KR102212813B1 - Device of mutual and self capacitance read-out front-end - Google Patents
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Abstract
상호 커패시턴스의 값을 출력하는 단자와 셀프 커패시턴스의 값을 출력하는 단자를 전압-전류 변환회로에 선택적으로 연결하도록 되어 있는 스위치부를 갖는 커패시턴스 리드아웃 프론트엔드 장치.A capacitance readout front-end device having a switching unit configured to selectively connect a terminal outputting mutual capacitance values and a terminal outputting self capacitance values to a voltage-current conversion circuit.
Description
본 발명은 전자회로에 관한 것으로서, 커패시턴스 값을 읽어내는 기술에 관한 것이다,The present invention relates to an electronic circuit, and relates to a technology for reading a capacitance value,
사람의 손가락과 같은 물체에 의해 주변의 커패시턴스 값이 변화할 수 있다. 이러한 커패시턴스 값의 변화를 이용하여 사람의 사용자 입력을 감지하는 기술이,예컨대 대한민국 특허공개번호 1020120011888, 1020130016390 등에 공개되어 있다.An object such as a human finger may change the capacitance value around it. Techniques for detecting a user's user input by using such a change in capacitance value are disclosed, for example, in Korean Patent Publication Nos. 1020120011888, 1020130016390, and the like.
본 발명에서는 상호 및 셀프 커패시턴스의 값을 모두 읽어들일 수 있는 회로 장치를 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a circuit device capable of reading both mutual and self-capacitance values.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 하나의 채널에서 뮤추얼/셀프 캐패시턴스를 모두 읽어들일 수 있는 회로를 제공한다. 여기서, 뮤추얼/셀프 모드 전환을 위해 RSHUNT 및 스위치 구동만을 변경하고, 전압-전류 변환회로, 적분기, ADC 등의 회로를 공유하여, 리드아웃 회로를 효율적으로 구현할 수 있다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a circuit capable of reading all mutual/self capacitances from one channel. Here, only R SHUNT and switch driving are changed for mutual/self mode switching, and circuits such as a voltage-current conversion circuit, an integrator, and an ADC are shared, so that a readout circuit can be efficiently implemented.
본 발명에 따르면 상호 및 셀프 커패시턴스의 값을 모두 읽어들일 수 있는 회로 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, a circuit device capable of reading both mutual and self capacitance values can be provided.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회로이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회로이다.1 is a circuit according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit according to another embodiment of the present invention.
3 is a circuit according to another embodiment of the present invention.
4 is a circuit according to another embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로이다.1 is a circuit according to an embodiment of the present invention.
뮤추얼 센서전극 커패시터(Cu)의 일 단자에는 구동노드(VTX)를 통해 전압이 인가될 수 있다. A voltage may be applied to one terminal of the mutual sensor electrode capacitor C u through the driving node V TX .
뮤추얼 센서전극 커패시터(Cu)의 타 단자에는 상호 커패시턴스 리드-아웃 회로와 자가 커패시턴스 리드-아웃 회로의 입력단이 두 개의 스위치에 의해 선택적으로 연결되도록 되어 있다. The input terminals of the mutual capacitance lead-out circuit and the self-capacitance lead-out circuit are selectively connected to the other terminals of the mutual sensor electrode capacitor C u by two switches.
상호 커패시턴스 리드-아웃 회로와 자가 커패시턴스 리드-아웃 회로의 출력단에는 공통회로부가 함께 연결되어 있을 수 있다.
A common circuit unit may be connected to the output terminals of the mutual capacitance read-out circuit and the self-capacitance read-out circuit.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로이다.2 is a circuit according to another embodiment of the present invention.
뮤추얼 센서전극 커패시터(Cu)의 일 단자에는 구동노드(VTX)를 통해 전압이 인가될 수 있다.A voltage may be applied to one terminal of the mutual sensor electrode capacitor C u through the driving node V TX .
뮤추얼 센서전극 커패시터(Cu)의 타 단자는 제3, 4 연결스위치(SH, SL)을 통해 셀프 저항(RSHUNT,SELF)에 연결될 수 있다. 또한 뮤추얼 센서전극 커패시터(Cu)의 상기 타 단자는 제1, 제2연결스위치(SP, SL) 및 상호 저항(RSHUNT,Mu)을 통해 공통노드(VCM)에 연결될 수 있다. The other terminals of the mutual sensor electrode capacitor C u may be connected to the self resistors R SHUNT and SELF through the third and fourth connection switches S H and S L. In addition, the other terminals of the mutual sensor electrode capacitor C u may be connected to the common node V CM through first and second connection switches S P and S L and mutual resistances R SHUNT and Mu .
그리고 송수신노드(VTRX)와 연결된 복수의 분할된 수신노드들(VRX_H, VRX_P, VRX_N, VRX_L)의 전위는 4개의 스위치에 의해 전압전류 변환회로에 선택적으로 연결될 수 있다. In addition, the potentials of the plurality of divided reception nodes V RX_H , V RX_P , V RX_N , and V RX_L connected to the transmission/reception node V TRX may be selectively connected to the voltage current conversion circuit by four switches.
도 3 및 도 4는 도 2에 나타낸 회로와 동일한 회로로서, 모드에 따라 스위치의 온-오프 상태가 서로 다른 값을 갖는 예를 나타낸 것이다.
3 and 4 are the same circuit as the circuit shown in FIG. 2 and show examples in which the on-off state of the switch has different values depending on the mode.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회로이다. 도 3은 셀프 커패시턴스 리드아웃 모드로서 구동노드(VTX)는 구동하지 않는다. 이때, 제3, 제4스위칭회로에 있는 분할된 수신노드(VRX_H, VRX_L)는 전압-전류 변환회로에 제3, 제4차단스위치(CS3, CS4)에 의해 연결되고, 제1, 제2스위칭회로에 있는 분할된 수신노드(VRX_P, VRX_N)는 전압-전류 변환회로에 연결되지 않도록 제1 및 제2차단스위치(CS1, CS2)가 열려 있는 구성을 갖는다. 3 is a circuit according to another embodiment of the present invention. 3 is a self-capacitance readout mode, in which the driving node V TX is not driven. At this time, the divided receiving nodes (V RX_H and V RX_L ) in the third and fourth switching circuits are connected to the voltage-current conversion circuit by the third and fourth cut-off switches CS3 and CS4, and The divided receiving nodes V RX_P and V RX_N in the 2 switching circuit have a configuration in which the first and second disconnecting switches CS1 and CS2 are opened so that they are not connected to the voltage-current conversion circuit.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회로이다. 도 4는 뮤추얼 커패시턴스 리드아웃 모드를 나타낸다. 이때, 제3, 제4스위칭회로에 있는 분할된 수신노드(VRX_H, VRX_L)는 전압-전류 변환회로에 연결되지 않도록 제3 및 제4차단스위치(CS3, CS4)가 열려있고, 제1, 제2스위칭회로에 있는 분할된 수신노드(VRX_P, VRX_N)는 전압-전류 변환회로에 제1 및 제2차단스위치(CS1, CS2)에 의해 연결되는 구성을 갖는다. 4 is a circuit according to another embodiment of the present invention. 4 shows a mutual capacitance readout mode. At this time, the third and fourth cut-off switches CS3 and CS4 are open so that the divided receiving nodes V RX_H and V RX_L in the third and fourth switching circuits are not connected to the voltage-current conversion circuit, and the first , The divided receiving nodes V RX_P and V RX_N in the second switching circuit are connected to the voltage-current conversion circuit by first and second cut-off switches CS1 and CS2.
Claims (1)
상기 송수신노드(VTRX)와 상기 적분기 사이에 개재되는 차동입력 전압-전류 변환기;
상기 송수신노드(VTRX)와 상기 차동입력 전압-전류 변환기의 양의 전극 사이에 개재된 제1연결스위치(SP) 및 제1차단스위치(CS1)를 포함하는 제1스위칭회로;
상기 송수신노드(VTRX)와 상기 차동입력 전압-전류 변환기의 음의 전극사이에 개재된 제2연결스위치(SN) 및 제2차단스위치(CS2)를 포함하는 제2스위칭회로;
상기 송수신노드(VTRX)와 상기 차동입력 전압-전류 변환기의 상기 양의 전극 사이에 개재된 제3연결스위치(SH) 및 제2차단스위치(CS3)를 포함하는 제3스위칭회로;
상기 송수신노드(VTRX)와 상기 차동입력 전압-전류 변환기의 상기 음의 전극사이에 개재된 제4연결스위치(SL) 및 제4차단스위치(CS4)를 포함하는 제4스위칭회로;
상기 제1연결스위치(SP)와 상기 제1차단스위치(CS1) 사이 및 상기 제2연결스위치(SN)와 상기 제2차단스위치(CS1) 사이에 각각 상호 저항(RSHUNT,Mu)을 매개로 연결되는 공통노드(VCM);
상기 제3연결스위치(SH)와 상기 제3차단스위치(CS3) 사이에 셀프 저항(RSHUNT,SELF)을 매개로 연결되는 셀프 구동 노드; 및
상기 제4연결스위치(SL)와 상기 제4차단스위치(CS4) 사이에 다른 셀프 저항(RSHUNT,SELF)을 매개로 연결되는 셀프 접지 노드;를 포함하고,
상기 제1스위칭회로와 상기 제3스위칭회로는 병렬로 연결되고, 상기 제2스위칭회로와 상기 제2스위칭회로는 병렬로 연결되고,
상기 셀프 커패시턴스 리드아웃 모드에서, 상기 제1차단스위치(CS1)와 상기 제2차단스위치(CS2)가 차단되고, 상기 제3차단스위치(CS3)와 상기 제4차단스위치(CS3)가 연결되고, 상기 제3연결스위치(SH)와 상기 제4연결스위치(SL)가 교대로 연결 및 단락되면서 상기 셀프 저항(RSHUNT,SELF)에 나타나는 차동 전압(VRX_H - VRX_L)이 상기 차동입력 전압-전류 변환기를 통해 전류로 변환되고, 상기 적분기를 통해 전압으로 누적된 후, 상기 적분기에 연결된 상기 출력노드(VINT)에서의 누적 전압을 이용하여 상기 셀프 센서전극 캐패시터(CSelf)를 측정하고,
상기 상호 커패시턴스 리드아웃 모드에서, 상기 제1차단스위치(CS1)와 상기 제2차단스위치(CS2)가 연결되고, 상기 제3스위칭회로 및 상기 제4 스위칭회로에 있는 상기 제3연결스위치(SH), 상기 제4연결스위치(SL), 상기 제3차단스위치(CS3)와 상기 제4차단스위치(CS3)가 차단되고, 상기 제1연결스위치(SP)와 상기 제2연결스위치(SN)가 교대로 연결 및 단락되면서 상기 상호 저항(RSHUNT,Mu)에 나타나는 차동 전압(VRX_P - VRX_N)이 상기 차동입력 전압-전류 변환기를 통해 전류로 변환되고, 상기 적분기를 통해 전압으로 누적된 후, 상기 적분기에 연결된 상기 출력노드(VINT)에서의 누적 전압을 이용하여 상기 뮤추얼 센서전극 커패시터(Cu)의 커패시턴스를 측정하는 커패시턴스 리드아웃 프론트엔드 장치.It is possible to switch between the self-capacitance readout mode and the mutual capacitance readout mode, and the driving node (V TX ), the mutual sensor electrode capacitor (Cu) to which the driving node (V TX ) and the first terminal are connected, and the mutual sensor electrode Transmitting/receiving node (V TRX ) connected to the second terminal of the capacitor (Cu), the mutual sensor electrode capacitor (Cu) and the transceiver node (V TRX ) is connected between the transmitting and receiving node (V TRX ) as a sensor electrode. In the capacitance readout front-end device comprising a self sensor electrode capacitor (C Self ), an integrator connected to the transmitting/receiving node (V TRX ), and an output node (V INT ) connected to the integrator,
A differential input voltage-to-current converter interposed between the transmission/reception node V TRX and the integrator;
A first switching circuit including a first connection switch (S P ) and a first cut-off switch (CS1) interposed between the transmission/reception node (V TRX ) and the positive electrode of the differential input voltage-current converter;
A second switching circuit including a second connection switch (S N ) and a second cutoff switch (CS2) interposed between the transmission/reception node (V TRX ) and the negative electrode of the differential input voltage-current converter;
A third switching circuit including a third connection switch (S H ) and a second cutoff switch (CS3) interposed between the transmission/reception node (V TRX ) and the positive electrode of the differential input voltage-current converter;
A fourth switching circuit including a fourth connection switch (S L ) and a fourth cutoff switch (CS4) interposed between the transmission/reception node (V TRX ) and the negative electrode of the differential input voltage-current converter;
Mutual resistance (R SHUNT, Mu ) between the first connection switch (S P ) and the first disconnection switch (CS1) and between the second connection switch (S N ) and the second disconnection switch (CS1) A common node (V CM ) connected through the medium;
A self-driving node connected between the third connection switch S H and the third cut-off switch CS3 through a self resistance R SHUNT and SELF ; And
Including; a self-grounding node connected between the fourth connection switch (S L ) and the fourth cut-off switch (CS4) through different self-resistances (R SHUNT, SELF ),
The first switching circuit and the third switching circuit are connected in parallel, the second switching circuit and the second switching circuit are connected in parallel,
In the self-capacitance readout mode, the first cut-off switch CS1 and the second cut-off switch CS2 are cut off, the third cut-off switch CS3 and the fourth cut-off switch CS3 are connected, As the third connection switch (S H ) and the fourth connection switch (S L ) are alternately connected and short-circuited, the differential voltage (V RX_H -V RX_L ) appearing in the self-resistances (R SHUNT, SELF ) is the differential input After being converted to a current through a voltage-current converter and accumulated as a voltage through the integrator, the self-sensor electrode capacitor (C Self ) is measured using the accumulated voltage at the output node (V INT ) connected to the integrator. and,
In the mutual capacitance readout mode, the first disconnection switch CS1 and the second disconnection switch CS2 are connected, and the third connection switch S H in the third switching circuit and the fourth switching circuit. ), the fourth connection switch (S L ), the third disconnection switch (CS3) and the fourth disconnection switch (CS3) are blocked, the first connection switch (S P ) and the second connection switch (S As N ) are alternately connected and short-circuited, the differential voltage (V RX_P -V RX_N ) appearing in the mutual resistance (R SHUNT,Mu ) is converted into a current through the differential input voltage-current converter, and converted into a voltage through the integrator. After being accumulated, the capacitance readout front-end device measures the capacitance of the mutual sensor electrode capacitor Cu by using the accumulated voltage at the output node V INT connected to the integrator.
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|---|---|---|---|---|
| US20100328262A1 (en) | 2009-06-25 | 2010-12-30 | Elan Microelectronics Corporation | Detector and detection method for a capacitive touchpad to identify a real touch point |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100328262A1 (en) | 2009-06-25 | 2010-12-30 | Elan Microelectronics Corporation | Detector and detection method for a capacitive touchpad to identify a real touch point |
| US20130257786A1 (en) | 2012-03-30 | 2013-10-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Projected capacitance touch panel with reference and guard electrode |
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