CN1135054A - 坐标输入装置 - Google Patents

Abstract

直流电压加到变换器电源上以激励一个光源。光源的光从液晶面板的背面均匀发射出去。图象在显示时间期间显示在液晶面板上且位置检测笔在位置检测时间靠近液晶面板时，根据位置检测笔感应出的感应电压和扫描电压加到液晶面板的时间计算出各坐标。只有在位置检测时间期间暂停变换器对光源的激励，或者降低变换器电源的振荡电压，从而防止变换器电源的噪声混入位置检测笔中。

Description

坐标输入装置

本发明涉及一种坐标输入装置。更具体地说，本发明涉及一种具有诸如静电电容系统或电磁感应系统图形输入板之类背面照明的坐标输入装置。

图7示出了传统的可进行坐标输入的日本文字处理机，图8则是图7那个传统文字处理机的透视图，示出了其显示器。

参看图7。日本文字处理机有一个下机壳1和一个上机壳2。下机壳1中装有软盘机3。上机壳2中装有显示器4、打印机5、笔6、键盘7和十键光接收部件8。笔6用来检测显示器4上的坐标位置。

参看图8。显示器4有一个里面可放笔6的显示器41、一个液晶部件42和一个背面照明部件43。背面照明部件43的顶部和底部分别设有灯座44和44′，两灯座44和44′之间设有导光板45。变换器46设在背面照明部件43左侧，使激励灯座44所夹持的灯的高压产生振荡。该灯发出的光由导光板45从液晶42底下发射出去。

图9是用以激励图8的显示器并用以检测笔6所示的坐标位置的坐标输入装置的方框图。图10的时间图示出了液晶部件按图9所示的线路进行显示的时间和按该线路检测坐标的时间。

下面说明坐标输入装置的电气结构。参看图9，液晶部件42的公用电极Y1-Yn(以下称“Y”)与各段电极X1-Xm(以下称“X”)之间形成有一层液晶层。各公用电极Y与各段电极X彼此相交的液晶部分即为一个象素。公用电极Y1-Yn由公用激励电路22激励。段电极X由段激励电路23激励。公用激励电路22和段激励电路23经开关电路24与显示控制电路25及位置检测控制电路26相连接。开关电路24由控制电路27控制，使其在显示时间期间将从显示控制电路25来的输出及在位置检测时间期间将从位置检测控制电路26来的输出提供给激励电路22和23。

在显示时间期间，显示控制电路25提供起动信号S、变换信号M、时钟信号CP1和CP2及显示数据D0-D3。扫描一行象素所需要的扫描时间为时钟信号CP1的周期。时钟信号CP1经开关电路24加到公用激励电路22和段激励电路23上。起动信号S表示为进行显示而开始扫描的时间。起动信号S从开关电路24提供，与时钟信号CP1同步加到公用激励电路22上。

根据时钟信号CP1的移位，激励信号从公用激励电路22对应于移位位置的输出端提供给公用电极Y。此激励信号是根据电源电路32供来的偏压V0-V5产生的。扫描一列象素的扫描时间划分成多个时间，扫描时间即为时钟信号CP2的周期。时钟信号CP2通过开关电路24提供，加到段激励电路23上。

显示数据D0-D3通过开关电路24输出，加到段激励电路23上，依次存入其中的寄存器中。取一行象素相应的显示数据时，这些显示数据都在时钟信号CP1的时间控制下锁存，从而使与各显示数据相应的激励信号从段激励电路23的输出端输出到段电极X上。此激励信号是根据电源电路32供来的偏压V0-V5产生的。变换信号M周期性地变换加到液晶上电压的极性，以防液晶因电解而变质。

液晶面板42的各象素按其行序随公用激励电路22和段激励电路23的运行而受激励，从而在液晶面板42上显示出与显示数据相应的象素。

在坐标检测时间期间，位置检测控制电路16提供起动信号Sd、变换信号Md、时钟信号CP1d和CP2d以及激励数据D0d-D3d。扫描一行公用电极Y的扫描时间为时钟信号CP1d的周期。时钟信号CP1d经开关电路24加到公用激励电路22和段激励电路23上。起动信号Sd表示开始对公用电极Y进行扫描。起动信号Sd经开关电路24与时钟信号CP1d同步加到公用激励电路22上。根据时钟信号CP1d的移位，扫描信号从公用激励电路22对应于移位位置的输出端提供给公用电极Y。此扫描信号是根据电源电路32供来的偏压V0-V5产生的。

扫描一列段电极X的扫描时间为时钟信号CP2d的周期。时钟信号CP2d从开关电路24加到段激励电路23。经开关电路24提供的激励数据D0d-D3d加到段激励电路23，依次存入该电路的内部寄存器中。取与一行段电极X相应的激励数据时，这些激励数据在时钟信号CP1d的时间控制下锁存，从而与各激励数据相应的激励信号从段激励电路23的输出端提供给段电极X。此激励信号是根据从电源电路32供来的偏压V0-V5产生的。变换信号Md周期性地快速变换加到液晶上的电压的极性，以防液晶因电解而变质。

当位置检测笔6趋近液晶面板42表面时，检测笔6的电极因设在检测笔6尖端的电极与液晶面板42加有电压的电极X和Y之间的杂散电容而感应出电压。检测笔6中感应出的电压经放大器29放大后加到X坐标检测电路30和Y坐标检测电路31上。X和Y坐标检测电路30和31根据检测笔6中感应电压的生成时间以及控制电路27来的时间控制信号分别计算X和Y坐标。

图11是说明用检测笔6检测坐标的示意图。

现在结合图9一起说明。检测笔6的尖端设有高阻抗的检测电极。当检测笔6靠近显示表面，也就是检测面板表面时，面板电极与检测笔6的电极之间形成有小电容，如图11(a)所示。当脉冲电压加到面板的电极上时，因静电感应而在检测笔6的电极上感应出电压，如图11(b)所示。由于此感应电压在扫描电压加到检测笔6正下方的电极上时处于峰值，因而可以通过依次从显示电极组的边缘加扫描电压计算直到出现峰值的时间，从而确定出检测笔6的位置。

夹持在背面照明部件43的灯座44上的灯由变换器46激励。坐标检测可能会因下列因素而误操作：变换器46产生的高压和变换器的噪声，这些噪声从灯的配线和高压端子进入检测笔6的尖端，作为噪声被检测出来。为避免这种误操作，在灯座44如图12中所示的外阴影部分被覆一层导电层使其起屏蔽作用，或者用屏蔽板48将灯47高压侧处的显示元件侧罩起来，防止检测笔6的尖端吸收噪声。连接检测笔6和放大器29的电缆屏蔽起来。

然而，这种屏蔽措施使成本提高，而且即使用屏蔽板将灯座44和变换器46都罩起来也达不至彻底屏蔽的效果。

有鉴于此，因而本发明的主要目的是提供一种能在进行坐标检测时抑制背面照明的光从而提高S/N(信噪比)的坐标输入装置。

简单说来，本发明的坐标输入装置包括：一个液晶面板，其彼此正交的多个段电极与多个公用电极之间有一层液晶层；一个光源，用以从液晶面板的背面发射均匀的光；一个变换器电源，用以激励光源；一个电极激励电路，用以激励段电极和公用电极；一个显示控制电路，用以在显示时间控制电极激励电路；以便在液晶显示面板上显示图象；一个位置检测笔，用以静电耦合段电极和公用电极；一个位置检测控制电路，用以在设在显示时间之后的位置检测时间期间控制电极激励电路依次施加扫描电压；一个坐标计算电路，用以根据位置检测笔上的感应电压和扫描电压加到电极上的时间计算各坐标；和一个光源激励暂停电路，用以只在位置检测时间期间暂停变换器电源对光源的激励。

按照本发明，通过只在位置检测时间期间暂停变换器电源对光源的激励，可以避免变换器电源的噪声混入位置检测笔中，从而提高S/N比。

更理想的情况是，电源激励暂停电路只在使用位置检测笔时并只在位置检测时间期间暂停对光源的激励。

按照本发明的另一个方面，本发明的坐标输入装置包括：一个液晶面板；一个光源；一个变换器电源；一个电极激励电路；一个显示控制电路；一个位置检测笔；一个位置检测控制电路；一个坐标计算电路；和一个降压电路，用以只在位置检测时间期间降低变换器电源的振荡电压。

结合附图参阅下面关于本发明的说明可以更清楚地了解本发明的上述和其它目的、特点、观点和优点。

图1是本发明一个实施例的电路图。

图2是说明图1的工作过程的时间图。

图3是各帧显示时间和检测时间的示意图。

图4是本发明另一个实施例的电路图。

图5是说明图4实施例工作过程的时间图。

图6是本发明另一个实施例的电路图。

图7是能进行坐标输入的传统日本文字处理机的外观。

图8是图7中所示显示器的结构透视图。

图9是用以激励图8中所示的显示器并用以检测笔所指定的坐标位置的装置的方框图。

图10的时间图示出了液晶部件的显示时间和图9中所示电路的坐标检测时间。

图11是说明用笔检测坐标的操作过程的示意图。

图12是背面照明和灯的主要部分的示意图。

图1是本发明一个实施例的变换器的电路图。图1中所示的实施例只有在图形输入板坐标检测时间期间暂停变换器的振荡。

参看图1。接插件CN1包括：一个施加直流电压V1的端子；一个接地端子GND；和一个施加表示图形输入板坐标检测时间的信号DET的端子。直流电压V1经熔丝F1的一端，电容器C1的一端、晶体管Q2的发射极、电阻器R5的一端和电阻器R7加到晶体管Q5的基极上的。电容器C1的另一端接地。电阻器R5的另一端接晶体管Q2的基极，且经电阻器R6接晶体Q5的集电极。晶体管Q5的发射极接地。晶体管Q2的集电极经二极管D1接地，且经线圈L1和熔丝TF1接变压器T1的端子3和电阻器R9和R10各自的一端。晶体管Q5的基极经电阻器R8接地。电阻器R9的另一端接晶体管Q3的基极和变压器T1的端子5。电阻器R10的另一端接晶体管Q4的基极和变压器T1的端子1。晶体管Q3的集电极接变压器T1的端子2。晶体管Q3的发射极和晶体管Q4的集电极都接地。电容器C4连接在晶体管Q3的集电极与晶体管Q4的发射极之间。

加到接插件CN1的信号DET信号经电阻器R1提供给晶体管Q1的基极。晶体管Q1的基极经电阻器R2接地，发射极接地，集电极则接晶体管Q5的基极。

变压器T1二次侧的一个端子7经电容器C5接接插件CN2的一个端子。振荡电压V2从该端子输出。变压器T1二次侧的另一端子9接地，且连接接插件CN2的GND端子。

图2和图3是用以说明图1线路工作过程的时间图。

如图2(a)中所示，信号DET在图3第N帧的显示时间期间达到L电平。此信号DET经电阻器R1加到晶体管Q1的基极上，使晶体管Q1截止。直流电压V1由电阻器R7和R8分压。分压加到晶体管Q5的基极上，从而使晶体管Q2导通。直流电压V1也从线圈L1和熔丝TF1分别经电阻器R9和R10加到晶体管Q3和Q4各自的基极上。按照晶体管Q3和Q4、电容器C4和变压器T1的功能，晶体管Q3和Q4交替导通和截止，从而使变换器引发振荡操作。于是，振荡电压V2从变压器T1的二次侧输出，如图2(b)中所示。

当信号DET在图形输入板坐标检测时间达到如图2(a)所示的H电平时，晶体管Q1导通，且晶体管Q5的基极处于地电位，因而晶体管Q5截止。这使晶体管Q2的基极电位升高，从而使晶体管Q2截止。由于直流电压V1不再加到晶体管Q3和Q4上，因而振荡器暂停工作。变换器的振荡操作在图形输入板坐标检测时间期间的这个暂停抑制了灯的照明，从而避免噪声混入检测笔46尖端。这时信号DET在第N＋1帧的显示时间再次拉下到L电平，从而使变换器开始振荡操作，如图3中所示。

图4是本发明另一个实施例的方框图，图5则为用以说明图4的工作过程的时间图。

在图4所示的实施例中，笔6趋近液晶面板42，变换器的振荡只有在与图1类似的图形输入板坐标检测时间期间暂停。笔6趋近液晶面板42是按下述方式进行的。

现在结合图9的传统实施例进行说明。为避免液晶面板42的液晶变质，加到各显示点的电压选用图5(a)中所示的M信号。此电压由笔6作为图5(b)中所示的尖峰脉冲噪声检测出来。检测出该尖峰脉冲噪声时可以确定笔6趋近液晶面板42。笔6的输出加到X坐标检测电路30和Y坐标检测电路31上，也加到全波整流电路51上。全波整流电路51全波整流笔6检测出的尖峰脉冲噪声，如图5(d)所示。经整流的噪声加到门电路52和53上。门电路52接收图5(c)所示的CPF信号，门电路53则接收经倒相器54倒相过的CPF信号。如图5(c)中所示，CPF信号与M信号同步，且在1.1毫秒的周期下达到H电平，历时60微秒。门电路52只有在CPF信号达H电平60微秒的时间期间打开，给积分电路55提供尖峰脉冲噪声。门电路53只有在CPF信号达L电平时打开，给积分电路56提供尖峰脉冲噪声。积分电路55以M-时间对经全波整流的尖峰脉冲噪声进行积分。积分电路56求出经全波整流的尖峰脉冲噪声在时间M+的积分。各自的积分输出提供给滞后比较器57。当M+时间积分值比M-时间积分值大某个值时，滞后比较器57将其输出从L电平上拉到H电平，并提供PR信号，表示笔6靠近液晶面板42。此PR信号加到“与”门58，在“与”门58中得出结合图1说明的DET信号的逻辑积。更具体地说，“与”电路58在PR信号达H电平表明笔6靠近液晶面板42和DET信号达到H电平时暂停图1变换器的振荡。

图6是本发明另一实施例的电路图。与图1的实施例比较，图1的实施例是在图形输入板坐标检测时间期间暂停变换器的振荡操作，本实施例则在图形输入板坐标检测时间期间由较低的电压使变换器振荡。除图1所示的组成部分外，图6的实施例还包括下列组成部分。低于直流电压V1的直流电压V3加到接插件CN1上。直流电压V3经熔丝F2加到电容器C6的一端，并加到晶体管Q8的发射极上。电容器C6的另一端接地。DET信号经倒相器50倒相后经电阻器R11加到晶体管Q6的基极上。电阻器R12连接在晶体管Q6的基极与地之间。晶体管Q6的集电极接晶体管Q7的基极。晶体管Q7的基极接收由电阻器R13和R14对直流电压V3分压后的电压。晶体管Q7的集电极经电阻器R15接晶体管Q8的基极。电阻器R16连接在晶体管Q8的基极与发射极之间。晶体管Q7的发射极接地。晶体管Q8的集电极经防反向电流的二极管D3接线圈L1的一端。防反向电流的二极管D4连接在线圈L1与晶体管Q2的集电极之间。二极管D2连接在晶体管Q8的集电极与地之间。

下面说明图6所示实施例的工作过程。由于晶体管Q1如图1中所述的那样在DET信号达到如图2所示的L电平时截止，因而晶体管Q5按电阻器R7和R8所分压的电压导通，从而使晶体管Q2导通。因此，直流电压V1经晶体管Q2加到晶体管Q3和Q4上，从而使晶体管Q3和Q4振荡，将接插件CN2来的振荡电压V2提供给灯。

由于DET信号经倒相器50倒相达到H电平，因而晶体管Q6导通，将电阻器R14两端短接。于是晶体管Q7和Q8截止。这样，直流电压V3就不加到变换器上。

在图形输入板检测时间期间，DET信号达H电平，于是晶体管Q1导通，晶体管Q5截止，晶体管Q2也截止。这样，直流电压V1再也没有加变换器上。H电平的DET信号经倒相器50倒相达到L电平，从而使晶体管Q6截止。晶体管Q7因电阻器R13和R14所分压的电压而导通，从而使晶体管Q8导通。于是，直流电压V3从晶体管Q8的发射极经集电极和二极管D3加到变换器上。变换器振荡出低电压，此低电压根据直流电压V3加到灯上。

由于在变换器处振荡的电压下降且在图形输入板坐标检测时间期间加到灯上，因而可以减小混入笔尖的噪声的影响。

应该指出的是，变换器的振荡电压可能会在笔6靠近液晶面板时和图形输入板坐标检测时间期间下降。

虽然到此已详细说明和图示出本发明的内容，但不言而喻，上述说明仅仅是举例而已，而不应视为对本发明的限制，本发明的精神实质和范围仅受本说明书所附权利要求书各条款的限制。

Claims (7)

1.一种坐标输入装置，包括：

一个液晶面板，在其彼此正交的多个段电极与多个公用电极之间有一层液晶层；

一个光源，用以将光从所述液晶面板的背面均匀照射出去；

一个变换器电源，用以激励所述光源；

电极激励装置，用以激励所述段电极和公用电极；

显示控制装置，用以在显示时间期间控制所述电极激励装置在所述液晶面板上显示图象；

一个位置检测笔，用以静电耦合所述段电极和所述公用电极；

位置检测控制装置，用以在设定在显示时间之后的位置检测时间期间控制所述电极激励装置依次施加扫描电压；

坐标计算装置，用以根据在所述位置检测笔感应出的感应电压和将扫描电压加到所述电极上的时间计算出坐标；和

光源激励暂停装置，用以只在所述位置检测时间期间暂停所述变换器电源对所述光源的激励。

2.根据权利要求1所述的坐标输入装置，其特征在于，所述变换器电源包括：

一个振荡晶体管，用以响应直流电压而振荡；

一个第一晶体管，用以将直流电压加到所述振荡晶体管上；

其中所述电压激励暂停装置有一个第二晶体管，用以通过只在所述位置检测时间期间使所述第一晶体管不导通来阻止直流电压加到所述振荡晶体管上。

3.根据权利要求2所述的坐标输入装置，其特征在于，它还包括：

接近度检测装置，用以检测所述位置检测笔接近所述液晶面板的程度；

其中所述第二晶体在所述位置检测时间期间根据所述接近度检测装置的检测输出而导通。

4.根据权利要求3所述的坐标输入装置，其特征在于，所述接近度检测装置有一个噪声检测装置，用以检测来自所述液晶面板的噪声。

5.一种坐标输入装置，包括：

一个液晶面板，在其彼此正交的多个段电极与多个公用电极之间有一层液晶层；

一个光源，用以将光从所述液晶面板的背面均匀发射出去；

一个变换器电源，用以激励所述光源；

电极激励装置，用以激励所述段电极和所述公用电极；

显示控制装置，用以在显示时间期间控制所述电极激励装置在所述液晶面板上显示图象；

一个位置检测笔，用以静电耦合所述段电极和所述公用电极；

位置检测控制装置，用以在设定在显示时间之后的位置检测时间期间控制所述电极激励装置依次施加扫描电压；

坐标计算装置，用以根据在所述位置检测笔感应出来的感应电压和扫描电压施加到所述电极的时间计算出各坐标；和

降压装置，用以只在所述位置检测时间期间降低所述变换器电源的振荡电压。

6.根据权利要求5所述的坐标输入装置，其特征在于，所述变换器电源包括：

一个振荡晶体管，用以响应直流电压而振荡；

一个第三晶体管，用以将第一直流电压加到所述振荡晶体管上；和

一个第四晶体管，用以将低于所述第一直流电压的第二直流电压加到所述振荡晶体管上；

其中所述降压装置有一个控制装置用以进行控制，使得所述第三晶体管只有在所述位置检测时间以外的时间期间导通，将所述第一直流电压加到所述振荡晶体管上，且使所述第四晶体管在所述位置检测时间期间导通，将所述第二直流电压提供给所述振荡晶体管。

7.根据权利要求6所述的坐标输入装置，其特征在于，它还包括：

接近度检测装置，用以检测所述位置检测笔接近所述液晶面板的程度；

其中所述控制装置有一个在所述位置检测时间期间根据所述接近度检测装置的检测输出使第三晶体管不导通、使第四晶体管导通的装置。

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