KR20160025284A

KR20160025284A - 좌표 측정 장치들, 좌표 측정 시스템들 및 좌표 측정 방법들

Info

Publication number: KR20160025284A
Application number: KR1020140112330A
Authority: KR
Inventors: 박성수; 강병훈; 박창병; 조규형
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국과학기술원
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2016-03-08
Also published as: US20160062511A1

Abstract

본 개시는 공진 회로를 포함하는 좌표 표시 장치의 위치를 감지하는 좌표 측정 장치로서, 상기 좌표 표시 장치와의 커패시티브 커플링을 통해, 상기 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 상기 좌표 표시 장치에 전달하고, 상기 좌표 표시 장치에서 발생한 공진 신호를 수신하는 복수의 채널 전극들을 포함하는 패널부; 및 수신된 상기 공진 신호의 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 따라 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 제어부를 포함하는 좌표 측정 장치를 개시한다.

Description

좌표 측정 장치들, 좌표 측정 시스템들 및 좌표 측정 방법들{Coordinates measurement devices, coordinates measurement systems and methods of measuring coordinates}

본 개시는 좌표 측정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 좌표 측정 장치들, 좌표 측정 시스템들 및 좌표 측정 방법들에 관한 것이다.

최근 스마트폰, PDA(Personal Digital Assistant) 또는 태블릿 PC(Personal Computer) 등과 같은 전자 기기의 보급이 활발하게 진행됨에 따라, 상기 전자 기기에 내장되는 접촉 위치 측정 장치 또는 좌표 측정 장치에 대한 기술 개발도 활발하게 진행되고 있다. 상기 전자 기기는 주로 터치 스크린을 포함하고 있으며, 이에 따라, 상기 전자 기기를 터치 입력 장치라고 지칭하기도 한다. 사용자는 손가락 또는 스타일러스 펜을 이용하여 터치 스크린의 특정 좌표를 지정할 수 있고, 이에 따라 사용자는 터치 스크린의 특정 좌표를 지정함으로써 상기 전자 기기에 특정한 신호를 입력할 수 있다.

본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 좌표 표시 장치로부터 수신되는 공진 신호의 감도를 향상시킬 수 있는 좌표 측정 장치, 상기 좌표 측정 장치를 포함하는 좌표 측정 시스템 및 그에 따른 좌표 측정 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 기술적 사상에 따르면, 공진 회로를 포함하는 좌표 표시 장치의 위치를 감지하는 좌표 측정 장치는, 상기 좌표 표시 장치와의 커패시티브 커플링을 통해, 상기 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 상기 좌표 표시 장치에 전달하고, 상기 좌표 표시 장치에서 발생한 공진 신호를 수신하는 복수의 채널 전극들을 포함하는 패널부; 및 수신된 상기 공진 신호의 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 따라 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 제어부를 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 상기 구동 신호의 구동 주파수를 상기 감지된 주파수와 동일한 주파수로 조절할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 상기 구동 신호의 구동 위상을 상기 감지된 위상과 동위상으로 조절할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 상기 공진 신호의 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 대한 정보를 출력하는 감지부를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 출력된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 대한 정보에 따라 상기 구동 신호의 구동 주파수 및 구동 위상 중 적어도 하나를 적응적으로 조절하고, 조절된 상기 구동 신호를 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나에 제공하는 구동부를 더 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 출력된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 대한 정보에 따라 상기 구동 신호의 구동 주파수 및 구동 위상 중 적어도 하나를 제어하는 제어 신호를 생성하는 구동 신호 제어부; 및 생성된 상기 제어 신호에 따라 상기 구동 주파수 및 상기 구동 위상 중 적어도 하나를 적응적으로 조절하고, 조절된 상기 구동 신호를 상기 복수의 채널들 중 적어도 하나에 제공하는 구동부를 더 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 감지부는, 상기 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환(convert)하는 아날로그 디지털 변환부; 및 상기 변환된 디지털 신호로부터 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나를 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 감지부는, 상기 공진 신호를 증폭하여 증폭된 공진 신호를 출력하는 증폭부를 더 포함하고, 상기 아날로그 디지털 변환부는, 상기 증폭된 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 검출부는, 상기 변환된 디지털 신호를 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환(transform)하고, 상기 주파수 영역으로 변환된 상기 변환된 디지털 신호로부터 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 검출부는, 상기 변환된 디지털 신호에 대한 푸리에 변환(fourier transform), 고속 푸리에 변환(fast fourier transform, FFT), 이산 푸리에 변환(discrete fourier transform, DFT) 중 적어도 하나를 통해 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 제어부는, 상기 감지된 위상에 따라 상기 구동 신호의 구동 타이밍을 결정할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 기술적 사상에 따르면, 공진 회로를 포함하는 좌표 표시 장치의 위치를 감지하는 좌표 측정 장치는, 상기 좌표 표시 장치와의 커패시티브 커플링을 통해, 상기 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 상기 좌표 표시 장치에 전달하고, 상기 좌표 표시 장치에서 발생한 공진 신호를 수신하는 복수의 채널 전극들을 포함하는 패널부; 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나로부터 수신한 상기 공진 신호를 증폭하는 증폭부; 증폭된 상기 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환부; 및 상기 변환된 디지털 신호로부터 상기 공진 신호의 위상을 검출하고, 검출된 상기 위상에 따라 상기 구동 신호를 적응적으로 조절시키는 구동 타이밍 신호를 출력하는 검출부를 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 좌표 측정 장치는 상기 구동 타이밍 신호에 따른 구동 구간에 상기 구동 신호를 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나에 제공하는 구동부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 기술적 사상에 따르면, 좌표 측정 시스템은 공진 회로를 포함하는 좌표 표시 장치; 및 상기 좌표 표시 장치와의 커패시티브 커플링을 통해, 상기 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 상기 좌표 표시 장치에 전달하고, 상기 좌표 표시 장치에서 발생한 공진 신호를 수신하는 복수의 채널 전극들을 포함하는 패널부, 및 수신된 상기 공진 신호의 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 따라 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 제어부를 포함하는 좌표 측정 장치를 포함한다.

또한, 본 발명의 다른 기술적 사상에 따르면, 복수의 채널 전극들을 포함하는 좌표 측정 장치에서 좌표 표시 장치의 위치를 측정하는 방법은, 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나와 상기 좌표 표시 장치의 커패시티브 커플링을 통해, 상기 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 상기 좌표 표시 장치에 전달하는 단계; 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나와 상기 좌표 표시 장치의 커패시티브 커플링을 통해 상기 좌표 표시 장치로부터 공진 신호를 수신하는 단계; 수신된 상기 공진 신호의 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하는 단계; 감지된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 따라 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 단계; 및 조절된 상기 구동 신호를 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나에 제공하는 단계를 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 단계는, 상기 구동 신호의 구동 주파수를 상기 감지된 주파수와 동일한 주파수로 조절할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 단계는, 상기 구동 신호의 구동 위상을 상기 감지된 위상과 동위상으로 조절할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 단계는, 상기 감지된 위상에 따라 상기 구동 신호의 구동 타이밍을 결정할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은 감지된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 따라 상기 구동 신호의 구동 주파수 및 구동 위상 중 적어도 하나를 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 단계는, 상기 제어 신호에 따라 상기 구동 신호를 적응적으로 조절할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하는 단계는, 상기 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 디지털 신호로부터 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하는 단계는, 상기 공진 신호를 증폭하여 증폭된 공진 신호를 출력하는 단계를 더 포함하고, 상기 디지털 신호로 변환하는 단계는, 상기 증폭된 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 기술적 사상에 따르면, 복수의 채널 전극들을 포함하는 좌표 측정 장치에서 좌표 표시 장치의 위치를 측정하는 방법은, 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나와 상기 좌표 표시 장치의 커패시티브 커플링을 통해, 상기 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 상기 좌표 표시 장치에 전달하는 단계; 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나와 상기 좌표 표시 장치의 커패시티브 커플링을 통해 상기 좌표 표시 장치로부터 공진 신호를 수신하는 단계; 수신된 상기 공진 신호의 위상을 감지하는 단계; 감지된 상기 위상에 따라 구동 신호를 적응적으로 조절시키는 구동 타이밍 신호를 생성하는 단계; 및 생성된 상기 구동 타이밍 신호에 따른 구동 구간에 상기 구동 신호를 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나에 제공하는 단계를 포함한다.

일부 실시예들에 있어서, 상기 위상을 감지하는 단계는, 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나로부터 수신한 상기 공진 신호를 증폭하는 단계; 증폭된 상기 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 디지털 신호로부터 상기 위상을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 장치를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 표시 장치의 일 예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 3의 공진 회로부를 구체적으로 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 공진 회로부를 구체적으로 나타내는 회로도이다.
도 6은 구동 신호의 구동 주파수가 고정된 경우 좌표 표시 장치에서 출력되는 공진 신호의 예들을 나타내는 그래프들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부를 나타내는 블록도이다.
도 10은 도 9의 감지부의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시예들에 따른 검출부들을 나타내는 블록도이다.
도 12은 구동 신호의 파형, 구동 주파수와 공진 주파수가 다른 경우의 공진 신호의 파형 및 구동 주파수와 공진 주파수가 일치하는 경우의 공진 신호의 파형을 나타낸다.
도 13은 구동 신호의 위상이 공진 신호의 위상과 다른 경우에 구동 신호의 파형 및 공진 신호의 파형을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라, 구동 신호의 위상과 공진 신호의 위상이 동일한 경우에 구동 신호의 파형 및 공진 신호의 파형을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라, 구동 신호의 구동 주파수 및 구동 위상이 공진 신호에 적응적으로 조절된 경우 좌표 표시 장치에서 출력되는 공진 신호의 예들을 나타내는 그래프들이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 좌표 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.

하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.

또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 시스템(1)의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 좌표 측정 시스템(coordinate measuring system)(1)은 좌표 측정 장치(coordinate measuring device)(10) 및 좌표 표시 장치(coordinate indicating device)(20)를 포함할 수 있다. 좌표 측정 장치(10)는 좌표 표시 장치(20)의 위치 또는 터치 입력과 같은 정보를 검출하여, 입력 위치의 좌표를 측정할 수 있다. 또한, 좌표 측정 장치(10)는 손가락(30)과 같은 사용자의 신체 일부분의 접촉 위치를 검출하여, 입력 위치의 좌표를 측정할 수도 있다.

좌표 측정 장치(10)는 터치 입력이 가능한 터치 스크린을 구비한 장치로서, 터치 입력 장치라고도 지칭할 수 있다. 좌표 측정 장치(10)는 좌표 표시 장치(20)에 의한 접촉 또는 손가락(30) 등에 의한 신체 접촉으로 터치 입력을 받을 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 예를 들어, 좌표 측정 장치(10)는 스마트폰, 태블릿 PC, PDA, 카메라 등과 같은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

일반적으로, 터치 스크린은 전기적 방식, 적외선 방식 및 초음파 방식 등에 기초하여 동작할 수 있으며, 전기적 방식의 예로는 저항식(resistive) 터치 스크린 또는 정전식(capacitive) 터치 스크린이 있다. 저항식 터치 스크린은 사용자의 손가락과 스타일러스 펜을 동시에 인식할 수 있는 장점이 있으나, ITO 층들 사이의 공기 층으로 인한 반사에 의한 문제점이 있다. 구체적으로, ITO 층들 사이의 공기 층에 의해 디스플레이로부터 투과되는 빛의 투과율이 저하되고, 외광 반사가 증가되는 문제점이 생길 수 있다.

이에 따라, 정전식 터치 스크린이 많이 이용되는데, 정전식 터치 스크린은 물체의 접촉에 의해 발생되는 투명 전극의 정전 용량의 차이를 감지하는 방식으로 작동한다. 그러나, 정전식 터치 스크린은 사용자의 손과 펜의 물리적인 구분이 어려워서 펜을 사용하는 경우 의도하지 않은 손의 접촉에 의한 동작 오류가 발생할 수 있는 단점이 있다.

이러한 단점을 개선하기 위한 종래의 기술로는, 접촉 면적 및 형태에 따라 손과 펜을 구분하는 소프트웨어를 이용하는 방법 및 EMR(Electro Magnetic Resonance) 방식과 같은 별도의 위치 측정 장치를 구비하는 방법 등이 있다. 소프트웨어를 이용하는 방법은 의도하지 않은 손의 접촉에 의한 동작 오류를 완전히 해소하지 못하며, 별도의 위치 측정 장치를 구비하는 방법은 추가되는 부품으로 인하여 전가 기기의 부피, 무게 및 비용이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다. 이에 따라, 별도의 위치 측정 장치의 추가 없이 스타일러스 펜과 같은 물체를 사용하여 터치 입력을 하는 경우에 동작 오류 없이 터치 입력을 판단할 수 있는 기술의 개발이 요구된다.

본 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10)는 정전 용량 방식으로 손가락과 같은 전도성 물체의 터치를 감지할 수 있으며, 좌표 표시 장치(20)는 좌표 측정 장치(10)의 터치 스크린과의 접촉에 의해, 좌표 측정 장치(10)에 좌표 입력, 즉, 터치 입력을 제공할 수 있다. 구체적으로, 좌표 표시 장치(20)는 전도성 접촉부를 구비할 수 있고, 전도성 접촉부와 좌표 측정 장치(10)의 터치 스크린의 접촉 시, 좌표 측정 장치(10)의 특정 좌표를 지정할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 좌표 표시 장치(20)는 좌표 측정 장치(10)의 터치 스크린과의 직접 접촉이 아닌 근접에 의해, 좌표 측정 장치(10)에 좌표 입력을 제공할 수도 있다.

좌표 표시 장치(20)는 스타일러스 펜과 같은 형태로 구현될 수 있으며, 손가락(30)과 비교하여 상대적으로 접촉 면적이 작을 수 있다. 그러나, 좌표 표시 장치(20)의 형태는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 예를 들어, 교구, 인형, 장난감 등과 같은 형태로 구현될 수도 있다.

좌표 측정 장치(10)는 터치 입력을 제공하는 접촉 물체의 입력 위치를 측정할 수 있고, 접촉 물체의 종류를 구분할 수 있다. 여기서, 접촉 물체는 손가락(30)과 같은 사용자의 신체 일부 또는 스타일러스 펜과 같은 좌표 표시 장치(20)일 수 있다. 구체적으로, 먼저, 좌표 측정 장치(10)는 접촉 물체(20 또는 30)의 입력 위치를 측정할 수 있다. 좌표 측정 장치(10)는 예를 들어 접촉 물체(20 또는 30)의 접촉에 의한 커패시턴스 변경에 따라 접촉 물체(20 또는 30)의 위치를 측정할 수 있다. 한편, 좌표 측정 장치(10)는 좌표 표시 장치(20)에서 발생하는 공진신호의 크기에 기초하여 좌표 표시 장치(20)의 위치를 측정할 수도 있다.

이어서, 좌표 측정 장치(10)는 접촉 물체(20 또는 30)의 종류를 구별할 수 있다. 접촉 물체가 좌표 표시 장치(20)인 경우, 좌표 측정 장치(10)는 좌표 표시 장치(20)로부터 식별 정보를 입력받을 수 있다. 더욱 상세하게는, 좌표 측정 장치(10)는 좌표 표시 장치(20)로 소정의 구동 신호(Tsig)를 전달할 수 있으며, 좌표 측정 장치(10)는 구동 신호(Tsig)에 따른 좌표 표시 장치(20)의 주파수 응답 특성에 기초하여 접촉 물체의 종류를 판단할 수 있다.

좌표 측정 장치(10)가 구동 신호(Tsig)에 따른 특정한 주파수 응답신호를 수신한 경우에는, 좌표 측정 장치(10)는 접촉 물체가 좌표 표시 장치(20)인 것으로 판단할 수 있다. 한편, 좌표 측정 장치(10)가 구동 신호(Tsig)에 따른 특정한 주파수 응답신호를 수신하지 못한 경우에는, 좌표 측정 장치(10)는 접촉 물체가 손가락(30)과 같은 사용자의 신체 일부인 것으로 판단할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10a)를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 좌표 측정 장치(10a)는 패널부(100) 및 제어부(200)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 좌표 측정 장치(10a)는 LCD, OLED와 같은 영상표시수단 또는 보호 윈도우(window) 등을 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10a)는 도 1의 좌표 측정 장치(10)의 일 예로서, 도 1을 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10a)에 적용될 수 있다. 따라서, 좌표 측정 장치(10a)는 예를 들어, 스타일러스 펜과 같은 좌표 표시 장치(20)의 입력 위치를 측정할 수 있다.

패널부(100)는 복수의 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123)을 포함할 수 있다. 복수의 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123)은 대응하는 연결 배선들(130)을 통해 제어부(200)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123)은 ITO(Indium Tin Oxide)로 구현될 수 있다.

도 2에서, 패널부(100)는 6개의 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123)을 포함하는 것으로 도시되었으나, 이는 일 실시예에 불과하고, 다른 실시예에서 패널부(100)는 더 많은 수의 채널 전극들을 포함할 수 있다. 또한, 도 2에서, 복수의 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123)의 형상이 단순한 직사각형 형태로 도시되어 있으나, 이는 일 실시예에 불과하고, 각 채널 전극의 형상은 보다 다양한 형태로 구현될 수 있다.

본 실시예에서, 복수의 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123)은 서로 직교하는 방향으로 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 방향(예를 들어, Y축 방향)에 따라 서로 평행하게 배치된 제1 채널 전극들(111 내지 113)은 제1 방향에 직교하는 제2 방향(예를 들어, X축 방향) 위치를 측정하기 위한 전극들이고, 제2 방향에 따라 서로 평행하게 배치된 제2 채널 전극들(121 내지 123)은 이와 직교하는 제1 방향의 위치를 측정하기 위한 전극들이다.

본 실시예에서, 제2 채널 전극들(121 내지 123)은 송신 및 수신용 전극들이고, 제1 채널 전극들(111 내지 113)은 수신용 전극들일 수 있다. 제2 채널 전극들(121 내지 123)은 송신 시에는 제어부(200)에서 생성된 전기적 신호를 외부에 전달할 수 있고, 수신 시에는 외부에서 입력되는 전기적 신호를 수신하여 제어부(200)에 전달할 수 있다.

복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나는 좌표 표시 장치(20)와의 커패시티브 커플링(capacitive coupling)을 통해, 좌표 표시 장치(20)의 공진을 위한 구동 신호(Tsig)를 좌표 표시 장치(20)에 전달할 수 있다. 구체적으로, 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나는 제어부(200)로부터 구동 신호(Tsig)를 좌표 표시 장치(20)에 송신할 수 있다. 좌표 표시 장치(20)는 구동 신호(Tsig)를 수신함으로써, 공진에 필요한 에너지를 획득할 수 있다.

또한, 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123) 중 적어도 하나는 좌표 표시 장치(20)와의 커패시티브 커플링을 통해, 좌표 표시 장치(20)에서 발생한 공진 신호(Rsig)를 수신할 수 있다. 구체적으로, 복수의 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123) 중 적어도 하나는 좌표 표시 장치(20)로부터 공진 신호(Rsig)를 수신하고, 수신된 공진 신호(Rsig)를 제어부(200)에 전달할 수 있다.

제어부(200)는 수신된 공진 신호(Rsig)의 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 주파수 및 위상 중 적어도 하나에 따라 구동 신호(Tsig)를 적응적으로 조절할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(200)는 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수를 감지된 주파수와 동일한 주파수로 조절할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어부(200)는 구동 신호(Tsig)의 구동 위상을 감지된 위상과 동위상으로 조절할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제어부(200)는 감지된 위상에 따라 구동 신호(Tsig)의 구동 타이밍을 결정할 수 있다.

또한, 제어부(200)는 좌표 표시 장치(20)의 위치를 감지할 수 있으며, 구체적으로, 좌표 표시 장치(20)의 입력 위치를 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(200)는 제1 채널 전극들(111 내지 113) 중 공진 신호(Rsig)의 세기 변화가 가장 큰 채널 전극에 대응하는 X축 좌표를 좌표 표시 장치(20)의 입력 위치의 X축 좌표인 것으로 판단할 수 있다. 또한, 제어부(200)는 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중, 공진 신호(Rsig)의 세기 변화가 가장 큰 구간에 구동 신호(Tsig)를 전달받은 채널 전극에 대응하는 Y축 좌표를 좌표 표시 장치(20)의 입력 위치의 Y축 좌표인 것으로 판단할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다른 실시예에서, 제어부(200)는 각 구간에서 공진 신호(Rsig)의 세기 변화를 기초로 하여 인터폴레이션 또는 다른 알고리즘에 기초하여 입력 위치의 좌표를 판단할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 표시 장치의 일 예(20a)를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 3을 참조하면, 좌표 표시 장치(20a)는 전도성 접촉부(21) 및 공진 회로부(22)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 좌표 표시 장치(20a)는 별도의 내부 전원을 포함하지 않고, 패시브(passive) 방식으로 동작할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다른 실시예에서, 좌표 표시 장치(20a)는 배터리와 같은 내부 전원을 더 포함할 수도 있다. 본 실시예에서, 좌표 표시 장치(20a)는 펜의 형상으로 구현될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

전도성 접촉부(21)는 좌표 측정 장치(예를 들어, 도 2의 10a)에 포함된 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나, 예를 들어, 채널 전극(111)과 커패시티브 커플링을 형성함으로써, 커패시턴스(C)를 가질 수 있다. 전도성 접촉부(21)는 예를 들어, 금속성 팁(tip)으로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 전도성 팁이라고 지칭할 수도 있다. 전도성 접촉부(21)는 비전도성 물질 내부에 배치되어, 그 일부가 외부로 노출될 수도 있다.

공진 회로부(22)는 전도성 접촉부(21)와 접지 단자(23) 사이에 연결되고, 커패시티브 커플링(C)을 통해 좌표 측정 장치(10a)로부터 수신한 구동 신호(Tsig)를 기초로 공진에 필요한 에너지를 획득할 수 있다. 공진 회로부(22)는 획득한 에너지를 기초로 공진 신호(Rsig)를 생성할 수 있는데, 공진 신호(Rsig)는 특정 공진 주파수를 가지는 정현파 형상으로 출력될 수 있다. 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수는 좌표 표시 장치(20a)에 대한 식별 정보로 이용될 수 있다. 본 실시예에서, 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수는 필압에 따라 가변적일 수 있다.

도 4는 도 3의 공진 회로부(22)를 구체적으로 나타내는 블록도이다.

도 4를 참조하면, 공진 회로부(22)는 고정 임피던스부(22a) 및 가변 임피던스부(22b)를 포함할 수 있다. 고정 임피던스부(22a)는 고정된 커패시턴스를 갖는 고정 커패시터(Cf) 및 고정된 인덕턴스를 갖는 고정 인덕터(Lf)를 포함함으로써, 고유 공진 주파수를 갖는 공진 신호를 출력할 수 있다.

가변 임피던스부(22b)는 접촉 압력 및 접촉 여부 중 적어도 하나에 의해 가변되는 임피던스를 가질 수 있다. 구체적으로, 가변 임피던스부(22b)는 필압에 따라 가변적인 임피던스를 생성하고, 이에 따라, 필압 검출부라고 지칭할 수도 있다. 가변 임피던스부(22b)는 가변 커패시터(Cv), 가변 인덕터(Lv) 및 가변 저항(Rv) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 5는 도 4의 공진 회로부(22)를 구체적으로 나타내는 회로도이다.

도 5를 참조하면, 고정 임피던스부(22a')는 병렬로 연결된 고정 커패시터(Cf) 및 고정 인덕터(Lf)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 고정 임피던스부(22a')는 직렬 또는 병렬로 연결되는 저항을 더 포함할 수 있다.

가변 임피던스부(22b')는 필압에 따라 변경되는 커패시턴스를 갖는 가변 커패시터(Cv)를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다른 실시예에서, 가변 임피던스부(22b')는 필압에 따라 변경되는 인덕턱스를 갖는 가변 인덕터(Lv)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 가변 임피던스부(22b')는 직렬 또는 병렬로 연결되는 가변 저항을 더 포함할 수도 있다.

이하에서는, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 좌표 측정 장치(10a) 및 좌표 표시 장치(20a)의 동작에 대해 상술하기로 한다.

좌표 표시 장치(20a)가 좌표 측정 장치(10a)에 접촉 또는 근접할 경우, 전도성 접촉부(21)는 채널 전극(111)과 커패시티브 커플링을 형성하고, 형성된 커패시티브 커플링을 통해 채널 전극(111)으로부터 구동 신호(Tsig)를 수신할 수 있다. 다시 말해, 좌표 표시 장치(20a)는 커패시티브 커플링을 통해 좌표 측정 장치(10a)로부터 공진에 필요한 에너지를 획득할 수 있다. 따라서, 좌표 표시 장치(20a)는 별도의 배터리를 구비하지 않아도 되므로, 배터리를 구비하는 기존의 좌표 표시 장치와 달리, 배터리 교환으로 인한 불편함, 비용 상승 또는 부피 증가 등과 같은 문제점이 발생하지 않을 수 있다.

이어서, 전도성 접촉부(21)와 전기적으로 연결된 공진 회로부(22)는 획득한 에너지를 기초로 공진 신호(Rsig)를 생성할 수 있고, 생성된 공진 신호(Rsig)는 전도성 접촉부(21)와 채널 전극(111)의 커패시티브 커플링을 통해 다시 좌표 측정 장치(10a)에 제공될 수 있다. 이때, 공진 회로부(22)는 필압에 따라 가변적인 공진 주파수를 갖는 공진 신호를 생성할 수 있다.

도 6a 내지 도 6g는 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수가 고정된 상태에서 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수가 변화하는 예들을 나타내는 그래프들이다.

도 6a 내지 도 6g를 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 공진 신호(Rsig)의 세기를 전압으로 나타낸다. 이때, 구동 신호(Tsig)는 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수에 무관하게 일정한 값으로 고정된 구동 주파수(fd)를 갖는다. 도 6a는 공진 신호(Rsig)가 제1 공진 주파수(fr1)를 갖는 경우를 나타내고, 도 6b는 공진 신호(Rsig)가 제2 공진 주파수(fr2)를 갖는 경우를 나타내며, 도 6c는 공진 신호(Rsig)가 제3 공진 주파수(fr3)를 갖는 경우를 나타내고, 도 6d는 공진 신호(Rsig)가 제4 공진 주파수(fr4)를 갖는 경우를 나타내며, 도 6e는 공진 신호(Rsig)가 제5 공진 주파수(fr5)를 갖는 경우를 나타내고, 도 6f는 공진 신호(Rsig)가 제6 공진 주파수(fr6)를 갖는 경우를 나타내며, 도 6g는 공진 신호(Rsig)가 제7 공진 주파수(fr7)를 갖는 경우를 나타낸다. 이때, 제1 내지 제7 공진 주파수들(fr1 내지 fr7)은 서로 다를 수 있다.

도 6d에 도시된 예에서, 제4 공진 주파수(fr4)는 구동 주파수(fd)와 동일할 수 있다. 이와 같이, 제4 공진 주파수(fr4)와 구동 주파수(fd)가 일치할 경우 좌표 측정 장치에서 좌표 표시 장치로의 에너지 전달이 용이하고, 이에 따라, 좌표 표시 장치는 상대적으로 큰 폭의 공진 신호(Rsig)를 생성하게 되며, 시간에 따라 공진 신호(Rsig)의 진폭이 커진다.

그러나, 도 6a 내지 도 6c 및 도 6e 내지 도 6g에 도시된 예들에서, 제1 내지 3 및 제5 및 제7 공진 주파수들(fr1 내지 fr3, fr5 내지 fr7)은 구동 주파수(fd)와 다를 수 있다. 도 6c 및 도 6e의 예들에서, 좌표 측정 장치에서 좌표 표시 장치로의 에너지 전달이 용이하지 않음으로 인해, 좌표 표시 장치는 상대적으로 작은 폭의 공진 신호(Rsig)를 생성하게 되며, 시간에 따라 공진 신호(Rsig)의 진폭이 작아지는 경우도 발생한다. 또한, 도 6b 및 도 6f의 예들에서, 좌표 측정 장치에서 좌표 표시 장치로의 에너지 전달이 용이하지 않음으로 인해, 도 6d와 같이 구동 신호에 따라서 공진 신호(Rsig)의 진폭이 단계적으로 증가하는 형태를 보이지 못하고 있다. 도 6a 내지 도 6g에서, 세로축의 스케일은 서로 동일하지 않으며, 동일한 스케일에서 보면 도 6d에 비해 도 6a 내지 도 6c 및 도 6e 내지 도 6g에 도시된 다른 파형들은 현저히 작은 크기를 보여주게 된다.

이와 같이, 좌표 표시 장치(20a)에 대한 필압의 변경에 따라 좌표 표시 장치(20a)에서 생성되는 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr)가 변경되는 경우, 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수(fd)와 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr)의 차이로 인해 신호 전달의 효율이 떨어질 수 있다. 이에 따라, 좌표 측정 장치(10a)가 수신하는 공진 신호(Rsig)의 진폭이 감소할 수 있고, 이로써, 좌표 측정 장치(10a)의 좌표 측정의 정확성 및 효율성이 감소하여 동작 오류가 발생할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10b)를 나타내는 블록도이다.

도 7을 참조하면, 좌표 측정 장치(10b)는 패널부(100) 및 제어부(200a)를 포함할 수 있고, 제어부(200a)는 감지부(210) 및 구동부(230)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(200a)는 제1 내지 제3 제어 스위치들(220, 240, 245)을 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10b)는 도 1의 좌표 측정 장치(10) 및 도 2의 좌표 측정 장치(10a)의 변형 실시예로서, 도 1 및 도 2를 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 중복된 설명은 생략하기로 한다.

패널부(100)는 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제2 채널 전극들(121 내지 123)은 제2 방향(예를 들어, X축 방향)을 따라 서로 평행하게 배열되고, 송신 전극들 및 수신 전극들로 이용 가능하며, 제1 채널 전극들(111 내지 113)은 제1 방향(예를 들어, Y축 방향)을 따라 서로 평행하게 배열되고, 수신 전극들로만 이용 가능하다. 이와 같이, 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123)을 모두 수신 전극들로 이용함으로써, 2차원 평면 상에서 좌표 표시 장치(20)의 위치를 측정할 수 있게 된다.

제1 제어 스위치(220)는 기설정된 순서에 기초하여 감지부(210)와 제1 채널 전극들(111 내지 113) 사이의 연결을 제어할 수 있다. 제2 제어 스위치(240)는 기설정된 순서에 기초하여 제2 채널 전극들(121 내지 123)과 제3 제어 스위치(245) 사이의 연결을 제어할 수 있다. 제3 제어 스위치(245)는 기설정된 순서에 기초하여 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 제2 제어 스위치(240)에 의해 연결된 채널 전극을 감지부(210) 또는 구동부(230)에 연결시킬 수 있다.

구동부(230)는 제2 및 제3 제어 스위치들(240, 245)의 스위칭 동작을 통해 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 하나에 구동 신호(Tsig)를 제공할 수 있다. 실시예에 따라, 구동부(230)는 송신부라고 지칭할 수도 있다. 구체적으로, 제3 제어 스위치(245)는 구동 시에 구동부(230)를 제2 제어 스위치(240)에 연결시킬 수 있다. 이때, 구동부(230)와 연결된 제2 제어 스위치(240)는 기설정된 순서에 기초하여 구동부(230)와 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 사이의 연결을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 제어 스위치(240)는 제1 기간 동안 제2 채널 전극(121)을 구동부(230)에 연결하고, 제2 기간 동안 제2 채널 전극(122)을 구동부(230)에 연결하며, 제3 기간 동안 제2 채널 전극(123)을 구동부(230)에 연결할 수 있다.

감지부(210)는 제1 내지 제3 제어 스위치들(220, 240, 245)의 스위칭 동작을 통해 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123) 중 하나로부터 공진 신호(Rsig)를 수신할 수 있다. 실시예에 따라, 감지부(210)는 수신부라고 지칭할 수도 있다. 구체적으로, 제3 제어 스위치(245)는 수신 시에 감지부(210)를 제2 제어 스위치(240)에 연결시킬 수 있다. 제1 및 제2 제어 전극 스위치들(220, 240)은 기설정된 순서에 기초하여 감지부(210)와 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123) 사이의 연결을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 제어 스위치(220)는 제1 기간 동안 제1 채널 전극(111)을 감지부(210)에 연결하고, 제2 기간 동안 제1 채널 전극(112)을 감지부(210)에 연결하며, 제3 기간 동안 제1 채널 전극(113)을 감지부(210)에 연결할 수 있다.

도시되지는 않았지만, 다른 실시예에서, 제어부(200a)는 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지113, 121 내지 123)에 각각 대응하는 복수의 감지부들을 포함할 수 있고, 복수의 감지부들의 각각은 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123)로부터 동시에 공진 신호(Rsig)를 수신할 수 있다.

본 실시예에서, 감지부(210)는 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123) 중 적어도 하나로부터 수신한 공진 신호(Rsig)의 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 주파수 및 위상 중 적어도 하나에 대한 정보를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 감지부(210)는 공진 신호(Rsig)를 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환(transform)하고, 주파수 영역으로 변환된 공진 신호로부터 공진 주파수(fr) 및 공진 신호의 위상(Φr)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 감지부(210)는 DSP(digital signal processor)를 포함할 수 있다.

또한, 구동부(230)는 출력된 주파수(fr) 및 위상(Φr) 중 적어도 하나에 대한 정보에 따라 구동 신호(Tsig)의 주파수(fd) 및 위상(Φd) 중 적어도 하나를 적응적으로 조절하고, 조절된 구동 신호(Tsig)를 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나에 제공할 수 있다. 따라서, 조절된 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수(fd)는 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr)와 동일할 수 있거나, 조절된 구동 신호(Tsig)의 구동 위상(Φd)은 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)과 동위상일 수 있다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 좌표 표시 장치(20)에 대한 필압 변화 등으로 인해 좌표 표시 장치(20)에서 생성되는 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수가 변경되더라도, 좌표 측정 장치(10b)에 포함된 제어부(200a)가 공진 신호(Rsig)의 변경된 공진 주파수 또는 위상을 검출하고, 이에 적응적으로 구동 신호(Tsig)의 주파수 또는 위상을 조절할 수 있다. 이에 따라, 좌표 측정 장치(10b)로부터 좌표 표시 장치(20)로의 에너지 전달을 용이하게 하고, 좌표 표시 장치(20)에서 생성되는 공진 신호(Rsig)의 진폭이 시간에 따라 안정적으로 증가할 수 있다. 따라서, 공진 신호(Rsig)의 감도가 향상됨으로써, 좌표 측정 장치(10b)에서 측정 동작의 정확도 및 효율성이 향상될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10c)를 나타내는 블록도이다.

도 8을 참조하면, 좌표 측정 장치(10c)는 패널부(100) 및 제어부(200b)를 포함할 수 있고, 제어부(200b)는 감지부(210), 구동부(230) 및 구동 신호 제어부(250)를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(200b)는 제1 내지 제3 제어 스위치들(220, 240, 245)을 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10c)는 도 7의 좌표 측정 장치(10b)의 변형 실시예로서, 도 7을 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 중복된 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에서, 감지부(210)는 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123) 중 적어도 하나로부터 수신한 공진 신호(Rsig)의 주파수(fr) 및 위상(Φr) 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 주파수(fr) 및 위상(Φr) 중 적어도 하나에 대한 정보를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 감지부(210)는 공진 신호(Rsig)를 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환(transform)하고, 주파수 영역으로 변환된 공진 신호로부터 공진 주파수(fr) 및 공진 신호의 위상(Φr)을 검출할 수 있다. 예를 들어, 감지부(210)는 DSP(digital signal processor)를 포함할 수 있다.

구동 신호 제어부(250)는 출력된 주파수(fr) 및 위상(Φr) 중 적어도 하나에 대한 정보에 따라 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수(fd) 및 구동 위상(Φd) 중 적어도 하나를 제어 하는 제어 신호(CON)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 구동 신호 제어부(250)는 MCU(micro controller unit)로 구현될 수 있다.

구동부(230)는 생성된 제어 신호(CON)에 따라 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수(fd) 및 구동 위상(Φd) 중 적어도 하나를 적응적으로 조절하고, 조절된 구동 신호(Tsig)를 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나에 제공할 수 있다. 따라서, 조절된 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수(fd)는 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr)와 동일할 수 있거나, 조절된 구동 신호(Tsig)의 구동 위상(Φd)은 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)과 동위상일 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 감지부(210)를 나타내는 블록도이다.

도 9를 참조하면, 감지부(210)는 증폭부(211), 아날로그 디지털 변환부(Analog to Digital Converter, ADC)(213) 및 검출부(215)를 포함할 수 있다.

증폭부(211)는 공진 신호(Rsig)를 증폭하여 증폭된 공진 신호를 출력할 수 있다. 아날로그 디지털 변환부(213)는 증폭된 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환할 수 있다. 검출부(215)는 변환된 디지털 신호로부터 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 검출부(215)는 변환된 디지털 신호에 대한 푸리에 변환(fourier transform), 고속 푸리에 변환(fast fourier transform, FFT), 이산 푸리에 변환(discrete fourier transform, DFT) 중 적어도 하나를 통해 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr) 및 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr) 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.

도 10은 도 9의 감지부의 일 예(210a)를 나타내는 블록도이다.

도 10을 참조하면, 증폭부(211a)는 공진 신호(Rsig)를 수신하는 제1 입력 단자 및 접지 단자에 연결된 제2 입력 단자를 갖고, 공진 신호(Rsig)를 소정의 비율로 증폭하여 증폭된 공진 신호를 출력할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다른 실시예에서, 증폭부(211a)의 구성은 다양하게 변경될 수 있다.

도 11a 내지 도 11d는 본 발명의 실시예들에 따른 검출부들(215a 내지 215d)을 나타내는 블록도이다.

도 11a를 참조하면, 검출부(215a)는 주파수 검출부(2151)를 포함할 수 있다. 주파수 검출부(2151)는 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr)를 검출하고, 검출된 공진 주파수(fr)를 구동부(230) 또는 구동 신호 제어부(250)에 제공할 수 있다.

도 12a 내지 도 12c는 구동 신호의 파형, 구동 주파수와 공진 주파수가 다른 경우의 공진 신호의 파형 및 구동 주파수와 공진 주파수가 일치하는 경우의 공진 신호의 파형을 각각 나타낸다.

도 12a 내지 도 12c를 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 신호의 세기를 전압으로 나타낸다. 도 12a는 소정의 구동 주파수(fd)를 갖는 구동 신호(Tsig)를 나타낸다. 구동부(예를 들어, 도 7의 230)는 구동 구간(driving period)(DP)에 구동 신호(Tsig)를 출력하고, 휴지 구간(rest period)(RP)에는 구동 신호(Tsig)를 출력하지 않을 수 있다. 구체적으로, 구동 신호(Tsig)는 구동 주파수(fd)를 갖는 구형파 신호로 출력될 수 있다.

도 12b는 구동 주파수(fd)와 공진 주파수(fr)가 다른 경우를 나타낸다. 제1 및 제3 구동 구간(DP1, DP3)에서는 공진 신호(Rsig)의 진폭이 시간에 따라 증가하지만, 제2 및 제4 구동 구간(DP2, DP4)에서는 공진 신호(Rsig)의 진폭이 시간에 따라 감소한다. 이에 따라, 공진 신호(Rsig)의 진폭을 시간에 따라 일정하게 증가시키기 어렵다. 도 12b의 예는 구동 주파수(fd)와 공진 주파수(fr) 사이의 차이가 상대적으로 작은 경우이고, 만약 구동 주파수(fd)와 공진 주파수(fr) 사이의 차이가 상대적으로 큰 경우에는 공진 신호(Rsig)가 발생하지 않을 수 있다.

도 12c는 구동 주파수(fd)와 공진 주파수(fr)가 동일한 경우를 나타낸다. 제1 내지 제4 구동 구간들(DP1 내지 DP4) 모두에서 공진 신호(Rsig)의 진폭이 시간에 따라 증가한다. 한편, 제1 내지 제4 휴지 구간들(RP1 내지 RP4) 모두에서 공진 신호(Rsig)의 진폭이 시간에 따라 감소한다. 이에 따라, 구동 구간의 길이, 휴지 구간의 길이, 구동 구간의 횟수 등에 따른 공진 신호(Rsig)의 진폭 변화를 예측 가능하므로, 공진 신호(Rsig)의 조절이 용이하게 된다. 이때, 휴지 구간 동안 공진 신호(Rsig)의 감소 비율은 공진 회로부(22) 내부의 저항 또는 외부 커플링 손실에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 공진 신호의 주파수를 측정하여, 동일한 주파수로 구동 신호를 발생시키는 경우, 필압 변화 등으로 인한 공진 신호의 주파수 변화에 관계 없이 항상 안정적으로 공진신호의 크기를 확보할 수 있게 된다.

다시 도 11b를 참조하면, 검출부(215b)는 위상 검출부(2152)를 포함할 수 있다. 위상 검출부(2152)는 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)을 검출하고, 검출된 위상(Φr)을 구동부(230) 또는 구동 신호 제어부(250)에 제공할 수 있다.

도 13a 및 도 13b는 구동 신호의 위상이 공진 신호의 위상과 다른 경우에 구동 신호의 파형 및 공진 신호의 파형을 각각 나타낸다.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 신호의 세기를 전압으로 나타낸다. 도 13a는 소정의 구동 주파수(fd)를 갖는 구동 신호(Tsig)를 나타낸다. 구동부(예를 들어, 도 7의 230)는 구동 구간에 구동 신호(Tsig)를 출력하고, 휴지 구간에는 구동 신호(Tsig)를 출력하지 않을 수 있다. 구체적으로, 구동 신호(Tsig)는 구동 주파수(fd)를 갖는 구형파 신호로 출력될 수 있다.

도 13b는 구동 신호(Tsig)의 위상과 공진 신호(Rsig)의 위상이 동일하지 않은(out of phase) 경우를 나타낸다. 여기서, 제2 구동 구간의 시작점에서 구동 신호(Tsig)와 공진 신호(Rsig)의 위상 차이를 비교하는 것으로 가정한다. 이 경우, 구동 구간에서 공진 신호(Rsig)의 진폭이 시간에 따라 증가하기도 하지만, 어떤 경우에는 감소하기도 하는 등 일정하지 않은 변화 패턴을 나타낸다. 이와 같이, 구동 신호(Tsig)와 공진 신호(Rsig)의 위상이 동일하지 않으면, 상쇄 간섭에 의해 공진 신호(Rsig)의 진폭을 시간에 따라 일정하게 증가시키기 어렵다.

도 14a 및 도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따라, 구동 신호의 위상과 공진 신호의 위상이 동일한 경우에 구동 신호의 파형 및 공진 신호의 파형을 각각 나타낸다.

도 14a 및 도 14b를 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 신호의 세기를 전압으로 나타낸다. 도 14a는 소정의 구동 주파수(fd)를 갖는 구동 신호(Tsig)를 나타낸다. 본 실시예에서 구동 신호(Tsig)는 도 11b의 검출부(215b)에서 출력된 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)에 따라, 구동 위상(Φd)이 적응적으로 조절될 수 있다. 구동부(예를 들어, 도 7의 230)는 구동 구간에 구동 신호(Tsig)를 출력하고, 휴지 구간에는 구동 신호(Tsig)를 출력하지 않을 수 있다. 구체적으로, 구동 신호(Tsig)는 구동 주파수(fd)를 갖는 구형파 신호로 출력될 수 있다.

도 14b는 구동 신호(Tsig)의 위상과 공진 신호(Rsig)의 위상이 동일한(in phase) 경우를 나타낸다. 이때, 모든 구동 구간들에서 공진 신호(Rsig)의 진폭이 시간에 따라 증가하고, 모든 휴지 구간들에서 공진 신호(Rsig)의 진폭이 시간에 따라 감소한다. 이에 따라, 구동 구간의 길이, 휴지 구간의 길이, 구동 구간의 횟수 등에 따른 공진 신호(Rsig)의 진폭 변화를 예측 가능하므로, 공진 신호(Rsig)의 조절이 용이하게 된다. 이때, 휴지 구간 동안 공진 신호(Rsig)의 감소 비율은 공진 회로부(22) 내부의 저항 또는 외부 커플링 손실에 따라 결정될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 공진 신호의 위상을 측정하여, 동일한 위상으로 구동 신호를 발생시키는 경우, 필압 변화 등으로 인한 공진 신호의 주파수 변화에 관계 없이 항상 안정적으로 공진신호의 크기를 확보할 수 있게 된다.

다시 도 11c를 참조하면, 검출부(215b)는 주파수 검출부(2151) 및 위상 검출부(2152)를 포함할 수 있다. 주파수 검출부(2151)는 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr)를 검출하고, 검출된 공진 주파수(fr)를 구동부(230) 또는 구동 신호 제어부(250)에 제공할 수 있다. 위상 검출부(2152)는 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)을 검출하고, 검출된 위상(Φr)을 구동부(230) 또는 구동 신호 제어부(250)에 제공할 수 있다.

도 11d를 참조하면, 검출부(215d)는 주파수 및 위상 검출부(2153)를 포함할 수 있다. 주파수 및 위상 검출부(2153)는 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr) 및 위상(Φr)을 검출하고, 검출된 공진 주파수(fr) 및 검출된 위상(Φr)을 구동부(230) 또는 구동 신호 제어부(250)에 제공할 수 있다. 이와 같이, 주파수 검출과 위상 검출은 별도의 기능 블록들을 이용하여 순차적으로 또는 동시에 수행될 수도 있고, 하나의 기능 블록을 이용하여 순차적으로 또는 동시에 수행될 수도 있다.

도 15a 내지 도 15g는 본 발명의 일 실시예에 따라, 구동 신호의 구동 주파수 및 구동 위상이 공진 신호에 적응적으로 조절된 경우 좌표 표시 장치(20a)에서 출력되는 공진 신호의 예들을 나타내는 그래프들이다.

도 15a 내지 도 15g를 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 공진 신호(Rsig)의 세기를 전압으로 나타낸다. 본 실시예에서, 구동 신호(Tsig)는 도 11c의 검출부(215c) 또는 도 11d의 검출부(215d)에서 출력된 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr) 및 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)에 따라, 구동 주파수(fd) 및 구동 위상(Φd)이 적응적으로 조절될 수 있다. 도 15a는 공진 신호(Rsig)가 제1 공진 주파수(fr1)를 갖는 경우를 나타내고, 도 15b는 공진 신호(Rsig)가 제2 공진 주파수(fr2)를 갖는 경우를 나타내며, 도 15c는 공진 신호(Rsig)가 제3 공진 주파수(fr3)를 갖는 경우를 나타내고, 도 15d는 공진 신호(Rsig)가 제4 공진 주파수(fr4)를 갖는 경우를 나타내며, 도 15e는 공진 신호(Rsig)가 제5 공진 주파수(fr5)를 갖는 경우를 나타내고, 도 15f는 공진 신호(Rsig)가 제6 공진 주파수(fr6)를 갖는 경우를 나타내며, 도 15g는 공진 신호(Rsig)가 제7 공진 주파수(fr7)를 갖는 경우를 나타낸다. 이때, 제1 내지 제7 공진 주파수들(fr1 내지 fr7)은 서로 다를 수 있다. 공진 주파수가 변경되면, 구동 신호(Tsig)가 시작되는 시점에서, 즉, 본 실시예에서, 제2 구동 구간의 시작점에서 공진 신호의 위상은 주파수에 따라서 달라지게 된다.

이와 같이, 제1 내지 제7 공진 주파수들(fr1 내지 fr7)이 서로 다르더라도, 이에 따라 적응적으로 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수(fr) 및 구동 위상(Φd)을 조절할 경우, 좌표 측정 장치에서 좌표 표시 장치로의 에너지 전달이 용이하게 된다. 따라서, 좌표 표시 장치는 상대적으로 큰 폭의 공진 신호(Rsig)를 생성하게 되며, 시간에 따라 공진 신호(Rsig)의 진폭이 커진다. 그로 인해, 감지부(210)에서 감지되는 신호의 신호 대 잡음 비(Signal to noise ratio, SNR)가 향상되어, 좌표 측정 장치의 좌표 측정의 정확성이 증가하여 동작 오류가 감소할 수 있다. 또한, 이와 같이 신호의 SNR이 증가하여 충분한 SNR이 확보되는 경우에는, 전력 소모 절감을 위해서 구동 신호(Tsig)의 크기를 감소시킬 수 있게 된다. 따라서, 본 실시예에 따르면, 공진 신호의 주파수 및 위상을 측정하여, 동일한 주파수 및 동일한 위상으로 구동 신호를 발생시키는 경우, 필압 변화 등으로 인한 공진 신호의 주파수 변화에 관계 없이 항상 안정적으로 공진신호의 크기를 확보할 수 있게 된다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10d)를 나타내는 블록도이다.

도 16을 참조하면, 좌표 측정 장치(10d)는 패널부(100), 증폭부(211a), 아날로그 디지털 변환부(213), 검출부(215') 및 구동부(230')를 포함할 수 있다. 또한, 좌표 측정 장치(10d)는 제1 내지 제3 제어 스위치들(220, 240, 245)을 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10d)는 도 7의 좌표 측정 장치(10b)의 변형 실시예로서, 도 7을 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 중복된 설명은 생략하기로 한다.

패널부(100)는 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123)을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제2 채널 전극들(121 내지 123)은 제2 방향(예를 들어, X 방향)을 따라 서로 평행하게 배열되고, 송신 전극들 및 수신 전극들로 이용 가능하며, 제1 채널 전극들(111 내지 113)은 제1 방향(예를 들어, Y 방향)을 따라 서로 평행하게 배열되고 수신 전극들로만 이용 가능하다. 이와 같이, 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123)을 모두 수신 전극들로 이용함으로써, 2차원 평면 상에서 좌표 표시 장치(20)의 위치를 측정할 수 있게 된다.

복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나는 좌표 표시 장치(20)와의 커패시티브 커플링을 통해, 좌표 표시 장치(20)의 공진을 위한 구동 신호(Tsig)를 좌표 표시 장치(20)에 전달할 수 있다. 구체적으로, 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나는 구동부(230)로부터 구동 신호(Tsig)를 수신하고, 수신된 구동 신호(Tsig)를 좌표 표시 장치(20)에 전달할 수 있다. 좌표 표시 장치(20)는 구동 신호(Tsig)를 수신함으로써, 공진에 필요한 에너지를 획득할 수 있다.

또한, 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123) 중 적어도 하나는 좌표 표시 장치(20)와의 커패시티브 커플링을 통해, 좌표 표시 장치(20)에서 발생한 공진 신호(Rsig)를 수신할 수 있다. 구체적으로, 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123) 중 적어도 하나는 좌표 표시 장치(20)로부터 공진 신호(Rsig)를 수신하고, 수신된 공진 신호(Rsig)를 증폭부(211a)에 전달할 수 있다.

증폭부(211a)는 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123) 중 적어도 하나로부터 수신한 공진 신호(Rsig)를 증폭할 수 있다. 아날로그 디지털 변환부(213)는 증폭된 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환할 수 있다.

검출부(215')는 변환된 디지털 신호로부터 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr) 및 위상(Φr) 중 적어도 하나를 검출하고, 검출된 공진 주파수(fr) 및 위상(Φr) 중 적어도 하나에 따라 구동 신호(Tsig)를 적응적으로 조절시키는 구동 타이밍 신호(DT)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 검출부(215')는 DSP(digital signal processor)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 검출부(215')는 변환된 디지털 신호로부터 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)을 검출할 수 있다. 검출부(215')는 변환된 디지털 신호에 대한 푸리에 변환, 고속 푸리에 변환, 이산 푸리에 변환 중 적어도 하나를 통해 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr) 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.

이어서, 검출부(215')는 구동 신호(Tsig)의 구동 위상(Φd)이 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)과 동위상이 되도록, 구동 신호(Tsig)의 구동 구간을 결정할 수 있다. 검출부(215')는 구동 구간의 시작 시점에 활성화되는 구동 타이밍 신호(DT)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 구동 타이밍 신호(DT)는 구동 구간의 시작 시점에서 논리 '1' 값으로 변경되고, 구동 구간의 종료 시점에서 논리 '0' 값으로 변경될 수 있다.

구동부(230')는 구동 타이밍 신호(DT)에 따른 구동 구간에 구동 신호(Tsig)를 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나에 제공할 수 있다. 구체적으로, 구동 타이밍 신호(DT)가 활성화되면, 다시 말해, 구동 타이밍 신호(DT)가 논리 '1' 값을 가지면, 구동부(230')는 구동 신호(Tsig)를 출력하고, 구동 타이밍 신호(DT)가 비활성화되면, 다시 말해, 구동 타이밍 신호(DT)가 논리 '0' 값을 가지면, 구동부(230')는 구동 신호(Tsig)의 출력을 중단할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)을 기초로 구동 타이밍 신호(DT)를 생성하고, 구동 타이밍 신호(DT)에 따라 조절된 구동 구간에 구동 신호(Tsig)를 출력할 수 있다. 이에 따라, 구동 신호(Tsig)의 구동 위상(Φd)과 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)은 동위상이 될 수 있으며, 이로써, 상쇄 간섭이 생기는 것을 방지할 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10e)를 나타내는 블록도이다.

도 17을 참조하면, 좌표 측정 장치(10e)는 패널부(100), 증폭부(211a), 아날로그 디지털 변환부(213), 검출부(215'), 구동 신호 제어부(250') 및 구동부(230')를 포함할 수 있다. 또한, 좌표 측정 장치(10e)는 제1 내지 제3 제어 스위치들(220, 240, 245)을 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 좌표 측정 장치(10e)는 도 16의 좌표 측정 장치(10d)의 변형 실시예로서, 도 16을 참조하여 상술된 내용은 본 실시예에도 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 중복된 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에서, 검출부(215')는 변환된 디지털 신호로부터 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr) 및 위상(Φr) 중 적어도 하나를 검출하고, 검출된 공진 주파수(fr) 및 위상(Φr) 중 적어도 하나에 따라 구동 신호(Tsig)를 적응적으로 조절시키는 구동 타이밍 신호(DT)를 출력할 수 있다. 예를 들어, 검출부(215')는 DSP(digital signal processor)를 포함할 수 있다.

구동 신호 제어부(250')는 구동 타이밍 신호(DT)에 따라 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수(fd) 및 구동 위상(Φd) 중 적어도 하나를 제어하는 제어 신호(CON)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 구동 신호 제어부(250')는 MCU(micro controller unit)로 구현될 수 있다.

구동부(230')는 제어 신호(CON)에 따라 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수(fd) 및 구동 위상(Φd) 중 적어도 하나를 적응적으로 조절하고, 조절된 구동 신호(Tsig)를 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나에 제공할 수 있다. 따라서, 조절된 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수(fd)는 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr)와 동일할 수 있거나, 조절된 구동 신호(Tsig)의 구동 위상(Φd)은 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)과 동위상일 수 있다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 좌표 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 18을 참조하면, 본 실시예에 따른 좌표 측정 방법은 복수의 채널 전극들을 포함하는 좌표 측정 장치에서 좌표 표시 장치의 위치를 측정하는 방법으로서, 좌표 측정 장치에서 수행되는 아래의 단계들을 포함한다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 좌표 측정 방법은 도 1, 도 2, 도 7 및 도 8에 도시된 좌표 측정 장치들(10, 10a 내지 10c)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함할 수 있다.

S100 단계에서, 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 좌표 표시 장치에 전달한다. 예를 들어, 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나는 좌표 표시 장치(20)와 커패시티브 커플링을 형성하고, 이로써, 구동 신호(Tsig)를 좌표 표시 장치(20)에 전달할 수 있다.

S120 단계에서, 좌표 표시 장치로부터 공진 신호를 수신한다. 예를 들어, 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123) 중 적어도 하나는 좌표 표시 장치(20)와 커패시티브 커플링을 형성하고, 이로써, 공진 신호(Rsig)를 수신할 수 있다.

S140 단계에서, 공진 신호의 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지한다. 예를 들어, 감지부(210)는 공진 신호(Rsig)의 공진 주파수(fr) 및 위상(Φr) 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 감지부(210)는 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호로부터 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 다른 실시예에서, 감지부(210)는 공진 신호를 증폭하여 증폭된 공진 신호를 출력하고, 증폭된 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하고, 변환된 디지털 신호로부터 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 검출할 수 있다.

S160 단계에서, 주파수 및 위상 중 적어도 하나에 따라 구동 신호를 적응적으로 조절한다. 예를 들어, 구동부(230)는 감지부(210)의 출력을 기초로 구동 신호(Tsig)의 구동 주파수(fd) 및 구동 위상(Φd) 중 적어도 하나를 적응적으로 조절할 수 있다. 일 실시예에서, 구동 신호의 구동 주파수를 공진 신호의 공진 주파수와 동일한 주파수로 조절할 수 있다. 다른 실시예에서, 구동 신호의 구동 위상을 공진 신호의 위상과 동위상으로 조절할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 공진 신호의 위상에 따라 구동 신호의 구동 타이밍을 결정할 수 있다.

S180 단계에서, 조절된 구동 신호를 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나에 제공한다. 예를 들어, 구동부(230)는 조절된 구동 신호(Tsig)를 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나에 제공할 수 있다.

도시되지는 않았으나, 좌표 측정 방법은 감지된 주파수 및 위상 중 적어도 하나에 따라 구동 신호의 구동 주파수 및 구동 위상 중 적어도 하나를 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, S160 단계는, 상기 제어 신호에 따라 구동 신호를 적응적으로 조절할 수 있다.

도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 좌표 측정 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 19를 참조하면, 본 실시예에 따른 좌표 측정 방법은 복수의 채널 전극들을 포함하는 좌표 측정 장치에서 좌표 표시 장치의 위치를 측정하는 방법으로서, 좌표 측정 장치에서 수행되는 아래의 단계들을 포함한다. 예를 들어, 본 실시예에 따른 좌표 측정 방법은 도 16 또는 도 17에 도시된 좌표 측정 장치(10d, 10e)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함할 수 있다.

S200 단계에서, 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 좌표 표시 장치에 전달한다. 예를 들어, 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나는 좌표 표시 장치(20)와 커패시티브 커플링을 형성하고, 이로써, 구동 신호(Tsig)를 좌표 표시 장치(20)에 전달할 수 있다.

S220 단계에서, 좌표 표시 장치로부터 공진 신호를 수신한다. 예를 들어, 복수의 제1 및 제2 채널 전극들(111 내지 113, 121 내지 123) 중 적어도 하나는 좌표 표시 장치(20)와 커패시티브 커플링을 형성하고, 이로써, 공진 신호(Rsig)를 수신할 수 있다.

S240 단계에서, 공진 신호의 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지한다. 예를 들어, 검출부(215')는 공진 신호(Rsig)의 위상(Φr)을 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 아날로그 디지털 변환부(213)는 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하고, 검출부(215')는 변환된 디지털 신호로부터 위상을 검출할 수 있다. 다른 실시예에서, 증폭부(211a)는 공진 신호를 증폭하여 증폭된 공진 신호를 출력하고, 아날로그 디지털 변환부(213)는 증폭된 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하고, 검출부(215')는 변환된 디지털 신호로부터 위상을 검출할 수 있다.

S260 단계에서, 주파수 및 위상 중 적어도 하나에 따라 구동 신호를 적응적으로 조절시키는 구동 타이밍 신호를 생성한다. 예를 들어, 검출부(215')는 검출된 위상에 따라 구동 신호(Tsig)의 구동 구간을 결정하고, 구동 구간의 시작 시점에서 활성화되고 구동 구간의 종료 시점에서 비활성화되는 구동 타이밍 신호(DT)를 생성할 수 있다.

S280 단계에서, 구동 타이밍 신호에 따른 구동 구간에 구동 신호를 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나에 제공한다. 예를 들어, 구동부(230')는 구동 타이밍 신호(DT)에 따른 구동 구간에 구동 신호(Tsig)를 복수의 제2 채널 전극들(121 내지 123) 중 적어도 하나에 제공할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

Claims

공진 회로를 포함하는 좌표 표시 장치의 위치를 감지하는 좌표 측정 장치로서,
상기 좌표 표시 장치와의 커패시티브 커플링을 통해, 상기 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 상기 좌표 표시 장치에 전달하고, 상기 좌표 표시 장치에서 발생한 공진 신호를 수신하는 복수의 채널 전극들을 포함하는 패널부; 및
수신된 상기 공진 신호의 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 따라 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 제어부를 포함하는 좌표 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 구동 신호의 구동 주파수를 상기 감지된 주파수와 동일한 주파수로 조절하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 구동 신호의 구동 위상을 상기 감지된 위상과 동위상으로 조절하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 공진 신호의 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 대한 정보를 출력하는 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
출력된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 대한 정보에 따라 상기 구동 신호의 구동 주파수 및 구동 위상 중 적어도 하나를 적응적으로 조절하고, 조절된 상기 구동 신호를 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나에 제공하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
출력된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 대한 정보에 따라 상기 구동 신호의 구동 주파수 및 구동 위상 중 적어도 하나를 제어하는 제어 신호를 생성하는 구동 신호 제어부; 및
생성된 상기 제어 신호에 따라 상기 구동 주파수 및 상기 구동 위상 중 적어도 하나를 적응적으로 조절하고, 조절된 상기 구동 신호를 상기 복수의 채널들 중 적어도 하나에 제공하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정 장치.
제4항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환(convert)하는 아날로그 디지털 변환부; 및
상기 변환된 디지털 신호로부터 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나를 검출하는 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정 장치.
제7항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 공진 신호를 증폭하여 증폭된 공진 신호를 출력하는 증폭부를 더 포함하고,
상기 아날로그 디지털 변환부는, 상기 증폭된 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정 장치.
제7항에 있어서,
상기 검출부는, 상기 변환된 디지털 신호를 시간 영역에서 주파수 영역으로 변환(transform)하고, 상기 주파수 영역으로 변환된 상기 변환된 디지털 신호로부터 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정 장치.
제7항에 있어서,
상기 검출부는, 상기 변환된 디지털 신호에 대한 푸리에 변환(fourier transform), 고속 푸리에 변환(fast fourier transform, FFT), 이산 푸리에 변환(discrete fourier transform, DFT) 중 적어도 하나를 통해 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나를 검출하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 감지된 위상에 따라 상기 구동 신호의 구동 타이밍을 결정하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정 장치.
공진 회로를 포함하는 좌표 표시 장치의 위치를 감지하는 좌표 측정 장치로서,
상기 좌표 표시 장치와의 커패시티브 커플링을 통해, 상기 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 상기 좌표 표시 장치에 전달하고, 상기 좌표 표시 장치에서 발생한 공진 신호를 수신하는 복수의 채널 전극들을 포함하는 패널부;
상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나로부터 수신한 상기 공진 신호를 증폭하는 증폭부;
증폭된 상기 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 아날로그 디지털 변환부; 및
상기 변환된 디지털 신호로부터 상기 공진 신호의 위상을 검출하고, 검출된 상기 위상에 따라 상기 구동 신호를 적응적으로 조절시키는 구동 타이밍 신호를 출력하는 검출부를 포함하는 좌표 측정 장치.
제12항에 있어서,
상기 구동 타이밍 신호에 따른 구동 구간에 상기 구동 신호를 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나에 제공하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 측정 장치.
공진 회로를 포함하는 좌표 표시 장치; 및
상기 좌표 표시 장치와의 커패시티브 커플링을 통해, 상기 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 상기 좌표 표시 장치에 전달하고, 상기 좌표 표시 장치에서 발생한 공진 신호를 수신하는 복수의 채널 전극들을 포함하는 패널부, 및 수신된 상기 공진 신호의 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하고, 감지된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 따라 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 제어부를 포함하는 좌표 측정 장치를 포함하는 좌표 측정 시스템.
복수의 채널 전극들을 포함하는 좌표 측정 장치에서 좌표 표시 장치의 위치를 측정하는 방법으로서,
상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나와 상기 좌표 표시 장치의 커패시티브 커플링을 통해, 상기 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 상기 좌표 표시 장치에 전달하는 단계;
상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나와 상기 좌표 표시 장치의 커패시티브 커플링을 통해 상기 좌표 표시 장치로부터 공진 신호를 수신하는 단계;
수신된 상기 공진 신호의 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하는 단계;
감지된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 따라 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 단계; 및
조절된 상기 구동 신호를 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나에 제공하는 단계를 포함하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 단계는, 상기 구동 신호의 구동 주파수를 상기 감지된 주파수와 동일한 주파수로 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 단계는, 상기 구동 신호의 구동 위상을 상기 감지된 위상과 동위상으로 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 단계는, 상기 감지된 위상에 따라 상기 구동 신호의 구동 타이밍을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,
감지된 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나에 따라 상기 구동 신호의 구동 주파수 및 구동 위상 중 적어도 하나를 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계를 더 포함하고,
상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 단계는, 상기 제어 신호에 따라 상기 구동 신호를 적응적으로 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,
상기 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하는 단계는,
상기 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 디지털 신호로부터 상기 주파수 및 상기 위상 중 적어도 하나를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제20항에 있어서,
상기 주파수 및 위상 중 적어도 하나를 감지하는 단계는,
상기 공진 신호를 증폭하여 증폭된 공진 신호를 출력하는 단계를 더 포함하고,
상기 디지털 신호로 변환하는 단계는, 상기 증폭된 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 방법.
복수의 채널 전극들을 포함하는 좌표 측정 장치에서 좌표 표시 장치의 위치를 측정하는 방법으로서,
상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나와 상기 좌표 표시 장치의 커패시티브 커플링을 통해, 상기 좌표 표시 장치의 공진을 위한 구동 신호를 상기 좌표 표시 장치에 전달하는 단계;
상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나와 상기 좌표 표시 장치의 커패시티브 커플링을 통해 상기 좌표 표시 장치로부터 공진 신호를 수신하는 단계;
수신된 상기 공진 신호의 위상을 감지하는 단계;
감지된 상기 위상에 따라 구동 신호를 적응적으로 조절시키는 구동 타이밍 신호를 생성하는 단계; 및
생성된 상기 구동 타이밍 신호에 따른 구동 구간에 상기 구동 신호를 상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나에 제공하는 단계를 포함하는 방법.
제22항에 있어서,
상기 위상을 감지하는 단계는,
상기 복수의 채널 전극들 중 적어도 하나로부터 수신한 상기 공진 신호를 증폭하는 단계;
증폭된 상기 공진 신호를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 디지털 신호로부터 상기 위상을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.