KR100259693B1 - 좌표 입력 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

공개되는 것은 진동 입력 위치와 개별적인 진동센서간의 거리를 산출하기 위해 공지된 상수로 사용되는 진동 전달 속도의 측정을 간단하게 하고 입력 좌표를 얻기 위한 정확한 산출 성능을 보장하는, 진동 전달판을 구비한 좌표 입력 장치이다.

본 발명에 따르면, 진동 전달판은 두개의 축과 연관된 이방성을 갖는다. 결국, 진동이 진동센서에 도달하는 속도는 진동센서의 쌍(6a 및 6d, 또는 6b 및 6c)들이 관련되어 있는 것에 따라 다르다. 따라서, 개별적인 진동센서의 쌍(6a 및 6d, 또는 6b 및 6c)에 대해 진동 전달 속도가 측정되고, 측정된 값이 공지된 값으로 저장된다. 이들 값은 좌표를 구하는데 수행된 산출에 사용될 상수로서 이용된다.

Description

좌표 입력 장치 및 그 제어 방법

본 발명은 진동 전달판 전체에 전해진 진동에 대한 전달 주기를 이용하여 지정된 점의 좌표를 검출하는 좌표 입력 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

입력점의 좌표를 구하는데 사용되는 공지된 종래의 좌표 입력 장치는 압전소자를 일체로 하는 진동 펜을 이용하여 만들어지며, 진동 전달판 전체에 전해지며, 진동 전달판에 장착된 다수의 진동센서에 의해 검출되는 진동을 이용한다.

일반적으로, 좌표 입력 장치는 진동 전달판 전체에 가해지는 진동파에 대한 전달 속도를 미리 얻고, 이와 같이 구해진 전달 속도를 속도 상수로서 보유한다. 다음에, 좌표 입력 장치는 상기 속도 상수를 이용하여 진동 펜에서 개별적인 센서까지 진동을 전달하기 위한 시간을 곱한다. 이와 같이 진동 펜과 개별적인 진동센서간의 거리가 구해지고, 이는 입력 좌표를 산출하는데 사용된다.

특히, 플레이트 파형(plate wave)을 진동 전달판 전체에 전해지는 진동파로서 이용할 때, 플레이트 파형의 전달 속도는 판의 두께와 주파수에 의존한다는 사실에 관심이 모아졌고, 실제로 측정하여 직접 전달 시간을 달성하는 대신에, 검출된 진동의 주파수와 측정되는 판의 두께를 참조하므로써 전달 속도를 산출하기 위한 방법이 이용된다.

특히, 플레이트 파형에 대한 음속도(전달 속도)를 설정하기 위해, 위상 속도가 주파수와 판 두께의 함수로서 구해지며 그룹 속도가 판 두께만의 함수로서 구해진다는 사실에 근거하여, 먼저 진동 검출 신호의 위상 동기에 의해 주파수를 측정하고, 위상 속도가 주파수와 판 두께로부터 측정되며, 그룹 속도가 판에 부과된 압력을 사용하여 구해지는 방법이 제안되고 된다. 이 방법은 위치 검출의 정확도를 향상시키고 신뢰성을 향상시키고 대량 생산이 가능하도록 하기 위해 제공되고 있다.

종래의 좌표 입력 장치의 경우, 한가지 경우에 개별적인 진동센서에 의해 구해진 판독을 위해 산출된 전달 속도는 좌표 산출을 위한 상수로서 사용되고; 두번째 경우 전달 속도의 평균값 또는 특수한 진동센서에 의해 구해진 판독을 위해 산출된 전달 속도는 좌표 산출을 위한 속도 상수로 이용된다. 그러나, 다음 문제가 발생하고 있다.

첫번째 경우, 전달 속도가 개별적인 진동센서의 판독을 위해 산출되고 좌표 산출을 위한 상수로 이용되는 경우, 산업화와 관련된 대량 생산에 관련된 문제가 발생하고 있다. 다른 말로 표현하면, 전달 속도는 모든 진동센서에 대해 측정되거나 또는 산출되어야 하기 때문에, 작업 절차의 수가 증가되고, 좌표 산출을 수행하면서 산출 회로에 부과된 부하가 증가된다.

두번째 경우, 하나의 상수가 모든 진동센서에 의해 하나의 상수가 공통으로사용되는 경우, 비록 균일하고 동질인 매체가 진동 전달판으로서 사용되는 한 어떠한 문제도 발생하지 않지만, 진동의 전달 속도가 진동의 전달 방향과 공명하여 변하는, 즉 이방성을 갖는 진동 전달판이 사용될 때 입력 자표의 검출 정확도가 감소된다.

알루미늄과 같은 금속으로 된 진동 전달판이 사용될 때, 금속의 그레인 경계가 롤링 밀 공정 동안 특정한 방향으로 정렬되고, 진동에 대한 전달 상태가 진동이 전달되는 방향과 공명하여 변하기 때문에 이방성이 발생한다. 수지 쉬트가 진동 전달판으로서 사용될 때, 또한 제조 공정 동안 쉬트가 늘어나는 방향으로 이방성이 발생한다. 이방성은 수지 쉬트가 진동 전달판으로 역할을 할 때 뿐아니라, 진동 전달판이 다른 판 부재에 수지 쉬트를 부착하여 제조될 때에도 발생한다.

진동 전달판이 이방성을 가질 때 발생하는 문제가 상세히 설명될 것이다. 도 16은 종래의 입력 좌표 장치의 진동센서 A 및 A', B 및 B'를 갖는 진동 전달판을 도시하는 도면이다. 진동 전달판은 이방성을 가지며, 전달 속도는 진동이 전달되는 방향과 공명하여 다르다.

종래의 입력 좌표 장치의 경우, 진동 펜과 개별적인 진동센서간의 거리는 개별적인 진동센서에 의해 구해지는 진동 전달 시간의 평균을 사용하므로써, 즉 센서 각각에 대해 동일한 상수를 사용하므로써 산출되어, ΔL로 정의된 오차를 발생시킨다. 도 17에 도시되어 있는 것은 오차 ΔL와 개별적인 진동센서까지의 거리간의 관계이다. 도 17에서, 오차 ΔL는 진동 전달판 전체에 도 16에 화살표로 표시된 방향으로 진동 펜이 대각선으로 이동될 때 개별적인 진동센서에 대해 구해지고, 수평축은 이들이 이동하는 동안 진동 펜과 각 진동센서간의 거리를 나타낸다.

도 17의 예는 주사 거리의 중심 0이 기준 점로 이용되고, 오차 ΔL에 대한 값이 조정되어 최소로 축소되어 있는 좌표 입력 장치에 관련된 것이다. 따라서, 오차 ΔL에 대한 값이 중심 0에서 최소이면, 진동센서에 가장 가깝고 가장 먼 점에서 최대이다. 진동센서 A 및 A', B 및 B'에 관련된 오차 ΔL에 대한 기울기 방향은 두개의 쌍 : 센서 A와 A', 및 센서 B 및 B'로 나뉘어진다. 두 쌍간의 오차 ΔL의 기울기는 서로에 대해 거의 역이다.

그 이유는, 심지어 진동 전달판의 상기 서술된 이방성으로 인해, 진동 전달 속도가 도 16의 화살표로 가리켜진 두개의 방향으로 다르고 거리와 진동 전달 시간간의 관계가 두가지 방향에 대해 다르더라도, 하나의 진동 전달 속도(평균값)가 모든 진동센서까지의 거리를 산출하는데 이용되기 때문이다.

도 18에 도시되어 있는 것은, 이방성이 없는 진동 전달판을 갖는 좌표 입력 장치의 경우, 도 17의 예에서와 동일한 조건하에 구해진 오차 ΔL와 개별 진동센서까지의 거리의 관계이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 이방성이 없는 진동 전달판이 사용될 때, 하나의 진동 전달 속도(평균값)가 모든 진동센서까지의 거리를 산출하는데 사용될 때에도, 상기 서술된 문제는 발생하지 않는 것으로 밝혀지고 있다.

이방성을 가지며 진동 전달 속도가 진동 전달 방향에 따라 변하는 진동 전달판의 경우 모든 진동센서와 관련하여 하나의 고정 상수가 사용될 때, 이와 같은 회로는 진동 전달 속도가 진동 전달각(입사각)와 공명하여 하나의 진동센서에 따라 변하는 상황에 대처할 수 없다. 따라서, 진동센서까지의 거리를 산출하는데 있어 오차가 발생하고 정확도가 감소된다. 더 상세하게는, 도 26에 도시된 바와 같이, 유효영역에 진동 펜에 의해 입력된 좌표점이 다를 때, 진동 펜에서 진동센서까지의 진동에 대해 진동 전달 경로와 진동 방향이 변한다. 이방성을 갖는 진동 전달판의 경우, 도 26에 α로 표시된 진동 전달각이 진동 전달 속도가 변하고, 도 27에 도시된 바와 같이, 진동센서와 진동 펜간의 거리를 고정 상수로부터의 차이와 등가인 편차로서 측정할 때 오차 ΔL가 발생한다.

따라서, 본 발명의 한가지 목적은 진동 전달판을 가지며 진동 입력 위치와 개별적인 진동센서간의 거리를 산출하기 위한 공지된 상수로 사용되는 진동 전달 속도의 측정을 간단하게 하고, 입력 좌표를 얻기 위한 정확한 산출 성능을 보장하는 좌표 입력 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 한 가지 특징에 따르면, 이방성을 갖는 진동 전달판 전체에 진동을 전달하는데 필요한 시간에 근거하여 진동 입력 위치를 얻는 좌표 입력 장치는 진동 입력 위치에서 각각의 진동센서까지 진동을 전달하는데 필요한 시간을 측정하기 위해, 진동 전달판위에 상호 대향하여 배치된 제1 쌍의 진동센서와 제2 쌍의 진동센서를 구비하는 전달 시간 측정 수단; 진동 전달판 전체에 진동이 전달되는 제1 진동 전달 속도와 제2 진동 전달 속도를 저장하기 위한 전달 속도 저장 수단; 상기 제1 진동센서 각각에 대해 구해진 진동을 전달하는데 필요한 시간과 상기 제1 진동 전달 속도을 이용하여 상기 진동 입력 위치와 상기 제1 쌍의 진동센서 각각의 위치간의 거리를 산출하고, 상기 제2 진동센서 각각에 대해 구해진 진동을 전달하기 위한 시간과 상기 제2 진동 전달 속도을 이용하여 상기 진동 입력 위치와 상기 제2 쌍의 진동센서 각각의 위치간의 거리를 산출하기 위한 거리 산출 수단; 및 구해진 거리로부터 진동 입력 위치를 산출하기 위한 좌표 산출 수단을 구비한다.

제1도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 좌표 입력 장치의 배치를 도시하는 개략도.

제2도는 진동 펜과 진동 전달판의 예시적인 배치를 도시하는 도면.

제3도는 연산제어회로의 구성을 도시하는 블럭도.

제4도는 파형 검출 회로에의 신호 입력을 도시하는 차트로, 이들 신호에 근거하여 진동 전달시간을 측정하는데 사용된 원리를 설명하는데 사용되는 도면.

제5도는 신호 파형 검출 회로의 일부 구성을 도시하는 블럭도.

제6도는 진동 전달판의 평면도.

제7도는 제1 실시예에 따른 진동 전달판의 이방성을 도시하는 개념도.

제8도는 진동센서로 형성된 직사각형위의 대각선을 따라 진동 펜에서 네개의 각 진동센서까지 대각선으로 접하는 진동센서의 각 쌍에 대해 하나의 진동 전달 속도를 이용하여 산출된거리와, 거리 오차 ΔL간의 관계를 도시하는 도면.

제9도는 진동 펜에서 네개의 각 진동센서까지 네개의 진동센서에 대해 평균 진동 전달 시간을 이용하면서 도 8에 도시된 것과 동일한 조건하에 산출된 거리와 거리 오차 ΔL간의 종래 관계를 도시하는 도면.

제10도는 이방성의 방향이 네개의 진동센서로 형성된 직사각형의 측면에 평행한 예를 도시하는 도면.

제11도는 제10도에 도시된 회로에 대한 것으로, 진동센서로 형성된 직사각형위의 대각선을 따라 진동 펜에서 네개의 각 진동센서까지 대각선으로 접하는 진동센서의 각 쌍에 대해 하나의 진동 전달 속도를 이용하여 산출된 거리와 거리 오차 ΔL간의 관계를 도시하는 도면.

제12도는 진동 펜에서 네 개의 진동센서까지 네개의 진동센서에 대해 평균 진동 전달 시간을 이용하면서 도 11에 도시된 것과 동일한 조건하에 산출된 거리와 거리 오차 ΔL간의 종래 관계를 도시하는 도면.

제13도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 좌표 입력 장치의 구성을 도시하는 블럭도.

제14도는 제1 실시예에 따른 마이크로컴퓨터의 ROM에 저장된 프로그램 코드와 상수를 도시하는 개념도.

제15도는 제1 실시예에 따른 마이크로컴퓨터의 ROM에 저장된 프로그램 코드와 상수를 도시하는 개념도.

제16도는 종래의 좌표 입력 장치에서 진동 전달판과 진동센서의 전형적인 회로를 도시하는 도면.

제17도는 종래의 좌표 입력 장치에 대한 것으로, 개별적인 센서에 의해 구해지는 진동 전달 시간에 대한 평균을 이용하여 산출된 개별적인 진동 펜과 진동센서간의 거리와, 거리 오차 ΔL의 관계를 도시하는 도면.

제18도는 진동 전달판이 이방성을 갖지 않는 좌표 입력 장치에 대한 것으로, 제17도에서와 동일한 조건하에서 구해진 오차 ΔL와, 개별적인 진동센서까지의 거리간의 관계를 도시하는 도면.

제19도는 실시예의 특징을 가장 바람직하게 나타내는 본 발명의 제3 실시예의 구성을 도시하는 도면.

제20도는 제3 실시예에 따른 진동 전달판의 이방성, 진동센서의 위치, 및 상수 결정 방법의 설명도.

제21도는 제3 실시예에 따른 진동 전달판의 이방성, 진동센서의 위치, 및 상수 결정 방법의 설명도.

제22도는 제3 실시예에 따른 진동 전달판의 이방성, 진동센서의 위치, 및 상수 결정 방법의 설명도.

제23도는 제3 실시예에 따른 진동 전달판의 이방성, 진동센서의 위치, 및 상수 결정 방법의 설명도.

제24도는 제3 실시예에 따른 마이크로컴퓨터의 ROM에 저장된 프로그램 코드와 상수를 도시하는 개념도.

제25도는 본 발명의 제4 실시예를 설명하는 도면.

제26도는 종래기술의 설명도.

제27도는 종래기술의 설명도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 연산 제어 회로 2 : 진동자 구동 회로

3 : 진동 펜 4 : 진동자

9 : 파형 검출 회로 10 : 디스플레이 구동 회로

12a, 12c : 센서 구동 회로 13 : 구동 제어 회로

31 : 마이크로컴퓨터 33 : 카운터

34 : 래치 35 : 신호 입력 CCT

36 : 판정 회로 51 : 전치 증폭 회로

52 : 엔벨로프 검출 회로 53 : 엔벨로프 피크 검출 회로

54 : Tg 검출 회로 55 : 신호 처리기

56 : 단안정 멀티바이브레이터 57 : Tp 비교 회로

511 : 대역 통과 필터

이제부터 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부하는 도면을 참조로 서술될 것이다.

[제1 실시예]

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 좌표 입력 장치의 회로를 도시하는 개략도이다. 연산제어회로(1)는 전체 장치를 제어하고 입력 좌표를 산출한다. 진동자 구동 회로(2)는 펜 팁(5)을 진동시키기 위해 진동 펜(3)의 진동자(4)에 구동 신호를 공급한다. 진동 전달판(8)은 좌표를 입력할 때 진동 펜(3)이 접촉하는 아크릴 또는 유리판과 같은 투명 부재로 만들어진다. 실제로, 진동을 입력할 때, 진동 펜(3)은 진동 전달판(8)의 유효 영역 A의 소정 위치와 접촉한다.

방진재(7)는 반사된 진동을 억제하여 그들이 중심부로 복귀하는 것을 방지하기 위해 진동 전달판(8)의 외부 영역을 감싼다. 진동 전달판(8)의 주변에는, 압전소자와 같은 네개의 진동센서(6a 내지 6d)가 기계적 진동을 전기 신호로 변환하기 위해 구석에 단단히 고정되어 있다. 이하, 진동센서(6a 내지 6d)는 집단적으로 진동센서(6)로 설명된다.

각각의 진동센서(6)에 의해 출력된 신호는 진동센서(6)의 주변에 위치된 전치증폭회로(도시되지 않음)에 전달되고, 선정된 이득으로 증폭되어 구해진 신호는 파형 검출 회로(9)에 전달된다. 진동센서(6)에 대해 파형 검출 회로(9)에 의해 생성된 진동 검출 신호는 연산제어회로(1)에 전달된다. 연산제어회로(1)는 선정된 주기로 진동자 구동 회로(2)를 거쳐 진동자(4)를 구동시키고, 진동자(4)의 구동과 파형 검출회로(9)로부터의 검출 신호의 수신간의 경과 시간 즉, 진동 전달 시간을 측정한다. 다음에 연산제어회로(1)은 진동 펜(3)이 개별적인 진동센서(6)에 대한 진동 전달판(8)을 접촉하는 위치로부터의 거리를 얻고 그 거리를 이용하여 입력 좌표를 산출한다.

액정 디스플레이, CRT, 또는 투사 디스플레이일 수 있는 디스플레이(11)는 도트 단위를 이용하여 디스플레이가 가능하도록 진동 전달판(8) 뒤에 배치된다. 디스플레이 구동 회로(10)에 의해 구동되는 디스플레이(11)는 진동 펜(3)으로 도면이 수행되는 위치를 디스플레이한다. 사용자는 투명재료로 된 진동 전달판(8)을 통해 이 디스플레이를 볼 수 있다.

진동 펜(3)에 일체로 되어 있는 진동자(4)는 진동자 구동 회로(2)에 의해 구동된다. 진동자(4)를 위한 구동 신호는 선정된 이득으로 연산제어회로(1)로부터 수신된 저레벨 펄스 신호를 증폭하므로써 진동자 구동 회로(2)에 의해 생성된다. 전기적 구동신호는 진동자(4)에 의해 초음속 기계적 진동으로 변환되고, 기계적 진동은 펜 트립(5)을 걸쳐 진동 전달판(8)에 전달된다.

진동자(4)를 위한 진동 주파수와 같이, 유리 등으로 된 진동 전달판(8)에서 플레이트 파형의 발생을 가능하게 하는 값이 선택된다. 또한, 진동 전달판(8)에 수직인 진동자(4)를 진동시키기 위한 모드가 선택된다. 펜 팁(5)을 포함하는 진동 전달부재를 위한 공진 주파수가 진동자(4)를 위한 진동 주파수로서 사용될 때, 효율적인 진동 변환이 가능하다.

상기 서술된 바와 같이, 진동 전달판(8) 전체에 전달된 탄성파는 플레이트 파형이고, 표면파와는 달리, 플레이트 파형은 진동 전달판(8)의 표면위에 있는 스크래치 또는 장애물에 의한 영향을 거의 받지 않는다.

[연산제어회로의 회로 예]

연산제어회로(1)는 선정된 간격(즉, 5ms)으로 진동 펜(3)의 진동자(4)를 구동시키기 위해 진동자 구동 회로(2)를 통해 구동신호를 출력하며, 또한 구동 신호의 전달시 카운터(33)를 활성화시키고 카운터는 시간을 측정하기 시작한다. 진동 펜(3)에 의해 생성된 진동은 주행된 거리와 공명하여 지연이 다음에 오는 진동센서(6)에 의해 수신된다.

파형 검출 회로(9)는 진동센서(6)로부터 신호를 검출하고, 진동이 진동센서(6)에 도달하였다는 것을 가리키는 검출 신호를 발생하며, 연산제어회로(1)에 신호를 전달한다. 연산제어회로(1)는 대응하는 진동센서(6)에 의해 방출된 검출 신호를 훼치하고, 개별적인 진동센서(6)에 대한 진동 전달 시간을 구하기 위해 검출 신호로 표시되는 진동 수신 시간에 대응하는 카운터(33)에 의해 유지된 값을 사용한다. 진동 전달 시간에 근거하여, 연산제어회로(1)는 개별적인 진동센서(6)까지의 진동 전달거리를 산출하고, 진동이 진동 펜(3)에 의해 입력되는 점에 대한 좌표를 산출한다.

또한, 연산제어회로(1)는, 예를 들어 구해진 입력 좌표를 디스플레이하거나 또는 직렬 또는 병렬 통신 포트(도시되지 않음)를 통해 외부장치로 좌표를 출력하기 위해 디스플레이 구동 회로(10)를 구동시킨다.

도 3은 연산제어회로(1)의 회로를 도시하는 블럭도이다. 마이크로컴퓨터(31)는 연산제어회로(1)(모든 좌표 입력 장치)의 동작을 제어한다. 마이크로컴퓨터(31)는 동작 절차와 다양한 상수(진동 전달 속도를 포함하여)가 저장되어 있는 ROM(31b), 산출하는데 이용될 작업 메모리 RAM(31c), 및 산출을 수행하고 이들 구성부품을 제어하는 CPU(31a)를 포함한다.

카운터(33)는 기준 클럭 신호(도시되지 않음)에 공명하여 시간을 측정한다. 진동자 구동 회로(2)를 통해 전달되는 진동자(4)를 구동시키는 구동신호(시작 신호)를 수신하게 되면, 카운터(33)는 활성화되어 시간을 측정하기 시작한다. 카운터(33)가 진동센서(6) 각각에 대해 진동 전달 시간을 측정한 후, 이는 리셋 신호에 의해 다시 초기화된다. 따라서, 시간 측정의 시작은 진동센서(6)(파형 검출 회로(9))에 의해 수행된 진동의 검출과 동기되고, 진동센서(6)에 의한 진동의 발생과 진동의 검출간의 시간 지연, 즉 진동 전달 시간이 측정될 수 있다.

진동센서(6)의 경우, 파형 검출 회로(9)에 의해 공급되는 검출 신호(타이밍 신호)는 신호 입력 회로(35)를 통해 래치 회로(34a 내지 34d)에 전달된다. 두가지 종류의 검출 신호, tp 신호와 tg 신호가 존재하는데, 이들 모두는 나중에 설명될 것이다. 이들 신호는 선택 신호와 공명하여 스위치되고, 개별적인 신호에 대해 위상 지연 시간과 그룹 지연 시간이 측정된다.

래치 회로(34a 내지 34d)는 진동센서(6a 내지 6d)에 대응한다. 대응하는 진동센서(6)로부터 검출신호를 수신하게 되면, 래치 회로는 그 당시에 카운터(33)에 의해 보유된 시간 값을 래치한다. 판정 회로(36)가 모든 진동센서(6)에 대한 검출 신호가 수신되었다고 결정하면, 이는 마이크로컴퓨터(31)에 수신 완료 신호를 출력한다. 판정 회로(36)로부터 수신 완료 신호를 수신하게 되면, 마이크로컴퓨터(31)는 래치 회로(34a 내지 34d)로부터 진동에 개별적인 진동센서(6)에 도달하는데 필요한 주기를 판독하고, 진동 전달판(8)상의 진동 펜(3)의 위치에 대한 좌표를 얻기 위해 선정된 산출을 수행한다.

구해진 좌표는 I/O 포트(37)를 통해 디스플레이 구동 회로(10)에 출력되고, 예를 들면, 디스플레이(11)상의 대응하는 위치(좌표에)에 도트가 디스플레이될 수 있다. 구해진 좌표는 I/O 포트(37)와 인터페이스 회로(도시되지 않음)를 통해 외부장치에 전달될 수 있다.

도 14는 마이크로컴퓨터(31)의 ROM(31b)에 저장되어 있는 프로그램 코드와 상수를 도시하는 개념도이다. 프로그램 모듈(1401)은 이전에 설명된 바와 같이 진동자 구동 회로(2)를 통해 진동 펜(3)의 구동과 진동센서(6)에 의한 진동의 검출간의 시간 주기, 즉 진동 전달 시간을 측정하는데 사용된다. 프로그램 모듈(1402)은 구해진 진동 전달 시간과 프로그램 모듈(1405)에 상수로서 저장된 진동 전달 속도를 이용하여 진동 펜(3)에서 진동센서(6)까지의 거리를 산출하는데 사용된다. 프로그램 모듈(1403)은 구해진 거리를 교정하는데 사용된다. 프로그램 모듈(1404)는 구해지거나 또는 교정된 거리를 이용하여 진동 입력 좌표를 산출한다.

[진동 전달 거리의 산출예]

먼저, 진동 펜(3)에서 각각의 진동센서(6)까지 진동전달을 위한 거리를 얻기 위한 원리에 대해 설명될 것이다. 진동 전달 시간은 프로그램 모듈(1401)의 기능에 근거하여 측정되고, 진동 전달 거리는 프로그램 모듈(1402)의 기능에 근거하여 산출된다. 도 4는 파형 검출 회로(9)에의 신호 입력을 설명하는 차트와, 신호에 공명하여 진동 전달 시간을 측정하기 위한 처리의 원리이다.

진동 펜(3)에서 진동센서(6)까지 진동 전달을 위한 시간의 측정은 상기 서술된 바와 같이 구동 신호(시작 신호)(41)가 진동자 구동 회로(2)로 출력되는 시간에 시작된다. 다음에 진동자 구동 회로(2)는 구동 신호(41)를 진동자(4)에 전달하고, 구동 신호(41)에 응답하여, 초음속 진동이 진동 펜(3)에 의해 생성되어 진동 전달판(8)으로 전달된다. 다음에 진동을 검출하는 진동센서(6)까지의 거리에 대응하는 주기 tg 동안 진동이 진행한다. 도 4의 신호(42)는 진동센서(60에 의해 검출된 예시적인 파형을 설명한다.

본 실시예에서는 플레이트 파형이 사용되기 때문에, 검출된 파형의 엔벨로프(421)와 그 위상(422)간의 관계는 진동 전달판(8) 전체에 전해진 진동 전달 거리에 따라 변한다. 엔벨로프(421)가 진행하는 속도, 즉 그룹 속도가 Vg로 정의되고 위상이 진행하는 속도, 즉 위상 속도가 Vp로 정의된다고 가정하면, 지금부터 그룹 속도 Vg와 위상 속도 Vp를 이용하여 이제부터 진동 펜(3)과 진동센서(6)간의 거리를 결정하기 위한 원리에 대해 설명될 것이다.

먼저, 엔벨로프(421)의 경우, 파형위의 특정한 점, 즉 굴절점 또는 피크점(신호 42 또는 43을 참조)가 검출되면, 진동 펜(3)과 진동센서(6)간의 거리 d가 식(1)로 구해진다 :

d = Vg·tg ···(1)

여기서, Vg는 엔벨로프(421)의 속도를 가리키고, tg는 진동 전달 시간(그룹 지연 시간)을 가리킨다.

또한, 좌표를 보다 정확히 결정하기 위해 위상 신호의 검출에 따른 처리가 수행된다. 위상 신호(422)위의 검출된 특정한 점, 예를 들면 선정된 신호 레벨(46)이 초과된 후 진동의 입력이 다음에 오는 제로-교차점에 도달하는 시간(위상 지연시간)이 tp(신호(45)는 위상 신호(422)와 신호(47)와 관련하여 생성되는 특정한 폭을 갖는 윈도우 신호(44)를 비교하므로써 생성되고 tp는 신호(45)로부터 구해진다.)라고 가정한다. 진동 펜(3)과 진동센서(6)간의 거리 d는 식(2)으로 표현된다 :

d = n ·λp + Vp ·tp ···(2)

여기서, λp는 탄성파의 파장을 가리키고, n는 정수이다.

식(1)과 (2)로부터, 정수 n는 식(3)으로 표현된다 :

n = [(Vg·tg - Vp·tp)/λp + 1/N) ···(3)

여기서, N는 적당한 값을 갖는 0이외의 임의의 실수이다. 예를 들면, N=2와 진동 전달 시간 tg가 ±1/2의 파장을 가짐으로서 n가 결정될 수 있다. 식(2)에 n를 치환하므로써, 진동 펜(3)과 진동센서(6)간의 거리가 정확히 측정될 수 있다.

그룹 지연 시간 tg를 가리키는 검출 신호 Tg와 위상 지연 시간 tp를 가리키는 검출 신호 Tp가 파형 검출 회로(9)에 의해 생성되어 연산제어회로(1)에 전달된다.

도 5는 파형 검출 회로(9)의 일부 구조를 도시하는 블럭도이다. 도 5의 구성은 진동센서(6)중 하나의 센서에 대응하고, 실제로 이들 네개의 구성은 진동센서(6)에 따라 포함되어 있다.

도 5에는, 진동센서(6)에 의해 출력된 신호가 그 주변에 놓인 전치증폭회로(51)에 의해 선정된 이득으로 증폭된다. 증폭에 의해 구해진 잉여의 주파수 신호 성분은 대역 통과 필터(511)에 의해 제거된다. 이때 결과로 나타나는 신호(도 4에서 신호(42))는 예를 들어 절대값 회로와 저역필터로 구성되는 엔벨로프 검출 회로(52)에 전달되고 엔벨로프(신호(421))만이 추출된다. 엔벨로프의 피크에 대한 타이밍은 엔벨로프 피크 검출 회로(53)에 의해 검출되고, 엔벨로프 피크에 대해 검출된 타이밍은 단안정 멀티바이브레이터 등으로 구성되는 Tg 신호 검출 회로(54)에 전달된다. 엔벨로프 지연 시간이 검출되었다는 것을 가리키는 검출 신호 Tg는 Tg 신호 검출 회로(54)에 의해 생성되고 연산제어회로(1)에 전달된다.

신호 검출 회로(55)는 엔벨로프 검출 회로(52)에 의해 검출된 엔벨로프(도 4에서 신호(421))에서 선정된 레벨로 임계 신호(45)를 초과하는 도 4의 부분에 대한 펄스 신호(47)를 형성한다. 단안정 멀티바이브레이터(56)는 펄스 신호의 제1 선두에지에 의해 트리거되는, 특정 폭을 갖는 게이트 신호(신호(44))를 개방한다. Tp 비교회로(57)는 게이트 신호가 개방되는 시간 동안 위상 신호(신호(422))에 대한 제로-교차점을 검출 신호 Tp로서 연산제어회로(1)에 공급한다. 본 실시예에서, 제로-교차점이 위상 신호의 제1 선두 에지에 의해 도달되기 이전에 경과하는 시간은 위상지연 시간 tp로 정의된다.

연산제어회로(1)는 진동센서(6)에 대해 검출 신호 Tg와 Tp로부터 각각의 진동센서(6)에 대한 진동 전달 시간을 얻고 진동센서(6)까지의 거리를 산출한다.

[회로 지연 시간의 교정예]

연산제어회로(1)의 각 래치 회로(34a 내지 34d)에 의해 래치되는 래치 카운트(진동 전달 시간)는 회로 지연 시간 et와 위상 오프셋 시간 toff를 포함한다. 이들 시간에 의해 유발된 오차는 이들이 진동 펜(3)으로부터 진동 전달판(8) 전체에 진동펜(3)으로부터 전달되고 진동센서(6)에 의해 수신될 때 진동에 포함된다.

도 6은 진동 전달판(8)의 평면도이다. 도 6에서, 진동은 진동 펜(3)에 의해 원점 0에서 입력된다. 원점 0에서 진동센서(6a)까지 진동 전달을 위해 실제 측정된 시간(그룹 지연 시간과 위상 지연 시간)은 tgz'와 tpz'로 정의되고, 원점 0에서 진동 센서(6a)까지 진동 전달을 위한 참된 시간은 tgz와 tpz로 정의된다. 식 (4)와 (5)는 회로 지연 시간 et와 위상 오프셋 시간 toff에 대해 설정된다 :

tgz' = tgz + et ···(4)

tgz' = tpz + et + toff ···(5).

다른 한편, 식(6)과 (7)은 임의의 입력점 P에서 실제 측정값 tg' 및 tp'에 대해 설정된다 :

tg' = tg + et ···(6)

tg' = tp + et + toff ···(7).

식(4)와 (6) 간에 그리고 식(5)와 (7)간의 차이가 산출될 때, 식(8)과 (9)으로 표현된 관계는 다음과 같이 설정된다 :

tg'-tgz' = (tg+et) - (tgz+et) = tg-tgz ···(8)

tp'-tpz' = (tp+et+toff) - (tpz+et+toff) = tp-tpz ···(9).

다른 말로 표현하면, 각각의 진동 전달 시간에 포함된 회로 지연 시간 et와 위상 오프셋 시간 toff이 제거되고, 원점 0의 위치에서 입력점 P까지 전달하기 위한 지연 시간의 참된 차이가 진동센서(6a)의 위치에서 시작하여 거리에 공명하여 구해질 수 있다. 결국, 거리간의 차이가 식(2) 및 (3)으로부터 산출될 수 있다.

진동센서(6a)에서 원점 0까지의 거리가 비휘발성 메모리 등에 미리 저장되고 이와같이 공지되어 있기 때문에, 진동 펜(3)과 진동센서(6a)간의 거리가 결정될 수 있다. 다른 진동센서(6b 내지 6d)까지의 거리도 동일한 방법으로 구해질 수 있다.

원점 0과 관련된 실제 측정값 tgz'와 tpz'는 출하시 비휘발성 메모리에 저장되어 있다. 프로그램 모듈(1403)에 근거하여, 식(2) 및 (3)를 산출하기 이전에 정확한 측정을 제공하기 위해 식(8) 및 (9)에 대한 산출이 수행된다.

[진동 전달 속도와 관련된 상수를 결정하기 위한 실시예]

알루미늄 또는 다른 금속으로 된 진동 전달판이 사용될 때, 금속의 그레인 경계가 금속이 롤되어 있는 방향과 공명하는 특정 방향으로 정렬되어 있기 때문에, 진동 전달판 전체에 걸친 진동 전달 속도가 진동이 전달되는 방향과 공명하여 변경되게 하는 이방성이 발생하도록, 진동 전달 상태는 진동 전달 방향에 따라 변한다. 제조 공정 동안 쉬트가 늘어나는 방향과 공명하여 금속판 뿐아니라 수지 쉬트에서도 이방성은 발생한다. 그리고 이방성은 수지 쉬트가 진동 전달판으로서의 역할을 할 때 발생할 뿐아니라 진동 전달판이 다른 판 부재에 수지 쉬트를 부착하여 제조될 때에도 발생한다.

본 실시예는 이방성을 갖는 진동 전달판(8)이 이동되는, 즉, 특히 진동이 전달되는 방향에 따라 진동 전달 속도가 변하는 좌표 입력 장치에 적합하다. 현재 이용가능한 판 부재는 제조 공정 동안 부딪히게 되는 상기 조건때문에 다소 이방성이다. 특히, 일반적으로 산란을 방지하기 위해 고도의 이방성 수지판이 도포되어 있는 저이방성 유리판이 제조된다. 그 이유중 한가지는 저이방성 판부재가 진동 전달판으로서 사용되어, 특히 공업 재료를 필요로 하며, 따라서 제조 비용이 증가된다는 것이다.

도 7은 본 실시예에서 진동 전달판(8)의 이방성을 도시하는 개념도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 진동센서(6a 내지 6d)는 직사각형 이방성 진동 전달판(8)의 각 구석에 배치된다. 직사각형의 유효 영역 A는 구석에 배치된 진동센서(6a 내지 6d)로 형성된 직사각형이다. 유효 영역 A의 구석은 진동센서(6a 내지 6d)로 형성된 직사각형을 교차하는 거의 대각선상에 놓이도록 배치되어 있다. 진동센서(6)와 유효 영역 A간의 이와 같은 배치 관계는 이와 같은 종류의 좌표 입력 장치에 공통이다.

이전에 서술된 바와 같이, 진동 펜(3)과 개별적인 진동센서(6)간의 거리를 산출하기 위해, 진동 전달 시간, 즉 그룹 지연 시간 Vg와 위상 지연 시간 Vp는 상수값으로서 미리 구해져야 한다(예를 들면, 비휘발성 메모리에 저장되어야 한다.). 종래에, 이전에 상기 서술된 바와 같이, 진동센서(6)에 대해 측정된 진동 전달 시간에 대한 평균값이 구해져 제조 비용을 감소시키도록 저장된다. 그러나, 본 실시예에서, 진동 전달 속도는 대각선으로 배치된 진동센서(6)의 두 쌍, 즉 한쌍의 센서(6a와 6d)와 한쌍의 센서(6b와 6c)에 대해 산출되고, ROM(31b)의 영역(1405)에 저장된다.

상수값으로 보유될 진동 전달 속도를 측정하기 위해, 예를 들면, 진동 펜(3)에서 개별적인 진동센서(6)까지 진동을 전달하기 위한 거리와 시간은 진동 펜(3)을 사용하여 주사하거나 또는 XY축 스테이지를 따라 진동 전달판(8) 전체를 주사하므로써 측정될 수 있고, 거리와 시간에 대한 실제 측정값이 이용될 수 있다. 진동 전달 속도를 측정하기 위해 역시 다른 방법에 이용될 수 있다.

예로서, 진동 전달판(8)의 이방성의 축방향(이하, 간단히 이방성의 방향이라고 한다.)이 도 7에 진한 화살표로 표시된 방향인 경우를 예로 든다. 진동 전달 속도에 관련된 이방성의 방향에 따라, 두개의 교차하는 축을 따른 진동 전달 속도간의 차이는 최대라는 것을 쉽게 알 수 있다. 따라서, 도 7의 예에서, 이방성의 방향을 표시하는 화살표는 서로 교차한다. 이와 같은 이방성을 갖는 진동 전달판(8)의 경우, 대각선으로 배치되어 있는 쌍으로 된 진동센서(6a 및 6d 또는 6b 및 6c)는 이방성의 방향에 대해 대칭이다. 따라서, 동일한 진동 전달 속도가 대각선으로 배치된 진동 센서(6)에 대해 만족할 만하게 사용될 수 있다. 결국, 대각선으로 배치된 각각의 진동센서쌍(6)에 대해 오로지 하나의 진동 전달 속도만이 이용될 필요가 있고, 따라서 두개의 진동 전달 속도가 ROM(31)에 상수로서 저장될 필요가 있다.

도 8은 대각선으로 배치된 두 쌍의 진동센서의 각각에 대해 하나의 진동 전달 속도를 이용하여 구해진 네개의 진동센서(6)로 형성된 직사각형의 대각선을 따라 진동 펜(3)에서 진동센서(6)까지의 거리와 진동센서(6)까지의 거리를 측정할 때 발생하는 오차 ΔL간의 관계를 도시하는 도면이다.

도 9는 도 8에 도시된 실시예에 존재하는 것과 동일한 조건하에서 네개의 진동센서에 대해 평균화된 진동 전달 시간을 이용하여 구해진 거리인, 진동 펜에서 개별적인 진동센서까지의 거리와 진동센서까지의 거리를 측정할 때 발생하는 오차 ΔL간의 종래 관계를 도시하는 도면이다.

본 실시예에서 도 8의 오차 ΔL은 종래기술에서 도 9의 오차 ΔL보다 작다는 것은 명확하다. 진동 전달 속도가 개별적인 진동센서(6)에 대한 상수로서 저장되어 있을 때에도 도 8에 도시된 바와 같은 동일한 결과가 구해진다. 그러나, 본 실시예에서 진동 전달 속도의 측정은 대각선으로 배치된 한쌍의 진동센서(6)에 대해서만 필요하기 때문에, 산업적으로 이는 진동센서 각각에 대해 진동 전달 속도가 측정되어야 하는 종래기술에서 보다 훨씬 우수하다.

게다가, 동일한 생산 공정에서 제조하는 동안 진동 전달판의 이방성은 일관성이 있고, 플레이트 파형에 대한 진동 전달 속도가 판의 두께와 주파수에 의존한다는 사실에 따라, 판의 검출된 주파수와 측정된 두께간의 관계와 대각선으로 배치된 진동센서(6)의 각 쌍에 대한 진동 전달 속도간의 관계가 구해진다. 개별적인 진동전달판에 대한 것과 같이, 두 종류의 진동 전달 속도를 구하기 위해 판의 두께만이 측정될 필요가 있다.

진동 전달 속도의 측정은 네개의 진동센서(6)로 형성되는 직사각형을 교차하는 대각선을 따라 실시된다. 대각선은 유효영역 A의 정점, 즉 진동센서(6)에서 가장 먼 점을 포함한다. 특히, 진동 전달 속도는 최대 오차가 발생할 수 있는 영역에서, 진동센서(6)와 진동 펜(3)간의 거리를 측정하므로써 제공된 결과에 근거하여 산출되기 때문에, 구해진 좌표에 관련하여 발생하는 오차는 작다.

비록 도 8 및 도 9에 도시된 실시예가 네개의 진동센서(6)로 형성된 직사각형의 대각선을 따라 측정하므로써 구해진 결과이지만, 본 실시예에서 이용된 방법도 역시 하나의 상수를 이용하는 종래 방법보다 대각선의 그것 이외의 영역에서 수행된 측정에 대해 훨씬 우수하다. 네개 또는 두개의 상수가 이용되는 지에 관계없이, 본 실시예에서와 같이, 진동 전달판이 이방성을 갖는 한 대각선의 그것이외의 영역에서 오차가 발생할 것이다.

이제부터 진동 전달판의 이방성의 방향에 의존하지 않는 진동 전달 거리의 결정에 대해 설명될 것이다. 도 10은 이방성의 방향이 네개의 진동센서(6)로 형성된 직사각형의 각 측면에 평행한 예를 도시하는 도면이다. 이 예는 진동 전달판(8)의 이방성의 방향이 다르다는 것을 제외하고 도 7에 도시된 예와 동일한 구조를 갖는다.

도 11은 네개의 진동센서(6)로 형성된 직사각형의 대각선을 따라, 대각선으로 배치된 진동센서(6)의 각 쌍에 대해 하나의 진동 전달 속도를 이용하여 산출되는 진동 펜(3)에서 진동센서(6)까지의 거리와 개별적인 진동센서(6)까지의 거리에 대한 오차 ΔL간의 관계를 도시하는 도면이다.

도 12는 네개의 진동센서(6) 모두에 대해 평균화된 하나의 진동 전달 시간을 이용하여 그리고 도 11에 도시된 예에 대한 것과 동일한 조건하에 산출된 진동 펜(3)에서 진동센서(6)까지의 거리와 진동센서(6)까지의 거리에 대한 오차 ΔL간의 종래 관계를 도시하는 도면이다.

상기 예에서는 물론 종래 기술에서, 진동 전달판(8)의 이방성의 방향은 모든 진동센서(6)에 대해 동일한 조건을 구성하므로써 적용된다. 따라서, 진동센서(6)에 대해 개별적인 진동 전달 속도(상수)가 사용되는 경우에서와 같이, 두개의 진동 전달 속도를 사용하여 구해진 거리에서의 오차 ΔL(도 11을 참조)는 작다.

이방성의 방향은 도 7 또는 도 10에 도시된 것에 한정되어 있지 않다. 특히, 이방성의 방향이 어떻든 간에, 진동 전달 속도간의 차이를 구성하는 이방성이 교차방향으로 최대인 한, 진동센서(6)쌍 각각에 대해 하나의 진동 전달 속도가 사용될 수 있다. 그 이유는 진동 전달 속도간의 차이가 교차 방향에서 최대일 때, 이방성은 대각선으로 배치된 진동센서(6)쌍에 균일하게 작용한다.

[좌표를 산출하는 예]

이제부터 도 6을 참조하면서, 진동 펜(3)에 의해 진동 전달판(8)에 진동이 입력되는 좌표의 산출 원리에 대해 설명될 것이다. 좌표를 산출하기 위한 식은 피타고라스 이론을 이용하여 구해진다.

도 6에 도시된 회로에서, 진동 펜(3)에서 진동센서(6a 내지 6c)까지의 위치인 P(x,y)로부터의 거리(da, db 및 dc)는 이전에 상기 서술된 바와 같이 진동 전달 시간과 ROM(31)에 미리 저장된 진동 전달 속도를 곱하고 그 결과를 교정하므로써 구해질 수 있다.

연산제어회로(1)가 이들 거리에 근거하여 거리(da, db 및 dc)를 구한 후에, 연산제어회로(1)는 식(10)과 식(11)을 이용하여 진동 펜(3)이 접촉하는 좌표 P(x,y)를 산출한다:

x=X/2 + (da + db)·(da-db)/2X ···(10)

y=Y/2 + (da + dc)·(da-dc)/2Y ···(11)

여기서, X와 Y는 진동센서(6a와 6b)간에 그리고 진동센서(6a와 6c)간의 거리를 각각 가리킨다. 이와 같이, 진동 펜(3)의 위치에 대한 좌표가 실시간으로 검출될 수 있다. 비록 본 예에서 세개의 진동센서(6a 내지 6c)간의 거리가 좌표를 구하는데 이용되지만, 진동센서(6d)까지의 거리는 구해진 좌표의 적합성을 평가하거나 또는 좌표를 구하기 위해 산출의 정확도를 향상시키는데 이용될 수 있다.

본 실시예에서, 진동센서(6)는 진동 전달판(8)의 각 구석에 위치되어 있다. 그러나, 진동센서(6)는 예를 들면 단면 형태로 유효영역 A의 측면중 한 측면을 따라 중심이 놓여 배치될 수 있거나 또는 이들은 대각선으로 배치된 진동센서(6)에 대한 상수로서 하나의 진동 전달 시간이 이용될 수 있는 한 다르게 배치될 수 있다.

[제2 실시예]

제1 실시예에서, 대각선으로 배치된 진동센서(6)의 각쌍에 대한 상수로서 단일 진동 전달 시간을 보유하기 위해, 진동 펜(3) 또는 진동 전달판(8)에 대해 주사가 수행되고, 진동 펜(3)에서 진동센서(6)까지 진동 전달을 위한 거리와 시간이 측정된다. 제2 실시예에서, 대각선으로 배치된 진동센서(6)중 하나의 센서가 구동되고 진동 전달 시간을 측정하기 위해 진동을 발생하며, 측정된 시간에 근거하여 진동 전달 속도(1405)가 결정된다.

도 13은 제2 실시예에 따른 좌표 입력 장치에 대한 예시적인 구성을 도시하는 블럭도이다. 본 실시예에서, 두개의 진동 구동 회로(12)와 구동 제어회로(13)가 제1 실시예에서 이용된 좌표 입력 장치에 부수적으로 제공되고; 다른 부분은 제1 실시예에서의 그것과 동일하다.

두개의 진동센서 구동 회로(12a와 12c)는 제1 실시예에서 진동자 구동 회로(2)가 진동자(4)를 구동시키는 것과 동일한 방식으로 진동센서(6a 및 6c)를 각각 구동시킨다. 진동자(4)는 물론 진동센서(6a 및 6c)는 각각의 진동센서 구동 회로(12a 12b)로부터 구동신호가 수신될 때 진동자로서의 역할을 한다. 반면에 입력 좌표를 산출하기 위해, 진동센서(6a 및 6c)는 진동센서로서의 기능을 한다.

구동 제어회로(13)는 진동센서(6a 및 6c)를 각각 구동시키며 연산제어회로(1)로부터 수신된 구동신호(시작신호)를 진동센서(6a 또는 6c)중 어느 하나로 선택적으로 전달한다.

본 실시예에서, 진동센서(6a)에서 진동센서(6d)까지 진동을 전달하는데 필요한 시간을 측정하기 위해, 연산제어회로(1)는 센서(6a)가 진동을 발생하고 진동센서(6d)가 진동을 검출하도록, 진동자(4)가 구동되는 것과 동일한 방식으로 진동센서 구동 회로(12a)를 사용하여 진동센서(6a)를 구동시킨다. 진동센서(6c)에서 진동센서(6b)까지 진동을 전달하는데 필요한 시간을 측정하기 위해, 연산제어회로(1)는 진동센서(6c)가 진동을 발생하고 진동센서(6b)가 진동을 검출하도록, 진동자(4)가 구동되는 것과 동일한 방식으로 진동센서 구동 회로(12c)를 사용하여 진동센서(6c)를 구동시킨다.

도 14는 본 실시예에서 마이크로컴퓨터(31)의 ROM(31b)에 저장된 프로그램 코드와 상수를 도시하는 개념도이다. 제1 실시예에서 사용되었던 것과 동일한 참조 번호가 대응하거나 또는 동일한 구성요소를 가리키는데 사용되었고, 따라서 이들에 대한 부수적으로 설명되지 않을 것이다. 적어도 진동 전달 속도가 저장되어 있는 ROM(31b)의 영역(1405)은 EEPROM과 같이 전기적으로 소거가능한 메모리이다.

도 15에서, 프로그램 모듈(1406)은 경과하는 진동 전달 시간을 측정하는데 사용되며, 다음에 구동된 진동센서(6)에 대향하여 대각선으로 배치된 다른 진동센서(6)가 진동을 검출할 때까지 구동 제어회로(13)와 어느 한 진동센서 구동 회로(12a 또는 12c)에 의해 어느 한 진동센서(6a 및 6c)가 구동된다. 프로그램 모듈(1407)은 센서의 측정된 진동 전달 시간과 프로그램 모듈(1408)에 저장된 센서 거리를 이용하여 진동센서(6a 및 6d)간에 그리고 진동센서(6b 및 6c)간에 진동 전달 속도를 산출하는데 사용된다.

상기 서술된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 좌표 입력 장치는 상수가 필요하지 않기 때문에 미리 설정된 진동 전달 속도를 측정하기 위한 특수한 측정 시설을 필요로 하지 않으며, 산업적으로 대단히 우수하다. 제품이 출하된 후에도 진동전달 속도가 재설정될 수 있기 때문에, 진동 전달 속도는 환경 변화에 따라 또는 부품이 교체될 때마다 조정(다시 기록)될 수 있다. 따라서, 고정밀도의 좌표 검출을 연속적으로 제공할 수 있다.

본 발명은 다수의 장치로 구성된 시스템 또는 단일 장치를 포함하는 장치에 적용될 수 있다. 본 발명의 목적은, 상기 실시예에서 기능을 달성하기 위해, 시스템 또는 장치의 컴퓨터(CPU 또는 MPU)가 판독하고 실행할 수 있는 시스템 또는 장치에 소프트웨어 프로그램 코드가 저장된 기억 매체를 제공하므로써 달성될 수 있다.

이 경우, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드가 본 발명으로서 제공된 신규한 기능을 달성하기 때문에, 프로그램 코드가 저장된 기억 매체는 본 발명을 구성한다.

프로그램 코드를 전달하기 위한 이와 같은 기억 매체는 예를 들면 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 디스크, 자기-광 디스크, CD-ROM, CD-R, 자기 테이프, 비휘발성 메모리 카드, 또는 ROM일 수 있다.

또한, 상기 실시예의 기능은 컴퓨터에 의해 판독된 프로그램 코드를 실행하므로써 뿐아니라 프로그램 코드에 저장된 인스트럭션에 따라 실제 처리의 일부 또는 모두를 수행하는 컴퓨터에 의해 실행되는 OS(운영체제)로서 실현될 수 있다.

또한, 기억 매체로부터 판독된 프로그램 코드는 컴퓨터에 삽입된 확장 보드 또는 컴퓨터에 접속된 확장 장치의 메모리에 기록될 수 있으며, 프로그램 코드에 저장된 인스트럭션에 근거하여, 확장 보드 또는 확장 장치에 장착된 CPU가 실제 처리의 일부 또는 모두를 실행할 수 있다. 이와 같이, 상기 실시예의 기능도 역시 달성될 수 있다.

상기 서술된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 진동 전달판을 갖는 좌표 입력 장치의 경우, 진동 입력 위치에서 개별적인 진동센서(6)까지의 거리를 산출할 때 공지된 상수로서 사용되는 진동 전달 속도를 용이하게 측정할 수 있고, 입력 좌표를 달성하기 위해 정확한 산출을 일정하게 제공할 수 있다.

[제3 실시예]

제3 실시예에 따른 좌표 입력 장치의 회로는 제1 및 제2 실시예의 그것과 거의 동일하기 때문에 간단하게 설명될 것이다.

도 19는 제3 실시예에 따른 좌표 입력 장치 회로의 특징을 바람직하게 나타내는 도면이다.

도 19에서, 연산제어회로(19)는 모든 장치를 제어하고 좌표 위치를 산출한다. 진동자 구동 히로(2)는 진동 펜(3)의 펜팁(5)을 진동시킨다. 진동 전달판(8)은 아크릴 또는 유리판과 같은 투명 부재로 만들어지고, 좌표를 입력하기 위해 진동 펜(3)은 진동 전달판(8)의 표면에 접촉한다.

진동 전달판(8)에 실선으로 표시된 영역 A(이하 유효영역 A로 불리운다.)이 마련된다. 유효영역 A에 진동 펜(3)으로 지정된 그와 같은 좌표만이 유효 입력 좌표로 간주된다. 이 영역 A는 직사각형과 같은 모양을 지니며, 소정의 좌표 입력 정확도 또는 좌표 입력 범위와 같은 좌표 입력 장치를 위한 명세에 의해 결정된다.

방진재(7)는 반사된 진동을 억제(감소)하여 중심부로 복귀하는 것을 방지하기 위해 진동 전달판(8)의 외부 영역을 감싼다. 진동 전달판(8)의 주변에는, 압전소자와 같은 네개의 진동센서(6a 내지 6d)가 구석에 그리고 기계적 진동을 전기적 신호로 변환하기 위해 유효 영역외부에 단단히 배치되어 있다.

본 실시예에서 진동 전달판(8)은 이방성이고 진동 전달 속도는 진동이 전달되는 방향에 따라 변한다. 이 이방성은 금속 롤링 밀 공정을 사용하여 제거되며 이방성 수지 쉬트를 진동 전달판(8)에 부착하므로써 제공되는 금속판에 존재한다. 이방성의 방향은 서로 교차한다. 진동 전달판(8)의 이방성의 방향은 이방성인 두개의 교차축이 각각 대각선으로 대향하여 진동센서(6a 및 6d, 6b 및 6c)를 연결하는 두개의 라인 세그먼트로 형성되어 있는 각의 이등분선을 따라 배치되도록 조정된다. 다른 말로 표현하면, 예를 들면, 이방성의 방향이 이등분선의 방향과 공명하도록 금속판이 절단되어 처리된다. 그렇지 않으면, 이등분선의 방향과 이방성의 방향을 정렬하기 위해 유리판에 수지 쉬트가 부착된다.

각각의 진동센서(6)에 의해 출력된 신호는 진동센서(6)의 주변에 배치된 (도시되지 않은) 전치 증폭회로에 전달되고, 선정된 이득으로 증폭하여 구해진 신호가 파형 검출 회로(9)에 전달된다. 진동센서(6)와 관련하여 파형 검출 회로(9)에 의해 발생된 진동 검출 신호는 좌표를 산출하기 위해 연산제어회로(1)에 보내진다. 입력 좌표를 산출하는 동안, 먼저, 측정된 진동 전달에 대해, 진동 펜(3)에서 진동센서(6)까지의 잠정적인 거리가 고정 상수를 이용하여 산출된다. 진동 펜(3)에서 진동센서(6)까지 연장하는 진동 전달각은 구해진 잠정적인 입력 좌표로부터 산출된다. 진동 전달 속도는 구해진 진동 전달각으로부터 유도된다. 측정된 진동 전달 시간과 관련하여 진동 펜(3)에서 진동센서(6)까지의 정확한 거리는 다시 진동 전달 속도를 이용하여 산출된다. 이와 같이, 정확한 입력 좌표 산출이 수행된다. 진동 전달판(8)의 이방성과 진동센서(6)의 위치, 진동 전달 속도를 위한 상수의 결정, 및 좌표의 산출에 대해 추후에 상세하게 설명될 것이다.

디스플레이(11)는 도트 단위로 구성된 디스플레이가 제공될 수 있는 액정 디스플레이, CRT, 또는 투사 디스플레이이고, 투과할 때 진동 전달판(8)뒤에 배치된다. 디스플레이(11)는 진동 펜(3)을 사용하여 주사가 수행되는 위치를 디스플레이하기 위해 디스플레이 구동 회로(10)에 의해 구동된다. 사용자는 투명 재료로 만들어진 진동 전달판(8)을 통해 이와 같은 디스플레이를 관찰할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 진동 펜(3)에 일체로 된 진동자(4)는 역시 진동 펜(3)에 일체로 된 진동 구동 회로(2)에 의해 구동된다. 진동자(4)를 위한 구동 신호는 연산제어회로(1)에 의해 저레벨 펄스 신호로 전달되고, 진동자 구동 회로(2)에 의해 선정된 이득으로 증폭된다. 다음에 결과로 나타나는 신호가 진동자(4)로 전달된다.

진동자(4)에 의해 전기적 구동 신호가 기계적 초음파 진동으로 변환되고, 기계적 진동이 펜팁(5)을 거쳐 진동 전달판(8)으로 전달된다.

진동자(4)의 진동 주파수는 유리 등으로 만들어진 진동 전달판(8)상에 플레이트 파형의 생성을 가능하게 하는 값으로 설정된다. 또한, 도 2에서 진동 전달판(8)에 수직인 진동자(4)를 진동시키기 위한 모드가 선택된다. 펜팁(5)을 구비하는 진동 전달 부재를 위한 공진 주파수가 진동자(4)를 위한 진동 주파수로서 사용되기 때문에, 효율적인 진동 변환이 가능하다.

상기 서술된 바와 같이, 진동 전달판(8) 양단으로 전달될 탄성파는 플레이트 파형이고, 표면파와는 달리, 플레이트 파형은 진동 전달판의 표면위에 있는 스크래치 또는 장애물에 의한 영향을 거의 받지 않는다.

[연산제어회로의 회로 예]

연산제어회로(1)는 선정된 간격(즉, 5ms)으로 진동 펜(3)의 진동자(4)를 구동시키기 위해 진동 구동 회로(2)를 통해 구동신호를 출력하고, 또한 카운터로서 구성되는 내부 타이머를 사용하여 시간을 측정하기 시작한다. 진동 펜(3)에 의해 생성된 진동은, 지연이 진동 펜(3)으로부터의 그 거리가 일치하여 진동센서(6a 내지 6d)로 전달된다.

파형 검출 회로(9)는 진동센서(6a 내지 6d)로부터 신호를 검출한다. 다음에, 이하에 서술될 파형 검출 처리에서, 파형 검출 회로(9)는 진동이 진동센서(6)에 도달한 시간을 가리키는 신호를 발생한다. 연산제어회로(1)는 진동센서(6a 내지 6d)에 대응하는 신호를 수신하고, 진동 펜(3)에 의해 입력된 진동에 대한 좌표를 산출하기 위해 개별적인 진동센서(6a 내지 6d)에 대한 진동 전달 시간을 구한다.

또한, 연산제어회로(1)는 디스플레이(11)를 제어하기 위해, 또는 직렬 또는 병렬 통신 포트(도시되지 않음)를 거쳐 외부 장치로 좌표를 출력하기 위해 진동 펜(3)에 대해 구해진 위치 정보에 근거하여 디스플레이 구동 회로(10)를 구동시킨다.

도 3은 연산제어회로(1)의 배치를 도시하는 블럭도이다. 지금부터 그 동작의 개별적인 구성요소 및 외관이 설명될 것이다.

마이크로컴퓨터(31)는 연산제어회로(1) 및 전체 좌표 입력 장치를 제어한다. 마이크로컴퓨터(31)는 다양한 동작 절차와 다양한 상수(진동 전달 속도를 포함하여)가 저장되어 있는 ROM(31b), 산출하는데 이용될 작업 메모리 RAM(31c), 및 이들 성분을 이용하여 산술을 수행하고 제어를 실행하기 위한 CPU(31a)를 포함한다.

예를 들면, 카운터로 구성되는 타이머(33)는 기준 클럭(도시되지 않음)을 측정한다. 타이머(33)는 진동자(4)를 구동시키기 위한 시작 신호가 진동 구동 회로(2)에 입력될 때의 시간을 측정하기 시작한다. 결국, 시간 측정의 시작은 진동센서(6)에 의해 수행된 진동의 검출과 동기되고, 진동센서(6)가 진동을 검출하기 전에 경과하는 시간이 측정될 수 있다.

다른 구성요소의 회로가 순서에 따라 서술될 것이다.

파형 검출 회로(9)에 의해 공급되는 진동센서(6)를 위한 진동 도달 타이밍 신호는 신호 입력 회로(35)를 거쳐 래치회로(34a 내지 34d)에 전달된다. 래치회로(34a 내지 34d)는 진동센서(6a 내지 6d)에 대응한다. 대응하는 진동센서(6)로부터 타이밍 신호를 수신하게 되면, 래치회로(34)는 타이머(33)에 의해 현재 보유되어 있는 시간값을 래치한다. 판정회로(36)가 모든 진동센서(6)에 대한 검출 신호가 수신되었다고 결정하면, 이는 그 결과의 신호를 마이크로컴퓨터(31)에 출력한다.

이때에, 선택 신호가 판정회로(36)에 대한 결정 스위치 신호로서 출력된다.

판정회로(36)로부터 신호를 수신하게 되면, 마이크로컴퓨터(31)는 래치회로(34a 내지 34d)로부터 진동이 개별적인 진동센서(6)에 도달하는데 필요한 주기를 판독한다. 마이크로컴퓨터(31)는 진동 전달판(8)상의 진동 펜(3)의 위치에 대한 좌표를 얻기 위해 선정된 산출을 수행한다.

구해진 좌표 정보는 I/O 포트(37)를 거쳐 디스플레이 구동 회로(10)에 출력되고, 예를 들면 도트가 디스플레이(11)상의 대응 위치에 디스플레이될 수 있다. 구해진 좌표는 또한 I/O 포트(37)를 거쳐 외부 장치로 좌표값을 출력하는 인터페이스 회로(도시되지 않음)에 전달될 수 있다.

도 24는 마이크로컴퓨터(31)의 ROM(31b)에 저장된 프로그램 코드와 상수를 도시하는 개념도이다. 프로그램 모듈(1401)은, 이전에 서술된 바와 같이, 진동센서(6)가 진동을 검출할 때까지 진동 펜(3)이 진동자 구동 회로(2)를 거쳐 구동되는 시간, 즉 진동 전달 시간으로부터의 주기를 측정하는데 사용된다. 프로그램 모듈(1402)은 구해진 진동 전달 시간과 프로그램 모듈(1405)에 상수로서 저장되어 있는 진동 전달 속도를 이용하여 진동 펜(3)에서 각각의 진동센서(6)까지의 거리를 산출하는데 사용된다. 본 발명에 따르면, 잠정적인 입력 좌표를 얻기 위해, 측정된 진동 전달 시간에 대해 프로그램 모듈(1406)에 저장된 고정 상수를 이용하여, 진동 펜(3)에서 진동센서(6)까지의 잠정적인 거리가 산출된다. 또한, 진동 전달 속도는 프로그램 모듈(1407)에 의해 진동 전달각으로부터 구해지고, 측정된 진동 전달 시간과 관련하여 진동 펜(3)에서 개별적인 진동센서(6)까지의 정확한 거리를 산출하는데 이용된다. 프로그램 모듈(1404)은 구해지거나 또는 교정된 거리를 이용하여 진동 입력 좌표를 산출하는데 이용된다. 프로그램 모듈(1403 및 1404)은 프로그램 모듈(1402)에 의해 구해진 잠정적인 거리와 정확한 거리를 결정하기 위해 산출을 수행한다. 프로그램 모듈(1405)은 프로그램 모듈(1404)에 의해 구해진 잠정적인 입력 좌표를 이용하여 진동 펜(3)에서 진동센서(6)까지의 진동 전달각을 산출한다. 프로그램 모듈(1407)은 진동 전달각에 대응하는 진동 전달 속도를 유도하기 위해 프로그램 모듈(1404)로서 구해진 진동 전달각을 이용한다.

[진동 전달 거리의 산출(도 4 및 도 5)]

먼저, 각각의 진동센서(6)에 대해 진동을 전달하기 위한 시간과 거리의 구하기 위한 원리에 대해 설명될 것이다.

진동 전달 시간은 프로그램 모듈(1401)에 근거하여 측정되고, 진동 전달 거리는 프로그램 모듈(1402)에 근거하여 산출된다. 도 4는 파형 검출 회로(9)에 입력될 파형과, 파형과 공명하여 진동 전달 시간을 측정하기 위한 처리를 설명한다. 비록 진동센서(6a)만을 위한 처리에 대해 설명되지만, 진동센서(6b 내지 6d)에 대해 동일한 처리가 수행될 수 있다.

진동센서(6a)로 진동을 전달하기 위한 시간의 측정은, 이전에 설명된 바와 같이 시작 신호가 진동자 구동 회로(2)에 출력되는 시간에 시작된다. 이때, 진동자 구동 회로(2)에 의해 구동 신호(41)가 진동자(4)에 전달된다. 구동신호(41)에 응답하여, 초음파 진동이 진동 펜(3)에서 진동 전달판(8)으로 전달된다. 진동은 이후 진동을 검출하는 진동센서(6a)까지의 거리에 대응하는 주기 tg동안 진행한다. 도 4의 신호 42는 진동센서(6a)에 의해 검출되는 예시적인 파형을 설명한다.

진동을 위해 플레이트 파형이 이용되기 때문에, 진동이 전달하는 동안, 검출된 파형의 엔벨로프(421)와 그 위상(422)간의 관계는 진동 전달판(8)에 걸쳐 전해진 진동 전달 거리에 따라 변한다. 엔벨로프(421)는 진행하는 속도, 즉 그룹 속도는 Vg로 정의되고, 위상이 진행하는 속도, 즉 위상 속도는 Vp로 정의된다고 가정하면, 진동 펜(3)과 진동센서(6)간의 거리 결정은 그룹 속도 Vg와 위상 속도 Vp를 이용하여 수행될 수 있다.

먼저, 엔벨로프(421)의 경우, 파형위의 특정한 점, 즉 신호(43)과 같은 굴절점 또는 피크점이 검출되면, 진동 펜(3)과 진동센서(6)간의 거리 d는 식(1)로서 구해진다 :

d=Vg·tg ···(1)

여기서, Vg는 엔벨로프(421)의 속도를 가리키고, tg는 진동 전달 속도를 가리킨다. 비록 이 식이 진동센서(6a)까지의 거리를 나타내지만, 역시 동일한 식을 사용하여 진동까지의 거리(6b 내지 6d)가 표현될 수 있다. 또한, 위상 신호를 검출하기 위한 처리가 좌표를 보다 정확하게 결정하기 위해 수행된다. 위상 파형 신호(422)에 대한 특정한 검출점 즉, 진동 입력점에서 선정된 신호 레벨(46)이 초과된 제로-교차점까지 연장하는 주기를 신호 tp(45)(위상 신호(422)를 신호(47)와 관련하여 발생된 특정 폭을 갖는 윈도우 신호(44)와 비교하므로써 구해진 신호)라고 가정한다. 진동 펜(3)과 진동센서(6)간의 거리 d는 식(2)으로 펴현된다:

d=n·λp + Vp·tp ···(2)

여기서, λp는 탄성파의 파장을 가리키고, n는 정수이다.

식(1)과 (2)로부터, 정수 n는 식(3)으로 표현된다 :

n=[(Vg·tg - Vp·tp) /λp + 1/N] ···(3)

여기서, N는 0이외의 적당한 값을 갖는 임의의 실수이다. 예를 들면, N=2와 ±1/2의 파형을 갖는 진동 전달 시간 tg로서, n가 결정될 수 있다. n를 식(2)에 치환하므로써, 진동 펜(3)과 진동센서(6)간의 거리가 정확하게 측정될 수 있다. 신호(43과 45)는 진동 전달 시간 tg과 tp를 측정하기 위해 파형 검출기(9)에 의해 발생된다. 파형 검출기(9)는 도 5에 도시된 바와 같이 배열된다.

도 5는 파형 검출 회로(9)의 구조를 도시하는 블록도이다.

도 5에서, 진동 센서(6a)에 의해 출력된 신호는 전치 증폭 회로(51)에 의해 선정된 레벨로 증폭된다. 증폭에 의해 얻어진 신호의 여분 주파수 성분은 대역 통과 필터(511)에 의해 제거된다. 최종 신호는 예를 들어 절대값 회로 및 저역 통과 필터에 의해 구성되는 엔벨로프 검출 회로(52)로 전달되고, 엔벨로프만이 추출된다. 엔벨로프에 대한 피크 타이밍은 엔벨로프 피크 검출 회로(53)에 의해 검출된다. 엔벨로프 피크에 대한 검출된 타이밍은 단안정 멀티바이브레이터 등에 의해 구성되는 Tg 신호 검출 회로(54)로 전달된다. 선정된 파형을 갖는 엔벨로프 지연 시간 검출 신호인 검출 신호 Tg (도 4에서 신호(43))은 Tg 신호 검출 회로(54)에 의해 발생되어, 연산 제어 회로(1)에 전달된다.

신호 검출 회로(55)는 엔벨로프 검출 회로(52)에 의해 검출되는 엔벨로프 신호(421) 내의 선정된 레벨에서 인계 신호(46)을 초과하는 부분에 대한 펄스 신호(47)을 형성한다. 단안정 멀티바이브레이터(56)은 펄스 신호(47)의 제1 선행 에지에서 트리거된 특정 폭을 갖는 게이트 신호(44)를 오픈시킨다. Tp 비교 회로(57)은 게이트 신호(44)가 오픈될 때 위상 신호(422)의 제1 선형 에지에서 제로-크로스 포인트를 검출하고, 위상 지연 시간 신호 tp(45)를 연산 제어 회로(1)에 제공한다. 상기 회로들은 진동 센서(6a)에 대해 제공되고, 동일하게 다른 진동 센서에 대해서도 제공된다.

[회로 지연 시간의 교정 예]

래치 회로에 의해 래치되는 진동 전달 시간은 회로 지연 시간 et 및 위상 오프셋 시간 toff를 포함한다. 이들 시간 동안 발생된 에러는 진동이 진동 펜(3)으로 부터 진동 전달판(8)을 통해 진동 센서(6a 내지 6d)로 전달될 때 진동에서 동일한 양으로 포함된다. 도 6에서 원점 0로부터 진동 센서(6a)까지의 거리는 R1 (=X/2)로 정의된다. 진동이 원점 0에서 진동 펜(3)에 의해 입력될 때, 원점 0로부터 진동 센서(6a)까지의 진동 전달에 대한 실측정 시간 (그룹 지연 시간 및 위상 지연 시간)은 tgz' 및 tpz'으로 정의되고, 원점 0로부터 진동 센서(6a)까지의 진동 전달에 대한 실시간은 tgz 및 tpz으로 정의된다. 식 (4) 및 (5)는 회로 지연 시간 et 및 위상 오프셋 시간 toff에 대해 설정된다:

tgz' = tgz + et ···(4)

tpz' = tpz + et + toff ···(5).

반면에, 식 (6) 및 (7)은 임의 입력 포인트에서 실측정 값 tg' 및 tp'에 대해 설정된다:

tg' = tg + et ···(6)

tp' = tp + et + toff ···(7).

식 (4) 및 (5)와 식 (6) 및 (7) 간의 차이가 산출되면, 다음 식 (8) 및 (9)가 설정된다:

tg' - tgz' = (tg + et) - (tgz + et) = tg - tgz ···(8)

tp' - tpz' = (tp' + et + toff) - (tpz + et + toff) ···(9).

각각의 진동 전달 시간 내에 포함된 회로 지연 시간 et 및 위상 오프셋 시간 toff는 제거된다. 원점 0의 위치와 진동 센서(6a)의 포지션에서 시작하는 입력 포인트 P간의 전달에 대한 지연 시간에서의 실제 차이는 거리에 일치하여 얻어질 수 있다. 그 결과, 거리들 간의 차이는 식 (2) 및 (3)으로부터 산출될 수 있다.

진동 센서(6a)로부터 원점 0까지의 거리가 비휘발성 메모리 등 내에 미리 저장되고 따라서 공지되기 때문에, 진동 펜(3)과 진동 센서(6a) 간의 거리가 결정될 수 있다. 다른 진동 센서(6b 내지 6d)까지의 거리는 동일한 방식으로 얻어질 수 있다.

원점 0에 대한 실측정 값 tgz' 및 tpz'는 쉽핑(shipping) 시간에 비휘발성 메모리에 저장된다. 프로그램 모듈(1403)에 근거하여, 식 (8) 및 (9)에 대한 산출은 실측정을 제공하기 위해서 식 (2) 및 (3)의 산출 전에 수행된다.

[진동 전달 속도에 관한 상수의 결정 및 좌표 산출에 대한 결정 예]

진동 전달판의 이방성 및 진동 센서 위치, 진동 전달 속도에 대한 상수 결정, 및 좌표 산출에 대해 설명된다.

상술한 바와 같이, 알루미늄 또는 다른 금속으로 만들어진 진동 전달판이 사용되면, 금속의 그레인 경계가 금속이 롤되는 방향과 일치하는 특정 방향으로 배열되기 때문에, 진동 전달 상태가 진동 전달 방향에 따라 변하므로, 진동 전달판을 가로지르는 진동 전달 속도를 진동이 전달되는 방향과 일치하게 변화시키도록 이방성이 발생한다. 이방성은 제조 공정 중에 시트가 스트레치되는 방향과 일치되게, 금속판뿐만 아니라 수지 시트 내에서도 발생한다. 이방성은 또한, 진동 전달판이 수지 시트를 다른 플레이트 부재에 부착시키므로써 제조될 때 발생한다. 수지 시트 진동 전달판 또한 이방성이다.

이 실시예에서, 좌표 입력 장치는 진동 전달 속도가 진동 전달 방향에 따라 다른 진동 전달판(8)을 사용한다. 현재 사용되는 플레이트 부재는 제조 공정 중에 생길 수 있는 상기 상태 때문에 이방성이 다소 작다. 특히 일반적으로, 많은 응용에서 채택되는 제품은 비산을 방지하기 위해 이방성이 큰 수지 플레이트가 라미네이트되어 있는 이방성이 작은 클래스 플레이트이다. 이방성이 작은 플레이트 부재가 진동 전달판으로서만 사용되는 경우, 롤링되지 않은 물질의 강도를 강화시키기 위해 사용되는 물질과 같은 특별한 물질이 요구되므로, 제조 비용이 증대된다.

도 19를 참조하여 간략하게 설명되었듯이, 이 실시예는 도 20에 도시된 바와 같이, 이방성을 갖는 진동 전달판(8)이 사용될 때 상수 결정 및 좌표 산출에 관한 것이다.

[진동 전달 거리 산출]에서 기술된 바와 같이, 진동 펜(3)과 진동 센서(6a 내지 6d) 간의 거리를 산출하기 위해서는, 진동 전달 속도, 즉 그룹 속도 Vg 및 위상 속도 Vp는 상수 값으로서 미리 얻어져야 한다. 본 발명에 따르면, 이방성을 갖는 진동 전달판(8)이 사용되면, 진동 전달 속도는 진동 전달각에 따라 변하고, 진동펜(3)과 진동 센서(6) 간의 거리는 진동 전달각에 부합하는 진동 전달 속도를 사용하여 정확하게 산출될 수 있으므로, 진동 입력 좌표가 얻어질 수 있다.

도 26을 참조하여 설명된 바와 같이, 이방성을 갖는 진동 전달판(8)에 있어서, 진동 전달 속도는 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지의 진동 전달 경로에 따라 다르다. 진동 전달 속도는 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지 연장되는 입사진동 전달각에 의해 결정된다. 도 20에는 이방성 축이 방향 X 및 Y로 연장되는 진동 전달판(8)이 도시된다. 방향 X의 진동 전달 속도는 x로서 정의되고, 방향 Y로의 진동 전달 속도는 y로서 정의된다. 이러한 진동 전달판에서, x 또는 y는 진동 전달 속도에 대해 최대값 또는 최소값이다. x가 진동 전달 속도에 대해 최대값이고 y는 진동 전달 속도에 대해 최소값인 경우, 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지의 전달 경로를 따라 진동이 패스되는 진동 전달 속도 V는 x ≥ V ≥ y이고, 방향 X (또는 Y)에 부합하는 라인으로 형성된 각도 (진동 전달각)에 의해 결정된다. 분명한 것은, 진동 전달각 β 및 γ (β 〈 γ)에 대한 진동 전달 속도 Vβ 및 Vγ는 Vβ 〉 Vγ이다. 특히, 진동 전달각이 α라고 가정하면, 진동 전달 경로와 일치하는 진동 전달 속도 V가 편차 함수 G를 사용하여 V = G(α)로서 얻어질 수 있다. 진동 전달각이 변하는 진동 전달 속도 데이타는 이방성을 갖는 진동 전달판(8)에 대해 준비되고, 편차 함수 G는 데이타를 이용하여 얻어질 수 있다. 진동 전달 속도는 스테이지 상을 진동 펜으로 스캐닝하므로써 측정되지만, 다른 방법도 측정에 사용될 수 있다. 진동 전달각과 진동 전달 속도 사이에 상관 관계를 제공하기 위해서, 편차 함수 G의 사용 이외에도, 테이블이 사용될 수 있는데, 여기에는 개별 진동 전달각에 대한 진동 전달 속도가 미리 기입되어 있다.

이 실시예에 따르면, 먼저, 진동 전달각은 각각의 진동 센서(6)에 대해 얻어진다. 진동 센서로의 진동 전달 경로와 일치하는 진동 전달 속도는 진동 전달각으로부터 도출된다. 진동 펜(3)으로부터 각각의 진동 센서(6)까지의 거리는 진동 전달 속도를 이용하여 산출될 수 있다. 따라서, 도 21에 도시된 바와 같이, 약간의 에러 ΔL만을 갖는 정확한 거리가 구해진다.

또한, 진동 전달판(8)의 포지션은 대각선으로 위치한 진동 센서(6a 및 6d와, 6b 및 6c)들을 각각 연결시키는 2개의 라인 세그먼트에 의해 형성되는 각도의 2등분선을 따라 진동 전달판(8)의 이방성의 교차축이 배열되도록 조정된다. 한 예로서, 4개의 진동 센서(6a 내지 6d)들이 각각 위치하는 4개의 코너에서, 도 22에 도시된 진동 전달판(8)을 참조하라. 대각선으로 위치한 진동 센서(6a 및 6d와, 6b 및 6c)들을 연결시키는 2개의 라인 세그먼트는 ad 및 bc로서 정의된다. 진동 전달판(8)의 이방성의 방향을 나타내는 라인은 라인 ef 및 gh로서 정의되며, 이들의 교차점은 포인 0으로서 정의된다. 진동 전달판(8)의 방향은 라인 ad 및 bc에 의해 형성되는 각도의 2등분선, 즉 ∠aoc 및 ∠aob를 따라 이방성의 축에 대한 라인 ef 및 gh가 배열되도록 조정된다. 즉, 진동 전달판(8)은 ∠aoe = ∠coe, 및 ∠aog = ∠bog가 되도록 배치된다. 진동 센서의 이러한 배치 및 이방성의 상기 방향으로 인해, 이방성의 축에 대한 라인 eg 및 gh가 라인 ad 및 bc에 의해 형성되는 각도의 2등분선에 부합하기 때문에, 라인 ad 및 bc와 축 라인 eg, 또는 라인 ad 및 bc와 축 라인 gh에 의해 형성되는 각도는 동등하고, 따라서 진동 전달 특성은 등가이다. 따라서, 진동 센서에 관한 진동 전달각이 도 23에 도시된 바와 같이, 이방성의 축 방향 X에 의해 형성되는 각도로서 정의되는 경우, 진동 펜(3)으로의 입력이 지시될 때 진동 센서(6a 내지 6d)에 대한 진동 전달각은 각각 a 내지 d이다. 진동 전달각에 근거하여, 진동 전달경로와 일치하는 진동 전달 속도 V는 진동 센서(6)에 대해 공통으로 사용되는 편차 함수 G를 이용하여 얻어질 수 있다.

각각의 진동 센서에 대한 진동 전달각을 산출하는 방법이 기술된다. 이 실시예에서, 먼저, 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지의 개략 거리는 고정 상수를 채택하여 측정된 진동 전달 시간을 이용하여 산출된다. 그 다음, 개략 입력 좌표는 개략 거리에 근거하여 얻어지고, 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지의 진동 전달각을 산출하기 위해 사용된다. 고정 상수는 예를 들어, 유효 영역 A에서 대각선으로 위치된 진동 센서에 대한 진동 전달 속도들의 평균값이다. 명백한 것은, 이러한 상수가 개략 좌표값을 얻기 위해 채택되기 때문에, 특정 진동 센서에 대한 진동 전달 속도와 같은 다른 상수가 채택될 수도 있다. 진동 펜(3) 및 진동 센서(6)에 의해 지정된 포인트가 서로 연결되는 방향에 부합하는 실제 진동 전달 속도로부터 시프트되는 진동 전달 속도는 거리를 산출하기 위해 상수로서 채택된다. 구해진 좌표값이 시프트에 상당하는 에러를 포함하더라도, 이 값은 진동 전달각을 산출하기 위해 필요한 개략 좌표값으로서 충분하다. 진동 전달각은 다음 식에 의해 개략 좌표값으로부터 쉽게 얻어질 수 있다:

진동 전달각 α = tan - 1((j-h) / (k-i))

여기에서, 진동 센서(6a)의 좌표는 (h, i)에 의해 정의되고, 진동 펜(3)에 의해 지정된 포인트는 (j, k)로서 정의된다. 진동 전달각을 산출하기 위해서는 다른 방법도 사용될 수 있다.

진동 전달 속도에 대한 상수의 상기 결정, 및 좌표 산출은 도 24를 참조하여 시간에 따라 설명된다. 먼저, 진동 펜(3)으로부터 각각의 진동 센서(6)까지의 진동전달에 대한 시간 측정은 프로그램 모듈(1401)에 의해 시작된다. 그 다음, 측정된 진동 전달 시간에 대해, 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지의 개략 거리는 프로그램 모듈(1406)에 저장된 고정 상수를 사용하여 프로그램 모듈(1402)에 의해 산출된다. 이렇게 얻어진 거리의 교정은 프로그램 모듈(1403)에 의해 수행된다.

이어서, 개략 진동 입력 좌표는 구해져서 교정된 진동 센서(6)까지의 거리를 사용하여 프로그램 모듈(1404)에 의해 산출된다. 개략 입력 좌표는 진동 펜(3)으로부터 개별 진동 센서(6)까지의 진동 전달각을 산출하기 위해 프로그램 모듈(1405)에 의해 채택된다. 순차적으로, 프로그램 모듈(1405)에 의해 얻어진 진동 전달각은 대응하는 진동 전달 속도를 도출하기 위해 프로그램 모듈(1407)에 의해 채택된다.

그 다음, 진동 센서(6)에 대한 진동 전달각에 부합하는 진동 전달 속도는 진동 전달 시간에 대해, 진동 펜(3)으로부터 각각의 진동 센서(6)까지의 정확한 거리를 산출하기 위해 프로그램 모듈(1402)에 의해 다시 채택된다. 구해진 거리의 교정은 프로그램 모듈(1403)에 의해 수행된다. 진동 센서(6)에 대한 구해지고/교정된 거리에 근거하여, 좀 더 정밀한 진동 입력 좌표가 프로그램 모듈(1404)에 의해 산출된다. 상기 프로세싱은 선정된 구동 사이클마다 반복된다. 분명한 것은, 각 프로세스마다 반복적으로 채택되는 프로그램 모듈(1402, 1403 및 1404)들은 플래그를 설정하므로써 루프를 제어한다. 프로그램 모듈(1401)에 의해 측정된 진동 전달 시간이 반복적으로 사용되기 때문에, 이들 결과는 예를 들어, 프로그램 모듈(1401')(도시안됨)에 저장될 수 있고, 필요할 때 추출될 수 있다.

상기 실시예에서, 진동 전달판(8)은 이 진동 전달판(8)의 이방성의 2개의 교차축이 각각 대각선으로 대향하는 진동 센서(6a 및 6d와, 6b 및 6c)들을 연결시키는 2개의 라인 세그먼트에 의해 형성되는 각도의 2등분선을 따라 배열되도록 배치된다. 그러나, 진동 전달판(8)에 대한 위치선정은 이에 국한되지 않기 때문에, 진동 전달 경로와 일치하는 진동 전달 속도를 사용하여 정확한 거리가 산출될 수 있는 본 발명의 목적을 실현할 수가 있다. 진동 전달판의 이방성의 방향이 각각의 진동 센서에 대한 진동 전달각과 진동 전달 속도의 상관 관계에 관한 함수 또는 테이블일 수 있는 모든 것이 프로그램 모듈(1407) 내에 제공될 수 있는데, 이는 진동 전달판(8)의 이방성의 방향과 일치한다. 각각의 진동 센서(6)에 관한 상관만이 테이블을 사용하여 수행될 수 있다.

같은 이유로, 진동 센서의 위치선정은 상기 배치에 국한되지 않는데, 여기에서 진동 센서들은 진동 전달판의 4개의 코너에 위치한다. 예를 들면, 진동 센서는 4개의 코너 대신에, 진동 전달판 상에서 및 유효 영역 내에서 십자형으로 배열될 수 있고, 정확한 거리는 진동 전달 경로와 일치하는 진동 전달 속도를 사용하여 얻어질 수 있다.

[좌표 위치 산출(도 6)]

도 6을 참조하면서, 진동 펜(3)에 의해 진동이 입력되는 진동 전달판(8) 상의 좌표 위치의 검출에 이용된 원리에 대해서 설명된다.

좌표를 산출하기 위한 식은 피타고라스 정리를 이용하여 얻어진다.

도 1에 도시된 바와 같이 진동 센서(6a, 6b 및 6c)가 위치하는 배치에서, 진동 펜(3)의 포지션 P로부터 진동 센서(6a 내지 6c)까지의 선형 거리 da, db 및 dc는 상기 원리를 적용하여 얻어질 수 있다. 구해진 선형 거리 da, db 및 dc에 기초하여, 연산 제어 회로(1)은 진동 펜(3)이 진동 전달판(8)과 접촉하여 있는 좌표 P(x,y)를 다음 식 (10) 및 (11)을 이용하여 산출한다:

x = X/2 + (da + db)·(da - db)/2X ···(10)

y = Y/2 + (da + dc)·(da - dc)/2Y ···(11)

여기에서, X 및 Y는 진동 센서(6a와 6b) 사이 및 진동 센서(6a와 6c) 사이의 각각 거리를 나타낸다.

이러한 방식으로, 진동 펜(3)의 포지션에 대한 좌표가 실시간으로 검출될 수 있다.

[제4 실시예]

제3 실시예에서, 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지의 진동 전달각은 개략 입력 좌표를 사용하여 얻어지고, 대응하는 진동 전달 속도를 도출하는데 사용된다. 각각의 진동 센서에 대한 진동 전달 속도는 개략 입력 좌표로부터 직접 얻어질 수 있다. 도 25는 마이크로컴퓨터(31) 내의 ROM(31b)에 저장되는 프로그램 코드 및 상수를 나타내는 개념적 다이어그램이다. 프로그램 모듈(1401)은 진동 센서(6)가 진동, 즉 진동 전달 시간을 검출할 때까지, 상술한 바와 같이, 진동 펜(3)이 진동자 구동 회로(2)를 통해 구동되는 시간으로부터의 주기를 측정하는데 사용된다. 프로그램 모듈(1402)는 구해진 진동 전달 시간 및 프로그램 모듈(1405) 내에 상수로서 저장되는 진동 전달 속도를 사용하여 진동 펜(3)으로부터 각각의 진동 센서(6)까지의 거리를 산출하는데 사용된다. 이 제4 실시예에 따르면, 개략 입력 좌표를 구하기 위해서는, 측정된 진동 전달 시간에 대해, 진동 펜(3)으로부터 각각의 진동 센서(6)까지의 개략 거리가 프로그램 모듈(1406) 내에 저장되는 고정 상수를 사용하여 산출된다. 또한, 개략 입력 좌표로부터 도출된 진동 전달 속도는 프로그램 모듈(1408)에 의해 채택되어, 측정된 진동 전달 시간에 대해, 진동 펜(3)으로부터 개별 진동 센서(6)까지의 정확한 거리를 산출한다. 프로그램 모듈(1403)은 구해진 거리를 교정하는데 사용된다. 프로그램 모듈(1404)는 구해지거나 교정된 거리를 이용하여 진동 입력 좌표를 산출하기 위해 채택된다. 프로그램 모듈(1403 및 1404)는 프로그램 모듈(1402)에 의해 얻어진 개략 거리 및 정확한 거리를 결정하기 위한 산출을 수행한다. 프로그램 모듈(1405)는 프로그램 모듈(1404)에 의해 얻어진 개략 입력 좌표를 사용하여 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지의 진동 전달각을 산출한다. 프로그램 모듈(1408)은 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지의 진동 전달 속도를 얻기 위해 프로그램 모듈(1404)에 의해 얻어진 개략 입력 좌표를 채택한다. 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지의 진동 전달 속도 및 입력 좌표값에 대한 상관 테이블은 진동 전달각을 시험하지 않고 진동 전달 속도와 직접 입력 좌표값을 상관시키기 위해 프로그램 모듈(1408) 내에 저장된다. 진동 전달 속도가 유효 영역 내의 몇몇 영역들 각각에 대해 할당되는 경우의 상관 테이블이 채택될 수 있다.

상술한 진동 전달 속도에 대한 상수 결정 및 좌표 산출은 도 25를 참조하여 시간에 따라 설명된다. 먼저, 진동 펜(3)으로부터 각각의 진동 센서(6)까지의 진동 전달 시간 측정은 프로그램 모듈(1401)에 의해 시작된다. 그 다음, 측정된 진동 전달 시간에 대해, 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지의 개략 거리는 프로그램 모듈(1406)에 저장되는 고정 상수를 사용하여 프로그램 모듈(1402)에 의해 산출된다. 이렇게 얻어진 거리의 교정은 프로그램 모듈(1403)에 의해 수행된다.

이어서, 개략 진동 입력 좌표는 구해지거나 교정된 진동 센서(6)까지의 거리를 사용하여 프로그램 모듈(1404)에 의해 산출된다. 개략 입력 좌표는 진동 펜(3)으로부터 개별 진동 센서(6)까지의 진동 전달 경로에 상당하는 진동 전달 속도를 산출하기 위해 프로그램 모듈(1408)에 의해 채택된다. 그 다음, 진동 전달 경로에 상당하는 진동 전달 속도는 진동 전달 시간에 대해, 진동 펜(3)으로부터 진동 센서(6)까지의 정확한 거리를 산출하기 위해 프로그램 모듈(1402)에 의해 다시 채택된다. 구해진 거리의 교정은 프로그램 모듈(1403)에 의해 수행된다. 진동 센서(6)에 대한 구해지고/교정된 거리에 근거하여, 좀 더 정밀한 진동 입력 좌표가 프로그램 모듈(1404)에 의해 산출된다. 상기 프로세싱은 선정된 구동 사이클마다 반복된다. 분명한 것은, 각 프로세스마다 반복적으로 채택되는 프로그램 모듈(1402, 1403 및 1404)들은 플래그를 설정하므로써 루프를 제어한다. 프로그램 모듈(1401)에 의해 측정된 진동 전달 시간이 반복적으로 사용되기 때문에, 이들 결과는 예를 들어, 프로그램 모듈(1401')(도시안됨)에 저장될 수 있고, 필요할 때 추출될 수 있다.

진동 센서까지의 진동 전달 속도가 개략 입력 좌표를 사용하여 직접 구해지기 때문에, 마이크로컴퓨터(31) 내의 ROM(31b) 상에 인가된 로드는 감소될 수 있고, 처리 속도는 증가될 수 있다.

[제5 실시예]

상기 실시예에서, 개략 거리는 고정 상수를 사용하여 산출되었다. 진동 전달 속도는 대응하는 진동 전달각을 사용하거나 또는 직접 개략 입력 좌표를 채택하므로써 산출된다. 그리고, 좌표는 구해진 진동 전달 속도를 사용하여 다시 산출된다. 그러나, 처리는 대응하는 진동 전달각을 사용하거나 또는 직접 좌표 산출의 결과를 채택하므로써 진동 전달 속도의 산출에 대해, 그리고 구해진 진동 전달 속도를 사용하여 다시 수행되는 좌표 산출에 대해 반복될 수 있다. 이러한 반복적인 처리를 통해서, 좀 더 정확한 입력 좌표에 근거하여, 진동 전달 속도는 정확한 진동 전달각을 채택하거나 또는 직접적으로 좀 더 정확하게 구해질 수 있다. 그 결과, 정확한 입력 좌표가 구해질 수 있다.

본 발명은 다수의 디바이스, 또는 단일 디바이스를 포함하는 장치로 구성되는 시스템에 응용될 수 있다. 분명한 것은, 본 발명의 목적이 진동 센서의 위치와 관련하여, 저장 매체를 시스템 또는 장치에 제공하므로써 달성될 수 있는데, 여기에서 저장 매체에는 시스템 또는 장치의 컴퓨터 (또는 CPU 또는 MPU)가 판독 또는 실행할 수 있는 상기 실시예에서의 기능을 달성하기 위한 소프트웨어 프로그램 코드가 저장되어 있다.

이 경우에, 진동 센서의 위치와 관련하여, 저장 매체로부터 판독된 프로그램 코드가 본 발명에 의해 제공된 새로운 기능을 달성하기 때문에, 프로그램 코드가 저장되어 있는 저장 매체는 본 발명의 구성 요소가 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 진동 펜으로부터 진동 검출 수단까지의 진동 전달각은 고정 상수를 사용하여 측정되는 개략 좌표로부터 산출된다. 좌표 위치는 구해진 진동 전달각으로부터 도출되는 진동 전달 속도를 사용하여 산출된다. 따라서, 정확한 좌표가 진동 전달판의 이방성을 고려하면서 구해질 수 있다.

좌표는 실시간으로 검출될 수 있다.

개별 진동 검출 수단까지의 진동 전달 시간이 개략 입력 좌표로부터 직접 구해지기 때문에, 처리 속도는 증가될 수 있다.

좀 더 정확한 입력 좌표는 처리를 반복하므로써 구해질 수 있다.

Claims (14)

1. 이방성(anisotropic property)을 갖는 진동 전달판을 가로지르는 진동 전달에 걸리는 시간에 근거하여 진동 입력 위치를 구하는 좌표 입력 장치에 있어서, 상기 진동 입력 위치로부터 각각의 진동 센서까지의 진동 전달에 걸리는 시간을 측정하기 위해, 상기 진동 전달판 상에서 서로 대향 위치한 제1쌍의 진동 센서 및 제2쌍의 진동 센서를 포함하는 전달 시간 측정 수단; 상기 진동이 상기 진동 전달판을 가로질러 전달되는 제1 진동 전달 속도 및 제2 진동 전달 속도를 저장하기 위한 전달 속도 저장 수단; 상기 제1쌍의 진동 센서들 각각에 대해 구해진 진동 전달에 걸리는 상기 시간 및 상기 제1 진동 전달 속도를 채택하므로써 상기 진동 입력 위치와 상기 제1쌍의 진동 센서들 각각의 상기 위치 사이의 거리를 산출하기 위한, 그리고 상기 제2쌍의 진동 센서들 각각에 대해 구해진 진동 전달에 걸리는 상기 시간 및 상기 제2 진동 전달 속도를 채택하므로써 상기 진동 입력 위치와 상기 제2쌍의 진동 센서들 각각의 상기 위치 사이의 거리를 산출하기 위한 거리 산출 수단; 및 구해진 상기 거리로부터 상기 진동 입력 위치를 산출하기 위한 좌표 산출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 진동 전달판은 장방형으로 형성되고, 상기 진동 센서는 상기 진동 전달판의 4개의 코너에 각각 위치하는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 진동 센서는 압전 소자인 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치.
4. 제3항에 있어서, 진동을 각각 발생하기 위해 상기 제1쌍의 진동 센서 중 제1 진동 센서 및 상기 제2쌍의 진동 센서 중 제1 진동 센서를 구동시키기 위한 구동 수단; 상기 제1쌍의 진동 센서의 상기 제1 진동 센서와 제2 진동 센서 간의 거리, 및 상기 제2쌍의 진동 센서의 상기 제1 진동 센서와 제2 진동 센서 간의 거리를 유지하기 위한 센서 거리 유지 수단; 상기 제1쌍의 진동 센서 중 상기 제1 진동 센서에 의해 발생된 상기 진동이 상기 제1쌍의 진동 센서 중 상기 제2 진동 센서에 도달하는데 걸리는 제1 센서 진동 전달 시간, 및 상기 제2쌍의 진동 센서 중 상기 제1 진동 센서에 의해 발생된 상기 진동이 상기 제2쌍의 진동 센서 중 상기 제2 진동 센서에 도달하는데 걸리는 제2 센서 진동 전달 시간을 측정하기 위한 센서 진동 전달 시간 측정 수단; 및 상기 제1쌍의 진동 센서의 상기 제1 진동 센서와 상기 제2 진동 센서 간의 상기 거리 및 상기 제1 센서 진동 전달 시간을 사용하여 상기 제1 진동 전달 속도를 산출하기 위한, 그리고 상기 제2쌍의 진동 센서의 상기 제1 진동 센서와 상기 제2 진동 센서 간의 상기 거리 및 상기 제2 센서 진동 전달 시간을 사용하여 상기 제2 진동 전달 속도를 산출하기 위한 진동 전달 속도 산출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 진동 센서는 압전 소자인 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치.
6. 제5항에 있어서, 진동을 각각 발생하기 위해 상기 제1쌍의 진동 센서 중 제1 진동 센서 및 상기 제2쌍의 진동 센서 중 제1 진동 센서를 구동시키기 위한 구동 수단; 상기 제1쌍의 진동 센서의 상기 제1 진동 센서와 제2 진동 센서 간의 거리, 및 상기 제2쌍의 진동 센서의 상기 제1 진동 센서와 제2 진동 센서 간의 거리를 유지하기 위한 센서 거리 유지 수단; 상기 제1쌍의 진동 센서 중 상기 제1 진동 센서에 의해 발생된 상기 진동이 상기 제1쌍의 진동 센서 중 상기 제2 진동 센서에 도달하는데 걸리는 제1 센서 진동 전달 시간, 및 상기 제2쌍의 진동 센서 중 상기 제1 센서에 의해 발생된 상기 진동이 상기 제2쌍의 진동 센서 중 상기 제2 진동 센서에 도달하는데 걸리는 제2 센서 진동 전달 시간을 측정하기 위한 센서 진동 전달 시간 측정 수단; 및 상기 제1쌍의 진동 센서의 상기 제1 진동 센서와 상기 제2 진동 센서 간의 상기 거리 및 상기 제1 센서 진동 전달 시간을 사용하여 상기 제1 진동 전달 속도를 산출하기 위한, 그리고 상기 제2쌍의 진동 센서의 상기 제1 진동 센서와 상기 제2 진동 센서 간의 상기 거리 및 상기 제2 센서 진동 전달 시간을 사용하여 상기 제2 진동 전달 속도를 산출하기 위한 진동 전달 속도 산출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치.
7. 진동 전달 방향에 따라 진동 전달 속도가 변하는 이방성을 갖는 진동 전달판상에 진동 발생 소스에 의해 진동이 입력되며, 상기 진동이 상기 진동 발생 소스로부터 진동 검출 수단까지 상기 진동 전달판을 가로질러 전달되는데 걸리는 시간을 측정해서 상기 진동 발생 소스에 대한 좌표를 구하는 좌표 입력 장치에 있어서, 고정값으로서 저장된 진동 전달 속도에 근거하여 개략 좌표를 산출하기 위한 제1 산출 수단; 상기 제1 산출 수단에 의해 구해진 상기 개략 좌표로부터, 상기 진동 검출 수단으로의 진동 전달각을 도출하기 위한 도출 수단; 및 상기 도출 수단에 의해 도출된 상기 진동 전달각을 이용하여 산출을 수행하므로써 진동 전달 거리를 구하기 위한, 그리고 상기 진동 전달 거리를 이용하여 산출을 수행하므로써 상기 진동 발생 소스에 대한 상기 좌표를 구하기 위한 제2 산출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 진동은 상기 진동 전달판을 가로질러 플레이트 파형으로서 전달되는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 진동 전달각은 상기 진동이 상기 진동 발생 소스로부터 상기 진동 검출 수단으로 전달되는 방향과 상기 이방성과 관련된 방향에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치.
10. 제7항에 있어서, 상기 진동 전달판 및 상기 진동 검출 수단은 상기 진동 전달판의 상기 이방성과 관련된 방향 축이 서로 마주보는 상기 진동 검출 수단 2개를 각각 연결시키는 2개의 라인 세그먼트에 의해 형성된 각도의 2등분선을 따라 배열되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치.
11. 진동 전달 방향에 따라 진동 전달 속도가 변하는 이방성을 갖는 진동 전달판상에 진동 발생 소스에 의해 진동이 입력되며, 상기 진동이 상기 진동 발생 소스로부터 진동 검출 수단까지 상기 진동 전달판을 가로질러 전달되는데 걸리는 시간을 측정해서 상기 진동 발생 소스에 대한 좌표를 구하는 좌표 입력 장치를 제어하는 방법에 있어서, 고정값으로서 저장된 진동 전달 속도에 근거하여 개략 좌표를 산출하는 제1 산출 단계; 상기 제1 산출 단계에서 구해진 상기 개략 좌표로부터, 상기 진동 검출 수단으로의 진동 전달각을 도출하는 도출 단계; 및 상기 도출 단계에서 도출된 상기 진동 전달각을 이용하여 산출을 수행하므로써 진동 전달 거리를 구하기 위한, 그리고 상기 진동 전달 거리를 이용하여 산출을 수행하므로써 상기 진동 발생 소스에 대한 상기 좌표를 구하는 제2 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치 제어 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 진동은 상기 진동 전달판을 가로질러 플레이트 파형으로서 전달되는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치 제어 방법.
13. 제11항에 있어서, 상기 진동 전달각은 상기 진동이 상기 진동 발생 소스로부터 상기 진동 검출 수단으로 전달되는 방향과 상기 이방성과 관련된 방향에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치 제어 방법.
14. 제11항에 있어서, 상기 진동 전달판 및 상기 진동 검출 수단은 상기 진동 전달판의 상기 이방성과 관련된 방향 축이 서로 마주보는 상기 진동 검출 수단 2개를 각각 연결시키는 2개의 라인 세그먼트에 의해 형성된 각도의 2등분선을 따라 배열되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 좌표 입력 장치 제어 방법.

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