KR101083679B1 - 디지타이저 - Google Patents

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KR101083679B1
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노권택
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비이엠기술(주)
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Abstract

컴퓨터의 입력 장치로서 사용되는 디지타이저가 개시되어 있다. 디지타이저는 X 방향 루프 코일들 및 Y 방향 루프 코일들을 갖는 루프 코일 어레이; 하나 이상의 주파수 신호를 기초로 좌표 감지용 신호 또는 데이터 감지용 신호를 발생시키기 위한 모듈레이터; 모듈레이터로부터의 좌표 감지용 신호 또는 데이터 감지용 신호를 제어 신호에 따라 X 및 Y 방향 루프 코일들 각각에 제공하기 위한 코일 선택부; X 및 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 수신 신호들로부터 좌표 신호를 검출하기 위한 좌표 신호 검출 회로; 동조 회로, 압력 센서, 및 제 1 및 제 2 스위치를 포함하며, 압력 센서에 의해 감지되는 압력, 및 제 1 및 제 2 스위치의 스위치 온 또는 오프 동작에 대응하는 압력 신호 및 스위치 신호를 발생시키고, 공진 주파수 신호를 압력 신호 및 스위치 신호에 따라 가변시켜, 데이터 신호를 발생시키기 위한 스타일러스; X 및 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 수신 신호로부터 데이터 신호를 검출하기 위한 데이터 신호 검출 회로; 및 하나 이상의 주파수 신호 및 제어 신호를 각각 발생시키고, 좌표 신호 검출 회로에 의해 검출된 좌표 신호 및 데이터 신호 검출 회로에 의해 검출된 압력 및 스위칭 동작을 외부에 출력시키기 위한 MCU를 포함한다.

Description

디지타이저{Digitizer}
본 발명은 컴퓨터의 입력 장치로서 사용되는 디지타이저에 관한 것이다.
무라크미 아주마 등에 의해 “전자흑판장치 및 그 필기구 등”이라는 명칭으로 1989년 6월 21일자로 출원된 한국특허등록번호 특0133068호에 디지타이저가 개시되어 있다. 한국특허등록번호 특0133068호는 다수의 루프코일을 x-방향에 병설하여서 된 x-방향의 루프 코일 군 및 다수의 루프 코일을 y-방향에 병설하여서 된 y-방향의 루프 코일 군으로 되는 센스부, 센스부 상에 배치되는 반복 사용 가능한 필기면, 적어도 코일과 콘덴서를 포함하며 소정의 주파수를 동조 주파수로 하는 동조 회로를 가지는 필기구 등 소정의 주파수의 교류신호를 발생하는 신호 발생 수단, 소정의 주파수 교류신호를 검출하는 신호 검출 수단, x-방향 및 y-방향의 각 루프코일에서 신호 검출 수단에 의해 검출되는 교류 신호에 따라서 센스부상의 필기구 등의 x-방향 및 y-방향의 좌표 치를 구하는 좌표 치 검출 수단과, 필기구 등의 x-방향 및 y-방향의 좌표 치에 따라서 필기면 상의 화상 등에 대응하는 화상 정보를 작성하는 화상 정보 작성수단으로 구성되는 전자 흑판 장치를 개시하고 있다.
그러나, 상기 한국특허등록번호 특0133068호의 전자 흑판 장치는 좌표 및 스위치 신호를 검출하기 위해 복수의 동조 주파수들을 이용함으로써, 필기구에 상기 복수의 동조 주파수들을 발생시키기 위한 회로와, 이에 동조되는 복수의 동기 회로들을 사용하고 있다.
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 그 구조가 간단하고, 새로운 방식의 디지타이저를 제공하는 것이다.
상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 디지타이저는 X 방향 루프 코일들 및 Y 방향 루프 코일들을 갖는 루프 코일 어레이; 하나 이상의 주파수 신호를 기초로 좌표 감지용 신호 또는 데이터 감지용 신호를 발생시키기 위한 모듈레이터; 상기 모듈레이터로부터의 상기 좌표 감지용 신호 또는 상기 데이터 감지용 신호를 제어 신호에 따라 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들 각각에 제공하기 위한 코일 선택부; 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 수신 신호들로부터 좌표 신호를 검출하기 위한 좌표 신호 검출 회로; 동조 회로, 압력 센서, 및 제 1 및 제 2 스위치를 포함하며, 상기 압력 센서에 의해 감지되는 압력, 및 상기 제 1 및 제 2 스위치의 스위치 온 또는 오프 동작에 대응하는 압력 신호 및 스위치 신호를 발생시키고, 상기 동조 회로에서 발생되는 공진 주파수 신호를 상기 압력 신호 및 스위치 신호에 따라 가변시켜, 데이터 신호를 발생시키기 위한 스타일러스; 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 상기 수신 신호로부터 상기 데이터 신호를 검출하기 위한 데이터 신호 검출 회로; 및 상기 하나 이상의 주파수 신호 및 상기 제어 신호를 각각 발생시키고, 상기 좌표 신호 검출 회로에 의해 검출된 좌표 신호 및 상기 데이터 신호 검출 회로에 의해 검출된 압력 및 스위칭 동작을 외부에 출력시키기 위한 MCU를 포함한다.
상기 하나 이상의 주파수 신호는 제 1 주파수 신호, 제 2 주파수 신호 및 제 3 주파수 신호를 포함하며, 상기 모듈레이터는 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 제 2 주파수 신호를 기초로 상기 좌표 감지용 신호를 발생시키고, 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 제 3 주파수 신호를 기초로 데이터 감지용 신호를 발생시킨다.
상기 모듈레이터는 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 2 주파수 신호를 논리 곱하여 상기 좌표 감지용 신호를 발생시키고, 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 제 3 주파수 신호를 논리 곱하여 상기 데이터 감지용 신호를 발생시킨다.
상기 제 1 주파수 신호는 상기 스타일러스의 상기 동조 회로의 공진 주파수이다. 상기 좌표 감지용 신호는 송신 시간 및 수신 시간으로 구성되는 주기를 가지며, 상기 좌표 신호 검출 회로는 상기 수신 기간 동안 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 수신 신호들로부터 좌표 신호를 검출한다. 상기 송신 시간 및 상기 수신 시간의 주기는 상기 제 2 주파수 신호의 주기이다.
상기 스타일러스는 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치의 온 또는 오프에 따라 그 듀티가 가변되는 제 1 펄스 신호를 발생시키며, 상기 압력 센서에 의해 감지되는 압력에 대응하게 그 듀티가 가변되는 제 2 펄스 신호를 발생시키고, 상기 제 1 펄스 신호 및 상기 제 2 펄스 신호를 상기 압력 신호 및 상기 스위치 신호로서 출력시키기 위한 감지 신호 발생 회로; 및 상기 감지 신호 발생 회로로부터의 상기 스위치 신호 및 상기 압력 신호에 의해 구동되어, 상기 스위치 신호의 듀티 및 상기 압력 신호의 듀티에 대응하게 상기 동조 회로의 공진 주파수 신호의 전압을 강하시키기 위한 전압 가변 회로를 포함한다.
상기 제 1 펄스 신호는 상기 공진 회로에서 상기 공진 주파수 신호가 발생되는 시점에서부터 발생되며, 상기 제 2 펄스 신호는 상기 제 1 펄스 신호의 하강 시점에서부터 발생된다.
상기 전압 가변 회로는 상기 제 2 펄스 신호의 상승 에지 시점에 소정의 시간 동안 상기 공진 회로로부터 출력되는 상기 공진 주파수 신호의 전압을 가변시키며, 상기 제 2 펄스 신호의 하강 에지 시점에 상기 소정의 시간 동안 상기 공진 주파수 신호의 전압을 가변시킨다.
상기 좌표 신호 검출 회로는 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 수신 신호들에서 상기 수신 기간 동안 상기 좌표 신호를 검출하기 위한 신호 검출 회로; 및 상기 신호 검출 회로에 의해 검출된 검출 신호를 증폭하여 증폭된 신호를 좌표 신호로서 출력시키기 위한 증폭 회로를 포함한다.
본 발명에 의하면, 하나의 동조 주파수를 사용하여 좌표와 스위칭 신호를 발생 및 검출함으로써, 보다 저렴하고 그 구조가 개선된 디지타이저를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지타이저를 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 좌표 신호 검출 회로의 일 예를 도시한 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스타일러스의 일 예를 도시한 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 데이터 신호 검출 회로의 일 예를 도시한 회로도이다.
도 5 내지 도 7은 도 1 내지 도 4에 도시된 회로들의 각 부분의 출력들을 설명하기 위한 신호 파형도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 디지타이저를 상세히 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 디지타이저는 루프 코일 어레이(100), 코일 선택부(200, 300), 모듈레이터(400), 좌표 신호 검출 회로(500), 데이터 신호 검출 회로(600), MCU(700), 및 스타일러스(800)를 포함한다.
상기 루프 코일 어레이(100)는 타블렛(도시하지 않음) 평면에 X-방향으로 배열된 X 방향 루프 코일들(도시하지 않음) 및 Y-방향으로 배열된 Y 방향 루프 코일들(도시하지 않음)을 갖는다.
상기 모듈레이터(400)는 상기 MCU(700)로부터 입력되는 하나 이상의 주파수 신호를 기초로 좌표 감지용 신호 또는 데이터 감지용 신호를 발생시키고, 상기 발생되는 좌표 감지용 신호 또는 데이터 감지용 신호를 상기 코일 선택부(200, 300)에 제공한다.
실시 예에 따라, 상기 하나 이상의 주파수 신호는 제 1 주파수 신호, 제 2 주파수 신호, 및 제 3 주파수 신호를 포함한다. 상기 모듈레이터(400)는 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 제 2 주파수 신호를 기초로 상기 좌표 감지용 신호를 발생시키고, 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 제 3 주파수 신호를 기초로 데이터 감지용 신호를 발생시킨다. 예컨대, 상기 제 1 주파수 신호는 572KHz의 주파수를 가지며, 상기 제 2 주파수 신호는 3KHz, 그리고 상기 제 3 주파수 신호는 1KHz의 주파수를 갖는다. 실시 예에 따라서는 상기 제 2 주파수 신호 및 상기 제 3 주파수 신호는 동일한 신호일 수 있으며 결국, 상기 좌표 감지용 신호와 상기 데이터 감지용 신호는 동일할 수 있다. 상기 제 1 내지 제 3 주파수 신호들의 주파수에 의해 본 발명이 제한되지 않음을 당업자라면 이해할 것이다.
실시 예에 따라, 상기 모듈레이터(400)는 AND 게이트를 사용하여 구현할 수 있다. 상기 모듈레이터(400)는 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 2 주파수 신호를 논리 곱(AND)하여 상기 좌표 감지용 신호를 발생시키며, 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 제 3 주파수 신호를 논리 곱하여 상기 데이터 감지용 신호를 발생시킨다. 상기 좌표 감지용 신호 및 상기 데이터 감지용 신호는 송신 시간 및 수신 시간을 각각 갖는다. 상기 송신 시간 및 상기 수신 시간은 상기 제 2 주파수 신호 및 상기 제 3 주파수 신호의 주기에 각각 대응한다.
상기 코일 선택부(200, 300)는 상기 모듈레이터(400)로부터의 상기 좌표 감지용 신호 또는 상기 데이터 감지용 신호를 제어 신호에 따라 상기 루프 코일 어레이(100)의 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들 각각에 제공한다.
상기 좌표 신호 검출 회로(500)는 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 수신 신호들로부터 좌표 신호를 검출한다. 또한, 상기 좌표 신호 검출 회로(500)는 상기 수신 기간 동안 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 수신 신호들로부터 좌표 신호를 검출한다.
상기 좌표 신호 검출 회로(500)는 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 수신 신호들에서 상기 수신 기간 동안 상기 좌표 신호를 검출하기 위한 신호 검출 회로(510) 및 상기 신호 검출 회로(510)에 의해 검출된 검출 신호를 증폭하여 증폭된 신호를 좌표 신호로서 출력시키기 위한 증폭 회로(530)를 포함한다. 도 2에 상기 좌표 신호 검출 회로(500)의 일 예를 나타내었다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 신호 검출 회로(510)는 신호 게이트로서의 IC 74HC4052를 이용하여 구현할 수 있다. 또한, 상기 증폭 회로(530)는 Op-Amp IC MCP6282를 사용하여 구현할 수 있다. 본 발명에 따라, 상기 신호 검출 회로(510) 및 상기 증폭 회로(530)를 범용 IC들을 사용하여 다양하게 구현할 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있으며, 그 구현 IC 및/또는 부품들에 의해 본 발명이 제한되지 않음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
상기 스타일러스(800)는 동조 회로(810), 압력 센서(821), 및 제 1 및 제 2 스위치(831 및 833)를 포함한다. 상기 스타일러스(800)는 상기 루프 코일 어레이(100)로부터의 발생되는 주파수 신호에 유도되어, 공진 주파수 신호를 발생시킨다. 상기 스타일러스(800)는 상기 압력 센서(821)에 의해 감지되는 압력, 및 상기 제 1 및 제 2 스위치(831 및 833)의 스위치 온 또는 오프 동작에 대응하는 압력 신호 및 스위치 신호를 발생시키고, 상기 동조 회로(810)에서 발생되는 공진 주파수 신호를 상기 압력 신호 및 스위치 신호에 대응하게 가변 또는 변조시켜, 데이터 신호를 발생시킨다.
실시 예에 따라서는, 상기 스타일러스(800)는 감지 신호 발생 회로(850) 및 전압 강하 회로(870)를 더 포함한다.
상기 감지 신호 발생 회로(850)는 상기 제 1 스위치(831) 및 상기 제 2 스위치(833)의 온 또는 오프에 따라 그 듀티가 가변되는 제 1 펄스 신호를 발생시키며, 상기 압력 센서(821)에 의해 감지되는 압력에 대응하게 그 듀티가 가변되는 제 2 펄스 신호를 발생시키고, 상기 제 1 펄스 신호 및 상기 제 2 펄스 신호를 상기 압력 감지 신호 및 상기 스위치 신호로서 출력시킨다.
상기 전압 강하 회로(870)는 상기 감지 신호 발생 회로로부터의 상기 스위치 신호로서의 상기 제 1 펄스 신호 및 상기 압력 신호로서의 상기 제 2 펄스 신호에 의해 구동되어, 상기 스위치 신호의 듀티 및 상기 압력 신호의 듀티에 대응하게 상기 동조 회로의 공진 주파수 신호의 전압을 강하시켜, 상기 공진 주파수 신호를 가변(또는, 변조)시킨다. 상기 제 1 펄스 신호의 펄스 폭(듀티)는 상기 제 1 스위치와 상기 제 2 스위치의 온 및 오프, 또는 오프 및 온에 의해 결정되며, 상기 제 2 펄스 신호의 듀티(펄스 폭)는 상기 압력 센서(821)에 의해 감지되는 압력의 세기에 대응한다. 즉, 상기 제 1 펄스 신호의 펄스 폭(즉, 듀티)은 상기 제 1 및 제 2 스위치의 모두 온, 모두 오프, 온/오프 및 오프/온에 따라 그 폭이 가변(또는 변조)된다. 그리고, 상기 제 2 펄스는 상기 제 1 펄스 신호의 하강 에지에서 상승하여, 상기 압력 센서(821)에 의해 감지되는 압력의 세기에 대응하여 하강 에지의 시점이 결정된다.
도 3은 본 발명에 따른 상기 스타일러스(800)의 일 예를 도시한 회로도이다.
상기 감지 신호 발생 회로(850)는 도 3에 도시된 바와 같이, 듀얼 단안정 멀티 바이브레이터인 범용 IC 74HC123을 이용하여 구현할 수 있다. 상기 듀얼 단안정 멀티 바이브레이터는 상기 제 1 및 제 2 스위치(831, 833)의 스위칭 온 또는 오프 에 따라 펄스 폭이 가변되는 제 1 펄스 신호를 발생시키며, 또한, 상기 제 2 펄스 신호는 상기 제 1 펄스 신호의 하강 에지에서 상승하여 그 펄스 폭은 상기 압력 센서(821)에 의해 감지되는 압력에 대응한다. 즉, 상기 감지 신호 발생 회로(850)는 상기 제 1 및 제 2 스위치(831, 833)의 온 또는/및 오프에 따라 입력 저항의 가변에 따라 상기 제 1 펄스 신호의 듀티를 가변시키고, 상기 제 2 펄스 신호는 상기 제 1 펄스 신호의 하강 에지 시점에 발생되어, 그 펄스 폭이 상기 압력 센서(821)에 의해 감지된 압력에 따라 가변된다.
상기 전압 강하 회로(870)는 도 3에 도시된 바와 같이, 트랜지스터(Q1), XOR 게이트인 범용 IC SN74AUC1G86DBVR 및 커패시터(C8)를 이용하여 구현할 수 있다. 상기 XOR 게이트 IC의 일 입력단에는 상기 감지 신호 발생 회로(850)의 출력 단이 연결되며, 상기 XOR 게이트 IC의 타 입력단에는 저항(R11)을 통해 상기 감지 신호 발생 회로(850)의 출력 단과 연결된다. 그리고, 상기 커패시터(C8)는 상기 XOR 게이트 IC의 타 입력단과 접지 사이에 연결된다. 따라서, 상기 감지 신호 발생 회로(850) 출력의 상기 XOR 게이트 IC으로의 일 입력은 상기 커패시터(C8)의 충방전 시간 만큼 지연되며 그 결과, 상기 XOR 게이트 IC 및 커패시터(C8)는 상기 감지 신호 발생 회로(850)로부터의 감지 신호로서의 제 2 펄스 신호의 상승 에지 및 하강 에지 시점에 상기 트랜지스터(Q1)를 온시켜, 상기 동조 회로(810)로부터 출력되는 공진 주파수 신호의 전압을 상기 상승 에지 및 상기 하강 에지 시점에 2번 변형시킨다. 따라서, 상기 공진 주파수 신호의 전압이 가변되는 위치는 상기 제 1 및 제 2 스위치의 스위칭 동작 및 감지된 압력의 세기에 대응한다.
상기 데이터 신호 검출 회로(600)는 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 상기 수신 신호로부터 상기 데이터 신호를 검출하고 검출된 데이터 신호를 증폭 및 출력한다.
도 4는 상기 데이터 신호 검출 회로(600)의 일 예를 도시한 회로도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 데이터 신호 검출 회로(600) 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 상기 수신 신호로부터 상기 데이터 신호를 검출하기 위한 신호 검출 회로(610)와 상기 신호 검출 회로(630)에 의해 검출되는 데이터 신호를 증폭하기 위한 증폭 회로(630)로 구성된다.
상기 데이터 신호 검출 회로(610)의 신호 검출 회로(610)는 헥스 인버터인 범용 IC 74HC04, 논리곱 게이트 범용 IC 74HCO8 및 스위치 범용 IC ADG701L을 이용하여 구현할 수 있다. 상기 논리 곱 IC는 상기 헥스 인버터에 의해 버퍼링된 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 제 3 주파수 신호를 논리 곱하여 상기 스위치 IC에 제공하고, 상기 스위치 IC는 상기 루프 코일 어레이(100)에 의해 수신되는 신호를 상기 논리 곱 IC로부터 신호에 응답하여 상기 데이터 신호를 검출하고, 검출된 데이터 신호를 상기 증폭 회로(630)에 출력한다.
상기 MCU(700)는 상기 하나 이상의 주파수 신호 및 상기 제어 신호를 각각 발생시키고, 상기 좌표 신호 검출 회로(500)에 의해 검출된 좌표 신호 및 상기 데이터 신호 검출 회로(600)에 의해 검출된 압력 및 스위칭 동작을 외부에 출력시킨다.
이하, 상기 구성의 디지타이저의 동작을 설명한다.
상기 MCU(700)는 좌표 검출을 위해 도 5의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 572KHz의 제 1 주파수 신호 및 3KHz의 제 2 주파수 신호를 발생시키고 상기 제 1 및 제 2 주파수 신호를 상기 모듈레이터(400)에 제공한다.
상기 모듈레이터(400)는 상기 MCU(700)로부터의 상기 제 1 및 제 2 주파수 신호를 논리 곱하여, 도 5의 c)에 도시된 바와 같이 상기 좌표 감지용 신호를 발생시키고, 상기 좌표 감지용 신호를 상기 코일 선택부(200, 300)에 출력한다.
한편, 상기 MCU(700)는 상기 코일 선택부(200, 300)를 제어하여, 상기 좌표 감지용 신호를 상기 루프 코일 어레이(100)의 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들 각각에 순차적으로 제공한다.
사용자에 의해 상기 스타일러스(800)가 상기 루프 코일 어레이(100)의 평면 상에 위치하게 되는 경우, 상기 스타일러스(800)는 상기 루프 코일 어레이(100)의 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들의 전자기장에 의해 유도 기전력이 발생하게 되며, 상기 루프 코일 어레이(100)의 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들은 도 5의 d)와 같이, 상기 스타이러스(800)로부터 발생되는 공진 주파수 신호를 수신하게 된다. 이때, 상기 루프 코일 어레이(100)의 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 좌표 감지 신호의 세기는 상기 스타일러스(800)에 가장 인접한 루프 코일에서 가장 클 것임은 당연할 것이다.
상기 좌표 신호 검출 회로(500)는 도 5의 e)에 도시된 바와 같이, 상기 MCU(700)로부터의 상기 제 2 주파수 신호의 수신 시간 동안 상기 루프 코일 어레이(100)에 의해 수신되는 수신 신호를 검파하고, 검출된 좌표 신호를 도 5의 f)에 도시된 바와 같이, 정류 및 증폭하여 상기 MCU(700)에 제공한다. 그러면, 상기 MCU(700)는 상기 좌표 신호로부터 상기 스타일러스(800)의 위치를 파악하게 된다.
상기 스타일러스(800)의 위치를 파악하면, 상기 MCU(700)는 데이터 검출 모드로 전환된다. 상기 MCU(700)는 도 6의 a) 및 b)에 도시된 바와 같이, 572KHz의 제 1 주파수 신호 및 1KHz의 제 3 주파수 신호를 발생시키고 상기 제 1 및 제 3 주파수 신호를 상기 모듈레이터(400)에 제공한다.
상기 모듈레이터(400)는 상기 MCU(700)로부터의 상기 제 1 및 제 3 주파수 신호를 논리 곱하여, 도 6의 c)에 도시된 바와 같이 상기 데이터 감지용 신호를 발생시키고, 상기 데이터 감지용 신호를 상기 코일 선택부(200, 300)에 출력한다.
이와 동시에, 상기 MCU(700)는 상기 코일 선택부(200)를 제어하여, 상기 데이터 감지용 신호를 상기 루프 코일 어레이(100)의 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들 각각에 순차적(또는 동시에)으로 제공한다.
상기 스타일러스(800)가 상기 루프 코일 어레이(100)의 평면 상에 인접하여 위치하게 되는 경우, 상기 스타일러스(800)의 동기 회로(810)는 상기 루프 코일 어레이(100)로부터 발생되는 전자기장에 의해 도 7 a)에 도시된 바와 같은, 유도 기전력이 발생된다.
한편, 상기 스타일러스(800)의 감지 신호 발생 회로(850)는 사용자에 의한 상기 제 1 및 제 2 스위치(831 또는 833) 각각을 온 또는 오프함에 따라 도 7의 b)와같이, 그 듀티(T1)가 가변되는 제 1 펄스 신호를 발생시킨다. 이어, 상기 감지 신호 발생 회로(850)는 도 7의 c)에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 펄스 신호의 하강 에지에서 상승하여, 그 펄스 폭(T2)이 상기 압력 센서(821)에 의해 감지되는 압력에 대응하는 제 2 펄스 신호를 발생시키고, 상기 제 2 펄스 신호를 상기 전압 강하 회로(870)에 출력한다. 따라서, 상기 동기 회로(810)에서 공진 주파수의 유도 기전력이 발생된 후, 상기 제 2 펄스 신호의 상승 에지 시점까지의 시간이 상기 제 1 및 제 2 스위치(831 및 833)의 온/오프를 나타내고, 상기 제 2 펄스 신호의 상승 에지 시점부터 하강 에지 시점까지의 시간이 상기 압력 센서(821)에 의해 감지된 압력에 대응함을 이해할 수 있다.
상기 전압 강하 회로(870)의 상기 XOR 게이트 IC 및 커패시터(C8)는 상기 감지 신호 발생 회로(850)로부터의 감지 신호로서의 제 2 펄스 신호가 입력되는 경우, 도 7의 d)와 같이, 상기 제 2 펄스 신호의 상승 에지 및 하강 에지에서 대략 상기 커패시터(C8)의 충전 시간(T3) 동안 트랜지스터(Q1)를 온시키게 되며, 상기 동조 회로(810)로부터 출력되는 공진 주파수 신호는 도 7 e)에 도시된 바와 같이,변조 또는 변형된다. 따라서, 상기 공진 회로(810)로부터 출력되는 상기 공진 주파수 신호의 전압의 가변 위치는 상기 제 1 및 제 2 스위치(831 및 833)의 스위칭 동작 및 압력 센서(821)에 의해 감지된 압력의 세기에 대응한다.
상기 전압 강화 회로(870)로부터 출력되는 변조된 공진 주파수 신호는 상기 루프 코일 어레이(100)에 의해 수신되며, 상기 데이터 신호 검출 회로(600)에 출력된다. 도 6의 d)에 상기 루프 코일 어레이(100)에 의해 수신되는 신호의 파형을 도시하였다.
상기 데이터 신호 검출 회로(600)의 상기 신호 검출 회로(610)는 도 6의 d)에 도시된 바와 같은 상기 수신 신호로부터 도 6의 e) 및 f)에 도시된 바와 같이 상기 데이터 신호를 검출하여 증폭 회로(630)에 출력한다. 그러면, 상기 증폭 회로(630)는 도 6의 g)에 도시된 바와 같이, 데이터 신호를 증폭하고 증폭된 데이터 신호를 상기 MCU(700)에 제공한다.
상기 MCU(700)는 상기 데이터 신호 검출 회로(600)로부터 상기 데이터 신호가 입력되면, 상기 제 2 주파수 신호의 주기와, 상기 데이터 신호의 발생 시점을 기초로, 상기 제 1 및 제 2 스위치(831 및 833)의 스위칭 상태 및 상기 압력 센서(821)에 의해 감지한 압력 값을 추출하며, 추출된 압력 및 스위칭 동작 상태를 외부에 출력시킨다.
100: 루프 코일 어레이
200, 300: 코일 선택부
400: 모듈레이터 500: 좌표 신호 검출 회로
600: 데이터 신호 검출 회로(600) 700: MCU
800: 스타일러스

Claims (10)

  1. X 방향 루프 코일들 및 Y 방향 루프 코일들을 갖는 루프 코일 어레이;
    하나 이상의 주파수 신호를 기초로 좌표 감지용 신호 또는 데이터 감지용 신호를 발생시키기 위한 모듈레이터;
    상기 모듈레이터로부터의 상기 좌표 감지용 신호 또는 상기 데이터 감지용 신호를 제어 신호에 따라 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들 각각에 제공하기 위한 코일 선택부;
    상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 수신 신호들로부터 좌표 신호를 검출하기 위한 좌표 신호 검출 회로;
    동조 회로, 압력 센서, 및 제 1 및 제 2 스위치를 포함하며, 상기 압력 센서에 의해 감지되는 압력, 및 상기 제 1 및 제 2 스위치의 스위치 온 또는 오프 동작에 대응하는 압력 신호 및 스위치 신호를 발생시키고, 상기 동조 회로에서 발생되는 공진 주파수 신호를 상기 압력 신호 및 스위치 신호에 따라 가변시켜, 데이터 신호를 발생시키기 위한 스타일러스;
    상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 상기 수신 신호로부터 상기 데이터 신호를 검출하기 위한 데이터 신호 검출 회로; 및
    상기 하나 이상의 주파수 신호 및 상기 제어 신호를 각각 발생시키고, 상기 좌표 신호 검출 회로에 의해 검출된 좌표 신호 및 상기 데이터 신호 검출 회로에 의해 검출된 압력 및 스위칭 동작을 외부에 출력시키기 위한 MCU를 포함하는 디지타이저.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 하나 이상의 주파수 신호는
    제 1 주파수 신호, 제 2 주파수 신호 및 제 3 주파수 신호를 포함하며,
    상기 모듈레이터는 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 제 2 주파수 신호를 기초로 상기 좌표 감지용 신호를 발생시키고, 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 제 3 주파수 신호를 기초로 데이터 감지용 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 디지타이저.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 모듈레이터는 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 2 주파수 신호를 논리 곱하여 상기 좌표 감지용 신호를 발생시키고, 상기 제 1 주파수 신호 및 상기 제 3 주파수 신호를 논리 곱하여 상기 데이터 감지용 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 디지타이저.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 주파수 신호는 상기 스타일러스의 상기 동조 회로의 공진 주파수인 것을 특징으로 하는 디지타이저.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 좌표 감지용 신호는 송신 시간 및 수신 시간으로 구성되는 주기를 가지며,
    상기 좌표 신호 검출 회로는 상기 수신 기간 동안 상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 수신 신호들로부터 좌표 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 디지타이저.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 송신 시간 및 상기 수신 시간의 주기는 상기 제 2 주파수 신호의 주기인 것을 특징으로 하는 디지타이저.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 스타일러스는
    상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치의 온 또는 오프에 따라 그 듀티가 가변되는 제 1 펄스 신호를 발생시키며, 상기 압력 센서에 의해 감지되는 압력에 대응하게 그 듀티가 가변되는 제 2 펄스 신호를 발생시키고, 상기 제 1 펄스 신호 및 상기 제 2 펄스 신호를 상기 압력 신호 및 상기 스위치 신호로서 출력시키기 위한 감지 신호 발생 회로; 및
    상기 감지 신호 발생 회로로부터의 상기 스위치 신호 및 상기 압력 신호에 의해 구동되어, 상기 스위치 신호의 듀티 및 상기 압력 신호의 듀티에 대응하게 상기 동조 회로의 공진 주파수 신호의 전압을 강하시키기 위한 전압 가변 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지타이저.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 펄스 신호는
    상기 공진 회로에서 상기 공진 주파수 신호가 발생되는 시점에서부터 발생되며,
    상기 제 2 펄스 신호는 상기 제 1 펄스 신호의 하강 시점에서부터 발생되는것을 특징으로 하는 디지타이저.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 전압 가변 회로는
    상기 제 2 펄스 신호의 상승 에지 시점에 소정의 시간 동안 상기 공진 회로로부터 출력되는 상기 공진 주파수 신호의 전압을 가변시키며, 상기 제 2 펄스 신호의 하강 에지 시점에 상기 소정의 시간 동안 상기 공진 주파수 신호의 전압을 가변시키는 것을 특징으로 하는 디지타이저.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 좌표 신호 검출 회로는
    상기 X 방향 루프 코일들 및 상기 Y 방향 루프 코일들에 의해 수신되는 수신 신호들에서 상기 수신 기간 동안 상기 좌표 신호를 검출하기 위한 신호 검출 회로; 및
    상기 신호 검출 회로에 의해 검출된 검출 신호를 증폭하여 증폭된 신호를 좌표 신호로서 출력시키기 위한 증폭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지타이저.
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