CN101893945B - 具有压力检知功能的手写输入系统 - Google Patents

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Abstract

一种具有压力检知功能的手写输入系统，包括一支手写笔、一个压力检知单元及一个控制单元。该手写笔包括一个笔头。该压力检知单元能够随着该笔头的受力变化而输出一检知信号，该检知信号在一第一压力下形成一输入最小值，且在一第二压力下形成一输入最大值。该控制单元内建有一个转换程序、一与该第一压力对应的输出最小值、一与该第二压力对应的输出最大值、该输入最小值及该输入最大值，当施力于该笔头产生一介于该输入最小值与该输入最大值之间的一输入值时，该转换程序会产生一介于该输出最小值与该输出最大值之间的输出值来作为一压力值。本发明能修正压力检知元件或相关电路造成的误差，使得输出的压力值被规范在同一标准区间内。

Description

具有压力检知功能的手写输入系统
技术领域
本发明涉及一种手写输入系统，特别是涉及一种具有压力检知功能的手写输入系统。 
背景技术
如图1所示，一般手写输入系统100主要包括一触控板11、一支手写笔12，及一电连接于该触控板11与该手写笔12的控制单元13，该手写输入系统100除了连接计算机使用外，也有直接整合在计算机屏幕上如平板计算机的形式呈现，当该手写笔12接触到该触控板11时，该触控板11能侦测到一坐标信号，该手写笔12能针对接触时的受力大小而输出一压力信号，该坐标信号与该压力信号分别通过该触控板11与该手写笔12以有线方式传送到该控制单元13中，经过该控制单元13的信号处理、计算出坐标、计算出压力值，以及将数据放入预设的通讯协议输出后，该手写输入系统100就能提供计算机中的应用软件使用，例如通过该压力值大小来改变笔迹深浅等。 
然而，每一支手写笔中用于压力侦测的压力检知元件在特性上仍然有各自的误差，当该控制单元13缺少针对误差进行调校的功能时，最后每一支手写笔计算产生的压力输出值就没有在同一标准区间内，以致于会影响应用软件的功能呈现。 
此外，通过有线方式传输仍然会增加使用者不便，尤其是在使用该手写笔12时，用于传输的线材往往会妨碍书写的自由度，此外，由于该控制单元13要处理该坐标信号还要处理该压力信号，因此容易造成处理时间耗时较多、输出信号延迟、两者不容易兼顾的缺点。 
另一种不需使用传输线材的手写笔是采用电磁耦合技术，当该手写笔侦测到不同的受力大小时，通过该手写笔与一感应天线之间电磁耦合的频率变化来呈现不同的受力大小，该感应天线通常就设在一触控板上，虽然通过电磁耦合的方式能增加书写的自由度，然而该手写笔与该触控板的距离一定要在1cm至3cm之内，否则就无法产生电磁耦合，因此该手写笔一旦离开该触控板就失去功能，无法独立使用或配合其它装置使用，此外该手写笔输出的频率变化需通过调整电感或电容达成，所以在设计与制造方面的困难度较高。 
发明内容
本发明的目的是提供一种能够修正压力检知误差的具有压力检知功能的手写输入系统。 
本发明具有压力检知功能的手写输入系统包括一支手写笔、一个压力检知单元、一个控制单元及一个接收单元，该手写笔包括一个笔杆及一个能够沿着该笔杆移动的笔头，该压力检知单元设置于该笔杆并能够随着该笔头的受力变化而输出一检知信号，该检知信号在一第一压力下能形成一输入最小值，且在一第二压力下能形成一输入最大值，该控制单元电连接于该压力检知单元并内建有一个转换程序、一与该第一压力对应的输出最小值、一与该第二压力对应的输出最大值、该输入最小值及该输入最大值，当施力于该笔头而使该压力检知单元产生一介于该输入最小值与该输入最大值之间的一输入值时，会通过该转换程序产生一介于该输出最小值与该输出最大值之间的输出值；该输出最大值与该输出最小值之间的差值，比上该输入最大值与该输入最小值之间的差值，等于一未知的输出值 与该输出最小值之间的差值，比上一目前的输入值与该输入最小值之间的差值，该转换程序以上述比例关系产生该未知的输出值；该接收单元接收该转换程序产生的输出值作为一压力值。 
本发明所述的具有压力检知功能的手写输入系统，该控制单元设置于该笔杆。 
本发明所述的具有压力检知功能的手写输入系统，还包括一个电连接于该控制单元的无线发射单元，该无线发射单元设置于该笔杆并能够输出一无线信号，该转换程序产生的输出值通过该无线信号传入该接收单元中。 
本发明所述的具有压力检知功能的手写输入系统，还包括一个搭配该手写笔使用的触控板，该接收单元设置于该触控板，该触控板接收该压力值并对外传送。 
本发明的有益效果在于：通过该控制单元内建的转换程序操作，即使该输入最小值与该输入最大值之间的数值范围及曲线有误差，仍然能够使得该输入最小值与该输入最大值之间的所有数值都与该输出最小值与该输出最大值之间的输出值对应，无论是压力检知元件还是相关电路所造成的误差，都能获得修正，于是就能达到使得输出的压力值被规范在同一标准区间内，不致于影响应用软件的功能呈现的使用功效。 
附图说明 
图1是一示意图，说明一般手写输入系统的架构；
图2是一模块图，说明本发明具有压力检知功能的手写输入系统的较佳实施例； 
图3一示意图，说明该较佳实施例中，一支手写笔、一个压力检知单元、一个无线发射单元及一个控制单元的配置结构； 
图4一示意图，说明该较佳实施例中，该手写笔在压力为100克与500克时，一压力值的输出范围与两种检知信号的输入最大值及输入最小值做比较；及 
图5是一模块图，说明该较佳实施例中，一接收单元能够结合在一触控板中。 
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。 
如图2、3、4所示，本发明具有压力检知功能的手写输入系统200的较佳实施例包括一支手写笔20、一个压力检知单元30、一个无线发射单元40、一个控制单元50、一个接收单元60及一个触控板70。 
该手写笔20包括一笔杆21，及一设置于该笔杆21且能够沿着该笔杆21移动的笔头22。 
该压力检知单元30设置于该笔杆21并能够随着该笔头22的受力变化而输出一检知信号，该检知信号在一第一压力下形成一输入最小值Imin，且在一第二压力下形成一输入最大值Imax，在本实施例中该第一压力是指对该笔头22施予100克的压力，该第二压力是指500克的压力。 
该无线发射单元40设置于该笔杆21并能够输出一无线信号。 
该控制单元50设置于该笔杆21并电连接于该压力检知单元30与该无线发射单元40，该控制单元50内建有一个转换程序、一与该第一压力对应的输出最小值Omin、一与该第二压力对应的输出最大值Omax、该输入最小值Imin及该输入最大值Imax，当施力于该笔头22而使该压力检知单元30产生一介于该输入最小值Imin与该输入最大值Imax之间的一输入值时，会通过该转换程 序产生一介于该输出最小值Omin与该输出最大值Omax之间的输出值，通过该无线信号传入该接收单元60中，在本实施例中，该输出最小值Omin设定为0，该输出最大值Omax设定为100。 
该接收单元60接收该转换程序转换出的输出值，并以该输出值作为一压力值，以提供计算机、移动电话等电子设备中的应用软件使用，例如通过该压力值大小来改变笔迹深浅等。 
该触控板70用于侦测及传输该手写笔20所接触位置的坐标。 
以下进一步说明该控制单元50进行调校的过程，该手写笔20在出厂前通过该控制单元50的转换程序进行调校，原理在于该输出最大值Omax与该输出最小值Omin之间的差值，比上该输入最大值Imax与该输入最小值Imin之间的差值，会等于一未知的输出值Onow与该输出最小值Omin之间的差值，比上一目前已知的输入值Inow与该输入最小值Imin之间的差值，所以该转换程序会使用上述比例关系计算出该未知的输出值Onow来作为该压力值，整理上述比例关系如下所示： 
(Omax-Omin)÷(Imax-Imin)＝(Onow-Omin)÷(Inow-Imin) 
例如预定的压力测试范围在100克～500克，而要取得该压力值的输出范围在0～100(Omin～Omax)时(如图4中圆圈形符号所示)，如果该压力检知单元30输出的检知信号在压力为100克时获得100(Imin)，在500克时获得500(Imax)(如图4中三角形符号所示)，通过以下计算就能够让两者匹配： 
(100-0)÷(500-100)＝(Onow-0)÷(Inow-100) 
则Onow＝(Inow-100)/4；Inow已知 
所以，Onow范围介于0～100之间 
另外如果该压力检知单元30输出的检知信号在压力为100克时获得120(Imin)，在500克时获得480(Imax)(如图4中正方 形符号所示)，通过以下计算就能够让两者匹配： 
(100-0)÷(480-120)＝(Onow-0)÷(Inow-120) 
则Onow＝(Inow-120)/3.6；Inow已知 
所以，Onow范围介于0～100之间 
该控制单元50在进行调校操作时，通过取得该输入最大值Imax及该输入最小值Imin，再配合已知的输出范围0～100(Omin～Omax)，自动经过上述计算就能够迅速让该压力值的输出范围规格化，符合输出范围0～100(Omin～Omax)的规范，即使该压力检知单元30输出的检知信号大小、特性曲线有误差，或者更换其它相似型号的压力检知元件，都能够迅速使得该压力值的输出范围规格化，这对大量制造产生极大帮助，由于每一个压力检知单元对本身所输出的检知信号值的误差都能快速地获得修正，所以制造过程容易许多。 
借此，通过该控制单元50内建的转换程序操作，即使该输入最小值Imin与该输入最大值Imax之间的数值范围及曲线有误差，仍然能够使得该输入最小值Imin与该输入最大值Imax之间的所有数值都与该输出最小值Omin与该输出最大值Omax之间的输出值对应，无论是压力检知元件或相关电路所造成的误差都能获得修正，于是就能达到使得计算出的压力值被规范在同一标准区间内，不致于影响应用软件的功能呈现的使用功效。 
此外，通过该无线发射单元40与该接收单元60的搭配，使用者在书写时能享有高自由度，传输距离也能更远，该手写笔20能够独立于该触控板70以外运作或配合其它装置使用，由于该控制单元50能先行计算该压力值再向外传送，因此该接收单元60所接收到的数据量较少，所需要的信号处理时间降低，于是还能达到提高信号处理速度，避免延迟、耗时的使用功效。 
如图5所示，值得一提的是，该接收单元60还能够设置于该 触控板70，该触控板70能够在接收该压力值后，将该压力值与对应的坐标同时对外传送。 

Claims (4)

1.一种具有压力检知功能的手写输入系统，其特征在于，
该手写输入系统包括一支手写笔、一个压力检知单元、一个控制单元及一个接收单元，该手写笔包括一个笔杆及一个能够沿着该笔杆移动的笔头；
该压力检知单元设置于该笔杆并能够随着该笔头的受力变化而输出一检知信号，该检知信号在一第一压力下能形成一输入最小值，且在一第二压力下能形成一输入最大值；
该控制单元电连接于该压力检知单元并内建有一个转换程序、一与该第一压力对应的输出最小值、一与该第二压力对应的输出最大值、该输入最小值及该输入最大值，当施力于该笔头而使该压力检知单元产生一介于该输入最小值与该输入最大值之间的一输入值时，通过该转换程序产生一介于该输出最小值与该输出最大值之间的输出值；
该输出最大值与该输出最小值之间的差值，比上该输入最大值与该输入最小值之间的差值，等于一未知的输出值与该输出最小值之间的差值，比上一目前的输入值与该输入最小值之间的差值，该转换程序以上述比例关系产生该未知的输出值；
该接收单元接收该转换程序产生的输出值作为一压力值。
2.根据权利要求1所述的具有压力检知功能的手写输入系统，其特征在于，该控制单元设置于该笔杆。
3.根据权利要求2所述的具有压力检知功能的手写输入系统，其特征在于，还包括一个电连接于该控制单元的无线发射单元，该无线发射单元设置于该笔杆并能够输出一无线信号，该转换程序产生的输出值通过该无线信号传入该接收单元中。
4.根据权利要求3所述的具有压力检知功能的手写输入系统，其特征在于，还包括一个搭配该手写笔使用的触控板，该接收单元设置于该触控板，该触控板接收该压力值并对外传送。
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