KR950009355B1 - Optical positioning measuring device and method - Google Patents

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Abstract

The device for detecting coordinates by using an optical method comprises a horizontal light emitting unit and a horizontal light receiving unit; a vertical light emitting unit and a vertical light receiving unit; a light emitting element selecting/driving unit; a light receiving element selecting unit for selecting the light receiving element to selectively detect the light signal of the light receiving element of the light receiving element selecting unit corresponding to the light emitting element driven by the light emitting element selecting/driving unit; a light receiving signal shaping unit for wave-shaping the light signal detected by the light receiving element selecting unit and outputting a light receiving pulse; a counter for calculating the light receiving pulse outputted from the light receiving signal shaping unit and outputting it as object existence/nonexistence sensing information; a CPU for controlling the driving timing of the luminous element selecting/driving unit and light receiving element selecting unit and calculating the touch coordinates of the object by interpreting the count value applied from the counter; and a coordinates transferring unit for supplying the coordinates information obtained from the CPU to a system requiring the information .

Description

광학식 좌표 검출장치와 방법Optical coordinate detection device and method

제1도는 종래의 좌표 검출장치에서 광소자의 배치 구성도.1 is a configuration diagram of an arrangement of optical elements in a conventional coordinate detection apparatus.

제2도는 종래의 좌표 검출장치에서 광경로의 일부를 물체가 차단한 예를 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating an example in which an object blocks a part of an optical path in a conventional coordinate detection apparatus.

제3도는 본 발명의 좌표 검출장치의 블록 구성도.3 is a block diagram of the coordinate detection apparatus of the present invention.

제4도는 본 발명의 좌표 검출장치의 실시예 상세 회로도.4 is a detailed circuit diagram of an embodiment of the coordinate detection apparatus of the present invention.

제5도는 본 발명의 좌표 검출장치의 플로우차트.5 is a flowchart of the coordinate detection apparatus of the present invention.

제6도는 본 발명의 장치에 의한 좌표 검출 타이밍도.6 is a coordinate detection timing diagram by the apparatus of the present invention.

제7도는 본 발명 장치의 수광 경로상에 물체가 없는 경우의 신호 파형도.7 is a signal waveform diagram when no object exists on the light receiving path of the device of the present invention.

제8도는 본 발명 장치의 수광 경로상에 물체가 일부 광신호 차단시의 파형도.8 is a waveform diagram when an object blocks a part of an optical signal on a light receiving path of the device of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 수평 발광부 2 : 수직 발광부1: horizontal light emitting unit 2: vertical light emitting unit

3 : 수평 수광부 4 : 수직 수광부3: horizontal light receiving unit 4: vertical light receiving unit

6 : 발광소자 선택/구동부 7 : 수광소자 선택부6 light emitting element selection / driver 7 light receiving element selection unit

8 : 수광신호 정형부 9 : 카운터8: light receiving signal shaping unit 9: counter

10 : CPU 11 : 좌표 전송부10: CPU 11: coordinate transfer unit

본 발명은 발광소자과 수광소자를 이용하여 좌표를 검출하는 광학식 좌표 검출 장치와 좌표 검출방에 관한 것이다.The present invention relates to an optical coordinate detection device and a coordinate detection room for detecting coordinates using a light emitting element and a light receiving element.

종래의 광학식 좌표 검출장치는 제1도를 참조하면, 수평으로 대향하는 한쌍의 발광소자(1)와 수광소자(3) 및 수직으로 대향하는 한쌍의 발광소자(2)와 수광소자(4)를 스크린(SCREEN) 가장자리에 설치하고, 이 스크린상에 접촉되는 물체에 의하여 빛이 차단되는 수광소자로부터 검출되는 전기신호를 해석하므로서 물체의 좌표를 검출하는 것이다.In the conventional optical coordinate detecting apparatus, referring to FIG. 1, a pair of light emitting elements 1 and a light receiving element 3 that are horizontally opposed to each other, and a pair of light emitting elements 2 and a light receiving element 4 that are vertically opposed to each other are provided. It is provided at the edge of the screen SCREEN, and the coordinates of the object are detected by analyzing the electric signal detected from the light receiving element whose light is blocked by the object touching the screen.

즉, 발광소자(1), (2)를 순차적으로 1개씩 구동시키고, 그 구동 타이밍에서 대향하는 수광소자(3), (4)의 수광 여부로부터 물체의 유, 무 및 유, 무에 따른 좌표(x, y)산출을 수행한다.That is, the light emitting elements 1 and 2 are sequentially driven one by one, and coordinates according to the presence, absence, presence, and absence of the object from the reception of the light receiving elements 3 and 4 facing each other at the driving timing thereof. Perform the (x, y) calculation.

이때 햇빛이나 형광등 빛은 발광소자(1), (2)의 광출력 레벨보다 수배 내지 수천배에 이르는 광출력 레벨을 갖게 되므로, 구동되는 발광소자(1), (2)로부터 출력되는 광신호만을 검출하기 위해 발광소자(1), (2)를 일정한 주기로 순차적으로 온/오프 스위칭 구동시키고, 이 대향하는 수광소자(3), (4)에 흐르는 광전류의 변화를 검출하는 광신호의 수광 여부로부터 x, y 좌표상의 어느 지점에 물체가 위치(광차단)하고 있나를 검출한다.In this case, since sunlight or fluorescent light has a light output level that is several times to several thousand times higher than the light output levels of the light emitting devices 1 and 2, only the optical signals output from the light emitting devices 1 and 2 that are driven. In order to detect, the light emitting elements 1 and 2 are sequentially driven on / off switching at regular intervals, and whether or not an optical signal for detecting a change in the photocurrent flowing through the opposing light receiving elements 3 and 4 is detected. Detects at which point on the x and y coordinates the object is positioned (light-blocked).

물체의 유무 판단은 수광소자(3), (4)에서 검출되는 광신호 레벨을 소정의 기준값과 비교하고, 비교 결과 기준값에 미달되는 경우에는 그 광경로상에 물체가 존재하여 광신호를 차단하는 것으로 판별한다.The determination of the presence or absence of an object compares the optical signal level detected by the light receiving elements 3 and 4 with a predetermined reference value, and if the comparison value is less than the reference value, an object exists on the optical path to block the optical signal. It is determined that.

따라서, 제2도와같이 1개의 발광소자(1)와 대향하는 1개의 수광소자(3)로 구성되는 광로를 물체(5)가 일부 차단하게 되는 경우에는 수광소자(3)에서 검출되는 광신호 레벨이 기준값을 중심으로 하여 그 이상 또는 이하의 범위를 미소하게 크로스(cross)하게 되는 현상이 발생되고, 이와같은 현상은 물체(5)의 미소한 진동 즉, 사람이 볼펜이나 손가락등을 광차단 물체(5)로 사용하기 때문에 필연적으로 발생하는 미세 진동(맥박이나 개인차에 의해 떨림)으로 의하여 더욱 가중되게 된다.Therefore, when the object 5 partially blocks an optical path composed of one light receiving element 3 facing one light emitting element 1 as shown in FIG. 2, the optical signal level detected by the light receiving element 3 is detected. The phenomenon that crosses the above or below range slightly occurs around the reference value, and this phenomenon causes a slight vibration of the object 5, that is, a person blocks a light pen or finger, etc. Since it is used in (5), it becomes further weighted by the inevitable micro-vibration (vibration by a pulse or an individual difference).

그러므로 이 경우에 수광소자(3), (4)로 검출되는 광신호 레벨이 심하게 불안정한 상태로되고, 이는 곧 좌표 산출에 악영향을 미치게 되므로, 좌표 검출에 있어 신뢰성과 정확도가 저하되는 문제점을 야기 시킨다.Therefore, in this case, the optical signal level detected by the light receiving elements 3 and 4 becomes severely unstable, which adversely affects the calculation of the coordinates, thus causing a problem that the reliability and accuracy in the coordinate detection are degraded. .

또한, 순간적으로 유입되는 외부의 섬광이나 전기적 잡음의 유압시에도 이와같은 수광신호의 불안정으로 인한 오동작이 초래되어 거기 전체가 갖는 신뢰성을 크게 저하시키게 되는 것이다.In addition, even when an external flash or electrical noise flows in momentarily, malfunctions are caused due to such instability of the received signal, thereby greatly lowering the reliability of the whole.

본 발명은 수평/수직으로 직교하는 광로상에 선택된 발광소자를 일정한 횟수로 점멸 구동시키고, 이와 대향하는 수광소자에서 검출되는 광신호 펄스의 수를 카운트하여 카운트값 해석을 통한 물체 유/무 판단 및 좌표 검출을 수행하므로, 좌표 검출 에러를 줄이고, 검출동작에 신뢰성과 정밀을 확보할 수 있도록 한 광학식 좌표 검출장치와 좌표 검출방법을 제공함을 목적으로 하여, 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 장치의 구성부터 설명하면 다음과 같다.The present invention blinks a selected light emitting device on a horizontal / vertical orthogonal optical path at a predetermined number of times, and counts the number of optical signal pulses detected by opposing light receiving elements to determine whether an object is present or not through count value analysis. Since the coordinate detection is performed, an optical coordinate detection device and a coordinate detection method for reducing the coordinate detection error and ensuring reliability and precision in the detection operation are provided with reference to the accompanying drawings. The configuration will be described below.

먼저, 제3도를 참조하면 본 발명의 광학식 좌표 검출장치는, 수평 및 수직으로 각각 대향되어 쌍을 이루며, 일정한 간격으로 배열되는 수평/수직 발광부(1), (2) 및 수평/수직 수광부(3), (4)와, 상기 발광부(1), (2)의 발광소자를 선택적으로 매 광발광소자당 소정 횟수의 순차 점멸 구동을 수행하는 발광소자 선택/구동부(6)와, 상기 선택 구동되는 발광소자와 대응되는 수광부(3), (4)의 수광소자의 광신호를 선택적으로 검출하기 위한 수광소자 선택부(7)와, 상기 수광소자 선택부(7)에 의하여 선택되어 검출되는 광신호를 파형 정형하여 수광펄스를 출력하는 수광신호 정형부(8)와, 수광펄스를 계수하여 유/무 감지 정보로 출력하기 위한 카운터(9)와, 상기 발광소자 선택/구동부(6) 및 수광소자 선택부(7)의 구동 타이밍을 제어함과 함께 상기 카운터(9)에서 제외되는 카운트값을 해석하여 물체의 존재 여부 판단 및 물체 터치좌표를 산출해내는 CPU (10)와, 산출된 좌표 정보를 필요로하는 시스템에 공급해 주기 위한 좌표 전송부(11)로 구성된다.First, referring to FIG. 3, the optical coordinate detection apparatus of the present invention includes a horizontal / vertical light emitting unit (1), (2), and a horizontal / vertical light receiving unit, which are arranged in pairs and are opposed to each other horizontally and vertically. (3), (4), and a light emitting element selection / driver section 6 for selectively performing a predetermined number of sequential blinking operations for each light emitting element of the light emitting elements 1 and 2, and Selected and detected by the light receiving element selection unit 7 and the light receiving element selection unit 7 for selectively detecting the optical signals of the light receiving elements of the light receiving units 3 and 4 corresponding to the light emitting element to be selectively driven. A light receiving signal shaping unit 8 for waveform shaping an optical signal to be output and receiving light receiving pulses, a counter 9 for counting light receiving pulses and outputting them as presence / absence detection information, and the light emitting element selection / driving unit 6 And controlling the driving timing of the light receiving element selector 7 and removing it from the counter 9. Is composed of a CPU 10 for analyzing the count value to determine the existence of an object and calculating the object touch coordinates, and a coordinate transmission unit 11 for supplying the calculated coordinate information to the system.

한편, 제4도를 참조하면, 상기 수평/수직 발광부(1), (2)는, 발광 다이오드(LD1 내지 LDy), (LDy+1 내지 LDx)로 구성되고, 상기 수평/수직 수광부(3), (4)는, 수광 트랜지스터(S1 내지 Sy), (Sy+1 내지 Sx)로 구성되고, 상기 발광소자 선택/구동부(6)는, 발광다이오를 그룹 단위로 구동시켜 주기 위한 디코더(6A) 및, 그룹내의 특정 발광 다이오드를 선택 구동시켜 주기 위한 디코더(6B)로 구성되고, 상기 수광소자 선택부(7)는, 수광 트랜지스터를 그룹 단위로 선택해주기 위한 디코더(7A) 및, 그룹내의 특정 발광 다이오드를 선택해주기 위한 아날로그 멀티플렉서(7B)로 구성되고, 상기 수광신호 정형부(8) 는 수광된 신호를 증폭해주는 증폭부(8A)와, 증폭된 수광신호를 일정한 임계값을 기준으로 하여 펄스신호로 변환시켜 주는 슈미트 트리거 회로부(8B)로 구성되고, 상기 CPU(10)은 카운터(9)를 내장하며, 좌표 전송부(11)는, 송/수신 신호반전을 위한 인버터(G2), (G3) 및 시스템 전송 라인과의 커넥터(11A)로 구성된다.On the other hand, referring to Figure 4, the horizontal / vertical light emitting unit (1), (2) is composed of light emitting diodes (LD1 to LDy), (LDy + 1 to LDx), the horizontal / vertical light receiving unit (3) ) And (4) are composed of light receiving transistors S1 to Sy and (Sy + 1 to Sx), and the light emitting element selection / driver 6 is a decoder 6A for driving light emitting diodes in group units. And a decoder 6B for selectively driving a specific light emitting diode in the group, and the light receiving element selecting section 7 includes a decoder 7A for selecting the light receiving transistors in group units and a specific in the group. It consists of an analog multiplexer (7B) for selecting a light emitting diode, the light receiving signal shaping section 8 is amplifying section (8A) for amplifying the received signal, and the amplified light receiving signal on the basis of a predetermined threshold value It is composed of a Schmitt trigger circuit section 8B for converting into a signal, the CPU 10 Built-in counter 9, coordinate transmission unit 11 is composed of inverters G2 and G3 for transmitting / receiving signal inversion and a connector 11A with a system transmission line.

도면에서 미설명 부호, OP1, OP2는 연산 증폭기, VCC는 전원, R1 내지 R18은 저항, C1 내지 C8은 콘텍서, X1은 수정 진동자, VC1은 전압 비교기, D1은 다이오드, G1은 인버터이다.In the drawings, reference numerals OP1 and OP2 are operational amplifiers, VCC is a power supply, R1 to R18 are resistors, C1 to C8 are contacts, X1 is a crystal oscillator, VC1 is a voltage comparator, D1 is a diode, and G1 is an inverter.

이와같이 구성된 본 발명의 광학식 좌표 검출 장치에 의한 좌표 검출 동작은 다음과 같다.The coordinate detection operation by the optical coordinate detection apparatus of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 제3도를 참조하면, 전원이 인가됨에 따라 CPU(10)는 발광소자 선택/구동부(6) 및 수광소자 선택부(7)에 구동시킬 발광 및 수광소자(N)를 선택하는 선택 제어신호(SCAN/ADDR)를 출력하고 (제6도의 (a)참조). 선택된 발광소자를 소정 횟수 동안 점멸구동시키는 구동 제어신호(DRIVE CTL)를 공급해준다(제6도의 (c) 참조)First, referring to FIG. 3, when power is applied, the CPU 10 selects and controls the light emitting and light receiving elements N to be driven by the light emitting element selection / driver 6 and the light receiving element selection 7. Output the signal SCAN / ADDR (see (a) in Figure 6). It supplies a drive control signal DRIVE CTL for blinking and driving the selected light emitting element for a predetermined number of times (see (c) of FIG. 6).

또한 이때, 카운터(9)에 클리어 신호(CLR)를 공급하여 클리어시키고, 인에이블신호(EN)을 공급하여 인에이블시킨다. (제6도의(b) 및 (f)참조).At this time, the clear signal CLR is supplied to the counter 9 to clear it, and the enable signal EN is supplied to enable the counter signal 9. (See Figures 6 (b) and (f).)

이와같이 하여 선택된 발광소자는 제6도의(c)와같은 구동 제어신호로 소정횟수 온/오프 점멸되고, 이와 대향되는 수광소자에서는 광신호가 수신된다.The light emitting element thus selected is turned on / off a predetermined number of times by a drive control signal as shown in FIG. 6C, and an optical signal is received by the light receiving element opposite thereto.

수신되는 광신호는 송신되는 광펄스와 동일한 타이밍의 수광신호가 되고, 이 신호는수광소자 선택부(7)에서 수광신호 정형부(8)에 공급되는 수광신호에 대응하는 전기펄스로 제6도의 (d)와 같이 파형 정형된다.The received optical signal becomes a light receiving signal at the same timing as the transmitted light pulse, and this signal is an electric pulse corresponding to the light receiving signal supplied from the light receiving element selection section 7 to the light receiving signal shaping section 8 as shown in FIG. The waveform is shaped as shown in (d).

이 펄스신호는 카운터(9)에 카운트 클록으로 공급되어, 기 선택된 발광소자-수광소자의 온/오프 횟수에 대응하는 값으로 카운트되고, 카운트값은 광경로상의 물체의 유/무 데이터(DATA)로서 CPU(10)에 입력된다.The pulse signal is supplied to the counter 9 as a count clock, and counted to a value corresponding to the number of ON / OFF times of the light-emitting element-receiving element previously selected, and the count value is the presence / absence data DATA of the object on the optical path. As input to the CPU 10.

이와같이 선택된 발광소자를 소정횟수 구동시키고, 구동시킨 횟수만큼 수광소자로 광신호가 수광되는 카운터(9)로 카운트되면, 이 광경로상에는 물체가 존재하지 않는 경우로 판단하고, 카운트된 값이 구동횟수에 미달되는 경우는 그 광경로상에 물체가 존재하는 경우로 판단하여 해당 좌표를 계산해 낸다.When the selected light emitting element is driven a predetermined number of times, and counted by the counter 9 in which an optical signal is received by the light receiving element as many times as it is driven, it is determined that no object exists on the optical path, and the counted value is determined by the number of driving times. If not, it is determined that an object exists on the optical path and the corresponding coordinate is calculated.

이때 물체가 광경로상에서 미세 진동되거나 또는 외란에 의하여 카운트값이 변동되는 경우를 해석하여 물체의 존재 유/무 에 대한 판별을 수행한다.At this time, by analyzing the case in which the object is finely vibrated on the optical path or the count value is changed by the disturbance to determine whether the object is present or not.

이 좌표 검출 방법은, 물체의 존재 유/무 및 물체 존재시의 좌표를 산출할 좌표 평면상에서 수평, 수직으로 직교하는 발광/수광 경로상의 순차 구성과 동일 경로의 소정 횟수 반복 구성을 통한 프레임단위의 소자스캔을 수행하는 과정과, 스캔 결과로부터 감지한 수광신호를 각 광경로당 물체 감지 정보로 카운트하여 카운트값을 동일 광경로를 반복 구성하는 발광소자 구동횟수(N)와 비교하는 과정과, 비교 결과 이전 프레임에서 물체 존재에 판단되었고, 현재 프레임에서는 카운트값이 발광소자 구동횟수(N)이상인 경우는 물체 존재로 판단하는 과정과, 비교 결과 이전 프레임에서 물체 존재로 판단되었고, 현재 프레임에서의 카운트값이 발광소자 구동횟수(N) 미만인 경우는 물체가 없는 경우로 판단하는 과정과, 비교 결과 이전 플레임에서 물체가 없는 경우로 판단되었고, 현재 프레임에서의 카운트값이 유/무 판단의 기준 카운트값(N)이하인 경우에는 물체 존재로 판단하는 과정과, 비교 결과 이전 프레임에서 물체가 없는 경우로 판단되었고, 현재 프레임에서의 카운트값이 기준 카운트값(M)을 초과하면 물체가 존재하지 않는 경우로 판단하는 과정으로 이루어지며, 이에 의한 물체 존재의 유/무 판단은 제5도를 참조하면 다음과 같다.This coordinate detection method is based on the frame unit through the repeated configuration of a predetermined number of times in the same path as the sequential configuration on the horizontal / vertical orthogonal path on the coordinate plane to calculate the presence / absence of the object and the coordinates when the object is present. Performing a device scan, counting the received signal detected from the scan result as object detection information per optical path, and comparing the count value with the number of driving of the light emitting devices N which repeatedly constitute the same optical path; In the previous frame, if the object is present, and if the count value is greater than the light emitting element driving frequency (N) in the current frame, the object is determined to exist in the previous frame. If it is less than the light emitting element driving frequency (N), the process of judging that there is no object and the comparison result shows that there is no object in the previous frame. When the count value in the current frame is less than or equal to the reference count value (N) of the presence / absence judgment, the process of judging the presence of an object and the comparison result are determined to be the absence of an object in the previous frame. If the count value exceeds the reference count value M, the process is performed to determine that the object does not exist. The determination of the presence / absence of the object by this is as follows.

먼저, 상기 프레임(FRAME)의 의미에 대하여 살펴본다.First, the meaning of the frame FRAME will be described.

본 발명에서는 스크린에 빛을 차단하는 물체의 유무를 판단하기 위해서, 도면 제3도 및 제4도와같이 X축과 Y 축에 배열된 모든 발광소자중 하나의 발광소자를 선택하고, 그 소자를 일정 시간 동안 일정 횟수의 온/오프 동작을 행한후, 대응되는 위치에 있는 하나의 수광소자에 일정수의 펄스 신호가 감지되었는가를 확인하는 동작을 모든 발광소자 및, 수광소자에 순차적으로 수행함으로써 물체의 유무를 판단한다.In the present invention, in order to determine the presence or absence of an object blocking light on the screen, one of the light emitting devices arranged on the X-axis and Y-axis as shown in Figs. After a certain number of on / off operations for a period of time, an operation of checking whether a certain number of pulse signals are detected by one light receiving element at a corresponding position is sequentially performed to all light emitting elements and the light receiving element. Determine the presence.

이와같이 발광소자의 순차 구동과 소정 횟수 점멸 구동을 처음의 발광소자부터 최종 발광소자까지 행하여 물체의 유무를 확인하는 동작을 스캐닝(SCANNING)이라고 하고, 이와같이 첫 번째 발광 및 수광소자로부터 마지막 발광 및 수광소자 까지 일회 스캐닝한 결과를 갖고 있는 것을 "프레임"이라고 한다.As described above, the operation of checking the presence or absence of an object by sequentially driving the light emitting device and driving a predetermined number of flashes from the first light emitting device to the last light emitting device is called scanning (SCANNING). The one-time scanning result until is called "frame".

그러므로, 이전 프레임이란 바로 전시간에, 배열된 모든 발광 및 수광소자를 스캐닝한 것을 말하고, 현재 프레임은 현재의 시간에 모든 발광 및 수광소자를 스캐닝한 것을 말한다.Therefore, the previous frame refers to the scanning of all the light emitting and receiving elements arranged immediately before, and the current frame refers to the scanning of all the emitting and receiving elements at the present time.

본 발명에서는 적절한 터치 동작을 감지하기 위하여, 예를 들면 초당 약 30회에 걸쳐 전체 발광 및 수광소자를 스캐닝하고(초당 30프레임), 매회(매 프레임)마다 바로 직전의 스캐닝 결과(이전 프레임)과 현재 스캐닝한 결과 (현재 프레임)을 비교하여 그 결과를 좌표값과 터치됨, 터치 떨어짐등으로 바꾸어 알림으로써 안정된 터치 검출이 이루어질수 있도록 한 것이다.In the present invention, in order to detect a proper touch operation, for example, the entire light emitting and receiving element is scanned about 30 times per second (30 frames per second), and immediately before each time (every frame) and the scanning result (previous frame) and By comparing the current scanning result (current frame) and changing the result to a coordinate value, touched, touch dropped, etc., a stable touch detection can be achieved.

이러한 동작 과정을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.This operation process will be described with reference to the accompanying drawings.

즉, CPU(10)내에서 물체 존재시에는 "1"로, 존재하지 않는 경우는 "0"으로 설정되는 터치 플래그(TOUCH FLAG)를 정의하고, 이 터치 플래그를 검색한다.That is, the touch flag TOUCH FLAG is set to "1" when there is an object in the CPU 10 and to "0" when there is no object, and the touch flag is retrieved.

검색 결과 터치 플래그가 클리어(=0)된 경우에는 기존 프레임에서 물체가 존재하지 않았던 경우이다.If the touch flag is clear (= 0) as a result of the search, there is no object in the existing frame.

따라서 이 경우에, 카운터(9)의 카운트값은 발광소자의 온/오프 횟수(N)가 외부 광원의 주파수에 따라 증가될 수 있는 값(M)을 가산한 값(t), (t=M+N)이 될 수 있다.Therefore, in this case, the count value of the counter 9 is a value (t), (t = M), which adds a value (M) which can increase the number of ON / OFF times (N) of the light emitting element according to the frequency of the external light source. + N).

따라서, 카운트값(데이타 : D)을 비교하여 D≥N인 경우는 현재 프레임에서도 물체가 존재하지 않는 경우로 판단하고, 터치 플래그를 클리어시킨다.Therefore, when the count value (data: D) is compared and D≥N, it is determined that no object exists even in the current frame, and the touch flag is cleared.

비교 결과, 수광소자의 일부가 물체에 가려져서 카운트값(D)이 N>D>M인 경우 또한 물체가 존재하지 않는 것으로 판단한다.As a result of the comparison, when a part of the light receiving element is covered by the object and the count value D is N> D> M, it is also determined that the object does not exist.

비교 결과, 수광소자가 완전히 가려져서 카운트값(D)이 M≥D인 경우에는 그 광경로상에 물체가 존재하는 것으로 판단한다.As a result of the comparison, when the light receiving element is completely hidden and the count value D is M≥D, it is determined that an object exists on the optical path.

한편, 터치 플래그 검색결과, "1"로 세트된 경우에는 이전 프레임에서 물체가 존재하였던 경우이다.On the other hand, when the touch flag search result is set to "1", the object exists in the previous frame.

따라서 이 경우에는 비교 결과 D<N이면 수광소자의 일부가 가려져서 불완전한 터치의 경우로 판정하고, 물체가 존재하는 경우로 판단한다.Therefore, in this case, if the comparison result D <N, a part of the light receiving element is covered and it is determined that it is an incomplete touch, and it is determined that an object exists.

비교 결과 D≥N인 경우에는 광경로상의 장애물이 전혀 없는 것으로 판정하고, 물체가 존재하지 않는 것으로 판단한다.As a result of the comparison, when D≥N, it is determined that there are no obstacles on the optical path, and it is determined that no object exists.

이어서 CPU(10)는 다음과 발광 및 수광소자(N+1)를 선택하여 상기한 바와 동일한 동작을 통해 새로운 카운트값 데이터를 입력받게 되며, 이와같은 동작을 모든 발광소자 및 수광소자에 대하여 수행한다.Subsequently, the CPU 10 selects the next light emitting and receiving element N + 1 to receive new count data through the same operation as described above, and performs the same operation on all the light emitting elements and the light receiving elements. .

이와같이 하여 입력된 데이터는 1프레임에 해당하는 좌표계 스캔 정도가 되고, 이 스캔정보는 이전 프레임에서 획득한 좌표계 정보와 비교하여 물체의 유/무 판단 및 물체 존재의 경우 해당 좌표(x, y)산출을 통해 좌표값을 계산하고, 계산된 좌표값을 계산하고, 계산된 좌표값은 좌표 전송부(11)를 통해 필요로하는 시스템측으로 공급해준다.In this way, the input data becomes the scan of the coordinate system corresponding to one frame, and this scan information is compared with the coordinate system information acquired in the previous frame to determine the presence / absence of the object and to calculate the coordinate (x, y) in the case of the existence of the object. Calculate the coordinate value through, calculate the calculated coordinate value, and supplies the calculated coordinate value to the system side through the coordinate transmission unit (11).

이와같이하여, 각 경우 즉, 이전 프레임에서 물체가 존재하였는가의 여부에 따라 카운트값 비교 결과의 해석을 달리하므로서 미세 진동에 의한 오판정을 극복해 줄수 있고, 외란에 오란 오동작을 예방할 수 있는 것이다.In this way, it is possible to overcome the misjudgment caused by the micro-vibration and to prevent the misbehavior caused by disturbance by varying the interpretation of the count value comparison result depending on whether or not an object exists in the previous frame.

제4도는 본 발명의 실시예 회로 구성을 나타낸 것으로 이에 의한 좌표 검출 동작은 다음과 같다.4 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and the coordinate detection operation is as follows.

전원 (VCC)인가에 의하여 CPU(10)가 동작함에 따라 그 출력단(P0.0)에 발광 다이오드 온/오프 신호(DRIVE CTL)가 출력되고, 또한 출력단(P2.0 내지 P2.6)에서 발광소자 및 수광소자의 선택을 어드레스 신호(SA0 내지 SA6)가 출력된다.As the CPU 10 operates by applying the power supply VCC, the light emitting diode on / off signal DRIVE CTL is output to the output terminal P0.0, and the light is emitted from the output terminals P2.0 to P2.6. The address signals SA0 to SA6 are outputted for selection of the element and the light receiving element.

어드레스 신호(SA3), (SA4), (SA5), (SA6)는 디코더(6A)에서 디코드되어, 트랜지스터(Q9 내지 Q18)를 온시켜 발광 다이오드(LD1 내지 LDy), (LDy+1 내지 LDx)를 그룹으로 분할 선택하고, 어드레스 신호(SA0), (SA1), (SA2)는 디코더(6B)에서 디코드되어 트랜지스터(Q1 내지 Q8)를 온시켜, 기 선택된 그룹내의 8개 발광 다이오드를 소정 횟수 반복, 순차 구동시켜 준다.The address signals SA3, SA4, SA5, and SA6 are decoded by the decoder 6A to turn on the transistors Q9 to Q18 to light-emitting diodes LD1 to LDy and LDy + 1 to LDx. Is divided into groups, and the address signals SA0, SA1, and SA2 are decoded by the decoder 6B to turn on the transistors Q1 to Q8 to repeat the eight light emitting diodes in the selected group a predetermined number of times. , To drive sequentially.

이에 따라 출력되는 광은 대향하는 수광 트랜지스터(S1 내지 Sy), (Sy+1 내지 Sx)로 수광된다.Light thus output is received by opposing light receiving transistors S1 to Sy and Sy + 1 to Sx.

또한 이때, CPU(10)의 어드레스 신호(SA3 내지 SA6)는 디코더(7A)로 디코드되어 상기 발광부(1), (2)에서 선택된 그룹에 대응하는 수광부(3), (4)의 수광 트랜지스터 그룹을 선택해 주고, 어드레스 신호 (SA0), (SA1), (SA2)는 아날로그 멀트플렉서(7B)로 디코드되어, 상기 발광부(1), (2)에서 선택된 그룹내의 온/오프 되는 발광 다이오드에 대응하는 수광 트랜지스터를 선택하여 주게 되므로서, 송/수신되는 모든 광의 송출-수광 타이밍을 일치시켜 준다.At this time, the address signals SA3 to SA6 of the CPU 10 are decoded by the decoder 7A to receive the light receiving transistors of the light receiving units 3 and 4 corresponding to the group selected by the light emitting units 1 and 2. A group is selected, and the address signals SA0, SA1, and SA2 are decoded by the analog multiplexer 7B, and the light emitting diodes on / off in the group selected by the light emitting units 1 and 2 are selected. By selecting the light receiving transistor corresponding to the above, the transmission / reception timing of all the transmitted / received light is matched.

이에 따라 선택 수광된 광신호는 멀티플렉서(7B)의 출력단(X)에서 제7도의 (a)와 같은 신호로 검출되고, 이 신호는 연산 증폭기(OP1), (OP2)로 이루어지는 증폭부(8A)에서 증폭되어 제7도의 (b)와같이 출력된다.Accordingly, the optical signal selected and received is detected by the output terminal X of the multiplexer 7B as a signal such as (a) of FIG. 7, and the signal is an amplifying unit 8A including operational amplifiers OP1 and OP2. Is amplified by and output as shown in (b) of FIG.

이와같이하여 출력된 신호는 슈미트 트리거 회로부(8B)에서 파형 정형의 기준전압(Ref1), (Ref2)과 비교되어 그 비교 결과로 제7도의 (c)와 같은 펄스로 정형되고, 이 펄스는 CPU(10)내 내장된 카운터(9)에 입력되어 카운트된다.The signal output in this way is compared with the reference voltages Ref1 and Ref2 of the waveform shaping in the Schmitt trigger circuit section 8B and is shaped into a pulse as shown in (c) of FIG. 7 as a result of the comparison. 10) is inputted into the counter 9 built in and counted.

이때, 제2도와같이 수광 경로상의 일부에 물체가 존재하는 경우는 제8도의 (a), (b)에서와 같이 결손된 파형의 검출과 카운트가 이루어진다.In this case, when an object exists in a part of the light receiving path as shown in FIG. 2, the missing waveform is detected and counted as shown in FIGS. 8A and 8B.

이후의 카운트 결과의 해석을 통한 물체 유/무 판단과, 그에 따른 좌표 산출 동작은 상기한 제3도 및 제5도의 경우와 동일하며, 이와같이하여 산출된 좌표 검출 정보는 인버터(G2)와 커넥터(11A)를 통해 제반 시스템에 제공되고, 시스템측으로 부터의 데이터는 인버터(G3)를 통해 수신하게 된다.The determination of the presence / absence of the object through the analysis of the result of the count and the operation of calculating the coordinates are the same as those of FIGS. 3 and 5, and the coordinate detection information calculated in this way is determined by the inverter G2 and the connector ( It is provided to the general system through 11A), and data from the system side is received through the inverter G3.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 광학시 좌표 검출장치에서 외란에 의한 좌표 검출 에러를 줄일 수 있고, 터치 부분의 미세 진동에 의한 검출 오동작을 방지할 수 있으며, 이를 통한 기기 동작의 신뢰성 향상과 정밀도 향상을 기 할수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the coordinate detection error due to disturbance in the optical coordinate detection device, to prevent the detection malfunction due to the minute vibration of the touch part, thereby improving the reliability of the operation of the device and There is an effect that can improve the precision.

Claims (3)

수평으로 각각 대향되어 쌍을 이루며 일정한 간격으로 배열되어 광신호를 출력하고 또한 이 광신호를 수신하는 수평 발광부(1) 및 수평 수광부(3)와, 수직으로 각각 대향되어 쌍을 이루며 일정한 간격으로 배열되어 광신호를 출력하고 또한 이 광신호를 수신하는 수직 발광부(2) 및 수직 수광부(4)와, 상기 수평 발광부(1) 및 수직 발광부(2)의 발광소자를 선택적으로 매 발광소자 당 소정 횟수의 순차 점멸 구동을 수행하는 발광소자 선택/구동부(6)와, 상기 발광소자 선택/구동부(6)에서 선택 구동되는 발광소자와 대응되는 수광부(3), (4)의 수광소자의 광신호를 선택적으로 검출하기 위하여 수광소자를 선택해주는 수광소자 선택부(7)와, 상기 수광소자 선택부(7)에 의하여 선택되어 검출되는 광신호를 파형 정형하여 수광 펄스를 출력하는 수광 신호 정형부(8)와, 상기 수광신호 정형부(8)에서 출력되는 수광 펄스를 계수하여 물체의 유/무 감지 정보로 출력하는 카운터(9)와, 상기 발광소자 선택/구동부(6) 및 수광소자 선택부(7)의 구동 타이밍을 제어함과 함께, 상기 카운터(9)에서 제공되는 카운트값을 해석하여 물체의 존재 여부 판단 및 물체 터치좌표를 산출해 내는 CPU(10)와, 상기 CPU(10)에서 산출된 좌표 정보를 필요로 하는 시스템측에 공급해 주기 위한 좌표 전송부(11)로 구성된 광학식 좌표 검출 장치.The horizontal light emitting portion 1 and the horizontal light receiving portion 3, which face each other in a horizontal direction, are arranged at regular intervals and are arranged at regular intervals, and receive the optical signal. The light emitting elements of the vertical light emitting portion 2 and the vertical light receiving portion 4, and the light emitting elements of the horizontal light emitting portion 1 and the vertical light emitting portion 2, which are arranged to output an optical signal and receive the optical signal; Light-emitting element selection / driver 6 for sequentially flashing a predetermined number of elements per element, and light-receiving elements of light-receiving parts 3 and 4 corresponding to light-emitting elements selectively driven by the light-emitting element selection / driver 6 A light receiving element selecting unit 7 for selecting a light receiving element to selectively detect an optical signal of the light receiving unit, and a light receiving signal outputting a light receiving pulse by shaping the optical signal selected and detected by the light receiving element selecting unit 7 Orthopedic Part (8) And a counter 9 for counting the received pulses output from the light receiving signal shaping unit 8 and outputting the detected information as presence / absence information of the object, the light emitting element selecting / driving unit 6 and the light receiving element selecting unit 7. The CPU 10 for controlling the driving timing of the device and determining the presence of the object and calculating the object touch coordinates by analyzing the count value provided by the counter 9 and the coordinates calculated by the CPU 10. An optical coordinate detection device comprising a coordinate transmission unit (11) for supplying information to a system that needs information. 제1항에 있어서, 상기 수평 발광부(1)는 광신호를 출력하는 발광 다이오드(LD1 내지 LDy)로 구성되고, 상기 수평 수광부(3)는 상기 발광 다이오드(LD1 내지 LDy)에서 출력된 광신호를 수신하는 수광 트랜지스터(S1 내지 Sy)로 구성되고, 상기 수직 발광부(2)는 광신호를 출력하는 발광 다이오드(LDy+1 내지 LDFx)로 구성되고, 상기 수직 수광부(4)는 상기 발광 다이오드(LDy+1 내지 LDx)에 출력된 광신호를 수신하는 수광 트랜지스터(Sy+1 내지 Sx)로 구성되고, 상기 발광소자 선택/구동부(6)는, 발광 다이오드를 그룹 단위로 구동시켜 주기 위한 디코더(6A) 및 그룹내의 특정 발광 다이오드를 선택적으로 구동시켜 주기 위한 디코더(6B)로 구성되고, 상기 수광소자 선택부(7)는 수광 트랜지스터를 그룹 단위로 선택해 주기 위한 디코더(7A) 및 그룹내의 특정 발광 다이오드를 선택해 주기 위한 아날로그 멀티플렉서(7B)로 구성되고 상기 수광 신호 정형부(8)는 수광된 광신호를 증폭해주는 증폭부(8A)와, 증폭된 수광 신호를 일정한 임계값을 기준으로 하여 펄스 신호로 변환시켜주는 슈미트 트리거 회로부(8B)로 구성되고, 상기 CPU(10)는 카운터(9)를 내장하며, 좌표 전송부(11)는 송/수신 신호 반전을 위한 인버터(G2), (G3) 및 시스템 전송 라인과의 커넥터(11A)로 구성된 광학식 좌표 검출 장치.The light emitting diodes (1) of claim 1, wherein the horizontal light emitting portions (1) comprise light emitting diodes (LD1 to LDy) for outputting optical signals, and the horizontal light receiving portions (3) are optical signals output from the light emitting diodes (LD1 to LDy). Is composed of light-receiving transistors (S1 to Sy) for receiving the light, and the vertical light emitting portion (2) is composed of light emitting diodes (LDy + 1 to LDFx) for outputting an optical signal, and the vertical light receiving portion (4) is the light emitting diode. It consists of light-receiving transistors (Sy + 1 to Sx) for receiving an optical signal output to (LDy + 1 to LDx), wherein the light emitting element selection / drive section 6 is a decoder for driving light emitting diodes in group units. 6A and a decoder 6B for selectively driving specific light emitting diodes in the group, wherein the light receiving element selecting section 7 includes a decoder 7A for selecting the light receiving transistors in group units and a specific in the group. Choose light emitting diode It consists of an analog multiplexer 7B for giving and the light receiving signal shaping section 8 converts the amplified light receiving signal into a pulse signal on the basis of a predetermined threshold and an amplifier 8A for amplifying the received light signal. The main circuit is composed of a Schmitt trigger circuit section 8B, and the CPU 10 has a built-in counter 9, and the coordinate transmission section 11 transmits inverters G2, G3 and system transmission for inverting transmission / reception signals. An optical coordinate detection device comprising a connector 11A with a line. 물체의 유/무 및 물체 존재시의 좌표를 산출할 좌표 평면상에서 수평, 수직으로 직교하는 발광/수광 경로의 순차 구성과 동일 경로의 소정 횟수 반복 구성을 통한 프레임 단위의 소자 스캔을 수행하는 과정과, 상기 스캔을 수행하는 과정의 스캔 결과로부터 감지한 수광 신호를 각 광경로당 물체 감지 정보로 카운트하여 카운트값을 동일 광경로를 반복 구성하는 발광소자 구동횟수(N)와 비교하는 과정과, 상기의 비교 과정에서 비교 결과 이전 프레임(모든 발광 및 수광조자의 스캐닝을 현재 수행한 프레임)에서의 카운트값이 발광소자 구동횟수(N)이상인 경우는 물체 존재로 판단하는 과정과, 상기 비교 과정에서 비교 결과 이전 프레임에서 물체 존재로 판단되었고 현재 프레임에서의 카운터값이 발광 소자 구동횟수(N)미만인 경우는 물체가 없는 경우로 판단하는 과정과, 상기의 비교과정에서 비교 결과 이전 프레임에서 물체가 없는 경우로 판단되었고 현재 프레임에서의 카운터값이 유/무 판단의 기준값(M)이하인 경우에는 물체 존재로 판단하는 과정과, 상기 비교 과정에서 비교 결과 이전 프레임에서 물체가 없는 경우로 판단되었고 현재 프레임에서의 카운트값이 기준 카운트값(M)을 초과하면 물체가 존재하지 않는 경우로 판단하는 과정으로 이루어진 광학식 좌표 검출 방법.Performing a device scan in units of frames through a sequential configuration of light emitting / receiving paths orthogonal to the horizontal and vertical orthogonal structures on the coordinate plane to calculate the presence / absence of the object and the existence of the object; And counting the received light signal detected from the scan result of the scanning process as object detection information per optical path, and comparing the count value with the light emitting element driving frequency (N) constituting the same optical path. In the comparison process, when the count value in the previous frame (the frame in which all light emission and light receiving light scanning is currently performed) is greater than or equal to the number of driving of the light emitting elements, the process of determining that there is an object and the comparison result in the comparison process If it is determined that there is an object in the previous frame and the counter value in the current frame is less than the number of driving of the light emitting device (N), it means that there is no object. And determining that there is no object in the previous frame and the counter value in the current frame is less than or equal to the reference value (M). The optical coordinate detection method comprising the step of determining that there is no object in the previous frame when the comparison result in the comparison process, the object does not exist if the count value in the current frame exceeds the reference count value (M).
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