KR950001062B1 - 한 세트의 분리된 도체에 속하는 전기도체의 미지의 위치를 찾기 위한 장치 및 그러한 장치를 포함하는 접촉 감지 패널 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

한 세트의 분리된 도체에 속하는 전기도체의 미지의 위치를 찾기 위한 장치 및 그러한 장치를 포함하는 접촉 감지 패널

제1도는 본 발명에 따른 장치의 제1실시예를 통합시키는 데이타 입력 패널 투시도.

제1a도는 제1도를 더 큰 비율로 도시한 상세도.

제1b도는 제1도의 또다른 상세 단면도.

제1c도는 설명도.

제2도 내지 제7도는 본 발명에 따른 장치의 실시예의 변형도.

표면상의 한점(예를 들면 손가락의 압력이 가해지는 한점)의 위치의 특징을 나타내는 신호의 형성이 가능한 여러가지 장치들이 알려져 있다.

"접촉감지(touch sensitive)"로서 알려진 이러한 장치는 영문과 숫자로 되거나 그림으로 된 모든 종류의 정보입력에 사용될 수 있는 촉각 디지타이저(tactile digitiser)를 형성한다. 즉, 이것들은 "태블렛"(즉, 패널) 또는 막이라고 불리워지고, 특히 큰솔이나 키보오드 또는 막형태(membrane type)의 키패드를 포함할 수 있다. 이러한 패널이나 막이 투명한 재료를 사용하여 생산될 때, 이러한 것은 여러 형태의 스크린용의 덮개로서 사용될 수 있다.

오늘날 제안된 그러한 장치의 많은 실시예 가운데, 가장 정확한 것은 2개 다수의 도전성 트랙(track)을 포함한 것으로 각 세트의 트랙은 평행하고, 일 다수의 트랙은 나머지 다수의 트랙에 수직이다. 이들 트랙은 각각 다수의 트랙에 대해서 개개의 지지물상에 대항하여 배치되고, 이러한 지지물 가운데 하나는 유연성 막이며, 막사이를 메우는 다수의 간격 엘리멘트에 의해서 다른 다수의 트랙과 어떤 간격으로 유지된다. 둘중 한 다수의 트랙은 이러한 간격 엘리멘트 사이에 위치한 그 일부중의 유연성 있는 막의 국부적인 변형에 의해서 나머지 다수의 트랙과 순간 접촉될 수 있다.

현대 재료로 고급 기술을 사용함으로써 생산되는 이런 종류의 구조를 취급하는 가장 최근의 문헌 가운데 예를 들어 유럽 특허출원 번호 제0,145,651이 언급될 수 있다.

이 문헌 또는 일본 공개 특허번호 57-19476; 57-37909 및 57-37910 뿐만 아니라 US 3,304,612 FR 2,453,452 및 GB 2,046,450와 같은 다른 종래의 문헌에서, 두개 다수의 트랙중 각각의 트랙은 대응하는 일단에서 각 다수의 트랙에 특정한 콜렉터 저항기의 분리된 점에 전기적으로 부착되어 있어, 이 저항기의 저항값이 그것의 전체 길이에 따라 선형적으로 변한다.

콜렉터 저항기를 포함한 장치의 유연성 있는 막의 주어진 점에 압벽이 가해질 때 이러한 콜렉터 저항기에 의해 감지된 전기신호는 일반적으로 복잡하고 정교한 전자 및 조직회로의 조립체에 의하여 처리되어야 하며 동시에 그 결과의 질은 사용된 검출 방법과 이러한 회로의 구조적 특성에 따른다.

이리하여 예를 들어 문헌 EP0,145,651에서 추천하는 해결의 경우에는 콜렉터 저항기에 의해 수신된 신호의 평가는 플립플롭 타입의 장치에 의해서 수행되어, 우선 찾고자 하는 점의 가로죄표의 특징을 나타내는 정보, 그리고 나서 이점의 세로좌표에 관련되는 또다른 신호 등을 발생하며, 그 결과 이런 동작모드는 사용자에게 그 장치를 반복해서 동작하는 속도에서 감지할 수 있을 정도의 제약조건이 나타난다.

이런 시간 지연은 전술한 플립플롭을 장치의 간헐적인 동작으로 인해 도전성 트랙의 레벨에서 나타나는 캐퍼시턴스 효과에 상당히 기인한다.

본 발명은 상기에 언급된 타입의 장치, 예를 들어 정보의 입력시 전술한 단점을 극복한 접촉감지 패널 또는 막에 관한 것이다.

따라서, 공통적인 발명의 개념의 배경으로 한 세트의 분리된 도체에 속하는 특정한 전기적 도체의 미지위치를 찾기 위한 여러장치가 제안되어 있고 이의 본질적인 특징이 청구범위 제1항 내지 제3항에 개시되어 있다.

본 발명은 또한 정보를 입력하기 위한 이러한 2개의 장치로 구성되는 접촉 감지 패널 또는 막에 관한 것이다. 그것의 특징은 특히 청구범위 제9항의 주제이다. 이런 종류의 장치에 의해서 관련된 도체의 미지 위치의 특징을 나타내는 신호는 사실상 매우 정밀하고 이용하기 쉬운 방법으로 요구된 측정에 의해서 얻어진다. 게다가 상기 타입의 패널의 경우에 그 측정의 결과는 압력이 가해졌을 패널의 어느 점의 위치를 정하는데 사용되는 두개의 좌표중 하나 및 나머지 하나에 대해서 동시에 얻어질 수 있다.

그러므로 그러한 패널을 사용하는 것은 사용자 손가락의 압력을 변화시켜 반복적인 동작의 속도로 어떤 감지할 수 있는 제한이 되지 않는다.

첨부도면은 본 발명의 주제의 상이한 실시예 및 변형을 매우 도식적으로 예로서 나타낸다.

제1도는 가로 좌표(X)의 값의 입력을 위한 패널 또는 막을 매우 도식적으로 나타낸다. 이 패널은 제1가요성 기판(P)-예를 들면 폴리에스터 또는 폴리카보네이트 또는 어닐링된 매우 얇은 유리박막으로서, 이것의 보통 두께는 100 내지 300μm, 예를 들면 150μm 정도이며 이의 하부 표면은 예를 들면 ITO(투명) 또는 탄소(불투명)의 전기도전층(I)으로 코팅된다-으로 구성된다.

도시된 패널은 예를 들어, 유리인 절연 기판(G) 상에 예를 들어 ITO 또는 탄소로 이루어지며, 임의의 공지된 기술에 의하여 기판상에 부착되고 그 각각은 예를 들어 수십 A의 두께에 대해 수십 μm에서 수 mm의 폭을 갖는 다수의 평행 도체(2)를 추가로 포함한다.

기판(G)상에 그리고 어떤 도체(2)들 사이에 간격 엘리멘트(s)(제1a도 및 1b도가 배치되고, 예를 들면, 세리그래피(serigraphy) 즉 실크 스크린 인쇄에 의해서 얻어지며, 이것은 크기가 길이가 100내지 1000μm 정도이고, 폭이 50 내지 500μm 정도이며, 두께는 1 내지 200μm 정도인 가늘고 긴 막대(rod)의 형태이다. 일반적인 방법으로는 두께는 기껏해야 폭과 같으며, 후자의 것은 그 자체가 기껏해야 막대의 길이와 같다. 이 막대는 예를 들면 세리그래피(실크 스크린 인쇄)에 의하여 폴리에틸렌으로 특히 반실린더 (semicylinder)의 형태로 생산될 수 있다.

제1b도에서 상세히 도시된 것처럼, 이러한 막대는 기판(P)과 그의 전도성 코팅(I)을 기판(G)의 도체(2)와 떨어지게 하는 역할을 한다. 따라서, 막대 (S)는 전체 기판(G)에 퍼져있고, P의 유연성에 따라 서로 간에 1,000μm 내지 10,000μm 다이의 간격으로 도체 (2) 사이에 열을 지어 배치된다. 폭이 두께보다 큰 막대 (예를 들어 제1b도에서, 이것은 가늘고 긴 형태인 것에 주목)의 이러한 특별한 구조 때문에, 패널의 조립된 위치에서 매우 얇은 돌기 (이는 사용자의 손가락과 같은 부드러운 물체에 의해서 막이 눌러질 때 이것이 지지하는 가요성 막의 실제 표시(움푹 들어감)를 만든다)에 의해서 형성된 간격 엘리멘트를 사용하는 종래 기술에서 생기는 단점을 피하는 것이 가능하다. 그러한 경우에 이러한 얇은 돌기는 반복된 압력이 사용자의 손가락에 의해 돌기상에 이행됨에 따라 점점 더 뚜렷하게 되는 막의 영구 변형으로서 표현되는 "텐트 팩(tent peg)"의 효과를 만든다. 이것은 가요성 막에 있는 도체 또는 도체들과 패널의 하부 기판을 덮고 있는 밑에 있는 도전성 트랙 사이의 바람직하지 않은 국부적인 접촉(패널의 어떤 동작에 관계 없이)에 의해 단락 회로를 만든다.

그것의 하단(lower end) (제1a도 참조)에서 도체(2)는 도체(2)에 의해서 형성된 회로망의 전체 길이를 따라 연장되는 콜렉터 저항기 (R₁)에 전기적으로 연결되고 이 저항기의 저항값(ohmic value)이 저항기의 일단에서 타단에서 극히 선형적으로 증가된다. 이 저항기는 예를 들어 도체(2)와의 접촉영역의 폭보다 훨씬 더 큰 폭(예를 들면, 수백 μm에서 수mm)과 예를 들어 1미크론 정도의 두께의 탄소층에 의해서 형성될 수 있다. 저항기 (R₁)의 우측의 일단 무시할 수 있는 저항의 도체(예를 들어 은층(a layer of silver)에 의해서 측정단자(b₁)에 연결되고, 한편 마찬가지로 좌측의 일단은 은 도체 (siver conductor)에 의해서 표준 저항기 (Re) (예를 들면 기존의 구조의 전기적 저항기에 의해서거나, 또는 저항기 (R₁)에서와 같이 예를 들면 탄소층에 의하여 형성된)에 연결된 저항값은 층의 길이에 따라 선형적으로 변하고, 특정한 저항률은 저항기(R₁)의 것과 동일하다. 저항기(R₁)의 것과 동일하다. 저항기(Re)의 좌측의 일단과 우측의 일단은 연결(silver connections)에 의해서 단자(b₂및 b₃)에 각각 연결된다. 저항기(Re)의 길이(u)는 저항기(R₁)의 길이(L)에 따라 결정된다. 바람직하게는 길이(u)는 L의 1/2이고, 실제로 받아들일 수 있는 값의 원하는 정밀도를 위하여 길이 L의 0.2배보다 적지 않아야 한다. 이렇게 선택하는 기술적 이유는 차후에 설명한 것이다.

기술된 패널(제1도)는 저항기(Re)의 단자(b₃)를 접지시키고, 단자(b₄)(기판(P)의 전도성층에 연결되는)를 전압원(예를 들어 5V의 값)에 연결함으로써 사용된다.

그러므로 기판(P)의 도전층(I)과 그 기판의 점(m) 밑을 지나는 기판(G)의 도체(2)를 접촉시키기에 충분한 강도의 압력이 기판(P)의 점(m)상에 가해진다면, 이 도체(2)는 단자(b₄)의 전위에 거의 대응하는 전위에 이를 것이다. 어떤 전류도 단자(b₁)에서 떠나지 않기 때문에 저항기(R₁) 상에 저항기(Re)의 좌측의 일단에 대하여 미지의 가로좌표(X)의 한 점(c')에 대응 전위(c)가 있으며, 그 전위는 저항기(R₁)(단자 b₁)의 우측의 일단에서 완전히 찾을 수 있다.

저항기 (R₁과 Re)의 단위 길이당 특정 저항률이 동등하고, 이러한 저항기들의 저항값이 선형적으로 변할때, 단자(b₃)가 접지(전에 A라고 불렀던 전위)에 놓여 있기 때문에, 전위는 이러한 저항기를 따라 값 C에서 제로값으로 선형적으로 감속한다.

이러하여 저항기(R₁)의 좌측 일단의 전위 (전위E) (저항기(Re)의 좌측 일단의 전위 (전위B)와 같다)는 저항기(R₁과 Re)사의 사이점에서의 전압 변화를 보여주는 제1c도에서 명백히 보여지는 것처럼 값(C와 A)사이에 있는 중간값을 갖는다.

X는 콘솔(console)의 점(m)의 미지의 가로좌표이고, U는 표준 저항기(Re)의 길이이고, L은 콜랙터 저항기(R₁)의 길이이면(U+x)와 같은 총 저항기 길이상에 값(C=D)에서 값(A=O)까지의 전위 강하가 있으며, 한편 값(B) (단자(b₂)에 존재하는)부터 단자(b₃)에서의 제로 값까지의 전위강하가 있음을 볼 수 있다. 제1c도의 다이어그램을 참조하면,

가 되는 것을 알게 된다. 이리하여, 한편, 점(m)의 가로좌표는 저항기(R₁(콜렉터) 및 Re(표준))의 양단에 존재하는 전위의 차이, 어느 적당한 수단에 의해 결정된 차이, 그리고 저항기(R₁과 Re) 사이의 비로부터 얻을 수 있다. 값(

)은 단자(b₁,b₂,b₃)를 여러가지 전자 계산 수단에 연결함으로 얻어질 수 있다.

위에서 인용된 공식은 콜렉터 저항기와 표준 저항기는 둘다 단위 길이당 똑같은 특정한 저항률을 갖는다는 조건에서만 해당된다: 그러므로, 이리하여 얻어진

의 값은 있을 수 있는 단면의 차이 및 두개의 저항기 사이에 존재할 수 있는 저항률을 고려하여 조정요소가 곱해져야 한다.

이점에서 이 방법에서 얻어진 결과의 정확도는 콜렉터 저항기(R₁)의 차이(L)에 관한 표준 저항기(Re)의 길이(U)에 달려있다는 것에 주목하는 것이 편리하다. 그러나 이 정확도는 프로그래밍 패널이나 막상의 점(M)에 의해서 차지된 위치에 따라 다른 것이다.

사실, x가 O에서 L에서 변할 때, 비율 (

)의 에러(δ)는 x의 선형 함수인 것을 볼 수 있다. 이리하여,

여기서,

(기지수) 여기서 ε는 길이(U 및 L의 절대 에러이다.

의 값은 x=U일때 제로가 된다. 이는 x=0이거나 x=2U에서 ε/L과 같다.

이리하여 평균 정확도는 U=L/2에서 최적으로, 즉 표준 측정기(Re)가 저항기(R₁) 길이(L)의 반(half)과 같은 길이(U)를 갖는데, 이것은 에러 변화의 최대폭이 0과 x 사이의 x에 대하여

로 최소화 되기 때문이다. 실제,

에 대하여 받아들일 수 있는 정확도의 레벨에 따라 콜렉터 저항기(R₁)의 길이 (L)의 0.2배 보다 작지 않은 길이(U)를 표준 저항기(Re)가 받아질 수 있다.

제2도의 변형은 패널이 상부기판(P)(유연한 재료의 시트(sheet)에 의해서 형성된) 그 자체가 또한 표준 저항기(Re')가 연결된 콜렉터 저항기(R₂)와 일단에 연결된 한 세트의 병렬 도체(2')를 가지고 잇는 두개의 기판 (P 및 G)의 조립체에 의해서 형성된다는 점에 본질적으로 제1도의 것과 구별된다. 도면에 도시된 바와 같이 도체(2')는 기판(G)이 가지고 있는 도체에 수직하게 뻗어 있다. 간격 엘리멘트는 제1a도에 관하여 기술된 것과 동일하고, 같은 방법으로 P의 하부 표면상에 배치되며, 그에 따라 두개의 기판 (P 및 G)의 상호 위치 및 이것의 결과로서, 이러한 각각의 도체 회로망의 위치가 정해진다.

이런 변형에서 기판(G)의 저항기(Re)의 자유단(自由端)이 접지에 놓여지는 한편, 측정 저항기(Re')의 자유단은 기준 전압(예를 들면 5V)에 이르게 된다. 물론, (Re')가 접지되고, 저항기(Re)가 5V의 전위에 이르게 되면 설명된 패널의 사용은 동일한 결과를 줄 것이다.

위의 조건에서 제1도의 변형의 경우에서와 같이 사용자가 손가락을 사용하는 콘솔 의 어느 점(M)의 가로좌표 (x)의 값은

여기서,

(기지수)의 관계에 의해서 주어질 것이다.

비슷하게 세로좌표(y)의 값은

여기서,

(기지수)

이 될 것이며, k'는 표준 저항기(Re')의 길이 U와 저항기(R₁)의 길이(ℓ)사이의 알려진 비율(안에 포함되거나 또는 패널의 특성을 나타내는)이다.

저항(Re와 Re')의 길이(U와 u)와 그에 따른, 이것의 저항값이 콜렉터 저항기(각각 R₁및 R₂)의 길이(L과 ℓ)(이것의 저항값)의 1/2과 같게 선택된다면, 설명된 장치의 측정 정확도는 최적일 것이다. 실제로, 받아들일 수 있는 정확도에 따라, 패널은 각각의 콜렉터 저항기의 길이의 0.2배 보다 작지 않은 길이의 표준 저항기로 생산될 수 있다.

대응하는 콜렉터 저항기(R_1,R₂) 각각의 일단에 반드시 연결되는 것이 표준 저항기(Re, Re')(기술된 제1도 및 제2도의 실시예에서 사용된) 각각에 대해서는 필요하지 않다는 것에 주목될 수 있다. 그리고 사실, 본 발명의 본질적인 특징에 따라서 표준 저항기는 그것과 관련된 콜렉터 저항기의 길이상의 어느점에 연결될 수 있다. 패널의 가동점의 거리의 측정값(가로좌표 또는 세로좌표)은 표준 저항기의 연결점에서 콜렉터 저항기까지라는 것이 이해되어야 하고, 이점은 측정 시스템의 원점이 되는 것으로서 고려될 필요가 있다. 이것의 결과는 양 또는 음일 수 있고, 예를 들어 이는 찾고 있는 좌표의 점이 원점(도면상에)의 우측 또는 좌측에 놓여져 있는지를 표시한다. 제3도는 그러한 변형을 정확하게 설명하고, 여기에서는 표준 저항기가 콜렉트 저항기의 중심점에 연결된다.

전처럼 측정 시스템의 원점(길이(U)의 표준 저항기와 길이 (L/2)의 연결 저항기의 상호 연결의 점에 대응하는)과 같이(L) 사이간의 거리(x)간의 비

가 표준 저항기의 양단(B-A)에서 측정된 전위차로 콜렉터 저항기의 양단(D-E)에서 측정된 전위차를 나눈 몫의 두배와 같다는 것이 보여질 수 있다는 경우에 알려진 비로 곱해진 전체는 :

제3도의 표시가 더 상세하게 언급되어 있다. 이 조립체는 x의 측정의 감도를 두배로 한다는 것이 보여진다.

전과 같이 표준 저항기의 최적 길이(U)는 콜렉터 저항기의 사용된 길이(L/2)의 반, 즉 U=L/4와 같은 것이다. 사실상, 받아들일 수 있는 정확도에 따라 이 표준 저항기는 콜렉터 저항기의 길이(L)의 0.1배 보다 더 작지 않은 길이(U)을 가질 수 있다.

제4도의 실시예(여기에서, 패널의 하부기판(G)만이 보여져 있다)는 세트에서 세트로 접촉되지 않고 둘씩 끼워지나 개개의 콜렉터 저항기(R₃₀) (도체(3)에 대해서) 및 콜렉터 저항기(R₄₀) (도체(4)에 대해서)에 연결된 두 세트의 평행도체(3 및 4)를 갖는다. 저항기(R₃₀과 R₄₀)는 길이가 같고, 단위 길이당 특정한 저항률이 같고, 이러한 것의 전체 길이에 걸쳐서 선형적으로 변하는 값이다. 즉, 이리하여 이러한 것은 저항기마다 동일한 전체의 저항값을 갖는다.

이미 설명된 실시예의 경우에서와 같이 이러한 것은 탄소의 도금(예를 들어 요구사항에 따라 변하는 밀도, 즉 유연성을 갖는 유리 또는 플라스틱재료로 형성되며 도체(2 및 3)를 갖고 있는 기판의 실제 표면상에 용착된)에 의해서 생산된 수 있다.

본 실시예의 사용은 접지(예를 들면 저항기(R₃₀)의 좌측 일단)에 연결하고 전위(예를 들면 5V)를 저항기(R₄₀)의 우측 일단에 인가함으로써 성취된다. 점(M)에 가까운 도체(4)와 인접 도체(3)가 적당한 수단에 의해서 전기적으로 연결된다면, 저항기(R₄₀)의 우측 일단과 점(M) 사이에 흐르는 전류의 값이 저항기(R₃₀)의 좌측 일단과 이 똑같은 점 사이에 흐르는 것과 똑같기 때문에 점(M)의 가로좌표의 값(x)은 다음과 같음이 보여질 수 있다.

여기에서, E는 저항기(R₃₀)의 좌측 일단에서의 전위 E'는 저항기(R₄₀)의 좌측 일단에서의 전위, D는 저항기(R₃₀)의 우측 일단에서의 전위, D'는 저항기(R₄₀)의 우측 일단에서의 전위.

특히 제1도 및 제2도를 참고하여 이미 설명된 것에서 유추하면 이 변형에서 표준 저항기는 점(M)의 가로좌표에 따라 변하고, 이점(M)에서 연결된 도체(3)가 부착된 이 저항기의 점 및 차례로 저항기(R₄₀)에 가장 가까운 도체(4), 그리고 전위(예를 들어 5V)가 인가되는 이 후자의 우측 일단 사이에 저항기(R₄₀)의 일부에 의해서 형성되는 값이라는 것이 보여진다.

한 예로서 또한 인접한 도체(3과 4) 사이의 점(M)에서 접촉은 사용자의 손가락의 끝을 전도성 덮개(이는 금속 시트(sheet) 또는 전도성 페이스트(paste)에 의해서 형성될 수 있다)로 덮음으로서 간단히 생략될 수 있다. 또한, 동시에 두개의 인접한 도체(3과 4)를 같이 접촉시키기에 충분히 넓은 금속 끝을 갖는 연필 또는 압축되는 지역에 국부적으로 전도되는 막이 이용될 수 있다. 제5도의 변형에서 본 발명에 따른 장치는 그 양단이 두개의 콜렉터 저항기(R₁, R₂)(똑같은 길이, 똑같은 전체 저항값 및 단위 길이당 동일하고 일정한 특정 저항률을 갖는) 각각의 분리된 점에 부착되는 한 세트의 병렬 도체(2)를 포함한다. 각 저항기(R₁과 Re)의 대응하는 양단은 무시할 수 있는 저항을 갖는 연결부(cx 및 cx')에 의해서 둘씩 부착되어 있다. 예를 들면 이것 (연결부(cx 및 cx'))은 저항기(R₁과 Ri)의 것보다 1000배 약한 선형의 특정 저항률을 갖기 때문이다. 이러한 연결부는 은으로 칠함으로써 형성될 수 있다. 즉, 콜렉터 저항기는 이전의 변형의 경우에서와 같은 방법으로 생산될 수 있다.

연결부(cx 와 cx')의 중간 길이에서 도시된 장치는 한쪽에는 연결부(cx')를 위하여 단자(d)를 포함하며, 다른 한쪽에는 연결부(cx)를 위하여 마찬가지로 무시할 수 저항의 연결부(cx'')(도면에서 이 후자(cx)를 표준 저항기(Re)의 좌측 일단에 연결하는)를 포함한다. 이것은 또한 이의 좌측 일단에서 단자(b)에 연결되고, 이의 다른 타단에서 단자(a)에 연결된다. 저항기(R₁과 R1')는 길이(L)를 갖고, 저항기(Re)는 길이(U)를 갖는다. 문제의 경우에 기술된 장치는 단자(a)에서 제로 전위(A)에 두어진다.

전위가 기술된 장치의 점(M)에 가해지면 저항기(Re)의 좌측 일단에서의 전위는 저항기( R_1,R₁')의 좌측 일단에 존재하는 전위와 같다는 것을 따른다. 이러한 똑같은 저항기의 우측 일단에서의 전위는 저항기마다 동일하다. 전술한 논의에서 점(M)의 가로 좌표는 다음 관계식에서 얻어질 수 있는 것을 따른다.

여기에서, (D-E)는 저항기( R_1,R₁')의 양단 사이의 측정 가능한 전위차와 같고, (B-A)는 표준 저항기( Re)의 양단 사이의 전위차와 같다. 이 배열은 X 측정의 감도를 두배로 한다는 것이 보여질 수 있다. U는 최적값은 U=L/4개 될 것이다.

제6도의 변형은 표준 저항기( Re)가 콜렉터 저항기( R_1,R₁')의 중간점에 연결된다는 점에서 제5도에 도시된 것과 다르다. 단자(b 및 b')는 무시할 수 있는 저항률을 갖는 연결부(도시되지 않은)에 의해서 연결된다. 이 연결부는 연결부(cx)와 같은 방법으로 제공될 수 있다.

또한 도시된 장치는 연결부(cx)의 중간 길이에 단자(e)를 갖고, 연결부(cx')의 중간 길에에 단자(d)를 갖는다. 표준 저항기의 단자(a)가 단위(A=O)에 이르게 되고, 점(M)이 적당한 전위(0보다 큰)에 이르게 된다면, 저항기( R₁)(폭(L)의)를 갖는 이 점(M)을 지나는 도체(2)의 교차점과 저항기( Re) 길이(L)의 좌측 일단 사이의 거리는 다음의 관계에 의해서 주어진다.

여기서, (B-A)는 단자(b와 a) 사이의 전위차와 같은 반면, (D-E)는 단자(d와 e)사이에 특히 콜렉터 저항기( R_1,및 R₁')의 맞은편 양단 사이에서 측정가능한 전위차 또는 표준 저항기(R₂)의 양단 사이에 존재하는 전위차와 같다. 이 배열은 X의 측정 감도를 4배로 하는 것이 보여질 수 있다. 이 경우에 U의 최적 값은 U=L/8이 될 것이다. 제7도에 도시된 것처럼, 평균측정에러가 분리된 각 장치에서 최소의 값에 유지될 수 있기 때문에, 측정의 전반적인 정확도가 특히 높을 합성 패널을 형성하도록 제6도를 참조하여 기술된 형태의 장치는 다른 유사한 장치들과 통합될 수 있다. 합성장치는 콘솔장치 조립체의 것의 1/n^e에 대응하는 길이이다.

이점에서, 장치마다 다른 구조를 갖는다 할지라도, 일반적으로 본 발명에 따른 패널 또는 막이 전술된 것 사이로부터 두개의 장치의 조립체에 의해서도 형성될 수 있다는 것에 주목할 수 있다. 예를 들면 제1도에 도시된 형태의 비교적 단단한 기판에 있는 장치를 제5도에서 설명된 형태의 장치(유연성 있는 기판에 있고, 여기서 사용자의 손가락이 콘솔의 동작중에 가해져서 대응하는 좌표(x,y)가 얻어진다. 즉, 이 유연성 있는 기판은 단단한 기판에 있는 것과 수직으로 향해진 한 그룹의 도체를 갖고, 간력 엘리멘트(s)(제1b도)는 그룹의 도체를 분리시킨다.)와 결합시키는 것이 가능하다. 기술된 것 사이로부터 장치의 다른 결합은 그것에 의해서 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도 명백히 가능하다.

전술한 설명 및 참조 도면에서, 본질적으로는 콜렉터 저항기 및 표준 저항기가 둘다 똑같은 기판상에 형성되고, 탄소의 저항층(예를 들어 바람직하게는 모든 이러한 저항기에 대하여 단위 길이당 특정한 저항률을 동등하게 갖는)에 의하여 개별적으로 형성되는 장치의 문제였다. 특히, 이 저항률이 콜렉터 저항기와 표준 저항기 사이에 동일하지 않을 경우에 이러한 사실을 고려할 필요가 있다는 것에 주목하여, 이후에 동등 결함(identity defect)(단면, 저항률 등등)의 특정한 형태에 직접 의존하는 교정 계수(K와 K')의 도입에 의하여 상세히 설명한다.

분리된 각 장치에 대해서 표준 저항기(Re)의 단위 길이당 특정한 저항률과 콜렉터 저항기( R₁)의 것이 동일하게 정해질 때 이러한 계수를 피할 수 있다는 것이 무엇보다도 먼저 상기될 수 있다. 왜냐하면 이런 경우에 표준 저항기(Re)와 콜렉터 저항기(Re)의 길이(

)의 기하화적 비율(K)이 모든 그 장치에 대하여 같다는 조건에서 장치가 상이한 제조 배치(batch)(여기에서 이러한 특정한 저항이 모든 장치에 똑같지 않은)에 속한다 하더라도 상이한 장치로 얻어진 측정 결과는 모든 장치에 동일하므로 각 장치의 콜렉터 저항기(Re)를 표준화시킬 필요가 없기 때문이다. 똑같은 것이 제2도의 비 k'=U/ℓ에 적용된다.

그러나, 전기 조립체를 복잡하게 하면서 수정 계수가 받아들여진다면, 표준 저항기가 장치 그 자체와 통합되는 것은 피할 수 없는 것이 아니다. 한 부분인 장치의 나머지의 것과 다른 기판에 있게 되는 것은 매우 당연하다. 사실, 표준 값은 위치(x 또는 y)가 이 콜렉터 저항기상에 임의로 고정될 수 있는 원점에 관하여 결정되도록 요구되는 도체와 관련되는 콜렉터 저항기의 것에 관하여 알려지는 것이 충분하고, 이 원점의 선택에 의해 요구되는 수정은 본 발명에 다른 패널이 부착되는 전자 계산장치에 자동적으로 수행될 수 있다.

이리하여 변형에 따라서, 두개의 좌표(x와 y)를 각각 측정하기 위한 두개의 중첩선 장치 의해서 형성된(전술한 것처럼(제2도 참조))이러한 패널의 생산을 단순화시키는 것이 가능하다. 즉, 두개의 중첩된 장치의 조립체에 오직 하나 및 똑같은 표준 저항기(Re)를 사용하는 것이 충분하다. 이것은 두개의 중첩된 장치중 한 장치의 콜렉터저항기(Re)(R₁'참조)와 직렬로 연결된 전형적인 형태의 전기 저항기로 구성될 수 있다. 이 저항기(Re)의 값은 두개의 중첩된 장치에 대해 이전에 기술된 저항기(Re와 Re')의 것 사이에 있을 수 있다. 예를 들면 x를 측정하는 장치의 콜렉터 저항기( R₁)과 Y를 측정하는 장치의 R₂의 합의 1/4에 가까운 값의 저항기(Re)를 사용한다.

이리하여 Re와 직렬로 인가될 때 이들 저항기의 각각의 양단에서 측정된 전위차의 비를 설정함으로써 Re에 대하여 이들 무게의 콜렉터(R₁및 R₂)를 표준화하거나 조정하는 것이 충분하다.

Eo-Ao(제2도)를 Re의 양단에서의 전위차라 하고, Do-Eo를 Re와 직렬인 R₁의 양단에서의 전위차라고 하면, 표준화 또는 조정으로 계수(K)에 대한 다음값이 얻어진다.

제2기판에 대해 똑같은 방법으로 하며, k'의 값이 얻어진다.

예를 들어, 두개의 중첩된 장치로 구성된 각 패널의 특색을 이루는 이러한 두개의 k와 k'의 교정 및 표준화값이 패널의 제조동안에 또는 다른 방법으로 각 장치에 대한 초기과정동안에 그러한 패널을 통합시키는 장치의 내부에 위치한 전자계산장치에 의해서 얻어질 수 있다. 이 전자장치는 R₁과 R₂(자체가 Re에 연결된)를 직렬로(표준화 단계 동안만) 연결시키는 방법으로 생산될 수 있고, 연결부( R_1,R₂)가 표준화 또는 테스트와 별도로 눌러진다. 이 경우에, 값(eo-ao)은 (Eo-Ao)의 것과 같으므로 이들 둘중 하나만 측정하면 된다. 구하고자 하는 (

)은 계수(k=U/L 및 k'=U/l)값을 위에서 주어진 값(k와 k')으로 바꿈으로서 주어진 (제1c도, 2도, 3도, 5도, 6도 및 7도의 실시예를 참조하기전에) 똑같은 공식에 의해서 얻어진다.

계수(k와 k')에 대한 표현식의 이러한 수정은 본 절차가 대응하는 저항기의 길이의 기계적 측정 대신에 전기 전압측정을 사용하는 것으로 되돌아간다는 것을 보여준다.

본 발명에 따른 패널의 최종 변형에 따라 이러한 패널의 두개의 장치의 외부에 있는 이 단일 표준 저항기(Re)가 억제될 수 있다. 왜냐하면, Re : R₁에 대해서 이것들 개개의 표준화 또는 조정대신에 두개의 콜렉터 저항기( R_1,및 R₂)의 상호의 전기적 표준화 또는 조정으로의 교체는 R₂에 대해 표준 저항기로서 역할을 하고, 그 역도 같기 때문이다.

이렇게 하기 위하여, R₁와 R₂는 일시적으로 직렬로(표준화를 위하여)연결되고나서, 전위가 이것들의 두개의 자유 양단 사이에 설정되고, 두개의 저항기의 단자에서 얻어진 두개의 전위차가 측정한다. 이것은 이리하여 측정된 두개의 전위차의 비와 같은 계수(k)의 계산을 허용한다.

따라서, 제2도에서 사용된 표시로 돌아가면 여기에서는 관례에 의하여 Re와 Re'는 이러한 변형에 존재하지 않기 때문에 Re와 Re'가 0이라는 것이 받아들여진다. 그리고 나서, 두개의 저항기(R₁및 R₂)(직렬로 연결된)에 똑같은 전류가 흐르기 때문에, 이러한 두개 저항기 개개의 선형적 저항률은

(단면적(S1)의 저항기( R₁)에 대해서) 및

(단면적(S₂)의 저항기(R₂)에 대하여)와 같고, 그리고 직렬의 이들 저항기의 단자에서 측정된 전위차가 길이(L)의 저항기( R₁)에 대해서 "Do-Eo"같고, 길이(L)의 저항기(R₂)에 대해서 "do-eo"와 같다. 같다면,

이라고 쓰여질 수 있다.

저항기( R₁및 R₂)의 직렬 연결이 차단되고, 저항기( R₁)의 점(E)이 접지에 놓여지고 압력이 E로부터 가로좌표(x) 및 e로부터 세로좌표(y)의 점(M)에서 패널상에 가해지는 동안 전위(V)가 저항기(R₂)의 점(e)에 가해진다면,

로 쓰여질 수 있다.

여기에서, D-E는 R₁양단자에서 측정된 전위차와 같고 d-e는 R₂의 양단자에서 측정된 전위차와 같다.

마지막으로 위와 똑같은 조건하에서 저항기(R₂)의 점(d)에 전위(V)를 인가하는 것이 계속되나, R₁의 양단(D와 E)에서의 전압은 패널의 같은 점(M)(가로좌표 및 세로좌표(x와 y)각각)상에 계속해서 압력을 인가하는 동안 점(D)를 접지시킴으로써 반발전된다면 :

로 쓸 수 있다. 여기에서, "E'-D'"는 R₁의 양단자에서 측정된 전위차이고, "d'-e'"는 R₂의 양단자에서 측정된 전위차이다.

이러한 제3방정식은 R₁과 R₂의 양단의 가능한 반전의 3개의 다른 결합에 의해서 얻어진 3개의 다른 방정식중 한 방정식에 의해서 대신될 수 있다.

다시,

,

및

라고 하면, 방정식(1 및 2)과 방정식 (1 및 3) 각각의 몫으로 X와 Y의 값이 아래에서 얻어지게 된다. 모든 완성된 계산은 :

앞서 기술된 것으로부터 이 최종 변형에 의해서, 저항기( R₁)와 저항기(R₂)를 형성하는 코팅의 개개의 선형 저항률과 전제적으로 관계없는 찾던 점(M)의 좌표(X, Y)의 특징이 있는 얻어진 값이 있다는 것을 따른다. 따라서, 패널이나 이러한 코팅의 단면과(또는) 저항률의 어떤 비정밀성은 일련의 그러한 패널에 속하는 각 패널상에서 얻어진 측정의 결과(단일점(M)에 대해서)를 어떤 식으로도 수정하지 않는다. 이리하여 이 결과는 어떤 패널이 사용되던지간에 동일하게 남아있게 된다.

기술된 패널은 패널을 생산하는데 사용되는 재료에 따라서 투명하기도 하고 불투명하기도 한 것은 똑같이 당연하다. 이것이 투명할 때, 예를 들면 손가락으로 영자와 숫자로 되고 그림으로된 메시지(message)의 형태로 컴퓨터의 스크린상에 디스플레이되는 모든 종류의 옵션을 누름으로써 선택하거나 또는 철필이나 손가락으로 이러한 패널상에 만드는 표시를 컴퓨터에 다시 넣기 위하여 일람 스크린(viewing screen)을 덮는데 사용될 수 있다. 물론, 그러한 패널의 그러한 사용의 컴퓨터에 대한 데이타 입력에 제한되지 않고, 숫자 또는 전화번호 및 모든 종류의 제어 패널의 구성 등등과 같은 다양한 응용에까지 확장될 수 있다.

Claims (18)

1. 각각이 단위 길이당 일정 저항값을 가지며, 제1콜렉터 저항기( R₁)의 특정 점에서 제1단부에 의해 접속된 한 무리의 도체(2); 미지의 위치를 갖는 전기도체에 전위가 가해질 때 상기 콜렉터 저항기( R₁)의 양단 상이에서 발생되는 제 1전위차(D-E)의 값을 결정하는 제1수단(b₁, b₂); 및 상기 콜렉터 저항기( R₁)상에서 미지의 위치를 갖는 상기 전기도체의 접속점(C')을 그 콜렉터 저항기상의 밀 정해진 원점으로부터 분리시키는 거리(X)값을 결정하는 제2수단; 을 포함하는 불확정 저항률을 갖는 한 무리의 서로 다른 도체(2)에 속하는 전기도체의 미지의 위치를 찾기 위한 장치에 있어서, 제1단부에 의해 콜렉터 저항기 상의 임의점에 접속되고, 그 콜렉터 저항기( R₁)와 동일한 단위 길이당 저항값을 갖는 표준 저항기(Re) : 및 미지의 위치를 갖는 상기 전기도체와 표준 저항기의 제2단부에 대해 그 값이 각각 상이한 개별 전위가 주어질 때 상기 표준 저항기(Re)의 단부 사이에서 발생하는 제2전압차(B-A)의 값을 결정하는 제3수단(b₂-b₃) :을 포함하고, 상기 제2수단은 상기 표준 저항기(Re)의 길이(U)와 콜렉터 저항기의 길이(L) 사이의 비의 함수로써, 한편으로는 상기 제1전위차(D-E) 값과 상기 제2전압차(B-A)값 간의 비의 함수로써 상기 콜렉터 저항기( R₁)상에서 미지의 위치를 갖는 상기 전도체의 접속점(C')을 콜렉터 저항기상의 미리 정해진 원점으로부터 분리시키는 거리(X) 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 한 무리의 도체; 미지의 위치를 갖는 전기도체에 전위가 가해질 때 콜렉터 저항기(R₃₀)의 단부 사이에 발생하는 전위차(D-E)의 값을 결정하는 제1수단(D,E)인 단위 길이당 일정한 저항값을 갖는 제1콜렉터 저항기(R₃₀); 및 상기 콜렉터 저항기(R₃₀)상에서 미지의 위치를 갖는 상기 전기도체의 접속점(C)을 그 콜렉터 저항기상의 미리 정해진 원점으로 부터 분리시키는 거리(X)값을 결정하는 제2수단;을 포함하는 불확정 저항률을 갖는 한 무리의 서로 다른 도체에 속하는 소정 전기도체의 미지의 위치를 찾기 위한 장치에 있어서, 제1콜렉터 저항기(R₃₀)와 동일한 구조를 갖고, 이 제1콜렉터 저항기로부터 소정 거리만큼 상기 한 무리의 도체 제2단부 가까이로 뻗어있는 제3저항기(R₄₀)의 길이중 적어도 일부에 의해 형성된 표준 저항기를 포함하고, 상기 도체는 개별적으로 그리고 교대로 상기 제1콜렉터 저항기(R₃₀)상의 서로 다른 점에서 상기 제1단부에 의해서, 그리고 상기 제3저항기(R₄₀)상의 서로 다른 점에서 상기 제2단부에 의해서 부착되고, 상기 저항기, 그리고 상기 콜렉터 또는 제3저항기들중의 하나에 접속된 상기 한무리의 각각의 도체가 나머지 도체중 적어도 하나에 인접하여 나머지 상기 저항기, 그리고 제3 또는 콜렉터 저항기에 접속되고, 상기 제1수단(D,E,D',E')은 제1콜렉터 저항기(R₃₀)의 단부들 중의 하나와 상기 제3저항기(R₄₀)의 대향 단부에 대해 각각 상이한 값을 갖는 개별 기준 전위가 주어질 때 제1콜렉터저항기(R₃₀)의 단부 사이와 제3저항기(R₄₀)의 단부 사이 둘 모두에서 발생하는 전위차 값을 결정하도록 배열되고, 미지의 위치(x)를 갖는 도체와 상기 한 무리의 도체중의 인접 도체는 서로 전기 접속되고, 상기 제2수단은 전위차 값(D-E, D'-E')을 갖는 미지의 위치(X)를 결정하는 것을 특징으로 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1콜렉터 저항기( R₁)와 동일한 구조를 제2콜렉터 저항기(R₁)를 포함하고, 상기 도체(2)는 개별적으로 제2점을 경유하여 상기 제2저항기상의 대응하는 서로 다른 점에 접속되고, 상기 표준 저항기(Re)는 상기 저항기, 콜렉터 및 표준 저항기의 저항값에 대해서는 무시할 정도의 저항값을 가지며, 그 콜렉터 저항기의 대응 단부를 결합하는 갈바니, 전기 접속점(Cx,Cx')을 이용하여 그 단부들중 하나를 경유하여 각 콜렉터 저항기(R_1,및 R₁')의 대등점에 접속되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항에 있어서 상기 표준 저항기(Re)는 콜렉터 저항기(R₂)의 단부들중의 하나에 접속되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 표준 저항기(Re)는 콜렉터 저항기(R₁, R₁')의 단부들중의 하나에 접속되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 표준 저항기는 콜렉터 저항기를 따라 그 중간에 접속되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 표준 저항기는 콜렉터 저항기(R₁, R₁')를 따라 그 중간에 접속되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항에 있어서, 미지의 위치를 갖는 상기 전기도체를 찾아낼 정도의 정확도를 갖는 제4수단(Re/R₁)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제4항 또는 제8항에 있어서, 상기 표준 저항기의 값은 상기 콜렉터 저항기의 적어도 0.2배인 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제5항에 있어서, 상기 표준 저항기의 값은 상기 콜렉터 저항기의 적어도 0.2배인 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제6항 또는 제8항에 있어서, 상기 표준 저항기의 값은 상기 콜렉터 저항기의 적어도 0.1배인 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제7항에 있어서, 상기 표준 저항기의 값은 상기 콜렉터 저항기의 적어도 0.1배인 것을 특징으로 하는 장치.
13. 서로 떨어져서 위치한 제1기판(P)과 제2기판(S)을 포함하고, 적어도 제1기판(P)은 가용성 탄성재료로 이루어지고, 제1기판(P)은 제1무리의 도체(2')를 구비하고, 제2기판(G)은 제2무리의 도체(2)를 구비하고, 이들 도체 무리들중 한 무리도체중의 각 도체는 오직 한번에 걸쳐 나머지 한 무리의 모든 도체를 가로 지르며, 상기 기판(P,G)의 스페이서 부재(

    

    )가 한 무리의 도체를 가요성 탄성재료로 이루어진 기관의 휴지 위치에서 나머지 무리의 도체와 떨어지게 유지시키는 상기 제1 내지 12항중 어느 한 항에 따른 상기 제1 및 제2장치를 구비하는 데이타 포획용 접촉 감지 패널에 있어서, 상기 패널의 제1기판(P)과 제2기판(G)이 상기 제1장치중 적어도 콜렉터 저항기(R₂)와 상기 제2장치중 적어도 콜렉터 저항기(Re)를 각각 가지는 것을 특징으로 하는 데이타 포획용 접촉 감지 패널.
14. 제13항에 있어서, 제1장치의 표준 저항기(Re')와 제2장치의 표준 저항기(Re)는 상기 제1기판(P)과 상기 제2기판(G)상에 각각 만들어진 저항성 코팅에 의해 개별적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 데이타 포획용 접촉 감지 패널.
15. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2장치는 이들 장치에 공통이며, 상기 제1및 제2기판중의 어느 한 기판상에 만들어진 저항성 코팅에 의해 형성되는 표준 저항기(Re)를 구비하고, 이 표준 저항기는 상기 제1 또는 제2장치중 어느 한 장치중의 콜렉터 저항기(R₁및 R₁')상의 한점에 접속되는 것을 특징으로 하는 데이타 포획용 접촉 감지 패널.
16. 제15항에 있어서, 상기 표준 저항기(Re)가 상기 콜렉터 저항기(R₁및 R₂)와 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 데이타 포획용 접촉 감지 패널.
17. 제16항에 있어서, 상기 표준 저항기의 저항값은 상기 제1 및 제2장치의 콜렉터 저항기(R₁,R₂)의 총저항값의 1/4인 것을 특징으로 하는 데이타 포획용 접촉 감지 패널.
18. 제13항에 있어서, 상기 스페이서 부재는 상기 제1 및 제2기판(P,G)중 하나의 기판 및/또는 그 나머지 기판을 이용하여 일체로 형성되는 바(

    

    )에 의해 형성되고 그 장축은 상기 한 무리의 제1 및 제2도체중 적어도 한 무리 도체에 평행하게 향하며, 이 바의 두께는 그 폭보다 작거나 같으며, 그 폭은 그 길이보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 데이타 포획용 접촉 감지 패널.

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