TW201643648A - 對使用輸入裝置之顯示器校準該輸入裝置的技術 - Google Patents

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Abstract

本文中揭示之實例涉及對一使用一輸入裝置之顯示器校準該輸入裝置。一例示方法包括有基於一定位編碼膜之第一定位點判斷該定位編碼膜之第一坐標，該等第一坐標對應於一輸入裝置相對於一運算裝置之一顯示器之該定位編碼膜的一位置，基於該顯示器之一第一參考像素判斷一像素陣列之第二坐標，該等第二坐標對應於該輸入裝置相對於該顯示器之該像素陣列的該位置，測量一介於該定位編碼膜之該等第一坐標與該像素陣列之該等第二坐標之間的第一偏移，以及基於該第一偏移計算一校準轉換以控制該運算裝置。

Description

對使用輸入裝置之顯示器校準該輸入裝置的技術
本發明係有關於對使用輸入裝置之顯示器校準該輸入裝置的技術。
一輸入裝置(例如一數位筆、一滑鼠、一指標器等)可搭配顯示裝置(例如觸控螢幕裝置)用於控制一運算裝置。例如，一使用者可操縱一數位筆將資訊輸入到一運算裝置(例如一膝上型電腦、一桌上型電腦、一平板電腦、一行動裝置(例如一智慧型手機)等)。在一些例子中，該使用者可做出手勢或移動該數位筆以建立對應的媒體、文字、訊息、命令等。該輸入裝置可偵檢或擷取其因為該使用者所造成的移動(例子手寫、筆觸等)以將對應於該移動的資訊(例如文字、圖式、命令等)轉換成數位資料。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種設備，其包含有：一位置檢測器，該位置檢測器判斷一運算裝置之一顯示器之一定位編碼膜相對於該顯示器之一像素陣列之幾何位置的一幾何位置；一偏移計算器，該偏移計算器判斷一介於該定位編碼膜與該像素陣列之該幾何位置之間 的偏移；以及一介面管理器，該介面管理器計算一校準轉換，該校準轉換待由該設備基於該偏移用於控制該運算裝置。
100‧‧‧運算系統
110‧‧‧輸入裝置
112‧‧‧校準器
114‧‧‧感測器
116‧‧‧輸入控制器
118‧‧‧裝置指標器
120‧‧‧運算裝置
122‧‧‧顯示器
210‧‧‧位置檢測器
220‧‧‧偏移計算器
230‧‧‧介面管理器
240‧‧‧通訊匯流排
310‧‧‧感測器控制器
320‧‧‧膜型樣分析器
330‧‧‧像素分析器
420‧‧‧定位編碼膜
422‧‧‧定位點
424‧‧‧區域
430‧‧‧像素陣列
432‧‧‧參考像素
434‧‧‧訊息
500,600‧‧‧程序
510~540,610~630‧‧‧程序塊
700‧‧‧處理器平台
712‧‧‧處理器
714‧‧‧依電性記憶體
716‧‧‧非依電性記憶體
718‧‧‧匯流排
720‧‧‧介面電路
722‧‧‧輸入裝置
724‧‧‧輸出裝置
726‧‧‧網路
728‧‧‧大量儲存裝置
732‧‧‧編碼指令
圖1繪示一例示性運算系統之一示意圖，該運算系統可實施一例示性輸入裝置，該輸入裝置包括有一根據本揭露之教示所建構之校準器。
圖2是一例示性校準器之一方塊圖，該校準器可根據本揭露之教示用於實施圖1之校準器。
圖3是一例示性位置檢測器之一方塊圖，該位置檢測器可藉由根據本揭露之教示之圖2的校準器來實施。
圖4A及4B繪示圖1之運算系統之一顯示器的例示性影像，該等影像可藉由圖1之例示性輸入裝置、圖2之例示性校準器、或圖3之例示性位置檢測器來分析，用以根據本揭露之教示對該顯示器校準該輸入裝置。
圖5是例示性機器可讀指令之一流程圖代表，可執行該等機器可讀指令以根據本揭露之一態樣實施圖2之校準器。
圖6是其他例示性機器可讀指令之一流程圖代表，可執行該等其他例示性機器可讀指令以根據本揭露之一態樣實施圖2之校準器。
圖7是一例示性處理器平台之一方塊圖，該處理器平台能夠執行圖5或圖6之指令以實施圖2之校準器。
圖式未按照比例繪示。在可能的情況下，相同的 參考數字符號在所有圖式及隨付書面說明中將會用於意指為相同或相似的部分。當本專利中陳述任何部分(例如一層、膜、區域或板子)以任何方式定位於(例如定位於、位於、設置於或形成於等)另一部分上時，意味著該引用部分與該另一部分接觸，或該引用部分位在該另一部分上面，至少有一個中間部分位於這兩個部分之間。陳述任何部分與另一部分接觸意味著這兩個部分之間沒有中間部分。
本文中揭示之實例涉及對使用一輸入裝置之一運算裝置之一顯示器校準該輸入裝置。在本文中揭示之實例中，該輸入裝置可使用一感測器偵檢其相對於一顯示器之一定位編碼膜及該顯示器之一像素陣列的定位。該輸入裝置可識別該顯示器之該定位編碼膜與該顯示器之該像素陣列之間的的錯準，並且藉由計算一待用於控制該運算裝置之校準轉換來解釋該錯準。
一位在一運算裝置(例如一膝上型電腦、一桌上型電腦、一平板電腦等)之一顯示器上的定位編碼膜可由一輸入裝置(例如一數位筆)用於判斷其相對於一顯示器之位置。該定位編碼膜包括有定位點之一定位編碼型樣(例如可識別或可檢測點、標記等)。該等定位點對人類眼睛可能不可偵檢，因而不影響檢視該顯示器。舉例而言，該等定位點可包含有可藉由一IR感測器或能夠偵檢IR光之相機來偵檢的紅外線(IR)墨水或近IR墨水。一輸入裝置可連續或不斷 地發射IR光並擷取該定位編碼膜之影像(及反射之IR光)，並且(使用任何適合的技術)基於該等經擷取影像及該輸入裝置110之一幾何位置，分析該等影像以判斷該輸入裝置相對於該定位編碼膜的位置。
在一些例子中，一定位編碼膜可能未適當地定位於一顯示器上而無法適當地對應於該顯示器之一配置。換句話說，該定位編碼膜可能未與該顯示器適當地對準。這可能導致製造誤差、使用者置放誤差、該定位編碼膜隨著時間滑動等。舉例而言，該膜可能偏離該顯示器的中心或軸，造成該運算裝置無法控制或適當操作，因為該輸入裝置「以為」其在該顯示器上的位置與實際位置不同。本文中揭示的實例可用於校準一輸入裝置，用於與使用該輸入裝置本身之一運算裝置之一定位編碼膜及一顯示器配合使用。本文中揭示的實例用來在對一顯示器校準該輸入裝置時，相較於先前技術提升準確性(例如300微米內)。
本文中揭示之一例示性設備包括有一判斷一定位編碼膜之第一坐標、及一像素陣列之第二坐標的位置檢測器，該等第一坐標對應於該設備相對於一運算裝置之一顯示器之該定位編碼膜的一位置，該等第二坐標對應於該設備相對於該顯示器之一像素層的位置，該設備還包括有一偏移計算器，該偏移計算器判斷一介於該等第一坐標與該等第二坐標之間的第一偏移，並且該設備包括有一介面管理器，該介面管理器基於該第一偏移計算一校準轉換用於控制該運算裝置。
本文中揭示之一例示方法包括有基於一定位編碼膜之第一定位點判斷該定位編碼膜之第一坐標，該等第一坐標對應於一輸入裝置相對於一運算裝置之一顯示器之該定位編碼膜的一位置；基於該顯示器之一第一參考像素判斷一像素陣列之第二坐標，該等第二坐標對應於該輸入裝置相對於該顯示器之該像素陣列的該位置；測量一介於該定位編碼膜之該等第一坐標與該像素陣列之該等第二坐標之間的第一偏移；以及基於該第一偏移計算一校準轉換以控制該運算裝置。
圖1是一例示性運算系統100之一示意圖，該運算系統包括有一根據本揭露之教示所建構之輸入裝置110。例示性運算系統100包括有輸入裝置110及運算裝置120。在本文揭示的實例中，輸入裝置110係用於控制圖1之運算裝置120。圖1之輸入裝置110可經由一無線通訊鏈路(例如藍牙、Wi-Fi等)或有線通訊鏈路(例如通用串列匯流排(USB))與運算裝置120通訊性耦合。
在圖1所示的實例中，輸入裝置110是一數位筆，但輸入裝置110可藉由其他類型的輸入裝置(例如一滑鼠、一遠端指標器(pointer remote)等)來實施。輸入裝置110有助於運算裝置120之使用者控制。舉例而言，使用者可使用輸入裝置110在顯示器122上描繪影像、寫入文字、選擇項目(例如藉由觸摸顯示器122展現一與該項目相關聯之圖示的一部分、或按一下輸入裝置122之一按鈕)。例示性輸入裝置110包括有一感測器114，該感測器根據本揭露之教示讀 取或偵檢顯示器122上的項目(例如定位資訊、參考像素等)。圖1之例示性感測器114可藉由一相機或其他類型的光學感測器(例如紅外線(IR)感測器)來實施。
圖1之輸入裝置110包括有一裝置指標器118。例示性輸入裝置110之裝置指標器118可與顯示器122實體接觸以控制運算裝置120。圖1之輸入裝置110包括有一輸入控制器116(例如，其可藉由圖7之處理器平台700來部分或整體實施)，該輸入控制器有助於控制輸入裝置110或運算裝置120。因此，輸入控制器116可控制輸入裝置110之電力設定、控制設定、通訊設定、使用者互動等。舉例而言，輸入控制器116可經由裝置指標器118偵檢與顯示器122之接觸，並且基於與該螢幕之該接觸來控制運算裝置120。例示性輸入裝置110亦可包括有諸如一加速計之定位感測器，該等定位感測器監測、測量或判斷輸入裝置110之方位或移動。例示性輸入控制器116可基於該等定位感測器之測量結果來控制輸入裝置110或運算裝置120。
圖1所示實例中的輸入裝置110包括有一校準器112。圖1的例示性校準器112可用於校準輸入裝置110以根據本揭露之教示來控制運算裝置120。圖1的校準器112使用感測器114所偵檢或擷取之定位資訊(如下文所揭示)調整輸入裝置110或運算裝置120之設定以控制或校準輸入裝置110或運算裝置120。校準器112之一例示性實作態樣是在下文參照圖2揭示。
圖1的例示性運算裝置120可以是任何類型的運 算裝置(例如一膝上型電腦、一桌上型電腦、一平板電腦等)。圖1的運算裝置120包括有一顯示器122。圖1的例示性顯示器122可以是一液晶顯示器(LCD)、一發光二極體(LED)顯示器或任何其他類型的顯示器。因此，圖1的例示性顯示器122包括有一包含有LCD像素、LED像素等之像素陣列。在一些實例中，圖1的顯示器122是一觸控螢幕，有助於藉由用輸入裝置110或用一手或手指觸摸(或一使用者之任何其他觸摸)顯示器122來接收使用者輸入。在本文中所揭示之實例中，顯示器122可根據輸入裝置110用於對顯示器122校準輸入裝置110以在使用輸入裝置110時增強運算裝置120之控制(例如藉由提升偵檢顯示器122上輸入裝置110觸摸位置的準確性)。
圖1的例示性顯示器122包括有定位點之一定位編碼型樣(請參照圖4)，使輸入裝置110能夠(例如在校準期間、操作期間等)判斷其相對於顯示器122或相對於該顯示器之數層的位置。該例示性定位編碼型樣可包括於顯示器122之一定位編碼膜或層(例如顯示器122之一外部表面(例如一蓋玻璃)上之一定位編碼膜、介於顯示器122之一蓋玻璃與該顯示器之一像素層之間的一層定位編碼膜等)上。該例示性定位編碼膜可在製造期間或製造之後附接至顯示器122。舉例而言，該定位編碼膜可以是一可在顯示器122上予以更換或調整的可移除膜。該定位編碼膜之該定位編碼型樣之該等定位點可包含有(例如經由IR光)可識別或可偵檢的點、標記等，如上述。因此，圖1的顯示器122係用於 指出輸入裝置110相對於顯示器122之一定位編碼膜及該顯示器之一像素陣列的一定位而有助於運算裝置120之控制。
在本文中所揭示的一些實例中，一保持器可用於使輸入裝置110在運算裝置120之顯示器122上方保持靜態定位。舉例而言，此一保持器可附接至運算裝置120或顯示器122以提升輸入裝置110相對於顯示器122或運算裝置120的穩定性。
圖2是一例示性校準器112之一方塊圖，該校準器可用於實施圖1之校準器112。圖2的例示性校準器112包括有一位置檢測器210、一偏移計算器220及一介面管理器230。圖2所示實例中的校準器112包括有一通訊匯流排240，有助於位置檢測器210、偏移計算器220與介面管理器230之間的通訊。
圖2的例示性位置檢測器210控制一輸入裝置(例如輸入裝置110)之一感測器(例如感測器114)以根據本揭露之教示判斷該輸入裝置之校準點。一校準點於本文中使用時，是一輸入裝置(例如輸入裝置110)在輸入裝置110及顯示器122之校準期間相對於一運算裝置(例如顯示器122或顯示器122之一定位點)的一定位。換句話說，一校準點是擷取該定位編碼膜及像素陣列之影像用於對顯示器122校準輸入裝置110時，顯示裝置110(或該輸入裝置之部分，例如裝置指標器118)在顯示器122上之一定位或位置。圖2的位置檢測器210(例如基於一參考像素或多個參考像素在該定位編碼膜之一型樣內之一位置)判斷顯示器122之一定位編 碼膜相對於顯示器122之一像素陣列之一幾何位置的一幾何位置。在一些實例中，位置檢測器210偵檢顯示裝置122之該定位編碼膜之型樣以判斷該輸入裝置相對於顯示器122之該定位編碼膜的一位置。圖2的位置檢測器210亦可偵檢顯示器122上呈現的參考像素位置以判斷輸入裝置110相對於顯示器122之一像素陣列的一位置、或該定位編碼膜相對於該像素陣列的一幾何位置。在本文中揭示的實例中，位置檢測器210根據本揭露之教示，於各校準點判斷輸入裝置110相對於顯示器122之一定位編碼膜的該定位、以及輸入裝置110相對於顯示器122之一像素陣列的一定位。位置檢測器210之一例示性實作態樣是在下文參照圖3揭示。
圖2的例示性偏移計算器220計算一介於輸入裝置110相對於顯示器122之一定位編碼膜的一位置與該輸入裝置相對於顯示器122之一像素陣列的一位置之間的偏移。因此，偏移計算器220可接收輸入裝置110相對於該定位編碼膜的定位資訊(該定位編碼膜之x-y坐標)、以及輸入裝置110相對於顯示器122之一像素陣列的定位資訊(例如該像素陣列之x-y坐標)。基於該定位資訊(例如x-y坐標)，偏移計算器220可判斷一介於顯示器122之該定位編碼膜與顯示器122之一像素陣列之間的偏移(例如一定位差異)。
在一些實例中，圖2的偏移計算器220計算多個介於輸入裝置110之多個位置與該定位編碼膜及像素陣列之對應位置之間的偏移。因此，偏移計算器220可反覆計算輸入裝置110所判斷介於顯示器122之該定位編碼膜與該像素 陣列之間的偏移。舉例而言，可針對位於顯示器122之一第一位置附近(例如左上角)之一第一校準點計算一第一偏移，並且可針對位於顯示器122之一第二位置附近(例如一右下角)之一第二校準點計算一第二偏移。例示性偏移計算器220對介面管理器230提供偏移計算，用於校準輸入裝置110以控制運算裝置120。
圖2的例示性介面管理器230計算校準轉換，基於偏移計算器220所計算之該經判斷偏移或該等經判斷偏移，用於控制一運算裝置(例如運算裝置120)。舉例而言，介面管理器230基於該等計算之偏移，可判斷顯示器122之一定位編碼膜的旋轉、平移、比例縮放、畸變等。在此一實例中，介面管理器230基於顯示裝置122之該等經判斷特性(例如該定位編碼膜之該幾何位置)，可基於該校準轉換，指導輸入控制器116針對運算裝置120調整控制設定。更具體而言，當裝置指標器118於一特定位置接觸顯示器122時，輸入裝置110可提供該觸摸位置之控制坐標，該等控制坐標不同於計算該校準轉換並基於該校準轉換調整控制設定前所提供的控制坐標。因此，在本文中揭示的實例中，輸入裝置110之校準器112用顯示器122校準輸入裝置110以增強運算裝置120之控制(例如準確性提升)。
儘管圖2所示乃實施圖1之校準器112之一例示性方式，圖2所示之元件、程序或裝置中之至少一者仍可用任何其他方式來組合、區分、重新布置、省略、消除或實施。再者，圖2的位置檢測器210、偏移計算器220、介面管理器 230或更一般性的例示性計算器112可藉由硬體或硬體與可執行指令(例如軟體或韌體)之任何組合來實施。因此，舉例而言，位置檢測器210、偏移計算器220、介面管理器230或更一般性的例示性校準器112之任何一者可藉由一類比或數位電路、一邏輯電路、一可規劃處理器、一特定應用積體電路(ASIC)、一可規劃邏輯裝置(PLD)或一場可規劃邏輯裝置(FPLD)中之至少一者來實施。在閱讀本專利設備或系統請求項之任何一者以涵蓋一純軟體或韌體實作態樣時，位置檢測器210、偏移計算器220或介面管理器230中之至少一者在本文係明確定義為包括有諸如一記憶體、一數位多樣化光碟(DVD)、一光碟(CD)、一藍光光碟等儲存該等可執行指令之一有形電腦可讀儲存裝置或儲存碟。又再者，圖2的例示性校準器112除了圖2所示之外，或有別於圖2所示，另可包括有至少一個元件、程序或裝置，或可包括有多於一個所示元件、程序及裝置之任何一者或全部。
圖3是一例示性位置檢測器210之一方塊圖，該位置檢測器可用於實施圖2之校準器112之位置檢測器210。圖3的例示性位置檢測器210包括有一感測器控制器310、一膜型樣分析器320及一像素分析器330。圖3的例示性位置檢測器210藉由分析一定位編碼膜及一像素陣列之參考像素的影像來判斷一輸入裝置(例如輸入裝置110)之一位置。在本文中揭示的實例中，圖3的位置檢測器210可與一輸入裝置(例如輸入裝置110)之一校準器(例如校準器112)之一偏移計算器(例如偏移計算器220)或其他組件連通而有助於對一 顯示器(例如顯示器122)校準該輸入裝置。
圖3的例示性感測器控制器310控制輸入裝置110之感測器114(例如一相機或其他光學感測器)以擷取運算裝置120之顯示器122的影像。感測器控制器310可調整感測器114之設定，基於擷取之影像的意欲目標用於擷取該等影像。舉例而言，第一設定可用於擷取顯示器122之該定位編碼膜(或一定位編碼型樣)的影像，而第二設定可用於擷取顯示器122之一像素陣列之一參考像素的影像。更具體而言，感測器控制器310可指導感測器114(例如使用一光學帶通濾光器)偵檢IR光以偵檢該定位編碼膜之定位點。在此一實例中，感測器控制器310亦可控制感測器114之一IR發射器，用於偵檢該定位編碼膜之該等定位點。再者，圖3的感測器控制器310可指導感測器114調整設定以偵檢參考像素(例如位於該像素陣列之一指定位置(例如一轉角、一中心等)的像素)，該等參考像素係經照明以供藉由感測器114偵檢之用。舉例而言，感測器控制器310可實施一近IR濾光器以擷取該像素陣列(及(多個)參考像素)的影像。更具體而言，感測器控制器310可調整感測器114之濾光器以偵檢來自該等參考像素之像素發射之更長可見波長光(例如「紅色」)。換句話說，舉例而言，該等參考像素可以是紅色。再者，在一些實例中，若要擷取該等像素或參考像素的影像，感測器控制器310可關閉感測器114之一IR發射器、再次開大感測器114、控制該影像擷取之曝光時間、控制延伸影像整合(例如利用近IR濾光器或不用近IR濾光器)等。
在一些實例中，感測器控制器310可(經由該校準器或與運算裝置120之輸入裝置通訊鏈路)指導運算裝置120以一特定方式呈現該參考像素。舉例而言，感測器控制器310可請求運算裝置120最大化該參考像素之一亮度或顏色(例如紅色)。在此類實例中，這可增加通過感測器114之IR濾光器之一光量。在一些實例中，當使用一保持器時，可在輸入裝置110周圍使用一遮板限制待偵檢之一周圍光量。因此，在此類實例中，感測器310可經由校準器112、輸入裝置110或運算裝置120發信號給一使用者，以將輸入裝置110置放於一保持器內或一經遮蔽保持器。在一些實例中，感測器控制器310可判斷輸入裝置110或顯示器122之一環境的特性，並且指導該感測器、運算裝置120、或該輸入裝置之一使用者調整各別設定，基於該等經判斷特性，用於對顯示器122校準輸入裝置110。
在圖3的感測器控制器310對感測器114判斷或提供用於擷取顯示器122之影像的適當設定之後，感測器控制器310接收或取回顯示器122的對應影像。圖3的感測器控制器310轉發顯示器122之該定位編碼膜的影像至膜型樣分析器320，並且轉發顯示器122之該等參考像素或像素陣列的影像至像素分析器330。在一些實例中，同時包括有該定位編碼膜及該(等)參考像素之相同影像可予以發送至膜型樣分析器320及像素分析器330以供分析之用。例示性膜型樣分析器320及例示性像素分析器330可藉由一影像處理器或多個影像處理器來實施。
圖3的例示性膜型樣分析器320識別顯示器122之該定位編碼膜之一型樣。舉例而言，膜型樣分析器320可識別該定位編碼膜上包含有定位點之一定位編碼型樣的全部或部分。因此，膜型樣分析器320可使用任何適合的影像處理技術來分析感測器114所擷取之影像並偵檢該感測器所擷取定位點之型樣。
圖3的膜型樣分析器320基於該經識別型樣，可判斷輸入裝置110相對於顯示器122之該定位編碼膜的一定位。在本文中揭示的實例中，該定位編碼膜之該定位編碼型樣對該輸入裝置可以是標準或可予以規劃(例如儲存於輸入裝置110或運算裝置120之一記憶體上)。因此，膜型樣分析器310可用該定位編碼膜之該定位編碼型樣交互參照該經偵檢型樣以判斷輸入裝置110相對於該定位編碼膜的一位置。在一些實例中，膜型樣分析器320可(例如藉由自輸入裝置110之一加速計取回或接收方位資料/資訊)考慮輸入裝置110在擷取該等影像時之一方位。因此，膜型樣分析器320可偵檢(例如該輸入裝置垂直於該定位編碼膜而置時)與該定位編碼膜之該定位編碼型樣之部分完全匹配的型樣，或由於輸入裝置110之一方位而與該定位編碼型樣之一部分類似或成比例的型樣。因此，像素分析器330可判斷該像素陣列之坐標，該等坐標對應於輸入裝置110相對於顯示器122之該像素陣列的該位置。因此，膜型樣分析器320可判斷該定位編碼膜之x-y坐標，該等x-y坐標對應於輸入裝置110相對於顯示器122之該定位編碼膜的該位置(參照圖 4A)。
圖3的例示性像素分析器330識別顯示器122之該像素陣列中之一參考像素或數個參考像素。在一些實例中，像素分析器330可識別該顯示器在接收自感測器控制器310之該經擷取影像中之該像素陣列之一轉角像素。在一些實例中，像素分析器330可偵檢該像素陣列中之一指定參考像素。舉例而言，指定參考像素可基於該參考像素之特性(例如顏色、位置等)來偵檢。在一些實例中，可使用複數個參考像素。像素分析器330基於該經擷取影像中該經偵檢參考像素之一位置，可判斷輸入裝置110相對於顯示器122之該像素陣列的一位置。由於該參考像素位於一固定或已知定位，像素分析器330可藉由判斷一離該參考像素(或該組參考像素)之距離及方向，判斷輸入裝置110相對於顯示器122之該像素陣列的該位置。在一些實例中，類似於膜型樣分析器320，像素分析器330可基於一加速計在擷取該(等)參考像素之該影像時所得到之測量結果，考慮輸入裝置110之一方位。因此，像素分析器330可判斷該像素陣列之坐標，該等坐標對應於輸入裝置110相對於顯示器122之該像素陣列的該位置(參照圖4B)。
儘管圖3所示乃實施圖2之位置檢測器210之一例示性方式，圖3所示之元件、程序或裝置中之至少一者仍可用任何其他方式來組合、區分、重新布置、省略、消除或實施。再者，圖3之感測器控制器310、膜型樣分析器320、像素分析器330或更一般性的位置檢測器210可藉由硬體或 硬體與可執行指令(例如軟體或韌體)之任何組合來實施。因此，舉例而言，感測器控制器310、膜型樣分析器320、像素分析器330或更一般性的位置檢測器210之任何一者可藉由一類比或數位電路、一邏輯電路、一可規劃處理器、一特定應用積體電路(ASIC)、一可規劃邏輯裝置(PLD)或一場可規劃邏輯裝置(FPLD)中之至少一者來實施。在閱讀本專利設備或系統請求項之任何一者以涵蓋一純軟體或韌體實作態樣時，感測器控制器310、膜型樣分析器320或像素分析器330中之至少一者在本文係明確定義為包括有諸如一記憶體、一數位多樣化光碟(DVD)、一光碟(CD)、一藍光光碟等儲存該等可執行指令之一有形電腦可讀儲存裝置或儲存碟。又再者，圖3的例示性位置檢測器210除了圖3所示之外，或有別於圖3所示，另可包括有至少一個元件、程序或裝置，或可包括有多於一個所示元件、程序及裝置之任何一者或全部。
圖4A及4B繪示圖1之顯示器122的例示性影像，該等影像可藉由圖1之輸入裝置110、圖2之校準器112、或圖3之位置檢測器210來分析，用以根據本揭露之教示對顯示器122校準輸入裝置110。圖4A繪示顯示器122之一定位編碼膜420的一例示性影像，而圖4B繪示顯示器122之一像素陣列430的一例示性影像。定位編碼膜420及像素陣列430的該等例示性影像可根據本揭露之教示予以在一校準程序期間(以任何順序循序或同時)擷取。在一些實例中，輸入裝置110係相對於圖4A及圖4B兩者之顯示器122位於同一定位 或幾乎同一定位。
在圖4A所示的實例中，顯示器122之定位編碼膜420可位於顯示器122之一蓋玻璃上面或下面。例示性定位編碼膜420包含有複數個分布於整個定位編碼膜420用以形成一定位編碼型樣的定位點422。圖4A的例示性定位點422未均勻分布，使得輸入裝置110可在控制操作(即用以控制運算裝置120之操作)及校準期間識別其相對於該定位編碼膜的定位。因此，例示性輸入裝置110可存取定位點422之該定位編碼型樣以判斷其相對於定位編碼膜420的位置。在一些實例中，定位編碼膜420可能只有使用IR光才可偵檢。因此，該定位編碼膜及定位點的該例示性影像可視為已在紅外光下拍攝。
在圖4A中，例示性輸入裝置110可偵檢一區域424(藉由虛線表示)內之定位點422以判斷輸入裝置110相對於定位編碼膜420的一位置。圖4A的例示性區域424可以是輸入裝置110之感測器114之一範圍內的一區域。因此，在圖4A中，若要判斷輸入裝置110相對於該定位編碼膜的一位置，輸入裝置110可在該定位編碼膜之區域424中投射IR光，並且擷取區域424之一影像。基於區域424內定位點422之經偵檢型樣426，輸入裝置110可判斷其相對於顯示器122之定位編碼膜420的位置。舉例而言，膜型樣分析器320可比較區域424內擷取之該型樣與定位編碼膜420之一儲存複製或版本之該定位編碼型樣以判斷輸入裝置110相對於定位編碼膜420的該位置。藉由比對該經擷取型樣與該儲存 (或已知)的定位編碼型樣，膜型樣分析器320使用任何適合的影像處理及分析(例如輸入裝置110之方位分析)來判斷輸入裝置110的該位置。
圖4B的例示性像素陣列430是任何適用於經由該顯示器對一使用者呈現媒體、資訊、應用程式等的像素陣列(例如LCD、LED等)。舉例而言，像素陣列430可呈現一桌面、一背景影像、一應用程式(例如一校準應用程式)等。在圖4B所示的實例中，顯示器122之像素陣列430正在呈現待由輸入裝置110偵檢用於對顯示器122校準輸入裝置110之一參考像素432。在圖4B中，像素陣列430也正在對一使用者(對顯示器122校準輸入裝置110之一人員)呈現一訊息434。在一些實例中，訊息434可指導該使用者將輸入裝置110置放於一特定位置(例如參考像素432上面)。在圖4B所示的實例中，參考像素430是位於顯示器422之一右上角。在一些實例中，參考像素432可以是一實際轉角像素(例如顯示器122之該右上角像素)或一位於像素陣列430之任何其他定位的像素。在一些實例中，顯示器122可呈現具有某些特性(例如顏色、亮度等)的參考像素432，使得輸入裝置110可偵檢參考像素432。另外或替代地，可呈現複數個類似於參考像素432之參考像素(例如用以在顯示器122上呈現一特定形狀或型樣)。在一些實例中，輸入裝置110或運算裝置120可傳送設定或指令以供呈現或偵檢參考像素432。
在圖4B中，例示性輸入裝置110在該參考像素位 於感測器114之一影像擷取區域434內(例如位於類似於區域424之一區域內)時偵檢參考像素432。舉例而言，感測器114可擷取參考像素432意欲或期望所在之區域434內之像素陣列430之一影像(例如一位於輸入裝置110下方之區域)。在(例如使用感測器114之特定設定偵檢參考像素432)擷取參考像素432之一影像之後，圖3的像素分析器330可基於該參考像素在該影像中之一位置，判斷輸入裝置110相對於像素陣列430的一位置。舉例而言，使用影像處理及輸入裝置方位測量結果(來自一加速計)，像素分析器330可使用任何適合的影像處理技術判斷一離參考像素432之距離及方向。
因此，使用圖4A及圖4B所示的經擷取影像，例示性輸入裝置110本身可根據本揭露之教示對顯示器122校準，用於增強運算裝置120之控制。
圖5及圖6展示代表例示性機器可讀指令之流程圖，用於實施圖2之校準器112。在這些實例中，該等機器可讀指令包含有供一處理器執行之(多個)程式/(多個)程序，該處理器例如是下文參照圖7所述例示性處理器平台700中所示的處理器712。該(等)程式/程序可具體實現為可執行指令(例如軟體)，該等可執行指令係儲存於一有形電腦可讀儲存媒體上，例如一CD-ROM、一軟式磁片、一硬碟機、一數位多樣化光碟(DVD)、一藍光光碟或一與處理器712相關聯之記憶體，但其整體程式/程序或部分可替代地藉由一有別於處理器712之裝置來執行、或具體實現為韌體 或專屬硬體。再者，雖然該(等)例示性程式乃參照圖5及圖6所示的流程圖加以說明，仍可替代地使用實施例示性校準器112的許多其他方法。舉例而言，程序塊之執行順序可變更，或所述程序塊中有一些可變更、消除或組合。
圖5的例示性程序500始於校準器112之一起始(例如啟動時、收到來自一使用者之指令時、實施校準器112之一裝置(例如輸入裝置110)啟動時、進入一校準模式時等)。可執行圖5之實例中的程序500以判斷一介於一定位編碼膜與一顯示器之一像素陣列之間的偏移，並且基於該偏移來計算一校準轉換。圖5的例示性程序500可反覆重複。在一些實例中，程序500可反覆重複，並且可進行平均計算，用於判斷一介於該定位編碼膜與該像素陣列之間的偏移。
於圖5的程序塊510，位置檢測器210之膜型樣分析器320判斷顯示器122之該定位編碼膜的坐標，該等坐標對應於輸入裝置110的一位置。舉例而言，於程序塊520，膜型樣分析器320可分析感測器114所擷取之該定位編碼膜的影像，並且比較該等影像與該定位編碼膜之一定位編碼型樣以判斷該等坐標。於程序塊520，位置檢測器210之像素分析器330判斷該像素陣列之坐標，該等坐標對應於該輸入裝置之該位置。舉例來說，於程序塊520，像素分析器330可分析一參考像素之一影像，而且該影像是拍攝自同一位置作為該定位編碼膜之該影像，用以判斷該輸入裝置相對於該像素陣列之該位置。
在圖5中，於程序塊530，偏移計算器220計算一介於該定位編碼膜之坐標與該像素陣列之坐標之間的偏移。在一些實例中，於程序塊530，偏移計算器220可計算複數個對應於複數個校準點之偏移。於程序塊540，基於該計算之偏移，介面管理器230計算一校準轉換以基於該偏移控制該運算裝置。舉例而言，於程序塊540，介面管理器230可計算該定位編碼膜相對於該像素陣列之一旋轉、平移、畸變、比例縮放，用於以輸入裝置110控制運算裝置120。於程序塊540，圖5的程序500結束。在一些實例中，在程序塊540之後，控制可回到程序塊510以執行程序塊500之另一反覆動作(例如針對輸入裝置110之另一校準點)。
圖5之例示性程序600始於校準器112之一起始。可執行圖6之實例中的程序600以判斷一介於一定位編碼膜與一顯示器之一像素陣列之間的偏移，並且基於該偏移來計算一校準轉換。於程序塊610，校準器112判斷位於輸入裝置110之一第一校準點的一第一偏移以對運算裝置120之顯示器122校準該輸入裝置。在一些實例中，可執行圖5的程序500(或其部分)以實施圖6的程序610。於程序塊620，校準器112計算位於輸入裝置110之一第二校準點之一第二偏移以對該顯示器校準該輸入裝置。在一些實例中，可反覆執行圖5的程序500(或其部分)以實施圖6的程序610及程序塊620。於程序塊610及620，該計算器可進行類似操作以計算位於該等各別校準點之該等偏移。舉例而言，於程序塊610及620，校準器112可判斷顯示器122之一定位編碼膜 的坐標及該顯示器之一像素陣列的坐標，該等坐標對應於輸入裝置110之一位置(即該校準點之一位置)。於程序塊610及620，計算器112可接著計算介於該定位編碼膜之該等坐標與該像素陣列之該等坐標之間的差異以判斷該等偏移。
於程序塊630，校準器112基於該第一偏移及該第二偏移來計算一校準轉換。舉例而言，校準器112(例如經由介面管理器230)可計算該定位編碼膜相對於該像素陣列之一旋轉，或該定位編碼膜相對於該像素陣列之一平移。在一些實例中，多個偏移可用於計算該定位編碼膜相對於該像素陣列之畸變，或該定位編碼膜相對於該像素陣列之比例縮放。在程序塊630之後，程序600結束。
如上述，圖5及圖6的例示性程序可使用編碼指令(例如電腦或機器可讀指令)來實施，該等編碼指令可儲存於一有形電腦可讀儲存媒體上，例如一硬碟機、一快閃記憶體、一唯讀記憶體(ROM)、一光碟(CD)、一數位多樣化光碟(DVD)、一快取記憶體、一隨機存取記憶體(RAM)或任何其他得以將資訊儲存任何持續時間之儲存裝置或儲存碟(例如延伸時段、永久，舉簡例來說，用於暫時緩衝，或用於快取該資訊)。有形電腦可讀儲存媒體一詞於本文中使用時，係明確定義為包括有任何類型的電腦可讀儲存裝置或儲存碟，而且排除傳播信號並排除傳輸媒體。「有形電腦可讀儲存媒體」及「有形機器可讀儲存媒體」於本文中使用時係可交換使用。另外或替代地，圖5及圖6的例示性程序 可使用編碼指令(例如電腦或機器可讀指令)來實施，該等編碼指令可儲存於一非暫時性電腦或機器可讀媒體上，例如一硬碟機、一快閃記憶體、一唯讀記憶體、一光碟、一數位多樣化光碟、一快取記憶體、一隨機存取記憶體或任何其他得以將資訊儲存任何持續時間之儲存裝置或儲存碟(例如延伸時段、永久，舉簡例來說，用於暫時緩衝，或用於快取該資訊)。非暫時性電腦可讀媒體一詞於本文中使用時，係明確定義為包括有任何類型的電腦可讀儲存裝置或儲存碟，而且排除傳播信號並排除傳輸媒體。於本文中使用時，當「至少」一詞在一請求項之一前文當作轉折語使用時，與「包含有」一詞同樣屬於開放式用語。「一」或其變形於本文中使用時，可意味著「至少一個」，因此，「一」或其變形在用於說明一特定元件時，不必然將該元件限定於單一元件。「或」一詞於本文中使用時，是用於串接，除非另有所指，不視為一「排他性的或」。
圖7是一例示性處理器平台700之一方塊圖，該處理器平台能夠執行圖5或圖6之指令以實施圖2之校準器112或圖3之位置檢測器210。例示性處理器平台700可以是任何設備或可包括於任何類型的設備中，例如一輸入裝置(例如輸入裝置110、一數位筆、一滑鼠、一指標器等)、一行動裝置(例如一行動電話、一智慧型手機、一平板等)、一個人數位助理器(PDA)、或任何其他類型的運算裝置。
圖7所示實例的處理器平台700包括有一處理器712。所示實例的處理器712是硬體。舉例而言，處理器712 可藉由來自任何所欲系列或製造商之至少一個積體電路、邏輯電路、微處理器或控制器來實施。
所示實例的處理器712包括有一區域記憶體713(例如一快取記憶體)。所示實例的處理器712是經由一匯流排718與一包括有一依電性記憶體714及一非依電性記憶體716之主記憶體連通。依電性記憶體714可藉由同步動態隨機存取記憶體(SDRAM)、動態隨機存取記憶體(DRAM)、RAMBUS動態隨機存取記憶體(RDRAM)或任何其他類型的隨機存取記憶體裝置來實施。非依電性記憶體716可藉由快閃記憶體或任何其他類型的記憶體裝置來實施。對主記憶體714、716之存取是藉由一記憶體控制器來控制。
所示實例的處理器平台700亦包括有一介面電路720。介面電路720可藉由任何類型的介面標準來實施，例如一乙太網路介面、一通用串列匯流排(USB)、或一高速週邊組件互連(PCI)介面。
在所示實例中，至少一個輸入裝置722係連接至介面電路720。(多個)輸入裝置722許可一使用者輸入資料及命令到處理器712。(多個)輸入裝置舉例而言，可藉由一音訊感測器、一麥克風、一相機(靜物或視訊型)、一鍵盤、一按鈕、一觸控螢幕、一軌跡墊(track-pad)、一軌跡球、isopoint或一語音辨識系統來實施。
至少一個輸出裝置724亦連接至所示實例之介面電路720。(多個)輸出裝置724舉例而言，藉由顯示裝置來實施(例如一發光二極體(LED)、一有機發光二極體(OLED)、 一液晶顯示器、一觸控螢幕、一觸覺式輸出裝置、一發光二極體(LED)、一列印機或揚聲器)。所示實例的介面電路720因此可包括有一圖形驅動卡、一圖形驅動晶片或一圖形驅動處理器。
所示實例的介面電路720亦包括有一通訊裝置，例如一傳送器、一接收器、一收發器、一數據機或網路介面卡，有助於經由一網路726(例如一乙太網路連線、一數位用戶線(DSL)、一電話線、同軸電纜、一蜂巢式電話系統等)與外部機器(例如任何種類的運算裝置)交換資料。
所示實例的處理器平台700亦包括有至少一個用於儲存可執行指令(例如軟體)或資料的大量儲存裝置728。此(類)大量儲存裝置728的實例包括有軟式磁碟機、硬式驅動碟、光碟機、藍光光碟機、RAID系統及數位多樣化光碟(DVD)驅動機。
圖5及圖6的編碼指令732可儲存於大量儲存裝置728中、區域記憶體713中、依電性記憶體714中、非依電性記憶體716中、或一諸如一CD或DVD之有形電腦可讀儲存媒體上。
經由前述說明，將了解的是，以上所揭示之方法、設備及製品使一輸入裝置可用於將其本身與一運算裝置之一顯示器校準，用以增強或提升控制該運算裝置的準確性。在本文中揭示的實例中，該輸入裝置可使用該輸入裝置之一感測器，判斷其相對於一顯示器之一定位編碼膜及該顯示器之一像素陣列的位置。該輸入裝置可使用該感 測器所擷取的影像計算由於該定位編碼膜及該像素陣列之錯準所導致的一偏移或一組偏移。利用一高度準確性(例如300微米內)，可接著對該顯示器校準該輸入裝置以增強該運算裝置之控制(例如繪圖、寫字、按一下等)。本文中揭示之實例容許一顯示器的定位編碼膜可移除或可調整，因為該輸入裝置可能本身對該可調整之定位編碼膜是可校準的。
雖然本文中已揭示某些例示方法、設備及製品，本專利的涵蓋範疇仍不限於此。反之，本專利涵蓋所有完全落於本專利申請專利範圍內的方法、設備及製品。
100‧‧‧運算系統
110‧‧‧輸入裝置
112‧‧‧校準器
114‧‧‧感測器
116‧‧‧輸入控制器
118‧‧‧裝置指標器
120‧‧‧運算裝置
122‧‧‧顯示器

Claims (15)

  1. 一種設備，其包含有：一位置檢測器，該位置檢測器判斷一運算裝置之一顯示器之一定位編碼膜相對於該顯示器之一像素陣列之幾何位置的一幾何位置；一偏移計算器，該偏移計算器判斷一介於該定位編碼膜與該像素陣列之該幾何位置之間的偏移；以及一介面管理器，該介面管理器計算一校準轉換，該校準轉換待由該設備基於該偏移用於控制該運算裝置。
  2. 如請求項1之設備，其中該設備是一數位筆。
  3. 如請求項1之設備，用以判斷該定位編碼膜相對於該像素陣列之該幾何位置的該位置檢測器進行以下步驟：判斷該定位編碼膜之第一坐標，該等第一坐標對應於該設備相對於該定位編碼膜之一位置；判斷該像素陣列之第二坐標，該等第二坐標對應於該設備相對於該像素層之該位置。 其中該偏移是經由一介於該等第一坐標與該等第二坐標之間的第二偏移來判斷。
  4. 如請求項1之設備，其更包含有一感測器，該感測器擷取該定位編碼膜之定位點之一第一影像，並且擷取該第一陣列中之參考像素之一第二影像；一膜型樣分析器，該膜型樣分析器比較該等定位點 之該第一影像與該定位編碼膜之一定位編碼型樣以判斷該等第一坐標；以及一像素分析器，該像素分析器判斷該第二擷取影像內之該參考像素之該位置以判斷該等第二坐標。
  5. 如請求項1之設備，其更包含有一感測器，該感測器使用第一設定偵檢該定位編碼膜之定位點，並且使用第二設定偵檢該像素陣列中使用延伸影像整合時間之一參考像素。
  6. 如請求項5之設備，其中該等第一設定包含有使用該感測器之一紅外線濾光器及該感測器之一紅外線發射器。
  7. 如請求項5之設備，其中該等第二設定包含有停用該感測器之一紅外線濾光器、及偵檢來自該參考像素之像素發射之更長可見波長光。
  8. 如請求項1之設備，其更包含有一影像處理器，該影像處理器使用第一設定偵檢該定位編碼膜在一影像內的定位點，並且使用第二設定偵檢該像素陣列於該影像中之一參考像素。
  9. 如請求項1之設備，其中該定位編碼膜為可移除式，並且定位於該顯示器之一外部表面上。
  10. 一種方法，其包含有：基於一定位編碼膜之第一定位點判斷該定位編碼膜之第一坐標，該等第一坐標對應於一輸入裝置相對於一運算裝置之一顯示器之該定位編碼膜的一位置；基於該顯示器之一第一參考像素判斷一像素陣列 之第二坐標，該等第二坐標對應於該輸入裝置相對於該顯示器之該像素陣列的該位置；測量一介於該定位編碼膜之該等第一坐標與該像素陣列之該等第二坐標之間的第一偏移；以及基於該第一偏移計算一校準轉換以控制該運算裝置。
  11. 如請求項10之方法，其更包含有基於該校準轉換使用該輸入裝置控制該運算裝置之一態樣。
  12. 如請求項10之方法，其更包含有：比較該定位編碼膜之一影像與該定位編碼膜之一已儲存定位編碼型樣以判斷該等第一坐標，該影像乃藉由該輸入裝置之一感測器擷取。
  13. 如請求項10之方法，其更包含有：判斷一參考像素於該像素陣列之一影像中的一位置以判斷該等第二坐標，該影像乃藉由該輸入裝置之一感測器擷取。
  14. 一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，其包含有在執行時令一機器至少進行下列步驟的指令：判斷一位於一輸入裝置之一第一校準點的第一偏移，用於對一運算裝置之一顯示器校準該輸入裝置，該第一偏移乃藉由以下步驟來判斷：使用該輸入裝置之一感測器，判斷該顯示器之一定位編碼膜對應於該輸入裝置之一第一位置的第一坐標， 使用該顯示器之該感測器，判斷該顯示器之一像素陣列對應於該輸入裝置之該第一位置的第一坐標；以及計算介於該定位編碼膜之該等第一坐標與該像素陣列之該等第一坐標之間的差異，該差異對應於該第一偏移；判斷位於一第二校準點之一第二偏移，用於對該顯示器校準該輸入裝置，該第二偏移乃藉由以下步驟來判斷：使用該輸入裝置之該感測器，判斷該顯示器之該定位編碼膜對應於該輸入裝置之一第二位置的第二坐標，使用該顯示器之該感測器，判斷該顯示器之該像素陣列對應於該輸入裝置之該第二位置的第二坐標；以及計算介於該定位編碼膜之該等第二坐標與該像素陣列之該等第二坐標之間的差異，該差異對應於該第二偏移；以及基於該第一偏移及該第二偏移計算一校準轉換，該校準轉換調整該輸入裝置之控制設定以控制該運算裝置。
  15. 如請求項14之非暫時性電腦可讀儲存媒體，其更包含有令該機器進行以下步驟的指令：使用該感測器之第一設定擷取該第一影像；以及 使用該感測器之第二設定擷取該第二影像。
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