KR930011886B1 - 위치 검출 장치 - Google Patents

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KR930011886B1 KR1019850009712A KR850009712A KR930011886B1 KR 930011886 B1 KR930011886 B1 KR 930011886B1 KR 1019850009712 A KR1019850009712 A KR 1019850009712A KR 850009712 A KR850009712 A KR 850009712A KR 930011886 B1 KR930011886 B1 KR 930011886B1
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쓰구야 야마나미
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가부시기가이샤 와꼬무
후루다 모또오
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Abstract

내용 없음.

Description

위치 검출 장치
제1도는 본 발명의 제1의 실시예를 나타낸 일부 절결분해 사시도,
제2도는 타블렛(tablet)부의 구체적인 구조를 나타낸 도,
제3도는 자성체판의 구조를 나타낸 도,
제4도는 도체판의 사시도,
제5도는 자기 바이어스 대 투자율의 특성도,
제6도는 X방향의 각 검출선에 발생하는 유도 전압의 일예를 나타낸 도,
제7도는 여자선 주위의 자속의 모양을 나타내는 설명도,
제8도는 구동 전류원의 구체예를 나타낸 전기 회로도,
제9도는 위치 지정용 자기 발생기의 구체적 예를 나타낸 단면도,
제10도는 그 전기 회로도,
제11도는 위치 검출회로의 구체적 구성을 나타낸 회로 블록도,
제12도는 타블렛부의 제2의 실시예를 나타낸 도,
제13도는 제2도의 실시예에 있어서의 자성체판의 구조를 나타낸 도,
제14도는 디스플레이 장치가 접속된 좌표 입력장치의 실시예를 나타낸 사시도,
제15도는 입출력 패널의 일부 생략 확대 단면도,
제16도는 이 실시예에 있어서의 자성체판의 구조를 나타낸 도,
제17도는 장치 요부의 회로 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 타블렛부 200 : 구동전류원
301, 302 : 멀티 플랙서 400 : 위치 지정용 자기 발생기
500 : 위치 검출회로 110a, 110b : 시일드판
120c, 120d : 자성체판 130a, 130b, 130c, 130d : 도체판
120c, 120d, 120e, 120f : 자성체판
본 발명은 위치 지정용 자기발생기에 의하여 자계가 가해진 자성체의 투자율의 변화에 의거하여 위치 지정용 자기 발생기로 지정된 위치를 검출하는 위치 검출장치에 관한 것이다.
종래의 위치검출 장치에서는 자왜(磁歪) 전달매체의 일단 또는 위치 지시팬의 선단에 설치 코일에 펄스 전류를 인가하여 상기 자왜 전달매체에 자왜 진동파를 발생시키고, 그 시점으로부터 위치 지시팬의 선단 또는 자왜 전달매체의 일단에 설치된 코일에 상기 자왜 진동파에 의거한 유도전압을 검출할 때까지의 시간을 처리기 등으로 측정하고, 이에 의하여 위치 지시팬의 지시 위치를 산출하도록 구성된 것이 있었다. 이 장치에서는 위치 검출 정밀도는 비교적 양호하였으나 팬과 처리기 등과의 사이에는 타이밍 신호를 수수(授受)하기 위하여 팬과 장치와의 사이에 코오드가 필요하므로 그 취급이 현저히 제한됨과 동시에, 다른 기기로부터 유도를 받기 쉬우므로 오동작이 되거나 또는 반대로 잡음의 발생원인이 될 가능성도 있고 또한 팬을 자왜 전달매체에 대하여 수직으로 유지하고 또 상당히 근접시켜 지시하지 않으면 안된다는 문제점이 있었다.
또 종래의 다른 위치 검출장치로서는 복수의 구동선과 검출선을 서로 직교시켜 배치하고, 구동선에 순차적으로 전류를 흐르게 함과 동시에 검출선을 순차적으로 선택하여 유도전압을 검출하고 페라이트와 같은 자성체를 갖는 위치 지시팬으로 지정한 위치를 큰 유도전압이 유기된 검출선의 위치로부터 검출하도록 구성된 것이 있었다. 이 장치에서는 위치 지시팬을 코오드레스로 할 수가 있으나, 좌표위치의 분해능(分解能)이 선의 간격으로 결정되고 분해능을 향상시키기 위하여 선의 간격을 좁게하면 SN비 및 안정도가 나빠지고 따라서 분해능을 향상시키는 것이 곤란하고 또 구동선과 검출선의 교점(交點)의 바로 위의 위치 검출이 곤란하고 또한 위치 지시팬을 선에 극히 접근시켜야만 되므로 입력면상에 두께가 있는 물체를 두고 사용할 수 없다는 등의 문제점이 있었다.
본 발명의 제1의 목적은 다수의 절연성 섬유와 이 절연성 섬유의 사이에 소정간격을 두고 나란히 배치한 길이가 긴 자성체로 이루어진 종사군(縱絲群) 또는 횡사군(橫絲群)과 다수의 절연성 섬유로 이루어진 횡사군(또는 종사군)을 평직(平織)하여 직물(織物)형상으로 하고, 이들을 절연성 수지로 경화시켜 판(板) 형상으로 한자성체판과 복수의 선상도체를 대략 평행이 되게 형성시킨 2매의 도체판을 구비하고, 상기 2매의 도체판을 상기 자성체판의 양측에 도체와 자성체가 직교하도록 중합(重合)시키고, 상기 2매의 도체판상의 도체를 상하로 연결하여 교대로 여자선 및 검출선으로 한 타블렛부를 갖는 위치 검출장치를 제공하는데 있다. 이 장치에 의하면 자성체판을 극히 얇게 구성할 수가 있어 타블렛부를 박형(薄型) 또한 용이하게 대량 생산을 할 수 있고, 저렴하게 제공할 수가 있고, 또 여자선과 검출선과의 사이의 자속변화가 자성체내에서만 이루어져 그 결합이 면밀하여 검출 전압이 커서 SN비가 좋고 또 외부로부터의 유도를 받기 어렵고, 또 외부로의 유도 잡음의 발생이 작다. 또한 자성체에 약간의 자기 바이어스를 가하는 것만으로도 위치 지정을 할 수 있기 때문에 위치지정용 자기 발생기를 자성체에 근접시킬 필요가 없어 유효 독출 높이를 크게 취할 수가 있고 타블렛부를 박형으로 형성할 수 있음과 더불어 이면(裏面)으로부터 위치 지정을 할 수도 있고, 또 강자성체 이외의 금속 사이에 끼울 수도 있다. 또한 타이밍 검출등의 신호를 필요로 하지 않고 위치 지정용 자기 발생기를 코오드레스로 할 수도 있어 조작성이 좋다는 등의 잇점이 있다.
본 발명의 제2의 목적은 다수의 절연성 섬유와 이 절연성 섬유의 사이에 소정 간격을 두고 가지런히 배치한 복수의 길이가 긴 자성체로 이루어진 종사군(또는 횡사군)과, 다수의 절연성 섬유로 이루어진 횡사군(또는 종사군)을 평직하여 직물 형상으로 하고 이것을 절연성 수지로 경화시켜 판형상으로 한 2매의 자성체판과 복수의 선상도체를 대략 평행이 되게 형성시킨 4매의 도체판을 구비하고, 상기 2매의 자성판을 그 자성체가 X 및 Y방향을 따라 배치하고 또 그 자성체가 X방향을 따른 자성체판의 양측에 2매의 도체판을 그 도체가 X방향과 직교하도록 배치하고 다시 그 자성체가 Y방향을 따른 자성체판의 양측에 2매의 도체판을 그 도체가 Y방향과 직교하도록 배치하고, 상기 도체판상의 동일 방향의 도체를 상하로 연결하고 교대로 X방향 및 Y방향의 여자선 및 검출선으로 한 타블렛부를 갖는 위치 검출장치를 제공하는데 있다. 본 장치에 의하면 제1의 목적에서 설명한 여러 가지 효과와 더불어 2차원적인 위치 검출을 할 수가 있다.
본 발명의 제3도의 목적은 다수의 절연성 섬유와 이 절연성 섬유의 사이에 소정 간격을 두고 나란히 배치한 복수의 길이가 긴 자성체로 이루어진 종사군(또는 횡사군)과 이것과 동일한 구성을 갖는 횡사군(또는 종사군)을 평직하여 직물상으로 하고, 이것들을 절연성 수지로 경화시켜 판형상으로 한 자성체판과, 복수의 선상도체를 대략 평행이 되게 형성시킨 4매의 도체판을 구비하고, 상기 자성체판을 그 자성체가 X 및 Y방향을 따르도록 배치하고 다시 그 양단에 상기 도체판을 2매씩, 한쪽의 도체가 X방향으로 다른쪽의 도체가 Y방향을 따르도록 중합(重合)시키고, 상기 도체판상의 X방향 및 Y방향을 따른 도체를 연결하여 교대로 X방향 Y방향의 여자선 및 검출선으로 한 타블렛부를 갖는 위치 검출장치를 제공하는데 있다. 이 장치에 의하면 제1 및 제2의 목적에서 기술한 여러 가지 효과와 더불어 타블렛부의 두께를 한층 더 얇게 할 수가 있다.
본 발명의 제4의 목적은 정상적인 자장을 발생하는 위치 지정용 자기 발생기로 지정한 타블렛부 상의 위치를 검출하는 위치 검출장치에 있어서, 그 타블렛부 상에 비자성 금속으로 이루어진 시일드판을 거쳐 백라이트(back light) 및 액정 디스플레이를 중합시켜 이루어진 디스플레이가 부착된 좌표 입력장치를 제공하는데 있다. 이 장치에 의하면 입출력 패널을 박형으로 구성할 수 있고 액정 표시판상에서 입력 팬을 조작하는 것만으로 임의의 문제나 도형등을 고정도(高情度)로 입력할 수 있고, 그 입력 결과를 표시판 상에서 즉시 확인할 수 있음과 동시에 백 라이트에 의하여 주위가 어두운 경우에도 선명한 표시가 되고 또 시일드 판에 의하여 잡음을 차단할 수가 있어 위치 검출 정밀도가 악화되는 일이 없다. 액정 표시판을 타블렛상에 중첩시켰기 때문에 표시 문자등이 시차(視差)에 의하여 2중으로 보이거나 하는 불편이 없고 또 외부로부터의 유도를 받지 않고 또 외부로의 유도 잡음이 발생이 작다. 또한 자성체에 약간의 자기 바이어스를 가하는 것만으로 위치 지정을 할 수가 있기 때문에 위치 지정용 자기 발생기를 자성체에 근접시킬 필요가 없으며, 우효 독출 높이를 크게 취할 수가 있고, 또 강자성체 이외의 금속간에 끼울 수도 있다. 또한 타이밍 검출등의 신호도 필요로 하지 않고 위치 지정용 자기 발생기를 코오드레스로 할 수도 있어 조작성이 좋다는 등의 잇점이 있다. 상기한 이외의 목적, 구성, 효과에 관해서는 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.
제1도는 본 발명의 제1의 실시예를 나타낸 일부 절결분해 사시도이다. 도면에 있어서 100은 타블렛부, 200은 구동전류원, 301, 302는 멀티플랙서, 400은 위치지정용 자기발생기 예를들면 봉자석, 500은 위치 검출회로이다.
타블렛부(100)는 제2도에 나타낸 바와 같이 위로부터 시일드판(110a), 자성체판(120a,120b), 도체판(130a,130b), 자성체판(120c,120d), 도체판(130c,130d), 자성체판(120e,120f), 시일드판(110b)등 12층으로 이루어져 있다.
시일드판(110a,110b)은 유리 에폭시 수지등의 절연성 기판(111)의 한쪽면에 비자성 금속판, 예를 들면 동판(112)을 붙인 프린트 기판을 사용하고 있다.
자성체판(120a∼120f)은 제3도에 나타낸 바와같이 다수의 절연성 섬유(21)를 대략 평행으로 배열하고 이 절연성 섬유(121)의 사이에 복수의 길이가 긴 자성체(122)를 소정 간격으로 배열한 종사군(또는 횡사군)(123)과 다수의 절연성 섬유(124)로 이루어지는 횡사군(또는 종사군)(125)을 평직하여 직물 형상으로 하고, 이것을 에폭시 수지등의 절연성 수지로 경화시켜 판형상으로 한 것이다. 여기서 절연성 섬유(121),(124)로서는 예를 들면 유리섬유가 사용되고 또 자성체로서는 자석을 접근시켜도 자화되기 어렵고 즉 보자력이 작고 또한 투자율(μ)이 높은 재료, 예를 들면 직경이 약 0.1mm의 단면 원형상의 아모르퍼스(amorphous)와이어가 사용된다. 아모르퍼스 와이어로서는 예를 들면(Fei-xCox)75 Si10B15(원자%)(x는 Fe와 Co와의 비율을 나타내는 것으로 0∼1의 값을 갖는다)등이 적합하다. 또한, 제3도에서는 각 섬유 및 자성체의 사이가 떨어져 있는 것으로 표시되어 있으나, 실제로는 틈이 없이 구성되는 것이고, 또 도시한 예에서는 자성체간에 2줄(개)의 섬유가 배열되어 있으나 실제로는 자성체간의 간극을 유지하기 위하여 필요한 본수의 섬유가 배열된다.
도체판(130a∼130d)은 제4도에 나타낸 유리 에폭시 수지등의 절연성 기판의 일측면에 동판을 부착시킨 프린트기판(131)에 에칭 가공을 실시하고 복수의(도시된 예에서는 17본)의 양단에 렌드(land)구멍을 갖는 선형상의 도체(132)를 형성시킨 것이다.
상기 자성체판 120a, 120b간, 120c, 120d간, 및 120e, 120f간은 가열 압축 또는 접착시이트에 의하여 접착·고정된다. 이때 자성체판(120a,120c,120e)의 자성체(122)는 Y방향을 따라 배치되고 자성체판(120b,120d,120f)의 자성체(122)는 X방향을 따라 배치되고, 도체판(130a,130c)의 도체는 Y방향과 직교하는 방향, 그리고 도체판(130a,130c)의 도체는 Y방향에 직교하는 방향으로 배치된다.
또한 다른 제조방법으로서는 2매의 자성체판을 그 자성체가 서로 직교하도록 가열 압착등에 의하여 접착시키고, 그 양 외측에 프린트 기판을 접착·고정시키고 그후 에칭 처리에 의하여 도체를 형성하고 또는 형성하지 않고, 상기 시일드판(110a), 자성체판(120a,120b), 도체판(130a)의 조(組), 도체판(130b), 자성체판(120c,120d), 도체판(130c)의 조 및 도체판(130d), 자성체판(120e,120f), 시일드판(110b)의 조를 형성하고 이들을 다시 접착·고정하도록 해도 좋다. 타블렛부(100)전체의 두께는 실재로는 2 내지 4mm정도이나 제2도 내지 제4도에서는 두께 방향만을 확대하여 나타내고 있다.
도체판 130b와 130d의 각 도체는 상하로 중합되는 도체끼리가 일단의 렌드 구멍에 드로우홀(throgh hole) 처리에 의하여 접속되고, 자성체판(120d)중의 자성체(122)의 주위를 두루 감는(卷回) X방향의 여자선(140a,140i) 및 검출선(150a∼150h)을 교대로 형성한다. 여자선(140a∼140i)의 도체판(130b)측의 타단은 인접한 여자선(140a∼140i)의 도체판(130d)측의 타단에 접속되고 즉 직열로 접속되고 여자선(140a)의 타단과 여자선(140i)의 타단은 구동전류원(200)의 접속된다. 또 각 검출선(150a∼150h)의 도체판(130b)측의 타단은 각각 멀티플랙서(301)에 접속되고 검출선(150a∼150h)의 도체판(130d)측의 타단은 공통접지된다.
도체판 130a과 130c의 각 도체는 상하로 중합된 도체끼리가 일단의 렌드구멍에서 드로우홀 처리에 의하여 접속되고 자성체판(120c)중의 자성체(122)의 주위를 두루감는 Y 방향의 여자선(160a∼160i) 및 검출선(170a∼170h)을 교대로 형성한다. 여자선(160a∼160i)의 도체판(130a)측의 타단은 인접하는 여자선(160a∼160i)의 도체판(130c)측의 타단에 접속되고, 즉 직열로 접속되고, 여자선(160a)의 타단과 여자선(160i)의 타단은 구동전류원(200)에 접속된다. 또 각 검출선(170a∼170h)의 도체판(130a)측의 타단은 각각 멀티플랙서(302)에 접속되고 검출선(170a∼170h)의 도체판(130c)측의 타단은 공통 접지된다.
구동 전류원(200)은 소정 주기의 교번전류(예를 들면 정현파등)를 항상 여자선 140a∼140i 및 160a∼160i에 송출한다. 또 멀티플랙서(301,302)는 위치검출 회로(500)로부터의 제어 신호에 따라 검출선 150a∼150h 및 170a∼170h의 출력 신호를 위치 검출회로(500)에 선택적으로 송출하도록 되어 있다.
이와 같은 구성에 있어서 검출선 150a∼150h 및 170a∼170h에는 상기 여자선 140a∼140i 및 160a∼160i를 흐르는 교번 전류에 의거한 전자 유도에 의하여 유도전압이 발생한다. 이 전자유도는 자성체(120a 120f)의 자성체(122)를 거쳐 행해지므로 자성체(122)의 투자율이 클수록 상기 유도전압의 전압차는 커진다. 여기서 자성체(122)의 투자율은 외부로부터 가해지는 자기 바이어스에 의하여 크게 변화한다. 그 변화는 상태는 자성체의 조성, 상기 교번 전류의 주파수, 또는 자성체에 열처리 등을 가하는 것 등에 따라 다르고 제5도에 나타낸 바와 같이 소정량의 자기 바이어스를 가했을 때에 최대가 되도록 설정할 수가 있다. 따라서 이 경우 자성체(122)에 상기 소정량의 자기 바이어스를 가하면 여자선 140a∼140i, 160a∼160i로부터 검출선 150a∼150h, 170a∼170h에 유기되는 전압이 커진다.
지금 제1도에 있어서 위치지정용 봉자석(400)의 N극을 아래로 하고 검출선(150a)으로부터 X방향의 거리(Xs) 및 검출선(170a)로부터 Y방향의 거리(Ys)만큼 떨어진 타블렛부(100)의 위치(A)상에 있고, 상기 소정량의 자기 바이어스를 자성체(122)에 가하고 있는 것으로 한다.
이때 X방향의 검출선(150a∼150h)에는 제6도에 나타낸 바 와같은 유도전압(V1∼V8)이 발생한다. 제6도에 있어서 횡축은 검출선(150a∼150h)의 위치를 각각 X1∼X8로 하는 X방향의 좌표 위치를 나타내고 종축은 전압치를 나타내고 있으나 상기 각 전압 V1∼V8의 위치(A) 바로 밑에서 최대치(극대치)가 된다. 상기 각 전압(V1∼V8)은 멀티 플랙서(301)로부터 얻어지므로 이것들로부터 유기전압이 최대치가 되는 X좌표치를 위치 검출회로(500)에서 연산하여 구하면 봉자석(400)의 X좌표치(Xs)를 구할 수가 있는 것이다.
좌표치(Xs)를 구하는 산출 방법이 하나로서 제6도에 있어서의 극대치 부근의 파형을 적당한 함수로 근사시키고 그 함수의 극대치의 좌표를 구하는 방법이 있다. 예를 들면 각 검출선(150a∼150h)의 간격을 △X로 하고, 제6도에 있어서 좌표 X3으로부터 좌표 X5까지를 2차함수(도면에서 실선으로 나타냄)로 근사시키면 다음과 같이 산출할 수가 있다. 먼저 각 검출선에 전압과 좌표치로부터,
V3=a(X3-Xs)2+b ……………………………………………………… (1)
V4=a(X4-Xs)2+b ……………………………………………………… (2)
V5=a(X5-Xs)2+b ……………………………………………………… (3)
가 된다. 여기서 a, b는 정수(定數)(a＜0)이다. 또
X4-X3=△X ……………………………………………………………… (4)
X5-X3=2△X ………………………………………………………………(5)
가 된다. (4), (5) 식을 (2), (3)식에 대입하여 정리하면
Xs=X3+△X/2{(3V3-4V4+V5)/(V3-2V4+V5) ……………………… (6)
가 된다. 따라서 검출선(150c,150d,150e)에 유기되는 전압(V3,V4,V5) 및 검출선(150c)의 좌표치(X)(기기 : 旣知)로부터 위치검출회로(500)에서 (6)식의 연산을 행하므로서 위치지정용 봉자석(400)의 X좌표치(Xs)를 산출할 수 있다. 또 봉사석(400)을 Y축에 따라 이동시켜도 동일한 X좌표치가 얻어진다.
또 Y방향의 검출선(170a∼170h)에도 제6도와 같은 유도 전압이 유기되고 상기와 마찬가지의 연산처리에 의하여 Y좌표치(Ys)를 구할 수가 있다.
또한 상기 타블렛부(100)에 있어서 자성체판(120a,120b,120e,120f)을 제7도에 나타낸 바와 같이 그중의 자성체(122)에 의하여 자력선의 주위에 발생하는 자속의 통로를 구성하여 보다더 큰 전자 유도를 얻기 위한 것으로서 특별히 설치하지 아니해도 좋다. 또 시일드판(110a,110b)은 외부로부터는 잡음의 혼입, 및 외부로의 유도 잡음의 방출을 방지하기 위한 것으로서 특별히 설치하지 아니해도 좋다.
또 각 기판의 비열순서는 상기의 예에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 자성체판(120b), 도체판(130b), 자성체판(120d), 도체판(130d), 자성체판(120f)을 상기 순서로 포개어 X방향의 위치검출부를 구성하고, 자성체판(120a), 도체판(130a), 자성체판(120a), 도체판(130c), 자성체판(120e)을 상기의 순서로 포개어 Y방향의 위치 검출부를 구성하고 다시 이것들을 포개도록 해도 좋다. 또 상기 X방향 또는 Y방향의 위치검출부중 어느 한쪽만을 사용하면 1방향의 위치 검출장치를 구성할 수 있음을 명백하다.
제8도는 구동전류원(200)의 구체적 예를 나타낸 것이다. 도면에서 201은 적분회로이고, 후술하는 위치검출 회로(500)의 연산처리 회로의 클럭펄스(또는 이것을 분주한 펄스)를 입력신호로 하여 이것을 적분하여 3각파 신호로 변환한다. 202는 밴드패스 필터이고 상기 3각파 신호를 정현파 신호로 변환한다. 203은 출력 드라이버이고, 연산증폭기와 전류 증폭기로 구성되어 있고, 상기 정현파 신호를 전류 증폭하여 여자선 140a∼140i, 160a∼160i에 송출한다. 또한 기준(입력) 신호로 클럭펄스를 사용한 것은 위치검출회로(500)와 동기를 취하기 위한 것이다.
제9도는 위치 지정용 자기 발생기(400)의 구체적 예를 나타낸 단면도, 제10도는 그 전기 회로도이다. 도면에 있어서 401은 합성수지 등으로 이루어진 팬 형상의 용기이고, 그 일단에는 선단의 끝이 가늘어진 형상의 봉자석(402)이 축방향으로 접동이 자재롭게 수용되어 있다. 또 용기(401)의 타단측에는 둘레 방향에 따라 투명한 플라스틱 등으로 이루어진 적외선 투과창(403)이 설치되고, 그 내측에는 원추체(圓錐體)의 외주면에 크롬도금 등을 실시한 반사체(404)와 적외선 발광다이오드(405)가 수납되어 있다. 406,407은 조작스위치이고 조작스위치(406)는 용기(401)의 선단측의 일측에 설치되고 조작스위치(407)는 봉자석(402)의 타단에 대향시켜 설치되어 있다. 또 408은 신호발생회로, 409는 전지이고 용기(401)내의 적절한 곳에 수납되어 있다. 신호 발생회로(408)는 측정개시, 위치 입력등의 위치 검출회로(500)에 대한 복수(여기서는 3종)의 명령을 몇 개의 펄스 신호의 조합에 의한 복수의 코우드 신호로 각각 변환하는 것으로서 디코우더(408a)와 코우드 신호발생기(408b)와 다이오드 구동용 트랜지스터(408c)를 구비하고 조작스위치(406,407)의 ON,OFF의 조합에 따라 코우드 신호를 발생하고 발광다이오드(405)를 구동한다. 그리하여 조작스위치(406)를 ON하면 측정개시의 코우드를 나타내는 적외선신호가 다이오드(405)로부터 반사체(404), 투광창(403)을 거쳐 발신되고 그 상태에서 그대로 커버(410)가 설치된 봉자석(402)의 선단을 입력면에 눌러대면, 이 봉사석(402)이 슬라이드 되어 스위치(407)가 ON되어 위치 입력 코우드 신호를 나타내는 적외선 신호가 발신되도록 되어 있다.
제11도는 위치검출회로(500)의 구체적 구성을 나타내는 회로 블록도이다. 도면에서 상술한 위치 지정용 자기발생기(400)의 발광다이오드(405)로부터 측정 개시의 코우드를 나타내는 적외선 신호가 발신되면 이 적외선 신호는 수광 다이오드(501)로 수신되고 다시 수신기(502)에서 증폭·파형 정형되어 원래의 코우드 신호로 변환되어 다시 측정 개시의 명령신호가 되어 입력버퍼(503)에 송출된다. 연산처리회로(504)는 입력버퍼(503)로부터 상기 명령을 판독하여(read) 측정 개시를 인식하면 출력버퍼(505)를 거쳐 멀티플랙서(301)에 제어신호를 보내어 Y방향의 검출선(150a∼150h)의 유도 전압을 증폭기(506)에 순차적으로 입력시킨다. 상기 각 유도전압은 증폭기(506)에 증폭되고 검파기(507)에서 정류되어 직류 전압으로 변환되고, 다시 아날로그-디지틀(A/D) 변환기(508)에서 디지틀치로 변화되어 입력버퍼(503)를 거쳐 연산처리 회로(504)에 송출된다. 연산처리회로(504)에서는 상기 각 유도전압(디지틀 값)을 메모리(509)에 일시 기억시키고 이들 중에서 최대의 전압치를 갖는 유도전압(Vk)을 검출한다. 다시 연산처리 회로(504)는 메모리(509)내로부터 상기 유도전압 Vk와 그전후의 유도전압 Vk-1, Vk+1을 인출하여 이것을 각각 상기 (6)식에 있어서의 전압 V3, V4, V5로 하여 (6)식의 연산처리를 행하여 X좌표치를 구한다.
다음에 연산처리회로(504)는 출력버퍼(505)를 거쳐 멀티 플랙서(302)에 제어신호를 보내어 Y방향의 검출선(170a∼170h)의 유도전압을 순차적으로 입력시키고 상기한 바와 마찬가지의 처리를 행하여 Y좌표치를 구한다.
이와 같이 하여 구해진 디지틀치의 X 및 Y좌표치는 일단 메모리(509)에 기억되나. 상기 측정 개시를 나타내는 신호가 나오고 있는 동안, 상술한 바와 같은 측정 및 연산이 소정시간마다 반복되며 그 값은 갱신된다. 다음에 위치 지정용 자기발생기(400)으로부터 위치 입력의 코우드를 나타내는 적외선 신호가 발생되어 수광 다이오드(501), 수신기(502), 입력버퍼(503)를 거쳐 연산처리회로(504)에 인식되면 그 시점에 있어서의 상기 디지틀치의 X 및 Y좌표치가 입력치가 되어 출력버퍼(510)를 거쳐 디지틀 표시기(도시생략)에 송출되어 표시되고, 또는 컴퓨터(도시생략)에 송출되어 처리되거나 또는 디지틀/아날로그(D/A) 변환기(511)를 거쳐 아날로그 신호로 변환되어 처리된다.
또한 실시예중의 자성체, 여자선 및 검출선의 본수(本數)는 일예이고 이에 한정되지 않음은 말할 것도 없다. 또 검출선의 간격은 2 내지 6mm 정도이면 비교적 정밀도가 좋게 위치 검출을 할 수 있음이 실험에 의하여 확인되고 있다. 또 위치 지정용 자기발생기도 봉자석에 한정되는 것이 아니고 판, 링, 각체(角體)라도 되고 또는 전자석이라도 된다.
제12도는 타블렛부(100)의 제2실시예를 나타낸 것이다. 타블렛부(100)는 제12도에 나타낸 바와 같이 위로부터 시일드판(110a), 자성체판(120g), 도체판(130a,130b), 자성체판(120h), 도체판(130c,130d), 자성체판(120i), 시일드판(110b)의 9층으로 이루어져 있다.
자성체판(120g∼120i)은, 제13도에 나타낸 바와 같이 다수의 절연성 섬유(121)를 대략 평행으로 배열하고 이 절연성 섬유(121)의 사이에 복수의 길이가 긴 자성체(122a)를 소정 간격으로 배열한 종사군(또는 횡사군)(123)과 다수의 절연성 섬유(124)를 대략 평행으로 배열하고 이 절연성 섬유(124)의 사이에 길이가 긴 자성체(122b)를 소정 간격으로 배열한 횡사군(또는 종사군)(126)을 평직하여 직물 형상으로 하고, 이것들을 에폭시 수지등의 절연성 수지로 경화시켜 판 형상으로 한 것이다.
상기 제1의 실시예에서 설명한 바와 같이 각 기판간은 접착시이트에 의하여 접착·고정된다. 이때 자성체판(120d∼120i)의 자성체(122a)는 Y방향을 따라, 또 자성체(122b)는 X방향을 따라 배치되고, 도체판(130a,130c)의 도체는 Y방향에 직교하는 방향, 도체판(130b,130d)의 도체는 X방향에 직교하는 방향으로 배치된다. 또한 다른 제조방법으로는 상기 자성체판의 양 외측에 프린트 기판을 접착·고정하고, 그후 에칭 처리에 이하여 도체를 형성하고, 또는 형성하지 않고 상기 시일드판(110a), 자성체판(120a), 도체판(130a)의 조, 도체판(130b), 자성체판(120b), 도체판(130c)의 조, 및 도체판(130d), 자성체판(120c), 시일드판(110b)의 조를 작성하고 이것들을 다시 접착·고정하도록 해도 좋다.
도체판 130b와 130d의 각도체는 상하로 중합되는 도체끼리가 일단의 렌드 구멍에서 드루우홀 처리에 의해 접속되어 자성체판(120h)중의 자성체(122b)의 주위를 두루감은 X방향의 여자선(140a∼140i) 및 검출선(150a∼150h)을 교대로 형성한다. 여자선(140a,140i)의 도체판(130d)측의 타단은 인접하는 여자선(140a∼140i)의 도체판(130d) 측의 타단에 접속되고 즉 직열로 접속되고, 여자선(140a)의 타단과 여자선(140i)의 타단은 구동 전류원(200)에서 접속된다. 또 각 검출선(150a∼150h)의 도체판(130b)측의 타단은 각각 멀티플랙서(301)에 접속되고 검출선(150a∼150h)의 도체판(130d)측의 타단은 공통 접지된다.
도체판 130a와 130c의 각도체는 상하로 중합되는 도체끼리가 일단의 렌드 구멍에서 드루우흘 처리에 의하여 접속되어, 자성체판(120h)중의 자성체(122a)의 주위를 두루감은 Y방향의 여자선(160a∼160i) 및 검출선(170a∼170h)을 교대로 형성한다. 여자선(160a, 160i)의 도체판(130a)측의 타단은 인접하는 여자선(160a∼160i)의 도체판(130c)측의 타단에 접속되고 즉 직열로 접속되고, 여자선(160a)의 타단과 여자선(160i)의 타단은 구동전류원(200)에 접속된다. 또 각 검출선(170a∼170h)의 도체판(130a) 측의 타단은 각각 멀티플렉서(302)에 접속되고, 검출선(170a∼170h)의 도체판(130c)측의 타단은 공통 접지된다.
상기한 구성이외는 상기 제1의 실시예와 동일하다. 이 실시예에 의하면 타블렛부(160)의 두께를 상기 실시예의 것보다 작게 구성할 수가 있다.
제14도는 디스플레이가 접속된 좌표 입력장치의 실시예의 개략적인 구성을 나타낸 것으로서 도면중 1은 입출력 패널, 2는 위치지정용 자기발생기(입력팬), 3은 전원장치, 4는 제어장치이다.
입출력패널(1)은 제15도에 나타낸 바와같이 타블렛(100)상에 시일드판(11)을 거쳐 백라이트(12) 및 액정 디스플레이(표시판)(13)가 얹혀지고 이들이 일체적으로 케이스(14)에 수납되어 있다. 또 케이스(14)의 후부에는 적외선 투과창(15)이 있고 그 내부에는 후술하는 적외선 수광 다이오드가 설치되어 있다.
타블렛부(100)는 제2도에 나타낸 바와 같이 위로부터 시일드판(100a), 자성체판(120a,120b), 도체판(130a,130b), 자성체판(120c,120d), 도체판(130c,130d), 자성체판(120e,120f), 시일드판(110b)의 12층으로 이루어져 있다.
시일드판(110a,110b)은 유리 에폭시 등의 절연성 기판(11)의 한쪽면에 동판(112)을 붙인 프린트 기판을 사용하고 있다.
자성체판(120a∼120f)은 제16도에 나타낸 바와 같이 복수의(도면의 예에서는 8본) 길이가 긴 자성체(126)를 대략 평행으로 배열하고 이것을 2매의 유리에폭시등의 절연성 기판(127,128)사이에 끼우고 가열 압착등에 의하여 일체화 시킨 것이다.
타블렛부(100)의 기타의 구성은 상기 실시예와 동일하다. 시일드판(11)은 비자성금속 예를들면 알루미늄, 동 등의 금속판, 혹은 합성수지 등의 판재의 표면에 비자성 금속을 증착시킨 것 등이 사용된다.
백라이트(12)는 예를 들면 투명한 면상(面狀) 전극과 배면 전극과의 사이에 고유 전율매질중에 형광체 분말을 분산시킨 형광체층을 개재시키고 이 전극간에 교류 전압을 인가시켜 발광시키는 주지의 전기루미네센스(EL)(전계 발광)을 이용한 조명장치가 사용된다. 또한 그 교류전압은 전원장치(3)로부터 공급된다.
액정표시판(13)은 예를들면 교차시킨 복수의 수평전극 및 수직전극에 액정 매체를 개재시킨 주지의 매트릭스형 표시셀이 사용된다. 또한 그 구동제어에 관해서는 후술한다.
또한 입력팬(2)은 제9도에 나타낸 단면도 및 제10도에 나타낸 전기회로도의 것을 사용한다.
제17도는 제어장치(4)의 구체적 구성을 나타내는 회로 블록도이다. 또한 도면중 상술한 실시예와 동일 구성부분은 동일 부호로 표시하고 있다. 이하 각 회로 블록의 설명과 함께 장치의 동작에 관하여 상세히 설명한다.
제어장치(4)의 전원이 투입되면 타블렛(100)의 여자선(140a∼140i), (160a∼160i)에는 구동전류원(200)으로부터 정현파 교번전류가 흐른다. 이때 검출선 150a∼150h 및 170a∼170h에는 상기 여자선 140a∼140i 및 160a∼160i를 흐르는 교번전류에 의거한 전자 유도에 의하여 유도 전압이 발생한다. 이 전자유도는 자성체판(120a∼120f)의 자성체(126)를 거쳐 행해지기 때문에 자성체(126)의 투자율이 클수록 상기 유도전압의 전압치는 커진다. 여기서 자성체(126)의 투자율은 외부로부터 가해지는 자기 바이어스에 의하여 크게 변화한다. 그 변화의 상태는 자성체의 조성, 상기 교번전류의 주파수, 혹은 자성체에 열처리 등을 가하는 것 등에 의하여 다르고 제5도에 나타낸 바와같이 소정량의 자기 바이어스를 가했을 때에 최대가 되도록 설정할 수가 있다. 따라서 이 경우 자성체(126)에 상기 소정량의 자기 바이어스를 가하면 여자선 140a∼140i, 160a∼160i로부터 검출선 150a∼150h, 170a∼170h에 유기되는 전압이 커진다.
지금 제14도에 있어서 입력팬(2)의 봉자석(402)의 선단을 검출선(150a)으로부터 X방향의 거리 Xs및 검출선(170a)으로부터 Y방향의 거리 Ys만큼 떨어진 위치(A)상의 입력면(여기서는 액정표시판(13)의 뒷면)에 눌러대어 상기 소정량의 자기 바이어서를 자성체(126)에 가하고 있는 것으로 한다.
이때 X방향의 검출선(150a∼150h)에는 제6도에 나타낸 바와같은 유도전압(V1∼V8)이 발생한다. 제6도에 있어서 횡축은 검출선(150a∼150h)의 위치를 각각 x1∼x8로 하는 X 방향의 좌표 위치를 나타내고, 종축은 전압치를 나타내고 있으나, 상기 각 전압(V1∼V8)은 위치(A)바로 밑에서 최대치(극대치)가 된다.
한편 이때 입력팬(2)의 스위치(406)를 ON으로 하면 방광다이오드(405)로부터 측정 개시의 코우드를 나타내는 적외선 신호가 발신된다. 이 적외선 신호는 입출력 패널(1)의 적외선 투과창(15)내에 설치된 적외선 수광다이오드(501)에 수신되고, 다시 수신기(502)에서 증폭·파형정형되어 원래의 코우드 신호로 변환되고 다시 측정개시의 명령 신호로 되어 입력버퍼(503)에 송출된다. 연산처리회로(504)는 입력버퍼(503)로부터 상기 명령신호를 읽어 내어 측정개시를 인식하면 출력버퍼(505)를 거쳐 멀티플렉서(301)에 제어신호를 보내어 X방향의 검출선(150a∼150h)의 유도 전압을 증폭기(506)에 순차적으로 입력시킨다.
상기 각 유도전압을 증폭기(506)에서 증폭되고 검파기(507)에서 정류되어 직류 전압으로 변환되고 다시 아날로그-디지틀(A/D) 변환기(508)에서 디지틀치로 변환되어 입력 버퍼(503)를 거쳐 연산처리회로(504)에 송출된다. 연산처리회로(504)에서는 상기 각 유도전압(디지틀치)을 메모리(509)에 일시 기억시키고, 이들로부터 위치 A의 X방향의 좌표치(Xs)를 구한다.
좌표치(Xs)의 산출방법은 위에서 설명한 방법과 같게 하면 된다. 즉 연산처리회로(504)는 먼저 상기 각 유도전압 중에서 극대치(여기서는 최대의 전압치)를 갖는 유도전압(Vk)을 검출한다. 다시 연산처리회로(504)는 메모리(509)로부터 상기 유도전압(Vk)과 그 전후의 유도전압 Vk-1, Vk+1를 인출하여 이것들을 각각 상기 (6)식에 있어서의 전압(V3, V4, V5)으로 하여 (6)식의 연산처리를 행하여 X좌표치 Xs를 구한다.
다음에 연산처리회로(504)는 출력버퍼(505)를 거쳐 멀티플렉서(302)에 제어신호를 보내어 Y방향의 검출선(170a∼170h)의 유도전압을 순차적으로 입력하고 위에서 설명한 바와같이 처리를 행하므로 Y좌표치 Ys를 구한다.
이와같이 하여 구해진 디지틀치의 X 및 Y좌표치는 일단 메모리(509)에 기억되나, 상기 측정개시를 나타내는 신호가 나오고 있는 동안, 상기한 바와 같은 측정 및 연산이 소정시간마다 반복되고 그 값은 갱신된다. 다음에 입력팬(2)의 선단을 입력면에 강하게 눌러대어 스위치(407)를 ON시키면 발광다이오드(405)로부터 위치 입력의 코우드를 나타내는 적외선 신호가 발신되고 수광다이오드(501)와, 수신기(502), 입력버퍼(503)를 거쳐 연산처리회로(504)에 인식되면 그 시점에 있어서의 상기 디지틀치의 X 및 Y좌표치가 입력치로서 처리장치(41)에 송출된다. 이하 이것을 반복하여 차례로 지시하는 위치 데이터를 얻을 수가 있다.
한편, 처리장치(41)에 송출된 X방향 및 Y방향의 좌표치로 이루어진 위치 데이터는 표시제어회로(42)를 거쳐 디스플레이 메모리(43)에 송출되고, 일정한 순서에 따라 정열되어 기억됨과 동시에 표시 제어회로(42)로부터의 타이밍 펄스에 의하여 순차적으로 독출되어 X방향 드라이버(44), Y방향 드라이버(45)에 출력된다. 또 이들 X방향 드라이버(44), Y방향 드라이버(45)에는 상기 타이밍 펄스에 동기하여 주사회로(46)가 발생하는 주사펄스가 입력되고 각 드라이버(44,45)는 액정표시판(13)의 X방향 및 Y방향의 좌표치에 대응하는 전극을 구동시켜 타블렛(100)에 지시한 위치를 액정표시판(13)의 동일 위치에 표시한다. 따라서 입출력 패널(1)의 위에서 입력팬(2)으로 그린 문자나 도형의 필적이 액정표시판(13)상에 광 표시에 의하여 동일 필적으로 표시된다. 이때, 동시에 백라이트(12)를 작동시키면 주위가 어두운 경우에도 선명한 표시가 됨과 동시에 시일드판(11)에 의하여 잡음을 차단할 수가 있어 위치 검출 정밀도가 악화되는 일이 없다.
또 처리장치(41)에 문자 편집 기능을 부가하면 입력된 문자등을 수정하거나 추가, 삭제할 수 있고, 또 다시 도형처리 기능을 부가하면 CAD, CAM 등을 이용할 수도 있고, 또 메뉴 입력장치로서 이용할 수도 있다. 또한 처리장치(41)를 거쳐 공지의 도형작성기(plotter) 및 프린터에 상기 위치 데이터 등을 보내어 그 하아드 카피(Hard copy)를 얻을 수도 있다.
또한 이 디스플레이 부착 좌표 입력장치에 있어서의 자성체판은 상기 제1 및 제2의 실시예에 나타낸 것을 사용해도 좋다. 또 타블렛부(100)는 본 장치의 기능을 충족할 수 있는 것이면 다른 구조의 것을 사용할 수도 있다.

Claims (10)

  1. 다수의 절연성 섬유와 이 절연성 섬유의 사이에 소정 간격으로 나란히 배치한 복수의 길이가 긴 자성체로 이루어진 종사군(또는 횡사군)과, 다수의 절연성 섬유로 이루어진 황사군(또는 종사군)을 평직하여 직물 형상으로 하고, 이것을 절연성 수지로 경화시켜 판형상으로 형성한 자성체판과, 복수의 선상도체를 대략 평행으로 형성시킨 2매의 도체판을 구비하고, 상기 2매의 도체판을 상기 자성체판의 양측에 도체와 자성체가 직교하도록 중합시키고 상기 2매의 도체판상의 도체를 상하로 연결하여 교대로 여자선 및 검출선이 되게 구성한 타블렛부와, 상기 각 여자선에 소정주기의 교번전류를 가하는 구동전류원과, 정상적인 자계를 발생하는 위치지정용 자기 발생기와, 상기 검출선에 유기되는 유도전압을 인출하여 이들로부터 상기 위치 지정용 자기 발생기의 지정 좌표를 산출하는 위치 검출회로로 이루어진 위치 검출장치.
  2. 제1항에 있어서, 도체판의 양외측에 별개의 자성체판을 그 자성체가 도체판간의 자성체판의 자성체와 평행이 되도록 배치한 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 도체판의 양외측에 비자성 금속으로 이루어진 시일드판을 배치한 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
  4. 다수의 절연성 섬유와 이 절연성 섬유의 사이에 소정 간격으로 나란히 배치한 복수의 길이가 긴 자성체로 이루어진 종사군(또는 횡사군)과 다수의 절연성 섬유로 이루어진 횡사군(또는 종사군)을 평직하여 직물형상으로 하고, 이것들을 절연성 수지로 경화시켜 판상으로 형성한 2매의 자성체판과, 복수의 선상 도체를 대략 평행으로 형성시킨 4매의 도체판을 구비하고, 상기 2매의 자성체판을 그 자성체가 X 및 Y방향을 따르도록 배치하고, 또 그 자성체가 X방향에 따른 자성체판의 양측에 2매의 도체판을 그 도체가 X방향에 직교하도록 배치하고 다시 그 자성체가 Y방향을 따른 자성체판의 양측에 2매의 도체판을 그 도체가 Y방향에 직교하도록 배치하고, 상기 도체판 위의 동일 방향의 도체를 상하로 연결하여 교대로 X방향 및 Y방향의 여자선 및 검출선으로 한 타블렛부와 상기 X 방향 및 Y방향의 각 여자선에 소정 주기의 교번전류를 가하는 구동 전류원과, 정상적인 자계를 발생하는 위치지정용 자기발생기와, 상기 X방향 및 Y방향의 각 검출선에 유기되는 유도전압을 인출하여 이것들로부터 상기 위치 지정용 자기 발생기의 지정좌표를 산출하는 위치 검출회로로 이루어진 위치 검출장치.
  5. 제4항에 있어서, 도체가 X방향에 직교하도록 배치된 도체판의 양외측에 별개의 자성체판을 그 자성체가 X방향에 따르도록 배치하고, 도체가 Y방향에 직교하도록 배치된 도체판의 양외측에 별개의 자성체판을 그 자성체가 Y방향에 따르도록 배치한 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
  6. 제5항에 있어서, 도체판의 양외측에 비자성 금속으로 이루어진 시일드판을 배치한 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
  7. 다수의 절연성 섬유와 이 절연성 섬유의 사이에 소정간격으로 나란히 배치한 복수의 길이가 긴 자성체로 이루어진 종사군(또는 횡사군)과 이와 동일한 구성을 갖는 횡사군(또는 종사군)을 평직하여 직물상으로 형성하고, 이것을 절연성 수지로 경화시켜 판상으로 형성한 자성체판과, 복수의 선상도체를 대략 평행으로 형성시킨 4매의 도체판을 구비하고, 상기 자성체판을 그 자성체가 X방향 및 Y방향에 따르도록 배치하고, 다시 그 양측에 상기 도체판을 2매씩, 한쪽의 도체가 X방향에, 다른쪽의 도체가 Y방향에 따르도록 중합시키고 상기 도체판상의 X방향 및 Y방향에 따른 도체를 상하로 연결하여 교대로 X방향 및 Y방향의 여자선 및 검출선이 되게 한 타블렛부와, 상기 X방향 및 Y방향의 각 여자선에 소정주기의 교번전류를 가하는 구동전류원과 정상적인 자계를 발생하는 위치 지정용 자기 발생기와, 상기 X방향 및 Y방향의 각 검출선에 유기되는 유도전압을 인출하여 이것들로부터 상기 위치 지정용 자기 발생기의 지정좌표를 산출하는 위치 검출회로로 이루어진 위치 검출장치.
  8. 제7항에 있어서, 도체판의 양외측에 자성체판을 그 자성체가 각각 X방향 및 Y방향을 따르도록 배치한 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 도체판의 양외측에 비자성 금속으로 이루어진 시일드판을 배치한 것을 특징으로 하는 위치 검출장치.
  10. 정상적인 자장을 발생하는 위치 지정용 자기발생기로 지정한 타블렛부 상의 위치를 검출하는 위치 검출장치에 있어서, 상기 타블렛부 상에 비자성 금속으로 이루어진 시일드판을 거쳐 백라이트 및 액정 디스플레이를 중합시킨 것을 특징으로 하는 디스플레이 부착 좌표 입력장치.
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