專利名稱：電子筆的不同方面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電子筆的改進(jìn)，并具體地涉及照相機(jī)筆。
技術(shù)背景照相機(jī)筆已知為包括用于捕獲產(chǎn)品表面的圖像的小型化照相機(jī)， 例如參見US2004/0179000, WO2005/057471和US2003/0075673。通常，照相機(jī)被設(shè)計(jì)成為大量分離部件的封裝，這些部件例如有 CCD傳感器、 一個或多個成像透鏡、孔徑光闌、輻射濾光器、照明 LED、用于將從LED發(fā)射的照明輻射改變方向/成形的光學(xué)器件等。 由于這些部件數(shù)量多而且較小，組裝工作可能會困難且耗費(fèi)時間。另 外，照相機(jī)可能需要設(shè)計(jì)成具有嚴(yán)格的組裝公差，以避免公差累積的 問題。從而需要一種即使制造成小尺寸也能以高精度簡單地進(jìn)行組裝 的照相機(jī)設(shè)計(jì)。現(xiàn)有技術(shù)的筆具有被定制以用于各種具體筆設(shè)計(jì)的照相機(jī)。該照 相機(jī)設(shè)計(jì)涉及在可容許的筆方位、景深、視場、視場相對于觸針尖端 的位置、照明亮度、裝配和制造公差等之間的復(fù)雜的折衷方案。因此 筆設(shè)計(jì)中和/或使用中甚至很小的變化都會導(dǎo)致大量的開發(fā)工作以改 裝照相機(jī)。很清楚，期望放松對于照相機(jī)設(shè)計(jì)的高要求。電子筆可以包括觸針傳感器，所述觸針傳感器向筆中的處理器指 示筆觸針與產(chǎn)品表面接觸，例如參見US2005/0030297。通常，觸針傳感器響應(yīng)于觸針的縱向運(yùn)動。因而，筆必須設(shè)計(jì)成允許觸針可縱向地 運(yùn)動。如果筆用于書寫，則觸針的運(yùn)動會阻礙使用者的書寫感受。另 外，除非特別地小心密封觸針突出處的筆的前端，否則濕氣和灰塵會 進(jìn)入筆中。因而，有對于電子筆中的替代接觸傳感器的需要。電子筆被設(shè)計(jì)用于特定的目的，即，提供一定的功能性。如果期 望其它的或額外的功能性，則使用者需要購買另外的電子筆。 一種解 決方案將是提供一種多目的的筆，但是這種筆將更加昂貴且其仍然可 能缺乏所期望的功能性。因而，有以簡單和有效的方式向電子筆添加 功能性的需要。電子筆也包括會需要不時地補(bǔ)充的消耗品，包括書寫墨水和電力。 補(bǔ)充會要求使用者帶上額外的裝置，例如備用墨水盒或電池充電器。 如果忘記帶這些裝置(這是非?？赡艿?，則筆最后不可操作。因而， 有方便補(bǔ)充電子筆中的消耗品的需要。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是全部地或部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的以上問題。 一般地，本發(fā)明的目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的光學(xué)部件、晶片 結(jié)構(gòu)、照相機(jī)筆、制造方法、照相機(jī)筆中的方法、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、 電子筆、電子筆中的方法、和用于電子筆的保護(hù)帽而至少部分地實(shí)現(xiàn)， 其中優(yōu)選實(shí)施例由從屬權(quán)利要求限定。根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及一種用于照相機(jī)筆的光學(xué)部件，所述部件具有板的形狀并且包括至少兩個非交疊的輻射傳送段構(gòu)造成傳 送物面的圖像的成像段；和構(gòu)造成向物面?zhèn)魉驼彰鬏椛涞恼彰鞫?。這 種具有分離的成像段和照明段的板狀的光學(xué)部件可以制造成較小的尺 寸，而仍然操縱簡單且容易高精度地安裝在照相機(jī)筆的小型化照相機(jī) 中。該部件也允許用于成像段和照明段之間的明確限定的關(guān)系。此外， 能夠在部件中包括無源的光學(xué)元件以提供成像段和照明段，這些光學(xué) 元件例如圖像產(chǎn)生表面結(jié)構(gòu)、照明控制表面結(jié)構(gòu)、輻射濾光器、雜散 光護(hù)軍和孔徑光闌。這些光學(xué)元件可以設(shè)置為板基底上的明確限定的表此，光學(xué)部件可以根據(jù)以下方法制造，所述方法包括提供板狀的晶片基底；和向晶片基底施加無源的光學(xué)元件，從而限定多個相同的光學(xué)部件，各所述光學(xué)部件都包括至少兩個非交疊的輻射傳送段構(gòu)造成傳 送物面的圖像的成像段；和構(gòu)造成向物面?zhèn)魉驼彰鬏椛涞恼彰鞫巍?而，光學(xué)部件可以高精度地成批制造。由于各個光學(xué)部件可以在仍為 所處理晶片的一部分時被測試，晶片基底的提供也允許進(jìn)行簡單的測試 和生產(chǎn)控制。照相機(jī)筆可以封裝照相機(jī)外殼，所述外殼包括用于光學(xué)部件的 第一安裝結(jié)構(gòu)；用于圖像傳感器的第二安裝結(jié)構(gòu)，所述圖像傳感器構(gòu) 造成檢測圖像；以及用于輻射源的第三安裝結(jié)構(gòu)，所述輻射源構(gòu)造成 產(chǎn)生照明輻射。這種照相機(jī)外殼操縱簡單并且可以在定位光學(xué)部件、 圖像傳感器和輻射傳感器時提供短的公差鏈。照相機(jī)筆還可以包括用于接收觸針的長形的導(dǎo)管，該導(dǎo)管被接收 在照相機(jī)外殼的外壁部分中的長形的凹槽中并與其連結(jié)。這種設(shè)計(jì)提供緊湊的照相機(jī)，并從而提供細(xì)長的筆，因?yàn)檎障鄼C(jī)外殼可以靠近觸 針。由于觸針不必延伸通過外殼的材料而是延伸通過連結(jié)到外殼外部 的導(dǎo)管，所以該設(shè)計(jì)也提供小的尺寸和低的重量。該設(shè)計(jì)也提供觸針 至外殼的明確限定的橫向定位，以及分開優(yōu)化照相機(jī)外殼和導(dǎo)管的材 料的選擇。根據(jù)第二方面，本發(fā)明涉及一種照相機(jī)筆，其包括成像系統(tǒng)， 所述成像系統(tǒng)構(gòu)造成產(chǎn)生表面的圖像；圖像傳感器，所迷圖像傳感器 構(gòu)造成記錄所述圖像；其中成像系統(tǒng)包括變焦透鏡；并且其中照相機(jī) 筆還包括控制器，所述控制器構(gòu)造成按照從所述圖像得到的參數(shù)產(chǎn)生 用于變焦透鏡的聚焦控制信號。第二方面還包括一種照相機(jī)筆中的方 法，所述方法包括控制圖像傳感器以記錄表面的圖像，所述圖像通 過成像系統(tǒng)產(chǎn)生；從如此記錄的圖像得到參數(shù)值；并且基于該參數(shù)值控制成像系統(tǒng)中的焦距。
從而，照相機(jī)筆包括比現(xiàn)有技術(shù)的定焦照相機(jī)用途更加廣泛的變 焦照相機(jī)。同一個變焦照相機(jī)可以用在不同的照相機(jī)筆中，可能僅需 進(jìn)行很少的調(diào)節(jié)。聚焦控制適當(dāng)?shù)鼗谡障鄼C(jī)筆中的數(shù)據(jù)捕獲所用的 圖像，由此減少引入額外的圖像捕獲電路的需要。通過控制照相機(jī)的 焦距，需要的圖像系統(tǒng)的景深與定焦照相機(jī)相比可以顯著地減小。這 樣可以減少照相機(jī)設(shè)計(jì)中的復(fù)雜性。
在一個實(shí)施例中，參數(shù)表示基本上均勻地分布在表面上的編碼符 號。例如，參數(shù)可以表示各圖像中的編碼符號的數(shù)量。無論何時筆在 現(xiàn)有的編碼圖案上操作，這種參數(shù)都可容易地從圖像獲得。
在一個實(shí)施例中，無論何時通過例如筆與表面接觸而觸發(fā)的圖像 傳感器捕獲新順序的圖像，筆都可以執(zhí)行啟動程序。啟動程序可以包 括從內(nèi)部存儲器檢索至少一個起始值、并且基于該起始值輸出初始聚 焦控制信號。可以計(jì)算該起始值以最小化數(shù)據(jù)損失，例如使成像系統(tǒng) 的焦距適于當(dāng)筆第 一次施加至表面時筆通常如何被定向。起始值可以 選擇性地更新以反映筆的實(shí)際操作條件，而如此更新的起始值可以存 儲在筆的內(nèi)部存儲器中。
在另 一個最小化數(shù)據(jù)損失的實(shí)施例中，啟動程序可以包括將成像 系統(tǒng)控制成至少兩種不同的預(yù)定焦距并分析所得到的參數(shù)的值。
根據(jù)第三方面，本發(fā)明涉及一種電子筆，所述電子筆包括用于接 收觸針的長形的導(dǎo)管和用于產(chǎn)生指示在觸針上施加力的輸出信號的傳 感器，其中傳感器操作以測量表示導(dǎo)管與觸針之間的電容的參數(shù)。第 三方面還包括一種電子筆中的方法，所述電子筆包括用于接收觸針的
長形的導(dǎo)管，所述方法包括感測表示導(dǎo)管與觸針之間的電容的參數(shù)， 并且按照所述參數(shù)產(chǎn)生輸出信號，所述輸出信號指示在觸針上施加力。 該方面具有在不需要觸針可縱向運(yùn)動的情況下指示觸針與表面之 間的接觸的能力?？v向固定的觸針具有改善書寫感受的潛力，并且更 加容易密封筆的前端以防灰塵和濕氣進(jìn)入。
在一個實(shí)施例中，為了增強(qiáng)電容中的變化，筆還可以包括抵靠部，用于與觸針的遠(yuǎn)端接合，從而導(dǎo)致 觸針在施加力期間橫向地偏轉(zhuǎn)。根據(jù)第四方面，本發(fā)明涉及一種照相機(jī)筆，所述照相機(jī)筆包括 觸針，其具有用于與表面相互作用的尖端；照相機(jī)系統(tǒng)，其構(gòu)造成f己 錄表面的圖像；麥克風(fēng)；以及控制器，其構(gòu)造成基于麥克風(fēng)的輸出信 號在低電力狀態(tài)與高電力狀態(tài)之間選擇性地切換照相機(jī)筆。第四方面 還包括一種電子筆中的方法，所述電子筆包括數(shù)據(jù)捕獲電路和麥克風(fēng)， 所述方法包括接收來自麥克風(fēng)的輸出信號；以及基于該輸出信號在 低電力狀態(tài)與高電力狀態(tài)之間選擇性地切換數(shù)據(jù)捕獲電路。該方面具有在不需要觸針可縱向運(yùn)動的情況下指示觸針與表面之 間的接觸的能力?？v向固定的觸針具有改善書寫感受的潛力，并且更 加容易密封筆的前端以防灰塵和濕氣進(jìn)入。在一個實(shí)施例中，基于由 麥克風(fēng)的輸出信號所指示的特性振動而識別觸針尖端與表面之間的初 始接觸。此外，麥克風(fēng)可以具有檢測書寫噪音的額外功能，以用于使筆的 周圍環(huán)境中的聲音的記錄清楚。周圍環(huán)境的聲音可以通過前述的麥克 風(fēng)或者通過專用的單獨(dú)的麥克風(fēng)而檢測。根據(jù)第五方面，本發(fā)明涉及一種電子筆，所述電子筆包括保護(hù)帽 和長形的本體，所述保護(hù)帽構(gòu)造成用于可釋放地與所述本體的前端部 分接合，其中，保護(hù)帽包括用于向筆供給消耗品的裝置。第五方面還 涉及一種用于電子筆的保護(hù)帽，所述保護(hù)帽包括可釋放地與電子筆的 前端部分接合的裝置和用于當(dāng)與電子筆操作接合時向電子筆供給消耗 品的裝置。由于保護(hù)帽很可能被看作電子筆的不可缺少的部件，該方面確保 筆攜帶有充分供給的消耗品。在一個實(shí)施例中，保護(hù)帽包括用于向筆供給電力的自備電源。在 另 一個實(shí)施例中，保護(hù)帽包括用于向電子筆供給記號液體的儲蓄器。根據(jù)第六方面，本發(fā)明涉及一種提供數(shù)據(jù)捕獲功能性的電子筆， 所述電子筆包括長形的本體，其含有數(shù)據(jù)捕獲電路；和保護(hù)帽，其構(gòu)造成用于可釋放地與本體的前端部分接合，其中保護(hù)帽包括用于向 電子筆添加功能性的裝置。第六方面還涉及一種用于提供數(shù)據(jù)捕獲功 能性的電子筆的保護(hù)帽，所述保護(hù)帽包括用于可釋放地與電子筆的前 端部分接合的裝置和用于當(dāng)與電子筆操作接合時向電子筆添加功能性 的裝置。
該方面提供向筆添加功能性的簡單有效的方式。保護(hù)帽很可能被 看作電子筆的不可缺少的部件，并從而自然地與筆在一起?？梢蕴峁?廣泛范圍的不同的帽，各帽都添加其特有的功能性。由此，可以通過 簡單的切換帽而向筆添加不同的功能性。
在一個實(shí)施例中，所述裝置包括以下至少一種提供指示器或手 電筒的功能性的輻射源；提供圖像捕獲能力的照相機(jī)系統(tǒng)；用于修改 電子筆中存在的照相機(jī)系統(tǒng)的光學(xué)特性的光學(xué)系統(tǒng)；用于處理來源于 電子筆中的數(shù)據(jù)捕獲電路的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理電路；用于提供數(shù)據(jù)存儲 容量的非易失性存儲器；和用于擴(kuò)展電子筆的通信能力的無線發(fā)送器。
本發(fā)明的其它目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將從以下對本發(fā)明的詳細(xì) 說明、從所附從屬權(quán)利要求以及從附圖變得清楚。


現(xiàn)在將參照所附示意圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在 所附示意圖中相同的附圖標(biāo)記用于表示類似的元件，其中 圖l是現(xiàn)有的電子筆的平面圖，指示所選擇的內(nèi)部部件； 圖2是現(xiàn)有的照相機(jī)筆的平面圖，指示所選擇的內(nèi)部部件； 圖3是用于照相機(jī)筆的照相機(jī)模塊的實(shí)施例的側(cè)視圖； 圖4是圖3中的照相機(jī)模塊的正視圖5至6是圖3中的照相機(jī)模塊的透視圖，示出了其它細(xì)節(jié)； 圖7是用于安裝在圖3至6中的模塊中的光學(xué)部件的側(cè)視圖； 圖8是圖7中的部件的俯視圖9是示出用于成批制造圖7至8中的部件的處理的一系列側(cè)視；圖12A是變焦透鏡的實(shí)施例的側(cè)視圖；圖12B是變焦透鏡的另一個實(shí)施例的剖視圖；圖13A是示出照相機(jī)筆的景深與操作范圍之間關(guān)系的圖；圖13B是示出照相機(jī)筆如何可以控制成在兩個焦點(diǎn)之間切換以覆蓋操作范圍的圖；圖14A是用于編碼信息的已知點(diǎn)陣圖案的視圖；圖14B是示出在圖14A中的點(diǎn)陣圖案的圖像中的點(diǎn)數(shù)如何隨著物距變化的示例的圖；圖15是用于經(jīng)由電容變化檢測筆下降/筆上升的實(shí)施例的剖視圖； 圖16是包括用于經(jīng)由振動傳感器檢測筆下降/筆上升的實(shí)施例的電子筆的平面圖；圖17A至17C是示出帽與電子筆接合以向筆提供附加功能或供給消耗品的不同方式的平面圖；圖18A是向筆供給墨水的筆帽布置的剖視圖；圖18B是帽中具有輻射源的筆帽布置的平面圖；圖18C是帽中具有照相機(jī)的筆帽布置的平面圖；圖18D是帽中具有光學(xué)系統(tǒng)的筆帽布置的剖視圖；圖18E是帽中具有數(shù)據(jù)處理電路的筆帽布置的平面圖；圖18F是帽中具有非易失性存儲器的筆帽布置的平面圖；圖18G是帽中具有無線發(fā)送器/收發(fā)器的筆帽布置的平面圖。
具體實(shí)施方式
概要以下說明圍繞電子筆的不同方面。 一般而言，電子筆l包括封裝 在筆形殼體4中的數(shù)據(jù)捕獲電路2，如圖1中所示。筆也可以包括或 也可以不包括數(shù)據(jù)發(fā)送器3、用于進(jìn)一步處理所捕獲數(shù)據(jù)的處理器5、 用于數(shù)據(jù)存儲的存儲器6、諸如電池的內(nèi)部電源7、以及用于指向產(chǎn)品表面S并可選擇地用于給該表面做標(biāo)記的觸針8。
筆還可以包括筆下降檢測器(PDD) 10,該P(yáng)DD IO產(chǎn)生指示筆 1相對于產(chǎn)品表面S處在操作位置中的信號。來自PDD IO的信號可 以選擇地激活數(shù)據(jù)捕獲電路2和/或處理器5和/或發(fā)送器3，由此減少 筆的電力消耗，這是由于主要的耗電部件僅當(dāng)筆處在操作位置中時才 完全被激活。PDD 10通常實(shí)現(xiàn)為在筆的前端處或者(如果觸針8可縱 向地運(yùn)動)在觸針的遠(yuǎn)端處的機(jī)電開關(guān)。PDD 10也可以構(gòu)造成例如通 過被包括在PDD中的力敏感材料而檢測施加到觸針8的實(shí)際的力，例 如如WO 03/069547中所公開。
一種電子筆是照相機(jī)筆，在所述照相機(jī)筆中數(shù)據(jù)捕獲電路2構(gòu)造 成捕獲產(chǎn)品表面S的圖像形式的數(shù)據(jù)。圖像然后可以在筆的內(nèi)部或外 部被處理，用于數(shù)據(jù)提取。在一個示例中，從圖像獲得相對的或絕對 的位置以表示筆在產(chǎn)品表面上的運(yùn)動。在另一個示例中，從圖像中的 機(jī)器可讀編碼(例如條形碼或矩陣碼)提取數(shù)據(jù)。在又一個實(shí)施例中， 手寫的或印刷的文本在圖像中被識別并被處理以用于字符識別。
對于位置確定，產(chǎn)品表面S可以或可以不被特別地編排格式。在 前一情況中，產(chǎn)品可以設(shè)有對產(chǎn)品表面上的絕對位置編碼的編碼圖案， 例如參見US6663008。在后一情況中，筆可以捕獲整個產(chǎn)品表面的圖 像，以便可以相對于產(chǎn)品表面的拐角和邊緣確定位置，例如參見WO 2004/077107。或者，筆運(yùn)動的電子軌跡可以通過4吏一系列部分交疊的 圖^f象相互關(guān)聯(lián)而確定，例如參見US6985643。另外，可以通過分析從 產(chǎn)品表面反射的相干輻射而獲得位置，例如參見US6452683。
這種照相機(jī)筆1可以包括照相機(jī)或照相機(jī)系統(tǒng)2',所述照相機(jī)或 照相機(jī)系統(tǒng)2'具有用于記錄圖像的電磁輻射傳感器11,如圖2中所示。 照相機(jī)2'也可以包括成像系統(tǒng)12，所述成像系統(tǒng)12將產(chǎn)品表面S的圖 像投射到輻射傳感器11上。傳感器11能夠包括輻射敏感元件的表面或 分離的輻射敏感裝置的二維布置。典型地，傳感器和成像系統(tǒng)是光學(xué)的， 但是它們能夠替代地構(gòu)造成指示產(chǎn)品表面的任何適當(dāng)?shù)奶匦?，該特性?磁性的、電容性的、感應(yīng)的、化學(xué)的等。應(yīng)當(dāng)理解，照相機(jī)筆可以與圖1中的筆類似地包括其它部件。
照相機(jī)2'也可以包括輻射源13,用于照亮成像系統(tǒng)12的視場FoV 內(nèi)的產(chǎn)品表面S，并且也可以提供射束控制系統(tǒng)(未示出)以相對于視 場指引照明輻射和/或使照明輻射成形。
最后，應(yīng)當(dāng)注意到，已經(jīng)提出用于電子筆中的位置確定的其它技術(shù)。 這些技術(shù)包括感測與產(chǎn)品表面接觸的滾動球的運(yùn)動、基于從多個外部輻 射源或超聲波源接收的信號對位置作三角測量、處理來自存在于筆中的 加速傳感器的信號、處理來自與觸針相關(guān)聯(lián)的應(yīng)變傳感器的信號、以及 以上技術(shù)中的任何技術(shù)的組合。
以下接著對具體涉及照相機(jī)筆(但是在某些情況中一般地涉及電子 筆)的許多不同方面的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。這些方面包括用于照 相機(jī)筆的緊湊的照相機(jī)、用于照相機(jī)筆的通用的成像系統(tǒng)、用于電子筆 的可替代的PDD裝置、以及用于電子筆的多功能保護(hù)帽。
一般地，應(yīng)當(dāng)理解，以下所說明或暗示的方法和處理在可適用的程 度上可以實(shí)現(xiàn)為由處理器執(zhí)行的程序指令。例如，程序指令可以被提供 給計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的處理器，如在電載波信號上被攜帶，或者實(shí)現(xiàn)為 只讀介質(zhì)。 照相積/沒計(jì)
圖3至4示意性地示出用于照相機(jī)筆的照相機(jī)模塊20。該模塊包括 照相機(jī)外殼22和用于相對于外殼22定位長形的觸針8的管狀導(dǎo)引件24。 外殼構(gòu)造成保持產(chǎn)生和電子捕獲產(chǎn)品表面的圖像所需要的成像部件。導(dǎo) 引件24凈皮合并到外殼22的頂壁26中。
照相機(jī)模塊具有多個潛在的優(yōu)點(diǎn)。例如，由于外殼22并且因而成像 部件可以靠近觸針8,該照相機(jī)模塊允許緊湊的設(shè)計(jì)，從而允許照相機(jī) 筆的細(xì)長的設(shè)計(jì)。另外，由于導(dǎo)引件24沒有被封裝在外殼22內(nèi)，而是 被合并成為外殼22的外表面的一部分，所以可以縮減尺寸和重量。但是， 該設(shè)計(jì)仍允許高強(qiáng)度和耐久性。該設(shè)計(jì)也可以允許短的公差鏈以及觸針 8至外殼22的精確的橫向定位。
外殼22和導(dǎo)引件24可以是構(gòu)造成例如通過膠合、焊接、夾持、使用固定裝置、螺紋件等在組裝步驟中結(jié)合的兩個分離部件。在所示實(shí)施
例中，導(dǎo)引件24的周邊表面被接收在外殼22的頂壁26中的打開的通道 28中。通道28具有用于與導(dǎo)引件24的端面接合的抵靠部30，從而在組 裝步驟期間沿著縱向方向定位導(dǎo)引件24。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，通道28可以具有 相對于外殼22的任何傾角，以使導(dǎo)引件24并由此使觸針8對于外殼中 的光學(xué)部件定位成具有期望的傾角。這種傾角可能是期望的，例如用于 將照相機(jī)模塊20的視場定位成靠近觸針8的尖端。
例如，由于不同且各自優(yōu)化的生產(chǎn)技術(shù)可以分別用于制造導(dǎo)引件24 和外殼22,所示的兩部分的設(shè)計(jì)具有方便制造的潛力。而且，制造也可 以相對于不同部分的公差而最優(yōu)化，由此減少制造的成本。此外，導(dǎo)引 件24和外殼22可以由不同的材料制成。
然而，也可以想到導(dǎo)引件24和外殼22的成一體的構(gòu)造以減少組裝 工作。
可以注意到，觸針8可以或可以不沿著導(dǎo)引件24縱向地運(yùn)動。傳統(tǒng) 的PPD10(圖1)通常需要可運(yùn)動的觸針8，然而以下說明的新穎的PPD 可以被合并到本發(fā)明的照相機(jī)模塊20中以放松或去除該要求。
圖5至6更加詳細(xì)地示出照相積一莫塊22的實(shí)施例。照相機(jī)外殼構(gòu)造 成定位諸如CMOS、 CCD或CID傳感器的二維的輻射傳感器11、諸如 LED或激光二極管的照明輻射的發(fā)射器13、以及單個的光學(xué)部件36， 該光學(xué)部件36既用于將產(chǎn)品表面的圖像投射到輻射傳感器11上，又用 于將來自發(fā)射器13的照明輻射指引到產(chǎn)品表面上。
光學(xué)部件36在圖7至8中進(jìn)一步示出。該部件是單一的構(gòu)造并且包 括多種無源的光學(xué)元件以限定成像段36'和照明段36〃。這些段并排地形 成在共同的基底38上，所述基底38在有關(guān)波長范圍內(nèi)是透明的。適當(dāng) 的基底材料的示例包括玻璃、藍(lán)寶石、塑料等。
成像段36'包括表面透鏡結(jié)構(gòu)40和孔徑光闌42,所述表面透鏡結(jié)構(gòu) 40和孔徑光闌42設(shè)計(jì)并布置成在期望的景深的情況下在像面處產(chǎn)生名 義物面的圖像。透鏡結(jié)構(gòu)40和孔徑光闌42適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在基底38的相對 兩側(cè)上，孔徑光闌42面對物面。在可替代實(shí)施例(未示出)中，透鏡結(jié)構(gòu)40和孔徑光闌42位于基底38的同一側(cè)上，但是目前認(rèn)為，間隔開這些元件可以使設(shè)計(jì)更靈活。例如，可以選擇基底的厚度以相對于例如場曲率或主光線角得到期望的間距。典型地，基底38具有大約0.5mm至2mm的厚度。
透鏡結(jié)構(gòu)40可以形成為折射表面，例如如圖7中所示的曲面。在一個實(shí)施例中，該曲面是平坦的非球面。替代或附加地，透鏡結(jié)構(gòu)40可以包括諸如菲涅耳透鏡結(jié)構(gòu)的衍射元件。如果對比度要求高，則折射表面可能是優(yōu)選的。透鏡結(jié)構(gòu)40的直徑可以具有大約0.5mm至2mm的量級。
孔徑光闌42形成為非透射的涂層中的開口，所述非透射的涂層與透鏡結(jié)構(gòu)40對準(zhǔn)地施加至基底38上。該涂層可以由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?。一種這樣的材料是經(jīng)常用于電鍍材料的黑鉻。
成像段36'還可以包括輻射濾光器44'以在有限的波長范圍內(nèi)選擇性地傳送輻射。適當(dāng)?shù)兀摬ㄩL范圍包括照明輻射的波長。在一個示例中，輻射濾光器44'傳送近紅外線輻射(NIR)并阻擋較短的波長。輻射濾光器44'可以是在基底38的任一側(cè)上或在兩側(cè)上施加至基底的涂層。涂層可以形成吸收濾光器或者干涉濾光器。在可替代實(shí)施例中，涂層可以由散布在基底材料中的吸收物質(zhì)代替或補(bǔ)充。
成像段36'還可以包括擋板46以防止雜散輻射到達(dá)像面。這種雜散輻射來源于物面中的視場FoV (圖2)的外部。擋板46可以實(shí)施為在與形成孔徑光闌42的材料類似的非透射的材料中的開口。
照明段36"包括表面透鏡結(jié)構(gòu)48，所述表面透鏡結(jié)構(gòu)48設(shè)計(jì)成使來自發(fā)射器13 (圖5)的照明輻射的射束成形和/或使其改變方向。透鏡結(jié)構(gòu)48可以布置在基底38的任一側(cè)上，盡管由于制造的原因，優(yōu)選的是將兩個透鏡結(jié)構(gòu)布置在基底的同一側(cè)上。透鏡結(jié)構(gòu)48可以是衍射的(如圖7中所示)或是折射的。衍射結(jié)構(gòu)可以優(yōu)選地用于以成本有效的方式實(shí)現(xiàn)前述的射束成形能力。
照明段36〃還可以包括與成像段36'中的濾光器44'類似的輻射濾光器44"。
光學(xué)部件36可以設(shè)置成集成所有必要光學(xué)元件的緊湊、單一且小型化的部件。在一個商業(yè)實(shí)施例中，該部件可以具有大約為5mmx2mm的占用面積。
可以經(jīng)由任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)向基底提供結(jié)構(gòu)40、 48，例如注射模制、模壓加工、光刻、蝕刻、機(jī)械加工等，同時經(jīng)由任何適當(dāng)?shù)氖┘蛹夹g(shù)施加涂層42、 44'、 44"、 46，例如汽相沉積、電鍍、涂漆等。后面將參照圖9說明用于制造光學(xué)部件36的目前優(yōu)選的處理。
現(xiàn)在回到圖5至6，將進(jìn)一步詳細(xì)地說明包含上述部件36的圖3至4的照相機(jī)模塊20的實(shí)施例。模塊20的外殼22在前端50和后端52之間延伸。外殼22具有頂壁，頂壁具有足夠的厚度以容納適于與管狀觸針導(dǎo)引件24的周邊配合的縱向凹槽28。外殼的前端具有開口 56，所述開口 56限定用于光學(xué)部件36的安裝部以在外殼內(nèi)部將所安裝部件的成像段36'和照明段36"分別與成像隔間58和照明隔間60對準(zhǔn)。這些隔間58、60由在前端50和后端52之間延伸的非穿孔的縱向隔板62分離。當(dāng)安裝時，部件36封閉前部開口 56。
通過在與導(dǎo)引件24的中心軸線分離的幾何平面中并排地布置成像隔間58和照明隔間60而實(shí)現(xiàn)照相機(jī)模塊20的緊湊設(shè)計(jì)。由此，照相機(jī)模塊在一個三角形的相應(yīng)角部處定位成像隔間58、照明隔間60和觸針8，如從模塊的前部可以看到(參見圖4中的虛線)。該三角形可以但不必是等腰三角形。
外殼22的后端具有用于輻射傳感器11的安裝部64。安裝部64布置成使得輻射傳感器11的活性表面(即，輻射敏感區(qū)域ll')與成像隔間58對準(zhǔn)并面對成像隔間58。照相機(jī)模塊20由此構(gòu)造成將活性表面11'定位在光學(xué)部件36的像面中。
外殼22在照明隔間60中在與前安裝部56相距預(yù)定距離處還包括用于發(fā)射器13的安裝部66，從而在與射束控制透鏡結(jié)構(gòu)48 (圖7 )相距額定距離處定位發(fā)射器13。該額定距離設(shè)定成使得入射在部件36上的射束的特征匹配透鏡結(jié)構(gòu)48的射束控制特性。
成像隔間60由輻射傳感器11、部件36的成像段36'、隔板62和側(cè)壁68限定。在側(cè)壁中限定開口 70以形成輻射阱。阱70定位成收集并衰減不來源于物面中的視場FoV(圖2)而通過部件36的照明輻射。阱70 可以通到筆體中，或者阱70例如可以通過在部件的外部上施加輻射吸收 帶或類似物而密封。
外殼22適當(dāng)?shù)刂瞥蓡我坏牟考⑶彝鈿?2可以通過任何適當(dāng)?shù)?技術(shù)制造，例如模制、機(jī)械加工等。在一個實(shí)施例中，外殼由塑性材料 制成。在另一個實(shí)施例中，外殼由金屬制成以提供減小的壁厚，并由此 減小總尺寸。
由于模塊20位于筆的前端，所以模塊的尺寸對筆的設(shè)計(jì)有較大的影 響。因而，可能必須減小模塊的尺寸，特別是減小其橫向尺寸。為了縮 減尺寸，可以省略某些壁部分。圖5至6示出一個這種示例，在該示例 中省略了照明隔間60的側(cè)壁。同樣地，可以省略底壁，使成像隔間58 和照明隔間60暴露。如果需要，這些側(cè)面可以通過施加諸如輻射吸收帶 或類似物的分離的片材而整個地或部分地密封。這種外殼22的打開的壁 的設(shè)計(jì)也可以簡化外殼的制造。
圖9用于示出制造圖7至8中所示類型的光學(xué)部件36的處理。該處 理從板狀基底構(gòu)造成批光學(xué)部件，并且圖9示出基底在整個處理上如何 改變。
因而，該處理基于諸如玻璃或塑料的合適的材料的板狀晶片基底38， 所述板狀晶片基底38在多個處理步驟中被修改。晶片基底通常是由形狀 穩(wěn)定的材料制成的盤或矩形板。基底材料在相關(guān)波長范圍內(nèi)應(yīng)當(dāng)是透明 的。吸收部件可以或可以不散布在基底材料中以選擇性地阻擋某些波長 的透射。僅用于說明目的而包括圖9中的虛線，以指示各光學(xué)部件的位 置。
在步驟卯2中，向晶片施加一個或多個過濾材料層44形式的薄涂層， 以形成吸收/干涉濾光器44'、 44"。依據(jù)各段所需的透射特征，可以向部 件的成像段和照明段施加不同的涂層。
在隨后的步驟903中，在輻射濾光器44'的頂部上向晶片選擇性地施 加非透射的涂層，從而形成各部件的雜散光擋板46。
在步驟卯4中，在晶片上施加可變形的材料的均勻膜72?？勺冃蔚牟牧线m當(dāng)?shù)靥幱诳伤苄宰冃蔚?、粘滯的或液體的狀態(tài)中。在一個實(shí)施例 中，可變形的材料是熱塑性材料或樹脂，例如環(huán)氧樹脂。
在步驟905中，圖像形成透鏡結(jié)構(gòu)40和射束控制透鏡結(jié)構(gòu)48適當(dāng) 地通過將復(fù)制工具壓靠膜72而被壓印到可變形的膜中。該復(fù)制工具適當(dāng) 地具有復(fù)制表面，所述復(fù)制表面的結(jié)構(gòu)特征與待形成在膜72中的透鏡結(jié) 構(gòu)40、 48相反。復(fù)制表面可以具有至少與晶片相同的尺寸，以便使所有 透鏡結(jié)構(gòu)都在一個壓印步驟中形成，或者復(fù)制表面可以具有較小的尺寸， 以便使透鏡結(jié)構(gòu)通過橫過晶片表面重復(fù)地壓印而形成。然后，所得到的 復(fù)制品在去除復(fù)制表面之后或者當(dāng)復(fù)制表面與可變形的膜接觸時例如通 過UV固化而被硬化。
在步驟906中，在晶片的相對側(cè)與圖像形成透鏡結(jié)構(gòu)40配準(zhǔn)地施加 另一非透射的涂層,從而形成各部件的孔徑光闌42。
最后，在步驟卯7中，處理過的晶片被切成單獨(dú)的光學(xué)部件36。
上述制造處理允許以足夠的精度對光學(xué)部件進(jìn)行簡單、有效且便宜 的大批量生產(chǎn)。由于單獨(dú)的光學(xué)部件36可以作為處理過的晶片的一部分 進(jìn)行測試，所以該制造處理也允許進(jìn)行簡單的測試和生產(chǎn)控制。
應(yīng)當(dāng)注意到，可替代的技術(shù)可以用于在晶片上生產(chǎn)透鏡結(jié)構(gòu)。例如， 使用依靠掩模等的傳統(tǒng)光構(gòu)造技術(shù)或電子束構(gòu)造技術(shù)可以在晶片上形成 抗蝕圖案。該抗蝕圖案可以用作衍射透鏡結(jié)構(gòu)，或者由抗蝕圖案所暴露 的晶片材料可以被蝕刻以生產(chǎn)期望形狀的透鏡結(jié)構(gòu)。同樣地，應(yīng)當(dāng)理解， 以上步驟可以以可替代的順序執(zhí)行，并且某些步驟可以 一起被省略。 照相機(jī)控制
照相機(jī)筆(圖2 )中的照相機(jī)2'通常捕獲位于觸針尖端8的一側(cè)上 的視場FoV內(nèi)的圖像。這導(dǎo)致照相機(jī)與物體(典型地，諸如紙張的大致 平坦的靶)之間的距離隨著筆的方位而顯著地改變，即，隨著物體與照 相機(jī)之間的大范圍的角度而顯著地改變。因此，照相機(jī)被設(shè)計(jì)成具有較 大的景深，以便當(dāng)筆在物體上操縱時可能出現(xiàn)的物距的整個范圍上都可 以捕獲足夠質(zhì)量的圖像。這種照相機(jī)典型地具有高的f數(shù)，容許很少的 光到達(dá)像面和由此到達(dá)輻射傳感器11。這又對輻射傳感器11的靈敏度和/或輻射源13的亮度提出高要求。
圖10示出可以降低這些高要求的照相機(jī)2'。照相機(jī)2'包括變焦透 鏡80。透鏡80的焦點(diǎn)的位置以及由此照相機(jī)2'的焦距作為由先前捕獲 的圖像/得到的參數(shù)/;給出的物距的函數(shù)而進(jìn)行控制。如果焦距可以作 為物距的函數(shù)而被調(diào)節(jié)，則需要的景深可以減小。景深僅需要與由筆在 物體與照相機(jī)之間的預(yù)定最大角度處所捕獲的圖像中物體所跨越的物距
范圍相對應(yīng)。這可以與顯著減小的景深相對應(yīng)。例如，從市場上可買到 的來自本申請人的照相機(jī)筆具有大約為8mm的需要的景深，所述景深通 過執(zhí)行以上原理可以減小到大約2.5mm。這種改進(jìn)進(jìn)一步在圖11中說明， 圖11示意性地指示用于繞觸針尖端與物體表面S之間的接觸點(diǎn)的兩個不 同傾斜角(-45° ， +45° )的視場范圍。視場內(nèi)的有關(guān)信息的位置由粗 線所指示。很清楚，該有關(guān)信息必須能夠從圖像獲得，從而設(shè)定最小景 深要求。在有變焦透鏡或沒有變焦透鏡的情況下的所需景深分別由FD1 和FD2指示。
圖12A示出變焦透鏡80的一個實(shí)施例。這里，致動器81操作地連 接至透鏡部件82并布置成按照電子控制信號c來使部件82沿著光軸運(yùn) 動。致動器81可以包括微機(jī)械馬達(dá)84，齒輪和齒條布置86'、 86"將馬 達(dá)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化成部件82的直線運(yùn)動，部件82固定地連接至齒條86"。 或者(未示出)，部件82可以放置在電活性的(例如，壓電的)材料上 的多個表面結(jié)構(gòu)上，這些表面結(jié)構(gòu)可通過施加電壓而控制以在結(jié)構(gòu)的表 面平面中同步振動，從而使部件82以小的粘滑步幅進(jìn)行運(yùn)動。更進(jìn)一步 地(未示出)，致動器81可以包括扭曲的壓電彎曲帶，該壓電彎曲帶螺 旋形地纏繞部件82，如WO 02/103451中所述，其中向帶施加電壓導(dǎo)致 帶的長度變化，結(jié)果使部件82沿著螺旋結(jié)構(gòu)的主軸直線地運(yùn)動。在又一 個可替代方案(未示出)中，致動器81可以包括所謂的音圏布置，其中 通過驅(qū)動經(jīng)過盤繞線的電流而控制運(yùn)動，所述盤繞線附裝至部件82并且 布置在周圍的磁場中。
圖12B示出變焦透鏡80的另一個實(shí)施例，在該實(shí)施例中透鏡表面 的形狀被修改以移動焦點(diǎn)。透鏡80是"液體透鏡"，其相當(dāng)于WO03/069380中所說明的且由Philips所開發(fā)的透鏡。透鏡80包括形成毛細(xì) 管的圓筒形電極88，所述圓筒形電極88通過透明的前部元件90和透明 的后部元件92密封以形成含有典型地為液體A、B的兩種流體的流體室。 兩種液體A、 B是不可混溶的，由此在它們的界面處形成彎月面/。液體 A是電絕緣的而液體B是導(dǎo)電的，并且它們具有不同的折射率。圓筒形 電極88被流體接觸層94涂覆。層94對液體B的可潤濕性在施加電壓時 改變。因而，當(dāng)可潤濕性改變時，彎月面/的形狀也改變。從而，液體 透鏡80的焦距可以根據(jù)在圓筒形電極88與布置在室的一端處的環(huán)形電 極96之間所施加的電壓而被控制。透鏡80的尺寸可以制造成小至大約1 至2mm的半徑，適于被并入用于照相機(jī)筆的小型化照相機(jī)中。液體透鏡 的可替代的構(gòu)造例如從US2005/0002113 、 US2006/0126190 、 US2006/0152814和其中所引用的參考文獻(xiàn)是已知的。
回到圖10，照相機(jī)2'可以基于從分析模塊102得到的參數(shù)值/;通過 控制模塊100控制，所述控制模塊100產(chǎn)生并輸出控制信號c，用于變焦 透鏡80的致動器81。分析模塊102從由照相機(jī)的圖像傳感器11或者由 分離的光學(xué)裝置(未示出)所捕獲的圖像/得到參數(shù)值/;。產(chǎn)生控制信號 c可以包括控制模塊100將當(dāng)前的參數(shù)值/7輸入代數(shù)表達(dá)式；或者，在
當(dāng)前的參數(shù)值/7作為輸入的情況下，控制模塊IOO訪問一個或多個查詢 表或其它適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。可以通過由微處理器執(zhí)行的軟件和/或?qū)Ｓ玫?硬件(例如ASIC、 DSP 、 FPGA等)來實(shí)施控制模塊100和分析模塊 102。
為了使聚焦控制穩(wěn)定，可能必要的是確保參數(shù)值/; 一直可從圖像/ 獲得。如圖13A中所示，筆設(shè)計(jì)成具有由可允許的最小物距和最大物距 之間的差(等于圖11中的FD2并且由最壞情況下的筆至物體表面的傾 角所給出)所給出的操作范圍OPR。照相機(jī)具有圍繞焦點(diǎn)F的更加有限 的景深FD。該焦點(diǎn)F的位置被改變以確保檢測到的圖像在操作范圍OPR 上充分地清晰。焦點(diǎn)F可以在操作范圍OPR上連續(xù)地調(diào)節(jié)，或者焦點(diǎn)F 可以在預(yù)定步幅間調(diào)節(jié)。圖13B示出照相機(jī)僅在兩個焦點(diǎn)F1和F2之間 切換以覆蓋操作范圍的實(shí)施例。在70至100Hz的圖像幀率的情況下，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，當(dāng)筆用手在 整個表面上運(yùn)動時，物距可能在圖像之間較慢地改變。因而，只要能 夠獲得用于一個圖像的合適的參數(shù)值，則照相機(jī)的焦點(diǎn)可以充分地控 制以用于所有隨后的圖像。
控制模塊100和分析模塊102與圖像捕獲處理同步地進(jìn)行適當(dāng)操 作?？梢韵氲降氖?，控制模塊100和分析模塊102以圖像捕獲處理的 幀率操作，但是如果圖像間的物距相對于照相機(jī)景深的預(yù)期改變較小， 則控制模塊100和分析模塊102或者可以以該幀率的一部分操作。例 如，如果物距期待為慢于30mm/s改變，并且如果圖像幀率是100Hz 且景深是2.5mm，則使用100*2.5/30=8.33Hz的控制速度是足夠的， 即，控制信號c每12張圖像進(jìn)行更新。當(dāng)然，可以使用較高的控制速 度，例如用于增加聚焦控制的精度。
可以想到能夠用于聚焦控制的若干圖像參數(shù)。
在一個實(shí)施例中，參數(shù)值表示當(dāng)前圖像中的平均對比度。用于計(jì) 算平均對比度的方法對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是直接、快速且眾所周 知的。
在另一個實(shí)施例中，分析模塊102獲得表示當(dāng)前的散焦的參數(shù)值。 在這種實(shí)施例中，可以基于相位比較聚焦檢測而以相當(dāng)高的精度獲得 散焦，這對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的。
在又一個實(shí)施例中，參數(shù)值通過從當(dāng)前的圖像得到的方位數(shù)據(jù)而 給出。例如，這種方位數(shù)據(jù)可以包括通過線性或齊次變換矩陣而給出 的透視數(shù)據(jù)，或者從其提取的數(shù)據(jù)。替代或者附加地，方位數(shù)據(jù)可以 包括傾斜角(即，照相機(jī)的光軸與物體之間的角度)和斜交角(即， 照相機(jī)圍繞筆的縱向軸的旋轉(zhuǎn)度)的組合，或者從其提取的數(shù)據(jù)。在 又一個示例中，方位數(shù)據(jù)包括平均物距，所述平均物距給定為物體與 筆上的基準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離，所述基準(zhǔn)點(diǎn)通常是輻射傳感器。方位數(shù)據(jù) 的計(jì)算可以基于表面的已知特性，例如，表面上的圖形編碼圖案的一 般特性。用于計(jì)算方位數(shù)據(jù)的不同的方法和系統(tǒng)在US7050653、 US6929183和US2002/0048404中公開。在又一實(shí)施例中，通過從當(dāng)前的圖像得到的放大率而給出參數(shù)值。
也可以想到，參數(shù)值直接反映從當(dāng)前圖像檢測到的物體表面的特
性或多個特性的組合。例如，當(dāng)表面承載由圖形編碼符號的預(yù)定布置
構(gòu)成的位置編碼圖案時，檢測到的圖像中的編碼符號的數(shù)量將隨著傳
感器與表面之間的距離而改變。參數(shù)值可以是圖像中的單獨(dú)的編碼符
號或編碼符號元件的計(jì)數(shù)。
圖1 4 ▲;山柳古Aft 4危閎垂AA ;在,l "It在在"皇面去力1
No.6，663，008中說明并且由本申請人所開發(fā)。圖案由相對于規(guī)則的網(wǎng) 格排列布置的標(biāo)記(點(diǎn))構(gòu)成。每個標(biāo)記都可以表示代碼值，所述代 碼值由標(biāo)記與其在網(wǎng)格排列中的基準(zhǔn)點(diǎn)之間的位移方向所給出。也可 以提供指示網(wǎng)格排列的位置的標(biāo)記(未示出)。該圖案具有已知的(名 義的)標(biāo)記密度，并且在檢測到的圖像中得到的標(biāo)記數(shù)量隨著圖像傳 感器與編碼表面之間的距離而改變。圖14B示出對于照相機(jī)筆的一種 特定設(shè)計(jì)，點(diǎn)數(shù)如何可以隨著物距而改變的示例。使用圖14B中的關(guān) 系，控制模塊100可以設(shè)計(jì)成基于由分析模塊102計(jì)算的指示當(dāng)前圖 像中點(diǎn)數(shù)的參數(shù)值而輸出合適的聚焦控制值。
如引言部分所提及的，筆可以構(gòu)造成當(dāng)其與表面充分地接近(例
如通過筆下降傳感器(PDD)指示)時開始捕獲/處理圖像?？刂颇K 100將不能調(diào)節(jié)照相機(jī)的聚焦，直到從捕獲的圖像得到合適的參數(shù)值 為止。從而在筆下降時有數(shù)據(jù)損失的潛在風(fēng)險。將采用不同的方法以 減少該風(fēng)險。
一種方法是設(shè)計(jì)編碼圖案以使得可以在整個操作范圍OPR內(nèi)得 到參數(shù)值。例如，編碼圖案可以包括一種或多種專用的聚焦特征，例 如特制成在操作范圍OPR內(nèi)與散焦無關(guān)而可見的符號。也可以想到， 編碼符號自身包含或提供這些聚焦特征。例如，雖然位于景深FD外 部的編碼符號的圖像可以不是可解碼的，但仍然能夠在這種圖像中獲 得編碼符號的數(shù)量并且能夠基于該數(shù)量控制焦點(diǎn)。
另一種方法是控制模塊100以將照相機(jī)2'設(shè)定在由缺省起始值所 給出的焦點(diǎn)處，所述缺省起始值已經(jīng)獲得以最小化數(shù)據(jù)損失。從而，照相機(jī)可以被控制以將起始焦點(diǎn)與筆下降時最可能的物距匹配。這種起始
值可以基于使用者的具體特性而計(jì)算，例如反映當(dāng)向物體施加筆時使用
者的通常的迎角。起始值可以被預(yù)計(jì)算并且不隨時間改變，或者起始值
可以基于筆實(shí)際上如何使用而間歇地更新。例如，起始值可以設(shè)定成反
映對給定的先前周期所計(jì)算的平均物距，例如對給定數(shù)量的先前的行程，
或者給定的時間周期(秒、分鐘，天等)?；蛘撸鹗贾悼梢酝ㄟ^由控制 4茲& A RliN+土Aft在浙J^4 4^44^; 擊AK/f擊田AA泉粉/吉 《在Kill 土 W
先前行程期間得到的參數(shù)值的平均值(任選的加權(quán))而給出。
又一種方法可以設(shè)計(jì)控制模塊100以在不同的起始值之間切換，
直到可以從所得到的圖像獲得合適的參數(shù)值為止。因而，不同的起始
值導(dǎo)致照相機(jī)被設(shè)定成在操作范圍OPR內(nèi)的不同的焦點(diǎn)。由此，照 相機(jī)被控制以掃描操作范圍，直到捕獲到充分清晰的圖像為止。適當(dāng) 地，以與照相機(jī)的景深相對應(yīng)的步幅實(shí)現(xiàn)掃描。回到圖13B的示例， 照相機(jī)從而在筆下降時可以在焦點(diǎn)Fl和F2之間切換。如果切換速度 與圖像幀率可相比，則最大數(shù)據(jù)損失是一個圖像或可能是幾個圖像。
如果控制模塊100和分析模塊102以作為圖像幀率一部分的控制 速度操作，則數(shù)據(jù)的損失可以通過以下措施而減少在筆下降時使用 較高的控制速度，直到可以從捕獲到的圖像中的一個得到合適的參數(shù) 值為止，即，直到聚焦控制合適地操作為止。
很清楚，以上方法可以組合以進(jìn)一步提高照相機(jī)控制的魯棒性。 還可能的是，照相機(jī)筆可以在不同的操作模式之間切換，每個這 種模式都導(dǎo)致筆應(yīng)用不同的算法來用于圖像處理/解碼和/或用于解碼 數(shù)據(jù)的后處理。如果筆可能在不同的模式中被不同地定向至物體表面， 則筆可以存儲并檢索用于每個這種模式的專用起始值。例如，照相機(jī) 筆可以設(shè)定在不同的模式中以用于讀取不同類型的機(jī)器可讀編碼。另 外，筆可以用在接觸模式中以在筆例如經(jīng)由觸針與物體表面物理接觸 的情況下從物體表面讀取數(shù)據(jù)，并可以用在懸置(hover)模式中以在 筆保持在物體表面上方的短距離范圍內(nèi)的情況下從物體表面讀取位 置。懸置模式可以導(dǎo)致解碼位置從筆流向外部裝置以實(shí)時控制顯示器上的光標(biāo)位置。在懸置模式中，筆可以被控制成輸出三維的位置數(shù)據(jù)，
g卩—齟;sa^君知《S 4ii汰類而M雜寇.vir ，t卜.介."^^". J l千杯l4o與搡縱軒 類似的3D控制。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述的變焦照相機(jī)比用在現(xiàn)有技術(shù)的照相機(jī)筆中的 定焦照相機(jī)更加通用。同樣的變焦照相機(jī)可以用在不同類型的照相機(jī) 筆中，可能僅進(jìn)行很小的調(diào)節(jié)。變焦的提供也可以允許設(shè)計(jì)者放松在 一個或多個照相機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)上的要求，例如可允許的筆方位、景深、 視場、視場相對于觸針尖端的位置、照明亮度、裝配和制造公差等。 筆下降檢測
在現(xiàn)有的電子筆中，筆下降檢測器(PDD)響應(yīng)于觸針的縱向運(yùn) 動。這要求觸針是可運(yùn)動的，這會對使用者的書寫感受有消極的影響。 而且，如果觸針可運(yùn)動時，則會難于合適地密封筆以防灰塵和濕氣進(jìn) 入。
圖15示出不需要觸針縱向運(yùn)動來操作的PPD布置10'。該布置包 括觸針8和圓筒形管110， 二者都至少部分地由導(dǎo)電材料制成以形成一對 電極。這些電極通過實(shí)心電介質(zhì)112 (即，電絕緣體)相互間隔開?？梢?使用任何適當(dāng)?shù)碾娊橘|(zhì)，例如瓷、玻璃、塑料、橡膠等。PPD布置10' 還包括電連接至電極的檢測器114。檢測器114可以構(gòu)造成檢測電極上的 電壓的充分變化，以指示筆與產(chǎn)品表面有沒有接觸。這些檢測器對于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的。
檢測到的變化可以至少部分地來自于在觸針8放在產(chǎn)品表面上時 進(jìn)入或逃離觸針8的電荷，和/或來自于電極之間的實(shí)際電容的變化。
PDD布置10'也可以設(shè)計(jì)成允許觸針8在管110中的小的橫向運(yùn)動。 這可以通過在PDD布置中包括柔性的電介質(zhì)112而實(shí)現(xiàn)。因而，當(dāng)觸針 8與產(chǎn)品表面接觸地操作時，觸針8與管110之間的間距稍變化，導(dǎo)致這 些元件之間的電容的相對應(yīng)的變化。電容的變化可以通過使用壓力敏感 電介質(zhì)而增強(qiáng)，所述壓力敏感電介質(zhì)即介電常數(shù)隨著材料壓縮而增大的 材料。
PDD布置10'還可以包括導(dǎo)引元件115，當(dāng)觸針壓靠表面時所述導(dǎo)引元件115感應(yīng)觸針的橫向運(yùn)動。在圖15中所示的實(shí)施例中，導(dǎo)引元件 具有傾斜的控制表面以用于與觸針的遠(yuǎn)端接合，從而當(dāng)觸針壓向控制表 面時使觸針橫向地偏轉(zhuǎn)。導(dǎo)引元件115可以固定地連接至管110或筆內(nèi) 的任何其它固定部件。
可能期望觸針8可從筆移除，例如以允許使用者更換沒墨水的觸針 或者在不同類型的觸針之間切換。在一個這種實(shí)施例中，電介質(zhì)112被 設(shè)為管110的內(nèi)側(cè)上的內(nèi)襯或涂層，以允許觸針8滑動進(jìn)出管110。優(yōu)選 地，觸針8滑動成與連接器/觸頭116接觸，所述連接器/觸頭116將觸針 8電連接至檢測器114。適當(dāng)?shù)?，觸針8通過滑配合(snug fit)到電介質(zhì) 112而保持在適當(dāng)?shù)奈恢弥?。在另一個變型方案中，觸針8、管110和電 介質(zhì)112形成可更換的單元，所述可更換的單元可滑動地接收在筆內(nèi)的 管狀導(dǎo)引件(未示出)中。該單元適當(dāng)?shù)鼗瑒映膳c一對連接器/觸頭116 接觸，所述一對連接器/觸頭116分別將觸針8和管110連接至檢測器114。
圖16示出通過檢測振動而操作的PDD布置10'。該布置可以或可 以不設(shè)計(jì)成允許觸針8的縱向運(yùn)動。
筆從而可以包括振動傳感器120，所述振動傳感器120可以或可 以不與觸針8相關(guān)聯(lián)地布置。在一個實(shí)施例中，振動傳感器120安裝 在用于觸針8的導(dǎo)引件/保持器122上，從而拾取當(dāng)觸針8放在產(chǎn)品表 面S上時和當(dāng)觸針8隨后在該表面上操縱時由觸針8產(chǎn)生的振動。在 另一個實(shí)施例(未示出)中，傳感器120安裝在觸針8自身上。連接 有控制器或處理器124以分析振動傳感器120的輸出信號。無論何時 這些信號指示筆下降，控制器124都可以選擇性地激活數(shù)據(jù)捕獲電路 2和其它電路(如果有)。在一個實(shí)施例中，控制器124構(gòu)造成通過 識別在觸針8施加至表面S時產(chǎn)生的特性振動而檢測筆下降。類似地， 當(dāng)振動信號指示筆已經(jīng)從表面S提升時，控制器124可以停止數(shù)據(jù)捕 獲電路2和其它電路。
在一個實(shí)施例中，振動傳感器120是麥克風(fēng)。該麥克風(fēng)可以具有 布置成捕獲觸針振動和捕獲筆外部的聲音(環(huán)境聲音)的雙重目的。 筆中的處理器可以構(gòu)造成記錄捕獲的聲音以及同步地記錄諸如位置的其它數(shù)據(jù)。這種筆可以允許將記錄的聲音聯(lián)接至記錄的手寫筆記，例
如，如US6665490中所述。
捕獲的環(huán)境聲音由于書寫噪音而可能質(zhì)量較差。這種書寫噪音可 以包括由于觸針運(yùn)動而導(dǎo)致的喀噠聲和由于觸針尖端與產(chǎn)品表面上之 間的摩擦而導(dǎo)致的刮擦噪音。這種書寫噪音可以通過在所得到的聲軌 上操作由軟件和/或硬件執(zhí)行的減噪算法而減少。
這種噪音減少的有效性可以通過同步地記錄兩種聲軌而改進(jìn)，一 種聲軌包含書寫噪音，另一種聲軌包含環(huán)境噪音和書寫噪音。如果兩 種聲軌都包含環(huán)境噪音和書寫噪音，噪音減少也是可行的。
因而，代替一種雙重目的麥克風(fēng)，筆可以包括兩個麥克風(fēng)120、 126。這兩個麥克風(fēng)中的一個可以專用于捕獲書寫噪音，而另一個專用 于捕獲環(huán)境噪音，或者兩個麥克風(fēng)都可以同等地專用于捕獲環(huán)境噪音 和書寫噪音二者。來自麥克風(fēng)120、 126的輸出信號可以被控制器124 接收，所述控制器124產(chǎn)生并存儲兩種可同步的聲軌。
在照相機(jī)筆(參見圖2)中，可以想到通過將振動數(shù)據(jù)的分析與 由照相機(jī)2'所捕獲的圖像的分析組合而改進(jìn)以上布置。由于照相機(jī)2' 在筆下降之后被激活以提供可以分析用于筆上升檢測的圖像，所以這種 組合對于筆上升檢測實(shí)現(xiàn)很簡單。例如，可以僅在振動數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù) 二者都確定筆上升，才指示筆上升。這種圖4象數(shù)據(jù)可以包括圖像;改大率、 物距、圖像中的編碼符號的平均表面積和圖像中編碼符號的數(shù)量計(jì)數(shù)之 中的至少一個。
圖像數(shù)據(jù)可以類似地用于改進(jìn)筆下降檢測。然而，這將需要當(dāng)筆 從表面S提升時照相機(jī)2'是激活的。為了限制電力消耗，可以想到的是， 將提升的筆設(shè)定在低電力模式中，照相機(jī)以減小的圖像幀率操作，而筆 下降導(dǎo)致筆進(jìn)入正常電力模式，照相機(jī)以正常的圖像幀率操作。 筆帽功能性
已知電子筆在其前端上接收帽。如果筆在其前端處具有書寫尖端， 則例如當(dāng)筆在使用者的口袋中攜帶時，帽可以用于防止墨水無意地流 出。如果筆在前端處具有諸如照相機(jī)的數(shù)據(jù)閱讀器，則帽可以用于保護(hù)在筆的前端處露出的任何閱讀器部件。
可能期望向電子筆提供其它附件。然而，從使用者的角度，難于 知道什么時候帶上這些附件。最可能地，這些附件在需要時沒有帶。
由于帽很可能與筆一起攜帶，所以提出將任何這種附加功能并入 到保護(hù)帽中。
圖17A至17C示出操縱帽130以向筆1提供附加功能的不同方式。 在所有附圖中，筆1具有諸如觸針和/或數(shù)據(jù)閱讀器的前端工具132和 與筆的內(nèi)部電源136連接的機(jī)械和/或電接口 134。帽130具有相對應(yīng) 的接口 138，所述接口 138連接至安裝在帽中的附件140。帽接口 138 布置在帽的內(nèi)部，以便當(dāng)帽130與筆體接合時與筆接口 134連接。
在圖17A中，當(dāng)帽130安裝在筆前端(左側(cè))上時帽130具有純 粹的保護(hù)功能，并且當(dāng)帽130安裝在與筆前端相對的筆后端(右側(cè)) 上時帽130具有額外的附加功能。
在圖17B中，當(dāng)帽130安裝在筆前端(左側(cè))上的延伸的第一位 置中時帽130具有純粹的保護(hù)功能，并且當(dāng)帽130安裝在筆前端進(jìn)一 步插入到帽中(右側(cè))的第二位置中時帽130具有額外的附加功能。 帽130和筆1可以設(shè)有協(xié)同操作的接合元件(未示出)以限定第一和 第二位置。這種接合元件可以包括螺紋、可釋放的咬合聯(lián)接器、卡口 式聯(lián)結(jié)器等。例如，帽130可以擰到適當(dāng)?shù)奈恢弥?，或者?30可以 被推/拉到適當(dāng)?shù)奈恢弥小?br> 在圖17C中，帽130僅具有一個位置，在所述位置中帽130既用 于保護(hù)筆的前端又提供額外的附加功能。
現(xiàn)在接著給出將消耗品從帽130轉(zhuǎn)移到筆l的不同的附加功能的 示例。
帽130可以包含用于向筆1的內(nèi)部電源供給電力的電源。具體地， 帽附件140可以包括電池或微型燃料電池，用于給筆中的可充電電池 供應(yīng)電力?；蛘?，帽附件140可以包括燃料容器，用于向筆l內(nèi)的內(nèi) 部微型燃料電池供給燃料(例如，氫、甲醇、丙烷等)。在另一個變 型方案中，帽附件140可以包括干線連接器(可選擇地帶有電力變換器)，用于將充電電力供給至筆1中的可充電電池。在又一個變型方 案中，筆并不含有任何電源，而是從布置在帽中的電源接收電力。
前述的微型燃料電池可以是基于任何可用的或有發(fā)展前途的技
術(shù)，例如DMFC (直接曱醇燃料電池)、PEM (質(zhì)子交換膜)、PS (多孔硅)、SOFC (固態(tài)氧化物燃料電池)等。
在另一個實(shí)施例中，帽附件140可以包括用于將書寫墨水供給至 筆1中的書寫工具的墨水容器。該書寫工具可以包括在筆內(nèi)部的墨水 室和與該墨水室流體相通的書寫尖端。在這種實(shí)施例中，帽可以包括 用于從帽的墨水容器機(jī)械地驅(qū)動書寫墨水到筆的墨水室中的機(jī)構(gòu)，或 者書寫墨水能夠通過重力作用轉(zhuǎn)移，例如通過將筆定位成使得墨水從 帽流到筆中。
圖18A示出設(shè)計(jì)成主要通過毛細(xì)管作用將墨水從帽130吸到書寫 工具8的實(shí)施例。當(dāng)在墨水與物體之間的粘附分子間力強(qiáng)于墨水內(nèi)的 粘合分子間力時，發(fā)生這種毛細(xì)管作用。然而，在本申請的上下文中， "毛細(xì)管作用"意在也包括擴(kuò)散。帽130包括墨水容器150和毛細(xì)管 元件152,所述毛細(xì)管元件152布置在容器150的開口中以與書寫工 具8的尖端接觸。毛細(xì)管元件152的外端的形狀可以或可以不設(shè)計(jì)成 與尖端配合。毛細(xì)管元件152由適當(dāng)?shù)拿?xì)管和/或多孔固體材料制成， 這些材料將自動地從容器150吸出墨水。雖然本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)然 可以找到多種呈現(xiàn)出所需特性的材料，但這種材料的非限制的示例包 括泡沫橡膠和氈制品。在圖18A中，通過將帽130放置在筆1的前端 上而使毛細(xì)管元件152的外端與尖端接觸。當(dāng)墨水的量在書寫工具8 中較低時，容納在毛細(xì)管元件152中的墨水將通過毛細(xì)管作用(可能 輔以重力作用)而經(jīng)由尖端轉(zhuǎn)移到書寫工具8中。書寫尖端可以是任 何適當(dāng)?shù)念愋停鐖A珠筆、氈尖端、自來水筆尖端等。
在變型方案中，省去毛細(xì)管元件，即，書寫工具8的尖端直接與 墨水容器150的開口接合。在開口上方可以布置有單向閥(未示出)， 允許尖端進(jìn)入墨水容器150,并且當(dāng)尖端從其收回時自動地密封開口。 可以使用任何適當(dāng)?shù)膯蜗蜷y，例如，用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的所謂注射器或隔膜。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易地找到可替代的單向閥來使用。
在這些實(shí)施例中的一個實(shí)施方案中，無論何時帽130放置在筆1 的前端上(參見圖17C)，尖端都與帽130中的墨水接觸。由此，自 動且對使用者透明地進(jìn)行墨水補(bǔ)充。
以下，參照圖18B至18G，給出了代替用來擴(kuò)展筆l功能性的不 同附加功能的說明。應(yīng)當(dāng)理解，附圖中包括僅對于說明確實(shí)重要的部 件，并且從而筆/帽可以包含如以上參照圖l至2上所述的部件。
在圖18B示意性地示出的一個實(shí)施例中，帽附件包括輻射源160， 所述輻射源160經(jīng)由筆帽接口 134、 138通過筆的內(nèi)部電源7供應(yīng)電力。 輻射源160可以輸出準(zhǔn)直的可見光輻射，由此可潛在地用作與激光指 示器類似的遙控指示裝置。輻射源160或者可以輸出離散的可見光輻 射，由此可用作手電筒/照明物。
在另一個實(shí)施例中，在圖18C中示意性地示出，帽附件包括照相 機(jī)162，所述照相機(jī)162包括成像光學(xué)器件和輻射傳感器(未示出)。 帽照相機(jī)162可以經(jīng)由筆帽接口 134、138通過筆的內(nèi)部電源7供應(yīng)電 力。此外，帽130可以包括外部連接器163,用于將捕獲的圖像或從 其得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到外部裝置，例如PC、 PDA、移動電話等?；蛘撸?所得到的數(shù)據(jù)可以從帽130經(jīng)由筆帽接口 134、 138轉(zhuǎn)移至筆1。也可 以想到，帽130包括用于照相機(jī)162的電源166，從而所述照相才幾162 不必通過筆的電源7供應(yīng)電力。帽130還可以包括按鈕168或者其它 的手動致動器，觸發(fā)帽照相機(jī)162以捕獲圖像。照相機(jī)帽130可以與 沒有內(nèi)置照相機(jī)的電子筆一起使用，或者可以與照相機(jī)筆一起使用。 由帽130所提供的照相機(jī)的功能性可以包括近場能力以讀取某些機(jī)器 可讀編碼或印刷文本文件，或者包括遠(yuǎn)場能力以照相。
在圖18D示意性地示出的又一個實(shí)施例中，帽附件包括光學(xué)系統(tǒng) 170，所述光學(xué)系統(tǒng)170包括一個或多個光學(xué)部件，例如透鏡、孔徑光 闌、輻射濾光器等。光學(xué)系統(tǒng)170設(shè)計(jì)成與筆照相機(jī)2'配合，以便修 改其成像能力。例如，帽130可以放置在筆的前端上，光學(xué)系統(tǒng)170 與筆照相機(jī)的成像系統(tǒng)12對準(zhǔn)，以便改變視場、焦距、景深和/或筆照相機(jī)的波長靈敏度。通過安裝帽130，設(shè)計(jì)成用于閱讀特定類型的 機(jī)器可讀編碼的筆可以適用于閱讀不同類型的機(jī)器可讀編碼，例如在 不同編碼需要不同景深的情況下。帽130可以同樣地使編碼閱讀筆能 夠轉(zhuǎn)化成文本掃描筆，反之亦然。帽130也可以使編碼閱讀筆具有適 于照相的遠(yuǎn)場光學(xué)器件。筆還可以包括帽傳感器171，所述帽傳感器 171用于感測帽130何時安裝在筆的前端上的操作位置中。這種帽傳 感器171的輸出信號可以導(dǎo)致筆中的處理器5在不同的算法之間切換 以處理由筆照相機(jī)2 '所捕獲的圖像。
在圖18E示意性地示出的又一個實(shí)施例中，帽附件包括數(shù)據(jù)處理 電路172,所述數(shù)據(jù)處理電路172能夠從筆經(jīng)由筆帽接口 134、 138接 收圖像或從該圖像得到的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理從而可以在電子筆1與帽130 之間分配。在一個極端情況中，在筆l自身缺乏處理器或者具有低端 處理器5的情況下，所有的或基本上所有的數(shù)據(jù)處理可以通過帽中的 電路172執(zhí)行。這樣能夠提供一種捕獲圖像并轉(zhuǎn)移圖像至帽電路172 以用于處理和分析(例如，識別編碼符號并對其解碼)的照相機(jī)筆。 或者，筆處理器5可以構(gòu)造成對圖像進(jìn)行預(yù)處理，例如識別編碼符號， 而基于如此識別的編碼符號由帽電路172對識別出的編碼符號解碼， 并且隨后處理解碼的數(shù)據(jù)。
照相機(jī)筆的一個潛在弱點(diǎn)是其光學(xué)器件，所述光學(xué)器件可能對灰 塵、濕氣和污垢相當(dāng)敏感。如果用在過分要求或苛刻的環(huán)境中，則照 相機(jī)筆可能具有受限的使用壽命。通過將所有或某些處理設(shè)備定位在 帽中，可以減少更換成本，這是由于能夠保留帽130并僅丟棄壞掉的 照相機(jī)筆1。很清楚，對于布置在帽130中而非筆1中的每個電子部 件都在成本節(jié)約方面得到了改善。例如，帽130也可以包括用于存儲 解碼數(shù)據(jù)的存儲器174，具有即使照相機(jī)筆1被更換也可以保留解碼 數(shù)據(jù)的額外優(yōu)點(diǎn)。此外，在帽130中進(jìn)行主要的數(shù)據(jù)處理的情況下， 同一個照相機(jī)筆1可以與不同版本的帽一起使用，各版本的帽都提供 自身的處理硬件和/或軟件組件。照相機(jī)筆1從而可以通過用一個帽 130替換另一個帽而"物理上升級，，。在圖18F示意性地示出的另一個實(shí)施例中，帽附件包括非易失性 存儲器176,所述非易失性存儲器176從筆1經(jīng)由筆帽接口 134、 138 接收圖像或從該圖像得到的數(shù)據(jù)，并且可選擇地經(jīng)由此筆帽接口 134、 138將數(shù)據(jù)返回至筆。此外，帽130可以包括外部連接器178，用于將 接收的圖像或從該圖像得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到外部裝置，例如PC、 PDA、 移動電話等。從而，帽130可以向筆提供額外的數(shù)據(jù)存儲容量，或者 甚至用作可移動的數(shù)據(jù)載體以用于將數(shù)據(jù)從筆1轉(zhuǎn)移至外部裝置。在 一個極端情況中，筆1沒有自己的內(nèi)置非易失性存儲容量。在另一個 示例中，帽附件包括用于任何已知類型的卡或盒形式的可移除存儲器 單元的接收器，這些可移除存儲器單元例如SD卡、CF卡、Smart Media卡、MMC、記憶棒等。這種可移除存儲器單元可以形成帽存儲 器176或帽存儲器176的一部分。
在圖18G示意性地示出的又一個實(shí)施例中，帽附件包括用于與外 部裝置D無線通信的發(fā)送器或收發(fā)器180。當(dāng)帽130安裝在筆上時， 發(fā)送器/收發(fā)器可經(jīng)由筆帽接口 134、 138訪問筆處理器5。由此，帽 130可以擴(kuò)展筆1的通信能力。帽130也可以包括轉(zhuǎn)換裝置182，所迷 轉(zhuǎn)換裝置182適于按照一個或多個通信協(xié)議轉(zhuǎn)換從筆處理器5接收的 數(shù)據(jù)和/或從外部裝置D接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以被筆處理器5解釋的格 式。
應(yīng)當(dāng)理解，以上的實(shí)施例可以以期望的方式組合。例如，帽可以 包括輻射源、照相機(jī)、光學(xué)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理電路、非易失性存儲器和 發(fā)送器/收發(fā)器的任意組合。
權(quán)利要求
1.一種用于照相機(jī)筆的光學(xué)部件，所述部件(36)具有板的形狀并且包括至少兩個非交疊的輻射傳送段構(gòu)造成傳送物面的圖像的成像段(36′)；和構(gòu)造成向所述物面?zhèn)魉驼彰鬏椛涞恼彰鞫?36″)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的光學(xué)部件，所述光學(xué)部件具有一體的構(gòu)造。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)部件，其中，所述成像段(36') 包括用于產(chǎn)生所述圖像的表面結(jié)構(gòu)(40)。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)部件，其中，所述照明 段(36〃)包括用于在所述物面中限定所述照明輻射的程度和/或位置 的表面結(jié)構(gòu)(48)。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)部件，其中，所述成像 段(36')還包括輻射濾光器(44')。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光學(xué)部件，還包括雜散光護(hù) 罩(46)，所述雜散光護(hù)罩(46 )構(gòu)造成防止雜散輻射傳送通過所述成像 段(36')。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)部件，所述光學(xué)部件包括板基底 (38)，所迷板基底(38)設(shè)有無源的光學(xué)元件(40, 42， 48)以形成所述成像段和照明段(36'， 36")。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)部件，其中，所述成像段(36') 中的所述元件包括形成在所述板基底(38)的表面層(72)中的圖像 形成透鏡結(jié)構(gòu)(40)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)部件，其中，所述元件還包括在所 述成像段(36')中的孔徑光闌(42)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)部件，其中，所述孔徑光闌(42) 由在所述板基底(38)上與所述圖像形成透鏡結(jié)構(gòu)(40)相對的非透 射涂層中的開口限定。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的光學(xué)部件，還包括雜散光護(hù)軍(46)，所述雜散光護(hù)軍(46)形成為施加至所述成像段(36')中的所 述板基底(38)的非透射涂層，所述涂層布置成限定與所述圖像形成 透鏡結(jié)構(gòu)(40)和所述孔徑光闌(42)對準(zhǔn)的開口。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的光學(xué)部件，其中，所述 元件還包括形成在所述照明段(36〃)的所述表面層(72)中的射束成 形透鏡結(jié)構(gòu)(48)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的光學(xué)部件，其中，所述 表面層(72)是施加至所述板基底(38)并在形成所述結(jié)構(gòu)之后固化 的樹脂層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的光學(xué)部件，其中，所述 成像段(36')還包括輻射濾光器(44')，所述輻射濾光器(44')形成為 施加至所述板基底(38)的選擇透射的涂層。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的光學(xué)部件，其中，所述 成像段(36')還包括散布在所述板基底(38)中的輻射濾光器。
16. —種晶片結(jié)構(gòu)，包括多個如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所限定 的光學(xué)部件(36)。
17. —種照相機(jī)筆，包括如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所限定的光 學(xué)部件(36)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的照相機(jī)筆，還包括安裝在所述筆中的 外殼(22),所述外殼包括用于所述光學(xué)部件(36)的第一安裝結(jié) 構(gòu)(56);用于圖像傳感器(11)的第二安裝結(jié)構(gòu)(64)，所述圖像 傳感器(11)構(gòu)造成檢測所述圖像；以及用于輻射源(13)的第三安 裝結(jié)構(gòu)(66)，所述輻射源(13)構(gòu)造成產(chǎn)生所述照明輻射。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的照相機(jī)筆，其中，所述第一安裝結(jié)構(gòu) (56)位于所述外殼(22)的前部分中，并且所述第二安裝結(jié)構(gòu)(64)位于所述外殼的后部分中。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的照相機(jī)筆，其中，所述外殼(22)包 括內(nèi)壁部分(62)，所述內(nèi)壁部分(62)在所述前部分與所述后部分 之間延伸以將所述外殼分成成像隔間(58)和照明隔間(60)，其中，所述第一安裝結(jié)構(gòu)(56)構(gòu)造成定位所述光學(xué)部件(36)以使所述成 像段(36')與所述成像隔間(58)配合并使所述照明段(36")與所述 照明隔間(60)配合。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的照相機(jī)筆，還包括用于接收觸 針(8)的長形的導(dǎo)管(24)，所述導(dǎo)管(24)接收在所述外殼(22) 的外壁部分中的長形的凹槽(28)中并與其連結(jié)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的照相機(jī)筆，其中，所述外殼(22)包 括在所述凹槽(28)中的定位結(jié)構(gòu)(30),所述定位結(jié)構(gòu)(30)構(gòu)造 成與所述導(dǎo)管(24)的端面接合。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的照相機(jī)筆，其中，所述凹槽(28) 形成在所述外殼(22)的底壁部分中，從而將所述導(dǎo)管(24)的中心 軸線與包含所述成像隔間和照明隔間(58， 60)的幾何平面間隔開。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，其中，所述成像 隔間和照明隔間(58, 60)通到所述外殼(22)的頂面中。
25. —種制造用于照相機(jī)筆的光學(xué)部件(36)的方法，所述方法 包括提供板狀的晶片基底(38)、以及向所述晶片基底(38)施加無 源的光學(xué)元件(40， 42， 48)從而限定多個相同的光學(xué)部件(36)， 各所述光學(xué)部件(36)都包括至少兩個非交疊的輻射傳送段構(gòu)造成 傳送物面的圖像的成像段(36');和構(gòu)造成向所述物面?zhèn)魉驼彰鬏椛?的照明段(36〃)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述無源的光學(xué)元件(40， 42, 48)限定各光學(xué)部件(36)的成像段和照明段(36'， 36")。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的方法，其中，所述施加步驟包 括在所述晶片基底(38)的表面層(72)中形成各光學(xué)部件的成像段(360內(nèi)的圖像形成透鏡結(jié)構(gòu)(40)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述施加步驟還包括在 所述表面層(72)中形成各光學(xué)部件的照明段(36")內(nèi)的射束成形透 鏡結(jié)構(gòu)(48)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，還包括通過向所述晶片基底(38)施加樹脂層(72)而形成所述表面層、在所述樹脂層(72)中 形成所述結(jié)構(gòu)(40， 48)以及固化所迷樹脂層(72)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述施加步驟還包括， 在施加所述樹脂層(72)之前，通過向各成像段(36')中的晶片基底(38)施加非透射涂層而施加雜散光護(hù)罩(46)，所述涂層布置成限定 與所述圖像形成透鏡結(jié)構(gòu)(40)對準(zhǔn)的開口。
31. 根據(jù)權(quán)利要求27至30中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述施 加步驟還包括在所述晶片基底(38 )上與所述圖像形成透鏡結(jié)構(gòu)(40 ) 相對地施加非透射涂層，其中，各成像段(36')內(nèi)的所述涂層中的開 口形成所述成像段(36')的孔徑光闌(42)。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述施加步驟還包括通過 向所述晶片基底(38)施加選擇透射的涂層而施加輻射濾光器(44', 44")。
33. —種照相機(jī)筆，包括成像系統(tǒng)(12)，其構(gòu)造成產(chǎn)生表面(S)的圖像；圖像傳感器(11)，其構(gòu)造成記錄所述圖像；其中，所述成像系統(tǒng)(12)包括變焦透鏡(80);并且其中，所述照相機(jī)筆還包括控制器(100)，所述控制器(100)構(gòu)造成按照從所述圖像得到的參數(shù)(/;)產(chǎn)生用于所述變焦透鏡(80)的聚焦控制信號(c)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的照相機(jī)筆，其中，所述參數(shù)包括筆方 位數(shù)據(jù)。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的照相機(jī)筆，其中，所述筆方位數(shù)據(jù)包 括透視信息、筆相對于所述表面(S)的角方位、以及所述圖像傳感 器(11)與所述表面(S)之間的距離中至少之一。
36. 根據(jù)權(quán)利要求33至35中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，其中，所 述參數(shù)包括圖像放大信息。
37. 根據(jù)權(quán)利要求33至36中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，其中，所 述表面(S)包括基本均勻分布的編碼符號(104)的圖案，并且其中，所述參數(shù)表示所述編碼符號(104)。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的照相機(jī)筆，其中，所述參數(shù)表示圖像 中的編碼符號(104)的數(shù)量。
39. 根據(jù)權(quán)利要求33至38中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，其中，所 述圖案包括相對于所述表面(S)上的規(guī)則網(wǎng)格圖案布置的各個點(diǎn)(104)。
40. 根據(jù)權(quán)利要求33至39中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，其中，所 述參數(shù)包括所述圖像的對比度。
41. 根據(jù)權(quán)利要求33至40中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，其中，所 述參數(shù)包括所述圖像的散焦估計(jì)。
42. 根據(jù)權(quán)利要求41所述的照相機(jī)筆，其中，所述散焦估計(jì)基于 相位比較測量通過所述控制器(100)獲得。
43. 根據(jù)權(quán)利要求33至42中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，其中，所 述控制器(100 )還構(gòu)造成通過從所述照相機(jī)筆的存儲器檢索至少一個 起始值并且基于所述起始值輸出初始聚集控制信號而執(zhí)行啟動程序。
44. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的照相機(jī)筆，其中，所述控制器(IOO) 構(gòu)造成選擇性地更新所述起始值以反映所述照相機(jī)筆的實(shí)際操作條 件，并且在所述存儲器中存儲這樣更新的起始值。
45. 根據(jù)權(quán)利要求43或44所述的照相機(jī)筆，其中，所述啟動程 序還包括將所述透鏡(80)控制成至少兩個不同的預(yù)定焦距并分析所 得到的所述參數(shù)的值。
46. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的照相機(jī)筆，其中，所述控制器(IOO) 還構(gòu)造成在所述啟動程序期間以所述圖像傳感器(11)的增大的幀率 操作。
47. 根據(jù)權(quán)利要求43至46中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，所述照相 機(jī)筆具有至少兩種不同的操作模式，其中，所述控制器(100)還構(gòu)造 成在所述不同的操作模式中使用不同的起始值。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所述的照相機(jī)筆，所述照相機(jī)筆具有第一 操作模式，其用于在與所述表面(S)的物理接觸中的數(shù)據(jù)輸入；和第二操作模式，其基于脫離與所述表面(s)接觸的運(yùn)動而用于顯示器上的光標(biāo)控制。
49. 根據(jù)權(quán)利要求33至48中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，其中，所 述控制器(100)構(gòu)造成在所述圖像傳感器(11)被控制來捕獲隨后的 圖像之前，基于當(dāng)前的圖像產(chǎn)生所述聚焦控制信號。
50. 根據(jù)權(quán)利要求33至49中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，其中，所 述透鏡(80)包括流體室、至少一對電極(88, 96)和在所述流體室 的壁部分上的接觸層(94)，所述流體室具有在彎月面(1)上接觸的 第一流體(A)和第二流體(B)，所述透鏡(80)構(gòu)造成使得向所述 電極(88， 96)施加電壓會影響所述接觸層(94)至所述第二流體的 可潤濕性，導(dǎo)致所述彎月面的形狀的變化，由此改變所述透鏡的焦距。
51. —種照相機(jī)筆的方法，包括控制圖像傳感器(11)以記錄表面(S)的圖像，所述圖像通過成 像系統(tǒng)(12)產(chǎn)生；從這樣記錄的圖像得到參數(shù)值；以及 基于所述參數(shù)值控制所述成像系統(tǒng)(12)中的焦距。
52. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其中，所述參數(shù)值表示所述筆 的方位。
53. 根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其中，所述參數(shù)值包括透視信 息、筆相對于所述表面(S)的角方位、以及所述圖像傳感器(11)與 所述表面(S)之間的距離中至少之一。
54. 根據(jù)權(quán)利要求51至53中任一項(xiàng)所述的方法，其中，其中所 述參數(shù)值表示所述圖像的放大率。
55. 根據(jù)權(quán)利要求51至54中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述表 面(S)包括基本均勻分布的編碼符號(104)的圖案，并且其中，所 述參數(shù)值表示所述編碼符號(104)。
56. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其中，所述參數(shù)值表示所述圖 像中的編碼符號(104)的數(shù)量。
57. 根據(jù)權(quán)利要求51至56中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述控制步驟包括基于所述參數(shù)值計(jì)算聚焦控制信號，并且輸出所述聚焦控制信號以用于所述成像系統(tǒng)(12)的控制。
58. 根據(jù)權(quán)利要求51至57中任一項(xiàng)所述的方法，還包括啟動程 序，所述啟動程序包括檢索至少一個起始值，并且基于所述起始值控 制所述成像系統(tǒng)(12)的焦距。
59. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的方法，還包括選擇性地更新所述起始 值以反映所述照相機(jī)筆的實(shí)際操作條件，并且存儲這樣更新的起始值。
60. 根據(jù)權(quán)利要求58或59所述的方法，其中，所述啟動程序還 包括將所述成像系統(tǒng)(12)控制成至少兩個不同的預(yù)定焦距并分析所 得到的參數(shù)值。
61. —種包括程序指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)所述程序指令加載 到計(jì)算機(jī)中時，所述程序指令執(zhí)行權(quán)利要求51至60中任一項(xiàng)所述的 方法。
62. —種電子筆，包括用于接收觸針(8)的長形的導(dǎo)管(24)和 用于產(chǎn)生指示在所述觸針上施加力的輸出信號的傳感器(114 ),其中， 所述傳感器(114)操作以測量表示所述導(dǎo)管(24)與所述觸針(8) 之間的電容的參數(shù)。
63. 根據(jù)權(quán)利要求62所述的電子筆，還包括布置在所述導(dǎo)管(24) 與所述觸針(8)中間的電介質(zhì)材料。
64. 根據(jù)權(quán)利要求62所述的電子筆，其中，所述導(dǎo)管至少部分地 設(shè)有由柔性電介質(zhì)材料構(gòu)成的內(nèi)襯。
65. 根據(jù)權(quán)利要求62至64中任一項(xiàng)所述的電子筆，還包括抵靠 部(115)，所述抵靠部(115)具有傾斜的控制表面以用于與所述觸 針(8)的遠(yuǎn)端接合，從而導(dǎo)致所述觸針(8)在施加所述力期間橫向 地偏轉(zhuǎn)。
66. —種電子筆中的方法，所述電子筆包括用于接收觸針(8)的 長形的導(dǎo)管(24)，所述方法包括感測表示所述導(dǎo)管(24)與所述 觸針(8)之間的電容的參數(shù)，并且產(chǎn)生作為所述參數(shù)的函數(shù)的輸出信 號，所述輸出信號指示在所述觸針(8)上施加力。
67. —種照相才幾筆，包括觸針(8)，其具有用于與表面(S)相互作用的尖端； 照相機(jī)系統(tǒng)(2')，其構(gòu)造成記錄所述表面(S)的圖像； 麥克風(fēng)(120);以及控制器(124)，其構(gòu)造成基于所述麥克風(fēng)(120)的輸出信號在 低電力狀態(tài)與高電力狀態(tài)之間選擇性地切換所述照相機(jī)筆。
68. 根據(jù)權(quán)利要求67所述的照相機(jī)筆，其中，所述控制器(124) 構(gòu)造成當(dāng)所述輸出信號指示所述觸針尖端與所述表面(S)之間接觸 時，將所述照相機(jī)筆設(shè)定在所述高電力狀態(tài)中。
69. 根據(jù)權(quán)利要求67或68所述的照相機(jī)筆，其中，所述麥克風(fēng) (120)布置在所述照相機(jī)筆的內(nèi)部。
70. 根據(jù)權(quán)利要求69所述的照相機(jī)筆，其中，所述麥克風(fēng)(120 ) 布置成與所述觸針(8)相關(guān)聯(lián)。
71. 根據(jù)權(quán)利要求67至70中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，其中所述 控制器(124)布置成識別所述觸針尖端與所迷表面(S)之間初始接 觸的特性振動。
72. 根據(jù)權(quán)利要求67至71中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，還包括布 置成捕獲所述照相機(jī)筆外部的聲音的環(huán)境麥克風(fēng)(126)。
73. 根據(jù)權(quán)利要求72所述的照相機(jī)筆，其中，所述控制器(124) 還構(gòu)造成同步地記錄所述麥克風(fēng)(120 )的輸出信號和所述環(huán)境麥克風(fēng)(126)的輸出信號。
74. 根據(jù)權(quán)利要求67至73中任一項(xiàng)所述的照相機(jī)筆，其中，所 述控制器(124 )還構(gòu)造成基于從所述圖像中的至少一個得到的參數(shù)在 所述狀態(tài)之間選擇性地切換所述筆。
75. 根據(jù)權(quán)利要求74所述的照相機(jī)筆，其中，所述參數(shù)包括以下至少一個圖像放大率、所述筆與所述表面之間的距離、所述圖像中的 至少一個中的編碼符號的表面積、和所述圖像中的至少一個中的編碼符號的數(shù)量計(jì)數(shù)。
76. —種電子筆中的方法，所述電子筆包括數(shù)據(jù)捕獲電路(2)和麥克風(fēng)(120)，所述方法包括接收來自所述麥克風(fēng)(120)的輸出信號；以及基于所述輸出信號在低電力狀態(tài)與高電力狀態(tài)之間選擇性地切換 所述數(shù)據(jù)捕獲電路(2)。
77. 根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其中，所述電子筆還包括具有 用于與表面(S)相互作用的尖端的觸針(8)，所述方法還包括當(dāng)所 述輸出信號指示所述尖端與所述表面(S)之間接觸時，將所述數(shù)據(jù) 捕獲電路(2)設(shè)定在所述高電力狀態(tài)中。
78. 根據(jù)權(quán)利要求76或77所述的方法，還包括識別所述尖端與 所述表面(S)之間初始接觸的特性振動。
79. 根據(jù)權(quán)利要求76至78中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述電 子筆還包括布置成捕獲所述電子筆外部的聲音的環(huán)境麥克風(fēng)(126), 所述方法還包括同步地記錄所述麥克風(fēng)(120 )的輸出信號和所述環(huán)境 麥克風(fēng)(126)的輸出信號。
80. 根據(jù)權(quán)利要求76至79中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述數(shù) 據(jù)捕獲電路包括用于記錄所述表面(S)的圖像的照相機(jī)(2')，所述 方法還包括從所述圖像中的至少一個得到參數(shù)值，并且基于所述參數(shù) 值在所述狀態(tài)之間選擇性地切換所述數(shù)據(jù)捕獲電路(2)。
81. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中，所述參數(shù)值包括以下至 少一個圖像放大率；所述筆與所述表面之間的距離；所述圖像中的至 少一個中的編碼符號的表面積；和所述圖像中的至少一個中的編碼符號 的數(shù)量計(jì)數(shù)。
82. —種包括程序指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，當(dāng)所述程序指令加載 到計(jì)算機(jī)中時，所述程序指令執(zhí)行權(quán)利要求76至81中任一項(xiàng)所述的 方法。
83. —種電子筆，包括保護(hù)帽(130)和長形的本體，所述保護(hù)帽 (130)構(gòu)造成用于能夠釋放地與所述本體的前端部分接合，其中，所述保護(hù)帽(130)包括用于向所述筆供給消耗品的裝置(140， 150)。
84. 根據(jù)權(quán)利要求83所述的電子筆，其中，所述保護(hù)帽(130)包括用于向所述筆供給電力的自備電源(140)。
85.根據(jù)權(quán)利要求83或84所迷的電子筆，其中，所述電源(140) 是輔助電源以補(bǔ)充布置在所述電子筆中的主電源(7)。
86. 根據(jù)權(quán)利要求83或84所述的電子筆，其中，所述電源(140) 是所述筆的主要電源。
87. 根據(jù)權(quán)利要求83至86中任一項(xiàng)所述的電子筆，所述電子筆 構(gòu)造成當(dāng)所述保護(hù)帽(130 )與所述本體的后端部分接合時將所述電源(140)電連接至所述筆中的電子電路(136)。
88. 根據(jù)權(quán)利要求83至87中任一項(xiàng)所述的電子筆，還包括筆尖， 所述筆尖用于當(dāng)在書寫表面上操作時分配記號液體，其中，所述保護(hù) 帽(130)包括用于向所述筆供給所述記號液體的儲蓄器(150)。
89. 根據(jù)權(quán)利要求86所述的電子筆，其中，所述保護(hù)帽(130)號液體。一' - 。' 、 口 …
90. 根據(jù)權(quán)利要求89所述的電子筆，其中，所述保護(hù)帽(130) 構(gòu)造成在處于所述接合中時在所述儲蓄器(150 )的開口中接收所述筆 尖。
91. 根據(jù)權(quán)利要求89所述的電子筆，其中，所述保護(hù)帽(130) 包括延伸通過所述儲蓄器的開口的毛細(xì)管材料(152)，并且其中，所 述保護(hù)帽(130 )構(gòu)造成在處于所述接合中時使所述筆尖與所述毛細(xì)管 材料(152)接合。
92. 根據(jù)權(quán)利要求90或91所述的電子筆，其中，所述筆尖由多 孔材料制成，以便使所述記號液體經(jīng)由毛細(xì)管作用進(jìn)入所述筆尖。
93. 根據(jù)權(quán)利要求88所述的電子筆，還包括將記號流體供給至所 述筆尖的內(nèi)部儲蓄器，其中，所述筆構(gòu)造成當(dāng)所述帽與所述本體的預(yù) 定部分接合時在所述保護(hù)帽的儲蓄器與所述內(nèi)部儲蓄器之間建立起液 體連通。
94. 根據(jù)權(quán)利要求93所述的電子筆，其中所述預(yù)定部分是所述本 體的后端部分。
95. —種提供數(shù)據(jù)捕獲功能性的電子筆，包括含有數(shù)據(jù)捕獲電 路(2, 2')的長形的本體；和保護(hù)帽(130)，所述保護(hù)帽(130)構(gòu) 造成用于能夠釋放地與所述本體的前端部分接合，其中，所迷保護(hù)帽(130)包括用于向所述電子筆添加功能性的裝置(160, 162， 170， 172， 176， 180)。
96. 根據(jù)權(quán)利要求95所述的電子筆，其中，所述帽(130)包括 輻射源(160)。
97. 根據(jù)權(quán)利要求96所述的電子筆，其中，所述帽(130)通過電筒的功能性。
98. 根據(jù)權(quán)利要求96所述的電子筆，其中，所述帽(130)通過 能夠控制來發(fā)射可見光輻射的準(zhǔn)直射束的所述輻射源(160 )而提供指 示器的功能性。
99. 根據(jù)權(quán)利要求95所述的電子筆，其中，所述帽(130)包括 照相機(jī)系統(tǒng)(162)。
100. 根據(jù)權(quán)利要求95至99中任一項(xiàng)所述的電子筆，其中，所述 本體含有用于數(shù)據(jù)捕獲電路(2， 2')的電源(7)，所述電源(7)能 夠經(jīng)由所述本體上的連接器(134)從外部訪問，并且所述帽(130) 包括接觸元件(138)并構(gòu)造成當(dāng)所述帽(130)與所述本體的預(yù)定部 分接合時使所述接觸元件(138)與所述連接器(134)電接觸，從而 允許所述帽(130)中的電路由所述電源(7)供應(yīng)電力。
101. 根據(jù)權(quán)利要求IOO所述的電子筆，其中，所述預(yù)定部分是所 述本體的所述前端部分或后端部分。
102. 根據(jù)權(quán)利要求95所述的電子筆，其中，所述數(shù)據(jù)捕獲電路 包括布置在所述前端部分處的照相機(jī)系統(tǒng)(2'),并且所述帽(130) 包括光學(xué)系統(tǒng)(12)，所述光學(xué)系統(tǒng)(12)構(gòu)造成當(dāng)所述帽(130)處 在所述接合中時修改所述照相機(jī)系統(tǒng)(2')的光學(xué)特性。
103. 根據(jù)權(quán)利要求102所述的電子筆，其中，所述光學(xué)特性包括 視場、焦距、透射波長和景深中的至少一個。
104. 根據(jù)權(quán)利要求102或103所述的電子筆，其中，所述帽(130) 還包括用于選擇性地激活所述照相機(jī)系統(tǒng)(2')的觸發(fā)機(jī)構(gòu)(168)。
105. 根據(jù)權(quán)利要求95所述的電子筆，其中，所述用于添加功能 性的裝置包括數(shù)據(jù)處理電路(172)、非易失性存儲器(176)和無線 發(fā)送器(180)中的至少一個。
106. —種用于電子筆的保護(hù)帽，包括用于能夠釋放地與所述電子 筆的前端部分接合的裝置、以及用于當(dāng)與所述電子筆操作接合時向所 述電子筆供給消耗品的裝置(140， 150)。
107. 根據(jù)權(quán)利要求106所述的保護(hù)帽，其中，所述裝置包括用于 向所述電子筆供給電力的自備電源(140)。
108. 根據(jù)權(quán)利要求106所述的保護(hù)帽，其中，所述裝置包括用于 向所述電子筆供給記號液體的儲蓄器(150)。
109. —種用于提供數(shù)據(jù)捕獲功能性的電子筆的保護(hù)帽，所述保護(hù) 帽包括用于能夠釋放地與所述電子筆的前端部分接合的裝置、以及當(dāng) 與所述電子筆操作接合時向所述電子筆添加功能性的裝置(160， 162， 170， 172， 176， 180)。
110. 根據(jù)權(quán)利要求109所述的保護(hù)帽，其中，所述裝置包括輻射 源(160)、照相機(jī)系統(tǒng)(162)、用于修改所述電子筆中的照相機(jī)系 統(tǒng)(2')的光學(xué)特性的光學(xué)系統(tǒng)(170)、數(shù)據(jù)處理電路(172)、非 易失性存儲器(176)和無線發(fā)送器(180)中的至少一個。
111. 根據(jù)權(quán)利要求109或IIO所述的保護(hù)帽，其中，所述用于添 加功能性的裝置(160， 162， 170， 172, 176， 180)由所述電子筆中 的電源(7)供應(yīng)電力。
全文摘要
一種用于照相機(jī)筆的小型化光學(xué)部件(36)，其具有板的形狀并且包括至少兩個非交疊的輻射傳送段構(gòu)造成傳送物面的圖像的成像段(36′)；和構(gòu)造成向物面?zhèn)魉驼彰鬏椛涞恼彰鞫?36″)。該部件中可以包括無源的光學(xué)元件以提供成像段和照明段，例如圖像產(chǎn)生表面結(jié)構(gòu)、照明控制表面結(jié)構(gòu)、輻射濾光器、雜散光護(hù)罩和孔徑光闌。這些光學(xué)元件可以設(shè)置為板基底上的明確限定的表面結(jié)構(gòu)和層。光學(xué)部件可以制造為包括多個這些光學(xué)部件的晶片結(jié)構(gòu)。照相機(jī)外殼(22)可以設(shè)有用于光學(xué)部件(36)的第一安裝結(jié)構(gòu)(56)；用于構(gòu)造成檢測圖像的圖像傳感器(11)的第二安裝結(jié)構(gòu)(64)；以及用于構(gòu)造成產(chǎn)生照明輻射的輻射源(13)的第三安裝結(jié)構(gòu)(66)。用于接收觸針(8)的長形的導(dǎo)管(24)可以接收在照相機(jī)外殼(22)的外壁部分中的長形的凹槽(28)中并與其連結(jié)。
文檔編號G06F3/033GK101681431SQ200880017880
公開日2010年3月24日 申請日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者T·克雷文-巴特爾 申請人:阿諾托股份公司