference to FIG. 2.

마이크로 컨트롤 유닛(50)은 터치 센싱 회로(30) 및 메모리(60)와 통신을 수행한다.The micro control unit 50 communicates with the touch sensing circuit 30 and the memory 60.

메모리(60)는 마이크로 컨트롤 유닛(50)에 의해 수행되는 명령들을 저장한다. 메모리(60)는 플래시(flash)와 같은 비휘발성 메모리로 구현되거나 DRAM(dynamic random access memory)와 같은 휘발성 메모리로 구현될 수 있다.The memory 60 stores the instructions performed by the micro control unit 50. The memory 60 may be implemented as a nonvolatile memory such as flash or a volatile memory such as dynamic random access memory (DRAM).

터치 센서(20)는 하나의 집적 회로로 구현될 수 있다.The touch sensor 20 may be implemented as one integrated circuit.

도 2는 도 1에 도시된 터치 센싱 회로의 블록도를 나타낸다.FIG. 2 is a block diagram of the touch sensing circuit shown in FIG. 1.

도 1과 도 2를 참조하면, 복수의 터치 센서 구성요소들(11-1~11-m) 각각은 2개의 도체 판들을 가진다.1 and 2, each of the plurality of touch sensor components 11-1-11-m has two conductor plates.

복수의 터치 센서 구성요소들(11-1~11-m)의 상기 2개의 도체 판들 사이의 정전 용량은 복수의 커패시터들(C1~Cm)로 나타낼 수 있다.The capacitance between the two conductor plates of the plurality of touch sensor components 11-1 to 11-m may be represented by a plurality of capacitors C1 to Cm.

터치 센싱 회로(30)는 비교기(31), 선택기(33), 및 제1전류 제어기(35), 제1스위치(37), 및 제1입력 단자(ND1)와 접지 사이에 직렬로 접속된 제2스위치(39)와 저항(R)을 포함한다.The touch sensing circuit 30 includes a comparator 31, a selector 33, and a first current controller 35, a first switch 37, and a first connected in series between the first input terminal ND1 and ground. 2 includes a switch 39 and a resistor (R).

비교기(31)는 충전된 전압(Vs)을 수신하는 제1입력단자(ND1), 기준 전압(Vr)을 수신하는 제2입력단자(ND2), 및 충전된 전압(Vs)과 기준 전압(Vr)의 비교 결과에 상응하는 비교 신호(OUT)를 출력하는 출력단자(ND3)를 포함한다.The comparator 31 includes a first input terminal ND1 for receiving the charged voltage Vs, a second input terminal ND2 for receiving the reference voltage Vr, and a charged voltage Vs and a reference voltage Vr. Output terminal ND3 for outputting a comparison signal OUT corresponding to the comparison result.

비교기(31)는 충전된 전압(Vs)이 기준 전압(Vr)보다 클 때, 하이(hi) 레벨을 가지는 비교 신호(OUT)를 출력한다.The comparator 31 outputs a comparison signal OUT having a high level when the charged voltage Vs is greater than the reference voltage Vr.

비교기(31)는 충전된 전압(Vs)이 기준 전압(Vr)보다 작을 때, 로우(low) 레벨을 가지는 비교 신호(OUT)를 출력한다.The comparator 31 outputs a comparison signal OUT having a low level when the charged voltage Vs is smaller than the reference voltage Vr.

선택기(33)는 선택 신호(SS)에 응답하여 복수의 커패시터들(C1~Cm) 중 어느 하나를 선택한다.The selector 33 selects any one of the capacitors C1 to Cm in response to the selection signal SS.

선택 신호(SS)는 MCU(50)에 의해 생성된다.The selection signal SS is generated by the MCU 50.

제1전류 제어기(35)는 충전된 전압(Vs)을 생성하기 위해, 제1제어 코드(CD1)에 따라 선택된 어느 하나의 커패시터(예컨대, C1)에 공급되는 제1전류(I1)를 생성한다. 제1제어 코드(CD1)는 복수의 비트들을 포함하며, MCU(50)로부터 수신된다. The first current controller 35 generates a first current I1 supplied to any one capacitor (eg, C1) selected according to the first control code CD1 to generate the charged voltage Vs. . The first control code CD1 includes a plurality of bits and is received from the MCU 50.

예컨대, 제1제어 코드(CD1)는 3비트라고 할 때, 제1제어 코드(CD1)의 비트가 하나씩 증가할 때마다 제1전류 제어기(35)는 1㎂ 증가된 제1전류(I1)를 생성한다.For example, when the first control code CD1 is 3 bits, each time the bits of the first control code CD1 are increased by one, the first current controller 35 receives the first current I1 increased by 1 mA. Create

이를 정리하면 표 1과 같다.This is summarized in Table 1.

CD1CD1 I1I1 000000 0㎂0㎂ 001001 1㎂1㎂ 010010 2㎂2㎂ 011011 3㎂3㎂ 100100 4㎂4㎂ 101101 5㎂5㎂ 110110 6㎂6㎂ 111111 7㎂7㎂

제1스위치(37)는 제1전류 제어기(35)와 제1입력단자(ND1) 사이에 접속된다.The first switch 37 is connected between the first current controller 35 and the first input terminal ND1.

제1스위치(37)는 제1스위칭 신호(SWC)에 의해 제어되며, 제2스위치(39)는 제2스위칭 신호(SWS)에 의해 제어된다. 복수의 스위칭 신호들(SWC와 SWS)은 MCU(50)로부터 출력되는 신호이다.The first switch 37 is controlled by the first switching signal SWC, and the second switch 39 is controlled by the second switching signal SWS. The plurality of switching signals SWC and SWS are signals output from the MCU 50.

제1스위치(37)가 턴 온되고, 제2스위치(39)가 턴 오프될 때, 제1전류 제어기(35)에 의해 생성된 제1전류(I1)는 커패시터(C1)로 공급되며, 커패시터(C1)는 충전된다.When the first switch 37 is turned on and the second switch 39 is turned off, the first current I1 generated by the first current controller 35 is supplied to the capacitor C1, and the capacitor (C1) is charged.

실시 예에 따라, 터치 센싱 회로(30)는 제2전류 제어기(41)와 제3스위치(43)를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the touch sensing circuit 30 may further include a second current controller 41 and a third switch 43.

제2전류 제어기(41)는 충전된 전압(Vs)을 생성하기 위해, 제2제어 코드(CD2)에 따라 선택된 어느 하나의 커패시터(예컨대, C1)에 공급되는 제2전류(I2)를 생성한다. 제2제어 코드(CD2)는 복수의 비트들을 포함하며, 제2제어 코드(CD2)는 MCU(50)로부터 수신된다.The second current controller 41 generates a second current I2 supplied to any one capacitor (eg, C1) selected according to the second control code CD2 to generate the charged voltage Vs. . The second control code CD2 includes a plurality of bits, and the second control code CD2 is received from the MCU 50.

제2전류(I2)는 제1전류보다 더 낮은 전류 범위를 가진다.The second current I2 has a lower current range than the first current.

예컨대, 제2제어 코드(CD2)는 3비트라고 할 때, 제2제어 코드(CD2)의 비트가 하나씩 증가할 때마다 제2전류 제어기(41)는 0.125㎂ 증가된 제2전류(I2)를 생성한다.For example, when the second control code CD2 is 3 bits, whenever the bits of the second control code CD2 are increased by one, the second current controller 41 receives the second current I2 increased by 0.125 mA. Create

이를 정리하면 표 2와 같다.Table 2 summarizes these.

CD2CD2 I2I2 000000 0.000㎂0.000㎂ 001001 0.125㎂0.125㎂ 010010 0.250㎂0.250㎂ 011011 0.375㎂0.375㎂ 100100 0.500㎂0.500㎂ 101101 0.625㎂0.625㎂ 110110 0.750㎂0.750㎂

제3스위치(43)는 제2전류 제어기(41)와 제1입력단자(ND1) 사이에 접속된다.The third switch 43 is connected between the second current controller 41 and the first input terminal ND1.

실시 예에 따라, 터치 센싱 회로(30)는 복수의 내부 커패시터들(Ci1~Cin; n은 자연수)과 복수의 스위치들(SW1~SWn)을 포함하는 스위치된 커패시터 어레이(switched capacitor array; 45)를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the touch sensing circuit 30 may include a switched capacitor array 45 including a plurality of internal capacitors Ci1 to Cin (n is a natural number) and a plurality of switches SW1 to SWn. It may further include.

복수의 스위치들(SW1~SWn) 각각은 MCU(50)로부터 출력되는 신호에 의해 제어될 수 있다.Each of the switches SW1 to SWn may be controlled by a signal output from the MCU 50.

스위치된 커패시터 어레이(45)는 제1입력 단자(ND1)와 접지 사이에 접속된다. 스위치된 커패시터 어레이(45)는 터치 센싱 회로(30)의 센싱 감도를 검증하기 위해 사용된다.The switched capacitor array 45 is connected between the first input terminal ND1 and ground. The switched capacitor array 45 is used to verify the sensing sensitivity of the touch sensing circuit 30.

실시 예에 따라 , 터치 센싱 회로(30)는 제3제어 코드(CD3)에 따라 상기 기준 전압을 생성하는 디지털 아날로그 컨버터(digital analog converter; 47)를 더 포함할 수 있다. 제3제어 코드(CD3)는 MCU(50)로부터 수신된다. According to an embodiment, the touch sensing circuit 30 may further include a digital analog converter 47 generating the reference voltage according to the third control code CD3. The third control code CD3 is received from the MCU 50.

도 3은 도 2에 도시된 터치 센싱 회로의 센싱 동작을 설명하기 위한 타이밍도를 나타낸다. x축은 시간을 나타내며, y축은 전압을 나타낸다. 3 is a timing diagram illustrating a sensing operation of the touch sensing circuit shown in FIG. 2. The x-axis represents time and the y-axis represents voltage.

도 2와 도 3을 참조하면, 터치 센싱 회로(30)의 센싱 동작은 3개의 구간으로 나뉠 수 있다.2 and 3, the sensing operation of the touch sensing circuit 30 may be divided into three sections.

제1구간(T1)은 충전 동작이다.The first section T1 is a charging operation.

제1스위치(37) 또는 제3스위치(43)가 턴 온이고, 제2스위치(39)가 턴 오프일 때, 선택 신호(SS)에 의해 선택된 복수의 커패시터들(C1~Cm) 중 어느 하나(예컨대, C1)는 충전되며, 이를 충전 동작이라 정의한다.When the first switch 37 or the third switch 43 is turned on and the second switch 39 is turned off, any one of the plurality of capacitors C1 to Cm selected by the selection signal SS (Eg, C1) is charged, which is defined as a charging operation.

제2구간(T2)은 전압 유지 동작이다.The second section T2 is a voltage holding operation.

제1스위치(37) 또는 제3스위치(43)가 턴 오프이고, 제2스위치(39)가 턴 오프일 때, 선택 신호(SS)에 의해 선택된 복수의 커패시터들(C1~Cm) 중 어느 하나(예컨대, C1)는 충전된 전압(Vs)을 유지하며, 이를 전압 유지 동작이라 정의한다.When the first switch 37 or the third switch 43 is turned off and the second switch 39 is turned off, any one of the plurality of capacitors C1 to Cm selected by the selection signal SS is turned on. For example, C1 maintains the charged voltage Vs, which is defined as a voltage holding operation.

이 때 비교기(31)는 충전된 전압(Vs)과 기준 전압(Vr)을 비교하고, 비교 결과에 상응하는 비교 신호(OUT)를 출력한다.At this time, the comparator 31 compares the charged voltage Vs with the reference voltage Vr and outputs a comparison signal OUT corresponding to the comparison result.

제3구간(T3)은 방전 동작이다.The third section T3 is a discharge operation.

제1스위치(37) 또는 제3스위치(43)가 턴 오프이고, 제2스위치(39)가 턴 온일 때, 선택 신호(SS)에 의해 선택된 복수의 커패시터들(C1~Cm) 중 어느 하나(예컨대, C1)는 방전되며, 이를 방전 동작이라 정의한다.When the first switch 37 or the third switch 43 is turned off and the second switch 39 is turned on, any one of the plurality of capacitors C1 to Cm selected by the selection signal SS ( For example, C1) is discharged, which is defined as a discharge operation.

이를 정리하면 표 3과 같다.Table 3 summarizes these.

제1스위치(37) 또는 제3스위치(43)First switch 37 or third switch 43 제2스위치(39)Second switch (39) 충전 동작Charging operation 턴 온(turn on)Turn on 턴 오프(turn off)Turn off 전압 유지 동작Voltage hold operation 턴 오프(turn off)Turn off 턴 오프(turn off)Turn off 방전 동작Discharge operation 턴 오프(turn off)Turn off 턴 온(turn on)Turn on

도 4는 도 2에 도시된 터치 센싱 회로의 동작 방법을 나타내는 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of operating the touch sensing circuit of FIG. 2.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 터치 센싱 회로(30)가 셋업(setup)된다(S10).1 to 4, the touch sensing circuit 30 is set up (S10).

예컨대, 제1제어 코드(CD1)의 비트들이 001,시간(Tc)이 1㎲로, 기준 전압(Vr)이 1V로 셋팅된다.For example, the bits of the first control code CD1 are set to 001, the time Tc is set to 1 ms, and the reference voltage Vr is set to 1V.

전류에 대한 코스 스캔(Coarse Scan) 동작이 수행된다(S20).A coarse scan operation on the current is performed (S20).

상기 전류에 대한 코스 스캔이란 선택 신호(SS)에 의해 선택된 복수의 터치 센서 구성요소들(11-1~11-m) 중 어느 하나의 정전 용량을 모른다고 할 때, 비교기(31)의 출력 신호(OUT)가 최초로 하이가 되는 제1전류(I1)를 찾는 과정을 의미한다.The coarse scan for the current is the output signal of the comparator 31 when the capacitance of any one of the plurality of touch sensor elements 11-1 to 11-m selected by the selection signal SS is unknown. The process of searching for the first current I1 at which OUT) becomes high for the first time.

예컨대, 제1제어 코드(CD1)의 비트들이 001일 때, 제1전류 제어기(35)에 의해 생성되는 제1전류(I1)는 1㎂이다. For example, when the bits of the first control code CD1 are 001, the first current I1 generated by the first current controller 35 is 1 mA.

제1전류(I1)에 따라 선택 신호(SS)에 의해 선택된 커패시터(C1)는 충전된다. 이 때, 제1스위치(37)는 턴 온되며, 제2스위치(39)는 턴 오프된다.The capacitor C1 selected by the selection signal SS is charged according to the first current I1. At this time, the first switch 37 is turned on, and the second switch 39 is turned off.

비교기(31)는 제1전류(I1)에 의해 충전된 전압(Vs)과 기준 전압(Vr)을 비교하여 비교 신호(OUT)를 출력한다. 이 때, 제1스위치(37)와 제2스위치(39)는 모두 턴 오프된다.The comparator 31 compares the voltage Vs charged by the first current I1 with the reference voltage Vr and outputs a comparison signal OUT. At this time, both the first switch 37 and the second switch 39 are turned off.

비교 신호(OUT)가 로우 레벨을 가질 때, MCU(50)는 제1제어 코드(CD1)를 1비트 증가시키는 제1비트 증가 동작을 수행한다. 따라서 제1전류 제어기(35)는 1비트가 증가된 제1제어 코드(CD1)에 따라 증가된 제1전류(I1)를 생성한다. 예컨대, 제1전류(I1)는 2㎂이다.When the comparison signal OUT has a low level, the MCU 50 performs a first bit increasing operation of increasing the first control code CD1 by one bit. Accordingly, the first current controller 35 generates an increased first current I1 according to the first control code CD1 having one bit increased. For example, the first current I1 is 2 mA.

제1전류(I1)에 따라 커패시터(C1)를 충전하는 제1충전 동작이 수행된다. A first charging operation for charging the capacitor C1 is performed according to the first current I1.

비교기(31)는 제1전류(I1)에 의해 충전된 전압(Vs)과 기준 전압(Vr)을 비교하여 비교 결과에 상응하는 비교 신호(OUT)를 출력하는 제1비교 동작이 수행한다. The comparator 31 compares the voltage Vs charged by the first current I1 with the reference voltage Vr, and outputs a comparison signal OUT corresponding to the comparison result.

비교 신호(OUT)가 최초로 하이 레벨을 가질 때까지 상기 제1비트 증가 동작, 상기 제1충전 동작, 및 상기 제1비교 동작이 반복적으로 수행된다.The first bit increment operation, the first charging operation, and the first comparison operation are repeatedly performed until the comparison signal OUT has a high level for the first time.

예컨대, 제1제어 코드(CD1)가 110일 때, 비교 신호(OUT)가 최초로 하이 레벨을 가진다고 가정하면, 상기 전류에 대한 코스 스캔의 값은 제1제어 코드(CD1)의 비트 값인 101이다.For example, assuming that the comparison signal OUT first has a high level when the first control code CD1 is 110, the value of the coarse scan for the current is 101, which is a bit value of the first control code CD1.

실시 예에 따라, 상기 전류에 대한 코스 스캔의 값이 타당한지 검사하기 위해 리던던시 체크(redundancy check) 동작이 수행될 수 있다(S30).According to an embodiment, a redundancy check operation may be performed to check whether a coarse scan value for the current is valid (S30).

디지털 아날로그 컨버터(47)는 기준 전압(Vr)을 조절하고, 비교기(31)는 조절된 기준 전압(Vr)과 충전된 전압(Vs)을 비교하고 비교 결과에 상응하는 비교 신호(OUT)를 출력한다.The digital-to-analog converter 47 adjusts the reference voltage Vr, and the comparator 31 compares the adjusted reference voltage Vr with the charged voltage Vs and outputs a comparison signal OUT corresponding to the comparison result. do.

디지털 아날로그 컨버터(47)는 제3제어 코드(CD3)에 따라 기준 전압(Vr)을 조절할 수 있다. The digital analog converter 47 may adjust the reference voltage Vr according to the third control code CD3.

예컨대, 디지털 아날로그 컨버터(47)는 제3제어 코드(CD3)에 따라 기준 전압(Vr)을 1V에서 1.05V 또는 0.95V로 조절할 수 있다. For example, the digital to analog converter 47 may adjust the reference voltage Vr from 1V to 1.05V or 0.95V according to the third control code CD3.

상기 전류에 대한 코스 스캔의 값이 101과 110 사이의 범위를 가진다고 가정한다.Assume that the value of the coarse scan for the current ranges between 101 and 110.

코스 스캔 값이 101일 때, 비교기(31)는 충전된 전압(Vs)과 조절된 기준 전압(예컨대, 1.05V)을 비교하고 비교 결과에 상응하는 비교 신호(OUT)를 출력한다.When the coarse scan value is 101, the comparator 31 compares the charged voltage Vs with the adjusted reference voltage (for example, 1.05V) and outputs a comparison signal OUT corresponding to the comparison result.

비교 신호(OUT)가 로우 레벨을 가지면 상기 코스 스캔의 값이 타당하고 판단하고, 다음 동작이 수행될 수 있다.When the comparison signal OUT has a low level, the coarse scan value is valid and determined, and the next operation may be performed.

만약, 비교 신호(OUT)가 하이 레벨을 가지면 셋업 동작(S10)이 다시 수행된다.If the comparison signal OUT has a high level, the setup operation S10 is performed again.

코스 스캔 값이 110일 때, 비교기(31)는 충전된 전압(Vs)과 조절된 기준 전압(예컨대, 0.95V)을 비교하고 비교 결과에 상응하는 비교 신호(OUT)를 출력한다.When the coarse scan value is 110, the comparator 31 compares the charged voltage Vs with the adjusted reference voltage (for example, 0.95V) and outputs a comparison signal OUT corresponding to the comparison result.

비교 신호(OUT)가 하이 레벨을 가지면 상기 코스 스캔의 값이 타당하고 판단하고, 다음 동작이 수행될 수 있다.If the comparison signal OUT has a high level, the coarse scan value is valid and determined, and the next operation may be performed.

만약, 비교 신호(OUT)가 로우 레벨을 가지면 셋업 동작(S10)이 다시 수행된다.If the comparison signal OUT has a low level, the setup operation S10 is performed again.

전류에 대한 파인 스캔(Fine Scan) 동작이 수행된다(S40).A fine scan operation on the current is performed (S40).

상기 전류에 대한 파인 스캔이란 코스 스캔의 값이 결정될 때 더 정교한 전류에 대한 값을 얻기 위해 비교기(31)의 출력 신호(OUT)가 최초로 하이가 되는 제2전류(I2)를 찾는 과정을 의미한다.The fine scan of the current refers to a process of finding a second current I2 at which the output signal OUT of the comparator 31 first becomes high to obtain a more sophisticated current value when the coarse scan value is determined. .

예컨대, 제2제어 코드(CD1)의 비트들이 001일 때, 제2전류 제어기(41)에 의해 생성되는 제2전류(I2)는 0.125㎂이다. For example, when the bits of the second control code CD1 are 001, the second current I2 generated by the second current controller 41 is 0.125 mA.

제1스위치(37)와 제3스위치(43)는 턴 온되며, 제2스위치(39)는 턴 오프된다.The first switch 37 and the third switch 43 are turned on, and the second switch 39 is turned off.

따라서 제1전류(I1)와 제2전류(I2)를 합한 전류에 따라 선택 신호(SS)에 의해 선택된 커패시터(C1)는 충전된다. Therefore, the capacitor C1 selected by the selection signal SS is charged according to the sum of the sum of the first current I1 and the second current I2.

예컨대, 제1전류(I1)와 제2전류(I2)를 합한 전류는 5.125㎂이다.For example, the sum of the first current I1 and the second current I2 is 5.125 mA.

비교기(31)는 제1전류(I1)와 제2전류(I2)를 합한 전류에 의해 충전된 전압(Vs)과 기준 전압(Vr)을 비교하여 비교 신호(OUT)를 출력한다. 이 때, 제1스위치(37), 제2스위치(39), 및 제3스위치(43)는 모두 턴 오프된다.The comparator 31 outputs a comparison signal OUT by comparing the voltage Vs charged with the reference voltage Vr charged by the sum of the first current I1 and the second current I2. At this time, the first switch 37, the second switch 39, and the third switch 43 are all turned off.

비교 신호(OUT)가 로우 레벨을 가질 때, MCU(50)는 제2제어 코드(CD2)를 1비트 증가시키는 제2비트 증가 동작을 수행한다. 따라서 제2전류 제어기(41)는 1비트가 증가된 제2제어 코드(CD2)에 따라 증가된 제2전류(I2)를 생성한다. 예컨대, 제2전류(I2)는 0.250㎂이다.When the comparison signal OUT has a low level, the MCU 50 performs a second bit increasing operation of increasing the second control code CD2 by one bit. Accordingly, the second current controller 41 generates the increased second current I2 according to the second control code CD2 having one bit increased. For example, the second current I2 is 0.250 mA.

제1전류(I1)와 제2전류(I2)를 합한 전류(예컨대, 5.25㎂)에 따라 커패시터(C1)를 충전하는 제2충전 동작이 수행된다. A second charging operation is performed to charge the capacitor C1 according to the sum of the first current I1 and the second current I2 (for example, 5.25 mA).

비교기(31)는 제1전류(I1)와 제2전류(I2)에 의해 충전된 전압(Vs)과 기준 전압(Vr)을 비교하여 비교 결과에 상응하는 비교 신호(OUT)를 출력하는 제2비교 동작이 수행한다. The comparator 31 compares the voltage Vs charged by the first current I1 and the second current I2 with the reference voltage Vr, and outputs a comparison signal OUT corresponding to the comparison result. The compare operation is performed.

비교 신호(OUT)가 최초로 하이 레벨을 가질 때까지 상기 제2비트 증가 동작, 상기 제2충전 동작, 및 상기 제2비교 동작이 반복적으로 수행된다.The second bit increasing operation, the second charging operation, and the second comparison operation are repeatedly performed until the comparison signal OUT has a high level for the first time.

예컨대, 제2제어 코드(CD2)가 101일 때, 비교 신호(OUT)가 최초로 하이 레벨을 가진다고 가정하면, 상기 전류에 대한 파인 스캔의 값은 제2제어 코드(CD2)의 비트 값인 100이다.For example, assuming that the comparison signal OUT first has a high level when the second control code CD2 is 101, the value of the fine scan for the current is 100, which is a bit value of the second control code CD2.

실시 예에 따라, 코스 스캔과 유사하게 상기 전류에 대한 파인 스캔의 값이 타당한지 검사하기 위해 리던던시 체크(redundancy check) 동작이 수행될 수 있다(S50).According to an embodiment, a redundancy check operation may be performed to check whether a value of the fine scan for the current is valid, similar to the coarse scan (S50).

비교 신호(OUT)가 하이 레벨을 가지면 상기 파인 스캔의 값이 타당하고 판단하고, 다음 동작이 수행될 수 있다.When the comparison signal OUT has a high level, the value of the fine scan is valid and determined, and the next operation may be performed.

만약, 비교 신호(OUT)가 로우 레벨을 가지면 상기 전류에 대한 파일 스캔 동작(S40)이 다시 수행된다.If the comparison signal OUT has a low level, the file scan operation S40 for the current is performed again.

실시 예에 따라, 기준 전압 스캔 동작이 수행될 수 있다(S60).According to an embodiment, the reference voltage scan operation may be performed (S60).

디지털 아날로그 컨버터(47)는 제3제어 코드(CD3)에 따라 기준 전압(Vr)을 생성한다. The digital to analog converter 47 generates the reference voltage Vr according to the third control code CD3.

제3제어 코드(CD3)는 복수의 비트들을 포함한다. The third control code CD3 includes a plurality of bits.

예컨대, 제3제어 코드(CD3)는 4비트라고 할 때, 제3제어 코드(CD3)의 비트가 하나씩 증가할 때마다 디지털 아날로그 컨버터(47)는 0.025V 증가된 기준 전압(Vr)을 생성한다. For example, when the third control code CD3 is 4 bits, the digital-to-analog converter 47 generates a reference voltage Vr increased by 0.025V whenever the bits of the third control code CD3 are increased by one. .

제1전류(I1)와 제2전류(I2)의 합이 5.5㎂라 할 때, 비교기(31)는 충전된 전압(Vs)과 기준 전압(Vr)을 비교하고 비교 결과에 상응하는 비교 신호(OUT)를 출력한다.When the sum of the first current I1 and the second current I2 is 5.5 mA, the comparator 31 compares the charged voltage Vs with the reference voltage Vr and compares the comparison signal corresponding to the comparison result ( OUT) is output.

비교 신호(OUT)가 로우 레벨을 가질 때, MCU(50)는 제3제어 코드(CD3)를 1비트 증가시키는 제3비트 증가 동작을 수행한다. 따라서 디지털 아날로그 컨버터(47)는 1비트가 증가된 제3제어 코드(CD3)에 따라 증가된 기준 전압(Vr)을 생성한다. 예컨대, 기준 전압(Vr)은 1.025V이다.When the comparison signal OUT has a low level, the MCU 50 performs a third bit increasing operation of increasing the third control code CD3 by one bit. Therefore, the digital-to-analog converter 47 generates an increased reference voltage Vr according to the third control code CD3 having one bit increased. For example, the reference voltage Vr is 1.025V.

제1전류(I1)와 제2전류(I2)를 합한 전류(예컨대, 5.5㎂라 커패시터(C1)를 충전하는 제3충전 동작이 수행된다. A third charging operation is performed to charge the capacitor C1, which is the sum of the first current I1 and the second current I2 (for example, 5.5 mA).

비교기(31)는 제1전류(I1)와 제2전류(I2)에 의해 충전된 전압(Vs)과 기준 전압(Vr)을 비교하여 비교 결과에 상응하는 비교 신호(OUT)를 출력하는 제3비교 동작이 수행한다. The comparator 31 compares the voltage Vs charged by the first current I1 and the second current I2 with the reference voltage Vr, and outputs a comparison signal OUT corresponding to the comparison result. The compare operation is performed.

비교 신호(OUT)가 최초로 하이 레벨을 가질 때까지 상기 제3비트 증가 동작, 상기 제3충전 동작, 및 상기 제3비교 동작이 반복적으로 수행된다.The third bit increasing operation, the third charging operation, and the third comparison operation are repeatedly performed until the comparison signal OUT has a high level for the first time.

터치 센싱 회로(30)는 초기화된다.The touch sensing circuit 30 is initialized.

터치 센싱 회로(30)가 초기화된 후, 전도성 객체(예컨대, 사람의 손가락 또는 스타일러스(stylus)와 같은 전도성 펜)가 터치 센서 어레이(11)에 접근할 때, 터치 센서 구성요소들(11-1~11-m) 중 어느 하나의 2개의 도체 판들 사이의 정전 용량이 변한다.After the touch sensing circuit 30 is initialized, when a conductive object (eg, a conductive pen such as a human finger or a stylus) approaches the touch sensor array 11, the touch sensor components 11-1. Capacitance between the two conductor plates of any one of ˜11-m) changes.

상기 정전 용량이 변할 때, 비교기(31)의 비교 신호(OUT)가 하이가 되게 하는 제1제어 코드(CD1), 제2제어 코드(CD2), 또는 제3제어 코드(CD3)의 비트 값들은 상기 정전 용량이 변하기 전과 다르다.When the capacitance changes, the bit values of the first control code CD1, the second control code CD2, or the third control code CD3 to make the comparison signal OUT of the comparator 31 high are The capacitance is different from before.

따라서 터치 센싱 회로(30)는 상기 정전 용량이 변하기 전의 제1제어 코드(CD1), 제2제어 코드(CD2), 또는 제3제어 코드(CD3)와 상기 정전 용량이 변한 후의 제1제어 코드(CD1), 제2제어 코드(CD2), 또는 제3제어 코드(CD3)를 비교하여 전도성 객체의 센싱 여부를 판단할 수 있다.Accordingly, the touch sensing circuit 30 may include the first control code CD1, the second control code CD2, or the third control code CD3 before the capacitance changes and the first control code after the capacitance changes. CD1), the second control code CD2, or the third control code CD3 may be compared to determine whether the conductive object is sensed.

상기 전도성 객체가 터치 센서 어레이(11)에 접근할 때, 상기 정전 용량은 커진다. When the conductive object approaches the touch sensor array 11, the capacitance becomes large.

그러므로 상기 정전 용량이 변한 후의 제1제어 코드(CD1), 제2제어 코드(CD2), 또는 제3제어 코드(CD3)가 상기 정전 용량이 변하기 전의 제1제어 코드(CD1), 제2제어 코드(CD2), 또는 제3제어 코드(CD3)보다 클 때, 터치 센싱 회로(30)는 상기 전도성 객체가 터치 센서 어레이(11)에 접근한 것으로 판단할 수 있다.Therefore, the first control code CD1, the second control code CD2, or the third control code CD3 after the capacitance changes, the first control code CD1, the second control code before the capacitance changes. When larger than the CD2 or the third control code CD3, the touch sensing circuit 30 may determine that the conductive object approaches the touch sensor array 11.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 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.

10; 1터치 센싱 시스템
11; 터치 센서 어레이
20; 터치 센서
30; 터치 센싱 회로
50; 마이크로 컨트롤 유닛
60; 메모리
31; 비교기
33; 선택기
35; 제1전류 제어기
37; 제1스위치
39; 제2스위치
41; 제2전류 제어기
43; 제3스위치
45; 스위치된 커패시터 어레이(switched capacitor array)
47; 디지털 아날로그 컨버터
10; 1 touch sensing system
11; Touch sensor array
20; Touch sensor
30; Touch sensing circuit
50; Micro control unit
60; Memory
31; Comparator
33; Selector
35; First current controller
37; The first switch
39; The second switch
41; Second current controller
43; The third switch
45; Switched capacitor array
47; Digital to analog converter

Claims (12)

충전된 전압을 수신하는 제1입력단자, 기준 전압을 수신하는 제2입력단자, 및 상기 충전된 전압과 상기 기준 전압의 비교 결과에 상응하는 비교 신호를 출력하는 출력단자를 포함하는 비교기;
마이크로 컨트롤 유닛에 의해 생성된 선택 신호에 응답하여 복수의 커패시터들 중 어느 하나를 선택하는 선택기;
상기 충전된 전압을 생성하기 위해, 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 의해 생성된 제1제어 코드에 따라 상기 선택된 어느 하나의 커패시터에 공급되는 제1전류를 생성하는 제1전류 제어기;
상기 제1전류 제어기와 상기 제1입력단자 사이에 접속된 제1스위치; 및
상기 제1입력 단자와 접지 사이에 직렬로 접속된 제2스위치와 저항을 포함하고,
상기 비교 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 바뀔 때까지 상기 마이크로 컨트롤 유닛은 상기 제1제어 코드를 1비트씩 증가시키는 터치 센싱 회로.
A comparator including a first input terminal for receiving a charged voltage, a second input terminal for receiving a reference voltage, and an output terminal for outputting a comparison signal corresponding to a comparison result of the charged voltage and the reference voltage;
A selector for selecting any one of the plurality of capacitors in response to the selection signal generated by the micro control unit;
A first current controller for generating a first current supplied to the one of the selected capacitors according to a first control code generated by the micro control unit to generate the charged voltage;
A first switch connected between the first current controller and the first input terminal; And
A second switch and a resistor connected in series between the first input terminal and ground;
And the micro control unit increases the first control code by one bit until the comparison signal changes from a low level to a high level.
제1항에 있어서, 상기 터치 센싱 회로는,
상기 충전된 전압을 생성하기 위해, 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 의해 생성된 제2제어 코드에 따라 상기 선택된 어느 하나의 커패시터에 공급되는 제2전류를 생성하는 제2전류 제어기; 및
상기 제2전류 제어기와 상기 제1입력단자 사이에 접속된 제3스위치를 더 포함하는 터치 센싱 회로.
The method of claim 1, wherein the touch sensing circuit,
A second current controller for generating a second current supplied to the selected one of the capacitors according to a second control code generated by the micro control unit to generate the charged voltage; And
And a third switch connected between the second current controller and the first input terminal.
제1항에 있어서, 상기 터치 센싱 회로는,
복수의 내부 커패시터들과 복수의 스위치들을 포함하는 스위치된 커패시터 어레이(switched capacitor array)를 더 포함하며,
상기 스위치된 커패시터 어레이는,
상기 제1입력 단자와 접지 사이에 접속되는 터치 센싱 회로.
The method of claim 1, wherein the touch sensing circuit,
Further comprising a switched capacitor array comprising a plurality of internal capacitors and a plurality of switches,
The switched capacitor array,
And a touch sensing circuit connected between the first input terminal and ground.
제1항에 있어서, 상기 터치 센싱 회로는,
상기 마이크로 컨트롤 유닛에 의해 생성된 제3제어 코드에 따라 상기 기준 전압을 생성하는 디지털 아날로그 컨버터를 더 포함하는 터치 센싱 회로.
The method of claim 1, wherein the touch sensing circuit,
And a digital-to-analog converter for generating the reference voltage according to a third control code generated by the micro control unit.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 비교기는,
상기 충전된 전압이 상기 기준 전압보다 클 때, 하이(hi) 레벨을 가지는 상기 비교 신호를 출력하며,
상기 충전된 전압이 상기 기준 전압보다 작을 때, 로우 레벨을 가지는 상기 비교 신호를 출력하는 터치 센싱 회로.
The apparatus of claim 1,
Outputting the comparison signal having a high level when the charged voltage is greater than the reference voltage,
And outputting the comparison signal having a low level when the charged voltage is less than the reference voltage.
제2항에 있어서, 상기 제1스위치와 상기 제2스위치는 서로 상보적으로 동작하는 터치 센싱 회로.The touch sensing circuit of claim 2, wherein the first switch and the second switch operate complementary to each other. 제2항에 있어서,
상기 제1스위치는 상기 제3스위치보다 먼저 턴-온되는 터치 센싱 회로.
3. The method of claim 2,
And the first switch is turned on before the third switch.
복수의 커패시터들을 포함하는 터치 센서 어레이;
비교 신호에 따라 제1제어 코드와 선택 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛; 및
터치 센싱 회로를 포함하며,
상기 터치 센싱 회로는,
충전된 전압을 수신하는 제1입력단자, 기준 전압을 수신하는 제2입력단자, 및 상기 충전된 전압과 상기 기준 전압의 비교 결과에 상응하는 상기 비교 신호를 출력하는 출력단자를 포함하는 비교기;
상기 선택 신호에 응답하여 상기 복수의 커패시터들 중 어느 하나를 선택하는 선택기;
상기 충전된 전압을 생성하기 위해, 상기 비교 신호에 따라 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 의해 생성된 상기 제1제어 코드에 따라 상기 선택된 어느 하나의 커패시터에 공급되는 제1전류를 생성하는 제1전류 제어기;
상기 제1전류 제어기와 상기 제1입력단자 사이에 접속된 제1스위치; 및
상기 제1입력 단자와 접지 사이에 직렬로 접속된 제2스위치와 저항을 포함하고,
상기 비교 신호가 로우 레벨에서 하이 레벨로 바뀔 때까지 상기 마이크로 컨트롤 유닛은 상기 제1제어 코드를 1비트씩 증가시키는 터치 센싱 시스템.
A touch sensor array comprising a plurality of capacitors;
A micro control unit generating a first control code and a selection signal according to the comparison signal; And
A touch sensing circuit,
The touch sensing circuit,
A comparator including a first input terminal for receiving a charged voltage, a second input terminal for receiving a reference voltage, and an output terminal for outputting the comparison signal corresponding to a comparison result of the charged voltage and the reference voltage;
A selector for selecting any one of the plurality of capacitors in response to the selection signal;
A first current controller for generating a first current supplied to the one selected capacitor according to the first control code generated by the micro control unit according to the comparison signal to generate the charged voltage;
A first switch connected between the first current controller and the first input terminal; And
A second switch and a resistor connected in series between the first input terminal and ground;
And the micro control unit increments the first control code by one bit until the comparison signal changes from a low level to a high level.
제9항에 있어서, 상기 터치 센싱 회로는,
상기 충전된 전압을 생성하기 위해, 제2제어 코드에 따라 상기 선택된 어느 하나의 커패시터에 공급되는 제2전류를 생성하는 제2전류 제어기; 및
상기 제2전류 제어기와 상기 제1입력단자 사이에 접속된 제3스위치를 더 포함하며,
상기 제2제어 코드는,
상기 비교 신호에 따라 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 의해 생성되는 터치 센싱 시스템.
The method of claim 9, wherein the touch sensing circuit,
A second current controller for generating a second current supplied to the selected one of capacitors according to a second control code to generate the charged voltage; And
And a third switch connected between the second current controller and the first input terminal.
The second control code is,
And a touch sensing system generated by the micro control unit according to the comparison signal.
제9항에 있어서, 상기 터치 센싱 회로는,
상기 비교 신호에 따라 상기 마이크로 컨트롤 유닛에 의해 생성되는 제3제어 코드에 따라 상기 기준 전압을 생성하는 디지털 아날로그 컨버터를 더 포함하는 터치 센싱 시스템.
The method of claim 9, wherein the touch sensing circuit,
And a digital analog converter for generating the reference voltage according to a third control code generated by the micro control unit according to the comparison signal.
삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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