KR101972644B1 - 좌표 검출 장치 - Google Patents

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Abstract

심플한 구조로 및 염가로 전자 유도 방식 또는 정전 용량 방식에 의해 지시체를 검출 가능한 좌표 검출 장치를 제공한다. 좌표 검출 장치는, 구동선 (10), 검출선 (20), 구동 회로 (30), 검출 회로 (40), 구동선 선택부 (50), 검출선 선택부 (60) 및 제어부 (70) 를 포함한다. 구동선 선택부 (50) 는, 구동선 루프 유닛 (51) 과 구동선 접속 유닛 (52) 을 포함한다. 검출선 선택부 (60) 는, 검출선 루프 유닛 (61) 과 검출선 접속 유닛 (62) 을 포함한다. 제어부는, 전자 유도 방식에 의해 지시체를 검출할 때 구동선들 및 검출선들이 루프 상태가 되도록 구동선 선택부 (50) 및 검출선 선택부 (60) 를 제어하고, 그리고 제어부는, 정전 용량 방식에 의해 지시체를 검출할 때 구동선들 및 검출선들이 개방 상태가 되도록 또는 구동선들이 루프 상태로 되고 검출선들이 개방 상태가 되도록 구동선 선택부 (50) 및 상기 검출선 선택부 (60) 를 제어한다.

Description

좌표 검출 장치{COORDINATE DETECTION DEVICE}
본 발명은 좌표 검출 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 전자 유도 방식 또는 정전 용량 방식에 의해 지시체를 검출할 수 있는 좌표 검출 장치에 관한 것이다.
사용자의 손이나 손가락에 의한 입력을 검출하는 좌표 입력 장치에서, 복수의 지시체에 의한 동시 입력의 검출이 가능한, 즉 멀티 터치 이벤트의 검출이 용이한 정전 용량 방식이 현재는 주류가 되고 있다. 정전 용량 방식의 좌표 입력 장치는, 정전 용량의 미소한 변화를 이용해 입력 위치를 검출하므로, 검출 분해능이 높지 않고, 이로써 입력 좌표의 검출 정밀도는 나쁘다. 이 때문에, 문자 기록이나 그림을 그리는 용도에서는, 검출 정밀도가 보다 높은 전자 유도 방식의 좌표 입력 장치가 이용되고 있다. 전자 유도 방식의 좌표 입력 장치에서는, 지시체에 코일을 내장하고, 검출면에 제공된 구동선에 의해 구동된 코일로부터의 유도 기전력을 검출선에 의해 검출하여, 지시 위치를 검출한다.
예를 들어, 특허 문헌 1에는, 전자 유도 방식 또는 정전 용량 방식으로 지시체를 검출할 수 있는 좌표 검출 장치가 개시되어 있다. 이 장치는 전자 유도 방식의 펜 검출부와 정전 용량 방식의 손가락 검출부를, 그 사이에 표시 디바이스를 개재하고 적층하는 것으로 구현된다.
또, 특허 문헌 2에는, 디지타이저로서 발진 펜의 위치를 검출할 수 있음과 동시에 터치 패널로서 손가락의 위치를 검출할 수 있는 장치가 개시되어 있다. 디지타이저로서의 동작시에, 장치는 발진 펜으로부터 소정의 캐리어 신호를 발진하고 이 캐리어 신호를 각 전극선으로부터 검출한다. 터치 패널 동작시에, 장치는 캐리어 신호와 유사한 캐리어 신호를 발진 펜으로부터 임의의 전극선으로 제공한다. 다음, 직교하는 전극선에 용량 결합에 의해 전계가 생긴다. 손가락이 터치 패널에 접근하면, 전계로부터의 신호가 손가락에 의해 흡수되어 용량 변화를 일으킨다. 이 용량 변화는 손가락의 검출을 위해 이용된다.
특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 2011-186550호 특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 평 8-179871호
특허 문헌 1의 장치에서는, 2 종류의 검출부가 제공되고, 그 결과 비용을 증가시키고 크기 및 중량을 증가시킨다. 게다가, 검출 표면과 검출부 간의 거리가 커지는 경우, 실제 입력 위치와 검출된 위치가 어긋날 수도 있다.
또, 특허 문헌 2의 장치에서는, 장치를 디지타이저로서 사용하는 경우, 소정의 캐리어 신호를 발진하는 발진 펜을 지시체로서 사용할 필요가 있다. 즉, 지시체에 전지 등의 전원이 제공될 필요가 있다. 이러한 장치는 정전 용량만을 검출할 수 있기 때문에, 전자 유도 방식의 펜을 검출할 수 없다.
따라서 본 발명의 목적은 종래 기술에 존재하는 문제점을 해결하는 것이며, 그리고 심플한 구조로 및 염가로 전자 유도 방식 또는 정전 용량 방식에 의해 지시체를 검출할 수 있는 좌표 검출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따라, X 좌표축 및 Y 좌표축 중 일방을 따라 평행으로 배치되는 복수의 구동선들; 상기 X 좌표축 및 Y 좌표축 중 타방을 따라 평행으로 배치되는 복수의 검출선들; 상기 구동선들의 일단들에 접속되고 상기 구동선들에 소정의 구동 전압을 입력하여 상기 구동선들을 구동하는 구동 회로; 상기 검출선들의 일단들에 접속되고 상기 검출선들로부터 신호를 검출하고, 지시체의 지시 위치 좌표들을 산출하는 검출 회로; 상기 구동선들의 타단들에 접속되고 선택적으로 2개의 구동선들이 개방 상태로부터 루프 상태가 되도록 기능하는 구동선 루프 유닛과, 루프상 구동선에 전류가 흐르도록 상기 구동 회로에 접속되는 구동선 접속 유닛을 포함하는 구동선 선택부; 상기 검출선들의 타단들에 접속되고 선택적으로 2개의 검출선들이 개방 상태로부터 루프 상태가 되도록 기능하는 검출선 루프 유닛과, 루프상 검출선에 흐르는 전류 및 전위차를 검출하도록 상기 검출 회로에 접속되는 검출선 접속 유닛을 포함하는 검출선 선택부; 소정의 구동선 및 소정의 검출선을 상기 구동 회로 및 상기 검출 회로에 순차 접속하도록 상기 구동선 선택부 및 상기 검출선 선택부를 각각 제어하는 제어부로서, 전자 유도 방식에 의해 상기 지시체를 검출할 때 상기 구동선들 및 상기 검출선들이 상기 루프 상태가 되도록 상기 구동선 선택부 및 상기 검출선 선택부를 제어하고, 그리고 정전 용량 방식에 의해 상기 지시체를 검출할 때 상기 구동선들 및 상기 검출선들이 상기 개방 상태가 되도록 또는 상기 구동선들이 상기 루프 상태로 되고 상기 검출선들이 상기 개방 상태가 되도록 상기 구동선 선택부 및 상기 검출선 선택부를 제어하는, 상기 제어부를 포함하는, 좌표 검출 장치가 제공된다.
구동선 선택부의 구동선 루프 유닛은 소정수의 구동선들이 사이에 개재된 홀수번째 구동선과 짝수번째 구동선을 루프 상태가 되도록 기능할 수 있고, 그리고 검출선 선택부의 검출선 루프 유닛은 소정수의 검출선들이 사이에 개재된 홀수번째 검출선과 짝수번째 검출선을 루프 상태가 되도록 기능할 수도 있다.
구동선 선택부의 구동선 루프 유닛 및/또는 검출선 선택부의 검출선 루프 유닛은 저항 소자, 커패시터, 코일, 다이오드, 및 아날로그 스위치, 또는 이들의 조합 중 어느 하나일 수도 있다.
검출선 선택부의 검출선 루프 유닛은 다이오드를 포함할 수도 있고, 좌표 검출 장치는 검출선을 소정의 바이어스 전위로 하는 검출선 바이어스 유닛을 더 포함할 수도 있고, 제어부는 또한 검출선 바이어스 유닛을 제어할 수도 있다.
구동선 선택부의 구동선 루프 유닛은 다이오드를 포함할 수도 있고, 좌표 검출 장치는 구동선을 소정의 바이어스 전위로 하는 구동선 바이어스 유닛을 더 포함할 수도 있고, 제어부는 또한 구동선 바이어스 유닛을 제어할 수도 있다.
제어부는 또한 구동 회로의 구동 전압을 제어할 수도 있다.
좌표 검출 장치는 시트 기재를 더 포함할 수도 있고, 구동선 및/또는 검출선은 시트 기재에 배치될 수도 있고, 구동선 루프 유닛 및/또는 검출선 루프 유닛은 시트 기재에 설치될 수도 있다.
또, 좌표 검출 장치는, X 좌표축 및 Y 좌표축 중 일방을 따라 평행으로 배치되는 복수의 구동선들; 상기 X 좌표축 및 Y 좌표축 중 타방을 따라 평행으로 배치되는 복수의 검출선들; 상기 구동선들의 일단들에 접속되고 상기 구동선들에 소정의 구동 전압을 입력하여 상기 구동선들을 구동하는 구동 회로; 상기 검출선들의 일단들에 접속되고 상기 검출선들로부터 신호를 검출하고, 상기 검출된 신호의 레벨의 증감에 기초하여 상기 지시체를 식별하며, 그리고 상기 지시체의 지시 위치 좌표들을 산출하는 검출 회로; 상기 구동선들의 타단들에 접속되어 선택적으로 2개의 구동선들이 루프 상태가 되도록 상기 2개의 구동선들 사이에 개재되고 상기 구동선들보다 저항값이 높은 구동선 루프 유닛과, 루프상 구동선에 전류가 흐르도록 상기 구동 회로에 접속되는 구동선 접속 유닛을 포함하는 구동선 선택부; 상기 검출선들의 타단들에 접속되어 선택적으로 2개의 검출선들이 루프 상태가 되도록 상기 2개의 검출선들 사이에 개재되고 상기 검출선들보다 저항값이 높은 검출선 루프 유닛과, 상기 루프상 검출선에 흐르는 전류 또는 전위차를 검출하도록 상기 검출 회로에 접속되는 검출선 접속 유닛을 포함하는, 검출선 선택부; 및 소정의 구동선 및 소정의 검출선을 상기 구동 회로 및 상기 검출 회로에 순차 접속하도록 상기 구동선 선택부 및 상기 검출선 선택부를 각각 제어하는 제어부를 포함할 수도 있다.
또, 좌표 검출 장치는, X 좌표축 및 Y 좌표축 중 일방을 따라 평행으로 배치되는 복수의 구동선들; 상기 X 좌표축 및 Y 좌표축 중 타방을 따라 평행으로 배치되는 복수의 검출선들; 상기 구동선들의 일단들에 접속되고 상기 구동선들에 소정의 구동 전압을 입력하여 상기 구동선들을 구동하는 구동 회로; 상기 검출선들의 일단들에 접속되고 상기 검출선들로부터 신호를 검출하고, 상기 지시체의 지시 위치 좌표들을 산출하는 검출 회로; 상기 구동선들의 타단들에 접속되고 선택적으로 상기 구동선들을 GND 전위에 접속하도록 기능하는 구동선 GND 전위 접속 유닛과, 상기 구동선에 전류가 흐르도록 상기 구동 회로에 접속되는 구동선 접속 유닛을 포함하는 구동선 선택부; 상기 검출선들의 타단들에 접속되고 선택적으로 상기 검출선들을 상기 GND 전위에 접속하도록 기능하는 검출선 GND 접속 유닛과, 상기 검출선에 흐르는 전류 또는 전위차를 검출하도록 상기 검출 회로에 접속되는 검출선 접속 유닛을 포함하는 검출선 선택부; 및 소정의 구동선 및 소정의 검출선을 상기 구동 회로 및 상기 검출 회로에 순차 접속하도록 상기 구동선 선택부 및 상기 검출선 선택부를 각각 제어하는 제어부로서, 전자 유도 방식에 의해 상기 지시체를 검출할 때 상기 구동선들 및 상기 검출선들을 상기 GND 전위에 접속하도록 상기 구동선 선택부 및 상기 검출선 선택부를 제어하고, 그리고 정전 용량 방식에 의해 상기 지시체를 검출할 때 상기 구동선들 및 상기 검출선들이 루프 상태가 되도록 또는 상기 구동선들을 상기 GND 전위에 접속시키고 상기 검출선들이 개방 상태가 되도록 상기 구동선 선택부 및 상기 검출선 선택부를 제어하는, 상기 제어부를 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 좌표 검출 장치는, 심플한 구조로 및 염가로 전자 유도 방식에서도 정전 용량 방식에서도 지시체를 검출할 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 좌표 검출 장치를 설명하기 위한 개략 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 좌표 검출 장치의 보다 구체적인 구성을 설명하기 위한 개략 회로도이다.
도 3은 커패시터와 코일을 갖는 전자 유도 방식의 펜의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4(a) 내지 도 4(d)는 본 발명에 따른 좌표 검출 장치의 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 좌표 검출 장치의 다른 예를 설명하기 위한 개략 회로도이다.
도 6은 본 발명에 따른 좌표 검출 장치의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략 회로도이다.
도 7은 본 발명에 따른 좌표 검출 장치의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략 회로도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태들을 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 좌표 검출 장치를 설명하기 위한 개략 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 좌표 검출 장치는 구동선 (10), 검출선 (20), 구동 회로 (30), 검출 회로 (40), 구동선 선택부 (50), 검출선 선택부 (60) 및 제어부 (70) 를 주로 포함한다. 도 2는 본 발명에 따른 좌표 검출 장치의 보다 구체적인 구성을 설명하기 위한 개략 회로도이다.
구동선 (10) 은 X 좌표축 및 Y 좌표축 중 일방을 따라, 예를 들어 도시례에서는 Y 좌표축을 따라 평행 배치된다. 구동선 (10) 은 각각 구리 배선 또는 라인 패턴과 같은 전도성 부재로 형성될 수도 있다.
검출선 (20) 은 X 좌표축 및 Y 좌표축 중 일방을 따라, 예를 들어 도시례에서는 X 좌표축을 따라 평행 배치된다. 검출선 (20) 은 각각 구리 배선 또는 라인 패턴과 같은 전도성 부재로 또한 형성될 수도 있다.
구동선 (10) 및 검출선 (20) 은, 기판 상에서 각각 서로 절연되도록 배치될 수도 있다. 대안으로, 이들은 가요성 기판 등과 같은 가요성이 있는 시트 기재에 배치되어도 된다.
구동 회로 (30) 는 각각의 구동선들 (10) 의 일단들에 접속되고 소정의 구동 전압을 입력하여 구동선들 (10) 을 구동시킨다. 도시례에서, 구동 회로 (30) 는 각각의 구동선들 (10) 의 하단에 접속된다. 소정의 구동 전압은 예를 들어 발진기로부터의 소정의 주파수의 출력 신호이다. 구동 회로 (30) 는 예를 들어 구동 증폭기를 포함하고 발진기로부터의 신호를 증폭시켜 구동선 (10) 에 증폭 신호를 공급한다.
검출 회로 (40) 는 각각의 검출선들 (20) 의 일단들에 접속되고 검출선들 (20) 로부터 신호를 검출한다. 도시례에서, 검출 회로 (40) 는 각각의 검출선들 (20) 의 좌단에 접속된다. 검출선 (20) 으로부터의 신호는 전자 결합 또는 정전 결합에 근거해 흐르는 전류이다. 검출 회로 (40) 는 유효 증폭기등의 증폭 회로를 포함하고 검출선 (20) 에 흐르는 전류 또는 전위차를 계측한다.
구동선 선택부 (50) 는 구동선 루프 유닛 (51) 과 구동선 접속 유닛 (52) 을 포함한다. 구동선 루프 유닛 (51) 은 복수의 구동선 (10) 의 타단에 접속되고 선택적으로 2개의 구동선 (10) 이 개방 상태로부터 루프 상태가 되도록 기능한다. 구동선 접속 유닛 (52) 은 루프상 구동선 (10) 에 전류가 흐르도록 구동 회로를 구동선에 접속시킨다. 도 1의 예에서, 2개의 구동선 (10) 이 루프 상태가 되도록, 짝수번째 구동선 (10) 과 홀수번째 구동선 (10) 사이에 소정수의 구동선이 개재된 짝수번째 구동선 (10) 및 홀수번째 구동선 (10) 에 구동선 루프 유닛 (51) 이 접속된다. 보다 구체적으로, 4개의 구동선 (10) 이 사이에 개재된 구동선 루프 유닛 (51) 을 통해 2개의 구동선 (10) 이 서로 접속된다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 2개의 구동선 (10) 이 구동선 루프 유닛 (51) 을 통해 서로 접속되는 한 임의의 구성이 채택될 수 있다. 구동선 접속 유닛 (52) 은 구동 회로 (30) 로부터 공급된 구동 전압을 이 구동선 (10) 에서 저 구동선으로 순차 접속시킨다.
검출선 선택부 (60) 는 검출선 루프 유닛 (61) 과 검출선 접속 유닛 (62) 을 포함한다. 검출선 루프 유닛 (61) 은 복수의 검출선 (20) 의 타단에 접속되고 선택적으로 2개의 검출선 (10) 이 개방 상태로부터 루프 상태가 되도록 기능한다. 검출선 접속 유닛 (62) 은, 루프상 검출선 (20) 에 흐르는 전류 또는 전위차를 검출하도록 검출 회로 (40) 에 검출선을 접속시킨다. 도 1의 예에서, 검출선 루프 유닛 (61) 은 2개의 검출선 (20) 이 루프 상태가 되도록, 짝수번째 검출선 (20) 과 홀수번째 검출선 (20) 사이에 소정수의 구동선이 개재된 짝수번째 검출선 (20) 과 홀수번째 검출선 (20) 에 검출선 루프 유닛 (61) 이 접속된다. 보다 구체적으로, 4개의 검출선 (20) 이 사이에 개재된 구동선 루프 유닛 (61) 을 통해 2개의 검출선 (20) 이 서로 접속된다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않고, 2개의 검출선 (20) 이 검출선 루프 유닛 (61) 을 통해 서로 접속되는 한 임의의 구성이 채택될 수 있다. 검출선 접속 유닛 (62) 은, 검출선 (20) 을 순차 스위칭하면서 검출선 (20) 에 흐르는 전류 또는 전위차를 검출 회로 (40) 에 접속시킨다.
제어부 (70) 는, 소정의 구동선 (10) 및 검출선 (20) 을 구동 회로 (30) 및 검출 회로 (40) 에 순차 접속하도록 구동선 선택부 (50) 및 검출선 선택부 (60) 를 각각 제어한다. 전자 유도 방식으로 지시체를 검출할 때에, 제어부 (70) 는 구동선 (10) 및 검출선 (20) 이 루프 상태가 되도록 구동선 선택부 (50) 및 검출선 선택부 (60) 를 제어한다. 다른 한편, 정전 용량 방식으로 지시체를 검출할 때에, 제어부 (70) 는 구동선 (10) 및 검출선 (20) 이 개방 상태가 되도록 구동선 선택부 (50) 및 검출선 선택부 (60) 를 제어한다. 제어부 (70) 는 구동선 (10) 이 루프 상태가 되고 검출선 (20) 이 개방 상태가 되도록 구동선 선택부 (50) 및 검출선 선택부 (60) 를 제어할 수도 있다.
도 2를 이용하여 보다 상세히 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이 예에서, 구동선 루프 유닛 (51) 및 검출선 루프 유닛 (61) 은 각각 저항 소자이다. 구동 회로 (30) 는 구동 전압을 증폭시키기 위한 구동 증폭기 (31) 를 포함한다. 검출 회로 (40) 는 검출 신호를 증폭시키기 위한 유효 증폭기 (41) 를 포함한다. 구동선 (10) 및 검출선 (20) 에 전류가 흘러 구동선 (10) 및 검출선 (20) 을 전자 결합하도록, 구동선 루프 유닛 (51) 및 검출선 루프 유닛 (61) 을 사용하여 구동선 (10) 및 검출선 (20) 이 루프 상태가 되도록 한다. 이 예에서, 구동선 (10) 또는 검출선 (20) 은 저항값이 낮고, 루프 유닛으로서의 저항 소자는 구동선 (10) 또는 검출선 (20) 보다 저항값이 높다. 구동선 접속 유닛 (52) 은 루프상 구동선 (10) 에 전류가 흐르도록 구동 회로 (30) 를 접속시키 위해 제공된다. 유사하게, 검출선 접속 유닛 (62) 은, 루프상 검출선 (20) 에 흐르는 전류 또는 전위차를 검출하도록 검출 회로 (40) 에 검출선을 접속시키기 위해 제공된다. 제어부 (70) 는, 소정의 구동선 (10) 및 검출선 (20) 을 순차적으로 선택하여 구동 회로 (30) 및 검출 회로 (40) 에 접속하도록 구동선 선택부 (50) 및 검출선 선택부 (60) 를 각각 제어한다. 즉, 구동선 (10) 의 저항값이 낮은 경우, 구동선 루프 유닛 (51) 은 구동선 루프 유닛 (51) 의 저항 소자의 저항에 의해 개방 상태로 되어, 선택된 구동선들 (10) 이외의 모든 구동선들이 GND 전위에 유지될 수 있게 한다. 유사하게, 검출선 (20) 의 저항값이 낮은 경우, 검출선 루프 유닛 (61) 은 검출선 루프 유닛 (61) 의 저항 소자의 저항에 의해 개방 상태가 되어, 선택된 검출선 (20) 이외의 검출선 모두가 개방 상태로 유지될 수 있도록 한다. 즉, 도 2에서, 구동 회로 (30) 에 접속된 구동선 (10) 으로부터의 구동 전압은 정전 결합 커패시터 (C1) 를 통해 검출선 (20) 에 흐른다. 다음, 구동 전압 신호는 검출 회로 (40) 에 접속된 검출선 (20) 으로부터 검출된다. 이 때, 유효 증폭기 (41) 의 입력측이 직류 및 교류 양자 측면에서 GND 전위로 설정되어, 내부에 흐르는 전류만을 검출하는 것이 가능하고, 이로써 다른 정전 결합 커패시터들 (C2, C3, 및 C4) 와는 독립적으로 C1으로부터의 전류 또는 전위차를 검출할 수 있다. 또한, 구동선이나 검출선의 저항값이 높은 경우에는, 선택되지 않은 구동선의 전위를 GND 전위로 유지하는 것이 어려워지기 때문에, 예를 들어 C2로부터 흐르는 전류가 혼입되어 버린다. 또, 선택되지 않은 검출선 및 검출선 루프 유닛을 통해 C3 또는 C4에 흐르는 전류가 혼입된다. 따라서, 이 예에서는, 구동선이나 검출선의 저항값은 구동선 루프 유닛이나 검출선 루프 유닛에 대한 것보다 충분히 낮아져야 한다.
도 2의 예에서, 제어부 (70) 는 선택된 루프상 구동선 (10) 에서 전류가 흐르도록 구동 회로 (30) 를 구동선 (10) 에 접속하고, 그리고 선택되지 않은 구동선 (10) 을 GND 전위로 고정하기 위해 구동선 접속 유닛 (52) 을 사용한다. 또, 제어부 (70) 는 선택된 검출선 (20) 을 검출 회로 (40) 에 접속하고, 선택되지 않은 검출선 (20) 을 GND 전위로 고정시키기 위해 검출선 접속 유닛 (62) 을 사용한다. 구동선 (10) 및 검출선 (20) 을 구동 회로 (30) 및 검출 회로 (40) 에 각각 순차 접속하는 것으로, 선택된 구동선과 검출선의 조합에 의해 어느 교점으로부터의 신호가 검출되었는지 식별가능하다. 이를 이용하여, 지시체의 지시 위치 좌표를 검출한다. 이와 같이 구성한 좌표 검출 장치를 사용하여 검출 가능한 지시체를 도 3을 사용하여 설명한다. 도 3은 커패시터와 코일을 갖는 전자 유도 방식의 펜의 일례를 설명하기 위한 개략도이다. 도시된 대로, 전자 유도 방식의 펜은, 커패시터와 코일을 갖는 공진 회로를 포함한다. 도시례에서, 코일은 페라이트 (ferrite) 코어에 감겨지고 있고, 페라이트 코어는 펜 끝의 역할을 한다. 이와 같은 전자 유도 방식의 펜의 입력 좌표를 검출하는 경우 (즉, 전자 유도 방식), 상기 서술한 바와 같이 제어된 검출선 및 구동선은 각각 루프 상태로 되고, 그 안에 전류가 흐른다. 전자 유도 방식의 펜이 구동선이나 검출선에 가까워지면, 구동선 및 검출선에 전자적으로 결합되며, 그 결과 서로 직교하는 구동선과 검출선 간의 전자 결합의 정도가 강해진다. 따라서, 검출 회로 (40) 에 의해 검출되는 신호는 레벨이 커진다. 다른 한편, 지시체로서 예를 들어 손가락의 입력 좌표를 검출하는 경우 (즉, 정전 용량 방식) 에는, 도 2의 예에 도시된 바와 같이, 저항 소자를 사용하여 개방 상태를 실현한다. 손가락으로 터치 동작이 이루어지는 경우, 정전 결합이 감소되고, 이에 따라 검출 회로 (40) 에 의해 검출되는 신호는 레벨이 작아진다. 상술한 바와 같이, 검출 회로 (40) 는 지시체의 지시 위치 좌표를 산출할 수 있고, 검출되는 신호의 레벨 증감에 의해 지시체를 식별할 수 있다. 즉, 지시체가 전자 유도 방식의 펜인가 손가락인가를 식별하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 좌표 검출 장치는, 심플한 구조로 및 염가로 전자 유도 방식에서도 정전 유도 방식에서도 전자 유도 방식의 펜 또는 손가락 등의 지시체를 검출할 수 있다. 또한, 복수의 전자 유도 방식의 펜의 공진 주파수 및 위상을 서로 상이하게 함으로써, 검출되는 주파수 또는 위상이 상이하고, 이것은 개별 펜들의 식별을 허용한다. 또한, 위상 검출에 기초하여, 스트로크 압력 검출 및 스위칭 등의 부가 기능을 실현하는 것도 가능하다.
상기 도시례에서 저항 소자를 구동선 루프 유닛이나 검출선 루프 유닛으로서 사용하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구동 회로의 구동 전압이 AC 신호인 경우에는, 코일이나 커패시터가 저항 소자와 마찬가지로 임피던스 소자로 사용될 수도 있다.
도 4(a) 내지 도 4(d)는 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛의 다른 예를 설명하기 위한 개략 회로도이다. 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛으로서 아날로그 스위치를 사용할 수도 있다. 이것은, 구동선 (10) 이나 검출선 (20) 의 저항값이 큰 경우에 유효하다. 정전 용량 방식에서는, 아날로그 스위치를 개방함으로써, 선택되지 않은 구동선 (10) 을 개방 상태로 확실하게 하는 것이 가능해진다. 유사하게, 전자 유도 방식에서는, 아날로그 스위치를 닫음으로써, 선택되지 않은 검출선 (20) 을 GND 전위로 확실하게 유지하는 것이 가능해진다. 전자 유도 방식을 이용하여 지시체를 검출하는 경우, 전자 유도 방식의 펜의 검출 시간 슬롯 동안 아날로그 스위치를 온 상태로 스위칭한다.
상술한 바와 같이, 전자 유도 방식으로 지시체를 검출할 때에, 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛은 구동선 및 검출선이 루프 상태가 되도록 온 제어된다. 다른 한편, 정전 용량 방식으로 지시체를 검출할 때에, 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛은 구동선들 및 검출선들이 개방 상태가 되도록 오프 제어된다.
대안으로, 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛으로서 다이오드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 제너 (zener) 다이오드를 사용할 수 있다. 구체적으로, 제너 다이오드의 애노드는 저항 소자를 통해 접속된다. 제너 다이오드의 역방향 전압을 이용함으로써, 선택되지 않은 구동선 및 검출선에 대한 유도 전류를 배제하는 것이 가능해진다.
대안으로, 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 구동선 루프 유닛 및/또는 검출선 루프 유닛으로서 실리콘 다이오드를 사용할 수 있다. 구체적으로, 저항 소자는 역방향으로 병렬 접속된 실리콘 다이오드에 직렬 접속된다. 실리콘 다이오드의 순방향 전압을 이용함으로써, 상기 언급된 제너 다이오드의 경우와 같이, 선택되지 않은 구동선 및 검출선 (10 및 20) 에 대한 유도 전류를 배제하는 것이 가능해진다.
대안으로, 도 4(d)에 도시된 바와 같이, 실리콘 다이오드 및 저항 소자를 직렬 접속함으로써 얻은 회로를 구동선 루프 유닛 및/또는 검출선 루프 유닛으로서 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 좌표 검출 장치에서는, 저항 소자, 커패시터, 코일, 다이오드, 및 아날로그 스위치, 또는 이들의 조합 중 어느 하나를 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛으로서 사용할 수 있다.
여기서, 도 4(b) 및 도 4(c)에 나타낸 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛을 사용한 본 발명에 따른 좌표 검출 장치를 도 5를 사용하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 좌표 검출 장치의 다른 예를 설명하기 위한 개략 회로도이다. 도 5에서는, 도 2에서와 동일한 컴포넌트에 대해서는 동일한 도면 부호가 주어진다. 도시된 바와 같이, 이 예에서, 구동선 루프 유닛으로서 도 4(b)에 나타낸 제너 다이오드가 사용되고, 검출선 루프 유닛으로서 도 4(c)에 나타낸 실리콘 다이오드가 사용된다. 일반의 실리콘 다이오드에서, 다이오드 양단의 전압이 0.6 V 이하인 경우 AC 임피던스는 높아지고, 0.8 V 이상인 경우 낮아진다. 루프 온/오프 제어는 이러한 현상을 이용하는 것에 의해 실현될 수 있다. 즉, 검출선 (20) 을 소정의 바이어스 전위로 하는 검출선 바이어스 유닛 (81) 이 제공된다. 검출선 바이어스 유닛 (81) 은 소정 전위가 되도록 제어부 (70) 에 의해 온/오프 제어될 수 있다. 실리콘 다이오드의 사용으로 실현된 검출선 루프 유닛 (61) 이 턴 오프될 필요가 있는 경우, 즉 지시체가 정전 용량 방식에 의해 검출되는 경우, 검출선 바이어스 유닛 (81) 을 턴 오프하여 DC 바이어스 전압을 0.6 V 이하가 되게 하고, 이로써 검출선 루프 유닛 (61) 의 임피던스를 증가시켜 검출선 루프 유닛 (61) 이 개방 상태가 되게 한다. 다른 한편, 지시체가 전자 유도 방식에 의해 검출되는 경우, 검출선 바이어스 유닛 (81) 을 턴 온하여 DC 바이어스 전압을 0.8 V 이상이 되게 하고, 이로써 검출선 루프 유닛 (61) 의 임피던스를 감소시켜 검출선 루프 유닛 (61) 이 도통 상태가 되게 한다.
유사하게, 구동선 (10) 을 소정의 바이어스 전위로 하는 구동선 바이어스 유닛 (82) 이 제공된다. 구동선 바이어스 유닛 (82) 은, 제어부 (70) 의 제어하에서 구동 증폭기 (31) 로부터 출력될 구동 전압 레벨을 제어할 수 있다. 전자 유도 방식으로 지시체를 검출할 때에, 구동 증폭기 (31) 로부터의 구동 전압을 감소시켜 구동선 루프 유닛 (51) 을 턴 오프하고, 이로써 개방 상태의 구동선 (10) 이 선택된다. 다른 한편, 전자 유도 방식으로 지시체를 검출할 때에, 구동 증폭기 (31) 로부터의 구동 전압을 증가시켜 구동선 루프 유닛 (51) 을 턴 온하여 도통 상태가 되게 한다. 구동 회로 (30) 의 구동 전압 자체를 제어부 (70) 에 의해 제어함으로써 동일한 온/오프 제어를 실현할 수 있다.
다음, 도 4(d)에 나타낸 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛을 사용한 본 발명에 따른 좌표 검출 장치를 도 6을 사용하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 6은 본 발명에 따른 좌표 검출 장치의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략 회로도이다. 도 6에서는, 도 2에서와 동일한 컴포넌트에 대해서는 동일한 도면 부호가 주어진다. 도시된 바와 같이, 이 예에서, 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛으로서 도 4(d)에 나타낸 실리콘 다이오드를 사용하는 회로가 사용된다. 이 예에서는, 구동선 루프 유닛 (51) 을 턴 오프하는 경우, 구동선 접속 유닛 (52) 을 구동 회로 (30) 에 접속하고, 구동선 루프 유닛 (51) 을 통해 접속되는 선택되지 않는 구동선 (10) 을 플러스 전위로 스위칭한다. 그 결과, 구동선 루프 유닛 (51) 을 구성하는 다이오드에 역방향 전압이 인가되어 구동선 루프 유닛 (51) 을 개방 상태가 되게 한다. 다른 한편, 구동선 루프 유닛 (51) 을 턴 온하는 경우, 구동선 접속 유닛 (52) 을 구동 회로 (30) 에 접속하고, 구동선 루프 유닛 (51) 을 통해 접속되는 구동선 (10) 을 GND 전위로 스위칭한다. 그 결과, 구동선 루프 유닛 (51) 을 구성하는 다이오드에 순방향 전압이 인가되어 구동선 루프 유닛 (51) 이 도통 상태가 되게 한다.
유사하게, 검출선 루프 유닛 (61) 을 턴 오프하는 경우, 선택되는 검출선 (20) 을 소정 바이어스 전위로 하는 검출선 바이어스 유닛 (81) 을 턴 오프하고, 검출선 루프 유닛 (61) 을 통하여 접속된 선택되지 않은 검출선 (20) 의 바이어스 전위를 검출선 바이어스 유닛 (81) 을 사용하여 턴 온한다. 그 결과, 검출선 루프 유닛 (61) 을 구성하는 다이오드에 순방향 전압이 인가되어 검출선 루프 유닛 (61) 이 개방 상태가 되게 한다. 다른 한편, 검출선 루프 유닛 (61) 을 턴 온하는 경우, 선택된 검출선 (20) 을 소정 바이어스 전위로 하는 검출선 바이어스 유닛 (81) 을 턴 온하고, 검출선 루프 유닛 (61) 을 통해 접속된 선택되지 않은 검출선 (20) 의 바이어스 전위를 턴 오프한다. 그 결과, 검출선 루프 유닛 (61) 을 구성하는 다이오드에 순방향 전압이 인가되어 검출선 루프 유닛 (61) 이 도통 상태가 되게 한다.
상술한 바와 같이, 이 예에서도, 전자 유도 방식으로 지시체를 검출할 때에, 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛은 구동선 및 검출선이 루프 상태가 되도록 온 제어된다. 다른 한편, 정전 용량 방식으로 지시체를 검출할 때에, 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛은 구동선들 및 검출선들이 개방 상태가 되도록 오프 제어된다. 그 결과, 전자 유도 방식의 펜 및 손가락의 양자를 통해 지시체를 검출하는 것이 가능하다.
다음, 본 발명에 따른 좌표 검출 장치의 또 다른 예를 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명에 따른 좌표 검출 장치의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략 블록도이다. 도 7에서는, 도 1에서와 동일한 컴포넌트에 대해서는 동일한 도면 부호가 주어진다. 예시된 바와 같이, 이 예에서, 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛 대신에, 각각의 구동선 및 검출선의 타단을 GND 전위에 접속하는 구동선 GND 전위 접속 유닛 및 검출선 GND 전위 접속 유닛이 제공된다. 즉, 상술된 예들에서, 구동선은 다른 구동선을 통해 루프 상태로 GND 전위에 접속되고; 다른 한편, 도시례에서, 구동선 및 검출선의 일단이 구동 회로 (30) 이나 검출 회로 (40) 에 각각 접속되고, 그 타단이 구동선 GND 전위 접속 유닛 (55) 및 검출선 GND 전위 접속 유닛 (65) 을 통해 공통 GND에 각각 접속되어, 구동선 및 검출선 (10 및 20) 에 전류가 흐르도록 한다. 전자 유도 방식으로 지시체를 검출할 때에, 제어부 (70) 는 구동선 (10) 및 검출선 (20) 이 GND 전위에 접속하도록 구동선 선택부 (50) 및 검출선 선택부 (60) 를 제어한다. 정전 용량 방식으로 지시체를 검출할 때에, 제어부 (70) 는, 구동선 및 검출선 (10 및 20) 이 개방 상태가 되도록 또는 구동선 (10) 이 GND 전위에 접속하고 검출선 (20) 이 개방 상태가 되도록 구동선 선택부 및 검출선 선택부를 제어한다. 구동선 GND 전위 접속 유닛 (55) 및 검출선 GND 전위 접속 유닛 (65) 은 각각 저항 소자, 커패시터, 코일, 다이오드, 및 아날로그 스위치 또는 이들의 조합 중 임의의 하나일 수도 있다.
이와 같은 구성에서도, 상술한 예들에서와 같이, 전자 유도 방식에 의해 지시체 (전자 유도 펜) 를 검출할 때에, 구동선 (10) 및 검출선 (20) 에는 전류가 흐르고, 검출 회로 (40) 는 전자 결합 정도가 높아진다고 검출할 수 있다. 지시체 (손가락) 가 정전 용량 방식으로 검출하는 경우, 정전 결합이 약화되고, 이에 따라 검출 회로 (40) 에 의해 검출되는 신호는 레벨이 작아지며, 이로 인해 손가락의 지시 위치가 검출될 수 있다.
또, 구동 회로 (30) 의 구동 전압을 제어함하는 것에 의해, 전자 유도 방식으로 지시체를 검출하는 경우, 구동 전압을 내려 소비 전류를 감소시키는 것이 가능하다. 즉, 전자 용량 방식의 경우에는, 구동선 및 검출선이 GND 전위에 접속되어 전류가 내부에서 흐른다. 이로써, 어느 정도로 구동 전압을 내리는 것에 의해, 저소비 전력이 달성될 수 있다.
가요성 기판 등의 가요성 있는 시트 기재에 구동선 및 검출선이 각각 제공될 수도 있다. 보다 구체적으로, 예를 들어, 도전성 잉크를 사용하여 구동선의 패턴 및 검출선의 패턴을 각각 기재 재료에 인쇄한다. 다음, 구동선 및 검출선이 직각으로 교차하도록 시트 기재가 중첩되어, 이로써 검출 표면이 용이하게 형성될 수 있다. 또, 구동선 루프 유닛 및/또는 검출선 루프 유닛이 각각 시트 기재에 형성될 수 있다. 예를 들어, 구동선 루프 유닛 및 검출선 루프 유닛이 각각 저항 소자인 경우, 도전성 잉크에 의해 저항 소자 패턴을 시트 기재에 인쇄한다. 이러한 구성으로, 심플한 구조로 및 염가로 전자 유도 방식에서도 정전 용량 방식에서도 지시체를 검출할 수 있는 좌표 검출 장치를 제조하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 좌표 검출 장치는 상기 도시례에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 범위내에서 여러 가지 변경을 할 수 있다.
10 구동선
20 검출선
30 구동 회로
31 구동 증폭기
40 검출 회로
41 유효 증폭기
50 구동선 선택부
51 구동선 루프 유닛
52 구동선 접속 유닛
55 구동선 GND 전위 접속 유닛
60 검출선 선택부
61 검출선 루프 유닛
62 검출선 접속 유닛
65 검출선 GND 전위 접속 유닛
70 제어부
81 검출선 바이어스 유닛
82 구동선 바이어스 유닛

Claims (9)

  1. 지시체의 지시 위치 좌표를 검출하는 좌표 검출 장치로서,
    X 좌표축 및 Y 좌표축 중 일방을 따라 평행으로 배치되는 복수의 구동선들;
    상기 X 좌표축 및 Y 좌표축 중 타방을 따라 평행으로 배치되는 복수의 검출선들;
    상기 구동선들의 일단들에 접속되고 상기 구동선들에 소정의 구동 전압을 입력하여 상기 구동선들을 구동하는 구동 회로;
    상기 검출선들의 일단들에 접속되고 상기 검출선들로부터 신호를 검출하고, 상기 지시체의 지시 위치 좌표들을 산출하는 검출 회로;
    상기 구동선들의 타단들에 접속되는 다이오드 및 상기 구동선이 소정의 바이어스 전위가 되게 하는 구동선 바이어스 유닛을 포함하고 선택적으로 2개의 구동선들이 개방 상태로부터 루프 상태가 되도록 기능하는 구동선 루프 유닛과, 루프상 구동선에 전류가 흐르도록 상기 구동 회로에 접속되는 구동선 접속 유닛을 포함하는 구동선 선택부;
    상기 검출선들의 타단들에 접속되는 다이오드 및 상기 검출선이 소정의 바이어스 전위가 되게 하는 검출선 바이어스 유닛을 포함하고 선택적으로 2개의 검출선들이 개방 상태로부터 루프 상태가 되도록 기능하는 검출선 루프 유닛과, 루프상 검출선에 흐르는 전류 및 전위차를 검출하도록 상기 검출 회로에 접속되는 검출선 접속 유닛을 포함하는 검출선 선택부;
    소정의 구동선 및 소정의 검출선을 상기 구동 회로 및 상기 검출 회로에 각각 순차 접속하도록 상기 구동선 선택부 및 상기 검출선 선택부를 제어하는 제어부로서, 전자 유도 방식에 의해 상기 지시체를 검출할 때 상기 구동선들 및 상기 검출선들이 상기 루프 상태가 되도록 상기 구동선 바이어스 유닛 및 상기 구동선 선택부 뿐만 아니라 상기 검출선 바이어스 유닛 및 상기 검출선 선택부를 제어하고, 그리고 정전 용량 방식에 의해 상기 지시체를 검출할 때 상기 구동선들 및 상기 검출선들이 상기 개방 상태가 되도록 또는 상기 구동선들이 상기 루프 상태로 되고 상기 검출선들이 상기 개방 상태가 되도록 상기 구동선 바이어스 유닛 및 상기 구동선 선택부 뿐만 아니라 상기 검출선 바이어스 유닛 및 상기 검출선 선택부를 제어하는, 상기 제어부를 포함하는, 좌표 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동선 선택부의 상기 구동선 루프 유닛은 소정수의 구동선들이 사이에 개재된 홀수번째 구동선과 짝수번째 구동선 사이에서 상기 다이오드를 접속시킴으로써 루프 상태가 되도록 기능하고, 그리고
    상기 검출선 선택부의 상기 검출선 루프 유닛은 소정수의 검출선들이 사이에 개재된 홀수번째 검출선과 짝수번째 검출선 사이에서 상기 다이오드를 접속시킴으로써 루프 상태가 되도록 기능하는, 좌표 검출 장치
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 또한 상기 구동 회로의 구동 전압을 제어하는, 좌표 검출 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    시트 기재를 더 포함하고,
    상기 구동선들 및 상기 검출선들 중 적어도 하나는 상기 시트 기재에 배치되고,
    상기 구동선 루프 유닛 및 상기 검출선 루프 유닛 중 적어도 하나는 상기 시트 기재에 설치되는, 좌표 검출 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
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