专利名称：位置检测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及由位置指示器指示座标位置的检测并将该指示位置在显示座标的显示器上进行显示的位置检测装置。
先有的位置检测装置，例如已有了由下述原理构成的装置，它给设置在磁致伸缩传递媒体的一端或设置在位置指示器前端的驱动线圈通以脉冲电流，利用处理装置测定从上述磁致伸缩传递媒体开始产生磁致伸缩振动波到检测到上述磁致伸缩振动波在设置在位置指示器前端或磁致伸缩传递媒体一端的检测线圈中引起感应电压的时间，由此算出位置指示器的指定位置。另外，先有的另一种位置检测装置将多根驱动线与检测线相互垂直地配置，按顺序给驱动线通以电流，同时顺序选择检测线，检测感应电压，根据感应出较大感应电压的检出线的位置来检测具有铁淦氧等磁性体的位置指示器所指定的位置。
前一种装置虽然位置检测精度比较好，但为了接收和传送定时信号，位置指示器与处理装置之间必须用软线连接，操作受到明显的限制，同时，必须使位置指示器保持与磁致伸缩传递媒体垂直，而且必须非常靠近;在后一种装置中，虽然位置指示器的连接可不用软线，但座标位置的分辨率取决于线的间距，如果为了提高分辨率而缩小线的间距，则信噪比和稳定性将变坏，因此，难于提高分辨率，同时，驱动线与检测线的交点正上方的位置检测也是困难的，此外，还必须使位置指示器与线非常靠近。
另外，对于具有指示位置显示器的位置检测装置，有的是将具有透光性的位置检测器(读出器)重叠在液晶显示器上，有的将逆光照明器及液晶显示器叠放在读出器上。
但是，在前一种装置中，为了避免液晶显示器产生的噪音的影响，必须使读出器与液晶显示器之间的距离大于5毫米，这样，图形输入板的输入面和液晶显示器的表面须相互分离，所以，位置指示器的前端就会与液晶显示器所显示的它的轨迹发生偏离，输入操作容易产生错觉。
另外，在后一种装置中，为使座标输入可靠，必须使读出器与位置指示器靠近，所以，与逆光照明器并列的液晶显示器须做得很薄，根据这一要求，可以使用极薄型的逆光照明器，例如场致发光元件(以下简称为EL元件)，但是，采用EL元件就难于获得具有足够亮度的显示画面。
本发明的第一个目的旨在提供一种位置检测装置，其中位置指示器不与任何部件连接，操作方便，位置检测精度高，并且可利用和位置指示器的指示位置共同的座标来显示位置检测结果。
为了达到这一目的，本发明的一种位置检测装置，它设有具有调谐电路的位置指示器、产生频率与上述调谐电路相同的电磁波的信号发生器和检测位置的图形输入板，该图形输入板具有检测上述调谐电路反射的电磁波的信号检测器，在上述位置指示器与图形输入板之间发送和接受电磁波、并检测由该位置指示器指示的图形输入板的位置检测器上的座标值，该装置还具有显示座标的显示器，该显示器利用与上述座标值共同的座标来显示上述位置指示器所指示的位置。
按照本发明，利用图形输入板的信号检测器检测位置指示器的调谐电路反射的电磁波，可以检测位置指示器的指示位置，所以，检测位置的精度很高，并且只须在位置指示器中设置调谐电路就行了，不必使用软线连接，也不需要电池和磁铁等较重部件，随之操作也很方便了。另外，由于位置检测器中不需要特别的部件，所以，可向大型化方向发展，用于电子黑板等方面，并且在座标显示器上是利用同一座标来显示位置指示器所指示的位置的，所以，可以边依靠目视确认位置指示器的轨迹，边输入座标值。
本发明的第二个目的是在具有上述优点的基础上，提供可在显示器上将位置指示器的指示位置显示得更明亮的位置检测装置。
为了达到这一目的，本发明在上述结构的位置检测位置中，设置有从下方照明显示器的逆光照明器。
按照本发明，由于使用了逆光照明器来照明显示器，所以，显示器上可以将位置指示器的指示位置显示得很明亮，依靠目视便可很容易地确认指示位置。
本发明的第三个目的是要提供更薄型的、操作更方便的位置检测装置。为了达到这一目的，本发明通过使位置检测器具有透光性、与显示器共用一块表面板，将位置检测器与显示器组合成紧密的薄板，便可使装置实现薄型化。
关于上述以外的目的、结构和效果，在下面的说明中进行介绍。
图1是本发明的座标输入装置的简要示意图，图2是图形输入板的剖面图，图3(a)是透明基板的简图，图3(b)是图形输入板的透明基板局部的放大剖面图，图4是图形输入板的X方向和Y方向的环形线圈组的详细结构图，图5是指示笔的剖面图，图6是控制装置的框图，图7是指示笔的调谐电路和位置检测电路的详细框图，图8是图7各部分的信号波形图，图9是位置检测控制电路的处理流程图，图10(a)、(b)、(c)是位置检测控制电路中基本的位置检测动作的定时图，图11是进行第一次位置检测动作时由各环形线圈得到的检测电压图，图12是进行第二次以后的位置检测动作和状态识别动作的定时图，图13是显示器控制电路图，图14是图形输入板的第二个实施例的剖面图，图15是图形输入板中透明基板的其他实施例的局部放大剖面图，图16是图形输入板的第三个实施例的剖面图，图17是其环形线圈的排列图，图18是图形输入板的第四个实施例的剖面图，图19是其位置检测器的结构图，图20是图形输入板的第五个实施例的剖面图，图21是图形输入板的第六个实施例的剖面图，图22是图21的主要部分的分解示意图。
图1是本发明的座标输入装置的简要示意图，图中，1是输入座标的图形输入板，2是指示位置的位置指示器，例如图形输入板指示笔(以下简称指示笔)，3是控制装置，4是电源。
图2是图形输入板1的剖面图，按照图2，图形输入板1是由读出器10、显示板50、逆光照明器60、导光板70和外壳80构成的，读出器10具有下面要详述的透明基板，用来检测由指示笔2沿X方向和Y方向指示的指定位置座标;显示板50装置在上述读出器10的上面，呈平板形，用来显示座标，例如，在上面图中未示出的硬芯丙烯板上配设的透过型液晶显示板;逆光照明器60装设在上述读出器10的下部，具有将其发的光向上方的液晶显示板50反射的反射板(图中未示出);导光板70设置在逆光照明器60和上述读出器10之间，能以均匀的亮度照射整个液晶显示板50，例如，乳白色丙烯板;外壳80用非金属材料制成，在其上面的中央部分形成开口81，用来将读出器10、液晶显示板50、逆光照明器60和导光板70组合成一个整体。
上述逆光照明器60是为了改善上述液晶显示板50的对比度、并清楚地显示座标的器件，例如，冷阴极管。用冷阴极管作为逆光照明器60，可以比使用例如EL元件作逆光照明器时提高三倍以上的亮度从下方照射液晶显示板50。
图3(a)是构成图形输入板1的读出器10的透明基板11的简图，图3(b)是透明基板11的局部放大的剖面图。在图3中，12、13、14、15是由聚酯、聚氯乙烯、氯乙烯等制成的透明胶片;16是沿Y方向平行排列的多根(例如96根)铜线(实际使用的是镀锡软铜线);17是沿X方向平行排列的相同数量(96根)的铜线。先将铜线17平行地放在透明胶片12与透明胶片13之间，使用例如聚乙烯系列的透明胶粘剂粘接起来，然后把上述铜线16按同样方法平行地放在透明胶片14与透明胶片15之间，并用上述透明胶粘剂粘接好，进而再把透明胶片13与透明胶片14粘接成铜线16与铜线17相互垂直的形式，以此形成透明基板11，例如使用上述逆光照明器60从透明胶片12一边照射透明胶片15时，在透明胶片15一边就可以得到足够的光量将上述液晶显示板50照射得如上所述的那样明亮。
另外，在图3中，图示表现出了透明基板11的表面具有明显的凸凹，实际上透明胶片的厚度和铜线的直径在一个方向(X方向或Y方向)合起来也不到0.2毫米，几乎可以忽略不计。
此外，为了用上述透明基板11构成读出器10，将透明基板11装置在图中未示出的框型的基板中央，使用例如焊锡将铜线16及17与框型基板的图线焊接起来，形成多个环形线圈，用以检测X方向和Y方向的座标值。从透明基板11露出的铜线16和17，可以用绝缘物包起来(带焊锡部分除外)。
图4是检测X方向座标值的环形线圈组160和检测Y方向座标值的环形线圈组170的详细图。X方向环形线圈组160由沿Y方向相互平行放置的多个(例如48个)环形线圈160-1，160-2，……，160-48组成;Y方向环形线圈组170由沿X方向相互平行放置的多个(例如同样由48个)环形线圈170-1，170-2，……，170-48组成，如图3(a)所示，X方向的环形线圈组160与Y方向的环形线圈组170是通过透明胶片13和透明胶片14相互紧密地重叠组合在一起的(但图中为了便于理解而将两者画成是分开的)。这里，是用1匝构成各个环形线圈的，根据需要也可以做成多匝环形线圈。
图5是指示笔2的详细结构的剖面图，在用合成树脂等非金属材料制成的笔杆21的内部，从前端开始，顺序有圆珠笔笔芯22、具有可装入该笔芯22并使笔芯22在其中可自由滑动的通孔的磁芯23、螺旋弹簧24，以及由开关251、磁芯23的外绕线圈252和电容器253及254构成的调谐电路25，它们组合成一个整体装在笔杆中，在其后端，装有后盖26。
上述线圈252和电容器253相互串联，如后面将要详细介绍的图7所示，它们构成众所周知的谐振电路，线圈252和电容器253的数值，根据指定的频率f0，设定为使电压和电流的位相相同而发生共振(谐振)的值。另外，电容器254通过开关251与电容器253的两端并联，开关251接通时，使上述谐振电路中的电流的位相落后，产生使后面所述的接受信号的位相滞后一个指定的位相角的作用。手拿笔杆21，将笔芯22的前端按在例如图形输入板1的上面，而将其按入笔杆21内时，通过其后端利用螺旋弹簧24的挤压可将开关251接通。
控制装置3如图6所示，由控制读出器10的位置检测控制电路300、控制液晶显示板50的显示器控制电路500和统一控制上述两种控制电路的电子计算机900构成。
电源4由众所周知的整流器、变压器和AC/DC(交直流)转换器等部件构成，供控制装置3内的各个电路使用。
图7是调谐电路25和位置检测控制电路300的详细框图。图中，301是控制电路，302是信号发生器(电路)，303x和303y分别是X方向和Y方向的选择器(电路)。另外，304x和304y是发送和接受转换电路，305是XY转换电路，306是受信定时转换电路，这些电路构成接续转换器。307是带通滤波器(BPF)，该滤波器构成信号检测器。308是检波器，309是低通滤波器(LPF)，它们构成包括后面所述的控制电路301中的处理在内的座标检测器。310和311是位相检波器(PSD)，312和313是低通滤波器(LPF)，它们构成包括后面所述的控制电路301中的处理在内的开关通断识别器。314x和314y是驱动电路，315x和315y是放大器。
下面，按其结构说明上述位置检测控制电路300的动作，首先根据图8说明在读出器10与指示笔2之间发送和接受用于检测位置的电磁波的情况和这时得到的信号。
上述控制电路301由众所周知的微处理器等构成，在控制信号发生电路302的同时，按照图9所示的流程图通过选择电路303x和303y控制读出器10的各环形线圈的转换，还对XY转换电路305和受信定时转换电路306控制座标检测方向的转换，此外，还将低通滤波器309、312和313的输出值作模/数(A/D)转换，进行后面所述的运算处理后，算出指示笔2所指示位置的座标值，并识别其开关的状态，然后将这些信号输入上述电子计算机900。
选择电路303x从上述X方向的环形线圈组160中顺序选择一个环形线圈;选择电路303y从上述y方向的环形线圈组170中顺序选择一个环形线圈，它们分别按照控制电路301的信息而动作。
发送和接受转换电路304x将上述选择的X方向的一个环形线圈交替地与驱动电路314x及放大器315x相连接;发送和接受转换电路304y将上述选择的Y方向的一个环形线圈交替地与驱动电路314y及放大器315y相连接，它们按照后面所述的发送和接受转换信号而动作。
信号发生电路302发生指定频率f0的例如500KHz的矩形波信号A、使该矩形波信号A的位相滞后指定位相角的信号A′(图中未示出)、指定频率fk的、例如15.625KHz的发送和接受转换信号B以及受信定时信号C。上述矩形波信号A在输给位相检波器310的同时，经过图中未示出的低通滤波器变换为正弦波信号，并通过XY转换电路305输给驱动电路314x或314y，矩形波信号A′输给位相检波器311，发送和接受转换信号B输给发送和接受转换电路304x及304y，受信定时信号C输给受信定时信号转换电路306。
现在，假定控制电路301把选择X方向的信息输入XY转换电路305和受信定时信号转换电路306，则上述正弦波信号便输入驱动电路314x，变换为平衡信号，输给发送和接受转换电路304x，由于该发送和接受转换电路304x按照发送和接受转换信号B交替地与驱动电路314x及放大器315x的某一个相连接，所以，发送和接受转换电路304x输给选择电路303x的信号在时间T(＝1/2fk)内，成为每隔32微秒输出500KHz的信号或不输出信号的信号D。
上述信号D通过选择电路303x输给读出器10的X方向的一个环形线圈160-i(i＝1，2，…48)，该环形线圈160-i根据上述信号D产生电磁波。
这时，如果指示笔2在图形输入板1上略呈直立状态，即保持为使用状态，则按照上述信号D产生的电磁波就会激励指示笔2的线圈252，在调谐电路25中产生与信号D同步的感应电压E。
此后，随着进入信号D的无信号期间即受信期间，如果环形线圈160-i转换为与放大器315x相连接，则该环形线圈160-i的电磁波便立即消失，上述感应电压E由于调谐电路25内的损耗而慢慢地衰减。
另外，由于上述感应电压E的建立而流过调谐电路25的电流，从线圈252发射出电磁波。该电磁波反过来又激励与放大器315x连接的环形线圈160-i，所以，在该环形线圈160-i中也出现由线圈252的电磁波而引起的感应电压。该感应电压只在受信期间从发送和接受转换电路304x输给放大器315x进行放大，成为受信信号F，并输给受信定时信号转换电路306。
受信定时信号转换电路306输入X方向或Y方向的选择信息(这里假定是X方向的选择信息)和实质上是发送和接受转换信号B的反相信号的受信定时信号C，但由于该信号C在高电平期间输出受信信号F，在低电平期间什么信号也不输出，所以其输出端得到信号G(实质上和受信信号F相同)。
上述信号G输给带通滤波器307，该带通滤波器307是以频率f0为固有频率的陶瓷滤波器，上述信号G中与频率f0分量的能量对应的振幅为h的信号H(严格说来，是多个信号G输入带通滤波器307而聚集的状态)输给检波器308和位相检波器310及311。
输入上述检波器308的信号H经检波、整流成为信号I后，经截止频率很低的低通滤波器309变换为具有与上述振幅h的大约二分之一相对应的电压值例如Vx的直流信号J，然后输给控制电路301。
上述信号J的电压值Vx和指示笔2与环形线圈160-i之间的距离有关，这里基本上与距离的四次方成反比，如果环形线圈160-i发生转换，则该电压值Vx随之发生变化，在控制电路301中，将各个环形线圈得到的电压值Vx变换为数字化数值，进行后面所述的运算处理，便可算出指示笔2在X方向指示的位置的座标值。此外，按照同样的方法，也可以算出指示笔2在Y方向指示的位置的座标值。
另外，上述矩形波信号A作为检波信号输入位相检波器310，这时，如果开关251是断开的，并且信号H的位相基本上与矩形信号A的位相一致，则输出恰好使信号H反相为正的信号(实际上与信号I相同)。该信号经过上述同样的低通滤波器312变换为具有与振幅h的大约二分之一相对应的电压值的直流信号(实际上与信号J相同)，然后输给控制电路301。
另外，矩形波信号A′作为检波信号输入位相检波器311，如前所述，如果开关251是断开的，并且信号H的位相比矩形波信号A′的位相超前指定的位相角，则输出正、负成分都有的信号。该信号经上述同样的低通滤波器313变换为直流信号，然后输给控制电路301，由于在位相检波器311的输出信号中有正、负成分，所以，低通滤波器313的输出电压值比低通滤波器312的输出电压值小得多。
现在，如果指示笔2的开关251变为接通，则流过调谐电路25的电流的位相比感应电压E滞后，也比受信信号F的位相滞后指定的位相角，即基本上与矩形波信号A′的位相一致。因此，这时带通滤波器307的输出信号H经位相检波器310而成为具有正、负成分的信号，低通滤波器312的输出信号基本上与上述开关251断开时低通滤波器313的输出电压值相同，经位相检波器311反相为正的信号，低通滤波器313的输出信号和上述一样，成为具有与振幅h的大约二分之一相对应的指定电压值的直流信号。
这样，由于开关251断开时可由低通滤波器312的输出得到指定的电压值，如果开关251接通时可由低通滤波器313的输出端得到指定的电压值，所以，在控制电路301中，通过监视低通滤波器312和313的输出值，便可识别开关251的状态是断开还是接通。
另外，表示这样识别开关251的接通(或断开)状态的信息，在指示笔2指示的位置的座标值中，可以作为指定实际应输入值的信息使用。
下面，参照图9～图12，说明位置检测控制电路300的座标检测动作和指示笔2的状态，这里，就是详细说明开关251的通断状态的识别动作和整个装置的动作。
首先，将整个装置的电源接通，成为测定开始的状态，控制电路301将选择X方向的信息输给XY转换电路305和受信定时信号转换电路306，同时，将在读出器10的X方向的环形线圈160-1～160～48中选择第一个环形线圈160-1信息输给选择电路303x，并将该环形线圈160-1与发送和接受转换电路304x相连接。
发送和接受转换电路304x根据上述发送和接受转换信号B，将环形线圈160-1交替地与驱动电路314x及放大器315x相连接，这时，驱动电路314x在32微秒的发送信号期间，将图10(a)所示的6个500KHz的正弦波信号输给该环形线圈160-1。
上述发送信号与接受信号的转换，如图10(b)所示的那样，对一个环形线圈，这里就是对160-1反复进行7次。这7次发送信号和接受信号的反复时间相当于一个环形线圈的选择时间(448微秒)。
这时，在放大器315x的输出端对一个环形线圈在每7次接受信号的时间内可以得到感应电压，如前所述，该感应电压通过受信定时信号转换电路306输给带通滤波器307取平均，并经检波器308、位相检波器310和311及低通滤波器309、312和313输给控制电路301。
控制电路301将上述低通滤波器309的输出值进行A/D转换后输进去，把与指示笔2与环形线圈160-1之间的距离有关的检测电压例如作为Vx1暂时存储起来。
接着，控制电路301将选择环形线圈160-2的信息输给选择电路303x，并使该环形线圈160-2与发送和接受转换电路304x相连接，得到和指示笔2与环形线圈160-2之间的距离有关的检测电压Vx2后，把它存储起来，以后，按同样方法，顺序将环形线圈160-2～160-48与发送和接受转换电路304x相接，并将图10(c)所示的各环形线圈与指示笔2之间的X方向的距离有关的检测电压Vx1～Vx48(图10(c)中只模拟地表示出了一部分)存储起来。
实际的检测电压，如图11所示，是以指示笔2放置的位置(Xp)为中心，由其前后几个环形线圈得到的。
控制电路301检查上述存储的检测电压的电压值是否大于一定的检测电平，如果小于一定的检测电平，便再次重复进行X方向的各环形线圈的选择和电压检测，如果检测电压大于一定的检测电平，就转向下一步处理。
接着，控制电路301将Y方向的选择信息输给XY转换电路305和受信定时信号转换电路306，按照与上述同样的方法，转换选择电路303y及发送和接受转换电路304y，并将发射电磁波时的低通滤波器309的输出值进行A/D转换后得到的和指示笔2与Y方向的各环形线圈170-1～170-48之间的距离有关的检测电压暂时存储起来。此后，按照上述同样的方法，进行电平检查，如果小于一定的检测电平，便再次重复进行Y方向的各环形线圈的选择和电压检测，如果大于一定的检测电平，便根据上述存储的电压值按后面所述方式算出指示笔2的X方向和Y方向的指示位置的座标值。
然后，控制电路301把在上述X方向的环形线圈160-1～160-48(或者Y方向的环形线圈170-1～170-48)中选择到能得到最大检测电压的环形线圈的信息输给选择电路303x(或303y)，并将上述电磁波的发送和接受反复多次，例如反复7次，这时，将由低通滤波器312和313得到的输出值进行A/D转换，之后，像上面所述的那样，检测这些数值哪个大于指定的值，以此来识别开关251的通断状态。
上述开关251的通断状态识别结果和上述指示笔2的X方向和Y方向的指示位置的座标值一起输入电子计算机。
这样，第一次的座标检测动作和状态识别动作即告结束，控制电路301便按图12所示的那样进行第二次以后的座标检测动作，以在上述X方向的环形线圈160-1～160-48中可以得到最大检测电压的环形线圈为中心，将选择其前后一定数量的环形线圈，例如10个环形线圈的信息输给选择电路303x，以在上述Y方向的环形线圈170-1～170-48中可以得到最大检测电压的环形线圈为中心，将选择其前后一定数量的环形线圈，例如同样选择10个环形线圈的信息输给选择电路303y，然后，按照上述同样的方法，得到输出值，进行指示笔2的X方向和Y方向的座标检测动作和开关251的通断状态的识别动作，并将得到的座标值和识别结果输入电子计算机900，此后，反复循环进行。
现在，详细说明上述电平检查动作。它检查检测电压的最大值是否达到上述检测电平和具有最大检测电压值的环形线圈是哪个环形线圈，如果未达到检测电平，便停止以后的座标计算，在进行下一次座标检测动作和状态识别动作中，设定所选择的环形线圈的中心。
求X方向或Y方向的座标值(例如求上述座标值Xp)的计算方法之一，是用适当的函数来近似表示上述检测电压Vx1～Vx48的极大值附近的波形，然后求该函数的极大值的座标。
例如，在图10(c)中，如果用二次函数近似最大值的检测电压Vx3及其两侧的检测电压Vx2和Vx4，便可按下述方法算出(令各环形线圈160-1～160-48的中心位置的座标值为X1～X48，它们之间的间距为△X)。首先，根据各电压和座标值，有Vx2＝a(X2-Xp)2+b ……(1)Vx3＝a(X3-Xp)2+b ……(2)Vx4＝a(X4-Xp)2+b ……(3)其中，a和b是常数(a＜0)。另外，还有X3-X2＝△X……(4)X4-X2＝2△X……(5)将(4)式和(5)式代入(2)式和(3)式，经过整理，可得Xp＝X2+△X/2〔(3Vx2-4Vx3+Vx4)/(Vx2-2Vx3+Vx4)〕……(6)因此，从各检测电压Vx1～Vx48中取出进行上述电平检测时得到的最大检测电压值及其前后的检测电压，利用这三个电压值和得到该最大检测电压值的环形线圈之前的一个环形线圈的座标值(已知)进行与上述(6)式相当的运算，即可算出指示笔2的指示位置的座标值Xp。
这样检测的各座标值依靠显示板控制电路500的控制显示在液晶显示板50上。
图13是显示器控制电路500的详细结构，读出器10顺序指示的X方向数据和Y方向数据组成的位置数据输入电子计算机900后，在显示器存储器501中按一定的顺序排列，存储起来，同时，该位置数据按照由显示器微处理器构成的控制器502的定时脉冲顺序读出，输给X方向驱动器503和Y方向驱动器504。
另外，当扫描脉冲发生器505发生的与控制器502的定时脉冲同步的扫描脉冲输入上述X方向驱动器503和Y方向驱动器504后，驱动器503和504便将上述X方向和Y方向的位置数据输给液晶显示板50，这样，指示笔2在读出器10上指示的位置便可在液晶显示板50上的同一位置显示出来。因此，从重叠在读出器10上的液晶显示板50的上面用指示笔2书写的文字和图形的笔迹，在液晶显示板50上就以同一个笔迹，而且，受到设置在读出器10的下部的冷阴极管60和导光板70的作用，明亮清晰地显示出来。
如上所述，按照本实施例，由于使用可透光的透明基板11制成读出器10，并在该读出器10的下部设置逆光照明器60，用于改善显示板50的对比度和明亮而清晰地显示，所以，读出器10与显示板50的表面之间的距离可以比先有装置大大减小，即使从离开显示板50表面的位置进行座标输入，也不会发生输入错误，从而可以获得座标输入精度高的座标输入装置。另外，由于在上述逆光照明器60中使用了冷阴极管，所以，可以获得明亮而清晰的显示画面。
实施例中环形线圈的数量和排列方式，只是一个例子，不一定局限于这种情况。另外，也可以用光标代替指示笔。
图14是图形输入板1的第二个实施例的剖面图。该实施例和图2所示的图形输入板的不同之处，是在导光板70a的两侧，设置由冷阴极管构成的内表面镀铝的略呈U形的反射板61a和61b的反射照明器60a和60b，同时，作为导光板70a，是把使光散射的印刷图案叠放在反射板71上，再把丙烯酸树脂放在该印刷图案上，最后，把扩散板叠放在该丙烯酸树脂上而构成的。按照图14，可使图形输入板1实现薄型化，同时，依靠导光板70a的印刷图案和扩散板的作用，可以更加均匀地照射整个显示板50。
图15是读出器10的透明基板11的其他良好的实施例局部放大剖面图。与图3所示的透明基板11的不同之处，是通过图3中的透明胶片13(或透明胶片14)将铜线16沿Y方向平行放置多根，同时，把铜线17沿X方向平行放置多根，然后，用透明胶片15和透明胶片12把铜线16和17夹起来叠置构成的。这样，就不需要图3所示的透明胶片14(或透明胶片13)，可减少另件数量，使图形输入板1实现薄型化和降低成本，同时，还可提高透明基板11的透光度，从而获得更加明亮的显示画面。
在本实施例中使用的读出器，采用有透光性的透明胶片把铜线叠置起来制成的透明基板，但是，可不限于这种结构，例如，也可以使用由电极为非金属的透明氧化铟等具有透光性的材料构成的读出器，另外，也可以使用利用印刷手段把有色电极印刷在聚酯等透明胶片上而构成的读出器。
图16是图形输入板1的第三个实施例，作为显示座标用的显示器，反射型液晶显示板50设置在由X方向和Y方向的各个位置检测器10x和10y构成的读出器10上，然后，将它们装在由金属等材料制成的外壳80内，形成一个整体，在各个位置检测器10x和10y上，如图17所示，由相互平行的导体线段构成的多个环形线圈，例如48个环形线圈C1、C2、……、C48分别沿箭头所指的方向排列，各个环形线圈相互平行，并且相互重叠。这些环形线圈可以通过例如在众所周知的印刷板上进行腐蚀而形成多条平行的导体，然后，用跨接线连接而成。另外，反射性液晶显示板50的反射板(图中未示出)可以用能使电磁波穿过到达读出器10的材料制成，例如聚乙烯对苯二酸酯等白色树脂。并且，本实施例中的读出器10可以是不透明的。
图18和图19是图形输入板1的第四个实施例。在该实施例中，图形输入板1如图18所示，由X方向和Y方向的各位置检测器10x和10y构成的读出器10设置在作为座标显示用的平面型显示板例如液晶显示板50的上面，并装在由金属等材料制成的外壳80内，形成一个整体。读出器10具有下面所述的透光性，也作为液晶显示板50的表面板使用。
图19是读出器10的X方向的位置检测器10x，利用跨接线把导体板100的各个导体连接起来，形成图17所示的各个环形线圈C1-C48。
导体板100是在具有柔韧性和绝缘性的聚碳酸酯胶片等材料制成的透明基板101的表面，镀上由氧化铟(InO3)、氧化锡(SnO3)等构成的多条(图示为10条)宽约0.5～1毫米的带状透明导体102而构成的，各带状透明导体102相互平行，彼此相距规定的间隔。位置检测器10y也是这样的结构，位置检测器10x和10y分别使导体组102处于基板101的下方，并且从上方看，导体组102是相互垂直地重叠的，通过连接板固定在一起。
图20是图形输入板1的第五个实施例。在该实施例中，作为座标显示用的平面型显示板例如液晶显示板50设置在由X方向和Y方向的各位置检测器10x和10y构成的读出器10的上面，屏蔽板90放在读出器10的下面，然后将它们装入非金属材料制成的外壳80内，形成一个整体。
上述液晶显示板50利用由液晶显示器本体50A和从下方照射该液晶显示器本体50A的逆光照明器50B形成透过型的液晶显示器。逆光照明器50B用来改善液晶显示器的对比度，并使画面显示得明亮清晰，例如，可以使用场致发光元件(EL元件)，为了使读出器10发射和接受的电磁波通过该EL元件时衰减不大，而使用非金属透明材料例如氧化铟等做电极(图中未示出)。并且，为了把逆光照明器50B发的光向上面的液晶显示器本体50A反射，而设有反射板或反射层(图中未示出)，该反射板或反射层可将具有反射性的材料涂敷在由树脂制成的胶片上构成，例如，可在胶片上镀一层约300～600 厚的铝膜，或者将铝粉掺在树脂中，或者涂上一层反射性颜料，总之，都可以减少电磁波的衰减。另外，作为反射板，可以用能使电磁波穿过到达读出器10的材料制成，例如，可以用聚乙烯对苯二酸酯等白色树脂。
图21和图22是图形输入板1的第六个实施例。本实施例与图14所示的图形输入板的不同之处是读出器10和导光板70a的配置关系是相反的，所以，读出器10不必具有透光性;在反射板61b和71的反射面上镀银，提高了反射率;在读出器10的下面设有用塑料等材料制成的底板10a，提高了强度;在最下面设有用硅钢片做成的屏蔽板90，提高了磁屏蔽效果，此外，其他结构是相同的。
上述实施例只是一个例子，在本发明的技术思想范围内，各个构成部件的配置关系和各个构成部件的组合可以作种种变更，例如，作为显示器，也可以使用等离子体显示器。
权利要求
1.一种位置检测器的特征在于设有位置指示器、图形输入板，位置指示器中设有调谐电路；图形输入板有着电磁波发生器和电磁波检测器，电磁波发生器用来产生与上述调谐电路的频率相同的电磁波，电磁波检测器检测从上述调谐电路反射回来的电磁波；它是一种在上述位置指示器与图形输入板之间发送和接受电磁波，并检测该位置指示器在图形输入板的位置检测器上指示座标的位置检测装置，此外，还设有用于座标显示的显示器，用来将上述指示的位置以与上述座标值共同的座标进行显示。
2.按权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，显示器是平面型的显示器。
3.按权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，显示器是反射型液晶显示器。
4.按权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，显示器是透过型液晶显示器。
5.按权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，显示器是场致发光显示器。
6.按权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，显示器是等离子体显示器。
7.按权利要求1～6中任一项所述的位置检测装置，其特征在于，显示器重叠地设置在图形输入板的位置检测器上。
8.按权利要求7所述的位置检测装置，其特征在于，显示器的显示区域和位置检测器的检测区域彼此相同或不同。
9.位置检测装置的特征在于设有位置指示器、和用于位置检测的图形输入板，位置指示器具有调谐电路;图形输入板由电磁波发生器和电磁波检测器构成，电磁波发生器产生与上述调谐电路的频率相同的电磁波;电磁波检测器用于检测从上述调谐电路反射回来的电磁波;该装置是一种在上述位置指示器与图形输入板之间发送和接受电磁波、并检测该位置指示器指示的位置在图形输入板上的座标值的位置检测装置，此外，还设有用于座标显示器和逆光照明器，显示器将上述指示的位置以与上述座标值共同的座标进行显示;逆光照明器从下方照射上述显示器。
10.按权利要求9所述的位置检测装置，其特征在于，逆光照明器由场致发光元件构成。
11.按权利要求9所述的位置检测装置，其特征在于，逆光照明器是冷阴极管。
12.按权利要求9～11所述的位置检测装置，其特征在于，设有反射器，将逆光照明器所发的光向上方的显示器反射。
13.按权利要求9～11所述的位置检测装置，其特征在于，设有导光器，将逆光照明器的光导向显示器。
14.按权利要求1或9所述的位置检测装置，其特征在于，使用了具有调谐电路的位置指示器，而调谐电路中的电压和电流的位相随开关的操作而变化，根据电磁波检测器检测的感应电压的位相来检测位置指示器中上述开关的状态。
15.位置检测装置由X方向和Y方向的位置检测器、X方向和Y方向的选择电路、发送电路、接受电路、X方向和Y方向的接续转换电路、位置指示器、处理装置和显示器构成，X方向和Y方向的位置检测器由多个环形线圈分别沿X方向和Y方向平行地排列而构成;X方向和Y方向的选择电路从上述X方向和Y方向的多个环形线圈中顺序选择X方向和Y方向的一个环形线圈;发送电路产生指定频率的交流信号，供给上述X方向和Y方向的环形线圈;接受电路从上述X方向和Y方向的环形线圈所产生的感应电压中检测出与上述交流信号的频率基本相同的感应电压;X方向和Y方向的接续转换电路使上述选择的X方向和Y方向的一个环形线圈交替地与上述发送电路和接受电路相连接;位置指示器具有线圈和电容器组成的调谐电路，调谐电路的频率调谐为与供给了上述交流信号的X方向和Y方向的环形线圈产生的电磁波相同;处理装置根据上述X方向和Y方向的各个环形线圈产生的感应电压计算位置指示器的X方向和Y方向的指示位置;显示器重叠地设置在上述位置检测器的上方，用于座标显示，将由上述处理装置求出的X方向和Y方向的指示位置数据以与该指示位置共同的座标进行显示。
16.按权利要求15所述的位置检测装置，其特征在于，使用了具有调谐电路的位置指示器，而调谐电路中的电压和电流的位相随开关的操作而变化，根据接受电路检测的感应电压的位相来检测位置指示器中上述开关的状态。
17.位置检测装置由X方向和Y方向的位置检测器、X方向和Y方向的选择电路、发送电路、接受电路、X方向和Y方向的接续转换电路、位置指示器、处理装置和显示器构成，X方向和Y方向的位置检测器由多个透光性的环形线圈分别沿X方向和Y方向平行地设置在透光的基板上而构成;X方向和Y方向的选择电路从上述X方向和Y方向的多个环形线圈中顺序选择X方向和Y方向的一个环形线圈;发送电路产生指定频率的交流信号，供给上述X方向和Y方向的环形线圈;接受电路从上述X方向和Y方向的环形线圈中产生的感应电压中检测出与上述交流信号的频率基本相同的感应电压;X方向和Y方向的接续转换电路将上述选择的X方向和Y方向的一个环形线圈交替地与上述发送电路和接受电路相连接;位置指示器具有由线圈和电容器组成的调谐电路，调谐电路的频率调谐为与供给于上述交流信号的X方向和Y方向的环形线圈产生的电磁波相同;处理装置根据X方向和Y方向的各环形线圈中产生的感应电压计算位置指示器的X方向和Y方向的指示位置;显示器以上述基板作为共用面板，用于座标显示，将由上述处理装置求出的X方向和Y方向的指示位置数据以与该指示位置共同的座标进行显示。
18.按权利要求17所述的位置检测装置，其特征在于，使用了具有调谐电路的位置指示器，而调谐电路中的电压和电流的位相随开关的操作而变化，根据接受电路检测的感应电压的位相来检测位置指示器中上述开关的状态。
19.座标输入装置的特征是，包括读出器、位置指示器和位置检测控制电路，读出器具有透光性;位置指示器用来指示位置;位置检测控制电路用来计算由该位置指示器指示的位置的座标值，在上述读出器的上面，重叠地设置有显示器，显示器将上述位置检测控制电路求出的位置数据以与指示位置相同的座标进行显示;在上述读出器的下部，设有逆光照明器，用来从下方照射上述显示器，构成图形输入板。
20.位置检测装置的特征在于设有读出器、位置指示器和位置检测控制电路，读出器具有将多个环形线圈沿X方向平行排列的X方向的环形线圈组、将多个环形线圈沿Y方向平行排列的Y方向的环形线圈组和使上述各环形线圈组保持在指定位置的透明基板;位置指示器具有至少由线圈和电容器组成的调谐电路，调谐电路的频率调谐为指定的频率;位置检测控制电路由X方向的选择器、Y方向的选择器、信号发生器、信号检测器接续转换器和座标检测器构成，X方向的选择器从上述读出器的X方向环形线圈组中顺序选择一个环形线圈;Y方向的选择器从上述读出器的Y方向环形线圈组中顺序选择一个环形线圈;信号发生器用来发生上述指定频率的交流信号;信号检测器用来检测上述指定频率的交流信号;接续转换器顺序将上述信号发生器和信号检测器交替地与上述X方向和Y方向的选择器所选择的X方向和Y方向的各个环形线圈相连接;座标检测器根据上述信号检测器从上述X方向和Y方向的各环形线圈检测的交流信号求出上述位置指示器的X方向和Y方向的指示位置的座标值，此外，在上述读出器上重叠地设置有显示器，显示器将上述位置检测控制电路求出的X方向和Y方向的位置数据以与指示位置相同的座标进行显示，在上述读出器的下部设有从下方照射上述显示器的逆光照明器，以此构成图形输入板。
21.按权利要求19或20所述的位置检测装置，其特征在于，逆光照明器由冷阴极管构成。
22.位置检测装置的特征是，设有读出器、位置指示器和位置检测控制电路，读出器由将多个环形线圈沿X方向平行排列而成的X方向的环形线圈组和将多个环形线圈沿Y方向平行排列而成的Y方向环形线圈组构成;位置指示器具有至少含有线圈和电容器的调谐电路，调谐电路调谐为指定的频率;位置检测控制电路从上述读出器的X方向的环形线圈组和Y方向的环形线圈组中顺序选择一个环形线圈;将上述指定频率的交流信号间歇式地输给该环形线圈，在其休止期间，该环形线圈接受上述位置指示器发射的频率相同的交流信号，然后，根据各环形线圈接受的信号电平求出X方向和Y方向的指示位置的座标值，在上述这样的位置检测装置中，由显示器、逆光照明器和上述读出器构成图形输入板，显示器和逆光照明器重叠地设置在上述读出器的上部，显示器用于座标显示，将上述位置检测控制电路求出的X方向和Y方向的指示位置数据以与该指示位置共同的座标进行显示;逆光照明器从下方照射该座标显示用的显示器。
全文摘要
本发明的位置检测器设有位置指示器、用于位置检测的图形输入板和显示器，位置指示器具有调谐电路图形输入板具有电磁波发生器和电磁波检测器，电磁波发生器发生与调谐电路频率相同的电磁波，电磁波检测器检测从调谐电路反射的电磁波它在位置指示器与图形输入板之间发送和接受电磁波，检测位置指示器所指示的图形输入板中位置检测器上的坐标值，将指示的位置以与坐标值共同的坐标进行显示，从而可进行高精度位置检测，并可依靠目视边确认指示器的轨迹，边进行坐标输入。
文档编号G06F3/046GK1035371SQ8810881
公开日1989年9月6日 申请日期1988年12月15日 优先权日1987年12月25日
发明者村上东, 山並嗣也, 舟桥孝彦, 仙田聪明, 青木一男, 杉山敬一, 宫森信幸, 菊地昭雄, 阿部学 申请人:株式会社瓦科姆