专利名称：触摸板输入型电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及触摸板输入型电子装置。该装置有一个触摸板和一个显示板。触摸板是个触感板，有在其表面上形成的点输入坐标系统。显示板用于显示对应于输入到触感板的点的点的坐标数据。触摸板和显示板被层叠在一起。
由在其上叠合由电阻膜制成的触感板的LCD显示板组成的坐标触摸输入和显示装置广泛地应用于各种电子设备，例如，电子现金出纳机、字处理机、便携信息终端等。由于在输入触感板上形成的点输入坐标系统同在LCD显示装置的前表面上形成的显示侧坐标系统相匹配，这个坐标触摸输入和显示系统能够显示经触感板输入的触摸点，作为在LCD显示板的显示侧坐标系统中的点，能够经过触感板看见它。
然而，层叠在LCD显示屏上的触感板离显示屏表面有个合适的间距，因此会使观察者当在一个角度上经过透明的触感板向该处观察在显示屏上的输入点时有一个视差。即，一种位移会出现在触摸输入点和显示点之间，当观察可绕轴心旋转地附到电子设备上的坐标触摸和显示板上的图像时特别会经常出现。换句话说，使设备的触摸和显示板倾斜总会伴以由视差引起的显示点离触摸输入点的视在位移。
已有为解决上述问题的若干尝试。例如，日本公开专利NO.3-48318提示了一种电子设备，它有一个机构。用于每当触感板以一个要求的视角偏斜时，按照显示板相对于设备主体的倾斜相对显示板滑动触感板。
日本未决公开专利NO.10-207632提示了一种连接机构，用此机构将LCD板和触感板以这样方式互相连接，即，改变LCD显示板相对于水平面的倾斜总伴随着触感板倾斜的自动调节。
如在日本未决公开专利NO.3-48318中提示的按照显示板相对于设备主体的倾斜相对显示板滑动触感板的机构会是如此复杂，以致可证实增加了设备的总尺寸，导致设备制造费用的增加。
如在日本未决公开专利NO.10-207632中提出的将触感板同LCD板连接的连接机构可能会增加设备的总尺寸，导致设备制造费用的增加。
另外，连接机构不能将触感板和LCD板倾斜越过某极限角度。
并且，两种设备都在触感板和显示板之间使用机械接合，因此会有这样的共同问题，即，任何位移都被不能最后地补偿，甚至当位移无需被补偿时。
本发明的目的是提供一种触摸板输入型电子装置，这种装置简单、廉价并能可靠地被偿显示板上的点显示离触感板上的触摸输入点的视在位移。
本发明的另一目的是提供一种触摸板输入型电子设备，这种装置具有由双层叠板组成的触摸和显示板，一层是具有在其上用于定位触摸输入点的在其表面上提供的触摸点输入坐标系统的透明触感板，另一层是具有用于定位相应于在触感板上的输入点的坐标值的显示点的点显示坐标系统的显示板，触摸和显示板可绕轴心旋转地附加到装置的主体上，其特征是包含用于检测触感板和显示板相对于主体的倾斜角的装置以及用于根据检测到的板倾斜校正经触感板输入的触摸点的坐标值和显示显示板上的输入点的校正的坐标值的校正控制装置。
本发明的另一目的是提供一种触摸板输入型电子装置，这种装置与上述装置类似，但备有取消上述校正控制的功能。
本发明的再一目的是提供一种触摸输入型电子装置，这种装置具有由有触摸点输入坐标系统并叠在有点显示坐标系统的显示板表面上的透明触摸输入板组成的触摸和显示板，并固定地附到装置主体上，以及具有下述特征它还包含用于检测触感板和显示板相对于水平面的倾斜角的装置以及用于根据检测到的板倾斜角和它们之间的予定距离校正在触感板上形成的触摸点的坐标值和显示在显示板上的输入点的校正的坐标值的校正控制装置。
图1是按照本发明的一个方面的触摸板输入型电子装置的示意透视图。
图2是图1的触摸板输入型电子装置的控制系统的方块图。
图3是描绘图1的触摸板输入型电子装置的工作流程图。
图4A和4B是图1的触摸板输入型电子装置的工作原理的示意说明。
图5是按照本发明的另一方面的触摸板输入型电子装置的示意平面视图。
图6是图5的触摸板输入型电子装置的控制系统的方块图。
图7是描绘图5的触摸板输入型电子装置的工作的流程图。
在下面将参照附图详细地说明本发明的优选实施例。
图1是按照本发明的一个实施例的触摸板输入型电子装置的示意透视图。这种触摸板输入型电子装置可被应用于各种电子设备，例如，电子现金出纳机、字处理机、便携信息终端等。如图1所示，这种电子装置由扁平盒形的主体10和平板形的坐标触摸输入和显示单元20组成。单元20为覆盖主体的半个纵向部分的上表面而安置的。
调整坐标触摸输入显示单元20的尺寸以覆盖大体一半的主体10的纵向部分。另半部分有一个横向安置在大体主体10的纵向中央的(梯形)切口端。坐标触摸输入显示单元20的旋转轴21沿上述主体10的另半部分的横向端安置。这个坐标触摸输入显示单元20的旋转轴21旋转地附到主体10的上表面。
坐标触摸输入显示单元20包括有整体层叠在上面的触感板(触摸板)23的液晶显示(LCD)板22，这些层状的板部分整体地附到旋转轴21上。因此，触感板23和LCD显示板22整体地绕旋转轴21旋转。即，旋转轴21同2个板22和23一起旋转。
旋转轴21在其一端配备有倾斜角探测器24，用于按照旋转轴的旋转运转数值探测触感板23和LCD显示板22相对于主体10的倾斜角。这个探测器24由，例如，固定到主体10的体电阻组成。体电阻随触感板23和LCD板22的旋转运动改变电阻值。探测器24因而输出对应于其旋转敏感电阻值上变化的电压值。
触感板23是个有在其表面上形成的2维(X-Y)坐标系统的透明图形输入板。它对记录笔等的触摸(输入点)是敏感的，并分别地输出相应于输入点的纵坐标和横坐标值的电压。
在其上叠合有的触感板23的LCD板22上具有在其表面上形成的2维(X-Y)坐标系统，这个坐标系统与在触感板23上形成的坐标系统相匹配。因此，LCD板能够按照从触感板23输出的电压显示经触感板23输入的点作为在其X-Y坐标系统中的点。
图2是体现本发明的触摸板输入型电子装置的控制系统方块图。在该装置中，中央处理单元(CPU)25控制电子装置的整个系统，分别连接到LCD板22、触感板23和倾斜角探测器24。CPU25也同只读存储器(ROM)26和随机存储器(RAM)27连接。只读存储器26用于存储控制LCD板22、触感板23和倾斜角探测器24的功能的微指令；固定信息和校正数据等等。随机存储器27用于存储自校正数据、倾斜角数据和校正数据等等。
LCD板22除了与触感板23上的触摸输入点相对应的显示点外，还能显示密钥图象数据、输入数据、误差显示数据和操作引导数据。
参照图3的流程图，在下面将说明如此构成的触摸板输入型电子装置的工作。
一旦接通电源，首先读入自校正标志，这个标志将在这样时候被置位，即，按照倾斜角探测器24的输出根据输入到触感板23的点执行LCD显示板22上显示点坐标的自动校正，该探测器24的输出是在两板22和23之间形成的相对于主体10的倾斜角(图3的步骤S1)。自校正标志只在进行显示点的自校正的情况下才被有选择地读入，也就是说，它能通过操作在主体10上提供的校正控制取消开关(未示出)被禁止。当这个标志被禁止时，不能进行自校正。
识别读入的自校正标志是有效的而没被取消开关禁止(步骤2)。在无效的，即被取消开关禁止的标志的情况下，自校正被识别为不必要而不被进行。
在这之后，根据倾斜角探测器24的输出电压读入LCD板22和触感板23相对于主体10的旋转角Q(步骤S3)。检查刚读入的旋转角与作为LCD板22和触感板23的旋转角而存储的数值匹配还是失配(步骤4)。如果刚读入的数值与存储的数值匹配，则CPU25识别自校正数据已被存储并完成LCD板22的显示坐标系统的自校正。
如果刚读入的旋转角数值与存储的数值不一致，则CPU25根据先前的旋转角值α、刚读入的旋转角值β和预定的从触感板表面到LCD板表面的距离L按照以下方程(1)计算校正值ΔSΔs＝L/tanα-L/tanβ …(1)参照图4，如下解积校正数据ΔS当LCD板22和触感板23转到与电子装置主体10正交(成90度的旋转角θ)时，如图4A上所见，自观察者眼睛的水平线与LCD板22和触感板23的表面垂直。在这种情况下，在触感板表面23上的输入点和LCD板表面上的显示点之间无视差发生，与它们的表面间距离L无关。也就是说，输入点和显示点是互相重合。
当LCD板22和触感板相对于主体转一个角度θ(≠90°)时，如图4B所示，平行于主体10的视线有一个对触感板表面的倾斜角θ。因此，在触感板表面23上的输入点P1和LCD板表面22上的显示点P2之间产生一距离ΔS的视差。距离ΔS被表示如下Δs＝L/tanθ...(2)上述距离作为校正数据ΔS进行计算。
计算的校正数据ΔS被加到先前的校正数据上，如果以前已计算和存储了这样的数据，相加的结果作为新的校正数据代替先前的数据被存储(步骤S6)。新的旋转角β也被存储(步骤S7)。
由于在自校正控制的初始阶段无LCD板22和触感板23的旋转角数据存储，根据新读入的旋转角α计算校正数据ΔS，并将它与该角α一起存储。
一旦存储了新的校正数据ΔS，LCD板22上的显示点的横坐标和纵坐标值根据代表触感板23上的输入点的横坐标和纵坐标值的输出电压来确定，然后通过将存储的校正数据ΔS加到各自的数值上来校正。通过加校正数据ΔS校正的坐标数值与显示点在LCD板22上的坐标系统中的校正位置相关。
一旦在自校正控制的初始阶段存储了LCD板22的触感板23的旋转角α，则按照方程式(2)根据存储的旋转角α和β的校正数据之间的差计算新探测的旋转角β的校正数据ΔS。新计算的校正数据ΔS加到先前的校正数据ΔS上以获得代替先前的校正数据而存储的新当前校正数据ΔS。在这之后，在规定的间隔或每当倾斜角探测器24的输出改变时重复同样的控制。
校正的LCD板22上的显点被安置在与主体10平行的视线上，如图4B所示。也就是说，当板对主体转了角度θ时，自校准能消除LCD板22上的显示点离触感板23上的输入点的视在视差(位移)。
通过操作取消开关能断开自校正控制。提供这个性能是因为在将LCD板22和触感板23放在某个不引起视差的固定位置后显示点的坐标值的自校正成为不必要。
图5是本发明的另一个实施例的触摸板输入型电子装置的平面视图。这种触摸板输入型电子装置有整个固定到主体10上的坐标输入和显示单元20。坐标输入和显示单元20由LCD板22和叠合在上面的触感板23组成，如以前关于第一实施例所说明的那样。在该电子装置中，坐标输入和显示单元20配备有安置在主体10角上的三维角度探测器28。该探测器28能够探测坐标输入和显示单元20相对于水平面的倾斜角作为在两个互相垂直方向上的旋转角。例如，探测器输出两个对应于触感板23的X和Y方向上的旋转角度值的电压值。
图6是按照本发明的图5实施例中的触摸板输入型电子装置控制系统的方块图。在该触摸板输入型电子装置中，触感板23的输出电压和三维角度探测器的输出电压输入到电压转换电路29，电压转换电路29的输出然后输入到中央处理单元(CPU)25。其他部件与图2所示的电子装置控制系统的相似。
在所示的实施例中，触感板23识别在其表面的坐标系统中的触摸输入点，产生代表该输入点的横坐标和纵坐标值的输出电压VX1和VY1。这些输出传送到电压转换电路29。三维角度探测器24也产生两个输出电压VX2和VY2代表分别绕LCD板22和触感板23的X和Y轴的旋转角值α和β的角度值。这些输出电压也传送到电压转换电路29。在该例中，三维角度探测器24的输出电压VX2和VY2分别反比于绕X和Y轴旋转的角度值α和β(有一比例系数K)。
电压转换电路29根据来自触感板22的电压值VX1和VY1以及来自三维角度探测器24的电压值VX2和VY2产生代表LCD板22上的显示点的横坐标和纵坐标的校正值的校正电压值VX和VY，并输出校正电压VX和VY给CPU25。
在电压转换电路29中，根据代表其上的触摸输入点的横坐标值的触感板23的输出电压VX1以及其代表绕LCD板22的触感板23的Y轴旋转的角度β的三维角度探测器24的输出电压VY2，确定对应于校正的显示点的横坐标值的校正电压值VX。假定L是从触感板表面23到LCD板表面22的距离，VL是对应于LCD板22的坐标系统中的距离L的电位，以及LCD板22的坐标系统中点的横坐标和纵坐标值与显示电压成比例，带有一比例常数K，如下确定对于显示点的校正电压Vx＝Vx1+VL·tan(k·Vy2) ...(3)类似地，根据代表输入到那里的触摸点的坐标值的触感板23的输出电压VY1以及其值代表绕LCD板22和触感板23的轴旋转的角度α的三维角度探测器24的输出电压VX2计算代表校正的LCD板22上坐标系统中显示点坐标值的校正电压VY。按照以下方程式(4)计算它Vy＝Vy1+VL·tan(k·Vx2) ...(4)由此电压转换电路29确定代表LCD板22上坐标系统中显示点(位置)的横坐标和纵坐标值的校正显示电压VX和VY，并输出确定的校正电压给CPU25，CPU25按序又将接收的校正电压VX和VY加到LCD板22。对应于相对触感板23上输入点的X轴和Y轴旋转角α和β的校正的点就这样显示在LCD板22上。这样甚至当垂直观察两个都与水平面成倾斜角放置的LCD板22和触感板23时消除了引起在触感板23上输入点和LCD板22上显示点之间的视差的可能性。
按照本发明的触摸板输入型电子装置能在其显示屏上显示其横坐标和纵坐标值根据显示板和触感板相对于主体或水平面的倾斜被确定的显示点。因此，这些装置是简单的和小的，并能以低费用制造。
权利要求
1.一种具有可绕轴心旋转地附加到其主体的触摸和显示板的触摸板输入型电子装置，所述触摸和显示板是双分层板，一层是具有用于在其上定位触摸输入点的在其表面上提供的输入坐标系统的透明触感板(23)，而另一层是具有用于定位对应于触感板(23)上输入点坐标值的显示点的显示坐标系统的显示板(22)，还配备有角度探测装置(24)，用于探测触摸和显示板相对主体(10)的旋转角，以及校正控制装置，用于根据被角度探测器(24)探测的旋转角和预定的触感板(23)和显示板(22)之间的距离校正触感板(23)上触摸输入点的坐标值，并显示触摸输入点在显示板坐标系统中的校正的坐标值。
2.一种如权利要求1所定义的触摸板输入型电子装置，其中校正控制装置配备有取消功能，供当校正控制不必施加时使用。
3.一种具有固定地附到其主体(10)的输入触摸和显示板的触摸板输入型电子装置，所述触摸和显示板是双分层板，一层是具有用于在其上定位触摸输入点的在其表面上提供的输入坐标系统的透明触感板(23)，而另一层是具有用于在其上显示触感板(23)上输入点的坐标值的显示坐标系统的坐标显示板(22)，还配备有角度探测装置(24)，用于探测触摸和显示板相对水平面的倾斜角，以及校正控制装置，用于根据被角度探测装置(24)探测的旋转角和预定的触感板(23)和显示板(22)之间的距离校正触感板(23)上触摸输入点的坐标值，并显示触摸输入点在显示板(22)的坐标系统中的校正的坐标值。
全文摘要
必须用简单、低费用的装置可靠地校正触感板上输入点和显示板上显示点之间的位移。透明的触感板(23)和LCD板(22)层叠在一起并可绕轴心旋转地附到主体(10)上。透明的触感板(23)具有用于定位点输入位置在其表面上形成的坐标系统;而LCD板(22)具有用于定位对应于触感板上输入点的显示点的位置的坐标系统。角度探测器(24)探测触感板(23)和LCD板(22)相对主体(10)的旋转角。按照角度探测器(24)探测的旋转角和两板表面间的距离校正输入点在触感板(23)的坐标系统中的横坐标和纵坐标值,并在LCD板的坐标系统中显示它们。
文档编号G06F3/033GK1267855SQ00104339
公开日2000年9月27日 申请日期2000年3月17日 优先权日1999年3月17日
发明者宫泽友和 申请人:夏普公司