專利名稱：顯示裝置的輸入接口裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示裝置的輸入接口裝置，特別是有關(guān)大畫面顯示的經(jīng)由透射式屏的輸入裝置。
近年來(lái)大畫面投影顯示技術(shù)發(fā)展迅速。已能將計(jì)算機(jī)工作站產(chǎn)生的高清晰度圖像放映到黑板大小(有效高度約1m，寬約1.5m)的后投影式屏幕上。
作為人—機(jī)接口的輸入裝置通過(guò)充分利用此屏幕試行提高電子會(huì)議的效率。
作為一種屏上顯示位置檢測(cè)裝置已知有在構(gòu)成屏的多個(gè)元件板的兩相對(duì)的表面上附加導(dǎo)電電阻膜的形式即所謂接觸板形式。但是該接觸板方式，由于導(dǎo)電膜表面的光反射率約增加10％，所以存在圖象的反差比即圖象質(zhì)量變壞的問(wèn)題。究其原因，是因?yàn)楣獾慕缑娣瓷渎蔙由下式給出，通常的透射式屏的結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)是其折射率n的值約為1.5，導(dǎo)電膜材料(ITO)的折射率n的值約為2。
克服該問(wèn)題的其它方式，也試驗(yàn)過(guò)在透射式屏的后方即投影器側(cè)配置紅外線攝像機(jī)，用發(fā)射紅外線的筆(光筆)在屏上存取的方式。如

圖1所示。
在同圖中，(1)是計(jì)算機(jī)等圖象信號(hào)源、(2)是原圖象形成裝置、(3)是原圖象形成面、(4)是投影透鏡、(5)是屏幕、(6)是發(fā)射紅外線的光筆、(601)是紅外線發(fā)射鈕、(7)是用作屏上顯示位置檢測(cè)裝置的紅外線攝像機(jī)。操作用手指按壓按鈕(601)時(shí)發(fā)射紅外線，經(jīng)過(guò)屏幕(5)到達(dá)攝像機(jī)(7)。用攝像機(jī)(7)確定屏上的筆指示位置，該位置信息傳送到圖象信號(hào)源裝置(1)。按照與個(gè)人計(jì)算機(jī)用鼠標(biāo)器指示反應(yīng)的同樣原理，裝在圖象信號(hào)源(1)或原圖象形成裝置(2)中的計(jì)算機(jī)按照筆指示位置反應(yīng)。即筆操作者與圖象信號(hào)源完成對(duì)話業(yè)務(wù)。
上述已有技術(shù)存在如下問(wèn)題。
(1)操作者用手指按壓按鈕(601)時(shí)，由于手指壓力導(dǎo)致光筆的方向錯(cuò)開(kāi)，結(jié)果，偏離了屏上的指示位置。因而進(jìn)行了與圖象信號(hào)源(1)的操作者的意圖不同的錯(cuò)誤的反應(yīng)。即有位置指示精度不足的問(wèn)題。
(2)要用紅外線發(fā)射筆(6)描繪屏上的簡(jiǎn)單圖形或文字時(shí)，開(kāi)始寫入構(gòu)成它的各線段和寫入結(jié)束由于都要進(jìn)行按鈕操作，非常麻煩，即有操作性不良的問(wèn)題。
(3)發(fā)射紅外線的光筆發(fā)射的紅外線，由于只限于一種形式，所以用來(lái)區(qū)別要描繪的簡(jiǎn)單圖或文字的筆劃粗細(xì)和顏色就很困難。
本發(fā)明的目的在于至少解決上述已有技術(shù)的問(wèn)題(1)～(3)中的一個(gè)。即
(1)提高屏上顯示位置的檢測(cè)精度。
(2)在屏上描寫圖形和文字時(shí)，各線段開(kāi)始寫入和寫入結(jié)束無(wú)須進(jìn)行按鈕操作，提高了操作性。
(3)可區(qū)別出構(gòu)成要描寫的圖形和文字的線段的粗細(xì)和顏色。
為了達(dá)到這些目的，本發(fā)明是具有透射式屏和該透射式屏上的顯示位置檢測(cè)裝置和圖象信號(hào)源的顯示裝置的輸入接口裝置，由發(fā)射紅外光的光筆和紅外光調(diào)制信號(hào)識(shí)別器構(gòu)成，光筆具有在壓該光筆前端部時(shí)用以檢測(cè)在上述屏上的按壓力的壓力檢測(cè)器；和對(duì)應(yīng)所檢測(cè)出的壓力來(lái)調(diào)制紅外光的輸出的調(diào)制器。而且其特征在于上述紅外光調(diào)制信號(hào)識(shí)別器包括檢測(cè)上述紅外光輸出的紅外光檢測(cè)器；解調(diào)檢測(cè)出的紅外光的解調(diào)器；和將該已解調(diào)的信號(hào)輸入到上述圖象信號(hào)源的裝置。在本發(fā)明中配備將光筆壓到屏上時(shí)，既與壓力對(duì)應(yīng)地進(jìn)行開(kāi)關(guān)，又產(chǎn)生與壓力對(duì)應(yīng)的輸出的壓敏裝置。為了區(qū)別應(yīng)描繪的圖形的顏色和灰度等級(jí)，在光筆中配置發(fā)射紅外線調(diào)制器，為了識(shí)別應(yīng)描繪的圖形的灰度等級(jí)，還配置有調(diào)制信號(hào)識(shí)別器。
按照上述這樣結(jié)構(gòu)，本發(fā)明有以下這樣的功能。
上述壓敏裝置在將光筆壓到屏面上時(shí)，與自然產(chǎn)生的壓力對(duì)應(yīng)地進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作。而且，開(kāi)關(guān)在閉合狀態(tài)發(fā)射紅外光。因而在已有技術(shù)中按壓設(shè)置在光筆(6)側(cè)面的按鈕(601)時(shí)產(chǎn)生不可避免的光筆指示方向的偏離，已不再發(fā)生。從而克服了位置指示精度不足的問(wèn)題。構(gòu)成圖形各線段開(kāi)始寫入和寫入結(jié)束能通過(guò)將光筆的筆端向屏面開(kāi)始按壓和結(jié)束按壓這樣的很自然的操作來(lái)完成。從而解決了已有技術(shù)的操作性不良的問(wèn)題。
上述紅外光調(diào)制器有通過(guò)操作設(shè)置在光筆內(nèi)的選擇開(kāi)關(guān)選擇調(diào)制發(fā)射紅外光的調(diào)制信號(hào)的種類的作用。調(diào)制信號(hào)的不同種類意味著不同的灰度屬性、文字的粗細(xì)、顏色等。
上述調(diào)制信號(hào)識(shí)別器由紅外光檢測(cè)器與解調(diào)器構(gòu)成，該解調(diào)器解調(diào)上述調(diào)制信號(hào)，通過(guò)鑒定某種類識(shí)別應(yīng)描繪圖形的灰度屬性。從而能區(qū)別應(yīng)描繪圖形或文字粗細(xì)、顏色。
由下述參照附圖的詳細(xì)說(shuō)明將對(duì)本發(fā)明的上述和其它目的、優(yōu)點(diǎn)、工作方式和新穎的特征有進(jìn)一步的理解。
圖1是表示已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2示出本發(fā)明的基本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
圖3示出圖2的主要部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。
圖4是圖2的主要部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例。
圖5示出圖3的變形例。
圖6示出圖4的變形例。
圖7示出圖5、圖的工作說(shuō)明波形圖。
圖8示出本發(fā)明的其它進(jìn)一步變行的實(shí)施例。
圖2示出本發(fā)明的基本實(shí)施例。圖4標(biāo)號(hào)1～7與圖1中這些編號(hào)代表相同的部件。8是內(nèi)裝調(diào)制裝置式的光筆裝置，9是紅外光檢測(cè)裝置，10是解調(diào)裝置。光筆裝置(8)的前端部801裝有發(fā)光二極管，其后端802裝有旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)。
圖3示出光筆裝置(8)的內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
在圖3中，11是發(fā)光二極管，12是電池，13是壓敏開(kāi)關(guān)裝置，通過(guò)光筆裝置(8)的前端部壓到屏面上時(shí)的壓力，開(kāi)關(guān)動(dòng)作以便成為導(dǎo)通狀態(tài)。14是分壓電阻器，15是多點(diǎn)擇一開(kāi)關(guān)(例如旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān))，在其輸出端得到調(diào)制信號(hào)。16是電壓控制振蕩器，其振蕩頻率選定為比紅外線攝像機(jī)(7)的再生速度高的值。因此，屏上顯示位置檢測(cè)裝置(紅外線攝像機(jī)7)變成與顯示位置的變化速度相對(duì)應(yīng)地進(jìn)行檢測(cè)。17是電子開(kāi)關(guān)，其輸入在＂H＂時(shí)導(dǎo)通，在＂L＂時(shí)不導(dǎo)通。即，16，17形成紅外光閃爍頻率調(diào)制裝置。
將光筆用操作者的手壓到屏面上時(shí)，由光筆的前端(801)，發(fā)射按與旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)(15)的設(shè)定位置對(duì)應(yīng)的頻率閃爍的紅外光。該時(shí)，由于將光筆(8)壓到屏面上產(chǎn)生的摩擦力等，能防止該顯示位置像已有技術(shù)那樣偏離。
圖4示出紅外線檢測(cè)裝置(9)和解調(diào)裝置(10)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。圖中18是光電二極管，19是電源，20是檢測(cè)電流用的電阻，201是放大器，21是鑒頻器，22是AD變換器，23是用以將顯示色彩和灰度傳送到計(jì)算機(jī)等圖象信號(hào)(1)的發(fā)射機(jī)。作為發(fā)射機(jī)(23)的信號(hào)傳輸方式可以利用例如公知的RS-232C等的連續(xù)傳輸方式。
通過(guò)將圖3、圖4的結(jié)構(gòu)組合運(yùn)用，從光筆裝置(8)發(fā)射以與旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)(15)的設(shè)定位置對(duì)應(yīng)的不同頻率閃爍的紅外光，用由紅外光檢測(cè)裝置(9)和解調(diào)裝置(10)構(gòu)成的調(diào)制信號(hào)識(shí)別裝置按照該閃爍頻率識(shí)別予定的對(duì)應(yīng)灰度等級(jí)，并能傳送到圖象信號(hào)源(1)。至此結(jié)束對(duì)圖3、圖4的說(shuō)明。
圖5示出光筆裝置(8)的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)例，示出與圖6相應(yīng)的解調(diào)裝置。
在圖5中，標(biāo)號(hào)11、12、13、15、16、17與圖3中的這些標(biāo)號(hào)代表相同的部件。17是與圖3中的17相同的電子開(kāi)關(guān)。25是編碼器，按照旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)(15)的選擇位置輸出相應(yīng)的規(guī)定的脈沖串。26是將光筆(8)壓向屏面的壓力，27是將壓力變換成電壓的壓電元件。
在圖6中標(biāo)號(hào)9，18，19，20，201，21，22，23與圖4中的這些標(biāo)號(hào)代表相同的部件。28是包絡(luò)線檢波器，29是解碼器，30是最大值檢測(cè)器。
用圖7所示的波形圖說(shuō)明圖5、圖6的工作。
在圖7中，201是紅外光檢測(cè)裝置(9)的輸出波形，這與圖5結(jié)構(gòu)的光輸出相似。T是脈沖串的重復(fù)周期，D是最小脈沖寬度。選定T比紅外線攝像機(jī)(7)的再生周期(通常約16ms)小。電壓控制振蕩器(16)的振蕩頻率選定約為D的倒數(shù)的10倍以上。
281是包絡(luò)線檢波器(28)的輸出波形，211是鑒頻器(21)的輸出波形，301是最大值檢測(cè)器(30)的輸出電壓的振幅。波形281是用譯碼器(29)譯碼、向圖象信號(hào)源(1)指示并旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)(15)的選擇位置對(duì)應(yīng)的顏色、灰度等級(jí)。振幅301是與光筆壓力成比例的量，進(jìn)而經(jīng)22，23傳送到圖象信號(hào)源(1)，控制應(yīng)顯示的圖象或文字的線段的粗細(xì)。因而一邊將光筆裝置(8)用力地壓向屏面一邊書寫文字時(shí)，能寫出粗的文字，反之，一邊輕輕地按壓一邊書寫文字時(shí)，能寫出細(xì)的文字。
在以上實(shí)施例的說(shuō)明中，示出使用紅外線攝像機(jī)(7)作為屏上位置顯示裝置，也可以使用本發(fā)明，使與在透射式屏面上附加導(dǎo)電電阻膜的形式即所謂接觸板方式相配合來(lái)代替它。在現(xiàn)有的利用導(dǎo)電電膜的方式中，由于紅外線光筆發(fā)射的紅外線調(diào)制是單一形，不能分別區(qū)分文字的粗細(xì)和顏色。圖8示出該實(shí)施例。圖8與圖2大部分相同，只是利用透明導(dǎo)電電阻膜的接觸板5(701)檢測(cè)光筆的按壓位置這點(diǎn)不同。因此，已檢知的光筆按壓位置通過(guò)信號(hào)路41輸入到圖象信號(hào)源裝置(1)和原圖象形成裝置(2)。這點(diǎn)與在圖2中由紅外線攝像機(jī)7產(chǎn)生的位置檢測(cè)信息輸入到1，2相同。
本發(fā)明不但適用于配備有透射式屏的投影式顯示器，而且也適用于配備有透射式屏的直觀式顯示器。例如也能完全適用于將背面板做成玻璃和透明導(dǎo)體形式的液晶板。
其它特征示于圖3，圖5。用多點(diǎn)擇—開(kāi)關(guān)(15)選擇灰度等級(jí)和顏色時(shí)，以所選得的灰度等級(jí)的種類為5種的情況為例，其內(nèi)容，例如可如白、黑、紅、綠、蘭對(duì)稱地設(shè)定，由計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的圖象信號(hào)源裝置(1)能據(jù)此進(jìn)行控制。進(jìn)而也能同樣追加擦去功能。
按照本發(fā)明解決了已有技術(shù)中光筆的位置指示精度不足和操作性不良的問(wèn)題。
進(jìn)而能分別區(qū)分應(yīng)描檜的圖形和文字的粗細(xì)。這就能使已有技術(shù)的屏上顯示位置檢測(cè)裝置同時(shí)無(wú)矛盾地起作用。
從而特別能使應(yīng)用大畫面顯示器的通信等非常充實(shí)和順利。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置的信號(hào)輸入裝置，它有透射式屏和該屏上的顯示位置檢測(cè)裝置和圖象信號(hào)源，其特征在于所說(shuō)的信號(hào)輸入裝置由發(fā)射紅外光的光筆裝置和紅外線調(diào)制信號(hào)識(shí)別裝置構(gòu)成，所說(shuō)的光筆裝置包括用以檢測(cè)該光筆裝置的前端部的上述屏上的壓力的壓力檢測(cè)裝置，和與已檢知的壓力對(duì)應(yīng)地調(diào)制紅外光的輸出的調(diào)制裝置；所說(shuō)的紅外線調(diào)制信號(hào)識(shí)別裝置包括檢測(cè)上述紅外光輸出的紅外光檢測(cè)裝置，解調(diào)該已檢出的紅外光的解調(diào)裝置，和將該已解調(diào)的信號(hào)輸入到上述圖象信號(hào)源的裝置。
2.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的信號(hào)輸入裝置，其特征在于上述壓力檢測(cè)裝置還包括在上述屏上的壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí)使其成為導(dǎo)通狀態(tài)的開(kāi)關(guān)裝置。
3.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的信號(hào)輸入裝置，其特征在于上述調(diào)制裝置的調(diào)制形式是按特定的發(fā)射紅外光的閃爍頻率的頻率調(diào)制，其閃爍頻率是比該屏上位置檢測(cè)裝置的再生速度高的頻率。
4.按照權(quán)利要求3所說(shuō)的信號(hào)輸入裝置，其特征在于還包括為了轉(zhuǎn)換上述調(diào)制信號(hào)的頻率而裝在光筆裝置內(nèi)的多點(diǎn)擇一開(kāi)關(guān)裝置。
5.按照權(quán)利要求3所說(shuō)的信號(hào)輸入裝置，其特征在于上述調(diào)制信號(hào)的頻率按光筆壓力而增減。
全文摘要
一種由計(jì)算機(jī)等圖象信號(hào)源、原圖象形成裝置、透射式屏、屏上顯示位置檢測(cè)裝置、紅外光發(fā)射用調(diào)制裝置，內(nèi)藏式光筆等構(gòu)成的顯示裝置，它能發(fā)射用在操作者將上述光筆壓到屏上時(shí)產(chǎn)生的壓力來(lái)調(diào)制的紅外光，此紅外光用紅外光檢測(cè)器檢測(cè)放大，用解調(diào)裝置解調(diào)，輸入到上述圖象信號(hào)源，能表示出文字加工顯示圖形的線段的灰度等級(jí)、粗細(xì)等。
文檔編號(hào)G06F3/041GK1145002SQ95113159
公開(kāi)日1997年3月12日 申請(qǐng)日期1995年12月21日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月21日
發(fā)明者荻野正規(guī), 田中圭一郎, 巖本哲夫, 市川公舟, 府馬英之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所