JPH05189122A - 光学式入力装置、並びにスタイラス位置検出方法およびシステム - Google Patents
光学式入力装置、並びにスタイラス位置検出方法およびシステムInfo
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- JPH05189122A JPH05189122A JP16880692A JP16880692A JPH05189122A JP H05189122 A JPH05189122 A JP H05189122A JP 16880692 A JP16880692 A JP 16880692A JP 16880692 A JP16880692 A JP 16880692A JP H05189122 A JPH05189122 A JP H05189122A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一のエミッタ及び単一のデテクタのみによ
って、フィールド内のスタイラスの位置を決定すること
のできる光学式入力装置。 【構成】 光ファイバ束（264,266）を使用して、エネ
ルギーをエミッタ（260）からベゼル（250）の垂直（25
2）及び水平側縁（254）に伝送する。光ファイバ束はエ
ネルギーをベゼルの入力垂直（256）及び水平側縁（25
8）から、デテクタ（262）へ戻す。ベゼルはベゼルを通
るエネルギーの伝達を遮断するＬＣＤマスク（268,27
0）によってカバーされている。マルチプレクサはＬＣ
Ｄマスクを走査し、暗くしたＬＣＤマスクの透明な窓
（272,274）を用いてエネルギーのビーム（276）が装置
の垂直及び水平側縁を横切って走査できるようにする。
スタイラスの位置は阻止されたビームを検出することに
よって突き止められる。
って、フィールド内のスタイラスの位置を決定すること
のできる光学式入力装置。 【構成】 光ファイバ束（264,266）を使用して、エネ
ルギーをエミッタ（260）からベゼル（250）の垂直（25
2）及び水平側縁（254）に伝送する。光ファイバ束はエ
ネルギーをベゼルの入力垂直（256）及び水平側縁（25
8）から、デテクタ（262）へ戻す。ベゼルはベゼルを通
るエネルギーの伝達を遮断するＬＣＤマスク（268,27
0）によってカバーされている。マルチプレクサはＬＣ
Ｄマスクを走査し、暗くしたＬＣＤマスクの透明な窓
（272,274）を用いてエネルギーのビーム（276）が装置
の垂直及び水平側縁を横切って走査できるようにする。
スタイラスの位置は阻止されたビームを検出することに
よって突き止められる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はタッチ入力装置に関す
る。詳細にいえば、構成要素の数を最小限にする光マト
リックス・フレームに関する。
る。詳細にいえば、構成要素の数を最小限にする光マト
リックス・フレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、表示装置との対話を行うのにはキ
ーボードが使用されていた。特定のユーザのニーズによ
り、表示装置と対話する各種の代替方法が開発された。
代替方法には、マウス、ライト・ペン、タブレット、ジ
ョイスティックなどがある。これらの方法にはすべて、
表示装置外部のハードウェアを必要とするという欠点が
あった。タッチ・パネル表示装置の開発は表示装置と対
話する代替方法を提供したものであって、これは表示装
置外部のハードウェアを必要としないという特別な利点
を有している。タッチ・パネル表示装置は、ユーザがま
ず情報を画面に表示することによって、対話を行うこと
を可能とするものである。次いで、ユーザは画面に表示
された情報に基づいた位置に接触することによって対話
を行う。タッチ・パネルは指またはスタイラスの位置を
感知し、その情報をコンピュータに伝える。
ーボードが使用されていた。特定のユーザのニーズによ
り、表示装置と対話する各種の代替方法が開発された。
代替方法には、マウス、ライト・ペン、タブレット、ジ
ョイスティックなどがある。これらの方法にはすべて、
表示装置外部のハードウェアを必要とするという欠点が
あった。タッチ・パネル表示装置の開発は表示装置と対
話する代替方法を提供したものであって、これは表示装
置外部のハードウェアを必要としないという特別な利点
を有している。タッチ・パネル表示装置は、ユーザがま
ず情報を画面に表示することによって、対話を行うこと
を可能とするものである。次いで、ユーザは画面に表示
された情報に基づいた位置に接触することによって対話
を行う。タッチ・パネルは指またはスタイラスの位置を
感知し、その情報をコンピュータに伝える。
【０００３】タッチ・パネル表示装置を設計するのに
は、さまざまな方法が周知である。ある方法は表示画面
の表面を覆っている透明な薄膜スイッチを使用する。時
間が経つと、薄膜の設計はユーザに対して視野の問題を
生起する。これは薄膜が画面上に直接置かれているから
である。したがって、薄膜の摩耗はユーザに表示装置が
どれくらいよく見えるかに直接影響を及ぼす。好ましい
方法は光マトリックス表示装置である。この型式のタッ
チ・パネルでは画面の表面に何も置かれず、薄膜の摩耗
によって生じる問題が排除される。さらに、使用される
エネルギーの周波数を選択できるので、これを可視光の
範囲外とし、これによってマトリックスをユーザに見え
なくすることができる。
は、さまざまな方法が周知である。ある方法は表示画面
の表面を覆っている透明な薄膜スイッチを使用する。時
間が経つと、薄膜の設計はユーザに対して視野の問題を
生起する。これは薄膜が画面上に直接置かれているから
である。したがって、薄膜の摩耗はユーザに表示装置が
どれくらいよく見えるかに直接影響を及ぼす。好ましい
方法は光マトリックス表示装置である。この型式のタッ
チ・パネルでは画面の表面に何も置かれず、薄膜の摩耗
によって生じる問題が排除される。さらに、使用される
エネルギーの周波数を選択できるので、これを可視光の
範囲外とし、これによってマトリックスをユーザに見え
なくすることができる。
【０００４】しかしながら、光マトリックス・タッチ・
パネル表示装置に伴う欠点は、構成要素の数が多くな
り、結果として、製造経費がかさむことである。たとえ
ば、光学的マトリックスを作るには、多数の発光ダイオ
ード（エミッタ）が必要である。マトリックス内に光が
あるかないかを検出するために、対応するエミッタと対
となった多数のデテクタが必要である。さらに、エミッ
タの走査及びデテクタの監視には通常、エミッタ／デテ
クタ対を走査し、エミッタがオンとなる前後のデテクタ
の出力の間の差を測定し、スタイラスが所与の場所にあ
るかどうかを決定するために、かなりなオン・ボード処
理能力を必要とする。タッチ・パネル表示装置はコンピ
ュータへの転送に先立って、データを変換することを可
能とするディジタル−アナログ変換器も含んでいる。エ
ミッタの信号の強さの違い及びデテクタ出力の感度の違
いにより、不正確なスタイラスの検出、あるいはスタイ
ラスが存在している場合のその検出の失敗という形での
エラーが発生することがある。エミッタ／デテクタの信
号の相違によって生じる問題に対処しようとすると、付
加的なハードウェアが必要になる。
パネル表示装置に伴う欠点は、構成要素の数が多くな
り、結果として、製造経費がかさむことである。たとえ
ば、光学的マトリックスを作るには、多数の発光ダイオ
ード（エミッタ）が必要である。マトリックス内に光が
あるかないかを検出するために、対応するエミッタと対
となった多数のデテクタが必要である。さらに、エミッ
タの走査及びデテクタの監視には通常、エミッタ／デテ
クタ対を走査し、エミッタがオンとなる前後のデテクタ
の出力の間の差を測定し、スタイラスが所与の場所にあ
るかどうかを決定するために、かなりなオン・ボード処
理能力を必要とする。タッチ・パネル表示装置はコンピ
ュータへの転送に先立って、データを変換することを可
能とするディジタル−アナログ変換器も含んでいる。エ
ミッタの信号の強さの違い及びデテクタ出力の感度の違
いにより、不正確なスタイラスの検出、あるいはスタイ
ラスが存在している場合のその検出の失敗という形での
エラーが発生することがある。エミッタ／デテクタの信
号の相違によって生じる問題に対処しようとすると、付
加的なハードウェアが必要になる。
【０００５】表示装置の光学的マトリックスに必要なエ
ミッタ及びデテクタの数を削減するために、いくつかの
試みがなされている。たとえば、米国特許第４７３３０
６８号はベゼルのコーナーにエミッタを、またベゼルの
対向する側縁に複数のデテクタを配置することによっ
て、エミッタの数を削減する方法を開示している。この
手法はエミッタの数を削減できるようにするものである
が、同時にデテクタの数の削減を妨げるものである。同
様に、米国特許第４７６６４２４号は光導通ストリップ
に接続されたダイオードをベゼルの２つの側縁に取り付
け、これらをベゼルの他の２つの側縁にある複数個のエ
ミッタによって励起することによる同様な手法を開示し
ている。この手法はデテクタの数を削減できるようにす
るものであるが、エミッタの数の削減を妨げるものであ
る。結果として、エミッタ及びデテクタの数を削減する
試みは成功しているが、エミッタの数を削減するという
問題の解決策そのものは、デテクタの数の削減を妨げる
ものであり、デテクタの数を削減する問題の解決策は、
両方のエミッタの削減を妨げるものである。したがっ
て、従来技術はエミッタとデテクタの数を同時に削減す
る能力を示していない。
ミッタ及びデテクタの数を削減するために、いくつかの
試みがなされている。たとえば、米国特許第４７３３０
６８号はベゼルのコーナーにエミッタを、またベゼルの
対向する側縁に複数のデテクタを配置することによっ
て、エミッタの数を削減する方法を開示している。この
手法はエミッタの数を削減できるようにするものである
が、同時にデテクタの数の削減を妨げるものである。同
様に、米国特許第４７６６４２４号は光導通ストリップ
に接続されたダイオードをベゼルの２つの側縁に取り付
け、これらをベゼルの他の２つの側縁にある複数個のエ
ミッタによって励起することによる同様な手法を開示し
ている。この手法はデテクタの数を削減できるようにす
るものであるが、エミッタの数の削減を妨げるものであ
る。結果として、エミッタ及びデテクタの数を削減する
試みは成功しているが、エミッタの数を削減するという
問題の解決策そのものは、デテクタの数の削減を妨げる
ものであり、デテクタの数を削減する問題の解決策は、
両方のエミッタの削減を妨げるものである。したがっ
て、従来技術はエミッタとデテクタの数を同時に削減す
る能力を示していない。
【０００６】従来技術は、外部ハードウェアを必要とし
ない上に視覚品質が優れているという特有の利点を有す
るタッチ・パネル入力装置を提供するものではなく、光
学式タッチ・パネル表示装置を作動させるのに必要な多
数のエミッタ及びデテクタを削減したり、エミッタ及び
デテクタの信号の強さの相違を修正するのに必要な付加
的な回路を排除したタッチ・パネル入力装置を提供する
ものでもない。
ない上に視覚品質が優れているという特有の利点を有す
るタッチ・パネル入力装置を提供するものではなく、光
学式タッチ・パネル表示装置を作動させるのに必要な多
数のエミッタ及びデテクタを削減したり、エミッタ及び
デテクタの信号の強さの相違を修正するのに必要な付加
的な回路を排除したタッチ・パネル入力装置を提供する
ものでもない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は光学式
入力装置の構成要素の数を、従来達成できなかった数ま
で削減することである。
入力装置の構成要素の数を、従来達成できなかった数ま
で削減することである。
【０００８】本発明の他の目的は光学式入力装置のエミ
ッタ及びデテクタの必要数を、それぞれ１個まで削減す
ることである。
ッタ及びデテクタの必要数を、それぞれ１個まで削減す
ることである。
【０００９】本発明のさらに他の目的は光ファイバの束
によって、エネルギーを光学式入力装置との間で伝送す
ることである。
によって、エネルギーを光学式入力装置との間で伝送す
ることである。
【００１０】本発明のさらにまた他の目的は光学式マス
クによって、エネルギー・フィールドの走査を制御する
ことである。
クによって、エネルギー・フィールドの走査を制御する
ことである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】好ましい実施例を検討す
る際に明らかとなるこれら及び他の利点は、光ファイバ
束を使用して、エミッタなどの単一のエネルギー源から
ベゼルの側縁へエネルギーを伝送し、検出したエネルギ
ーをベゼルの対向する側縁から単一のデテクタへ戻すシ
ステムによって達成される。暗くしたＬＣＤマスクの透
明な窓をマスクを横切って走査し、エネルギーのビーム
を表示装置の垂直面及び水平面を横切って移動させる。
る際に明らかとなるこれら及び他の利点は、光ファイバ
束を使用して、エミッタなどの単一のエネルギー源から
ベゼルの側縁へエネルギーを伝送し、検出したエネルギ
ーをベゼルの対向する側縁から単一のデテクタへ戻すシ
ステムによって達成される。暗くしたＬＣＤマスクの透
明な窓をマスクを横切って走査し、エネルギーのビーム
を表示装置の垂直面及び水平面を横切って移動させる。
【００１２】
【実施例】説明を容易とするため、本明細書では以下の
用語を使用する。「光マトリックス入力装置」という用
語は「タッチ・パネル」及び「光学式入力装置」という
用語と置き換え可能に使用される。「不透明点」という
用語は「スタイラス」という用語と置き換え可能に使用
される。「光」という用語は「エネルギー」または「放
射エネルギー」または「赤外線」と置き換え可能に使用
される。スタイラスとはエミッタとデテクタの間のエネ
ルギー・ビームを遮断するのに使用されるもので、指や
鉛筆などである。
用語を使用する。「光マトリックス入力装置」という用
語は「タッチ・パネル」及び「光学式入力装置」という
用語と置き換え可能に使用される。「不透明点」という
用語は「スタイラス」という用語と置き換え可能に使用
される。「光」という用語は「エネルギー」または「放
射エネルギー」または「赤外線」と置き換え可能に使用
される。スタイラスとはエミッタとデテクタの間のエネ
ルギー・ビームを遮断するのに使用されるもので、指や
鉛筆などである。
【００１３】本発明の利点をよりよく理解するために、
図１に示すような典型的な従来技術の手法を簡単に説明
する。
図１に示すような典型的な従来技術の手法を簡単に説明
する。
【００１４】図１には、タッチ・パネル表示装置のベゼ
ル１００の前面を中心とした構成要素の構成が示されて
いる。ベゼル１００は左垂直側縁１０２、右垂直側縁１
０６、下部水平側縁１０４、及び上部水平側縁１０８を
有している。各側縁はエミッタ１１０−１５８及びデテ
クタ１６０−２０８の取付けをベゼル１００の表面２１
０の下で行うのに充分な幅の表面を有している。垂直及
び水平の側縁１０２、１０６、１０４、１０８のそれぞ
れは、伝送されたエネルギーを通過させて、ベゼル１０
０の側縁のエミッタ１１０−１５８がベゼルの対向側縁
の対応するデテクタ１６０−２０８を付勢することがで
きるような材料で作成されている。各エミッタはベゼル
内でこれの真正面にあるデテクタと対となっている。従
来の多重化（multiplexing）技法を使用することによ
り、エミッタ／デテクタ対を１度に１対ずつ走査し、ス
タイラス（図示せず）がエミッタからデテクタへ伝送さ
れる光を遮断しているかどうかを決定する。
ル１００の前面を中心とした構成要素の構成が示されて
いる。ベゼル１００は左垂直側縁１０２、右垂直側縁１
０６、下部水平側縁１０４、及び上部水平側縁１０８を
有している。各側縁はエミッタ１１０−１５８及びデテ
クタ１６０−２０８の取付けをベゼル１００の表面２１
０の下で行うのに充分な幅の表面を有している。垂直及
び水平の側縁１０２、１０６、１０４、１０８のそれぞ
れは、伝送されたエネルギーを通過させて、ベゼル１０
０の側縁のエミッタ１１０−１５８がベゼルの対向側縁
の対応するデテクタ１６０−２０８を付勢することがで
きるような材料で作成されている。各エミッタはベゼル
内でこれの真正面にあるデテクタと対となっている。従
来の多重化（multiplexing）技法を使用することによ
り、エミッタ／デテクタ対を１度に１対ずつ走査し、ス
タイラス（図示せず）がエミッタからデテクタへ伝送さ
れる光を遮断しているかどうかを決定する。
【００１５】たとえば、スタイラスが位置２１６でタッ
チ・パネルに置かれている場合、エミッタ１４０からの
光線２１２はデテクタ１９８へ到達するのが阻止され
る。同様に、エミッタ１１６からの光線２１４はデテク
タ１７２へ到達するのが阻止される。当分野で周知のよ
うに、スタイラスの位置２１６は簡単な計算によって決
定される。
チ・パネルに置かれている場合、エミッタ１４０からの
光線２１２はデテクタ１９８へ到達するのが阻止され
る。同様に、エミッタ１１６からの光線２１４はデテク
タ１７２へ到達するのが阻止される。当分野で周知のよ
うに、スタイラスの位置２１６は簡単な計算によって決
定される。
【００１６】スタイラスの位置を決定するために、従来
技術のシステムでは多数のエミッタ／デテクタ対ならび
にその他のサポート回路（たとえば、エミッタの出力ま
たはデテクタの感度のインバランスを補償するために必
要な回路、ならびに欠陥エミッタまたはデテクタを検出
または修正、あるいはその両方を行うのに必要な回路）
が必要である。以下で示すように、本発明は単一のエミ
ッタ／デテクタ対以外のものや、他のサポート回路の必
要性をなくするものである。
技術のシステムでは多数のエミッタ／デテクタ対ならび
にその他のサポート回路（たとえば、エミッタの出力ま
たはデテクタの感度のインバランスを補償するために必
要な回路、ならびに欠陥エミッタまたはデテクタを検出
または修正、あるいはその両方を行うのに必要な回路）
が必要である。以下で示すように、本発明は単一のエミ
ッタ／デテクタ対以外のものや、他のサポート回路の必
要性をなくするものである。
【００１７】次に、本発明を検討するに、図２は本発明
の基本構造を示している。従来技術のタッチ・パネルと
同様に、本発明を実施するのに必要な構成要素はベゼル
２５０に組み込まれている。ベゼル２５０も従来技術の
システムと同じ態様で形成されており、内面は左垂直側
縁２５２、右垂直側縁２５６、下部水平側縁２５４、及
び上部水平側縁２５８で構成されている。ベゼルの側縁
２５２−２５８も光を透過し、エネルギー・ビームがベ
ゼル２５０によって囲まれた所定のフィールドを横切る
ことが可能となる。
の基本構造を示している。従来技術のタッチ・パネルと
同様に、本発明を実施するのに必要な構成要素はベゼル
２５０に組み込まれている。ベゼル２５０も従来技術の
システムと同じ態様で形成されており、内面は左垂直側
縁２５２、右垂直側縁２５６、下部水平側縁２５４、及
び上部水平側縁２５８で構成されている。ベゼルの側縁
２５２−２５８も光を透過し、エネルギー・ビームがベ
ゼル２５０によって囲まれた所定のフィールドを横切る
ことが可能となる。
【００１８】光源は単一のエミッタ２６０からなってい
る。エミッタ２６０は連続的に付勢される。エミッタ２
６０によって出力されるエネルギーはエミッタ光ファイ
バ束２６４に進入する。エミッタ光ファイバ束２６４の
ファイバはベゼル２５０の一方の水平側縁及び一方の垂
直側縁の周囲に分散されている。好ましい実施例におい
て、エミッタ光ファイバ束２６４のファイバは下部水平
側縁２５４及び左垂直側縁２５２の周囲に分散されてい
るので、ファイバから出力された光は上部水平側縁２５
８及び右垂直側縁２５６それぞれを照射することができ
る。当分野の技術者には、本発明を下部水平側縁２５４
ではなく、上部水平側縁２５８の周囲に配置されたエミ
ッタ光ファイバ束２６４のファイバを使用して実現する
ことができるが、下部水平側縁２５４を使用すると外部
光エネルギーによる干渉が回避されることが認識されよ
う。これは光を受けるために使用されるデテクタ光ファ
イバ束２６６のファイバが下部水平側縁２５４にある場
合、オフィス内の頭上の照明がより多くの外部光（すな
わち、雑音）をもたらすからである。エミッタ光ファイ
バ束２６４に対して左垂直側縁２５２を選ぶか、右垂直
側縁２５６を選ぶかは重要ではない。さらに、各ファイ
バにはその端部にレンズを形成して光を収束し、より精
密なビームがベゼル２５０の一方側縁から他方へ送られ
るようにすることができる。
る。エミッタ２６０は連続的に付勢される。エミッタ２
６０によって出力されるエネルギーはエミッタ光ファイ
バ束２６４に進入する。エミッタ光ファイバ束２６４の
ファイバはベゼル２５０の一方の水平側縁及び一方の垂
直側縁の周囲に分散されている。好ましい実施例におい
て、エミッタ光ファイバ束２６４のファイバは下部水平
側縁２５４及び左垂直側縁２５２の周囲に分散されてい
るので、ファイバから出力された光は上部水平側縁２５
８及び右垂直側縁２５６それぞれを照射することができ
る。当分野の技術者には、本発明を下部水平側縁２５４
ではなく、上部水平側縁２５８の周囲に配置されたエミ
ッタ光ファイバ束２６４のファイバを使用して実現する
ことができるが、下部水平側縁２５４を使用すると外部
光エネルギーによる干渉が回避されることが認識されよ
う。これは光を受けるために使用されるデテクタ光ファ
イバ束２６６のファイバが下部水平側縁２５４にある場
合、オフィス内の頭上の照明がより多くの外部光（すな
わち、雑音）をもたらすからである。エミッタ光ファイ
バ束２６４に対して左垂直側縁２５２を選ぶか、右垂直
側縁２５６を選ぶかは重要ではない。さらに、各ファイ
バにはその端部にレンズを形成して光を収束し、より精
密なビームがベゼル２５０の一方側縁から他方へ送られ
るようにすることができる。
【００１９】同様にして、デテクタ光ファイバ束２６６
のファイバは上部水平測縁２５８及び右垂直側縁２５６
の周囲に配置される。エミッタ光ファイバ束のファイバ
によって出力された光は、発光ファイバの正面に配置さ
れたファイバに向けられている。デテクタ光ファイバ束
２６６のファイバはエミッタ光ファイバ束２６４からの
光を受光し、その光をデテクタ２６２に出力する。図を
簡単とするために、エミッタ２６０を駆動し、デテクタ
２６２の出力を監視する回路は古くからあり、当分野で
周知のものであるから、省かれている。当分野の技術者
には２つの光ファイバ束２６４、２６６が示されている
が、ファイバが適切に配列された単一のファイバ束で図
示の２つの光ファイバ束２６４、２６６を簡単に置き換
えることができることが認識されよう。さらに、エミッ
タ２６０及びデテクタ２６２は図を簡単にするため、ベ
ゼル２５０の外側に示されているが、ベゼル内または表
示装置のどこかに簡単に取り付けることもできる。
のファイバは上部水平測縁２５８及び右垂直側縁２５６
の周囲に配置される。エミッタ光ファイバ束のファイバ
によって出力された光は、発光ファイバの正面に配置さ
れたファイバに向けられている。デテクタ光ファイバ束
２６６のファイバはエミッタ光ファイバ束２６４からの
光を受光し、その光をデテクタ２６２に出力する。図を
簡単とするために、エミッタ２６０を駆動し、デテクタ
２６２の出力を監視する回路は古くからあり、当分野で
周知のものであるから、省かれている。当分野の技術者
には２つの光ファイバ束２６４、２６６が示されている
が、ファイバが適切に配列された単一のファイバ束で図
示の２つの光ファイバ束２６４、２６６を簡単に置き換
えることができることが認識されよう。さらに、エミッ
タ２６０及びデテクタ２６２は図を簡単にするため、ベ
ゼル２５０の外側に示されているが、ベゼル内または表
示装置のどこかに簡単に取り付けることもできる。
【００２０】エミッタＬＣＤマスク２７０はエミッタ光
ファイバ束の出力と、左垂直側縁２５２及び下部水平側
縁２５４両方の出力との間に間挿される。同様に、デテ
クタＬＣＤマスク２６８はデテクタ光ファイバ束２６６
の入力と、右垂直側縁２５６及び上部水平側縁２５８両
方の入力の間に間挿される。ＬＣＤマスク２６８、２７
０がなければ、光は垂直側縁２５２、２５６及び水平側
縁２５４、２５８の両方の全長にわたって伝送されるこ
ととなり、これはスタイラスの位置の決定を不可能とす
る。
ファイバ束の出力と、左垂直側縁２５２及び下部水平側
縁２５４両方の出力との間に間挿される。同様に、デテ
クタＬＣＤマスク２６８はデテクタ光ファイバ束２６６
の入力と、右垂直側縁２５６及び上部水平側縁２５８両
方の入力の間に間挿される。ＬＣＤマスク２６８、２７
０がなければ、光は垂直側縁２５２、２５６及び水平側
縁２５４、２５８の両方の全長にわたって伝送されるこ
ととなり、これはスタイラスの位置の決定を不可能とす
る。
【００２１】図を簡単とするため、ＬＣＤマスクを制御
するために使用されるマルチプレクサ回路（古くからあ
り、当分野で周知である）は図示されていない。ＬＣＤ
マスク２６８、２７０は暗くされた状態に維持され、光
が左垂直側縁２５２から右垂直側縁２５６へ横切るのを
阻止し、かつ下部水平側縁２５４から上部水平側面２５
８へ横切るのを阻止する。換言すれば、ＬＣＤマスクは
エネルギーの伝送を遮断する。マルチプレクサ回路はＬ
ＣＤマスクの小部分の遮断を解除し（すなわち、ＬＣＤ
マスクの小部分を透明にして）、各ＬＣＤマスク２６
８、２７０に小さな窓を作り、その窓をマスクの長さに
沿って同期的に移動することによって、ＬＣＤマスクを
横切って透明な窓を走査する。図示のように、エミッタ
ＬＣＤマスク２７０は小さな窓２７４を有している。同
様に、デテクタＬＣＤマスク２６８は窓２７２を有して
いる。マルチプレクサ回路は窓２７２、２７４の移動を
制御し、これらがＬＣＤマスクの長さに沿って走査を行
った場合に、これらが互いを直接横切って配置されるよ
うにする。窓２７２、２７４を同期して走査することに
よって、細い光線２７６を単一のエミッタ／デテクタ対
を使用して、水平及び垂直方向に交互に、表示装置を横
切って走査することができる。
するために使用されるマルチプレクサ回路（古くからあ
り、当分野で周知である）は図示されていない。ＬＣＤ
マスク２６８、２７０は暗くされた状態に維持され、光
が左垂直側縁２５２から右垂直側縁２５６へ横切るのを
阻止し、かつ下部水平側縁２５４から上部水平側面２５
８へ横切るのを阻止する。換言すれば、ＬＣＤマスクは
エネルギーの伝送を遮断する。マルチプレクサ回路はＬ
ＣＤマスクの小部分の遮断を解除し（すなわち、ＬＣＤ
マスクの小部分を透明にして）、各ＬＣＤマスク２６
８、２７０に小さな窓を作り、その窓をマスクの長さに
沿って同期的に移動することによって、ＬＣＤマスクを
横切って透明な窓を走査する。図示のように、エミッタ
ＬＣＤマスク２７０は小さな窓２７４を有している。同
様に、デテクタＬＣＤマスク２６８は窓２７２を有して
いる。マルチプレクサ回路は窓２７２、２７４の移動を
制御し、これらがＬＣＤマスクの長さに沿って走査を行
った場合に、これらが互いを直接横切って配置されるよ
うにする。窓２７２、２７４を同期して走査することに
よって、細い光線２７６を単一のエミッタ／デテクタ対
を使用して、水平及び垂直方向に交互に、表示装置を横
切って走査することができる。
【００２２】当分野の技術者には走査方法にいくつかの
改変を行えることが認識されよう。たとえば、スタイラ
スが検出されたときに、走査速度を増加させることによ
って、走査の周波数を変えることができる。同様に、ス
タイラスが検出されるまでは、隣接する窓の位置をスキ
ップし、次いで隣接する位置を走査して、スタイラスの
正確な位置を決定することができる。
改変を行えることが認識されよう。たとえば、スタイラ
スが検出されたときに、走査速度を増加させることによ
って、走査の周波数を変えることができる。同様に、ス
タイラスが検出されるまでは、隣接する窓の位置をスキ
ップし、次いで隣接する位置を走査して、スタイラスの
正確な位置を決定することができる。
【００２３】図３は時間図であり、ＬＣＤマスク２６
８、２７０を横切る窓の移動を示している。図示のため
に、５つの時間点Ｔ１ないしＴ５が示されている。時間
Ｔ１において、エネルギー・ビームは垂直であり、表示
装置の右側に配置されている。マルチプレクサは窓が左
へ移動するように、ＬＣＤマスク２６８、２７０を走査
する。時間Ｔ２において、窓はさらに左へ移動してい
る。時間Ｔ３において、窓はさらに移動している。この
プロセスは窓が、及びこれと一緒にエネルギー・ビーム
が表示装置の全幅を走査するまで継続する。エネルギー
・ビームが表示装置の左側に達すると、マルチプレクサ
は表示装置の長さにわたって窓を上方へ走査することを
開始する。時間Ｔ４において、エネルギー・ビームは表
示装置の下部に示されている。その後、時間Ｔ５におい
て、窓は位置Ｔ５まで情報へ走査し終わっている。走査
が１回完全に完了すると、エネルギーは垂直及び水平の
両方向で表示装置の全面積をカバーしたことになる。
８、２７０を横切る窓の移動を示している。図示のため
に、５つの時間点Ｔ１ないしＴ５が示されている。時間
Ｔ１において、エネルギー・ビームは垂直であり、表示
装置の右側に配置されている。マルチプレクサは窓が左
へ移動するように、ＬＣＤマスク２６８、２７０を走査
する。時間Ｔ２において、窓はさらに左へ移動してい
る。時間Ｔ３において、窓はさらに移動している。この
プロセスは窓が、及びこれと一緒にエネルギー・ビーム
が表示装置の全幅を走査するまで継続する。エネルギー
・ビームが表示装置の左側に達すると、マルチプレクサ
は表示装置の長さにわたって窓を上方へ走査することを
開始する。時間Ｔ４において、エネルギー・ビームは表
示装置の下部に示されている。その後、時間Ｔ５におい
て、窓は位置Ｔ５まで情報へ走査し終わっている。走査
が１回完全に完了すると、エネルギーは垂直及び水平の
両方向で表示装置の全面積をカバーしたことになる。
【００２４】スタイラスの位置は３０２に示されてい
る。走査の垂直部分の時間Ｔ５において、デテクタ２６
２（図２に示す）に接続された回路は、時間Ｔ２におい
てエネルギーが存在しないことを認識する。同様に、走
査の水平部分において、デテクタ２６２を制御する回路
はエネルギーが存在しないことも認識する。時間Ｔ２及
びＴ５におけるビームの位置からの３０２におけるスタ
イラスの位置の計算は、当分野で周知の技法により簡単
に行うことができる。
る。走査の垂直部分の時間Ｔ５において、デテクタ２６
２（図２に示す）に接続された回路は、時間Ｔ２におい
てエネルギーが存在しないことを認識する。同様に、走
査の水平部分において、デテクタ２６２を制御する回路
はエネルギーが存在しないことも認識する。時間Ｔ２及
びＴ５におけるビームの位置からの３０２におけるスタ
イラスの位置の計算は、当分野で周知の技法により簡単
に行うことができる。
【００２５】本発明をその好ましい実施例に関連して説
明したが、当分野の技術者には、本発明から逸脱するこ
となく、細部に各種の変更が行えることが理解されよ
う。たとえば、好ましい実施例では２つのマスクが使用
されているが、本発明をデテクタ光ファイバ束に対する
単一のマスクによって実現することができる。２つまた
はそれ以上のエミッタを使用して光をもたらし、これに
よって予定の保守期間中に欠陥エミッタを交換するのを
可能として、表示装置の信頼性を向上させることができ
る。同じ理由で、２つまたはそれ以上のデテクタを使用
することができる。マスクの水平部分及び垂直部分に対
して別々な回路によって垂直及び水平の同時走査を可能
とし、これによって走査速度を上げることができる。本
発明を一体型（integrated）のベゼルで実現すること
も、あるいは別な表示装置に取り付けることのできる内
蔵型の装置であるベゼルで実現することもできる。さら
に、光ファイバ束をベゼルの一体部品とすることもでき
る。
明したが、当分野の技術者には、本発明から逸脱するこ
となく、細部に各種の変更が行えることが理解されよ
う。たとえば、好ましい実施例では２つのマスクが使用
されているが、本発明をデテクタ光ファイバ束に対する
単一のマスクによって実現することができる。２つまた
はそれ以上のエミッタを使用して光をもたらし、これに
よって予定の保守期間中に欠陥エミッタを交換するのを
可能として、表示装置の信頼性を向上させることができ
る。同じ理由で、２つまたはそれ以上のデテクタを使用
することができる。マスクの水平部分及び垂直部分に対
して別々な回路によって垂直及び水平の同時走査を可能
とし、これによって走査速度を上げることができる。本
発明を一体型（integrated）のベゼルで実現すること
も、あるいは別な表示装置に取り付けることのできる内
蔵型の装置であるベゼルで実現することもできる。さら
に、光ファイバ束をベゼルの一体部品とすることもでき
る。
【００２６】
【発明の効果】本発明により、光学式入力装置の構成要
素の数を削減することができた。
素の数を削減することができた。
【図１】光学式タッチ・パネルに対する従来技術の手法
の例を示す線図である。
の例を示す線図である。
【図２】本発明を実施するために必要な構成要素及びこ
れらの構成の線図である。
れらの構成の線図である。
【図３】表示装置を横切るエネルギー・ビームの移動を
示す簡略化された時間図である。
示す簡略化された時間図である。
２５０ ベゼル ２５２ 左垂直側縁 ２５４ 下部水平側縁 ２５６ 右垂直側縁 ２５８ 上部水平側縁 ２６０ エミッタ ２６２ デテクタ ２６４ エミッタ光ファイバ束 ２６６ デテクタ光ファイバ束 ２６８ デテクタＬＣＤマスク ２７０ エミッタＬＣＤマスク ２７２ 窓 ２７４ 窓 ２７６ 細い光線
Claims (13)
- 【請求項１】所定のフィールド内のスタイラスの位置を
検出し、コンピュータに伝えるための光学式入力装置に
おいて、 第１垂直側縁、第２垂直側縁、第１水平側縁、及び第２
水平側縁を有するフレームと、 エネルギー・エミッタと、 エネルギー・デテクタと、 第１及び第２のエネルギー経路を有し、前記第１エネル
ギー経路の入力が前記エネルギー・エミッタに接続さ
れ、前記第１エネルギー経路の出力が前記フレームの前
記第１の垂直及び水平側縁に接続されており、前記第２
エネルギー経路の入力が前記フレームの前記第２の垂直
及び水平側縁に接続されており、前記第２エネルギー経
路の出力が前記エネルギー・デテクタに接続されている
エネルギー・ガイドと、 前記フレームの前記第１及び第２垂直側縁の間の垂直マ
スクと、 前記フレームの前記第１及び第２水平側縁の間の水平マ
スクと、 前記垂直及び水平マスクを通るエネルギーの転送を選択
的に制御する手段を有するマルチプレクサとを備え、 エネルギーの伝送が選択的に制御されたときに、前記コ
ンピュータが検出されたエネルギーが存在しないことを
検出して前記スタイラスの位置を決定するようにした、 光学式入力装置。 - 【請求項２】前記マルチプレクサがさらに、 エネルギーの細いビームのみが任意の時点に前記第１垂
直側縁から前記第２垂直側縁に伝わるように、前記垂直
マスクを同期的に走査する手段と、 エネルギーの細いビームのみが任意の時点に前記第１水
平側縁から前記第２水平側縁へ伝わるように、前記水平
マスクを同期的に走査する手段とを包含している、 請求項１記載の光学式入力装置。 - 【請求項３】前記マルチプレクサがさらにまた、 コンピュータから制御信号を受信する手段と、 垂直マスク及び水平マスクを通る選択的なエネルギーの
伝送を、コンピュータから受信した制御信号によって制
御する手段とから成る、 請求項２記載の光学式入力装置。 - 【請求項４】マルチプレクサがさらにまた、 垂直マスクが走査されているときにすべての水平側縁を
マスクし、水平マスクが走査されているときにすべての
垂直側縁をマスクする手段から成る、 請求項３記載の光学式入力装置。 - 【請求項５】前記垂直及び水平マスクがＬＣＤ回路であ
る請求項１記載の光学式入力装置。 - 【請求項６】所定のフィールド内のスタイラスの位置を
検出し、コンピュータに伝えるための光学式入力装置に
おいて、 第１垂直側縁、第２垂直側縁、第１水平側縁、及び第２
水平側縁を含むフレームと、 エネルギー・エミッタと、 エネルギー・デテクタと、 光ファイバ束とを備え、 前記エネルギー・エミッタからのエネルギーがファイバ
に進入し通過するように、前記光ファイバ束が一端にお
いて前記エネルギー・エミッタに接続された第１エネル
ギー経路を有しており、 エネルギーが前記第１エネルギー経路に存在するとき
に、前記第１水平側縁と前記第１垂直側縁がエネルギー
を遮断しないように、前記第１エネルギー経路が他端に
おいて前記第１水平側縁及び前記第１垂直側縁に接続さ
れており、 前記第１エネルギー経路から出るエネルギーが前記第１
水平側縁及び前記第１垂直側縁の広い領域から前記第１
水平側縁及び前記第１垂直側縁の表面にほぼ直角に、か
つ各々が前記第２水平側縁及び前記第２垂直側縁に向か
って伝わるように、前記第１エネルギー経路の前記ファ
イバが構成されており、 前記光ファイバ束が一端において前記第２水平側縁及び
前記第２垂直側縁に接続された第２エネルギー経路を有
しており、前記第２水平側縁の広い領域に沿って、前記
第１水平側縁から受け取ったエネルギー、ならびに前記
第２垂直側縁の広い領域に沿って、前記第１垂直側縁か
ら受け取ったエネルギーが前記ファイバに進入するよう
に、前記第２エネルギー経路の前記ファイバが構成され
ており、 前記第２エネルギー経路を通るエネルギーが前記エネル
ギー・デテクタによって検出されるように、前記第２エ
ネルギー経路が他端において前記エネルギー・デテクタ
に接続されており、 前記エネルギー・デテクタがエネルギーの存在または不
存在を示す信号を前記コンピュータに与えるための手段
を有しており、 さらにそれぞれが前記フレームの前記第１及び第２垂直
側縁に取り付けられ、前記第１垂直側縁から前記第２垂
直側縁に伝送されるエネルギーの経路にあるように構成
された第１及び第２垂直ＬＣＤマスクと、 それぞれが前記フレームの前記第１及び第２水平側縁に
取り付けられ、前記第１水平側縁から前記第２水平側縁
に伝送されるエネルギーの経路にあるように構成された
第１及び第２水平ＬＣＤマスクと、 前記コンピュータから制御信号を受信する手段を有する
マルチプレクサとを備え、 前記マルチプレクサは、エネルギーの細いビームのみが
任意の時点に前記第１垂直側縁から前記第２垂直側縁に
伝わるように、垂直マスクを同期的に走査する手段を有
しており、 前記マルチプレクサは、エネルギーの細いビームのみが
任意の時点に前記第１水平側縁から前記第２水平側縁へ
伝わるように、水平マスクを同期的に走査する手段を有
しており、 前記マルチプレクサは、前記第１及び第２垂直ＬＣＤマ
スクが走査されているときに、すべての前記第１及び第
２水平ＬＣＤマスクをマスクし、前記第１及び第２水平
ＬＣＤマスクが走査されているときに、すべての前記第
１及び第２垂直ＬＣＤマスクをマスクする手段を有して
いる、 光学式入力装置。 - 【請求項７】前記エネルギー・エミッタが赤外線域のエ
ネルギーを発生し、 前記エネルギー・デテクタが赤外線域のエネルギーを検
出する請求項６記載の光学式入力装置。 - 【請求項８】所定のフィールド内のスタイラスの位置を
検出し、コンピュータに伝えるための方法において、 エネルギー・エミッタからエネルギーを放出し、 前記エネルギー・エミッタから第１エネルギー経路を経
由して前記所定のフィールドの第１水平側縁及び第１垂
直側縁へエネルギーを導き、 前記所定のフィールドの前記第１水平側縁及び前記第１
垂直側縁をマスクし、エネルギーが前記所定のフィール
ドを横切って第２水平側縁及び第２垂直側縁に伝わるの
を阻止し、 マスクを多重化して、垂直マスク及び水平マスクを通る
エネルギーの伝達を選択的に制御し、 前記第２水平側縁及び前記第２垂直側縁に到達するエネ
ルギーをエネルギー・デテクタに導き、 前記エネルギー・デテクタからの信号及びマルチプレク
サの位置情報を使用して、スタイラスの位置を前記コン
ピュータで計算することからなる、 スタイラス位置検出方法。 - 【請求項９】エネルギーの細いビームのみが任意の時点
に前記第１水平側縁から前記第２水平側縁へ伝わること
ができるように、前記垂直マスクを同期的に走査するス
テップをさらに含んでいる、 請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】所定のフィールド内のスタイラスの位置
を検出し、コンピュータに伝えるためのシステムにおい
て、 コンピュータと、 光学式入力装置とを備え、該入力装置がさらに少なくと
も１つのエネルギー・エミッタと、 検出したエネルギーの存在を示す信号を出力するための
手段を有する、少なくとも１つのエネルギー・デテクタ
と、 第１垂直側縁、第２垂直側縁、第１水平側縁、及び第２
水平側縁を有しており、前記側縁の各々が前記エネルギ
ー・エミッタから放出されるエネルギーを伝えることが
できるフレームと、 第１及び第２エネルギー経路を有しており、前記第１エ
ネルギー経路が前記エネルギー・エミッタからエネルギ
ーを受け取る入力端部、ならびに前記フレームの前記第
１垂直及び水平側縁を介してエネルギーを出力するため
に前記フレームの前記第１垂直及び水平側縁に接続され
ている出力端部を有しており、前記第２エネルギー経路
が前記第１エネルギー経路から出力されるエネルギーを
受け取るために前記フレームの前記第２垂直及び水平側
縁に接続された入力端部、ならびにエネルギーを前記エ
ネルギー・デテクタに出力するための出力端部を有して
いるエネルギー・ガイドと、 前記第１エネルギー経路から出力されるエネルギーを遮
断する出力マスクと、 エネルギーが前記第２エネルギー経路へ進入するのを阻
止する入力マスクと、 前記フレームの対向する側縁において互いに対向してい
る前記出力マスクの一部と前記入力マスクの一部の遮断
を選択的に解除することによって前記フレームの前記第
１側縁から前記フレームの前記第２側縁へのエネルギー
の伝達を選択的に制御するマルチプレクサ手段とを有
し、 前記エネルギー・マスクが選択的に遮断解除されたとき
に、前記コンピュータがエネルギーが存在しないことを
検出してスタイラスの位置を決定するようにした、 スタイラス位置検出システム。 - 【請求項１１】前記マルチプレクサ手段がさらに、 エネルギーの細いビームのみが任意の時点に前記フレー
ムの前記第１垂直側縁から前記フレームの前記第２垂直
側縁へ伝わるように前記入力マスク及び前記出力マスク
を同期的に走査する手段と、 エネルギーの細いビームのみが任意の時点に前記フレー
ムの前記第１水平側縁から前記フレームの前記第２水平
側縁へ伝わるように前記入力マスク及び前記出力マスク
を同期的に走査する手段とから成る、 請求項１０記載のシステム。 - 【請求項１２】前記出力マスクおよび前記入力マスクが
ＬＣＤ回路である請求項１０記載のシステム。 - 【請求項１３】所定のフィールド内のスタイラスの位置
を突き止めるための光学式入力装置において、 所定のフィールドを画定するための、第１垂直側縁、第
２垂直側縁、第１水平側縁、及び第２水平側縁を有する
フレームと、 エネルギー・エミッタと、 エネルギーが前記所定のフィールドを横切って、マトリ
ックスの形態で伝達されるようにファイバがグループで
構成されている、エネルギーを前記第１垂直側縁及び前
記第１水平側縁に沿って分散するための光ファイバの第
１グループと、 エネルギー・デテクタと、 前記マトリックスの実質的にすべてのエネルギーを検出
できるように、ファイバがグループで構成されている、
エネルギーを前記第２垂直側縁及び前記第２水平側縁に
沿って受け取るための光ファイバの第２グループと、 エネルギーの単一のビームのみが任意の時点で前記第１
水平側縁及び垂直側縁から横切ることができるように、
前記マトリックスのエネルギーを遮断するための走査可
能マスクと、 前記走査可能マスクの被遮断部分の位置を制御するため
のマルチプレクサと、 スタイラスによって阻止される水平及び垂直方向のエネ
ルギー・ビームの交点の位置を決定するための計算手段
とを備え、 所定のフィールド内のスタイラスの位置を単一のエミッ
タ及び単一のデテクタを有する光学的装置によって決定
するようにした、 光学式入力装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US72334791A | 1991-06-28 | 1991-06-28 | |
| US723347 | 1991-06-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05189122A true JPH05189122A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=24905838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16880692A Pending JPH05189122A (ja) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | 光学式入力装置、並びにスタイラス位置検出方法およびシステム |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0520669B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05189122A (ja) |
| KR (1) | KR950008020B1 (ja) |
| CA (1) | CA2065990A1 (ja) |
| DE (1) | DE69202825D1 (ja) |
| TW (1) | TW225614B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009134015A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Nitto Denko Corp | タッチパネル用光導波路およびそれを用いたタッチパネル |
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|---|---|---|---|---|
| GB2268263A (en) * | 1992-06-30 | 1994-01-05 | Ibm | Input device for a visual display unit |
| US8130210B2 (en) | 2004-11-30 | 2012-03-06 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Touch input system using light guides |
| TWI321288B (en) | 2006-08-31 | 2010-03-01 | Egalax Empia Technology Inc | Apparatus and method for detecting position, and touch panel using the same |
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| JPH01103722A (ja) * | 1987-08-25 | 1989-04-20 | Technomarket Inc | 制御装置 |
| JPH0242131B2 (ja) * | 1985-02-22 | 1990-09-20 |
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|---|---|---|---|---|
| US4386836A (en) * | 1979-12-28 | 1983-06-07 | Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha | Electro-photographic printer |
| US4766424A (en) * | 1984-03-30 | 1988-08-23 | Zenith Electronics Corporation | Light collecting and redirecting means |
-
1992
- 1992-04-14 CA CA 2065990 patent/CA2065990A1/en not_active Abandoned
- 1992-06-16 DE DE69202825T patent/DE69202825D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-16 EP EP19920305514 patent/EP0520669B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-23 TW TW81104925A patent/TW225614B/zh active
- 1992-06-25 KR KR1019920011399A patent/KR950008020B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1992-06-26 JP JP16880692A patent/JPH05189122A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0242131B2 (ja) * | 1985-02-22 | 1990-09-20 | ||
| JPS649516A (en) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Nec Corp | Optical plane inputting system |
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| JP2009134015A (ja) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Nitto Denko Corp | タッチパネル用光導波路およびそれを用いたタッチパネル |
| JP4521025B2 (ja) * | 2007-11-29 | 2010-08-11 | 日東電工株式会社 | タッチパネル用光導波路およびそれを用いたタッチパネル |
| US7941016B2 (en) | 2007-11-29 | 2011-05-10 | Nitto Denko Corporation | Optical waveguide for touch panel and touch panel using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0520669A2 (en) | 1992-12-30 |
| EP0520669A3 (en) | 1993-01-27 |
| KR950008020B1 (ko) | 1995-07-24 |
| DE69202825D1 (de) | 1995-07-13 |
| CA2065990A1 (en) | 1992-12-29 |
| TW225614B (ja) | 1994-06-21 |
| EP0520669B1 (en) | 1995-06-07 |
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