CN1196054C - 坐标输入方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种坐标输入方法及装置，它是由一光标器在一数字板特定位置上接收其电磁场信号，转换为数字信号再回传给数字板；通过一信号确认手段，确认接收信号为最强信号；数字板方面于接收数字信号后，也经一确认手段后，再决定光标器于数字板上的坐标位置；利用前述方法在光标器与数字板间建立数字信号连结，以确保坐标装置的信号收发不受干扰，另其间还提供多重防误措施，可提高准确性与稳定性。

Description

坐标输入方法及装置

技术领域

本发明有关一种坐标输入方法及装置。

背景技术

数字板是计算机主要的坐标输入装置之一，它是配合一光标器，在数字板上移动其位置并执行点选动作，以操纵屏幕上的光标或执行功能。其工作原理是在数字板的内侧面以数组形式安装数个接收线圈与发射线圈，而光标器是在数字板上接收其发射线圈发射的模拟信号，并据以产生一模拟信号回传给数字板上的接收线圈，数字板内的接收线圈接收后，即经放大处理，再由内设的处理器判读光标器的位置，进而决定屏幕的光标位置或动作。如美国第4786765号发明专利即为应用此一原理的输入装置。另欧洲专利公开第0607694AI号专利也运用类似原理于坐标输入装置。

惟所述数字板与光标器间通过电磁场感应的信号传输方式有其显著的缺点存在：

一.易受干扰：数字板与光标器间是在空气中感应电磁场信号以构成信号的双向传输，在此期间，其感应信号易受外在环境的噪声干扰，造成***的不稳定与误动作。

二.耗电：由于光标器是由数字板感应信号后再回传，故信号强度较弱，为确保数字板可以接收到较强且稳定的信号，数字板必须使用较强的电力来发射信号，因此，其耗电量较高。

由上述可知，既有数字板与光标器间的信号传输模式存在精确度低、易受干扰及耗电等问题，有待进一步检讨，并谋求可行的解决方案。

发明内容

因此，本发明主要目的在于提供一种可在光标器与数字板间构成数字信号传输以防制干扰及达省电目的的坐标输入方法及其所采用的装置。

为实现本发明的上述目的，根据本发明一方面的一种坐标输入方法，其特点是，包括以下步骤：由光标器在数字板上接收其发射的电磁场信号；光标器将接收的电磁场信号转换为数字信号；光标器回传所述数字信号；由数字板接收光标器回传的数字信号，并进一步判断其是否为最强信号，如非最强信号，即再接收数字板下一组收发线圈发射的电磁场信号，直至接收到最强信号为止；如为最强信号，即停止发射电磁场信号，并接着接收光标器随后送来的状态信号；利用数字板接收的数字信号判断光标器在数字板上的坐标位置，并将坐标信号及状态信号传给计算机。

为实现上述目的，根据本发明另一方面的坐标输入装置，它由一光标器与一数字板组成；其特点是，所述光标器包括有：一收发天线组，用以接收数字板发射的模拟信号，或回传数字信号给数字板；一脉冲发生器，其连接于收发无线组的输出端，用以根据收发天线组接收的信号产生一激活信号；一模拟/数字转换器，其输入端是通过一放大器与收发天线组连接，用以将其接收的模拟信号转换为数字信号；一过程控制单元，其输入端是与脉冲发生器的输出端连接，其输出端是连接至模拟/数字转换器；一存储暨比较单元，其输入端分别与模拟/数字转换器的输出端及一组按键连接；其输出端是通过一并行/串行转换单元连接至收发天线组；所述数字板内设有多组收发线圈，其通过一模拟开关与一信号收发单元连接，所述信号收发单元包括有：一高频检波器，是通过一电容与所述模拟开关的输入/输出端连接，用以对收发线圈接收的数字信号进入检波处理；一差动放大器，是设于高频检波器的输出端，以作放大处理；一磁滞比较器，是对差动放大器的输出信号作确认处理；一微处理器，其输入端是通过所述电路与模拟开关的输入/输出端连接：其一控制输出端连接至模拟开关的控制端，以控制模拟开关的收发切换；一驱动电路，其输入端是通过一滤波器与一时序发生器连接，其中时序发生器是由微处理器所控制；所述驱动电路输出端是通过另一电容连接至模拟开关的输入/输出端。

所述收发天线组是由电感和电容组成的LC共振电路。

所述的数字板是采LC共振方式以发射信号，同时数字板的发射与接收信号是同时发生，主要是采用负荷调变(Load Modulation)方式进行。而数字板仅需发射一小电流，由光标器接收后转换为数字信号再回传给数字板，即可判断出光标器在数字板上的位置，进而决定计算机屏幕上的坐标，这样可较既有数字板的信号发射方式省电，而且可确保信号的准确性。

为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的***示意图；

图2是本发明数字板内部电路的线路图；

图3是本发明光标器内部电路的线路图；

图4是本发明光标器的工作流程图；

图5是本发明数字板的工作流程图。

具体实施方式

首先请参阅图1所示，其揭示有一数字板10及一光标器20，其中数字板10内部以数组形式设置数个收发线圈(图中未示)，其中收发线圈可发射模拟的电磁场信号，而由光标器20接收，光标器20上分设有压力传感器201及按键202/203，其中压力传感器201是设于光标器20前端内侧；当光标器20在数字板10上感应到电磁场信号时，即在内部转换成数字信号，再回传给数字板10，供数字板10根据所述回传的数字信号判断光标器20的坐标位置。

下面将进一步详细说明数字板10与光标器20的内部详细构造：

首先请参阅图3所示，它是光标器20的内部电路图，它包括有：

一收发天线组21，是由电感LI和电容CI组成的共振电路，用以接收数字板10发射的模拟信号，或回传数字信号给数字板10；其中，电感LI可为线圈匝数为较少者；

一脉冲发生器22，是由一RC电路与一比较器组成，其连接于收发天线组21的输出端，用以根据收发天线组21接收的信号产生一激活信号；

一模拟/数字转换器23，其输入端是通过一放大器24与收发天线组21连接，用以将其接收的模拟信号转换为数字信号；其另一输入端是与所述的压力检测器201连接，以便将模拟形式的压力信号转换为数字信号；

一过程控制单元25，其输入端是与脉冲发生器22的输出端连接，受其输出信号“唤醒”，其输出端是连接至模拟/数字转换器23，以控制其工作；

一存储暨比较单元26，其输入端分别与模拟/数字转换器23的输出端及所述按键202、203连接；其输出端是通过一并行/串行转换单元27连接至收发天线组21；

一除频器28，是连接于收发天线组21与并行/串行转换单元27之间。

至于所述电路的工作方式详如以下所述，请配合参阅图4的工作流程图：

当收发天线组21自数字板10感应一模拟信号，随即由脉冲发生器22产生一脉冲以唤醒(WAKE UP)过程控制单元25，而收发天线组21接收的信号也通过除频器28产生一脉波信号送至并行/串行转换单元27，另经放大器24作放大处理后送至模拟/数字转换器23，由过程控制单元25通知所述模拟/数字转换器23将模拟形式的信号转换为一笔新的数字数据(DATAnew)，并将其储存至存储暨比较单元26，并经并行/串行转换单元27送至收发天线组21发射，回传予数字板10。

在数字信号被回传后，所述存储暨比较单元26将再进一步比较确认所述数字信号为最强信号(DATAnew≥DATAold)，如非最强信号，即再持续感应接收数字板10下一组收发线圈发射的电磁场信号；如为最强信号，即接收压力传感器201与按键202/203的信号；

所述动作是于数字板10上是以矩阵形式布设其发射线圈，当光标器20位于数字板10上，其可感应接收到附近多组发射线圈发射的信号，而为确保回传信号的强度，即通过一确认手段，以便取强度最大的信号，所述确认手段是以目前接收的数据(DATAnew)与上一笔接收数据(DATAold)比较，如DATAnew≥DATAold，即由DATAnew取代DATAold，并持续接收另一笔DATAnew，再与先前的DATAold比较，当DATAnew小于DATAold时，即表示先前储存的DATAold为最强信号，随即停止接收数字板10的信号。

待确认接收自数字板10的信号最强时，所述过程控制单元25即通知模拟/数字转换器23从压力传感器201读取其压力阶信号，并储存至存储暨比较单元26；所述存储暨比较单元26另由按键202、203读取其状态信号即使用者的功能选择后，随即通过并行/串行转换单元27、收发天线组21将经过数字化的压力信号及按键状态信号送至数字板10，随后将DATAold归零，并重复所述步骤。

又如图2所示，是数位板10内部的电路构造，其是由多组收发线圈11通过一模拟开关13与一信号收发单元30连接，其用以发射模拟信号，或自光标器20接收其回传的数字信号；其中：

所述信号收发单元30包括有；

一高频检波器31，是通过一电容与所述模拟开关13的输入/输出端连接，用以对收发线圈11接收的数字信号进入检波处理；

一差动放大器32，是设于高频检波器31的输出端，作放大处理；

一磁滞比较器33，是对差动放大器32的输出信号作确认处理；

一微处理器34，其输入端是通过所述电路与模拟开关13的输入/输出端连接，以处理其回传且经解调的信号，并送出至计算机；又其一控制输出端是连接至模拟开关13的控制端，以控制模拟开关13的收发切换；

一驱动电路35，其输入端是通过一滤波器36与一时序发生器37连接，其中时序发生器37是由微处理器34所控制；又驱动电路35输出端是通过另一电容C1连接至模拟开关13的输入/输出端。

在所述电路设计中，是由微处理器34控制时序发生器37产生时序信号，经滤波器36作滤波处理后使驱动电路35产生一模拟信号送至模拟开关13，利用微处理器34对模拟开关13切换，使模拟信号分别由各组收发线圈11发射，至于其发射信号则采LC共振方式，其中L即各组收发线圈11，C为驱动电路35与模拟开关13间的电容，利用此种发射模式，相较于传统数字板驱动电路直接通过收发线圈发射的方式，具有省电优点。

又收发线圈11接收自光标器20回传的数字信号，由于光标器20回传的数字信号是经调变，故须由高频检波器31、差动放大器32及磁滞比较器33进行解调处理，再送至计算机。

至于所述电路的工作流程，请配合参阅图5所示：

其是于启始后，将数据DATAold归零，并通过模拟开关13的切换控制，使各收发线圈11发射模拟的电磁场信号；

自光标器20接收其回传的数字信号；

判断回传的数字信号是否为最强信号DATAnew≥DATAold？；也即通过一确认手段，以便取强度最大的信号；

所述确认手段是以目前接收的数据DATAnew与上一笔接收数据DATAold比较，如DATAnew≥DATAold，即由DATAnew取代DATAold，并持续接收另一笔DATAnew，再与先前的DATAold比较，当DATAnew小于DATAold时，即表示先前储存的DATAold为最强信号，随即接收光标器20送来的压力信号与按键状态信号，并停止发射电磁场信号。

利用所有接收自光标器20且大于零的数字信号换算出光标器20的坐标位置，随后再连同压力信号与按键状态信号，送至计算机。

以所述步骤中，由于数字板10自光标器20接收的回传信号是数字信号，故可直接供内部的信号收发处理单元30判读，其无需经过转换，且信号具体而明确。

经上述说明可了解本发明的坐标输入方法及执行所述方法的硬件装置具备下列优点：

1.精确度高，有效防止干扰：光标器上的共振电路收发天线组Q值相当高，故可产生较高的电流，相较于既有直接回传模拟信号给数字板的光标器，共振电路上的电感可使用较少的线圈匝数即可，由于电感线圈匝数愈多，愈容易被干扰，故通过本发明在光标器与数字板间构成数字信号传输模式并经多重确认的设计，可使用高Q值的共振电路及匝数少的电感，而有效排除干扰现象。

2.省电设计：由于光标器上的共振电路十分灵敏，因而数字板内的发射线圈只要发射一小电流，即可在光标器上产生电流，并经处理后回传一稳定的数字信号，相较于既有数字板须发射较大电流始能确保光标器回传的模拟信号强度，故在设计上较为省电。

又数字板本身在发射信号方面也采LC共振方式，相较于传统数字板直接由驱动电路输出信号至收发线圈发射的方式更为省电。

Claims (9)

1.一种坐标输入方法，其特征在于，包括以下步骤：

由光标器在数字板上接收其发射的电磁场信号；

光标器将接收的电磁场信号转换为数字信号；

光标器回传所述数字信号；

由数字板接收光标器回传的数字信号，并进一步判断其是否为最强信号，如非最强信号，即再接收数字板下一组收发线圈发射的电磁场信号，直至接收到最强信号为止；如为最强信号，即停止发射电磁场信号，并接着接收光标器随后送来的状态信号；

利用数字板接收的数字信号判断光标器在数字板上的坐标位置，并将坐标信号及状态信号传给计算机。

2.如权利要求1所述的坐标输入方法，其特征在于，所述光标器的状态信号包括一压力传感器产生的压力信号与一组按键的状态信号。

3.如权利要求1所述的坐标输入方法，其特征在于，所述数字板发射模拟信号予光标器及自光标器接收其回传的数字信号系同时发生，也即利用负荷调变方式进行。

4.一种坐标输入装置，它由一光标器与一数字板组成；其特征在于：

所述光标器包括有：

一收发天线组，用以接收数字板发射的模拟信号，或回传数字信号给数字板；

一脉冲发生器，其连接于收发天线组的输出端，用以根据收发天线组接收的信号产生一激活信号；

一模拟/数字转换器，其输入端是通过一放大器与收发天线组连接，用以将其接收的模拟信号转换为数字信号；

一过程控制单元，其输入端是与脉冲发生器的输出端连接，其输出端是连接至模拟/数字转换器；

一存储暨比较单无，其输入端分别与模拟/数字转换器的输出端及一组按键连接；其输出端是通过一并行/串行转换单元连接至收发天线组；

所述数字板内设有多组收发线圈，其通过一模拟开关与一信号收发单元连接，所述信号收发单元包括有：

一高频检波器，是通过一电容与所述模拟开关的输入/输出端连接，用以对收发线圈接收的数字信号进入检波处理；

一差动放大器，是设于高频检波器的输出端，以作放大处理；

一磁滞比较器，是对差动放大器的输出信号作确认处理；

一微处理器，其输入端是通过所述电路与模拟开关的输入/输出端连接；其一控制输出端连接至模拟开关的控制端，以控制模拟开关的收发切换；

一驱动电路，其输入端是通过一滤波器与一时序发生器连接，其中时序发生器是由微处理器所控制；所述驱动电路输出端是通过另一电容连接至模拟开关的输入/输出端。

5.如权利要求4所述的坐标输入装置，其特征在于，其收发天线组与并行/串行转换单元之间设有一除频器。

6.如权利要求4所述的坐标输入装置，其特征在于，所述收发天线组是由电感和电容组成的LC共振电路。

7.如权利要求4所述的坐标输入装置，其特征在于，所述脉冲发生器是由一比较器与一RC电路组成。

8.如权利要求4所述的坐标输入装置，其特征在于，所述模拟/数字转换器的另一输入端是与一压力检测器连接。

9.如权利要求4所述的坐标输入装置，其特征在于，所述数字板的多组收发线圈是与模拟开关及信号收发单元间的电容构成LC共振以发射信号。

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