CN101387921A - 一种图像传感式手写输入笔及其轨迹校正方法 - Google Patents

Abstract

图像传感式手写输入笔及其轨迹校正方法属于计算机外部设备技术领域，本发明所述的图像传感式手写输入笔包括发光管、透镜及图像传感器、处理器，图像传感器通过透镜获得图像，该手写输入笔还包括用于在其上写字的平面介质，平面介质上设有方向标识，在处理器(6)预置程序中预先定义一参考坐标作为参考标准；在发光管的照射作用下，图像传感器获得在平面介质上反射光的方向标识的图像，并识别其方向坐标；比较并计算所识别的方向坐标与参考坐标之间的差异；对方向坐标与参考坐标的差异进行校正。本发明的优点和效果是：实时准确地对在手写输入笔移动方向上产生的角度误差进行调整与校正，依此得出准确的位移信息，并且不涉及硬件与结构的改动。

Description

一种图像传感式手写输入笔及其轨迹校正方法

技术领域

本发明涉及一种图像传感式手写输入笔及其轨迹校正方法，属于计算机外部设备技术领域。

背景技术

目前计算机输入设备的种类非常多，如鼠标、键盘、数字化仪等，手写输入设备也是其中重要的一种类型。手写输入设备中除了传统的电磁感应式手写板以外，还有一种利用图像传感器作为主要器件的手写输入设备，如专利CN01227790.8就是这样一个技术方案，其主要特点是以一个图像传感器来实现图像信息输入和相对位移判断的功能；在图像传感器前面设有透镜和反射镜，以及一个发光管，发光管发出的光线经介质表面反射，并通过反射镜与透镜，在图像传感器内部成像，图像经处理后输出相对位移信息。这种方案结构简单，处理速度快，但是因为图像传感器设置在手持笔体内部的固定位置，在不同的使用者手中，握持的位置与方向不一样，处理后的位移信息结果也不一样。例如，当图像传感器5横向平移时，若图像传感器5的横轴(x轴)与其运动方向一致，如图2(a)所示，那么经图像处理后得到的位移S与图像传感器5的位置偏移量方向一致，若图像传感器5的横轴与其运动方向不一致，如图2(b)所示，图像传感器5的横轴与水平方向成θ度夹角，当图像传感器5水平向右运动时，经处理后得到的位移S与水平方向成负θ度夹角，这个角度越大，产生的偏移就越大。因此，在这种状态下进行轨迹定位既不方便也不准确，会直接导致手写输入字体变形，不能为识别软件所识别。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种图像传感式手写输入笔及其轨迹校正方法，对通过图像传感器获取的轨迹信息进行校正，避免移动方向上的失真。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是，本发明所述的图像传感式手写输入笔包括发光管(3)、透镜(4)及图像传感器(5)、处理器(6)，图像传感器(5)通过透镜(4)获得图像，该手写输入笔还包括用于在其上写字的平面介质(1)，平面介质(1)上设有方向标识(2)；上述图像传感式手写输入笔利用以下处理过程进行轨迹校正：首先，针对分布于平面介质上的方向标识(2)，预先定义一方向坐标；同时，在图像处理器(5)预置程序中预先定义一参考坐标；在发光管(3)的照射作用下，图像传感器(5)获得在平面介质(1)上反射光的方向标识(2)的图像，并识别其方向坐标，比较并计算所识别的方向坐标与参考坐标之间的差异；最后，对方向坐标与参考坐标的差异进行校正。

本发明的优点和效果是：实时准确地对在手写输入笔移动方向上产生的角度误差进行调整与校正，依此得出准确的位移信息，并且不涉及硬件与结构的改动。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图1是本发明提出的图像传感式手写输入笔的结构示意图。

图2是图像传感器转动时移动方向失真的示意图。

图3是本发明提出的图像传感式手写输入笔平面介质上所设方向标识的示意图

附图标记参考：

1—介质平面；2—方向标识；3—发光管；4—透镜；5—图像传感器；6—处理器。

具体实施方式

图像传感式手写输入笔的技术原理，是用图像传感器来获得移动时物体表面图像的变化，并以此来进行相对位移的计算和判断。光学鼠标也是此技术原理的一种典型应用，其主要采用低分辨率、高刷新速率的图像传感器，如ADNS-2610图像传感器。在图像传感器5前面设置透镜4，在其侧面设置发光管3，发光管3发出的光线经过平面介质1的反射，再通过透镜4，在图像传感器5内部成像，在一定的时间内多次采集图像并进行比较，就可以得出两幅图像之间的差异，即相对位移信息，并输出相对位移信息。

如背景技术所述，当图像传感器的横轴处于非水平方向时，经处理后得到的位移方向与输入笔的实际轨迹方向产生偏差，轨迹定位不准确。在本实施例中所采用的方法是：图像传感式手写输入笔包括发光管3、透镜4及图像传感器5、处理器6，图像传感器5通过透镜4获得图像，该手写输入笔还包括用于在其上写字的平面介质1，平面介质1上设有方向标识2，方向标识2由水平线段、垂直线段以及点组成，其中水平线段、垂直线段以及点之间的相互位置可以作为基准信息，根据此基准信息可定义明确的方向坐标。如图3(a)所示，方向标识2由一条水平线段和一条垂直线段组成，水平线段和垂直线段组成一个直角，可以明确定义为方向坐标。

引入平面介质1和方向标识2后，在处理器6内预置程序中预先定义一参考坐标，在发光管3的照射作用下，图像传感器5获得在平面介质1上方向标识2的图像，并准确识别其方向坐标，图像传感器在一定的时间内多次采集图像并进行比较，特别是对方向标识2进行比较，得出两幅图像之间的差异，即相对位移信息，再比较并计算所识别的方向坐标与参考坐标之间的差异，并对此差异进行校正，其校正的方法为：从图像信息中提取一个水平特征或垂直特征，或是组合特征，当图像传感器5旋转时，所获取的图像信息也随之旋转，特征值也同时旋转，并与标准预定义特征值进行匹配，与预定义的角度具有一个差异值，就可以自方向标识2获取并计算出水平或是垂直的一个位移角度，或是具有一个指定角度的位移角度，基于这个位移角度会产生相应的相对位移偏移量，就是X和Y方向的分量，另外由于在处理器6内已经预定义了标准角度，在标准角度与位移角度之间有一个差值，这两个值的差即是需要校正的值，即为修正值，也可以分解为X、Y两个方向的分量，分别用这两个方向的分量去校正前面产生的相对位移偏移量，就可以得到正确的结果。

另外，上面所述的方向标识2，是由点或线组成的平面图案，除了在上述实施例提及的以外，还可以是其它容易分辨的图像，如图3(b)所示，方向标识2也由一条水平线段及一条垂直线段组成，图3(c)的方向标识2由至少一条水平线段加一黑点组成。

前述的平面介质1可为纸质、布质或是塑料材质，而所述的方向标识2是印制或喷涂在平面介质1上的。

所述的光源为发光二极管，并且最好为红外发光二极管，波长范围为760-1080纳米。

Claims (6)

1、一种图像传感式手写输入笔，包括发光管(3)、透镜(4)及图像传感器(5)、处理器(6)，图像传感器(5)通过透镜(4)获得图像，其特征在于：该手写输入笔还包括用于在其上写字的平面介质(1)，该平面介质(1)上设有方向标识(2)，方向标识(2)是由点或线或点线组成的平面图案。

2、根据权利要求1所述的图像传感式手写输入笔，其特征在于：方向标识(2)均匀分布在平面介质(1)表面，并印制或喷涂在平面介质(1)表面上。

3、根据权利要求1所述的图像传感式手写输入笔，其特征在于：所述的平面介质(1)为纸质、布质或是塑料材质。

4、根据权利要求1所述的图像传感式手写输入笔，其特征在于：所述的发光管(3)为红外发光二极管。

5、根据权利要求4所述的图像传感式手写输入笔，其特征在于：其红外发光二级管的波长范围为760-1080纳米。

6、一种用于权利要求1所述的图像传感式手写输入笔的轨迹校正方法，其特征在于：该方法包括以下处理过程：

针对分布于平面介质上的方向标识(2)，预先定义一方向坐标；

在图像处理器(5)预置程序中预先定义一参考坐标；

在发光管(3)的照射作用下，图像传感器(5)获得在平面介质(1)上反射光的方向标识(2)的图像，并识别其方向坐标；

比较并计算所识别的方向坐标与参考坐标之间的差异；

对方向坐标与参考坐标的差异进行校正。

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