KR20060101821A - Electrical contact sensor and human interface device using the same - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

본 발명은 전기적 접촉센서 및 이를 이용하는 휴먼 인터페이스 장치를 공개한다. 이 전기적 접촉센서는 기준 신호를 생성하는 기준 신호 발생부와, 상기 기준 신호를 지연하여 제 1 신호를 발생하는 제 1 신호 발생부와, 접촉 패드를 구비하고, 상기 접촉 패드의 접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 더 많이 지연하고, 비접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 작게 지연하여 제 2 신호를 발생하는 제 2 신호 발생부와, 상기 제 1 신호에 동기되어 상기 제 2 신호를 수신하여 접촉 신호를 발생하는 접촉 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서 전도성이 충분하지 않더라도 일정이상의 전하 축적 능력을 가진 접촉 물체이면 접촉 유무를 정확하게 판단할 수 있도록 하여 동작의 신뢰성을 제공하여 준다. 또한 하나의 접촉 패드만으로도 접촉 물체의 접촉 유무를 판단할 수 있도록 하여 제품의 레이아웃을 감소시켜 준다.The present invention discloses an electrical contact sensor and a human interface device using the same. The electrical contact sensor includes a reference signal generator for generating a reference signal, a first signal generator for delaying the reference signal to generate a first signal, and a contact pad. A second signal generator for delaying the signal more than the first signal and generating a second signal by delaying the reference signal smaller than the first signal when not in contact, and synchronizing the first signal with the second signal generator; And a contact signal generator for receiving a signal and generating a contact signal. Therefore, even if the conductivity is not sufficient, it is possible to accurately determine the presence or absence of a contact object having a predetermined charge accumulation ability to provide reliability of operation. In addition, it is possible to determine the contact of the contact object with only one contact pad, thereby reducing the layout of the product.

Description

Translated fromKorean

전기적 접촉센서 및 이를 이용하는 휴먼 인터페이스 장치{electrical touch sensor and Human Interface Device using it}Electrical touch sensor and human interface device using it

도 1a는 종래의 기술에 따른 전기적 접촉센서의 회로도를 도시한 도면.Is a circuit diagram of an electrical contact sensor according to the prior art;

도 1b는 도 1a의 전기적 접촉센서에 있어서, 접촉 물체가 접촉하지 않았을 경우의 동작 회로도.FIG. 1B is an operation circuit diagram when the contact object is not in contact with the electrical contact sensor of FIG.

도 1c는 도 1a의 전기적 접촉센서에 있어서, 접촉 물체가 접촉한 경우의 동작 회로도.1C is an operation circuit diagram when a contact object is touched in the electrical contact sensor of FIG. 1A;

도 2는 도 1a의 전기적 접촉센서에 있어서, 접촉 물체가 접촉된 경우와 접촉되지 않은 경우의 전기적 접촉센서의 출력 레벨 변화를 도시한 도면.2 is a view showing a change in the output level of the electrical contact sensor in the electrical contact sensor of FIG.

도 3은 본 발명의 기술에 따른 전기적 접촉센서의 블록도3 is a block diagram of an electrical contact sensor in accordance with the techniques of the present invention.

도 4는 본 발명의 기술에 따른 전기적 접촉센서의 회로도를 도시한 도면.4 shows a circuit diagram of an electrical contact sensor in accordance with the teachings of the present invention.

도 5a는 도 4의 전기적 접촉센서에 있어서, 접촉 물체가 접촉하지 않았을 경우의 동작 회로도.FIG. 5A is an operation circuit diagram when the contact object is not in contact with the electrical contact sensor of FIG. 4. FIG.

도 5b는 도 4의 전기적 접촉센서에 있어서, 접촉 물체가 접촉하지 않은 경우의 신호 파형도를 도시한 도면.FIG. 5B is a diagram illustrating signal waveforms when the contact object is not in contact with the electrical contact sensor of FIG. 4; FIG.

도 5c는 도 4의 전기적 접촉센서에 있어서, 접촉 물체가 접촉한 경우의 동작 회로도.FIG. 5C is an operation circuit diagram when a contact object contacts the electrical contact sensor of FIG. 4. FIG.

도 5d는 도 4의 전기적 접촉센서에 있어서, 접촉 물체가 접촉한 경우의 신호 파형도를 도시한 도면.FIG. 5D illustrates a signal waveform diagram when a contact object contacts the electrical contact sensor of FIG. 4. FIG.

도 6은 본 발명의 전기적 접촉센서를 이용하는 마우스의 제 1 실시예를 도시한 도면.Figure 6 shows a first embodiment of a mouse using the electrical contact sensor of the present invention.

도 7은 도 6의 마우스의 동작 전원 제어 방법을 도시한 도면.7 is a diagram illustrating a method of controlling operation power of the mouse of FIG. 6.

도 8a은 본 발명의 전기적 접촉센서를 이용하는 마우스의 제 2 실시예를 도시한 도면.Fig. 8A shows a second embodiment of a mouse using the electrical contact sensor of the present invention.

도 8b은 도 8a의 전기적 접촉센서에 연결되는 접촉 패드들의 배치구조를 도시한 도면.FIG. 8B illustrates an arrangement of contact pads connected to the electrical contact sensor of FIG. 8A. FIG.

도 9a는 본 발명의 전기적 접촉센서를 이용하는 휴대 장치의 제 1 실시예를 도시한 도면.Fig. 9A shows a first embodiment of a portable device using the electrical contact sensor of the present invention.

도 9b는 본 발명의 전기적 접촉센서를 이용하는 휴대 장치의 제 2 실시예를 도시한 도면.Fig. 9B shows a second embodiment of a portable device using the electrical contact sensor of the present invention.

본 발명은 접촉센서에 관한 것으로, 특히 접촉 물체의 접촉 유무를 전기적으로 감지하여 통보하는 전기적 접촉센서 및 이를 이용하는 휴먼 인터페이스 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THEINVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a touch sensor, and more particularly, to an electrical contact sensor that electrically detects and notifies the presence or absence of a contact object and a human interface device using the same.

일반적으로 접촉센서는 크게 기구적 방법으로 동작하는 푸시버튼과 비기구적 방법으로 동작하는 전기적 접촉센서로 나뉜다.In general, the touch sensor is divided into a push button operating in a mechanical manner and an electrical contact sensor operating in a non-mechanical manner.

푸시버튼은 제품의 생산 비용이 저렴한 반면에 접촉 물체의 선택을 감지하기 위한 기구적 접점과 버튼의 복원력을 위한 스프링 장치를 필요로 하게 되어, 제품의 소형화가 어려울 뿐만 아니라 구조도 복잡한 단점이 있으며, 전기적 접촉센서는 제품의 생산 비용은 푸시 버튼에 비해 많이 소요되나 소형화에 더 유리한 장점을 제공한다.While the pushbuttons are inexpensive to produce, they require mechanical contacts to detect the selection of contact objects and spring devices for the resiliency of the buttons. Electrical contact sensors offer higher production costs than pushbuttons, but offer advantages over miniaturization.

본 발명에서 특히 관심을 가지는 분야는 전기적 접촉센서에 관한 것이다.Of particular interest in the present invention relates to electrical contact sensors.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 기술에 따른 전기적 접촉센서의 회로도를 도시한 도면이다.1A to 1C are circuit diagrams of an electrical contact sensor according to the related art.

도 1a는 전기적 접촉센서의 기본 회로도이고, 도 1b는 접촉 물체가 접촉하지 않았을 경우의 전기적 접촉센서의 동작 회로도이고, 도 1c는 접촉 물체가 접촉한 경우의 전기적 접촉센서의 동작 회로도이다.FIG. 1A is a basic circuit diagram of an electrical contact sensor, FIG. 1B is an operation circuit diagram of the electrical contact sensor when the contact object is not in contact, and FIG. 1C is an operation circuit diagram of the electrical contact sensor when the contact object is in contact.

계속하여 도 1a를 참조하면, 전기적 접촉센서는 접촉 물체가 접촉되는 두개의 접촉 패드들(또는 접촉 핀들)(PAD1, PAD2)과, 접촉물체로부터 전달되는 정전기로부터 내부 회로를 보호하기 위한 제 1 저항(R1)과, 능동 소자 N형 FET(Q1)와, N형 FET(Q1)의 바이어스 전압 설정을 위한 제 2 저항(R2)과, N형 FET(Q1)의 부하(load)가 되는 제 3 저항(RL)과, N형 FET(Q1)의 출력 전압을 버퍼하는 출력 버퍼(B1)를 구비한다.With continued reference to FIG. 1A, the electrical contact sensor includes two contact pads (or contact pins) PAD1 and PAD2 with which a contact object is contacted, and a first resistor for protecting the internal circuit from static electricity transmitted from the contact object. (R1), the active element N-type FET Q1, the second resistor R2 for setting the bias voltage of the N-type FET Q1, and the third to be a load of the N-type FET Q1. A resistor RL and an output buffer B1 for buffering the output voltage of the N-type FET Q1 are provided.

이와 같은 전기적 접촉센서에 접촉 물체가 접촉하지 않으면, 도 1b의 회로도와 같이, 접촉 패드들(PAD1, PAD2)은 개방상태가 되며, 이에 따라 N형 FET(Q1)의 게이트는 제 2 저항(R2)을 통해 접지전압과 연결된다.If a contact object does not contact such an electrical contact sensor, as shown in the circuit diagram of FIG. 1B, the contact pads PAD1 and PAD2 are opened, so that the gate of the N-type FET Q1 is connected to the second resistor R2. Is connected to ground voltage.

접지 전압과 게이트가 연결된 N형 FET(Q1)는 오프가 되고, N형 FET(Q1) 및 제 3 저항(RL)을 통한 전류의 흐름은 없게 된다. 이에 N형 FET(Q1)의 드레인에는 전원 전압(VDD)이 인가되고, 출력 버퍼(B1)는 N형 FET(Q1)의 드레인에 인가된 전원 전압(VDD)을 입력 받아 "H" 신호를 발생하여 출력한다.The N-type FET Q1 connected with the ground voltage and the gate is turned off, and there is no flow of current through the N-type FET Q1 and the third resistor RL. The power supply voltage VDD is applied to the drain of the N-type FET Q1, and the output buffer B1 receives the power supply voltage VDD applied to the drain of the N-type FET Q1 to generate a "H" signal. To print.

반면에 전기적 접촉센서에 접촉 물체가 접촉하게 되면, 전기적 접촉센서는 도 1c의 동작 회로도를 가지게 된다.On the other hand, when the contact object is in contact with the electrical contact sensor, the electrical contact sensor has the operation circuit diagram of Figure 1c.

이때의 접촉 물체는 일반적으로 전도성이 있는 저항체인 사람의 손가락이 된다.The contact object at this time becomes a human finger which is generally a conductive resistor.

계속하여 도 1c를 참조하면, 두개의 접촉 패드들(PAD1, PAD2)은 저항체(RH)를 통해 연결되며, 저항체(RH)를 통해서 전원 전압(VDD)과 접지 전압(VGND)의 전압차에 의해 발생된 전류가 흐르게 된다. 이하에서는 접촉 패드에 접속된 사람의 저항체(RH)를 제 4 저항(RH)으로 칭하기로 한다.Referring to FIG. 1C, two contact pads PAD1 and PAD2 are connected through a resistor RH and are connected by a voltage difference between the power supply voltage VDD and the ground voltage VGND through the resistor RH. The generated current flows. Hereinafter, the resistor RH of a person connected to the contact pad will be referred to as a fourth resistor RH.

그러면 N형 FET(Q1)의 게이트에는 "전원 전압(VDD) × 제 2 저항(R2)/(제 1 저항(R1) + 제 4 저항(RH))"의 전압이 인가되게 된다.Then, a voltage of "power supply voltage VDD x second resistor R2 / (first resistor R1 + fourth resistor RH)" is applied to the gate of the N-type FET Q1.

그리고 N형 FET(Q1)의 게이트에 인가되는 전압이 N형 FET(Q1)의 문턱 전압(Threshold Voltage ; 이하 Vth)보다 크게 되면, N형 FET(Q1)는 온이 되어 N형 FET(Q1)와 제 3 저항(RL)을 통해서 "A × (VG - Vth)2"의 드레인 전류(IL)가 흐르게 된다. 이때 A는 각 FET의 고유 상수값이고, Vth는 각 FET의 문턱 전압값이다.When the voltage applied to the gate of the N-type FET Q1 is greater than the threshold voltage (Vth) of the N-type FET Q1, the N-type FET Q1 is turned on and the N-type FET Q1 is turned on. The drain current IL of "A x (VG-Vth) 2" flows through the third resistor RL. Where A is the intrinsic constant value of each FET and Vth is the threshold voltage value of each FET.

즉, N형 FET(Q1)의 드레인에는 "전원 전압(VDD) - 드레인 전류(IL) × 제 3 저항(RL)"의 전압(VD)이 인가되게 된다.That is, the voltage VD of "power supply voltage VDD-drain current IL x third resistor RL" is applied to the drain of the N-type FET Q1.

특히, N형 FET(Q1)의 게이트에 "드레인 전류(IL) × 제 3 저항(RL) > 전원 전압(VDD)"으로 계산되는 드레인 전류(IL)를 흐르게 하는 전압이 인가되면, N형 FET(Q1)의 드레인 전압은 "0"이 된다.In particular, when a voltage is applied to the gate of the N-type FET Q1, a drain current IL, which is calculated as "drain current IL x third resistor RL> power supply voltage VDD," is applied. The drain voltage of (Q1) becomes "0".

이상에서 살펴본 바와 같이 두개의 접촉 패드들(PAD1, PAD2)에 충분히 작은 저항값을 가지는 접촉 물체가 접촉하게 되면, N형 FET(Q1)의 드레인에는 "0"에 근접한 값을 가지는 드레인 전압이 발생하게 되고, 드레인 전압은 출력 버퍼(B1)를 거쳐서 "L" 신호로 출력된다.As described above, when two contact pads PAD1 and PAD2 come into contact with a sufficiently small resistance value, a drain voltage having a value close to "0" is generated in the drain of the N-type FET Q1. The drain voltage is output as an "L" signal via the output buffer B1.

이와 같이 종래의 전기적 접촉센서는 두개의 접촉 패드를 구비하고, 전도성 이 있는 접촉 물체가 동시에 두 접촉 패드에 접촉되면 이를 전기적으로 감지하고, 이에 따른 신호를 발생하여 출력하여 주었다.As described above, the conventional electrical contact sensor includes two contact pads, and when a conductive contact object contacts the two contact pads at the same time, it electrically detects and generates and outputs a signal accordingly.

종래의 전기적 접촉센서는 기구적 구성없이 순수하게 전기적 접촉으로만 접촉 사실을 전기적 신호로 변환하여 각종 전기 전자 기기에 응용할 수 있도록 하였으나, 접촉 물체의 접촉을 감지하기 위해서는 반드시 두개의 접촉 패드를 필요로 하였다.Conventional electrical contact sensors can be applied to various electrical and electronic devices by converting the contact facts into electrical signals with pure electrical contact without any mechanical configuration, but two contact pads are required to detect the contact of the contact object. It was.

이에 종래의 전기적 접촉센서는 두개의 접촉 패드를 반드시 구비해야 함에 따라 소형화의 한계가 있었다.Accordingly, the conventional electrical contact sensor has to be provided with two contact pads, so there is a limit of miniaturization.

또한 종래의 전기적 접촉센서는 인간의 신체에서 발생하는 저항 성분을 이용하여 접촉 여부를 감지하므로, 두개의 접촉 패드에 접촉되는 접촉 물체도 반드시 일정한 저항 성분을 을 가진 물체여야 하는 제약을 가진다.In addition, the conventional electrical contact sensor detects the contact by using a resistance component generated in the human body, and therefore, a contact object contacting two contact pads must be an object having a constant resistance component.

이에 사람의 손가락이 전기적 접촉 패드에 접촉되었으나, 사람이 비전도성을 가지는 장갑을 끼거나, 맨손이라 할지라도 손의 표면이 건조하여 충분한 전도성을 가지게 못하게 되면, 전기적 접촉센서는 도 2에 도시된 바와 같은 출력신호를 발생하게 된다.When a person's finger is in contact with the electrical contact pad, but the person wears a non-conductive glove or the bare surface is dry and does not have sufficient conductivity, the electrical contact sensor is shown in FIG. 2. The same output signal is generated.

즉, 접촉 패드들(PAD1, PAD2)에 접촉 물체가 접촉되었음(구간 (1), 구간 (3))에도 불구하고 접촉 물체가 충분한 전도성을 가지지 못하게 되면, 접촉 패드들(PAD1, PAD2)에는 매우 높은 저항값을 가지는 저항이 연결되는 것과 같은 상태가 된다. 이에 N형 FET(Q1)에는 미소한 전류만이 인가되어 전기적 접촉센서는 "H" 신호를 발생하게 된다.That is, when the contact object does not have sufficient conductivity despite the contact object contacting the contact pads PAD1 and PAD2 (section 1, section 3), the contact pads PAD1 and PAD2 are very sensitive. The state in which the resistor having the high resistance value is connected is in the same state. Accordingly, only a small current is applied to the N-type FET Q1 so that the electrical contact sensor generates an "H" signal.

이와 같이 종래의 전기적 접촉센서의 경우, 접촉 물체가 접촉되었음에도 불구하고, 접촉 물체가 충분한 전도성을 가지게 못하게 되면, 전기적 접촉센서는 이를 감지하지 못하여 오동작되는 경우가 있었다.As described above, in the case of the conventional electrical contact sensor, even though the contact object is in contact, when the contact object does not have sufficient conductivity, the electrical contact sensor may not detect this and malfunction.

본 발명의 목적은 전도성이 충분하지 않은 접촉 물체가 접촉되어도 접촉을 감지할 수 있도록 하는 전기적 접촉센서를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electrical contact sensor that can detect a contact even when a contact object having insufficient conductivity is touched.

본 발명의 다른 목적은 하나의 접촉 패드만으로도 접촉 물체의 접촉 유무를 감지할 수 있도록 하는 전기적 접촉센서를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an electrical contact sensor capable of detecting the presence or absence of contact of a contact object with only one contact pad.

본 발명의 또 다른 목적은 전기적 접촉센서를 이용하는 휴먼 인터페이스 장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a human interface device using an electrical contact sensor.

상기 목적 및 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기적 접촉센서는 기준 신호를 생성하는 기준 신호 발생부와, 상기 기준 신호를 지연하여 제 1 신호를 발생하는 제 1 신호 발생부와, 접촉 패드를 구비하고, 상기 접촉 패드의 접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 더 많이 지연하고, 비접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 작게 지연하여 제 2 신호를 발생하는 제 2 신호 발생부와, 상기 제 1 신호에 동기되어 상기 제 2 신호를 수신하여 접촉 신호를 발생하는 접촉 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다.The electrical contact sensor of the present invention for achieving the above and other objects has a reference signal generator for generating a reference signal, a first signal generator for delaying the reference signal to generate a first signal, and a contact pad And a second signal generator for delaying the reference signal more than the first signal when the contact pad is in contact, and generating the second signal by delaying the reference signal smaller than the first signal when not in contact. And a contact signal generator for receiving the second signal in synchronization with the first signal and generating a contact signal.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 형태에 따른 휴먼 인터페이스 장치는 접촉 패드를 구비하고, 상기 접촉 패드의 접촉 여부에 따라 접촉 신호를 각각 발생하는 적어도 하나 이상의 전기적 접촉 센서와, 상기 접촉 신호에 응답하여 전력 제어 동작을 수행하는 제어부를 구비하고, 상기 전기적 접촉 센서는 기준 신호를 생성하는 기준 신호 발생부와, 상기 기준 신호를 지연하여 제 1 신호를 발생하는 제 1 신호 발생부와, 상기 접촉 패드를 구비하고, 상기 접촉 패드의 접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 더 많이 지연하고, 비접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 작게 지연하여 제 2 신호를 발생하는 제 2 신호 발생부와, 상기 제 1 신호에 동기되어 상기 제 2 신호를 수신하여 상기 접촉 신호를 발생하는 접촉 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a human interface device including a contact pad, at least one electrical contact sensor for generating a contact signal according to whether the contact pad is in contact, and the contact. And a control unit configured to perform a power control operation in response to a signal, wherein the electrical contact sensor comprises: a reference signal generator for generating a reference signal, a first signal generator for delaying the reference signal and generating a first signal; And a contact pad having the contact pad and delaying the reference signal more than the first signal when the contact pad is in contact, and generating the second signal by delaying the reference signal smaller than the first signal when not in contact. A second signal generator and a touch signal generator for receiving the second signal in synchronization with the first signal to generate the contact signal; Characterized by comprising a.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 형태에 따른 휴먼 인터페이스 장치는 데이터를 화면에 디스플레이하는 디스플레이부와 소정의 패턴으로 배치된 복수개의 접촉 패드들을 구비하고, 접촉 물체가 상기 복수개의 접촉 패드들 중 적어도 하나 이상의 접촉 패드에 접촉됨에 따라 적어도 하나 이상의 접촉 신호 들을 발생하는 전기적 스크롤 장치와, 상기 접촉 신호들을 분석하여 상기 접촉 물체가 접촉된 상기 접촉 패드들의 위치를 파악하고, 상기 접촉 패드들의 위치에 대응되는 방향으로 상기 화면을 스크롤 하는 제어부를 구비하고, 상기 전기적 스크롤 장치는 상기 접촉 패드를 구비하고, 상기 접촉 패드에 상기 접촉 물체가 접촉됨에 따라 상기 접촉 신호를 각각 발생하는 복수개의 전기적 접촉 센서들을 구비하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a human interface device including a display unit for displaying data on a screen, and a plurality of contact pads arranged in a predetermined pattern, and a contact object contacts the plurality of contacts. An electrical scroll device that generates at least one or more touch signals upon contact with at least one of the pads, and analyzes the touch signals to determine the location of the contact pads that the contact object contacts, And a control unit for scrolling the screen in a direction corresponding to a position, wherein the electric scroll device includes the contact pad, and a plurality of electrical contacts respectively generating the contact signal as the contact object contacts the contact pad. And sensors.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하면 본 발명의 전기적 접촉센서 및 이를 이용하는 휴먼 인터페이스 장치를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, referring to the accompanying drawings, an electrical contact sensor and a human interface device using the same will be described.

도 3은 본 발명의 기술에 따른 전기적 접촉센서의 블럭도를 도시한 도면이다.3 is a block diagram of an electrical contact sensor in accordance with the teachings of the present invention.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기적 접촉센서는 기준 신호 발생부(10)와, 제 1 신호 발생부(21)와, 제 2 신호 발생부(22)와, 접촉 신호 발생부(30)와, 필터부(40)를 구비한다.As shown in the figure, the electrical contact sensor of the present invention, thereference signal generator 10, thefirst signal generator 21, thesecond signal generator 22, thecontact signal generator 30 And afilter unit 40.

이하 각 구성요소의 기능을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the function of each component as follows.

기준 신호 발생부(10)는 AC(Alternate Current) 신호 또는 클럭 신호를 기준 신호(ref_sig)로서 발생하여 제 1 신호 발생부(21)와 제 2 신호 발생부(22)에 각각 인가한다.Thereference signal generator 10 generates an alternating current (AC) signal or a clock signal as a reference signal ref_sig and applies them to thefirst signal generator 21 and thesecond signal generator 22, respectively.

제 1 신호 발생부(21)는 접촉 물체의 접촉 여부에 상관없이 항상 기준 신호(ref_sig)를 항상 제 1 시간 지연하여 제 1 신호(sig1)를 발생한다.Thefirst signal generator 21 generates the first signal sig1 by always delaying the reference signal ref_sig for a first time regardless of whether or not the contact object is in contact.

제 2 신호 발생부(22)는 접촉 물체가 접촉되는 접촉 패드(PAD)를 구비하고, 접촉 패드(PAD)에 접촉 물체가 접촉되지 않으면 기준 신호(ref_sig)를 지연하지 않고, 접촉 패드(PAD)에 접촉 물체가 접촉되면 기준 신호(ref_sig)를 제 1 시간 보다 더 많이 지연하여 제 2 신호(sig2)를 발생한다.Thesecond signal generator 22 includes a contact pad PAD to which a contact object contacts, and if the contact object does not contact the contact pad PAD, thesecond signal generator 22 does not delay the reference signal ref_sig and does not delay the contact pad PAD. When the contact object is in contact with, the reference signal ref_sig is delayed more than the first time to generate the second signal sig2.

즉, 제 2 신호 발생부(22)는 접촉 물체의 비접촉시에는 제 1 신호(sig1)의 위상보다 빠른 위상을 가지는 제 2 신호(sig2)를 생성하고, 접촉시에는 제 1 신호(sig1)의 위상보다 느린 위상을 가지는 제 2 신호(sig2)를 생성한다.That is, thesecond signal generator 22 generates a second signal sig2 having a phase faster than that of the first signal sig1 when the contact object is not in contact, and when contacting thesecond signal generator 22. Generate a second signal sig2 having a phase slower than the phase.

본 발명에서의 접촉 물체는 소정의 정전 용량을 가지는 모든 물체가 적용될 수 있으며, 대표적인 예로 많은 량의 전하를 축적할 수 있는 사람의 인체가 있다.In the present invention, any object having a predetermined capacitance may be applied to the contact object, and a representative example is a human body capable of accumulating a large amount of electric charge.

접촉 신호 발생부(30)는 제 1 신호(sig1)에 동기되어 제 2 신호(sig2)를 샘플링 및 래치하여 접촉 신호(con_sig)를 발생한다.Thetouch signal generator 30 generates a contact signal con_sig by sampling and latching the second signal sig2 in synchronization with the first signal sig1.

그리고 필터부(40)는 접촉 신호(con_sig)를 수신하고, 접촉 신호 발생부(30)의 접촉 물체가 접촉 패드에 접촉하는 순간 또는 접촉 물체의 불안정하게 접촉하는 순간에 발생하는 각종 노이즈 신호를 제거하고, 안정화 및 평활화하여 출력 신호(out_sig)를 발생한다.Thefilter unit 40 receives the contact signal con_sig and removes various noise signals generated when the contact object of thecontact signal generator 30 contacts the contact pad or when the contact object is unstablely touched. And stabilization and smoothing to generate an output signal out_sig.

도 4는 도 3의 전기적 접촉센서의 일실시예에 따른 회로도로, 도면을 참조하면, 제 1 신호 발생부(21)는 기준 신호 발생부(10)와 접촉 신호 발생부(30) 사이에 위치하는 제 1 저항(R11)과, 제 1 저항(R11)과 접촉 신호 발생부(30)의 사이에 위치하며 접지 전압(VSS)과 연결되는 캐패시터(CAP)를 포함하고, 제 2 신호 발생부(22)는 기준 신호 발생부(10)와 접촉 신호 발생부(30) 사이에 위치하는 제 2 저항 (R12)과, 제 2 저항(R12)과 접촉 신호 발생부(30)의 사이에 위치하여 정전용량을 가지는 접촉물체가 접촉되도록 하는 접촉 패드(PAD)를 포함한다.4 is a circuit diagram according to an embodiment of the electrical contact sensor of FIG. 3. Referring to the drawings, thefirst signal generator 21 is positioned between thereference signal generator 10 and thecontact signal generator 30. And a capacitor CAP positioned between the first resistor R11, the first resistor R11, and thecontact signal generator 30, and connected to the ground voltage VSS. 22 is positioned between the second resistor R12 and the second resistor R12 and thecontact signal generator 30 positioned between thereference signal generator 10 and thecontact signal generator 30 to perform a power failure. And a contact pad (PAD) that allows a contact object having a capacity to be contacted.

이때 제 1 및 제 2 저항(R11, R12)은 기준 신호 발생부(10)와 캐패시터(CAP)간의 지연 성분과 기준 신호 발생부(10)와 접촉 패드(PAD)간의 지연 성분을 동일하도록 하는 저항으로, 극히 미약한 지연 성분을 가진다.In this case, the first and second resistors R11 and R12 are resistors such that the delay component between thereference signal generator 10 and the capacitor CAP and the delay component between thereference signal generator 10 and the contact pad PAD are the same. As a result, it has a very slight delay component.

이때 캐패시터(CAP)는 접촉물체의 정전용량 보다 작은 정전용량을 가지도록 한다. 즉, 사람의 인체가 평균적으로 가지는 정전용량 보다 작은 정전용량을 가지도록 한다.At this time, the capacitor CAP has a capacitance smaller than that of the contact object. That is, to have a smaller capacitance than the average human body has a capacitance.

그리고 접촉 신호 발생부(30)는 디플립플롭(D-flipflop)으로 구현하고, 필터부(40)는 로우 패스 필터(low pass filter)로 구현한다.Thecontact signal generator 30 is implemented as a D-flipflop, and thefilter unit 40 is implemented as a low pass filter.

이하에서는 도 5를 참조하여 도 4의 전기적 접촉센서의 동작을 살펴보도록 한다.Hereinafter, the operation of the electrical contact sensor of FIG. 4 will be described with reference to FIG. 5.

도 5a는 접촉 물체의 비접촉시의 전기적 접촉센서(40)의 동작 회로도이고, 도 5b는 도 5a의 전기적 접촉센서(40)의 신호 파형도이고, 도 5c는 접촉 물체의 접촉시의 전기적 접촉센서(40)의 동작 회로도이고, 도 5d는 도 5c의 전기적 접촉센서(40)의 신호 파형도이다.5A is an operation circuit diagram of theelectrical contact sensor 40 when the contact object is not in contact. FIG. 5B is a signal waveform diagram of theelectrical contact sensor 40 of FIG. 5A. FIG. 5C is an electrical contact sensor when the contact object is in contact. 40 is an operation circuit diagram, and FIG. 5D is a signal waveform diagram of theelectrical contact sensor 40 of FIG. 5C.

먼저, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 접촉 물체의 비접촉시에 수행되는 전기적 접촉 센서(40)의 동작을 설명하기로 한다.First, an operation of theelectrical contact sensor 40 performed at the time of non-contact of a contact object will be described with reference to FIGS. 5A and 5B.

도 5a를 참조하면, 접촉 물체의 비접촉시에 제 1 신호 발생부(21)의 지연 성분은 제 1 저항(R11)과 제 1 캐패시터(CAP1)가 되고, 제 2 신호 발생부(22)의 지연 성분은 제 2 저항(R12)이 된다.Referring to FIG. 5A, the delay component of thefirst signal generator 21 becomes the first resistor R11 and the first capacitor CAP1 when the contact object is not in contact, and delays thesecond signal generator 22. The component becomes the second resistor R12.

여기서, 제 1 저항(R11), 제 2 저항(R12), 및 제 1 캐패시터(CAP1)은 도 4의 제 1 저항(R11), 제 2 저항(R12), 및 캐패시터(CAP1)와 동일한 값을 가진다. 그리고 이때의 제 1 저항(R11) 및 제 2 저항(R12)은 매우 작은 지연 성분을 가지므로, 이하에서는 제 1 및 제 2 저항(R11, R12)에 따른 지연 시간은 무시하기로 한다.Here, the first resistor R11, the second resistor R12, and the first capacitor CAP1 have the same value as the first resistor R11, the second resistor R12, and the capacitor CAP1 of FIG. 4. Have In this case, since the first and second resistors R11 and R12 have very small delay components, the delay times according to the first and second resistors R11 and R12 will be ignored.

이에 도 5b에 도시된 바와 같이 제 1 신호 발생부(21)는 제 1 캐패시터(CAP1)에 따라 기준 신호(ref_sig)를 제 1 시간 만큼 지연시킨 제 1 신호(sig1)를, 제 2 신호 발생부(22)는 기준 신호(ref_sig)와 동일한 위상을 가지는 제 2 신호(sig2)를 각각 발생한다.As shown in FIG. 5B, thefirst signal generator 21 delays the first signal sig1 by delaying the reference signal ref_sig by the first time according to the first capacitor CAP1, and then the second signal generator.Reference numeral 22 generates a second signal sig2 having the same phase as the reference signal ref_sig, respectively.

즉, 제 2 신호(sig2)의 위상은 제 1 신호(sig1)의 위상보다 빨라져, 제 2 신호(sig2)의 상승 에지 또는 하강 에지가 발생하고, 제 1 시간이 경과해야 제 1 신호(sig1)의 상승 에지 또는 하강 에지가 발생한다.That is, the phase of the second signal sig2 is faster than the phase of the first signal sig1, so that the rising edge or the falling edge of the second signal sig2 occurs, and the first signal sig1 must pass after a first time elapses. Rising edge or falling edge of occurs.

그러면 디플립플롭(30)은 제 1 신호(sig1)의 하강 에지에 동기되어 제 2 신호(sig2)의 로우 레벨을 획득하고, 로우 레벨을 가지는 접촉 신호(con_sig)를 발생하고, 로우 패스 필터(40)는 접촉 신호(con_sig)를 필터링하여 로우 레벨을 가지는 출력 신호(out_sig)를 발생한다.Then, the flip-flop 30 acquires the low level of the second signal sig2 in synchronization with the falling edge of the first signal sig1, generates the contact signal con_sig having the low level, and generates the low pass filter ( 40 may filter the contact signal con_sig to generate an output signal out_sig having a low level.

이어서, 도 5c 및 도 5d를 참조하여 접촉 물체의 접촉시에 수행되는 전기적 접촉 센서(40)의 동작을 설명하기로 한다.Next, the operation of theelectrical contact sensor 40 performed at the time of contact of the contact object will be described with reference to FIGS. 5C and 5D.

계속하여 도 5c를 참조하면, 접촉 물체의 접촉시에 제 1 신호 발생부(21)의 지연 성분은 도 5a와 동일하나 제 2 신호 발생부(22)의 지연 성분은 접촉 물체의 정전용량(CAP2) 만큼 더 증가됨을 알 수 있다.5C, the delay component of thefirst signal generator 21 is the same as that of FIG. 5A when the contact object is in contact, but the delay component of thesecond signal generator 22 is the capacitance CAP2 of the contact object. You can see that it increases by).

이에 도 5d에 도시된 바와 같이, 제 1 신호 발생부(21)는 제 1 캐패시터(CAP1)에 따라 기준 신호(ref_sig)를 제 1 시간 만큼 지연시킨 제 1 신호(sig1)를, 제 2 신호 발생부(22)는 접촉 물체의 정전용량(CAP2)에 따라 제 1 시간 보다 더 지연시킨 제 2 신호(sig2)를 각각 발생한다.As shown in FIG. 5D, thefirst signal generator 21 generates the second signal from the first signal sig1 obtained by delaying the reference signal ref_sig by the first time according to the first capacitor CAP1. Theunit 22 generates the second signal sig2 which is further delayed by the first time according to the capacitance CAP2 of the contact object.

즉, 제 1 신호(sig1)의 위상은 제 2 신호(sig2)의 위상보다 빨라져, 제 1 신호(sig1)의 상승 에지 또는 하강 에지가 먼저 발생되고, 제 2 신호(sig2)의 상승 에지 또는 하강 에지가 나중에 발생된다.That is, the phase of the first signal sig1 is faster than the phase of the second signal sig2, so that the rising edge or falling edge of the first signal sig1 is generated first, and the rising edge or falling edge of the second signal sig2 is generated. Edges are generated later.

그러면 디플립플롭(30)은 제 1 신호(sig1)의 하강 에지에 동기되어 제 2 신호(sig2)의 하이 레벨을 획득하고, 하이 레벨을 가지는 접촉 신호(con_sig)를 발생하고, 로우 패스 필터(40)는 접촉 신호(con_sig)를 필터링하여 하이 레벨을 가지는 출력 신호(out_sig)를 발생한다.Then, the flip-flop 30 acquires the high level of the second signal sig2 in synchronization with the falling edge of the first signal sig1, generates the contact signal con_sig having the high level, and generates the low pass filter ( 40 filters the contact signal con_sig to generate an output signal out_sig having a high level.

이상과 같이 본 발명의 전기적 접촉센서는 접촉 물체가 정전용량을 가지고, 접촉 물체의 정전용량에 따라 접촉 신호의 위상이 변경되는 원리를 이용하여 하나의 접촉 패드(PAD) 만으로도 접촉 물체의 접촉여부를 전기적으로 감지할 수 있도록 한다.As described above, the electrical contact sensor of the present invention uses the principle that the contact object has capacitance and the phase of the contact signal is changed according to the capacitance of the contact object. Allow electrical detection.

이에 접촉 물체가 전도성이 없는 부도체라 할지라도 소정량 이상의 정전용량을 보유한 물체이면 접촉 물체의 접촉여부를 전기적으로 감지할 수 있도록 한다.Therefore, even if the contact object is a non-conductive insulator, if the object has a predetermined amount or more of capacitance, the contact object can be electrically detected.

그리고 도 4의 접촉 신호 발생부(30)를 제 1 신호(sig1)의 하강 에지에 동기되어 동작되는 디플립플롭(30)으로 한정하여 설명하였으나, 실제의 적용예에서는 제 1 신호의 상승 에지 또는 제 2 신호(sig2)의 상승 에지에 동기되어 동작을 수행하여도 동일한 효과를 제공할 수 있음은 당연하다. 또한 디플립플롭 이외에도 제 1 신호에 동기되어 접촉 신호를 획득 및 래치할 수 있는 JK 플립플롭 및 래치회로등으로도 접촉 신호 발생부(30)를 구현 할 수 있음은 당연하다.In addition, although thecontact signal generator 30 of FIG. 4 is limited to the flip-flop 30 operated in synchronization with the falling edge of the first signal sig1, the rising edge of the first signal or Naturally, the same effect can be provided even when the operation is performed in synchronization with the rising edge of the second signal sig2. In addition to the flip-flop, thecontact signal generator 30 may also be implemented using a JK flip-flop and a latch circuit that can acquire and latch the contact signal in synchronization with the first signal.

또한 도 4의 필터부(30)를 로우 패스 필터로 한정하였으나, 로우 패스 필터와 동일한 기능을 수행할 수 있는 각종 필터를 통해서도 도 4의 필터부(30)를 구현할 수 있음은 당연하다.In addition, although thefilter unit 30 of FIG. 4 is limited to a low pass filter, thefilter unit 30 of FIG. 4 may also be implemented through various filters that may perform the same function as the low pass filter.

이하 도 6과 도 8a는 도 3의 전기적 접촉센서를 이용하는 마우스의 실시예들을 도시한 도면으로, 도 6의 마우스는 접촉 센서를 이용하여 전력 제어를 수행하는 마우스이고, 도 8a의 마우스는 다수개의 접촉 센서를 이용하여 스크롤 동작을 수행하는 마우스이다.6 and 8A illustrate embodiments of a mouse using the electrical contact sensor of FIG. 3, wherein the mouse of FIG. 6 is a mouse performing power control using the touch sensor, and the mouse of FIG. A mouse that scrolls using a touch sensor.

먼저, 도 6을 참조하면, 마우스(60)는 마우스의 상부면에 설치된 접촉패드(PAD)에 연결되어 접촉 물체의 접촉을 감지 및 통보하는 전기적 접촉센서(61)와, 접촉패드(PAD)에 접촉 물체가 접촉함을 통보받은 경우에만 마우스 및 전원 공급부(64)의 동작을 활성화하는 MCU(micro controller unit)(62)와, 획득된 피사체의 이미지를 이미지 프로세싱하여 마우스의 움직임 값을 계산하는 이미지 센서(63)와, 마우스의 동작 전원을 발생하는 전원 공급부(64)와, MCU(62)와 컴퓨터간의 데이터를 인터페이싱하는 무선 통신 인터페이스부(65)와, 키버튼(66)과, 스크롤 장치(67)를 구비한다.First, referring to FIG. 6, themouse 60 is connected to a contact pad (PAD) installed on an upper surface of the mouse, and connected to anelectrical contact sensor 61 and a contact pad (PAD) for detecting and notifying a contact of a contact object. Microcontrol unit 62 (MCU) activating the operation of the mouse and thepower supply unit 64 only when the contact object is notified that the object is contacted, and an image for calculating the motion value of the mouse by image processing the image of the acquired object. Asensor 63, apower supply unit 64 for generating operating power of a mouse, a wirelesscommunication interface unit 65 for interfacing data between theMCU 62 and a computer, akey button 66, and a scroll device ( 67).

사용자는 마우스(90)를 사용하기 위해 반드시 마우스(60)의 상부면에 손을 접촉하여야 한다.The user must touch the hand to the upper surface of themouse 60 to use the mouse 90.

이에 도 6의 MCU(62)는 도 7의 구간(2) 및 구간(4)와 같이 전기적 접촉센서(61)를 통해 마우스의 상부면에 사람의 손이 접촉되지 않았음을 감지하면, 전원 공급부(64)의 동작을 비활성화시켜, 각 구성 요소(63, 65, 66, 67)로의 동작 전원을 공급을 차단하여 마우스의 동작을 비활성화한다.Accordingly, when theMCU 62 of FIG. 6 detects that a human hand is not in contact with the upper surface of the mouse through theelectrical contact sensor 61 as in thesections 2 and 4 of FIG. 7, the power supply unit The operation of 64 is deactivated, and the operation power to eachcomponent 63, 65, 66, 67 is cut off to deactivate the operation of the mouse.

반면에 MCU(62)는 도 7의 구간(1) 및 구간(3)과 같이 전기적 접촉센서(61)를 마우스의 상부면에 사람의 손이 접촉되었음을 감지하면, 전원 공급부(64)의 동작을 활성화시켜, 각 구성 요소(63, 65, 66, 67)에 동작 전원을 공급하여 마우스의 동작을 활성화한다.On the other hand, when theMCU 62 detects that a human hand is in contact with the upper surface of the mouse, such as thesections 1 and 3 of FIG. 7, theMCU 62 operates thepower supply 64. By activating, the operation power is supplied to each of thecomponents 63, 65, 66, and 67 to activate the operation of the mouse.

이에 도 6의 마우스는 사람이 마우스를 사용하기 위해 마우스의 상부면에 접촉되는 경우에만 마우스의 동작을 활성화하여, 이미지 센서(63)를 통해 계산된 움직임 값을 무선 통신 인터페이스부(65)를 통해 컴퓨터에 제공하여 준다.Accordingly, the mouse of FIG. 6 activates the operation of the mouse only when a person comes into contact with the upper surface of the mouse to use the mouse, and transmits the motion value calculated through theimage sensor 63 through thewireless communication interface 65. Provide it to your computer.

도 6의 마우스(60)가 무선 마우스이면 충전지 또는 건전지를 전력원으로 사용하여 사용시간의 제약을 받기 때문에 최대한으로 사용시간을 늘리는 것이 무엇보다도 중요하다.If themouse 60 of FIG. 6 is a wireless mouse, the use of a rechargeable battery or a battery as a power source is restricted by the use time, so it is important to extend the use time to the maximum.

따라서 본 발명의 마우스(60)는 상기에서와 같이 사람이 마우스(60)를 사용하기 위해 접촉한 경우에만 각 구성요소에 동작 전원을 제공하여 마우스(60)의 동작을 활성화함으로써, 전력원의 낭비를 방지하고 이에 따라 무선 마우스(60)의 사용시간을 획기적으로 늘려 줄 수 있다.Therefore, themouse 60 of the present invention activates the operation of themouse 60 by providing operation power to each component only when a person comes into contact with themouse 60 as described above, thereby wasting power source. And thus, the use time of thewireless mouse 60 can be significantly increased.

이상에서는 전기적 접촉센서를 이용하는 장치로 마우스를 한정하여 설명하였 지만, 전력 소모의 감소를 위해 사람이 접촉한 경우에만 동작될 필요가 있는 모든 종류의 휴먼 인터페이스 장치는 상기의 방법을 채택하여 줄 수 있다.In the above, the mouse is limited to a device using an electrical contact sensor. However, all kinds of human interface devices that need to be operated only when a person comes into contact with each other to reduce power consumption can adopt the above method. .

이어서 도 8a를 참조하면, 마우스(70)는 도 6에서와 같이 이미지 센서(63)와, 전원 공급부(64)와, 무선 통신 인터페이스부(65)와, 키버튼(66)를 구비하되, 도 6의 스크롤 장치(67)와 MCU(62)를 복수개의 전기적 접촉센서들(71)와 MCU(72)로 대체한다.8A, themouse 70 includes animage sensor 63, apower supply 64, awireless communication interface 65, and akey button 66 as in FIG. 6. Thescroll device 67 and theMCU 62 of 6 are replaced by the plurality ofelectrical contact sensors 71 and theMCU 72.

복수개의 전기적 접촉센서들(71)는 도 8b와 같이 소정의 패턴을 가지며 마우스 상부면에 배치되는 복수개의 접촉 패드들(PADS)에 각각 연결되어 전기적 스크롤 장치를 구현한다. 이때 전기적 접촉센서들(71) 각각은 도 6의 전기적 접촉센서(61)에 같이 접촉패드(PAD)에 대한 접촉 물체의 접촉을 감지 및 통보한다.The plurality ofelectrical contact sensors 71 have a predetermined pattern as shown in FIG. 8B and are connected to a plurality of contact pads PADS disposed on the upper surface of the mouse, thereby implementing an electrical scroll device. At this time, each of theelectrical contact sensors 71 detects and notifies the contact of the contact object to the contact pad PAD as shown in theelectrical contact sensor 61 of FIG. 6.

MCU(72)는 복수개의 전기적 접촉 센서들(71)로부터 전송되는 신호들을 조합하여 스크롤 방향을 파악하고, 해당 방향으로 컴퓨터의 디스플레이 화면을 스크롤 할 수 있도록 하는 스크롤 데이터를 발생하여 컴퓨터에 전송한다.TheMCU 72 determines the scroll direction by combining signals transmitted from the plurality ofelectrical contact sensors 71, and generates scroll data for scrolling the display screen of the computer in the corresponding direction and transmits the scroll data to the computer.

이에 도 8a의 마우스는 복수개의 전기적 접촉센서들(71)를 통해 사용자의 접촉 위치를 파악하고, MCU(72)를 통해 사용자의 접촉 위치에 대응되는 스크롤 방향을 파악하여, 사용자가 필요로 하는 방향으로 컴퓨터의 디스플레이 화면을 스크롤 하도록 하는 스크롤 데이터를 발생한다.Accordingly, the mouse of FIG. 8A detects the contact position of the user through the plurality ofelectrical contact sensors 71 and the scroll direction corresponding to the contact position of the user through theMCU 72, thereby requiring the user. Generates scrolling data that causes the computer's display screen to scroll.

예를 들어, 사용자가 도 8b와 같이 상하로 일렬 배치된 복수개의 접촉 패드들(PADS) 중 하측에 배치된 일부 접촉 패드들(P5, P6)에만 접촉하면, 이 일부 접촉 패드들(P5, P6)에 대응되는 일부 접촉 센서들만이 하이 레벨을 가지는 출력 신호를 발생한다. 이에 MCU(72)는 복수개의 접촉 패드들(P1~P6) 중 하측에 배치된 일부 접촉 패드들(P5, P6)이 접촉되었음을 감지하고 디스플레이 화면을 아래쪽으로 스크롤 하기 위한 스크롤 데이터를 발생하여 준다.For example, when the user contacts only some of the contact pads P5 and P6 disposed below the plurality of contact pads PADS arranged up and down as shown in FIG. 8B, the partial contact pads P5 and P6 are disposed. Only some contact sensors corresponding to) generate an output signal having a high level. TheMCU 72 detects that some of the contact pads P5 and P6 disposed below the plurality of contact pads P1 to P6 are in contact and generates scroll data for scrolling the display screen downward.

도 8a의 마우스 장치는 종래의 기계적 스크롤 장치가 차지하는 공간을 감소시킬 수 있어, 아주 얇은 두께의 마우스 장치의 구현이 가능하고 마모성이 강한 기계적 장치를 제거함으로 장치의 내구성을 증대한다.The mouse device of FIG. 8A can reduce the space occupied by the conventional mechanical scroll device, thereby enabling the implementation of a very thin mouse device and increasing the durability of the device by eliminating the highly wearable mechanical device.

이외에도 도 9a와 도 9b에서와 같이, 도 3의 복수개의 전기적 접촉 센서는 각 전기적 접촉 센서와 연결되는 접촉 패드들(PADS)을 휴대 단말기 또는 MP3 플레이어의 문자 배열판에 소정의 패턴으로 배치하고, 스크롤 장치 또는 위치 추적 장치 또는 위치 입력 장치로써 이용할 수 도 있다.In addition, as shown in FIGS. 9A and 9B, the plurality of electrical contact sensors of FIG. 3 arrange contact pads PADS connected to each electrical contact sensor in a predetermined pattern on a character arrangement board of a mobile terminal or an MP3 player. It can also be used as a scrolling device, a location tracking device, or a location input device.

즉, 사용자가 소정의 패턴으로 배치된 접촉 패드들을 위에서 손가락을 이동시키면 디스플레이 화면에 이 이동을 표시하거나 디스플레이 화면에 표시된 특정 항목을 선택하는 위치 입력 장치로서 이용할 수 도 있다.That is, when the user moves a finger on the contact pads arranged in a predetermined pattern, the touch pad may be used as a position input device that displays the movement on the display screen or selects a specific item displayed on the display screen.

이와 같이 본 발명의 전기적 접촉 센서는 하나의 접촉 패드만을 구비하고, 그 구성이 간단하여 접촉 유무 또는 접촉 위치의 변화를 활용하는 어떠한 장치에 손쉽게 응용될 수 있다.As described above, the electrical contact sensor of the present invention includes only one contact pad, and its configuration is simple, so that it can be easily applied to any device that utilizes the presence or absence of a contact or a change in contact position.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.

따라서 본 발명의 전기적 접촉센서는 전도성이 충분하지 않더라도 일정이상의 전하 축적 능력을 가진 접촉 물체이면 접촉 유무를 정확하게 판단할 수 있도록 하여 동작의 신뢰성을 제공하여 준다. 이는 특히, 날씨의 습도 유무와 사람간이 전도성 차이나 장갑 등의 피복 착용 유무에 상관없이 전기적 접촉센서가 안정적으로 동작 될 수 있도록 하여 준다.Therefore, the electrical contact sensor of the present invention provides a reliability of operation by allowing the contact object to accurately determine the presence or absence of contact, even if the conductivity is not sufficient, even if the contact object has a predetermined charge accumulation capability. This makes it possible to operate the electrical contact sensor stably regardless of the humidity of the weather and the presence or absence of a conductive gap between people or wearing a glove.

또한 전기적 접촉센서는 하나의 접촉 패드만으로도 접촉 물체의 접촉 유무를 판단할 수 있도록 하여 제품의 레이아웃을 감소시켜 줄 수 있다.In addition, the electrical contact sensor can reduce the layout of the product by determining whether the contact object is in contact with only one contact pad.

또한 본 발명의 휴먼 인터페이스 장치는 전기적 접촉 센서를 이용하여 전력 공급을 제어하거나 스크롤 동작하는 것과 같이 보다 향상되고 다양해진 기능을 제공하여 줄 수 있다.In addition, the human interface device of the present invention can provide more improved and various functions, such as controlling a power supply or scrolling using an electrical contact sensor.

Claims (14)

Translated fromKorean

기준 신호를 생성하는 기준 신호 발생부;A reference signal generator for generating a reference signal;상기 기준 신호를 지연하여 제 1 신호를 발생하는 제 1 신호 발생부;A first signal generator for delaying the reference signal to generate a first signal;접촉 패드를 구비하고, 상기 접촉 패드의 접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 더 많이 지연하고, 비접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 작게 지연하여 제 2 신호를 발생하는 제 2 신호 발생부; 및A second contact pad provided with a contact pad, and delaying the reference signal more than the first signal when the contact pad is in contact, and generating a second signal by delaying the reference signal smaller than the first signal when not in contact. A signal generator; And상기 제 1 신호에 동기되어 상기 제 2 신호를 수신하여 접촉 신호를 발생하는 접촉 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉센서.And a contact signal generator configured to receive the second signal in synchronization with the first signal and generate a contact signal.제 1 항에 있어서, 상기 접촉 물체는The method of claim 1, wherein the contact object소정의 정전용량을 가지는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉센서.Electrical contact sensor, characterized in that it has a predetermined capacitance.제 1 항에 있어서, 상기 제 1 신호 발생부는The method of claim 1, wherein the first signal generator상기 기준 신호 발생부와 상기 접촉 신호 발생부 사이에 위치하며, 접지 전압과 연결되는 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉센서.And a capacitor positioned between the reference signal generator and the contact signal generator, the capacitor being connected to a ground voltage.제 3 항에 있어서, 상기 캐패시터는The method of claim 3, wherein the capacitor상기 접촉 물체의 정전용량보다 작은 정전용량을 가지는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉센서.And a capacitance smaller than that of the contact object.제 1 항에 있어서, 상기 접촉 신호 발생부는The method of claim 1, wherein the contact signal generation unit상기 제 1 신호에 동기되어 상기 제 2 신호를 획득 및 래치하여 상기 접촉 신호를 발생하는 플립플롭인 것을 특징으로 하는 전기적 접촉센서.And a flip-flop generating the contact signal by acquiring and latching the second signal in synchronization with the first signal.제 1 항에 있어서, 상기 접촉 신호 발생부는The method of claim 1, wherein the contact signal generation unit상기 제 2 신호에 동기되어 상기 제 1 신호를 획득 및 래치하여 상기 접촉 신호를 발생하는 플립플롭인 것을 특징으로 하는 전기적 접촉센서.And a flip-flop generating the contact signal by acquiring and latching the first signal in synchronization with the second signal.제 1 항에 있어서, 상기 접촉 신호 발생부는The method of claim 1, wherein the contact signal generation unit상기 제 1 신호에 동기되어 상기 접촉 신호를 래치하여 상기 제 2 신호를 발생하는 래치회로인 것을 특징으로 하는 전기적 접촉센서.And a latch circuit for latching the contact signal in synchronization with the first signal to generate the second signal.제 1 항에 있어서, 상기 접촉 신호 발생부는The method of claim 1, wherein the contact signal generation unit상기 제 2 신호에 동기되어 상기 제 1 신호를 래치하여 상기 접촉 신호를 발생하는 래치회로인 것을 특징으로 하는 전기적 접촉센서.And a latch circuit for latching the first signal in synchronization with the second signal to generate the contact signal.제 1 항에 있어서, 상기 전기적 접촉센서는The method of claim 1, wherein the electrical contact sensor상기 접촉 신호를 안정화 및 평활화한 후 출력하는 필터부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기적 접촉센서.Electrical contact sensor, characterized in that further comprising a filter for outputting after stabilizing and smoothing the contact signal.접촉 패드를 구비하고, 상기 접촉 패드의 접촉 여부에 따라 접촉 신호를 각각 발생하는 적어도 하나 이상의 전기적 접촉 센서; 및At least one electrical contact sensor having contact pads, each generating a contact signal according to whether the contact pads are in contact; And상기 접촉 신호에 응답하여 전력 제어 동작을 수행하는 제어부를 구비하고,A control unit configured to perform a power control operation in response to the contact signal,상기 전기적 접촉 센서는The electrical contact sensor is기준 신호를 생성하는 기준 신호 발생부;A reference signal generator for generating a reference signal;상기 기준 신호를 지연하여 제 1 신호를 발생하는 제 1 신호 발생부;A first signal generator for delaying the reference signal to generate a first signal;상기 접촉 패드를 구비하고, 상기 접촉 패드의 접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 더 많이 지연하고, 비접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 작게 지연하여 제 2 신호를 발생하는 제 2 신호 발생부; 및And a contact pad having the contact pad and delaying the reference signal more than the first signal when the contact pad is in contact, and generating the second signal by delaying the reference signal smaller than the first signal when not in contact. 2 signal generator; And상기 제 1 신호에 동기되어 상기 제 2 신호를 수신하여 상기 접촉 신호를 발생하는 접촉 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴먼 입력 장치.And a touch signal generator for receiving the second signal in synchronization with the first signal and generating the touch signal.데이터를 화면에 디스플레이하는 디스플레이부;A display unit displaying data on a screen;소정의 패턴으로 배치된 복수개의 접촉 패드들을 구비하고, 접촉 물체가 상기 복수개의 접촉 패드들 중 적어도 하나 이상의 접촉 패드에 접촉됨에 따라 적어도 하나 이상의 접촉 신호들을 발생하는 전기적 스크롤 장치; 및An electrical scroll device having a plurality of contact pads arranged in a predetermined pattern and generating at least one or more contact signals as a contact object contacts at least one or more of the plurality of contact pads; And상기 접촉 신호들을 분석하여 상기 접촉 물체가 접촉된 상기 접촉 패드들의 위치를 파악하고, 상기 접촉 패드들의 위치에 대응되는 방향으로 상기 화면을 스크롤 하는 제어부를 구비하고,A control unit for analyzing the contact signals to determine the positions of the contact pads in contact with the contact object, and scrolling the screen in a direction corresponding to the positions of the contact pads,상기 전기적 스크롤 장치는The electrical scroll device상기 접촉 패드를 구비하고, 상기 접촉 패드에 상기 접촉 물체가 접촉됨에 따라 상기 접촉 신호를 각각 발생하는 복수개의 전기적 접촉 센서들을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴먼 인터페이스 장치.And a plurality of electrical contact sensors each having the contact pad and generating the contact signal as the contact object contacts the contact pad.제 11항에 있어서, 상기 전기적 접촉 센서는The method of claim 11, wherein the electrical contact sensor기준 신호를 생성하는 기준 신호 발생부;A reference signal generator for generating a reference signal;상기 기준 신호를 소정 시간 지연하여 제 1 신호를 발생하는 제 1 신호 발생부;A first signal generator generating a first signal by delaying the reference signal by a predetermined time;상기 접촉 패드를 구비하고, 상기 접촉 패드의 접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 더 많이 지연하고, 비접촉시에는 상기 기준 신호를 상기 제 1 신호보다 작게 지연하여 제 2 신호를 발생하는 제 2 신호 발생부; 및And a contact pad having the contact pad and delaying the reference signal more than the first signal when the contact pad is in contact, and generating the second signal by delaying the reference signal smaller than the first signal when not in contact. 2 signal generator; And상기 제 1 신호에 동기되어 상기 제 2 신호를 수신하여 상기 접촉 신호를 발생하는 접촉 신호 발생부를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴먼 입력 장치.And a touch signal generator for receiving the second signal in synchronization with the first signal and generating the touch signal.제 11 항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 11, wherein the control unit상기 화면에 상기 접촉 물체가 접촉된 접촉 패드들의 위치 정보를 표시하는 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴먼 인터페이스 장치.And a function of displaying position information of the contact pads in contact with the contact object on the screen.제 11 항에 있어서, 상기 제어부는The method of claim 11, wherein the control unit상기 접촉 신호들을 분석하여 상기 화면에 디스플레이된 항목을 선택하는 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 휴먼 인터페이스 장치.And a function of selecting the item displayed on the screen by analyzing the contact signals.

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