透明数字化器的制作方法

专利名称：透明数字化器的制作方法
发明所属之技术领域发明领域本发明系论及一种透明数字化器，以及更明确但不排他地说，其系论及一种具有无线电子笔或类似输入装置之透明数字化器。
先前技术发明背景一颁给Gamalong公司之美国专利编号第09/628,334号″Physical Object Location Apparatus and Method and a Platformusing the same″(实体物件定位装置与方法和一使用其之平台)-其内容系藉由参照而合并进此说明书中，系说明一可用以定位一平面屏幕显示器上之实体物件有关的电磁式方法，亦即，一可合并进一电子装置之主动型显示屏幕内的数字化器。此揭示内容系进一步有关一些可具现一透明性感测器式数字化器之技术方法。
有多种产品常使用点触技术来作为输入装置。各种类型之点触装置的使用，系由於一些类似Web-Pad、Web Tablet、PDA、Tablet PC和无线平面屏幕显示器等新移动装置之问市而剧增。此等新装置通常不会连接至标准键盘、滑鼠、或类似之输入装置，此被认为系会限制到彼等之移动力。取而代之的是，使用某类点触输入技术，系已成一种趋势。
有某些新移动装置，诸如数字化器电脑(Tablet PC)，系属一有力之电脑工具。彼等类似数字化器电脑等装置，系使用一电子笔式输入装置，以及一数字化器电脑作为一计算工具之使用，系仰赖其电子笔输入装置之能力。此等输入装置，系具有可支援手写辨识和完整之滑鼠模拟的精确度，举例而言，游走、右键点击、等等。此等新移动装置之厂商和设计师业已决定出，该电子笔输入系统，可基於各种不同之电磁技术，此根据解析度、快速更新率、和滑鼠功能性，将可满足该等电脑工具之极高性能需求。然而，一般而言，此等使用中之电子笔系统，系属数字化器式，亦即，其电子笔系在一非属屏幕之数字化器上面移动。过去已有尝试使非透明电磁数字化器技术，与一透明平面屏幕显示器相结合。一颁给Wacom之美国专利编号第6,005,555号，说明了一种由两层正交导电性回路所组成之数字化器。其一组导电性回路系被用来传送一激励信号，而其正交组之回路，系被用来接收一些振荡信号。然而，此Wacom系统之一需求，是在其回路内之高导电率。就此而论，Wacom之方法势必要使用一些由标准金属性导体所制成之回路，以及系无法供透明导电性之箔片使用，因为一导电性透明线路之电阻值系极高。使用高电阻导电性回路，来激发该电子笔，将需要一特别高之电压输入，超过1kV，其使得此一解决方案不实际。然而，不使用透明导电材料，Wacom之解决方案仅会成功而使其显示器难以被观看。
一种克服观看该显示器之困难的方法，是将Wacom之非透明性感测器，置於其显示器背部。因此，该感测器可使位於上述显示装置之FPD背照光与电子面板中间。就此而论，一非透明性感测器之整合进一FPD装置内，系一极复杂且昂贵之程序。此种安装典型地系需要屏蔽该装置内富含杂讯之组件，以及有时需要制造一其中安装有该感测器之FPD结构内的特定插槽。
一非透明性感测器，若使位於其显示器之背部，不可避免地系相对地远离其电子笔所试图决定之尖端。由於离其感测器相当长之距离所致，彼等非透明性感测器，将会承受到视差，因而导致其电子笔之错误定位。当其定位特别不正确时，亦即，当其电子笔系保持与其显示器成一角度时，其视差效应系特别大。然而，一些类似手写侦测等应用，将要求其系统能容忍其电子笔可保持与其屏幕成一角度。
此外，再次由於离其感测器相当长之距离所致，当其电子笔保持接近其感测器之边缘时，彼等背部安装式感测器，将会承受到其电子笔之不正确定位。
总结上文，由於离其感测器相当长之距离所致，以及进一步由於有许多电子主动型组件可能会位於其感测器与电子笔之间所致，彼等背部安装式感测器，可能会无法达成一可靠之定位解析度。
过去已有尝试具现一透明箔片式感测器，来克服一背部安装式感测器之缺点。当该感测器属透明性时，其可被安装在其屏幕前面上。然而，此种侦测器系依赖一些透明性导体，彼等相较於不透明导体，系具有一高电阻值。一颁给Kurta之美国专利编号第5,381,160号，说明了一由两正交导体透明层所组成之箔片。Kurta之揭示内容，说明了一种对一因上述导体之高电阻值所引起的问题之解决方案，亦即，如何激励其位置要被决定之实体物件，纵使是其有高电阻值。此解决方案仅仅是使用一在内部由其电池提供电力之主动型电子笔。所以，其电子笔并不需要外来之激励。然而，一主动型电池供电式电子笔，基於种种理由，通常并不被视为一满意之解决方案。举例而言，一主动型电子笔，系需要持续被维护，以及可能甚至会停止动作，以及因而会使得整个电脑装置无法运作。而且，该主动型电子笔，系需要重新充电，以及系较一被动型装置更为昂贵。所以，一主动型电子笔，目前并未被移动消费者市场所接收。
上述颁给Gamalong之申请案，揭示了一种有关被动型电子笔之感测器，其系基於一些在其中有一位於屏幕附近之分开激励线圈的透明箔片。此电子笔或其他位置要被侦测之物件，系由一谐振电路所组成。此谐振电路系由其激励线圈所激励，以便产生一电场，以及此电场系由该等透明箔片上之相当高的电阻值侦测导体来加以侦测。然而，有一问题是，其基於电场之侦测，系在一电子显示屏幕之表面上被实行，以及其屏幕表面根据电磁之活动，系一相当高之杂讯环境。此高杂讯之环境，必然会降低其数字化器之解析度位准。
拥有一全无上述限制之电子笔式透明数字化器，系被广泛公认有其需要，以及将会极为有利。

发明内容发明概要本发明之一般目的，系为能在一高杂讯环境中，配合一被动型电子笔，有效地使用一透明性感测器。
本发明之另一目的，旨在能有效使用一安装在一类似LCD或OLED平板之平板显示器(FPD)的顶部上面之透明箔片，藉以克服使用一出自非透明性感测器之缺点。
本发明之一般目的，旨在克服其将一非透明性感测器安装至屏幕背部时所涉及之复杂且因而昂贵的集成化程序之缺点，其系藉由促成使用一透明性感测器，使其可在一直截之方式下，集成化至上述FPD之前方。
本发明之一般目的，旨在藉由促成使用一可在位置上使相当接近其电子笔尖端的透明性感测器，来克服其视差问题。
本发明之一般目的，旨在藉由促成使用一可在位置上使极接近其电子笔尖端的透明感测器，来克服上述之边缘问题，亦即，其侦测一些位於其感测器之边缘中的不精确性。
本发明之一般目的，旨在藉由促成使用一可在位置上使极接近其电子笔尖端的透明感测器，来克服由於其感测器与电子笔间因一些主动型电子组件而加剧之分隔所致的不良解析度之问题。
本发明之一般目的，旨在提供一可达一超过其侦测格网之粒度的精密度之位准的精确电子笔定位，以及提供一尽可能无杂讯之精确电子笔定位。
依据本发明之一特徵，其系提供有一可供使用者互动用之装置，其系经由一物件定位，而可配合一电子可更新式显示屏幕，此装置系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测该物件之定位的侦测器之透明性感测布置，此等侦测器系具有一些输出端；和一些与此等输出相联结而可产生差动信号之差动放大器的布置，此等差动信号系一些可指示其至少两输出间之差异的信号，此装置在运作上，系可在互动中使用此等信号。
较佳地，该等放大器系一些差动放大器，以及较佳地，彼等侦测器之布置，在配置上可用以侦测一电场。
较佳地，其电子可更新式显示屏幕，系由一平板型显示屏幕所构成。
典型地，其物件系一类似电子笔等点击装置。或者，该物件可能系一游戏件。较佳地，此装置系与一平板显示器集成化。其可被设置为一可整合进一移动电脑内之配件。
较佳地，其透明性感测布置，系包括至少一有机导电性箔片。
在一实施例中，其透明性感测布置，系包括至少一ITO箔片。
此装置系可包括至少一连接在其感测布置之感测器与放大器布置间的高通放大器。
此装置系可包括一直线感测器格网。
较佳地，其差动放大器之布置，系包括多数之差动放大器，彼等各具有一第一差动输入端和一第二差动输入端，以及其中之第一差动输入端，系使连接至一第一感测器之输出端，以及其第二差动输入端，系使连接至一第二感测器之输出端，使超过其第一感测器之电子笔有效区域。
较佳地，其第二感测器，系在一超过其第一感测器之电子笔有效区域的最小距离处。
较佳地，每一物件在配置上，可产生一能影响数个邻近之感测器的电场，以及其中之每一放大器的对应第一和第二感测器在选择上，可使不同之物件位置，在不同放大器之组合处，产生一些输出，藉以容许不同放大器之组合，能被解码给个别之感测器。
此装置系可配置使侦测该等感测器之信号的相位，藉以区别来自不同感测器之信号。
较佳地，其差动放大器之布置，系包括多数之差动放大器，彼等各具有一第一差动输入端和一第二差动输入端，以及其中之每一差动输入端，系使连接至少两个输出端，每一至少两个输出端，系分别与一些非邻近之感测器相联结。
较佳地，每一物件在配置上，可产生一能影响数个邻近之感测器的电场，以及其中之每一放大器的对应非邻近的感测器在选择上，可使不同之物件位置，在不同放大器之组合处，产生一些输出，藉以容许不同放大器之组合，能被解码给个别之感测器。
此装置系可配置使侦测该等感测器之信号的相位，藉以区别来自不同感测器之信号。
较佳地，每一差动输入端，系使连接至少两个输出端，彼等各有至少两个输出端，使分别与一些非邻近之感测器相联结。
较佳地，其物件系一被动型物件，其数字化器进一步系包括一位於其屏幕附近之激励布置，其可传送一激励信号给此物件，藉以激发此物件而产生一电场。
较佳地，其激励布置系可被控制，使在一动态可变之频率下，产生上述之激励信号。
较佳地，其激励布置系可被控制，使在一动态可变之波幅下，产生上述之激励信号。
较佳地，其激励布置系可被控制，使提供一动态可变之激励周期。
此装置系可包括一遮没可控制性，其可遮没上述激励信号之输出期间的侦测。
较佳地，其遮没可控制性在运作上，可在上述激励信号之输出後继续其之遮没，使达一预定之延迟。
此装置系可包括一补偿资料库，其中系编码有个别感测器间之导电率中的差异。
此装置系可包括一补偿资料库，其中系编码有其感测布置上面之电磁干扰中的固定变动。
较佳地，其补偿资料库，将会进一步编码其感测布置上面之电磁干扰中的固定变动。
此装置系可包括一物件移动历史布置，其可储存该物件之前邻移动的资料，以及可使用此资料来处理该物件之当前位置。
较佳地，其处理运作系包括依据一使用者来自一先前测得之位置的可能手部移动之滤波运作。
较佳地，其处理运作系包括依据一使用者来自一先前测得之位置的有可能之手部移动的滤波运作。
较佳地，其处理运作系包括平滑化该物件之轨迹。
此装置系可包括一预测器，其系与其物件移动历史布置相联结而可使用此物件移动历史布置来预测该物件之未来轨迹。
较佳地，上述具有预测器之物件移动历史布置，系包括一缓慢移动追踪器，以及其中进一步系提供有一可追踪该物件之快速移动追踪器，此装置在运作上，可初始设定其快速移动追踪器之输出，而作为该物件之一轨迹，以及可随继使用其缓慢移动追踪器之输出，来修正此轨迹。
较佳地，该物件将会产生一指数衰减之信号，其数字化器进一步系包括一信号倍乘功能性，其可使上述之衰减信号，乘以一反向指数上升式信号，藉以抵消彼等之频率旁瓣，以及增加其数字化器之频率解析度。
此装置系可包括一可使一测得之时域信号变换成一频域信号的变换功能性，以及其中之变换功能性在运作上，可依据一要被侦测之频率的可能数目，来选择一变换类型。
此装置系可包括一可使一测得之时域信号变换成一频域信号的变换功能性，以及其中之变换功能性在运作上，可依据一要被侦测之频率的当前数目，来选择一变换类型。
较佳地，其供选择用之变换类型，系包括快速傅立叶变换和离散傅立叶变换。
较佳地，其供动态选择用之变换类型，系包括快速傅立叶变换和离散傅立叶变换。
此装置系可包括一与其变换功能性相联结之阈限器(thresholder)，其可设定一频率临界数目，此临界值可用以在一相对於此临界值之频率的高数目有关之快速傅立叶变换与一相对於此临界值之频率的低数目有关之离散傅立叶变换间的交换有关之临界值。
依据本发明之一第二特徵，其系设置有一可与一数字化器一起使用之被动型电子笔，其系包括一具有前尖端之外部电子笔成形外壳；一具有一预定之谐振频率的谐振器布置；和一在其尖端处之间隙，横跨其间系耦合有其谐振器布置，藉以在其前尖端近邻处建立一电场集中。
其电子笔可包括一亚铁盐线圈。
较佳地，其谐振器系远离上述之尖端，以及系经由一导体与其相耦合。
此装置系可包括一些可交换式组件，彼等可协助其谐振器布置，来修饰其预定之谐振频率，以便指示其电子笔之不同模态设定。
此装置系可包括一调谐器，其可用以提供其电场中依据电子笔之不同模态设定的可侦测式变动。
其电子笔可包括一位於一远离其前尖端之第二端部处之反向尖端，和一延伸至此反向尖端之导体布置。
在一实施例中，其反向尖端近邻中之几何结构，系不同於其前尖端之电场中的几何结构，藉以提供其前尖端与反向尖端间之可侦测性差异。
其中可设置一些与其反向尖端相联结之可交换式组件，藉以协助其谐振器布置，来修饰其预定之谐振频率，以便指示其电子笔之不同模态设定。
较佳地，上述之可侦测性变动，系其电场对间隙之耦合中的可变性延迟。
此装置系可包括一与其前尖端相联结之常闭开关。
依据本发明之第三较佳实施例，一种可供使用者与一具有一电子可更新式显示屏幕之电子装置互动用的数字化器，此种数字化器系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测来自一物件之电子信号的透明性感测网格，此网格系具有多数之输出端；和一放大器布置，其中之每一放大器，系使连接横跨其感测网格之至少两个输出端，藉以产生一为此至少两个输出之函数的输出信号。
依据本发明之第四较佳实施例，其中系设置有一可供使用者经由一电子被动型物件而与一电子可更新式显示屏幕互动用之数字化器，此种数字化器系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测该物件之电场的侦测器之透明性感测布置，此侦测器系具有一些输出端；一与该等输出端相联结之放大器布置；和一激励布置，其可产生上述被动型物件有关之激励信号，藉以促动该被动型物件，而产生或发出上述之电场，此激励布置，系可动态加以控制，使改变上述激励信号所据以产生或发出之取样率。
较佳地，其中系设置有一状态侦测器，其可侦测该物件之状态，藉以实现上述取样率之动态控制。
较佳地，其状态侦测器在运作上，可侦测至少一由一使用者交换式状态、此物件与一表面之接触状态、该物件与屏幕之接触状态、一右键点击、和删除动作所组成的组群。
其数字化器可包括一可侦测所存在物件频率之数目，此数目可被用於其取样率之动态控制中。
依据本发明之第五较佳实施例，其中系设置有一可供使用者经由一电子被动型物件而与一电子可更新式显示屏幕互动用的数字化器，此种数字化器系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测该物件之电场的侦测器之透明性感测布置，此侦测器系具有一些输出端；一与该等输出端相联结之放大器布置；和一激励布置，其可产生及发出上述被动型物件有关之激励信号，藉以促动该被动型物件，而产生上述之电场，以及其中之放大器布置，系联结其激励布置，而可以一遮没周期加以控制，以使其放大器布置，避免在上述激励信号之发出期间进行侦测。
依据本发明之第六较佳实施例，其中系设置有一可供使用者经由一物件而与一电子可更新式显示屏幕互动用的数字化器，此种数字化器系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测该物件之电场的侦测器之透明性感测布置，此侦测器系具有一些输出端；和一与该等输出端相联结之放大器布置，每一放大器系使连接至少两对应非邻近之感测器的输出端，每一放大器之此等对应非邻近之感测器在选择上，可使不同之物件位置，在不同放大器之组合处，产生一些输出，藉以容许不同放大器之组合，能被解码给个别之感测器。
依据本发明之第七较佳实施例，其中系设置有一可供使用者经由一电子被动型物件而与一电子可更新式显示屏幕互动用的数字化器，此种数字化器系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测该物件之电场的侦测器之透明性感测布置，此侦测器系具有一些输出端；一与该等输出端相联结之放大器布置；和一激励布置，其可产生上述被动型物件有关之激励信号，藉以促动该被动型物件，而产生上述之电场，此激励布置，可动态加以控制，藉以改变上述激励信号之性质。
较佳地，此性质系频率、波幅、和相位中的一个。
较佳地，其布置在运作上，可使用该物件之一状态，来设定上述动态可控制之性质。
较佳地，其状态系包括至少一使用者交换式状态、该物件与一表面之接触状态、该物件与屏幕之接触状态、该物件之当前速度、该物件之当前加速状态、和该物件之当前方位。
依据本发明之第七特徵，其中系设置有一可经由物件定位配合一电子可更新式显示屏幕而供其使用者互动用的装置，其中之物件系一被动型电磁电子笔，以及其屏幕系覆以一透明性感测布置。
较佳地，其透明性感测布置在配置上可侦测一电场。
除非另有界定，本说明书所用之所有技术和科学术语，系具有如同隶属本发明之技艺的专业人员一般理解之意义。本说明书所提供之材料、方法、和范例，系仅属例示性，而非有限制意。
本发明之方法和系统的具现，系涉及到手动地、自动地、或彼等之组合地，来执行或完成所选定之任务或步骤。此外，依据本发明之方法和系统的较佳实施例之实际仪表和设备，一些选定之步骤，可在任何韧体或彼等之组合的作业系统上面，以硬体或软体来加以具现。举例而言，就硬体而言，本发明之选定步骤，可使具现为一晶片或电路。就软体而言，本发明之选定步骤，可被具现为多数之软体指令，而由一电脑使用任何适当之作业系统来加以执行。在任一情况中，本发明之方法和系统的选定步骤，可被描述为由一类似一可执行多数指令之电脑平台等资料处理器来加以执行。
图式简单说明本发明在此系仅藉由范例参照所附诸图而加以说明。在此时特别参照诸图之详细说明下，其系强调此等所显示之细节，系属范例性，以及仅为例示讨论本发明之较佳实施例，以及所提出之理由，旨在提供所谓被深信为本发明之原理和观念上的特徵之有用而能轻易被理解的说明。就此点而言，在显示本发明结构上之细节中，并未试图使较本发明之基本理解所需者更为详尽，此配合诸图所做之说明，旨在使本技艺之专业人员，明了本发明之几种形式，如何实际被具现。
在诸图中第1图系一依据本发明之第一较佳实施例的数字化器之简化方块图；第2图系一可显示第1图之电子笔、感测器、和激励线圈的简化示意图，以及可说明此等较佳实施例之一般性原理；第3图系一可例示一使用在第1图之数字化器中之感测器的一个较佳实施例之简图；第4图系一可用於第1图之实施例中的感测器之单箔片组态，其中之聚酯PET箔片，系在其下侧样式化出一些水平之导体，以及系在其上侧样式化出一些垂直之导体；
第5图系一可例示依据本发明之一较佳实施例的第1图之前置单元的内部组态之简化示意图；第6图系一可例示一可使其网格之个别感测器连接至其差动放大器有关的方案之简化示意图；第7图系一可例示第6图之方案的变更形式之示意图；第8图系第1图之数字处理单元20的较佳实施例之内部组态的简化方块图；第9图系一依据本发明之一较佳实施例的电子笔之内部结构的简图；第10图系第9图之电子笔有关的简化电路图；第11图系一可例示第9图之电子笔有关的他型电路图之简图；第12图系一可说明本发明之一较佳实施例的基本工作周期之波形对时间的简化图例；第13图系一可例示其依据本发明之一较佳实施例用以处理所感测的资料藉以决定一当前位置之程序的简化流程图；而第14图则系一可例示一邻接三条感测线而可在此等感测线内产生一些信号之电子笔的简图。
实施方式较佳实施例之详细说明此等较佳实施例，系揭示一可定位及辨识平板显示器之顶部上面类似电子笔或游戏权标(token)等实体物件的方法和装置。此等实体物件之位置，系由一最好被安装在其显示器之顶部上面的电磁透明性数字化器，来加以感测。此等实体物件最好为一些被动型组件，亦即，彼等并未包括任何类型之内部电源。该等被动型组件系由一大体上被置於其透明性感测器附近之非透明性激励线圈，来加以激发。其透明性感测器，系包括一感测网格或一感测回路之布置，彼等之输出端，系使连接至其侦测放大器。在一较佳之实施例中，其侦测放大器系属一差动放大器，以及在一较佳之实施例中，每一侦测放大器，系使连接至其至少两不与该网格邻接之输出端。
另一较佳实施例，系包括一被动型电子笔之布置，其中之金属线系有突部伸入其尖端内，藉以提供一敏锐和因而可更容易被侦测到之电场。其尖端处之电场的集中，将可容许其电场更容易与杂讯做区隔，以及藉以提升其数字化器之解析度。
一依据本发明之透明数字化器的原理和运作，可藉由参照诸图和伴随之说明，而有更佳之了解。
在详细解释本发明之至少一实施例前，理应了解的是，本发明不应在应用上受限於其结构上之细节与下文之说明所列举和诸图中所例示之组件的布置。本发明可有其他之实施例，或可以各种不同之方式来加以实行或完成。而且，理应了解的是，本说明书所采用之措辞和术语系为说明计，以及不应被视为有限制意。
一有关此等实施例之较佳使用，系就一使用平板显示器(FPD)屏幕之移动电脑装置有关的透明数字化器而言。此等实施例之数字化器，可以在一极高之解析度和更新率下，侦测一或以上之电子笔的位置。此等电子笔系可应用至任何标准之电子笔用途，其中包括定点、绘图、书写，包括笔迹辨识应用、和删除，以及亦可应用至任何其他和基於电子笔之活动。此电子笔连同其数字化器，举例而言，可支援完整之滑鼠模拟。在一典型之滑鼠模拟应用中，只要该电子笔游走於FPD上面，一滑鼠游标将会紧随此电子笔之位置。点触其屏幕，系等於一滑鼠之左键点击，以及一位於此电子笔上面之开关，系可模拟其右键点击之运作。以及就全部或部份之滑鼠模拟而言，一些不同之实施例，系可支援各种类似删除、颜色改变等附加之特徵。
在一较佳之实施例中，其数字化器系使用一类似RS232等串列链路，与其主机相通讯。然而，在不同之实施例中，其数字化器可经由USB(通用串列汇流排)或任何其他类型之通讯网路来进行通讯。在某些实施例中，其数字化器甚至可使用一类似基於红外线、超声波、或R.F.等无线链路，与其主机相通讯。
在一较佳之实施例中，其移动装置系一具有其自身之CPU(中央处理器)之独立电脑系统。在一些不同之实施例中，其移动装置可能仅系其系统之一部分。举例而言，其可能系一个人电脑之无线移动屏幕。在其他之实施例中，其数字化器系供一标准之桌上型电脑使用。一内建进其屏幕内之数字化器，就一些类似工厂楼层上面等有害环境内之电脑而言，系特别有用。
在一较佳之实施例中，其数字化器系使整合进其FPD屏幕之顶部上面的主机装置内。在一些额外之实施例中，其透明数字化器可使设置为一要被置於一现有屏幕之顶部上面的配件。此种组态就早已极大量地上市之膝上型电脑而言系极为有用。本发明之一实施例可包括一配件，以使一现有之膝上型电脑，变换成一可支援手写、绘图、或任何其他可被其透明数字化器致能之运作的有力装置。
在一较佳之实施例中，其数字化器可支援一单一电子笔。然而，彼等不同之实施例，可被用来支援多於一只可同时运作於同一屏幕上面之电子笔。此种组态系极有用於娱乐应用例中，彼等系需要超过一位使用者来绘图或书写至同一纸似之屏幕，甚或是同时地。此等实施例可进一步被用於一些需要超过一个要被侦测之物件的应用例，举例而言，一些具有多数比赛件之游戏。在此种游戏中，其显示器举例而言，可显示一特定游戏有关之游戏板。该等实体物件系使成形为此正显示之游戏所需的权标、游戏件、玩具、仿真人像、等等。一可支援在一透明性屏幕上面玩游戏之布置，系说明在一颁给Gamalong之美国专利编号第09/628,334号中，其内容系藉由参照而合并进此说明书中，其中之每一比赛件，系由不同之谐振频率加以区隔。
一颁给N-trig之美国临时专利申请案编号第60-333,770号，-其内容系藉由参照而合并进此说明书中-，系说明了一可侦测电子笔之透明性电磁感测器与一些可侦测其屏幕上面之指部点触的压感条带之组合。在本发明之一较佳实施例中，此种压感条带同样可使结合在其电磁性箔片内。在其他之实施例中，其电磁式感测系唯一被使用之感测形式，以及系免除该等压感条带。
在一较佳实施例中，其数字化器如下文更详细之解释，系使用一组置於其透明性屏幕上面之透明箔片，来加以具现。然而，某些实施例可使用其他类型之透明性甚或非透明性感测器，来加以具现。一不使用透明性屏幕之实施例的一个范例，系一Write Pad(书写垫装置)，其系一置於正常纸张下面之薄数字化器。其使用者系使用一结合真实墨水和电磁功能性之电子笔书写在该纸张上面。其使用者可在该正常纸张上书写，以及其输入系同时使转移至一主机，藉以储存或分析该资料。理应了解的是，在即定之纸张薄度下，其屏幕厚度之视差效应将不适用。此外，该等由於相干涉之电子组件所致的杂讯，亦将会不适用。
本发明可如何应用至一非透明性感测器之一额外范例，系一电子娱乐板。此一范例中之数字化器，系被安装在一板之图示影像下方，以及可侦测该板之顶部上面的游戏人像的位置和身份。此一情况中之图示影像系属静态的，但其可不时手动加以替换，诸如当切换至一不同之游戏时。
在本发明之一较佳实施例中，一非透明性感测器，可使整合进一FPD之背部内。此种实施例之一范例，为一具有一FPD显示器之电子娱乐装置。在其数字化器侦测出彼等游戏人像之位置和身份的过程期间，该装置系可供彼等游戏使用。其亦可被用作绘图和/或书写，以及其数字化器可能为侦测一或以上之电子笔所必备。在许多情况中，当高性能对该应用例不重要时，一具有一FPD之非透明性感测器的组态，可能系属充份。
概论兹参照第1图，其系本发明之第一较佳实施例的简化方块图。一数字化器布置，系应用至一显示屏幕主控布置10。此数字化器布置，系包括一一网格式感测器12，其较佳地系属透明性，以及系位於一FPD14之顶部上面。一些类比前置ASIC 16，最好系安装在其感测器之框架上面。此等ASIC如下文更详细之解释，最好系使连接至其网格之各个导体的输出端。每一前置器可接收其感测器导体所输出且波幅极小之信号。此等属透明性之感测器导体，系具有相当高之电阻值，而会限制到彼等输出信号之波幅。其ASIC 16系包括一电子电路，其可放大上述之信号、可辨识及滤波掉不相干之频率、而使其输出取样为一数字表示值、以及可使此取样之资料转送至一数据总线18，以便在其数字处理单元20处，做进一步之数字处理。其数字处理单元20，如下文更详细之讨论，系负责执行各种数字处理演算法。其单元20所执行之数字处理的结果，最好为一或以上之实体物件的位置，典型地为其电子笔之位置，以及此结果一旦被决定，系经由其接口24使转送至其主机22，以供其作业系统或任何当前之应用程式处理用。在一较佳之实施例中，其数字单元系经由一简单之串列接口，使与其主机相通讯。一些类似USB等额外之接口系属可能。
其数字处理单位20之额外任务，为产生及管理一要提供给其环绕感测器布置和显示屏幕四周之激励线圈26的触发脉冲。其激励线圈可提供一触发脉冲，其可激励电子笔内之被动式电子电路，藉以产生一来自其电子笔而随继可被侦测之响应。
兹参照第2图，其系一可显示其电子笔、感测器、和激励线圈的简化示意图，以及可说明此等较佳实施例之一般性原理。一些与第1图中相同之部分，系给予相同之参考数字，以及将不再做说明，除此当前绘图之理解所必需的范围外。有一触发脉冲30，系提供给其环绕感测器四周之激励线圈26。其电子笔32系包括一谐振电路34，其系受到上述激励线圈之触发，使在其谐振频率下振荡。在此谐振频率下，其电路可产生一些在其激励脉冲结束後能继续及会稳定衰减之振荡信号。此会衰减之振荡信号，系由一导体矩阵或网格12之感测器布置来加以感测。如同下文将做之解释，精确之电子笔定位，将可自其感测器布置所取得及输出给第1图之前置单元之低波幅的垂直和水平信号。
感测器兹参照第3图，其系一可例示其感测器布置之较佳实施例的简图。诚如上文所解释，一较佳之实施例的感测器布置，系包括一导电线路之网格12。此网格较佳地系包括一些样式化在一聚酯热塑性(PET)箔片40上面之导电性聚合物。此网格较佳地系包括两因其PET薄层40而使彼此成电气分隔之分开薄层42和44。其一薄层42系包含一组排列在一方向中之平行导体。其另一薄层44系包含一组与第一薄层者正交之平行导体。
在一较佳之实施例中，该等平行导体系平直之天线，其一端系使连接至一类比放大器，以及其另一端系经由一高值电阻器，使连接至一共用接地端。在一他型实施例中，彼等成对之导体，系使短路在一起，藉以建立一些导电性线圈回路。在此种实施例中，此回路之一侧部，系使连接至上述之类比放大器，以及其另一侧部，系使连接至上述之共用接地端。或者，在彼等回路之情况中，此回路之两侧部，可使连接至一差动放大器之两输入端。
在一较佳之实施例中，其感测器系使用透明性导电材料加以样式化，而使安装在一FPD之顶部上面。此种材料之使用，系为致能其感测器之最高可能透明性。其最好使彼等导电性与一些非导电性感测器区域间之视觉差异极小化，因为其使用者希望有一视角无阻碍之屏幕。
一PET箔片上面之有机导电材料的使用，较佳地系为一溶液，其相较於其他之解决方案，系有弹性、容易操控、及可极小化彼等导电性与一些非导电性区域间之视觉差异。然而，就某些应用例而言，其可应用不同之考虑，以及因而可考虑使用其他透明导电材料之具现体。一他型选择之范例，为一半导体式铟锡氧化物(ITO)。
在一较佳之实施例中，该等导电线路之电阻值系相当高，以及就一条线路而言，可能会超过100KOhm。通常，上述透明性导体之较高电阻值，系对应於该材料之较高透明度。所以，在此等实施例中，在其感测器网格尽可能高之电阻值的程度下工作系有利的。然而，在一些他型之实施例中，其感测器可以低电阻值而通常呈不透明之导体来构成。
将导体施加至薄膜，系有许多可能之方法。在一第一较佳之实施例中，其透明性感测器之样式化，系藉由将导电材料印刷至一些要使导电之区域内来加以具现，亦即，此等导体系使印刷至该薄膜上面。一他型实施例系包括在该薄膜上面形成一导电材料之连续薄层，以及接著移除该等不欲使导电之区域内的导电材料。一些可选择移除导电性材料之适当方法，系为本技艺中所习见。上述之两者方法，系适合作为彼等之制造方法，然而，此第一提及之方法的优点，实际上系该等导体间之无限电阻值。在上述之第二方法中，一有限之泄漏导电率，将会由於蚀刻之不完全而依然存在於该等导体之间。两者方法之缺点在於，在该等导电性与一些非导电性区域之间，会有一相当明显之视觉差异。
其又一实施例系包括一种制造网格之方法，其将可极小化该等导电性与一些非导电性感测器区域间之视觉差异。在此又一之实施例中，其整片区域系如先前敷以一导电材料，以及接著使此等非导电性区域钝化，亦即，彼等系加以处理使增加彼等之电阻值。由於遍及其薄膜系存在同一薄层，该等导电性与一些非导电性区域间之视觉差异，将可使极小化。
使用上述程序以及在形成该导电性薄层後选择增加其电阻值之缺点是，虽然其已产生高电阻值，其仍远不足为一绝缘体。此程序因而会在该等样式化之线路间，造成相当高之寄生电感和泄漏电流。彼等参数在其钝化程序期间之细心选择，将可极小化此种效应。
考虑上述在其中涂以导电性聚合物并接著加以钝化之实施例，一涂有上述导电性聚合物之薄层，继而系进一步在该等导电率欲使保留之区域，亦即，在该等欲使导电之区域内，涂以一保护性涂敷层。此涂敷层可以许多方式来加以设置，举例而言，绢印法、照相平版印刷术、等等。上述具有保护性或遮罩薄层之薄膜，接著系以水清洗，其方式系避免其在清洗期间之机械应力。在清洗之後，其系使浸入一具有一界定之氯浓度、PH值、温度、和时间下之次氯酸盐溶液的浴槽内，如同本技艺之专业人员所明了者。此等参数系一要在其正确之电阻值下达成在彼等导电性与一些非导电性线路间具有适当之对比的结果之一关键因素，以及本技艺之专业人员，将可完成某一定量之实验，藉以最佳化此等参数。在上述之次氯酸盐浴槽後，该薄膜接著系立刻使通过一系列之蒸馏水浴槽，以便移除氯气。该薄膜最终系在一烤箱内使乾燥。
在一范例中，其所使用之次氯酸盐浓度系0.1％，其浸没时间为45秒，以及其温度为25度。其所使用系三个蒸馏水浴槽，以及其乾燥系在50度下进行3分钟。
在一较佳之实施例中，该等导体系一些具有1mm之宽度而以4mm之等间距分隔的平直线路。然而，依据其之应用，不同之尺寸和间隔系可被使用。该等线路间之大间隔可加以选择，藉以缩减彼等导体之总数，以及因而可缩小其电子电路之复杂性，和因而此系统之成本，以及亦可增加其可靠度。另一方面，彼等较小之间隔可加以选择，使产生一较高之解析度。彼等较宽之线路宽度可加以选择，藉以在其解析度之代价下，降低一导电线路之电阻值。
一特定线路所接收到之信号的幅度，系仰赖於该线路之电阻值，以及其电子笔之位置，系由其整个网格所接收到之信号的相对幅度，来加以决定。所以，在其一实施例中，某一定箔片内之平行导体的电阻值系相类似，以及一高至5％之容许度系被视为可接收。然而，一些其他实施例在具现上，可在该等线路阻抗之间，具有各种差异，亦即，具有较大之容许度，举例而言，以便降低彼等制造之成本。此种非均匀性大体上将会导致一较低之定位精确度。然而，在一较佳之实施例中，紧接一即定箔片之制造，将会就该等导体进行测试，以及将会有一资料库被建立，藉以校准该等不同导体间所测得之任何差异。此系统因而将会自动补偿其制造容许度。此种资料库可由此系统手动或自动加以建立。此种资料库之自动建立的一种方式，系包括使用其激励线圈，来提供一共用信号给其感测器，以及接著测量每一导体所接收到之信号的幅度。每一导体处之信号，系使与零容许度下将被预期之值相比较，以及此等差异系使编码进其资料库内。
回顾建造上述感测装置之议题，以及在一实施例中，其透明性感测器在构造上，系使用三层分开之薄层，彼等系使具现在三片不同之箔片上面。诚如第3图中所示，其两薄层42和44系供其感测器网格使用，以及系分别有一供x轴导体使用，以及另一供y轴导体使用，以及此图中以46显示出之第三薄层，系被用来提供硬涂敷层和抗炫光性质。此种三薄层实施例之优点，系包括整体之单纯性，和一额外可使用现成组件来建立其感测器之能力。此种解决方案之缺点，为由於存在於其显示屏幕前之三片分开的箔片所致相当低之整体透明度。
兹将说明又一实施例，其中之感测布置，系使用单一箔片来构成，以及因而可提升其整体之透明度。兹将参照第4图，其系显示此种单箔片之组态。在第4图中，有一聚酯PET箔片50，使在其下侧部样式化成一些水平导体52，以及在其上侧部样式化成一些垂直导体54。其上侧部系以适当之涂敷层加以覆盖及/或处理，藉以形成一硬涂敷薄层58，以及其下侧部系以一保护性薄层56加以覆盖，使有助於避免其集成化或运送上之损害。
本技艺之专业人员将会注意到，一些额外之具现体系属可能，诸如一些基於两箔片之实施例。
在一较佳之实施例中，其网格系使样式化至其聚酯PET箔片上面。然而，在一些不同之实施例中，其网格、或其一部分、或任何薄层，可使样式化至一些类似玻璃或半导体等不同之材料上面，或使至不同类型之塑料箔片上面。
在一较佳之实施例中，其感测器系使围以一由PCB(电路板)或任何类型之挠曲性电路所构成的非透明性框架。此框架可内装下列诸组件一些前置类比组件、一些可使网格连接至此等前置器之导体、一些可使此等前置器连接至其数字处理区段之导体、和其激励线圈。
在一较佳之实施例中，其透明性导体，系使用一垂直(Z)导电性胶，使连接至其框架。此种垂直导电性胶之一范例，为3M公司所制造之产品编号9703。为得到对其框架之可靠连接，银垫片可使印刷在其透明性导体之侧缘上面。在一他型实施例中，可免除银垫片，以及可使箔片直接连接至其环绕之框架。
在另一较佳之实施例中，该等前置组件系使直接安装在其透明箔片上面。在此一情况中，其进出於此前置器之导体，可藉由对其透明性导电材料施以样式化，或藉由将一些类似银等不同之材料，印刷至其箔片上面，来加以具现。
在一较佳之实施例中，其数字处理单元，系包括一分开之板，其系经由一电缆使连接至其感测器。在一额外之实施例中，其数字处理单元之尺寸系使缩小，以致可将其安装至其感测器框架上面，或者甚至使至其箔片之侧缘上面。
前置器兹参照第5图，其系一可显示依据本发明之一较佳实施例的第1图之前置单元16的内部组态之简化方块图。此前置单元16系包括一串列差动放大器60.1，...，60.n。此等差动放大器，系成群组地连接至一些开关62.1，...，62.m。此等开关可将信号自其所连接之一放大器传递至次一级段。此等开关复使连接至一些滤波器暨放大器电路64.1，...，64.m和A/D转换器66.1，...，66.m。此等A/D转换器，系使连接至一输出缓冲储存器68，其可产生一可供其数字处理单元使用之最终输出信号。
每一差动放大器60.1，...，60.n，最好系经由其每一差动输入端，使连接至至其网格之一不同的感测器。诚如下文之解释，其两连接至一单一差别放大器之感测器，最好系不与彼等感测器相邻接。该等个别之感测器信号，因而系使转换成一些可指示两感测器间之差异的信号。此差异信号系经放大，以及使转送至其开关62。每一开关系使连接至四个放大器之间，以及可选择此四个可用放大器之一的输入端，以供进一步处理。此选定之信号将会被其滤波器暨放大器60放大及滤波，其过後会被其A/D转换器66取样。此数字化之取样，接著系使转送至其缓冲储存器68，以及继续传送给其处理单元。
在一较佳之实施例中，其前置器系以一专属性ASIC来具现。然而，在不同之实施例中，其前置器可建立自一现成组件之组合。
在此所例示之较佳实施例中，每一前置ASIC，系包括两个相同之通道，彼等各可处理四个差动输入端，以致此等图之参考数字中，n＝8以及m＝2。此种ASIC系包括两个A/D转换器、两个滤波器暨放大器单元、两个开关、和八个差动放大器。一些他型实施例，当然可利用不同之ASIC组态，举例而言，在每一IC中可穿插不同数目之通道，或者每一开关可设置不同数目之输入端。在一实施例中，其开关可全然加以免除，以及该等差动放大器，可使直接连接至其对应之A/D转换器。此种组态之一优点是，其将有可能同时取样所有之输入线路，但系在增加其复杂性之代价下。就能源节省而言，全同步取样系有用的，因为所有之输入，系在每一激励脉冲下被取样，因而每一侦测仅需要一单一激励脉冲。上述其中所有输入系同步取样之实施例的重要缺点，为其相对较高之成本。
在一较佳之实施例中，其开关62系位於其滤波器暨放大器电路64前方，因而可节省冗余之组件。更明确地说，重新将其开关62置於其滤波器暨放大器电路64之前方，将可使其所需滤波器之总数，自8减少至2。此种组态将会阻止该等输入间之快速交换，因为其滤波器系需要一相当长之建置时间。然而，在一不同之实施例中，其开关62系使置於其滤波器暨放大器64後方，以使其滤波器暨放大器64，紧邻其差动放大器60。在此种情况中，其系有可能就每一差动放大器60设置一滤波器64。此种组态将可容许该等输入之间，有相当快速之交换。在此种情况中，其系有可能添加一A/D转换器，使其具有一数倍高於其直截取样所需者之取样率，以致可有多於一个之输入被同时取样。
兹参照第6图，其系一可例示一可使其网格之个别感测器连接至其差动放大器有关的方案之简图。彼等如同先前诸图之部分，系给与相同之参考数字，以及不再做说明，除此当前绘图之理解所必需的范围外。在此方案中，有两接近但彼此不相邻接之感测器线路71和73被选定。此两者中之一接著系使连接至其差动放大器77之正输入端，以及另一系使连接至此同一差动放大器之负输入端。此放大器因而可产生一为该两感测器线路信号间之差异的放大值之输出信号。一在其两感测器线路之一上面具有一电子笔的放大器，将会产生一相当高波幅之输出。此种差动式之方案的一项主要优点，为其固有杂讯之降低。若该两成对之线路，系布置使彼此相当接近，则此两者线路，可能会感测到相同之寄生杂讯和其他效应，以及上述可使其输入相减之差别放大器，因而可消除任何此种杂讯。理应注意的是，此两被选定使连接至同一放大器之输入线路，最好在位置上不使彼此过於接近，否则，一类似电子笔信号等真实输入信号，系有可能被该两者线路感测到，以及会被上述之差动放大器移除。所以，在一较佳之拓朴布局中，彼等连接至同一差动放大器之线路间的实际距离，系使略大於其电子笔传输之有效范围。其数字处理单元，随继可使用此取样信号之相位，来决定此放大器之两输入端，何者实际接收该信号。若该相位为正，则其电子笔便可能靠近其连接至此放大器之正输入端的线路，以及反之亦然。
在一他型实施例中，可使用一普通放大器，来取代彼等差动放大器。在此种情况中，该等感测器线路，系使连接至此普通放大器之单一输入端。
在又一他型之实施例中，该等感测器线路，可使样式化为一些回路，而非被安排成一网格之直线。在此种情况中，其回路之一末端，可使连接至上述之普通放大器，以及其另一末端，系使连接至一共用接地端。或者，一回路之两末端，可使连接至一差动放大器之正配线和负配线。
在一较佳之实施例中，该等感测器线路，系使直接连接至该等差动放大器之输入端。然而，就一他型体而言，该等线路可经由一些最好为被动式之滤波器使相连接，藉以避免该等输入端处由於不时可能发生之大杂讯位准所致的饱和。
兹将参照第7图解释其又一实施例，其系一可例示第6图之方案的变更形式之示意图。彼等如同第6图中之部分，系给与相同之参考数字，以及不再做说明，除此当前绘图之理解所必需的范围外。在此变更形式中，其至差动放大器77之每一输入端，系使连接两不相关之感测器线路。因此，两者感测器线路71和73，系使连接至其差动放大器77之同一正输入端。有一电子笔78系设置使紧接一感测器线路72，以及可传送一信号，而可被此线路72和其近邻71和73接收。其数字单元可接收一来自其差动放大器77之信号，但起初并不知道其信号来源究为线路72或线路75。然而，由於彼等对应之信号，亦可在线路71和73处被追踪到，以及不会在线路74和76被追踪到，其数字单元将可推论出上述信号之正确来源。因此，彼等邻近之感测器，最好系使连接至不同之放大器。此外，任两连接至此同一输入端之感测器的近邻，不应使连接至彼等对应之输入端。
诚如所提及，此等实施例系特别可应用至一些移动装置，通常系以电池供电。其因而将有助於使能量消耗降为极小。该等前置组件，较佳地可包含一关机输入指令，其可关掉各种消耗能量之晶片的活动。其数字处理单元，接著可於一旦不需要该前置器时，激励上述之关机输入指令。此种动作可在一相当高之速率下周期性地加以激励。
数字单元兹参照第8图，其系第1图之数字处理单元20的较佳实施例之内部组态的简化方块图。其一前置接口80，可接收一些来自各种前置单元16之取样信号的串列输入，以及可使此等输入排列成一并联表示值。此并联表示值，系被转移至DSP(数字信号处理器)82，其可读取上述取样之资料，可处理此资料，以及可决定或计算该等类似电子笔等实体物件之位置。此计算出之位置，接著系经由一链路，较佳地一串列链路84，使传送至其主机。彼等可使其DSP 82运作有关之程式码，最好系使储存在其快闪记忆体86内，以及其取样之资料，系使储存在其RAM(随机存取记忆体)88内。彼等可传送给上述激励线圈之激励脉冲，系由其DSP 84来产生，以及接著会变换成一些类比信号，以及会被其单元90放大，以供输出。
在一较佳之实施例中，其数字单元系由一专属性ASIC来具现，其最好系安装在其感测器框架或箔片侧缘上面。然而，在不同之实施例中，其数字单元可建立自一现成之组件。
在一较佳之实施例中，其一DSP核心，可设置上文所说明之数字单元。此种DSP核心，可就信号处理加以修整，可促成高的更新率，以及可同时操控多於一个之物件。在不同之实施例中，就一些对成本敏感及其性能可使降级之产品而言，可选择一较价廉之微控制器，来取代一DSP使进行其数字单元之处理。
在一较佳之实施例中，其DSP运作码系储存在一快闪记忆体内。此快闪记忆体很容易被更新，以及因而一些未来之改进，在合并上将会很简单。然而，若一更新能力可被免除，则可选择较价廉之ROM记忆体，来储存上述之程式码。
在一较佳之实施例中，其DSP系经由其串列链路84使与一主机界接。在不同之实施例中，可使用其他类型之接口，诸如USB。此USB接口，就一配件类型之应用程式而言，系一较佳之选择，亦即，就一现有屏幕之提升而言，由於一USB可以一电源供应器，提供此等实施例之位置感测布置。所以，其USB系一自然选择之连接类型。若一USB接口被具现，可添加一USB接口组件，给其数字单元20，来操控与其主机之通讯。
电子笔此等较佳之实施例，系利用一被动型电子笔，亦即，一不具内部电源及无线接式连接之电子笔。因此，为激发其电子笔，诚如上文所述，其中系设置有一外部激励线圈26，其系环绕在其感测器四周，以及可藉以激发其电子笔谐振电路。此外部激励之一项优点是，其本能地可提供其电子笔对数字化器之同步，因为两者组件可知晓其激励脉冲时序。在一些他型之实施例中，其电子笔可使用一电池在内部提供电力。
在上述之被动型电子笔中，来自其外部激励线圈之能量，将会在其电子笔内之接收线圈中，感应出一电流。为在其外部激励与电子笔之间，使能量转移极大化，其接收线圈最好系包括一亚铁盐心芯。然而，一些额外之实施例，系可利用不同类型之接收线圈，诸如空心或彼等具有其他类型之心芯。其接收线圈最好为其电子笔内之一部份谐振电路。
在一较佳之实施例中，COG电容器系经选择使包括在其电子笔之谐振电路中。此种电容器之优点，对温度中之改变，系有一低敏感度，以及有良好之能量效率，後者就一高Q因素而言系很重要，以及後者就一稳定之谐振频率而言系很重要。在不同之实施例中，特别是当降级之性能可被接收，以及价格系很紧要时，其他类型之电容器系可被使用。
兹将参照第9图，其系一依据本发明之一较佳实施例的电子笔之内部结构的简图。此电子笔100系包括一谐振电路102，和一可界定尖端106之框架104。於激励时，其谐振电路102，系在其谐振频率下振荡。此谐振电路102之一侧部，系以电气方式使连接至其电子笔尖端106，其较佳地系由一导电材料所构成。该谐振电路之另一侧部，系以电气方式使连接至其框架104，其同样系由一导电材料所构成。
为防止视差，以及为达成其最大可利用之精确度，传送来自其电子笔在一尽可能接近其电子笔尖端之位置的位置指示响应信号系有利的。第9图系例示一种可提供此种近接之较佳方法。有一与其谐振电路振荡同步之电场108，系形成在一位於其尖端106与框架104间之间隙110内。此间隙之几何尺寸和所成之电场系相当小，以及此电场源大体上系紧近其电子笔尖端。
兹参照第10图，其系一可例示第9图之电子笔有关的简化电路图之简图。其一谐振电路120，系包括一基本谐振区段122和一变动区段124。其基本谐振区段，系包括一电感器126和电容器128，以及系被激励使振荡於一就其电子笔所选之基本谐振频率下。其电子笔进一步系包括一触控开关130和右键点击开关132。其电子笔尖端134，系包括一如前文所讨论用以形成上述电场之间隙。此外，其尖端在设计上可感测出其何时与屏幕相接触。当其屏幕相接触时，其将可使触控开关130闭合，藉以在其基本谐振电路中，加进一额外之电容器136，使与其电容值128并联，其有效之电容值因而将变成C1+C2，以及其谐振频率将会被改变。其信号处理单元20，可藉以决定其电子笔实际上是否与其屏幕相接触。其应用程式举例而言，可将电子笔在屏幕上面之点触，解译为相当其滑鼠上面之左键点击。
使用者压力可被用来使其右键点击开关132闭合，藉以使其电容器138与电容器128并联连接，此开关因而可使其有效电容值改变为C1+C3，以及再次改变其谐振频率。其数字单元可侦测此频率中之改变，以及其应用程式可据以解译出此右键点击。若两者开关130和132在同一时刻下闭合，会有一等於C1+C2+C3之电容值的第四频率，被其数字单元侦测到。此系统可解译此第四频率为一同步之左键和右键点击。
上述之实施例，可能需要四个不同频率下之激励，此将会浪费能量。其亦需要其接收演算法中之四个分开的频率，因而会消耗其CPU(中央处理器)之资源和能量。
上述之方法，进一步需要使用一机械式点触开关，其系被置於其谐振电路之路径中，以及因而需要通过相当高之电流。为容许对笔迹有一自然之感觉，其电子笔触控开关，需要使具灵敏性，以及因而可被设计使在极低之压力下闭合。然而，一些具低致动力之机械式开关，并无法保证有稳定而可靠之接触。
兹参照第11图，其系一可例示第9图之电子笔有关的他型电路图之简图。其一谐振电路，系包括一电感器142和电容器144，彼等系受激励而会在一预定之谐振频率下振荡。其谐振振荡信号，系使供应至一调谐器146，其可同时被用作一调变所需之来源信号，和一给该等电子组件之电源。其调谐器系馈以三个输入一尖端触控开关148，其可指示出其电子笔尖端是否正触及一表面；一右键点击开关150，其可指示出其使用者是否正按压其右键点击按键；和一背部触控开关152，其可指示出其电子笔之背部是否正触及一表面。後者举例而言，可有用於使用电子笔作为一删除器之目的。理应注意的是，任一开关之正常状态，可为常闭型或常开型。举例而言，其尖端触控开关148，可於未被触及时呈闭合，以及於被触及时呈断开，以及反之亦然。然而，一常闭状态最好在与其表面接触时，可於移动之际避免弹跳。
一调变之信号系使提供至其电子笔尖端154，以使其位置在一些类似书写和点按等活动期间可被决定。其另一信号系使提供至其电子笔背部156，以使其电子笔位置可就一些类似删除等活动而加以侦测。除调变之外，其调谐器146可使一输出被启断，举例而言，其可於背部开关不指示点触时，完全启断此背部信号。
在一较佳之实施例中，其电子笔状态，亦即，任何之游走、左键点击、右键点击、等等，可由其调谐器146所导入之调变来指示。因此，其调谐器可在其激励脉冲之结束与电子笔信号之开始间，导入一可变之时间延迟。有一范例性调变方案系如下就左键点击而言无延迟，亦即，电子笔正点触其表面；一振荡於未点触(亦即，游走)时之延迟；就右键点击而延迟两个振荡；和就删除而延迟三个振荡。
在一些他型实施例中，系使用不同之调变类型来取代延迟，藉以指示其电子笔之状态。一些适当之调变类型，系包括相移(PSK)、调幅(ASK)、频移(FSK)、和其他。
在又一他型体中，其调谐器可就一预先界定之时间量来做区块传输，并非在其模态本身之过程期间，而系於模态间之交换时。此种技术之一范例是，於自游走至点触(左键下按)之交换时就一激励周期使停止其尖端传输，於自点触至游走(左键松开)之交换时使停止两个周期，以及等等。
上述之实施例，因而可提供一种电子笔，其可指示其之模态，以及仍仅需要单一频率之激励和侦测，因而可节省能量和其他资源。
在又一可应用至任一上述实施例之变更形式中，其电子笔之尖端和背部，可使用不同之间隙几何结构。因此，举例而言，在适当之几何结构下，其尖端处之电场，在几何结构上可较小，以及因而相较於其展开较大之背部电场，可被较少之感测路感测到。其数字处理单元，可侦测出电场大小中之此种差异，以及可决定出其电子笔之何侧正点触其表面。
演算法一般性兹参照第12图，其系一可说明本发明之一较佳实施例的基本工作周期之波形对时间的简化图例。其周期系被区分为时间周期t0....，t4，彼等并不需要为相等之周期。其周期开始会发出一自t0持续至t1之激励脉冲260。此激励脉冲如上文所述，系由其数字单元20所产生，以及系由其环绕感测器四周之激励线圈26所传送。其脉冲可在其感测器线路上面，驱动相当高之信号，其可能会造成饱和与其他类似其侦测电子电路中不当之滤波器振荡等效应。为避免此种不良之影响，其前置器处之各个侦测通道，在其脉冲期间系被遮没。有一遮没周期162被设定，其最好在t0处开始，以及在t2之开端处结束。此系统接著会等待一段可容许其前置滤波器进入一备用状态之预定周期。此一第二等待周期164，系知名为建置周期，以及於其完成时，其前置单元处之侦测电子电路，将会在一取样周期166期间，取样该等输入信号，以及将会如上文所述，将此等信号转换成一些数字表示值。
在一实施例中，所有之感测器输入线路，系在一单一工作周期内同时被取样。然而，一些他型实施例，可能缺乏此种可在一单一周期内完成此种全面性取样的资源。在此种其中之取样资源系有限的实施例中，此系统可能会重复其取样周期，二或以上之次数，因而可就每一周期取样一部份之输入。
在一较佳之实施例中，此取样率系属稳定，以及系至少较其最高取样之频率(尼奎斯特率)快两倍。然而，一些额外之具现体，可响应一些特定之应用程式，或一特定之情况，而改变其取样频率。
在一较佳之实施例中，其数字单元系具有一可动态改变其取样周期之功能性。一较长之取样周期，将会造成一较佳之信号杂讯比(SNR)，和较大可区别邻近频率之能力。反之，一较短之取样周期，将可节省能量，可节省计算过程，以及可促成较快之更新率。其取样周期之动态改变，可被用来依据一特定之应用程式或一特定之情况，在能量消耗与更新率之间求得最佳化。或者，可提供一固定之取样周期。
一可如何达成最佳化之一范例系如下正当其电子笔与屏幕表面相接触之际，其系使用一相当高之更新率。然而，一旦其电子笔离开其表面，一较缓慢之更新率便已足够，以及此系统将会交换至一较缓慢之能量节省率。就一他型体而言，其更新率可使在其电子笔之迅速移动期间增加，以及可使在其电子笔之定位变得较稳定时降低。其类比前置单元和数字处理单位两者，於不使用时，最好使交换至一能量节省或备用模态。
兹参照第13图，其系一可例示依据本发明之一较佳实施例用以处理所感测的资料藉以决定一当前位置之程序的简化流程图。一旦此系统完成所有感测器输入之取样，其数字单元便会开始处理此资料，藉以决定其实体物件之位置。其侦测系在两基本阶段中被执行其第一阶段为每一取样之感测器线路方面的回圈，可执行其时域之演算法，以及其第二阶段为其频率指数方面的回圈，可执行其频域之演算法。
在一较佳之实施例中，时域活动系以平均运算S10开始，其中来自不同周期之取样系加以平均化，藉以提升SNR。其次，在阶段S20中，此演算法将会就其振荡之指数衰减做补偿。紧接是一框窗取样之阶段S30，其後，其取样之资料，系在一阶段S40中，使用FFT或DFT，使变换至其频域内。时域活动将会就所有之感测器线路加以重复。
在其时域回圈之结束，此系统将会进入其频域回圈。在一较佳之实施例中，彼等频域活动系以峰值侦测S50开始，其中之演算法，将会找出一即定频率下之信号为最大的位置，该频率在选择上系使对应於一即定状态下之一即定电子笔。接著，在阶段S60中，若一有效之峰值被侦测到，此演算法将会内插该等相关联之信号，藉以决定一正确之位置。诚如所回忆，一即定之信号将会在若干邻近之感测器上面被侦测，以及一位置可藉由内插一较该等感测器之粒度为大的精确度来加以决定。彼等解析度、平均化、和内插等议题，系更详细地讨论如下。在阶段S70中，其若有之固定误差将可被修正，举例而言，藉以补偿稳态之电气干扰。最後，在阶段S80中，一被决定之位置，可基於一些来自先前周期之位置使平滑化。
平均化当前之实施例的一般性目的，为能够提供其最佳可得之解析度。一会影响其解析度之主要因素，为杂讯所造成之不稳定性。所以，一些较佳之实施例，系尝试提升SNR。一可提升SNR之方法，为在不同之时刻下所取得之取样间，求取平均值。然而，在此种平均化下，其更新率会有对应之降低。因此，在一较佳之实施例中，平均化系由其数字单元做动态管理，藉以依据一特定应用或一特定情况之需求，最佳化其稳定度对更新率。在其他之实施例中，平均化可使避免，或可在一静态之方式中使完成。
理应注意的是，平均化可在时域中藉由平均化其取样本身，或可在频域中藉由平均化其频率系数加以实现。两者可能性就遮没杂讯及因而提升其SNR而言，均具有相同之数学上的效应。然而，时域平均化通常在计算上系更具效益，因为彼等变换仅需要完成一次，然而，时域平均化将会浪费记忆体。在一些其中之记忆体系较其计算能力更为尊贵的实施例中，平均化可能是在其频域中被完成。
衰减补偿诚如上文所述，其电子笔所发出之信号，系在其谐振电路振荡之指数衰减期间被取样。使一衰减信号自时域变换至频域，以造成不当之旁瓣，将会干扰到其解析度。其最好能在接近之频率间尽可能做区别，以及避免实际上未使用中之频率的虚假侦测。所以，在一较佳之实施例中，此系统系藉由使上述之信号乘以一相反之指数函数，来做衰减补偿。
其谐振电路Q因素，可驱动其衰减函数之指数系数。其Q因素可能会就逐个实体物件而略有不同。在一较佳之实施例中，为单纯计，其指数补偿系数，为一代表平均Q因素之静态值。然而，其他之实施例，可就每一贴切之物件，手动地亦或自动地，利用一特别调制之动态补偿系数。
框窗取样在一较佳之实施例中，该等输入取样，在做FFT/DFT变换之前，系乘以Hamming(汉明)框窗取样系数。结果，彼等不希望之频率旁瓣将会被消除，以及虚假之侦测将可被避免。然而，一些不同之实施例，系使用不同类型之框窗取样，诸如Hanning、三角形、或等等，甚或使用一无额外修饰之简单方形框窗取样。
变换成频域诚如上文所述，该等输入取样系使用DFT(离散傅立叶变换)或FFT(快速傅立叶变换)，使自时域变换至频域。上述变换之结果间，并无数学上之不同。然而，当处理大数目之频率时，FFT系较有效率，以及当处理小数目之频率时，DFT系较有效率。在一较佳之实施例中，其数字单元系依据当前所使用之频率数目，动态地在FFT和DFT之间做一选择。其他之可能性系基於一即定应用程式中所要使用的频率之可能数目，来预先选定一或另一变换。因此，一其中极可能要仅使用一单一电子笔之应用程式，起初可被设定至DFT。一其中每一比赛件系具有一不同之频率的西洋棋赛，可被设定至FFT，以及一通用型应用程式，可於彼等正在使用之频率数目改变时，在其两变换之间做交换。再有之实施例，可使用其他自时域至频域之变换。
在一较佳之实施例中，为单纯计，其即定频率下之幅度或能量，可在变换进其频域内之後，被用来计算其物件定位。然而，由於其输入信号之相位，可能亦属已知，其将有可能使用其频率幅度事先已知之相位内的成分。此外，若在某一定时刻下仅有一频率被使用，则其将有可能调制其取样开始下之时间点，以使其信号之相位，能完全与该等频率系数之实部或虚部相匹配。此种调制可容许提升其整体计算效益。
峰值侦测在已隔离上述即定频率之能量时，紧接是一峰值侦测阶段，其中系首先粗略决定其信号为最大之位置。在一较佳之实施例中，其演算法将会搜寻X-轴线中之最大幅度，以及同时会搜寻Y-轴线中之最大幅度。若X和Y两者之最大幅度，被决定系超过一预先设定之临界值，则一实体物件便有可能系位於此两最大坐标之交叉点附近。
内插技术兹参照第14图，其系一可例示一邻接三条感测线L1、L2、和L3而可分别产生信号M1、M2、和M3之电子笔170的简图。此电子笔170并非精确正对任一感测线路，而是在彼等中之两个间的中间位置处。在已基於峰值侦测做了一近似定位後，紧接是一可增加此被决定之定位的精确度之内插阶段。亦即，其内插阶段之目的，系为决定其实体物件超过该等感测装置之粒度的精确定位。在一较佳之实施例中，其内插在执行上系基於两输入线路测得之侦测资料，此一线路系就一即定轴线具有如先前阶段所决定之最大幅度，以及其邻近线路系具有次一最大幅度。因此，在第14图中，其电子笔170系挨近线路L1、L2、和L3。此等线路将会分别感测到一些幅度为M1、M2、和M3之信号。诚如此图中所示，其电子笔系位於线路L2与L3之间，而在一较接近L2之位置处。因此，L2(M2)将会感测到最高之信号幅度，L3(M3)将会感测到一较低之信号幅度，以及L1(M1)将会感测到最低之幅度。其演算法系侦测出L2为上述具有最大幅度之线路(M2)。由於M3系较大於M1，L3将会被选定而使与L2参与其内插程序。L2和L3间之内插举例而言，在执行上可使用下列之公式X＝(X2*(M2K)+X3*(M3K))/((M2K)+(M3K))其中X2和X3系表示L2和L3在X-轴线上之位置，M2和M3为其信号幅度，以及K为一依据其电子笔电场之几何形状而设置之常数。
有些不同之实施例，可在其内插程序中，使用不同之内插函数、不同之内插演算法、或较大数目之线路。因此，其基於三条具有最高信号之线路的内插，可预期使在相当小之成本的增加下，提供一被改善之位置精确度。
误差补偿第13图中之误差补偿阶段S70，可动态地修正一些由类似FPD结构和拓朴布局所加诸之静态电气干扰所造成的系统性误差。在许多情况中，一前置安装之感测器，对此一类型之干扰并不敏感，以及因而并无误差补偿被使用。然而，此一类型之误差补偿，在许多应用中系属有用。一具现此种误差修正程序之方法，为使用一用户化之检查表。此检查表可使在其主机上面运作，或者可使配置进其数字处理单元内，以及典型地系成一个二维矩阵之形式。此等矩阵单元格，系表示一些感测器坐标，以及此等单元格内容，系一相关位置之二维误差值。此种矩阵可自动被建立为其制造程序之最後阶段，其系藉由一机器手臂系统，使一电子笔移动经过一系列预先界定之已知位置，以及可储存一些有关此已知之位置与实际所侦测到之位置间的差异之资料。在执行时刻，此系统或可选择其最接近所报告之位置的矩阵单元格内所储存之误差值，或可依据其所定之误差值，由若干环绕此所报告之位置四周的矩阵单元格，内插一侦测之值。其矩阵可结合上文所提及若有之感测器线路容许度补偿资料库。
平滑化运作第13图之流程图的阶段80，系与其平滑化运作有关。此平滑化阶段之目的，为使用先前之电子笔位置的历史，来平滑化其电子笔移动。此平滑化运作，可滤波掉一些非属合理之人类移动的暂时性和静态变动，以便在其图形显示器上面，显示一较平滑之影像。
在一较佳之实施例中，其平滑化阶段系在其主机处被具现。其具现体可为其系统驱动器中之一专属性套件，或为部份设置在其作业系统内之一般性支援程式。在另一实施例中，此平滑化运作系在其数字单元20内完成。
在一较佳之实施例中，其平滑化运作，系包括滤波掉出自其移动样式之不希望的频率。此在完成上举例而言，可藉由使一些接续之电子笔位置所得的向量，变换至其频域内，使彼等不希望之频率系数设定为零，以及使交换回其可供显示用之时域。本发明之其他实施例，可使用其他类型之滤波器，诸如一些能配合一最佳之曲线、等等的滤波器。
理应注意的是，彼等使用历史性和未来位置两者之平滑滤波器，正常在执行上系较彼等单独使用历史者为佳。然而，使用历史性和未来之位置两者，由於需要评估一些可能之未来位置所致，使其很难产生即时之结果。上述之缺点在一类似FPD等显示器上面书写或绘图之际系很显著，其中之使用者，系预期其绘图能密切与其电子笔之尖端相匹配。其一解决方案为一使用两滤波器之组合其第一者为一电抗性滤波器，甚或全然无滤波器，其系具有一极小之延迟，以及系被用来提供其电子笔在屏幕上面移动之即时追踪。其第二者系一较缓慢之滤波器，其系使用未来之知识，以及可回头修正上述早已显示之曲线，以使一些杂乱波在做出任何伤害之前消失。
激励脉冲其激励脉冲系一支配性能量消耗器。极小化其整体能量之消耗系有利的，特别是当此等实施例有关之许多可能应用，系针对一类型或另一类型之电池供电式手提装置。所以，其较佳的是极小化其脉冲能量消耗。
在一较佳之实施例中，其激励脉冲系包括一或多之正弦波。在一些不同之实施例中，其他类型类似脉冲、方形波、和类似脉冲等脉冲，系可被使用。
在一较佳之实施例中，其数字单元可动态地控制其激励信号样式。此系统可知晓该等物件和一些在即定会期中当前所参与之对应频率，以及据以产生一些激励波。彼等参与物件之系统知晓性，可使设置为其应用所出之先前知识，或为当前输入之一动态分析。因此，在此会期之开始，此系统将会自其应用，取得此等参与装置之频率，或者查询此等参与之装置，或者分析其之输入，藉以决定该等存在之频率。此系统接著会使其激励信号样式，局限至此等频率有关之最佳值。其他之实施例，系可使用一可确保所有相关频率之激励的静态脉冲样式。
通常，一较长之激励脉冲，将会造成较低之能量消耗，另一方面，一长脉冲会限制到其整体之更新率。诚如上文所讨论，一些较佳之实施例，可藉由就其应用预先选定一最佳之激励脉冲长度，或者可藉由在运作期间，动态地改变其脉冲长度，使针对一些特定应用或特定情况之需求，而最佳化其能量消耗和更新率。
理应了解的是，本发明为清晰计说明在个别实施例之上下文中的某些特徵，亦可设置在一单一实施例之组合中。反之，本发明为简洁计说明在一单一实施例之上下文中的各种特徵，亦可分开地或在任何之适当副组合中加以设置。
虽然本发明业已配合其特定之实施例加以说明，很显然许多替代方案、修饰体、和变更形式，将可为本技艺之专业人员所明了。因此，其系意使所有此等替代方案、修饰体、和变更形式，涵盖在其所附权利要求之精神和广意界定范围内。此说明书中所提及之所有刊物、专利、和专利申请案，在此系藉由参照使彼等全部合并进此说明书中，其范围系如同此说明书被特别地或个别地指示要藉由参照使合并进之每一个别刊物、专利、和专利申请案。此外，此说明书中之任何参照文献的引用或确认，不应被诠释为承认此等参照文献为可得於本发明之先存技艺。
图式简单说明[CHNC1]第1图系一依据本发明之第一较佳实施例的数字化器之简化方块图；第2图系一可显示第1图之电子笔、感测器、和激励线圈的简化示意图，以及可说明此等较佳实施例之一般性原理；第3图系一可例示一使用在第1图之数字化器中之感测器的一个较佳实施例之简图；第4图系一可用於第1图之实施例中的感测器之单箔片组态，其中之聚酯PET箔片，系在其下侧样式化出一些水平之导体，以及系在其上侧样式化出一些垂直之导体；第5图系一可例示依据本发明之一较佳实施例的第1图之前置单元的内部组态之简化示意图；第6图系一可例示一可使其网格之个别感测器连接至其差动放大器有关的方案之简化示意图；第7图系一可例示第6图之方案的变更形式之示意图；第8图系第1图之数字处理单元20的较佳实施例之内部组态的简化方块图；第9图系一依据本发明之一较佳实施例的电子笔之内部结构的简图；第10图系第9图之电子笔有关的简化电路图；第11图系一可例示第9图之电子笔有关的他型电路图之简图；第12图系一可说明本发明之一较佳实施例的基本工作周期之波形对时间的简化图例；第13图系一可例示其依据本发明之一较佳实施例用以处理所感测的资料藉以决定一当前位置之程序的简化流程图；而第14图则系一可例示一邻接三条感测线而可在此等感测线内产生一些信号之电子笔的简图。
图式之主要元件代表符号表10...显示屏幕主控布置12...网格式感测器14...FPD(平板显示器)16...类比前置ASIC(特定用途集成电路)18...数据总线20...数字处理单元22...主机24...接口26...激励线圈30...触发脉冲32...电子笔34...谐振电路40...聚酯热塑性(PET)箔片42，44...薄层50...聚酯PET箔片52...水平导体54...垂直导体58...硬涂敷薄层56...保护性薄层60.1...60.n...差动放大器62.1...62.m...开关64.1...64.m...滤波器暨放大器电路66.1...66.m...A/D转换器68...输出缓冲储存器71-76...感测器线路77...差动放大器78...电子笔80...前置接口82...DSP(数字信号处理器)84...串列链路86...快闪记忆体
88...RAM(随机存取记忆体)90...信号处理单元100...电子笔102...谐振电路104...框架106...尖端108...电场110...间隙120...谐振电路122...基本谐振区段124...变动区段126...电感器128...电容器130...触控开关132...右键点击开关134...电子笔尖端136...电容器138...电容器142...电感器144...电容器146...调谐器148...尖端触控开关150...右键点击开关152...背部触控开关154...电子笔尖端156...电子笔背部
权利要求
1.一种可供使用者经由一物件定位而配合一电子可更新式显示屏幕进行互动之装置，此装置系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测该物件之定位的侦测器之透明性感测布置，此等侦测器系具有一些输出端；和一些与此等输出相联结而可产生差动信号之差动放大器的布置，此等差动信号，系一些可指示其至少两输出间之差异的信号，此装置系可在互动中使用此等信号而运作。
2.如权利要求第1项之装置，其中之放大器系一些差动放大器。
3.如权利要求第1项之装置，其中之侦测器布置，在配置上可侦测一电场。
4.如权利要求第1项之装置，其中之电子可更新式显示屏幕，系包括一平板型显示屏幕。
5.如权利要求第1项之装置，其中之物件系一点击装置。
6.如权利要求第5项之装置，其中之点击装置系一电子笔。
7.如权利要求第1项之装置，其中之物件系一游戏件。
8.如权利要求第1项之装置，其中系与一平板显示器集成化。
9.如权利要求第1项之装置，其系作为一配件使封装至一移动电脑。
10.如权利要求第1项之装置，其中之透明性感测布置，系包括至少一有机电导性箔片。
11.如权利要求第1项之装置，其中之透明性感测布置，系包括至少一ITO箔片。
12.如权利要求第1项之装置，其中进一步系包括至少一连接在其感测器布置之感测器与放大器布置间的高通放大器。
13.如权利要求第1项之装置，其中之透明性感测布置，系包括一平直线感测器之网格。
14.如权利要求第1项之装置，其中之差动放大器布置，系包括多数之差动放大器，彼等各具有一第一差动输入端和一第二差动输入端，以及其中之第一差动输入端，系使连接至一第一感测器之输出端，以及其第二差动输入端，系使连接至一第二感测器之输出端，使超过其第一感测器之电子笔有效区域。
15.如权利要求第14项之装置，其中之第二感测器，系在一超过其第一感测器之电子笔有效区域的最小距离处。
16.如权利要求第14项之装置，其中之每一物件在配置上，可产生一能影响数个邻近之感测器的电场，以及其中之每一放大器的对应第一和第二感测器在选择上，可使不同之物件位置，在不同放大器之组合处，产生一些输出，藉以容许不同放大器之组合，能被解码给个别之感测器。
17.如权利要求第14项之装置，其中进一步在配置上，可使侦测该等感测器之信号的相位，藉以区别来自不同感测器之信号。
18.如权利要求第1项之装置，其中之差动放大器布置，系包括多数之差动放大器，彼等各具有一第一差动输入端和一第二差动输入端，以及其中之每一差动输入端，系使连接至少两个输出端，彼等各至少有两个输出端，系分别与一些非邻近之感测器相联结。
19.如权利要求第18项之装置，其中之每一物件在配置上，可产生一能影响数个邻近之感测器的电场，以及其中之每一放大器的对应非邻近的感测器在选择上，可使不同之物件位置，在不同放大器之组合处，产生一些输出，藉以容许不同放大器之组合，能被解码给个别之感测器。
20.如权利要求第18项之装置，其中进一步在配置上，可使侦测该等感测器之信号的相位，藉以区别来自不同感测器之信号。
21.如权利要求第14项之装置，其中之每一差动输入端，系使连接至少两个输出端，彼等各至少有两个输出端，系分别与一些非邻近之感测器相联结。
22.如权利要求第1项之装置，其中之物件系一被动型物件，其数字化器进一步系包括一位於其屏幕附近之激励布置，其可传送一激励信号给此物件，藉以激发此物件而产生一电场。
23.如权利要求第22项之装置，其中之激励布置系可被控制，使在一动态可变之频率下，产生上述之激励信号。
24.如权利要求第22项之装置，其中之激励布置系可被控制，使在一动态可变之波幅下，产生上述之激励信号。
25.如权利要求第22项之装置，其中之激励布置系可被控制，使提供一动态可变之激励周期。
26.如权利要求第22项之装置，其中进一步系包括遮没可控制性，其可遮没上述激励信号之输出期间的侦测。
27.如权利要求第26项之装置，其中之遮没可控制性在运作上，可在上述激励信号之输出後继续其遮没，使达一预定之延迟。
28.如权利要求第1项之装置，其中进一步系包括一补偿资料库，其中系编码有个别感测器间之导电率中的差异。
29.如权利要求第1项之装置，其中进一步系包括一补偿资料库，其中系编码有其感测布置上面之电磁干扰中的固定变动。
30.如权利要求第28项之装置，其中之补偿资料库，可进一步编码其感测布置上面之电磁干扰中的固定变动。
31.如权利要求第1项之装置，其中进一步系包括一物件移动历史布置，其可储存该物件之前邻移动的资料，以及可使用此资料来处理该物件之当前位置。
32.如权利要求第31项之装置，其中之处理运作，系包括依据一使用者来自一先前测得之位置的可能手部移动之滤波运作。
33.如权利要求第31项之装置，其中之处理运作，系包括依据一使用者来自一先前测得之位置的有可能之手部移动的滤波运作。
34.如权利要求第31项之装置，其中之处理运作，系包括平滑化该物件之轨迹。
35.如权利要求第31项之装置，其中进一步系包括一预测器，其系与其物件移动历史布置相联结而可使用此物件移动历史布置来预测该物件之未来轨迹。
36.如权利要求第35项之装置，其中具有预测器之物件移动历史布置，系包括一缓慢移动追踪器，以及其中进一步系提供有一可追踪该物件之快速移动追踪器，此装置在运作上，可初始设定其快速移动追踪器之输出，而作为该物件之一轨迹，以及可随继使用其缓慢移动追踪器之输出，来修正此轨迹。
37.如权利要求第1项之装置，其中之物件可产生一指数衰减之信号，其数字化器进一步系包括一信号倍乘功能性，其可使上述之衰减信号，乘以一反向指数上升式信号，藉以抵消彼等之频率旁瓣，以及增加其数字化器之频率解析度。
38.如权利要求第1项之装置，其中进一步系包括一可使一测得之时域信号变换成一频域信号的变换功能性，以及其中之变换功能性在运作上，可依据一要被侦测之频率的可能数目，来选择一变换类型。
39.如权利要求第1项之装置，其中进一步系包括一可使一测得之时域信号变换成一频域信号的变换功能性，以及其中之变换功能性在运作上，可依据一要被侦测之频率的当前数目，来选择一变换类型。
40.如权利要求第38项之装置，其中供选择用之变换类型，系包括快速傅立叶变换和离散傅立叶变换。
41.如权利要求第39项之装置，其中供动态选择用之变换类型，系包括快速傅立叶变换和离散傅立叶变换。
42.如权利要求第41项之装置，其中系可包括一与其变换功能性相联结之阈限器，其可设定一频率临界数目，此临界值可用以在一相对於此临界值之频率的高数目有关之快速傅立叶变换与一相对於此临界值之频率的低数目有关之离散傅立叶变换间的交换有关之临界值。
43.一种可与一数字化器一起使用之被动型电子笔，其系包括一具有前尖端之外部电子笔成形外壳；一具有一预定之谐振频率的谐振器布置；和一在其尖端处之间隙，横跨其间系耦合有其谐振器布置，藉以在其前尖端近邻处建立一电场集中。
44.如权利要求第43项之被动型电子笔，其中进一步系包括一亚铁盐线圈。
45.如权利要求第43项之被动型电子笔，其中之谐振器系远离该尖端，以及系经由一导体与其相耦合。
46.如权利要求第43项之被动型电子笔，其中进一步系包括一些可交换式组件，彼等可协助其谐振器布置，来修饰其预定之谐振频率，以便指示其电子笔之不同模态设定。
47.如权利要求第43项之被动型电子笔，其中进一步系包括一调谐器，其可用以提供其电场中依据电子笔之不同模态设定的可侦测性变动。
48.如权利要求第43项之被动型电子笔，其中系包括一位於一远离其前尖端之第二端部处的反向尖端，和一延伸至此反向尖端之导体布置。
49.如权利要求第48项之被动型电子笔，其中之反向尖端近邻中的几何结构，系不同於其前尖端之电场中的几何结构，藉以提供其前尖端与反向尖端间之可侦测性差异。
50.如权利要求第48项之被动型电子笔，其中进一步系包括一些与其反向尖端相联结之可交换式组件，藉以协助其谐振器布置，来修饰其预定之谐振频率，以便指示其电子笔之不同模态设定。
51.如权利要求第47项之被动型电子笔，其中之可侦测性变动，系其电场对间隙之耦合中的可变性延迟。
52.如权利要求第43项之被动型电子笔，其中进一步系包括一与其前尖端相联结之常闭开关。
53.一种可供使用者与一具有一电子可更新式显示屏幕之电子装置互动用的数字化器，此种数字化器系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测来自一物件之电子信号的透明性感测网格，此网格系具有多数之输出端；和一放大器布置，其中之每一放大器，系使连接横跨其感测网格之至少两个输出端，藉以产生一为此至少两个输出之函数的输出信号。
54.一种可供使用者经由一电子被动型物件而与一电子可更新式显示屏幕互动用之数字化器，此种数字化器系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测该物件之电场的侦测器之透明性感测布置，此侦测器系具有一些输出端；一与该等输出端相联结之放大器布置；和一激励布置，其可产生上述被动型物件有关之激励信号，藉以促动该被动型物件，而产生或发出上述之电场，此激励布置，系可动态加以控制，使改变上述激励信号所据以产生或发出之取样率。
55.如权利要求第54项之数字化器，其中进一步系包括一状态侦测器，其可侦测该物件之状态，藉以实现上述取样率之动态控制。
56.如权利要求第55项之数字化器，其中之状态侦测器在运作上，可侦测至少一由一使用者交换式状态、此物件与一表面之接触状态、该物件与屏幕之接触状态、一右键点击、和删除动作所组成的组群。
57.如权利要求第54项之数字化器，其中进一步系包括一可侦测所存在物件频率之数目，此数目可被用於其取样率之动态控制中。
58.一种可供使用者经由一电子被动型物件而与一电子可更新式显示屏幕互动用的数字化器，此种数字化器系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测该物件之电场的侦测器之透明性感测布置，此侦测器系具有一些输出端；一与该等输出端相联结之放大器布置；和一激励布置，其可产生及发出上述被动型物件有关之激励信号，藉以促动该被动型物件，而产生上述之电场，以及其中之放大器布置，系联结其激励布置，而可以一遮没周期加以控制，以使其放大器布置，避免在上述激励信号之发出期间进行侦测。
59.一种可供使用者经由一物件而与一电子可更新式显示屏幕互动用的数字化器，此数字化器系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测该物件之电场的侦测器之透明性感测布置，此侦测器系具有一些输出端；和一与该等输出端相联结之放大器布置，每一放大器系使连接至少两对应非邻近之感测器的输出端，每一放大器之此等对应非邻近之感测器在选择上，可使不同之物件位置，在不同放大器之组合处，产生一些输出，藉以容许不同放大器之组合，能被解码给个别之感测器。
60.一种可供使用者经由一电子被动型物件而与一电子可更新式显示屏幕互动用的数字化器，此种数字化器系包括一位於其电子可更新式显示屏幕处而可侦测该物件之电场的侦测器之透明性感测布置，此侦测器系具有一些输出端；一与该等输出端相联结之放大器布置；和一激励布置，其可产生上述被动型物件有关之激励信号，藉以促动该被动型物件，而产生上述之电场，此激励布置，可动态加以控制，藉以改变上述激励信号之性质。
61.如权利要求第60项之数字化器，其中之性质系频率、波幅、和相位中的一个。
62.如权利要求第60项之数字化器，其中之布置在运作上，可使用该物件之一状态，来设定上述动态可控制之性质。
63.如权利要求第62项之数字化器，其中之状态系包括至少一使用者交换式状态、该物件与一表面之接触状态、该物件与屏幕之接触状态、该物件之当前速度、该物件之当前加速状态、和该物件之当前方位。
全文摘要
一种可经由一物件供使用者与一电子可更新式显示屏幕互动用之数字化器，此种数字化器系包括一位于其电子可更新式显示屏幕处而可侦测该物件之电场的侦测器之透明感测布置，此等侦测器系具有一些输出端；和一些与此等输出相联结之差动放大器的布置，藉以在该等输出端之间应用差动侦测。
文档编号G09G5/00GK1679078SQ03820696
公开日2005年10月5日 申请日期2003年8月28日 优先权日2002年8月29日
发明者M·莫拉格, H·佩斯基 申请人:N-特莱格有限公司