KR900002350B1

KR900002350B1 - 좌표 검출 장치

Info

Publication number: KR900002350B1
Application number: KR1019850001176A
Authority: KR
Inventors: 가즈오 요시가와; 도루 아사노; 히사시 야마구찌; 히데아끼 다끼자와; 시즈오 안도
Original assignee: 후지쓰가부시끼가이샤; 야마모도 다꾸마
Priority date: 1984-02-29
Filing date: 1985-02-25
Publication date: 1990-04-12
Also published as: CA1251537A; EP0155781A1; AU3870385A; AU552619B2; US4680430A; ES8702007A1; ES540763A0; KR850006749A; EP0155781B1; DE3565732D1

Abstract

내용 없음.

Description

좌표 검출 장치

제 1 도는 종래의 좌표 검출장치의 회로 개통도.

제 2 도는 본 발명의 원리를 설명하기 위한 회로 개통도.

제 3 도는 제 2 도를 참조하여 설명된 원리를 근거로하여 좌표 검출장치를 실시하는 일예의 회로도.

제 4a 및 b 도는 본 발명의 제 2 실시예의 동작을 설명하기 위한 회로도.

제 5 도는 본 발명의 제 3 실시예의 회로도.

제 6 도는 본 발명의 제 4 실시예의 회로도.

제 7 도는 본 발명의 제 5 실시예의 회로도.

제 8 도는 제 7 도를 참조하여 설명된 실시예의 수정을 나타내는 도면.

본 발명은 좌표검출장치에 관한 것으로, 특히 검출될 좌표지점의 위치에 부하임피던스를 인가하여 줌으로서 그 위치를 지시하는 평면을 구성하는 저항막을 사용하는 아나로그형장치에 관한 것이다.

사무자동화가 발달함에 따라 한 지점의 좌표데이타를 컴퓨터 시스템에 입력시키기 위한 간단한 수단의 필요성이 계속 증가되고 있다. 표시장치의 표면상에 적층하여 되는 입력판넬(imput pannel)을 포함하는 좌표데이타 입력수단인 소위 소프트 키이(soft key)를 손가락끝등으로 타치(touch)해줌으로써만 판넬상에 한 지점의 좌표를 입력시킬 수 있다. 따라서, 소프트 키이는 컴퓨터 시스템에서 인간과 기계간의 대화를 아주 편리하게 해줄수 있다. 예를들어, 표시장치상의 메뉴를 선택하거나 컴퓨터 시스템에 한 패턴을 입력시키는 일을 키이보드(keyboard)를 사용하지 않고 단지 입력판넬을 타치해 주거나 판넬상에 패턴을 써줌으로서 수행될 수 있다. 그러한 소프트 키이의 응용에는 은행의 창구장치나 여행사의 좌석예약 터미날에서 이미 실현되었다. 비전문가가 쉽게 동작 시킬 수 있는 터미날을 필수요건으로 하는 집약된 디지탈 정보망 사회를 지향하는 추세에 따라 소프트 키이의 사용은 가일층 증가할 것으로 기대 된다.

상술한 소프트 키이의 좌표 데이타 입력기술로서 한 평면상에 매트릭스(matrik)배열을 형성하도록 다수의 감지기들이 배치되어 구성되는 디지탈형 장치가 있다. 손가락이나 펜(pen)으로 타치하여 감지기들중 하나나 다수개를 지시해줌으로써 감지기들의 위치에 대응하는 좌표 데이타가 제어유니트에 입력된다. 그러나, 그러한 디지탈형 수단을 이동하여 얻어지는 좌표데이타의 검출정확성은 인치당 감지기들의 수에 좌우되므로 미세하거나 복잡한 패턴을 입력시키기 위한 고해상력을 필요로 하는 응용장치들에는 충분치 못하다.

저항막을 갖는 입력판넬을 사용하는 다른형의 좌표입력수단이 R.K. Marson에 의해 명칭 "도전성 유리 타치 입력 시스템"으로 1971년 SID회보에 처음으로 발표되었으며 그뒤를 이어 여러 변형들이 발표되었는데 예를들어, J.A. Turner등에 의해 명칭 "아나로그 타이 판넬"로 1973년 SID회보에 발표된 것이 있다. 그 방법에서는,입력판넬을 구성하는 저항막이 그의 양단으로부터 전류를 공급받으며, 입력판넬상의 좌표 검출 지점은 주지점의 저항막에 부하임피던스를 걸어줌으로써 지시된다. 그 지점의 좌표는 양단으로부터 부하로 흐르는 각각의 전류비의 함수로서 주어진다. 따라서, 좌표는 원래 아나로그 데이타로서 구한다. 그러므로, 상술한 디지탈형 보다 더 높은 검출정확성을 얻을 수 있으며, 검출정확성은 원래의 아나로그 데이타의 디지탈 데이타로의 변환에 사용되는 A-D(아나로그-디지탈)변환기의 양자화 특성에 크게 좌우된다.

상술한 아나로그형 좌표 검출방법의 원리를 제 1 도를 참조하여 아래에 설명한다.

제 1 도는 전술한 아나로그형의 종래의 좌표검출장치이 회로 개통도이다. 제 1 도를 참조하면, 전원 8의 출력단자 5는 전류측정수단 9를 통하여 균일한 저항막 1의 일단 2에 연결되어 있다. 전원 8의 출력단자 5는 또한 다른 전류 측정수단 10을 통하여 저항막 1의 타단 3에 연결되어 있다. 전원 8의 다른 출력단자는 접지 7에 연결되어 있다. 전류측정수단 9의 출력은 아나로그-디지탈 변환기(ADC)11에 연결되는 한편 전류측정수단 10의 출력은 다른 ADC 12에 연결되어 있다. 두 ADC 11과 12의 출력들은 각각 제어유니트 13에 연결되어 있다.

예를들어 캐패시터이며 접지 7에 대하여 한정된 임피던스를 갖는 부하 6이 저항막 1상의 한지점 4의 위치에 부착되면 전원 8에 의해 공급되는 각 전류들은 양단부 2와 3을 통하여 부하 6으로 흐른다.

저항막 1이 균일한 저항율을 갖기 때문에 저항막 1상의 임의의 두 지점들간의 저항 성분은 지점들간의 거리에 비례한다. 단부 2의 좌표가 0이 되는 한편 단부 3의 좌표가 1이 된다고 가정할때 저항막 1상의 임의의 지점 4의 좌표 X는 다음식으로 표현된다.

X=R_X/(R_X+R_1-X)…………………………………………………………(1)

식중, 0〈×〈1이고, R_X와 R_1-X는 단부 2와 지점 4간의 저항성분 그리고 단부 3과 지점 4간의 저항성분을 나타낸다.

저항성분 R_X양단의 전압강하는 저항성분 R_1-X양단의 것과 동일하다. 그러므로

R_X.1_X=R_1-X. 1_1-X)………………………………………………………(2)

식중 1_X와 1_1-X는 양단부 2와 3을 통하여 흐르는 각 전류들을 나타낸다. 그러므로, 식(1)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

X=1_1-X/(1_X+1_1-X) ………………………………………………………(3)

따라서 지점 4의 좌표는 전류측정수단 9 및 10을 사용하여 측정된 두 전류 1_X와 1_1-X에 의해 구할 수 있다.

제 1 도에 보인 장치에서, 전류등 1_X와 1_1-X의 값들은 ADC 11과 12에 의해 대응하는 디지탈 데이타로 변환된 다음 식(3)에 의해 디지탈좌표데이타를 제공하도록 제어유니트 13에 의해 처리된다.

제 1 도에 보인 종래의 좌표 검출장치는 전류측정수단 9와 10을 사용하는데 이들 수단 각각은 통상적으로 측정된 전류에 대응하는 전압 출력신호를 제공해주는 연산증폭기로 구성된다. 좌표검출장치는 또한 높은 양자화 정밀성을 갖는 아나로그-디지탈 변환기(ADC) 11과 12를 필요로 한다. 결과적으로, 그 장치는 필연적으로 회로구성이 복잡하고 코스트가 높아진다.

그러므로 본 발명의 목적은 간략화된 회로로 구성된 좌표검출장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 저렴한 비용의 좌표검출장치를 제공하는데 있다.

본 발명이 또다른 목적은 고검출정밀성을 갖는 좌표검출장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 표시장치상에 적층하여 컴퓨터 입력장치용 소프트 키이로서 사용될 수 있는 좌표검출장치를 제공하는데 있다.

상술한 목적들은 한 평면을 구성하며, 좌표검출용으로 사용되는 장방형이며, 관련된 좌표축에 평행한 방향에 배열된 한쌍의 단부들을 갖는 유효영역을 갖는 저항막과, 입력 및 출력을 갖고 있으며, 입력과 출력 각각은 한쌍의 단부들 각각에 동작 가능하게 연결되며, 양단부들의 전위를 균등화하도록 사실상 무한한 입력임피던스와 일관성있는 전압이득을 갖는 버퍼회로와, 그리고 단부들과 접지사이의 임피던스를 측정하도록 버퍼회로의 입력에 연결된 측정수단을 포함하되, 상기 평면상의 좌표 검출 지점은 그 지점에 부하를 걸어줌으로써 지시되는 것이 특징인 좌표검출장치를 제공함으로써 성취될 수 있다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예들을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 2 도는 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용되는 회로 개통도이다. 제 1 도에 보인 종래의 장치에서와 달리 저항막 1의 양단부 2와 3은 전원에 연결되지 않으나 단부 2는 단자 14에 연결되고, 단부 3은 버퍼회로 예를들어 전압폴로워모드의 연산증폭기(이후 오퍼엠프(op amp)로서 호칭됨)를 통하여 단부 2로 연결된다. 더욱 특히, 단부 2는 오퍼엠프의 비반전입력(+)에 연결되며, 오퍼엠프 15의 출력은 단부 3과 함께 그의 반전입력(-)에 연결된다.

따라서, 제 2 도에 보인 회로에서, 양단부 2와 3은 접지 17에 대해 등전위를 갖도록 제조된다. 오퍼엠프 15의 입력 임피던스를 무한대인 것으로 볼 수 있으므로 단자 14를 통해 흐르는 전류는 부하 16이 지점 4에 걸릴때조차 단부 3으로부터 저항막 1상의 지점 4로 흐르는 전류성분을 포함하지 않는다.

다음에 접지 17에 대해 양단부 2와 3상의 전위는 V로 나타나며, 접지 17에 대해 지점 4의 전위는 Va로 나타나며 단자 14와 접지 17간의 임피던스를 Z로 나타낸다. 임피던스 Z는 단부 2와 지점 4간의 저항성분 R_X와 단부 3과 지점 4간의 저항성분 R_1-X를 포함하며 또한 지점 4와 접지 17간의 부하 임피던스 Z₀를 포함하므로 이후 등가임피던스로서 호칭된다.

본 발명은 저항막 1상의 임의의 지점 4의 좌표 X가 등가 임피던스 Z의 함수로서 주어진다는 생각에 기초한다.

등가임피던스 Z의 값은 다음과 같이 유도될 수 있다.

부하 임피던스 Z₀를 통하여 흐르는 전류 즉, V_a/Z_O로 표현되는 전류는 R_X를 통해 흐르는 전류와 R_X-1를 통해 흐르는 전류의 합과 동일하다. R_X와 R_1-X를 통해 흐르는 두 전류들은 각각(V-V_a)/R_X와 (V-V_a)/R_1-X로 표현한다. 그러므로,

(V=V_a)R_X+(V-V_a)/R_1-X=V_a/Z_O………………………………………… (4)

상술한 바와같이 단자 14를 통해 흐르는 전류는R_1-X를 통해 흐르는 전류를 포함하지 않으므로 V/Z로 표현되는 등가 임피던스 Z를 통해 흐르는 전류는 R_X를 통해 흐르는 전류와 동일하다고 볼 수 있다. 그러므로,

V/Z=(V-V_a)/R_X……………………………………………………………… (5)

식(4)와 (5)로부터 V와 V_a를 둘다 소거해 줌으로서 등가임피던스 Z는 다음과 같이 표현된다.

Z=R_X+Z_O(R_X+R_1-X)/R_1-X…………………………………………………… (6)

만일 저항막 1이 부하 임피던스 Z_O보다 훨씬 더 작은 R_X와 R_1-X의 값들을 갖도록 형성될 경우, 식(6)은 대략적으로 다음과 같이 될 수 있다.

Z=Z_O(R_X+R_1-X)/R_1-X………………………………………………………… (7)

상술한 바와같이 저항막 1상의 한 지점의 좌표 X는 다음과 같이 구한다.

X=R_X/(R_X+R_1-X)……………………………………………………………… (8)

따라서 식(7)과 (8)을 조합하면, 등가 임피던스 Z의 함수로서 좌표 X를 나타내는 식은 다음과 같이 유동된다.

X=1-Z_O/Z……………………………………………………………………… (9)

그러므로 만일 부하임피던스 Z_O가 공지된 값을 갖고 있고 또한 임피던스 Z의 값이 적당한 측정수단을 사용하여 구할 수 있다면 좌표 X는 식(9)로 구할 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명의 원리예에서는 저항막 1의 두 단부들이 전압 폴로워 모드로 동작하는 버퍼회로를 통하여 서로 연결되어 있으므로 접지 17에 대해 단자 14의 등가 임피던스 Z는 부하임피던스 Z_O가 저항막 1상의 임의의 지점 4에 걸릴때 측정된다. 임피던스 Z_O는 저항막 1의 저항성보다 훨씬 크도록 선택된다. 따라서, 저항막 1상의 지점 4에 걸릴때 측정된다. 임피던스 Z_O는 저항막 1의 저항성보다 훨씬 크도록 선택된다. 따라서, 저항막 1상의 지점 4의 좌표 X는 식(9)에 의해 두 임피던스 데이타를 처리함으로써 검출된다.

제 2 도의 구성에서, 만일 부하임피던스 Z_O가 용량성분일 경우,

Z_O/=1/jwCo……………………………………………………………………… (10)

여기서, Co는 용량성분을 나타내며, j와 w는 각각 복소량과 각 주파수 단위를 나타낸다. 따라서, 식(7)은 다음과 같이 된다.

Z=1/jw{CoR_1-X/(R_X+R_1-X)}……………………………………………… (11)

식(11)은 단자 14와 접지 17간의 등가 임피던스 Z가 다음과 같이 표현되는 등가 용량성분으로 구성된다는 것을 의미한다.

C=Co R_1-X/(R_X+R_1-X)………………………………………………………… (12)

따라서, 좌표 X는 다음식에 의해 구한다.

X=1-C/Co ……………………………………………………………………… (13)

위서 보인 바와같이, 용량성분 임피던스를 Z_O에 대해 사용할때 단자 14와 접지 17간의 등가 임피던스 Z도 등가용량성분으로서 취급되어, 좌표 X는 관련된 용량성분들 C와 Co를 측정하여 구한다.

제 3 도는 제 2 도를 참조하여 설명된 원리에 기초한 좌표 검출장치를 실시하는 회구성의 일예를 나타내는 것으로 , 여기서 저항막 1상의 임의의 지점 4에 걸린 부하 16의 용량성분 Co와 단자 14와 접지 17사이의 등가 용량성분 C를 각각 측정하여 시(13)에 의해 지점 4와 좌료 X를구한다. 점선 100으로 둘러쌓은 부분의 구성과 동작은 제 2되의 대응부분을 참조하여 설명된 것과 동일하다.

제 3 도에서, 용량성분 측정수단 예를들어 CR디지탈 발진기 19는 단자 14에 연결되어 있으며 또한 CR디지탈발진기 19의 출력은 제어유니트 20의 입력에 연결되어 있다.

CR디지탈 발진기 19는 그에 연결된 외부저항과 캐패시터의 값들에 의해 결정되는 시정수에 대응하는 주파수의 펄스들을 출력시킨다.

등가용량성분 C가 외부 캐패시터로서 사용될때 발진기 19로부터 출력된 펄스들의 반복주기는 등가용량성분 C에 비례한다. 제어유니트 20은 그의 내부 타이머에 의해 입력 펄스들의 반복주기를 구하여 식(9) 또는 (13)에 의해 지점 4의 좌표 X의 값을 계산한다. 그러한 CR디지탈 발진기 19는 예를들어 시그네틱스사에 의해 시판되는 NE555와 같은 비안정 멀티바이브레이터로 구성할 수도 있다.

상기 프로세스에 관한 몇가지 양자화논의에 대해서 설명하면 다음과 같다.

예를들어, 약 1000pF의 용량성분을 갖는 입력펜을 부하 임피던스 16용으로 사용한다. 약 6KHz이하의 주파수 범위에서 동작하도록 세트된다. 다른 한편 200내지 500옴 범위 내의 박막저항을 갖는 저항막 1이 일반적으로 사용된다. 그러므로, 상기 주파수에서, 1000pF 입력펜에 의해 제공된 부하임피던스는 5 내지 15킬로옴 정도의 범위내에 있다. 이 임피던스는 저항막 1의 저항성분이 10배이거나 그 이상이며, 식(7)을 유도하기 위해 사용되는 가정과 일치할 수 있다.

상수 K를 발진기 19의 출력펄스들의 반복주기와 입력 용량성분간의 상호관계를 설정하기 위해 대입한다.

T_O=KCo …………………………………………………………………… (14)

T=KC ……………………………………………………………………… (15)

여기서, To는 단자 14에서의 용량성분이 Co일때 얻어지는 반복주기를 나타내며, T는 단자 14에서의 용량성분이 C일때 얻어지는 반복주기를 나타낸다.

식(14)와 (15)에 따라 식(13)을 용량성분 Co와 C의 함수로서 좌표 X를 나타내면 다음과 같이 재정리된다.

X=1-(T/TO)……………………………………………………………… (16)

그러므로, 좌표 X는 부하용량성분 Co와 등가용량성분 C에 대응하는 각각의 반복주기들을 측정함으로써 구할 수 있다. 공식(13)에 의하면, X=0이면 C=Co가 된다. 그러므로, 부하임피던스 Co를 단부 2에 걸어주면 반복주기 To가 구해진다. 그때, 등가용량성분 C는 좌표 X가 검출될 지점 4에 부하용량성분 Co를 걸어줌으로써 측정될 수 있다. 각각의 반복주기 To와 T에 대응하는 데이타는 제어유니트 20의 메모리에 기억된 다음 식(16)에 의해 지점의 좌표값 X를 구하기 위해 처리된다.

CR디지탈발진기 19는 상업적으로 저렴한 비용으로 구입할 수 있고 또한 제어유니트 20은 종래의 타이머, 연산장치와 래칭회로로 구성될 수 있으며, 그들 모두 역시 저렴한 비용으로 구입할 수 있다. 따라서, 본 발명의 좌료검출장치는 동작의 신뢰성을 희생시킴이 없이 제 1 도에 보인 바와같은 종래의 장치에 비해 더욱 저렴한 비용으로 구성될 수 있다.

예를들어 인듐-주석-산화물(ITO)로 구성된 바와같은 투명저항막이 얻어지기 때문에 제 3 도에 보인 좌표검출장치의 입력판넬을 표시장치의 표면상에 직접 적층할 수 있으며 또한 입력판넬상에 손가락을 타치하여 선택된 메뉴를 지시하는 식으로 표시장치상에서 메뉴를 선택하여 입력시키기 위한 타치판넬과 같은 응용에서 사용될 수 있다. 제 3 도에 보인 좌표검출장치는 부하용량성분 Co의 응용에 의해 저항막 1의 단부와 접지 17사이의 등가용량 C의 변화분을 사용하기 때문에 저항막 1의 표면을 절연막으로 피복하여 그 저항막 1을 기계적 마모나 긁힘으로부터 보호할 수 있다.

제 4a 및 4b 도는 본 발명의 제 2 실시에의 원리를 설명하기 위한 회로구성도이다. 그러나 제 2 도를 참조하여 설명된 바와같은 원리를 기초하면, 이 실시예는 미지값을 갖는 부하 임피던스를 사용함으로서 입력판넬상에 좌표 X를 구할 수 있다. 즉, 이 실시예에서는 부하 임피던스 값을 측정할 필요가 없다. 다시말하면, 이 실시예는 값이 안정되지 않은 부하임피던스를 사용하여 실시할 수 있는 좌표검출장치를 제공하려고 한다.

제 3 도에서 보인 제 1 실시예에서는, Co값을 구하기 위해 입력팬을 단부 2에 타치할때로부터 입력펜을 저항막 1상의 임의의 지점 4의 위치에 타치할때까지의 시퀀스동안 부하임피던스 즉, 용량성분 Co가 상수인 것으로 가정한다. 시퀀스는 실제 동작시에 적어도 수초 걸릴 것이다. 부하용량성분 Co를 상수로 유지시키는 것은 입력펜을 지점을 나타내기 위해 사용할 경우에는 쉬우나 손가락의 터치를 입력펜 대신 사용할 경우에는 어렵다. 왜냐하면, 손가락을 통하여 인간몸에 의해 걸리는 부하용량 Co는 저항막 1에 대한 손가락의 접촉 압력과 예를들어 오퍼레이터의 앉은 자세에 따라 변동하기 쉽다. 더욱이, 단부들 2과 3은 일반적으로 접지 17에 대해 각각의 표유용량을 갖는다. 만일 표유용량들이 너무 커서 무시될 경우, 표유용량들에 대해 단자 14에서 측정된 등가용량성분 C를 교정할 필요가 있다. 제 4a 및 4b 도에 보인 좌표검출장치에서는, 부하용량(C_B로 나타냄)은 아주 짧은 시간동안만 상수이면 되고 좌표 검출방법에서 배제된다. 그러므로, 부하용량성분은 불안정한 것으로 접지 17에 대한 인체의 부유용량으로서 미지의 값을 가질 수 있다.

제 4a 도에서, 손가락 18을 타치하면 저항막 1상의 검출될 좌표 X지점 4에 부하용량성분 C_B가 걸린다. 단부들 2와 3은 접지 17에 대해 각각 표유용량들 Cs_x와 Cs_1-X를 갖는다. 식(12)에 의하면, 단자 14와 접지 17간의 등가용량성분 C_X1은 다음과 같이 표현된다.

C_x1=Cs_x+C_B{R_1-X/(R_X+R_1-X)}……………………………………………(14)

식(14)는 등가용량성분 C_x1과 병렬로 되어 있는 표유용량 Cs_X를 내포한다. 출력임피던스가 0이라고 볼 수 있는 오피엠프 15의 출력에 단부 3이 연결되기 때문에 표유용량 Cs_1-X는 무시된다. 단자 14를 통해 단부 2에 연결된 CR디지탈발진기 19는 등가용량성분 C_X1에 비례하는 반복주기를 갖는 신호 펄스들을 출력시킨다.

제 4b 도는 단부 2와 3에 오피엠프 15의 입력과 출력의 접속이 바뀌고, CR디지탈발진기 19가 단자 21을 통하여 단부 3에 연결되는 상태를 나타낸다. 만일 제 4a 와 4b 도 간의 접속 변경이 아주 짧은 시간 예를들어 5mS내에 수행될 경우, 용량성분 C_B의 불안정은 무시할 정도로 작다. 그러므로, 제 4b 도의 구성에서 단자 21과 접지 17간의 등가용량성분 C_X2는 다음과 같이 동일한 부하 임피던스 C_B를 사용하여 표현된다.

C_x2=Cs_1-x+C_B{R_X/(R_X+R_1-X)}……………………………………………(15)

식(15)는 등가용량 C_X2에 병렬로 되어 있는 표유용량 Cs_1-x를 포함한다. 이때에 단부 2에서의 표유용량 Cs_x는 출력임피던스가 0인 오피엠프 15의 출력에 단부 2가 연결되기 때문에 무시된다.

상술한 바와같이, 제 4a 도에 보인 회로구성으로부터 제 4b 도에 보인 구성으로의 스위칭은 아주 짧은 시간에 수행되며, 식(14)와 (15)내의 용량성분들은 상수로 볼수 있다. 그러므로, 식(14)와 (15)에서 C_B를 소거함으로써 다음식을 얻을 수 있다.

R_1-X={(C_X1-Cs_X)/(C_X2-Cs_1-X)}R_X………………………………………(16)

식(8)과 조합하면, 지점 4의 좌표 X는 다음과 같이 주어진다.

X=R_X/(R_X+R_1-X)

(C_X2-Cs_1-X)/{(C_X1-Cs_X)+(C_X2-Cs_1-X)}…………………………………(17)

제 2 실시예의 좌표검출은 식(17)에 의해 수행된다.

즉, 제 2 실시예의 좌표검출장치는 제 4a 도에 보인 상태로부터 제 4b 도에 보인 상태로 저항막 1로의 회로의 접속을 아주 짧은 시간에 절환시켜주는 스위칭 수단과, 스위칭수단의 동작에 의해 단자 14와 접지 17간의 용량성분 C_X1과 단자 21과 접지 17간의 용량성분 C_X2를 측정하고 또한 단부 2에서의 표유용량 Cs_X와 단부 3에서의 표유용량 Cs_1-X각각을 측정하기 위한 측정수단으로 구성된다. 손가락 18을 타치하여 인체의 부유용량으로 구성되는 부하용량 C_B이 걸리는 지점 4의 좌표 X는 식(17)의 각 조건들에 대한 용량성분 C_X1, C_X2, Cs_X와 Cs_1-X의 측정 값들을 대입하여 구한다.

이 용량성분들은 제 4a 및 4b 도의 CR디지탈 발진기 19에 의해 검출된다. CR디지탈 발진기 19의 단자 191로부터 출력된 펄스들의 반복주기는 단자 14 또는 19와 접지 17간의 등가용량성분에 비례한다.

제 4a 도에 보인 구성의 출력펄스들에서 반복주기 T_X1는 다음과 같이 주어진다.

T_X1=kC_X1……………………………………………………………………(18)

여기서, k는 상수임. 마찬가지로, 제 4b 도에 보인 회로접속에서 출력펄스의 반복주기 T_X2는 다음과 같이 주어진다.

T_X2=kC_X2……………………………………………………………………(19)

따라서, 등가용량 성분들 C_X1와 C_X2는 식(18)과 (19)로 표현된 바와같이 단자 191로부터의 각 출력펄스들의 반복주기들로서 검출된다.

식(14)를 참조하면, 포유용량 Cs_X가 C_B=0 또는 R_1-X=0일때 등가용량성분 C_X1으로서 주어진다. 이 조건은 제 4a 도에서 저항막 1에 손가락 18을 타치하지 않으며 성취될 수 있다. 따라서, 제 a 도에서, 저항막 1에 손가락 18을 타치하지 않은채 단자 191로부터 출력펄스들의 반복주기 Ts_X는 다음과 같이 표현된다.

Ts_X=kC's_X……………………………………………………………………(20)

여기서, C's_X는 단자 14와 접지 17간의 상관 등가용량성분을 나타낸다.

마찬가지로, 식(15)를 참조하면, 표유용량 Cs_1-X는 제 4b 도의 저항막 1에 손가락 18을 타치하지 않은채 등가용량성분 C_X2로서 주어지며, 단자 191로부터의 출력펄스들의 반복주기 Ts_1-X는 다음과 같이 표현된다.

Ts_1-X=kC's_1-X………………………………………………………………(21)

여기서, C's_1-X는 단자 21과 접지 17간의 상관등가용량성분을 나타낸다.

식(18), (19), (20) 및 (21)을 식 (17)이 각 항에 대입함으로써 지점 4의 좌표 X는 다음과 같이 표현된다.

X=(T_X2-Ts_1-X)/{T_X1-Ts_X)+(T_X2-Ts_1-X)} …………………………(22)

상술한 바와같이, 제 2 실시예에서는 제 4a 도와 4b도에 보인 두 상태들에서의 각각의 반복주기들이 손가락 18의 타치없이 측정되고 또한 손가락 18의 타치가 저항막 1에 가해지는 동안 측정된다. 따라서, 손가락 18의 타치에 의해 지시된 지점 4의 좌표는 식 (18), (19), (20) 및 (21)에 의해 측정된 반복주기들의 값을 좌표가 각 용량성분들에 의해 주어지는 대응식(17) 대신에 식(22)의 각 항에 대입함으로써 구할 수 있다. 이 실시예의 요지는 제 4a 도와 4b 도의 회로들간의 스위칭동작이 아주 짧은 시간에 수행된다는 것이다.

저항막 11의 단부 2와 3에 대한 오피엠프 15의 입력과 출력의 각 접속 교환을 위한 스위칭 수단의 실제회로 구성에 대해서는 다음 실시예를 참조하여 설명한다.

제 5 도는 2차원 좌표검출이 가능해진 본 발명에 의한 좌표검출장치의 제 3 실시예의 회로구성을 나타낸다.

제 5 도에서, 입력판넬(이후, 타치판넬로 칭함) 22는 유리기판상에 SiO₂와 같은 절연막으로 피복하여 형성된 투명저항막으로 구성된 구조를 갖는다. 제 5 도를 참조하면, 타치판넬 22의 좌측단은 아나로그 수위치 어레이 23스위칭 라인들 A_X11,A_X12,……A_X1m에 의해 공통라인 L₁에 연결되어 있으며, 타치판넬 22의 우측단은 제 2 아나로그 스위치 어레이 24의 스위칭라인들 A_X21, A_X22……A_X2m에 연결되어 있다. 또한, 타치판넬 22의 상단은 제 3 스위치 어레이 25의 스위칭 라인들 A_Y11, A_Y12……A_Y1n에 의해 공통라인 L₁에 연결되어 있다. 마찬가지로 타치판넬 22의 하단은 제 4 아나로그 스위치 어레이 26의 스위칭 라인들A_Y21, A_Y22……A_Y2n에 의해 공통라인 L₂에 연결되어 있다. 아나로그 스위치 어레이들 23,24,25와 26각각은 제 2 스위칭 수단으로서 호칭된다.

아나로그 스위치들 23과 24의 각 제어신호 입력들은 제어 유니트 20에 연결된 제어신호 라인 H₁에 연결되어 있고, 아나로그 스위치들 25와 26의 각 제어신호 입력들은 각각의 인버터들 31과 32를 통해 제어신호 라인 H₁에 연결되어 있다. 공통라인 L₁은제 1 스위칭수단 27의 단자 S₁에 연결되어 있고, 단자 S₁은 단자들 I₁과 O₁에 선택적으로 연결되어 있다. 공통라인 L₂는 제 1 스위칭 수단 27의 단자 S₂에 연결되어 있고, 단자 S₂는 단자 I₂와 O₂에 선택적으로 연결되어 있다. 제 1 스위칭수단 27은 예를들어 제 5 도에 보인 바와같이 한쌍의 가동접점을 구성하는 아나로그 스위칭 수단으로 할 수 있다.

제 1 스위칭 수단 27의 제어신호 입력은 제어유니트 20에 연결된 다른 제어신호 H₂에 연결되어 있다. 오피엠프 15의 비반전입력은 스위칭 수단 27의 단자들 I₁과 I₂에 연결되어 있고 또한 CR 디지탈 발진기 19의 캐패시터 단자에도 연결되어 있다. 오피엠프 15의 반전입력과 출력은 상호 연결되어 있으며 또한 스위칭수단 27의 단자들 O₁과 O₂에도 연결되어 있다. CR 디지탈 발진기 19의 출력은 그의 출력단 34에서 검출된 좌표 데이타를 출력시키는 제어유니트 20의 입력에 연결되어 있다. 타치판넬 22상의 좌표가 검출된 지점은 그 지정에 손가락 18을 타치함으로써 지시된다. 따라서, 그 지점은 접지 17에 대해 인체의 부유용량에 의해 제공된 부하용량성분 C_B가 걸린다.

용량성분 C_B는 저항막 1상의 SiO₂에 관한 용량성분을 포함하고 있다.

제 5 도에 보인 구성을 갖는 좌표검출장치에서 아나로그 스위치어레이 23,24,25와 26은 타치판넬 22의 좌측단과 우측단간의 전류통로(즉, X방향의 전류통로)와 상단과 하단간의 전류통로(즉, Y방향으로 전류통로)를 교대로 설정하도록 동작한다. 예를들어, 아나로그 스위치어레이 23과 24가 폐쇄될 때 아나로그 스위치 어레이 25와 26은 개방된다. 공통라인들 L₁과 L₂에 오피엠프 15의 입력과 출력의 각각의 접속은 제어신호라인 H₂상의 신호에 따라 제 1 스위칭 수단 27에 의해 교환된다.

타치판넬 22에 손가락 18의 타치에 의한 좌표검출동작에 대해 아래에 설명한다.

첫번째 시퀀스로서, 예를들면 고레벨신호가 제어유니트 20으로부터 제어신호 라인 H₁으로 출력되면 이 때문에 아나로그 스위치어레이들 23과 24는 폐쇄되는 한편 아나로그 스위치 어레이들 25와 26은 인버터들 31과 32에 의한 저레벨신호 공급으로 인해 개방된다. 따라서, 전류통로는 X방향으로 설정된다.

상기에서, 예를들어 고레벨신호는 제어유니트 20으로부터 출력되어 제어신호라인 H₂를 통하여 제 1 스위칭 수단 27에 입력된다. 그러면, 단자 S₁은 단자 I₁에 연결되고, 단자 S₁는 단자 O₂에 연결된다. 따라서, 오피앰프 15와 타치판넬 22간의 연결은 제 4a 도에 보다 회로와 등가가 된다. CR 디지탈 발진기 19는 타치판넬 22의 좌단과 접지 17간의 등가용량성분 C_X1에 대응하는 반복주기 T_X1의 신호펄스들을 출력시킨다. 반복주기 T_X1은 타이머로 측정된 다음 메모리에 기억되는데, 타이머와 메모리 둘다 제어유니트 20내에 설치된다. 타치판넬 22의 좌측단에서의 표유용량 Cs_X에 대응하는 반복주기 Ts_X는 손가락 18의 타치없이 측정되어 미리 메모리에 기억된다.

상술한 것에 뒤이어, 제어유니트 20으로부터 제어신호 라인 H₂로의 신호출력은 저레벨로 바뀌어, 스위칭수단 27은 단자 S₁을 단자 O₁에 연결하고 또한 단자 S₂를 단자 I₂에 연결하도록 동작한다. 이러한 과정중 제어신호라인 H₁상의 고레벨의 신호는 X방향으로 전류통로를 유지하도록 계속된다. 따라서, 오피엠프 15와 타치펜넬 22간의 연결은 제 4b 도에 보인 회로와 등가가 된다.

CR디지탈 발진기 19는 타치판넬 22의 우측단과 접지 17간의 등가용량 성분 C_X2에 대응하는 반복주기 T_X2의 신호펄스들을 출력시킨다. T_X2의 반복주기는 타이머에 의해 측정된 다음 제어유니트 20의 메모리에 기억된다. 타치판넬 22의 우측단에서의 표유용량 Cs_1-X에 대응하는 반복주기 Ts_1-X는 손가락의 타치없이 측정되어 미리 메모리내에 기억된다.

상기와 같이 구한 T_X1, T_X2, Ts_X및Ts_1-X의 값들을 사용하여, 제어유니트 30내의 연산처리기는 식(22)에 의해 연산을 행하여 결국 좌측에서 우측방향으로의 좌표 즉, 타치판넬 22에 손가락 18의 타치에 의해 지시된 지점의 X좌표를 구하여 단자 34로부터 출력한다. 상기에서 타치판넬 22의 좌측단의 좌표는 "0"으로서 정의되고, 우측단의 좌표는 "1"로서 정의된다.

둘째 시퀀스로서, 제어유니트 20으로부터 제어신호라인 H₁으로의 신호출력은 저레벨로 바뀌어, 아나로그 스위치 어레이들 25와 26은 폐쇄되는 한편 아나로그 스위치 어레이들 23과 24는 개방된다. 그 때문에, 전류통로는 좌측 및 우측방향으로 상부와 하부방향 즉, Y방향으로 바뀌어, 손가락 18의 타치에 의해 지시된 지점의 Y좌표가 상술한 X좌표 검출에서와 동일한 방식으로 검출된다. 이때에 타치판넬 22의 상단의 좌표는 "0"으로서 또한 하단의 좌표는 "1"로서 정의된다.

상술한 바와같이, 타치판넬 22에 손가락 18의 타치에 의해 지시된 지점의 고정밀 2차원 좌표없이 구해질 수 있다. 제어신호라인 H₂상의 신호에 의한 스위칭수단 27의 스위칭동작은 아주 짧은 시간 예를들어 1mS로 수행되며, 제어신호 H₁에 의한 아나로그 스위치들 23,24,25 및 26의 동작은 예를들어 2mS로 모두 수행된다.

다음은 본 발명의 제 4 실시예로서, 여기서는 제 4(a) 와 4(b)도 또는 제 5 도에 의한 좌표검출의 정확성을 더욱 개선한다. 앞의 실시예들에서는 예를들어 인체의 부유용량에 의해 제공된 부하용량 C_B가 5mS 정도로 짧은 시간동안 상수인 것으로 본다 그러나,인체의 그러한 부유용량은 검출정확성을 제한시키는 불안정을 필연적으로 내포하고 있다. 이 실시예에서 타치판넬 2상의 한 지점의 좌표값은 여러번 연속측정하여 얻어진 값을 근거한 통계적인 방법에 의해 구한다.

식(22)에 의해 좌표 X를 구하는 방법에서, T_X1과 T_X2에 대한 측정을 여러번(예, f번) 상술한 바와같이 첫번째 시퀀스(여기서 H₁은 예를들어 고레벨임)을 반복하여 수행한다. 각각 측정된 반복주기를 T_X1i와 T_X2i로서 나타냄으로서(식중 i는 정수 1,2..f를 나타냄), 제어유니트 20내의 연산처리기는 각각의 T_X1i와 T_X2i에 대응하는 값(T_X1i-Ts_X)와 (T_X2i-Ts_1-X)계산하여 그들을 각각 합한다. 즉

를 구한다. 상기에서 Ts_X와 Ts_1-X는 여러번 연속 측정하는 동안 상수로 본다.

그러므로, 좌표 X는 다음과 같이 구한다.

제어유니트 20은 f번 측정할때마다 출력단자 34로부터 좌표 X의 값을 출력시킨다.

식(23)은 f번 측정하여 구한 좌표 X_i(i=1,2,………f)의 가중 평균값으로, 여기서 X_i는 다음과 같이 표현된다.

X_i=(T_X2i-Ts_1-X)/{(T_X1i-Ts_X)+(T_X2i-Ts_1-X)……………………… (23)

그러므로, 인체의 부유용량과 같이 불안정한 부하용량으로 인하여 측정된 T_X1i와T_X2i의 불균일을 상쇄시킴으로써 정확한 좌표값을 제공할 수 있다. 동일한 방법으로 Y좌표의 방향에 대해서도 수행된다.

상술한 바와같이, 본 발명의 제2,3 및 4실시예에서는 좌표를 구하기 위해 필요한 자료획득이 부하의 용량성분을 상수로 보는 짧은 시간내에 수행된다.

아니로그 스위치들 23,24등과 스위칭 수단 27에 대한 장치는 상업적으로 저렴한 비용으로 구입할 수 있으므로 본 발명의 제2,3 또는 4실시예의 좌표검출장치의 총비용은 제 1 도에 보인 바와같은 종래의 장치보다 더 낮출 수 있다.

제 6 도는 본 발명의 제 5 실시예를 나타낸다. 이 실시예는 제 5 도에 보인 제 4 실시예의 변형으로서 다이오드 어레이, 바이어싱수단 및 바이어스 스위칭 수단으로 구성된다. 다이오드 어레이는 앞의 실시예에서 아나로그 스위치들 23,24,25와 26대신에 제 2 스위칭 수단을 구성한다.

제 6 도를 참조하면, 터치판넬 22의 각단은 다음과 같이 구성되는 다이오드 어레이를 구비하고 있다. 즉, 좌측단에는 다이오드를 D_X1, D_X2, D_X3,………으로 구성되는 다이오드 어레이 35, 우측단에는 다이오드 D_X1', D_X2', D_X3',………으로 구성되는 다이오드 어레이 36, 상단에는 다이오드들 D_Y1, D_Y2, D_Y3,………으로 구성되는 다이오드 어레이 37 하단에는 다이오드를 D_Y1', D_Y2', D_Y3',………으로 구성되는 다이오드 어레이 38이 구성되어 있다. 다이오드 어레이들 35와 36의 다이오드들은 공통순방향을 갖도록 배열되어 있고, 다이오드 어레이들 37과 38의 다이오드들은 공통순방향을 갖도록 배열되어 있다. 즉, 예를들어 다이오드들 D_X1', D_X2', D_X3',………들은 그들의 케소드를 통하여 타치판넬 22로 연결되는 한편 다이오들 D_X1', D_X2', D_X3',………들은 그들의 아노드를 통하여 파타판넬 22에 연결되어 있다. 마찬가지로, 다이오드를 D_Y1', D_Y2', D_Y3',………들은 그들의 아노드를 통하여 타치판넬 22에 연결되는 한편 다이오드들 D_Y1', D_Y2', D_Y3',………들은 그들의 캐소드를 통하여 타치판넬22에 연결되어 있다.

제 6 도에 보인 바와같이, 다이오드들 D_X1', D_X2', D_X3',……들의 아노드는 다이오드들 D_Y1', D_Y2', D_Y3',……들의 캐소드와 함께 공통라인 L₁에 연결되는 한편 다이오드들 D_X1', D_X2', D_X3',……들은 다이오들 D_Y1', D_Y2', D_Y3',…의 아노드와 함께 다른 공통라인 L₂에 연결되어 있다. 공통라인들 L₁과 L₂간에는 바이어스 전압 Eo가 단자들 p1,p2,q1,q2,r1과 r2를 갖는 바이어스 스위칭 수단 39를 통하여 걸린다. 즉, 제어신호라인 H₁을 통하여 제어유니트 20에 의해 제공되는 신호에 따라서, 단자 p1은 직렬로 연결된 저항들 R₁과 R₂를 통하여 공통라인 L₁에 연결되고, 단자 P2는 다른 직렬로 연결된 저항들 R₃과 R₄를 통하여 공통라인 L₂에 연결되며, 단자들 q1과 r2는 접지에 그리고 바이어스 스위칭 수단 39의 단자들 r1과 q2는 바이어싱 수단으로서 호칭되는 DC 전압원 Eo에 연결된다. 여기서, 단자 p1은 단자들 q1과 r1 선택적으로 연결되며, 단자 q2는 단자들 q2와 r2에 선택적으로 연결된다.

캐패시터들 C₁과 C₂는 저항 R₁과 R₂의 노드와 저항 R₃과 R₄의 노드에 각각 연결되어 있다. 캐패시터들 C₁과 C₂의 각 대향단부들은 오피엠프 15의 출력에 공통으로 연결되어 있다. 오피엠프 15의 비반전입력은 캐패서터 C₄를 통하여 CR디지탈 발진기 19에 연결되어 있다. 제 1 스위칭 수단 27'는 제 5 도의 제 1 스위칭수단 27과 사실상 등가이나 오피엠프 15의 출력과의 접속은 캐패시터 C₃에 의해 차단되어 있다. 제 1 스위칭수단은 27'에서 단자 S₁은 단자들 I₁과 O₁에 선택적으로 연결되며, 단자 S₂는 제어신호라인 H₂를 통하여 제어유니트 20에 의해 제공된 신호에 따라서 단자 O₂와 I₂에 연결된다.

제 6 도에 보인 회로의 동작은 다음과 같다.

타치판넬 22상의 한 위치가 손가락 18의 타치에 의해 지시될때 인체의 부유용량이 부하용량 C_B로서 그 위치에 걸리며, 바이어스 스위칭수단 39는 제어신호라인 H₁을 통하여 제어유니트 20으로부터의 신호에 따라서 단자 r1과 r2에 단자 p1과 p2를 각각 연결하도록 동작한다. 그러므로 DC바이어스전압 Eo 예를들어 12볼트는 저항 R₂와 R₁을 통하여 공통라인 L₁에 인가되어 순방향으로 다이오드 어레이 35의 다이오드들과 역방향으로 다이오드 어레이 37의 다이오드들을 바이어스한다.

공통라인 L₂가 저항들 R₄와 R₃을 통하여 접지 17에 연결되면 그에따라 다이오드어레이 36의 다이오드들은 순방향으로 바이어스되어 결국 전류통로가 타치판넬 22상의 X방향으로 설정된다.

상기에서, 공통라인 L₁상의 전위는 공통라인 L₂의 것보다 더 높으므로, 다이오드 어레이 38의 다이오드들은 역방향으로 바이어스되어 개방상태가 된다.

따라서, 전류는 타치판넬 22상의 다이오드 어레이 38로부터 다이오드 어레이37로 흐를 수 없다.

바이어스 스위칭수단이 상기 상태를 계속 유지하는 동안 제 1 스위칭수단 27'는 오피엠프 15의 입력과 출력을 공통라인들 L₁과 L₂에 각각 연결하도록 동작한 다음 제어신호 라인 H₂상의 신호에 따라서 공통라인들L₁과 L₂에 대한 오피엠프 15의 입력과 출력의 각각의 접속들이 바뀌도록 동작한다. 따라서, CR디지탈 발진기 19로부터의 출력펄스들의 반복주기들 T_X1,T_X2,Ts_X와 Ts_1-X이 측정되어 제어유니트 20에 의해 기억되면, 손가락 18의 터치에 의해 지시된 지점의 좌표 X는 제 5 도를 참조로 기술된 바와같이 식(22)또는 (23)에 의해 구해진다.

상술한 순서에 뒤를 이어, 바이어스 스위칭수단 39는 제어신호라인 H₁상의 신호의 변동에 의해 단자들 q1고 q2 각각으로 단자들 p1과 p2를 절환시키도록 동작한다. 그러므로, 공통라인 L₁은 저항들 R₁과 R₂를 통하여 접지 17에 연결되며, 공통라인 L₂는 저항들 R₃과 R₄를 통하여 바이어스전압원 Eo에 연결된다. 결과적으로, 다이오드 어레이 38내의 다이오드들은 순방향으로 바이어스되며, 다이오드 어레이 36의 다이오드들은 역방향으로 바이어스된다. 공통라인 L₁은 저항 R₁과 R₂를 통하여 접지 17로 연결되며, 다이오드 어레이 37의 다이오드들은 순방향으로 바이어스되므로 결국 전류통로는 Y방향으로 설정된다.

이때에, 공통라인 L₂상의 전위는 공통라인 L₁의 것보다 더 높으므로 다이오드 어레이 35의 다이오드들은 역방향으로 바이어스되어 개방상태로 된다. 따라서, 전류는 타치판넬 22상의 다이오드 어레이 35로부터 다이오드 어레이 36으로 흐를 수 없다.

이러한 상태동안, 제 1 스위칭수단 27'는 제어신호라인 H₂상의 신호에 따라서 공통 라인들 L₁과 L₂에 대한 오피엠프 15의 입력과 출력의 각 접속들이 바뀌도록 동작 하므로 손가락 18의 타치에 의해 지시된 지점의 좌표 Y는 좌표 X의 방향에서와 동일한 절차에 의해 구해진다.

제 7 도는 본 발명의 제 6 실시예를 나타낸다. 이 실시예는 제 6 도에 보인 앞의 실시예의 변형으로서 앞의 실시예의 동작속도를 개선하고자 한 것이다.

제 6 도의 좌표검출장치의 회로는 캐패시터들 C₁,C₂,C₃와 C₄를 구비하고 있고, 각각의 캐패시터는 0.1μF와 같은 비교적 큰 용량 성분을 갖고 있다.

캐패시터 C₃은 실제로 0의 낮은 출력임피던스를 갖는 오피엠프 15의 출력을 통하여 공통라인 L₁또는 L₂로 부터 접지 17로 DC바이어스 전압이 흐르는 것을 저지시키기 위한 것이다.

캐패시터 C₄은 공통라인 L₁또는 L₂를 통해 바이어스 전압 Eo가 CR디지탈 발진기 19로 입력되는 것을 저지시키기 위한 것이다. 캐패시터 C₁및 C₂는 공통라인 L₁또는 L₂를 따라 흐르는 AC신호성분이 저항 R₁과 R₂또는 R₂과 R₄를 포함하는 회로를 통하여 바이어스 전압원 Eo 또는 접지 17로 분로되는 것을 방지하기 위해 필수적이다.

즉, AC신호성분은 저항 R₁과 R₄의 두단부들이 각각 동일한 AC신호전압에 유지될 경우 저항 R₁과 R₄로 분로되는 것이 방지된다.

이는 오피엠프 15의 출력에 저항 R₁및 R₂과 저항 R₃및 R₄의 각 노드들을 연결시킴으로써 성취될 수 있다.

왜냐하면, 외피엠프 15의 입력과 출력상의 전위가 동일하기 때문이다. 다른한편, 오피엠프 15의 출력은 상술한 바와 같이 DC바이어스 전원 Eo로부터 분리되어야만 하며 캐패시터들 C₁과 C₂는 저항 R₂와 R₃를 통하여 오피엠프 15의 출력에 걸리는 DC전압을 차단시키도록 제공된다.

상기에서 각 저항 R₂와 R₃는 타치판넬 22에 적당한 크기의 DC바이어스 전류를 공급할 수 있는 값을 갖도록 선택되므로 그 때문에 저항 R₁과 R₄의 값들은 저항들 R₂와 R₃에 비해 훨씬 작게 선택된다.

그러나, 이 캐패시터들은 바이어스 스위칭 수단 39의 동작에 의해 CR디지탈 발진기 19로부터의 출력펄스들에서 발생하는 과도의 시정수를 지연시키며, 좌표검출은 그러한 지연된 과도가 모든 스위칭 동작에서 안정될때까지 기다려야만 한다. 다시말하면, 이 캐패시터들은 제 6 도에 보인 바와같은 좌표 검출장치의 최대동작속도를 제한한다. 과도의 시정수는 (C₁+C₄)R₂와 (C₂+C₃)R₃에 의해 주로 결정되며, 이것은 약 2ms이다. 이것은 2차원 좌표 검출은 2ms보다 더 높은 속도로 수행될 수 없다.

제 7 도는 제 6 실시예에 의한 좌표검출장치의 부분적인 구성을 나타낸다. 제 7 도를 참조하면, 이 실시예는 다이오드 어레이들 40, 41, 42와 43, 바이어스 수단 V_p와 V_n과 바이어스 스위칭수단 44로 구성되어 있다. 각각의 다이오드 어레이들은 제 2 스위칭수단을 구성한다.

다이오드 어레이 40은 D_X1, D_X2, D_X3,D_X4, D_X5와 D_X6로 구성되며, 다이오드 어레이 41은 다이오드들 D_X1', D_X2', D_X3',D_X4', D_X5'와 D_X6'로 구성된다.

다이오드들 D_X1, D_X2와 D_X3는 그들의 캐소드들을 통해 타치판넬 22의 좌측단에 연결되어 있는 한편 그들의 아노드들은 바이어스 스위칭 수단 44의 단자 p2에 공통으로 연결되어 있다. 다이오드들 D_X4, D_X5와 D_X6는 그들의 아노드들을 통해 다이오드들 D_X1, D_X2, D_X3의 캐소드들에 각각 연결되어 있는 한편, 캐소드들은 바이어스 스위칭수단 44의 단자 p1에 공통으로 연결되어 있다. 따라서, 다이오드 어레이 40은 타치판넬 22의 좌측단과 관련되어 있다.

마찬가지로, 다이오드 D_X1', D_X2' , D_X3'는 그들의 아노드들을 통해 타치판넬 22의 우측단에 각각 연결되어 있는 한편 그들의 캐소드들은 바이어스 스위칭 수단 44의 단자 p5에 공통으로 연결되어 있다.

다이오드들 D_X4', D_X5' 와 D_X6'는 그들의 캐소드들을 통해 다이오드들 D_X1', D_X2' 와 D_X3'의 아노드들에 각각 연결되어 있는 한편 그들의 아노드들은 바이어스 스위칭 수단 44의 단자 p6에 공통으로 연결되어 있다.

따라서, 다이오드 어레이 41은 타치판넬 22의 우측단과 관련되어 있다.

다이오드 어레이 42는 다이오드들 D_Y1, D_Y2, D_Y3, D_Y4, D_Y5와 D_Y6로 구성되며, 다이오드 어레이 43은 다이오드들 D_Y1', D_Y2', D_Y3', D_Y4' , D_Y5'와 D_Y6'로 구성되어 있다.

다이오드들 D_Y1, D_Y2와 D_Y3는 그들의 아노드들을 통하여 타치판넬 22의 상단에 연결되어 있는 한편 그들의 캐소드들은 바이어스스위칭수단 44의 단자 p4에 공통으로 연결되어 있다. 다이오드들 D_y4, D_y5와 D_y6는 그들의 캐소드들을 통하여 다이오드들 D_y1, D_y2와 D_y3의 아노드들에 각각 연결되어 있는 한편, 그들의 안드들은 바이어스 스위칭 수단 44의 단자 p3에 공통으로 연결되어 있다. 따라서, 다이오드 어레이 42는 타치판넬 22의 상단과 관련되어 있다.

마찬가지로, 다이오드들 D_y1', D_y2'와 D_y3'는 그들의 캐소드들을 통하여 타치판넬 22의 하단에 연결되어 있는 한편 그들의 아노드들은 바이어스 스위칭 수단 44의 단자 p8에 공통으로 연결되어 있다.

다이오드들 D_y4', D_y5'와 D_y6'는 그들의 아노드들을 통해 다이오드들 D_y1', D_y2'와 D_y3'의 캐소드들에 각각 연결되어 있는 한편 그들의 캐소드들은 바이어스 스위칭 수단 44의 단자 p7에 공통으로 연결되어 있다. 따라서, 다이오드 어레이 43은 타치판넬 22의 하단과 관련되어 있다.

제 7 도의 각 다이오드 어레이들은 직렬로 연결된 3개의 다이오드들로 구성되나 다이오드들의 수는 적절하게 달리할 수도 있음이 명백하다.

제 7 도의 바이어스 스위칭수단 44에서는 각 단자들 p1, p2……p8가 제 6 도에 보인 바와같은 제어신호라인 H₁을 통하여 제어 유니트 20으로부터 보낸 신호에 따라서 대응하는 단자들 q₁와 r₁(i=1,2……8% 임)에 연결된다. 단자들 r₁, r₂,q₃와 q₄는 제 6 도에 보인 공통라인 L₁에 연결되어 있고, 단자들 r₅, r₆,q₇과 q₈은 제 6 도에 보인 공통라인 L₂에 연결되어 있다.

단자들 q2,r3, q6와 r8은 바이어스 수단을 구성하는 음전원 Vn에 공통으로 연결되어 있다. 공통라인들 L₁과 L₂는 제 6 도의 오피엠프 15의 입력과 출력에 각각 교호로 연결되어 있다.

상기 구성에서, 단자들 p1, p2……p8가 제 7 도에 보인 바와같이, 각 r₁(i=1,2……8)단자들에 연결될때, 다이오드 어래이들 42와 43의 다이오드들은 역방향으로 바이어스 되어 있어 개방상태가 되어, X방향의 단부들과 연관된 다이오드 어레이들 40과 41의 다이오드들만이 순방향으로 바이어스되어 도통된다. 따라서, 타치판넬 22상에 지시된 한 지점의 좌표 X에 대응하는 데이타를 얻을 수 있다.

상기의 것에 뒤를 이어, 단자들 p1, p2……p8가 각각의 q₁(i=1,2……8)단자들에 연결될때 다이오드 어레이들 40과 41의 다이오드들은 역방향으로 바이어스되어 개방 상태가 되어 Y방향의 단부들과 연관된 다이오드 어레이들 42와 43의 다이오드들만이 순방향 바이어스되어 도통된다. 따라서, 타치판넬 22상의 지점의 좌표 Y에 대응하는 데이타를 얻을 수 있다.

상기에서, 양 바이어스 전압 V_P와 음 바이어스 전압 V_n은 부하용량성분 C_B를 통해 접지 17로 흐르는 신호의 최대전압 보다 더 큰 크기로 설정되어야만 한다.

각 다이오드 어레이내의 각각의 직렬로 연결된 다이오드들은 제 8 도에 보인 바와같이 타치판넬 22의 대응단부에 개별적으로 연결될 수도 있다. 비록 다이오드 어레이 40만을 제 8 도에서 나타냈지만 타치판넬 22의 단부에서 다이오드를 D_X1, D_X2, D_X3,D_X4, D_X5및 D_X6의 연결은 특정한 간격 d로 상호간에 분리된 형태로 되어있다.

단자 p2에 다이오드들 D_X1, D_X2및 D_X3의 아노드의 공통연결과 단지 p1에 다이오드들 D_X4, D_X5와 D_X6의 캐소드의 공통연결은 제 7 도에 보인 것과 동일하다.

본 발명의 많은 특징과 장점들에 대해서 명세서에 지금까지 상세히 설명했으므로 이제 본 발명의 정신과 범위내의 모든 실시예들을 보호하기 위해 청구범위를 정한다.

또한 본 발명의 수많은 수정변경 실시예들이 본 기술분야의 숙련된 자에게는 가능하므로, 예를들어 저항막과 그위에 적층되는 광도전막을 포함하는 입력판넬에 의해 광비임의 입사각을 검출하거나 광비임 스포트의 좌표를 검출하거나 또는 저항막과 그위에 적층된 압력감지막을 포함하는 입력판넬에 의해 압력지점의 좌표를 검출할 수도 있기 때문에 본 발명을 상술한 구성이나 동작에만 제한하지 않고 가능한한 본 발명의 청구범위와 정신내에 있는 모든 수정변경이나 등가적인 것들까지 보호한다.

Claims

한 평면상의 한 지점(4)의 좌표를 검출하기 위한 장치에 있어서, 평면을 구성하며, 좌표검출을 위해 사용되는 유효영역을 갖고 있으며, 상기 유효영역은 장방형이며, 관련 좌표측에 평행한 방향으로 배치된 한쌍의 단부(2, 3)들을 갖고 있는 저항성막(1, 220과, 상기 단부들의 각각에 동작 가능하게 연결되는 입력과 출력을 갖고 있으며 또한 무한입력 임피던스와 1의 전압이득을 갖는 버퍼회로(15)와, 그리고 상기 단부(2,3 )들과 접지 (17)간의 임피던스를 측정하기 위해 상기 버퍼회로의 상기 입력에 연결되는 측정수단(19, 20)을 포함하며, 그에의해 평면상의 좌표검출 지점이 그 지점(14)에 부하 (16, 18)를 걸어줌으로서 지시되는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 1 항에 있어서, 상기 좌표검출은 좌표 검출지점에 상기 부하를 걸어줄때와 상기 버퍼회로의 출력에 동작 가능하게 연결된 상기 단부에 상기 부하(16, 18)를 걸어줄때 상기 임피던스를 측정함으로써 수행되는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 1 항에서, 상기 좌표검출은 좌표 검출지점에 상기 부하를 걸어줄때와 상기 저항성 막에 아무런 부하도 걸어주지 않을때 상기 임피던스를 측정함으로써 수행되는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 2 또는 3항에서, 상기 임피던스 측정은 상기 단부들과 접지간의 용량성분을 측정함으로써 수행되는 것이 특징인 좌표검출장치.
제 4 항에서, 상기 측정수단은 CR발진기(19)를 포함하는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 1 항에서, 상기 단부들에 상기 버퍼회로의 상기 입력과 출력의 연결을 동작가능하게 절환시켜 주기위한 제 1 스위칭 수단(27, 27')을 더 포함하는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 1 항에서, 상기 저항성 막(22)의 상기 유효영역은 또 다른 좌표축과 평행한 방향으로 배치된 또 다른쌍의 단부들을 갖는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 7 항에서, 제 1 쌍으로된 상기 단부들간의 도전통로와 제 2 쌍으로된 상기 단부들간의 도전통로를 교호로 설정시키기 위해 상기 버퍼회로와 상기 각 단부사이에 연결되는 제 2 스위칭 수단(23~26, 35~38, 40~43)을 더 포함하는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 8 항에서, 상기 제 2 스위칭수단(35~38)은 다른것과 병렬로 상기 단부에 연결된 다수의 다이오드(D_1X~D_3X, D_1X'~D_3X', D_1y~D_3y, D_1y'~D_3y')들로 구성된 다이오드 어레이를 포함하며, 상기 다이오드 어레이들의 상기 다이오드들 각각은 공통 순방향을 갖고 있으며, 쌍으로된 상기 단부들에 연결되는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 8 항에서, 상기 제 2 스위칭 수단(40~43)은 인접한 두개의 다이오드(예 D_1X및 D_4X)들의 교호로 다른 순방향을 갖도록 상기 단부에 연결된 다수의 다이오드(D_1X~D_6X, D_1X'~D_6X', D_1y~D_3y, D_5y~D_7y, D_1X'~D_3y', D_5y'~D_7y' )들로 구성되는 다이오도 어레이를 포함하는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 10 항에서, 모든 인접한 두 개의 상기 다이오드들은 상기 단부에 공통 연결되는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제9, 10 또는 제11항 중 어느 한 항에서 쌍으로된 상기 단부들에 연결된 상기 다이오드 어레이들의 상기 다이오드들을 동작가능하게 바이어스시키기 위한 바이어싱 수단(Eo)과 그리고 상이한 쌍으로된 상기 단부들에 연결된 상기 다이오드 어레이들의 상기 다이오드들을 교호로 바이어스 시키도록 상기 바이어싱수단(Eo)과 상기 다이오드 어레이들간에 연결되는 바이어스 스위칭 수단(39, 44)을 더 포함하는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 1 내지 3항중 어느 한 항에서, 상기 저항성 막(1, 22)은 광학적으로 투명한 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 1 내지 3항중 어느 한 항에서, 상기 저항성 막은 절연재료로 피복되는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 14항에서, 상기 저항성 막 상의 상기 절연재료는 광학적으로 투명한 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 1 항에서, 상기 버퍼회로(15)는 전압 폴로워회로인 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 1 항에서, 상기 저항성 막(1, 22)은 디스플레이장치의 표면상에 쌓을 수 있는 구조를 갖는 것이 특징인 좌표 검출장치
제 1 항에서, 상기 측정수단(19, 20)은 입력신호 펄스들의 반복주기를 측정하기 위한 타이머(20)를 포함하는 것이 특징인 좌표 검출장치.
제 6 항에서, 상기 측정수단은 상기 제 1 스위칭 수단의 동작에 의해 얻은 각각의 상기 임피던스 데이타를 기억시키기 위한 기능과 기억된 상기 임피던스 데이타의 평균값을 유도하기 위한 산술동작 기능을 갖는 것이 특징인 좌표 검출장치.