TWI414979B - 手寫輸入裝置及其角度校正方法 - Google Patents

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Description

手寫輸入裝置及其角度校正方法
本發明係有關一種角度校正方法，特別是關於一種電子書之邊緣傾斜角度校正方法。
目前有多種觸碰感測型之電腦輸入裝置，如平板電腦(Tablet PC)，係用來結合電腦螢幕進行觸碰式控制，此種裝置係用以量測位置指示器(position pointer)之位置或手指觸碰於感測表面上之位置，藉以產生對應之座標，而與電腦裝置進行互動。常見的觸控裝置係使用電容式感測、電阻式感測、紅外線感測、超音波感測與壓電反壓力感測…等多種感測技術來進行感測。
請參考第一圖，係為傳統電磁感應式觸控裝置之外觀示意圖。電磁感應式觸控裝置(以下簡稱觸控裝置)1係用來搭配一電磁筆2使用。觸控裝置1具有一顯示面板11以及一天線層(圖中未示)，而天線層位於顯示面板下方，用來接收電磁筆2所發射的電磁波訊號。當電磁筆2靠近顯示面板11時，會發射電磁波，天線迴路再根據收到的電磁波強弱程度來判斷書寫位置、筆跡、壓力等資訊。然而，由於顯示面板11位於天 線層與電磁筆2之間，且顯示面板11本身具有厚度，所以，會造成電磁筆2所發出的電磁波與天線層之間出現折射角，使得所呈現之游標位置與電磁筆2的筆頭位置之間會發生視差(parallax)，且當電磁筆2愈傾斜或當顯示面板11的厚度愈厚的時候，存在於游標與電磁筆2筆頭之間的視差將會愈嚴重。
鑒於上述，觸控裝置1在設計時，必須要搭配偵測電磁筆2之傾斜角度的機制，如此才能根據傾斜角度來對所呈現的筆跡位置進行適當的調整或補償。目前常見的方式是利用天線層所感應的磁場電壓比例來判斷電磁筆2的傾斜角度，請一併參考第二圖，係為天線層所感應的磁場變化示意圖。當電磁筆2垂直地靠近顯示面板11時，在位置X-5-X5所感應到的電磁波訊號如第二圖所示，其中，位置X0最靠近電磁筆2的筆尖，故電磁波最強，且訊號強度會依序且對稱地向四周遞減。藉由偵測最大訊號位置(如位置X0)與其左右兩側位置(位置X-5或位置X5)所感應之電壓值的比例，即可判斷目前的電磁筆2之傾斜角度。
若電磁筆2靠近顯示面板11上的A點，係可使用上述方式來判斷其傾斜角度，然而電磁筆2靠近B點時，由於B點在顯示面板11的邊緣處，天線層無法感應右側(相當於位置X4,X5)的電壓值，故無法有效地判斷傾斜角度。
為了解決上述問題，本發明實施例之目的在於提出一種手寫輸入裝置及其邊緣傾斜角度校正方法，其能針對手寫輸入裝置之邊緣 部份來有效地校正傾斜角度。
本發明係揭示一種角度校正方法，係適用於一手寫輸入裝置感應一位置指示器。所述之方法包含以下步驟：首先，提供一傾斜角度對應表；接著，偵測該位置指示器觸碰該手寫輸入裝置的一第一位置時所產生之一第一感應電壓振幅；再偵測距離該第一位置一預設距離之一第二位置處的一第二感應電壓振幅；之後，計算第一感應電壓振幅與第二感應電壓振幅的比例，進而產生一振幅比值；最後，依據計算出的振幅比值查詢傾斜角度對應表，以找出相對應的一傾斜角度。藉此，根據傾斜角度來調整第一位置顯示於手寫輸入裝置之位置，或對所產生的第一感應電壓振幅做適當地補償。
本發明又揭示一種手寫輸入裝置，係用來感應一位置指示器。所述之手寫輸入裝置包含一儲存單元、一感測模組以及一微控制器。儲存單元係用來儲存一傾斜角度對應表；感測模組係用來感測位置指示器觸碰手寫輸入裝置的一第一位置時所產生之一第一感應電壓振幅，以及感測距離第一位置一預設距離之一第二位置處的一第二感應電壓振幅；而微控制器係耦接於儲存單元與感測模組之間，用來計算該第一感應電壓振幅與該第二感應電壓振幅的一振幅比值，並依據該振幅比值查詢該傾斜角度對應表，以找出相對應的一傾斜角度。藉此，根據該傾斜角度來調整該第一位置顯示於手寫輸入裝置之位置，或對所產生的該第一感應電壓振幅做適當地補償。
以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明為達成預定目的所採取之方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖式中加以闡述。
習知
1‧‧‧電磁感應式觸控裝置
2‧‧‧電磁筆
11‧‧‧顯示面板
X-5-X5‧‧‧位置
本發明
3‧‧‧手寫輸入裝置
31‧‧‧顯示面板
311‧‧‧書寫區
3111‧‧‧邊緣區域
3113‧‧‧中央區域
4‧‧‧位置指示器
33‧‧‧儲存單元
35‧‧‧微控制器
37‧‧‧感測模組
5‧‧‧傾斜角度對應表
X-5-X0‧‧‧位置
S601-S617‧‧‧步驟
第一圖係為傳統電磁感應式觸控裝置之外觀示意圖。
第二圖係為天線層所感應的磁場變化示意圖。
第三圖係為本發明所揭示手寫輸入裝置之一具體實施例之架構示意圖。
第四A-四C圖係為本發明所揭示右邊緣之感應電壓振福之一具體實施例之示意圖。
第五圖係為本發明所揭示之傾斜角度對應表之示意圖。
第六圖係為本發明所揭示之角度校正方法之步驟流程圖。
本發明所提出之手寫輸入裝置及其邊緣傾斜角度校正方法，係根據訊號之電壓振幅比例來查表找出所對應之傾斜角度，故能針對手寫輸入裝置之邊緣部份來有效地校正傾斜角度。
首先，請參考第三圖，係為本發明所揭示手寫輸入裝置之一具體實施例之架構示意圖。所述之手寫輸入裝置3係用來感應一位置指示器(position pointer)4，並產生對應之座標。具體來說，手寫輸入裝置3可為一電磁感應式數位板(digitizer)或任何電磁感應式之觸控裝置；而位置指示器4可為一電磁筆，其具有一筆型的容置空間，用來設置一磁性元件(圖中未示)。而該磁性元件的外表面上通常纏繞一以多股線所繞成的線圈(圖中未示)，用來產生振蕩(Oscillation)，以便手寫 輸入裝置3計算出定位資訊。其中，所述位置指示器4之外觀可以任意替代，且內部設計上更包括習知常用之元件，故不以揭露者為限。
手寫輸入裝置3包含一顯示面板31、一儲存單元33、一感測模組37以及一微控制器35。顯示面板31具有一書寫區311，其劃分成一中央區域3113及一邊緣區域3111。感測模組37係用來感測位置指示器4接觸之位置及產生的電壓振幅，一具體實施例中，感測模組37具有一天線層，係為網格狀的天線迴路，且位於顯示面板31之下方。當位置指示器4靠近顯示面板31時，感測模組37會感應出接觸點四周的電壓值，微控制器35便可依據感應到的電壓值變化比例來判斷位置指示器4的傾斜角度。
然而，若位置指示器4係觸碰顯示面板31的邊緣區域3111時，會有部分的電壓值無法感應到。請參考第四A-四C圖，該圖係為本發明所揭示右邊緣之感應電壓振福之一具體實施例之示意圖。當位置指示器4接觸顯示面板31的最右邊緣時，由於觸控點的右側沒有天線迴路，故感測模組37僅會在位置X-5-X0感應到電壓值及電壓振幅強度，其中，位置X0最靠近位置指示器4，故電壓振幅最強，且訊號強度會依序地向四周遞減。值得注意的是，位置指示器4的傾斜角度會影響位置X-5或X-4的電壓振幅變化，如圖所示，第四A、B圖中的位置指示器4係分別垂直地與向右傾斜地接近顯示面板31，故同樣在位置X-5上，前者會比後者所感應的電壓振幅大；而當位置指示器4向左傾斜地接近顯示面板31，如第四C圖所示，位置X-5上所感應的電壓振幅強度亦會依據位置指示器4的傾斜角度而不同。同理可證，位置指示器4接觸顯示面 板31的最左邊緣時，亦會有上述之情形，故不再冗述。
鑒於上述特性，本發明因而統計在不同的傾斜角度下，位置指示器4之接觸點(如位置X0)與接觸點距離一預設距離處(如位置X-5)，兩者所感應到的感應電壓振幅之比例，進而獲得一傾斜角度對應表5，如第五圖所示。一具體實施例，傾斜角度對應表5係儲存於儲存單元33中。
在實作上，微控制器35係耦接於儲存單元33與感測模組37之間，當位置指示器4觸碰顯示面板31之一第一位置(如位置X0)時，感測模組37會感測第一位置以及距離第一位置一預設距離之一第二位置(如位置X-5)處所產生之一第一感應電壓振幅以及一第二感應電壓振幅。微控制器35便計算第一感應電壓振幅與第二感應電壓振幅的振幅比值，並依據計算出的振幅比值來查詢傾斜角度對應表5，以找出相對應的一傾斜角度。例如，若振幅比值為40，則經查表可判斷出位置指示器4之傾斜角度為90度。其中，第一感應電壓振幅與第二感應電壓振幅的差距愈大，則查詢傾斜角度對應表5而找出所對應的傾斜角度就愈大；而第一感應電壓振幅與第二感應電壓振幅的差距愈小，則查詢傾斜角度對應表5而找出所對應的傾斜角度就愈小。藉此，根據查到的傾斜角度來適當地調整位置指示器4之出水軌跡應顯示於手寫輸入裝置3之位置；或對感應到的第一感應電壓振幅做適當地補償，例如，在傾斜角度30度的情況，接觸點感應的第一感應電壓會略小(相較於傾斜角度90度)，故可適當地補償。
值得注意的是，上述實施例是根據位置X0和位置X-5之天 線迴路所感應的電壓振幅比值來產生傾斜角度對應表5，然而，亦可根據位置X0和位置X-4之天線迴路所感應的電壓振幅，或其他任何根據電壓振幅變化情形來產生傾斜角度對應表5，故不以揭露者為限。
於本發明之一具體實施例中，當位置指示器4觸碰顯示面板31之第一位置時，可先判斷第一位置是否落於中央區域3113，若是，則可直接根據所感應之電壓值變化來計算出傾斜角度；反之，則可利用本發明所揭露之方法來判斷傾斜角度。當然，整個書寫區31亦可都使用本發明提出之方法來判斷傾斜角度，故不以揭露者為限。
最後，請參閱第六圖，該圖係為本發明所揭示角度校正方法的步驟流程圖。其中相關之系統架構及請同時參閱第三圖至第五圖。如第六圖所示，所述之角度校正方法之步驟如下：首先，提供一傾斜角度對應表5，儲存於儲存單元中(步驟S601)；接著，利用位置指示器4觸碰(或接近)手寫輸入裝置3的一第一位置(如位置X0)(步驟S603)，微控制器35隨即根據感測模組37感應的定位資訊來判斷第一位置是否落於中央區域3113中(步驟S605)，若是，則根據習知感應電壓值的方法來推算傾斜角度(步驟S607)，在此將不予以冗述。
若步驟S605的判斷為否，則表示第一位置係落於邊緣區域3111，則感測模組37偵測觸碰點的第一感應電壓振幅(步驟S609)，並同時偵測距離第一位置一預設距離之一第二位置處(如位置X-5)的一第二感應電壓振幅(步驟S611)，較佳地，所述之預設距離大約是4或5條天線迴路之距離，且第二位置會比第一位置更接近中央區域3113。
接著，微控制器35計算第一感應電壓振幅與第二感應電壓 振幅的比例，進而產生一振幅比值(步驟S613)，並依據計算出的振幅比值來查詢傾斜角度對應表5，以找出相對應的一傾斜角度(步驟S615)。最後，根據查詢到的傾斜角度來調整第一位置之出水軌跡，或對所產生的第一感應電壓振幅大小做適當地補償。
藉由以上實例詳述，當可知悉本發明提出之手寫輸入裝置及其角度校正方法，係先統計位置指示器在不同傾斜角度下所產生的電壓振幅之變化，來產生傾斜角度對應表，並利用感應電壓振幅的比例關係從中找出對應的傾斜角度。藉此，即使觸碰手寫輸入裝置的邊緣部份，也可經由查表而簡單地校正出正確的傾斜角度，進而減少因為視差而影響實際出水軌跡之情形。
以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。
S601-S617‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種角度校正方法，係適用於一手寫輸入裝置感應一位置指示器，該方法包含：提供一傾斜角度對應表；偵測該位置指示器觸碰該手寫輸入裝置的一第一位置時所產生之一第一感應電壓振幅；偵測距離該第一位置一預設距離之一第二位置處的一第二感應電壓振幅；計算該第一感應電壓振幅與該第二感應電壓振幅的比例，進而產生一振幅比值；判斷該第一位置是否落於一中央區域中，其中該手寫輸入裝置具有一書寫區，該書寫區至少劃分成該中央區域及一邊緣區域；及依據該振幅比值查詢該傾斜角度對應表，以找出相對應的一傾斜角度；藉此，根據該傾斜角度來調整該第一位置，或對所產生的該第一感應電壓振幅做適當地補償。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之角度校正方法，其中該手寫輸入裝置係為一電磁感應式數位板(digitizer)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之角度校正方法，其中若判斷該第一位置落於該中央區域中，則根據該第一位置及該第二位置的感應電壓值來推算該傾斜角度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之角度校正方法，其中該位置 指示器係為一電磁筆。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之角度校正方法，其中該第一感應電壓振幅與該第二感應電壓振幅的差距愈大，則查詢該傾斜角度對應表而找出所對應的該傾斜角度就愈大。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之角度校正方法，其中該第一感應電壓振幅與該第二感應電壓振幅的差距愈小，則查詢該傾斜角度對應表而找出所對應的該傾斜角度就愈小。
  7. 一種手寫輸入裝置，係用來感應一位置指示器，該手寫輸入裝置包含：一儲存單元，用來儲存一傾斜角度對應表；一感測模組，用來感測該位置指示器觸碰該手寫輸入裝置的一第一位置時所產生之一第一感應電壓振幅，以及感測距離該第一位置一預設距離之一第二位置處的一第二感應電壓振幅；及一微控制器，係耦接於該儲存單元與該感測模組之間，用來計算該第一感應電壓振幅與該第二感應電壓振幅的一振幅比值，其中該微控制器判斷該第一位置是否落於一中央區域中，並依據該振幅比值查詢該傾斜角度對應表，以找出相對應的一傾斜角度；藉此，根據該傾斜角度來調整該第一位置，或對所產生的該第一感應電壓振幅做適當地補償。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之手寫輸入裝置，係為一電磁感應式數位板(digitizer)。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之手寫輸入裝置，其中該位置指示器係為一電磁筆。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之手寫輸入裝置，其中該電磁筆包含：一容置空間；一磁性元件，係設置於該容置空間中；及一以多股線所繞成的線圈，其纏繞於該磁性元件的外表面上，用來產生磁場給該手寫輸入裝置感應。
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