专利名称：电子黑板装置及其书写工具等附件的制作方法
技术领域：
本发明涉及把书写表面上的图象作成与其对应的图象信息的电子黑板装置及其书写工具等附件。
以前的电子黑板装置是在书写表面的里侧沿x方向和y方向设置多条读出线，同时在有毡笔等的书写工具上设置线圈、在电流流过上述读出线或者线圈中的任何一方时，使磁通量发生变化，在上述读出线或者线圈的另一方检测其变化，并由此检测书写工具在书写表面上的位置，并将该位置作成与书写表面上的图象相对应的图象信息的(以下，称作电磁结合型)。
另外，以前的电子黑板装置还有另一种型式，它是把由毡笔等书写工具在白色的板面或者有可挠性的薄片上所描绘的图象，用可动型扫描器对该白色的板面扫描或者边卷取该薄片边用用动型扫描器扫描，实现光电变换，将其变换成图象信息的(以下，称作光电变换型)。
以前的电子黑板装置的再一种型式是在有可挠性的材料构成的书写表面的里侧设置两侧电阻板，在该两块电阻板的互相相对边上装有电极，并且使这些电极形成上下方向和左右方向重叠地设置着，同时在一块电阻板里流过电流，当用书写工具在书写表面上的书写时，由另一块电阻板的电极间所产生的位移电流，检测在书写表面上的书写工具的位置，并将该位置作成与书写表面上的图象相对应的图象信息的(以下，称作压敏型)。
但是，上述的电磁结合型的装置在检测位置用的控制装置和装设在书写工具上的线圈之间必须有传递信号的软线，该软线使书写工具的使用性能恶化，这是这类装置的缺点。
上述的光电变换型的装置可把书写工具做成没有软线的，但在使扫描器移动时或者进行薄片卷取时，由于在开始能得到图象信息，但书写与正在书写过程中的图象相对应的图象信息。这种类型装置有失实时性的缺点。
此外，上述的压敏型的装置也可把书写工具做成没有软线的，而且也能得到与正在书写过程中的图象对应的信息，但书写表面必须做成能承受由书写工具对其所施加的压力的结构，因此有使其厚度增加、重量增加的缺点。
本发明的第一个目的是提供一种不仅可以在电子黑板上面使用没有软线的附件，例如指示棒、标识器或者黑板擦(以下，称作书写工具)进行文字、图象等信息显示及消去它的指示、信息等各种工作，而且能实时地得到与书写表面上的图象等相对应的图象信息，而且薄型轻量的电子黑板装置。
为了达到第一个目的，提出这样的电子黑板装置的方案，其特征在于它有至少含有线圈和电容、并把既定的频率作为调谐频率的调谐电路的书写工具;
含有能发生与上述调谐电路调谐的电波的电波发生装置和检测从上述调谐电路反射的电波的电波检测装置的读出部分;
设置在读出部分上能反复使用的书写表面;
在书写工具等与读出部分之间互相传送信号，并根据该信号检测出对应书写工具等所指示的位置的座标值的座标检测装置;
根据该座标值作成与书写表面上的图象等相对应的图象信息的图象信息作成装置。
在本发明的电子黑板装置中，当读出部分的电波发生装置发出电波时，该电波在读出部分上与进行书写等指示的书写工具等的调谐电路调谐、即被接受，而接收电波的调谐电路又发出同样的电波、即进行反射，该反射的电波由读出部分的电波检测装置检测，由此再用座标值检测装置检测书写工具等在读出部分上的座标值。再根据该座标值，由图象作成装置作成与书写表面上的图象等相对应的图象信息。
由于在书写工具等里边装设了把线圈和电容作为主要结构件的调谐电路、从而能使书写工具等做成了没有软线的，因此改善了书写工具等的操作性能，而且由于能从读出部分的环形线圈取得对应书写工具等的位置信号，即能检测书写工具等在书写表面上所处的使用状态，因此就能实时地得到与书写表面上的图象等相对应的图象信号。此外，由于书写工具等加在书写表面上的压力和使用通常的标识器和黑板擦加在通常的白色板面上的压力是同等程度的，因此能将书写表面做成与通常的白色板面同样程度的厚薄和重量。
本发明的第二个目的是提供一种电子装置，它能识别在使用中的书写工具等种类及其状态，并能得到与此相应的图象信息。
为了达到第二个目的，上述的电子黑板装置具有有至少含有线圈和电容、并把几个不同频率作为各自的调谐频率的几个调谐电路中任一个调谐电路或者根据它的状态，从调谐频率的几个不同的频率中的一个频率向另一个频率变化的调谐电路的书写工具;
发生几个不同频率的交流信号的信号发生装置;
检测几个不同频率的交流信号的信号检测装置;
根据用信号检测装置从x方向及y方向的各个环形线圈检测到的交流信号产生那些表示在读出部分上使用中的书写工具等种类或它的状态的识别信息的书写工具等识别装置;
根据书写工具等的x方向和y方向的座标值以及表示使用中的书写工具等的种类或它的状态的识别信息，作成与书写表面上的图象等相对应的图象信息的图象信息作成装置。
采用这种装置，根据在书写表面上使用的书写工具等的调谐电路里发生的感应电压，再由其线圈发信号、并用x方向及y方向的环形线圈中接收的电波所引起的交流信号，由书写工具等识别装置识别在书写表面上使用的书写工具等的种类或者它的状态，并输出识别信息，根据书写工具等的x方向和y方向的座标值及识别信息，作成与书写表面上的图象等相对应的图象信息。
因此，只要所选择的书写工具等在书写表面上一使用，它的种类和状态就能被正确认识，而且把该信息由键盘等输入的情况下，既省时又准确、也能经常正确地得到由多种书写工具等或者有多个状态的书写工具等所确定的信息量多的图象信息。
本发明的第三个目的是提供具有两个书写表面的电子黑板装置。
为了达到第三个目的，上述的装置具有在读出部分的两侧分别设置的能反复使用的书写表面;
检测各个书写表面中正在使用中的书写表面的使用表检测装置;
把由座标值检测装置输出的书写工具等的x方向和y方向的座标值，对应使用中的书写表面保持原样或者经座标变换加以输出的座标变换装置。
采用这种装置，当在一个书写表面上使用书写工具等时，根据由使用表面检测装置所输出的一个书写表面的使用信息，由座标变换装置把那时的座标值，原封不动地输出，而当在另一个书写表面上使用书写工具等时，根据由使用表面检测装置所输出的另一个书写表面上的使用信息，由座标变换装置把那时的座标值加以变换后输出。
因此，由于使用一个书写表面时所得到的图象信息和使用另一个书写表面时所得到的图象信息均为对应于同一座标轴的信息，所以，就不用考虑使用中的书写表面是两个表面中的哪一个，可自由地使用。
本发明的第四个目的是提供结构简单并且重量轻、操作性能好的各种书写工具等，即提供指示棒、标识器、黑板擦等。
为了达到第四个目的，提出了指示棒、标识器、黑板擦的方案，即一种在使用时能保持既定长度的略成棒状的本体内，收放着把至少由带铁芯的线圈和电容确定的既定的频率作为调谐频率的调谐电路的指示棒;一种把毡笔等笔芯和把至少由带铁芯的线圈和电容确定的既定的频率作为调谐频率的调谐电路收放在框体内，而且用笔芯能在书写表上书写的标识器;以及一种把有既定面积的黑板擦构件和把至少由带铁芯的线圈和电容确定的既定的频率作为调谐频率的调谐电路收放在框体内，由黑板擦构件能消去书写表面上的图象的黑板擦。
采用本发明的指示棒，当用略成棒状的本体指示书写表面上的图象信息时，在它的调谐电路和读出部分之间进行了电波的收发，座标值就被输入。采用本发明的标识器，在书写表面上操作框体时，在它的调谐电路和读出部分之间进行电波的收发，在座标值被输入的同时，由它的笔芯在书写表面上描绘出图象。又，采用本发明的黑板擦，在把黑板擦构件形成的黑板擦面接触到书写表面上的状态下进行操作时，在它的调谐电路和读出部分之间进行了电波的收发，在座标值被输入的同时，由它的黑板擦构件把书写表面上的图象消去。
因为，除了有用线圈和电容等非常小型、轻的构件组成的调谐电路这一点之外，其余是和以前的书写工具等同样的，所以这些输入指示位置的、在书写表面上描绘图象的和消去书写表面上图象的工具中任何一种书写工具都能做成结构简单而重量轻、操作性能好的工具。
其他的目的和本发明的特征在下面的说明中将进一步清楚地作出。
图1表示本发明的电子黑板装置的第一个实施例。
图2是读出部分的x方向及y方向的环形线圈组的详细结构图。
图3是指示棒的剖面图。
图4是标识器剖面图。
图5是黑板擦的剖面图。
图6是表示本发明的电子黑板装置的电气系统概况的方框图。
图7表示书写工具等的各个调谐电路和读出部分控制装置的细节。
图8是图7中各部分的信号波形图。
图9表示转换信号转换情况的一个例子。
图10是读出部分的控制装置中的座标检测动作处理的流程图。
图11的(a)(b)(c)是表示读出部分的控制装置中座标检测动作的计时图。
图12表示进行座标检测动作时，由各个环形线圈得到的检测电压。
图13表示数据处理装置的结构。
图14是数据处理装置中作成图象信息的处理流程图。
图15表示本发明的电子黑板装置的第二个实施例。
图16是第二个实施例的框架的局部剖面图。
图1表示了本发明的电子黑板装置的第一个实施例，图中，1是黑板本体，2是指示棒、3是标识器、4是黑板擦、5是控制箱。
黑板本体1是由在安放着读出部分11的框架12上安装了支脚13、在框架12中与读出部分11的前面对应的部分用非金属材料做成平滑的面来构成的，该平滑面是能用标识器3和黑板擦4反复使用的书写表面14。在上述框架12中的读出部分11前面的部分是在非金属材料构成的板材上涂复了混进磁粉的涂料构成的，或者在该板料上叠积磁性薄片和塑料膜等构成的，因而可把它做成能用金属片、磁体等把描绘着既定的图框或者图形等的用纸暂时固定的书写表面。
图2表示构成读出部分11的x方向的环形线圈组11x和y方向的环形线圈组11y的细节。x方向的环形线圈组11x是由沿着x方向相互平行而且重合地配置的多个环形线圈组成，例如由48个环形线圈11x-1，11x-2、…、11x-43组成，而y方向的环形线圈组11y是由沿着y方向相互平行而且重合地配置的多个环形线圈组成，例如由30个环形线圈11y-1、11y-2、…、11y-30组成，x方向的环形线圈组11x和y方向的环形线圈组11y相互紧密连接地重合(但附图上是为了便于理解而把这两者分离开画的)。其中各个环形线圈都是用一段线构成的，根据需要也可以用几段线构成。
图3是本发明的书写工具等的第一个实施例，表示了其中的指示棒2的详细结构，它是由合成树脂、木材等构成的，并且有适合用来指示书写表面上的图象信息的长度的略成棒状的本体21，在其前端部开设的凹孔21a内安放着由带铁芯的线圈221和电容222构成的调谐电路22，使线圈221的轴线方向基本和本体(框体)21的长轴方向一致地安放，并用做成本体21那样的材料构成的盖帽23塞住凹孔21a。本体21也可做成自由伸缩式的。
上述的线圈221和电容222，如图7所示那样地相互串联地连接，如构成公知的调谐电路那样地构成，线圈221的电感和电容222的容量定为要使它的调谐频率大约等于给定的频率f0，例如调谐频率为600KHz的值。
图4是本发明的书写工具等的第二个实施例，表示了其中的标识器3的详细结构，它是由合成树脂等非金属材料构成的，并且相互通过旋入而结合的两部分31a和31b构成的笔杆，市售的黑色毡笔的笔芯32、由按压开关331和带铁芯线圈332和电容333及334组成的调谐电路33、笔芯32的盖帽34构成。
上述笔芯32稍微可滑动地安放在笔杆31内的挡块31a和开关331之间，挡块是设置在笔杆31a部分上的，开关则是安放在笔杆31b部分上的。线圈332则是使其轴向基本上和笔杆31的长度方向一致地装设在笔杆31的31a部分的前端部中。
上述的线圈332和电容333也如图7所示那样地互相串联连接，构成公知的调谐电路，线圈332的电感和电容的容量定为使它的调谐频率大约等于上述的给定频率f0，即调谐频率为600KHz的值。而电容334通过开关331并联地连接在电容333的两端、当开关331接通时，上述的调谐电路的调谐频率则是和给定的频率不同的另一个频率f1，例如，变更为550KHz。
上述开关331做成当用手等拿住笔杆31，使笔芯32的前端压到书写表面14上时，笔芯32被推入笔杆31内，就由其后端按压而接通。
在这个实施例中，使笔芯的前端突向书写表面才能进行书写，但也可做成只在使用时，其前端才突出的能自由伸缩式的结构。此外，通过使笔杆31分成两部分后再结合在一起，以便能更换标识器内部的笔芯32。
图5是本发明的书写工具等的第三个实施例，表示了其中黑板擦4的详细结构，它包括用合成树脂等非金属材料制成的盒子41;由一对具有与盒子41的底面相对应的形状并且相互可自在地装卸的构件42a及42b组成的可动板42;一对插在可动板42和盒子41之间的弹簧43a和43b;设置在盒子41的内部41a上、支承起在与图面上的构件42b垂直的方向上突出的连接部分42b′以调节可动板42相对于盒子41的位置的挡块44;安装在可动板42的构件42a的外部表面上的毛毡等制作的黑板擦构件45;由安放在盒子41的内部41a上的开关461、电容462及在可动板42的对应于上述的弹簧43a的位置上夹持在它的构件42a和42b之间，而且其轴向几乎和由上述的黑板擦构件45形成的黑板擦面垂直地安装的带铁芯线圈463构成的第一调谐电路46;以及由相同地安放在盒子41的内部41a上的开关471、电容472及在可动板42的对应于上述弹簧43b的位置上夹持在它的构件42a和42b之间，而且其轴向几乎和由上述黑板擦构件45形成的黑板擦面垂直地安装的带铁芯线圈473构成的第二调谐电路构成。而且由于上述可动板42能相对于盒子41保持着稍微地移动，所以能使上述的开关461、471中的任何一个或两个同时地动作。
上述的线圈463和电容462也如图7所示那样地通过开关461相互串联地连接，当该开关461接通时，构成公知的调谐电路，线圈463的电感和电容462的容量值使其调谐频率等于另一个频率f2，例如，为500KHz。
而上述的线圈473和电容472也如图7所示那样，通过开关471相互串联地连接，当开关471接通时，构成公知的调谐电路，线圈473的电感和电容472的容量使其调谐频率为另一个频率f3、例如，为450KHz。
在黑板擦4处在没进行操作的状态下，上述的开关461和471两者都初切断，而当用手拿住盒子41，通过把可动板42的黑板擦构件45压在书写表面14上，而使可动板42压入盒子41内时，由可动板42的构件42b按压开关461、471中的任可一个或两个，从而接通上述开关。
上述的各个书写工具的调谐电路的各个结构元件、参数使读出部分的电波发生装置发出的电波能量调谐，使该能量发送到读出部分一侧的电波检测装置，能在上述的读出部分上指示要测定的位置。
控制箱5，它的前面设有各种操作开关51和打印格式纸的排出口52，它的内部如图6所示，设有读出部分控制装置6、数据处理装置7及打印机8。
图7表示指示棒2、标识器3和黑板擦4的调谐电路22、33和46、47，同时还表示了读出部分控制装置6的细节。图中，601是控制电路，602是信号发生装置(电路)，603x和603y是x方向及y方向的选择装置(电路)。而604x、604y是收发转换电路，605是xy转换电路，606是接受计时转换电路，这些构成连续转换装置。另外，607是带通滤波器(BPF)，它构成信号检测装置。608是检波器、609是低通滤波器(LPF)，它们配合后述的控制电路601中的处理，便构成了座标检测装置及书写工具等的识别装置。610、611是驱动电路，612、613是放大器，614是倒相器。
下面的控制电路601是用公知的微机构成，根据后述的流程图，把频率转换信号(四进计数数据)P1、P2及动作开始的时标信号(触发脉冲)P3提供给信号发生电路602，同时通过选择电路603x及603y控制读出部分11的各个环形线圈的转换，还相对于xy转换电路605及接受计时转换电路606进行座标检测方向转换的控制，而且还把低通滤波器609的输出值加以模拟数字(A/D)转换，实行后述的演算处理，求出书写工具等的座标值，进而把求该座标值时的频率转换信号P1、P2作为表示书写工具等的种类或者它们的状态(这里是标识器3中开关的状态)的信息输送到数据处理装置7。
信号发生电路602是由分别发生频率为f0、f1、f2、f3、fk的矩形波信号的矩形波信号发生器602a、602b、602c、602d、602e和多路转换器602f组成。
上述频率为f0～f3的矩形波信号被输入到由上述的转换信号P1、P2控制着的多路转换器602f中，该转换信号P1、P2为 时，输出频率为f0的信号，当其为 时，输出频率为f1的信号，当其为 时，输出频率为f2的信号，当其为 时，频率为f3的信号以矩形波信号A输出。由图上未表示的低带滤波器把该矩形波信号A变换成正弦波信号，进而通过xy转换电路605输送到驱动电路601和611中的任何一个中。
频率为fk，例如18.75KHz的矩形波信号，作为收发转换信号B而输入到收发转换电路604x和604y中，同时通过倒相器614逆转，作为接收计时信号C输送到接收计时转换电路606中。而矩形波信号发生器602e由触发脉冲P3起动。
选择电路603x从上述的x方向的环形线圈组11x依次选择一个环形线圈，而选择电路603y从上述的y方向环形线圈组11y依次选择一个环形线圈，分别根据控制电路601的信息而动作。
收发转换电路604x把上述选择出的x方向的一个环形线圈交替地连接到驱动电路610和放大器612上，而收发转换电路604y把上述选择出的y方向的一个环形线圈交替地连接到驱动电路611和放大器613上，它们是根据收发转换信号B而动作。
现在，把由控制电路601产生的触发脉冲P3和转换信号P1、P2一起作为 输到信号发生电路602中，选择x方向的信息被输入到xy转换电路605及接收计时转换电路606中，这时，频率为f0的正弦波信号发送到驱动电路610中，并变换成平衡信号，进而被发送到收发转换电路604x中，该收发转换电路604x根据收发转换信号B转换连接驱动电路610或者放大器612中任意一个，由收发转换电路604x输出到选择电路603x上的信号形成每隔时间T(＝1/2fk)这里约为27微移，发出或不发出600KHz的正弦波信号的信号D。
上述信号D通过选择电路603x输送到读出部分11的x方向的一个环形线圈11x-i(i＝1，2，…，48)中，该环形线圈11x-i根据上述信号D发出电波。
这时，在黑板本体1的书写表面14上，书写工具等，例如，标识器3把开关331接通，并且保持在基本垂直状态，则该电波就使标识器3的线圈332激振，使它的调谐电路33中发生与上述信号D同步的感应电压E。
此后，信号D处于无信号的阶段，即进入接收阶段，同时环形线圈11x-i转换到放大器612一侧，这时该环形线圈11x-i发生的电波立刻消失，上述感应电压E随调谐电路33内损耗而渐渐衰减。
另一方面，由上述感应电压E在调谐电路33中产生电流使线圈332发生电波。由于该电波使连接在放大器612上的环形线圈11x-i相反地激振，在该环形线圈11x-i中就发生由线圈332发出的电波所产生的感应电压。该感应电压只在接收阶段那段时间由收发转换电路604x发送到放大器612，进行放大后形成接收信号F，进而发送到接收计时转换电路606中。
在接收计时转换电路606中输出x方向或y方向的选择信息中任何一方的信息。这里，输入x方向的选择信息和接收计时信号C，在该信号C处于高能级(H)期间，输出接收信号F，在信号C处于低能级(L)期间，什么也不输出，因而在该输出中能得到信号G(实质上与接收信号F一样)。
上述信号F被输送到通带滤波器607中，该通带滤波器607是把频率f0～f3包含在它的通过频率区域里的滤波器，它将具有与上述信号G的频率f0～f3成分的能量相对应的振幅h的信号H(严格地说，几个信号G输入到通带滤波607里，处于聚束状态)发送到检波器608中。
上述输入到检波器608中的信号H经检波、整流形成信号I之后，由截止频率相当低的低带滤波器609转换成具有和上述振幅h的1/2相对应的电压值，例如，有Vx的直流信号J，再输送到控制电路601。
上述信号J的电压值Vx是依赖于标识器3和环形线圈11x-i间距离值，这里将其表示成约和距离的4乘方成反比的值，其由于环形线圈11x-i一被转换就发生变化，在控制电路601中，把每隔一个环形线圈所得到的电压值Vx变换成数字值，通过对这些值进行后述的处理，求标识器3的x方向座标值，且标识器3的y方向座标值也可同样地求得。
另一方面，在标识器3和书写表面14，即和读出部分11边离开边使标识器3略平行于读出部分11的情况下，由读出部分11的环形线圈发送的电波不使标识器3的线圈332激振，因此，调谐电路33中不发生感应电压。另外，由于这时从调谐电路33的线圈332侧也不发送电波，所以在接收期间中的读出部分11的环形线圈中也不发生感应电压F，就不能进行座标检测(实际上，无论在调谐电路或者读出部分的环形线圈中都有些感应电压发生，但没能得到可进行座标检测的相当高能级的电压)。
上述的频率转换信号P1、P2在控制电路601内是由程序等构成的4进环形计数器的计数值，该计数器在没有从控制电路601得到接收信号、即感应电压，而不能进行座标检测时，步进
，这时的计数值作为转换信号P1、P2，与触发脉冲P3一起发送到信号发生电路602中。因此，在没有得到接收信号时间内，交流信号的频率从f0到f3依次被转换，反复这些转换即进行座标检测。
而，得到接收信号时，则能如上述那样求x方向及y方向的座标值，但这时转换信号P1、P2是
或者
，即交流信号的频率是f0或者是f1，上述计数器不能步进，转换信号P1、P2，即交流信号的频率保持不变，而转换信号P1、P2是
或者
，即交流信号的频率是f2或者f3，上述计数器步进
，转换信号P1、P2、即交流信号的频率从f0到f3依次被转换。
当上述的指示棒2的调谐电路22及开关331切断时，标识器3的调谐电路33的调谐频率是f0;而开关331接通时，标识器3的调谐电路33的调谐频率是f1，开关461接通时，黑板擦4的调谐电路46的调谐频率是f2，开关471接通时，黑板擦4的调谐电路47的调谐频率是f3，如果表示得到接收信号时的交流信号频率的转换信号P1、P2是
，则表明指示棒2或者标识器3的笔芯32在这瞬间不接触书写表面14，开关331切断，而当转换信号P1、P2是
时，则表明标识器3的笔芯32在这瞬间接触书写表面14，开关331接通，即正在书写表面14上进行描绘图象，在转换信号P1、P2是
或者
时，则表明在该瞬间黑板擦4的构件45接触书写表面14、开关461或者471处在接通状态，即把书写表面14上的图象消去。
因此，表示取得上述接收信号时的交流信号的频率的转换信号P1、P2就成为识别该瞬间在书写表面14上使用着的书写工具等的种类或者它的状态的识别信息。
图9表示转换信号P1、P2转换情况的一个例子。最初，书写工具等离开书写表面14，转换信号P1、P2依次转换成
、
，但在时间t1～t2之间，当使书写工具等，例如标识器3大约在直立状态下接近书写表面14时，先进行由频率f0的交流信号确定的座标检测，由此反复发生频率为f0的交流信号。此后，在时间t3～t4之间，使笔芯32接触书写表面14(成落笔状态)，即接通开关331，这时反复地进行由频率为f1的交流信号确定的座标检测。而后，在时间t5～t6之间，使笔芯32离开书写表面14(成提笔状态)，即开关331处于切断状态，这时不进行由频率为f1的交流信号确定的座标检测。这以后就和上述一样，作频率为f2、f3的转换。
上述转换信号P1、P2的值和上述所求x方向及y方向的座标值一起输送到数据处理装置7中。
当表示取得接收信号时的交流信号频率的转换信号P1、P2是
或者
时，它的转换信号，即交流信号频率之所以保持原样不变是为了尽可能缩短使用指示棒2或者标识器3时的座标检测周期，提高它的跟踪性。另一方面，当表示取得接收信号时的交流信号频率的转换信号P1、P2是
或者
时，它的转换信号，即交流信号频率之所以依次转换，是由于在使用黑板擦4时，频率不同的两个调谐电路46、47同时地动作，有必需同时检测它们的座标值的时间，同时与描绘图象的标识器3等相比，差不多没有必要提高跟踪性。而，座标检测的速度多少要牺牲一点，但不拘泥于座标检测结果，经常也可反复发送f0～f3的信号。
下面，根据图10至图12，详细地说明读出部分控制装置6的动作。
首先，控制电路601把上述4进计数器复位(步骤SP1)，把计数据，即转换信号P1、P2连同触发脉冲P3一起输送到信号发生电路602中(步骤SP2)，把选择x方向的信息输送到xy转换电路605及接收计时转换电路606中，同时把从读出部分11的x方向环形线圈11x-1～11x-48中选择的最初的环形线圈11x-1的信息发送到选择电路603x中，把该环形线圈11x-1连接到收发转换电路604x中。
收发转换电路604x根据上述收发转换信号B把环形线圈11x-1交替地连接到驱动电路610和放大器612中，这时，驱动电路610在大约27微秒的发送时间内，把16个如图11(a)所示的600KHz的正弦波信号送往环形线圈11x-1。
上述发送和接收的转换就如图11(b)所示那样，相对于一个环形线圈，这里是相对于11x-1反复进7次。这7次发送和接收的反复时间相当于一个环形线圈的选择时间。
这时，在放大器612的输出中，每隔7次接收时间就可得到相对于一个环形线圈的感应电压，这个感应电压如上述那样通过接收计时转换电路606输送到通带滤波器607中被均匀化处理，然后经检波器608及低带滤波器609而发送到控制电路601中。
控制电路601把上述低带滤波器609的输出值进行A/D变换后输入，作成依赖于书写工具等与环形线圈11x-1之间距离的检测电压，例如Vx1加以临时存储。
接着，控制电路601把选择环形线圈11x-2的信息发送到选择电路603x中，该环形线圈11x-2连接在收发转换电路604x中，得到依赖于书写工具等与环形线圈11x-2的距离的检测电压Vx-2并加以存储，此后，同样依次把环形线圈11x-3～11x-48连接到收发转换电路604x中，把如图11(C)中所示的各个环形线圈的依赖于书写工具等与x方向距离的检测电压Vx1～Vx48(而图11(C)上只将其一部分模拟地表示)加以存储(步骤SP3)。
实际的检测电压以如图12所示的书写工具等放置的位置(xp)为中心，并只能从其前后几个环形线圈中得到。
接着，控制电路601把y方向的选择信息发送到xy转换电路605及接收计时转换电路606中，和上述同样地，把选择电路603y及收发转换电路604y加以转换，把收发电波时的低带滤波器609的输出值加以A/D变换后所得到的依赖于书写工具等与y方向各个环形线圈11y-1～11y-30的距离的检测电压加以临时存储(步骤SP4)。
此后，控制电路601复核上述存储了的检测电压的值，看其是否在一定检测能级以上(步骤SP5)，若是在一定的检测能级以下，把4进计数器步进
(步骤SP6)，反复进行上述步骤SP2～SP5的处理。而若是在一定的检测能级以上，则如后述的那样，由上述存储的电压值算出书写工具等x方向及y方向的座标值(步骤SP7)，把该座标值与转换信号P1、P2一起输送到数据处理装置7中(步骤SP8)，进而检测这时的转换信号P1、P2是
或者
，还是
或者
(步骤SP9)，若是
或者
，则4进计数器按原样反复进行上述步骤SP2～SP9处理，而若是
或者
，则4进计数器步进
(步骤SP6)，并反复进行上述步骤SP2～SP9的处理。
作为求上述x方向或者y方向的座标值，例如求上述座标值xp的一个计算方法是用合适的函数去近似地计算上述检测电压Vx1～Vx48的极大值附近的波形，来求该函数的极大座标的方法。
例如，在图11(C)中，用2次函数去近似计算最大值检测电压Vx3和它的两侧电压Vx2和Vx4时，可如下那样地计算(但，各个环形线圈11x-1～11x-48的中心位置座标值取为X1～X48，它的间隔取为△x)。首先，各个电压和座标值按下式计算Vx2＝a(x2-xp)2+b ……(1)Vx3＝a(x3-xp)2+b ……(2)Vx4＝a(x4-xp)2+b ……(3)其中，a、b是常数(a＜0)而且x3-x2＝△x ……(4)x4-x2＝2△x ……(5)把(4)、(5)式代入(2)、(3)式中并加以整理，得到xp＝x2+△x/2｛(3Vx2-4Vx3+Vx4)/(Vx2-2Vx3+Vx4)｝ ……(6)因此，从各个检测电压Vx1～Vx48中，抽出在上述能级核对时所求得的最大的检测电压值及其前后的检测电压值，由这些检测电压值和取得该最大值检测电压的那个环形线圈的座标值及其它前一个环形线圈的座标值(已知)、进行和上式(6)相当的运算，就能算出书写工具的座标质xp。
图13表示了数据处理装置7的结构，图中，71是微机(CPU)、72是构架式存储器，73是分段存储器，74、75、76、77是分别与操作开关51、读出部分控制装置6、打印机8及显示装置(图中未表示)对应的接口电路。
图14是表示数据处理装置7中，与作成图象信息有关的程序处理流程图，由该程序和微机71构成图象信息作成的装置。
下面，说明数据处理装置的动作。
当微机71通过接口电路75，从读出部分的控制装置6接收由上述x方向及y方向的座标值及识别信息构成的数据(步骤SP1)时，先判定其中的识别信息是否为
(步骤SP2)。
若识别信息是
，则那时的座标值被判为临时的位置数据，由图上没表示的字符发生器发出指示的图案，例如发出箭头〔↑〕，并把它写入分段存储式存储器73中与上述座标值对应的地址里(步骤SP3)。为了使分段存储器73的内容不错过在给定时间(通常是几个微秒)以内能进行数据再次写入的机会，当读出部分的控制装置6发送出的座标值一发生变化，写入了上述指示的地址也因此变化。
另外，若识别信息不是
，则是判定是否为
，(步骤SP4)，若是
，则判定为与用标识器3在书写表面14上描绘的图象相对应的数据，在构架式存储器72的与上述座标值对应的地址里写入彼特“1”(步骤SP5)。构架式存储器72的内容一旦被写入，其它只要没被写入的数据都被保持。
若识别信息既不是
又不是
，则判定为由黑板擦4消去的书写表面14上所规定范围的数据，在对应由构架式存储器72的上述座标值所决定的规定消去范围的地址里把彼特“0”写入(步骤SP6)，从而消去图象信息。
在上述操作开关51中，当操作打印输出的开关(未图示)时，微机71通过接口电路76把构架式存储器73的内容输送到打印机78上，使其硬复制化。
当显示装置连接上时，微机71把构架式存储器72及分段存储器73的内容通过接口电路77同时读出，并变换成图象信号，再将其发送到显示装置加以显示。
由于标识器3或者黑板擦4放在书写表面14上使用时，与该时的座标值相对应地，经转换写入构架式存储器72的内容，而在书写表面14上使用指示棒2或者在标识器3不触及该书写表面14使用的情况下，与该时的座标值相对应地，把指示写入分段存储器73里，所以与描绘在书写表面14上的图象相对应的图象就打点地显示在显示装置的画面上，同时，指示书写表面14上任意部位的指示棒2或者标识器3的位置，则由指示显示。
另外，还可把读出部分控制装置6接收的数据等发送到通过图上没表示的接口电路、调制-解调器及通讯电路连接的同样的其他电子黑板装置上，使和上述同样的图象或指示显示在它的显示装置上。
上述实施例仅用一种黑色的毡笔作标识器，也可准备其他颜色的，例如红色、绿色等毡笔及各自具有不同频率调谐电路的几个标识器，为把它们从上述识别信息中识别出，可在对应于各种颜色而准备的构架式存储器里作成它的图象信息。
图15表示本发明电子黑板装置的第二个实施例，这里表示具有两个书写表面的例子。图中，15是框架，其通过支轴17能自由转动地支承在支脚16上，可把它的两个表面中任何一面任意地置于图面的正面。
如图16所示，框架15是把由合成树脂等非金属材料构成的蜂窝状材料151和152放置在读出部分11的两侧，再把同样非金属材料构成的面板153和154设置在它的两侧，由面板153和154的表面构成能反复地使用的两个书写表面18及19。
框架15及支脚16间各自具备为相互交换信息的联接器91、92及93，联接器91～93设置成当两个书写表面中任何一面，例如把18放置在图面的正面时，联接91和92可相对，而把19放置在图面的正面时，联接器91和93相对。
上述的联接器91～93具有发光二极管、光敏晶体管，并能由光信号相互交换信息。在这个实施例中，读出部分的控制装置6设置在框架15内(例如读出部分11的周围)。通过联接器91～93收发的信息构成上述的座标值和识别信息。
在框架15及支脚16的与上述联接器91～93同样的位置上分别装设着金属片94及近接传感器95、96，它们设置成当使书写表面18放置在图面的正面时，金属片94和近接传感器95相对，而在使书写表面19处在图面的正面时，金属片94和近接传感器96相对，并且能从近接传感器95、96的读出，判别书写表面18和19中哪一个表面位于图面的正面，即检测出是否在使用中。通过图上没有表示的接口电路把近接传感器95、96的输出发送到数据处理装置7。
通过和联接器91～93同样地设置的机械的电气接头(图中未表示)，向框架15内的读出部分的控制装置6供给电源。
由于上述的装置在书写表面18处于图面的正面时和在书写表面19处于图面的正面时，读出部分11的上下位置颠倒，例如，即使描绘相同的图象在上下方向上分别不同的座标值都能由读出部分的控制装置6输出。
图17是表示本实施例的数据处理装置7中程序的处理流程图，由读出部分的控制装置6接收数据时，由近接传感器95、96的输出检测框架15的两个书写表面中哪一个处在图面的正面(步骤SP7)，根据这个测定把上下方向，例如y方向的座标值原封不动，或者变换成从它的轴向最大值减去该座标值的值(步骤SP8)。因此，采用本实施例，可不用考虑是使用两个书写表面中哪一个表面，或完全同样地使用这两个书写表面。
在上述的实施例中，金属片94和近接传感器95、96构成了使用表面检测装置，而图17所示的程序和微机构成了座标变换装置。
在第一及第二实施例中，读出部分11在大多数情况下是由具有和x方向及y方向的各个环形线圈的配置相对应印刷电路的绝缘板构成，也可使用在两张绝缘薄膜之间按规定的间隔隔开地夹进多根导线而构成的构件，使各根导线和x方向及y方向的各个环形线圈的配置相对应地连接而构成。
至此所说明的实施例是本发明电子黑板装置的最佳实施例，但也可分别构成发生电波的环形线圈和检测电波的环形线圈，另外，在这种情况下也可使电波在平时就发生。
上述的实施例是用一个读出部分进行发送和接收的，也可以分别构成发送用的读出部分和接收用的读出部分。并且没必要把发送和接收的时间分割开，例如，在发送侧继续发送时，接收侧只转换调谐电路的环形线圈就可检测发送侧的规定电波。
本发明可有较多种类，而且是修正及详细变更了的，因此附图所示和本说明书所说明的只是有限的意义，不是全部解识，根据这种情况，本发明要用所附的权利要求的精神和扩展来限定。
权利要求
1.一种电子黑板装置，其特征在于它具有至少含有线圈和电容、并把既定的频率作为调谐频率的调谐电路的书写工具等；含有发生能与上述调谐电路调谐的电波的电波发生装置和检测从上述调谐电路反射电波的电波检测装置的读出部分；设置在读出部分上能反复使用的书写表面；在书写工具等与读出部分之间互相传送信号，并根据该信号，检测由书写工具等指示的位置所对应的座标值的座标检测装置；根据该座标值作成与书写表面上的图象等相对应的图象信息的图象信息作成装置。
2.如权利要求(1)所记载的电子黑板装置，其特征在于它是使电波发生装置和电波检测装置交替地动作的。
3.如权利要求(1)或(2)所记载的电子黑板装置，其特征在于电波发生装置和电波检测装置都含有x方向和y方向的环形线圈组，使同一组环形线圈兼用作电波发生和电波检测装置。
4.如权利要求(1)、(2)或(3)所记载的电子黑板装置，其特征在于它具有有至少含有线圈和电容，并把几个不同的频率作为各自的调谐频率的几个调谐电路中任意一个，或者根据它的状态，调谐频率从几个不同频率中的一个频率向另一个频率变化的调谐电路的书写工具等;发生几个不同频率的交流信号的信号发生装置;检测几个不同频率的交流信号的信号检测装置;根据用信号检测装置从x方向及y方向的各个环形线圈检测到的交流信号，发生表示读出部分上使用中的书写工具等的种类或它的状态的识别信息的书写工具等识别装置;根据书写工具等的x方向和y方向的座标值以及表示使用中的书写工具等的种类或它的状态的识别信息，作成与书写表面上的图象等相对应的图象信息的图象信息作成装置。
5.如权利要求(1)、(2)、(3)或(4)所记载的电子黑板装置，其特征在于它具有分别设置在读出部分两侧的能反复使用的书写表面;检测各个书写表面的正在使用中的书写表面的使用表面检测装置;把由座标检测装置输出的书写工具等的x方向和y方向的座标值，根据使用中的书写表面，相应地保持原样地或经座标变换加以输出的座标检测装置。
6.一种电子黑板装置，其特征在于它是由由将几个环形线圈沿x方向并排设置所构成的x方向环形线圈组和将几个环形线圈沿y方向并排设置所构成的y方向环形线圈组构成的读出部分;配设在读出部分上能反复使用的书写表面;有至少含有线圈和电容、并把既定的频率作为调谐频率的调谐电路的书写工具等;从x方向的环形线圈组和y方向的环形线圈组依次选择一个环形线圈的x方向和y方向的选择装置;发生既定频率的交流信号的信号发生装置;检测既定频率的交流信号的信号检测装置;把信号发生装置或信号检测装置的任何一方交替地连接到由x方向和y方向的选择装置依次选择的x方向和y方向的各个环形线圈上的连接转换装置;根据由信号检测装置从x方向和y方向的各个环形线圈所检测到的交流信号，求读出部分上的书写工具等的x方向和y方向的座标值的座标检测装置;根据书写工具等的x方向和y方向的座标值作成与书写表面上的图象等相对应的图象信息的图象信息作成装置构成的。
7.书写工具等，其特征在于它是根据使用的目的、用途等，把与读出部分发送的电波调谐并把该调谐电波能量送回到上述读出部分侧的调谐电路组装到框体内的。
8.书写工具等，其特征在于它是把至少含有线圈和电容、并把既定的频率作为调谐频率的调谐电路，使它的线圈轴向大概和略成棒状的框体长度方向一致地放置在该框体内的。
9.电子黑板用的指示棒，其特征在于它是把调谐电路安装在至少在使用时具有既定的长度的棒状物体前端附近的内部的，该调谐电路的调谐频率是和由读出部分放出的电波相同的。
10.在上述电子黑板上使用的标识器，其特征在于它是把能在书写表面上进行书写的笔芯及至少由带铁芯线圈和电容构成、并有既定的调谐频率的调谐电路收放在框体内，上述的笔芯至少在使用时能在书写表面上进行书写地突出在框体外部，而且与电波发生装置放出的电波能量调谐，又把该能量发放到上述电波检测装置上，指示在上述书写表面上能进行书写和在上述读出部分上要测定位置的。
11.如权利要求(10)所记载的标识器，其特征在于上述的笔芯是能用完扔掉的、能在白色面板上使用的市售毡笔。
12.如权利要求(10)或(11)所记载的标识器，其特征在于上述的标识中，框体是由可更换笔芯的能自由装卸的两个构件构成的。
13.电子黑板用的黑板擦，其特征在于它的内部安装着既定面积的黑板擦构件和调谐电路，该调谐电路具有与上述读出部分放出的电波相同的调谐频率。
全文摘要
本发明的电子黑板装置包括电子黑板部分、指示棒、位置检测装置、书写工具判别装置、数据处理装置和输出装置。能在电子黑板部分的书写面上以书写工具抽出文字和图形等的图象信息，以黑板擦指定显示信息中的擦去部分，或以指示棒指示时，通过位置检测装置和书写工具判别装置，将书写工具、黑板擦、指示棒的各种信息及书写面上的所定位置的信息输送到数据处理装置而进行所定的处理，并将相应的显示信息或指示棒的指示信息输送到输出装置。
文档编号G06F3/033GK1040279SQ8910633
公开日1990年3月7日 申请日期1989年6月13日 优先权日1988年6月22日
发明者村上东, 青木一男, 山並嗣也, 友藤吉明, 田中猛, 稻智, 舟桥孝彦, 千头敏秀, 仙田聡明 申请人:株式会社瓦科姆