位置读取装置 本发明是关于具有显示装置和输入手段的位置读取装置,特别是关于在液晶显示装置等的显示装置上设置有图形输入板的位置读取装置。
近年来,在手持终端中显示装置采用液晶显示装置,在其画面上配置有用电阻薄膜作为输入手段的图形输入板,由在该图形输入板上以笔或手指按压来进行输入。用来正确地读取图形输入板上的这种按压位置的现有技术,如日本专利公开平5-150902中所揭示的例子,采用STN型作为液晶显示装置。
在这样的显示装置的画面上配置图形输入板的位置读取装置中,图形输入板是将以透明电阻膜构成的在水平座标轴方向的对向的二边部上分别设置水平电极的水平方向透明电阻膜与同样以透明电阻膜构成地在垂直座标轴方向的对向的二边部上分别设置垂直电极的垂直方向透明电阻膜形成规定的微小间隔加以重叠而作成的,将这样的图形输入板配置在显示装置的画面上。
然后,在二个水平电极间的水平方向透明电阻膜上流过电流,同时也在二个垂直电极间的垂直方向透明电阻膜上也流过电流,分别检测出这些电极间的电压并送往各自的A/D(模拟/数字)变换器,变换成数字数据送到CPU(中央处理单元)。
此时,如用笔等按压图形输入板上任一位置时,二个水平电极间的电压即随图形输入板上的水平轴方向的按压位置变化,而二个垂直电极间的电压将随图形输入板上的垂直轴方向的按压位置变化。这些电压变化在CPU中借助A/D变换器得到的数字数据进行检测,来求得图形输入板上按压位置的水平座标点和垂直座标点。而后,CPU根据这样求得的水平、垂直座标点信息来控制显示控制器,由此驱动显示装置的画面上相对于图形输入板的按压位置的象素来显示按压位置。
图16(a)表明显示装置的画面,其显示区域101,在水平方向1行由X点组成、在垂直方向上由行Y0、Y1……Ymax的Y行组成。为在这样的显示区域内显示图象,如图16(b)中所示那样,帧信号301和水平扫描信号105(它们合成为显示数据传送信号,下面称之为显示驱动信号)被提供给显示装置。
此帧信号301在对整个显示区101进行扫描所需要的每一帧期间电平反相。因而,其以一帧来进行液晶显示装置的交变电流。而水平扫描信号105为顺序驱动显示区101的行Y0、Y1、……Ymax的脉冲信号,由此在一帧信号301的电平反相时刻到下一电平反相时刻之间的一帧期间行Y0、Y1……Ymax全部被顺次驱动。而后在被驱动的行Yi(i=1,2,…max)上被同时提供以该行Yi的全部点的显示数据。
但是,在上述这样的结构的位置读取装置中,在显示装置的画面与图形输入板之间形成静电耦合,由于这样的静电电容,如图16(c)中所示,会因显示装置的上述显示驱动信号在图形输入板上产生噪声。亦即,帧信号301和水平扫描信号105电平一反相,与之相随的就是通过上述静电电容在图形输入板发出的信号上产生噪声。这种噪声在帧信号301变化时刻特别大,而在显示装置趋于大型化时图形输入板的面积增大,这样的噪声量亦就增加。
如产生了这样的噪声,因这种噪声使得图形输入板的电极间的电压紊乱再被传送到A/D变换器,CPU就会检测到错误的位置。
为此,在上述专利公开平5-150902中所叙述技术中,为能防止上述情况而能检测出高准确度的位置,在帧信号301和水平扫描信号105电平反相时刻以外的电平稳定时,由A/D变换器读取图形输入板的上述电极间的电压。
较具体的说,图16(b),中所示的各行Y0、Y1…Ymax的水平扫描信号105,以脉冲幅度相等的在各自信号的下降沿作为Y0、Y1…Ymax输出。帧信号301虽然是以对其时钟进行计数等所形成的,但因为在时钟的上升沿以后这些帧信号301和水平信号105的电平稳定,所以以此时钟上升沿作为转机,促使A/D变换器取入图形输入板上的上述电极电压。
而后,为在帧信号301和水平扫描信号105的电平稳定的时刻读取图形输入板的上述输出,CPU首先在图形输入板上施加电压,等待该所加电压稳定后检测图形输入板是否被按压,然后再在图形输入板上重新施加电压,等待这一施加的电压稳定后检测出上述时钟的上升沿,以此检测得的上升沿作为转机,通过A/D变换器取入图形输入板的上述输出,进行对图形输入板按压位置的检测。
然而,在现有技术中,为免除从液晶画面至图形输入板的噪声,以液晶的水平扫描信号的上升沿作为转机,CPU读取该A/D变换器对图形输入板的输出电压作数字化得到的座标数据,所以即使在施加给图形输入板的电压稳定后,在液晶画面的水平扫描信号的上升沿出现之前,CPU必须中断座标数据的读取处理,将CPU分散到其他的处理,而没有考虑有效利用处理能力。
而且,由于不管是否用笔按压图形输入板,都周期地在图形输入板的水平电极间、垂直电极间分别施加电压,使图形输入板的水平、垂直透明电阻膜上流通电流,以进行笔按压的检测,而没有顾及到化费于检测笔按压的CPU的处理时间和消费电能。
而且,在由笔按压状态到笔离开图形输入板(对此下面称之为笔提升操作)之前,图形输入板的上面和下面分别涂敷的水平、垂直透明电阻膜之间的接触不充分,或者成为不接触,因此,此时所得到的座标数据的可靠性明显降低,然而对此,上述现有技术中完全没有考虑到。
本发明的第一目的就在于为解决这样的问题,提供使得能有效地利用CPU的处理能力的座标读取装置。
本发明的第二目的在于提供能大幅度降低消耗电力的座标读取装置。
本发明的第三目的在于提供能高准确度读数的座标读取装置。
为达到上述第一目的,本发明设置有检测该显示画面上的显示期间的结束并设定该图形输入扳上的按压点的位置读取期间的第一手段,在该位置读取期对该显示装置的显示控制信号加以屏蔽(固定化)的第二手段,和与该位置读取期间开始的同时使CPU对该图形输入板上的该按压点的座标位置进行读取处理的第三手段,在该显示画面的显示期间外设定该按压点的读取期间。
因此,即使图形输入板重叠在显示装置的显示画面上、图形输入板与显示画面作静电耦合,而由于在位置读取期间不将显示控制信号加到显示装置上,不会发生伴随图形输入板上这种显示控制信号电平变化的噪声,因而,能够高准确度地读取图形输入板上按压手段的按压点的座标。而且,CPU可以仅在位置读取期间进行按压位置的读取处理,在此以外的期间内能进行此位置读取处理以外的处理操作,所以就能有效地利用CPU的处理能力。
而为达到上述第二目的,本发明设置有根据图形输入板的按压手段的按压开始、按压终了来检测流过该电阻膜的电流变化的第一手段,和根据由该第一手段所得的检测结果通知CPU该按压手段的按压开始、按压终了的第二手段,该CPU随着由该第二手段发出的该按压手段按压开始的通知,依靠使该电阻膜各自流过电流来读取该图形输入板的该按压手段按压点的位置数据,对其加以处理来进行求取该按压点的位置座标的运算处理,在读取该按压点的位置数据或该运算处理结束的同时,以该电阻膜中仅上述一方流过电流的状态作为下一按压的待机状态。
由此,仅在图象输入板以按压手段按压时,CPU才使构成图形输入板的二个电阻模的任一个中流过电流,进行图象输入板的按压点的数据读取和求取其座标位置的运算,在按压手段离开图象输入板时,CPU使仅有一方电阻膜流过电流并检测下一图形输入板的按压情况,所以在按压手段离开图形输入板时能减少图形输入板的供电能量,从而能降低电流消耗。
而为达到上述第三目的,本发明设置有检测因该图形输入板的该按压手段按压开始、按压终了所引起的该电阻膜中流过电流的变化的第一手段,和按照该第一手段所检测的结果通知CPU该按压手段的按压开始、按压终了的第二手段,该CPU随着该第二手段的该按压手段按压开始的通知,依靠使该电阻膜各自流通电流读取该图形输入板的该按压手段的按压点的位置数据,对之加以处理来进行求取该按压点的位置座标的运算处理,而在该按压点位置数据的读取或该运算结束时,同时以该电阻膜中的仅上述的一方中流过电流的状态作为下一次按压的待机状态,随着由该第二手段的该按压手段按压开始的通知,以该电阻膜中的仅上述一方流通电流的状态作为下一按压的待机状态,使读取该按压点位置数据操作中断的同时,将紧前面所得到的该按压点的位置座标数据看作无效而加以舍弃。由此,与为达到上述第二目的的上述本发明同样,在能降低消耗电力的同时,由于将按压手段离开图形输入板之前所得的可靠性差的座标数据废弃,从而大大提高位置读取准确度。
下面利用附图说明本发明的实施状态,但在以下说明的实施状态中,作为显示装置是以使用下述装置的场合作为例子来进行说明,该装置是具有水平480点、垂直320行的分辫率的显示区域且所输入的显示数据宽为4点的单色STN液晶显示装置。
图1为表示本发明位置读取装置的第一实施状态的方框图;
图2为图1所示第一实施状态的操作说明图;
图3为表示在图1中的位置读取期间信号生成电路的一具体例的方框图;
图4为表示在图1中的屏蔽电路一具体例的方框图;
图5为本发明位置读取装置的第二实施状态的操作说明图;
图6为表示本发明位置读取装置的第二实施状态中的位置读取期间信号生成电路的一具体例的方框图;
图7为表示本发明位置读取装置的第二实施状态中屏蔽电路一具体例的方框图;
图8为本发明位置读取装置第三实施状态的操作说明图;
图9为表示本发明位置读取装置第三实施状态中屏蔽电路的一具体例的方框图;
图10为表示本发明位置读取装置第四实施例的结构图;
图11为表示图10中的噪声消除电路一具体例及其作用的图;
图12为表示本发明位置读取装置第四实施状态的操作的一具体例的流程图;
图13为表示本发明位置读取装置的第五实施状态的结构图;
图14为表示图13中各部分的动作的一具体例的时序图;
图15为表示本发明位置读取装置第五实施状态的操作的一具体例的流程图;和
图16为现有位置读取装置的一例的操作说明图。
图1为表示按本发明的位置读取装置的第一实施例的方框图,1为CPU,2为图形输入板,3为开关电路,4为A/D变换器,5为显示装置,6为显示存储器,7为显示控制器。下面是本发明中具有特点的部分,8为屏蔽电路,9为位置读取期间信号生成电路,10为期间通知电路,108为位置读取期间信号,109为位置读取通知信号,以虚线围绕的部分为与现有技术中所说明的同样的部分。
在该图中,CPU1进行整个的控制,将至显示装置5的显示图象向显示存储器6中展开,读取由A/D变换器4将模拟电压变换得的数字值并变换成图形输入板2上的座标值,控制对图形输入板2提供水平、垂直电极电压的开关电路3。显示控制电路7为在显示装置5上显示图象,由显示存储器6读取显示数据并进行加工,同时将与该显示数据同步的时钟和现有技术中说明的显示控制信号提供给显示装置5。
座标数据的读入程序,与现有技术中所述相同,CPU1控制开关电路3从而在图形输入板2的水平、垂直电极上施加电压,启动A/D变换器4,在A/D变换器4中将由图形输入板2输出的对应于笔按压位置的电信号进行数字化,CPU读入这一数字值加以运算并变换为座标值。
这里,屏蔽电路8、位置读取期间信号生成电路9及期间通知电路10构成了此第一实施状态的特点,下面参照图2对它们的操作加以说明。
图2(a)表示液晶显示装置5的显示区域与用于CPU从作为此第一实施状态的特点的图形输入板2读入笔所按压的座标位置的位置读取区域之间的关系,101为显示区域,102为位置读取区域。
在图2(a)中,显示区域101在水平方向上由点X1、X2…Xmax组成,其中总点数X为480点。而显示区域101的垂直方向则由行Y1、Y2…Ymax组成,其中总行数Y为在液晶显示装置5的可能显示行数上加1行得到的321行。关于这一点的理由如以下的说明。
位置读取区域102为在显示区域101的垂直方向外侧付加的N行部分,将这些行作为N1、…Nmax。作为此位置读取区域102的最初一行的行N1为接续显示区域101的最后一行321的行322。在此,Y1行~行Nmax(321+N)组成一帧。
图2(b)表示对应于图2(a)的显示画面的显示控制位置与构成此第一实施状态的各种信号,103为与显示数据同步的显示数据传送信号,104为显示数据,105为水平扫描信号,106为液晶交流化信号(这里每13行反相并交流化),107为帧信号,108为构成第一实施状态中的特征的位置读取期间信号,109也是构成此第一实施状态中的特征的位置读取通知信号,110为此第一实施状态操作时的实际水平扫描信号,111为此第一实施状态操作时的实际图形输入板电极的电压波形。
在图1和图2中,显示控制器7利用显示数据传送信号103一次传送4点部分的数据。因而,例如显示数据104的数据X1,在图2(a)中包含有点X1、X2、X3、X4的数据。为此,由显示控制器7输出的显示数据传送信号103的脉冲数,在此即为1行中120个脉冲(=480÷4)。
为此,在显示控制器7中,由CPU1予先设定显示数据传送信号103的每一行的输出脉冲数120和水平扫描行数(321+N),并在位置读取期间信号生成电路9中,设定表示位置读取期间的开始行的值321和表示结束行的值(321+N)。
显示控制器7,为使显示装置5中进行显示,周期并互相同步地将显示数据104与显示数据传送信号103提供给显示装置5,在一行部分的显示数据104传送完时即输出水平扫描信号105。因此,显示装置5选择被提供的水平扫描信号105的脉冲顺序的行,显示被传送到该选择行的一行部分的显示数据104。同时显示装置5对此水平扫描信号105进行计数,在显示到13行的部分处使液晶交流化信号106的极性反相,由此再次从O开始对水平扫描信号105计数。
显示控制器7与显示装置5重复进行上述操作,输出行Y1、Y2…行(321+N)的显示控制信号。
而且,显示控制器在输出水平扫描信号105的(321+N)脉冲后,将作为显示画面最前行的行Y1的显示数据104传送往显示装置5,与水平扫描信号105的Y1脉冲同步地将帧信号107提供给显示装置5。在此,显示装置5以此帧信号107使显示扫描返回到最前面的行Y1,即使供给以行Ymax以后的水平扫描信号105,直到供给帧信号107之前只对显示区域101之外(亦即位置读取区域102)进行扫描,而不影响显示区域101内部。
通过输入这样的显示控制信号及显示数据,显示装置5即进行横向480点纵向320行的显示。
然后,位置读取期间信号生成电路9对水平扫描信号105进行计数,将该计数值与由CPU1予先设定的值321的比较,当此计数值达到321时使位置读取期间信号108成为″L″(低电平),再对水平扫描信号105进行计数,直到由CPU1予先设定的值(321+N)之前将″L″的位置读取期间信号108提供给屏蔽电路8和期间通知电路10。
这里,屏蔽电路8在此位置读取期间信号108为″L″期间,对由显示控制器7所提供的显示数据传送信号103及水平扫描信号105加以屏蔽,将显示数据传送信号103与水平扫描信号105固定成为″L″。从而,由屏蔽电路8输出给显示装置5的水平扫描信号105即成为图2(b)中所示的信号110 。
而期间通知电路10由被提供的位置读取期间信号108成为″L″的下降沿,生成规定脉冲宽的位置读取通知信号109,送往CPU1。由此,CPU1按照此位置读取通知信号109识别位置读取区域102的开始,在这一时刻中断已往所进行的处理,来进行由图形输入板2的位置读取。此位置读取通知信号109,实际上也可以是至CPU1的中断信号,结果图形输入板的输出信号就成为图2(b)中所示的信号111。
由显示装置5与图形输入板2的静电耦合产生的噪声,如前述现有技术中所说的那样,发生在水平扫描信号105与液晶交流化信号106的电平变化点上,特别是在液晶交流化信号106的变化点上该噪声成为最大。液晶交流化信号106,根据对水平扫描信号105的计数,是显示装置5中所发生的绝大部分。
如以上所说明的那样,在此第一实施状态中,CPU1即使在进行其他处理,也能依靠提供的位置读取通知信号109来识别位置读取区域102的开始,而且,屏蔽电路8在位置读取区域102的扫描期间对显示数据传送信号103与水平扫描信号105进行屏蔽(固定化),不用说水平扫描信号105的电平变化点,即使液晶交流化信号106的信号变化点也不会发生,所以能完全避免位置读取区域102扫描期间(实际上虽未进行扫描,但为了便于说明,在显示区域101的扫描期间的相对的期间,也这样来表示)的噪声,从而可能很准确地读取位置。
在此,在显示区域101中,对于此时所需行数为320的情况,如上述那样,说明将行321设置为321行的理由。
在将显示区域101的行数作为320的情况下,此显示区域101的扫描结束,屏蔽电路8在行321将水平扫描信号105加以屏蔽时,显示装置5即选择行320接着对之加以显示。结果是,行320比其他行能连续长时间显示,显示装置5在液晶显示装置时,行320的辉度就成为比其他行高。
可是,如该第一实施状态那样,将显示区域101的行数作为321,而将最后的行321作在显示装置5的显示画面之外,即使将这一行321作长时间选择加以显示,它也不会出现在显示画面上,显示区域101的扫描一结束,此显示区域101的显示画面上的320行即全部成为未进行选择(不显示状态),这些行就成为全部是均匀的辉度。
图3为表示图1中的位置读取期间信号生成电路9的一具体示例的方框图,17为垂直屏蔽期间开始寄存器,11为垂直计数器,12为垂直屏蔽期间结束寄存器,13、14为比较电路,15为垂直计数器复位信号生成电路,16为垂直位置读取期间信号生成电路,112、113为比较结果信号,114为垂直计数器复位信号。
在此图中,如图2中说明的那样,在垂直屏蔽期间开始寄存器17中予先写入表示位置读取区域102的开始行的值321,在垂直屏蔽期间结束寄存器12中同样被予先写入表示最后行的值(321+N)。此N值成为图2(a)中的位置读取区域102的行数(在位置读取期间信号中为其时间宽)。位置读取区域102的行数可在考虑到液晶显示装置5(图1)的画面闪烁和辉度降低的范围内任意设定,通常,可作成帧频率直到成为70HZ的程度的范围。
垂直计数器11对由显示控制器7(图1)发出的水平扫描信号105进行计数。其计数值在比较电路13中与垂直屏蔽期间开始寄存器17的设定值321进行比较,两者成为相等时即产生该比较结果信号112并提供给垂直位置读取期间信号生成电路16。此结果是,由垂直位置读取期间信号生成电路16输出的位置读取期间信号108成为″L″。
垂直计数器11的计数值在比较电路14中与垂直屏蔽期间结束寄存器12中的设定的值(321+N)相比较,两者如成为相等,比较电路14即产生比较结果信号113并提供给垂直位置读取期间信号生成电路16和垂直计数器复位信号生成电路15。
因此,垂直位置读取期间信号生成电路16,在此比较结果信号113的定时点使位置读取期间信号108成为″H″(高电平)以表明位置读取区域102的扫描结束。而垂直计数器复位信号生成电路15则在比较结果信号113的定时点输出垂直计数器复位信号114,由此将垂直计数器11清零。从而一帧部分的水平扫描结束,转移到下一帧重复同样的操作。
如以上这样得到的位置读取期间信号108为″L″的期间就成为图2(a)中所示的位置读取区域102的扫描期间。
因而,例如在图2中,水平扫描信号105的频率成为30KHz时,为使能显示作为320行的显示区域101的液晶显示画面所需的时间即为
320×1/(30×103)=10.7msec,设帧频率为70Hz,则1帧期间为1/70sec,即14.3msec。因而,位置读取区域102的扫描期间可在
14.3-10.7=3.6msec的范围内任意设定
这样,由于将显示控制信号电平稳定的期间作为位置读取区域102的扫描期间并被理解为足够长,就能在其同一期间内读取位置信息N次,而提高该位置信息的准确性。
而且上述各电路均能容易地以通用TTL和LS1构成。
图4是表示图1中的屏蔽电路8的一具体示例的方框图,19、18为逻辑积元件,与图2及图1相对应的部分和信号被加以同一符号。在此图中,逻辑积元件19在位置读取期间信号108为″L″的期间,屏蔽(即固定为″L″)显示数据传送信号103,作为显示数据传送信号115提供给显示装置5。而逻辑积元件18在位置读取期间信号108为″L″的期间,屏蔽(即固定为″L″)水平扫描信号105,作为水平扫描信号110提供给显示装置5。
这样就使得显示数据传送信号115与水平扫描信号110,在位置读取期间信号108的″L″期间,同时被固定为″L″。在显示装置5中,依靠供给这些″L″显示控制信号来设定位置读取区域102。由显示控制器7得到的帧信号107,不通过屏蔽电路8被送给显示装置5。
图5为本发明的位置读取装置第二实施状态的操作说明图,16为位置读取区域,117为位置读取期间信号,与图2相对应的部分和信号上被加以同样符号,省去重复说明。在前面说明的第一实施状态中,是在针对显示装置5的画面的显示区域101的垂直方向相连续地设置位置读取区域102,而在此第二实施状态中则是在显示区域101的水平扫描方向上设置位置读取区域。但此第二实施状态在整体系统结构上也与图1中所示的第一实施状态相同。
图5(a)模式地表示与显示装置5的显示区域相关连的一帧的期间,在显示区域101的水平方向设定位置读取区域116,扫描此显示区域101与位置读取区域116所需的时即为一帧时间。如图5(a)中所示那样,通过设定位置读取区域116,在此区域116内水平扫描信号105和液晶交流化信号106上不发生电平变化,所以能避免因水平扫描信号105和液晶交流化信号106发生的噪声。而后,因为减少了由基板上产生的噪声,显示数据传送信号103在位置读取区域116中,也可作为固定输出。下面说明为实现这一点的操作。
在此第二实施状态中,如图5(a)中所示,在显示区域101的水平扫描方向设置有点N1~Nmax的位置读取区域116,如图5(b)所示,在此位置读取区域116的扫描期间使位置读取期间信号117成为″L″。然后,显示数据传送信号103在位置读取期间信号117的″L″期间被屏蔽,成为图5(b)中所示的显示数据传送信号121。此显示数据传送信号121,在各行的显示区域101(图5(a))所包含的期间被供给以显示数据传送信号103,而在位置读取区域116(图5(a))包含的期间,不提供显示数据传送信号103。据此,在位置读取区域116期间显示数据传送信号103与液晶交流化信号106被固定,不会在图形输入板上发出噪声。因而,取得与前面第一实施状态同样的效果。而在显示区域101的水平扫描方向设置位置读取区域116,在液晶显示装置的画面的闪烁和对比度方面较前述第一实施状态更有利。
图6为表示第二实施状态中的位置读取期间信号生成电路9(图1)一具体例的方框图,190为水平屏蔽期间开始寄存器,20为水平计数器,21为水平屏蔽期间结束寄存器,22、23为比较电路,24为水平计数器复位信号生成电路,25为水平位置读取期间信号生成电路,118、119为比较结果信号,120为水平计数器复位信号。在图5及图6中,水平计数器20对显示控制器7(图1)所发出的显示数据传送信号103进行计数。按照显示装置5(图1)的上述分辨率在水平屏蔽期间开始寄存器190中予先设定等于显示数据传送信号103的显示区域101中的一行部分的脉冲数的值120,在水平屏蔽期间结束寄存器21中设定表示被供给位置读取区域116的显示数据传送信号103的最后的脉冲的值(120+N)。
除上述外均与图3中所示的位置读取期间信号生成电路9相同,由水平方向位置读取期间信号生成电路25输出每一行的位置读取期间信号117。此位置读取期间信号117在图5中的位置读取区域116的扫描期间成为″L″。
图7为表示规定此第二实施状态的位置读取区域116的屏蔽电路8(图1)的一具体例的方框图,26为逻辑积元件,与前面附图相对应的部分及信号被加以同一符号。
在图5及图7中,逻辑积元件26,在图6所示位置读取期间信号生成电路9发出的位置读取期间信号117为″L″期间,对显示数据传送信号103进行屏蔽(即固定为″L″),作为图5(b)中所示的显示数据传送信号121提供给显示装置5。亦即,由将″L″的显示控制信号送至显示装置5来设定位置读取区域116的期间。由显示控制器7(图1)来的帧信号107和水平扫描信号105不通过屏蔽电路8被提供给显示装置5。
图8为本发明的位置读取装置的第三实施状态的操作说明图,122为位置读取区域,117为水平方向位置读取期间信号,108为垂直方向位置读取期间信号,与前面附图对应的部分被加以同一符号。此第三实施状态在显示区域的水平、垂直扫描方向上设定位置读取区域。
图8(a)模式地表示与显示装置5的显示区域相关连的一帧期间,在显示区域101的水平、垂直方向上设定位置读取区域122,此显示区域101与位置读取区域122的扫描所需要的时间即为一帧的时间。此第三实施状态,其系统结构也与图1中所示的第一实施状态相同。此第三实施状态中的位置读取期间信号生成电路9,具有图3中所示的垂直扫描方向的位置读取期间信号生成电路9和图6中所示的水平扫描方向的读取期间信号生成电路9,如图8(b)中所示,生成在行Y0、Y1、…Ymax水平扫描方向的位置读取区域122中假设的M1点~Mmax点上的水平扫描方向的位置读取区域122的期间成为″L″的水平方向位置读取期间信号117,和如图8(b)所示那样,生成在垂直扫描方向的位置读的区域122的期间成为″L″的垂直方向位置读取期间信号108。这些水平方向位置读取期间信号117与垂直方向位置读取期间信号108被提供给在此第三实施状态下的图1中的屏蔽电路8。
图9为表示第三实施状态中的屏蔽电路8(图1)的一具体例的方框图,27、28为逻辑积元件,与前面附图相对应的部分和信号加以同一符号。图8和图9中,逻辑积元件27在水平方向读取期间信号117和垂直方向位置读取期间信号108为″L″期间,对显示数据传送信号103进行屏蔽(即固定为″L″),作为显示数据传送信号121提供给显示装置5。而逻辑积元件28在垂直方向位置读取期间信号108为″L″期间,对水平扫描信号105进行屏蔽(即固定为″L″),作为水平扫描信号110提供给显示装置5。由这些″L″的显示数据传送信号121与水平扫描信号110来设定图8所示的位置读取区域122。当显示数据传送信号103与水平扫描信号105被屏蔽时,虽然是被固定为″L″,但也可将其固定为″H″,能得到同样的效果。
如以上所说明的,采用本发明在显示区域以外设置进行位置读取的位置读取区域,在此期间将成为对图形输入板的噪声产生源的显示控制信号固定为一定的电平,所以能完全消除影响图形输入板的噪声,从而能理想地进行位置读取。而且,由于向CPU通告位置读取区域的开始,所以CPU在被通知位置读取区域之前可以进行其他处理,从而大大提高CPU的处理效率。
图10为表示本发明的位置读取装置的第四实施状态的结构图,29为垂直方向透明电阻膜,30为水平方向透明电阻膜,31为阳极侧的水平电极,32为阴极侧的水平电极,33为阳极侧的垂直电极,34为阴极侧的垂直电极,35~38为开关,39为按压信号检测电路,40为噪声清除电路,41为按压信号通知电路,42为开关,43、44为电阻,100为图形输入板按压检测信号,401为笔状态信号,402为水平方向读取端,403为垂直方向读取端,404为按压信号,与图1相对应的部分加以同一符号。
该图中,图形输入板2由垂直方向透明电阻膜29与水平方向透明电阻膜30以具有规定微小间隔相重叠地构成,这些透明电阻膜29、30以设置一样的微小间隔作成叠合的结构。按压信号检测电路39以开关42和电阻43构成。这样的图形输入板2与显示装置5有一些间隙并作成为一整体的,但也不一定必须将图形输入板2设置成重叠在显示装置5上。
水平方向透明电阻膜30的阳极侧的水平电阻33与垂直方向透明电阻膜29的阳极侧的垂直电极31,各自通过开关38、35被提供给正电源电压VCC,而水平方向透明电阻膜30的阴极侧的水平电极34和垂直方向透明电阻膜29的阴极侧的垂直电极32则各自通过开关37、36经共用电阻44接地。然后,水平方向读取端402被连接到垂直方向透明电阻膜29的垂直电极32与开关36之间,垂直方向读取端403则被连接在水平方向透明电阻膜30的水平电极34与开关37之间。
此第四实施状态中的特征在于:当笔未按压时,仅仅开关35和开关42为接通状态,笔的按压才使得成为的读取状态;和设置有用于检测笔按压的按压信号检测电路39、噪声消除电路40和按压信号通知电路41。
亦就是说,此第四实施状态,如使之与图1相对应,图形输入板2即对应于图1的图形输入板2,开关35~38即对应于图1的开关电路3,但在此第四实施状态中,还要使水平方向透明电阻膜30的水平电极34与开关电路37之间相连接,设置按压信号检测电路39、噪声消除电路40及按压信号通知电路41,如处于无笔按压时的仅开关35与开关42为接通状态的话,在笔按压下时,即形成自电源开始通过开关35、垂直方向透明电阻膜29的按压点、水平方向透明电阻膜30、开关42、电阻43的电路,在电阻43上产生电压404,它由按压信号检测电路39检测出并经噪声消除电路40及按压信号通知电路41处理,而不受因显示装置5上液晶交流化信号106的电平变化点与显示装置5间的静电耦合而泄漏到图形输入板2上所产生的脉冲式噪声的影响,因而使得CPU1能准确地检测笔在图形输入板上的按压。
这样就使得,在第四实施状态中,在CPU1检测到这种笔的按压之前,能减小图形输入板2上流通的电流,从而达到降低电力消耗的目的。
下面对此第四实施状态中读取图形输入扳2的笔按压点座标的操作加以详细说明,对由图形输入板2读取得的信号的处理操作则与先前各实施状态的操作相同。
图形输入板2由图中未表示的笔按压,使得在笔的按压点处垂直方向透明电阻膜29与水平方向透明电阻膜30相接触。CPU1,首先为了读入笔按压点的水平座标位置将开关37、38闭合(下称接通状态)。据此,水平方向透明电阻膜30的阳极侧的水平电极33上被施加以正电源电压VCC,阴极侧水平侧电极34被接到接地端,在水平方向透明电阻膜30上由水平电极33侧至水平电极34侧流通电流。此时如笔按压,水平方向透明电阻膜30的笔按压点处即与垂直方向透明电阻膜29接触,因而在水平方向读取端402输出该接触点处的水平方向透明电阻膜30的分压电压。此分压电压由图1的A/D变换器4处理变换成数字数据,被送至CPU1。CPU1对此数字数据作运算处理,生成笔按压的水平方向的座标点。接着,为了读取笔按压的垂直方向的座标位置,CPU1在使开关37、38成为打开状态(下称断开状态)的同时,使开关35、36成为接通状态。由此,垂直方向透明电阻膜29的阳极侧的垂直电极31上被施加正电源电压VCC,阴极侧的垂直电极32连接到接地端,垂直方向透明电阻膜29上由垂直电极31侧至垂直电极32侧流通电流。此时在垂直方向读取端403上得到垂直方向透明电阻膜29的与水平方向透明电阻膜30相接触点的分压电压,此电压由图1的A/D变换器4处理被变换成数字数据,送给CPU1。CPU1对此数字数据作运算处理,生成笔按压的垂直方向的座标点。下面来说明作为本第四实施状态的特征的按压信号检测电路39、噪声消除电路40和按压信号通知电路41的操作。
在笔未按压时,CPU1使开关35、42成为接通状态。由于在垂直方向透明电阻模29与水平方向透明电阻膜30之间设置有微小的间隙,在笔未按压的情况下,垂直方向透明电阻膜29与水平方向透明电阻膜30之间相互绝缘,二者间无电流流通,因而电阻43中无电流流过。由于将电阻43与接地端连接,此电阻43上生成的按压信号404为″L″,它通过噪声消除电路40被连续地供给按压信号通知电路41。而后,按压信号通知电路41在将此按压信号404作为笔的状态信号401送给CPU1的同时,不改变图形输入板按压检测信号100,因而不向CPU1通知笔按压的信息。因此在这期间,CPU1对图形输入板2不进行控制,而能进行其他处理。此后,一旦有笔按压下,垂直方向透明电阻膜29和水平方向透明电阻膜30即在其按压点连接,由于开关42为接通状态,此时最初由垂直方向透明电阻膜29通过该连接点到水平方向透明电阻膜30、开关42、电阻43流通电流。由此,电阻43上生成的按压信号404成为″H″被提供给噪声消除电路40。噪声消除电路40由此按压信号404中除去噪声,送给按压信号通知电路41 。由此,按压信号通知电路41在将″H″的按压信号401提供给CPU1的同时,通过使图形输入板按压检测信号100变化来将发生了笔按压的信息通知CPU1。 CPU1一旦接收到这一通知即开始位置读取处理。
噪声消除电路40,如图11(a)中所示那样,可以由一简单的低通滤波器来构成。这样,在液晶交流化信号106的电平变化点发生的脉冲或噪声,如图11(b)中所示那样,由于显示装置5与图形输入板2之间的静电耦合而被叠加到图形输入板2上生成的按压信号404上,但此噪声被噪声消除电路40所遮断,仅仅按压信号404通过噪声消除电路40。因而,如图11(C)中所示那样,通过噪声除去电路40的按压信号404,从笔按压时刻电平发生变化。此按压信号404在按压信号通知电路41作波形整形,被作为按压信号401提供给CPU1。由此,CPU1回避了由液晶交流化信号106所产生的错误按压信号404,而能正确识别笔的按压。而且,在此第四实施状态中,由CPU1将图形输入板按压检测信号100作为中断信号使用,从而能立即识别到笔按压情况的发生。
下面利用图12说明实际发生笔按压时此第四实施状态的操作的一具体示例。此操作是为了使得能有效地利用CPU的处理能力、并能大幅度地降低消耗电力。而作为处理迁移条件的信号是采用图1和图10中所示的图形输入板按压检测信号100和位置读取通知信号109。
在图10和图12中,CPU1使开关35、42成为接通状态而使除此以外的开关为断开状态,以此来设定为笔状态识别待机(步骤201)。此后,直到发生笔按压(在图形输入板2由笔按压)之前,CPU1能进行显示控制和电源控制等的所有共其它处理(步骤202)。
一旦发生笔按压操作,如先前说明的那样,由按压信号通知电路41(图10)将图形输入板按压检测信号100提供给CPU1,CPU1暂时中断步骤202中的其他处理,使得能容许产生位置读取通知信号109(步骤203)。
这样,通过硬件向CPU1通知笔的按压情况,CPU1就不必由软件常时识别笔的按压,而能进行其他的处理(步骤202)。然后,CPU1在被通知位置读取通知信号109之前一直可以进行其他处理(步骤202)。
在位置读取通知信号109一旦被送到CPU1时,CPU1,如前面说过的那样,以进行水平座标读取处理的设定来进行水平座标读取处理(步骤204)。CPU1,如图1中说明的那样,使读取的水平座标电压由A/D变换器4变换成数字数据(步骤205),将其取入进行运算处理,生成笔按压点的水平座标(步骤206)。然后,同样地进行垂直座标读取处理(步骤207),CPU1使读取的垂直座标电压由A/D变换器4变换成数字数据(步骤208),将其取入进行算处理,生成笔按压点的垂直座标(步骤209)。
在这样一系列的座标读取处理结束时,CPU1重新进行其他处理(步骤202)。
这样,在此第四实施例中能以极少的电力消耗识别到笔按压,而在笔按压识别中不占有CPU1,从而能解放CPU1去作其他处理。
再有,与图1中所示的实施例同样,依靠利用屏蔽电路8及位置读取期间信号生成电话9,期间通知电路10,能完全地回避由显示装置5产生的噪声,高准确度地读取位置座标。
图13为表示本发明的位置读取装置的第五实施状态的结构图,45为笔状态识别电路,与图10相对应的部分加以同一号码省略对其的重复说明。此第五实施状态为代替图10中所示的第四实施状态中的按压信号通知电路41,采用笔状态识别电路45。在此,此第五实施状态中的图形输入扳2上的笔按压点座标的读取操作与前面的实施例相同,所以利用图13及图14来说明成为此第五实施状态中的特征的笔状态识别电路45的操作。
在作笔按压操作时,进行与图10中所示第四实施例相同的一系列位置读取处理。此一系列处理由水平方向座标读取处理期间501和垂直方向读取处理期间502构成。而在这样的位置读取处理之后,转移到笔举起状态识别期间503,CPU1使开关35、42成为接通状态。此时如为笔按压状态,按压信号404就成为″H″,将其在噪声消除电路40中作噪声消除处理,提供给笔状态识别电路45。
在笔状态识别电路45中,由″H″按压信号404识别为笔按压中的状态,例如说,将笔状态信号401作为″H″送至CPU1。CPU1按照此″H″笔状态信号401使识别为持续的笔按压而得到位置信息作为有效,对其进行运算处理计算出图形输入板2上的笔按压点。
另一方面如为笔举起的状态,由于垂直方向透明电阻膜29与水平方向透明电阻膜30之间存在微小的间隙,垂直方向透明电阻膜29与水平方向透明电阻膜30处于绝缘状态,二者间不流通电流。因此,电阻43上生成的按压信号404为″L″,通过噪声消除电路40送给笔状态识别电路45的按压信号404为″L″。而后,笔状态识别电路45将此笔举起的状态,例如通过将笔状信号401作为″L″通知CPU1。CPU1接收到该通知,即判断紧前面所得到的位置信息有效还是无效,在这样进行了全部处理后即结束位置读取处理。
现在利用图15说明实际上的笔举起时的第五实施状态的操作的具体示例。在图15中虚线内为与图12中所示的图10的第四实施状态相同的操作,如一系列位置读取处理一结束,CPU1就使开关31、42接通,除此外的开关均断开,由此来设定笔状态识别处理状态(步骤210)。这一设定后,如为笔按压状态,即由笔状态识别电路45输出″H″的笔状态识别信号401,CPU1检测出该笔状态识别信号401或为″H″,由笔举起的判断处理211转移,识别笔按压状态并继续读取处理。而在笔状态识别处理状态(步骤210)设定后,如为笔举起状态,CPU1使在座标读取处理中笔状态识别信号401由″H″变化成为″L″,检测出成为笔举起的状态,而判断出紧接在笔举起之前读取的数据为无效的数据,进行将其舍弃的无效数据舍弃处理(步骤212)。无效数据舍弃处理(步骤212)结束后,CPU1成为再次笔按压识别待机(步骤213)状态。由检测出笔按压直至座标位置读取处理结束为数msec,在此数msec内由于笔举起操作,图形输入板2的上、下面上涂复的电阻膜29、30的接触不完全或不相接触,此时CPU1读取的座标数据即成为不可信。为避免这种情况,如上所述,进行笔举起检测,通过进行无效数据舍弃处理(步骤212),而不进行错误座标位置的读取,从而就能以更高的准确度求得笔按压位置的座标点。
在此第五实施状态中,是在座标读取处理的最后进行笔状态识别处理(步骤210),但本发明并不限于这一处理执行顺序。而且在此第五实施状态中笔状态识别处理(步骤210)是实行一次,本发明亦不限定这一次数。
上面说明了本发明的实施状态,但本发明并不仅仅限于这样的实施状态。例如,在上述各实施状态中,虽然采用STN型液晶显示装置作为液晶显示装置,但不只限于此,也可以采用TFT型液晶显示装置,而且还可以是液晶显示以外的显示装置。
而且虽然是将显示装置和图形输入板作成整体的系统结构,但即使将显示装置与图形输入板分离也是没有问题的。
再有,在上述实施状态中,将液晶显示装置的分辨率作成水平分辨率480点,垂直分辨率320行,但也不限定这样,如按照其实际情况可以相应地改变水平屏蔽期间开始寄存器10和水平屏蔽期间结束寄存器11、垂直屏蔽期间开始寄存器19和垂直屏蔽期间结束寄存器21的设定值,是很容易理解的。
如以上说明那样,采用本发明即能有效地利用CPU的处理能力,又能大幅度降低电力消耗,而且通过对笔举起状态的识别来废弃无效数据,从而能准确地读取位置。