KR101354674B1

KR101354674B1 - Apparatus for sensing charge of multi touch panel

Info

Publication number: KR101354674B1
Application number: KR1020110126360A
Authority: KR
Inventors: 김범수; 우민석; 유재우; 김경환
Original assignee: 어보브반도체 주식회사
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2014-03-26
Also published as: KR20130060069A

Abstract

멀티터치 패널의 전하량 감지장치가 개시된다. 상기 멀티터치 패널의 전하량 감지장치는, 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호를 생성하고,입력 선택신호에 응답하여 커패시턴스 센서의 입력단들 중 대응하는 입력단으로 상기 센싱신호를 출력하는 신호 전달부, 상기 대응하는 입력단을 통하여 상기 센싱신호를 수신하고, 상기 수신된 센싱신호에 응답하여 멀티터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량들을 복수의 출력단들을 통하여 병렬적으로 출력하는 상기 커패시턴스 센서, 상기 커패시턴스 센서에서 병렬적으로 출력된 전하량들을 n 회(n은 자연수) 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량들에 대응하는 전압들을 병렬적으로 출력하는 신호 수신부, 전압 선택신호에 응답하여 상기 신호 수신부에서 출력되는 전압들을 순차적으로 하나씩 선택하여 출력하는 먹스 및 상기 먹스에서 순차적으로 출력되는 상기 전압을 디지털 신호로 변환하여 순차적으로 출력하는 AD(analog to digital) 컨버터를 구비할 수 있다.Disclosed is a charge amount sensing device of a multi-touch panel. The charge detection device of the multi-touch panel may include: a signal transmission unit generating a sensing signal including information on a sampling time point, and outputting the sensing signal to a corresponding input terminal among input terminals of a capacitance sensor in response to an input selection signal; The capacitance sensor receives the sensing signal through the corresponding input terminal, and outputs the amount of charges according to the touch state of the multi-touch panel in parallel through a plurality of output terminals in response to the received sensing signal, in parallel in the capacitance sensor. Signal receiver to select and accumulate the output charges n times (n is a natural number) and adjust gain to remove noise and output the voltages corresponding to the gain-adjusted accumulated charges in parallel, voltage selection In response to the signal, the voltages output from the signal receiver one by one A mux for selecting and outputting and an analog to digital (AD) converter for converting the voltage sequentially output from the mux into a digital signal and sequentially outputting the digital signal may be provided.

Description

Apparatus for sensing charge of multi touch panel}

본 발명은 멀티터치 패널의 전하량 감지장치에 관한 것으로, 특히 노이즈를 감쇄시켜 노이즈를 최소화고 작은 전하량 변화에도 충분한 감도를 보장하면서 시스템의 다이나믹 레인지(dynamic range)를 최대로 확보하는 멀티터치 패널의 전하량을 감지하는 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge amount sensing device of a multi-touch panel. In particular, the amount of charge of a multi-touch panel that maximizes the dynamic range of the system while minimizing noise and ensuring sufficient sensitivity even with small changes in charge amount is reduced. It relates to a device for detecting the.

일반적으로 터치 패널(예를 들어, 터치 키, 터치 스크린 등)에 전도체(예를 들어, 손가락, 펜 등)의 터치 여부를 감지하고 디지털 신호로 출력하여 어플리케이션 등에 이용하기 위하여 터치 패널의 전하량을 감지하는 장치를 이용한다.In general, a touch panel (for example, a touch key, a touch screen, etc.) detects whether a conductor (for example, a finger, a pen, etc.) is touched and outputs a digital signal to detect the amount of charge of the touch panel for use in an application. Use a device to

터치 패널의 전하량을 감지하기 위하여 터치 패널 측의 커패시턴스 센서에서 전하량을 센싱하는 방법은 터치하는 전도체의 영향으로 발생되는 전하량의 변화를 감지하는 것인데, 현재 휴대용 기기를 비롯하여 여러 어플리케이션에 사용하는 커패시턴스 센서에 의한 전하량의 변화는 크지 않다. 전하량의 변화는 커패시턴스 센서의 커패시턴스값의 변화에 비례하고 이 변화는 일반적으로 수십 fF에서 수백 fF의 커패시턴스 값을 가진다.In order to sense the amount of charge in the touch panel, the method of sensing the amount of charge in the capacitance sensor on the touch panel side is to detect a change in the amount of charge generated by the influence of a conductor that touches, and is currently used in capacitance sensors used in various applications including portable devices. The amount of charge change is not large. The change in the charge amount is proportional to the change in the capacitance value of the capacitance sensor, and the change generally has a capacitance value of several tens fF to several hundred fF.

전도체의 터치에 의한 전하량 변화를 증가시키기 위해 간단하게 커패시턴스 센서에서 센싱한 신호를 증폭하는 방법이 일반적으로 사용되고 있으나, 이와 같은 방법은 저전압, 저전력의 현재 개발 추세에 역행하며 추가적인 외부 소자의 사용으로 인한 원가 증대 및 배터리 사용 어플리케이션 등에서 문제점을 야기한다. 또한, 단순한 신호의 증폭은 노이즈도 동일한 비율로 증폭시켜 노이즈가 커지는 문제점도 발생한다.To amplify the signal sensed by the capacitance sensor in order to increase the change in the amount of charge due to the touch of the conductor, it is generally used, but this method is contrary to the current development trend of low voltage and low power, and is caused by the use of additional external devices. It causes problems in cost increase and battery use applications. In addition, amplification of a simple signal also amplifies the noise at the same rate, resulting in a problem that the noise increases.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 멀티터치 패널과 전도체가 멀티 터치를 수행함에 있어서 노이즈를 감쇄시켜 노이즈를 최소화하고 작은 전하량 변화에도 충분한 감도를 보장하면서 시스템의 다이나믹 레인지(dynamic range)를 최대로 확보하는 멀티터치 패널의 전하량 감지장치를 제공하는데 있다.The problem to be solved by the present invention is to reduce the noise in the multi-touch panel and the conductor to perform the multi-touch to minimize the noise and ensure sufficient sensitivity even in the small charge change, while ensuring the maximum dynamic range of the system (maximum) An object of the present invention is to provide a charge sensing device of a multi-touch panel.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티터치 패널의 전하량 감지장치는, 입력 선택신호에 응답하여 커패시턴스 센서의 입력단들 중 대응하는 입력단으로 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호를 출력하는 신호 전달부, 상기 대응하는 입력단을 통하여 상기 센싱신호를 수신하고, 상기 수신된 센싱신호에 응답하여 멀티터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량들을 복수의 출력단들을 통하여 병렬적으로 출력하는 상기 커패시턴스 센서, 상기 커패시턴스 센서에서 병렬적으로 출력된 전하량들을 n 회(n은 자연수) 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량들에 대응하는 전압들을 병렬적으로 출력하는 신호 수신부, 전압 선택신호에 응답하여 상기 신호 수신부에서 출력되는 전압들을 순차적으로 하나씩 선택하여 출력하는 먹스 및 상기 먹스에서 순차적으로 출력되는 상기 전압을 디지털 신호로 변환하여 순차적으로 출력하는 AD(analog to digital) 컨버터를 구비할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a charge amount of a multi-touch panel, the sensing signal including information on a sampling time point to a corresponding input terminal among input terminals of a capacitance sensor in response to an input selection signal. An output signal transmission unit, receiving the sensing signal through the corresponding input terminal, and in response to the received sensing signal, the capacitance sensor for outputting the amount of charges according to the touch state of the multi-touch panel in parallel through a plurality of output terminals; Sampling the charge amounts output in parallel from the capacitance sensor n times (n is a natural number) and accumulating the gains and adjusting the gains to remove noise and output voltages corresponding to the gains in which the gains are adjusted in parallel. A signal receiver and a voltage output from the signal receiver in response to a voltage selection signal And an AD (analog to digital) converter for converting the voltage sequentially output from the mux and sequentially outputting the digital signal to the digital signal.

상기 신호 수신부는 상기 AD 컨버터에서 출력되는 상기 디지털 신호를 이용하여 복수의 게인 제어신호들을 생성하여 출력하는 게인 제어부, 샘플링 횟수에 관한 정보를 포함하는 제 1 샘플링 제어신호 및 제 2 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서의 출력단들 중 대응하는 출력단에서 출력된 전하량을 n 회 샘플링하는 복수의 샘플링부들 및 상기 게인 제어신호들에 응답하여 상기 샘플링부들 중 대응하는 샘플링부에서 상기 n 회 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하여 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 출력하는 복수의 전하량 누적부들을 구비할 수 있다.The signal receiver responds to a first sampling control signal and a second sampling control signal including information on a gain control unit for generating and outputting a plurality of gain control signals using the digital signal output from the AD converter. A plurality of sampling units for sampling the charge amount output from the corresponding output terminal among the output terminals of the capacitance sensor n times and the amount of charges sampled n times by the corresponding sampling unit among the sampling units in response to the gain control signals. And a plurality of charge accumulators for outputting a voltage corresponding to the accumulated charge amount by adjusting gain.

상기 샘플링부들 각각은 상기 제 1 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서의 대응하는 출력단과 접지전압원을 연결 또는 차단하는 제 1 샘플링 스위칭부 및 상기 제 2 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서의 대응하는 출력단에서 출력된 전하량을 샘플링하여 출력하는 제 2 샘플링 스위칭부를 구비하고, 상기 제 1 샘플링 스위칭부 및 상기 제 2 샘플링 스위칭부는 선택적으로 동작할 수 있다.Each of the sampling units may include a first sampling switching unit for connecting or disconnecting a corresponding output terminal of the capacitance sensor and a ground voltage source in response to the first sampling control signal, and a corresponding response of the capacitance sensor in response to the second sampling control signal. And a second sampling switching unit configured to sample and output the amount of charge output from the output terminal, wherein the first sampling switching unit and the second sampling switching unit may be selectively operated.

상기 전하량 누적부들 각각은 상기 대응하는 샘플링부의 출력단과 연결되는 입력단, 접지 전압원과 연결되는 접지전압입력단 및 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 상기 먹스로 출력하는 출력단을 포함하는 연산증폭기, 상기 멀티터치 패널의 터치 상태가 변경되는 경우 또는 상기 대응하는 샘플링부에서 전하량을 n 회 샘플링하여 누적한 경우, 초기화 신호에 응답하여 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단을 연결하여 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 초기화하는 초기화 스위칭부, 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 병렬로 연결되는 복수의 커패시터들 및 상기 게인 제어신호들 중 대응하는 게인 제어신호에 응답하여 상기 커패시터들 각각을 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 연결 또는 차단하는 복수의 게인조절 스위칭부들을 구비할 수 있다.Each of the charge accumulation units includes an input terminal connected to an output terminal of the corresponding sampling unit, a ground voltage input terminal connected to a ground voltage source, and an output terminal outputting a voltage corresponding to the accumulated charge amount to the mux, the multi-touch panel In case the touch state of is changed or when the charge amount is sampled and accumulated in the corresponding sampling unit n times, the initialization to connect the input terminal and the output terminal of the operational amplifier to initialize the voltage corresponding to the accumulated charge amount in response to an initialization signal. A switching unit, a plurality of capacitors connected in parallel between an input terminal and an output terminal of the operational amplifier, and each of the capacitors connected between an input terminal and an output terminal of the operational amplifier in response to a corresponding gain control signal among the gain control signals Or a plurality of gain control switching unit to cut off A may be provided.

상기 게인제어부는 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 높이고자 하는 경우 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 감소시키고, 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 낮추고자 하는 경우 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 증가시키도록 상기 게인 제어신호들을 생성할 수 있다.The gain controller decreases the number of capacitors connected between an input terminal and an output terminal of the operational amplifier when the voltage corresponding to the cumulative charge amount is increased, and decreases the voltage corresponding to the accumulated electric charge amount by the operational amplifier. The gain control signals may be generated to increase the number of the capacitors connected between an input terminal and an output terminal of the capacitor.

상기 신호 전달부는, 상기 AD 컨버터에서 출력되는 디지털 신호에 응답하여 센싱 제어신호를 생성하여 출력하는 센싱 제어부, 상기 입력 선택신호에 응답하여 인에이블되고, 상기 센싱 제어신호에 응답하여 적어도 하나의 구동신호를 생성하여 출력하는 복수의 센싱 드라이버들 및 상기 적어도 하나의 구동신호에 응답하여 상기 센싱신호를 생성하여 상기 커패시턴스 센서의 입력단들 중 대응하는 입력단으로 출력하는 복수의 센싱신호 출력부들을 구비할 수 있다.The signal transfer unit may include a sensing controller configured to generate and output a sensing control signal in response to the digital signal output from the AD converter, and is enabled in response to the input selection signal, and at least one driving signal in response to the sensing control signal. And a plurality of sensing signals outputting units generating and outputting a plurality of sensing drivers and generating the sensing signals in response to the at least one driving signal and outputting the sensing signals to corresponding ones of the input terminals of the capacitance sensor. .

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티터치 패널의 전하량 감지장치는, 입력 선택신호에 응답하여 커패시턴스 센서의 입력단들 중 대응하는 입력단으로 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호를 출력하는 신호 전달부, 상기 대응하는 입력단을 통하여 상기 센싱신호를 수신하고, 상기 수신된 센싱신호에 응답하여 멀티터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량들을 복수의 출력단들을 통하여 병렬적으로 출력하는 상기 커패시턴스 센서, 오프셋 전하량 설정 구간 동안 상기 커패시턴스 센서의 출력단들 각각에서 출력되는 전하량들을 이용하여 각각의 전하량에 대응하는 오프셋 전하량들을 설정하기 위한 복수의 오프셋 제어신호 그룹들을 생성하고, 상기 오프셋 제어신호 그룹들에 응답하여 상기 커패시턴스 센서에서 병렬적으로 출력하는 상기 전하량들 각각에서 상기 오프셋 전하량들 중 대응하는 오프셋 전하량을 제거한 보정 전하량들을 생성하여 병렬적으로 출력하는 자동 보정부, 상기 보정 전하량들 각각을 n 회(n은 자연수) 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량들에 대응하는 전압들을 병렬적으로 출력하는 신호 수신부, 전압 선택신호에 응답하여 상기 신호 수신부에서 출력되는 전압들을 순차적으로 하나씩 선택하여 출력하는 먹스 및 상기 먹스에서 순차적으로 출력되는 상기 전압을 디지털 신호로 변환하여 순차적으로 출력하는 AD(analog to digital) 컨버터를 구비할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a charge amount of a multi-touch panel, the sensing signal including information on a sampling time point to a corresponding input terminal among input terminals of a capacitance sensor in response to an input selection signal. An output signal transmission unit, receiving the sensing signal through the corresponding input terminal, and in response to the received sensing signal, the capacitance sensor for outputting the amount of charges according to the touch state of the multi-touch panel in parallel through a plurality of output terminals; And generating a plurality of offset control signal groups for setting offset charge amounts corresponding to each charge amount by using the charge amounts output from each of the output terminals of the capacitance sensor during the offset charge amount setting period, and responding to the offset control signal groups. Parallel in the capacitance sensor An automatic correction unit which generates correction charges in which the corresponding offset charges are removed from the offset charges and outputs them in parallel, and accumulates the corrected charges by sampling n times (n is a natural number). A signal receiver which removes noise by adjusting gain and outputs voltages corresponding to accumulated charge amounts in parallel, and sequentially selects voltages output from the signal receiver in response to a voltage selection signal. A mux for outputting and an AD (analog to digital) converter for converting the voltage sequentially output from the mux to a digital signal and sequentially output.

상기 신호 수신부는 상기 오프셋 전하량 설정 구간 동안 상기 커패시턴스 센서에서 병렬적으로 출력되는 전하량들을 n 회 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량들에 대응하는 전압들을 출력하고, 상기 먹스는 상기 오프셋 전하량 설정 구간 동안 상기 전압 선택신호에 응답하여 상기 신호 수신부에서 출력되는 전압들을 순차적으로 하나씩 선택하여 출력하고, 상기 AD 컨버터는 상기 오프셋 전하량 설정 구간 동안 상기 먹스에서 출력된 상기 전압을 디지털 신호로 변환하여 출력하며, 상기 자동 보정부는 상기 오프셋 전하량 설정 구간 동안 상기 AD 컨버터에서 출력된 상기 디지털 신호를 이용하여 상기 커패시턴스 센서에서 출력하는 각각의 전하량에 대응하는 상기 오프셋 제어신호 그룹들을 생성하는 오프셋 제어신호 생성부 및 상기 오프셋 제어신호 그룹들 중 대응하는 오프셋 제어신호 그룹에 응답하여 상기 커패시턴스 센서에서 출력하는 전하량들 중 대응하는 전하량에서 상기 오프셋 전하량들 중 대응하는 오프셋 전하량을 제거한 상기 보정 전하량을 생성하여 출력하는 복수의 오프셋 보상부들을 구비할 수 있다.The signal receiver may accumulate and accumulate the charges output in parallel from the capacitance sensor n times during the offset charge setting period, and adjust the gain to remove voltages corresponding to the accumulated charges of which noise is removed and gain is adjusted. And the mux sequentially selects and outputs voltages output from the signal receiver one by one in response to the voltage selection signal during the offset charge amount setting period, and the AD converter is output from the mux during the offset charge amount setting period. Converts the voltage into a digital signal and outputs the digital signal, and the auto-correction unit uses the digital signal output from the AD converter during the offset charge amount setting period and the offset control signal group corresponding to each charge amount output from the capacitance sensor To produce The corrected charge amount is obtained by removing the corresponding offset charge amount among the offset charge amounts from the corresponding charge amount among the charge amounts output from the capacitance sensor in response to a corresponding offset control signal group among the offset control signal generator and the offset control signal groups. It may be provided with a plurality of offset compensation unit to generate and output.

상기 오프셋 보상부들 각각은 상기 커패시턴스 센서의 출력단들 중 대응하는 출력단과 상기 신호 수신부의 입력단들 중 대응하는 입력단 사이에 일단이 연결되는 복수의 보정용 커패시터들 및 상기 대응하는 오프셋 제어신호 그룹 중 대응하는 오프셋 제어신호에 응답하여, 제 1 전압원 및 제 2 전압원 중 하나의 전압원과 상기 보정용 커패시터들 중 대응하는 보정용 커패시터의 타단을 연결하는 복수의 오프셋 보상 스위칭부들을 구비할 수 있다.Each of the offset compensators may include a plurality of correction capacitors having one end connected between a corresponding output terminal among the output terminals of the capacitance sensor and a corresponding input terminal among the input terminals of the signal receiver, and a corresponding offset among the corresponding offset control signal groups. In response to the control signal, a plurality of offset compensation switching units for connecting one voltage source of the first voltage source and the second voltage source and the other end of the corresponding correction capacitor among the correction capacitors may be provided.

본 발명에 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 멀티터치 패널의 전하량 감지장치는 멀티터치 패널의 멀티터치 상태에 따른 전하량을 증폭하지 않고 누적함으로써 노이즈 평균화 역할을 하여 노이즈를 감쇄시킴으로써 노이즈를 최소화하며 종래에 비하여 신호대잡음비(SNR : signal to noise ratio)를 개선할 수 있는 장점이 있다. 또한, 멀티터치 패널의 전하량 감지장치는 멀티터치 패널의 멀티터치 상태에 따른 전하량을 누적함으로써 증폭의 효과를 가져오므로 작은 전하량 변화에도 충분한 감도를 보장할 수 있는 장점이 있다. 또한, 멀티터치 패널의 전하량 감지장치는 멀티터치 패널의 멀티터치 상태에 따른 전하량에서 오프셋 전하량을 제거한 후 누적하고 게인을 조절함으로써 상기 터치 패널 및 상기 터치 패널의 전하량 감지장치를 포함하는 시스템의 다이나믹 레인지(dynamic range)를 최대로 확보할 수 있는 장점이 있다.An apparatus for detecting a charge amount of a multi-touch panel according to an exemplary embodiment of the present invention minimizes noise by attenuating noise by acting as averaging noise by accumulating without amplifying charge amounts according to a multi-touch state of a multi-touch panel. Compared to the above, there is an advantage of improving the signal-to-noise ratio (SNR). In addition, the charge amount sensing device of the multi-touch panel has an advantage of amplifying by accumulating the amount of charge according to the multi-touch state of the multi-touch panel, thereby ensuring sufficient sensitivity even with small charge amount changes. In addition, the amount of charge sensing device of the multi-touch panel is the dynamic range of the system including the touch panel and the amount of charge sensing device of the touch panel by eliminating the offset charge in the amount of charge according to the multi-touch state of the multi-touch panel and accumulating and adjusting the gain. (dynamic range) has the advantage of ensuring the maximum.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 멀티터치 패널의 전하량 감지장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 멀티터치 패널의 전하량 감지장치의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
도 3은 도 2의 멀티터치 패널의 전하량 감지장치에 이용되는 신호들의 파형도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일 실시예에 따른 멀티터치 패널의 전하량 감지장치의 블록도이다.
도 5는 도 4의 멀티터치 패널의 전하량 감지장치의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
도 6은 도 5의 멀티터치 패널의 전하량 감지장치에 이용되는 신호들의 파형도이다.
도 7은 도 1 또는 도 4의 커패시턴스 센서의 일 실시예에 따른 경우 전도체의 터치 상태에 따른 전하량의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 센싱된 전하량을 단순 증폭하는 경우와 센싱된 전하량 또는 보정 전하량을 누적하는 경우 노이즈의 차이를 설명하기 위한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A brief description of each drawing is provided to more fully understand the drawings recited in the description of the invention.
1 is a block diagram of an apparatus for detecting a charge amount of a multi-touch panel according to an embodiment of the inventive concept.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating an embodiment of a charge amount sensing device of the multi-touch panel of FIG. 1.
3 is a waveform diagram of signals used in the amount of charge sensing device of the multi-touch panel of FIG. 2.
4 is a block diagram of an apparatus for detecting a charge amount of a multi-touch panel according to another exemplary embodiment of the inventive concept.
FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an example embodiment of a charge detection device of the multi-touch panel of FIG. 4.
FIG. 6 is a waveform diagram of signals used in the charge detection device of the multi-touch panel of FIG. 5.
7 is a view for explaining the change in the amount of charge according to the touch state of the conductor when the capacitance sensor of FIG. 1 or FIG. 4 according to an embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a difference between noise when amplifying the sensed charge amount and accumulating the sensed charge amount or the corrected charge amount.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.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. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 터치 패널의 전하량 감지장치(100)의 블록도이다.1 is a block diagram of an apparatus 100 for detecting a charge amount of a touch panel according to an embodiment of the inventive concept.

도 1을 참조하면, 터치 패널의 전하량 감지장치(100)는 신호 전달부(110), 커패시턴스 센서(120), 신호 수신부(130), 먹스(145) 및 AD(analog to digital) 컨버터(140)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 1, the charge detection device 100 of a touch panel includes a signal transmitter 110, a capacitance sensor 120, a signal receiver 130, a mux 145, and an analog to digital (AD) converter 140. It may be provided.

신호 전달부(110)는 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호들(SEN1, … , SENj)을 생성하여 출력할 수 있다. 센싱신호들(SEN1, … , SENj) 각각은 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복되는 정현파 신호 또는 신호 수신부(130)가 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복되는 신호일 수 있고, 상기 샘플링 시점에 대한 정보는 각각의 센싱신호들(SEN1, … , SENj) 중 논리상태가 변경되는 시점일 수 있다. 예를 들어, 센싱신호(SEN1)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 시점이 상기 샘플링 시점이 되거나, 센싱신호(SEN1)가 제 2 논리상태에서 제 1 논리상태로 변경되는 시점이 상기 샘플링 시점이 될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 제 1 논리상태가 논리로우 상태이고 제 2 논리상태가 논리하이 상태인 경우로 가정하여 설명한다. 다만, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 반대로 제 1 논리상태가 논리하이 상태이고 제 2 논리상태가 논리로우 상태일 수도 있다. The signal transmitter 110 may generate and output sensing signals SEN1,..., SENj including information on a sampling time point. Each of the sensing signals SEN1,..., SENj is a sinusoidal signal having a first logic state and a second logic state, or a first logic state and a second logic state in a period in which the signal receiver 130 samples and accumulates charge amounts. May be a repeated signal, and the information on the sampling time point may be a time point at which a logic state is changed among the sensing signals SEN1, ..., SENj. For example, the point in time when the sensing signal SEN1 is changed from the first logic state to the second logic state is the sampling time point, or the point in time when the sensing signal SEN1 is changed from the second logic state to the first logic state. It may be the sampling time point. In the following description, it is assumed that the first logic state is a logic low state and the second logic state is a logic high state. However, the present invention is not limited to this case and conversely, the first logic state may be a logic high state and the second logic state may be a logic low state.

또한, 신호 전달부(110)는 입력 선택신호(IN_SEL)에 응답하여 커패시턴스 센서(120)의 입력단들(IN1, … , INj)(j는 자연수) 중 대응하는 입력단으로 대응하는 센싱신호들(SEN1, … , SENj) 중 대응하는 센싱신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 신호 전달부(110)는 입력 선택신호(IN_SEL)에 응답하여 커패시턴스 센서(120)의 입력단들(IN1, … , INj)을 하나씩 선택하여 순차적으로 대응하는 센싱신호를 전달할 수 있다. 신호 전달부(110)의 구성에 대한 일 실시예는 도 2와 관련하여 보다 상세하게 설명한다.In addition, the signal transfer unit 110 may correspond to the sensing signals SEN1 corresponding to the corresponding input terminals among the input terminals IN1,..., INj (j is a natural number) of the capacitance sensor 120 in response to the input selection signal IN_SEL. ,…, SENj) may transmit a corresponding sensing signal. For example, the signal transmitter 110 may select the input terminals IN1,..., INj of the capacitance sensor 120 one by one in response to the input selection signal IN_SEL, and sequentially transmit corresponding sensing signals. An embodiment of the configuration of the signal transmitter 110 will be described in more detail with reference to FIG. 2.

커패시턴스 센서(120)는 입력단들(IN1, … , INj) 중 대응하는 입력단을 통하여 신호 전달부(110)에서 출력된 대응하는 센싱신호를 수신하고, 수신된 센싱신호에 응답하여 상기 멀티터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량(Q 또는 Q+ΔQ)을 출력단들(OUT1, ... , OUTk)을 통하여 병렬적으로 출력할 수 있다. 즉, 커패시턴스 센서(120)는 입력단들(IN1, … , INj)과 출력단들(OUT1, ... , OUTk) 사이의 전하량들을 센싱하여 출력하는 뮤츄얼 커패시턴스 센서(mutual capacitance sensor)일 수 있다. 상기 멀티터치 패널은 전도체(예를 들어, 손가락, 펜 등)의 터치를 감지할 수 있는 터치 키, 터치 스크린 등을 모두 포함할 수 있고, 이하에서 '터치'라 함은 커패시턴스 센서(120)에서 출력하는 전하량이 변경되도록 상기 전도체가 상기 멀티터치 패널에 근접하거나 직접 접촉하는 경우를 의미한다. 또한, 이하에서 설명의 편의 상 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체가 터치를 하지 않는 경우 커패시턴스 센서(120)에서 출력하는 전하량을 'Q'로 정의하며, 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체가 터치를 하는 경우 커패시턴스 센서(120)에서 출력하는 전하량을 'Q+ΔQ'로 정의한다. ΔQ는 양의 값 또는 음의 값을 가질 수 있다. 터치 상태에 따라 커패시턴스 센서(120)에서 센싱하는 전하량에 대하여는 도 7 또는 도 8을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.The capacitance sensor 120 receives a corresponding sensing signal output from the signal transmission unit 110 through a corresponding input terminal among the input terminals IN1,..., INj, and responds to the received sensing signal of the multi-touch panel. The charge amount Q or Q + ΔQ according to the touch state may be output in parallel through the output terminals OUT1,..., And OUTk. That is, the capacitance sensor 120 may be a mutual capacitance sensor that senses and outputs the amount of charge between the input terminals IN1,..., INj and the output terminals OUT1,..., OUTk. The multi-touch panel may include all of a touch key and a touch screen capable of detecting a touch of a conductor (for example, a finger or a pen). Hereinafter, the term 'touch' is referred to as the capacitance sensor 120. This means that the conductor is in close proximity or direct contact with the multi-touch panel so that the amount of charge output is changed. Also, for convenience of description, when the conductor does not touch the multi-touch panel, the amount of charge output from the capacitance sensor 120 is defined as 'Q', and when the conductor touches the multi-touch panel. The amount of charge output from the capacitance sensor 120 is defined as 'Q + ΔQ'. ΔQ may have a positive value or a negative value. The amount of charge sensed by the capacitance sensor 120 according to the touch state will be described in more detail with reference to FIG. 7 or 8.

신호 수신부(130)는 커패시턴스 센서(120)에서 병렬적으로 출력된 전하량들(Q 또는 Q+ΔQ)을 n 회(n은 자연수) 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여, 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압들(V1 또는 V2)을 병렬적으로 출력할 수 있다. 신호 수신부(130)는 복수의 샘플링부들(131_1, ... , 131_k), 복수의 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k) 및 게인 제어부(135)를 포함 할 수 있다.The signal receiver 130 samples and accumulates the charge amounts Q or Q + ΔQ output in parallel from the capacitance sensor 120 n times (n is a natural number) and adjusts gains to remove noise. The voltages V1 or V2 corresponding to the gain-adjusted accumulated charge amount may be output in parallel. The signal receiver 130 may include a plurality of sampling units 131_1,..., 131_k, a plurality of charge accumulation units 133_1,..., 133_k, and a gain controller 135.

복수의 샘플링부들(131_1, ... , 131_k) 각각은 샘플링 횟수에 관한 정보를 포함하는 제 1 샘플링 제어신호(SCON1) 및 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)에 응답하여 커패시턴스 센서(120)의 출력단들(OUT1, ... , OUTk) 중 대응하는 출력단에서 출력된 전하량들(Q 또는 Q+ΔQ)을 n 회 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 샘플링부(131_1)는 제 1 샘플링 제어신호(SCON1) 및 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)에 응답하여 커패시턴스 센서(120)의 대응하는 출력단(OUT1)에서 출력된 전하량(Q 또는 Q+ΔQ)을 n 회 샘플링할 수 있고, 샘플링부(131_k)는 제 1 샘플링 제어신호(SCON1) 및 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)에 응답하여 커패시턴스 센서(120)의 대응하는 출력단(OUTk)에서 출력된 전하량(Q 또는 Q+ΔQ)을 n 회 샘플링할 수 있다.Each of the plurality of sampling units 131_1,..., 131_k is an output terminal of the capacitance sensor 120 in response to the first sampling control signal SCON1 and the second sampling control signal SCON2 including information on the number of sampling times. The amount of charges Q or Q + ΔQ output from the corresponding output terminal among the OUT1, ..., OUTk may be sampled n times. For example, the sampling unit 131_1 may output a charge amount Q or Q output from the corresponding output terminal OUT1 of the capacitance sensor 120 in response to the first sampling control signal SCON1 and the second sampling control signal SCON2. + ΔQ) can be sampled n times, and the sampling unit 131_k is connected at the corresponding output terminal OUTk of the capacitance sensor 120 in response to the first sampling control signal SCON1 and the second sampling control signal SCON2. The output charge amount Q or Q + ΔQ may be sampled n times.

제 1 샘플링 제어신호(SCON1)와 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)는 반대의 위상을 가질 수 있다. 상기 샘플링 횟수에 관한 정보는 제 1 샘플링 제어신호(SCON1) 또는 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)의 논리상태가 변경되는 횟수로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 샘플링 횟수에 관한 정보는 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 횟수 또는 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)가 제 2 논리상태에서 제 1 논리상태로 변경되는 횟수로 결정될 수 있다. 샘플링부들(131_1, ... , 131_k)의 일 실시예에 관하여는 도 2와 관련하여 보다 상세하게 설명한다.The first sampling control signal SCON1 and the second sampling control signal SCON2 may have opposite phases. The information about the number of sampling may be determined as the number of times the logic state of the first sampling control signal SCON1 or the second sampling control signal SCON2 is changed. For example, the information on the number of times of sampling is the number of times that the second sampling control signal SCON2 is changed from the first logic state to the second logic state or the second sampling control signal SCON2 is first in the second logic state. It can be determined by the number of times to change to a logic state. An embodiment of the sampling units 131_1,..., 131_k will be described in more detail with reference to FIG. 2.

게인 제어부(135)는 AD 컨버터(140)에서 출력하는 디지털 신호(Vo)를 이용하여 복수의 게인 제어신호들(GCON)을 생성하여 복수의 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k)로 출력할 수 있다. 즉, 게인 제어부(135)는 출력되는 디지털 신호(Vo)에 따라 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k)의 증폭의 정도를 조절할 수 있는 게인 제어신호들(GCON)을 생성하여 출력한다.The gain controller 135 generates a plurality of gain control signals GCON using the digital signal Vo output from the AD converter 140 and outputs the plurality of gain control units 133_1,..., 133_k. can do. That is, the gain control unit 135 generates and outputs gain control signals GCON that can adjust the degree of amplification of the charge accumulation units 133_1,..., 133_k according to the output digital signal Vo.

전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k) 각각은 샘플링부들(131_1, ... , 131_k) 중 대응하는 샘플링부에서 n 회 샘플링한 전하량을 누적하고 게인을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 출력할 수 있다. 즉, 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k) 각각에서 n 회 샘플링한 전하량을 누적함으로써 양의 값을 가지는 노이즈와 음의 값을 가지는 노이즈가 상쇄됨에 따라 노이즈가 평균화 되어 노이즈를 최소화할 수 있고 누적에 의한 증폭의 효과를 가질 수 있다. Each of the charge accumulation units 133_1,..., 133_k accumulates the amount of charges sampled n times in the corresponding sampling unit among the sampling units 131_1, ..., 131_k, and adjusts gain to remove noise and adjust gain. The voltage V1 or V2 corresponding to the accumulated accumulation amount can be output. That is, by accumulating the charge amount sampled n times in each of the charge accumulation units 133_1,..., 133_k, the noise is averaged as the noise having a positive value and the noise having a negative value are canceled to minimize noise. And may have the effect of amplification by accumulation.

또한, 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k) 각각은 게인 제어신호들(GCON)에 응답하여 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)의 게인을 조절할 수 있다. 즉, 전하량 누적부(133_1, ... , 133_k) 각각은 AD 컨버터(140)의 입력 전압이 AD 컨버터(140)의 입력전압범위를 초과하는 경우 누적 전하량에 대응하는 전압(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 상기 입력전압범위 내로 감소시키고, AD 컨버터(140)의 입력 전압이 너무 작아서 원하는 값을 얻을 수 없는 경우 누적 전하량에 대응하는 전압(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 상기 입력전압범위 내에서 증가시키도록 누적 전하량에 대응하는 전압(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)의 게인을 조절할 수 있다. 전하량 누적부(133)의 일 실시예에 관하여는 도 2와 관련하여 보다 상세하게 설명한다.In addition, each of the charge accumulation units 133_1,..., 133_k may adjust the gain of the voltage V1 or V2 corresponding to the accumulated charge amount in response to the gain control signals GCON. That is, each of the charge accumulation units 133_1,..., 133_k includes a voltage V11 or V21 corresponding to the accumulated charge amount when the input voltage of the AD converter 140 exceeds the input voltage range of the AD converter 140. .., V1k or V2k) is reduced within the input voltage range, and when the input voltage of the AD converter 140 is too small to obtain the desired value, the voltage corresponding to the accumulated charge amount (V11 or V21, ..., V1k Alternatively, the gain of the voltages V11 or V21,..., V1k or V2k corresponding to the accumulated charge amount may be adjusted to increase V2k) within the input voltage range. An embodiment of the charge accumulation unit 133 will be described in more detail with reference to FIG. 2.

먹스(145)는 전압 선택신호(OUT_SEL)에 응답하여 신호 수신부(130)에서 출력되는 전압들을 순차적으로 하나씩 선택하여 출력할 수 있다. 먹스(145)에는 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k)에서 출력하는 전압(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)이 동시에 병렬적으로 인가될 수 있고, 이 경우 먹스(145)는 전압 선택신호(OUT_SEL)에 응답하여 순차적으로 하나씩 선택하여 AD 컨버터(140)로 출력할 수 있다. 예를 들어, 먹스(145)는 전하량 누적부(133_1)에서 출력하는 전압(V11 또는 V21)을 출력하여 AD 컨버터(140)에서 디지털 신호(Vo)로 변경한 후, 다음 전하량 누적부에서 출력하는 전압을 AD 컨버터(140)로 전달하는 동작을 반복하여, 입력된 전압(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 순차적으로 모두 AD 컨버터(140)로 출력할 수 있다. 먹스(145)의 동작에 관하여는 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.The mux 145 may sequentially select and output voltages output from the signal receiver 130 in response to the voltage selection signal OUT_SEL. The voltages V11 or V21,..., V1k or V2k output from the charge accumulation units 133_1,..., 133_k may be simultaneously applied to the mux 145 in parallel, in this case, the mux 145. In response to the voltage selection signal OUT_SEL, one may sequentially select and output one by one to the AD converter 140. For example, the mux 145 outputs the voltage V11 or V21 output from the charge accumulation unit 133_1 to change the digital signal Vo from the AD converter 140 and then outputs the next charge accumulation unit. By repeatedly transmitting the voltage to the AD converter 140, all of the input voltages V11 or V21,..., V1k or V2k may be sequentially output to the AD converter 140. The operation of the mux 145 will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.

AD 컨버터(140)는 먹스(145)에서 순차적으로 출력된 전압(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 디지털 신호(Vo)로 변환하여 출력할 수 있다. 도면에서는 상기 디지털 신호를 Vo로 표시하고 있으나, 입력되는 전압(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)에 따라 Vo는 다른 값을 가지는 복수의 비트들을 포함할 수 있다. AD 컨버터(140)에서 변환된 디지털 신호(Vo)는 어플리케이션 등에 이용될 수 있다.The AD converter 140 may convert the voltages V11 or V21,..., V1k or V2k sequentially output from the mux 145 into digital signals Vo. Although the digital signal is represented by Vo in the drawing, Vo may include a plurality of bits having different values according to input voltages V11 or V21,..., V1k or V2k. The digital signal Vo converted by the AD converter 140 may be used for an application.

도 2는 도 1의 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(100)의 일 실시예를 도시한 회로도이고, 도 3은 도 2의 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(100)에 이용되는 신호들의 파형도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(100)의 각 구성요소의 일 실시예 및 각 구성요소의 동작에 대하여 설명한다.2 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the charge amount sensing device 100 of the multi-touch panel of FIG. 1, and FIG. 3 is a waveform diagram of signals used in the charge amount sensing device 100 of the multi-touch panel of FIG. 2. . Hereinafter, an embodiment of each component and an operation of each component of the charge amount sensing device 100 of the multi-touch panel will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

신호 전달부(110)는 센싱 제어부(260), 복수의 센싱 드라이버들(263_1, … , 263_j) 및 복수의 센싱신호 출력부들(265_1, … , 265_j)을 구비할 수 있다. 센싱 제어부(250)는 AD 컨버터(140)에서 출력되는 디지털 신호(Vo)에 응답하여 센싱 제어신호(SECON)를 생성하여 출력할 수 있다. 센싱 드라이버들(263_1, … , 263_j) 각각은 입력 선택신호(IN_SEL)에 응답하여 인에이블 또는 디스에이블되고, 입력 선택신호(IN_SEL)에 응답하여 인에이블된 경우 센싱 제어신호(SECON)에 응답하여 센싱신호 출력부(265)를 제어하는 적어도 하나의 구동신호를 생성하여 센싱신호 출력부들(265_1, … , 265_j) 중 대응하는 센싱신호 출력부로 출력할 수 있다.The signal transmitter 110 may include a sensing controller 260, a plurality of sensing drivers 263_1,..., 263_j, and a plurality of sensing signal output units 265_1,..., 265_j. The sensing controller 250 may generate and output a sensing control signal SECON in response to the digital signal Vo output from the AD converter 140. Each of the sensing drivers 263_1,..., 263_j is enabled or disabled in response to the input selection signal IN_SEL, and in response to the sensing control signal SECON when enabled in response to the input selection signal IN_SEL. At least one driving signal for controlling the sensing signal output unit 265 may be generated and output to a corresponding sensing signal output unit among the sensing signal output units 265_1 to 265_j.

센싱 드라이버들(263_1, .. , 263_j)각각은 적어도 하나의 구동신호를 생성하기 위한 적어도 하나의 드라이버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이 센싱 드라이버들(263_1, … , 263_j)각각은 PMOS 트랜지스터(P1)를 턴 온 또는 턴 오프시킬 수 있는 구동신호를 생성하는 제 1 드라이버(DR1) 및 NMOS 트랜지스터(N1)를 턴 온 또는 턴 오프시킬 수 있는 구동신호를 생성하는 제 2 드라이버(DR2)를 구비할 수 있다. 제 1 드라이버(DR1)와 제 2 드라이버(DR2)는 서로 반대의 논리상태를 가지는 신호를 출력할 수 있다. 또는, 센싱 드라이버들(253_1, … , 253_j) 각각에서 하나의 구동신호를 출력하여 PMOS 트랜지스터(P1) 및 NMOS 트랜지스터(N1)의 게이트에 인가되어 PMOS 트랜지스터(P1) 및 NMOS 트랜지스터(N1) 중 하나의 트랜지스터만 턴 온되도록 제어할 수도 있다.Each of the sensing drivers 263_1,..., 263_j may include at least one driver for generating at least one driving signal. For example, as illustrated in FIG. 2, each of the sensing drivers 263_1,..., 263_j may include a first driver DR1 and an NMOS transistor N1 that generate a driving signal for turning on or off the PMOS transistor P1. ) May be provided with a second driver DR2 that generates a driving signal for turning on or off. The first driver DR1 and the second driver DR2 may output signals having opposite logic states. Alternatively, one driving signal is output from each of the sensing drivers 253_1,..., And 253_j and applied to the gates of the PMOS transistor P1 and the NMOS transistor N1 so that one of the PMOS transistor P1 and the NMOS transistor N1 is provided. It can also be controlled to turn on only transistors.

센싱신호 출력부들(265_1, … , 265_j) 각각은 대응하는 센싱 드라이버로부터 수신된 상기 적어도 하나의 구동신호에 응답하여 제 1 논리상태의 제 1 전압(VH) 또는 제 2 논리상태의 제 2 전압(VL)의 센싱신호(SEN1, … , 또는 SENj)를 출력할 수 있다. 센싱신호들(SEN1, … , SENj) 각각은 도 3에 도시된 것과 같이 입력 선택신호들(IN_SEL1, … , IN_SELj) 중 대응하는 입력 선택신호가 제 2 논리상태인 구간에서 제 1 전압(VH)의 제 1 논리상태와 제 2 전압(VL)의 제 2 논리상태가 반복되는 정현파 신호일 수 있다. 예를 들어, 센싱신호 출력부들(265_1, … , 265_j) 각각은 도 2에 도시된 것과 같이 제 1 전압(VH)과 제 2 전압(VL) 사이에 직렬로 연결되는 PMOS 트랜지스터(P1) 및 NMOS 트랜지스터(N1)를 포함하는 인버터일 수 있다.Each of the sensing signal output units 265_1,..., 265_j has a first voltage VH in a first logic state or a second voltage in a second logic state in response to the at least one driving signal received from a corresponding sensing driver. The sensing signal SEN1,..., Or SENj of the VL may be output. As illustrated in FIG. 3, each of the sensing signals SEN1,..., And SENj has a first voltage VH in a section in which a corresponding input selection signal among the input selection signals IN_SEL1, ..., IN_SELj is in a second logic state. The first logic state and the second logic state of the second voltage (VL) may be a sine wave signal is repeated. For example, each of the sensing signal output units 265_1,..., 265_j is connected to the PMOS transistor P1 and the NMOS in series between the first voltage VH and the second voltage VL, as shown in FIG. 2. It may be an inverter including the transistor N1.

이상에서는 도 2를 참조하여 신호 전달부(110)의 일 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명의 신호 전달부(110)가 이 경우에 한정되는 것은 아니며, 신호수신부(130)가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복되는 신호를 생성하여 커패시턴스 센서(120)의 대응하는 입력단으로 출력할 수 있다면 다른 구성을 가질 수도 있다.In the above, an embodiment of the signal transmission unit 110 has been described with reference to FIG. 2, but the signal transmission unit 110 of the present invention is not limited thereto, and the signal reception unit 130 samples the charges. If the first logic state and the second logic state are generated in the accumulating section, the signal may be generated and output to a corresponding input terminal of the capacitance sensor 120.

커패시턴스 센서(120)는 입력단들(IN1, … , INj)과 출력단들(OUT1, ... , OUTk) 사이에 연결되는 복수의 커패시터들(C_MUT1, ... , C_MUTk)로 모델링될 수 있으며, 터치 상태에 따라 Q 또는 Q+ΔQ의 전하량을 출력단들(OUT1, ... , OUTk) 중 대응하는 출력단을 통하여 출력할 수 있다.The capacitance sensor 120 may be modeled as a plurality of capacitors C _MUT1 , ..., C _MUTk connected between the input terminals IN1, ..., INj and the output terminals OUT1, ..., OUTk. The amount of charge of Q or Q + ΔQ may be output through the corresponding output terminal among the output terminals OUT1,... And OUTk according to the touch state.

샘플링부들(131_1, ... , 131_k) 각각은 커패시턴스 센서(120)의 출력단들(OUT1, ... , OUTk) 중 대응하는 출력단을 통하여 출력되는 전하량을 샘플링하기 위하여 제 1 샘플링 스위칭부(210) 및 제 2 샘플링 스위칭부(220)를 구비할 수 있다. 샘플링부들(131_1, ... , 131_k) 각각에 포함되는 제 1 샘플링 스위칭부(210) 및 제 2 샘플링 스위칭부(220)는 동일한 구성을 가질 수 있으므로, 이하에서는 설명의 편의 상 샘플링부(131_1)에 포함된 제 1 샘플링 스위칭부(210) 및 제 2 샘플링 스위칭부(220)에 대하여 설명한다.Each of the sampling units 131_1,..., And 131_k includes a first sampling switching unit 210 to sample an amount of charge output through a corresponding output terminal among the output terminals OUT1, ..., OUTk of the capacitance sensor 120. ) And the second sampling switching unit 220. Since the first sampling switching unit 210 and the second sampling switching unit 220 included in each of the sampling units 131_1,..., 131_k may have the same configuration, the sampling unit 131_1 will be described below for convenience of description. The first sampling switching unit 210 and the second sampling switching unit 220 included in) will be described.

제 1 샘플링 스위칭부(210)는 제 1 샘플링 제어신호(SCON1)에 응답하여 커패시턴스 센서(120)의 출력단(OUT1)과 접지전압원(VSS)을 연결하거나 차단할 수 있다. 제 2 샘플링 스위칭부(220)는 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)에 응답하여 샘플링부(131_1)의 출력으로 커패시턴스 센서(120)의 출력단(OUT1)에서 출력된 전하량을 샘플링하여 출력할 수 있다. 즉, 제 2 샘플링 스위칭부(220)는 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)에 응답하여 커패시턴스 센서(120)의 출력단(OUT1)과 전하량 누적부(133_1)의 입력단을 연결하거나 차단할 수 있다. 제 1 샘플링 스위칭부(210)와 제 2 샘플링 스위칭부(220)는 선택적으로 동작하며, 제 1 샘플링 스위칭부(210)와 제 2 샘플링 스위칭부(220)의 동작에 관하여는 신호 수신부(130)의 전체적인 동작에 관하여 설명하면서 보다 상세하게 설명한다.The first sampling switching unit 210 may connect or disconnect the output terminal OUT1 of the capacitance sensor 120 and the ground voltage source VSS in response to the first sampling control signal SCON1. The second sampling switching unit 220 may sample and output the amount of charge output from the output terminal OUT1 of the capacitance sensor 120 to the output of the sampling unit 131_1 in response to the second sampling control signal SCON2. That is, the second sampling switching unit 220 may connect or disconnect the output terminal OUT1 of the capacitance sensor 120 and the input terminal of the charge accumulation unit 133_1 in response to the second sampling control signal SCON2. The first sampling switching unit 210 and the second sampling switching unit 220 are selectively operated, and the signal receiving unit 130 is described with respect to the operations of the first sampling switching unit 210 and the second sampling switching unit 220. It will be described in more detail while explaining the overall operation of.

전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k)은 연산증폭기(250), 초기화 스위칭부(230), 복수의 커패시터들(C1, ... , Cn) 및 복수의 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n)를 구비할 수 있다. 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k) 각각에 포함되는 연산증폭기(250), 초기화 스위칭부(230), 복수의 커패시터들(C1, ... , Cn) 및 복수의 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n)는 동일한 구성을 가질 수 있으므로, 이하에서는 설명의 편의 상 전하량 누적부(133_1)에 포함되는 연산증폭기(250), 초기화 스위칭부(230), 복수의 커패시터들(C1, ... , Cn) 및 복수의 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n)에 대하여 설명한다.The charge accumulation units 133_1,..., 133_k may include the operational amplifier 250, the initialization switching unit 230, the plurality of capacitors C1,..., Cn, and the plurality of gain control switching units 240_1. 240_n). The operational amplifier 250, the initialization switching unit 230, the plurality of capacitors C1, ..., Cn, and the plurality of gain control switching units included in each of the charge accumulation units 133_1,..., 133_k Since 240_1,..., 240_n may have the same configuration, the operational amplifier 250, the initialization switching unit 230, and the plurality of capacitors C1 included in the charge accumulation unit 133_1 will be described below for convenience of description. , ..., Cn) and a plurality of gain control switching units 240_1, ..., 240_n.

연산증폭기(250)는 샘플링부(131_1)의 출력단과 연결되는 입력단(-), 접지 전압원(VSS)과 연결되는 접지전압입력단(+) 및 상기 누적 전하량에 대응하는 전압(V11 또는 V21)을 먹스(145)로 출력하는 출력단을 포함할 수 있다. 초기화 스위칭부(230)는 초기화 신호(RST)에 응답하여 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단을 연결하거나 연결을 차단할 수 있다. 즉, 초기화 스위칭부(230)는 상기 멀티터치 패널의 터치 상태가 변경되는 경우 또는 상기 전하량을 n 회 샘플링하여 누적한 경우, 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단을 연결하여 상기 누적 전하량에 대응하는 전압(V11 또는 V21)을 초기화할 수 있다.The operational amplifier 250 muxes the input terminal (-) connected to the output terminal of the sampling unit 131_1, the ground voltage input terminal (+) connected to the ground voltage source VSS, and the voltage V11 or V21 corresponding to the accumulated charge amount. It may include an output terminal for output to (145). The initialization switching unit 230 may connect or disconnect the input terminal (−) and the output terminal of the operational amplifier 250 in response to the initialization signal RST. That is, when the touch state of the multi-touch panel changes or when the charge amount is sampled and accumulated n times, the initialization switching unit 230 connects the input terminal (-) and the output terminal of the operational amplifier 250 to the accumulated charge amount. The voltage V11 or V21 corresponding to may be initialized.

연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에는 커패시터들(C1, ... , Cn)이 병렬로 연결되고, 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n) 중 대응하는 게인조절 스위칭부가 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 대응하는 커패시터 사이 또는 연산증폭기(250)의 출력단과 대응하는 커패시터 사이에 연결될 수 있다. 즉, 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n) 각각은 게인 제어신호들(GCON_1, ... , CGCON_n) 중 대응하는 게인 제어신호에 응답하여 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에 대응하는 커패시터를 연결 또는 차단할 수 있다. 즉, 게인 제어신호들(GCON_1, ... , CGCON_n) 및 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n)을 이용하여 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결된 커패시터들의 개수를 조절함으로써 샘플링부(131_1)에서 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절할 수 있다.Capacitors C1, ..., Cn are connected in parallel between the input terminal (-) and the output terminal of the operational amplifier 250, and corresponding gain control switching among the gain control switching units 240_1, ..., 240_n. It may be connected between the input terminal (−) of the additional operational amplifier 250 and the corresponding capacitor or between the output terminal of the operational amplifier 250 and the corresponding capacitor. That is, each of the gain control switching units 240_1, ..., 240_n may correspond to an input terminal (−) of the operational amplifier 250 in response to a corresponding gain control signal among the gain control signals GCON_1,..., CGCON_n. Corresponding capacitors can be connected or disconnected between output stages. That is, the number of capacitors connected between the input terminal (−) and the output terminal of the operational amplifier 250 using the gain control signals GCON_1,..., CGCON_n and the gain control switching units 240_1,..., 240_n. By adjusting, the amount of charges sampled by the sampling unit 131_1 may be accumulated and gain may be adjusted.

연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결되는 커패시터들의 커패시턴스 합이 감소할수록 전하량 누적부(133_1)에서 출력되는 전압(V11 또는 V21)은 증가하고, 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결되는 커패시터들의 커패시턴스 합이 증가할수록 전하량 누적부(133_1)에서 출력되는 전압(V11 또는 V21)은 감소한다. 따라서, 게인 제어신호들(GCON_1, ... , CGCON_n)을 이용하여 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n) 중 턴 온되는 게인조절 스위칭부들의 개수를 조절함에 따라, 전하량 누적부(133_1)에서 출력되는 전압(V11 또는 V21)을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 즉, 게인 제어부(135)는 AD 컨버터(140)에서 출력되는 디지털 신호(Vo)를 이용하여 전하량 누적부(133_1)에서 출력되는 전압(V11 또는 V21)을 높이고자 하는 경우 연산증폭기(230)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 감소시키도록 게인 제어신호들(GCON_1, ... , GCON_n)을 생성하고, AD 컨버터(140)에서 출력되는 디지털 신호(Vo)를 이용하여 전하량 누적부(133_1)에서 출력되는 전압(V11 또는 V21)을 낮추고자 하는 경우 연산증폭기(230)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 증가시키도록 게인 제어신호들(GCON_1, ... , GCON_n)을 생성하여 출력할 수 있다. 이와 같이, 생성된 게인 제어신호들(GCON_1, ... , GCON_n)에 응답하여 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n)이 턴 온 또는 턴 오프됨에 따라, 전하량 누적부(133_1)는 샘플링부(131_1)에서 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하여 누적 전하량에 대응하는 전압(V11 또는 V21)을 생성하여 출력할 수 있다. 이와 같이 게인 제어신호들(GCON_1, ... , GCON_n)에 응답하여 게인을 조절하는 동작은 나머지 전하량 누적부에서도 동일하다.As the capacitance sum of the capacitors connected between the input terminal (−) and the output terminal of the operational amplifier 250 decreases, the voltage V11 or V21 output from the charge accumulation unit 133_1 increases, and the input terminal of the operational amplifier 250 ( As the capacitance sum of the capacitors connected between-) and the output terminal increases, the voltage V11 or V21 output from the charge accumulation unit 133_1 decreases. Accordingly, as the number of gain control switching units turned on among the gain control switching units 240_1, ..., 240_n is adjusted using the gain control signals GCON_1,..., CGCON_n, the charge accumulation unit ( The voltage V11 or V21 output from 133_1 may be increased or decreased. That is, the gain control unit 135 may increase the voltage V11 or V21 output from the charge accumulation unit 133_1 by using the digital signal Vo output from the AD converter 140. Gain control signals GCON_1,..., GCON_n are generated to reduce the number of the capacitors connected between the input terminal (−) and the output terminal, and use the digital signal Vo output from the AD converter 140. In order to lower the voltage V11 or V21 output from the charge accumulation unit 133_1, the gain control signals may be increased to increase the number of the capacitors connected between the input terminal (−) and the output terminal of the operational amplifier 230. GCON_1, ..., GCON_n) can be generated and printed. As described above, as the gain control switching units 240_1, ..., 240_n are turned on or off in response to the generated gain control signals GCON_1,..., GCON_n, the charge accumulation unit 133_1 The amount of charges sampled by the sampling unit 131_1 may be accumulated and gain may be adjusted to generate and output a voltage V11 or V21 corresponding to the accumulated amount of charge. As described above, the operation of adjusting the gain in response to the gain control signals GCON_1,..., And GCON_n is the same in the remaining charge accumulation unit.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여, 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, an operation of the charge amount detecting device 100 of the multi-touch panel will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

상기 멀티터치 패널이 터치 상태를 인식하기 위하여 초기화된 경우(예를 들어, 멀티터치 패널에 전원이 인가된 경우 등), 상기 멀티터치 패널의 터치 상태가 변경되는 경우 또는 상기 전하량을 n 회 샘플링하여 누적한 경우, 초기화 신호(RST)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되어 초기화 스위칭부(230)가 턴 온된다. 이 경우, 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단이 직접 연결되므로, 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k)의 출력은 접지전압으로 초기화된다. When the multi-touch panel is initialized to recognize a touch state (for example, when power is applied to the multi-touch panel), when the touch state of the multi-touch panel is changed or the amount of charge is sampled n times. When accumulated, the initialization signal RST is changed from the first logic state to the second logic state so that the initialization switching unit 230 is turned on. In this case, since the input terminal (−) and the output terminal of the operational amplifier 250 are directly connected, the output of the charge accumulation units 133_1,..., 133_k is initialized to the ground voltage.

이후에 입력 선택신호(IN_SEL1)가 제 2 논리상태인 구간에서 커패시턴스 센서(120)는 인가되는 센싱신호(SEN1)에 응답하여 상기 멀티터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량들을 출력한다. 앞서 설명한 것과 같이 커패시턴스 센서(120)는 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체가 터치하지 않는 경우 Q의 전하량을 출력하며, 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체가 터치하는 경우 Q+ΔQ의 전하량을 출력할 수 있다. 예를 들어, 커패시턴스 센서(120)가 제 1 내지 제 4 출력단이 있고 멀티터치 패널 중 제 1, 2 출력단과 대응하는 부분에 전도체가 터치하고 제 3, 4, 출력단과 대응하는 부분에 전도체가 터치하지 않는다고 가정하면, 커패시턴스 센서(120)의 출력단들 중 제 1, 2 출력단은 Q+ΔQ의 전하량의 출력하고, 제 3, 4 출력단은 Q의 전하량을 동시에 병렬적으로 출력할 수 있다.Subsequently, in the period in which the input selection signal IN_SEL1 is in the second logic state, the capacitance sensor 120 outputs charge amounts corresponding to the touch state of the multi-touch panel in response to the sensing signal SEN1. As described above, the capacitance sensor 120 may output a charge amount of Q when the conductor does not touch the multi-touch panel, and output a charge amount of Q + ΔQ when the conductor touches the multi-touch panel. . For example, the capacitance sensor 120 has first to fourth output terminals, and the conductor touches a portion corresponding to the first and second output terminals of the multi-touch panel and the conductor touches a portion corresponding to the third, fourth and output terminals. If not, the first and second output terminals of the output terminals of the capacitance sensor 120 may output a charge amount of Q + ΔQ, and the third and fourth output terminals may simultaneously output a charge amount of Q in parallel.

센싱신호(SEN1)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 시점이 커패시턴스 센서(120)에서 출력되는 전하량들을 샘플링하는 시점이며, 신호 수신부들(133_1, ... , 133_k) 각각에서 상기 전하량들 중 대응하는 전하량을 샘플링하여 누적하는 구간 중 센싱신호(SEN1)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 시점은 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 시점과 동일하다. 즉, 신호 수신부들(133_1, ... , 133_k) 각각이 상기 대응하는 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 센싱신호(SEN1)와 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)는 동일한 위상을 가지고, 제 1 샘플링 제어신호(CON_1)와 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)는 반대의 위상을 가질 수 있다.The time point at which the sensing signal SEN1 is changed from the first logic state to the second logic state is a time point for sampling the amount of charges output from the capacitance sensor 120, and the signal receivers 133_1,. Among the charge accumulation periods, the time point when the sensing signal SEN1 changes from the first logic state to the second logic state during sampling and accumulation of the corresponding charge amount is the second sampling control signal SCON_2 from the first logic state to the second logic state. Same as when it is changed to state. That is, the sensing signal SEN1 and the second sampling control signal SCON_2 have the same phase in a period in which each of the signal receivers 133_1,..., 133_k samples and accumulates the corresponding charge amounts, and has the same phase. The control signal CON_1 and the second sampling control signal SCON_2 may have opposite phases.

즉, 제 1 샘플링 제어신호(SCON_1)가 제 2 논리상태이고 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 1 논리상태인 경우, 제 1 샘플링 스위칭부(210)가 턴 온되고 제 2 샘플링 스위칭부(220)가 턴 오프되어 커패시턴스 센서(120)의 출력들은 접지전압원(VSS)과 연결되며 상기 전하량들을 샘플링하지 않는다. 제 1 샘플링 제어신호(SCON_1)가 제 1 논리상태이고 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 2 논리상태인 경우, 제 1 샘플링 스위칭부(210)가 턴 오프되고 제 2 샘플링 스위칭부(220)가 턴 온되어 커패시턴스 센서(120)의 출력들 각각은 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k) 중 대응하는 전하량 누적부에 입력되어 상기 전하량들을 샘플링할 수 있다. 도 3에서는 샘플링 횟수 및 누적 횟수(n)가 4인 경우를 도시하고 있으나, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 샘플링 횟수 및 누적 횟수(n)는 다른 다양한 횟수일 수 있다. 도 3의 경우 샘플링부들(131_1, ... , 131_k)은 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 4번의 시점에서 샘플링을 수행하고, 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k) 각각은 대응하는 샘플링된 전하량들을 4번 누적하고 게인을 조절하여 누적 전하량에 대응하는 전압(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 출력할 수 있다. 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하는 방법에 대하여는 앞서 상세하게 설명하였으므로, 이하 구체적인 설명은 생략한다. That is, when the first sampling control signal SCON_1 is in the second logic state and the second sampling control signal SCON_2 is in the first logic state, the first sampling switching unit 210 is turned on and the second sampling switching unit ( 220 is turned off so that the outputs of capacitance sensor 120 are connected to ground voltage source VSS and do not sample the charge amounts. When the first sampling control signal SCON_1 is in the first logic state and the second sampling control signal SCON_2 is in the second logic state, the first sampling switching unit 210 is turned off and the second sampling switching unit 220 is turned on. Each of the outputs of the capacitance sensor 120 is turned on so as to be input to a corresponding charge accumulation unit among charge accumulation units 133_1,..., 133_k to sample the charge amounts. In FIG. 3, the sampling count and the cumulative number n are 4, but the present invention is not limited thereto, and the sampling count and the cumulative number n may be other various times. In the case of FIG. 3, the sampling units 131_1,..., 131_k perform sampling at four times when the second sampling control signal SCON_2 is changed from the first logic state to the second logic state, and the charge accumulation units ( Each of 133_1, ..., 133_k) may accumulate the corresponding sampled charges four times and adjust the gain to output a voltage V11 or V21, ..., V1k or V2k corresponding to the accumulated charge amount. Since the method of accumulating the sampled charge amounts and adjusting the gain has been described in detail above, detailed description thereof will be omitted.

전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k)이 대응하는 누적 전하량에 대응하는 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 병렬적으로 출력하는 경우, ADC 인에이블신호(ADC_EN)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되어 AD 컨버터(140)가 인에이블되고 먹스(145)는 전압 선택신호(OUT_SEL)에 응답하여 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k)에서 출력하는 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 순차적으로 하나씩 선택하여 출력한다. 도 3에서 전압 선택신호(OUT_SEL)가 제 2 논리상태인 구간마다 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k) 중 하나를 선택하여 출력할 수 있으며, 먹스(145)가 입력되는 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 모두 출력할 때까지 AD 컨버터(140)는 먹스(145)의 출력 전압을 디지털 신호(Vo)로 변경하는 동작을 계속 수행한다. When the charge accumulation units 133_1,..., 133_k output the voltages V11 or V21,..., V1k or V2k in parallel corresponding to the corresponding accumulated charge amounts, the ADC enable signal ADC_EN. Is changed from the first logic state to the second logic state so that the AD converter 140 is enabled and the mux 145 is output from the charge accumulation units 133_1,..., 133_k in response to the voltage selection signal OUT_SEL. The voltages V11 or V21, ..., V1k or V2k are sequentially selected and output one by one. In FIG. 3, one of the voltages V11 or V21,..., V1k or V2k may be selected and output for each section in which the voltage selection signal OUT_SEL is in the second logic state, and the voltage to which the mux 145 is input is selected. The AD converter 140 continues to change the output voltage of the mux 145 to the digital signal Vo until all of the fields V11 or V21, ..., V1k or V2k are output.

이와 같이 4번의 시점에서 샘플링하여 누적하고 게인을 조절한 경우, 초기화 신호(RST)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되고 초기화 스위칭부(230)가 턴 온되어 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단이 직접 연결되므로, 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k)의 출력은 접지전압으로 초기화된다.As described above, when sampling and accumulating at four times and adjusting gain are performed, the initialization signal RST is changed from the first logic state to the second logic state, and the initialization switch 230 is turned on to operate the operational amplifier 250. Since the input terminal (−) and the output terminal are directly connected, the output of the charge accumulation units 133_1,..., 133_k is initialized to the ground voltage.

이상에서 설명한 동작은 커패시터 센서(120)의 입력단들(IN1, … , INj) 중 하나의 입력단(예를 들어, IN1)으로 센싱신호(SEL1)가 입력된 경우에 관한 동작이다. 이와 같은 동작은 커패시터 센서(120)의 입력단들(IN1, … , INj) 중 하나의 입력단으로 센싱신호들(SEL1, … , SELj) 중 대응하는 센싱신호가 입력되는 경우마다 수행되며, 커패시터 센서(120)의 입력단들(IN1, … , INj)에는 순차적으로 대응하는 센싱신호가 입력될 수 있다.The operation described above is related to the case where the sensing signal SEL1 is input to one input terminal (eg, IN1) among the input terminals IN1, ..., INj of the capacitor sensor 120. Such an operation is performed whenever a corresponding sensing signal of the sensing signals SEL1, ..., SELj is input to one of the input terminals IN1, ..., INj of the capacitor sensor 120. Sensing signals corresponding to the input terminals IN1, ..., INj of 120 may be sequentially input.

도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 의하여 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(100)가 동작하기 위한 신호들을 도시하고 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(100)를 동작하기 위한 신호들이 반드시 도 3과 같은 파형을 가져야 하는 것은 아니며, 이상에서 설명한 것과 같이 동작할 수 있다면 도 3에 도시된 신호들은 다른 파형을 가질 수도 있다.3 illustrates signals for operating the charge amount sensing device 100 of the multi-touch panel according to an embodiment of the present invention, the charge amount sensing device 100 of the multi-touch panel according to an embodiment of the present invention is shown. Signals for operation do not necessarily have a waveform as shown in FIG. 3, and the signals shown in FIG. 3 may have other waveforms as long as they can operate as described above.

이상과 같은 동작에 의하여 전하량 누적부(133_1)에서 출력되는 전압(V11 또는 V21)은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있으며, 나머지 전하량 누적부들에서 출력되는 전압도 동일하게 표현될 수 있다.By the above operation, the voltage V11 or V21 output from the charge accumulation unit 133_1 may be expressed by Equation 1 below, and the voltages output from the remaining charge accumulation units may be equally represented.

수학식 1에서 CF는 커패시터들(C1, ... , Cn) 중 연상증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결되어 있는 커패시터들의 커패시턴스 합을 의미한다. 즉, 상기 멀티터치 패널에 전도체가 터치되지 않는 상태에서 전압(V11)은 전하량(Q)를 n 회 누적하고 게인을 조절한 전하량에 대응하는 전압이고, 상기 멀티터치 패널에 전도체가 터치되는 상태에서 전압(V21)은 전하량(Q+ΔQ)를 n 회 누적하고 게인을 조절한 전하량에 대응하는 전압일 수 있다.In Equation 1, CF refers to the sum of capacitances of capacitors connected between the input terminal (−) and the output terminal of the associating amplifier 250 among the capacitors C1,..., Cn. That is, in the state where the conductor is not touched by the multi-touch panel, the voltage V11 is a voltage corresponding to the charge amount obtained by accumulating the charge amount Q n times and adjusting the gain, and in the state where the conductor is touched by the multi-touch panel. The voltage V21 may be a voltage corresponding to the charge amount obtained by accumulating the charge amount Q + ΔQ and adjusting gain.

도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 다른 일 실시예에 따른 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(400)의 블록도이다.4 is a block diagram of an apparatus 400 for detecting a charge amount of a multi-touch panel according to another exemplary embodiment of the inventive concept.

도 4를 참조하면, 터치패널의 전하량 감지장치(400)는 신호 전달부(410), 커패시턴스 센서(420), 신호 수신부(430), 먹스(445), AD(analog to digital) 컨버터(440) 및 자동 보정부(auto calibration unit)(450)을 구비할 수 있다. 도 1의 실시예와 도 4의 실시예를 비교하여 보면, 도 4의 실시예는 도 1의 실시예에서 자동 보정부(450)가 추가되었고 나머지 구성요소들은 동일한 구성요소들이다. 그러므로, 이하에서는 도 1의 실시예와 상이한 부분들을 위주로 설명하며, 도 1의 실시예와 중복되는 내용들은 생략한다.Referring to FIG. 4, the electric charge sensing device 400 of the touch panel includes a signal transmitter 410, a capacitance sensor 420, a signal receiver 430, a mux 445, and an analog to digital (AD) converter 440. And an auto calibration unit 450. In comparison with the embodiment of FIG. 1 and the embodiment of FIG. 4, in the embodiment of FIG. 4, an automatic correction unit 450 is added in the embodiment of FIG. 1, and the remaining elements are the same elements. Therefore, hereinafter, description will be made mainly of parts different from the embodiment of FIG. 1, and descriptions overlapping with the embodiment of FIG. 1 will be omitted.

신호 전달부(410)는 입력 선택신호(IN_SEL)에 응답하여 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호(SEN)를 생성하여 커패시턴스 센서(420)의 입력단들 중 대응하는 입력단으로 출력할 수 있고, 커패시턴스 센서(420)는 신호 전달부(110)에서 출력된 센싱신호(SEN)를 수신하는 입력단(IN)과 수신된 센싱신호(SEN)에 응답하여 상기 멀티터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량(Q 또는 Q+ΔQ)을 출력하는 복수의 출력단들(OUT1, ... , OUTk)을 포함할 수 있다.The signal transmitter 410 may generate a sensing signal SEN including information about a sampling time point in response to the input selection signal IN_SEL, and output the sensing signal SEN to a corresponding input terminal among the input terminals of the capacitance sensor 420. The capacitance sensor 420 has an input amount IN for receiving the sensing signal SEN output from the signal transmission unit 110 and a charge amount Q according to a touch state of the multi-touch panel in response to the received sensing signal SEN. Or it may include a plurality of output terminals (OUT1, ..., OUTk) for outputting Q + ΔQ).

자동 보정부(450)는 오프셋 전하량 설정 구간 동안 커패시턴스 센서(420)의 출력단들(OUT1, ... , OUTk)에서 출력되는 전하량들을 이용하여 오프셋 전하량들(Qoff1, ... , Qoffk)을 설정하기 위한 복수의 오프셋 제어신호 그룹들을 생성할 수 있고, 상기 오프셋 전하량 설정 구간 이외의 구간에서는 커패시턴스 센서(120)에서 출력하는 상기 터치 상태에 따른 전하량들(Q 또는 Q+ΔQ) 각각에서 오프셋 전하량들(Qoff1, ... , Qoffk) 중 대응하는 오프셋 전하량이 제거된 보정 전하량(Q-Qoff1 또는 Q+ΔQ-Qoff1, ... , Q-Qoffk 또는 Q+ΔQ-Qoffk)을 생성하여 출력할 수 있다. 오프셋 제어신호 그룹들은 복수의 오프셋 제어신호들을 포함할 수 있다.The automatic correction unit 450 sets the offset charge amounts Qoff1, ..., Qoffk by using the charge amounts output from the output terminals OUT1, ..., OUTk of the capacitance sensor 420 during the offset charge amount setting period. A plurality of offset control signal groups may be generated and offset charge amounts in each of the charge amounts Q or Q + ΔQ according to the touch state output from the capacitance sensor 120 in a section other than the offset charge amount setting section. A correction charge amount (Q-Qoff1 or Q + ΔQ-Qoff1, ..., Q-Qoffk or Q + ΔQ-Qoffk) from which the corresponding offset charge amount is removed among (Qoff1, ..., Qoffk) can be generated and output. have. The offset control signal groups may include a plurality of offset control signals.

상기 오프셋 전하량 설정 구간은 상기 멀티터치 패널과 상기 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(400)를 포함하는 시스템이 초기화된 시점, 상기 시스템이 리셋된 시점, 상기 시스템 동작 중 상기 멀티터치 패널에 전원전압이 인가되기 시작한 시점 또는 상기 오프셋 전하량 설정 구간이 종료된 후 소정의 시간이 경과한 시점에서 상기 멀티터치 패널에 전도체가 터치되지 않는 상태의 소정의 구간일 수 있다. 예를 들어, 상기 멀티터치 패널이 스마트폰의 액정 패널이고 상기 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(400)가 상기 스마트폰의 내부에 포함되어 있다고 가정하면, 상기 스마트폰이 초기화되는 경우, 상기 스마트폰이 리셋되어 전원이 인가된 시점, 상기 스마트폰에 전원은 인가되어 있으나 상기 스마트폰의 액정 패널이 오프 상태였다가 전원이 인가되어 온 상태가 된 시점 또는 상기 스마트폰의 전원이 인가되어 있는 상태에서 소정의 시간 간격 단위로 상기 오프셋 전하량을 재설정하는 것으로 설정되어 있는 경우 상기 소정의 시간이 경과한 시점에서 상기 멀티터치 패널에 전도체가 터치되지 않는 상태의 소정의 구간일 수 있다.The offset charge amount setting section includes a time point at which a system including the multi-touch panel and the charge amount sensing device 400 of the multi-touch panel is initialized, a time point at which the system is reset, and a power voltage is applied to the multi-touch panel during the system operation. The terminal may be a predetermined section in which a conductor is not touched by the multi-touch panel at a point in time at which application is started or a predetermined time elapses after the offset charge setting section ends. For example, assuming that the multi-touch panel is a liquid crystal panel of a smartphone and the charge detection device 400 of the multi-touch panel is included in the smartphone, when the smartphone is initialized, the smartphone When the power is turned on and the power is applied to the smartphone, the power is supplied to the smartphone, but when the liquid crystal panel of the smartphone is turned off and the power is turned on, or the power of the smartphone is applied. When the offset charge amount is set to be reset at predetermined time intervals, the offset charge may be a predetermined section in which the conductor is not touched by the multi-touch panel when the predetermined time elapses.

상기 오프셋 전하량 설정 구간 동안 자동 보정부(450)는 AD 컨버터(440)에서 출력되는 디지털 신호(Vo)를 이용하여 상기 오프셋 제어신호 그룹들을 생성할 수 있다. 즉, 상기 오프셋 전하량 설정 구간에서 신호 수신부(430)는 커패시턴스 센서(420)에서 병렬적으로 출력되는 전하량들(Q 또는 Q+ΔQ)을 n회 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 병렬적으로 출력할 수 있고, 먹스(445)는 전압 선택신호(OUT_SEL)에 응답하여 병렬적으로 입력되는 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 순차적으로 하나씩 선택하여 출력할 수 있다. 그리고, AD 컨버터(440)는 상기 오프셋 전하량 설정 구간 동안 먹스(445)에서 순차적으로 출력되는 전압들을 디지털 신호(Vo)로 변환하여 출력할 수 있다. 이 경우, 자동보정부(450)는 상기 오프셋 전하량 설정 구간 동안 AD 컨버터(440)에서 출력되는 디지털 신호(Vo)를 이용하여 상기 오프셋 전하량들(Qoff1, ... , Qoffk)을 생성하기 위한 상기 오프셋 제어신호 그룹들을 생성하고, 상기 오프셋 제어신호 그룹들에 응답하여 오프셋 전하량들(Qoff1, ... , Qoffk)을 생성할 수 있다. 예를 들어, AD 컨버터(440)에서 전압(V11 또는 V21)을 입력받아 디지털 신호(Vo)로 변환하여 출력한 경우, 자동 보정부(450)는 전압(V11 또는 V21)이 변환된 디지털 신호(Vo)에 응답하여 오프셋 전하량(Qoff1)을 생성하기 위한 상기 오프셋 제어신호 그룹을 생성할 수 있다. 다른 예로, AD 컨버터(440)에서 전압(V1k 또는 V2k)을 입력받아 디지털 신호(Vo)로 변환하여 출력한 경우, 자동 보정부(450)는 전압(V1k 또는 V2k)이 변환된 디지털 신호(Vo)에 응답하여 오프셋 전하량(Qoffk)을 생성하기 위한 상기 오프셋 제어신호 그룹을 생성할 수 있다.During the offset charge setting period, the automatic correction unit 450 may generate the offset control signal groups by using the digital signal Vo output from the AD converter 440. That is, in the offset charge amount setting period, the signal receiver 430 samples and accumulates the charge amounts Q or Q + ΔQ output in parallel from the capacitance sensor 420 n times, and adjusts the gain to adjust noise. The voltages V11 or V21,..., V1k or V2k corresponding to the removed and gain-adjusted accumulated charge amount can be output in parallel, and the mux 445 is in parallel in response to the voltage selection signal OUT_SEL. The voltages V11 or V21,..., V1k or V2k that are sequentially input may be sequentially selected and output. The AD converter 440 converts the voltages sequentially output from the mux 445 into the digital signal Vo during the offset charge amount setting period. In this case, the automatic correction unit 450 generates the offset charge amounts Qoff1, ..., Qoffk using the digital signal Vo output from the AD converter 440 during the offset charge amount setting period. Offset control signal groups may be generated, and offset charge amounts Qoff1, ..., Qoffk may be generated in response to the offset control signal groups. For example, when the AD converter 440 receives the voltage V11 or V21 and converts it into a digital signal Vo, the automatic compensator 450 converts the digital signal (V11 or V21) into a digital signal ( The offset control signal group for generating the offset charge amount Qoff1 may be generated in response to Vo). As another example, when the AD converter 440 receives the voltage V1k or V2k and converts it into a digital signal Vo, the automatic compensator 450 converts the voltage V1k or V2k into a digital signal Vo. The offset control signal group for generating the offset charge amount Qoffk may be generated in response to.

그리고, 상기 오프셋 전하량 설정 구간이 종료하고 상기 신호 수신부가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간이 시작되면, 자동 보정부(450)는 상기 오프셋 제어신호 그룹들에 응답하여 커패시턴스 센서(420)의 출력단들(OUT1, ... , OUTk)에서 병렬적으로 출력하는 상기 터치 상태에 따른 전하량들(Q 또는 Q+ΔQ)에서 오프셋 전하량들(Qoff1, ... , Qoffk) 중 대응하는 오프셋 전하량을 제거한 보정 전하량들을 생성하여 병렬적으로 출력할 수 있다. 이와 같은 동작을 수행하기 위하여 상기 자동보정부(450)는 오프셋 제어신호 생성부 및 오프셋 보상부를 구비할 수 있으며, 상기 오프셋 제어신호 생성부 및 상기 오프셋 보상부의 일 실시예에 대하여는 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.When the offset charge amount setting period ends and the signal receiving unit samples and accumulates the charge amounts, the automatic correction unit 450 outputs the output terminals of the capacitance sensor 420 in response to the offset control signal groups. Correction by removing the corresponding offset charge amount among the offset charge amounts Qoff1, ..., Qoffk from the charge amounts Q or Q + ΔQ according to the touch state output in parallel at (OUT1, ..., OUTk) Charges can be generated and output in parallel. In order to perform such an operation, the automatic correction unit 450 may include an offset control signal generator and an offset compensator. Referring to FIG. 5, an offset control signal generator and an offset compensator will be described with reference to FIG. 5. It demonstrates in more detail.

상기 오프셋 전하량들(Qoff1, ... , Qoffk) 각각은 상기 멀티터치 패널에 전도체가 터치되지 않은 상태에서 커패시턴스 센서(420)에서 출력하는 전하량(Q)과 동일한 전하량을 가지거나 또는 상기 멀티터치 패널에 전도체가 터치되지 않은 상태에서 커패시턴스 센서(420)에서 출력하는 전하량(Q)보다 작은 전하량을 가질 수 있다. 예를 들어, 오프셋 전하량(Off1)이 전하량(Q)와 동일하다면, 상기 신호 수신부가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체가 터치되지 않는 상태에서의 보정 전하량(Q-Qoff1)은 '0'의 값을 가지게 된다.Each of the offset charges Qoff1, ..., Qoffk has the same charge amount as the charge amount Q output from the capacitance sensor 420 in a state where a conductor is not touched to the multi-touch panel or the multi-touch panel In the state in which the conductor is not touched, it may have a charge amount smaller than the charge amount Q output from the capacitance sensor 420. For example, if the offset charge amount Off1 is equal to the charge amount Q, the corrected charge amount Q− in a state where the conductor is not touched by the multi-touch panel in a section in which the signal receiver samples and accumulates the charge amounts. Qoff1) has a value of '0'.

신호 수신부(430)가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서, 신호 수신부(430)는 보정 전하량들(Q-Qoff1 또는 Q+ΔQ-Qoff1, ... , Q-Qoffk 또는 Q+ΔQ-Qoffk)을 n 회(n은 자연수) 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여, 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 병렬적으로 출력할 수 있다. 그리고, 자동 보정부(450)와 관련하여 설명한 것과 같이, 상기 오프셋 전하량 설정 구간에서 신호 수신부(430)는 커패시턴스 센서(420)에서 병렬적으로 출력되는 전하량들(Q 또는 Q+ΔQ)을 n 회(n은 자연수) 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여, 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 출력할 수 있다. 신호 수신부(430)는 복수의 샘플링부들(431_1, ... , 431_k), 복수의 전하량 누적부들(433_1, ... , 433_k) 및 게인 제어부(435)를 포함할 수 있으며, 각 구성요소의 동작은 도 1과 관련하여 상세하게 설명하였으므로 이하 구체적인 설명은 생략한다. 즉, 샘플링부들(431_1, ... , 431_k)에 입력되는 전하량들이 보정 전하량들로 변경된 것을 제외하면, 샘플링부들(431_1, ... , 431_k), 전하량 누적부들(433_1, ... , 433_k) 및 게인 제어부(435)는 도 1의 샘플링부들(131_1, ... , 131_k), 전하량 누적부들(133_1, ... , 133_k) 및 게인 제어부(435)와 동일하게 동작할 수 있다.In the period in which the signal receiver 430 samples and accumulates the charge amounts, the signal receiver 430 may correct the charge amounts Q-Qoff1 or Q + ΔQ-Qoff1,..., Q-Qoffk or Q + ΔQ-Qoffk. Is accumulated n times (n is a natural number), and the gain is adjusted to parallel the voltages V11 or V21, ..., V1k or V2k corresponding to the accumulated amount of noise in which the noise is removed and the gain is adjusted. Can be printed as As described with respect to the automatic correction unit 450, the signal receiver 430 n times the charge amounts Q or Q + ΔQ output in parallel from the capacitance sensor 420 in the offset charge amount setting period. By sampling and accumulating and adjusting gain, the voltages V11 or V21,..., V1k or V2k corresponding to the accumulated amount of noise with noise removed and gain adjusted may be output. . The signal receiver 430 may include a plurality of sampling units 431_1,..., 431_k, a plurality of charge accumulation units 433_1,..., 433_k, and a gain controller 435. Since the operation has been described in detail with reference to FIG. 1, a detailed description thereof will be omitted. That is, except that the charge amounts input to the sampling units 431_1,..., 431_k are changed to the corrected charge amounts, the sampling units 431_1, ..., 431_k, and the charge accumulation units 433_1, ..., 433_k. ) And the gain controller 435 may operate in the same manner as the sampling units 131_1,..., 131_k, the charge accumulation units 133_1,..., 133_k, and the gain controller 435 of FIG. 1.

먹스(445)는 전압 선택신호(OUT_SEL)에 응답하여 신호 수신부(430)에서 출력되는 전압들을 순차적으로 하나씩 선택하여 출력하고, AD 컨버터(440)는 먹스(445)의 출력 전압을 디지털 신호(Vo)로 변환하여 출력할 수 있다.The mux 445 sequentially selects and outputs voltages output from the signal receiver 430 one by one in response to the voltage selection signal OUT_SEL, and the AD converter 440 converts the output voltage of the mux 445 into a digital signal Vo. Can be converted to

도 5는 도 4의 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(400)의 일 실시예를 도시한 회로도이고, 도 6은 도 4의 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(400)에 이용되는 신호들의 파형도이다. 이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(400)의 각 구성요소의 일 실시예 및 각 구성요소의 동작에 대하여 설명한다. 다만, 도 4와 관련하여 설명한 것과 같이, 자동 보정부(450)를 제외하고는 도 2에서 설명한 내용과 유사하므로 이하 중복되는 내용은 생략한다.FIG. 5 is a circuit diagram illustrating an embodiment of the charge amount sensing device 400 of the multi-touch panel of FIG. 4, and FIG. 6 is a waveform diagram of signals used in the charge amount sensing device 400 of the multi-touch panel of FIG. 4. . Hereinafter, an embodiment of each component of the charge detection device 400 of the multi-touch panel and an operation of each component will be described with reference to FIGS. 4 to 6. However, as described with reference to FIG. 4, except for the automatic correcting unit 450, the description is similar to that described with reference to FIG. 2, and thus overlapping descriptions will be omitted.

신호 전달부(410)는 센싱 제어부(560), 복수의 센싱 드라이버들(563_1, … , 563_j) 및 복수의 센싱신호 출력부들(565_1, … , 565_j)를 구비할 수 있으며, 센싱 제어부(560), 센싱 드라이버들(563_1, … , 563_j) 및 센싱신호 출력부들(565_1, … , 565_j)은 도 2의 센싱 제어부(260), 센싱 드라이버들(263_1, … , 263_j) 및 센싱신호 출력부들(265_1, … , 265_j)과 유사하므로 이하 구체적인 설명은 생략한다.The signal transmitter 410 may include a sensing controller 560, a plurality of sensing drivers 563_1,..., 563_j, and a plurality of sensing signal output units 565_1,..., 565_j, and the sensing controller 560. The sensing drivers 563_1 to 563_j and the sensing signal output units 565_1 to 565_j include the sensing control unit 260, the sensing drivers 263_1 to 263_j, and the sensing signal output units 265_1 of FIG. 2. , ..., 265_j), so detailed description thereof will be omitted below.

커패시턴스 센서(320)는 입력단들(IN1, … , INj)과 출력단들(OUT1, ... , OUTk) 사이에 연결되는 커패시터들(C_MUT1, ... , C_MUTk)로 모델링될 수 있으며, 터치 상태에 따라 Q 또는 Q+ΔQ의 전하량을 출력단들(OUT1, ... , OUTk) 중 대응하는 출력단을 통하여 출력할 수 있다.The capacitance sensor 320 may be modeled as capacitors C _MUT1 , ..., C _MUTk connected between the input terminals IN1,..., INj and the output terminals OUT1,..., And OUTk. According to the touch state, the charge amount of Q or Q + ΔQ may be output through the corresponding output terminal among the output terminals OUT1,..., And OUTk.

자동보정부(450)는 상기 오프셋 전하량 설정 구간 동안 AD 컨버터(440)에서 출력된 상기 디지털 신호를 이용하여 오프셋 제어신호 그룹들(D11, D12, ... , D1i, ... , Dk1, Dk2, ... ,Dki)(i는 자연수)을 생성하는 오프셋 제어신호 생성부(570) 및 오프셋 제어신호 그룹들(D11, D12, ... , D1i, ... , Dk1, Dk2, ... ,Dki) 중 대응하는 오프셋 제어신호 그룹에 응답하여 커패시턴스 센서(420)의 출력단들(OUT1, ... , OUTk) 중 대응하는 출력단에서 출력하는 상기 터치 상태에 따른 전하량(Q 또는 Q+ΔQ)에서 오프셋 전하량들(Qoff1, ... , Qoffk) 중 대응하는 오프셋 전하량을 제거한 상기 보정 전하량들을 생성하여 출력하는 복수의 오프셋 보상부들(575_1, ... , 575_k)을 구비할 수 있다. 상기 오프셋 제어신호 그룹들은 i 개의 오프셋 제어신호들을 포함할 수 있다. 오프셋 제어신호 그룹들(D11, D12, ... , D1i, ... , Dk1, Dk2, ... ,Dki)을 생성하는 방법에 대하여는 도 4와 관련하여 상세하게 설명하였으므로 이하 생략하고, 이하에서는 도 5에 개시된 오프셋 보상부들(575_1, ... , 575_k)의 일 실시예에 대하여 설명한다. 오프셋 보상부들(575_1, ... , 575_k) 각각은 입력되는 오프셋 제어신호 그룹이 상이할 뿐 구성 및 동작은 동일하므로, 이하에서는 설명의 편의 상 하나의 오프셋 보상부(575_1)의 구성 및 동작에 대하여 설명한다.The auto-correction unit 450 uses the digital signal output from the AD converter 440 during the offset charge setting period, and offset control signal groups D11, D12, ..., D1i, ..., Dk1, Dk2. Offset control signal generator 570 for generating Dki) (i is a natural number) and offset control signal groups D11, D12, ..., D1i, ..., Dk1, Dk2, .. , The amount of charge Q or Q + ΔQ according to the touch state output from the corresponding output terminal among the output terminals OUT1, ..., OUTk of the capacitance sensor 420 in response to the corresponding offset control signal group among Dki). ) May include a plurality of offset compensators 575_1,... 575_k that generate and output the correction charges from which the corresponding offset charges of the offset charges Qoff1, ..., Qoffk are removed. The offset control signal groups may include i offset control signals. The method of generating the offset control signal groups D11, D12, ..., D1i, ..., Dk1, Dk2, ..., Dki has been described in detail with reference to FIG. An embodiment of the offset compensators 575_1,..., 575_k disclosed in FIG. 5 will be described. Each of the offset compensators 575_1,..., 575_k is different from each other in that the input offset control signal groups are different. Therefore, the offset compensators 575_1,. Explain.

오프셋 보상부(575_1)는 복수의 보정용 커패시터들(CA1, CA2, ... , CAi) 및 복수의 오프셋 보상 스위치들(577_11, 577_12, ... , 577_i)을 구비할 수 있다. 보정용 커패시터들(CA1, CA2, ... , CAi)은 커패시턴스 센서(120)의 출력단(OUT1)과 신호 수신부(440)의 입력단(샘플링부(431_1)의 입력단) 사이에 일단이 연결되고 오프셋 보상 스위치들(577_1, 577_2, ... , 577_i) 중 대응하는 오프셋 보상 스위치의 일단에 타단이 연결될 수 있다. 보정용 커패시터들(CA1, CA2, ... , CAi) 각각은 다른 커패시턴스 값을 가질 수 있다. 오프셋 보상 스위치들(577_1, 577_2, ... , 277_i) 각각은 오프셋 제어신호들(D11, D12, ... , D1i) 중 대응하는 오프셋 제어신호에 응답하여, 제 1 전압원(VL) 및 제 2 전압원(VH) 중 하나의 전압원과 보정용 커패시터들(CA1, CA2, ... , CAi) 중 대응하는 보정용 커패시터의 타단을 연결할 수 있다. 즉, 오프셋 보상 스위치들(577_1, 577_2, ... , 577_i) 중 제 1 전압원(VL)에 연결되는 오프셋 보상 스위치들의 개수 및 제 2 전압원(VH)에 연결되는 오프셋 보상 스위치들의 개수에 따라 상기 오프셋 전하량(Q_off1)이 결정될 수 있다.The offset compensator 575_1 may include a plurality of correction capacitors CA1, CA2,..., CAi and a plurality of offset compensation switches 577_11, 577_12,..., 577_i. Correction capacitors CA1, CA2, ..., CAi have one end connected between an output terminal OUT1 of the capacitance sensor 120 and an input terminal (the input terminal of the sampling unit 431_1) of the signal receiver 440 and offset compensation. The other end of the switches 577_1, 577_2,..., 577_i may be connected to one end of a corresponding offset compensation switch. Each of the correction capacitors CA1, CA2,..., CAi may have a different capacitance value. Each of the offset compensation switches 577_1, 577_2,..., 277_i corresponds to the first voltage source VL and the first voltage in response to a corresponding offset control signal among the offset control signals D11, D12,..., D1i. One voltage source of the two voltage sources VH and the other end of a corresponding correction capacitor among the correction capacitors CA1, CA2,..., CAi may be connected. That is, according to the number of offset compensation switches connected to the first voltage source VL and the number of offset compensation switches connected to the second voltage source VH among the offset compensation switches 577_1, 577_2,..., 577_i. The offset charge amount Q _off 1 may be determined.

샘플링부들(431_1, ... , 431_k) 각각은 커패시턴스 센서(420)의 출력단들(OUT1, ... , OUTk) 중 대응하는 출력단에서 출력되는 전하량(Q 또는 Q+ΔQ) 또는 오프셋 보상부들(575_1, ... , 575_k) 중 대응하는 오프셋 보상부에서 출력되는 보정 전하량을 샘플링하기 위하여 제 1 샘플링 스위칭부(510) 및 제 2 샘플링 스위칭부(520)를 구비할 수 있다. 샘플링부들(431_1, ... , 431_k)에 포함된 제 1 샘플링 스위칭부(510) 및 제 2 샘플링 스위칭부(520)는 도 2의 제 1 샘플링 스위칭부(210) 및 제 2 샘플링 스위칭부(220)와 유사하므로, 이하 상세한 설명은 생략한다. 전하량 누적부들(433_1, ... , 433_k) 각각은 연산증폭기(550), 초기화 스위칭부(530), 복수의 커패시터들(C1, ... , Cn) 및 복수의 게인조절 스위칭부들(540_1, ... , 540_n)을 구비할 수 있으며, 이와 관련하여 도 2에서 상세하게 설명하였으므로 이하 상세한 설명은 생략한다.Each of the sampling units 431_1,..., 431_k is a charge amount Q or Q + ΔQ or an offset compensating unit output from a corresponding output terminal among the output terminals OUT1,..., And OUTk of the capacitance sensor 420. The first sampling switching unit 510 and the second sampling switching unit 520 may be provided to sample the amount of corrected charges output from the corresponding offset compensators 575_1 to 575_k. The first sampling switching unit 510 and the second sampling switching unit 520 included in the sampling units 431_1,..., 431_k may include the first sampling switching unit 210 and the second sampling switching unit (FIG. 2) of FIG. 2. 220, so the detailed description thereof will be omitted. Each of the charge accumulation units 433_1,..., And 433_k may include an operational amplifier 550, an initialization switching unit 530, a plurality of capacitors C1, ..., Cn, and a plurality of gain control switching units 540_1, ..., 540_n), and the detailed description thereof will be omitted below.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여, 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(400)의 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, an operation of the charge amount detecting device 400 of the multi-touch panel will be described with reference to FIGS. 4 to 6.

먼저 상기 오프셋 전하량 설정 구간동안 멀티터치 패널의 전하량 감지장치(400)의 동작에 대하여 설명한다. 상기 오프셋 설정 구간이 시작되면, 커패시턴스 센서(420)는 센싱신호들(SEN1, … , SENj) 중 대응하는 센싱신호에 응답하여 상기 멀티터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량들을 출력단(OUT1, ... , OUTk)을 통하여 병렬적으로 출력할 수 있다. 이하에서는 상기 오프셋 전하량 설정 구간이 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체의 터치가 없는 상태인 구간으로 가정하여 설명한다. 그러므로, 커패시턴스 센서(420)는 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체가 터치하지 않는 상태의 전하량(Q)을 출력한다. First, the operation of the charge amount detecting device 400 of the multi-touch panel during the offset charge amount setting period will be described. When the offset setting period starts, the capacitance sensor 420 outputs the amount of charges according to the touch state of the multi-touch panel in response to a corresponding sensing signal among the sensing signals SEN1,..., SENj. , OUTk) can be output in parallel. Hereinafter, it is assumed that the offset charge amount setting section is a section in which the touch of the conductor is not present in the multi-touch panel. Therefore, the capacitance sensor 420 outputs the charge amount Q in a state where the conductor does not touch the multi-touch panel.

커패시턴스 센서(420)에서 센싱되어 출력된 전하량(Q)은 신호 수신부(430)에서 n 회 샘플링하여 누적하고 게인을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압들(V11, ... , V1k)을 병렬적으로 출력한다. 먹스(445)는 전압 선택신호(OUT_SEL)에 응답하여 병렬적으로 입력된 전압들(V11, ... , V1k)을 순차적으로 하나씩 선택하여 AD 컨버터(440)로 출력하고, AD 컨버터(440)는 신호 수신부(430)에서 출력된 전압(V11, ... , 또는 V1k)을 디지털 신호(Vo)로 변환하여 출력한다. The amount of charge Q sensed and output by the capacitance sensor 420 is sampled and accumulated by the signal receiver 430 n times, and the gain is adjusted to remove the noise, and the voltages V11 and. .., V1k) are output in parallel. The mux 445 sequentially selects the voltages V11,..., And V1k input in parallel to the AD converter 440 in response to the voltage selection signal OUT_SEL, and outputs the AD converter 440 to the AD converter 440. May convert the voltages V11,..., Or V1k output from the signal receiver 430 into digital signals Vo and output the converted signals.

자동 보정부(450) 중 오프셋 제어신호 생성부(570)는 디지털 신호(Vo)를 이용하여 오프셋 제어신호 그룹들(D11, D12, ... , D1i, ... , Dk1, Dk2, ... ,Dki)을 생성하여 오프셋 보상부들(575_1, ... , 575_k) 중 대응하는 오프셋 보상부로 대응하는 오프셋 제어신호 그룹을 출력하고, 오프셋 보상부들(575_1, ... , 575_k) 각각은 오프셋 제어신호 그룹들(D11, D12, ... , D1i, ... , Dk1, Dk2, ... ,Dki) 중 대응하는 오프셋 제어신호 그룹에 응답하여 오프셋 전하량(Qoff1, ... , 또는 Qoffk)을 생성할 수 있다. 오프셋 전하량들(Qoff1, ... , Qoffk)은 이상에서 설명한 한 번의 루프에 의하여 생성될 수도 있고, 또는 이와 같은 루프를 복수 회 반복하여 생성될 수도 있다. 이하에서는 이상의 방법에 의하여 오프셋 제어신호 그룹들(D11, D12, ... , D1i, ... , Dk1, Dk2, ... ,Dki)이 생성되고 오프셋 전하량들(Qoff1, ... , Qoffk)이 결정된 이후, 신호 수신부(430)가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에 대하여 설명한다.The offset control signal generator 570 of the automatic correction unit 450 uses the digital signal Vo to provide the offset control signal groups D11, D12, ..., D1i, ..., Dk1, Dk2, ... , Dki) to output a corresponding offset control signal group to the corresponding offset compensator among the offset compensators 575_1, ..., 575_k, and each of the offset compensators 575_1, ..., 575_k is offset. The offset charge amount Qoff1, ..., or Qoffk in response to the corresponding offset control signal group among the control signal groups D11, D12, ..., D1i, ..., Dk1, Dk2, ..., Dki. ) Can be created. The offset charge amounts Qoff1, ..., Qoffk may be generated by one loop described above, or may be generated by repeating such a loop a plurality of times. Hereinafter, the offset control signal groups D11, D12, ..., D1i, ..., Dk1, Dk2, ..., Dki are generated by the above method, and the offset charge amounts Qoff1, ..., Qoffk. After the) is determined, a section in which the signal receiver 430 samples and accumulates the charges will be described.

상기 멀티터치 패널이 터치 상태를 인식하기 위하여 초기화된 경우(예를 들어, 멀티터치 패널에 전원이 인가된 경우 등), 상기 멀티터치 패널의 터치 상태가 변경되는 경우 또는 상기 전하량을 n 회 샘플링하여 누적한 경우 등과 같이 신호 수신부(430)가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간이 시작되기 직전의 시점에서, 초기화 신호(RST)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되어 초기화 스위칭부(530)가 턴 온된다. 이 경우, 연산증폭기(550)의 입력단(-)과 출력단이 직접 연결되므로, 전하량 누적부들(433_1, ... , 433_k)의 출력은 접지전압으로 초기화된다. When the multi-touch panel is initialized to recognize a touch state (for example, when power is applied to the multi-touch panel), when the touch state of the multi-touch panel is changed or the amount of charge is sampled n times. At the point in time just before the section where the signal receiving unit 430 samples the charge amounts and accumulates the charge, such as in the case of accumulation, the initialization signal RST is changed from the first logic state to the second logic state to initialize the switching unit 530. ) Is turned on. In this case, since the input terminal (−) and the output terminal of the operational amplifier 550 are directly connected, the output of the charge accumulation units 433_1,..., 433_k is initialized to the ground voltage.

이후에 입력 선택신호(IN_SEL1)가 제 2 논리상태인 구간에서, 커패시턴스 센서(420)는 인가되는 센싱신호(SEN1)에 응답하여 상기 멀티터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량들을 병렬적으로 출력한다. 앞서 설명한 것과 같이 커패시턴스 센서(420)는 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체가 터치하지 않는 경우 Q의 전하량을 출력하며, 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체가 터치하는 경우 Q+ΔQ의 전하량을 출력할 수 있다. 커패시턴스 센서(420)의 출력단들(OUT1, ... , OUTk)에서 출력된 전하량들(Q 또는 Q+ΔQ)은 자동 보정부(450)를 거치면서 오프셋 전하량(Qoff1, ... , 또는 Qoffk)이 제거되므로, 자동 보정부(450)는 커패시턴스 센서(420)에서 출력된 전하량(Q 또는 Q+ΔQ)에서 오프셋 전하량(Qoff1, ... , 또는 Qoffk)이 제거된 보정 전하량들(Q-Qoff1 또는 Q+ΔQ-Qoff1, ... , Q-Qoffk 또는 Q+ΔQ-Qoffk)을 출력할 수 있다.Thereafter, in the period in which the input selection signal IN_SEL1 is in the second logic state, the capacitance sensor 420 outputs the amounts of charges according to the touch state of the multi-touch panel in parallel in response to the sensing signal SEN1. As described above, the capacitance sensor 420 may output a charge amount of Q when the conductor does not touch the multi-touch panel, and output a charge amount of Q + ΔQ when the conductor touches the multi-touch panel. . The charge amounts Q or Q + ΔQ output from the output terminals OUT1, ..., OUTk of the capacitance sensor 420 pass through the automatic correction unit 450 and the offset charge amounts Qoff1, ..., or Qoffk. ) Is removed, the automatic correction unit 450 is the correction charge amount (Q−) from which the offset charge amount (Qoff1, ..., or Qoffk) is removed from the charge amount (Q or Q + ΔQ) output from the capacitance sensor 420. Qoff1 or Q + ΔQ-Qoff1, ..., Q-Qoffk or Q + ΔQ-Qoffk) can be output.

센싱신호들(SEN1, … , SENj) 각각은 도 6에 도시된 것과 같이 입력 선택신호들(IN_SEL1, … , IN_SELj) 중 대응하는 입력 선택신호가 제 2 논리상태인 구간에서 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복하는 신호이다. 센싱신호들(SEN1, … , SENj)이 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 시점이 상기 보정 전하량들을 샘플링하는 시점이며, 신호 수신부(430)가 상기 보정 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간 중 대응하는 센싱신호가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 시점은 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 시점과 동일하다. 즉, 신호 수신부(433)가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 대응하는 센싱신호와 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)는 동일한 위상을 가지고, 제 1 샘플링 제어신호(CON_1)와 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)는 반대의 위상을 가질 수 있다.As illustrated in FIG. 6, each of the sensing signals SEN1,..., And SENj includes a first logic state and a first logic state in a section in which a corresponding input selection signal among the input selection signals IN_SEL1, ..., IN_SELj is a second logic state. 2 The logic state is a repeating signal. The time point at which the sensing signals SEN1,..., SENj change from the first logic state to the second logic state is a time point for sampling the correction charge amounts, and the signal receiver 430 samples and accumulates the correction charge amounts. The time point at which the corresponding sensing signal is changed from the first logic state to the second logic state is the same as the time point at which the second sampling control signal SCON_2 is changed from the first logic state to the second logic state. That is, the sensing signal and the second sampling control signal SCON_2 have the same phase in the period in which the signal receiving unit 433 samples and accumulates the charges, and the first sampling control signal CON_1 and the second sampling control signal. SCON_2 may have an opposite phase.

즉, 제 1 샘플링 제어신호(SCON_1)가 제 2 논리상태이고 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 1 논리상태인 경우, 제 1 샘플링 스위칭부(510)가 턴 온되고 제 2 샘플링 스위칭부(520)가 턴 오프되어 커패시턴스 센서(420)의 출력은 접지전압원(VSS)과 연결되며 상기 보정 전하량을 샘플링하지 않는다. 제 1 샘플링 제어신호(SCON_1)가 제 1 논리상태이고 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 2 논리상태인 경우, 제 1 샘플링 스위칭부(510)가 턴 오프되고 제 2 샘플링 스위칭부(520)가 턴 온되어 커패시턴스 센서(420)의 출력은 전하량 누적부들(433_1, ... , 433_k) 중 대응하는 전하량 누적부에 입력되어 상기 보정 전하량을 샘플링할 수 있다. 도 6에서는 샘플링 횟수 및 누적 횟수(n)가 4인 경우를 도시하고 있으나, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 샘플링 횟수 및 누적 횟수(n)는 다른 다양한 횟수일 수 있다. 도 6의 경우 샘플링부들(431_1, ... , 431_k)은 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 4번의 시점에서 샘플링을 수행하고, 전하량 누적부들(433_1, ... , 433_k)은 4번 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하여 누적 전하량에 대응하는 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 출력할 수 있다. 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하는 방법에 대하여는 앞서 상세하게 설명하였으므로, 이하 구체적인 설명은 생략한다. That is, when the first sampling control signal SCON_1 is in the second logic state and the second sampling control signal SCON_2 is in the first logic state, the first sampling switching unit 510 is turned on and the second sampling switching unit ( The 520 is turned off so that the output of the capacitance sensor 420 is connected to the ground voltage source VSS and does not sample the corrected charge amount. When the first sampling control signal SCON_1 is in the first logic state and the second sampling control signal SCON_2 is in the second logic state, the first sampling switching unit 510 is turned off and the second sampling switching unit 520 is turned on. When turned on, the output of the capacitance sensor 420 may be input to a corresponding charge accumulation unit among charge accumulation units 433_1,..., And 433_k to sample the corrected charge amount. In FIG. 6, the sampling number and the cumulative number n are 4, but the present invention is not limited thereto, and the sampling number and the cumulative number n may be other various times. In the case of FIG. 6, the sampling units 431_1,..., 431_k perform sampling at four times when the second sampling control signal SCON_2 is changed from the first logic state to the second logic state, and the charge accumulation units ( 433_1,..., 433_k) may accumulate the charge amounts sampled four times and adjust gain to output voltages V11 or V21,..., V1k or V2k corresponding to the accumulated charge amount. Since the method of accumulating the sampled charge amounts and adjusting the gain has been described in detail above, detailed description thereof will be omitted.

전하량 누적부들(433_1, ... , 433_k) 각각이 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k) 중 대응하는 전압을 출력하는 경우, ADC 인에이블신호(ADC_EN)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되어 AD 컨버터(440)가 인에이블되고 먹스(445)는 전압 선택신호(OUT_SEL)에 응답하여 전하량 누적부들(433_1, ... , 433_k)에서 출력하는 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 순차적으로 하나씩 선택하여 출력한다. 도 6에서 전압 선택신호(OUT_SEL)가 제 2 논리상태인 구간마다 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k) 중 하나를 선택하여 출력할 수 있으며, 먹스(345)가 입력되는 전압들(V11 또는 V21, ... , V1k 또는 V2k)을 모두 출력할 때까지 AD 컨버터(340)는 먹스(345)의 출력 전압을 디지털 신호(Vo)로 변경하는 동작을 계속 수행한다. When each of the charge accumulation units 433_1, ..., 433_k outputs a corresponding voltage among the voltages V11 or V21, ..., V1k or V2k, the ADC enable signal ADC_EN is in the first logic state. The AD converter 440 is enabled and the mux 445 is outputted from the charge accumulation units 433_1, ..., 433_k in response to the voltage selection signal OUT_SEL. Or V21, ..., V1k or V2k) are selected one by one and output. In FIG. 6, one of the voltages V11 or V21,..., V1k or V2k may be selected and output for each section in which the voltage selection signal OUT_SEL is in the second logic state, and the voltage to which the mux 345 is input. The AD converter 340 continues to change the output voltage of the mux 345 to the digital signal Vo until all of the fields V11 or V21, ..., V1k or V2k are output.

이와 같이 4번의 시점에서 샘플링하여 누적하고 게인을 조절한 경우, 초기화 신호(RST)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되고 초기화 스위칭부(530)가 턴 온되어 연산증폭기(550)의 입력단(-)과 출력단이 직접 연결되므로, 전하량 누적부들(433_1, ... , 433_k)의 출력은 접지전압으로 초기화된다.As described above, when sampling and accumulating and gain are adjusted at four times, the initialization signal RST is changed from the first logic state to the second logic state, and the initialization switching unit 530 is turned on to operate the operational amplifier 550. Since the input terminal (−) and the output terminal are directly connected, the output of the charge accumulation units 433_1,..., 433_k is initialized to the ground voltage.

도 3에서 V11, ... , 또는 V1k가 일정한 값을 가지는 경우는, 오프셋 전하량(Qoff)이 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체가 터치하지 않은 상태의 전하량(Q)과 동일한 경우에 해당한다. 즉, 오프셋 전하량(Qoff)이 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체가 터치하지 않은 상태의 전하량(Q)과 동일한 경우, 상기 멀티터치 패널에 상기 전도체가 터치하지 않은 구간에서 보정 전하량은 '0'이 되므로, 이를 샘플링하고 누적하여 게인을 조절한 누적 전하량에 대응하는 전압(V11, ... , 또는 V1k)도 '0'으로 일정한 값을 가지게 된다. In FIG. 3, when V11,..., Or V1k has a constant value, the offset charge amount Qoff corresponds to the charge amount Q without the conductor touching the multi-touch panel. That is, when the offset charge amount Qoff is the same as the charge amount Q when the conductor is not touched by the multi-touch panel, the corrected charge amount becomes '0' in a section where the conductor is not touched by the multi-touch panel. In addition, the voltage (V11, ..., or V1k) corresponding to the accumulated charge amount obtained by sampling and accumulating the gain is also set to '0'.

이상에서 설명한 동작은 커패시터 센서(420)의 입력단들(IN1, … , INj) 중 하나의 입력단(예를 들어, IN1)으로 센싱신호(SEL1)가 입력된 경우에 관한 동작이다. 이와 같은 동작은 커패시터 센서(420)의 입력단들(IN1, … , INj) 중 하나의 입력단으로 센싱신호들(SEL1, … , SELj) 중 대응하는 센싱신호가 입력되는 경우마다 수행되며, 커패시터 센서(420)의 입력단들(IN1, … , INj)에는 순차적으로 대응하는 센싱신호가 입력될 수 있다.The operation described above is related to the case where the sensing signal SEL1 is input to one input terminal (eg, IN1) among the input terminals IN1, ..., INj of the capacitor sensor 420. Such an operation is performed whenever a corresponding sensing signal of the sensing signals SEL1, ..., SELj is input to one of the input terminals IN1, ..., INj of the capacitor sensor 420. Sensing signals corresponding to the input terminals IN1, ..., INj of 420 may be sequentially input.

이상과 같은 동작에 의하여 전하량 누적부(433_1)에서 출력되는 전압(V11 또는 V21)은 아래의 수학식 2와 같이 표현될 수 있으며, 나머지 전하량 누적부들에서 출력되는 전압도 동일하게 표현될 수 있다.By the above operation, the voltage V11 or V21 output from the charge accumulation unit 433_1 may be expressed by Equation 2 below, and the voltages output from the remaining charge accumulation units may be equally represented.

수학식 2에서 C_F는 커패시터들(C1, ... , Cn) 중 연상증폭기(550)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결되어 있는 커패시터들의 커패시턴스 합을 의미하고, D1 내지 Di는 상기 오프셋 설정 구간에서 설정된 값으로 '0' 또는 '1'의 값을 가질 수 있다. 즉, 상기 멀티터치 패널에 전도체가 터치되지 않는 상태에서 전압(V11)은 보정 전하량(Q-Qoff1)를 n 회 누적하고 게인을 조절한 전하량에 대응하는 전압이고, 상기 멀티터치 패널에 전도체가 터치되는 상태에서 전압(V21)은 보정 전하량(Q+ΔQ-Qoff1)를 n 회 누적하고 게인을 조절한 전하량에 대응하는 전압일 수 있다.In Equation 2, C _F represents the sum of capacitances of the capacitors connected between the input terminal (−) and the output terminal of the associative amplifier 550 among the capacitors C1,..., Cn, and D1 to Di are the offsets. The value set in the setting section may have a value of '0' or '1'. That is, the voltage V11 is a voltage corresponding to the charge amount obtained by accumulating the corrected charge amount Q-Qoff1 n times and adjusting the gain while the conductor is not touched by the multi-touch panel, and the conductor touches the multi-touch panel. In this state, the voltage V21 may be a voltage corresponding to the charge amount obtained by accumulating the corrected charge amount Q + ΔQ−Qoff1 n times and adjusting the gain.

도 7은 도 1의 커패시턴스 센서(120) 또는 도 4의 커패시턴스 센서(420)의 일 실시예에 따른 경우 전도체의 터치 상태에 따른 전하량의 변화를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a diagram for describing a change in charge amount according to a touch state of a conductor when the capacitance sensor 120 of FIG. 1 or the capacitance sensor 420 of FIG. 4 is used.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 커패시턴스 센서(120 또는 420)는 상이한 평면상에 복수의 입력단들(IN1, IN2)과 복수의 출력단들(OUT1, OUT2, OUT3)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 입력단 각각은 상기 출력단들을 공유하고 있다. 상기 전도체가 상기 멀티터치 패널에 터치되지 않은 상태에서 상기 입력단과 출력단 사이에는 Q의 전하량일 발생하여 상기 출력단으로 Q의 전하량을 출력한다. 그러나, 상기 전도체가 상기 멀티터치 패널에 터치된 경우, 입력단(IN)과 출력단들(OUT1, OUT3) 사이에는 Q+ΔQ의 전하량일 발생하여 출력단들(OUT1, OUT3)로 Q+ΔQ의 전하량을 출력한다.1 through 7, in the capacitance sensor 120 or 420, a plurality of input terminals IN1 and IN2 and a plurality of output terminals OUT1, OUT2, and OUT3 may be formed on different planes. That is, each of the input terminals share the output terminals. When the conductor is not touched by the multi-touch panel, a charge amount of Q is generated between the input terminal and the output terminal to output the charge amount of Q to the output terminal. However, when the conductor is touched by the multi-touch panel, a charge amount of Q + ΔQ is generated between the input terminal IN and the output terminals OUT1 and OUT3, so that the charge amount of Q + ΔQ is transmitted to the output terminals OUT1 and OUT3. Output

도 7에서는 하나의 입력단(IN1 또는 IN2)에 출력단이 3개인 경우를 도시하고 있으나, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 도 1 내지 도 6과 관련하여 설명한 것과 같이 하나의 입력단에 k 개의 출력단이 포함될 수 있다. 또한, 상기 입력단도 도 7과 같이 2개가 아닌 다른 개수로 형성될 수 있으며, 이 경우 각 입력단마다 순차적으로 도 1 내지 도 3의 실시예 또는 도 4 내지 도 6의 실시예와 관련하여 설명한 것과 같은 동작을 수행하여 전하량을 감지할 수 있다. FIG. 7 illustrates a case in which three outputs are provided at one input terminal IN1 or IN2. However, the present invention is not limited thereto, and k output terminals may be provided at one input terminal as described with reference to FIGS. 1 to 6. This may be included. In addition, as shown in FIG. 7, the number of input terminals may be different from two. In this case, as described in connection with the embodiment of FIGS. 1 to 3 or the embodiment of FIGS. The amount of charge can be detected by performing an operation.

도 7의 커패시턴스 센서(120 또는 420)의 구조는 본 발명의 일 실시예를 도시한 것에 불과하고 본 발명의 커패시턴스 센서(120 또는 420)가 도 7의 구조로 한정되는 것은 아니다. 즉, 입력단들과 출력단들을 가지고 입력단으로 인가되는 센싱신호에 응답하여 멀티터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량들을 출력할 수 있다면 커패시턴스 센서(120 또는 420)는 다른 다양한 구조를 가질 수 있다.The structure of the capacitance sensor 120 or 420 of FIG. 7 is merely an embodiment of the present invention, and the capacitance sensor 120 or 420 of the present invention is not limited to the structure of FIG. 7. That is, the capacitance sensor 120 or 420 may have various other structures if the amounts of charges according to the touch state of the multi-touch panel can be output in response to a sensing signal applied to the input terminal with the input terminals and output terminals.

도 8은 센싱된 전하량을 단순 증폭하는 경우와 센싱된 전하량 또는 보정 전하량을 누적하는 경우 노이즈의 차이를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating a difference between noise when amplifying the sensed charge amount and accumulating the sensed charge amount or the corrected charge amount.

도 1 내지 도 8을 참조하면, 커패시턴스 센서에서 센싱된 전하량을 단순 증폭하는 경우 노이즈는 증폭비율(A)만큼 증폭이 되지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 전하량 또는 상기 보정 전하량을 샘플링하여 누적하는 경우 노이즈의 (+) 성분과 (-) 성분이 누적에 의하여 상쇄되어 노이즈는 평균값을 가지게 된다. 따라서, 센싱된 전하량을 단순 증폭하는 경우에 비하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 의할 경우 노이즈를 최소화하여 종래에 비하여 신호대잡음비(SNR : signal to noise ratio)를 개선할 수 있다.1 to 8, in the case of simply amplifying the amount of charge sensed by the capacitance sensor, the noise is amplified by an amplification ratio (A). However, the charge amount or the correction charge amount according to an embodiment of the present invention is sampled and accumulated. In this case, the positive and negative components of the noise are canceled by accumulation, and the noise has an average value. Therefore, compared to the case of simply amplifying the sensed charge amount, according to an embodiment of the inventive concept, the signal to noise ratio (SNR) may be improved by minimizing noise.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims

A signal transfer unit configured to output a sensing signal including information on a sampling time point to corresponding ones of the input terminals of the capacitance sensor in response to the input selection signal;
The capacitance sensor receiving the sensing signal through the corresponding input terminal and outputting, in parallel, a plurality of output terminals the charge amounts according to the touch state of the multi-touch panel in response to the received sensing signal;
Sampling the amount of charges output in parallel from the capacitance sensor n times (n is a natural number), accumulating and controlling gain to remove noise and output voltages in parallel corresponding to the gain-adjusted accumulated charges. A signal receiving unit;
A mux for sequentially selecting and outputting voltages output from the signal receiver in response to a voltage selection signal;
And converts the voltage sequentially output from the MUX into a digital signal and sequentially outputs the analog to digital (AD) converter.
Wherein the signal receiver comprises:
A gain controller configured to generate and output a plurality of gain control signals using the digital signal output from the AD converter;
A plurality of sampling units configured to sample the amount of charge output from a corresponding output terminal among the output terminals of the capacitance sensor n times in response to the first sampling control signal and the second sampling control signal including information about the number of sampling; And
And a plurality of charge accumulation units configured to accumulate the n-th sampled charge amounts in a corresponding one of the sampling units in response to the gain control signals, and adjust a gain to output a voltage corresponding to the accumulated charge amount. Charge amount sensing device of a multi-touch panel.

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The method of claim 1, wherein each of the sampling units,
A first sampling switching unit for connecting or disconnecting a corresponding output terminal of the capacitance sensor and a ground voltage source in response to the first sampling control signal; And
A second sampling switching unit configured to sample and output an amount of charge output from a corresponding output terminal of the capacitance sensor in response to the second sampling control signal,
And the first sampling switching unit and the second sampling switching unit selectively operate.

The method of claim 3, wherein the sensing signal,
A first logic state and a second logic state are repeated in a section in which the signal receiver samples and accumulates the charge amounts;
The second sampling control signal,
A signal having the same phase as the sensing signal in a section in which the signal receiver samples and accumulates the charge amounts;
The first sampling control signal,
And a signal having a phase opposite to that of the second sampling control signal.

The method of claim 4, wherein the first sampling switching unit,
In a section in which the signal receiver samples and accumulates the charges, when the first sampling control signal is in a first logic state, a ground voltage source is connected to a corresponding output terminal of the capacitance sensor, and the first sampling control signal is a second logic. In the state of interrupting the connection between the ground voltage source and the corresponding output terminal of the capacitance sensor,
The second sampling switching unit,
In the period in which the signal receiving unit samples and accumulates the charge amounts, when the second sampling control signal is in the first logic state, the connection between the corresponding output terminal of the capacitance sensor and the input terminal of the corresponding charge amount accumulating unit is disconnected and the second sampling is performed. And a corresponding output terminal of the capacitance sensor and an input terminal of the corresponding charge accumulation unit when the control signal is in the second logic state.

The method of claim 1, wherein each of the charge accumulation units,
An operational amplifier including an input terminal connected to an output terminal of the corresponding sampling unit, a ground voltage input terminal connected to a ground voltage source, and an output terminal outputting a voltage corresponding to the accumulated charge amount to the mux;
When the touch state of the multi-touch panel is changed or when the amount of charge is accumulated by n times in the corresponding sampling unit, the voltage corresponding to the accumulated amount of charge is connected by connecting an input terminal and an output terminal of the operational amplifier in response to an initialization signal. Initialization switching unit for initializing the;
A plurality of capacitors connected in parallel between an input terminal and an output terminal of the operational amplifier; And
And a plurality of gain control switching units for connecting or disconnecting each of the capacitors between an input terminal and an output terminal of the operational amplifier in response to a corresponding gain control signal among the gain control signals. Sensing device.

The method of claim 6, wherein the gain control unit,
When the voltage corresponding to the accumulated charge amount is to be increased, the number of the capacitors connected between the input terminal and the output terminal of the operational amplifier is decreased, and when the voltage corresponding to the accumulated charge amount is to be decreased, the input terminal and the output terminal of the operational amplifier are reduced. And generating the gain control signals to increase the number of the capacitors connected therebetween.

2. The apparatus of claim 1,
The signal receiving unit generates and outputs the sensing signal in which a first logic state and a second logic state are repeated in a section in which the charge amounts are sampled and accumulated,
Wherein the signal receiver comprises:
And an amount of charge output from the capacitance sensor when the sensing signal changes from the first logic state to the second logic state.

2. The apparatus of claim 1,
A sensing controller configured to generate and output a sensing control signal in response to the digital signal output from the AD converter;
A plurality of sensing drivers enabled in response to the input selection signal and generating and outputting at least one driving signal in response to the sensing control signal; And
And a plurality of sensing signal output units generating the sensing signal in response to the at least one driving signal and outputting the sensing signal to a corresponding one of the input terminals of the capacitance sensor.

A signal transfer unit configured to output a sensing signal including information on a sampling time point to corresponding ones of the input terminals of the capacitance sensor in response to the input selection signal;
The capacitance sensor receiving the sensing signal through the corresponding input terminal and outputting, in parallel, a plurality of output terminals the charge amounts according to the touch state of the multi-touch panel in response to the received sensing signal;
During the offset charge setting period, a plurality of offset control signal groups for setting offset charge amounts corresponding to each charge amount are generated by using the charge amounts output from each of the output terminals of the capacitance sensor, and in response to the offset control signal groups An automatic correction unit configured to generate correction charge amounts in which the offset charge amounts of the offset charge amounts are removed from each of the charge amounts output in parallel from the capacitance sensor and output in parallel;
A signal receiver configured to sample and accumulate each of the corrected charge amounts n times (n is a natural number) and adjust gain to output voltages corresponding to the accumulated charge amounts in which noise is removed and gain is adjusted in parallel;
A mux for sequentially selecting and outputting voltages output from the signal receiver in response to a voltage selection signal; And
And an AD (analog to digital) converter for converting the voltage sequentially output from the MUX into a digital signal and sequentially outputting the converted voltage.

The method of claim 10, wherein the signal receiving unit,
Sampling and accumulating the charges output in parallel in the capacitance sensor n times during the offset charge setting period, and adjust the gain (output) to remove the noise and output voltages corresponding to the gain-adjusted accumulated charge amount,
The mux,
In response to the voltage selection signal during the offset charge amount setting period, the voltages output from the signal receiver are sequentially selected and output one by one,
The AD converter,
Converts the voltage output from the MUX into a digital signal during the offset charge amount setting period, and outputs the digital signal;
The automatic correction,
An offset control signal generator configured to generate the offset control signal groups corresponding to respective charge amounts output from the capacitance sensor using the digital signal output from the AD converter during the offset charge amount setting period; And
A plurality of generating and outputting the correction charge amount by removing the corresponding offset charge amount of the offset charge amounts from the corresponding charge amount of the charge amounts output from the capacitance sensor in response to the corresponding offset control signal group among the offset control signal groups Charge amount sensing device of the multi-touch panel characterized in that it comprises offset compensation parts.

The method of claim 11, wherein each of the offset compensation unit,
A plurality of correction capacitors having one end connected between a corresponding output terminal among the output terminals of the capacitance sensor and a corresponding input terminal among the input terminals of the signal receiver; And
In response to a corresponding offset control signal of the corresponding offset control signal group, a plurality of offset compensation switching unit for connecting a voltage source of one of the first voltage source and the second voltage source and the other end of the corresponding correction capacitor of the correction capacitors; Charge amount sensing device of the multi-touch panel characterized in that it comprises.

The method of claim 10, wherein the offset charge amount setting section,
When the system including the multi-touch panel and the charge amount sensing device of the multi-touch panel is initialized, when the system is reset, when the power voltage starts to be applied to the multi-touch panel during the system operation or the offset charge amount is set And a predetermined period in which a conductor is not touched by the multi-touch panel when a predetermined time elapses after the end of the section.

The method of claim 10, wherein the offset charge amount,
The charge amount sensing device of the multi-touch panel, characterized in that the amount of charge less than or equal to the amount of charge output from the capacitance sensor in the state that the conductor is not touched to the multi-touch panel.

The method of claim 10, wherein the signal receiving unit,
A gain controller configured to generate and output a plurality of gain control signals using the digital signal output from the AD converter;
A plurality of sampling units for sampling a corresponding correction charge amount n times among correction charge amounts output from the automatic correction unit in response to a first sampling control signal and a second sampling control signal including information about the number of sampling; And
And a plurality of charge accumulation accumulators for accumulating the charge amounts sampled n times in the corresponding ones of the sampling units in response to the gain control signals and adjusting a gain to output a voltage corresponding to the accumulated charge amount. Charge amount sensing device of a multi-touch panel.

The method of claim 15, wherein each of the sampling unit,
A first sampling switching unit connecting or disconnecting a corresponding output terminal of the automatic correction unit and a ground voltage source in response to the first sampling control signal; And
A second sampling switching unit for sampling and outputting a correction charge amount output from the corresponding output terminal of the automatic correction unit in response to the second sampling control signal,
And the first sampling switching unit and the second sampling switching unit selectively operate.

The method of claim 16, wherein the sensing signal,
A first logic state and a second logic state are repeated in a section in which the signal receiver samples and accumulates the charge amounts;
The second sampling control signal,
A signal having the same phase as the sensing signal in a section in which the signal receiver samples and accumulates the charge amounts;
The first sampling control signal,
And a signal having a phase opposite to that of the second sampling control signal.

The method of claim 15, wherein each of the charge accumulation unit,
An operational amplifier including an input terminal connected to an output terminal of a corresponding sampling unit among the sampling units, a ground voltage input terminal connected to a ground voltage source, and an output terminal outputting a voltage corresponding to the accumulated charge amount to the mux;
When the touch state of the multi-touch panel is changed or when the amount of charge is accumulated by n times in the corresponding sampling unit, the voltage corresponding to the accumulated amount of charge is connected by connecting an input terminal and an output terminal of the operational amplifier in response to an initialization signal. Initialization switching unit for initializing the;
A plurality of capacitors connected in parallel between an input terminal and an output terminal of the operational amplifier; And
And a plurality of gain control switching units for connecting or disconnecting each of the capacitors between an input terminal and an output terminal of the operational amplifier in response to a corresponding gain control signal among the gain control signals. Sensing device.

The method of claim 18, wherein the gain control unit,
When the voltage corresponding to the accumulated charge amount is to be increased, the number of the capacitors connected between the input terminal and the output terminal of the operational amplifier is decreased, and when the voltage corresponding to the accumulated charge amount is to be decreased, the input terminal and the output terminal of the operational amplifier are reduced. And generating the gain control signals to increase the number of the capacitors connected therebetween.

The method of claim 10, wherein the signal transmission unit,
The signal receiving unit generates and outputs the sensing signal in which a first logic state and a second logic state are repeated in a section in which the charge amounts are sampled and accumulated,
Wherein the signal receiver comprises:
And sensing the amount of correction charges output from the automatic correction unit when the sensing signal changes from the first logic state to the second logic state.

The method of claim 10, wherein the signal transmission unit,
A sensing controller configured to generate and output a sensing control signal in response to the digital signal output from the AD converter;
A plurality of sensing drivers enabled or disabled in response to the input selection signal and generating and outputting at least one driving signal in response to the sensing control signal; And
And a plurality of sensing signal output units generating the sensing signal in response to the at least one driving signal and outputting the sensing signal to a corresponding one of the input terminals of the capacitance sensor.