KR20110030580A - 지시 도구 및 위치 검출 장치 - Google Patents

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KR20110030580A KR1020117000905A KR20117000905A KR20110030580A KR 20110030580 A KR20110030580 A KR 20110030580A KR 1020117000905 A KR1020117000905 A KR 1020117000905A KR 20117000905 A KR20117000905 A KR 20117000905A KR 20110030580 A KR20110030580 A KR 20110030580A
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야스지 오가와
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가부시키가이샤 뉴콤
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Abstract

심플한 구성의 지시 도구이면서 지시 도구가 검출면에 접촉된 것을 위치 검출 장치가 검출할 수 있는 지시 도구 및 위치 검출 장치를 제공한다. 검출면 (21) 의 구동측 루프 배선군과 검출측 루프 배선군 (220, 230) 의 전자 결합도의 변화를 검출함으로써 지시 도구의 지시 위치를 검출할 수 있는 위치 검출 장치 (20) 에 이용되는 지시 도구 (10) 는 자성 재료로 이루어지는 고정 자성 부재 (11) 와 가동 자성 부재 (12) 를 구비한다. 가동 자성 부재 (12) 는 고정 자성 부재 (11) 에 대하여 이동할 수 있게 구성되고, 지시 도구가 검출면에 접촉되면 고정 자성 부재 (11) 와의 사이의 거리가 변화된다. 위치 검출 장치 (20) 는 고정 자성 부재 (11) 와 가동 자성 부재 (12) 사이의 거리 변화에 따른 전자 결합도의 변화에 기초하여 지시 도구 (10) 가 검출면 (21) 에 접촉된 것을 검출한다.

Description

지시 도구 및 위치 검출 장치{INDICATOR AND POSITION DETECTION DEVICE}
본 발명은 지시 도구 및 위치 검출 장치에 관한 것으로, 특히 검출면의 구동측 루프 배선군과 검출측 루프 배선군의 전자 (電磁) 결합도의 변화를 검출함으로써 지시 도구의 지시 위치를 검출할 수 있는 위치 검출 장치에 이용되는 지시 도구 및 위치 검출 장치에 관한 것이다.
종래부터 컴퓨터 등의 입력 디바이스로서 디지타이저로 불리는 좌표 입력 장치가 알려져 있다. 디지타이저는 지시 도구와 위치 검출 장치로 구성되고, 조작자는 지시 도구에 의해 위치 검출 장치의 검출면 상에서 커서 이동이나 묘화 등의 조작을 실시하는 것이다. 이와 같은 디지타이저는 지시 위치를 검출할 뿐만 아니라, 지시 도구가 검출면에 접촉했는지의 여부 (펜 다운/펜 업) 나, 지시 도구의 필압 (筆壓) 을 검출할 수 있는 것도 있었다.
예를 들어, 지시 도구 선단 (先端) 에 스위치 등의 접점을 형성하고, 이 ON/OFF 에 의해 펜 다운을 검출하는 것이나, 감압 저항 소자나 감압 용량 소자 등을 지시 도구 선단, 또는 검출면에 형성하여 펜 다운을 검출하는 것 등도 존재하고 있다.
또한, 예를 들어 특허문헌 1 에 개시된 지시 도구는 펜 다운과 필압을 검출할 수 있는 것이다. 이것은 2 개의 페라이트 코어를 갖고, 일방의 페라이트 코어는 타방 페라이트 코어에 대하여 이동할 수 있게 구성되어 있으며, 타방의 페라이트 코어에는 코일이 권취되어 있다. 이 코일은 전기적으로 콘덴서와 접속되어 있고, 이 콘덴서와 함께 공진 회로를 구성하고 있다. 이와 같이 구성된 지시 도구로 검출면 상에 입력하면 페라이트 코어 간의 거리가 변화된다. 이 변화에 의해 페라이트 코어에 권취된 코일의 인덕턴스가 변화되기 때문에 공진 회로의 공진 주파수가 변화하게 된다. 따라서, 검출 장치에 의해 공진 회로의 공진 주파수의 변화를 검출함으로써 지시 도구의 필압을 검출할 수 있는 것이었다.
일본 공개특허공보 2006-163798호
종래의 지시 도구나 위치 검출 장치에서는 지시 도구의 지시 위치 검출을 위한 것 이외에, 지시 도구 선단에 펜 다운이나 필압을 검출하기 위한 특별한 소자 등을 필요로 하는 것이었다. 또한, 특허문헌 1 에 개시되는 바와 같은 지시 도구는 코일이나 콘덴서로 이루어지는 공진 회로를 이용한 것이고, 이 공진 회로의 공진 주파수의 변화를 검출 장치에 의해 검출함으로써 필압을 검출할 수 있는 것이었다. 따라서, 접점이나 감압 소자 등을 이용하거나 공진 회로를 이용하고 있기 때문에 내구성이나 신뢰성에 문제가 있었다. 또한, 부품 점수가 증가하여 비용이 상승되는 경우도 있었다.
본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것이고, 공진 회로 등이 불필요하여 심플한 구성의 지시 도구이면서, 지시 도구가 검출면에 접촉된 것을 위치 검출 장치가 검출할 수 있는 지시 도구 및 위치 검출 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 서술한 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 지시 도구는, 자성 재료로 이루어지는 고정 자성 부재와, 자성 재료로 이루어지고, 고정 자성 부재에 대하여 이동할 수 있게 구성되며, 지시 도구가 검출면에 접촉되면 고정 자성 부재와의 사이의 거리가 변화되는 가동 자성 부재를 구비하고, 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리 변화에 따른 전자 결합도의 변화에 기초하여 지시 도구가 검출면에 접촉된 것을 위치 검출 장치가 검출할 수 있는 것이다.
또한, 가동 자성 부재가 고정 자성 부재에 대하여 이간되는 방향으로 가동 자성 부재에 탄성 지지력을 주는 탄성체를 구비하고, 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리 변화에 따른 전자 결합도의 변화에 기초하여 지시 도구가 검출면에 가하는 필압을 위치 검출 장치가 검출할 수 있는 것이어도 된다.
또한, 고정 자성 부재 및/또는 가동 자성 부재는 페라이트로 이루어지는 것이면 된다.
또한, 본 발명에 의한 위치 검출 장치는, 지시 도구의 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리 변화에 따른 전자 결합도의 변화가 소정의 변화량보다 큰 지의 여부를 판정함으로써 지시 도구가 검출면에 접촉된 것을 검출하는 펜 다운 검출부를 갖는 것이어도 된다.
또한, 지시 도구의 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리 변화에 따른 전자 결합도의 변화량을 검출함으로써 필압을 산출하는 필압 산출부를 갖는 것이어도 된다.
또한, 복수의 지시 도구에 의한 입력을 검출할 수 있어도 된다.
또한, 고정 자성 부재 및/또는 가동 자성 부재의 형상 및/또는 자성 재료가 각각 상이한 복수의 지시 도구에 의한 입력에 대하여, 전자 결합도가 변화되는 패턴을 검출함으로써 복수의 지시 도구를 식별하는 지시 도구 식별부를 갖는 것이어도 된다.
또한, 검출면에 적층되는 표시 장치를 갖는 것이어도 된다.
본 발명의 지시 도구 및 위치 검출 장치에는 심플한 구성의 지시 도구이면서, 지시 도구가 검출면에 접촉된 것을 위치 검출 장치가 검출할 수 있다는 이점이 있다.
도 1 은 본 발명의 지시 도구 및 위치 검출 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 지시 도구를 설명하기 위한 길이 방향의 단면 개략도이다.
도 3 은 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리에 대한 전자 결합도의 변화 특성을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 도시예와 함께 설명한다. 도 1 은 본 발명의 지시 도구 및 위치 검출 장치를 설명하기 위한 개략도이다. 도시하는 바와 같이, 본 발명에는 지시 도구 (10) 와 위치 검출 장치 (20) 가 포함되는 것이다. 지시 도구 (10) 는 자성 재료를 갖는 것인데, 상세한 구성예에 대하여서는 후에 설명한다.
한편, 위치 검출 장치는 검출면의 구동측 루프 배선군과 검출측 루프 배선군의 전자 결합도의 변화를 검출함으로써 지시 도구의 지시 위치를 검출할 수 있는 것이면 어떤 구성이어도 된다. 일례로서, 도시예의 위치 검출 장치 (20) 는 검출면 (21) 과 구동부 (22) 와 검출부 (23) 로 이루어진다. 검출면 (21) 에는 복수의 구동측 루프 배선 (구동측 루프 배선군) (220) 과 복수의 검출측 루프 배선 (검출측 루프 배선군) (230) 이 형성되어 있다. 구동부 (22) 는 복수의 구동측 루프 배선 (220) 을 구동시키는 것이고, 검출부 (23) 는 복수의 검출측 루프 배선 (230) 으로부터 전자 결합도의 변화를 검출하는 것이다.
도시예의 위치 검출 장치 (20) 에서는 구동측 루프 배선 (220) 과 검출측 루프 배선 (230) 이 각각 직선적인 배선으로 이루어지고, 각각 직교하도록 배치되어 있다. 그리고, 구동부 (22) 는 주로 발진기 (223) 와 전환기 (224) 로 이루어지는 것으로, 구동부 (22) 를 각 구동측 루프 배선 (220) 에 순차 접속해 나가 구동측 루프 배선 (220) 을 순차 고주파 구동시킨다. 한편, 검출부 (23) 는 주로 전환기 (232) 와 앰프 (233) 와 동기 검파부 (234) 로 이루어지는 것으로, 검출부 (23) 를 각 검출측 루프 배선 (230) 에 순차 접속해 나가 검출측 루프 배선 (230) 으로부터 유도 전류 또는 유도 전압을 순차 검출한다. 동기 검파부 (234) 에는 발진기 (223) 로부터의 출력도 접속되고, 발진기 (223) 로부터의 출력과 검출측 루프 배선 (230) 으로부터의 출력의 곱을 취하여 이것을 시간 적분한다. 또한, 검출측 루프 배선마다 별도로 검출 회로를 설치하거나 주파수 필터 회로 등을 조합하거나 함으로써 모든 검출측 루프 배선으로부터 한 번에 검출하도록 구성해도 된다.
이들 구동부 (22) 및 검출부 (23) 는 마이크로프로세서 (30) 에 의해 제어되고, 원하는 출력이 얻어지도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 우선 첫번째의 구동측 루프 배선 (220) 에 구동부 (22) 를 접속시키고, 검출부 (23) 를 복수의 검출측 루프 배선 (230) 에 순차 접속시켜 그때의 출력 신호를 측정한다. 그리고, 2 번째의 구동측 루프 배선 (220) 에 구동부 (22) 를 접속시키고, 검출부 (23) 를 복수의 검출측 루프 배선 (230) 에 순차 접속시켜 그때의 출력 신호를 측정한다. 이것을 반복함으로써 검출면 (21) 에 있어서의 구동측 루프 배선 (220) 과 검출측 루프 배선 (230) 의 교점을 XY 좌표로 하는 모든 위치에 있어서의 출력 신호를 측정할 수 있다.
이와 같은 구성의 위치 검출 장치 (20) 에 있어서, 지시 도구 (10) 가 검출면 (21) 상에 입력되어 있지 않은 상태에서는 구동측 루프 배선 (220) 과 검출측 루프 배선 (230) 은 직교하고 있기 때문에 전자 결합은 하지 않고, 구동측 루프 배선 (220) 을 구동하고 있어도 검출측 루프 배선 (230) 으로부터는 유도 전류 또는 유도 전압은 출력되지 않는다. 그리고, 자성 재료를 갖는 지시 도구 (10) 가 검출면 (21) 상에 입력되면 구동측 루프 배선 (220) 과 검출측 루프 배선 (230) 의 교점 부분 중 지시 도구 (10) 의 지시 위치 근방의 교점 부분에서는 전자 결합이 발생하여 검출측 루프 배선 (230) 으로부터 유도 전류 또는 유도 전압이 출력된다. 그래서, 이 출력이 얻어진 XY 좌표를 검출함으로써 검출면 (21) 상에 놓인 지시 도구 (10) 의 지시 위치 좌표를 검출할 수 있다. 또한, 지시 도구가 검출면 상에 접촉되어 있지 않아도 검출면 상의 근방에서 지시 도구의 자성 재료의 영향을 받을 정도의 거리만큼 띄운 경우에도 지시 도구의 위치 좌표를 검출할 수도 있다.
본 발명에서는 상기 서술한 바와 같은 검출면의 구동측 루프 배선군과 검출측 루프 배선군의 전자 결합도의 변화를 검출함으로써 지시 도구의 지시 위치를 검출할 수 있는 위치 검출 장치를 이용한다. 또한, 본 발명에 이용되는 위치 검출 장치는, 상기 서술한 도시예와 같이, 구동측 루프 배선과 검출측 루프 배선이 간접적으로 전자 결합하는 것에는 한정되지 않고, 직접적으로 전자 결합하는 것이어도 상관없다. 즉, 검출면의 구동측 루프 배선과 검출측 루프 배선의 교점 근방에 도전체편을 설치하여 교점이 전자 결합하도록 구성된 것이어도 된다. 또한, 검출면의 구동측 루프 배선 및 검출측 루프 배선이, 그들의 교차하는 부분이 각각 코일을 구성하도록 아치 형상으로 형성되어 교점이 전자 결합하도록 구성된 것이어도 된다. 이와 같이 직접적으로 전자 결합하도록 구성된 위치 검출 장치의 경우에는 측정되는 유도 전류 또는 유도 전압은 자성 재료를 갖는 지시 도구가 검출면 상에 놓임으로써 증가하기 때문에, 이 증가분을 검출함으로써 상기 서술한 예와 마찬가지로 지시 도구의 지시 위치 좌표를 검출할 수 있게 된다. 또한, 이와 같은 구성은, 예를 들어 본원 출원인과 동일 출원인에 의한 일본 특허출원 2006-169145 등에도 기재되어 있다.
한편, 상기 서술한 바와 같은 위치 검출 장치에 이용되는 본 발명의 지시 도구에 대하여 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2 는 본 발명의 지시 도구를 설명하기 위한 길이 방향의 단면 개략도이다. 도시하는 바와 같이, 본 발명의 지시 도구 (10) 는 주로 고정 자성 부재 (11) 와 가동 자성 부재 (12) 로 구성되어 있다. 또한, 이들 구성 요소는 펜 형상의 케이싱체 (18) 에 수용되어 있다. 또한, 도면 상, 가동 자성 부재 (12) 가 케이싱체 (18) 로부터 빠지도록 기재되어 있지만, 가동 자성 부재의 빠짐 방지 수단을 적절히 설치하면 된다.
고정 자성 부재 (11) 는 자성 재료로 이루어지는 것이다. 자성 재료로서는 강자성을 갖는 재료가 바람직하고, 예를 들어 페라이트나 알니코, 퍼멀로이 등을 들 수 있다. 고정 자성 부재 (11) 는 예를 들어 케이싱체 (18) 에 고정되어 있고, 지시 도구 (10) 와 일체적으로 운동하는 것이다.
가동 자성 부재 (12) 도 자성 재료로 이루어지는 것이다. 고정 자성 부재 (11) 와 마찬가지로, 자성 재료로서는 강자성을 갖는 재료가 바람직하고, 예를 들어 페라이트나 알니코, 퍼멀로이 등을 들 수 있다. 가동 자성 부재 (12) 는 고정 자성 부재 (11) 에 대하여 이동할 수 있게 구성되어 있다. 즉, 가동 자성 부재 (12) 는 케이싱체 (18) 에 고정되어 있지 않고, O 링 등의 탄성체 (19) 를 이용하여 가동 자성 부재 (12) 가 고정 자성 부재 (11) 에 대하여 이간되는 방향으로 탄성 지지력이 주어지고 있다. 그리고, 지시 도구 (10) 의 검출면 (21) 으로의 압압에 의해 고정 자성 부재 (11) 와 가동 자성 부재 (12) 가 접촉하도록 O 링 등의 탄성체 (19) 를 개재하여 고정 자성 부재 (11) 측으로 돌출되는 돌출부가 가동 자성 부재 (12) 에 형성되어 있다. 따라서, 가동 자성 부재 (12) 는 고정 자성 부재 (11) 에 근접하거나 이간되거나 할 수 있도록 구성되어 있기 때문에, 지시 도구 (10) 가 검출면 (21) 에 접촉되면 고정 자성 부재 (11) 와 가동 자성 부재 (12) 사이의 거리가 변화된다.
또한, 도시예에서는 검출면 (21) 에 접촉하는 지시 도구의 선단 부분을 가동 자성 부재 (12) 로 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 선단 부분을 자성 부재 이외의 다른 부재로 할 수도 있다. 예를 들어, 가동 자성 부재의 선단을 덮는 수지 등을 형성해도 된다. 또한, 고정 자성 부재 및 가동 자성 부재를 원통 형상으로 구성하고, 원통 중심에 필기구의 심을 형성하도록 해도 된다. 필기구의 심의 예로는, 샤프펜슬이나 볼펜의 심이나 마커펜의 심 등 다양한 것을 들 수 있다. 이와 같이 구성하면 위치 검출 장치 상에 종이 등을 깔고, 종이 상에 실제로 필기구에 의해 묘화하면서 그 입력을 위치 검출 장치에 의해 전자화할 수도 있게 된다.
여기에서, 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리 변화는 구동측 루프 배선군과 검출측 루프 배선군의 전자 결합도의 변화 (유도 전류 또는 유도 전압의 진폭의 변화) 로서 나타난다. 도 3 은 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리에 대한 전자 결합도의 변화 특성을 나타내는 그래프이다. 또한, 세로축은 자성 부재 간의 거리가 0 일 때의 전자 결합도를 100 으로 한 경우의 상대치이다. 도시하는 바와 같이, 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리가 좁아짐에 따라 전자 결합도가 급격히 커지는 것을 알 수 있다. 특히, 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리가 0.4 ㎜ 이하인 부근으로부터 현저한 변화가 나타나고 있는 것을 알 수 있다. 즉, 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리가 구동측 루프 배선과 검출측 루프 배선의 각 교점에 주는 상호 인덕턴스에 매우 큰 변화를 주고 있는 것을 알 수 있다.
또한, 이들 그래프에 대해서는 구동측 루프 배선군과 검출측 루프 배선군의 구성이나 고정 자성 부재, 가동 자성 부재의 크기 등에 따라 변화되는 것이기 때문에, 본 발명은 구체적인 수치 등이 이들 도시예의 것에 한정되는 것은 아니다. 단, 고정 자성 부재와 가동 자성 부재의 거리가 좁아짐에 따라 전자 결합도가 급격히 커지는 경향은, 구동측 루프 배선군과 검출측 루프 배선군의 구성이나 고정 자성 부재, 가동 자성 부재의 크기 등이 바뀌어도 마찬가지이다.
그래서, 본 발명에서는 이 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리 변화에 따른 전자 결합도의 변화에 기초하여 지시 도구가 검출면에 접촉된 것을 위치 검출 장치에 의해 검출할 수 있도록 하고 있다. 즉, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 위치 검출 장치 (20) 는 마이크로프로세서 (30) 로부터의 출력을 받아 지시 도구 (10) 가 검출면 (21) 에 접촉된 것을 검출하는 펜 다운 검출부 (40) 와, 지시 도구 (10) 의 필압을 산출하는 필압 산출부 (50) 를 가지고 있다. 이하, 이들에 대하여 상세하게 설명한다.
펜 다운 검출부 (40) 는 지시 도구 (10) 의 고정 자성 부재 (11) 와 가동 자성 부재 (12) 사이의 거리 변화에 따른 전자 결합도의 변화가 소정의 변화량보다 큰 지의 여부를 판정함으로써 지시 도구 (10) 가 검출면 (21) 에 접촉된 것을 검출한다. 예를 들어, 도 3 의 변화 특성에 기초하여 전자 결합도가 60 을 초과하면 지시 도구 (10) 가 검출면 (21) 에 접촉되었다고 판정한다.
지시 도구에 있어서는 지시 도구 선단의 검출면으로의 접촉으로부터 펜 다운 검출을 할 수 있기까지의 스트로크가 지나치게 크면 문자나 그림 등을 입력하는데 있어서 사용감이 나쁜 것으로 되기 때문에 작은 스트로크로 펜 다운을 검출할 수 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 지시 도구에서는, 예를 들어 도 3 의 변화 특성으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 작은 스트로크의 범위 (0 ㎜ ∼ 0.4 ㎜) 에 있어서 현저한 변화가 나타나기 때문에 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리를, 예를 들어 0.5 ㎜ 로 설정해두면 매우 작은 스트로크로 펜 다운 검출을 할 수 있게 되어 사용감이 좋은 지시 도구 및 위치 검출 장치를 제공할 수 있게 된다.
그리고, 필압 산출부 (50) 는 지시 도구 (10) 의 고정 자성 부재 (11) 와 가동 자성 부재 (12) 사이의 거리 변화에 따른 전자 결합도의 변화량을 검출함으로써 필압을 산출한다. 예를 들어, 도 3 의 변화 특성을 이용하여 변화량에 대한 필압을 변환 곡선으로서 미리 구해두고, 전자 결합도의 변화량 (유도 전류 또는 유도 전압의 진폭의 변화) 이 검출되면, 그 변환 곡선을 이용하여 변화량에 대응하는 필압을 구한다. 또한, 전자 결합도의 변화량을 필압 (압압 강도의 정도) 으로서 그대로 이용해도 된다. 또한, 미리 검출면으로의 입력을 최대 필압에 의해 실시하고, 이것을 기준으로 한 변화 특성을 기억하여 캘리브레이션할 수도 있다.
여기에서, 본 발명의 지시 도구의 가동 자성 부재에 탄성 지지력을 주는 탄성체에 대하여 설명한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 가동 자성 부재 (12) 는 O 링 등의 탄성체 (19) 에 의해 가동 자성 부재 (12) 가 고정 자성 부재 (11) 에 대하여 이간되는 방향으로 탄성 지지력이 주어지고 있다. 이 탄성체 (19) 의 탄성 지지력 (탄성력) 에 대해서는 상기 서술한 바와 같이 필압 산출에 영향을 미치기 때문에 소망의 필압 산출 능력에 맞추어 탄성체 (19) 의 탄성력을 결정하면 된다. 예를 들어, 가벼운 필압에 대하여 보다 정확한 필압을 검출하고자 하는 경우에는 탄성체 (19) 의 탄성력은 약하게 설정하면 된다. 또한, 무거운 필압까지 검출하고 싶은 경우에는 탄성체 (19) 의 탄성력은 강하게 설정하면 된다.
또한, 상기 서술한 도시예에서는 탄성체에 의해 가동 자성 부재에 탄성 지지력을 주는 예를 나타냈지만, 펜 다운 검출만을 목적으로 하여 필압 산출을 실시하지 않는 양태의 경우에는 탄성체는 반드시 설치하지 않아도 된다. 예를 들어, 가동 자성 부재는 탄성체에 의해 탄성 지지력이 주어지지 않아도 이동할 수 있게 구성되어 있기 때문에, 펜 업 상태에서는 중력에 의해 하강하여 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리가 벌어진 상태가 되지만, 펜 다운 상태에서는 고정 자성 부재와 가동 자성 부재가 접촉하기 때문에, 상기 서술한 예와 마찬가지로, 전자 결합도의 변화에 기초하여 지시 도구가 검출면에 접촉된 것을 위치 검출 장치가 검출할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 전원도 불필요하여 심플한 구성의 지시 도구이면서, 지시 도구의 지시 위치뿐만 아니라 펜 다운 검출이나 필압 산출도 할 수 있게 된다. 또한, 펜 다운 검출부나 필압 산출부는 마이크로프로세서에 있어서 이들의 처리를 실시할 수도 있다. 또한, 마이크로프로세서나 펜 다운 검출부, 필압 산출부로서 기능시키기 위한 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 계산기용 프로그램으로서 제공해도 된다.
본 발명의 위치 검출 장치에서는 지시 도구가 검출면 상에 접촉하고 있지 않아도 검출면 상의 근방에서 지시 도구의 자성 재료의 영향을 받을 정도의 거리만큼 띄운 경우에 지시 도구의 위치 좌표를 검출할 수 있다. 따라서, 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 계산기에 있어서의 지시나 조작의 대상을 가리키기 위한 유저 인터페이스인 커서의 움직임을 이 전자 결합도의 변화가 검출된 좌표에 대응시켜 이동시키고, 또한 펜 다운 검출부에 의해 펜 다운이 검출된 경우에는 클릭이나 묘화 등의 기능으로 전환시킬 수 있게 된다. 그리고, 유저 인터페이스를 묘화 등의 기능으로 전환했을 때에도 필압 산출부에 의해 지시 도구의 필압을 산출할 수 있게 된다. 따라서, 컴퓨터 등의 입력 디바이스로서 이용되는 디지타이저로 해도 매우 사용감이 좋은 지시 도구 및 위치 검출 장치를 제공할 수 있게 된다.
또한, 필요에 따라 위치 검출 장치의 검출면에 표시 장치를 적층해도 된다. 즉, 표시 장치의 표시 에어리어에 대응하도록 검출면을 배치하여 터치 패널 표시 장치의 형태로 할 수도 있다. 이 경우, 검출면에 배치되는 구동측 루프 배선군과 검출측 루프 배선군을, 예를 들어 투명 도전체로 구성함으로써 표시 장치의 표시를 방해하는 일 없이 위치 검출 장치의 검출면을 표시 장치의 표시 화면 상에 배치할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 있어서 복수의 지시 도구를 이용하여 위치 검출 장치에 입력을 실시하는 경우에 대하여 설명한다. 본 발명에서 이용되는 위치 검출 장치는 검출면의 구동측 루프 배선군과 검출측 루프 배선군의 전자 결합도의 변화를 검출함으로써 지시 도구의 지시 위치를 검출할 수 있는 것으로, 복수의 지시 도구에 의한 입력이 있던 경우에는 복수의 개소에서 전자 결합도의 변화가 검출된다. 즉, 복수의 지시 도구가 검출면 상에 입력되면 구동측 루프 배선과 검출측 루프 배선의 교점 부분 중 복수의 지시 도구의 각각의 지시 위치 근방의 교점 부분에서 전자 결합이 발생하여 검출측 루프 배선으로부터 유도 전류 또는 유도 전압으로서 각각 출력된다. 그래서, 이들 출력이 얻어진 XY 좌표를 각각 산출함으로써 검출면 상에 놓인 복수의 지시 도구의 지시 위치 좌표를 각각 검출할 수 있다.
또한, 고정 자성 부재와 가동 자성 부재 사이의 거리 변화에 따른 전자 결합도의 변화를 각각 이용함으로써, 상기 서술한 예와 마찬가지로, 펜 다운 검출이나 필압 산출을 실시할 수 있다.
또한, 복수의 지시 도구를 이용하여 위치 검출 장치에 입력을 실시하는 경우에 각 지시 도구의 구성을 각각 상이하게 함으로써 복수의 지시 도구를 각각 식별하여 검출시킬 수도 있다. 즉, 고정 자성 부재 및/또는 가동 자성 부재의 형상 및/또는 자성 재료가 각각 상이한 복수의 지시 도구를 준비한다. 예를 들어, 2 개의 지시 도구에 있어서 가동 자성 부재의 직경을 각각 대소 상이한 것을 이용한다. 이 경우, 구동측 루프 배선군과 검출측 루프 배선군의 전자 결합도가 변화되는 패턴이 각각 상이하게 검출된다. 즉, 큰 직경의 가동 자성 부재를 이용한 지시 도구가 검출면에 놓이면, 지시 위치 근방의 전자 결합이 발생하는 교점 부분의 범위가 직경에 따라 넓어지기 때문에 전자 결합도가 변화되는 패턴이 크게 검출된다. 한편, 작은 직경의 가동 자성 부재를 이용한 지시 도구가 검출면에 놓이면, 전자 결합도가 변화되는 패턴이 작게 검출된다. 따라서, 이 변화 패턴을 검출함으로써 복수의 지시 도구를 각각 식별할 수 있게 된다. 직경의 대소뿐만 아니라 단면 형상을 삼각이나 사각, 원형 등으로 상이하게 하거나, 복수 개의 자성 부재를 이용하여 형상을 상이하게 하도록 구성해도, 마찬가지로 전자 결합도가 변화되는 패턴이 각각 상이하게 검출된다. 또한, 자성 재료를 상이하게 하는, 구체적으로는 자기 (磁氣) 를 강약으로 상이하게 해도 된다. 이 경우에는 시간적 변화도 검출하도록 구성함으로써 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 이와 같은 전자 결합도가 변화되는 패턴을 검출함으로써 복수의 지시 도구를 식별하는 지시 도구 식별부를, 도 1 에 나타낸 마이크로프로세서 (30) 와 펜 다운 검출부 (40) 사이에 설치하여 전자 결합도의 변화된 검출 패턴에 따라 복수의 지시 도구를 식별할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 의하면 지시 도구의 구성으로서 기본적으로는 2 개의 자성 부재만을 이용하면 충분하기 때문에 매우 저렴하게 지시 도구를 제조할 수 있게 되기 때문에, 예를 들어 복수의 지시 도구를 이용한 입력을 실시하는 경우여도 시스템 비용을 억제할 수 있게 된다. 본 발명의 지시 도구에서는 종래의 지시 도구와 같이 지시 도구 자체에 전원이나 회로가 불필요하기 때문에, 예를 들어 위치 검출 장치를 전자 흑판이나 전자 화이트 보드 등에 적용하여 복수의 지시 도구를 이용하도록 한 경우여도 매우 저렴하게 실현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 지시 도구에는 전원이나 회로 소자가 불필요하기 때문에 내구성이나 신뢰성도 우수한 것이다.
또한, 본 발명의 지시 도구는 상기 서술한 도시예에만 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다.
10 지시 도구
11 고정 자성 부재
12 가동 자성 부재
18 케이싱체
19 탄성체
20 위치 검출 장치
21 검출면
22 구동부
23 검출부
30 마이크로프로세서
40 펜 다운 검출부
50 필압 산출부
220 구동측 루프 배선
223 발진기
224 전환기
230 검출측 루프 배선
232 전환기
233 앰프
234 동기 검파부

Claims (8)

  1. 검출면의 구동측 루프 배선군과 검출측 루프 배선군의 전자 (電磁) 결합도의 변화를 검출함으로써, 지시 도구의 지시 위치를 검출할 수 있는 위치 검출 장치에 이용되는 지시 도구로서, 상기 지시 도구는,
    자성 재료로 이루어지는 고정 자성 부재와,
    자성 재료로 이루어지고, 상기 고정 자성 부재에 대하여 이동할 수 있게 구성되며, 지시 도구가 검출면에 접촉되면 상기 고정 자성 부재와의 사이의 거리가 변화되는 가동 자성 부재를 구비하고,
    상기 고정 자성 부재와 상기 가동 자성 부재 사이의 거리 변화에 따른 상기 전자 결합도의 변화에 기초하여 지시 도구가 검출면에 접촉된 것을 위치 검출 장치가 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 지시 도구.
  2. 제 1 항에 있어서,
    추가로, 상기 가동 자성 부재가 상기 고정 자성 부재에 대하여 이간되는 방향으로 상기 가동 자성 부재에 탄성 지지력을 주는 탄성체를 구비하고,
    상기 고정 자성 부재와 상기 가동 자성 부재 사이의 거리 변화에 따른 상기 전자 결합도의 변화에 기초하여, 지시 도구가 검출면에 가하는 필압을 위치 검출 장치가 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 지시 도구.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고정 자성 부재 및/또는 상기 가동 자성 부재는 페라이트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지시 도구.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 지시 도구의 지시 위치를 검출할 수 있는 위치 검출 장치로서,
    상기 위치 검출 장치는 지시 도구의 상기 고정 자성 부재와 상기 가동 자성 부재 사이의 거리 변화에 따른 상기 전자 결합도의 변화가 소정의 변화량보다 큰 지의 여부를 판정함으로써 지시 도구가 검출면에 접촉된 것을 검출하는 펜 다운 검출부를 갖는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    추가로, 지시 도구의 상기 고정 자성 부재와 상기 가동 자성 부재 사이의 거리 변화에 따른 상기 전자 결합도의 변화량을 검출함으로써 필압을 산출하는 필압 산출부를 갖는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    추가로, 복수의 지시 도구에 의한 입력을 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로, 상기 고정 자성 부재 및/또는 상기 가동 자성 부재의 형상 및/또는 자성 재료가 각각 상이한 복수의 지시 도구에 의한 입력에 대하여, 상기 전자 결합도가 변화되는 패턴을 검출함으로써 복수의 지시 도구를 식별하는 지시 도구 식별부를 갖는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로, 검출면에 적층되는 표시 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 위치 검출 장치.
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