KR970010374B1

KR970010374B1 - 위치검출장치

Info

Publication number: KR970010374B1
Application number: KR1019890000469A
Authority: KR
Inventors: 아즈마 무라까미; 쯔구야 야마나미; 다까히고 후나하시; 도시아끼 센다
Original assignee: 가부시기가이샤 와꼬무; 요시다 모또오
Priority date: 1988-01-29
Filing date: 1989-01-18
Publication date: 1997-06-25
Also published as: KR890012171A; DE68915794D1; DE68915794T2; EP0326396A3; CN1016907B; US4948926A; JPH01194019A; EP0326396A2; CN1035556A; EP0326396B1

Abstract

내용없음.

Description

위치검출장치

제1도는 본 발명의 위치검출장치의 일실시예의 전체의 구성을 나타낸 구성도.

제2도는 타블릿을 구성하는 X 및 Y방향의 루우프코일의 기본 패턴을 설명하기 위한 도.

제3도는 타블릿의 X방향에 있어서의 루우프코일 전체를 일부 생략하여 나타낸 구성도.

제4도는 입력펜의 내부구성을 나타내기 위한 일부를 절단하여 나타낸 평면도.

제5도는 이 입력펜의 전기적인 구성을 나타낸 회로도.

제6도는 제1도의 각부에 나타나는 신호를 나타낸 파형도.

제7도는 제1 코일군의 각 루우프코일과 그 검출전압의 변화를 나타낸 도로서,

제7a도는 제1 코일군의 각 루우프코일의 패턴을 나타내고,

제7b도는 이들의 패턴을 대응하는 검출전압을 나타내는 파형도.

제8도는 제1 및 제2 코일군의 각 하나의 루우프코일과 그들의 검출전압의 변화를 나타낸 도로서,

제8a도는 각 루우프코일의 패턴을 나타낸 도.

제8b도는 이들 패턴에 대응하는 검출전압을 나타낸 파형도.

제9도는 측정해야 할 임의의 위치의 산출을 설명하기 위한 파형도.

제10도는 좌표 △x 및 △x'와 참된 위치와의 관계를 나타낸 파형도.

제11도는 제어처리수단의 동작 플로우챠트.

제12도는 루우프코일의 다른 실시예를 설명하기 위한 도.

제13도는 루우프코일의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 타블릿 12 : 입력펜

13, 14 : 선택수단(회로) 15, 16 : 송수절환회로

17, 18 : 증폭기 19 : 수신타이밍절환수단

21, 22 : 구동회로 23 : X, Y 절활수단

24 : 대역필터 25 : 검파기

26, 27 : 위상검파기(PD) 28 : 신호발생기

29 : 제어수단 31, 32, 33 : LPF

41 : 루우프코일

본 발명은 코드레스인 위치 지시기에 의하여 지정된 위치 검출부의 위치를 검출하는 위치검출장치에 관한 것으로, 특히 상세하게 말하면 위치 지시기에 동조회로를 설치하고 위치검출부측에는 루우프코일을 서치하여 이 루우프코일로부터 전파를 발신하고 이 전파의 위치 지시기로부터의 반사를 이용하여 위치 검출부상의 위치 지시기의 지정위치를 검출하도록 한 위치검출장치에 관한 것이다.

기판상에 다수의 신호선을 소정간격을 두고 X방향 및 Y방향으로 각각 나란히 설치한 위치검축부와, 이 위치검출부상의 임의의 측정해야할 위치를 지시하는 위치 지시기를 가지고, X방향의 신호선 및 Y방향의 신호선을 각각 순차 구동하여 위치지시기의 위치를 X-Y의 좌표치로 포촉하므로서 그 위치를 식별하는 위치 검출장치는 타블릿 또는 디지타이저라고 불리는 도형이나 문자의 입력장치로서 널리 이용되고 있다.

이와 같은 위치검증장치로서는 예를 들면 1983년 5월 10일에 공개된 일본국 특허 공개 No 58-176933호에 기재된 도형정보 입력장치가 있다. 이 화상정보 입력장치는 X방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 구동선과 Y방향으로 간격을 두고 배치된 복수의 검출선을 서로 직교하도록 배치된 위치검출부와, 펠라이트 같은 자성체를 가지는 위치 지시기를 가지고 있다. 그리고 구동선에 순차 전류를 흐르게 함과 동시에 검출선을 순차 선택하여 유도전압을 검출하도록 하여 위치 지시기로 지정한 위치를 큰 유도전압이 유기된 검출선의 위치로부터 검출하도록 한 것이다.

이와 같은 위치검출장치에서는 위치 지시기는 자기신호를 출력하기만 하면 되므로 코드레스로 할 수가 있어 위치 지시기의 조작성이 좋다는 이점이 있다. 이 위치검출부에 있어서는 검지할 수 있는 위치가 구동선과 검출선으로 포위된 구형(矩形) 형상의 부분뿐만이기 때문에 좌표 위치의 분해능이 선의 간격으로 결정되고, 분해능을 높이기 위하여 선의 간격을 작게 하지 않으면 안된다. 그러나, 선의 간격을 작게하면 SN 비 및 안정도가 나빠지기 때문에 분해능의 향상에는 스스로 한도가 있다. 또 구동선과 검출선과의 교점의 바로 위에 있어서의 위치검출이 곤란하였다. 또한 위치 지시기를 확실하게 검출선엔 극히 접근시키지 않으면 그 위치검출이 행해지지 않는다는 문제점이 있었다.

그러므로 본 출원의 양수인은 1988년 3월 16일에 공개된 유럽 특허 공개 No 029894(대응 미국 출원은 1987년 9월 14일에 출원된 SN 95,702)에 있어서 복수의 구형으로 패턴 형성된 루우프코일을 X방향 및 Y방향으로 소정의 간격을 두고 복수개 배치한 위치검출부와 코일과 콘덴서와, 루우프코일로부터의 전파에 동조하는 동조회로를 가지는 위치를 지정하는 위치지정기로 구성된 위치검출장치를 제안했다. 이 위치검출장치는 다시 이들 복수의 루우프코일로부터 하나의 루우프코일을 순차 선택하는 선택회로와, 루우프코일에 공급하기 위한 소정주파수의 교류신호를 발생하는 송신회로와, 루우프코일에 발생하는 유도전압 중 송신회로의 교류신호와 대략 동일주파수의 유도전압을 검출하는 수신회로와 선택된 루우프코일을 송신회로와 수신회로에 접속하는 절환회로와 각 루우프코일에 발생하는 유도전압으로부터 위치 지시기의 지정위치를 구하는 제어처리수단을 구비하고 있다.

이 위치검출장치는 선택회로에 의하여 선택된 루우프코일에 접속절환회로를 거쳐 송신회로가 접속되어 교류신호가 흐르게 한다. 이에 의하여 그 루우프코일에는 전파가 발생한다. 이 전파는 위치검출기의 코일을 여진하여 교류신호에 동기된 유도전압을 발생한다. 여기서 접속절환회로를 수신회로측으로 절환하면 선택된 루우프코일로부터의 전파는 정지한다. 한편 위치검출기의 동조회로에는 발생한 전압에 의거한 전류가 흐르고 이 전류에 의하여 코일로부터 전파를 발생한다. 이 전파는 수신회로에 접속된 루우프코일을 역으로 여진하기 때문에 이 루우프코일에는 유도전압이 발생한다. 이와 같은 전파의 송수신은 루우프코일을 절환하여 순차 반복되나 송수신은 루우프코일과 위치 지시기내의 코일과의 공진에 의하여 행해지기 때문에 루우프코일과 코일과의 거리가 짧을수록 유도전압의 전압치는 높아진다. 따라서 위치 지시기에 의하여 지시된 위치에 가장 가까운 루우프코일에 발생하는 유도전압차를 최대치로 하여 지정위치로부터 떨어짐에 따라 서서히 작아지는 유도전압이 각 루우프코일에 발생한다. 이들 유도전압의 전압차를 제어 처리수단에 의하여 연산처리하고, 전압차게 극대치가 되는 좌표치, 즉 위치 지시기의 지정위치를 구하고 있다. 이와 같이 검출된 유도전압치에 의하여 위치 지시기의 지정위치를 구하기 때문에 얻어진 복수의 유도전압치에 대한 제어처리수단의 연산처리의 정밀도를 높이므로서 위치검출정밀도를 높여 높은 분해능의 위치검출장치가 얻어진다.

본 발명은 위치 지시기가 어느 곳에도 접속되지 않아 조작성이 좋고 또한 정밀도가 좋은 위치검출장치 및 서로 직교하는 2방향의 위치를 검출할 수 있는 위치검출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 위치검출부에 각각 복수의 부분코일을 형성한 복수의 루우프코일로 구성하고 이들을 소정 간격을 두고 배치하므로서 높은 분해능을 가지는 위치검출장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 적은수의 절환수단으로 각 루우프코일의 절환이 행해지도록 하여 부품수가 적은 경량의 위치검출장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 의하면 기판상에 설치되고, 각각이 복수개의 루우프코일을 구비한 제1 및 제2 코일군을 가지는 위치검출부와 적어도 코일과 콘덴서를 포함하고 소정의 주파수를 동조주파수로 하는 동조회로를 구비한 위치 지정기와, 위치검출부의 제1 및 제2 코일군의 루우프코일을 순차 선택하는 선택수단과, 소정주파수의 교류신호를 루우프코일에 인가하는 신호발생수단과, 루우프코일로부터의 소정주파수의 교류신호를 검출하는 신호검출수단과, 또 제1 및 제2 코일군의 각 루우프코일로부터 신호검출수단에 의하여 검출되는 교류신호에 의거하여 위치 지시기에 의한 지정위치를 식별하는 제어처리수단을 가지고, 제1 및 제2 코일군의 각 루우프코일은 각각 복수개의 대략 구형상의 부분 코일이 연속적으로 형성되어 있고 제1 코일군의 각 루우프코일은 위치검출방향에 대하여 서로 소정의 피치(d₁), 어긋나게 배치되고, 제1 코일군의 각 부분코일은 위치검출방향으로 대략 직교하는 방향으로 연장되어 있는 제1 부분과, 제1 부분과 대략 병행이고 또 소정의 미치(p₁)를 두고 연장되는 제2 부분과, 이 제1 부분의 선단과 제2 부분의 시점(始点)을 연결하는 제3 부분으로 구성되는 루우프코일부를 연속적으로 형성되어 있고, 제2 코일군의 각 루우프코일은 위치 검출방향에 대하여 서로 소정의 피치(d₂) 어긋나게 배치되고, 제2 코일군의 각 부분코일은 위치검출방향에 대략 직교하는 방향으로 뻗어있는 제1 부분과, 이 제1 부분과 대략 병행하고 또 소정의 피치(p₂)를 두고 뻗어있는 제2 부분과, 이 제1 부분의 선단과 제2 부분의 시점을 연결하는 제3 부분으로 구성되는 루우프코일부를 연속적으로 형성되는 있는 위치검출장치가 제공된다.

이와 같이 위치 지시기는 코일과 콘덴서로 구성되는 동조회로만을 설치하면 되어 코드레스로 할 수가 있다. 또 자석이나 전원도 불필요하다. 또 위치 검출부의 루우프코일은 각각이 복수의 부분코일로 구성된 제1 및 제2의 코일군을 각각 위치검출부의 거의 전면을 덮도록 배치되어 있으므로 종래의 위치검출부에 비하여 루우프코일의 수 자체를 대폭 감소시킬 수가 있다. 이에 의하여 선택회로의 선택소자의 수를 대폭으로 감소시킬 수가 있다. 또 제1 및 제2의 코일군을 각각 동일형상으로 피치 d₁, d₂씩 어긋나게 한 복수의 루우프코일로 구성했기 때문에 그 수치가 일치한 전압으로 검출할 수 있어 검출전압을 많이 취하면 취할수록 위치검출의 정밀도가 향상되고 또 분해능이 높은 위치검출장치를 구성할 수가 있다.

본 발명의 기타의 목적, 특징 및 효과는 도면에 따라 설명하는 이하의 적합한 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.

제1도는 본 발명의 위치검출장치의 일실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예에 있어서는 X방향 및 Y방향의 2차원에 의하여 지정된 위치를 검출하는 디지타이저에 적용한 경우를 예로 하고 있다. 후술하는 바와 같이 X방향 및 Y방향으로 소정의 간격을 두고 루우프코일을 기판상에 배치한 위치검출부(이하 타블릿이라함)(11)은 그 상세한 구성은 후술하는 위치 지시기(이하 입력펜이라 함)(12)에 의하여 입력해야 할 위치기 지시된다. 타블릿(11)에는 각각 이 복수의 멀티플렉서 등으로 구성되야 X방향 및 Y방향의 루우프코일을 순차 절환하기 위한 선택수단(13,14)이 접속되어 있다. 이들 선택수단(13,14)은 루우프코일에 신호를 송신하거나 루우프코일로부터의 신호를 수신하거나 하기 위한 송수신 절환회로(15,16)에 각각 접속되어 있다.

송수신 절환회로(15,16)의 수신측은 증폭기(17,18)를 거쳐 X방향 및 Y방향의 수신의 타이밍을 취하기 위한 스위치 등으로 구성된 수신 타이밍 절환수단(19)에 접속되어 있다. 송수신 절환회로(15,16)의 송신측은 구동회로(21,22)를 거쳐 X방향 및 Y방향에 대한 송신기 절환을 행하기 위한 스위치 등으로 구성된 XY 절환수단(23)에 접속되어 있다. 이들 선택수단(13,14), 송수신 절환회로(15,16), 수신타이밍 절환수단(19) 그리고 XY 절환수단(23)이 접속절환수단을 구성하고 있다.

수신타이밍 절환수단(19)은 신호검출수단을 구성하는 대역필터(24)를 거쳐 검파기(25), 제1 위상검파기(PD)(26) 그리고 제2 위상검파기(PD)(27)에 각각 접속되어 있다. XY 절환수단(23)에는 제1 위상검파기(PD)(26) 및 신호발생기(28)가 접속되어 있다. 이 신호발생기(28)는 송수신 절환회로(15,16)에 신호를 인가함과 동시에 신호 인가시에는 수신타이밍 절환수단(19)이 증폭기(17,18)의 어느 것과도 접속되지 않도록 제어하도록 수신타이밍 절환수단(19)에도 접속되어 있다. 신호발생기(28)는 마이크로프로세서 등으로 구성된 제어처리수단(29)에 의하여 그 동작이 제어되도록 접속되어 있다. 제어수단(29)에는 제1 저역필터(LPF)(31)를 거쳐 검파기(25)가 제2 필터(LPF)(32)를 거쳐 제1 위상검파기(27)가 그리고 제3 저역필터(LPF)(33)를 거쳐 제2 위상검파기(27)가 각각 접속되어 있다. 또 이 제어수단(29)은 선택수단(13,14), 수신타이밍 절환수단(19) 그리고 XY 절환수단(23)의 각각의 절환을 제어하도록 접속되어 있다.

다음에 제2도에 의하여 타블릿(11)을 구성하는 복수의 루우프코일의 기본 패턴을 X방향 및 Y방향 각각 하나를 취하여 설명한다.

X방향의 루우프코일(41)은 접속단자(42)로부터 Y방향으로 연장시킨 제1 부분(43a)과 이 제1 부분(43a)의 종단을 대략 직각으로 구부려 소정의 피치(p_X)의 길이를 상당하는 길이만큼 연장시킨 제2 부분(43b)과 이 제2 부분(43b)의 종단을 대략 직각으로 구부리고 그 전류가 흐르는 방향 혹은 자속의 방향이 역방향이 되도록 한 제3 부분(43c)으로 구성되는 대략 구형인 제1 부분코일(43)과 이 제1 부분코일(43)의 제3 부분(43c)의 종단을 대략 직각으로 구부려 피치(p_X)의 길이에 상당하는 길이만큼 연장시킨 접속부(43d)의 단부로부터 제1 부분코일(43)과 동일하게 구부러져 제1 부분(44a), 제2 부분(44b) 그리고 제3 부분(44c)를 가지는 제2 부분코일(44), 그리고 이하 마찬가지로 접속부(44d)를 거쳐 제1 부분(45a), 제2 부분(45b) 그리고 제3 부분(45c)이 구성된 제3 부분코일(45), 접속부(45d)를 거쳐 제1 부분(46a), 제2 부분(46b) 그리고 제3 부분(46c)이 구성된 제4 부분 코일(46)을 가지고 있다. 루우프코일(41)은 다시 제4 부분코일(46)의 제3 부분(46c)의 종단으로부터 제3 부분코일(45)에 약간 간격을 두고 그 선단이 위치하도록 대략 직각으로 구부러진 접속부(46d)를 거쳐 접혀지고 제4 부분코일(46)의 제3 부분(46a)과 약간 간격을 두고 대략 병행으로 연장되는 제1 부분(47a)과 이 제1 부분(47a)의 종단을 대략 직각으로 구부려 소정의 피치(p_X)의 길이가 상당하는 길이만큼 연장시킨 제2 부분(47b)과 이 제2 부분(43b)의 종단을 대략 직각으로 구부려 그 전류가 흐르는 방향 혹은 자속의 방향이 역방향이 되도록 하고, 또 제3 부분코일(45)의 제3 부분(45c)과 약간 간격을 두고 대략 병행으로 연장하는 제3 부분(47c)으로 구성되는 제5 부분코일(47)과, 그리고 이하 동일하게 접속부(47d)를 거쳐 제1 부분(48a) , 제2 부분(48b) 그리고 제3 부분(48c)이 구성된 제6부분코일(48), 접속부(48d)를 거쳐 제1 부분(49a), 제2 부분(49b) 그리고 제3부분(49c)이 구성된 제7 부분코일(49)을 가지고 있다.

제7 부분코일(49)의 제3 부분(49c)은 접속단자(51)에 접속되어 있다. 따라서 약간의 간격을 두고 인접하는 두 부분, 예를 들면 제1 부분 코일(43)과 제7 부분코일(49)의 각 제3 부분(43c, 49c)에는 동일방향으로 그 전류 또는 자속이 흐르기 때문에 신호 발생기(28)로부터의 신호출력이 낮아도 총체적으로는 높은 출력을 출력하게 된다.

Y방향 루우프코일(52)은 X방향 루우프코일(41)과 직렬하기 위하여 점선으로 나타내고 있다. 이 Y방향 루우프코일(52)도 X방향 루우프코일(41)과 동일한 절곡패턴에 의하여 제1 부분코일(53) 내지 제7 부분코일(59)까지의 7개의 부분코일로 구성되어 있다. 각 부분코일의 구성은 X방향 루우프코일(41)과 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다. Y방항 루우프코일(52)은 그 제1 및 제3 부분이 X방향 루우프코일(41)의 제1 및 제3 부분에 대하여 대략 90℃의 각도를 가지고 교차하도록 배치되어 있다. Y방향 루우프코일(52)은 접속 단자(61,62)에 접속되어 있다.

상기한 제2도의 루우프코일의 패턴은 이 실시예에 있어서의 구성을 더욱 이해하기 좋게 하기 위한 설명으로서 이 실시예에 있어서는 8개의 루우프코일을 제3도에 나타낸 바와 같이 배치하여 타블릿(11)을 구성하고 있다. 또한 제3도는 간략화하기 위하여 X방향의 코일만을 나타내고 있다. X방향의 코일은 4개의 루우프코일(63,64,65,66)로 구성되는 제1X방향 코일군(67)과 마찬가지로 4개의 루우프코일(68,69,71,72)로 구성되는 제2X방향 코일군(73)과의 2개의 코일군으로 구성하고 있다. 각 코일군(67,73)은 각각 4개의 루우프코일에 의하여 구성한 것은 더욱 높은 분해능을 얻기 위한 것이다. 루우프코일(63)은 상기한 바와 같이 위치검출방향, 즉 X방향으로 향하여 소정의 피치(p₁)마다 그 전류 혹은 자속의 방향이 역방향이 되도록 역회전되어 형성된 Y방향에 다른 장변(長邊)을 가지는 m개(단, m은 2 이상의 정수)의 대략 구형인 부분코일(63-1,63-2,63-m)로 구성되어 있다. 동일하게 루우프코일(64,65,66)도 각각 m개의 부분코일(64-1,64-2,64-3…64-m,65-1,65-2,65-3……65-m 및 66-1, 66-2.66-3……66-m)로 구성되어 있다. 또한 이 제3도 및 이하의 설명에 있어서는 부분코일의 번호는 설명을 간단하게 하기 위하여 단순히 도면의 좌측으로부터 우측으로 향하여 순차적으로 번호를 붙이고 있다. 또 각 루우프코일(63∼66)은 X방향에 대하여 서로 간격(d₁)만큼 어긋나게 병설되어 있다.

또, 제2X방향 코일군(73)의 루우프코일(68)은 X방향으로 향하여 피치(p₁)와는 다른 소정의 피치(p₂) 마다 그 전류 혹은 자속의 방향이 역방향이 되도록 역회전되어 형성된 X방향에 따른 장변을 가지는 (m-1)개의 대량 구형인 부분코일(68-1,68-2,68-3……68-(m-1))로 구성되어 있다. 또 나머지 루우프코일(69,71,72)도 각각 상기한 바와 마찬가지로 (m-1)개의 부분코일(69-1,69-2,69-3……69-(m-1),71-1,71-2,71-3……71-(m-1) 그리고 72-1,72-2,72-3……72-(m-1))로 구성되어 있다. 이들 각 루우프코일(68∼72)은 X방향에 대하여 서로 간격(d₂)만큼 어긋나게 병설되어 있다. 또한 이 실시예에 있어서는 제1X방향 코일군(67) 및 제2X방향 코일군(73)은 X방향에 대하여 그 시점, 즉 루우프코일(63)의 부분코일(63-1)의 일단(63-1a) 및 루우프코일(68)의 부분코일(68-1)의 일단(38-1a)이 일치되도록 서로 겹쳐지게 배치되어 있으나 반드시 일치시킬 필요는 없다. 단, 도면상에서는 부분코일(63)과 (68)을 구분하기 위하여 약간 어긋나게 나타내고 있다. 위치의 검출영역은 1점쇄선으로 나타낸 참조번호(74)내에 있다. 각 루우프코일(63∼72)은 루우프코일(63)과 (68)이 선택회로(13)의 제1 선택소자(도시생략)에 그리고 루우프코일(64)와 (69)가 선택회로(13)의 제2 선택소자(도시생략)에 라는 식으로 조합하고, 이들 4조를 순차 절환하도록 하면 되고 이에 의하여 선택회로의 선택소자는 간단하게 구성될 수 있다.

타블릿(11)의 Y방향도 도시하고 있지 않으나 이들 X방향과 동일하게 구성된 제1 및 제2 방향 코일군이 서로 그 위치검출방향인 직교하도록 중합되어 구성되어 있다. 이들 X방향 및 Y방향의 루우프코일은 기판(75)상에 배치된다.

제4도는 입력펜(12)의 상세한 구조를 나타낸 것으로, 합성수지 등의 비금속소재로 구성되고, 중공하고, 그 선단이 끝이 가늘게 된 필기구 형상의 케이싱(76)과 이 케이싱(76)의 선단 가까이의 내부에 삽입되고 선단으로부터 그 일단이 출몰자유롭게 돌출하는 볼펜의 심체와 동일한 구성의 심체(77)를 가지고 있다. 심체(77)는 중심 투공을 구비한 팰라이트코어(78)의 중심투공에 섭동 자유롭게 삽통되어 있다. 심체(77)의 타단은 코일스프링(79)의 일단에 당접하고 있다. 코일스프링(79)의 타단은 소정의 간격을 두고 푸시버튼식의 스위치(81)와 상대하고 있다. 이 스위치(81)는 케이싱(76)내에 고정된 기판(82)에 설치되어 있다. 펠라이트코어(78)의 외주에는 코일(83)이 감겨져 있고 이 코일(83)은 마찬가지로 케이싱(76)내에 설치된 콘덴서(84,85)와 함께 제5도에 나타낸 바와 같은 동조회로(86)를 구성한다. 케이싱(76)의 후단부에는 캡(87)이 착탈가능하게 설치되어 있다.

동조회로(86)는 제5도에 나타낸 바와 같이 코일(83)의 일단에 접속된 콘덴서(84) 및 스위치(81)를 거쳐 접속된 콘덴서(85)로 구성되고, 코일(83)과 콘덴서(84)의 직렬 접속으로 공지의 공진회로를 구성하도록 되어 있다. 코일(83)은 콘덴서(84)의 수지는 소정의 주파수(f_O)를 공진(동조)주파수로 하는 값에 설정되어 있다. 또 콘덴서(85)는 스위치(81)를 거쳐 콘덴서(84)의 양단에 병렬로 접속되어 있고, 스위치(81)가 온이 됐을 때 예를 들면 공진주파수(f_O)를 작게(낮게) 하기 위한 것이다. 또한 스위치(81)는 케이싱(76)을 손등으로 지지하고 심체(77)의 선단을 타블릿(11)의 입력면(도시생략)에 압압하므로서 케이싱(76)내에 밀어 넣으면 그 후단에 의하여 코일스프링(79)을 거쳐 압압되어 온이 되고 압압을 해방하면 오프게 되게 구성되어 있다.

다음에 이들 구성을 그 동작에 따라 다시 상세히 설명한다. 먼저 타블릿(11)과 입력펜(12)과의 사이에서 전파가 송수신되는 상태 및 그때에 얻어지는 신호에 대하여 제6도에 따라 설명한다.

제어처리수단(29)은 신호발생기(28)를 제어함과 동시에 후술되는 플로우챠트에 따라 선택회로(13,14)를 거쳐 타블릿(11)의 각 루우프코일의 절환을 제어하고, 또 XY 절환수단(23) 및 수신타이밍 절환수단(19)에 대하여 좌표검출방향의 절환을 제어한다. 제어처리수단(29)은 또한 제1, 제2 및 제3 저역필터(31,32,33)로부터의 출력차를 아날로그 디지탈(A/D) 변환하고 후술하는 연산처리를 실행하여 입력펜(12)에 의한 입력(위치)좌표를 구하고, 다시 수신신호의 위상을 검출하여 그 스위치의 상태를 식별한다.

선택회로(13)는 제어처리수단(29)으로부터의 정보에 따라 제1 및 제2X방향 코일군(67,73)으로부터 하나의 루우프코일을 순차 선택하고, 또 선택회로(14)는 동일하게 도시하지 않은 제1 및 제2의 Y방향 코일군으로부터 하나의 루우프코일을 순차 선택한다. 송수절환회로(15)에서는 후술하는 송수절환신호에 따라 선택된 X방향의 하나의 루우프코일을 구동회로(21) 및 증폭기(17)에 교대로 접속하고, 또 송수절환회로(16)는 선택된 Y방향의 하나의 루우프코일을 구동회로(22) 및 증폭기(18)에 교대로 접속한다. 신호발생기(28)는 소정의 주파수(f_O)의 구형파신호(A), 이 구형파신호(A)의 A 위상을 90℃ 지연시킨 신호(B) 소정의 주파수(f_K)의 송수절환신호(C) 및 수신 타이밍신호(D)를 발생한다. 구형파신호(A)는 그대로 제1 위상검파기(26)에 송출됨과 동시에 도시하지 않은 저역필터에 의하여 정현파신호(E)로 변환되고, 다시 XY 절환수단(23)을 거쳐 구동회로(21) 또는 (22)의 어느 한쪽에 송출된다. 또 구형파신호(B)는 제2 위상검파기(27)에 송출되고, 송수절환신호(C)는 송수절환회로(15) 및 (16)에 송출되고, 수신타이밍신호(D)는 수신타이밍 절환수단(19)에 송출된다.

지금, 제어처리수단(29)으로부터 X방향을 선택하는 정보가 XY 절환수단(23) 및 수신타이밍을 절환수단(19)에 입력됐다고하면 정현파신호(E)는 구동회로(21)에 송출되어 평형신호로 변환되고, 다시 송수절환회로(15)에 송출된다. 그러나 송수절환회로(15)는 송수절환신호(C)에 의거하여 구동회로(21) 또는 증폭기(17)의 어느 한쪽을 절환접속하기 위하여 송수절환회로(15)로부터 선택회로(13)에 출력되는 신호는 시간(T)(=1/2f_K)마다 주파수(f_O)의 신호를 출력하거나 출력하지 않거나 하는 신호(F)가 된다. 이 신호(F)는 선택회로(13)를 거쳐 타블릿(11)의 X방향의 하나의 루우프코일, 예를 들면 63에 송출되고, 루우프코일(63)은 신호(F)에 의거한 전파를 발생한다.

이때 타블릿(11)상에 입력펜(12)이 대략 직립상태, 즉 사용상태로 유지되어 있으면 상기한 전파는 입력펜(12)의 코일(83)을 여진하고 그 동조회로(86)에 신호(F)에 동기된 유도전압(G)을 발생시킨다.

그 다음 신호(F)에 있어서 신호가 없는 기간, 즉 수신 기간에 들어감과 동시에 루우프코일(11)이 증폭기(17)측으로 절환되면 루우프코일(11)로부터의 전파는 즉시 소멸되나 유도전압(G)은 동조회로(86)내의 손실에 따라 서서히 감쇄되어 간다.

한편 유도전압(G)에 의거하여 동조회로(86)를 흐르는 전류는 코일(83)에 의하여 전파를 발신시킨다. 전파는 증폭기(17)에 접속된 루우프코일(63)을 역으로 여진시키기 때문에 루우프코일(63)에는 코일(83)로부터의 전파에 의한 유도전압이 발생한다. 이 유도전압은 수신기간 동안만 송수신 절환회로(15)로부터 증폭기에 송출되고 증폭되어 수신신호(H)가 되고 다시 수신타이밍 절환수단(19)에 송출된다.

수신타이밍 절환수단(19)에는 X방향 또는 Y방향의 선택정보의 어느 한쪽 여기서는 X방향의 선택정보와 실질적으로 송출질환신호(C)의 반전신호인 수신타이핑신호(D)가 입력되고 있어 신호(D)가 하이레벨인 기간은 수신신호(H)로 출력하고, 로우레벨의 기간은 아무것도 출력하지 않기 때문에 그 출력에는 신호(I)가 얻어진다. 이 신호(I)는 실질적으로 수신신호(H)와 동일하다.

신호(I)는 대역필터(24)에 송출되나 이 대역필터(24)는 주파수(f_O)를 고유의 진동수로 하는 세라믹필터로 구성되고, 신호(I) 중의 주파수(f_O)성분의 에너지에 대응한 진폭을 가지는 신호(J)(엄밀하게는 수개의 신호(I)가 대역필터(24)에 입력되어 소속된 상태에 있어서)를 검파기(25)와 제1 및 제2 위상검파기(26,27)에 송출한다. 검파기(25)에 입력된 신호(J)는 검파, 정류되어 신호(L)가 된 후, 차단주파수가 충분히 낮은 제1 저역필터(31)에서 진폭의 약 1/2에 대응하는 전압치, 예를 들면 V₁을 가지는 직류신호(Q)로 변환되어 제어처리수단(29)에 송출된다.

신호(Q)의 전압치(V₁)는 입력펜(12)과 루우프코일(63)과의 사이에 거리에 의존한 값이 되나 루우프코일(63)은 상기한 바와 같이 타블릿(11)의 거의 전면에 걸쳐 형성된 부분코일(63-1∼63-m)로 구성되어 있기 때문에 실제로는 각 부분코일(63-1∼63-m)에 대한 입력펜(12)의 위치에 의하여 결정된다. 또 이것은 다른 루우프코일(64∼72)이 선택됐을 경우도 동일하다.

제7도는 제1X방향 코일군(67)의 각 루우프코일(63∼66)을 예로 들어 입력펜(12)을 타블릿(11)의 X방향에 따라 이동시켰을 경우의 각 루우프코일(63∼66)과 그 검출전압의 변화를 나타낸 것이고, 제7a도는 제1X방향 코일군(67)의 각 루우프코일(63∼66)을 그리고 제7b도는 이들 루우프코일에 대응하는 검출전압파형을 나타내고 있다.

제7b도에 있어서, V₁은 루우프코일(63)의 전출전압이고, 각 부분코일(63-1∼63-m)의 대략 중앙부근에서 극대치를 나타내고, 각각 부분코일의 경계부근에서 극소치를 나타내는 대략 정현파상의 전압이 된다. 또 V₂, V₃, V₄는 각각 루우프코일(64,65,66)의 검출전압이고, 전압(V₁)과 동일한 변화를 나타내나 루우프코일(63∼66)은 X방향에 대하여 서로 간격(d₁)만큼 어긋나게 배치되어 있으므로 각 전압(V₁,V₂,V₃,V₄)도 각각 간격(d₁)만큼 어긋난 전압이 된다. 또한 부분코일 63-1,64-2,……66-1 및 63--m, 64-m,…66-m 만으로 포위된 부분은 검출영역(74)의 외측에 위치하도록 하고 있다. 이들 검출전압은 입력펜(12)을 X방향의 위치에만 의존하므로 입력펜(12)을 Y방향으로 평행하게 이동해도 검출되는 전압의 값은 변하지 않는다.

또한 제2X방향 코일군(73)의 각 루우프코일(68∼72)에 대해서도 동일한 전압이 검출되나, 이 경우 하나의 루우프코일에 있어서의 전압의 각 극대치(또는 극소치)간의 간격은 각 부분코일의 피치(p₂)가 되고 또 각 루우프코일(68∼72)에 있어서의 전압끼리의 간격은 d₂가 된다.

제8도는 제1X방향 코일군(67)의 하나의 루우프코일(63)과 제2X방향 코일군(73)의 하나의 루우프코일(68)에 있어서의 검출전압(V₁,V₅)를 나타낸 것으로, 제8a도는 루우프코일(63)과 (68)의 패턴을 그리고 제8b도는 이들 루우프코일에 대응하는 검출전압의 파형을 나타내고 있다. 또한 제8a도에 있어서는 루우프코일(63)은 6개의 부분코일로 그리고 루우프코일(68)은 5개의 부분코일로 구성하고 있으나 이것은 도면을 간단하게 하기 위한 것이고, 상기한 바와 같이 제1군의 부분코일은 m개를 가지고 있고, 제2군의 부분코일은 m-1개를 가지고 있다.

제7b도에 있어서 X방향의 임의의 위치(x_o)상에 입력펜(12)이 놓여졌다고 한다. 이때 루우프코일(63,64,65,66)로부터는 각각 전압(V₁₀,V₂₀,V₃₀,V₄₀)이 검출된다. 전압(V₁∼V₄)은 피치(p₁)마다에 동일전압을 반복하기 때문에 위치(x_o)로부터 피치(p₁)의 정수배만큼 떨어진 위치, 예를 들면 x_o'에 입력펜(12)이 놓여졌을 경우도 루우프코일(63∼66)로부터 상기와 동일한 전압(V₁₀∼V₄₀)이 검출된다. 그러나 위치(x_o)를 포함하는 임의의 피치(p₁)내에 있어서, 전압(V₁₀∼V₄₀)을 검출할 수 있는 위치는 임의적으로 결정되기 때문에 소정의 위치, 예를 들면 전압 V₄와 V₁이 교차하는 위치로부터 피치(p₁)내의 범위에 있어서의 위치(x_o)의 좌표(△x)를 전압(V₁₀∼V₄₀)으로부터 산출할 수가 있다.

제9도는 측정해야 할 임의의 위치(x_o)를 산출하기 위한 설명도이고, 그 피이크점은 위치(x_o)에 대응하고, 전압 V₁₀과 V₂₀과의 중간위치(XC)(제7b도에 있어서의 전압 V₁과 V₂와의 교차위치)로부터 피이크점까지의 좌표(d_X)는 최대의 전압(V₂₀) 및 그 전후의 전압(V₁₀)과 V₃₀으로부터 차분법(差分法)에 의거하여 하기 (3)식에 의하여 구해진다.

d_X= {｜V₂₀-V₁₀｜}/{｜V₂₀-V₁₀｜+｜V₃₀-V₂₀｜}·d₁……………………(3)

이 (3)식을 일반화 하면

d_X= {｜V_n-V_n-1｜}/{｜V_n-V_n-1｜+｜V_n+1-V_n｜}d₁…………………(3')

가 된다. 단 V_n은 최대의 전압, V_n-1은 전압(V_n)을 검출한 코일의 하나앞의 코일의 전압, V_n+1은 전압(V_n)을 검출한 코일의 하나 뒤의 코일의 전압이다. 그런데 좌표(d_x)는 전압 V₁과 V₂의 교차위치로부터의 좌표치이므로 상기한 좌표(△x)보다 간격(d₁)만큼 작은 값이 된다.

즉 최대의 전압이 V₁일때 좌표(d_x)는 전압 V₄와 V₁이 교차하는 위치를 기준으로한 좌표가 되나 최대의 전압이 V₂또는 V₃혹은 V₄일때 좌표(d_x)는 각각 전압 V₁과 V₂가 교차하는 위치 또는 전압 V₂와 V₃가 교차하는 위치 혹은 전압 V₃와 V₄가 교차하는 위치를 기준으로 한 좌표가 된다.

따라서 전압 V₄와 V₁의 교차위치로부터 좌표(△x)를 산출하기 위해서는 최대의 전압이 V₁∼V₄의 어느 것이느냐에 따라 좌표(d_x)에 간격(d₁)을 0∼3개 가산할 필요가 있다. 즉 최대의 전압이 V₁일때는

△x=d_x……………………………………………………………………(4-1)

또, 최대의 전압이 V₂일때는

△x=d_x+d₁………………………………………………………………(4-2)

또, 최대의 전압이 V₃일때는

△x=d_x+2d₁………………………………………………………………(4-3)

또, 최대의 전압이 V₄일때는

△x=d_x+3d₁………………………………………………………………(4-4)

를 하여 좌표(△x)를 산출한다.

또, 제2X방향 코일군(73)과 각 루우프코일(68~72)로부터 검출된 전압에 의거하여 소정의 위치, 예를들면 코일(72)에 의한 검출전압(V₅)과 코일(68)에 의한 검출전압(V₅)가 교차하는 위치로부터 피치(p₂)내의 범위에 있어서의 상기 위치(x₀)의 좌표, 예를 들면 △x'를 상기한 바와 같이 하여 동일하게 산출할 수가 있다.

제10도는 제1 및 제2X방향 코일군(67,73)에 의한 좌표 △x와 △x'의 실제의 X방향의 위치와의 관계를 나타는 것으로 도면 중, 실선(91)은 좌표(△x)를 나타내고 또 파선(92)은 좌표 △x'를 나타낸다.

여기서, 좌표 △x와 △x'와의 차이는 제1X방향 코일군(67)과 제2X방향 코일군(73)에 있어서의 피치 p₁과 p₂의 상이에 의거한 것이고, 입력펜(12)이 코일군(67)의 어느부분 코일상에 존재하는가에 따라 피치 p₁과 p₂의 차의 정수배에 비례하는 상이가 생기기 때문에 이 상이로부터 역으로 입력펜(12)이 존재하는 X방향의 참된위치(x_o)를 구할 수가 있다.

코일군(67) 중의 푸우프코일, 예를 들면 63의 부분코일(63-1)상에 입력펜(12)이 존재하는 경우는 △x-△x'=0이고 또 부분코일(63-2)상에 존재하는 경우는 △x-△x'=p₂-p₁이고, 또 부분코일(63-3)상에 존재하는 경우는 △x-△x'=2(p₂-p₁)……이므로 각 부분코일(63-1,63-2……63-m)에 k(단, k=0,1,2……m-1)라는 번호(이하, 피치수치함)을 붙이면

k=(△x'-△x)-2(p₂-p₁)………………………………………………(5)

이 된다. 따라서 위치좌표(x_o)는

x_o=kp₁+△x………………………………………………………………(6)

에 의하여 구할 수가 있다. 또한 이 경우의 X방향의 원점은 전압 V₄와 V₁이 교차하는 위치(타블릿(11)상에서는 부분코일(63-1)의 대략 중점위치보다 d½만큼 작은 위치)가 된다.

또, 입력펜(12)에 의한 Y방향의 지정위치에 대해서도 완전히 동일하게 하여 구할 수가 있다.

한편, 제1 및 제2 위상검파기(26,27)에는 제6도에 나타낸 바와 같은 구형파신호(A,B)가 검파신호로서 입력되어 있고, 이때 신호(J)는 위상이 구형파신호(A)의 위상과 대략 위치하고 있다고 하면 제1 위상검파기(26)는 마치 신호(J)를 정측으로 반전한 신호(R₁)(실질적으로 신호(L)와 동일)를 출력하고, 또 제2 위성검파기(27)는 정측과 부측에 대칭한 파형을 가지는 신호(R₂)를 출력한다.

신호(R1)는 상기한 바와 마찬가지로 제2 저역필터(32)에서 신호(J)의 진폭의 대략 1/2에 대응하는 전압치 즉 V₁을 가지는 직류 신호(U₁)(실질적으로 신호(Q)와 동일)로 변환되어 제어처리수단(29)에 송출되고, 또 신호(R₂)는 마찬가지의 저역필터(44)에서 직류신호(V₂)로 변환되어 제어처리수단(29)에 송출되나, 여기서는 제2 위상검파기(27)의 신호(R₂)에 있어서 정측과 부측의 성분이 동일하기 때문에 저역필터(44)의 출력의 전압치는 0[V]가 된다.

제어처리수단(29)에서는 제2 및 제3 저역필터(32,33)의 각 출력신호(U₁,U₂)를 디지탈로 변환하고, 다시 이 디지탈치를 사용하여 하기 (6)식의 연산처리를 행하여 제1 및 제2 위상검파기(26,27)에 인가된 신호, 여기서는 J와 구형파신호(A)와의 위상차(θ)를 구한다.

θ=-tan¹(V_q/V_p)…………………………………………………………(6)

단, Vp는 제2 저역필터(32)의 출력에 대응하는 디자탈치를 또 V_q는 제3 저역필터(33)의 출력에 대응하는 디지탈치를 나타낸다. 예를 들면 상기한 신호(J)의 경우 신호(U₁)의 전압치는 V₁이나 신호(U₂)의 전압치는 0[V] 즉, V_q=0이므로 위상차 θ=0°가 된다.

그런데 신호(J)의 위상은 입력펜(12)의 동조회로(86)에 있어서의 동조주파수에 대응하여 변화한다. 즉 동조회로(86)에 있어서의 동조주파수가 소정의 주파수(f₀)와 일치하고 있는 경우 동조회로(86)에는 신호의 송신기관과 수신기관 모두 주파수(f_O)의 유도전압이 발생하고, 또 이것에 동기만 유도전류가 흐르기 때문에 상기 수신신호(H)(또는 I)의 주파수의 위상은 구형파신호(A)와 일치하게 되고 신호(J)의 위상도 구형파신호(A)와 일치한다.

한편 동조회로(86)에 있어서의 동조주파수가 소정의 주파수(f_O)와 일치하고 있지 않은 예를 들면 주파수(f_O)보다 약간 낮은 주파수, 예를 들면 f₁의 경우 신호의 송신기간에 있어서, 동조회로(86)에는 주파수(f_O)의 유도전압이 발생하나 그때 동조회로(86)에는 위상지연을 수반하는 유도전류가 흐르고, 또 신호의 수신기간에 있어서의 대략 주파수(f₁)인 유도전압과 이것에 동기한 유도전류가 흐르기 때문에 수신신호(H)(또는 I)의 주파수는 구형파신호(A)의 주파수보다 약간 낮고, 또 그 위상도 약간 지연된 것이 된다. 상기한 바와 같이 대역필터(24)는 주파수(f_O)만을 진동수로 하는 것이므로 그 입력신호의 낮은쪽으로의 주파수의 어긋남은 위상지연으로부터 출력되게 되고 따라서 상기 신호(J)의 위상은 수신신호(H)(또는 I)보다 더 지연된 것이 된다.

또, 역으로 동조회로(86)에 있어서의 동조주파수가 소정의 주파수(f_O)보다 약간 높은 주파수, 예를 들면 f₂의 경우 신호의 송신기간에 있어서 동조회로(86)에는 주파수(f_O)의 유도전압이 발생하나 그때 동조회로(86)에는 위상진상을 수분하는 유도전류가 흐르고 또 신호의 수신기간에 있어서는 대략 주파수(f₂)의 유도전압과 이것에 동기한 유도전류가 흐르기 때문에 수신신호(H)(또는 I)의 주파수는 구형파신호(A)의 주파수보다 약간 높고, 또 그 위상도 약간 진상이 된 것이 된다. 대역필터(24)에 있어서, 그 입력신호의 높은 쪽으로의 주파수의 어긋남은 상기한 경우와는 반대로 진상이 되어 출력되게 되고, 따라서 신호(J)의 위상은 수신신호(H)(또는 I)보다 더 진상이 된다.

상기한 바와 같이 동조회로(86)의 동조주파수는 입력펜의 스위치(81)의 온, 오프에 의하여 변화하기 때문에 상기 (6)식에 의하여 구해지는 위상차(θ)도 이 스위치(81)의 온, 오프에 대응하여 변화한다. 따라서 위상차(θ)의 변화로부터 스위치(81)의 온, 오프를 검출할 수가 있다. 또한 여기서 검출된 스위치(81)의 온(또는 오프)의 상태는 입력펜(12)에 의한 지정위치의 좌표치 중에서 실제로 입력해야 할 값을 지정하는 정보 등으로 사용된다.

다음에 제11도에 나타낸 플로우챠트에 따라 제어처리수단(29)의 동작을 설명한다.

먼저, 장치 전체의 전원이 투입되고, 측정개시상태가 되면 제어처리수단(29)은 X방향을 선택하는 정보를 XY 절환수단(23)과 수신타이밍 절환수단(19)에 송출함과 동시에 타블릿(11)의 제1X방향 코일군(67)의 루우프코일(63∼66) 중, 최초의 루우프코일(63)을 선택하는 정보를 선택회로(13)에 보내어 루우프코일(63)을 송수신 절환회로(15)에 접속한다.

송수신 절환회로(15)는 상기한 송수절환회로(C)에 의거하여 루우프코일(63)을 구동회로(21) 및 증폭기(17)에 교대로 접속하나 이때 구동회로(21)는 시간 T의 송신시간에 있어서 주파수(f_O)의 16개의 정현파신호를 루우프코일(63)에 보낸다. 또한 제6도에서는 도면의 형편상, 그 중 5개만을 표시하고 있다.

송신과 수신의 절환은 하나의 루우프코일, 예를 들면 루우프코일(63)에 대하여 7회 반복된다. 이 7회 송신과 수신의 반복기간이 하나의 루우프코일의 선택기간에 상당하다. 이때 증폭기(17)의 출력에는 하나의 루우프코일에 대하여 7회의 수신기간이나 유도전압이 얻어지나 이 유도전압은 상기한 바와 같이 수신타이밍 절환수단(19)을 거쳐 대역필터(24)에 송출되여 평균화되고, 검파기(25), 제1 및 제2 위상검파기(26,27) 그리고 제1, 제2, 제3 저역필터(31,32,33)을 거쳐 제어처리수단(29)에 송출된다. 제어처리수단(29)은 저역필터(31)의 출려치를 A/D변환하여 입력하고 입력펜(12)과 루우프코일(63)과의 거리에 의존한 검출전압, 예를 들면 V₁₁로서 일시 기억한다.

다음에 제어처리수단(29)은 루우프코일(64)을 선택하는 정보를 선택회로(13)에 보내고, 이 루우프코일(64)을 송수신절환회로(15)에 접속하고, 입력펜(12)과 루우프코일(64)과의 거리에 비례한 검출전압(V₁₂)을 얻어 이것을 기억하고 이후 동일하게 루우프코일(65,66)을 순차, 송수신절환회로(15)에 접속하여 각 루우프코일마다의 입력펜과의 X방향의 거리에 의존한 검출전압(V₁₁∼V₁₄)을 기억한다.

다음에 제어처리수단(29)은 XY절환수단(23)과 수신타이밍 절환수단(19)에 Y방향의 선택정보를 송출하여, 상기한 바와 같이 선택회로(14)와 송수절환회로(16)를 절환하고 전파를 송수신했을 때의 저역필터(31)의 출력치를 A/D 변환하여 얻어지는 입력펜과 제1의 Y방향 코일군의 각 루우프코일과의 거리에 의존한 검출전압을 일시기억한다(스탭 S₁).

다음에 제어처리수단(29)은 기억한 전압치로부터 상기한(3')식과 (4-1)∼(4-4)식의 어느 하나에 따른 연산을 행하여 제1의 X방향과 Y방향 코일군에 의거한 좌표(△x,△y)를 산출하여 기억한다.(스텝 S₂)

다음에 제어처리수단(29)은 XY절환수단(23)과 수신타이밍 절환수단(19)에 X방향의 선택정보를 송출하여, 상기한 바와 같이 선택회로(13)와 송수신절환회로(15)를 절환하고 전파를 송수신했을 때의 제1 저역필터(31)의 출력치를 A/D 변환하여 얻어지는 입력펜(12)과 제2Y방향 코일군의 각 루우프코일과의 거리에 의존한 검출전압을 일시기억한다(스탭 S₃).

다음에 제어처리수단(29)은 기억한 전압치로부터 상기한(3')식과 (4-1)∼(4-4)식의 어느 하나에 따른 연산을 행하여 제2X방향 및 제2 Y방향 코일군에 의거한 △x' ,△y'를 산출하여 기억한다(스탭 S₄). 다시 제어처리수단(29)은 기억한 좌표(△x,△x')와 (△y,△y')로부터 상기 (5)식의 따른 연산을 행하여 (k_x,k_y)를 산출하고(스탭S₅), 이들과 피치(p₁)와 좌표(△x,△y)로부터 상기한 식(6)에 따른 연산을 행하여 참된 좌표치(x_O) 및 (y_O)를 산출한다(스탭 S₆).

또, 제어처리수단(29)은 X방향의 루우프코일(63∼72)(또는 Y방향의 루우프코일) 중의 임의의 하나를 선택하는 정보를 선택회로(13)(또는 14)에 송출하고 전파의 송수신을 복수, 예를 들면 7회 반복시키고 그때에 제2 및 제3 저역필터(32,33)로부터 얻어진 출력치를 A/D 변환하여 상술한 바와 같이 하여 위상차(θ)를 산출하고 스위치(81)의 온, 오프를 식별한다(스탭 S₇).

이와 같이 하여 얻어진 좌표치(x_o,y_o) 및 스위치(81)의 식별결과는 도시하지 않은 컴퓨터 등에 전송되고( 스텝 S₈)이하, 이것을 반복한다.

따라서, 입력펜(12)을 타블릿(11)상에서 조작하면 그 동안의 입력펜(12)에 의한 지정위치의 좌표치는 모두 컴퓨터 등에 전송되고, 또 그때 스위치(81)를 온하면 이 온상태의 식별정도가 컴퓨터에 전송되고, 이 컴퓨터측에서는 이 시점의 좌표치를 입력해야할 좌표치로부터 인식할 수가 있다.

상기 실시예에서는 각 루우프코일은 제2도에 나타낸 바와 같이 일단측으로부터 수정의 피치마다 역회전시켜 대략 구형인 부분코일을 형성하고 타단가지 위치시킨 다음에 절곡하여 다시 소정의 피치를 가지고 대략 구형의 부분코일을 형성하도록 하고 있으나 루우프코일의 패턴은 이것에 한정되는 것은 아니고 제12도에 나타낸 바와 같은 패턴으로 해도 좋다. 즉 제1X방향 코일군의 부분코일(93)은 일단측으로부터 소정의 피치(p_x)마다 역회전시켜 대략 구형인 코일을 형성하고 타단까지 위치시킨 다음 직접 접속단자에 접속하도록 하고, 제1 Y방향 코일군의 부분코일(94)도 마찬가지로 일단측으로부터 소정의 피치(p_y)마다 역회전시켜 대략 구형인 부분코일부를 형성하고 타단까지 위치시킨 뒤에 직접 접속단자에 접속하도록 해도 좋다. 그리고 제2X방향 및 Y방향 코일군의 부분코일은 상기한 바와 같이 각각 X방향 및 Y방향을 향하여 소정의 피치(p_x',p_y')마다 그 전류 혹은 방향이 역방향이 되도록 하여 대략 구형상으로 구성해도 좋다.

또 제13도에 나타낸 바와 같이 부분코일(95)을 2중으로 겹치게 해도 좋으며 이에 의하여 신호발생기(28)의 출력이 작아도 검출부에 있어서의 출력전파는 커지므로 확실하게 입력펜(12)에 전파를 발생시킬 수가 있어 위치의 검출은 한층 더 확실하게 할 수가 있다. 이 경우 2중 구조는 수직방향으로 겹치게 하는 것이 바람직하나 수평방향으로 약간 어긋나게 배치해도 좋다. 또 2중에 한정되지 않고, 3중 또는 4중으로 해도 좋음은 물론이다.

상기 실시예에 있어서는 송수신절환회로(15,16)을 설치하여 루우프코일에 신호를 송신하거나 입력펜(12)으로부터의 신호를 수신하거나 하고 있다. 즉 루우프코일을 송수신 겸용의 안테나로서 사용하고 있으나 상기한 루우프코일(63∼67)을 신호발생기(28)로부터의 신호의 송신안테나로서 사용하고 이들 루우프코일(63∼72)상에 동일패턴의 또 하나의 1조의 루우프코일을 절연제를 거쳐 겹쳐지게 하고 이들 루우프코일을 입력펜(12)으로부터의 수신안테나로서 사용하도록 해도 좋다. 이들의 겹침은 수직방향으로 겹치거나 수평방향으로 약간 어긋나게 해도 좋다. 이 구성에 의하여 송수신절환회로(15,16)는 불필요하게 되어 구성을 더욱 간단화할 수가 있다.

또한 상기 실시예에서는 X방향 및 Y방향의 제1 및 제2 코일군은 각각 4개의 루우프코일로 구성하고 있으나 이것은 분해능을 높게 하기 위한 것이고, 상기한 바와 같은 조건에 의하여 5개 혹은 그 이상의 수의 루우프코일로 구성하면 더욱 분해능을 높일 수가 있다. 또, 분해능이 낮아도 좋은 경우는 각각 2개의 루우프코일로 제1 및 제2 코일군을 구성해도 좋고, 이 경우는 2개의 다른 검출전압에 의하여 입력펜(12)에 의한 지정위치를 판별할 수가 있다.

본 발명에 의한 위치검출장치는 타블릿상에 액정디스플레이 등 평면형의 디스플레이를 중합시키고 입력결과를 바로 위의 디스플레이상에서 리얼라임으로 표시하고 입력위치를 입출력일체로 표시하도록 할 수가 있다 또 컴퓨터에 접속된 모뎀에 의하여 전화회선 등을 동일한 위치검출장치를 가지는 사용자와의 사이에서 손으로 쓴 문자 등을 전송하기 위한 단말기기로서 사용할 수도 있다 또 입력결과를 프린터를 거쳐 하드카피할 수 있다.

이상 접합한 실시예를 참조하여 설명했으나 이들의 기재는 이해를 돕기 위한 것이고 본 발명은 이하의 청구범위로부터 이탈하지 않는 한 여러가지의 변형이 가능하다는 것을 이해해야 할 것이다.

Claims

위치검출장치에 있어서, 기판상에 설치되는 제1 및 제2 코일군을 구비하여, 상기 각 코일군이 복수의 루우프코일로 이루어져 있는 위치검출부와, 적어도 하나의 쿠일과 하나의 콘덴서를 포함하고 소정의 주파수를 동조주파수로서 갖는 동조회로를 구비하는 위치 지시기와, 상기 위치검출부의 상기 각 제1 및 제2 코일군의 상기 루우프코일을 하나씩 연속적으로 선택하는 선택수단과, 상기 소정주파수의 교류신호를 상기 루우프코일에 인가하는 신호발생수단과; 상기 루우프코일로부터의 상기 소정주파수의 상기 교류신호를 검출하는 신호검출수단과, 상기 신호검출수단에 의하여 검출된 상기 제1 및 제2 코일군의 상기 각 루우프코일로부터의 고류신호에 의거하여 상기 위치 지시기에 의한 지정위치를 식별하는 제어처리수단을 포함하며; 상기 각 제1 및 제2 코일군의 상기 각 루우프코일들은 연속적으로 형성된 복수의 거의 직사각형 코일부로 구성되고, 상기 제1 코일군의 상기 루우프코일들은 위치검출방향을 따라서 소정의 피치(d₁)만큼 서로 간격을 두고 배치되고; 상기 제1 코일군의 상기 각 루우프코일의 상기 각 직사각형 코일부는 상기 위치검출방향에 거의 직각으로 연장된 제1 부분과, 상기 제1 부분과 평행하게 소정의 피치(p₁)간격을 두고 연장된 제2 부분과, 상기 제1 부분의 선단과 상기 제2 부분의 시점 사이의 접속을 한 제3 부분으로 구성되고; 상기 제2 코일군의 상기 루우프코일은 위치검출방향을 따라서 소정의 피치(d₂)만큼 서로 간격을 두고 배치되고; 상기 제2 코일군의 상기 루우프코일의 상기 각 직사각형 코일부는 상기 위치검출방향에 거의 직각으로 연장된 제4 부분과, 상기 제4 부분에 평행하게 소정의 피치(p₂)간격을 두고 연장된 제6 부분과, 상기 제4 부분의 선단과 상기 제5 부분의 시점 사이의 접속을 위한 제3 부분으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 위치검출장치.
제1항에 있어서, 상기 위치검출부는 상기 제1 및 제2 코일군을 각각 X방향 및 Y방향으로 나란히 배치하여 형성된 X방향의 제1 및 제2 코일군과 Y방향의 제1 및 제2 코일군을 각각 포함하고, 상기 제어처리수단은, 상기 신호검출수단에 의하여 상기 X방향의 제1 및 제2 코일군과 상기 Y방향의 제1 및 제2 코일군으로부터 검출된 교류신호에 의거하여 X방향 및 Y방향에서 상기 위치 지시기에 의해 지정된 위치를 판정하기 위한 것임을 특징으로 하는 위치검출장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선택수단은, 상기 각 제1 및 제2 코일군의 상기 루우프코일을 하나씩 연속적으로 선택하기 위해 상기 각 제1 및 제2 코일군의 상기 루우프코일에 접속되며, 상기 제어처리수단에 의하여 제어되는 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치검출장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 코일군의 상기 각 루우프코일은 상기 기판식의 일단으로부터 타단으로 연속적으로 연장되어 있는 제1 일련의 상기 직사각형 코일부와, 상기 기판의 상기 타단에서 상기일단으로 연속으로 연장되어 있는 제2일련의 상기 직사각형 코일부로 구성되어 있고, 상기 제1 및 제2 일련의 상기 직사각형 코일부는 제3 부분에 대응하는 접속부를 통해 접속되고, 상기 제2 코일군의 상기 각 루우프코일은 상기 기판의 일단에서 타단으로 연속적으로 연장된 제3 일련의 상기 직사각형 코일부와 상기 기판의 상기 타단에서 상기 일단으로 연속적으로 연장된 제4 일련의 상기 직사각형 코일부로 구성되고, 상기 제3 및 제4 일련의 상기 직사각형 코일부는 상기 제6 부분에 대응하는 다른 접속부를 통해 접속되는 것을 특징으로 하는 위치검출장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 루우프코일은 동일패턴으로 된 복수의 루우프코일의 조합으로 형성된 것을 특징으로 하는 위치검출장치.
제1항에 있어서, 상기 신호발생수단 및 상기 신호검출수단을 선택되어진 상기 루우프코일에 교대로 접속시켜 상기 각 루우프코일이 전자파의 송신 및 수신을 교대로 행하게 하는 접속절환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치검출장치.