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KR101266812B1 - 터치 패널의 전하량 감지장치 및 터치 패널의 전하량 감지방법 - Google Patents

터치 패널의 전하량 감지장치 및 터치 패널의 전하량 감지방법 Download PDF

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KR101266812B1
KR101266812B1 KR1020110126323A KR20110126323A KR101266812B1 KR 101266812 B1 KR101266812 B1 KR 101266812B1 KR 1020110126323 A KR1020110126323 A KR 1020110126323A KR 20110126323 A KR20110126323 A KR 20110126323A KR 101266812 B1 KR101266812 B1 KR 101266812B1
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KR
South Korea
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sampling
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charge amount
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Application number
KR1020110126323A
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English (en)
Inventor
김범수
우민석
이영준
Original Assignee
어보브반도체 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어보브반도체 주식회사 filed Critical 어보브반도체 주식회사
Priority to KR1020110126323A priority Critical patent/KR101266812B1/ko
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    • G01R27/2605—Measuring capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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Abstract

터치 패널의 전하량 감지장치 및 터치 패널의 전하량 감지방법이 개시된다. 상기 터치 패널의 전하량 감지장치는, 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호를 생성하여 출력하는 신호 전달부, 상기 센싱신호를 수신하는 입력단과 상기 수신된 센싱신호에 응답하여 터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량을 출력하는 출력단을 포함하는 커패시턴스 센서, 상기 커패시턴스 센서에서 출력된 전하량을 n 회(n은 자연수) 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압을 출력하는 신호 수신부 및 상기 신호 수신부에서 출력된 상기 전압을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 AD(analog to digital) 컨버터를 구비할 수 있다.

Description

터치 패널의 전하량 감지장치 및 터치 패널의 전하량 감지방법{Apparatus and method for sensing charge of touch panel}
본 발명은 터치 패널의 전하량 감지장치 및 터치 패널의 전하량 감지 방법에 관한 것으로, 특히 노이즈를 감쇄시켜 노이즈를 최소화하면서 작은 전하량 변화에도 충분한 감도를 보장하는 터치 패널의 전하량을 감지하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 터치 패널(예를 들어, 터치 키, 터치 스크린 등)에 전도체(예를 들어, 손가락, 펜 등)의 터치 여부를 감지하고 디지털 신호로 출력하여 어플리케이션 등에 이용하기 위하여 터치 패널의 전하량을 감지하는 장치를 이용한다.
터치 패널의 전하량을 감지하기 위하여 터치 패널 측의 커패시턴스 센서에서 전하량을 센싱하는 방법은 터치하는 전도체의 영향으로 발생되는 전하량의 변화를 감지하는 것인데, 현재 휴대용 기기를 비롯하여 여러 어플리케이션에 사용하는 커패시턴스 센서에 의한 전하량의 변화는 크지 않다. 전하량의 변화는 커패시턴스 센서의 커패시턴스값의 변화에 비례하고 이 변화는 일반적으로 수십 fF에서 수백 fF의 커패시턴스 값을 가진다.
전도체의 터치에 의한 전하량 변화를 증가시키기 위해 간단하게 커패시턴스 센서에서 센싱한 신호를 증폭하는 방법이 일반적으로 사용되고 있으나, 이와 같은 방법은 저전압, 저전력의 현재 개발 추세에 역행하며 추가적인 외부 소자의 사용으로 인한 원가 증대 및 배터리 사용 어플리케이션 등에서 문제점을 야기한다. 또한, 단순한 신호의 증폭은 노이즈도 동일한 비율로 증폭시켜 노이즈가 커지는 문제점도 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 노이즈를 감쇄시켜 노이즈를 최소화하면서 작은 전하량 변화에도 충분한 감도를 보장하는 터치 패널의 전하량 감지장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 노이즈를 감쇄시켜 노이즈를 최소화하면서 작은 전하량 변화에도 충분한 감도를 보장하는 터치 패널의 전하량 감지방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 전하량 감지장치는, 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호를 생성하여 출력하는 신호 전달부, 상기 센싱신호를 수신하는 입력단과 상기 수신된 센싱신호에 응답하여 터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량을 출력하는 출력단을 포함하는 커패시턴스 센서, 상기 커패시턴스 센서에서 출력된 전하량을 n 회(n은 자연수) 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압을 출력하는 신호 수신부 및 상기 신호 수신부에서 출력된 상기 전압을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 AD(analog to digital) 컨버터를 구비할 수 있다.
상기 신호 수신부는, 상기 AD 컨버터에서 출력되는 상기 디지털 신호를 이용하여 복수의 게인 제어신호들을 생성하여 출력하는 게인 제어부, 샘플링 횟수에 관한 정보를 포함하는 제 1 샘플링 제어신호 및 제 2 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서에서 출력된 전하량들을 n 회 샘플링하는 샘플링부 및 상기 게인 제어신호들에 응답하여 상기 n 회 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하여 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 출력하는 전하량 누적부를 구비할 수 있다.
상기 샘플링부는 상기 제 1 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서의 출력단과 접지전압원을 연결 또는 차단하는 제 1 샘플링 스위칭부 및 상기 제 2 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서에서 출력된 전하량을 샘플링하여 출력하는 제 2 샘플링 스위칭부를 구비하고, 상기 제 1 샘플링 스위칭부 및 상기 제 2 샘플링 스위칭부는 선택적으로 동작할 수 있다.
상기 센싱신호는 상기 신호 수신부가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복되는 신호이고, 상기 제 2 샘플링 제어신호는 상기 신호 수신부가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 상기 센싱신호와 동일한 위상을 가지는 신호이며, 상기 제 1 샘플링 제어신호는 상기 제 2 샘플링 제어신호와 반대의 위상을 가지는 신호일 수 있다.
상기 전하량 누적부는 상기 샘플링부의 출력단과 연결되는 입력단, 접지 전압원과 연결되는 접지전압입력단 및 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 상기 AD 컨버터로 출력하는 출력단을 포함하는 연산증폭기, 상기 터치 패널의 터치 상태가 변경되는 경우 또는 상기 전하량을 n 회 샘플링하여 누적한 경우, 초기화 신호에 응답하여 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단을 연결하여 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 초기화하는 초기화 스위칭부, 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 병렬로 연결되는 복수의 커패시터들 및 상기 게인 제어신호들 중 대응하는 게인 제어신호에 응답하여 상기 커패시터들 각각을 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 연결 또는 차단하는 복수의 게인조절 스위칭부들을 구비할 수 있다.
상기 게인제어부는 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 높이고자 하는 경우 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 감소시키고, 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 낮추고자 하는 경우 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 증가시키도록 상기 게인 제어신호들을 생성할 수 있다.
상기 신호 전달부는 상기 신호 수신부가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복되는 상기 센싱신호를 생성하여 출력하고, 상기 신호 수신부는 상기 센싱 신호가 상기 제 1 논리상태에서 상기 제 2 논리상태가 변경되는 시점에 상기 커패시턴스 센서에서 출력되는 전하량들을 샘플링할 수 있다.
상기 신호 전달부는 상기 AD 컨버터에서 출력되는 디지털 신호에 응답하여 센싱 제어신호를 생성하여 출력하는 센싱 제어부, 상기 센싱 제어신호에 응답하여 적어도 하나의 구동신호를 생성하여 출력하는 적어도 하나의 센싱 드라이버 및 상기 적어도 하나의 구동신호에 응답하여 상기 센싱신호를 생성하여 출력하는 센싱신호 출력부를 구비할 수 있다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널의 전하량 감지 방법은, 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호를 생성하여 출력하는 단계, 상기 센싱신호를 수신하고, 상기 수신된 센싱신호에 응답하여 커패시턴스 센서에서 터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량을 출력하는 단계, 샘플링 횟수에 관한 정보를 포함하는 제 1 샘플링 제어신호 및 제 2 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서에서 출력된 전하량들을 n 회(n은 자연수) 샘플링하는 단계, 복수의 게인 제어신호들에 응답하여 상기 n 회 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압을 출력하는 단계 및 상기 전압을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 단계를 구비할 수 있다.
본 발명에 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 터치 패널의 전하량 감지장치 및 터치 패널의 전하량 감지방법은 터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량을 증폭하지 않고 누적함으로써 노이즈 평균화 역할을 하여 노이즈를 감쇄시킴으로써 노이즈를 최소화하며 종래에 비하여 신호대잡음비(SNR : signal to noise ratio)를 개선할 수 있는 장점이 있다. 또한, 터치 패널의 전하량 감지장치 및 터치 패널의 전하량 감지방법은 터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량을 누적함으로써 증폭의 효과를 가져오므로 작은 전하량 변화에도 충분한 감도를 보장할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 터치 패널의 전하량 감지장치의 블록도이다.
도 2는 도 1의 터치 패널의 전하량 감지장치의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
도 3은 도 2의 터치 패널의 전하량 감지장치에 이용되는 신호들의 파형도이다.
도 4는 도 1의 커패시턴스 센서의 일 실시예에 따른 경우 전도체의 터치 상태에 따른 전하량의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 커패시턴스 센서의 다른 일 실시예에 따른 경우 전도체의 터치 상태에 따른 전하량의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 센싱된 전하량을 단순 증폭하는 경우와 센싱된 전하량을 누적하는 경우 노이즈의 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 터치 패널의 전하량 감지방법의 흐름도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 터치 패널의 전하량 감지장치(100)의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 터치 패널의 전하량 감지장치(100)는 신호 전달부(110), 커패시턴스 센서(120), 신호 수신부(130) 및 AD(analog to digital) 컨버터(140)를 구비할 수 있다.
신호 전달부(110)는 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호(SEN)를 생성하여 출력할 수 있다. 센싱신호(SEN)는 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복되는 정현파 신호 또는 신호 수신부(130)가 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복되는 신호일 수 있고, 상기 샘플링 시점에 대한 정보는 센싱신호(SEN) 중 논리상태가 변경되는 시점일 수 있다. 예를 들어, 센싱신호(SEN)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 시점이 상기 샘플링 시점이 되거나, 센싱신호(SEN)가 제 2 논리상태에서 제 1 논리상태로 변경되는 시점이 상기 샘플링 시점이 될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 제 1 논리상태가 논리로우 상태이고 제 2 논리상태가 논리하이 상태인 경우로 가정하여 설명한다. 다만, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 반대로 제 1 논리상태가 논리하이 상태이고 제 2 논리상태가 논리로우 상태일 수도 있다. 신호 전달부(110)의 구성에 대한 일 실시예는 도 2와 관련하여 보다 상세하게 설명한다.
커패시턴스 센서(120)는 신호 전달부(110)에서 출력된 센싱신호(SEN)를 수신하는 입력단(IN)과 수신된 센싱신호(SEN)에 응답하여 상기 터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량(Q 또는 Q+ΔQ)을 출력하는 출력단(OUT)을 포함할 수 있다. 즉, 커패시턴스 센서(120)는 입력단(IN)과 출력단(OUT) 사이의 전하량을 센싱하여 출력하는 뮤츄얼 커패시턴스 센서(mutual capacitance sensor)일 수 있다. 상기 터치 패널은 전도체(예를 들어, 손가락, 펜 등)의 터치를 감지할 수 있는 터치 키, 터치 스크린 등을 모두 포함할 수 있고, 이하에서 '터치'라 함은 커패시턴스 센서(120)에서 출력하는 전하량이 변경되도록 상기 전도체가 상기 터치 패널에 근접하거나 직접 접촉하는 경우를 의미한다. 또한, 이하에서 설명의 편의 상 상기 터치 패널에 상기 전도체가 터치를 하지 않는 경우 커패시턴스 센서(120)에서 출력하는 전하량을 'Q'로 정의하며, 상기 터치 패널에 상기 전도체가 터치를 하는 경우 커패시턴스 센서(120)에서 출력하는 전하량을 'Q+ΔQ'로 정의한다. ΔQ는 양의 값 또는 음의 값을 가질 수 있다. 터치 상태에 따라 커패시턴스 센서(120)에서 센싱하는 전하량에 대하여는 도 4 또는 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
신호 수신부(130)는 커패시턴스 센서(120)에서 출력된 전하량(Q 또는 Q+ΔQ)을 n 회(n은 자연수) 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여, 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 출력할 수 있다. 신호 수신부(130)는 샘플링부(131), 전하량 누적부(133) 및 게인 제어부(135)를 포함 할 수 있다.
샘플링부(131)는 샘플링 횟수에 관한 정보를 포함하는 제 1 샘플링 제어신호(SCON1) 및 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)에 응답하여 커패시턴스 센서(120)에서 출력된 전하량들(Q 또는 Q+ΔQ)을 n 회 샘플링할 수 있다. 제 1 샘플링 제어신호(SCON1)와 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)는 반대의 위상을 가질 수 있다. 상기 샘플링 횟수에 관한 정보는 제 1 샘플링 제어신호(SCON1) 또는 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)의 논리상태가 변경되는 횟수로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 샘플링 횟수에 관한 정보는 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 횟수 또는 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)가 제 2 논리상태에서 제 1 논리상태로 변경되는 횟수로 결정될 수 있다. 샘플링부(131)의 일 실시예에 관하여는 도 2와 관련하여 보다 상세하게 설명한다.
게인 제어부(135)는 AD 컨버터(140)에서 출력하는 디지털 신호(Vo)를 이용하여 복수의 게인 제어신호들(GCON)을 생성하여 전하량 누적부(133)로 출력할 수 있다. 즉, 게인 제어부(135)는 출력되는 디지털 신호(Vo)에 따라 전하량 누적부(133)의 증폭의 정도를 조절할 수 있는 게인 제어신호들(GCON)을 생성하여 출력한다.
전하량 누적부(133)는 샘플링부(131)에서 n 회 샘플링한 전하량을 누적하고 게인을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 출력할 수 있다. 즉, 전하량 누적부(133)에서 n 회 샘플링한 전하량을 누적함으로써 양의 값을 가지는 노이즈와 음의 값을 가지는 노이즈가 상쇄됨에 따라 노이즈가 평균화 되어 노이즈를 최소화할 수 있고 누적에 의한 증폭의 효과를 가질 수 있다. 또한, 전하량 누적부(133)는 게인 제어신호들(GCON)에 응답하여 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)의 게인을 조절할 수 있다. 즉, 전하량 누적부(133)는 AD 컨버터(140)의 입력 전압이 AD 컨버터(140)의 입력전압범위를 초과하는 경우 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 상기 입력전압범위 내로 감소시키고, AD 컨버터(140)의 입력 전압이 너무 작아서 원하는 값을 얻을 수 없는 경우 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 상기 입력전압범위 내에서 증가시키도록 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)의 게인을 조절할 수 있다.전하량 누적부(133)의 일 실시예에 관하여는 도 2와 관련하여 보다 상세하게 설명한다.
AD 컨버터(140)는 신호 수신부(130)에서 출력된 전압(V1 또는 V2)을 디지털 신호(Vo)로 변환하여 출력할 수 있다. AD 컨버터(140)에서 변환된 디지털 신호(Vo)는 어플리케이션 등에 이용될 수 있다.
도 2는 도 1의 터치 패널의 전하량 감지장치(100)의 일 실시예를 도시한 회로도이고, 도 3은 도 2의 터치 패널의 전하량 감지장치(100)에 이용되는 신호들의 파형도이다. 이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여 터치 패널의 전하량 감지장치(100)의 각 구성요소의 일 실시예 및 각 구성요소의 동작에 대하여 설명한다.
신호 전달부(110)는 센싱 제어부(260), 센싱 드라이버(263) 및 센싱신호 출력부(265)를 구비할 수 있다. 센싱 제어부(260)는 AD 컨버터(140)에서 출력되는 디지털 신호(Vo)에 응답하여 센싱 제어신호(SECON)를 생성하여 출력할 수 있다. 센싱 드라이버(263)는 센싱 제어신호(SECON)에 응답하여 센싱신호 출력부(265)를 제어하는 적어도 하나의 구동신호를 생성하여 출력할 수 있다.
센싱 드라이버(263)는 적어도 하나의 구동신호를 생성하기 위한 적어도 하나의 드라이버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이 센싱 드라이버(263)는 PMOS 트랜지스터(P1)를 턴 온 또는 턴 오프시킬 수 있는 구동신호를 생성하는 제 1 드라이버(DR1) 및 NMOS 트랜지스터(N1)를 턴 온 또는 턴 오프시킬 수 있는 구동신호를 생성하는 제 2 드라이버(DR2)를 구비할 수 있다. 제 1 드라이버(DR1)와 제 2 드라이버(DR2)는 서로 반대의 논리상태를 가지는 신호를 출력할 수 있다. 또는, 센싱 드라이버(263)에서 하나의 구동신호를 출력하여 PMOS 트랜지스터(P1) 및 NMOS 트랜지스터(N1)의 게이트에 인가되어 PMOS 트랜지스터(P1) 및 NMOS 트랜지스터(N1) 중 하나의 트랜지스터만 턴 온되도록 제어할 수도 있다.
센싱신호 출력부(265)는 상기 적어도 하나의 구동신호에 응답하여 제 1 논리상태의 제 1 전압(VH) 또는 제 2 논리상태의 제 2 전압(VL)의 센싱신호(SEN)를 출력할 수 있다. 센싱신호(SEN)는 도 3에 도시된 것과 같이 제 1 전압(VH)의 제 1 논리상태와 제 2 전압(VL)의 제 2 논리상태가 반복되는 정현파 신호일 수 있다. 예를 들어, 센싱신호 출력부(265)는 도 2에 도시된 것과 같이 제 1 전압(VH)과 제 2 전압(VL) 사이에 직렬로 연결되는 PMOS 트랜지스터(P1) 및 NMOS 트랜지스터(N1)를 포함하는 인버터일 수 있다.
이상에서는 도 2를 참조하여 신호 전달부(110)의 일 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명의 신호 전달부(110)가 이 경우에 한정되는 것은 아니며, 신호수신부(130)가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복되는 신호를 생성하여 출력할 수 있다면 다른 구성을 가질 수도 있다.
커패시턴스 센서(120)는 입력단(IN)과 출력단(OUT) 사이에 연결되는 커패시터(CMUT)로 모델링될 수 있으며, 터치 상태에 따라 Q 또는 Q+ΔQ의 전하량을 출력단(OUT)을 통하여 출력할 수 있다.
샘플링부(131)는 커패시턴스 센서(120)에서 출력되는 전하량을 샘플링하기 위하여 제 1 샘플링 스위칭부(210) 및 제 2 샘플링 스위칭부(220)를 구비할 수 있다. 제 1 샘플링 스위칭부(210)는 제 1 샘플링 제어신호(SCON1)에 응답하여 커패시턴스 센서(120)의 출력단과 접지전압원(VSS)을 연결하거나 차단할 수 있다. 제 2 샘플링 스위칭부(220)는 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)에 응답하여 샘플링부(131)의 출력으로 커패시턴스 센서(120)에서 출력된 전하량을 샘플링하여 출력할 수 있다. 즉, 제 2 샘플링 스위칭부(220)는 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)에 응답하여 커패시턴스 센서(120)의 출력단과 전하량 누적부(133)의 입력단을 연결하거나 차단할 수 있다. 제 1 샘플링 스위칭부(210)와 제 2 샘플링 스위칭부(220)는 선택적으로 동작하며, 제 1 샘플링 스위칭부(210)와 제 2 샘플링 스위칭부(220)의 동작에 관하여는 신호 수신부(130)의 전체적인 동작에 관하여 설명하면서 보다 상세하게 설명한다.
전하량 누적부(133)는 연산증폭기(250), 초기화 스위칭부(230), 복수의 커패시터들(C1, ... , Cn) 및 복수의 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n)를 구비할 수 있다. 연산증폭기(250)는 샘플링부의 출력단과 연결되는 입력단(-), 접지 전압원(VSS)과 연결되는 접지전압입력단(+) 및 상기 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 AD 컨버터(140)로 출력하는 출력단을 포함할 수 있다. 초기화 스위칭부(230)는 초기화 신호(RST)에 응답하여 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단을 연결하거나 연결을 차단할 수 있다. 즉, 초기화 스위칭부(230)는 상기 터치 패널의 터치 상태가 변경되는 경우 또는 상기 전하량을 n 회 샘플링하여 누적한 경우, 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단을 연결하여 상기 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 초기화할 수 있다.
연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에는 커패시터들(C1, ... , Cn)이 병렬로 연결되고, 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n) 중 대응하는 게인조절 스위칭부가 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 대응하는 커패시터 사이 또는 연산증폭기(250)의 출력단과 대응하는 커패시터 사이에 연결될 수 있다. 즉, 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n) 각각은 게인 제어신호들(GCON_1, ... , CGCON_n) 중 대응하는 게인 제어신호에 응답하여 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에 대응하는 커패시터를 연결 또는 차단할 수 있다. 즉, 게인 제어신호들(GCON_1, ... , CGCON_n) 및 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n)을 이용하여 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결된 커패시터들의 개수를 조절함으로써 샘플링부(131)에서 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절할 수 있다.
연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결되는 커패시터들의 커패시턴스 합이 감소할수록 전하량 누적부(133)에서 출력되는 전압(V1 또는 V2)은 증가하고, 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결되는 커패시터들의 커패시턴스 합이 증가할수록 전하량 누적부(133)에서 출력되는 전압(V1 또는 V2)은 감소한다. 따라서, 게인 제어신호들(GCON_1, ... , CGCON_n)을 이용하여 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n) 중 턴 온되는 게인조절 스위칭부들의 개수를 조절함에 따라, 전하량 누적부(133)에서 출력되는 전압(V1 또는 V2)을 증가시키거나 감소시킬 수 있다. 즉, 게인 제어부(135)는 AD 컨버터(140)에서 출력되는 디지털 신호(Vo)를 이용하여 전하량 누적부(133)에서 출력되는 전압(V1 또는 V2)을 높이고자 하는 경우 연산증폭기(230)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 감소시키도록 게인 제어신호들(GCON_1, ... , GCON_n)을 생성하고, AD 컨버터(140)에서 출력되는 디지털 신호(Vo)를 이용하여 전하량 누적부(133)에서 출력되는 전압(V1 또는 V2)을 낮추고자 하는 경우 연산증폭기(230)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 증가시키도록 게인 제어신호들(GCON_1, ... , GCON_n)을 생성하여 출력할 수 있다. 이와 같이, 생성된 게인 제어신호들(GCON_1, ... , GCON_n)에 응답하여 게인조절 스위칭부들(240_1, ... , 240_n)이 턴 온 또는 턴 오프됨에 따라, 전하량 누적부(133)는 샘플링부(131)에서 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하여 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 생성하여 출력할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 참조하여, 터치 패널의 전하량 감지장치(100)의 동작에 대하여 설명한다.
상기 터치 패널이 터치 상태를 인식하기 위하여 초기화된 경우(예를 들어, 터치 패널에 전원이 인가된 경우 등), 상기 터치 패널의 터치 상태가 변경되는 경우 또는 상기 전하량을 n 회 샘플링하여 누적한 경우, 초기화 신호(RST)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되어 초기화 스위칭부(230)가 턴 온된다. 이 경우, 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단이 직접 연결되므로, 전하량 누적부(133)의 출력은 접지전압으로 초기화된다. 이후에 커패시턴스 센서(120)는 인가되는 센싱신호(SEN)에 응답하여 상기 터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량을 출력한다. 앞서 설명한 것과 같이 커패시턴스 센서(120)는 상기 터치 패널에 상기 전도체가 터치하지 않는 경우 Q의 전하량을 출력하며, 상기 터치 패널에 상기 전도체가 터치하는 경우 Q+ΔQ의 전하량을 출력할 수 있다.
센싱신호(SEN)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 시점이 커패시턴스 센서(120)에서 출력되는 전하량을 샘플링하는 시점이며, 신호 수신부(133)가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간 중 센싱신호(SEN)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 시점은 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 시점과 동일하다. 즉, 신호 수신부(133)가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 센싱신호(SEN)와 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)는 동일한 위상을 가지고, 제 1 샘플링 제어신호(CON_1)와 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)는 반대의 위상을 가질 수 있다.
즉, 제 1 샘플링 제어신호(SCON_1)가 제 2 논리상태이고 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 1 논리상태인 경우, 제 1 샘플링 스위칭부(210)가 턴 온되고 제 2 샘플링 스위칭부(220)가 턴 오프되어 커패시턴스 센서(120)의 출력은 접지전압원(VSS)과 연결되며 상기 전하량을 샘플링하지 않는다. 제 1 샘플링 제어신호(SCON_1)가 제 1 논리상태이고 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 2 논리상태인 경우, 제 1 샘플링 스위칭부(210)가 턴 오프되고 제 2 샘플링 스위칭부(220)가 턴 온되어 커패시턴스 센서(120)의 출력은 전하량 누적부(133)에 입력되어 상기 전하량을 샘플링할 수 있다. 도 3에서는 샘플링 횟수 및 누적 횟수(n)가 4인 경우를 도시하고 있으나, 본 발명이 이 경우에 한정되는 것은 아니며 샘플링 횟수 및 누적 횟수(n)는 다른 다양한 횟수일 수 있다. 도 3의 경우 샘플링부(131)는 제 2 샘플링 제어신호(SCON_2)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되는 4번의 시점에서 샘플링을 수행하고, 전하량 누적부(133)는 4번 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하여 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 출력할 수 있다. 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하는 방법에 대하여는 앞서 상세하게 설명하였으므로, 이하 구체적인 설명은 생략한다. 전하량 누적부(133)가 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 출력하는 경우, ADC 인에이블신호(ADC_EN)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되어 AD 컨버터(140)가 인에이블되고, AD 컨버터(140)는 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 디지털 신호로 변경한다. 이와 같이 4번의 시점에서 샘플링하여 누적하고 게인을 조절한 경우, 초기화 신호(RST)가 제 1 논리상태에서 제 2 논리상태로 변경되고 초기화 스위칭부(230)가 턴 온되어 연산증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단이 직접 연결되므로, 전하량 누적부(133)의 출력은 접지전압으로 초기화된다.
이상에서는 센싱신호(SEN), 제 1 샘플링 제어신호(SCON1) 및 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)가 도 3과 같은 파형을 가지는 경우에 대하여 설명하였다. 다만, 센싱신호(SEN), 제 1 샘플링 제어신호(SCON1) 및 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)가 반드시 도 3과 같은 파형을 가져야 하는 것은 아니며, 이상에서 설명한 것과 동일하게 동작할 수 있다면 다른 파형을 가질 수도 있다. 예를 들어, 센싱신호(SEN)는 도 3의 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)와 같이, 전하량을 샘플링하여 누적하는 구간에서만 n 회 토글링(toggling)하는 파형을 가질 수도 있다.
이상과 같은 동작에 의하여 전하량 누적부(133)에서 출력되는 전압(V1 또는 V2)은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112011094943612-pat00001
수학식 1에서 CF는 커패시터들(C1, ... , Cn) 중 연상증폭기(250)의 입력단(-)과 출력단 사이에 연결되어 있는 커패시터들의 커패시턴스 합을 의미한다. 즉, 상기 터치 패널에 전도체가 터치되지 않는 상태에서 전압(V1)은 전하량(Q)를 n 회 누적하고 게인을 조절한 전하량에 대응하는 전압이고, 상기 터치 패널에 전도체가 터치되는 상태에서 전압(V2)은 전하량(Q+ΔQ)를 n 회 누적하고 게인을 조절한 전하량에 대응하는 전압일 수 있다.
도 4는 도 1의 커패시턴스 센서(120)의 일 실시예에 따른 경우 전도체의 터치 상태에 따른 전하량의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 도 4의 커패시턴스 센서(120)는 동일한 평면상에 입력단과 출력단이 형성되고, 상기 전도체가 상기 터치 패널에 터치되지 않은 상태에서 입력단(IN)과 출력단(OUT) 사이에는 Q의 전하량일 발생하여 출력단(OUT)으로 Q의 전하량을 출력한다. 그러나, 상기 전도체가 상기 터치 패널에 터치된 경우, 입력단(IN)과 출력단(OUT) 사이에는 Q+ΔQ의 전하량일 발생하여 출력단(OUT)으로 Q+ΔQ의 전하량을 출력한다.
도 5는 도 1의 커패시턴스 센서(120)의 다른 일 실시예에 따른 경우 전도체의 터치 상태에 따른 전하량의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 도 5의 커패시턴스 센서(120)는 도 5의 커패시턴스 센서와 달리 상이한 평면상에 입력단과 출력단이 형성되고, 상기 전도체가 상기 터치 패널에 터치되지 않은 상태에서 입력단(IN)과 출력단(OUT) 사이에는 Q의 전하량일 발생하여 출력단(OUT)으로 Q의 전하량을 출력한다. 그러나, 상기 전도체가 상기 터치 패널에 터치된 경우, 입력단(IN)과 출력단(OUT) 사이에는 Q+ΔQ의 전하량일 발생하여 출력단(OUT)으로 Q+ΔQ의 전하량을 출력한다.
도 4 및 도 5의 커패시턴스 센서(120)의 구조는 본 발명의 일 실시예를 도시한 것에 불과하고 본 발명의 커패시턴스 센서(120)가 도 4 및 도 5의 구조로 한정되는 것은 아니다. 즉, 입력단과 출력단을 가지고 입력단으로 인가되는 센싱신호에 응답하여 터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량을 출력할 수 있다면 커패시턴스 센서(120)는 다른 다양한 구조를 가질 수 있다.
도 6은 센싱된 전하량을 단순 증폭하는 경우와 센싱된 전하량을 누적하는 경우 노이즈의 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 커패시턴스 센서에서 센싱된 전하량을 단순 증폭하는 경우 노이즈는 증폭비율(A)만큼 증폭이 되지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 커패시턴스 센서(120)에서 센싱된 전하량을 샘플링하여 누적하는 경우 노이즈의 (+) 성분과 (-) 성분이 누적에 의하여 상쇄되어 노이즈는 평균값을 가지게 된다. 따라서, 센싱된 전하량을 단순 증폭하는 경우에 비하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 의할 경우 노이즈를 최소화하여 종래에 비하여 신호대잡음비(SNR : signal to noise ratio)를 개선할 수 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 터치 패널의 전하량 감지방법의 흐름도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 신호 전달부(110)는 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호(SEN)를 생성하여 출력할 수 있다(S710). 커패시턴스 센서(120)는 센싱신호(SEN)를 수신하고, 상기 수신된 센싱신호(SEN)에 응답하여 터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량(Q 또는 Q+ΔQ)을 출력할 수 있다(S720). 신호 수신부(130) 중 샘플링부(131)는 샘플링 횟수에 관한 정보를 포함하는 제 1 샘플링 제어신호(SCON1) 및 제 2 샘플링 제어신호(SCON2)에 응답하여 커패시턴스 센서(120)에서 출력된 전하량(Q 또는 Q+ΔQ)을 n 회 샘플링하고, 전하량 누적부(133)는 복수의 게인 제어신호들(GCON)에 응답하여 상기 샘플링된 전하량들을 n 회 누적하고 게인을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압(V1 또는 V2)을 출력할 수 있다(S730). AD 컨버터(140)는 전하량 누적부(133)에서 출력된 전압(V1 또는 V2)을 디지털 신호(Vo)로 변환하여 출력할 수 있다(S740). 각 단계와 관련하여서는 도 1 내지 도 6과 관련하여 상세하게 설명하였으므로 이하 생략한다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호를 생성하여 출력하는 신호 전달부;
    상기 센싱신호를 수신하는 입력단과 상기 수신된 센싱신호에 응답하여 터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량을 출력하는 출력단을 포함하는 커패시턴스 센서;
    상기 커패시턴스 센서에서 출력된 전하량을 n 회(n은 자연수) 샘플링하여 누적하고 게인(gain)을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압을 출력하는 신호 수신부; 및
    상기 신호 수신부에서 출력된 상기 전압을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 AD(analog to digital) 컨버터를 구비하는 것을 특징으로 하고,
    상기 신호 전달부는,
    상기 신호 수신부가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복되는 상기 센싱신호를 생성하여 출력하고,
    상기 신호 수신부는,
    상기 센싱 신호가 상기 제 1 논리상태에서 상기 제 2 논리상태가 변경되는 시점에 상기 커패시턴스 센서에서 출력되는 전하량들을 샘플링하는 것을 특징으로 하는
    터치 패널의 전하량 감지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 수신부는,
    상기 AD 컨버터에서 출력되는 상기 디지털 신호를 이용하여 복수의 게인 제어신호들을 생성하여 출력하는 게인 제어부;
    샘플링 횟수에 관한 정보를 포함하는 제 1 샘플링 제어신호 및 제 2 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서에서 출력된 전하량들을 n 회 샘플링하는 샘플링부; 및
    상기 게인 제어신호들에 응답하여 상기 n 회 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하여 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 출력하는 전하량 누적부를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 전하량 감지장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 샘플링부는,
    상기 제 1 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서의 출력단과 접지전압원을 연결 또는 차단하는 제 1 샘플링 스위칭부; 및
    상기 제 2 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서에서 출력된 전하량을 샘플링하여 출력하는 제 2 샘플링 스위칭부를 구비하고,
    상기 제 1 샘플링 스위칭부 및 상기 제 2 샘플링 스위칭부는 선택적으로 동작하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 전하량 감지장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 센싱신호는,
    상기 신호 수신부가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복되는 신호이고,
    상기 제 2 샘플링 제어신호는,
    상기 신호 수신부가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 상기 센싱신호와 동일한 위상을 가지는 신호이며,
    상기 제 1 샘플링 제어신호는,
    상기 제 2 샘플링 제어신호와 반대의 위상을 가지는 신호인 것을 특징으로 하는 터치 패널의 전하량 감지장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제 1 샘플링 스위칭부는,
    상기 신호 수신부가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서, 상기 제 1 샘플링 제어신호가 제 1 논리상태인 경우 접지전압원과 상기 커패시턴스 센서의 출력단을 연결하고 상기 제 1 샘플링 제어신호가 제 2 논리상태인 경우 상기 접지전압원과 상기 커패시턴스 센서의 출력단의 연결을 차단하며,
    상기 제 2 샘플링 스위칭부는,
    상기 신호 수신부가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서, 상기 제 2 샘플링 제어신호가 제 1 논리상태인 경우 상기 커패시턴스 센서의 출력단과 상기 전하량 누적부의 입력단의 연결을 차단하고 상기 제 2 샘플링 제어신호가 제 2 논리상태인 경우 상기 커패시턴스 센서의 출력단과 상기 전하량 누적부의 입력단을 연결하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 전하량 감지장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 전하량 누적부는,
    상기 샘플링부의 출력단과 연결되는 입력단, 접지 전압원과 연결되는 접지전압입력단 및 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 상기 AD 컨버터로 출력하는 출력단을 포함하는 연산증폭기;
    상기 터치 패널의 터치 상태가 변경되는 경우 또는 상기 전하량을 n 회 샘플링하여 누적한 경우, 초기화 신호에 응답하여 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단을 연결하여 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 초기화하는 초기화 스위칭부;
    상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 병렬로 연결되는 복수의 커패시터들; 및
    상기 게인 제어신호들 중 대응하는 게인 제어신호에 응답하여 상기 커패시터들 각각을 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 연결 또는 차단하는 복수의 게인조절 스위칭부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 전하량 감지장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 게인제어부는,
    상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 높이고자 하는 경우 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 감소시키고, 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 낮추고자 하는 경우 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 증가시키도록 상기 게인 제어신호들을 생성하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 전하량 감지장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 신호 전달부는,
    상기 AD 컨버터에서 출력되는 디지털 신호에 응답하여 센싱 제어신호를 생성하여 출력하는 센싱 제어부;
    상기 센싱 제어신호에 응답하여 적어도 하나의 구동신호를 생성하여 출력하는 적어도 하나의 센싱 드라이버; 및
    상기 적어도 하나의 구동신호에 응답하여 상기 센싱신호를 생성하여 출력하는 센싱신호 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 전하량 감지 장치.
  10. 샘플링 시점에 대한 정보를 포함하는 센싱신호를 생성하여 출력하는 단계;
    상기 센싱신호를 수신하고, 상기 수신된 센싱신호에 응답하여 커패시턴스 센서에서 터치 패널의 터치 상태에 따른 전하량을 출력하는 단계;
    샘플링 횟수에 관한 정보를 포함하는 제 1 샘플링 제어신호 및 제 2 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서에서 출력된 전하량들을 n 회(n은 자연수) 샘플링하는 단계;
    복수의 게인 제어신호들에 응답하여 상기 n 회 샘플링된 전하량들을 누적하고 게인을 조절하여 노이즈가 제거되고 게인이 조절된 누적 전하량에 대응하는 전압을 출력하는 단계; 및
    상기 전압을 디지털 신호로 변환하여 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하고,
    상기 센싱신호는,
    상기 신호 수신부가 상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 제 1 논리상태와 제 2 논리상태가 반복되는 신호이고,
    상기 제 2 샘플링 제어신호는,
    상기 전하량들을 샘플링하여 누적하는 구간에서 상기 센싱신호와 동일한 위상을 가지는 신호이며,
    상기 제 1 샘플링 제어신호는,
    상기 제 2 샘플링 제어신호와 반대의 위상을 가지는 신호인 것을 특징으로 하는
    터치 패널의 전하량 감지 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서, 상기 샘플링하는 단계는,
    상기 센싱신호가 상기 제 1 논리상태에서 상기 제 2 논리상태로 변경되는 시점들에서 상기 제 2 샘플링 제어신호에 응답하여 상기 커패시턴스 센서에서 출력되는 전하량을 연산증폭기의 입력단에 인가하는 단계; 및
    상기 센싱신호가 상기 제 2 논리상태에서 상기 제 1 논리상태로 변경되는 시점들에서 상기 제 1 샘플링 제어신호에 응답하여 접지전압을 상기 연산증폭기의 입력단에 인가하는 단계를 구비하고,
    상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 출력하는 단계는,
    상기 디지털 신호를 이용하여 생성된 상기 게인 제어신호들에 응답하여 상기 n회 샘플링된 전하량들이 인가되는 연상증폭기의 입력단과 상기 연산증폭기의 출력단 사이에 병렬 연결되는 커패시터들의 개수를 조절하여 상기 샘플링된 전하량들을 n 회 누적하고 게인을 조절하여 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 출력하는 단계인 것을 특징으로 하는 터치 패널의 전하량 감지 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 터치 패널의 전하량 감지 방법은,
    상기 터치 패널의 터치 상태가 변경되는 경우 또는 상기 전하량을 n 회 샘플링하여 누적한 경우, 초기화 신호에 응답하여 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단을 연결하여 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 초기화하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 전하량 감지 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 출력하는 단계는,
    상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 감소시켜 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 높이거나, 상기 연산증폭기의 입력단과 출력단 사이에 연결되는 상기 커패시터들의 개수를 증가시켜 상기 누적 전하량에 대응하는 전압을 낮추어 게인을 조절하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널의 전하량 감지 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112505111A (zh) * 2020-11-13 2021-03-16 东莞华贝电子科技有限公司 空气湿度检测装置、指纹解锁设备和检测方法
CN112986691A (zh) * 2019-12-02 2021-06-18 半导体元件工业有限责任公司 感测电路及使用具有反相器的感测电路计算电容值的方法

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