[go: up one dir, main page]

KR100991130B1 - 터치 패널 구동 장치 - Google Patents

터치 패널 구동 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100991130B1
KR100991130B1 KR1020100024833A KR20100024833A KR100991130B1 KR 100991130 B1 KR100991130 B1 KR 100991130B1 KR 1020100024833 A KR1020100024833 A KR 1020100024833A KR 20100024833 A KR20100024833 A KR 20100024833A KR 100991130 B1 KR100991130 B1 KR 100991130B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
output
differential amplifier
capacitor
unit
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
KR1020100024833A
Other languages
English (en)
Inventor
백영진
Original Assignee
주식회사 에임즈
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 주식회사 에임즈 filed Critical 주식회사 에임즈
Priority to KR1020100024833A priority Critical patent/KR100991130B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100991130B1 publication Critical patent/KR100991130B1/ko
Priority to US13/045,773 priority patent/US20110227864A1/en
Priority to JP2011061232A priority patent/JP2011198367A/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

노이즈 특성이 우수하고, 터치 인식 감도가 높으며, 주변 환경 및 패널 변화에 따른 출력의 편차(drift)를 교정하는 터치 패널의 구동 장치가 개시된다. 터치 패널 구동 장치는 복수의 화소를 포함하며, 각각의 화소는 화소의 전하가 저장되는 제1 커패시터에 연결되는는 터치 패널, 상기 터치 패널의 상기 제1 커패시터의 정전 용량의 변화에 따른 전하의 변화량을 2개의 입력 단자로 입력받아 증폭하여 2개의 출력 단자로 증폭된 전압을 출력하는 차동 증폭부, 상기 차동 증폭부의 출력을 입력받아 디지털 값으로 변환시키는 아날로그/디지털 변환부, 양의 전압 및 음의 전압을 상기 차동 증폭부로 출력하여, 기준 전압값을 교정하는 기준 전압 교정부, 양의 전압 및 음의 전압을 상기 차동 증폭부로 출력하여, 상기 아날로그/디지털 변환부의 전압 입력 범위 내의 값이 되도록 상기 차동 증폭부의 2개의 출력을 교정하는 에러 교정부 및 상기 아날로그/디지털 변환부의 전압 입력 범위를 넘어서는 상기 차동 증폭부의 2개의 출력값을 상기 에러 교정부로 피드백하는 제어부를 포함한다.

Description

터치 패널 구동 장치{Apparatus for driving a touch panel}
본 발명은 터치 패널 구동 장치에 관한 것으로, 특히 터치로 인한 정전 용량의 변화에 따른 전압을 차동 증폭기로 증폭하고, 외부 환경에 의한 출력 전압의 편차(drift)를 교정하는 교정부를 포함하여 터치 패널을 구동하는 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래기술에 따른 터치 패널 구동 장치를 도시한다. 도 1을 참조하면, 종래의 터치 패널 구동 장치는 터치 패널(10)에 손가락이 접촉함으로써, 접촉된 화소에 연결된 커패시터(Cm)의 정전 용량의 변화에 따른 전압을 단일 출력 증폭기(20) 입력받아 하나의 증폭된 전압값을 증폭하게 된다.
이때, 출력 전압 Vo는 다음 수학식 1과 같이 나타날 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112010017676754-pat00001
Vpul은 도 1의 각각 Y 채널의 각 화소에 입력되는 펄스 전압을 의미한다.
Figure 112010017676754-pat00002
이기 때문에,
Figure 112010017676754-pat00003
가 된다.
예를들어, 터치가 없는 상태에서 Cm을 C로 두고, Cf를 2C로 두면, Vo는 0.5Vpul이 된다.
터치가 발생한 상태에서는 터치 패널의 Cm은 0.75C으로 변화되면, Cf는 2C로 유지되고 있으므로, Vo는 0.375Vpul이 된다.
즉, 터치가 없는 상태에서 터치가 발생하면, Vo의 변화값은 0.125Vpul가 된다.
이하에서는, 외부 환경으로 인하여 패널에 변화가 발생하는 경우를 고려해본다.
터치가 없는 상태에서 터치 패널의 Cm이 2C로 변경되면, Cf는 2C로 유지되고 있으므로, Vo는 Vpul이 된다. 그 결과 Vo가 아날로그/디지털 컨버터의 입력 범위를 넘어서면서 포화(saturation)되는 문제점이 발생할 수 있다.
또한 터치 패널의 Cm이 2C로 변경된 상태에서 터치가 발생하면, Cm이 1.75C로 변경되고, Cf는 2C로 유지되고 있으므로, Vo는 0.875Vpul이 될 수 있다. 그 결과 Vo가 아날로그/디지털 컨버터의 입력 범위를 넘어서면서, 포화(saturation)되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서 종래의 터치 패널 구동 장치에서는 패널의 변화 및 소자들의 공정상의 산포들까지 고려하면 Cf는 더 커져야 하고, 이로 인한 출력의 감도는 더 낮아질 수 밖에 없다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, Cm의 정전 용량의 변화량이 적은 경우에도 증폭 효율이 높은, 즉 노이즈 특성이 우수하고, 터치 감도(sensitivity)가 높은 터치 패널 구동 장치를 제공함을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 주변 환경 또는 패널의 변화에 따라 출력 전압의 편차(drift)가 발생하더라도, 아날로그/디지털 컨버터의 입력 범위 내로 출력 전압을 교정함으로써, 출력 전압이 포화(saturation)되지 않도록 하는 터치 패널 구동 장치를 제공함을 목적으로 한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 구동 장치는 복수의 화소를 포함하며, 각각의 화소는 화소의 전하가 저장되는 제1 커패시터에 연결되는는 터치 패널, 상기 터치 패널의 상기 제1 커패시터의 정전 용량의 변화에 따른 전하량의 변화를 2개의 입력 단자로 입력받아 증폭하여 2개의 출력 단자로 증폭된 전압을 출력하는 차동 증폭부, 상기 차동 증폭부의 출력을 입력받아 디지털 값으로 변환시키는 아날로그/디지털 변환부, 양의 전압 및 음의 전압을 상기 차동 증폭부로 출력하여, 기준 전압값을 교정하는 기준 전압 교정부, 양의 전압 및 음의 전압을 상기 차동 증폭부로 출력하여, 상기 아날로그/디지털 변환부의 전압 입력 범위 내의 값이 되도록 상기 차동 증폭부의 2개의 출력을 교정하는 에러 교정부 및 상기 아날로그/디지털 변환부의 전압 입력 범위를 넘어서는 상기 차동 증폭부의 2개의 출력값을 상기 에러 교정부로 피드백하는 제어부를 포함한다.
이때, 상기 제1 커패시터의 정전 용량의 변화에 따른 전압이 상기 차동 증폭기의 2개의 입력 단자로 입력되는 회로 경로에 각각 커패시터를 포함한다.
이때, 상기 기준 전압 교정부의 상기 양의 전압 및 음의 전압이 상기 차동 증폭기로 입력되는 회로 경로에 각각 커패시터를 포함한다.
이때, 상기 기준 전압 교정부의 상기 양의 전압 및 음의 전압의 차에 기준 전압 교정부에 연결되는 커패시터의 전기 용량비를 곱한 값으로 상기 차동 증폭부의 2개의 출력을 교정할 수 있다.
이때, 상기 에러 교정부의 상기 양의 전압 및 음의 전압이 상기 차동 증폭기로 입력되는 회로 경로에 각각 커패시터를 포함한다.
이때, 상기 에러 교정부의 상기 양의 전압 및 음의 전압의 차에 에러 교정부에 연결되는 커패시터의 전기 용량비를 곱한 값으로 상기 차동 증폭부의 2개의 출력을 교정할 수 있다.
이때, 상기 제어부는 프레임 단위로 상기 차동 증폭부의 출력을 제어할 수 있다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 터치 패널 구동 장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.
외부 터치 입력에 의한 화소의 커패시터에 저장되는 전하의 변화량이 적은 경우에도 증폭률을 향상시킴으로써, 터치를 인식하는 감도를 증가시킬 수 있다.
또한 주변 환경 또는 패널의 변화에 따라 출력 전압의 편차가 발생하는 경우에도, 아날로그/디지털 컨버터의 입력 범위 내로 출력 전압을 교정함으로써, 출력 전압이 포화(saturation)되지 않도록 한다.
도 1은 종래기술에 따른 터치 패널 구동 장치를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널 구동 장치의 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차동 증폭부의 구조를 도시한다.
도 4 및 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 기준 전압 교정부 및 에러 교정부에 의한 교정 효과를 도시한다.
도 6a는 본 발명에 따른 터치 패널의 구동 장치의 제어를 위한 신호의 타이밍도를 도시하며, 도 6b는 도 6a의 타이밍도에 도시된 신호로 제어되는 차동 증폭부의 구성 요소를 각각 도시한 것이다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 이때 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 터치 패널 구동 장치의 구성을 도시한다. 도 2를 참조하면, 터치 패널 구동 장치는 터치 패널(100), 차동 증폭기(200), 샘플링부(300), 멀티플렉서(400), 아날로그/디지털 변환부(500), 제어부(500), 기준 전압 교정부(600), 에러 교정부(700) 및 제어부(800)를 포함할 수 있다.
상기 터치 패널(100)은 복수의 Y채널 및 X채널을 포함할 수 있으며, Y채널 및 X채널이 구성하는 각 화소는 전하가 저장되는 커패시터 Cm과 연결된다. 즉, 손가락 등 인체가 터치 패널에 닿으면 인체가 닿은 터치 패널의 표면에 상응되는 화소의 커패시터 Cm의 정전 용량의 변화가 발생하게 된다. 이러한 정전 용량의 변화를 감지하여 터치를 인식하고, 터치된 영역의 위치를 인식하게 되는 것이다.
상기 차동 증폭기(200)는 터치 패널의 커패시터 Cm의 정전 용량의 변화에 따른 전하량의 변화를 양(+)의 입력 단자로 입력받고 (-)입력 단자로 연결된 Cm'를 통하여 반전 펄스를 구동하여 , 이를 증폭한 후 음(-)과 양(+)의 2개의 출력 단자로 증폭된 전압을 출력한다. 차동 증폭기(200)의 상세한 회로 구조는 도 3과 함께 설명하기로 한다. 아울러 서로 위상이 반전된 2개의 펄스 전압을 사용하여 종전보다 더 낮은 전압으로도 동일한 신호 증폭이 가능하다.
상기 샘플링부(300)는 상기 차동 증폭기(200)의 채널별 출력 전압을 저장한 후, 멀티플렉서(400)를 통하여 아날로그/디지털 변환부(500)로 상기 차동 증폭기의 2개의 출력 전압을 내보내준다.
상기 아날로그/디지털 변환부(analog to digital converter:ADC)(500)는 상기 차동 증폭부의 출력을 입력받아 디지털 값으로 변환시킨 후 제어부(800)로 보내준다.
상기 기준 전압 교정부(600)는 양(+)의 전압 및 음(-)의 전압을 상기 차동 증폭부로 출력하여, 기준 전압값을 교정할 수 있다. 이때 기준 전압 교정부(600)는 디지털/아날로그 변환기(digital-to-analog converter;DAC)로 구성될 수 있다. 이때, 기준 전압 교정부(600)는 설계자에 의해 소정 기준 전압값이 부여될 수 있다. 기준전압 조정부는 본 발명의 전체적인 calibration의 시작 점 또는 기준 점이라고 할 수 있는 전압으로, 터치 시 전압이 감소한다는 성질을 감안한다면 터치 시 전압이 많이 감소하여 0V 보다 작아져 ADC의 입력 범위(input range)보다 아래에 있는 경우를 피하기 위해서 ADC의 입력 범위(input range)의 절반보다 더 큰 값을 부여할 수 있다. 또한 기준전압 조정부는 본 발명에 따른 차동 증폭기의 출력이 공급 전압으로 포화(saturation)되지 않도록 해주는 역할도 동시에 수행하게 된다.
상기 에러 교정부(700)는 양(+)의 전압 및 음(-)의 전압을 상기 차동 증폭부로 출력하여, 상기 아날로그/디지털 변환부의 전압 입력 범위 내의 값이 되도록 상기 차동 증폭부의 2개의 출력을 교정할 수 있다. 이때 에러 교정부(600)는 디지털/아날로그 변환기(digital-to-analog converter;DAC)로 구성될 수 있다.
상기 기준 전압 교정부(600) 및 상기 에러 교정부(700)의 차동 증폭기의 출력에 미치는 교정 효과는 도 3의 회로와 함께 살펴보기로 한다.
상기 제어부(800)는 아날로그/디지털 변환부의 전압 입력 범위를 넘어서는 상기 차동 증폭부의 2개의 출력값을 입력받아 교정(calibration)의 필요 여부를 판단하여 필요한 보정값을 상기 에러 교정부로 피드백한다. 즉, 디지털 값으로 상기 에러 교정부(700)로 차동 증폭기의 출력 전압 값이 아날로그/디지털 변환부의 전압 입력 범위를 넘어서는 것을 알려주면, 에러 교정부(700)는 이를 아날로그 값으로 변환하여 2개의 양과 음의 전압을 차동 증폭부(200)로 출력함으로써, 차동 증폭부의 출력 전압값을 보정하는 것이다. 이때, 제어부는 프레임마다 에러 교정을 위한 피드백을 할 수 있다.
이를 상세히 살펴보면, ADC의 출력이 전부 '하이(high)'이거나 전부 '로우(low)' 경우 출력이 이미 ADC의 입력 범위를 벗어나게 되므로 ADC는 이 전압이 정확히 몇 Volt인지는 모르게 된다. 따라서 기준 전압으로부터 ADC 입력 범위의 최대 혹은 최소 값의 차 만큼만 에러 교정부로 디지털 코드로 피드백 해줄 수 있다. 만약 이렇게 했는데도 ADC의 출력이 여전히 전부 'high' 이거나 전부 'low'가 되면 위와 같은 동작이 반복 수행되게 된다. 즉, ADC의 출력이 전부 'high(overflow)' 혹은 전부 'low(underflow)'가 발생하지 않을 때까지 반복 수행하게 된다.
상기 제어부(800)는 상기 차동 증폭부에 의해 증폭되고, 상기 기준 전압 교정부 및 에러 교정부에 의해서 교정된 출력 전압을 입력받아, 외부 터치의 발생 유무를 감지하고, 또한 외부 터치가 발생된 위치를 감지하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차동 증폭부의 구조를 도시한다.
도 3을 참조하면, 차동 증폭부는 상기 터치 패널의 각 화소에서 연결되는 커패시터 Cm의 정전 용량의 변화에 따른 전하량이 상기 차동 증폭기의 1개의 입력 단자로 입력되고 증폭기에 연결되어 있는 또 다른 Cm'를 통하여 TX의 반전 펄스를 구동하여 두개의 입력에 나타나는 전하량의 차이를 증폭하게 된다.
TX와 TXB로 각각 구동되는 Cm과 Cm'를 통해 연결되는 2개 입력, 2개 출력을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 차동 증폭기의 출력 전압은 다음 수학식 2와 같이 구성될 수 있다. TX는 패널을 구동하는 pulse를 의미하고 TXB는 TX와 반대 위상을 갖는 pulse로 각각 그 크기는 Vpul의 크기를 가지고 있다.
[수학식 2]
Figure 112010017676754-pat00004
이때, 수학식 2는 본 발명의 기준 전압 교정부 및 에러 교정부의 교정 효과를 적용하지 아니한 증폭된 출력 전압을 의미한다.
TX와 위상이 반전된 TXB의 추가로 인하여 더 높은 전압으로 TX를 구동 해주는 것과 같은 효과를 가짐으로써 더 높은 증폭률을 가질 수 있다. 아울러 종전과 같은 효과를 위해서 더 낮은 전압으로도 동일한 증폭률을 가질 수 있다.
상기 기준 전압 교정부(600)의 상기 양의 전압 및 음의 전압이 상기 차동 증폭기로 입력되는 회로 경로에 각각 커패시터 Ct를 포함한다.
즉, 기준 전압 교정부에서 출력되는 2개의 양과 음의 출력인 Vosp 및 Vosn은 Ct로 저장되어 차동 증폭부에 적용된다. 상기 기준 전압 교정부의 상기 양의 전압 및 음의 전압의 차에 기준 전압 교정부에 연결되는 커패시터의 전기 용량비인 Ct/Cf를 곱한 값으로 상기 차동 증폭부의 2개의 출력을 교정하는 것이다.
상기 에러 교정부(700)의 상기 양의 전압 및 음의 전압이 상기 차동 증폭기로 입력되는 회로 경로에 각각 커패시터 Cb를 포함한다.
즉, 에러 교정부에서 출력되는 2개의 양과 음의 출력인 Vpbs 및 Vnbs은 Cb에 저장되어 차동 증폭부에 적용된다. 상기 에러 교정부의 상기 양의 전압 및 음의 전압의 차에 에러 교정부에 연결되는 커패시터의 전기 용량비인 Ct/Cf를 곱한 값으로 상기 차동 증폭부의 2개의 출력을 교정하는 것이다.
본 발명에 따른 차동 증폭기의 교정된 출력 전압은 다음 수학식 3과 같이 구성될 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112010017676754-pat00005
이때, Vpul은 도 1의 각각 Y 채널의 각 화소에 입력되는 펄스 전압을 의미한다. Vpbs 및 Vnbs는 에러 교정부에서 출력되는 2개의 양의 전압과 음의 전압을 나타내며, Vosp 및 Vosn은 기준 전압 교정부에서 출력되는 2개의 양의 전압과 음의 전압을 나타낸다.
실시예를 들어, 본 발명의 터치 패널 구동 장치에 의한 차동 증폭기의 출력 전압, 즉 차동 증폭기의 2개의 출력의 차(SOP-SON)를 살펴보도록 한다.
먼저, 터치가 없는 경우, Vpul을 1.8V로 부여하고, Vosp-Vosn을 1V로 설정한다. Cm 및 Cf를 C로 두고, Ct는 2C로 둔다
따라서 이 경우의 출력 전압값(SOP-SON)은 수학식 3에 적용하면, 2Vpul-2Vosp-Vosn)+2(Vpbs-Vnbs)가 된다. 이때 아날로그/디지탈 변환부의 출력은 819 Code @10Bit가 가 될 수 있다. 즉, 2Vpul-2(Vosp-Vosn)+2(Vpbs-Vnbs) =2*1.8-2*1+4.8*0=1.6(에러교정부의 출력은 0V라고 가정)가 되는데, ADC의 입력 범위가 0~2V일 경위 1code=2V/1024=1.953mV가 되므로 1.6V/1.953mV=819.2Code가 되므로, 대략적으로 819Code가 될 수 있다.
이 경우, 출력 전압이 ADC의 입력 범위 내이므로, 오프셋이 필요하지 않는다.
그리고, 터치가 발생하는 경우, Vpul을 1.8V로 부여하고, Vosp-Vosn은 1V가 된다. Cf 는 1C, Cm은 0.75C로 감소하고, Ct는 2C가 된다.
따라서 이 경우의 출력 전압값(SOP-SON)은 1.5Vpul-2(Vosp-Vosn)+2(Vpbs-Vnbs)가 된다. 따라서 아날로그/디지탈 변환부의 출력은 358 Code @10Bit가 될 수 있다. 이 경우, 출력 전압이 ADC의 입력 범위 내이므로, 오프셋이 필요하지 않는다. 마찬가지로 수식을 계산해 보면 1.5*1.8-2*1+2*0=700mV가 되는데 70mV/1.953mV=358Code가 되므로, ADC 출력이 전부 'low'는 아니므로 에러교정이 필요하지 않게 된다.
이하에서는, 외부 환경으로 인하여 패널에 변화가 발생하는 경우를 고려해본다.
터치가 없는 상태에서 터치 패널의 Cm이 증가하는 경우를 살펴본다.
Vpul을 1.8V로 부여하고, Cf는 1C, Cm은 1.5C가 되고, Ct는 2C로 둔다. 따라서 이 경우의 출력 전압값(SOP-SON)은 수학식 3에 적용하면, 3Vpul-2(Vosp-Vosn)+1(Vpbs-Vnbs)가 된다. 따라서 아날로그/디지탈 변환부는 최고의 입력 범위를 넘어서는(overflow) 값이 된다. 이 경우, 음(-)의 오프셋으로 출력값을 교정하여, 아날로그/디지탈 변환부는의 입력 범위로 출력 전압값을 교정할 수 있다. 이를 구체적인 수치의 예를 대입하여 살펴보면, 3*1.8-2*1+2*0=3.4V로 2V를 넘어서게 되므로 overflow라고 판단하게 됩니다. 이경우 기준전압과 2V의 차를 계산하여 이 차만큼 에러를 수정하게 된다.
Cm이 증가된 경우에 터치가 발생하는 경우를 살펴보자.
Vpul을 1.8V로 부여하고, Cf 는 1C, Cm은 1.25C가 되고, Ct는 2C로 둔다. 따라서 이 경우의 출력 전압값(SOP-SON)은 수학식 3에 적용하면, 2.5Vpul-2(Vosp-Vosn)+2(Vpbs-Vnbs)가 된다. 따라서 아날로그/디지탈 변환부는의 최고의 입력 범위를 넘어서는(overflow) 값이 된다. 이 경우도 역시 음(-)의 오프셋으로 출력값을 교정하여, 아날로그/디지탈 변환부는의 입력 범위로 출력 전압값을 교정할 수 있다.
Cm이 감소된 경우에 터치가 발생하지 않는 경우를 살펴보자
Vpul을 1.8V로 부여하고, Cf 는 1C, Cm은 0.5C가 되고, Ct는 2C로 둔다. 따라서 이 경우의 출력 전압값(SOP-SON)은 수학식 3에 적용하면, Vpul-2(Vosp-Vosn)+2(Vpbs-Vnbs)가 된다. 따라서 아날로그/디지탈 변환부는의 최저의 입력 범위를 넘어서는(underflow) 값이 된다. 이 경우, 양(+)의 오프셋으로 출력값을 교정하여, 아날로그/디지탈 변환부는의 입력 범위로 출력 전압값을 교정할 수 있다. 이를 구체적인 수치의 예를 대입하여 살펴보면, 1.8-2*1+2*0=-0.2V가 되는데 이는 ADC 입력 범위보다 200mV 만큼 작은 값이므로 에러 조정이 필요하게 된다. 즉 (+)오프셋이 필요하게 된다.
Cm이 감소된 경우에 터치가 발생하는 경우를 살펴보자
Vpul을 1.8V로 부여하고, Cf 는 1C, Cm은 0.25C가 되고, Ct는 2C로 둔다. 따라서 이 경우의 출력 전압값(SOP-SON)은 수학식 3에 적용하면, 0.5Vpul-2(Vosp-Vosn)+2(Vpbs-Vnbs)가 된다. 따라서 아날로그/디지탈 변환부는의 최저의 입력 범위를 넘어서는(underflow) 값이 된다. 이 경우도 역시 양(+)의 오프셋으로 출력값을 교정하여, 아날로그/디지탈 변환부는의 입력 범위로 출력 전압값을 교정할 수 있다.
도 4 및 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 기준 전압 교정부 및 에러 교정부에 의한 교정 효과를 도시한다. 도 5을 참조하면, Cm이 증가되면 음의 오프셋으로 출력 전압을 교정해주고, Cm이 감소되면 양의 오프셋으로 출력전압을 교정해주는 것을 도시한다.
도 5를 참조하면, A 라인이 기준 전압이 되고, 전압값이 B 라인을 넘어서는, 즉 ADC의 최고값의 입력 범위를 넘어서는 값이 되면(overflow), 전압 값을 에러 교정을 통해 B라인 이내로 다운 교정(shift-down)을 하며, 전압값이 C 라인보다 아래에, 즉 ADC의 최저값의 입력 범위를 넘어서는 값이 되면(underflow), 전압 값을 에러 교정을 통해 C라인 위로되도록 업 교정(shift-up)을 할 수 있다. 이때, B라인 및 C라인과 같이 오버플로우(overflow) 및 언더플로우(underflow)의 기준이 되는 전압 값은 실제 ADC의 입력 범위보다 조금 작거나 크도록 설정할 수 있다. 이는 ADC의 옵셋 및 여러가지 요인으로 ADC 출력 코드가 시간축상에서 조금씩 흔들리는 현상을 고려한 것이다.
도 6a는 본 발명에 따른 터치 패널의 구동 장치의 제어를 위한 신호의 타이밍도를 도시하며, 도 6b는 도 6a의 타이밍도에 도시된 신호로 제어되는 차동 증폭부의 구성 요소를 각각 도시한 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것에 불과하고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 터치 패널 200 : 차동 증폭기
300 : 샘플링부 400 : 멀티플렉서
500 : 아날로그/디지털 컨버터 600 : 기준 전압 교정부
700 : 에러 교정부

Claims (7)

  1. 복수의 화소를 포함하며, 각각의 화소는 화소의 전하가 저장되는 제1 커패시터에 연결되는 터치 패널;
    상기 터치 패널의 상기 제1 커패시터의 정전 용량의 변화에 따른 전하의 변화량을 2개의 입력 단자로 입력받아 증폭하여 2개의 출력 단자로 증폭된 전압을 출력하는 차동 증폭부;
    상기 차동 증폭부의 출력을 입력받아 디지털 값으로 변환시키는 아날로그/디지털 변환부;
    양의 전압 및 음의 전압을 상기 차동 증폭부로 출력하여, 기준 전압값을 교정하는 기준 전압 교정부;
    양의 전압 및 음의 전압을 상기 차동 증폭부로 출력하여, 상기 아날로그/디지털 변환부의 전압 입력 범위 내의 값이 되도록 상기 차동 증폭부의 2개의 출력을 교정하는 에러 교정부; 및
    상기 아날로그/디지털 변환부의 전압 입력 범위를 넘어서는 상기 차동 증폭부의 2개의 출력값을 상기 에러 교정부로 피드백하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 커패시터의 정전 용량의 변화에 따른 전압이 상기 차동 증폭기의 2개의 입력 단자로 입력되는 회로 경로에 각각 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 전압 교정부의 상기 양의 전압 및 음의 전압이 상기 차동 증폭기로 입력되는 회로 경로에 각각 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기준 전압 교정부의 상기 양의 전압 및 음의 전압의 차에 기준 전압 교정부에 연결되는 커패시터의 전기 용량비를 곱한 값으로 상기 차동 증폭부의 2개의 출력을 교정하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에러 교정부의 상기 양의 전압 및 음의 전압이 상기 차동 증폭기로 입력되는 회로 경로에 각각 커패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 에러 교정부의 상기 양의 전압 및 음의 전압의 차에 에러 교정부에 연결되는 커패시터의 전기 용량비를 곱한 값으로 상기 차동 증폭부의 2개의 출력을 교정하는 것을 특징으로 하는 터치 패널 구동 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 프레임 단위로 상기 차동 증폭부의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 터체 패널 구동 장치.
KR1020100024833A 2010-03-19 2010-03-19 터치 패널 구동 장치 Expired - Fee Related KR100991130B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100024833A KR100991130B1 (ko) 2010-03-19 2010-03-19 터치 패널 구동 장치
US13/045,773 US20110227864A1 (en) 2010-03-19 2011-03-11 Apparatus for driving touch panel
JP2011061232A JP2011198367A (ja) 2010-03-19 2011-03-18 タッチパネルの駆動装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100024833A KR100991130B1 (ko) 2010-03-19 2010-03-19 터치 패널 구동 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100991130B1 true KR100991130B1 (ko) 2010-11-02

Family

ID=43409186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100024833A Expired - Fee Related KR100991130B1 (ko) 2010-03-19 2010-03-19 터치 패널 구동 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20110227864A1 (ko)
JP (1) JP2011198367A (ko)
KR (1) KR100991130B1 (ko)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101239103B1 (ko) * 2011-04-19 2013-03-06 주식회사 동부하이텍 차동 신호 처리를 이용한 터치스크린 컨트롤러
KR101239844B1 (ko) 2011-04-11 2013-03-06 주식회사 동부하이텍 터치 감지 장치
KR101327886B1 (ko) 2011-06-10 2013-11-11 (주)멜파스 터치 패널 시스템과 지연 보상 방법
KR101358099B1 (ko) * 2012-05-15 2014-02-06 엘란 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 상이한 전압들을 갖는 여기 신호들을 이용한 터치 패널의 품질 검사 방법 및 이를 이용한 장치
WO2015055022A1 (zh) * 2013-10-14 2015-04-23 京东方科技集团股份有限公司 触摸感应电路及其方法、触摸屏及显示装置
KR101535131B1 (ko) * 2014-03-04 2015-07-09 주식회사 켐트로닉스 터치패널 구동장치에서의 전원잡음 제거 장치 및 방법
KR20160111762A (ko) * 2015-03-17 2016-09-27 울산과학기술원 고해상도 지문인식 감지장치
KR20170017588A (ko) * 2015-08-07 2017-02-15 울산과학기술원 생체인식 감지장치
KR101841060B1 (ko) * 2011-06-09 2018-03-23 삼성디스플레이 주식회사 터치 위치 검출 방법, 터치 기판 및 이를 포함하는 표시 장치
WO2019088783A1 (ko) * 2017-11-06 2019-05-09 크루셜텍 (주) 디스플레이 영역에서의 생체 이미지 판독 장치
WO2019088784A1 (ko) * 2017-11-06 2019-05-09 크루셜텍 (주) 디스플레이 영역에서의 생체 이미지 판독 장치
US11475851B2 (en) 2020-11-19 2022-10-18 Lx Semicon Co., Ltd. Pixel sensing apparatus and panel driving apparatus

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101001654B1 (ko) * 2010-03-19 2010-12-15 주식회사 에임즈 터치 패널 구동 장치 및 터치 패널 구동 방법
KR101335892B1 (ko) * 2012-04-23 2013-12-02 한국과학기술원 정전용량방식의 대형 멀티 터치스크린의 신호검출시스템
KR101388699B1 (ko) * 2012-11-22 2014-04-24 삼성전기주식회사 터치 감지 방법 및 터치 감지 장치
KR101580381B1 (ko) * 2014-01-03 2015-12-28 삼성전기주식회사 터치 스크린 장치 및 그 제어 방법
CN104834421B (zh) * 2015-04-17 2018-06-05 深圳市汇顶科技股份有限公司 电容感应系统及其信号调整方法、电容触摸屏终端
TWI584172B (zh) * 2016-03-02 2017-05-21 聯陽半導體股份有限公司 觸控偵測方法
WO2022052064A1 (zh) 2020-09-11 2022-03-17 深圳市汇顶科技股份有限公司 电容检测电路、触控芯片和电子设备
CN111813271B (zh) * 2020-09-11 2021-05-25 深圳市汇顶科技股份有限公司 电容检测电路、触控芯片和电子设备
KR20220112574A (ko) * 2021-02-04 2022-08-11 삼성전자주식회사 터치 센서 컨트롤러, 터치 센서 컨트롤러의 동작 방법 및 터치 센서 컨트롤러를 포함하는 터치 스크린 구동 회로

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200238102Y1 (ko) 1998-07-18 2001-12-01 김준성 정전용량형 터치센서

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3231182B2 (ja) * 1994-05-25 2001-11-19 アルプス電気株式会社 操作入力装置
EP1271144A1 (en) * 2001-06-27 2003-01-02 flyion GmbH Method and circuitry for controlling and measuring electrical parameters in a biological membrane
US6861634B2 (en) * 2002-08-13 2005-03-01 Micron Technology, Inc. CMOS active pixel sensor with a sample and hold circuit having multiple injection capacitors and a fully differential charge mode linear synthesizer with skew control
TWI261444B (en) * 2004-10-08 2006-09-01 Mediatek Inc DC offset calibration apparatus
JP4608328B2 (ja) * 2005-02-01 2011-01-12 東プレ株式会社 座標検出装置と座標検出装置における座標検出の信号処理方法
DE102005038875A1 (de) * 2005-05-25 2006-11-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kapazitätsmessschaltung
US7532065B2 (en) * 2005-07-12 2009-05-12 Agere Systems Inc. Analog amplifier having DC offset cancellation circuit and method of offset cancellation for analog amplifiers
US20070074913A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-05 Geaghan Bernard O Capacitive touch sensor with independently adjustable sense channels
US7295073B2 (en) * 2006-01-19 2007-11-13 Mediatek Inc. Automatic gain control apparatus
US7636013B2 (en) * 2007-07-25 2009-12-22 Infineon Technologies Ag Method and integrated circuit including an amplifier calibration circuit
KR100956784B1 (ko) * 2008-10-14 2010-05-12 주식회사 하이닉스반도체 오프셋 조정회로 및 방법
JP2010182290A (ja) * 2009-01-07 2010-08-19 Sanyo Electric Co Ltd タッチパネルの信号処理装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200238102Y1 (ko) 1998-07-18 2001-12-01 김준성 정전용량형 터치센서

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101239844B1 (ko) 2011-04-11 2013-03-06 주식회사 동부하이텍 터치 감지 장치
KR101239103B1 (ko) * 2011-04-19 2013-03-06 주식회사 동부하이텍 차동 신호 처리를 이용한 터치스크린 컨트롤러
KR101841060B1 (ko) * 2011-06-09 2018-03-23 삼성디스플레이 주식회사 터치 위치 검출 방법, 터치 기판 및 이를 포함하는 표시 장치
KR101327886B1 (ko) 2011-06-10 2013-11-11 (주)멜파스 터치 패널 시스템과 지연 보상 방법
KR101358099B1 (ko) * 2012-05-15 2014-02-06 엘란 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 상이한 전압들을 갖는 여기 신호들을 이용한 터치 패널의 품질 검사 방법 및 이를 이용한 장치
US9542049B2 (en) 2013-10-14 2017-01-10 Boe Technology Group Co., Ltd. Touch sensing circuit and method, touch screen and display device
WO2015055022A1 (zh) * 2013-10-14 2015-04-23 京东方科技集团股份有限公司 触摸感应电路及其方法、触摸屏及显示装置
KR101535131B1 (ko) * 2014-03-04 2015-07-09 주식회사 켐트로닉스 터치패널 구동장치에서의 전원잡음 제거 장치 및 방법
KR20160111762A (ko) * 2015-03-17 2016-09-27 울산과학기술원 고해상도 지문인식 감지장치
KR101967893B1 (ko) * 2015-03-17 2019-04-10 울산과학기술원 고해상도 지문인식 감지장치
KR20170017588A (ko) * 2015-08-07 2017-02-15 울산과학기술원 생체인식 감지장치
KR101967889B1 (ko) * 2015-08-07 2019-04-10 울산과학기술원 생체인식 감지장치
WO2019088783A1 (ko) * 2017-11-06 2019-05-09 크루셜텍 (주) 디스플레이 영역에서의 생체 이미지 판독 장치
WO2019088784A1 (ko) * 2017-11-06 2019-05-09 크루셜텍 (주) 디스플레이 영역에서의 생체 이미지 판독 장치
US11475851B2 (en) 2020-11-19 2022-10-18 Lx Semicon Co., Ltd. Pixel sensing apparatus and panel driving apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011198367A (ja) 2011-10-06
US20110227864A1 (en) 2011-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100991130B1 (ko) 터치 패널 구동 장치
JP5954997B2 (ja) 固体撮像装置及びその駆動方法
US9166614B2 (en) Ramp-signal generator circuit, and image sensor and imaging system including the same
US8692920B2 (en) Solid-state imaging apparatus, A/D converter, and control method thereof
US20130068930A1 (en) A/d converter and solid-state imaging apparatus
US20100182186A1 (en) Voltage-to-time converter, and voltage-to-digital converting device having the same
US20120098686A1 (en) Voltage converter
KR101297595B1 (ko) 저주파 노이즈를 제거한 멀티터치 패널의 전하량 감지장치
JP5791582B2 (ja) スイッチング電源装置及びそれを用いた電源システム
KR102148801B1 (ko) 램프 신호 발생 장치 및 그를 이용한 씨모스 이미지 센서
US8969771B2 (en) Imaging system and imaging device
US9685913B2 (en) Auto-zero differential amplifier
US8624608B2 (en) Capacitance detecting device
KR20160108525A (ko) 램프파 발생 회로 및 이것의 d/a 변환 회로, 지문 인식 시스템
US20140042300A1 (en) Image sensor and column analog-to-digital converter thereof
US20200393294A1 (en) Hybrid leakage-compensation scheme for improved correction range
KR20160048473A (ko) 노이즈 제거 기능을 가지는 기준 전압 발생 장치 및 그를 이용한 씨모스 이미지 센서
KR101209112B1 (ko) 오프셋 전하량과 저주파 노이즈를 제거한 터치 패널의 전하량 감지장치
KR102174179B1 (ko) 픽셀 모델링을 통한 픽셀 파워 노이즈 발생 장치
CN104635825A (zh) 纯模拟电路控制的apd偏压温补电路及激光测距系统
US11268850B2 (en) Analog front end for signal reading by having a variable bias voltage generation circuit correct characteristics of a sensor
EP1456941B1 (en) Offset calibration system and method for a high gain signal channel
CN101873413A (zh) 黑色电平校正电路和固态成像设备
EP3477863B1 (en) Dynamic amplifying circuit
JP2017055241A (ja) 増幅器、電気回路、及びイメージセンサ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20100319

PA0201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20100510

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

Patent event date: 20100319

Patent event code: PA03021R01I

Comment text: Patent Application

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20100726

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20101026

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20101027

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
LAPS Lapse due to unpaid annual fee
PC1903 Unpaid annual fee