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。
近年來大畫面投影顯示技術(shù)發(fā)展迅速。已能將計算機(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充分利用此屏幕試行提高電子會議的效率。
作為一種屏上顯示位置檢測裝置已知有在構(gòu)成屏的多個元件板的兩相對的表面上附加導(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)量變壞的問題。究其原因，是因為光的界面反射率R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。
克服該問題的其它方式，也試驗過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)是計算機(jī)等圖象信號源、(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裝置的紅外線攝像機(jī)。操作用手指按壓按鈕(601)時發(fā)射紅外線，經(jīng)過屏幕(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源裝置(1)。按照與個人計算機(jī)用鼠標(biāo)器指示反應(yīng)的同樣原理，裝在圖象信號源(1)或原圖象形成裝置(2)中的計算機(jī)按照筆指示位置反應(yīng)。即筆操作者與圖象信號源完成對話業(yè)務(wù)。
上述已有技術(shù)存在如下問題。
(1)操作者用手指按壓按鈕(601)時，由于手指壓力導(dǎo)致光筆的方向錯開，結(jié)果，偏離了屏上的指示位置。因而進(jìn)行了與圖象信號源(1)的操作者的意圖不同的錯誤的反應(yīng)。即有位置指示精度不足的問題。
(2)要用紅外線發(fā)射筆(6)描繪屏上的簡單圖形或文字時，開始寫入構(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，所以用來區(qū)別要描繪的簡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)的問題(1)～(3)中的一個。即
(1)提高屏上顯示位置的檢測精度。
(2)在屏上描寫圖形和文字時，各線段開始寫入和寫入結(jié)束無須進(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裝置和圖象信號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)制信號識別器構(gòu)成，光筆具有在壓該光筆前端部時用以檢測在上述屏上的按壓力的壓力檢測器；和對應(yīng)所檢測出的壓力來調(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)制信號識別器包括檢測上述紅外光輸出的紅外光檢測器；解調(diào)檢測出的紅外光的解調(diào)器；和將該已解調(diào)的信號輸入到上述圖象信號源的裝置。在本發(fā)明中配備將光筆壓到屏上時，既與壓力對應(yīng)地進(jìn)行開關(guān)，又產(chǎn)生與壓力對應(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，在光筆中配置發(fā)射紅外線調(diào)制器，為了識別應(yīng)描繪的圖形的灰度等級，還配置有調(diào)制信號識別器。
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，與自然產(chǎn)生的壓力對應(yīng)地進(jìn)行開關(guān)動作。而且，開關(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題。構(gòu)成圖形各線段開始寫入和寫入結(jié)束能通過將光筆的筆端向屏面開始按壓和結(jié)束按壓這樣的很自然的操作來完成。從而解決了已有技術(shù)的操作性不良的問題。
上述紅外光調(diào)制器有通過操作設(shè)置在光筆內(nèi)的選擇開關(guān)選擇調(diào)制發(fā)射紅外光的調(diào)制信號的種類的作用。調(diào)制信號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)制信號識別器由紅外光檢測器與解調(diào)器構(gòu)成，該解調(diào)器解調(diào)上述調(diào)制信號，通過鑒定某種類識別應(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)說明將對本發(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)的一個實(shí)例。
圖4是圖2的主要部分的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的一個實(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1～7與圖1中這些編號代表相同的部件。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是壓敏開關(guān)裝置，通過光筆裝置(8)的前端部壓到屏面上時的壓力，開關(guān)動作以便成為導(dǎo)通狀態(tài)。14是分壓電阻器，15是多點(diǎn)擇一開關(guān)(例如旋轉(zhuǎn)開關(guān))，在其輸出端得到調(diào)制信號。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，屏上顯示位置檢測裝置(紅外線攝像機(jī)7)變成與顯示位置的變化速度相對應(yīng)地進(jìn)行檢測。17是電子開關(guān)，其輸入在＂H＂時導(dǎo)通，在＂L＂時不導(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，由光筆的前端(801)，發(fā)射按與旋轉(zhuǎn)開關(guān)(15)的設(shè)定位置對應(yīng)的頻率閃爍的紅外光。該時，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算機(jī)等圖象信號(1)的發(fā)射機(jī)。作為發(fā)射機(jī)(23)的信號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)開關(guān)(15)的設(shè)定位置對應(yīng)的不同頻率閃爍的紅外光，用由紅外光檢測裝置(9)和解調(diào)裝置(10)構(gòu)成的調(diào)制信號識別裝置按照該閃爍頻率識別予定的對應(yīng)灰度等級，并能傳送到圖象信號源(1)。至此結(jié)束對圖3、圖4的說明。
圖5示出光筆裝置(8)的結(jié)構(gòu)的另一個實(shí)例，示出與圖6相應(yīng)的解調(diào)裝置。
在圖5中，標(biāo)號11、12、13、15、16、17與圖3中的這些標(biāo)號代表相同的部件。17是與圖3中的17相同的電子開關(guān)。25是編碼器，按照旋轉(zhuǎn)開關(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9，18，19，20，201，21，22，23與圖4中的這些標(biāo)號代表相同的部件。28是包絡(luò)線檢波器，29是解碼器，30是最大值檢測器。
用圖7所示的波形圖說明圖5、圖6的工作。
在圖7中，201是紅外光檢測裝置(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、向圖象信號源(1)指示并旋轉(zhuǎn)開關(guān)(15)的選擇位置對應(yīng)的顏色、灰度等級。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，能寫出粗的文字，反之，一邊輕輕地按壓一邊書寫文字時，能寫出細(xì)的文字。
在以上實(shí)施例的說明中，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信號路41輸入到圖象信號源裝置(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—開關(guān)(15)選擇灰度等級和顏色時，以所選得的灰度等級的種類為5種的情況為例，其內(nèi)容，例如可如白、黑、紅、綠、蘭對稱地設(shè)定，由計算機(jī)等構(gòu)成的圖象信號源裝置(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裝置同時無矛盾地起作用。
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輸入裝置，它有透射式屏和該屏上的顯示位置檢測裝置和圖象信號源，其特征在于所說的信號輸入裝置由發(fā)射紅外光的光筆裝置和紅外線調(diào)制信號識別裝置構(gòu)成，所說的光筆裝置包括用以檢測該光筆裝置的前端部的上述屏上的壓力的壓力檢測裝置，和與已檢知的壓力對應(yīng)地調(diào)制紅外光的輸出的調(diào)制裝置；所說的紅外線調(diào)制信號識別裝置包括檢測上述紅外光輸出的紅外光檢測裝置，解調(diào)該已檢出的紅外光的解調(diào)裝置，和將該已解調(diào)的信號輸入到上述圖象信號源的裝置。
2.按照權(quán)利要求1所說的信號輸入裝置，其特征在于上述壓力檢測裝置還包括在上述屏上的壓力超過規(guī)定值時使其成為導(dǎo)通狀態(tài)的開關(guān)裝置。
3.按照權(quán)利要求1所說的信號輸入裝置，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裝置的再生速度高的頻率。
4.按照權(quán)利要求3所說的信號輸入裝置，其特征在于還包括為了轉(zhuǎn)換上述調(diào)制信號的頻率而裝在光筆裝置內(nèi)的多點(diǎn)擇一開關(guān)裝置。
5.按照權(quán)利要求3所說的信號輸入裝置，其特征在于上述調(diào)制信號的頻率按光筆壓力而增減。
全文摘要
一種由計算機(jī)等圖象信號源、原圖象形成裝置、透射式屏、屏上顯示位置檢測裝置、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產(chǎn)生的壓力來調(diào)制的紅外光，此紅外光用紅外光檢測器檢測放大，用解調(diào)裝置解調(diào)，輸入到上述圖象信號源，能表示出文字加工顯示圖形的線段的灰度等級、粗細(xì)等。
文檔編號G06F3/041GK1145002SQ95113159
公開日1997年3月12日 申請日期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 申請人:株式會社日立制作所