KR100291909B1 - Coordinates input apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A coordinates input apparatus is provided to achieve an improved use convenience by allowing use of both electronic pen or fingers. CONSTITUTION: A coordinate input apparatus for inputting coordinates by using fingers and an electronic pen emitting an AC signal having a first frequency, comprises a resistance card(31) having a surface coated with an insulating layer having a predetermined dielectric constant; a plurality of amplifiers(41,42,43,44) having input terminals connected to edges of the resistance card, respectively; a signal processing unit for receiving output from amplifiers and generating corresponding digital position data; a signal generator for generating an AC signal having a second frequency; and a mode switch unit for connecting the AC signal to the other input terminals of amplifiers during a touch mode, and grounding the other input terminals of amplifiers during a digitizer mode.

Description

좌표 입력장치Coordinate input device

제1도는 종래의 터치방식의 좌표 입력장치의 개략도.1 is a schematic diagram of a coordinate input device of a conventional touch method.

제2도는 종래의 디지타이저방식의 좌표 입력장치의 개략도.2 is a schematic diagram of a conventional digitizer coordinate input device.

제3도는 본 발명에 의한 좌표 입력장치의 블럭도.3 is a block diagram of a coordinate input device according to the present invention.

제4도는 제3도의 각 부의 파형도.4 is a waveform diagram of each part of FIG.

본 발명은 좌표 입력장치에 관한 것으로서, 특히 터치방식과 디지타이저방식을 겸용할 수 있는 좌표 입력장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coordinate input device, and more particularly, to a coordinate input device capable of using both a touch method and a digitizer method.

대표적인 좌표 입력장치로는 입력패널표면을 사용자가 손가락으로 터치하는터치방식과, 입력패널표면상에 특정의 전자펜(stylus)을 위치시킴으로써 좌표입력하는 디지타이저방식이 있다.Representative coordinate input devices include a touch method in which a user touches an input panel surface with a finger, and a digitizer method for inputting coordinates by placing a specific stylus on the input panel surface.

터치방식은 제1도에 도시한 바와 같이 저항판(1)과 저항판(1)의 양단에 연결된 증폭기(2,3)와 상기 증폭기에 소정 주파수를 가진 교류신호를 공급하는 신호발생기(4)와 상기 증폭기(2,3)의 출력을 입력하여 좌표신호를 발생하는 신호처리부(5)를 포함한다. 즉, 사용자가 저항판(1) 상의 소정 부위를 터치하면 터치점(P)이 인체의 높은 임피던스를 통해 접지되므로 증폭기(2)와 증폭기(3)의 증폭이득을 결정하는 저항값 R1 및 R2의 비에 따라 증폭이득이 달라지게 되므로 증폭기(2)에서 증폭되어 출력되는 신호의 크기와 증폭기(3)에서 증폭되어 출력되는 신호의 크기를 신호처리부(5)에서 대비함으로써 수평방향의 터치점위치를 계산하여 출력하게 된다.In the touch method, as shown in FIG. 1, the resistor plate 1 and the amplifiers 2 and 3 connected to both ends of the resistor plate 1 and the signal generator 4 for supplying an AC signal having a predetermined frequency to the amplifier. And a signal processor 5 for inputting the outputs of the amplifiers 2 and 3 to generate coordinate signals. That is, when the user touches a predetermined portion on the resistance plate 1, the touch point P is grounded through the high impedance of the human body, so that the resistance values R1 and R2 for determining the amplification gain of the amplifier 2 and the amplifier 3 are determined. Since the amplification gain varies depending on the ratio, the signal processing unit 5 compares the magnitude of the signal amplified and output from the amplifier 2 with the magnitude of the signal amplified and output from the amplifier 3, thereby adjusting the position of the touch point in the horizontal direction. Calculated and printed out.

그러나, 이와 같은 터치방식은 사용자의 손가락을 사용함으로써 정밀한 그래픽이나 정보의 입력은 곤란하고 대략적인 위치입력을 하는 게임기나 안내표시장치의 메뉴선택장치등에 주로 사용하고 있다.However, such a touch method is mainly used for a menu selection device of a game machine or a guide display device, which is difficult to input precise graphics or information by using a user's finger, and performs rough position input.

디지타이저방식은 제2도에 도시한 바와같이 한 쌍의 절연층(6,8) 사이에 저항층(7)을 개재시킨 입력패널, 즉 디지타이저(10)와, 상기 저항층(7)의 양단에 연결된 전류전압변환기(11,12)와, 상기 전류전압변환기(11,12)의 출력을 디지탈신호로 변환하는 아날로그 디지탈 변환기(13,14)와, 소정 교류신호를 발생하는 신호발생기(15)와 상기 교류신호가 인가되는 철필(16)로 구성된 전자펜(17)를 포함한다.In the digitizer method, as shown in FIG. 2, an input panel having a resistance layer 7 interposed between a pair of insulating layers 6 and 8, that is, a digitizer 10 and both ends of the resistance layer 7 is provided. Connected current voltage converters 11 and 12, analog digital converters 13 and 14 for converting the outputs of the current voltage converters 11 and 12 into digital signals, signal generators 15 for generating a predetermined AC signal, It includes an electronic pen 17 composed of a stylus 16 to which the AC signal is applied.

즉, 디지타이저 방식은 전자펜(17)을 디지타이저(10)의 표면의 소정 위치에 위치시키면 신호발생기(15)로부터 발생된 교류신호가 철필(16)을 통해 용량결합에 의해 저항층(7)에 전달되게 된다. 철필(16)이 위치한 점으로부터 저항층(7)의 양단까지의 저항값 R1 및 R2에 따라서 전류전압변환기(11,12)에 전달된 신호의 전류값이 결정되고 이 전류값을 전압값으로 변환하여 출력하면 아날로그 디지탈 변환기(13,14)에서는 전압값에 대응하는 디지탈 위치데이타를 출력하게 된다.That is, in the digitizer method, when the electronic pen 17 is positioned at a predetermined position on the surface of the digitizer 10, the AC signal generated from the signal generator 15 is transferred to the resistance layer 7 by capacitive coupling through the stylus 16. Will be delivered. The current value of the signal transmitted to the current voltage converters 11 and 12 is determined according to the resistance values R1 and R2 from the point where the stylus 16 is located to both ends of the resistance layer 7, and the current value is converted into a voltage value. The digital digital converter 13, 14 outputs the digital position data corresponding to the voltage value.

이와 같은 디지타이저방식은 상술한 터치방식과 달리 전자펜을 사용함으로써 정밀한 입력이 가능하므로 주로 펜컴퓨터나 그래픽 입력장치 등에서 사용되고 있다.Unlike the above-described touch method, the digitizer method is used in an electronic pen, and thus is used in a pen computer or a graphic input device.

그러나, 종래의 터치방식이나 디지타이저방식은 상술한 바와같이 각자 독특한 신호입력구성을 가지고 있으므로 디지타이저방식에서는 손가락을 사용할 수 없고 터치방식에서는 전자펜을 사용할 수 없었다. 통상적으로, 전자펜은 소정 신호를 발생하기 위하여 밧데리를 내장하고 있거나 도선을 통하여 전원장치로부터 전원을 공급받아야 하므로 전원이 없으면 사용할 수 없는 단점이 있다. 한편, 터치방식은 사용자의 손가락을 사용하므로 전원이 없어도 사용할 수 있으나 섬세한 표현을 할 수 없다는 단점이 있다.However, since the conventional touch method and the digitizer method have unique signal input configurations as described above, a finger cannot be used in the digitizer method and an electronic pen cannot be used in the touch method. Typically, the electronic pen has a drawback in that it cannot be used without a power source because the electronic pen has a built-in battery or receives power from a power supply device through a conductive wire. On the other hand, since the touch method uses a user's finger, it can be used even without a power source, but has a disadvantage in that it cannot express a delicate expression.

본 발명의 목적은 이와같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 손가락과 전자펜을 겸용해서 사용할 수 있는 좌표 입력장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a coordinate input device that can be used in combination with a finger and an electronic pen to solve the problems of the prior art.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 제1주파수를 가진 교류신호를 발산하는 전자펜과 손가락을 사용하여 좌표를 입력하는 좌표 입력장치에 있어서, 표면이 소정 유전율을 가진 절연층으로 피복된 저항판: 소정 간격으로 서로 떨어진 상기 저항판의 복수의 에지들에 각각의 일측 입력단이 연결된 복수의 증폭기들; 상기 복수의 증폭기들의 출력을 받아서 대응하는 디지탈 위치데이타를 발생하는 신호처리부; 제2주파수를 가진 교류신호를 발생하는 신호발생기; 및 선택된 입력모드에 따라 터치모드에서는 상기 교류신호를 상기 복수의 증폭기들의 타측 입력단에 연결시키고 디지타이저모드에서는 상기 증폭기들의 타측 입력단을 접지시키는 모드절환수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the device of the present invention is a coordinate input device for inputting coordinates by using an electronic pen and a finger to emit an AC signal having a first frequency, the surface of which is coated with an insulating layer having a predetermined dielectric constant; A plate: a plurality of amplifiers each of which has one input terminal connected to a plurality of edges of the resistance plate spaced apart from each other at predetermined intervals; A signal processor configured to receive outputs of the plurality of amplifiers and generate corresponding digital position data; A signal generator for generating an AC signal having a second frequency; And mode switching means for connecting the AC signal to the other input terminal of the plurality of amplifiers in the touch mode and grounding the other input terminal of the amplifiers in the digitizer mode according to the selected input mode.

이하, 첨부한 도면에 도시한 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명에 의한 좌표 입력장치의 바람직한 일실시예의 블럭도를 나타낸다. 제3도에서 20은 전자펜으로써 제1주파수, 예컨대 100KHz-1MHz의 교류신호를 발생하는 신호발생기(20A)와 상기 교류신호를 발산하기위한 철필(20B)을 가진다. 30은 통상의 디지타이저로써 절연층으로 피복된 저항층(31)으로 구성된 것이다. 40은 증폭부로 4개의 증폭기들(41,42,43,44)을 포함한다. 각 증폭기들 (41,42,43,44)의 일측입력단은 상기 저항판(31)의 각 모서리 X,Y,W,Z에 연결되고, 일측 입력단과 각 출력단의 사이에 저항(R)이 연결된다. 50은 신호처리부로써, 멀티플렉서(51), 정류기(52), 샘플 앤드 홀드회로(53), 아날로그 디지탈 변환기(54)를 포함한다.3 shows a block diagram of a preferred embodiment of the coordinate input device according to the present invention. In FIG. 3, 20 is an electronic pen having a signal generator 20A for generating an AC signal having a first frequency, for example, 100 KHz-1 MHz, and a stylus 20B for emitting the AC signal. 30 is a conventional digitizer composed of a resistive layer 31 coated with an insulating layer. 40 is an amplifier and includes four amplifiers 41, 42, 43, and 44. One input terminal of each of the amplifiers 41, 42, 43, and 44 is connected to each corner X, Y, W, and Z of the resistor plate 31, and a resistor R is connected between one input terminal and each output terminal. do. 50 is a signal processor and includes a multiplexer 51, a rectifier 52, a sample and hold circuit 53, and an analog digital converter 54.

즉, 신호처리부(50)는 증폭기(41,42,43,44)의 출력을 멀티플렉서(51)로 입력하여 시분할적으로 멀티플렉싱하고 멀티플렉싱된 교류신호를 정류기(52)를 통해 직류로 변환하고 변환된 직류를 샘플 앤드 홀드회로(53)에서 샘플링하고 샘플링된 아날로그신호를 디지탈신호로 변환하여 출력한다.That is, the signal processor 50 inputs the outputs of the amplifiers 41, 42, 43, and 44 to the multiplexer 51 to multiplex time-divisionally and convert the multiplexed AC signal to DC through the rectifier 52 and convert the converted signal. The direct current is sampled by the sample and hold circuit 53, and the sampled analog signal is converted into a digital signal and output.

60은 모드절환부로 터치모드 또는 전자펜모드를 명령입력부(61)를 통해 사용자가 지정하면 이를 제어부(62)에서 인식하여 모드절환신호를 발생하고 스위치수단(63)은 상기 모드절환신호에 응답하여 상기 증폭기들(41,42,43,44)의 타측 입력단에 신호발생기(70) 또는 접지를 결합한다. 상기 신호발생기(70)은 전자펜의 신호발생기의 주파수와는 다른 주파수의 교류신호를 발생한다. 제어부(62)는 상기 신호처리부(50)의 각부를 제어하는 제어신호를 발생하며 상기 디지탈 위치 데이타를 입력하여 신호처리한다.60 denotes a mode switching unit, when the user designates the touch mode or the electronic pen mode through the command input unit 61, the controller 62 recognizes this and generates a mode switching signal, and the switch means 63 responds to the mode switching signal. The signal generator 70 or ground is coupled to the other input terminal of the amplifiers 41, 42, 43, and 44. The signal generator 70 generates an AC signal having a frequency different from that of the signal generator of the electronic pen. The control unit 62 generates a control signal for controlling each unit of the signal processing unit 50 and inputs the digital position data to process the signal.

이상과 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과는 다음과 같다.Actions and effects of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 전자펜을 사용하는 경우에는 제4도의 a파형인 모드절환 신호가 로우상태로 되어 스위치수단(63)이 D접점으로 스위칭된 상태로 있게 된다.First, in the case of using the electronic pen, the mode switching signal having the a waveform of FIG. 4 is turned low, so that the switch means 63 is switched to the D contact.

따라서, 증폭기들의 타측 입력단은 접지된 상태로 된다. 전자펜(20)이 P위치에 있다면 각 증폭기들의 출력신호는 다음과 같다.Thus, the other input terminal of the amplifiers is grounded. If the electronic pen 20 is in the P position, the output signal of each amplifier is as follows.

V1 ∝ (1+(R/R1))VS1V1 ∝ (1+ (R / R1)) VS1

V2 ∝ (1+(R/R2))VS1V2 ∝ (1+ (R / R2)) VS1

V3 ∝ (1+(R/R3))VS1V3 ∝ (1+ (R / R3)) VS1

V4 ∝ (1+(R/R4))VS1V4 ∝ (1+ (R / R4)) VS1

따라서, 제4도에 도시한 멀티플렉서의 입력선택신호(C1,C2,C3,C4)에 의해 증폭기들의 출력신호 V1,V2,V3,V4가 제4도의 d파형에 도시한 바와같이 시분할적으로멀티플렉싱되게 된다. d파형은 정류기(52)를 거치면서 제4도의 e파형으로 직류화된다.Accordingly, the output signals V1, V2, V3, and V4 of the amplifiers are time-divisionally multiplexed as shown in the d waveform of FIG. 4 by the input selection signals C1, C2, C3, and C4 of the multiplexer shown in FIG. Will be. The d waveform is DC-directed to the e waveform of FIG. 4 while passing through the rectifier 52.

손가락을 사용하는 경우에는 제4도의 a파형인 모드절환신호가 하이상태로 되어 스위치수단(63)이 T접점으로 스위칭된 상태로 있게 된다. 따라서, 증폭기들의 타측 입력단은 신호발생기(70)에서 발생된 제2주파수를 가진 교류신호가 인가되게 된다. 손가락이 P위치에 있다면 각 증폭기들의 출력신호는 다음과 같다.In the case of using a finger, the mode switching signal, which is the a waveform of FIG. 4, becomes high and the switch means 63 is switched to the T contact. Accordingly, an AC signal having a second frequency generated by the signal generator 70 is applied to the other input terminal of the amplifiers. If the finger is in the P position, the output signal of each amplifier is as follows.

V1 ∝ (1+(R/R1))VS2V1 ∝ (1+ (R / R1)) VS2

V2 ∝ (1+(R/R2))VS2V2 ∝ (1+ (R / R2)) VS2

V3 ∝ (1+(R/R3))VS2V3 ∝ (1+ (R / R3)) VS2

V4 ∝ (1+(R/R4))VS2V4 ∝ (1+ (R / R4)) VS2

따라서, 제4도에 도시한 멀티플렉서의 입력선택신호(C1,C2,C3,C4)에 의해 증폭기들의 출력신호 V1,V2,V3,V4가 제4도의 d파형에 도시한 바와같이 시분할적으로멀티플렉싱되게 된다. d파형은 정류기(52)를 거치면서 제4도의 e파형으로 직류화된다.Accordingly, the output signals V1, V2, V3, and V4 of the amplifiers are time-divisionally multiplexed as shown in the d waveform of FIG. 4 by the input selection signals C1, C2, C3, and C4 of the multiplexer shown in FIG. Will be. The d waveform is DC-directed to the e waveform of FIG. 4 while passing through the rectifier 52.

이상과 같이 본 발명에서는 전자펜을 사용하던지 손가락을 사용하던지 모두 인식이 가능하므로 사용자 사용환경에 따라 전자펜과 손가락을 자유롭게 겸용하여 사용할 수 있다.As described above, in the present invention, since both the electronic pen and the finger can be recognized, the electronic pen and the finger can be freely used according to the user's use environment.

본 발명은 상술한 실시예에 국한하는 것이 아니라 청구범위에 기재된 발명의 사상과 범주 내에서 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면 모드절환을 수동으로 설정하는 것이 아니라 제4도의 a파형의 모드절환주기를 시분할적으로 반복함으로써 수동모드절환없이 그때 그때 입력되는 터치신호와 전자펜신호를 인식할 수도 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, but various modifications are possible within the spirit and scope of the invention described in the claims. For example, it is possible to recognize the touch signal and the electronic pen signal input at that time without manual mode switching by time-divisionally repeating the mode switching period of the a waveform of FIG. 4 instead of manually setting the mode switching.

Claims (2)

제1주파수를 가진 교류신호를 발산하는 전자펜과 손가락을 사용하여 좌표를 입력하는 좌표 입력장치에 있어서, 표면이 소정 유전율을 가진 절연층으로 피복된 저항판; 소정 간격으로 서로 떨어진 상기 저항판의 복수의 에지들에 각각의 일측 입력단이 연결된 복수의 증폭기들; 상기 복수의 증폭기들의 출력을 받아서 대응하는 디지탈 위치데이타를 발생하는 신호처리부; 제2주파수를 가진 교류신호를 발생하는 신호발생기; 및 선택된 입력모드에 따라 터치모드에서는 상기 교류신호를 상기 복수의 증폭기들의 타측 입력단에 연결시키고 디지타이저모드에서는 상기 증폭기들의 타측 입력단을 접지시키는 모드절환수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치.A coordinate input device for inputting coordinates using an electronic pen and a finger to emit an AC signal having a first frequency, the coordinate input device comprising: a resistance plate whose surface is covered with an insulating layer having a predetermined dielectric constant; A plurality of amplifiers each having one input terminal connected to a plurality of edges of the resistance plate spaced apart from each other at predetermined intervals; A signal processor configured to receive outputs of the plurality of amplifiers and generate corresponding digital position data; A signal generator for generating an AC signal having a second frequency; And mode switching means for connecting the AC signal to the other input terminal of the plurality of amplifiers in the touch mode and grounding the other input terminal of the amplifiers in the digitizer mode according to the selected input mode. 제1항에 있어서, 상기 신호처리부는 상기 복수의 증폭기들의 출력을 시분할적으로 멀티플렉싱하는 멀티플렉서; 상기 멀티플렉서의 교류출력을 정류하여 아날로그 직류신호를 발생하는 정류기; 상기 아날로그 직류신호를 샘플링하는 샘플 앤드 홀드회로; 및 상기 샘프링된 아날로그 직류신호를 디지탈신호로 변환 출력하는 아날로그 디지탈 변환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 좌표 입력장치.The apparatus of claim 1, wherein the signal processing unit comprises: a multiplexer for time division multiplexing the outputs of the plurality of amplifiers; A rectifier for rectifying the AC output of the multiplexer to generate an analog DC signal; A sample and hold circuit for sampling the analog DC signal; And an analog digital converter for converting and outputting the sampled analog DC signal into a digital signal.
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