筆形手操作工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種處理基底，尤其處理紙張的筆形手操作工具，包含至少一個筆頭、柄，以及至少一個光學(xué)傳感器。通過所述光學(xué)傳感器可以光學(xué)采集基底的至少一個識別區(qū)域和/或采集基底的周圍區(qū)域，其中，筆頭在手操作工具的工作位置中接觸基底。
[0002]此外，該發(fā)明涉及一種用于將借助手操作工具手動地在基底上或內(nèi)部生成的軌跡數(shù)字化的方法，其中，手操作工具包含至少一個生成軌跡的筆頭、一個柄，以及至少一個光學(xué)傳感器，通過所述傳感器光學(xué)采集基底的一個識別區(qū)域。
[0003]在此描述的手操作工具尤其包括寫設(shè)備，其在市場上典型地稱作“Smart Pen (智能筆)”并且尤其用于采集和存儲在計算機上的手動操作的書寫。
[0004]借助手操作工具生成、即書寫和/或繪制軌跡的基底一般為一張紙。不過也可以使用所謂的“白板”或者任何合適的、無論尺寸大小的表面作為本發(fā)明意義下的基底。
[0005]術(shù)語“軌跡”在本發(fā)明的意義下可以理解為通過書寫頭產(chǎn)生的寫軌跡或借助剪切頭產(chǎn)生的剪切軌跡以及借助手操作工具生成的其它類型的“軌跡”。尤其，所述發(fā)明除了所謂的書寫筆之外涉及剪切工具，其一般應(yīng)用于模型建造，并且用于剪切(出)紡織品或紙制品O
【背景技術(shù)】
[0006]開頭描述類型的手操作工具可以從例如DE 196 44 109 Al的寫設(shè)備的形式中獲悉。該發(fā)明公開了一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，可以用以存儲寫設(shè)備的運動。為此，該寫設(shè)備具有識別系統(tǒng)，可以用以采集空間內(nèi)寫設(shè)備的運動，并且接下來借助運算單元處理其。隨后，從中獲得的數(shù)據(jù)可被存儲并可以任意頻度復(fù)制。作為識別系統(tǒng)，DE 196 44 109 Al公開了加速度傳感器，該加速度傳感器可以采集空間內(nèi)寫設(shè)備的運動。
[0007]此外，本發(fā)明公開了光學(xué)傳感器，被用于識別文件頁上的條碼(“二元碼”)。這樣，所示出的寫設(shè)備使得用戶可在不同基底上進行書寫，且數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可識別并且相應(yīng)地處理這。因此，用戶在更換基底時，可以通過光學(xué)傳感器采集相應(yīng)的二元碼，并以該方式將基底更換的信息傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0008]所述方法的缺點在于無法隨意選擇基底，而是需要特別的、協(xié)調(diào)于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的、具有相應(yīng)的編碼的基底。因此，寫設(shè)備的用戶被指定了一種特別的紙張，這使用戶選擇受限，且并且另一方面還必須持續(xù)保持這種紙張的存貨。
[0009]EP O 507 269 BI公開了另一種開頭描述類型的寫設(shè)備其同樣示出了一種可用以采集和存儲手動書寫的寫設(shè)備。該發(fā)明未提及采集不同基底的問題。
[0010]在另一文件DE 692 04 336 T2中，公開了一款書寫設(shè)備，該設(shè)備對所操作的書寫進行光學(xué)識別。本文件第4頁第三段公開了一種光學(xué)傳感器，其一方面作用為，當(dāng)寫設(shè)備在寫位置時，采集所操作的書寫，而另一方面在寫設(shè)備不接觸基底時(例如在準(zhǔn)備書寫下一詞的間隙)，采集寫設(shè)備的位置。總體來說，光學(xué)傳感器適用于持續(xù)采集寫設(shè)備相對于當(dāng)前基底的位置，而不管其當(dāng)前的用途。
[0011]GB 2 439 754 A公開了一種筆，其在筆頭區(qū)域中配備一個光學(xué)傳感器，用于采集鋪設(shè)在寫基底上的文件ID和所書寫的數(shù)據(jù)。為啟動數(shù)據(jù)存儲器，印制在寫基底上的、由光學(xué)傳感器采集的文件ID與事先在存儲媒介中保存的文件ID —致。
[0012]最后，EP I 255 185 Al公開了移動電話，在蓋子移除后，其天線可被用作筆。該筆尤其適用于通過簽名或輸入代碼識別用戶時。為了實現(xiàn)這一目的，移動電話的頂端安裝了一臺照相機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的任務(wù)為提供一種手操作工具，其可以用以記錄基底的更換，而無需為用戶指定特別準(zhǔn)備的基底(例如有特殊地編碼的紙)或除了手操作工具之外的其他輔助工具。
[0014]解決方案
[0015]所基于的任務(wù)根據(jù)開頭描述類型的手操作工具根據(jù)本發(fā)明如下解決，即，手操作工具的至少一個光學(xué)傳感器采集至少為90°、優(yōu)選至少100°、更有選至少110°的像角。
[0016]“像角”在本發(fā)明的意義下指的是兩條理想的光線之間的角度，該光線從光學(xué)傳感器圖像區(qū)域的相對邊緣出發(fā)，延伸直至光學(xué)傳感器的光學(xué)系統(tǒng)折射面的中心。在光學(xué)傳感器的矩形圖像區(qū)域情況下，出現(xiàn)兩個像角，一個垂直像角和一個水平角度。根據(jù)權(quán)利要求1的像角始終為這兩個像角中較大的那個。在傳感器的圖像區(qū)域為正方形時，垂直和水平像角相同。
[0017]除垂直和水平像角，還有所謂的“對角線像角”，其位于兩條理想光線之間，該光線從光學(xué)傳感器的圖像區(qū)域的相對角區(qū)延伸至光學(xué)傳感器的光學(xué)系統(tǒng)折射面的中心。根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明不包括該對角線的角度，而始終包括垂直像角或水平像角中更大的那個角。
[0018]所謂的“適度廣角鏡頭”，有例如，一個范圍在60°至75°內(nèi)的(對角線)像角。長焦鏡頭的像角則不到20°。權(quán)利要求1的光學(xué)傳感器在至少90°的像角的情況下特別適用于從手操作工具距基底的較短距離中拍攝基底的大面積以及該基底的周圍區(qū)域。
[0019]“通過至少一個光學(xué)傳感器采集像角”指所述像角被至少一個，或多個光學(xué)傳感器共同覆蓋。在此可以設(shè)想所謂像角被兩個光學(xué)傳感器共同覆蓋。其中，每個光學(xué)傳感器覆蓋至少45°的子像角，兩個光學(xué)傳感器的部分識別區(qū)域直接鄰接或交疊。也可以設(shè)想使用三個或多個光學(xué)傳感器。一般來說，在由多個光學(xué)傳感器構(gòu)成的布置中，設(shè)有各個光學(xué)傳感器的子識別區(qū)域的一定的重疊區(qū)域，從而例如兩個光學(xué)傳感器的分別為55°的單個的部分像角共同組成為100°的像角，其中存在兩個光學(xué)傳感器的子識別區(qū)域的重疊。也就是說，兩個光學(xué)傳感器出現(xiàn)部分識別區(qū)域的重疊時，將僅由一個光學(xué)傳感器采集的子像角減小到50°。實施例附上下圖進行解釋。
[0020]本發(fā)明所基于的思想是，可以通過光學(xué)采集基底的足夠大的區(qū)域來實現(xiàn)手操作工具與基底的明確對應(yīng)，其中，借助至少一個光學(xué)傳感器執(zhí)行一種類型的“粗略圖案識別”。這意味著，不需要以完全的清晰度采集基底的該區(qū)域，而是允許所采集的圖像稍微不清晰。由此，當(dāng)識別粗略圖案時，這足矣。如果光學(xué)傳感器高的深度清晰度，則會很有幫助。例如，光學(xué)傳感器所采集的區(qū)域應(yīng)該在3cm的距離或1cm的距離中足夠清晰地成像。另外，也可以設(shè)想光學(xué)傳感器有自動對焦，使得在不同的距離中采集的圖像也可被清晰成像。
[0021]尤其有幫助的是，將所采集的區(qū)域形成為使得借助至少一個光學(xué)傳感器采集到基底的側(cè)向邊緣、優(yōu)選是基底的兩個對置的邊緣。根據(jù)至少一個光學(xué)傳感器收集的光學(xué)信息(所述基底上的標(biāo)記、基底周圍的事物、基底的邊緣，等)，手操作工具能直接與基底對應(yīng)。因此，所收集數(shù)據(jù)可被用于確定手操作工具正使用何種基底。此外，所述“邊緣監(jiān)控”適合確認(rèn)手操作工具在基底上的位置。為此所需的檢查基底上的一定的最小面積和必要時周圍的周圍區(qū)域，以便能夠?qū)崿F(xiàn)明確的對應(yīng)，即，收集一定最小程度的“信息”。至少一個光學(xué)傳感器的所描述的像角的作用為，即使手操作工具離基底相對較近，也能夠采集基底的大的區(qū)域以及必要時周圍區(qū)域。在操作工具的一個實施形式中對于減小對深度清晰度的要求會有利的是，光學(xué)傳感器并非垂直于筆軸線布置，而是以一定的角度布置，該角度例如將筆在書寫或在更換基底時的傾斜補償為使得光學(xué)傳感器和基底在這種情況下盡可能彼此平行。也可以考慮例如通過(例如壓電)執(zhí)行器實現(xiàn)的自動的傾斜補償。
[0022]因此，通過本發(fā)明的手操作工具，可不斷更換當(dāng)前使用的基底，其中手操作工具連續(xù)“識別”當(dāng)前使用何種基底以及基底的放置位置關(guān)系。上述信息可應(yīng)考慮，以允許在將來數(shù)字化地正確反映生成的軌跡?！颈尘凹夹g(shù)】內(nèi)的特殊基底要求在此不再被需要。
[0023]此外，在這種手操作工具的情況下不必要在每次更換基底時將該手操作工具置于專用的“識別位置”，該“識別位置”具有距基底的、在該手操作工具的自然運動中未出現(xiàn)的最小距離。相反，手操作工具“正?！笆褂茫词褂闷綍r使用的方法將手操作工具從至今的基底抬起來以及移動到下一個要處理的基底，而不需要“主動”注意基底的識別。所以，不需要特別匹配手操作工具用戶的行為