KR0135985B1

KR0135985B1 - 좌표 입력장치

Info

Publication number: KR0135985B1
Application number: KR1019880007215A
Authority: KR
Inventors: 아즈마 무라까미; 데루요시 하기와라; 요우이찌 쯔지다; 히데끼 조노
Original assignee: 후루다 모또오; 가부시기가이샤 와꼬무
Priority date: 1987-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1998-06-15
Also published as: JP2583509B2; EP0295699A2; KR890000970A; EP0295699B1; DE3889383T2; CN88104538A; JPS63313227A; DE295699T1; US4848496A; US4999461A; CN1023039C; CN1015027B; EP0295699A3; CN1059044A; DE3889383D1

Abstract

내용없음

Description

좌표 입력장치

제1도(a)(b)는 본 발명의 좌표 입력장치의 개요를 나타낸 사시도.

제2도는 타블렛(tablet)의 X방향 및 Y방향의 위치검출부의 상세한 구성도.

제3도는 침상펜(styluspen)의 단면도.

제4도는 침상펜의 동조회로 및 위치 검출회로의 상세를 나타낸 도.

제5도는 표시 제어회로 및 음향 커플러의 상세를 나타낸 도.

제6도는 제4도의 각부의 신호 파형도.

제7도(a)(b)(c)는 위치 검출회로에 있어서의 기본적인 위치검출 동작을 나타낸 타이밍도.

제8도는 제1회째의 위치검출의 동작시에 각 루우프 코일로부터 얻어지는 검출전압을 나타낸 도.

제9도는 제2회째 이후의 위치검출 동작 및 상태 식별 동작을 나타낸 타이밍도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:타블렛2:침상펜

3:디스플레이4:위치 검출회로

5:표시 제어회로6:처리장치

7:음향 커플러8:전화기

9:전화회선

11-1∼11-48:X방향의 루우프 코일

12-1∼12-48:Y방향의 루우프 코일

25:동조회로

본 발명은 위치지시기가 어디에도 접속되지 않고 조작성이 좋으며 또 고정밀도의 좌표입력이 가능한 좌표 입력장치 및 수서(手書)문자나 도형 등의 입력 데이터를 전화회선 등을 거쳐 전송하고, 또는 전송되어온 문자나 도형 등을 즉각 표시할 수 있는 좌표 입력장치에 관한 것이다.

종래의 좌표 입력장치로서는 자왜(磁歪) 전달매체의 일단 또는 위치지시기의 선단에 설치한 구동코일에 펄스전류를 인가하여 상기 자왜 전달매체에 자왜 진동파를 발생시킨 시점으로부터 위치지시기에 선단 또는 자왜 전달매체의 일단에 설치한 검출코일에 상기 자왜 진동파에 의거한 유도전압을 검출할때까지의 시간을 처리장치 등에서 측정하고, 이에 의하여 위치지시기의 지정위치를 산출하도록 이루어진 것이 있었다. 또 종래의 다른 좌표 입력장치로서는 복수의 구동선과 검출선을 서로 직교시켜 배치하고, 구동선에 순차, 전류를 흐르게 함과 동시에 검출선을 순차 선택하여 유도전압을 검출하여 페라이트와 같은 자성체를 가지는 위치지시기에서 지정한 위치를 큰 유도전압이 유기된 검출선의 위치로부터 검출하도록 이루어진 것이 있었다.

전자의 장치에서는 위치검출 정밀도는 비교적 양호하나, 타이밍 신호 등을 수수하기 위하여 위치지시기와 처리장치 등과의 사이에 코드를 필요로 하여 그 취급이 현저하게 제한됨과 동시에 위치 지시기에 자왜 전달매체에 대하여 수직으로 유지하고, 또 상당히 근접시켜 사용하지 않으면 안된다는 등의 문제점이 있었다. 또, 후자의 장치에서는 위치지시기를 코드레스로 하는 것은 가능하나 좌표위치의 분해능(分解能)의 선의 간격으로 결정되어, 분해능을 높이기 위하여 선의 간격을 작게하면 SN비 및 안정도가 악화되고, 따라서 분해능을 높이는 것이 곤란하고, 또 구동선과 검출선의 교점의 바로 위의 위치검출이 곤란하고, 또한 위치지시기를 선에 극히 접근시키지 않으면 안되는 등의 문제점이 있었다.

종래, 전화회선 등을 이용하여 도형 메이터를 보낼 경우 팩시밀리를 사용하여 아날로그 데이터로 하여 보내든가, 또는 이미지 스캐너와 퍼스널 컴퓨터 등을 사용하여 일단 소정의 디지탈 데이터로 변환하고, 또 변복조회로(modem) 등을 사용하여 보내도록 하고 있었다.

그러나, 팩시밀리로 해도 이미지 스캐너로 해도 이미 장표(帳標)상에 그려졌거나 또는 인쇄된 문자나 도형 등을 독해할수가 있을 뿐이므로, 수서문자나 도형 등을 직접 전송하거나 뒤로부터 삭제나 정정을 행하는 것은 불가능하며 또 독해에 시간을 요하고, 실 시간성에 부족하다는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점에 감안하여 위치지시기가 어디에도 접속되지 않아 조작성이 좋고 또 고정밀도의 좌표입력이 가능한 좌표 입력장치의 제공을 제1의 목적으로 한다.

또 수서문자나 도형 등을 전화회선 등을 사용하여 즉각 전송하고 또 전송되어온 문자나 도형 등을 즉시 표시할 수 있는 좌표 입력장치의 제공을 제2의 목적으로 한다.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 위치지시기와 타블렛 사이에서 신호를 수수하고, 그 위치지시기에 의하여 지시된 타블렛상의 좌표치를 검출하는 좌표 입력장치에 있어서, 위치지시기에는 동조회로를 설치하고, 타블렛에는 상기 동조회로에 동조할 수 있는 전파를 발생하는 전파 발생수단 및 상기 동조회로로부터 반사되는 전파를 검출하는 전파 검출수단을 설치하여, 상기 위치지시기의 타블렛상의 좌표치를 검출하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치를 제안한다.

또, 본 발명에서는 위치지시기와 타블렛 사이에서 신호를 수수하고, 그 위치지시기에 의하여 지시된 타블렛상의 좌표치를 검출하는 좌표 입력장치에 있어서, 정상적으로 폐쇄인 제1동조회로와 복수의 루우프 코일을 가지고, 상기 동조회로가 동조하는 전파를 발생하는 전파 발생수단과 상기 제1 또는 제2의 동조회로로부터 반사되는 전파를 검출하는 전파 검출수단으로 이루어지는 타블렛과, 상기 전파 검출수단을 구성하는 복수의 루우프 코일로부터 검출된 유도전압으로부터, 상기 루우프 코일의 설치 간격보다 세밀한 정밀도로 상기 위치지시기의 지시위치의 좌표치를 구하는 좌표 산출수단과, 상기 전파 검출수단으로 검출한 유도전압으로부터, 위치지시기로부터 반사된 전파가 상기 제1 또는 제2의 동조회로중 어느 동조회로로부터 반사된 전파인지를 검출하는 동조회로 판별수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치를 제안한다.

또, 본 발명에서는 타블렛과 일체로 구성되고, 위치지시기에 의하여 그 타블렛에 입력된 좌표를 표시하는 디스플레이를 가지는 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치를 제안한다.

본 발명에 의하면, 타블렛의 전파 발생수단으로부터 전파가 발생하면, 그 전파는 타블렛상에서 위치지정을 행하는 위치지시기의 동조회로에 동조, 즉 수신되나 그 전파를 수신한 동조회로는 동일한 전파를 발신, 즉 반사한다. 그 반사된 전파는 타블렛의 전파 검출수단에서 검출되고, 이에 의하여, 상기 위치지시기의 타블렛상의 좌표치가 검출된다.

또, 본 발명에 의하면, 타블렛의 복수의 루우프 코일을 가지는 전파 발생수단으로부터 전파가 발생하면, 그 전파는 타블렛상에서 위치지정을 행하는 위치지시기의 제1 또는 제2의 동조회로에 동조, 즉 수신되나, 그 전파를 수신한 제1 또는 제2의 동조회로는 동일의 전파를 발신, 즉 반사한다. 그 반사된 전파는 타블렛의 복수의 루우프 코일을 가지는 전파 검출수단에서 검출되고, 좌표 검출수단에 의하여 상기 위치지시기의 지시위치의 좌표치가 상기 복수의 루우프 코일의 설치간격보다 세밀한 정밀도로 산출됨과 동시에, 동조회로 판별수단에 의하여 위치지시기로부터 반사된 전파가 상기 제1 또는 제2의 동조회로중 어느 동조회로로부터 반사된 전파인지가 검출된다.

또, 본 발명에 의하면, 상기한 바와 같이하여 검출된 좌표치나 이에 의거하는 데이터 등이 디스플레이에 표시된다.

제1도(a)(b)는 본 발명의 좌표 입력장치의 개요를 나타낸 것으로, 제1도(a)에서는 타블렛과 디스플레이가 일체이고, 제1도(b)에서는 양자가 별개로 되어 있다.

도면중 1은 좌표를 입력하기 위한 타블렛, 2는 위치를 지정하기 위한 위치지시기, 예를 들면, 침상펜, 3은 타블렛(1)상에 증합된 평면형의 디스플레이, 4는 침상펜(2)에서 지정된 타블렛(1)상의 좌표치를 검출하는 위치검출회로, 5는 디스플레이(3)를 구동하는 표시제어회로, 6은 처리장치, 7은 데이터신호를 전송신호로 변환하고, 또는 그 역변환을 행하는 변복조회로, 여기에서는 음향커플러, 8은 전화기, 9는 전화회선이다.

제2도는 타블렛(1)을 구성하는 X방향의 위치검출부(11) 및 Y방향의 위치검출부(12)의 상세를 나타낸 것이다. X방향의 위치검출부(11)는 X방향을 따라 인접하는 것끼리 서로 평행이고 또는 중복되도록 배치된 다수, 예를 들면 48개의 루우프 코일(11-1,11-2.…,11-48)로 이루어지고, 또, Y방향의 위치검출부(12)는 Y방향을 따라 인접하는 것끼리 서로 평행이고 또 중복되도록 배치된 다수, 마찬가지로 48개의 루우프 코일(12-1,12-2,…,12-48)로 이루어지고, 그 X방향의 위치검출부(11)와 Y방향의 위치검출부(12)는 서로 밀접하여 중복되고(단, 도면에서는 이해하기 쉽게 양자를 분리하여 그리고 있다.), 또한, 도시생략한 비금속 소재로 이루어지는 케이스에 수용되어 있다. 또한, 여기서는 각 루우프 코일을 1터언으로 구성했으나, 필요에 따라 복수 터언으로 해도 좋다. 또, 위치검출부(11,12)로서는 예를 들면 주지의 프린트 기판에 에칭가공을 실시하는 것 등에 의해서 형성된 다수의 평행인 도체를 점퍼선 등으로 접속함으로서, 상기 다수의 루우프 코일로 이루어진 것을 사용할 수 있다.

제3도는 침상펜(이하, 단지 펜이라 칭한다)(2)의 상세한 구조를 나타낸 것으로 합성수지 등의 비금속 소재로 이루어진 펜축(21)의 내부에 그 선단쪽으로부터 볼펜 등의 심체(22)와 그 심체(22)를 섭동 자유롭게 수용할 수 있는 투공을 구비한 페라이트 코어(23)와, 코일 스프링(24)과 스위치(251), 페라이트 코어(23)의 주위에 권회된 코일(252), 콘덴서(253,254)로 이루어지는 동조회로(25)가 일체적으로 조합되어 내장되고, 그 후단에는 캡(26)이 부착되어져 있다.

상기 코일(252)과 콘덴서(253)는 제4도에도 나타낸 바와 같이 서로 직렬로 접속되어 주지의 공진회로를 구성하도록 되어 있고, 그 코일(252) 및 콘덴서(253)의 수치는 소정의 주파수(fo)에 있어서, 전압과전류의 위상이 동상에서 공진(동조)하는 값으로 설정되어 있다. 또, 콘덴서(254)는 스위치(251)를 거쳐 콘덴서(253)의 양단에 병렬로 접속되어 있고, 그 스위치(251)가 온이 되었을때, 상기한 공지회로에 있어서의 전류의 위상을 지연시켜 후기하는 수신신호의 위상을 소정각도 지연시키는 작용을 행한다. 또한 스위치(251)는 펜축(21)을 손등으로 유지하고, 심체(22)의 선단을, 예를 들면 디스플레이(3)의 상면에 압압함으로써 펜축(21)내에 밀어넣으면, 그 후단에 의하여 코일 스프링(24)을 거쳐 압압되어 온이 되도록 되어 있다.

여기에서 상기한 코일(252), 콘덴서(253)로 이루어지는 회로가 정상적으로 폐쇄인 제1의 동조회로를 구성하고, 또, 스위치(251), 코일(252), 콘덴서(253 및 254)로 이루어지는 회로가 조작(여기에서는 심체(코어)(22)를 펜축(21)내로 밀어넣음으로서 스위치(251)를 온으로 하는 것)에 의하여 구성되는 제2의 동조회로를 구성한다(또한, 상기한 「정상적」이라는 개념에는 「조작을 하지 않은 상태」도 포함하는 것으로 한다). 또, 디스플레이(3)로서는 예를 들면 교차시킨 복수의 수평전극 및 수직 전극간에 액정매체를 개체한 주지의 매트릭스형 액정표시소자의 이면에, 전파를 통과시킬 수 있는 반사층을 설치한 표시 패널이 사용된다.

상기 반사층은, 산화 티판 등의 백색안료를 도포함으로써, 또는 백색의 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 플라스틱판을 설치하는 것 등에 의하여 구성된다. 또 디스플레이(3)의 표시면적은 예를 들면 타블렛(1)에 의한 좌표입력범위와 거의 동일하게 설정되고, 그 좌표위치가 타블렛(1)의 좌표위치와 일치하도록 그 타블렛(1)상에 겹쳐지고 있다.

제4도는 동조회로(25)와 함께 위치검출회로(4)의 상세를 나타낸 것이다. 동도면에 있어서, 401은 제어회로, 402x,402y는 선택회로, 403x,403y는 송수전환회로, 404는 타이밍회로, 405는 XY 전환회로, 406x,406y는 구동회로, 407x,407y는 증폭기, 408은 수신타이밍전환회로, 409는 대역필터(BPF), 410은 검파기, 411,412는 위상검파기(PSD), 413,414,415는 저역필터(LPF)이다.

여기서 상기한 타블렛(1), 선택회로(2402x,402y), 송수전환회로(403x,403y), 타이밍회로(404), XY 전환회로(405) 및 구동회로(406x,406y)가 전파발생수단을 구성하고, 또, 타블렛(1), 선택회로(402x,402y), 송수전환회로(403x,403y), 증폭기(407x,407y), 수신타이밍전환회로(408) 및 대역필터(409)가 전파검출수단을 구성하고, 또, 검파기(410) 저역필터(413) 및 제어회로(401)가 좌표산출수단을 구성하고, 또, 위상검파기(411,4152), 저역필터(414,415) 및 제어회로(401)가 동조회로 판별수단을 구성한다.

제5도는 표시제어회로(5) 및 음향 커플러(7)의 상세를 나타낸 것이다. 동도에 있어서, 501은 제어회로, 502는 디스플레이 메모리, 503은 X방향 드라이버, 504는 Y방향 드라이버, 505는 주사회로이고, 이들은 표시제어회로(5)를 구성하고, 또 701은 변조회로, 702는 스피커, 703은 마이크로폰, 704는 복조회로이고, 이들은 음향커플러(7)를 구성한다.

다음에 동작에 관하여 설명하나, 먼저 타블렛(1)과 펜(2)과의 사이에서 전파가 송수신되는 상태 및 이때 얻어지는 신호에 관하여 제6도에 따라 설명한다.

상기 제어회로(401)는 주지의 마이크로 프로세서 등에 의하여 구성되고, 타이밍회로(404)를 제어함과 동시에, 선택회로(402x,402y)를 거쳐 타블렛(1)의 루우프 코일의 절환을 제어하고, 또, XY 전환회로(405) 및 수신타이밍 절환회로(408)에 대하여 위치 검출방향의 절환을 제어하고, 또한 저역필터(413∼415)로부터의 출력치를 아날로그·디지탈(A/D) 변환하여, 후기하는 연산처리를 실행하며 펜(2)에 의한 지정위치의 좌표치를 산출하고, 또 그 스위치 등의 상태를 식별하여 이에 따른 처리를 행한다.

선택회로(402x)는 상기 X방향의 다수의 루우프 코일(11-1∼11-48)로부터 하나의 루우프 코일을 순차 선택하는 것이고, 또 선택회로(402y)는 상기 Y방향의 다수의 루우프 코일(12-1∼12-48)로부터 하나의 루우프 코일을 순차 선택하는 것이고, 각각 제어회로(401)로부터의 정보에 의거하여 동작한다.

송수전환회로(403x)는 상기 선택회로(402x)에 의하여 선택된 X방향의 하나의 루우프 코일을 구동회로(406x) 및 증폭기(407y)에 교대로 접속하게 되고 또, 송수전환회로(403y)는 상기 선택회로(402y)에 의하여 선택된 Y방향의 하나의 루우프 코일을 구동회로(406y) 및 증폭기(407y)에 교대로 접속하게 되고, 이들은 후기하는 송수전환회로에 의거하여 동작한다. 타이밍회로(404)는 소정의 주파수(fo), 예를 들면 500KHz의 구형파신호(A), 그 구형파신호(A)의 위상을 소정각도 지연시킨 신호(A')(도시생략), 소정의 주파수(fk), 예를 들면 16.625KHz의 송수전환회로(B) 및 수신타이밍신호(C)를 발생한다.

상기 구형파신호(A)는 위상검파기(411)에 송출됨과 동시에 도시하지 않은 저역 필터에 의하여 정현파 신호로 절환되고, 다시 XY 전환회로(405)을 거쳐 구동회로(406x) 또는 (406y)의 어느 한쪽에 송출되고, 또 구형파신호(A)는 위상검파기(412)에 송출되고, 또 송수전환회로(B)는 송수절환회로(403x) 및 (403y)에 송출되고, 또 수신타이밍신호(C)는 수신타이밍 절환회로(408)에 송출된다.

지금 제어회로(401)로부터 X방향을 선택하는 신호가 XY 전환회로(405) 및 수신타이밍 절환회로(408)에 입력되어 있다고 하면, 상기 정현파신호는 구동회로(406x)에 송출되어 평형신호로 변환되어 다시 송수전환회로(403x)에 송출되나, 그 송수절환회로(403x)는 송수절환회로(B)에 의거하여 구동회로(406x) 및 증폭기(407x)중 어느 한쪽을 절환 접속하기 때문에, 송수절환회로(403x)로부터 선택회로(402x)에 출력되는 신호는 시간 T(=1/2fk), 여기서는 32μsec마다에 500KHz의 신호를 보냈다 안보냈다 하는 신호(D)가 된다.

상기 신호(D)는 선택회로(402x)를 거쳐 타블렛(1)의 X방향의 위치검출부(11)내의 하나의 루우프 코일 11-i(i=1,2,…,48)에 송출되나, 그 루우프 코일(11-i)은 상기 신호(D)에 의거하여 전파를 발생한다.

이때, 디스플레이(3)를 거쳐 타블렛(1)의 루우프 코일(11-i) 부근에서 펜(2)이 대략 직립상태, 즉 사용상태로 유지되어 있으면, 그 전파는 펜(2)의 코일(252)를 여진시켜 그 동조회로(25)에 상기 신호(D)에 동기한 유도전압(E)을 발생시킨다.

그후, 신호(D)에 있어서, 신호가 없는 기간 즉, 수신기간에 들어감과 동시에 루우프 코일(11-i)이 증폭기(407x)측으로 절환되면, 그 루우프 코일(11-i)로부터의 전파는 즉시 소멸되나, 상기 유도전압(E)은 동조회로(25)내의 손실에 따라 서서히 감소한다.

한편, 상기 유도전압(E)에 의거하여 동조회로(25)를 흐르는 전류는 코일(252)로부터 전파를 발신시킨다. 그 전파는 증폭기(407x)에 접속된 루우프 코일(11-i)을 반대로 여진하기 때문에 그 루우프 코일(11-i)에는 코일(252)로부터의 전파에 의한 유도전압이 발생한다. 그 유도전압은 수신기간 동안만 송수절환회로(403x)로부터 증폭기(407x)에 송출되고 증폭되어 수신신호(F)가 되고, 다시 수신타이밍 절환회로(408)에 송출된다.

수신타이밍 절환회로(408)에는 X방향 또는 Y방향의 선택회로의 어느 한쪽, 여기서는 X방향의 선택회로와 실질적으로 송수절환신호(B)의 반전신호인 수신타이밍신호(C)가 입력되고, 그 신호(C)가 하이(H)레벨의 기간은 수신신호(F)를 출력하고, 로우(L)레벨의 기간은 아무것도 출력하지 않으므로 그 출력에는 신호(G)(실질적으로 수신신호 F와 동일)가 얻어진다.

상기 신호(G)는 대역필터(409)에 송출되나, 그 대역필터(409)는 주파수(fo)를 중심으로 하는 통과대역을 가지는 필터이고, 상기 신호(G)중의 주파수(fo)성분의 에너지에 따른 진폭(h)을 가지는 신호(H)(엄밀하게는 수개의 신호 G가 대역필터(409)에 입력되어 모아진 상태에 있어서)를 검파기(410) 및 위상검파기(411,412)에 송출한다.

상기 검파기(410)에 입력된 신호(H)는 검파·정류되어 신호(I)가 된후, 차단주파수가 충분히 낮은 저역필터(413)에서 상기 진폭(h)의 거의 1/2에 대응하는 전압치(Vx)를 가지는 직류신호(J)로 변환되어 제어회로(401)에 송출된다.

상기 신호(J)의 전압치(Vx)는 펜(2)과 루우프 코일(11-i)과의 사이의 거리에 비례한 값을 나타내고, 루우프 코일(11-i)이 절환되면 변화하기 때문에, 제어회로(401)에 있어서, 각 루우프 코일별로 얻어지는 전압치(Vx)를 디지탈치로 변환하고, 이들에 후기하는 연산처리를 실행함으로써, 펜(2)에 의한 X방향의 지정위치의 좌표치가 산출된다.

또한, 펜(2)에 의한 Y방향의 지정위치의 좌표치에 대해서는 마찬가지로 하여 산출한다.

또 한편, 위상검파기(411)에는 상기 구형파신호(A)가 검파신호로서 입력되어 있고, 이때, 스위치(251)가 오픈이고, 신호(H)의 위상이 구형파신호(A)의 위상과 거의 일치하고 있다고 하면, 마치 신호(H)를 정사(+)측으로 반전한 신호(실질적으로 신호 I와 동일)를 출력한다. 이 신호는 상기와 같은 저역필터(414)에서 진폭(h)의 거의 1/2에 대응하는 전압치를 가지는 직류신호(실질적으로 신호 J과 동일)로 변환되어 제어회로(401)에 송출된다.

또, 위상검파기(412)에는 구형파신호(A')가 검파신호로서 입력되고 있으나, 상기한 바와 같이 스위치(251)가 오프이므로 신호(H)의 위상이 구형파신호(A')의 위상에 대하여 소정각도 진각되고 있다고 하면 정측 및 부측에 성분을 가지는 신호를 출력한다. 이 신호는 상기와 동일한 저역필터(415)에 직류신호로 변환되어 제어회로(401)에 송출되나, 위상검파기(412)의 출력신호에 있어서 정측 및 부측에 성분을 가지기 때문에 저역필터(415)의 출력의 전압치는 저역필터(414)의 출력의 전압치에 비하여 상당히 작은 값이 된다.

여기서, 펜(2)의 스위치(251)가 온이 되면, 동조회로(25)를 흐르는 전류의 위상은 유도전압(E)에 대하여 지연되어 수신신호(F)의 위상도 소정각도 지연된다. 즉 구형파신호(A')의 위상과 거의 일치하게 된다. 따라서 이때의 대역필터(409)의 출력(H)은 위상검파기(411)에 의하여 정측 및 부측에 성분을 가지는 신호가 되어 저역필터(414)의 출력은 상기한 스위치(251)가 오프인 경우의 저역필터(415)의 출력과 거의 동일한 전압치가 되나, 위상검파기(412)에 의하여 정측으로 반전한 신호로 되어, 저역필터(415)의 출력은 상기와 마찬가지로 진폭(h)의 거의 1/2에 대응하는 소정의 전압치를 가지는 직류신호가 된다.

이와 같이 스위치(251)가 오프인 경우는 저역필터(414)의 출력에 소정의 전압치가 얻어지고, 또, 스위치(251)가 온이면 저역필터(415)의 출력에 소정의 전압치가 얻어지기 때문에 제어회로(401)에 있어서 저역필터(414,415)의 출력치를 감시함으로써, 스위치(251)가 오프인가 또는 온인가를 검출할 수가 있다.

또한, 여기서 식별된 스위치(251)의 온(또는 오프)의 상태를 나타낸 정보는 펜(2)에 의한 지정 위치의 좌표치중에서 실제로 입력해야할 값을 지정하는 정보 등으로 사용된다.

다음에, 제7도 내지 제9도에 따라 위치검출회로(4)에 있어서의 위치검출동작 및 펜(2)의 상태, 여기서는 스위치(251)의 온·오프 상태의 식별동작의 상세와 함께 장치 전체의 동작을 설명한다.

먼저, 처리장치(G)로부터 위치검출회로(4)에 대하여 위치검출명령이 송출되면, 제어회로(401)는 X방향을 선택하는 신호를 XY 전환회로(405) 및 수신타이밍 절환회로(408)에 송출함과 동시에, 타블렛(1)의 루우프 코일(11-1∼11-48)중 최초의 루우프 코일(11-1)을 선택하는 정보를 선택회로(402x)에 보내고, 그 루우프 코일(11-1)을 송수절환회로(403x)에 접속한다.

송수절환회로(403x)는 상기한 송수절환회로(B)에 의거하여 루우프 코일(11-1)을 구동회로(406x) 및 증폭기(407x)에 교대로 절환제어하나, 이때, 구동회로(406x)는 32μsec의 송신기간에 있어서 제7도(a)에 나타낸 바와 같은 500KHz의 16개의 정현파신호를 그 루우프 코일(11-1)에 보낸다.

상기 송신 및 수신의 절환은 제7도(b)에 나타낸 바와 같이 하나의 루우프 코일, 여기서는 11-1에 대하여 7회 반복된다. 이 7회의 송신 및 수신의 반복기간이 하나의 루우프 코일의 선택기간(448μsec)에 상당한다.

이때, 증폭기(407x)의 출력에는 하나의 루우프 코일에 대하여 7회의 수신기간마다 유도전압이 얻어지나 이 유도전압은 상기한 바와 같이 수신타이밍 절환회로(408)를 거쳐 대역필터(409)에 송출되어 평균화되고, 검파기(401), 위상검파기(411,412) 및 저역필터(413∼415)를 겨쳐 제어회로(401)에 송출된다. 이때, 저역필터(413)의 출력치는 A/D 변환되고, 펜(2)과 루우프 코일(11-1)과의 거리에 비례한 검출전압, 예를 들면 Vx1로서 일시 기억된다(또한, 실제로는 저역필터(414,415)의 출력치는 A/D 변환되나, 이 시점의 값은 채용되지 않는다).

다음에, 제어회로(401)는 루우프 코일(11-2)을 선택하는 정보를 선택회로(402s)에 보내고, 그 루우프 코일(11-2)을 송수절환회로(403x)에 접속하여 펜(2)과 루우프 코일(11-2)과의 거리에 비례한 검출전압(Vx2)을 얻어 이것을 기억하고, 이후, 마찬가지로 루우프 코일(11-3 내지 11-48)을 순차, 송수절환회로(403x)에 접속하여 제7도(c)에 나타낸 바와 같은 각 루우프 코일마다의 펜(2)과의 X방향의 거리에 비례한 검출전압(Vx1∼Vx48)(단, 제7도(c)에는 그 일부만을 아나로그적인 표현으로 나타낸다)을 기억한다.

실제의 검출전압은, 제8도에 나타낸 바와 같이 펜(2)이 놓여진 위치(xp)를 중심으로 하여, 그 전후의 수개의 루우프 코일에만 얻어진다.

제어회로(401)는 상기 기억한 검출전압의 전압치가 일정한 검출레벨 이상일때, 이들의 전압치로부터 후기하는 바와 같이 하여 펜(2)의 X방향의 지정위치를 나타내는 좌표치를 산출한다.

다음에, 제어회로(401)는 XY 전환회로(405) 및 수신타이밍 절환회로(408)에 Y방향의 선택신호를 송출하고, 상기와 같이 하여 선택회로(402y) 및 송수절환회로(403y)를 절환하여 전파를 송수신했을때의 저역필터(413)의 출력치를 A/D절환하여 얻어지는 펜(2)과 Y방향의 각 루우프 코일(12-1∼12-48)과의 거리에 비례한 검출전압을 일시 기억하고, 상기와 같이 하여 펜(2)의 Y방향의 지정위치를 나타내는 좌표치를 산출한다.

다음에 제어회로(401)는 상기 X방향의 루우프 코일(11-1∼11-48)(또는 Y방향의 루우프 코일 12-1∼12-48)중, 최대의 검출전압이 얻어진 루우프 코일을 선택하는 정보를 선택회로(402x)(또는 402y)에 송출하고, 상기 전파의 송수신을 복수의, 예를 들면 7회 반복시켜 그때 저역필터(414,415)로부터 얻어진 출력치를 A/D변환하여, 상기한 바와 같이 이들의 값은 어느것이 소정의 값 이상인가를 검출하고, 스위치(251)의 온·오프를 식별한다.

상기 스위치(251) 온·오프의 식별결과는 상기한 펜(2)의 X 및 Y방향의 지정위치를 나타내는 좌표치와 함께 처리장치(6)에 전송된다.

이와 같이 하여 제1회째의 위치검출동작 및 상태식별동작이 종료하면, 제어회로(401)는 제9도에 나타낸 바와 같이 제2회째 이후의 위치검출동작으로서, 상기 X방향의 루우프 코일(11-1∼11-48)중 최대의 검출전압이 얻어진 루우프 코일을 중심으로 하여 그 전후의 일정수 예를 들면 10개의 루우프 코일만을 선택하는 정보를 선택회로(402x)에 송출하고, 또 Y방향의 루우프 코일(12-1∼12-48)중 최대의 검출전압이 얻어진 루우프 코일을 중심으로 하여, 그 전후의 일정수 마찬가지로 10개의 루우프 코일만을 선택하는 정보를 선택회로(402y)에 송출하고, 상기와 동일하게 출력치를 얻어 펜(2)에 대한 X방향 및 Y방향의 위치검출동작 및 스위치(251)의 온·오프 상태의 식별동작을 행하고, 얻어진 좌표치 및 식별결과를 처리장치(6)에 전송하여 갱신하고, 이하, 이것을 반복한다.

또한, 제9도중 레벨 체크는 검출전압의 최대치가 상기 검출레벨에 달하고 있는가의 여부 및 최대치의 검출전압을 가지는 루우프 코일이 어느 루우프 코일인가를 체크하여, 검출레벨에 달하고 있지 않으면 이후의 좌표계산 등을 정지하고, 또 다음회의 위치검출동작 및 상태식별동작에 있어서, 선택하는 루우프 코일의 중심을 설정한다.

X방향 및 Y방향의 좌표치, 예를들면 상기 좌표치(xp)를 구하는 산출방법의 하나로서, 상기 검출전압(Vx1∼Vx48)의 극대치 부근의 파형을 적당한 함수로 근사시켜, 그 함수의 극대치의 좌표를 구하는 방법이 있다.

예를들면 제7도(c)에 있어서, 최대치의 검출전압(Vx3)과, 그 양측의 검출전압(Vx2,Mx4)을 2차함수로 근사시키면 다음과 같이하여 산출할 수가 있다(단, 각 루우프 코일(11-1∼11-48)의 중심위치의 좌표치를 x1 내지 x48로 하고, 그 간격을 △x로 한다).

먼저, 각 전압과 좌표치로부터

Vx2=a(x2-xp)²+b(1)

Vx3=a(x3-xp)²+b(2)

Vx4=a(x4-xp)²+b(3)

가 된다. 여기서 a,b는 정수(a0)이다. 또,

x3-x2=△x(4)

x4-x2=2△x(5)

가 된다. (4),(5)식을 (2),(3)식에 대입하여 정리하면

XP=X2+△X/2{(3Vx2-4Vx3+Vx4)/(Vx2-2Vx3+Vx4)}(6)

이 된다.

따라서, 각 검출전압(Vx1∼Vx48)로부터, 상기 레벨체크시에 구해진 최대치의 검출전압 및 그 전후의 검출전압을 추출하고, 이들과 그 최대치의 검출전압이 얻어진 루우프 코일의 하나 앞의 루우프 코일의 좌표치(기지(旣知))로부터 상기한 (6)식에 상당하는 연산을 행함으로써, 펜(2)의 지정위치의 좌표치(xp)를 산출할 수 있다.

한편, 상기 X방향 및 Y방향의 지정위치의 좌표치중, 스위치(251)의 온 상태의 식별 결과와 함께 처리장치(6)에 송출된 값은 도시하지 않은 기억부에 기억되고, 다시 표시 제어회로(5)의 디스플레이 메모리(502)에 송출되어 일정한 순서에 따라 정렬되어 기억되고, 제어회로(501)로부터의 타이밍펄스에 의하여 순차 독출되어 X방향 드라이버(503)에 출력된다. 또 X방향 드라이버(503), Y방향 드라이버(504)에는 상기 제어회로(501)의 타이밍펄스에 동기하여 주사회로(505)가 발생하는 주사펄스가 입력되고 있어 각 드라이버(503,504)는 디스플레이(3)의 상기 X방향 및 Y방향의 지정위치의 좌표치에 대응하는 전극을 구동하고, 타블렛(1)상에서 지시한 위치를 디스플레이(3)상의 동일위치에 표시한다.

따라서, 타블렛(1)상에 겹쳐진 디스플레이(3)상으로부터 스위치(251)를 온상태로 한 펜(2)으로 그린 문자나 도형의 궤적이 디스플레이(3)상에 광표시에 의하여 동일 궤적으로 표시된다.

또 한편, 상기 처리장치(6)에 기억된 X방향 및 Y방향의 지정위치의 좌표치나 이것에 의거한 데이터 등은 음향거클러(7)의 변조회로(701)에 송출되어 음성대역의 신호로 변조되고, 다시 스피커(702)에서 음성신호로 변환되어 전화기(8), 전화회선(9)을 거쳐 상대방에 송출된다. 여기서, 상대방이 지금까지 설명한 본 발명의 좌표 입력장치이면, 그 디스플레이에 상기와 동일한 문자나 도형을 표출시킬 수가 있다. 또 상대방으로부터 보내진 좌표치나 데이터 등은 마이크로폰(703), 복조회로(704)를 거쳐 처리장치(6)에 송출되어 일단, 기억되고, 그후, 상기와 마찬가지로 표시제어회로(5)를 거쳐 디스플레이(3)에 표시시킬 수가 있다. 또, 이때, 처리장치(6)에 문자편집, 도형처리 기능을 부가하면, 타블렛(1)으로부터 입력된 문자나 도형에 대하여 수정, 추가 또는 삭제 등을 행한 것을 디스플레이(3) 및 상대방의 디스플레이에 동시에 표시할 수가 있게 된다.

또, 타블렛(1) 등에 마이크로폰을 설치함과 동시에 처리장치(6)에 음성인식 기능을 가지게 함으로써, 각종의 명령을 음성으로 행하도록 할 수도 있고, 처리장치(6)에 문자인식 기능을 가지게 하여, 문자인식장치로서 사용할 수도 있다.

또, 타블렛(1)의 입력 가능범위와 디스플레이(3)의 표시면적과는 특별히 같을 필요는 없고, 보다 작은 것 또는 보다 큰것을 사용해도 좋으며 또 반드시 타블렛(1)상에 종합시킬 필요는 없다.

또, 실시예중의 루우프 코일의 갯수나 그 나열방법은 일예이고, 이것에 한정되지 않은 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 타블렛의 전파발생수단으로부터 동조회로를 가지는 위치지시기에 대하여 동조하는 전파를 발생하고, 그 동조회로로부터 반사되는 전파를 타블렛의 전파검출수단으로 검출하여 상기 위치지시기의 좌표치를 검출하도록 이루어졌기 때문에, 위치지시기에는 동조회로를 구성하기 위한 코일이나 콘덴서 등의 수동소자를 설치하면 좋고, 코드가 불필요하게 되고, 따라서, 코드가 얽히어 방해가 되거나 피로에 의하여 단선되거나 하는 일이 없고, 또, 전지나 자석 등의 중량있는 부품이 불필요하게 되어, 그만큼 경량이고 또 낮은 코스트가 됨과 동시에 전지교환의 번거로움이 없어져, 조작성이 극히 좋아진다.

또, 본 발명에 의하면 타블렛의 전파발생수단으로부터 제1 및 제2의 동조회로를 가지는 위치지시기에 대하여 동조하는 전파를 발생하고, 그 제1 및 제2의 동조회로로부터 반사되는 전파를 타블렛의 전파검출수단으로 검출하고, 좌표산출수단에 의하여 상기 위치지시기의 좌표치를 복수의 루우프 코일의 설치간격보다 세밀한 정밀도로 산출하고, 또, 동조회로 판별수단에 의하여 위치지시기로부터 반사된 전파가 상기 제1 또는 제2의 동조회로중 어느 하나의 동조회로로부터 반사된 전파인지를 검출하도록 이루어졌기 때문에, 위치지시기에는 동조회로를 구성하기 위한 코일이나 콘덴서 등의 수동소자를 설치하면 되어 코드가 불필요하게 되고, 따라서 코드가 얽혀 방해가 되거나 필요에 의하여 단선되거나 하는 일이 없고, 또, 전지나 자석 등의 중량이 있는 부품이 불필요하게 되어, 그만큼 경량이고 또 낮은 코스트가 됨과 동시에 전지교환의 번거로움이 없어져, 조작성이 극히 좋아짐과 동시에 각 루우프 코일의 설치간격보다 세밀한 정밀도, 즉 높은 정밀도로 타블렛상의 좌표치를 검출할 수 있고, 또 어느 동조회로가 전파를 반사했는지에 의하여 좌표치의 검축과 아울러 위치지시기에 대한 조작을 검출할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면 입력된 수서(手書)문자나 도형을 즉시 디스플레이상에 표시할 수 있다. 또, 타블렛에는 특별한 부품을 필요로 하지 않기 때문에, 대형화할 수 있어 전자혹판 등에의 적용이 가능해지는 등의 이점이 있다.

Claims

위치지시기와 타블렛의 사이에서 신호를 수수하고, 그 위치지시기에 의하여 지시된 타블렛상의 좌표치를 검출하는 좌표입력 장치에 있어서, 위치지시기에는 동조회로를 설치하고, 타블렛에는 상기 동조회로에 동조할 수 있는 전파를 발생하는 전파발생수단 및 상기 동조회로로부터 반사되는 전파를 검출하는 전파검출수단을 설치하여, 상기 위치지시기의 타블렛상의 좌표치를 검출하도록 한 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치.
위치지시기와 타블렛의 사이에서 신호를 수수하고, 그 위치지시기에 의하여 지시된 타블렛상의 좌표치를 검출하는 좌표 입력장치에 있어서, 정상적으로 폐쇄인 제1의 동조회로와, 조작에 의하여 구성되는 제2의 동조회로를 가지는 위치지시기와, 복수의 루우프 코일을 가지고, 상기 동조회로가 동조하는 전파를 발생하는 전파발생수단과, 상기 제1 또는 제2의 동조회로로부터 반사되는 전파를 검출하는 전파검출수단으로 이루어지는 타블렛과, 상기 전파검출수단을 구성하는 복수의 루우프 코일에서 검출된 유도전압으로부터, 상기 루우프 코일의 설치간격보다 세밀한 정밀도로, 상기 위치지시기의 지시위치의 좌표치를 구하는 좌표산출수단과, 상기 전파검출수단으로 검출한 유도전압으로부터, 위치지시기로부터 반사된 전파가 상기 제1 또는 제2의 동조회로중 어느 하나의 동조회로로부터 반사된 전파인지를 검출하는 동조회로 판별수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치.
위치지시기와 타블렛의 사이에서 신호를 수수하고, 그 위치지시기에 의하여 지시된 타블렛상의 좌표치를 검출하는 좌표 입력장치에 있어서, 정상적으로 폐쇄된 제1의 동조회로와, 조작에 의하여 구성되는 제2의 동조회로를 가지는 위치지시기와, 인접하는 것끼리 서로 그 일부를 중첩되도록 구성된 복수의 루우프 코일을 가지고, 상기 동조회로가 동조하는 전파를 발생하는 전파발생수단과, 상기 제1 또는 제2의 동조회로로부터 반사되는 전파를 검출하는 전파검출수단으로 이루어지는 타블렛과, 상기 전파검출수단을 구성하는 복수의 루우프 코일로부터 검출된 유도전압으로부터, 상기 루우프 코일의 배치간격보다 세밀한 정밀도로 상기 위치지시기의 지시위치의 좌표치를 구하는 좌표산출수단과, 상기 전파검출수단으로 검출한 유도전압으로부터, 위치지시기에서 반사된 전파가 상기 제1 또는 제2의 동조회로의 어느 하나의 동조회로로부터 반사된 전파인가를 검출하는 동조회로 판별수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 전파발생수단 및 전파검출수단을 교대로 동작시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치.
제4항에 있어서, 전파발생수단을 구성하는 루우프 코일과 전파검출수단을 구성하는 루우프 코일을 겸용시키도록 이루어진 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치.
제5항에 있어서, 복수의 루우프 코일을 위치검출 방향으로 병설하여 이루어진 위치검출부와, 상기 복수의 루우프 코일루우프 코일부터 하나의 루우프 코일을 순차 선택하는 선택회로와, 코일과 콘덴서를 포함하여 정상적으로 폐쇄인 제1동조회로와, 코일과 콘덴서를 포함하여 소정의 조작에 의하여 구성되어 상기 제1의 동조회로와 동조주파수가 다른 제2의 동조회로를 가지는 위치지시기와, 상기 루우프 코일에 공급하는 상기 동조회로가 동조할 수 있는 주파수의 교류신호를 발생하는 송신회로와, 상기 루우프 코일에 발생하는 유도전압중, 상기 교류신호와 대략 동일 주파수의 유도전압을 검출하는 수신회로와, 상기 선택된 한개의 루우프 코일을 상기 송신회로 및 수신회로에 교대로 접속하는 접속전환회로와, 각 루우프 코일에 발생하는 유도전압으로부터, 상기 복수의 루우프 코일의 배치간격보다 세밀한 정밀도로 위치지시기의 지시위치의 좌표치를 구하는 좌표산출수단과, 루우프 코일에 발생하는 유도전압으로부터, 위치지시기로부터 반사된 전파가 상기 제1 또는 제2의 동조회로중 어느 것으로부터 반사된 전파인지를 검출하는 동조회로 판별수단을 구비한 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치.
제5항에 있어서, 복수의 루우프 코일을 X방향 및 Y방향으로 각각 병설하여 이루어진 X방향 및 Y방향의 위치검출부와, 상기 X방향 및 Y방향의 복수의 루우프 코일로부터, X방향 및 Y방향의 한개의 루우프 코일을 순차적으로 선택하는 X방향 및 Y방향의 선택회로와, 코일과 콘덴서를 포함하여 정상적으로 폐쇄인 제1의 동조회로와, 코일과 콘덴서를 포함하여 소정의 조작에 의하여 구성되어 상기 제1의 동조회로와 동조주파수가 다른 제2의 동조회로를 가지는 위치지시기와, 상기 X방향 및 Y방향의 루우프 코일에 공급하는 상기 동조회로가 동조할 수 있는 주파수의 교류신호를 발생하는 송신회로와, 상기 X방향 및 Y방향의 루우프 코일에 발생하는 유도전압중, 상기 교류신호와 대략 동일주파수의 유도전압을 검출하는 수신회로와, 상기 선택된 X방향 및 Y방향의 하나의 루우프 코일을 상기 송신회로 및 수신회로에 교대로 접속하는 X방향 및 Y방향의 접속전환회로와, X방향 및 Y방향의 각 루우프 코일에 발생하는 유도전압으로부터, 상기 X방향 및 Y방향의 복수의 루우프 코일의 설치간격보다 세밀한 정밀도로 위치지시기의 X방향 및 Y방향의 지시위치의 좌표치를 구하는 좌표산출수단과, X방향 또는 Y방향의 루우프 코일에 발생하는 유도전압으로부터, 위치지시기에서 반사된 전파가 상기 제1 또는 제2의 동조회로중 어느 하나로부터 반사된 전파인지를 검출하는 동조회로 판별수단을 구비한 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치.
제6항 또는 제7항에 있어서, 코일과 콘덴서를 포함하여 정상적으로 폐쇄된 제1의 동조회로와, 코일과 콘덴서를 포함하여 스위치 등의 조작에 의하여 구성되고 상기 제1의 동조회로와 동조회로수가 다른 제2의 동조회로를 가지는 위치지시기를 이용하고, 동조회로 판별수단으로 검출하는 위치지시기로부터 반사된 전파가 상기 제1 또는 제2의 동조회로중 어느 하나로부터 반사된 전파인지에 따라 위치지시기에 있어서의 상기 스위치 등의 상태를 검출하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치.
제1항 내지 제8항중 어느 일항에 있어서, 타블렛과 일체로 구성되고, 위치지시기에 의하여 그 타블렛에 입력된 좌표를 표시하는 디스플레이를 가지는 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치.