KR101830981B1 - 전자기 유도 방식에 기초하여 터치 오브젝트의 위치를 측정하는 센싱 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

전자기 유도 방식에 기초하여 터치 오브젝트의 위치를 측정하는 센싱 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 전자기 센싱 장치는 전류를 도통하거나 전자기 변화를 센싱하는 제 1 서브 루프부 및 제 2 서브 루프부를 포함하는 루프부 및 기설정된 주기로 제 1 서브 루프부가 전류 도통 및 전자기 변화 센싱을 교번적으로 수행하도록 제어하며, 제 2 서브 루프부가 기설정된 주기로 제 1 서브 루프부의 동작과 반대로 전자기 변화 센싱 및 전류 도통을 교번적으로 수행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

전자기 유도 방식에 기초하여 터치 오브젝트의 위치를 측정하는 센싱 장치 및 그 제어 방법 { SENSING APPARATUS FOR SENSING POSITION OF TOUCH OBJECT BASED ON ELECTROMAGNETIC INDUCTION AND METHOD FOR CONTROLLING THEREOF }
본 발명은 전자기 유도 입력 방식의 센싱 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
근자에 들어, 스마트 폰 또는 터치 스크린과 관련한 시장이 급속도로 성장함으로써, 이와 관련한 연구 또한 활발하게 진행되고 있다. 스마트 폰 또는 터치 스크린과 관련하여 특정한 명령을 입력하기 위하여 사용자는, 사용자 신체의 일부분 또는 EI(electromagnetic induction) 펜을 디스플레이의 특정 위치에 지정하는 방식으로 특정한 명령을 입력하거나 특정한 아이콘을 지정할 수 있다.
사용자 신체의 일부분을 통하여 접촉하는 방식은, 정전용량방식(capacitive type)에 의하여 구현될 수 있다. 정전용량방식을 채택하는 터치스크린은 일반적으로 투명 전극 및 투명 전극 간의 콘덴서 성분을 포함한다. 사용자는 신체의 일부분을 터치스크린에 접촉함으로써, 이에 따라 변경되는 콘덴서의 정전용량에 기초하여 사용자의 신체 일부분에 의한 터치가 센싱될 수 있다.
한편, 정전용량방식은 사용자가 신체의 일부를 이용하여 터치스크린에 접촉을 수행하는데 상대적으로 넓은 접촉면적으로 인하여 정밀한 입력이 어렵다는 문제점이 존재하며, 전자기 유도 방식(EI)은 작은 접촉면적으로도 동작시킬 수 있다는 장점이 있다.
EI 방식은 회로기판에 루프 코일을 배치하며, 여기에 전압을 인가시켜 전자기장이 발생되게 제어하며, 발생된 전자기장이 EI 펜에 전달될 수 있도록 제어한다. 여기에서, EI 펜은 콘덴서 및 루프를 포함할 수 있으며, 전달된 전자기장을 다시 소정의 주파수 성분을 지닌 전자기장으로 방출할 수 있다.
EI 펜에 의하여 방출된 전자기장은, 회로기판의 루프 코일로 다시 전달될 수 있으며, 이에 따라 EI 펜이 터치스크린의 어느 위치에 근접하여 있는지를 판단할 수 있다.
종래의 EI 방식에서는 EI 펜에 전자기장을 인가하기 위하여 회로 기판에 포함된 모든 루프 코일에 전자기 유도를 위한 전류를 도통시키는 구성이 구현된다. 모든 루프 코일에 전류를 도통시키기 위해서, 전력의 소모는 증가할 수 있으며, 특히 모바일 장치와 같이 휴대 배터리를 이용하는 경우에 있어서의 전력의 소모는 사용자 편의에 있어서 심각한 문제를 초래할 수 있다.
뿐만 아니라, 종래의 EI 방식에서는, EI 펜으로부터 입력되는 전자기장의 변화를 센싱하기 위하여 회로기판에 포함된 모든 루프 코일에 대하여 하나씩 센싱을 수행하도록 제어하는 구성을 포함하며 이에 따라 센싱에 요구되는 시간이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 기설정된 주기로 루프부에 포함된 제 1 및 제 2 서브 루프부가 교번적으로 전류 도통 및 전자기 변화 센싱을 수행하는 전자기 센싱 장치를 제공한다.
상술한 바를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기 유도 방식에 기초하여 터치 오브젝트의 위치를 측정하는 센싱 장치는, 전류를 도통하거나 전자기 변화를 센싱하는 제 1 서브 루프부 및 제 2 서브 루프부를 포함하는 루프부 및 기설정된 주기로 상기 제 1 서브 루프부가 전류 도통 및 전자기 변화 센싱을 교번적으로 수행하도록 제어하며, 상기 제 2 서브 루프부가 상기 기설정된 주기로 상기 제 1 서브 루프부의 동작과 반대로 전자기 변화 센싱 및 전류 도통을 교번적으로 수행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한 본 발명의 다른 측면에 의한 제 1 서브 루프부 및 제 2 서브 루프부를 포함하는 전자기 유도 방식에 기초하여 터치 오브젝트의 위치를 측정하는 센싱 장치의 제어 방법은, 기설정된 주기로 상기 제 1 서브 루프부가 전류 도통 및 전자기 변화 센싱을 교번적으로 수행하도록 제어하는 단계 및 상기 제 2 서브 루프부가 상기 기설정된 주기로 상기 제 1 서브 루프부의 동작과 반대로 전자기 변화 센싱 및 전류 도통을 교번적으로 수행하도록 제어하는 단계를 포함한다.
한편 본 발명의 다른 실시 예에 의한 전자기 유도 방식에 기초하는 센싱 장치는 각각 복수 개의 루프를 포함하며, 전류를 도통하거나 전자기 변화를 센싱하는 제 1 서브 루프부 및 제 2 서브 루프부를 포함하는 루프부 및 제 1 주기 동안에는 상기 제 1 서브 루프부 중 하나의 루프에 상기 전류를 도통하고 상기 제 2 서브 루프부가 전자기 변화를 센싱하도록 제어하며, 제 2 주기 동안에는 상기 제 2 서브 루프부 중 하나의 루프에 상기 전류를 도통하고 상기 제 1 서브 루프부가 전자기 변화를 센싱하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
아울러 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기 유도 방식에 기초하여, 각각 복수 개의 루프를 포함하며 터치 오브젝트의 위치를 센싱하는 제 1 서브 루프부 및 제 2 서브 루프부를 포함하는 센싱 장치의 제어 방법은 상기 제 1 서브 루프부 및 상기 제 2 서브 루프부를 각각 기설정된 수의 루프로 그룹화하여, 센싱 범위를 결정하는 단계, 상기 제 1 서브 루프부 및 상기 제 2 서브 루프부를 상기 센싱 범위 단위로 센싱 신호를 측정하는 단계, 상기 제 1 서브 루프부 및 상기 제 2 서브 루프부 중 측정된 센싱 신호가 최대인 각각의 최대 신호 루프 및 각각의 인접 루프들로부터의 센싱 신호에 기초하여 상기 터치 오브젝트의 위치를 결정하는 단계, 상기 최대 신호 루프의 인접 루프에서 측정된 센싱 신호 크기를 비교하는 단계 및 상기 비교 결과에 기초하여 상기 센싱 범위를 재결정하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자기 유도 방식에 기초하여 터치 오브젝트의 위치를 측정하는 센싱 장치는 전류를 도통하거나 전자기 변화를 센싱하는 복수 개의 루프를 포함하는 루프부 및 상기 복수 개의 루프 중 전자기 변화를 센싱하는 적어도 두 개의 루프가 동시에 상기 전자기 변화를 센싱하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따라서, 루프부의 복수 개의 루프 중 적어도 두 개에만 전류를 도통할 수 있게 되어 전력의 소모가 감소될 수 있다. 또한 전력의 소모가 감소됨에 따라 구동 드라이버의 집적 회로의 크기를 감소시킬 수 있다.
또한, 외부로부터의 전자기 변화 센싱 과정에 있어서, 센싱 루프 하나씩이 아닌 복수 개의 센싱 루프를 그룹 단위로 전자기 변화를 센싱하도록 제어할 수 있음에 따라서 총 센싱 시간이 감소할 수 있다. 아울러, 센싱에 요구되는 시간이 감소함에 따라 센싱 횟수를 증가시킬 수 있으며 이에 따라 신호 잡음 비율(SNR)이 향상될 수 있다.
또한 고저항의 센싱 루프에 의하여 센싱 신호가 열화되는 경우, 동시 측정으로 단축된 시간만큼 센싱 신호의 측정 횟수를 증가시켜 SNR을 유지할 수 있다. 아울러, 센싱 신호를 일정한 단위로 동시 측정하는 경우, 측정 횟수를 늘리는 것을 대체하여 구동 전압을 높혀 SNR을 향상시킬 수 있으며, 송신부를 전압 구동 방식으로 구현하여 회로를 단순화시킬 수 있다.
EI 펜은 콘덴서 및 루프를 포함할 수 있으며, 펜 팁에 가해지는 압력에 의하여 정전용량이나 또는 인덕턴스의 변화를 발생시켜, EI 펜으로부터 방출되는 전자기장의 주파수를 변화시키게 된다. 따라서, 센싱 신호의 주파수 변화로부터 펜 팁에 가해지는 압력의 변화를 구할 수 있다. 한편, 센싱 신호의 주파수 변화가 위상검출기를 통해 위상값의 변화로 측정될 수도 있는데, 센싱 신호의 위상값을 관찰하면 펜 팁에 가해지는 압력을 구할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 개념도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 블록도이다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 블록도이다.
도 2c는 본 발명의 의한 전자기 센싱 장치의 실제 구현 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 EI 펜 좌표를 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 제어 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 제어 방법의 흐름도이다.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 개념도이다.
전자기 센싱 장치는 제 1 및 제 2 서브 루프부(111,112) 및 제어부(120)를 포함할 수 있다. 한편, 제 1 및 제 2 서브 루프부를 포함하는 루프 전체를 루프부라고 명명할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 서브 루프부(111) 및 제 2 서브 루프부(112)는 서로 직교하는 방향으로 배치될 수 있다. 한편, 제 1 서브 루프부(111) 또는 제 2 서브 루프부(112)에 각각 포함되는 복수 개의 루프들은 서로 이격되어 배치되어 있는 것과 같이 도시되어 있지만, 이는 식별의 용이성을 위한 것이며 더욱 정교한 펜 좌표 위치 검출을 위하여 복수 개의 루프들은 서로 겹치도록 배치될 수도 있다.
제 1 서브 루프부(111)는 x축의 방향보다 y축의 방향으로 상대적으로 길게 연장되어 있으며, 이에 따라 x축의 좌표를 센싱하는 데에 이용될 수 있다. 제 2 서브 루프부(112)는 y축의 방향보다 x축의 방향으로 상대적으로 길게 연장되어 있으며, 이에 따라 y축의 좌표를 센싱하는 데에 이용될 수 있다. 제 1 서브 루프부(111) 및 제 2 서브 루프부(112)를 구성하는 복수 개의 루프들은 각각 전자기 변화 센싱을 수행하거나 전류를 도통할 수 있다.
한편, 제 1 서브 루프부(111) 및 제 2 서브 루프부(112)가 상술한 바와 같이, 서로 직교하는 루프를 포함하는 집합과 같이 설명된 것은 단순한 예시일 뿐이며, 전자기 센싱 장치에 포함된 루프들은 다양한 방식으로 제 1 서브 루프부(111) 및 제 2 서브 루프부(112)로 분할될 수 있다.
제 1 서브 루프부(111)는 기설정된 제 1 주기 동안 전류를 제어부(120)로부터 입력받아 각각의 루프들에 도통시킬 수 있다. 제 1 서브 루프부(111)는 도통되는 전류에 기초하여 소정의 전자기장을 유도하여 외부로 방출할 수 있다. 여기에서, 기설정된 주기는 변경 가능하다. 한편, 본 실시 예와 관련하여서는 제어부(120)가 직접적으로 전류를 각각의 서브 루프부에 제공하는 것과 같이 설명되지만, 제어부(120)는 추가적인 전력 제공 수단을 제어하여 서브 루프부에 전력을 제어하도록 제어하는 구성도 가능하다.
루프부 주변에 존재하는 EI 펜은 제 1 서브 루프부(111)로부터 유도된 전자기장을 전달받았다 다시 방출할 수 있다. 한편, 상기의 EI 펜은 단순한 하나의 실시 예이며, 전자기장을 전달받았다 다시 방출할 수 있는 수단이면 제한이 없으며, 이러한 수단들을 터치 오브젝트라 통칭할 수 있다.
한편, 제 2 서브 루프부(112)의 루프들은 기설정된 제 1 주기 동안 전자기 변화 센싱을 수행하도록 제어될 수 있다. 제 2 서브 루프부(112)의 루프들은 EI 펜으로부터 방출되는 전자기 변화를 센싱할 수 있다. EI 펜은 제 1 서브 루프부로부터 전달받은 전자기를 다시 방출할 수 있기 때문에, EI 펜으로부터의 전자기는 변화를 가지며, 제 2 서브 루프부(112)는 이러한 전자기 변화를 센싱한다. 제 2 서브 루프부(112)는 전자기 변화를 센싱할 수 있으며, 최대 센싱 신호를 센싱한 최대 신호 루프로부터 센싱된 최대 센싱 신호 및 최대 신호 루프 인접 루프들로부터의 센싱 신호의 크기에 기초하여 EI 펜의 y 좌표를 결정할 수 있다.
제 2 서브 루프부(112)는 최대 신호 루프의 신호 이외의 다른 루프에서 센싱된 센싱 신호를 모두 제어부(120)로 출력할 수 있으며, 제어부(120)는 복수 개의 루프들로부터의 센싱 신호의 출력 결과에 기초하여 피크점을 판단할 수 있어, 더욱 정교하게 EI 펜의 y좌표를 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 1 주기 동안에, 제어부(120)는 제 1 서브 루프부(111)는 전류를 도통하도록 제어하고, 제 2 서브 루프부(112)는 전자기 변화를 센싱하도록 제어한다.
제 1 주기가 경과한 이후, 제 2 주기 동안 제어부(120)는 제 1 서브 루프부(111)는 전자기 변화를 센싱하도록 제어하고, 제 2 서브 루프부(112)는 전류를 도통하도록 제어할 수 있다.
이에 따라, 제 2 서브 루프부(112) 각각의 루프에는 전류가 도통될 수 있으며, 각각의 루프는 전류에 기초하여 전자기를 유도하여 방출할 수 있다.
EI 펜은 제 2 서브 루프부(112) 각각의 루프로부터 방출된 전자기를 전달받았다가 다시 방출할 수 있다.
제 1 서브 루프부(111) 각각의 루프는 EI 펜으로부터 방출된 전자기 변화를 센싱할 수 있으며, 최대 센싱 신호를 센싱한 최대 신호 루프 및 최대 신호 루프의 인접 루프로부터의 신호 세기에 기초하여 EI 펜의 x 좌표를 결정할 수 있다.
제 1 서브 루프부(111)는 최대 신호 루프의 신호 이외의 다른 루프에서 센싱된 센싱 신호를 모두 제어부(120)로 출력할 수 있으며, 제어부(120)는 센싱 신호의 출력 결과로부터 피크점을 판단할 수 있어, EI 펜의 x좌표를 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제 2 주기 동안에, 제어부(120)는 제 2 서브 루프부(112)는 전류를 도통하도록 제어하고, 제 1 서브 루프부(111)는 전자기 변화를 센싱하도록 제어한다. 이후, 제어부(120)는 다시 제 1 주기와 동일한 구성을 다시 수행할 수 있다.
즉 제어부(120)는 기설정된 주기로 제 1 서브 루프부(111)가 전류 도통 및 전자기 변화 센싱을 교번적으로 수행하도록 제어하며, 제 2 서브 루프부(112)가 상기 기설정된 주기로 상기 제 1 서브 루프부(111)의 동작과 반대로 전자기 변화 센싱 및 전류 도통을 교번적으로 수행하도록 제어할 수 있다.
한편, 제 2 주기 동안 제어부(120)는 제 2 서브 루프부(112)의 모든 루프에 전류를 도통시키지 않으며, 제 1 주기 동안 최대 센싱 신호를 센싱하였다고 판단된 최대 센싱 루프에만 전류를 도통시킬 수 있다.
제 1 주기 및 제 2 주기 사이의 전환은 EI 펜의 변위에 소요되는 시간에 비하여 상대적으로 짧은 시간에 수행되기 때문에, 제 1 주기가 경과한 이후에도 EI 펜은 제 2 서브 루프부(112)의 최대 신호 루프 근처에 존재할 수 있다.
이에 따라, 제 2 주기 동안, 제 2 서브 루프부(112)의 최대 신호 루프에만 전류를 도통시키더라도, EI 펜은 전달받았다 방출하기 위한 충분한 크기의 전자기를 전달받을 수 있다. 한편, 종래의 방식과 같이 모든 루프에 전류를 도통시키지 않고, 특정한 하나의 루프에 대하여서만 전류를 도통시킴으로써 전력 소모가 현저하게 감소될 수 있다.
상술한 바와 같이 제어부(120)는 제 2 주기가 경과한 이후, 다시 제 1 주기의 구성을 반복하여 수행할 수 있다. 다만, 제 1 주기에서는 모든 제 1 서브 루프부(111)의 루프들에게 전류를 도통하였지만, 다시 제 1 주기의 동작을 반복하는 경우에는 제 2 주기 동안 제 1 서브 루프부(111)에서 최대 센싱 신호를 센싱한 최대 신호 루프에만 전류를 도통시킬 수 있다. 상술한 바와 같이, 제 2 주기에서 제 1 주기로 전환되는데 소요되는 시간은 EI 펜의 변위에 소요되는 시간에 비하여 상대적으로 짧은 시간에 수행되기 때문에, 제 2 주기가 경과한 이후에도 EI 펜은 제 1 서브 루프부(111)의 최대 신호 루프 근처에 존재할 수 있다. 이에 따라, 다시 제 1 주기 동안, 제 1 서브 루프부(111)의 최대 신호 루프에만 전류를 도통시키더라도, EI 펜은 전달받았다 방출하기 위한 충분한 크기의 전자기를 전달받을 수 있다.
이후의 과정에서, 제어부(120)는 제 1 또는 제 2 서브 루프부를 전류를 도통시키도록 제어하는 경우, 제 1 또는 제 2 서브 루프부 중 이전 주기의 최대 신호 루프에만 전류를 도통시키도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(120)는 제 1 또는 제 2 서브 루프부를 교번적으로 전자기 변화 센싱을 수행하도록 제어할 수 있으며, 이에 따라 시계열적으로 EI 펜의 좌표를 결정할 수 있다.
한편, 제어부(120)는 제 1 또는 제 2 서브 루프부를 전자기 변화 센싱을 수행하도록 제어하는 경우, 제 1 또는 제 2 서브 루프부의 루프들을 그룹 단위로 전자기 변화 센싱을 수행하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 제 1 서브 루프부가 전자기 변화 센싱을 수행하도록 제어되며, 제 1 서브 루프부가 258개의 루프를 포함하고 있다고 상정하도록 한다. 이때, 제어부(120)는 제 1 서브 루프부의 루프들을 6개 단위 그룹으로 분별하여 각각의 그룹별로 전자기 변화를 센싱하도록 제어할 수 있다. 종래의 방식에서는, 각각의 루프 별로 전자기 변화를 센싱을 수행하여야 했다. 이에 따라 하나의 루프가 전자기 변화를 센싱하는데에 걸리는 시간이 t라면, 전체 루프가 전자기 변화를 센싱하는데 걸리는 시간은 258t이다. 본 발명에 따른 제어부(120)는 그룹별, 예를 들어 6개 단위 그룹으로 분별하여 그룹별로 전자기 변화를 센싱하도록 제어할 수 있으며, 이에 따라 43t의 시간이 소요될 수 있으며, 단기간에 전자기 변화 센싱을 수행할 수 있다. 또한, 단기간에 전자기 변화 센싱을 수행함에 따라, 복수 회 전자기 변화 센싱을 더 수행할 수도 있으며, 이에 따라 센싱 신호의 SNR이 증가되는 효과가 창출될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 블록도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 전자기 센싱 장치는 루프부(210), 스위칭부(220), 구동부(230), 제어부(240) 및 신호 처리부(250)를 포함할 수 있다.
루프부(210)는 제 1 서브 루프부(211) 및 제 2 서브 루프부(212)를 포함할 수 있다. 제 1 서브 루프부(211) 및 제 2 서브 루프부(212)는 각각 복수 개의 루프를 포함할 수 있으며, 제 1 서브 루프부(211)의 루프와 제 2 서브 루프부(212)의 루프는 서로 직교하도록 배치될 수 있다.
스위칭부(220)는 제어부(240)의 제어를 받아 구동부(230)로부터 출력되는 전류를 제 1 서브 루프부(211) 및 제 2 서브 루프부(212)에 각각 기설정된 주기 동안 교번적으로 출력하도록 할 수 있다.
스위칭부(220)의 동작에 따라 제 1 주기 동안에는 제 1 서브 루프부(211)에 전류가 도통될 수 있으며, 제 2 주기 동안에는 제 2 서브 루프부(212)에 전류가 도통될 수 있다.
구동부(230)는 전류를 생성하여 스위칭부(220)로 출력할 수 있다. 구동부(230)는 소정의 전력을 저장하였다 기설정된 크기의 전류를 생성할 수 있는 수단이면 제한이 없다는 것을 당업자는 용이하게 이해할 것이다.
한편, 스위칭부(220)는 제어부(240)의 제어를 받아 제 1 서브 루프부(211) 및 제 2 서브 루프부(212)를 각각 기설정된 주기 동안 신호 처리부(250)와 교번적으로 연결할 수 있다. 이에 따라 제 1 서브 루프부(211)는 제 2 주기 동안에는 신호 처리부(250)에 연결될 수 있으며, 제 2 서브 루프부(212)는 제 1 주기 동안에는 신호 처리부(250)에 연결될 수 있다. 이에 따라 신호 처리부(250)는 제 2 주기 동안에는 제 1 서브 루프부(211)로부터 센싱 신호를 입력받으며, 제 1 주기 동안에는 제 2 서브 루프부(212)로부터 센싱 신호를 입력받을 수 있다. 또한 상술한 바와 같이, 스위칭부(220)는 전자기 변화를 센싱하는 서브 루프부의 루프들을 그룹 단위로 신호 처리부(250)에 연결될 수 있다.
신호 처리부(250)는 입력된 센싱 신호를 제어부(240)에서 처리할 수 있는 형태의 신호로 처리하여 제어부(240)로 출력할 수 있다.
신호 처리부(250)에 의하여 처리된 센싱 신호는 제어부(240)로 출력될 수 있으며, 제어부(240)는 루프부(210) 중 전자기 변화를 센싱하는 서브 루프부 각각의 루프로부터의 센싱 신호에 기초하여 EI 펜의 좌표를 결정할 수 있다. 제어부(240)는 마이크로프로세서, IC, CPU 또는 미니컴퓨터와 같은 형태로 구현될 수 있다.
도 2b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 블록도이다. 도 2b에 의한 전자기 센싱 장치는 도 2a와는 상이하게 신호 처리부(250)를 포함하지 않는다. 도 2a에 의한 전자기 센싱 장치가 센싱 신호에 대한 아날로그 신호 처리를 제어부로부터 독립적으로 수행한다는 구성이라면, 도 2b에 의한 전자기 센싱 장치는 제어부(241) 내부에서 아날로그 신호 처리를 수행할 수 있다.
도 2c는 본 발명의 의한 전자기 센싱 장치의 실제 구현 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2c에 도시된 바와 같이, 제어부(240)는 인쇄회로기판상에 배치되는 IC로 구현될 수 있다. 하지만 도 2c는 단지 예시적인 것일 뿐, 제어부(240)는 인쇄회로기판상의 CPU 또는 전자기 센싱 장치를 포함하는, 즉 휴대폰의 제어칩에 포함될 수도 있다. 한편, 제어부(240)는 커넥터부(248)를 포함할 수 있다. 커넥터부(248)는 복수 개의 채널에 대한 입출력 신호를 입/출력하기 위한 신호 전송 수단을 포함할 수 있다. 커넥터부(248)는 예를 들어, 골드 핑거(gold finger)의 형태로 구현될 수 있으나, 이에 대한 특별한 한정이 존재하는 것은 아니다. 또한 도 2c에 도시된 골드 핑거의 개수는 단순히 예시적인 것이다.
한편, 루프부(290)는 제 1 서브 루프부(291) 및 제 2 서브 루프부(292)를 포함하며, 각각의 서브 루프부는 독립적인 채널, 즉 독립적인 커넥터(293)에 연결될 수 있다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 EI 펜 좌표를 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 도 3a 내지 3c에서, 실선 화살표는 루프로부터 방출되는 전자기를 도시하며, 점선 화살표는 EI 펜으로부터 루프로 방출되는 전자기 변화를 도시한다.
도 3a에 도시된 바와 같이, EI 펜이 접근하는 경우, EI 펜의 x좌표를 결정하기 위한 제 1 서브 루프부에 전류가 도통되고, EI 펜의 y좌표를 결정하기 위한 제 2 서브 루프부가 전자기 변화를 센싱할 수 있다. 최초 EI 펜이 접근하는 경우에 있어서는, 제 1 서브 루프부의 모든 루프(X1,X2,X3)에 전류가 도통될 수 있으며, EI 펜은 제 1 서브 루프부로부터 유도된 전자기를 전달받았다 출력할 수 있다. 제 2 서브 루프부의 각각의 루프(Y1,Y2,Y3)는 EI 펜으로부터 출력되는 전자기 변화를 센싱할 수 있다. 제 2 서브 루프부의 각각의 루프(Y1,Y2,Y3) 각각은 기설정된 순번대로 전자기 변화를 센싱할 수 있다. 또한 상술한 바와 같이, 각각의 루프(Y1,Y2,Y3)는 소정의 개수의 그룹 단위로 전자기 변화를 센싱할 수도 있다. 한편, 전자기 센싱 장치는 각각의 루프 중 센싱 신호가 최대인 최대 신호 루프(Y2)를 결정할 수 있다.
도 3b에서는, 제 1 서브 루프부(X1,X2,X3)가 전자기 변화를 센싱하며, 제 2 서브 루프부에 전류가 도통될 수 있다. 한편, 전자기 센싱 장치는 제 2 서브 루프부 중 최대 신호 루프(Y2)에만 전류를 도통시킬 수 있다.
EI 펜은 최대 신호 루프(Y2)로부터의 유도된 전자기를 전달받았다 출력할 수 있으며, 제 1 서브 루프부(X1,X2,X3)는 EI 펜으로부터의 전자기 변화를 센싱할 수 있다. 전자기 센싱 장치는 제 1 서브 루프부(X1,X2,X3) 중 최대 신호 루프(X2)를 결정할 수 있다.
도 3c에서는, 제 2 서브 루프부(Y1,Y2,Y3)가 전자기 변화를 센싱하며, 제 1 서브 루프부에 전류가 도통될 수 있다. 한편, 전자기 센싱 장치는 제 1 서브 루프부 중 최대 신호 루프(X2)에만 전류를 도통시킬 수 있다. 이후의 과정에서, 전자기 센싱 장치는 최대 신호 루프에만 전류를 도통시키는 방식으로, EI 펜의 시계열적 좌표를 결정할 수 있다.
한편, EI 펜의 위치가 변경되는 경우, 상술한 센싱 그룹을 변경하여 전자기 변화를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 현재의 최대 신호 루프가 Y2인 경우, Y1의 센싱 신호 및 Y3의 센싱 신호를 비교하여, Y1의 센싱 신호가 더 큰 경우에는, 센싱 그룹을 Y1 쪽으로 이동하여 변경할 수 있다. 상술한 과정은 X축에도 동일하게 적용될 수 있으며, EI의 펜으로부터의 전자기 변화 신호가 소멸할 때까지 반복될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 제어 방법의 흐름도이다. 도 4의 전자기 센싱 장치는 제 1 서브 루프부 및 제 2 서브 루프부를 포함할 수 있으며, 제 1 서브 루프부 및 제 2 서브 루프부는 서로 직교하게 배치될 수 있다.
전자기 센싱 장치는 제 1 서브 루프부에 전류를 도통시킬 수 있으며, 제 2 서브 루프부는 전자기 변화를 센싱하도록 제어할 수 있다(S410). 기설정된 주기가 경과된 이후, 전자기 센싱 장치는 제 2 서브 루프부에 전류를 도통시킬 수 있으며, 제 1 서브 루프부는 전자기 변화를 센싱하도록 제어할 수 있다(S420). 상기의 과정은 EI 펜으로부터의 전자기 변화가 센싱되지 않을 때까지 반복될 수 있다(S430). 즉, 전자기 센싱 장치는 제 1 서브 루프부가 전류 도통 및 전자기 변화 센싱을 교번적으로 수행하도록 제어하며, 동시에 제 2 서브 루프부가 기설정된 주기로 제 1 서브 루프부의 동작과 반대로 전자기 변화 센싱 및 전류 도통을 교번적으로 수행하도록 제어할 수 있다.
한편, 제 1 및 제 2 서브 루프부는, 복수 개의 루프를 포함할 수 있으며, 상기 전자기 변화 센싱은, 제 1 또는 제 2 서브 루프부 중 전자기 변화를 센싱하는 서브 루프부의 복수 개의 루프 중 적어도 두 개가 동시에 전자기 변화를 센싱할 수 있다. 즉, 전자기 센싱 장치는 서브 루프부의 복수 개의 루프를 개별적으로 전자기 변화를 센싱하지 않고, 루프를 일정한 그룹 단위로 전자기 변화 센싱을 동시에 수행할 수 있도록 제어할 수 있다.
한편 전자기 센싱 장치의 제 1 서브 루프부 및 제 2 서브 루프부는 각각 복수 개의 루프를 포함할 수 있으며, 제 2 서브 루프부에 전류의 도통하는 단계는, 전자기 변화 센싱을 수행하는 서브 루프부 중 센싱 신호의 크기가 최대인 제 1 최대 신호 루프를 결정하는 단계 및 기설정된 주기 경과 후 상기 제 1 최대 신호 루프에만 상기 전류를 도통하는 단계에 의하여 수행될 수 있다.
또한 전자기 센싱 장치의 제어 방법은 제 2 서브 루프부에 전류를 도통하는 단계 이후, 제 1 서브 루프부에 다시 전류를 도통하며, 제 2 서브 루프부가 상기 전자기 변화를 센싱하도록 제어할 수 있다. 이 경우 제 1 서브 루프부에 다시 전류를 도통하는 단계는, 기설정된 주기 동안 제 1 최대 신호 루프에만 전류를 도통하며, 전자기 센싱을 수행하는 상기 제 1 최대 신호 루프를 포함하지 않는 서브 루프부에서 센싱 신호의 크기가 최대인 제 2 최대 신호 센싱 루프를 결정할 수 있다. 또한 전자기 센싱 장치의 제어 방법은 기설정된 주기 동안 상기 제 2 최대 신호 루프에 상기 전류를 도통하는 동안, 전자기 센싱을 수행하는 서브 루프부의 제 1 최대 신호 루프를 포함하는 루프 일부로부터만 센싱 신호를 측정할 수 있다.
아울러, 전자기 센싱 장치의 제어 방법은 제 1 최대 신호 루프 및 제 2 최대 신호 루프 및 각각의 인접 루프들로부터의 신호들을 이용하여 센싱 지점을 결정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 제어 방법의 흐름도이다.
전자기 센싱 장치는 제 1 서브 루프부에 전류를 도통시킬수 있다(S501). 전자기 센싱 장치는 동시에 제 2 서브 루프부를 센싱 루프로 이용할 수 있다(S502). 전자기 센싱 장치는 기설정된 주기가 경과되었는지를 판단하여, 기설정된 주기가 경과되면(S503), 제2 서브 루프부의 루프 중 센싱 신호가 최대인 제 1 최대 신호 루프를 결정할 수 있다(S504). 전자기 센싱 장치는 제 1 최대 신호 루프에만 전류를 도통시킬 수 있으며(S505), 제 1 서브 루프부를 센싱 루프로 이용할 수 있다(S506). 전자기 센싱 장치는 기설정된 주기가 경과되었는지를 판단하여, 기설정된 주기가 경과되면(S507), 제1 서브 루프부의 루프 중 센싱 신호가 최대인 제 2 최대 신호 루프를 결정할 수 있다(S508). 전자기 센싱 장치는 제 2 최대 신호 루프에 전류를 도통시키며(S509), 제2 서브 루프부를 센싱 루프로 이용할 수 있다(S510). 한편 상기의 과정은 전자기 변화 센싱, 즉 EI 펜으로부터의 전자기 변화가 소멸할 때까지 반복될 수 있다(S511).
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전자기 센싱 장치의 제어 방법의 흐름도이다.
전자기 센싱 장치는 EI 펜의 위치를 검출할 수 있다(S601). 한편, 전자기 센싱 장치가 펜의 초기 위치를 검출하는 방법에 관하여서는 상세하게 상술하였기 때문에 여기에서의 설명은 생략하도록 한다.
전자기 센싱 장치는 EI 펜의 위치에 대응하는 루프, 즉 제 1 루프부 중 최대 신호 루프 및 제 2 루프부 중 최대 신호 루프의 인접 루프의 센싱 신호를 입력받아, 인접 루프의 센싱 신호들을 비교할 수 있다(S602).
전자기 센싱 장치는 인접 루프의 센싱 신호 비교 결과에 기초하여 센싱 범위를 변경할 수 있다(S603). 예를 들어, 제 1 루프부의 최대 신호 루프의 좌측에 위치하는 루프의 센싱 신호가 우측에 위치하는 루프의 센싱 신호보다 제 1 루프부의 최대 신호 루프의 센싱 신호의 세기보다 큰 경우에는 전체 센싱 범위를 좌측으로 변경할 수 있다. 또한, 제 2 루프부에 대하여도 위의 과정을 반복하여 인접 루프의 센싱 신호가 제 2 루프부의 최대 신호 루프의 신호세기 보다 큰 경우에는 전체 센싱 범위를 신호세기가 큰 쪽으로 변경할 수 있다.
전자기 센싱 장치는 변경된 센싱 범위에 기초하여 다시 EI 펜의 위치를 검출할 수 있으며(S604), 상술한 과정을 전자기 변화의 센싱이 종료, 즉 EI 펜으로부터의 전자기 변화가 소멸할 때까지 반복할 수 있다(S605).
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 누구든지 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범주 내에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 다양하게 변경할 수 있음은 물론이다. 따라서 본 발명은 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는다면 다양한 변형 실시가 가능할 것이며, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
111 : 제 1 서브 루프부 112 : 제 2 서브 루프부
120 : 제어부 210 : 루프부
220 : 스위칭부 230 : 구동부
240 : 제어부 250 : 신호 처리부

Claims (18)

  1. 전자기 유도 방식에 기초하여 터치 오브젝트의 위치를 측정하는 센싱 장치에 있어서,
    제 1 서브 루프부 및 제 2 서브 루프부를 포함하는 루프부; 및
    제1시간 주기 동안에 상기 오브젝트로 전송되는 전자기장을 생성하기 위한 전류를 수신하는 상기 제1서브 루프부와 상기 오브젝트의 위치에 기초하여 생성된 전자기 변화를 센싱하는 상기 제2서브 루프부를 제어하고,
    제2시간 주기 동안에 상기 오브젝트로 전송되는 전자기장을 생성하기 위한 전류를 수신하는 제2서브 루프부와 상기 오브젝트의 위치에 기초하여 생성된 전자기 변화를 센싱하는 상기 제1서브 루프부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제2서브 루프부는 복수의 루프들을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1시간 주기 동안에 상기 제2서브 루프부의 상기 복수의 루프들 중 최대 크기를 가지는 상기 전자기 변화에 의해 생성된 센싱 신호를 가지는 제1최대신호루프를 선택하고, 상기 제2시간 주기 동안에 상기 제1최대신호루프로 상기 전류를 제공하는 센싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1서브 루프부는 복수의 루프들을 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 전자기 변화를 센싱하는 제1서브 루프부와 상기 제2서브 루프부 각각에서 적어도 두 개의 루프들을 제어하는 것을 특징으로 하는 센싱 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 루프부로 전류를 제공하는 구동부; 및
    상기 제1시간 주기와 상기 제2시간 주기 동안에 상기 구동부로부터 제공되는 상기 전류를, 상기 제 1 서브 루프부 및 상기 제 2 서브 루프부에 교번적으로 출력하는 스위칭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 루프부에서 센싱된 상기 전자기 변화에 의하여 유도된 센싱 신호를 처리하는 신호 처리부;를 더 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 제1시간 주기와 상기 제2시간 주기 동안에 상기 제 1 서브 루프부 및 상기 제 2 서브 루프부를 상기 신호 처리부와 교번적으로 연결하도록 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 센싱 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1서브 루프부는 복수의 루프들을 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제2시간 주기 동안에 상기 제1최대신호루프로 상기 전류를 제공하고 상기 제1서브 루프부의 상기 복수의 루프들 중 최대 크기를 가지는, 상기 전자기 변화에 의해 생성된, 센싱 신호를 가지는 제2최대신호루프를 선택하는 센싱 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제3시간 주기 동안에 상기 제2최대신호루프로 상기 전류를 제공하는 동안, 상기 제어부는 상기 전자기 변화를 센싱하기 위해 상기 제2서브 루프부의 상기 제1최대신호루프를 포함하는 적어도 두 개의 루프들로부터의 센싱 신호들을 측정하는 센싱 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 최대 신호 루프 및 상기 제 2 최대 신호 루프 각각에 인접한 루프들로부터의 센싱 신호들에 기초하여 센싱 지점을 판단하는 것을 특징으로 하는 센싱 장치.
  9. 전자기 유도 방식에 기초하여 터치 오브젝트의 위치를 측정하는 센싱 장치의 제어 방법에 있어서,
    제1시간 주기 동안에 제1서브 루프부가 상기 오브젝트로 전송되는 전자기장을 생성하기 위한 전류를 수신하고, 제2서브 루프부가 상기 오브젝트의 위치에 기초하여 생성된 전자기 변화를 센싱하는 동작; 및
    제2시간 주기 동안에 상기 제2서브 루프부가 상기 오브젝트로 전송되는 전자기장을 생성하기 위한 전류를 수신하고, 상기 제1서브 루프부가 상기 오브젝트의 위치에 기초하여 생성된 전자기 변화를 센싱하는 동작을 포함하고,
    상기 제2서브 루프부가 상기 전자기 변화를 센싱하는 동작은, 상기 제2서브 루프부에서 최대 크기를 가지는 상기 전자기 변화에 의해 생성된 센싱 신호를 가지는 제1최대신호루프를 선택하는 동작을 포함하고,
    상기 제2서브 루프부가 상기 전류를 수신하는 동작은, 상기 제1최대신호루프로 상기 전류를 제공하는 동작을 포함하는 센싱 장치의 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 전자기 변화에 의하여 유도된 상기 센싱 신호를 처리하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센싱 장치의 제어 방법.
  12. 삭제
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 제1서브 루프부가 상기 전자기 변화를 센싱하는 동작은,
    상기 제1서브 루프부에서 최대 크기를 가지는, 상기 전자기 변화에 의해 생성된, 센싱 신호를 가지는 제2최대신호루프를 선택하는 동작을 포함하는 센싱 장치의 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1최대신호루프와 상기 제2최대신호루프와 각각에 인접한 루프들로부터의 센싱 신호들에 기초하여 상기 오브젝트의 위치에 대응하는 센싱 지점을 판단하는 동작을 더 포함하는 센싱 장치의 제어 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 전자기 유도 방식에 기초하여, 오브젝트의 위치를 센싱하는센싱 장치의 제어 방법에 있어서,
    제 1 서브 루프부 및 제 2 서브 루프부 각각을 기설정된 수의 루프로 그룹화하여, 센싱 범위를 결정하는 단계;
    상기 제 1 서브 루프부 및 상기 제 2 서브 루프부를 상기 센싱 범위 단위로 센싱 신호를 측정하는 단계;
    상기 제 1 서브 루프부 및 상기 제 2 서브 루프부 중 측정된 센싱 신호가 최대인 각각의 최대 신호 루프 및 각각의 인접 루프들로부터의 센싱 신호에 기초하여 상기 오브젝트의 위치를 결정하는 단계;
    상기 최대 신호 루프의 인접 루프에서 측정된 센싱 신호 크기를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 센싱 범위를 재결정하는 단계;를 포함하는 센싱 장치의 제어 방법.
  18. 삭제
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