專利名稱：坐標(biāo)輸入裝置及其信號傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸入坐標(biāo)的裝置。更具體地，本發(fā)明涉及將字符、圖形等輸入個(gè)人計(jì)算機(jī)、字處理器等時(shí)使用的圖形輸入板的坐標(biāo)輸入裝置。
本發(fā)明還涉及將手寫字符與圖形輸入到作為個(gè)人計(jì)算機(jī)、字處理器等的輸入裝置配置在顯示單元的顯示屏上的圖形輸入板的筆輸入裝置。
本發(fā)明還涉及在個(gè)人計(jì)算機(jī)、字處理器等中使用的圖形輸入板輸入裝置的改進(jìn)。更具體地，本發(fā)明涉及根據(jù)書寫壓力來精確地表達(dá)所輸入的字符的線寬、濃度等的裝置。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及坐標(biāo)輸入裝置的信號傳輸系統(tǒng)，其中坐標(biāo)檢測筆所檢測到的坐標(biāo)信息以及坐標(biāo)信息以外的坐標(biāo)檢測筆的附加信息是在同一信號線或同一信道的無線電等上時(shí)分傳輸?shù)摹＠?，這一信號傳輸系統(tǒng)通常應(yīng)用在坐標(biāo)檢測器及應(yīng)用這種坐標(biāo)檢測器的信息處理器上。
眾所周知，字符、圖形等是用圖形輸入板等的坐標(biāo)輸入裝置輸入到個(gè)人計(jì)算機(jī)、字處理器等中的，如

圖1中所示，這種坐標(biāo)輸入裝置具有一塊液晶板42。該液晶板42是配置成使多個(gè)段電極X1至Xm與多個(gè)公共電極Y1至Yn互相垂直。液晶板42具有充滿段電極X1至Xm與公共電極Y1至Yn之間的液晶層。顯示器中的各象素是由段電極分別在其中與公共電極相交的一部分液晶構(gòu)成的。一個(gè)用于操作段電極X1至Xm的段驅(qū)動(dòng)電路23連接在段電極X1至Xm上。一個(gè)用于操作公共電極Y1至Ym的公共驅(qū)動(dòng)電路22連接在公共電極Y1至Ym上。一個(gè)顯示控制電路25及一個(gè)位置檢測控制電路26通過一個(gè)用于切換信號的傳輸方向的開關(guān)電路24連接在公共驅(qū)動(dòng)電路22及段驅(qū)動(dòng)電路23上。通過開關(guān)電路24控制公共驅(qū)動(dòng)電路22及段驅(qū)動(dòng)電路23的操作，顯示控制電路25在顯示周期中在液晶板42上顯示一個(gè)圖象。通過開關(guān)電路24控制公共驅(qū)動(dòng)電路22及段驅(qū)動(dòng)電路23的操作，位置檢測控制電路26在一個(gè)坐標(biāo)檢測周期中順序地將一個(gè)掃描電壓作用在各公共與段電極上。開關(guān)電路24的切換操作是由控制電路27控制的。開關(guān)電路24構(gòu)成為使該開關(guān)電路24將顯示控制電路25的輸出在顯示周期中輸出到各驅(qū)動(dòng)電路22與23上。開關(guān)電路24還構(gòu)成為使該開關(guān)電路24將位置檢測控制電路26的輸出在位置檢測周期中輸出到各驅(qū)動(dòng)電路22與23上。控制電路27連接在用于檢測裝置指示筆6所指示的坐標(biāo)的X坐標(biāo)檢測電路30及Y坐標(biāo)檢測電路31上。X坐標(biāo)檢測電路30及Y坐標(biāo)檢測電路31通過一條電纜33連接在指示X與Y坐標(biāo)的位置指示筆6上。直流電源電路32將電力供應(yīng)給各公共驅(qū)動(dòng)電路22與段驅(qū)動(dòng)電路23。
如圖2中所示，上述位置指示筆6是由一個(gè)開關(guān)57、一個(gè)筆尖電極58與一個(gè)放大器29構(gòu)成的。通過使位置指示筆與液晶板42接觸而接通與斷開開關(guān)57。放大器29放大筆尖電極58中感應(yīng)的電壓。上述電纜33是由一條電源線VCC、一條位置信息信號線POUT、一條開關(guān)信號線SW及一條地線GND構(gòu)成的。
下面說明上述通用坐標(biāo)輸入裝置的操作。
液晶板42具有用于顯示圖象的顯示周期及用于檢測位置指示筆6所指示的坐標(biāo)位置的坐標(biāo)檢測周期。在顯示周期中，顯示控制電路25輸出各個(gè)起動(dòng)信號S、反相信號M、時(shí)鐘信號CP1、CP2及顯示數(shù)據(jù)D0至D3。時(shí)鐘信號CP1為一個(gè)具有以掃描一行中的象素的掃描周期作為一個(gè)周期的時(shí)鐘信號。該時(shí)鐘信號CP1通過開關(guān)電路24輸入到各公共驅(qū)動(dòng)電路22與段驅(qū)動(dòng)電路23中。起動(dòng)信號S為表示公共電極的顯示掃描周期開始的信號。這一起動(dòng)信號S通過開關(guān)電路24與時(shí)鐘信號CP1同步地輸入到公共驅(qū)動(dòng)電路22上。根據(jù)時(shí)鐘信號CP1的移位，公共驅(qū)動(dòng)電路22的輸出端輸出一個(gè)對應(yīng)于這一移位的位置的驅(qū)動(dòng)信號到各公共電極Y1至Yn上。這一驅(qū)動(dòng)信號是在電源電路32所供給的偏壓V0至V5的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。時(shí)鐘信號CP2構(gòu)成為將掃描一列中的象素的掃描周期分成多個(gè)分周期并將各該分周期設(shè)定為一個(gè)周期。通過開關(guān)電路24將這一時(shí)鐘信號CP2輸入到段驅(qū)動(dòng)電路23中。
顯示數(shù)據(jù)D0至D3是通過開關(guān)電路24輸入到段驅(qū)動(dòng)電路23的，并順序地輸入到配置在段驅(qū)動(dòng)電路23內(nèi)的一個(gè)寄存器。當(dāng)將對應(yīng)于一行中的象素的顯示數(shù)據(jù)輸入寄存器時(shí)，這些數(shù)據(jù)是在時(shí)鐘信號CP1及對應(yīng)于從段驅(qū)動(dòng)電路23的一個(gè)輸出端輸出到各段電極X1至Xm的各顯示數(shù)據(jù)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號的時(shí)序下鎖存的。這一驅(qū)動(dòng)信號也是在電源電路32供給的偏壓V0至V5的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。反相信號M是一個(gè)用于周期性地反相作用在液晶上的電壓的極性以免液晶受到電解損壞的信號。液晶板42的象素是由公共驅(qū)動(dòng)電路22及段驅(qū)動(dòng)電路23按照行次序操作的，從而在液晶板42上顯示一個(gè)對應(yīng)于顯示數(shù)據(jù)的圖象。
在坐標(biāo)檢測周期中，位置檢測控制電路28輸出各個(gè)起動(dòng)信號Sd、反相信號Md、時(shí)鐘信號CP1d、CP2d以及驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)D0d、至D3d。時(shí)鐘信號CP1d為具有掃描一行中的公共電極的掃描周期作為一個(gè)周期的一個(gè)時(shí)鐘信號。這一時(shí)鐘信號CP1d是通過開關(guān)電路24輸入到各公共驅(qū)動(dòng)電路22及段驅(qū)動(dòng)電路23的。起動(dòng)信號Sd為用于指示公共電極的掃描的開始的一個(gè)信號。這一起動(dòng)信號Sd是與時(shí)鐘信號CP1d同步地通過開關(guān)電路24輸入公共驅(qū)動(dòng)電路22的。根據(jù)時(shí)鐘信號CP1d中的移位，從公共驅(qū)動(dòng)電路22的一個(gè)輸出端輸出一個(gè)對應(yīng)于這一移位的掃描信號到各公共電極。這一掃描信號是在電源電路32供給的偏壓V0至V5的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。
時(shí)鐘信號CP2d是按將掃描一列中的段電極的掃描周期設(shè)定為一個(gè)周期而構(gòu)成的。這一時(shí)鐘信號CP2d通過開關(guān)電路24輸入到段驅(qū)動(dòng)電路23。當(dāng)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)D0d至D3d順序地輸入配置在段驅(qū)動(dòng)電路23內(nèi)的一個(gè)寄存器時(shí)，這些驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)是在時(shí)鐘信號CP1d與相對于從段驅(qū)動(dòng)電路23的一個(gè)輸出端將各驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)輸入到各段電極的一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號的時(shí)序下鎖存的。這一驅(qū)動(dòng)信號是在電源電路32供給的偏壓V0至V5的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。在這一坐標(biāo)檢測周期中，供給各公共電極與各段電極的電壓是如圖3中所示那樣改變的。反相信號Md是用于周期性地反轉(zhuǎn)作用在液晶上的電壓的極性以免液晶受到電解損壞的一個(gè)信號。
當(dāng)位置指示筆6接近液晶板42的表面時(shí)，指示筆6的電路58與作用有電壓的各段與公共電極之間的浮動(dòng)電容便在配置在指示筆6的末端部分中的電極58中感生一個(gè)電壓。指示筆6中感生的電壓受到指示筆6內(nèi)的放大器29的放大，并通過電纜33提供給X坐標(biāo)檢測電路30與Y坐標(biāo)檢測電路31。X坐標(biāo)檢測電路30與Y坐標(biāo)檢測電路31在指示筆6的感生電壓的生成時(shí)序及來自控制電路27的一個(gè)時(shí)序信號的基礎(chǔ)上，分別計(jì)算X與Y坐標(biāo)。
如圖4中所示，輸入電壓受到X坐標(biāo)檢測電路30中的一個(gè)放大電路51的放大。在X坐標(biāo)檢測電路30中，比較器53從用于提供等于或高于一個(gè)參照電壓Vsx的電壓的電壓時(shí)序中計(jì)算X坐標(biāo)。在Y坐標(biāo)檢測電路31中，輸入電壓受到放大電路52的放大，而比較器54則從用于提供等于或高于參照電壓Vsy的電壓的電壓時(shí)序中計(jì)算Y坐標(biāo)。
下面參照圖5a至5c說明采用位置指示筆6的坐標(biāo)輸入裝置的坐標(biāo)檢測操作。
在位置指示筆6的末端部分中配置一個(gè)具有高阻抗的檢測電極58。當(dāng)位置指示筆6接近作為檢測板表面的液晶板42的一個(gè)顯示面時(shí)，便如圖5a中所示在液晶板42與指示筆6之間形成一個(gè)小的電容。當(dāng)在液晶板42的各段電極X1至Xm及公共電極Y1至Yn上作用一個(gè)脈沖電壓時(shí)，便如圖5b中所示由靜電感應(yīng)在指示筆6的電極58中感生一個(gè)小的電壓。當(dāng)一個(gè)掃描電壓作用在指示筆6的正下方的一個(gè)電極上時(shí)，該靜電壓具有峰值。相應(yīng)地，如圖5c中所示，通過從指示筆6的端部順序地將掃描電壓作用在一組顯示電極上并計(jì)算從這一電壓作用到靜電壓的峰值的時(shí)序，便知道了指示筆6的位置。
在通用坐標(biāo)輸入裝置中，必須在連接位置指示筆6與坐標(biāo)檢測電路30與31的電纜33中配置由電源線VCC、位置信息信號線POUT、開關(guān)信號線SW及地線GND組成的四條信號線。因此，當(dāng)將這四條信號線捆在一起時(shí)，便使電纜33的直徑變大。相應(yīng)地，當(dāng)該電纜形成為一條卷曲繩時(shí)，難于使該電纜軟化。此外，從可操作性觀點(diǎn)上考慮，不可能用一個(gè)自動(dòng)卷盤機(jī)構(gòu)來解決。
例如，實(shí)際上通常將一個(gè)圖形輸入板裝置用作將手寫字符與圖形輸入個(gè)人計(jì)算機(jī)、字處理器等的一種裝置。在這種圖形輸入板裝置中，將一個(gè)液晶顯示器及一塊靜電感應(yīng)型圖形輸入板疊合在顯示單元的顯示屏上。這種圖形輸入板裝置的用戶以用筆在一張紙上書寫的觀念輸入字符與圖形。
然而，在這種圖形輸入板裝置中，在存在與不存在電極的部位中的反射率與透射率是互相不同的。因此，顯示屏上所見的電極是網(wǎng)格形的，從而降低了液晶顯示器的等級或質(zhì)量。
例如，在日本專利申請公開(KOKAI)第05-265650號中提出了解決上述問題的一種顯示器整體型圖形輸入板。這種顯示器整體型圖形輸入板既具有液晶板的顯示電極又具有靜電感應(yīng)型圖形輸入板的位置檢測電極。
圖6為展示通用筆輸入裝置的電路構(gòu)成的一個(gè)實(shí)例的方框圖。圖6示出用于檢測日本專利申請公開(KOKAI)第05-265650中所描述的顯示器整體型圖形輸入板中的檢測模式信號的電路構(gòu)成。
液晶板121由液晶及起著操作該液晶的顯示電極與靜電感應(yīng)型圖形輸入板的位置檢測電極作用的一個(gè)電極構(gòu)成。
檢測筆122具有靜電耦合到液晶板的電極上的一個(gè)末端電極。當(dāng)檢測筆122接近液晶板121時(shí)，檢測筆122檢測到在用于操作液晶的反相信號的上升與下降時(shí)感生的感應(yīng)電壓。
前置放大器123在電壓與/或電流上放大在檢測筆122的末端電極中感生的感應(yīng)電壓。
反相信號生成電路124生成用于操作液晶板121的液晶的反相信號，并設(shè)定作用在液晶上的電壓的作用方向的反相時(shí)間點(diǎn)。
控制信號生成電路125生成與反相信號的上升與/或下降同步的第一選通信號以及在該第一選通信號的傳輸時(shí)間以外提供的第二選通信號。
第一模擬門電路126采樣由第一選通信號在電壓與/或電流上放大的感應(yīng)電壓。第二模擬門電路127采樣由第二選通信號在電壓與/或電流上放大的感應(yīng)電壓。
第一處理電路128由用于相對于第一選通信號采樣的感應(yīng)電壓進(jìn)行全波整流的一個(gè)全波整流電路128a構(gòu)成。第一處理電路128還由用于將整流的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)直接電壓的積分電路128b構(gòu)成。
第二處理電路129由用于相對于第二選通信號所采樣的感應(yīng)電壓進(jìn)行全波整流的一個(gè)全波整流電路129a構(gòu)成。第二處理電路129還由用于將整流的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓的一個(gè)積分電路129b構(gòu)成。
比較電路130將第一處理電路128所轉(zhuǎn)換的直流電壓的電平與第二處理電路129所轉(zhuǎn)換的直流電壓的電平進(jìn)行比較。比較電路130通過這一比較來判定檢測筆的末端是否接近液晶板121的顯示屏。比較電路130通過這一比較輸出一個(gè)在高或低電壓電平上的檢測模式/非檢測模式信號。
圖7為展示筆輸入裝置的總體電路構(gòu)成的一個(gè)實(shí)例的電路圖。如圖7中所示，筆輸入裝置具有各由一個(gè)模擬開關(guān)(例如一個(gè)FET)構(gòu)成的第一模擬門電路128與第二模擬門電路127；各由一個(gè)二極管電橋等構(gòu)成的全波整流電路128a與129a；各由一個(gè)運(yùn)算放大器等構(gòu)成的積分電路128b與129b；以及比較電路130。
圖8為展示圖6中所示的電路構(gòu)成中的各信號的波形及這些信號的時(shí)序的時(shí)序圖。下面說明圖8中所示的信號。(A)處的反相信號“as”是從反相信號生成電路124生成的。這一反相信號“as”用于周期性地反轉(zhuǎn)作用在液晶上的電壓的作用方向以免液晶板的液晶受到電解損壞。此時(shí)，同時(shí)改變作用在液晶板的電極上的驅(qū)動(dòng)信號的電壓。
(B)處的第一選通信號g1及(C)處的第二選通信號g2從選通信號生成電路128生成并分別傳輸給第一模擬門電路128與第二模擬門電路127。事先在筆輸入裝置的設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定第一與第二選通信號的占空比(tg1∶tg2)。
(D)處的感應(yīng)電壓SK是通過當(dāng)檢測筆122接近液晶板121的顯示屏?xí)r每一次反相信號“as”反相作用在液晶上的電壓的作用方向時(shí)感生一個(gè)具有尖峰形狀的靜電感應(yīng)電壓而得到的并取決于檢測筆122的末端電極與液晶板121的電極之間的距離。
(E)處的采樣信號sp1的波形是通過以采用第一模擬門電路126以第一選通信號g1采樣感應(yīng)電壓sk并以全波整流電路128a全波整流這一感應(yīng)電壓sk而得到的。
(F)處的采樣信號sp2的波形是通過以采用第二模擬門電路127以第二選通信號g2采樣感應(yīng)電壓sk并以全波整流電路129a全波整流這一感應(yīng)電壓sk而得到。
(G)處的信號dv1的波形是通過以積分電路128b將全波整流的采樣信號sp1轉(zhuǎn)移成直流電壓而得到的。
(H)處的信號dv2的波形是通過以積分電路129b將全波整流的采樣信號sp2轉(zhuǎn)移成直流電壓而得到的。
(I)處的輸出信號pm1是通過以比較電路130將直流電壓dv1與dv2的電平互相比較而得到的。直流電壓dv1的電平高于直流電壓dv2的電平，因此輸出一個(gè)高(“H”)電壓信號作為一個(gè)檢測模式信號。此時(shí)，便能判定檢測筆122接近了液晶板121。
例如，(J)處的一個(gè)噪聲信號ns呈現(xiàn)為高頻感應(yīng)電壓。這一噪聲信號ns示出當(dāng)檢測筆122從液晶板121的顯示屏上分離時(shí)所感生的信號波形的一個(gè)實(shí)例。
(K)處的采樣信號sp3的波形是通過以采用第一模擬門電路126以第一選通信號g1采樣噪聲信號ns并以全波整流電路128a相對于這一噪聲信號進(jìn)行全波整流所得到的。
(L)處的采樣信號sp4的波形是通過以采用第二模擬門電路127的第二選通信號g2采樣噪聲信號ns并以全波整流電路129a相對于這一噪聲信號進(jìn)行全波整流所得到的。
(M)處的直流電壓信號dv3的波形是通過以積分電路128b將全波整流的采樣信號sp3轉(zhuǎn)移成直流電壓所得到的。
(N)處的直流電壓信號dv4的波形是通過以積分電路129b將全波整流的采樣信號sp4轉(zhuǎn)換成直流電壓所得到的。
(O)處的檢測模式信號pm2是通過以比較電路130將直流電壓dv1與dv2的電平互相比較所得到的一個(gè)輸出信號。直流電壓dv1的電平低于直流電壓dv2的電平，因此輸出一個(gè)低(“L”)電壓信號作為一個(gè)非檢測模式信號。此時(shí)便能判定檢測筆122是與液晶板121分離的。
從而，即使在檢測筆122從液晶板121分離而感生噪聲信號ns時(shí)，檢測筆122也能通過從其中消除噪聲信號ns而正確地抽取檢測模式信號pm。
當(dāng)檢測筆122在檢測模式信號pm的檢測中接近液晶板121時(shí)，便從具有尖峰形狀的感應(yīng)電壓sk中輸出一個(gè)高(“H”)電壓信號作為一個(gè)檢測模式信號ns。反之，當(dāng)檢測筆122從液晶板121分離時(shí)，即使感生了噪聲信號ns，也不會(huì)輸出高(“H”)電壓信號。事先將從選通信號生成電路125輸出的第一選通信號g1與第二選通信號g2的占空比(表示采樣時(shí)間的分布)設(shè)定為使得如上所述當(dāng)檢測筆122接近液晶板121時(shí)輸出高電壓信號而當(dāng)檢測筆122從液晶板121分離時(shí)不輸出高電壓信號。
這便是，將第一選通信號g1的時(shí)間間隔(tg1)設(shè)定為等于或大于尖峰形感應(yīng)電壓sk的放電時(shí)間常數(shù)的三倍，以便可靠地檢測出檢測筆122接近液晶板121而改進(jìn)了S/N(信噪)比。
通過與第一選通信號g1的時(shí)間間隔(tg1)相比極大地設(shè)定第二選通信號g2的時(shí)間間隔(tg2)，以便可靠地檢測出檢測筆122從液晶板121上分離，而進(jìn)一步改進(jìn)了S/N比。
從而，在筆輸入裝置的電路的設(shè)計(jì)時(shí)將選通信號的占空比設(shè)定為使得該占空比成為由各種條件與上述S/N比的關(guān)系決定一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)值。這些條件中包括液晶板的電極與檢測筆的末端電極之間的靜電容(由尖峰形感應(yīng)電壓的檢測到的波形示出)、前置放大器123的放大比例、圖7中所示的積分電路128b、129b的電容器C1與C2及電阻器R1與R2的時(shí)間常數(shù)等。
選通信號的占空比是在設(shè)計(jì)這些電路時(shí)考慮了部件精度的偏移而設(shè)定的。然而，當(dāng)生產(chǎn)的筆輸入裝置的數(shù)量增加時(shí)，在(每)一批中會(huì)導(dǎo)致部件精度的不可預(yù)測的偏移。因此，存在著由于降低了上述檢測模式/非檢測模式信號的S/N比而筆輸入裝置不能正常工作的可能性。
再者。當(dāng)采用高精度部件來降低部件精度的偏移時(shí)，便提高了筆輸入裝置的成本，并增加了補(bǔ)償部件的數(shù)目。
例如，日本專利申請公開(KOKAI)第2-211514號示出了一種根據(jù)圖形輸入板輸入裝置中的書寫壓力來轉(zhuǎn)換線寬度與字符濃度的設(shè)備。這一日本公開的專利說明了一種電磁圖形輸入板。書寫壓力是用配置在一支輸入筆內(nèi)的一塊移動(dòng)磁鐵與一個(gè)線圈檢測的。
在這一日本專利申請公開(KOKAI)第2-211514號中，檢測書寫壓力的裝置是由移動(dòng)磁鐵與線圈構(gòu)成的，使輸出的數(shù)據(jù)由一種數(shù)據(jù)組成。從而，與一定的書寫壓力對應(yīng)的線寬度與字符濃度是恒定的。因此，不可能在這些字符互相區(qū)別的狀態(tài)中顯示具有寬線與低濃度的字符以及具有窄線與高濃度的字符。因此，不能用在一張紙上的書寫感覺來輸入字符。
例如，日本專利申請公開(KOKAI)第5-80921號示出了描述通用坐標(biāo)輸入裝置的一篇著名文獻(xiàn)。在這一日本公開的專利中，為了防止檢測筆上的噪聲導(dǎo)致的坐標(biāo)輸入裝置的操作中的錯(cuò)誤而通過在顯示周期中反相用于顯示圖象的電壓的極性，將檢測筆感生的靜電感應(yīng)電壓作用在一個(gè)模式檢測電路上。模式檢測電路將這一靜電感應(yīng)電壓與一個(gè)預(yù)置的參照電壓進(jìn)行比較。當(dāng)靜電感應(yīng)電壓高于參照電壓時(shí)，模式檢測電路便判定這是一種用于檢測坐標(biāo)的檢測模式。反之，當(dāng)靜電感應(yīng)電壓低于參照電壓時(shí)，模式檢測電路便判定這是一種不檢測坐標(biāo)的非檢測模式。在這一非檢測模式中，模式檢測電路輸出一個(gè)表示判定結(jié)果的模式信號。當(dāng)這一模式信號表示檢測模式時(shí)，坐標(biāo)輸出識別電路便原封不動(dòng)地輸出各坐標(biāo)。反之，當(dāng)上述模式信號表示非檢測模式時(shí)，坐標(biāo)輸出識別電路便停止輸出坐標(biāo)。這便是，這一日本公開的專利展示在獨(dú)立的信號線上傳輸坐標(biāo)信號與開關(guān)接通/斷開信號的一種系統(tǒng)。
日本專利申請公開(KOKAI)第1-254795號展示了輸出坐標(biāo)信號的另一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，一個(gè)原始布置底座的原始布置面上具有一個(gè)坐標(biāo)信號生成裝置。用一支坐標(biāo)指定筆在一個(gè)任意指定點(diǎn)上與原始布置面相接觸。當(dāng)坐標(biāo)指定筆與原始布置面接觸時(shí)，坐標(biāo)指定筆便生成一個(gè)用于確定一個(gè)坐標(biāo)信號的時(shí)序信號。在坐標(biāo)指定筆的本體上布置有多個(gè)彩色指定開關(guān)。各彩色指定開關(guān)生成一個(gè)用于指定一種印刷彩色的彩色指定信號。在該系統(tǒng)中，只在接通一個(gè)筆向下開關(guān)時(shí)，即只當(dāng)筆尖壓在圖形輸入板上時(shí)，才輸出坐標(biāo)信號。
圖9為展示一個(gè)通用坐標(biāo)輸入裝置的整體構(gòu)造的視圖。在這一坐標(biāo)輸入裝置中，以類似于本發(fā)明的各實(shí)施例的方式修正了上述公開的專利中所描述的各系統(tǒng)。在圖9中，參照數(shù)字431、432與433分別指示一個(gè)控制電路、一個(gè)公共驅(qū)動(dòng)電路及一個(gè)段驅(qū)動(dòng)電路。參照數(shù)字434435與436分別指示公共電極Y1至Ym、段電極X1至Xn及一支有線筆。參照數(shù)字437、438與439分別指示一支無繩筆、一個(gè)信號接收單元及一個(gè)坐標(biāo)檢測電路。
一塊圖形輸入板具有以布置在Y方向上的公共電極434及布置在X方向上的段電極435構(gòu)成的n×m個(gè)單元的網(wǎng)格。這些公共與段電極分別由公共驅(qū)動(dòng)電路432及段驅(qū)動(dòng)電路433接通或斷開?？刂齐娐?31進(jìn)行對各公共與段驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)序控制。檢測筆分成通過一條電纜連接在裝置本體上的有線系統(tǒng)的筆436及用無線電、紅外線等傳輸與接收數(shù)據(jù)的無繩系統(tǒng)的筆437。使用筆437的無繩系統(tǒng)的本體具有用于接收來自筆437的信號的信號接收單元438。坐標(biāo)檢測電路439將筆437直接發(fā)送的或通過信號接收單元438傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換成坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
圖10為展示圖9中所示的坐標(biāo)輸入裝置的操作時(shí)序的視圖。
圖10中將坐標(biāo)輸入裝置的一次系統(tǒng)性操作的一個(gè)周期示出為一幀，并由一個(gè)Y坐標(biāo)檢測周期與一個(gè)X坐標(biāo)檢測周期組成。控制電路431輸出一個(gè)如圖10(a)中所示的用于規(guī)定Y坐標(biāo)檢測周期的的信號YDET，及如圖10(b)中所示的一個(gè)用于規(guī)定X坐標(biāo)檢測周期的信號XDET，并控制坐標(biāo)輸入裝置的系統(tǒng)性操作。如圖10(c)中所示，在Y坐標(biāo)檢測周期中順序地接通Y坐標(biāo)上的電極Y1至Ym，而在X坐標(biāo)檢測周期中則順序地接通X坐標(biāo)上的電極X1至Xn。如圖10(d)中所示，在接通最接近筆尖的一個(gè)電極時(shí)，檢測筆的檢測部分便輸出一個(gè)信號。從而，便有可能通過來自檢測筆的信號的時(shí)序而識別筆尖在圖形輸入板上的位置。具體地說，從信號YDET的上升到筆信號的上升的時(shí)間表示Y坐標(biāo)，而從信號XDET的上升到筆信號的上升的時(shí)間則表示X坐標(biāo)。
當(dāng)在信號YDET的高電壓電平期間筆信號從末具有高電壓時(shí)，便能判定筆尖是與圖形輸入板分離的。對于信號XDET，相同的論點(diǎn)也成立。坐標(biāo)檢測電路439將檢測筆的輸出信號轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)信息。坐標(biāo)檢測電路439從信號YDET的上升到筆信號的上升的時(shí)間中得出Y坐標(biāo)，并從信號XDET的上升到筆信號的上升的時(shí)間中得出X坐標(biāo)。
圖11為展示檢測筆的一個(gè)實(shí)例的視圖。在圖11中，參照數(shù)字441、442與443分別指示作為檢測部分的筆尖、一個(gè)比較器及作為筆向下開關(guān)的一個(gè)第一開關(guān)。參照數(shù)字444與445分別指示作為按壓開關(guān)的一個(gè)第二開關(guān)與一條筆連接電纜。
檢測筆的末端部分441是電容耦合到圖形輸入板的各電極434與435上的。比較器442檢測由一個(gè)圖形輸入板電極的一個(gè)掃描信號在檢測筆的末端部分中引起的一個(gè)感應(yīng)電壓的峰值。然后比較器442輸出具有高與低電壓電平中之一的一個(gè)邏輯信號。比較器442在峰值檢測時(shí)間上輸出一個(gè)高電壓信號。檢測筆在其端部帶有用于檢測壓力的筆向下開關(guān)443。檢測筆還具有一個(gè)根據(jù)應(yīng)用由用戶操作及用于執(zhí)行設(shè)定操作等的按壓開關(guān)444。這些筆開關(guān)443與444是連接到獨(dú)立信號線上的。從而，筆連接電纜445具有由一條坐標(biāo)輸出信號線、一條筆向下開關(guān)的信號線、一條按動(dòng)開關(guān)的信號線及兩條電源條組成的總數(shù)為五條的線。如果增加按壓開關(guān)等的數(shù)目，便必須進(jìn)一步增加信號線的數(shù)目。
圖12為展示通用無繩系統(tǒng)的檢測筆的一個(gè)實(shí)例的視圖。在圖12中，參照數(shù)字446、447與448分別指示一個(gè)蓄電池、一個(gè)電源電路及一個(gè)信號發(fā)送單元。參照數(shù)字449與450分別指示一個(gè)電源開關(guān)及一個(gè)蓄電池低電壓指示燈。其它結(jié)構(gòu)性部分各執(zhí)行圖11中用相同的參照數(shù)字所指示的相同的操作。
檢測筆與裝置本體并不通過電纜互相連接。信號是從內(nèi)裝在檢測筆中的信號發(fā)送單元448以無線電、紅外線等發(fā)送到圖形輸入板本體的一個(gè)信號接收單元438的。只有在接通筆向下開關(guān)443時(shí)，這一信號以送單元448才輸出一個(gè)坐標(biāo)信號。如果在第一幀中筆向下開關(guān)443是斷開的而在第二幀中接通，如圖10(e)中所示，則如圖10(f)中所示，在第一幀中不發(fā)送檢測筆的輸出信號，而在第二幀中則輸出坐標(biāo)信號。在這一例中，不設(shè)置按動(dòng)開關(guān)，從而信號發(fā)送信道只由一種坐標(biāo)信息構(gòu)成。在無繩系統(tǒng)中沒有從裝置本體供給的電路電源。因此，蓄電池446、電源電路447與電源開關(guān)449是內(nèi)裝在檢測筆自身中的。電源電路447將一個(gè)經(jīng)過穩(wěn)壓的電源電壓供給檢測筆的電路。再者，電源電路447檢測蓄電池446的電壓降低并接通低蓄電池電壓指示燈450 。
如上所述，在通用的第一系統(tǒng)中，有必要在坐標(biāo)輸入系統(tǒng)中加上專用的信號線，以便傳輸坐標(biāo)數(shù)據(jù)以外的信息。因此，在一個(gè)用于許多附加信息的系統(tǒng)中，設(shè)置了許多筆開關(guān)并且增加了檢測筆的連接繩的芯的數(shù)目，從而提高了坐標(biāo)輸入裝置的成本。再者，加粗了各連接繩而不能容易地操作檢測筆。
如在通用的第二系統(tǒng)中所示，存在著一種方法當(dāng)斷開筆開關(guān)時(shí)便不輸出坐標(biāo)檢測信號。然而，在這一方法中最多只能減少一條開關(guān)信號線。
如圖13中所示，不使用任何筆開關(guān)的用于指點(diǎn)顯示屏上的一個(gè)圖符的系統(tǒng)稱作功能選擇裝置。然而在這一系統(tǒng)中圖符顯示占用了一部分顯示屏，因而顯示屏上的有效工作區(qū)變窄了。再者，在功能選擇中必須執(zhí)行將檢測筆離開工作區(qū)并與圖符接觸，然后再度返回到工作區(qū)這樣的復(fù)雜操作。
在無繩系統(tǒng)的檢測筆的蓄電池低電壓警告系統(tǒng)中，在上述一般性實(shí)例中，在檢測筆中設(shè)置了一個(gè)指示燈，以便不增加與發(fā)送坐標(biāo)信號信道無關(guān)的信號發(fā)送信道。然而，坐標(biāo)輸入裝置的用戶在操作圖形輸入板期間，將注意力集中在顯示屏與圖形輸入板上。因此，有可能沒有看見檢測筆的指示燈顯示而錯(cuò)失掉。
因此，本發(fā)明的第一目的為提供一種以減少信號線的數(shù)目來減小電纜的直徑的坐標(biāo)輸入裝置，從而可以實(shí)現(xiàn)軟的卷曲線并有可能使用自動(dòng)卷盤機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的第二目的是提供一種帶有用于控制選通信號占空比的裝置的筆輸入裝置，該選通信號用于確定作為探測檢測模式信號的設(shè)置條件的兩個(gè)取樣時(shí)間從而吸收部件精度的偏移及相對于各種制造產(chǎn)品確定最佳占空比，并能檢測出一個(gè)穩(wěn)定的檢測模式/非檢測模式信號及提供自動(dòng)設(shè)定占空比的功能。
本發(fā)明的第三目的為提供一種用于根據(jù)書寫壓力精確地表達(dá)輸入字符與圖形的線寬度、濃度等的圖形輸入板輸入裝置。
本發(fā)明的第四目的為提供坐標(biāo)輸入裝置的信號傳輸系統(tǒng)，其中由坐標(biāo)檢測筆檢測到的坐標(biāo)信息及坐標(biāo)信息以外的坐標(biāo)檢測筆的附加信息是在同一條信號線或同一信道的無線電等上以時(shí)分傳輸?shù)摹?br> 按照本發(fā)明的第一種構(gòu)造，上述第一目的可用包括下述裝置的坐標(biāo)輸入裝置達(dá)到液晶板裝置，具有設(shè)置在互相垂直的多個(gè)段電極裝置與多個(gè)公共電極裝置之間的一個(gè)液晶層；位置指示裝置，在一個(gè)指示的位置中靜電耦合到段電極裝置與公共電極裝置上；坐標(biāo)檢測裝置，用于根據(jù)位置指示裝置中感生的感應(yīng)電壓及作用在段電極裝置與公共電極裝置的掃描電壓的作用時(shí)序，檢測指示位置中的坐標(biāo)；以及電纜裝置，具有將電源從坐標(biāo)檢測裝置輸送給位置指示裝置及將檢測信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置的一條信號線。
按照本發(fā)明的第二種構(gòu)造，上述第一目的也能由包括下述裝置的坐標(biāo)輸入裝置達(dá)到
液晶板裝置，具有設(shè)置在互相垂直的多個(gè)段電極裝置與多個(gè)公共電極裝置之間的液晶層；位置指示裝置，在一個(gè)指示位置中，靜電耦合到段電極裝置與公共電極裝置上；開關(guān)裝置，配置在位置指示裝置的末端附近，并通過將該開關(guān)裝置接觸液晶板裝置及將該開關(guān)裝置與液晶板裝置分離而接通與斷開；坐標(biāo)檢測裝置，用于根據(jù)位置指示裝置中感生的感應(yīng)電壓及作用在段電極裝置與公共電極裝置上的掃描電壓的作用時(shí)序，檢測指示位置中的坐標(biāo)；以及電纜裝置，具有將電源從坐標(biāo)檢測裝置輸送給位置指示裝置并將表示開關(guān)裝置的接通與斷開狀態(tài)的各信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置的一條信號線。
按照本發(fā)明的第三種構(gòu)造，上述第一目的也可由包括下述裝置的坐標(biāo)輸入裝置達(dá)到液晶板裝置，具有設(shè)置在互相垂直的多個(gè)段電極裝置與多個(gè)公共電極裝置之間的液晶層；位置指示裝置，在一個(gè)指示位置中靜電耦合于段電極裝置及公共電極裝置上；開關(guān)裝置，設(shè)置在位置指示裝置的末端附近，并通過使該開關(guān)裝置接觸液晶板裝置及使該開關(guān)裝置與液晶板裝置分離而接通與斷開；坐標(biāo)檢測裝置，用于根據(jù)位置指示裝置中感生的感應(yīng)電壓及作用在段電極裝置與公共電極裝置上的掃描電壓的作用時(shí)序，檢測指示位置中的坐標(biāo)；電纜裝置，具有用于將電源從坐標(biāo)檢測裝置輸送給位置指示裝置、將各表示開關(guān)裝置的接通與斷開狀態(tài)的信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置、以及將檢測信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置的一條信號線。
在坐標(biāo)輸入裝置的第一種構(gòu)造中，當(dāng)位置指示裝置接近液晶板裝置的一個(gè)表面時(shí)，便由位置指示裝置的電極與作用有電壓的各段電極裝置及公共電極裝置之間的浮動(dòng)電容在設(shè)置在位置指示裝置的末端部分中的一個(gè)電極中感生一個(gè)電壓。位置指示裝置中感生的電壓受到設(shè)置在位置指示裝置內(nèi)的一個(gè)放大器的放大，并通過電纜裝置提供給坐標(biāo)檢測裝置。坐標(biāo)檢測裝置根據(jù)位置指示裝置生成的感應(yīng)電壓及一個(gè)掃描電壓的作用時(shí)序檢測出指示位置中的坐標(biāo)。電纜裝置具有用于將電源從坐標(biāo)檢測裝置輸送給位置指示裝置及將檢測信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置的一條信號線。從而減少了信號線的數(shù)目，而使電纜的直徑得以減小。再者，通過減小電纜的直徑而使電纜變軟，從而有可能使用自動(dòng)卷盤機(jī)構(gòu)。
在坐標(biāo)輸入裝置的第二種構(gòu)造中，當(dāng)位置指示裝置與液晶板裝置的一個(gè)表面相接觸而接通開關(guān)裝置時(shí)，便由位置指示裝置的電極與作用有電壓的各段電極裝置及公共電極裝置之間的浮動(dòng)電容在設(shè)置在位置指示裝置的末端部分中的一個(gè)電極中感生一個(gè)電壓。位置指示裝置中感生的電壓受到設(shè)置在位置指示裝置內(nèi)的一個(gè)放大器的放大，并通過電纜裝置提供給坐標(biāo)檢測裝置。坐標(biāo)檢測裝置根據(jù)位置指示裝置生成的感應(yīng)電壓及一個(gè)掃描電壓的作用時(shí)序，檢測出指示位置中的坐標(biāo)。電纜裝置具有用于將電源從坐標(biāo)檢測裝置輸送給位置指示裝置及將表示開關(guān)裝置的接通與斷開狀態(tài)的各信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置的一條信號線。從而，減少了信號線的數(shù)目而使電纜的直徑得以減小。再者，通過減小電纜的直徑而使電纜變軟，因而有可能用于自動(dòng)卷盤機(jī)構(gòu)。
在坐標(biāo)輸入裝置的第三種構(gòu)造中，當(dāng)位置指示裝置與液晶板裝置的一個(gè)表面相接觸而接通開關(guān)裝置時(shí)，便由位置指示裝置的電極與作用有電壓的各段電極裝置及公共電極裝置之間的一個(gè)浮動(dòng)電容在設(shè)置在位置指示裝置的末端部分中的一個(gè)電極中感生了一個(gè)電壓。位置指示裝置中感生的電壓受到設(shè)置在位置指示裝置內(nèi)的一個(gè)放大器的放大，并通過電纜裝置提供給坐標(biāo)檢測裝置。坐標(biāo)檢測裝置根據(jù)位置指示裝置生成的感應(yīng)電壓及一個(gè)掃描電壓的作用時(shí)序，檢測出指示位置中的坐標(biāo)。電纜裝置具有用于將電源從坐標(biāo)檢測裝置輸送給位置指示裝置、將表示開關(guān)裝置的接通與斷開狀態(tài)的各信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置、及將檢測信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置的一條信號線。從而，減少了信號線的數(shù)目而使電纜的直徑得以減小。再者，通過減小電纜的直徑而使電纜變軟，從而有可能使用自動(dòng)卷盤機(jī)構(gòu)。
上述第二目的可用包括下述裝置的一種筆輸入裝置達(dá)到一塊液晶板，由液晶與操作該液晶的一個(gè)電極構(gòu)成；一支檢測筆，具有靜電耦合于液晶板的電極上，及檢測在用于操作液晶的一個(gè)信號的各上升與下降時(shí)間上所感生的一個(gè)感應(yīng)電壓的末端電極；反相信號生成裝置，用于操作液晶板的液晶及生成用于反相作用在液晶上的電壓的作用方向的一個(gè)反相信號。
選通信號生成裝置，用于生成一個(gè)與反相信號的各上升與下降同步的第一選通信號，及一個(gè)在該第一選通信號的傳輸時(shí)間以外提供的第二選通信號；第一采樣處理裝置，用于在反相信號的上升與下降改變時(shí)采樣由第一選通信號在檢測筆的末端電極中感生的感應(yīng)電壓，并將這一感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓；第二采樣處理裝置，用于采樣第二選通信號在第一采樣處理裝置采樣后感生的一個(gè)感應(yīng)電壓；第二采樣處理裝置將這一感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓；判定裝置，用于根據(jù)對第一與第二采樣處理裝置所轉(zhuǎn)換的直流電壓的電平的比較結(jié)果，判定檢測筆的末端是否接近液晶板的一個(gè)顯示屏；判定裝置將判定結(jié)果作為檢測模式/非檢測模式信號輸出；以及占空比控制裝置，用于控制選通信號生成裝置所生成的第一與第二選通信號的占空比；筆輸入裝置是構(gòu)成為使占空比控制裝置通過控制第一與第二選通信號的占空比而控制輸送給第一與第二采樣處理裝置的選通信號的采樣時(shí)間，并調(diào)節(jié)由第一與第二采樣處理裝置轉(zhuǎn)換的直流電壓的電平而使判定裝置能夠穩(wěn)定地判定檢測模式/非檢測模式信號。
在這一筆輸入裝置中，占空比控制裝置最好具有用于以數(shù)值數(shù)據(jù)設(shè)定占空比的占空比設(shè)定裝置。
筆輸入裝置最好還包括一個(gè)用于指示占空比的自動(dòng)設(shè)定功能的自動(dòng)設(shè)定功能鍵。占空比控制裝置控制選通信號生成裝置的操作，使得當(dāng)用自動(dòng)設(shè)定功能鍵指定了自動(dòng)設(shè)定功能并且檢測筆接近液晶板的顯示屏上的一個(gè)預(yù)定區(qū)域時(shí)，選通信號的占空比便順序地從預(yù)定的數(shù)值數(shù)據(jù)改變。占空比控制裝置還在判定裝置輸出檢測模式信號時(shí)檢測選通信號的占空比。占空比控制裝置還認(rèn)為這一檢測到的占空比的數(shù)值數(shù)據(jù)作為初始設(shè)定數(shù)據(jù)控制選通信號。
這一筆輸入裝置具有用于控制選通信號的占空比來確定作為檢測檢測模式信號的設(shè)定條件的兩個(gè)采樣時(shí)間的裝置。從而，吸收了部件精度的偏移并相對于各制造產(chǎn)品確定了最佳占空比。再者，可以檢測到穩(wěn)定的檢測模式/非檢測模式信號，并且還提供了自動(dòng)設(shè)定占空比的功能。
本發(fā)明的上述第三目的可用包括下述裝置的圖形輸入板輸入裝置達(dá)到一支輸入筆，具有一個(gè)筆身、連接在筆身上的一個(gè)主電極及位于離開主電極的位置上的一個(gè)輔助電極，使輔助電極相對于圖形輸入板的靜電容是可以根據(jù)書寫壓力改變的；圖形輸入板使輸入筆沿其一個(gè)表面滑動(dòng)；用于檢測由輔助電極提供的信號輸出中由書寫壓力引起的改變的裝置；以及用于檢測主與輔助電極的輸出信號的峰值之間由傾斜筆身引起的時(shí)間差的裝置。
在這一圖形輸入板輸入裝置中，輔助電極是形成為具有一個(gè)空心部分的環(huán)形的，而主電極則通過絕緣體插入輔助電極的空心部分中。
在這一圖形輸入板輸入裝置中，字符的位置信息是由主電極輸入的。輔助電極與圖形輸入板之間的靜電容按照書寫壓力的強(qiáng)度而改變，從而可以調(diào)節(jié)線寬度或字符濃度。由于輔助電極是位于離開主電極的位置上的，當(dāng)筆身傾斜時(shí)，主與輔助電極相對于圖形輸入板的坐標(biāo)是分開檢測的?？蓮倪@些坐標(biāo)之間的差別所導(dǎo)致的時(shí)序信號之間的差中取得筆身的傾斜數(shù)據(jù)?？捎眠@些數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)字符的濃度或線寬度。
按照本發(fā)明中的信號傳輸系統(tǒng)的第一種構(gòu)造，上述第四目的可由用一支檢測筆來檢測掃描信號及檢測該檢測筆的位置的坐標(biāo)輸入裝置的一個(gè)信號傳輸系統(tǒng)來達(dá)到該信號傳輸系統(tǒng)包括下述步驟在同一條信號線上(在無繩系統(tǒng)的筆的情況中，用一個(gè)信道的無線電、紅外線等)將檢測筆檢測到的坐標(biāo)信息以及表示內(nèi)裝在檢測筆中的各種筆開關(guān)的操作狀態(tài)的信息用時(shí)分方式傳輸?shù)叫盘杺鬏斚到y(tǒng)的本體中；以及以筆開關(guān)的操作狀態(tài)將檢測筆的操作狀態(tài)及功能設(shè)定等通知信號傳輸系統(tǒng)。
按照本發(fā)明中的信號傳輸系統(tǒng)的第二種構(gòu)造，上述第四目的也能用坐標(biāo)輸入裝置的一個(gè)信號傳輸系統(tǒng)來達(dá)到，該坐標(biāo)輸入裝置同時(shí)作為一個(gè)顯示單元工作，并用一支檢測筆來檢測液晶顯示單元的掃描信號及檢測該檢測筆的位置該信號傳輸系統(tǒng)包括下述步驟在同一條信號線上(在無繩系統(tǒng)的筆的情況中，用一條信道的無線電、紅外線等)檢測筆檢測到的坐標(biāo)信息以及表示筆開關(guān)的操作狀態(tài)的信息用時(shí)分方式傳輸給信號傳輸系統(tǒng)的主體；在坐標(biāo)檢測時(shí)段內(nèi)傳輸坐標(biāo)信息；以及在顯示時(shí)段內(nèi)傳輸筆開關(guān)的狀態(tài)信息。
按照本發(fā)明中的信號傳輸系統(tǒng)的第三種構(gòu)造，設(shè)定一個(gè)該檢測筆所特有的ID碼，并用具有第一種或第二種構(gòu)造的信號傳輸系統(tǒng)通過將坐標(biāo)信息加到筆開關(guān)的操作狀態(tài)中進(jìn)行ID碼的傳輸。從而，這一信號傳輸系統(tǒng)能從多支存在的檢測筆中區(qū)別所使用的一支檢測筆。
按照作為本發(fā)明的信號傳輸系統(tǒng)的第四種構(gòu)造的第四種解決措施，用上述第一或第二種構(gòu)造的信號傳輸系統(tǒng)將諸如電壓、蓄電池低電壓狀態(tài)等相對于內(nèi)裝在一個(gè)無繩系統(tǒng)的筆中的蓄電池的容量的信息發(fā)送給采用具有內(nèi)裝的蓄電池的無繩系統(tǒng)的筆的一個(gè)坐標(biāo)檢測器系統(tǒng)。
在本發(fā)明中的坐標(biāo)輸入裝置的信號傳輸系統(tǒng)中，可以得到下述效果(1)將圖形輸入板的一個(gè)操作周期分成一個(gè)坐標(biāo)檢測周期及一個(gè)附加信息傳輸周期。同一條輸出信號線在坐標(biāo)檢測周期中用于坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸出，而在附加信息傳輸周期中則用于輸出諸如筆開關(guān)的操作狀態(tài)等附加信息。從而，每一種附加信息不需要獨(dú)立的信號線。
(2)將同時(shí)作為一個(gè)顯示單元工作的坐標(biāo)輸入裝置的一個(gè)操作周期的顯示周期分配給附加信息傳輸周期，并且在該信號傳輸系統(tǒng)執(zhí)行顯示操作的周期中輸出附加信息。有可能避免有關(guān)顯示對比度降低及在將操作周期延長以加上附加信息傳輸周期時(shí)可能導(dǎo)致的坐標(biāo)檢測的隨動(dòng)性質(zhì)等問題。
(3)該信號傳輸系統(tǒng)能通過除了傳輸作為附加信息的筆開關(guān)的操作狀態(tài)還傳輸各檢測筆特有的ID碼，而從多支備用的檢測筆中區(qū)分所使用的一支檢測筆。
(4)將內(nèi)裝在檢測筆中的蓄電池的電壓作為附加信息傳輸給信號傳輸系統(tǒng)，因此信號傳輸系統(tǒng)能知道檢測筆的蓄電池電壓。從而，有可能提供用于在顯示屏等上面顯示蓄電池低電壓警告的防范措施。
從下面對示出在附圖中的本發(fā)明的較佳實(shí)施例的描述中，本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點(diǎn)將是明顯的。
圖1為展示一個(gè)通用坐標(biāo)輸入裝置的方框圖；圖2為展示該通用坐標(biāo)輸入裝置的主要部分的方框圖；圖3為用于說明該通用坐標(biāo)輸入裝置的坐標(biāo)檢測操作的視圖；圖4為用于說明該通用坐標(biāo)輸入裝置的坐標(biāo)檢測電路的視圖；圖5a至5c為用于說明該通用坐標(biāo)輸入裝置的操作的視圖；圖6為展示一個(gè)通用筆輸入裝置的電路構(gòu)造的一個(gè)實(shí)例的方框圖；圖7為展示該通用筆輸入裝置的電路構(gòu)造的一個(gè)實(shí)例的電路圖；圖8為展示圖6中所示的電路構(gòu)造的各信號的波形及這些信號的時(shí)序的時(shí)序圖；圖9為展示一個(gè)通用坐標(biāo)輸入裝置的構(gòu)造的視圖；圖10為展示圖9中所示的坐標(biāo)輸入裝置中的信號的操作時(shí)序的視圖；圖11為展示一支通用有線系統(tǒng)檢測筆的視圖；圖12為展示一支通用無繩系統(tǒng)檢測筆的視圖；圖13為展示一個(gè)通用圖符選擇系統(tǒng)中的一個(gè)屏幕顯示的實(shí)例的視圖；圖14為展示按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的坐標(biāo)輸入裝置的主要部分的方框圖；圖15a至15c為展示本發(fā)明的第一實(shí)施例中的坐標(biāo)輸入裝置的信號的說明圖；圖16為展示按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的坐標(biāo)輸入裝置的主要部分的方框圖；圖17a至17c為展示本發(fā)明的第二實(shí)施例中的坐標(biāo)輸入裝置的信號的說明圖18為展示按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的坐標(biāo)輸入裝置的主要部分的方框圖；圖19a至19c為展示本發(fā)明的第三實(shí)施例中的坐標(biāo)輸入裝置的信號的說明圖；圖20為展示本發(fā)明中的筆輸入裝置的基本構(gòu)造的方框圖；圖21為展示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的筆輸入裝置的電路構(gòu)造的方框圖；圖22為展示圖21中所示的筆輸入裝置的電路構(gòu)造中的各信號的波形及這些信號的時(shí)序的時(shí)序圖；圖23為展示手動(dòng)設(shè)定占空比的處理的流程圖；圖24為展示自動(dòng)設(shè)定占空比的處理的流程圖；圖25為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖形輸入板輸入裝置的方框圖；圖26a為在使用狀態(tài)中的圖形輸入板輸入裝置的透視圖；圖26b為圖形輸入板輸入裝置中的輸入筆的末端的放大透視圖；圖27a為當(dāng)書寫壓力弱小時(shí)圖形輸入板輸入裝置的說明圖；圖27b為當(dāng)書寫壓力強(qiáng)大時(shí)圖形輸入板輸入裝置的說明圖；圖27c為在筆身傾斜時(shí)圖形輸入板輸入裝置的說明圖；圖28a為展示當(dāng)書寫壓力弱小時(shí)圖形輸入板輸入裝置的各電極的輸出波形的曲線圖；圖28b為展示當(dāng)書寫壓力強(qiáng)大時(shí)圖形輸入板輸入裝置的各電極的輸出波形的曲線圖；圖29a為展示當(dāng)筆身垂直放置時(shí)圖形輸入板輸入裝置的各電極的輸出波形的曲線圖29b為展示當(dāng)筆身相對于圖形輸入板傾斜45°時(shí)圖形輸入板輸入裝置的各電極的輸出波形的曲線圖；圖30為用于說明按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的坐標(biāo)輸入裝置的構(gòu)造的視圖；圖31為展示圖30中所示的坐標(biāo)輸入裝置中的信號的操作時(shí)序的視圖；圖32為圖31中所示的部分A的放大圖；圖33為展示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的有線系統(tǒng)檢測筆的視34為圖33中所示的檢測筆的輸出選擇電路的詳細(xì)圖；圖35為展示按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的無繩系統(tǒng)檢測筆的視圖；圖36為圖35中所示的檢測筆的ID碼生成電路的詳細(xì)圖；圖37為用于說明按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的坐標(biāo)輸入裝置的構(gòu)造的視圖；圖38為展示圖37中所示的坐標(biāo)輸入裝置中的信號的操作時(shí)序的第一視圖；以及圖39為展示圖37中所示的坐標(biāo)輸入裝置中的信號的操作時(shí)序的第二視圖。
下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明中的一種坐標(biāo)輸入裝置及其信號傳輸系統(tǒng)的較佳實(shí)施例。
首先參照圖14描述按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的坐標(biāo)輸入裝置，這一坐標(biāo)輸入裝置大體上具有與圖1中所示的通用坐標(biāo)輸入裝置相同的總體原理構(gòu)造。因此，下面只對與通用坐標(biāo)輸入裝置不同的結(jié)構(gòu)部分加以說明。與圖1中相同的結(jié)構(gòu)部分用相同的參照數(shù)字指定，并在以下的描述中省略其說明。
本實(shí)施例中的坐標(biāo)輸入裝置具有用于相互分離信號的一個(gè)分離電路1、作為電纜裝置的一條電纜2及作為位置指示裝置的一支位置指示筆3。電纜2互相連接分離電路1與位置指示筆3。分離電路1具有一個(gè)低通濾波器4、一個(gè)帶通濾波器5及一個(gè)電阻器R4。低通濾波器4從傳輸給信號線2a的信號中消除交流成分。帶通濾波器5對于傳輸給信號線2a的信號只通過10KHz至100KHz頻帶中的位置信息信號。電阻器R4連接在開關(guān)信號線SW與地線GND上。電源線VCC連接在低通濾波器4上，而位置信息信號線POUT則連接在帶通濾波器5上。電纜2是由信號線2a、開關(guān)信號線SW與地線GND構(gòu)成的。信號線2a用于將電源從作為坐標(biāo)檢測裝置的X坐標(biāo)檢測電路30與Y坐標(biāo)檢測電路31輸送給位置指示筆3。信號線2a還用于將檢測信號從位置指示筆3傳輸給各X坐標(biāo)檢測電路30與Y坐標(biāo)檢測電路31。位置指示筆3具有一個(gè)低通濾波器7用于消除通過信號線2a傳輸?shù)男盘栔械慕涣鞒煞?，并且還具有一個(gè)帶通濾波器8用于只使10KHz至100KHz頻帶中的位置信息信號通過。
下面說明這一第一實(shí)施例中的坐標(biāo)輸入裝置的操作。
只有來自電源線VCC的電源電壓的低頻帶成分通過低通濾波器4，從而得到圖15a中所示的一種信號波形。當(dāng)位置指示筆3接觸液晶板42的表面而接通開關(guān)87時(shí)，便由指示筆6的電極58與各施加有電壓的段電極X1至Xm及公共電極Y1至Yn之間的浮動(dòng)電容在設(shè)置在指示筆6的末端部分中的電極58中感生一個(gè)具有圖15a中所示的信號波形的電壓，它用來充當(dāng)一個(gè)位置信息信號。在指示筆6中感生的電壓受到設(shè)置在指示筆6內(nèi)的一個(gè)放大器29的放大。只有相對于這一放大的電壓信號的10KHz至100KHz頻帶中的位置信息信號通過帶通濾波器8。這一位置信息信號被傳輸?shù)诫娫淳€VCC上并疊加在電源電壓信號上。傳輸?shù)叫盘柧€2a上的信號具有圖15b中所示的信號電壓波形。在分離電路1中，帶通濾波器5從信號線2a上的信號中分離出位置信息信號，如圖15c中所示。然后，將這一位置信息信號提供給各X坐標(biāo)檢測電路30與Y坐標(biāo)檢測電路31。X坐標(biāo)檢測電路30與Y坐標(biāo)檢測電路31根據(jù)指示筆6生成的感應(yīng)電壓及來自控制電路27的時(shí)序信號分別計(jì)算X與Y坐標(biāo)。
下面參照圖16說明按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的坐標(biāo)輸入裝置。
這一第二實(shí)施例中的坐標(biāo)輸入裝置具有用于相互分離信號的一個(gè)分離電路9、作為電纜裝置的一條電纜11及作為位置指示裝置的一支位置指示筆10。電纜11互相連接分離電路9與位置指示筆10。電纜11是由一條既用作電源線VCC又用作開關(guān)信號線SW的信號線11a、一條位置信息信號線POUT及一條地線GND構(gòu)成的。分離電路9具有一個(gè)晶體管12。這一晶體管12的發(fā)射極與基極是連接在電源線VCC上的。這一晶體管12的集電極連接在開關(guān)信號線SW上。電阻器R3連接在晶體管12的發(fā)射極與基極之間。電阻器R4連接在開關(guān)信號線SW與地線GND之間。晶體管13設(shè)置在位置指示筆10中。這一晶體管13的發(fā)射極連接在地線GND上。晶體管13的集電極通過一個(gè)電阻器R2連接在信號線11a上。晶體管13的基極連接在開關(guān)57的一端上。電阻器R1連接在晶體管13的基極與電阻器R2之間。
下面說明第二實(shí)施例中的坐標(biāo)輸入裝置的操作。
斷開開關(guān)57時(shí)，晶體管13的電壓電平為高電平。此時(shí)，晶體管13的操作狀態(tài)為開路狀態(tài)。當(dāng)位置指示筆6接觸液晶板42的表面時(shí)，便接通開關(guān)57，如圖17a中所示。從而晶體管13進(jìn)入接通狀態(tài)而使電流流經(jīng)電阻器R2。當(dāng)將這一電流的增量設(shè)定為Δi時(shí)，在對應(yīng)于電源電壓的電流I上加上這一增量Δi所得到的一個(gè)電流便流經(jīng)信號線11a，如圖17b中所示。當(dāng)位置指示筆6從液晶板42上分離時(shí)，晶體管13的電壓電平便回復(fù)到高電壓電平。此時(shí)，便由指示筆6的電極58與施加有電壓的各段電極X1至Xm及公共電極Y1至Yn之間的浮動(dòng)電容在設(shè)置在指示筆6的末端部分中的電極58中感生一個(gè)電壓。指示筆6中感生的電壓受到設(shè)置在指示筆6內(nèi)的一個(gè)放大器29的放大，并通過電纜11的位置信息信號線POUT提供給各X坐標(biāo)檢測電路30及Y坐標(biāo)檢測電路31。X坐標(biāo)檢測電路30與Y坐標(biāo)檢測電路31根據(jù)指示筆6生成的感應(yīng)電壓及來自控制電路27的時(shí)序信號分別計(jì)算X與Y坐標(biāo)。當(dāng)在分離電路9中斷開開關(guān)57時(shí)，便在晶體管12的基極與發(fā)射極之間施加了下述電壓Vbe。
Vbe＝I×R3。然而電阻R3是確定為不接通晶體管12的。在接通開關(guān)57時(shí)，便在晶體管12的基極與發(fā)射極之間作用了下述電壓VbeVbe＝(I＋Δi)×R3。從而，與開關(guān)57的斷開情況相比，晶體管12的基極與發(fā)射極之間的電壓增加了下述增量ΔVΔV＝Δi×R3。此時(shí)，將電阻R3設(shè)定為使晶體管12接通。當(dāng)將電阻R3確定為使晶體管12接通時(shí)，則在開關(guān)57的斷開狀態(tài)中得到的開關(guān)信號SW是低電壓電平的，而在開關(guān)57的接通狀態(tài)中則是高電壓電平的，如圖17c中所示。
下面參照圖18說明本發(fā)明的第三實(shí)施例中的坐標(biāo)輸入裝置。
在這一第三實(shí)施例中的坐標(biāo)輸入裝置具有用于相互分離信號的一個(gè)分離電路14、作為電纜裝置的一條電纜16及作為位置指示裝置的一支位置指示筆15。電纜16互相連接分離電路14與位置指示筆15。電纜16是由用作電源線VCC的一條信號線16a、開關(guān)信號線SW及位置信息信號線POUT構(gòu)成的，并且還由一條地線GND構(gòu)成。分離電路14具有一個(gè)晶體管17。這一晶體管17的發(fā)射極及基極連接在電源VCC上。這一晶體管17的集電極連接在開關(guān)信號線SW上。電阻器R3連接在晶體管17的發(fā)射極與基極之間。電阻器R4連接在開關(guān)信號線SW與地線GND之間。分離電路14具有一個(gè)低通濾波器18用于從傳輸?shù)叫盘柧€16a上的信號中消除交流成分。分離電路14還有一個(gè)帶通濾波器19用于相對于傳輸?shù)叫盘柧€16a上的信號，只使在10KHz至100KHz頻帶中的位置信息信號通過。在位置指示筆15中設(shè)置一個(gè)晶體管20。這一晶體管20的發(fā)射極連接在地線GND上。晶體管20的集電極通過電阻器R2連接在信號線16a上。晶體管20的基極連接在開關(guān)57的一端上。電阻器R1連接在晶體管20的基極與電阻器R2之間。位置指示筆15具有一個(gè)低通濾波器21用于從通過信號線16a傳輸?shù)男盘栔邢涣鞒煞帧Ｎ恢弥甘竟P15還有一個(gè)帶通濾波器28用于只使用10KHz至100KHz頻帶中的位置信息信號通過。
下面說明第三實(shí)施例中的坐標(biāo)輸入裝置的操作。
當(dāng)斷開開關(guān)57時(shí)，晶體管20的電壓電平為高電平。此時(shí)，晶體管20的操作狀態(tài)為開路狀態(tài)。當(dāng)位置指示筆15接觸液晶板42的表面時(shí)，便接通了開關(guān)57，如圖19a中所示。從而，晶體管20進(jìn)入接通狀態(tài)而使電流流經(jīng)電阻器R2。當(dāng)將這一電流的增量設(shè)定為Δi時(shí)，在對應(yīng)于電源電壓的電流I上加上這一增量Δi得到的一個(gè)電流便流經(jīng)信號線16a。當(dāng)在這一情況中將位置指示筆15從液晶板42上分離時(shí)，晶體管20的電壓電平便回復(fù)到高電平。此時(shí)，便由指示筆15的電極58與各施加有電壓的段電極X1至Xm及公共電極Y1至Yn之間的浮動(dòng)電容在設(shè)置在指示筆15的末端部分中的電極58中感生一個(gè)電壓。指示筆15中感生的電壓受到設(shè)置在指示筆15內(nèi)的一個(gè)放大器29的放大。只有相對于這一放大的電壓信號的10KHz至100KHz頻帶內(nèi)的位置信息信號通過帶通濾波器28。如圖19b中所示，位置信息信號與一個(gè)開關(guān)信號疊加在電源電壓信號上并通過電纜16傳輸?shù)椒蛛x電路14。在分離電路14中，帶通濾波器19從圖19b中所示的信號中分離出圖19c中所示的位置信息信號。將這一位置信息信號提供給各X坐標(biāo)檢測電路30與Y坐標(biāo)檢測電路31。當(dāng)在分離電路14中斷開開關(guān)57時(shí)，便在晶體管17中的基極與發(fā)射極之間作用下述電壓VbeVbe＝I×R3然而，電阻R3是確定為不接通晶體管17的。在接通開關(guān)57時(shí)，便在晶體管17的基極與發(fā)射極之間作用了下述電壓VbeVbe＝(I＋Δi)×R3從而，晶體管17的基極與發(fā)射極之間的電壓與開關(guān)57的斷開情況相比增加了下述增量ΔVΔV＝Δi×R3。此時(shí)，將電阻R3設(shè)定為使晶體管17接通。當(dāng)將電阻R3確定為使晶體管17接通時(shí)，便在開關(guān)57的斷開狀態(tài)中得到低電壓電平的開關(guān)信號SW而在開關(guān)57的接通狀態(tài)中得到高電壓電平的開關(guān)信號SW，如圖19C中所示。X坐標(biāo)檢測電路30與Y坐標(biāo)檢測電路31根據(jù)指示筆15的感應(yīng)電壓的生成時(shí)序及來自控制電路27的時(shí)序信號分別計(jì)算X與Y坐標(biāo)。
按照本發(fā)明的第一種構(gòu)造，坐標(biāo)輸入裝置具有用于將電源從坐標(biāo)檢測裝置輸送給位置指示裝置并將檢測信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置的一條信號線。從而減少了信號線的數(shù)目而減小了電纜的直徑。再者，通過減小電纜的直徑可使電纜變軟，因此便有可能應(yīng)付自動(dòng)卷盤機(jī)構(gòu)。
按照本發(fā)明的第二種構(gòu)造，坐標(biāo)輸入裝置具有用于將電源從坐標(biāo)檢測裝置輸送給位置指示裝置并將表示開關(guān)裝置的接通與斷開狀態(tài)的各個(gè)信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置的一條信號線。從而，減少了信號線的數(shù)目而減小了電纜的直徑。再者，通過減小電纜的直徑可使電纜變軟，因此有可能應(yīng)付自動(dòng)卷盤機(jī)構(gòu)。
按照本發(fā)明的第三種構(gòu)造，坐標(biāo)輸入裝置具有用于將電源從坐標(biāo)檢測裝置輸送給位置指示裝置并將表示開關(guān)裝置的接通與斷開狀態(tài)的各個(gè)信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置的一條信號線。這一信號線還用于將檢測信號從位置指示裝置傳輸給坐標(biāo)檢測裝置。從而，減少了信號線的數(shù)目而減小了電纜的直徑。再者，通過減小電纜的直徑可使電纜變軟，因此有可能使用自動(dòng)卷盤機(jī)構(gòu)。
用于達(dá)到第二目的的本發(fā)明的技術(shù)措施提出如下。圖20為展示本發(fā)明中的筆輸入裝置的基本構(gòu)造的方框圖。在圖20中，本發(fā)明的筆輸入裝置包括
由液晶及用于操作該液晶的一個(gè)電極構(gòu)成的一塊液晶板201；一支檢測筆202，具有靜電耦合在液晶板201的電極上的一個(gè)末端電極，并檢測在操作液晶的一個(gè)信號的各上升與下降時(shí)間上感生的一個(gè)感應(yīng)電壓；反相信號生成裝置203，用于操作液晶板201的液晶，并生成一個(gè)用于反相作用在液晶上的電壓的作用方向的反相信號；選通信號生成裝置204，用于生成一個(gè)與反相信號的各上升與下降同步的第一選通信號及在該第一選通信號的傳輸時(shí)間以外提供的一個(gè)第二選通信號；第一采樣處理裝置205，用于在反相信號的上升與下降改變時(shí)以第一選通信號采樣在檢測筆202的末端電極中感生的感應(yīng)電壓并將這一感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓；第二采樣處理裝置206，用于以第二選通信號采樣第一采樣處理裝置205采樣以后感生的感應(yīng)電壓；第二采樣處理裝置206將這一感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓；判定裝置207，用于根據(jù)對第一與第二采樣處理裝置205與206所轉(zhuǎn)換的直流電壓的電平的比較結(jié)果，判定檢測筆202的末端是否接近液晶板201的顯示屏；判定裝置207輸出這一判定的結(jié)果作為檢測模式/非檢測模式信號；以及占空比控制裝置208，用于控制選通信號生成裝置204所生成的第一與第二選通信號的占空比。
在這一筆輸入裝置中，占空比控制裝置208根據(jù)一個(gè)設(shè)定的占空比控制輸送給第一與第二采樣處理裝置205與206的選通信號的采樣時(shí)間，及調(diào)節(jié)由第一與第二采樣處理裝置205與206所轉(zhuǎn)移的直流電壓的電平，使判定裝置207穩(wěn)定地判定檢測模式/非檢測模式信號。
按照上述構(gòu)造，操作液晶的電壓是通過提供一個(gè)周期性地反相作用在液晶上的電壓的方向的反相信號而同時(shí)改變的。當(dāng)檢測筆接近液晶板201的表面時(shí)，便感生一個(gè)尖峰形感應(yīng)電壓，并且這一電壓取決于檢測筆202的末端電極與液晶板201的電極之間的距離。
有可能設(shè)定并改變用第一選通信號采樣檢測筆202的末端電極中感生的感應(yīng)電壓的采樣時(shí)間與用第二選通信號采樣該感應(yīng)電壓的采樣時(shí)間的占空比。因此，有可能對具有部分精度偏移的各種制造產(chǎn)品精確地判定檢測筆202的末端接近液晶板201與不接近該液晶板201的時(shí)間。因此，能夠檢測到一個(gè)穩(wěn)定的檢測模式/非檢測模式信號。
占空比控制裝置208最好具有用于以數(shù)值數(shù)據(jù)設(shè)定占空比的占空比設(shè)定裝置209。占空比設(shè)定裝置209是由設(shè)定鍵209a等構(gòu)成的。
從而，能以來自外部設(shè)置的設(shè)定鍵209a的數(shù)值數(shù)據(jù)設(shè)定與改變第一與第二選通信號的占空比，以便能夠穩(wěn)定地檢測到適用于各種制造產(chǎn)品的檢測模式/非檢測模式信號。
占空比設(shè)定裝置209最好還包括一個(gè)用于指定占空比的自動(dòng)設(shè)定功能的自動(dòng)設(shè)定功能鍵209b。占空比控制裝置208最好這樣來控制選通信號生成裝置204的操作，使得在自動(dòng)設(shè)定功能鍵209b指定自動(dòng)設(shè)定功能并且檢測筆202接近液晶板201的顯示屏上的一個(gè)預(yù)定的區(qū)域時(shí)，選通信號的占空比是從預(yù)定的數(shù)值數(shù)據(jù)順序地改變的。占空比控制裝置208最好也在判定裝置207輸出檢測模式信號時(shí)檢測選通信號的占空比。占空比控制裝置208最好還通過初始化這一檢測到的占空比的數(shù)值數(shù)據(jù)來控制選通信號。
從而，只要用自動(dòng)設(shè)定功能鍵209b指定自動(dòng)設(shè)定功能并使檢測筆202接近液晶板201的顯示屏上的一個(gè)預(yù)定的區(qū)域，便可自動(dòng)地檢測檢測模式信號及設(shè)定具有高精確度的一個(gè)占空比。
再者，筆輸入裝置最好具有以數(shù)值數(shù)據(jù)存儲占空比的存儲裝置210。
從而，占空比設(shè)定裝置209能夠通過存儲從外部設(shè)置的設(shè)定鍵209a設(shè)定的占空比容易地設(shè)定與改變占空比。
上述選通信號生成裝置204所生成的第一選通信號的時(shí)間間隔中包括上述反相信號的上升與下降的改變時(shí)間點(diǎn)，并短于反相信號的半周期。選通信號生成裝置204所生成的第二選通信號的時(shí)間間隔可設(shè)定為在第一選通信號的生成結(jié)束后開始并直到反相信號改變時(shí)結(jié)束的一個(gè)時(shí)間間隔。
從而，由反相作用在液晶上的電壓的作用方向?qū)е碌母袘?yīng)電壓可用第一選通信號采樣。再者，由噪聲引起的感應(yīng)電壓可用第二選通信號采樣。因此，便能準(zhǔn)確地判定檢測筆的末端是否接近了液晶板的顯示屏。
各反相信號與選通信號最好由形成操作液晶的信號的時(shí)鐘信號構(gòu)成，并且還最好作為這一時(shí)鐘信號的一個(gè)整數(shù)倍的信號而形成。
從而，能夠?qū)⒄伎毡葦?shù)值數(shù)據(jù)及時(shí)鐘信號的數(shù)目控制在該數(shù)值數(shù)據(jù)與時(shí)鐘信號的數(shù)目相對應(yīng)的狀態(tài)中。
最好還設(shè)置一個(gè)用于在電壓與/或電流上放大檢測筆202的末端電極中所感生的感應(yīng)電壓的前置放大器211。
從而，由于前置放大器211在電壓與/或電流上放大了檢測筆202的末端電極中所感生的感應(yīng)電壓，各第一與第二采樣處理裝置205與206便能穩(wěn)定地采樣該感應(yīng)電壓。
第一采樣處理裝置205可由用于以第一選通信號采樣上述感應(yīng)電壓的一個(gè)模擬門電路205a、用于對該采樣的感應(yīng)電壓進(jìn)行全波整流的一個(gè)全波整流電路205b及用于將全波整流后的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓的一個(gè)積分電路205c構(gòu)成。第二采樣處理裝置206可由用于以第二選通信號采樣上述感應(yīng)電壓的一個(gè)模擬門電路206a、用于對該采樣的感應(yīng)電壓進(jìn)行全波整流的一個(gè)全波整流電路206b及用于將全波整流后的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓的一個(gè)積分電路206c構(gòu)成。
從而，在各模擬門電路205a與206a以各第一與第二選通信號采樣感應(yīng)電壓時(shí)，各全波整流電路205b與206b便對采樣的感應(yīng)電壓進(jìn)行全波整流。然后，各積分電路205c與206c便將整流后的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。
在本發(fā)明中，液晶板201既具有液晶板的顯示電極還具有一塊靜電感應(yīng)型圖形輸入板的位置檢測電極。檢測筆202具有靜電耦合于液晶板的電極并檢測在操作液晶的信號的各上升與下降時(shí)間上所感生的感應(yīng)電壓的一個(gè)末端電極。
各該反相信號生成裝置203、選通信號生成裝置204、占空比控制裝置208及存儲裝置210使用一臺由一個(gè)CPU、一個(gè)ROM、一個(gè)RAM及一個(gè)I/O端口構(gòu)成的微計(jì)算機(jī)。特別是，存儲裝置210在這些元件中采用一個(gè)ROM(E2PROM)。
第一采樣處理裝置205由模擬門電路205a、全波整流電路205b及積分電路205c構(gòu)成。第二采樣處理裝置206由模擬門電路206a、全波整流電路206b及積分電路206c構(gòu)成。
判定裝置207采用由一個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成的一個(gè)比較電路。
設(shè)定裝置209的設(shè)定鍵209a與自動(dòng)設(shè)定功能鍵209b采用一個(gè)鍵盤。前置放大器211采用一個(gè)運(yùn)算放大器。
下面參照圖21至23詳細(xì)描述本發(fā)明中的筆輸入裝置的較佳實(shí)施例。本發(fā)明中的筆輸入裝置不限于這些實(shí)施例。本發(fā)明中的筆輸入裝置適合于用作主要將手寫的字符與圖形輸入到布置在個(gè)人計(jì)算機(jī)、字處理器等的顯示單元的顯示屏上的一塊圖形輸入板中的裝置。筆輸入裝置的各構(gòu)成元件構(gòu)成一個(gè)能夠改變?yōu)闄z測本發(fā)明中的檢測模式信號設(shè)定的條件的筆輸入裝置。再者，各該構(gòu)成元件構(gòu)成一個(gè)用于獲得不受外界噪聲影響的檢測模式信號(一個(gè)筆輸入信號)的筆輸入裝置。
圖21為展示按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的筆輸入裝置的方框圖。
在圖21中，液晶板101是由液晶、作為用于操作該液晶的顯示電極工作的一個(gè)電極及一個(gè)靜電感應(yīng)型圖形輸入板的位置檢測電極構(gòu)成的。
檢測筆102具有靜電耦合于液晶板的電極的一個(gè)末端電極。當(dāng)檢測筆102接近液晶板101時(shí)，檢測筆102檢測在操作液晶的信號的上升與下降時(shí)間上感生的感應(yīng)電壓。
前置放大器103在電壓與/或電流上放大檢測筆102的末端電極中感生的感應(yīng)電壓。
反相信號生成電路104生成一個(gè)用于操作液晶板101的液晶并設(shè)定作用在液晶上的電壓的作用方向的反相時(shí)間點(diǎn)的反相信號。
選通信號生成電路105生成一個(gè)與反相信號的各上升與下降同步的第一選通信號，及一個(gè)在該第一選通信號的傳輸時(shí)間以外提供的第二選通信號。
第一模擬門電路106以第一選通信號采樣在電壓與/或電流上經(jīng)過放大的感應(yīng)電壓。第二模擬門電路107以第二選通信號采樣在電壓與/或電流上經(jīng)過放大的感應(yīng)電壓。例如，各第一模擬門電路106與第二模擬門電路107是由一個(gè)模擬開關(guān)(FET)構(gòu)成的。
第一處理電路108由用于對以第一選通信號采樣的感應(yīng)電壓進(jìn)行全波整流的一個(gè)全波整流電路108a構(gòu)成。第一處理電路108還由用于將經(jīng)過整流的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓的一個(gè)積分電路108b構(gòu)成。
第二處理電路109由用于對以第二選通信號采樣的感應(yīng)電壓進(jìn)行全波整流的一個(gè)全波整流電路109a構(gòu)成。第二處理電路109還由將經(jīng)過整流的感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓的一個(gè)積分電路109b構(gòu)成。
各全波整流電路108a和109a是由二極管電橋等構(gòu)成的。例如，各積分電路108b與109b是由運(yùn)算放大器構(gòu)成的。
比較電路110將第一處理電路108轉(zhuǎn)換的直流電壓的電平與第二處理電路109轉(zhuǎn)換的直流電壓的電平進(jìn)行比較。比較電路110還判定檢測筆102的末端是否接近液晶板101的顯示屏。比較電路110通過這一比較輸出一個(gè)在高或低電壓電平上的檢測模式/非檢測模式信號pm。
比較電路110由運(yùn)算放大器構(gòu)成，但也可由一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路與一臺微計(jì)算機(jī)構(gòu)成。
設(shè)定電路111設(shè)定占空比。占空比控制電路112控制占空比。存儲電路113存儲設(shè)定的占空比。
各反相信號生成電路104、選通信號生成電路105、設(shè)定電路111、占空比控制電路112及存儲電路113可由以一個(gè)CPU、一個(gè)ROM、一個(gè)RAM、一個(gè)I/O端口等構(gòu)成的一臺微計(jì)算機(jī)構(gòu)成。
存儲電路113的占空比可通過在存儲電路113中設(shè)置一個(gè)諸如可重寫與非易失性E2PROM等ROM從而從其外部重寫與初始化。
鍵盤114包括設(shè)定鍵114a與自動(dòng)設(shè)定功能鍵114b。
圖22為展示圖21中所示的筆輸入裝置的電路構(gòu)造中的各信號的波形及這些信號的時(shí)序的時(shí)序圖。下面說明示出在圖22中的這些信號。
(1)處的反相信號“as”是從反相信號生成電路104生成的。這一反相信號“as”用于周期性地反相作用在液晶上的電壓的作用方向，以免液晶板的液晶受電解損壞。此時(shí)，作用在液晶板的電極上的驅(qū)動(dòng)信號的電壓是同時(shí)改變的。
(2)處的第一選通信號g1及(3)處的第二選通信號g2是從選通信號生成電路105生成的并分別傳輸給第一模擬門電路106與第二模擬門電路107。第一與第二選通信號的占空比(tg1∶tg2)可用感應(yīng)電壓的一個(gè)時(shí)間常量重新調(diào)整。
(4)處的感應(yīng)電壓sk通過感生一個(gè)具有尖峰形狀的感應(yīng)電壓(一個(gè)靜電感應(yīng)電壓)得到，并取決于當(dāng)檢測筆102接近液晶板101的顯示屏?xí)r每一次作用在液晶上的電壓的作用方向被反相信號“as”反相時(shí)檢測筆102的末端電極與液晶板101的電極之間的距離。
(5)處的采樣信號sp1的波形是通過以采用第一模擬門電路106的第一選通信號g1采樣感應(yīng)電壓sk并用全波整流電路108a對這一感應(yīng)電壓sk進(jìn)行全波整流而得到的。
(6)處的采樣信號sp2的波形是通過以采用第二模擬門電路107的第二選通信號g2采樣感應(yīng)電壓sk并用全波整流電路109a對這一感應(yīng)電壓進(jìn)行全波整流而得到的。
(7)處的信號dv1的波形是通過用積分電路108b將全波整流后的采樣信號sp1轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓而得到的。
(8)處的信號dv2的波形是通過用積分電路109b將全波整流后的采樣信號sp2轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓而得到的。
(9)處的輸出信號pm1為通過用比較電路110對直流電壓dv1與dv2的電平進(jìn)行比較而得到的一個(gè)信號。直流電壓dv1的電平高于直流電壓dv2的電平。因此輸出一個(gè)高(“H”)電壓電平作為檢測模式信號。此時(shí)，便能判定檢測筆102接近了液晶板101。
例如，(10)處的噪聲信號ns顯示高頻感應(yīng)電壓。這一噪聲信號ns展示當(dāng)檢測筆102離開液晶板101的顯示屏?xí)r所感生的一個(gè)信號波形的實(shí)例。
(11)處的采樣信號sp3的波形是通過以采用第一模擬門電路106的第一選通信號g1采樣噪聲信號ns并用全波整流電路108a對這一噪聲信號進(jìn)行全波整流而得到的。
(12)處的采樣信號sp4的波形是通過以采用第二模擬門電路107的第二選通信號g2采樣噪聲信號ns并用全波整流電路109a對這一噪聲信號進(jìn)行全波整流而得到的。
(13)處的直流電壓信號dv3的波形是通過用積分電路108b將全波整流后的采樣信號sp3轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓而得到的。
(14)處的直流電壓信號dv4的波形是通過用積分電路109b將全波整流后的采樣信號sp4轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓而得到的。
(15)處的檢測模式信號pm2是通過用比較電路110將直流電壓dv1與dv2的電平進(jìn)行比較而得出的一個(gè)輸出信號。直流電壓dv1的電平低于直流電壓dv2的電平，因此輸出一個(gè)低(“L”)電壓信號作為非檢測模式信號。此時(shí)，可判定檢測筆102是與液晶板101分開的。
從而，即使在檢測筆102從液晶板101離開并感生噪聲信號ns時(shí)，檢測筆102也能通過消除噪聲信號ns而正確地抽取檢測模式/非檢測模式信號。
當(dāng)檢測筆102如上所述在作用在液晶上的電壓的作用方向的反相中接近液晶板101的表面時(shí)，便感生一個(gè)具有尖峰形狀的電壓sk，這一電壓sk取決于檢測筆102的末端電極與液晶板的電極之間的距離。用這一尖峰形狀的感應(yīng)電壓sk判定檢測筆102是否接近液晶板101。
首先，用選通信號生成電路105生成的各第一與第二選通信號g1與g2及各第一與第二模擬門電路106與107采樣檢測筆102的末端電極中所感生的尖峰形感應(yīng)電壓sk。
接著，分別用第一處理電路108與第二處理電路109中的全波整流電路108a與109a對作為采樣信號的尖峰形感應(yīng)電壓sk進(jìn)行全波整流。用各積分電路108b與109b將經(jīng)過整流的電壓轉(zhuǎn)換成各直流電壓dv1與dv2。用比較器110互相比較這些直流電壓。當(dāng)選通信號g1采樣的采樣信號的電壓dv1高于電壓dv2(時(shí))，檢測模式信號pm成為高(“H”)電壓信號。從而，可以判定檢測筆102充分地接近液晶板101。
反之，當(dāng)檢測筆102的末端電極從液晶板101離開而感生一個(gè)噪聲信號ns(作為高頻感應(yīng)電壓的噪聲)時(shí)，第二選通信號g2采樣的采樣信號的電壓dv2高于電壓dv1，因此檢測模式信號pm并不變成高(“H”)電壓信號，而是變成低(“L”)電壓信號。
從而，當(dāng)檢測模式信號pm為一個(gè)高電壓信號時(shí)，從檢測筆102檢測一個(gè)坐標(biāo)信號可以認(rèn)為繼續(xù)有效。反之，當(dāng)非檢測模式信號為一個(gè)低電壓信號時(shí)，便停止檢測坐標(biāo)信號，因此只能檢測到正確的坐標(biāo)。
圖23為展示手動(dòng)設(shè)定占空比的處理的流程圖。圖23示出直接輸入第一與第二選通信號的占空比的設(shè)定值的一種方法，該方法在這樣一種狀態(tài)下將檢測模式信號pm設(shè)定為一個(gè)高電壓信號即從鍵盤114等將檢測筆102在顯示屏上(諸如顯示屏的中心點(diǎn)等)指定的點(diǎn)上執(zhí)行輸入操作。
在步驟S401中，檢測筆102在顯示屏上諸如顯示屏的中心點(diǎn)等指定的點(diǎn)上執(zhí)行輸入操作。
在步驟S402中，從設(shè)定鍵114a以數(shù)值數(shù)據(jù)將第一與第二選通信號的占空比輸入到筆輸入裝置。
在步驟S403中，檢測該檢測模式信號pm是否成為高電壓信號。改變設(shè)定的占空比直到筆輸入信號成為高電壓信號這止。
在步驟S404中，如果檢測模式信號pm成為高電壓信號，則占空比的設(shè)定操作便告完成，從而將這一占空比的數(shù)值數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲在存儲電路113中。
圖24為展示自動(dòng)設(shè)定占空比的處理的流程圖。圖24示出自動(dòng)檢索與存儲第一與第二選通信號的占空比的設(shè)定值的一種方法，該方法在這樣一種狀態(tài)下將檢測模式信號pm設(shè)定為高電壓信號即檢測筆102在顯示屏上(諸如顯示屏的中心點(diǎn)等)指定的點(diǎn)上執(zhí)行輸入操作。
在步驟S501中，檢測筆102在液晶板的顯示屏上的指定點(diǎn)上執(zhí)行輸入操作，然后執(zhí)行自動(dòng)設(shè)定功能鍵114b的輸入操作。
在步驟S502中，將第一選通信號g1的采樣時(shí)間(tg1)設(shè)定為最小值。
在步驟S503中，檢驗(yàn)該檢測模式信號pm是否成為高電壓信號。
在步驟S504中，逐漸增加第一選通信號g1的采樣時(shí)間并改變占空比直到檢測模式信號pm成為高電壓信號這止。
在步驟S505中，如果檢測模式信號變成了高電壓信號，則固定第一選通信號g1的采樣時(shí)間并確定占空比(tg1∶tg2)。將這一占空比的數(shù)值數(shù)據(jù)存儲在存儲電路113中，從而占空比的自動(dòng)設(shè)定操作便告完成。
從而，占空比控制電路112通過根據(jù)設(shè)定的占空比控制選通信號生成電路105的操作而調(diào)節(jié)輸送給第一與第二模擬門電路106與107的選通信號g1與g2的采樣時(shí)間，使第一與第二處理電路108與109輸出的直流電壓dv1與dv2的電平能加以控制。
再者，相對于各種具有部件精度偏移的產(chǎn)品，對檢測筆102的末端接近液晶板101與不接近該液晶板101的時(shí)間進(jìn)行精確判定。從而，能夠得到一個(gè)穩(wěn)定的檢測模式信號。
從本發(fā)明中的筆輸入裝置的上述構(gòu)造中可得到下述效果。
(1)通過供給一個(gè)用于周期性地反相作用在液晶上的電壓的作用方向的反相信號而同時(shí)改變操作液晶的電壓。當(dāng)檢測筆接近液晶板的表面時(shí)，便感生一個(gè)尖峰形感應(yīng)電壓，這一電壓取決于檢測筆的末端電極與液晶板的電極之間的距離。
有可能改變與控制以一個(gè)第一選通信號采樣在檢測筆的末端電極中感生的感應(yīng)電壓的采樣時(shí)間與以一個(gè)第二選通信號采樣該感應(yīng)電壓的采樣時(shí)間的占空比。從而，相對于具有部件精度偏移的各種產(chǎn)品，有可能對檢測筆的末端接近液晶板與不接近該液晶板的時(shí)間進(jìn)行精確地判定。因此，能夠檢測到一個(gè)穩(wěn)定的檢測模式/非檢測模式信號。
(2)如果從外部設(shè)置的設(shè)定鍵以數(shù)值數(shù)據(jù)設(shè)定與改變第一與第二選通信號的占空比，則能夠穩(wěn)定地檢測到適用于各種制造產(chǎn)品的檢測模式/非檢測模式信號。
(3)當(dāng)設(shè)置了一個(gè)自動(dòng)設(shè)定功能鍵時(shí)，則只須指定一個(gè)自動(dòng)設(shè)定功能并使檢測筆接近液晶板的顯示屏上的一個(gè)預(yù)定的區(qū)域，便能設(shè)定具有高精度的一個(gè)占空比。
(4)如果存儲了從外部設(shè)置的設(shè)定鍵設(shè)定的占空比，便能更容易地設(shè)定與改變占空比。
(5)以第一選通信號采樣通過反相作用在液晶上的電壓的作用方向而導(dǎo)致的感應(yīng)電壓。由噪聲導(dǎo)致的感應(yīng)電壓是由第二選通信號采樣的。從而，便能正確地判定檢測筆的末端是否接近液晶板的顯示屏。
(6)通過將占空比的數(shù)值數(shù)據(jù)與時(shí)鐘信號的數(shù)目控制在該數(shù)值數(shù)據(jù)與時(shí)鐘信號的數(shù)目相對應(yīng)的狀態(tài)中，便能設(shè)定具有高精度的占空比。
圖25為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖形輸入板輸入裝置的方框圖。
圖形輸入板302連接在中央處理部分303上，如下面所述，輸入筆301是由從筆身301的末端伸出的一個(gè)主電極304及設(shè)置在該主電極周圍的一個(gè)輔助電極305構(gòu)成的。輔助電極305是可以相對于筆身滑動(dòng)的。
例如，在主電極304的表面上復(fù)蓋由下面所述的樹脂制成的一種絕緣材料。
中央處理部分303由一個(gè)控制部分306、一個(gè)時(shí)序生成電路307、一個(gè)坐標(biāo)檢測電路308等構(gòu)成。通過中央處理部分303的時(shí)序控制將X與Y坐標(biāo)傳輸給圖形輸入板302。
例如，圖形輸入板302由日本專利申請公開(KOKAI)第5-53726號中所示的靜電系統(tǒng)的圖形輸入板構(gòu)成。
圖26a為使用狀態(tài)中的圖形輸入板輸入裝置的透視圖。圖26b為圖形輸入板輸入裝置中的輸入筆301的末端的放大透視圖。用樹脂復(fù)蓋的主電極304設(shè)置在筆身310的末端上。輔助電極305設(shè)置在這一主電極304周圍。輔助電極305相對于筆身310滑動(dòng)。在筆身310內(nèi)設(shè)置了一個(gè)彈簧，因此筆身310是由增加與減小書寫壓力而向下與向上移動(dòng)的。如圖26a中所示，輸入筆301通常在相對于圖形輸入板302傾斜的狀態(tài)中使用。當(dāng)用力書寫字符時(shí)，筆身310便壓在圖形輸入板302上。例如，在圖形輸入板302的表面上設(shè)置一塊液晶板，從而使采用輸入筆輸入的字符、圖形等可以直接看見。
輔助電極305實(shí)際上是以園柱形配置在主電極304的外測周圍的，但不限于這種形狀。
圖27a至27c中每一幅為用于說明當(dāng)用輸入筆輸入字符時(shí)圖形輸入板輸入裝置的主要部分的視圖。例如，主電極304與圖形輸入板302的表面上的液晶顯示部分的玻璃板321相接觸的部分是用樹脂304-2制成的。一根金屬條304-1配置在主電極304內(nèi)。主電極304的輸出通過一個(gè)運(yùn)算放大器311傳輸給中央處理部分303。輔助電極305由金屬制成并附著在主電極304的樹脂部分304—2的周邊部分上。例如，由絕緣物質(zhì)構(gòu)成的筆身310沿輔助電極305滑動(dòng)。輔助電極305的輸出通過一個(gè)運(yùn)算放大器312傳輸給中央處理部分303。
圖27a示出書寫壓力較弱并且輸入筆垂直接觸圖形輸入板302的一種狀態(tài)。圖27b示出書寫壓力較強(qiáng)并且輸入筆垂直接觸圖形輸入板302的一種狀態(tài)。比較圖27a與27b，在圖27b中，輔助電極305的一部分隱藏在筆身310中，從而減小了輔助電極305與圖形輸入板表面上的液晶顯示部分內(nèi)的一個(gè)金屬電極322之間的靜電容。
圖27c示出書寫壓力較強(qiáng)并且輸入筆相對于圖形輸入板傾斜45。的一種情況。在圖27a與27b中，靜電容的形狀是相對于主電極左右對稱地形成的。然而在圖27c中，靜電容的形狀則不是相對于主電極左右對稱地形成的。這是由于筆身傾斜而主電極304所提供的靜電容的峰值不與輔助電極305所提供的靜電容的峰值相一致。
圖28a示出書寫壓力較弱時(shí)主與輔助電極所提供的輸出信號的波形。圖28b示出書寫壓力較強(qiáng)時(shí)主與輔助電極所提供的輸出信號的波形。書寫壓力較弱時(shí)，圖28a中的主電極所提供的輸出信號S1的電壓V1與圖28b中書寫壓力較強(qiáng)時(shí)主電極所提供的輸出信號S1′的電壓V1′相仿。與此相反，書寫壓力較弱時(shí)，圖28a中的輔助電極所提供的輸出信號S2的電壓V2便升高到比圖28b中書寫壓力較強(qiáng)時(shí)輔助電極所提供的輸出信號S2′的電壓V2′高。
圖29a示出當(dāng)輸入筆相對于圖形輸入板302垂直放置時(shí)主與輔助電極所提供的輸出信號的波型。圖29b示出輸入筆相對于圖形輸入板302傾斜45°時(shí)主與輔助電極所提供的輸出信號的波型。在圖29a中，主電極所提供的輸出信號S3的峰值的時(shí)序t1與輔助電極所提供的輸出信號S4的峰值的時(shí)序t1相一致。
在圖29b中，筆身是傾斜的而輔助電極的右端接近圖形輸入板，從而移動(dòng)了輸出信號的峰值，因此，在主電極所提供的輸出信號S3′的峰值的時(shí)序t2與輔助電極所提供的輸出信號S4′的峰值的時(shí)序t3之間便出現(xiàn)了時(shí)間差。這是由于如上所述X與Y坐標(biāo)信號是以時(shí)分圖形輸入板的每一行傳輸?shù)亩沟弥髋c輔助電極所提供的檢測坐標(biāo)互相不同。
上述說明涉及輸入筆相對于圖形輸入板垂直放置與傾斜45°的情況。然而，可根據(jù)個(gè)人使用檢測筆的不同習(xí)慣，將輸入筆相對于圖形輸入板的任意角度設(shè)定為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)中的傾角。
如上所述，本發(fā)明中的圖形輸入板輸入裝置能夠確定主電極要輸入的字符與圖形的位置坐標(biāo)。圖形輸入板輸入裝置能檢測出兩種數(shù)據(jù)，它包括由圖形輸入板與主及輔助電極之間的靜電容差所提供的大與小輸出信號的數(shù)據(jù)，以及主及輔助電極的輸出信號的峰值之間的時(shí)間差的數(shù)據(jù)。從而，能夠更精確地表達(dá)線寬度與字符密度。在上述說明中，書寫壓力與輸入筆的斜度是在中央處理部分中檢測的。然而，檢測書寫壓力與輸入筆的傾斜信息的裝置也可設(shè)置在輸入筆內(nèi)。
在圖形輸入板輸入裝置的上述實(shí)施例中，說明了靜電系統(tǒng)的圖形輸入板。然而，如果采用了主與輔助電極，并且有可能檢測出使用筆身的書寫壓力所產(chǎn)生的大與小輸出信號及由傾斜筆身所提供的主與輔助電極的輸出信號的峰值之間的時(shí)間差時(shí)，上述實(shí)施例也能應(yīng)用在另一系統(tǒng)的圖形輸入板上。
在上述實(shí)施例中，通過移動(dòng)筆身及遮蓋輔助電極而改變靜電容。然而，輔助電極也可設(shè)置在相對于主電極滑動(dòng)的筆身的末端上。在這一情況中，靜電容的改變可通過改變輔助電極與圖形輸入板之間的距離而檢測到。
按照本發(fā)明，可用主與輔助電極得到作用在筆身上的書寫壓力及筆身的傾斜度這兩種數(shù)據(jù)。從而，能夠更精確地顯示線寬度與輸入字符的密度。例如，線的寬窄度等可用密度來調(diào)節(jié)，而字符的傾斜度可用檢測到的書寫壓力來調(diào)節(jié)。
圖30為用于說明按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的坐標(biāo)輸入裝置的構(gòu)造的視圖。圖30示出了靜電感應(yīng)型圖形輸入板的一個(gè)實(shí)例。在圖30中，參照數(shù)字401、402與403分別指示一個(gè)控制電路、一個(gè)公共驅(qū)動(dòng)電路與一個(gè)段驅(qū)動(dòng)電路。參照數(shù)字404、405與406分別指示公共電極Y1至Ym、段電極X1至Xn與一支有線筆。參照數(shù)字407、408與409分別指示一支無繩檢測筆、一個(gè)信號發(fā)送接收單元與一個(gè)檢測電路。
圖形輸入板具有由布置在Y方向上的公共電極404與布置在X方向上的段電極405構(gòu)成的n×m個(gè)單元的網(wǎng)格。在圖30中，段電極405位于X邊上而公共電極404則位于Y邊上。這是因?yàn)闉榱朔奖闶褂昧伺c圖35中所示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的LCD圖形輸入板相同的參照數(shù)字。這些公共與段電極分別由公共驅(qū)動(dòng)電路402與段驅(qū)動(dòng)電路403接通與斷開。
控制電路401執(zhí)行操作各驅(qū)動(dòng)電路402與403以及檢測筆406與407的時(shí)序控制。檢測筆由通過一條電纜連接在裝置本體上的有線系統(tǒng)的一支檢測筆406及通過無線電、紅外線等發(fā)送與接收數(shù)據(jù)的無繩系統(tǒng)的一支檢測筆407構(gòu)成。通常使用有線系統(tǒng)與無繩系統(tǒng)中的一支。然而，有可能采用可使用多支檢測筆的一個(gè)系統(tǒng)。使用檢測筆407的無繩系統(tǒng)的本體具有用于與檢測筆407進(jìn)行通信的信號發(fā)送接收單元。檢測電路409分離從檢測筆407直接發(fā)送的或者通過信號發(fā)送接收單元408發(fā)送的信號，并將它們轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)數(shù)據(jù)及各種附加信息。
圖31為展示圖30中所示的坐標(biāo)輸入裝置中的信號的操作時(shí)序的視圖。坐標(biāo)輸入裝置的系統(tǒng)性操作的一個(gè)周期在圖31中示出為一幀，并由包括Y坐標(biāo)檢測周期、X坐標(biāo)檢測周期及附加信息傳輸周期的三個(gè)周期構(gòu)成。控制電路401通過輸出一個(gè)指示Y坐標(biāo)檢測周期的信號YDET(示出在圖31(b)中)、一個(gè)指示X坐標(biāo)檢測周期的信號XDET(示出在圖31(c)中)及一個(gè)指示整個(gè)坐標(biāo)檢測周期的信號DET(示出在圖31(a)中)來控制系統(tǒng)性操作。
如圖31(d)中所示，Y坐標(biāo)上的電極Y1至Ym是在Y坐標(biāo)檢測周期中順序地接通的，而X坐標(biāo)上的電極X1至Xn是在X坐標(biāo)檢測周期中順序地接通的。如圖31(e)中所示，在接通最接近筆尖的一個(gè)電極時(shí)，檢測筆的檢測部分便輸出一個(gè)信號。從而，有可能通過來自檢測筆的信號的時(shí)序而區(qū)分筆尖在圖形輸入板上的位置。具體地說，Y坐標(biāo)是由信號YDET的上升到筆信號的上升的時(shí)間表示的，而X坐標(biāo)則是由信號XDET的上升到筆信號的上升的時(shí)間表示的。
當(dāng)在信號YDET的高電壓電平期間中筆信號從未有過高電壓時(shí)，則便能判定筆尖是離開圖形輸入板的。同樣的結(jié)論也對信號XDET成立。附加信息傳輸周期為接收來自檢測筆的附加信息的一個(gè)期間。如圖31(f)與圖32中所示，檢測筆在這一附加信息傳輸周期中輸出附加信息。圖32為圖31中所示的部分A的放大圖。
檢測電路409從檢測筆的輸出信號中抽取坐標(biāo)信息與附加信息。檢測電路409從信號YDET的上升到筆信號的上升的時(shí)間中得出Y坐標(biāo)，并從信號XDET的上升到筆信號的上升的時(shí)間中得出X坐標(biāo)。檢測電路409具有一個(gè)用于測定各該時(shí)間的內(nèi)部時(shí)鐘。檢測電路409將從信號XDET下降開始的筆信號解釋為附加信息。檢測電路409還具有一個(gè)與檢測筆的附加信息傳送時(shí)鐘頻率相同的第二內(nèi)部時(shí)鐘來分離至相串行傳輸?shù)母郊有畔⒌奈弧?br> 圖33為展示一個(gè)有線系統(tǒng)的檢測筆的第一實(shí)施例的視圖。在圖33中，參照數(shù)字411、412與413分別指示作為檢測部分的一個(gè)筆尖、一個(gè)比較器與一個(gè)第一開關(guān)(一個(gè)筆向下開關(guān)開關(guān)①)參照數(shù)字414、415與416分別指示一個(gè)第二開關(guān)(開關(guān)②)一個(gè)第三開關(guān)(開關(guān)③)與一個(gè)第四開關(guān)(開關(guān)④)。參照數(shù)字417與418分別指示一個(gè)第五開關(guān)(開關(guān)⑤)與一個(gè)第六開關(guān)(一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)開關(guān)⑥)。參照數(shù)字419與420分別指示一個(gè)輸出選擇電路與一個(gè)ID碼生成電路。參照數(shù)字421指示一條筆連接電纜與一個(gè)連接器。414至417的各參照數(shù)字指示按壓開關(guān)。
檢測筆的末端部分411電容耦合于圖形輸入板的各電極404與405。比較器412檢測由圖形輸入板電極的掃描信號在檢測筆的末端部分中引起的感應(yīng)電壓的峰值。然后比較器412輸出一個(gè)具有高與低電壓電平之一的邏輯信號。比較器412在峰值檢測時(shí)刻輸出一個(gè)高電壓信號。檢測筆具有對檢測筆的末端部分的按壓進(jìn)行檢測的筆向下開關(guān)413。檢測筆還具有供用戶操作的按壓開關(guān)414至417及轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)418，并具有用于輸出檢測筆的ID碼的ID碼生成電路420。按壓開關(guān)414至417與轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)418的用途是在應(yīng)用級上確定的而并不是在這一實(shí)施例中特別限定的。所畫的線的彩色與厚度的選擇、書寫(標(biāo)示)與擦涂模式的切換等是作為這些開關(guān)的用途考慮的。
由作為比較器的輸出的坐標(biāo)檢測信號、各按壓開關(guān)與轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)的工作狀態(tài)及ID碼構(gòu)成的這些信息是由輸出選擇電路419選擇并順序地輸出的。連接電纜421由四條線構(gòu)成，其中包括一條輸出選擇信號線、一條輸出信號線與兩條電源線。連接電纜421是通過一個(gè)連接器連接在檢測筆上的，因此檢測筆能夠容易地接上、卸下及更換。
圖34為圖33中所示的輸出選擇電路的詳細(xì)圖。在圖34中，參照數(shù)字422、423、424與425分別指示一個(gè)計(jì)數(shù)器、一個(gè)振蕩器、一個(gè)多路復(fù)用器(A)與一個(gè)多路復(fù)用器(B)。
在筆向下開關(guān)413斷開時(shí)，輸出選擇電路不輸出信號。輸出選擇電路在接通筆向下開關(guān)413時(shí)執(zhí)行下述操作。當(dāng)輸入選擇信號SEL(作為來自控制電路的信號DET傳輸?shù)?為低電壓時(shí)，即在坐標(biāo)檢測周期中，多路復(fù)用器424從筆末端部分/比較器(坐標(biāo)檢測部分)選擇一個(gè)信號。反之，當(dāng)信號SEL(DET)為高電壓時(shí)，即在附加信息傳輸周期中，多路復(fù)用器424選擇多路復(fù)用器425的輸出。多路復(fù)用器425的輸入選擇是由計(jì)數(shù)器422確定的。
當(dāng)信號SEL為低電壓時(shí)，計(jì)數(shù)器422在復(fù)位狀態(tài)中。在信號SEL為高電壓的周期中，計(jì)數(shù)器422由振蕩器423向上計(jì)數(shù)。相對于多路復(fù)用器424的輸入，將按壓開關(guān)414至417的操作狀態(tài)輸入到接線端D1至D4，并將轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)418(轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)418有8個(gè)觸點(diǎn)并且這一轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)的輸出被解碼成三位)的操作狀態(tài)輸入到接線端D5至D7，而ID碼生成電路420的輸出則輸入到接線端D8至D10。從而，在這一周期中，這些信息是以圖32的序列輸出的。在這一實(shí)施例中，不使用蓄電池電壓信息。當(dāng)信號SEL的電壓電平成為高時(shí)，再一次將多路復(fù)用器424的輸出信號切換到坐標(biāo)檢測部分的信號，從而復(fù)位用于選擇多路復(fù)用器425的輸出的計(jì)數(shù)器。
輸出選擇電路419用上述操作在坐標(biāo)檢測周期輸出坐標(biāo)檢測信號而在附加信息檢測周期輸出各筆開關(guān)的操作狀態(tài)，如圖31(d)中所示。本實(shí)施例中的ID碼生成電路420是由三個(gè)開關(guān)或具有8個(gè)觸點(diǎn)的一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)構(gòu)成的。這一ID碼生成電路420通過事先設(shè)定各該三個(gè)開關(guān)生成0至7中的任何一個(gè)。
圖35為展示無繩系統(tǒng)的檢測筆的第二實(shí)施例的視圖。在圖35中，參照數(shù)字426、427、428與429分別指示一個(gè)蓄電池、一個(gè)電源電路、一個(gè)信號發(fā)送接收單元及一個(gè)電源開關(guān)。其它構(gòu)成部分各執(zhí)行圖33中用相同的參照數(shù)字指示的部分的相同操作。
檢測筆與裝置本體并不通過電纜互相連接。內(nèi)裝在檢測筆中的信號發(fā)送接收單元428與圖形輸入板本體的信號發(fā)送接收單元408通過無線電、紅外線等互相通信。沒有從裝置本體輸送給檢測筆的電路電源。因此，蓄電池426、電源電路427與電源開關(guān)429是內(nèi)裝在檢測筆自身中的。電源電路427將經(jīng)過穩(wěn)壓的電源電壓輸送給檢測筆的電路。電源電路427還檢測蓄電池426的電壓并將這一檢測到的電壓以三位數(shù)據(jù)傳輸給輸出選擇電路419的接線端D11至D13。從而提供如圖32中所示的附加信息格式。在本實(shí)施例中，沒有像圖33中所示的第一實(shí)施例中那樣設(shè)置用于設(shè)定檢測筆的ID碼的開關(guān)，而ID碼可通過另一個(gè)開關(guān)的一種指定操作來設(shè)定。
圖36為圖35中所示的ID碼生成電路的詳細(xì)圖。圖36示出由后備蓄電池支持的一個(gè)鎖存電路。當(dāng)在轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)418中設(shè)定了要作為ID碼登錄的一個(gè)值并同時(shí)按下了所有按壓開關(guān)415至417時(shí)，便鎖存了轉(zhuǎn)動(dòng)開關(guān)418的設(shè)定值作為ID碼。這一值是由檢測筆的內(nèi)裝蓄電池在任何時(shí)間上支持的。
圖37為用于說明按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的坐標(biāo)輸入裝置的構(gòu)造的視圖。圖37示出同時(shí)作為靜電感應(yīng)型圖形輸入板工作的一個(gè)液晶顯示器(LCD)示例。在圖37中，參照數(shù)字410指示一塊液晶板。其它構(gòu)成部分各執(zhí)行圖30中用相同的參照數(shù)字指示的部分的相同操作。
電極404與405用于檢測坐標(biāo)及操作液晶板410?？刂齐娐?01生成坐標(biāo)檢測與顯示的時(shí)序，并在顯示周期將一個(gè)未示出的視頻RAM的數(shù)據(jù)傳送給段驅(qū)動(dòng)電路403。雖然這一構(gòu)造并未示出在圖37中，傳輸給電極404與405的信號的極性是周期性地反相以防止液晶受電解損壞的。在本實(shí)施例中，采用和圖33中所示的第一實(shí)施例中相同的檢測筆。
圖38與39為展示圖37中所示的坐標(biāo)輸入裝置的操作時(shí)序的視圖。
如圖38中所示，坐標(biāo)輸入裝置的系統(tǒng)性操作的一個(gè)周期示出為一幀并由一個(gè)顯示周期與一個(gè)坐標(biāo)檢測周期構(gòu)成。顯示周期也是一個(gè)附加信息傳輸周期。坐標(biāo)檢測周期分成Y坐標(biāo)檢測周期與X坐標(biāo)檢測周期?？刂齐娐?01通過輸出一個(gè)指示Y坐標(biāo)檢測周期的信號YDET(示出在圖39(b)中)、一個(gè)指示X坐標(biāo)檢測周期的信號XDET(示出在圖39(c)中)及一個(gè)指示整個(gè)坐標(biāo)檢測周期的信號DET(示出在圖39(a)中)來控制系統(tǒng)性操作。
控制電路401在顯示周期中順序地掃描公共電極Y1至Ym，而在接通各公共電極的一個(gè)期間中順序地掃描段電極X1至Xn。對于段電極，只有對應(yīng)于根據(jù)視頻RAM數(shù)據(jù)在液晶上接通的一個(gè)象素的段電極是接通的。坐標(biāo)輸入裝置在坐標(biāo)檢測周期中的操作時(shí)序是與圖33中所示的第一實(shí)施例中的時(shí)序相同的。
當(dāng)圖39(a)中所示的信號DET為高電壓時(shí)，便將檢測筆的輸出信號切換到坐標(biāo)信號。反之，當(dāng)信號DET為低電壓時(shí)，便將檢測筆的這一輸出信號切換到如圖39(f)中所示的附加信息上。檢測電路409從信號YDET的上升到筆信號的上升的時(shí)間中得到Y(jié)坐標(biāo)，并從信號XDET的上升到筆信號的上升的時(shí)間中得到X坐標(biāo)。檢測電路409還將從信號DET的下降開始的筆信號解釋為附加信息。在信號DET為低電壓的顯示周期中，重復(fù)地輸出附加信息。然而，檢測電路409只采用重復(fù)輸出中的第一個(gè)附加信息。
實(shí)際上，至少在顯示周期圖形輸入板電極的掃描信號的極性(示出在圖39(d)中)是通過在液晶上作用一個(gè)直流電流而周期性地反相以防止液晶受到電解的損壞的。但是，在圖39中省略了用于反相這些信號的極性的機(jī)構(gòu)。
如上所述，在本發(fā)明中的坐標(biāo)輸入裝置的信號傳輸系統(tǒng)中，設(shè)置在檢測筆中的開關(guān)的操作狀態(tài)的信息是在一條單一的信號線上以時(shí)分傳輸?shù)?，而不增加信號線的數(shù)目。信號傳輸系統(tǒng)具有一個(gè)用于檢測由檢測筆所指示的坐標(biāo)及傳輸表示這一坐標(biāo)的信息的周期，信號傳輸系統(tǒng)還具有一個(gè)用于傳輸筆開關(guān)的接通與斷開狀態(tài)的信息的周期。這些周期是重復(fù)地互相交替的。在同時(shí)作為一個(gè)顯示單元工作的坐標(biāo)輸入裝置的一個(gè)操作周期中設(shè)置了一個(gè)顯示周期與一個(gè)坐標(biāo)檢測周期。從而，將顯示周期分配給筆切換狀態(tài)中的信號傳輸周期。
可在坐標(biāo)輸入裝置中設(shè)置多個(gè)筆開關(guān)。筆開關(guān)的操作狀態(tài)是順序傳輸?shù)?，在切換狀態(tài)中的信號傳輸周期中與檢測筆的內(nèi)部時(shí)鐘同步。再者，檢測筆除了筆開關(guān)的操作狀態(tài)以外還能有各種附加信息，并且這些附加信息也能在這一傳輸周期中傳輸。在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，多支檢測筆中的各支具有一個(gè)ID碼的信息，以便在多支檢測筆中互相區(qū)別。
當(dāng)采用無繩系統(tǒng)的檢測筆時(shí)，在檢測筆中需要一個(gè)獨(dú)立的電源。當(dāng)在顯示屏上顯示檢測筆的內(nèi)裝蓄電池的低電壓警告時(shí)，用戶錯(cuò)過這一警告的可能性比將這一警告顯示在檢測筆自身上的情況為低。在本發(fā)明中，可傳輸除了筆開關(guān)的操作狀態(tài)以外的其它各種附加信息。因此，可將關(guān)于蓄電池電壓的信息傳輸給信息信號傳輸系統(tǒng)的本體，以便能夠在顯示屏上顯示蓄電池低電壓警告。
從上述說明中可以清楚地看出，在本發(fā)明的信號傳輸系統(tǒng)中可以得到下述效果。
(1)對應(yīng)于信號傳輸系統(tǒng)的第一種構(gòu)造的效果如下將除了坐標(biāo)信息以外的許多附加信息從檢測筆傳輸給坐標(biāo)輸入裝置的本體，從而可以增加坐標(biāo)輸入裝置的附加值，并可避免由信號數(shù)目的增加而引發(fā)的問題。
通過傳輸許多附加信息可帶來這一優(yōu)點(diǎn)，即能夠設(shè)置在應(yīng)用中具有各種用途的許多開關(guān)。例如，將所畫的線的彩色與厚度的變化、書寫(標(biāo)示)與擦涂模式的切換等考慮為這些開關(guān)的用途。與圖符選擇系統(tǒng)相比，手動(dòng)操作這些筆開關(guān)可以增加工作屏面的尺寸。再者，在功能選擇中沒有必要執(zhí)行這樣一個(gè)復(fù)雜操作，即將檢測筆移動(dòng)到一個(gè)圖符區(qū)中并在選擇了一個(gè)圖符之后再將其返回到工作區(qū)。除了筆開關(guān)信息以外，檢測筆還可有各種信息源，并且能將這些信息源傳輸給信號傳輸系統(tǒng)。這種構(gòu)造實(shí)現(xiàn)在信號傳輸系統(tǒng)的第三與第三種構(gòu)造中。
下述問題可通過避免增加信號的數(shù)目加以解決。這便是，在有線系統(tǒng)的情況中，減少了檢測筆的連接電纜的芯的數(shù)目，從而降低了坐標(biāo)輸入裝置的成本。再者，由于沒有必要加粗連接電纜而檢測筆的可操作性不會(huì)受到不利的壞影響。在無繩系統(tǒng)的情況中，信號傳輸信道的數(shù)目是小的，因而降低了坐標(biāo)輸入裝置的成本。
(2)對應(yīng)于信號傳輸系統(tǒng)的第二種構(gòu)造的效果如下。
可以得到與第一種構(gòu)造相同的效果。再者，由于傳輸附加信息并不延長掃描周期，便可能解決有關(guān)顯示對比度降低及坐標(biāo)檢測的隨動(dòng)性質(zhì)問題。
(3)對應(yīng)于信號傳輸系統(tǒng)的第三種構(gòu)造的效果如下。
能夠提供用檢測筆的一個(gè)ID碼來區(qū)分該檢測筆的所有人的一種裝置。信號傳輸系統(tǒng)的各用戶有其專用的檢測筆，并通過將其檢測筆連接在信號傳輸系統(tǒng)上而使用其檢測筆。信號傳輸系統(tǒng)用所使用的檢測筆的ID碼來互相區(qū)分筆的所有人，并能根據(jù)各用戶來提供服務(wù)。例如，可以調(diào)出登錄在信號傳輸系統(tǒng)中的各用戶的視差數(shù)據(jù)(parallaxdata)并自動(dòng)糾正傾斜。從而，在每一次改變信號傳輸系統(tǒng)的用戶時(shí)，便沒有必要重新糾正傾斜。
再者，多支筆可具有互相不同的功能。這一情況特別適用于無繩系統(tǒng)的檢測筆。信號傳輸系統(tǒng)用ID碼來區(qū)分所使用的筆，并用所使用的筆來切換彩色、厚度、書寫(標(biāo)示)與擦涂。從而，各用戶能獲得好象各用戶獨(dú)立地使用具有不同筆尖粗細(xì)與彩色的多支筆的操作感受。從而，在一定的情況中，與采用筆開關(guān)的功能選擇系統(tǒng)相比，能期望得到各檢測筆的較佳可操作性。
(4)對應(yīng)于第四種解決措施的效果如下。
可在顯示屏上顯示檢測筆的蓄電池消耗的警告。當(dāng)在顯示屏上顯示這一警告時(shí)，與將發(fā)出警告的指示燈設(shè)置在檢測筆上系統(tǒng)相比，錯(cuò)過這一警告的可能性較低。
可以在不脫本發(fā)明的精神與范圍的情況下構(gòu)造本發(fā)明的許多頗為不同的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明除了在所附的權(quán)利要求書中所定義的以外，不受本說明書中所描述的特定實(shí)施例的限制。
權(quán)利要求
1.一種坐標(biāo)輸入裝置，包括液晶板裝置，具有設(shè)置在互相垂直的多個(gè)段電極裝置與多個(gè)公共電極裝置之間的一個(gè)液晶層；位置指示裝置，在一個(gè)指示位置中靜電耦合于所述段電極裝置與所述公共電極裝置；坐標(biāo)檢測裝置，用于根據(jù)在所述位置指示裝置中感生的一個(gè)感應(yīng)電壓及作用在所述段電極裝置與所述公共電極裝置上的一個(gè)掃描電壓的作用時(shí)序，檢測所述指示位置中的坐標(biāo)；以及電纜位置，具有用于將電源從所述坐標(biāo)檢測裝置輸送給所述位置指示裝置，及將一個(gè)檢測信號從所述位置指示裝置傳輸?shù)剿鲎鴺?biāo)檢測裝置的一條信號線。
2.一種坐標(biāo)輸入裝置，包括液晶板裝置，具有設(shè)置在互相垂直的多個(gè)段電極裝置與多個(gè)公共電極裝置之間的一個(gè)液晶層；位置指示裝置，在一個(gè)指示位置中靜電耦合于所述段電極裝置與所述公共電極裝置；開關(guān)裝置，設(shè)置在所述位置指示裝置的一個(gè)末端附近，并通過使該開關(guān)裝置接觸所述液晶板裝置及使該開關(guān)裝置與所述液晶板裝置分開而接通與斷開；坐標(biāo)檢測裝置，用于根據(jù)在所述位置指示裝置中感生的一個(gè)感應(yīng)電壓及作用在所述段電極裝置與所述公共電極裝置上的一個(gè)掃描電壓的作用時(shí)序，檢測所述指示位置中的坐標(biāo)；以及電纜裝置，具有用于將電源從所述坐標(biāo)檢測裝置輸送給所述位置指示裝置，及將表示所述開關(guān)裝置的接通與斷開狀態(tài)的各信號從所述位置指示裝置傳輸?shù)剿鲎鴺?biāo)檢測裝置的一條信號線。
3.一種坐標(biāo)輸入裝置，包括液晶板裝置，具有設(shè)置在互相垂直的多個(gè)段電極裝置與多個(gè)公共電極裝置之間的一個(gè)液晶層；位置指示裝置，在一個(gè)指示位置中靜電耦合于所述段電極裝置與所述公共電極裝置；開關(guān)裝置，設(shè)置在所述位置指示裝置的一個(gè)末端附近，并通過使該開關(guān)裝置接觸所述液晶板裝置，及使該開關(guān)裝置與所述液晶板裝置分開而接通與斷開；坐標(biāo)檢測裝置，用于根據(jù)在所述位置指示裝置中感生的一個(gè)感應(yīng)電壓及作用在所述段電極裝置與所述公共電極裝置上的一個(gè)掃描電壓的作用時(shí)序，檢測所述指示位置中的坐標(biāo)；以及電纜裝置，具有用于將電源從所述坐標(biāo)檢測裝置輸送給所述位置指示裝置、將表示所述開關(guān)裝置的接通與斷開狀態(tài)的各信號從所述位置指示裝置傳輸?shù)剿鲎鴺?biāo)檢測裝置、及將一個(gè)檢測信號從所述位置指示裝置傳輸?shù)剿鲎鴺?biāo)檢測裝置的一條信號線。
4.一種筆輸入裝置，包括一塊液晶板，由一種液晶及用于操作該液晶的一個(gè)電極構(gòu)成；一支檢測筆，具有靜電耦合于所述液晶板的電極，并檢測在操作液晶的一個(gè)信號的各上升與下降時(shí)間上感生的一個(gè)感應(yīng)電壓的一個(gè)末端電極。反相信號生成裝置，用于操作所述液晶板的液晶，并生成用于使作用在液晶上的一個(gè)電壓的作用方向進(jìn)行反相的一個(gè)反相信號；選通信號生成裝置，用于生成與所述反相信號的各上升與下降同步的一個(gè)第一選通信號，及在該第一選通信號的傳輸時(shí)間以外提供的一個(gè)第二選通信號；第一采樣處理裝置，用于在所述反相信號的上升與下降改變時(shí)，采樣由第一選通信號在所述檢測筆的末端電極中感生的感應(yīng)電壓，并將該感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓；第二采樣處理裝置，用于在第一采樣處理裝置采樣之后采樣用第二選通信號感生的一個(gè)感應(yīng)電壓；該第二采樣處理裝置將該感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換成一個(gè)直流電壓；判定裝置，用于根據(jù)對所述第一與第二采樣處理裝置所轉(zhuǎn)換的直流電壓的電平的比較結(jié)果，判定所述檢測筆的一個(gè)末端是否接近所述液晶板的一個(gè)顯示屏；該判定裝置輸出這一判定的結(jié)果作為一個(gè)檢測模式/非檢測模式信號；以及占空比控制裝置，用于控制由所述選通信號生成裝置所生成的第一與第二選通信號的一個(gè)占空比；該筆輸入裝置是構(gòu)成為使所述占空比控制裝置通過控制第一與第二選通信號的占空比而控制輸送給第一與第二采樣處理裝置的選通信號的采樣時(shí)間，并將第一與第二采樣處理裝置所轉(zhuǎn)換的直流電壓的電平調(diào)節(jié)成使判定裝置穩(wěn)定地判定檢測模式/非檢測模式信號。
5.權(quán)利要求4中提出的一種筆輸入裝置，其中該占空比控制裝置具有用于以數(shù)值數(shù)據(jù)方式設(shè)定所述占空比的占空比設(shè)定裝置。
6.權(quán)利要求4或5中提出的一種筆輸入裝置，其中該筆輸入裝置還包括用于指定所述占空比的一個(gè)自動(dòng)設(shè)定功能的一個(gè)自動(dòng)設(shè)定功能鍵；所述占空比控制裝置控制所述選通信號生成裝置的操作，使得當(dāng)用所述自動(dòng)設(shè)定功能鍵指定了自動(dòng)設(shè)定功能并且所述檢測筆接近所述液晶板的顯示屏上的一個(gè)預(yù)定的區(qū)域時(shí)，所述選通信號的占空比是從預(yù)定的數(shù)值數(shù)據(jù)順序地改變的；所述占空比控制裝置還在判定裝置輸出檢測模式信號時(shí)，檢測選通信號的占空比；以及所述占空比控制裝置還用作為初始設(shè)定數(shù)據(jù)的該檢測到的占空比的數(shù)值數(shù)據(jù)控制所述選通信號。
7.一種圖形輸入板輸入裝置，包括一支輸入筆，具有一個(gè)筆身、連接在筆身上的一個(gè)主電極及一個(gè)輔助電極，該輔助電極位于與主電極分離的位置上，使得輔助電極相對于圖形輸入板的靜電容能隨書寫壓力改變；圖形輸入板用于使輸入筆沿其表面滑動(dòng)；用于檢測由輔助電極提供的并由書寫壓力導(dǎo)致的信號輸出變化的裝置；以及用于檢測由傾斜筆身導(dǎo)致的主與輔助電極的輸出信號的峰值之間的時(shí)間差的裝置。
8.權(quán)利要求7中提出的一種圖形輸入板輸入裝置，其中該輔助電極形成為具有一個(gè)空心部分的環(huán)形，并且主電極通過一個(gè)絕緣體插入輔助電極的空心部分中。
9.用于以一支檢測筆檢測一塊圖形輸入板的一個(gè)掃描信號及檢測該檢測筆的位置的一種坐標(biāo)輸入裝置的一種信號傳輸系統(tǒng)，該信號傳輸系統(tǒng)包括下述步驟在同一條信號線上除了傳輸所述檢測筆檢測到的坐標(biāo)信號以外，還以時(shí)分方式將表示內(nèi)裝在檢測筆中的各種筆開關(guān)的操作狀態(tài)的信息傳輸給信號傳輸系統(tǒng)的一個(gè)本體；以及通過所述筆開關(guān)的操作狀態(tài)，將檢測筆的操作狀態(tài)及功能設(shè)定等通知信號傳輸系統(tǒng)。
10.權(quán)利要求9中提出的一種坐標(biāo)輸入裝置的一種信號傳輸系統(tǒng)，其中設(shè)定了所述檢測筆特有的一個(gè)ID碼，并且信號傳輸系統(tǒng)通過在筆開關(guān)的操作狀態(tài)上加上坐標(biāo)信息面?zhèn)鬏斣揑D碼，并且信號傳輸系統(tǒng)區(qū)分在多支存在的檢測筆中所使用的一支檢測筆。
11.一種坐標(biāo)輸入裝置中的一種信號傳輸系統(tǒng)，該坐標(biāo)輸入裝置同時(shí)用作一個(gè)顯示單元，并用一支檢測筆檢測一個(gè)液晶顯示單元的一個(gè)掃描信號及檢測該檢測筆的位置，該信號傳輸系統(tǒng)包括下述步驟在同一條信號線上除了傳輸由所述檢測筆檢測到的坐標(biāo)信息以外，還用時(shí)分方式將表示筆開關(guān)的操作狀態(tài)的信息傳輸給信號傳輸系統(tǒng)的本體；在一個(gè)坐標(biāo)檢測周期傳輸坐標(biāo)信息；以及在一個(gè)顯示周期傳輸所述筆開關(guān)的狀態(tài)信息。
12.權(quán)利要求11中提出的一種坐標(biāo)輸入裝置中的一種信號傳輸系統(tǒng)，其中設(shè)定了所述檢測筆特有的一個(gè)ID碼，并由信號傳輸系統(tǒng)通過在筆開關(guān)的操作狀態(tài)附加上坐標(biāo)信息而傳輸，并且信號傳輸系統(tǒng)區(qū)分在多支存在的檢測筆中使用的一支檢測筆。
全文摘要
一種坐標(biāo)輸入裝置，具有一個(gè)分離電路、一條電纜及一支位置指示筆。分離電路具有用于從傳輸給信號線的信號中消除交流成分的一個(gè)低通濾波器以及用于只使相對于傳輸給信號線的信號的一個(gè)預(yù)定的頻帶中的位置信息信號通過一個(gè)帶通濾波器，電纜由一條信號線、一條開關(guān)信號線及一條地線構(gòu)成。位置指示筆具有用于從通過信號線傳輸?shù)男盘栔邢涣鞒煞值囊粋€(gè)低通濾波器及用于只使預(yù)定頻帶內(nèi)的位置信息信號通過的一個(gè)帶通濾波器。
文檔編號G06F3/0354GK1127905SQ9510473
公開日1996年7月31日 申請日期1995年4月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月28日
發(fā)明者井口茂樹, 平野勝己, 西村智彥, 廣本邦雄, 野宮和美 申請人:夏普公司