专利名称：具调校功能的显示方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明关于一种显示方法与系统，且特别是有关于一种具调校功能的显示方法与系统。
背景技术：
请参见图1A，其以操作鼠标笔而绘式轨迹，并以荧幕对应显示绘式图样的示意图。近年来，随着手写辨识功能的发展，鼠标笔(光学笔)11的使用也日益普及。鼠标笔11通过光学感测器的使用，通过各种有线、无线网络等方式，将绘示轨迹15的信息传送至个人电脑，并利用显示装置12来对应显示输入轨迹16。尽管就输入轨迹的图样外观而言，现有的鼠标笔11提供了轨迹误差修正的功能，让图样的轨迹可以近似于平滑线条的组合。但是进一步探究鼠标笔11的操作方式，却可发现现有的鼠标笔11仍有缺失。鼠标笔11的解析度可以用每英寸点数(dots per inch，简称为DPI)来表示。DPI所代表的含意是:鼠标笔11在物理表面上每移动I英寸(约2.54厘米)时，光学位移感测器所接收到的座标数目。当鼠标笔11的解析度为800DPI时，代表使用者若将游标移动I英寸时，光学位移感测器将接收到800个不同的座标点信息，并对应显示800个图元点(dots)在画面上。假设鼠标笔A的解析度为200DPI，代表当鼠标笔11移动1/200英寸时，荧幕上的游标将移动一个图点；而鼠标笔B的解析度为800DPI，只须移动1/800英寸的距离，就相当于荧幕上的一个图点。由此可知，解析度越高的鼠标笔11，在荧幕上显示轨迹的移动速度也越快。也就是说，鼠标笔11因应使用者的操作的灵敏度也就越高。由于每位使用者的手眼协调性与反应都不一致，因此，相同灵敏度的鼠标笔11设定并不适合所有的使用者。举例来说，当鼠标笔11的解析度为800DPI时，可能有部份的使用者觉得手中的鼠标笔11的感测器过于敏感，导致使用者感觉只是移动鼠标笔11少许的距离，但荧幕显示的轨迹已经相当长一段；另一方面，其他的使用者却可能觉得荧幕所显示的鼠标笔11的轨迹速度太慢，而感觉鼠标笔11的感测速度过于迟滞。当使用者觉得鼠标笔11的轨迹感测速度太快时，使用者会觉得鼠标笔11对于书写轨迹的感测过于敏感而不容易书写；当使用者觉得光学笔的轨迹感测速度太慢时，使用者也会觉得对书写过程感到无法平顺的移动鼠标笔11。也就是说，鼠标笔11所使用的光学位移感测器的灵敏程度，将影响使用者的书写经验。为了让鼠标笔11的感测速度可以配合不同的书写速度，现有技术提供了几种调整感测速度的作法。请参照图1B，其绘示以按钮选择方式提供多段式感测速度调整的示意图。此种方式在鼠标笔11的笔身提供多个按键llla、lllb、lllc，各个按键分别对应于不同的解析度设定。
举例来说，利用按键Illa代表提供200DPI的感测速度；利用按键Illb代表提供400DPI的感测速度；利用按键Illc代表提供1600DPI的感测速度等。采用这种作法时，使用者必须多次尝试各按钮所对应的感测速度是否配合自己的书写习惯。假设鼠标笔11的感测速度在一开始被设定为1000DPI，而配合使用者A的书写习惯的最佳感测速度为1600DPI。对使用者A而言，并不知道需要按下按键Illc才是适合自己书写习惯的感测速度。亦即，使用者必须多次尝试不同按键的设定，才能找出符合自己使用习惯的选项。请参照图1C，其绘示以软件设定方式，提供多段式感测速度调整的示意图。此种作法提供由低而高的感测速度让使用者选取，当使用者觉得鼠标笔11的感测速度过快时，便移动由显示荧幕所显示的滑轨(scroll bar)上的刻度。然而，这种设定感测速度的方式，同样具有必须反复调整的缺失，而显得相当不便。再者，当相同的使用者利用相同的鼠标笔11进行书写、绘画时，书写与绘画所适合的解析度也可能不同。针对应用不同的情形，采用现有技术的鼠标笔11，仍免不了需要重新调整、设定适当的解析度。经由上述说明可以得知，采用现有技术的鼠标笔的轨迹侦测效果并不理想而有待改进。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种具调校功能的显示方法与系统。本发明提供了一种具调校功能的显示方法，应用于包含一笔状指示装置与一显示装置的一显示系统，其利用该显示装置而显示该笔状指示装置的移动轨迹，该显示方法包含以下步骤:感测该笔状指示装置的一第一移动轨迹；根据该第一移动轨迹而计算得出一第一轨迹显示图样；比较该第一轨迹显示图样与该显示装置所提供的一参考显示图样而得出一第一显示误差信息；以及根据该第一显示误差信息而调校该笔状指示装置与该显示装置间的一显示转换速度。本发明另一方面提供了一种具调校功能的显示系统，包含:一笔状指示装置，包含:一笔状壳体；一感测单元，设置于该壳体的一侧，其感测该笔状壳体的一第一移动轨迹；以及一传送单元，电连接于该感测单元，其传送该第一移动轨迹；以及一显示装置，信号连接于该笔状指示装置，该显示装置包含:一接收单元，信号连接于该传送单元，其接收该第一移动轨迹；一显示单元，其显示一参考显示图样；以及一控制单元，电连接于该接收单元与该显示单元，其根据该第一移动轨迹的信息而计算得出一第一轨迹显示图样后，t匕较该第一轨迹显示图样与该参考显示图样而得出一第一显示误差信息，进而调校该笔状壳体与该显示装置间的一显示转换速度。本发明的再一方面提供了一种具调校功能的显示系统，包含:一笔状指示装置，包含:一笔状壳体；一感测单元，设置于该壳体的一侧，其感测该笔状壳体的一第一移动轨迹；一转换单元，电连接于该感测单元，其计算该第一移动轨迹而得出一第一轨迹显示图样；以及一传送单元，电连接于该转换单元，其传送该第一轨迹显示图样；以及一显示装置，信号连接于该笔状指示装置，该显示装置包含:一接收单元，信号连接于该传送单元，其接收该第一轨迹显示图样；一显示单元，其显示一参考显示图样；以及一控制单元，电连接于该接收单元与该显示单元，其比较该第一轨迹显示图样与该参考显示图样而得出一第一显示误差信息，进而调校该笔状壳体与该显示装置间的一显示转换速度。为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下:
图1A为以操作鼠标笔而绘式轨迹，并以荧幕对应显示绘式图样的示意图。图1B绘示以按钮选择方式，提供多段式感测速度调整的示意图。图1C绘示以软件设定方式，提供多段式感测速度调整的示意图。图2A为根据本发明构想而对应参考显示图样来提供感测区域的示意图。图2B为感测使用者所绘式的移动轨迹的示意图。图2C为根据本发明构想而利用移动轨迹得出轨迹显示图样的示意图。图3A为将荧幕上的参考显示图样，以及根据计算得出的第一次轨迹显示图样进行比较的示意图。图3B为将荧幕上的参考显示图样，以及根据计算得出的第二次轨迹显示图样进行比较的示意图。图4A为根据本发明的构想，让鼠标笔的感测速度与荧幕显示轨迹速度的间彼此搭配的作法的流程图。图4B为根据本发明构想而提出的具调校功能的显示系统的功能方块示意图。其中，附图标记说明如下:鼠标笔:11绘示轨迹:15显示装置:12输入轨迹:16按键:llla、lllb、lllc感测区域:21移动轨迹:22轨迹显示图样:23笔状指示装置:41笔状壳体:411感测单元:412传送单元:413转换单元:414显示装置:42接收单元:421显示单元:422控制单元:42具体实施例方式根据前述说明，由于书写速度因人而异，光学笔所提供的固定的几种解析度设定，让不同的使用者必须重复尝试适合自己书写习惯的解析度设定而显得相当不便。再者，即便由同一个使用者操作相同的鼠标笔，仍可能会根据书写、绘图等应用的不同，而需要改变鼠标笔的解析度设定。为了让显示装置在显示光学笔的轨迹时，提供能够适合不同应用需求。本发明提出一种在解析度为固定的前提下，能因应不同使用者的需要，或是因应相同使用者但使用场合不同的需要而改变荧幕显示轨迹速度的作法。本发明的构想为:搭配光学笔的操作而提供一个调校流程，通过调校流程而找出适合使用场合、使用者的作法。在调校流程中，首先提供一个参考显示图样，让使用者依循而绘式。此处的参考显示图样可以为圆形、三角形、矩形等封闭性的几何图案。为呈现根据本发明构想而提供调校作法，以下的举例均假设参考显示图样为三角形。请参见图2A，其根据本发明构想而对应参考显示图样来提供感测区域的示意图。此图式说明，因应参考显示图样为三角形，在显示装置上对应提供一个三角形外观的感测区域21作为显示使用者所绘式的轨迹所使用。请参见图2B，其感测使用者所绘式的移动轨迹的示意图。根据图2B，使用者在观看了参考显示图样后，依循其图样外观而绘式了一个三角形的图样。不过，因为使用者以手动绘式的方式，因此实际上由使用者所画出来的移动轨迹22并不平直。请参见图2C，其根据本发明构想而利用移动轨迹得出轨迹显示图样的示意图。根据移动轨迹而得出轨迹显示图样23的方式可以通过内插法、外推法、曲线拟合及回归分析等方式进行数值分析而得出。当然，实际用来进行平滑化计算的方式可以根据系统的需求而调整。当系统效能佳时，使用计算较为繁复但相对精确的作法；或是以误差较大但能快速计算的方法。举例来说，当移动轨迹为直线时,利用最小均方根差(Least Square method,又称
最小二乘法)来进行平滑化计算；以及，当移动轨迹为曲线时，利用内差法来进行平滑化计
算以回归分析最小平方法为例，此种方法可以简便地求得未知的数据，并使得这些求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。通过最小平方法，原本弯曲而不平直的移动轨迹可被平滑化、均化而得出一个外观与参考显示图样更为近似的三角形。请参见图3A，其将荧幕上的参考显示图样，以及根据计算得出的第一次轨迹显示图样进行比较的示意图。其中以第一参考线段rl、第二参考线段r2、第三参考线段r3代表参考显示图样所包含的线段。此外，再以第一显示线段dll、第二显示线段dl2、第三显示线段dl3代表经过平滑化计算后的轨迹显示图样所包含的线段。根据此图式，可以看出，根据使用者所实际绘式而得出的轨迹显示图样，与参考显示图样之间并不符合。这是因为使用者在使用光学笔时，光学笔在书写平面上书写得轨迹会与实际所显示的轨迹有所误差，亦称为光学误差因子。此时，便进一步计算轨迹显示图样与参考显示图样之间的误差。参考显示图样与实际显示图样之间的误差可以表示为:第一线段误差el、第二线段误差e2、第三线段误差e3。其中第一线段误差el代表第一显示线段dll与第一参考线段rl之间的误差、第二线段误差e2代表第二显示线段dl2与第二参考线段r2之间的误差、第三线段误差e3代表第三显示线段dl3与第三参考线段r3之间的误差。以下分别列出各个线段误差的计算方式。 第一线段误差el =
r\
d\2-r2 第二线段误差e2 = ^—
Tl第三线段误差W = ^13^'3
r3承上， 因为光学误差因子造成每个线段的误差，所以利用每线段的误差以得到平均误差。另外定义平均误差e为第一线段误差el、第二线段误差e2、第三线段误差e3的平
+ d + 泛3_
均，即，平均误差e = ^^。也就是利用平均误差e来代表各线段的光学误差因子的平均误差。假设光学笔原始的显示转换速度为S0，而第一次调整后的显示转换速度为SI。则Sl=S0*(l+e)，便可以用来调整而得出新的显示转换速度SI。同样的，以新的显示转换速度SI为基础，重新进行轨迹感应对应的判断时，可以得到新的误差值e。并且利用新的误差值e来得出第二次调整后的显示转换速度S2。请参见图3B，其将荧幕上的参考显示图样，以及根据计算得出的第二次轨迹显示图样进行比较的示意图。由于使用相同的参考显示图样，因此仍以第一参考线段rl、第二参考线段r2、第三参考线段r3代表参考显示图样所包含的线段。与图3A相较，此图式中的轨迹显示图样更为近似参考显示图样。另一方面，再以第一显示线段d21、第二显示线段d22、第三显示线段d23代表经过第二次平滑化计算后的轨迹显示图样所包含的线段。由于不同的使用者有其各自的书写惯性，根据本发明的构想，使用者下一次进行书写的轨迹，可通过演算法的计算而被预测。因此，解析度与图像显示速度之间的对应关系(显示转换速度)也可被对应调整。因此，图3B代表当显示转换速度，再一次由第一次调校后的显示转换速度SI调整为第二次调校后的显示转换速度S2后，第二次调校后的轨迹显示图样更较图3A的第一次调校后的轨迹显示图样更为近似参考显示图样。本发明可以搭配最小平方法(Least Square Method)、适应性滤波器(AdaptiveFi I ter)或卡尔曼滤波器(Kalman Fi I ter)等演算法,对光学比例因子误差(Optical ScaleFactor Eiror)进行估测。通过反复提供参考显示图样让使用者进行书写的过程，光学比例因子误差将逐渐减少，进而得出最适切的显示转换速度。根据本发明的构想，以Slteal代表参考显示图样的图形尺寸(即，图形的周长)、以A SF代表光学比例因子误差，并以S_ic;al代表轨迹显示图样的轨迹(由使用者所描绘的图形的周长)，并将光学比例因子误差方程式(Optical Scale Factor Error Equation)定义为:SEeal=(l+A SF) XS0ptical计算得出参考显示图样与轨迹显示图样两者的误差后，再使用相关的数学演算法，便能求出光学比例因子误差(Optical Scale Factor Error)。
根据前述的说明可以得知，本发明的作法可被归纳为:提供一个参考显示图样(如:三角形)给使用者进行绘式，让使用者根据这个参考显示图样而描绘。在使用者重复利用光学笔描绘参考显示图样的过程中，利用光学笔或显示装置来自动感测目前使用的感测速度与实际显示之间的落差，进而判断出使用者所适合的显示转换速度。通过图4A，前述的作法将被进一步的阐明。请参见图4A，其根据本发明的构想，让鼠标笔的感测速度与荧幕显示轨迹速度的间彼此搭配的作法的流程图。首先利用显示装置显示参考显示图样(步骤S401);其次通过感测单元来感测光学笔的移动轨迹(步骤S402)。根据光学笔的移动轨迹而得出轨迹显示图样后，再对轨迹显示图样与参考显示图样进行比较(步骤S403);并得出轨迹显示图样与参考显示图样间的误差(步骤S404);以及利用演算法估算误差信息(步骤S405)。关于步骤S406中，进行调整显示转换速度的作法，可以选择不同的演算法来达成。例如:采用适应性滤波器(Adaptive Filter)时,能够根据输入信号自动调整性能进行信号滤波处理。使用卡尔曼滤波器(Kalman Filter)时，此种高效率的递归滤波器(自回归滤波器)，能够从一系列的不完全及包含杂讯的测量(measurement)中，估计动态系统的状态。接着与前一次的误差相比较，判断此次误差信息所代表的误差程度是否较前一次更为收敛(S407)。若误差呈现收敛趋势，则进一步让使用者判断是否满意目前的轨迹对应显示速度(步骤S408)。若步骤S407、S408的答案为否定，则重新自步骤S401开始进行。步骤S406，在得出鼠标笔实际的感测速度与使用者实际书写速度的间的显示转换速度的误差后，将显示转换速度的误差作为一个参考因子，利用这个参考因子来补偿显示转换速度。由于这个参考因子是根据个别的使用者所计算得出，而且可以动态的计算得出，因此作法相当的弹性。请参见图4B，其根据本发明构想而提出的具调校功能的显示系统的功能方块示意图。本发明所提出的具调校功能的显示系统包含通过网络而彼此信号连接的笔状指示装置(光学笔、鼠标笔)41与显示装置42。根据图4B，显示装置42除了显示单元外，还包含接收单元421与控制单元423。控制单元423电连接于显示单元422与接收单元421,并对两者进行相关的控制。当显示系统进入调校流程时，首先由显示单元422显示参考显示图样。通过显示装置42显示参考显示图样后，使用者根据自己的书写习惯，而于书写平面上描绘参考显示图样的外观。由于使用者实际绘制的线条不一定会相当平滑，因此，控制单元423在通过接收单元取得移动轨迹后，便可以最小均方根差等方式，根据移动轨迹而计算得出轨迹显示图样。笔状指示装置41包含了笔状壳体411、感测单元412与传送单元413。根据功能规划的需要，笔状指示装置41也可包含与感测单元412、传送单元413彼此电连接的转换单元 414。笔状指示装置41的感测单元412被设置于笔状壳体411的一侧，并利用光学感测的方式，感测笔状壳体411的移动轨迹。当感测单元412将移动轨迹的信息传送给与其电连接的传送单元414后，传送单元414再通过数据传输的各种方式，如:数据线、有线/无线网络，而与传送显示装置42的接收单元421进行数据交换。根据本发明的构想，用来将移动轨迹转换为轨迹图样的装置并不需要被限定。举例来说，可以利用笔状指示装置41所包含的转换单元414来将移动轨迹转换为轨迹图样；或是由显示装置42所包含的控制单元423来进行转换。此外，在进行调校过程中，因应移动轨迹所转换得出的轨迹显示图样，可选择性的由显示装置42来显示或不显示,或是仅显示由最近一次更新的移动轨迹得出的轨迹图样。首先，根据使用者所进行的第一次的描绘而产生第一移动轨迹。根据第一移动轨迹而计算得出第一轨迹显示图样后，比较第一轨迹显示图样与参考显示图样而得出第一显示误差信息，进而调校笔状壳体与该显示装置间的显示转换速度。在显示转换速度经过调整后，再度让使用者根据参考显示图样而进行第二次的描绘，并重复前述的步骤。即，根据使用者所进行的第二次的绘式而产生第二移动轨迹，根据第二移动轨迹而计算得出第二轨迹显示图样。由于本发明的光学笔提供了自动调校功能，因此，第二轨迹显示图样将较第一轨迹显示图样更为接近参考显示图样的外观。若第二轨迹显示图样接近参考显示图样的程度趋于收敛，且使用者也接受当前的显示转换速度的设定时，便视为完成调校流程。否则，则再度进行提供绘式、产生轨迹显示图样等步骤。根据本发明的构想，即使鼠标笔本身仍然提供相同的感测速度，但就荧幕在显示图样的过程中，其显示速度与感测速度的间的对应关系，却可以因应使用者的书写习惯而调整。此种作法无论是针对不同使用者共用鼠标笔的情形，或是同一个使用者因应不同用途而使用鼠标笔的情形而言，均可以相当轻易的被应用。即，通过调校流程所得出的各使用者、各使用情况下所适合的显示转换速度，让后续操作鼠标笔时，可以直接选择使用较为适当的显示转换速度，无须反复的进行调校。综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种具调校功能的显示方法，应用于包含一笔状指示装置与一显示装置的一显示系统，其利用该显示装置而显示该笔状指示装置的移动轨迹，该显示方法包含以下步骤: 感测该笔状指示装置的一第一移动轨迹； 根据该第一移动轨迹而计算得出一第一轨迹显示图样； 比较该第一轨迹显示图样与该显示装置所提供的一参考显示图样而得出一第一显示误差信息；以及 根据该第一显示误差信息而调校该笔状指示装置与该显示装置间的一显示转换速度。
2.如权利要求1所述的显示方法，其中该显示转换速度为该笔状壳体的移动速度与该显示装置的轨迹显示速度间的一对应关系。
3.如权利要求1所述的显示方法，其中该第一轨迹显示图样根据对该第一移动轨迹进行一平滑化计算而得出，而该平滑化计算采用一内插法、一外推法、一曲线拟合及一回归分析进行数值分析。
4.如权利要求3所述的显示方法，其中当该第一移动轨迹为一直线时，该平滑化计算为该最小均方根差，当该第一移动轨迹为一曲线时，该平滑化计算为该内插法。
5.如权利要求1所述的显示方法，其中该第一显示误差信息根据一光学比例因子误差方程式而对该第一轨迹显示图样与该参考显示图样计算而得出。
6.如权利要求1所述的显示方法，其中根据该第一显示误差信息而调校该笔状指示装置的解析度对应于该显示装置的该显示转换速度的步骤是指，通过一调校预测演算法对该第一显示误差信息的计算而调整该显示转换速度。
7.一种具调校功能的显示系统，包含:一笔状指示装置和一显示装置； 该笔状指示装置，包含: 一笔状壳体； 一感测单元，设置于该壳体的一侧，其感测该笔状壳体的一第一移动轨迹；以及 一传送单元，电连接于该感测单元，其传送该第一移动轨迹；以及 该显示装置，信号连接于该笔状指示装置，该显示装置包含: 一接收单元，信号连接于该传送单元，其接收该第一移动轨迹； 一显示单元,其显示一参考显示图样；以及 一控制单元，电连接于该接收单元与该显示单元，其根据该第一移动轨迹的信息而计算得出一第一轨迹显示图样后，比较该第一轨迹显示图样与该参考显示图样而得出一第一显示误差信息，进而调校该笔状壳体与该显示装置间的一显示转换速度。
8.如权利要求7所述的显示系统，其中该显示转换速度为该笔状壳体的移动速度与该显示装置的轨迹显示速度间的一对应关系。
9.如权利要求7所述的显示系统，其中该第一轨迹显示图样根据对该第一移动轨迹进行一平滑化计算而得出，而该平滑化计算采用一内插法、一外推法、一曲线拟合及一回归分析进行数值分析。
10.如权利要求7所述的显示系统，其中当该第一移动轨迹为一直线时，该平滑化计算为该最小均方根差，当该第一移动轨迹为一曲线时，该平滑化计算为该内插法。
11.如权利要求7所述的显示系统，其中该第一显示误差信息根据一光学比例因子误差方程式而对该第一轨迹显示图样与该参考显示图样计算而得出。
12.—种具调校功能的显示系统，包含:一笔状指示装置和一显示装置； 该笔状指示装置，包含: 一笔状壳体； 一感测单元，设置于该壳体的一侧，其感测该笔状壳体的一第一移动轨迹； 一转换单元，电连接于该感测单元，其计算该第一移动轨迹而得出一第一轨迹显示图样；以及 一传送单元，电连接于该转换单元，其传送该第一轨迹显示图样；以及 该显示装置，信号连接于该笔状指示装置，该显示装置包含: 一接收单元，信号连接于该传送单元，其接收该第一轨迹显示图样； 一显示单元,其显示一参考显示图样；以及 一控制单元，电连接于该接收单元与该显示单元，其比较该第一轨迹显示图样与该参考显示图样而得 出一第一显示误差信息，进而调校该笔状壳体与该显示装置间的一显示转换速度。
全文摘要
本发明公开了一种具调校功能的显示方法与系统。显示系统包含显示装置与笔状指示装置。显示方法包含以下步骤感测该笔状指示装置的一第一移动轨迹；根据该第一移动轨迹而计算得出一第一轨迹显示图样；比较该第一轨迹显示图样与该显示装置所提供的一参考显示图样而得出一第一显示误差信息；以及根据该第一显示误差信息而调校该笔状指示装置与该显示装置间的一显示转换速度。
文档编号G06F3/041GK103197788SQ20121031274
公开日2013年7月10日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年1月4日
发明者余政诚, 黄俊祺, 周连凯 申请人:圆展科技股份有限公司