專(zhuān)利名稱(chēng)：電子書(shū)寫(xiě)裝置以及電子書(shū)寫(xiě)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子書(shū)寫(xiě)裝置以及電子書(shū)寫(xiě)方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，存在控制光學(xué)傳感器裝置中的曝光時(shí)間的方法，其中該光學(xué)傳感器裝置具有照明光源和圖像傳感器，圖像傳感器捕獲暴露于來(lái)自光源的光的一系列圖像 (例如，日本專(zhuān)利No. 4046188)。在該方法中，形成了一個(gè)曝光時(shí)間控制回路。毎次重復(fù)該控制回路時(shí)，執(zhí)行下述步驟在前ー控制回路中所計(jì)算出的曝光時(shí)間期間捕獲暴露于來(lái)自光源的光的當(dāng)前圖像的步驟，確定當(dāng)前圖像中的實(shí)際亮度值的步驟，計(jì)算設(shè)置值和實(shí)際亮度值之間的誤差的步驟，以及將當(dāng)前曝光時(shí)間作為前ー曝光時(shí)間和所述誤差的函數(shù)進(jìn)行計(jì)算的步驟。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個(gè)目的是提供ー種電子書(shū)寫(xiě)裝置，其相比現(xiàn)有技術(shù)的電子書(shū)寫(xiě)裝置， 能夠以更高的速度更精確地讀取圖像。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方面的電子書(shū)寫(xiě)裝置包括光源、圖像傳感器、檢測(cè)單元、表格信息和控制器。光源將光發(fā)射至記錄介質(zhì)。圖像傳感器接收從記錄介質(zhì)反射的光作為圖像數(shù)據(jù)。檢測(cè)單元檢測(cè)圖像傳感器所接收到的圖像數(shù)據(jù)的光量。在表格信息中，光量范圍與針對(duì)圖像傳感器或光源的控制對(duì)象彼此關(guān)聯(lián)。光量范圍被分成多個(gè)閾值。 在每次圖像傳感器接收新圖像數(shù)據(jù)時(shí)，控制器根據(jù)檢測(cè)単元所檢測(cè)的圖像數(shù)據(jù)的光量以及表格信息來(lái)控制圖像傳感器或光源的操作。根據(jù)本發(fā)明第二方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置的特征在干，在根據(jù)本發(fā)明第一方面的電子書(shū)寫(xiě)裝置中，針對(duì)圖像傳感器或光源的控制對(duì)象包括圖像傳感器的曝光時(shí)間、圖像傳感器的増益、提供給光源的電流量、以及光源的發(fā)光時(shí)間中的至少ー個(gè)。根據(jù)本發(fā)明第三方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置的特征在干，在根據(jù)本發(fā)明第二方面的電子書(shū)寫(xiě)裝置中，針對(duì)圖像傳感器或光源的控制對(duì)象是圖像傳感器的曝光時(shí)間、圖像傳感器的増益、提供給光源的電流量、以及光源的發(fā)光時(shí)間中的至少兩個(gè)的組合。根據(jù)本發(fā)明第四方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置的特征在干，在根據(jù)本發(fā)明第三方面的電子書(shū)寫(xiě)裝置中，針對(duì)圖像傳感器或光源的控制對(duì)象是圖像傳感器的曝光時(shí)間以及光源的發(fā)光時(shí)間的組合。根據(jù)本發(fā)明第五方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置的特征在干，在根據(jù)本發(fā)明第一方面至第三方面中的任一方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置中，每次圖像傳感器接收新圖像數(shù)據(jù)時(shí)，控制器根據(jù)檢測(cè)単元所檢測(cè)到的圖像數(shù)據(jù)的光量、檢測(cè)單元所檢測(cè)到的先前圖像數(shù)據(jù)的光量以及表格信息來(lái)控制圖像傳感器或光源的操作。根據(jù)本發(fā)明第六方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置的特征在干，在根據(jù)本發(fā)明第一方面至第三方面中的任一方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置中，表格信息包括多條表格信息，并且其中，電子書(shū)寫(xiě)裝置還包括設(shè)置單元，其從所述多條表格信息中設(shè)置將被使用的表格信息。根據(jù)本發(fā)明第七方面的ー種電子書(shū)寫(xiě)方法包括將光發(fā)射至記錄介質(zhì)；接收從記錄介質(zhì)反射的光作為圖像數(shù)據(jù)；檢測(cè)所接收到的圖像數(shù)據(jù)的光量；存儲(chǔ)表格信息，在該表格信息中光量范圍和控制對(duì)象彼此關(guān)聯(lián)，光量范圍被分成多個(gè)閾值；以及毎次接收新圖像數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)所檢測(cè)到的圖像數(shù)據(jù)的光量以及表格信息來(lái)執(zhí)行控制。根據(jù)本發(fā)明第八方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置的特征在干，在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置中，光源包括至少ー個(gè)發(fā)光二極管。根據(jù)本發(fā)明第九方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置的特征在干，在根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置中，圖像傳感器是CMOS圖像傳感器。根據(jù)本發(fā)明第十方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置的特征在干，根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置還包括壓カ傳感器，其根據(jù)施加在電子書(shū)寫(xiě)裝置筆尖的壓カ來(lái)檢測(cè)電子書(shū)寫(xiě)裝置的書(shū)寫(xiě)動(dòng)作。根據(jù)本發(fā)明第十一方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置的特征在干，根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置還包括信息存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)識(shí)別信息以及位置信息。根據(jù)本發(fā)明第十二方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置的特征在干，根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置還包括通信接ロ，其與外部裝置通信。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，與現(xiàn)有技術(shù)的電子書(shū)寫(xiě)裝置相比，能夠以更高速度更精確地讀取圖像。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，來(lái)自圖像傳感器的輸出中的波動(dòng)可被最小化，并且能夠以更高速度更精確地讀取圖像。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，可通過(guò)多種方法使來(lái)自圖像傳感器的輸出中的波動(dòng)最小化，并且能夠以更高速度更精確地讀取圖像。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，控制了曝光時(shí)間和發(fā)光時(shí)間，從而能夠以更高速度更精確地讀取圖像。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，先前圖像的光量被反映在對(duì)圖像傳感器和光源的控制上，從而可通過(guò)多種方法使來(lái)自圖像傳感器的輸出中的波動(dòng)最小化，并且能夠以更高速度更精確地讀取圖像。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，可通過(guò)用戶(hù)期望的方法使來(lái)自圖像傳感器的輸出中的波動(dòng)最小化。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，與現(xiàn)有技術(shù)的電子書(shū)寫(xiě)方法相比，能夠以更高速度更精確地讀取圖像。根據(jù)本發(fā)明的第八至十二方面，能夠以更高速度更精確地讀取圖像。


將根據(jù)下圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1示意性地圖示了根據(jù)示例性實(shí)施例的電子書(shū)寫(xiě)裝置的構(gòu)造；圖2A是圖示出圖1所示的控制器的構(gòu)造的框圖，圖2B是圖示出圖2A中所示的圖像處理單元的構(gòu)造的框圖；圖3圖示了包含在CMOS圖像傳感器中的每ー個(gè)単元(cell)的結(jié)構(gòu)；
圖4圖示了 CMOS圖像傳感器的構(gòu)造；圖5是圖示了 CMOS圖像傳感器的操作狀態(tài)的時(shí)序圖；圖6A至圖6F圖示了存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的表格信息的示例；圖7圖示了圖6A至6F所示的每條表格信息所包含的光量值與設(shè)置值之間的關(guān)系；圖8是圖示出總體控制単元所執(zhí)行的處理的流程圖；圖9圖示出每條表格信息所包含的光量值與設(shè)置值之間的關(guān)系的另ー示例；以及圖10是圖示出總體控制単元所執(zhí)行的處理的另ー示例的流程圖。
具體實(shí)施例方式下文將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖1示意性地圖示了根據(jù)示例性實(shí)施例的電子書(shū)寫(xiě)裝置的構(gòu)造。在圖1中，根據(jù)該示例性實(shí)施例的電子書(shū)寫(xiě)裝置是ー個(gè)數(shù)字筆1。數(shù)字筆1包括 控制器11、壓カ傳感器12、相當(dāng)于光源的發(fā)光二極管(LED) 13、相當(dāng)于圖像傳感器的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CM0Q圖像傳感器14、信息存儲(chǔ)器15、通信接ロ(I/F)16、電池17、開(kāi)關(guān) 18、以及筆尖19?？刂破?1控制數(shù)字筆1的總體操作，其包括微處理器、存儲(chǔ)器等?？刂破?11連接至壓カ傳感器12，壓カ傳感器12根據(jù)施加至筆尖19的壓カ來(lái)檢測(cè)數(shù)字筆1的書(shū)寫(xiě)動(dòng)作。并且，控制器11連接至LED 13, LED 13將紅外光發(fā)射在紙3上，并且控制器11還連接至CMOS圖像傳感器14，CMOS圖像傳感器14檢測(cè)從紙3上反射的紅外光以讀取代碼圖案圖像。而且，控制器11還連接至用于存儲(chǔ)識(shí)別信息和位置信息(這將在下文描述)的信息存儲(chǔ)器15、用干與外部設(shè)備(例如個(gè)人計(jì)算機(jī)び0)2通信的通信1汗16、用于驅(qū)動(dòng)數(shù)字筆 1的電池17、以及用于切換數(shù)字筆1的操作模式的開(kāi)關(guān)18。數(shù)字筆1的操作模式的示例包括書(shū)寫(xiě)模式和選擇模式。書(shū)寫(xiě)模式是這樣ー種模式，其中利用數(shù)字筆1書(shū)寫(xiě)的字符或者圖案被傳送至PC 2。選擇模式是這樣ー種模式，其中例如，控制器11使CMOS圖像傳感器14從紙3上的特定區(qū)域讀取代碼圖案圖像，并且經(jīng)由通信I/F16將該代碼圖案圖像傳送至PC 2。當(dāng)按下開(kāi)關(guān)18吋，在控制器11中交替地設(shè)置書(shū)寫(xiě)模式或選擇模式。代碼圖案圖像以可視形式打印在紙3上。代碼圖案圖像包括與識(shí)別信息相對(duì)應(yīng)的識(shí)別代碼以及與位置信息相對(duì)應(yīng)的位置代碼。識(shí)別信息用來(lái)識(shí)別紙3，并且例如是ー個(gè)序列號(hào)。位置信息用來(lái)指定紙3上的位置。例如，位置信息用來(lái)根據(jù)X-Y坐標(biāo)系來(lái)指定紙3上的位置。當(dāng)用戶(hù)在書(shū)寫(xiě)模式下使用數(shù)字筆1來(lái)在紙3上書(shū)寫(xiě)字符或者圖案吋，LED 13將紅外光發(fā)射到紙3上，并且CMOS圖像傳感器14檢測(cè)從紙3上反射的紅外光以讀取代碼圖案圖像。從所讀取的代碼圖案圖像，控制器11獲取關(guān)于字符或者圖案的信息(即位置信息) 以及識(shí)別信息，并且將關(guān)于字符或者圖案的信息以及識(shí)別信息經(jīng)由通信I/F 16傳送給PC 2。數(shù)字筆1相對(duì)于紙3的傾斜角隨著使用數(shù)字筆1的每個(gè)用戶(hù)而變化。并且，可在室內(nèi)或者室外使用數(shù)字筆1。由控制器11從CMOS圖像傳感器14接收的代碼圖案圖像的輸出隨著使用數(shù)字筆1的狀態(tài)和環(huán)境而波動(dòng)。因此，為了使控制器11精確地從代碼圖案圖像讀取關(guān)于字符或者圖案的信息，應(yīng)該使代碼圖案圖像的輸出中的這種波動(dòng)最小化。在本示例性實(shí)施例中，控制器11調(diào)節(jié)CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間、CMOS圖像傳感器14的輸出増益、或從LED 13發(fā)射的光量，以使代碼圖案圖像的輸出中的波動(dòng)最小化。圖2A是圖示出圖1所示的控制器的構(gòu)造的框圖?？刂破?1包括相當(dāng)于檢測(cè)単元和控制器的總體控制単元31、發(fā)光控制単元32、 光接收控制単元33、圖像處理單元34、以及存儲(chǔ)器35。總體控制単元31根據(jù)從壓力傳感器 12和開(kāi)關(guān)18輸入的信號(hào)來(lái)控制發(fā)光控制單元32、光接收控制単元33、以及圖像處理單元 34。此外，總體控制単元31檢測(cè)從CMOS圖像傳感器14輸入的數(shù)據(jù)的光量。根據(jù)從CMOS 圖像傳感器14輸入的數(shù)據(jù)的光量以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器35中的表格信息(后面將會(huì)描述)，總體控制單元31設(shè)置發(fā)光控制單元32中的針對(duì)LED 13的控制對(duì)象，并且設(shè)置光接收控制單元33中的針對(duì)CMOS圖像傳感器14的控制對(duì)象。根據(jù)所設(shè)置的針對(duì)LED 13的控制對(duì)象，發(fā)光控制単元32控制LED 13的發(fā)光操作。根據(jù)針對(duì)CMOS圖像傳感器14的控制對(duì)象，光接收控制単元33控制CMOS圖像傳感器 14的光接收操作。根據(jù)從總體控制單元31接收到的命令，圖像處理單元34對(duì)從CMOS圖像傳感器14輸入的數(shù)據(jù)執(zhí)行圖像處理，并且將圖像處理后的數(shù)據(jù)輸出至通信I/F 16。圖2B是圖示出圖2A中所示的圖像處理單元34的構(gòu)造的框圖。圖像處理單元34包括ニ進(jìn)制化部分34a、點(diǎn)檢測(cè)部分34b、以及代碼分析部分 34c。ニ進(jìn)制化部分3 對(duì)從CMOS圖像傳感器14輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行針對(duì)每個(gè)像素的ニ進(jìn)制化并輸出。點(diǎn)檢測(cè)部分34b從ニ進(jìn)制化的數(shù)據(jù)中檢測(cè)點(diǎn)。代碼分析部分；Mc從檢測(cè)到的點(diǎn)的陣列分析代碼圖案圖像，從分析出的代碼圖案圖像中獲取諸如識(shí)別信息和位置信息之類(lèi)的信息，并且將所獲取的信息輸出至通信I/F 16。有必要的話(huà)，從代碼分析部分；Mc輸出的信息可被暫時(shí)地存儲(chǔ)在信息存儲(chǔ)器15中。ニ進(jìn)制化部分3 中執(zhí)行的ニ進(jìn)制化處理、點(diǎn)檢測(cè)部分34b中執(zhí)行的點(diǎn)檢測(cè)處理、以及代碼分析部分3 中執(zhí)行的代碼分析處理可統(tǒng)稱(chēng)為解碼處理。圖3圖示了包含在CMOS圖像傳感器14中的每個(gè)單元的結(jié)構(gòu)。包含在CMOS圖像傳感器14中的每個(gè)單元40包括光電ニ極管41、晶體管42及 43、電荷轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)44、電荷轉(zhuǎn)移門(mén)45、重置端子46及47、電源端子48、以及電荷存儲(chǔ)電容器 49。并且，每個(gè)單元40還包括行選擇晶體管50、電荷讀取晶體管51、行選擇端子52、放大器53、輸出端子M以及恒流源55。電源端子48連接至電池17 (未示出)。電荷轉(zhuǎn)移門(mén)45、 重置端子46及47、以及輸出端子M連接至控制器11 (未示出)。光電ニ極管41對(duì)輸入光執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，并且存儲(chǔ)電荷。控制器11經(jīng)由重置端子 46使得晶體管42導(dǎo)通和關(guān)斷，從而確定光電ニ極管41中的電荷存儲(chǔ)時(shí)間，即曝光時(shí)間。而且，控制器11經(jīng)由電荷轉(zhuǎn)移門(mén)45使電荷轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)44導(dǎo)通，從而將電荷從光電ニ極管41存儲(chǔ)到電荷存儲(chǔ)電容器49中。而且，控制器11經(jīng)由重置端子47使得晶體管42導(dǎo)通和關(guān)斷， 以在已經(jīng)從電荷存儲(chǔ)電容器49讀取了電荷之后使電荷存儲(chǔ)電容器49初始化。當(dāng)經(jīng)由行選擇端子52向行選擇晶體管50輸入行選擇信號(hào)時(shí)，存儲(chǔ)在電荷存儲(chǔ)電容器49中的電荷作為電壓被輸入放大器53。放大器53根據(jù)來(lái)自控制器11的輸出增益值放大數(shù)據(jù)，并且經(jīng)由輸出端子M將數(shù)據(jù)輸出至控制器11。放大器53未包含在每個(gè)單元40中；相反，CMOS圖像傳感器14中包含單個(gè)放大器53，這將在下文予以描述。
圖4圖示了 CMOS圖像傳感器14的構(gòu)造。在圖4中，CMOS圖像傳感器14包括12個(gè)單元40、水平移位寄存器61、垂直移位寄存器62、列選擇晶體管63a至63d、以及4個(gè)恒流源55。當(dāng)將要讀取存儲(chǔ)在第一列的3個(gè)単元40中的數(shù)據(jù)時(shí)，水平移位寄存器61將列選擇信號(hào)輸出給列選擇晶體管63a。類(lèi)似地， 當(dāng)將要讀取存儲(chǔ)在第二列的3個(gè)單元40中的數(shù)據(jù)時(shí)，水平移位寄存器61將列選擇信號(hào)輸出給列選擇晶體管63b。當(dāng)將要讀取存儲(chǔ)在第三列的3個(gè)單元40中的數(shù)據(jù)時(shí)，水平移位寄存器61將列選擇信號(hào)輸出給列選擇晶體管63c。當(dāng)將要讀取存儲(chǔ)在第四列的3個(gè)單元40 中的數(shù)據(jù)時(shí)，水平移位寄存器61將列選擇信號(hào)輸出給列選擇晶體管63d。當(dāng)將要讀取存儲(chǔ)在第一行的4個(gè)單元40中的數(shù)據(jù)時(shí)，垂直移位寄存器62將行選擇信號(hào)輸出給第一行的4個(gè)單元40的每ー個(gè)中的行選擇晶體管50。當(dāng)將要讀取存儲(chǔ)在第 ニ行的4個(gè)單元40中的數(shù)據(jù)時(shí)，垂直移位寄存器62將行選擇信號(hào)輸出給第二行的4個(gè)單元40的每ー個(gè)中的行選擇晶體管50。當(dāng)將要讀取存儲(chǔ)在第三行的4個(gè)單元40中的數(shù)據(jù)吋，垂直移位寄存器62將行選擇信號(hào)輸出給第三行的4個(gè)單元40的每ー個(gè)中的行選擇晶體管50。圖5是圖示了 CMOS圖像傳感器14的操作狀態(tài)的時(shí)序圖。在圖5中，針對(duì)垂直同步信號(hào)的每個(gè)周期輸入圖像幀。控制器11向重置端子46輸出重置信號(hào)以調(diào)節(jié)重置周期，以便調(diào)節(jié)CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間。例如，如果紙3具有明亮的表面(即，如果接收到的光量很大)，則控制器11縮短曝光時(shí)間來(lái)防止來(lái)自CMOS 圖像傳感器14的輸出中的飽和。如果紙3具有暗的表面(S卩，如果接收到的光量很小)，則控制器11延長(zhǎng)曝光時(shí)間來(lái)増大來(lái)自CMOS圖像傳感器14的輸出。剛好在將重置信號(hào)輸出至重置端子46之前，控制器11向電荷轉(zhuǎn)移門(mén)45輸出用于接通電荷轉(zhuǎn)移開(kāi)關(guān)44的信號(hào)，從而在電荷存儲(chǔ)電容器49中存儲(chǔ)電荷。此外，控制器11在CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間內(nèi)的定時(shí)向重置端子47輸出重置信號(hào)，以初始化電荷存儲(chǔ)電容器49。垂直移位寄存器62在一個(gè)幀期間輸出與3行相對(duì)應(yīng)的行選擇信號(hào)。從輸出行選擇信號(hào)的點(diǎn)到輸出下一行選擇信號(hào)的點(diǎn)的時(shí)間段對(duì)應(yīng)于水平同步信號(hào)的ー個(gè)周期。在該水平同步信號(hào)的ー個(gè)周期內(nèi)，水平移位寄存器61向各個(gè)列選擇晶體管63a至63d輸出與包含在單行中的4個(gè)單元相對(duì)應(yīng)的4個(gè)列選擇信號(hào)。于是，在重置期間從12個(gè)單元40中讀取了數(shù)據(jù)。圖6A至圖6F圖示了存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器35中的表格信息的示例。在圖6A至6F中，設(shè)置值是由控制器11中的總體控制単元31在發(fā)光控制単元32 或光接收控制単元33中設(shè)置的值。在圖6A至6F中，光量表示針對(duì)總體控制單元31所檢測(cè)到的來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量的閾值。CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間、 CMOS圖像傳感器14的増益、提供給LED 13的電流量、以及LED 13的發(fā)光時(shí)間都是將由總體控制單元31控制的對(duì)象。例如，在圖6A中，當(dāng)來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量低于“3”吋，總體控制単元31設(shè)置表示1/100秒曝光時(shí)間的信息作為光接收控制単元33中的設(shè)置值1。在這種情況下，光接收控制単元33控制將被傳遞給晶體管42的重置信號(hào)，從而CMOS圖像傳感器 14的曝光時(shí)間等于1/100秒。例如，在圖6B中，當(dāng)來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量低于“3”吋，總體控制単元31設(shè)置表示増益“20”的信息作為光接收控制単元33中的設(shè)置值1。在這種情況下， 光接收控制単元33控制放大器53，使得CMOS圖像傳感器14的増益等于20。CMOS圖像傳感器14的最大輸出被設(shè)置為10。例如，在圖6C中，當(dāng)來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量低于“3”吋，總體控制単元31設(shè)置表示50mA電流的信息作為發(fā)光控制單32中的設(shè)置值1。在這種情況下，發(fā)光控制單元32控制提供給LED 13的電流量，使得提供給LED 13的電流等于50mA。例如，在圖6D中，當(dāng)來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量低于“3”吋，總體控制単元31設(shè)置表示1/100秒的發(fā)光時(shí)間的信息作為發(fā)光控制單元32中的設(shè)置值1。在這種情況下，發(fā)光控制単元32控制提供給LED 13的電流的占空比，使得LED 13的發(fā)光時(shí)間等于1/100秒。當(dāng)然，LED 13在CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間內(nèi)發(fā)光。如圖6A至6D所示，總體控制単元31根據(jù)來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量， 控制CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間、CMOS圖像傳感器14的増益、提供給LED 13的電流量、以及LED 13的發(fā)光時(shí)間中的至少ー個(gè)。從而，來(lái)自CMOS圖像傳感器14的輸出中的波動(dòng)被最小化。參考圖6E，總體控制単元31可根據(jù)來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量來(lái)控制 CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間和増益的組合。在這種情況下，總體控制単元31通過(guò)改變 CMOS圖像傳感器14的增益值來(lái)調(diào)節(jié)CMOS圖像傳感器14的靈敏度，并且通過(guò)改變曝光時(shí)間的值來(lái)調(diào)節(jié)CMOS圖像傳感器14的靈敏度。此外，參見(jiàn)圖6F，總體控制単元31可根據(jù)來(lái)自 CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量來(lái)控制CMOS圖像傳感器14的増益與提供給LED 13的電流量的組合。在這種情況下，總體控制単元31通過(guò)改變CMOS圖像傳感器14的增益值來(lái)調(diào)節(jié)CMOS圖像傳感器14的靈敏度，并且通過(guò)改變提供給LED 13的電流量來(lái)調(diào)節(jié)CMOS圖像傳感器14的靈敏度?？傮w控制単元31所控制的組合包括CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間、CMOS圖像傳感器14的増益、提供給LED 13的電流量、以及LED 13的發(fā)光時(shí)間中的至少兩個(gè)。圖6A至圖6F中每個(gè)所示的表格信息僅僅是示例而不是對(duì)本發(fā)明的限制。例如， 針對(duì)光量的閾值以及表格信息中的設(shè)置值可被設(shè)置為更多的具體值。此外，例如，數(shù)字筆1可包括相當(dāng)于從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器35中的多條表格信息中設(shè)置將被使用的表格信息的設(shè)置單元的開(kāi)關(guān)。該開(kāi)關(guān)與總體控制単元31相連。可替換地，總體控制單元31可經(jīng)由通信I/F16從PC 2接收用于設(shè)置表格信息的設(shè)置命令，并且響應(yīng)于該設(shè)置命令在總體控制単元31本身中設(shè)置該表格信息。圖7圖示了圖6A至6F所示的每條表格信息所包含的光量值與設(shè)置值之間的關(guān)系。在圖7中，縱坐標(biāo)表示設(shè)置值(圖6A至圖6F中的設(shè)置值1至4)，而橫坐標(biāo)表示光量值。例如，閾值1至3對(duì)應(yīng)于圖6A至圖6F中的光量值“3，，、“5，，和“7”。圖8是圖示出總體控制単元31所執(zhí)行的處理的流程圖。該處理基于圖7所示的包含在表格信息中的光量值與設(shè)置值之間的關(guān)系。首先，在步驟Sl中，總體控制単元31使光接收控制単元33對(duì)CMOS圖像傳感器14 初始化。例如，CMOS圖像傳感器14被重置，并且在光接收控制単元33中設(shè)置了設(shè)置值1。在步驟S2中，總體控制単元31檢測(cè)來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量。在步驟S3中，總體控制単元31判定來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量是否大于包括在表格信息中的針對(duì)光量的閾值1。如果步驟S3中的判定結(jié)果指示“否”，則總體控制單元31 在步驟S4中在發(fā)光控制単元32和/或光接收控制単元33中設(shè)置設(shè)置值1。隨后處理返回 >v W SzI ο如果步驟S3中的判定結(jié)果指示“是”，則總體控制單元31在步驟S5中判定來(lái)自 CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量是否大于包括在表格信息中的針對(duì)光量的閾值2。如果步驟S5中的判定結(jié)果指示“否”，則總體控制單元31在步驟S6中在發(fā)光控制単元32和/ 或光接收控制単元33中設(shè)置設(shè)置值2。隨后處理返回步驟S2。如果步驟S5中的判定結(jié)果指示“是”，則總體控制單元31在步驟S7中判定來(lái)自 CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量是否大于包括在表格信息中的針對(duì)光量的閾值3。如果步驟S7中的判定結(jié)果指示“否”，則總體控制單元31在步驟S8中在發(fā)光控制単元32和/ 或光接收控制単元33中設(shè)置設(shè)置值3。隨后處理返回步驟S2。如果步驟S7中的判定結(jié)果指示“是”，則總體控制單元31在步驟S9中在發(fā)光控制単元32和/或光接收控制単元33 中設(shè)置設(shè)置值4。隨后處理返回步驟S2。每當(dāng)從CMOS圖像傳感器14輸入新數(shù)據(jù)(即，新圖像幀)時(shí)，總體控制單元31就執(zhí)行步驟S2至S9。在步驟S4、S6、S8和S9中設(shè)置了設(shè)置值的發(fā)光控制単元32和/或光接收控制単元33根據(jù)表格信息來(lái)控制CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間、CMOS圖像傳感器 14的増益、提供給LED 13的電流量、以及LED 13的發(fā)光時(shí)間中的至少ー個(gè)。由此，在圖7和圖8中，每當(dāng)從CMOS圖像傳感器14輸入新數(shù)據(jù)(即，新圖像幀) 吋，總體控制単元31就根據(jù)來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量與包含在表格信息中的針對(duì)光量的閾值之間的幅度關(guān)系，來(lái)控制CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間、CMOS圖像傳感器14的増益、提供給LED 13的電流量、以及LED 13的發(fā)光時(shí)間中的至少ー個(gè)。所以，來(lái)自 CMOS圖像傳感器14的輸出中的波動(dòng)被最小化。圖9圖示出每條表格信息所包含的光量值與設(shè)置值之間的關(guān)系的另ー示例。在圖 9中，縱坐標(biāo)表示設(shè)置值，而橫坐標(biāo)表示光量值。在這種情況下，表格信息包括三個(gè)設(shè)置值和針對(duì)光量的四個(gè)閾值?？傮w控制単元31控制CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間、CMOS圖像傳感器14的増益、提供給LED 13的電流量、以及LED 13的發(fā)光時(shí)間中的至少ー個(gè)。圖10是圖示出總體控制単元31所執(zhí)行的處理的另ー示例的流程圖。該處理基于圖9所示的包含在表格信息中的光量值與設(shè)置值之間的關(guān)系。首先，在步驟Sll中，總體控制単元31使光接收控制単元33對(duì)CMOS圖像傳感器 14進(jìn)行初始化。例如，CMOS圖像傳感器14被重置，并且在光接收控制単元33中設(shè)置了設(shè)置值1。在步驟S12中，總體控制単元31檢測(cè)來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量。在這種情況下，檢測(cè)值僅僅在第一次被登記為先前數(shù)據(jù)。在步驟S13中，總體控制単元31判定來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量是否大于包括在表格信息中的針對(duì)光量的閾值1。 如果步驟S13中的判定結(jié)果指示“否”，則總體控制單元31在步驟S14中在發(fā)光控制単元32 和/或光接收控制単元33中設(shè)置設(shè)置值1。隨后處理返回步驟S12。如果步驟S13中的判定結(jié)果指示“是”，則總體控制單元31在步驟S15中判定來(lái)自 CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量是否大于包括在表格信息中的針對(duì)光量的閾值2。如果步驟S15中的判定結(jié)果指示“否”，則總體控制單元31在步驟S16中判定來(lái)自CMOS圖像傳感器14的先前數(shù)據(jù)的光量是否大于包括在表格信息中的針對(duì)光量的閾值2。如果步驟S16 中的判定結(jié)果指示“否”，則總體控制單元31在步驟S17中在發(fā)光控制単元32和/或光接收控制単元33中設(shè)置設(shè)置值1。隨后處理返回步驟S12。如果步驟S16中的判定結(jié)果指示 “是”，則總體控制單元31在步驟S18中在發(fā)光控制単元32和/或光接收控制単元33中設(shè)置設(shè)置值2。隨后處理返回步驟S12。如果步驟S15中的判定結(jié)果指示“是”，則總體控制單元31在步驟S19中判定來(lái)自 CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量是否大于包括在表格信息中的針對(duì)光量的閾值3。如果步驟S19中的判定結(jié)果指示“否”，則總體控制單元31在步驟S20中在發(fā)光控制単元32和 /或光接收控制単元33中設(shè)置設(shè)置值2。隨后處理返回步驟S12。如果步驟S19中的判定結(jié)果指示“是”，則總體控制單元31在步驟S21中判定來(lái)自 CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量是否大于包括在表格信息中的針對(duì)光量的閾值4。如果步驟S21中的判定結(jié)果指示“否”，則總體控制單元31在步驟S22中判定來(lái)自CMOS圖像傳感器14的先前數(shù)據(jù)的光量是否大于包括在表格信息中的針對(duì)光量的閾值3。如果步驟S22 中的判定結(jié)果指示“否”，則總體控制單元31在步驟S23中在發(fā)光控制単元32和/或光接收控制単元33中設(shè)置設(shè)置值2。隨后處理返回步驟S12。如果步驟S22中的判定結(jié)果指示 “是”，則總體控制單元31在步驟SM中在發(fā)光控制単元32和/或光接收控制単元33中設(shè)置設(shè)置值3。隨后處理返回步驟S12。如果步驟S21中的判定結(jié)果指示“是”，則總體控制單元31在步驟S25中在發(fā)光控制単元32和/或光接收控制単元33中設(shè)置設(shè)置值3。隨后處理返回步驟S12。每當(dāng)從CMOS圖像傳感器14輸入新數(shù)據(jù)(即，新圖像幀)吋，總體控制単元31就執(zhí)行步驟S12至S25。此外，在步驟314、317、318、320、和S23至S25中設(shè)置了設(shè)置值的發(fā)光控制單元32和/或光接收控制単元33根據(jù)表格信息來(lái)控制CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間、CMOS圖像傳感器14的増益、提供給LED13的電流量、以及LED13的發(fā)光時(shí)間中的至少ー個(gè)。由此，在圖9和圖10中，每當(dāng)從CMOS圖像傳感器14輸入新數(shù)據(jù)(即，新圖像幀) 時(shí)，總體控制單元31就根據(jù)來(lái)自CMOS圖像傳感器14的數(shù)據(jù)的光量與包含在表格信息中的針對(duì)光量的閾值之間的幅度關(guān)系、以及來(lái)自CMOS圖像傳感器14的先前數(shù)據(jù)的光量與包含在表格信息中的針對(duì)光量的閾值之間的幅度關(guān)系，來(lái)控制CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間、 CMOS圖像傳感器14的増益、提供給LED 13的電流量、以及LED 13的發(fā)光時(shí)間中的至少ー 個(gè)。因此，與圖7和圖8的情況相比，來(lái)自CMOS圖像傳感器14的輸出中的波動(dòng)被進(jìn)ー步最小化。如上所述，在該示例性實(shí)施例中，每當(dāng)從CMOS圖像傳感器14輸入新數(shù)據(jù)(S卩，新圖像幀)吋，總體控制単元31就根據(jù)總體控制單元31所檢測(cè)到的從CMOS圖像傳感器14 輸入的數(shù)據(jù)的光量以及表格信息來(lái)控制LED 13或CMOS圖像傳感器14的操作。因此，數(shù)字筆1使來(lái)自CMOS圖像傳感器14的輸出中的波動(dòng)最小化(該波動(dòng)可能隨著使用數(shù)字筆1的狀態(tài)和環(huán)境而出現(xiàn))，從而，與現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字筆相比，數(shù)字筆1可精確地讀取圖像。此外， 由于調(diào)節(jié)了 CMOS圖像傳感器14的靈敏度，所以可以穩(wěn)定地執(zhí)行圖像解碼處理。此外，由于數(shù)字筆1使用表格信息來(lái)調(diào)節(jié)CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間，所以沒(méi)有利用如現(xiàn)有技術(shù)那樣要求復(fù)雜計(jì)算的反饋控制來(lái)控制CMOS圖像傳感器14的曝光時(shí)間。因此，數(shù)字筆1可高速地讀取圖像(即，可具有高速響應(yīng))。此外，雖然使用如現(xiàn)有技術(shù)那樣要求復(fù)雜計(jì)算的反饋控制導(dǎo)致了有限循環(huán)振蕩的出現(xiàn)，但是在數(shù)字筆1中可以防止這種有限循環(huán)振蕩的出現(xiàn)。可將存儲(chǔ)了用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字筆1的功能的軟件程序的存儲(chǔ)介質(zhì)提供給PC 2，并且控制器11可從PC 2讀取存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中的程序，并且執(zhí)行該程序。用于提供程序的存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括⑶-ROM、DVD以及SD卡。另外，控制器11可運(yùn)行用于實(shí)現(xiàn)數(shù)字筆1的功能的軟件程序。基于例示和說(shuō)明的目的提供了對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的前述說(shuō)明。并非排它或者意在將本發(fā)明限制為所公開(kāi)的精確形式。多種變型和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。實(shí)施例的選擇和描述是為了最佳地闡述本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明的各種實(shí)施例并且不同的實(shí)施例適用于特定的應(yīng)用場(chǎng)合。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等價(jià)物限定。
權(quán)利要求
1.ー種電子書(shū)寫(xiě)裝置，包括 光源，其將光發(fā)射至記錄介質(zhì)；圖像傳感器，其接收從記錄介質(zhì)反射的光作為圖像數(shù)據(jù)； 檢測(cè)單元，其檢測(cè)圖像傳感器所接收到的圖像數(shù)據(jù)的光量；表格信息，其中光量范圍與針對(duì)圖像傳感器或光源的控制對(duì)象彼此關(guān)聯(lián)，光量范圍被分成多個(gè)閾值；以及控制器，其在每次圖像傳感器接收新的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)単元所檢測(cè)的圖像數(shù)據(jù)的光量以及表格信息來(lái)控制圖像傳感器或光源的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置，其中針對(duì)圖像傳感器或光源的控制對(duì)象包括圖像傳感器的曝光時(shí)間、圖像傳感器的増益、提供給光源的電流量、以及光源的發(fā)光時(shí)間中的至少ー個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置，其中針對(duì)圖像傳感器或光源的控制對(duì)象是圖像傳感器的曝光時(shí)間、圖像傳感器的増益、提供給光源的電流量、以及光源的發(fā)光時(shí)間中的至少兩個(gè)的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置，其中針對(duì)圖像傳感器或光源的控制對(duì)象是圖像傳感器的曝光時(shí)間以及光源的發(fā)光時(shí)間的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置，其中每次圖像傳感器接收新的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，控制器根據(jù)檢測(cè)単元所檢測(cè)到的圖像數(shù)據(jù)的光量、檢測(cè)單元所檢測(cè)到的先前圖像數(shù)據(jù)的光量、以及表格信息來(lái)控制圖像傳感器或光源的操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置，其中表格信息包括多條表格信息，并且其中，電子書(shū)寫(xiě)裝置還包括設(shè)置單元，其從多條表格信息中設(shè)置將被使用的表格信息。
7.ー種電子書(shū)寫(xiě)方法，包括 將光發(fā)射至記錄介質(zhì)；接收從記錄介質(zhì)反射的光作為圖像數(shù)據(jù)； 檢測(cè)所接收到的圖像數(shù)據(jù)的光量；存儲(chǔ)表格信息，在該表格信息中，光量范圍和控制對(duì)象彼此關(guān)聯(lián)，光量范圍被分成多個(gè)閾值；以及毎次接收新的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)所檢測(cè)到的圖像數(shù)據(jù)的光量以及表格信息來(lái)執(zhí)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置，其中光源包括至少ー個(gè)發(fā)光二極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置，其中圖像傳感器是CMOS圖像傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置，還包括壓カ傳感器，其根據(jù)施加在電子書(shū)寫(xiě)裝置筆尖的壓カ來(lái)檢測(cè)電子書(shū)寫(xiě)裝置的書(shū)寫(xiě)動(dòng)作。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置，還包括信息存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)識(shí)別信息以及位置信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子書(shū)寫(xiě)裝置，還包括通信接ロ，其與外部裝置通信。
全文摘要
本發(fā)明提供了電子書(shū)寫(xiě)裝置以及電子書(shū)寫(xiě)方法。電子書(shū)寫(xiě)裝置包括光源、圖像傳感器、檢測(cè)單元、表格信息和控制器。光源將光發(fā)射至記錄介質(zhì)。圖像傳感器接收從記錄介質(zhì)反射的光作為圖像數(shù)據(jù)。檢測(cè)單元檢測(cè)圖像傳感器所接收的圖像數(shù)據(jù)的光量。在表格信息中，光量范圍與針對(duì)圖像傳感器或光源的控制對(duì)象彼此關(guān)聯(lián)。光量范圍被分成多個(gè)閾值。在每次圖像傳感器接收新的圖像數(shù)據(jù)時(shí)，控制器根據(jù)檢測(cè)單元所檢測(cè)到的圖像數(shù)據(jù)的光量以及表格信息來(lái)控制圖像傳感器或光源的操作。
文檔編號(hào)G06F3/041GK102591529SQ201110268280
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者不野浩之, 大井一成, 長(zhǎng)長(zhǎng)部英資, 高橋智也 申請(qǐng)人:富士施樂(lè)株式會(huì)社