專利名稱：圖像讀取裝置及讀取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像讀取裝置及方法。
背景技術(shù)：
近年來，將書寫在紙張上的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)、將該數(shù)據(jù)傳送給個人計算機(jī)、移動電 話等并將該書寫內(nèi)容顯示在監(jiān)視器上，或者將該書寫內(nèi)容傳送/保存為數(shù)據(jù)的技術(shù)已經(jīng)在 吸引著人們的興趣。這些技術(shù)使用了以特定配置圖案形成了大量微小點圖像的紙張和通過 讀取這些點圖像使書寫內(nèi)容數(shù)字化的數(shù)字筆。當(dāng)在紙張上進(jìn)行書寫時該數(shù)字筆利用成像裝 置讀取筆尖附近的點圖案，并基于讀取的點圖案指定筆尖在該紙張上的位置。由此能夠生 成由書寫字符、圖形等構(gòu)成的電子文件，將字符、圖形等添加到指定電子文件等(例如，參 見日本特開JP-A-2004-94907A(pp. 12-14))。另一方面，讀取特定圖案的技術(shù)包括設(shè)置有多 個成像裝置的條形碼讀取器(日本特開平JP-A-2-183879)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種圖像讀取裝置，其包括指示部，其指示在介 質(zhì)上形成有目標(biāo)圖像的位置，該目標(biāo)圖像為待讀取圖像；照射單元，其將光照射在所述指示 部所指示的位置上；成像單元，其使從被照射了所述光的所述介質(zhì)反射的光成像；感測單 元，其響應(yīng)于所述成像單元所成像的光而采集表示所述目標(biāo)圖像的信號；以及變更單元，其 改變所述成像單元的方向或者位置。 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，所述照射單元將所述光照射在相對于在所述介質(zhì)上所述 指示部所指示的位置而言預(yù)定的照射范圍內(nèi)。 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，所述變更單元包括旋轉(zhuǎn)軸，其以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支持所
述成像單元；以及搖擺單元，其使所述成像單元繞所述旋轉(zhuǎn)軸在預(yù)定范圍內(nèi)搖擺。 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，所述變更單元根據(jù)所述指示部相對于所述圖像讀取裝置
的主體的位置變化量來改變所述照射單元和所述成像單元的方向或位置，以便改變在所述
介質(zhì)上被所述照射單元照射了光的位置以及所述介質(zhì)上反射了所述成像單元接收的反射
光的位置。 根據(jù)本發(fā)明的第五方面，所述指示部相對于所述圖像讀取裝置的主體的位置變化
量越大，所述變更單元增加所述照射單元和所述成像單元的位置或方向的變化量。 根據(jù)本發(fā)明的第六方面，所述變更單元包括旋轉(zhuǎn)軸，其以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支持所
述照射單元和所述成像單元；以及將施加到所述指示部的力施加到所述照射單元和所述成
像單元的部件，并且隨著施加到所述指示部的力被施加到所述照射單元和所述成像單元，
所述照射單元和所述成像單元繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供了一種讀取方法，其包括以下步驟指示在介質(zhì)上形 成有目標(biāo)圖像的位置，所述目標(biāo)圖像為待讀取圖像；將光照射在被指示的位置上；使從被 照射了所述光的介質(zhì)反射的光成像；響應(yīng)于所成像的光而采集表示所述目標(biāo)圖像的信號；
4以及改變所述成像單元的方向或者位置。 根據(jù)本發(fā)明的八個方面，所述光照射在相對于所述介質(zhì)上所述被指示的位置而言 預(yù)定的照射范圍內(nèi)。 根據(jù)本發(fā)明的第九方面，所述改變包括使成像單元繞旋轉(zhuǎn)軸在預(yù)定范圍內(nèi)搖擺， 所述旋轉(zhuǎn)軸以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支持所述成像單元。 根據(jù)本發(fā)明的第十方面，根據(jù)所述被指示的位置的變化量改變照射單元和成像單 元的方向或位置，以便改變所述介質(zhì)上被照射了光的位置以及所述介質(zhì)上反射所述光的位置。 根據(jù)本發(fā)明的十一方面，所述被指示的位置的變化量越大，所述照射單元和所述 成像單元的位置或方向的變化量。 利用根據(jù)本發(fā)明的第一方面的結(jié)構(gòu)的讀取裝置，可以抑制由于從介質(zhì)反射的光中 鏡面反射分量大并由于對待讀取圖像進(jìn)行成像時散焦的原因而導(dǎo)致的讀取準(zhǔn)確度降低。
利用根據(jù)本發(fā)明的第二方面的結(jié)構(gòu)的讀取裝置，可以抑制由于從介質(zhì)反射的光中 鏡面反射分量大并由于對待讀取圖像進(jìn)行成像時散焦的原因而導(dǎo)致的讀取準(zhǔn)確度降低。
利用根據(jù)本發(fā)明的第三方面的結(jié)構(gòu)的讀取裝置，通過使成像單元搖擺，成像部的 方向是可變的。 利用根據(jù)本發(fā)明的第四方面的結(jié)構(gòu)的讀取裝置，可以根據(jù)指示部相對于讀取裝置 主體的位置變化量來改變介質(zhì)上的照射位置和反射位置。 利用根據(jù)本發(fā)明的第五方面的結(jié)構(gòu)的讀取裝置，可以根據(jù)指示部相對于讀取裝置
主體的位置變化量來使照射單元和成像單元二者的位置或方向的變化量不同。 利用根據(jù)本發(fā)明的第六方面的結(jié)構(gòu)的讀取裝置，可以根據(jù)施加到指示部上的力來
旋轉(zhuǎn)照射單元和成像單元。 利用根據(jù)本發(fā)明的第七方面的結(jié)構(gòu)的讀取裝置，可以抑制由于從介質(zhì)反射的光中 鏡面反射分量大并由于對待讀取圖像進(jìn)行成像時散焦的原因而導(dǎo)致的讀取準(zhǔn)確度降低。
利用根據(jù)本發(fā)明的第八方面的結(jié)構(gòu)的讀取裝置，可以抑制由于從介質(zhì)反射的光中 鏡面反射分量大并由于對待讀取圖像進(jìn)行成像時散焦的原因而導(dǎo)致的讀取準(zhǔn)確度降低。
利用根據(jù)本發(fā)明的第九方面的結(jié)構(gòu)的讀取裝置，通過使成像單元搖擺，成像單元 的方向是可變的。 利用根據(jù)本發(fā)明的第十方面的結(jié)構(gòu)的讀取裝置，可以根據(jù)指示部相對于讀取裝置 的主體的位置變化量來改變介質(zhì)上的照射位置和反射位置。 利用根據(jù)本發(fā)明的第十一方面的結(jié)構(gòu)的讀取裝置，可以根據(jù)指示部相對于讀取裝 置的主體的位置變化量來使照射單元和成像單元的位置或方向的變化量不同。


將基于以下附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施方式，其中
圖1示出了書寫信息處理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)；
圖2示出了代碼圖案圖像的內(nèi)容；
圖3是示出了數(shù)字筆的結(jié)構(gòu)的功能框圖；
圖4是示出了數(shù)字筆的結(jié)構(gòu)的截面5
圖5是示出了數(shù)字筆的控制器的功能框圖； 圖6是關(guān)于照明控制信號、圖像采集信號和輸出圖像信號的輸出時序圖； 圖7是示出了數(shù)字筆的代碼獲取單元和數(shù)據(jù)處理部的操作的流程圖； 圖8A到8C示意性示出了照射單元的照射軸a和照射范圍A，以及成像單元的受光
軸b和圖像采集范圍B; 圖9示出了數(shù)字筆書寫的示例性內(nèi)容； 圖10示出了由數(shù)字筆的成像單元進(jìn)行的圖像拍攝范圍的一個示例性遷移； 圖11是示意性示出了相關(guān)技術(shù)中可讀區(qū)域的特征線圖； 圖12是示意性示出了第一示例性實施方式中可讀區(qū)域的特征線圖； 圖13是示出了數(shù)字筆的示例性功能結(jié)構(gòu)的框圖； 圖14是示出了數(shù)字筆的示例性結(jié)構(gòu)的側(cè)向截面圖； 圖15是示出了數(shù)字筆的示例性結(jié)構(gòu)的側(cè)向截面圖； 圖16示出了數(shù)字筆書寫的示例性內(nèi)容； 圖17示出了由數(shù)字筆的光學(xué)單元進(jìn)行的圖像拍攝范圍的一個示例性遷移； 圖18示出了數(shù)字筆書寫的示例性內(nèi)容； 圖19示出了由數(shù)字筆的光學(xué)單元進(jìn)行的圖像拍攝范圍的一個示例性遷移；以及 圖20是示出了數(shù)字筆的示例性結(jié)構(gòu)的側(cè)向截面圖。
具體實施例方式1.第一示例性實施方式
1-1.結(jié)構(gòu) 圖l示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施方式的系統(tǒng)的一個示例性結(jié)構(gòu)。圖1中， 數(shù)字筆60是一個示例性圖像讀取裝置，其設(shè)置有在諸如紙張的介質(zhì)50上書寫字符、圖形等 的功能，以及讀取在該介質(zhì)50上形成的代碼圖案圖像(目標(biāo)圖像、待讀取圖像)的功能。信 息處理單元10是一個示例性書寫信息生成裝置。信息處理裝置10例如是個人計算機(jī)，并 根據(jù)從數(shù)字筆60輸出的信號生成表示書寫內(nèi)容的書寫信息。 在介質(zhì)50上形成的代碼圖案圖像是通過下述獲取的圖像，即對識別介質(zhì)50的識 別信息和表示介質(zhì)50上的坐標(biāo)位置的位置進(jìn)行編碼以形成圖像。這里，將參照圖2來描述 介質(zhì)50上形成的示例性代碼圖案圖像。圖2示出了介質(zhì)50上形成的一個示例性代碼圖案 圖像。該代碼圖案圖像通過多個點圖像的相互位置關(guān)系表示了上述識別信息和位置信息。 區(qū)域A1到A9預(yù)定為能夠形成有這些點圖像的區(qū)域。在圖2示出的示例中，黑色區(qū)域A1和 A2示出了形成有點圖像的區(qū)域，而陰影區(qū)域A3到A9示出了未形成有點圖像的區(qū)域。通過 在哪些區(qū)域中形成點圖像來表示識別信息和位置信息。例如，該代碼圖案圖像通過例如打 印機(jī)的電子照相圖像形成裝置(未示出)形成在整個介質(zhì)50上。數(shù)字筆60讀取該代碼圖 案圖像，并通過分析所讀取的代碼圖案圖像來檢測數(shù)字筆60的筆尖69a的位置。
除上述代碼圖案圖像之外，可以在介質(zhì)50上形成表示文件、圖形等(目的在于向 人們傳達(dá)信息)的圖像。此后，該圖像將稱為"文件圖像"，但是包括諸如圖片、照片和圖形 以及其他圖像的圖像，而不限于表示包含文本的文件的圖像。圖像形成裝置在形成代碼圖 案圖像時利用K(黑色)調(diào)色劑執(zhí)行圖像形成，而在形成文件圖像時利用C(青色)、M(品紅
6色)和Y(黃色)執(zhí)行圖像形成。在介質(zhì)50上文件圖像和代碼圖案圖像以彼此重疊的方式 形成。數(shù)字筆60可以被設(shè)置成通過利用具有不同光譜反射特性的材料分別形成代碼圖案 圖像和文件圖像而選擇性地僅讀取代碼圖案圖像。 注意，本示例性實施方式中的"介質(zhì)"可以是諸如OHP(Over HeadProjector :高射 投影儀)幻燈片的塑料片材或者其他材料的片材，而不限于所謂的紙張。"介質(zhì)"還可以是 可電地重寫顯示內(nèi)容的所謂數(shù)字紙。簡言之，介質(zhì)50只需要至少具有通過圖像形成裝置等 在其上形成的代碼圖案圖像即可。 數(shù)字筆60既是具有在介質(zhì)50上書寫字符、圖形等功能的書寫工具，也是讀取在介 質(zhì)50上形成的代碼圖案圖像的圖像讀取裝置。數(shù)字筆60向信息處理裝置10發(fā)送示出了 從介質(zhì)50讀取的代碼圖案圖像的信息。 接著，將參考附圖來描述數(shù)字筆60的示例性功能結(jié)構(gòu)。圖3是示意性示出了數(shù)字 筆60的功能的功能框圖。圖3中，控制器61是控制數(shù)字筆60的元件的操作的控制器的一 個示例。壓力傳感器62是基于施加到持筆器69的壓力來檢測數(shù)字筆60的書寫操作軌跡 的檢測單元的一個示例。光學(xué)單元70包括照射單元63、成像單元80和圖像感測單元64。 照射單元63為例如是近紅外LED并且將近紅外光照射到介質(zhì)50上的示例性照射單元。成 像單元80是根據(jù)介質(zhì)50反射的反射光響應(yīng)于介質(zhì)50上形成的圖像在圖像感測單元64上 成像的示例性成像單元。圖像感測單元64是根據(jù)從照射單元63照射的近紅外光的反射光 來采集示出了介質(zhì)50上形成的圖像的信號的示例性感測單元。 信息存儲器65是存儲了識別信息和位置信息的存儲器。通信單元66是控制與外 部裝置的通信的通信單元的示例。電池67是提供驅(qū)動數(shù)字筆60的電力的可充電電源單 元的示例。筆ID存儲器68是存儲數(shù)字筆60的識別信息(筆ID)的存儲器。持筆器(pen holder)69即所謂的持筆器(penholder)，持筆器69的前端部形成筆尖69a。筆尖69a是用 戶在執(zhí)行書寫操作時指示在介質(zhì)50上形成有代碼圖案圖像(目標(biāo)圖像，待讀取圖像)的位 置的指示部(pointing part)的示例。當(dāng)用戶執(zhí)行書寫操作時，照射單元63將光照射在相 對于在介質(zhì)50上筆尖69a所指示的位置而言預(yù)定的照射范圍中。在圖3中，為了簡化，僅 例示了從照射單元63照射的光的中心束，但光實際上是以漫射狀態(tài)照射的。開關(guān)75是切 換各種設(shè)置的開關(guān)單元的示例。這些單元都連接到控制器61。此外，用于使成像單元80搖 擺的搖擺致動器81連接到控制器61。這里，"成像單元80搖擺"表示改變成像單元80的 位置或方向。 接著，將參照附圖來描述持筆器69和光學(xué)單元70的示例性結(jié)構(gòu)。圖4是示出了 數(shù)字筆60的示意結(jié)構(gòu)的截面圖。持筆器69設(shè)置在形成了數(shù)字筆60的殼體的筆主體60A 的內(nèi)部。壓力傳感器62設(shè)置在持筆器69的后端側(cè)。持筆器69可通過施加到筆尖69a的 力向后端側(cè)移動，并且壓力傳感器62通過檢測由于書寫壓力導(dǎo)致的持筆器69的移動來檢 測施加到筆尖69a上的力。 光學(xué)單元70容納在筆主體60A中持筆器69的后端側(cè)。該光學(xué)單元70包括照射 單元63、由單元殼體71的旋轉(zhuǎn)軸72以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支持的成像單元80以及將介質(zhì)50 上圖像的由成像單元80利用反射光形成的圖像轉(zhuǎn)換成電信號的圖像感測單元64，并且所 述圖像感測單元64固定到所述單元殼體71上。而且，旋轉(zhuǎn)軸72沿與照射單元63照射的 光的光軸垂直的方面朝向介質(zhì)延伸。這里，為了簡化，從照射單元63照射的光的光軸稱為
7照射軸a，而成像單元80中圖像形成光學(xué)系統(tǒng)的中心軸稱為受光軸b。這里提到的受光軸b的方向基本上是沿著光接收面所面向的方法，并且通常是沿著連接受光面的中心與介質(zhì)50上由成像單元80形成了圖像并由圖像感測單元64成像的區(qū)域(此后稱為成像范圍)的中心的方向。 圖像感測單元64包括其上安裝有電子組件的基板64A、安裝在該基板64A上的圖像感測裝置64B和對由成像單元80形成了圖像的光進(jìn)行反射并引導(dǎo)到圖像感測裝置64B的棱鏡64C。圖像感測裝置64B基于由成像單元80形成了圖像的待讀取表面的反射光，來采集代碼圖案圖像，并輸出表示所成像的代碼圖案圖像的信號。這里，圖像感測裝置64B包括對近紅外區(qū)域敏感的CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器，并且使用了能夠生成通過在同一定時采集所有像素而獲得的圖像信號的全局快門(global shutter)CMOS圖像傳感器。圖像感測裝置64B按照大約70到100fps (幀每秒)的圖像采集周期(幀速率)采集圖像。這里，照射單元63配置成與圖像采集周期同步地向圖像感測裝置64B發(fā)出脈沖，以便抑制功耗。注意，這里，使用CMOS圖像傳感器作為圖像感測裝置，但圖像感測裝置不限于CMOS圖像傳感器?？梢允褂弥T如CCD(電荷耦合器件)的其他圖像感測裝置。
成像單元80具有組成受光面的凸透鏡80A和支持凸透鏡80A的透鏡支持部件80B。成像單元80是根據(jù)反射光在圖像感測單元64上形成介質(zhì)50上圖像的圖像的示例性成像單元。通過光學(xué)單元70的旋轉(zhuǎn)軸72以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支持透鏡支持部件80B。搖擺致動器81使透鏡支持組件80B沿箭頭M的方向搖擺。搖擺致動器81由旋轉(zhuǎn)電動機(jī)和搖擺滑動機(jī)構(gòu)的組合或者線性致動器等構(gòu)成。示例性的變更單元由搖擺致動器81和旋轉(zhuǎn)軸72構(gòu)成。 通過使成像單元80搖擺，數(shù)字筆60既改變介質(zhì)50上的圖像拍攝范圍，又改變焦距，如圖8A到圖8C所示。圖8A到圖8C示意性地示出了由照射單元63向介質(zhì)50照射的光的照射范圍A以及成像單元80的圖像拍攝范圍B。照射范圍A示出了從照射單元63照射的光的范圍，而圖像拍攝范圍B為包括成像單元80的焦距(即所謂景深)的范圍，即在圖像被對焦的狀態(tài)下接收光的范圍。因此，受光軸b的方向是沿著數(shù)字筆60的殼體的縱向。
圖8B示出了在相對于介質(zhì)50的法線c在照射軸a與受光軸b相交的點處與平分這兩軸之間的夾角的中心軸一致的情況下產(chǎn)生的鏡面反射狀態(tài)。在這種情況下，常常發(fā)生讀取錯誤，因為由成像單元80接收到的反射光是鏡面反射分量。相反，圖8A中圖像拍攝范圍B與圖8B的圖像拍攝范圍B相比向右移，而圖8C中圖像拍攝范圍B與圖8B的圖像拍攝范圍B相比向左移。而且，對于圖8A和8C而言，讀取錯誤減少并且讀取準(zhǔn)確度提高，因為成像單元80接收到的反射光中的漫射分量增加。由圖像拍攝范圍B相對于照射軸a的偏離導(dǎo)致了漫射分量的增加。 這里，對于圖8A和圖8C，成像單元80將接收在與焦距與介質(zhì)50上待讀取圖像一致的位置(正好對焦的位置)偏離的位置所反射的光，并且選擇接近正好對焦的圖8A或圖8C中任何一個并用于讀取。 接著，將描述在用戶利用數(shù)字筆60在介質(zhì)50上書寫圖9中例示的點的情況下的示例性操作。用戶利用數(shù)字筆60指示在介質(zhì)50上的位置0q，y》，并將筆尖69a壓靠在介質(zhì)50上。連接到持筆器69的壓力傳感器62由此檢測書寫操作，并且數(shù)字筆60開始讀取識別信息和位置信息的處理。此時，數(shù)字筆60由于用戶對筆尖69a的向下按壓操作而開始
8使成像單元80沿著箭頭M的方向搖擺。 圖10示出了成像單元80的圖像拍攝范圍B的示例性遷移。圖10示意性示出了與圖9中示出的書寫操作對應(yīng)的圖像拍攝范圍B的偏移。注意，在圖10中，為了避免使該圖復(fù)雜化，示出了數(shù)量比實際成像數(shù)量更少的光學(xué)單元70的圖像拍攝范圍B。隨著用戶在圖9中所示位置(Xl，yi)處向下按壓筆尖69a的操作，成像單元80搖擺并且成像單元80的圖像拍攝范圍逐漸從區(qū)域Bl變到區(qū)域B7。 利用傳統(tǒng)數(shù)字筆，當(dāng)指示在介質(zhì)50上特定點的情況下成像單元接收到較大鏡面反射分量時，不能正確地讀取代碼圖案圖像并且會發(fā)生讀取錯誤。因此，關(guān)于寫操作的信息不足。 相反，利用本示例性實施方式的數(shù)字筆60的成像單元80，即使在用戶指示在介質(zhì)50上特定點時(參見圖10中區(qū)域B1到B7)的情況下，也可以以多個不同受光角度在多個圖像拍攝范圍內(nèi)執(zhí)行成像。此時，如上所述，對于各區(qū)域B1、B2、…、和B7，由相對于介質(zhì)50的照射單元63的照射軸a和成像單元80的受光軸b形成的交叉角不同。因此，即使在接收到較大的鏡面反射分量的情況下，通過從待讀取圖像的這些圖像中選擇接近正好對焦的圖像，也可以減少讀取錯誤，并且可以提高讀取準(zhǔn)確度。 接著，在介質(zhì)50上畫連續(xù)線的情況下，在沿持筆器69移動的方向形成圖像拍攝范圍，同時如同三角波的波形一樣重疊。即使在接收到較大的鏡面反射分量的情況下，通過從這些圖像拍攝范圍內(nèi)成像的圖像中選擇接近正好對焦的圖像，也可以減少讀取錯誤，并且可以提高讀取準(zhǔn)確度。 接著，將參照圖5來描述控制器61的功能結(jié)構(gòu)。圖5是示出了控制器61的功能的功能框圖。圖5中，代碼獲取單元612從圖像感測單元64輸出的信號(表示所成像的圖像的信號)獲取代碼圖案圖像。數(shù)據(jù)處理單元613從代碼獲取單元612檢測的代碼圖案圖像提取識別信息和位置信息。照明控制器614向照射單元63發(fā)出使照射單元63發(fā)出脈沖的照明控制信號，并使照射單元63發(fā)出脈沖。成像控制器615向圖像感測單元64提供與發(fā)送給照射單元63的照明控制信號同步的圖像采集信號。 另外，將描述數(shù)字筆60中控制器61的示意性操作。圖6為示出與控制照射單元63發(fā)出脈沖的照明控制信號、提供給圖像感測單元64的圖像采集信號和輸出圖像信號有關(guān)的輸出的時序圖。當(dāng)數(shù)字筆60開始書寫時，連接到持筆器69的壓力傳感器62檢測書寫操作?？刂破?1由此開始讀取識別信息和位置信息的處理。 首先，控制器61的照明控制器614向照射單元63發(fā)出使照射單元63發(fā)出脈沖的照明控制信號(圖6中的(A))，并使照射單元63發(fā)出脈沖。 圖像感測單元64與圖像采集信號同步地對介質(zhì)50上的圖像進(jìn)行成像(圖6中的(B))。此時，照射單元63與圖像拍攝信息同步地向圖像感測單元64發(fā)出脈沖。圖像感測單元64對經(jīng)脈沖照射單元63照明的介質(zhì)50上的圖像進(jìn)行成像。因此，在圖像感測單元64中，依次生成了與經(jīng)照射單元63照明的介質(zhì)50上的圖像有關(guān)的圖像信號(輸出圖像信號圖6中的(C))。 由圖像感測單元64順次獲得的輸出圖像信號被發(fā)送到代碼獲取單元612。已經(jīng)接收了輸出圖像信號的代碼獲取單元612對該輸出圖像信號進(jìn)行處理，并從圖像感測單元64所成像的圖像獲取代碼圖案圖像。由代碼獲取單元612獲得的代碼圖案圖像被發(fā)送給數(shù)據(jù)
9處理單元613。已經(jīng)接收到代碼圖案圖像的數(shù)據(jù)處理單元613對該代碼圖案圖像進(jìn)行解碼，
并獲得代碼圖案圖像中所嵌有的識別信息和位置信息。
1-2.操作 接著，將描述根據(jù)本示例性實施方式的數(shù)字筆60的操作。當(dāng)用戶開始用數(shù)字筆60進(jìn)行書寫時，連接到持筆器69的壓力傳感器62檢測該書寫操作。 在該示例性操作中，將描述在用戶利用數(shù)字筆60在介質(zhì)50上書寫圖9中例示的點的情況下的示例性操作。用戶利用數(shù)字筆60指示在介質(zhì)50上的位置(Xl， y》，S卩，用戶將筆尖69a壓靠在介質(zhì)50上。連接到持筆器69的壓力傳感器62由此檢測書寫操作，并且控制器61開始讀取識別信息和位置信息的處理。 首先，照明控制器614向照射單元63發(fā)出使照射單元63發(fā)出脈沖的照明控制信號，并使照射單元63發(fā)出脈沖。而且，數(shù)字筆60的成像控制器615向圖像感測單元64提供與發(fā)送給照射單元63的照明控制信號同步的圖像采集信號。圖像感測單元64響應(yīng)于從成像控制器615提供的圖像采集信號基于由成像單元80形成了圖像的反射光對代碼圖案圖像進(jìn)行成像。圖像感測單元64向代碼獲取單元612輸出表示所成像的代碼圖案圖像的輸出圖像信號。 接著，將參照圖7中所示的流程圖來描述代碼獲取單元612和數(shù)據(jù)處理單元613的操作。將表示介質(zhì)50上的圖像的輸出圖像信號從圖像感測單元64輸入到代碼獲取單元612(步驟S601)。代碼獲取單元612執(zhí)行除去該輸出圖像信號中包含的噪聲的處理(步驟S602)。這里，噪聲包括由電路和CMOS靈敏度的變化而產(chǎn)生的噪聲。根據(jù)數(shù)字筆60的成像系統(tǒng)的特性確定為了除去噪聲而執(zhí)行的處理。例如，應(yīng)用灰度處理或者諸如反銳化掩模(皿sharp masking)的銳化處理。接著，代碼獲取單元612從該圖像獲取點圖案(點圖像的位置)(步驟S603)。另外，代碼獲取單元612將所檢測到的點圖案轉(zhuǎn)換成二維陣列上的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(步驟S604)。例如，代碼獲取單元612將所檢測到的點圖案轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，使得在該二維陣列上具有點的位置為"1"而沒有點的位置為"0"。然后將二維陣列上的這種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(代碼圖案圖像)從代碼獲取單元612傳送到數(shù)據(jù)處理單元613。 數(shù)據(jù)處理單元613從所傳送的代碼圖案圖像檢測由圖2中所示兩個點的組合所構(gòu)成的點圖案(步驟S605)。例如，數(shù)據(jù)處理單元613通過在二維陣列上移動與點圖案相對應(yīng)的塊的邊界位置并且檢測包含在該塊中的點的數(shù)量為2的邊界位置，能夠檢測到點圖案。從而，當(dāng)檢測到點圖案時，數(shù)據(jù)處理單元613基于點圖案的類型檢測識別代碼和位置代碼(步驟S606)。接著，數(shù)據(jù)處理單元613對識別代碼進(jìn)行解碼以獲得識別信息，并對位置代碼進(jìn)行解碼以獲得位置信息(步驟S607)。在圖7所示的處理中，在圖像感測單元64接收到的光量太少的情況下，或者相反，在接收到的光量太多的情況下，會發(fā)生從所成像的圖像未檢測到點圖案并且數(shù)字筆60不能獲得識別信息和位置信息(例如，讀取錯誤)的情況。在由此不能獲得識別信息和位置信息的情況下，數(shù)據(jù)處理單元613獲得表示讀取失敗的信息，而不是識別信息和位置信息。 數(shù)字筆60向信息處理裝置10發(fā)送通過圖7的處理獲得的識別信息和位置信息。此時，在識別信息和位置信息的讀取失敗的情況下，數(shù)字筆60向信息處理裝置10發(fā)送表示讀取失敗的信息。信息處理裝置10接收到來自數(shù)字筆60的識別信息和位置信息，并基于所接收到的位置信息生成書寫信息。在從數(shù)字筆60接收到表示讀取錯誤的信息的情況下，
10信息處理裝置10利用先前或隨后接收到的識別信息和位置信息，通過內(nèi)插法等生成書寫信息。 1-3.示例性操作 接著，將參照附圖來描述該示例性實施方式的特定操作的示例。利用根據(jù)本示例性實施方式的數(shù)字筆60，通過搖擺致動器81來執(zhí)行使成像單元80搖擺的操作。如圖8A到圖8C的示意圖所示，成像單元80的圖像拍攝范圍B在照射單元63的照射范圍A內(nèi)搖擺。然后，通過圖像感測單元64讀取在偏離了焦距與介質(zhì)50上待讀取圖像一致的位置(正好對焦)的位置處的反射光，減少讀取錯誤，并提高待讀取圖像的讀取準(zhǔn)確度。
另外，為了提高數(shù)字筆的成像效率，通常在成像單元中采用自動對焦機(jī)構(gòu)。通過沿受光軸改變構(gòu)成成像單元的多個透鏡之間的距離來調(diào)節(jié)相對于介質(zhì)50的焦距(對焦)的自動對焦機(jī)構(gòu)。 通常在傾斜一定角度的狀態(tài)下使用數(shù)字筆，因為由用戶執(zhí)行的書寫操作使光學(xué)單元中的檢測操作開始。然而，根據(jù)用戶的書寫習(xí)慣，例如用戶在書寫的同時檢查其書寫內(nèi)容的情況、左手用戶的情況，可以在與介質(zhì)正交地(或者垂直地)握持?jǐn)?shù)字筆的狀態(tài)下使用數(shù)字筆。 在這種情況下，同軸地設(shè)置數(shù)字筆中的持筆器69和光學(xué)單元70。因此，如圖8B所示，相對于介質(zhì)50的法線可以在照射軸a與受光軸b相交的點處與平分這兩個軸之間的夾角的中心軸一致。在這種情況下，成像單元80接收到的反射光將是鏡面反射分量，并且會經(jīng)常發(fā)生不能正確讀取代碼圖案圖像的讀取錯誤。 此外，利用前述自動對焦機(jī)構(gòu)，因為通過沿著受光軸移動透鏡執(zhí)行聚焦，因此如果
在接收到鏡面反射分量的位置執(zhí)行自動對焦(聚焦)則讀取錯誤是無法避免的。 相反，利用根據(jù)本示例性實施方式的數(shù)字筆60，因為通過使成像單元80搖擺改變
了照射軸a和受光軸b形成的夾角，所以通過成像單元80接收到比鏡面反射分量的反射光
更多的漫射分量的反射光實現(xiàn)了讀取錯誤的減少。 圖ll和圖12中示出了特定示例。圖ll和圖12示意性示出了針對成像單元80的焦距和受光軸b相對于介質(zhì)50的夾角的可讀區(qū)域和不可讀區(qū)域。 水平軸示出了隨著光學(xué)單元70內(nèi)位置的移動而變化的焦距。垂直軸示出了數(shù)字筆60相對于介質(zhì)50的夾角。 鏡面反射角是相對于介質(zhì)50的法線在照射軸a與受光軸b相交的點處與平分這兩軸之間夾角的中心軸一致的夾角。 圖11示出了由自動對焦機(jī)構(gòu)通過沿著受光軸b移動成像單元中的前述透鏡執(zhí)行對焦(焦距的移動)的特征的特征線圖。橫向延伸的雙向線示出了針對各夾角執(zhí)行的對焦的范圍。從而，因為通過這種自動對焦機(jī)構(gòu)只能改變焦距，所以雙向線沿著橫向延伸。此外，因為利用這種自動對焦機(jī)構(gòu)焦距僅在不可讀區(qū)域內(nèi)移動，所以在鏡面反射角處，不能讀取利用反射光所成像的圖像。 圖12是示出了當(dāng)使本示例性實施方式的數(shù)字筆60的成像單元80搖擺時的對焦(焦距的移動)特征的特征線圖。因為通過成像單元80的搖擺操作改變了由照射軸a和受光軸b形成的角，所以焦距和受光軸b相對于介質(zhì)50的夾角會隨著成像單元的搖擺操作而變化。因此，以傾斜角度畫出了雙向線。此外，在達(dá)到鏡面反射角的情況下，利用圖像感測
11單元64對在偏離了焦距與介質(zhì)50上待讀取圖像相一致的位置(正好對焦位置)的可讀區(qū)域中接收的反射光進(jìn)行成像。因此，利用成像單元80和圖像感測單元64，可以采集可讀圖像，并且可以減少圖像感測單元64中的讀取錯誤。
2.第二示例性實施方式 接著，將描述本發(fā)明的第二示例性實施方式。
2-1.結(jié)構(gòu) 在根據(jù)本示例性實施方式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，數(shù)字筆的結(jié)構(gòu)與根據(jù)前述第一示例性實施方式的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同。其他組成元件與上述第一示例性實施方式的組成元件類似。因此，在以下描述中，對與上述第一示例性實施方式相似的組成元件給出了相同標(biāo)號，并且適當(dāng)省略其描述。 接著，將參考附圖描述根據(jù)本示例性實施方式的數(shù)字筆160的示例性功能結(jié)構(gòu)。圖13是示意性示出了數(shù)字筆160的示例性功能結(jié)構(gòu)的框圖。圖13中示出的數(shù)字筆160的結(jié)構(gòu)與上述第一示例性實施方式中圖3示出的數(shù)字筆60的結(jié)構(gòu)的不同之處在于數(shù)字筆160沒有搖擺致動器81。其余結(jié)構(gòu)類似于上述第一示例性實施方式的結(jié)構(gòu)。因此，在以下描述中，對與上述第一示例性實施方式相似的組成元件給出了相同標(biāo)號，并且適當(dāng)省略其描述。
接著，將參照附圖描述持筆器69和光學(xué)單元70的示例性結(jié)構(gòu)。圖14是數(shù)字筆160的示例性側(cè)向截面圖。 在圖14中，持筆器69設(shè)置成可通過施加到筆尖69a的力沿著箭頭A的方向移動。旋轉(zhuǎn)軸91以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支持光學(xué)單元70。旋轉(zhuǎn)端92設(shè)置成固定至光學(xué)單元70。旋轉(zhuǎn)端92設(shè)置在持筆器69與壓力傳感器62之間的位置中。當(dāng)將力施加到筆尖69a時，持筆器69沿著箭頭A的方向移動，并且，通過該移動將施加到筆尖69a的力施加到旋轉(zhuǎn)端92上。由于持筆器69推動旋轉(zhuǎn)端92，旋轉(zhuǎn)端92繞旋轉(zhuǎn)軸91旋轉(zhuǎn)。整個光學(xué)單元70隨著旋轉(zhuǎn)端92的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。而且，通過旋轉(zhuǎn)著的旋轉(zhuǎn)端92推動壓力傳感器62，并由此通過壓力傳感器62檢測筆尖69a上的壓力。 圖15示出了持筆器69由于施加到筆尖69a上的力而沿著箭頭A的方向移動的狀態(tài)。如圖15所示，通過持筆器69將施加到筆尖69a的力施加至光學(xué)單元70，并且由于施加到筆尖69a的力被施加到了光學(xué)單元70，光學(xué)單元70繞旋轉(zhuǎn)軸91旋轉(zhuǎn)。由于光學(xué)單元70旋轉(zhuǎn)，介質(zhì)50上被照射單元63照射了光的位置和介質(zhì)50上反射了受光部641接收的反射光的位置(參見圖14中的位置pl，圖15中的位置p2)改變。S卩，如圖14和圖15所示，相對于介質(zhì)50的形成圖像的面(此后稱為介質(zhì)面)，照射單元63的光軸與受光部641的光軸(圖14、15中的虛線)交叉角隨著施加到筆尖69a上的力而變化。因此，旋轉(zhuǎn)軸91和持筆器69起變更單元的作用，該變更單元根據(jù)施加到筆尖69a的力使光學(xué)單元70的位置或方向發(fā)生變化，并改變介質(zhì)50上被光學(xué)單元70照射了光的位置以及介質(zhì)50上反射了由光學(xué)單元70接收的反射光的位置。 光學(xué)單元70的旋轉(zhuǎn)角在圖14所示的角度和圖15所示的角度之間的范圍內(nèi)根據(jù)施加到筆尖69a的力而變化。如圖14和圖15中所示，施加到筆尖69a的力越大，持筆器69的移動量增加，并且光學(xué)單元70的旋轉(zhuǎn)量也增加。S卩，施加到筆尖69a的力越大，光學(xué)單元70的位置或方向的變化量增加。
2-2.操作
12
接著，將描述本示例性實施方式的操作。當(dāng)開始用數(shù)字筆160書寫時，連接到持筆器69的壓力傳感器62檢測書寫操作?？刂破?1由此開始讀取識別信息和位置信息的處理。首先，照明控制器614向照射單元63發(fā)出使照射單元63發(fā)出脈沖的照明控制信號，并使照射單元63發(fā)出脈沖。而且，數(shù)字筆160的成像控制器615向圖像感測單元64提供與發(fā)送給照射單元63的照明控制信號同步的圖像采集信號。圖像感測單元64響應(yīng)于從成像控制器615提供的圖像采集信號基于由受光部641接收的反射光對代碼圖案圖像進(jìn)行成像，并向代碼獲取單元612輸出表示所成像的代碼圖案圖像的輸出圖像信號。注意，因為由代碼獲取單元612和數(shù)據(jù)處理單元613執(zhí)行的操作類似于上述第一示例性實施方式中利用圖7描述的操作，因此這里省略其描述。
2-3.示例性操作1 接著，將參照附圖描述該示例性實施方式的特定操作的示例。在該示例性操作中，將描述在用戶利用數(shù)字筆160在介質(zhì)50上書寫圖16中例示的點的情況下的示例性操作。用戶利用數(shù)字筆160指示在介質(zhì)50上的位置0q，y》，并將筆尖69a壓靠在介質(zhì)50上。連接到持筆器69的壓力傳感器62由此檢測書寫操作，并且開始讀取識別信息和位置信息的處理。此時，光學(xué)單元70隨著用戶對筆尖69a的向下按壓操作而旋轉(zhuǎn)。因此，如圖14和圖15中所示，照射單元63的光軸和受光部641的光軸相對于介質(zhì)50的交叉角和交叉點隨著用戶對筆尖69a的向下按壓操作而逐漸變化。 圖17示出了由光學(xué)單元70的圖像拍攝范圍的示例性遷移。圖17對應(yīng)于圖16中所示的書寫操作。注意，在圖17中，為了避免使該圖復(fù)雜化，示出了數(shù)量比實際成像數(shù)量更少的光學(xué)單元70的圖像拍攝范圍。隨著由用戶在圖16中所示位置Oq，y》處按壓筆尖69a的操作，光學(xué)單元70旋轉(zhuǎn)并且光學(xué)單元70的圖像拍攝范圍逐漸從區(qū)域Al變到區(qū)域A7。
另外，當(dāng)利用數(shù)字筆160在介質(zhì)50上執(zhí)行書寫時，數(shù)字筆160與介質(zhì)50之間的角度隨著書寫操作而連續(xù)地變化。此時，如圖20所示，在傳統(tǒng)數(shù)字筆260中，數(shù)字筆與介質(zhì)之間的夾角可能達(dá)到接近90度的狀態(tài)。關(guān)于該數(shù)字筆，因為期望如構(gòu)成普通書寫工具的筆一樣的細(xì)長形狀，所以必須將照射單元163和受光部180A設(shè)置在沿與數(shù)字筆的縱向方向正交的方向上彼此相對接近的位置中。因為這種結(jié)構(gòu)限制，如圖20所示，在數(shù)字筆和介質(zhì)之間的角度接近90度的狀態(tài)下，受光部180A從照射單元163照射的光的反射光中主要接收到鏡面反射分量。此時，取決于形成代碼圖案圖像的調(diào)色劑類型，由于反射光過強(qiáng)的原因，超過受光部180A所允許的最大受光強(qiáng)度的反射光可能達(dá)到受光部180A，并且可能無法正確地讀出代碼圖案圖像。 具體地說，關(guān)于傳統(tǒng)數(shù)字筆，當(dāng)在指示在介質(zhì)50上特定點的情況下受光部180A接收到大的鏡面反射分量時，無法正確地讀出代碼圖案圖像，并且信息讀取失敗，導(dǎo)致關(guān)于書寫操作的信息不足。相反，因為本示例性實施方式的數(shù)字筆160的光學(xué)單元70根據(jù)施加到筆尖69a上的力旋轉(zhuǎn)，因此即使在用戶指示在介質(zhì)50上特定點的情況下也會在筆尖69a被向下按壓的開始與結(jié)束之間的時間段內(nèi)以多個不同成像角執(zhí)行成像(參見圖17中的區(qū)域Al到A7)。此時，如上所述，因為照射單元63的光軸和受光部641的光軸相對于介質(zhì)50的交叉角對于各區(qū)域A1、 A2、…、A7不同，所以即使在筆尖69a被向下按壓的開始與結(jié)束之間在某個定時處讀取失敗的情況下也可以在另一定時處執(zhí)行圖像讀取。具體地說，在圖17中所示的示例中，例如，即使在受光部641在對應(yīng)于區(qū)域A7(用陰影表示的區(qū)域)的成像角
13處接收到大的鏡面反射分量使得代碼圖案讀取失敗的情況下，也可以以另一不同成像角讀
取該代碼圖案圖像。因此，在本示例性實施方式中，即使在所執(zhí)行的書寫操作只是筆尖69a
的接觸操作的情況下也能夠避免關(guān)于書寫操作的信息的不足。注意，在本示例性操作中，描
述了在介質(zhì)50上書寫圖16中所示的點的情況下的示例性操作，但本發(fā)明并不限于此，并且
在僅僅指定了顯示面上的位置(例如，選擇軟按鈕)的情況下，本示例性實施方式的數(shù)字筆
160也是有效的。 2-4.示例性操作2 接著，將參照附圖來描述該示例性實施方式的具體操作的另一示例。在該示例性 操作中，將描述在用戶利用數(shù)字筆160在介質(zhì)50上書寫圖18中例示的線的情況下的示例 性操作。首先，用戶利用數(shù)字筆160指示在介質(zhì)50上的位置0q，y》，S卩，用戶將筆尖69a壓 靠在介質(zhì)50上。連接到持筆器69的壓力傳感器62由此檢測書寫操作，并且開始讀取識別 信息和位置信息的處理。此時，光學(xué)單元70隨著用戶對筆尖69a的向下按壓操作而旋轉(zhuǎn)。 因此，照射單元63的光軸和受光部641的光軸相對于介質(zhì)50的交叉角和交叉點隨著用戶 對筆尖69a的向下按壓操作而逐漸變化。 圖19示出了由光學(xué)單元70進(jìn)行的圖像拍攝范圍的示例性遷移。圖19對應(yīng)于圖 18中所示的書寫操作。注意，在圖19中，為了避免使該圖復(fù)雜化，示出了數(shù)量比實際成像數(shù) 量更少的光學(xué)單元70的圖像拍攝范圍。隨著由用戶在圖18中所示位置Oq， y》處向下按 壓筆尖69a的操作，光學(xué)單元70旋轉(zhuǎn)并且光學(xué)單元70的圖像拍攝范圍逐漸從區(qū)域Al移動 到區(qū)域A7。 接著，用戶將筆尖69a從位置(Xl，yi)移動位置(X2，y》，同時保持筆尖69a壓靠在 介質(zhì)50上(參見圖18)。隨著筆尖69a的這種移動，光學(xué)單元70的圖像拍攝范圍從區(qū)域A7 移動到區(qū)域A15，如圖19所示。即，隨著筆尖69a的移動，依次對來自區(qū)域A7到區(qū)域A15的 代碼圖案圖像進(jìn)行成像，并且根據(jù)該成像的代碼圖案圖像來讀取位置信息和識別信息。另 外，可能是這種情況，當(dāng)用戶將筆尖69a在介質(zhì)50的介質(zhì)表面上移動時，施加到筆尖69a的 力在該移動過程中不是恒定的。因此，可能是這種情況，光學(xué)單元70的成像區(qū)域的位置根 據(jù)施加到筆尖69a的力的大小而沿圖19的垂直方向變化，如圖19所示。
—旦筆尖69a移到位置(x2，y2)時，用戶將筆尖69a從介質(zhì)50上抬起。隨著該操 作，施加到筆尖69a的力逐漸減小。隨著施加到筆尖69a的壓力的減小，持筆器69沿著與 圖14中箭頭A的方向相反的方向移動，并且光學(xué)單元70隨著該移動而旋轉(zhuǎn)。光學(xué)單元70 的圖像拍攝范圍由此逐漸移動。在圖19所示的示例中，光學(xué)單元70的圖像拍攝范圍隨著 光學(xué)單元70的旋轉(zhuǎn)從區(qū)域A15移動到區(qū)域A21。 即使在該示例性操作中，根據(jù)數(shù)字筆160與介質(zhì)50之間的角度，也可能是受光部 641接收到大的鏡面反射分量并且不能正確地讀取代碼圖案圖像的情況。然而，因為本示例 性實施方式的光學(xué)單元70根據(jù)施加至筆尖69a的壓力而旋轉(zhuǎn)，即使在一個成像角度上讀取 失敗，也可以在其他成像角度上執(zhí)行讀取。具體地說，在圖19所示的示例中，例如，即使在 區(qū)域A7、A8、A13和A15 (通過陰影表示的區(qū)域)讀取失敗的情況下，也可以在其他區(qū)域中執(zhí) 行圖像讀取。在這種情況下，可以通過利用適當(dāng)?shù)膬?nèi)插方法連接讀取信息，來近似地指定書 寫軌跡。 具體地說，因為在書寫的開始位置Oq，y》處在區(qū)域A1到區(qū)域A7的多個成像角度
14上執(zhí)行讀取，因此即使在一個成像角度上讀取失敗，也可以在其他成像角度上執(zhí)行讀取。而 且，因為在書寫的結(jié)束位置(x2， y2)處也在區(qū)域A15到區(qū)域A21的多個成像角度上執(zhí)行讀 取，因此即使在一個讀取角度上讀取失敗，也可以在其他成像角度上執(zhí)行讀取。即，在書寫 的開始位置0q， y》和書寫的結(jié)束位置(x2， y2)處肯定可以讀取位置信息。關(guān)于傳統(tǒng)數(shù)字 筆，可能有在書寫的開始位置和書寫的結(jié)束位置處讀取失敗的情況，在這種情況下，書寫信 息的準(zhǔn)確度降低。相反，關(guān)于本示例性實施方式的數(shù)字筆160，因為在書寫的開始位置和書 寫的結(jié)束位置處肯定可以讀取位置信息，所以與相關(guān)技術(shù)相比，書寫信息的準(zhǔn)確度增加。而 且，因為即使在書寫的開始位置和書寫的結(jié)束位置之間的位置上光學(xué)單元70的成像角度 也是根據(jù)施加到筆尖69a的力而變化，因此即使在用戶移動筆尖69a同時使數(shù)字筆160的
角度保持恒定的情況下，信息讀取的連續(xù)失敗減少，并且書寫信息的準(zhǔn)確度增加。
3.變型 上面描述了本發(fā)明的示例性實施方式，但是本發(fā)明并不限于上述示例性實施方 式，而是可以實現(xiàn)各種其他示例性實施方式。下面將給出它們中的一些示例。注意，以下說 明性的示例性實施方式可以組合。 (1)在上述示例性實施方式中，描述了用于在介質(zhì)50上書寫字符、圖形等的數(shù)字 筆，但是本發(fā)明不限于此，例如，數(shù)字筆可以設(shè)置有指示裝置(鼠標(biāo))功能，或者讀取與介質(zhì) 上的區(qū)域一致地記錄的信息(例如，命令信息)的指示筆功能。 注意，在這些示例性實施方式的示例性操作中，描述了在介質(zhì)50上書寫字符等的 情況下的示例性操作，但本發(fā)明并不限于此，并且在僅僅指定顯示表面上的位置(例如，選 擇介質(zhì)50上設(shè)置的軟按鈕)的情況下，上述示例性實施方式的數(shù)字筆60和160也是有效 的。 (2)在前述示例性實施方式中，使用照射近紅外光的近紅外LED作為照射單元63， 但是照射單元63不限于此，并且可以使用具有不同特性的LED。簡言之，照射單元63僅需 要照射光，使得能夠用在介質(zhì)50上形成的要被讀取的代碼圖案圖像的反射光來讀取該代 碼圖案圖像。 (3)在前述示例性實施方式中，使用唯一地識別介質(zhì)的信息作為識別信息，但識別
信息不限于此，例如，可以使用唯一地識別電子文件的信息作為識別信息。在使用唯一地識
別介質(zhì)的信息的情況下，如上述示例性實施方式中，當(dāng)形成了同一電子文件的多個副本時，
將不同識別信息指派給不同介質(zhì)。相反，在使用唯一地識別電子文件的信息作為識別信息
的情況下，當(dāng)形成同一電子文件時，既使對不同介質(zhì)也指派同一識別信息。 而且，在前述示例性實施方式中，讀取表示位置信息和識別信息的代碼圖案圖像，
但是代碼圖案圖像表示的信息不限于位置信息或者識別信息，例如也可以是表示文本數(shù)據(jù)
或者命令的信息，或者是僅僅表示位置信息的圖像。簡言之，僅需要在介質(zhì)50上形成表示
某類信息的圖像。 (4)在前述圖像形成裝置中，利用K調(diào)色劑形成代碼圖案圖像。這是因為K調(diào)色 劑比C、M或Y調(diào)色劑吸收更多的紅外光，并且可以利用數(shù)字筆60和160以高對比度來讀取 代碼圖案圖像。然而，也可以利用特殊調(diào)色劑來形成代碼圖案圖像。這里，特殊調(diào)色劑例如 包括在可見光區(qū)(400nm到700nm)具有最大吸收比為7%或更小而在近紅外區(qū)(800nm到 1000nm)具有吸收比為30%或更大的不可見調(diào)色劑。這里，"可見"和"不可見"與調(diào)色劑在
15視覺上是否能夠被感知無關(guān)。通過由于調(diào)色劑對可見光區(qū)域中特定波長的吸收是否具有顯 色屬性的原因是否能夠感知介質(zhì)上形成的圖像，來區(qū)分"可見"和"不可見"。此外，由于對可 見光區(qū)域中特定波長的吸收而具有某種顯色屬性但難以用人眼感知的調(diào)色劑也是按照"不 可見"包括進(jìn)來的。期望這種不可見調(diào)色劑具有100nm到600nm范圍內(nèi)的平均散射直徑，以 便提高圖像的機(jī)械讀取所需要的近紅外光吸收能力。 而且，圖像形成裝置不限于電子照相系統(tǒng)，而可以使用任何其他系統(tǒng)，例如噴墨系 統(tǒng)。 (5)在上述第二示例性實施方式中，數(shù)字筆60包括以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支持光學(xué)單 元70的旋轉(zhuǎn)軸91，以及將施加到筆尖69a的壓力施加至光學(xué)單元70的持筆器69，并且使 用了使得光學(xué)單元70由于施加到筆尖69a的壓力而繞旋轉(zhuǎn)軸91搖擺的機(jī)構(gòu)。改變光學(xué)單 元70的位置或方向的機(jī)構(gòu)不限于此，例如，數(shù)字筆60可以設(shè)置有利用電動機(jī)等改變光學(xué)單 元70的位置或方向的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，并且控制器61可以控制該驅(qū)動機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)壓力傳感器 62檢測到的壓力來改變光學(xué)單元70的位置或方向。此外，作為另一個示例，例如，可以在數(shù) 字筆60中設(shè)置根據(jù)施加到筆尖69a的壓力使光學(xué)單元70沿相對于持筆器69的軸向水平 的方向搖擺的機(jī)構(gòu)。而且，例如，可以設(shè)置根據(jù)施加到筆尖69a的壓力使光學(xué)單元70振蕩 的機(jī)構(gòu)。簡言之，數(shù)字筆60僅需要設(shè)置這樣的機(jī)構(gòu)，S卩，該機(jī)構(gòu)根據(jù)施加到筆尖69a的壓力 來使光學(xué)單元70的位置或方向變化，并改變介質(zhì)50上被光學(xué)單元70照射了光的位置以及 介質(zhì)50上反射出由光學(xué)單元70接收的反射光的位置。即，數(shù)字筆60僅需要設(shè)置根據(jù)施加 到筆尖69a的力使相對于介質(zhì)50照射單元63的光軸與受光部641的光軸相交叉的角度變 化的機(jī)構(gòu)。 (6)在上述第二示例性實施方式中，數(shù)字筆利用了使光學(xué)單元70的旋轉(zhuǎn)量隨著施 加到筆尖69a的壓力的增大而增加的機(jī)構(gòu)，但本發(fā)明不限于此，例如，數(shù)字筆可以配置成檢 測是否向筆尖69a施加了壓力，并在檢測到壓力的情況下使光學(xué)單元70的位置或方向改變 僅預(yù)定量。簡言之，數(shù)字筆160僅需要設(shè)置有根據(jù)施加到筆尖69a的壓力來使光學(xué)單元70 的位置或方向變化的機(jī)構(gòu)。 (7)由根據(jù)前述示例性實施方式的數(shù)字筆60和160的控制器61執(zhí)行的計算機(jī)程 序可以以存儲在諸如磁記錄介質(zhì)(磁帶、磁盤等)、光記錄介質(zhì)(光盤等)、磁光記錄介質(zhì)或 半導(dǎo)體存儲器的計算機(jī)可讀記錄介質(zhì)上的狀態(tài)提供。此外，該計算機(jī)程序還可以通過諸如 互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)下載到數(shù)字筆60和160中。注意，除CPU之外，可以將各種裝置用作執(zhí)行上 述控制的控制器，例如可以使用專用處理器。 為了解釋和說明的目的對本發(fā)明的示例性實施方式提供了前述描述。其目的不是 窮舉性的，也不是將本發(fā)明限制于所公開的精確形式。顯然，許多修改和變型對于本領(lǐng)域的 技術(shù)人員來說是明顯的。為了最佳地解釋本發(fā)明的原理及其實際應(yīng)用選擇并描述了這些實 施方式，由此使得本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員能夠針對各種實施方式和適合設(shè)想出的具體應(yīng)用 的各種修改來理解本發(fā)明。意欲通過所附權(quán)利要求書及其等同物來限定本發(fā)明的范圍。
1權(quán)利要求
一種圖像讀取裝置，該圖像讀取裝置包括指示部，其指示在介質(zhì)上形成有目標(biāo)圖像的位置，該目標(biāo)圖像為待讀取圖像；照射單元，其將光照射在所述指示部所指示的位置上；成像單元，其使從照射了所述光的所述介質(zhì)反射的光成像；感測單元，其響應(yīng)于由所述成像單元所成像的光而采集表示所述目標(biāo)圖像的信號；以及變更單元，其改變所述成像單元的方向或者位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其中，所述照射單元將光照射在相對于所述介質(zhì)上所述指示部所指示的位置而言預(yù)定的照射范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖像讀取裝置，其中，所述變更單元包括 旋轉(zhuǎn)軸，其以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支持所述成像單元；以及搖擺單元，其使所述成像單元繞所述旋轉(zhuǎn)軸在預(yù)定范圍內(nèi)搖擺。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像讀取裝置，其中，所述變更單元根據(jù)所述指示部相對于 所述圖像讀取裝置的主體的位置變化量，來改變所述照射單元和所述成像單元的方向或位 置，以便改變在所述介質(zhì)上被所述照射單元照射了光的位置以及所述介質(zhì)上反射了所述成 像單元接收的反射光的位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像讀取裝置，其中，所述指示部相對于所述圖像讀取裝置 的主體的位置變化量越大，所述變更單元增加所述照射單元和所述成像單元的位置或方向 的變化量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像讀取裝置，其中， 所述變更單元包括旋轉(zhuǎn)軸，其以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支持所述照射單元和所述成像單元；以及 將施加到所述指示部的力施加到所述照射單元和所述成像單元的部件，并且 隨著施加到所述指示部的力被施加到所述照射單元和所述成像單元，所述照射單元和 所述成像單元繞所述旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
7. —種讀取方法，該讀取方法包括以下步驟指示在介質(zhì)上形成有目標(biāo)圖像的位置，所述目標(biāo)圖像為待讀取圖像； 將光照射在被指示的位置上； 使從照射了所述光的所述介質(zhì)反射的光成像； 響應(yīng)于所成像的光而采集表示所述目標(biāo)圖像的信號；以及 改變所述成像單元的方向或者位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的讀取方法，其中，所述光照射在相對于所述介質(zhì)上所述被指 示的位置而言預(yù)定的照射范圍內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的讀取方法，其中，所述改變包括使成像單元繞旋轉(zhuǎn)軸在預(yù)定范圍內(nèi)搖擺，所述旋轉(zhuǎn)軸以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支持所述成像 單元。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的讀取方法，其中，根據(jù)所述被指示的位置的變化量改變照射 單元和成像單元的方向或位置，以便改變所述介質(zhì)上被照射了所述光的位置以及所述介質(zhì) 上反射所述光的位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求io所述的讀取方法，其中，所述被指示的位置的變化量越大，所述照射單元和所述成像單元的位置或方向的變化量增加。
全文摘要
一種圖像讀取裝置包括指示部，其指示在介質(zhì)上具有形成在其上的待讀取圖像的位置；照射單元，其將光照射在指示部所指示的位置所處的介質(zhì)上；成像單元，其形成從被照射單元照射了光的介質(zhì)所反射的光的圖像；生成單元，其生成表示待讀取圖像的信號，該信號取決于由成像單元形成其圖像的反射光；以及變更單元，其在被照射單元照射了光的照射范圍內(nèi)，使成像單元的方向變化并且改變由生成單元所成像的圖像上的位置。
文檔編號G06K9/22GK101751570SQ200910174020
公開日2010年6月23日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者中川英悟, 大井一成, 竹內(nèi)伸, 西原義雄, 高平英信 申請人:富士施樂株式會社