TWI582654B - 電子裝置及其觸控報點方法 - Google Patents

Description

電子裝置及其觸控報點方法

本發明是有關於一種觸控技術，且特別是有關於一種電子裝置及其觸控報點方法。

隨著行動電子裝置產業的發展，為了達到更便利、體積更輕巧化以及更直覺化的操作，以消除使用者與電子裝置之間的隔閡，以觸控式螢幕同時做為裝置的輸入輸出介面已成為電子裝置的設計主流。在觸控式螢幕相關應用與日俱增的情況下，除了智慧型手機、平板電腦或筆記型電腦等強調可攜性的裝置外，甚至如桌上型電腦都陸續導入了觸控技術以方便使用者進行操作。

在操作支援觸控輸入的裝置時，手指與觸控筆是最常被使用者應用的輸入工具，而由於觸控筆可產生較為圓滑細緻的筆觸，近年來有越來越多的使用者開始採用觸控筆來取代手寫輸入的功能。然而，當使用者在利用觸控筆操作此類電子裝置時，時常會因為手寫的姿勢、視覺的遮蔽與判別誤差，使電子裝置誤以為該處需要報點(report)而造成點選錯誤或報點偏移的行為。舉 例而言，基於舒適性，使用者在利用觸控筆於平板電腦上繪圖時，往往會將手放置於平板上並且以一個傾斜角度持握觸控筆。然而，這種行為會導致人眼無法看到或是錯誤地判斷觸控筆實際觸碰的位置，而使得該處可能不是使用者欲進行觸碰操作的位置，進而造成電子裝置操作上的不便利性。

本發明提供一種電子裝置及其觸控報點方法，其可提升報點的精確度，從而優化使用者經驗。

本發明提出一種電子裝置的觸控報點方法，其適用於可與觸控筆互動且具有觸控螢幕的電子裝置，包括下列步驟。首先，利用觸控螢幕偵測觸控筆的觸控訊號，以取得原始報點位置。接著，取得使用者對於觸控筆的使用角度、使用者對於觸控螢幕的注視角度以及觸控螢幕的基板折射率，再根據使用角度、注視角度以及基板折射率，調整原始報點位置。

本發明另提出一種電子裝置，適用於與觸控筆互動。電子裝置包括觸控螢幕、儲存單元以及處理單元，其中處理單元耦接觸控螢幕以及儲存單元。儲存單元用以記錄多個模組，而處理單元用以存取並執行儲存單元中記錄的模組。上述模組包括偵測模組、第一角度模組、第二角度模組、第三角度模組以及整合模組。偵測模組利用觸控螢幕偵測觸控筆的觸控訊號，以取得原始報點位置。第一角度模組、第二角度模組以及第三角度模組分別 取得使用者對於觸控筆的使用角度、使用者對於觸控螢幕的注視角度以及得觸控螢幕的基板折射率。整合模組根據使用角度、注視角度以及基板折射率，調整原始報點位置。

基於上述，本發明所提出的電子裝置及其觸控報點方法，當使用者利用觸控筆對電子裝置進行觸控操作時，電子裝置將根據使用者對於觸控筆的使用角度、使用者對於觸控螢幕的注視角度以及觸控螢幕的基板折射率，利用補償方式動態地調整報點位置，以提升報點的精確度，從而優化使用者經驗。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、300‧‧‧電子裝置

10、310‧‧‧觸控螢幕

20‧‧‧儲存單元

30‧‧‧處理單元

110‧‧‧偵測模組

120‧‧‧第一角度模組

130‧‧‧第二角度模組

140‧‧‧第三角度模組

150‧‧‧整合模組

S202~S210‧‧‧觸控報點方法的流程

305‧‧‧顯示基板

307‧‧‧觸控面板

360‧‧‧傳輸介面

370‧‧‧影像擷取單元

d‧‧‧厚度

T‧‧‧原始報點位置

T’‧‧‧調整後的報點位置

S‧‧‧觸控筆

A‧‧‧使用者

θ‧‧‧角度偏移量

圖1是根據本發明一實施例所繪示之電子裝置的方塊圖。

圖2是根據本發明之一實施例所繪示的觸控報點方法的流程圖。

圖3是根據本發明一實施例所繪示之電子裝置的使用情境示意圖。

本發明的部份實施例接下來將會配合附圖來詳細描述，以下的描述所引用的元件符號，當不同附圖出現相同的元件符號 將視為相同或相似的元件。這些實施例只是本發明的一部份，並未揭示所有本發明的可實施方式。更確切的說，這些實施例只是本發明的專利申請範圍中的裝置與方法的範例。

圖1是根據本發明一實施例所繪示之電子裝置的方塊圖，但此僅是為了方便說明，並不用以限制本發明。首先圖1先介紹電子裝置之所有構件以及配置關係，詳細功能將配合圖2一併揭露。

電子裝置100可以是智慧型手機、平板電腦、個人數位助理、繪圖筆記型電腦等任何具有觸控螢幕以及運算能力的電子裝置。

觸控螢幕10為一種整合觸碰偵測元件的顯示裝置，可同時提供顯示及輸入功能。此顯示裝置例如是液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)顯示器、場發射顯示器(Field Emission Display，FED)或其他種類的顯示器，但不限於此。觸碰偵測元件係成列、成行地配置在顯示裝置上，用以偵測觸控筆對於觸控螢幕10的觸碰。觸碰偵測元件可為例如電容式觸碰偵測元件、表面聲波觸碰偵測元件、電磁觸碰偵測元件或近場成像觸碰偵測元件，但不限於此。

儲存單元20例如是任意型式的固定式或可移動式隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)、快閃記憶體(Flash memory)、硬碟或其他類似裝置或這些裝置的組合，其係用以記錄可由處理單元30執行的多 個模組，這些模組包括偵測模組110、第一角度模組120、第二角度模組130、第三角度模組140以及整合模組150，其係由處理單元30載入以執行觸控報點的功能。

處理單元30可以例如是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device，PLD)或其他類似裝置或這些裝置的組合。處理單元30耦接觸控螢幕10以及儲存單元20，其用以執行觸控報點的功能。

圖2是根據本發明之一實施例所繪示的觸控報點方法的流程圖。請參照圖2，本實施例的方法適用於圖1的電子裝置100，以下即搭配電子裝置100中的各項元件說明本發明的觸控報點方法的詳細步驟。

請同時參照圖1以及圖2，首先，電子裝置100的偵測模組110利用觸控螢幕10偵測觸控筆的觸控訊號，以取得原始報點位置(步驟S202)。也就是說，當使用者利用觸控筆於觸控螢幕10上針對電子裝置100進行操作時，觸控螢幕10將透過觸控感應元件來偵測觸控筆的觸碰。此時，偵測模組110可將每一個觸控訊號轉換為包括X軸座標以及Y軸座標的二維座標，而此二維座標即為原始報點位置。

基於舒適性，使用者在利用觸控筆時，往往會以一個傾斜角度持握觸控筆，然而此行為會導致觸控筆的筆尖被遮蔽或者是視覺上產生偏差，使得原始報點位置並非為使用者的預期操作位置。舉例來說，人眼的視覺往往會認為觸控筆的筆身所延伸出去的位置為觸控點。然而，筆尖距離觸控螢幕10最接近的點才是正確的觸控點。基此，第一角度模組120將取得使用者對於觸控筆的使用角度(步驟S204)。在此，觸控筆可以為主動式觸控筆(Active Stylus)以及被動式觸控筆(Passive Stylus)。以下將針對兩種不同的觸控筆分別進行說明。

在一實施例中，觸控筆為具有角度感測器的主動式觸控筆。角度感測器可以例如是陀螺儀、加速度儀、磁力計及其組合，用以偵測使用者對於觸控筆的使用角度。舉例來說，角度感測器可以利用磁性原理定義磁傾角(Dip Angle)，亦即磁場與地球水平面之間的夾角。磁傾角將會隨著緯度變化而改變，而其變化範圍為±90度。換言之，角度感測器所偵測的使用角度，亦包括了使用者是以左手或是右手持握觸控筆的資訊。在本實施例中，當觸控筆偵測到使用角度後，將會以無線傳輸的方式將使用角度傳輸至電子裝置100，而電子裝置100的第一角度模組120將會利用例如是無線保真(Wide Fidelity，WiFi)介面、近距離無線通訊(Near Field Communication，NFC)介面、紅外線傳輸介面，或任何支援無線通訊的傳輸介面接收此角度資訊。

在另一實施例中，觸控筆為被動式觸控筆。電子裝置100 的儲存單元120將儲存一個預設使用角度。此預設使用角度可以是依照一般左撇子使用者以及右撇子使用者持握觸控筆的統計數據來預設。舉例來說，此預設使用角度可以為+60度或者是-60度。 電子裝置100的第一角度模組120將直接設定此預設使用角度為使用角度。

此外，由於使用者的注視角度亦會造成視覺上的偏移，第二角度模組130將取得使用者對於觸控螢幕10的注視角度(步驟S206)。在此的注視角度為使用者的眼睛與觸控螢幕10的法線(Normal Line)之間的角度。

在一實施例中，注視角度可藉由影像擷取單元的設置來動態地取得使用者的影像，進而利用電腦視覺辨識技術來根據臉部角度與眼睛的位置判定注視角度。上述的影像擷取單元例如是電荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)、互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)元件或其他元件，本發明不在此設限。

在另一實施例中，電子裝置100的儲存單元120將儲存一個預設注視角度。此預設注視角度可以是依照一般使用者習慣的注視角度來預設。舉例來說，此預設使用角度可以為-15度等人眼感到最為舒適的注視角度。電子裝置100的第二角度模組130將直接設定此預設注視角度為注視角度。

另外，由於構成觸控螢幕10的顯示基板與空氣為不同介質，因此使得使用者所看到的顯示畫面將與實際的顯示畫面有所 偏移。基此，第三角度模組140將取得觸控螢幕10的基板折射率(步驟S208)，其中此基板折射率已預先儲存於儲存單元20中。 必須說明的是，電子裝置100所發出的光線經由觸控螢幕10的顯示基板以及觸控面板再進入空氣，因此會發生兩次折射。然而，由於觸控面板非常薄，故在本實施例中將僅考慮到光線透過顯示基板進入空氣所發生的折射。然而，在其它實施例中，亦可進一步地取得觸控面板的折射率。

接著，電子裝置100的整合模組150將根據使用角度、 注視角度以及基板折射率，調整原始報點位置(步驟S210)。詳言之，整合模組150將先根據使用者對於觸控筆的使用角度以及使用者對於觸控螢幕10的注視角度以及觸控螢幕10的基板折射率，計算角度偏移量，並且進一步地依據此角度偏移量來調整原始報點位置，使得調整後的報點位置為符合使用者預期的位置。

圖3是根據本發明一實施例所繪示之電子裝置的使用情 境示意圖。

請參照圖3，在本實施例中，使用者A利用觸控筆S於 電子裝置300的觸控螢幕310上的原始報點位置T進行觸控操作。接著，電子裝置300將利用傳輸介面360自觸控筆S接收使用者對於觸控筆S的使用角度，又利用影像擷取單元370偵測使用者對於觸控螢幕310的注視角度，並且取得觸控螢幕310的顯示基板305的基板折射率，進而整合上述資訊來計算角度偏移量θ。

在本實施例中，觸控面板307與顯示基板305之間採用全貼合技術(Zero Air Gap)，因此觸控操作的位置偏移量為d×tan(θ)，其中d為觸控面板307的厚度。電子裝置100將利用此位置偏移量以及原始報點位置T，取得調整後的報點位置T’。附帶一提的是，在另一實施例中，若觸控面板307與顯示基板305之間採用框貼合技術(Air Gap)時，則須考量到兩者之間空氣層的高度。

綜上所述，本發明所提出的電子裝置及其觸控報點方法，當使用者利用觸控筆對電子裝置進行觸控操作時，電子裝置將根據使用者對於觸控筆的使用角度、使用者對於觸控螢幕的注視角度以及觸控螢幕的基板折射率，利用補償方式動態地調整報點位置，以提升報點的精確度，從而優化使用者經驗。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S202~S210‧‧‧觸控報點方法的流程

Claims (10)

1. 一種電子裝置的觸控報點方法，適用於可與一觸控筆互動且具有一觸控螢幕的一電子裝置，包括：利用該觸控螢幕偵測該觸控筆的一觸控訊號，以取得一原始報點位置；取得一使用者對於該觸控筆的一使用角度、該使用者對於該觸控螢幕的一注視角度、以及該觸控螢幕的一基板折射率；以及根據該使用角度、該注視角度以及該基板折射率，調整該原始報點位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該觸控筆為具有一角度感測器的一主動式觸控筆，而取得該使用者對於該觸控筆的該使用角度的步驟包括：利用該觸控筆的該角度感測器偵測該使用角度；以及經由無線傳輸，自該觸控筆接收該使用角度。
3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該觸控筆為被動式觸控筆，而在利用該觸控螢幕偵測該觸控筆的該觸控訊號，以取得該原始報點位置的步驟之前，該方法更包括：儲存一預設使用角度，並且設定該預設使用角度為該使用角度。
4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中取得該使用者對於該觸控螢幕的該注視角度的步驟包括： 利用一影像感測模組偵測該使用者對於該觸控螢幕的該注視角度。
5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中在利用該觸控螢幕偵測該觸控筆的該觸控訊號，以取得該原始報點位置的步驟之前，該方法更包括：儲存一預設注視角度，並且設定該預設注視角度為該注視角度。
6. 一種電子裝置，適用於與一觸控筆互動，包括：一觸控螢幕；一儲存單元，記錄多個模組；以及至少一處理單元，耦接該觸控螢幕以及該儲存單元，以存取並執行該儲存單元中記錄的所述模組，所述模組包括：一偵測模組，利用該觸控螢幕偵測該觸控筆的一觸控訊號，以取得一原始報點位置；一第一角度模組，取得一使用者對於該觸控筆的一使用角度；一第二角度模組，取得該使用者對於該觸控螢幕的一注視角度；一第三角度模組，取得該觸控螢幕的一基板折射率；以及一整合模組，根據該使用角度、該注視角度以及該基板折射率，調整該原始報點位置。
7. 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中該觸控筆為具有一角度感測器的一主動式觸控筆，其中該角度感測器偵測該使用角度，而該電子裝置更包括：一傳輸介面，其中該第一角度模組利用該傳輸介面自該觸控筆接收該使用角度。
8. 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中該觸控筆為被動式觸控筆，而該儲存模組儲存一預設該使用角度，並且該第一角度模組設定該預設使用角度為該使用角度。
9. 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中該電子裝置更包括：一影像擷取單元，其中該第二角度模組利用該影像擷取單元偵測該使用者對於該觸控螢幕的該注視角度。
10. 如申請專利範圍第6項所述的電子裝置，其中該儲存模組儲存一預設注視角度，並且該第二角度模組設定該預設注視角度為該注視角度。