KR930009802B1 - 광학 접촉 스크린용 적응성 임계치 조절 회로 - Google Patents

Abstract

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Description

광학 접촉 스크린용 적응성 임계치 조절 회로

제 1 도는 광학적 접촉 스크린의 블럭선도.

제 2 도는 본 발명의 실시될 수 있는 광학적 접촉 감지스크린의 블럭선도.

제 3 도는 본 발명의 원리를 구체화시킨 제 2 도의 시스템에서 사용된 적응성 임계치 조절 회로의 블럭선도.

제 4a 도는 타겟트 신호(target signal)가 중첩되어 표시된 밝은 영역으로부터 발생된 파형을 도시한 도면.

제 4b 도는 소정의 전압 레벨로 복원된 제 4a도의 타겟트 신호를 도시한 도면.

제 5 도는 CRT스크린의 라인 2에 표시된 일련의 타겟트 신호로부터 발생된 일련의 타겟트 신호를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 광학 접촉 스크린 20 : 클램프회로

30 : 합산 증폭기 35 : 비교회로

50 : 적응성 피크 임계치 회로 60 : 제어기.

본 발명은 광학적 접촉 감지 스크린을 위한 적응성 신호 임계치 조절에 관한 것이다.

엘. 알. 카스데이에게 허여된 미합중국 특허 제 4, 484, 179호에서, 특히 CRT스크린 표면상의 손가락 접촉의 위치를 측정하는 광학적 접촉 감지 스크린에 대해 공지되어 있다. 이러한 장치는 CRT스크린 위에 덮히는 투명한 평행 표면 장치를 포함하며, 상기 장치를 통해 CRT가 보일 수 있다. 상기 장치상의 한 점이 접촉되었을 , CRT라스터로부터 나온 빛은 내부 전반사에 의해 상기 장치내에서 트랩(trapped)되어 있게 된다. 이와 같이 트랩된 빛은 장치의 연부로 진행이 되며, 상기 장치의 연부를 따라 장치된 광검출기에 의해 검출이 된다. 내부 전반사는 CRT라스터 빔이 손가락 하부를 통과할 때 생기기 때문에, 라스터 빔 타이밍은 접촉 위치를 결정하는데 사용될 수 있다.

접촉 스크린 자체상의 먼저, 지문, 얼룩 등과 마찬가지로, 광학적 접촉 스크린에 사용된 재질의 불완전성 등이 스크린의 접촉되지 않았을 때도 CRT라스터 빔의 내부 전반사를 일으키게 한다. 따라서 표시된 영상이 접촉되었을 때 생기는 트랩된 광선과 영상이 접촉되지 않았을 때 생기는 트랩된 광선간의 구별에서 문제가 생긴다.

이러한 문제는 CRT상의 밝은 스포트에 영상이 표시될 경우 더욱 심화된다. 왜냐하면, 밝은 스포트의 휘도는 트랩된 광선의 레벨을 증가시키기 때문이다. 그래서 이러한 상태는 실제는 사용자가 접촉을 하지 않았을때 표시된 영상이 접촉되었다는 거짓 표시를 하게 된다.

스크린이 접촉되었을 때를 결정하는 문제에 대한 한가지 가능성 해결방법은 접촉된 신호(Sought-after signal)을 검출하도록 어떤 형태의 적응성 임계치 조절 장치를 사용한 것이다. 상기와 같은 장치에서, 전압임계치는 "플라이 상태(on the fly)"에 있는 배경 또는 비접촉 신호의 레벨에 적응하도록 되어 있으며, 수신된 신호의 레벨은 임계치의 레벨과 비교가 된다. 수신된 신호가 적응성 임계치를 초과하는 경우에만 접촉신호로서 식별이 된다. 전형적인 광학적 접촉 스크린 장치는 사용자에 의해 접촉이 되기 위해 스크린 상에서 "타겟트(target)"로 인용된 특정 영역을 표시하며 상기 접촉이된 타겟트로부터 나온 트랩된 광 신호는 접촉되지 않는 타겟트에서 나온 광 신호와 구별이 될 필요가 있다. 상기와 같은 장치에서, 상술된 바와 같이 플라이 상태의 임계치를 적응시키는데는 많은 문제가 발생된다.

예를 들어, 타겟트가 이른바 CRT의 밝은 스포트에 표시가 되었을 때는 임계치를 초과하는 접촉되지 않은 타겟트 신호 레벨로 되게할 가능성이 있으며, 그래서 타겟트가 접촉되었다는 잘못된 표시를 할 수 있다.

표시 타겟의 새로운 형성체가 표시되었을 때, 상술된 형태에서는 역시 문제가 생긴다. 타겟트의 변화와 동시에 즉시 얻어지는 임계치는 새로운 접촉되지 않은 타겟트에서 나온 신호의 레벨에 임계치가 적응될때까지 이전의 타겟트 상의 일부에서 얼마동안 기준이 된다. 그러나 새로운 접촉되지 않은 타겟트의 강도는 이전 타겟트의 강도와는 다를 것이다. 왜냐하면, CRT형광체의 휘도는 CRT스크린의 여러 위치에서 다를 수 있다. 접촉되지 않은 타겟트 신호의 레벨은 임계치를 초과할 수도 있으며 접촉된 타겟트에서 나온 것으로 오인될 수도 있다.

본 발명에 있어서, 광학적 접촉 스크린 장치에 사용되기 위한 임계치는 제 1 시간 주기 동안 접촉 스크린으로부터 수신된 신호의 레벨을 기본으로 하여 만들어진다. 그리고 임계치는 스크린이 접촉된 시기를 결정하기 위해 연속된 시간 주기 동안 사용이 된다. 본 발명이 양호한 실시예에 있어서, 임계치에 비교되는 신호와 마찬가지로 임계치를 설정하기 위해 사용되는 2개의 신호는 다른 표시 영역으로부터 수신되어 트랩된 광 신호의 레벨을 변화시키고 CRT의 밝은 영역을 처리하기 위해 변형이 된다.

라스터 주사형 CRT에서, CRT전자총으로부터 나온 전자의 라스터 빔은 연속적인 패턴으로 CRT의 형광스크린상에 충돌이 된다. CRT의 형광 스크린상에 전자가 충돌함에 따라, 표면은 발광이 된다. 예를 들어, CRT제어기를 사용하여 라스터 빔의 편향 제어에 의해 CRT스크린상의 어느 위치에서 숫자, 문자 또는 신호를 표시하는 영상을 만드는 것이 가능하다. 접촉 스크린이 CRT스크린의 면에 덮혀있는 상술된 카스데이특허에서 공지된 형태의 광학적 감지스크린에서, CRT제어기는 사용자의 응답을 요구하면서 CRT스크린상에 영상 또는 타겟트를 표시하도록 되어 있다. 상기 타겟트는 사용자의 손가락 또는 사용자가 쥐고 있는 다른 어떤 장치에 의해 접촉이 될수 있다. 만약 사용자가 표시된 타겟트에 접촉되는 경우, 상기 접촉은 접촉감지스크린을 편향되게 만들어 타겟트로부터 발생된 광선 신호가 접촉 스크린내에서 내부 전반사에 의해 트랩되게 한다. 상기 트랩된 광선은 표시된 타겟트가 접촉이 되었다는 것을 측정하는데 사용될 수 있는 출력 신호를 제공하는 광검출기 또는광 다이오드에 의해 검출되는 스크린의 연부로 진행한다. 그러나 또한 CRT광 신호의 내부 전반사는 접촉 스크린이 접촉되지 않았을 때도 생긴다. 그래서 광다이오드는 접촉된 타겟트, 접촉되지 않은 타겟트 또는 다른 표시영상(비타겟트)로부터 나올 수 있는 신호로부터 출력신호를 발생한다. 다음에서 지적되는 바와 같이, 타겟트가 아닌 곳으로부터 발생된 광 다이오드 신호는 처리될 필요가 없기 때문에 게이트 회로에 의해 선택적으로 차단이 된다.

이하, "타겟트 신호"란 용어는 표시된 타겟트로부터 발생되어 광 다이오드에 의해 수신된 광 신호에 응답하여 광 다이오드에 의해 출력된 신호로부터 형성된 신호를 인용하는데 사용된다. 상기 용어는 접촉된 타겟트로부터의 신호와 접촉되지 않은 타겟트로부터의 신호를 서로 구별하기 위해 "접촉된" 또는 "접촉되지 않은"이란 용어중 하나로 칭하기로 한다.

통상적으로 접촉된 타겟트 신호의 레벨은 접촉되지 않은 신호의 레벨을 초과하며, 이런 사실은 플라이 상태에서 임계치를 발생하는데 신뢰성이 있으며 접촉된 타겟트 신호와 접촉되지 않은 타겟트 신호를 구별하기 위한 임계치로 사용될 수 있는 것을 확실하게 한다. 이런 사실은 CRT라스터 빔의 세기에 대해 엄격한 제어를 하는 CRT터미날과 더불어 작용할 수 있지만, 예를 들어 사용자가 라스터 빔의 세기를 제어할 수 있거나 또는 밝은 스포트가 쉽게 발생될 수 있는 CRT터미날과 작용하지 않는 것으로 나타났다. 이에 대한 이유는 임계치 조정 형태에서 신호는 레벨이 임계치를 초과하는 경우에는 접촉 타겟트 신호로 식별이 되기 때문이다. 달리말하면 임계치가 발생되는 배경 신호인 것으로 식별이 된다. 그러나, 비타겟트 신호의 레벨이 예를 들어 몇몇 변칙적인 방법으로 증가가 되는 경우에서 임계치가 플라이 상태를 적응시킨 것이며 신호가 접촉 신호로 부정확하게 식별이 될 수 있다면 임계치를 초과할 것이다.

상술된 사실을 예시하기 위해, 제 1 도에는 상술된 카스데이 특허에서 공지된 형태의 광학적 접촉 스크린(5)을 형성하는 블럭선도가 도시되어 있으며, 상기 도면에서 타겟트 A, B, C가 CRT(도시되지 않았음) 상에 표시되어 있으며, 접촉 스크린을 통해 관찰할 수 있다. 타겟트 C는 CRT의 밝은 스포트에 표시가 되며, 이것의 휘도는 타겟트 A 또는 B보다 세다. 만약 상술된 종래 기술의 임계치 조정 형태가 사용되었다면, 임계치는 라스터 빔이 타겟트 C에 표시되기 전에 타겟트 A 및 B로부터 나온 타겟트 신호에 적응이 된다. 타겟트 C가 표시되었을 때, 상기 타겟트로부터 발생 타겟트 신호의 레벨은 설정된 임계치의 레벨을 초과할 것이며, 신호는 실제로 그렇지 않을 때 접촉된 타겟트 신호로 잘못 식별될 것이다.

뿐만 아니라, 종래의 임계치 조절형태는 플라이 상태를 적응시키기 때문에, 이들은 접촉 스크린이 사용자에 의해 천천히 편향될 때 발생되는 신호의 레벨에 적응이 된다. 이러한 것은 임계치 조절 형태에서 신호의 레벨은 타겟트 신호로서 식별이 되기 전에 소정의 폭으로 설정된 임계치를 초과할 필요가 있기 때문에 발생이 된다. 접촉 스크린이 천천히 편향되는 순간에, 결과적인 타겟트 신호의 레벨은 스크린의 편향 증가와 더불어 약간 증가하며, 접촉된 신호는 접촉된 타겟트로 구별이 되는 임계치를 충분히 초과하지 못한다.

본 발명에 따라서, 본 발명자는 임계치가 실제로 접촉된 타겟트 신호와 접촉되지 않은 타겟트 신호를 구별하는데 사용되기 전에 그리고 사용자가 타겟트에 접촉할 기회를 갖기 전에 다수의 CRT프레임 예를 들면 4개의 프레임에 걸쳐서 생기는 타겟트 신호를 기본으로 한 임계치를 적응시켜서 여러 가지 문제를 처리하였다.

본 발명을 구체화시킨 장치의 기능별 블럭 다이어그램의 제 2 도에 도시되어 있다. 여기서 CRT제어기(60)는 CRT스크린(도시하지 않았음) 상에 서로 다른 패턴의 타겟트 신호를 표시하도록 장치되어 있으며, 또한 라이트펜 장치에서 행하여지는 바와 같이 타겟트가 CRT상에 표시될 때 타겟트의 위치를 추적하도록 장치되어 있다. 또한 CRT스크린 상에 타겟트가 표시될 때마다 신호를 발생하도록 장치되어 있다.

광 다이오드로부터 형성된 신호는 다음에서 보다 상세히 설명되는 클램프 회로(20)와 합산증폭기(30)를 통해 처리가되며, 결과적인 타겟트 신호는 비교회로(35)와 적응성 피크 임계치 회로(50)에 공급이 된다. 후자의 회로에 포함된 임계치는 4CRT프레임에 걸쳐서 생기는 타겟트 신호의 피크 레벨에 적응이 되도록 장치되어 있다. 4번째 프레임의 마지막에서, 임계치는 회로(50)의 출력에 전달이 된다. 다음, 임계치 회로(50)는 다음 인접한 그룹의 4프레임에 대해 다음 임계치를 형성하기 위해 다시 작동개시된다. 인접 그룹의 4프레임 동안, 비교회로는 이전에 설정된 임계치의 레벨을 수신이되는 각 타겟트 신호의 레벨과 비교를 한다. 타겟트 신호의 레벨이 임계치를 초과하는 경우, 비교회로는 이 사실을 리드선 TP를 통해 제어기(60)에 통보한다. 종래의 임계치 조절 형태에 의해 처리되지 않는 신호 검출의 한가지 형태는 접촉되지 않는 신호가 예를 들어 형광등 빛 또는 반전된 비데오를 포함하는 밝은 영역과 같은 CRT밝은 영역으로부터 발생된 신호와 같은 비타겟트 신호에 중첩되는 경우이다. 이러한 경우, 접촉되지 않은 신호의 레벨은 바타겟트 신호의 레벨에 의해 증가가 된다. 만약 종래 기술의 임계치 조절형태가 사용되었을 경우, 접촉되지 않고 증가된 타겟트 신호의 레벨은 임계치를 초과하며, 그래서, 접촉된 타겟트 신호로서 잘못 식별된다. 본 발명의 특징에 있어서, 본 발명자는 비타겟트 신호의 레벨을 접촉되지 않고 증가된 타겟트 신호의 레벨로부터 감산 처리하여 접촉되지 않은 타겟트 신호가 증가되지 않은 레벨로 회복하게 한다. 또한 본 발명자는 약한 타겟트 신호, 즉, 광 다이오드의 광 검출 범위의 가장자리에 있는 지점에서 스크린(5)에 들어가는 트랩된 광선으로 발생된 신호를 처리하게 하였다. 특히 본 발명의 특징에 따라서, 각 타겟트 신호의 레벨은 타겟트 신호가 비교회로(35) 및 임계치 회로(50)에 제공되기 전에 각 타겟트가 표시된 CRT문자 위치에 대해 특별히 설정된 등위 전압(CV)을 사용하여 합산 증폭기(30)에 의해 조정이 된다.

종래 기술의 임계치 조절 형태에 의해 취급되지 않았던 신호 검출의 또다른 형태는 사용자가 예를 들어 표시된 타겟트중의 하나를 접촉시켜 "메뉴" 라는 항목을 선택할 때 새로운 스크린이 표시 되기 때문에 표시된 타겟트의 패턴 또는 조합체가 변화하는 경우이다. 만약 종래 기술의 임계치 조절 형태가 사용되었다면, 타겟트의 새로운 표시로부터 발생된 접촉되지 않은 타겟트 신호는 접촉된 타겟트 신호로 잘못 표시될 수 있다. 왜냐하면 접촉되지 않은 신호의 레벨은 표시된 타겟트의 종래 패턴 및 숫자를 기본으로 하는 임계치와 비교되기 때문이다. 본 발명자는 발명의 특징에 따라 본원의 장치에서 이러한 문제는 각 프레임 동안 표시된 타겟트의 수를 추적하고, 다음 인접한 프레임 동안 표시된 타겟트의 수와 함께 한 프레임 동안 표시된 타겟트의 수를 비교하여 처리한다. 만약 2개의 숫자가 일치하면, 표시된 타겟트의 패턴이 바뀌지 않은 것으로 가정하며, 만약 일치하지 않는다면, 패턴이 바뀐것으로 가정한다. 상기 변화가 검출되었을 때, 임계치 회로(50)에 의해 출력된 임계치는 비교회로(35)가 새로운 표시로부터의 타겟트 신호의 레벨을 오인하는 것을 방지하기 위해 강제로 소정의 고레벨이 된다. 상기 높은 임계치는 4프레임 동안 임계치 회로(50)에 의해 출력이되며, 그 시간 동안 새로운 임계치가 설정이되며, 새로운 표시 타겟트로부터 나온 타겟트 신호의 레벨이 적응이 된다. 4번째 프레임의 마지막에서, 높은 임계치는 제거가되며, 새로 설정된 임계치는 임계치회로의 출력에 전달이 된다.

제 3 도는 제 2 도의 실시예의 상세도이다. 제 2 도에 도시된 바와 같이, 상기 장치는 클램프회로(20), 합산 회로(30), 비교회로(35), 임계치회로(50) 및 CRT제어기(60)를 포함한다. 제 3 도의 장치는 역시 다음에서 설명되는 다른 소자를 포함한다.

특히 예를 들어 내셔날 세미 컨닥터 코포레이션사제품으로부터 구할 수 있는 다이오드 LF 357과 같은 광다이오드 또는 광 검출기(D1 내지 D4)가 광학적 접촉 스크린(5)의 각 모서리에 장치된다. 각 광다이오드는 다이오드에 충돌하는 광의 레벨을 표시하는 신호를 출력한다. 광 다이오드(D1 내지 D4)에 의해 출력된 신호는 각 저항(R1 내지 R4)을 통해 합산 증폭기(10)의 반전 입력에 공급이 된다. 증폭기(10)는 광 다이오드 신호를 합산하며 결과적으로 합산된 신호를 리드(11)를 통해 대역통과 필터(15)에 전달한다.

광 다이오드 신호로부터 형성된 신호와 같은 비데오 신호를 적당히 여파하기 위해 단일극 고역 통과 필터 보다 앞서는 2극이 거의 같은 선형 위상 저역 통과 필터로서 배치가 된다. 상기, 장치는 80Hz 내지 300KHz의 통과 대역을 만들며, 상기 장치는 통과 대역 이외의 다른 신호는 배제시키고 비데오 신호만을 통과시킨다. 필터(15)의 3dB고역통과 롤 오프(roll off)는 특히 예리하지 않다. 그래서 형광등 또는 백열등으로 부터 나오는 50또는 60Hz 잡음 신호는 필터(15)를 통과할 수 있다. 그러나 상기 신호는 다음에서 설명되는 바와 같이 클램프(20)에 의해 처리가 된다. 대역 통과 필터(15)와 합산 증폭기(10)는 예를 들어 내셔날세미컨닥터 코포레이션사의 제품으로부터 구할 수 있는 증폭기 LF 357을 사용하여 실현될 수 있다.

예를 들어 프러시즌 모노리딕사의 제품으로부터 구할 수 있는 증폭기 SMP 11과 같은 샘플 및 홀드 증폭기(21)와 텍사스 인스트루먼트사의 제품으로부터 구할 수 있는 증폭기 TL 072와 같은 차동 증폭기(22)를 구비하는 동기성 클램프 또는 DC회복기(20)가 장치되어 타겟트 신호가 비타겟트 신호상에 중첩이 되었을 때 리드(16)을 통해 필터(15)에 의해 제공된 타겟트 신호를 소정의 레벨로 클램프 또는 회복시킨다. 샘플 및 홀드 증폭기(21)는 리드(16)상에서 나타나는 비타겟트 신호의 레벨을 샘플하고, 그 레벨을 캐패시터(C₁)에서 유지시킨다. 캐패시터(C₁)상에 유지된 신호 레벨은 리드(TG)가 비데오 제어기(60)에 의해 펄스를 발생할 때마다 증폭기(21)와 리드(24)를 통해 증폭기(22)의 반전 입력에 게이트된다. 제어기(60)는 CRT스크린상에서 타겟트를 표시할 때마다 리드(TG)상에서 펄스를 발생하여 제 2 도에 도시된 스위치(S)에 의해 수행되는 기능을 발휘하게 한다. 이와 같이, 제 4a도 및 4b도와 연관하여 다음에서 설명되는 바와 같이, 실내 등으로부터의 잡음 신호 또는 타겟트 신호와 일치하여 리드(16)상에서 나타나는 반전된 비데오부터의 신호는 상쇄가 된다. 왜냐하면 캐패시터(C₁)에 의해 제공된 바와 같은 잡음 신호의 복제 잡음 및 잡음 신호는 동시에 차동증폭기(22)의 각 반전 및 비반전 입력에 제공이 된다.

등위 전압 회로와 연관하여 작동하고, 예를 들어 텍사스 인스트루먼트사 제품으로부터 구할 수 있는 증폭기 TL 072와 같은 합산 증폭기(30)는 제 5 도와 연관하여 다음에서 상세히 설명하는 바와 같이 소정의 값으로 수신이 되는 각 타겟트 신호의 레벨을 조정한다. 소정의 등위 전압 레벨은 CRT상의 각 문자 위치에 대해 이미 설정이 되어 있다고 말할 수 있으며, 리드(25) 및 저항(R8)을 통해 증폭기에 제공된 각 타겟트 신호의 레벨은 리드(46)와 저항(R9)을 통해 등위 전압 회로에 의해 제공된 각 등위 전압의 레벨에 의해 조정이 된다. 다음 합산 증폭기(30)에 의해 출력된 라켓트 신호는 리드(31)를 통해 비교 증폭기(35)의 입력과 적응성 피크 임계치 회로(50)에 공급이 된다.

표시된 타겟트의 새로운 패턴에 대한 사용자의 응답은 통상적으로 0.6초 이하이라는 사실을 발견하였다. 본 발명자는 이런 사실을 이용하여 본 발명에 따라 4개의 비데오 프레임에 대해 임계치를 설정하며, 약 0.1초 정도에서 생긴다. 이 시간은 상술된 바와 같이, 비데오의 밝은 스포트에 표시되거나 또는 라스터빔의 강도가 변화하기 때문에 레벨이 증가될 수 있는 타겟트 신호에 전압 임계치가 적응되도록 하는데 충분한 시간이다.

임계치 회로(50)의 증폭기(51)는 게이트 회로로 장치되어, 리드 TG를 통해 제어기(60)에 의해 인에이블 될 때, 리드(31)를 통해 캐패시터(C2)에 나타나는 타겟트 신호를 게이트 한다. 차단 다이오드(D5)와 연관된 캐패시터(C2)는 신호가 캐패시터(C2) 양단에 이미 설정된 전압의 레벨을 초과하는 경우에만 타겟트 신호의 레벨로 적응이 된다. 다이오드(D5)는 캐패시터(C2) 양단의 전압 레벨이 타겟트 신호의 레벨을 초과할 때 마다 역으로 바이어스되어, 증폭기(51)에 의해 출력된 타겟트 신호의 피크 레벨이 설정되어 있는 임계전압의 레벨 이하일때 캐패시터(C2)가 증폭기(C2)를 통해 방전하는 것을 방지시킨다. 그래서 캐패시터(C2) 양단의 전압을 증폭기(30)에 의한 최대 타겟트 신호 출력을 나타낸다. 왜냐하면, 캐패시터(C2)는 다음에서 설명하는 바와 같이 마지막에 방전이 된다.

각 그룹의 4프레임 마지막에서, 기능 형태로 도시된 스위치(S1)는 리드(NRE)를 통해 게이트 어레이(70)에 의해 작동이 된다. 스위치는 캐피시터(C2)상의 임계 전압을 증폭기(53)와 저항(R6)을 통해 캐패시터(C3)에 전달한다. 다음 게이트 어레이(70)는 캐패시터(C2)의 양단에서 최소 기준 전압을 설정하기 위해 캐패시터(C2)가 기준전압(Vr) 레벨로 방전되게 하는 증폭기(52)를 리드(CL)를 통해 실행가능케 한다. 통상적으로 증폭기(35, 51, 52, 53)은 프러시즌 모노리딕사 제품중에서 구할 수 있다.

본 발명자는 접촉된 타겟트 신호의 레벨의 몇볼트 정도로 접촉되지 않은 신호의 레벨을 초과하는 사실을 관찰하였다. 그리고 또한 표시된 타겟트의 휘도가 임의의 잡음으로 인해 순간적으로 증가할 수 있다는 것을 관찰하였다. 따라서, 접촉되지 않은 타겟트 신호의 레벨은 시스템에서 임의의 잡음 역활을 하기 때문에, 접촉된 타겟트로부터 나온 신호로서 잘못 오인이 될수 있다. 이런 상태를 피하기 위해, 예를 들어, 텍사스 인스트루먼트사의 제품으로부터 구할 수 있는 증폭기 TL 072와 같은 증폭기(54)는 임계치 전압이 리드(56)를 통해 비교회로(35)의 반전입력에 제공되기 전에 예를 들어 +1볼트 정도로 임계치 전압을 상승시키는 합산 증폭기로서 장치가 된다. 이러한 것은 +1 볼트와 캐패시터(C3)양단의 전압 임계치를 증폭기(54)의 반전 및 비반전 입력에 각각 연결하여 이루어진다.

임계 전압은 표시된 타겟트의 특정 패턴에서 나온 타겟트 신호의 피크 레벨에 적응을 할 수 있도록 설정이 된다. 이러한 전압 임계치의 적응은 예를 들어 형광체의 노화, 사용자의 명도 조정으로 인한 CRT형광체의 휘도 변화와 시스템에서 CRT밝은 스포트, 임의의 잡음에 대한 처리를 한다.

계속하여 제 3 도를 보면, 비교 증폭기(35)는 차동 증폭기로서 장치되어 있으며, 비반전 입력에 인가되는 타겟트 신호의 레벨이 비반전 입력에 인가되는 전압 임계치의 레벨을 초과할 때 펄스(TP)를 리드(36)에 인가한다. 한편으로, 리드(36)상의 신호 레벨은 접지레벨로 유지된다. 리드(36)상의 펄스는 제어기(60)에 포함된 레지스터를 셋트시키며, 상기 펄스는 사용자에 의해 현재 표시된 타겟트가 접폭이 되었다는 표시로 제어기에 의해 번역이 된다.

게이트 어레이(70)는 제어신호를 적응성 피크 임계치회로(50)에 제공하고, CRT문자 어드레스를 등위 전압 회로(40)의 EP ROM(41)에 제공하기 위해 디지탈 카운터와 조합논리 회로를 구비하는 순차 회로이다.

표준 CRT모니터는 한개의 지데오 프레임에서 80문자의 27개 라인을 표시한다. 게이트 어레이(70)가 표시된 문자의 위치와 상호 작용하기 위해, CRT제어기(60)는 리드(62, 64)를 통해 수평동기(HS) 신호와 문자클럭 신호(CCLK)를 게이트 어레이(70)에 제공한다. 게이트 어레이(70)는 수평동기 신호 또는 펄스 각각을 계수하며, 각 문자 클럭 신호를 계수하여 표시되는 문자에 대응하는 어드레스를 형성한다. 게이트 어레이(70)에 의해 각 어드레스가 형성됨에 따라, 이 어드레스는 버스(75)를 통해 EP ROM(41)의 10비트 어드레스 입력(A0-A10)에 전달이 된다. EP ROM(41)은 예를 들어 시그네틱사 제품인 EP ROM TM2532가 있으며, 상기 ROM은 8비트의 2029개 메모리 위치를 가지며, 이들중 1470개는 각 CRT문자 위치에 대한 8비트형 소정의 등위 전압을 기억하는데 사용된다. 10비트 어드레스를 수신하였을 때, EP ROM(41)은 10비트 어드레스에 의해 식별이 되는 메모리 위치를 어드레스하며, 상기 메모리 위치에서 8비트 버스(44) 다음 게이트 어레이(70)는 버스(44)를 통해 8비트 레지스터에서 나타는 8비트 디지탈형 등위 전압을 래치시키는 래치(42)에 래치 인에이블을 제공한다. 디지탈형 등위 전압은 예를 들어 내셔널 세미 컨닥터사의 제품으로부터 구할 수 있는 D/A변환기 DAC0806과 같은 디지탈-아날로그 변환기(43)에 전달이 된다. 상기 변환기(43)는 디지탈형 등위전압을 아날로그 신호로 바꾸어 그 신호를 상술된 바와 같이 리드(46) 및 저항(R9)을 통해 합산증폭기(30)에 제공한다.

각 비데오 프레임의 마지막에서, CRT제어기(60)는 어레이(70) 프레임 계수기를 증가시키며, 어레이(70)에 들어있는 EP ROM(41)어드레스 계수기를 클리어 시키는 수직 동기 펄스가 리드(63)를 통해 어레이(70)에 제공된다. 프레임 계수기의 내용이 4가 될 때, 상술된 바와 같이 어레이(70)는 스위치(S1)를 작동시키기 위해 새로운 기준 리드(73)를 인에이블시킨다. 또한 어레이(70)는 다음 그룹의 4개 프레임을 계수하기 위한 준비로서 프레임 계수기를 클리어시킨다.

어레이(70)는 또한 상술된 바와 같이 표시된 타겟트의 수의 변화를 검출하도록 장치되어 있다. 이러한 변화 검출은 각 비데오 프레임 동안 리드(61)(TG)상에 나타나는 각 펄스를 계수하며, 한 프레임 동안 계수된(TG) 펄스수를 다음 인접한 프레임 동안 계수된 펄스의 수와 비교하여 이루어진다. 만약 2개의 인접한 프레임에 대해 각 타겟트의 계수가 일치한다면, 어레이(70)는 표시된 타겟트의 수가 변화하지 않았다고 가정한다. 만약 2개의 타겟트 계수 일치하지 않는다면, 한 프레임에서 다음 인접한 프레임까지 표시된 타겟트의 수가 변화되었다고 가정한다. 후자의 경우, 본 발명의 특징에 따라, 게이트 어레이(70)는 스위치(S2)를 작동시키며, 상기 스위치는 캐패시터(C3)가 저항(R7)을 통해 높은 기준 전압(Vt)으로 충전되게 한다. 전압(Vt)의 레벨은 접촉된 타겟트 신호의 레벨보다 높게 선택이 되어 비교 증폭기(35)가 상기 신호를 검출하지 못하게 한다. 스위치(S2)는 1밀리초 동안 작동 상태로 유지되어 임계치를 상승시키며 캐패시터(C2) 양단의 전압이 표시된 타겟트의 새로운 패턴에 의해 제공된 신호의 피크 레벨에 적응되게 한다. 4개 프레임의 마지막에서, 어레이(70)는 스위치(S1)를 작동시켜 캐패시터(C3)가 다이오드(D6)를 통해 캐패시터(C2) 양단에 나타나는 임계 전압의 레벨로 방전이 되게 한다.

접촉된 타겟트 신호가 리드(31)상에서 나타날때, 임계치는 상기 신호의 레벨로 되어 임계치는 접촉된 타겟트 신호의 레벨로 상승이 된다. 또한 게이트 어레이(70)는 리드(36)를 통해 비교 증폭기(35)로부터 TP펄스를 수신하도록 장치되어 있다. 상기 펄스를 수신할 때, 게이트 어레이는 캐패시터(C2) 양단에서 설정된 임계치가 4번째 프레임의 마지막에서 캐패시터(C3)로 전달되는 것을 방지한다. 이러한 것은 상술된 바와 같이 프레임 계수기를 클리어시키고, 캐패시터(C2)를 전압 VR로 방전을 시켜서 이루어진다.

상기에서 언급된 바와 같이, 타겟트 신호가 다른 신호와 중첩이 될 때, 즉 다른 신호가 리드(16)상에서 동시에 나타날때 문제가 생긴다. 이 문제는 특히 상기 다른 신호가 표시된 타겟트에 인접하여 표시된 밝은 영역으로부터 나나탄 신호인 경우 심각해진다. 예를 들면, 제 4 도는 밝은 영역이 타겟트에 인접하여 표시되었을때 증폭기(10)에 의해 출력이되는 신호 A를 도시하고 있다. 제 4 도에서 신호 A의 레벨의 d부분에서 도시된 바와 같이 지수적으로 증가하는 것을 알 수 있다. 이것은 밝은 영역이 CRT스크린상에 먼저 표시가 될 때 트랩된 광선의 레벨이 낮기 때문에 생긴다. 트랩된 광선의 레벨과 그리고 신호 A의 레벨은 밝은 영역이 완전히 사라졌을때 최대치에 도달하게 된다. 라스터 빔이 다음 표시 위치로 옮겨갈때, 밝은 영역에서 나오는 신호는 신호의 e 및 g부분 또는 파현 A로 도시된 바와 같이 밝은 영역에서 형광체의 휘도의 지수적 감쇄 때문에 지수적으로 감쇄되기 시작한다.

파형 A상에서 중첩된 부분은 f부분으로 도시된 바와 이 접촉되지 않은 인접 표시 타겟트로부터의 신호이다. 제 4a 도에서 밝은 영역의 효과는 표시된 타겟트의 문자 위치내로 번저들어가는 것을 알 수 있다. 만약 f부분의 신호 레벨은 임계치회로(50)로 전달이 혀용되는 경우, 캐패시터(C2)는 상기 레벨에 적응이되며, 임계치를 라인 TH의 레벨로 도시된 파형 A의 레벨로 상승이 된다. 결과적으로, 임계치는 아주 높아지게 되며, 상기 장치는 사용자에 의해 접촉된 다른 표시타겟트로부터의 저레벨 신호를 검출하지 못할 것이다.

본 발명의 특징에 따라서, 밝은 영역으로부터 나오는 잡음 신호와 같은 신호의 레벨을 따라 갈수 있도록 동기 클램프(20)가 장치되어 인접한 타겟트 신호를 예를 들어 0볼트로 클램프시켜서 효과적으로 상쇄시킨다. 클램프(20)는 리드(16)상의 신호의 레벨을 연속적으로 샘플링하고, 샘플된 레벨을 캐패시터(C1)상에 저장하여 상기와 같은 작동을 행하게 된다.

샘플-홀드 증폭기(21)를 통해 캐패시터(C1)의 RC충전 시정수는 비데오 신호보다 저주파수를 갖는 신호의 샘플을 저장시킬 수 있을 정도로 충분히 짧다. 그러나 캐패시터(C1)를 위한 정상적인 방전 통로는 증폭기(22)를 통하는 고 임피던스 통로이다. 그래서, 캐패시터(C1)는 파형 A의 지수적 감쇄(e 및 G부분)와 같이 감소하는 신호와 같은 보조로 되기 충분하게 빠른 방전을 할 수 없다. 본원은 캐패시터(C1)가 밝은 영역의 휘도로부터 생기는 신호의 감쇄율과 비슷한 비율로 방전할 수 있도록 방전을 제공하기 위해 클램프회로(20)에 저항(R5)을 부가하여 이런 문제를 처리한다.

밝은 영역에서 나오는 신호 또는 다른 유사한 형태의 신호를 상쇄시키기 위해, 캐패시터(C1) 양단의 전압은 상술된 바와 같은 타겟트가 CRT상에 표시될 때마다 증폭기(21)를 통해 차동증폭기(22)에 게이트된다. 캐패시터(C1) 양단의 전압은 밝은 영역에서 발생된 신호의 레벨을 추적하기 때문에, 타겟트 신호상의 신호의 영향을 증폭기(22)에서 상쇄된다. 이러한 것은 상술된 바와 같이 캐패시터(C1)에서 차동 증폭기(22)의 반전압력 및 비반전 입력까지 신호 및 그 신호의 복제 신호를 제공하여 이루어진다. 타겟트 신호는 제 4b 도에 도시된 바와 같이 차신호로서 출력이 된다. 왜냐하면, 차동 증폭기(22)에 공급되는 2개 신호간의 차이 이기 때문이다. 타겟트가 접촉된 경우, 차 신호는 접촉된 타겟트 신호이다.

표시된 타겟트에 의해 방출되어 트랩된 광선 신호로부터 발생되는 타겟트 신호의 레벨은 접촉 스크린(5)의 측면에 따라 배치된 광 다이오드의 갯수 및 간격에 비례한다. 광 다이오드가 CRT스크린에 아주 인접하여 배치되었을때, 상기 다이오드는 CRT회로에서 생기는 고전압으로부터의 정전압 방전을 차폐시킬 필요가 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 광 다이오드는 고임피던스 장치이기 때문에, 리드에 의해 들어올 수 있는 RF잡음의 레벨을 감소시키기 위해 리드 1 내지 4 와 같이 각 저항을 연결시키는 리드에 대해 증폭기(도면에서 도시되지는 않았음)로 완충이 된다. 그러나 상기 다이오드 장치는 값이 비싸고, 접촉 스크린회로의 원가를 상승시킨다.

본 발명자는 스크린(5)의 각 모서리에 하나씩 배치된 단 4개의 광 다이오드 장치와 본 발명의 특징에 따라 단자 4개의 광 다이오드 장치를 사용하므로써 생기는 타겟트 신호의 레벨 감소를 보상하기 위해 각 타겟트 신호에 소정의 전압 레벨 또는 등위전압을 부가하여 광학적 접촉 스크린을 제공하는데 원가 절감이 될수 있다는 사실을 발견하였다. 등위 전압을 제공하는데 있어서의 원가는 다이오드 장치의 원가와 비교가 될수 있으며, 접촉된 타겟트 신호를 검출하기 위해 제 3 도에 도시된 회로의 감도를 증가시키는 부가적인 잇점을 제공한다.

제 5 도를 참고로 해보면, CRT스크린의 열 또는 라인 2상에 표시되는 10개의 등간격 타겟트의 결과인 일련의 10개 타겟트 신호가 도시되어 있다. 제 5 도에서 합산 증폭기(10)에 의해 출력이 되는 바와 같은 각 신호의 레벨은 중심 신호의 좌우에서 증가가 되는 것을 알 수 있다. 신호 레벨에서 이러한 변화는 가장 좌측 및 가장 우측에 표시된 타겟트가 광 다이오드(D1, D2)에 가장 가깝고, 반면 스크린의 중심에서 표시된 타겟트는 상기 다이오드로부터 가장 멀리 있고, 다이오드(D1, D2)의 광 수신 범위 또는 패턴의 주변부에 있기 때문이다. 결과적으로, 광 다이오드의 광 수신 범위의 주변부에서 생기는 트랩된 광 신호는 광 다이오드의 범위내에 있는 신호와 달리 쉽게 검출되지 않는다.

제 5 도에 도시된 바와 같이, 우리가 등위선이라 부르는 라인 K는 도시된 신호의 피크에 의해 만들어지는 등위의 근사치이다. 본 발명에 있어서, 본원은 80개 문자 등위 전압 레벨을 제공하기 위해 동일하게 나누어진 등위 전압을 CRT스크린의 열 2상에서 각 80개 문자 위치에 대해 하나씩 제공하기 위해 라인 K의 역수를 이용한다. 등위 라인으로부터 얻어진 각 등위 전압 레벨은 상술된 바와 같이 8비트로 표시가되며, 각CRT스크린 문자의 위치를 표시하는 EP ROM(41)메모리 위치에 기억이 된다.

등위 전압은 CRT디스플레이의 맨처음 14번째 라인 상의 각 문자 위치에 대해 설정이 된다. 이런것은 상기에서 논의된 바와 같이 열 2에 대해 이루어진 것과 같은 방법으로 이루어지며, 여기서 등위 라인은 표시부의 처음 14번째 각각에 대해 설정이 된다. 스크린(5)의 상부반과 하부반은 서로의 반사영상(mirror image)이기 때문에, 스크린의 상부반에 있는 문자 위치에 대해 설정된 등위 전압은 스크린의 하부반에 대해서도 이용될 수 있다. 그래서 소정의 등위 전압을 각 CRT문자 위치에 대해 설정이 된다. 왜냐하면, 타겟트는 스크린상의 어느 위치에서도 표시가 될 수 있기 때문이다.

본 발명는 특정 실시예만 도시되어 설명되고 있지만, 이는 본 발명의 원리를 단지 예시할 뿐이다. 본 분야의 기술에 숙련된 사람은 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 상기 원리를 구체화시키는 본원에 도시되거나 기술되지 않은 다른 장치를 고안할 수 있다. 예를 들어, 증폭기(30)는 리드(25)상의 타겟트 신호의 레벨이 등위 전압보다는 소정의 증배기를 사용하여 조정할 수 있는 증배기 회로로 대체할 수 있다.

Claims (7)

1. 적응성 임계치 조절회로에 있어서, 신호 소스로부터 신호를 수신하는 수단을 구비하며, 상기 신호의 각각은 상기 신호의 다른 것의 레벨보다는 큰 레벨을 가지며, 상기 신호가 소정의 시간 주기로 수신이 될 때 상기 신호의 다른 신호의 각 레벨을 기준으로 하여 임계치를 설정하는 수단과, 연속적인 시간 주기에 걸쳐 수신된 상기 신호의 각 레벨과 상기 임계치를 비교하며 상기 임계치를 초과하는 상기 신호의 각각에 대해 소정의 신호를 발생하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학 접촉 스크린용 적응성 임계치 조절회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 신호의 소스는 광선을 기본으로 하는 접촉 감지 스크린이며, 상기 신호의 개별신호는 CRT스크린 상에 표시된 접촉 타겟트로부터 발생되고, 상기 신호의 상기 다른 신호는 상기 CRT스크린상에 표시된 접촉되지 않는 타겟트로부터 발생하는 것을 특징으로 하는 광학 접촉 스크린용 적응성 임계치 조절 회로.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 수신 수단은 상기 CRT스크린 상의 다른 영역으로부터 신호와 타겟트가 표시되는 상기 CRT스크린상의 한 영역으로부터 나오는 신호를 식별하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접촉 스크린용 적응성 임계치 조절 회로.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 수신 수단은 상기 신호의 각각을 소정의 레벨로 클램프하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접촉 스크린용 적응성 임계치 조절 회로.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 수신 수단은 소정의 등위 전압을 사용하여 상기 신호의 각각의 레벨을 조정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접촉 스크린용 적응성 임계치 조절회로.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 소정의 등위 전압은 상기 CRT스크린상의 각 문자 위치에 대해 설정된 다수의 소정 등위 전압중의 하나인 것을 특징으로 하는 광학 접촉 스크린용 적응성 임계치 조절회로.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 설정 수단은 상기 CRT스크린상에 표시된 타겟트의 수가 변할 때 상기 임계치를 보다 높은 레벨의 임계치로 대체는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 접촉 스크린용 적응성 임계치 조절회로.

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