KR101450164B1 - 위치 검출장치 및 위치 검출방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 둘레부 코일로부터 출력되는 여자신호를 위치 지시기의 지시위치에 대응하여 동적으로 최적화함으로써 소비전력을 적게 억제한다.
위치검출영역의 둘레부에 배치된 여자 코일(19)은 드라이브 회로(20)를 통하여 주파수 f0으로 발진하는 발진회로(21)에 접속된다. CPU(18)는, 미리 설정된 프로그램에 따른 제어신호를, 선택회로(12), 샘플 홀드 회로(16), ＡＤ변환회로(17) 및 드라이브 회로(20)에 공급한다. 드라이브 회로(20)는, CPU(18)로부터 공급되는 제어신호에 의거하여 여자 코일(19)로부터 송출되는 신호 파워를 온 또는 오프로 제어한다. 또한 여자 코일(19)에 공급되는 여자신호는 복수단계로 제어된다. 루프 코일군(X1∼X40) 및 루프 코일군(Y1∼Y30)을 구성하는 각 센서 코일은 선택회로(12)를 통하여 증폭회로(13), ＡＤ변환회로(17) 등에 접속되고 소정의 센서 코일에서 검출된 신호가 CPU(18)에 공급된다.

Description

위치 검출장치 및 위치 검출방법{POSITION DETECTING DEVICE AND POSITION DETECTING METHOD}
본 발명은, 위치 지시기(位置 指示器)의 지시위치를 검출하는 위치 검출장치 및 위치 검출방법에 관한 것이다.
이러한 종류의 위치 검출장치로서는, 특허문헌1이나 특허문헌2 등에 개시된 기술이 실용화되어 있다. 이러한 기술에 의하면, 위치 지시기에 공진회로(共振回路)를 설치하여 타블렛(tablet)과 위치 지시기 사이에서 전자파(電磁波)를 송수신 함으로써 지시위치를 검출함과 아울러 위치 지시기를 코드 없이(cordless) 또한 전지 없이(battery free) 구성함으로써 매우 조작성이 좋은 위치 검출장치를 실현하고 있다.
한편 최근 액정표시장치의 실용화가 진행되어, 상기한 위치 검출장치를 액정표시장치와 조합시켜 묘사하고 싶은 장소를 직접 펜의 위치 지시기(Position　pointing　device)로 입력할 수 있는 형태의 위치 검출장치에 관한 요구가 높아지고 있다. 그러나 이러한 형태로 사용하는 경우에, 위치 검출장치에 구비된 센서 코일은 위치 검출장치로서의 투명성이 그다지 높지 않기 때문에, 액정패널의 전면에 배치하는 것에 대하여 제품품질에 관한 문제가 있었다.
그래서 액정표시장치와 위치 검출장치를 일체로 한 종래의 장치에서는, 상기한 센서 코일을 액정패널의 배면(背面)에 두고 있었다. 이 때문에 센서 코일을 조립하는(assemble) 때에는, 한번 조립된 액정패널을 다시 분해할 필요가 있어, 작업 공수가 증가하고 또한 액정패널의 변경을 용이하게 할 수 없다고 하는 문제가 있다.
이에 대하여, 위치 검출장치에 구비된 센서 코일 자체를 투명화하여 액정패널의 전면에 배치하도록 하는 요구가 높아져 왔다. 센서 코일(혹은 센서 패턴이라고 한다)을 구성하는 투명 도전재(透明導電材)로서는 ＩＴＯ(Indium　Tin　Oxide)막이 널리 알려져 있다. 그러나 ＩＴＯ막은 저항치가 높기 때문에, 센서 코일을 ＩＴＯ막으로 구성하는 경우에는, 상기 센서 코일을 사용하여 위치 지시기에 충분한 전력을 송신하는 것은 곤란하다.
이러한 문제를 해결하는 방법으로서, 위치 검출장치의 위치검출영역(位置檢出領域)의 둘레부에 위치 지시기에 대하여 구동신호를 송신하기 위한 송신용 코일을 설치한다고 하는 제안이 있다. 예를 들면 특허문헌3에 있어서는, 타블렛과 같은 위치 검출장치의 위치검출영역의 둘레부에 송신용 코일을 설치한 예가 개시되어 있다.
특허문헌1 : 일본국 공개특허공보 특개소63-70326호 공보
특허문헌2 : 일본국 공개특허공보 특개평7-175572호 공보
특허문헌3 : 일본국 공개특허공보 특개평5-88811호 공보
특허문헌3에 기재된 기술에 의하면, 위치 지시기로서의 펜(pen)에 전지 등을 설치할 필요도 없이, 둘레부 코일에 의하여 위치 지시기에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한 이러한 경우, 위치 지시기의 위치를 검출하기 위하여 제공되는 센서 코일은, 위치 지시기에 전력을 공급할 필요가 없기 때문에, 수신 전용으로 할 수 있다. 이 때문에 센서 코일로서 ITO막으로 이루어지는 투명전극을 사용함으로써 높은 투명도를 확보할 수 있다.
그러나 이 방식으로는, 위치 검출장치에 설치된 위치검출영역이 커지게 되면, 위치 지시기가 그 중앙부 부근에 위치하는 때에는 둘레부 코일로부터의 거리가 가장 커지게 되기 때문에, 둘레부 코일로부터 공급되는 구동신호의 수신 레벨이 약해진다. 따라서 위치검출영역의 중앙부에서도 충분히 강한 신호를 수신하기 위해서는, 둘레부 코일로부터 공급되는 구동신호의 신호 파워(信號 power)를 높여야 한다. 이 경우, 특히 노트북ＰＣ(Note Book Personal　Computer) 등의 모바일 용도에 있어서는, 배터리의 사용시간이 짧아지게 되어 버린다는 문제가 발생하고 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 펜과 같은 위치 지시기에 전지 등을 내장시킬 필요가 없고 또한 타블렛과 같은 위치 검출장치에 설치된 센서 코일을 액정패널의 전면에 배치할 수 있고 또한 노트북ＰＣ 등의 모바일 용도에 있어서도 배터리의 사용시간에 그다지 영향을 끼치지 않는 위치 검출장치를 실현시키는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하여 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 청구항1에 기재된 발명은, 위치 지시기의 지시위치를 검출하기 위한 위치 검출방법으로서, 상기 위치 검출장치에 설치된 위치검출영역의 둘레부에 배치된 여자 코일에 의하여 상기 위치 지시기에 대하여 여자신호를 공급하고, 상기 위치 지시기로부터 상기 여자신호에 의거하여 송출된 교류신호를 상기 위치검출영역에 있어서 검출함으로써 상기 위치 검출장치 상에 있어서의 상기 위치 지시기의 지시위치를 검출하고, 상기 위치 검출장치는, 또한 상기 검출된 지시위치 또는 검출된 신호의 강도에 대응하여 상기 여자 코일로부터 공급되는 여자신호의 강도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
청구항3에 기재된 발명은, 위치 지시기의 지시위치를 검출하기 위한 위치 검출방법으로서 상기 위치 지시기는, 코일과 콘덴서로 이루어지는 공진회로를 구비하고, 상기 위치 검출장치는, 상기 위치 지시기에 대하여 신호를 송신하기 위하여, 상기 위치검출영역의 둘레부에 여자 코일을 구비하고 있고, 상기 공진회로에 유기되는 신호를 검출하여, 상기 공진회로의 유기전압에 의거하여 상기 검출된 신호의 레벨이 소정의 범위 내가 되도록, 상기 여자 코일로부터 송출되는 신호의 강도가 제어되는 것을 특징으로 한다.
청구항4에 기재된 발명은, 위치 지시기의 지시위치를 검출하기 위한 위치 검출방법으로서, 액정표시장치의 전면에 상기 위치 지시기의 지시위치를 검출하기 위한 센서를 배치하고, 상기 센서에 의한 상기 위치 지시기의 위치검출영역의 둘레부에 상기 위치 지시기에 구비된 회로(circuitry)에 구동전원을 공급하기 위한 여자 코일을 배치하고, 상기 위치 지시기의 상기 위치검출영역에 있어서의 검출위치에 대응하여 혹은 상기 위치 지시기와 상기 센서 사이의 상호작용에 의거하는 상기 센서에 있어서의 검출신호의 신호 레벨에 대응하여, 상기 여자 코일에 공급되는 신호의 파워를 동적으로 제어하도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 위치 검출장치에 의하면, 위치 지시기의 지시위치에 따라 둘레부 코일로부터 송출되는 구동신호의 출력 레벨을 제어하기 때문에, 둘레부 코일로부터 출력되는 구동신호의 파워를 최적화 할 수 있고, 이에 따라 소비전력을 억제하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 특히 노트북ＰＣ 등의 모바일 용도에 있어서도 배터리의 사용시간을 길게 유지할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도1은, 본 발명에 의한 위치 검출장치로서의 타블렛을 사용한 제1실시예를 나타내는 것이다.
도1에 있어서, 타블렛(10)에는 루프 코일군(loop coil群)(11)이 설치된다. 이 루프 코일군(11)은, X축방향 및 Y축방향으로 각각 루프 코일(X1∼X40) 및 루프 코일(Y1∼Y30)이 배치되어 있다. 루프 코일군(11)으로 구성되는 타블렛(10)의 위치검출영역은 액정표시장치(도면에는 나타내지 않는다)의 표시영역과 대략 동일하게 되어 있다. 즉 이 위치검출영역은 액정표시장치의 표시영역과 대응하도록, 루프 코일군(11)의 치수나 배열 피치가 결정되어 있다.
이러한 루프 코일(X1∼X40) 및 루프코일(Y1∼Y30)을 구성하는 각 루프 코일은 선택회로(12)에 접속되어 원하는 루프 코일이 선택된다. 선택회로(12)에 의하여 선택된 루프 코일은 증폭회로(13)에 접속된다. 증폭회로(13)는 f0을 중심주파수로 하는 밴드 패스 필터(band pass filter)(14)에 접속된다. 밴드 패스 필터(14)는 검파회로(15)에 접속된다. 또한 검파회로(15)는 샘플 홀드 회로(sample hold 回路)(16)에 접속된다. 샘플 홀드 회로(16)에 의하여 유지된 전압은 ＡＤ변환회로(Analog　to　Digital 變換回路)(17)에 접 속된다. ＡＤ변환회로(17)의 출력은 CPU(Central　Processing　Unit)(18)에 접속된다. 이러한 구성에 의하여 위치 지시기(40)와 타블렛(10)에 설치된 소정의 루프 코일의 상호작용(Interaction)에 의하여 검출된 신호에 의거하여 위치 지시기(40)의 위치가 검출된다.
이 위치검출영역의 둘레부를 둘러싸도록 여자 코일(勵磁 coil)(19)이 배치된다. 이 예에서는 여자 코일(19)은 2회 감겨있지만, 실제로는 8회로부터 십 몇 회 등 필요한 횟수로 감는다. 여자 코일(19)은 드라이브 회로(20)에 접속된다. 드라이브 회로(20)는 주파수 f0으로 발진하는 발진회로(21)에 접속된다.
CPU(18)는, 미리 설정된 프로그램을 따라 발생시킨 제어신호를, 선택회로(12), 샘플 홀드 회로(16), ＡＤ변환회로(17) 및 드라이브 회로(20)에 공급함으로써 위치 검출장치의 동작을 제어한다. 드라이브 회로(20)는, CPU(18)로부터 공급되는 제어신호에 의하여 여자 코일(19)로부터의 신호의 송출을 온 또는 오프로 제어한다. 또한 복수 비트(bit)로 이루어지는 파워 제어신호를 사용함으로써 여자 코일(19)에 공급하는 여자신호의 신호 레벨을 복수단계로 제어한다.
도2는, 타블렛(10)의 구조를 입체적으로 나타내는 도면이다. 센서 글라스(23)는 액정표시장치(22) 상에 배치되어 있다.
센서 글라스(23)는, 두께 0.4mm정도의 글라스를 2매 합친 것으로 되 어 있다. 각 센서 글라스에는 ＩＴＯ막에 의하여 루프 코일군(11)의 패턴이 형성되어 있다. 즉 일방의 센서 글라스에는 루프 코일(X1∼X40)의 패턴이, 타방의 글라스에는 루프 코일(Y1∼Y30)의 패턴이 각각 예를 들면 에칭에 의하여 형성되어 있다. 그리고 이러한 센서 글라스의 ＩＴＯ막의 면을 서로 마주보게 하고, 그 사이에 투명한 절연 시트를 삽입하도록 하여 합쳐져 있다.
구체적으로는, 폴리이미드재(polyimide材)를 기본 재료로 하는 플렉시블 기판(24)이, 센서 글라스(23) 상에 배치된 루프 코일(X1∼X40)을 형성하는 각 라인의 패턴의 각 일단(一端)을 소정의 규칙에 따라 전기적으로 접속함으로써 한 쌍의 라인(a　pair　of　lines)으로 이루어지는 각 루프 코일을 형성한다. 플렉시블 기판(25)도 마찬가지로, 센서 글라스(23) 상에 배치된 루프 코일(X1∼X40)을 형성하는 각 라인의 패턴의 각 타단(他端)을 상기 소정의 규칙에 대응하여 전기적으로 접속한다. 이 플렉시블 기판(25)에 설치된 각 접속단자가 선택회로(12)에 접속됨으로써 위치 지시기(40)와 루프 코일(X1∼X40) 사이에서의 상호작용에 의하여 발생한 신호가 상기 선택회로(12)를 통하여 출력된다.
마찬가지로 하여, 플렉시블 기판(26)은, 센서 글라스(23)의 루프 코일(Y1∼Y30)을 형성하는 각 라인의 패턴에 접속되어 루프 코일을 형성하기 위하여 사용된다. 또한 플렉시블 기판(27)을 통하여 나온 신호는 선택회로(12)에 공급된다.
도3은, 드라이브 회로(20)의 구체적인 회로구성을 나타내는 도면이다. 콘덴서(30)는 여자 코일(19)에 접속되어 주파수 f0의 공진회로를 형성하고 있다. 또한 ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide　Semiconductor)구조에 의한 3스테이트 버퍼(3state buffer)(31)가 설치되어, 발진회로(21)로부터 공급되는 주파수 f0의 신호의 통과를 제어한다. 그리고 이 3스테이트 버퍼(31)의 제어단자(31a)는 CPU(18)에 접속되어 있어, 여자 코일(19)에 공급되는 신호를 온(on) 또는 오프(off)로 제어할 수 있도록 되어 있다.
또한 이들 회로(circuitry)는 전압가변출력(電壓可變出力)의 전원회로(32)로부터 공급되는 전압에 의하여 구동되고 있다. 이 전압가변출력의 전원회로(32)는, CPU(18)로부터의 예를 들면 2비트의 제어신호에 의하여 그 출력 전압이 변화된다. 예를 들면 5V∼20V의 범위를, 미리 설정된 4단계의 전압(V0∼V3)으로 출력할 수 있다.
도4는, 본 발명의 제1실시예에 있어서의 위치 지시기(40)의 구성을 나타내고 있다. 본 실시예의 위치 지시기(40) 내에는, 중공(中空)의 페라이트 코어(ferrite core)(50)에 감긴 코일(41a)과, 필압(筆壓)에 의하여 용량이 변화되는 가변용량 콘덴서(42)가 설치되어 있다. 코어(51)의 일단은 펜 끝(Pen tip)(43)과 결합(engage)하고 있다. 또 상기 페라이트 코어(50)를 관통하여 가변용량 콘덴서(42)와 결합하고 있다. 또한 인쇄기판(44)에는, 도5에서 상세하게 설명되는, ＣＭＯＳ구조에 의한 집적회로 및 그 주변부품이 실장(實裝)되어 있다. 이 구성에 의하여 펜 끝(43)에 필압이 가해지는 것에 대응하여, 가변용량 콘덴서(42)는 코어(51)에 의하여 가압되어 그 용량이 변화된다.
도5는, 도4에 나타낸 위치 지시기(40)의 전기회로의 개요를 나타낸 것이다. 코일(41a)과 콘덴서(41b)는, 위치 검출장치로서의 타블렛(10)에 설치된 여자 코일(19)로부터 송출되는 ｆ0의 주파수로 공진하는 공진회로(共振回路)(41)를 구성하고 있다. 또한 도4에 있어서의 인쇄기판(44)에는, 주지의 ＣＭＯＳ기술에 의한 집적회로(ＩＣ : Integrated　Circuit)(45)가 배치된다. 이 집적회로(45)는 다이오드(46) 및 콘덴서(47)에 의하여 생성된 구동전원에 의하여 구동된다.
이 다이오드(46)는 공진회로(41)에 접속되어 있고, 여자 코일(19)로부터 공급되는 여자신호에 의거하여 공진회로(41)에 발생하는 교류전압이 이 다이오드(46)에 의하여 정류되어 콘덴서(47)에 축전됨으로써 구동전원이 된다. 또한 공진회로(41)에 발생한 신호는 콘덴서(48)를 통하여 집적회로(45)에 공급된다. 이 집적회로(45)에서는, 콘덴서(48)를 통하여 공급되는 신호에 의거하여 위치 지시기(40)와 타블렛(10) 사이에서의 신호의 송수신을 위하여 사용되는 클록 신호(clock 信號) 및 후술하는 필압검출(筆壓檢出)을 위한 클록 신호가 생성된다.
또한 상기한 바와 같이 가변용량 콘덴서(42)는, 필압에 의하여 용량 이 변화된다. 이 가변용량 콘덴서(42)는 저항(도면에는 나타내지 않는다)과 접속되어 시정수회로(時定數回路)를 구성하고 있고, 필압에 따라 변화하는 용량에 따라 시정수가 변화되게 되어 있다. 그리고 이 시정수에 대응하는 시간에 대응하여, 공진회로(41)에 발생하는 신호의 파(波)의 수(數)가, 집적회로(45)로 계측된다. 이 계측된 수치는, 소정의 비트수, 예를 들면 8비트의 필압치로 변환된다.
이렇게 하여 구해진 필압 데이터(筆壓 data)는, 상기한 타블렛(10)에서의, 위치 지시기(40)와의 사이에서의 신호의 송수신에 제공되는 클록 신호에 동기하여 1비트씩 집적회로(45)로부터 출력되어, 공진회로(41)에 병렬적으로 접속된 스위치(49)를 제어한다. 따라서 이 스위치(49)가 오프인 때에는 타블렛(10)에서는 위치 지시기(40)로부터의 신호를 검출할 수 있고, 스위치(49)가 온인 때에는 공진회로(41)가 분로(shunt)됨으로써 위치 지시기(40)로부터 송출된 신호는 검출할 수 없다.
이에 따라 타블렛(10)에서는, 여자 코일(19)로부터 일정시간, 여자신호를 송신한 후에 위치 지시기(40)로부터 송출되는 신호를 검출 함으로써 필압을 구할 수 있다. 또, 도5에 나타낸 위치 지시기(40)의 동작에 대하여는, 상기한 특허문헌2에 상세하게 개시되어 있기 때문에, 여기에서는 설명을 생략한다.
이렇게 구성된 위치 지시기(40)가, 도1에 나타낸 타블렛(10) 상의 위치검출영역 내에 위치하면, CPU(18)는 위치 지시기(40)와의 사이에서의 신호 의 송수신동작을, X축 루프 코일군 중에서 위치 지시기(40)가 놓여져 있는 위치 근방의 복수 개에 대하여 수행하고, 이러한 루프 코일에 의하여 검출된 이러한 신호 레벨 분포로부터 위치 지시기(40)의 지시위치의 Ｘ좌표값을 구한다.
다음에 CPU(18)는 위치 지시기(40)와의 사이에서의 송수신동작을 Y축 루프 코일군 중에서 위치 지시기(40)가 놓여져 있는 위치 근방의 복수 개에 대하여 수행하고, 이러한 루프 코일에 의하여 검출된 이러한 신호 레벨 분포로부터 위치 지시기(40)의 지시위치의 Ｙ좌표값을 구한다. 이러한 좌표의 검출방법은 종래장치와 같다.
그리고 CPU(18)는 위치 지시기(40)로부터 송신되는 8비트로 이루어지는 필압 데이터를 검출하기 위하여, 여자 코일(19)로부터 소정의 시간(예를 들면 1ｍＳ)이상 계속된 여자신호를 송신한 후에, 위치 지시기(40)의 위치(좌표)검출시와 같은 타이밍에서 위치 지시기(40)와의 사이에서의 신호의 송수신을 8회 계속하여 수행한다. 이 때에 선택회로(12)에서는 위치 지시기(40)로부터 가장 가까운 루프 코일(X축이어도 좋고 Y축이어도 좋다)을 선택하여 신호를 수신한다. 이 필압검출동작에 관해서도, 상기한 특허문헌2에 있어서 상세하게 개시되어 있다.
또한 CPU(18)는 상기한 위치(좌표)검출 및 필압검출 동작을, 위치 지시기(40)의, 타블렛(10)의 위치검출영역 상에 있어서의 이동에 따라 반복하여 수행한다. 위치 지시기(40)가 이 위치검출영역의 중앙부근에 있는 경우 에는, 공진회로(41)가 여자 코일(19)로부터 공급받는 여자신호의 수신신호의 강도는 가장 약해진다. 그 때문에, 위치 지시기(40)에 구비된 다이오드(46) 및 콘덴서(47)에 의하여 얻어지는 구동전원의 전압이 집적회로(45)를 동작시키는데 충분한 전압이 되도록, 타블렛(10)에 구비된 드라이브 회로(20)로부터는, CPU(18)로부터의 제어신호에 의하여 고출력의 파워가 송출된다.
도6은, 위치 지시기(40)의 지시위치와 드라이브 회로(20)로부터 출력되는 파워의 관계를 나타낸다. 도6에 나타나 있는 바와 같이 위치 지시기(40)와 위치 검출장치에 배치된 둘레부 코일 사이의 거리에 따라 송신 파워는 PΦ, P1, P2, P3의 4단계로 전환되도록 되어있다. 위치 지시기(40)가 위치검출영역의 주변부에서 중앙부로 근접함에 따라서 송신 파워는 서서히 높아져 간다(즉, P3>P2>P1>PΦ). CPU(18)는 이미 구한 위치(좌표)의 검출결과에 따라 드라이브 회로(20)에 파워 제어를 위한 신호를 공급함으로써 여자 코일(19)에 의하여 소비전력이 필요이상으로 과대하게 되지 않도록 동적으로 또한 최적으로 제어한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 위치 검출장치에서는, 위치 지시기의, 위치 검출장치 상에서의 지시위치에 따라, 위치 검출장치에 배치된 둘레부 코일로부터의 송신출력을 동적으로 제어하기 때문에, 둘레부 코일로부터 송출되는 여자신호를 최적화 할 수 있고, 이에 따라 소비전력을 적게 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한 노트북ＰＣ 등의 모바일 용도에 있어서는 배터리의 사용시간을 길게 유지할 수 있다.
또, 상기한 제1실시예에서는, 위치 지시기와 위치 검출장치에 배치된 둘레부 코일 사이의 거리에 따라 송신 파워를, 예를 들면 4단계로 전환하도록 했지만, 더 많은 단계로 전환하여도 좋다. 또한 연속적으로 변경하도록 하더라도 좋다. 또한 공진회로에 유기(誘起)되는 신호가 검출되고, 공진회로의 유기전압에 의거하여 위치 검출장치에서 검출되는 위치 지시기로부터 송출되는 신호의 강도가 일정한 범위가 되도록, 둘레부 코일로부터 송신되는 신호의 파워를 컨트롤 하더라도 좋다.
또한 도7은, 본 발명의 제2실시예의 위치 검출장치의 구성을 나타낸 것이다. 이 제2실시예에서는, 위치 지시기로부터 고주파전계(高周波電界)에 의한 신호를 송신한다.
도7에 있어서, 센스 라인군(sense line群)(61)을 구성하는 복수의 센스 라인은, 후술하는 위치 지시기(75)로부터 방사되는 고주파전계를 검출하기 위하여, 종횡으로 일정한 간격으로 배치되어 있다. 이러한 센스 라인군(61)은 선택회로(62)에 접속된다. 이러한 센스 라인군(61) 중에서 원하는 센스 라인이 선택되어 증폭회로(63)에 접속된다. 증폭회로(63)의 출력은 검파회로(64)에 공급된다. 검파회로(64)의 출력은 ＡＤ변환회로(65)에 공급된다. ＡＤ변환회로(65)의 출력은 CPU(66)에 공급된다. 또한 CPU(66)로부터는, 센스 라인군(61)으로부터 원하는 센스 라인을 선택하기 위한 전환신호가 선택회로(62)에 공급된다.
또한 센스 라인군(61)을 둘러싸도록 여자 코일(68)이 설치된다. 그리고 여자 코일(68)에는, 발진기(67)에 의하여 발생(generate)한 발진신호가, 드라이브 회로(69)를 통하여 공급된다. 드라이브 회로(69)에는, 또한 CPU(66)로부터 제어신호가 공급되어 여자 코일(68)로부터 송출되는 여자신호의 강도가 변화될 수 있도록 되어 있다. 또, 드라이브 회로(69)의 구성은, 제1실시예의 것과 같은 구성이면 된다.
다음에 위치 지시기(75) 측의 구성에 대하여 설명한다. 발진기(70)는, 2개의 전극(71, 72)에 접속되어 있다. 여자 코일(68)로부터 송출되는 여자신호가 수신되어 코일(73)과 전원생성 회로(74)에 의하여 구동용 전원이 생성된다. 발진기(70)는 전원생성 회로(74)에 의하여 생성된 구동용 전원에 의하여 구동된다.
이렇게 구성한 본 발명의 제2실시예의 동작을 설명한다. 지금, 위치 지시기(75)가 타블렛(60) 상의 위치검출영역 내에 있는 것으로 한다. 드라이브 회로(69)를 통하여 여자 코일(68)로부터 여자신호가 되는 고주파자계가 송출된다. 이에 따라 위치 지시기(75)에 구비된 코일(73)에는 고주파신호가 유기(誘起)되고, 그 결과로서, 전원생성 회로(74)에서 구동전원이 얻어진다.
이 구동전원에 의하여 발진기(70)가 구동되어, 2개의 전극(71, 72)로부터 고주파전계가 방사된다. 타블렛(60)에서는, 선택회로(62)에 의하여 각 센스 라인이 순차적으로 전환되어 각각의 센스 라인에 있어서의 신호 레벨이 검출된다. 각 센스 라인으로부터 검출되는 신호 레벨의 분포로부터 위치 지시기(75)의 좌표위치가 구해진다.
이 제2실시예에 있어서도, 제1실시예와 같이, 코일(73)에서 수신되는 신호에 관하여, 위치 지시기(75)가 위치검출영역의 중앙부근에 있는 경우에는, 여자 코일(68)로부터 제공되는 신호의 수신신호강도가 가장 약해진다. 그래서 타블렛(60)에 설치된 드라이브 회로(69)는, 위치 지시기(75) 내의 전원생성 회로(74)에서 원하는 구동용 전압이 생성되도록, CPU(66)로부터의 제어신호에 의거하여 드라이브 회로(69)로부터 여자 코일(68)에 공급되는 신호 파워가 최적이 되도록 제어된다.
또한 도6에는, 위치 지시기(75)의 지시위치와 드라이브 회로(69)가 출력하는 파워의 관계가, 제1실시예와 같이 나타나 있다. 즉 CPU(66)는 이미 구한 위치 지시기(75)의 위치(좌표)의 검출결과에 따라 드라이브 회로(69)에 파워 제어신호를 송출함으로써 여자 코일(68)로부터 송출되는 신호 파워가 최적이 되도록 제어한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 위치 검출장치에 의하면, 위치 검출장치의 위치검출영역의 둘레부에 배치된 여자 코일로부터, 위치 지시기 내에 설치된 회로를 구동하기 위한 구동전원을 얻도록 하고 또한 위치 지시기의 상기 위치검출영역 상의 지시위치에 따라 상기 여자 코일로부터 송출되는 여자신호의 송출신호의 파워를 동적으로 제어한다. 이 구성에 의하여 위치 지시기로부터의 신호를 검출하는 위치 검출장치에 설치된 센서 코일 혹은 센서 패턴으로부터 위치 지시기에 대하여 위치 지시기 내의 회로를 구동하기 위한 구동신호를 송신할 필요는 없다. 따라서 글라스면에 형 성한 ＩＴＯ막 등의 투명전극은 위치 지시기로부터의 신호를 검출하는 기능을 하기 위한 목적으로 글라스면에 형성하면 되고, 위치 검출장치가 구비하는 센서 코일 혹은 센서 패턴을 액정패널의 전면에 배치하여 양호하게 위치 지시기의 위치를 검출할 수 있다.
또한 위치 지시기에서는 상기한 둘레부 코일로부터 공급되는 여자신호로부터 구동전원을 얻고 있기 때문에, 위치 지시기에 전지 등을 설치하여 구동전원으로 할 필요는 없다.
또한 위치 지시기의 지시위치에 따라 둘레부 코일로부터 송신되는 신호의 파워를 제어하기 때문에, 둘레부 코일로부터 출력되는 신호를 동적으로 최적화 할 수 있다. 이에 따라 소비전력을 적게 억제하는 것이 가능하게 된다. 또 모바일 용도에 있어서는 배터리의 사용시간을 길게 유지할 수 있다.
또 본 발명은, 상기에 설명한 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지의 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.
예를 들면 타블렛과 일체 혹은 별도로 위치 지시기 홀더를 구비하고, 위치 지시기가 상기 위치 지시기 홀더에 놓여져 있는지 아닌지의 상태에 대응하여 위치 지시기로의 여자신호의 송출을 전환할 수 있다. 위치 지시기 홀더에는, 위치 지시기가 놓여져 있는지 아닌지를 검출하기 위하여, 위치 지시기가 위치 지시기 홀더에 놓여져 있는지 아닌지를 검출하기 위한, 예를 들면 광학 센서를 구비한다. 또한 위치 지시기 내의 회로를 구동하기 위한 구동신호를 공급하기 위하여, 상기의 여자 코일과 동종의 기능을 구비하는 여자 코일이 구비되어 있다.
상기 광학 센서 및 여자 코일에는, 타블렛측에서 그 구동전원이 공급된다. 위치 지시기 홀더에 위치 지시기가 놓여져 있는지 아닌지의 상태를 지시하는 신호가 광학 센서로부터 타블렛 내의 CPU에 공급된다. 또한 상기 CPU의 지시에 의거하여 위치 지시기 홀더에 설치된 여자 코일에는 여자를 위한 신호가 공급된다. CPU는 위치 지시기 홀더에 구비되는 광학 센서로부터의, 위치 지시기의 존재 유무를 지시하는 신호에 기인하여, 위치 지시기 홀더에 위치 지시기가 놓여져 있는 경우에는, 타블렛의 위치검출영역의 둘레부에 배치된 여자 코일을 대신하여 위치 지시기 홀더에 구비된 여자 코일을 선택하여, 위치 지시기 홀더에 놓여진 위치 지시기 내에 구비된 회로를 구동하기 위한 전원회로에 파워를 공급한다. 또한 위치 지시기가 위치 지시기 홀더로부터 꺼내진 것이 CPU에서 인식된 경우에는, CPU는 위치 지시기 홀더에 구비된 여자 코일에 대신하여 타블렛의 위치검출영역의 둘레부에 배치된 여자 코일을 작동(enable)한다. 따라서 위치 지시기 내에 구비된 회로를 구동하기 위한 전원회로에 콘덴서 등의 축전회로가 구비되어 있는 경우에는, 위치 지시기가 위치 지시기 홀더로부터 꺼내졌을 때에도 위치 지시기 내에 구비된 회로를 구동하기 위한 전원회로가 활동(active)상태에 있어, 위치 지시기를 즉시 이용할 수 있다.
도1은, 본 발명에 의한 위치 검출장치의 제1실시예에 있어서의 타블렛의 구성을 나타내는 구성도이다.
도2는, 그 위치 검출장치의 구체적인 구조를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도3은, 위치 검출장치에 구비된 드라이브 회로의 구체적인 예를 나타내는 회로도이다.
도4는, 제1실시예에 있어서의 위치 지시기의 구성을 나타내는 구성도이다.
도5는, 제1실시예에 있어서의 위치 지시기의 구체적인 예를 나타내는 회로도이다.
도6은, 제1실시예에 있어서의 지시위치와 송신 파워의 관계를 나타내는 도면이다.
도7은, 본 발명에 의한 위치 검출장치의 제2실시예의 구성을 나타낸다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 타블렛
40 위치 지시기
50 페라이트 코어
51 코어
60 타블렛
75 위치 지시기
11…루프 코일 군 12, 62…선택 회로
13, 63…증폭회로 14…밴드 패스 필터
15, 64…검파회로 16…샘플 홀드 회로
17, 65…ＡＤ변환회로 18, 66…CPU
19, 68…여자 코일 20, 69…드라이브 회로
21…발진회로 22…액정표시장치
23…센서 글라스 24, 25, 26, 27…플렉시블 기판
30, 41b, 47, 48…콘덴서 31…3스테이트 버퍼(3state buffer)
32…가변출력 전원회로 41a, 73…코일
41…공진회로 42…가변용량 콘덴서
43…펜 끝 44…인쇄기판
45…집적회로 46…다이오드
49…스위치 61…센스 라인군
67, 70…발진기 71, 72…전극
74…전원생성 회로

Claims (16)

  1. 위치 검출장치의 위치검출영역(位置檢出領域)에 대해 위치 지시기(位置 指示器)에 의해 지시된 위치를 검출하기 위한 상기 위치 검출장치를 포함하는 장치에 있어서 파워 사용(power usage)을 제어하는 방법으로서,
    상기 위치 검출장치의 상기 위치검출영역 주변을 둘러싸도록 배치된 여자 코일(勵磁 coil)에 의하여 상기 위치 지시기에 여자신호(勵磁信號)를 공급하고,
    상기 여자 코일로부터 공급된 상기 여자신호에 의거하여, 상기 위치검출영역에 있어서, 상기 위치 지시기로부터 송출된 교류신호를 검출하고,
    상기 위치 지시기로부터 송출된 상기 검출된 교류신호에 의거하여, 상기 위치검출영역에 대해 상기 위치 지시기에 의해 지시된 위치를 검출하고,
    상기 위치 지시기에 의해 지시된 상기 검출된 위치에 의거하여, 상기 여자 코일로부터 공급되는 상기 여자신호의 강도를 제어하는
    파워 사용을 제어하는 방법.
  2. 위치 지시기와 함께 사용되고, 상기 위치 지시기가 지시하는 위치를 검출하기 위한, 위치검출영역을 구비하는 위치 검출장치로서,
    상기 위치검출영역을 둘러싸도록 배치되고, 상기 위치 지시기에 신호를 송신하는 여자 코일과,
    상기 여자 코일로부터 송신된 신호에 응하여 상기 위치 지시기로부터 방출된 신호를 검출함으로써 상기 위치검출영역에서 상기 위치 지시기에 의하여 지시된 위치를 검출하는 지시위치 검출수단과,
    상기 지시위치 검출수단에 의하여 검출된, 상기 위치 지시기에 의하여 지시된 위치에 따라서 상기 여자 코일로부터 송신되는 신호의 레벨을 제어하는 송신출력 제어수단을
    구비하는 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 송신출력 제어수단은, 상기 지시위치 검출수단에 의하여 검출된 위치 지시기로부터의 신호의 레벨이 소정의 범위 이내로 되도록, 상기 여자 코일로부터 송출되는 신호의 레벨을 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 위치 지시기에 의하여 지시된 위치와 상기 위치검출영역을 둘러싸도록 배치된 상기 여자 코일 사이의 거리에 따라서, 상기 여자 코일로부터 송출되는 신호의 레벨을 단계적으로 제어하도록 하는 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 위치 지시기는 코일과 콘덴서로 이루어진 공진회로를 구비하고 있고,
    상기 지시위치 검출수단은 상기 공진회로로부터의 신호를 검출함으로써 상기 위치 지시기에 의하여 지시된 위치를 검출하도록 하는 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 위치 지시기는 고주파전계를 방사하기 위한 한쌍의 전극을 구비하고 있고,
    상기 지시위치 검출수단은 상기 한쌍의 전극으로부터 방사된 신호를 검출함으로써 상기 위치 지시기에 의하여 지시된 위치를 검출하도록 하는 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 위치검출영역은 투명하게 형성됨과 아울러 표시장치의 표시패널의 전면(前面)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
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