KR20020001708A - 3축 스트레인 게이지 포인팅 장치 및 힘 변환기용 센서 및회로 구조 - Google Patents

3축 스트레인 게이지 포인팅 장치 및 힘 변환기용 센서 및회로 구조 Download PDF

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마나라알랜
스코필드마이클씨
케알브레이크
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추후보정
보우린스, 인크.
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Abstract

컴퓨터 및 다른 전자 장치에 이용하기 위한 포인팅 장치는 기판의 표면 상에 저항성 스트레인 게이지의 배열을 포함한다. 상기 스트레인 게이지는 상기 기판에 부착된 조이스틱의 이동에 의해 상기 기판에 적용된 스트레스 또는 스트레인에 응답하여 저항치 변화를 나타내는데, 상기 저항치 변화는 상기 조이스틱의 이동 범위에 비례한다. 상기 스트레인 게이지는 상기 각각의 스트레인 게이지의 저항치를 측정하기 위하여 상기 스트레인 게이지 중 다른 게이지 양단에 일련의 전압 분배기를 연속적으로 설정하는 제어 회로에 전기적으로 접속된다. 이러한 측정에 의해서, 상기 포인팅 장치의 위치는 상기 측정된 저항치와 중립 막대 위치에 해당하는 공지된 저항값을 비교하는 것에 의해 결정될 수 있다. 상기 제어 회로는 상기 스트레인 게이지의 연속쌍 양단에 공지된 전압을 인가한 다음, 상기 전압이 인가되는 각 스트레인 게이지쌍을 형성하는 스트레인 게이지 사이의 중심점에서 전압을 검출하는 것에 의해 전압 분배기를 설정한다.

Description

3축 스트레인 게이지 포인팅 장치 및 힘 변환기용 센서 및 회로 구조{SENSOR AND CIRCUIT ARCHITECTURE FOR THREE AXIS STRAIN GAUGE POINTING DEVICE AND FORCE TRANSDUCER}
현대의 컴퓨터, 특히 개인용 컴퓨터의 사용에 관한 많은 동작들은 디스플레이 스크린 상의 특정 위치에 포인터 또는 커서를 위치시킬 필요가 있다. 또한, 컴퓨터에 의해 동작되는 많은 비디오 게임들은 상기 커서 또는 포인팅 장치를 특정 위치에 위치시킴으로써 동작된다.
몇가지 어플리케이션에 있어서, 상기 커서의 위치는 상기 장치 또는 계기의 케이스 안에 내장된 소형 접촉 감지 패드인 접촉 패드에 의해 통제된다. 상기 패드의 다른 부분에 인가된 압력은 상기 스크린 상에서 커서의 이동을 제어한다.
다른 어플리케이션에서는 조이스틱(joystick)을 이용하여 상기 커서의 이동을 제어한다. 일부 랩톱 컴퓨터 상에서, 이러한 조이스틱은 키보드 상에 있는 몇개의 키 사이에 위치된 초소형 장치가 될 수 있다. 컴퓨터 사용자는 그러한 소형 조이스틱을 손가락의 끝으로 조작한다. 많은 컴퓨터 게임 및 다른 어플리케이션에 있어서, 상기 조이스틱은 약간 크기 때문에, 그 조이스틱을 움켜잡은 사용자가 그의 손으로 조작할 수 있다. 다른 어플리케이션은 크기가 다른 조이스틱을 이용하여 스크린 상의 위치 지시기를 조작할 수 있다. 본 발명은 조이스틱에 본 발명의 어플리케이션을 접목하여 설명될 것이다.
상기 조이스틱의 위치 및 조이스틱 중앙의 "휴지(rest)" 또는 "중립(neutral )" 위치에 관한 조이스틱의 이동을 식별하여 이러한 위치 정보를 전달함으로서 상기 커서가 컴퓨터 스크린 또는 디스플레이 상의 적합한 지점에 위치되도록 해야 한다. 이렇게 조이스틱의 위치를 검출하기 위하여 많은 다양한 장치들이 설계되고 있다. 포인팅 장치에 대한 한 개의 특정 메커니즘은 미국 특허 제5,640,178호에 엔도 등에 의해서 설명되고 있다. 이러한 참조 문헌은 탄성 기판에 장착된 조이스틱을 설명한다. 스트레인 게이지는 이러한 기판의 일 표면 상에 형성된다. 상기 스트레인 게이지쌍의 양단에 특정 방향으로 전압을 인가하면, 그 스트레인 게이지 사이의 1/2 브리지 출력 단자에서 전압이 측정된다. 이러한 전압에 의해서, 상기 스트레인 게이지쌍의 각 게이지에서 스트레인의 양을 알 수 있다. 이러한 정보에 의해서, 위치 정보를 해석할 수 있다. 그러나, 이러한 측정 기법은 상기 스트레인 게이지 쌍이 정확하게 동일한 특성을 가질 수 있도록 정확하게 정합되어야 한다. 하나의 실시예에 있어서, 상기 스트레인 게이지는 특정한 배치로 형성될 수 있다. 그 결과, 상기 스트레인 게이지는 동일한 특성을 확실하게 가질 수 있도록 레이저로 다듬어질 수 있다.
본 발명은 일반적으로 컴퓨터 및 다른 전자 계기와 장치를 접속하는 데 사용하는 포인팅 장치에 관한 것으로써, 특히 컴퓨터 또는 이와 유사한 전기 전자 장치 또는 계기의 디스플레이 상에 포인터 또는 커서를 이동시키는 데 이용된 포인팅 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명을 포함하는 포인팅 장치의 투시도.
도 2는 도 1에 도시된 포인팅 장치의 측면 확대도.
도 3a는 본 발명의 스트레인 게이지 브리지 구조를 양호하게 배열한 전기 회로의 개략도.
3b는 본 발명의 스트레인 게이지 브리지 구조에 대한 양호한 물리적인 배치도.
도 4는 본 발명의 스트레인 게이지 브리지 구조의 제2 배치로 형성된 전기 회로의 개략도.
도 5는 본 발명의 스트레인 게이지 브리지 구조의 제3 배치로 형성된 전기 회로의 개략도.
도 6은 본 발명의 제1 회로 구조의 개략도.
도 7a-7d는 도 6의 회로 구조에 대한 동작 배치를 나타낸 개략도.
도 8은 본 발명의 제2 회로 구조를 나타낸 개략도.
도 9는 본 발명의 제3 회로 구조를 나타낸 개략도.
본 발명은 기판 상에서 스트레인을 측정하는 포인팅 장치 및 그 포인팅 장치를 동작하는 방법이다. 상기 스트레인 게이지는 이러한 스트레인 게이지의 저항 변화를 측정할 수 있는 패턴으로 상기 기판 표면을 가로질러 일련의 전압 분배기와 같이 배치된다. 이러한 판정으로부터, 상기 포인팅 장치의 위치 및 변위가 정의될 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 주변 접촉점들은 복수의 스트레인 게이지와 같이 상기 기판 표면에 형성된다. 각 스트레인 게이지는 중심 접촉점과 상기 주변 접촉점 중 하나를 전기적으로 접촉한다. 접압원에 접속된 제어기 회로는 상기 주변 접촉점 중에서 선택된 접촉점 쌍을 가로질러 상기 전압원을 연속적으로 접속하여, 상기 전압원이 접속되는 주변 접촉점사이에 접속된 스트레인 게이지 사이의 중심 접촉점에서 전압을 검출한다. 고전압 및 저전압의 다른 패턴은 상기 주변 접촉점에 접속되어 다른 스트레인 게이지쌍 양단의 전압을 설정한다.
하나의 특정 실시예에 있어서, 상기 포인팅 장치의 스트레인 게이지는 상기 기판 표면에 적용된 스트레인 감지 잉크로 형성된다. 다른 실시예에 있어서, 저항치가 알려진 저항은 상기 중심 접촉점에 접속되고, 그 알려진 저항치 및 상기 스트레인 게이지 저항치 양단에 전압을 인가하여 또 다른 축을 따라 인가된 힘을 결정한다. 또 다른 실시예에 있어서, 저항치가 알려진 저항은 상기 스트레인 게이지쌍 중 하나와 직렬로 접속하여 상기 스트레인 게이지가 동일한 방향으로 힘을 받을 때힘의 양을 측정한다. 상기 각 스트레인 게이지 저항의 양단에 전압 강하는 상기 각각의 3개의 축 상에서 작용하는 힘을 알기 위하여 측정된다.
이제, 도 1 및 2에 대하여 언급하면, 본 발명의 양호한 실시예를 포함하는 포인팅 장치(21)가 도시된다. 상기 포인팅 장치(21)에는 이후에 기술된 바와 같이다양한 회로 소자로 이루어진 프린팅 회로 기판을 포함하는 베이스(31)가 있다. 평면 기판(23)은 상기 베이스(31) 상에 현수(suspend)된다. 상기 기판(23)은 바람직하게는 알루미나로 형성되지만, 세라믹으로 형성될 수도 있다. 상기 기판(23)은 바람직하게 정방형, 즉 세기가 최대인 형상이다. 또한, 상기 정방형 형상은 스트레인 게이지 센서 배열에 의해 공간 사용을 최적화 함으로써(이후에 기술됨), 상기 기판(23)에 이용될 현존하는 알루미나 및 세라믹판으로부터 최대의 수율을 올린다.
복수의 전도성 땜납 접촉 패드(33)는 상기 기판(23)의 아래쪽에 형성된 회로와 상기 베이스(31) 상에 형성된 회로 사이의 전기 접촉을 허용한다. 기둥 또는 막대(25)는 상기 기판(23)의 위쪽으로 돌출되어 있다. 상기 막대(25)(조이스틱의 형성으로 될 수 있는)는 사용자가 조작하는(직접 또는 간접) 장치(21) 부분을 형성하고, 미리 정한 중립 위치로부터 상기 막대의 이동은 상기 기판(23)에 스트레스 및/또는 스트레인을 제공한다.
다음, 도 3a 및 3b를 언급하면, 스트레인 게이지(41, 42, 43, 44)의 배열 (39)은 상기 기판(23)의 저면에 배열된다. 양호하게, 상기 스트레인 게이지의 배열 (39)은 상기 막대(25)가 돌출한 표면의 반대쪽에 있는 기판(23)의 표면에 인가된다. 도 4 및 도 5는 제2 스트레인 게이지 배열(39a) 및 제3 스트레인 게이지 배열 (39b)을 각각 도시하는데, 이러한 2개의 배열은 이후에 더욱 상세히 기술될 것이다. 스트레인 게이지의 각 배열(39, 39a, 39b)은 개별 스트레인 게이지의 패턴을 포함한다. 상기 배열에서 스트레인 게이지의 패턴은 바람직하게는 대칭이다. 예컨대, 도 3a 및 3b의 배열(39)에 있어서, 상기 스트레인 게이지(41-44)는 상기 정방형 기판(23)의 대각선을 따라 쌍으로 십자형 배열로 배열되고, 상기 기판(23)의 기하학적인 중심으로부터 모두 실제적으로 동일한 거리에 있다.
각각의 스트레인 게이지는 이 스트레인 게이지가 위치한 기판부(23)에 인가된 스트레인의 작용으로 저항치가 변하는 가변 저항기를 구성한다. 예컨대, 인장 스트레인은 스트레인 게이지의 저항치를 증가시키는 반면, 압력 스트레인은 스트레인 게이지의 저항치를 감소시킨다. 상기 스트레인 게이지는 상기 기판 표면에 적용된 스트레인 반응 잉크로 형성된다. 적합한 잉크들은 종래 기술에 널리 공지되어 있다. 상기 스트레인 게이지 배열의 다른 구성 요소들은 전도성 잉크를 상기 기판 표면에 적용함으로써 형성될 수 있다.
예컨대, 도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예를 언급하면, 4개의 스트레인 게이지(41, 42, 43, 44)는 교차 형태의 배열(39)로 제공된다. 도 3a는 가변 저항기로서 상기 스트레인 게이지(41, 42, 43, 44)를 개략적으로 도시한다. 각각의 스트레인 게이지(41, 42, 43, 44)는 중앙 접촉점(49)을 주변 접촉 패드(51, 52, 53, 54) 의 각각에 접속한다. 상기 중앙 접촉점(49)은 상기 기판 표면 상에서 접촉으로 형성될 수 있고, 또한 상기 베이스(31) 위의 회로 기판(도시 안함) 상에 형성될 수 있다. 후자의 경우에, 상기 각각의 스트레인 게이지(41-44)는 접촉 패드 또는 배선(도시 안함) 등의 개별 전도체에 의해 상기 중앙 접촉점(49)에 전기적으로 접속될 것이다. 도 3b에 도시된 물리적인 배치에 있어서, 예컨대, 상기 중앙 접촉점(49)(도 3a)은 상기 기판(23) 상에는 없고 상기 베이스(31) 상에 있다. 상기 각각의 스트레인 게이지는 그 주변의 접촉점과 복수의 2차 접촉 패드(55) 중 하나의 패드 사이에접속되는 데, 이들 각각은 상기 베이스(31) 상의 중앙 접촉점(49)에 전기적으로 접속된다.
상기 주변 접촉 패드(51, 52, 53, 54) 및 상기 2차 접촉 패드(55)는 상기 각 접촉 패드와 그 각각의 스트레인 게이지 사이의 접속 및 상기 스트레인 게이지 사이의 접속과 같이 전도성 잉크로 형성된다. 상기 땜납 접촉 패드(33)(도 1)는 상기 기판의 주변 접촉 패드(51, 52, 53, 54) 및 2차 접촉 패드(55)를 접촉하여 상기 스트레인 게이지 배열과 베이스 기판(31) 상에 형성된 회로사이에 전기적인 접속을 제공한다.
상기 교차 형성된 배열(39)의 제1 축을 따라 제1 및 제2 스트레인 게이지 (41, 42)는 상기 제1 축(이러한 목적에 비추어 다음과 같은 토론은 Y 축으로 설명될 것이다)에서 상기 막대(25)의 이동에 의해 상기 기판(23)에서 발생된 스트레인을 측정하는 데 이용될 수 있다. 상기 교차 형성된 배열(39)의 다른(수직) 축 상에 제3 및 제4 스트레인 게이지(43, 44)는 수직 축(이러한 목적에 비추어 다음과 같은 토론은 X 축으로 기술될 것이다)에서 막대(25)의 이동에 의해 상기 기판(23)에 발생한 스트레인을 측정하는 데 이용된다. 상기 막대(25)가 Y축에서 상기 제2 스트레인 게이지(42) 쪽으로 밀려질 때, 인장 스트레인은 상기 제2 스트레인 게이지(42)에 적용되는 반면, 압력 스트레인은 상기 제1 게이지(41)에 적용될 수 있다. 상기 제1 스트레인 게이지(41)에서 압력 스트레인은 상기 스트레인 게이지(41)의 저항치가 한 방향으로 변화게 하는 원인이 될 것이다. 예컨대, 압력하에 상기 스트레인 게이지의 저항치는 감소할 것이다. 이와 반대로, 인장 스트레인의 영향을 받는 이러한 제2 스트레인 게이지(42)의 저항치는 다른 방향으로 변할 것이다. 예컨대, 인장 스트레인하에서 제2 스트레인 게이지의 저항치는 증가할 것이다. 이와 유사한 현상은 상기 막대(25)가 X축을 따라 이동할 때 상기 스트레인 게이지(43, 44)에 의해서도 경험된다. 상기 스트레인 게이지 저항치의 변화는 실제로 상기 막대(25)가 중립 위치에서 이동되는 거리에 비례할 것이다. 따라서, 둘 중의 어느 한 축을 따라 이동하는 막대의 이동 크기(즉, 중립 위치로부터의 거리)는 중립 위치에 대하여 설정된 정상 값으로부터 저항 변화의 크기에 의해 결정되는 반면, 그 이동 방향은 특정 축을 따라 이동하는 스트레인 게이지의 저항치가 증감하는 것에 의해 결정된다.
바람직하게, 상기 장치는 상기 X 축 및 Y 축에 직교하는(즉, 상기 기판의 평면에 수직) 제3 (Z)축을 따라 이동을 측정하기 위하여 배치될 수 있다. 상기 막대 (25)의 맨위에 힘을 가할 때[즉, 상기 막대(25)에 축방향으로 인가된 힘), 스트레인이 상기 저항(41, 42, 43, 44)에 제공되어 모든 스트레인 게이지에서 동일한 방향으로 저항치가 변화게 한다. 이러한 방법으로, Z 축에 따라 이동이 측정될 수 있다. 물론, 상기 막대(25)는 한 개 이상의 X, Y 및 Z 축을 따라 구성 요소를 갖고 있는 방향으로 이동될 것이고, 그 영향을 받은 스트레인 게이지는 적합한 방법으로 반응할 것이다.
다음, 도 6을 참조하면, 도 3A 및 3B의 스트레인 게이지 배열은 상기 스트레인 게이지 배열(39)의 각 주변 접촉 패드(51, 52, 53, 54)에 전압을 선택적으로 인가하고, 상기 주변 접촉 패드 이외에서 출력을 측정하는 제어 회로에 접속된다. 상기 스트레인 게이지 배열에 전압을 제공하는 바람직한 제어에 의하여 상기 제어 회로가 상기 스트레인 게이지(41, 42, 43, 44) 각각의 저항 값을 결정할 수 있다. 상기 각각의 스트레인 게이지 저항의 측정 값과 상기 스트레인 게이지 배열이 압박되지 않을 때 결정된 이전에 저장된 값을 비교함으로써, 상기 막대(25)의 이동 방향 및 크기는 결정될 수 있다. 상기 베이스(31)의 회로는 도 6에 도시된 제어 회로 등의 제어 회로를 포함할 수 있다. 택일적으로, 상기 베이 회로 기판(31)의 회로는 다른 위치에서 상기 스트레인 게이지 배열을 상기 스트레인 게이지 배열과 접속할 수 있다.
상기 제어 회로는 상기 스트레인 게이지의 다른 쌍의 양단에 전압을 연속적으로 인가하여, 상기 중심점(49)에서 전압을 측정함으로서 일련의 전압 분배기를 생성한다. 상기 일련의 전압 분배기로부터 출력을 생성하고 측정하는 것에 의해, 상기 스트레인 게이지(41, 42, 43, 44)의 저항 값 또는 저항 값의 변화가 결정된다.
이제, 도 7a 내지 7d를 참조하면, 상기 스트레인 게이지(41, 42, 43, 44)의 저항치의 변화가 결정되는 전압 분배기 회로가 도시된다. 도 7a - 7d에 도시된 각 회로는 도 6의 제어 회로에 이용될 수 있다. 처음에, 도 7a를 언급하면, Y 축 스트레인 게이지(41, 42)의 쌍 양단에 전압 또는 전위가 인가된다. 이러 기능을 수행하기 위하여, 하이 상태(Vcc)는 상기 제1 스트레인 게이지(41)에 인접한 제1 주변 접촉점(51)(도 3a, 3b)에 접속되는 반면, 로우 상태(접지)는 상기 제2 스트레인 게이지(42)에 인접한 제2 접촉점(52)(도 3a, 3b)에 접속된다. 상기 중앙 접촉점(49)에서 전압은 상기 직교 스트레인 게이지(43, 44)에 인접한 X 축 주변 접촉점(53, 54) 중 하나의 접촉점에서 전압을 검출하는 것에 의해 측정된다. 도 7a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 상기 전압은 상기 스트레인 게이지(44)에 인접한 주변 접촉 패드(54)에서 검출된다. 이러한 배치는 Y 축 스트레인 게이지(41, 42) 양단에 전압 분배기를 만든다. 결과적으로, 상기 스트레인 게이지(41, 42) 양단의 전압은 상기 제2 주변 접촉점(52)에 인가된 하이 상태(Vcc) 및 상기 제1 주변 접촉점(51)에 인가된 로우 상태(접지)로 반전될 수 있다. 상기 중간점 전압의 측정 또는 검출은 상기 제4 접촉점(54)에 다시 실행될 수 있다. 이러한 배치는 도 7b에 개략적으로 도시된다. 상기 2개의 전압 분배기 배치의 중간 접촉점(49)에서 측정된 전압을 취하는 것에 의해 상기 가변 스트레인 게이지(41, 42)의 상대 값을 결정할 수 있다. 상기 제4 주변 접촉점(54)에서 2개의 전압 측정치, 즉 상기 Y 축 스트레인 게이지 (41, 42) 양단에 인가된 각 전압의 극성을 취함으로써, 상기 X 축 스트레인 게이지 (44)의 효과[상기 중앙 접촉점(49)에서 전압이 측정되는 것을 통하여]는 필수적으로 부정된다.
유사하게, 상기 X 축 스트레인 게이지(43, 44)는 X 축 스트레인 게이지쌍 (43, 44) 양단에 전압을 인가하고, 그 게이지 사이의 중심점(49)에서 접압을 측정하는 것에 의해 분석될 수 있다. 도 7c를 언급하면, 하이 상태(Vcc)는 상기 스트레인 게이지(43)에 인접한 상기 제3 주변 접촉점(53)에 인가될 수 있고, 로우 상태(접지)는 상기 제4 주변 접촉점(54)에 인가될 수 있다. 상기 전압은 상기 제1 주변 접촉점(51) 등의 다른 주변 접촉점 중 한 개의 접촉점에서 검출된다. 상기 전압은도 7d에 도시된 바와 같이 상기 스트레인 게이지(43, 44) 양단에 반전될 수 있다. 상기 X 축 스트레인 게이지(43, 44) 양단에 전압을 인가할 때 중심점 또는 중앙 접촉점(49)에서 검출된 전압을 이용할 때, 상기 스트레인 게이지(43, 44)의 상대 값은 결정될 수 있다. 다시, 상기 제1 주변 접촉점(51)에서 2개의 전압 측정치를 사용하는 것은 상기 접압 측정치를 얻는 것을 통하여 상기 Y 측 스트레인 게이지(41)의 저항치의 변화의 효과를 실제로 부정한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 제어 회로는 초기에 컴퓨터를 턴온 할 때와 같이 포인팅 장치에 처음에 전원을 인가할 때 상기 스트레인 게이지(41, 42, 43, 44) 상에서 이러한 분석을 실행한다. 전원 인가시, 상기 포인터(21)의 막대 (25)에 압력이 가해지지 않는 경우, 상기 스트레인 게이지(41, 42, 43, 44)의 장상 또는 "휴식" 값이 결정될 수 있다. 이러한 정상 값들은 상기 스트레인 게이지(41, 42, 43, 44)가 막대(25)의 조작으로 압력을 받을 때 측정된 값과 비교하여 기억될 수 있다.
각 스트레인 게이지의 정상 값이 결정되고, 차후의 측정시 비교점으로 이용될 수 있기 때문에, 각 스트레인 게이지가 정확하게 일치될 필요성은 없다. 상기 스트레인 게이지의 특성간의 차이는 이후의 측정 동안에 얻은 계산치에 대하여 보상될 수 있다. 따라서, 제조 절차는 간소화 되고, 각 스트레인 게이지를 정확하게 조작할 필요없이 동일한 저항 값 및 성능 특성을 정확하게 가질 수 있다.
다시, 도 6을 언급하면, 상기 제어 회로는 복수의 디지털 입력/출력부 (P0, P1, P3, Q0 및 Q1)를 갖는 범용 마이크로프로세서(71)를 포함할 수 있다. 상기 마이크로프로세서(71)의 각 디지털 입력/출력부(P0-P3)는 상기 주변 접촉점(51, 52, 53, 54)의 해당하는 점촉점에 접속된다. 상기 입력/출력부(Q0)는 제1 고정 저항(77)을 통하여 제4 주변 접촉점(54)에 접속되고, 상기 디지털 입력/출력부(Q1)는 제2 고정 저항(79)을 통하여 제2 주변 접촉점(52)에 접속된다. 상기 고정 저항은 상기 각 스트레인 게이지 저항(41-44)의 정상(스트레스 받지 않은) 저항치의 약 1.5배의 저항치를 바람직하게 갖는다.
가산기(75)는 상기 접촉점의 일부 및 상기 마이크로프로세서(71)의 디지털 입력/출력부의 일부의 상태를 결합하여 상기 스트레인 게이지 구성 요소(41-44)에 인가된 스트레인을 결정하기 위하여 해석될 수 있는 신호를 발생한다. 이렇게 도시된 예에 있어서, 상기 마이크로프로세서(71)의 디지털 입력/출력부(P0, P3, Q0 및 Q1)의 상태는 상기 주변 접촉점(52, 54)의 상태에 결합된다.
상기 마이크로프로세서(71)의 디지털 입력/출력 포트의 일부는 상기 가산기 (75)에 직접 접속되는 반면, 다른 입력/출력 포트는 고정 저항을 통하여 접속된다. 특히, 상기 디지털 입력/출력 포트(Q0)는 상기 가산기(75)의 제1 입력에 직접 접속된다. 또한, 상기 제4 주변 접촉점(54)은 상기 제1 고정 저항(77)을 통하여 상기 가산기 (75)의 제1 입력에 접속된다. 상기 디지털 포트(Q1)는 상기 가산기(75)의 제2 입력에 접속된다. 또한, 상기 제2 주변 접촉점(52)은 제2 고정 저항(79)을 통하여 제2 가산기 입력에 접속된다. 상기 입력/출력 포트(P3) 및 제4 주변 접촉점 (54)는 제3 고정 저항(81)을 통하여 상기 가산기(75)의 제3 입력에 접속된다. 최종적으로, 상기 입력/출력 포트(P0) 및 제2 주변 접촉점(52)은 제4 고정 저항(83)을통하여 제4 가산기 입력에 접속된다. 하나의 특정 실시예에 있어서, 상기 각 제3 및 제4 고정 저항(81, 83)은 상기 스트레인 게이지 저항(41-44)의 정상(스트레스 받지 않은) 저항치의 약 2.5 배에 해당하는 저항치를 갖는다.
디지털 대 아날로그(D/A) 변환기(91)은 상기 마이크로프로세서(71)의 일부분이 될 수 있으며, 상기 가산기(75)에 음의 입력을 제공한다.
상기 가산기(75)의 출력은 증폭기(93)에 제공된다. 상기 증폭기 출력은 아날로그 대 디지털(A/D) 변환기(95)에 제공되고, 상기 마이크로프로세서(71)의 일부분이 될 수 있다. 오프셋(97)은 상기 증폭기(93)에 제공되어 상기 시스템의 개별 구성 요소 사이에 오정합을 일으키는 DC 바이어스를 보상한다.
도 6에 도시된 회로는 Z 축[도 2에 도시된 바와 같이 기판(23)의 평면에 수직] 의 위치 제어(21) 막대(25)에 인가된 힘을 부가적으로 측정한다. 상기 기판(23)에 인가된 Z 축 힘은 X 축 스트레인 게이지(43, 44) 및 Y 축 스트레인 게이지(41, 42)에서 동일한 스트레인을 생성하고, 그 스트레인은 상기 모든 스트레인 게이지(41, 42, 43, 44)에 대하여 동일한 방향에 있다. 상기 Z 축 힘은 상기 X 축 스트레인 게이지(43, 44) 또는 Y 축 스트레인 게이지(41, 42) 중 하나와 직렬로 저항을 위치시키는 동시에, 양축에 전압을 인가하는 것에 의해 측정될 수 있다. 상기 저항(77, 79, 81, 83) 중 하나는 이러한 목적에 이용될 수 있다. 상기 한 개의 축과 직렬로 위치된 저항 양단의 전압 강하를 측정함으로써, 상기 스트레인 게이지 저항(41, 42, 43, 44)에 Z 방향으로 인가된 스트레인이 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 저항(77)은 상기 X 축 스트레인 게이지(43, 44)와 직렬로 위치할 수 있다. 상기 저항(77) 양단의 전압 강하는 상기 주변 접촉점(54)을 상기 가산기(75)와 접속하는 전기 경로를 통하여[저항(81)을 통하여] 측정될 수 있다.
각 축(X, Y, Z)에서 스트레인을 특정하기 위하여, 상기 마이크로프로세서 (71)의 상기 디지털 입력/출력 포트(P0-P3, Q0 및 Q1)는 도 7a-7d에 도시된 전압 분배기 배치를 연속적으로 설정한다. 이러한 전압 분배기를 설정하기 위하여, 상기 마이크로프로세ㅓ(71)의 디지털 입력/출력 포트(P0-P3)는 다음과 같은 상태로 설정된다.
상태 예시된 배열 P0 P1 P2 P3 Q0 Q1
Y(1) 측정 도 7A 0 R 1 R R 0
Y(2) 측정 도 7B 1 R 0 R R 1
X(1) 측정 도 7C R 1 R 0 0 R
X(2) 측정 도 7D R 0 R 1 1 R
Z 측정 R 1 1 R 0 0
여기서, 1은 상대적으로 높은 전압(Vcc)이고, 0은 상대적으로 낮은 전압(접지)이고, R은 고 임피던스이다.
상기 마이크로프로세서(71)는 적합한 상태로 상기 마이크로프로세서 입력/출력 포트(P0-P3, Q0 및 Q1)를 선택적으로 설정하기 위하여 프로그래밍 될 수 있다.
상기 마이크로프로세서(71)는 몇개의 통상적인 마이크로프로세서 출력 포트가 될 수 있는 출력 포트(99)를 갖는다. 예컨대, 상기 포트(99)는 PS/2 포트, RS232 포트 또는 Universal Serial Bus가 될 수 있다. 다른 타입의 출력 포트는 당업자라면 이해될 것이다.
도 7a 및 7b에 도시된 2개의 전압 분배기 회로를 연속적으로 설정함으로써, 상기 중앙 접촉점(49)에서 전압을 지시하는 신호의 연속성은 상기 가산기(75)를 통하여 상기 마이크로프로세서(71)에 제공된다. 상기 마이크로프로세서(71)는 전원을 올리거나 상기 포인팅 장치에 스트레인이 위치되지 않는 다른 시간에 판독되는 마이크로프로세서(71)의 비휘발성 메모리에 기억된 전압치와 상기 수신 전압치를 비교한다. 이러한 비교에 의해서, 상기 마이크로프로세서(71)는 Y 축 스트레인 게이지(41, 42)의 저항치의 변화를 계산한다. 이러한 변화에 의해서, 상기 마이크로프로세서(71)는 일반적으로 공지된 절차를 이용하여 Y 축에서 커서 제어(21) 막대 (25)에 인가되는 스트레스를 결정한다. 이러한 스트레스로부터, 상기 마이크로프로세서(71)는 상기 커서 또는 다른 포인팅 장치에 대하여 Y 축을 따라 적합한 위치를 결정한다.
유사하게, 도 7c 및 7d에 도시된 2개의 전압 분배기 회로를 연속적으로 설정함으로써, 상기 중앙 접촉점(49)에서 전압을 지시하는 신호는 상기 가산기(75)를 통하여 상기 마이크로프로세서(71)에 연속적으로 제공된다. 상기 마이크로프로세서 (71)는 전원을 높이고, 상기 포인팅 장치에 스트레인이 없는 다른 시간에 판독되는 마이크로프로세서(71)의 비휘발성 메모리에 기억된 전압치와 상기 수신 전압치를 비교한다. 이러한 비교에 의해서, 상기 마이크로프로세서(71)는 X 축 스트레인 게이지(43, 44)의 저항치 변화를 계산한다. 이러한 변화에 의해, 상기 마이크로프로세서(71)는 일반적으로 공지된 절차를 이용하여 상기 X 축에서 커서 제어(21) 막대(25)에 인가되는 스트레스를 결정할 수 있다. 이러한 스트레스로부터, 상기 마이크로프로세서(71)는 상기 커서 또는 다른 포인팅 장치에 대한 X 축을 따라 적합한 위치를 결정한다.
상기 포인팅 장치에 인가된 Z 축 힘을 측정하는 다른 회로는 도 8에 도시된다. 도시된 실시예에 있어서, 상기 스트레인 게이지 배열의 중앙 접촉점(49)에 직접 접촉된다. 이러한 직접 접촉은 상기 스트레인 게이지(41-44) 양단의 전압 분배를 직접 측정할 수 있다. 상기 중앙 접촉점(49)은 증폭기(101)의 입력에 접속된다. 상기 증폭기(101)의 출력은 마이크로프로세서용 아날로그 대 디지털 변환기(103)에 제공된다. 상기 아날로그 대 디지털 변환기(103)는 상기 마이크로프로세서(105)의 일부를 형성할 수 있다. 상기 마이크로프로세서(105)는 개별적으로 P0--P4로 표시된 복수의 디지털 입력/출력 포트(107)를 갖는다. 이러한 디지털 입력/출력 포트 (107)는 연속해서 하이 전압 및 로우 전압으로 설정되고, 고 임피던스로 설정되어 일련의 전압 분배기를 셋업한다.
상 태 P0 P1 P2 P3 P4
Y(1) 측정 0 R 1 R R
Y(2) 측정 1 R 0 R R
X(1) 측정 R 1 R 0 R
X(2) 측정 R 0 R 1 R
Z 측정 R 1 1 R 0
외부에 알려진(일반적으로 고정) 저항(108)은 상기 마이크로프로세서(105)의디지털 입력/출력 포트(107)(즉, P4) 중 하나와 중앙 접촉점(49) 사이에 직접 접속된다. 이러한 부가 저항(108)은 측정될 스트레인 게이지 배열에 부가적인 브리지를 제공한다. 상기 마이크로프로세서(105)의 디지털 입력/출력 포트(107)의 상태를 설정하여 도 6에 도시된 배열과 결합으로 상기 기술되는 방법과 비슷한 방법으로 상기 스트레인 게이지(41-44) 양단의 일련의 전압 분배기를 만드는 것에 의해서, 상기 X 및 Y 축에서 힘 성분이 결정된다. 제5 전압 분배기는 상기 마이크로프로세서 (105)의 디지털 입력/출력 포트(P4)를 적합하게 제어하는 것에 의해 부가적인 고정 저항(108) 양단에 셋업될 수 있다. Z 축 힘에 의해 상기 제1 내지 제4 스트레인 게이지(41-44)의 저항치가 동일한 방향으로 변하기 때문에, 상기 Y 축 스트레인 게이지 중 하나[예컨대, 상기 스트레인 게이지(42)], X 축 스트레인 게이지 중 하나[예컨대, 스트레인 게이지(44)] 및 외부 고정 저항(108) 양단의 전압 분배기에 의해 Z 축 힘이 결정될 수 있다. 상기 하이 전압(Vcc)은 상기 스트레인 게이지(42 및 44)에 동시에 제공될 수 있다. 상기 외부 저항(108)은 중앙 접촉점과 매우 낮은 전위(접지 등) 사이에 접속된다. 상기 중앙 접촉점에서 전압을 측정하는 것에 의해, 상기 스트레인 게이지(42, 44)와 외부 저항(108)사이의 전압 분배기가 설치된다. 상기 외부 저항(108)이 고정되기 때문에, 상기 스트레인 게이지(42, 44)의 저항치의 변화는 측정되고, 상기 Z 축의 스트레인이 계산된다. 도 6과 결합하여 상기 기술된 실시예로서, 상기 입력/출력 포트(107)는 고전압(Vcc), 접지 및 스트레인 게이지(41-44)의 배열 주위에 고 임피던스 상태 사이를 스위칭하는 데 이용된다.
상기 마이크로프로세서(105)는 상기 스트레인 게이지 배열의 개별 저항(41-44) 값 사이의 차를 보상하기 위하여 오프셋 신호를 발생할 수 있다. 이러한 오프셋 신호는 디지털 대 아날로그 변환기(109)에서 아날로그 신호로 변환되고, 상기 마이크로프로세서(105)의 일부분이 될 수도 있다. 상기 아날로그 오프셋 신호는 상기 증폭기(101)에 제공된다.
이제, 도 4 및 도 5를 언급하면, 2개의 다른 스트레인 게이지 배열(39a, 39b)이 각각 도시된다. 도 4 및 도 5에 도시된 각각의 삼각 스트레인 게이지 배열은 3개의 스트레인 게이지를 포함하고, 상기 스트레인 게이지 배열에 실제로 일치하는 삼각 기판에 제공될 수 있다.
예컨대, 도 4는 스트레인 게이지 가변 저항(141, 142, 143)의 삼각 배치를 도시하는 데, 각각의 저항은 3개의 주변 접촉점(151, 152, 153) 중 하나와 중앙 접촉점(149)을 접속한다. 고정 저항(144)은 상기 중앙 접촉점(149)과 제4 주변 접촉점(154)을 접속한다.
상기 제4 주변 접촉점(154)에 공지 전압(Vcc)을 접속하고, 일련의 전압 분배기는 상기 고정 저항(144) 양단의 공지 전압 및 연속해서 상기 스트레인 게이지 (141, 142, 143)의 가변 저항치를 분배한 것이 생성될 수 있다. 상기 중앙 접촉점 (149)에서 중앙 전압은 제5 주변 접촉점(155) 상에서 검출된다. 상기 일련의 전압 분배기로부터, 상기 스트레인 게이지(141, 142, 143)의 저항치는 측정되고, 상기 스트레인 게이지에 인가된 스트레인은 결정된다. 이러한 정보에 의해, 상기 커서 제어에 적합한 위치가 결정될 수 있다.
특히, 상기 고정 저항(144)에 접속되는 제4 접촉점(154)에 공지 전압(Vcc)이인가될 수 있다. 상기 제2 및 제3 주변 점촉점(152, 153)은 고 임피던스에 접속될 수 있고, 상기 제1 주변 접촉점(151)은 저 임피던스를 통하여 고 임피던스에 접속될 수 있다. 이러한 방법으로, 상기 전압 분배기는 상기 고정 저항(144) 및 제1 스트레인 게이지 가변 저항(141) 양단에 셋업된다. 상기 전압 분배기의 중심점을 형성하는 중앙 접촉점(149)에서 출력 전압은 제5 주변 접촉점(155)에서 측정된다. 상기 고정 저항(144)의 공지된 저항치에 의해서, 상기 가변 저항(141)의 값은 결정될 수 있다. 유사한 전압 분배기는 제2 및 제3 스트레인 게이지(142, 143)에 대하여 연속적으로 셋업될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 도 4의 스트레인 게이지 배열(39a)은 상기 기술된 전압 분배기를 설치하는 제어 회로에 접속된다. 이러한 제어 회로에 있어서, 상기 공지된 전압(Vcc)은 마이크로프로세서(105a)의 디지털 입력/출력 포트(P3)를 통하여 스트레인 게이지 배열(39a)의 제4 주변 접촉점(154)에 제공된다. 상기 스트레인 게이지 배열의 주변 접촉점(151, 152, 153)은 상기 마이크로프로세서(105a)의 디지털 입력/출력 포트(P0, P1, P2)에 접속된다. 상기 디지털 입력/출력 포트(P0, P1, P2)는 상기 3개의 스트레인 게이지(141, 142, 143) 양단에 전압 분배기를 설성하기 위하여 선택적으로 설치된다.
상기 제5 주변 접촉점(155)은 가산 증폭기(101)의 입력에 접속된다. 오프셋은 디지털 대 아날로그 변환기(109)를 통하여 상기 마이크로프로세서(105a)로부터 상기 증폭기(101)에 제공된다. 상기 증폭기(101)의 출력은 아날로그 대 디지털 변환기(103)를 통하여 마이크프로세서(105a)에 인가된다.
삼각 기형 계산법(trigonometric calculations)을 이용하여, 도 4에 도시된 배열의 각각의 삼각 다리에서 측정된 스트레인은 X 및 Y 축 값 또는 다른 적합한 좌표로 변환될 수 있다. 바람직하게, 상기 스트레인 게이지의 삼각 배치는 상기 스트레인 게이지 다리 사이의 120도 각으로 대칭이다.
그러나, 제3 스트레인 게이지 배열(39b)은 도 5에서 3개의 스트레인 게이지 (241, 242, 243)의 삼각 배열을 도시한다. 이러한 각각의 스트레인 게이지 (214, 242, 243)는 중앙 접촉점(249)을 3개의 주변 점촉점(251, 252, 253)과 접속한다. 마이크로프로세서 상에서 3개의 상태 포트를 이용하면(도시 않함), 일련의 전압 분배기는 상기 스트레인 게이지(241, 242, 243)의 연속 쌍 양단에 설정될 수 있다. 도 9에 도시된 회로와 비슷한 제어 회로가 상기 일련의 전압 분배기를 셋업하기 위하여 배치될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 상기 스트레인 게이지 배열(39b)의 각 다리에서 측정된 스트레스는 적합한 좌표 시스템으로 변환될 수 있다.
상기 기술된 시스템 및 방법은 많은 현재의 시스템 및 장치를 포인팅하는 방법보다 전력 소비를 줄일 수 있다. 상기 기술된 시스템 및 방법을 이용하면, 상기 포인팅 장치 및 그 제어기 회로는 항상 전원이 인가될 필요는 없지만, 측정 시간에 는 전원을 인가할 필요성이 있다. 또한, 상기 기판 상의 다양한 접촉점 주변으로 전원을 스위칭하여 다른 스트레인 게이지에 연속적으로 전원을 인가함으로서 모든 접촉점에 지속적으로 전원을 인가할 필요가 없다.
상기 기술된 장치 및 방법의 부가적인 장점은 상기 마이크로프로세서(71)로부터 상기 증폭기(93)로 피드백하는 아날로그 출력을 통하여 상기 증폭기 오프셋을간단히 수정함으로써 자동 이득 조정이 수행될 수 있다(도 6 실시예).
상기 기술된 시스템 및 방법의 또 다른 장점은 상기 정방형, 삼각형 또는 다른 규칙적인 형태의 스트레인 게이지 배열에 의해 상기 기판(23)이 비슷한 규칙적인 형태로 제조될 수 있다는 것이다. 상기 규칙적으로 형성된 기판은 다른 포인팅 장치에 필요한 복잡한 형태보다 훨씬 쉽게 제조할 수 있다.
최종적으로, 적합한 전자 기술(마이크로프로세서에 의한 계산을 포함)을 이용하면, 상기 스트레인 게이지의 특성 차이점이 설명된다. 따라서, 상기 스트레인 게이지는 서로 정확하게 일치할 필요는 없고, 그들을 일치시키기 위한 비싼 레이저 트리밍도 필요없다.
당업자라면 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 상기 기판 상에 스트레인 게이지의 다른 배치는 만들어지고, 다른 기판 재료가 이용될 수 있다. 또한, 다른 타입의 제어 회로도 이용된다. 더욱더, 상기 장치(21)는 상기 막대(25)의 변위에 응답하여 힘을 지시하는 출력 신호를 산출하기 위해 프로그래밍되는 마이크로프로세서을 적용한 제어 회로로서 힘 변환기용으로 배치될 수 있다.
따라서, 상기 기술된 특정 실시예는 예시적인 것으로 한정하고자 하는 것은 아니다.

Claims (20)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에 형성된 복수의 주변 접촉점과,
    중앙 접촉점과,
    상기 기판의 표면 상에 형성되고, 상기 중앙 접촉점과 상기 주변 접촉점 중 하나를 전기적으로 각각 접속하는 복수의 스트레인 게이지로 이루어진 브리지 회로와,
    상기 브리지 회로에 접속되어, 선택된 상기 주변 접촉점쌍의 양단에 연속적으로 전압을 인가하는 동시에 상기 중앙 접촉점에서 선택적으로 상기 전압을 검출하는 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인가된 전압은 고전위에서 저전위로 떨어지고, 상기 제어 회로는 처음에 상기 고전위를 제1 주변 접촉점에 접속하고, 상기 저전위를 제2 주변 접촉점에 접속한 다음, 상기 고전위를 상기 제2 주변 접촉점에 접속하고, 상기 저전위를 상기 제1 주변 접촉점에 접속하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 고전위를 상기 제3 주변 접촉점에 접속하고, 상기 저전위를 제4 주변 접촉점에 접속한 다음, 상기 고전위를 제4 주변 접촉점에 접속하고, 상기 저전위를 상기 제3 주변 접촉점에 접속하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는 처음에 제1 및 제2 주변 접촉점 양단의 전압을 제1 극성에 인가한 다음, 상기 제1 및 제2 주변 접촉점 양단의 전압을 그 반대 극성에 인가하고, 상기 제3 및 제4 주변 접촉점 양단의 전압을 제1 극성에 인가한 다음, 상기 제3 및 제4 주변 접촉점 양단의 전압을 그 반대 극성에 인가하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중앙 접촉점을 상기 주변 접촉점 중 하나와 접속하는 공지된 저항치를 갖는 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  6. 제1항에 있어서, 공지된 저항치를 갖는 저항을 더 포함하고,
    상기 제어 회로는 상기 저항을 상기 스트레인 게이지 중 하나와 직렬로 선택적으로 접속하고,
    상기 제어 회로는 상기 전압을 제1 스트레인 게이지쌍의 일단 및 제2 스트레인 게이지쌍 + 상기 저항의 일단에 선택적으로 인가하여, 상기 제1 및 제2 스트레인 게이지쌍의 다른 단 사이의 전압차를 측정하는 포인팅 장치.
  7. 제1항에 있어서, 공지된 저항치를 갖는 저항을 더 포함하는 데, 상기 저항은 상기 중앙 접촉점과 상기 주변 접촉점의 하나 사이에 접속되고,
    상기 제어 회로는 상기 저항 양단에 전압 분배기 및 상기 스트레인 게이지의 하나를 선택적으로 생성하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 스트레인 게이지는 상기 중앙 접촉점과 제1 주변 접촉점을 접속하는 제1 Y축 스트레인 게이지와,
    상기 중앙 접촉점과 제2 주변 접촉점을 접속하는 제2 Y축 스트레인 게이지와,
    상기 중앙 접촉점과 제3 주변 접촉점을 접속하는 제1 X축 스트레인 게이지와,
    상기 중앙 접촉점과 제4 주변 접촉점을 접속하는 제2 X축 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  9. 기판과,
    상기 기판 상에 형성된 복수의 주변 접촉점과,
    중앙 접촉점과,
    상기 기판의 표면 상에 형성되고, 상기 중앙 접촉점과 상기 주변 접촉점의 하나와 각각 접속하는 복수의 저항과,
    상기 주변 접촉점의 각각에 접속되고, 상기 스트레인 게이지 저항의 특정 저항에 인가된 스트레인을 측정하기 위하여 상기 저항 중 다른 저항의 양단에 전압 분배기 회로를 선택적으로 설정하는 제어 회로를 포함하고,
    상기 적어도 일부의 저항은 상기 기판에서 느낀 스트레인에 응답하여 변하는저항치를 갖는 스트레인 게이지 저항인 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어 회로는 이 제어 회로에 의해 상기 저항 중 선택된 저항쌍의 양단에 전압을 순차적으로 인가하는 동시에 상기 전압의 인가에 응답하여 상기 중앙 접촉점에서 상기 전압을 측정하고, 그 결과 상기 각 저항의 상대 저항치를 결정하게 프로그래밍된 마이크로프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치.
  11. 포인팅 장치의 위치를 결정하는 방법에 있어서,
    기판에 복수의 주변 접촉점을 제공하는 단계와,
    상기 기판에 중앙 접촉점을 제공하는 단계와,
    상기 중앙 접촉점과 상기 주변 접촉점 중 하나와 각각 접속하는 복수의 스트레인 게이지를 상기 기판에 제공하는 단계와,
    알려진 위치에서 상기 포인팅 장치로 제1 스트레인 게이지쌍의 양단에 정해진 전압을 분배하고, 제2 스트레인 게이지쌍의 양단에 상기 정해진 전압을 분배하는 단계와,
    알려지지 않은 위치에서 포인팅 장치로 상기 포인팅 장치 및 상기 제1 스트레인 게이지쌍의 양단에 정해진 전압을 분배하는 단계와,
    상기 제2 스트레인 게이지쌍 양단의 상기 정해진 전압을 분배하는 단계와,
    상기 알려지지 않은 위치에서 상기 포인팅 장치로 분배된 전압과 상기 알려진 위치에서 상기 포인팅 장치로 상기 분배된 전압을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치의 위치를 결정하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 스트레인 게이지쌍의 양단에 상기 정해진 전압을 분배하는 각각의 단계는 상기 제1 스트레인 게이지쌍의 양단에 상기 정해진 전압을 인가하여 상기 중앙 접촉점에서 상기 전압을 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 스트레인 게이지쌍의 양단에 상기 정해진 전압을 분배하는 각각의 단계는 상기 제2 스트레인 게이지쌍의 양단에 상기 정해진 전압을 인가하여 상기 중앙 점촉점에서 상기 전압을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포인팅 장치의 위치를 결정하는 방법.
  13. 기판과,
    상기 기판에 스트레스 또는 스트레인을 적용하는 수단과,
    상기 기판 상에 복수의 전도성 주변 접촉점과,
    중앙 접촉점과,
    상기 기판 상의 브리지 회로에 배열되고, 상기 기판에 적용된 스트레스 또는스트레인에 응답하여 변하며, 상기 중앙 접촉점과 상기 주변 접촉점 중 하나의 접촉점 사이에 전기적으로 각각 접속되는 복수의 저항성 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레인 게이지 감지 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복수의 스트레인 게이지는 제1 축을 따라 배열된 제1 스트레인 게이지쌍과,
    상기 제1 축에 직교하는 제2 축을 따라 배열된 제2 스트레인 게이지쌍을 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레인 게이지 감지 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 스트레스 또는 스트레인을 적용하는 수단은 상기 기판에 부착되고 중립 위치로부터 이동 가능한 막대를 포함하며, 상기 스트레인 게이지에서 저항치 변화는 상기 막대가 상기 중립 위치로부터 이동되는 거리에 비례하는 것을 특징으로 하는 스트레인 게이지 감지 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 복수의 스트레인 게이지는 120도 삼각형 패턴으로 분리된 3개의 스트레인 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레인 게이지 감지 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 중립 접촉점과 상기 주변 접촉점 중 하나의 접촉점 사이에 전기적으로 접속된 고정 저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레인 게이지 감지 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 중앙 점촉점에 전기적으로 각각 접속되는 복수의 2차주변 접촉점을 더 포함하고, 상기 각각의 스트레인 게이지는 상기 주변 접촉점 중 하나와 상기 2차 주변 접촉점 중 하나 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 스트레인 게이지 감지 장치.
  19. 제13항에 있어서, 상기 스트레스를 적용하는 수단은 제1 및 제2 직교축을 따라 이동 가능한 막대를 포함하여 스트레스 또는 스트레인을 상기 제1 및 제2 직교축을 따라 상기 기판에 적용하는 것을 특징으로 하는 스트레인 게이지 감지 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 막대는 상기 제1 및 제2 직교축 모두에 직교하는 제3축을 따라 기판에 스트레스 또는 스트레인을 적용할 수 있게 배치되는 것을 특징으로 하는 스트레인 게이지 감지 장치.
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