KR101645668B1

KR101645668B1 - Capacitance measuring circuit and touch input device including the same

Info

Publication number: KR101645668B1
Application number: KR1020150021994A
Authority: KR
Inventors: 김종식
Original assignee: 주식회사 하이딥
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2016-08-05

Abstract

The present invention relates to a capacitance measuring circuit capable of obtaining increased sensitivity by applying a touch sensor panel (TSP), and a touch input device including the same. The touch input device according to an embodiment of the present invention comprises: a touch sensor panel including a plurality of receiving electrodes and a plurality of driving electrodes; and a sensor unit detecting a touch and the position of the touch by receiving a detection signal input through the receiving electrodes. The sensing unit includes a capacitance measuring circuit. The capacitance measuring circuit includes: a first conversion unit receiving a detection signal of any one receiving electrode of the receiving electrodes and corresponding to the input detection signal; a TSP modeling unit receiving the driving signal input to the driving electrodes and converting the driving signal input to the driving signal in the same or similar shape to that of the detection signal; a second conversion unit receiving a signal output from the TSP modeling unit and outputting a second voltage signal corresponding to the input signal; and a differential amplifying unit amplifying a difference between the first voltage signal and the second voltage signal.

Description

[0001] CAPACITANCE MEASURING CIRCUIT AND TOUCH INPUT DEVICE INCLUDING THE SAME [0002]

본 발명은 커패시턴스 측정 회로 및 터치 입력 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 커패시턴스 측정 회로와 상기 커패시턴스 측정 회로를 포함하는 터치 입력 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a capacitance measurement circuit and a touch input device, and more particularly, to a touch input device including a capacitance measurement circuit and the capacitance measurement circuit.

컴퓨팅 시스템의 조작을 위해 다양한 종류의 입력 장치들이 이용되고 있다. 예컨대, 버튼(button), 키(key), 조이스틱(joystick) 및 터치 스크린과 같은 입력 장치가 이용되고 있다. 터치 스크린의 쉽고 간편한 조작으로 인해 컴퓨팅 시스템의 조작시 터치 스크린의 이용이 증가하고 있다. Various types of input devices are used for the operation of the computing system. For example, an input device such as a button, a key, a joystick, and a touch screen is used. Due to the easy and simple operation of the touch screen, the use of the touch screen in the operation of the computing system is increasing.

터치 스크린은, 터치-감응 표면(touch-sensitive surface)을 구비한 투명한 패널일 수 있는 터치 센서 패널(Touch Sensor Panel, TSP)을 포함하는 터치 입력 장치의 터치 표면을 구성할 수 있다. 이러한 터치 센서 패널은 디스플레이 스크린의 전면에 부착되어 터치-감응표면이 디스플레이 스크린의 보이는 면을 덮을 수 있다. 사용자가 손가락 등으로 터치 스크린을 단순히 터치함으로써 사용자가 컴퓨팅 시스템을 조작할 수 있도록 한다. 일반적으로, 컴퓨팅 시스템은 터치 스크린 상의 터치 및 터치 위치를 인식하고 이러한 터치를 해석함으로써 이에 따라 연산을 수행할 수 있다.The touch screen may comprise a touch surface of a touch input device including a touch sensor panel (TSP), which may be a transparent panel having a touch-sensitive surface. Such a touch sensor panel may be attached to the front of the display screen such that the touch-sensitive surface covers the visible surface of the display screen. The user simply touches the touch screen with a finger or the like so that the user can operate the computing system. Generally, a computing system is able to recognize touch and touch locations on a touch screen and interpret the touch to perform operations accordingly.

이때, 디스플레이 모듈의 성능을 저하시키지 않으면서 터치 스크린 상의 터치에 따른 터치 위치뿐 아니라 터치의 압력 크기를 검출할 수 있는 터치 입력 장치에 대한 필요성이 야기되고 있다.At this time, there is a need for a touch input device capable of detecting not only a touch position corresponding to a touch on the touch screen but also a pressure magnitude of the touch without deteriorating the performance of the display module.

터치 센서의 방식에는, 정전용량 방식과 저항막 방식 등 여러 방식들이 있다. 그 중 정전용량 방식의 정전용량 터치 센서(Capacitive Touch Sensor)가 주로 사용되고 있다.There are various methods of the touch sensor such as the capacitive type and the resistive type. Among them, capacitive touch sensors (capacitive touch sensors) are mainly used.

정전용량 터치 센서는 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이에 전도체 등의 물체가 근접하거나 접촉될 때 발생하는 정전 용량의 변화를 검출하고, 그 검출 결과에 따라 접촉 여부를 판정하는 센서를 의미한다. The capacitive touch sensor includes a sensor for detecting a change in capacitance caused when an object such as a conductor is brought into contact with or contacting an object such as a conductor between the driving electrode TX and the receiving electrode RX, it means.

정전용량 터치 센서에는 커패시턴스를 측정하기 위한 커패시턴스 측정 회로(capacitance measurement circuit)가 사용되고 있다. The capacitive touch sensor uses a capacitance measurement circuit to measure the capacitance.

도 1은 종래의 정전용량 터치센서에서 사용된 커패시턴스 측정 회로이다. 도 1에 도시된 커패시턴스 측정 회로는 미국 특허 등록 번호 제8,587,329호에 개시되어 있다. 1 is a capacitance measuring circuit used in a conventional capacitive touch sensor. The capacitance measurement circuit shown in Fig. 1 is disclosed in U.S. Patent No. 8,587,329.

도 1에 도시된 커패시턴스 측정 회로는 레퍼런스 커패시터(Reference capacitor)를 사용하여 터치 센서 패널(TSP) 내의 센서(sensor)의 커패시턴스를 측정하는 방식이다.The capacitance measuring circuit shown in FIG. 1 is a method of measuring a capacitance of a sensor in a touch sensor panel (TSP) using a reference capacitor.

도 1에 도시된 커패시턴 측정 회로의 동작을 살펴보면, 제1 스위치(SW₁)가 턴-온(Turn-on)되고, 제2 스위치(SW₂)가 턴-오프(Turn-off)되면, 터치 센서 패널(TSP)의 커패시터(C_TSP)와 레퍼런스 커패시터(C_REF)는 V_DD만큼 전하가 충전된다. 여기서, 제1 스위치(SW₁)와 제2 스위치(SW₂)의 제어 신호(Control signal)는 비중첩(Non-overlap)된다.If you look at the operation of the turn-measuring circuit capacitive shown in Figure 1, the first switch (SW ₁₎ is turned off (Turn-off) - one (Turn-on) and second switch (SW ₂₎ is turned , The capacitor C _TSP of the touch sensor panel TSP and the reference capacitor C _REF are charged by V _DD . The first is the control signal (Control signal) is non-overlapping (Non-overlap) of the switch (SW ₁₎ and a second switch (SW _2).

반면, 제2 스위치(SW₂)가 턴-온되고, 제1 스위치(SW₁)가 턴-오프되면, 터치 센서 패널의 커패시터(C_TSP)와 레퍼런스 커패시터(C_REF) 각각에 충전된 전하(Charge)는 저역 통과 필터(LPF)를 통해서 직류(DC)값으로 변환된다. 변환된 두 직류값은 비교기(Comparator)로 입력되고, 비교기는 아래의 조건 1 및 조건 2에 따라 소정의 값(-V_OUT 또는 +V_OUT)을 출력한다.On the other hand, the second switch (SW ₂₎ is turned on, the electric charge charged in the off, the capacitor (C _TSP) and reference capacitor (C _REF) of the touch sensor panel, respectively (-on and, the first switch (SW ₁₎ is turned Charge) is converted to a direct current (DC) value through a low pass filter (LPF). The converted two DC values are input to a comparator, and the comparator outputs a predetermined value (-V _OUT or + V _OUT ) according to the following conditions 1 and 2.

조건 1. C_TSP > C_REF → -V_OUT Condition 1. C _TSP > C _REF → -V _OUT

조건 2. C_TSP < C_REF → +V_OUT Condition 2. C _TSP <C _REF → + V _OUT

도 2는 종래의 정전용량 터치센서에서 사용된 또 다른 커패시턴스 측정 회로를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining another capacitance measuring circuit used in a conventional capacitive touch sensor.

도 2의 (a)는 일반적인 터치 센서 패널(TSP)의 구조를 보여주는 도면이고, 도 2의 (b)는 커패시턴스 측정 회로이다. 도 2의 (b)에 도시된 커패시턴스 측정 회로는 미국 공개 특허 제2011-0261007호에 개시되어 있다.2 (a) is a view showing a structure of a general touch sensor panel (TSP), and FIG. 2 (b) is a capacitance measuring circuit. The capacitance measurement circuit shown in FIG. 2 (b) is disclosed in U.S. Published Patent Application No. 2011-0261007.

도 2의 (b)에 도시된 커패시턴스 측정 회로는, 측정 커패시턴스 전압 증폭기(Measuring CVA(Capacitance Voltage Amplifier), 이하, ‘측정 CVA’라 함), 레퍼런스 커패시턴스 전압 증폭기(Reference CVA, 이하, ‘레퍼런스 CVA’라 함) 및 아날로그 디지털 컨버터(Analog Digital Converter, ADC)로 구성된다. The capacitance measuring circuit shown in FIG. 2B includes a measuring capacitance voltage amplifier (hereinafter referred to as a measuring CVA), a reference capacitance voltage amplifier (hereinafter referred to as a reference CVA) Quot;) and an analog digital converter (ADC).

측정 CVA와 레퍼런스 CVA는 도 2의 (a)에 도시된 수신 전극(RX(n))와 연결된다. 측정 CVA와 레퍼런스 CVA에 연결되는 수신 전극(RX(n), RX(n+1))은 멀리플렉서(Multiplexer, 미도시)에 의해 선택될 수 있다. The measured CVA and the reference CVA are connected to the receiving electrode RX (n) shown in Fig. 2A. The receiving electrodes RX (n) and RX (n + 1) connected to the measurement CVA and the reference CVA can be selected by a multiplexer (not shown).

만약, 제1 수신 전극(RX1)의 출력 신호가 측정 CVA로 입력되고, 제2 수신 전극(RX2)의 출력 신호가 레퍼런스 CVA로 입력되며, 제1 수신 전극(RX1)에서만 커패시턴스의 변화가 검출된다고 가정하면, 제1 수신 전극(RX1)의 커패시턴스의 변화에 의한 측정 CVA의 출력 전압의 변화가 ADC로 입력되고, ADC는 변화되는 측정 CVA의 출력 신호와 레퍼런스 CVA의 출력 신호의 차이만 디지털 데이터(Digital data)로 변환한다. 즉, ADC에서 출력되는 출력값(DATA)은 제1 수신 전극(RX1)의 커패시턴스의 변화에 따른 디지털 데이터만 출력된다.If the output signal of the first receiving electrode RX1 is input to the measurement CVA and the output signal of the second receiving electrode RX2 is input to the reference CVA and a change in capacitance is detected only at the first receiving electrode RX1 Assuming that the change in the output voltage of the measured CVA due to the change in the capacitance of the first receiving electrode RX1 is input to the ADC and only the difference between the output signal of the measured CVA and the output signal of the reference CVA, Digital data). That is, only the digital data corresponding to the change in the capacitance of the first receiving electrode RX1 is output as the output value DATA output from the ADC.

미국 등록 특허 제8,587,329호 (공고일 2013.11.19)U.S. Patent No. 8,587,329 (Published on November 19, 2013) 미국 공개 특허 제2011-0261007호 (공개일 2011.10.27)U.S. Published Patent Application No. 2011-0261007 (published on October 27, 2011)

본 발명의 목적은 터치 센서 패널(TSP) 모델링부를 적용하여 향상된 감도(Sensitivity) 얻을 수 있는 커패시턴스 측정 회로 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a capacitance measuring circuit capable of obtaining an improved sensitivity by applying a touch sensor panel (TSP) modeling unit and a touch input device including the capacitance measuring circuit.

본 발명의 또 다른 목적은 터치 센서 패널(TSP)의 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 물리적인 거리에 따른 가능한 모든 대역폭(Bandwidth)에 대해 유사한 주파수 응답 특성을 제공할 수 있는 터치 센서 패널(TSP) 모델링부와 커패시턴스 측정 회로 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a touch sensor capable of providing a similar frequency response characteristic to all possible bandwidths depending on the physical distance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX of the touch sensor panel TSP. A sensor panel (TSP) modeling unit, a capacitance measuring circuit, and a touch input device including the same.

본 발명의 실시 형태에 따른 터치 입력 장치는, 복수의 구동 전극들과 복수의 수신 전극들을 포함하는 터치 센서 패널; 및 상기 복수의 수신 전극들을 통해 입력되는 감지 신호를 수신하여 터치 여부 및 터치 위치를 검출하는 감지부;를 포함하고, 상기 감지부는, 커패시턴스 측정 회로를 포함하고, 상기 커패시턴스 측정 회로는, 상기 복수의 수신 전극들 중 어느 하나의 수신 전극의 감지 신호를 입력받고, 상기 입력된 감지 신호에 대응되는 제1 전압 신호를 출력하는 제1 변환부; 상기 복수의 구동 전극으로 입력되는 구동 신호를 입력받고, 상기 입력된 구동 신호를 상기 감지 신호의 형태와 동일 또는 유사한 형상으로 변환하는 TSP 모델링부; 상기 TSP 모델링부에서 출력되는 신호를 입력받고, 상기 입력된 신호에 대응되는 제2 전압 신호를 출력하는 제2 변환부; 및 상기 제1 전압 신호와 상기 제2 전압 신호의 차이를 증폭하는 차동 증폭부;를 포함한다. 이러한 실시 형태에 따른 터치 입력 장치에 의하면, 향상된 감도(Sensitivity) 얻을 수 있고, 터치 센서 패널(TSP)의 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 물리적인 거리에 따른 가능한 모든 대역폭(Bandwidth)에 대해 향상된 감도를 유지할 수 있는 않는 이점이 있다.A touch input device according to an embodiment of the present invention includes: a touch sensor panel including a plurality of driving electrodes and a plurality of receiving electrodes; And a sensing unit that receives a sensing signal input through the plurality of reception electrodes and detects a touch or a touch position, wherein the sensing unit includes a capacitance measurement circuit, and the capacitance measurement circuit includes: A first converting unit receiving a sensing signal of one of the receiving electrodes and outputting a first voltage signal corresponding to the sensing signal; A TSP modeling unit receiving a drive signal input to the plurality of drive electrodes and converting the input drive signal into a shape identical or similar to the shape of the sense signal; A second converter for receiving a signal output from the TSP modeling unit and outputting a second voltage signal corresponding to the input signal; And a differential amplifier for amplifying the difference between the first voltage signal and the second voltage signal. According to the touch input device according to this embodiment, an improved sensitivity can be obtained and all the possible bandwidths (bandwidths) according to the physical distance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX of the touch sensor panel TSP Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI >

여기서, 상기 제1 변환부는, 상기 감지 신호가 입력되는 부(-) 입력단, 레퍼런스 전압이 인가되는 정(+) 입력단 및 상기 제1 전압 신호가 출력되는 출력단을 포함하는 증폭기; 및 상기 증폭기의 부 입력단과 출력단 사이에 연결된 궤환커패시터;를 포함할 수 있다.Here, the first conversion unit may include: an amplifier including a negative input terminal to which the sensing signal is input, a positive input terminal to which a reference voltage is applied, and an output terminal to which the first voltage signal is output; And a feedback capacitor connected between a negative input terminal and an output terminal of the amplifier.

여기서, 상기 TSP 모델링부는 집중 RC 회로 또는 분포 RC 회로일 수 있다.Here, the TSP modeling unit may be a concentrated RC circuit or a distributed RC circuit.

여기서, 상기 TSP 모델링부는, 제1 가변 저항, 제2 가변 저항, 제1 가변 커패시터, 제2 가변 커패시터 및 제3 가변 커패시터를 포함하고, 상기 제1 가변 저항, 상기 제2 가변 커패시터 및 상기 제2 가변 저항은 직렬 연결되고, 상기 제1 가변 커패시터는 상기 제1 가변 저항과 상기 제2 가변 커패시터 사이에 병렬 연결되고, 상기 제3 가변 커패시터는 상기 제2 가변 커패시터와 상기 제2 가변 저항 사이에 병렬 연결될 수 있다.Here, the TSP modeling unit may include a first variable resistor, a second variable resistor, a first variable capacitor, a second variable capacitor, and a third variable capacitor, wherein the first variable resistor, the second variable capacitor, The first variable capacitor is connected in parallel between the first variable resistor and the second variable capacitor and the third variable capacitor is connected in parallel between the second variable capacitor and the second variable resistor, Can be connected.

여기서, 상기 제1 가변 저항, 상기 제2 가변 저항, 상기 제1 가변 커패시터 및 상기 제3 가변 커패시터는 각각 복수일 수 있다.Here, the first variable resistor, the second variable resistor, the first variable capacitor, and the third variable capacitor may be respectively plural.

여기서, 상기 제2 변환부는, 상기 조정된 구동 신호가 입력되는 부(-) 입력단, 레퍼런스 전압이 인가되는 정(+) 입력단 및 상기 제2 전압 신호가 출력되는 출력단을 포함하는 증폭기; 및 상기 증폭기의 부 입력단과 출력단 사이에 연결된 궤환커패시터;를 포함할 수 있다.Here, the second conversion unit may include an amplifier including a negative input terminal to which the adjusted driving signal is input, a positive input terminal to which a reference voltage is applied, and an output terminal to which the second voltage signal is output; And a feedback capacitor connected between a negative input terminal and an output terminal of the amplifier.

여기서, 상기 차동 증폭부는, 상기 제1 전압 신호가 입력되는 부(-) 입력단, 상기 제2 전압 신호가 입력되는 정(+) 입력단 및 출력단을 포함하는 증폭기; 상기 증폭기의 부 입력단과 상기 제1 변환부 사이에 연결된 제1 저항; 상기 증폭기의 부 입력단과 출력단 사이에 연결된 제2 저항; 상기 제2 저항에 병렬 연결된 제1 커패시터; 상기 증폭기의 정 입력단과 상기 제2 변환부 사이에 연결된 제3 저항; 상기 증폭기의 정 입력단과 레퍼런스 전압 사이에 연결된 제4 저항; 및 상기 제4 저항과 병렬 연결된 제2 커패시터;를 포함할 수 있다. Here, the differential amplifier may include: an amplifier including a negative input terminal to which the first voltage signal is input, a positive input terminal to which the second voltage signal is input, and an output terminal; A first resistor connected between a negative input terminal of the amplifier and the first conversion unit; A second resistor connected between a negative input terminal and an output terminal of the amplifier; A first capacitor connected in parallel to the second resistor; A third resistor connected between the positive input terminal of the amplifier and the second conversion unit; A fourth resistor connected between a positive input terminal of the amplifier and a reference voltage; And a second capacitor connected in parallel with the fourth resistor.

여기서, 상기 제1 저항의 저항값과 상기 제3 저항의 저항값은 동일하고, 상기 제2 저항의 저항값과 상기 제4 저항의 저항값은 동일할 수 있다.Here, the resistance value of the first resistor and the resistance value of the third resistor are the same, and the resistance value of the second resistor and the resistance value of the fourth resistor may be the same.

한편, 본 발명의 실시 형태에 따른 커패시턴스 측정 회로는, 감지 신호를 입력받고, 상기 입력된 감지 신호에 대응되는 제1 전압 신호를 출력하는 제1 변환부; 구동 신호를 입력받고, 상기 입력된 구동 신호를 상기 감지 신호의 형태와 동일 또는 유사한 형상으로 변환하는 TSP 모델링부; 상기 TSP 모델링부에서 출력되는 신호를 입력받고, 상기 입력된 신호에 대응되는 제2 전압 신호를 출력하는 제2 변환부; 및 상기 제1 전압 신호와 상기 제2 전압 신호의 차이를 증폭하는 차동 증폭부;를 포함한다. 이러한 실시 형태에 따른 커패시턴스 측정 회로에 의하면, 제1 전압 신호에 나타나는 전압 변화량을 증폭할 수 있어 향상된 감도를 얻을 수 있고, 입력되는 감지 신호와 구동 신호의 주파수에 관계없이 일정한 특성을 얻을 수 있는 이점이 있다.Meanwhile, a capacitance measuring circuit according to an embodiment of the present invention includes: a first converting unit receiving a sensing signal and outputting a first voltage signal corresponding to the sensing signal; A TSP modeling unit receiving a driving signal and converting the input driving signal into a shape identical or similar to the shape of the sensing signal; A second converter for receiving a signal output from the TSP modeling unit and outputting a second voltage signal corresponding to the input signal; And a differential amplifier for amplifying the difference between the first voltage signal and the second voltage signal. According to the capacitance measuring circuit according to this embodiment, it is possible to amplify the voltage change amount appearing in the first voltage signal to obtain an improved sensitivity, and an advantage of obtaining a constant characteristic irrespective of the frequency of the input sensing signal and the driving signal .

본 발명에 따른 터치 입력 장치에 따르면 향상된 감도(Sensitivity) 얻을 수 있다. According to the touch input device of the present invention, improved sensitivity can be obtained.

또한, 본 발명에 따른 터치 입력 장치에 따르면, 터치 센서 패널(TSP)의 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 물리적인 거리에 따른 대역폭(Bandwidth)에 의한 신호 감쇠의 영향을 받지 않고 향상된 감도를 유지할 수 있는 이점이 있다. In addition, according to the touch input device of the present invention, it is possible to provide a touch input device that is not affected by a signal attenuation due to a bandwidth depending on a physical distance between a driving electrode TX and a receiving electrode RX of a touch sensor panel TSP There is an advantage of being able to maintain improved sensitivity.

도 1은 종래의 정전용량 터치센서에서 사용된 커패시턴스 측정 회로이다.
도 2는 종래의 정전용량 터치센서에서 사용된 또 다른 커패시턴스 측정 회로를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 정전용량 방식의 터치 센서 패널 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 보여주는 개략도이다..
도 4는 도 3에 도시된 감지부(110)에 포함된 커패시턴스 측정 회로이다..
도 5는 도 4에 도시된 TSP 모델링부(320)의 회로도이다.
도 6은 도 4에 도시된 TSP 모델링부(320)의 다른 회로도이다.
도 7은 도 4에 도시된 커패시턴스 측정 회로가 어떻게 아날로그 신호를 처리하는지를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 (a) 내지 (b)는 도 4에 도시된 TSP 모델링부(320)의 레퍼런스 상호 커패시턴스(C_M.Ref)를 2 (pF)으로 설정하고, 제2 변환부(330)의 궤환커패시터(CFB)를 2 (pF)로 설정하여 전체 이득(Gain)이 1이 (0dB) 되도록 구성하였을 때의 아날로그 응답 시뮬레이션(AC response simulation) 결과이다.
도 9의 (a) 내지 (b) 및 도 10의 (a) 내지 (b)는 도 4 내지 도 5에 도시된 커패시턴스 측정 회로의 동작을 시간 영역(Time domain)에 확인한 시뮬레이션 결과이다.1 is a capacitance measuring circuit used in a conventional capacitive touch sensor.
2 is a view for explaining another capacitance measuring circuit used in a conventional capacitive touch sensor;
3 is a schematic view showing a capacitive touch sensor panel and a touch input device including the capacitive touch sensor panel according to an embodiment of the present invention.
4 is a capacitance measurement circuit included in the sensing unit 110 shown in FIG.
5 is a circuit diagram of the TSP modeling unit 320 shown in FIG.
6 is another circuit diagram of the TSP modeling unit 320 shown in FIG.
7 is a diagram for conceptually illustrating how the capacitance measuring circuit shown in FIG. 4 processes an analog signal.
8A and 8B illustrate a case where the reference mutual capacitance C _{M. Ref} of the TSP modeling unit 320 shown in FIG. 4 is set to 2 (pF) (AC response simulation) when the capacitor (CFB) is set to 2 (pF) and the total gain is set to 1 (0 dB).
Figs. 9A to 9B and 10A to 10B are simulation results in which the operation of the capacitance measuring circuit shown in Figs. 4 to 5 is confirmed in the time domain.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 형태를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 형태에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 형태로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 형태 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of example, specific embodiments in which the invention may be practiced. The particular shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. It is also to be understood that the location or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the present invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 커패시턴스 측정 회로를 설명한다.Hereinafter, a capacitance measuring circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 정전용량 방식의 터치 센서 패널 및 이를 포함하는 터치 입력 장치를 보여주는 개략도이다.3 is a schematic view showing a capacitive touch sensor panel and a touch input device including the capacitive touch sensor panel according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 터치 입력 장치는 터치 센서 패널(100), 감지부(110), 구동부(120) 및 제어부(130)를 포함할 수 있다.3, the touch input device may include a touch sensor panel 100, a sensing unit 110, a driving unit 120, and a controller 130.

터치 센서 패널(100)은 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 포함한다. 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 각각 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 구체적으로, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)은 제1 축 방향으로 연장되고, 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 제1 축 방향과 교차하는 제2 축 방향으로 연장된다.The touch sensor panel 100 includes a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm. The plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be arranged to cross each other. Specifically, the plurality of driving electrodes TX1 to TXn extend in the first axial direction, and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm extend in the second axial direction intersecting the first axial direction.

복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 서로 동일한 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 절연막(미도시)의 일 면에 형성될 수 있다. 또한, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 서로 다른 층에 형성될 수 있다. 예컨대, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 하나의 절연막(미도시)의 양면에 각각 형성되거 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)은 제1 절연막(미도시)의 일면에, 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 상기 제1 절연막과 다른 제2 절연막(미도시)의 일면에 형성될 수 있다.The plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on the same layer. For example, the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on one surface of an insulating film (not shown). In addition, the plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed in different layers. For example, a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm are formed on both sides of an insulating film (not shown), and a plurality of driving electrodes TX1 to TXn are formed on a first insulating film The plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed on one surface of a second insulating film (not shown) different from the first insulating film.

복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 투명 전도성 물질(예를 들면, 산화주석(SnO₂) 및 산화인듐(In₂O₃) 등으로 이루어지는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ATO(Antimony Tin Oxide) 등으로 형성될 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시일 뿐이며 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 다른 투명 전도성 물질 또는 불투명 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 예컨대, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 은잉크(silver ink), 구리(copper) 또는 탄소 나노튜브(CNT: Carbon Nanotube) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn) 및 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)는 메탈 메쉬(metal mech)로 구현되거나 은나노(nano silver) 물질로 구성될 수 있다. A plurality of drive electrodes (TX1 to TXn) and a plurality of receiving electrodes (RX1 to RXm) is a transparent conductive material (e.g., tin oxide (SnO ₂₎ and indium oxide _{_{(In 2 O 3) ITO (}} Indium Tin made of such The driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed of other transparent conductive materials or opaque conductive materials such as silicon oxide, A plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed of silver ink, copper or carbon nanotube (CNT) The plurality of driving electrodes TX1 to TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be formed of a metal mesh or may be formed of a nano silver material Lt; / RTI >

도 3에서는 터치 센서 패널(100)의 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)이 직교 어레이를 구성하는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되지 않으며, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)은 대각선, 동심원 및 3차원 랜덤 배열 등을 비롯한 임의의 수의 차원 및 이의 응용 배열을 가질 수 있다. 여기서, n 및 m은 양의 정수로서 서로 같거나 다른 값을 가질 수 있으며 터치 센서 패널(100)의 크기에 따라 달라질 수 있다.3, a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm of the touch sensor panel 100 are shown as an orthogonal array. However, the present invention is not limited to this, TX1 through TXn and the plurality of receiving electrodes RX1 through RXm may have any number of dimensions and application arrangements thereof, including diagonal, concentric and three-dimensional random arrangements. Here, n and m are positive integers which may be the same or different from each other, and may vary according to the size of the touch sensor panel 100.

감지부(110)는 터치 센서 패널(100)의 터치 표면에 대한 터치에 따라 변화되는 정전용량 변화량에 대한 정보를 포함하는 감지 신호를 수신하여 터치 및 터치 위치를 검출한다. The sensing unit 110 receives a sensing signal including information on a capacitance change amount that changes in accordance with a touch with respect to a touch surface of the touch sensor panel 100 to detect a touch and a touch position.

감지부(110)는 구동 신호가 인가된 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)과 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm) 사이에 생성된 정전용량(Cm: 101)에 관한 정보를 포함하는 감지 신호를 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 통해 수신하여 터치 여부 및 터치 위치를 검출할 수 있다. 예컨대, 감지 신호는 구동 전극(TX)에 인가된 구동 신호가 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이에 생성된 정전용량(CM: 101)에 의해 커플링된 신호일 수 있다. 여기서, 제1 구동 전극(TX1)부터 제n 구동 전극(TXn)까지 인가된 구동 신호를 복수의 수신 전극(RX1 내지 RXm)을 통해 감지하는 과정은 터치 센서 패널(100)을 스캔(scan)한다고 지칭할 수 있다. 이러한 감지부(110)는 터치 센서 패널(100)을 스캔하는 하나의 반도체 칩(Chip)으로 구현될 수 있다. The sensing unit 110 senses a sensing signal including information about a capacitance Cm generated between a plurality of driving electrodes TX1 to TXn and a plurality of receiving electrodes RX1 to RXm to which driving signals are applied It is possible to detect the touch and the touch position by receiving through the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm. For example, the sensing signal may be a signal in which the driving signal applied to the driving electrode TX is coupled by the electrostatic capacitance CM: 101 generated between the driving electrode TX and the receiving electrode RX. Here, the process of sensing the driving signal applied from the first driving electrode TX1 to the nth driving electrode TXn through the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm scans the touch sensor panel 100 . The sensing unit 110 may be implemented as one semiconductor chip that scans the touch sensor panel 100.

감지부(110)는 커패시턴스 측정 회로를 포함할 수 있다. 커패시턴스 측정 회로에 대해서는 추후 도 4를 참조하여 설명하도록 한다. The sensing unit 110 may include a capacitance measuring circuit. The capacitance measuring circuit will be described later with reference to Fig.

감지부(110)는 도 4에 도시된 커패시턴스 측정 회로 이외에 아날로그 디지털 컨버터(ADC)를 더 포함할 수 있다. 아날로그 디지털 컨버터는 커패시턴스 측정 회로에서 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환해 줄 수 있다.The sensing unit 110 may further include an analog-to-digital converter (ADC) in addition to the capacitance measuring circuit shown in FIG. The analog-to-digital converter can convert the signal output from the capacitance measurement circuit into a digital signal.

구동부(120)는 터치 센서 패널(100)의 동작을 위해 상기 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)에 구동 신호를 인가한다. 여기서, 구동 신호는 제1 구동 전극(TX1)부터 제n 구동 전극(TXn)까지 순차적으로 인가될 수 있다. 이러한 구동 신호의 인가는 반복적으로 이루어질 수 있다. 그러나 이는 단지 예시일 뿐이며, 복수의 구동 전극(TX1 내지 TXn)에 구동 신호가 동시에 인가될 수도 있다.The driving unit 120 applies a driving signal to the plurality of driving electrodes TX1 to TXn for the operation of the touch sensor panel 100. [ Here, the driving signal may be sequentially applied from the first driving electrode TX1 to the nth driving electrode TXn. This application of the driving signal can be repeatedly performed. However, this is merely an example, and driving signals may be simultaneously applied to the plurality of driving electrodes TX1 to TXn.

제어부(130)는 감지부(110)와 구동부(120)의 동작을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 제어부(130)는 구동 제어 신호를 생성한 후 이를 구동부(120)로 전달하여 구동 신호가 소정 시간에 미리 설정된 구동 전극(TX)에 인가되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 감지 제어 신호를 생성한 후 이를 감지부(110)로 전달하여 감지부(110)가 소정 시간에 미리 설정된 수신 전극(RX)으로부터 감지 신호를 입력받아 미리 설정된 기능을 수행하도록 할 수 있다.The control unit 130 may control the operation of the sensing unit 110 and the driving unit 120. The controller 130 generates a driving control signal and transmits the driving control signal to the driving unit 120 so that the driving signal is applied to the driving electrode TX preset at a predetermined time. The control unit 130 generates a sensing control signal and transmits the sensed sensing signal to the sensing unit 110. The sensing unit 110 receives a sensing signal from a predetermined receiving electrode RX at a predetermined time, .

도 4는 도 3에 도시된 감지부(110)에 포함된 커패시턴스 측정 회로이다. 4 is a capacitance measuring circuit included in the sensing unit 110 shown in FIG.

도 4를 참조하면, 커패시턴스 측정 회로는, 제1 변환부(310), TSP 모델링부(320), 제2 변환부(330) 및 차동 증폭부(350)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the capacitance measurement circuit may include a first conversion unit 310, a TSP modeling unit 320, a second conversion unit 330, and a differential amplification unit 350.

제1 변환부(310)는 수신 전극(RX(n))의 감지 신호를 입력받고, 입력받은 감지 신호를 그에 대응되는 제1 전압 신호로 변환한다. 입력되는 감지 신호는 도 3에 도시된 복수의 수신 전극들(RX1 내지 RXm) 중 어느 하나의 수신 전극(RX(n))의 감지 신호일 수 있다. 복수의 수신 전극들(RX1 내지 RXm) 중 어느 하나의 수신 전극(RX(n))은 멀티플렉서(미도시)에 의해 선택될 수 있다.The first converter 310 receives the sensing signal of the receiving electrode RX (n) and converts the sensed signal into a corresponding first voltage signal. The input sensing signal may be a sensing signal of any one of the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm shown in FIG. Any one of the plurality of receiving electrodes RX1 to RXm may be selected by a multiplexer (not shown).

제1 변환부(310)는 터치 센서 패널(TSP)의 ‘TSP 상호 커패시턴스(C_M _. _TSP)’를 검출한다. 제1 변환부(310)에서 출력되는 제1 전압 신호에는, 터치에 의한 TSP 상호 커패시턴스(C_M.TSP)의 변화량이 제1 전압 신호에 반영된다. 예를 들어, 터치 후의 제1 전압 신호의 크기가 터치 전의 제1 전압 신호의 크기보다 더 작을 수 있다.The first conversion unit 310 detects the 'TSP mutual capacitance ( _CM _. _TSP )' of the touch sensor panel TSP. In the first voltage signal output from the first conversion unit 310, the amount of change in the TSP mutual capacitance (C _MTSP ) due to touch is reflected in the first voltage signal. For example, the magnitude of the first voltage signal after touch may be smaller than the magnitude of the first voltage signal before touch.

제1 변환부(310)는 증폭기(311) 및 궤환커패시터(C_FB)를 포함할 수 있다. 증폭기(311)의 부(-) 입력단, 정(+) 입력단 및 출력단을 포함한다. 부 입력단으로 수신 전극(RX(n))의 감지 신호가 입력되고, 정 입력단으로 레퍼런스 전압(V_REF)이 입력된다. 그리고, 출력단에서는 제1 전압 신호가 출력된다. 궤환커패시터(C_FB)는 증폭기(311)의 부 입력단과 출력단 사이에 연결된다.The first conversion unit 310 may include an amplifier 311 and a feedback capacitor C _FB . (-) input terminal, a positive input terminal, and an output terminal of the amplifier 311. The sensing signal of the receiving electrode RX (n) is input to the negative input terminal, and the reference voltage V _REF is input to the positive input terminal. The first voltage signal is output at the output terminal. The feedback capacitor C _FB is connected between the negative input terminal and the output terminal of the amplifier 311.

TSP 모델링부(320)는 터치 센서 패널(TSP)을 모델링하기 위한 것이다. 구체적으로, TSP 모델링부(320)는 도 3에 도시된 복수의 구동 전극들(TX1 내지 TXn))로 인가되는 구동 신호와 동일한 형태 또는 크기를 갖는 구동 신호(TX Pulse)를 입력받고, TSP 모델링부(320) 내의 회로 소자들을 조정하여, 제2 변환부(330)를 위한 소정의 입력 신호를 출력한다. 여기서, TSP 모델링부(320) 내의 회로 소자들을 조정한다는 의미는 TSP 모델링부(320)의 주파수 응답특성의 컷오프 주파수를 가변한다는 의미이거나, 구동 신호(TX Pulse)를 제1 변환부(310)로 입력되는 감지 신호의 형태와 동일 또는 유사한 형상으로 변환한다는 의미일 수 있다. The TSP modeling unit 320 is for modeling the touch sensor panel TSP. Specifically, the TSP modeling unit 320 receives a drive signal (TX Pulse) having the same shape or size as a drive signal applied to the plurality of drive electrodes (TX1 to TXn) shown in FIG. 3, And outputs a predetermined input signal for the second conversion unit 330. The second conversion unit 330 outputs the predetermined input signal. Here, the adjustment of the circuit elements in the TSP modeling unit 320 means to vary the cutoff frequency of the frequency response characteristic of the TSP modeling unit 320, or to adjust the cutoff frequency of the TSP modeling unit 320 to the first conversion unit 310 It may mean to convert the shape of the sensing signal to be the same or similar to the shape of the input sensing signal.

도 5는 도 4에 도시된 TSP 모델링부(320)의 회로도이다.5 is a circuit diagram of the TSP modeling unit 320 shown in FIG.

도 5를 참조하면, TSP 모델링부(320)는 복수의 회로 소자들로 구성될 수 있다. 여기서, 복수의 회로 소자들은 가변 수동 소자일 수 있다.Referring to FIG. 5, the TSP modeling unit 320 may include a plurality of circuit elements. Here, the plurality of circuit elements may be a variable passive element.

TSP 모델링부(320)는 집중 RC(lumped RC) 회로일 수 있다. The TSP modeling unit 320 may be a concentrated RC (lumped RC) circuit.

TSP 모델링부(320)는 커패시턴스 측정 회로의 관심 구동 주파수 대역에서는 저역 통과 필터(LPF)의 특성을 가질 수 있다. 즉, TSP 모델링부(320)는 입력되는 구동 신호(TX Pulse)에서 컷오프 주파수 이하의 신호는 통과시키고, 컷오프 주파수 이상의 신호는 제거할 수 있다. The TSP modeling unit 320 may have the characteristics of a low pass filter (LPF) in the frequency band of interest of the capacitance measurement circuit. That is, the TSP modeling unit 320 can pass a signal less than a cutoff frequency in an input driving signal (TX Pulse), and can remove a signal having a cutoff frequency or more.

TSP 모델링부(320)의 집중 RC 회로는, 제1 가변 저항(R_S _. _TX), 제2 가변 저항(R_S _. _RX), 제1 가변 커패시터(C_P _. _TX), 제2 가변 커패시터(C_M _. _REF) 및 제3 가변 커패시터(C_P _. _RX)를 포함할 수 있다.Intensive RC circuit of TSP modeling unit 320, a first variable resistance (R _{_S.} _TX), the second variable resistor (R _{_S.} _RX), a first variable capacitor (C _{_P.} _TX), the second variable capacitor ( C _{_M.} _REF), and a third variable capacitor (C _{_P.} may include _RX).

제1 가변 저항(R_S _. _TX)은 도 3에 도시된 터치 센서 패널(100)의 구동 전극(TX)의 직렬 저항값(resistance)이고, 제2 가변 저항(R_S _. _RX)은 도 3에 도시된 터치 센서 패널(100)의 수신 전극(RX)의 직렬 저항값(resistance)이고, 제1 가변 커패시터(C_P _. _TX)는 도 3에 도시된 터치 센서 패널(100)의 구동 전극(TX)의 병렬 커패시턴스이고, 제2 가변 커패시터(C_M _. _REF)는 레퍼런스 상호 커패시턴스이고, 제3 가변 커패시터(C_P _. _RX)는 도 3에 도시된 터치 센서 패널(100)의 수신 전극(RX)의 병렬 커패시턴스이다.A first variable resistance (R _{_S.} _TX) is the series resistance value (resistance) of the driving electrode (TX) of the touch sensor panel 100 shown in Figure 3, the second variable resistor (R _{_S.} _RX) is 3 the touch sensor panel 100 to receive the electrode series resistance value (resistance) of (RX) of the city, and the drive electrode of the first variable capacitor (C _{_P.} _TX) is a touch sensing panel 100 illustrated in Figure 3 ( and the parallel capacitance of the TX), the second variable capacitor (C _{_M.} _REF) is a reference cross-capacitance, and a third variable capacitor (C _{_P.} _RX) receives electrode (RX of the touch sensor panel 100 shown in Figure 3 ) &Lt; / RTI >

제1 가변 저항(R_S _. _TX), 제2 가변 커패시터(C_M _. _REF) 및 제2 가변 저항(R_S _. _RX)은 직렬 연결되고, 제1 가변 커패시터(C_P _. _TX)는 제1 가변 저항(R_S _. _TX)과 제2 가변 커패시터(C_M _. _REF) 사이에 병렬 연결되고, 제3 가변 커패시터(C_P _. _RX)는 제2 가변 커패시터(C_M _. _REF)와 제2 가변 저항(R_S _. _RX) 사이에 병렬 연결된다.A first variable resistance (R _{_S.} _TX), the second variable capacitor (C _{_M.} _REF) and the second variable resistor (R _{_S.} _RX) is the serial connection, the first variable capacitor (C _{_P.} _TX) is first are parallel connected between the variable resistor (R _{_S.} _TX) and a second variable capacitor (C _{_M.} _REF), a third variable capacitor (C _{_P.} _RX) is a second variable capacitor (C _{_M.} _REF) and the second variable It is connected in parallel between the resistor (R _{_S. _RX).}

제1 가변 저항(R_S _. _TX), 제2 가변 저항(R_S _. _RX), 제1 가변 커패시터(C_P _. _TX), 제2 가변 커패시터(C_M _. _REF) 및 제3 가변 커패시터(C_P.RX)이 모두 가변 저항 또는 가변 커패시터이기 때문에, 터치 센서 패널(TSP)의 특성 상 구동 전극(TX)으로부터 수신 전극(RX)까지의 물리적인 거리가 짧은 센서(Sensor)의 대역폭(Bandwidth)과 물리적인 거리가 긴 센서의 대역폭을 모델링(Modeling)할 수 있는 이점이 있다.A first variable resistance (R _{_S.} _TX), the second variable resistor (R _{_S.} _RX), a first variable capacitor (C _{_P.} _TX), the second variable capacitor (C _{_M.} _REF), and a third variable capacitor (C since _P.RX) all be variable resistors or variable capacitors, the bandwidth (bandwidth of the touch sensor panel (TSP) of the property the driving electrode (TX) receiving electrodes (RX) is shorter sensor (sensor physical distance to) from) And the bandwidth of a sensor having a long physical distance can be modeled.

도 6은 도 4에 도시된 TSP 모델링부(320)의 다른 회로도이다.6 is another circuit diagram of the TSP modeling unit 320 shown in FIG.

도 6를 참조하면, TSP 모델링부(320’)는 복수의 회로 소자들로 구성될 수 있다. 여기서, 복수의 회로 소자들은 가변 수동 소자일 수 있다.Referring to FIG. 6, the TSP modeling unit 320 'may include a plurality of circuit elements. Here, the plurality of circuit elements may be a variable passive element.

TSP 모델링부(320’)는 분포 RC(distributed RC) 회로일 수 있다. 분포 RC 회로는, 도 5에 도시된 집중 RC 회로에서 제1 가변 저항(R_S _. _TX), 제2 가변 저항(R_S _. _RX), 제1 가변 커패시터(C_P _. _TX) 및 제3 가변 커패시터(C_P _. _RX)가 각각 복수로 구성된다.The TSP modeling unit 320 'may be a distributed RC (RC) circuit. Distributed RC circuit, also a first variable resistance (R _{_S.} _TX), the second variable resistor (R _{_S.} _RX), a first variable capacitor (C _{_P.} _TX) and a third variable in the intensive RC circuit shown in Figure 5 a capacitor (C _{_P.} _RX) is composed of a plurality each.

TSP 모델링부(320’)는 커패시턴스 측정 회로의 관심 구동 주파수 대역에서는 저역 통과 필터(LPF)의 특성을 가질 수 있다. 즉, TSP 모델링부(320’)는 입력되는 구동 신호(TX Pulse)에서 컷오프 주파수 이하의 신호는 통과시키고, 컷오프 주파수 이상의 신호는 제거할 수 있다. The TSP modeling unit 320 'may have the characteristics of a low pass filter (LPF) in the frequency band of interest of the capacitance measurement circuit. That is, the TSP modeling unit 320 'can pass a signal below the cutoff frequency in the input drive signal (TX Pulse), and remove the signal above the cutoff frequency.

TSP 모델링부(320’)의 분포 RC 회로는, 복수의 제1 가변 저항들(R_S _. _TX1, R_S.TX2, … , R_S _. _TXn), 복수의 제2 가변 저항들(R_S _. _RX1, R_S _. _RX2, … , R_S _. _RXn), 복수의 제1 가변 커패시터들(C_P _. _TX1, C_P _. _TX2, … , C_P _. _TXn), 제2 가변 커패시터(C_M) 및 복수의 제3 가변 커패시터들(C_P _. _RX1, C_P _. _RX2, … , C_P _. _RXn)를 포함할 수 있다.Distribution of TSP modeling unit (320 ') RC circuit comprises a plurality of first variable resistor (R _{_S.} _TX1, _S.TX2 R, ..., R _{_S.} _TXn), the plurality of second variable resistor (R _{_S.} _{_{_{_{RX1, R s. RX2, ...}}}} , R s. RXn), a plurality of the first variable capacitor _{_{_{_{(C P. TX1, C P}}}} . TX2, ..., C P. TXn), the second variable capacitor (C _M), and a plurality of third variable capacitor may comprise a _{_{_{_{(C P. RX1, C P}}}} . RX2, ..., C P. RXn).

복수의 제1 가변 저항들(R_S _. _TX1, R_S _. _TX2, … , R_S _. _TXn)은 직렬 연결되고, 도 3에 도시된 터치 센서 패널(100)의 구동 전극들(TX1, TX2, … , TXn)의 직렬 저항값(resistance)들이다.A plurality of first variable resistor (R _{_S.} _TX1, R _{_S.} _TX2, ..., R _{_S.} _TXn) are series-connected, the drive electrode of the touch sensor panel 100 shown in Figure 3 (TX1, TX2, ..., TXn).

복수의 제2 가변 저항들(R_S _. _RX1, R_S _. _RX2, … , R_S _. _RXn)은 직렬 연결되고, 도 3에 도시된 터치 센서 패널(100)의 수신 전극들(RX1, RX2, … , RXn)의 직렬 저항값(resistance)들이다.A plurality of second variable resistor _{_{_{_{(R S. RX1, R S}}}} . RX2, ..., R S. RXn) are the receiving electrodes of the touch sensor panel 100 shown in Figure 3 are in series connection, (RX1, RX2, ..., RXn).

복수의 제1 가변 커패시터들(C_P _. _TX1, C_P _. _TX2, … , C_P _. _TXn)은 복수의 제1 가변 저항들(R_S _. _TX1, R_S _. _TX2, … , R_S _. _TXn) 사이사이에 병렬로 연결되고, 도 3에 도시된 터치 센서 패널(100)의 구동 전극들(TX1, TX2, … , TXn)의 병렬 커패시턴스들이다.A plurality of first variable capacitors _{_{_{_{(C P. TX1, C P}}}} . TX2, ..., C P. TXn) is a plurality of the first variable resistance _{_{_{_{(R S. TX1, R S}}}} . TX2, ..., R S. TXn And are parallel capacitances of the driving electrodes TX1, TX2, ..., TXn of the touch sensor panel 100 shown in FIG.

제2 가변 커패시터(C_M)는 복수의 제1 가변 저항들(R_S _. _TX1, R_S _. _TX2, … , R_S _. _TXn)과 복수의 제2 가변 저항들(R_S _. _RX1, R_S _. _RX2, … , R_S _. _RXn) 사이에 직렬 연결되고, 레퍼런스 상호 커패시턴스이다.A second variable capacitor (C _M) is a first plurality of variable resistors _{_{_{_{(R S. TX1, R S}}}} . TX2, ..., R S. TXn) and a plurality of second variable resistor (R _{_{_S.}} _RX1, R _S _. _RX2, ..., R _{_S.} a series connection between _RXn) and, reference mutual capacitance.

복수의 제3 가변 커패시터들(C_P _. _RX1, C_P _. _RX2, … , C_P _. _RXn)은 복수의 제2 가변 저항들(R_S _. _RX1, R_S _. _RX2, … , R_S _. _RXn) 사이사이에 병렬 연결되고, 도 3에 도시된 터치 센서 패널(100)의 수신 전극들(RX1, RX2, … , RXn)의 병렬 커패시턴스들이다.A plurality of third variable capacitors _{_{_{_{(C P. RX1, C P}}}} . RX2, ..., C P. RXn) are a plurality of the second variable resistor _{_{_{_{(R S. RX1, R S}}}} . RX2, ..., R S. RXn And are the parallel capacitances of the receiving electrodes RX1, RX2, ..., RXn of the touch sensor panel 100 shown in Fig.

복수의 제1 가변 저항들(R_S _. _TX1, R_S _. _TX2, … , R_S _. _TXn), 복수의 제2 가변 저항들(R_S _. _RX1, R_S _. _RX2, … , R_S _. _RXn), 복수의 제1 가변 커패시터들(C_P _. _TX1, C_P _. _TX2, … , C_P _. _TXn), 제2 가변 커패시터(C_M) 및 복수의 제3 가변 커패시터들(C_P _. _RX1, C_P _. _RX2, … , C_P _. _RXn)이 모두 가변 저항 또는 가변 커패시터이기 때문에, 터치 센서 패널(TSP)의 특성 상 구동 전극들(TX1, TX2, … , TXn)으로부터 수신 전극들(RX1, RX2, … , RXn)까지의 물리적인 거리가 짧은 센서(Sensor)의 대역폭(Bandwidth)과 물리적인 거리가 긴 센서의 대역폭을 모델링(Modeling)할 수 있는 이점이 있다.A plurality of first variable resistors _{_{_{_{(R S. TX1, R S}}}} . TX2, ..., R S. TXn), the plurality of second variable resistors _{_{_{_{(R S. RX1, R S}}}} . RX2, ..., R S. RXn ), a plurality of the first variable capacitor (C _{_P.} _TX1, C _{_P.} _TX2, ..., C _{_P.} _TXn), the second variable capacitor (C _M) and a plurality of third variable capacitors (C _{_P.} _RX1, because of _{_{_{C P. RX2, ..., C}}} P. RXn) is both a variable resistor or variable capacitor, the characteristics the drive electrodes of the touch sensor panel (TSP) (TX1, TX2, ..., the receiving electrode from the TXn) (RX1, RX2, ..., RXn) can be modeled by modeling the bandwidth of a sensor having a long physical distance from the bandwidth of the sensor having a short physical distance.

다시, 도 4를 참조하면, 제2 변환부(330)는 TSP 모델링부(320)로부터 조정된 구동 신호를 입력받고, 입력받은 조정된 구동 신호를 그에 대응되는 제2 전압 신호로 변환한다.Referring to FIG. 4 again, the second converter 330 receives the adjusted drive signal from the TSP modeling unit 320, and converts the adjusted drive signal into a second voltage signal corresponding thereto.

제2 변환부(330)는 TSP 모델링부(320)의 ‘레퍼런스 상호 커패시턴스(C_M _. _Ref)’를 검출한다. 하지만, 레퍼런스 상호 커패시턴스(C_M.Ref)는 터치에 의해 변경되지 않기 때문에, 제2 변환부(330)에서 출력되는 제2 전압 신호는 일정하다.A second conversion unit 330 detects the "reference mutual capacitance (C _{_M.} _Ref)" of TSP modeling unit 320. However, since the reference mutual capacitance (C _{M. Ref} ) is not changed by the touch, the second voltage signal output from the second conversion unit 330 is constant.

제2 변환부(330)는 증폭기(331) 및 궤환커패시터(C_FB)를 포함할 수 있다. 증폭기(331)의 부(-) 입력단, 정(+) 입력단 및 출력단을 포함한다. 부 입력단으로 TSP 모델링부(320)으로부터의 조정된 구동 신호가 입력되고, 정 입력단으로 레퍼런스 전압(V_REF)이 입력될 수 있다. 궤환커패시터(C_FB)는 증폭기(331)의 부 입력단과 출력단 사이에 연결된다.The second conversion unit 330 may include an amplifier 331 and a feedback capacitor C _FB . (-) input terminal, a positive input terminal and an output terminal of the amplifier 331. The adjusted driving signal from the TSP modeling unit 320 may be input to the negative input terminal, and the reference voltage V _REF may be input to the positive input terminal. The feedback capacitor C _FB is connected between the negative input terminal and the output terminal of the amplifier 331.

차동 증폭부(350)는, 제1 변환부(310)에서 출력되는 제1 전압 신호와 제2 변환부(330)에서 출력되는 제2 전압 신호의 차이를 증폭한다.The differential amplification unit 350 amplifies the difference between the first voltage signal output from the first conversion unit 310 and the second voltage signal output from the second conversion unit 330.

차동 증폭부(350)는 제1 전압 신호가 입력되는 부 입력단, 제2 전압 신호가 입력되는 정 입력단 및 출력단을 포함하는 증폭기(351), 증폭기(351)의 부 입력단과 제1 변환부(310) 사이에 연결된 제1 저항(R1), 증폭기(351)의 부 입력단과 출력단 사이에 연결된 제2 저항(R2), 제2 저항(R2)에 병렬 연결된 제1 커패시터(C1), 증폭기(351)의 정 입력단과 제2 변환부(330) 사이에 연결된 제3 저항(R3), 증폭기(351)의 정 입력단과 레퍼런스 전압(V_REF) 사이에 연결된 제4 저항(R4) 및 제4 저항(R4)과 병렬 연결된 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다. 여기서, 차동 증폭부(350)의 출력에 연결되는 ADC가 차동입력일 경우, 차동 증폭부(350)의 출력은 차동으로 구성될 수 있다.The differential amplifier 350 includes an amplifier 351 including a negative input terminal to which the first voltage signal is input, a positive input terminal and an output terminal to which the second voltage signal is input, a negative input terminal of the amplifier 351, A second resistor R2 connected between a negative input terminal and an output terminal of the amplifier 351, a first capacitor C1 connected in parallel to the second resistor R2, an amplifier 351, A fourth resistor R4 connected between the positive input terminal of the amplifier 351 and the reference voltage V _REF and a fourth resistor R4 connected between the positive input terminal of the amplifier 351 and the second converter 330, And a second capacitor C2 connected in parallel with the second capacitor C2. Here, when the ADC connected to the output of the differential amplifier 350 is a differential input, the output of the differential amplifier 350 may be configured as differential.

제1 저항(R1)의 저항값(resistance)과 제3 저항(R3)의 저항값은 동일하고, 제2 저항(R2)의 저항값과 제4 저항(R4)의 저항값은 동일할 수 있다.The resistance value of the first resistor R1 is equal to the resistance value of the third resistor R3 and the resistance value of the second resistor R2 and the resistance value of the fourth resistor R4 may be the same .

제1 커패시터(C1)과 제2 저항(R2) 및 제2 커패시터(C2)와 제4 저항(R4)는 신호 처리 과정에서 발생하는 고주파 성분의 잡음을 제거한다.The first capacitor C1, the second resistor R2, the second capacitor C2, and the fourth resistor R4 remove the noise of the high frequency component generated in the signal processing.

도 4에 도시된 커패시턴스 측정 회로에서, 각 제1 변환부(310)와 제2 변환부(330)의 궤환커패시터(C_FB)와 TSP 모델링부(320)로 입력되는 구동 신호(TX Pulse)의 전압 크기가 같을 경우, 도 4에 도시된 커패시턴스 측정 회로의 입력(V_TX _. _IN)과 출력의 관계식은 아래 <수학식 1>과 같다. The capacitance measuring circuit shown in Figure 4 is provided with the feedback capacitor C _FB of each first conversion unit 310 and the second conversion unit 330 and the feedback capacitor C _{FB of} the driving signal TX Pulse input to the TSP modeling unit 320 When the voltage magnitudes are the same, the relational expression of the input (V _TX _. _IN ) of the capacitance measurement circuit shown in FIG. 4 and the output is expressed by Equation (1) below.

도 7은 도 4에 도시된 커패시턴스 측정 회로가 어떻게 아날로그 신호를 처리하는지를 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for conceptually illustrating how the capacitance measuring circuit shown in FIG. 4 processes an analog signal.

도 4 내지 도 7을 참조하면, 제1 변환부(310)에서 출력되는 제1 전압 신호는, 터치 센서 패널(TSP)의 상호 커패시턴스(C_M.TSP)에 변화에 따른 전압 변화량(vd)만큼의 변화가 있지만, 제2 변환부(330)에서 출력되는 제2 전압 신호는 레퍼런스 상호 커패시턴스(C_M.Ref)가 불변하기 때문에 제2 전압 신호의 크기 변화는 없다. 4 to 7, the first voltage signal output from the first conversion unit 310 is supplied to the touch sensor panel TSP by a voltage change amount vd corresponding to a change in the mutual capacitance C _MTSP of the touch sensor panel TSP The second voltage signal output from the second conversion unit 330 has no change in the magnitude of the second voltage signal because the reference mutual capacitance C _{M. Ref} is unchanged.

만약, 제2 변환부(330)의 제2 전압 신호의 크기가 제1 변환부(310)의 제1 전압 신호의 크기보다, 예를 들어 1/2 만큼 작게 설정되면, 제1 변환부(310)의 제1 전압 신호에서 제2 변환부(330)의 제2 전압 신호가 차감된 차감 신호가 차동 증폭부(350)에서 소정의 이득(Gain, A)만큼 증폭되는데, 이 때, 제1 변환부(310)의 전압 변화랑(vd)도 이득(A)만큼 커진다. 결과적으로, 도 4 내지 도 5에 도시된 커패시턴스 측정 회로에 의하면, 차동 증폭부(350)의 출력신호가 포화(Saturation)되지 않으면서 제1 변환부(310)의 전압 변화량(vd)을 더 크게 얻을 수 있기 때문에, 도 2의 (b)에 도시된 일반적인 커패시턴스 측정 회로보다 더 향상된 감도(Sensitivity)를 얻을 수 있다.If the magnitude of the second voltage signal of the second converter 330 is set to be smaller than the magnitude of the first voltage signal of the first converter 310 by, for example, 1/2, the first converter 310 The difference signal obtained by subtracting the second voltage signal of the second conversion unit 330 from the first voltage signal of the second conversion unit 330 is amplified by the differential gain unit 350 by a predetermined gain Gain, The voltage change (vd) of the portion 310 is also increased by the gain (A). As a result, according to the capacitance measurement circuit shown in FIGS. 4 to 5, the voltage variation amount vd of the first conversion unit 310 is made larger (larger) than that of the first conversion unit 310 without the output signal of the differential amplification unit 350 being saturated It is possible to obtain a higher sensitivity than a general capacitance measuring circuit shown in FIG. 2 (b).

도 8의 (a) 내지 (b)는 도 4에 도시된 TSP 모델링부(320)의 레퍼런스 상호 커패시턴스(C_M.Ref)를 2 (pF)으로 설정하고, 제2 변환부(330)의 궤환커패시터(C_FB)를 2 (pF)로 설정하여 전체 이득(Gain)이 1이 (0dB) 되도록 구성하였을 때의 교류 응답 시뮬레이션(AC response simulation) 결과이다. 8A and 8B illustrate a case where the reference mutual capacitance C _{M. Ref} of the TSP modeling unit 320 shown in FIG. 4 is set to 2 (pF) (AC response simulation) when the capacitor (C _FB ) is set to 2 (pF) and the total gain is set to 1 (0 dB).

터치 센서 패널(TSP)의 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 물리적인 거리에 따른 대역폭과 상호 커패시턴스(M0, M1)의 다양한 크기를 포함하기 위하여 TSC 모델링부(320)의 컷오프(Cutoff) 주파수는 40.94kHz에서 918.3kHz까지 가변 가능하도록 설계하였고(도 8의 (a) 참조), 로스(Loss)는 -12.12dB에서 +15.3dB까지 27.42dB의 조절범위를 가지도록 설계하였다(도 8의 (b) 참조). Off of the TSC modeling unit 320 to include various sizes of the bandwidth and the mutual capacitances M0 and M1 according to the physical distance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX of the touch sensor panel TSP The cutoff frequency was designed to be variable from 40.94 kHz to 918.3 kHz (see FIG. 8 (a)) and the loss was designed to have a control range of 27.42 dB from -12.12 dB to +15.3 dB 8 (b)).

도 9의 (a) 내지 (b) 및 도 10의 (a) 내지 (b)는 도 4 내지 도 5에 도시된 커패시턴스 측정 회로의 동작을 시간 영역(Time domain)에 확인한 시뮬레이션 결과이다.Figs. 9A to 9B and 10A to 10B are simulation results in which the operation of the capacitance measuring circuit shown in Figs. 4 to 5 is confirmed in the time domain.

시뮬레이션(Simulation)을 위해서, 도 4에 도시된 제1 변환부(310)의 터치 센서 패널(TSP)의 상호 커패시턴스(C_M.TSP)와 궤환커패시터(C_FB)는 각각 2 (pF)으로 설정되었고, 도 5에 도시된 TSP 모델링부(320)의 레퍼런스 상호 커패시턴스(C_M.Ref)는 1.25pF으로 설정되었으며, 도 4에 도시된 차동 증폭부(350)의 이득(Gain)은 4 (12dB)로 설정되었다. The mutual capacitance C _M.TSP and the feedback capacitor C _FB of the touch sensor panel TSP of the first conversion unit 310 shown in FIG. 4 are set to 2 (pF), respectively, for _simulation . And the reference mutual capacitance C _{M. Ref} of the TSP modeling unit 320 shown in FIG. 5 is set to 1.25 pF and the gain Gain of the differential amplifier 350 shown in FIG. 4 is set to 4 ).

비교를 위해서 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 물리적인 거리가 가장 짧은 센서(Sensor)와 물리적인 거리가 가장 긴 센서(Sensor)에 대하여 구동 전극(TX)으로 입력되는 구동 신호의 구동 주파수를 100 (kHz)와 400 (kHz)의 조건에서 각각 시뮬레이션하였다. For comparison, a sensor having the shortest physical distance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX and a sensor having the longest physical distance are provided with a driving signal The driving frequency was simulated at 100 (kHz) and 400 (kHz), respectively.

도 9의 (a)는 구동 전극(TX)으로 입력되는 구동 신호의 구동 주파수가 100 (kHz)인 조건에서, 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 물리적 거리가 가장 짧은 센서(Sensor)에 대한 시뮬레이션 결과이다.9A shows a case where the physical distance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX is the shortest when the driving frequency of the driving signal input to the driving electrode TX is 100 kHz, ).

도 9의 (a)를 참조하면, 터치 센서 패널(TSP)의 상호 커패시턴스(C_M.TSP)가 2 (pF)에서 1.8 (pF)으로 변화되었을 때, 제1 변환부(310)에서 출력되는 제1 전압 신호(TSP sensor CVA output)의 크기는 984.7 (mV)에서 885.9 (mV)로 변화되어 전압 변화량(△V )은 98.8 (mV)이고, 제2 변환부(330)에서 출력되는 제2 전압 신호(Ref. sensor CVA output)의 크기는 628.5 (mV)로 일정하다. 제1 전압 신호와 제2 전압 신호를 입력으로 하는 차동 증폭부(350)의 이득(Gain)이 4이므로, 차동 증폭부(350)의 출력 신호(Diff. Amp. Output)에 나타나는 전압 변화량(△V)은 393 (mV)로서 대략 4배 정도 증가하였다.9A, when the mutual capacitance _CMSP of the touch sensor panel TSP is _changed from 2 (pF) to 1.8 (pF), the output from the first conversion unit 310 The magnitude of the first voltage signal TSP sensor CVA output is changed from 984.7 (mV) to 885.9 (mV), the voltage change amount V is 98.8 (mV), and the second The magnitude of the voltage signal (Ref. Sensor CVA output) is constant at 628.5 (mV). Since the gain of the differential amplifier 350 receiving the first voltage signal and the second voltage signal is 4, the voltage change amount? In the output signal Diff. Amp. Output of the differential amplifier 350 V) was 393 (mV), which was about 4 times higher than that of the conventional one.

도 9의 (b)는 구동 전극(TX)로 입력되는 구동 신호의 구동 주파수가 400 (kHz)인 조건에서 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 물리적 거리가 가장 짧은 센서(Sensor)에 대한 시뮬레이션 결과이다. 9B shows a sensor having the shortest physical distance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX under the condition that the driving frequency of the driving signal input to the driving electrode TX is 400 kHz, .

도 9의 (b)를 참조하면, 차동 증폭부(350)의 출력 신호에서도 전압 변화량(△V)이 4배 정도 증가한 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 9 (b), it can be seen that the voltage change amount? V also increases about four times in the output signal of the differential amplifier unit 350 as well.

반면, 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 물리적 거리가 가장 긴 센서(Sensor)의 경우에는 대역폭(Bandwidth)이 작아지게 되므로, 특히, 도 7의 (a)에 도시된 컷오프 주파수가 40.94 (kHz)인 경우에는 구동 신호의 구동 주파수 영역인 100 (kHz)와 400 (kHz)에서는 스톱 밴드(Stop band)에 포함된다. 따라서, 도 9의 (a) 내지 (b)와 같이, 제1 변환부(310)과 제2 변환부(330)에서 출력되는 제1 및 제2 전압 신호의 파형이 삼각파에 가까워지게 되고 신호 감쇄도 발생된다. On the other hand, in the case of a sensor having the longest physical distance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX, the band width becomes small, and in particular, the cutoff frequency shown in FIG. 40.94 (kHz), it is included in the stop band in the driving frequency regions 100 (kHz) and 400 (kHz) of the driving signal. 9A and 9B, the waveforms of the first and second voltage signals output from the first conversion unit 310 and the second conversion unit 330 become close to the triangular wave, .

도 10의 (a)는 구동 전극(TX)으로 입력되는 구동 신호의 구동 주파수가 100 (kHz)인 조건에서, 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 물리적인 거리가 가장 긴 센서(Sensor)에 대한 시뮬레이션(Simulation) 결과이다. 10A shows a state in which the physical distance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX is the longest in the condition that the driving frequency of the driving signal input to the driving electrode TX is 100 kHz Sensor) simulation results.

도 10의 (a)를 참조하면, 제1 변환부(310)에서 출력되는 제1 전압 신호에서의 전압 변화량(△V)은 74.1 (mV)이고, 이 전압 변화량(△V)이 차동 증폭부(350)의 출력 신호에서 296 (mV)로 대략 4배 증가한 결과를 얻었다.10A, the voltage change amount? V in the first voltage signal output from the first conversion unit 310 is 74.1 (mV), and the voltage change amount? (MV) in the output signal of the comparator 350. [

도 10의 (b)는 구동 전극(TX)으로 입력되는 구동 신호의 구동 주파수가 400 (kHz)인 조건에서, 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 물리적인 거리가 가장 긴 센서(Sensor)에 대한 시뮬레이션(Simulation) 결과이다.10B shows a state in which the physical distance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX is the longest in the condition that the driving frequency of the driving signal input to the driving electrode TX is 400 kHz Sensor) simulation results.

도 10의 (b)를 참조하면, 차동 증폭부(350)의 출력 신호에서도 전압 변화량(△V)이 대략 4배 정도 증가된 33.3 (mV)의 결과를 얻었다. 이 경우, 비교적 작은 출력 전압의 크기는 차동 증폭부(350)의 이득을 키워서 알맞은 신호의 크기로 보상할 수 있다.Referring to FIG. 10 (b), the output signal of the differential amplifier 350 also has a result of 33.3 (mV), in which the voltage change amount? V is increased by about four times. In this case, the size of the relatively small output voltage can compensate for the size of the appropriate signal by increasing the gain of the differential amplifier 350.

도 9의 (a) 내지 (b) 및 도 10의 (a) 내지 (b)에 도시된 시뮬레이션 결과에 의하면, 도 4 내지 도 5에 도시된 커패시턴스 측정 회로는 터치 센서 패널(TSP)의 상호 커패시턴스(C_M.TSP)의 변화에 따른 제1 변환부(310)의 제1 전압 신호의 전압 변화량(△V)을 4배로 증가시켜 이론적으로 감도(Sensitivity)가 12dB만큼 증가시킬 수 있다는 것을 보여주고 있다. 또한, 터치 센서 패널(TSP)의 구동 전극(TX)과 수신 전극(RX) 사이의 물리적인 거리에 따른 대역폭(Bandwidth)에 영향을 받지 않고 감도(Sensitivity)를 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.According to the simulation results shown in Figs. 9A to 9B and Figs. 10A to 10B, the capacitance measuring circuit shown in Figs. 4 to 5 can measure the mutual capacitance of the touch sensor panel TSP The voltage change amount DELTA V of the first voltage signal of the first converter 310 according to the change of the _{capacitance C.sub.MTSP} is quadrupled and theoretically the sensitivity can be increased by 12 dB have. It can also be seen that the sensitivity can be improved without being affected by the bandwidth depending on the physical distance between the driving electrode TX and the receiving electrode RX of the touch sensor panel TSP.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 하나의실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

100: 터치 센서 패널
110: 감지부
120: 구동부
130: 제어부
310: 제1 변환부
320: TSP 모델링부
330: 제2 변환부
350: 차동 증폭부100: touch sensor panel
110:
120:
130:
310:
320: TSP modeling unit
330: second conversion section
350: Differential amplifier section

Claims

A touch sensor panel including a plurality of driving electrodes and a plurality of receiving electrodes; And
And a sensing unit that receives a sensing signal input through the plurality of reception electrodes and detects a touch or a touch position,
Wherein the sensing unit includes a capacitance measuring circuit,
Wherein the capacitance measuring circuit comprises:
A first conversion unit receiving a sensing signal of one of the plurality of receiving electrodes and outputting a first voltage signal corresponding to the sensing signal;
A TSP modeling unit receiving a drive signal input to the plurality of drive electrodes and converting the input drive signal into a shape identical or similar to the shape of the sense signal;
A second converter for receiving a signal output from the TSP modeling unit and outputting a second voltage signal corresponding to the input signal; And
And a differential amplifier amplifying a difference between the first voltage signal and the second voltage signal.

The image processing apparatus according to claim 1,
An amplifier including a negative input terminal to which the sensing signal is input, a positive input terminal to which a reference voltage is applied, and an output terminal to which the first voltage signal is output; And
A feedback capacitor connected between a negative input terminal and an output terminal of the amplifier;
And a touch input device.

The method according to claim 1,
Wherein the TSP modeling unit is a concentrated RC circuit or a distributed RC circuit.

The apparatus of claim 3, wherein the TSP modeling unit comprises:
A first variable resistor, a second variable resistor, a first variable capacitor, a second variable capacitor, and a third variable capacitor,
Wherein the first variable resistor, the second variable capacitor, and the second variable resistor are serially connected,
Wherein the first variable capacitor is connected in parallel between the first variable resistor and the second variable capacitor,
And the third variable capacitor is connected in parallel between the second variable capacitor and the second variable resistor.

5. The method of claim 4,
And the first variable resistor, the second variable resistor, the first variable capacitor, and the third variable capacitor are each a plurality.

The image processing apparatus according to claim 1,
An amplifier including a negative input terminal to which the adjusted driving signal is input, a positive input terminal to which a reference voltage is applied, and an output terminal to which the second voltage signal is output; And
A feedback capacitor connected between a negative input terminal and an output terminal of the amplifier;
And a touch input device.

The differential amplifier circuit according to claim 1,
An amplifier including a negative input terminal to which the first voltage signal is input, a positive input terminal to which the second voltage signal is input, and an output terminal;
A first resistor connected between a negative input terminal of the amplifier and the first conversion unit;
A second resistor connected between a negative input terminal and an output terminal of the amplifier;
A first capacitor connected in parallel to the second resistor;
A third resistor connected between the positive input terminal of the amplifier and the second conversion unit;
A fourth resistor connected between a positive input terminal of the amplifier and a reference voltage; And
A second capacitor connected in parallel with the fourth resistor;
And a touch input device.

8. The method of claim 7,
The resistance value of the first resistor and the resistance value of the third resistor are the same,
Wherein the resistance value of the second resistor and the resistance value of the fourth resistor are the same.

A first conversion unit receiving a sensing signal and outputting a first voltage signal corresponding to the sensing signal;
A TSP modeling unit receiving a driving signal and converting the input driving signal into a shape identical or similar to the shape of the sensing signal;
A second converter for receiving a signal output from the TSP modeling unit and outputting a second voltage signal corresponding to the input signal; And
And a differential amplifier amplifying the difference between the first voltage signal and the second voltage signal.

10. The image processing apparatus according to claim 9,
An amplifier including a negative input terminal to which the sensing signal is input, a positive input terminal to which a reference voltage is applied, and an output terminal to which the first voltage signal is output; And
A feedback capacitor connected between a negative input terminal and an output terminal of the amplifier;
And a capacitance measuring circuit.

10. The method of claim 9,
Wherein the TSP modeling unit is a concentrated RC circuit or a distributed RC circuit.

12. The apparatus of claim 11, wherein the TSP modeling unit comprises:
A first variable resistor, a second variable resistor, a first variable capacitor, a second variable capacitor, and a third variable capacitor,
Wherein the first variable resistor, the second variable capacitor, and the second variable resistor are serially connected,
Wherein the first variable capacitor is connected in parallel between the first variable resistor and the second variable capacitor,
And the third variable capacitor is connected in parallel between the second variable capacitor and the second variable resistor.

13. The method of claim 12,
Wherein each of the first variable resistor, the second variable resistor, the first variable capacitor, and the third variable capacitor is a plurality of capacitors.

10. The image processing apparatus according to claim 9,
An amplifier including a negative input terminal to which the adjusted driving signal is input, a positive input terminal to which a reference voltage is applied, and an output terminal to which the second voltage signal is output; And
A feedback capacitor connected between a negative input terminal and an output terminal of the amplifier;
And a capacitance measuring circuit.

10. The differential amplifier circuit according to claim 9,
An amplifier including a negative input terminal to which the first voltage signal is input, a positive input terminal to which the second voltage signal is input, and an output terminal;
A first resistor connected between a negative input terminal of the amplifier and the first conversion unit;
A second resistor connected between a negative input terminal and an output terminal of the amplifier;
A first capacitor connected in parallel to the second resistor;
A third resistor connected between the positive input terminal of the amplifier and the second conversion unit;
A fourth resistor connected between a positive input terminal of the amplifier and a reference voltage; And
A second capacitor connected in parallel with the fourth resistor;
And a capacitance measuring circuit.

16. The method of claim 15,
The resistance value of the first resistor and the resistance value of the third resistor are the same,
Wherein the resistance value of the second resistor and the resistance value of the fourth resistor are the same.