KR100262726B1 - 디지타이저 컨트롤러 - Google Patents

Abstract

디지타이저 컨트롤러가 개시된다. 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러는 패널 구동 신호 발생부(10); 기준 전압 발생부(12), 패널 구동 신호 혹은 기준 전압 신호 중의 하나를 선택적으로 출력하는 제1멀티플렉서(14), 패널의 각 모서리에 제공되는 채널 구동 신호를 발생하는 4채널 패널 구동부(16), 핑거 터치 신호 혹은 스타일러스에서 출력되는 스타일러스 신호 중의 하나를 선택적으로 출력하는 제3멀티플렉서(26), 대역 통과 필터(28), 대역 통과 필터의 출력을 정류하는 정류기(30), 정류기(30)의 출력으로부터 실질적으로 직류인 성분을 검출하는 저역 통과 필터(38), 저역 통과 필터의 출력을 패널 구동 제어 신호에 동기시켜 디지털 변환하여 좌표 신호로서 출력하는 아날로그-디지털 컨버터(44) 및 인터페이스부(46)를 포함한다. 본 발명의 디지타이저 컨트롤러는 스타일러스, 핑거 터치, 터치 패널 방식에 모두 적용될 수 있고, 반도체 집적 회로로 구현될 수 있어서 신뢰성이 높고 소비 전력을 적게 할 수 있다.

Description

디지타이저 컨트롤러{Digitizer controller}

본 발명은 디지타이저 컨트롤러에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 스타일러스, 핑거 터치, 터치 패널 방식에 모두 적용될 수 있고, 반도체 집적 회로로 구현될 수 있는 디지타이저 컨트롤러에 관한 것이다.

개인용 컴퓨터, 휴대용 전송 장치, 그 밖의 개인전용 정보 처리 장치들은 키보드, 마우스, 디지타이저(digitizer) 등의 다양한 입력 장치를 이용하여 텍스트 및 그래픽 처리 등을 수행한다.

특히, 디지타이저는 특수하게 제작된 평판 상에 위치하는 펜이나 손가락의 위치를 디지털적으로 검출하여 XY좌표화하여 출력하는 장치로서, 기존에 널리 쓰이고 있는 마우스, 키보드, 스캐너 등에 비해 글씨나 그림을 보다 편리하고 정밀하게 입력할 수 있다는 장점이 있다.

더 나아가서는 디지타이저는 종래의 키보드나 마우스 같은 입력 장치들을 필요 없게 할 것이다.

디지타이저는 입력 도구에 따라 세 가지의 방식으로 구분된다. 첫 번째는 스타일러스(stylus) 방식으로서 특수하게 고안된 펜을 이용하는 것이고, 두 번째는 핑거 터치(finger touch) 방식으로서 손가락을 사용하는 것이고, 마지막은 터치 패널(touch panel) 방식으로서 일반적인 펜이나 펜처럼 뾰족한 돌출부를 지닌 물체를 사용하는 것이다.

스타일러스 방식은 그래픽 장치, 캐드 장치 등에 널리 사용되며, 핑거 터치 방식은 터치 스크린(touch screen)을 이용한 장치에 사용되며, 그리고 터치 패널 방식은 전자 수첩이나 개인용 정보 처리 장치(Personal Digital Assistance; PDA) 등에 사용된다.

디지타이저 시스템을 구현함에 있어서, 좌표 데이터를 부여하기 위한 태블릿(tablet), 태블릿에 의해 표현된 좌표계의 한 점을 지정하기 위한 스타일러스, 펜, 혹은 손가락 등의 포인팅 디바이스, 그리고 이들을 제어하기 위한 디지타이저 컨트롤러가 필요하다.

태블릿은 특수하게 제작된 사각형의 평판을 가진다. 패널(panel)이라고 불리는 평판은 저항 성분의 막질이 도포되어 있는 것(스타일러스 방식 및 핑거 터치 방식)이거나, 스페이서에 의해 격리되고 눌림에 의해 서로 접촉될 수 있도록 배치된 두 개의 저항 성분의 시트(sheet)로 구성된 것(터치 패널 방식)이다.

패널 상에서 상기 포인팅 디바이스의 위치는 패널의 4모서리에 AC(스타일러스 및 핑거 터치 방식) 혹은 DC(터치 패널 방식) 신호를 인가했을 때 접촉 혹은 눌려진 위치에 따라 검출되는 신호의 크기가 다른 것을 이용하여 인식된다. 이러한 패널 및 컨트롤러에 관한 것은 미국 출원 4,600,807, 4,649,232, 4,650,962, 4,665,283 등에 상세히 개시되어져 있으므로 상세한 설명을 생략한다.

종래의 디지타이저 컨트롤러들은 상술한 세 가지 방식 중에서 하나의 방식에만 적합하도록 설계되어져 있어서 각각의 방식에 따라 각기 다른 디지타이저 컨트롤러를 구비하여야 한다는 불편함이 있었다.

또한, 이들 디지타이저 컨트롤러는 개별적인 부품으로 구현되어져 있어서 장치의 크기가 크고 전력의 소모가 많다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서 스타일러스, 핑거 터치, 터치 패널 방식에 모두 적용될 수 있는 디지타이저 컨트롤러를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제2목적은 핑거 터치 방식에 있어서의 새로운 구동 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제3목적은 상기의 구동 방법에 적합한 핑거 터치 방식의 구동 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제4목적은 상기의 디지타이저 컨트롤러를 구성하는 대역 통과 필터의 특성을 자동적으로 조정하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제5목적은 상기의 디지타이저 컨트롤러를 구성하는 대역 통과 필터의 특성을 자동적으로 조정하는 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제6목적은 상기의 디지타이저 컨트롤러에 적합한 인터페이스 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제7목적은 상기의 디지타이저 컨트롤러에 적합한 패널 구동 신호 발생 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제8목적은 상기의 디지타이저 컨트롤러에 적합한 패널 구동 제어 신호 발생 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제9목적은 상기의 디지타이저 컨트롤러에 적합한 전력 절약 회로를 제공하는 것에 있다.

상기의 제1목적을 달성하는 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러는

소정의 제1주파수를 갖는 클럭 신호를 유입하여 스타일러스 모드와 핑거 터치 모드에서 요구되며 소정의 제2주파수를 갖는 패널 구동 신호를 발생하는 패널 구동 신호 발생부;

터치 패널 모드에서 요구되는 소정의 기준 레벨을 가지는 기준 전압 신호를 발생하는 기준 전압 발생부;

스타릴러스, 핑거 터치, 혹은 터치 패널 모드를 나타내는 모드 선택 신호에 응답하여 패널 구동 신호 발생부로부터 제공되는 패널 구동 신호 혹은 상기 기준 전압 발생부에서 제공되는 기준 전압 신호 중의 하나를 선택적으로 출력하는 제1멀티플렉서;

상기 제1멀티플렉서의 출력을 유입하고, 동작 모드에 따른 패널 구동 제어 신호에 응답하여 패널의 각 모서리에 제공되는 채널 구동 신호를 발생하는 4채널 패널 구동부;

상기 패널의 각 모서리로 유입 혹은 유출되는 전류의 변화를 검출하는 전류-전압 변환부;

핑거 터치 모드에서 상기 전류-전압 변환부(18)의 출력과 상기 4채널 패널 구동부(16)에서 제공되는 채널 구동 신호와의 차 성분에 상응하는 크기를 가지는 4채널의 차신호를 발생하는 차동 증폭부;

상기 차동 증폭부(20)에서 출력되는 4채널의 차신호를 순차적으로 선택하여 핑거 터치 신호로서 출력하는 제2멀티플렉서(22);

모드 선택 신호에 응답하여 상기 제2멀티플렉서(22)에서 출력되는 핑거 터치 신호 혹은 스타일러스에서 출력되는 스타일러스 신호 중의 하나를 선택적으로 출력하는 제3멀티플렉서(26);

모드 선택 신호에 응답하여 소정의 기준 전압 혹은 상기 패널(200)에서 출력되는 터치 패널 신호 중의 하나를 선택적으로 출력하는 제4멀티플렉서(34);

상기 제3멀티플렉서(26)의 출력에서 패널 구동 신호의 주파수 성분을 필터링하는 대역 통과 필터(28);

상기 대역 통과 필터(28)의 출력을 정류하는 정류기(30);

모드 선택 신호에 응답하여 상기 정류기의 출력 혹은 상기 제4멀티플렉서의 출력 중의 하나를 선택적으로 출력하는 제5멀티플렉서;

상기 제5멀티플렉서의 출력에서 실질적으로 직류인 성분을 검출하는 저역 통과 필터;

상기 저역 통과 필터의 출력을 패널 구동 제어 신호에 동기되어 디지털 변환하여 좌표 신호로서 출력하는 아날로그-디지털 컨버터; 및

마이크로 프로세서로부터 제공되는 제어 명령을 유입하고 이를 해석하여 스타일러스 모드, 핑거 터치 모드 혹은 터치 패널 모드를 나타내는 모드 선택 신호, 선택된 모드에 상응하는 패널 구동 제어 신호를 발생하고, 상기 아날로그-디지털 컨버터로부터 제공되는 좌표 신호를 마이크로 프로세서로 전송하는 인터페이스부를 포함함을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 차동 증폭부는 각각이 채널 구동 신호들 중의 하나와 전류-전압 변환된 채널 구동 신호들 중의 하나의 차이를 증폭하며 채널 구동 신호의 개수에 상응하여 설치된 복수의 채널 구동 블록을 구비한다.

또한, 상기 디지타이저 컨트롤러는 핑거 터치 신호, 스타일러스 신호, 그리고 터치 패널 신호를 소정의 증폭도로 증폭하여 제3멀티플렉서 혹은 제4멀티플렉서에 제공하는 전치 증폭부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 디지타이저 컨트롤러는 저역 통과 필터의 출력을 동작 모드에 따라 각기 다른 증폭도로 증폭하는 3개의 직류 증폭기를 가지는 직류 증폭부와 모드 선택 신호에 응답하여 직류 증폭기의 출력들 중의 하나를 선택하여 아날로그-디지털 변환부에 제공하는 제6멀티플렉서를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 디지타이저 컨트롤러는 마이크로 프로세서로부터 제공되는 조정 신호를 디지털-아날로그 변환하여 대역 통과 필터의 주파수 특성 조정 신호로서 인가하는 디지털-아날로그 컨버터를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 패널 구동 신호 발생부는 자동 주파수 특성 조정 시 대역 통과 필터에 제공되며 패널 구동 신호와 실질적으로 동등한 주파수를 가지는 파일러트 신호를 더 발생하는 것이 바람직하다.

또한, 전류-전압 변환부는 전류-전압 변환의 감도 조정을 위해 가변 저항으로 구성되는 것이 바람직하다.

또한, 저역 통과 필터는 노이즈 성분의 제거 및 DC화를 위해 될 수 있는 한 대역 폭이 좁은 것이 바람직하다.

상기의 제2목적을 달성하는 본 발명에 따른 핑거 터치 방식의 구동 방법은

패널의 모서리들에 동등한 전위를 가지는 채널 구동 신호들을 인가하는 과정;

상기 패널 상에서의 손가락의 접촉에 의해 발생되며, 패널의 각 모서리들에서 유입 혹은 유출되는 전류의 변화량을 검출하고, 전압의 변화량으로 변환하는 과정;

채널 구동 신호와 전류-전압 변환된 신호의 크기 차이에 상응하는 차신호들을 검출하는 과정;

차신호들을 소정의 주기로 순차 반복적으로 선택하여 시분할 다중화하는 과정; 및

다중화된 차신호의 크기에 근거하여 손가락의 접촉 위치를 판단하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기의 제3목적을 달성하는 본 발명에 따른 핑거 터치 방식의 구동 장치는

핑거 터치 방식에서 소요되는 패널 구동 신호를 발생하는 패널 구동 신호 발생부;

패널 구동 신호를 유입하여 패널의 4모서리에 제공되는 실질적으로 동등한 전위의 4채널 구동 신호를 발생하는 4채널 패널 구동부;

상기 4채널 패널 구동부와 상기 패널의 사이에 개재하여 상기 패널 상에서 손가락의 접촉이 발생할 때 패널의 모서리에서 유입 혹은 유출되는 전류의 변화량을 검출하는 전류-전압 변환부;

4채널 구동 신호와 상기 전류-전압 변환부에서 출력된 전류-전압 변환 값의 차를 검출하는 차동 증폭부;

상기 차동 증폭부에서 결과된 4채널의 차신호를 소정의 주기로 순차 반복적으로 선택하여 출력하는 멀티플렉서:

상기 멀티플렉서의 출력에서 패널 구동 신호의 주파수 성분을 검출하는 대역 통과 필터;

상기 대역 통과 필터의 출력에서 실질적으로 직류인 성분을 추출하는 저역 통과 필터; 및

상기 저역 통과 필터의 출력을 상기 멀티플렉서의 선택 주기에 동기되어 디지털 변환하는 아날로그-디지털 컨버터를 포함함을 특징으로 한다.

상기의 제4목적을 달성하는 본 발명에 따른 스타일러스 방식과 핑거 터치 방식에 적합한 디지타이저 컨트롤러에 있어서, 스타일러스로부터 제공되는 스타일러스 신호, 패널로부터 제공되는 핑거 터치 신호로부터 패널 구동 신호의 주파수 성분을 검출하는 대역 통과 필터의 주파수 특성을 조정하는 방법에 있어서,

상기 대역 통과 필터에 패널 구동 신호와 실질적으로 동등한 주파수를 가지는 파일러트 신호를 유입시키고, 상기 대역 통과 필터의 주파수 특성 조정을 위한 조정 신호를 소정의 범위에서 연속적으로 변화시키는 과정;

상기 대역 통과 필터에서 결과되는 신호의 크기를 비교하여, 검출된 신호의 크기가 가장 큰 조정 신호의 값을 결정하는 과정; 및

결정된 조정 신호에 의해 대역 통과 필터의 주파수 특성을 설정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

상기의 제5목적을 달성하는 본 발명에 따른 스타일러스 신호, 핑거 터치 신호로부터 패널 구동 신호의 주파수 성분을 검출하는 대역 통과 필터의 주파수 특성을 조정하는 장치에 있어서,

패널 구동 신호의 주파수와 실질적으로 동등한 주파수를 가지는 파일러트 신호를 발생하여 상기 대역 통과 필터에 제공하는 패널 구동 신호 발생부;

마이크로 프로세서로부터 인가되는 조정 신호를 디지털-아날로그 변환하여 상기 대역 통과 필터의 주파수 특성을 조정하는 신호로서 인가하는 디지털-아날로그 컨버터;

상기 대역 통과 필터에서 결과되는 신호의 크기를 검출하는 아날로그-디지털 컨버터; 및

상기 대역 통과 필터의 주파수 특성을 변화시키기 위하여 소정의 범위 사이에서 변화하는 조정 신호를 발생하여 상기 디지털-아날로그 컨버터에 제공하며, 소정의 범위 사이에서 변화하는 조정 신호에 의해 결과되는 대역 통과 필터링된 신호들 중에서 크기가 가장 큰 신호에 상응하는 조정 신호를 결정하고, 이를 대역 통과 필터의 주파수 특성 조정 신호로서 제공하는 마이크로 프로세서를 포함함을 특징으로 한다.

상기의 제6목적을 달성하는 본 발명에 따른 마이크로 프로세서에서 발생된 제어 병령들을 주변 장치에 전달하고 주변 장치로부터 마이크로 프로세서에 제공되는 데이터의 전달을 제어하는 인터페이스부는

주변 장치에서 제공되는 제어 명령을 래치하는 데이터 래치;

아날로그-디지털 컨버터에서 제공되는 데이터를 입력하거나 입력된 데이터를 마이크로 프로세서로 출력하는 데이터 버퍼;

상기 데이터 래치로부터 제공되는 제어 명령을 유입하여 주변 장치의 제어에 필요한 각종의 제어 신호들을 발생하는 명령 해독기;

마이크로 프로세서에서 제공되는 어드레스 신호를 유입하여 데이터 래치, 데이터 버퍼를 활성화시키는 신호를 발생하는 어드레스 디코더를 포함함을 특징으로 한다.

상기의 제7목적을 달성하는 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러는 클럭 신호를 유입하여 n-1개의 n(여기서, n은 정수)분주된 신호를 발생하는 D-플립플롭부; 여기서, n-1개의 분주 신호는 분주비n에 상응하는 개수의 연속된 클럭 신호 열의 첫 번째 클럭 신호부터 n-1번째의 클럭 신호에 각각 동기되어 발생하는 신호이며,

n-1개의 분주 신호들을 소정의 저항치에 따라 가중 연산하여 의사 정현파 신호를 발생하는 래더부; 및

그리고 래더부로부터 제공되는 의사 정현파 신호를 대역 통과 필터링하여 실질적으로 정현파인 패널 구동 신호를 발생하는 대역 통과 필터를 가지는 패널 구동 신호 발생기를 포함함을 특징으로 한다.

상기의 제8목적을 달성하는 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러는 클럭 신호를 소정의 카운트비로 계수한 제1카운트 신호를 발생하는 제1카운터;

제1카운터로부터 제공되는 제1카운트 신호를 2진 계수하여 제2카운트 신호로서 출력하는 제2카운터;

각각 제1카운터로부터 제공되는 제1카운트 신호와 제2카운터로부터 제공되는 제2카운트 신호를 인버팅하기 위한 2개의 인버터를 구비하는 인버터부; 및

제1카운트 신호 및 제2카운트 신호의 논리합을 연산하는 오아 게이트;

상기 제1카운터로부터 제공되는 제1카운트 신호, 상기 제2카운터로부터 제공되는 제2카운터 신호, 상기 인버터부로부터 제공되는 반전된 제1카운트 신호, 반전된 제2카운트 신호 및 오아 게이트로부터 출력되는 신호를 유입하여, 모드 선택 신호에 응답하여 각각의 모드에 상응하는 패널 구동 제어 신호를 발생하는 신호 선택부를 가지는 패널 구동 제어 신호 발생부를 포함하며,

여기서, 상기 신호 선택부는 스타일러스 및 터치 패널 모드에서는 상기 제1카운터로부터 제공되는 제1카운트 신호, 상기 제2카운터로부터 제공되는 제2카운트 신호, 상기 인버터부로부터 제공되는 반전된 제1카운트 신호 및 반전된 제2카운트 신호를 출력하고, 핑거 터치 모드에서는 상기 오아 게이트로부터 제공되는 신호를 출력함을 특징으로 한다.

상기의 제9목적을 달성하는 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러는 소정의 주기를 갖는 클럭 신호를 소정의 제1카운트비에 의해 카운트하여 제1펄스 신호를 출력하는 계수부; 및

스타일러스의 팁신호에 의해 계수 동작이 개시되며, 상기 계수부에서 출력되는 제1펄스 신호를 소정의 제2카운트비에 의해 계수하는 제2카운터; 및

팁신호와 상기 제2카운터에서 출력되는 제2펄스 신호를 앤드연산하여 스타일러스의 아이들 상태가 소정 시간 이상 지속되는 지를 판단하고, 소정 시간 이상 지속되면 전류 소비를 제어하기 위한 파워 슬립 신호를 발생하는 파워 슬립 신호 발생부를 포함하며,

상기 인터페이스부는 파워 슬립 신호 발생부로부터 제공되는 파워 슬립 신호에 응답하여 전력 절약 모드를 수행함을 특징으로 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 특징 및 효과를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러의 일 실시 예를 보이는 블록도이다.

도 2a 및 도 2b는 각각 도 1에 도시된 장치에 있어서 스타일러스 모드에서의 동작을 설명하기 위해 패널 구동 제어 신호 및 채널 구동 신호를 보이는 파형도들이다.

도 3은 도 1에 도시된 장치에서 있어서 스타일러스 모드에서의 신호 흐름을 도식적으로 보이는 도면이다.

도 4a 내지 도 4e는 도 1에 도시된 장치에 있어서 스타일러스 모드에서의 각부 동작을 보이는 파형도들이다.

도 5a 및 도 5b는 각각 종래의 디지타이저 컨트롤러에 있어서 핑거 터치 모드에서 패널 구동 제어 신호 및 채널 구동 신호를 보이는 파형도들이다.

도 6a 내지 도 6c는 각각 도 1에 도시된 장치에 있어서 핑거 터치 모드에서 패널 구동 제어 신호 및 채널 구동 신호, 그리고 채널 선택 신호를 보이는 파형도들이다.

도 7은 도 1에 도시된 장치에서 있어서 핑거 터치 모드에서의 신호 흐름을 도식적으로 보이는 도면이다.

도 8a 내지 도 8e는 도 1에 도시된 장치에 있어서 핑거 터치 모드에서의 각부 동작을 보이는 파형도들이다.

도 9a 및 도 9b는 각각 도 1에 도시된 장치에 있어서 터치 패널 모드에서 패널 구동 제어 신호 및 채널 구동 신호를 보이는 파형도들이다.

도 10은 도 1에 도시된 장치에서 있어서 터치 패널 모드에서의 신호 흐름을 도식적으로 보이는 도면이다.

도 11a 내지 도 11c는 도 1에 도시된 장치에 있어서 터치 패널 모드에서의 각부 동작을 보이는 파형도들이다.

도 12는 도 1에 도시된 모드 선택 신호의 포맷을 보인다.

도 13은 도 1에 도시된 패널 구동 신호 발생부를 보이는 것이다.

도 14a 내지 도 14g는 도 13에 도시된 장치의 동작을 보이기 위한 파형도이다.

도 15는 종래의 패널 구동 신호 발생 장치의 구성을 보이는 블록도이다.

도 16은 도 1에 도시된 4채널 패널 구동부의 상세한 구성을 보이는 블록도이다.

도 17은 도 1에 도시된 차동 증폭부의 상세한 구성을 보이는 블록도이다.

도 18은 도 1에 도시된 대역 통과 필터 및 디지털-아날로그 컨버터의 상세한 구성을 보이는 블록도이다.

도 19a 및 도 19b는 도 18에 도시된 대역 통과 필터의 주파수 특성을 보이는 것이다.

도 20은 도 18에 도시된 대역 통과 필터의 주파수 특성을 조정하기 위한 조정 신호의 포맷을 보인다.

도 21은 자동 주파수 특성 조정 모드에서의 신호의 흐름을 도식적으로 보이는 도면이다.

도 22는 도 1에 도시된 아날로그-디지털 컨버터의 변환 동작을 보인다.

도 23은 도 1에 도시된 인터페이스부의 상세한 구성을 보이는 블록도이다.

도 24a 내지 도 24h는 도 23에 도시된 장치의 동작을 보이기 위한 타이밍도이다.

도 25는 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러의 다른 실시 예를 보이는 블록도이다.

도 26은 도 25에 도시된 전력 절약 장치의 상세한 구성을 보이는 블록도이다.

도 27a 내지 도 27c 그리고 도 28a 내지 도 28d는 도 26에 도시된 장치의 동작을 보이는 파형도들이다.

도 29는 도 25에 도시된 패널 구동 제어 신호 발생부의 상세한 구성을 보이는 블록도이다.

도 30은 도 1에 도시된 장치를 구현한 집적 회로의 레이아웃을 보인다.

도 1은 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러의 바람직한 일 실시 예를 보인다. 도 1에 도시된 장치에 있어서, 전체적으로 100으로 나타내어 지는 것은 본 발명의 디지타이저 컨트롤러이고, 200으로 나타내어 지는 것은 패널이고, 그리고 300으로 나타내어 지는 것은 스타일러스이다.

디지타이저 컨트롤러(100)는 패널 구동 신호 발생부(10), 기준 전압 발생기(12), 제1멀티플렉서(14), 4채널 패널 구동부(16), 전류-전압 변환부(18), 차동 증폭부(20), 제2멀티플렉서(22), 전치 증폭부(24), 제3멀티플렉서(26), 대역 통과 필터(28), 정류기(30), 디지털-아날로그 컨버터(32), 제4멀티플렉서(34), 제5멀티플렉서(36), 저역 통과 필터(38), 직류 증폭부(40), 제6멀티플렉서(42), 아날로그-디지털 컨버터(44), 그리고 인터페이스부(46)를 포함한다.

패널 구동 신호 발생부(10)는 그에 인가되는 소정의 제1주파수의 클럭 신호(clock)를 사용하여 스타일러스 모드 및 핑거 터치 모드에서 패널(200)을 구동하기 위한 소정의 제2주파수의 패널 구동 신호(48)와 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성 조정을 위한 파일러트 신호(50)를 발생한다. 여기서, 스타일러스 모드에서는 디지타이저 컨트롤러(100)가 스타일러스 방식에 적합하도록 동작하고, 핑거 터치 모드에서는 핑거 터치 방식에 적합하도록 동작한다.

바람직하게는 패널 구동 신호(48)와 파일러트 신호(50)는 바람직하게는 소정의 주기를 가지는 정현파 신호이다.

기준 전압 발생기(12)는 터치 패널 모드에서 패널(200)을 구동하기 위한 기준 전압 신호(52)를 발생한다. 여기서, 터치 패널 모드에서는 디지타이저 컨트롤러(100)가 터치 패널 방식에 적합하도록 동작한다. 여기서, 기준 전압 신호(52)는 소정의 제1기준 전압 레벨을 가지는 직류 신호이다.

제1멀티플렉서(14)는 그에 인가되는 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)에 따라 패널 구동 신호 발생부(10)로부터 제공되는 패널 구동 신호(48) 혹은 기준 전압 발생기(12)로부터 제공되는 기준 전압 신호(52) 중의 하나를 선택적으로 출력한다.

4채널 패널 구동부(16)는 제1멀티플렉서(14)로부터 제공되는 패널 구동 신호(48) 혹은 기준 전압 신호(52)를 유입하고, 그에 인가되는 패널 구동 제어 신호(panel drive control signal)(C_UL, C_UR, C_LL, C_LR)에 응답하여 스타일러스 모드, 핑거 터치 모드, 터치 패널 모드에 적합한 채널 구동 신호들(UL, UR, LL, LR)을 발생한다. 여기서, 제1채널 내지 제4채널을 위한 채널 구동 신호들(UL, UR, LL, LR)은 각각 패널(200)의 좌상측, 우상측, 좌하측 및 우하측에 제공된다.

전류-전압 변환부(18)는 각각이 4개의 채널 구동 신호(UL, UR, LL, LR)에 적용되는 전류-전압 변환부(통상, 저항 소자)로 구성되며, 터치 패널 모드에서 패널(200)의 각 모서리에 유입 혹은 유출되는 전류의 변화량을 검출한다.

차동 증폭부(20)는 채널 구동 신호(UL, UR, LL, LR)와 전류-전압 변환부(18)로부터 제공되는 전류-전압 변환된 신호(UL', UR', LL', LR')의 각각의 차에 상응하는 신호들(DIFF_UR, DIFF_UL, DIFF_LR, DIFF_LL)을 출력한다. 여기서, DIFF_UR, DIFF_UL, DIFF_LR, 그리고 DIFF_LL은 각각 UR과 UR'와의 차, UL과 UL'와의 차, LR과 LR'와의 차, 그리고 LL과 LL'와의 차에 상응하는 크기를 가진다.

제2멀티플렉서(22)는 그것에 인가되는 채널 선택 신호(Ch SELECT SIGNAL)에 따라 차동 증폭부(20)로부터 제공되는 DIFF_UR, DIFF_UL, DIFF_LR, DIFF_LL 중의 하나를 선택적으로 출력한다. 즉, T1, T2, T3 그리고 T4 구간에서 각각 DIFF_UR, DIFF_UL, DIFF_LR, DIFF_LL을 출력한다.

제2멀티플렉서(22)로부터 출력되는 신호(이하 핑거 터치 신호58라 함), 패널(200)로부터 출력되는 신호(이하 터치 패널 신호62라 함), 그리고 스타일러스(300)로부터 제공되는 신호(이하 스타일러스 신호60라 함)는 전치 증폭부(24)에 제공된다.

전치 증폭부(24)는 핑거 터치 신호(58), 스타일러스 신호(60), 그리고 터치 패널 신호(62)를 각기 다른 증폭도로 증폭하는 3개의 전치 증폭기(24a ∼ 24c)를 구비한다.

제1전치 증폭기(24a)에 의해 증폭된 핑거 터치 신호(58)와 제2전치 증폭기(24b)에 의해 증폭된 스타일러스 신호(60)는 제3멀티플렉서(26)에 제공되고, 제3전치 증폭기(24c)에 의해 증폭된 터치 패널 신호(62)는 제4멀티플렉서(34)에 제공된다.

제3멀티플렉서(26)는 그에 인가되는 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)에 따라 패널 구동 신호 발생부(10)로부터 제공되는 파일러트 신호(50), 패널(200)로부터 제공되는 핑거 터치 신호(58), 혹은 스타일러스(300)로부터 제공되는 스타일러스 신호(60) 중의 하나를 선택하여 출력한다.

대역 통과 필터(28)는 바람직하지 않은 노이즈를 제거하기 위하여 제3멀티플렉서(26)의 출력으로부터 패널 구동 신호의 주파수 성분을 대역 통과 필터링한다.

대역 통과 필터(28)에서 출력되는 필터링된 신호(64)는 정류기(30)에 의해 제5멀티플렉서(36)의 한 입력으로 제공된다.

제4멀티플렉서(34)는 그것에 인가되는 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)에 따라 소정의 기준 전압(본 발명의 예에서는 접지 전압) 혹은 제3전치 증폭기(24c)로부터 제공되는 증폭된 터치 패널 신호(62)를 선택하여 제5멀티플렉서(36)의 다른 입력으로 제공한다.

제5멀티플렉서(36)는 그것에 인가되는 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)에 따라 정류기(30)로부터 제공되는 신호(66) 혹은 제4멀티플렉서(34)로부터 제공되는 신호를 선택하여 출력한다.

저역 통과 필터(38)는 제5멀티플렉서(36)로부터 제공되는 신호를 DC화하기 위해 저역 통과 필터링하여 직류 증폭부(40)에 제공한다. 여기서, 저역 통과 필터(38)의 대역 폭은 작을수록 좋다. 왜냐 하면 대역 폭이 크면 그의 출력에서 AC 성분이 많게 되어 측정 값이 불안정해지므로 대역 폭을 작게 하여 될수록 AC성분을 제거한다.

직류 증폭부(40)는 핑거 터치 모드, 스타일러스 모드, 그리고 터치 패널 모드에 적용되는 3개의 직류 증폭기(40a, 40b, 40c)를 구비하며, 각각의 직류 증폭기는 저역 통과 필터(38)에서 제공되는 신호를 증폭시켜 출력한다. 여기서, 모드에 따라 별도의 직류 증폭기를 사용하는 이유는 각각의 모드에서 요구되는 증폭도(gain)가 다르기 때문이다.

제6멀티플렉서(42)는 그에 인가되는 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)에 따라 제1 내지 제3직류 증폭기(40a, 40b, 40c)로부터 제공되는 신호들 중의 하나를 선택하여 아날로그-디지털 컨버터(44)에 제공한다.

아날로그-디지털 컨버터(44)는 그에 인가되는 클럭 신호(clock) 및 제어 신호에 따라 제6멀티플렉서(42)에서 제공되는 아날로그 신호(70)을 디지털 신호로 변환시켜 인터페이스부(46)에 제공한다.

인터페이스부(46)는 마이크로 프로세서(도시되지 않음)에서 인가되는 제어 신호에 응답하여 상기한 구성 요소들을 제어하고, 아날로그-디지털 컨버터(44)에 의해 변환된 디지털 신호를 마이크로 프로세서로 전송한다. 마이크로 프로세서로 전송되는 디지털 신호는 패널(200)로부터의 스타일러스, 펜, 핑거에 대한 디지털 좌표이다.

도 1에 도시된 디지타이저 컨트롤러의 동작을 스타일러스 모드, 핑거 터치 모드, 그리고 터치 패널 모드의 순서로 상세히 설명한다.

먼저, 스타일러스 모드에 있어서 도 1에 도시된 4채널 패널 구동부(16)의 동작을 도 2a, 도 2b를 참조하여 설명한다. 도 2a는 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)의 파형도, 도 2b는 채널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)의 파형도이다.

도 2a에 도시된 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)들은 디지털 신호로서 그것의 하이 레벨(VH)은 패널200의 한 모서리에 채널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)가 인가되는 것에 대응하고, 로우 레벨(VL)은 일정한 DC레벨(바람직하게는 접지 전위)이 채널 모서리에 인가되는 것에 대응한다. 또한, 도 2a의 최상측으로부터 최하측으로 도시된 각 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)는 도 2b의 최상측으로부터 최하측으로 도시된 채널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)에 각각 대응한다.

스타일러스가 위치된 한 점의 좌표를 인식하기 위하여 패널(200)의 모서리 4개는 한 번에 2개씩 좌우 상하의 순서로 4번 구동된다. 예를 들면, T1구간에서와 같이 패널(200)의 좌상측과 좌하측 모서리에 채널 구동 신호(UL, LL)가 인가되고 다른 모서리들에 접지 전위가 되면, 패널 상에서 움직여지는 스타일러스에 의해 검출되는 신호의 크기는 우측 변으로부터 스타일러스의 위치까지의 거리(x+)에 상응하고, T2구간에서와 같이 패널(200)의 우상측과 우하측 모서리에 채널 구동 신호(UR,LR)가 인가되고 다른 모서리들에 접지 전위가 되면, 스타일러스에 의해 검출되는 신호의 크기는 좌측 변으로부터 스타일러스의 위치까지의 거리(x-)에 상응한다,

즉, x좌표는 다음의 수학식 1에 의해 상대 좌표로서 결정된다.

T1구간에서의 신호의 크기는 x+에 상응하고, T2구간에서의 신호의 크기는 x-에 상응한다. 따라서, x+와 x-의 크기 비에 의해 x축 상의 좌표가 인식된다. 마찬가지 방법에 의해, T3과 T4구간에서 y+, y-가 검출되고 그 크기비에 의해 y축 상의 좌표가 인식된다.

즉, y좌표는 다음의 수학식 2에 의해 상대 좌표로서 결정된다.

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이러한 방법은 미국 출원 4,600,807, 4,649,232, 4,650,962, 4,665,283 등에 상세히 개시되어져 있다.

스타일러스 모드에 있어서, 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)는 스타일러스 모드를 나타내고, 이에 따라 제1멀티플렉서(14)는 패널 구동 신호 발생기(10)에서 제공되는 패널 구동 신호(48)를, 제3멀티플렉서(26)는 제2전치 증폭기(24b)에서 출력되는 스타일러스 신호(60)를, 제5멀티플렉서(36)는 정류기(30)에서 제공되는 신호(66)를, 그리고 제6멀티플렉서(42)는 제2직류 증폭기(40b)에서 출력되는 신호를 각각 선택하여 출력한다.

도 3은 스타일러스 모드에서의 신호의 흐름을 도식적으로 보이는 도면이다. 마이크로 프로세서의 제어하에 인터페이스부(46)는 모드 선택 신호, 패널 구동 제어 신호, 조정 신호, 채널 선택 신호를 발생한다. 패널 구동 신호 발생부(10)에서 출력된 패널 구동 신호(48)는 제1멀티플렉서(14)를 통하여 4채널 패널 구동부(16)에 제공된다. 4채널 패널 구동부(16)는 제2A도에 도시된 바와 같이 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)에 따라 제2B도에 도시된 바와 같이 패널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)를 발생하여 패널(200)의 각 모서리에 제공한다. 패널(200) 상에서 움직이는 스타일러스(300)에 의해 검출된 스타일러스 신호(60)는 제2전치증폭기(24b)에 제공된다. 제2전치증폭기(24b)를 통하여 전치 증폭된 스타일러스 신호(60)는 제3멀티플렉서(26)를 통하여 대역 통과 필터(28)에 제공된다. 대역 통과 필터(28)는 그에 제공되는 스타일러스 신호(60)로부터 패널 구동 신호(48)의 주파수를 중심 주파수로 갖는 성분을 추출하여 정류기(30)로 출력하고, 정류기는 이를 정류하여 출력한다. 정류기(30)로부터 제공되는 신호(66)는 제5멀티플렉서(36)를 통하여 저역 통과 필터(38)에 제공된다. 저역 통과 필터(38)는 정류기(30)로부터 제공되는 신호(66)를 저역 통과 필터링하여 제2직류 증폭기(40b)에 제공한다. 제2직류 증폭기(40b)는 저역 통과 필터(38)로부터 제공되는 신호(68)를 증폭하여 제6멀티플렉서(42)를 통하여 아날로그-디지털 컨버터(44)에 제공한다. 아날로그-디지털 컨버터(44)는 제6멀티플렉서(42)로부터 제공되는 신호(70)를 디지털 신호로 변환하여 데이터 버스(104)를 통하여 인터페이스부(46)에 제공한다. 여기서, 디지털 변환된 신호는 스타일러스에 의해 검출되는 신호의 크기를 T1, 52, T3, 그리고 T4구간에서 패널의 변에서 스타일러스 위치까지의 거리(x+, x-, y+, y-)를 이용하여 나타내는 좌표신호이다. 인터페이스부(46)는 아날로그-디지털 컨버터(44)로부터 제공되는 좌표신호를 버스(102)를 통하여 마이크로 프로세서에 제공한다.

도 4a 내지 도 4e는 스타일러스 모드에서의 도 1에 도시된 디지타이저 컨트롤러의 각 구성 요소의 동작을 보이는 파형도이다.

구체적으로, 도 4a는 패널 구동 신호 발생기(10)에 입력되는 클럭 신호의 파형을 보이고, 도 4b는 도 4a에 도시된 클럭 신호를 사용하여 패널 구동 신호 발생기(10)에서 발생된 패널 구동 신호(48)의 파형을 보인다. 도 4c는 4채널 패널 구동부(16)에 인가되는 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)의 파형을 보이고, 그리고 도 4d는 스타일러스에 의해 검출되는 한 점에서의 스타일러스 신호 파형(60)의 일례를 보인다. 도 4e는 저역 통과 필터(38)로부터 제공되는 신호(68)의 파형을 보인다.

다음으로, 핑거 터치 모드에 있어서의 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러의 동작을 설명한다.

본 발명의 실시 예에 있어서 핑거 터치 모드에서의 디지타이저 컨트롤러의 구동 방법은 종래의 그것과 다르다. 종래의 구동 방법은 패널의 4모서리를 하나씩 순차적으로 구동하는 것이다. 스타일러스 모드나 터치 패널 모드에서는 한 번에 두 개의 모서리가 구동되는 데 비해 종래의 방법은 하나의 모서리에만 채널 구동 신호가 인가되기 때문에 검출되는 전류량이 적다. 이에 따라 차동 증폭기의 감도가 커져야 하는 부담이 발생한다.

본 발명의 구동 방법은 4개의 모서리에 동일한 크기의 채널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)를 동시에 인가하고, 각 채널에서 검출되는 전류의 변화량을 순차적으로 검출하도록 함으로써 디지타이저 컨트롤러의 감도를 향상시킨다.

이를 도 5a, 도 5b 및 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 핑거 터치 모드에서의 디지타이저 컨트롤러의 동작을 상세히 설명한다. 도 5a는 종래의 핑거 터치 모드에 있어서의 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)의 파형도를 보이는 것이다. 도 5a에 도시된 바와 같이 각 채널의 전류 변화량을 검출하는 기간(T1 ∼ T4)에 있어서 단지 하나의 모서리만이 구동된다. 도 5b는 도 5a에 도시된 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)에 의해 발생된 채널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)들의 파형도를 보이는 것이다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 핑거 터치 방식의 디지타이저 컨트롤러의 구동 방법을 설명하기 위한 것이다. 도 6a는 본 발명에 따른 핑거 터치 모드의 구동 방법에 있어서의 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)의 파형도를 보이는 것이다.

도 6a에 도시된 바와 같이 각 채널의 전류 변화량을 검출하는 기간(T1 ∼ T4)에 있어서 4개의 모서리가 모두 구동된다. 이에 따라 각 채널의 전류 변화량의 크기가 커지게 되어 감도가 향상된다. 도 6b는 도 6a에 도시된 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)에 따라 발생된 채널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)들의 파형도를 보이는 것이고, 도 6c는 채널 선택 신호의 파형도를 보이는 것이다. 도 6c에 도시된 채널 선택 신호에 의해 각 채널의 전류 변화량은 기간(T1 ∼ T4)에서 하나씩 검출된다.

본 발명에 따른 핑거 터치 방식의 구동 방법은 다음과 같이 수행된다.

먼저, 패널의 모서리들에 동등한 전위를 가지는 AC의 채널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)들을 동시에 인가한다.

두 번째로는 패널 상에서의 손가락의 접촉에 의해 발생되며, 패널의 각 모서리들에서 유입 혹은 유출되는 전류의 변화량을 검출하고, 전압의 변화량으로 변환한다.

세 번째로는 채널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)와 전류-전압 변환된 신호의 크기 차이에 상응하는 차신호들을 검출한다.

네 번째로는 차신호들을 소정의 주기로 순차 반복적으로 선택하여 시분할 다중화한다.

마지막으로는 다중화된 차신호의 크기에 근거하여 손가락의 접촉 위치를 판단한다.

핑거 터치 모드에 있어서 패널(200)의 모서리들에는 제6B도에 도시된 바와 동일한 위상 및 크기를 가지는 채널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)가 인가된다. 패널에 손가락이 접촉되면 손가락은 접지 전위와 패널과의 사이에 위치되는 축전기의 역할을 하기 때문에 손가락의 위치에 따라 패널(200)의 각 모서리에 유입 혹은 유출되는 전류량이 변화하게 된다. 전류-전압 변환부(18)는 이러한 전류의 변화를 전압의 변화로 변환(convert)하여 출력한다.

핑거 터치 모드에 있어서, 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)는 핑거 터치 모드를 나타내고, 이에 따라 제1멀티플렉서(14)는 패널 구동 신호 발생기(10)에서 제공되는 패널 구동 신호(48)를, 제2멀티플렉서(22)는 순차로 선택된 차신호들을, 제3멀티플렉서(26)는 제1전치 증폭기(24a)에서 출력되는 핑거 터치 신호(58)를, 제5멀티플렉서(36)는 정류기(30)로부터 제공되는 신호(66)를, 그리고 제6멀티플렉서(42)는 제1직류 증폭기(40a)에서 출력되는 신호를 각각 선택하여 출력한다.

도 7은 핑거 터치 모드에서의 신호의 흐름을 도식적으로 보이는 도면이다.

마이크로 프로세서의 제어하에 인터페이스부(46)는 모드 선택 신호, 패널 구동 제어 신호, 조정 신호, 채널 선택 신호를 발생한다.

기준 전압 발생기(12)에서 발생된 기준 전압 신호는 제1멀티플렉서(14)를 통하여 4채널 패널 구동부(16)에 제공된다.

4채널 패널 구동부(16)는 도 6a에 도시되는 바의 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)에 따라 도 6b에 도시되는 바의 채널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)를 발생하여 패널(200)의 각 모서리에 제공한다.

패널(200) 상에서 움직이는 펜(도시되지 않음)의 위치에 따라 패널에 의해 검출되는 터치 패널 신호(62)는 제3전치 증폭기(24c)에 제공된다.

제3전치 증폭기(24c)를 통하여 전치 증폭된 터치 패널 신호(62)는 제5멀티플렉서(36)를 통하여 저역 통과 필터(38)에 입력된다. 제3직류 증폭기(40c)는 저역 통과 필터(38)로부터 제공되는 신호(68)를 증폭하여 제6멀티플렉서(42)를 통하여 아날로그-디지털 컨버터(44)에 제공한다.

아날로그-디지털 컨버터(44)는 제6멀티플렉서(42)로부터 제공되는 신호(70)를 디지털 신호로 변환하여 인터페이스부(46)에 제공한다.

인터페이스부(46)는 아날로그-디지털 컨버터(44)로부터 제공되는 좌표 신호를 마이크로 프로세서에 제공한다.

도 8a 내지 도 8e는 핑거 터치 모드에서의 도 1에 도시된 각 구성 요소의 동작을 보이는 파형도이다.

구체적으로 도 8a는 패널 구동 신호 발생기(10)에 입력되는 클럭 신호의 파형을 보이고, 도 8b는 도 8a에 도시된 클럭 신호를 사용하여 패널 구동 신호 발생기(10)에서 발생된 패널 구동 신호(48)의 파형을 보인다. 도 8c는 4채널 패널 구동부(16)에 인가되는 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)의 파형을 보이고, 그리고 도 8d는 제2멀티플렉서(22)에서 출력되는 핑거 터치 신호 파형의 일례를 보인다. 도 8e는 저역 통과 필터(38)로부터 제공되는 신호(68)의 파형을 보인다.

그 다음으로, 터치 패널 모드에 있어서 도 1에 도시된 4채널 패널 구동부(16)의 동작을 도 9a 및 도 9b를 참조하여 설명한다. 도 9a에 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)를 보이는 파형도, 도 9b에 채널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)의 파형도가 각각 보여진다.

터치 패널 모드에서는 스타일러스 모드에서와는 달리 패널(200)의 모서리는 DC 신호로 구동되며 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)는 스타일러스 모드에서와 같다. 펜의 눌림에 의해 발생된 신호는 패널(200)에 의해 검출된다. 스타일러스 모드에서와 마찬가지로 T1과 T2구간에서 x축 상의 위치가 파악되고, T3과 T4구간에서 y축 상의 위치가 파악된다. 터치 패널 모드에서 요구되는 기준 전압 신호는 기준 전압 발생기(12)로부터 제공된다.

터치 패널 모드에 있어서, 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)는 터치 패널 모드를 나타내고, 이에 따라 제1멀티플렉서(14)는 기준 전압 발생기(12)에서 제공되는 기준 전압 신호를, 제4멀티플렉서(34)는 제3전치 증폭기(24c)에서 출력되는 전치 증폭된 터치 패널 신호를, 제5멀티플렉서(36)는 제4멀티플렉서(34)에서 출력되는 신호를, 제6멀티플렉서(42)는 제3직류 증폭기(40c)에서 출력되는 신호를 각각 선택하여 출력한다.

도 10은 터치 패널 모드에서의 신호의 흐름을 도식적으로 보이는 도면이다.

마이크로 프로세서의 제어하에 인터페이스부(46)는 모드 선택 신호, 패널 구동 제어 신호, 조정 신호, 채널 선택 신호를 발생한다.

패널 구동 신호 발생부(10)에서 발생된 패널 구동 신호(48)는 제1멀티플렉서(14)를 통하여 4채널 패널 구동부(16)에 제공된다.

4채널 패널 구동부(16)는 도 9a에 도시된 바와 같이 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)에 따라 도 9b에 도시된 바와 같이 패널 구동 신호(UL, LL, UR, LR)를 발생하여 패널(200)의 각 모서리에 제공한다.

패널(200) 상에서 움직이는 스타일러스(300)에 의해 검출된 스타일러스 신호(60)는 제2전치 증폭기(24b)에 제공된다.

제2전치 증폭기(24b)를 통하여 전치 증폭된 스타일러스 신호(60)는 제3멀티플렉서(26)를 통하여 대역 통과 필터(28)에 제공된다.

대역 통과 필터(28)는 그에 제공되는 스타일러스 신호(60)로부터 패널 구동 신호(48)의 주파수를 중심 주파수로 갖는 성분을 추출하여 정류기(30)로 출력하고, 정류기(30)는 이를 정류하여 출력한다.

정류기(30)로부터 제공되는 신호(66)는 제5멀티플렉서(36)를 통하여 저역 통과 필터(38)에 제공된다.

저역 통과 필터(38)는 정류기(30)로부터 제공되는 신호(66)를 저역 통과 필터링하여 제2직류 증폭기(40b)에 제공한다.

제2직류 증폭기(40b)는 저역 통과 필터(38)로부터 제공되는 신호(68)를 증폭하여 제6멀티플렉서(42)를 통하여 아날로그-디지털 컨버터(44)에 제공한다.

아날로그-디지털 컨버터(44)는 제6멀티플렉서(42)로부터 제공되는 신호(70)를 디지털 신호로 변환하여 데이터 버스(104)를 통하여 인터페이스부(46)에 제공한다. 여기서, 디지털 변환된 신호는 스타일러스에 의해 검출되는 신호의 크기를 T1, T2, T3, 그리고 T4구간에서 각각 패널의 변에서 스타일러스 위치까지의 거리(x+, x-, y+, y-)를 이용하여 나타내는 좌표 신호이다.

인터페이스부(46)는 아날로그-디지털 컨버터(44)로부터 제공되는 좌표 신호를 버스(102)를 통하여 마이크로 프로세서에 제공한다.

도 11a 내지 도 11c는 터치 패널 모드에서의 도 1에 도시된 디지타이저 컨트롤러의 각 구성 요소의 동작을 보이는 파형도이다.

구체적으로 도 11a는 기준 전압 발생기(12)에서 발생된 기준 전압 신호의 파형을 보이고, 도 11b는 4채널 패널 구동부(16)에 인가되는 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR)의 파형을 보이고, 그리고 도 11c는 패널(200)에 의해 검출되는 터치 패널 신호 파형의 일례를 보인다.

도 12는 제1멀티플렉서(14), 4채널 패널 구동부(16), 제3멀티플렉서(26), 제4멀티플렉서(34), 제5멀티플렉서(36), 제6멀티플렉서(42)의 선택 동작을 제어하는 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)를 보인다. 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)는 두 비트의 디지털 신호이다. 도 12에 있어서 위쪽에 보여지는 비트0과 아래쪽에 보여지는 비트1의 조합에 의해 모드 선택 동작이 제어된다. 즉, 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)의 값이 '00'이면 스타일러스 모드를, '10'이면 핑거 터치 모드를, '01'이면 터치 패널 모드를 나타낸다.

도 13은 도 1에 도시된 패널 구동 신호 발생부(10)의 상세한 구성을 보이는 것이다. 도 13에 도시된 것은 본 발명에 병합되며 대한민국 특허 출원(번호: 95-15442호)에 개시된 것이다.

도 13에 도시된 장치는 D-플립플롭부(120), 증폭부(122), 래더부(124), 대역 통과 필터(126), 그리고 증폭기(128)를 구비한다.

D-플립플롭부(120)는 클럭 신호를 유입하여 n-1개의 n(여기서, n은 정수)분주된 신호를 발생한다. 여기서, n-1개의 분주 신호는 클럭 신호 열의 첫 번째 클럭 신호부터 n-1번째의 클럭 신호에 각각 동기되어 발생한다.

제안된 실시 예는 캐스캐이드 접속된 4개의 D플립플롭(120a-120d)을 구비한다. 즉, 앞의 D플립플롭의 비반전 출력이 뒤의 플립플롭의 입력으로 제공되고, 마지막 D플립플롭의 반전 출력이 첫 번째 D플립플롭의 입력으로 제공되며, 처음 3개의 D플립플롭의 비반전 출력에서 3개의 분주 신호를 얻는다.

여기서, 분주 신호의 개수 및 이에 상응하는 D-플립플롭의 개수는 발생하고자 하는 패널 구동 신호의 해상도에 관계한다. 예를 들면, 패널 구동 신호를 3개의 스텝에 의해 시뮬레이션하고자 하는 경우에는 3개의 지연 신호 및 4개의 D-플립플롭이 소요된다.

소요되는 D-플립플롭의 수 n은 패널 구동 신호를 표현하고자 하는 스텝 수이다.

증폭부(122)는 D-플립플롭부(120)에서 출력되는 분주 신호들을 각기 다른 증폭도로 증폭하는 증폭기(122a ∼ 122c)를 구비한다.

래더부(124)는 증폭부(122)로부터 제공되는 분주 신호들을 각각의 저항들(124a-124e)의 저항치에 따라 가산하여 의사 정현파 신호를 발생한다. 여기서, 의사 정현파라는 의미는 이상적인 정현파 신호에 가깝도록 표현된 파형을 가지는 신호라는 의미로 사용된다.

대역 통과 필터(126)는 래더부(124)로부터 제공되는 의사 정현파 신호에 대해 대역 통과 필터링을 행하여 도 1의 대역 통과 필터(26)에 제공되는 파일러트 신호(50)를 만든다.

증폭기(128)는 대역 통과 필터(126)에서 제공되는 신호를 증폭하여 도 1의 제1멀티플렉서(14)에 제공되는 패널 구동 신호(48)를 만든다.

도 14a 내지 도 14g는 도 13에 도시된 장치의 동작을 보이기 위한 파형도로서, 정현파 신호를 3개의 스텝으로 표현하는 예를 보이는 것이다. 도 14a는 클럭 신호(CLOCK)보이는 것이고, 도 14b는 클리어 신호(CLEAR)를 보이는 것이고, 도 14c 내지 도 14e는 분주 신호들(V1, V2, V3)을 각각 보이는 것이다. 그리고, 도 14f는 래더부(124)에서 출력되는 의사 정현파 신호를 보이는 것이고, 도 14g는 대역 통과 필터(126)에서 출력되는 신호를 보이는 것이다.

도 15는 종래의 패널 구동 신호 발생 장치의 구성을 보인다. 제15도에 도시된 장치는 클럭 신호를 카운트하는 카운터(140), 카운터(140)로부터 카운트된 결과를 디코딩하여 복수의 스위칭 제어 신호를 발생하는 디코더(142), 각각이 디코더(142)로부터 제공되는 제어 신호에 응답하여 인에이블 혹은 디스에이블되는 복수의 전류원(144a ∼ 144n), 복수의 전류원(144a ∼ 144n)에서 발생된 전류의 합을 추출하는 증폭부(146)를 포함한다.

도 15에 도시된 바와 같은 종래의 패널 구동 신호 발생 장치는 클럭 신호를 카운트한 값을 다시 디코딩해야 하는 불편함이 있고, 더욱이 디코딩된 비트수만큼의 전류원을 구비하여야 하기 때문에 회로의 크기가 커지고, 전류 소비가 높아져 집적 회로화하기에 어렵다는 문제점도 있다.

이에 비해 도 13에 도시된 본 발명의 패널 구동 신호 발생 회로는 카운터, 디코더, 전류원들이 필요 없기 때문에 회로가 간단해지고 전류 소비가 적어져서 집적 회로로 구현되는 정현파 발생 회로에 적합하다.

도 16은 도 1에 도시된 4채널 패널 구동부와 전류-전압 변환부의 상세한 구성을 보이는 블록도이다. 4채널 패널 구동부(16)는 패널(200)의 4모서리에 제공되는 채널 구동 신호(UL, UR, LL, LR)를 발생하는 4개의 구동 블록(16a ∼ 16d)을 구비한다. 각각의 구동 블록(16a ∼ 16d)은 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_UR, C_LL, C_LR)와 제2멀티플렉서(14)에서 제공되는 신호를 유입하여 패널(200)의 4모서리 각각에 제공되는 채널 구동 신호(UL, UR, LL, LR)를 출력한다. 4채널 패널 구동부(16)에서 제공되는 채널 구동 신호(UL, UR, LL, LR)는 전류-전압 변환부(18)를 통하여 패널(200)의 4모서리에 제공된다.

전류-전압 변환부(18)는 4모서리에 제공되는 채널 구동 신호(UL, UR, LL, LR)를 전류-전압 변환시키는 4개의 가변 저항 소자(18a ∼ 18d)를 구비한다. 가변 저항 소자(18a ∼ 18d)는 저항 값의 변화에 의해 핑거 터치 모드 시 감도를 조정할 수 있게 한다.

도 17은 도 1에 도시된 차동 증폭부(20)와 제2멀티플렉서(22)의 상세한 구성을 보인다. 차동 증폭부(20)는 각각 4채널 패널 구동부(16)에서 제공되는 채널 구동 신호(UL, UR, LL, LR)들(54)과 전류-전압 변환부(18)에서 제공되는 전류-전압 변환된 채널 구동 신호(56)를 유입하여 그들의 차신호(57)를 발생하는 4개의 차동 증폭기(20a ∼ 20d)를 구비한다.

도 18은 도 1에 도시된 대역 통과 필터(28)와 디지털-아날로그 컨버터(32)의 상세한 구성을 보이는 블록도이다. 도 18에 도시된 바에 있어서 대역 통과 필터(28)는 저역 통과 노치 필터(Low Pass Notch Filter; 이하 LPN필터라 함)(28a), 고역 통과 노치 필터(High Pass Notch Filter; 이하 HPN필터라 함)(28b), 그리고 대역 통과 필터(28c)를 구비한다.

도 19a는 도 18에 도시된 대역 통과 필터의 정상적인 주파수 특성을 보이는 것으로서, A, B, 그리고 C는 각각 LPN필터(28a), HPN필터(28b), 그리고 대역 통과 필터(28c)의 주파수 특성을 보이는 것이다.

A, B, 및 C에 의해 구성되는 밴드 패스 필터의 중심 주파수는 패널 구동 신호(48)의 주파수에 맞추어져야 한다.

본 발명인 디지타이저 컨트롤러의 제조 공정에 있어서 공정 변수의 산포에 의해 각 필터(28a, 28b, 28c)의 특성이 편이(drift)될 수 있다. 예를 들면, 도 19b에서 점선으로 도시된 바(A',B',C'부분) 혹은 일점 쇄선에 의해 보여지는 바(A'',B'',C''부분)와 같이 바람직한 주파수 특성의 상하로 편이될 수 있다. 이러한 편이는 디지타이저 컨트롤러의 신뢰성을 저하시키게 되므로 예를 들면, 잡음 제거, 증폭도 등에 있어서의 성능 저하, 본 발명에서는 이를 방지하기 위한 특별한 방법이 강구된다.

본 발명에 따른 대역 통과 필터의 주파수 특성을 조정하는 방법은 다음과 같이 수행된다.

먼저, 대역 통과 필터에 패널 구동 신호와 실질적으로 동등한 주파수를 가지는 파일러트 신호를 유입시키고, 대역 통과 필터의 주파수 특성 조정 신호를 소정의 범위에서 연속적으로 변화시킨다.

두 번째로는 대역 통과 필터에서 결과되는 신호의 크기를 비교하여, 검출된 신호의 크기가 가장 큰 주파수 특성 조정 신호의 값을 결정한다.

마지막으로 결정된 주파수 특성 조정 신호에 의해 대역 통과 필터의 주파수 특성을 설정한다.

도 18에 도시된 필터들(28a, 28b, 28c)의 주파수 특성을 조정하기 위한 아날로그 신호는 디지털-아날로그 컨버터(32)에 의해 제공된다.

디지털-아날로그 컨버터(32)는 마이크로 프로세서에서 제공되는 조정 신호를 아날로그 신호로 변환시켜 LPN 필터(28a), HPN필터(28b), 그리고 BPF필터(28c)에 제공한다.

도 20은 마이크로 프로세서로부터 디지털-아날로그 컨버터(32)에 제공되는 자동 주파수 특성 조정을 위한 조정 신호의 포맷을 보인다. 비트 그룹들(32a, 32b, 32c)은 각각 LPN필터(28a), HPN필터(28b) 그리고 BPF필터(28c)의 중심 주파수가 이동되게 한다.

도 21은 자동 주파수 특성 조정 모드에서의 신호의 흐름을 도식적으로 보이는 도면이다. 여기서, 자동 주파수 특성 조정 모드는 디지타이저 컨트롤러에 처음 전원이 인가되는 시점에서 수행될 수 있다.

자동 주파수 특성 조정 모드에서 제3멀티플렉서(26)는 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)에 응답하여 패널 구동 신호 발생부(10)에서 제공되는 파일러트 신호(50)를 선택하여 출력한다. 또한, 마이크로 프로세서는 소정의 범위에서 변화하는 자동 주파수 특성 조정 신호를 디지털-아날로그 컨버터(32)에 제공한다.

대역 통과 필터(28)는 디지털-아날로그 컨버터(32)로부터 제공되는 아날로그 신호에 의해 조정된 주파수 특성에 의해 파일러트 신호(50)를 대역 통과 필터링하여 정류기(30)로 출력하고, 정류기(30)는 이를 정류하여 출력한다.

정류기(30)로부터 제공되는 신호(66)는 제5멀티플렉서(36)를 통하여 저역 통과 필터(38)에 제공된다.

저역 통과 필터(38)는 정류기(30)로부터 제공되는 신호(66)를 저역 통과 필터링하여 제2직류 증폭기(40b)에 제공한다.

제2직류 증폭기(40b)는 저역 통과 필터(38)로부터 제공되는 신호(68)를 증폭하여 제6멀티플렉서(42)를 통하여 아날로그-디지털 컨버터(44)에 제공한다.

아날로그-디지털 컨버터(44)는 제6멀티플렉서(42)로부터 제공되는 신호(70)를 디지털 신호로 변환하여 인터페이스부(46)에 제공한다.

인터페이스부(46)는 변환된 디지털 신호를 버스(102)를 통하여 마이크로 프로세서로 출력한다.

마이크로 프로세서는 소정의 범위 내에서 변화되는 조정 신호를 순차적으로 디지털-아날로그 컨버터(32)에 제공하면서, 그에 의한 결과를 비교한다. 비교 결과 가장 큰 결과 값을 보이는 조정 신호를 결정하고, 이를 최종 결정된 주파수 특성 조정 신호로서 인터페이스부(46)으로 출력한다. 인터페이스부(46)내의 데이터 래치(미도시)는 이를 래치하여 디지털-아날로그 컨버터(32)로 출력한다. 디지털-아날로그 컨버터(32)는 래치에 의해 래치된 조정 신호에 따라 대역 통과 필터의 주파수 특성을 결정한다.

상술한 바와 같은 자동 주파수 특성 조정 방법은 다음과 같은 점에서 특별히 유익하다. 예를 들면, 공정 변수의 산포에 의해 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성이 바람직하지 않게 편이될 수도 있고, 다른 경우로서는 패널 구동 신호 발생부(10)에서 발생되는 패널 구동 신호(48) 및 파일러트 신호(50)의 주파수가 변동됨에 따라 장치의 감도가 변화될 수도 있다.

그러나, 패널 구동 신호(48)와 파일러트 신호(50)는 동일한 주파수를 가지는 신호이기 때문에 파일러트 신호(50)에 의해 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성을 조정하면 대역 통과 필터(28)의 중심 주파수를 정확하게 패널 구동 신호(48)의 주파수에 적응되게 할 수 있다.

아날로그-디지털 컨버터(44)는 상보적인 듀얼 입력(complementary dual input)을 유입하여, 그들의 차를 디지털 변환한다. 즉, 상보적인 신호들을 유입하고, 그들간의 차를 소정의 해상도로 디지털 변환한다. 본 발명의 실시 예에 있어서 제22도에 도시된 바와 같이 듀얼 입력의 범위는 1 ∼ 4V(중심 전압은 2.5V)이고, 해상도는 2¹²이다. 본 발명의 실시예에 있어서, 아날로그-디지털 컨버터(44)는 듀얼 입력의 차가 4V이면 '1111 1111 1111'이 되고, 0V이면 '1000 0000 0000'이 되며, 그리고 -4V이면 '0000 0000 0000'이 되는 12비트의 출력을 제공한다.

도 23은 도 1에 도시된 인터페이스부의 상세한 구성을 보이는 블록도이다. 도 23에 도시된 장치는 본 발명에 병합되며 대한민국 특허 출원(번호:95-21316호, 제목: 시스템 제어 신호 전달 회로)에 개시된 것이다.

도 23에 도시된 장치는 명령 해독기(46a), 데이터 래치(46b), 어드레스 디코더(46c), 데이터 버퍼(46d)를 구비한다.

버스(102)를 통하여 마이크로 프로세서(미도시)로부터 제공되는 시스템 라이트 제어 신호(WRITE), 시스템 리드 제어 신호(READ), 클럭 신호(CLOCK), 파워 세이브 인에이블 신호(PSEN), 어드레스 신호(ADDRESS), 자동 주파수 특성 조정 신호, 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR), 채널 선택 신호, 아날로그-디지털 변환기 제어 신호, 명령 데이터 등이 인터페이스부(46)로 제공되고, 그리고 아날로그-디지털 컨버터(44)에 의해 변환된 좌표화된 디지털 데이터 및 주파수 특성 조정 신호에 상응하는 대역 통과 필터의 결과값이 인터페이스부(46)로 부터 마이크로 프로세서로 제공된다.

데이터 래치(46b)와 데이터 버퍼(46d)는 각각 마이크로 프로세서에 의해 지정될 수 있는 고유의 어드레스를 가진다.

어드레스 디코더(46c)는 마이크로 프로세서에서 제공되는 어드레스 신호를 유입하여 데이터 버퍼(46d) 혹은 데이터 래치(46b)를 활성화시키는 신호를 발생한다.

데이터 래치(46b)는 어드레스 디코더(46c)에 의해 활성화되었을 때 마이크로 프로세서로부터 유입되는 제어 명령을 래치한다.

명령 해독기(46a)는 데이터 래치(46b)에 래치된 제어 명령을 유입하여 제1도에 도시된 디지타이저 컨트롤러의 제어에 필요한 모드 선택 신호, 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_UR, C_LL, C_LR), 채널 선택 신호, 자동 주파수 특성 조정 신호 등을 발생한다.

도 1에 도시된 실시 예에 있어서 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_UR, C_LL, C_LR)는 마이크로 프로세서에서 발생되며, 인터페이스부(46)를 통해 4채널 패널 구동부(16)에 제공된다. 마이크로 프로세서는 롬 등의 기억 장치에 저장된 데이터를 이용하여 소프트웨어적으로 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_UR, C_LL, C_LR)를 발생할 것이다. 패널 구동 신호는 후술하는 바와 같은 별도의 패널 구동 제어 신호 발생 장치에 의해 얻어질 수 있다.

데이터 버퍼(46d)는 어드레스 디코더(46c)에 의해 활성화되었을 때 아날로그-디지털 컨버터(44)에서 제공되는 디지털 변환된 데이터를 입력하거나 저장된 좌표 값을 버스(102)를 통해 마이크로 프로세서로 출력한다.

인터페이스부(46) 특히, 데이터 래치(46b)나 데이터 버퍼(46d)의 입출력 동작은 버스(102)를 통하여 제공되는 시스템 라이트 제어 신호 및 시스템 리드 제어 신호에 의해 제어된다.

시스템 라이트 제어 신호가 활성화되면 인터페이스부(46)의 데이터 래치(46b)는 마이크로 프로세서에서 제공되는 명령 데이터를 유입하고, 명령 해독기(46a)는 이를 해독하여 디지타이저 컨트롤러의 동작을 제어한다.

시스템 리드 제어 신호가 활성화되면 인터페이스부(46)의 데이터 버퍼(46d)는 아날로그-디지털 컨버터(44)에서 제공되는 디지털 신호를 유입한다. 데이터 버퍼(46d)에 유입된 디지털 데이터는 마이크로 프로세서로 전송된다. 여기서, 아날로그-디지털 컨버터(44)의 변환 동작은 시스템 리드 제어 신호에 동기되어 수행된다.

도 24a 내지 도 24h는 도 23에 도시된 인터페이스부의 동작을 보이는 타이밍도이다. 도 24a는 버스(102)에 실려 전송되는 어드레스(ADDRESS), 제어 명령 및 조정 신호(COMMAND 및 ADC) 등의 흐름을 보이고 있고, 제 24b는 파워 세이브 인에이블 신호(PSEN), 도 24c는 어드레스 래치 인에이블 신호(ALE), 도 24d는 시스템 라이트 제어 신호(WRITE), 도 24e는 시스템 리드 제어 신호(READ)이고, 도 24f는 어드레스 디코더(46c)에 의해 래치되는 어드레스 상태를 보이는 것이고, 도 24g는 명령 해독기(46a)에 의해 출력되는 시스템 제어 신호들의 전송 상태를 보이는 것이고, 그리고 제24H도는 아날로그-디지털 컨버터(44)에 의해 변환된 디지털 데이터를 보인다.

도 24a 내지 도 24h에 도시된 바에 의하면 버스(102)를 통하여 데이터 래치(46b), 데이터 버퍼(46c)를 나타내는 어드레스, 제어 명령 및 자동 주파수 특성 조정 신호가 전송된다.

파워세이브 인에이블 신호(PSEN) 및 어드레스 래치 인에이블(ALE)이 하이 상태가 되면, 어드레스 디코더(46c)는 버스(102)를 통하여 전송되는 어드레스를 유입하고, 이를 해독하여 데이터 래치(46b), 혹은 데이터 버퍼(46d)를 활성화시킨다.

도시된 바에 있어서, ADDRESS1, ADDRESS2는 각각 데이터 래치(46b), 데이터 버퍼(46d)의 어드레스를 나타낸다.

어드레스 신호의 내용이 ADDRESS1이고 시스템 라이트 제어 신호가 로우 상태가 되면, 데이터 래치(46b)는 버스(102)를 통하여 전송된 제어 명령을 수신하고, 명령 해독기(46a)는 이를 해독하여 각종의 시스템 제어 신호들을 출력한다.

어드레스 신호의 내용이 ADDRESS2이고 시스템 리드 제어 신호가 로우가 되면 데이터 버퍼(46d)는 아날로그-디지털 컨버터(44)에서 제공되는 디지털 데이터를 수신하고, 이를 마이크로 프로세서로 전송한다. 실제에 있어서, 데이터 래치(46b)는 복수 개의 래치(미도시)로 구성된다. 내부의 각 래치들은 마이크로 프로세서에 의해 직접 액세스 될 수 있는 고유의 어드레스를 가진다. 데이터 래치(46b)의 어드레스와 내부의 래치들의 어드레스는 계층적으로 구성되어져 있다. 이러한 래치들은 예를 들면, 모드 선택 신호, 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LL, C_UR, C_LR), 주파수 특성 조정 신호, 채널 선택 신호(Ch SELECT SIGNAL) 등의 각각을 위해 하나씩 설치될 수 있다.

도 25는 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러의 다른 실시 예를 보이는 것이다. 도 25에 있어서 도 1에 도시된 바와 다른 점은 패널 구동 제어 신호 발생부(74) 및 전력 절약 제어 회로(72)를 더 구비한다는 것이므로 제1도에 도시된 바와 동일한 것에 대한 설명은 생략한다.

도 1에 도시된 디지타이저 컨트롤러는 마이크로 프로세서에서 제공되는 파워세이브 인에이블 신호에 의해 제어된다. 이에 따라 마이크로 프로세서는 소프트웨어적인 방법에 의해 파워 세이브 모드의 여부를 결정한다. 이는 마이크로 프로세서의 부담을 증가시키게 되고, 마이크로 프로세서와 디지타이저 컨트롤러간에 파워세이브 인에이블 신호를 전송하기 위한 신호 전송 라인을 요구한다.

이에 비해 도 25는 도시된 디지타이저 컨트롤러는 스타일러스(300)에서 발생되는 팁(TIP)신호에 따라 파워세이브 모드의 실행 여부를 판단하는 전력 절약 제어 회로(72)를 구비하고, 전력 절약 제어 회로(72)에서 파워 슬립 신호가 발생되면 인터페이스부(46)는 디지타이저 컨트롤러를 파워 세이브 모드로 설정하게하여 상술한 문제점을 해결한다.

도 26은 도 25에 도시된 전력 절약 제어 회로(72)의 상세한 구성을 보이는 블록도이다. 더 25에 도시된 것은 본 발명에 병합되어 대한민국 특허출원 제95-56423호에 기술된 것이다. 도 26에 도시된 장치는 클럭 신호를 계수하여 소정의 주기를 갖는 펄스 신호를 출력하는 계수부(720)와 패널의 아이들 상태가 소정 시간 이상 지속되면 전류 소비를 제어하기 위한 파워 슬립 신호(PSL)를 발생하는 파워 슬립 신호 발생부(722)로 구성된다.

계수부(720)는 클럭 신호를 계수하는 제1카운터(720a)와 제1카운터의 출력을 계수하는 제2카운터(720b)를 구비한다.

파워 슬립 신호 발생부(722)는 스타일러스(300)로부터 제공되는 TIP신호에 응답하여 제2카운터(720b)로부터 출력되는 펄스 신호의 전달을 제어하는 스위치(722a), 스위치(722a)의 출력을 계수하는 제3카운터(722b), 제3카운터(722b)의 출력과 TIP신호의 논리적(and) 연산을 수행하는 앤드게이트(722c)를 구비한다. 여기서, TIP신호는 스타일러스(300)에서 발생되며, 스타일러스(300)의 끝 부분이 패널에 접촉되어 있으면 하이 레벨이 되고, 그렇지 않으면 로우 레벨이 되는 신호이다.

도 27a-도 27c 및 도 28a-도 28d는 도 26에 도시된 장치의 동작을 보이는 파형도이다. 도 27a는 클럭 신호의 파형을 보이는 것이고, 도 27b는 클리어 신호의 파형을 보이는 것이고, 그리고 도 27c는 제2카운터(720b)의 출력을 보이는 것이다.

도 27a에 도시된 바의 클럭 신호는 제1카운터(720a)와 제2카운터(720b)에 의해 계수되고, 제2카운터(720b)로부터 소정의 제1주기를 가지는 제1펄스 신호(Q1)가 출력된다. 제1펄스 신호(Q1)은 주지의 카운터에 구비된 COB(Carry Of Bit)단자로부터 출력되는 신호이다.

제안된 실시 예에 있어서, 클럭 신호는 2㎒이고, 제1카운터(720a)는 12진 카운터이며, 그리고 제2카운터(720b)는 4진 카운터이다. 따라서, 제2카운터(720b)에서 출력되는 제1펄스 신호(Q1)의 주파수는 244㎐이다.

도 28a는 제2카운터(720b)에서 출력되는 펄스 신호(Q1)를 보이는 파형도이고, 도 28b는 스타일러스(300)에서 제공되는 TIP신호를 보이는 파형도이다. 도 28c는 제3카운터(722b)에서 출력되는 펄스 신호(Q2)의 파형을 보이는 것이고, 그리고 도 28d는 앤드게이트(722d)에서 출력되는 파워 슬립 신호(PSL)의 파형을 보이는 것이다.

도 28a 내지 도 28d에 도시되는 바와 같이 TIP신호가 하이 상태가 되면 제3카운터(722b)는 제1펄스 신호(Q1)를 카운트하고, 카운트가 완료되면 하이 상태의 제2펄스 신호(Q2)를 출력한다. TIP신호 및 제2펄스 신호(Q2)가 모두 하이 상태이면 앤드게이트(722c)로부터 출력되는 파워 슬립 신호(PSL)가 하이 레벨이 된다.

이 파워 슬립 신호(PSL)는 인터페이스부(46)에 제공된다. 파워 슬립 신호(PSL)가 발생되면, 인터페이스부(46)는 도 25에 도시된 디지타이저 컨트롤러를 파워 세이브 모드로 설정한다.

도 1에 도시된 디지타이저 컨트롤러는 마이크로 프로세서에서 제공되는 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_UR, C_LL, C_LR)에 의해 제어된다. 이에 따라 마이크로 프로세서는 롬 등의 기억 장치에 의해 혹은 소프트웨어적인 방법에 의해 각 모드에 따른 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_UR, C_LL, C_LR)를 발생한다. 이는 마이크로 프로세서의 부담을 증가시키게 되고, 마이크로 프로세서와 디지타이저 컨트롤러간에 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_UR, C_LL, C_LR)를 전송하기 위한 4비트의 신호 전송 라인을 요구한다.

이에 비해 도 25에 도시된 디지타이저 컨트롤러는 마이크로 프로세서로부터 전송되는 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)에 따라 소요되는 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_UR, C_LL, C_LR)를 발생하는 블록(74)을 구비하여 상술한 문제점을 해결한다.

도 29는 도 25에 도시된 패널 구동 제어 신호 발생 회로의 상세한 구성을 보이는 블록도이다. 도 29에 도시된 것은 본 발명에 병합되며 대한민국 특허 출원(번호: 95-69704호, 제목: 펜 디지타이저의 패널 구동 회로)에 일부가 개시된 것이다.

도 29에 도시된 장치는 제1카운터(740), 제2카운터(742), 인버터부(744), 오아게이트(746), 그리고 신호 선택부(748)를 구비한다.

제1카운터(740)는 클럭 신호를 12진 카운트하여 출력한다.

여기서, 제1카운터(740)에서 출력되는 제1카운트 신호의 주기는 패널(200)의 좌하측 및 우상측에 제공되는 채널 구동 신호(LL, UR)를 제어하기 위한 패널 구동 제어 신호(C_LL, C_UR)의 주기에 상응한다.

제2카운터(742)는 제1카운터(740)에서 제공되는 제1카운트 신호를 2진 카운트하여 출력한다. 여기서, 제2카운터(742)에서 출력되는 제2카운트 신호의 주기는 좌상측 및 우하측에 제공되는 채널 구동 신호(UL, LR)를 제어하기 위한 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_LR)의 주기에 상응한다.

인버터부(744)는 각각 제1카운터(740)로부터 제공되는 제1카운트 신호와 제2카운터(742)로부터 제공되는 제2카운트 신호를 인버팅하기 위한 2개의 인버터(744a, 744b)를 구비한다.

오아 게이트(746)는 제1카운터(740)로부터 제공되는 제1카운트 신호, 제2카운터(742)로부터 제공되는 제2카운트 신호, 제1인버터(746a)로부터 제공되는 반전된 제1카운트 신호, 그리고 제2인버터(746b)로부터 제공되는 반전된 제2카운트 신호의 논리합 신호를 발생한다.

신호 선택부(748)는 그것에 제공되는 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)에 응답하여 각각의 모드에 상응하는 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_UR, C_LL, C_LR)를 발생한다. 예를 들면, 모드 선택 신호(MODE SELECT SIGNAL)가 스타일러스 모드 및 터치 패널 모드를 나타내면 신호 선택부(748)는 제1카운터(740)로부터 제공되는 제1카운트신호, 제2카운터(742)로부터 제공되는 제2카운트 신호, 제1인버터(746a)로부터 제공되는 반전된 제1카운트 신호, 및 제2인버터(746b)로부터 제공되는 반전된 제2카운트 신호를 선택하여 출력하고, 핑거 터치 모드를 나타내면 오아 게이트(746)로부터 제공되는 신호를 선택하여 출력한다.

도 30은 도 1에 도시된 장치를 구현한 집적 회로의 레이 아웃을 보인다. 제안된 실시 예에 있어서 마이크로 프로세서(400)는 8비트 용량을 가진다. 마이크로 프로세서와 인터페이스부(46)는 8비트의 버스(102)를 통하여 데이터를 주고받는다. 이외에도 시스템 라이트 제어 신호, 시스템 리드 제어 신호, 어드레스 래치 인에이블 신호, 클럭 신호, 파워 세이브 인에이블 신호, 패널 구동 제어 신호(C_UL, C_UR, C_LL, C_LR)의 전송을 위한 신호 라인들이 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러는 스타일러스 모드, 핑거 터치 모드, 그리고 터치 패널 모드에 적용될 수 있다는 효과를 갖는다.

본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러는 집적회로로서 구현될 수 있기 때문에 전력 소비가 적게 되는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 디지타이저 컨트롤러는 대역 통과 필터의 주파수 특성을 자동적으로 조정할 수 있기 때문에 신뢰성이 높으며, 무조정 다기능의 디지타이저 시스템을 구현할 수 있게 한다.

본 발명의 디지타이저 컨트롤러는 그래픽, 캐드 장치, 터치스크린 디스플레이, 개인용 정보 처리 장치 또는 전자 수첩 등에 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 반도체 칩으로 구현될 수 있다.

Claims (2)

1. 스타일러스 방식 및 핑거 터치 방식에 적합한 디지타이저 컨트롤러에서 스타일러스로부터 제공되는 스타일러스 신호 혹은 패널(200)로부터 제공되는 핑거 터치 신호로부터 패널 구동 신호의 주파수 성분을 대역 통과 필터링하는 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성을 조정하는 방법에 있어서,

   상기 대역 통과 필터(28)에 패널 구동 신호와 실질적으로 동등한 주파수를 가지는 파일러트 신호를 유입시키고, 상기 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성 조정을 위한 조정 신호를 소정의 범위에서 연속적으로 변화시키는 과정;

   상기 대역 통과 필터(28)에서 결과되는 신호의 크기를 비교하여, 검출된 신호의 크기가 가장 큰 조정 신호의 값을 결정하는 과정; 및

   결정된 조정 신호에 의해 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성을 설정하는 과정을 포함하는 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성 조정 방법.
2. 스타일러스 방식 및 핑거 터치 방식에 적합한 디지타이저 컨트롤러에서 스타일러스로부터 제공되는 스타일러스 신호 혹은 상기 패널(200)로부터 제공되는 핑거 터치 신호로부터 패널 구동 신호의 주파수 성분을 대역 통과 필터링하는 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성을 조정하는 장치에 있어서,

   패널 구동 신호의 주파수와 실질적으로 동등한 주파수를 가지는 파일러트 신호를 발생하여 상기 대역 통과 필터(28)에 제공하는 패널 구동 신호 발생부(10);

   마이크로 프로세서로부터 인가되는 조정 신호를 유입하고, 디지털-아날로그 변환하여 상기 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성을 조정하는 신호로서 인가하는 디지털-아날로그 컨버터(32);

   상기 대역 통과 필터(28)에서 결과되는 신호의 크기를 검출하는 아날로그-디지털 컨버터(44); 및

   상기 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성을 변화시키기 위하여 소정의 범위 사이에서 변화하는 조정 신호를 발생하여 상기 디지털-아날로그 컨버터(32)에 제공하며, 소정의 범위 사이에서 변화하는 조정 신호에 의해 결과되는 대역 통과 필터링된 신호들 중에서 크기가 가장 큰 신호에 상응하는 조정 신호를 결정하고, 이를 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성 조정 신호로서 제공하는 마이크로 프로세서를 포함하는 대역 통과 필터(28)의 주파수 특성 조정 장치.