TWI529565B - 電磁筆控制方法 - Google Patents

Description

電磁筆控制方法

本發明是有關於一種電磁筆控制方法，特別是有關於一種使電磁筆具有筆尖壓力感應能力的電磁筆控制方法。

電磁式輸入技術的運作原理主要是以具有複數沿軸向分布的感應天線迴路或天線的電路板，搭配一可發出電磁訊號的電磁筆以進行輸入動作。因此電磁式輸入裝置的感應平面係由天線或感應線圈構成。而天線或感應線圈係佈局在輸入裝置的工作表面下或顯示螢幕之後。電磁筆進行操作時，電磁筆的座標位置係藉由電磁筆內振盪電路與天線或感應線圈之間傳送的電磁波經訊號處理與計算而獲得。

應用電磁式輸入技術的輸入裝置包含智慧型行動通訊裝置（Smart Phone）、數位板（Digitizer tablets）或電子書（E-book/Greenbook），須搭配使用電磁筆或數位筆（stylus）以進行輸入操作。

電磁筆的振盪電路通常包含由電感、電容及相關元件所組成並置於筆殼之內。電感包含由鐵粉心（ferrite core）搭配纏繞的金屬線圈所構成與電容等相關元件形成振盪電路以與輸入裝置之天線迴路或感應線圈之間傳送與接收電磁波訊號。振盪電路將依並聯的金屬線圈的電感值及電路上連接的電容值，以決定此電路的振盪頻率，當使用者以電磁筆於輸入裝置上作書寫時，電磁筆內的筆尖會使電容值或電感值連續性地變化，並進而使振盪電路的頻率也伴隨著發生連續性地變化，輸入裝置則可藉由內部電路，去偵測並計算出所收到的電磁訊號的頻率，以求得電磁筆尖的壓力階度。

上述獲得電磁筆尖壓力階度的主要設計原理是利用當筆尖受壓時，使電容值或電感值發生連續性地變化以改變振盪電路的發射頻率，因此必須使用與筆尖連動的觸發結構以觸動電容值或電感值產生變化。

本發明則著眼於一種電磁筆控制方法，應用於不具備與筆尖連動的觸發結構的電磁筆，使無筆尖觸發結構的電磁筆仍可具有筆尖壓力感應能力。

本發明的目的為提出一種電磁筆控制方法，讓使用者能於電磁筆搭配電磁輸入裝置或輸入系統書寫使用時，藉由書寫時電磁筆所發送的座標移動訊號經由韌體或軟體程式執行轉換成筆尖壓力階度訊號，以控制電磁筆書寫功能。

根據上述的目的，本發明揭露一種電磁筆控制方法，此方法包含以下步驟。首先提供電磁筆於電磁輸入裝置上。接著計算該電磁筆之座標移動距離。然後執行移動距離取樣，並對移動距離進行微分運算以獲得線段位移量，並藉由線段位移量計算一座標取樣線段長度。接著根據座標取樣線段長度以及實際距離單位、預定轉換距離單位增益及座標解析度計算電磁筆之實際移動距離。然後對實際移動距離進行微分運算以獲得加速度變化量。接著對加速度變化量進行積分運算以獲得積分距離。最後根據積分距離、預設筆尖壓力最大值、預設筆尖壓力最小值及目訂移動距離計算電磁筆之筆尖壓力值。

本發明的一些實施例將詳細描述如下。然而，除了如下描述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例施行，且本發明的範圍並不受實施例之限定，其以之後的專利範圍為準。再者為提供更清楚的描述及更易理解本發明，圖式內各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與其他相關尺度相比已經被誇張；不相關之細節部分也未完全繪出，以求圖式的簡潔。

第一圖顯示應用本發明一實施例之電磁筆與電磁式輸入裝置的感應表面。如第一圖所示，電磁筆102 於電磁式輸入裝置的感應表面100上執行輸入的操作。在本發明之一實施例中，電磁筆102包含不具備與筆尖連動的觸發結構的電磁筆，亦即不具備筆尖壓力感應功能之電磁筆。不具備與筆尖連動的觸發結構的電磁筆僅為應用本發明一實施例之一範例，並非限制。本發明之實施例可應用於其他任何適當的電磁筆。

第二圖顯示應用本發明一實施例之電磁式輸入裝置。在本發明之一實施例中，電磁式輸入裝置包含一控制單元202、一電磁感應單元204及一電磁筆筆尖壓力模組206。電磁式輸入裝置包含數位板與行動通訊裝置之電磁式輸入模組，但不限於數位板與行動通訊裝置之電磁式輸入模組。電磁筆筆尖壓力模組206包含韌體程式及儲存韌體程式之記憶體，以於電磁筆 208於電磁式輸入裝置的感應表面與電磁感應單元204上執行輸入操作時，執行筆尖壓力感應控制方法。筆尖壓力感應控制方法的詳細內容將於以下敘述。

第三圖顯示應用本發明一實施例之輸入系統。在本發明之一實施例中，輸入系統包含一主機 302、電磁式輸入裝置304。主機 302包含電腦與行動通訊裝置，但不限於電腦與行動通訊裝置。主機 302包含一處理單元306及一電磁筆筆尖壓力模組308。電磁筆筆尖壓力模組308包含軟體程式及儲存軟體程式之電腦可讀取媒體，以於電磁筆 310於電磁式輸入裝置304的感應表面上執行輸入操作時，執行筆尖壓力感應控制方法。電腦可讀取媒體存有處理單元306可執行的指令或程式，電腦可讀取媒體包含硬碟、記憶體等儲存媒體。

第四圖顯示本發明一實施例之筆尖壓力感應控制方法的流程圖。在本發明之一實施例中，筆尖壓力感應控制方法係利用電磁筆移動距離轉換成筆尖壓力。如第四圖所示，首先於步驟402，進行電磁筆移動座標計算。接著於步驟404，執行電磁筆座標移動距離取樣。然後於步驟406，進行電磁筆實際移動距離轉換。接著於步驟408，進行電磁筆實際移動距離計算。然後於步驟410，執行時間與座標距離單位轉換。接著於步驟412，進行電磁筆移動距離積分。最後於步驟414，執行電磁筆筆尖壓力轉換。

電磁筆移動座標計算第五圖為電磁筆座標移動的示意圖，其中為電磁筆起始點，為電磁筆位移後的位置點。電磁筆移動座標移動距離係根據以下方程式計算。的座標，的座標。電磁筆移動距離或位移或線段長度

其中為電磁筆移動X軸位移量，為電磁筆移動Y軸位移量。

電磁筆座標移動距離取樣在本發明之一實施例中，為將電磁筆移動距離轉換成筆尖壓力，係自電磁筆座標移動距離取樣，並對電磁筆移動距離微分。第六圖為電磁筆座標移動距離取樣的示意圖。微分後所得到的線段位移量係根據以下方程式計算，其中為位移線段長度，為座標取樣線段長度，為微分後得到的起始點，為微分後所得到位移後的座標點，為微分後所得到的線段位移量，為微分後所得到的X軸位移量，為微分後所得到的Y軸位移量。電磁筆移動線段位移線段長度計算：

電磁筆座標取樣位移量計算：

微分後會得到兩組新的座標點。

電磁筆座標取樣線段長度計算：

電磁筆實際移動距離轉換電磁筆實際移動距離計算係根據以下方程式計算，其中為實際距離單位，為自訂轉換距離單位增益，為座標解析度，為自訂轉換距離單位。

實際距離計算： 為針對自訂轉換距離單位的實際移動距離計算係根據以下方程式計算：

時間與座標距離單位轉換：

為二次微分之加速度變化量

為針對距離第二次微分的時間量

電磁筆移動距離積分：其中為積分時間，為積分時間長度，為積分後所得到的距離。

可依需要再次做微分或積分，改變時間與距離對應關係，以改變時間與距離之需求。

筆尖壓力轉換在本發明之一實施例中，電磁筆筆尖壓力值根據以下方程式計算，其中為壓力最大值，為壓力最小值，為壓力差值，為壓力衰減值，為自訂移動距離，為筆尖壓力值。亦即，當電磁筆位於起始點或靜止不動時，筆尖壓力值為最大，即等於。

在本發明之另一實施例中，電磁筆位於起始點或靜止不動時，筆尖壓力值為最小，即等於，此時為壓力遞增值。

本發明實施例可依需求應用在各種電磁筆構造以執行電磁筆的各種功能。使用何種電磁筆構造以執行本發明實施例的功能可視需求而定。

本發明提出的電磁筆控制方法可令使用者以電磁筆搭配電磁輸入裝置或輸入系統書寫使用時，藉由電磁筆移動距離轉換成筆尖壓力，使書寫時電磁筆所發送的座標移動訊號經由韌體或軟體程式執行轉換成筆尖壓力階度訊號，以控制電磁筆書寫功能。

上述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟悉此技藝之人士能了解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即凡其他未脫離本發明所揭示精神所完成之各種等效改變或修飾都涵蓋在本發明所揭露的範圍內，均應包含在下述之申請專利範圍內。

100．．．感應表面

102．．．電磁筆

202．．．控制單元

204．．．電磁感應單元

206．．．電磁筆筆尖壓力模組

208．．．電磁筆

302．．．主機

304．．．電磁式輸入裝置

306．．．處理單元

308．．．電磁筆筆尖壓力模組

310．．．電磁筆

402~414．．．筆尖壓力感應控制方法的步驟

第一圖顯示應用本發明一實施例之電磁筆與電磁式輸入裝置的感應表面。第二圖顯示應用本發明一實施例之電磁式輸入裝置。第三圖顯示應用本發明一實施例之輸入系統。第四圖顯示本發明一實施例之筆尖壓力感應控制方法的流程圖。第五圖為電磁筆座標移動的示意圖第六圖為電磁筆座標移動距離取樣的示意圖。

402~414．．．筆尖壓力感應控制方法的步驟

Claims (6)

1. 一種電磁筆控制方法，該方法包含：提供一電磁筆於一電磁輸入裝置上；計算該電磁筆之一座標移動距離；執行該移動距離取樣，並對該移動距離進行微分運算以獲得一線段位移量，並藉由該線段位移量計算一座標取樣線段長度；根據該座標取樣線段長度以及一實際距離單位、一預定轉換距離單位增益及一座標解析度計算該電磁筆之一實際移動距離；對該實際移動距離進行微分運算以獲得一加速度變化量；對該加速度變化量進行一積分運算以獲得一積分距離；及根據該積分距離、一預設筆尖壓力最大值、一預設筆尖壓力最小值及一自訂移動距離計算該電磁筆之一筆尖壓力值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該電磁式輸入裝置包含一數位板或一行動通訊裝置之一電磁式輸入模組。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中一自訂轉換距離單位係根據該實際距離單位、該預定轉換距離單位增益及該座標解析度利用以下方程式計算而得
4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該實際移動距離係根據該自訂轉換距離單位與該座標取樣線段長度以下方程式計算而得
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該筆尖壓力值係利用以下方程式計算而得
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該筆尖壓力值係利用以下方程式計算而得