KR920000551B1 - 접촉판넬장치 및 그 접촉위치 결정방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

접촉판넬장치 및 그 접촉위치 결정방법
제1도는 본 발명에 의한 접촉판넬장치의 한 실시예의 블록도.
제2도는 본 발명에 의한 접촉판넬의 정면도.
제3도는 제1도의 실시예에 사용되는 접촉위치결정회로의 일부분에 대한 전기회로 개략도.
제4도는 제1도의 실시예에 사용되는 접촉위치결정회로의 또 다른 일부분에 대한 전기회로 개략도.
제5도는 제3도 및 제4도의 회로에 대한 타이밍다이어그램.
제6도는 접촉감지표면에 판넬주사신호를 인가하는 다른 방법을 나타내는 도면.
제7도는 제1도의 마이크로프로세서를 사용하는 하나의 접촉판넬 주사선에 대한 흐름도.
제8도는 제1도의 마이크로프로세서를 사용하는 접촉위치결정순서에 대한 흐름도.
제9도는 접촉위치결정의 평균을 구하며, 다른 접촉전류들에는 변화가 없고 임피던스 접촉전류에만 변화가 있을 때 이를 계산하는데 사용되는 선택적인 순서에 대한 흐름도.
제10도는 접촉감지표면에 대한 판넬주사신호를 발생하기 위한 대체회로의 전기회로 개략도.
본 발명은 접촉감지표면을 가진 접촉판넬과 접촉감지표면에 접촉되는 위치를 결정하는 회로를 가진 접촉판넬장치에 관한 것이며, 또한 본 발명은 그 접촉감지표면에 접촉되는 위치를 결정하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 사용자가 선택할 수 있는 정보를 제시하는 형태의 광범위한 디스플레이장치에 사용될 수 있다. 그 한 예는 무릎에 올려놓고 사용하는 것으로 그것에서는 사용자가 선택하여 장치를 조작하면, 예를들어 질문에 대한 반응을 나타낸다. 또 다른 예는 컴퓨터화된 정보처리시스템에 연결되는 브라운관단말기와 같은 디스플레이단말기의 화면에 나타난 정보항목을 사용자가 선택하게 하는 것이다.
단말기화면위에 일련의 특정한 형태의 접촉부위를 갖고 있는 접촉판넬을 사용하는 브라운관 디스플레이단말기가 알려져 있다. 단말기는 앞에서 설명한 방식으로 모든 부위의 접촉에 반응을 보이고, 그 접촉된 부위의 위치를 알아낸다. 그러한 시스템은 전형적으로 전기용량형 감지기법을 사용한다. 즉, 제어기에서 연속적으로 접촉판넬전체에 걸쳐서 주사신호를 보내고, 접촉이 검지될때까지 그 부위를 조사한다. 사용자가 한 부분에 손을 대면, 사용자 몸의 전기용량이 회로에 추가된다. 제어기는 발생된 전기용량의 변화를 감지하여 접촉된 패턴부위를 알아낸다.
이러한 접촉반응 단말기의 한 예가 미합중국 유타주의 솔트레이크(Salt Lake)시의 RGB 다이나믹스(Dynamics)사의 의해 제조되었다. 이 RGB 장치에는 접촉감지표면이 유리기판에 인듐화 산화주석으로 코팅되어 있다. 코팅은 각 부분별로 나누어져 있으며, 전기감지회로에각 부위가 전도체로 연결되어 있다. 이렇게 나누어 놓으면 감지분해능이 나누어진 부위의 크기에 의해 제한된다. 또한, 접촉감지는 사용된 부위의 특정패턴에 의해 결정된다. 더욱이, 각각의 형태부위를 전기적으로 접촉하기 위해서는 복잡한 배선이 필요하다. 그러한 복잡한 연결방식은 실패하기도 쉽고, 간단한 배치보다 값이 비싸다.
또 다른 알려진 방법에서는 일정한 형태의 투명한 기계적 스위치가 디스플레이위에 붙어 있다. 실머(Sylmar)사의 시에라신/인트렉스(Sierracin/Intrex)제품으로, 미합중국 캘리포니아에서는 이러한 형태의 트랜스플렉스(Transflex)(TM)상표의 스위치가 판매되고 있다. 좀더 상세히 설명하면, 이 형태의 장치는 사용자의 접촉에 의해 전기적 접촉이 형성되면 함께 눌려지는 막판을 사용한다. 이 막판이 특정 위치에서 눌려지면 특정회로에 전류가 흐르게 되어 위치를 알아낸다. 이러한 형태의 또 다른 막형태의 접촉판넬이 도면(Dorman)씨 등의 미합중국 특허 제4,484,038호에 개시되어 있다.
또한 제품안내서에 나와 있듯이 매서추세츠주 앤도버의 도먼-복도노프(Dorman-Bogdonoff)회사는 패턴이 없는 막스위치형 접촉판넬을 사용하는 종래의 기술인 시리즈 1000접촉화면장치를 판매한다. 시리즈 1000접촉판넬장치는 접촉화면의 X축과 Y축간의 전류를 흐르게 하여 투명접촉판넬상에서 스위치가 연결되었는지를 감지한다. 접촉화면의 여러 스위치를 통해 흐르는 전류는 전압으로 바뀌고, 또 아날로그 X-Y신호로부터 디지탈 X-Y 위치좌표로 변환된다. 이러한 막스위치 형태의 장치에서는 막이 긁히기 쉽다.
또, 이 장치에 쓰인 다층막은 반사율이 높고, 상대적으로 광선의 투과가 적으며, 비교적 분해능이 낮다.
접촉판넬의 주위에 광원과 광검출기를 배열해서 접촉판넬의 접촉을 감지하여 위치를 알아낼 수 있다는 것이 알려져 있다. 한편, 초음파발생기와 초음파감지기를 판넬주위에 장치하기도 한다. 각각의 경우에 있어서 발생기와 감지기는 전자시스템에 연결되어 있으며, 이 시스템은 발생기에서 감지기로 전달되는 신호에 접촉에 의해서 야기된 교란에 반응을 보이며, 그 위치를 결정한다.
또 다른 전기용량형 접촉감지장치가 Ng씨 등의 미합중국 특허 제4,476,463호에 개시되어 있다. 이 특정장치에는 전기를 전도하며, 접촉에 예민하도록 코팅된 표면과 이 코팅에 연결된 4개의 긴 전극(접촉에 예민한 코팅의 각 변에 한 개의 전극씩)이 이용된다. 이 특허에 기재된 바와 같이 접촉감지표면을 포함하는 저항－용량(R－C)회로에 용량형 접촉에 의해 발생한 전기적 임피던스의 변화를 측정한다. 임피던스측정에서는 두 개의 교차하는 직선축의 각각의 끝에서 반복적으로 R－C 회로의 전기적 시정수(時定數)를 조사한다. 4개의 측정으로부터의 결과를 종합하여 접촉의 위치를 결정한다. 이 특허에 의한 한 실시예에서는 교류측정신호가 전극에 가해져서 거기에 대응하여 발생된 전압에 파형이 이 전극에 감시된다. 이 측정신호의 주파수는 감시된 전압파형이 선택된 조건을 만족할 때까지 변화한다. 선택된 조건을 만족하는 신호의 주파수를 측정함으로써 활성화된 적극으로부터의 접촉위치를 결정할 수 있다. 이 특허에 기재된 또 다른 실시예에서는 두 개의 연속적인 선택적인 기간동안만 값을 갖는 직류측정신호를 전극에 인가한다. 인가된 적류전류에 의해 전극에 여기된 전압으로부터 활성화된 전극에 대한 접촉위치가 결정된다. 즉, 제1측정신호는 접촉에 의한 전기용량을 포함해서 접촉감지코팅에 결합된 모든 용량에 알려진 수준까지 전하를 채운다. 그 다음 제2신호는 접촉감지코팅의 저항을 통해서 용량의 전하를 부분적으로 빼낸다. 이렇게 부분적으로 전하를 빼낸 후 전극에 남는 전압에 의해 그 전극으로부터의 접촉위치가 확인된다. 이 특허에 기재된 회로는 가변주파수를 갖는 신호나 연속적인 시간동안 값을 갖는 두개의 직류신호를 인가해야 하는 등 필요이상으로 복잡하다.
접촉감지표면을 갖는 또 다른 접촉판넬이 페퍼 주니어(Pepper Jr.)씨의 미합중국 특허 제4,353,552호에 개시되어 있다. 페퍼씨의 장치에서는 사용자가 접촉감지표면을 손(또는 기타의 신체부위) 또는 전기전도성침으로 건드리면 된다. 접촉감지표면의 복사의 단자(즉, 코너 A,B,C 및 D)가 발진기에 의해 동시에 똑같은 순시전압으로 구동된다. 감지표면이 접촉되면, 전류가 구동된 단자를 통해 흐른다. 접촉의 X 및 Y좌표가 사용자의 접촉임피던스와는 별도로 이러한 전류로부터 결정된다. 이러한 방법은 접촉위치결정에 있어 부정확할 수가 있으며, 어떤 용도에서는 유용할 수 있는 임피던스정보를 채택하지 않는다. 한 실시예에서, 페퍼씨는 예를들면 접촉된 위치에서의 한계치 이상의 압력을 감지하는 압력감지도 또한 사용하였다. 이렇게 위치를 결정한다면, 비디오게임을 할 때 총을 쏜다든지 하는 개별적인 동작을 제어할 수 있게 된다.
따라서, 선행기술의 이러한 단점들을 해소한 무패턴 접촉판넬이 필요하게 되었다.
본 발명에 의한 접촉판넬장치는 접촉판넬의 접촉에 예민한 표면상의 어느 곳에서든지 일어나는 접촉, 예를들면 사람의 손가락에 의한 접촉을 감지한다. 접촉감지표면상의 접촉된 위치를 결정하기 위한 회로가 배설되어 있다. 접촉된 위치를 정확하게 잡아내기 위해서 접촉된 위치는 일반적으로 X－Y 좌표계에 대해 결정된다.
본 발명에 의하면, 접촉위치는 접촉감지표면에 교류전압의 판넬주사신호를 선택적으로 인가하여 발생된 접촉전류로부터 결정된다. 한 주사방법에서는 이 판넬주사신호가 접촉감지표면의 제1변에서 제2변으로의 제1방향으로 교류전압 구배를 설정하도록 인가된다. 이러한 방법으로 주사되어 사용자가 접촉감지표면에 접촉하면, 제1접촉전류가 사용자를 통해 흘러서 검출된다. 그리고, 동일한 교류전압 판넬주사신호가 그후 동시에 접촉감지표면의 제1 및 제2변 양쪽 모두에 인가되면, 임피던스 접촉전류가 사용자를 통해 흘러서 검출된다. 제1방향에 따른 접촉위치는 처음 검출된 것과 임피던스 접촉전류로부터 결정된다. 또한 이 제1실시예에 의하면, 교류전압 주사판넬신호는 접촉감지표면에도 인가될 수 있으므로, 표면의 제3변에서 제4변으로 향하는 접촉감지표면상의 제2방향으로 교류전압 구배를 설정한다. 판넬이 접촉되면 제2접촉전류신호가 흘러서 검출된다. 일반적으로 제1 및 제2방향은 서로 직각이며, X－Y 좌표계에 해당한다. 그러면, 접촉위치가 제1, 제2 그리고 임피던스 접촉전류로부터 이 좌표계에 대하여 결정된다.
또 다른 주사방법에서는, 교류전압 구배가 감지표면의 제1변에서 제2변으로의 제1방향으로 설정된다. 이렇게 해서 감지표면이 접촉되면 제1접촉전류가 흐른다. 또한, 제1방향과는 반대로 제2변에서 제1변으로 향하도록 구배를 설정해서, 제2접촉전류가 흐르도록 한다. 제1방향에 있어서의 위치 및 필요하다면 임피던스 접촉전류가 제1 및 제2접촉전류로부터 결정된다. 이러한 다른 방법으로 X-Y 좌표계에 대한 것처럼 2차원적인 접촉위치정보를 얻기 위해서는, 제3변에서 제4변으로 향해서 접촉감지표면상의 제2방향으로 전압구배를 설정한다. 이렇게 하면 사용자의 접촉에 따른 제3접촉전류가 얻어진다. 또한, 이와는 반대로 전압구배를 제4변에서 제3변으로 향하는 방향으로 설정해서, 제4접촉전류가 발생된다. 접촉위치와 필요하다면 접촉임피던스전류가 제1, 제2, 제3 및 제4접촉전류로부터 결정된다.
본 발명의 한 실시예의 또 다른 특징으로서, 판넬주사신호를 접촉감지표면에 선택적으로 인가하기 위해 변압기 및 스위치회로가 사용된다. 결과적으로 접촉전류신호가 변압기의 중앙접점에서 발생된다.
본 발명의 도시된 실시예의 특징으로서 판넬출력신호를 접촉감지표면에 선택적으로 인가하기 위해 변압기 및 스위치회로가 사용된다. 결과적으로 접촉전류신호가 변압기의 중앙접점에서 발생된다.
본 발명의 도시된 실시예의 특징으로서 판넬출력신호처리회로는 접촉전류의 처리를 위한 것이다. 이 처리 회로는 접촉감지표면에 인가된 판넬주사신호와 동조인 접촉전류를 정류하기 위한 동조정류회로를 포함하고 있다. 적분회로는 판넬주사신호와 동조인 적분시간 구간에 걸쳐 정류된 접촉전류신호를 적분한다. 또한, 아날로그/디지탈 변환기는 적분된 접촉전류신호를 대응하는 디지탈접촉전류신호로 변환하며, 처리회로는 디지탈화 된 접촉전류신호로부터 접촉위치를 결정한다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 프로세서회로는 디지탈화 된 임피던스 접촉전류신호의 크기를 계산한다. 프로세서회로는 또한 디지탈화 된 임피던스 접촉전류신호의 크기를 최소값 이상으로 또한 원하는 범위내로 조절하기 위해 필요한 만큼 적분시간 구간을 조정한다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 접촉감지표면이 접촉되지 않았을 때에 접촉전류를 0으로 하기위한 영점회로가 포함되어 있다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 프로세서회로는 접촉감지표면이 접촉되었을 때 발생하는 접촉전류로부터 반복적으로 접촉위치를 결정하며, 접촉위치들의 평균을 취해서 반복적으로 결정된 접촉위치의 평균값으로 접촉위치를 결정한다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 다른 접촉전류신호의 변화가 일어나지 않은 채, 임피던스 접촉전류에서만 변화가 있어도 감시될 수 있다. 그와 같은 임피던스 접촉전류에서의 변화는, 예를들면 사용자가 접촉위치를 변화시키지 않은 채 더욱 힘껏 눌러서 사용자의 손가락의 접촉면적을 증가시킨 경우에 나타난다. 그러한 것이 발생하면, 접촉위치에 관한 정보를 더 처리하는 서브루틴(sub-routine)을 부른다든지 하는 다른 기능이 조정된다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 접촉전류신호의 임의의 샘플수에 대한 평균에 의해 각각의 접촉위치가 결정될 수 있다. 이러한 방법에 따라서, 접촉전류샘플들이 미리 결정된 양보다도 더 크게 서로 떨어져 있을때에는 에러(error)신호가 발생된다. 그러한 펀차는 사용자가 접촉감지표면을 확실하게 누르지 않았다는 것을 나타낸다. 각각의 접촉위치를 결정하기 위해 평균을 취해야 하는 그러한 샘플들의 수는 가변적이다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 임피던스 접촉전류신호가 한계값 이하일 경우 무접촉조건이 나타난다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 전기전도성 침으로 접촉을 하여도 접촉위치가 결정된다. 또한, 장갑이 전기전도성 물질로 되어있거나, 전도성이 아니더라도 판넬주사신호의 주파수에서 측정할 수 있을 정도의 전기용량성 접촉전류가 흐를 수 있을 만큼 충분히 얇다면 장갑낀 손가락에 의한 접촉의 정확한 접촉위치도 알아낼 수 있다. 그러한 접촉전류를 흘릴수만 있다면 어떤 다른 메카니즘으로 접촉을 하여도 좋다. 여기에서 언급한 것처럼 장갑낀 손가락 또는 침에 의한 접촉은 그러한 접촉전류를 흐르게 할 수 있는 형태의 장갑이나 침에 의한 접촉에 한한다는 것을 이해하여야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 개량된 접촉반응성 디스플레이장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 접촉판넬의 접촉감지표면이 접촉되는 위치를 결정하는 개선된 방법 및 회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 비교적 높은 정도의 신뢰도와 정확도를 가지면서 접촉감지표면상에서 접촉의 위치를 알아내는 접촉판넬을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 장갑을 낀 사용자나 침이나 사용자의 손가락이나 신호의 다른 부분에 의한 접촉이더라도 접촉감지표면상의 접촉위치를 알아내는 접촉판넬장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제조하기가 비교적 용이하고, 값이 저렴하며, 내구성이 있는 접촉판넬장치 및 다른 접촉판넬장치를 비교해서 회로가 복잡하지 않은 접촉판넬장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 이상과 같은 목적, 그밖의 목적, 특징 및 이점은 다음의 설명과 도면을 참조하면 명료해질 것이다.
제1도에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 접촉판넬장치는 디스플레이장치(12)와 디스플레이화면(14)을 가지고 있다. 도시된 디스플레이장치는 브라운관 컴퓨터단말기를 포함하며, 따라서 디스플레이화면(14)은 브라운관의 면을 포함한다. 광학적으로 투명한 접촉판넬(16)을 화면(14) 위에 겹쳐 배설하여, 접촉판넬을 통해서 화면을 볼수 있다. 또 다른 응용예에서는, 디스플레이장치(12)가 사용되지 않는다. 예를들면, 질문과 답안용지와 같은 종이에 정보를 써서 접촉판넬(16) 아래에 놓아두고, 그 질문과 답안용지에 관한 데이터만을 입력시키기는데 접촉판넬을 사용하게 된다. 어떤 응용예에서는 접촉판넬이(16)이 투명할 필요가 없다.
예를들면, 접촉판넬은 단순히 접촉된 위치를 컴퓨터나 다른 장치에 데이터를 입력시키는 데이터입력판으로 된다.
접촉판넬(16)은 그 외면이 접촉감지표면인 전기전도성 코팅(18)으로 도포된 유리나 광학적 투명물질로 된 베이스판을 가지고 있다. 코팅(18)은 접촉판넬이 제위치에 놓이면 전체 디스플레이화면(14)을 포함할 수 있으며, 사용자가 선택할 수 있는 항목들을 표시하는데 사용하는 화면(14)의 특정부분만을 포함할 수도 있다.
제2도에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 또 다음에 상세히 설명하는 바와 같이, 코팅(18)은 복수개의 전기적 접점이나 전극들, 이 경우에는 접점 1－8의 8개인데, 접촉에 예민한 또는 이를 감지하는 표면을 포함하고 있다. 이러한 접점의 제1조합(22)은, 즉 접점 1－3은 접촉감지표면(18)의 한 변에 일렬로 위치한다.
접점의 제2조합(24)은 접점 6-8이며, 제1조합과 반대쪽인 접촉감지표면의 반대편 변에 위치한다. 즉, 제1 및 제2조합(22),(24)은 표면(18)의 제1방향으로 서로 떨어져서 일렬로 배열되어 있다. 이 접점들의 제3조합(28)은 접점 3,5 및 8로서, 표면(18)의 아래쪽, 즉 제3변을 따라 배열되어 있다. 또한, 이 접점의 제4조합, 접점 1,4 및 6은 표면의 제4변, 즉 윗쪽 변을 따라 배열된다. 따라서, 제3 및 제4의 조합은 접촉판넬 표면의 제2방향으로 서로 떨어져서 배열되어 있다.
더욱 상세하게는, 도시된 실시예에서는 판넬의 각각의 모서리에서의 전기적 접점 1,3,6 및 8은 1개 이상의 조합들이 공유한다. 그리고, 접점 2,4,5 및 7은 각각의 모서리의 중간에 정확하게는 1/2 지점에 위치한다. 접점은 대락 0.2제곱인치 크기의 공기건조된 은접촉 페인트의 점으로 되어 있다. 각각의 도선들이 접점 1－8로 연결되어 있어 접점과의 전기적 연결이 편리하도록 하여 준다. 변형을 줄이기 위해 관련된 접점 근처의 이러한 도선들의 각 부분은 에폭시로 접촉판넬 베이스판의 모서리에 확실하게 접촉시킨다.
이러한 구성에 의해, 접점의 제1 및 제2조합은 접촉판넬의 서로 반대쪽으로 수평방향으로 나뉘어진 접촉판넬의 측면 모서리에 배열된다. 접점의 다른 조합(26),(28)은 접촉판넬의 서로 반대쪽의 측면모서리에 수직으로 떨어져 배열된다. 각 조합의 접점들이 반드시 일직선으로 배열될 필요는 없지만, 동일직선상에 놓여있고, 제1 및 제2방향이 서로 직각이면 기준좌표계를 구성하게 된다. 접촉위치는 다음에 설명하는 회로에 의해 이러한 좌표계에 대하여 결정된다. 그리고, 접촉판넬이 장치되어 조정된다면 접점들은 단말기화면(14)에 대해서 알려진 위치에 배열된다. 그러므로, 접촉감지표면(18)상의 위치를 결정함으로써, 디스플레이 단말기화면(14)상의 위치를 결정하게 된다. 본 발명은 이러한 특정 접촉방법에 한한 것만은 아니다. 제6도는 접촉감지표면(18)의 변(22),(24),(26) 및 (28)에 주사신호를 인가하는데 사용되는 접점배치의 또 다른 예를 보여주고 있다. 제6도의 형태에서는 5개의 접점이 접촉감지표면의 각 변을 따라 배열되어 있다.
제2도에 도시된 접촉위치결정시스템은 접촉감지표면상의 두 방향에 대한 접촉위치에 결정에 두쌍의 대향하는 조합(22),(24) 및 (26),(28)을 사용한다. 만일 단일방향으로의 접촉위치 결정이 필요하다면, 한쌍의 서로 대향하는 조합만이 이용된다. 즉, 조합(22),(24)가 제1방향으로 접촉위치를 결정하는데 이용된다. 또한, 조합(26),(28)은 제2방향으로 접촉위치를 결정하는데 이용된다.
제1도 및 제2도에 의하면 신호발생기 또는 신호원(30)은 출력(36)에서 교류전압 접촉판넬 주사신호를 발생한다. 구동증폭기(38)는 판넬주사신호를 받아서, 이 신호를 증폭하며, 그 결과의 신호를 출력(40)을 거쳐서 접촉판넬 구동변압기(44)의 1차권선(42)에 인가한다. 이것이 변압기의 2차권선(46)을 구동해서, 2차권선의 신호를 플러스출력(SIG＋)(48)과 마이너스출력(SIG－)(50) 사이에 교류전압을 발생시킨다. 멀티플렉서 또는 스위치회로(52)는 2차권선의 출력(48) 및 (50)으로부터 다음에 설명하는 바와 같이 접촉판넬 접점의 임의의 조합 또는 열에 판넬주사신호를 인가한다. 접촉감지표면이 접촉되면 이러한 주사신호에 대응해서 변압기(44)의 중앙단자(54)에서 판넬출력 또는 접촉전류신호가 발생된다. 이러한 접촉전류신호는 접촉위치의 표시나 그밖의 정보를 제공하기 위하여 판넬출력신호처리회로(56)에 의해 처리된다.
도시된 판넬출력신호처리회로(56)에서, 중앙단자(54)로부터의 접촉전류신호는 도선(60)을 통해 접촉전류감지연산증폭기(62)로 전송된다. 중앙단자(54)의 접촉전류에 대응하는 증폭기(62)의 출력이 출력도선(64)을 따라 필터회로(66)을 통과하여 도선(68)을 따라 동조정류기(69)로 들어간다. 정류기(69)는 신호발생기로부터 도선(70)으로 동조 또는 단속신호를 받는다. 단속신호는 신호원(30)에 의해 발생되어 접촉감지표면(18)에 인가된 교류전압신호에 정류를 동조시킨다. 정류된 접촉전류신호는 도선(71)을 따라 이러한 신호를 적분하는 적분기(74)로 전송된다. 적분기는 적분을 위해 적분기(74)에 신호가 전송되면 적분시간 구간동안 단락되는 스위치(72)를 포함한다. 적분기는 적분증폭기(76)와 병렬인 적분 캐패시터(capacitor)(75)를 포함한다. 그리고, 적분캐패시터 방전스위치(77)가 적분기(74)내에 포함되므로, 도선(78)으로 신호가 방전되는 것에 대응하여 적분캐패시터(75)를 임의로 방전시킨다. 이들의 방전 또는 적분기제로신호는 다음에 설명하는 바와 같이 발생된다. 적분된 접촉전류신호는 도선(82)을 타고 이러한 신호를 디지탈화하는 아날로그-디지탈변환기(84)로 전송된다. 디지탈화 된 신호는 도선(86)을 따라 마이크로프로세서(88)로 전송되며, 거기에서 다른 여러 기능중에서도 접촉전류신호로부터 접촉위치와 그밖의 필요한 정보를 계산하게 된다.
마이크로프로세서(88)는 도선(90)을 통해서 컴퓨터(92)와 연결되며, 이 컴퓨터는 도선(93)에 의해 디스플레이단말기(12)에 연결된다. 예를들면, 컴퓨터(92)는 임의의 선택된 정보를 화면(14)상에 나타나도록 해준다. 또한, 컴퓨터(92)는 컴퓨터(92)내에 있는 소프트웨어에 의해 결정된 대로 사용자에 의해 접촉된 접촉감지표면의 위치에 따라서 표시된 정보를 변경할 수도 있다. 이것은 원하는 용도에 맞게 종래 방법대로 수행된다.
마이크로프로세서(88)로부터의 제어신호는 도선(94)과 (96)을 따라 각각 M0,M1 출력에서 멀티플렉서(52)로 전송된다. 이러한 제어신호들은 멀티플렉서를 조정하여 판넬주사신호가 원하는 접점의 조합들로 갈 수 있도록 해주어서 접촉위치를 알아내기 위한 접촉전류신호를 발생한다. 한가지 예의 주사순서를 다음에 설명한다.
제1도의 판넬출력신호처리회로(56)는 또한 계수기회로(98)를 포함하는데, 이에는 마이크로프로세서가 이용될 수도 있으며, 정류기(69), 적분기(74), 아날로그－디지탈변환기(84)와 마이크로프로세서(88) 사이에서의 데이터전송을 제어한다.
계수기회로(98)는 접촉위치결정이 필요할 때에는 마이크로프로세서(88)로부터 도선(100)을 통해서 스타트입력신호를 받는다. 계수기회로는 또한 적분캐패시터 방전신호를 도선(78)을 통해 보내서, 각각의 연속적인 적분을 행하기 전에 적분캐패시터(75)를 방전시킨다. 계수기회로(98)에서 도선(102)을 통해 홀드(hold)신호를 내어보냈을 때에는 정류된 접촉신호가 정류기(69)에서 적분기(74)로 전송된다. 이 홀드신호는 스위치(72)를 단락시켜 정류기출력을 적분캐패시터(75)에 연결시킨다. 적분은 홀드신호가 유지되는 동안 계속된다. 계수기회로(98)는 접촉감지표면(18)에 인가된 판넬주사신호로 계수기회로를 동조시키기 위해 신호발생기 동조신호 출력도선(70)에 연결된 입력을 가지고 있다. 계수기회로는 또한 도선(104)을 통해 다음에 설명할 목적을 달성하기 위해 아날로그－디지탈변환기(84)에 연결된다.
아날로그－디지탈변환기가 필요한 범위내의 크기를 갖는 출력을 발생시킨다면, 보다 정확하게 접촉전류와 접촉위치를 결정할 수 있다. 만일 너무 작으면 접촉전류에서의 미세한 변동이 무시되며, 잡음신호가 큰 영향을 준다. 너무 크다고 하면, 아날로그－디지탈변환기의 용량을 넘어서, 부정확한 접촉전류가 나타난다.
그러한 가능성을 최소로 줄이기 위하여 마이크로프로세서(88)는 선택적 특징으로서, 아날로그－디지탈변환기 출력의 크기를 조사한다. 원하는 범위밖에 있을 때에는 마이크로프로세서(88)는 적분시간 조정신호를 도선(106)을 따라 계수기회로(98)로 보낸다. 그러한 시간조정신호에 대해서 계수기회로는 홀드신호의 구간을 조정하며, 따라서 아날로그－디지탈변환기의 출력이 원하는 레벨에 이를 때까지 적분시간 구간을 조정하게 된다. 이러한 것은 광범위하게 다양한 조건하에서 광범위하게 다양한 접촉전류를 나타내는 접촉판넬장치의 사용을 편리하게 해주며, 가령 접촉감지표면(18)에 접촉하기 위해 침을 사용하는 경우나, 맨손 또는 다른 신체부위로 접촉감지표면을 접촉하거나, 장갑낀 손가락으로 접촉감지표면에 접촉하는 경우에 사용이 편리하다.
영점회로(108)는 판넬이 접촉되지 않았을 때 접촉전류신호가 중앙단자(54)에서의 0의 값을 갖도록 조정하는데 이용된다. 결과적으로, 중앙단자(54)에 전류가 최소한 잡음한계치보다도 크게 존재한다면 접촉이 되었다는 것을 뜻하기 때문이다.
[판넬주사순서와 접촉위치결정]
다음에 상세히 설명하는 바와 같이, 마이크로프로세서(88)는 멀티플렉서(52)를 조정하여 미리 정해진 순서로 접촉감지표면(18)의 선정된 변에 변압기의 SIG＋와 SIG－ 출력(48),(50)을 반복적으로 인가한다. 그 결과로 나온 접촉전류로부터 접촉위치 및 그밖의 정보가 결정된다.
주사순서의 제1의 예로서, 제2도에 의하여 접촉감지표면이 접촉되지 않았을 때 접촉전류가 영점회로(108)에 의해 0으로 조정되었다고 가정한다. 또한, X-Y 좌표계가 접촉감지표면의 중앙에 원점을 가지도록 설정되어 있다고 가정한다. 만일 점 P가 접촉되면, 제2도에 나타낸 바와 같이 이 점의 위치가 좌표 X 및 Y로 주어진다.
이러한 제1주사순서의 제1모드에서는 SIG－출력(50)이 접점의 조합(22)과, SIG＋ 출력(48)이 접점의 조합(24)과 각각 연결된다. 그리고, 접점 4와 5는 회로가 개방되어 있다(반드시 그럴 필요는 없다). 이러한 모드에서는 접촉감지표면의 제1, 즉 X 방향으로 교류구배가 설정된다. 이 경우 제1방향은 수평으로 X축을 포함한다. 결과적으로 제1, 즉 X 접촉전류는 다음과 같은 식으로 표현된다.
Figure kpo00001
위의 식에서, ix는 결과로서 얻어진 접촉전류로, 제1 또는 X 접촉전류라 불리운다. 또한, V는 변압기의 중앙단자에서 가상접지에 대한 2차권선출력(48)에서의 전압이다. 그리고, Zt는 사용자가 접촉감지회로에 접촉하였을 때 회로에 더해지는 임피던스이며, Kx는 상수이다. 또한, V/Zt라는 양은 사용자가 접촉을 하면 흐르는 임피던스전류이다. 끝으로, X는 접촉의 X 위치이다.
이러한 제1주사순서의 제2모드에서는 SIG＋ 출력(48)은 접촉감지표면의 제1 및 제2변(22),(24)에 연결되어 있고, 중앙단자(54)는 접촉되지 않은 접촉판넬장치의 임피던스와 같은 크기를 갖는 캐패시터를 통해 접지된다. 이렇게 해서 제1방향으로 일정한 교류전압이 걸린다. 이러한 모드에서는 중앙단자(54)에서 나타나는 접촉전류는 사용자를 통해 흐르는 임피던스접촉전류에 해당한다. 이 임피던스접촉전류는 iz는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure kpo00002
위의 두 식들을 조합하여 접촉의 X 위치를 다음식으로 나타낼 수 있다.
Figure kpo00003
Kx를 결정하기 위해서는 기지의 X 위치에서 접촉감지표면을 접촉해야 한다. 예를 들면, 4모서리에서 또는 X축을 따라 가장 왼쪽 및 오른쪽이다. 위의 식(c)에 기지의 X 위치를 대입하여 그 결과를 평균하면 Kx를 결정할 수 있다. 일단 Kx가 결정되면 미지의 X 접촉위치가 위의 식들을 사용해서 제1 및 임피던스전류신호로부터 계산된다.
2차원적인 접촉정보가 필요하다고 가정하면, 제1주사순서는 SIG＋ 출력(48)이 접촉감지표면의 윗쪽변(26)과 연결되고, SIG－ 출력(50)이 접촉감지표면의 아랫쪽변(28)에 연결되는 제3모드를 포함한다. 이렇게 해서 접촉감지표면상에 제2, 즉 Y방향으로 교류전압구배가 설정된다. 결과로 나타나는 제2, 즉 Y 접촉전류 iy는 다음식으로 표현된다.
Figure kpo00004
위의 식에서, Y는 접촉의 Y 위치이다. 또한, Ky는 위의 Kx를 결정한 것처럼, 기지의 위치에서 접촉감지표면을 접촉함으로써 결정되는 상수이다. 위의 (b) 및 (d)의 식들을 조합하면, Y 위치는 다음식으로 표현된다.
Figure kpo00005
이와 같이, 위에서 설명한 3가지 모드로 접촉감지표면을 주사해서 발생한 접촉전류로부터 위와 같은 방법으로 접촉된 위치 P와 X 및 Y 좌표가 결정된다. 미리 결정된 휫수로 주사주기를 반복하고 그 결과를 조합해서, 다음에 설명하는 것과 같이 접촉위치를 정확하게 결정할 수 있다. 여러 가지 모드사이에서 주사신호를 선택하는 것은 마이크로프로세서(88)로부터의 신호 M0와 M1으로 멀티플렉서(52)를 제어함으로써 할 수 있다. 접촉판넬(16)상의 접촉위치에 따라 컴퓨터(92)는 디스플레이단말기(12)상에 표시된 어떤 정보항목이 사용자에 의해 선택되었는지를 알아낸다. 그리고, 디스플레이단말기(12)는 사용자의 선택에 대하여 공지의 방법으로 반응을 나타낸다.
그러한 접촉의 위치결정 이외에도, 발생된 접촉전류로부터 추가정보를 얻을 수 있다. 예를들면, X－Y좌표는 임피던스 접촉전류 iz를 조사하면서 동시에 연속적으로 계산될 수 있다. 만일 X 및 Y가 변하지 않고, iz만 변화한다면 이것은 사용자가 접촉감지표면상의 특정한 위치를 계속 누르고 있지만 누르는 방법만을 변화시켰다는 것을 뜻한다. 예를들면, 사용자는 접촉된 위치에서 자신의 손가락을 더욱 힘껏 눌러서 접촉된 접촉감지표면의 면적을 변화시킬 수 있다. 그러한 임피던스접촉전류에서의 변화는 컴퓨터(92)에 의해서 다른 기능을 위해 사용될 수 있다. 예를들면, 접촉화면이 똑같은 위치에서 다만 더 힘껏 눌렀다면, 임피던스 접촉전류 iz에서 발생하는 변화가 검출되어 접촉위치에 의해 확인된 데이터를 처리하는 특정한 서브루턴을 불러내는데 사용될 수 있다.
원하는 X 및 Y 접촉전류 및 임피던스 접촉전류를 얻을 수 있는 또 다른 주사순서의 예는 다음과 같다. 이 제2주사순서는 앞에 설명한 3모드 대신 4모드로 접촉감지표면을 주사한다.제2도에 의하면 이러한 주사방법은 X1, X2, Y1및 Y2위치에 놓인 접촉점 P에 관하여 설명할 수 있다. 즉, 접촉감지표면상의 X 방향으로의 전체거리는 알 수 있으며, X1＋X2의 합으로 주어진다. 또한, X1은 제2도의 판넬의 왼쪽변으로부터 점 P까지의 거리이고, X2는 판넬의 오른쪽 변으로부터 점 P까지의 거리이다. 그리고, Y1＋Y2를 알수 있으며, 판넬에 있어 Y축상으로의 전체거리이다. 또한, Y1은 접촉감지표면의 아래쪽 변으로부터 점 P까지의 거리이며, Y2는 접촉감지표면의 윗쪽 변으로부터 점 P에 이르는 거리이다.
이러한 제2주사순서의 제1모드에서는 접촉감지표면의 오른쪽 변에 SIG＋ 출력(48)이 연결되고, 중앙단자(54)가 접촉감지표면의 왼쪽변에 연결되도록 회로가 구성되어 있다. 이렇게 해서 교류전압 구배가 오른쪽에서 왼쪽으로 X 방향을 따라 접촉감지표면상에 인가된다. 이러한 조건하에서, 그리고 접촉감지표면이 접촉되지 않았을 때 접촉전류가 0으로 되도록 영점회로가 조정되어 있다고 한다면, 중앙단자에서의 1차접촉전류 ix1은 다음과 같이 표현된다.
Figure kpo00006
또한, 제2모드에 있을때, SIG＋ 출력(48)이 접촉감지표면의 왼쪽면에 인가되며, 중앙단자(54)가 접촉감지표면의 오른쪽 변에 연결된다. 이렇게 해서 X 방향으로, 그러나 왼쪽에서 오른쪽으로 교류전압구배가 인가된다. 이러한 경우, 제2접촉전류 ix2는 다음과 같은 식으로 표현된다.
Figure kpo00007
식(f) 및 (g)를 합하면, 임피던스 접촉전류 iz는 다음과 같이 주어진다.
Figure kpo00008
마지막으로 식(f) 및 (h)로부터 접촉점 P 및 X축위치인 X1에 대한 다음과 같은 식을 얻는다.
Figure kpo00009
위의 식에서, K2는 상수로서, 위에서 설명한 바와 같이, 알고 있는 위치에서 접촉감지표면에 접촉을 하여서 결정할 수 있다. 그리고, 앞에 언급한 바와 같이, X1＋X2의 합을 알 수 있다. 그러므로, 위의 두 측정에서부터 접촉점 P의 X축위치에 대한 정보는 임피던스 접촉전류 iz에 있어서의 변화에 관한 정보와 함께 얻을 수 있다.
Y축 위치정보는 다음과 같은 방법으로 결정된다. 이러한 주사 순서에서의 제3모드에서는 SIG＋ 출력(48)이 접촉감지표면의 윗쪽 변에 연결되며, 중앙단자(54)가 접촉감지표면의 아래쪽 변에 연결된다. 그 결과 제3접촉전류 iy1는 다음과 같이 표현된다.
Figure kpo00010
제4모드에서는, SIG＋ 출력(48)이 접촉감지표면의 아랫쪽 변에 연결되며, 중앙단자가 접촉감지표면의 윗쪽 변에 연결된다. 이렇게 해서 제4접촉전류 iy2가 다음과 같은 식으로 표현된다.
Figure kpo00011
식(j) 및 (k)를 조합해서, 다음과 같은 임피던스 접촉전류 iz에 대한 식을 얻는다.
Figure kpo00012
그리고 식(j) 및 (l)를 조합하면Y1에 대한 식이 얻어진다.
Figure kpo00013
위에서 설명한 바와 같이, Y1과 Y2의 합은 알고 있다. 그리고, 상수 Ky는 앞에 설명한 바와 같이 상수 Kx와 같은 방법으로 결정할 수 있다.
이렇게 해서, 접촉전류로부터 X1및 Y1의 위치가 얻어진다. 또한, 임피던스 접촉전류에서의 변화도 원하는 대로 측정할 수 있다.
이 기술분야에 숙련된 사람들에게는 명백한 바와 같이, 원하는 위치에 관한 정보를 결정하기 위한 접촉전류를 얻기 위해서는, 다른예의 주사순서와 접촉감지표면에 교류구배를 인가하는 다른 예의 모드도 사용될 수 있을 것이다.
[접촉판넬구조]
제2도에 의하면, 접촉판넬(16)은 위치결정회로와 함께 사용자에 의한 접촉을 감지하는데 사용되는 접촉감지표면(18)을 전면에 가지고 있다. 앞에 설명한 바에 같이, 접촉판넬(16)은 표면(18)위에 전기 전도성의 박막으로 코팅된 베이스판으로 되어 있다. 이러한 박막에 적합한 한가지 예로는 파장이 520나노미터(nm)인 빛에 대하여 투과율이 85%이며, 표면저항이 단위면적(예:1cm×1cm 또는 1인치×1인치)당 200옴인 인듐화 산화주석(10% 인듐, 90% 산화주석)이 있다. 그러한 판들은 캘리포니아 산타로서(Santa Rosa)의 옵티칼 코팅 라보라토리(Optical Coating Laboratory:OCLI)사와 같은 회사로부터 구입할 수 있다. 박막의 표면저항은 그렇게 중요하지는 않으며, 단위면적당 200－2000옴 또는 그 이상의 저항이면 적당하다. 그러나, 표면저항이 단위면적당 200옴 보다 휠씬 작으면 구동전류가 원하는 크기보다 더 크게 된다.
베이스판이 어떤 특정형태를 가져야만 하는 것이 아니다. 따라서, 원형이거나, 오목하거나, 구형(球形)이거나 곡면을 갖고 있거나, 평평하다 하더라도 화면(14)에만 맞으면 된다. 그리고, 베이스판은 불투명하거나, 광학적으로 투명해도 좋고, 여러가지 적당한 재료로 제작되어도 좋다. 뒷쪽의 광원으로부터 반사된 빛에 의한 눈부심을 줄이기 위해, 베이스판은 흔히 구입할 수 있는 앤티 클래어(anti-glare)유리로 제작할 수 있다. 이러한 유리도 역시 디스플레이화면의 곡류에 맞게 평평하거나 곡면을 갖도록 하여서 사용한다.
그러한 베이스판을 생산하는 곳중의 하나는 서(西)버지니아의 찰스버그(Charlesburg)의 이글 콘벡스 글래스사(Eagle Convex Glass Co.)이다.
앞에 언급한 바와 같이 사용되는 특정한 접점형성방법은 제2도 및 제6도에서 볼 수 있는 것처럼 바꿀 수 있다. 물론, 어떤 접점배열방법이 선택되었느냐에 따라 사용되는 멀티플렉서 또는 스위치회로(52)도 바뀌어진다. 일반적으로, 접촉감지표면상에서 원하는 방향으로 비교적 일정한 교류전압구배를 줄 수 있는 접촉배열이라면 어떤 것이라도 사용될 수 있다.
[접촉판넬 여기(勵起)회로]
접촉감지표면(18)에 교류전압신호를 발생하여 인가시키는데 사용되는 회로에 대하여 제3도에 상세히 나타낸다.
더 상세하게는, 도시된 형태에서는 신호발생기(30)에는 집적회로 ICL 8038발생기와 같은 종래의 정현파발생기(120)가 제3도와 같이 연결되어 있다. 정현파발생기(120)의 2번 핀(pin)에서 정현파가 나온다. 2번핀의 출력은 필터를 거쳐서, 연산증폭기(122)에 의해 증폭되므로, 신호발생기(30)의 출력(36)에서는 안정된 진폭의 정현파출력을 얻을 수 있다. 스위치(124)는 정현파발생기(120)의 10번 핀과 임의로 선택할 수 있는 캐패시터와 연결시켜 주며, 한쌍의 10킬리옴 가변저항(126),(128)을 이와 함께 조정하면, 정현파출력의 주파수를 조정할 수 있다. 적당한 동작주파수중 하나는 200킬로헤르쯔(kHz)이다. 그렇게 중요하지는 않지만, 전체회로는 일반적으로 15킬로헤르쯔~300킬로헤르쯔의 신호발생기출력주파수로 동작한다. 정현파발생기(120)는 9번 핀에서 또한 시각파를 발생하며, 이것은 다시 인버터(127)에 의해 증폭되고 반전되어서 다음에 설명하는 목적을 위해 출력도선(70)에 동조 또는 단속신호를 보낸다.
도시된 구동증폭기(38)는 개별소자로 구성된 푸시-풀 폴로어(push-pull follower)회로(158)와 연산증폭기(156)로 구성되어 있다. 폴로어의 크로스오버 왜곡(crossover distortion)을 줄이기 위해 10킬로옴 바이어스(bias)가변저항(160)을 조정한다. 10킬로옴 가변저항(162)이 또한 포함되어 있으므로, 구동증폭기회로에 대한 피드 포워드 보상(feed forward compensation)을 한다. 구동증폭기(38)의 출력은 도선(40)에 연결되어 변압기(44)의 1차권선(42)을 통하여, 마이크로패러드(㎌) 비극성 전해직류 차단캐패시터(164)와 10옴저항(166)을 거쳐 접지된다. 캐패시터(164)은 직류전류에 의해 변압기(44)가 포화되는 것을 방지한다. 일반적으로, 신호발생기와 구동증폭기이 조합은 변압기(44)를 구동해서, 변압기의 2차권선(48),(50)사이에 대략 10볼트 첨두치전압을 준다.
바람직한 형태에서는, 변압기(44)는 환상코어(toroidal core)를 가진다. 변압기에서는 신호발생기(30)에서 발생한 전류와 접촉감지표면(18)을 구동하는데 이용되는 전류가 서로 분리된다. 결과적으로, 중앙단자(54)에 나타나는 전류는 접촉전류뿐이다. 그러한 변압기 구동형태에서 접촉전류에서 판넬주사신호전류를 추출하는데 사용되는 복잡한 회로들이 필요없다.
신호발생기와 구동증폭기회로에 사용되는 앞에서 언급하지 않은 적당한 저항과 캐패시터들은 이 발명의 상세한 설명의 끝에 있는 표 1에 나타낸다.
멀티플렉스(52)는 판넬주사신호를 접촉감지표면에 인가하기 위한 스위치회로를 가지고 있으므로, 이 표면상의 원하는 방향으로 교류전압의 구배를 설정할 수 있다. 도시된 접촉배열에서는 멀티플렉서(52)는 한쌍의 4채널 CMOS CD 4052 아날로그 멀티플렉서(200),(202)와 함께 도면에서와 같이 연결된 CMOS 2채널 멀티플렉서(204)(CD 4053 멀티플렉서 1/3)를 포함한다. SIG＋ 출력(48) 및 SIG－ 출력(50)에서의 주사신호는 멀티플렉서회로(52)의 주사입력에 인가된다. 일반적으로, 멀티플렉서회로(200),(202) 및 (204)는 마이크로프로세서(88)로부터 제어선(94),(96)을 타고 이러한 회로로 인가되는 제어신호 M0와 M1에 의해 여러 가지 상태로 전환된다(제1도 및 제4도). 제3도의 (206)과 같이 일반적으로 표시되는 멀티플렉서의 입력/출력도선이 제2도 및 제3도에 나타낸 바와 같이 접촉감지표면(18)의 1-8의 각각의 접점에 연결된다.
마이크로프로세서에 의해 논리 0의 신호가 제어선(94),(96) 양쪽에 인가되면, 스위치회로는 0 또는 X 접촉전류의 결정상태로 돌입한다. 이러한 0상태에서, 제1조합(22)의 접점 1,2 및 3이 전기적으로 연결되고, 제2조합(24)의 접점 6, 7 및 8이 역시 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 접점 4 및 5는 개방되어 있다. 또한 0상태에서 SIG＋ 출력(48)이 제1조합(22)이 접점 1,2 및 3에 인가되어 있다. 그리고, SIG－ 출력(50)이 제2조합(24)의 접점 5, 7 및 8에 인가되어 있다. 이러한 조건하에서는 교류전압구배가 접촉감지표면에 제1, 즉 X방향으로 설정된다.
그리고, 제어선(94)에 인가된 M0 제어신호가 논리 0이고, 제어선(96)에 인가된 M1 제어신호가 논리 1일 때, 멀티플렉서는 1, 즉 Y 접촉전류결정상태에 놓이게 된다. 이 상태에서는 제4조합(26)의 접점 1, 4 및 6이 함께 묶여서 SIG＋ 출력(48)에 연결된다. 그리고, 접점 3,5 및 8이 함께 묶여서 SIG－ 출력(50)에 연결된다. 그리고, 접점 2 및 7은 개방되어 있다. 이러한 조건하에서, 교류구배가 접촉감지 표면의 제2, 즉 Y방향으로 접점의 위 및 아래 조합 또는 열사이에 설정된다.
멀티플렉서는 M0 제어신호가 논리 1이고, M1 제어신호가 논리 1이나 0일 때 2상태, 즉 임피던스 접촉전류결정상태에 놓인다. 이 상태에서는 네 모서리 접점들(접점 1, 3, 6 및 8)은 전기적으로 묶여서 SIG＋ 출력(48)에 인가된다. 동시에, SIG－ 출력(50)이 다음에 설명하는 목적을 위해 영점 캐패시터 C2에 연결된다. 또한, 그밖의 접점들 2, 4, 5 및 7은 개방된다. 이러한 조건하에서, 교류전압이 접촉감지표면의 모든 변에 동시에 인가된다. 결과적으로 중앙단자(54)에 흐르는 모든 접촉전류는 사용자가 접촉감지표면(18)을 접촉하였을 때 발생한 임피던스전류와 직접 대응한다. 물론, 접촉감지표면 전체에 일정한 교류전압을 인가하기 위한 목적으로 그밖의 접점들도 활성화시켜도 좋다.
영점회로(108)는 접촉판넬접점 2와 접지사이에 연결된 제1, 즉 X 접촉전류 가변영점캐패시터 Cx와, 접촉판넬 제4접점과 접지사이에 연결된 제2, 즉 Y 접촉전류 가변영점캐패시터 Cｙ를 포함한다. 캐패시터 Cχ와 Cｙ는 대개 22피코패러드(㎊)이다. 그리고 Cz는 스위치회로(200)의 11번, 15번 핀과 접지사이에 연결된, 예를들면 180피코 패러드캐패시터 및 65피코 패러드캐패시터와 같은 한쌍의 병렬가변영점캐패시터를 포함한다. 멀티플렉서(52)를 여러 가지 상태로 변환시키면서, 접촉감지표면을 주사하고 있다고 가정하자. 이런 경우, 캐패시터 Cx,Cy및 Cz는 판넬이 접촉되지 않았을 때 변압기(44)의 중앙단자(54)에서 접촉신호가 발생되지 않을 때까지 조정된다.
일반적으로, Cz는 판넬이 접촉되지 않고, 멀티플렉서가 2상태, 즉 임피던스 접촉전류결정상태에 있을 때, 임피던스 접촉전류가 0으로 조정되도록 조정된다. 접촉판넬상의 전체 표유용량(漂遊容量)과 Cz가 같을 때, 판넬이 접촉되지 않으면, 변압기의 중앙단자(54)와 가상접지 사이의 연결을 통해서는 전류가 흐르지 않는다. 즉, 2상태의 멀티플렉서상태에 대한 중앙단자전류는 임피던스만의 함수인데 이것은 접촉위치의 변화에 대해서 전압의 변화가 없기 때문이다. 그리고, Cx와 Cy를 비슷하게 조정하여 0상태 또는 X 접촉전류의 결정과 1상태 또는 Y 접촉전류결정 멀티플렉서상태를 위해서 중앙단자에 0이 발생하도록 한다. 캐패시터 Cx는 제2, 즉 Y 접촉전류나 임피던스접촉전류에 중요한 영향을 주지 않으면서, 제1, 즉 X 접촉전류를 조정한다. 즉, Cx는 Y=0인 X축에 연결되어 있으므로, Y 접촉전류에 영향을 주지 않는다. 마찬가지로, Cy는 다른 접촉전류에 중요한 영향을 주지 않으면서 제2, 즉 Y 접촉전류를 조정한다. 즉, Cy는 X=0인 Y축에 연결되어 있으므로, X 접촉전류에 영향을 주지 않는다. 멀티플렉서가 0 및 1의 상태에 있을때, 중앙단자전류는 접촉위치와 임피던스의 함수이다. 세가지 모든 상태에 대해서 영점이 잡혀 있을 때는 접촉감지표면이 접촉되었을 때에만 중앙단자(54)로부터 전류가 흐른다. 이러한 영점회로를 둠으로써, 가령 특정한 접촉판넬이 디스플레이단말기에 장착되어 있는 형태에 따라서 임피던스가 변화하더라도 접촉전류는 쉽게 영으로 된다.
첨언하면, 82옴저항(208)이 접촉감지표면(18)의 제1접점과 SIG－출력(50)사이에 직렬로 연결되어 있다. 이 저항은 스위치회로(200),(202)와 (204)를 통해서 접촉감지표면의 다른 접점에 연결되어 있는 저항과 크기가 거의 같다. 그리고, 4.7피코 패러드(㎊)캐패시터(210)가 접촉감지표면 접점 8과 접지사이에 연결되어 있으므로, 접촉이 안된 경우 영점회로가 제1, 제2 및 임피던스 접촉전류가 0이 되도록 만드는 방향으로 상쇄시켜 준다.
동작할 때에는, 마이크로프로세서(88)는 멀티플렉서를 제2에서 제1로 0의 상태로 변환하면서 접촉판넬(16)의 주사를 반복적으로 행한다. 결과적으로 접촉전류신호는 위의 식(a)－(e)에 준하여 조합되어, 접촉위치가 결정된다. 일반적으로, 멀티플렉서가 3개의 모든 상태를 통해서 주사하는 주기는 무척 빠르다.(200－1000헤르쯔). 그러나, 멀티플렉서주파수가 늦으면 처리회로가 접촉위치를 결정하는데 걸리는 시간이 더 길어진다.
마찬가지 방법으로, 식(f)－(m)과 관련해서 위에서 설명한 바와 같이 네 개의 접촉전류 ix1, ix2, iy1와 iy2를 발생시키기 위해서는 멀티플렉서를 이용해서 이러한 각각의 접촉전류를 발생시키는데 필요한 판넬주사신호를 접촉감지표면에 인가한다. 그리고, 제6도와 같은 구성으로 해서 20개의 도선을 갖고 있는 멀티플렉서(52)를 사용해서 주사한다.
변압기구동에 의한 접촉감지표면은 회로를 간단하게 하고, 그밖의 다른 장점들을 주며, 더 바람직하다고 하더라도, 접촉감지표면상에 필요한 교류전압 구배를 얻기 위한 다른 회로들을 사용해도 좋다. 그러한 회로를 제10도에 나타낸다. 제10도의 회로에서는 도선(40)을 타고 정현출력이 이득이 -1인 반전연산증폭기(220)와 저항(222)을 거쳐서 SIG-출력(50)에 인가된다. 동시에, (40)의 출력이 이득이 1인 비반전연산증폭기(224)와 저항(226)을 거쳐서 SIG+출력(48)에 인가된다. 저항(222)의 인버터쪽은 차동증폭기(228)의 비반전입력에 연결되어 있고, 저항(222)의 다른쪽은 이 증폭기의 반전입력측에 연결되어 있다. 증폭기(228)의 출력은 접촉전류감지증폭기(62)의 비반전 입력에 연결된다. 같은 방법으로, 저항(226)의 증폭기쪽은 차동증폭기(230)의 비반전입력에 연결되고, 저항(226)의 반대쪽은 이 증폭기의 반전입력에 연결된다. 증폭기(230)의 출력은 접촉전류증폭기(62)의 반전입력측에 연결된다. 접촉판넬이 접촉되지 않고 영점회로(108)가 적절히 조정되어 있을때, 제10도의 접촉전류 감지증폭기(62)로부터의 출력(64)은 0이다. 그러나, 접촉감지표면이 접촉되면 접촉전류신호가 출력(64)에 나타나며, 위에서 설명한 것과 같이 접촉위치를 결정하는데 이용될 수 있다.
[판넬출력신호 처리회로]
제3도에 의하면, 접촉전류 감지증폭기(62)는 변압기(44)의 중앙단자(54)에 연결된 반전입력을 갖고 있다. 증폭기(62)의 비반적입력은 접지된다. 그리고, 1킬로옴의 피드백(feedback)저항(240)이 증폭기(62)의 출력(64)과 반전입력 사이에 연결된다. 이러한 방식으로 연결되었을 때, 증폭기(62)는 변압기 중앙단자(54)에 흐르는 전류, 따라서 제1, 제2 및 임피던스 접촉전류에 해당하는 출력(64)을 보낸다.
이러한 접촉전류신호는 필터회로(66)를 거친다. 더욱 상세하게는 접촉전류신호는 제1의 3킬로헤르쯔 수동(受動) 고역필터(242)를 거쳐서 제1연산증폭기(244)의 비반전입력에 인가된다. 증폭기(244)의 출력은 10킬로옴저항(246)을 거쳐서 제2연산증폭기(248)의 반전입력에 인가된다. 증폭기(248)은 제2의 3킬로헤르쯔 수동고역필터(250)을 통해 필터출력(68)에 연결되고, 결국은 정류기(69)의 입력에 연결된다. 필터(242), (250)는 각각 0.1마이크로패러드(㎌)차폐캐패시터와 5.1킬로옴저항으로 이루어져 있다. 10킬로옴 피드백가변저항(252)이 증폭기(244)와 그 반전입력 사이에 연결되어, 필터의 개인을 조정하기 위하여 사용된다. 또한, 1킬로옴저항(262)은 증폭기(244)의 반전입력과 접지사이에 연결되어 있다. 10킬로옴 피드백저항(254)이 또한 증폭기(248)의 출력과 반전입력 사이에 연결된다. 증폭기(248)의 비반전출력은 1킬로옴저항(256)과 100킬로옴 가변저항(258)을 통해서 접지되어 있다. 그리고, 82피코 패러드(㎊)캐패시터(260)는 증폭기(244)의 출력과 증폭기(248)의 비반전입력을 연결시켜 준다. 가변저항(258)을 조정함으로써, 필터회로를 통해서 흐르는 신호의 위상을 조정하여 (68)에서의 출력이 최대가 되도록 한다.
필터(66)로부터의 접촉전류신호는 정류기(69)내에서 정류되어, 도선(71)을 통해 정류된 접촉전류신호출력을 적분기(74)에 보내준다. 도시된 형태에서는 정류기(69)는 필터(66)에서부터 나오는 신호는 각각의 반전, 비반전출력 경로(272),(274) 사이에 연결하기 위한 CD 4053 멀티플렉서 또는 스위치(270)를 포함한다. 도선(70)을 타고오는 동조 또는 단속신호에 따라서 스위칭된다. 이러한 출력경로는 각각 10킬로옴저향(276),(278)과 0.01마이크로 패러드캐패시터(280),(282)를 도면과 같이 연결한 3킬로헤르쯔 저역수동필터를 가지고 있다. 반전, 비반전경로의 위상이 일치하지 않았을 때의 주파수에서 필터는 잡음을 제거한다. 비반전신호경로(274)는 스위치(270)로부터 저항(278)과 10킬로옴저항(284)를 거쳐 정류기출력(71)으로 연결된다. 반전신호경로는 저항(276)과 10킬로옴저항(286)을 거쳐서 연산증폭기(288)의 반전입력에 연결된다. 증폭기(288)의 비반전입력은 접지된다. 또는, 10킬로옴 피드백저항(290)의 출력과 그것의 반전입력사이에 연결된다. 증폭기(288)의 출력은 또한 10킬로옴저항(292)을 통해서 정류기 출력(71)에 연결된다. 저항(292)은 증폭기(288)를 통과하는 경로에 대한 이득을 줄여 주어서, 반전경로(272)를 따라가는 신호와 비반전경로(2747)를 따라가는 신호가 똑같은 상대적 크기를 갖도록 해준다. 정류기(69)의 출력(71)은 중앙단자(54)에서의 접촉전류신호에 해당하는 직류전류를 포함한다.
제3도 내지 제5도에 의하면, 정류기출력이 적분기(74)내에서 스위치(72)로 인가되는데, 가령 제3도에서와 같이 연결된 CD 4053멀티플렉서로 이 회로의 1번 핀에서 접지사이에 100옴저항(290)이 연결되어 있다. 논리 0의 홀드신호가 도선(102)을 타고 스위치(72)에 인가되면 언제나 스위치가 단락되어, 정류기출력이 적분캐패시터(75)에 연결된다. 정류기로부터의 신호는 홀드신호 기간에 의해 결정된 길이를 갖는 적분시간구간동안 적분된다. 일반적으로 적분캐패시터(75)는 적분증폭기(76)의 반전입력에서 증폭기 출력에 연결된 0.033마이크로 패러드캐패시터로 되어 있다. 증폭기(76)의 비반전입력은 접지된다. 그리고, 스위치(77)는 캐패시터(75)와 병렬로 연결되고, 캐패시터회로의 증폭기 출력측과 스위치 사이에 100옴저항(272)이 연결된 또 다른 CD 4053 멀티플렉서를 포함한다. 홀드신호 및 이에 따른 적분이 시작되기 바로 전에 도선(78)의 논리 1신호가 나타나면 스위치(77)가 닫혀서 적분캐패시터(75)를 방전시킨다. 100옴저항(292)은 최대방전 전류를 제한한다. 적분기(74)로부터의 출력은 변압기(44)의 중앙단자(54)에서 발생하는 접촉전류의 적분된 아날로그값을 대응해서 양 또는 음의 아날로그전압을 갖는다.
적분기의 출력(82)은 12비트(bit)출력을 갖는 ADC 1211 회로를 갖는 아나로그-디지탈변환기(84)(제4도)의 입력으로 전송된다. 아날로그－디지탈변환기(84)에 연결된 저항과 캐패시터의 값은 표 1에 나타낸다. 클럭(clock)(299)은 아날로그－디지탈변환기(84)에 클럭신호를 보낸다. 아날로그-디지탈클럭주파수는 한 예로 200킬로헤르쯔 정도로서 단속신호 주파수보다 더 크다.
아날로그－디지탈변환기 출력의 처음 8비트는 가령 74C244 라인구동회로와 같은 제1라인구동기(300)의 8개의 입력에 인가된다. 라인구동기(300)의 대응하는 8출력은 일반적으로 (302)로 표시된 각각의 마이크로프로세서 입력에 연결된다. 아날로그-디지탈변환기 출력의 마지막 4비트는 또 다른 유사한 라인구동기(304)의 대응 출력은 4개 입력(302)을 통해서 마이크로프로세서에 연결된다. 그리고, 구동기(304)는 적분주기가 끝나서 적분신호에 대한 디지탈화가 끝남에 따라 계수기회로(98)로부터“완료”신호를 받는다. 이 완료신호는 또한 구동기(304)에 의해 마이크로프로세서입력(302)중 하나에 연결된다. 이렇게 해서 마이크로프로세서가 적분 및 디지탈화에 대한 순서가 완료되었다는 것을 모니터하도록 한다.
마이크로프로세서(88)는 M2출력(305)에 논리 0의 신호를 발생시키며, 이것은 인버터(306)에 의해 반전되어서 구동기(300)로부터 데이터를 얻고자할 때에는 이 구동기에 인가된다. 또한, 구동기(304)로부터 데이터를 얻고자 할 때에는 M2 출력이 논리1이 된다.
제4도에 나타낸 바와 같이, 계수기회로(98)의 한가지 형태는 CMOS CD 4040 12단 립플-캐리이진계수기/제산기와 같은 이진계수기(310) 및 상호 연결된 4개의 J－K 플립플롭(312), (314), (316), (318)을 포함한다. 또한, 계수기회로는 또 다른 CMOS 멀티플렉서를 갖는 임의로 선택할 수 있는 적분시간제어 스위치회로(320)를 포함한다. 스위치회로(320)는 마이크로프로세서(88)에서 계수기(310)의 1－6핀과 12－15핀의 어디에 연결시킬 것인가 제어하기 위해서 도선(106)을 통해 나오는 적분시간신호에 따라 동작한다. 도선(106)은 일반적으로 멀티플렉서 제어신호를 마이크로프로세서로부터 멀티플렉서로 전송하기 위한 복수의 전선케이블을 갖고 있다. 이것은 도선(102)상에서의 홀드신호의 유지기간과 적분기간 구간을 제어한다.
하나의 적분주기를 행하기 위하여, 마이크로프로세서(88)는 도선(100)에 플러스의 스타트신호를 발생한다. (제5도 참조). 이 스타트신호는 플립플롭(312)의 세트입력에 인가됨과 동시에 이 플립플롭의 Q 출력을 논리 1로 한다. 이 Q출력은 도선(78)에서 0신호로 나타난다. 제3도와 관련하여 앞에 설명한 바와 같이, 이 0신호는 적분기(74)내의 방전스위치(77)를 단락시켜 적분을 행하기 바로 직전에 적분캐패시터(75)를 방전시킨다.
동시에, 플립플롭(312)의 논리 0
Figure kpo00014
출력이 플립플롭(314)의 클럭입력에 인가된다. 스타트신호가 끝남에 따른 단속신호의 그 다음 플러스방향 상승점(positive going edge)에서, 플립플롭(312)은 Q출력의 상태를 바꾸어서 0신호는 다시 논리 0으로 되돌아간다. 이렇게 되면 스위치(77)가 개방되어 적분캐패시터(75)가 적분을 하기 위한 조건으로 설정된다. 이러한 상태변화에 따라, 플립플롭(312)의
Figure kpo00015
출력이 플럭스가 되며, 플러스로 변화하는 클럭신호가 플립플롭(314)의 클럭입력에 인가된다. 이러한 클럭신호에 대응하여, 플립플롭(314)의 Q출력이 논리 0으로 떨어지며, 도선(102)에 홀드신호를 형성한다. 홀드신호가 낮은 동안 스위치(72)가 단력되며, 적분기(74)가 정류기(69)로부터의 출력신호를 적분한다.
계수기(310)가 스위치(320)에 의해 선택된 적분시간 구간에 대응하는 단속주기의 수를 모두 카운트할 때까지 적분이 계속된다. 이때, 스위치(320)로부터의 도선(322) 및 플립플롭(316)으로의 J 입력에는 논리 1Qn신호가 나타난다. 단속신호의 그다음 플러스방향 상승점에서 플립플롭(316)의 출력
Figure kpo00016
가 논리 0으로 되며, 아날로그－디지탈변환기(84)의
Figure kpo00017
입력에 인가된다. 이렇게 해서 적분캐패시터(75)에 저장된 전압신호의 아날로그－디지탈변환이 시작된다. 그후, 아날로그-디지탈변환기(84)의
Figure kpo00018
출력이 논리 1이 되어 인버터(324)에 의해 반전되어 플립플롭(318)의 클럭입력에 인가된다. 아날로그-디지탈변환이 완료되면, CC신호가 논리 0으로 되며, 인버터(324) 때문에 플러스의 클럭신호가 플립플롭(318)에 인가된다. 이렇게 되면 플립플롭(318)의 Q출력에 플러스의“완료”신호가 나타나서, 아날로그-디지탈변환이 완료되었다는 것을 마이크로프로세서에 알려준다. 이“완료”신호가 검출되면, 마이크로프로세서는 적당한 구동출력으로부터 디지털화 된 접촉전류 값을 얻으며, 이 값을 접촉위치를 결정하는데 이용한다.
적분기로부터의 마이너스의 값을 디지털화 하는 데에는 투 콤플리멘트(two′s complement)법이 이용된다. 디지탈화된 값이 부호에 따라 접촉위치 P의 좌표의 상한(象限)이 결정된다.
예를들면, 접촉감지표면의 중앙에 원점을 갖는 X-Y 좌표계에서, 마이너스의 X 접촉전류값은 원점의 왼쪽에 접촉한 것을 뜻하며, 플러스의 X 접촉전류값은 원점의 오른쪽에 접촉한 것을 뜻한다. 마찬가지로, 마이너스의 Y접촉전류값은 원점아래에 접촉한 것을 뜻하며, 플러스의 Y 접촉전류값은 원점 윗쪽에 접촉한 것을 뜻한다.
마이크로프로세서로 멀티플렉스(52)(제3도)를 각각의 상태로 변환시키면서, 연속적으로 디지탈화된 제1, 제2 및 임피던스 접촉전류값을 얻기 위한 적분주기가 반복된다.
[접촉전류처리]
제7도 내지 제9도의 흐름도에서는 제1도의 실시예에서 사용되는 접촉판넬주사를 위한 적당한 동작순서와 마이크로프로세서(88)에 의해 디지탈화된 접촉전류값이 처리되는 한가지 방법을 함께 나타낸다.
제7도의 주사순서(344)는 식(a)－(e)와 관련해서 앞에서 설명한 바와 같이 제1, 제2 및 임피던스 접촉전류를 발생하기 위해 사용되는 주사순서에 해당한다.
처음에는 주사순서가 스타트(346)에서 시작되어, 그 다음에 스텝(348)으로 진행해서 적분샘플수를 우선1로 한다. 스텝(348)으로부터 스텝(350)으로 진행한다. 그 다음, 스텝(350)에서 Nmax의 값을 설정한다.
Nmax의 값은 선택적이며 가변적이고 평균값을 취해서 접촉위치를 계산하는데 이용되는 제1, 제2 및 임피던스 접촉전류의 수에 해당한다. 그러므로, Nmax는 그러한 계산을 하는데 이용되는 0, 1 및 2상태 사이의 멀티플렉서 주기의 수에 해당된다. 예로서, NmaX를 3으로 한다. 스텝(350)으로 진행해서, M0제어신호가 논리 1로 되며, M1 신호는 논리 1 또는 논리 0으로 된다. 이것은 임피던스 접촉전류결정, 즉 2상태이다. 이 상태에서는 교류전압신호(즉, SIG＋ 출력48)가 동시에 여러개의 접촉감지표면에 인가되며, SIG－ 출력(50)이 Cz에 연결된다.
그 다음, 스텝(354)에서 마이크로프로세서(88)는 도선 (106)을 통해 출력을 발생해서 스위치(320)를 제어하며, 적분시간 구간을 선택한다. 즉, 홀드신호의 유지시간이 선택된다. 스텝(356)에서는 임피던스 접촉전류결정을 위해 판넬을 구동한다. 그 결과인 디지탈화 된 임피던스 접촉전류신호 izn을 스텝(358)에서 마이크로프로세서(88)로 전송한다. 그 다음 블록, 즉 스텝(360)에서는 임피던스 접촉전류신호가 원하는 수준인지 아닌지를 조사한다. 일반적으로, 보다 정확한 접촉전류결정을 위해서 디지탈화된 임피던스 접촉전류신호가 최소값보다 더 큰 것이 필요하다. 그리고, 아날로그-디지탈변환기(84)에 의해 변환될 수 있는 최대 디지탈값과 같은 최대값보다 디지탈화된 접촉전류신호의 값이 작아야 한다.
임피던스 접촉전류의 광범위한 범위를 취급하기 위해서, 그리고 장갑을 착용하거나 착용하지 않은 사용자에 의한 접촉과 같이 광범위하게 변화하는 조건하에서 장치의 동작을 원활하게 하기 위해서 마이크로프로세서는 자동이득 조정장치를 갖고 있다. 스텝(360)에서 디지탈화 된 임피던스 접촉전류가 원하는 범위에 들어오지 않을 때에는 스텝(362)에서 이를 조사한다. 즉, 이득조정(적분시간 구간)을 적당한 방향으로 증가시켜서 디지탈화 된 임피던스전류를 원하는 범위, 즉 최소값 이상의 범위에 들어오도록 했는지를 조사한다. 예를들면 디지탈화된 값을 줄이기 위해 적분시간 구간을 짧게 한다. 역으로, 디지탈화된 값을 증가시키기 위해 적분시간 구간을 길게 한다. 스텝(362)에서의 답이 yes이면 스텝(364)으로 진행해서 이득설정이 증가된다. 이렇게 증가시킨 다음 스텝(356)으로 다시 진행하여 주기가 다시 계속된다. 만일 스텝(360)에서 임피던스 접촉전류가 최소값보다 크다든지 원하는 범위안에 있든지 또는 이득설정을 증가시켜서 임피던스전류를 원하는 범위에 들어오도록 하는 것이 더 이상 가능하지 않다는 것이 결정되면, 스텝(356)으로 진행한다. 스텝(365)에서는 임피던스전류의 n번째 샘플에 대한 이득설정(Gn)이 격납된다. 그리고, 그 다음 스텝(366)에서 디지탈화된 임피던스 접촉전류값 izn이 또한 격납된다.
그 다음, 스텝(368)에서 M0 신호가 논리 0으로 되고, M1 신호가 논리 1로 된다. 이렇게 해서 멀티플렉서(52)가 제1, 즉 Y 접촉전류 결정상태로 된다. 그렇게 되면, 접촉판넬은 접촉감지표면(18)의 Y방향(스텝370 참조)에서의 교류전압구배를 설정함으로써 제2, 즉 Y 접촉전류를 결정하도록 구동된다. 결과로 얻어진 디지탈화된 iyn 접촉전류값이 마이크로프로세서(88)(스텝 372)로 전송되어 격납된다(스텝374).
M0 제어신호와 M1 제어신호를 논리 0으로 설정함으로써 스텝(376)에서 멀티플렉서(52)를 0상태로 설정한다. 그 다음 스텝(378)에서는 접촉판넬이 접촉감지표면(18)의 제1, 즉 X방향에서의 교류전압구배를 설정함으로써 제1, 즉 ixn 접촉전류를 결정하도록 구동된다. 그 결과로 얻어진 디지털화된 ixn 접촉전류값이 마이크로프로세서로 전송되어 격납된다.(스텝 380,382). 그 다음 스텝(384)에서는 어떤 특징한 샘플 N이 N의 최대값, 즉 Nmax와 같은지를 조사한다. 만일 답이 no이면 N이 1만큼 증가하며, 스텝(352)에서 처리가 계속된다. 스텝(384)에서의 답이 yes이면 특정한 접촉판넬위치를 계산하는데 이용되는 Nmax 샘플의 전부가 얻어졌다는 것을 뜻하며, 주사순서는 스텝(386)에서 종료된다.
특정한 접촉위치의 결정은 제8도의 접촉결정순서(400)를 참조하여 다음에 설명한다. 스텝(401)에서 스타트하여, 스텝(402)에서 접촉판넬이 조정된다. 이 스텝에서, 영점회로(108)가 조정되어서, 접촉감지표면(18)이 접촉되지 않았을 때, 중앙단자(54)에서의 접촉전류가 0이 되도록 한다. 그리고, 기지의 위치, 예를들면 접촉감지표면의 네모서리에서 접촉판넬이 접촉된다. 이러한 기지의 위치에서 접촉되어서, 다음에 설명하는 바와 같이 주사순서(344)를 이용해서 접촉전류정보가 얻어지면, 위의 식(a)－(e)의 상수들이 결정된다. 그 다음 스텝(404)에서 몇 개의 초기조건들이 설정된다. 정확히 말하면, 에러신호 E가 0으로 설정되고, 최대에러수 Emax가 설정되며, 최대잡음치(Max noise)가 설정되며, 계수 L이 0으로 설정되고, 어떤 한계치가 설정된다. 스텝(404)으로부터 앞에 기술한 주사순서(344)로 진행하여 스텝(406)에서 샘플수 N가 1로 재설정된다.
스텝(408)에서는 임피던스 접촉전류 izn의 정격화된 크기가 계산되어, 한계치와 비교된다. 디지탈화된 값izn이, 이러한 값을 얻기 위해 이용되는 이득설정을 위해 정격화되어서 한계치와 비교된다. 이 계산은 다음과 같다.
정격화된 izn=izn[gs(최대이득-이득)]
위의 식에서, gs는 이득단계설정, 즉 제4도의 스위치(320)의 설정과 같으며, 최대이득은 최대이득설정치이며, 이득은 이전에 격납된 이득 Gn이다. 이러한 계산이 끝나면 스텝(410)에서 계산된 정격화된 임피던스 접촉전류가 스텝(404)에서의 한계치보다 작은지의 여부를 묻는다. yes이면 접촉판넬이 현재 접촉되지 않았다는 결정이 내려진다. 접촉되지 않았다면 순서는 스텝(412)에서 종료된다.
가령 스텝(410)에서 정격화된 izn 값이 한계치보다 크거나 같다. 이것은 판넬이 접촉감지표면의 어디에선가 접촉되었음을 뜻한다.
스텝(418)에서는 이 스텝에 표시된 것과 같은 여러가지 계산이 이루어진다. 이 계산을 행하는데 있어서는 Y/Z와 X/Y의 합산양의 이득설정에 상관없이 일치하므로, 디지털화된 접촉전류값을 정격화할 필요가 없다. 이러한 계산을 행한 후, 스텝(420)에서 샘플수 N가 Nmax와 같은지의 여부가 결정된다. 만일 그렇지 않으면, 스텝(422)에서 N이 1만큼 증가되며, 처리주기는 다시 스텝(408)으로 돌아간다. 결과적으로, N 샘플 전부가 처리되어서 질문이 행해지는 스텝(424)으로 진행한다.
스텝(424)에서는 X와 Y 접촉전류값에 큰 변동이 있는지 여부에 대하여 결정한다. 만일 그렇다면, 이것은 사용자가 정확한 접촉위치결정을 위해 접촉을 충분히 일정하게 유지하지 않는다는 것을 뜻한다. 보다 정확하게는 만일 Y/Z의 최대값과 Y/Z의 최소값 사이의 차가 최대잡음 설정치보다도 더 크다면 스텝(424)에서 불안정한 접촉임을 나타낸다. 마찬가지로 X/Z의 최대치가 X/Z의 최소치가 최대잡음 설정치보다 크다면, 불안정한 접촉이 이루어졌음을 뜻한다. 만일 최대잡음 설정치를 넘으면 스텝(426)으로 진행하며, 에러계수 E가 1만큼 증가한다. 그러면, 질문이 이루어지는 스텝(428)에서 E가 허용된 에러의 최대수 Emax 보다 더 큰지의 여부에 관해 결정이 이루어진다. 만일 그렇다면, 스텝(430)에 에러신호를 보내면서 순서가 종료된다. 그러한 신호는 사용자에게 예를들면 접촉감지표면의 불안정한 접촉 때문에 접촉위치에 대한 불확실한 결정이 이루어졌음을 알려주면 된다. 만일 E가 Emax 보다 더 크지 않다면 스텝(428)에서 처리순서는 다시 주사순서 스텝(344)으로 되돌아가서 주사가 계속된다.
스텝(424)에서 불안정한 접촉이라는 표시가 나타나지 않았다고 하면, 스텝(424)에서 스텝(432)으로 진행하며, YL/ZL의 평균값, XL/ZL의 평균값 및 ZL의 평균값이 격납된다. 또한, 스텝(434)에서 접촉위치의 결정이 완료되었다는 사실을 나타내기 위해 touchL을 ′참′으로 설정한다.
제8도에서 얻어진 정보는 여러 가지 용도에 이용될 수 있다. 제9도는 그러한 응용에 순서중 한가지를 나타낸다. 제9도에 의하면, 제8도의 스텝(434)에 이어서, 스텝(436)에서 계수 L가 1만큼 증가하며, 스텝(438)에서는 L이 1보다 더 큰지의 여부를 묻는다. 만일 그렇지 않다면 스텝(439)에서 E는 다시 0으로 개설정되며, 스텝(400)내의 주사순서 스텝(344)로 진행한다. 만일 스텝(438)에서 yes로 결정되면, 접촉감지표면이 처음 접촉된 때부터 최소한 2개의 접촉위치가 결정된다. 보다 정확한 접촉위치결정을 위해 새로운 YL/ZL의 평균값, XL/ZL의 평균갑 및 ZL의 평균값이 결정된다. 평균화된 ZL각각의 값은 정격화된다. 결과적으로, X 및 Y 접촉위치에서의 변화를 수반하지 않으면서, ZL결정에서 변화하는 것이 검출되어서 다음에 설명하는 것과 같이 이용될 수 있다. 즉, 스텝(440)에서 접촉위치결정에 사용되는 정보 및 그밖의 데이터가 새로운 값으로 대체되어 접촉위치의 보다 정확한 결정을 도모하게 딘다. 스텝(440)에서 처리순서가 바로 스텝(439)으로 진행해서 주사가 계속된다. 이와는 다르게, 처리는 제3축 옵션(442)을 거쳐서 스텝(439)으로 진행할 수도 있다.
touchL이 ′참′이 되어서 접촉이 되었음을 표시한 후, 스텝(410)(제8도)으로 다시 진행해서, 정격화된 임피던스전류가 한계치보다 더 작다고결정되었다고 가정한다. 이 경우, 스텝(412)에서 종료되지 않고 프로그램이 스텝(443)으로 계속된다. 판넬에서 접촉물체를 떼었으므로 스텝(444)으로 진행한다. 그 다음, 판넬에서 손을 떼기 직전의 접촉좌표를 스텝(440)에서 구한 평균값들로부터 계산한다. 위의 식(a)－(e)가 이러한 목적을 위해 이용될 수 있다. 그러므로, 이러한 응용에서는 접촉판넬이 처음 접촉되었을 때부터 접촉이 끝날때까지 접촉위치정보에 대한 평균값이 구해진다. 만일 스텝(443)에서 전의 접촉이 ′참′이 아니면 판넬이 접촉되지 않은 것이 되며, 스텝(450)에서 종료된다.
결정된 X 및 Y 좌표를 사용자의 컴퓨터(92)에서 이용한다. 예를들면, 특정한 위치에서의 접촉은 서브루틴을 부른다. 또한, 앞의 설명에서 명백한 바와 같이 손가락이 접촉감지표면상에 견고히 접촉되어 있는 동안은 접촉위치가 계속적으로 결정되여, 사용자의 컴퓨터(92)를 사용하여, 예를들면 디스플레이단말기(14)상의 그림의 윤곽을 알아내는데 이용할 수 있다. 그리고, 이 순서는 앞에 설명한 식(f)－(m)과 함께 사용될수도 있다. 이러한 경우, 주사순서(344)는 변형되어서 적당한 접촉전류값을 발생시키게 할 수 있다. 그리고, 본 발명은 위의 처리순서에만 국한되지는 않는다.
제9도에 있어서, 제3축 옵션 방법들중의 하나는 먼저 스텝(460)을 포함하여, 여기에서는 상수 Ay,Ax 및 Az가 설정된다. 스텝(462)에서 X 및 Y 위치가 실제로 변화하지 않았는지의 여부를 결정한다. 이러한 판단은 새로운 Y/Z 결정과 전의 Y/Z 결정과의 차이가 Ay 값과를 비교하고, 새로운 X/Z 결정과 전의 X/Z 결정을 Ax 설정치와 비교해서 이루어진다.만일 이러한 차들이 설정된 Ax 및 Ay의 허용치내에 있지 않을 경우, 접촉의 X 및 Y 좌표가 변한다. 이러한 경우, 스텝(462)으로부터 스텝(439)으로 진행되지 않고, 처리는 계속된다. 만일 X 및 Y 좌표가 대략 일정하다면 판정스텝(464)으로 진행한다. 스텝(464)에서 새로운 평균값 ZL과 바로 전의 평균값 ZL과의 차가 AZ보다 큰지의 여부가 결정된다. 만일 답이 no이면 이것은 사용자가 비록 똑같은 위치에서 감지표면에 접촉하였다 하더라도 접촉방법은 바꾸지 않았다는 것을 뜻한다. 이 경우, 스텝(464)으로부터의 no 분기를 따라서 스텝(439)으로 진행한다. 이와 반대로, 스텝(464)에서 평균임피던스 접촉전류 ZL이 현격히 변화하였으나, X 및 Y의 위치가 거의 같다면 스텝(464)에서 yes 분기를 따르게 되며, 평균임피던스 접촉전류값 ZL이 이용되어서 스텝(439)에서 순서가 계속된다.
특별한 예로서, 만일 사용자의 손가락이 접촉감지표면의 특정위치에 접촉되어서 같은 위치에서 더 힘껏 눌렀다면, 평균임피던스 접촉전류 ZL에서 변화가 발생한다. 그러한 변화가 검출되면 사용자의 컴퓨터(92)는 또 다른 서브루틴을 불러낸다. 예를들면, 처음위치를 접촉하면 디스플레이단말기(14)상에 디스플레이부분을 먼저 크게 확장시킬 수 있다. 같은 위치에서 더욱 힘껏 누르면, 단말기의 이 부분이 더욱 확장된다.
이 임피던스 전류정보는 사용자가 원하는대로 여러 가지 다른 경우에 이용될 수 있다. 또한, 임피던스 접촉전류 ZL값에 있어서의 변화도, 비록 XL과 YL값이 또한 변화하더라도 다른 용도에 이용될 수 있다.
[표 1]
Figure kpo00019
여러 가지 바람직한 실시예에 대하여 본 발명의 원리를 도시 및 설명하였으나, 이 기술분야에 숙련된 사람들에게는 본 발명의 원리로부터 일탈하지 않고 배치나 세부사항에 변형을 가할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상 및 다음의 특허청구의 범위내의 이러한 변형은 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (27)

  1. 교류전압출력을 발생하기 위한 신호발생기(30)와, 신호발생기출력에 연결되어 신호발생기에 의해 구동되는 1차권선(42)을 가지며, 제1 및 제2의 2차권선출력 및 중앙단자(54)을 구비한 2차권선(46)을 가진 변압기(44)로서, 상기 2차권선(46)은 1차권선(42)이 신호발생기(30) 출력에 의해 구동됨에 따라 판넬주사신호를 보내는 변압기(44)와, 2차권선(46)과 접촉감지표면(18)을 선택적으로 연결시켜서, 판넬주사신호를 접촉감지표면(18)에 선택적으로 인가하며, 판넬이 접촉되었을 때 중앙단자(54)에서 접촉전류신호를 발생하기 위한 스위치회로(52)와, 변압기(44)의 중앙단자(54)에 제1입력이 연결되어 접촉전류신호를 수신하며, 접촉전류신호로부터 접촉위치를 결정하는 판넬출력신호처리(56)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉감지표면에서의 접촉위치를 결정하는 접촉판넬장치.
  2. 제1항에 있어서, 스위치회로(52)는 2차권선(46) 출력중 하나를 접촉감지표면(18)의 제1변(22)에, 그리고 2차권선(46) 출력중 다른 하나를 접촉감지표면(18)의 제2변(24)에 선택적으로 연결하는 멀티플렉서(52)로 이루어지며, 제2변(24)은 제1변(22)으로부터 제1방향으로 접촉감지표면(18)에 종으로 위치하여, 제1변(22)으로부터 제2변(24)으로의 제1방향으로 접촉감지표면(18)상에 전압구배를 형성하고, 접촉감지표면(18)이 접촉되었을 때 중앙단자(54)에서 제1접촉전류신호를 발생하며, 스위치회로(52)는 또한 접촉감지표면(18)이 접촉되었을 때 중앙단자(54)에서 임피던스 접촉전류신호를 보내기 위해 2차권선(46) 출력중 하나의 접촉감지표면(18)의 제1 및 제2변과를 선택적으로 동시에 연결하는 멀티플렉서(52)로 이루어지며, 판넬출력신호처리회로(56)는 제1접촉전류신호 및 임피던스 접촉전류신호로부터 제1방향을 따라 접촉위치를 결정하기 위한 접촉위치결정회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  3. 제2항에 있어서, 스위치회로(52)는 또한 2차권선(46) 출력중 하나를 접촉감지표면(18)의 제3변(28)에, 그리고 2차권선(46) 출력중 다른 하나를 접촉감지표면의 제4변(26)에 선택적으로 연결하는 멀티플렉서(52)로 이루어지며, 제4변(26)은 제1변(22)으로부터 제2방향으로 접촉감지표면(18)에 종으로 위치하여, 제3변(28)으로부터 제4변(26)으로의 제2방향으로 접촉감지표면(18)상에 전압구배를 형성하고, 접촉감지표면(18)이 접촉되었을 때 중앙단자(54)에서 임피던스 접촉전류신호를 보내기 위해 2차권선(46) 출력중 하나와 접촉감지표면(18)의 제1, 제2, 제3 및 제4변과를 선택적으로 동시에 연결하는 멀티플렉서(52)로 이루어지며, 판넬출력신호처리회로(56)는 제1접촉전류신호, 제2접촉전류신호 및 임피던스 접촉전류신호로부터 제1 및 제2방향을 따라 접촉위치를 결정하기 위한 접촉위치결정회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  4. 제1항에 있어서, 스위치회로(52)는 2차권선(46) 출력중 하나를 접촉감지표면(18)의 제1변(22)에, 그리고 중앙단자(54)를 접촉감지표면(18)의 제2변(24)에 선택적으로 연결하는 멀티플렉서(52)로 이루어지며, 제2변(24)은 제1변(22)으로부터 제1방향으로 접촉감지표면(18)에 횡으로 위치하여, 제1변(22)으로부터 제2변(24)으로의 제1방향으로 접촉감지표면(18)상에 전압구배를 형성하고, 접촉감지표면(18)이 접촉되었을 때 중앙단자(54)에서 제1접촉전류신호를 발생하며, 스위치회로(52)는 또한 접촉감지표면(18)이 접촉되었을 때 중앙단자(54)에서 제2접촉전류신호를 보내기 위해 2차권선(46) 출력중 하나와 접촉감지표면(18)의 제2변(24)과를, 그리고 중앙단자(54)와 접촉감지표면(18)의 제1변(22)과를 선택적으로 연결하여, 제2변(24)으로부터 제1변(22)으로의 제1방향으로 접촉감지표면(18)상에 전압구배를 형성하는 멀티플렉서(52)로 이루어지며, 판넬출력신호처리회로(56)는 제1 및 제2접촉전류신호로부터 제1방향을 따라 접촉위치를 결정하기 위한 접촉위치결정회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  5. 제4항에 있어서, 스위치회로(52)는 2차권선(46) 출력중 하나를 접촉감지표면(18)의 제3변(28)에, 그리고 중앙단자(54)를 접촉감지표면의 제4변(26)에 선택적으로 연결하는 멀티플렉서(52)로 이루어지며, 제4변(260은 제3변(28)으로부터 제2방향으로 접촉감지표면(18)에 종으로 위치하여, 제3변(28)으로부터 제4변(26)으로의 제2방향으로 접촉감지표면(18)상에 전압구배를 형성하고, 접촉감지표면(18)이 접촉되었을 때 중앙단자(54)에서 제3접촉전류신호를 발생하며, 스위치회로(52)는 또한 접촉감지표면(18)이 접촉되었을 때 중앙단자(540에서 제4접촉전류신호를 보내기 위해 2차권선(46) 출력중 하나와 접촉감지표면(18)의 제4변(26)과를, 그리고 중앙단자(54)와 접촉감지표면(18)의 제3변(28)과를 선택적으로 연결하여, 제4변(26)으로부터 제3변(28)으로의 제2방향으로 접촉감지표면(18)상에 전압구배를 형성하는 멀티플렉서(52)로 이루어지며, 판넬출력신호처리회로(56)는 제1, 제2, 제3 및 제4접촉전류신호로부터 제1 및 제2방향을 따라 접촉위치를 결정하기 위한 접촉위치결정회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  6. 제1항에 있어서, 판넬출력신호처리회로(56)는 접촉전류신호를 수신하기 위한 입력과 정류기회로출력을 가진 동조정류기(69)를 포함하며, 신호발생기(30)는 동조신호출력을 가지고, 동조신호출력에서 동조신호를 발생하기 위한 정현파발생기(120)를 포함하며, 정류기(69)는 동조신호출력에 연결된 동조신호입력을 가지며, 정류기(69)는 동조신호와 동조하여 접촉전류신호를 정류하여, 수신한 접촉전류신호에 대응하는 정류된 전류신호의 출력을 발생하며, 적분기(74)는 정류된 접촉전류신호를 수신하기 위해 정류기출력에 연결된 적분기입력 및 적분기출력을 가지며, 적분기(74)는 또한 적분시간 구간동안 정류된 접촉전류신호를 적분하여 상기 적분시간 구간동안 정류된 접촉전류신호에 대응하여 적분된 접촉전류신호의 아날로그출력을 발생하며, 적분기(74)는 또한 적분시간 구간을 동조신호와 동조시키기 위해 동조신호출력과 연결되어 적분시간 조정을 위한 계수기회로(98)를 포함하며, 아날로그-디지탈변환기(84)는 적분된 접촉전류신호를 수신하고, 적분된 접촉전류신호를 이에 대응하는 디지탈 접촉전류신호로 변환하기 위해 적분기출력에 연결된 변환기입력을 가지며, 아날로그-디지탈변환기(84)는 또한 디지탈접촉전류신호를 보내는 변환기출력을 가지며, 판넬출력신호처리회로(56)는 또한 디지탈접촉전류신호를 수신하기 위해 변환기출력에 연결된 입력을 가진 마이크로프로세서(88)을 포함하고, 디지탈접촉전류신호로부터 접촉위치를 결정하기 위한 접촉위치결정회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  7. 제6항에 있어서, 판넬출력신호처리회로(56)는 적분시간 구간의 길이를 조정하기 위한 계수기회로(98)를 포함하여 적분된 접촉전류신호의 크기를 소정의 최소크기보다 큰 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  8. 제3항에 있어서, 판넬출력신호처리회로(56)는 제1, 제2 및 임피던스 접촉전류신호를 수신하기 위한 입력 및 정류기회로출력을 가진 동조정류기(69)를 포함하며, 신호발생기(30)는 동조신호출력을 가지고, 동조신호출력에서 동조신호를 발생하기 위한 정현파발생기(120)를 포함하며, 정류기(69)는 동조신호출력에 연결된 동조신호입력을 가지며, 정류기(69)는 동조신호와 동조하여 제1, 제2 및 임피던스 접촉전류신호를 정류하여, 수신한 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호에 대응하는 정류된 접촉전류신호의 출력을 발생하며, 적분기(74)는 정류된 접촉전류신호를 수신하기 위해 정류기출력에 연결된 적분기입력 및 적분기출력을 가지며, 적분기(74)는 또한 적분시간 구간동안 정류된 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 적분하여 상기 적분시간 구간동안 정류된 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호에 대응하는 적분된 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호의 아날로그출력을 보내며, 적분기(74)는 또한 적분시간 구간을 동조신호와 동조시키기 위해 동조신호출력과 연결되어 적분시간 조정을 위한 계수기회로(98)를 포함하며, 아날로그-디지탈변환기(84)는 적분된 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 수신하고, 적분된 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 이에 대응하는 디지탈 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 변환하기 위해 적분기 출력에 연결된 변환기입력을 가지며, 아날로그-디지탈변환기(84)는 또한 디지탈 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 보내는 변환기출력을 가지며, 판넬출력신호처리회로(56)는 또한 디지탈 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 수신하기 위해 변환기출력에 연결된 입력을 가진 마이크로프로세서(88)을 포함하고, 디지탈 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호로부터 접촉위치를 결정하기 위한 접촉위치결정회로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  9. 제8항에 있어서, 마이크로프로세서(88)는 디지탈 임피던스 접촉전류신호의 크기가 소정의 크기의 범위내에 있는지의 여부를 결정하며, 마이크로프로세서(88)는 또한 적분시간 조정출력을 가지며, 적분시간 조정출력에서 적분시간 조정신호를 발생하며, 적분시간 조정을 위한 계수기회로(98)는 적분시간 조정출력에 연결된 시간조정회로입력을 포함하고, 또한 적분시간 조정신호에 응답하여 적분시간 구간의 길이를 조정하기 위한 계수기회로(98)를 포함하여, 적분된 임피던스 접촉전류신호의 크기와 그에 따른 디지탈 임피던스 접촉전류신호의 크기를 소정의 크기의 범위내로 조정하는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  10. 제9항에 있어서, 접촉감지표면(18)이 접촉되지 않았을 때 접촉전류신호를 0으로 하기 위해 접촉감지표면(18)에 연결된 영점회로(108)를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  11. 제10항에 있어서, 마이크로프로세서(88)는 한계임피던스 전류값을 설정하며, 또한 디지탈 임피던스 접촉전류신호의 크기가 한계임피던스 전류값을 초과하여 접촉판넬이 접촉되었는지의 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  12. 제8항에 있어서, 마이크로프로세서(88)는 접촉감지표면이 접촉되어 있는 동안 디지탈 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호로부터 접촉위치를 반복해서 결정하며, 반복해서 결정된 접촉위치들의 평균을 취하며, 그러한 반복해서 결정된 접촉위치들의 평균으로 접촉위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  13. 교류전압신호출력을 발생하기 위한 신호발생기(30)와, 접촉감지표면(18)에 판넬주사신호를 인가하고, 신호발생기출력에 연결된 입력을 가지며, 또한 신호발생기출력에 의해 구동되며, 서로 180°위상차가 있는 제1 및 제2교류전압 주사출력을 가지는 스위치회로(52)와, 판넬주사신호를 접촉감지표면에 선택적으로 인가하며, 판넬이 접촉되었을 때 접촉전류신호를 발생시키기 위하여 제1 및 제2판넬 주사출력을 접촉감지표면에 선택적으로 연결시키는 스위치회로(52)로서, 접촉감지표면의 제1변과 판넬주사출력중 하나와를, 그리고 제1변으로부터 제1방향으로 접촉감지표면에 횡으로 위치하는 접촉감지표면의 제2변과 판넬주사신호중 다른 하나와를 선택적으로 연결시키는 멀티플렉서(52)로 이루어짐으로써, 제1변으로부터 제2변으로의 제1방향으로 접촉감지표면상에 전압구배를 형성하고, 접촉감지표면으로부터 제1접촉전류 신호출력을 발생하며, 또한 접촉감지표면의 제3변과 판넬주사출력중 하나와를, 그리고 제1변으로부터 제2방향으로 접촉감지표면에 종으로 위치하는 접촉감지표면의 제4변과 판넬주사출력중 다른 하나와를 선택적으로 연결하는 멀티플렉서(52)로 이루어짐으로써, 제3변으로부터 제4변으로의 제2방향으로 접촉감지표면상에 전압구배를 형성하고, 접촉감지표면이 접촉되었을 때 접촉감지표면으로부터 제2접촉전류 신호출력을 발생하며, 또한 접촉감지표면의 제1,제2,제3 및 제4변과 판넬주사출력중 하나와를 선택적으로 동시에 연결시키는 멀티플렉서(52)로 이루어짐으로써, 접촉감지표면(18)이 접촉되었을 때 접촉감지표면으로부터 임피던스 접촉전류신호출력을 발생하는 스위치회로(52)와, 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 수신하기 위한 제1입력을 가지며, 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호로부터 접촉위치를 결정하기 위한 접촉위치결정회로로 이루어지는 판넬출력신호처리회로(56)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉감지표면에서의 접촉위치를 결정하는 접촉판넬장치.
  14. 제13항에 있어서, 판넬출력신호처리회로(56)는 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 수신하기 위한 입력과 정류기회로 출력을 가진 동조정류기(69)를 포함하며, 신호발생기(30)는 동조신호출력을 가지고, 동조신호출력에서 동조신호를 발생하기 위한 정현파발생기(120)를 포함하며, 정류기(69)는 동조신호출력에 연결된 동조신호입력을 가지며, 또한 동조신호에 동조하여 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 정류하여, 수신한 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호에 대응하는 정류된 접촉전류신호의 출력을 발생하며, 적분기(74)는 정류된 접촉전류신호를 수신하기 위해 정류기출력과 연결된 적분기입력 및 적분기출력을 가지며, 적분기(74)는 또한 적분시간 구간동안 정류된 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 적분하여 상기 적분시간 구간동안 정류된 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호에 대응하여 적분된 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호의 아날로그출력을 발생하며, 적분기(74)는 또한 적분시간 구간을 동조신호와 동조시키기 위해 동조신호출력과 연결되어 적분시간 조정을 위한 계수기회로(98)를 포함하며, 아날로그-디지탈변환기(84)는 적분된 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 수신하고, 적분된 제1, 제2 및 임핏던스 접촉전류신호를 이에 대응하는 디지탈제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호로 변환하기 위해 적분기출력에 연결된 변환기입력을 가지며, 아날로그-디지탈변환기(84)는 또한 디지탈 제1, 제2 및 임피던스 접촉전류신호를 보내는 변환기출력을 가지며, 판넬출력신호 처리회로(56)는 또한 디지털 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호를 수신하기 위해 변환기출력에 연결된 입력을 가진 마이크로프로세서(88)를 포함하고, 디지탈 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호로부터 접촉위치를 결정하기 위한 접촉위치결정회로로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  15. 제14항에 있어서, 마이크로프로세서(88)는 디지탈 임피던스 접촉전류신호의 크기가 소정의 크기의 범위내에 있는지의 여부를 결정하며, 마이크로프로세서(88)는 또한 적분시간 조정출력을 가지며, 적분시간 조정출력에서 적분시간 조정신호를 발생하며, 적분시간 조정을 위한 계수기회로(98)는 적분시간 조정출력에 연결된 시간조정회로입력을 포함하고, 또한 적분시간 조정신호에 응답하여 적분시간 구간의 길이를 조정하기 위한 계수기회로(98)를 포함하여, 적분된 임피던스 접촉전류신호의 크기와 그에 따른 디지탈 임피던스 접촉전류신호의 크기를 소정의 크기의 범위내로 조정하는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  16. 제15항에 있어서, 화면이 접촉되지 않았을 때 접촉전류신호를 0으로 하기 위해 접촉감지표면(18)에 연결된 영점회로(108)를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  17. 제16항에 있어서, 마이크로프로세서(88)는 한계임피던스 전류값을 설정하며, 또한 디지탈 임피던스 접촉전류신호의 크기가 한계임피던스 전류값을 초과하여 접촉판넬이 접촉되었는지의 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  18. 제14항에 있어서, 마이크로프로세서(88)는 접촉판넬이 접촉되어 있는 동안 디지탈 제1,제2 및 임피던스 접촉전류신호로부터 접촉위치를 반복해서 결정하며, 반복해서 결정된 접촉위치들의 평균을 취하며, 그러한 반복해서 결정된 접촉위치들의 평균으로 접촉위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 접촉판넬장치.
  19. 접촉감지표면(18)의 각 변에 교류전압신호를 인가하고, 접촉감지표면이 접촉되었을 때 임피던스 접촉전류신호를 발생하며, 교류전압신호를 접촉감지표면에 인가해서 접촉감지표면의 제1변으로부터 제2변으로의 제1방향으로 접촉감지표면상에 교류전압구배를 형성하며, 접촉감지표면이 접촉되었을 때 제1접촉전류신호를 발생하며, 교류전압신호를 접촉감지표면에 인가해서, 접촉감지표면의 제3변으로부터 제4변으로의 제2방향으로 접촉감지표면상에 교류전압구배를 형성하며, 접촉감지표면이 접촉되었을 때 제2접촉전류신호를 발생하며, 임피던스, 제1 및 제2접촉전류신호로부터 접촉위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 접촉감지표면의 접촉위치결정방법.
  20. 제19항에 있어서, 인가된 교류전압신호와 동조하여 임피던스, 제1 및 제2접촉전류신호를 정류하며, 적분시간 구간동안 정류된 임피던스, 제1 및 제2접촉전류신호를 적분하며, 적분된 임피던스, 제1 및 제2 접촉전류신호를 디지탈 임피던스, 제1 및 제2접촉전류신호로 변환하며, 디지탈 임피던스, 제1 및 제2접촉전류신호로부터 접촉위치를 결정하여, 접촉위치를 결정하는 단계로 접촉위치를 결정하기 위하여 제19항의 단계를 주기적으로 반복하는 단계를 주기적으로 반복하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 접촉위치결정방법.
  21. 제20항에 있어서, 판이 어떤 위치에서 접촉된 시간부터 그 위치에서의 접촉이 끝날 때가지 접촉위치를 결정하며, 접촉된 위치를 정하기 위해 결정된 접촉위치들의 평균을 취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉위치결정방법.
  22. 제20항에 있어서, 임피던스 접촉전류의 크기를 소정범위의 크기내로 조정하기 위하여 적분시간 구간의 길이를 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉위치결정방법.
  23. 제20항에 있어서, 디지탈 임피던스, 제1 및 제2정류된 접촉전류신호들의 많은 샘플들의 평균을 취해서, 평균을 취한 샘플들로부터 접촉위치를 결정하는 단계를 포함하며, 샘플들이 소정의 양보다 더 크게 서로 떨어져 있는 경우 에러표시를 발생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉위치결정방법.
  24. 제23항에 있어서, 평균이 구해지며 접촉위치를 결정하기 위해 사용되는 샘플들의 수를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉위치결정방법.
  25. 제20항에 있어서, 임피던스 전류신호의 크기가 한계크기보다 작을 때 접촉되지 않았다는 것을 나타내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉위치결정방법.
  26. 제19항에 있어서, 임피던스, 제1 및 제2접촉전류신호에서의 변화들을 조사해서, 제1 및 제2접촉전류신호에서의 변화를 수반하지 않는 임피던스 접촉전류신호의 변화를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 접촉위치결정방법.
  27. 접촉감지표면(18)의 제1변으로부터 제2변으로의 제1방향으로 접촉감지표면상에 교류전압구배를 형성하며, 접촉감지표면이 접촉되었을 때 제1접촉전류신호를 발생하며, 접촉감지표면의 제2변으로부터 제1변으로써 제1방향과는 반대인 제2방향으로 접촉감지표면상에 교류전압구배를 형성하며, 접촉감지표면이 접촉되었을 때 제2접촉전류신호를 발생하며, 접촉감지표면의 제3변으로부터 제4변으로의 제3방향으로 접촉감지표면상에 교류전압구배를 형성하며, 접촉감지표면이 접촉되었을 때 제 3 접촉전류신호를 발생하며,접촉감지표면의 제 4 변으로부터 제 3 변으로의 제 3 방향과는 반대이인 제 4 방향으로 접촉감지표면상에 교류전압구배를 형성하며, 접촉감지표면이 접촉되었을 때 접지전위에 대한 제 4 접촉전류신호를 발생하며, 제1,제2,제3 및 제4접촉전류신호로부터 접촉위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 접촉감지표면의 접촉위치결정방법.
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