(57)【要約】【課題】コイルやキャパシタなどの複雑な内部構成を必要としない入力手段を用いて座標を算出することができるディジタイザを提供する。【解決手段】本発明によるディジタイザは、磁界遮蔽部が内蔵された入力手段１１０と、電流が流れ、磁力線を誘導する駆動コイル１２０と、前記磁力線によって電圧が誘導される検知コイル１３０と、前記駆動コイルに電流を供給し、前記検知コイルに誘導される電圧を測定する制御部と、を含み、前記制御部は、前記検知コイルに誘導される電圧が前記磁界遮蔽部によって変化すると、前記検知コイルに誘導される電圧の変化量を検知して前記入力手段の座標を算出することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界遮蔽部が内蔵された入力手段と、
電流が流れ、磁力線を誘導する駆動コイルと、
前記磁力線によって電圧が誘導される検知コイルと、
前記駆動コイルに電流を供給し、前記検知コイルに誘導される電圧を測定する制御部と、を含み、
前記制御部は、前記検知コイルに誘導される電圧が前記磁界遮蔽部によって変化すると、前記検知コイルに誘導される電圧の変化量を検知して前記入力手段の座標を算出する、ディジタイザ。
【請求項２】
前記入力手段はスタイラスペンである、請求項１に記載のディジタイザ。
【請求項３】
前記入力手段に内蔵された前記磁界遮蔽部は導体である、請求項１に記載のディジタイザ。
【請求項４】
前記導体はＣｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｕ、Ａｇから選択される何れか一つの金属または二つ以上の合金を含む、請求項３に記載のディジタイザ。
【請求項５】
前記制御部が前記駆動コイルに供給する電流は交流である、請求項１に記載のディジタイザ。
【請求項６】
前記駆動コイルと前記検知コイルは垂直に交差する、請求項１に記載のディジタイザ。
【請求項７】
前記駆動コイルは第１軸方向に、互いに平行に多数設けられ、
前記検知コイルは前記第１軸方向に対して垂直となる第２軸方向に、互いに平行に多数設けられる、請求項１に記載のディジタイザ。
【請求項８】
前記制御部は前記第２軸方向に沿って、多数の前記駆動コイルに順次に電流を供給し、多数の前記駆動コイルには前記第２軸方向に沿って順次に磁力線が誘導される、請求項７に記載のディジタイザ。
【請求項９】
前記制御部は前記第１軸方向に沿って、多数の前記検知コイルに誘導される電圧を順次に測定する、請求項７に記載のディジタイザ。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記検知コイルに誘導される電圧が前記磁界遮蔽部によって変化する前に前記検知コイルに誘導される電圧を基準値に設定し、
前記検知コイルに誘導される電圧が前記磁界遮蔽部によって変化すると、前記基準値と比較して前記検知コイルに誘導される電圧の変化量を検知する、請求項７に記載のディジタイザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディジタイザに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル技術を用いるコンピュータが発達するにつれて、コンピュータの補助装置もともに開発されており、パソコン、ポータブル伝送装置、その他の個人用の情報処理装置などは、キーボード、マウスなどの様々な入力装置（Ｉｎｐｕｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いてテキスト及びグラフィック処理を行う。
【０００３】
しかし、情報化社会の急速な進行により、コンピュータの用途が益々拡大する傾向にあるため、現在入力装置の役割を担当しているキーボード及びマウスだけでは、効率的な製品の駆動が困難であるという問題点がある。従って、簡単で誤操作が少なく、誰でも簡単に情報を入力することができる機器の必要性が高まっている。
【０００４】
また、入力装置に関する技術は、一般的な機能を満たす水準を越えて、高信頼性、耐久性、革新性、設計及び加工に関する技術などが注目されており、このような目的を達成するために、テキスト、グラフィックなどの情報入力が可能な入力装置として、電磁気誘導方式のディジタイザ（Ｄｉｇｉｔｉｚｅｒ）が開発された。
【０００５】
電磁気誘導方式のディジタイザと類似した機能を果たすことができる入力装置として、静電容量方式のタッチスクリーンが挙げられるが、静電容量方式のタッチスクリーンは、電磁気誘導方式のディジタイザに比べて正確な座標を検知することができず、筆圧もまた認識することができない。従って、電磁気誘導方式のディジタイザは精度や正確性の面において静電容量方式タッチスクリーンより有利である。
【０００６】
但し、下記の先行技術文献に記載された特許文献のように、従来技術によるディジタイザはディジタイザ用ペンを必要とするが、ディジタイザ用ペンは、内部に磁界を受け入れて電流を発生させ、電流を用いてまた磁界を生成するためのコイル、及びコイルから発生した電流を充放電するためのキャパシタを備えなければならない。従って、従来技術によるディジタイザは、ディジタイザ用ペンが太くて重く、使用が不便なだけでなく、モバイル機器に内蔵することが困難であるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０２２３０８９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は、コイルやキャパシタなどの複雑な内部構成を必要としないスタイラスペン（入力手段）を用いて座標を算出することができるディジタイザを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施例によるディジタイザは、磁界遮蔽部が内蔵された入力手段と、電流が流れ、磁力線を誘導する駆動コイルと、前記磁力線によって電圧が誘導される検知コイルと、前記駆動コイルに電流を供給し、前記検知コイルに誘導される電圧を測定する制御部と、を含み、前記制御部は、前記検知コイルに誘導される電圧が前記磁界遮蔽部によって変化すると、前記検知コイルに誘導される電圧の変化量を検知して前記入力手段の座標を算出することができる。
本発明の実施例によるディジタイザにおいて、前記入力手段はスタイラスペンであることができる。
本発明の実施例によるディジタイザにおいて、前記入力手段に内蔵された前記磁界遮蔽部は導体であることができる。
【００１０】
本発明の実施例によるディジタイザにおいて、前記導体はＣｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｕ、Ａｇから選択される何れか一つの金属または二つ以上の合金を含むことができる。
本発明の実施例によるディジタイザにおいて、前記制御部が前記駆動コイルに供給する電流は交流であることができる。
本発明の実施例によるディジタイザにおいて、前記駆動コイルと前記検知コイルは垂直に交差することができる。
【００１１】
本発明の実施例によるディジタイザにおいて、前記駆動コイルは第１軸方向に、互いに平行に多数設けられ、前記検知コイルは前記第１軸方向に対して垂直となる第２軸方向に、互いに平行に多数設けられることができる。
【００１２】
本発明の実施例によるディジタイザにおいて、前記制御部は前記第２軸方向に沿って、多数の前記駆動コイルに順次に電流を供給し、多数の前記駆動コイルには前記第２軸方向に沿って順次に磁力線が誘導されることができる。
本発明の実施例によるディジタイザにおいて、前記制御部は前記第１軸方向に沿って、多数の前記検知コイルに誘導される電圧を順次に測定することができる。
【００１３】
本発明の実施例によるディジタイザにおいて、前記制御部は、前記検知コイルに誘導される電圧が前記磁界遮蔽部によって変化する前に前記検知コイルに誘導される電圧を基準値に設定し、前記検知コイルに誘導される電圧が前記磁界遮蔽部によって変化すると、前記基準値と比較して前記検知コイルに誘導される電圧の変化量を検知することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、コイルやキャパシタなどの複雑な内部構成を有しないスタイラスペン（入力手段）を用いて座標を指示することができる。従って、スタイラスペンは薄くて軽く製作することができる。
また、本発明によると、スタイラスペンは、薄くて軽く製作されることで、使用が容易になり、モバイル機器に容易に内蔵することができる。
また、本発明によると、スタイラスペンは、スタイラスペンに電源を供給する別の手段を必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の目的、特定の利点及び新規の特徴は添付図面に係る以下の詳細な説明及び好ましい実施例によってさらに明らかになるであろう。本明細書において、各図面の構成要素に参照番号を付け加えるに際し、同一の構成要素に限っては、たとえ相違する図面に示されても、できるだけ同一の番号を付けるようにしていることに留意しなければならない。また、「一面」、「他面」、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別するために用いられるものであり、構成要素が前記用語によって限定されるものではない。以下、本発明を説明するにあたり、本発明の要旨を不明瞭にする可能性がある係る公知技術についての詳細な説明は省略する。
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図１は本発明の実施例によるディジタイザを図示した図面である。
【００１６】
図１に図示されたように、本実施例によるディジタイザは、磁界遮蔽部１１５が内蔵された入力手段１１０と、電流が流れ、磁力線を誘導する駆動コイル１２０と、前記磁力線によって電圧が誘導される検知コイル１３０と、前記駆動コイル１２０に電流を供給し、前記検知コイル１３０に誘導される電圧を測定する制御部と、を含む。ここで、制御部は、検知コイル１３０に誘導される電圧が磁界遮蔽部１１５によって変化すると、検知コイル１３０に誘導される電圧の変化量を検知して入力手段１１０の座標を算出する。
前記入力手段１１０は、例えば、スタイラスペン（Ｓｔｙｌｕｓ  Ｐｅｎ）であってもよく、座標を指示する機能を果たす。
【００１７】
ここで、入力手段１１０には磁界遮蔽部１１５が内蔵されることができる。磁界遮蔽部１１５は、具体的には、磁界を遮蔽することができる導体であることができる。この際、導体はＣｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ａｕ、Ａｇから選択される何れか一つの金属または二つ以上の合金を含むことができる。
【００１８】
従来技術によるディジタイザは、入力手段にコイルやキャパシタなどの複雑な内部構成が内蔵される反面、本実施例によるディジタイザは、入力手段１１０に前記磁界遮蔽部１１５が内蔵される。従って、本実施例によるディジタイザは入力手段１１０を薄くて軽く製作することができる。このように、入力手段１１０は磁界遮蔽部１１５を内蔵し、磁界遮蔽部１１５によって後述する駆動コイル１２０から誘導される磁力線が遮蔽されるようにすることで座標を指示することができるが、これについては後述する。
【００１９】
前記駆動コイル１２０は検知コイル１３０に磁力線を供給する機能を果たす。具体的には、駆動コイル１２０は閉曲線状に形成されることで、制御部から電流の供給を受けて電流が流れると検知コイル１３０の方向に磁力線を誘導する。このように、駆動コイル１２０から誘導された磁力線は検知コイル１３０に電圧を誘導する機能を果たすが、検知コイル１３０に誘導される電圧（誘導起電力）は駆動コイル１２０から誘導された磁力線の時間に対する変化量に比例する。従って、検知コイル１３０に電圧が誘導されるためには、駆動コイル１２０から誘導される磁力線が周期的に変化しなければならない。結果、駆動コイル１２０は誘導される磁力線が周期的に変化するように制御部から交流（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ；ＡＣ）の供給を受ける。
【００２０】
前記検知コイル１３０は誘導される電圧を用いて制御部が座標を算出するようにする機能を果たす。具体的には、検知コイル１３０には、駆動コイル１２０から形成される磁力線によって電圧（誘導起電力）が誘導される。この際、入力手段１１０に内蔵された磁界遮蔽部１１５が検知コイル１３０に近づくと、駆動コイル１２０から形成され、検知コイル１３０に電圧を誘導する磁界は、磁界遮蔽部１１５によって吸収または反射されることで磁束密度や磁束の方向に変化をもたらす。これにより、検知コイル１３０は入力手段１１０が近づく前に比べて誘導される電圧が変化する。制御部はこのような電圧の変化量を確認し、入力手段１１０の座標を検知することができる。
【００２１】
一方、駆動コイル１２０と検知コイル１３０は、ＸＹ座標を算出するために、互いに垂直に交差して形成されることができる。具体的には、駆動コイル１２０は第１軸方向（Ｘ軸方向）に、互いに平行に多数設けられ、検知コイル１３０は第１軸方向（Ｘ軸方向）に対して垂直である第２軸方向（Ｙ軸方向）に、互いに平行に多数設けられることができる。但し、駆動コイル１２０と検知コイル１３０は、全てのものが互いに垂直に交差しなければならないものではなく、少なくとも一箇所で垂直に交差すれば良い。
【００２２】
前記制御部は、駆動コイル１２０に電流を供給し、検知コイル１３０に誘導される電圧を測定する機能を果たす。具体的には、制御部は駆動コイル１２０から磁力線が誘導されるように電流を供給し、前記磁力線によって検知コイル１３０に誘導された電圧を測定する。また、入力手段１１０に内蔵された磁界遮蔽部１１５が検知コイル１３０に近づくと、磁界遮蔽部１１５によって駆動コイル１２０から形成される磁界は磁束密度や磁束の方向に変化をもたらし、これにより、検知コイル１３０に誘導される電圧が変化する。制御部はこのような電圧の変化量を検知して座標を算出する。
【００２３】
また、制御部は時分割により駆動コイル１２０に電流を供給し、検知コイル１３０に誘導される電圧を測定することができる。例えば、駆動コイル１２０が第１軸方向（Ｘ軸方向）に、互いに平行に多数設けられる場合、制御部は第２軸方向（Ｙ軸方向）に沿って、第１駆動コイル１２０ａ→第２駆動コイル１２０ｂ→第３駆動コイル１２０ｃ→第４駆動コイル１２０ｄの順に電流を供給し、第１駆動コイル１２０ａ→第２駆動コイル１２０ｂ→第３駆動コイル１２０ｃ→第４駆動コイル１２０ｄの順に磁力線を誘導することができる。また、検知コイル１３０が第２軸方向（Ｙ軸方向）に、互いに平行に多数設けられる場合、制御部は第１軸方向（Ｘ軸方向）に沿って、第１検知コイル１３０ａ→第２検知コイル１３０ｂ→第３検知コイル１３０ｃ→第４検知コイル１３０ｄの順に誘導される電圧を測定することができる。
図２から図７は、本発明の実施例によるディジタイザの作動過程を図示した図面であり、これを参照してディジタイザの作動過程を詳細に説明する。
【００２４】
図２から図７に図示されたように、駆動コイル１２０が第１軸方向（Ｘ軸方向）に、互いに平行に４つが設けられ、検知コイル１３０が第２軸方向（Ｙ軸方向）に、互いに平行に４つが設けられる構成に基づいて説明する。但し、このような構成は、説明の便宜上の例示に過ぎず、本発明の権利範囲はこれに限定されないことは言うまでもない。
【００２５】
先ず、図２に図示されたように、制御部は４つの駆動コイル１２０のうち第２軸方向（Ｙ軸方向）に最初に設けられた第１駆動コイル１２０ａに電流を供給し、第１駆動コイル１２０ａに磁力線を誘導する。このような磁力線によって４つの検知コイル１３０には電圧が誘導される。検知コイル１３０は入力手段１１０に内蔵された磁界遮蔽部１１５の影響を受ける前であるため、４つの検知コイル１３０に誘導される電圧は一定である。この際、制御部は４つの検知コイル１３０に誘導される電圧を第１軸方向（Ｘ軸方向）に沿って順次に測定し、誘導された電圧を第１基準値に設定する。即ち、制御部は第１検知コイル１３０ａ→第２検知コイル１３０ｂ→第３検知コイル１３０ｃ→第４検知コイル１３０ｄの順に誘導される電圧を測定し、４つの検知コイル１３０に誘導された電圧を第１基準値に設定する。
【００２６】
次に、図３に図示されたように、制御部は第２駆動コイル１２０ｂに電流を供給し、第２駆動コイル１２０ｂに磁力線を誘導する。この際、制御部は第１検知コイル１３０ａ→第２検知コイル１３０ｂ→第３検知コイル１３０ｃ→第４検知コイル１３０ｄの順に誘導される電圧を測定し、４つの検知コイル１３０に誘導された電圧を第２基準値に設定する。
【００２７】
次に、図４に図示されたように、制御部は第３駆動コイル１２０ｃに電流を供給し、第３駆動コイル１２０ｃに磁力線を誘導する。この際、制御部は第１検知コイル１３０ａ→第２検知コイル１３０ｂ→第３検知コイル１３０ｃ→第４検知コイル１３０ｄの順に誘導される電圧を測定し、４つの検知コイル１３０に誘導された電圧を第３基準値に設定する。
【００２８】
次に、図５に図示されたように、制御部は第４駆動コイル１２０ｄに電流を供給し、第４駆動コイル１２０ｄに磁力線を誘導する。この際、制御部は第１検知コイル１３０ａ→第２検知コイル１３０ｂ→第３検知コイル１３０ｃ→第４検知コイル１３０ｄの順に誘導される電圧を測定し、４つの検知コイル１３０に誘導された電圧を第４基準値に設定する。
【００２９】
前記のように、制御部は、第１駆動コイル１２０ａ→第２駆動コイル１２０ｂ→第３駆動コイル１２０ｃ→第４駆動コイル１２０ｄの順に電流を供給し、それぞれの検知コイル１３０に誘導された電圧を基準値に設定した後、後述するように、また、第１駆動コイル１２０ａ→第２駆動コイル１２０ｂ→第３駆動コイル１２０ｃ→第４駆動コイル１２０ｄの順に電流を供給し、それぞれの検知コイル１３０に誘導された電圧を用いて座標を算出する。
【００３０】
具体的には、図６に図示されたように、第１駆動コイル１２０ａに電流を供給して、磁力線を誘導する。このような磁力線によって４つの検知コイル１３０には電圧が誘導される。制御部は４つの誘導された電圧を第１検知コイル１３０ａ→第２検知コイル１３０ｂ→第３検知コイル１３０ｃ→第４検知コイル１３０ｄの順に測定する。この際、入力手段１１０に内蔵された磁界遮蔽部１１５は、第２駆動コイル１２０ｂの上部に位置し、第１駆動コイル１２０ａと離隔しており、第１駆動コイル１２０ａに誘導された磁力線を大きく遮蔽することができない。従って、４つの検知コイル１３０に誘導された電圧の変化量もまた大きくない。結果、制御部は４つの検知コイル１３０に誘導された電圧の変化量を前記第１基準値と比較し、電圧の変化量が所定値以下であると判断することで、第１駆動コイル１２０ａの上部に入力手段１１０がないということを認知することができる。
【００３１】
次に、図７に図示されたように、第２駆動コイル１２０ｂに電流を供給し、磁力線を誘導する。このような磁力線によって４つの検知コイル１３０には電圧が誘導される。制御部は４つの誘導された電圧を第１検知コイル１３０ａ→第２検知コイル１３０ｂ→第３検知コイル１３０ｃ→第４検知コイル１３０ｄの順に測定する。この際、入力手段１１０に内蔵された磁界遮蔽部１１５は第２駆動コイル１２０ｂと第３検知コイル１３０ｃが交差するところの上部に位置するため、前記磁界遮蔽部１１５は第２駆動コイル１２０ｂに誘導された磁力線のうち第３検知コイル１３０ｃを通過する磁力線の一部を遮蔽する（矢印参照）。従って、４つの検知コイル１３０のうち第３検知コイル１３０ｃに誘導された電圧の変化量が最も大きい。制御部は第３検知コイル１３０ｃに誘導された電圧の変化量を前記第２基準値と比較し、電圧の変化量が所定値以上であると判断することで、第２駆動コイル１２０ｂと第３検知コイル１３０ｃが交差するところの上部に入力手段１１０が位置していることを認知することができる。この際、第２駆動コイル１２０ｂは第２軸方向（Ｙ軸方向）の二番目に設けられ、第３検知コイル１３０ｃは第１軸方向（Ｘ軸方向）の三番目に設けられるため、制御部は、このような位置的情報に基づき、最終の入力手段１１０の座標を算出することができる。
【００３２】
その後、制御部が第３駆動コイル１２０ｃに電流を供給して磁力線を誘導する過程と第４駆動コイル１２０ｄに電流を供給して磁力線を誘導する過程を行うことができるが、このような過程は第１駆動コイル１２０ａに電流を供給して磁力線を誘導する過程と類似するため省略する。
【００３３】
一方、本実施例に関する図面において、駆動コイル１２０が下側に配置され、検知コイル１３０が上側に配置されると図示しているが、本発明の権利範囲はこれに限定されない。本発明が、駆動コイル１２０が上側に配置され、検知コイル１３０が下側に配置されるなど様々な実施例を有し得ることは言うまでもない。
【００３４】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであり、本発明はこれに限定されず、該当分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想内にての変形や改良が可能であることは明白であろう。
本発明の単純な変形乃至変更はいずれも本発明の領域に属するものであり、本発明の具体的な保護範囲は添付の特許請求の範囲により明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例によるディジタイザを図示した図面である。
【図２】本発明の実施例によるディジタイザの作動過程を図示した図面である。
【図３】本発明の実施例によるディジタイザの作動過程を図示した図面である。
【図４】本発明の実施例によるディジタイザの作動過程を図示した図面である。
【図５】本発明の実施例によるディジタイザの作動過程を図示した図面である。
【図６】本発明の実施例によるディジタイザの作動過程を図示した図面である。
【図７】本発明の実施例によるディジタイザの作動過程を図示した図面である。
【符号の説明】
【００３６】
１１０  入力手段
１１５  磁界遮蔽部
１２０  駆動コイル
１２０ａ  第１駆動コイル
１２０ｂ  第２駆動コイル
１２０ｃ  第３駆動コイル
１２０ｄ  第４駆動コイル
１３０  検知コイル
１３０ａ  第１検知コイル
１３０ｂ  第２検知コイル
１３０ｃ  第３検知コイル
１３０ｄ  第４検知コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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