KR20100116314A - 근접센서 겸용 정전용량터치센서 - Google Patents

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주재홍
양민성
이상철
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Abstract

IR 수신기(12)는 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a), 또는 물체(30)에서 반사되어오는 IR LED(210)의 송신신호(22a)를 입력받아 출력신호(12a)를 근접센서 제어부(430)로 송출하다. 타이밍 생성부(420)는 정전용량센서 제어부(410)로 정전용량센서 제어신호(410a)를 송출하고, 근접센서 제어부(430)로 IR LED 제어신호(430a)를 시분할적으로 송출한다. 근접센서 제어부(430)는 IR LED 제어신호(430a)가 입력되는 동안에, IR LED(210)가 송신신호(21a)를 송출하도록 발광시키는 IR LED 신호(210a)를 IR LED(210)로 송출하고, IR 수신기(12)의 출력신호(12a)를 입력받아 IR LED 신호(210a)의 송출타임에 맞추어 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)와 물체(30)에서 반사되는 IR LED(210)의 송신신호(22a)를 구분하여 마이크로 컨트롤러(100)로 출력한다. 본 발명에 의하면, 정전용량터치센서와 근접센서가 시분할적으로 동작되기 때문에 정전용량터치센서의 노이즈에 의해 근접센서가 영향을 받지 않으며, 또한 하나의 IR 수신기를 사용하기 때문에 간단하고 비용이 적게 들며, 물체에서 반사되는 IR LED의 송신신호에 의해 의한 간섭을 받지 않는다.
근접센서, 정전용량 터치센서, 시분할, LED, 간섭, IR 수신기

Description

근접센서 겸용 정전용량터치센서 {Capacitive touch sensor use in proximity sensor}
본 발명은 정전용량 터치센서에 관한 것으로서, 특히 근접센서 겸용 정전용량터치센서에 관한 것이다.
도 1은 정전용량 터치센서(40), IR 송수신기(11, 12), 및 IR 근접센서(20)가 동시에 설치되는 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, IR 송수신기(11, 12)는 IR 리모트 컨트롤러(11)와 IR 수신기(12)를 포함하여 이루어진다. IR 리모트 컨트롤러(11)에서는 일정한 코드의 적외선으로 이루어진 송신신호(11a)가 송출되며 IR 수신기(12)는 IR 리모트 컨트롤러(11)에서 송출되는 송신신호(11a)를 입력받아 마이크로 컨트롤러(100)로 출력신호(12a)를 송출한다. 그러면 마이크로 컨트롤러(100)는 IR 수신기(12)에서 출력되는 출력신호(12a)를 해석하여 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)에 따른 작업을 수행한다.
IR 근접센서(20)는 근접 IR 송신부(21), 근접 IR 수신부(22), 근접 IR 컨트롤러(23)를 포함하여 이루어지며, 근접 IR 송신부(21)와 근접 IR 수신부(22)는 모두 근접을 인식하고자 하는 방향으로 향하도록 설치된다.
근접 IR 송신부(21)에서는 일정한 코드의 적외선으로 이루어지는 송신신호(21a)를 물체(30) 쪽으로 송출한다. 그러면 근접 IR 송신부(21)의 송신신호(21a)가 참조번호 22a로 표시한 바와 같이 물체(30)에서 반사되어 근접 IR 수신부(22)로 입력된다. 근접 IR 수신부(22)는 물체(30)에서 반사되어오는 근접 IR 송신부(21)의 송신신호(22a)를 입력받아 마이크로 컨트롤러(100)로 출력신호(20a)를 송출한다. 마이크로 컨트롤러(100)는 근접센서(20)의 출력신호(20a)를 해석하여 물체의 근접을 파악한다.
이렇게 IR 수신기(12)와 근접센서(20)가 동시에 설치되는 경우에 IR 리모트 컨트롤러(11)와 근접 IR 송신부(21)는 동일한 적외선 영역을 사용하므로 서로의 간섭이 발생한다. 예컨대 근접 IR 송신부(21)의 송신신호(21a)는 참조번호 22b로 표시한 바와 같이 물체(30)에서 반사되어 근접 IR 수신부(22)가 아닌 IR 수신기(12) 쪽으로 향하여 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)에 간섭을 일으킬 수 있다.
도 2는 IR 수신기(12)와 근접센서(20)가 동시에 설치되는 경우의 신호간섭을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2a는 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)이고, 도 2b는 물체(30)에서 IR 수신기(12) 쪽으로 반사되는 근접 IR 송신부(21)의 송신신호(22b)이다. 그리고 도 2c는 도 2b와 같은 물체(30)에서 IR 수신기(12) 쪽으로 반사되는 근접 IR 송신부(21)의 송신신호(22b)에 의해 도 2a와 같은 IR 리모트 컨 트롤러(11)의 송신신호(11a)가 간섭을 받아 IR 수신기(12)의 출력신호(12a)가 왜곡되는 것을 보여주는 것이다.
역으로, IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)에 의해 물체(30)에서 근접 IR 수신부(22) 쪽으로 반사되는 근접 IR 송신부(21)의 송신신호(22a)가 간섭을 받아 원래의 신호로 복원이 안돼서 에러가 발생할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 경우에는 IR 수신기(12)와 근접센서(20)가 동시에 설치되기 때문에 신호간섭에 의한 에러가 발생하기 쉽다. 또한, IR 수신기(12)는 노이즈에 상당히 민감한 영향을 받으므로 정전용량 터치센서(40)를 동시에 사용할 경우 정전용량 터치센서(40)의 출력(40a)이 이루어지는 동안에 발생하는 노이즈에 의해 IR 수신기(12)의 수신거리가 짧아지고 근접센서(20)도 노이즈의 영향을 받아 안정적으로 동작되지 않는다. 그리고, IR 수신기(12)와 근접 IR 수신부(22)가 필요하기 때문에 동일한 기능을 하는 IR 수신부가 2개 설치되어야 한다는 단점이 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 적외선 신호간섭이 발생하지 않을 뿐만 아니라 정전용량 터치센서에서 발생하는 노이즈에 의해 근접센서 또는 IR 송수신기가 영향을 받지 않도록 하는 근접센서 겸용 정전용량터치센서를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 근접센서 겸용 정전용량터치센서는, 적외선 송신신호를 발생하는 IR 리모트 컨트롤러; 물체에 적외선 송신신호를 송출하는 IR LED; 상기 IR 리모트 컨트롤러의 송신신호, 또는 상기 물체에서 반사되어오는 상기 IR LED의 송신신호를 입력받아 출력신호를 송출하는 IR 수신기; 정전용량터치센서의 동작을 제어하는 정전용량센서 제어부; 상기 IR 수신기의 출력신호를 입력받는 근접센서 제어부; 및 상기 정전용량센서 제어부로 정전용량센서 제어신호를 송출하고, 상기 근접센서 제어부로 IR LED 제어신호를 시분할적으로 송출하는 타이밍 생성부;를 포함하되,
상기 근접센서 제어부는, 상기 IR LED 제어신호가 입력되는 동안에, 상기 IR LED가 송신신호를 송출하도록 발광시키는 IR LED 신호를 상기 IR LED로 송출하고, 상기 IR 수신기의 출력신호를 입력받아 상기 IR LED 신호의 송출타임에 맞추어 상기 IR 리모트 컨트롤러의 송신신호와 상기 물체에서 반사되는 상기 IR LED의 송신신호를 구분하여 마이크로 컨트롤러로 출력하며,
상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 근접센서 제어부에서 출력되는 상기 IR 리모트 컨트롤러의 송신신호와 상기 물체에서 반사되는 상기 IR LED의 송신신호를 복원하는 것을 특징으로 한다.
상기 근접센서 제어부는 상기 IR 리모트 컨트롤러의 송신신호가 상기 IR 수신기에 수신되는 동안에는 상기 IR LED 신호를 송출하지 않는 것이 바람직하다.
상기 근접센서 제어부는 상기 IR 리모트 컨트롤러의 송신신호와 상기 IR LED 신호가 동시에 송출되는 경우에 상기 IR LED 신호에 따라 상기 물체에서 반사되는 상기 IR LED의 송신신호를 우선적으로 상기 마이크로 컨트롤러로 출력하는 것이 바람직하다.
외부로부터 근접거리 조절신호를 입력받아 상기 IR LED의 전류를 조절하여 상기 IR LED의 발광강도를 조절하는 근접거리 조절부가 더 포함될 수 있다. 이 때, 상기 근접거리 조절부는, 트랜지스터와, 상기 트랜지스터와 상기 IR LED 사이에 설치되는 가변저항을 포함하여 이루어지고, 상기 가변저항의 저항은 상기 근접거리 조절신호에 의해 가변되며, 상기 트랜지스터는 상기 근접센서 제어부에서 송출되는 상기 IR LED 신호를 스위치 신호로서 게이트로 입력받아 온/오프 되어 상기 IR LED로 IR LED 신호를 전달하도록 설치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 정전용량터치센서와 근접센서가 시분할적으로 동작되기 때문에 정전용량터치센서의 노이즈에 의해 근접센서가 영향을 받지 않으며, 또한 하나의 IR 수신기를 사용하기 때문에 간단하고 비용이 적게 들며, 물체에서 반사되는 IR LED의 송신신호에 의해 의한 간섭을 받지 않는다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.
도 3은 본 발명에 따른 근접센서 겸용 정전용량터치센서(400)를 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 근접센서 겸용 정전용량터치센서(400)의 내부 블록도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 근접센서 겸용 정전용량터치센서(400)는 정전용량센서 제어부(410), 타이밍 생성부(420), 근접센서 제어부(430), 및 근접거리 조절부(440)를 포함하여 이루어진다.
타이밍 생성부(420)는 정전용량센서와 근접센서가 서로 다른 시간대에 동작하도록 정전용량센서 제어부(410)와 근접센서 제어부(430)의 동작시간을 분배 제어한다. 즉, 정전용량센서 제어신호(410a)와 IR LED 제어신호(430a)를 시분할적으로 송출한다.
근접센서 제어부(430)는 IR LED 제어신호(430a)를 입력받으면 근접거리 조절부(440)로 IR LED 신호(210a)를 송출하여 IR LED(210)를 발광시킨다.
근접거리 조절부(440)는 외부로부터 근접거리 조절신호(440a)를 입력받아 IR LED(210)의 전류를 조절하여 IR LED(210)의 발광 강도를 조절하여 근접물체(30)의 인식 거리를 조절한다. IR LED(210)에서 발광되는 빛의 강약에 따라 물체(30)에서 반사되는 빛의 양이 다르기 때문에 근접물체의 인식거리 조절이 가능하다.
구체적으로 근접거리 조절부(44)는 트랜지스터(442)와 가변저항(441)을 포함하여 이루어지며, 가변저항(441)은 IR LED(21)와 트랜지스터(442)에 설치된다. 가 변저항(441)의 저항은 근접거리 조절신호(440a)에 의해 가변되며, 트랜지스터(442)는 근접센서 제어부(430)에서 송출되는 IR LED 신호(210a)를 스위치 신호로서 게이트로 입력받아 온/오프 되어 IR LED(210)로 IR LED 신호(210a)를 전달한다.
도 5는 정전용량센서 제어신호(410a)와 IR LED 제어신호(430a)의 타이밍도로서, 도 5a는 IR LED 제어신호(430a)이고, 도 5b는 정전용량센서 제어신호(410a)이며, 도 5c는 IR LED 신호(210a)이다. 이와 같이 IR LED 제어신호(430a)와 정전용량센서 제어신호(410a)가 시분할적으로 제공되기 때문에 정전용량센서와 근접센서가 다른 시간대에 동작되어 근접센서가 정전용량센서에 의한 노이즈에 영향을 받지 않는다.
근접센서 제어부(430)는 도 5a와 같은 IR LED 제어신호(430a)가 입력되는 동안에 IR 수신기(12)의 수신주파수와 동일한 캐리어 주파수(carrier frequency)를 갖는 도 5c의 IR LED 신호(210a)를 근접거리 조절부(440)로 송출한다. 그러면 IR LED(210)는 이러한 캐리어 주파수에 따라 동작한다.
도 6은 IR LED 신호(210a)와 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)의 타이밍도로서, 도 6a는 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)이고, 도 6b는 IR LED 신호(210a)이며, 도 6c는 IR 수신기(12)의 출력신호(12a)이다.
근접센서 제어부(430)는 도 6c와 같은 IR 수신기(11)의 출력신호(12a)를 입력받아서, IR LED 신호(210a)의 송신타임에 맞추어 도 6d와 같은 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)와 도 6e와 같이 물체(30)에서 반사되어오는 IR LED(210)의 송신신호(22a)를 구분하여 마이크로 컨트롤러(100)로 출력한다. 참조번호 12b는 도 6d와 같은 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)에 따른 출력신호이고, 참조번호 20a는 도 6e와 같이 물체(30)에서 반사되어 오는 IR LED(210)의 송신신호(22a)에 따른 출력신호이다.
근접센서 제어부(430)는 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)가 IR 수신기(12)에 제대로 수신되도록 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)가 IR 수신기(12)에 수신되는 동안에는 IR LED 신호(210a)를 출력하지 않는다.
만약에 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)와 IR LED 신호(210a)가 동시에 발생하는 경우에는 물체(30)에서 반사되어오는 IR LED(210)의 송신신호(22a)에 따른 출력신호(20a)를 우선적으로 출력한다. IR LED(210)에서 송출되는 송신신호(21a)가 물체(30)에서 반사될 때에 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)는 물체(30)에 의해 가려지기 때문에 이와 같이 물체(30)에서 반사되어오는 IR LED(210)의 송신신호(22a)에 우선권을 부여하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 정전용량터치센서와 근접센서가 시분할적으로 동작되기 때문에 정전용량터치센서의 노이즈에 의해 근접센서가 영향을 받지 않으며, 또한 하나의 IR 수신기(12)를 사용하기 때문에 간단하고 비용이 적게 들며, 물체에서 반사되는 IR LED(210)의 송신신호(22a)에 의해 의한 간섭을 받지 않는다.
도 1은 정전용량 터치센서(40), IR 송수신기(11, 12), 및 IR 근접센서(20)가 동시에 설치되는 경우의 문제점을 설명하기 위한 도면;
도 2는 IR 수신기(12)와 근접센서(20)가 동시에 설치되는 경우의 신호간섭을 설명하기 위한 도면;
도 3은 본 발명에 따른 근접센서 겸용 정전용량터치센서(400)를 설명하기 위한 블록도;
도 4는 근접센서 겸용 정전용량터치센서(400)의 내부 블록도;
도 5는 정전용량센서 제어신호(410a)와 IR LED 제어신호(430a)의 타이밍도;
도 6은 IR LED 신호(210a)와 IR 리모트 컨트롤러(11)의 송신신호(11a)의 타이밍도이다.
<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>
11: IR 리모트 컨트롤러 12: IR 수신기
20: IR 근접센서 21: 근접 IR 송신부
22: 근접 IR 수신부 23: 근접 IR 컨트롤러
30: 물체 40: 정전용량 터치센서
100: 마이크로 컨트롤러 210: IR LED
400: 근접센서 겸용 정전용량터치센서
410: 정전용량센서 제어부 420: 타이밍 생성부
430: 근접센서 제어부 440: 근접거리 조절부

Claims (5)

  1. 적외선 송신신호를 발생하는 IR 리모트 컨트롤러;
    물체에 적외선 송신신호를 송출하는 IR LED;
    상기 IR 리모트 컨트롤러의 송신신호, 또는 상기 물체에서 반사되어오는 상기 IR LED의 송신신호를 입력받아 출력신호를 송출하는 IR 수신기;
    정전용량터치센서의 동작을 제어하는 정전용량센서 제어부;
    상기 IR 수신기의 출력신호를 입력받는 근접센서 제어부; 및
    상기 정전용량센서 제어부로 정전용량센서 제어신호를 송출하고, 상기 근접센서 제어부로 IR LED 제어신호를 시분할적으로 송출하는 타이밍 생성부;를 포함하되,
    상기 근접센서 제어부는, 상기 IR LED 제어신호가 입력되는 동안에, 상기 IR LED가 송신신호를 송출하도록 발광시키는 IR LED 신호를 상기 IR LED로 송출하고, 상기 IR 수신기의 출력신호를 입력받아 상기 IR LED 신호의 송출타임에 맞추어 상기 IR 리모트 컨트롤러의 송신신호와 상기 물체에서 반사되는 상기 IR LED의 송신신호를 구분하여 마이크로 컨트롤러로 출력하며,
    상기 마이크로 컨트롤러는, 상기 근접센서 제어부에서 출력되는 상기 IR 리모트 컨트롤러의 송신신호와 상기 물체에서 반사되는 상기 IR LED의 송신신호를 복원하는 것을 특징으로 하는 근접센서 겸용 정전용량터치센서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 근접센서 제어부는 상기 IR 리모트 컨트롤러의 송신신호가 상기 IR 수신기에 수신되는 동안에는 상기 IR LED 신호를 송출하지 않는 것을 특징으로 하는 근접센서 겸용 정전용량 터치센서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 근접센서 제어부는 상기 IR 리모트 컨트롤러의 송신신호와 상기 IR LED 신호가 동시에 송출되는 경우에 상기 IR LED 신호에 따라 상기 물체에서 반사되는 상기 IR LED의 송신신호를 우선적으로 상기 마이크로 컨트롤러로 출력하는 것을 특징으로 하는 근접센서겸용 정전용량 터치센서.
  4. 제1항에 있어서, 외부로부터 근접거리 조절신호를 입력받아 상기 IR LED의 전류를 조절하여 상기 IR LED의 발광강도를 조절하는 근접거리 조절부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 근접센서 겸용 정전용량터치센서.
  5. 제4항에 있어서, 상기 근접거리 조절부는, 트랜지스터와, 상기 트랜지스터와 상기 IR LED 사이에 설치되는 가변저항을 포함하여 이루어지고, 상기 가변저항의 저항은 상기 근접거리 조절신호에 의해 가변되며, 상기 트랜지스터는 상기 근접센서 제어부에서 송출되는 상기 IR LED 신호를 스위치 신호로서 게이트로 입력받아 온/오프 되어 상기 IR LED로 IR LED 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 근접센서 겸용 정전용량터치센서.
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KR101366034B1 (ko) * 2012-05-02 2014-02-24 주식회사 켐트로닉스 터치센서 ｉｃ
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