專利名稱：手寫(xiě)輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手寫(xiě)輸入裝置，尤其涉及一種光學(xué)手寫(xiě)輸入裝置。
背景技術(shù)：
研究人員一直在研究如何發(fā)展出人機(jī)友好界面，觸控技術(shù)及手寫(xiě)輸入技術(shù)均是這 一研究課題下的產(chǎn)物，其能幫助人們更快捷更有效地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，因而受到人 們的廣泛歡迎。目前有一種手寫(xiě)輸入裝置，其具有一個(gè)用于輸入文字、圖形等數(shù)據(jù)的輸入筆、一個(gè) 影像擷取裝置，該影像擷取裝置的光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直于輸入面，該輸入筆在輸入面觸碰 或者輸入文字等數(shù)據(jù)的同時(shí)，輸入筆筆尖發(fā)出的光被輸入面反射至影像擷取模組，且在輸 入筆移動(dòng)的同時(shí)，反射光也隨之移動(dòng)，影像擷取模組記錄此反射光移動(dòng)所形成的軌跡，通過(guò) 數(shù)據(jù)處理可分析輸入筆所觸碰的點(diǎn)的坐標(biāo)或者其經(jīng)過(guò)的所有點(diǎn)的坐標(biāo)，從而做出觸碰響應(yīng) 或者轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。然而，由于影像擷取模組的光軸垂直于該輸入面，因此當(dāng)使用者持輸入筆進(jìn)行輸 入時(shí)，使用者的手可能遮擋輸入筆發(fā)出的光線或者遮擋影像擷取模組的鏡頭或遮擋光點(diǎn)， 從而妨礙影像擷取模組正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種可有效防止使用者的手遮擋光線或者遮擋影像擷取模 組的手寫(xiě)輸入裝置。一種手寫(xiě)輸入裝置，該手寫(xiě)輸入裝置包括輸入筆、輸入面、影像擷取模組，該輸入 筆用于在該輸入面觸碰或書(shū)寫(xiě)，該輸入面具有一個(gè)中心，該影像擷取模組包括光學(xué)系統(tǒng)，該 光學(xué)系統(tǒng)具有光軸，該影像擷取模組高于該輸入面，該光學(xué)系統(tǒng)的光軸與該輸入面相交成 e角，且0° < 6 <90°或90° < e <180°，該輸入筆可發(fā)出光線，該光線可被該影像 擷取模組攝取以確定該輸入筆的落筆位置。優(yōu)選地，該影像擷取裝置通過(guò)支撐單元支撐于該輸入面上方。優(yōu)選地，該輸入筆的筆尖設(shè)置光源以發(fā)出光線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的手寫(xiě)輸入裝置的影像擷取模組的光軸與輸入面相 交成銳角或鈍角，因此當(dāng)在輸入面書(shū)寫(xiě)或觸碰輸入面時(shí)無(wú)光線被遮擋之虞。影像擷取裝置通過(guò)支撐單元支撐于該輸入面上方使得影像擷取裝置可感測(cè)到整 個(gè)輸入面上的光點(diǎn)。在輸入筆的筆尖設(shè)置光源有助于準(zhǔn)確地定位輸入筆的落筆位置。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的手寫(xiě)輸入裝置的示意圖。圖2是圖1中的影像擷取模組與輸入面的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的手寫(xiě)輸入裝置中影像擷取模組與輸入面的結(jié)構(gòu) 示意圖。圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的手寫(xiě)輸入裝置中影像擷取模組與輸入面的結(jié)構(gòu) 示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1和圖2，本發(fā)明第一實(shí)施例提供的手寫(xiě)輸入裝置1包括輸入面板10，影 像擷取模組12和輸入筆14。輸入面板10具有一個(gè)輸入面100，輸入面100為矩形，輸入面100具有四條邊長(zhǎng)和 一個(gè)中心，該四條邊形成該輸入面100的邊界。影像擷取模組12包括由透鏡、光闌等元件構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)121以及影像感測(cè)器 122、電路板(圖未示)等。該光學(xué)系統(tǒng)121具有一個(gè)光軸I，該影像感測(cè)器122具有一個(gè)感 測(cè)面123，該感測(cè)面123具有一中心0，垂直該感測(cè)面123且經(jīng)過(guò)該中心0的線是該感測(cè)面 123的中心法線II。該光軸I與該中心法線II重合。輸入筆14在其尖端設(shè)有一光源。當(dāng)然，也可以在輸入筆12的桿狀主體上設(shè)置光 源并且該光源可將光照射到輸入面。優(yōu)選地，在輸入筆14的尖端設(shè)置光源，因?yàn)楣庠窗l(fā)出 的光將直接投射到輸入筆的落筆點(diǎn)，位置準(zhǔn)確，因此，影像擷取裝置將直接感測(cè)到輸入筆14 的落筆點(diǎn)，而不必考慮輸入筆14的落筆位置和光點(diǎn)投射位置的差別。光源可以是紅外光發(fā)光二極管141，該紅外線發(fā)光二極管141可發(fā)出紅外光，相應(yīng) 地，影像擷取模組12為可感測(cè)紅外光的紅外影像擷取模組。優(yōu)選地，如果該紅外光的主波長(zhǎng)為入…則該紅外光的光譜范圍控制在 入。士0. 1入”因?yàn)榧t外光發(fā)光二極管141發(fā)出的紅外光不是準(zhǔn)單色光，并且也因?yàn)閷⒓t外 光的光譜范圍控制得較窄可使影像擷取模組12有效地感測(cè)到，而不受其他波長(zhǎng)光線影響， 當(dāng)然，相應(yīng)地，影像擷取模組12應(yīng)該對(duì)波長(zhǎng)為入o±0. 1 A ^之間的光線最敏感。可以理解，輸入筆14也可采用其他波長(zhǎng)的光作為光源，同樣地，要求光譜范圍控 制得較窄，在主波長(zhǎng)左右不超過(guò)主波長(zhǎng)的十分之一。影像擷取模組12高于該輸入面100，且該影像擷取模組12的光軸I和輸入面100 相交成0角，0° < e <90°或90° < e <180°，即，相交成銳角或鈍角。該影像擷取 模組12于該輸入面100所在平面的正投影可位于該輸入面100之內(nèi)或之外。在本實(shí)施例 中，該正投影位于輸入面100之外，且其與該輸入面100的一條邊102相鄰。影像擷取模組12可通過(guò)支撐架支撐的方式位于該輸入面100的上方，這樣可以保 證其感測(cè)到整個(gè)輸入面100上的光點(diǎn)。首先，由于整個(gè)輸入面100都可成像在影像感測(cè)器122上，這樣就相當(dāng)于將輸入面 100的每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)通過(guò)“拍照”的方式確定下來(lái)。當(dāng)輸入筆14觸碰該輸入面100或在輸 入面100書(shū)寫(xiě)文字、圖形時(shí)，紅外光發(fā)光二極管141發(fā)出的紅外光被影像擷取模組12攝取 (實(shí)際上，影像擷取模組12接收到的是被輸入面100反射的光)，即可在影像擷取模組12 的影像感測(cè)單元成像，并借助其他部件，例如處理器等將輸入筆14的落筆點(diǎn)的坐標(biāo)和整個(gè) 輸入面100的成像點(diǎn)相參照，即可確定落筆點(diǎn)的坐標(biāo)落在輸入面100的哪一點(diǎn)。所有的落
4筆點(diǎn)的坐標(biāo)相連，將會(huì)由處理器做出相應(yīng)，反應(yīng)出來(lái)就表示為一個(gè)點(diǎn)操作或者是圖像或者 是文字等訊息的輸入等與光軸I垂直輸入面100的情況相比，紅外光發(fā)光二極管141發(fā)出的紅外光將不 被持輸入筆14的手妨礙，影像擷取模組12將可以攝取整個(gè)輸入面100的紅外光。請(qǐng)參照XYZ坐標(biāo)軸，設(shè)邊長(zhǎng)102的長(zhǎng)度為k，該影像擷取模組12的正投影到該邊 長(zhǎng)102的垂直距離為L(zhǎng)2，該影像擷取模組12到該輸入面100的垂直距離為L(zhǎng)3，該輸入面100 與該光軸I的夾角為9，經(jīng)過(guò)測(cè)試得到，該影像擷取模組12的最佳位置由以下條件限定 0. 2k < L3 < 0. 61^,-0. 2L3 < L2 < L3，30° 彡 e 彡 115°，當(dāng)然，9 不等于 90 度，其中，“-，， 號(hào)表示該影像擷取模組12的正投影落在該輸入面100。所謂影像擷取模組12的最佳位置 是指能夠很好地?cái)z取整個(gè)輸入面100的紅外光且持輸入筆14的手不會(huì)遮擋影像擷取模組 12的鏡頭的位置。另外，當(dāng)影像擷取模組12的光軸I與輸入面100的法線方向的夾角e大到一定 程度時(shí)，輸入筆14發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)121之后可能會(huì)在成像時(shí)發(fā)生梯形畸變，例如， 輸入面100遠(yuǎn)離影像擷取模組12的一側(cè)將相對(duì)于靠近影像擷取模組12的一側(cè)發(fā)生圖像收 縮，如果發(fā)生此種情形，就表示輸入面100上某些角落的紅外光無(wú)法被影像擷取模組12感 測(cè)到，因此形成感測(cè)盲區(qū)，影響手寫(xiě)輸入裝置的響應(yīng)能力。圖3所示為應(yīng)用于本發(fā)明第二實(shí)施例提供的手寫(xiě)輸入裝置的影像擷取模組20與 輸入面100的光路示意圖。該手寫(xiě)輸入裝置中，除該影像擷取模組20之外的其他結(jié)構(gòu)、位 置均與手寫(xiě)輸入裝置1相同。 影像擷取模組20包括一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)22和影像感測(cè)器23，該光學(xué)系統(tǒng)22具有一個(gè) 光軸III，該影像感測(cè)器23具有一個(gè)感測(cè)面230，該感測(cè)面230具有一中心，垂直該感測(cè)面 230且經(jīng)過(guò)該中心的是該感測(cè)面230的中心法線IV，該光軸III與該中心法線IV平行，且 相距L。使光軸III與中心法線IV平行，就是將影像感測(cè)器23相對(duì)光學(xué)系統(tǒng)22錯(cuò)開(kāi)，使 得原本成像在影像感測(cè)器23成像區(qū)以外的輸入面100的一些方位得以在影像感測(cè)器23成 像，如此，減弱梯形畸變所帶來(lái)的影響。間距L的具體數(shù)值和光學(xué)系統(tǒng)22、影像擷取模組20的位置有關(guān)。優(yōu)選地，此間距 L在該手寫(xiě)輸入裝置的制造過(guò)程中通過(guò)測(cè)試等方式確定，無(wú)需在使用時(shí)不斷調(diào)試。圖4所示為應(yīng)用于本發(fā)明第三實(shí)施例提供的手寫(xiě)輸入裝置的影像擷取模組30與 輸入面100的光路示意圖。該手寫(xiě)輸入裝置中，除該影像擷取模組30之外的其他結(jié)構(gòu)、位 置均與手寫(xiě)輸入裝置1相同。影像擷取模組30包括一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)32和影像感測(cè)器33，該光學(xué)系統(tǒng)32具有一 個(gè)光軸V，該影像感測(cè)器33具有一個(gè)感測(cè)面330，該感測(cè)面330具有一中心，垂直該感測(cè)面 330且經(jīng)過(guò)該中心的是該感測(cè)面330的中心法線VI，該光軸V與該中心法線VI相交成3 角，優(yōu)選地，使得感測(cè)面330與輸入面100平行，以接收整個(gè)輸入面100上的光線，這樣就能 更好地改善梯形畸變。在本實(shí)施例中，使0角與e角互余就可以讓感測(cè)面330與輸入面 100平行。
權(quán)利要求
一種手寫(xiě)輸入裝置，其特征在于該手寫(xiě)輸入裝置包括輸入筆、輸入面、影像擷取模組，該輸入筆用于在該輸入面觸碰或書(shū)寫(xiě)，該輸入面具有一個(gè)中心，該影像擷取模組包括光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)具有光軸，該影像擷取模組高于該輸入面，該光學(xué)系統(tǒng)的光軸與該輸入面相交成θ角，且0°＜θ＜90°或90°＜θ＜180°，該輸入筆可發(fā)出光線，該光線可被該影像擷取模組攝取以確定該輸入筆的落筆位置。
2.如權(quán)利要求1所述的手寫(xiě)輸入裝置，其特征在于該影像擷取裝置通過(guò)支撐單元支 撐于該輸入面上方。
3.如權(quán)利要求1所述的手寫(xiě)輸入裝置，其特征在于該輸入筆的筆尖設(shè)置光源以發(fā)出 光線。
4.如權(quán)利要求1所述的手寫(xiě)輸入裝置，其特征在于設(shè)該光線的主波長(zhǎng)為入…則該光 線的光譜范圍為、士0. 1入。。
5.如權(quán)利要求4所述的手寫(xiě)輸入裝置，其特征在于該光線為紅外光，該影像擷取模組 為可感測(cè)紅外光的紅外影像擷取模組。
6.如權(quán)利要求1所述的手寫(xiě)輸入裝置，其特征在于該輸入面為矩形，該輸入面具有 一條與該影像擷取模組于該輸入面所在平面的正投影相鄰的邊長(zhǎng)，設(shè)從該中心到該影像擷 取模組正投影的方向?yàn)檎?，反之為?fù)向，設(shè)該邊長(zhǎng)的長(zhǎng)度為k，該影像擷取模組的正投 影到該邊長(zhǎng)的垂直距離為L(zhǎng)2，該影像擷取模組到該輸入面的垂直距離為L(zhǎng)3，則0. 2L, < L3 < 0. 6L”-0. 2L3 < L2 < L3，30°≤ 0 <90° 或 90° < 0 ≤ 115°。
7.如權(quán)利要求1所述的手寫(xiě)輸入裝置，其特征在于該影像擷取模組進(jìn)一步包括影像 感測(cè)器，該影像感測(cè)器具有一個(gè)感測(cè)面，該感測(cè)面具有一條中心法線，該光軸與該中心法線 平行。
8.如權(quán)利要求1所述的手寫(xiě)輸入裝置，其特征在于該影像擷取模組進(jìn)一步包括影像 感測(cè)器，該影像感測(cè)器具有一個(gè)感測(cè)面，該感測(cè)面具有一條中心法線，該光軸與該中心法線 相交。
9.如權(quán)利要求8所述的手寫(xiě)輸入裝置，其特征在于該感測(cè)面與該輸入面平行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種手寫(xiě)輸入裝置，該手寫(xiě)輸入裝置包括輸入筆、輸入面、影像擷取模組，該輸入筆用于在該輸入面觸碰或書(shū)寫(xiě)，該輸入面具有一個(gè)中心，該影像擷取模組包括光學(xué)系統(tǒng)，該光學(xué)系統(tǒng)具有光軸，該影像擷取模組高于該輸入面，該光學(xué)系統(tǒng)的光軸與該輸入面相交成θ角，且0°＜θ＜90°或90°＜θ＜180°，該輸入筆可發(fā)出光線，該光線可被該影像擷取模組攝取以確定該輸入筆的落筆位置。本發(fā)明提供的手寫(xiě)輸入裝置無(wú)光線被遮擋之虞。
文檔編號(hào)G06F3/033GK101866258SQ20091030168
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者劉賀強(qiáng), 袁崐益 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司