[發(fā)明專利]光學筆、光學筆位置判定方法及交互式顯示系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910200981.3
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101751161A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 陳維杰;陳其宏;蔣永裕;陳世賓
• 申請（專利權）人: 明基電通有限公司;明基電通股份有限公司
• 主分類號: G06F3/033
• 分類號: G06F3/033;G06F3/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明關于一種光學筆、光學筆位置判定方法及交互式顯示系統(tǒng)，特別是 在不同使用者書寫時，仍可靈敏操作的一種光學筆及其位置判定與應用的交互 式電子組件。

背景技術

交互式電子組件可提供一個有趣且豐富的交互式報告環(huán)境，目前又以交互 式電子白板最為常見。交互式電子白板在運作上可以與計算機進行通訊，例如 利用USB接線將交互式電子白板與計算機連接，同時利用投影機將計算機上的 內容投射到電子白板的屏幕上，在配合的應用軟件支持下所有書寫內容，會在 計算機上同步顯示，變成一個可直接操作計算機的大屏幕，構成交互式的報告 或教學環(huán)境。使用者于會議中利用手指或手寫筆觸控白板、或用光學筆在白板 上操作，其人性化接口讓使用者不須改變舊有習慣，便能操作各種應用程序及 所有書寫繪圖功能，還能儲存批注內容，實時成為電子化教材或會議紀錄，在 報告或教學過程腦力激蕩時更能完整保留所有創(chuàng)意奇想。

再者，交互式電子白板不但易于創(chuàng)造報告者或教學者的解說情境，且有利 于復雜數據的呈現及解說，在配合現有軟件的綜合運用下，就能將豐富且大量 的信息在電子白板上靈活的運用，使聽者在活潑的解說氣氛里更能專心參與或 學習，提升講者與聽者之間的互動效果。而其數據呈現迅速簡便，除了省去傳 統(tǒng)需要擦拭黑板或白板的時間，其操作方式(手指、觸控筆或光學筆)也無須忍 受漫天飛舞的粉筆灰或奇異筆難聞的氣味。因此，交互式電子白板未來將成為 不可或缺的重要電子設備。

目前交互式電子白板主要可以分為：雙向紅外線技術、電磁感應式、壓力 觸控感應式、超音波感應式等，盡管工作原理不同，也各有其優(yōu)缺點，但各類 交互式電子白板的書寫、操作和互動功能大致上相似。再者，這四種交互式電 子白板都必須使用特定的白板作為投映屏幕、或在白板周圍設置相關感應裝置。 例如，紅外線感應式電子白板需要在電子白板的四周密布多個紅外線感應器， 構成足夠密度的掃描網，以得到精準的定位。壓力觸控感應式的電子白板則由 多層膜構成，主要包括負責偵測水平及垂直訊號的電阻薄膜與導電膜等，需透 過導電膜與電阻薄膜的接觸來定位。電磁感應式的電子白板里則需嵌入感應線 圈，各自偵測水平與垂直位置的訊號，并在電子筆里安裝發(fā)送訊號裝置，根據 感應線圈與感應筆彼此交換訊號來定位。超音波感應式的電子白板則是在上緣 的左右兩邊各設置超音波接收器，而訊號的發(fā)送則是透過專用的發(fā)射器，通常 也會以筆的型態(tài)呈現。因此，當使用者欲使用這些交互式電子產品進行信息報 告或交流，除了計算機和投影機，還必須在有特殊設計的電子白板存在下才能 進行，這也造成了使用上的限制和不便。

因此，如何利用計算機和投影機等易取得的現有設備，并運用任意表面作 為投映屏幕，以隨時隨地可進行交互式信息交流，是相關廠商關切的重要研發(fā) 目標。其中，具有特殊設計的光學筆，例如可和投影機交換訊號以完成定位的 光學筆，系日漸受到注目。目前已有許多相關方法可完成投映屏幕和光學筆之 間的定位。例如美國專利案，案號US?7421111，《畫素型顯示屏之光學筆系統(tǒng)》 (Light?pen?system?for?pixe1-based?displays)，已揭露如何在一般顯示表面 上判定光學筆影像讀取位置的方法。其中一種方式是：先令投影裝置在顯示表 面上連續(xù)投射一系列圖案(a?sequence?of?patterns)，且該系列圖案對應于顯 示表面上的每一位置都具特有的光強度序列(a?unique?sequence?of?light intensity)，每一光強度序列所對應得位置皆有其編碼，其中所投射一系列圖 案中系包括有一表頭序列圖案(header?sequence?of?patterns)。如圖1所示， 假設顯示表面上有4×4畫素型排列，一系列圖案100中的第一個圖案101是全 亮，第二個圖案102是全暗。而之后的第三至八個圖案103～108則分別將顯示 表面以垂直或水平地作出畫素級的灰階編碼區(qū)分。而全亮的第一個圖案101和 全暗的第二個圖案102可當作表頭序列圖案，使光筆可以與所投射一系列圖案 在一開始時同步，也可當作校正用的光強度參考標準。接著，在投射有一系列 圖案的顯示表面之一位置處，以光學筆感測該位置的光強度。然后決定該位置 之于表頭序列圖案的比率，根據圖案比率對該位置的光強度進行譯碼以決定的 該感測位置在顯示表面上的坐標。