TW201203027A - Positioning method and display system using the same - Google Patents

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201203027 ' I wouzzr/\ 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種定位方法及其顯示系統 是有關於一種用以實現觸控式顯示系統的定位方法兑1J 顯示系統。 【先前技術】 φ 、在科技發展日新月異的現今時代中，觸控式顯示面板 已被開發出來，並廣泛地應用在多種電子產品中。在現有 技術中’電容感應式觸控顯示面板為一種主流的觸控式顯 示面板，其包括配置有透明電極之基板。此透明電極可感 應導電體（例如是使用者的手指）接近此基板之觸控操作〜 事件’以對應地產m則之電訊號。、經由偵測並轉換此 電訊號，可實現可觸控式操作之顯示面板。 、 然而，傳統電容感應式觸控顯示面板需在一般液晶顯 •示面板（即是一般包括兩個基板及位於其中之液晶層的液 晶顯示面板）上，額外配置此具有透明電極之基板。如此， 將使得傳統電容感應式觸控顯示面板的製程複雜度及成 本較南。如此’如何在未配置此具有透明電極之基板的情 況下’貫現可感應使用者之觸控操作的觸控式顯示面板為 業界不斷致力的方向之一。 【發明内容】 3 201203027 I rv νν/^.Λ.ι ζ·\ 中有關於—種定位方法，應用於-個顯示夺统 二 ==方法可在不使用觸控式面崎 此，相較於傳統控操作之感測能力。如 方法更具有可降Si =板’應用本發明相關之定位 ㈣k $感度及減少成本之優點。 根據本發明之第— 判斷光筆裝置位^ —顯示系統實施一種 示系統包括光筆區域之定位方法，顯 括有夕佃骷 t 牷制裝置及顯示裝置，顯示裝置包 枯有夕個顯不區域，批生丨 ^ 包括多個定二 内建有座標畫面，座標書面 ;二：疋位編碼圖案’分別對應於多個顯示區域，使各 二：：ί均對應至一個獨特的定位編碼圖案，各個獨特的 對應之多個顯示區域的位置座標： 以執行此定、=始! 畫面產生對應之Τ J之步驟。首先根據座標 負座伊*面^ ^面及貞座標畫面，正座標晝面與 二上=:到座標晝面。接著將正座標畫面與第 編相疊加以產生第二顯示晝、 面接者顯不裝置顯示第—及第二顯示畫面，光 選取二顯示畫面擷取對應於待定位區域的第： 晝面。然後將第-選取畫面與第二選 ^目減產生待定位編碼圖案。之後自多個定位編 =輪定位編碼圖案相同的定位編碼圖案； f It 圖案對應之位置座標作為較位區域之位 直厘標。 201203027 根據本發明之第二 判斷光筆裝置位於一種顯示系統實施-種 置包括有多個顯示;:==立移r方法，顯示裝 晝面包括客彻"w建有位移1晝面。此位移量 碣圖幸在4 射生排列的位移量編碼圖案，此位移量編 碼圖案在任兩個顯示 移里、·扁 區域相隔之間距。顯示裝 二人數原代表此兩個顯示 用去翻丢L, ^ 置―，員不第二原始影像畫面供传 *產生對應=:=:之步?。首根據位移量畫 面與負位移量晝面相$ '位移里晝面’正位移量晝 量晝面與第二原始影像量晝面。接著將正位移 面。然後將負位移量畫面旦 生第四顯示畫面。接著如步驟 =段中顯示第三顯示晝面，光筆裝於第查三圖框 第二選取畫面；⑵於第四 —干第不：面擷取 面，光筆裝置自第四敲顯不第四顯示畫 第三選取畫面與第四選：：：取第四選取畫面，·⑶將 述步驟⑴〜（3)，光筆裝置'^取=產生^得圖案。重覆上 測得圖案找出測得移動量。秋後夕重=得圖案，依據多個 向資訊。之後根據測得移動量=裳置產生重力方 置之相對位移量。 及重力方向貧訊產生光筆裝 ，根據本發明之第三方面，提出 ^ ΐ=置位於顯示裝置前待定位區種 括有多個顯示區域，控^裝置，顯示裝置包 包括多個定位編碼圖2 ^ 建有座標畫面，座標畫面 馬圖案，分別對應於多個顯示區域，使對 201203027 應於相同水平方向位置的各顯示區域 的定位編碼圖宰，i彳田描& L 心 個獨特 個顯干特的定位編碼圖案代表對應之多 個,.·、員不£域的水平方向位置座標。顯 始影像晝面供使用者顴砉快&壯 /罝人‘·、、員不第一原 本看。控制裝置用以執行此定位方 二二1: 之步驟。首先根據座標畫面產生對應之 〆不里及負座標晝面’正座標晝面與負座標畫: 可得到座標晝面。接著將正座彳s蚩 、 ~ / 相A加以產U =:座私晝面與第-原始影像畫面 二產生第—顯示晝面。然後將負座標畫面與第一原 始影像晝面相疊加以產生第_ g /、 *第-及第二顯示書==自畫第面：顯示裝置顯 操取對應於待定位區域的第-選取畫面及第二面 2。然後將第-選取晝面與第二選取畫面相減產生待定位 、扁碼圖案。接著自該多個定位編碼圖案中崎出㈣寺定位 編碼圖案相同的定位編碼圖案’以相同的定位編碼 應之位置座標作為待定位區域之水平方向位置輯，藉此 辨識待定位編案對應之待定位區域之水平方向位^ 座標。然後感測第一選取晝面之第一畫面更新時點（或第 二選取晝面之第二晝面更新時點）。之後根據第一畫面更 新時點（或第二畫面更新時點）’參考與顯示裝置之圖框更 新起始點的時間關係’找出與選取晝面對應之待定位區域 之垂直方向位置座標。 為讓本發明之上述内容能更明顯易僅，下文特舉一 佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 【實施方式】 201203027

I W0U22PA 本發明實施例之定位方法係應用光筆來回應於使用 者之觸控操作’擷取顯示裝置之顯示影像中所包含的定位 ’並經由影像比對找出使用者進行觸控操作之待 本實施例提出—種判斷-光筆裝置位於顯示裝置前 :待定位區域之定位方法。顯示裝置包括有多個顯示區 内建有-座標畫面，座標畫面包括多個定位編碼圖 案。夕個定位編碼圖案分別對應於多顯示 示區域均對應至一個獨特的定位編碼圖案。獨特的 表對應之此些個顯示區域的位置座標 置同時欲顯示—第—原始影像畫面供使用者觀看。 此定位方法包括下❹驟。首先，根據座標書面產生 =之—正賴晝面及―負絲畫面，正座㈣面盘負座 ^旦面相減可㈣座標晝面。然後，將正座财面與第一 像畫面相疊加以產生—第一顯示畫面，座 面與第一原始影像畫面相疊加以產生一第二顯示書面 光筆圖框時段中’顯示裝置顯示第-顯；書面， m第—顯示畫面綠對應於蚊位區域的二第 於一第二圖框時段中’顯示裝置 不畫面，光筆裝置自第-趣；舍 禾”、、負 的-第二選取畫面。旦面掏取對應於待定位區域 定位二ΐ圖:第二選取晝面相減產生-待 定位編碼圖宏4 夕疋位編碼圖案中比對出與待 、扁碼圖案相同的定位編碼圖案，以相同的定位編碼圖 201203027 案對應之位置座標作為待定位區域之位置座標。茲舉一示 範例進一步說明如下。 請參照第1圖，其繪示本發明實施例之顯示系統的方 塊圖。顯示系統1包括控制裝置10、顯示裝置2〇及光筆 裝置30。顯示裝置20包括顯示螢幕22，其例如是液晶顯 示螢幕（LCD monitor);而控制裝置1〇可設置於個人電腦 中。如此顯示裝置20可經由視訊傳輸介面6〇(例如是類比 衫像圖形陣列介面（Video Graphic Array，VGA)、數位視 訊介面（Digital Visual Interface，DVI)或高清晰度多 媒體介面（High Definition Multimedia Interface，HDMI) 與控制裝置10相連接。光筆裝置3〇經由裝置匯流排5〇(例 如是萬用週邊匯流排（Universal Serial Bus，USB))與控 制裝置10相連接。另外，控制裝置l〇亦可設置於顯示裝 置20中’如此視訊傳輸介面就是顯示裝置2〇中的資 料匯流排。 請參照第2圖’其繪示本發明實施例之光筆裝置的詳 細方塊圖。光筆裝置30包括光筆筆尖的觸動開關30a、裝 置端控制器30b、透鏡30c及影像感測器30d。透鏡30c 用以將顯示螢幕22上之影像IM成像於影像感測器30d 上’據此’影像感測器30d可提供影像訊號S_IM。觸動開 關30a回應於使用者之觸控操作E_T，以提供致能訊號 S_E。裝置端控制器30b回應於致能訊號S_E以致能透鏡 30c及影像感測器30d，使透鏡30c及影像感測器30d可 根據影像IM產生影像訊號s_IM。裝置控制器30b接收影 像訊號S_IM，並將其經由裝置匯流排50提供至控制裝置 201203027 農 ννυ\Λ^ζ> 厂/·\ 10 〇 ，參照第3圖，其㈣本發明實施例之 =:舉例來說，控制裝置1〇可由個人電腦來實1 '處理◎ 1〇a、顯示驅動器l〇b及觸控控制單元 c。』不._電路1Gb及觸控控元 =觸連;,並受到中央處理器-之控制二應 由裝置匯心:制早疋1〇。例如是裝置匯流排控制器，經 苴提2 i 光筆裝置30 _之操作#訊，並將 訊理器10a。顯示驅動電路_由類比視 j驅動顯不裝置2〇顯示對應之顯示晝面。 動顯示ί it⑽做為顯示系統1中之主控電路’以驅 3 :進仃相關之影像顯示操作，並驅動光筆裝 現本發明實施^像進__作’以實 置10所I 接下來絲例，來對控制裝 &斤執仃之定位方法做進一步的說明。 的狀:匕其f示本發明-實施例之定位方法 狀態1〇〇、;兄’本發明實施例之定位方法包括初始 百次定位狀態200及連續定位狀態3〇〇。 初始狀態100 22時:光筆裝置30筆尖並未觸碰到顯示螢幕 者是否始狀態100中；此時需持續偵測使用 100中，人ΦΓ顯不系統1之觸控操作功能。故在初始狀態 S—E，以編、處理器⑽持續偵測是否接收到致能訊號 '光筆裝f 30是否應進入首次定位狀態2〇〇。 當中央處理器10a未接收到致能訊號S_E時，表示使 用者並未進行觸控操作E_T，如此，中央處理器10a執行 之定位方法保持在初始狀態100，顯示裝置20此時只需顯 示原始影像畫面，而無需顯示原始影像分別疊加正座標畫 面和負座標畫面後的畫面。 當中央處理器10a接收到致能訊號S_E時，表示使用 者手持光筆裝置30，並使光筆裝置30觸碰到顯示螢幕 22，以進行觸控操作E_T。此時，控制裝置10執行之定位 方法將跳出初始狀態100並進入首次定位狀態200。顯示 裝置20將會交錯顯示原始影像畫面分別疊加正座標晝面 和負座標後的晝面，來定位光筆裝置3 0筆尖處碰到顯示榮 幕22的位置。 中央處理器10a可參考不同之致能訊號S_E，來決定 是否跳出初始狀態100並進入首次定位狀態200。例如： 致能訊號S_E可取決於光筆筆尖處觸動開關30a之狀態來 決定是否跳出初始狀態100並進入首次定位狀態200。當 觸動開關30a由「未接觸狀態」轉換至「接觸狀態」並維 持接觸一預設時段後，控制裝置10驅動顯示裝置20跳出 初始狀態100並進入首次定位狀態200。 又例如：致能訊號S_E亦可取決於影像感測器30d上 之成像結果來決定是否跳出初始狀態100並進入首次定位 狀態200。當影像感測器30d判斷其上感測到之顯示裝置 30畫面由「未能成像於影像感測器30d上」（例如是影像 感測器30d感測到對焦失敗之晝面的情形）變更為「能成像 於影像感測器30d上」（例如是影像感測器30d感測到對焦 201203027 1 wouzzrn 成功之晝面的情形）並維持成像一預設時段後，控制裝置 10驅動顯示裝置20跳出初始狀態100並進入首次 態200。 狀 首次定位狀態200 在百次定位狀態200中，控制裝置1〇驅動影像妒置 2〇顯示控制裝置10内建之座標晝面之影像畫面，據此， 控制裝置10可經由分析光筆裝置3〇之擷取影像，對 裝置30與顯示螢幕22接觸之待定位區域進行第一次 操作。如此，使使用者可經由光筆裝置3〇對顯 進行觸控操作。 翏120 首次定位狀態200 —座標晝面 控制裝置10内建座標晝面ρχ，座標書 獨立的定位編碼圖案，其旦匕夕筆 顯千斤冼缺， 一刀另J對應至顯不螢幕22之多個 …、 據此，使顯示螢幕22之各顯示區域均對 —個獨特的定位編碼圖幸 L 4均對應至 -,χ 口茱並以此獨特的定位編碼圖荦矣 不此顯不區域的位置座標 ϋ案表 顯示瑩幕22包括__示=顯不褒置2〇之 A(1，N)^AC2,1).A(2,2)： . , α }'Α〇52)、…、 Α(Μ，Ν)，則此座標書面 ^Ν=(Μ，1)、取2)、…、 叫U)、…、PX(U)、Pxn? n t 圖 αι)、 ρχ(Μ，ι)、ρχ«，2)、..·、ρΧχ(ϋ、ΡΧ(2,2)、…叫 u)、 其令Μ與IV為大於J之自然數。如第5八及5β圖所示， 201203027 對於各個編碼圖案PX(1，1)至PX(M, N)來說，各個編 碼圖案可根據某一特定編碼方式，來由多筆晝素資料代表 之。舉例來說，本實施例所使用之編碼圖案PX(1，1)至 PX(M, N)的編碼方式可參考美國專利號碼6, 502, 756所揭 露之二維座標編碼方法。 依據’756專利圖式第5圖及相關說明書第15欄 (Column)第46行至第16欄第39行之實施例，PX(1，1)至 P X (Μ，N)中的各個編碼圖案均各自包括16個編碼圖形早 元，且這16個編碼圖形單元係排列成4x4陣列；而各個 編碼圖形單元可選擇性地對應至編碼數值1、2、3及4其 中 -— 〇 請參照第6A至6D圖，其繪示本發明實施例之編碼圖 形單元的示意圖。舉例來說，各個編碼圖形單元可由相鄰 3個晝素（每個晝素含RGB三原色），亦即相鄰9個次畫素 所形成之九宮格圖形構成。此九宮格圖形中至少一個次畫 素係對應至一特定灰階值，而此至少一個具有特定灰階值 之次畫素在此九宮格圖形中的相對位置與此編碼圖形單 元對應之編碼數值相關》舉例來說，此特定灰階值為灰階 值28。 於第6A至6D圖例中，係僅讓一個次晝素係對應至一 特定灰階值。藉由改變此具有特定灰階值之次畫素於此矩 陣排列之9個次晝素中的相對位置，來決定其所代表的值 為編碼數值1、2、3或4。以第6A至6D圖所繪示之編碼 圖形單元來說，其九宮格圖形包括矩陣排列之9個次晝 素。第6A至6D圖中，塗以斜線之次晝素表示具有此特定 12 201203027 丨 ννουζζΓ/Λ 灰階值之次畫素。 灰階mm之編碼㈣彡單元來說，其對應至特定 晝素的右側。本例t，且有早破中心位置之次 元係對應至編碼數值卜、6A圖所示之編碼圖形單 以第6B圖所示之編碼圖形單元來說， 灰階值的次晝素録於此 J應至特疋 晝素的上方。在此例中，且有之中心位置之次 單元係對應至編碼數值2 Γ第6β圖所示之編碼圖形 以第6C圖所示之編碼圖形單元 =的次晝素位於此編㈣單…心健:至特定 素的左側。在此例中，具有如 之久旦 元係對應至編碼數值3。 斤不之編碼圖形單 以第6D圖所示之編碼圖形 ==值的次晝素位於此編，形單元之’中:=至： 二 如此各編碼圖案Ρχ(1，丨） ==單元，简二 假設編碼圖案px(u)具有如第 Γ碼數值分別机4:;2)，而 ^«’則依據第^至仙圖所示的編碼圖形單元， 201203027 * ·…一…. 編碼圖案PX(I, J)所對應之次晝素陣列將如第7B圖所示。 經由把各MxN定位編碼圖案PX(1，D至Ρχ(Μ，Ν)分別 對應至不同的編碼數值的組合，控制裝置10可各自指派 了個特定的定位編碼圖案至顯示螢幕22之各顯示區域， 並以其表不此顯示區域的位置座標。據此，第5A圖所示 各個顯示區域Ad，υ至A(M N)將對應至一組獨立之座俨 資訊。 不 在本實施例中，雖僅以Mxl\f筆定位編碼圖案Ρχ(Μ) f ΡΧ(Μ’Ν)具有如第7β圖所示之九宮格圖樣的情形為例做 况明，然本實施例之定位編碼圖案並不偈限於此。舉例來 筆定位編碼圖案Ρχαι)至ρχ(Μ，Ν)中之編碼圖形 單兀亦可如第8Α至8D圖所示，來分別代表編碼數值ρ2, 3—，4,其中各個編碼圖形單元之中心次晝素亦對應至此特 疋灰階值（以斜線標示）。假設編碼圖f PX(I，J)成4x4陣 列排歹J的16個編碼圖形單元，每列編碼圖形單元所代表 的編碼數值仍如第7Α圖所示，分別為（4,4,4,2)， 3’2’_3’4) ’（4’4’2’4)及（1’3,2,4)，則依據第 8Α 至 8D 圖=的編碼圖形單元，編碼圖案ρχ(Ι，;)其中之所對庫 之二人晝素陣列將如第9圖所示。 μ 在本實％例中，雖僅以各個定位編碼圖案且 例做㈣，Lr， χ12之次畫素陣列的情形為 "固疋位編碼圖案ΡΧ(1，1)至ΡΧ(Μ，Ν)不侷 限於此’而更可包括數詈 η 在本訾"“ 或較多之次晝素資料陣列。 $ PX(U ，雖僅以MxN筆定位編碼圖案PX(1，1) 至戰㈣有如第7B或第9圖所示之九宮格圖樣配合） 201203027 1 wouzzr/\ 7 5 6專利二維座標貫施例做說明，然本貫施例之定位編碼 圖案並不侷限於此，而更可應用其他陣列條碼圖案來實 現。舉例來說，本實施例之定位編碼圖案亦可以其他二維 陣列條碼，例如是QR碼（QR Code)來實現。 在本實施例中，雖僅以MxN筆定位編碼圖案PX(1，1) 至ΡΧ(Μ,Ν)編載有二維座標資訊的情形為例做說明，然， 本貫施例之定位編碼圖案並不偈限於此。在其他例子中’ ΜχΝ筆定位編碼圖案ΡΧ(1，1)至ΡΧ(Μ, Ν)亦可僅編載有一維 φ (One Dimensional)座標資訊，例如僅包括水平方向之一 維座標資訊。換言之，ΜχΝ筆定位編碼圖案PX(1, 1)至 ΡΧ(Μ, Ν)中對應至相同水平位置（例如是定位編碼圖案 ΡΧ(1，1)、ΡΧ(2, 1)、ΡΧ(3, 1).....ΡΧ(Μ, 1))係對應至相 同之定位編碼圖案。據此，在進行定位操作時，控制裝置 10需參考編碼圖案外的其他資訊，來進行完整之二維定位 操作，詳細操作見第12圖。 • 首次定位狀態200 —詳細流程 請參照第10圖，其繪示本發明實施例之首次定位狀 態200的詳細流程圖。狀態200中包括流程步驟（a)至 (g)。首先如步驟（a)，中央處理器10a根據第5B圖座標 晝面PX產生對應之正座標晝面PX+及負座標畫面PX-。 正座標畫面PX+中，各筆編碼圖案PX+(1, 1)至PX+(M，N) 中對應至特定灰階值之次晝素資料係被設定為n灰階值 + 14”，如此稍後與原始影像畫面疊加時，原始影像畫面對 應的次晝素資料灰階將會增加14;如第11A圖所示為正座 15 201203027 標晝面ρχ钟對應待定位區域AW之編碼圖案ρχ+ 灰階值。 負座標晝面ΡΧ-中各筆編碼圖案PX_(11)SPX-⑽) 對應至特定灰階值之次晝素資料係被設定為"灰階值 •V，如此稍後與原始影像晝面疊加時，原始影像書 應的次晝素資料灰階將會降低14;如第11B圖所示為負座 標晝面PX-中對應待定位區域AW之編碼圖# ρχ_(x，γ)之 灰階值。 據此，若將正座標晝面ρχ+與負座標晝面ρχ_中對應 至相同位置之各筆次晝素資料進行一對一相減，可得到第 5Β圖座標畫面ρχ。 接著如步驟⑸，中央處理器l〇a將正座標晝面ΡΧ+ 與原始影像晝面Fol相#加，以產生顯示晝面Fm卜舉例 來說，在顯示系統1中，控制裝置1〇扮演影像訊號源， 原始影像畫面Fol為控制裝置1〇欲驅動顯示裝置2〇顯示 之影像畫面。然後如步驟（c)，中央處理器1〇a將負座標 畫面PX-與顯示裝置2〇欲顯示之原始影像畫面F〇1相疊 加，以產生顯示畫面Fm2。舉例來說，原始影像晝面F〇1 中待疋位區域AW各次像素灰階值之示意圖如第丨ic圖所 示0 在不增加灰階值位元數的實施例令，在將正座標晝面 PX+或將負座標畫面ρχ-疊加至原始影像晝面F〇1之前，中 央處理器10a會先縮減原始影像畫面F〇1之灰階值變化範 圍，使付疊加產生之顯示晝面F m 1不會發生灰階值溢位 (Over flow)或產生負灰階值之情形。 201203027 舉例來5兒，假設原始影像晝面F〇l之原始灰階值係以 8位兀（Bit)來表示，換言之，原始影像畫面F〇1之原始灰 階值數值範圍介於灰階值〇至灰階值255 (=28_U之間。 中央處理器l〇a例如在步驟（b)及（c)之前，將原始影像畫 面Fol之灰階值範圍由灰階值〇至255線性縮減為14 (=0+14)至241 (=255-U)。如此，即便原始影像晝面F〇1 中具有最尚灰階值241之次晝素資料與正座標晝面ρχ+中 具有最高灰階值14之次畫素資料疊加，或原始影像晝面 F〇l中具有最低灰階值14之次晝素資料與負座標晝面ρχ-中具有最低灰階值-14之次晝素資料疊加，對應得到之次 晝素資料仍在8位元所能表示數值範圍〇至255之範圍中。 舉例來說，第11C圖所示待定位區域AW之灰階值經 過灰階值線性縮減後，將得到如第11D圖所示原始影像晝 面Fol’ ’所有次畫素資料落在數值範圍14至241範圍中。

將原始影像晝面Fol之灰階值範圍由灰階值〇至255線性 縮減為14至241時，可使用下列公式：縮減後灰階值 = 14+(原始灰階值/255)*(241-14)。例如：原始灰階值 = 64,則縮減後灰階值約為=7〇 9,小數點下一位四捨五入 而為71 ;原始灰階值=255，則縮減後灰階值為=241。 相反地，假設原始影像晝面F〇1之原始灰階值係以8 位几來表示，亦即原始灰階值範圍為0至255。而為會 施本發明而增加灰階值位元數為9位 值範圍為0至511 ;如此只要把F〇1 亦P可表不灰階 至挪，平移到FT之灰階值範圍由^始灰階值範圍〇 線性縮減。 至269’而不需要 201203027

步驟（b)，將第11A圖所示正座標畫面ρχ+與第川圖 所示灰階值縮減後之原始影像畫面Fq1，相疊加產生第nE 圖所示顯示晝® F m 1。晝自F m!中待定位區域A w之灰階值 如第11E圖所示。 步驟⑹’將第11B圖所示負座標畫面ρχ一與第11D圖

所示灰階值縮減後之原始影像畫面F〇1，相疊加產生第UF 圖所示之顯示晝面Fm2。畫面Fm2中待定位區域Α?之灰階 值如第11F圖所示。 接著如步驟⑷’中央處理器1〇a於第一圖框時段中， 驅動顯示裝置20顯示顯示畫面Fml，而光筆裝置3〇此時 位於待定位區域A W ;故光筆裝置3 〇可對應地自顯示畫面

Fml中擷取如f 11E圖所*⑽之次畫素陣列的選取晝 面 Fsl。 然後如步驟⑹，在與第一圖框時段相鄰之第二圖框 時段中’中央處理器咖驅動顯示裝置2()顯示顯示晝面 Fm2,而光筆裝置30此時仍位於待定位區域AW;故光筆装 置30可對應地自顯示晝面Fm2中擷取如第圖所示 xl2之次晝素陣列的選取晝面Fs2。 接著如步驟⑴，中央處理器1〇a經由觸控控制單元 l〇c接收光筆裝置30擁取之選取畫面Fsl及以2，並將選 取畫面Fsl及Fs2相減，產生待定位編碼圖案pw。舉例來 說’選取晝面Fsl及Fs2各自包括一 12><12之次晝素陣列， 亦即選取晝面Fsl係顯示晝面Fml中待定位區域之ΐ2χΐ2 次畫素陣列（如第m圖所示），選取晝面Fs2係顯示畫面 Fm2中待定位區域之12^2次畫素陣列（如第圖所一 201203027 I * T W 心1 / 1 示）。中央處理器10a將選取晝面Fsl及Fs2中，對應之 晝素資料進行灰階值相減，如此相減得到之差值產生待定 位編碼圖案PW;舉例來說，將第11E圖減去第11F圖所得 到的待定位編碼圖案PW如第11G圖所示。 之後如步驟（g)，中央處理器10a自第5B圖座標畫面 多個定位編碼圖案PX(1，1)至PX(M, N)中比對出與第11G 圖所不待定位編碼圖案P W相同的定位編碼圖案。因為各 定位編碼圖案PX(1，1)至PX(M, N)係依據美國專利號碼 • 6, 502, 756來進行二維座標編碼，因此各定位編碼圖案各 自編載有二維座標資訊，據此，中央處理器l〇a可經由前 述比對操作，找出待定位區域AW之位置座標。 請參照第12圖，本發明首次定位狀態200的另一實 施例詳細流程圖。在其他例子中，定位編碼圖案PX(1，1) 至PX(M，N)中僅編載有水平方向之一維座標資訊，如此， 在步驟（g’）中，中央處理器l〇a僅能根據待定位編碼圖案 之比對操作找出待定位區域AW之水平方向位置座標，而 • 需要執行其他步驟來參考其他指示垂直方向之定位資 訊，始能對待定位區域AW進行完整之二維定位操作。 舉例來說，顯示裝置20為液晶顯示器，在一個圖框 時段中，其係回應於掃瞄控制同步sync訊號來依序地由 上到下地逐條掃描線進行晝面更新。據此圖框時段之起始 時點與選取畫面Fsl/Fs2之畫面更新時點間的相對時間關 係與選取晝面Fsl/Fs2在顯示晝面Fml/Fm2中之垂直方相 位置相關。這樣一來，中央處理器10a可經由參考選取畫 面Fsl及Fs2之晝面更新時間點與顯示裝置20之圖框時 19 201203027 段起始時點的關係，找出選取晝面Fsl及Fs2之垂直方向 定位資訊。 更詳細的說，於步驟（g’）之後更包括步驟（h’），中央 處理器10a找出選取畫面Fsl/Fs2在顯示晝面Fml/Fm2中 之畫面更新時點。接著如步驟（Γ )，中央處理器10a根據 選取晝面Fsl/Fs2之晝面更新時點，參考顯示裝置20之 圖框更新起始時點，找出選取畫面Fsl/Fs2在其對應之顯 示畫面Fml /Fm2中之垂直方相位位置座標。例如：假設液 晶顯示器每16 msec更新1024水平掃描線像素值一次， · 而選取畫面Fsl第一列像素更新時點與該顯示畫面Fml圖 框更新起始時點（第一列像素更新）相差8 msec，如此則可 計算得知該選取晝面Fsl第一列像素垂直座標係位於第 512 條水平掃描線處（512 = 1024 * (8 msec/16 msec))。 如此*定位編碼圖案P X (X, Y)決定水平方向座標5選 取畫面Fsl/Fs2之畫面更新時點決定垂直方向座標，在狀 態200中，中央處理器10a可完成對光筆裝置30與顯示 螢幕22接觸之待定位區域進行第一次定位操作。 ⑩ 請參照第4圖，在完成狀態200中之各個操作步驟以 對待定位區域AW進行第一次定位操作後，中央處理器10a 執行之定位方法將跳出狀態200並進入狀態300。若中央 處理器10a無法決定待定位區域AW之位置座標而無法完 成第一次定位操作時，中央處理器10a將持續地操作於狀 態200中。 在本實施例中，雖僅以將正座標畫面PX+及負座標畫 面PX-分別疊加至原始影像晝面Fol，以顯示畫面Fml及 20 201203027 I wouzzr/λ

Fm2中編載座標晝面，再以兩個

及F m 2編載座標晝面的情形為例做段交錯顯^晝面F m! 位方法不舰於此，而更可以其明，财實施例之定 在其他例子巾，本實_之定位法來顯示座標畫面。 F〇l外，利用額外圖框時段，、經由押，可在原始影像晝面 置2〇顯示座標畫面PX或正座梗:，J裝置10·驅動顯示裳 光筆裝置30直接讀取座標晝面、，標晝面PX+/PX”讓 PX+/PX-之變化，而非顯示根據正座標/負座標畫面 疊加而成之顯示晝面。 面與原始影像畫面 在本實施例中，雖僅以中央處 定位操作後，控制其所執行之定 ^ a在完成第—二欠 入狀_的情形為例做朗，然本發明實施例之中央^ 理器IGa並不侷限於此’而更可參考其他操作事件來進^ 前述狀態200至狀態300之切換操作。 在一個例子中，巾央處理器l〇a係參考觸動開關3〇a 之處於「接觸狀態」之時間長度。當觸動開關3〇a保持為 「接觸狀態」超過一段預設時段後，中央處理器10a判斷 在此段預設時段中’中央處理器l〇a應具有充足之運算時 間完成狀態200中之第一次定位操作。據此，中央處理器 10a將在觸動開關30a保持為「接觸狀態」超過一段預設 時段後，控制其所執行之定位方法跳出狀態2〇〇並進入狀 態 300。 在另一個例子中，中央處理器1〇a係參考觸動開關3〇a 之處於「接觸狀態」之時間長度。在另一例子中，當中央 處理器10a判斷顯示裝置30晝面保持為「能成像於影像感 201203027 測器3Od上」超過一段預設時段後，中央處理器1 〇a判斷 在此段預設時段中，中央處理器10 a應具有充足之運算時 間完成狀態200中之第一次定位操作，如此，以對應地控 制其所執行之定位方法跳出狀態200並進入狀態3〇〇。 連續定位狀態300 請參照第4圖，在首次定位狀態200中，控制#置1〇

完成對光筆裝置30與顯示螢幕22接觸之待定位區^ AW 進行第一次定位操作，取得該待定位區域Aw的絕對座標 值。接著於連續定位狀態300中’控制裝置】〇分⑽社= ,0 » ^ ^ 且1 υ依照其他 刼作流程’來對光筆裝置30與顯示螢幕22接觸之待定位 區域進行連續性位操作，以找出光筆裝置3〇經由連_隹 控操作於顯示螢幕22上留下連續操作執跡的相:： 連續定位狀態300 —位移量畫面 控制裝置10内建位移量畫面ΡΡ’而光筆裝置中更 包括重力感測裝置30e，用以感測使用者操作光筆裝置3〇 時，施加於光筆裝置上之加速度方向，以產生重力^向資 MS_G。位移量晝面Pp包括多個週期性排列的位移量編二 圖案，位移量編碼圖案在任雨個顯示區域間的出現欠數， 代表兩個顯示區域相隔之間距。舉例來說， 安丄够10 世移：！：編碼圖 茱如第13圖所示，可為一黑白交錯棋盤圖。在奇數序行 (Column)中，偶數序次畫素資料及奇數序次畫素資料分^4 對應至灰階值28及灰階值〇 ;在偶數序行中，偶數序2查 22 201203027 I wouzzrn 素資料及奇數序次 28。 畫素資料分卿應至灰階值G及灰階值 狀悲3 0 〇 —詳細流程 請參照第14圖，1絡千太恭每 態的詳细产程3 本發明貫施例之連續定位狀 的孑、、，田机私圖。百先如步驟（a”），中央處理哭1〇a 根據位移量畫面pp產生對 °° Ua 旦蚩 — 生對應之正位移置畫面PP+及負位移 =位移量畫面PP+與負位移量畫面PP—相減可 ^位移1晝面PP。舉例來說’中央處理器此將位移量 畫面pp中具有特定灰階值之次晝素資料設定為灰階值 :4旦：維持其中具有灰階值〇之次晝素資料，以產生正位 里旦面PP+;中央處理器1〇a將位移量畫面pp中且有特 定灰階值之次晝素資料設定為灰階值-14，並維持其中且 有灰階值0之次晝素資料，以產生負位移量畫面PP二 接著類似第10圖步驟（b)&(c)，於步驟（b")及（c")， 中央處理器10a分別將正位移量畫面pp+與灰階值縮減後 之原始影像畫面F〇l’相疊加以產生顯示畫面Fm3，及將負 位移量晝面PP-與灰階值縮減後之原始影像畫面F〇i，相疊 加以產生顯示晝面Fm4。 々然後如步驟（d”），中央處理器10a驅動顯示裝置2〇 在第三圖框時段中顯示顯示畫面Fm3，如此，光筆裝置3〇 可對應地自顯示畫面Fm3擷取選取晝面Fs3。接著如步驟 (e )中央處理盗10a驅動顯示裝置20在第四圖框時段 中顯示顯示畫面Fm4,如此，光筆裝置3〇可對應地自顯示 畫面Fm4擷取選取畫面Fs4，其中此第三與此第四圖框時 23 201203027 段具有相同之時間長度。然後如步驟（f"),中央處理器l〇a 將第三選取畫面FS3與第四選取晝面Fs4相減，以對應地 產生測得圖案’該測得圖案係屬於該位移量晝面pp中 12x 12次畫素陣列大小之區域。 々經由重覆上述步驟（d”）至（厂），光筆裝置3〇擷取多 筆測得圖案’而中央處理器1〇a可依據此些測得圖案找出 測得移動量，即是使用者操作光筆裝置3〇產生之連續觸 控操作的無方向性移動量。步驟（g")，當使用者操作光筆 裝置30時，重力感測裝置3〇e同時感測重力施加於光筆 裝置上之加速度方向，以產生向下重力方向資訊。之 後如步驟（h")’中央處理器1〇a根據此測得移動量及向下 重力方向資訊S一G產生光筆裝置30之相對位移量，藉此 找出光筆裝置30經由連續性的觸控操作於顯示螢幕以上 留下，續操作軌跡的上下左右相對位移量。例如：當影像 感測器30d偵測到黑白交錯棋盤圖係向著重力方向移動一 格，便，表光筆裝置30向上方移動一次像素距離。當影 像感測器30d偵測到黑白交錯棋盤圖係向著重力9〇，夾角 .右方移動—格’便代表光筆裝置30向水平右方移動一.欠 像素距離。 在步驟（h")之後更包括步驟（i")，中央處理器i〇a判 斷使用者是否欲持續其對顯示系統i進行觸控操作， 應地判斷其所執行之定位方法是否跳出狀態_之操作。 舉例來說，中央處理器10a係經由判斷光筆裴置如是否 :續地處於「接觸狀態」，來判斷是否跳出連續定位：態 24 201203027 I wouzzr/v 若光筆裝置30係持續地處於「接觸狀態」中，中央 處理器10a判斷使用者欲持續其對顯示系統1進行之觸控 操作。如此，在連續定位狀態300之步驟（in)後，中央處 理器1 Oa所執行之定位方法回到連續定位狀態300之步驟 (b11)，以重複地驅動顯示裝置20顯示正位移量晝面PP+ 及負位移量晝面PP-，並持續地找出光筆裝置30經由連續 性的觸控操作，於顯示螢幕22上留下連續操作軌跡的相 對位移量。如此中央處理器10a無需從整張座標晝面PX φ 比對尋找對應於連續操作執跡上複數個待定位區域AW之 定位編碼圖案PX(I，J)，減少複雜運算，進而加快光筆裝 置30畫出連續執跡之反應速率。 若光筆裝置30由「接觸狀態」轉換為「非接觸狀態」， 控制裝置10判斷使用者欲終止其對顯示系統1進行之觸 控操作。如此，在連續定位狀態300之步驟（in)後，控制 裝置10將跳出連續定位狀態300，並回到初始狀態100。 此時光筆裝置30已經喪失待定位區域AW之絕對座標值， • 若使用者重新操作光筆裝置30時，中央處理器10a需重 新進入首次定位狀態200,從整張座標晝面PX比對尋找對 應於待定位區域AW之定位編碼圖案PX(I，J)，重新決定 待定位區域AW之絕對座標，因此需耗費較多運算量。 經由前述初始狀態100、首次定位狀態200及連續定 位狀態300之操作，顯示系統1可持續地對光筆裝置30 接觸顯示螢幕22的待定位區域AW進行定位操作，並對光 筆裝置30於顯示螢幕22上留下的連續操作轨跡進行偵 測，以實現出具有觸控功能的1顯示系統。 25 201203027 如，第4B圖’在本發明另一實施例中，若中央處理器 10a運算速度夠快’整個流程只需要前述初始狀態⑽盘 百次定位狀態200，利用首次定位狀態200程序對光筆裝 置3 〇於顯示螢幕2 2上的連續操作轨跡，連續比對複數個 疋位編碼圖案以取得複數個絕對座標，也能實現出具有觸 =力能的丨顯示线。如此可以省略實施「連續定位狀態 300」所舄的相關細節。 在本發明前述實施例中，雖僅以中央處理器服做為 統！ ^之主控電路，用以控制顯示系統1其他電路 之知作以執行定位方法的情形為例做說明，然，本實施例 二”1並不揭限於此。在其他例子令，顯示系統Γ '、可接則轉控制單元1Ge，m控電路以執行定 =法來對顯7^統Γ中其餘之電路進行㈣，如第15 :像:面^個例子中’中央處理器10a’僅扮演提供原始 控控制單元10c’之原始訊號源。觸控控 狀雖100整之運算能力來執行定位方法中初始 百-人疋位狀態200及連續定位狀態300中之各 b,L矛主步驟。據此，觸和:如ί也丨gg - Λ， 畫㈣產生正及=:ρ=根據其内建之座標 畫面如、正奸1自I: 並根據原始影像 Ρ , 5 Ρ ., 負座払畫面Ρχ+及ΡΧ-產生顯示畫面 m m ’並根據擷取選取畫面Fsl至Fs4盎重力方向 貧訊S_G完成針對光筆 、力方勹 位區域的定位操作。置G與顯不螢幕22接觸之待定 整八述實施例中，雖僅以觸控控制單元1{)c為 裝置1〇内的情形為例做說明，然，本發明實 26 201203027 1 ννυυζ^ΓΛ 施例之顯示系統1並不侷限於此，而更可以其他之結構 實現。舉例來說’本發明實施例之顯示系統亦可且有如 16圖之結構’纟中控制裝^ 10"亦可整合在顯示裝置2〇, 中。在這個例子中，個人電腦40僅扮演原始訊號源，用 以提供原始影像晝面Fol至控制裝置1〇”，而整八在顯八 裝置20,中之控制裝置10"具有完整之運算能力，〇來執^ 定位方法中初始狀態⑽、首妓位狀態2⑽及連續定位 狀態300中之各流程步驟。

本實施例之定位方法應用於一個顯示系統中。本實施 例之定位方法產生包括多個獨特定位編碼圖案之座標畫 面、根據此座標晝面產生正座標畫面及負座標晝面、將正 座標及負座標畫面分別疊加至顯示$置欲顯示之兩個原 始影像晝面上及於顯示裝置中顯示分別疊加此正座標及 此負座標畫面的原始影像晝面，其中此多 碼圖案與顯示裝置之多個顯示區域對應， 域之位置座標。本實施例之定位方法更經由光筆 兩個原始域畫面上擷取對應至—個待定位區域的第一 並據以產生待定位編碼圖案。本實施例 宰以找出1卜ΐϊ對多筆定位編碼圖案及此待定位編碼圖 案以找出此待疋位區域之位置座 =:器’本實施例之定位方法具有可在未 程複於顯不系統上實現觸控感測能力及製 耘複雜度與成本較低之優點。 然I並非用㈣ί然本發明已以—較佳實施例揭露如上， …、定本發明。本發㈣屬技術領域中具有通 27 201203027 常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍内，當可作各種 之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請 專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示本發明實施例之顯示系統的方塊圖。 第2圖繪示本發明實施例之光筆裝置的詳細方塊圖。 第3圖繪示本發明實施例之控制裝置的詳細方塊圖。 第4A，4B圖繪示本發明實施例之定位方法的狀態圖。籲 第5A圖繪示本發明實施例顯示螢幕的示意圖。 第5B圖繪示本發明實施例座標晝面PX的示意圖。 第6A至6D圖繪示本發明實施例之編碼圖形單元的示 意圖。 第7A及7B圖分別繪示本發明實施例之編碼數值陣列 的示意圖及其對應之編碼圖案PX(I, J)的示意圖。 第8A至8D圖繪示本發明實施例之編碼圖形單元的另 一示意圖。 鲁 第9圖繪示本發明實施例之編碼圖案PX(I，J)的另一 示意圖。 第10圖繪示本發明實施例之首次定位狀態200的詳 細流程圖。 第11A至11D圖分別繪示本發明實施例之正極性、負 座標晝面PX+、PX-、原始影像晝面Fol及灰階值縮減後之 原始影像晝面Fol的示意圖。 第11E至11G圖分別繪示本發明實施例之顯示晝面 28 201203027

l wouzzrA

Fml、Fm2及待定位編碼圖案PW的示意圖。 200的另 案的示意 300的詳 一詳細方 -方塊圖。 第12圖繪示本發明實施例之首次定位狀態 一詳細流程圖。 第13圖繪示本發明實施例之位移量編碼圖 圖。 第14圖繪示本發明實施例之連續定位狀雜 細流程圖。 第15圖繪示本發明實施例之控制裳置的另 Φ 塊圖。 第16圖繪示本發明實施例之顯示系統的另_ 【主要元件符號說明】 1、1 .顯不糸統 10、10’、10” ：控制裝置 10a、10a’、40a :中央處理器 1 Ob、1 Ob’、40b ··顯示驅動電路 ® l〇c、10c’ ：觸控控制單元 20、 20’ ：顯示裝置 22 : 顯示螢幕 30 : 光筆裝置 60 : 視訊傳輸介面 50 : 裝置匯流排 30a :觸動開關 30b :裝置端控制器 30c =透鏡 29 201203027 30d :影像感測器 30e :重力感測器 A(l, 1)-A(M，N):顯示區域 PX(1, 1)-PX(M，N):定位編碼圖案 40 :個人電腦 PX+、PX-:正座標、負座標晝面 Fol :原始影像晝面 Fml、Fm2 :顯示晝面 P W :待定位編碼圖案 鲁

30

Claims (1)

1. 201203027 i wouzzr/\ 七、申請專利範圍： J. 一種判斷一光筆# 區域之定位方法，該顯示^ 顯示裝置前-待定位 内建有—座標畫面，該座^查^有複數個顯示區域，並 使各個顯示區域均對 〃 〜、於°亥複數顯示區域， 特的定位編碼== 固獨特的定位編碼圖案，該獨 ‘ ’ _不裝置欲顯示一 匕硃的位置座 ^看’該定位方法包括： ’、口〜像旦面供—使用者觀 „標晝面產生對應之一正座 晝面； 面相減可得到該座標

   將該正座標晝面與該第一 生—第一顯示晝面； 將該負座標晝面與該第一 生一第二顯示晝面； ’該顯示裝置顯示該第-顯示畫 _示晝面擷取對應於該待定位區 於一第一圖框時段中 面，該光筆裝置自該第一 域的一第一選取晝面； 原始影像晝面相疊加以產 原始影像晝面相疊加以產 於一第二圖框時段中 面，該光筆裝置自該第 域的一第二選取晝面； ’該顯示裝置顯示該第二顯示晝 二顯示晝面練對應於該待定位區 將該第一選取晝面與該第 &位編竭圖案；以及 二選取晝面相減產生一待 31 201203027 自該複數個定位編碼圖案卡比對出與該待定位編碼 圖案相同的定位編碼圖案，以該相同的定位編碼圖案對應 之位置座“作為該待定位區域之位置座標。 、如申請專利範圍第1項所述之定位方法，其中， 於產生該待定位編碼圖案之步驟中，係根據該第一選取書 f —選取畫面之相對應各晝素的灰階值相減後的 一差值產生該待定位編碼圖案。 如甲睛專利範圍第！項所述 測該光筆裝置之相對位移旦蛑万沄田奴僧 該顯示㈣括内i二二=法更包括步驟 括-重力感測裝置，立二面’該光筆裝η 的位移量編碼圖案，，位::：：面包括複數個週期性排歹| 間的出現次數，代表:;二：、，扁碼圖案在任兩個顯示區起 裝置欲顯亍一第塔員不區域相隔之間距，該顯示 =原始影像畫面，該定位方法包括： 負二面產生對應之一正位移量畫面及-得到該位移量畫面騎移$畫面與該負位移量畫面相減可 加：：::晝量面“與該第二原始影像“㈣ 加書量面畫面與該第二原始影像畫*相叠 先筆^顯示該第三顯示畫面，該 ，，’、貝不.里面擷取一第三選取晝面； 32 201203027 (4)於一第四圖框時段 _ 光筆裝置自該第四顯示書面操取員_不该^四顯示晝面，該 ⑸將該第三選取晝面 第:二取晝面； 測得圖案； Λ第四k取旦面相減產生一 圖荦據（5) ’該光筆裝置擷取複數個測得 圖案依據該獲數個測得圖案找出_測得移動量. 該重力感測裝置產生—重力方向資訊；及 置之==移動量及該重力方向資訊’產生該光㈣ 4.如申請專職_3項所述之定位方法i中 端更包括-觸動開關，該定位方法更包括步驟' 一^_動開關由「未接觸狀態」變更為「接觸狀態」 一預设時段後，該顯示裝置顯示魅標畫面以決定該待定 位區域之位置座標；及

   ▲當該觸動開關保持為「接觸狀態」超過該預設時段後， 該，示裝置顯示該位移量畫面以決定該光筆裝置之相對位 移量。 々5·如申請專利範圍第3項所述之定位方法，其中該光 筆裝置更包括-透鏡與-影像感測H，當豸光筆裝置前端 接觸於該顯示裝置時，該透鏡能將一顯示裝置畫面成像於 該影像感測器上’該定位方法更包括步驟： 當該影像感測器判斷該顯示裝置畫面由「未能成像於 該影像感測器上」變更為「能成像於該影像感測器上」並 33 201203027 時段後’該顯示裝置顯示該座標畫面以決 疋忒待疋位區域之位置座標；及 二該顯示裝置畫面保持為「能成像 該預設時段後’該顯示裝置顯示 6玄位移篁畫面以決定該光筆裝置之相對位移量。 6.如申請專利範圍.第3項所述之定位方法，其中該定 位方法更包括步驟： 當該顯示裝置尚未決定該待定位區域之位置座標前， =顯示褒置顯示該座標畫面以決定該待定位區域之位置座 標，及 當該顯示裝置已經決定該待定位區域之位置座標後， "玄顯示裝置顯示該位移量晝面以決定該光筆裝置之相對位 移量。 7.如申請專利範圍第1項所述之定位方法，其甲產生 該第一顯示畫面之步驟更包括： 该第一原始影像晝面各畫素乏原始灰階值(gray level) 為Μ位元（bits)資料，其原始灰階值變化介於一原始範圍 (〇〜2M-1); 依據該第一原始影像晝面產生一第一調整影像晝 面’使該第一調整影像畫面中各畫素調整灰階值變化介於 一調整範圍（N〜2M-N-1)範圍； 該正座標晝面晝素之灰階值變化介於(0〜N); 該負座標晝面畫素之灰階值變化介於(_N〜〇); 34 201203027 1 ννυυζ.^Γ/\ 當該正座標畫面疊加至該第一調整影像畫面時，其疊 加後灰階值變化介於範圍（Ν〜2Μ_υ而小於該原始範圍 (0〜2Μ-1);及 當該負座標畫面疊加至該第一調整影像畫面時，苴疊 加後灰階值變化介於範圍（0〜2Μ_Ν_1}而小於該原始範圍 (0〜2从—1) 〇 一 曰·種判斷一光筆裝置位於一顯示裝置前一相對位 移！之方法，該顯示裝置包括有複數個顯示區域，並内建 fit移量畫面，該光筆裝置包括—重力感測裝置，該位 ，：=複數個週期性排列的位移量編碼圖案，該位 個顯示區域相隔之間距，該顯示裝置欲顯示一第 像晝面，該定位方法包括： 原。衫 負位移量晝面產生對應之—正_量書面及一 負位移置晝面，該正位移量畫面與該負位 得到該位移量晝面； 、里旦面相減可 (1) 將。亥正位移量書面盘兮笛 加以產生-第三顯示畫面；苐―原始影像畫面相疊 (2) 將該負位移量晝面與該第 " 加以產生一第四顯示畫面； ” D心像里面相疊 (3) 於一第三圖框時段中， 光筆裝置自該第三顯示畫面拇取-第三 ^ ⑷於一第四圖框時段中，顯示 思面， 光筆裝置自該第四顯示書取、、：I員示畫面’該 里囬裯取—第四選取晝面； 35 201203027 (5)將該第三選取畫面與該第四選 測得圖案； \取旦面相減產生一 重覆上述步驟（1)〜（5) ’該光筆梦署私 70苹衷置擷取複數個測得 圖案，依據該複數個測得圖案找出—測得移動量. 该重力感測裝置產生一重力方向資訊；及 根據該測得移動量及該重力方向資訊，產生該 置之相對位移量。 9·如申請專利範圍第8項所述之定位方法，其中產生 該第三顯示畫面之步驟更包括： 該第二原始影像晝面各晝素之原始灰階值(㈣ 為Μ位元(bits)資料，其原始灰階值變化介於一原始範 (0〜2M-1); 依據戎第二原始影像畫面產生一第二調整影像畫 面，使該第二調整影像晝面中各畫素調整灰階值變化介於 一調整範圍（N〜2M-N-1)範圍； 該正位移量晝面畫素之灰階值變化介於(〇〜Ν) ; φ 該負位移量畫面畫素之灰階值變化介於(_N〜〇); 當該正位移量畫面疊加至該第二調整影像晝面時，其 疊加後灰階值變化介於範圍（N〜2M-1)而小於該原始範圍 (0〜2M-1); 當該負位移量畫面疊加至該第二調整影像晝面時，其 疊加後灰階值變化介於範圍（〇〜而小於該原始範圍 (0〜2M-1)。 36 201203027 I wouzzr/i 位區::之定=:7::裝置位於-顯示裝置前-待定 並内建有-座捍查面7示裝置包括有複數個顯示區域， 案，該複數個定::碼:==數:定位編碼圖 使繼相同水平方向位置座標的錢顯:區:：域， 二:Γ蜀二广_嶋，該獨特的定位編二 欲顯示一第一原始影像畫面供-使用者觀i =不裝置 包括： 1定用者械看，該定位方法 標晝座標“及1座 晝面； ^面與该負座標畫面相減可得到該座標 生一面與該第-原始影像畫面相疊加以產 生一==與該第-原始影像晝面相疊加以產 於一第-®㈣段中，該顯示裝置顯示該第—顯干* 面，該光筆裝置自該第一顯示畫面拍 定ϋ 域的-第-選取晝面； 认於該待疋位區 於一第二圖框時段中，該顯示裝置顯示該第二顯示全 :====二顯示晝面揭取對應於該待仏區 定位選取畫面與該第二選取晝面相減產生-待 37 201203027 圖案個定位編碼圖案中比對出與該待定位編碼 ;、同：疋位編碼圖案，以該相同的定位編碼圖案對應 立座標作為㈣定位區域之位置座標 1待 標；㈣對應之一待定位區域之一水平方向位置座 感測該第一選取晝面之一第一 二選取畫面之-第二晝面更新時點二者之一;以:第 根據該第一畫面更新時點或第二晝面更 Γ找出T該顯示裝置之一圖框更新起始點的時《 位置座標』選取畫面對應之該待定位區域之一垂直方向 11. *申請專利範圍帛10項所述之定位 待::r圖案之步驟中，係根據該第-選二 -差值產生h旦面之相對應各晝素的灰階值相減後的 值產生S亥待定位編碼圖案。 _ 偵二2光利範圍第10項所述之定位方法，當欲 =先讀置之相對位移量時，該定位方法更包括步 括-震置包括内建有一位移量畫面，該光筆裝置包 的位移旦1測裝置’該位移量晝面包括複數個週期性排列 間的出U圖案，該位移量編碼圖案在任兩個顯示區域 裝置欲帛代表該兩個顯示區域相隔之間距，該顯示 第二原始影像晝面，該定位方法包括： 38 201203027 I rv r\ 正位移量畫面及一 負位移量晝面相減可 根據該位移量畫面產生對應之一 負位移量畫面，該正位移量畫面與該 得到該位移量晝面； (1) 將該正位移量畫面與該第二原始影像晝 加以產生一第三顯示晝面； 且 (2) 將該負位移量晝面與該第二原始影像晝面相聂 加以產生一第四顯示晝面； i

   光筆^於；^三圖框時段中，顯示該第三顯示畫面，該 先錢置自_三顯示畫面擷取—第三選取畫面； (4)於一第四圖框時段中，顯示該第四顯―’ ^ 光筆裝置自該第四顯示畫面擷取一第四選取苎面"，该 測得：該第三選取畫面與該第四選取畫二減產生— 圖案 重覆上述步驟⑴〜⑸’該絲裝置_取複數個測得 ，依據該複數個測得圖案找出一測得移動量； 該重力感測裝置產生一重力方向資訊；及 根據該測得移動量及該重力方向資訊 置之相對位移量。 產生該光筆褒 光筆Μ〜^ 第12項所述之定位方法，其中該 切放置心更包括-觸動開關，該定位方法更包括步驟： 當該觸動開關由「未接觸狀態」變更為「接觸狀態」 —預設時段後’該顯示裝置顯示該鍊晝面以決定該待定 位區域之位置座標；及 當該觸動Μ簡為「制狀態」超㈣預設時段後， 39 201203027 該顯示裝置顯示該位移量晝面以決定該光筆裝置之相對位 移量。 14. 如申請專利範圍第12項所述之定位方法，其中該 光筆裝置更包括一透鏡與一影像感測器，當該光筆裝置前 端接觸於該顯示裝置時，該透鏡能將一顯示裝置晝面成像 於該影像感測器上，該定位方法更包括步驟： 當該影像感測器判斷該顯示裝置晝面由「未能成像於 該影像感測器上」變更為「能成像於該影像感測器上」並 維持成像一預設時段後，該顯示裝置顯示該座標晝面以決 定該待定位區域之位置座標；及 當該影像感測器判斷該顯示裝置晝面保持為「能成像 於該影像感測器上」超過該預設時段後，該顯示裝置顯示 該位移量晝面以決定該光筆裝置之相對位移量。 15. 如申請專利範圍第12項所述之定位方法，其中該 定位方法更包括步驟： 當該顯示裝置尚未決定該待定位區域之位置座標前， 該顯示裝置顯示該座標晝面以決定該待定位區域之位置座 標；及 當該顯示裝置已經決定該待定位區域之位置座標後， 該顯示裝置顯示該位移量晝面以決定該光筆裝置之相對位 移量。 16.如申請專利範圍第10項所述之定位方法，其中產 201203027 1 WOUZZr/Λ 生該第一顯示晝面之步驟更包括： 該第一原始影像晝面各畫素之原始灰階值（graylevel) 為Μ位元(bits)資料，其原始灰階值變化介於一原始範圍 (0〜2M-1); 依據及第-原始影像晝面產生一第一調整影像晝 面，使該第-調整影像晝面中各晝素調整灰階值變化介於 一調整範圍（N〜2M-N-1)範圍； 該正座標畫面畫素之灰階值變化介於(〇〜N); 該負座標晝面畫素之灰階值變化介於(-N〜0); 當該正座標畫面疊加至該第一調整影像晝面時，盆最 (力〇^灰=值及變化介於範圍（N〜2 1)而小於該原始範圍且 當該負座標畫面疊加至該第—調整影像畫面時，盆最 加後灰階值變化介於籂图川^ ㈣％。 〜2 -Ν·υ而小於該原始範圍 -使Υ者觀:顯=統’用以顯示一第-原始影像晝面供 便用者觀看，该顯示系統包括： -顯示裝置，包括複數個顯示區域； 一光筆裝置；以及 數個：=裝置’内建有一座標畫面，該座標書面包括複 示區域均對應至一個獨 ，員不£域，使各個顯 編碼圖案代表龍之料綱=摘特的疋位 —”、、員不區域的位置座標，該控制 201203027 筆裝置以執行一定位程 裝置用以控制該顯示裝置及該光 序，包括： 根據該座標晝面產生對應之—正座標畫面及一 =;面，該正座標畫面與該負座標畫面相減可得到該 原始影像畫面相疊加 將該正座標晝面與該第— 以產生一第一顯示畫面； 以產生一 將該負座標畫面與該第— 第二顯示畫面； 原始影像畫面相疊加

   一翻-舍於帛目框時&中，驅動該顯示裝置顯示該第 面，並驅動該光㈣置自該第—顯示晝面擷取對 應於5亥待定位區域的一第一選取畫面； 於—第二圖框時段中’驅動該顯示裝置顯示該第 畫面，並驅動糾筆裝置自該第二顯示畫面擷取對 應於该待定位區域的一第二選取晝面；

   …將該第一選取畫面與該第二選取畫面相減產生 一待定位編碼圖案；及 自該複數個定位編碼圖案中比對出與該待定位 編碼圖案相同的定位編碼圖案，以該相同的定位編碼圖案 對應之位置座標作為該待定位區域之位置座標。 18.如申請專利範圍第17項所述之顯示系統，其中， 於產生δ亥待定位編碼圖案之動作中，係根據該第一選取畫 面及5亥第二選取畫面之相對應各畫素的灰階值相減後的 差值產生該待定位編碼圖案。 42 201203027 :9.,如申明專利範圍第l7項所述之顯示系统，當欲 H亥光筆裝置之相對位移量時，該定位程序更包括： ^顯tf裝置包括内建有—位移量畫面，該光筆裝置包 力感測A置’錄移量畫面包括複數個週期性排列 的位移量編碼圖案，該位移量編碼圖案在任兩個顯示區域 ==見*數’代表該兩個顯示區域相隔之間距’該顯示 裝置欲顯示-第二原始影像畫面，較位程序包括： 根，該位移量畫面產生對應之—正位移量畫面及一 ===量畫面，該正位移量畫面與該負位移量晝面 付到該位移量畫面； & =__^移量晝面與該第二原始影像畫面相疊 加以產生一弟三顯示晝面； ⑵將該負位移量晝面與該第二 加以產生-第四顯示畫面； 象-曲相1 ⑶於-第三圖框時段中，顯示該第三顯示晝面，今 光筆裝置自該第三顯示畫面練—第三選衫面―· °〆 ⑷於-第四圖框時段中，顯示該第四顯—示 光筆裝置自該第四顯示晝面擷取—第四選取竺面—該 = 將該第三選取晝面與該第四選取畫二產 測得圖案； 圖幸重===(1);(5)’該光筆装置擷取複數個測得 圖案’依㈣複數個測得圖案找出—測得移動θ J于 S亥重力感測裝置產生一重力方向資訊；及 根據該測得移動量及該重力方向資訊:產生該光筆褒 43 201203027 置之相對位移量。 光筆裝置前19項所，顯示系統’其中該 當該觸動開關由「未::::1位程序更包括： -預設時段後，該顯為「接觸狀態」 位區域之位置座標；及置顯以私晝面以蚊該待定 ，題當=Γ’關保持為「接觸狀態」超過該預設時段後， 5亥顯不裝置顯示該彳立曰 ^

   移量。 $位移置晝面以決定該光筆裝置之相對位 21. *申請專利範圍第19項所述之顯示系統，其中該 "裝置更包括一透鏡與一影像感測器，當該光筆裝置前 端接觸於該顯示裝置時，該透鏡能將一顯示裝置晝面成像 於該影像感測器上m程序更包括： …當該影像感測器判斷該顯示裝置畫面由「未能成像於 该影像感測器上」變更為Γ能成像於該影像感測器上」並籲 ，持成像-預設時段後，該顯示裝置顯示該座標晝面以決 定該待定位區域之位置座標；及 當該影像感測器判斷該顯示裝置畫面保持為「能成像 於該影像感測器上」超過該預設時段後，該顯示裝置顯示 S亥位移量畫面以決定該光筆裝置之相對位移量。 22. 如申请專利範圍第19項所述之顯示系統，其中該 定位程序更包括： 44 201203027 1 W〇U22^A 當該顯示裝置尚未決定該 該顯示裝置翱―好广描# 匕-XH正直/丄知刖 標；及 座払且面以決定該待定位區域之位置座 該裝置已經決定該待定位區域之位置座標後， Γ/、置知該位移量畫面以決定該光筆裝置之相對位 —2。3.如申請專利範圍第17項所述之顯示系統，其中該 攀>U立程序中產生該第一顯示晝面之動作更包括： 。亥第—原始影像畫面各畫素之原始灰階值(gray level) 為n/ S(bltS)負才斗，其原始灰階值變化介於一原始範圍 依據》亥第一原始影像晝面產生一第一調整影像書 面’使該第-調整影像畫面中各晝素調整灰階值變化介於 一調整範圍（N〜2M-N-1)範圍； 該正座標晝面畫素之灰階值變化介於(〇〜N); 籲 該負座標晝面晝素之灰階值變化介於(-N〜〇；); 當该正座標晝面疊加至該第一調整影像晝面時，其疊 加後灰階值變化介於範圍（N〜2M-1)而小於該原始範圍 (0〜2M-1);及 當该負座標畫面疊加至該第一調整影像晝面時，其疊 加後灰階值變化介於範圍（〇〜2M-N-1)而小於該原始範圍 (0〜2M-1)。 45 201203027 -..--—.._ 24. 種顯示系統，用以顯+ —咕 一使用者觀看，該顯示系統包括，:、—第—原始影像晝面供 一顯示裝置’包括複數個顯示區域； 一光筆裝置；以及 一控制裝置，内建右_ 數個定位編碼圖案分別對庫於該座標晝面包括複 相同水平方向位置座標的:個使對應於 特的定位編碼圖案，該獨特的定維° 5 心至一個獨 些個顯示區域的水平方向位、案代表對應之該 該顯示裝置及該光筆裝置以^ ^該控制裝置用以控制 兀萆衮i以執仃一定位程序，包括： 2據該座標畫面產生對應之—正賴晝面及一 座標晝面； 一負絲晝面相減可得到該 面相疊加 、 將該正座標畫面與該第一原始影像畫 以產生一第一顯示晝面； 原始影像畫面相疊加 將該負座標畫面與該第一 以產生一第二顯示晝面；

   於一第一圖框時段中 示晝面，該光筆裝置自該第一 位區域的一第一選取晝面； ，5亥顯示裝置顯示該第一顯 顯示畫面擷取對應於該待定 _ 於一第二圖框時段中，該顯示裝置顯示該第二差 示晝面’該光筆裝置自兮笛一猫+食品也* 第一,，.、員不旦面擷取對應於 位區域的一第二選取畫面； “寸乂 將該第-選取晝面與該第二選取晝面相減 一待定位編碼圖案； 46 201203027 自該複數個定位編碼圖案中比 編碼圖案相同的定位編碼圖案，以==定位 對應之位置座標作為該待定位區域3:位:， 該待定位編碼圖案對應之一待定辨識 置座標丨 ^水千方向位 及該第二選取畫面之一第一畫面更新時點或 、直面之一第一晝面更新時點二者之一.及 二者之一根f:第；畫面更新時點或第二畫面更新時點 多考與έ亥顯示裝置之一圖框 關係’找出與該選取晝面對應 :，番0吉間 向位置座標。 行疋位G域之一垂直方 於著專利範圍第24項所述之顯示系統，其中， 面及該Γ:疋位編碼圖案之動作中，係根據該第-選取晝 - i —選取畫面之相對應各畫素的灰階值相減後的 差值產生該待定位編碼圖案。 二6光圍第24項所述之顯示系統，當欲 、=切μ之相龍移量時，該定位程序更包括： :員：裳置包括内建有一位移量晝面，該光筆裝置包 的付銘旦裝置’該位移量畫面包括複數個週期性排列 η沾*里編碼圖案’该位移量編碼圖案在任兩個顯示區域 ㈣人數’代表該兩個顯示區域相隔之間距，該顯示 裂置奴顯示-第二原始影像晝面，該定位程序包括： 47 201203027 根據該位移量畫面產生對應之—正 負位移量畫面，該正位移量畫面與里:面及一 得到該位移量晝面； ^位移！畫面相減可 ⑴將該正位移量畫面與該第二原始 加以產生一第三顯示晝面； 旦面相疊 加以=將Γ位移量畫面賴第二原始影像晝面相遇 加以產生一第四顯示晝面； 邳且 ―⑶於-第三圖框時段中，顯示該第三顯示 光筆裝置自該第三顯示畫面擷取—第三選取畫面旦’ h (4)於-第四圖框時段中，顯示 | ’ 光筆裝置自該第四顯示晝面擷取一第四選取員;;旦面，該 測得：該第三選取畫面與該第四選取畫面相減產生_ 重覆上述步驟（1)〜（5)，兮决忽·壯sa_u 同安Μ 輕置擷取複數個測得 圖案’依據如數個測得圖案找出—測得移動量； 该重力感測裝置產生一重力方向資訊；及 =該測得移動量及該重力方向資訊，產 置之相對位移量。 巧革我 “ 27. $申請專利範圍帛％項所述之顯示系統，其中該 光筆裝置前端更包括一觸動開關，該定位程序更包括〆 當該觸動開關由「未接觸狀態」變更為「接觸狀態」 -預設時段後’該顯示裝置顯示該座標畫面以蚊該待定 位區域之位置座標；及 田該觸動開關保持為「接觸狀態」超過該預設時段後， 48 201203027 量 wouzzrA 該顯示裝置顯示該位移量畫面以決定該光筆裝置之相對位 移量。 28. 如申請專利範圍第26項所述之顯示系統，其中該 光筆裝置更包括一透鏡與一影像感測器，當該光筆裝置前 端接觸於該顯示裝置時，該透鏡能將一顯示裝置晝面成像 於該影像感測器上，該定位程序更包括： 當該影像感測器判斷該顯示裝置畫面由「未能成像於 • 該影像感測器上」變更為「能成像於該影像感測器上」並 維持成像一預設時段後，該顯示裝置顯示該座標晝面以決 定該待定位區域之位置座標，及 當該影像感測器判斷該顯示裝置晝面保持為「能成像 於該影像感測器上」超過該預設時段後，該顯示裝置顯示 該位移量畫面以決定該光筆裝置之相對位移量。 29. 如申請專利範圍第26項所述之顯示系統，其中該 _定位程序更包括： 當該顯示裝置尚未決定該待定位區域之位置座標前， 該顯示裝置顯示該座標晝面以決定該待定位區域之位置座 標；及 當該顯示裝置已經決定該待定位區域之位置座標後， 該顯示裝置顯示該位移量晝面以決定該光葦裝置之相對位 移量。 30.如申請專利範圍第24項所述之顯示系統，其中該 49 201203027 定位程序中產生該第一顯示畫面之動作更包括： 該第-原始影像晝面各畫素之原始灰階值㈣y levei) 為Μ位元（bits)資料，其原始灰階值變化介於一原始範圍 (0〜2M-1); 依據該苐一原始影像晝面產生一第一調整影像書 面，使該第一調整影像畫面中各晝素調整灰階值變化介於 一調整範圍（N〜2M-N-1)範圍； 該正座標畫面晝素之灰階值變化介於(〇〜N); 該負座標晝面晝素之灰階值變化介於(-N〜0); 當該正座標晝面疊加至該第一調整影像晝面時，其疊 加後灰階值變化介於範圍（N〜2m-1)M小&於該原始範圍 (0〜2M-1);及 當該負座標晝面疊加至該第一調整影像晝面時，其疊 加後灰階值變化介於範圍（〇〜2M-N-1)而小於該原始範圍 (0〜2Μ·1)。 50