[發明專利]一種三維手寫輸入裝置和手寫輸入方法

無效

• 申請號: 201110095920.2
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102207801A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發明（設計）人: 董寧;戴煦;郭冰;郭勇;楊果
• 申請（專利權）人: 深圳市華測檢測技術股份有限公司
• 主分類號: G06F3/043
• 分類號: G06F3/043;G06F3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種手寫輸入裝置和手寫輸入方法，特別是一種三維空間輸入裝置及方法。

背景技術

現有技術中的手寫輸入有以下幾種方案：

一種是傳統的觸壓方式，如電腦手寫板，觸摸屏等。這種輸入方式需要特質的書寫屏，在書寫屏中安裝有壓電傳感器或者電容傳感器等，來識別使用者的手寫動作。

另一種是較為新式的通過空間位置識別進行手寫輸入的方式，其中又分為超聲定位和加速度傳感器定位等幾種方案。中國專利號200510121260.5，專利名稱“用超聲波確定于寫軌跡的輸入方法及裝置”的專利公開了一種用超聲波確定于寫軌跡的輸入方法及裝置，其中該裝置包括兩個超聲波傳感器，分別接收書寫筆發射的超聲波信號，并有微處理器模塊根據接收到的脈沖計數計算出書寫筆筆尖的位置信息。中國專利申請號201010144596.4，專利名稱“觸摸筆及實現觸摸功能的方法”的專利公開了一種利用加速度傳感器對觸摸筆進行定位的手寫輸入裝置，該裝置的觸摸筆中包括加速度傳感器，用于測量所述觸摸筆移動時的加速度；壓力傳感器，用于感應觸摸筆選中顯?示屏上的功能項，并輸出選中信息；處理器，用于接收所述選中信息時，根據加速度傳感器測量的加速度，計算觸摸筆的位置信息。

其他手寫輸入技術大多與上述的幾種類似。在這些手寫輸入方式中，傳統觸壓方式需要特定的書寫屏，因此書寫收到較大限制，靈活性不夠，另外，隨著手寫識別精度的提高和手寫范圍的增大，書寫屏的制造成本也會變得很高。

通過空間定位的手寫輸入方式，其中超聲定位手寫輸入，通常只限于二維定位，這將導致書寫位置受到限制，必須在超聲波傳感器所規定的特定平面進行書寫才能正確識別，而在其他平面的書寫，書寫軌跡會轉化成該特定平面的投影，導致書寫誤差；加速度傳感器定位的手寫輸入方式，其定位原理是通過基于固定點的相對位移對手寫筆進行定位，并不是對絕對位置的定位，這就導致定位不夠精確，相對位移的累積誤差會使手寫筆準確位置的判斷變得非常困難。

另外，現有的通過空間定位的手寫輸入方式，仍要依靠壓力傳感器來判斷書寫的起始和結束，其采用的壓力傳感裝置難免會對書寫平面造成一定的損害。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的上述技術問題而提供一種利用超聲波定位的三維手寫輸入裝置及輸入方法。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：

一種三維手寫輸入裝置，包括信號發射裝置，信號接收裝置和微?處理器和主機，其特征在于：

所述信號發射裝置包括外殼內的超聲波發生器和控制開關；所述信號接收裝置包括至少三個超聲波傳感器和通訊接口；所述超聲波傳感器通過通訊接口與微處理器電連接；

所述信號發射裝置中的超聲波發生器向全空間發射超聲信號；所述超聲波傳感器將接收到的超聲信號轉化為電信號，并傳輸給微處理器；微處理器根據接收到的各個超聲傳感器傳輸的電信號和已知的各個傳感器的位置信息，計算出信號發射裝置的空間位置的三維坐標；所述三維坐標通過無線或有線方式發送給主機；所述主機根據接收到的信號發射裝置的連續三維坐標完成手寫軌跡的識別和輸入。

所述信號發射裝置的兩端放置兩個超聲波發生器；超聲波傳感器將接收到的超聲信號轉化為電信號，并傳輸給微處理器；微處理器根據接收到的各個超聲傳感器傳輸的電信號和已知的各個傳感器的位置信息，計算出兩個超聲波發生器的空間位置的三維坐標，并進一步計算出兩個超聲波發生器的空間位置連線的延長線與書寫平面的交點坐標；所述交點坐標通過無線或有線方式發送給主機。

信號發射裝置的空間位置信息可以經由主機處理，用于確定書寫平面及控制手寫輸入的起始和結束。

還可以在手寫輸入裝置中安裝壓力傳感模塊，用于確定手寫輸入的起始和結束。

優選的一種信號接收裝置包括至少四個超聲波傳感器；微處理器采用聲音能量定位或到達時差定位的方法處理從超聲波傳感器接收?的信息，計算得出超聲波發生器的空間位置的三維坐標。

或者采用另一種信號發射裝置，包括時間同步模塊，信號接收裝置包括至少三個超聲波傳感器；微處理器采用距離定位的方法處理從超聲波傳感器接收的信息，計算得出超聲波發生器的空間位置的三維坐標。

一種三維手寫輸入方法，包括以下步驟，

(1)信號發射裝置中的超聲波發生器向全空間發射超聲信號；

(2)信號接收裝置中的超聲波傳感器接收超聲信號，將其轉化為電信號，并傳輸給微處理器；