KR20140066069A

KR20140066069A - System and method for recogniging of touch signals

Info

Publication number: KR20140066069A
Application number: KR1020127033214A
Authority: KR
Inventors: 김진혁; 김종선; 정해양; 배성호; 김근오
Original assignee: (주)실리콘인사이드
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2014-05-30
Also published as: WO2014034967A1; KR101507137B1

Abstract

The present invention relates to a touch recognition system and a touch recognition method which applies a predetermined bias voltage to a sensing node (Rx) of a touch pad part to enhance noise immunity of a touch sensor and precisely determines a touch while the bias voltage is applied.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a touch recognition system,

본 발명은 터치 센서(Touch Sensor)의 노이즈 면역성(Noise Immunity)을 강화시키기 위해 터치 패드부의 센싱노드(R_X)에 소정의 바이어스 전압을 인가하고, 상기 바이어스 전압이 인가된 상태에서 터치여부를 정밀하게 판정하기 위한 터치 인식시스템 및 터치 인식방법에 관한 것이다.In order to enhance the noise immunity of a touch sensor, a predetermined bias voltage is applied to a sensing node (R _X ) of a touch pad unit, To a touch recognition system and a touch recognition method.

터치센서는 일반적으로 저항막 방식과 정전용량 방식으로 크게 나눌 수 있는데, 정전용량 터치센서(Capacitive Touch Sensor)는 구동전극(Driving Electrode)과 감지전극 (Sensing Electrode) 사이에 전도체 등의 물체가 근접하거나 접촉될 때 발생하는 정전 용량의 변화를 검출하고, 그 검출 결과에 따라 접촉 여부를 판정하는 센서를 의미한다. 즉, 정전용량 터치센서는 구동전극과 감지전극 사이에 인체가 접촉할 때 발생하는 미세한 정전용량의 변화치와 설정치간의 차이를 감지하여 최종 출력신호를 발생한다.The touch sensor is generally divided into a resistance film type and a capacitance type. Capacitive touch sensor is a type in which a conductor or the like is close to an object between a driving electrode and a sensing electrode Refers to a sensor that detects a change in capacitance caused when a touch is made, and determines whether or not to make contact based on the detection result. That is, the capacitive touch sensor senses the difference between the fine capacitance change value and the set value generated when the human body makes contact between the driving electrode and the sensing electrode, and generates the final output signal.

이러한 정전용량의 변화는 발진 주파수를 감지하거나 충/방전 시간의 변화량을 감지하여 측정하는 것이 일반적인데, 전도체 등의 물체가 정전용량 터치센서의 구동전극과 감지전극 사이에 접촉되면 물체와 감지전극 사이에 정전용량의 변화가 발생되고, 이런 정전용량의 변화에 따라 발진주파수 또는 충/방전 시간을 감지하여 접촉 여부를 판정하는 것이다.Such a change in capacitance is generally detected by sensing an oscillation frequency or sensing a change in charging / discharging time. When an object such as a conductor is brought into contact between a driving electrode and a sensing electrode of a capacitive touch sensor, And the contact state is determined by detecting the oscillation frequency or the charge / discharge time according to the change of the capacitance.

이와 같은 정전용량 터치센서의 터치인식방식은, 정전용량 센싱 회로에 연결된 각각의 독립적인 전극층의 변화를 모니터링하는 셀프 캐패시턴스(self capacitance) 방식과 전류를 전달하는 드라이빙 라인과 각 교차점에서 전류를 감지하는 센싱라인으로 구성되는 센서 그리드(sensor grid)를 이용하여 전하량의 변화와 위치를 감지하는 뮤추얼 커패시턴스(mutual capacitance) 방식으로 구분되는데, 본 발명은 셀프 캐패시턴스(self capacitance) 방식에 관한 것이다.The touch recognition method of the capacitive touch sensor includes a self capacitance method for monitoring the change of each independent electrode layer connected to the capacitance sensing circuit, a driving line for transferring a current, and a sensing circuit for sensing a current at each intersection And a mutual capacitance method for sensing a change and a position of a charge using a sensor grid formed of sensing lines. The present invention relates to a self capacitance method.

사람의 손가락 등 전도체가 터치 패드에 접촉하게 되면, 상기 터치패드 센싱노드(R_X)의 커플링 전압(V_Rx)값이 미세하게 변화하게 되는데, 이 변화량으로 터치/언터치 여부를 판단하게 된다.When a conductor such as a human finger touches the touch pad, the coupling voltage (V _Rx ) value of the touch pad sensing node (R _X ) changes finely, and it is determined whether the touch / .

위와 같은 커플링 전압(V_Rx)값의 변화량을 이용한 종래의 터치 인식시스템은, 상기 센싱노드(R_X)의 커플링 전압(V_Rx)을 두 개의 스위치(Switch)를 통해 OTA 입력으로 전달하는 샘플링/홀드(Sampling ＆ Hold) 방식을 취하고 있었다.Above the coupling voltage (V _Rx) conventional touch using a change amount of the value recognition system, for transmitting the coupling voltage (V _Rx) of said sensing node (R _X) to the OTA input through the two switches (Switch) Sampling & Hold "method.

이와 같은 샘플링/홀드 방식의 터치 인식시스템은 샘플링 구간에서 상기 커플링 전압(V_Rx)이 커패시터에 차징(Charging)되고, 홀드 구간에서 상기 차징(Charging)된 커플링 전압(V_Rx)이 OTA로 입력되는 방식을 취하고 있었는데, 두 개의 스위치가 개방(open) 및 단락(short)을 교대로 수행함에 있어서, 특히 홀드 구간이 노이즈(Noise)에 취약하여 커플링 전압(V_Rx)의 샘플링값을 정확하게 전달하기 어려운 문제점이 있었다.In this sampling / holding type touch recognition system, the coupling voltage (V _Rx ) is charged to a capacitor in a sampling interval, and the charged coupling voltage (V _Rx ) However, in the case where the two switches alternately perform the open and the short, the hold period is particularly vulnerable to noise, and the sampling value of the coupling voltage (V _Rx ) is accurately There was a problem that it was difficult to deliver.

따라서, 터치패드의 센싱노드(R_X)를 통해 출력되는 커플링 전압(V_Rx)에 가해지는 노이즈 면역성(Noise Immunity)을 강화하여, 정확한 터치/언터치 여부의 판단을 가능하게 하는 터치인식시스템이 요구되고 있다.Therefore, it is possible to enhance the noise immunity applied to the coupling voltage V _Rx output through the sensing node R _X of the touch pad, .

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 커플링 전압(V_Rx)이 출력되는 터치패드부 센싱노드(R_X)의 노이즈 면역성(Noise Immunity)을 강화시켜 보다 더 정확한 터치/언터치 여부를 판정할 수 있는 터치 인식시스템 및 터치 인식방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a touch sensing apparatus and a touch sensing method which enhance noise immunity of a touch pad sensing node (R _X ) from which a coupling voltage (V _Rx ) And a touch recognition system and a touch recognition method capable of determining whether or not an untouch is performed.

또한, 본 발명은 상기 커플링 전압(V_Rx)에 바이어스 전압을 인가함과 동시에 레퍼런스 전압(V_REF)을 이용하여 산출된 출력전류(I_OUT)의 변화량을 펄스로 변경하여 카운팅함으로써, 보다 더 용이하게 터치/언터치 여부를 판정할 수 있는 터치 인식시스템 및 터치 인식방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Further, the present invention is characterized in that a bias voltage is applied to the coupling voltage (V _Rx ) and a change amount of the output current (I _OUT ) calculated by using the reference voltage (V _REF ) There is provided a touch recognition system and a touch recognition method capable of easily determining whether or not a touch is performed.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical objects to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description of the present invention .

전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 터치시 각각의 독립적인 전극층에서 전압의 커플링(coupling) 현상이 발생하고, 상기 전극층과 각각 연결되는 다수의 센싱노드(R_X)로 커플링 전압(V_Rx)을 출력하는 터치 패턴부; 상기 터치 패턴부의 센싱노드(R_X)에 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)를 인가하는 구동 드라이버; 상기 터치 패턴부의 센싱노드(R_X)와 구동 드라이버 사이에 형성되는 제1 커패시터(C_SENSE); 상기 터치 패턴부의 센싱노드(R_X)에 소정의 바이어스 전압을 인가하여 상기 커플링 전압(V_Rx)을 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)으로 변환하는 바이어스 전압인가부; 레퍼런스 전압 생성부로부터 생성된 레퍼런스 전압(V_REF)과 상기 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)을 입력받는 제 1멀티플렉서(MUX_B); 상기 제 1멀티플렉서로부터 입력되는 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)과 레퍼런스 전압(V_REF)의 차이를 전류값으로 출력하는 OTA(Operational Transconductance Amplifier); 및 상기 OTA의 출력전류(I_OUT)의 변화량을 펄스로 변경하고 이를 카운팅하여 터치여부를 판정하는 터치판정부;를 포함하는 터치인식 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of driving a plasma display panel including a plurality of sensing nodes R connected to the electrode layer, _X to output a coupling voltage V _Rx ; Driving driver for applying a driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) to the sensing node _(X R) the touch pattern portion; A first capacitor (C _SENSE ) formed between the sensing node (R _X ) of the touch pattern part and the driving driver; The touch pattern portion sensing node _(X R) by applying a predetermined bias voltage to the coupling voltage (V _Rx) to bias the coupling voltage (V _Bias _Rx _{_)} applying bias voltage to be converted to the unit; A first multiplexer (MUX_B) receiving the reference voltage (V _REF) and said bias voltage coupling _(Rx _{_} V _Bias) generated from the reference voltage generation section; (Operational Transconductance Amplifier) OTA which outputs a difference between the bias voltage coupling _(Rx _{_} V _Bias) and the reference voltage (V _REF) input from the first multiplexer to the current value; And a touch determination unit that changes a change amount of the output current (I _OUT ) of the OTA to a pulse and counts the change to determine whether or not the touch is detected.

본 발명에서 상기 레퍼런스 전압생성부는 하이 레퍼런스 전압(V_REFH) 및 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 생성하여 제2 멀티플렉서 (MUX_A)에 공급하되, 상기 제2 멀티플렉서 (MUX_A)는 상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성(Polarity)에 따라 상기 하이 레퍼런스 전압(V_REFH) 또는 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 제 1 멀티플렉서 (MUX_B)에 공급하는 것이 바람직하다.The reference voltage generator generates and _{outputs a} high reference voltage V _REFH and a low reference voltage V _REFL to the second multiplexer MUX_A and the second multiplexer MUX_A supplies the driving pulse signal V depending on the polarity (polarity) of _Tx _{_} _Sig) it is preferred to supply the high reference voltage (V _REFH) or a low reference voltage (V _REFL) to the first multiplexer (MUX_B).

본 발명에서 상기 제 2 멀티플렉서 (MUX_A)는, 상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)가 하이(High)일 때, 상기 하이 레퍼런스 전압(V_REFH)을 레퍼런스 전압(V_REF)으로 선택하여 상기 제 1 멀티플렉서 (MUX_B)에 공급하고, 상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)가 로우(Low)일 때, 상기 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 레퍼런스 전압(V_REF)으로 선택하여 상기 제 1 멀티플렉서 (MUX_B)에 공급하는 것이 바람직하다.Wherein in the present invention the second multiplexer (MUX_A), the first to select the driving pulse signal when the (V _Tx _{_} _Sig) is high (High), the high reference voltage (V _REFH) with the reference voltage (V _REF) 1 multiplexer fed to (MUX_B), and the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is at a low (low) one time, to select the low reference voltage (V _REFL) to the reference voltage (V _REF) of the first multiplexer ( MUX_B.

본 발명에서 상기 제 1 멀티플렉서 (MUX_B)는, 상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성에 따라 상기 OTA의 (+) 단자 또는 (-)단자에, 상기 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 또는 레퍼런스 전압(V_REF)을 토글링(Toggling)하여 입력하는 것이 바람직하다.The first multiplexer (MUX_B) in the present invention, the driving pulse signal according to the polarity of the _{_{_{(V Tx _ Sig) (+}}} ) terminal or the OTA (-) to the terminal, the bias coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias ) Or the reference voltage (V _REF ) by toggling.

본 발명에서 상기 제 1 멀티플렉서 (MUX_B)는, 상기 드라이빙 펄스신호(V_Tx _{_} _Sig)가 하이(High)일 때, 상기 OTA의 (+)단자 및 (-)단자에 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 및 하이 레퍼런스 전압(V_REFH)을 각각 입력하고, 상기 드라이빙 펄스신호(V_Tx _{_} _Sig)가 로우(Low)일 때, 상기 OTA의 (+)단자 및 (-)단자에 로우 레퍼런스 전압(V_REFL) 및 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)을 각각 입력하는 것이 바람직하다.The first multiplexer (MUX_B) in the present invention, the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is high (High) one time, of the OTA (+) terminal and the (-) bias the coupling voltage (V _Rx to a terminal _{_} _Bias) and high, respectively input the reference voltage (V _REFH) and, when the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is at a low (low), of the OTA (+) terminal and the (-) the low reference voltage on terminal to (V _REFL) and a bias voltage coupling _(Rx _{_} V _bias) it is desirable to each input.

본 발명에서 상기 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)은, 상기 커플링 전압(V_Rx)을 소정의 시정수(τ)에 따라 변화시킨 것이 바람직하다.It said bias voltage coupling _(Rx _{_} V _Bias) in the present invention, it is preferable that changes in accordance with the coupling voltage (V _Rx) with a predetermined time constant (τ).

본 발명에서 상기 터치판정부는, 상기 OTA의 출력단에 연결되되, 리셋(Reset) 신호가 발생하면 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 초기 전압(V_INT)으로 리셋시키는 초기전압인가단, 상기 리셋 신호가 하이(High)가 되면, 상기 OTA의 출력전류(I_OUT)에 의해 전하를 충전 또는 방전하여 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 변화시키는 제3커패시터(C_OUT) 및 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 입력 받아, 업-레퍼런스 전압(V_UP) 및 다운-레퍼런스 전압(V_DN)과 각각 비교하여 터치유무를 판정하는 제1비교기와 제2비교기를 포함하는 것이 바람직하다.The touch determination unit may further include an initial voltage application unit connected to an output terminal of the OTA and resetting an OTA output voltage V _OUT to an initial voltage V _INT when a reset signal is generated, When the high (high), a third capacitor (C _OUT) and the OTA output voltage (V _OUT of the charge or discharge the electric charge by the output current (I _OUT) of the OTA changing the OTA output voltage (V _OUT) And a second comparator for comparing the up-reference voltage V _UP and the down-reference voltage V _DN with each other to determine whether or not there is a touch.

본 발명은 상기 리셋(Reset) 신호의 동작 주기에 따라 상기 초기전압인가단과 OTA 출력단을 스위치에 의해 개방(Open) 또는 단락(Short)시키는 것이 바람직하다.According to the present invention, it is preferable that the initial voltage application stage and the OTA output stage are opened or shorted by a switch according to the operation period of the reset signal.

본 발명은 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)이 1 프레임(Frame)의 센싱구간의 시작점과 종료점에서 변화없이 일정하게 유지될 때 언터치(Untouch)로 판정하는 것이 바람직하다.It is preferable that the OTA output voltage V _OUT is determined as Untouch when the OTA output voltage V _OUT is constantly maintained at a starting point and an ending point of a sensing period of one frame.

본 발명은 1 프레임(Frame)의 센싱구간 동안 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 누적된 변화량이 음(陰)의 값을 가질 때 터치(Touch)로 판정하는 것이 바람직하다.It is preferable to determine the touch when the accumulated change amount of the OTA output voltage V _OUT has a negative value during a sensing period of one frame.

본 발명에서 상기 제 1비교기는, 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 정입력으로 받고, 업-레퍼런스 전압(V_UP)을 부입력으로 받아 포지티브 펄스폭 변조신호(PWM_POS)를 출력하고, 상기 제2비교기는, 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 부입력으로 받고, 다운-레퍼런스 전압(V_DN)을 정입력으로 받아 네가티브 펄스폭 변조신호(PWM_NEG)를 출력하는 것이 바람직하다.In the present invention, the first comparator receives the OTA output voltage V _OUT as a positive input, receives an up-reference voltage V _UP as a negative input, outputs a positive pulse width modulation signal PWM_POS, 2 comparator preferably receives the OTA output voltage V _OUT as a negative input and receives the down-reference voltage V _DN as a positive input to output a negative pulse width modulation signal PWM_NEG.

본 발명에서 상기 업-레퍼런스 전압(V_UP)은 시간의 증가에 따라 감소하게 하고, 상기 다운-레퍼런스 전압(V_DN)은 시간의 증가에 따라 증가하게 하여, 상기 OTA 출력단 전압 (V_OUT)이 1프레임(Frame)의 센싱구간 내에서 적어도 한 번은 업-레퍼런스 전압(V_UP) 또는 다운-레퍼런스 전압(V_DN)과 동일해 지도록 하는 것이 바람직하다.In the present invention, the up-reference voltage (V _UP ) decreases with time and the down-reference voltage (V _DN ) increases with time, so that the OTA output voltage (V _OUT ) Reference voltage V _UP or down-reference voltage V _DN at least once within the sensing period of one frame.

본 발명은 상기 포지티브 펄스폭 변조신호(PWM_POS) 및 네가티브 펄스폭 변조신호(PWM_NEG)의 폭을 카운팅하여 그 카운팅값이 소정의 기준값보다 낮아졌을 때 터치(Touch)로 판정하는 것이 바람직하다.The present invention preferably counts the widths of the positive pulse width modulation signal (PWM_POS) and the negative pulse width modulation signal (PWM_NEG) and judges that the count value is less than a predetermined reference value.

전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 타측면에 의하면, 구동 드라이버가 터치 패턴부의 센싱노드(R_X)에 드라이빙 펄스신호(V_Tx _{_} _Sig)를 인가하는 단계; 바이어스 전압인가부에 의해 터치 패턴부의 센싱노드(R_X)에 소정의 바이어스 전압을 인가하는 단계; 제1멀티플렉서(MUX_B)가 상기 바이어스 전압이 인가된 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)과 레퍼런스 전압(V_REF)을 입력받는 단계;OTA(Operational Transconductance Amplifier)에서 상기 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)과 레퍼런스 전압(V_REF)을 입력받아, 양자의 차이를 전류값으로 출력하는 단계; 및 터치판정부에서 상기 OTA의 출력전류(I_OUT)의 변화량을 펄스로 변경하고 이를 카운팅하여 터치여부를 판정하는 단계;를 포함하는 터치 인식방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention for solving the problems of the prior art described above, the method comprising the driving driver applies a driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) to the touch pattern portion sensing node _(X R); Applying a predetermined bias voltage to a sensing node (R _X ) of the touch pattern unit by a bias voltage applying unit; A first multiplexer (MUX_B) is the biased coupling a bias voltage is applied voltage (V _Rx _{_} _Bias) to a reference voltage comprising: receiving a (V _REF); the bias coupling voltage (V _Rx in OTA (Operational Transconductance Amplifier) _{_} _Bias ) and a reference voltage (V _REF ), and outputting the difference between them as a current value; And changing a change amount of the output current (I _OUT ) of the OTA in the touch determination unit to a pulse and counting the change in the output current to determine whether or not the touch is detected.

본 발명에서 상기 제 1멀티플렉서(MUX_B)가 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 및 레퍼런스 전압(V_REF)을 입력받는 단계는, 레퍼런스 전압생성부가 하이 레퍼런스 전압(V_REFH) 및 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 생성하여 제2 멀티플렉서 (MUX_A)에 입력하는 단계 및 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)을 제 1 멀티플렉서 (MUX_B)에 공급함과 동시에 상기 제2 멀티플렉서 (MUX_A)가 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성(Polarity)에 따라 상기 하이 레퍼런스 전압(V_REFH) 또는 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 선택하여 상기 제 1 멀티플렉서 (MUX_B)에 입력하는 단계인 것이 바람직하다.The first multiplexer (MUX_B) is biased coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) and the step of receiving a reference voltage (V _REF), the reference voltage generating portion a high reference voltage (V _REFH) and a low reference voltage in the present invention ( step and bias the coupling voltage (V _Rx _{_} _bias) a first multiplexer (at the same time and supplies the MUX_B) and the second multiplexer (MUX_A) a driving pulse signal for generating the V _REFL) input to the second multiplexer (MUX_A) ( depending on the polarity (polarity) of V _Tx _{_} _Sig) is preferably a step of selecting the high reference voltage (V _REFH) or a low reference voltage (V _REFL) to the input of the first multiplexer (MUX_B).

본 발명에서 상기 터치여부 판정단계는, 리셋(Reset) 신호가 로우(Low)가 되면, 상기 OTA 출력단과 초기전압인가단을 단락(short)시키는 단계, 리셋(Reset) 신호가 하이(High)가 되면, 상기 OTA 출력단과 초기전압인가단을 개방(open)시키는 단계, 제 1비교기에서 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 정입력으로 받고, 제 2비교기에서 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 부입력으로 받아 각각 포지티브 펄스폭 변조신호(PWM_POS) 및 네가티브 펄스폭 변조신호(PWM_NEG)를 출력하는 단계 및 상기 펄스폭 변조신호(PWM_POS,PWM_NEG)를 카운팅하여 그 카운팅값을 소정의 기준값과 비교하여 터치여부를 판정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.In the present invention, the touch determination step may include shorting the OTA output terminal and the initial voltage application terminal when the reset signal is low, resetting the OTA output terminal and the initial voltage application terminal when the reset signal is high, The first comparator receives the OTA output voltage V _OUT as a positive input and the second comparator inverts the OTA output voltage V _OUT as a negative input, Outputting a positive pulse width modulation signal PWM_POS and a negative pulse width modulation signal PWM_NEG, respectively, counting the pulse width modulation signals PWM_POS and PWM_NEG, and comparing the counted value with a predetermined reference value, And a step of judging whether or not there is an abnormality.

본 발명에 의한 터치 인식시스템 및 터치 인식방법에 의하면, 터치 센서 등의 터치유무를 판정하는데 이용되는 커플링 전압(V_Rx)이 출력되는 센싱노드(R_X)의 노이즈 면역성(Noise Immunity)을 강화시켜 구조적인 노이즈(noise)의 영향을 벗어나 정밀한 터치(Touch) 여부를 판정할 수 있는 효과가 있다.According to the touch recognition system and the touch recognition method of the present invention, it is possible to enhance the noise immunity of the sensing node (R _X ) outputting the coupling voltage (V _Rx ) It is possible to judge whether or not the touch is precise beyond the influence of the structural noise.

또한, 본 발명에 의하면, 상기 커플링 전압(V_Rx)에 바이어스 전압을 인가함과 동시에 레퍼런스 전압(V_REF)을 이용하여 산출된 출력전류(I_OUT)의 변화량을 펄스로 변경하여 카운팅함으로써, 보다 더 용이하게 터치/언터치 여부를 판정할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, by applying the bias voltage to the coupling voltage (V _Rx ) and counting the change amount of the output current (I _OUT ) calculated by using the reference voltage (V _REF ) It is possible to more easily determine whether or not the touch / un-touch is made.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치패드부의 예시도.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 터치인식시스템의 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)가 커플링 전압(V_Rx) 및 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)으로 단계적으로 변화되는 모습을 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)에 따라 제 1멀티플렉서에 입력되는 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 및 레퍼런스 전압(V_REF)을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)에 따라 제 1멀티플렉서에서 출력되는 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 및 레퍼런스 전압(V_REF)을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 또는 언터치에 따라 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)과 레퍼런스 전압(V_REF)간 차이에 의한 출력전류(I_OUT)의 생성곡선을 나타낸 예시도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 또는 언터치에 따라 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 한 주기 당 출력전류(I_OUT)의 변화에 상응하는 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화를 나타낸 예시도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 또는 언터치에 따라 1프레임의 센싱구간 당 출력전류(I_OUT)의 변화에 상응하는 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화를 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 또는 언터치에 따른 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화에 상응하는 펄스폭 변조신호의 카운팅 값을 나타낸 예시도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 인식방법의 순서도.1 is an exemplary view of a touch pad unit according to an embodiment of the present invention;
2 is a configuration diagram of a touch recognition system according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is an illustration showing a state that the driving pulse signal to the step change to (V _Tx _{_} _Sig) is the coupling voltage (V _Rx) and bias the coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exemplary view showing a driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) bias the coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) and the reference voltage (V _REF) input to the first multiplexer in accordance with in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 5 is an exemplary view showing a driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) bias the coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) that is output from the first multiplexer in accordance with and the reference voltage (V _REF) in accordance with one embodiment of the present invention.
Figure 6 is an example illustrating the generation curve of the bias coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) and the output current (I _OUT) by the difference between the reference voltage (V _REF) in accordance with the touch or un-touch according to one embodiment of the present invention Degree.
7 is a variation of the OTA output voltage (V _OUT) corresponding to the change of the driving pulse signal output current per cycle (I _OUT) of (V _Tx _{_} _Sig) according to a touch or un-touch according to one embodiment of the present invention Fig.
FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating a change in an OTA output voltage V _OUT corresponding to a change in an output current I _OUT per sensing period of one frame according to an embodiment of the present invention. FIG.
9 is a view illustrating an example of a count value of a pulse width modulation signal corresponding to a change of an OTA output voltage (V _OUT ) according to a touch or an un touch according to an embodiment of the present invention.
10 is a flowchart of a touch recognition method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터치패드부의 예시도이다.1 is an exemplary view of a touch pad unit according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 터치 인식 방식은, 구동 드라이버(101)에서 터치패드부(110)의 센싱노드(R_X)에 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)를 인가하여 상기 센싱노드(R_X)(102)에서 출력되는 커플링 전압값(V_Rx)의 변화를 검출하여 터치 유무를 판정하게 된다.Touch recognition method of the present invention, the sensing node (R _X), the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) to the sensing node (R _X) (102) is applied to the touch pad unit 110 from the drive driver 101 And detects the presence or absence of touch by detecting a change in the coupling voltage value V _Rx output from the control circuit.

도 1의 (a)에서 도시하고 있는 V_AMP는 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 전압크기를 나타내며, 도 1의 (c)에서 볼 수 있듯이 '언터치 상태의 커플링 전압값(V_(U))과 터치 상태의 커플링 전압값(V_(T))의 차이(ΔV)'는 10~20mV의 값을 가지며, 이와 같은 커플링 전압값의 변화량으로 터치/언터치 여부를 판단하게 된다.Figure V _AMP that shown in 1 (a) indicates the voltage of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig), as seen in (c) of Figure 1, unloading couples the touch state ringing voltage value (V _{( U)} between the touch voltage V _(T ) and the coupling voltage value V _(T ) of the touch state has a value of 10 to 20 mV, and it is judged whether the touch / un touch is caused by the variation amount of the coupling voltage value .

종래의 샘플링/홀드 방식에 의하면, 하이 임피던스(High Impedance) 사이에 존재하는 센싱노드(R_X)은 구조적으로 노이즈(noise)에 취약하여 커플링 전압(V_Rx)의 샘플링값을 정확하게 전달하기 어려워서 정확한 터치/언터치 여부를 판정하기 어려운 난점이 있었다.According to the conventional sampling / holding scheme, the sensing node R _X existing between the high impedance is structurally weak to noise, and it is difficult to accurately transmit the sampling value of the coupling voltage V _Rx There was a difficulty in determining whether or not an accurate touch / un-touch was made.

이에 본 발명에서는 터치패드부(110)의 센싱노드(R_X)(102)에 소정의 바이어스 전압을 인가하여 별도의 스위치가 없더라도 커플링 전압(V_Rx)을 바이어스 전압으로 샘플링하여 OTA(Operational Transconductance Amplifier)(160)에 전달함으로써 노이즈 면역성(noise immunity)을 강화하는 구조를 제안하였다.In the present invention, a predetermined bias voltage is applied to the sensing node (R _X ) 102 of the touch pad unit 110 to sample the coupling voltage (V _Rx ) at a bias voltage even if there is no separate switch, Amplifiers 160 to enhance the noise immunity.

사람의 손가락 등의 전도체가 터치 패드부(110)에 접촉하게 되면, 터치 패턴을 구성하는 물질 자체의 커패시터인 제2커패시터(C_P)(104)가 핑거 커패시터(C_F)와 병렬을 이루게 되어 터치패드부(110)의 커패시턴스값이 증가하므로, 상기 센싱노드(R_X)(102)의 커플링 전압(V_Rx)값이 미세하게 변화되게 된다.When a conductor such as a human finger touches the touch pad unit 110, the second capacitor C _p 104, which is a capacitor of the material constituting the touch pattern, is parallel to the finger capacitor C _F The value of the coupling voltage V _Rx of the sensing node R _X 102 is finely changed since the capacitance value of the touch pad unit 110 increases.

즉, 도 1의 (b), (c)를 참조하면, 언터치 상태에서는 별도의 핑거 커패시터(C_F)가 형성되지 아니하므로, 하기의 수학식 1에 의해 커플링 전압(V_Rx)값이 결정되게 된다.Referring to FIGS. 1B and 1C, since a separate finger capacitor C _F is not formed in the _{untouched state} , the value of the coupling voltage V _Rx is calculated by the following equation (1) .

또한, 터치상태에서는 핑커 커패시터(C_F)가 형성되기 때문에, 하기의 수학식 2에 의해 커플링 전압(V_Rx)값이 결정되게 된다.In addition, since the fingerer capacitor C _F is formed in the touch state, the coupling voltage V _Rx is determined by the following equation (2).

즉, 상기 수학식 1, 2를 참조하면, 터치시의 커플링 전압(V_(T))값은, 터치시에 발생되는 핑커 커패시터(C_F)의 커패시턴스값에 의해 터치패드부(110)의 커패시턴스값이 증가하게 되어 언터치시의 커플링 전압값(V_(U))보다 작아지게 된다.In other words, referring to Equations 1 and 2, the value of the coupling voltage V _(T) at the time of touch is determined by the capacitance value of the finger capacitor C _F generated at the time of touch, The capacitance value is increased and becomes smaller than the coupling voltage value V _{(U) at the} untouched state.

따라서, 본 발명의 커플링 전압(V_Rx)값은, 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 크기(V_AMP)와, 구동 드라이버(101)와 터치 패드부(110)의 센싱노드(R_X)(102) 사이에서 형성되는 센싱 커패시터인 제1커패시터(C_SENSE)(103) 및 터치 패드부(110)의 패턴물질 자체의 커패시터인 제2커패시터(C_P)(104)에 의해 결정되고, 상기 커플링 전압(V_Rx)에 바이어스를 인가하여 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)을 생성한 후, 터치/언터치 판정에 이용하게 되는 구조를 취하게 된다.Accordingly, the coupling voltage (V _Rx) value of the present invention, the sensing node of the driving pulse signal level (V _AMP), a driving driver 101 and the touch pad unit 110 of a (V _Tx _{_} _Sig) (R _X And a second capacitor C _p 104 which is a capacitor of the pattern material itself of the touch pad unit 110. The first capacitor C _SENSE 103 is a sensing capacitor formed between the first and second capacitors 102, after generating the coupling voltage (V _Rx) it is applied to bias the coupling voltage (V _bias _Rx _{_)} bias to be secured to a structure to be used for touch / unloading touch judgment.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 인식시스템의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a touch recognition system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 터치 인식시스템은, 터치시 각각의 독립적인 전극층에서 전압의 커플링(coupling) 현상이 발생하고, 상기 전극층과 각각 연결되는 다수의 센싱노드(R_X)로 커플링 전압(V_Rx)을 출력하는 터치 패턴부; 상기 터치 패턴부의 센싱노드(R_X)에 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)를 인가하는 구동 드라이버(101); 상기 터치 패턴부의 센싱노드(R_X)와 구동 드라이버 사이에 형성되는 제1 커패시터(C_SENSE)(103); 상기 터치 패턴부의 센싱노드(R_X)에 소정의 바이어스 전압을 인가하여 상기 커플링 전압(V_Rx)을 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)으로 변환하는 바이어스 전압인가부(120); 레퍼런스 전압 생성부로부터 생성된 레퍼런스 전압(V_REF)과 상기 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})을 입력받는 제 1멀티플렉서(MUX_B)(150); 상기 제 1멀티플렉서로부터 입력되는 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)과 레퍼런스 전압(V_REF)의 차이를 전류값으로 출력하는 OTA(Operational Transconductance Amplifier)(160); 및 상기 OTA의 출력전류(I_OUT)의 변화량을 펄스로 변경하고 이를 카운팅하여 터치여부를 판정하는 터치판정부(190)를 포함하여 형성될 수 있다.In the touch recognition system of the present invention, a coupling of a voltage occurs in each independent electrode layer at the time of touch, and a coupling voltage (V _Rx ) is applied to a plurality of sensing nodes (R _X ) A touch pattern unit for outputting the touch pattern; The touch pattern portion sensing nodes driving driver 101 for applying a driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) to (R _X); A first capacitor (C _SENSE ) 103 formed between the sensing node (R _X ) of the touch pattern part and the driving driver; The touch pattern portion sensing node _(X R) a predetermined bias voltage to the coupling voltage (V _Rx) for coupling a bias voltage (V _Bias _Rx _{_)} bias voltage applying unit 120 to be converted to a; A first multiplexer (MUX_B) 150 receiving the reference voltage (V _REF ) generated from the reference voltage generator and the bias coupling voltage (V _{Rx_Bias} ); (Operational Transconductance Amplifier) OTA which outputs a difference between the bias voltage coupling _(Rx _{_} V _Bias) and the reference voltage (V _REF) input from the first multiplexer to the current value (160); And a touch judging unit 190 for changing the amount of change of the output current I _OUT of the OTA to a pulse and counting the number of pulses to judge whether or not the touch is to be performed.

정전용량 터치센서의 터치인식방식은, i) 정전용량 센싱 회로에 연결된 각각의 독립적인 전극층의 변화를 모니터링하는 셀프 캐패시턴스(self capacitance) 방식과, ii) 전류를 전달하는 드라이빙 라인과 각 교차점에서 전류를 감지하는 센싱라인으로 구성되는 센서 그리드(sensor grid)를 이용하여 전하량의 변화와 위치를 감지하는 뮤추얼 커패시턴스(mutual capacitance) 방식으로 구분되는데, 본 발명은 셀프 캐패시턴스(self capacitance) 방식에 관한 것이다.The touch recognition method of the capacitive touch sensor includes: i) a self capacitance method for monitoring the change of each independent electrode layer connected to the capacitance sensing circuit, ii) a driving capacitance for driving the current, And a sensing line configured to sense a change in the amount of charge and a position of the sensor grid using a sensor grid. The present invention relates to a self-capacitance method.

즉, 상기 터치패턴부(110)는 각각 독립적으로 구획되는 다수의 전극층을 구비하고, 터치발생시 다수의 전극층과 각각 연결되는 다수의 센싱노드(R_X)(102)를 통해 커플링 전압(V_Rx)을 출력하게 된다.That is, the touch pattern unit 110 includes a plurality of electrode layers that are independently partitioned, and a coupling voltage (V _Rx ) is applied to the touch pattern unit 110 through a plurality of sensing nodes (R _x ) .

상기 구동 드라이버(101)는 상기 터치 패턴부(110)의 센싱노드(R_X)(102)에 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)를 인가하며, 이 때, 터치 패턴부(110)와의 전하 공유(Charge Sharing)를 위해 상기 센싱노드(R_X)(102)와 구동 드라이버(101) 사이에 제1 커패시터(C_SENSE)(103)가 구비되게 된다.The driving driver 101 is the touch applied to the sensing node, the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) to (R _X) (102) of the pattern part 110, and, at this time, the touch pattern 110 with the charge sharing A first capacitor C _SENSE 103 is provided between the sensing node R _X 102 and the driving driver 101 for charge sharing.

상기 제1 커패시터(C_SENSE)(103)는 터치 패턴부(110)의 패턴 물질 자체의 커패시터인 제2커패시터(C_P)와 전하 공유(Charge Sharing)를 통해 터치/언터치시의 전압의 미세한 변화를 커플링 전압(V_Rx)으로 출력하게 된다.The first capacitor C _SENSE 103 is connected to a second capacitor C _{P which} is a capacitor of the pattern material of the touch pattern unit 110 by charge sharing, And outputs the change as the coupling voltage (V _Rx ).

전술한 바대로, 상기 수학식 2를 참조하면, 터치시의 커플링 전압값은 핑커 커패시터(C_F)의 커패시턴스값에 의해 터치패드부(110)의 커패시턴스값이 증가하게 되어 언터치시의 커플링 전압값 보다 작아지게 되며, 본 발명은 이와 같은 커플링 전압값의 변화를 샘플링하여 종국적으로 터치여부를 판별하게 된다.Referring to Equation (2), the coupling voltage at the time of touch increases as the capacitance value of the touch pad unit 110 increases due to the capacitance value of the finger capacitor C _F , And the ring voltage value is smaller than the ring voltage value. In the present invention, the change of the coupling voltage value is sampled to finally determine whether or not to touch.

상기 바이어스 전압인가부(120)는 전압원과 저항으로 형성될 수 있으며, 상기 커플링 전압(V_Rx)을 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)으로 변환하는 역할을 수행하게 된다. 이 때, 상기 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)은, 커플링 전압(V_Rx) 및 바이어스 전압인가부(120)로부터 입력되는 전류비에 의한 시정수(τ)에 따라 커플링 전압(V_Rx)을 변형시킬 수 있다.The bias voltage applying unit 120 may be formed as a voltage source and the resistor, and performs a role of converting the coupling voltage (V _Rx) to bias the coupling voltage (V _Bias _Rx _{_).} At this time, the bias coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) is, the coupling voltage (V _Rx) and the coupling voltage depending on a time constant by the current ratio (τ) which is input from a bias voltage application unit (120) (V _Rx ) can be modified.

한편, 상기 레퍼런스 전압생성부(130)는 하이 레퍼런스 전압(V_REFH) 및 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 생성하여 제2 멀티플렉서(MUX_A)(140)에 공급한다. 상기 제2 멀티플렉서 (MUX_A)(140)는 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성(Polarity)에 따라 상기 하이 레퍼런스 전압(V_REFH) 또는 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 제 1 멀티플렉서(MUX_B)(150)에 입력한다.The reference voltage generator 130 generates a high reference voltage V _REFH and a low reference voltage V _REFL to the second multiplexer MUX_A 140. The second multiplexer (MUX_A) (140) is a driving pulse signal first multiplexer (MUX_B) to the high reference voltage (V _REFH) or a low reference voltage (V _REFL) in accordance with the polarity (Polarity) of (V _Tx _{_} _Sig) (150).

예를 들면, 상기 제 2 멀티플렉서(MUX_A)(140)는, i) 상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)가 하이(High)일 때, 상기 하이 레퍼런스 전압(V_REFH)을 레퍼런스 전압으로 선택하고, ii) 상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)가 로우(Low)일 때, 상기 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 레퍼런스 전압(V_REF)으로 선택하여 상기 제 1 멀티플렉서 (MUX_B)에 입력할 수 있을 것이다.For example, the second multiplexer (MUX_A) (140) are, i) and selecting the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is high (High) one time, the high reference voltage (V _REFH) with the reference voltage , ii) the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) to the time at the low (low), selecting the low reference voltage (V _REFL) to the reference voltage (V _REF) to be input to the first multiplexer (MUX_B) There will be.

따라서, 상기 제 1멀티플렉서(MUX_B)(150)는 상기 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})을 입력받는 동시에 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성(Polarity)에 따라 상기 하이 레퍼런스 전압(V_REFH) 또는 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 교차로 입력받는다고 할 수 있다.Thus, the first multiplexer (MUX_B) (150) is the bias coupling voltage of the high reference voltage (V _REFH) according to the polarity (Polarity) of receiving a (V _{Rx_Bias)} at the same time the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) Or a low reference voltage V _REFL at an intersection.

상기 제 1 멀티플렉서(MUX_B)(150)도 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성에 따라 상기 OTA(160)의 (+) 단자 또는 (-)단자에, 상기 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 또는 레퍼런스 전압(V_REF)을 토글링(Toggling)하여 입력하는 역할을 수행한다.The first multiplexer (MUX_B) (150) also driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) of the (+) terminal or the OTA (160) according to the polarity (-) V The bias coupling voltage to the terminal, _(Rx _{_} _Bias ) or a reference voltage (V _REF ).

예컨대, 상기 제 1 멀티플렉서(MUX_B)(150)는, i) 상기 드라이빙 펄스신호(V_Tx _{_} _Sig)가 하이(High)일 때, 상기 OTA(160)의 (+)단자 및 (-)단자에 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 및 하이 레퍼런스 전압(V_REFH)을 각각 입력하고, ii) 상기 드라이빙 펄스신호(V_Tx _{_} _Sig)가 로우(Low)일 때, 상기 OTA(160)의 (+)단자 및 (-)단자에 로우 레퍼런스 전압(V_REFL) 및 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)을 각각 입력할 수 있을 것이다.For example, the first multiplexer (MUX_B) (150) are, i) (+) terminal and the (in the OTA (160) when the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is high (High) - in) terminal a bias coupling voltage (V _Rx _{_} _bias) and high reference voltage (V _REFH) respectively input a, and ii) the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is at a low (low) one time, the OTA (160) ( +) terminal and the (- will be able to respectively input a) a low reference voltage (V _REFL) and a bias voltage coupling _(Rx _{_} V _bias) to the terminal.

상기 OTA(160)는 제 1멀티플렉서로부터 입력되는 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})과 하이 레퍼런스 전압(V_REFH) 또는 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 비교하여 양자의 차이를 전류값으로 출력하는 역할을 수행한다.The OTA 160 compares the bias coupling voltage V _{Rx_Bias} input from the first multiplexer with the high reference voltage V _REFH or the low reference voltage V _REFL and outputs the difference between the _two voltages as a current value .

이와 같은 OTA의 출력전류(I_OUT)는 터치 판정부(190)에 입력되는데, 터치 판정부(190)는 출력전류(I_OUT)의 변화량을 펄스로 변경하고 이를 카운팅하여 최종적으로 터치/언터치 여부를 판정하게 된다.The output current I _OUT of the OTA is input to the touch determination unit 190. The touch determination unit 190 changes the amount of change of the output current I _OUT to a pulse and counts the change, .

상기 터치판정부(190)는 초기전압(V_INT)인가단(170), 제3커패시터(C_OUT)(171), 제1비교기(180) 및 제2비교기(181)를 포함하여 구성될 수 있다.The touch determination section 190 may be configured to include the initial voltage (V _INT) is stage 170, a third capacitor (C _OUT), (171), the first comparator 180 and second comparator 181 have.

상기 초기전압(V_INT)인가단(170)은 상기 OTA의 출력단과 스위치(Switch)(173)에 의해 개방/단락될 수 있으며, 리셋 신호에 의해 상기 스위치가 개폐되는 구조를 취할 수 있다. 즉, 상기 스위치(173)가 단락되면, 상기 OTA의 출력단에 초기전압(V_INT)이 인가되며, 상기 스위치(173)가 개방되면, 상기 출력전류와 상기 제 3 커패시터(C_OUT)(171)에 의해 OTA 출력단 전압(V_OUT)이 변화하여, 상기 제 1비교기(180) 및 제 2비교기(181)에 입력되게 된다.The initial voltage (V _INT ) applying terminal 170 may be opened / short-circuited by an output terminal of the OTA and a switch 173, and the switch may be opened / closed by a reset signal. That is, when the switch 173 is short-circuited, the initial voltage V _INT is applied to the output terminal of the OTA. When the switch 173 is opened, the output current and the third capacitor (C _OUT ) The OTA output voltage V _OUT is changed by the first comparator 180 and the second comparator 181.

또한, 상기 제3커패시터(C_OUT)(171)는 리셋 신호가 하이(High)가 되면, 상기 스위치(173)에 의해 초기전압인가단(170)과 개방(open)되어, 상기 OTA의 출력전류(I_OUT)에 상응하는 전하를 충전 또는 방전하여 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 변화시키는 역할을 수행한다.When the reset signal is high, the third capacitor (C _OUT ) 171 is opened by the switch 173 to the initial voltage applying stage 170, and the output current of the OTA and a charge corresponding to (I _OUT) and charged or discharged and performs a role of changing the OTA output voltage (V _OUT).

후술하겠지만, 본 발명에서는 i) 언터치 상태에서 상기 출력전류(I_OUT)값이 (+)값과 (-)값을 반복적으로 갖게 되어, 상기 제3커패시터(C_OUT)(171)는 충전과 방전을 반복하게 되므로 상기 OTA 출력단 전압 (V_OUT)이 증가하다가 감소하므로 종국적으로는 일정하게 유지되는 반면, ii) 터치 상태에서 상기 출력전류(I_OUT)값은 항상 (-)의 값을 갖기 때문에 상기 제3커패시터(C_OUT)(171)는 방전만을 반복하게 되므로, 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화가 (-)값으로 누적되어 나타나게 된다.As described later, in the present invention, i) the output current I _OUT has a positive value and a negative value repeatedly in an untouched state, and the third capacitor C _OUT 171 has a charge The OTA output voltage V _OUT increases and then decreases as the discharge is repeated. Therefore, the output current I _OUT is constantly maintained at a constant value, Since the third capacitor (C _OUT ) 171 repeats only the discharge, the change of the OTA output terminal voltage (V _OUT ) accumulates as a negative value.

따라서, 본 발명은 1 프레임(Frame)의 센싱구간의 시작점과 종료점에서 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)이 변화없이 일정하게 유지될 때 언터치(Untouch)로 판정하게 되고, 1 프레임(Frame)의 센싱구간 동안 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화가 음(陰)의 값을 가질 때 터치(Touch)로 판정하게 된다.Therefore, the present invention determines Untouch when the OTA output voltage (V _OUT ) is kept constant at a start point and an end point of a sensing period of one frame, When the change of the OTA output terminal voltage (V _OUT ) during the sensing period has a negative value, it is judged as a touch.

상기 제 1비교기(180)는, 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 정입력으로 받고, 업-레퍼런스 전압(V_UP)을 부입력으로 받아 포지티브 펄스폭 변조신호(PWM_POS)를 출력하고, 상기 제2비교기(181)는, 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 부입력으로 받고, 다운-레퍼런스 전압(V_DN)을 정입력으로 받아 네가티브 펄스폭 변조신호(PWM_NEG)를 출력하는 역할을 수행한다.The first comparator 180 receives the OTA output voltage V _OUT as a positive input, receives the up-reference voltage V _UP as a negative input, outputs a positive pulse width modulation signal PWM_POS, 2 comparator 181 receives the OTA output voltage V _OUT as a negative input and receives the down-reference voltage V _DN as a positive input to output a negative pulse width modulation signal PWM_NEG.

여기서, 상기 업-레퍼런스 전압(V_UP)은 시간의 증가에 따라 감소하게 하고, 상기 다운-레퍼런스 전압(V_DN)은 시간의 증가에 따라 증가하게 하여, 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)이 1프레임(Frame)의 센싱구간 내에서 적어도 한 번은 업-레퍼런스 전압(V_UP) 또는 다운-레퍼런스 전압(V_DN)과 동일해 지도록 하는 것이 바람직하다.Here, the up-reference voltage V _UP decreases with an increase in time, and the down-reference voltage V _DN increases with time, so that the OTA output voltage V _OUT becomes 1 It is preferable that at least one time in the sensing period of the frame is equal to the up-reference voltage V _UP or the down-reference voltage V _DN .

이는 터치시의 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화곡선이 상기 업-레퍼런스 전압(V_UP)의 변화곡선 또는 다운-레퍼런스 전압(V_DN)의 변화곡선과 교차하도록 형성하여, 미세한 터치에도 펄스폭 변조신호를 얻기 위함이다.This is because the change curve of the OTA output terminal voltage (V _OUT ) at the time of touching is formed so as to cross the change curve of the up-reference voltage (V _UP ) or the down-reference voltage (V _DN ) To obtain a modulation signal.

이와 같이 제 1비교기(180) 및 제2비교기(181)에 OTA 출력단 전압(V_OUT)과 업-레퍼런스 전압(V_UP) 및 다운-레퍼런스 전압(V_DN)을 입력하여 포지티브 펄스폭 변조신호(PWM_POS) 또는 네가티브 펄스폭 변조신호(PWM_NEG)가 출력되면, 소정의 카운터(미도시)가 펄스폭 변조신호의 폭을 카운팅하여 기준값보다 낮아졌을 때 터치로 판정하게 된다.The OTA output voltage V _OUT and the up-reference voltage V _UP and the down-reference voltage V _DN are input to the first comparator 180 and the second comparator 181, PWM_POS) or the negative pulse width modulation signal PWM_NEG is outputted, a predetermined counter (not shown) counts the width of the pulse width modulation signal and judges by touch when the pulse width modulation signal becomes lower than the reference value.

즉, 상기 터치판정부(190)는 터치 또는 언터치시의 출력전류(I_OUT )의 변화량을 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화에 대한 펄스로 변경하고 그 폭을 카운팅하여 터치여부를 판정하게 된다고 할 수 있다.That is, the touch determination unit 190 determines whether the output current I _OUT ) Is changed to a pulse for a change in the OTA output voltage (V _OUT ), and the width is counted to judge whether or not the touch is made.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)가 커플링 전압(V_Rx) 및 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)으로 단계적으로 변화되는 모습을 나타낸 예시도이다.Figure 3 is an exemplary view showing a state that the driving pulse signal is changed in a stepwise manner by (V _Tx _{_} _Sig) is the coupling voltage (V _Rx) and bias the coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) in accordance with one embodiment of the present invention .

도 3의 (a)는 구동 드라이버(101)에서 생성되어 센싱노드(Rx)로 인가되는 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)를 도시하고 있는데, 이 때, 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 크기가 V_AMP 로 나타나게 된다.Of Figure 3 (a) is there and is generated by the drive driver 101 shows a driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is applied to the sensing node (Rx), this time, of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) The size will appear as V _AMP .

도 3의 (b)는 커플링 전압(V_Rx) 신호를 도시하고 있는데, 터치패드부(110)의 패턴 커패시터인 제2커패시터(C_P)(104) 및 제1커패시터(C_SENSE)(103)에 의해 커플링 전압(V_Rx)이 결정되게 된다.3 (b) shows a coupling voltage (V _Rx ) signal. The second capacitor C _p 104 and the first capacitor C _SENSE 103, which are pattern capacitors of the touch pad unit 110, The coupling voltage V _Rx is determined.

여기서 터치시의 커플링 전압(V_Rx)은 핑커 커패시터(C_F)의 커패시턴스값에 의해 터치패드부(110)의 전체 커패시턴스값이 증가하게 되므로, 상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 크기(V_AMP)와 제1커패시터(C_SENSE)(103)의 커패시턴스값을 함께 고려하면, 즉 전압분배 법칙에 의하면, 터치가 일어나지 않을 때에 비해 약 10-20mV 가량 낮은 크기를 갖게 된다.The coupling voltage (V _Rx) at the time of touch is so that the overall capacitance value increases in Pinker capacitor (C _F), the touch pad 110 by the capacitance value of the amplitude of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) Considering the capacitance values of the first capacitor (V _AMP ) and the first capacitor (C _SENSE ) 103 together, that is, according to the voltage distribution law, the capacitance is about 10-20 mV lower than when no touch occurs.

도 3의 (c)는 상기 커플링 전압(V_Rx)에 바이어스를 인가하여 생성된 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)신호를 도시하고 있는데, 센싱노드(Rx)로부터 출력되는 커플링 전압(V_Rx)과 바이어스 전압인가단(120)으로부터 유입되는 전류의 비인 시정수(τ)를 이용하여 커플링 전압(V_Rx)을 변형시킨 모습을 나타내고 있다. 상기 시정수(τ)는 RC의 값을 갖는데, 여기서 R은 상기 바이어스전압인가단(120)의 저항이고, C는 제 2커패시터(C_P)이다.Of Figure 3 (c) is the coupling voltage there is shown the coupling voltage (V _Rx) biased coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) signal generated by applying a bias to the output from the sensing node (Rx) ( applying the bias voltage V _Rx) using the number of the time constant of the current ratio (τ) to be introduced from the end (120) shows the state in which deformation the coupling voltage (V _Rx). The time constant? Has a value of RC, where R is the resistance of the bias voltage applying stage 120 and C is the second capacitor (C _P ).

이와 같은 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 신호는 소정의 신호처리과정을 거쳐서 최종적으로 터치유무를 판단하는데 이용되게 된다.Such a bias voltage coupling _(Rx _{_} V _Bias) signal is to be used to determine whether or not a final touch through a predetermined signal processing.

도 4 는 발명의 일실시예에 따른 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)에 따라 제 1멀티플렉서에 입력되는 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 및 레퍼런스 전압(V_REF)을 나타낸 예시도이다.Figure 4 shows an example of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) bias the coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) and the reference voltage (V _REF) input to the first multiplexer in accordance with in accordance with one embodiment of the invention.

본 발명의 제 1멀티플렉서(MUX_A)(140)는 구동 드라이버(101)와 연결되어 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성(Polarity)을 실시간으로 감지하며, 상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성(Polarity)에 상응하여 레퍼런스 전압(V_REF)을 제 2멀티플렉서(MUX_B)(150)로 입력하게 된다.A first multiplexer (MUX_A) of the present invention 140 is driven driver 101 is connected to the driving pulse signal, and real-time detects the polarity (Polarity) of (V _Tx _{_} _Sig), the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig The reference voltage V _REF is input to the second multiplexer MUX_B 150 in accordance with the polarity of the reference voltage V _REF .

예컨대, 제 1멀티플렉서(MUX_A)(140)는, i) 상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)가 하이(High)일 때 하이 레퍼런스 전압(V_REFH)을 출력하고, ii) 상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)가 로우 (Low)일 때는 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 출력하여 상기 제 2멀티플렉서(MUX_B)(150)에 입력할 수 있다.For example, the first multiplexer (MUX_A) (140) are, i) the driving pulse signal, the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is high (High) outputs a high reference voltage (V _REFH) when, and ii) ( V _Tx _{_} _Sig) to the can when the low (low) outputs a low reference voltage (V _REFL) to the input to the second multiplexer (MUX_B) (150).

이는 언터치 상태에서 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 한 주기동안OTA 출력단 전압(V_OUT)에 변화가 없게 하여, 보다 효율적으로 터치를 판단할 수 있게 하기 위함이다.This frozen state to the touch is not a periodic change in the OTA output voltage (V _OUT) for the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig), it is to be able to determine the touch better.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)에 따라 제 1멀티플렉서에서 출력되는 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 및 레퍼런스 전압(V_REF)을 나타낸 예시도이다.Figure 5 shows an example of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) bias the coupling voltage outputted from the first multiplexer (V _Rx _{_} _Bias) and the reference voltage (V _REF) in accordance with in accordance with one embodiment of the present invention .

상기 제 1 멀티플렉서(MUX_B)(150)는 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성에 따라 상기 OTA(160)의 (+) 단자 또는 (-)단자에, 상기 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 또는 레퍼런스 전압(V_REF)을 토글링(Toggling)하여 입력한다. 여기서 상기 레퍼런스 전압(V_REF)은 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성에 따라 제 2멀티플렉서(MUX_A)로부터 입력된 하이 레퍼런스 전압(V_REFH) 또는 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)이다.The first multiplexer (MUX_B) (150) is a driving pulse signal (+) terminal or the OTA (160) according to the polarity of the (V _Tx _{_} _Sig) (-) V The bias coupling voltage to the terminal, _(Rx _{_} _Bias ) or a reference voltage (V _REF ) by Toggling. Wherein the reference voltage (V _REF) is a pulse signal driving the second multiplexer the high reference voltage (V _REFH) or a low reference voltage (V _REFL) received from the (MUX_A) according to the polarity of the _(Tx _{_} V _Sig).

상기 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) /레퍼런스 전압(V_REF)은 하기의 표 1의 내용과 같이 토글링(Toggling)되어 입력될 수 있다.The bias is the coupling voltage (V _Bias _Rx _{_)} / reference voltage (V _REF) is toggled (Toggling) as to the contents of Table 1 below it may be input.

즉, 위의 표 1의 내용을 참조하면, 제 1 멀티플렉서(MUX_B)(150)는, 드라이빙 펄스신호(V_Tx _{_} _Sig)가 하이(High)일 때, OTA(160)의 (+)단자에 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})을 입력하게 되고, OTA(160)의 (-)단자에 하이 레퍼런스 전압(V_REFH)을 입력하게 된다.That is, the positive terminal of the reference to Table 1 above, the first multiplexer when the (MUX_B) (150), the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is high (High), OTA (160) The bias coupling voltage V _{Rx_Bias} is inputted and the high reference voltage V _REFH is input to the (-) terminal of the OTA 160.

이와 반대로, 상기 제 1 멀티플렉서(MUX_B)(150)는, 드라이빙 펄스신호(V_Tx _{_} _Sig)가 로우(Low)일 때, 상기 OTA(160)의 (+)단자에 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 입력하고, OTA(160)의 (-)단자에 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)을 입력하게 된다.On the other hand, the first multiplexer (MUX_B) (150), the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is at a low (Low) one time, (+) low reference voltage (V _REFL) to the terminal of the OTA (160) the input, the OTA (160) - is input to bias the coupling voltage (V _bias _Rx _{_)} to the terminal ().

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 또는 언터치에 따라 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)과 레퍼런스 전압(V_REF)간 차이에 의한 출력전류(I_OUT)의 생성곡선을 나타낸 예시도이다.Figure 6 is an example illustrating the generation curve of the bias coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) and the output current (I _OUT) by the difference between the reference voltage (V _REF) in accordance with the touch or un-touch according to one embodiment of the present invention .

상기 제 1 멀티플렉서(MUX_B)(150)로부터 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 및 레퍼런스 전압(V_REF)을 입력받은 OTA(160)는 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)과 레퍼런스 전압(V_REF)의 차이를 전류로 출력하게 되는데, 출력전류(I_OUT)는 하기의 수학식 3에 비례하여 산출되게 된다.The first multiplexer (MUX_B) bias the coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) and reference OTA (160) the input voltage (V _REF) is biased coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) and the reference voltage from 150 ( V _REF ) is outputted as a current, and the output current I _OUT is calculated in proportion to the following equation (3).

여기서 상기 Gm은 OTA(160)의 이득값이고, 상기 R_CPL은 터치패드부(110)의 커플링 비율이다.Here, Gm is a gain of the OTA 160, and R _CPL is a coupling ratio of the touch pad unit 110.

즉, 상기 출력전류(I_OUT)는 OTA의 이득값(Gain Value)이 크거나, 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 크기가 클수록 증가하며, 또한 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)과 레퍼런스 전압(V_REF)의 차이가 클수록 증가하게 된다.That is, the output current (I _OUT) is increases the gain of the OTA (Gain Value) is large or the larger the size of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig), also bias the coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) and The larger the difference of the reference voltage V _REF is, the larger the difference is.

도 6을 참조하면, 언터치시에는 제 1상(phase 1)구간에서는 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})값이 하이 레퍼런스 전압(V_REFH)값보다 커서 그 차이만큼 (+)전류가 출력되고, 제 2상(phase 2)구간에서는 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})값이 하이 레퍼런스 전압(V_REFH)값보다 작아서 그 차이만큼 (-)전류가 OTA(160)로부터 출력되게 된다.6, unloading when touched, the first phase (phase 1) period, bias the coupling voltage (V _{Rx_Bias)} value to the high reference voltage (V _REFH) than the cursor as much (+) current difference are output, In the second phase, the bias coupling voltage V _{Rx_Bias} is smaller than the high reference voltage V _REFH , so that a _negative current is output from the OTA 160.

또한, 언터치시에는 제3상(phase 3)구간에서는 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})값이 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)값보다 작아서 그 차이만큼 (+)전류가 출력되고, 제4상(phase 4)구간에서는 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})값이 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)값보다 커서 그 차이만큼 (-)전류가 OTA로부터 출력되게 된다.During the _{untouched state} , the value of the bias coupling voltage V _{Rx_Bias} is smaller than the value of the low reference voltage V _REFL during the third phase so that a positive current is outputted as the difference, phase 4) period, the bias voltage coupling (V _{Rx_Bias)} value is greater than the value of the low reference voltage (V _REFL) by the difference between the (-) current is output from the OTA.

이와 같이 본 발명은 언터치 상태에서는 OTA(160)를 통해 출력되는 (+)전류값과 (-)전류값이 서로 상쇄되므로, 출력전류(I_OUT)을 변환한 OTA 출력단 전압(V_OUT)은 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 반주기 또는 한주기의 시작점과 종료점에서 일정하게 유지된다.As described above, since the (+) current value and the (-) current value outputted through the OTA 160 cancel each other in the untouched state, the OTA output voltage V _OUT converted from the output current I _OUT is It is held constant at the starting point and end point of one period or a half period of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig).

한편, 터치시에는 언터치 상태에 비해 제1커패시터(C_M)(103)의 커패시턴스값이 낮아지므로, 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})값이 언터치 상태에 비해 작아진다.On the other hand, since the capacitance value of the first capacitor (C _M ) 103 is lower than that in the _untouched state during the touch, the value of the bias coupling voltage (V _{Rx_Bias} ) becomes smaller than that in the _untouched state.

즉, 터치시에 제1상(phase 1)구간에서는 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})값이 하이 레퍼런스 전압(V_REFH)값보다 작아서 그 차이만큼 (-)전류가 출력되고, 제2상(phase 2)구간에서도 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})값이 하이 레퍼런스 전압(V_REFH)값보다 작아서 그 차이만큼 (-)전류가 OTA(160)로부터 출력되게 된다.That is, the value of the bias coupling voltage V _{Rx_Bias} is smaller than the high reference voltage V _REFH in the first phase during the touch operation, 2), the bias coupling voltage V _{Rx_Bias} is smaller than the high reference voltage V _REFH , so that a (-) current is outputted from the OTA 160 as much as the difference.

또한, 터치시에 제3상(phase 3)구간에서 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})값이 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)값보다 작아서 그 차이만큼 (-)전류가 출력되고, 제4상(phase 2)구간에서도 바이어스 커플링 전압(V_{Rx_Bias})값이 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)값보다 작아서 그 차이만큼 (-)전류가 OTA(160)로부터 출력되게 된다.In addition, the bias coupling voltage V _{Rx_Bias} is smaller than the low reference voltage V _REFL in the third phase during the touch operation, so that a _negative (-) current is output as the difference, and the fourth phase 2, the bias coupling voltage V _{Rx_Bias} is smaller than the low reference voltage V _REFL , so that a _negative (-) current is output from the OTA 160.

따라서, 본 발명은 터치 상태에서는 OTA(160)를 통해 출력되는 출력전류(I_OUT)값이 항상 (-)값을 가지므로, 출력전류(I_OUT)을 변환한 OTA 출력단 전압(V_OUT)은 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 주기가 반복될수록 감소함을 알 수 있다.Therefore, in the present invention, since the output current I _OUT output through the OTA 160 always has a negative value, the OTA output voltage V _{OUT obtained} by converting the output current I _OUT is it can be seen that the period is decreased the more repetition of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig).

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 또는 언터치에 따라 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 한 주기 당 출력전류(I_OUT)의 변화에 상응하는 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화를 나타낸 예시도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 또는 언터치에 따라 1프레임의 센싱구간 당 출력전류(I_OUT)의 변화에 상응하는 OTA 출력단 전압 (V_OUT)의 변화를 나타낸 예시도이다.7 is a variation of the OTA output voltage (V _OUT) corresponding to the change of the driving pulse signal output current per cycle (I _OUT) of (V _Tx _{_} _Sig) according to a touch or un-touch according to one embodiment of the present invention FIG. 8 is a _graph illustrating a change in the OTA output voltage V _OUT corresponding to a change in the output current I _OUT per sensing period of one frame according to the touch or untouch according to an embodiment of the present invention. Fig.

터치판정부(190)의 OTA 출력단은 리셋신호가 로우(low)로 뜰 경우 스위치(173)가 단락되어 초기전압(V_INT)으로 리셋되다가, 리셋신호가 하이(High)로 뜰 경우 스위치(173)가 개방되어 출력전류(I_OUT) 에 의해 변화된 OTA 출력단 전압(V_OUT)(172)이 제1비교기(180)의 (+)단자 및 제2비교기(181)의 (-)단자에 입력되어 펄스폭 변조신호로 전환되게 된다.The OTA output terminal of the touch determination unit 190 is reset to the initial voltage V _INT when the reset signal is low and the switch 173 is short-circuited. When the reset signal is high, OTA output terminal voltage V _OUT 172 changed by the output current I _OUT is input to the (+) terminal of the first comparator 180 and the (-) terminal of the second comparator 181 Pulse width modulation signal.

여기서 상기 리셋신호는 사용자가 설정한 1프레임의 센싱구간이라고 할 수 있으며, 상기 1프레임의 센싱구간은 사용자가 설정하는 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 복수의 주기가 합친 구간이라고 할 수 있다. 즉, 상기 1프레임의 센싱구간은 발명의 필요에 따라 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 주기를 중첩하여 형성할 수 있다.Here, the reset signal may be a sensing period of one frame set by the user, and the sensing period of the one frame may be a period in which a plurality of periods of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig ) set by the user are combined . That is, the sensing period of the one frame can be formed by overlapping the period of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) according to the needs of the invention.

도 7을 참조하면, 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 한 주기동안 출력되는 출력전류(I_OUT) 및 OTA 출력단 전압 (V_OUT)의 변화를 나타낸 모습을 도시하고 있다.Referring to Figure 7, there is shown a state showing a change of the driving pulse signal output current (I _OUT) and the OTA output voltage (V _OUT) is output for a period of (V _Sig _{_} _Tx).

터치패드부가 언터치 상태에 있을 때에는, 제1,2상(phase 1,2) 구간과 제3,4상(phase 3,4)구간에서 OTA(160)를 통해 출력되는 (+)전류값과 (-)전류값이 서로 상쇄되어 이를 반영한OTA 출력단 전압(V_OUT)은 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 한 주기의 시작점과 끝점에게 동일하게 유지된다.When the touch pad unit is in the untouched state, the (+) current value output through the OTA 160 in the first and second phases (phase 1, 2) and the third and fourth phases (phase 3, 4) (-) current values are canceled each other and the OTA output voltage V _OUT reflecting the same is maintained at the start point and the end point of one cycle of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig ).

즉, 언터치시에 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 기울기는 제 1상 구간에서 증가하다가 다시 제 2상 구간에서 감소하여 결국 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 한 주기가 끝나면, 그 OTA 출력단 전압(V_OUT)은 제 1상구간의 시작점과 제2상구간의 종료점에서 거의 동일해짐을 확인할 수 있다.That is, the unloading slope of the OTA output voltage (V _OUT) at the time of touch is reduced in the first phase while increasing the interval back to a second phase period eventually the end of one period of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig), the OTA It can be seen that the output terminal voltage V _OUT becomes almost the same at the start point of the first phase section and at the end point of the second phase section.

이에 비해 터치시에는 출력전류(I_OUT)가 (-)전류값만 갖기 때문에 OTA 출력단 전압(V_OUT) 도 (-) 방향으로의 변화만을 가지게 되며, 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 주기가 반복될수록 OTA 출력단 전압(V_OUT)은 계속적으로 감소하게 된다.In comparison, when the touch output current (I _OUT), the period of, and have only change in the direction, the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) (- -), since it has only a current value OTA output voltage (V _OUT) is also () The OTA output voltage (V _OUT ) is continuously decreased.

즉, 터치시에 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)은 제1-4상 구간에서 계속적으로 감소하여, 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 한 주기가 끝나면 '반 주기동안 OTA 출력단 전압(V_OUT)값의 변화량(ΔV_OUT)'의 2배만큼 감소함을 확인할 수 있다.In other words, the OTA output voltage during the touch (V _OUT) is first reduced to 1-4 in the region continuously, the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is the end of one period, half period OTA output voltage (V _OUT for the ) Value change amount (? V _OUT ) '.

도 8을 참조하면, 다수의 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 주기가 중첩되어 형성되는 1프레임의 센싱구간동안 출력되는 출력전류(I_OUT) 및 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화를 나타낸 모습을 도시하고 있다.8, showing a plurality of change of the driving pulse signal output current to be output for a sensing period of the frame that is the period overlaps the formation of _{_{_{(V Tx _ Sig) (I}}} OUT) and the OTA output voltage (V _OUT) FIG.

언터치 상태에서는 출력전류(I_OUT) 가 (+)전류값과 (-)전류값을 반복하여 나타내기 때문에 제 3커패시터(C_OUT)가 충전과 방전을 반복하므로 OTA 출력단 전압(V_OUT) 또한 증가와 감소를 반복하게 되며, 1프레임의 센싱구간의 시작점과 종료점에서 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화는 거의 없다고 볼 수 있다.Unloading the touch state, the output current (I _OUT) is (+) current and (-) because it represents by repeating the current third capacitor (C _OUT) is therefore repeated charging and discharging OTA output voltage (V _OUT) also It can be seen that there is almost no change in the OTA output voltage (V _OUT ) at the start point and the end point of the sensing period of one frame.

이에 비해 터치시에는 OTA(160)의 출력단자에서 (-)전류만이 출력되므로 제 3커패시터(C_OUT)가 방전(discharge)만을 수행하므로, OTA 출력단 전압(V_OUT)은 계속적으로 감소하게 된다.In contrast, since only the (-) current is outputted from the output terminal of the OTA 160 during the touch operation, the third capacitor C _OUT only discharges, so that the OTA output terminal voltage V _OUT continuously decreases .

여기서, 터치에 따른 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 한 주기당 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화량은 '반 주기동안 OTA 출력단 전압(V_OUT)값의 변화량(ΔV_OUT)'의 2배인 '2 ·ΔV_OUT'임을 확인할 수 있다.Here, the amount of change of the OTA output terminal voltage V _OUT per cycle of the driving-related pulse signal V _Tx _{_} _Sig according to the touch is twice the amount of change (V _OUT ) of the OTA output terminal voltage V _OUT during the half period 2 & circ & V _OUT ".

위와 같이 본 발명에서는 터치 인식시스템의 동작이 반복될수록 OTA 출력단 전압 (V_OUT)의 누적 변화량이 증가하여 터치여부의 판정이 보다 더 용이해지는 장점이 있다. 참고로, 본 발명에서 한 프레임 동안 반복적으로 수행하는 동작 횟수는 시스템의 동작속도와 클럭 주파수에 의해 결정될 수 있을 것이다.As described above, according to the present invention, the cumulative amount of change in the OTA output voltage V _OUT increases as the operation of the touch recognition system is repeated, thereby making it easier to determine whether or not the touch is recognized. For reference, the number of operations repeatedly performed during one frame in the present invention may be determined by the operation speed and the clock frequency of the system.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 터치 또는 언터치에 따른 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화에 상응하는 펄스폭 변조신호의 카운팅 값을 나타낸 예시도이다.9 is a diagram illustrating a count value of a pulse width modulation signal corresponding to a change in the OTA output voltage V _OUT according to an embodiment of the present invention.

위에서 설명한 바대로, 언터치 상태에서는 제 3커패시터(C_OUT)가 충전과 방전을 반복하므로 OTA 출력단 전압(V_OUT)은 일정하게 유지되며, 이에 비해 터치 상태에서는 제 3커패시터(C_OUT)가 방전만을 반복하여 수행하므로 OTA 출력단 전압(V_OUT)은 감소하게 된다.As described above, in the untouched state, the OTA output terminal voltage V _OUT is kept constant because the third capacitor C _OUT repeats charging and discharging. In contrast, in the touch state, the third capacitor C _OUT is discharged So that the OTA output voltage (V _OUT ) is reduced.

한편, 본 발명에서는 터치여부의 최종적인 판정을 위해 터치/언터치 상태의 OTA 출력단 전압(V_OUT)과, 업-레퍼런스 전압(V_UP) 또는 다운-레퍼런스 전압(V_DN)을 비교하여 포지티브 펄스폭 변조신호(PWM_POS) 또는 네가티브 펄스폭 변조신호(PWM_NEG)를 생성하게 된다.In the present invention, the OTA output terminal voltage (V _OUT ) in the touch / untouch state is compared with the up-reference voltage (V _UP ) or the down-reference voltage (V _DN ) Width modulation signal PWM_POS or negative pulse width modulation signal PWM_NEG.

도 9를 참조하면, 언터치시의 OTA 출력단 전압(V_OUT)은 변화없이 일정하게 유지됨을 확인할 수 있으며, 터치시의 OTA 출력단 전압(V_OUT)은 1프레임의 센싱구간동안 지속적으로 감소하다가 그라운드(Ground)가 되면 일정하게 유지되며, 리셋신호가 로우(Low)가 되면 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)은 초기전압(V_INT)과 단락되기 때문에 그 전압값이 다시 급격히 증가하게 됨을 확인할 수 있다.9, the language OTA output voltage (V _OUT) at the time of touch is to check maintained constant without change, OTA output voltage (V _OUT) at the time of touch is while continuously decreased during the sensing period of the first frame ground The voltage of the OTA output terminal V _OUT is short-circuited to the initial voltage V _INT when the reset signal is low, so that the voltage value is rapidly increased again .

여기서, 터치시의 OTA 출력단 전압(V_OUT) 곡선과, 업-레퍼런스 전압(V_UP)곡선 또는 다운-레퍼런스 전압(V_DN) 곡선의 교점(191,192) 사이의 구간을 터치상태로 판정하게 되는데, 종국적으로는 출력된 펄스폭 변조신호(PWM_POS, PWM_NEG) 중 펄스가 튀는 구간을 카운팅해서 그 값이 기준값보다 낮을 경우로 터치로 판정하게 된다. 도 9에서는 소정의 카운터가 네가티브 펄스폭 변조신호(PWM_NEG)를 카운팅하여 기준값보다 낮은 구간을 터치가 발생한 카운팅값의 구간(NEG_DATA)(193)으로 판정하게 된다.Here, the touch state is determined as the interval between the OTA output terminal voltage (V _OUT ) curve at the time of touch and the intersection points 191 and 192 between the up-reference voltage (V _UP ) curve and the down-reference voltage (V _DN ) Eventually, the output pulse width modulation signals PWM_POS and PWM_NEG are counted in a period in which the pulse bounces, and when the value is lower than the reference value, it is judged as a touch. In FIG. 9, the predetermined counter counts the negative pulse width modulation signal PWM_NEG and determines a section lower than the reference value as a section (NEG_DATA) 193 of the count value in which the touch occurs.

언터치 상태에서는 1프레임의 센싱구간동안 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화가 없기 때문에 1프레임이 종료되는 지점에서 OTA 출력단 전압(V_OUT)이 업-레퍼런스 전압(V_UP)과 교차하여 포지티브 펄스폭 변조신호(PWM_POS)가 발생하며, 그 카운팅 값은 0에 가까운 (+)값을 갖는다.In the untouched state, since there is no change in the OTA output voltage V _OUT during the sensing period of one frame, the OTA output voltage V _OUT crosses the up-reference voltage V _UP at the end of one frame, Width modulation signal PWM_POS is generated, and the counted value has a positive value close to zero.

이에 비해 터치 상태에서는 OTA 출력단 전압(V_OUT)이 다운-레퍼런스 전압(V_DN)과 교차하여 네가티브 펄스폭 변조신호(PWM_NEG)가 발생되는데, 그 카운팅 값은 (-) 값을 갖게 된다. 이와 같이 계산된 카운팅 값으로부터 터치/언터치 여부를 판단하게 되며, 예컨대 소정의 기준값(예; 0)을 설정한 후 이보다 낮은 경우 터치로 판단하게 된다.In contrast, in the touch state, the OTA output voltage V _OUT crosses the down-reference voltage V _DN to generate the negative pulse width modulation signal PWM_NEG, which has a negative value. A determination is made as to whether or not the touch / un-touch is determined from the count value thus calculated. For example, a predetermined reference value (e.g., 0) is set.

참고로, 본 발명은 시스템 동작 중에 반드시 포지티브 펄스폭 변조신호(PWM_POS) 또는 네가티브 펄스폭 변조신호(PWM_NEG) 중 어느 하나가 발생되도록 하기 위해 상기 업-레퍼런스 전압(V_UP) 곡선 및 다운-레퍼런스 전압(V_DN) 곡선은 언터치시의 초기전압(V_INT)으로 포커싱되도록 설계하는 것이 바람직할 것이다.The reference voltage (V _UP ) curve and the down-reference voltage (PWM_POS) are set so that any one of the positive pulse width modulation signal (PWM_POS) or the negative pulse width modulation signal ( _V.sub.DN ) curve is preferably designed to be focused to the initial voltage ( _V.sub.INT ) upon untouched.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 터치 인식방법의 순서도이다.10 is a flowchart of a touch recognition method according to an embodiment of the present invention.

먼저 구동 드라이버가 터치 패턴부의 센싱노드(R_X)에 드라이빙 펄스신호(V_Tx _{_} _Sig)를 인가하는 단계를 거친다(S11).First subjected to the step of driving the driver is a driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) to the touch sensing nodes pattern portion (R _X) (S11).

상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)는 소정의 전압 크기(V_AMP)를 가지며, 터치 발생시 커플링 현상에 의해 커플링 전압(V_Rx)으로 출력되게 된다.The driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) has a predetermined voltage level (V _AMP), is output to the coupling voltage (V _Rx) by the touch event of the coupling phenomenon.

이어서, 바이어스 전압인가부에 의해 터치패턴부의 센싱노드(R_X)에 소정의 바이어스 전압을 인가하는 단계를 거치는데(S12), 상기 커플링 전압(V_Rx)은 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)으로 변환된다.Then, the bias voltage applying unit to the (S12) go through the step of applying a predetermined bias voltage to a sensing node (R _X) parts of the touch pattern by the coupling voltage (V _Rx) is biased coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias ).

이후, 제 1멀티플렉서(MUX_B)가 상기 바이어스 전압이 인가된 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)과 레퍼런스 전압(V_REF)을 입력받는 단계를 거치게 된다(S13).Then, the first multiplexer (MUX_B) is the bias voltage is subjected to the applied bias voltage coupling _(Rx _{_} V _Bias) and the step of receiving a reference voltage (V _REF) (S13).

상기 제 1멀티플렉서(MUX_B)가 레퍼런스 전압(V_REF)을 입력받는 것은, 레퍼런스 전압생성부가 하이 레퍼런스 전압(V_REFH) 및 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 생성하여 제2 멀티플렉서(MUX_A)에 입력한 후, 상기 제2 멀티플렉서(MUX_A)가 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성(Polarity)에 따라 하이 레퍼런스 전압(V_REFH) 또는 로우 레퍼런스 전압(V_REFL)을 제 1 멀티플렉서 (MUX_B)에 입력하는 과정일 수 있다.The first multiplexer MUX_B receives the reference voltage V _{REF when the} reference voltage generator generates and _{outputs the} high reference voltage V _REFH and the low reference voltage V _REFL to the second multiplexer MUX_A after that, the second multiplexer (MUX_A) inputs a driving pulse signal is the high reference voltage (V _REFH) or a low reference voltage (V _REFL) in accordance with the polarity (polarity) of (V _Tx _{_} _Sig) to the first multiplexer (MUX_B) .

이후, OTA에서 상기 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias)과 레퍼런스 전압(V_REF)을 입력받아, 양자의 차이를 전류값으로 출력하는 단계를 거치게 된다(S14).Then, in the OTA it is subjected to the step of receiving the bias voltage coupling _(Rx _{_} V _Bias) and the reference voltage (V _REF), the output difference of both the current value (S14).

이 때, 상기 제 1 멀티플렉서 (MUX_B)는, 상기 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 극성에 따라 상기 OTA의 (+) 단자 또는 (-)단자에, 상기 바이어스 커플링 전압(V_Rx _{_} _Bias) 또는 레퍼런스 전압(V_REF)을 토글링(Toggling)하여 입력할 수 있으며, 이는 언터치 상태에서 드라이빙 펄스 신호(V_Tx _{_} _Sig)의 한 주기동안 OTA 출력단 전압(V_OUT)의 변화가 발생하지 않게 하여 효율적으로 터치를 판단하기 위함이다.Here, the first multiplexer (MUX_B), the driving pulse signal according to the polarity of the _{_{_{(V Tx _ Sig) (+}}} ) terminal or the OTA (-) to the terminal, the bias coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias ) or a reference voltage (V _REF), and the can type by toggling (toggling), which not a change of the driving pulse signal (V _Tx _{_} OTA output voltage (V _OUT) for a period of _Sig) occurs in the un-touch state So as to judge the touch efficiently.

이어서, 터치판정부에서 상기 OTA의 출력전류(I_OUT)의 변화량을 펄스로 변경하고 이를 카운팅하여 터치여부를 판정하는 단계를 거치게 된다(S15).Then, the touch judging unit changes the amount of change of the output current (I _OUT ) of the OTA to a pulse, counts the pulse, and determines whether or not the touch is judged (S15).

상기 터치 판정단계(S15)는, 먼저 터치판정부에 입력되는 리셋(Reset) 신호가 로우(Low)가 되면, 상기 OTA 출력단과 초기전압인가단을 단락(short)시켜 초기화하는 단계를 거쳐서, 상기 리셋(Reset) 신호가 하이(High)가 되면, 상기 OTA 출력단과 초기전압인가단을 개방(open)시키게 된다.The touch determination step S15 is a step of initializing the OTA output terminal and the initial voltage application terminal by shorting when the reset signal input to the touch determination unit is low first, When the reset signal becomes high, the OTA output terminal and the initial voltage application terminal are opened.

이어서, 제 1비교기에서 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 정입력으로 받고, 제 2비교기에서 상기 OTA 출력단 전압(V_OUT)을 부입력으로 받아 각각 업-레퍼런스 전압(V_UP), 다운-레퍼런스 전압(V_DN)과 비교하여 포지티브 펄스폭 변조신호(PWM_POS) 및 네가티브 펄스폭 변조신호(PWM_NEG)를 출력하게 된다.Then, the first comparator receives the OTA output voltage V _OUT as a positive input, the second comparator receives the OTA output voltage V _OUT as a negative input, and outputs an up-reference voltage V _UP , a down- And outputs the positive pulse width modulation signal PWM_POS and the negative pulse width modulation signal PWM_NEG in comparison with the reference voltage V _DN .

마지막으로 상기 펄스폭 변조신호(PWM_POS,PWM_NEG)를 카운팅하여 그 카운팅값을 소정의 기준값과 비교하여 상기 카운팅값이 기준값(예; 0)보다 낮으면 터치로 판정하게 되고, 상기 카운팅값이 기준값과 비교하여 변화가 없으면 언터치로 판정하게 된다.Finally, the pulse width modulation signals PWM_POS and PWM_NEG are counted, and the counted value is compared with a predetermined reference value. If the counted value is lower than a reference value (e.g., 0), a judgment is made by touch. If there is no change in comparison, it is determined by untouching.

이상 본 발명의 구체적 실시형태와 관련하여 본 발명을 설명하였으나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시형태를 변경 또는 변형할 수 있으며, 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.Although the present invention has been described in connection with the specific embodiments of the present invention, it is to be understood that the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims and their equivalents. Various modifications and variations are possible.

101: 구동 드라이버
102: 센싱노드(R_X)
103: 제1커패시터(C_SENSE)
104: 제2커패시터(C_P)
110: 터치패턴부
120: 바이어스전압인가부
130: 레퍼런스전압생성부
140: 제2멀티플렉서
150: 제 1멀티플렉서
160: OTA
170: 초기전압인가부
171: 제3커패시터(C_OUT)
172: OTA 출력단 전압(V_OUT)
173: 스위치
180: 제1비교기
181: 제2비교기
190: 터치판정부
191: 터치상태의 교점
192: 언터치상태의 교점
193: 터치가 발생한 카운팅값의 구간101: Driving driver
102: sensing node (R _X )
103: a first capacitor (C _SENSE )
104: second capacitor (C _P )
110: Touch pattern part
120: bias voltage applying unit
130: Reference voltage generator
140: second multiplexer
150: first multiplexer
160: OTA
170: initial voltage application unit
171: Third capacitor (C _OUT )
172: OTA output voltage (V _OUT )
173: Switch
180: first comparator
181: second comparator
190: Touch panel section
191: intersection of touch state
192: intersection of untouch state
193: interval of the count value in which the touch occurred

Claims

A touch pattern part for generating a coupling voltage at each independent electrode layer at the time of touch and outputting a coupling voltage V _Rx to a plurality of sensing nodes R _X connected to the electrode layer;
Driving driver for applying a driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) to the sensing node _(X R) the touch pattern portion;
A first capacitor (C _SENSE ) formed between the sensing node (R _X ) of the touch pattern part and the driving driver;
The touch pattern portion sensing node _(X R) by applying a predetermined bias voltage to the coupling voltage (V _Rx) to bias the coupling voltage (V _Bias _Rx _{_)} applying bias voltage to be converted to the unit;
A first multiplexer (MUX_B) receiving the reference voltage (V _REF) and said bias voltage coupling _(Rx _{_} V _Bias) generated from the reference voltage generation section;
(Operational Transconductance Amplifier) OTA which outputs a difference between the bias voltage coupling _(Rx _{_} V _Bias) and the reference voltage (V _REF) input from the first multiplexer to the current value; And
A touch judging unit for changing the amount of change of the output current (I _OUT ) of the OTA to a pulse and counting the change to determine whether or not the touch is made;
The touch recognition system comprising:

The method according to claim 1,
The reference voltage generator generates and _{supplies a} high reference voltage V _REFH and a low reference voltage V _REFL to the second multiplexer MUX_A,
The second multiplexer (MUX_A) is supplied to the high reference voltage (V _REFH) or a low reference voltage (V _REFL) in accordance with the polarity (Polarity) of the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) to the first multiplexer (MUX_B) The touch recognition system comprising:

3. The apparatus of claim 2, wherein the second multiplexer (MUX_A)
When the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is high (High), by selecting the high reference voltage (V _REFH) with the reference voltage (V _REF) and is supplied to the first multiplexer (MUX_B),
When the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is at a low (Low) days, to select the low reference voltage (V _REFL) to the reference voltage (V _REF), characterized in that to be supplied to the first multiplexer (MUX_B) Touch recognition system.

The apparatus of claim 1, wherein the first multiplexer (MUX_B)
The driving pulse signal of the OTA according to the polarity of the (V _Tx _{_} _Sig) (+) terminal or a (-) to the terminal, the bias coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) or toggling the reference voltage (V _REF) ( Toggling).

5. The apparatus of claim 4, wherein the first multiplexer (MUX_B)
A bias coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) and high reference voltage (V _REFH) to the terminal, wherein the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is high (High) one time, of the OTA (+) terminal and the () Respectively,
The driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) is at a low (Low) of the OTA when the (+) terminal and the (-) the low reference voltage (V _REFL), and bias the coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) to the terminal a Wherein the input unit is configured to input the touch information.

According to claim 1, wherein said bias voltage coupling _(Rx _{_} V _Bias) is
Wherein the coupling voltage (V _Rx ) is changed according to a predetermined time constant (?).

The touch screen display device according to claim 1,
An initial voltage applying terminal connected to the output terminal of the OTA and resetting the OTA output terminal voltage V _OUT to an initial voltage V _INT when a reset signal is generated;
A third capacitor (C _OUT ) that charges or discharges charges by the output current (I _OUT ) of the OTA to change the OTA output terminal voltage (V _OUT ) when the reset signal becomes High; And
A first comparator and a second comparator for receiving the OTA output voltage V _OUT and comparing the up-reference voltage V _UP and the down-reference voltage V _DN with each other to determine whether or not the touch is present;
Wherein the touch recognition system comprises:

8. The method of claim 7,
Wherein the initial voltage application terminal and the OTA output terminal are opened or shorted by a switch according to an operation period of the reset signal.

8. The method of claim 7,
Wherein when the OTA output terminal voltage (V _OUT ) is constantly maintained at a starting point and an ending point of a sensing period of one frame, it is determined as Untouch.

8. The method of claim 7,
Wherein when the accumulated change amount of the OTA output terminal voltage (V _OUT ) has a negative value during a sensing period of one frame, the touch recognition system determines that the touch is sensed.

8. The method of claim 7,
The first comparator receives the OTA output voltage V _OUT as a positive input, receives an up-reference voltage V _UP as a negative input, outputs a positive pulse width modulation signal PWM_POS,
Wherein the second comparator receives the OTA output voltage V _OUT as a negative input and receives the down-reference voltage V _DN as a positive input to output a negative pulse width modulation signal PWM_NEG. system.

12. The method of claim 11,
The up-reference voltage V _UP decreases with time and the down-reference voltage V _DN increases with time so that the OTA output voltage V _OUT becomes 1 frame Frame is equal to the up-reference voltage (V _UP ) or the down-reference voltage (V _DN ) at least once within the sensing period of the frame.

12. The method of claim 11,
Counts the widths of the positive pulse width modulation signal (PWM_POS) and the negative pulse width modulation signal (PWM_NEG), and determines that the touch is made when the count value becomes lower than a predetermined reference value.

The driving driver applying a driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig ) to a sensing node (R _x ) of the touch pattern portion;
Applying a predetermined bias voltage to a sensing node (R _X ) of the touch pattern unit by a bias voltage applying unit;
The first multiplexer MUX_B receiving the bias coupling voltage V _{Rx_Bias} and the reference voltage V _REF to which the bias voltage is applied;
_Receiving the bias coupling voltage (V _{Rx_Bias} ) and the reference voltage (V _REF ) from an Operational Transconductance Amplifier (OTA), and outputting a difference between the two as a current value; And
Changing a change amount of the output current (I _OUT ) of the OTA by a pulse at the touch judging unit and counting the pulse to judge whether or not the touch is made;
And a touch recognition method.

The method of claim 14 wherein the step of receiving the first multiplexer (MUX_B) a bias voltage coupling _(Rx _{_} V _Bias) and the reference voltage (V _REF), the
Further comprising: a reference voltage generation unit generates the high reference voltage (V _REFH) and a low reference voltage (V _REFL) input to the second multiplexer (MUX_A); And
The high reference voltage according to the polarity (Polarity) for biasing the coupling voltage (V _Rx _{_} _Bias) the first multiplexer at the same time and supplies the (MUX_B) and the second multiplexer (MUX_A) the driving pulse signal (V _Tx _{_} _Sig) ( V _REFH ) or a low reference voltage (V _REFL ) to the first multiplexer (MUX_B);
The touch recognition method comprising:

15. The method according to claim 14,
Shorting the OTA output terminal and the initial voltage application terminal when the reset signal becomes low;
When the reset signal is high, opening the OTA output terminal and the initial voltage applying terminal;
The first comparator receives the OTA output voltage V _OUT as a positive input and the second comparator receives the OTA output voltage V _OUT as a negative input to generate a positive pulse width modulation signal PWM_POS and a negative pulse width modulation signal PWM_NEG); And
Counting the pulse width modulation signals PWM_POS and PWM_NEG and comparing the counted value with a predetermined reference value to determine whether or not the touch is detected;
Wherein the touch recognition method comprises the steps of: