KR100685365B1 - 다채널 정전용량변화 검출장치 - Google Patents

다채널 정전용량변화 검출장치 Download PDF

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KR100685365B1
KR100685365B1 KR1020050119645A KR20050119645A KR100685365B1 KR 100685365 B1 KR100685365 B1 KR 100685365B1 KR 1020050119645 A KR1020050119645 A KR 1020050119645A KR 20050119645 A KR20050119645 A KR 20050119645A KR 100685365 B1 KR100685365 B1 KR 100685365B1
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capacitance change
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한용현
김복만
정상보
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에이디반도체(주)
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    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
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Abstract

본 발명은 다채널 정전용량변화 검출장치에 관한 것으로서, 시분할된 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량 변화를 검출하는 정전용량변화 검출모듈을 다수개 장착된 다채널 정전용량변화 검출장치를 다수개 병렬로 운영할 때 하나의 핀을 통해 서로 동시에 작동되지 않도록 조절하며 출력모드를 설정함으로써 주파수가 겹쳐 발생되는 노이즈 및 주파수 간섭에 의해 오동작을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 각 채널별로 감지레벨을 다르게 여러개 설정하여 정확한 터치위치를 파악하고 터치오류를 방지할 수 있는 이점이 있다.
시분할, 듀얼 주파수, 다채널, 정전용량, 동기제어, 시스템홀딩, 출력모드, 병렬연결, 터치위치, 감지레벨

Description

다채널 정전용량변화 검출장치{APPARATUS FOR DETECTING VARIATION OF CAPACITANCE MULTI CHANNEL}
도 1은 종래의 단일주파수에 의한 정전용량변화 검출장치를 설명하기 위한 회로도이다.
도 2는 종래의 복수주파수에 의한 정전용량변화 검출모듈을 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 동기제어부를 나타낸 회로구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 동기제어부에 의해 병렬 연결된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 동기제어부의 동작상태를 나타낸 타이밍도이다.
도 6과 도 7은 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 동기제어부에 의해 출력모드를 설정한 상태를 나타낸 도면이다.
도 8는 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치에 의한 감지레벨에 따른 감지영역을 나타낸 도면이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
100 : 정전용량변화 검출모듈 110 : 듀얼 주파수 발생부
120 : 차주파수 연산부 130 : 차주파수 변화율 연산부
140 : 비교기 150 : 감지레벨 입력단
160 : 기준주파수 홀딩부 170 : 출력단
200 : DFM 부 210 : 초기 감지신호 발생부
220 : 인에이블 신호 입출력부 230 : 동기제어부
231 : 동작스위치 232 : D-플립플롭
233 : 시스템 홀딩부 234 : 출력모드 선택부
본 발명은 다채널 정전용량변화 검출장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시분할된 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량 변화를 검출하는 정전용량변화 검출모듈을 다수개 장착된 다채널 정전용량변화 검출장치를 다수개 병렬로 운영할 때 서로 동시에 작동되지 않도록 조절하며 출력모드를 설정할 수 있도록 할 뿐만 아니라 각 채널별로 감지레벨을 다르게 여러개 설정하여 정확한 입력위치를 파악할 수 있도록 한 다채널 정전용량변화 검출장치에 관한 것이다.
종래의 정전용량변화 검출장치는 정전용량변화에 따라 변하는 감지 주파수의 변화를 기준 주파수와 비교하여 일정치 이상 차이가 나면 이를 출력하는 구성을 취한다. 이 때, 감지 주파수를 발생시키는 주파수 발생부의 충방전 제어부의 시간지연성분으로 인하여 실제로는 감지 주파수가 정전용량 변화값에 비례하여 발생되지 않으므로 작은 정전용량의 변화를 감지할 때 많은 오차가 발생한다.
도 1은 종래의 단일주파수에 의한 정전용량변화 검출장치를 설명하기 위한 회로도이다.
여기에 도시된 바와 같이 정전용량변화 검출장치의 입력단에 대상 커패시터를 설치하여 대상 커패시터의 정전용량 변화를 검출할 경우에, 대상 커패시터의 정전용량을 Cs, 대상 커패시터의 충방전을 위한 정전류를 Is, 입력단의 배치 배선에서 발생되는 기생 정전용량을 Cp, SCHMITT_A 스위치 지연과 인버터 INV_1A의 스위치 지연과 PMOS Tr(PM1~ PM3)의 스위치 지연과 NMOS Tr(NM1~NM3)의 스위치 지연성분을 포함하는 충방전 제어부의 시간지연을 td라 할 때, 대상 커패시터가 충전되어 SCHMITT 트리거 A의 입력레벌 Vth(Vth=Vb-Va)에 도달하는데 걸리는 시간(주기) Ta는,
Figure 112005071806900-pat00001
이고, 입력단의 대상 커패시터의 정전용량 Cs가 변하여 Cs+Cx가 될 경우에 있어서 대상 커패시터가 충전되어 Vth에 도달하는데 걸리는 시간(주기) Ta'는,
Figure 112005071806900-pat00002
이다. 따라서, 주기의 변화는,
Figure 112005071806900-pat00003
가 된다. 위의 식에서 알 수 있듯이, 정전용량의 변화량(Cx)에 대한 충방전 제어부의 시간지연(td)을 충분히 작게 하지 않으면 정전용량의 변화량(Cx)에 대한 감지 주파수(fa)의 변화가 작게 되어 감지의 정확도가 떨어진다. 특히 외부의 노이즈를 억제하기 위하여 감지 주파수를 높게 할 경우 시간지연(td) 성분의 영향은 더욱 커진다.
위와 같이 충방전 제어부의 시간지연성분으로 인하여 정전용량의 변화에 따른 감지 주파수의 변화가 작게 나타나서 미세한 정전용량의 변화는 감지하기가 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 출원인은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 단일주파수가 아닌 시분할된 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량의 변화를 검출하여 정전용량변화 검출의 민감도를 향상시킬 수 있는 "정전용량변화 검출방법 및 검출집적회로"에 대해 특허출원 10-2004-0070072 (2004.09.02)와 특허출원 10-2004-0096241 (2004.11.23)로 출원한 바 있다.
도 2는 종래의 복수주파수에 의한 정전용량변화 검출모듈을 설명하기 위한 블록구성도이다.
여기에 도시된 바와 같이 6개의 핀을 갖는 칩으로 구성되며, 제 1핀은 (V+) 입력단, 제 2핀은 (V-) 입력단, 제 3핀은 출력단, 제 4핀은 인에이블 신호 입출력단, 제 5핀은 감지레벨 입력단, 제 6핀은 정전용량 입력단으로 사용된다.
이를 구체적으로 살펴보면 대상 커패시터(Cs)의 정전용량의 변화에 대하여 시간분할로 감지 주파수 fa와 fa보다 k배 느린 감지 주파수 fb를 발생하는 듀얼 주파수 발생부(110)와, 감지주파수 fa 와 fb의 차이인 차주파수를 연산하는 차주파수 연산부(120)와, 기준 주파수 생성부(130a)와 차주파수 변화율을 연산하는 연산부(130b)로 구성된 차주파수 변화율 연산부(130)와, 소정의 감지레벨(DL)을 입력받는 감지레벨 입력단(150)과, 감지레벨 입력단(150)으로 입력되는 감지레벨(DL)과 차주파수 변화율 연산부(130b)에서 연산된 차주파수 변화율을 비교하는 비교부(140)와, 비교부(140)에서의 비교결과가 차주파수 변화율이 감지레벨보다 클 경우 하이신호에서 로우신호로 변환하여 출력하는 출력단(170)과, 비교부(140)에서의 비교결과 차주파수 변화율이 감지레벨보다 큰 결과가 나오기 시작할 때 또는 작은 결과가 나오기 시작할 때 이를 시점으로 하여 일정시간 동안 듀얼 주파수 발생부(110)에서 발생되는 fa의 발생주기를 높여주는 듀얼 주파수 발생주기 가변부(200),로 이루어지며 인에이블 신호 입출력부(220)를 포함하여 외부에서 인가되는 전압이 하이이면 인에이블되고 로우이면 대기상태로 인식하도록 구성되며, 듀얼 주파수 발생주기 가변부(200)가 동작 중인 경우에는 외부로부터 로우신호가 입력되지 않도록 자체적으로 로우신호를 발생시켜서 이를 외부로 출력하여 이웃과 통신할 수 있도록 이루어진다.
따라서, 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치는 위와 같이 이루어진 단일채널의 정전용량변화 검출모듈을 여러개 모아 하나의 IC로 구성하여 다채널 한다.
그런데, 위와 같은 검출IC를 병렬로 다수개를 동시에 작동시킬 때 각각은 개별적인 주파수에 의해 정전용량변화를 검출하기 때문에 주파수가 겹쳐 노이즈 및 주파수 간섭에 의해 오동작이 발생하는 문제점이 있다.
한편, 감지레벨을 동일하게 설정할 경우 감지영역의 구분이 명확하지 못하여 터치에러가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 시분할된 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량 변화를 검출하는 정전용량변화 검출모듈을 다수개 장착된 다채널 정전용량변화 검출장치를 다수개 병렬로 운영할 때 서로 동시에 작동되지 않도록 조절하며 출력모드를 설정할 수 있도록 할 뿐만 아니라 각 채널별로 감지레벨을 다르게 여러개 설정하여 정확한 입력위치를 파악할 수 있도록 한 다채널 정전용량변화 검출장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치는 대상 커패시터의 정전용량의 변화에 대하여 시간분할로 감지 주파수 fa와 fa보다 k배 느린 감지 주파수 fb를 발생하는 듀얼 주파수 발생부와, 감지주파수 fa 와 fb의 차이인 차주파수를 연산하는 차주파수 연산부와, 기준 주파수 생성부와 차주파수 변화율을 연산하는 연산부로 구성된 차주파수 변화율 연산부와, 소정의 감 지레벨을 입력받는 감지레벨 입력단과, 감지레벨 입력단으로 입력되는 감지레벨과 차주파수 변화율 연산부에서 연산된 차주파수 변화율을 비교하는 비교부와, 비교부에서의 비교결과가 차주파수 변화율이 감지레벨보다 클 경우 하이신호에서 로우신호로 변환하여 출력하는 출력단과, 비교부에서의 비교결과 차주파수 변화율이 감지레벨보다 큰 결과가 나오기 시작할 때 또는 작은 결과가 나오기 시작할 때 이를 시점으로 하여 일정시간 동안 듀얼 주파수 발생부에서 발생되는 fa의 발생주기를 높여주는 듀얼 주파수 발생주기 가변부와, 외부에서 인가되는 전압에 따라 검출모듈을 인에이블시킬 뿐만 아니라 외부로 인에이블 신호를 출력하는 인에이블 신호 입출력부로 구성된 정전용량변화 검출모듈이 다수개 장착되어 이루어진 다채널 정전용량변화 검출장치에 있어서, 다채널 정전용량변화 검출장치를 다수개 병렬로 연결할 때 서로 동시에 작동되지 않도록 동기시키거나 다채널 정전용량변화 검출장치의 출력모드를 설정할 수 있도록 한 동기제어부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 동기제어부는 데이터 입력단에 전원전압이 연결되고, 리셋단에 시스템 리셋신호가 인가되며, 클럭단에 외부 동기핀과 동작스위치를 매개하여 전원전압이 연결되어 출력단으로 출력모드 선택신호를 출력하는 D-플립플롭과; D-플립플롭의 출력신호와 D-플립플롭의 클럭신호를 입력받아 다채널 정전용량변화 검출장치의 출력모드 선택값을 출력하는 출력모드 선택부와; D-플립플롭의 출력신호와 D-플립플롭의 클럭신호와 다채널 정전용량변화 검출장치의 작동신호를 입력받아 다채널 정전용량변화 검출장치의 시스템 클럭 홀딩신호를 출력하는 시스템 홀딩부로 이 루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 출력모드 선택부는 D-플립플롭의 출력신호를 반전하기 위한 인버터와, 인버터의 출력값과 D-플립플롭의 클럭신호를 입력받아 출력모드 선택값을 출력하는 앤드게이트로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 시스템 홀딩부는 D-플립플롭의 출력신호와 D-플립플롭의 클럭신호와 다채널 정전용량변화 검출장치의 작동신호를 입력받아 다채널 정전용량변화 검출장치의 시스템 클럭 홀딩신호를 출력하는 앤드게이트로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 다채널 정전용량변화 검출장치를 병렬로 연결할 경우 동기제어부의 외부 동기핀을 서로 연결한 후 저항을 매개하여 접지와 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 다채널 정전용량변화 검출장치의 출력모드를 선택하려고 할 경우 동기제어부의 외부 동기핀에 접지전압을 연결하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 다채널 정전용량변화 검출장치의 출력모드를 선택하려고 할 경우 동기제어부의 외부 동기핀에 전원전압을 연결하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 다채널 정전용량변화 검출장치의 감지레벨을 각 채널별로 다르게 여러개 설정하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 이루어진 본 발명은 다채널 정전용량변화 검출장치를 다수개 병렬로 연결하여 사용할 경우 동기제어부의 외부 동기핀을 매개하여 서로 연결함으로써 동시에 작동되지 않도록 동기를 제어하여 정전용량변화를 검출할 때 주파수가 겹치 지 않게 됨으로써 노이즈 및 주파수 간섭에 의한 오동작을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 단독으로 사용할 경우에는 외부 동기핀을 통해 다채널 정전용량변화 검출장치의 출력모드를 설정할 수 있으며, 채널별로 감지레벨을 여러개 설정함으로써 감지레벨에 따라 감지영역을 명확하게 구분함으로써 터치에러를 방지할 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 동기제어부를 나타낸 회로구성도이다.
본 발명은 시분할된 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량 변화를 검출하는 정전용량변화 검출모듈을 다수개 장착된 다채널 정전용량변화 검출장치에 있어서, 다채널 정전용량변화 검출장치를 다수개 병렬로 연결할 때 서로 동시에 작동되지 않도록 동기시키거나 다채널 정전용량변화 검출장치의 출력모드를 설정할 수 있도록 한 동기제어부로 이루어진다.
따라서, 대상 커패시터(Cs)의 정전용량의 변화에 대하여 시간분할로 감지 주파수 fa와 fa보다 k배 느린 감지 주파수 fb를 발생시켜 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량 변화를 검출하는 도 2에 도시된 정전용량변화 검출모듈에 대한 설명은 생략 한다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 동기제어부(230)는 데이터 입력단(D)에 전원전압(VCC)이 연결되고, 리셋단(RST)에 시스템 리셋신호(System Reset)가 인가되며, 클럭단(Clock)에 외부 동기핀(Sync)과 동작스위치(231)를 매개하여 전원전압(VCC)이 연결되어 출력단(Q)으로 출력모드 선택신호(Output Mode Select)를 출력하는 D-플립플롭(232)과; D-플립플롭(232)의 출력신호(Q)와 D-플립플롭(232)의 클럭신호(Clock)를 입력받아 다채널 정전용량변화 검출장치의 출력모드 선택값을 출력하는 출력모드 선택부(234)와; D-플립플롭(232)의 출력신호(Q)와 D-플립플롭(232)의 클럭신호(Clock)와 다채널 정전용량변화 검출장치의 작동신호를 입력받아 다채널 정전용량변화 검출장치의 시스템 클럭 홀딩신호(System_Clock_Hold)를 출력하는 시스템 홀딩부(233)로 이루어진다.
이때, 출력모드 선택부(234)는 D-플립플롭(232)의 출력신호(Q)를 반전하기 위한 인버터(INV)와, 인버터(INV)의 출력값과 D-플립플롭(232)의 클럭신호(Clock)를 입력받아 출력모드 선택값(Output Mode)을 출력하는 제 2앤드게이트(AND2)로 이루어진다.
또한, 시스템 홀딩부(233)는 D-플립플롭(232)의 출력신호(Q)와 D-플립플롭(232)의 클럭신호(Clock)와 다채널 정전용량변화 검출장치의 작동신호(Duty)를 입력받아 다채널 정전용량변화 검출장치의 시스템 클럭 홀딩신호(System_Clock_Hold)를 출력하는 제 1앤드게이트(AND1)로 이루어져 시스템 클럭 홀딩신호가 하이신호일 경우 시스템 클럭이 홀딩된다.
여기에서 D-플립플롭(232)의 클럭신호(Clock)는 외부 동기핀(Sync)과 연결되어 외부 작동신호(Ext_Duty)로써 출력모드 선택부(234)와 시스템 홀딩부(233)의 입력신호 중 하나로 입력된다.
이와 같이 이루어진 동기제어부(230)의 동작설명은 도 4내지 도 7에 도시된 실시예를 참조하여 설명한다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 다채널 정전용량변화 검출장치를 동기제어부(230)를 통해 병렬 연결한 경우를 설명한다.
다수개의 다채널 정전용량변화 검출장치의 동기제어부(230)에 있는 외부 동기핀(Sync)을 서로 연결한 후 저항을 매개하여 접지와 연결한다.
이와 같이 다수개의 다채널 정전용량변화 검출장치를 서로 연결한 경우 제 1다채널 정전용량변화 검출장치(IC1)를 기준으로 도 5에 도시된 동기제어부의 동작상태를 나타낸 타이밍도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, D-플립플롭(232)의 리셋단(RST)에 시스템 리셋신호(System Reset)가 인가될 경우 출력단(Q)으로 로우신호가 출력된 상태에서 동작스위치(231)가 온되면 외부 동기핀(Sync)에 의해 로우신호인 상태에서 동작스위치(231)에 의해 하이신호가 클럭단(Clock)에 인가되면서 D-플립플롭(232)이 동작되어 데이터단(D)의 하이신호가 출력단(Q)으로 출력된다. 따라서, 출력모드 선택부(234)는 인버터(INV)에 의해 반전된 후 제 2앤드게이트(AND2)에 입력됨으로써 항상 로우신호가 출력된다.
반면, 시스템 홀딩부(233)로는 제 1앤드게이트(AND1)의 입력으로 D-플립플롭(232)의 출력신호인 하이신호와 외부 작동신호인 하이신호가 인가된 상태에서 제 1 다채널 정전용량변화 검출장치(IC1)의 작동신호가 로우신호로 온 되면서 시스템 홀딩부(233)에서 로우신호가 출력된다. 따라서, 제 1다채널 정전용량변화 검출장치(IC1)는 시스템 클럭이 홀딩되지 않고 정상동작하게 된다.
반면, 제 2내지 제 3다채널 정전용량변화 검출장치(IC2)(IC3)는 각각의 작동신호가 하이신호로 오프된 상태이기 때문에 시스템 클럭 홀딩신호(System Clock Hold)가 하이신호로써 시스템 클럭이 홀딩되어 동작되지 않게 된다.
그러나, 제 1다채널 정전용량변화 검출장치(IC1)의 동작신호가 하이신호로 오프되고 제 2다채널 정전용량변화 검출장치(IC2)의 동작신호가 로우신호로 온될 경우 시스템 홀딩부(233)에 인가되던 제 1다채널 정전용량변화 검출장치(IC1)의 동작신호가 하이신호로 변함에 따라 하이신호로 전환되면서 시스템 클럭 홀딩신호(System Clock Hold)가 하이신호로 전환되어 시스템 클럭이 홀딩됨으로써 제 1다채널 정전용량변화 검출장치(IC1)는 동작되지 않게 된다.
따라서, 제 1다채널 정전용량변화 검출장치(IC1)가 동작된 후 다시 제 1다채널 정전용량변화 검출장치(IC1)가 작동되기 위해서는 병렬 연결된 마지막 다채널 정전용량변화 검출장치(ICn)까지 동작된 후 다시 작동되기 때문에 대기시간은 병렬 연결된 다채널 정전용량변화 검출장치 각각의 작동시간에 제 1다채널 정전용량변화 검출장치(IC1)의 지연시간을 합한 시간만큼 대기하면서 반복 작동된다.
도 6과 도 7은 본 발명에 의한 다채널 정전용량변화 검출장치의 동기제어부에 의해 출력모드를 설정한 상태를 나타낸 도면이다.
여기에 도시된 바와 다채널 정전용량변화 검출장치를 병렬로 연결하지 않고 독립적으로 동작시킬 경우에는 도 6에 도시된 바와 같이 동기제어부(230)의 외부 동기핀(Sync)에 접지를 연결하거나 도 7에 도시된 바와 같이 동기제어부(230)의 외부 동기핀(Sync)에 전원전압(VCC)을 연결함으로써 출력모드를 두가지 상태로 선택할 수 있게 된다.
즉, 외부 동기핀(Sync)에 접지나 전원전압(VCC)으로 고정시킬 경우 D-플립플롭(232)의 클럭단(Clock)은 동작스위치(231)의 온 상태와 관계없이 변하지 않게 됨에 따라 리셋단(RST)에 시스템 리셋신호(System Reset)가 인가될 경우 출력단(Q)의 출력신호가 로우신호로 초기화된 후 클럭신호가 변화하지 않기 때문에 출력값이 변하지 않게 되어 시스템 홀딩부(233)의 다른 입력값에 관계없이 시스템 클럭 홀딩신호(System Clock Hold)는 항상 로우신호로 출력되어 해당 다채널 정전용량변화 검출장치는 정상동작하게 된다.
반면에 출력모드 선택부(234)는 D-플립플롭(232)의 출력신호를 반전함으로써 하이신호가 제 2앤드게이트(AND2)에 인가됨에 따라 외부 작동신호의 상태가 출력모드 선택값(Output Mode)으로 출력되어 외부 동기핀(Sync)으로 출력모드를 선택할 수 있게 된다.
또한, 외부 동기핀(Sync)에 전원전압(VCC)을 인가할 경우에도 D-플립플롭(232)의 클럭을 변화시킬 수 없기 때문에 시스템 리셋신호(System Reset)에 의해 D-플립플롭(232)의 출력단(Q)이 초기화되어 로우신호가 출력된 후 클럭신호(Clock)가 변하지 않게 됨에 따라 외부 작동신호의 상태가 출력모드 선택값(Output Mode) 으로 출력되어 외부 동기핀(Sync)으로 출력모드를 선택할 수 있게 된다.
이와 같이 동기제어부(230)의 외부 동기핀(Sync)의 연결상태에 따라 다수개의 다채널 정전용량변화 검출장치를 병렬로 연결했을 경우에는 동시에 작동되지 않도록 제어하며 단독으로 사용할 경우에는 출력모드를 설정할 수 있게 된다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이 다채널 정전용량변화 검출장치의 감지단자를 1~9까지 위치했을 경우 다채널 정전용량변화 검출장치의 감지레벨을 각채널 모두 동일하게 약감도로 설정하면 도 8에 도시된 바와 같은 원부분을 터치할 경우 1부터 9까지 모두 감지된 것으로 판단하기 때문에 어느 부분을 터치했는지 알 수 없게 된다. 또한, 중간감도로 설정하면 2,4,5,6,8이 감지되고 강한감도로 설정하면 5만 감지된다.
이와 같이 감지레벨에 따라 측정되는 영역이 차이가 발생함에 따라 터치에러를 없애기 위해 감지레벨을 각 채널별로 다르게 여러개 설정하여 각각의 감도에 따라 출력되는 값을 통해 정확한 터치위치를 파악하고 터치오류를 방지할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 시분할된 듀얼 주파수를 이용하여 정전용량 변화를 검출하는 정전용량변화 검출모듈을 다수개 장착된 다채널 정전용량변화 검출장치를 다수개 병렬로 운영할 때 하나의 핀을 통해 서로 동시에 작동되지 않도록 조절하며 출력모드를 설정함으로써 주파수가 겹쳐 발생되는 노이즈 및 주파수 간섭에 의해 오동작을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 각 채널별로 감지레벨을 여러개 설정하여 정확한 터치위치를 파악하고 터치오류를 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

  1. 다채널 정전용량변화 검출장치는 대상 커패시터의 정전용량의 변화에 대하여 시간분할로 감지 주파수 fa와 fa보다 k배 느린 감지 주파수 fb를 발생하는 듀얼 주파수 발생부와, 감지주파수 fa 와 fb의 차이인 차주파수를 연산하는 차주파수 연산부와, 기준 주파수 생성부와 차주파수 변화율을 연산하는 연산부로 구성된 차주파수 변화율 연산부와, 소정의 감지레벨을 입력받는 감지레벨 입력단과, 감지레벨 입력단으로 입력되는 감지레벨과 차주파수 변화율 연산부에서 연산된 차주파수 변화율을 비교하는 비교부와, 비교부에서의 비교결과가 차주파수 변화율이 감지레벨보다 클 경우 하이신호에서 로우신호로 변환하여 출력하는 출력단과, 비교부에서의 비교결과 차주파수 변화율이 감지레벨보다 큰 결과가 나오기 시작할 때 또는 작은 결과가 나오기 시작할 때 이를 시점으로 하여 일정시간 동안 듀얼 주파수 발생부에서 발생되는 fa의 발생주기를 높여주는 듀얼 주파수 발생주기 가변부와, 외부에서 인가되는 전압에 따라 검출모듈을 인에이블시킬 뿐만 아니라 외부로 인에이블 신호를 출력하는 인에이블 신호 입출력부로 구성된 정전용량변화 검출모듈이 다수개 장착되어 이루어진 다채널 정전용량변화 검출장치에 있어서,
    상기 다채널 정전용량변화 검출장치를 다수개 병렬로 연결할 때 서로 동시에 작동되지 않도록 동기시키거나 상기 다채널 정전용량변화 검출장치의 출력모드를 설정할 수 있도록 한 동기제어부
    를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장 치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 동기제어부는
    데이터 입력단에 전원전압이 연결되고, 리셋단에 시스템 리셋신호가 인가되며, 클럭단에 외부 동기핀과 동작스위치를 매개하여 전원전압이 연결되어 출력단으로 출력모드 선택신호를 출력하는 D-플립플롭과;
    상기 D-플립플롭의 출력신호와 상기 D-플립플롭의 클럭신호를 입력받아 상기 다채널 정전용량변화 검출장치의 출력모드 선택값을 출력하는 출력모드 선택부와;
    상기 D-플립플롭의 출력신호와 상기 D-플립플롭의 클럭신호와 상기 다채널 정전용량변화 검출장치의 작동신호를 입력받아 상기 다채널 정전용량변화 검출장치의 시스템 클럭 홀딩신호를 출력하는 시스템 홀딩부
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 출력모드 선택부는
    상기 D-플립플롭의 출력신호를 반전하기 위한 인버터와,
    상기 인버터의 출력값과 상기 D-플립플롭의 클럭신호를 입력받아 출력모드 선택값을 출력하는 앤드게이트
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 시스템 홀딩부는
    상기 D-플립플롭의 출력신호와 상기 D-플립플롭의 클럭신호와 상기 다채널 정전용량변화 검출장치의 작동신호를 입력받아 상기 다채널 정전용량변화 검출장치의 시스템 클럭 홀딩신호를 출력하는 앤드게이트
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 다채널 정전용량변화 검출장치를 병렬로 연결할 경우 상기 동기제어부의 상기 외부 동기핀을 서로 연결한 후 저항을 매개하여 접지와 연결하는 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 다채널 정전용량변화 검출장치의 출력모드를 선택하려고 할 경우 상기 동기제어부의 상기 외부 동기핀에 접지전압을 연결하는 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장치.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 다채널 정전용량변화 검출장치의 출력모드를 선택하려고 할 경우 상기 동기제어부의 상기 외부 동기핀에 전원전압을 연결하는 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 다채널 정전용량변화 검출장치의 감지레벨을 각 채널별로 다르게 여러개 설정하는 것을 특징으로 하는 다채널 정전용량변화 검출장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102890231A (zh) * 2011-07-20 2013-01-23 中国科学院微电子研究所 高精度集成电路器件测试设备

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