KR20210020676A - Apparatus for detecting touch input - Google Patents

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KR20210020676A
KR20210020676A KR1020190100508A KR20190100508A KR20210020676A KR 20210020676 A KR20210020676 A KR 20210020676A KR 1020190100508 A KR1020190100508 A KR 1020190100508A KR 20190100508 A KR20190100508 A KR 20190100508A KR 20210020676 A KR20210020676 A KR 20210020676A
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주식회사 지니틱스
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Abstract

Disclosed is a touch input detection device, which comprises: a first operational amplifier; a second operational amplifier; a switching unit which selectively connects a sensing electrode to only one of an inverting input terminal of the first operational amplifier and an inverting input terminal of the second operational amplifier; a drive unit which inputs a pulse train signal to a drive electrode forming a mutual capacitance with the sensing electrode, and changes the potential of the drive electrode in synchronization with the change in the state of the switching unit; a control unit which controls the operation of the switching unit such that, in a first time interval, a difference value obtained by subtracting a second output voltage of the second operational amplifier from a first output voltage of the first operational amplifier is gradually reduced, and in a second time interval, the difference value is gradually increased; and a capacitance measurement unit which measures the capacitance formed in the sensing electrode on the basis of a first difference value, which is the difference value obtained in the first time interval, and a second difference value, which is the difference value obtained in the second time interval.

Description

터치입력 검출장치{Apparatus for detecting touch input}Apparatus for detecting touch input}

본 발명은 터치입력 검출장치에 관한 것으로, 측정대상 전극에 형성되어 있는 상호 커패시턴스 및 자기 커패시턴스를 얻을 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a touch input detection apparatus, and to a technique capable of obtaining mutual capacitance and self capacitance formed on an electrode to be measured.

터치스크린 패널(Touch Screen Panel)은 스마트폰, 모니터, TV, 키보드, 및 카메라 등에 많이 사용되고 있다. 터치스크린 패널은 스크린에 사용자가 손가락이나 펜 등으로 화면을 누르거나 접촉하면, 그 위치를 인지하여 시스템에 전달하는 입력장치이다. 터치스크린 패널은 적용기술에 따라 저항막 방식, 및 정전용량방식 등으로 구분된다. Touch screen panels are widely used in smartphones, monitors, TVs, keyboards, and cameras. The touch screen panel is an input device that recognizes and transmits the position to the system when a user presses or touches the screen with a finger or a pen. Touch screen panels are classified into a resistive type and a capacitive type, depending on the applied technology.

정전용량방식은 크게 상호용량방식과 자기용량방식으로 구분될 수 있다. The capacitance method can be largely divided into a mutual capacitance method and a self capacitance method.

이 중 상기 상호용량방식은 측정대상이 되는 감지전극에 용량 결합되어 있는 구동전극에 미리 결정된 시간패턴을 갖는 전압을 인가하여 상기 감지전극과 상기 구동전극 간에 형성된 상호 커패시턴스에 관한 값을 측정하는 방식이다. 상호용량방식을 이용하는 관련기술로서 대한민국 등록특허 'KR 10-1169253'(이하, 선행기술 1)이 있다. Among these, the mutual capacitance method is a method of measuring a value of mutual capacitance formed between the sensing electrode and the driving electrode by applying a voltage having a predetermined time pattern to a driving electrode capacitively coupled to the sensing electrode to be measured. . As a related technology using the mutual capacity method, there is a Korean registered patent'KR 10-1169253' (hereinafter, prior art 1).

그리고 상기 자기용량방식은 측정대상이 되는 감지전극의 전위를 미리 결정된 수준만큼 변화시켜, 이때 감지전극으로부터 이동하는 전하량에 관한 값을 측정함으로써 상기 감지전극에 형성되어 있는 용량성분에 관한 값을 측정하는 방식이다. 자기용량방식을 이용하는 관련 기술로서 대한민국 공개특허 'KR 10-2016-0006982' (이하, 선행기술 2)가 있다. In the self-capacitance method, the potential of the sensing electrode to be measured is changed by a predetermined level, and at this time, the value of the capacitive component formed in the sensing electrode is measured by measuring a value of the amount of charge moving from the sensing electrode. This is the way. As a related technology using the self-capacitance method, there is a Korean Patent Publication'KR 10-2016-0006982' (hereinafter, prior art 2).

선행기술 1은 반전 적분회로 및 비반전 적분회로가 결합된 적분회로에 관한 기술이다. 상기 적분회로는 제1 연산증폭기, 및 제2 연산증폭기, 및 커패시터를 포함한다. 도 1은 선행기술 1에 제시된 도면 중 하나이다. 도 1을 참조하면, 구동전극과 감지전극 간의 상호 커패시턴스(Cij)에 관한 값을 측정하기 위하여 구동전극의 전위를 변화시키는 펄스트레인 신호를 인가한다. 이때, 두 개의 연산증폭기의 비반전 단자들은 모두 동일한 전위를 갖는다. 여기서 구동전극이라 함은, 용량성분 검출회로에 연결된 감지전극과 커패시턴스를 형성하는 전극 중에서 미리 설계된 상술한 펄스 트레인 신호를 인가하는 전극을 지칭하는 것일 수 있다.Prior art 1 relates to an integral circuit in which an inverting integral circuit and a non-inverting integral circuit are combined. The integrating circuit includes a first operational amplifier, a second operational amplifier, and a capacitor. 1 is one of the drawings presented in Prior Art 1. Referring to FIG. 1, in order to measure a value of the mutual capacitance Cij between the driving electrode and the sensing electrode, a pulse train signal for changing the potential of the driving electrode is applied. At this time, both non-inverting terminals of the two operational amplifiers have the same potential. Here, the driving electrode may refer to an electrode that applies the above-described pulse train signal designed in advance among the sensing electrode connected to the capacitive component detection circuit and the electrode forming capacitance.

선행기술 2는 부유 용량 보상회로를 갖는 정전식 터치입력장치에 관한 기술이다. 선행기술 2의 터치 칩은 터치입력 검출회로, 및 보상회로를 포함하며, 터치입력 검출회로의 입력단자 및 보상회로의 출력단자는 터치입력 감지전극에 연결되어 있다. 도 2는 선행기술 2에 제시된 도면 중 하나이다. 선행기술 2에서는 감지전극(ER4)에 형성된 자기 커패시턴스에 관한 값을 측정하기 위하여 두 개의 연산증폭기(OA1, OA2)의 비반전 단자들에 서로 다른 전위(VREF_H, VREF_L)를 인가한다. 선행기술 2에서는 감지전극에 형성된 자기 커패시턴스에 관한 값을 측정하는 과정에서 감지전극과 커패시턴스를 형성하는 다른 전극에 펄스트레인 신호를 인가하지 않는다. Prior art 2 relates to a capacitive touch input device having a floating capacitance compensation circuit. The touch chip of Prior Art 2 includes a touch input detection circuit and a compensation circuit, and an input terminal of the touch input detection circuit and an output terminal of the compensation circuit are connected to the touch input detection electrode. 2 is one of the drawings presented in Prior Art 2. In prior art 2, different potentials VREF_H and VREF_L are applied to the non-inverting terminals of the two operational amplifiers OA1 and OA2 in order to measure the value of the self-capacitance formed on the sensing electrode ER4. In Prior Art 2, a pulse train signal is not applied to the sensing electrode and the other electrode forming the capacitance in the process of measuring the value of the self capacitance formed on the sensing electrode.

본 발명에서는 측정대상이 되는 감지전극에 용량 결합되어 있는 구동전극과 상기 감지전극 간에 형성된 커패시턴스인 상호 커패시턴스 및 상기 감지전극에 형성된 커패시턴스 중 상기 상호 커패시턴스를 제외한 커패시턴스 성분인 자기 커패시턴스를 얻을 수 있는 기술을 제공하고자 한다.In the present invention, a technology capable of obtaining a mutual capacitance that is a capacitance formed between a driving electrode capacitively coupled to a sensing electrode to be measured and the sensing electrode, and a self-capacitance that is a capacitance component excluding the mutual capacitance among capacitances formed on the sensing electrode I want to provide.

본 발명의 일 관점에 따르면 측정대상이 되는 감지전극에 용량 결합되어 있는 구동전극의 전위를, 상기 감지전극의 전위와 함께 동기화하여 변화시킬 수 있다. 상기 구동전극의 전위는 제1시구간 및 제2시구간 동안 미리 결정된 제1패턴으로 변화될 수 있으며, 상기 감지전극의 전위도 제1시구간 및 제2시구간 동안 미리 결정된 제2패턴으로 변화될 수 있다. 상기 제1시구간에서 상기 구동전극의 전위와 상기 감지전극의 전위 간의 위상차인 제1위상차이는, 상기 제2시구간에서 상기 구동전극의 전위와 상기 감지전극의 전위 간의 위상차인 제2위상차이와 다를 수 있다. 상기 제1시구간에서 측정한 상기 감지전극의 커패시턴스에 관한 제1측정값과, 상기 제2시구간에서 측정한 상기 감지전극의 커패시턴스에 관한 제2측정값을 서로 연산함으로써, 상기 구동전극과 상기 감지전극 간의 상호 커패시턴스를 산출할 수 있다. 또한 상기 감지전극에 형성된 커패시턴스 중 상기 상호 커패시턴스를 제외한 커패시턴스인 자기 커패시턴스를 상기 제1측정값과 상기 제2측정값을 서로 연산함으로써 산출할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 관점에 따르면 상기 상호 커패시턴스와 상기 자기 커패시턴스를 모두 산출할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a potential of a driving electrode capacitively coupled to a sensing electrode to be measured may be changed in synchronization with the potential of the sensing electrode. The potential of the driving electrode may be changed to a first predetermined pattern during the first time period and the second time period, and the potential of the sensing electrode also changed to a second predetermined pattern during the first and second time periods. Can be. The first phase difference, which is a phase difference between the potential of the driving electrode and the potential of the sensing electrode in the first time period, is a second phase difference, which is the phase difference between the potential of the driving electrode and the potential of the sensing electrode in the second time period. May be different from By calculating a first measurement value related to the capacitance of the sensing electrode measured in the first time period and a second measurement value related to the capacitance of the sensing electrode measured in the second time period, the driving electrode and the The mutual capacitance between the sensing electrodes can be calculated. In addition, the self-capacitance, which is a capacitance excluding the mutual capacitance among the capacitances formed on the sensing electrode, may be calculated by calculating the first measurement value and the second measurement value with each other. That is, according to an aspect of the present invention, both the mutual capacitance and the self capacitance can be calculated.

본 발명의 일 관점에 따른 터치입력 검출장치는, 제1 연산증폭기(OA1), 제2 연산증폭기(OA2), 감지전극(RX)을 상기 제1 연산증폭기의 반전 입력단자 및 상기 제2 연산증폭기의 반전 입력단자 중 어느 하나에만 선택적으로 연결하는 스위치부(20, Φ1, Φ2), 상기 감지전극과 상호 커패시턴스를 형성하는 구동전극(TX)에 소정의 패턴을 갖는 신호를 인가하여, 상기 구동전극의 전위를 상기 스위치부의 상태변화에 동기화하여 변화시키는 구동부(10), 제1시구간에서는 상기 제1 연산증폭기의 제1출력전압에서 상기 제2 연산증폭기의 제2출력전압을 차감한 차이값(VOUT)을 점점 감소시키고, 제2시구간에서는 상기 차이값을 점점 증가시키도록 상기 스위치부의 동작을 제어하는 제어부(30), 및 상기 제1시구간에서 획득한 상기 차이값인 제1차이값(VOUT121)과 상기 제2시구간에서 획득한 상기 차이값인 제2차이값(VOUT122)을 기초로 상기 감지전극에 형성된 커패시턴스에 관한 값을 측정하도록 되어 있는, 커패시턴스 측정부(40)를 포함할 수 있다.A touch input detection device according to an aspect of the present invention includes a first operational amplifier (OA1), a second operational amplifier (OA2), and a sensing electrode (RX) as an inverting input terminal of the first operational amplifier and the second operational amplifier. A signal having a predetermined pattern is applied to the switch unit (20, Φ1, Φ2) selectively connected to only one of the inverting input terminals of, and the driving electrode (TX) forming a mutual capacitance with the sensing electrode, The driving unit 10 that changes the potential of the switch unit in synchronization with the state change of the switch unit, in the first time period, a difference value obtained by subtracting the second output voltage of the second operational amplifier from the first output voltage of the first operational amplifier ( VOUT) gradually decreases, and a control unit 30 that controls the operation of the switch unit to gradually increase the difference value in a second time period, and a first difference value that is the difference value obtained in the first time period. VOUT12 1 ) and a second difference value (VOUT12 2 ), which is the difference value acquired in the second time period, to measure a value related to the capacitance formed in the sensing electrode, including a capacitance measurement unit 40 can do.

이때, 상기 제1연산증폭기의 비반전 입력단자에는 제1 기준전압이 인가되고, 상기 제2연산증폭기의 비반전 입력단자에는 상기 제1기준전압과는 다른 제2 기준전압이 인가될 수 있다.In this case, a first reference voltage may be applied to a non-inverting input terminal of the first operational amplifier, and a second reference voltage different from the first reference voltage may be applied to a non-inverting input terminal of the second operational amplifier.

이때, 상기 커패시턴스 측정부는, 상기 제1차이값과 상기 제2차이값을 서로 더한 값을 기초로 상기 감지전극이 상기 구동전극을 제외한 다른 회로요소와 형성하는 자기 커패시턴스를 측정하도록 되어 있을 수 있다.In this case, the capacitance measurement unit may be configured to measure a self capacitance formed by the sensing electrode with other circuit elements other than the driving electrode based on a value obtained by adding the first difference value and the second difference value to each other.

이때, 상기 커패시턴스 측정부는, 상기 제2차이값에서 상기 제1차이값을 뺀 값을 기초로 상기 상호 커패시턴스를 측정하도록 되어 있을 수 있다.In this case, the capacitance measuring unit may be configured to measure the mutual capacitance based on a value obtained by subtracting the first difference value from the second difference value.

이때, 상기 제1 연산증폭기 및 제2 연산증폭기 중 임의의 연산증폭기의 반전 입력단자 및 출력단자 사이에는 커패시터가 연결되어 있으며, 상기 스위치부의 동작에 따라 상기 감지전극과 상기 임의의 연산증폭기의 반전 입력단자가 서로 연결되면, 상기 감지전극을 통해 이동하는 전하에 의해 상기 커패시터 양단의 전압이 변화하도록 되어 있을 수 있다.At this time, a capacitor is connected between the inverting input terminal and the output terminal of any of the first operational amplifier and the second operational amplifier, and the inverting input of the sensing electrode and the arbitrary operational amplifier according to the operation of the switch unit. When the terminals are connected to each other, the voltage across the capacitor may be changed by electric charges moving through the sensing electrode.

이때, 상기 제어부가, 상기 제1시구간에서는 상기 제1출력전압을 점점 감소시키고 상기 제2출력전압을 점점 증가시키고, 그리고 상기 제2시구간에서는 상기 제1출력전압을 점점 증가시키고 상기 제2출력전압을 점점 감소시키도록 상기 스위치부의 동작을 제어할 수 있다.At this time, the control unit gradually decreases the first output voltage and gradually increases the second output voltage in the first time period, and gradually increases the first output voltage in the second time period, and the second The operation of the switch unit may be controlled to gradually decrease the output voltage.

이때, 상기 제1 연산증폭기의 반전 입력단자 및 출력단자 사이에 연결된 제1 커패시터, 및 상기 제2 연산증폭기의 반전 입력단자 및 출력단자 사이에 연결된 제2 커패시터를 더 포함하며, 상기 제어부가, 상기 제1시구간에서 상기 제1 커패시터와 제2 커패시터를 리셋한 이후 상기 제1 연산증폭기의 출력값을 상기 제2 연산증폭기의 출력값보다 먼저 변화시키고, 상기 제2시구간에서 상기 제1 커패시터와 제2 커패시터를 리셋한 이후 상기 제2 연산증폭기의 출력값을 상기 제1 연산증폭기의 출력값보다 먼저 변화시키도록 상기 스위치부를 제어할 수 있다.At this time, further comprising a first capacitor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the first operational amplifier, and a second capacitor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the second operational amplifier, the control unit, the After resetting the first capacitor and the second capacitor in the first time period, the output value of the first operational amplifier is changed before the output value of the second operational amplifier, and the first capacitor and the second capacitor are changed in the second time period. After resetting the capacitor, the switch unit may be controlled to change the output value of the second operational amplifier before the output value of the first operational amplifier.

이때, 상기 감지전극의 전위를 상기 스위치부의 상태변화에 동기화하여 변화시키도록 되어 있을 수 있다.In this case, the potential of the sensing electrode may be changed in synchronization with a state change of the switch unit.

본 발명의 다른 관점에 따른 터치입력 검출장치는, 제1 연산증폭기(OA1), 감지전극(RX)을 상기 제1 연산증폭기의 반전 입력단자에 연결하는 스위치부(20), 상기 감지전극과 상호 커패시턴스를 형성하는 구동전극(TX)에 소정의 패턴을 갖는 신호를 인가하여, 상기 구동전극의 전위를 상기 스위치부의 상태변화에 동기화하여 변화시키는 구동부(10), 제1시구간에서는 상기 제1 연산증폭기의 제1출력전압(VOUT1)을 점점 감소시키고, 제2시구간에서는 상기 제1출력전압(VOUT1)을 점점 증가시키도록 상기 스위치부의 동작을 제어하는 제어부(30), 및 상기 제1시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)과 상기 제2시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)을 기초로 상기 감지전극에 형성된 커패시턴스를 측정하도록 되어 있는, 커패시턴스 측정부(40)를 포함할 수 있다.A touch input detection device according to another aspect of the present invention includes a first operational amplifier (OA1), a switch unit (20) connecting the sensing electrode (RX) to an inverting input terminal of the first operational amplifier, and the sensing electrode. A driving unit 10 that applies a signal having a predetermined pattern to the driving electrode TX that forms the capacitance to change the potential of the driving electrode in synchronization with the state change of the switch unit, and the first operation in the first time period A control unit 30 for controlling the operation of the switch unit to gradually decrease the first output voltage VOUT1 of the amplifier and gradually increase the first output voltage VOUT1 in the second time period, and the first time period A capacitance measurement unit 40 configured to measure a capacitance formed in the sensing electrode based on the first output voltage VOUT1 obtained in the second time period and the first output voltage VOUT1 obtained in the second time period. Can include.

이때, 상기 감지전극의 전위를 상기 스위치부의 상태변화에 동기화하여 변화시키도록 되어 있을 수 있다.In this case, the potential of the sensing electrode may be changed in synchronization with a state change of the switch unit.

이때, 상기 스위치부(20)는 제1스위치(Φ1) 및 제2스위치(Φ2)를 포함하며, 상기 제1스위치(Φ1)와 및 상기 제2스위치(Φ2)에 의해 상기 감지전극(RX)에 제1기준전압과 제2기준전압이 번갈아 가며 인가될 수 있다.At this time, the switch unit 20 includes a first switch (Φ1) and a second switch (Φ2), and the sensing electrode (RX) by the first switch (Φ1) and the second switch (Φ2) The first reference voltage and the second reference voltage may be alternately applied to each other.

이때, 상기 커패시턴스 측정부는, 상기 제1시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)과 상기 제2시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)을 서로 더한 값을 기초로 상기 감지전극이 상기 구동전극을 제외한 다른 회로요소와 형성하는 자기 커패시턴스를 측정하도록 되어 있을 수 있다.At this time, the capacitance measurement unit is based on a value obtained by adding the first output voltage VOUT1 acquired in the first time period and the first output voltage VOUT1 acquired in the second time period. The self-capacitance formed with other circuit elements other than the driving electrode may be measured.

이때, 상기 커패시턴스 측정부는, 상기 제2시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)으로부터 상기 제1시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)을 뺀 값을 기초로 상기 상호 커패시턴스를 측정하도록 되어 있을 수 있다.In this case, the capacitance measurement unit calculates the mutual capacitance based on a value obtained by subtracting the first output voltage VOUT1 obtained in the first time period from the first output voltage VOUT1 obtained in the second time period. It may be supposed to measure.

본 발명의 일 관점에 따른 사용자기기는, 감지전극 및 구동전극을 포함하는 사용자 입력장치, 상기 터치입력 검출장치, 및 상기 터치입력 검출장치가 측정한 상기 감지전극에 형성된 커패시턴스에 관한 값을 상기 터치입력 검출장치로부터 제공받는 주처리장치를 포함할 수 있다.A user device according to an aspect of the present invention includes a user input device including a sensing electrode and a driving electrode, the touch input detection device, and a value of a capacitance formed on the sensing electrode measured by the touch input detection device. It may include a main processing device provided from the input detection device.

본 발명에 따르면, 측정대상이 되는 감지전극에 용량 결합되어 있는 구동전극에 소정의 전압패턴을 인가함으로써 상기 감지전극에 형성되어 있는 커패시턴스에 관한 값을 측정하고, 이렇게 서로 다른 두 시구간에 측정된 상기 감지전극의 커패시턴스에 관한 값들을 서로 연산함으로써, 상기 구동전극과 상기 감지전극 간에 형성된 커패시턴스인 상호 커패시턴스 및 상기 감지전극에 형성된 커패시턴스 중 상기 상호 커패시턴스를 제외한 커패시턴스 성분인 자기 커패시턴스를 얻을 수 있는 기술을 제공할 수 있다.According to the present invention, by applying a predetermined voltage pattern to the driving electrode capacitively coupled to the sensing electrode to be measured, the value of the capacitance formed in the sensing electrode is measured, and the measured value at two different time periods. Provides a technology for obtaining self-capacitance, which is a capacitance component excluding the mutual capacitance among capacitances formed on the driving electrode and the sensing electrode, and mutual capacitance, which is a capacitance formed between the driving electrode and the sensing electrode, by calculating values related to the capacitance of the sensing electrode with each other. can do.

도 1은 일 실시예에 따른 터치감지회로의 구성을 나타낸 것이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 터치감지회로의 구성을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치입력 검출장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1시구간 중 구간(T2~T3)을 설명하기 위한 도면이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1시구간 중 구간(T3~T4)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1시구간에서의 각 노드에서의 시간에 따른 상태를 나타낸 타이밍 다이어그램이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2시구간 중 구간(T2~T3)을 설명하기 위한 도면이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2시구간 중 구간(T3~T4)을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제2시구간에서의 각 노드에서의 시간에 따른 상태를 나타낸 타이밍 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제공되는 터치입력 검출장치의 구성예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자기기의 구성을 나타낸 다이어그램이다.1 shows a configuration of a touch sensing circuit according to an embodiment.
2 shows the configuration of a touch sensing circuit according to another embodiment.
3 is a view for explaining a touch input detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a diagram for explaining a section (T2 to T3) of a first time period according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a section (T3 to T4) of a first time period according to an embodiment of the present invention. ).
5 is a timing diagram showing a state over time in each node in a first time period according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6A is a view for explaining a second time period (T2 to T3) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a second time period (T3 to T4) according to an embodiment of the present invention. ).
7 is a timing diagram showing a state over time at each node in a second time period according to an embodiment of the present invention.
8 shows a configuration example of a touch input detection apparatus provided according to another embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing the configuration of a user device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described in the present specification and may be implemented in various different forms. The terms used in the present specification are intended to aid understanding of the embodiments, and are not intended to limit the scope of the present invention. In addition, the singular forms used below also include plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite meaning.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치입력 검출장치를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a touch input detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

터치입력 검출장치는 제1 연산증폭기(OA1), 제2 연산증폭기(OA2), 스위치부(20, Φ1, Φ2), 구동부(10), 제어부(30), 및 커패시턴스 측정부(40)를 포함할 수 있다.The touch input detection device includes a first operational amplifier (OA1), a second operational amplifier (OA2), a switch unit (20, Φ1, Φ2), a driving unit 10, a control unit 30, and a capacitance measuring unit 40. can do.

터치입력 검출장치는 도 3에 제시된 회로소자들 중 감지전극(RX), 구동전극(TX), 및 자기 커패시턴스(CSELF)를 형성하는 기타 도시되지 않은 회로소자들을 제외한 것일 수 있다. 터치입력 검출장치는 패키징되어 있는 칩의 형태로 제공될 수도 있다.The touch input detection device may be one of the circuit elements shown in FIG. 3 except for the sensing electrode RX, the driving electrode TX, and other circuit elements not shown that form a self capacitance CSELF. The touch input detection device may be provided in the form of a packaged chip.

제1 연산증폭기(OA1)의 반전 입력단자(-)와 출력단자 사이에는 제1커패시터(CS1)가 연결될 수 있다. 그리고 제1 연산증폭기(OA1)의 반전 입력단자(-)와 출력단자 사이에는 스위치(ΦR)가 연결될 수 있다. 제1 연산증폭기(OA1)의 비반전 입력단자(+)에는 제1 기준전압(VREF1)이 인가될 수 있다. The first capacitor CS1 may be connected between the inverting input terminal (-) of the first operational amplifier OA1 and the output terminal. In addition, a switch ΦR may be connected between the inverting input terminal (-) of the first operational amplifier OA1 and the output terminal. The first reference voltage VREF1 may be applied to the non-inverting input terminal (+) of the first operational amplifier OA1.

제2 연산증폭기(OA2)의 반전 입력단자(-)와 출력단자 사이에는 제2커패시터(CS2)가 연결될 수 있다. 그리고 제2 연산증폭기(OA2)의 반전 입력단자(-)와 출력단자 사이에는 스위치(ΦR)가 연결될 수 있다. 제2 연산증폭기(OA2)의 비반전 입력단자(+)에는 제2 기준전압(VREF2)이 인가될 수 있다.A second capacitor CS2 may be connected between the inverting input terminal (-) of the second operational amplifier OA2 and the output terminal. In addition, a switch ΦR may be connected between the inverting input terminal (-) and the output terminal of the second operational amplifier OA2. The second reference voltage VREF2 may be applied to the non-inverting input terminal (+) of the second operational amplifier OA2.

제1커패시터(CS1)의 크기와 제2커패시터(CS2)의 크기는 서로 동일할 수 있다.The size of the first capacitor CS1 and the size of the second capacitor CS2 may be the same.

이때, 상기 제1기준전압(VREF1) 및 상기 제2기준전압(VREF2)은 VREF 전압 변동부(50)에 의해 제공될 수 있으며, VREF 전압 변동부(50)의 동작은 VREF 제어신호에 의해 제어될 수 있다.At this time, the first reference voltage VREF1 and the second reference voltage VREF2 may be provided by the VREF voltage fluctuation unit 50, and the operation of the VREF voltage fluctuation unit 50 is controlled by a VREF control signal. Can be.

본 발명의 일 실시예에서 상기 제1기준전압(VREF1)과 상기 제2기준전압(VREF2)은 서로 다른 값을 갖는다.In an embodiment of the present invention, the first reference voltage VREF1 and the second reference voltage VREF2 have different values.

스위치부(20)는 제1스위치(Φ1) 및 제2스위치(Φ2)를 포함할 수 있다. 스위치부(20)는 감지전극(RX)을 제1 연산증폭기(OA1)의 반전 입력단자(-) 및 상기 제2 연산증폭기(OA2)의 반전 입력단자(-) 중 어느 하나에만 선택적으로 연결할 수 있다. The switch unit 20 may include a first switch Φ1 and a second switch Φ2. The switch unit 20 can selectively connect the sensing electrode RX to only one of the inverting input terminal (-) of the first operational amplifier (OA1) and the inverting input terminal (-) of the second operational amplifier (OA2). have.

즉, 스위치부(20)는 감지전극(RX)을 제1 연산증폭기(OA1)의 반전입력단자에만 연결하도록 제1스위치(Φ1)를 온 시키고, 제2스위치(Φ2)를 오프 시킬 수 있다. 반대로 스위치부(20)는 감지전극(RX)을 제2 연산증폭기(OA2)의 반전입력단자에만 연결하도록 제1스위치(Φ1)를 오프 시키고, 제2스위치(Φ2)를 온 시킬 수 있다. That is, the switch unit 20 may turn on the first switch Φ1 and turn off the second switch Φ2 so as to connect the sensing electrode RX to only the inverting input terminal of the first operational amplifier OA1. Conversely, the switch unit 20 may turn off the first switch Φ1 and turn on the second switch Φ2 so as to connect the sensing electrode RX to only the inverting input terminal of the second operational amplifier OA2.

이때, 스위치부(20)의 동작에 따라 제1 연산증폭기 및 제2 연산증폭기 중 임의의 연산증폭기의 반전 입력단자와 상기 감지전극(RX)이 서로 연결되면, 상기 감지전극(RX)을 통해 이동하는 전하에 의해 상기 커패시터(CS1 또는 CS2) 양단의 전압이 변화하도록 되어 있을 수 있다. 이러한 회로의 동작 원리는 기본적으로 상술한 선행기술들에 제시되어 있다.At this time, when the inverting input terminal of any of the first operational amplifier and the second operational amplifier and the sensing electrode RX are connected to each other according to the operation of the switch unit 20, it moves through the sensing electrode RX. The voltage across the capacitor CS1 or CS2 may be changed by the electric charge. The principle of operation of such a circuit is basically presented in the above-described prior art.

구동부(10)는 T1스위치(ΦT1) 및 T2스위치(ΦT2)를 포함할 수 있다. T1스위치(ΦT1)의 일 단자는 VDD 전위에 연결될 수 있으며, 타 단자는 T2스위치(ΦT2)의 일 단자 및 구동전극(TX)에 연결될 수 있다. T2스위치(ΦT2)의 타 단자는 GND 전위에 연결될 수 있다. 여기서 상기 VDD 전위 및 상기 GND 전위는 각각 제1구동전위 및 제2구동전위로 지칭될 수도 있으며, 그 값이 VDD 및 GND로 한정되는 것은 아니다. 다만 제1구동전위 및 제2구동전위의 바람직한 값이 상기 VDD 및 GND일 수 있다. The driving unit 10 may include a T1 switch (ΦT1) and a T2 switch (ΦT2). One terminal of the T1 switch Φ T1 may be connected to the VDD potential, and the other terminal may be connected to one terminal of the T2 switch Φ T2 and the driving electrode TX. The other terminal of the T2 switch ΦT2 may be connected to the GND potential. Here, the VDD potential and the GND potential may be referred to as a first driving potential and a second driving potential, respectively, and their values are not limited to VDD and GND. However, preferred values of the first driving potential and the second driving potential may be the VDD and GND.

구동부(10)가 T1스위치(ΦT1) 및 T2스위치(ΦT2)를 포함하는 구조를 갖는 것은, 구동전극(TX)에게 펄스 트레인 신호를 인가하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 달성할 수 있다면 구동부(10)가 다른 구조로 되어 있을 수 있다. 즉, 구동부(10)의 균등구조가 제시될 수 있다.The driving unit 10 having a structure including a T1 switch (ΦT1) and a T2 switch (ΦT2) is for applying a pulse train signal to the driving electrode TX, and if this purpose can be achieved, the driving unit 10 May have a different structure. That is, a uniform structure of the driving unit 10 may be presented.

구동부(10)는 상기 감지전극(RX)과 상호 커패시턴스를 형성하는 구동전극(TX)에 펄스트레인 신호를 인가하여, 상기 구동전극(TX)의 전위를 스위치부(20)의 상태변화에 동기화하여 변화시킬 수 있다. 여기서 구동전극(TX)의 전위를 스위치부(20)의 상태변화에 동기화시킨다는 것은, 선행기술 1에 잘 예시되어 있으며, 본 명세서의 도 5의 (c), (d), (e) 및 도 7의 (c), (d), (e)를 통해서도 쉽게 이해할 수 있다.The driving unit 10 applies a pulse train signal to the driving electrode TX that forms mutual capacitance with the sensing electrode RX, and synchronizes the potential of the driving electrode TX with the state change of the switch unit 20. You can change it. Synchronizing the electric potential of the driving electrode TX to the state change of the switch unit 20 is well illustrated in Prior Art 1, and Figs. 5(c), (d), (e) and Figs. It can be easily understood through 7(c), (d), and (e).

제어부(30)는 제1시구간에서는 상기 제1 연산증폭기(OA1)의 제1출력전압에서 상기 제2 연산증폭기(OA2)의 제2출력전압을 차감한 차이값(VOUT)을 점점 감소시키고, 제2시구간에서는 상기 차이값을 점점 증가시키도록 상기 스위치부(20)의 동작을 제어할 수 있다. The control unit 30 gradually decreases the difference value VOUT obtained by subtracting the second output voltage of the second operational amplifier OA2 from the first output voltage of the first operational amplifier OA1 in the first time period, In the second time period, the operation of the switch unit 20 may be controlled to gradually increase the difference value.

여기서 상기 제1시구간은 예컨대 본 명세서의 도 5에 나타낸 시구간이고, 상기 제2시구간은 예컨대 본 명세서의 도 7에 나타낸 시구간일 수 있다.Here, the first time section may be, for example, a time section shown in FIG. 5 of the present specification, and the second time section may be, for example, a time section shown in FIG. 7 of the present specification.

커패시턴스 측정부(40)는 상기 제1시구간에서 획득한 상기 차이값인 제1차이값(VOUT121)과 상기 제2시구간에서 획득한 상기 차이값인 제2차이값(VOUT122)을 기초로 상기 감지전극(RX)에 형성된 커패시턴스에 관한 값을 측정할 수 있다. 상기 감지전극(RX)에 형성된 커패시턴스는, 상기 감지전극(RX)과 구동전극(TX) 간에 형성된 상호 커패시턴스와 상기 감지전극(RX)에 형성된 커패시턴스 중 상기 상호 커패시턴스를 제외한 커패시턴스인 자기 커패시턴스로 이루어질 수 있다.The capacitance measurement unit 40 is based on a first difference value VOUT12 1 that is the difference value obtained in the first time period and a second difference value VOUT12 2 that is the difference value obtained in the second time period. As a result, a value of the capacitance formed on the sensing electrode RX may be measured. The capacitance formed on the sensing electrode RX may be formed of a mutual capacitance formed between the sensing electrode RX and the driving electrode TX and a self-capacitance which is a capacitance excluding the mutual capacitance among the capacitances formed in the sensing electrode RX. have.

상기 감지전극(RX)에 형성된 커패시턴스에 관한 값은 제1 연산증폭기(OA1)의 출력전압 및 제2 연산증폭기(OA2)의 출력전압에 의해 제공될 수 있다.The value of the capacitance formed on the sensing electrode RX may be provided by the output voltage of the first operational amplifier OA1 and the output voltage of the second operational amplifier OA2.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1시구간 중 도 5에 나타낸 구간(T2~T3)에서의 회로동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1시구간 중 도 5에 나타낸 구간(T3~T4)에서의 회로동작을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4A is a diagram for explaining a circuit operation in a period T2 to T3 shown in FIG. 5 among a first time period according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a first diagram according to an embodiment of the present invention. It is a diagram for explaining the circuit operation in the periods T3 to T4 shown in FIG. 5 among the time periods.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1시구간에서의 각 노드에서의 시간에 따른 상태를 나타낸 타이밍 다이어그램이다.5 is a timing diagram showing a state according to time at each node in a first time period according to an embodiment of the present invention.

도 5의 (a)는 제1 연산증폭기(OA1) 및 제2 연산증폭기(OA2)의 시간에 따른 출력값을 나타낸 것이며, 도 5의 (b) 내지 도 5의 (d)는 각각 스위치(ΦR), 스위치(Φ2), 및 스위치(Φ1)의 시간에 따른 온-오프 타이밍을 나타낸 것이며, 도 5의 (e) 및 도 5의 (f)는 각각 구동전극(TX)과 감지전극(RX)의 시간에 따른 전위를 나타낸 것이다.Figure 5 (a) shows the output values of the first operational amplifier (OA1) and the second operational amplifier (OA2) over time, Figure 5 (b) to Figure 5 (d) is a switch (ΦR), respectively , The switch (Φ2), and the switch (Φ1) shows the on-off timing according to the time, Figure 5 (e) and Figure 5 (f) are respectively the driving electrode (TX) and the sensing electrode (RX) It shows the potential over time.

도 5의 (e) 및 (f), 그리고 도 4a에 제시된 회로를 살펴보면, 구동전극(TX)의 전위가 펄스트레인 형태로 제어되고, 감지전극(RX)의 전위 역시 펄스트레인 형태로 제어됨을 이해할 수 있다.Looking at the circuits shown in FIGS. 5E and 5F and 4A, it will be understood that the potential of the driving electrode TX is controlled in the form of a pulse train, and the potential of the sensing electrode RX is also controlled in the form of a pulse train. I can.

이하, 도 4a, 도 4b, 및 도 5를 함께 참조하여 제1시구간의 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the first time period will be described with reference to FIGS. 4A, 4B, and 5 together.

우선, 제1시구간에서 제1 커패시터(CS1)와 제2 커패시터(CS2)가 리셋될 수 있다. 그 다음, 제어부(30)는 제1 연산증폭기(OA1)의 출력값(VOUT1)을 제2 연산증폭기(OA2)의 출력값(VOUT2)보다 먼저 변화시키도록 스위치부(20)를 제어할 수 있다.First, the first capacitor CS1 and the second capacitor CS2 may be reset in the first time period. Then, the control unit 30 may control the switch unit 20 to change the output value VOUT1 of the first operational amplifier OA1 before the output value VOUT2 of the second operational amplifier OA2.

즉, 스위치(ΦR)를 온 시킴으로써 제1 커패시터(CS1)와 제2 커패시터(CS2)를 리셋할 수 있다. 이후 제1시구간 중 시구간(T2~T3)에서, 상기 제어부에 의해, 제1 연산증폭기(OA1)에 연결된 제1스위치(Φ1)는 온 상태가 되고, 제2 연산 증폭기(OA2)에 연결된 제2스위치(Φ2)는 오프 상태가 될 수 있다. 이후, 제1시구간 중 시구간(T3~T4)에서, 제1 연산증폭기(OA1)에 연결된 제1스위치(Φ1)는 오프 상태가 되며, 제2 연산 증폭기(OA2)에 연결된 제2스위치(Φ2)는 온 상태가 될 수 있다. That is, by turning on the switch ΦR, the first capacitor CS1 and the second capacitor CS2 may be reset. Thereafter, in a time period (T2 to T3) of the first time period, by the control unit, the first switch Φ1 connected to the first operational amplifier OA1 is turned on, and connected to the second operational amplifier OA2. The second switch Φ2 may be turned off. Thereafter, in the time period (T3 to T4) of the first time period, the first switch Φ1 connected to the first operational amplifier OA1 is turned off, and the second switch connected to the second operational amplifier OA2 ( Φ2) can be turned on.

이때, 제1 연산증폭기(OA1)의 비반전 단자에는 제1기준전압(VH)이 인가될 수 있고, 제2 연산증폭기(OA2)의 비반전 단자에는 상기 제1기준전압과는 다른 제2기준전압(VL)이 인가될 수 있다.At this time, a first reference voltage VH may be applied to the non-inverting terminal of the first operational amplifier OA1, and a second reference voltage different from the first reference voltage may be applied to the non-inverting terminal of the second operational amplifier OA2. Voltage VL may be applied.

바람직한 일 실시예에서 제1기준전압(VH)이 제2기준전압(VL)보다 클 수 있다.In a preferred embodiment, the first reference voltage VH may be greater than the second reference voltage VL.

시구간(T2~T3)에서, 제1 커패시터(CS1)로 흐르는 전류는 구동전극(TX)과 감지전극(RX) 간의 상호 커패시턴스의 방전전류 및 감지전극(RX)의 자기 커패시턴스의 충전전류이다.In the time periods T2 to T3, the current flowing to the first capacitor CS1 is a discharge current of mutual capacitance between the driving electrode TX and the sensing electrode RX, and the charging current of the self capacitance of the sensing electrode RX.

시구간(T3~T4)에서, 제2 커패시터(CS2)로 흐르는 전류는 구동전극(TX)과 감지전극(RX) 간의 상호 커패시턴스의 충전전류 및 감지전극(RX)의 자기 커패시턴스의 방전전류이다.In the time periods T3 to T4, the current flowing to the second capacitor CS2 is a charging current of mutual capacitance between the driving electrode TX and the sensing electrode RX, and a discharge current of the self-capacitance of the sensing electrode RX.

상기 제1시구간에서는, 상술한 동작들에 따라 제1 연산증폭기(OA1)의 제1출력전압(VOUT1)이 점점 감소되고 제2 연산증폭기(OA2)의 제2출력전압(VOUT2)이 점점 증가될 수 있다. In the first time period, the first output voltage VOUT1 of the first operational amplifier OA1 gradually decreases and the second output voltage VOUT2 of the second operational amplifier OA2 gradually increases according to the above-described operations. Can be.

이때, 아래의 수식 1 내지 수식 4가 성립될 수 있다.In this case, Equations 1 to 4 below may be established.

이때, 상기 제1시구간에 있어서, 제1 연산증폭기의 제1출력전압(VOUT1)에서 제2 연산증폭기의 제2출력전압을 차감한 제1차이값(VOUT121)은 아래의 수식 2와 같다. In this case, in the first time period, the first difference value VOUT12 1 obtained by subtracting the second output voltage of the second operational amplifier from the first output voltage VOUT1 of the first operational amplifier is as Equation 2 below.

[수식 1][Equation 1]

CS = CS1 = CS2, CS = CS1 = CS2,

△VR = VH-VL, △VR = VH-VL,

CM: 구동전극(TX)과 감지전극(RX) 간의 상호 커패시턴스CM: Mutual capacitance between the driving electrode (TX) and the sensing electrode (RX)

U: 충방전 반복횟수U: number of repetitions of charge and discharge

[수식 2][Equation 2]

VOUT121 = - U × [ CM × ( VDD - △VR ) - ( CSELF × △VR ) ] / CS + △VRVOUT12 1 =-U × [CM × (VDD-△VR)-(CSELF × △VR)] / CS + △VR

= - VOUT(MUTUAL) + VOUT(SELF) + △VR =-VOUT(MUTUAL) + VOUT(SELF) + △VR

[수식 3][Equation 3]

VOUT(MUTUAL) = U × ( CM × VDD ) / CSVOUT(MUTUAL) = U × (CM × VDD) / CS

[수식 4][Equation 4]

VOUT(SELF) = U × [ ( CM × △VR ) + ( CSELF × △VR ) ] / CSVOUT(SELF) = U × [(CM × △VR) + (CSELF × △VR)] / CS

상기 제1차이값(VOUT121)은 수식 2와 같이, 상호 커패시턴스의 영향이 반영된 성분인 VOUT(MUTUAL)과 자기 커패시턴스의 영향이 반영된 성분인 VOUT(SELF)을 포함하여 구성된다.As shown in Equation 2, the first difference value VOUT12 1 includes VOUT(MUTUAL), which is a component reflecting the influence of mutual capacitance, and VOUT(SELF), which is a component reflecting the effect of self-capacitance.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2시구간 중 구간(T2~T3)에서의 회로동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제2시구간 중 구간(T3~T4)에서의 회로동작을 설명하기 위한 도면이다.6A is a diagram for explaining the circuit operation in a second time period (T2 to T3) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a second time period according to an embodiment of the present invention. It is a diagram for explaining the circuit operation in (T3 to T4).

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제2시구간에서의 각 노드에서의 시간에 따른 상태를 나타낸 타이밍 다이어그램이다.7 is a timing diagram showing a state over time at each node in a second time period according to an embodiment of the present invention.

도 7의 (a)는 제1 연산증폭기(OA1) 및 제2 연산증폭기(OA2)의 시간에 따른 출력값을 나타낸 것이며, 도 7의 (b) 내지 도 7의 (d)는 각각 스위치(ΦR), 스위치(Φ2), 및 스위치(Φ1)의 시간에 따른 온-오프 타이밍을 나타낸 것이며, 도 7의 (e) 및 도 7의 (f)는 각각 구동전극(TX)과 감지전극(RX)의 시간에 따른 전위를 나타낸 것이다.7(a) shows the output values of the first operational amplifier (OA1) and the second operational amplifier (OA2) over time, and FIGS. 7(b) to 7(d) are respectively a switch (ΦR). , The switch (Φ2), and the switch (Φ1) shows the on-off timing according to the time, Figures 7 (e) and 7 (f) are respectively the driving electrode (TX) and the sensing electrode (RX) It shows the potential over time.

도 7의 (c), (d)를 도 5의 (c), (d)와 비교해 보면 제1스위치(Φ1)와 제2스위치(Φ2)의 동작 순서가 반대로 되어 있음을 확인할 수 있다.When comparing (c) and (d) of FIG. 7 with (c) and (d) of FIG. 5, it can be seen that the order of operation of the first switch Φ1 and the second switch Φ2 is reversed.

이하, 도 6a, 도 6b, 및 도 7을 함께 참조하여 제2시구간의 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the second time period will be described with reference to FIGS. 6A, 6B, and 7 together.

상술한 바와 같이 상기 제1시구간은 예컨대 본 명세서의 도 5에 나타낸 시구간이고, 상기 제2시구간은 예컨대 본 명세서의 도 7에 나타낸 시구간일 수 있다.As described above, the first time period may be, for example, a time period shown in FIG. 5 of the present specification, and the second time period may be, for example, a time period shown in FIG. 7 of the present specification.

도 7의 (e) 및 (f), 그리고 도 6a에 제시된 회로를 살펴보면, 구동전극(TX)의 전위가 펄스트레인 형태로 제어되고, 감지전극(RX)의 전위 역시 펄스트레인 형태로 제어됨을 이해할 수 있다. Looking at the circuits shown in FIGS. 7(e) and (f) and FIG. 6a, it will be understood that the potential of the driving electrode TX is controlled in the form of a pulse train, and the potential of the sensing electrode RX is also controlled in the form of a pulse train. I can.

도 5의 (e) 및 (f)에 따르면 구동전극(TX)의 전위와 감지전극(RX)의 전위가 서로 동상이지만, 도 7의 (e) 및 (f)에 따르면, 구동전극(TX)의 전위와 감지전극(RX)의 전위가 서로 역상이라는 점을 확인할 수 있다.According to (e) and (f) of FIG. 5, the potential of the driving electrode TX and the potential of the sensing electrode RX are in phase with each other, but according to FIGS. 7E and 7F, the driving electrode TX It can be seen that the potential of and the potential of the sensing electrode RX are opposite to each other.

우선, 제2시구간에서 제1 커패시터(CS1)와 제2 커패시터(CS2)가 리셋될 수 있다. 상기 리셋을 수행한 이후 제2 연산증폭기(OA2)의 출력값을 제1 연산증폭기(OA1)의 출력값보다 먼저 변화시키도록 스위치부(20)를 제어할 수 있다.First, in the second time period, the first capacitor CS1 and the second capacitor CS2 may be reset. After performing the reset, the switch unit 20 may be controlled to change the output value of the second operational amplifier OA2 before the output value of the first operational amplifier OA1.

즉, 스위치(ΦR)를 통해 제1 커패시터(CS1)와 제2 커패시터(CS2)를 리셋할 수 있다. 이후 제2시구간 중 시구간(T2~T3)에서, 상기 제어부에 의해, 제2 연산증폭기(OA2)에 연결된 제2스위치(Φ2)는 온 상태가 되고, 제1 연산 증폭기(OA1)에 연결된 제1스위치(Φ1)는 오프 상태가 될 수 있다. 이후, 제2시구간 중 시구간(T3~T4)에서, 제2 연산증폭기(OA2)에 연결된 제2스위치(Φ2)는 오프 상태가 되며, 제1 연산 증폭기(OA1)에 연결된 제1스위치(Φ1)는 온 상태가 될 수 있다. That is, the first capacitor CS1 and the second capacitor CS2 may be reset through the switch ΦR. Thereafter, in the time period (T2 to T3) of the second time period, the second switch (Φ2) connected to the second operational amplifier (OA2) is turned on by the control unit, and is connected to the first operational amplifier (OA1). The first switch Φ1 may be turned off. Thereafter, in a time period (T3 to T4) of the second time period, the second switch Φ2 connected to the second operational amplifier OA2 is turned off, and the first switch connected to the first operational amplifier OA1 ( Φ1) can be turned on.

이때, 제1 연산증폭기(OA1)의 비반전 단자에는 제1기준전압(VH)이 인가될 수 있고, 제2 연산증폭기(OA2)의 비반전 단자에는 상기 제1기준전압과는 다른 제2기준전압(VL)이 인가될 수 있다.At this time, a first reference voltage VH may be applied to the non-inverting terminal of the first operational amplifier OA1, and a second reference voltage different from the first reference voltage may be applied to the non-inverting terminal of the second operational amplifier OA2. Voltage VL may be applied.

이때, 상기 제1시구간에서의 상기 제1기준전압(VH)과 상기 제2시구간에서의 상기 제1기준전압(VH)은 서로 동일한 값일 수 있으며, 그리고 상기 제1시구간에서의 상기 제2기준전압(VL)과 상기 제2시구간에서의 상기 제2기준전압(VL)은 서로 동일한 값일 수 있다.In this case, the first reference voltage VH in the first time period and the first reference voltage VH in the second time period may have the same value, and the first reference voltage VH in the first time period The second reference voltage VL and the second reference voltage VL in the second time period may have the same value.

시구간(T2~T3)에서, 제2 커패시터(CS2)로 흐르는 전류는 구동전극(TX)과 감지전극(RX) 간의 상호 커패시턴스의 방전전류 및 감지전극(RX)의 자기 커패시턴스의 방전전류이다.In the time periods T2 to T3, the current flowing to the second capacitor CS2 is a discharge current of mutual capacitance between the driving electrode TX and the sensing electrode RX, and a discharge current of the self-capacitance of the sensing electrode RX.

시구간(T3~T4)에서, 제1 커패시터(CS1)로 흐르는 전류는 구동전극(TX)과 감지전극(RX) 간의 상호 커패시턴스의 충전전류 및 감지전극(RX)의 자기 커패시턴스의 충전전류이다.In the time periods T3 to T4, the current flowing to the first capacitor CS1 is a charging current of mutual capacitance between the driving electrode TX and the sensing electrode RX, and a charging current of the self capacitance of the sensing electrode RX.

상기 제2시구간에서는, 상술한 동작들에 따라 제1 연산증폭기(OA1)의 제1출력전압(VOUT1)이 점점 증가되고 제2 연산증폭기(OA2)의 제2출력전압(VOUT2)이 점점 감소될 수 있다. In the second time period, the first output voltage VOUT1 of the first operational amplifier OA1 gradually increases and the second output voltage VOUT2 of the second operational amplifier OA2 gradually decreases according to the above-described operations. Can be.

이때, 상기 수식 1, 수식 3, 및 수식 4가 동일하게 성립될 수 있으며, 제1출력전압과 제2출력전압의 제2차이값(VOUT122)에 대한 수식 5는 다음과 같을 수 있다. In this case, Equation 1, Equation 3, and Equation 4 may be the same, and Equation 5 for the second difference value VOUT12 2 between the first output voltage and the second output voltage may be as follows.

[수식 5][Equation 5]

VOUT122 = U × [ CM × ( VDD + △VR ) + ( CSELF × △VR ) ] / CS + △VRVOUT1 2 2 = U × [CM × (VDD + △VR) + (CSELF × △VR)] / CS + △VR

= VOUT(MUTUAL) + VOUT(SELF) + △VR = VOUT(MUTUAL) + VOUT(SELF) + △VR

상기 제2차이값(VOUT122)은 수식 5와 같이, 상호 커패시턴스의 영향이 반영된 성분인 VOUT(MUTUAL)과 자기 커패시턴스의 영향이 반영된 성분인 VOUT(SELF)를 포함하여 구성된다.As shown in Equation 5, the second difference value VOUT12 2 includes VOUT(MUTUAL), which is a component in which the influence of mutual capacitance is reflected, and VOUT(SELF), which is a component in which the effect of self-capacitance is reflected.

이때, 상기 제1시구간(1)에서 획득한 상기 제1차이값(VOUT121)과 상기 제2시구간에서 획득한 상기 제2차이값(VOUT122)을 기초로 상기 감지전극(RX)에 형성된 커패시턴스에 관한 값을 측정할 수 있다.At this time, based on the first difference value VOUT12 1 acquired in the first time period 1 and the second difference value VOUT12 2 acquired in the second time period, the sensing electrode RX A value for the formed capacitance can be measured.

즉, 커패시턴스 측정부(40)는 상기 제1차이값(VOUT121)과 상기 제2차이값(VOUT122)을 서로 더한 값을 기초로 상기 감지전극(RX)이 상기 구동전극(TX)을 제외한 다른 회로요소와 형성하는 자기 커패시턴스에 관한 값을 측정할 수 있다. 이에 대한 수식 6은 다음과 같을 수 있다.In other words, the capacitance measurement unit 40 is based on a value obtained by adding the first difference value VOUT12 1 and the second difference value VOUT12 2 to each other, the sensing electrode RX excluding the driving electrode TX. You can measure the value of the self-capacitance formed by other circuit elements. Equation 6 for this may be as follows.

[수식 6][Equation 6]

VOUT121 + VOUT122 = 2 × VOUT(SELF) + 2 × △VRVOUT12 1 + VOUT12 2 = 2 × VOUT(SELF) + 2 × △VR

또한, 커패시턴스 측정부(40)는 상기 제2차이값(VOUT122)에서 상기 제1차이값(VOUT121)을 뺀 값을 기초로 구동전극(TX)과 감지전극(RX) 간의 상호 커패시턴스에 관한 값을 측정할 수 있다. 이에 대한 수식 7은 다음과 같을 수 있다.In addition, the capacitance measuring unit 40 is based on a value obtained by subtracting the first difference value VOUT12 1 from the second difference value VOUT12 2 , and is based on the mutual capacitance between the driving electrode TX and the sensing electrode RX. Value can be measured. Equation 7 for this may be as follows.

[수식 7][Equation 7]

VOUT122 - VOUT121 = 2 × VOUT(MUTUAL)VOUT12 2 -VOUT12 1 = 2 × VOUT(MUTUAL)

수식 4를 참조하면, 만일 상술한 선행기술 1과 같이 두 개의 연산증폭기의 비반전 단자들이 서로 동일한 전위를 갖게 되어 △VR이 0이 된다면, VOUT(SELF)는 0이 되어 상기 제1차이값(VOUT121) 및 상기 제2차이값(VOUT122)에는 상술한 자기 커패시턴스의 영향이 반영되지 않게 된다.Referring to Equation 4, if the non-inverting terminals of the two operational amplifiers have the same potential as in Prior Art 1 and ΔVR becomes 0, VOUT(SELF) becomes 0 and the first difference value ( VOUT12 1 ) and the second difference value VOUT12 2 do not reflect the effect of the self-capacitance described above.

그러나 두 개의 연산증폭기의 비반전 단자들이 서로 다른 전위를 갖게 되어(즉, VH≠VL) △VR이 0이 아닌 값으로 된다면, VOUT(SELF)는 0이 아닌 값이 되어 상기 제1차이값(VOUT121) 및 상기 제2차이값(VOUT122)에는 자기 커패시턴스의 영향이 반영되게 된다.However, if the non-inverting terminals of the two operational amplifiers have different potentials (i.e., VH≠VL) and ΔVR becomes a non-zero value, VOUT(SELF) becomes a non-zero value and the first difference value ( VOUT12 1 ) and the second difference value VOUT12 2 reflect the influence of the self-capacitance.

본 발명의 상술한 실시예는 두 개의 연산증폭기의 비반전 단자들이 서로 다른 전위를 갖도록 구성된 실시예이다. 본 발명은 상술한 실시예 즉, 자기 커패시턴스와 상호 커패시턴스가 공존하는 상황에서, 커패시턴스 측정부(40)의 구성을 통해, 상호 커패시턴스에 관한 값만을 측정하고자 할 때에 자기 커패시턴스의 영향을 배제할 수 있다는 효과가 있다.The above-described embodiment of the present invention is an embodiment in which non-inverting terminals of two operational amplifiers have different potentials. In the above-described embodiment, that is, in a situation where self-capacitance and mutual capacitance coexist, through the configuration of the capacitance measuring unit 40, the influence of self-capacitance can be excluded when measuring only a value related to mutual capacitance. It works.

또한, 상술한 바와 같이 구동전극(TX)에는 펄스트레인 신호가 인가된다. 즉, VDD가 0이 아닌 값을 갖는다. 상술한 선행기술 2에서 상기 '다른 전극'은 플로팅 상태를 갖거나 또는 VDD가 0의 값을 갖는 경우라고 할 수 있다. In addition, as described above, a pulse train signal is applied to the driving electrode TX. That is, VDD has a non-zero value. In the above-described prior art 2, the'other electrode' may have a floating state or a case where VDD has a value of 0.

만일 선행기술 2와 같이 VDD가 0의 값을 갖는 경우, 수식 3의 VOUT(MUTUAL)은 0이 되어 상기 제1차이값(VOUT121) 및 상기 제2차이값(VOUT122)에는 상호 커패시턴스의 영향은 반영되지 않게 된다. If VDD has a value of 0 as in the prior art 2, VOUT (MUTUAL) in Equation 3 becomes 0, and the influence of mutual capacitance on the first difference value VOUT12 1 and the second difference value VOUT12 2 Is not reflected.

그러나 상술한 실시예와 같이, VDD가 0이 아닌 값을 갖는 경우, VOUT(MUTUAL)은 0이 아닌 값을 갖게 되어, 상기 제1차이값(VOUT121) 및 상기 제2차이값(VOUT122)에는 상호 커패시턴스의 영향이 반영되게 된다.However, as in the above-described embodiment, when VDD has a non-zero value, VOUT (MUTUAL) has a non-zero value, so that the first difference value VOUT12 1 and the second difference value VOUT12 2 Is reflected in the influence of mutual capacitance.

본 발명은 구동전극(TX)에 펄스트레인 신호가 인가되는 상황에서 즉, 자기 커패시턴스와 상호 커패시턴스가 공존하는 상황에서, 커패시턴스 측정부(40)의 기능을 이용하여, 자기 커패시턴스에 관한 값만을 측정하고자 할 때에 상호 커패시턴스의 영향을 배제할 수 있다는 효과가 있다. In the present invention, in a situation in which a pulse train signal is applied to the driving electrode TX, that is, in a situation where self-capacitance and mutual capacitance coexist, it is intended to measure only a value related to self-capacitance by using the function of the capacitance measurement unit 40 In doing so, there is an effect that the influence of mutual capacitance can be excluded.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따라 제공되는 터치입력 검출장치의 구성예를 나타낸다.8 shows a configuration example of a touch input detection apparatus provided according to another embodiment of the present invention.

도 8에 나타낸 터치입력 검출장치는 도 3에 제시된 터치입력 검출장치에서 제2 연산증폭기(OA2) 및 제2 연산증폭기(OA2)의 반전 입력단자와 출력단자 사이에 결합되어 있던 회로소자들이 제거된 회로이다. 도 8에 나타낸 터치입력 검출장치의 커패시턴스 측정부(40)는 제1 연산증폭기(OA1)의 출력전압(VOUT1)을 입력으로 받아들일 수, 있다. 이와 비교하여 도 3에 나타낸 터치입력 검출장치의 커패시턴스 측정부(40)는 제1 연산증폭기(OA1)의 출력전압(VOUT1)와 제2 연산증폭기(OA2)의 출력전압(VOUT2) 간의 차이값을 입력으로 받아들일 수 있다.In the touch input detection device shown in FIG. 8, the circuit elements coupled between the inverting input terminal and the output terminal of the second operational amplifier OA2 and the second operational amplifier OA2 are removed from the touch input detecting device shown in FIG. Circuit. The capacitance measurement unit 40 of the touch input detection apparatus shown in FIG. 8 may receive the output voltage VOUT1 of the first operational amplifier OA1 as an input. In comparison, the capacitance measurement unit 40 of the touch input detection device shown in FIG. 3 calculates the difference between the output voltage VOUT1 of the first operational amplifier OA1 and the output voltage VOUT2 of the second operational amplifier OA2. It can be taken as input.

도 8에 나타낸 터치입력 검출장치는 제1 연산증폭기(OA1), 감지전극(RX)을 상기 제1 연산증폭기(OA1)의 반전 입력단자에 연결하는 스위치부(20), 상기 감지전극(RX)과 상호 커패시턴스를 형성하는 구동전극(TX)에 소정의 패턴을 갖는 신호를 인가하여, 상기 구동전극(TX)의 전위를 상기 스위치부(20)의 상태변화에 동기화하여 변화시키는 구동부(10), 제1시구간에서는 상기 제1 연산증폭기의 제1출력전압(VOUT1)을 점점 감소시키고, 제2시구간에서는 상기 제1출력전압(VOUT1)을 점점 증가시키도록 상기 스위치부(20)의 동작을 제어하는 제어부(30), 및 상기 제1시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)과 상기 제2시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)을 기초로 상기 감지전극(RX)에 형성된 커패시턴스를 측정하도록 되어 있을 수 있다.The touch input detection device shown in FIG. 8 includes a first operational amplifier OA1, a switch unit 20 connecting a sensing electrode RX to an inverting input terminal of the first operational amplifier OA1, and the sensing electrode RX. A driving unit 10 that applies a signal having a predetermined pattern to the driving electrode TX that forms mutual capacitance with and changes the potential of the driving electrode TX in synchronization with the state change of the switch unit 20, In the first time period, the first output voltage VOUT1 of the first operational amplifier is gradually decreased, and in the second time period, the operation of the switch unit 20 is gradually increased so that the first output voltage VOUT1 is gradually increased. The sensing electrode RX based on the controlling controller 30 and the first output voltage VOUT1 acquired in the first time period and the first output voltage VOUT1 acquired in the second time period. It may be adapted to measure the capacitance formed in.

이때, 상기 감지전극(RX)의 전위는 상기 스위치부(20)의 상태변화에 동기화하여 변화될 수 있다.In this case, the potential of the sensing electrode RX may be changed in synchronization with the state change of the switch unit 20.

이때, 상기 스위치부(20)는 제1스위치(Φ1) 및 제2스위치(Φ2)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1스위치(Φ1)와 및 상기 제2스위치(Φ2)에 의해 상기 감지전극(RX)에 제1기준전압과 제2기준전압이 번갈아 가며 인가될 수 있다.In this case, the switch unit 20 may include a first switch Φ1 and a second switch Φ2. In addition, a first reference voltage and a second reference voltage may be alternately applied to the sensing electrode RX by the first switch Φ1 and the second switch Φ2.

예컨대 제1스위치(Φ1)는 감지전극(RX)을 제1 연산증폭기(OA1)의 반전 입력단자에 연결할 수 있는데, 이때 제1 연산증폭기(OA1)의 비반전 입력단자에는 상기 제1기준전압이 인가되어 있을 수 있다. 그리고 제2스위치(Φ2)는 감지전극(RX)을 제2기준전압을 갖는 노드에 연결할 수 있다. 이때, 상기 제2기준전압은 상기 터치입력 검출장치에 포함된 소정의 회로, 예컨대 VREF 전압 변동부(50)에 의해 제공될 수 있다.For example, the first switch Φ1 may connect the sensing electrode RX to the inverting input terminal of the first operational amplifier OA1, in which case the first reference voltage is applied to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier OA1. May be licensed. In addition, the second switch Φ2 may connect the sensing electrode RX to a node having a second reference voltage. In this case, the second reference voltage may be provided by a predetermined circuit included in the touch input detection device, for example, the VREF voltage fluctuation unit 50.

이때, 상기 커패시턴스 측정부(40)는, 상기 제1시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)과 상기 제2시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)을 서로 더한 값을 기초로 상기 감지전극(RX)이 상기 구동전극(TX)을 제외한 다른 회로요소와 형성하는 자기 커패시턴스에 관한 값을 측정하도록 되어 있을 수 있다.In this case, the capacitance measurement unit 40 is based on a value obtained by adding the first output voltage VOUT1 obtained in the first time period and the first output voltage VOUT1 obtained in the second time period. As a result, the sensing electrode RX may be configured to measure a value of a self capacitance formed with other circuit elements other than the driving electrode TX.

이때, 상기 커패시턴스 측정부(40)는, 상기 제2시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)으로부터 상기 제1시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)을 뺀 값을 기초로 상기 상호 커패시턴스를 측정하도록 되어 있을 수 있다.In this case, the capacitance measurement unit 40 is based on a value obtained by subtracting the first output voltage VOUT1 obtained in the first time period from the first output voltage VOUT1 obtained in the second time period. It may be adapted to measure the mutual capacitance.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자기기의 구성을 나타낸 다이어그램이다.9 is a diagram showing the configuration of a user device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 사용자기기(100)는, 상기 감지전극(RX) 및 상기 구동전극(TX)을 포함하는 사용자 입력장치(2), 상술한 터치입력 검출장치(1), 및 상기 터치입력 검출장치(1)가 측정한 상기 감지전극(RX)에 형성된 커패시턴스에 관한 값을 상기 터치입력 검출장치(1)로부터 제공받는 주처리장치(3)를 포함할 수 있다. 상기 사용자기기(100)는 상기 주처리장치(3)에 의해 제어되는 디스플레이부(4), 상기 주처리장치(3)가 요구하는 데이터를 저장하는 저장부(5), 상기 사용자기기(100)의 외부장치와 신호를 주고받는 통신부(6), 및 상기 사용자기기(100)에 전력을 제공하는 전원부(7)를 더 포함할 수 있다. 상기 사용자 입력장치(2)는 투명한 터치패널일 수 있으며, 상기 사용자 입력장치(2)는 상기 디스플레이부의 제조공정에 의해 제조된 것이거나 또는 상기 디스플레이부와는 별도로 제조된 것일 수 있다. 상기 터치입력 검출장치(1)는 칩(chip)의 형태로 제공될 수 있다. The user device 100 according to an embodiment of the present invention includes a user input device 2 including the sensing electrode RX and the driving electrode TX, the touch input detection device 1 described above, and the The touch input detection device 1 may include a main processing device 3 that receives a value of the capacitance formed on the sensing electrode RX measured by the touch input detection device 1 from the touch input detection device 1. The user equipment 100 includes a display unit 4 controlled by the main processing unit 3, a storage unit 5 storing data requested by the main processing unit 3, and the user equipment 100 It may further include a communication unit 6 for exchanging signals with an external device of, and a power supply unit 7 for providing power to the user device 100. The user input device 2 may be a transparent touch panel, and the user input device 2 may be manufactured by a manufacturing process of the display unit or may be manufactured separately from the display unit. The touch input detection device 1 may be provided in the form of a chip.

상술한 본 발명의 실시예들을 이용하여, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.Using the above-described embodiments of the present invention, those belonging to the technical field of the present invention will be able to easily implement various changes and modifications within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. The content of each claim in the claims may be combined with other claims having no citation relationship within the range that can be understood through the present specification.

Claims (14)

제1 연산증폭기(OA1);
제2 연산증폭기(OA2);
감지전극(RX)을 상기 제1 연산증폭기의 반전 입력단자 및 상기 제2 연산증폭기의 반전 입력단자 중 어느 하나에만 선택적으로 연결하는 스위치부(20, Φ1, Φ2);
상기 감지전극과 상호 커패시턴스를 형성하는 구동전극(TX)에 소정의 패턴을 갖는 신호를 인가하여, 상기 구동전극의 전위를 상기 스위치부의 상태변화에 동기화하여 변화시키는 구동부(10);
제1시구간에서는 상기 제1 연산증폭기의 제1출력전압에서 상기 제2 연산증폭기의 제2출력전압을 차감한 차이값(VOUT)을 점점 감소시키고, 제2시구간에서는 상기 차이값을 점점 증가시키도록 상기 스위치부의 동작을 제어하는 제어부(30); 및
상기 제1시구간에서 획득한 상기 차이값인 제1차이값(VOUT121)과 상기 제2시구간에서 획득한 상기 차이값인 제2차이값(VOUT122)을 기초로 상기 감지전극에 형성된 커패시턴스에 관한 값을 측정하도록 되어 있는, 커패시턴스 측정부(40);
를 포함하는,
터치입력 검출장치.A first operational amplifier OA1;
A second operational amplifier OA2;
A switch unit (20, Φ1, Φ2) selectively connecting the sensing electrode RX to only one of an inverting input terminal of the first operational amplifier and an inverting input terminal of the second operational amplifier;
A driving unit 10 for applying a signal having a predetermined pattern to a driving electrode TX that forms mutual capacitance with the sensing electrode, and changing a potential of the driving electrode in synchronization with a state change of the switch unit;
In the first time period, the difference value (VOUT) obtained by subtracting the second output voltage of the second operational amplifier from the first output voltage of the first operational amplifier is gradually decreased, and in the second period, the difference value gradually increases. A control unit 30 for controlling the operation of the switch unit so as to be performed; And
A capacitance formed on the sensing electrode based on a first difference value VOUT12 1 that is the difference value obtained in the first time period and a second difference value VOUT12 2 that is the difference value obtained in the second time period A capacitance measurement unit 40, which is adapted to measure a value of <RTI ID=0.0>
Containing,
Touch input detection device. 제1항에 있어서, 상기 제1연산증폭기의 비반전 입력단자에는 제1 기준전압이 인가되고, 상기 제2연산증폭기의 비반전 입력단자에는 상기 제1기준전압과는 다른 제2 기준전압이 인가되는, 터치입력 검출장치.The method of claim 1, wherein a first reference voltage is applied to a non-inverting input terminal of the first operational amplifier, and a second reference voltage different from the first reference voltage is applied to a non-inverting input terminal of the second operational amplifier. The touch input detection device. 제1항에 있어서, 상기 커패시턴스 측정부는, 상기 제1차이값과 상기 제2차이값을 서로 더한 값을 기초로 상기 감지전극이 상기 구동전극을 제외한 다른 회로요소와 형성하는 자기 커패시턴스를 측정하도록 되어 있는, 터치입력 검출장치.The method of claim 1, wherein the capacitance measurement unit is configured to measure a self capacitance formed by the sensing electrode with other circuit elements other than the driving electrode based on a value obtained by adding the first difference value and the second difference value. Yes, touch input detection device. 제1항에 있어서, 상기 커패시턴스 측정부는, 상기 제2차이값에서 상기 제1차이값을 뺀 값을 기초로 상기 상호 커패시턴스를 측정하도록 되어 있는, 터치입력 검출장치.The apparatus of claim 1, wherein the capacitance measuring unit measures the mutual capacitance based on a value obtained by subtracting the first difference value from the second difference value. 제1항에 있어서, 상기 제1 연산증폭기 및 제2 연산증폭기 중 임의의 연산증폭기의 반전 입력단자 및 출력단자 사이에는 커패시터가 연결되어 있으며, 상기 스위치부의 동작에 따라 상기 감지전극과 상기 임의의 연산증폭기의 반전 입력단자가 서로 연결되면, 상기 감지전극을 통해 이동하는 전하에 의해 상기 커패시터 양단의 전압이 변화하도록 되어 있는, 터치입력 검출장치.The method of claim 1, wherein a capacitor is connected between the inverting input terminal and the output terminal of any of the first operational amplifier and the second operational amplifier, and the sensing electrode and the arbitrary operation according to the operation of the switch unit. When the inverting input terminals of the amplifier are connected to each other, the voltage across the capacitor is changed by a charge moving through the sensing electrode. 제1항에 있어서, 상기 제어부가, 상기 제1시구간에서는 상기 제1출력전압을 점점 감소시키고 상기 제2출력전압을 점점 증가시키고, 그리고 상기 제2시구간에서는 상기 제1출력전압을 점점 증가시키고 상기 제2출력전압을 점점 감소시키도록 상기 스위치부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는, 터치입력 검출장치.The method of claim 1, wherein the control unit gradually decreases the first output voltage and gradually increases the second output voltage in the first time period, and gradually increases the first output voltage in the second time period. And controlling the operation of the switch unit to gradually decrease the second output voltage. 제1항에 있어서,
상기 제1 연산증폭기의 반전 입력단자 및 출력단자 사이에 연결된 제1 커패시터; 및
상기 제2 연산증폭기의 반전 입력단자 및 출력단자 사이에 연결된 제2 커패시터
를 더 포함하며,
상기 제어부가, 상기 제1시구간에서 상기 제1 커패시터와 제2 커패시터를 리셋한 이후 상기 제1 연산증폭기의 출력값을 상기 제2 연산증폭기의 출력값보다 먼저 변화시키고, 상기 제2시구간에서 상기 제1 커패시터와 제2 커패시터를 리셋한 이후 상기 제2 연산증폭기의 출력값을 상기 제1 연산증폭기의 출력값보다 먼저 변화시키도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는, 터치입력 검출장치.The method of claim 1,
A first capacitor connected between an inverting input terminal and an output terminal of the first operational amplifier; And
A second capacitor connected between the inverting input terminal and the output terminal of the second operational amplifier
It further includes,
After the controller resets the first capacitor and the second capacitor in the first time period, the output value of the first operational amplifier is changed before the output value of the second operational amplifier, and the second time period changes the output value of the second operational amplifier. And controlling the switch unit to change an output value of the second operational amplifier before an output value of the first operational amplifier after resetting the first capacitor and the second capacitor. 제1항에 있어서, 상기 감지전극의 전위를 상기 스위치부의 상태변화에 동기화하여 변화시키도록 되어 있는, 터치입력 검출장치.The apparatus according to claim 1, wherein a potential of the sensing electrode is changed in synchronization with a state change of the switch unit. 제1 연산증폭기(OA1);
감지전극(RX)을 상기 제1 연산증폭기의 반전 입력단자에 연결하는 스위치부(20);
상기 감지전극과 상호 커패시턴스를 형성하는 구동전극(TX)에 소정의 패턴을 갖는 신호를 인가하여, 상기 구동전극의 전위를 상기 스위치부의 상태변화에 동기화하여 변화시키는 구동부(10);
제1시구간에서는 상기 제1 연산증폭기의 제1출력전압(VOUT1)을 점점 감소시키고, 제2시구간에서는 상기 제1출력전압(VOUT1)을 점점 증가시키도록 상기 스위치부의 동작을 제어하는 제어부(30); 및
상기 제1시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)과 상기 제2시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)을 기초로 상기 감지전극에 형성된 커패시턴스를 측정하도록 되어 있는, 커패시턴스 측정부(40);
를 포함하는,
터치입력 검출장치.A first operational amplifier OA1;
A switch unit 20 connecting the sensing electrode RX to an inverting input terminal of the first operational amplifier;
A driving unit 10 for applying a signal having a predetermined pattern to a driving electrode TX that forms mutual capacitance with the sensing electrode, and changing a potential of the driving electrode in synchronization with a state change of the switch unit;
A controller for controlling the operation of the switch unit to gradually decrease the first output voltage VOUT1 of the first operational amplifier in a first time period, and gradually increase the first output voltage VOUT1 in a second time period ( 30); And
Capacitance measurement, which is configured to measure the capacitance formed in the sensing electrode based on the first output voltage VOUT1 acquired in the first time period and the first output voltage VOUT1 acquired in the second time period Part 40;
Containing,
Touch input detection device. 제9항에 있어서, 상기 감지전극의 전위를 상기 스위치부의 상태변화에 동기화하여 변화시키도록 되어 있는, 터치입력 검출장치.The touch input detection apparatus according to claim 9, wherein the electric potential of the sensing electrode is changed in synchronization with a state change of the switch unit. 제10항에 있어서,
상기 스위치부(20)는 제1스위치(Φ1) 및 제2스위치(Φ2)를 포함하며,
상기 제1스위치(Φ1)와 및 상기 제2스위치(Φ2)에 의해 상기 감지전극(RX)에 제1기준전압과 제2기준전압이 번갈아 가며 인가되는,
터치입력 검출장치. The method of claim 10,
The switch unit 20 includes a first switch (Φ1) and a second switch (Φ2),
A first reference voltage and a second reference voltage are alternately applied to the sensing electrode RX by the first switch Φ1 and the second switch Φ2,
Touch input detection device. 제9항에 있어서, 상기 커패시턴스 측정부는, 상기 제1시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)과 상기 제2시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)을 서로 더한 값을 기초로 상기 감지전극이 상기 구동전극을 제외한 다른 회로요소와 형성하는 자기 커패시턴스를 측정하도록 되어 있는, 터치입력 검출장치.The method of claim 9, wherein the capacitance measurement unit is based on a value obtained by adding the first output voltage VOUT1 obtained in the first time period and the first output voltage VOUT1 obtained in the second time period. The touch input detection device, wherein the sensing electrode measures a self capacitance formed with other circuit elements other than the driving electrode. 제9항에 있어서, 상기 커패시턴스 측정부는, 상기 제2시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)으로부터 상기 제1시구간에서 획득한 상기 제1출력전압(VOUT1)을 뺀 값을 기초로 상기 상호 커패시턴스를 측정하도록 되어 있는, 터치입력 검출장치.The method of claim 9, wherein the capacitance measurement unit is based on a value obtained by subtracting the first output voltage VOUT1 obtained in the first time period from the first output voltage VOUT1 obtained in the second time period. A device for detecting a touch input, adapted to measure the mutual capacitance. 감지전극 및 구동전극을 포함하는 사용자 입력장치;
제9항의 터치입력 검출장치; 및
상기 터치입력 검출장치가 측정한 상기 감지전극에 형성된 커패시턴스에 관한 값을 상기 터치입력 검출장치로부터 제공받는 주처리장치;
를 포함하는,
사용자기기.A user input device including a sensing electrode and a driving electrode;
The touch input detection device of claim 9; And
A main processing device receiving a value of a capacitance formed on the sensing electrode measured by the touch input detection device from the touch input detection device;
Containing,
User device.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022139167A (en) * 2021-03-11 2022-09-26 オムロン株式会社 Non-contact voltage measuring device

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101041586B1 (en) * 2010-04-01 2011-06-15 주식회사 지니틱스 Capacitance measuring circuit for touch sensor
KR20110126026A (en) * 2010-05-14 2011-11-22 주식회사 지니틱스 Integrator circuit with inverting integrator and non-inverting integrator
KR20150102883A (en) * 2014-03-01 2015-09-09 주식회사 센트론 Touch input sensing circuit with capacitive detection scheme
KR20160006982A (en) * 2014-07-10 2016-01-20 주식회사 지니틱스 Capacitive type touch input device with compensation circuit for stray capacitance
KR20160095406A (en) * 2015-02-03 2016-08-11 주식회사 센트론 Touch input device for diminishing low frequency noise
WO2017116082A1 (en) * 2015-12-28 2017-07-06 한양대학교 산학협력단 Touch panel driving circuit implementing plurality of modes through one sensing circuit, and touch sensing method using same
KR20170116756A (en) * 2016-04-12 2017-10-20 주식회사 지니틱스 Capacitive type touch input device with compensation circuit for stray capacitance having current source
KR101879654B1 (en) * 2017-03-03 2018-07-19 주식회사 지니틱스 A method for reducing power consumption of a touch input sensing device at a stand-by mode and the input sensing device
KR101997519B1 (en) * 2018-03-16 2019-07-09 주식회사 지니틱스 A touch sensing device for removing sensing errors occurred by noise from a display panel and fabrication variation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6400944B2 (en) * 2014-05-26 2018-10-03 シナプティクス・ジャパン合同会社 Capacitance detection circuit, touch detection circuit, and semiconductor integrated circuit including the same
KR101677194B1 (en) * 2014-12-31 2016-11-17 주식회사 지니틱스 Touch input sensing method by alternating feedback connection of two feedback capacitors and device for the same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101041586B1 (en) * 2010-04-01 2011-06-15 주식회사 지니틱스 Capacitance measuring circuit for touch sensor
KR20110126026A (en) * 2010-05-14 2011-11-22 주식회사 지니틱스 Integrator circuit with inverting integrator and non-inverting integrator
KR20150102883A (en) * 2014-03-01 2015-09-09 주식회사 센트론 Touch input sensing circuit with capacitive detection scheme
KR20160006982A (en) * 2014-07-10 2016-01-20 주식회사 지니틱스 Capacitive type touch input device with compensation circuit for stray capacitance
KR20160095406A (en) * 2015-02-03 2016-08-11 주식회사 센트론 Touch input device for diminishing low frequency noise
WO2017116082A1 (en) * 2015-12-28 2017-07-06 한양대학교 산학협력단 Touch panel driving circuit implementing plurality of modes through one sensing circuit, and touch sensing method using same
KR20170116756A (en) * 2016-04-12 2017-10-20 주식회사 지니틱스 Capacitive type touch input device with compensation circuit for stray capacitance having current source
KR101879654B1 (en) * 2017-03-03 2018-07-19 주식회사 지니틱스 A method for reducing power consumption of a touch input sensing device at a stand-by mode and the input sensing device
KR101997519B1 (en) * 2018-03-16 2019-07-09 주식회사 지니틱스 A touch sensing device for removing sensing errors occurred by noise from a display panel and fabrication variation

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