KR20130137424A - Touch controller, method thereof, and system having the touch controller - Google Patents

Touch controller, method thereof, and system having the touch controller Download PDF

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Abstract

A touch controller is disclosed. The touch controller comprises a first pin, a current delivering device, a switch circuit, and a charge integrator. The current delivering device senses the current which flows in the first pin and outputs the current as delivery current. The switch circuit is connected to the current delivering device and is switched according to a sensing method of a touch panel. The charge integrator converts the delivery current into voltage.

Description

터치 컨트롤러, 이의 동작 방법 및 이를 포함하는 시스템{Touch controller, method thereof, and system having the touch controller}Touch controller, method of operation thereof and system comprising same {Touch controller, method approximately, and system having the touch controller}

본 발명은 터치 컨트롤러에 관한 것으로, 특히 터치 패널의 감지 방식에 관계없이 터치 패널의 감지 여부를 검출하기 위한 터치 컨트롤러, 이의 동작 방법 및이를 포함하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a touch controller, and more particularly, to a touch controller for detecting whether a touch panel is detected, a method of operating the same, and a system including the same, regardless of a sensing method of a touch panel.

터치 가능한 전자 장치에 대한 요구가 증가하고 있다. 상기 전자 장치는 터치를 감지하기 위해 터치 패널을 포함한다. 상기 터치 패널은 전극들을 포함한다. There is an increasing demand for touchable electronic devices. The electronic device includes a touch panel to sense a touch. The touch panel includes electrodes.

정전용량 감지(capacitive sensing)는 커패시턴스의 변화를 이용하여 터치를 감지하는 기술이다. 손가락이나 전도성 스타일러스(conductive stylus)가 전극들에 접근할 때, 커패시턴스가 변화한다. 상기 커패시턴스의 변화는 상기 터치 패널과 접속된 터치 컨트롤러에 의해 측정되며, 상기 커패시턴스의 변화는 X, Y 좌표로 변환될 수 있다.Capacitive sensing is a technique of sensing touch using a change in capacitance. When a finger or conductive stylus approaches the electrodes, the capacitance changes. The change in capacitance is measured by a touch controller connected to the touch panel, and the change in capacitance may be converted into X and Y coordinates.

상기 정전용량 감지는 자기 정전용량 감지(self capacitive sensing)와 상호 정전용량 감지(mutual capacitive sensing)로 나뉠 수 있다. 상기 자기 정전용량 감지는 손가락과 전극 사이의 커패시턴스를 측정함으로써 터치를 감지하는 기술이다. 상기 자기 정전용량 감지는 멀티 터치를 감지할 수 없다. The capacitive sensing can be divided into self capacitive sensing and mutual capacitive sensing. The self capacitance sensing is a technique of sensing a touch by measuring a capacitance between a finger and an electrode. The self capacitance sensing cannot detect multi-touch.

상기 상호 정전용량 감지는, 손가락이 터치 패널을 터치할 때, 2개의 전극들 사이의 상호 커패시턴스를 측정함으로써 터치를 감지하는 기술이다. 상기 상호 정전용량 감지는 멀티 터치를 감지할 수 있으나, 감지 속도가 오래 걸린다.The mutual capacitance sensing is a technique of sensing a touch by measuring a mutual capacitance between two electrodes when a finger touches the touch panel. The mutual capacitance detection may detect a multi-touch, but takes a long detection speed.

상기 터치 패널의 감지 방식이 자기 정전용량 감지인지 상호 정전용량 감지인지 여부에 따라 터치를 감지하는 터치 컨트롤러는 서로 다른 회로로 구현되어야 했다.According to whether the touch panel sensing method is self capacitance sensing or mutual capacitive sensing, a touch controller that senses touch has to be implemented with different circuits.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 터치 패널의 감지 방식에 관계없이 상기 터치 패널의 터치 여부를 감지할 수 있는 터치 컨트롤러, 이의 동작 방법 및 이를 포함하는 시스템을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a touch controller capable of detecting whether the touch panel is touched regardless of the sensing method of the touch panel, an operation method thereof, and a system including the same.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 컨트롤러는 제1핀, 상기 제1핀으로부터 흐르는 전류를 감지하여 상기 감지된 전류를 전달 전류로서 출력하는 전류 전달기, 상기 전류 전달기와 접속되며, 터치 패널의 감지 방식에 따라 스위칭되는 스위치 회로, 및 상기 전달 전류를 전압으로 변환하는 전하 적분기를 포함한다.The touch controller according to an embodiment of the present invention is connected to a current transmitter for sensing a current flowing from the first pin and the first pin and outputting the sensed current as a transfer current, and the current transmitter. A switch circuit switched in accordance with, and a charge integrator converting the transfer current into a voltage.

상기 터치 컨트롤러는 제2핀, 제3핀, 및 상기 제1핀, 상기 제2핀, 및 상기 제3핀 중 어느 하나를 상기 스위치 회로와 접속시키는 선택기를 더 포함한다.The touch controller further includes a second pin, a third pin, and a selector for connecting any one of the first pin, the second pin, and the third pin to the switch circuit.

상기 터치 패널의 감지 방식이 상호 정전용량 감지일 때, 상기 제2핀과 상기 제3핀은 사용되지 않는다.When the sensing method of the touch panel is mutual capacitance sensing, the second pin and the third pin are not used.

상기 터치 패널의 감지 방식이 자기 정전용량 감지일 때, 상기 제2핀과 상기 제3핀은 사용된다.When the sensing method of the touch panel is self capacitance sensing, the second pin and the third pin are used.

상기 스위치 회로는 전원 노드와 접지 사이에 직렬로 연결된 스위치들, 및 상기 제1핀과 상기 전류 전달기를 스위칭하는 제1스위치를 포함한다.The switch circuit includes switches connected in series between a power node and ground, and a first switch for switching the first pin and the current transmitter.

상기 터치 패널의 감지 방식이 상호 정전용량 감지일 때, 상기 스위치들은 모두 턴 오프되며, 상기 제1스위치는 턴 온된다.When the sensing method of the touch panel is mutual capacitance sensing, the switches are all turned off and the first switch is turned on.

상기 터치 패널의 감지 방식이 자기 정전용량 감지일 때, 상기 스위치들 중 어느 하나가 턴 온될 때, 상기 스위치들 중 다른 하나는 턴 오프된다.When the sensing scheme of the touch panel is self capacitance sensing, when one of the switches is turned on, the other of the switches is turned off.

상기 전하 적분기는 제1출력 노드, 상기 전류 전달기와 상기 제1출력 노드 사이에 접속된 제1스위치, 상기 제1출력 노드와 접지 사이에 접속된 제1가변 커패시터, 상기 제1출력 노드와 상기 기준 노드 사이에 접속된 제1리셋 스위치, 상기 스위치 회로와 접속되는 제2출력 노드, 상기 전류 전달기와 상기 제2출력 노드 사이에 접속된 제2스위치와 모드 스위치, 상기 제2출력 노드와 상기 접지 사이에 접속된 제2가변 커패시터, 및 상기 제2출력 노드와 상기 기준 노드 사이에 접속된 제2리셋 스위치를 포함한다.The charge integrator includes a first output node, a first switch connected between the current transmitter and the first output node, a first variable capacitor connected between the first output node and ground, the first output node and the reference. A first reset switch connected between the nodes, a second output node connected to the switch circuit, a second switch and a mode switch connected between the current transmitter and the second output node, between the second output node and the ground A second variable capacitor connected to the second reset capacitor, and a second reset switch connected between the second output node and the reference node.

상기 터치 패널의 감지 방식이 상호 정전용량 감지일 때, 상기 모드 스위치는 턴 온된다. 상기 터치 패널의 감지 방식이 자기 정전용량 감지일 때, 상기 모드 스위치는 턴 오프된다.When the sensing method of the touch panel is mutual capacitance sensing, the mode switch is turned on. When the sensing method of the touch panel is self capacitance sensing, the mode switch is turned off.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 컨트롤러의 동작 방법은 수신 핀으로부터 흐르는 전류를 감지하여 상기 감지된 전류를 전달 전류로서 출력하는 단계, 터치 패널로 인가되는 펄스 신호가 상승 에지일 때, 상기 전달 전류를 제1전압으로 변환하여 제1출력 단자로 출력하는 단계, 및 상기 펄스 신호가 하강 에지일 때, 상기 전달 전류를 제2전압으로 변환하여 제2출력 단자로 출력하는 단계를 포함하는 단계를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, a method of operating a touch controller detects a current flowing from a receiving pin and outputs the sensed current as a transfer current, when the pulse signal applied to the touch panel is a rising edge, Converting the first voltage to a first output terminal and outputting the first voltage to a second output terminal when the pulse signal is a falling edge; .

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 터치 컨트롤러의 동작 방법은 커패시턴스를 프리 차징하는 단계, 상기 커패시턴스에 축적된 전하들을 가변 커패시터와 전하 공유하는 단계, 및 상기 커패시턴스에 공유된 전하들을 전압으로 변환하는 단계를 포함한다.According to another exemplary embodiment of the present disclosure, a method of operating a touch controller includes precharging a capacitance, sharing charges accumulated in the capacitance with a variable capacitor, and converting charges shared in the capacitance into a voltage. It includes.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 시스템은 터치 패널, 및 상기 터치 패널을 제어하는 상기 터치 컨트롤러를 포함한다.A touch system according to an embodiment of the present invention includes a touch panel and the touch controller for controlling the touch panel.

상기 터치 시스템은 휴대용 전자 장치이다.The touch system is a portable electronic device.

본 발명의 실시 예에 따른 터치 컨트롤러, 이의 동작 방법 및 이를 포함하는 시스템은 스위치 회로와 가변 커패시터를 포함함으로써 터치 패널의 감지 방식에 관계없이 하나의 터치 컨트롤러를 이용하여 상기 터치 패널의 터치 여부를 감지할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present disclosure, a touch controller, a method of operating the same, and a system including the same may include a switch circuit and a variable capacitor to detect whether the touch panel is touched using a single touch controller regardless of a sensing method of the touch panel. It can work.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 컨트롤러, 이의 동작 방법 및 이를 포함하는 시스템은 자기 정전용량 감지를 위해 가변 커패시터를 이용함으로써 커패시턴스의 변화량만을 감지할 수 있어 터치 컨트롤러에 흐르는 전류를 감소시켜 전력 소모를 줄이고, 패치 패널의 자기 정전용량의 편차 및 기생 커패시턴스에 의한 영향을 제거할 수 있는 효과가 있다. In addition, the touch controller, an operation method thereof, and a system including the same according to an exemplary embodiment of the present invention can detect only a change in capacitance by using a variable capacitor to detect a self capacitance, thereby reducing power consumption by reducing current flowing through the touch controller. In this case, the effect of the variation of the self capacitance of the patch panel and the parasitic capacitance can be eliminated.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 터치 컨트롤러, 이의 동작 방법 및 이를 포함하는 시스템은 자기 정전용량 감지를 위해 리셋 전압을 조절함으로써 커패시턴스의 변화량만을 감지할 수 있어 터치 컨트롤러에 흐르는 전류를 감소시켜 전력 소모를 줄이고, 패치 패널의 자기 정전용량의 편차 및 기생 커패시턴스에 의한 영향을 제거할 수 있는 효과가 있다. In addition, the touch controller, an operation method thereof, and a system including the same according to an exemplary embodiment of the present invention can detect only a change amount of capacitance by adjusting a reset voltage to detect a self capacitance, thereby reducing power flowing through the touch controller. In this case, the effect of the variation of the self capacitance of the patch panel and the parasitic capacitance can be eliminated.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 터치 컨트롤러를 포함하는 터치 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 터치 패널의 일 실시 예에 따른 터치 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 터치 패널의 다른 실시 예에 따른 터치 시스템의 블록도를 나타낸다.
도 4는 도 2와 도 3에 도시된 센싱 회로의 회로도를 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 신호들의 일 실시 예에 따른 파형도를 나타낸다.
도 6은 도 4에 도시된 신호들의 다른 실시 예에 따른 파형도를 나타낸다.
도 7은 도 4에 도시된 센싱 회로의 일 실시 예에 따른 회로도를 나타낸다.
도 8은 도 4에 도시된 센싱 회로의 다른 실시 예에 따른 회로도를 나타낸다.
도 9는 도 4에 도시된 센싱 회로의 또 다른 실시 예에 따른 회로도를 나타낸다.
도 10은 도 2에 도시된 터치 컨트롤러의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸다.
도 11은 도 3에 도시된 터치 컨트롤러의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to more fully understand the drawings recited in the detailed description of the present invention, a detailed description of each drawing is provided.
1 is a block diagram of a touch system including a touch controller according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a touch system according to an exemplary embodiment of the touch panel illustrated in FIG. 1.
3 is a block diagram of a touch system according to another exemplary embodiment of the touch panel illustrated in FIG. 1.
4 is a circuit diagram of the sensing circuit shown in FIGS. 2 and 3.
5 is a waveform diagram according to an exemplary embodiment of the signals illustrated in FIG. 4.
6 is a waveform diagram according to another exemplary embodiment of the signals illustrated in FIG. 4.
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating an example of the sensing circuit shown in FIG. 4.
8 is a circuit diagram illustrating another sensing circuit shown in FIG. 4.
FIG. 9 is a circuit diagram of another sensing circuit of FIG. 4. Referring to FIG.
10 is a flowchart illustrating an operation of the touch controller shown in FIG. 2.
11 is a flowchart illustrating an operation of the touch controller shown in FIG. 3.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Specific structural and functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are illustrated for purposes of illustrating embodiments of the inventive concept only, And can be embodied in various forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. It is to be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms of disclosure, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

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

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

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

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

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

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

도 1을 참조하면, 터치 시스템(100)은 스마트 폰, 태블릿(tablet) PC 또는 노트북과 같은 휴대용 전자 장치이다. 터치 시스템(100)은 터치 패널(110)과 터치 컨트롤러(120)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the touch system 100 is a portable electronic device such as a smart phone, a tablet PC or a notebook. The touch system 100 includes a touch panel 110 and a touch controller 120.

터치 패널(110)은 X축 방향으로 배열된 전극들(111)과 Y축 방향으로 배열된 전극들(113)을 포함한다. X축 방향으로 배열된 전극들(111)과 Y축 방향으로 배열된 전극들(113)은 2개의 층들(layers)로 구현될 수 있다. 실시 예에 따라 전극들(111)과 전극들(113)은 1개의 층으로 구현될 수 있다.The touch panel 110 includes electrodes 111 arranged in the X-axis direction and electrodes 113 arranged in the Y-axis direction. The electrodes 111 arranged in the X-axis direction and the electrodes 113 arranged in the Y-axis direction may be implemented as two layers. According to an embodiment, the electrodes 111 and the electrodes 113 may be implemented in one layer.

터치 컨트롤러(120)는, 사람의 손가락 또는 스타일러스 펜(stylus pen)으로 터치 패널(110)을 터치할 때, 터치 패널(110)의 터치 여부를 감지하기 위해 사용된다. 터치 컨트롤러(120)는 아날로그 프론트 엔드(analog front end; AFE, 130), 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit; MCU, 160) 및 메모리(170)를 포함한다.The touch controller 120 is used to detect whether the touch panel 110 is touched when the touch panel 110 is touched by a human finger or a stylus pen. The touch controller 120 includes an analog front end (AFE) 130, a micro control unit (MCU) 160, and a memory 170.

AFE(130)는 터치 패널(110)을 구동하고, 터치 패널(110)로부터 전류를 수신하여, 상기 전류에 대해 여러 가지 동작들을 수행하여, MCU(160)가 처리할 수 있도록 디지털 신호로 변환한다. AFE(130)는 드라이버(driver, 140)와 수신기(150)를 포함한다. 드라이버(140)는 터치 패널(110)을 구동하기 위해 펄스 신호(예컨대, 전압)를 공급한다. 드라이버(140)는 터치 패널(110)의 감지 방식이 상호 정전용량 감지일 때 이용된다. 수신기(150)에 대해서는 도 2 내지 도 11에서 자세히 설명될 것이다.The AFE 130 drives the touch panel 110, receives a current from the touch panel 110, performs various operations on the current, and converts the digital signal into a digital signal for processing by the MCU 160. . The AFE 130 includes a driver 140 and a receiver 150. The driver 140 supplies a pulse signal (eg, a voltage) to drive the touch panel 110. The driver 140 is used when the sensing method of the touch panel 110 is mutual capacitance sensing. The receiver 150 will be described in detail with reference to FIGS. 2 through 11.

MCU(160)는 AFE(130)로부터 출력된 디지털 신호를 처리한다. 예컨대, MCU(160)는 상기 디지털 신호를 이용하여 터치 좌표를 계산한다.The MCU 160 processes the digital signal output from the AFE 130. For example, the MCU 160 calculates touch coordinates using the digital signal.

메모리(170)는 AFE(130)로부터 출력되는 디지털 신호 또는 MCU(160)에 의해 처리된 디지털 신호를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 또는 SRAM(static random-access memory)과 같은 휘발성 메모리로 구현될 수 있다. The memory 170 may store a digital signal output from the AFE 130 or a digital signal processed by the MCU 160. The memory 170 may be implemented as a nonvolatile memory such as flash memory or a volatile memory such as static random-access memory (SRAM).

도 2는 도 1에 도시된 터치 패널의 일 실시 예에 따른 터치 시스템의 블록도를 나타낸다. 도 2는 터치 패널의 감지 방식이 상호 정전용량 감지일 때 터치 시스템의 블록도를 나타낸다.2 is a block diagram of a touch system according to an exemplary embodiment of the touch panel illustrated in FIG. 1. 2 is a block diagram of a touch system when the sensing method of the touch panel is mutual capacitance sensing.

도 1과 도 2를 참조하면, 터치 시스템(100-1)은 터치 패널(110-1)과 수신기(150-1)를 포함한다. 설명의 편의상 도 1에 도시된 터치 컨트롤러(120)의 다른 구성요소들(140, 160 및 170)은 생략되었다.1 and 2, the touch system 100-1 includes a touch panel 110-1 and a receiver 150-1. For convenience of description, other components 140, 160, and 170 of the touch controller 120 shown in FIG. 1 are omitted.

터치 패널(110-1)의 감지 방식이 상호 정전용량 감지일 때, 수신기(150-1)는 2개의 전극들(예컨대, RL1과 CL2) 사이의 커패시턴스(예컨대, Cm)를 감지한다. 이 때, 터치 패널(110-1)의 전극들(RL1~RLm; m은 자연수) 각각을 구동시키는 펄스 신호는 도 1에 도시된 드라이버(140)에 의해 공급된다. 수신기(150-1)는 센싱 회로들(10-11, 10-12, 10-13, ... , 및 10-1n; n은 자연수) 및 아날로그 디지털 컨버터(analog digital converter; ADC, 151-1)를 포함한다.When the sensing scheme of the touch panel 110-1 is mutual capacitance sensing, the receiver 150-1 senses a capacitance (eg, Cm) between two electrodes (eg, RL1 and CL2). In this case, a pulse signal for driving each of the electrodes RL1 to RLm (m is a natural number) of the touch panel 110-1 is supplied by the driver 140 shown in FIG. 1. Receiver 150-1 includes sensing circuits 10-11, 10-12, 10-13, ..., and 10-1n; n is a natural number and an analog digital converter (ADC) 151-1. ).

센싱 회로들(10-11, 10-12, 10-13,..., 및 10-1n) 각각은 패널(110-1)의 각각의 전극(CL1, CL2 및 CLn)으로부터 출력되는 각각의 전류를 수신하고 상기 각각의 전류를 각각의 전압들(예컨대, VOUT1와 VOUT2)로 변환한다. 전압들(VOUT1과 VOUT2)은 아날로그 신호들이다.Each of the sensing circuits 10-11, 10-12, 10-13,..., And 10-1n is a respective current output from each of the electrodes CL1, CL2, and CLn of the panel 110-1. And convert each of the currents into respective voltages (eg, VOUT1 and VOUT2). Voltages VOUT1 and VOUT2 are analog signals.

ADC(151-1)는 센싱 회로들(10-11, 10-12, 10-13,..., 및 10-1n)로부터 출력되는 전압들(예컨대, VOUT1과 VOUT2)을 디지털 신호들로 변환한다.The ADC 151-1 converts the voltages (eg, VOUT1 and VOUT2) output from the sensing circuits 10-11, 10-12, 10-13,..., And 10-1n into digital signals. do.

도 3은 도 1에 도시된 터치 패널의 다른 실시 예에 따른 터치 시스템의 블록도를 나타낸다. 도 3은 터치 패널의 감지 방식이 자기 정전용량 감지일 때 터치 시스템의 블록도를 나타낸다.3 is a block diagram of a touch system according to another exemplary embodiment of the touch panel illustrated in FIG. 1. 3 is a block diagram of a touch system when the sensing method of the touch panel is self capacitance sensing.

도 1과 도 3을 참조하면, 터치 시스템(100-2)은 터치 패널(110-2)과 수신기(150-2)를 포함한다. 설명의 편의상 도 1에 도시된 터치 컨트롤러(120)의 다른 구성요소들(140, 160 및 170)은 생략되었다.1 and 3, the touch system 100-2 includes a touch panel 110-2 and a receiver 150-2. For convenience of description, other components 140, 160, and 170 of the touch controller 120 shown in FIG. 1 are omitted.

터치 패널(110-2)의 감지 방식이 자기 정전용량 감지일 때, 수신기(150-2)는 사람의 손가락 또는 스타일러스 펜과 전극 사이의 커패시턴스(예컨대, Cself)를 감지한다. 수신기(150-2)는 센싱 회로들(10-21, 10-22, 10-23, ... , 및 10-2n; n은 자연수) 및 아날로그 디지털 컨버터(analog digital converter; ADC, 151-2)를 포함한다.When the sensing method of the touch panel 110-2 is self capacitance sensing, the receiver 150-2 senses a capacitance (eg, Cself) between a human finger or a stylus pen and an electrode. Receiver 150-2 includes sensing circuits 10-21, 10-22, 10-23, ..., and 10-2n; n is a natural number and an analog digital converter (ADC) 151-2. ).

센싱 회로들(10-21, 10-22, 10-23,..., 및 10-2n) 각각은 패널(110-2)의 전극(예컨대, RL1 또는 CL1)으로 펄스 신호를 공급하고, 상기 전극으로부터 출력되는 전류를 수신하고, 상기 전류를 전압(예컨대, VOUT1)으로 변환한다. 전압(VOUT1)은 아날로그 신호들이다.Each of the sensing circuits 10-21, 10-22, 10-23,..., And 10-2n supplies a pulse signal to an electrode (eg, RL1 or CL1) of the panel 110-2. A current output from the electrode is received and the current is converted into a voltage (eg, VOUT1). Voltage VOUT1 is analog signals.

ADC(151-2)는 센싱 회로들(10-21, 10-22, 10-23,..., 및 10-2n)로부터 출력되는 전압(VOUT1)을 디지털 신호로 변환한다.The ADC 151-2 converts the voltage VOUT1 output from the sensing circuits 10-21, 10-22, 10-23,..., And 10-2n into a digital signal.

도 4는 도 2와 도 3에 도시된 센싱 회로의 회로도를 나타낸다.4 is a circuit diagram of the sensing circuit shown in FIGS. 2 and 3.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 센싱 회로(10)는 도 2에 도시된 센싱 회로(10-11) 또는 도 3에 도시된 센싱 회로(10-21)의 일 실시 예를 나타낸다. 즉, 터치 패널(110)의 감지 방식에 관계없이 센싱 회로(10)는 이용될 수 있다. 센싱 회로(10)는 핀들(P1, P2, 및 P3), 선택기(11), 스위치 회로(13), 전류 전달기(23), 및 전하 적분기(33)를 포함한다.1 to 4, the sensing circuit 10 shows an embodiment of the sensing circuit 10-11 shown in FIG. 2 or the sensing circuits 10-21 shown in FIG. 3. That is, the sensing circuit 10 may be used regardless of the sensing method of the touch panel 110. The sensing circuit 10 includes pins P1, P2, and P3, a selector 11, a switch circuit 13, a current transmitter 23, and a charge integrator 33.

핀들(P1, P2 및 P3)은 터치 패널(110)의 전극들과 접속된다. 예컨대, 터치 패널(110)의 감지 방식이 상호정전 용량 감지일 때, 핀(P3)은 전극(예컨대, CL1)과 접속되며, 핀들(P1과 P2)은 사용되지 않는다. 터치 패널(110)의 감지 방식이 자기정전 용량 감지일 때, 핀들(P1, P2 및 P3)은 전극들(예컨대, RLm, RL1, 및 CL1)과 접속될 수 있다. The pins P1, P2, and P3 are connected to the electrodes of the touch panel 110. For example, when the sensing method of the touch panel 110 is mutual capacitance sensing, the pin P3 is connected to the electrode (eg, CL1), and the pins P1 and P2 are not used. When the sensing scheme of the touch panel 110 is self capacitance sensing, the pins P1, P2, and P3 may be connected to the electrodes (eg, RLm, RL1, and CL1).

선택기(11)는 핀들(P1, P2, 및 P3) 중 어느 하나를 스위치 회로(13)와 접속시킨다. 선택기(11)는 선택 신호 생성기(미도시)에 의해 생성되는 선택 신호(SEL)에 의해 제어된다. The selector 11 connects any one of the pins P1, P2, and P3 with the switch circuit 13. The selector 11 is controlled by the selection signal SEL generated by the selection signal generator (not shown).

스위칭 회로(13)는 전원 노드(VTX)와 접지 사이에 직렬로 연결된 스위치들(15, 17, 및 19)과, 선택기(11)와 전류 전달기(23)를 스위칭하는 스위치(21)를 포함한다. 스위치(21)는 스위치 제어신호(S3)에 의해 제어된다. 스위칭 회로(13)는 터치 패널(10)의 감지 방식에 따라 스위칭된다. 예컨대, 터치 패널(10)의 감지 방식이 상호 정전용량 감지일 때, 스위치들(15, 17, 및 19)은 턴 오프되고, 스위치(21)는 턴 온된다. 터치 패널(10)의 감지 방식이 자기 정전용량 감지일 때, 스위치들(15, 17, 및 19)은 시간에 따라 턴 온 또는 턴 오프된다. 스위치들(15와 19)은 스위치 제어신호(S1)에 의해 제어되며, 스위치(17)는 스위치 제어신호(S2)에 의해 제어된다.The switching circuit 13 comprises switches 15, 17, and 19 connected in series between the power node VTX and ground, and a switch 21 for switching the selector 11 and the current transmitter 23. do. The switch 21 is controlled by the switch control signal S3. The switching circuit 13 is switched according to the sensing method of the touch panel 10. For example, when the sensing scheme of the touch panel 10 is mutual capacitance sensing, the switches 15, 17, and 19 are turned off, and the switch 21 is turned on. When the sensing scheme of the touch panel 10 is self capacitance sensing, the switches 15, 17, and 19 are turned on or off over time. The switches 15 and 19 are controlled by the switch control signal S1, and the switch 17 is controlled by the switch control signal S2.

전류 전달기(23)는 핀들(P1, P2 및 P3) 중 어느 하나에 흐르는 전류를 감지하여 상기 감지된 전류를 전달 전류(IC)로서 출력한다. 전류 전달기(23)는 전류 미러들(current mirrors; 25, 27, 29, 및 31)과 기준 전류원(IREF)을 포함할 수 있다. The current transmitter 23 senses a current flowing through any one of the pins P1, P2, and P3 and outputs the sensed current as a transfer current IC. The current transmitter 23 may include current mirrors 25, 27, 29, and 31 and a reference current source IREF.

전하 적분기(33)는 전달 전류(IC)를 전압(VOUT1 또는 VOUT2)으로 변환한다. 전하 적분기(33)는 스위치들 커패시터 어레이(switched capacitor array)로 구현될 수 있다. 스위치(35)는 전류 전달기(23)와 제1출력 노드(N1) 사이에 접속된다. 스위치(35)는 스위치 제어신호(V1)에 의해 제어된다. The charge integrator 33 converts the transfer current IC into a voltage VOUT1 or VOUT2. The charge integrator 33 may be implemented with a switched capacitor array. The switch 35 is connected between the current transmitter 23 and the first output node N1. The switch 35 is controlled by the switch control signal V1.

제1가변 커패시터(CVAR1)는 제1출력 노드(N1)와 접지 사이에 접속된다. 제1리셋 스위치(37)는 제1출력 노드(N1)와 기준 노드(VREF) 사이에 접속된다. 제1리셋 스위치(37)는 제1리셋 신호(RST1)에 의해 제어된다. The first variable capacitor CVAR1 is connected between the first output node N1 and ground. The first reset switch 37 is connected between the first output node N1 and the reference node VREF. The first reset switch 37 is controlled by the first reset signal RST1.

제2스위치(39)와 모드 스위치(41)는 전류 전달기(23)와 제2출력 노드(N2) 사이에 접속된다. 제2스위치(39)는 스위치 제어신호(/V1)에 의해 제어된다. 스위치 제어신호(/V1)는 스위치 제어신호(V1)의 반전신호이다. 모드 스위치(41)는 모드 제어신호(MODE)에 의해 제어된다.The second switch 39 and the mode switch 41 are connected between the current transmitter 23 and the second output node N2. The second switch 39 is controlled by the switch control signal / V1. The switch control signal / V1 is an inverted signal of the switch control signal V1. The mode switch 41 is controlled by the mode control signal MODE.

제2가변 커패시터(CVAR2)는 제2출력 노드(N2)와 접지 사이에 접속된다. 제2리셋 스위치(43)는 제2출력 노드(N2)와 기준 노드(VREF) 사이에 접속된다. 제2리셋 스위치(43)는 제2리셋 신호(RST2)에 의해 제어된다. The second variable capacitor CVAR2 is connected between the second output node N2 and ground. The second reset switch 43 is connected between the second output node N2 and the reference node VREF. The second reset switch 43 is controlled by the second reset signal RST2.

도 5는 도 4에 도시된 신호들의 일 실시 예에 따른 파형도를 나타낸다. 5 is a waveform diagram according to an exemplary embodiment of the signals illustrated in FIG. 4.

도 1, 도 2, 도 4, 도 5를 참조하면, 도 2에 도시된 터치 패널(110-1)의 감지 방식이 상호 정전용량 감지일 때, 도 5는 터치 컨트롤러(120)의 동작을 설명하기 위한 파형도를 나타낸다.1, 2, 4, and 5, when the sensing method of the touch panel 110-1 shown in FIG. 2 is mutual capacitance sensing, FIG. 5 illustrates an operation of the touch controller 120. The waveform diagram for the following is shown.

스위치 제어 신호들(S1과 S2)은 로우 레벨을 가지며, 스위치들(15, 17, 및 19)은 턴 오프된다. 스위치 제어 신호(S3)는 하이 레벨을 가지며, 스위치(21)는 턴 온된다. 모드 제어 신호(MODE)는 하이 레벨을 가지며, 모드 스위치(41)는 턴 온된다.The switch control signals S1 and S2 have a low level, and the switches 15, 17, and 19 are turned off. The switch control signal S3 has a high level, and the switch 21 is turned on. The mode control signal MODE has a high level, and the mode switch 41 is turned on.

제1시점(T1)에서 제1리셋 신호(RST1)와 제2리셋 신호(RST2)에 의해 리셋 스위치들(37과 43)은 턴 온되고, 제2시점(T2)에서 제1리셋 신호(RST1)와 제2리셋 신호(RST2)에 의해 리셋 스위치들(37과 43)은 턴 오프된다. The reset switches 37 and 43 are turned on by the first reset signal RST1 and the second reset signal RST2 at the first time point T1, and the first reset signal RST1 at the second time point T2. ) And the reset switches 37 and 43 are turned off by the second reset signal RST2.

펄스 신호(Vtx)는 드라이버(140)에 의해 생성되며, 터치 패널(110-1)의 전극들(RL1~RLm) 중 어느 하나에 제2시점(T2)에서 인가된다. 터치 패널(110-1)의 전극들(RL1~RLm) 중 어느 하나에 펄스 신호(Vtx)가 인가될 때, 핀(P3)을 통해 전류가 흐른다. 상기 전류의 전하는 Cm*Vtx로 나타낼 수 있다.The pulse signal Vtx is generated by the driver 140 and is applied to any one of the electrodes RL1 to RLm of the touch panel 110-1 at the second time point T2. When the pulse signal Vtx is applied to any one of the electrodes RL1 to RLm of the touch panel 110-1, current flows through the pin P3. The charge of the current may be represented by Cm * Vtx.

펄스 신호(Vtx)가 상승 에지일 때, 전달 전류(IC)는 제2출력 노드(N2)로 전달되고, 전압(VOUT2)으로 변환된다. When the pulse signal Vtx is at the rising edge, the transfer current IC is transferred to the second output node N2 and converted to the voltage VOUT2.

펄스 신호(Vtx)가 하강 에지일 때, 전달 전류(IC)는 제1출력 노드(N1)로 전달되고, 전압(VOUT1)으로 변환된다.When the pulse signal Vtx is at the falling edge, the transfer current IC is transferred to the first output node N1 and converted to the voltage VOUT1.

ADC(151-1)는 전압들(VOUT1과 VOUT2) 사이의 전압 차이를 디지털 신호로 변환한다.The ADC 151-1 converts the voltage difference between the voltages VOUT1 and VOUT2 into a digital signal.

도 6은 도 4에 도시된 신호들의 다른 실시 예에 따른 파형도를 나타낸다.6 is a waveform diagram according to another exemplary embodiment of the signals illustrated in FIG. 4.

도 1, 도 3, 도 4, 도 6을 참조하면, 도 3에 도시된 터치 패널(110-2)의 감지 방식이 자기 정전용량 감지일 때, 도 6은 터치 컨트롤러(120)의 동작을 설명하기 위한 파형도를 나타낸다.1, 3, 4, and 6, when the sensing method of the touch panel 110-2 shown in FIG. 3 is self capacitance sensing, FIG. 6 illustrates an operation of the touch controller 120. The waveform diagram for the following is shown.

스위치 제어 신호(V1)은 하이 레벨을 가지며, 스위치(35)는 턴 온되며, 스위치(39)는 턴 오프된다. 제2리셋 신호(RST2)는 로우 레벨을 가지며, 제2리셋 스위치(43)는 턴 오프된다. 모드 제어 신호(MODE)는 로우 레벨을 가지며, 모드 스위치(41)는 턴 오프된다.The switch control signal V1 has a high level, the switch 35 is turned on, and the switch 39 is turned off. The second reset signal RST2 has a low level, and the second reset switch 43 is turned off. The mode control signal MODE has a low level, and the mode switch 41 is turned off.

제1리셋 신호(RST1)에 의해 제1리셋 스위치(37)는 제1시점(T1)에서 턴 온되고, 제1리셋 신호(RST1)에 의해 제1스위치(37)는 제2시점(T2)에서 턴 오프된다. The first reset switch 37 is turned on at the first time point T1 by the first reset signal RST1, and the first switch 37 is turned on at the second time point T2 by the first reset signal RST1. Is turned off.

스위치 제어 신호(S1)가 하이 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S2)가 로우 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S3)가 로우 레벨을 가질 때, 터치 컨트롤러(10)는 프리 차지(pre charge) 동작을 수행한다. 상기 프리 차지 동작은 도 7에서 자세히 설명될 것이다. When the switch control signal S1 has a high level, the switch control signal S2 has a low level, and the switch control signal S3 has a low level, the touch controller 10 performs a pre charge operation. Do this. The precharge operation will be described in detail with reference to FIG. 7.

스위치 제어 신호(S1)가 로우 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S2)가 하이 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S3)가 로우 레벨을 가질 때, 터치 컨트롤러(10)는 전하 공유(charge sharing) 동작을 수행한다. 상기 전하 공유 동작은 도 8에서 자세히 설명될 것이다.  When the switch control signal S1 has a low level, the switch control signal S2 has a high level, and the switch control signal S3 has a low level, the touch controller 10 performs a charge sharing operation. Do this. The charge sharing operation will be described in detail with reference to FIG. 8.

스위치 제어 신호(S1)가 로우 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S2)가 하이 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S3)가 하이 레벨을 가질 때, 터치 컨트롤러(10)는 전하 전송(charge transfer) 동작을 수행한다. 상기 전하 전송 동작은 도 9에서 자세히 설명될 것이다. When the switch control signal S1 has a low level, the switch control signal S2 has a high level, and the switch control signal S3 has a high level, the touch controller 10 performs a charge transfer operation. Do this. The charge transfer operation will be described in detail in FIG. 9.

도 7은 도 4에 도시된 센싱 회로의 일 실시 예에 따른 회로도를 나타낸다.FIG. 7 is a circuit diagram illustrating an example of the sensing circuit shown in FIG. 4.

도 3, 도 4, 도 6, 및 도 7을 참조하면, 커패시턴스(Cself)는 손가락 또는 스타일러스 펜과 전극 사이의 커패시턴스를 나타낸다. 내부 저항(Ri)은 핀(P3)과 커패시턴스(Cself) 사이의 저항을 의미한다. 설명의 편의를 위해 터치 컨트롤러(10)의 일부 구성요소만이 도시되었다. 3, 4, 6, and 7, capacitance Cself represents the capacitance between the finger or the stylus pen and the electrode. The internal resistance Ri means a resistance between the pin P3 and the capacitance Cself. Only some components of the touch controller 10 are shown for convenience of description.

스위치 제어 신호(S1)가 하이 레벨을 가질 때, 스위치(15)는 턴 온된다. 전원 노드(VTX)의 전압이 펄스 신호로서 핀(P3)을 통해 터치 패널(110-2)의 전극에 인가된다. 이 때, 스위치들(17과 21)은 턴 오프된다. 스위치(15)가 턴 온될 때, 커패시턴스(Cself)는 전원 노드(VTX)의 전압으로 프리 차지된다.When the switch control signal S1 has a high level, the switch 15 is turned on. The voltage of the power supply node VTX is applied to the electrode of the touch panel 110-2 through the pin P3 as a pulse signal. At this time, the switches 17 and 21 are turned off. When the switch 15 is turned on, the capacitance Cself is precharged with the voltage of the power supply node VTX.

스위치(19)가 턴 온될 때, 제2가변 커패시터(CVAR2)는 접지 전압으로 리셋된다. When the switch 19 is turned on, the second variable capacitor CVAR2 is reset to the ground voltage.

도 8은 도 4에 도시된 센싱 회로의 다른 실시 예에 따른 회로도를 나타낸다.8 is a circuit diagram illustrating another sensing circuit shown in FIG. 4.

도 3, 도 4, 도 6, 및 도 8을 참조하면, 프리 차지 동작이 수행된 후, 전하 공유 동작이 수행된다. 스위치 제어 신호들(S1과 S3)이 로우 레벨을 가질 때, 스위치들(15, 19, 및 21)은 턴 오프된다. 스위치 제어 신호(S2)가 하이 레벨을 가질 때, 스위치(17)는 턴 온된다. 따라서 커패시턴스(Cself)에 축적된 전하들(Irx)이 제2가변 커패시터(CVAR2)로 공유된다. 즉, 전하 공유 동작이 수행된다. 3, 4, 6, and 8, after the precharge operation is performed, the charge sharing operation is performed. When the switch control signals S1 and S3 have a low level, the switches 15, 19, and 21 are turned off. When the switch control signal S2 has a high level, the switch 17 is turned on. Therefore, the charges Irx accumulated in the capacitance Cself are shared by the second variable capacitor CVAR2. That is, the charge sharing operation is performed.

도 9는 도 4에 도시된 센싱 회로의 또 다른 실시 예에 따른 회로도를 나타낸다.FIG. 9 is a circuit diagram of another sensing circuit of FIG. 4. Referring to FIG.

도 3, 도 4, 도 6, 및 도 9를 참조하면, 전하 공유 동작이 수행된 후 전하 전송 동작이 수행된다. 스위치 제어 신호(S1)가 로우 레벨을 가질 때, 스위치들(15와 19)이 턴 오프된다. 스위치 제어 신호들(S2와 S3)이 하이 레벨을 가질 때, 스위치들(17과 21)이 턴 온된다. 커패시턴스(Cself)에 공유된 전하들(Iself)은 전류 전달기(23)로 전송된다.3, 4, 6, and 9, the charge transfer operation is performed after the charge sharing operation is performed. When the switch control signal S1 has a low level, the switches 15 and 19 are turned off. When the switch control signals S2 and S3 have a high level, the switches 17 and 21 are turned on. Charges Iself shared in the capacitance Cself are transferred to the current transmitter 23.

손가락 또는 스타일러스 펜에 의해 터치 패널(110-2)이 터치되지 않을 때 전압(VOUT1)은 수학식1과 같다.When the touch panel 110-2 is not touched by a finger or a stylus pen, the voltage VOUT1 is expressed by Equation 1 below.

[수학식1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, VDD는 전류 전달기(23)의 전압을 의미한다.Here, VDD means the voltage of the current transmitter 23.

전압(VOUT1)이 0V가 되도록 제2가변 커패시터(CVAR2)가 조절된다.The second variable capacitor CVAR2 is adjusted such that the voltage VOUT1 becomes 0V.

실시 예에 따라 제2가변 커패시터(CVAR2)의 조절 대신에 스위치(19)의 일단과 접속된 리셋 전압을 조절하여 전압(VOUT1)이 OV가 되도록 할 수 있다. 예컨대, Cself가 20pF, Vtx가 3.3, VDD/2가 1.65, CVAR2가 50pF라고 가정할 때, 스위치(19)의 일단과 접속된 상기 리셋 전압이 0.99가 되도록 설정한다. 상기 리셋 전압의 설정은 DAC(digital to analog converter; 미도시)에 의해 설정될 수 있다. According to an exemplary embodiment, instead of adjusting the second variable capacitor CVAR2, the reset voltage connected to one end of the switch 19 may be adjusted so that the voltage VOUT1 becomes OV. For example, assuming that Cself is 20pF, Vtx is 3.3, VDD / 2 is 1.65, and CVAR2 is 50pF, the reset voltage connected to one end of the switch 19 is set to be 0.99. The reset voltage may be set by a digital to analog converter (DAC).

손가락 또는 스타일러스 펜에 의해 터치 패널(110-2)이 터치될 때 전압(VOUT1)은 수학식2와 같다.When the touch panel 110-2 is touched by a finger or a stylus pen, the voltage VOUT1 is expressed by Equation 2 below.

[수학식2]&Quot; (2) "

Figure pat00002
Figure pat00002

따라서 커패시턴스(Cself)의 변화량이 ADC(151-2)에 의해 변화된다. 그러므로 전하 적분기(33)에 흐르는 전류를 감소시켜 센싱 회로(10)의 전력소모를 감소시킬 수 있다.Therefore, the change amount of capacitance Cself is changed by the ADC 151-2. Therefore, the current flowing through the charge integrator 33 can be reduced to reduce the power consumption of the sensing circuit 10.

도 10은 도 2에 도시된 터치 컨트롤러의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸다.10 is a flowchart illustrating an operation of the touch controller shown in FIG. 2.

도 2, 도 4, 도 5, 및 도 10을 참조하면, 전류 전달기(23)는 핀(P3)으로부터 흐르는 전류를 감지하여 상기 감지된 전류를 전달 전류(IC)로서 출력한다(S10). 2, 4, 5, and 10, the current transmitter 23 senses a current flowing from the pin P3 and outputs the sensed current as a transfer current IC (S10).

터치 패널(110-1)로 인가되는 펄스 신호(Vtx)가 상승 에지일 때, 전하 적분기(33)는 전류(IC)를 제1전압(VOUT1)으로 변환하여 제1출력 단자(N1)로 출력한다(S20).When the pulse signal Vtx applied to the touch panel 110-1 is the rising edge, the charge integrator 33 converts the current IC into the first voltage VOUT1 and outputs the first output terminal N1. (S20).

펄스 신호(Vtx)가 하강 에지일 때, 전하 적분기(33)는 전달 전류(IC)를 제2전압(VOUT2)으로 변환하여 제2출력 단자(N2)로 출력한다(S30).When the pulse signal Vtx is at the falling edge, the charge integrator 33 converts the transfer current IC into the second voltage VOUT2 and outputs it to the second output terminal N2 (S30).

도 11은 도 3에 도시된 터치 컨트롤러의 동작을 설명하기 위한 흐름도를 나타낸다.11 is a flowchart illustrating an operation of the touch controller shown in FIG. 3.

도 3, 도 4, 도 6 내지 도 9, 및 도 11을 참조하면, 스위치 제어 신호(S1)가 하이 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S2)가 로우 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S3)가 로우 레벨을 가질 때, 터치 컨트롤러(10)는 프리 차지 동작을 수행한다(S110). 스위치(15)가 턴 온될 때, 커패시턴스(Cself)는 프리 차지된다. 3, 4, 6 to 9, and 11, the switch control signal S1 has a high level, the switch control signal S2 has a low level, and the switch control signal S3 is When having a low level, the touch controller 10 performs a precharge operation (S110). When the switch 15 is turned on, the capacitance Cself is precharged.

스위치 제어 신호(S1)가 로우 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S2)가 하이 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S3)가 로우 레벨을 가질 때, 터치 컨트롤러(10)는 전하 공유 동작을 수행한다(S120). 커패시턴스(Cself)에 축적된 전하들(Irx)이 제2가변 커패시터(CVAR2)로 공유된다.When the switch control signal S1 has a low level, the switch control signal S2 has a high level, and the switch control signal S3 has a low level, the touch controller 10 performs a charge sharing operation ( S120). The charges Irx accumulated in the capacitance Cself are shared by the second variable capacitor CVAR2.

스위치 제어 신호(S1)가 로우 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S2)가 하이 레벨을 가지고, 스위치 제어 신호(S3)가 하이 레벨을 가질 때, 터치 컨트롤러(10)는 전하 전송(charge transfer) 동작을 수행한다(S130). 커패시턴스(Cself)에 공유된 전하들(Iself)은 전류 전달기(23)로 전송된다. When the switch control signal S1 has a low level, the switch control signal S2 has a high level, and the switch control signal S3 has a high level, the touch controller 10 performs a charge transfer operation. Perform (S130). Charges Iself shared in the capacitance Cself are transferred to the current transmitter 23.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

100; 터치 시스템
110; 터치 패널
120; 터치 컨트롤러
130; 아날로그 프론트 엔드
160; 마이크로 컨트롤 유닛
170; 메모리
10; 센싱 회로
100; Touch system
110; Touch panel
120; Touch controller
130; Analog front end
160; Micro control unit
170; Memory
10; Sensing circuit

Claims (13)

제1핀;
상기 제1핀으로부터 흐르는 전류를 감지하여 상기 감지된 전류를 전달 전류로서 출력하는 전류 전달기;
상기 전류 전달기와 접속되며, 터치 패널의 감지 방식에 따라 스위칭되는 스위치 회로; 및
상기 전달 전류를 전압으로 변환하는 전하 적분기를 포함하는 터치 컨트롤러.
First pin;
A current transmitter which senses a current flowing from the first pin and outputs the sensed current as a transfer current;
A switch circuit connected to the current transmitter and switched according to a sensing method of a touch panel; And
And a charge integrator for converting the transfer current to a voltage.
제1항에 있어서, 터치 컨트롤러는,
제2핀;
제3핀; 및
상기 제1핀, 상기 제2핀, 및 상기 제3핀 중 어느 하나를 상기 스위치 회로와 접속시키는 선택기를 더 포함하는 터치 컨트롤러.
The method of claim 1, wherein the touch controller,
Second pin;
Third pin; And
And a selector for connecting any one of the first pin, the second pin, and the third pin to the switch circuit.
제2항에 있어서, 상기 터치 패널의 감지 방식이 상호 정전용량 감지일 때,
상기 제2핀과 상기 제3핀은 사용되지 않는 터치 컨트롤러.
The method of claim 2, wherein when the sensing method of the touch panel is mutual capacitance sensing,
The second pin and the third pin is not used.
제2항에 있어서, 상기 터치 패널의 감지 방식이 자기 정전용량 감지일 때,
상기 제2핀과 상기 제3핀은 사용되는 터치 컨트롤러.
The method of claim 2, wherein when the sensing method of the touch panel is magnetic capacitance sensing,
The second pin and the third pin is used touch controller.
제1항에 있어서, 상기 스위치 회로는,
전원 노드와 접지 사이에 직렬로 연결된 스위치들; 및
상기 제1핀과 상기 전류 전달기를 스위칭하는 제1스위치를 포함하는 터치 컨트롤러.
The method of claim 1, wherein the switch circuit,
Switches in series between the power node and ground; And
And a first switch for switching the first pin and the current transmitter.
제5항에 있어서, 상기 터치 패널의 감지 방식이 상호 정전용량 감지일 때,
상기 스위치들은 모두 턴 오프되며,
상기 제1스위치는 턴 온되는 터치 컨트롤러.
The method of claim 5, wherein when the sensing method of the touch panel is mutual capacitance sensing,
The switches are all turned off,
And the first switch is turned on.
제5항에 있어서, 상기 터치 패널의 감지 방식이 자기 정전용량 감지일 때,
상기 스위치들 중 어느 하나가 턴 온될 때, 상기 스위치들 중 다른 하나는 턴 오프되는 터치 컨트롤러.
The method of claim 5, wherein when the sensing method of the touch panel is magnetic capacitance sensing,
And when one of the switches is turned on, the other of the switches is turned off.
제1항에 있어서, 상기 전하 적분기는,
제1출력 노드;
상기 전류 전달기와 상기 제1출력 노드 사이에 접속된 제1스위치;
상기 제1출력 노드와 접지 사이에 접속된 제1가변 커패시터;
상기 제1출력 노드와 기준 노드 사이에 접속된 제1리셋 스위치;
상기 스위치 회로와 접속되는 제2출력 노드;
상기 전류 전달기와 상기 제2출력 노드 사이에 접속된 제2스위치와 모드 스위치;
상기 제2출력 노드와 상기 접지 사이에 접속된 제2가변 커패시터; 및
상기 제2출력 노드와 상기 기준 노드 사이에 접속된 제2리셋 스위치를 포함하는 터치 컨트롤러.
The method of claim 1, wherein the charge integrator,
A first output node;
A first switch connected between the current transmitter and the first output node;
A first variable capacitor connected between the first output node and ground;
A first reset switch connected between the first output node and a reference node;
A second output node connected with the switch circuit;
A second switch and a mode switch connected between the current transmitter and the second output node;
A second variable capacitor connected between the second output node and the ground; And
And a second reset switch connected between the second output node and the reference node.
제8항에 있어서, 상기 터치 패널의 감지 방식이 상호 정전용량 감지일 때,
상기 모드 스위치는 턴 온되며,
상기 터치 패널의 감지 방식이 자기 정전용량 감지일 때,
상기 모드 스위치는 턴 오프되는 터치 컨트롤러.
The method of claim 8, wherein when the sensing method of the touch panel is mutual capacitance sensing,
The mode switch is turned on,
When the sensing method of the touch panel is magnetic capacitance sensing,
And the mode switch is turned off.
수신 핀으로부터 흐르는 전류를 감지하여 상기 감지된 전류를 전달 전류로서 출력하는 단계;
터치 패널로 인가되는 펄스 신호가 상승 에지일 때, 상기 전달 전류를 제1전압으로 변환하여 제1출력 단자로 출력하는 단계; 및
상기 펄스 신호가 하강 에지일 때, 상기 전달 전류를 제2전압으로 변환하여 제2출력 단자로 출력하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 터치 컨트롤러의 동작 방법.
Sensing a current flowing from a receiving pin and outputting the sensed current as a transfer current;
Converting the transfer current into a first voltage and outputting the transferred current to a first output terminal when the pulse signal applied to the touch panel is a rising edge; And
And converting the transfer current into a second voltage and outputting the transferred current to a second output terminal when the pulse signal is a falling edge.
커패시턴스를 프리 차징(pre charging)하는 단계;
상기 커패시턴스에 축적된 전하들이 가변 커패시터와 전하 공유(charge sharing)하는 단계; 및
상기 커패시턴스에 공유된 전하들을 전압으로 변환하는 단계를 포함하는 터치 컨트롤러의 동작 방법.
Precharging the capacitance;
Charge sharing in the capacitance with a variable capacitor; And
Converting charges shared in the capacitance into voltage.
터치 패널; 및
상기 터치 패널을 제어하는 터치 컨트롤러를 포함하며,
상기 터치 컨트롤러는,
상기 터치 패널의 전극과 접속된 핀으로부터 흐르는 전류를 감지하여 상기 감지된 전류를 전달 전류로서 출력하는 전류 전달기;
상기 전류 전달기와 접속되며, 터치 패널의 감지 방식에 따라 스위칭되는 스위치 회로; 및
상기 전달 전류를 전압으로 변환하는 전하 적분기를 포함하는 터치 시스템.
Touch panel; And
It includes a touch controller for controlling the touch panel,
The touch controller includes:
A current transmitter which senses a current flowing from a pin connected to an electrode of the touch panel and outputs the sensed current as a transfer current;
A switch circuit connected to the current transmitter and switched according to a sensing method of a touch panel; And
And a charge integrator that converts the transfer current to a voltage.
제12항에 있어서, 상기 터치 시스템은,
휴대용 전자 장치인 터치 시스템.
The method of claim 12, wherein the touch system,
Touch system as a portable electronic device.
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