CN102591490B - 笔式数字化仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及笔式数字化仪。在实施例中，笔式数字化仪包括生成光的光源，并且配置成在笔式数字化仪中同轴的光导从光源传递光并将光聚焦在笔式数字化仪的成像尖端周围。光电阵列将来自编码微图案中的编码位的反射光光学成像，并且透镜将反射光聚焦到光电阵列上。或者，笔式数字化仪包括生成光的光源，该光通过笔式数字化仪的成像尖端的中心聚焦以照射编码位。配置成在成像尖端周围、在笔式数字化仪中同轴的光纤接收来自编码微图案的编码位的反射光，并且光电阵列经由光纤接收反射光以对来自编码微图案的编码位的片段光学成像。

Description

笔式数字化仪
技术领域
本发明涉及一种数字化仪，尤其涉及一种笔式数字化仪。
背景技术
数字化仪用于通过将模拟信号转换成数字信号来生成图像的数字表示。数字笔可用于图像手写，例如当用户用数字笔在数字化仪板上标记并且这些标记被数字化时。表示手写的数字数据可存储在数字笔中，然后下载到处理数字数据的计算机，以生成作为显示设备上的图像或图形的手写显示。数字化仪板(pad)通常被配置成MxN的传感器阵列，其具有至数字化仪板的大量信号连接，从而可确定数字化仪板上的手写标记的(x，y)位置，然后解析用于显示。
数字信号处理器接收来自至MxN传感器阵列的信号连接的数据信号输入，并利用大量的处理资源(如功率和CPU资源)来将MxN传感器输入解析成手写标记的(x，y)位置。随着数字化仪板的大小和面积增加，传感器阵列所需的信号连接和解析位置数据所需的处理资源指数地增加。传感器阵列所需的大量信号连接、附加功率需要、和/或处理器限制是限制常规数字化仪技术的所有因素，尤其对于较大显示的分辨率和精确度而言。
发明内容
提供本概述是为了介绍将在以下详细描述中进一步描述的编码微图案和笔式数字化仪的简化概念。本发明内容并不旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
在实施例中，编码微图案包括可由笔式数字化仪光学成像的编码位的片段。编码微图案中每个片段的位置可根据片段的唯一编码位来确定。编码微图案的每个片段还包括指示编码图案中片段的方向的基准标记。编码微图案的编码位可集成到显示设备的显示表面中，或集成在位于显示设备的显示表面上的显示屏幕中。
在其它实施例中，笔式数字化仪包括生成光的光源，并且配置成在笔式数字化仪中同轴的光导从光源传递光并将光聚焦在笔式数字化仪的成像尖端周围。光电阵列将来自编码微图案中的编码位的反射光光学成像，并且透镜将反射光聚焦到光电阵列上。或者，笔式数字化仪包括生成光的光源，该光通过笔式数字化仪的成像尖端的中心聚焦以照射编码位。配置成在成像尖端周围、在笔式数字化仪中同轴的光纤接收来自编码微图案的编码位的反射光，并且光电阵列经由光纤接收反射光以对来自编码微图案的编码位的片段光学成像。
附图说明
参考以下附图描述编码微图案和笔式数字化仪的实施例。在各附图中，使用相同的标号来指示相同的特征和组件：
图1示出示例数字化仪系统，其中可实现编码微图案和笔式数字化仪的实施例。
图2示出按照一个或多个实施例的编码微图案的示例。
图3示出根据一个或多个实施例的笔式数字化仪的示例。
图4示出根据一个或多个实施例的笔式数字化仪的另一示例。
图5示出带有多个设备的示例系统，其中可实现编码微图案和笔式数字化仪的实施例。
图6-8示出根据一个或多个实施例的编码微图案和笔式数字化仪的示例方法。
图9示出可实现编码微图案和笔式数字化仪的实施例的示例设备的各种组件。
具体实施方式
描述了编码微图案和笔式数字化仪。在实施例中，编码微图案可集成到显示设备的显示表面中，或集成在位于显示设备的显示表面上的显示屏幕中。编码微图案是易于缩放的，并且可用于各种大小的显示，例如从小型电话显示，到便携式膝上型计算机，到LCD显示，并且可用于大型白板的大小。
编码微图案包括可由笔式数字化仪光学成像的编码位的片段，并且编码微图案中每个片段的位置可根据特定片段的唯一编码位独立地确定。在编码微图案的大小基于显示设备的大小而增加时，处理资源不会指数地增加。与编码微图案针对小显示设备还是大显示设备实现无关，计算设备利用近似相同的处理资源，如功率和CPU资源。此外，编码微图案是无源的、不加电的数字化仪图案，而笔式数字化仪被加电以照射编码位，使得编码位可被检测并且在光沿笔式数字化仪的光轴反射回时可被光学成像。
尽管所描述的用于编码微图案和笔式数字化仪的系统和方法的特征和概念可以在任何数量的不同环境、系统、设备、和/或各种配置中实现，但编码微图案和笔式数字化仪的各实施例在以下示例性设备、系统和配置的上下文中描述。
图1示出示例数字化仪系统100，其中可实现编码微图案和笔式数字化仪的各个实施例。数字化仪系统100包括笔式数字化仪102和具有集成显示设备106的计算设备104。计算设备可以是任何类型的固定或便携式设备，它可以是有线的或无线的，并且包括集成显示设备或连接到显示设备。在实施例中，计算设备可以是平板计算机、电子纸、便携式计算机、移动电话、媒体播放器、智能电视机、显示面板和/或任何其它类型的配置成用于与笔式数字化仪102无线数据通信的设备中的任何一个或组合。本文描述的编码微图案和笔式数字化仪的技术可用于各种大小的显示，例如从小型电话显示，到便携式膝上型计算机，到LCD显示，并且可用于大型白板的大小。
数字化仪系统100还包括编码微图案108，编码微图案108包括编码位112的片段110。编码微图案可集成到显示设备106的显示表面中。或者，编码微图案可集成在显示屏幕114中，显示屏幕114的大小被调整并被设计成位于显示设备106的显示表面上。可实现显示屏幕以将数字化仪功能添加到实际上任何类型的设备。在实施例中，对于2048x2048分辨率的数字化仪，编码微图案的片段110可实现为6x6编码位的36位阵列，并且片段可任选地包括16个附加编码位用于纠错码(ECC)。6x6的图案可编码为80μmx80μm的区域，分辨率为300dpi且无内插。编码微图案的片段可用更多或更少的编码位112来实现，以允许更少或更多的光通过编码微图案，从而显示的通信在显示设备上是可见的。在该示例中，仅仅为了讨论的目的，编码微图案108被示为具有较大的编码位。实际上，编码位只包括片段区域的较小百分比，并且在用户通过编码微图案观看显示设备上显示的图像时在视觉上察觉不到。
编码微图案中片段的位置可根据片段中的编码位确定。在实施例中，片段中的编码位指示编码微图案中片段的(x，y)位置，它也对应于当编码微图案与显示设备集成时在显示设备上的显示位置。编码位可包括位置确定位，根据位置确定位来确定编码微图案中片段的位置。例如，简单的编码微图案可能包括不具有编码位以指示(x，y)位置(0，0)的片段；具有一个编码位以指示(x，y)位置(0，1)的片段；具有两个编码位以指示(x，y)位置(1，0)的片段；等等。一般，具有编码位的任何数量、组合和排列的更复杂的编码方案可用于指定编码微图案中片段的位置。在实施例中，编码位也可包括纠错位，它可用于验证确定的在编码微图案中片段的位置。附加编码位可包括在片段中以表示其它信息，如任何类型的应用程序解释指令。
要注意，编码微图案108中(或在显示设备上)片段110的位置不是基于常规的MxN传感器阵列确定的，常规的MxN传感器阵列通常要求大量的信号连接并利用大量的处理资源，如功率和CPU资源，来将MxN个传感器输入解析成手写标记的(x，y)位置。相反，编码微图案108中每个片段110的位置可根据特定片段的唯一编码位112来独立地确定。当编码微图案的大小基于显示设备的大小增加时，例如，从移动电话的大小增加到平板计算机或者甚至到大型LCD的大小，计算设备104的处理资源不会指数地增加。与编码微图案针对小型显示设备还是大型显示设备实现无关，处理编码位的成像片段的片段数据的计算设备利用近似相同的处理资源。
在编码微图案108的该示例中，每个片段包括指示编码微图案中片段110的方向的基准标记116。基准标记指示片段的方向，使得在计算设备中以正确顺序或图案解释编码位112，以确定编码微图案中片段的(x，y)位置。当片段的编码位由笔式数字化仪102光学成像以生成片段图像时，处理该图像以生成片段数据，然后将该片段数据传送至计算设备104。
计算设备处理片段数据以确定编码微图案中片段的位置，如成像片段的编码位所指示的。相应地，计算设备104可生成书写图像用于在显示设备106上在对应于编码微图案中片段的位置处显示。此外，当随着用户用笔式数字化仪102在显示设备106上(或在位于显示设备上的显示屏幕114上)书写，笔式数字化仪对片段光学成像时，显示在显示设备上的书写图像可近似实时地生成。
在该示例中，编码微图案108的每个片段110显示为近似正方形片段，并且每个正方形片段包括基准标记116，它被定位以指示片段的方向。虽然编码微图案的片段显示为近似正方形片段，但是编码微图案可被设计为具有包括指示编码微图案中可确定位置的相关编码位集合的片段、区域、范围和/或组合。此外，基准标记可以各种形状和/或图像的任何配置来设计，各种形状和/或图像分布成当处理片段数据以确定编码微图案中片段的位置时各自指示片段的方向。实际上，基准在编码微图案的片段中可以不是分离的形状。例如，指定组合的基准位118可以形式120排列，形式120在编码微图案的片段中容易被检测到并且足够独特以不会被解释为编码位图案的一部分。代替基准标记116，片段110的编码位可包括基准位，根据该基准位可确定片段的基准标记并且该基准位指示片段的方向。
编码微图案108的编码位被设计成由笔式数字化仪102光学成像。编码微图案是无源的、不加电的数字化仪图案，而笔式数字化仪102被加电以照射编码位，使得编码位可被检测并且在编码位将光沿笔式数字化仪的光轴反射回时可被光学成像。编码位可形成为显示设备106的显示表面中或显示屏幕114中的负特征，并可镀银、镀镜面或类似地处理以改善反射。
在实现中，编码位可形成为显示表面124(或显示屏幕)中的负金字塔122，如形成为负金字塔126的编码位的侧视图所示。或者，编码位可形成为显示表面130(或显示屏幕)中的半球形凹洞128。当132处的光从笔式数字化仪102引导以照射编码微图案时，光通过形成为负金字塔的编码位在134处反射，或者类似地，光通过形成为半球形凹洞的编码位反射。在实现中，例如显示表面124和130可形成为具有编码位，然后用保护层或膜覆盖以阻止编码位聚集可能限制反射光的能力的碎片。
图2示出参考图1描述的编码微图案108的示例200，以及根据本文所描述的各个实施例对编码微图案的片段202进行数字化。片段202的编码位和基准标记用笔式数字化仪102光学成像以生成片段图像204。在实现中，用笔式数字化仪成像包括任何方向上的编码微图案的至少两个片段，在对片段进行光学成像时用户以何种方式握持或旋转笔式数字化仪是没关系的。笔式数字化仪被实现为具有足够高的分辨率以用于辨别编码微图案，并且对编码微图案的成像与笔式数字化仪相对于图案的方向无关。
在该示例中，当笔式数字化仪以倾斜角208相对于编码微图案的平面定位时，包括片段202的片段图像204被光学成像为具有图像变形的片段梯形206。例如，用户在用笔式数字化仪书写时可以任何角度握持笔式数字化仪，并且用户可注意到视差，由于笔式数字化仪接触显示表面或显示屏幕之处210与显示设备214显示书写图像之处212之间的景深差异。例如，当显示表面上笔式数字化仪的成像尖端与用户试图接触的显示页或图像上的点不匹配时，用户可注意到视差。
如参考图1所描述的，笔式数字化仪对片段进行光学成像并从片段图像生成片段数据。然后片段数据被传送到处理片段图像的计算设备，以确定编码微图案中片段的位置。在该示例中，当计算设备处理片段数据时，处理片段梯形206以基于指示片段方向的基准标记216定向片段。片段梯形的图像可旋转、翻转和/或整为正方形以定向片段的编码位，从而以正确的顺序或图案解释编码位以确定编码微图案中片段的(x，y)位置。例如，片段梯形206在218处翻转并在220处旋转以如编码微图案108所示地定向片段图像并定位基准标记。
片段梯形206然后在222处可整为正方形以生成正方形的片段图像224，它可被处理以确定编码微图案中片段的位置。此外，倾斜角208可根据片段梯形206来确定和/或基于从片段梯形到正方形片段图像之间的转换来计算。当处理片段数据以确定倾斜角时，可使用高分辨率的3倍空间过采样。书写图像然后可显示在显示设备214上的212处，并具有基于笔式数字化仪的倾斜角208的视差校正。
图3示出根据本文所描述的各个实施例的笔式数字化仪300的示例。笔式数字化仪具有外壳302，外壳302具有形状因子并近似常规书写笔的大小，并且外壳的内直径近似不大于为笔式数字化仪供电的电池304的直径。电池可不大于具有相对小直径的AAAA电池，并且为了讨论的目的被示为接近笔式数字化仪的成像端以示出笔式数字化仪外壳的相对直径。实际上，可在笔式数字化仪的另一端定位并存取电池。
笔式数字化仪300包括诸如LED或红外(IR)激光器的光源306，以生成照射编码微图案中的编码位的光。光源可针对所有颜色和波长实现，并可用于任何类型的分子反射器，如量子点或可结合或嵌入作为编码微图案的一部分的其它类型的纳米结构。光被反射以对编码微图案成像，并且还可包括来自纳米结构的再生光。
笔式数字化仪还包括配置成在笔式数字化仪的外壳302中同轴的光导308。光导被配置成从光源传递光以将光聚焦在笔式数字化仪的成像尖端310周围，通过笔式数字化仪对编码微图案中片段的编码位成像。在实施例中，光导实现为光纤。或者或另外，光导可实现为可模制在笔式数字化仪的外壳中的内部通道。光导还被设计成在光离开光导之处折射光312，并且折射光314进一步照射成像尖端周围的编码微图案。笔式数字化仪的端视图316进一步示出外壳302和环绕成像尖端310的光导308，以在成像尖端周围的所有通路中均匀地散布光，以使用户可以任何方向握持和旋转笔式数字化仪。
笔式数字化仪300还包括光电阵列318，当透镜320将来自编码位的反射光聚焦到光电阵列上时光电阵列对来自编码微图案的编码位的反射光光学成像。光电阵列可实现为51x51像素的二维成像器阵列和在324处电耦合到数字信号处理器326的电路板322。在该示例中，光电阵列和电路板在笔式数字化仪的外壳中垂直于数字信号处理器定位。数字信号处理器从光电阵列接收编码位的片段图像，并生成表示被成像的片段的编码位的片段数据。笔式数字化仪300还包括然后可将片段数据传送至计算设备的发射器(未示出)，计算设备处理片段数据以确定编码微图案中片段的位置。数字信号处理器在328处电耦合至发射器，如RF发射器、蓝光或其它无线发射器，发射器可定位成与电池一起接近笔式数字化仪的另一端。
图4示出根据本文所描述的各个实施例的笔式数字化仪400的另一示例。笔式数字化仪具有外壳402，外壳404具有形状因子并近似常规书写笔的大小，并且外壳的内直径近似不大于为笔式数字化仪供电的电池304的直径。如参考图1中所示的笔式数字化仪所描述的，为了讨论的目的，电池404被示为接近笔式数字化仪400的成像端以示出笔式数字化仪外壳的相对直径。实际上，可在笔式数字化仪的另一端定位并存取电池。
笔式数字化仪400包括诸如LED或红外(IR)激光器的光源406，以生成通过笔式数字化仪的成像尖端410的中心聚焦的光408以照射编码微图案中片段的编码位。如参考图3所示的笔式数字化仪中的光源所描述的，光源406可针对所有颜色和波长实现，并可用于任何类型的分子反射器，如量子点或可结合或嵌入作为编码微图案的一部分的其它类型的纳米结构。光被反射以对编码微图案成像，并且还可包括来自纳米结构的再生光。
笔式数字化仪400还包括配置成在成像尖端的中心周围、在笔式数字化仪的外壳中同轴的光纤412，以接收来自编码微图案的编码位的反射光。笔式数字化仪的端视图414进一步示出外壳402和环绕通过其引导光的成像尖端410的光纤412，以在成像尖端周围的所有通路中均匀地散布光，以使用户可以任何方向握持和旋转笔式数字化仪。笔式数字化仪中光源和光纤的配置仅仅例示一个光学机械配置。其它配置可现用反射光和光纤对编码微图案成像的概念。
笔式数字化仪还包括光电阵列416，当经由光纤412接收反射光时光电阵列对来自编码微图案的编码位的反射光光学成像。光电阵列可在ASIC上实现，并且如图所示，笔式数字化仪中光纤至ASIC的路由仅仅是例示。实际上，光纤路由至作为ASIC上的输入的光电传感器。此外，光电传感器可不按特定光电阵列排列，而是可排列在ASIC上的便于光纤至光电传感器的路由的任何之处。在实现中，可实现校准过程以将光纤的位置映射至ASIC上光电传感器的各个位置。
在该示例中，光电阵列416可实现为51x51像素的二维成像器阵列以及电耦合至数字信号处理器418的电路板。数字信号处理器从光电阵列接收编码位的片段图像，并生成表示被成像的片段的编码位的片段数据。笔式数字化仪400还包括然后可将片段数据传送至计算设备的发射器(未示出)，该计算设备处理片段数据以确定编码微图案中片段的位置。数字信号处理器在420处电耦合至发射器，如RF发射器、蓝光或其它无线发射器，发射器可定位成与电池一起接近笔式数字化仪的另一端。
图5示出包括参考之前的图1-4所述的笔式数字化仪502和计算设备504的示例系统500。在该示例系统500中，笔式数字化仪包括数字化仪处理模块506，它包括参考图3和4所述的笔式数字化仪的组件。例如，数字化仪处理模块可包括对来自编码位的反射光光学成像的光电阵列以及数字信号处理器。笔式数字化仪还包括发射器508，如RF、蓝牙或实现至计算设备的数据通信的其它无线设备。
计算设备504包括数字化仪应用程序510，其可实现为诸如软件应用程序的计算机可执行指令并由一个或多个处理器执行来实现本文所描述的各实施例。例如，实现数字化仪应用程序以处理从笔式数字化仪接收到的片段数据以定向片段图像，使片段图像整为正方形，确定对片段光学成像时笔式数字化仪的倾斜角，和/或确定编码微图案中片段的位置。在实施例中，笔式数字化仪502可包括数字化仪应用程序510并相应地处理片段图像，如参考数字化仪应用程序所描述的。此外，计算设备504可以用参考图9所示的示例设备所进一步描述的任何数量的不同组件及其组合来实现。
计算设备504可用各种不同的配置来实现，诸如用于计算机512、移动设备514、和电视机516用途。例如，计算设备可被实现为任何类型的个人计算机、台式计算机、多屏幕计算机、膝上型计算机、平板计算机、上网本等等。计算设备还可被实现为任类型的移动设备，诸如移动电话、便携式音乐播放器、便携式游戏设备、平板计算机、多屏幕计算机等等。计算设备还可被实现为任何类型的电视机设备，该电视机设备具有或连接到一般更大的显示屏幕。本文所描述的技术可由计算设备的这些各种配置来支持，且不限于在本文描述的各具体示例。
根据编码微图案和笔式数字化仪的一个或多个实施例，参照图6、7和8描述示例方法600、700和800。一般而言，本文描述的功能、方法、过程、组件以及模块中的任一个都可使用软件、固件、硬件(例如，固定逻辑电路)、手动处理或其任何组合来实现。软件实现表示当由计算机处理器执行时执行指定任务的程序代码。可以在计算机可执行指令的一般上下文中描述示例方法，这些指令可包括软件、应用程序、例程、程序、对象、组件、数据结构、过程、模块、功能等等。程序代码可被存储在计算机处理器本地和/或远程的一个或多个计算机可读存储器设备中。方法还可以在分布式计算环境中由多个计算机设备实施。此外，此处所描述的特征是平台无关的，并且可在具有各种处理器的各种计算平台上实现。
图6示出编码微图案和笔式数字化仪的示例方法600，并参考数字化仪系统描述。描述方法框的次序并不旨在解释为限制，并且任何数量的所述方法框都可以按任何次序组合以实现本方法或实现替换方法。
在框602，用笔式数字化仪对来自编码微图案的片段图像光学成像。例如，笔式数字化仪102(图1)对编码微图案108的片段图像204(图2)光学成像。编码微图案包括编码位112的片段110，并且编码微图案中每个片段的位置可根据片段的编码位确定。在实施例中，当笔式数字化仪相对于编码微图案的平面以倾斜角208定位时，片段被光学成像为片段梯形206。参考图7进一步描述编码微图案的片段的光学成像。
在框604，从光学成像的片段的编码位生成片段数据，并且在框606，片段数据被传送至处理片段数据的计算设备。例如，笔式数字化仪102从片段图像生成片段数据，并将片段数据传送至处理片段数据以确定编码微图案中片段的位置的计算设备104。
在框608，确定编码微图案中片段的位置，并且在框610，生成书写图像用于在显示设备上在对应于片段的位置处显示。例如，计算设备104根据片段中的编码位112确定编码微图案108中片段110的位置。在实施例中，片段中的编码位指示编码微图案中片段的(x，y)位置，它也对应于显示设备上的显示位置。因此，计算设备生成书写图像用于在显示设备106上在对应于片段的位置处显示。
图7示出编码微图案和笔式数字化仪的示例方法700，并参考对编码微图案的片段光学成像的笔式数字化仪描述。描述方法框的次序并不旨在解释为限制，并且任何数量的所述方法框都可以按任何次序组合以实现本方法或实现替换方法。
在框702，用笔式数字化仪中的光源生成光，并且在框704，传递光以照射编码微图案中片段的编码位。例如，笔式数字化仪300包括诸如LED或红外(IR)激光器的光源306，该光源生成光以照射编码微图案108中的编码位112。实现为光纤或模制在外壳302中的内部通道的光导308被配置成在笔式数字化仪的外壳中同轴，并且从光源传递光以将光聚焦在笔式数字化仪的成像尖端310周围。或者，笔式数字化仪400(图4)包括诸如LED或红外(IR)激光器的光源406，该光源生成通过笔式数字化仪的成像尖端410的中心聚焦的光408以照射编码微图案中片段的编码位。
在框706，光被折射以将光引导到笔式数字化仪的成像尖端周围。例如，光导在光离开光导之处折射光312，并且折射光314被引导成进一步照射笔式数字化仪300的成像尖端310周围的编码微图案。在框708，对来自编码微图案的编码位的反射光光学成像，并且在框710，来自编码位的反射光被聚焦到光电阵列上。例如，当透镜320将来自编码位的反射光聚焦到光电阵列上时，笔式数字化仪300的光电阵列318对来自编码微图案的编码位112的反射光光学成像。或者，当经由光纤412接收反射光时，笔式数字化仪400的光电阵列416对来自编码微图案的编码位的反射光光学成像。光纤412被配置成在成像尖端410的中心周围、在笔式数字化仪的外壳中同轴，以接收来自编码微图案的编码位的反射光。
在框712，生成表示被成像的片段的编码位的片段数据，并且在框714，片段数据被传送至处理片段数据以确定编码微图案中片段的位置的计算设备。例如，笔式数字化仪300中的数字信号处理器326从片段图像生成片段数据，并将笔式数字化仪中的发射器将片段数据传送至处理片段数据以确定编码微图案中片段的位置的计算设备104。或者，笔式数字化仪400中的数字信号处理器418从片段图像生成片段数据，并且笔式数字化仪中的发射器将片段数据传送至计算设备104。
图8示出编码微图案和笔式数字化仪的示例方法800，并参考处理数字化图像的计算设备描述。描述方法框的次序并不旨在解释为限制，并且任何数量的所述方法框都可以按任何次序组合以实现本方法或实现替换方法。
在框802，从笔式数字化仪接收片段数据，该笔式数字化仪从编码微图案中的编码位的片段图像生成片段数据。例如，计算设备104(图1)从笔式数字化仪102接收片段数据，并且由计算设备执行的数字化仪应用程序510(图5)处理片段数据。
在框804，确定片段图像是否被定向用于在计算设备处的处理。例如，计算设备处的数字化仪应用程序510确定片段图像是否基于指示片段202的方向的基准标记216(图2)定向，从中确定编码微图案中片段的位置。
如果片段图像没有被定向用于处理(即来自框804的“否”)，则在框806，确定片段图像是否需要旋转以将片段基于基准标记定向。如果片段图像要被旋转(即来自框806的“是”)，则在框808，旋转片段图像以将片段基于基准标记定向。例如，计算设备处的数字化仪应用程序510在220处旋转片段图像以将片段基于基准标记216定向。如果片段图像不需要旋转(即来自框806的“否”)，或者从框808继续，则在框810，确定片段图像是否需要翻转以将片段基于片段的基准标记定向。
如果片段图像要被翻转(即来自框810的“是”)，则在框812，翻转片段图像以将片段基于基准标记定向。例如，计算设备处的数字化仪应用程序510在218处翻转片段图像以将片段基于基准标记216定向。如果片段图像不需要翻转(即来自框810的“否”)，或者从框812继续，或者如果片段图像已经被定向用于处理(即来自框804的“是”)，则在框814，确定是否要使片段图像整为正方形。例如，当笔式数字化仪相对于编码微图案的平面以倾斜角208定位时，片段202的片段图像被光学成像为片段梯形206。
如果片段图像需要整为正方形(即来自框814的“是”)，则在框816，片段梯形整为正方形用于片段图像的处理，并且在框818，根据片段梯形确定笔式数字化仪的倾斜角。例如，计算设备的数字化仪应用程序510使片段梯形整为正方形以生成正方形的片段图像224，使得以正确顺序或图案解释编码位以确定编码微图案中片段的(x，y)位置。此外，数字化仪应用程序根据片段梯形206确定倾斜角208和/或基于从片段梯形到正方形片段图像之间的转换来计算倾斜角。
如果片段图像不需要整为正方形(即来自框814的“否”)，或者从框818继续，则在框820，确定编码微图案中片段的位置。例如，计算设备处的数字化仪应用程序510根据片段图像中的编码位确定编码微图案108中片段202的位置。在框822，生成书写图像用于在显示设备上在编码微图案中片段的位置处显示。例如，计算设备生成书写图像用于在显示设备214上在212处显示，并且在实施例中，显示书写图像，具有基于笔式数字化仪的倾斜角208的视差校正。
图9示出了示例设备900的各个组件，该示例设备可被实现为参考之前的图1-8来描述的任何设备。在各实施例中，该示例设备可被实现为固定或移动设备、任何形式的消费设备、计算机设备、便携式设备、用户设备、通信设备、电话设备、导航设备、电视设备、应用设备、游戏设备、媒体回放设备和/或电子设备中的任何一个或其组合。该设备还可与用户(即人)和/或操作该设备的实体相关联，从而使得设备描述包括用户、软件、固件、硬件和/或设备的组合的逻辑设备。
设备900包括实现设备数据904(诸如，所接收的数据、正被接收的数据、排定用于广播的数据、数据的数据包等等)的有线和/或无线通信的通信设备902。设备数据或其他设备内容可以包括设备的配置设置、存储在设备上的媒体内容和/或与设备的用户相关联的信息。存储在设备上的媒体内容可包括任何类型的音频、视频和/或图像数据。设备包括经由其可以接收任何类型的数据、媒体内容和/或输入的一个或多个数据输入906，诸如用户可选输入、消息、通信、音乐、电视内容、所记录的视频内容以及从任何内容和/或数据源接收的任何其它类型的音频、视频和/或图像数据。
设备900还包括通信接口908，诸如串行接口、并行接口、网络接口或无线接口中的任何一个或多个。通信接口提供设备和通信网络之间的连接和/或通信链路，其他电子、计算和通信设备通过其来与设备传递数据。
设备900包括一个或多个处理器910(例如，微处理器、控制器等中的任一个)，该处理器处理各种计算机可执行指令来控制设备的操作。另选地或补充地，设备可以用软件、硬件、固件或结合概括地在912处标识的处理和控制电路来实现的固定逻辑电路中的任何一个或其组合来实现。虽然未示出，但是该设备可包括耦合设备内的各种组件的系统总线或数据传输系统。系统总线可包括不同总线结构中的任一个或组合，诸如存储器总线或存储器控制器、外围总线、通用串行总线、和/或利用各种总线体系结构中的任一种的处理器或局部总线。
设备900还包括允许数据存储的一个或多个存储器设备914(例如，计算机可读存储介质)，诸如随机存取存储器(RAM)、非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)、闪存等)、以及盘存储设备。盘式存储设备可被实现为任何类型的磁性或光学存储设备，诸如硬盘驱动器、可记录和/或可重写盘等。设备还可以包括大容量存储介质设备。
计算机可读介质可以是由计算设备来访问的任何可用介质或媒介。作为示例而非限制，计算机可读介质可包括存储介质和通信介质。存储介质包括以用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。存储介质包括，但不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术，CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储，磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁性存储设备，或能用于存储信息且可以由计算机访问的任何其它介质。
通信介质通常用诸如载波或其它传输机制等的已调制数据信号来体现计算机可读指令或其他数据。通信介质还包括任何信息传送介质。术语已调制数据信号指的是其一个或多个特征以在信号中编码信息的方式被设定或更改的信号。作为示例而非限制，通信介质包括有线介质，诸如有线网络或直接线连接，以及无线介质，诸如声学、RF、红外线和其他无线介质。
存储器设备914提供存储设备数据904、其他类型的信息和/或数据、和各种设备应用程序916的数据存储机制。例如，操作系统918可作为软件应用程序来维护在存储器设备中，并可在处理器上执行。设备应用程序还可以包括设备管理器，诸如任何形式的控制应用程序、软件应用程序、信号处理和控制模块、特定设备本地的代码、特定设备的硬件抽象层等等。在该示例中，设备应用程序916包括数字化仪应用程序920。数字化仪应用程序示为软件模块和/或计算机应用程序。另选地或另外地，数字化仪应用程序可被实现为硬件、软件、固件、固定逻辑或其任意组合。
设备900还包括为音频系统922生成音频数据和/或为显示系统924生成显示数据的音频和/或视频处理系统926。音频系统和/或显示系统可包括处理、显示、和/或以其他方式呈现音频、视频、显示和/或图像数据的任何设备。显示数据和音频信号可经由RF(射频)链路、S-视频链路、复合视频链路、分量视频链路、DVI(数字视频接口)、模拟音频连接、或其他类似的通信链路来传输给音频设备和/或显示设备。在各实现中，音频系统和/或显示系统是设备的外部组件.或者，音频系统和/或显示系统是示例设备的集成组件.
尽管已经用特征和/或方法专用的语言描述了编码微图案和笔式数字化仪的各实施例，但是所附权利要求的主题不必限于所述的具体特征或方法。相反，描述特定特征和方法作为编码微图案和笔式数字化仪的示例实现。

Claims (10)

1.一种笔式数字化仪，包括：
配置成生成光的光源；
多个光导，配置成在所述笔式数字化仪的外壳中同轴以环绕所述笔式数字化仪的成像尖端，所述光导被配置成从所述光源传递所述光以将所述光聚焦在所述笔式数字化仪的所述成像尖端周围，通过所述笔式数字化仪对编码微图案中片段的编码位成像；
光电阵列，配置成把来自所述编码位的反射光光学成像为所述编码微图案的片段图像；
透镜，配置成将来自所述编码位的所述反射光聚焦到所述光电阵列上；
数字信号处理器，所述数字信号处理器配置成从所述光电阵列接收所述片段图像以及生成表示被成像的所述片段的所述编码位的片段数据；以及
发射器，所述发射器配置成将所述片段数据传送至计算设备，所述计算设备基于所述片段数据生成片段梯形并且基于从所述片段梯形到正方形片段图像之间的转换来确定所述笔式数字化仪的倾斜角。
2.如权利要求1所述的笔式数字化仪，其特征在于，所述数字信号处理器定位在所述笔式数字化仪的所述外壳中垂直于所述光电阵列。
3.如权利要求1所述的笔式数字化仪，其特征在于，所述光电阵列包括耦合至所述数字信号处理器的二维成像器阵列。
4.如权利要求2所述的笔式数字化仪，其特征在于，所述发射器配置成将所述片段数据传送至所述计算设备，所述计算设备处理所述片段数据以基于所述片段数据确定所述编码微图案中所述片段的位置。
5.如权利要求1所述的笔式数字化仪，其特征在于，所述笔式数字化仪的外壳的内直径不大于为所述笔式数字化仪供电的电池的直径。
6.如权利要求1所述的笔式数字化仪，其特征在于，所述光源包括LED或红外(IR)激光器之一。
7.如权利要求1所述的笔式数字化仪，其特征在于，所述光导包括光纤。
8.如权利要求1所述的笔式数字化仪，其特征在于，所述光导包括模制在所述笔式数字化仪的外壳中的内部通道。
9.如权利要求1所述的笔式数字化仪，其特征在于，所述光导被配置成折射所述光以照射所述成像尖端周围的所述编码微图案，所述光在所述光离开光导之处被折射。
10.一种笔式数字化仪系统，包括：
编码微图案，所述编码微图案包括编码位的片段，每个片段在所述编码微图案中的位置能够从片段中的所述编码位确定；
笔式数字化仪，所述笔式数字化仪配置成对片段中的所述编码位光学成像以及从所述编码位生成片段数据；
计算设备，所述计算设备配置成：
从所述笔式数字化仪接收所述片段数据以及处理所述片段数据以确定所述编码微图案中所述片段的位置
基于所述片段数据生成片段梯形；以及
基于从所述片段梯形到正方形片段图像之间的转换来确定所述笔式数字化仪的倾斜角。
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