TWI442300B - 座標輸入裝置 - Google Patents

Description

座標輸入裝置

本發明有關於座標輸入裝置，適於使用在例如與電腦連接的數位轉換器中。

例如在觸摸面板(感壓感測器)中，為因應電阻膜之經時變化，在補正後獲取輸入值(例如，參照專利文獻1)。

如圖4所示，例如四線式的觸摸面板由以任意電阻膜形成之二個面所構成，其中一個面，在X軸方向的兩端設置電極，另一個面，則在Y軸方向的兩端設置電極。當按壓觸摸面板之面時，藉由兩面的電阻膜在按壓之點(位置)上相接觸，而檢測出該位置。

即，兩面之電阻膜相接觸，在接觸中的某期間中，將既定的電壓加在一個面兩端的電極間，檢測另一個面兩端的電極間之電壓；在下一個期間中，將既定電壓加在另一個面兩端的電極間，檢測這一個面兩端之電極間的電壓，藉由這些檢測電壓而檢測X－Y座標。

然而，在此種觸摸面板結構中，電阻膜之電阻值無法避免會有變異，必須在獲取輸入值時補正。另外，在一般觸摸面板的使用法之下，按壓的輸入點有分布不均的傾向，在其輸入點附近容易發生電阻膜破壞等經時變化。因此，如專利文獻1所示，為因應電阻膜之經時變化等，而補正輸入值。

然而，為進行此種補正，必須有複雜的信號處理，而且 使用者必須進行校正操作等。因此，一般利用者往往疏於校正操作，即使輸入座標發生誤差，多半也放任不管。

與此相對，在五線式或八線式等座標輸入裝置中，提案有裝置本身可自動補正輸入座標的觸摸面板。但是，因配線數量多，產生結構或製造步驟複雜等問題。另外，由於裝置本身在自動補正輸入座標之時，必須進行複雜的計算處理等，其實施之困難亦受到批評。

另一方面，亦提案有如電磁感應式感測器般，在獲取輸入值時，不需要特殊補正的輸入手段(例如，參照專利文獻2)。

如圖5所示，在此電磁感應式感測器中，例如在X軸方向和Y軸方向配置多個環形線圈。當位置指示器接近這些環形線圈時，裝入在位置指示器內的共振電路共振，藉由該共振信號和環形線圈的選擇位置計算出X－Y座標。如此，可以獲取無須補正且極精密的輸入值(座標)。然而，當以此電磁感應方式輸入時，需要特別的位置指示器，無法隨時容易地輸入。

另外，亦有研究，將此等感測器組合而成一體，成為可對應於多種位置指示的座標輸入裝置。

專利文獻1：日本專利特開平5－250086號公報專利文獻2：日本專利特開平5－298007號公報

然而，即使組合二種輸入手段而成一體，上述問題中， 有幾個問題依然殘存。

即，在使用例如觸摸面板(感壓感測器)作為第一輸入手段時，為因應電阻膜經時變化等，需要補正其輸入值，故要求複雜的信號處理、且使用者必須進行校正操作等。另一方面，在獲取輸入值時，則使用例如電磁感應式感測器等不需要補正的第二輸入手段。在使用這種電磁感應式感測器時，則需要特殊的位置指示器，而無法隨時容易地輸入。本發明之目的在於一舉解決這些問題。

為解決上述課題，達到本發明之目的，本發明申請專利範圍第1項所述的座標輸入裝置，其設有：獲取需要輸入值補正之第一輸入值的第一輸入手段；和獲取不需要輸入值補正之第二輸入值的第二輸入手段；並具備有：判別手段，其判別第一輸入手段和第二輸入手段是否同時得到第一輸入值和第二輸入值；儲存手段，其儲存第一輸入手段所得到之第一輸入值與第二輸入手段所得到之第二輸入值間的關係，作為補正資訊；以及補正手段，其根據此補正資訊，補正第一輸入值。

在本發明申請專利範圍第2項所述的座標輸入裝置中，補正資訊為，與第一輸入手段所得到之第一輸入值相對的第二輸入手段所得到之第二輸入值。

在本發明申請專利範圍第3項所述的座標輸入裝置中，補正資訊為，藉第一輸入手段獲取之值而計算第一輸入值時的參數值。

在本發明申請專利範圍第4項所述的座標輸入裝置中，補正資訊為，第一輸入手段所得到之第一輸入值與第二輸入手段所得到之第二輸入值之間的差分值(difference value)。

在本發明申請專利範圍第5項所述的座標輸入裝置，進一步在第一輸入手段和第二輸入手段中，利用可同時輸入的位置指示手段，在第一輸入手段和第二輸入手段既定部或相當於全面的範圍內顯示，以指示第一輸入值和第二輸入值之輸入。

在本發明申請專利範圍第6項所述的座標輸入裝置中，在第一輸入手段和第二輸入手段中更重疊設置有顯示裝置，在顯示裝置中進行既定部之顯示。

在本發明申請專利範圍第7項所述的座標輸入裝置中，補正資訊將同時得到第一輸入值和第二輸入值時的補正資訊，儲存為以第一輸入值之座標為單位的補正表。

在本發明申請專利範圍第8項所述的座標輸入裝置中，補正表由在補正第一輸入手段得到之第一輸入值時所使用的第一補正表，和將差分資訊以第一輸入值之座標為單位而儲存的第二補正表所構成，而儲存在第二補正表中的資訊可在任意時間(timing)重寫(overwrite)於第一補正表的資訊。

在本發明申請專利範圍第9項所述的座標輸入裝置中，參數值由補正第一輸入手段得到之第一輸入值時所使用的第一參數值，和每次在第一輸入手段和第二輸入手段 同時得到第一輸入值和第二輸入值時所儲存的第二參數值所構成，而第二參數值可在任意時間重寫於第一參數值。

在本發明申請專利範圍第10項所述的座標輸入裝置中，任意時間，由內藏之時鐘的計時、或使用者的指示、或藉由檢測系統的起動而得。

在本發明申請專利範圍第11項所述的座標輸入裝置中，第一輸入手段為感壓感測器，第二輸入手段為電磁感應式感測器。

在本發明申請專利範圍第12項所述的座標輸入裝置中，當藉由電磁感應式感測器檢測第二輸入值時，同時藉由感壓感測器檢測第一輸入值，比較電磁感應式感測器的輸出和感壓感測器的輸出，以獲取補正資訊。

採用本發明申請專利範圍第1至12項所述的座標輸入裝置，具有可用極簡單之方法，自動或半自動地補正需要補正之第一輸入值的優點。

參照圖1至圖3說明適用本發明的座標輸入裝置。首先，在圖1中表示本發明座標輸入裝置之一個實施形態例的方塊圖。

圖1中，在適用本發明的座標輸入裝置中重疊設置有觸摸面板(感壓感測器)1和電磁感應式感測器2。觸摸面板(感壓感測器)1例如專利文獻1所述，為在輸入值獲 取時需要補正的第一輸入手段。電磁感應式感測器2例如專利文獻2所述，為獲取輸入值時不需要補正的第二輸入手段。觸摸面板1必須設置為在輸入面露出，電磁感應式感測器2則可以分別設置，在觸摸面板1和電磁感應式感測器2之間可設置液晶顯示面板等。

對於此種觸摸面板1和電磁感應式感測器2，當以內部裝有共振電路的位置指示器3指示時，由觸摸面板1和電磁感應式感測器2二者檢測其所指示的位置。電磁感應式感測器2之檢測可以檢測精度較高的座標。與此相對，當利用例如指尖4般不具有共振電路的裝置指示時，只能用觸摸面板1檢測其指示的位置，無法利用電磁感應式感測器2檢測。

然而，觸摸面板1之檢測，因經時變化等而可能產生偏差。另外，由觸摸面板1供給至座標計算用的CPU(中央處理單元，Central Processing Unit)5的輸入值，以座標計算手段11變換為座標後，供給至補正處理手段12補正，以成為正確之值。另一方面，由電磁感應式感測器2獲得的輸入值則不需要補正。另外，將由電磁感應式感測器2供給CPU 5的輸入值，供給至座標計算手段13，變換為高精度的座標。

由座標計算手段11、13分別形成表示已完成輸入的信號。另外，將此等信號供給至同時判別手段14，判別二個輸入同時進行之時。將此判別信號供給至差分檢測手段15，檢測由座標計算手段11、13之輸入值分別變換而得 的座標之差分。將此差分值供給差分表16，根據由座標計算手段11得出的座標值而儲存。

因此，相對於由座標計算手段11所計算的座標值，沿其座標而由座標計算手段13計算其與正確座標值之間的偏差，將此偏差儲存在差分表16中。另外，將儲存在差分表16中的差分值，儲存在補正表17中，在補正處理手段12中，將從補正表17得出的差分值與由座標計算手段11計算的座標值作加減運算。如此，可對由座標計算手段11計算的座標值進行補正處理，使其成為由座標計算手段13計算的正確的座標值。

另外，利用輸出選擇手段18選擇由補正處理手段12補正的座標值和由座標計算手段13計算的座標值中的任一個，作為座標輸出6而獲取。即，當得到由座標計算手段13計算的座標值時，利用輸出選擇手段18選擇該座標值，當得不到由座標計算手段13計算的座標值時，選擇由補正處理手段12補正的座標值。如此，不論是否使用位置指示器3，座標輸出6中皆可得到正確的座標值。

另外，在圖1中描繪的是CPU 5的內部，表示由CPU 5執行之程式的功能方塊圖。在圖2中則以流程圖表示執行的程式。

在圖2中，當處理開始時，首先檢測觸摸面板1和電磁感應式感測器2的接觸(觸摸)(步驟S1)。當沒有觸摸時(否)，重複步驟S1。當檢測出觸摸時(是)，其次判斷觸摸中是否存在有內部裝有共振電路的位置指示器 (筆)(步驟S2)。

在步驟S2中，當筆不存在時(否)，檢測觸摸的座標(步驟S3)，計算觸摸座標數據B(步驟S4)。再利用補正表補正所計算的座標數據B(步驟S5)，輸出補正的座標數據B(步驟S6)。此等處理與利用通常的觸摸面板所進行之處理相同。當這些處理結束時，返回至步驟S1。

另一方面，在步驟S2中，當存在有筆時(是)，首先檢測筆的座標(步驟S7)，計算筆座標數據A(步驟S8)。再輸出座標數據A(步驟S9)。儲存座標數據A(步驟S10)。此等處理與利用通常的電磁感應式感測器所進行之處理相同。另外，在本發明中，繼續進行以下的處理。

即，接著步驟S10，檢測觸摸的座標(步驟S11)，計算觸摸座標數據B(步驟S12)。再儲存所計算的座標數據B(步驟S13)，比較儲存的座標數據A、B(步驟S14)，當此等數據A、B之差落在容許範圍內時(是)，返回步驟S1。

與此相對，在步驟S14中，當數據A、B之差超出容許範圍時(否)，利用數據A、B的差分值修正補正表(步驟S16)，返回步驟S1。另外，將差分值儲存於補正表中，在將差分值與用觸摸感測器檢測的座標值作加減運算而補正時，可藉此補正觸摸感測器的下一次輸出。

然而，在圖2的實施形態例中，當數據A、B之差超出容許範圍時，則立即改寫補正表，但是最好不要頻繁地改寫記憶體。在圖1的實施形態例中，設置差分表16，並 設置計時器19或使用者指示的判別手段20，在前一次改寫後經過既定時間或根據使用者的改寫指示，而改寫補正表17。圖3的A、B為分別表示其順序的流程圖。

即，在圖3A所示的流程圖中，當處理開始時，判斷前一次改寫補正表後是否已經過既定時間，或使用者是否有發出改寫補正表的指示(步驟S21)。當尚未經過既定時間或使用者尚未指示時(否)，重複步驟S21。另一方面，當檢測已經過既定時間或使用者已指示時(是)，由儲存在差分表中的數據計算補正值(步驟S22)，將計算後的補正值重寫於補正表(步驟S23)。

另外，在圖3B所示的流程圖中，當處理開始時，與步驟S21同樣，判斷是否已經過既定時間或使用者是否已指示(步驟S31)。當尚未經過既定時間或使用者尚未指示時(否)，重複步驟S31。另一方面，當檢測已經過既定時間或使用者已指示時(是)，判斷儲存在差分表中的數據是否涵蓋全面(步驟S32)。

當在步驟S32中，儲存在差分表中的數據涵蓋全面時(是)，利用儲存在差分表中的補正值重寫於補正表(步驟S33)。與此相對，當在步驟S32中，儲存在差分表中的數據未涵蓋全面時(否)，對使用者進行顯示，督促其向觸摸面板和電磁感應式感測器作全面的輸入(步驟S34)。

另外，判斷使用者對於此顯示，是否已向觸摸面板和電磁感應式感測器完成全面之輸入(步驟S35)，當尚未完 成時(否)，重複步驟S34，當完成時(是)，在步驟S33中，利用儲存在差分表中的補正值重寫於補正表。如此，可在上一次改寫補正表經過既定時間後，或根據使用者的改寫指示，改寫補正表17。

如此，採用本例之座標輸入裝置，可用極簡易的方法，自動或半自動地，補正需要補正之輸入手段的輸入值。

另外，在上述實施形態例中，同時設置座標計算用的CPU 5與觸摸面板1和電磁感應式感測器2，但也可以做成將其中的觸摸面板1和電磁感應式感測器2所發出之輸出信號原原本本地輸入個人電腦(未圖示)的形式，而將座標計算用的CPU 5設置為內藏於個人電腦中的驅動器。

另外，在上述實施形態例中，根據從座標計算手段11得到的座標值，將差分值儲存在差分表16中作為補正資訊，但也可以預先儲存當以補正處理手段12補正時，其計算式的參數值。

作為該參數值，例如在使真實的座標值(在本實施形態例中，為電磁感應式感測器2的值)為 (EX1、EY1)、(EX2、EY2)， 使需要補正的座標值(在本實施形態例中為觸摸面板1的值)為 (RX1、RY1)、(RX2、RY2) 此情況下，X、Y軸的補正參數為INCL X＝(EX2－EX1)/(RX2－RX1) INCL Y＝(EY2－EY1)/(RY2－RY1)。

通過預先儲存此等參數值(INCL X)、(INCL Y)，可以補正觸摸面板1所得出的座標值。如此，在本發明申請專利範圍第3項所述的座標輸入裝置中，可以實現之特徵如下：補正資訊是在以第一輸入手段所獲取之值計算第一輸入值時的參數值。

另外，在本發明申請專利範圍第9項所述的座標輸入裝置中，可以實現之特徵如下：參數值由補正第一輸入手段得到之第一輸入值時所使用的第一參數值，和在第一輸入手段與第二輸入手段同時得到第一輸入值與第二輸入值時所儲存的第二參數值所構成，第二參數值可在任意時間重寫於第一參數值。

本發明不僅限於上述實施形態，在不偏離申請專利範圍所述的本發明之主旨的範圍內，可包含各種變形例和應用例。

1‧‧‧觸摸面板(感壓感測器)

2‧‧‧電磁感應式感測器

3‧‧‧位置指示器

4‧‧‧指尖

5‧‧‧座標計算用的CPU

6‧‧‧座標輸出

11、13‧‧‧座標計算手段

12‧‧‧補正處理手段

14‧‧‧同時判別手段

15‧‧‧差分檢測手段

16‧‧‧差分表

17‧‧‧補正表

18‧‧‧輸出選擇手段

19‧‧‧計時器

20‧‧‧使用者指示的判別手段

圖1為本發明座標輸入裝置之一個實施形態例的方塊圖。

圖2為說明其動作的流程圖。

圖3A及B為說明其動作的流程圖。

圖4為說明觸摸面板的圖。

圖5為說明電磁感應式感測器的圖。

1‧‧‧觸摸面板(感壓感測器)

2‧‧‧電磁感應式感測器

3‧‧‧位置指示器

4‧‧‧指尖

5‧‧‧座標計算用的CPU

6‧‧‧座標輸出

11、13‧‧‧座標計算手段

12‧‧‧補正處理手段

14‧‧‧同時判別手段

15‧‧‧差分檢測手段

16‧‧‧差分表

17‧‧‧補正表

18‧‧‧輸出選擇手段

19‧‧‧計時器

20‧‧‧使用者指示的判別手段

Claims (15)

1. 一種座標輸入裝置，包含：感壓感測器，用於檢測與施加在該感壓感測器上的壓力量無關之座標所定義之一座標位置輸入及獲取指示上述感壓感測器所檢測之該座標位置輸入的一第一輸入值；電磁感應式感測器，用於檢測座標所定義之一位置輸入及獲取指示該電磁感應式感測器所檢測之該位置輸入的一第二輸入值，該感壓感測器與電磁感應式感測器係配置為允許同時檢測上述位置輸入並同時獲取上述第一及第二輸入值，該電磁感應式感測器傾向於作為較上述感壓感測器更精確之上述位置輸入的指示；位置指示器，係配置為同時進行在該感壓感測器與該電磁感應式感測器上之上述位置輸入；判別單元，係配置為判別該位置指示器是否進行在該感壓感測器與該電磁感應式感測器上之上述位置輸入而同時分別得到上述第一輸入值和第二輸入值之座標；差分檢測單元，用以當該判別單元判別該位置指示器進行在該感壓感測器與該電磁感應式感測器上之上述位置輸入而同時分別得到上述第一輸入值與第二輸入值之座標時，檢測介於上述第一輸入值與第二輸入值之座標間的差分值；儲存單元，係配置為儲存該差分值以作為補正資訊；以及補正單元，係配置為使用所儲存之上述補正資訊以補正 上述第一輸入值，在未得到上述第二輸入值時，上述經補正之第一輸入值用於作為該座標位置輸入，其中，該儲存單元即時更新上述補正資訊以因應重複使用該感壓感測器所產生之該感壓感測器效能的衰減。
2. 如申請專利範圍第1項之座標輸入裝置，其中，上述補正資訊包含藉由該感壓感測器獲取之值而計算上述經補正之第一輸入值時的一參數值。
3. 如申請專利範圍第1項之座標輸入裝置，進一步包含：顯示裝置，與該感壓感測器及該電磁感應式感測器可操作地相關聯，該顯示裝置顯示該感壓感測器及該電磁感應式感測器所檢測之上述位置輸入。
4. 如申請專利範圍第3項之座標輸入裝置，其中，該顯示裝置係與該感壓感測器及該電磁感應式感測器重疊設置，或設置於該感壓感測器及該電磁感應式感測器之間。
5. 如申請專利範圍第1項之座標輸入裝置，其中，每當同時得到上述第一輸入值與第二輸入值時，上述補正資訊儲存於以上述第一輸入值之座標為單位的補正表。
6. 如申請專利範圍第5項之座標輸入裝置，其中，上述補正表包括一第一補正表及一第二補正表，該第一補正表用以補正該第一輸入值，該第二補正表用以儲存該第一輸入值的每一座標與該第二輸入值的每一對應座標之間的差分資訊，且儲存在該第二補正表之該差分資訊係在一預定時間被寫入該第一補正表。
7. 如申請專利範圍第2項之座標輸入裝置，其中，上述參數值包括用以補正該第一輸入值之一第一參數值，及每當該感壓感測器及該電磁感應式感測器同時分別得到上述第一輸入值與第二輸入值時所儲存之一第二參數值，且該第一參數值係在一預定時間被設定為該第二參數值。
8. 如申請專利範圍第7項之座標輸入裝置，其中，該預定時間係藉由判斷從該第一參數值最後被設定為該第二參數值起是否已經過一時間之預定量、或判斷是否已接收到使用者設定上述參數之一指令、或判斷系統是否處於啟動模式而決定。
9. 如申請專利範圍第1項之座標輸入裝置，其中，比較上述電磁感應式感測器的輸出和上述感壓感測器的輸出，以獲取上述補正資訊。
10. 如申請專利範圍第1項之座標輸入裝置，其中，該感壓感測器與該電磁感應式感測器堆疊在彼此上。
11. 如申請專利範圍第1項之座標輸入裝置，其中，所儲存之該補正資訊係依據使用者定義之準則而更新。
12. 一種在數位轉換器上檢測座標輸入之方法，該數位轉換器具有不同精度之第一及第二輸入裝置，該方法包含如下步驟：使用該第一輸入裝置檢測座標所定義之一位置輸入以獲取一第一輸入值，該第一輸入裝置包括一感壓感測器，該第一輸入值指示與施加在該感壓感測器上的壓力無關之該位置輸入； 在上述使用該第一輸入裝置檢測該位置輸入之步驟的同時，使用該第二輸入裝置檢測座標所定義之該位置輸入並獲取一第二輸入值，該第二輸入裝置包括一電磁感應式感測器，該第二輸入值傾向於作為較該第一輸入值更精確之該位置輸入的指示；判別該第一輸入裝置與該第二輸入裝置是否同時分別獲取該第一輸入值與該第二輸入值；當判別該第一輸入裝置與該第二輸入裝置同時分別獲取該第一輸入值與該第二輸入值時，檢測介於該第一輸入值與該第二輸入值之座標間的一差分值；儲存該差分值作為補正資訊；使用該補正資訊補正該第一輸入值，在未獲取該第二輸入值時，上述經補正之第一輸入值用於作為一座標位置輸入，以及即時更新該補正資訊以因應重複使用該感壓感測器所產生之該感壓感測器效能的衰減。
13. 如申請專利範圍第12項之在數位轉換器上檢測座標輸入之方法，其中，當一段時間期滿、接收到來自使用者之更新指令、或該第一與第二輸入值之間的比較經判別為在一與所獲取之第一輸入值相關聯而儲存之現有差分值所定義之預定範圍之外時，更新該補正資訊。
14. 如申請專利範圍第12項之在數位轉換器上檢測座標輸入之方法，在該等檢測步驟之前進一步包含設置該第一及第二輸入裝置使其互相堆疊之步驟。
15. 如申請專利範圍第12項之在數位轉換器上檢測座標輸入之方法，其中，所儲存之該補正資訊係依據使用者定義之準則而更新。