專利名稱：無線筆觸式資料輸入裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種信息技術(shù)，特別是關(guān)于一種無線筆觸式資料輸入裝置及方法，其用于搭接至一智能型信息系統(tǒng)，讓使用者用無線書寫筆將可手寫的資料輸入至該智能型信息系統(tǒng)；它也可作為一光標移控裝置(pointing device)，讓使用者移動該智能型信息系統(tǒng)顯示屏上的光標。
背景技術(shù)：
一般常見的智能型信息系統(tǒng)例如筆記本型個人計算機、桌上型個人計算機、個人數(shù)字助理裝置、靜態(tài)數(shù)字相機等等，其采用的資料輸入裝置例如包括鍵盤、鼠標、數(shù)字畫板、軌跡觸控板(touch pad)等等。鍵盤為最常用的資料輸入裝置，用以讓使用者輸入文字資料；鼠標、數(shù)字畫板及軌跡觸控板則可作為一種圖形資料輸入裝置，或作為一光標移控裝置。
此外，一般還可利用軌跡觸控板或數(shù)字畫板來以手寫方式輸入文字資料，并利用識別軟件識別出使用者輸入的手寫文字。但由于人的指尖較粗，不易達到細致的輸入效果，因此一般是將數(shù)字畫板或軌跡觸控板與一數(shù)字手寫筆(digital pen)搭配使用，讓使用者以手寫或筆畫方式輸入文字圖形資料。
然而上述現(xiàn)有資料輸入裝置有以下缺點。
第一，現(xiàn)有的筆觸式資料輸入裝置是用數(shù)字畫板或軌跡觸控板作為工作平面，因此需要額外的桌面空間來置放數(shù)字畫板或軌跡觸控板，使桌面空間變得頗為擁擠。
第二，現(xiàn)有的筆觸式資料輸入裝置的書寫筆與智能型信息系統(tǒng)之間須用電線連接，因此使得桌面空間雜亂。
第三，現(xiàn)有的筆觸式資料輸入裝置須通過特殊的接口，才能耦接至桌上型個人計算機或筆記本型個人計算機，目前無法用于小型的智能型信息系統(tǒng)，例如個人數(shù)字助理裝置及靜態(tài)數(shù)字相機。
第四，數(shù)字畫板不易攜帶，當使用者攜帶筆記本型個人計算機外出時，往往無法使用面積較大的的數(shù)字畫板輸入資料。筆記本型個人計算機市場上因此需求一種外出時可使用的具有較大面積工作平面的筆觸式資料輸入裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的主要目的在于提供一種無線筆觸式資料輸入裝置及方法，它可不用實體的數(shù)字畫板或軌跡觸控板作為工作平面。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種無線筆觸式資料輸入裝置及方法，其所用的書寫筆與智能型信息系統(tǒng)之間不需借由電線連接，使桌面空間更加簡潔。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種無線筆觸式資料輸入裝置及方法，它可與各種類型的智能型信息系統(tǒng)搭配，例如包括筆記本型個人計算機、桌上型個人計算機、個人數(shù)字助理裝置、靜態(tài)數(shù)字相機等等。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種無線筆觸式資料輸入裝置及方法，它可讓筆記本型個人計算機的使用者在外出時，不必使用數(shù)字畫板，仍可在較大面積的工作平面上輸入資料。
為達成上述目的，本發(fā)明提供了一種新穎的無線筆觸式資料輸入裝置及方法。
本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置包括(a)一無線書寫筆，具有一發(fā)光筆尖，可在各個方向發(fā)射出傳輸光束；(b)一對光感式方位角檢測模塊，包括第一光感式方位角檢測模塊和第二光感式方位角檢測模塊；該第一和第二光感式方位角檢測模塊還可分別包括(b1)一位置傳感器，其為一種光電式二極管，具有一感光面，可響應(yīng)入射的傳輸光束而產(chǎn)生一模擬輸出信號；該模擬輸出信號的強度與受光點的位置成一特定關(guān)系；以及(b2)一聚焦鏡，安置在位置傳感器的感光面上，將入射的傳輸光束聚焦在該感光面上；該第一和第二光感式方位角檢測模塊相隔一預(yù)設(shè)距離而配置在一工作平面的一側(cè)邊的二端點上；該工作平面上的各個位置對應(yīng)該智能型信息系統(tǒng)的顯示屏幕中的各個象素；其中，該第一光感式方位角檢測模塊中的位置傳感器在接收到該無線書寫筆的發(fā)光筆尖發(fā)出的傳輸光束時，會產(chǎn)生代表該傳輸光束的方位角的第一輸出信號；該第二光感式方位角檢測模塊中的位置傳感器在接收到該無線書寫筆發(fā)出的傳輸光束時，會產(chǎn)生代表該傳輸光束的方位角的第二輸出信號；(c)一對方位角信號轉(zhuǎn)換裝置，包括第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置和第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置；其中，該第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置耦接至第一光感式方位角檢測模塊，將第一光感式方位角檢測模塊輸出的第一輸出信號，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第一數(shù)值信號；該第一數(shù)值信號即代表第一光感式方位角檢測模塊接收到的傳輸光束的方位角；且該第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置耦接至第二光感式方位角檢測模塊，將第二光感式方位角檢測模塊輸出的第二輸出信號，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第二數(shù)值信號；該第二數(shù)值信號即代表第二光感式方位角檢測模塊接收到的傳輸光束的方位角；以及(d)一象素坐標計算裝置，耦接至第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置及第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置，可依據(jù)一預(yù)定的雙方位角直角坐標轉(zhuǎn)換公式，以第一數(shù)值信號及第二數(shù)值信號代表的方位角為已知參數(shù)值，計算出該無線書寫筆的發(fā)光筆尖目前在該工作平面上的位置坐標，并將該位置坐標轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的象素坐標。
本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入方法包括以下步驟(1)提供一無線書寫筆，其具有一發(fā)光筆尖，可在各個方向發(fā)射出傳輸光束；(2)將第一光感式方位角檢測模塊和第二光感式方位角檢測模塊相隔一預(yù)設(shè)距離而配置在一工作平面的一側(cè)邊的二個端點上；該工作平面上的各個位置對應(yīng)至該智能型信息系統(tǒng)的顯示屏幕中的各個象素；其中，該第一光感式方位角檢測模塊在接收到該無線書寫筆的發(fā)光筆尖發(fā)出的傳輸光束時，會產(chǎn)生代表該傳輸光束的方位角的第一輸出信號；該第二光感式方位角檢測模塊在接收到該無線書寫筆發(fā)出的傳輸光束時，會產(chǎn)生代表該傳輸光束的方位角的第二輸出信號；(3)在使用者將該無線書寫筆的發(fā)光筆尖接觸在工作平面上時；將第一光感式方位角檢測模塊響應(yīng)入射的傳輸光束而產(chǎn)生的第一輸出信號，依據(jù)該第一光感式方位角檢測模塊的輸出入特性而求得該入射的傳輸光束的方位角；將第二光感式方位角檢測模塊響應(yīng)入射的傳輸光束而產(chǎn)生的第二輸出信號，依據(jù)該第二光感式方位角檢測模塊的輸出入特性而求得該入射的傳輸光束的方位角；(4)以第一無線方位角及第二無線方位角為已知參數(shù)，并根據(jù)一預(yù)先求得的雙方位角直角坐標轉(zhuǎn)換公式，計算出該無線書寫筆的發(fā)光筆尖目前在工作平面上的位置坐標，并將該位置坐標轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的象素坐標；以及(5)將該無線書寫筆的發(fā)光筆尖在工作平面上劃過的軌跡，顯示在該智能型信息系統(tǒng)的顯示屏幕上的對應(yīng)象素上。
本發(fā)明的基本構(gòu)想即為在一可移動的殼體上，例如筆記本型個人計算機或個人數(shù)字助理裝置的外殼體上，安置上述的二個光感式方位角檢測模塊，便可將該殼體置放的平面，例如辦公桌面，以二個光感式方位角檢測模塊的所在位置為基準點定義出一工作平面。該工作平面即對應(yīng)智能型信息系統(tǒng)的顯示屏幕的顯示平面；而該工作平面上的各個位置點即對應(yīng)顯示屏幕中的一個象素；而顯示屏幕中的各個象素即可利用無線書寫筆來指定。
其中，該無線書寫筆與這對光感式方位角檢測模塊間的數(shù)據(jù)傳輸是利用例如紅外線光束的傳輸光束來進行。
與現(xiàn)有的資料輸入裝置相比較，本發(fā)明的筆觸式資料輸入裝置是將桌面直接作為工作平面，而非采用實體的數(shù)字畫板或軌跡觸控板，因此并不須在智能型信息系統(tǒng)上附加額外的實體裝置，可節(jié)省桌面空間。無線書寫筆與智能型信息系統(tǒng)之間不需以任何實體的電線來連接，因此不會使桌面雜亂。本發(fā)明的筆觸式資料輸入裝置可與各種類型的智能型信息系統(tǒng)搭配。使用者攜帶筆記本型個人計算機外出時，可將任何桌面作為工作平面，可使用大面積的工作平面來輸入圖形或文字資料。本發(fā)明的筆觸式資料輸入裝置不僅可作為一手繪圖形的輸入裝置，將可手寫的資料，例如文字符號、電子簽名、圖形等等，以手寫方式輸入至智能型信息系統(tǒng)；也可作為一光標移控裝置，控制該智能型信息系統(tǒng)的顯示屏幕上的光標的移動。因此本發(fā)明具有多種應(yīng)用性。


圖1是系統(tǒng)示意方塊圖，顯示本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置的基本系統(tǒng)架構(gòu)；圖2顯示本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置的應(yīng)用示意圖；圖3是幾何示意圖，說明本發(fā)明依據(jù)的幾何數(shù)學(xué)原理；圖4是結(jié)構(gòu)示意圖，顯示本發(fā)明采用的各個光感式方位角檢測模塊的基本架構(gòu)；圖5A至圖5D顯示本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置與四種不同類型的智能型信息系統(tǒng)搭配的應(yīng)用示意圖；圖6是操作流程圖，顯示本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入方法中的各個基本操作步驟；圖7是幾何示意圖，顯示無線書寫筆在工作平面上的移動軌跡；圖8是示意圖，顯示圖7所示的無線書寫筆移動軌跡對應(yīng)的圖形。
具體實施例方式
實施例圖1是系統(tǒng)示意方塊圖，顯示一智能型信息系統(tǒng)100與本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置(虛線方框200所包括的部分)搭配使用時的基本系統(tǒng)架構(gòu)。
智能型信息系統(tǒng)100例如為筆記本型個人計算機、桌上型個人計算機、個人數(shù)字助理裝置(Personal Digital Assistant，PDA)、靜態(tài)數(shù)字相機(Digital Still Camera，DSC)等等，其至少具有一顯示屏幕101。
本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置200的基本系統(tǒng)組件包括(a)一無線書寫筆210，其具有一發(fā)光筆尖211，可向各個方向發(fā)射出紅外線光束；(b)二個光感式方位角檢測模塊，包括第一光感式方位角檢測模塊221及和第二光感式方位角檢測模塊222；其中第一光感式方位角檢測模塊221是由一位置傳感器(Position Sensing Detector，PSD)221a和一聚焦鏡221b組成，第二光感式方位角檢測模塊222則是由第二位置傳感器222a和第二聚焦鏡222b組成；(c)二個方位角信號轉(zhuǎn)換裝置，包括第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置231和第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置232；以及(d)一象素坐標計算裝置240。
圖2顯示本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置的應(yīng)用示意圖。如圖所示，本發(fā)明的基本構(gòu)想是在一可移動的殼體250上，例如筆記本型個人計算機或個人數(shù)字助理裝置的外殼體上，安置上述的二個光感式方位角檢測模塊221、222，便可將該殼體250所置放的平面，例如辦公桌面，以二個光感式方位角檢測模塊221、222的所在位置為基準點定義出一工作平面300(如圖2中的虛線方框300包括的部分)。該工作平面300即對應(yīng)智能型信息系統(tǒng)100的顯示屏幕101的顯示平面；工作平面300上的每一個位置點即對應(yīng)顯示屏幕101中的一個象素(pixel)。
以下在本說明書中，將以(x，y)表示工作平面300上的位置坐標；并以(A，B)來表示顯示屏幕101中的象素坐標。
請接著參閱圖3的幾何示意圖，它用以說明本發(fā)明所依據(jù)的幾何數(shù)學(xué)原理。如圖所示，假設(shè)二個光感式方位角檢測模塊221、222的間隔距離為D(此為預(yù)設(shè)的已知值)；第一光感式方位角檢測模塊221檢測到的紅外線入射角度為θ(此角度也代表以第一光感式方位角檢測模塊221為基準點所檢測到的光源方位角)；第二光感式方位角檢測模塊222檢測到的紅外線入射角度為φ(此角度也代表以第二光感式方位角檢測模塊222為基準點所檢測到的光源方位角)。此外，將第一光感式方位角檢測模塊221所在的位置點定義為工作平面300所對應(yīng)的象素坐標的原點(0，0)。
根據(jù)圖3所示的幾何示意圖，即可求得目前無線書寫筆210的發(fā)光筆尖211在工作平面300上的位置坐標(x，y)與已知參數(shù)(D，θ，φ)的關(guān)系式，如下所示yx=tanθ]]>yD-x=tanφ]]>解以上的聯(lián)立方程式即可求得x=D·cosθ·sinφsinθ·cosφ+sinφ·cosθ]]>y＝x·tanθ以上的數(shù)學(xué)公式在本說明書中，將稱為″雙方位角直角坐標轉(zhuǎn)換公式″。
但由于(x，y)是代表無線書寫筆210的發(fā)光筆尖211目前在工作平面300上的位置坐標，并非代表智能型信息系統(tǒng)100的顯示屏幕101上的象素坐標；因此須根據(jù)顯示屏幕101的橫向分辨率(例如為800×600)與間隔距離D之間的比例關(guān)系，預(yù)先定出從位置坐標到象素坐標的轉(zhuǎn)換公式(x，y)→(A，B)。
請再參閱圖1及圖2，無線書寫筆210的發(fā)光筆尖211可朝各個方向發(fā)出紅外線光束；也就是將無線書寫筆210的發(fā)光筆尖211置于工作平面300中的任一位置點上時，其發(fā)出的紅外線光束會分別被光感式方位角檢測模塊221、222所接收到。
如圖4所示，第一光感式方位角檢測模塊221是由一位置傳感器(PSD)221a和一聚焦鏡221b組成(注由于第二光感式方位角檢測模塊222的架構(gòu)與第一光感式方位角檢測模塊221的架構(gòu)完全相同，因此圖4不重復(fù)繪出第二光感式方位角檢測模塊222的架構(gòu))。
上述位置傳感器221a是一種新開發(fā)出的硅光電二極管(Siliconphotodiode)，其特性在于其輸出的感光電流Iop1正比于受光點的位置與端點之間的間隔距離d，也就是Iop1∝d(由于位置傳感器221a為一種現(xiàn)有的半導(dǎo)體組件，因此將不對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)作進一步說明)。聚焦鏡221b可將接收到的紅外線光束聚焦在位置傳感器221a上的一位置點。因此位置傳感器221a與聚焦鏡221b的組合模塊可提供一方位角檢測功能，用以檢測目前無線書寫筆210的發(fā)光筆尖211所在位置的方位角θ；也就是Iop1與θ之間存在一特定關(guān)系，
Iop1＝f(θ)，而此特定關(guān)系可事先根據(jù)位置傳感器221a的輸出入特性求得。因此將Iop1根據(jù)此特定關(guān)系作適當?shù)哪M信號處理后，即可得知目前無線書寫筆210的發(fā)光筆尖211所在位置的方位角θ。
第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置231依據(jù)預(yù)先求得的關(guān)系式Iop1＝f(θ)，將第一光感式方位角檢測模塊221輸出的第一模擬電流信號Iop1轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第一數(shù)字信號；此第一數(shù)字信號的值即代表第一光感式方位角檢測模塊221接收到的紅外線光束的方位角θ；而第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置232，則將第二光感式方位角檢測模塊222輸出的第二模擬電流信號Iop2，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第二數(shù)字信號，其值即代表第二光感式方位角檢測模塊222接收到的紅外線光束的方位角φ。
象素坐標計算裝置240，例如一微處理器(sub-CPU)，可依據(jù)上述的雙方位角直角坐標轉(zhuǎn)換公式，將方位角信號轉(zhuǎn)換裝置231、232提供的二個方位角(θ，φ)作為已知參數(shù)值，借此計算出無線書寫筆210的發(fā)光筆尖211，目前在工作平面300上的位置坐標(x，y)，再接著將此位置坐標(x，y)轉(zhuǎn)換成象素坐標(A，B)；也就是象素坐標計算裝置240在接收到參數(shù)值(θ，φ)后，將依序執(zhí)行以下三個計算步驟x=D·cosθ·sinφsinθ·cosφ+sinφ·cosθ]]>y＝x·tanθ(x，y)→(A，B)象素坐標計算裝置240接著會將求得的象素坐標(A，B)傳送至智能型信息系統(tǒng)100，便可在其顯示屏幕101上定位出對應(yīng)的象素。
圖5A-5D顯示本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置與四種不同類型的智能型信息系統(tǒng)搭配的應(yīng)用示意圖。
在圖5A所示的應(yīng)用實例中，本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置應(yīng)用在個人數(shù)字助理裝置(Personal Digital Assistant，PDA)110上，并將上述的二個光感式方位角檢測模塊221、222設(shè)置在該個人數(shù)字助理裝置110的外殼體的底部側(cè)面上。將該個人數(shù)字助理裝置110置放于桌面上時，即可將光感式方位角檢測模塊221、222前方的桌面部分作為工作平面。
在圖5B所示的應(yīng)用實例中，本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置應(yīng)用在靜態(tài)數(shù)字相機(Digital Still Camera，DSC)120上，并將上述的二個光感式方位角檢測模塊221、222設(shè)置在該靜態(tài)數(shù)字相機120的外殼體的前側(cè)下方。將該靜態(tài)數(shù)字相機120置放在桌面上時，即可將光感式方位角檢測模塊221、222前方的桌面部分作為工作平面。
在圖5C所示的應(yīng)用實例中，本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置應(yīng)用在筆記本型個人計算機130上，并將上述的二個光感式方位角檢測模塊221、222設(shè)置在該筆記本型個人計算機130的外殼體的前方側(cè)面上。當該筆記本型個人計算機130置放在桌面上時，即可將光感式方位角檢測模塊221、222前方的桌面部分作為工作平面。
在圖5D所示的應(yīng)用實例中，本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入裝置應(yīng)用在桌上型個人計算機140上，并將上述的二個光感式方位角檢測模塊221、222設(shè)置在外接盒141上。當該外接盒141置放于桌面上時，即可將光感式方位角檢測模塊221、222前方的桌面部分作為工作平面。
圖6為一操作流程圖，顯示本發(fā)明的無線筆觸式資料輸入方法中的各個基本操作步驟。
請同時參閱圖6及圖1，在步驟S0中，使用者開始操作無線書寫筆210；也就是使用者將無線書寫筆210的發(fā)光筆尖211碰觸在光感式方位角檢測模塊221、222定義的工作平面300上。
接著在步驟S1中，光感式方位角檢測模塊221、222中的位置傳感器(PSD)221a、221b，受到來自無線書寫筆210的發(fā)光筆尖211的紅外線光束的激發(fā)，分別產(chǎn)生第一模擬電流信號Iop1及第二二模擬電流信號Iop2，并將Iop1及Iop2分別傳送至方位角信號轉(zhuǎn)換裝置231、232。
接著在步驟S2中，第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置接收到Iop1后，便會將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第一數(shù)字信號；此第一數(shù)字信號的值即代表第一光感式方位角檢測模塊221接收到的紅外線光束的方位角θ。而與此同時，第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置232接收到Iop2后，便會將其轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第二數(shù)字信號；此第二數(shù)字信號的值即代表第二光感式方位角檢測模塊222接收到的紅外線光束的方位角φ。方位角信號轉(zhuǎn)換裝置231、232接著分別將代表(θ，φ)的第一數(shù)字信號及第二數(shù)字信號傳送至象素坐標計算裝置240。
接著在步驟S3中，象素坐標計算裝置240接收到(θ，φ)后，便會將其代入上述的雙方位角直角坐標轉(zhuǎn)換公式中，借以計算出無線書寫筆210的發(fā)光筆尖211目前在工作平面300上的位置所對應(yīng)的象素坐標(x，y)，也就是x=D·cosθ·sinφsinθ·cosφ+sinφ·cosθ]]>y＝x·tanθ接著在步驟S4中，象素坐標計算裝置240依據(jù)工作平面300與智能型信息系統(tǒng)100所用的顯示屏幕分辨率的對應(yīng)關(guān)系，將位置坐標(x，y)轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的象素坐標(A，B)，并將象素坐標(A，B)的值傳送至智能型信息系統(tǒng)100。
接著在步驟S5中，判斷使用者是否持續(xù)操作無線書寫筆210；若是，則重復(fù)執(zhí)行步驟S1至步驟S4，借此而獲得一連串的象素坐標值；若否，則跳至步驟S6。
接著在步驟S6中，將該無線書寫筆210的發(fā)光筆尖211在工作平面300上劃過的軌跡，顯示在智能型信息系統(tǒng)100的顯示屏幕101上。
圖7為幾何示意圖，顯示無線書寫筆210在工作平面300上的一連串位置坐標{(x1，y1)、(x2，y2)、(x3，y3)}上劃過的一移動軌跡；而圖8則顯示圖7所示的數(shù)字寫筆移動軌跡在顯示屏幕101上的對應(yīng)象素坐標{(A1，B1)、(A2，B2)、(A3，B3)}上顯示的軌跡圖形。
總而言之，本發(fā)明提供了一種新穎的無線筆觸式資料輸入裝置及方法，它可與智能型信息系統(tǒng)搭接，將文字或圖形資料以手寫方式輸入至該智能型信息系統(tǒng)。與現(xiàn)有的資料輸入裝置相比較，本發(fā)明的筆觸式資料輸入裝置具有以下優(yōu)點。
第一，本發(fā)明是將桌面直接作為工作平面，而非采用實體的數(shù)字畫板或軌跡觸控板，因此并不須在智能型信息系統(tǒng)上附加額外的實體裝置，可節(jié)省桌面空間。
第二，無線書寫筆與智能型信息系統(tǒng)之間不需以任何實體的電線來連接，因此不會使得桌面雜亂。
第三，本發(fā)明的筆觸式資料輸入裝置可與各種類型的智能型信息系統(tǒng)搭配，例如個人數(shù)字助理裝置、靜態(tài)數(shù)字相機、筆記本型個人計算機、桌上型個人計算機等等。
第四，使用者攜帶筆記本型個人計算機外出時，可將任何一種桌面作為工作平面，因此外出時仍可使用大面積的工作平面來輸入圖形或文字資料。
第五，本發(fā)明的筆觸式資料輸入裝置不僅可作為一手繪圖形的輸入裝置，將可手寫的資料，例如文字符號、電子簽名、圖形等等，以手寫方式輸入至智能型信息系統(tǒng)；也可作為一光標移控裝置，控制該智能型信息系統(tǒng)的顯示屏幕上光標的移動。因此本發(fā)明具有多種應(yīng)用性。
權(quán)利要求
1.一種無線筆觸式資料輸入裝置，可與智能型信息系統(tǒng)搭接，且該智能型信息系統(tǒng)具有一顯示屏幕，讓使用者以筆觸方式將資料輸入至該智能型信息系統(tǒng)；其特征在于，該無線筆觸式資料輸入裝置包括(a)一無線書寫筆，具有一發(fā)光筆尖，可在各個方向發(fā)射出傳輸光束；(b)一對光感式方位角檢測模塊，包括第一光感式方位角檢測模塊和第二光感式方位角檢測模塊，且其分別具有一光感測面；該第一和第二光感式方位角檢測模塊相隔一預(yù)設(shè)距離而配置在一工作平面的一側(cè)邊的二個端點上；該工作平面上的各個位置對應(yīng)于該智能型信息系統(tǒng)的顯示屏幕中的各個象素；其中，該第一光感式方位角檢測模塊在接收到無線書寫筆的發(fā)光筆尖發(fā)出的傳輸光束時，會產(chǎn)生代表該傳輸光束方位角的第一輸出信號；該第二光感式方位角檢測模塊在接收到無線書寫筆發(fā)出的傳輸光束時，會產(chǎn)生代表該傳輸光束方位角的第二輸出信號；(c)一對方位角信號轉(zhuǎn)換裝置，包括第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置和第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置；其中，該第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置耦接至第一光感式方位角檢測模塊，將第一光感式方位角檢測模塊輸出的第一輸出信號，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第一數(shù)值信號；該第一數(shù)值信號即代表第一光感式方位角檢測模塊接收到的傳輸光束的方位角；且該第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置耦接至第二光感式方位角檢測模塊，將第二光感式方位角檢測模塊輸出的第二輸出信號，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第二數(shù)值信號；該第二數(shù)值信號即代表第二光感式方位角檢測模塊接收到的傳輸光束的方位角；以及(d)一象素坐標計算裝置，耦接至第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置及第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置，可依據(jù)一預(yù)定的雙方位角直角坐標轉(zhuǎn)換公式，以第一數(shù)值信號及第二數(shù)值信號代表的方位角為已知參數(shù)值，計算出該無線書寫筆的發(fā)光筆尖目前在工作平面上的位置坐標，并將該位置坐標轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的象素坐標。
2.如權(quán)利要求1所述的無線筆觸式資料輸入裝置，其特征在于，該傳輸光束是紅外線光束。
3.如權(quán)利要求1所述的無線筆觸式資料輸入裝置，其特征在于，該第一和第二光感式方位角檢測模塊分別包括(b1)一位置傳感器，為一種光電式二極管，可響應(yīng)入射的傳輸光束而產(chǎn)生一模擬輸出信號；該模擬輸出信號的強度與受光點的位置成特定關(guān)系；以及(b2)一聚焦鏡，安置在該位置傳感器的感光面上，將入射的傳輸光束聚焦在該感光面上。
4.如權(quán)利要求1所述的無線筆觸式資料輸入裝置，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為一個人數(shù)字助理裝置；且第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在個人數(shù)字助理裝置的外殼體的一側(cè)面上。
5.如權(quán)利要求1所述的無線筆觸式資料輸入裝置，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為一筆記本型個人計算機；且第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在該筆記本型個人計算機的外殼體的一側(cè)面上。
6.如權(quán)利要求1所述的無線筆觸式資料輸入裝置，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為一靜態(tài)數(shù)字相機；且第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在靜態(tài)數(shù)字相機的外殼體的一側(cè)面上。
7.如權(quán)利要求1所述的無線筆觸式資料輸入裝置，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為一桌上型個人計算機；且第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在耦接至桌上型個人計算機的外接盒的一側(cè)面上。
8.一種無線筆觸式資料輸入裝置，它可用于搭接至一智能型信息系統(tǒng)，且該智能型信息系統(tǒng)具有一顯示屏幕，讓使用者以筆觸方式將資料輸入至該智能型信息系統(tǒng)；其特征在于，該無線筆觸式資料輸入裝置包括(a)一無線書寫筆，具有一發(fā)光筆尖，可在各個方向發(fā)射出傳輸光束；(b)一對光感式方位角檢測模塊，包括第一光感式方位角檢測模塊和第二光感式方位角檢測模塊；該第一和第二光感式方位角檢測模塊分別包括(b1)一位置傳感器，其為一種光電式二極管，具有一感光面，可響應(yīng)入射的傳輸光束而產(chǎn)生一模擬輸出信號；該模擬輸出信號的強度與受光點的位置成一特定關(guān)系；以及(b2)一聚焦鏡，安置在位置傳感器的感光面上，將入射的傳輸光束聚焦在該感光面上；該第一和第二光感式方位角檢測模塊相隔一預(yù)設(shè)距離而配置在一工作平面的一側(cè)邊的二端點上；該工作平面上的各個位置對應(yīng)該智能型信息系統(tǒng)的顯示屏幕中的各個象素；其中，該第一光感式方位角檢測模塊中的位置傳感器在接收到該無線書寫筆的發(fā)光筆尖發(fā)出的傳輸光束時，會產(chǎn)生代表該傳輸光束的方位角的第一輸出信號；該第二光感式方位角檢測模塊中的位置傳感器在接收到該無線書寫筆發(fā)出的傳輸光束時，會產(chǎn)生代表該傳輸光束的方位角的第二輸出信號；(c)一對方位角信號轉(zhuǎn)換裝置，包括第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置和第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置；其中該第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置耦接至第一光感式方位角檢測模塊，將第一光感式方位角檢測模塊輸出的第一輸出信號，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第一數(shù)值信號；該第一數(shù)值信號即代表第一光感式方位角檢測模塊接收到的傳輸光束的方位角；且該第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置耦接至第二光感式方位角檢測模塊，將第二光感式方位角檢測模塊輸出的第二輸出信號，轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的第二數(shù)值信號；該第二數(shù)值信號即代表第二光感式方位角檢測模塊接收到的傳輸光束的方位角；以及(d)一象素坐標計算裝置，耦接至第一方位角信號轉(zhuǎn)換裝置及第二方位角信號轉(zhuǎn)換裝置，可依據(jù)一預(yù)定的雙方位角直角坐標轉(zhuǎn)換公式，以第一數(shù)值信號及第二數(shù)值信號代表的方位角為已知參數(shù)值，計算出該無線書寫筆的發(fā)光筆尖目前在該工作平面上的位置坐標，并將該位置坐標轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的象素坐標。
9.如權(quán)利要求8所述的無線筆觸式資料輸入裝置，其特征在于，該傳輸光束是紅外線光束。
10.如權(quán)利要求8所述的無線筆觸式資料輸入裝置，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為個人數(shù)字助理裝置；且第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在個人數(shù)字助理裝置的外殼體的一側(cè)面上。
11.如權(quán)利要求8所述的無線筆觸式資料輸入裝置，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為筆記本型個人計算機；且第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在筆記本型個人計算機的外殼體的一側(cè)面上。
12.如權(quán)利要求8所述的無線筆觸式資料輸入裝置，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為靜態(tài)數(shù)字相機；且第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在靜態(tài)數(shù)字相機的外殼體的一側(cè)面上。
13.如權(quán)利要求8所述的無線筆觸式資料輸入裝置，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為桌上型個人計算機；且第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在耦接至該桌上型個人計算機的外接盒的一側(cè)面上。
14.一種無線筆觸式資料輸入方法，它可用于智能型信息系統(tǒng)上，且該智能型信息系統(tǒng)具有一顯示屏幕，讓使用者以筆寫方式輸入資料至該智能型信息系統(tǒng)；其特征在于，該無線筆觸式資料輸入方法包括以下步驟(1)提供一無線書寫筆，其具有一發(fā)光筆尖，可在各個方向發(fā)射出傳輸光束；(2)將第一光感式方位角檢測模塊和第二光感式方位角檢測模塊相隔一預(yù)設(shè)距離而配置在一工作平面的一側(cè)邊的二個端點上；該工作平面上的各個位置對應(yīng)至該智能型信息系統(tǒng)的顯示屏幕中的各個象素；其中，該第一光感式方位角檢測模塊在接收到該無線書寫筆的發(fā)光筆尖發(fā)出的傳輸光束時，會產(chǎn)生代表該傳輸光束的方位角的第一輸出信號；該第二光感式方位角檢測模塊在接收到該無線書寫筆發(fā)出的傳輸光束時，會產(chǎn)生代表該傳輸光束的方位角的第二輸出信號；(3)在使用者將該無線書寫筆的發(fā)光筆尖接觸在工作平面上時，第一光感式方位角檢測模塊響應(yīng)入射的傳輸光束而產(chǎn)生的第一輸出信號，依據(jù)該第一光感式方位角檢測模塊的輸出入特性而求得該入射的傳輸光束的方位角；第二光感式方位角檢測模塊響應(yīng)入射的傳輸光束而產(chǎn)生的第二輸出信號，依據(jù)該第二光感式方位角檢測模塊的輸出入特性而求得該入射的傳輸光束的方位角；(4)以第一無線方位角及第二無線方位角為已知參數(shù)，并根據(jù)一預(yù)先求得的雙方位角直角坐標轉(zhuǎn)換公式，計算出該無線書寫筆的發(fā)光筆尖目前在工作平面上的位置坐標，并將該位置坐標轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的象素坐標；以及(5)將該無線書寫筆的發(fā)光筆尖在工作平面上劃過的軌跡，顯示在該智能型信息系統(tǒng)的顯示屏幕上的對應(yīng)象素上。
15.如權(quán)利要求14所述的無線筆觸式資料輸入方法，其特征在于，該傳輸光束是紅外線光束。
16.如權(quán)利要求14所述的無線筆觸式資料輸入方法，其特征在于，步驟(2)中所述的第一光感式方位角檢測模塊和第二光感式方位角檢測模塊分別包括(2a)一位置傳感器，其為一種光電式二極管，可響應(yīng)入射的傳輸光束而產(chǎn)生一模擬的輸出信號；該模擬的輸出信號的強度與受光點的位置成一特定關(guān)系；以及(2b)一聚焦鏡，安置在位置傳感器的感光面上，將入射的傳輸光束聚焦在該感光面上。
17.如權(quán)利要求14所述的無線筆觸式資料輸入方法，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為個人數(shù)字助理裝置；且該第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在個人數(shù)字助理裝置的外殼體的一側(cè)面上。
18.如權(quán)利要求14所述的無線筆觸式資料輸入方法，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為一筆記本型個人計算機；且第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在筆記本型個人計算機的外殼體的一側(cè)面上。
19.如權(quán)利要求14所述的無線筆觸式資料輸入方法，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為靜態(tài)數(shù)字相機；且第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在靜態(tài)數(shù)字相機的外殼體的一側(cè)面上。
20.如權(quán)利要求14所述的無線筆觸式資料輸入方法，其特征在于，該智能型信息系統(tǒng)為桌上型個人計算機；且第一和第二光感式方位角檢測模塊設(shè)置在耦接至桌上型個人計算機的外接盒的一側(cè)面上。
全文摘要
一種無線筆觸式資料輸入裝置及方法，可與智能型信息系統(tǒng)搭接，將手寫的資料輸入該系統(tǒng)中；也可作為光標移控裝置，控制該系統(tǒng)的顯示屏幕上光標的移動。此無線筆觸式資料輸入裝置及方法是在一可移動的殼體上安置兩個光感式方位角檢測模塊，便可將該殼體置放的平面，以兩個光感式方位角檢測模塊的所在位置為基準點，定義一工作平面。該工作平面即對應(yīng)智能型信息系統(tǒng)的顯示屏幕的顯示平面；該工作平面上的每一個位置點對應(yīng)顯示屏幕中的一個象素；顯示屏幕中的各個象素可利用一無線書寫筆來指定。該工作平面直接采用桌面，而非實體的平板，因此不須附加額外的實體裝置。
文檔編號G06K11/06GK1581215SQ03153579
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月15日
發(fā)明者朱欽豪, 翁世雄 申請人:英保達股份有限公司