專利名稱:數(shù)字的數(shù)字化轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)輸入系統(tǒng)的制作方法
本申請(qǐng)涉及一種包括圖形輸入板和指點(diǎn)構(gòu)件(例如記錄針、游標(biāo)或鼠標(biāo))的數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)輸入系統(tǒng)。特別是,本申請(qǐng)涉及一種在圖形輸入板和指示器之間來回傳送數(shù)字信號(hào)的坐標(biāo)輸入系統(tǒng)。
本申請(qǐng)涉及申請(qǐng)人自己的美國專利4,878,553、5,028,745、5,600,105、5,679,930、6,661,269、5,629,500、5,672,852、5,644,108和美國專利申請(qǐng)流水號(hào)08/870,712、08/917,891、08/806,160和08/840,617,上述文獻(xiàn)所披露的所有內(nèi)容在這里均引用作為參考。
數(shù)字轉(zhuǎn)換器在例如美國專利4,878,553和5,028,745的現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)是公知的。這里的
圖1、3和5示出了涉及`553和`745專利的現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。
在例如現(xiàn)有技術(shù)的圖1中,所述指示器具有一個(gè)以頻率f0諧振的諧振電路,和將這個(gè)部分作用于由所述圖形輸入板的環(huán)形線圈產(chǎn)生的波上。所述指示器接收來自所述圖形輸入板的波和傳送已產(chǎn)生的波返回給所述圖形輸入板,所以,所述圖形輸入板能夠檢測所述指示器相對(duì)于它的位置。這個(gè)指示器諧振電路被連接到一個(gè)電容器(C開關(guān)單元)上,該電容器根據(jù)筆的壓力改變?nèi)萘?,諧振頻率在f0±Δf(筆壓力變化)的范圍內(nèi)變化。利用圖形輸入板檢測作為相位變化的這個(gè)頻率變化就檢測了所述筆壓力。當(dāng)這個(gè)將指示器(例如記錄針)壓力信息傳送給圖形輸入板的方法被滿足時(shí),在一定方面還可以改善。
現(xiàn)有技術(shù)的圖3示出了一種傳統(tǒng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器通信方法。一個(gè)小容量電容器經(jīng)過一個(gè)開關(guān)被連接到所述指示器的諧振電路上,從而使得通過操作該開關(guān)能夠稍微地改變該諧振頻率。通過檢測圖形輸入板一側(cè)信號(hào)的相位偏移檢測這個(gè)開關(guān)的操作。因此,這個(gè)傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)使用了來自所述指示器信號(hào)的相位。
關(guān)于檢測在所述圖形輸入板上的記錄針的壓力方面,現(xiàn)有技術(shù)中的圖5示出了一個(gè)傳統(tǒng)的筆壓力檢測方法。一個(gè)被稱之為C-開關(guān)單元的小容量可變電容器被連接到該指示器的諧振電路上。這個(gè)C-開關(guān)單元被用做筆壓力傳感器,該C-開關(guān)的容量根據(jù)筆壓力而變化。所述容量按照0到500g的范圍在從幾個(gè)F到100pF的范圍內(nèi)精確改變,借此,用以檢測作為相位值的筆尖上所施加的筆壓力。
從上述可以很明顯地看出,在現(xiàn)有技術(shù)中需要一種改進(jìn)的方法和系統(tǒng)以精確地檢測所述筆壓力。在現(xiàn)有技術(shù)中還需要一種系統(tǒng)/方法,使得所述圖形輸入板能夠在不損失所述系統(tǒng)性能的情況下以一種有效的方式識(shí)別正在與其結(jié)合使用的指示器。
本發(fā)明的目的就是為了滿足現(xiàn)有技術(shù)的上述需要以及其它需要。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng),其中,在一個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)中,數(shù)字信號(hào)在所述指示器和所述圖形輸入板之間來回傳送。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種系統(tǒng),其中,在不顯著損害系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上以一種有效的方式將用于圖形輸入板識(shí)別所述指示器的識(shí)別信號(hào)傳送給所述圖形輸入板。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是通過從所述指示器到所述圖形輸入板傳送的數(shù)字信號(hào)提供一種壓力檢測。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種在所述指示器中使用的諧振電路。
本發(fā)明的在一個(gè)目的是執(zhí)行從所述圖形輸入板的接收,和向所述圖形輸入板的傳送。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種在所述圖形輸入板處排列成在X軸方向和Y軸方向重疊的多個(gè)環(huán)形線圈。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是通過掃描至少某些和可能是所有的線圈和內(nèi)插所述的接收電平計(jì)算多個(gè)坐標(biāo)值。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是首先在一個(gè)或兩個(gè)軸向上掃描所有的線圈,然后當(dāng)發(fā)現(xiàn)所述指示器時(shí)執(zhí)行部分掃描(即段掃描)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是檢測所述筆從側(cè)突起部(side lobes)開始的傾斜。
本發(fā)明提供的一種數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)輸入系統(tǒng),該數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)輸入系統(tǒng)包括一數(shù)字轉(zhuǎn)換器圖形輸入板,它包括了多個(gè)導(dǎo)電機(jī)構(gòu);一指示器,用于最接近的操作所述圖形輸入板,以便輸入坐標(biāo)信息;至少某些所述圖形輸入板的所述導(dǎo)電機(jī)構(gòu)用于產(chǎn)生電磁波,該電磁波被傳送給所述指示器,并確定了對(duì)指示器的一個(gè)ID請(qǐng)求以使表示指示器ID的ID信息傳送給圖形輸入板;和所述指示器包括從圖形輸入板接收請(qǐng)求的電路,和其中,所述指示器譯碼來自所述圖形輸入板的所述請(qǐng)求并響應(yīng)這個(gè)請(qǐng)求將用于識(shí)別該指示器的所述指示器ID信息傳送給所述圖形輸入板。
本發(fā)明的目的、特征將參考附圖、結(jié)合實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1簡要地示出了包括指示器(包括一個(gè)調(diào)諧電路)和所述指示器在其上面移動(dòng)的相應(yīng)圖形輸入板的傳統(tǒng)數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng);圖2的框圖簡要地示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器圖形輸入板和相應(yīng)的指示器電路;圖3簡要地示出了圖1所示傳統(tǒng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的不同特性;圖4簡要地示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的數(shù)字的數(shù)字轉(zhuǎn)換器的不同特性;圖5簡要地示出了圖1所示傳統(tǒng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的不同特性;圖6簡要地示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的數(shù)字的數(shù)字轉(zhuǎn)換器的不同特性;圖7簡要地示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例用于提取時(shí)鐘信號(hào)的電路和技術(shù);圖8簡要地示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例與數(shù)字化筆壓力結(jié)合使用的電路和技術(shù);圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電源提取電路;圖10示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字指示器(例如,記錄針或筆)的框圖;圖11示出了可施加到圖10所示指示器電路上的各種波形;圖12示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的從一個(gè)圖形輸入板到一個(gè)指示器的數(shù)字通信的各種波形;圖13示出了在本發(fā)明某些實(shí)施例中使用的與傳輸持續(xù)時(shí)間檢測技術(shù)有關(guān)的電路和相應(yīng)波形;圖14的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的具有ID功能的一個(gè)指示器;圖15示出了當(dāng)傳送一個(gè)特殊命令時(shí)的各種波形;圖16示出了當(dāng)傳送另一個(gè)命令時(shí)的各種波形;圖17示出了當(dāng)傳送再另一個(gè)命令時(shí)的各種波形;圖18的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例用于頻移的指示器電路;
圖19示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的電路和與頻移電路相關(guān)的波形;圖20示出了在本發(fā)明某些實(shí)施例中使用的MOSFET;圖21示出了在本發(fā)明多模式實(shí)施例中所采取的步驟;圖22(a)和(b)示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例在檢測指示器旋轉(zhuǎn)過程中使用的相鄰指示器線圈;圖23的簡要框圖示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例用于檢測指示器旋轉(zhuǎn)的電路;圖24示出了根據(jù)本發(fā)明圖22和23所示的實(shí)施例用于檢測旋轉(zhuǎn)角的電路和相應(yīng)波形;圖25示出了傳統(tǒng)的傳送/接收方法以及根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的傳送/接收方法;圖26示出了在傳輸線圈掃描期間發(fā)送的波形;圖27示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的一個(gè)圖形輸入板的電路;圖28示出了圖27所示電路的波形;圖29示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的時(shí)鐘信號(hào)提取電路;圖30示出了經(jīng)過圖29所示電路提取的時(shí)鐘信號(hào);圖31示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的筆壓力零調(diào)節(jié)電路;圖32示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的數(shù)據(jù)返回電路;圖33示出了在圖32所示數(shù)據(jù)返回電路中使用的波形;圖34示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在指示器中由二極管轉(zhuǎn)換的諧振電路;圖35示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)側(cè)開關(guān)檢測電路;圖36示出了圖35所示電路的操作波形;圖37示出了在本發(fā)明某些實(shí)施例中使用的具有小電流損耗的開關(guān)電路;圖38示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例在具有擦除器的一個(gè)指示器中的電路;圖39示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)命令接收電路;圖40示出了圖39所示電路的波形;圖41示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例向64位熔絲型ROM的寫入;圖42示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例在給定的接收命令事件中的波形操作;圖43示出了另一個(gè)接收命令操作給出的波形;圖44示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例用于提升頻移信號(hào)的電路。
下面。將參考附圖進(jìn)行描述,在所述附圖中,相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件。
圖2簡要地示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例確認(rèn)的數(shù)字的數(shù)字化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。指示器1除了具有所述諧振電路(線圈3和電容器5)之外還具有一個(gè)IC,如果需要,所述IC2被提供有多個(gè)開關(guān)7和模擬傳感器9。并且,內(nèi)部裝有ROM11,在ROM11內(nèi)存儲(chǔ)有被寫入的該指示器的唯一ID碼。用于指示開關(guān)7和傳感器9狀態(tài)的所有這些信息在所述圖形輸入板處被檢測。另外,在該圖形輸入板和該指示器之間執(zhí)行雙向數(shù)字通信。圖形輸入板13傳送4或5位數(shù)字代碼,指示器1接收該數(shù)字代碼,并將相應(yīng)于那個(gè)代碼的信息作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)返回給圖形輸入板13。圖2所示的關(guān)系僅僅是為了便于綜述本發(fā)明的某些實(shí)施例,而不表示實(shí)際的具體配置。
基本的數(shù)字筆技術(shù)是在1993年研制的,但是,最早的研制是為了解決在所述圖形輸入板上進(jìn)行相位信息檢測和降低成本的需要而進(jìn)行的。由于這種技術(shù)在功能性方面而不是在降低成本方面顯示出更加具有前途,因此,此后這種研制在實(shí)現(xiàn)附加功能方面獲得了進(jìn)展。
由數(shù)字通信型圖形輸入板使用的筆被稱之為數(shù)字筆。所述數(shù)字筆不同于傳統(tǒng)的筆壓力筆它采用的是筆壓力和開關(guān)信息與所述圖形輸入板進(jìn)行通信的方法。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例使用數(shù)字通信系統(tǒng)的通信方法。所述指示器具有一個(gè)傳統(tǒng)配置的包括線圈3和至少一個(gè)電容器5的諧振電路并從和到所述圖形輸入板交替地執(zhí)行傳送和接收恒頻波。在某些實(shí)施例中,當(dāng)所述圖形輸入板中的一組線圈可能正在向所述筆傳送波和該圖形輸入板的其它組線圈可能正在從所述筆接收波時(shí),從所述圖形輸入板的波的傳送和接收中的每一個(gè)都可以連續(xù)進(jìn)行。如該圖所示,電子開關(guān)15被連接到所述指示器的諧振電路上。當(dāng)這個(gè)開關(guān)截止時(shí),所述諧振電路是可操作的,由此,可以在所述圖形輸入板處檢測來自所述指示器(例如筆、游標(biāo)、鼠標(biāo)等)的信號(hào)。但是,一旦所述開關(guān)導(dǎo)通,所述諧振電路就不諧振,因此不能再從所述圖形輸入板處檢測到所述信號(hào)?,F(xiàn)在,如該圖所示用以時(shí)間為基礎(chǔ)的串行數(shù)字信號(hào)作為這個(gè)開關(guān)15的控制信號(hào)執(zhí)行控制。如該圖所示,在隨所述數(shù)字信號(hào)改變的定時(shí)與在所述圖形輸入板處傳送和接收的定時(shí)相互匹配的情況下,被接收的信號(hào)跟隨所述指示器的控制信號(hào)和在所述圖形輸入板上出現(xiàn)或不出現(xiàn)。在該圖中,外加的“00101”作為諧振電路控制信號(hào),這樣,所述圖形輸入板通過檢測表示信號(hào)存在/不存在的這個(gè)值來檢測關(guān)于“00101”的數(shù)字信息。這里,在所述指示器的控制信號(hào)是“1”的情況下,在圖形輸入板處檢測不到所述信號(hào),因此,在出現(xiàn)接收信號(hào)的情況下,將判斷為“0”,而在被沒有出現(xiàn)接收信號(hào)的情況下,將判斷為“1”。這是一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng),在該系統(tǒng)中,數(shù)字代碼被直接串行地傳送。在所述數(shù)字通信系統(tǒng)中的圖形輸入板只需要檢測信號(hào)的存在/不存在,因此,和傳統(tǒng)的配置一樣不需要進(jìn)行相位檢測的確認(rèn)。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例使用數(shù)字筆的筆壓力檢測原理。如圖所示,電子開關(guān)15被連接到所述數(shù)字筆的諧振電路上,這個(gè)開關(guān)與圖4中所示由串行數(shù)字信號(hào)控制的所述開關(guān)相同。如圖6所示,所述數(shù)字筆的內(nèi)部具有一個(gè)筆壓力檢測電路17,該電路17輸出數(shù)字值的筆壓力。用于數(shù)字化所述筆壓力的實(shí)際位數(shù)是根據(jù)所需筆壓力的分辨率(pen pressure resolution)設(shè)定的。例如,8位可以處理256個(gè)階梯的筆壓力檢測,10位可以處理1024個(gè)階梯的筆壓力檢測。圖6示出了由8位數(shù)字值表示所述筆壓力的情況。串行轉(zhuǎn)換器19對(duì)所獲得的8位數(shù)字信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換后的信號(hào)被用于控制所述諧振電路。在圖6中,所述筆壓力是“01001010”,這個(gè)代碼是根據(jù)在圖形輸入板處被接收信號(hào)的存在/不存在檢測的。另外,雖然該圖沒有示出,但是,還提供了一個(gè)分離電路,用于對(duì)在諧振電路處產(chǎn)生的信號(hào)整形以獲得一個(gè)電源。
在試圖實(shí)現(xiàn)無電池供電和可用電池供電配置的筆壓力的筆的過程中存在一系列問題。首先,存在的一個(gè)問題是如何將一個(gè)諸如筆壓力的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字。傳統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器消耗極大的電功率,和提供具有從所述諧振電路獲得的精密電能的電功率是困難的。其次,存在的另一個(gè)問題是如何獲得用于串行轉(zhuǎn)換數(shù)字化筆壓力信息的時(shí)鐘。
本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例從如何獲得所述時(shí)鐘信號(hào)來描述有關(guān)時(shí)鐘的提取。參看圖7,依順序連接所述諧振電路的是檢測電路21、比較器23、積分電路25和比較器27?!癮”到“f”指示圖中每個(gè)部分處的波形,水平軸表示時(shí)間軸。在所述圖中,一個(gè)波是由“a”所示的定時(shí)處從所述圖形輸入板傳送的??瞻撞糠质墙邮罩芷?,在該周期中,從所述筆的角度來看所述波是停止的。也就是說,在相對(duì)長的傳送之后有一個(gè)接收周期,而在該接收周期之后有一個(gè)相對(duì)短的傳送周期、一個(gè)接收周期,如此交替等等。
再參看圖7,“b”表示利用地電位作為基準(zhǔn)在所述諧振電路(包括線圈3和電容器5)兩側(cè)之一產(chǎn)生的高頻信號(hào),所產(chǎn)生的信號(hào)在正、負(fù)兩側(cè)波動(dòng)。在從圖形輸入板開始傳送波之后電壓并不立即產(chǎn)生;而是隨著時(shí)間的推移產(chǎn)生逐漸升高電壓的信號(hào)。在從圖形輸入板的傳送期間經(jīng)過一定量的時(shí)間后,諧振電路的電壓變得飽和并不再增加。當(dāng)波傳送停止時(shí),信號(hào)“b”逐漸減弱。信號(hào)“c”是一個(gè)用于所述檢測電路的輸出波形,并用于檢測信號(hào)“b”的正包絡(luò)。信號(hào)“d”是一個(gè)比較器輸出信號(hào),用于將這個(gè)信號(hào)與一個(gè)恒定電平進(jìn)行比較并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。這個(gè)信號(hào)“d”是一個(gè)數(shù)字信號(hào),與在圖形輸入板處波傳送的開始比較,信號(hào)“d”的上升稍微延遲,而與在圖形輸入板處波傳送的結(jié)束比較,信號(hào)“d”的下降稍微延遲。這幾乎與在所述圖形輸入板處的傳送/接收定時(shí)是同步的。在圖6中,信號(hào)“d”是所述時(shí)鐘信號(hào)。
關(guān)于圖6所示的數(shù)字筆電路,其中,當(dāng)對(duì)將要返回的數(shù)字信息執(zhí)行串行轉(zhuǎn)換19時(shí)不僅要和在圖形輸入板處的傳送/接收定時(shí)同步,并且當(dāng)所述第一位(bit)將要返回時(shí),它必須與所述圖形輸入板保持一致。因此,在圖7中積分電路和比較器也被連接到信號(hào)“d”的輸出上。使所述積分電路輸出信號(hào)“e”的電壓逐漸增加,所以,在波傳送時(shí)間短的情況下,它不能達(dá)到比較器的所述閾值該比較器連接在積分電路的后面,但在傳送時(shí)間足夠長的情況下,它能夠在所述傳送周期內(nèi)達(dá)到所述閾值,由此,獲得諸如該圖所示的復(fù)位信號(hào)“f”。雖然在圖6中沒有示出,但是,在這個(gè)復(fù)位信號(hào)“f”被用于復(fù)位所述串行轉(zhuǎn)換電路和在圖7的“a”所示的定時(shí)處執(zhí)行傳送的情況下,可以安排一操作,其中,在足夠長的傳送之后的傳送/接收中所述數(shù)據(jù)的第一位被返回,和所述后續(xù)位被陸續(xù)返回。該圖形輸入板預(yù)先了解這些定時(shí),所以,它能夠在沒有誤差的情況下檢測正在從所述指示器返回的一定數(shù)量位的數(shù)字信息。
關(guān)于在所述圖形輸入板上的筆壓力,圖8示出了利用很少的電損耗將模擬量的筆壓力轉(zhuǎn)換為數(shù)字的方法。如圖7a所示,在一個(gè)定時(shí)處,電或電磁波被從所述圖形輸入板發(fā)射,在某些實(shí)施例中,在所述定時(shí)中,具有一個(gè)后面跟隨有一個(gè)接收周期的足夠長的傳送周期,和相對(duì)短的傳送周期和接收周期相互交替。這里,“足夠長的傳送周期”此后將被稱之為“猝發(fā)周期”(burstperiod)。筆壓力檢測是在這個(gè)猝發(fā)周期中執(zhí)行的。另外,作為數(shù)字信號(hào)檢測的筆壓力信息在所述猝發(fā)周期之后的的傳送/接收中每次被陸續(xù)返回一位。
下面將描述在所述猝發(fā)周期內(nèi)如何進(jìn)行筆壓力檢測。如圖8所示,在所述指示器中設(shè)置有一個(gè)計(jì)數(shù)電路31,它的時(shí)鐘端33被連接到所述諧振電路。即,這樣配置是用于對(duì)在所述諧振電路中產(chǎn)生的高頻波計(jì)數(shù)。另外,可變電容器C開關(guān)單元35可以被用做所述筆壓力傳感器。在該圖中使用的復(fù)位信號(hào)“f”是在圖7中獲得的未加改變的信號(hào)“f”。這個(gè)復(fù)位信號(hào)被提供給由一個(gè)C開關(guān)單元和電阻器組成的積分電路。信號(hào)“g”是從所述積分電路輸出的信號(hào),并具有諸如該圖所示的波形。因此,在提供給所述C開關(guān)單元的筆壓力為較小的情況下,所述積分電路的時(shí)間常數(shù)較小,在提供給它的筆壓力為較大的情況下,所述時(shí)間常數(shù)較大。因此,所述筆壓力越大,信號(hào)“g”具有逐漸越升高的波形,如該圖所示。這個(gè)信號(hào)“g”被提供給與門電路39,該電路在其一側(cè)上將輸入進(jìn)行反相,由此獲得信號(hào)“h”,該信號(hào)“h”的脈沖寬度是由從所述復(fù)位信號(hào)“f”的上升時(shí)間到到達(dá)所述“與”門電路的輸入閾值時(shí)的周期所規(guī)定的。這個(gè)信號(hào)“h”具有一個(gè)波形,在這個(gè)波形中,筆壓力越大,脈沖寬度就越寬。這個(gè)脈沖信號(hào)“h”被輸入給所述計(jì)數(shù)電路的一端,只有在這個(gè)脈沖周期期間所述計(jì)數(shù)電路才工作。即,在筆壓力較小的情況下,計(jì)數(shù)電路的計(jì)數(shù)值較小,而在筆壓力較大的情況下,所述計(jì)數(shù)值就較大。換言之,所述筆壓力被數(shù)字化。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例用于提取電功率源的電路。采用0.1到0.47μF左右的電容器是適當(dāng)?shù)?。所獲得的電源電壓取決于來自所述圖形輸入板的傳送功率和指示器電路的規(guī)模,但是,可以獲得1.5到1.8V左右的電壓。
結(jié)合上述圖6到圖9可以獲得圖10的數(shù)字指示器。圖11示出了圖10中由“a”到“j”表示的每個(gè)部分的波形。
在諸如圖10“a”所示一定時(shí)處從在所述圖形輸入板有波傳送的情況下,在所述諧振電路中獲得諸如由“b”表示的波形。在所述北比較器中對(duì)這個(gè)波形進(jìn)行檢測和整形以提取由“c”表示的時(shí)鐘信號(hào)。另外,圖形輸入板以長于一般周期的周期(猝發(fā))連續(xù)傳送所述波形,以便通知用于返回所述第一位的定時(shí)。由此,信號(hào)“c”保持高電平一個(gè)長周期以對(duì)應(yīng)所述猝發(fā)周期。在所述猝發(fā)周期期間,經(jīng)過所述積分電路的這個(gè)信號(hào)“c”導(dǎo)致諸如信號(hào)“e”的一個(gè)逐漸上升的波形。在比較器中對(duì)這個(gè)信號(hào)整形,因此產(chǎn)生信號(hào)“f”,該信號(hào)只有在所述猝發(fā)周期期間產(chǎn)生脈沖。
這個(gè)信號(hào)“f”是前述的復(fù)位信號(hào)。利用還經(jīng)過了由所述C開關(guān)和電阻器組成的積分電路的這個(gè)信號(hào)“f”獲得寬度根據(jù)筆壓力變化的脈沖信號(hào)“h”。這個(gè)脈沖信號(hào)“h”被輸入給所述計(jì)數(shù)器的致能端,從而,在這個(gè)脈沖周期期間輸入的波形數(shù)被計(jì)數(shù),借此,將所述筆壓力轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。圖11所示的信號(hào)“i”表示在所述計(jì)數(shù)器內(nèi)計(jì)數(shù)的高頻信號(hào)。
由在所述計(jì)數(shù)器內(nèi)經(jīng)過數(shù)字轉(zhuǎn)換的8位輸出和SW1和SW2組成的總數(shù)為10位的信號(hào)被輸入給并行/串行轉(zhuǎn)換電路,以獲得其串行輸出的信號(hào)“j”。此時(shí)使用的時(shí)鐘信號(hào)是在信號(hào)“c”基礎(chǔ)上已經(jīng)建立的信號(hào)“d”。另外,復(fù)位信號(hào)“f”被加到所述并行/串行轉(zhuǎn)換電路的復(fù)位輸入端上,從而在每次傳送一個(gè)數(shù)據(jù)串(burst)時(shí),更新并行/串行轉(zhuǎn)換電路內(nèi)所述緩沖器中的數(shù)據(jù)。也就是說,所述操作是這樣進(jìn)行的每當(dāng)傳送一個(gè)數(shù)據(jù)串(burst)時(shí),10位數(shù)據(jù)被傳送,這些數(shù)據(jù)從第一位開始陸續(xù)輸出相對(duì)于后續(xù)輸入時(shí)鐘信號(hào)“d”的每個(gè)前沿。所述SW1和SW2相應(yīng)于由華盛頓、溫哥華Wacon Tech公司銷售的傳統(tǒng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器筆側(cè)開關(guān)。
并行/串行轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)“j”被連接到與所述諧振電路連接的所述開關(guān)的控制端,從而根據(jù)將被返回的數(shù)據(jù)導(dǎo)通或關(guān)斷所述諧振電路。即,所述開關(guān)與波傳送/接收的定時(shí)同步地被導(dǎo)通或關(guān)斷,這樣,當(dāng)所述開關(guān)被關(guān)斷時(shí),利用所述圖形輸入板的環(huán)形線圈(loop coil)檢測來自所述筆的波,而當(dāng)所述開關(guān)被導(dǎo)通時(shí),則不對(duì)所述波進(jìn)行檢測。因此,在是否存在被所述圖形輸入板接收的信號(hào)的基礎(chǔ)上,來自所述筆的信息可以被檢測為1或0。參考圖10和11所描述的這個(gè)操作恰好與參考圖6到圖8所描述的操作相同。
圖10還附加有單穩(wěn)多諧振蕩電路(one-shot mono/multi circuit)41。信號(hào)C(C’)經(jīng)過所述單穩(wěn)多諧振蕩電路獲得時(shí)鐘信號(hào)“d”,這個(gè)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路41等效于74HC123和類似電路,從而在輸入信號(hào)前沿定時(shí)的基礎(chǔ)上建立具有恒定寬度的脈沖信號(hào)。下面將描述在某些實(shí)施例中為何需要這種電路的原因。
圖11示出了一個(gè)例子,在這個(gè)例子中,串行轉(zhuǎn)換的信號(hào)“j”由與所述筆壓力相關(guān)的“10001101”,與SW1相關(guān)的0,與SW2相關(guān)的1所組成。在“1”作為所述信號(hào)“j”被提供的情況下,所述諧振電路立即短路輸出,所以,在所述諧振電路的兩個(gè)邊沿,信號(hào)“b”和它的實(shí)際檢測信號(hào)“c”具有諸如圖11底部所示“b”和“c”的波形。即,所述諧振電路的控制信號(hào)“j”剛一上升,信號(hào)“b”立即下降,所述時(shí)鐘信號(hào)也立即下降。但是,所述諧振電路必須被繼續(xù)短路一定的時(shí)間。其原因是在所述傳送時(shí)間結(jié)束前解除電路控制的情況下,在剩余傳送時(shí)間的期間內(nèi),所述諧振電路內(nèi)的電壓被不希望地上升到某個(gè)程度。因此,包括單穩(wěn)多諧振蕩電路41的電路使得能夠建立一個(gè)信號(hào),該信號(hào)能夠在所述返回?cái)?shù)據(jù)是“1”的情況下使所述信號(hào)“c”在短時(shí)間內(nèi)下降時(shí)將高電平保持一定的時(shí)間。
由于所述筆壓力正在被轉(zhuǎn)換為所述筆范圍的數(shù)字值和作為數(shù)字信號(hào)被返回到所述圖形輸入板,所以,在本發(fā)明某些實(shí)施例的數(shù)字通信系統(tǒng)中出現(xiàn)了檢測所述指示器唯一ID碼的新指向。
但是,在將指示器ID信息加到從指示器返回向所述圖形輸入板傳送的信號(hào)上的過程中存在一個(gè)問題、其中所述圖形輸入板中ID數(shù)據(jù)越長坐標(biāo)檢測的取樣速度就變得越慢。首先描述ID長度和取樣速度之間的關(guān)系,在不執(zhí)行ID檢測的情況下,取樣速度是每秒203個(gè)點(diǎn),在附加8位ID的情況下,將被減少到每秒164個(gè)點(diǎn),在附加10位ID的情況下,被減少到每秒137個(gè)點(diǎn),和在附加16位ID的情況下,減少到每秒104個(gè)點(diǎn)。根據(jù)這種情況,我建議了一種不減少取樣速度的ID檢測方法。在我的系統(tǒng)/方法中,指示器ID信息以數(shù)字形式但是以不連續(xù)方式從指示器(例如,記錄針或游標(biāo))傳輸給所述圖形輸入板。而只有當(dāng)所述圖形輸入板請(qǐng)求的時(shí)候所述ID信息才可被間歇或交替地傳輸,或只有當(dāng)所述系統(tǒng)被初始化或被最初接通或貼近指示器被所述圖形輸入板的重疊環(huán)形線圈檢測時(shí)才被交替?zhèn)鬏敗?br>
筆壓力信息是實(shí)時(shí)變化的,但可以認(rèn)為,ID信息是所述指示器的一個(gè)唯一值,因而不能改變。由此,所述ID信息只需要被檢測一次,所以,根據(jù)來自所述圖形輸入板的請(qǐng)求進(jìn)行檢測就足夠了。我考慮向所述筆提供一個(gè)用于接收功能的命令,以便實(shí)現(xiàn)這個(gè)檢測。因此,無論何時(shí)圖形輸入板經(jīng)過以波形式傳送數(shù)字請(qǐng)求數(shù)據(jù)向指示器請(qǐng)求指示器ID信息時(shí),指示器譯碼該請(qǐng)求并使所述指示器的電路輸出數(shù)字指示器ID數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)被傳送回給所述圖形輸入板。
關(guān)于執(zhí)行從圖形輸入板到所述筆的數(shù)字通信的方法,對(duì)于一個(gè)簡單結(jié)構(gòu)來講,該方法只表示在波傳送期間的“0”或“1”。圖12描述了這種方法。在圖12中,水平軸是時(shí)間軸,在從所述圖形輸入板接收利用波傳送的由時(shí)間長度表示的數(shù)字信息“0,1,0,1”的電磁波或電波的情況下,在指示器的諧振電路中產(chǎn)生諸如該圖所示的信號(hào)。根據(jù)對(duì)“0”或“1”這些信號(hào)的檢測獲得多個(gè)脈沖寬度不同的信號(hào)。因此,當(dāng)所述圖形輸入板希望請(qǐng)求來自指示器的指示器ID信息時(shí),所述圖形輸入板簡單地使它的環(huán)形線圈產(chǎn)生預(yù)定的電磁波,該電磁波以一種方式[見圖12](例如持續(xù)時(shí)間順序)被傳送給所述指示器,從而使由所述指示器接收的數(shù)字信息指示該ID請(qǐng)求。
如果可以在所述指示器內(nèi)檢測到這個(gè)脈沖寬度,就可以檢測到從所述圖形輸入板傳送的該數(shù)字代碼。
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例用于檢測來自所述圖形輸入板的所述波傳送持續(xù)時(shí)間或脈沖寬度的原理。在圖12中,用于根據(jù)傳送時(shí)間獲得脈沖寬度變化的信號(hào)的方法已經(jīng)在圖7中進(jìn)行了描述,因此這里省略了有關(guān)描述。在圖13中,有兩組具有不同時(shí)間常數(shù)的積分電路43,其中的每一個(gè)都被連接到一個(gè)比較器上,另外,兩個(gè)積分電路的輸入端是公共的。其脈沖寬度根據(jù)傳送時(shí)間變化的信號(hào)被輸入給所述輸入端,如該圖所示。即,在脈沖輸入期間,借助于連續(xù)施加到輸入端的三種類型的脈沖寬度、即t1、t2和t3,在兩個(gè)積分電路的輸出端處將產(chǎn)生一個(gè)具有逐漸增加的電壓信號(hào)。
當(dāng)所述脈沖的輸出持續(xù)時(shí)間僅僅是最短的t1時(shí)間時(shí),該脈沖在兩個(gè)積分電路43的輸出信號(hào)達(dá)到比較器45的閾值之前結(jié)束,這樣,在其輸出側(cè)沒有信號(hào)產(chǎn)生。
接著,當(dāng)所述脈沖的輸出持續(xù)時(shí)間僅僅是長于t1的t2時(shí)間時(shí),經(jīng)過具有較小時(shí)間常數(shù)的積分電路的信號(hào)m比經(jīng)過具有較大時(shí)間常數(shù)的積分電路的信號(hào)m上升要快,由此,只從具有較小時(shí)間常數(shù)的比較器產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)m。
接著,當(dāng)所述信號(hào)的輸出持續(xù)時(shí)間僅僅是最長時(shí)間的t3時(shí)間時(shí),從二者的輸出端產(chǎn)生脈沖信號(hào)m和r(或R)。
因此,可以通過觀察具有不同時(shí)間常數(shù)的兩個(gè)積分電路的輸出識(shí)別三種脈沖寬度。至于檢測時(shí)間的方法,通常使用多個(gè)計(jì)數(shù)器,但是,運(yùn)行一個(gè)定時(shí)器常數(shù)(timer constant)增加功率的損耗,并且可以預(yù)見在接收作為所述數(shù)據(jù)串信號(hào)的最長波的情況下,這種方法將實(shí)現(xiàn)無電源(power-free),信號(hào)出現(xiàn)在積分電路的輸出端“d”和“e”處。存儲(chǔ)在兩位移位寄存器中的命令數(shù)據(jù)在這個(gè)信號(hào)“e”的前沿定時(shí)處被傳送給所述譯碼器,和該操作接著進(jìn)行以根據(jù)這個(gè)數(shù)據(jù)來控制圖中所示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)(data switcher)。
圖15示出了與所述部分的每一個(gè)相關(guān)的波形,它示出了從所述圖形輸入板傳送的一個(gè)命令
和返回的筆壓力和側(cè)開關(guān)數(shù)據(jù)的操作。在從圖形輸入板接收所述命令
時(shí),圖14所示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)47選擇第一信號(hào)線,即連續(xù)傳送(由轉(zhuǎn)換為8位數(shù)字值的所述筆壓力數(shù)據(jù)和側(cè)開關(guān)信息組成的)總數(shù)為10位的信號(hào)的信號(hào)線,這使得所述諧振電路導(dǎo)通或截止。此時(shí),用于控制所述諧振電路的信號(hào)“j”被每次一位地與所述時(shí)鐘信號(hào)“c”的定時(shí)同步地陸續(xù)傳送。也就是說,由于在用于控制所述諧振電路的數(shù)據(jù)是[1]的情況下諧振電路不工作,所以,圖形輸入板不從該筆接收波。另外,由于在用于控制所述諧振電路的數(shù)據(jù)是
的情況下信號(hào)“j”不影響所述諧振電路,,所以,所述圖形輸入板從該筆接收波。因此,該圖形輸入板然后能夠通過被接收信號(hào)的存在/不存在檢測筆壓力和該側(cè)開關(guān)的狀態(tài)。
另外,在從圖14省略的同時(shí),還需要提供一個(gè)信號(hào),該信號(hào)經(jīng)過單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路變成具有圖10所示寬度的恒定脈沖寬度脈沖,以便用做控制所述諧振電路的信號(hào)。
圖16是一個(gè)與每個(gè)部分相關(guān)的波形圖,它示出了從所述圖形輸入板傳送的命令
和9位指示器ID數(shù)據(jù)的操作。在從所述圖形輸入板接收命令
時(shí),圖14所示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)47選擇第二信號(hào)線,即連續(xù)傳送9位的信號(hào)線,和所述圖形輸入板檢測設(shè)定給所述筆的ID以便使所述諧振電路導(dǎo)通或截止。
圖17是一個(gè)與每個(gè)部分相關(guān)的波形圖,它示出了從所述圖形輸入板傳送的命令[1.0]和返回的擴(kuò)展數(shù)據(jù)的操作。在從圖形輸入板接收命令[1.0]時(shí),圖14所示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇第三信號(hào)線,即從數(shù)據(jù)擴(kuò)展端連續(xù)傳送所述數(shù)據(jù)的信號(hào)線,導(dǎo)通或截止所述諧振電路,從而圖形輸入板檢測從連接到圖14所示數(shù)據(jù)擴(kuò)展端上的存儲(chǔ)器或類似裝置傳送的一定長度的數(shù)據(jù)。使用商業(yè)上可以得到的64位熔絲ROM作為連接到這里的所述存儲(chǔ)器和使用這個(gè)數(shù)據(jù)作為第二ID實(shí)際上使得所述ID識(shí)別不受限制。
關(guān)于所述命令接收功能的其它用途,上面已經(jīng)描述了一種用于在來自圖形輸入板請(qǐng)求的基礎(chǔ)上選擇性地檢測指示器ID信息和筆壓力信息的方法。所述命令功能還可以用于其它目的。所述指示器可以具有多種信息檢測功能,另外,可以執(zhí)行一種操作,在該操作中,只有需要的信息才響應(yīng)來自所述圖形輸入板的命令而被返回。這不僅被應(yīng)用于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,而且對(duì)在后面將要描述的旋轉(zhuǎn)角檢測是必不可少的。
傳統(tǒng)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)使用多個(gè)頻率實(shí)現(xiàn)雙設(shè)備的檢測。這里是一種配置,在這種配置中,所述筆和光標(biāo)的頻率被預(yù)先改變,根據(jù)頻率的不同進(jìn)行識(shí)別,然后能進(jìn)行同步檢測。在只有筆和光標(biāo)予置對(duì)的雙設(shè)備可被用于某些傳統(tǒng)系統(tǒng)時(shí),就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了利用任意組合來要求致能雙設(shè)備檢測。
為了能夠利用任意組合進(jìn)行雙設(shè)備檢測而不在兩個(gè)指示器之間產(chǎn)生干擾,簡單的分頻方法將是無效的。因此,我已經(jīng)采用的方法是使用上述命令接收功能以便使所述指示器產(chǎn)生頻移。
圖18示出了一個(gè)用于在接收某個(gè)命令時(shí)移動(dòng)所述指示器諧振頻率的電路結(jié)構(gòu)。描述將依據(jù)所述圖形輸入板能夠選擇兩個(gè)頻率、即460.8kHz和384.0kHz的波輸出的條件下進(jìn)行。
在圖18中,所述電路結(jié)構(gòu)是將一個(gè)電容器經(jīng)過一個(gè)開關(guān)加到所述諧振電路上。在這個(gè)開關(guān)斷開的情況下,所述諧振頻率是460.8kHz,而在這個(gè)開關(guān)接通的情況下,該諧振頻率被調(diào)節(jié)到384.0kHz。
首先,通過傳送一個(gè)頻率為460.8kHz的波來檢測指示器的存在/不存在,以及它所處的位置。具有諸如圖18所示電路結(jié)構(gòu)的指示器具有一個(gè)處于初始狀態(tài)的例如460.8kHZ的頻率,所以,響應(yīng)于具有頻率為4690.8kHz的波檢測所述位置。
一旦檢測到所述指示器,接著,所述圖形輸入板向該指示器傳送由4位表示的頻移命令“0111”。在檢測到所述頻移命令時(shí),所述指示器立即使前述開關(guān)導(dǎo)通,并將所述諧振頻率移到例如384.0kHz。
一旦諧振頻率被移位到384.0kHz,所述指示器就不再響應(yīng)460.8kHz的頻率,所以,頻率為384.0kHz的波此后被傳送給所述指示器,并由此保持對(duì)位置和筆壓力的檢測等。
圖19具體地示出了一個(gè)典型的頻移電路。即使是在移頻之后為了也能夠有效地檢測信號(hào)和保證所需的電源電壓,用于頻移的模擬開關(guān)在導(dǎo)通時(shí)必須具有非常低的電阻。2SK1960是一種低阻值的MOSFET,這個(gè)MOSFET在柵極電壓為1.5V的情況下具有近似0.35Ω的電阻。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的典型的設(shè)備使用這個(gè)FET實(shí)現(xiàn)頻移。
所述MOSFET通常具有一個(gè)如圖20所示的寄生二極管,并且,只有在漏電極相對(duì)于源電極具有正電位的情況下才能夠被用做一個(gè)開關(guān)。但是,在所述諧振電路中產(chǎn)生了正和負(fù)兩種電壓,所以,已經(jīng)在相反方向上連接了所述MOSFET。在圖19中,電阻器RA用于使在兩個(gè)FET之間收集的電荷放電。另外,電阻器RB用于保證在初始狀態(tài)下所述FET總是處于截止?fàn)顟B(tài)。
圖21示出了一個(gè)操作流程,該流程圖示出了處于多模式時(shí)的所述圖形輸入板的狀態(tài)。下面將參考這個(gè)附圖來描述利用GD系列執(zhí)行任意組合的雙設(shè)備檢測的情況。這里,描述將按照初始頻率f0為460.8kHz和移位后的頻率f1為3840.kHz進(jìn)行。
首先,作為初始設(shè)置,放置在所述圖形輸入板上的指示器的數(shù)量被設(shè)置是0,即N=0(步驟1)。接著,在N=0的情況下,使用頻率f0執(zhí)行全掃描操作,以便檢測在所述圖形輸入板上是否有指示器(步驟2)。在所述全掃描操作中沒有檢測到指示器的情況下,流程返回到步驟2和重復(fù)所述全掃描操作(步驟3)。在步驟3檢測到所述指示器的情況下,流程前進(jìn)到下一個(gè)步驟5。即,在步驟3到步驟4檢測到的指示器是第一指示器的情況下,頻移命令被傳送給所述指示器,從而在另一指示器也被放置在上面(步驟5、步驟6)的情況下與初始頻率f0不產(chǎn)生干擾。另外,指示器的數(shù)量N被加1(步驟7)。在步驟6中頻移命令的傳送是通過在諸如圖19所示的定時(shí)處傳送多個(gè)波執(zhí)行的。一旦完成上述從步驟3到步驟7的操作,流程返回到步驟2。在步驟2,流程被根據(jù)是否已經(jīng)檢測到一個(gè)指示器而分開,。在沒有檢測到指示器(N=0)的情況下,重復(fù)執(zhí)行從步驟3到步驟7的全掃描操作。另外,在已經(jīng)檢測到一個(gè)或兩個(gè)位置的指示器的情況下,首先,執(zhí)行一個(gè)段(sector)掃描操作(步驟8、步驟9),用于檢測諧振頻率已經(jīng)變成f1的所述指示器的坐標(biāo)。在步驟6,一旦所述指示器的諧振頻率已經(jīng)變成f1,那么,那個(gè)位置的指示器此后僅對(duì)頻率f1作出響應(yīng)。因此,為了繼續(xù)獲得所述指示器的坐標(biāo)值,此后使用頻率為f1的波執(zhí)行段掃描(步驟8、步驟9,見圖19)。在使用頻率為f1的波進(jìn)行段掃描的過程中,在沒有獲得高于某個(gè)電平的接收信號(hào)電平的情況下,則判斷所述指示器已經(jīng)從所述圖形輸入板上取走(步驟9),所述指示器數(shù)量N被減1(步驟10)。在沒有其它指示器的情況下,N變?yōu)?,操作返回到步驟2(步驟11),并執(zhí)行所述全掃描操作(步驟3到步驟7)。在步驟9中的信號(hào)電平等于或大于某個(gè)電平的情況下,以頻率f0執(zhí)行所述全掃描操作(步驟3),以檢測是否有另一個(gè)指示器重被放置在所述圖形輸入板上(步驟12)。下面將描述在一個(gè)具有頻率f1的指示器已經(jīng)被放置在所述圖形輸入板上之后用于檢測是否有另一個(gè)指示器又被放置在所述圖形輸入板上的全掃描操作。在步驟3到步驟4的全掃描操作中,在沒有檢測到指示器的情況下,流程返回到步驟2,重復(fù)執(zhí)行有關(guān)已經(jīng)被設(shè)置為頻率f1的所述指示器的坐標(biāo)檢測(步驟2、步驟8、步驟9)。在步驟3到步驟4的操作中檢測到一個(gè)指示器的情況下,需要利用第二指示器頻率在f0時(shí)執(zhí)行后面將要描述的段掃描,所以,省略步驟6,指示器的數(shù)量又進(jìn)一步增加到N=2(步驟5到步驟7)。如上所述,已經(jīng)識(shí)別了兩個(gè)指示器,一個(gè)指示器以頻率f1工作,而另一個(gè)指示器以頻率f0工作。這兩個(gè)指示器具有不同的諧振頻率,所以相互之間沒有干擾,而檢測可以由兩個(gè)坐標(biāo)位置點(diǎn)進(jìn)行。即,在這兩個(gè)指示器都被放置在所述圖形輸入板上的情況下,所述圖形輸入板通過重復(fù)執(zhí)行步驟8到步驟16的操作連續(xù)檢測這兩個(gè)指示器的坐標(biāo)位置。執(zhí)行步驟8到步驟9的操作是用于頻率設(shè)置為頻率f1的第一指示器,執(zhí)行步驟13到步驟14的操作是用于頻率設(shè)置為f0的第二指示器。現(xiàn)在,判斷在步驟9中在工作頻率為f1和f0的兩個(gè)指示器的坐標(biāo)被交替檢測的步驟8到步驟16的操作期間已經(jīng)取走了工作于頻率f1的指示器的情況下,移頻命令被傳送給剩下的一個(gè)工作于頻率f0的指示器,以將所述諧振頻率從f0變到f1,從而在另一個(gè)指示器被放置到所述圖形輸入板上的情況下不產(chǎn)生干擾(步驟17)。步驟17按照和前述步驟6相同的方式執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例的數(shù)字化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的另一個(gè)特征是檢測所述指示器1的旋轉(zhuǎn)的能力。也將使用前述的命令接收功能。
很長時(shí)間以來對(duì)指示器的旋轉(zhuǎn)方向就有要求。第一個(gè)最迫切的要求是關(guān)于電子黑板(chalkboard)擦除器。在電子黑板擦除器的的情況下,具有不同頻率的兩個(gè)諧振電路被放置在它的端部,和通過圖形輸入板檢測所述兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)來檢測所述旋轉(zhuǎn)。
與此不同,存在的另一個(gè)需要是關(guān)于所述筆軸旋轉(zhuǎn)角的檢測。這個(gè)旋轉(zhuǎn)角被稱之為“筒形旋轉(zhuǎn)”(barrel rotation)。
關(guān)于筒形旋轉(zhuǎn)檢測的需求可能不僅僅是輸入旋轉(zhuǎn)的愿望。在計(jì)算機(jī)制圖領(lǐng)域內(nèi),其核心是希望利用多個(gè)不對(duì)稱點(diǎn)取代圓進(jìn)行繪圖。例如,通過簡單地改變所述筆的方向就能很容易地輸入顯示矩形或橢圓的方向。事實(shí)上,市場上有很多考慮到這種因素的繪圖工具。一個(gè)例子是線標(biāo)記,利用矩形末端(tip),可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向繪出不同粗細(xì)的多個(gè)線。在計(jì)算機(jī)制圖形領(lǐng)域內(nèi)對(duì)這種功能的需要呼聲很高。
如圖22a所示,兩個(gè)磁心(core)A和B被平行放置,線圈L2纏繞在磁心A上,然后,磁心A和B被用線圈L1卷和纏繞(bundled and wrapped)。一個(gè)開關(guān)被連接到線圈L2上,所以,兩個(gè)端部能夠被打開和關(guān)閉。另外,一個(gè)高頻電源被連接到線圈L1上。
讓我們考慮一種安排,在這種安排中,將這樣的一種結(jié)構(gòu)設(shè)置在電子數(shù)字化轉(zhuǎn)換器筆的末端。首先,在開關(guān)51如圖22a所示處于斷開的情況下,線圈L2打開,和不影響從所述線圈發(fā)射的電磁場,這樣,從磁心A和磁心B產(chǎn)生均勻的變換的磁場。因此,所述圖形輸入板檢測到磁心A和磁心B之間的中間坐標(biāo)。
下面,在開關(guān)51如圖22b所示接通的情況下,線圈L2被短路。在這種情況下,在線圈L2中在阻礙由線圈L1中流動(dòng)的交流電流所產(chǎn)生的變換磁場的磁通量方向上產(chǎn)生電動(dòng)勢,從而使變換的磁場不容易流經(jīng)被線圈L2纏繞的磁心A。因此,所述磁通量被集中在磁心B中,從而利用所述圖形輸入板檢測磁心B的位置坐標(biāo)。
這樣,可以通過發(fā)現(xiàn)與開關(guān)51打開和關(guān)閉相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算筆的旋轉(zhuǎn)角。
圖23示出了與旋轉(zhuǎn)角檢測相關(guān)的結(jié)構(gòu)。兩個(gè)磁心A和B被安排在所述筆的末端,利用和圖22所示相同的方式,磁心A由線圈L2纏繞,且利用線圈L1卷和纏繞磁心A和磁心B。開關(guān)S1連接到線圈L2上,電容器C0連接到另一個(gè)線圈L1上,從而組成了一個(gè)諧振電路。電容器Cs經(jīng)過開關(guān)S2連接到這個(gè)諧振電路上。
將命令接收電路連接到這個(gè)諧振電路上,以便在從所述圖形輸入板接收波形式的某些命令的情況下輸出控制信號(hào)。這些控制信號(hào)同步地控制兩個(gè)開關(guān)S1和S2。所述命令接收電路的用途類似于圖14所示的命令接收電路。即,利用兩種類型的積分電路檢測由來自所述圖形輸入板的以傳送持續(xù)時(shí)間表示的數(shù)字碼,和只有在接收到旋轉(zhuǎn)角檢測的預(yù)定代碼的情況下輸出控制信號(hào)。所述控制信號(hào)被輸出的定時(shí)是所述數(shù)據(jù)串結(jié)束時(shí)的定時(shí),這與頻移的情況相同(見圖19)。
下面將描述這個(gè)電路的操作。首先,線圈L1和電容器C0被預(yù)先調(diào)節(jié)到與來自所述圖形輸入板的波頻率諧振。在初始狀態(tài)下不產(chǎn)生控制信號(hào),所以,線圈L2是斷開的,因此,如前面所述,圖形輸入板檢測磁心A和磁心B之間的中間位置的坐標(biāo)。
接著,從所述圖形輸入板傳送某個(gè)用于檢測所述旋轉(zhuǎn)角的命令。一旦所述指示器的命令接收電路接收了這個(gè)命令,則產(chǎn)生控制信號(hào),使開關(guān)S1和開關(guān)S2導(dǎo)通。當(dāng)開關(guān)S1導(dǎo)通時(shí),所述磁通量集中在磁心B中,從而可以利用所述圖形輸入板檢測磁心B的位置坐標(biāo)。將電容器Cs加到開關(guān)S2上的原因是由于線圈L2短路而向線圈L1提供了下降的阻抗,從而保持恒定的諧振頻率。
圖24具體示出了用于旋轉(zhuǎn)檢測(即檢測所述指示器[例如記錄針]的旋轉(zhuǎn)角位置)的控制電路。至于用于打開和關(guān)閉線圈L2的模擬開關(guān),與頻移情況相同,需要利用低“導(dǎo)通”電阻值,所以這里使用了2SK1960。另一方面,對(duì)于附加了Cs的模擬開關(guān)則不需要這個(gè)低“導(dǎo)通”電阻值,由于有少量的浮動(dòng)電容,這里使用了2SK2158,并且可以利用低電壓對(duì)其進(jìn)行控制。這里,在漏極端產(chǎn)生少許負(fù)電壓,但和所述寄生二極管(parasitic diode)的正向電壓(近似0.7V)比較,這是很小的,所以,可以利用單個(gè)FET就能進(jìn)行足夠的控制。
下面將描述關(guān)于發(fā)射線圈的固定掃描。圖25示出了傳統(tǒng)的掃描方法和根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施例固定發(fā)射線圈掃描方法之間的區(qū)別。傳統(tǒng)的掃描(即,圖25的上半部)是通過陸續(xù)轉(zhuǎn)換一個(gè)線圈以執(zhí)行發(fā)送和接收來執(zhí)行的,但同一個(gè)線圈總是被選擇既用于發(fā)送又用于接收。由于在所述線圈和指示器之間距離的差加倍,所以,對(duì)于坐標(biāo)分辨率來講這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。另一方面,利用傳送線圈固定的掃描,最靠近所述指示器的線圈總是在傳送,而僅僅是接收線圈被掃描。
下面將描述為甚麼把圖25下半部分所示的傳送線圈固定掃描方法用于所述數(shù)字通信系統(tǒng)。對(duì)在數(shù)字通信系統(tǒng)的指示器的所述諧振電路中產(chǎn)生的高頻信號(hào)進(jìn)行整流,以獲得一個(gè)電源。利用所述電源電路吸收連接這個(gè)電源電路的諧振電路中產(chǎn)生的部分信號(hào)分量。讓我們看,傳統(tǒng)的中心掃描操作是從所述圖形輸入板到這樣一個(gè)指示器進(jìn)行的。圖26示出了在那個(gè)時(shí)候在所述諧振電路兩側(cè)上的信號(hào)電壓。當(dāng)所述傳送是來自最接近的線圈時(shí),感應(yīng)電壓最大,并且,當(dāng)所述線圈遠(yuǎn)離所述指示器時(shí)而減小。但是,感應(yīng)電壓越大,所述電源電路吸收的電功率就越多,所以隨后在所述諧振電路中產(chǎn)生在某個(gè)電平處被截止的信號(hào)相對(duì)于約三個(gè)線圈而言,如該圖所示。因此,由于在所述圖形輸入板處接收的信號(hào)不具有來自所述線圈的為進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算所需的恒定分布信號(hào)電平,所以,產(chǎn)生了不能精確進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算的問題。
因此,為了解決數(shù)字通信系統(tǒng)的這個(gè)問題,當(dāng)執(zhí)行段(sector)掃描時(shí)使用了一種配置用來固定所述傳送線圈,以便在所述諧振電路處產(chǎn)生具有恒定電平的電壓。所述接收線圈被進(jìn)行掃描,從而在所述圖形輸入板處檢測與所述指示器的距離對(duì)應(yīng)的信號(hào)電平,借此使能夠進(jìn)行坐標(biāo)計(jì)算。
在這種情況下,當(dāng)接收時(shí),只有所述線圈和指示器之間的差起作用,所以可以說,來自每個(gè)線圈的電平差小于傳統(tǒng)方法的電平差,所以,這個(gè)方法對(duì)于坐標(biāo)分辨率來講是不利的。但是,通過將A/D轉(zhuǎn)換器設(shè)置成10位,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了0.01mm的所需坐標(biāo)分辨率。
下面將描述用于致能所述數(shù)字通信系統(tǒng)的另一個(gè)項(xiàng)目,該項(xiàng)目是可以進(jìn)行的多個(gè)傳/接收定時(shí)的組合。所述數(shù)字通信系統(tǒng)使用來自圖形輸入板的波作為用于所述指示器的定時(shí)信號(hào)。因此,需要執(zhí)行與傳統(tǒng)掃描定時(shí)不同的稱之為數(shù)據(jù)串的連續(xù)傳送。
另外,提供給所述指示器的命令是由傳送持續(xù)時(shí)間表示的,所以,至少有三種類型的傳送時(shí)間必須能夠設(shè)定。因此,本發(fā)明的某些實(shí)施例插入一個(gè)預(yù)定,在該預(yù)定中,傳送/接收定時(shí)可以借助于固件任意設(shè)置。
上面已經(jīng)描述了對(duì)于所述GD圖形輸入板必不可少的兩個(gè)項(xiàng)目,下面將描述圖25所示的其它項(xiàng)目。
關(guān)于所述線圈的匝數(shù),傳統(tǒng)的兩匝稍微顯得不足以對(duì)使從所述圖形輸入板向所述指示器提供足夠的功率。因此,我已經(jīng)果斷地增加了所述匝數(shù),和使用了最好是4到20匝而最最好是6到10匝的8匝傳感器線圈。對(duì)于8匝來講,UD系列使用的6.4mm的線圈節(jié)距太窄,所以使用了10.4mm的線圈節(jié)距。指定10.4mm的節(jié)距是基于這樣一個(gè)事實(shí),即這個(gè)節(jié)距是在掃描7個(gè)線圈時(shí)嚴(yán)格包括兩個(gè)側(cè)波瓣(side lobes)的節(jié)距。
對(duì)于具有有限功能和能力的低檔機(jī)構(gòu)(low-end machines),從通過對(duì)RS232C的波特率時(shí)鐘的3.868MHz分頻獲得的頻率中選擇460.8kHz,這接近于準(zhǔn)確的500kHz。
為了避免在頻移時(shí)該信號(hào)電平下降太多,另外也由于在操作時(shí)的少量干擾,所選擇的其它頻率是460.8kHz的5/6倍的384.0kHz。
圖27示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的數(shù)字轉(zhuǎn)換器圖形輸入板的一般結(jié)構(gòu)。圖28示出了其各種信號(hào)的操作定時(shí)。
下面將對(duì)圖27所示的結(jié)構(gòu)做簡單的描述。該結(jié)構(gòu)由16位的微機(jī)(例如Hitachi 300H)、CMOS門陣列(例如W4023F)53、模擬多路復(fù)用器(74HC4051)和模擬電路組成。
下面將首先描述單獨(dú)提供傳送/接收電路以用于X軸和Y軸的原因。如下面將要描述的,在所述系統(tǒng)中,利用了1024個(gè)階梯(10-位)的筆壓力分辨率,以便在數(shù)字化所述筆壓力時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)至少512個(gè)這種波的計(jì)數(shù)??紤]到所述積分電路的延時(shí),需要至少2mS的猝發(fā)周期。另外,返回總數(shù)為12位(筆壓力10位+側(cè)開關(guān)2位)的信號(hào)所需的時(shí)間是150μS×12,需要1.8mS。對(duì)其中的每一個(gè)進(jìn)行組合,3.8mS用于筆壓力檢測,以便實(shí)現(xiàn)與所述UD系列相同的取樣速度,剩下的1.2mS用于執(zhí)行坐標(biāo)檢測。這就是為什么要同步檢測所述X軸和Y軸的原因。對(duì)X軸和Y軸進(jìn)行同步檢測的理由是由于正在執(zhí)行固定的傳送線圈掃描。
所述傳送信號(hào)直接從所述門陣列的TX*端經(jīng)過所述多路復(fù)用器提供給時(shí)鐘輸出端。插入一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮杵?,從而使流?jīng)所述多路復(fù)用器的電流保持為20mA或更小。
所述模擬電路執(zhí)行如上所述的同步檢測,一個(gè)W6005S被用于每個(gè)軸。提供給W6005S的檢測時(shí)鐘RCK1和RCK2是由所述門陣列W4023F產(chǎn)生的方波。利用所述固件安排這些時(shí)鐘RCK1和RCK2,從而使它們的相位彼此偏移90°。同步檢測電路被分成用于檢測的兩個(gè)相位分量的原因是為了借助于具有0°分量和90°分量的均方值來改善坐標(biāo)分辨率。
在圖28中,信號(hào)INT是一個(gè)從所述門陣列到所述微機(jī)的中斷信號(hào),表示一個(gè)單一的傳送/接收周期。這個(gè)中斷信號(hào)一旦進(jìn)入,所述微機(jī)立即開始4個(gè)頻道的A/D轉(zhuǎn)換,并將用于下一個(gè)循環(huán)(傳送/接收)的坐標(biāo)設(shè)定給所述門陣列。
在圖28中,T/R是一個(gè)表示傳送周期的信號(hào),在這個(gè)周期內(nèi),從TX(1,2)輸出460.8kHz(或384.0kHz)的傳送信號(hào)。其它周期(接收周期)具有高阻抗,但對(duì)于約2.2μS的周期具有低電平,以便抑制開關(guān)的噪聲。另外,關(guān)于接收周期,從RCK1和RCK2輸出的傳送信號(hào)具有相同頻率的檢測時(shí)鐘。這個(gè)時(shí)鐘可以由所述固件以45°間隔設(shè)置,實(shí)際上,這個(gè)時(shí)鐘可以和將RCK1和RCK2相互偏移90°的一個(gè)設(shè)置一起使用。
MUTE在接收期間內(nèi)是一個(gè)高阻抗,并且不影響傳送/接收電路,但在傳送周期內(nèi)它是一個(gè)低電平,借此,吸收用于濾波進(jìn)入到接收放大器中的信號(hào)。
再參看圖28,DC是一個(gè)用于使保持在接收系統(tǒng)最后一級(jí)的積分電路中的直流信號(hào)放電的信號(hào),傳送完成后4.4μS的放電允許在后續(xù)周期中檢測的信號(hào)從零開始累積。
在使用數(shù)字技術(shù)與所述指示器通信的圖形輸入板中,所述時(shí)鐘信號(hào)是重要的。上面已經(jīng)參考圖7描述了提取所述時(shí)鐘信號(hào)的技術(shù)。圖29示出了所述電路的一個(gè)具體例子。圖30示出了該電路的操作波形。
這個(gè)時(shí)鐘提取電路使用以Schottky勢壘二極管的倍壓技術(shù)為基礎(chǔ)的一個(gè)檢測器電路。這個(gè)檢測器電路的時(shí)間常數(shù)是由所使用的電容器和電阻器確定的。選擇所述時(shí)間常數(shù),以便在所述檢測器的輸出端獲得包括所述諧振電路信號(hào)的包絡(luò)(參看圖30)。選擇傳送和接收定時(shí),以使得所述傳送周期=50μS和接收周期=100μS。如此確定用于傳送周期的上述值是考慮到這樣一個(gè)事實(shí),即雖然飽和所需的時(shí)間取決于所述諧振電路的Q,但使所述諧振信號(hào)在傳送操作時(shí)變成飽和至少要占用50μS。由于在傳送停止之后要占用約100μS使包括在所述諧振電路中的信號(hào)衰減到足夠低的電平,所以,所述接收周期被確定為100μS。
利用一個(gè)數(shù)字積分電路對(duì)經(jīng)過檢測的信號(hào)(圖30中的CLK2A)波形整形(所述波形的整形是通過將所述信號(hào)的電平限定在接近電源電壓的一半執(zhí)行的)。
由于在圖30所示信號(hào)CLK2OUT的前后出現(xiàn)多個(gè)尖峰脈沖,所以,整形后的信號(hào)CLK2OUT不能被直接用做時(shí)鐘信號(hào)。為了取消所述尖峰脈沖,信號(hào)CLK2OUT經(jīng)過一個(gè)由1MΩ電阻器和7pF電容器組成的積分電路,然后被施加到利用史密特(Schmitt)電路作為其輸入端的一個(gè)緩沖器電路上。最后,在所述緩沖器電路的輸出端獲得可以被用做所述時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)信號(hào)。
圖7所示復(fù)位信號(hào)是在所述時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過由1MΩ電阻器和470pF電容器組成的一個(gè)積分電路后獲得的。利用這個(gè)復(fù)位信號(hào)檢測從所述圖形輸入板傳送的脈沖串(burst)信號(hào)的周期。即,所述復(fù)位信號(hào)指示從所述指示器傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的開始定時(shí)。在將諸如筆壓力的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的操作中也使用所述復(fù)位信號(hào)。另外,當(dāng)從所述圖形輸入板傳送一個(gè)命令時(shí),所述復(fù)位信號(hào)指示該命令的結(jié)束(圖15-17,19和24)。
在所述數(shù)字筆技術(shù)中,表示筆壓力的模擬信號(hào)在所述指示器中被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),所產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)被傳送給圖形輸入板。如在早些時(shí)候描述的,所述轉(zhuǎn)換是通過將筆壓力轉(zhuǎn)換成脈沖寬度,然后使用由所述圖形輸入板的環(huán)形線圈產(chǎn)生的無線電波中提取的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)所述脈沖寬度計(jì)數(shù)執(zhí)行的(參見圖8)。
在圖8所示電路的情況下,一個(gè)正脈沖(復(fù)位信號(hào))被施加到所述積分電路上用于檢測所述筆壓力。但是,在實(shí)際的裝置中,由于下述原因而使用了所述反相脈沖(GATE)。在GD裝置中,使用64位的熔絲ROM(S-2100R)存儲(chǔ)ID數(shù)據(jù)。這個(gè)ROM需要負(fù)邏輯形式的復(fù)位信號(hào)。為了滿足上述要求,在猝發(fā)周期期間產(chǎn)生多個(gè)負(fù)脈沖。在檢測所述筆壓力的操作中也使用這些脈沖,以便使所述積分電路的端子(pin)數(shù)最少。由于上述原因,所使用的信號(hào)GATE在極性方面與圖15-17所示的信號(hào)(e)相反。
關(guān)于零點(diǎn)調(diào)節(jié),通過檢測延遲時(shí)間檢測所述筆壓力該延遲時(shí)間是由所述C開關(guān)單元給出電容分量的時(shí)間常數(shù)電路所導(dǎo)致的。但是,所述C開關(guān)單元具有一個(gè)在筆壓力為零時(shí)出現(xiàn)的初始電容。這意味著當(dāng)所述筆壓力為零時(shí)電路將產(chǎn)生某個(gè)不等于零的輸出值。為了補(bǔ)償這個(gè)非零值,使用了圖31所示的零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路。這個(gè)零點(diǎn)調(diào)節(jié)電路被用于在由于所述GATE信號(hào)變低而引起的稍微延遲之后使所述計(jì)數(shù)器開始它的計(jì)數(shù)操作。
在圖31所示的電路中,如果在GATE和ZERO之間的時(shí)間常數(shù)被設(shè)置得基本上等于在GATE和AN1之間的時(shí)間常數(shù),那么,在零值處,所述筆壓力輸出曲線上升。
圖32示出了一個(gè)用于返回由檢測最低有效位的電路所獲得的筆壓力的電路。圖33示出了圖32所示電路中各個(gè)部分處的信號(hào)波形。
這個(gè)電路的操作是以前面結(jié)合圖6、10和11描述的原理為基礎(chǔ)的。在圖32中,用于從在CLK2INP終端上所獲得的信號(hào)中提取時(shí)鐘信號(hào)的部分與圖29中所示部分相同。由于前面結(jié)合圖10和圖11所描述的理由,所提取的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過圖32所示的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器施加到一個(gè)并-串轉(zhuǎn)換器上。這里所使用的并-串轉(zhuǎn)換器等效于74HCl66。所述單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器是由D-觸發(fā)器(例如74HC74)實(shí)現(xiàn)的。
一個(gè)CR電路被連接到所述單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器上,其中,根據(jù)所述輸出脈沖下降沿的定時(shí)確定這個(gè)CR電路的時(shí)間常數(shù)以滿足下面的條件。
1)所述傳送結(jié)束之后應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生所述下降沿。
2)在后面的傳送開始之前應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生所述下降沿。
通過上述結(jié)合圖10和11的描述,上述要求的原因是很明顯的。
使用連接到圖32所示OUT端上的所述二極管(該二極管被用做圖6或圖10所示的開關(guān))導(dǎo)通或截止所述諧振電路。導(dǎo)通和截止是響應(yīng)控制信號(hào)OUT執(zhí)行的。圖34示出了導(dǎo)通和截止所述諧振電路的操作。如圖34所示,施加到所述二極管上的控制信號(hào)是(將被傳送的)所述轉(zhuǎn)換信號(hào)的反相信號(hào)。
當(dāng)OUT端處的信號(hào)處于高電平(和由此當(dāng)所傳送的信號(hào)處于低電平或“0”時(shí)),所述二極管被反相偏置。結(jié)果是,OUT信號(hào)對(duì)所述諧振電路不能產(chǎn)生任何影響。因此,諧振電路被致能和圖形輸入板從所述筆接收一個(gè)信號(hào)。
另一方面,當(dāng)OUT端處于低電平時(shí)(和由此當(dāng)所傳送的數(shù)據(jù)處于高電平或“1”時(shí)),在所述諧振電路中引入的信號(hào)在它的半周期內(nèi)被截止。在剩余的后半個(gè)周期內(nèi),所述信號(hào)由于諧振電路相當(dāng)高的Q而迅速衰減,所述圖形輸入板不接收信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)良好的執(zhí)行筆,所述筆可以具有兩個(gè)側(cè)開關(guān)。圖35示出了在所述電路中提供兩個(gè)開關(guān)的例子。除了所述串-并轉(zhuǎn)換器輸入端的數(shù)量從10增加到12以外,這個(gè)電路類似于圖32所示的電路。即,在10位筆壓力數(shù)據(jù)之后傳送與所述側(cè)開關(guān)相關(guān)的附加的2位信號(hào)。圖36示出了這個(gè)電路的操作波形。
圖37示出了用于檢測這些側(cè)開關(guān)狀態(tài)的電路。在廣泛使用的技術(shù)中,用于檢測所述開關(guān)狀態(tài)的電路是通過將一個(gè)開關(guān)和一個(gè)上拉電阻器(pull-upresistor)連接到一個(gè)CMOS電路的輸入端以便使所述CMOS電路的輸入端經(jīng)過所述上拉電阻器被上拉到所述電源電壓而構(gòu)成的。但是,這種技術(shù)需要在電路中消耗大電流。為了避免這個(gè)問題,采用了這樣一種電路,在這種電路中,只有在如圖所示的負(fù)脈沖周期才從端GATE流出電流。所述負(fù)脈沖是通過檢測猝發(fā)周期產(chǎn)生的并被共同用于筆壓力檢測和也被用做所述ROM的復(fù)位信號(hào)。
下面描述只有在GATE周期才需要檢測所述開關(guān)信號(hào)的原因。如上所述,筆壓力數(shù)據(jù)被保持在所述數(shù)據(jù)串(burst)的末端,并且在隨后的數(shù)據(jù)返回周期期間被逐位地傳送。如果當(dāng)保持所述筆壓力時(shí)也保持所述開關(guān)的狀態(tài),那么,將圖39所示的開關(guān)電路用于所述目的是足夠的。
使用圖38所示的技術(shù)實(shí)現(xiàn)指示器擦除能力。在具有擦除能力的裝置中,需要兩套諧振電路。兩套電路公用一個(gè)用于檢測所述筆壓力的計(jì)數(shù)器和所述信號(hào)端GATE。由于兩套諧振電路不可能同時(shí)產(chǎn)生信號(hào),所以,兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLK1和CLK2簡便地經(jīng)過了一個(gè)“或”門。所述時(shí)鐘信號(hào)根據(jù)哪個(gè)諧振電路具有被引入的信號(hào)而進(jìn)行轉(zhuǎn)換,從而可以根據(jù)正確的C開關(guān)檢測所述筆壓力。
已經(jīng)結(jié)合圖12-17描述了所述命令的接收操作。圖39示出了命令接收電路的一個(gè)具體例子。圖40示出了在從所述圖形輸入板傳送命令“0010”的情況下在這個(gè)命令接收電路中各個(gè)部分處的信號(hào)波形。
從所述圖形輸入板傳送的命令是以數(shù)字形式的多個(gè)0和1的組成表示的,其中,0和1彼此的區(qū)別由它們的傳送周期的長度差別進(jìn)行識(shí)別。如上所述,利用兩套積分電路檢測所述數(shù)字信號(hào)。在圖39中,一個(gè)積分電路被設(shè)置在RESOUT和DATA之間,而另一個(gè)被設(shè)置在RESOUT和RESI之間。
如圖39所示,所述命令接收電路包括一個(gè)類似于在圖32中使用的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。在這個(gè)電路中,在該單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器反相輸出和時(shí)鐘信號(hào)之間執(zhí)行“與”操作,以便將具有相當(dāng)長周期的“1”的傳送周期的速率擴(kuò)展到“0”的傳送周期的速率,借此保證所述兩個(gè)積分電路在識(shí)別三種不同脈沖寬度的過程中具有足夠大的裕度。所生成的信號(hào)經(jīng)過兩個(gè)積分電路,和在由各積分電路輸出信號(hào)c和d的基礎(chǔ)上檢測所述命令。
通過對(duì)CLK2INP信號(hào)的波形整形所獲得的時(shí)鐘信號(hào)被加到4位移位寄存器的時(shí)鐘端。存儲(chǔ)在所述移位寄存器中的數(shù)據(jù)在這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)下降沿被移位。加到數(shù)據(jù)端D的值被保持在所述移位寄存器的最低有效位。當(dāng)所述4位移位寄存器最初保持4位數(shù)據(jù)“0000”時(shí),如果逐位輸入圖40所示的命令“0010”,和如果在那個(gè)命令之后傳送一個(gè)數(shù)據(jù)串(burst)信號(hào),那么,發(fā)生如下的操作。
如果所述命令的第一位“0”被接收,所述移位寄存器在CLK2INP的下降沿處再獲得信號(hào)c的值,并將該值放到最低有效位Q0處。此時(shí),信號(hào)c處于低電平,由此,保持在所述4位移位寄存器中的數(shù)據(jù)仍然是“0000”。
如果第二位“0”被接收,所述移位寄存器在CLK2INP的下降沿處再獲得信號(hào)c的值,并將它放到最低有效位Q0。此時(shí),信號(hào)c也處于低電平,由此保持在所述4位移位寄存器中的數(shù)據(jù)“0000”中不發(fā)生變化。
如果第三位“1”被接收,所述移位寄存器再次在CLK2INP的下降沿處獲得所述信號(hào)c的值,并將它放到所述最低有效位Q0。此時(shí),信號(hào)c處于高電平,因此,保持在所述4位移位寄存器中的數(shù)據(jù)變成了“0001”。
如果第四位“0”被接收,所述移位寄存器再次在CLK2INP的下降沿處獲得信號(hào)c的值并將它放到最低有效位Q0。在這種情況下,由于信號(hào)c處于低電平,所以,保持在4位移位寄存器中的數(shù)據(jù)變成“0010”。
所述4位信號(hào)被輸出給4位譯碼器。在這個(gè)4位譯碼器的輸入端處具有一個(gè)鎖存器,借此接收來自所述移位寄存器的數(shù)據(jù)并只有在信號(hào)d的上升沿處保持這些數(shù)據(jù)。
如果跟隨4位數(shù)據(jù)接收脈沖串(burst)信號(hào),經(jīng)過預(yù)定的延遲之后信號(hào)d上升。在信號(hào)d的上升沿處,保持在4位移位寄存器中的數(shù)據(jù)“0010”被傳送給所述4位譯碼器。利用這種方式,完全接收來自所述圖形輸入板的命令。
在所述猝發(fā)周期(burst period)之后是一個(gè)數(shù)據(jù)返回周期,在這個(gè)數(shù)據(jù)返回周期中,數(shù)據(jù)被返回或根據(jù)所接收的命令執(zhí)行諸如旋轉(zhuǎn)控制或頻移的所需操作。
為專用研制的積分電路具有多個(gè)直接連接到64位熔絲ROM(S-2100R)上的端頭。具體的連接如圖41所示。為了將時(shí)鐘信號(hào)提供給這個(gè)熔絲ROM,產(chǎn)生如圖42所述的信號(hào)EXCLK。根據(jù)這個(gè)ROM的說明,響應(yīng)所述時(shí)鐘的下降沿開始數(shù)據(jù)的移位,并且在該時(shí)鐘信號(hào)隨后的上升沿之前完成所述移位操作。這意味著在EXCLK處于低電平的周期內(nèi)在DATA端的輸出是不確定的。為了避免這個(gè)不確定性,在所述積分電路內(nèi)部對(duì)所述輸出信號(hào)(EXT)和上述單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出執(zhí)行“與”操作,所產(chǎn)生的信號(hào)(實(shí)際上是這個(gè)信號(hào)的反相信號(hào))經(jīng)過所述OUT端輸出。
通常,所述指示器的ID并不總是需要64位。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā),開頭12位被指定給(用于指示所述指示器類型的)所述裝置ID,所述電路被設(shè)計(jì)得僅能夠檢測這12位。
圖42示出了所述操作,在該操作中,從所述圖形輸入板傳送命令“**01”以從所述ROM中讀出所有數(shù)據(jù)。在寫入所述ROM S-2100R的64位數(shù)據(jù)當(dāng)中,最后一位應(yīng)當(dāng)是“0”,這樣,在完成用于所述ID數(shù)據(jù)檢測的傳送/接收周期之后還需要再執(zhí)行傳送/接收操作,以檢測所述坐標(biāo)。在用于坐標(biāo)檢測的周期內(nèi),在所述指示器中仍然產(chǎn)生所述時(shí)鐘信號(hào)。但是,當(dāng)有64個(gè)或更多的時(shí)鐘被輸入時(shí),S-2100R被設(shè)計(jì)成連續(xù)輸出最后數(shù)據(jù)。這個(gè)規(guī)定將可被實(shí)際使用的位數(shù)限制為63。
圖43示出了一種操作,在該操作中,從所述圖形輸入板傳送命令“**11”以檢測只有12位的裝置ID。如上所述,S-2100R響應(yīng)每個(gè)時(shí)鐘來移位所述數(shù)據(jù)并將其輸出。這樣,所述積分電路包括一個(gè)計(jì)數(shù)器電路,該電路僅允許頭12位經(jīng)過端EXT被輸出并避免了后續(xù)數(shù)據(jù)的輸出。
在多模式中頻移的技術(shù)原理已經(jīng)在上面結(jié)合圖19和20進(jìn)行了描述。這里,重要的是用做模擬開關(guān)的FET 2SK1960的控制電壓。2SK1960可以用1.5V的控制電壓控制和具有低導(dǎo)通電阻。下面討論指示器中所需的電源電壓。在所述指示器中使用研制的門陣列是以由夏普公司提供的LZ96系列低壓處理技術(shù)為基礎(chǔ)的。在這種技術(shù)中,能夠保證低至0.9V電壓的運(yùn)行。當(dāng)所述門陣列被用于500kHz的頻率時(shí),最低保證電壓為1.0V。另一方面,在所述數(shù)據(jù)讀出周期內(nèi),所述串行ROMS-2100R需要至少1.1V的電壓。至于這里所使用的用于產(chǎn)生所述頻移的2SK1960,在1.5V控制電壓下由所述規(guī)格保證的導(dǎo)通電阻是0.8Ω。為了有效地執(zhí)行所述頻移,實(shí)驗(yàn)證明,要求所述FET的導(dǎo)通電阻應(yīng)當(dāng)?shù)陀?Ω。雖然可以選擇具有低于2Ω導(dǎo)通電阻的良好裝置用于1.1V的控制電壓,但大量的裝置不能滿足這個(gè)要求。如果將電源電壓增加到1.5V以避免上述問題,那么,傳送功率也可以被增加到有效高的程度。
從上述的觀點(diǎn)來看,只有加到所述FET上的控制信號(hào)電壓被增加。圖44示出了一個(gè)包括僅用于增加控制信號(hào)電壓的附加部分的電路。通過對(duì)在每個(gè)傳送/接收周期提取的時(shí)鐘信號(hào)(CLK2OUT)執(zhí)行倍壓整流產(chǎn)生第二電源電壓。在圖44中,晶體管2SC2712被用于改變從所述積分電路提供的控制信號(hào)(SIFT)的電平。即便是當(dāng)所述電源電壓處于1.0V的低壓時(shí),這個(gè)電路也能夠產(chǎn)生約1.8V的控制電壓。
在本發(fā)明的某些實(shí)施例中可以使用W4021S。(1)略述W4021S是作為在具有數(shù)字通信能力的指示器中使用的積分電路而研制的門陣列。
制造商; 夏普公司產(chǎn)品名稱LZ96650(650個(gè)門)封裝28端子TSOP特性(1)能夠?qū)崿F(xiàn)1024位高的高筆壓力檢測分辨率。
(2)能夠檢測高達(dá)三種不同的模擬數(shù)據(jù)和8位轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。
(3)能夠?qū)?3位ID數(shù)據(jù)的外部串行ROM(S-2100R)可以被直接連接到W4021S上。
(4)提供有一個(gè)用于輸出在旋轉(zhuǎn)檢測中使用的旋轉(zhuǎn)檢測控制信號(hào)的端頭。
(5)可以連接高達(dá)兩套的諧振電路以實(shí)現(xiàn)擦除筆(eraser pen)能力。
(6)提供有一個(gè)在所述多模式中使用的頻移控制端。
(7)除了所述筆壓力以外,還可以檢測所述側(cè)浮動(dòng)塊(撥號(hào)盤)的狀態(tài)。
(8)使用28端子TSOP封裝,從而使所述積分電路可以被裝入一個(gè)筆內(nèi)。
(9)可以利用高達(dá)±1024級(jí)的分辨率檢測中間點(diǎn)返回手柄(浮動(dòng)塊)的狀態(tài)。
W4021S包括命令接收電路,用于借助于數(shù)字通信接收從所述圖形輸入板傳送的4位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù);數(shù)據(jù)傳送電路,用于傳送取決于所接收命令的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù);和一個(gè)用于檢測由電容或電阻變化表示的模擬量(諸如筆壓力)的電路。利用這些構(gòu)件,所述圖形輸入板和所述數(shù)字筆彼之間此借助于雙向數(shù)字通信進(jìn)行通信。
W4021S根據(jù)從所述圖形輸入板接收的命令執(zhí)行預(yù)先規(guī)定的操作。
在執(zhí)行各命令預(yù)先規(guī)定的各種操作中,ID數(shù)據(jù)(*011)、頻移(*111)的傳送和63位ID數(shù)據(jù)(**01)的傳送對(duì)于所有模式是共同的。
可以返回經(jīng)過W4021S的EXT端輸入的無窮串行數(shù)據(jù)(命令**01)。如上所述,當(dāng)使用64位熔絲ROM(S-2100R)時(shí),最后一位應(yīng)當(dāng)是“0”。結(jié)果是,當(dāng)接收命令“**01”時(shí), 63位ID數(shù)據(jù)被返回。在這種情況下,頭12位被用于描述響應(yīng)所述命令“*011”而被返回的所述裝置ID。(1)3-D模式(D0=1,D0=1)為了采用中點(diǎn)返回側(cè)手柄(lever),具有兩個(gè)模擬輸入端。在這兩端處的信號(hào)就延遲時(shí)間彼此進(jìn)行比較,只有具有較大延遲時(shí)間的信號(hào)才被轉(zhuǎn)換為10位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。指出哪個(gè)輸入端被選擇的附加一位數(shù)據(jù)與所述10位數(shù)據(jù)相組合,并返回所生成的11位數(shù)據(jù)(命令**00)。
經(jīng)過5個(gè)輸入端規(guī)定的5位數(shù)據(jù)能夠被返回(命令**10)。3-D模式的應(yīng)用·具有5個(gè)按鈕和中點(diǎn)返回手柄的3-D輸入裝置。
·指點(diǎn)筆。
·具有32級(jí)轉(zhuǎn)換的指點(diǎn)筆(2)擦除器模式(D0=1,D1=0)在所述擦除模式下,三個(gè)模擬輸入端除了能夠被用于對(duì)所述筆壓力執(zhí)行檢測以外還能用于對(duì)所述擦除器和側(cè)浮動(dòng)塊(撥號(hào)盤)執(zhí)行檢測。
兩個(gè)諧振電路可以被分別安裝在所述筆側(cè)和所述擦除器側(cè)。當(dāng)從所述筆側(cè)諧振電路輸入信號(hào)(CLK2A)時(shí),由經(jīng)過AN1端給出的信號(hào)檢測到的兩位側(cè)開關(guān)數(shù)據(jù)和10位數(shù)據(jù)組成的12位數(shù)據(jù)被返回。另一方面,如果從擦除器側(cè)諧振電路輸入信號(hào)(CLK2B)時(shí),由經(jīng)過ERR端給出的信號(hào)檢測到的兩位側(cè)開關(guān)數(shù)據(jù)和10位數(shù)據(jù)組成的12位數(shù)據(jù)被返回(命令**00)。
當(dāng)命令**10被接收時(shí),與從經(jīng)過AN2端給出的信號(hào)檢測到的所述側(cè)浮動(dòng)塊(slider)相關(guān)的10位數(shù)據(jù)被返回(命令;**10)。
擦除器模式應(yīng)用的例子·具有2SSW的筆和一個(gè)擦除器。
·具有2SSW的筆、擦除器和側(cè)浮動(dòng)塊(空氣刷)。(3)筒形模式(D=0,D=1)在這種模式下,可以執(zhí)行旋轉(zhuǎn)、筆壓力(AN1端)、側(cè)浮動(dòng)塊、筆側(cè)撥號(hào)盤,(AN2端)檢測。這種模式也可以被應(yīng)用于中點(diǎn)返回型側(cè)手柄,其中,在AN1端處的信號(hào)和ERR端處的信號(hào)彼此進(jìn)行比較,具有較大延遲時(shí)間的信號(hào)被作為10位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送。
當(dāng)接收到命令0010時(shí),14位數(shù)據(jù)被傳送,其中,10位數(shù)據(jù)是通過對(duì)在AN1端處和ERR端處的信號(hào)中具有較大延遲的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換獲得的,一位數(shù)據(jù)指出哪個(gè)信號(hào)被選擇,和3位開關(guān)數(shù)據(jù)是通過所述三個(gè)輸入端規(guī)定的(命令0010)。
當(dāng)接收到命令1010時(shí),傳送通過對(duì)經(jīng)過AN2端給出的信號(hào)(側(cè)浮動(dòng)塊)進(jìn)行轉(zhuǎn)換獲得的10位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(命令1010)。
當(dāng)接收到命令*110時(shí),所述BARREL端變高。如果響應(yīng)這個(gè)信號(hào)從低到高的傳輸變化所述諧振電路的磁通量分布,所述圖形輸入板能夠獲得第二坐標(biāo)值,該值可以被用于檢測所述旋轉(zhuǎn)角。在接收這個(gè)命令之后,不再傳送數(shù)據(jù)(命令*110)。
為了復(fù)位由命令*110設(shè)定的旋轉(zhuǎn)檢測狀態(tài),需要從所述圖形輸入板傳送命令**00。在接收這個(gè)**00命令的基礎(chǔ)上,在所述BARREL端處的信號(hào)變成低電平。但是,沒有數(shù)據(jù)傳送(命令;**00)。所述筒形模式(barrel mode)的應(yīng)用·旋轉(zhuǎn)檢測空氣刷。
·具有3位開關(guān)的旋轉(zhuǎn)檢測筆。
·具有3個(gè)按鈕的3-D圓盤(puck),旋轉(zhuǎn)檢測能力,和中點(diǎn)返回手柄。(4)光標(biāo)模式(D0=1、D1=1)在所述光標(biāo)模式下,從所述筆返回通過8個(gè)輸入端規(guī)定的8位開關(guān)信息(命令;***0)。光標(biāo)模式的應(yīng)用·多按鈕光標(biāo)。3)操作條件電源電壓1.0-3.0V最大時(shí)鐘頻率500kHz4)端子·CLK2A從在諧振電路中產(chǎn)生的信號(hào)得到的被檢測信號(hào)的輸入端。
·CLK2B從擦除器側(cè)諧振電路中引入的信號(hào)獲得的被檢測信號(hào)的輸入端。這些端被用做除擦除器模式以外其它模式的開關(guān)輸入端(SW3)。
·CLK2OUT在對(duì)波形整形后經(jīng)過CLK2A或CLK2B輸入的信號(hào)被通過CLK2OUT端輸出。
·CLK2INP在經(jīng)過具有小時(shí)間常數(shù)的積分電路之后所述時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過這個(gè)端CLK2INP被輸入。這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)被用于消除在經(jīng)過所述端CLK2OUT輸入的信號(hào)的上升沿之前和下降沿之后立即出現(xiàn)的脈沖尖峰。這個(gè)輸入端CLK2INP具有一個(gè)施密特觸發(fā)電路。經(jīng)過這個(gè)端輸入的時(shí)鐘信號(hào)與來自所述圖形輸入板的無線電波的傳送定時(shí)同步。
·WIDTH,WIDTHOUT在這些端之間被連接有具有被適當(dāng)選擇的時(shí)間常數(shù)的一個(gè)電路。當(dāng)經(jīng)過端CLK2INP輸入的信號(hào)上升從而通過由在端WIDTH和WIDTHOUT之間連接的電路的時(shí)間常數(shù)來確定所述脈沖的寬度時(shí)產(chǎn)生一個(gè)脈沖。當(dāng)將要返回的數(shù)據(jù)是“1”時(shí),在所述周期等于上述脈沖的寬度的期間內(nèi)在所述端OUT處的信號(hào)電平變低,和在這個(gè)周期內(nèi)所述諧振電路的運(yùn)行被禁止。
·RESOUT在從端CLK2INP的輸入信號(hào)處于高電平的周期中減去由在WIDTH和WIDTHOUT之間的時(shí)間常數(shù)確定的脈沖寬度給出的周期時(shí)經(jīng)過這個(gè)端來輸出高電平信號(hào)。經(jīng)過這個(gè)端RESOUT輸出的信號(hào)被用于檢測在所述諧振電路中引入信號(hào)的持續(xù)時(shí)間,借此檢測從所述圖形輸入板傳送所述命令的定時(shí)和所述脈沖串信號(hào)的定時(shí)。
·DATA具有適當(dāng)選擇的時(shí)間常數(shù)的一個(gè)電路被連接在這個(gè)端和端RESOUT之間。在這個(gè)時(shí)間常數(shù)的基礎(chǔ)上,確定從所述圖形輸入板傳送的無線電波的持續(xù)時(shí)間是否大于100μS,借此確定從所述圖形輸入板傳送的命令是“1”還是“0”。
·RES具有適當(dāng)選擇的時(shí)間常數(shù)的一個(gè)電路被連接在這個(gè)端和端RESOUT之間。在這個(gè)時(shí)間常數(shù)的基礎(chǔ)上,確定從所述圖形輸入板傳送的無線電波的持續(xù)時(shí)間是否大于700μS,借此確定從所述圖形輸入板傳送的信號(hào)是否是一個(gè)數(shù)據(jù)串(burst)信號(hào)。如果這個(gè)端的電壓變得高于所述閾值電壓,那么,已經(jīng)經(jīng)過端DATA進(jìn)行檢測的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)被認(rèn)為是一個(gè)命令然后被保持。如果停止從所述圖形輸入板傳送所述無線電波之后端RES處的電壓變低,那么,端RES處的電壓被強(qiáng)迫變低。此后,根據(jù)所保持的命令經(jīng)過端OUT向所述圖形輸入板傳送數(shù)據(jù)。當(dāng)端RES處的信號(hào)處于高電平時(shí),通過對(duì)經(jīng)過端CLK1A或CLK1B輸入的時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)確定經(jīng)過端AN1、AN2或EPR輸入的脈沖的寬度,借此將表示例如所述筆壓力的模擬信息轉(zhuǎn)換為一個(gè)數(shù)字值。
·GATE經(jīng)過這個(gè)端GATE輸出一個(gè)脈沖信號(hào),以檢測時(shí)間常數(shù)的變化,借此檢測諸如所述筆壓力的模擬量。
·ZERO將具有被適當(dāng)確定時(shí)間常數(shù)的一個(gè)電路連接到這個(gè)端ZERO上,從而在從諸如所述筆壓力的模擬量向數(shù)字形式轉(zhuǎn)換的過程中正確地設(shè)置零位置。在所述光標(biāo)模式下,這個(gè)端被用做SW8輸入端。
·AN1具有適當(dāng)選擇時(shí)間常數(shù)的一個(gè)電路被連接到這個(gè)端AN1上。在所述3-D和桶形模式下,相對(duì)于這個(gè)電路的時(shí)間常數(shù)和連接到端EPR的所述電路的時(shí)間常數(shù)評(píng)估該信號(hào)的延遲。具有較大時(shí)間延遲的信號(hào)被選擇和轉(zhuǎn)換為一個(gè)數(shù)字信號(hào)。關(guān)于哪個(gè)信號(hào)被選擇的信息也被返回。在光標(biāo)模式下,這個(gè)端被用做SW7輸入端。
·EPR具有用于檢測所述筆壓力的時(shí)間常數(shù)的一個(gè)電路被連接到這個(gè)端上。在3-D和筒形模式下,相對(duì)于這個(gè)電路的時(shí)間常數(shù)和連接到所述端EPR的電路的時(shí)間常數(shù)評(píng)估所述信號(hào)的延遲,具有較大時(shí)間延遲的信號(hào)被選擇和轉(zhuǎn)換為一個(gè)數(shù)字信號(hào)。關(guān)于哪個(gè)信號(hào)被選擇的信息也被返回。在所述光標(biāo)模式下,這個(gè)端被用做SW6輸入端。
·AN2具有用于在筒形和擦除器模式下檢測與所述側(cè)浮動(dòng)塊(sideslider)相關(guān)的模擬量的時(shí)間常數(shù)的一個(gè)電路被連接到這個(gè)端AN2上。在光標(biāo)和3-D模式下,這個(gè)端被用做SW4輸入端。
·CLK1A;在所述諧振電路中引入的信號(hào)被施加到這個(gè)端(所述信號(hào)被用于檢測所述筆壓力)。
·CLK1B;在所述擦除器側(cè)諧振電路中引入的信號(hào)被施加到這個(gè)端(所述信號(hào)被用于檢測所述筆壓力)。
·BARREL在筒形模式下,經(jīng)過這個(gè)端輸出旋轉(zhuǎn)檢測控制信號(hào)。在所述光標(biāo)和3-D模式下,這個(gè)端被用做SW5輸入端。在擦除器模式下,這個(gè)端被用做通常連接到GND上的制造商測試端。
·SW1SW1輸入端。
·SW2SW2輸入端。
·D0模式設(shè)定輸入端。
·D1模式設(shè)定輸入端。
·SIFT在所述多模式中使用的頻移控制信號(hào)輸出端。
·OUT用于使數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)返回所述圖形輸入板的諧振電路控制信號(hào)輸出端。
·EXCLK當(dāng)使用外部64位ROM(S-2100R)時(shí)使用的時(shí)鐘信號(hào)輸出端。
·EXT擴(kuò)展的數(shù)據(jù)輸入端。
·PDN;經(jīng)過這個(gè)端PDN施加一個(gè)信號(hào),使該信號(hào)具有從電源接通時(shí)間開始的稍微延遲,借此以保證SIFT和BARREL端在初始狀態(tài)處于低電平。
9.W4022F(1)略述W4022F是一個(gè)在具有數(shù)字通信能力的指示器中使用的門陣列。
W4022F具有比W4021S多的端子,和可以得到一些附加功能。W4022F向上與W4021S兼容,所以,W4022F能夠取代W4021S。
制造商夏普公司。
產(chǎn)品名稱LZ96650(650個(gè)門)封裝48個(gè)端子QFP與M4021S的區(qū)別(1)能夠檢測高達(dá)10位模擬信息的4個(gè)不同片數(shù)據(jù)。
(2)能夠輸入具有高達(dá)17位的數(shù)字信息。2)功能概述W4022F包括命令接收電路,用于借助于數(shù)字傳送接收從一個(gè)圖形輸入板傳送的4位數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù);數(shù)據(jù)傳送電路,用于根據(jù)所接收的命令傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù);和一個(gè)用于檢測由電容或電阻變化表示的模擬量(諸如筆壓力)的電路。利用這些構(gòu)件,所述圖形輸入板和所述數(shù)字筆借助于雙向數(shù)字通信相互通信。
W4022F根據(jù)從所述圖形輸入板接收的4位數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定操作。至于W4021S,可以經(jīng)過端D1和D2設(shè)定四種不同的操作模式。
在各個(gè)命令所規(guī)定的操作中,ID數(shù)據(jù)(*011)的傳送、頻移(*111)和63位ID數(shù)據(jù)的傳送對(duì)于所有模式來講是共同的。有關(guān)這些命令的操作與由W4021S所執(zhí)行的操作相同。
一旦給出上述的披露,很明顯,本專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以對(duì)其做出各種修改、特性或改進(jìn)。這種特性、修改和改進(jìn)都被認(rèn)為是本發(fā)明的一部分,本發(fā)明的范圍將由本發(fā)明的權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)輸入系統(tǒng),其特征在于,該數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)輸入系統(tǒng)包括一數(shù)字轉(zhuǎn)換器圖形輸入板,它包括了多個(gè)導(dǎo)電機(jī)構(gòu);一指示器,用于最接近的操作所述圖形輸入板,以便輸入坐標(biāo)信息;至少某些所述圖形輸入板的所述導(dǎo)電機(jī)構(gòu)用于產(chǎn)生電磁波,該電磁波被傳送給所述指示器,并確定了對(duì)指示器的一個(gè)ID請(qǐng)求以使將表示指示器ID的ID信息傳送給所述圖形輸入板;和所述指示器包括從圖形輸入板接收請(qǐng)求的電路,和其中,所述指示器譯碼來自所述圖形輸入板的所述請(qǐng)求并響應(yīng)這個(gè)請(qǐng)求將用于識(shí)別該指示器的所述指示器ID信息傳送給所述圖形輸入板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入系統(tǒng),其特征在于,響應(yīng)于從所述圖形輸入板接收的一ID請(qǐng)求,所述指示器僅將指示器的ID信息傳送給所述圖形輸入板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入系統(tǒng),其特征在于,所述指示器不以連續(xù)或基本連續(xù)的方式向所述圖形輸入板傳送指示器ID信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入系統(tǒng),其特征在于,所述導(dǎo)電構(gòu)件是所述圖形輸入板中的多個(gè)重疊的環(huán)形線圈,它產(chǎn)生傳送到指示器的電磁波和圖形輸入板中的相同的重疊環(huán)形線圈檢測從指示器傳送到圖形輸入板的波。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入系統(tǒng),其特征在于,所述圖形輸入板上的第一組重疊環(huán)形線圈產(chǎn)生傳送給所述指示器的電磁波,所述圖形輸入板上的第二個(gè)不同組的重疊環(huán)形線圈檢測從所述指示器傳送給所述圖形輸入板的包括所述指示器ID信息的波。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入系統(tǒng),其特征在于,傳送給所述指示器的波的持續(xù)時(shí)間或脈沖寬度是由所述指示器譯碼的以便表示數(shù)字信息,并利用這種數(shù)字信息來確定該ID請(qǐng)求。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入系統(tǒng),其特征在于,所述指示器將從所述圖形輸入板接收的第一持續(xù)時(shí)間或脈沖寬度的波譯碼為多個(gè)0和所述指示器將從所述圖形輸入板接收的不同的第二持續(xù)時(shí)間或脈沖寬度的波譯碼為多個(gè)1,和其中,被所述指示器譯碼的多個(gè)0和/或多個(gè)1的預(yù)定序列用作為表示的該ID請(qǐng)求。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入系統(tǒng),其特征在于,所述指示器包括具有不同時(shí)間常數(shù)的第一和第二積分電路,所述積分電路中的每一個(gè)與一個(gè)比較器通信,所述積分電路用于對(duì)從所述圖形輸入板接收的信號(hào)進(jìn)行處理以便確定波的持續(xù)時(shí)間或脈沖寬度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸入系統(tǒng),其特征在于,還包括一個(gè)裝置,用于通過確定在每個(gè)所述積分電路中的輸出信號(hào)達(dá)到相應(yīng)比較器的閾值電平之前所述脈沖結(jié)束確定那時(shí)所接收的波具有的某個(gè)持續(xù)時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輸入系統(tǒng),其特征在于,還包括一個(gè)裝置,用于將至少三種脈沖寬度順序地施加到所述積分電路的輸入端,從而使所述積分電路輸出具有作為脈沖寬度函數(shù)的增加的電壓的信號(hào)。
全文摘要
一種數(shù)字轉(zhuǎn)換器圖形輸入板,該圖形輸入板把包括了數(shù)字信號(hào)的電磁波傳送給相應(yīng)的指示器(例如,記錄計(jì)、鼠標(biāo)等)。所述指示器中的調(diào)諧電路從圖形輸入板接收所述波。然后,所述指示器將包括指示指示器施加在所述圖形輸入板上的壓力的數(shù)字信號(hào)的電磁波傳送回給所述圖形輸入板。還提供了一種有效的系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠使所述指示器將它唯一的ID以數(shù)字形式傳送給所述圖形輸入板而不損失整個(gè)系統(tǒng)的性能。
文檔編號(hào)G06F3/041GK1246681SQ99108499
公開日2000年3月8日 申請(qǐng)日期1999年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月22日
發(fā)明者桂平勇次 申請(qǐng)人:株式會(huì)社華科姆