KR100874050B1

KR100874050B1 - 태블릿 장치

Info

Publication number: KR100874050B1
Application number: KR1020050010565A
Authority: KR
Inventors: 나오미 나카야마; 카즈오 이마이; 요시아키 야마구치; 이사무 사이토
Original assignee: 에스에무케이 가부시키가이샤
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2005-02-04
Publication date: 2008-12-12
Also published as: TW200535680A; EP1562103A2; EP1562103A3; TWI309016B; KR20060041744A; US7400319B2; CN1652073A; CN100351761C; JP4424729B2; JP2005222326A; US20050174336A1

Abstract

한쌍의 압전기판들은, 그 길이가 동작패널 또는 지지보드의 길이방향으로 한측의 길이보다 짧은, 길이방향을 따라 대각선의 위치로부터 한측에 개별적으로 고정된다. 입력동작을 검출하는 시간에, 드라이브 전압이 인가되고 전체의 동작패널 또는 지지보드가 진동된다. 그 동작패널 또는 그 지지보드의 4개의 코너가 태블릿 장치를 조정하기 위한 하우징에 의해 지지되거나 디스플레이 장치에 의해 지지되므로 4개의 코너들의 진동이 제한되는 경우, 입력동작의 느낌이 진동에 의해 오퍼레이터에 전달될 수 있고, 그 진폭은 입력 동작 위치에 상관없이 소정의 값보다 작지 않다.

압전기판, 태블릿 장치, 드라이브 회로, 입력동작, 동작패널, 지지보드.

Description

태블릿 장치{TABLET APPARATUS}

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 태블릿 장치(1)의 전체 확대 투시도,

도 2는 태블릿 장치(1)의 하부도,

도 3은 태블릿 장치(1)의 리더 부분의 부분 확대 투시도,

도 4는 몇몇 부분들은 생략하고, 태블릿 장치(1)가 하우징(20)에 부착된 상태를 나타내는 길이방향의 단면도,

도 5는 압전기판(2)을 구동시키는 드라이브 회로(10)의 구성을 나타내는 다이어그램,

도 6은 한쌍의 압전기판들(2)이 길이방향에 따라 대각선 위치로부터 고정되는, 지지보드(4)가 진동되는 경우에, 그 지지보드(4)의 각 위치에서 진폭 z을 나타내는 개략도면,

도 7은 종래의 태블릿 장치(100)를 나타내는 확대 투시도,

도 8은 압전기판(103)이 고정되는 길이방향에서의 한측으로, 지지기판(102)이 진동되는 경우에 지지기판(102) 상의 각 위치에서 진폭 z을 나타내는 개략도면,

도 9는 한쌍의 압전기판(103)이 고정된 길이방향에서 측면들이 대향하도록, 지지기판(102)이 진동되는 경우에 지지기판(102) 상의 각 위치에서 진폭 z을 나타내는 개략도면이다.

본 발명은, 동작패널 또는 그 동작패널을 지지하는 지지보드가 입력동작이 오퍼레이터에 의해 동작패널 상에서 행해질 때 진동되어, 오퍼레이터가 입력 동작의 느낌을 가질 수 있게 되는 태블릿(tablet) 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 동작패널 또는 그 동작패널을 지지하는 지지보드가 압전기판에 의해 진동되는 태블릿 장치에 관한 것이다.

태블릿 장치는 다음과 같이 동작되는, 디지타이저(digitizer)로서 불려진다. 스타일러스 펜 또는 핑거와 같은 표시도구는 지지보드에 의해 지지되는 동작패널에 가깝게 있거나 접촉하도록 구성된다. 표시도구나 핑거가 접촉하도록 구성되거나 표시도구나 핑거가 가까이 구성되는 동작패널 상의 입력동작 위치가 검출되고, 입력동작 위치를 나타내는 입력위치 데이터는 개인용 컴퓨터와 같은 처리장치로 출력된다.

특히, 동작패널, 지지보드, 입력동작 위치를 검출하기 위해 형성된 절연층 및 전극은 투명 물질로 만들어지고, 태블릿 장치는 액정 패널 또는 CRT와 같은 디스플레이 장치 상에 배열될 수 있고, 입력동작은 태블릿 장치의 입력동작 면 상에서 행햐질 수 있어, 즉, 디스플레이 상의 내용에 대응하는 입력위치 데이터가 오퍼레이터가 디스플레이의 내용을 보고 있는 동안 개인용 컴퓨터와 같은 처리장치로 출력될 수 있다.

동작패널 상의 입력동작 위치를 검출하는 시스템에 따라, 태블릿 장치에 대하여서는, 다양한 태블릿 장치들이 JP-A-5-289806에서 개시된 자기 커플링 시스템, JP-A-6-242875에서 개시된 용량 커플링 시스템, JP-UM-A-3-6731에서 개시된 접촉 시스템, JP-A-5-53715에서 개시된 저항 시스템 및 JP-UM-A-5-33235에서 개시된 광학 커플링 시스템과 같이 제안된다. 그러나, 일반적으로, 오퍼레이터는 개인용 컴퓨터와 같은 처리장치에 의해 동작의 결과만을 알 수 있고, 즉, 오퍼레이터는 동작패널로의 입력동작 자체가 태블릿 장치에 의해 검출되는지 아닌지를 알 수는 없다. 그러므로, 오퍼레이터는 오퍼레이터가 실시한 입력동작에 관해 확실하지 않게 느낀다.

강제 피드백 형태의 태블릿 장치는 지지보드의 동작패널이 입력동작에 응답하여 진동하여, 오퍼레이터가 동작패널에 접촉하여 있는 스타일러스 펜 또는 핑거를 거쳐 태블릿 장치에 전달되는 입력동작을 느낄 수 있다고 알려져 있다. 특히, 본 출원인은 동작패널과 지지보드가, 압전기판이 그 동작패널 또는 그 지지보드에 직접 고정된 간단하고 컴팩트한 구조에 의해 효율적으로 진동되는 태블릿 장치를 개발하였다. 이 태블릿 장치에 대하여, 특허 자료 1에서 나타낸다.

특허 자료 1 : JP-A-2003-122507(요약, 도 1)

도 7은 동작패널(101)이 플라스틱으로 만들어지는 플렉시블 시트를 포함하고 유리로 만들어진 지지보드가 작은 갭을 두고 서로 라미네이트(laminate)되는, 이 강제 피드백 형태의 태블릿 장치(100)를 나타내는 도면이다. 이 구조에서, 태블릿 장치(100)는, 동작패널(101)과 지지보드(102)가 서로 대향하고 균일한 전위 그래디 언트(gradient)가 전도층(101a, 102a) 상에 선택적으로 형성되는, 대향면 상에 제공되는 균일한 저항 필름들로 형성된 전도층들(101a, 102a)이 있는, 저항 압력에 민감한 시스템 태블릿 장치이다. 입력동작이 동작패널(101)의 표면을 밀어냄에 의해 행해지는 경우, 전도층들(101a, 102a)은 입력동작 위치에서 서로 접촉되고 연결되며, 입력동작 위치(접촉 위치)의 전위는 전위 그래디언트가 형성되지 않은 다른 전도층(101a, 102a)으로부터 판독된다. 이 방법으로, 입력동작과 입력동작 위치가 검출된다.

압전기판(103)은 길고 가느다란 형태로 형성된다. 한쌍의 드라이브 전극들(103a, 103b)은 압전기판(103)의 대향면들 상에 제공되고, 대향면들 중 하나의 전체면은 접착제로 동작패널(101) 또는 지지보드(102)에 고정된다. 입력동작이 동작패널(101)의 입력동작면(101c) 상에서 행해진 것이 검출되면, 드라이브 전압은 한쌍의 드라이브 전극들(103a, 103b)에 인가된다. 이로 인해, 압전기판(103)은 팽창되고 수축되며, 압전기판(103)이 고정된, 동작패널(101) 또는 지지보드(102)는 진동된다. 이 진동에 의해, 오퍼레이터는 입력동작이 장치에 의해 수용된 것을 확인할 수 있다.

이 태블릿 장치(100)에 따라, 길고 가드다란 압전기판(103)은 동작패널(101) 또는 지지보드(102)에 간단히 고정된다. 그러므로, 전체의 구조가 간단히 만들어질 수 있고, 동작패널(101)과 지지보드(102)는 크기를 확대하지 않고 간단한 구조에 의해 진동될 수 있다. 또, 진동원으로부터 동작패널(101)또는 지지보드(102)까지 진동을 전송하기 위한 전송수단과 진동원을 제공하는 것은 필요하지 않다. 따라서, 진동의 전송에 야기되는 에너지 손실을 없앨 수 있다. 또, 진동의 전송시간의 지연도 피할 수 있다.

압전기판(103)의 전계왜곡(electrostriction)효과를 이용하는 것은 동작패널(101) 또는 지지보드(102)의 진동을 야기한다. 드라이브 전압이 한쌍의 드라이브 전극들(103a, 103b)에 인가되고, 팽창하고 수축하는 압전기판의 한면이 동작패널(101) 또는 지지보드(102)에 고정되고, 동작패널(101) 또는 지지보드(102)가 진동될 수 있도록, 왜곡이 동작패널(101) 또는 지지보드(102)에 전송된다.

압전기판(103)을 길고 가느다란 형태로 형성함에 의해, 보다 작은 양의 진동 물질에 의한 보다 큰 진폭을 얻을 수 있다. 압전기판(103)이 고정된, 동작패널(101) 또는 지지보드(102)가 사각형인 경우에, 길고 가느다란 압전기판(103)이 도 7에서 나타내는 바와 같이 길이방향(방향 X)에 따라 고정되면, 동작패널(101) 또는 지지보드(102)는 폭 방향(방향 Y)에 따라 고정된 경우와 비교하여 보다 큰 진폭에 의해 진동될 수 있다.

반면에, 압전기판(103)의 고정 위치에 대하여서는, 오퍼레이터가 입력동작을 행하기 위해 태블릿 장치의 뒷면에 배열된 디스플레이 장치 상의 디스플레이를 보고 있기 때문에, 입력동작면(101c) 상에서 행해지는 입력동작의 위치 검출에 대한 영향이 방지되어야 하고 투명 물질로 만들어지는 태블릿 장치(100)의 경우에 입력동작면(101c) 아래의 압전기판(103)을 배열하는 것을 피해야 한다. 그러므로, 압전기판(103)의 고정위치는 길이방향으로 동작패널(101) 또는 지지보드(102)의 한측 상에 배열된다.

도 7에서 나타내는 바와 같이, 위에서 설명한 이유로, 압전기판(103)은 길이방향으로 동작패널(101) 또는 지지보드(102)의 한측에 고정된다. 그러나, 태블릿 장치(100)가, 나타내지 않은 하우징이나 그 하우징에 의해 지지된 액정 패널과 같은 디스플레이 장치에 부착되는 경우에, 가능한한 완전하게 장치를 진동시키기 위해서, 동작패널(101) 또는 지지보드(102)의 4개의 코너들이 하우징이나 디스플레이 장치에 부착된다. 그러므로, 입력동작이 행해지는 위치에 따라, 오퍼레이터는 몇몇의 영역들에서 진동에 의해 입력동작의 느낌을 충분히 가지지 못할 수 있다.

도 8은 다음의 환경에서 야기되는 진동의 생성을 나타내는 도면이다. 4개의 코너들의 진동을 제한하는 조건하에, 280V의 드라이브 전압이 길이방향으로 지지보드(102)의 한측에 고정된 압전기판(103)에 인가되고, 지지보드(102)가 진동된다. 이 때에, 도면의 표면에 수직한 방향 Z의 각 위치에서 진폭 z은 도 8에서 나타낸다. 진폭 z은 z0, z1, z2 및 z3의 치수로 증가된다. 이 도면에서 나타내는 것처럼,지지보드(102) 상에서 생성된 진동의 진폭 z은 길고 가느다란 벨트-모양의 압전기판(103)의 중심에서 제일 크다. 중심으로부터 떨어진 위치에서, 지지보드(102) 상에 생성된 진동의 진폭 z은 감소된다. 4개의 코너들이 제한되기 때문에, 각 코너 근방의 진폭 z은 감소된다. 결과적으로, 입력동작이 아래의 왼쪽 코너와 아래의 오른쪽 코너 상에서 행해지면, 심지어 지지보드(102)가 진동되더라도, 오퍼레이터가 입력동작의 느낌을 가지게 하는 충분히 큰 진동이 입력동작 위치에서 생성되지 않는다. 그러므로, 오퍼레이터가 입력동작의 느낌을 가지는 것은 불가능하다.

그러므로, 도 9에서 나타내는 바와 같이, 다음의 시도가 행해진다. 한쌍의 압전기판(103, 103)은 길이방향으로 지지보드(102)의 대향측들에 고정되고, 앞에서 언급된 하나의 압전기판(103)의 민감하지 않은 영역은 다른 압전기판(103)에 의해 보상된다. 도 9는 드라이브 전압이 도 8에서의 것과 동일한 조건하에 한쌍의 압전기판들(103)에 인가되는 상태를 나타내는 도면이고, 지지보드(102) 상의 각 위치에서의 진폭 z이 나타난다. 도면에서, 크기 z은 z0, z1, z2, z3 및 z4의 치수로 증가된다. 그러나, 한쌍의 압전기판들(103, 103)이 위에서 설명된 것처럼 사용되는 경우에도, 압전기판들(103, 103)이 폭방향(방향 Y)에서 4개의 코너들에 제공되지 않으므로, 4개의 코너들은 여전히 민감하지 않은 영역들로 남게 된다.

압전기판(103)에 의해 생성된 진동의 진폭 z은 길이방향으로 길고 가느다란 벨트-모양의 압전기판(103)의 길이에 따른다. 그러므로, 길이방향의 동작패널(101) 또는 지지보드(102)의 전체측은 압전기판(103)에 고정되고, 위의 문제점들이 해결된다. 그러나, 길이방향에서의 길이보다 짧은 길이인, 공통의 압전기판(103)이 대량생산 효율을 증가시키기 위해 사용되는 경우 또는 큰 입력동작면을 가지는 태블릿 장치가 사용되는 경우에, 항상 길이방향에서의 전체의 길이로 압전기판(103)을 항상 고정할 수 있는 것은 아니다.

압전기판(103)에 의해 생성된 진동의 진폭은 압전기판(103)에 인가된 전압에 비례한다. 그러나, 압전기판(103)에 인가된 전압이 증가하면, 전력소모가 증가하고, 제조비용 또한 고전압 회로를 사용하므로 증가된다. 그러므로, 소정의 저항하는 전압보다 낮은 전압을 유지하는 것이 필요하다.

본 발명은 종래기술의 상기 문제들을 해결하기 위해 이루어졌다. 본 발명의 목적은, 제한된 길이의 압전기판이 사용되는 경우, 소정의 진폭의 진동이 동작패널 또는 지지보드 상의 모든 영역들에서 생성되어, 오퍼레이터가 어떠한 입력동작 위치에서든지 입력동작의 느낌을 바람직하게 얻을 수 있는 태블릿 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위하여, 본 발명의 태블릿 장치는 다음을 가짐으로서 특징화된다:

(1) 입력동작면을 포함하고 사각형인 동작패널;

그 동작패널의 뒤로부터 그 동작패널을 지지하고 사각형인 지지보드;

그 입력동작면과 그 입력동작의 위치상으로의 입력동작을 검출하고 그 위치의 데이터를 출력하는 입력위치 검출부; 및

한쌍의 드라이브 전극들 중 하나가 제공되는 전면과 그 한쌍의 드라이브 전극들의 다른 하나가 제공되는 후면 상에 존재하는 제1 및 제2 압전기판들로서, 그 전면 또는 그 후면 중 어느 한쪽은 그 동작패널 또는 그 지지보드에 고정되고, 길고 가느다란 벨트-모양의 형태를 가지고, 그 형태의 길이는 그 동작패널 또는 그 지지보드 각각의 길이방향에서 한측의 길이보다 짧은, 제1 및 제2 압전기판들을 포함하고,

그 입력동작면 상의 그 입력동작이 검출되고, 드라이브 전압은 그 한쌍의 드라이브 전극들에 인가되고 그 동작패널 또는 그 지지기판은 그 입력동작의 느낌을 생성하도록, 팽창되고 수축되는, 그 제1 및 제2 압전기판들에 의해 진동되고,

그 제1 압전기판은 제1 측에 따라 그 동작패널 또는 그 지지보드의 그 제1 측에 따른 길이방향에서 그 제1 측의 한단부 근방에 고정되고, 그 제2 압전기판은 제2 측에 따라 그 동작패널 또는 그 지지보드의 그 제2 측에 따른 길이방향에서 그 제2 측의 한단부 근방에 고정되고, 그 제2 측의 한단부는 제1 측의 한단부에 관해 대각선인, 태블릿 장치.

(2) (1)에 따라,

절연갭으로 서로 상에 라미네이트되는, 그 동작패널과 그 지지보드 상에 개별적으로 형성된 전도층들; 및

개별적으로, 그 전도층들의 주변부들에 전기적으로 연결되는 리드 전극들을 더 포함하고,

검출전압은 그 리드전극들 중 하나에 인가되고, 그 전도층들이 서로 접촉되어 있을 때 변화하는 그 리드전극들 간의 전위가 그 입력위치 검출부에 의해 검출되고,

입력동작의 위치는 그 전위에 의거하여 검출되는, 태블릿 장치.

(3) (2)에 따라,

그 제1 측과 제2 측 중 하나의 부분으로부터 안내되고, 그 대응하는 제1 또는 제2 압전기판이 고정되지 않은, 그 리드 전극들에 전기적으로 연결되는 리더패턴(leader pattern)을 더 포함하는, 태블릿 장치.

(4) 입력동작면을 포함하는 동작패널; 및

그 동작패널을 지지하는 지지보드를 포함하고,

그 동작패널 및 그 지지보드 중 하나는 제1 측과 그 제1 측에 대향하는 제2 측을 포함하는 4개의 측들에 의해 구성되는 형태를 가지며,

그 길이가 그 제1 측의 길이보다 짧고, 그 제1 측에 따라 그 제1 측의 한단부 근방에 고정되는 제1 압전기판; 및

그 길이가 그 제2 측의 길이보다 짧고, 그 제2 측에 따라 그 제2 측의 한단부 근방에 고정되는 제2 압전기판을 더 포함하고,

그 제2 측의 한단부는 그 제1 측의 한단부에 대하여 대각선인, 태블릿 장치.

(5) (4)에 따라,

절연갭에서 서로 상에 라미네이트되는, 그 동작패널과 그 지지보드 상에 개별적으로 형성된 전도층들; 및

개별적으로, 그 전도층들에 전기적으로 연결된 리드 전극들을 더 포함하고,

검출전압은 상기 전도층들 중 하나에 인가되고, 그 전도층들이 서로 접촉되어 있을 때 변화하는 그 전도층들 사이의 전위가 검출되고 입력동작의 위치는 그 전위에 의거하여 검출되는, 태블릿 장치.

(6) (5)에 따라,

그 제1 측과 제2 측 중 하나의 부분으로부터 안내되고, 그 대응하는 제1 또는 제2 압전기판이 고정되지 않은, 그 리드 전극들에 전기적으로 연결되는 리더패턴을 더 포함하는, 태블릿 장치.

(7) (4)에 따라,

그 제1 압전기판과 그 제2 압전기판이 고정되는, 그 동작패널과 그 지지보드 중 하나는 사각형인, 태블릿 장치.

(8) (4)에 따라,

그 제1 및 제2 압전기판들은 그 동작패널과 그 지지보드 사이에 위치되는, 태블릿 장치.

(9) (4)에 따라,

그 제1 및 제2 압전기판들은 단일층의 시트구성을 가진, 태블릿 장치.

(10) 입력동작면을 포함하는 동작패널;

그 동작패널을 지지하는 지지보드를 포함하고,

그 동작패널 및 그 지지보드 중 하나는 제1 측과 그 제1 측에 대향하는 제2 측을 포함하는 4개의 측들에 의해 구성되는 형태를 구비하고,

그 길이가 그 제1 측의 길이보다 짧고, 그 제1 측에 따라 그 제1 측에 고정되는 제1 압전기판으로서, 그 길이방향으로의 그 제1 압전기판의 중심점은 그 제1 측의 한단부를 향해 그 제1 측의 중심으로부터 이동되고,

그 길이가 그 제2 측의 길이보다 짧고, 그 제2 측에 따라 그 제2 측에 고정되는 제2 압전기판으로서, 그 길이방향으로의 그 제2 압전기판의 중심점은 그 제2 측의 한단부를 향해 그 제2 측의 중심으로부터 이동되고,

그 제1 측의 한단부는 그 제2 측의 한단부에 대하여 대각선인, 태블릿 장치.

도 1에서 도 6에 따라, 본 발명의 제1 실시예에 따른 태블릿 장치(1)가 아래에서 설명된다. 이 실시예의 태블릿 장치(1)는, 작은 갭을 두면서 서로에 라미네이 트(laminate)되는, 동작패널(3)과 지지보드(4)의 개별적인 대향면들 상에 동일한 전위 그래디언트를 형성할 수 있는 균일한 저항필름으로 구성되는 전도층이 제공되고, 입력동작 위치가 접촉이 입력동작에 의해 만들어지는 전도층들 사이의 접촉 위치의 전위로부터 검출되는, 소위 저항압력 감지 태블릿 시스템을 사용한다. 도 1은 전체의 태블릿 장치(1)의 확대 투시도이고, 도 2는 태블릿 장치의 하부면 도면, 도 3은 리더 부분의 확대 투시도, 도 4는 몇몇 부분들이 생략되고, 태블릿 장치(1)가 장치의 하우징(20)에 부착된 상태를 나타내는 길이의 단면도, 도 5는 압전기판(2)을 작동하기 위한 드라이브 회로(10)의 구성을 나타내는 블럭 다이어그램, 및 도 6은 지지보드(4)가 진동될 때의 각 위치에서의 진폭의 크기를 나타내는 개략도면이다.

동작패널(3)은 투명 합성수지로 만들어진 플렉시블 사각 시트로 구성된다. 이 경우에, 동작패널(3)은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)로 만들어지는 플렉시블 사각시트로 구성된다. 동작패널(3)의 재료에 대하여, 후에서 설명되는 것처럼 지지보드(4) 측으로 약간 굽혀질 수 있는 한, 어떠한 물질도 사용될 수 있다. 그러나, 지지보드(4) 내부에 배열된 액정 디스플레이 패널(이후 LCD 패널로 불림)이 오퍼레이터에 의해 나타낼 수 있는 본 실시예의 경우에, 투명 재료가 사용된다. 강도가 동작패널(3)에 요구되는 경우에, 동작패널(3)은 유리판 또는 아크릴판으로 만들어질 수 있다. 유연성이 동작패널(3)에 요구되는 경우에, 동작패널(3)은 PC(폴리카보네이트), PES(폴리에스테르 설폰) 또는 PI(폴리이미드)로 만들어질 수 있다. 동작패널(3)의 표면은 투명한 하드코팅 에이전트(나타내지 않음)로 코트(coat)되어, 입 력동작면(3a)이 되는 상부면이 보호될 수 있다.

지지보드(4)는 소다 석회 유리로 만들어진 투명 보드로 구성되고, 그 프로파일은 동작패널(3)의 것과 동일하고, 즉, 지지보드(4)는 사각형 시트 형태로 형성된다. 지지보드(4)는 뒤로부터, 입력동작이 행해지는, 동작패널(3)을 지지하는 보드이다. 그러므로, 지지보드(4)는 다소 강성(rigidity)이 요구된다. 그러나, 디스플레이 섹션이 내부에 배열되지 않은 경우에, 지지보드는 투명 재료로 만들어질 필요는 없다. 재료가 다소 강성이 있으면, 유리판 뿐만 아니라 아크릴 베이스 보드와 같은 플라스틱판 및 알루미늄 또는 철판과 같은 금속판도 사용될 수 있다.

동작패널(3)과 지지보드(4)는, 그들 사이에 작은 갭이 생기는 동안 동작패널(3)과 지지보드(4)의 주변부들에서 삽입되는, 접착층에 의해 서로 라미네이트되고, 그들 사이에 작은 갭이 생기게 된다. 동작패널(3)과 지지보드(4)가 서로에 대향되는 대향면에서, 투명한 전도필름들인, 이동가능한 전도층(6)과 고정전도층(7)이 균일한 필름 압력으로 서로에 고정된다. 이동가능한 전도층(6)과 고정전도층(7)은 개별적으로 ITO(산화 인듐-주석)으로 만들어진다. 이동가능한 전도층(6)과 고정전도층(7)에 균일한 필름 압력이 제공되면, 단위 길이당 저항값은 전도층 상의 각 위치에서 서로와 동일하게 만들어질 수 있다.

고정전도층(7)에서, 절연 합성수지로 만들어지는 도트 스페이서들(dot spacers)(나타내지 않음)이 소정의 간격들을 두고 고정된다. 이 도트 스페이서들은 입력동작면(3a)의 일부가 예상되지 않게 오퍼레이터의 손으로 접촉되는 경우에 고정전도층(7)과 이동가능한 전도층(6)의 잘못된 접촉의 방지를 위해 제공된다. 각 도트 스페이서의 높이는 접착층에 의해 서로로부터 분리된 이동가능한 전도층(6)과 고정전도층(7) 사이의 갭보다 낮다.

동작패널(3)의 뒤에, 도 1에서 이동가능한 전도층(6)의 방향 X로 대향하는 주변의 엣지들에서 이동가능한 전도층(6)에 전기적으로 연결된 X 인가측 리드 전극(8a)와 X 접지측 리드 전극(8b)이 프린트된다. X 인가측 리드전극(8a) 및 X 접지측 리드전극(8b)은 은으로 이루어진 길고 가느다란 벨트-모양의 투명전도 시트들이다. X 인가측 리드 전극(8a)과 X 접지측 리드 전극(8b)은 대향되는 지지보드(4)의 표면 상에 리더 패턴들(12a, 12b)에 의해 지지보드(4)의 외부 연결섹션(5)으로 안내된다.

동일한 방법으로, 지지보드(4)의 표면에, 고정전도층(7)에 전기적으로 연결된, Y 인가측 리드 전극(9a)과 Y 접지측 리드 전극(9b)이 도 1에서 방향 X에 수직한 방향 Y에서 고정전도층(7)의 주변부들에서 인쇄된다. Y 인가측 리드 전극(9a)과 Y 접지측 리드 전극(9b)은 은으로 만들어진 길고 가느다란 벨트-모양의 투명 전도시트들이다. Y 인가측 리드 전극(9a)과 Y 접지측 리드 전극(9b)은 전도성 접착 에이전트에 의해 전기적으로 연결된 지지보드(5)의 표면에 리더 패턴들(12c, 12d)에 의해 외부 연결 섹션(5)에 개별적으로 안내된다.

지지보드(4)의 뒤에, 한쌍의 압전기판들(2, 2)이 고정된다. 압전기판(2)은 PZT(리드 티타네이트 및 지르코네이트) 자기(porcelain)에 의해 나타내는 압전 세라믹들, 압전 단결정들, 및 폴리비닐리덴 플루오르화물과 같은 압전 재료로 만들어진 단일층 기판이다. 이 경우에, PZT의 압전 자기로 만들어진 압전 세라믹판이 사 용되고, 그 기계적인 내구성이 높고, 대부분에 사용된다. 압전기판(2)은 도면에서 나타내는 것처럼 길고 가느다란 벨트-모양의 시트로 형성된다. 드라이브 전압이 압전기판(2)의 대향측들 상에 인가되면, 보다 큰 변형이 낮은 드라이브 전압에 의해 생성될 수 있다.

드라이브 전극을 압전기판(2)에 인가하기 위한 한 세트의 드라이브 전극들(2a, 2b)은 서로에게 대향되는, 전도성 금속재료가 수증기-증착 또는 스크린 프린팅에 의해 그리고 버닝(burning)에 의해 고정되는 압전기판(2)의 대향 측면들에 증착되는 방식으로 만들어진다. 도 3에서 나타내는 바와 같이, 압전기판(2)의 뒤를 덮는 하나의 드라이브 전극(2a)은 길이방향으로 압전기판(2)의 한측의 표면 상으로 뒤로 접혀진다. 그러므로, 드라이브 전극(2a)은 작은 절연갭을 남기고 표면을 덮는 다른 드라이브 전극(2b)으로부터 떨어진 표면에 노출된다.

한쌍의 압전기판(2)의 드라이브 전극들(2a, 2b)은 개별적으로 지지보드(4)의 뒤에 전기적으로 연결되는 리더 패턴들(13a, 13b, 13c, 13d)에 의해 외부 연결 섹션(5)에 안내된다.

도 2에서 나타내는 바와 같이, 한쌍의 압전기판들(2)은 길이방향에서 사각형의 지지보드(4)의 길이보다 짧다. 각 압전기판(2)은 지지보드(4)의 뒤에 대각선 위치의 그 근방으로부터 길이방향(긴변방향; longitudinal direction)에서 한측(방향 X)에 고정된다. 그 근방은 측(side)의 단부와 그 단부 주위의 부분을 포함한다. 즉, 압전기판(2)의 단부는 측의 단부와 같이 정렬될 수 있고, 몇몇의 틈(clearance)이 그 사이에 제공될 수 있다. 압전기판(2)이 지지보드(4)에 고정되면, 대향면에 노출된 드라이브 전극들(2a, 2b)은 리더 패턴들(13a, 13b, 13c, 13d)에 전기적으로 연결된다. 그러므로, 전도성 접착 에이전트가 여기에 사용된다. 그러나, 이들이 또 다른 처리에서 서로에 연결되는 경우에, 전도성 접착 에이전트가 사용될 필요는 없다. 예를 들어, 에폭시 또는 아크릴산염으로 만들어진 접착 에이전트와 같은 다양한 접착 에이전트들이 고정제로 사용될 수 있다.

본 발명에서, 진동은 압전기판(2)의 전계왜곡효과를 이용하여 지지보드(4) 상에서 생성된다. 압전기판(2)이 지지보드(4)에 직접 고정되어 있기 때문에, 압전기판(2)이 팽창되고 수축되면, 높은 스트레스가 지지보드(4)에 생성되어, 큰 진폭의 진동이 생성될 수 있다. 예를 들어, 10*10⁵V/m의 강도인, 전기장이 PZT의 압전 재료에 인가되면, 유전체 상수 3400, 압전 상수 590*10¹²C/N 및 탄성 컴플라이언스(compliance) 20*10^-12m²/N, 변형 5.9*10⁴가 야기된다. 이 변형이 크램프(cramp)되면, 높은 스트레스 3*10⁷N/m이 생성된다.

±280V의 드라이브 전압이 전계왜곡효과를 이용하여 한 세트의 드라이브 전극들(2a, 2b) 사이에 인가되면, 동작패널(3)을 통하여 핑거로 오퍼레이터에 의해 느껴질 수 있는 충분히 큰 진폭의 진동이 지지보드(4)에 생성될 수 있다. 특히, 길고 가느다란 벨트-모양의 압전기판(2)이 길이방향으로 구부려지기 때문에, 압전기판(2)이 길이방향으로 지지보드(4)에 고정될 때, 전체의 지지보드(4)가 큰 진폭에 의해 보다 효과적으로 진동될 수 있다.

외부 연결 섹션(5)은 플렉시블 인쇄 배선기판으로 구성되고, 그 한 측은 2개의 부분들로 분기되도록 만들어진다. 분기부분의 하나의 리드 패턴은 표면상의 리더 패턴들(12a, 12b, 12c, 12d)에 전기적으로 연결되고, 분기부분의 다른 하나의 리드 패턴은, 뒤의 리더 패턴들(13a, 13b, 13c, 13d)에 전기적으로 연결된다. 외부 연결 섹션(5)의 다른 측은 나타내지 않은 커넥터와 연결된다. 앞에서와 같이, 리드 전극들(8a, 8b, 9a, 9b)은 후에 설명되는 입력위치 검출회로에 전기적으로 연결되고, 드라이브 전극들(2a, 2b)은 압전기판(2)의 드라이브 회로(10)에 전기적으로 연결된다.

리드 전극들(8, 9)에 연결되는 리더 패턴들(12a, 12b, 12c, 12d)은 압전기판(2)이 근방에서 병렬로 고정되지 않은 지지보드(4)의 길이방향으로 한 측(방향 X) 상의 부분에 외부 연결 섹션(5)과 연결된다. 본 발명에서 나타내는 바와 같이, 동작패널(3)과 지지보드(4)의 길이방향의 길이보다 짧은, 압전기판(2)이 길이방향에 따라 측에 대각선 위치의 근방으로부터의 범위에 고정되는 경우, 압전기판(2)이 도달하지 않은 부분이 그 부분을 이용함에 의해 길이방향으로 한 측에 존재하기 때문에, 외부 연결 섹션(5)과 지지보드(4)가 서로에 압력이 가해지는 동안, 그들은 가열되고 리더 패턴들(12a, 12b, 12c, 12d)과 외부 연결 섹션(5)의 리더패턴들은 전도성 접착 에이전트에 의해 서로 연결된다. 동작이 위에서 설명된 것처럼 전달되면, 압전기판(2)이 연결 작업을 차단하지 않는다.

도 4에서 나타내는 바와 같이, 위에서 설명된 것처럼 구성되는 태블릿 장치(1)에서, 사각형의 4개의 코너들은 합성 수지로 만들어진 탄성 스페이서들(11, 11) 을 통해 하우징(20)과 LCD 패널(21) 사이에 삽입되고, 태블릿 장치(1)는 LCD 패널(21) 상에 위치되고 지지된다. 태블릿 장치(1)가 위치되고 지지되면, 동작패널(3)은 하우징(20)의 윈도우 홀(20a)을 마주본다. 따라서, 오퍼레이터가 윈도우 홀(20a)을 통하여 LCD 패널(21) 상의 디스플레이를 보는 동안, 오퍼레이터가 핑거로 입력동작면(3a) 상의 입력동작을 행하는 것이 가능하다.

태블릿 장치(1)가 탄성 스페이서들(11)을 통하여 지지되는 이유가 다음에서 설명된다. 압전기판(2)에 의해 생성되는, 태블릿 장치(1)의 진동의 제한이 가능한한 작게 되도록 감소시킬 필요가 있다. 이 탄성 스페이서들(11)이 태블릿 장치(1)의 4개의 코너들에 배열되면, 간섭이 LCD 패널(21) 상의 디스플레이를 야기시키지 않는다.

압전기판(2)이 단일층으로 구성된 얇은 시트 구조이기 때문에, 드라이브 전극들(2a, 2b)이 압전기판(2)의 대향측들에 고정되면, 두께가 1mm이상은 안된다. 그러므로, 압전기판(2)이 태블릿 장치(1)의 두께를 증가시키지 않고 또한 그 압전기판(2)이 부착되는 하우징(20)에 스페이스에 처리를 하지 않고 진동원으로 사용될 수 있다. 특히, 압전기판(2)이 태블릿 장치(1)의 뒤에 고정된다면, 두께가 1mm이상이 아니기 때문에, 라미네이트되는 LCD 패널(21)과 태블릿 장치(1) 사이의 간격이 증가되지 않기 때문에, LCD 패널(21)의 디스플레이가 쉽게 오퍼레이터에 의해 보여질 수 있다.

커넥터를 거쳐 외부 연결 섹션(5)에 연결된 입력위치 검출회로(나타내지 않음)는 동작패널(3)의 입력동작면(3a) 상에 행해지는 입력동작을 검출하고, 또한 입 력동작 위치도 검출한다. 또, 입력위치 검출회로는 입력위치 데이터를 출력한다. 입력위치 검출회로의 동작이 아래에서 설명될 것이다.

입력동작이 검출되지 않은 대기 상태에서, 소정의 입력동작 검출전압은 X 인가측 리드 전극(8a)과 X 접지측 리드 전극(8b)에 인가되고, 이동가능한 전도층(6)은 이 전위로 유지된다. 또, 고정전도층(7)은 저항을 거쳐 접지되고, 전위가 모니터된다. 동작패널(3)이 입력동작에 의해 동작되지 않는 동안, 고정전도층(7)의 전위는 접지 전위에 있다. 전도층들(6, 7)이 입력동작에 의해 서로 접촉되어 있다면, 전류는 이동가능한 전극층(6)에서 저항까지 흐르고, 고정전도층(7)의 전위는 일정한 전위로 올라간다. 그러므로, 고정전도층(7)의 전위가 미리 설정된 소정의 문턱치를 초과한다면, 입력동작이 동작패널(3)상에서 행해지는 것이 검출된다.

입력동작이 검출되면, 입력위치 검출회로는 입력동작 위치가 검출되는 동작 모드로 이동된다. 이 연결에서, 입력동작 위치검출에 의해, 압전기판(2)상에 드라이브 전압을 인가하는 드라이브 회로(10) 또한 개시된다. 이 드라이브 회로(10)의 작용이 후에 설명될 것이다.

입력동작 위치가 검출되면, 방향 X에서의 검출과 방향 Y에서의 검출이 개별적으로 만들어진다. 방향 X에서 입력동작 위치를 검출하는 시간에, 좌표를 검출하는 전압이 X의 인가측 리드 전극(8a)에 인가되고, X 접지측 리드 전극(8b)이 접지되어, 동일한 경사의 전위 그래디언트가 이동가능한 전도층(6) 상에 형성될 수 있다. 이동가능한 전도층(6)에 접촉되는 고정전도층(7)이 고-임피던스라면, 입력동작 위치에서의 전위가 고정전도층(7)의 전위에 의해 판독될 수 있다. A/D 컨버터와 같 은 전압검출 회로로부터 얻어지는 입력은 Y 인가측 리드 전극(9a) 또는 Y 접지측 리드 전극(9b) 중 어느 것에 연결되고, 접촉 위치에서의 전위가 판독된다. 동일한 경사의 전위 그래디언트가 이동가능한 전도층(6)에 형성되기 때문에, 접촉 위치에서의 전위는 X 접지측 리드 전극(8b)에서 X 인가측 리드 전극(8a)으로 지시하는 방향 X로의 거리의 비례값이 된다. 앞에서와 같이, 입력동작 위치에서의 X-좌표가 검출된다.

방향 Y에 입력동작 위치검출이 위에서 설명된 것과 동일한 방법에 의해 전달된다. 고정전도층(7)에, 방향 Y의 동일한 경사의 전위 그래디언트가 형성되고, 접촉위치에서의 전위는 X 인가측 리드 전극(8a) 또는 X 접지측 리드 전극(8b)에 연결된 전압검출 회로에 의해 판독된다. 접촉 위치에서의 전위는 Y 접지측 리드 전극(9b)에서 Y 인가측 리드 전극(9a)으로 지시된 방향 Y에서의 거리의 비례값이 된다. 이로 인해, 입력동작 위치에서의 Y-좌표가 검출된다.

위에서 설명된 것처럼, X와 Y 좌표들 검출모드는 반복적으로 전달되고, 입력동작면(3a) 상의 입력동작 위치가 방향 X와 Y에서 검출되고, X와 Y의 좌표들로 만들어진 입력위치 데이터는 나타내지 않은 개인용 컴퓨터와 같은 처리장치 상으로 출력된다.

동작패널(3)로의 입력동작이 검출되는 한, 태블릿 장치(1)는 입력위치 검출회로의 입력동작 위치의 검출과 입력동작을 반복한다. 그러나, 입력동작이 그 입력동작이 행해지지 않은 상태에서 첫번째에 검출된다면, 지지보드(4)를 진동시키기 위해, 드라이브 회로(10)가 압전기판(2) 상의 드라이브 전압을 인가하기 위해 개시 된다.

드라이브 회로(10)는 예컨대, 도 5에서 나타내는 것처럼, 간단한 회로이다. 압전기판(2)의 하나의 세트의 드라이브 전극들(2a, 2b)이 코일을 구성하는 변환회로(14)의 출력측에 연결된다. 입력동작이 검출되면, 5에서 10msec의 폭을 가지는 진동 트리거 신호가 변환회로(14)로 입력된다. 그 동안에, 약간의 전압의 강도를 가지는 DC 전압이 변환회로(14)에 인가된다. 앞에서처럼, 유도된 전압은 변환회로(14)에서 코일에 의해 생성된다. 그러므로, 약 ±280V의 드라이브 전압이 압전기판(2)에 인가된다.

도 6은 ±280V의 드라이브 전압이 한쌍의 압전기판들(2,2)에 인가되는 경우에 각 위치에서의 도면의 표면에 수직하는 방향 Z의 진폭 z을 나타내는 도면이고, 지지보드(4)의 대각선 위치로부터 길이방향에 따른 측의 영역에서 고정되고, 지지보드(4)는 진동된다. 진폭 z은 z1, z2, z3, z4의 치수로 증가된다.

도 6에서 나타내는 바와 같이, 지지보드(4)가 4개의 코너들에서 탄성 스페이서들(11)에 의해 지지되기 때문에, 4개의 코너들에서의 진동은 지지보드(4) 상의 다른 부분들과 비교하여 제한된다. 그러나, 한쌍의 압전기판(2,2)은 대각선 위치로부터 길이방향의 측에 고정된다. 그러므로, 4개의 코너들에서, 압전기판(2)은 측방향(방향 Y)으로 배열된다. 측방향의 압전기판(2)의 진동이 야기될 수 있다. 따라서, 오퍼레이터가 입력동작의 느낌을 느낄 수 있는 진폭 z1을 얻을 수 있다.

따라서, 길이방향에서 지지보드(4)의 길이 보다 그 길이가 짧은 압전기판(2)이 진동원으로 사용될 때, 소정의 값보다 작지 않은 진폭 z이 전체의 지지보드(4) 상에서 얻어질 수 있다. 이로 인해, 입력동작패널(3a) 상의 어떠한 위치가 입력동작을 위해 동작된다면, 지지보드(4)의 진동이 입력동작 위치에 접촉한 동작패널(3)을 거쳐 오퍼레이터의 핑거팁(fingertip)에 전달된다. 그러므로, 오퍼레이터는 입력동작이 검출된 것을 알 수 있다.

위의 실시예에서, 설명들은 소위 저항 압력 감지 태블릿 형태 및 아날로그 형태 태블릿 장치(1)로 만들어진다. 그러나, 본 발명은 용량 커플링 시스템, 자기 커플링 시스템, 접촉 시스템 및 광학 커플링 시스템과 같은 다양한 형태의 태블릿 장치들에 응용될 수 있다. 위의 형태의 태블릿 장치에서, 본 발명은 입력동작이 핑거팁에 의해 행해지는 태블릿 장치에 제한되지 않고 그 입력동작이 스타일러스 펜과 같은 지시 툴에 의해 행해질 수 있다. 다른 형태의 태블릿 장치의 경우에, 입력동작 위치에서의 검출 함수가 열하되지 않는다면, 동작패널(3)과 지지보드(4)의 재료가 절연 재료에 제한되지 않고 동작패널(3)과 지지보드(4)가 금속 재료와 같은 임의의 재료로 만들어질 수도 있다.

압전기판(2)은 지지보드(4)의 뒤 뿐만 아니라 동작패널(3)에 대향하는 지지보드(4)의 표면 및 동작패널(3)의 뒤 또는 표면에도 고정된다.

본 발명은 오퍼레이터가 입력동작 위치의 진동에 의해 입력동작의 인식을 알릴 수 있는 태블릿 장치에 적절히 응용된다.

물론, 본 발명은 위에서 설명되고 도면에서 보여진 실시예로 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 벗어나지 않은 어떠한 변형에 의해 실현될 수 있다.

예를 들어, 위의 실시예에서, 비록 동작패널(3)과 지지보드(4)가 사각형 형 태를 가졌지만, 그 형태는 사다리꼴, 평행사변형 및 오각형과 같은 형태여도 된다.

본 발명은 오퍼레이터가 입력동작 위치의 진동에 의해 입력동작의 인식을 알릴 수 있는 태블릿 장치에 적절히 응용될 수 있다.

Claims

입력동작면을 포함하고 사각형인 동작패널;

상기 동작패널의 뒤로부터 상기 동작패널을 지지하고 사각형인 지지보드;

상기 입력동작면과 상기 입력동작의 위치상으로의 입력동작을 검출하고 상기 위치의 데이터를 출력하는 입력위치 검출부; 및

제1 및 제2 압전기판(piezoelectric substrate)들로서, 한쌍의 드라이브 전극들 중 하나가 상기 제1 및 제2 압전기판들의 각각의 전면(front face)에 제공되고, 상기 한쌍의 드라이브 전극들 중 다른 하나가 상기 제1 및 제2 압전기판들의 각각의 후면(reverse face)에 제공되며, 상기 제1 및 제2 압전기판들의 각각의 상기 전면 또는 상기 후면은 상기 동작패널 또는 상기 지지보드에 고정되고, 상기 제1 및 제2 압전 기판들의 각각은 길고 가느다란 벨트-모양의 형태를 가지며, 상기 제1 및 제2 압전 기판들의 각각의 길이는 상기 동작패널 또는 상기 지지보드 각각의 긴변방향에서 한변의 길이보다 짧은, 제1 및 제2 압전기판들을 포함하고,

상기 입력동작면 상의 상기 입력동작이 검출되면, 드라이브 전압은 상기 한쌍의 드라이브 전극들에 인가되고 상기 동작패널 또는 상기 지지보드는 상기 입력동작의 느낌을 생성하도록, 팽창되고 수축되는, 상기 제1 및 제2 압전기판들에 의해 진동되고,

상기 사각형의 동작 패널 또는 지지보드는 긴변방향의 제1변과 상기 제1변에 대향하는 제2변을 포함하는 4개의 변(side)으로 구성되며,

상기 제1변은 두개의 끝부분을 가지고, 상기 제2변도 두개의 끝부분을 가지며,

상기 제1 압전기판은 상기 제1변을 따라 상기 제1변의 두개의 끝부분 중 하나의 근방(vicinity)에 고정되고, 상기 제2 압전기판은 상기 제2변을 따라 제2변의 두개의 끝부분 중 하나의 근방에 고정되며, 상기 제2변의 두개의 끝부분 중 상기 하나는 상기 제1변의 두개의 끝부분 중 상기 하나에 관해 대각선인, 태블릿 장치.
제 1 항에 있어서,

절연갭(insulating gap)으로 서로 상에 라미네이트(laminate)되는, 상기 동작패널과 상기 지지보드 상에 개별적으로 형성된 전도층들; 및

개별적으로, 상기 전도층들의 주변부들에 전기적으로 연결되는 리드 전극들을 더 포함하고,

검출전압은 상기 리드전극들 중 하나에 인가되고, 상기 전도층들이 서로 접촉되어 있을 때 변화하는 상기 리드 전극들 간의 전위가 상기 입력위치 검출부에 의해 검출되고,

입력동작의 위치는 상기 전위에 기초하여 검출되는, 태블릿 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 리드 전극들에 전기적으로 연결되는 리더패턴(leader pattern)을 더 포함하고,

상기 제1변 또는 상기 제2변은, 대응하는 제1 또는 제2 압전기판이 고정된 제1부분(portion)과 상기 리더패턴이 안내되는 제2부분(portion)을 포함하는 태블릿 장치.
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입력동작면을 포함하는 동작패널;

상기 동작패널을 지지하는 지지보드;

상기 동작패널 및 상기 지지보드 중 하나는 제1변과 상기 제1변에 대향하는 제2변을 포함하는 4개의 변(side)에 의해 구성되는 형태를 가지며, 상기 제1변은 두개의 끝부분을 가지고, 상기 제2변도 두개의 끝부분을 가지며,

길이가 상기 제1변의 길이보다 짧고, 상기 제1변을 따라 상기 제1변에 고정되는 제1 압전기판으로서, 긴변 방향에서 상기 제1 압전기판의 중심점은, 상기 제1변의 두개의 끝부분 중 하나를 향해 상기 제1변의 중심으로부터 이동되고,

길이가 상기 제2변의 길이보다 짧고, 상기 제2변을 따라 상기 제2변에 고정되는 제2 압전기판으로서, 긴변방향에서 상기 제2 압전기판의 중심점은, 상기 제2 변의 두개의 끝부분 중 하나를 향해 상기 제2변의 중심으로부터 이동되고,

상기 제1변의 두개의 끝부분 중 상기 하나는 상기 제2변의 두개의 끝부분중 상기 하나에 대하여 대각선인, 태블릿 장치.