TW201319873A - 用於平面顯示器之ｃｒｔ光筆介面 - Google Patents

用於平面顯示器之ｃｒｔ光筆介面 Download PDF

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Abstract

本教示內容提供一種具有功率節省和遠端存取之用於平面顯示器的CRT光筆模擬介面，其包含：一筆平面顯示器，其會表示下面至少一者：利用一光筆切換器或其它裝置來表示一使用者動作，以及表示一被定位在該電磁筆平面顯示器的一顯示表面之上或附近的光筆模擬物體的存在。一光筆模擬物體係被定位在該電磁筆平面顯示器附近。一處理器會產生一光筆模擬訊號，該光筆模擬訊號包括該光筆模擬物體相對於該電磁平面顯示器之顯示表面的位置資料。一光筆CRT電子介面，其會將該光筆模擬物體的位置資料轉換成一對應訊號，該對應訊號相當於由觀視該CRT螢幕上的一掃描點的一CRT光筆所產生之訊號。

Description

用於平面顯示器之CRT光筆介面
本教示內容關於一種電子介面，其包含可促成平面顯示器技術(例如，LCD顯示器、LED顯示器、以及電漿顯示器)的硬體與軟體，以便模擬舊型的CRT光筆使用者介面系統。該光筆模擬系統會提供已廣泛部署之CRT光筆系統的所有功能，但卻不需要對主電腦系統進行昂貴的修正。此外，該光筆模擬系統還能夠透過一本地網路或是網際網路對該光筆模擬系統進行遠端存取
相關申請案交叉參考
本專利申請案係2011年8月16日所提申之美國臨時專利申請案序號第61/524,174號的非臨時案，該案標題為「用於平面顯示器之CRT光筆介面」。本專利申請案同樣係2012年3月19日所提申之美國臨時專利申請案序號第61/612,653號的非臨時案，該案標題為「光筆監視器介面功率節省器電路」。本專利申請案同樣係2012年5月8日所提申之美國臨時專利申請案序號第61/664,320號的非臨時案，該案標題為「用於具有遠端存取之平面顯示器的CRT光筆介面」。本文以引用的方式將前述臨時專利申請案的完整揭示內容併入。
光筆已經配合陰極射線管(CRT)顯示器被用來輸入資 料許多年。此類型的使用者介面系統提供一種構件讓使用者將資訊輸入電腦之中，而不需要使用滑鼠、鍵盤、或是其它資料輸入裝置。此等使用者介面有多項優點，尤其是針對位於無塵室環境之中的系統，簡單性及乾淨度在無塵室環境中非常重要。舉例來說，許多半導體製造設備供應商便經常使用此等使用者介面並且至今仍繼續使用在某些產品之中。Applied Materials,Inc.便是製造具有此等使用者介面之設備的供應商的其中一個範例。
事實上，數以千計的工業用系統目前仍在使用CRT光筆介面，而且此等介面仍然運作在世界各地的工廠之中。然而，目前已部署的大部分CRT皆已處於或是接近它們的預期壽命。由於需求很低的關係，CRT製造現在非常的有限，對使用者來說，許多具有CRT光筆介面的此等工業系統皆有可服務性(serviceability)的問題。市場已經作出要有替代使用者介面的反應，例如，專屬的觸控螢幕顯示器。然而，此等替代使用者介面通常有嚴重的限制，其包含成本、可靠性、以及無法反向相容於既有已安裝的設備。
雖然有更多的現代化設備包含可提供令人滿意之解決方式的各式各樣不同類型的使用者介面；然而，若不增加昂貴的新型電子系統，該等較新的介面技術通常便無法配合較舊型的CRT光筆系統來使用。許多公司並無法負擔此等新型的電子系統。舉例來說，大部分現代的半導體處理設備皆包含平面顯示器，例如，液晶裝置(LCD)以及發光二極體(LED)或有機發光二極體(OLED)顯示器。已知的CRT 光筆介面並不適合用於平面LCD顯示器及平面LED顯示器。有更多傳統的電腦滑鼠及軌跡觸墊或是雷同的裝置能夠用於平面LCD顯示器或平面LED顯示器。然而，此等裝置的感觸都不同於CRT光筆，且因此會比較不希望使用在先前已經使用CRT光筆的應用之中。
更明確地說，於一實施例中，根據本教示內容的CRT光筆介面會將已知廣泛部署的CRT光筆系統介接至LCD平面顯示器、LED平面顯示器、以及電漿平面顯示器。已知的CRT光筆系統並無法配合LCD顯示器、LED顯示器、以及電漿顯示器來運作，因為此等顯示器並不會產生掃描點讓該光筆系統來追蹤。然而，某些LCD顯示器、LED顯示器、以及電漿顯示器的偵測能力卻會超出該顯示器外殼的表面。舉例來說，已知的觸控螢幕LCD顯示器便必須讓該顯示器外殼被一為良好導體或是有高電容的物體實際地觸碰。此等物體的範例包含赤裸的手指或是有傳導性的彈性體(elastomer)指向物體。在許多無塵室以及其它製造環境中並不希望使用赤裸的手指，而且事實上並不被允許。使用帶手套的手指經常並不實用。手套通常會讓訊號以及裝置的解析度變差。有傳導性的彈性體指向器在許多環境中同樣並不實用，因為它們的壽命有限，而且由於該指向器的脫落或是其它劣化的關係使得它們會是微粒物質的來源，所以經常無法被使用。
某些LCD顯示器能夠偵測和該顯示器外殼相隔一相當遠距離的特定物體。舉例來說，某些LCD顯示器能夠偵測到近至0.1 mm的距離以及遠達數公分的距離。其中一種此類LCD顯示器為位於美國華盛頓州溫哥華市的Wacom Technology Company(其係位於日本東京的Wacom Company Ltd.完全擁有的子公司)所製造之型號為DTF720的電磁(EM)筆LCD顯示器。當一指向器落在該顯示器的範圍裡面時，此種特殊的顯示器會使用一電磁場來感測該指向器的存在。另一種此類LCD顯示器為位於中國北京的Hanwang Technology Co.Ltd.所製造之型號為3019HA03的LCD顯示器。熟習本技術的人士便會明白，其它z軸感測式顯示器(例如，電容式顯示器、靜電式顯示器、紅外線式顯示器、以及表面聲波感測式顯示器)亦可配合本教示內容的CRT光筆模擬介面來使用。
當一光筆模擬物體被帶入一EM筆LCD顯示器之偵測範圍裡面時，其會經由使用者動作或是藉由偵測該光筆模擬物體本身來向該LCD電子系統表示該光筆模擬物體的存在。於各實施例中，該等光筆可能是主動式(有供電)或是被動式(沒有供電)。一典型使用者動作的範例係啟動一切換器。該EM筆LCD顯示器電子系統會記錄該光筆模擬物體存在於一個特定顯示器位置處的情形。此特定的顯示器位置接著會被轉譯成一光筆模擬訊號。該光筆模擬訊號接著會被傳送至既有的光筆CRT電子系統介面。
於根據本教示內容的某些系統中，一電磁筆LCD顯示 器會經由一標準的數位介面(例如，USB人因介面裝置(HID))來提供一光筆模擬訊號。該光筆模擬訊號會表示該指向裝置瞄準該顯示器螢幕上的哪一個位置。該CRT光筆模擬系統之中的電子系統介面會將該光筆模擬訊號中的指向資訊轉換成一訊號，該訊號相當於由一觀視該CRT螢幕上的一掃描點的CRT光筆所產生之訊號的。本文中所使用之「一相當於...的訊號」的意義為該訊號具有實質上相同的效應。由該CRT光筆模擬電子系統所提供的訊號接著會被傳送至一視訊介面，其為一較大型系統(例如，半導體製造系統)的一部分。該視訊介面接著將會以該資訊彷彿來自一CRT光筆系統的方式來處理該資訊。用於LCD顯示器以及LED顯示器的此等CRT光筆介面的價格比較低廉並且可以配合許多製造系統以及其它類型的系統妥適地運作。
根據本教示內容之用於LCD顯示器以及LED顯示器的CRT光筆模擬介面包含一會產生游標「光點(blip)」的視訊處理器。此外，該視訊處理器還會處理來自該指向器和它的切換器的資訊。任何位置類型的HID裝置皆能夠配合本教示內容的光筆介面來使用。舉例來說，Wacom便製造此等位置類型的HID裝置。任何具有HID功能的觸控螢幕裝置亦可被使用。此外，還有許多通用的HID滑鼠以及軌跡球能夠配合本教示內容的光筆介面來使用。包含游標的各種位置類型裝置中的任何一者皆可被使用。
本文中所使用的段落標題僅係為達組織化目的，而不應被視為具有限制本申請案中所述主要內容的任何意義。
本說明書中引用到「一個實施例」或是「一實施例」的意義為配合該實施例所說明的一特殊特點、結構、或特徵已併入本教示內容的至少其中一實施例之中。出現在本說明書中各個地方的「於一個實施例之中」一語未必全部表示相同的實施例。
應該瞭解的係，只要本教示內容仍可保持運作，本教示內容之方法的個別步驟便可以任何順序及/或以同步的方式來實施。再者，還應該瞭解的係，只要本教示內容仍可保持運作，本教示內容的設備以及方法便可能包含任何數量或是全部的已述實施例。
現在將參考隨附圖式中所示之本教示內容的示範性實施例來更詳細說明本教示內容。本文中雖然配合各種實施例與範例來說明本教示內容；但是，本教示內容並沒有受限於此等實施例的意圖。相反地，熟習本技術的人士便會明白，本教示內容涵蓋各種替代例、修正例、以及等效例。熟習使用本教示內容之技術的人士便會理解落在本文中所述之本揭示內容的範疇裡面的額外施行方式、修正、實施例、以及其它使用領域。
圖1所示的係根據本教示內容之利用一CRT光筆系統將使用者資料輸入至一平面顯示器之中的方法100的流程圖。第一步驟102包含利用人因介面裝置來產生位置與切換器資料封包。於一實施例中，位置與切換器資料封包會 以head-sync樣式被產生，以便進行序列傳送。
第二步驟104包含剖析該人因介面裝置所提供的資訊。舉例來說，該第二步驟104可能包含剖析資訊以便取得一光筆的位置與切換器資料，其中舉例來說，該切換器資料可能來自按押一切換器或是藉由偵測該光筆尖端上的壓力。位置與切換器資料可能會被表示成X資料、Y資料、以及Z資料，其中X與Y為該顯示器平面中的座標而Z為從偵測該光筆施加至該顯示器的壓力或是從偵測被定位在該顯示器附近的筆尖中所推知的切換器資料。
該第二步驟104還包含利用預設的校正標準來校正由該人因介面裝置所提供的資訊，例如，位置與切換器資訊。該第二步驟104中的校正可能包含縮放以及侷限該位置與切換器資料。
第三步驟106會將該人因介面裝置所提供的資訊傳送至一視訊處理器。舉例來說，於根據本教示內容的一種方法中，多個資料封包會被隔開而且每一個封包皆含有封包資料，例如，位置與切換器資料。於某些方法中，資料封包會被剖析兩次，一次來自於HID，而另一次則係在視訊處理期間。該傳送作業可能係經由一通用同步/非同步接收器/傳送器(USART)來完成。該等步驟會以USB類型的人因介面裝置的正常時脈速率被實施。
第四步驟108包含接收經由該序列式鏈路被傳送至一視訊處理器的位置與切換器資料。於根據本教示內容的一實施例中，該位置與切換器資料會經由一USART被接收。 其可能會使用輪詢來減少、最小化、或是排除中斷的使用，這將改善同步化回應的效果。於某些實施例中，該位置與切換器資料的接收係以和用以傳送該人因介面裝置所提供之資訊相同的時脈速度來實施。於其它實施例中，該位置與切換器資料的接收係以和用以傳送該人因介面裝置所提供之資訊不相同的時脈速度來實施。舉例來說，該時脈速度可能為用於計時器-計數器以在所希的像素精確性處進行計數的理想計數頻率，於某些系統中，其為25.175 MHz。使用該理想計數頻率會降低游標的不穩定性。以合宜的時間間隔來分隔次要的封包會降低中斷負荷。
因此，本教示內容的一項觀點係當該視訊處理器接收與解碼該位置與切換器資料時，能夠以不需要任何中斷的方式而在該人因介面裝置及該視訊處理器之間來實施該位置與切換器資料傳送。因此，由於沒有處理中斷的關係，傳送訊號與接收訊號便能夠非常確實地完全同步進行。舉例來說，在第四步驟中，當該人因介面裝置所提供的資訊被傳送至一視訊處理器時，該位置與切換器資料可能會被分隔開用以填補資料封包之間的寬度。這允許達到時間的極大化使用，而不會有任何回應損失。接著，該視訊處理器會透過該第四步驟之中的輪詢來接收該等符號。當該視訊處理器未被佔用而可讀取資料時，該位置與切換器資料便會被擷取。
第六步驟110係剖析該位置與切換器資料。為顯示游標，視訊側必須監看來自VGA纜線的水平(H)同步訊號與垂 直(V)同步訊號兩者。每一個垂直同步訊號都會導致線計數歸零；每一個水平同步訊號會繼續被計數，直到抵達所希的游標位置範圍為止。當水平計數落在所希的游標範圍裡面時(於本範例中，有3條線會被觸發)，一計時器-計數器便會被目前的X位置初始化並且致能。當後續的H訊號抵達時，它們便會自動觸發該計數器往下計時，其會自動地輸出該游標「光點」輸出的判定結果。一中斷會捕捉此判定結果，並且會同時解除判定該輸出以及讓該計數器準備供下一次觸發使用。這會導致主電腦將游標放置在所希的位置處。
本教示內容的一項觀點係一種當VGA掃描在顯示器上所希的位置處時會在光筆輸入中產生一「光點」脈衝的CRT光筆模擬介面。
本教示內容的另一項觀點係為本教示內容的光筆模擬介面提供一種功率節省模式，其會在該系統處於閒置狀態之中時節省能量。配合已知的CRT顯示器和光筆系統來運作的許多視訊系統並沒有在該系統閒置時配置一能量節省狀態。然而，1993年之後所建構的大部分視訊監視器卻包含施行顯示器功率管理信令(DPMS)的電子系統，其會將監視器切換至功率節省模式之中。在使用CRT顯示器及光筆系統的許多工業系統被製造時，顯示器功率管理信令並不完備而且未被施行。
此等工業系統之中沒有施行顯示器功率管理信令的一項理由係，CRT顯示器需要暖機時間(warm-up period)，方 能讓顯示器進入可使用的操作狀態。在暖機時間期間，錯誤的輸入可能會從光筆處被送至控制系統。另一項理由係，於此早期的時間中，設計者並沒有如同今日的設計者會關心功率使用的問題。因此，許多系統設計者都係將它們的系統設計成讓CRT顯示器為連續性地作用。其中一種此類CRT顯示器及光筆控制系統係由Applied Materials,Inc.所製造並且已被使用在1985年以後所建構的半導體製造系統之中。此等系統多數且廣泛地被使用在全世界的半導體製造設施之中。此等半導體製造系統中的視訊控制器係一種專利控制系統的一部分。因此，此等視訊控制器難以改變或是修正，因為對該控制系統所進行的任何改變可能都需要該系統的重新授權。這會使得替換該視訊系統以適應顯示器功率管理信令會有過高的成本。
許多先進技術的系統係使用電阻性或電容性觸控螢幕。其它先進技術的系統則會使用具有滑鼠或軌跡球的LCD顯示器。相較於CRT顯示器系統，目前利用LCD監視器作為用於光筆的取代系統雖然完全享有節省功率的優點；然而，主電腦上的某些視訊子系統卻無法施行顯示器功率管理信令來讓監視器進入功率節省模式之中。
半導體工廠會消耗大量的電功率。典型的CRT顯示器消耗約90W，而典型的LCD裝置則消耗約35W。相反地，處於休眠模式中的典型LCD顯示器則可能消耗極少的0.5W或是更少。利用具有本教示內容之功率節省器電路的光筆介面之潛在的功率節省範例如下。許多Applied Materials, Inc.半導體製造系統之中所使用的控制系統有約90%的時間係閒置的。於此等系統中，使用本教示內容的功率節省器電路可相較於LCD顯示器系統減少十二倍的能量並且相較於CRT顯示器系統減少三十一倍的能量。經預估，有超過20,000台Applied Materials,Inc.半導體製造系統配備著CRT及光筆控制系統，而且此等系統中大部分現今仍在運作中。Applied Materials,Inc.半導體製造系統通常含有兩個CRT顯示器，每一者都會消耗約90W，而且此等系統每天運作二十四小時，一個禮拜運作七天，每年的預估組合耗電大於3千萬個千瓦小時。因此，非常需要施行一種功率節省器電路以便降低此等CRT顯示器系統中的能量消耗。
本教示內容之功率節省器電路的某些細節雖然會配合Applied Materials,Inc.CRT顯示器及光筆控制系統來說明；然而，熟習本技術的人士便會明白，本教示內容的功率節省器電路亦可配合任何類型的顯示器以及任何類型的光筆控制系統來使用。
本教示內容的功率節省器電路會藉由監視由用於表示螢幕變黑(screen blanking)之視訊活動的控制系統所產生的RGB訊號來模擬顯示器功率管理信令。舉例來說，Applied Materials,Inc.CRT顯示器及光筆控制系統雖然會初始化一螢幕省電特徵訊號用以讓顯示器變黑；然而，於此情況期間，RGB訊號卻會被輸出用以在保持該等水平同步訊號與垂直同步訊號為有作用的狀態下顯示一黑色螢幕。本教示內容的功率節省電路則係監視由用於表示黑色螢幕(black screen)之視訊活動的Applied Materials,Inc.控制系統所產生的RGB訊號並且接著閘控該等水平同步訊號與垂直同步訊號。當該等水平同步訊號與垂直同步訊號被中斷時，具有顯示器功率管理信令功能的監視器便會進入螢幕已變黑的功率節省模式之中。
圖2所示的係根據本教示內容的功率節省電子系統200的一實施例的方塊圖。該功率節省電子系統200包含一VGA卡202，其具有標準的RGB輸出以及垂直同步輸出與水平同步輸出。VGA卡202的RGB輸出會被電連接至一VGA監視器204的RGB輸入。此外，該VGA卡202的該等RGB輸出還會被電連接至一視訊尖峰偵測器206的RGB輸入。熟習本技術的人士便會明白，除了尖峰偵測器之外，亦可以使用許多其它類型的偵測方法。部分範例包含用於RGB線路以及數位計時電路上之資料活動的監視器。
此外，該功率節省電子系統200還包含一垂直與水平同步閘208。該VGA卡202的該等垂直同步輸出與水平同步輸出會被電連接至該垂直與水平同步閘208的輸入。垂直與水平同步閘208的輸出則會被電連接至VGA監視器204的垂直同步輸入與水平同步輸入。
在操作中，該功率節省電子系統200會藉由監視來自該系統之控制器中用於表示黑色(空白)螢幕之視訊活動的RGB訊號的資料活動或是沒有任何資料活動，來模擬顯示器功率管理信令。倘若利用視訊尖峰偵測器206偵測到一黑色螢幕的話，該水平與垂直同步閘電路208便會閘控該 等水平同步訊號與垂直同步訊號，從而中斷送往該VGA視訊監視器204的同步訊號。當該等水平同步訊號與垂直同步訊號被中斷時，一具有顯示器功率管理信令功能之被電連接的監視器便會進入功率節省模式之中。當該視訊尖峰偵測器206表示有視訊活動時，該水平與垂直同步閘電路208便會讓該等水平同步訊號與垂直同步訊號通往該VGA監視器204，從而重新開啟該監視器。該功率節省電子系統200的操作可由圖3A與3B中的表格來圖解。
重要的係，請注意，視訊尖峰偵測器訊號可能會被監視一段時間週期，以便證實該等視訊線路確實沒有作用，並且因而需要啟動該功率節省電路。此時間週期可能短至該螢幕的單一個再新循環並且可能長至許多分鐘，其會與功率節省需求相符。此監視需求同樣適用於用以偵測該等視訊線路上之資料活動的其它偵測構件。
圖3A所示的係一功率節省器電路邏輯表300。表300顯示出當所有RGB訊號在零訊號位準處時，該水平與垂直同步閘電路208(圖2)會讓一水平同步輸出訊號通過，但是不會讓垂直同步訊號通過。此外，功率節省器電路邏輯表300還表示：當任何該等RGB訊號大於零時，該水平與垂直同步閘電路208則會讓該等水平同步輸出訊號以及垂直同步訊號兩者都通過。
圖3B所示的係一顯示器功率管理信令表350。該表350顯示出，當該等水平同步訊號與垂直同步訊號兩者都被監視器204(圖2)收到時，該監視器204便會處於「開啟狀 態」。當該等水平同步訊號或垂直同步訊號都沒有被監視器204收到時，該監視器204則會處於「待機」狀態、「暫停」狀態、或是「關閉」狀態。
圖4所示的係根據本教示內容之包含功率節省電路的一光筆模擬器介面400的方塊圖。圖中所示的光筆模擬器介面400會被耦合至一系統的一25接針視訊輸出。熟習本技術的人士便會明白，該光筆模擬器介面400能夠配合許多類型的系統來使用。
該光筆模擬器介面400包含一視訊處理器402，其會接收來自系統403的RGB訊號。該視訊處理器402還會傳輸光筆資料及切換訊號給該系統。一視訊緩衝器404具有RGB輸入，該等RGB輸入會被電連接至該系統的RGB輸出。當該介面並非在功率節省模式中時，該視訊緩衝器404會將該等視訊訊號從該系統處傳送至VGA監視器406。該視訊處理器402包含一輸出，其會被電連接至該視訊緩衝器404的一控制輸入。該視訊處理器402包含配合圖2所述的視訊尖峰偵測器206。該視訊緩衝器404包含已配合圖2所述的垂直與水平同步閘電路208。
該光筆模擬器介面400還包含一輸入處理器408，其會經由一高速介面來介接該視訊處理器402。該光筆模擬器介面400還會經由一USB介面來介接一外部輸入裝置，例如，光筆、軌跡球、或是的任何其它人因介面裝置410。熟習本技術的人士便會明白，本教示內容的其它實施例亦能夠使用許多其它類型的電氣介面及光學介面。
因此，於本教示內容之光筆介面的某些實施例中，該功率節省電路會被整合至該光筆模擬控制器之中。該功率節省電路能夠結合舊型的CRT顯示器系統來使用，而且亦能夠結合具有最小暖機時間的現代LCD監視器來使用。該光筆模擬控制器會轉換來自一觸控螢幕、一具有數位監視器的電磁筆、或是一具有滑鼠或軌跡球的LCD的輸入資料，以便使用在一CRT以及光筆控制系統上。該功率節省電路會配合相同的訊號來運作。從休眠中甦醒功能可能會先經由一USB輸入裝置的模擬控制器來實施並且接著被轉換成切換器閉鎖狀態。
本教示內容的另一項特點係，本教示內容的CRT光筆介面模擬器可能包含一遠端介面，其能夠在一本地網路上或在利用網際網路協定的網際網路上透過該光筆模擬介面達到工業設備之遠端系統控制的目的。此項特點允許使用者利用本文中所述的光筆模擬介面在工廠裡以遠端方式或在網際網路上以全域方式來監視並且控制工業設備。
根據本教示內容的遠端介面對舊型的半導體製造設備來說特別重要。目前為止，若沒有使用昂貴的系統模擬器並無法遠端存取眾多版本的舊型半導體製造設備。有許多此等先前技術模擬器係被設計成用以模擬半導體製造設備的完整操作，而對許多末端使用者來說，它們過於昂貴而無法施行。此舊型半導體製造設備的其中一種範例係由Applied Materials,Inc.(位於美國加州的聖塔克拉拉市)所建構的半導體製造設備，其係用來處理200mm及更小的晶圓 尺寸，大部分的此類設備都係在大約2002年以前所建構。數以千計的此等系統仍在全世界各地保持生產，而且此等系統仍在製造各式各樣的關鍵半導體器件供全世界的市場使用。有一項預測係，目前運作中之多達兩萬台的Applied Materials,Inc.系統能夠藉由使用具有根據本教示內容之遠端介面的CRT光筆介面而大幅地增強效能。
許多此等舊型的Applied Materials,Inc.系統雖然包含一允許有限數量的資料流入與流出該設備的介面；但是，它們並不允許完全存取操作者功能。此等舊型系統僅能直接經由CRT與光筆控制系統來完全存取。系統存取會受限於可經由該系統架構裡面的RS232通訊匯流排取得的命令。根據本教示內容的遠端介面的一項特點係，現在可以配合此等舊型系統來直接使用比較新近形式的數位介面，例如，USB以及USB 2.0。
圖5所示的係根據本教示內容之包含一遠端介面501的一光筆模擬器介面500的方塊圖。圖中所示的光筆模擬器介面500會被耦合至一系統的一25接針視訊輸出。熟習本技術的人士便會明白，該光筆模擬器介面500能夠配合許多類型的系統來使用。
光筆模擬器介面500雷同於已配合圖4所述的光筆模擬器介面400。於眾多實施例中，該光筆模擬器介面500包含配合圖4的光筆模擬器介面400所述的所有功率節省特點。該光筆模擬器介面500包含一視訊處理器502，其會接收來自系統503的RGB訊號。該視訊處理器502還會傳輸 光筆資料及切換訊號給該系統。一視訊緩衝器504具有RGB輸入，該等RGB輸入會被電連接至該系統的RGB輸出。當該介面並非在功率節省模式中時，該視訊緩衝器504會將該等視訊訊號從該系統處傳送至VGA輸出506。該視訊處理器502包含一輸出，其會被電連接至該視訊緩衝器504的一控制輸入。該視訊處理器502包含配合圖2所述的視訊尖峰偵測器206。該視訊緩衝器504包含已配合圖2所述的垂直與水平同步閘電路208。
該光筆模擬器介面500還包含一輸入處理器508，其會經由一高速介面來介接該視訊處理器502。該光筆模擬器介面500還會經由一USB介面或是任何其它類型的數位或類比介面來介接一外部輸入裝置510，例如，光筆、軌跡球、或是任何其它人因介面裝置。熟習本技術的人士便會明白，本教示內容的其它實施例亦能夠使用許多類型的電氣介面及光學介面。
該光筆模擬遠端介面501會被電連接至VGA輸出506。此外，該光筆模擬遠端介面501還會被電連接至輸入處理器508。舉例來說，該光筆模擬遠端介面可能會透過一通用序列匯流排或是其它數位或類比連接以被電連接至該輸入處理器508。
該光筆模擬遠端介面501可能包含一乙太網路或是其它WIFI介面512，用以將該光筆模擬遠端介面501連接至一網路514，例如，區域網路或是網際網路。此外，該光筆模擬遠端介面501可能還包含用以實施整合式網站頁主機 控制的軟體，俾使得來自該VGA輸出的視訊訊號能夠透過一網站瀏覽器516以遠端的方式呈現給遠端電腦516。再者，該光筆模擬遠端介面501可能還包含一區域VGA 518及USB介面520，它們會被耦合至一區域電腦522，以便允許進行區域監視功能與控制功能。
於其中一特定的實施例中，該遠端介面501係一遠端鍵盤、視訊及滑鼠(KVM)介面，例如，Lantronix Spider®系列的遠端KVM介面。此等遠端KVM介面會在網際網路協定以及透通式區域存取上提供安全的遠端KVM介面功能。該遠端KVM會被配置成用以介接本教示內容的模擬CRT光筆介面，而且該模擬CRT光筆介面會被程式化成用以和該遠端KVM進行通訊。有許多遠端KVM介面(例如，Lantronix Spider®系列的遠端KVM介面)可在一區域網路(LAN)或廣域網路(WAN)上經由一網路瀏覽器來控制。
在操作中，一旦該遠端介面501於該LAN或是WAN 514上被連接之後，該模擬CRT光筆介面500便可完全控制該系統，從而模擬直接現場存取該系統。本教示內容的模擬CRT光筆介面會將來自外部USB輸入裝置510(例如數位器、軌跡球、滑鼠、或是其它輸入裝置)的控制訊號直接移位至該系統的光筆輸入。該遠端介面501可在網際網路上進行該系統的遠端控制。此外，該遠端介面501還會被用來由被連接至該LAN或WAN的任何使用者提供同步存取。使用者能夠藉由ISO檔案來傳輸檔案、實施升級、安裝修補程式、重新導向區域性機器、並實施完整的系統 升級。再者，該遠端介面501可能還包含一功率控制單元，其能夠在該網路上啟動系統重新開機並能夠允許將對該設備進行的存取以遠端切換的方式從區域切換成遠端。
本教示內容的一實施例使用一具有一切換器多工器的光筆切換器介面，其包含一如上面所述的KVM單元。一根據本教示內容的光筆切換器介面會針對一光筆切換訊號以連續性或是週期性的方式來監視所有已連接的光筆模擬器，並且接著將該輸入訊號切換至適當的監視器。
根據本教示內容的光筆切換器介面與操作方法特別適合使用於一提供無人看管式遠端切換的遠端控制系統。藉由將來自該KVM的滑鼠敲擊轉化成一光筆輸入切換器閉鎖狀態，該系統不需要該系統處進行人因互動便能夠切換至該遠端輸入。此種遠端切換功能對許多系統的可維修性來說非常重要。多數系統都非常希望將故障以及錯誤傳送至一能夠透過SMS或電子郵件來發送用以表示故障狀況之訊息的遠端主機。因為能夠藉由遠端的方式將系統控制切換至以光筆模擬器為基礎的網路瀏覽器，所以，能夠達到無人看管式系統故障排除的目的。
圖6所示的係根據本教示內容的一光筆切換器介面600的方塊圖。該光筆切換器介面600包含一監視器I/O介面602，用以從一系統電腦603處發送要被顯示在區域監視器604以及遠端電腦606上的視訊訊號，並且用以傳送光筆訊號及光筆資料給該系統電腦603。一視訊分流器608包含一輸入，其會被電耦合至該監視器介面602的視訊輸出。該 視訊分流器608會將來自該監視器介面602的視訊訊號分離成一第一訊號以及一第二訊號，該第一訊號會被傳送至一區域光筆介面610的一視訊輸入處而該第二訊號會被傳送至一遠端光筆介面612的一視訊輸入處。
光筆介面610包含一區域USB介面，用以接收來自該區域監視器604的資料。該遠端IP介面612包含：一視訊輸入，其會被耦合至該視訊分流器608的一輸出；以及多個輸出，用以將該光筆訊號以及該光筆切換資料輸出至一切換器多工器614。該遠端IP介面612可能還包含一整合式網站主機616，其會與一無線網路進行通訊及/或與一乙太網路進行通訊。遠端電腦606能夠透過該遠端IP介面612來與光筆切換器介面600進行通訊。
光筆介面610與遠端IP介面612會將該光筆訊號以及該光筆切換資料傳送至一切換器多工器614。於某些實施例中，該光筆切換器介面600包含光筆切換器監視與切換控制硬體及軟體，以便讓該光筆切換器介面600利用光筆、一軌跡球、或是特定其它類型的遠端介面來選擇複數個系統監視器中的一者。該切換控制硬體及軟體還能夠提供額外的功能，例如，維修封鎖(service lock out)特徵功能，其會阻止存取特定的監視器。此維修封鎖特徵功能能夠提供被封鎖的監視器的一視覺表示符。該切換器多工器614會經由監視器I/O介面602將該光筆訊號以及該光筆切換資料傳送至系統電腦603。
實務上，該光筆切換器介面600會讓一使用者輕易地 在具有輸入裝置的複數台區域或遠端系統監視器之間進行切換，並且控制具有該輸入裝置之該等複數個監視器中的至少一者。該切換能夠藉由各種手段來達成，其包含讓一光筆觸碰一視訊監視器或是啟動一筆式或軌跡球切換器維持一段預設的時間，例如數秒鐘。本教示內容的光筆切換器介面有許多實際的應用。舉例來說，用於半導體設施及其它製造設施的無塵室包含許多由電腦驅動的治具，其中，該等電腦監視器便必須以手動方式來選擇。
根據本教示內容的遠端介面適用於許多應用。舉例來說，配備著可攜式有網路功能之裝置(例如，膝上型電腦、平板裝置(類似IPad)、以及智慧型手機)的工程師能夠經由該遠端介面以遠端的方式來連接該模擬CRT光筆介面並且接著控制該工業設備的操作及/或實施診斷與故障排除操作。更明確地說，根據本教示內容的遠端介面特別適合用於離站故障排除。全球任何地方的系統專家都可直接存取需要維修的機器。允許進行此遠端存取能夠因縮減維修時間而大幅地減少系統停工時間。再者，允許進行此遠端存取還能夠藉由允許單一工程師在一天之中配合多部系統來工作而大幅地降低維修成本，因為並不需要走動。實際上，保養人員與管理者能夠從工場之中的任何地方或是從世界上任何地方的某一個遠端位置處立刻存取需要維修的機器，其能夠大幅地提高系統利用率。工程師甚至能夠同步存取多部機器，以便比較操作參數與系統參數。該模擬CRT光筆介面還能夠被程式化成用以經由該遠端介面而透過電 子郵件或其它發信服務來自動通知特定人員系統的行為。
等效例
本案申請人的教示內容雖然已將配合各種實施例作過說明；但是，本案申請人的教示內容並沒有要受限於此等實施例之意。相反地，熟習本技術的人士便會明白，本案申請人的教示內容還涵蓋各種替代例、修正例、以及等效例，其並不會脫離本教示內容的精神與範疇。
200‧‧‧功率節省電子系統
202‧‧‧VGA卡
204‧‧‧VGA(視訊)監視器
206‧‧‧視訊尖峰偵測器
208‧‧‧水平與垂直同步閘(電路)
300‧‧‧功率節省器電路邏輯表
350‧‧‧顯示器功率管理信令表
400‧‧‧光筆模擬器介面
402‧‧‧視訊處理器
403‧‧‧系統
404‧‧‧視訊緩衝器
406‧‧‧VGA監視器
408‧‧‧輸入處理器
410‧‧‧人因介面裝置
500‧‧‧光筆模擬器介面
501‧‧‧遠端介面
502‧‧‧視訊處理器
503‧‧‧系統
504‧‧‧視訊緩衝器
506‧‧‧VGA輸出
508‧‧‧輸入處理器
510‧‧‧外部輸入裝置
512‧‧‧乙太網路或WIFI介面
514‧‧‧網路/LAN/WAN
516‧‧‧網站瀏覽器/遠端電腦
518‧‧‧區域VGA
520‧‧‧USB介面
522‧‧‧區域電腦
600‧‧‧光筆切換器介面
602‧‧‧監視器I/O介面
603‧‧‧系統電腦
604‧‧‧區域監視器
606‧‧‧遠端電腦
608‧‧‧視訊分流器
610‧‧‧區域光筆介面
612‧‧‧遠端光筆介面/遠端IP介面
614‧‧‧切換器多工器
616‧‧‧整合式網站主機
根據較佳實施例與示範性實施例，本教示內容及其進一步的優點已經配合隨附的圖式在上面的詳細說明中作過特別的說明。熟習本技術的人士便會瞭解，下面所說明的圖式僅係為達解釋之目的。該等圖式並未依照比例繪製，相反地，其重點大體上係著重於例示本教示內容的原理。該等圖式並沒有要限制本專利申請人之教示內容的範疇的任何意圖。
圖1所示的係根據本教示內容利用一CRT光筆模擬系統將使用者資料輸入至一平面顯示器中的方法的流程圖。
圖2所示的係根據本教示內容的功率節省電子系統的方塊圖。
圖3A所示的係一功率節省器電路邏輯表。
圖3B所示的係一顯示器功率管理信令表。
圖4所示的係根據本教示內容之包含功率節省電路的 一光筆模擬器介面的方塊圖。
圖5所示的係根據本教示內容之包含一遠端介面的一光筆模擬器介面的方塊圖。
圖6所示的係根據本教示內容的一光筆切換器介面的方塊圖。
500‧‧‧光筆模擬器介面
501‧‧‧遠端介面
502‧‧‧視訊處理器
503‧‧‧系統
504‧‧‧視訊緩衝器
506‧‧‧VGA輸出
508‧‧‧輸入處理器
510‧‧‧外部輸入裝置
512‧‧‧乙太網路或WIFI介面
514‧‧‧網路/LAN/WAN
516‧‧‧網站瀏覽器/遠端電腦
518‧‧‧區域VGA
520‧‧‧USB介面

Claims (41)

  1. 一種用於平面顯示器的CRT光筆介面模擬器，該CRT光筆介面模擬器包括：a)一筆平面顯示器，用以表示一使用者動作及被定位在該筆平面顯示器的一顯示表面附近的光筆模擬物體之一存在中的至少一者；b)一光筆模擬物體，可被定位在該筆平面顯示器附近；c)一處理器，其會在一輸入處產生一光筆模擬訊號，該光筆模擬訊號包括該光筆模擬物體相對於該平面顯示器之顯示表面的位置資料；以及d)一光筆CRT電子介面，其具有被電耦合至該處理器之輸出的一輸入，該光筆CRT電子介面會將該光筆模擬物體的位置資料轉換成一訊號，該訊號相當於由觀視該CRT螢幕上的一掃描點的一CRT光筆所產生之一訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該筆平面顯示器包括一包括一電磁筆輸入裝置的平面顯示器。
  3. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該筆平面顯示器包括一包括一電容式筆輸入裝置的平面顯示器。
  4. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該筆平面顯示器包括一包括一靜電式筆輸入裝置的平面顯示器。
  5. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其 中該筆平面顯示器包括一包括一表面聲波輸入裝置的筆平面顯示器。
  6. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該筆平面顯示器包括一包括一紅外線底座輸入裝置的平面顯示器。
  7. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該光筆模擬物體為被動式。
  8. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該光筆模擬物體為主動式。
  9. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該平面顯示器包括LCD顯示器。
  10. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該平面顯示器包括電漿顯示器。
  11. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該平面顯示器包括OLED顯示器。
  12. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該至少一使用者動作包括啟動一切換器。
  13. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該光筆模擬物體會藉由一USB人因介面裝置被耦合至該平面顯示器。
  14. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該平面顯示器會響應於該光筆模擬物體在該平面顯示器的一表面上的壓力而產生一訊號。
  15. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其 中該光筆模擬物體相對於該平面顯示器之顯示表面的位置資料包括在該平面顯示器附近或在其上的一位置。
  16. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該光筆模擬物體相對於該平面顯示器之顯示表面的位置資料包括包含X座標、Y座標及Z座標的三維位置資料。
  17. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其中該光筆模擬物體相對於該平面顯示器之顯示表面的位置資料包括在該平面顯示器之上的一壓力。
  18. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其進一步包括被電耦合至該光筆CRT電子介面的一視訊介面，該視訊介面會處理該訊號，該訊號相當於由觀視該CRT螢幕上的一掃描點的一CRT光筆所產生之訊號。
  19. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其進一步包括一遠端介面，其會與一網路進行通訊。
  20. 如申請專利範圍第19項的CRT光筆介面模擬器，其中該網路會與網際網路進行通訊。
  21. 如申請專利範圍第19項的CRT光筆介面模擬器，其中該遠端介面包括一鍵盤、視訊、以及滑鼠介面。
  22. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其進一步包括一功率節省裝置。
  23. 如申請專利範圍第22項的CRT光筆介面模擬器，其中該功率節省裝置包括：一視訊訊號活動偵測器，其會產生一視訊活動偵測訊號，用以表示一視訊狀況；以及一水平與垂直同步閘電路，其會響應於由該視訊訊號活動偵 測器所產生的一訊號，該水平與垂直同步閘電路會響應於該視訊活動偵測訊號來讓該等垂直同步訊號與水平同步訊號中的至少一者變成空白。
  24. 如申請專利範圍第23項的CRT光筆介面模擬器，其中該視訊狀況包括一黑色螢幕狀況。
  25. 如申請專利範圍第23項的CRT光筆介面模擬器，其中該視訊訊號活動偵測器包括一視訊尖峰偵測器。
  26. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其進一步包括一遠端介面，其會提供系統行為的自動通知符給遠端使用者。
  27. 如申請專利範圍第1項的CRT光筆介面模擬器，其進一步包括一光筆切換器介面，其會在複數台系統監視器之間進行切換並且提供該等複數台系統監視器中至少一者的遠端控制。
  28. 一種藉由模擬一CRT光筆系統利用一平面顯示器來輸入使用者資料的方法，該方法包括：a)利用一光筆模擬物體來獲取包括位置與切換器資料的資訊；b)剖析已獲取的資訊，以便取得該光筆模擬物體的位置與切換器資料；c)利用預設的校正標準來校正該等位置與切換器資料；d)將經校正的位置與切換器資料轉換成一訊號，該訊號相當於由觀視該CRT螢幕上的一掃描點的一CRT光筆所產生之一訊號；以及 e)將該相當於由觀視該CRT螢幕上的一掃描點的一CRT光筆所產生之訊號的訊號傳送至一視訊處理器。
  29. 如申請專利範圍第28項的方法，其中該切換器資料包括壓力資料。
  30. 如申請專利範圍第28項的方法，其中該將該相當於由觀視該CRT螢幕上的一掃描點的一CRT光筆所產生之訊號的訊號傳送至該視訊處理器包括透過一序列式鏈路來傳送該訊號，其中的位置、壓力、以及切換器資料會在時間上被分開，以便在被收到時允許進行輪詢。
  31. 如申請專利範圍第30項的方法，其中該輪詢係被用來減少實施中斷的需求，從而改善同步化作用。
  32. 如申請專利範圍第28項的方法，其中該將該相當於由觀視該CRT螢幕上的一掃描點的一CRT光筆所產生之訊號的訊號傳送至該視訊處理器係利用一USART來實施。
  33. 如申請專利範圍第28項的方法，其中該利用一光筆模擬物體來產生包括位置與切換器資料的資訊係以被用來描繪對應視訊像素的時脈速度來實施。
  34. 如申請專利範圍第28項的方法，其進一步包括提供一遠端介面，以便允許透過一遠端網路來進行監視與控制。
  35. 如申請專利範圍第34項的方法，其中該遠端網路會與網際網路進行通訊。
  36. 如申請專利範圍第28項的方法，其進一步包括在利用該光筆模擬物體來獲取包括位置與切換器資料的資訊之前先選擇複數台系統監視器中的一台系統監視器。
  37. 一種藉由模擬一CRT光筆系統來利用一平面顯示器以遠端方式輸入使用者資料的方法，該方法包括：a)利用一模擬物體獲取包括位置與切換器資料的資訊；b)剖析已獲取的資訊，以便取得該模擬物體的位置與切換器資料；c)利用預設的校正標準來校正該等位置與切換器資料；d)將經校正的位置與切換器資料轉換成一訊號，該訊號相當於由觀視該CRT螢幕上的一掃描點的一CRT光筆所產生之一訊號；以及e)將該經校正的資料傳送至一遠端介面。
  38. 如申請專利範圍第37項的方法，其進一步包括經由該遠端介面將該遠端資料傳送至一網路。
  39. 如申請專利範圍第37項的方法，其中該網路會被連接至網際網路。
  40. 如申請專利範圍第37項的方法，其進一步包括傳送系統行為的自動通知符給該網路。
  41. 如申請專利範圍第37項的方法，其進一步包括在利用該模擬物體來獲取包括位置與切換器資料的資訊之前先選擇複數台系統監視器中的一台系統監視器。
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