KR100244868B1

KR100244868B1 - 소프트 터치식 키이 스캔 장치

Info

Publication number: KR100244868B1
Application number: KR1019970048518A
Authority: KR
Inventors: 홍경철
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1997-09-24
Publication date: 2000-02-15
Also published as: KR19990026413A

Abstract

본 발명은 티브이(TV) 수상기의 스위치 입력장치에 있어서, 특히 기계적인 점점을 사용하지 않고 사람의 접촉에 의해 동작하는 소프트 터치 스위치를 이용하여 마이컴의 키이스캔 방식으로 키이를 인식하도록 한 소프트 터치식 키이스캔 장치에 관한 것이다.

종래 소프트 터치 스위치는 키이가 많을 때 적용할수 있는 장치이나 TV수상기에서 처럼 몇 개의 키이신호를 제어하기 위하여 타이밍 제어신호를 만들고, 이의 제어를 위한 마이컴의 소프트 웨어도 복잡하게 되므로서, 전체적인 회로 구성이 복잡하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 현재 TV수상기에서 많이 사용하고 있는 키이스캔 방식을 이용한 소프트 터치 스위치를 적용하여 마이컴의 타이밍 제어신호를 적게 하여 소프트 터치 스위치(Soft Touch Switch)에 대한 감지신호를 읽을수 있도록 하므로서, 타이밍 제어신호에 의한 제어수단의 마이컴의 포트수를 적게하여 회로적으로 간단하게 제어할수 있도록 한 것이다.

Description

소프트 터치식 키이 스캔 장치

본 발명은 TV수상기의 스위치 입력장치에 관한 것으로, 특히 현재 많이 사용하고 있는 키이스캔 방식을 이용하여 사용자의 접촉에 의해 감지하는 소프트 터치 스위치의 감지출력을 인식하도록 한 소프트 터치 키이스캔 장치에 관한 것이다.

종래의 소프트 터치 스위치의 구성은 도 1에 도시된 바와같이,

사용자의 접촉을 감지하는 감지부(1)와, 상기 감지부의 감지출력을 마이컴이 읽을수 있도록 래치시키는 래치부(2)와, 각 부를 제어하기 위한 타이밍 제어신호를 출력하고, 감지출력을 인식하는 마이컴(3)으로 구성된다.

한편, 상기 감지부(2)는 다수개의 스위치(SW1-SW16)으로 구성되며,

각각의 스위치는 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이, 사람의 접촉을 전극으로 하는 패널 스위치(P1)과, 상기 패널 스위치(P1)의 접촉으로 충, 방전하는 콘덴서(C1)와, 상기 콘덴서(C1)의 방전시 에미터에 인가된 신호(Q)의 하강에지(Edge)에서 온(On) 되어 소정의 펄스신호(

)를 래치부(2)로 출력하는 트랜지스터(Q1)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래 소프트 터치 스위치의 장치에 대하여 도 1내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1 에 도시된 바와같이, 다수개의 스위치(SW1-SW16)를 포함하는 감지부(1)로 부터 사용자의 접촉신호를 마이컴(3)이 인식하기 위하여 상기 마이컴(3)은 도 4의 (a)(c)와 같은 제어신호(EO)(

)를 출력하게 되는데, 이때의 래치부(2)의 출력신호(Q₀-Q₃)의 하이 임피던스(High Impedance) 상태가 된다.

상기 래치부(2)는 표 1과 같은 진리표를 갖는 R/S 래치부이다.

* R/S래치 진리표

입 력	출 력
EO	Qn
L X XH L HH H LH L LH H H	하이 임피던스HLL변화 없음(NO CHANGE)

상기 하이 임피던스의 출력신호(Q₀,Q₁,Q₂,Q₃)는 감지부(1)의 스위치(SW1-SW16)에 인가되고, 이때의 감지부(1)의 각 스위치(SW1-SW16)의 출력신호(R₀-R₃)는 도 4의 (d)와 같은 하이신호(H)를 래치부(2)에 인가하게 된다.

이때, 래치상태는 세트신호(

)는 하이(H), 리세트 신호(

)는 하이(H)이므로 하이(H)를 유지하게 된다.

그리고, 마이컴(3)으로 부터 도 4의 (C)와 같이 세트신호(

)가 하이(H)일 때 사용자의 접촉이 유무에 따라 감지부(1)는 하이(H) 또는 로우(L)로 출력하게 되는데,

이때, 상기 감지부(1)의 각 스위치(SW1-SW16)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이, 트랜지스터(Q1)의 에미터에 도 4의 (b)와 같은 신호가 인가된 상태에서 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스에 접속되는 소프트 터치 스위치(P1)의 패널에 사람의 접촉이 있으면, 상기 콘덴서(C1)에 전하가 충전된다.

이때, 콘덴서(C1)의 캐패시턴스 성분이 형성되면서 인체를 통한 전류루프가 형성되게 된다.

여기서, 상기 소프트 터치 스위치(P1)의 패널(Panel)은 도 3과 같이 한쪽면에 도포된 도체와 다른쪽면에 접촉된 사람의 손을 각각 전극으로 하며, 상기 콘덴서(C1)은 소프트 터치 스위치(P1)의 등가적인 캐패시턴스(Capacitance) 성분을 나타낸다.

상기 콘덴서(C1)에 충전된 전하는 트랜지스터(Q1)의 에미터에 가해지는 파형(Q;Q₀-Q₃)의 하강에지 부분에서 베이스에 전류를 공급하여 트랜지스터(Q1)을 온 시키게 된다.

상기 트랜지스터(Q1)의 온에 의해 콜렉터에 도 4의 (d)와 같은 소정의 짧은 펄스(200-500nSec)의 로우신호(L)가 발생되어 래치부(2)의 리셋단자(

;R₀-R₃)에 인가하게 된다.

한편, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터에 가해지는 파형의 상승에지 부분에서 콘덴서(C1)의 방전된 전하가 충전된다.

상기와 같이 래치부(2)에 로우신호(L)가 입력되면 세트신호(

)는 하이, 리세트 신호(

)는 로우(L)가 되어 래치부(2)의 출력(Qn)은 로우(L)가 된다.

그리고 사용자의 접촉이 없으면, 상기 트랜지스터(Q1)의 콜렉터에는 하이신호(H)가 래치부(2)의 리세트 단자(

;R₀-R₃)에 인가된다.

이때, 도 4의 일정구간(t3)에서 마이컴(3)의 출력신호(EO)가 하이(H)가 되면서 래치부(2)의 출력이 감지부(1)의 사용자의 접촉유무에 따른 하이 또는 로우 출력을 내 줄수 있는 상태가 되고, 이때의 래치상태는 리세트신호(

)는 하이, 세트신호(

)는 하이가 되어 상기의 일정구간(t2)에 있었던 값을 표 1에 도시된 바와같이 그대로(NO CHANGE) 출력하게 된다.

상기와 같은 래치부(2)의 출력신호로 마이컴(1)은 사용자의 접촉에 의한 신호를 읽어 키이(KEY)의 동작상태를 판단하여 기기를 제어하게 된다.

그리고, 도 5는 TV에서 스위치의 키이입력을 읽는 키이 스캔 장치를 보인 도면으로서,

키이 스캔신호(Key-out 1,Key-out 2)를 출력하여 눌려진 스위치신호를 검출하는 마이컴(11)과, 상기 마이컴(11)의 키이스캔 신호(Key-out 1,Key-out 2)에 의해 다수개의 스위치(SW21-SW28)에 대한 사용자의 선택 스위치를 마이컴(11)이 읽을 수 있도록 인가하는 스위치 감지부(12)로 구성되며,

상기와 같은 키이 스캔회로의 동작은 마이컴(11)으로 부터 키이 스캔신호(Key-out 1,Key-out 2)를 출력되면, 스위치 감지부(12)에서 사용자에 의해 눌려진 스위치(SW21-SW28)의 신호를 스캔신호에 따라 입력단자(Key-in 1 - Key-in 4)를 통해 인가하게 되면, 상기 마이컴(11)은 소정의 키이(key)신호가 입력되는 가를 판단하게 된다.

즉, 키이 스캔신호(Key-out 1,Key-out 2)의 로우(Low)인 시점에서 스위치 감지부(12)의 스위치(SW21-SW28)중에 어느 한 스위치가 눌려진다면 마이컴(11)의 키이 입력단자(Key-in 1 - Key-in 4)는 로우를 인식하고 키이가 눌려졌음을 인식하게 된다.

종래는 도 1과 같이 소프트 터치 시스템은 감지부 외에 상기 감지부의 감지출력을 인식하기 위한 별도의 타이밍 발생부와 마이컴을 구동하기 위한 제어 플로우(FLOW)가 필요로 하게 되므로, TV수상기의 몇 개의 키이를 제어하기 위한 마이컴의 포트수가 많아지게 뙤는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 현재 TV에서 많이 사용하고 있는 키이 스캔방식을 이용하며 소프트 터치 스위치로 부터 감지된 신호를 읽을수 있도록 하여 마이컴의 제어 포트수를 감소시킬수 있도록 한 것으로,

소정의 키이에 대한 입출력을 갖고 소프트 터치 스위치에 대한 신호를 검출하는 마이컴을 포함하는 제어수단과, 상기 제어수단의 출력신호에 의해 미분하여 래치수단을 리셋시키는 미분수단과, 상기 제어수단의 출력신호에 의해 소프트 터치 스위치의 감지여부를 래치부에 출력하는 감지수단과, 상기 감지수단에 의해 감지된 신호에 의해 래치시켜 제어수단에서 읽어갈수 있도록 하는 래치수단으로 구성된다.

도 1은 종래 TV수상기의 소프트 터치 스위치의 블록 구성도

도 2는 종래 소프트 터치 스위치에 있어서, 각 부 출력 파형도

도 3은 종래 소프트 터치 스위치에 있어서, 감지부의 회로 구성도

도 4은 종래 소프트 터치 스위치에 있어서, 감지부의 패널을 보인 도면

도 5는 종래 TV수상기의 키이스캔 방식에 의한 키이 스위치를 보인 도면

도 6은 본 발명 소프트 터치 스위치 키이 스캔 장치의 블록 구성도

도 7은 본 발명 소프트 터치 키이 스캔장치의 각 부 출력 파형도

도 8은 본 발명 소프트 터치 키이 스캔장치의 회로 구성도에 있어서, 키이 스캔신호에 의한 일부 구성요소의 동작을 보이기 위한 회로 구성도

도 9는 본 발명 소프트 터치 키이 스캔 장치에 있어서, 미분기의 각 부 파형도

본 발명 TV수상기의 소프트 터치 스위치의 구성에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

키이 스캔신호(Key-out A, Key-out B)를 출력하여 사용자가 선택한 스위치를 검출하는 제어수단(20)과, 상기 제어수단(20)의 키이 스캔신호(Key-outA,Key-outB)를 미분하여 래치수단(40)의 래치상태를 클리어 시키는 미분수단(25)과, 상기 제어수단(20)의 키이스캔 신호(Key-outA,Key-outB)에 의해 사용자의 접촉여부에 따른 감지신호를 출력하기 위한 감지수단(30)과, 상기 감지수단(30)에서 감지된 신호를 래치(Latch)시켜 제어수단(20)의 키이 입력단(Key-in1 ~ Key-in4)으로 인가하는 래치수단(40)으로 구성된다.

그리고, 상기 제어수단(20)은 소정(8개)의 키이(Key)를 읽기 위하여 2

＆times;

4의 키이 입출력단자를 갖는 마이컴(Micom)으로 구성되며,

상기 미분수단(25)은 각각의 키이스캔 신호에 대하여 미분하여 래치수단(30)의 클리어단(

)에 인가하여 리셋시키는 미분기(26)(27)로 구성되며,

상기 감지수단(30)은 키이스캔 신호에 대하여 사용자의 접촉여부에 따라 감지하여 감지된 신호를 래치수단의 클럭단(CLK)에 인가하는 다수개의 감지부(31-38)로 구성되며,

상기 래치수단(40)은 클럭단으로 인가되는 신호를 래치시켜 제어수단(20)이 키이 입력단자(Key-in1~Key-in4)를 통해 읽어갈수 있도록 하는 다수개의 래치부(D Flip-Flop)(41-44)로 구성되며,

한편, 도 8은 본 발명의 상세회로 구성에 의한 동작상태를 보이기 위한 도면으로서, 동일부분의 회로 구성을 생략하고 대표적인 회로구성만 도시하였다.

상기 미분수단(25)의 미분기(26)는 키이 출력신호(Key-outA)에 의해 온 되어 반전신호로 출력하는 트랜지스터(Q11)와, 상기 트랜지스터(Q11)의 반전된 신호의 상승에지 부분을 미분하여 래치부(41)의 클리어단(

)에 인가하는 저항(R11)(R12), 콘덴서(C11), 다이오드(D11)로 구성되며,

스위치 감지부(31)(32)는 사용자의 접촉을 감지하기 위한 패널(Panel)을 포함하는 소프트 터치 스위치(P11)(P12)와, 상기 소프트 터치 스위치(P11)(P12)의 감지에 따라 키이스캔 신호의 하강에지에서 기준전압과 비교하는 비교기(31A)(32A)와, 상기 비교기(31A)(32A)에 의해 온 되어 콜렉터의 래치부(41)의 클럭단(CLK)에 스위칭 출력하는 트랜지스터(Q12)(Q13)로 구성된다.

상기 래치부(41)는 클럭신호(CLK)에 따라 래치시켜 제어수단(20)으로 출력시키고, 미분기(26)로 부터 클리어단(

)으로 인가되는 신호에 의해 리셋(Reset)되는 디-플립플롭(D-Flip Flop)으로 구성된다.

여기서, 감지수단(30) 및 래치수단(40)은 제어수단(20)이 8개의 키이를 입출력 키이(2

＆times;

4)로 읽기 위해서 도 7과 같은 회로블럭이 4개 필요하며, 미분기(27)도 필요하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명 TV수상기의 소프트 터치 스위치의 입력장치에 작용효과에 대하여 도 6내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제어수단(20)으로 부터 도 7의 (가)(나)와 같은 키이 스캔신호(Key-out A, Key-out B)가 출력되면, 상기 신호는 미분수단(25) 및 감지수단(30)에 입력된다.

상기 미분수단(25)의 미분기(26)은 키이스캔 신호(Key-out A)의 상승에지 부분에서 미분하여 도 7의 (다)와 같은 파형(A')을 출력시키고, 미분기(27)은 키이스캔 신호(Key-out B)의 상승에지 부분에서 미분하여 도 7의 (라)와 같은 파형(B')를 출력시키게 된다.

상기 미분수단(25)에 의해 미분된 신호는 도 7의 (마)와 같이 혼합되어 래치수단(40)의 클리어단(

)에 인가하게 된다.

한편, 감지수단(30)의 다수개의 감지부(31-38)는 키이 스캔신호(Key-out A)를 인가받은 상태에서 스위치 감지부(31)(33)(35)(37)는 사용자의 키이 선택시 상기 키이 스캔신호의 하강에지 부분에서 도 7의 (바)와 같은 파형으로 래치수단(40) 에 인가하게 된다.

그리고, 스위치 감지부(32)(34)(36)(38)는 키이 스캔신호(Key-out B)를 입력받아 사용자의 키이 선택시 상기 신호의 하강에지에서 동작하여 래치수단(40)으로 인가하게 된다.

상기 래치수단(40)은 감지수단(30)으로 부터 래치부(41-44)의 클럭단(CLK)으로 인가되는 신호를 래치시켜서 제어수단(20)의 키이 입력단자(Key-in1~Key-in4)에서 읽어 갈수 있도록 도 7의 (사)와 같은 파형을 출력단(

)으로 인가하게 된다.

그리고, 상기 제어수단(20)이 키이(Key) 상태를 읽은 후에 상기 래치수단(40)은 미분수단(25)으로 부터 각 래치부(41-44)의 클리어단(

)으로 인가되는 신호에 의해 클리어(CLEAR)시켜서 초기상태로 만들어 놓아 다음 키이의 입력에 반응하도록 하게 된다.

상기 제어수단(20)의 마이컴(Micom)은 래치수단(40)으로 부터 키이 입력단자(Key-in1 ~ Key-in4)를 통해 사용자가 선택한 키이입력을 인가받아 상기 키이에 대응하도록 기기를 제어하게 된다.

도 8은 본 발명의 상세 회로 구성도로서, 동작상태를 보이기 위하여 동일부분에 대한 회로구성을 생략하여 대표적인 회로 구성만 도시하였다. 즉 8개의 키이(2

＆times;

4)로 읽기 위해서 도 8과 같은 회로블럭이 4개 필요하며, 미분기(27)도 필요하다.

제어수단(20)으로 부터 출력되는 도 9의 (가)와 같은 키이스캔 신호(Key-out A)가 상기 미분기(26)의 트랜지스터(Q11)의 베이스로 입력되면, 상기 트랜지스터(Q11)는 온 된다.

상기 트랜지스터(Q11)의 온에 의해 콜렉터에 반전된 도 9의 (나)와 같은 파형으로 나타나게 되고, 상기 파형은 콘덴서(C11)에 충전되어 도 9의 (다)와 같은 파형으로 방전하게 된다.

이때, 상기 방전된 신호의 정(+)의 신호(0.7V)는 다이오드(D11)를 통하여 흘러버리고, 부(-)의 펄스만이 래치부(41)의 클리어(

)단에 인가하게 된다.

한편, 상기 키이스캔 신호(Key-out A)를 입력받은 상태에서 감지부(31)의 소프트 터치 스위치(Soft Touch Switch)(P11) 키이를 사용자가 선택하게 되면 사용자의 손에 의해 소정의 전류루프가 형성되며, 상기 형성된 전류루프는 비교기(31A)의 정(+)의 단자에 인가된다.

이때 상기 비교기(31A)는 부(-)의 단자측의 기준전압과 비교하여 키이스캔 신호(Key-out A)의 하강에지에서 비교된 값을 출력하게 된다. 즉 비교기(31A)의 정(+)의 단자측이 부(-)의 단자쪽 전압(기준전압;5V)보다 천천히 떨어지므로 상기 비교기(31A)가 순간적으로 하이(H)가 된다.

상기 하이신호(H)에 의해 트랜지스터(Q12)를 온 시키게 되면, 상기 트랜지스터(Q12)의 온에 의해 콜렉터에 접속된 래치부(41)의 클럭단(CLK)으로 도 7의 (바)와 같은 신호를 인가하게 된다.

그리고, 키이스캔 신호(Key-out B)를 인가받은 감지부(32)는 소프트 터치 스위치(P12)의 키이를 사용자가 선택하게 되면, 상기 비교기(32A)에서 하이신호를 출력하게 되고, 상기 하이신호에 의해 트랜지스터(Q13)이 온 되어 래치부(41)의 클럭단(CLK)으로 인가하게 된다.

상기 래치부(41)는 클럭신호(CLK)가 가해지면 DAT(5V가 연결되어 있으므로 하이임)가 도 7의 (사)와 같은 파형으로 출력단자(

)를 통해 제어수단(20)의 입력단자에 입력되면, 이때 제어수단(20)에서는 입력된 키이값을 읽는다.

그리고, 상기 미분기(26)의 신호에 의해 래치부(41)는 초기상태로 감지신호를 받을수 있는 상태로 된다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명은 기존에 소프트 터치 스위치 구현시 여러개의 타이밍 신호가 필요하나 타이밍 신호가 적은 키이 스캔장치에 키이를 소프트 터치 스위치로 적용하여 제어 포트 수를 적게 하므로서, TV와 같은 시스템에서는 마이컴의 포트수를 적게 가지고 갈수 있어 경제적인 효과가 있다.

Claims

사용자가 선택한 키이 스위치를 검출하도록 입/출력 교차점에 다수개의 키이를 구비한 키이 스캔장치에 있어서,

키이 스캔신호를 출력하여 사용자의 접촉을 검출하는 제어수단과, 상기 제어수단의 키이스캔 신호를 미분하여 래치수단을 리셋시키는 미분수단과, 상기 제어수단의 키이스캔 신호에 의해 사용자의 감지여부에 따른 신호를 출력하는 감지수단과, 상기 감지수단으로 부터 입력되는 신호를 래치시켜 제어수단이 읽어갈수 있도록 하는 래치수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 소프트 터치식 키이스캔 장치.
제 1항에 있어서, 상기 미분수단은 키이스캔 신호를 미분하여 래치수단의 클리어단에 접속되어 래치상태를 리셋시키는 미분기로 구성된 것을 특징으로 하며,

상기 감지수단은 키이스캔 신호에 대하여 사용자의 접촉여부에 따른 감지된 신호를 래치수단의 클럭단에 인가하고 다수개의 소프트 터치 스위치 키이를 포함하는 감지부로 구성된 것을 특징으로 하며,

상기 래치수단은 클럭단으로 인가되는 신호를 래치시켜 제어수단이 읽어갈수 있도록 하는 다수개의 래치부로 구성된 것을 특징으로 하는 소프트 터치식 키이스캔 장치.