EP2941737A1 - Stiftförmiges handwerkzeug - Google Patents

Stiftförmiges handwerkzeug

Info

Publication number
EP2941737A1
EP2941737A1 EP14700442.8A EP14700442A EP2941737A1 EP 2941737 A1 EP2941737 A1 EP 2941737A1 EP 14700442 A EP14700442 A EP 14700442A EP 2941737 A1 EP2941737 A1 EP 2941737A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hand tool
optical sensor
detected
pad
pen tip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14700442.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian WALLOTH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP2941737A1 publication Critical patent/EP2941737A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G06F3/0386—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry for light pen
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V30/00—Character recognition; Recognising digital ink; Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/10—Character recognition
    • G06V30/14—Image acquisition
    • G06V30/142—Image acquisition using hand-held instruments; Constructional details of the instruments
    • G06V30/1423—Image acquisition using hand-held instruments; Constructional details of the instruments the instrument generating sequences of position coordinates corresponding to handwriting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03542—Light pens for emitting or receiving light
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V30/00—Character recognition; Recognising digital ink; Document-oriented image-based pattern recognition
    • G06V30/10—Character recognition
    • G06V30/14—Image acquisition
    • G06V30/142—Image acquisition using hand-held instruments; Constructional details of the instruments

Definitions

  • the invention relates to a pen-shaped hand tool for processing a base, in particular a sheet of paper, comprising at least a pen tip and a shaft and at least one optical sensor, by means of which at least one detection region of the pad and / or a surrounding region of the pad is optically detectable, wherein the pen tip in a working position of the hand tool in contact with the pad is.
  • the invention relates to a method for digitizing manual, produced by a hand tool on or in a base track, the hand tool has at least one track-generating pen tip and a shaft and at least one optical sensor by means of which at least one detection region of the pad is optically detected ,
  • the hand tools described herein include writing utensils typically referred to in the marketplace as "smart pens,” and more particularly, for capturing and storing hand-held records on a computer.
  • the term "track” is understood to mean both a writing track generated by a writing tip and a cutting track generated by means of a cutting tip, as well as other types of tracks that can be generated by means of a hand tool present invention in addition to said pens on cutting tools, which are typically used in modeling and for (cutting) cutting of textile or paper goods are used.
  • pens on cutting tools which are typically used in modeling and for (cutting) cutting of textile or paper goods are used.
  • a hand tool of the type described above can be removed in the form of a writing instrument, for example DE 196 44 109 A1. This one describes
  • the writing instrument has a recognition system, by means of which detects the movement of the writing instrument in space and then by means of a
  • Arithmetic unit can be processed.
  • the data obtained from this can be processed.
  • DE 196 44 109 A1 proposes, for example, acceleration sensors by means of which the movement of the writing instrument in space can be detected.
  • the illustrated writing instrument allows the user to write on different documents and the data processing system can recognize this and accordingly
  • the user is required to record the respective associated bar code by means of the optical sensor with each change of the document and in this way the information of the document change to the data processing system
  • This approach includes in particular the disadvantage that the user is not free in choosing the pad, but always a special, on the
  • a pen which is equipped in the region of its tip with an optical sensor for detecting a document ID applied to a writing pad as well as written data.
  • an optical sensor for detecting a document ID applied to a writing pad as well as written data.
  • EP 1 255 185 A1 a mobile phone is disclosed in EP 1 255 185 A1, the antenna of which can be used as a stylus after a cap has been removed.
  • the pen should
  • a camera is attached to the upper area of the mobile phone.
  • a specially prepared base for example specially coded paper
  • the at least one optical sensor of the hand tool an angle of view of at least 90 °, preferably at least 100 °, more preferably at least 110 ° detected.
  • angle of view refers to the angle which is established between idealized light beams which extend from opposite edges of an image surface of the optical sensor to the center of a refraction plane of an optical system of the optical sensor Accordingly, two image angles, a vertical image angle and a horizontal image angle, are present in the sensor larger of the two angles. For a square image area of the sensor, the vertical and horizontal image angles are identical.
  • the so-called “diagonal angle of view” is often used, which is set between the idealized light rays that run from opposite corners of the image surface of the optical sensor to the center of the refractive plane of the optical system Meaning of claim 1 is not meant, but - as described - always the vertical angle of view or the horizontal angle of view, whichever of the two is greater.
  • so-called “moderate wide-angle lenses” have a (diagonal) image angle in the range of 60 ° to 75 °, whereas telephoto lenses have an image angle of less than 20.
  • An optical sensor according to claim 1 having a described image angle of at least 90 ° Particularly suitable, a large area of the pad and a surrounding area thereof from a relatively short distance of
  • Hand tool to record underlay By “detecting an angle of view by means of at least one optical sensor” is meant that the described angle of view is covered by at least one optical sensor, ie possibly several optical sensors in common. wherein each optical sensor covers at least one partial field angle of 45 °, whereby partial detection regions of both sensors directly adjoin one another or overlap.Also, the use of three or more optical sensors is conceivable.A typical arrangement of a plurality of optical sensors would involve a certain overlapping of the partial detection regions the individual optical sensors are provided so that, for example, individual partial image angle of two optical sensors from the amount of 55 ° together to form an angle of view of 100 °, with a superposition of the parts Detection ranges of the two optical sensors is present, which reduces the field angle, which is detected exclusively by one optical sensor, to 50 °. A graphic explanation of this can be taken from an embodiment below. The invention is based on the idea that an unambiguous assignment of the
  • Hand tool to a pad can be made possible in that a sufficiently large area of the pad is optically detected, wherein by means of the at least one optical sensor, a kind of "coarse pattern recognition" is performed .
  • the optical sensor has a high depth of focus.
  • the area detected by the optical sensor should be sufficiently sharply imaged both at a distance of 3 cm and at a distance of 10 cm.
  • the optical sensor has an autofocus, that is, the captured image in
  • the detected area is such that at least one lateral edge of the base, preferably two opposite edges of the base, is detected by means of the at least one optical sensor. Due to the collected optical information of the at least one optical sensor (written characters on the pad, objects next to the pad, edges of the pad, etc.), the hand tool can be clearly assigned to a specific document. The recorded data are therefore suitable for determining on which document the
  • “Edge observation” is suitable for determining where on the surface it is currently located, for which it is necessary to examine a certain minimum surface area on the substrate - and possibly the surrounding surrounding area - in order to allow an unambiguous classification, ie a to collect a minimum amount of "information".
  • the described angle of view of the at least one optical sensor serves to a large area of the pad and optionally a
  • the optical sensor is not arranged perpendicular to the pin axis, but at an angle e.g. the tendency of the pen when writing or when
  • Adjustment of the behavior of the user of the hand tool is therefore not required.
  • each individual optical sensor detects a part detection area.
  • the hand tool on opposite sides of the shaft could each have an optical sensor which detects a partial image angle, so that both optical sensors collectively cover the entire image angle. This could be advantageous in that a
  • Detection area of opposite optical sensors each have a "side" of the
  • Hand tool could cover and a "hindrance" of the observation - can be avoided - for example by a hand of the user of the hand tool.
  • Pen tip is arranged in a measured perpendicular to the substrate distance of a maximum of 3 cm from the substrate, the detection area, which detects the at least one optical sensor, an area of at least 25 cm 2 .
  • the detection area which detects the at least one optical sensor, an area of at least 25 cm 2 .
  • a detection area which is too small could lead to the at least one optical sensor detecting only a white area on both a first and a second substrate, although different records are written down on the two documents outside these white areas.
  • a software evaluating the data in retrospect could therefore not make any assignment from the information "white area.”
  • a greatly enlarged detection area as provided here for the at least one optical sensor, such a confusion is ruled out because the information acquired is the To a large extent, preferably, completely, the pad can be taken into account, thus registering differences between individual documents and also encourages observation of the surrounding area of the underlay, which becomes more pronounced the greater the detection range of the hand tool
  • the surrounding area can be assigned to a specific base
  • the recognition can be based not only on already left on the surface tracks (for example, written lines) but also on objects that are in the vicinity of the hand tool, such as a Geodreieck or a
  • the surrounding area adjoins directly to all edges of the base and is therefore all around the base. For the identification of a hitherto blank document, it is advantageous if as much as possible of the surrounding area is detected.
  • the detection area covers an area of at least 50 cm 2 , preferably at least 100 cm 2 , more preferably at least 200 cm 2 of the substrate and / or a surrounding area of the substrate.
  • the additional size of the detection area allows a correspondingly better detection performance.
  • the hand tool is particularly advantageous if it has at least three respectively perpendicular to each other arranged acceleration sensors, by means of which an acceleration in the space of at least part of the hand tool, preferably the pen tip is continuously detected, the acceleration sensors preferably by means of a preferably on the hand tool arranged energy storage can be supplied with electrical energy.
  • the acceleration sensors it is particularly easy to detect the movement of the pen tip and in this way to digitize and store the track drawn or generated respectively by means of the pen tip.
  • Hand tool during a working movement typically different than a movement of the hand tool in the room, for example, in a handover of the hand tool to another user.
  • an activation of a detection function can be controlled, since it must be expected that the respective processed base is changed in a certain type of movement of the hand tool.
  • the hand tool could register by means of the acceleration sensors as soon as it is picked up by a user, for example from a drawer. This information could be processed so that the
  • Hand tool directly in its detection mode changes and "adjusts" to the detection of a detection range of a pad.
  • a "touchdown" of the pen tip is detected on the pad.
  • Such placement is associated with a high negative acceleration, which differs in magnitude particularly clearly from the usual acceleration spectrum.
  • the acceleration sensors it is possible by means of the acceleration sensors, the
  • the hand tool according to the invention selbiges has at least one optical sensor, which is preferably arranged on the pen tip and is activated at least in the working position of the hand tool and detects an observation area of the pad whose area is a size between 50 times and 1000th -fold, preferably between 100 and 750 times, more preferably between 200 and 500 times, a self-multiplied width of the track produced by means of the penpoint tip, the observation area preferably being disposed on one side of the penpoint tip is, which is remote from a direction of movement of the pen tip located in its working position.
  • the track generated by means of the hand tool is particularly well detectable.
  • the optical sensor is therefore suitable for "fine pattern recognition".
  • Such an optical sensor can therefore be an alternative to the aforementioned
  • Acceleration sensors represent, since the optical sensor is used to detect the track generated by the pen tip and makes the acceleration sensors at least for this task unnecessary.
  • the optical sensor is used to detect the track generated by the pen tip and makes the acceleration sensors at least for this task unnecessary.
  • the optical sensor can detect the observed area relatively detailed and thus well suited for the detection of the recorded record.
  • the focal length of this optical sensor is smaller than that of the The first-mentioned optical sensor for detecting the respective substrate to be processed, since a distance from the base of the second sensor is significantly reduced in comparison to the first sensor in the working position of the hand tool.
  • both detection options for recognizing the generated track namely a "second" optical sensor as described above and acceleration sensors, are combined with each other to produce a redundancy that favors a higher detection rate of the generated track and on this Improve the quality of the recordings made.
  • the optical sensor used for detecting the drawn track can be formed both by a separate (further) optical sensor or by the same optical sensor, by means of which the coarse pattern recognition is carried out to identify the respective substrate.
  • the latter variant may be particularly advantageous, in which the same at least one optical sensor, which detects the image angle of at least 90 °, in the working position of the hand tool is adapted to detect the observation area in accordance with the above explanation. In this way, the task of assigning different documents as well as the detection of the drawn by means of the pen tip track can be made equally by means of a single optical sensor.
  • the hand tool according to the invention is independent of how soft the processed data is processed and / or forwarded.
  • a hand tool which comprises a data memory, by means of which at least the data acquired by means of the at least one optical sensor can be stored, is advantageous.
  • Such a hand tool is for the time being completely independent of a separate one
  • Data processing system usable. A transfer of the data to such
  • Data processing system can later be done at any time, for example by means of a data cable.
  • microprocessor in the form of a microprocessor that can be used both for at least partial evaluation of the collected data as well as only to compress the same to reduce storage space requirements.
  • the hand tool has a pressure sensor at its pen tip, by means of which a placement of the pen tip is detected on the pad. As soon as the pressure sensor registers a contact pressure of the pen tip, the hand tool is in its working position. Furthermore, the respective working characteristics can be ascertained by means of the pressure sensor. In case of using the
  • Hand tool in the form of a writing instrument can thus indicate, for example, a comparatively thick line thickness, a high pressure of the pen nib.
  • a pressure signal of the pressure sensor for activating or deactivating an optical sensor provided for detecting the drawn track may be used. The situation-dependent activation and deactivation of such a sensor is particularly with regard to the possible operating time using a
  • the end facing away from the pen tip has another tool, which is suitable for example for deleting the track produced by means of the pen tip.
  • the tool could, for example, have the shape of an eraser.
  • the tool arranged at the end is suitable for operating capacitive touchscreens. An interchangeability of the tool can be particularly useful in this regard.
  • the same has at least one pressure switch, which is preferably in the shank of Hand tool is arranged and can be actuated by pressing on an outer circumferential surface of the shaft.
  • the pressure switch is located in a grip region of the hand tool, in which the user of the hand tool holds the same.
  • the pressure switch is located substantially in the area between the user's thumb and forefinger.
  • Such a pressure switch could be used, for example, in a hand tool in the form of a writing instrument to virtually switch between different writing modes (writing, marking) or different colors.
  • the information about the operation of the pressure switch can either be used directly according to the methods described above or initially stored on a data memory.
  • the underlying object is, according to the invention, further solved, starting from a method of the type described in the introduction, by means of the at least one optical sensor an image angle of at least 90 °, preferably at least 100 °, more preferably at least 110 °, is detected.
  • an image angle of at least 90 °, preferably at least 100 °, more preferably at least 110 ° is detected.
  • a detection of the image angle using a plurality of optical sensors, as already explained above, is also conceivable.
  • Hand tools particularly easy to carry out.
  • the method is particularly well suited to identify documents that are processed by the hand tool, without the need for a special document is required.
  • the use of a pad and a transfer of the hand tool from a pad to a second pad is therefore just without prior release, e.g. by detecting a specific code.
  • the method is particularly well suited to recognize where on the respective pad the processing takes place by means of the hand tool and how different documents are positioned to each other. This is due to the fact that when the image angle described is detected, a relatively large area is already detected by the respective substrate even at a small height of the optical sensor.
  • the identification of the respective support works particularly well when, in a detection position of the hand tool, in which the pen tip is arranged above the support at a distance of at most one third of the narrow side of the support measured perpendicular to the support. the detection region, which the at least one optical sensor detects, at least the narrow side of the
  • Pad and preferably covers a part of the surrounding area.
  • the method is particularly advantageous using the following method steps: a) Data recorded by means of the at least one optical sensor are generated by means of
  • a transmitting unit and / or a data transmission cable to an external data processing system.
  • the transmitted data are evaluated and the track originally generated by the hand tool is reconstructed, wherein by means of the at least one optical sensor detected information about different documents used are taken into account.
  • the hand tool by means of its sensor alone serves to capture the data, while the evaluation takes place only at a later date. In this way, it is not necessary to use the hand tool with its own independent
  • the data acquired by means of the at least one optical sensor are stored by means of a data memory integrated in the hand tool.
  • the hand tool is ready for use anytime, anywhere and is independent of the surrounding infrastructure, such as a wireless network.
  • such a method may be particularly advantageous in which the at least one optical sensor of the hand tool in a working position thereof, in which the pen point is in contact with the base, is used to detect the track produced by means of the pen tip.
  • FIG. 1 shows a first inventive hand tool in the form of a writing instrument during a change from a first pad to a second
  • Fig. 2 is a schematic representation of the hand tool according to the invention.
  • FIG 3 shows another hand tool according to the invention with two optical sensors.
  • the hand tool 1 comprises an optical sensor 2, which is located near a pen tip 3 on an end of the hand tool facing a base 4, 5 1 is arranged. Furthermore, the hand tool 1 comprises three in a arranged on the shaft 17 sensor unit 6
  • Acceleration sensors 7, 8, 9, which detects the acceleration of the
  • Hand tools 1 in the room The acceleration sensors 7, 8, 9 and an existing data memory 10 are supplied with electrical energy by means of an energy store 11.
  • a transmitting unit 12 is arranged, by means of which the data recorded by means of the optical sensor 2 and the acceleration sensors 7, 8, 9 can be transmitted to an external receiver.
  • the hand tool 1 shown here has only a single optical sensor 2, which detects a (horizontal) angle ⁇ of 110 °, wherein the angle ⁇ shown forms a vertex angle to the defined in the solution part of the present application angle of view, starting between idealized light rays from a center of a refraction plane of an optic of the optical sensor 2 and edges of the image surface thereof. Accordingly, the angle of view according to claim 1 is identical to the angle of view a shown in Figure 1, which - as described - forms the associated vertex angle.
  • the optical sensor 2 Due to the inventive angle ⁇ of the image, the optical sensor 2, with an assumed aspect ratio of image width to image height of 4 to 3, suitable, in a detection position of the hand tool 1, in which the pen point 3 in a perpendicular to the respective pad 4, 5 measured distance of about 10 cm to the base is arranged to detect a detection area 13 with an area of about 600 cm 2 .
  • the inventive angle of view ⁇ of the optical sensor 2 favors the detection of lateral edges 18, 19 of the documents 4, 5 and of an environment 20 located outside the documents 4, 5, since even at a comparatively small height of the optical sensor 2 over the respective substrate 4, 5 of
  • Image angle ⁇ leads to a width of the detection area 13 being equal to or greater than a width of the respective base 4, 5. This is for the functionality of the hand tool 1 in terms of its recognition performance and assignment of a generated track to a specific pad 4, 5 particularly advantageous.
  • the size of the detection area 13 of more than 600 cm 2 is particularly helpful because the optical sensor 2 detects a wealth of image information that can be used to allow a clear assignment of the hand tool 1 to one of the used documents 4, 5.
  • the recognition of the edges 18, 19 of the documents 4, 5 as well as the detection of the surrounding area 20 has a supporting effect.
  • a special type of base as has been necessary according to the prior art in order to perform an assignment of a writing instrument to a base, is no longer required in the hand tool 1 according to the invention. Instead, all kinds of documents are equally conceivable.
  • Hand tool 1 leaves the pad 4 and is moved along the space curve shown by the arrow 14, by means of the acceleration sensors 7, 8, 9
  • Detected acceleration values which indicate that the hand tool 1 is not is longer used to produce a track 15 on the pad 4, but was lifted from the pad 4.
  • This change of the acceleration characteristic of the hand tool 1 causes the optical sensor 2 to change to a recognition mode for detecting the document to be processed next.
  • the optical sensor 2 now continuously collects data intended for identification of the next used pad.
  • FIG. 1 shows how the optical sensor 2 covers an area with a width of more than 21 cm and detects the tracks 16, 16 ', 16 "already present on the substrate 5 and the edges 19 of the substrate 5 and the surrounding area 20.
  • the information obtained from this can later in an evaluation process by means of a
  • Data processing system can be used to clearly establish that the following record must be made on the document 5. Furthermore, it can be reconstructed on the basis of the information at which point on the base 5 the hand tool 1 is located.
  • the hand tool 1 according to the invention is suitable for capturing hand-written records true to the original.
  • the use of special paper or the like is not required.
  • Inventive hand tool 1 ' which, in contrast to the above-described hand tool 1, two optical sensors 21, 22 has. These optical sensors 21, 22 collectively cover an angle of view ⁇ 'of 100 °, wherein each of the two optical sensors 21, 22.
  • Sensors 21, 22 taken by itself has an angle of view in the form of a field angle ß of 55 °.
  • the two sensors 21, 22 are arranged on opposite sides of the shaft 17 of the hand tool 1 ', wherein both sensors 21, 22 in an end section 23 of the handpiece facing the pen tip 3
  • the hand tool V is designed here in the form of a writing instrument, by means of which in the case shown an illustrated base 24 is to be described.
  • the hand tool 1 ' is arranged in a perpendicular to the base 24 measured heights of about 6 cm above the base 24, which is a DIN A5 paper.
  • FIG. 3 illustrates that idealized light beams 29 of the two optical sensors 21, 22 each extend below the partial image angle ⁇ of 55 °, starting from an optic of the sensors 21, 22 in the direction of the substrate 24. These light beams 29 each delimit on the base 24 a part of a common detection area 26, which is shown dotted here.
  • an overlap region 25 which is arranged approximately below the penpoint tip 3 of the hand tool V, individual partial detection regions 27, 28 of the two optical sensors 21, 22 overlap so that a common image angle a 'of 100 ° is effectively detected.
  • the hand tool 1 ' is located in such a position above the pad 24 that lateral edges 30 of the pad 24 are part of the detection area 26.
  • the hand tool V detects a part of a surrounding area 31 of the base 24.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Image Input (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stiftförmiges Handwerkzeug (1) zur Bearbeitung einer Unterlage (4, 5), insbesondere eines Blatts Papier, aufweisend mindestens eine Stiftspitze (3) und einen Schaft (17) sowie mindestens einen optischer Sensor (2), mittels dessen zumindest ein Erkennungsbereich (13) der Unterlage (4, 5) und/oder eines Umgebungsbereichs (20) der Unterlage (4, 5) optisch erfassbar ist, wobei die Stiftspitze (3) in einer Arbeitsposition des Handwerkzeugs (1) in Kontakt mit der Unterlage (4, 5) ist. Um ein Handwerkzeug hervorzubringen, mittels dessen ein Wechsel der Unterlage registrierbar ist, ohne dass der Benutzer des Handwerkzeugs auf eine spezielle Unterlage oder sonstige Hilfsmittel außer des Handwerkzeugs selbst angewiesen ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der mindestens eine optische Sensor (2) einen Bildwinkel (a) von mindestens 90°, vorzugsweise mindestens 100°, weiter vorzugsweise mindestens 110°, erfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein zugehöriges Verfahren zur Digitalisierung einer händisch erzeugten Spur.

Description

Stiftförmiges Handwerkzeug
Beschreibung
Einleitung
Die Erfindung betrifft ein stiftförmiges Handwerkzeug zur Bearbeitung einer Unterlage, insbesondere eines Blatts Papier, aufweisend mindestens eine Stiftspitze und einen Schaft sowie mindestens einen optischer Sensor, mittels dessen zumindest ein Erkennungsbereich der Unterlage und/oder eines Umgebungsbereichs der Unterlage optisch erfassbar ist, wobei die Stiftspitze in einer Arbeitsposition des Handwerkzeugs in Kontakt mit der Unterlage ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Digitalisierung händischer, mittels eines Handwerkzeugs auf oder in einer Unterlage erzeugten Spur, wobei das Handwerkzeug mindestens eine eine Spur erzeugende Stiftspitze und einen Schaft sowie mindestens einen optischen Sensor aufweist, mittels dessen zumindest ein Erkennungsbereich der Unterlage optisch erfasst wird.
Die hier beschriebenen Handwerkzeuge umfassen insbesondere Schreibgeräte, die am Markt typischerweise als„Smart Pens" bezeichnet werden und vor allem der Erfassung und Speicherung händisch getätigter Aufzeichnungen auf einem Computer dienen.
Als Unterlage, auf der mittels des Handwerkzeugs die Spur erzeugt wird, das heißt auf der beispielsweise geschrieben und/oder gezeichnet werden soll, dient typischerweise ein Blatt Papier. Allerdings ist es ebenso denkbar, ein so genanntes„whiteboard" oder jede sonstige geeignete Oberfläche als„Unterlage" im Sinne der vorliegenden Anmeldung aufzufassen, unabhängig von den jeweiligen Abmessungen.
Unter dem Begriff der„Spur" sind im Sinne der vorliegenden Anmeldung sowohl eine mittels einer Schreibspitze erzeugte Schreibspur als auch eine mittels einer Schneidspitze erzeugte Schneidspur als auch weitere Arten von Spuren, die mittels eines Handwerkzeugs erzeugt werden können, zu verstehen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung neben den genannten Schreibstiften auf Schneidwerkzeuge, die typischerweise im Modellbau Anwendung finden und zum (Aus-)Schneiden von Textil- oder Papierwaren verwendet werden. Stand der Technik
Ein Handwerkzeug der eingangs beschriebenen Art ist in Form eines Schreibgeräts beispielsweise der DE 196 44 109 A1 entnehmbar. Diese beschreibt ein
Datenverarbeitungssystem, mittels dessen eine Bewegung eines Schreibgeräts gespeichert werden kann. Hierzu verfügt das Schreibgerät über ein Erkennungssystem, mittels dessen die Bewegung des Schreibgeräts im Raum erfasst und anschließend mittels einer
Recheneinheit verarbeitet werden kann. Die hieraus gewonnenen Daten können
anschließend gespeichert und somit beliebig oft reproduziert werden. Als Erkennungssystem schlägt die DE 196 44 109 A1 beispielsweise Beschleunigungssensoren vor, mittels deren die Bewegung des Schreibgeräts im Raum erfasst werden kann.
Ferner ist die Verwendung eines optischen Sensors offenbart, welcher dazu dient, einen Strichcode („binären Code") auf einer Dokumentenseite zu identifizieren. Auf diese Weise ermöglicht das gezeigte Schreibgerät, dass der Benutzer auf unterschiedliche Unterlagen schreiben kann und das Datenverarbeitungssystem dies erkennen und entsprechend verarbeiten kann. Hierzu ist der Benutzer angehalten, bei jedem Wechsel der Unterlage den jeweilig zugehörigen Strichcode mittels des optischen Sensors zu erfassen und auf diese Weise die Information des Unterlagenwechsels an das Datenverarbeitungssystem
weiterzugeben.
Diese Vorgehensweise beinhaltet insbesondere den Nachteil, dass der Benutzer bei der Wahl der Unterlage nicht frei ist, sondern stets eine spezielle, auf das
Datenverarbeitungssystem abgestimmte Unterlage benötigt, die eine entsprechende
Codierung aufweist. Dies hat zur Folge, dass der Benutzer des Schreibgeräts auf spezielles Papier angewiesen ist und somit zum einen in seiner Wahlfreiheit beschränkt ist und zum anderen dauerhaft einen Vorrat an eben jenem Papier vorhalten muss. Eine weiteres Schreibgerät gemäß der eingangs beschriebenen Art ist ferner der EP 0 507 269 B1 entnehmbar. Diese zeigt gleichermaßen ein Schreibgerät, mittels dessen händische Aufzeichnungen erfassbar und speicherbar sind. Die angedeutete Problematik der Erfassung unterschiedlicher Unterlagen ist in dieser Schrift jedoch nicht thematisiert.
In einem weiteren Dokument, der DE 692 04 336 T2 ist eine Schreibeinrichtung beschrieben, die eine optische Erkennung der getätigten Aufzeichnungen durchführt. Der dritte Absatz auf Seite 4 des Dokuments beschreibt, dass ein optischer Sensor zum einen dazu genutzt wird, die jeweils getätigte Aufzeichnung zu erfassen während sich das Schreibgerät in einer Schreibposition befindet, und zum anderen genutzt wird, den Ort des Schreibmittels auch dann zu erfassen, wenn das Schreibgerät sich in einem von der Unterlage abgehobenen Zustand befindet, also beispielsweise im Zuge eines Wechsels von einem geschriebenen Wort zum nächsten. Insgesamt wird der optische Sensor demzufolge dazu genutzt, einen Ort des Schreibgeräts relativ zur vorliegenden Unterlage fortwährend zu erfassen, unabhängig von dessen aktueller Nutzung. Auch aus der GB 2 439 754 A ist ein Stift bekannt, der im Bereich seiner Spitze mit einem optischen Sensor zur Erfassung einer auf einer Schreibunterlage aufgebrachten Dokument- ID sowie geschriebener Daten ausgestattet ist. Zur Aktivierung eines Datenspeichers ist es erforderlich, dass eine auf der Schreibunterlage aufgedruckte Dokument-ID, die von dem optischen Sensor erfasst wird, mit der zuvor auf dem Speichermedium gespeicherten Dokument-ID übereinstimmt.
Schließlich wird noch ein Mobiltelefon in der EP 1 255 185 A1 offenbart, dessen Antenne als Stift verwendet werden kann, nachdem eine Kappe entfernt wurde. Der Stift soll
insbesondere dann Verwendung finden, wenn sich der Nutzer mittels einer Unterschrift oder der Eingabe eines Codes identifizieren soll. Hierzu ist am oberen Bereich des Mobiltelefons eine Kamera angebracht.
Aufgabe
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handwerkzeug hervorzubringen, mittels dessen ein Wechsel der Unterlage registrierbar ist, ohne dass der Benutzer des Handwerkzeugs auf eine speziell präparierte Unterlage (z.B. speziell codiertes Papier) oder sonstige Hilfsmittel außer des Handwerkzeugs selbst angewiesen ist.
Lösung
Die zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von dem Handwerkzeug der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der mindestens eine optische Sensor des Handwerkzeugs einen Bildwinkel von mindestens 90°, vorzugsweise mindestens 100°, weiter vorzugsweise mindestens 110°, erfasst.
Als„Bildwinkel" im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird der Winkel bezeichnet, der sich zwischen idealisierten Lichtstrahlen einstellt, die sich ausgehend von gegenüberliegenden Rändern einer Bildfläche des optischen Sensors bis zum Mittelpunkt einer Brechungsebene einer Optik des optischen Sensors erstrecken. Bei einer rechteckigen Bildfläche des optischen Sensors liegen demzufolge zwei Bildwinkel vor, ein vertikaler Bildwinkel und ein horizontaler Bildwinkel. Der Bildwinkel gemäß Anspruch 1 bezeichnet dabei stets den größeren der beiden Bildwinkel. Bei einer quadratischen Bildfläche des Sensors sind der vertikale und der horizontale Bildwinkel identisch.
Neben dem vertikalen und dem horizontalen Bildwinkel wird häufig der so genannte „diagonale Bildwinkel" beschrieben, der sich zwischen den idealisierten Lichtstrahlen einstellt, die von gegenüberliegenden Ecken der Bildfläche des optischen Sensors bis zum Mittelpunkt der Brechungsebene der Optik desselben verlaufen. Dieser diagonale Bildwinkel ist im Sinne des Anspruchs 1 nicht gemeint, sondern - wie beschrieben - stets der vertikale Bildwinkel oder der horizontale Bildwinkel, je nachdem, welcher von beiden der größere ist.
So genannte„gemäßigte Weitwinkelobjektive" weisen beispielsweise einen (diagonalen) Bildwinkel im Bereich von 60° bis 75° auf. Teleobjektive weisen hingegen einen Bildwinkel von weniger als 20° auf. Ein optischer Sensor gemäß Anspruch 1 mit einem beschriebenen Bildwinkel von mindestens 90° ist besonders gut geeignet, eine große Fläche der Unterlage sowie einen Umgebungsbereich derselben aus vergleichsweise kurzer Distanz des
Handwerkzeugs zur Unterlage aufzunehmen. Unter„Erfassen eines Bildwinkels mittels mindestens eines optischen Sensors" wird verstanden, dass der beschriebene Bildwinkel von mindestens einem optischen Sensor, also möglicherweise mehreren optischen Sensoren gemeinsam, abgedeckt wird. Hierzu ist denkbar, dass der genannte Bildwinkel von zwei optischen Sensoren gemeinsam abgedeckt wird, wobei jeder optische Sensor jeweils mindestens einen Teilbildwinkel von 45° abdeckt, wobei Teilerkennungsbereiche beider Sensoren direkt aneinander grenzen beziehungsweise sich überschneiden. Die Verwendung von drei oder mehr optischen Sensoren ist ebenso denkbar. Typischerweise würde bei einer Anordnung aus mehreren optischen Sensoren ein gewisser Überschneidungsbereich der Teilerkennungsbereiche der einzelnen optischen Sensoren vorgesehen werden, so dass sich beispielsweise einzelne Teilbildwinkel zweier optischer Sensoren vom Betrag von jeweils 55° gemeinsam zu einem Bildwinkel von 100° zusammensetzen, wobei eine Überlagerung der Teilerkennungsbereiche der beiden optischen Sensoren vorliegt, die den Teilbildwinkel, der ausschließlich von jeweils einem optischen Sensor erfasst wird, auf 50° reduziert. Eine graphische Erläuterung hierzu kann einem unten stehenden Ausführungsbeispiel entnommen werden. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, dass eine eindeutige Zuordnung des
Handwerkzeugs zu einer Unterlage dadurch ermöglicht werden kann, dass ein ausreichend großer Bereich der Unterlage optisch erfasst wird, wobei mittels des mindestens einen optischen Sensors eine Art„Grobmustererkennung" durchgeführt wird. Dies bedeutet, dass es nicht erforderlich ist, dass der Bereich der Unterlage in voller Schärfe erfasst wird, vielmehr darf das erfasste Bild leicht unscharf sein. Es reicht somit aus, wenn ein grobes Muster erkannt wird. Hier kann es hilfreich sein, wenn der optische Sensor über eine hohe Tiefenschärfe verfügt. Beispielsweise sollte der Bereich, der von dem optischen Sensor erfasst wird, sowohl in einem Abstand von 3 cm als auch in einem Abstand von 10 cm ausreichend scharf abgebildet werden. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, wenn der optische Sensor über einen Autofokus verfügt, dass das erfasste Bild also in
unterschiedlichen Abständen scharf abgebildet wird.
Insbesondere ist es hilfreich, wenn der erfasste Bereich so beschaffen ist, dass zumindest ein seitlicher Rand der Unterlage, vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende Ränder der Unterlage, mittels des mindestens einen optischen Sensors erfasst wird. Aufgrund der gesammelten optischen Information des mindestens einen optischen Sensors (geschriebene Zeichen auf der Unterlage, Gegenstände neben der Unterlage, Ränder der Unterlage etc.) kann das Handwerkzeug eindeutig einer bestimmten Unterlage zugewiesen werden. Die erfassten Daten sind mithin dazu geeignet, festzustellen, auf welcher Unterlage das
Handwerkzeug gerade eingesetzt wird. Ferner ist es durch die beschriebene
„Randbeobachtung" dazu geeignet, festzustellen, an welcher Stelle auf der Unterlage es sich gerade befindet. Hierzu ist es notwendig, eine gewisse Mindestfläche auf der Unterlage - und gegebenenfalls des umliegenden Umgebungsbereichs - zu untersuchen, um eine eindeutige Zuordnung zu ermöglichen, das heißt ein gewisses Mindestmaß an„Information" zu sammeln. Der beschriebene Bildwinkel des mindestens einen optischen Sensors dient dabei dazu, einen großen Bereich der Unterlage sowie gegebenenfalls eines
Umgebungsbereichs außerhalb der Unterlage selbst dann erfassen zu können, wenn das Handwerkzeug vergleichsweise nah an der Unterlage angeordnet ist. In einer Ausführung des Werkzeuges kann es zur Reduzierung der Anforderungen an die Tiefenschärfe vorteilhaft sein, wenn der optische Sensor nicht senkrecht zur Stiftachse angeordnet ist, sondern in einem Winkel, der z.B. die Neigung des Stiftes beim Schreiben oder beim
Wechsel der Unterlage derart ausgleicht, dass der optische Sensor und die Unterlage in einer solchen Situation möglichst parallel zueinander liegen. Auch eine automatische Neigungsangleichung, beispielsweise durch (etwa piezoelektrische) Aktuatoren ist denkbar. Mithin ist es mittels des erfindungsgemäßen Handwerkzeugs möglich, fortlaufend die jeweils bearbeitete Unterlage zu wechseln, wobei das Handwerkzeug durchgehend„erkennt", auf welcher Unterlage es gerade eingesetzt wird und wie die Unterlagen relativ zueinander positioniert sind. Die Information hierüber kann entsprechend berücksichtigt werden, so dass im Nachhinein eine korrekte Wiedergabe der erzeugten Spur(en) in digitaler Form möglich ist. Der Einsatz einer speziellen Unterlage gemäß dem Stand der Technik ist hierfür nicht länger notwendig.
Außerdem ist es mit einem solchen Handwerkzeug nicht notwendig, selbiges bei jedem Wechsel einer Unterlage in eine dezidierte„Erkennungsposition" zu bringen, die einen solchen Mindestabstand zu der neuen Unterlage aufweist, der nicht bereits während einer natürlichen Bewegung des Handwerkzeugs auftritt. Vielmehr genügt es bereits, das
Handwerkzeug„normal" zu führen, das heißt es auf gewöhnliche Art und Weise von der bisherigen Unterlage abzuheben und über die neu zu bearbeitende Unterlage zu führen, ohne dabei„aktiv" auf die Erkennung derselben achten zu müssen. Eine spezielle
Anpassung des Verhaltens des Nutzers des Handwerkzeugs ist demzufolge nicht erforderlich.
Gemäß vorstehender Erläuterung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn mindestens zwei optische Sensoren gemeinsam den Bildwinkel von mindestens 90°, vorzugsweise
mindestens 100°, weiter vorzugsweise mindestens 110°, erfassen, wobei vorzugsweise jeder einzelne optische Sensor einen Teilerkennungsbereich erfasst. Beispielsweise könnte das Handwerkzeug auf gegenüberliegenden Seiten des Schafts jeweils einen optischen Sensor aufweisen, der einen Teilbildwinkel erfasst, so dass beide optische Sensoren gemeinsam den gesamten Bildwinkel erfassen. Dies könnte insofern vorteilhaft sein, als ein
Erkennungsbereich gegenüberliegender optischer Sensoren jeweils eine„Seite" des
Handwerkzeugs abdecken könnte und eine„Behinderung" der Beobachtung - beispielsweise durch eine Hand des Anwenders des Handwerkzeugs - vermieden werden kann.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn in einer Erkennungsposition, in der die
Stiftspitze in einem senkrecht zur Unterlage gemessenen Abstand von maximal 3 cm von der Unterlage entfernt angeordnet ist, der Erkennungsbereich, den der mindestens eine optische Sensor erfasst, eine Fläche von mindestens 25 cm2 aufweist. Auch hier gilt analog zum oben beschriebenen Bildwinkel, dass ebenso eine Zusammensetzung des Erkennungsbereichs mittels mehrerer optischer Sensoren denkbar ist, wobei jeder einzelne optische Sensor einen Teilerkennungsbereich erfasst. Eine Überschneidung der Teilerkennungsbereiche mehrerer Sensoren ist dabei für die Funktion unschädlich.
Ein zu kleiner Erkennungsbereich könnte beispielsweise dazu führen, dass der mindestens eine optische Sensor sowohl auf einer ersten als auch auf einer zweiten Unterlage ausschließlich eine weiße Fläche erfasst, obwohl außerhalb dieser weißen Flächen auf den beiden Unterlagen unterschiedliche Aufzeichnungen niedergeschrieben sind. Diese Information könnte jedoch nicht erfasst und folglich nicht berücksichtigt werden. Eine die Daten im Nachhinein auswertende Software könnte aus der Information„weiße Fläche" mithin keine Zuordnung treffen. Mit einem stark vergrößerten Erkennungsbereich, wie er hier für den mindestens einen optischen Sensor vorgesehen ist, ist eine derartige Verwechslung hingegen ausgeschlossen, da die erfasste Information die Unterlage zu großen Teilen, vorzugsweise vollständig, berücksichtigt und somit Unterschiede zwischen einzelnen Unterlagen registrieren kann. Außerdem wird eine Beobachtung des Umgebungsbereichs der Unterlage begünstigt, die umso mehr auftritt, desto größer der Erkennungsbereich des Handwerkzeugs ist. Der Umgebungsbereich kann die Zuordnung zu einer bestimmten Unterlage erheblich erleichtern, indem die Erkennung sich nicht lediglich auf bereits auf der Unterlage hinterlassene Spuren (beispielsweise geschriebene Zeilen) sondern ferner auf Gegenstände stützen kann, die in der Umgebung des Handwerkzeugs liegen, beispielsweise ein Geodreieck oder ein Glas. Der Umgebungsbereich schließt sich direkt an alle Ränder der Unterlage an und befindet sich somit rundherum um die Unterlage. Für die Identifizierung einer bisher unbeschriebenen Unterlage ist es von Vorteil, wenn möglichst viel von dem Umgebungsbereich erfasst wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Handwerkzeugs erfasst der Erkennungsbereich eine Fläche von mindestens 50 cm2, vorzugsweise mindestens 100 cm2, weiter vorzugsweise mindestens 200 cm2 der Unterlage und oder eines Umgebungsbereichs der Unterlage. Die zusätzliche Größe des Erkennungsbereichs ermöglicht eine entsprechend bessere Erkennungsleistung.
Ferner ist das Handwerkzeug dann besonders von Vorteil, wenn es mindestens drei jeweils senkrecht zueinander angeordnete Beschleunigungssensoren aufweist, mittels denen eine Beschleunigung im Raum zumindest eines Teils des Handwerkzeugs, vorzugsweise der Stiftspitze, fortlaufend erfassbar ist, wobei die Beschleunigungssensoren vorzugsweise mittels eines vorzugsweise an dem Handwerkzeug angeordneten Energiespeichers mit elektrischer Energie versorgbar sind. Mittels der Beschleunigungssensoren ist es besonders einfach möglich, die Bewegung der Stiftspitze zu erfassen und auf diese Weise die jeweils mittels der Stiftspitze gezogene beziehungsweise erzeugte Spur zu digitalisieren und zu speichern.
Ferner ist es mittels der Beschleunigungssensoren möglich,„Bewegungsarten" des
Handwerkzeugs zu unterscheiden. Somit sind die Beschleunigungswerte des
Handwerkzeugs während einer Arbeitsbewegung typischerweise anders als bei einer Bewegung des Handwerkzeugs im Raum, beispielsweise bei einer Weiterreichung des Handwerkzeugs an einen anderen Benutzer. Durch eine entsprechende Untersuchung der erfassten Daten auf solche Unterschiede hin kann beispielsweise eine Aktivierung einer Erkennungsfunktion gesteuert werden, da bei einer bestimmten Art von Bewegung des Handwerkzeugs damit gerechnet werden muss, dass die jeweils bearbeitete Unterlage gewechselt wird. Femer könnte das Handwerkzeug mittels der Beschleunigungssensoren registrieren, sobald es von einem Benutzer aufgenommen wird, beispielsweise aus einer Schublade. Diese Information könnte dahingehend verarbeitet werden, dass das
Handwerkzeug direkt in dessen Erkennungsmodus wechselt und sich auf die Erfassung eines Erkennungsbereichs einer Unterlage„einstellt". Ebenso ist denkbar, dass mittels der Beschleunigungssensoren ein„Aufsetzen" der Stiftspitze auf die Unterlage erkannt wird. Ein solches Aufsetzen geht mit einer hohen negativen Beschleunigung einher, die sich dem Betrag nach besonders deutlich von dem sonst üblichen Beschleunigungsspektrum unterscheidet. Außerdem ist es mittels der Beschleunigungssensoren möglich, die
Geschwindigkeit und die Neigung des Handwerkzeugs zu erfassen und diese Informationen softwareseitig zur Differenzierung unterschiedlicher Strichstärken oder unterschiedlicher Benutzer zu verwenden.
In einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Handwerkzeugs weist selbiges mindestens einen optischer Sensor auf, der vorzugsweise an der Stiftspitze angeordnet ist und zumindest in der Arbeitsposition des Handwerkzeugs aktiviert ist und einen Beobachtungsbereich der Unterlage erfasst, dessen Fläche eine Größe zwischen dem 50-fachen und 1000-fachen, vorzugsweise zwischen dem 100-fachen und 750-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 200-fachen und 500-fachen, einer mit sich selbst multiplizierten Breite der mittels der Stiftspitze erzeugten Spur aufweist, wobei der Beobachtungsbereich vorzugsweise auf einer Seite der Stiftspitze angeordnet ist, die einer Bewegungsrichtung der in ihrer Arbeitsposition befindlichen Stiftspitze abgewandt ist. Mittels eines solchen optischen Sensors ist die mittels des Handwerkzeugs erzeugte Spur besonders gut erfassbar. Der optische Sensor eignet sich mithin zu einer„Feinmustererkennung".
Ein solcher optischer Sensor kann demzufolge eine Alternative zu den vorgenannten
Beschleunigungssensoren darstellen, da der optische Sensor der Erfassung der mittels der Stiftspitze erzeugten Spur dient und die Beschleunigungssensoren zumindest für diesen Aufgabenbereich überflüssig macht. Für einen solchen optischen Sensor ist der
beschriebene Beobachtungsbereich, der im Vergleich zu dem Erkennungsbereich für die Grobmustererkennung typischerweise vergleichsweise klein ist, je nach Anwendungsfall besonders vorteilhaft, da der optische Sensor den beobachteten Bereich verhältnismäßig detailliert erfassen kann und somit für die Erfassung der getätigten Aufzeichnung gut geeignet ist. Ferner ist die Brennweite dieses optischen Sensors kleiner als diejenige des erstgenannten optischen Sensors zur Erkennung der jeweils zu bearbeitenden Unterlage, da eine Entfernung zur Unterlage des zweiten Sensors im Vergleich zum ersten Sensor in der Arbeitsposition des Handwerkzeugs erheblich verringert ist.
Ebenso ist es ohne Weiteres denkbar, dass beide Erkennungsoptionen zur Erkennung der erzeugten Spur, nämlich ein„zweiter" optischer Sensor gemäß vorstehender Erläuterung sowie Beschleunigungssensoren, miteinander kombiniert werden, um eine Redundanz zu erzeugen, die eine höhere Erkennungsrate der erzeugten Spur begünstigt und auf diese Weise die Qualität der getätigten Aufzeichnungen verbessern kann.
Grundsätzlich kann der zur Erkennung der gezogenen Spur verwendete optische Sensor sowohl von einem separaten (weiteren) optischen Sensor gebildet sein oder vom selben optischen Sensor, mittels dessen die Grobmustererkennung zur Identifikation der jeweiligen Unterlage vorgenommen wird. Dabei kann letztere Variante besonders vorteilhaft sein, in der derselbe mindestens eine optische Sensor, der den Bildwinkel von mindestens 90° erfasst, in der Arbeitsposition des Handwerkzeugs dazu geeignet ist, den Beobachtungsbereich gemäß vorstehender Erläuterung zu erfassen. Auf diese Weise kann mittels eines einzigen optischen Sensors gleichermaßen die Aufgabe der Zuordnung unterschiedlicher Unterlagen sowie die Erfassung der mittels der Stiftspitze gezogenen Spur geleistet werden. Im
Vergleich zur vorstehend erläuterten möglichen Lösung unter Verwendung zweier unterschiedlicher optischer Sensoren, wäre ein solcher alleiniger Sensor gleichwohl technisch komplexer, da dessen Fokusbereich und Erkennungs- beziehungsweise
Beobachtungsbereich in Abhängigkeit von der jeweiligen Nutzung anpassbar sein müsste, was etwa durch Aktuatoren in der Linsenanordnung oder (asphärischen) Multifokallinse erreicht werden könnte.v
Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Handwerkzeug unabhängig davon, auf weiche Weise die erfassten Daten verarbeitet und/oder weitergeleitet werden. Vorteilhaft ist indes ein solches Handwerkzeug, das einen Datenspeicher umfasst, mittels dessen zumindest die mittels des mindestens einen optischen Sensors erfassten Daten speicherbar sind. Ein solches Handwerkzeug ist vorerst vollständig unabhängig von einer separaten
Datenverarbeitungsanlage nutzbar. Eine Übertragung der Daten auf eine solche
Datenverarbeitungsanlage kann später zu einem beliebigen Zeitpunkt beispielsweise mittels eines Datenkabels erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist jedoch eine drahtlose Übermittlung der Daten mittels einer
Sendeeinheit. Dabei ist es gleichermaßen denkbar, mittels der Sensoren erfasste
Informationen direkt, das heißt unverzüglich, mittels der Sendeeinheit an ein externes Gerät zu übermitteln oder aber die auf einem Datenspeicher gespeicherten Daten zu übermitteln, In jedem Fall ist es für die Funktionstüchtigkeit des Handwerkzeugs vorerst nur erforderlich, dass der mindestens eine optische Sensor (gegebenenfalls außerdem weitere Sensoren, optisch oder nicht) die Daten zuverlässig erfasst. Eine softwareseitige Auswertung der Daten, die schließlich die mittels des Handwerkzeugs erzeugte Spur reproduzierbar macht, kann ohne Weiteres unabhängig von der Datenerfassung zu einem späteren Zeitpunkt geschehen, beispielsweise unter Zuhilfenahme einer Datenverarbeitungsanlage in
Kombination mit einer Handschrifterkennungssoftware.
Ebenso ist es denkbar, dass das Handwerkzeug selbst über eine Recheneinheit
beispielsweise in Form eines Mikroprozessors verfügt, der sowohl zur zumindest teilweisen Auswertung der erfassten Daten als auch lediglich zur Komprimierung derselben zur Reduktion der Speicherplatzanforderungen genutzt werden kann.
Zur besseren Unterscheidung, ob sich das Handwerkzeug in dessen Arbeitsposition befindet oder nicht, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Handwerkzeug an dessen Stiftspitze einen Drucksensor aufweist, mittels dessen ein Aufsetzen der Stiftspitze auf die Unterlage erfassbar ist. Sobald der Drucksensor einen Aufsetzdruck der Stiftspitze registriert, befindet sich das Handwerkzeug in dessen Arbeitsposition. Ferner können mittels des Drucksensors die jeweiligen Arbeitscharakteristika erhoben werden. Im Fall der Nutzung des
Handwerkzeugs in Form eines Schreibgeräts kann somit ein hoher Aufpressdruck der Stiftspitze beispielsweise auf eine vergleichsweise dicke Linienstärke hindeuten. Außerdem kann ein Drucksignal des Drucksensors zur Aktivierung beziehungsweise Deaktivierung eines zur Erfassung der gezogenen Spur vorgesehenen optischen Sensors verwendet werden. Die situationsabhängige Aktivierung und Deaktivierung eines solchen Sensors ist insbesondere im Hinblick auf die mögliche Betriebsdauer unter Nutzung eines
gegebenenfalls vorhandenen Energiespeichers sinnvoll.
Weiterhin ist ein solches Handwerkzeug besonders vorteilhaft, dessen der Stiftspitze abgewandtes Ende ein weiteres Werkzeug aufweist, das beispielsweise zur Löschung der mittels der Stiftspitze erzeugten Spur geeignet ist. Im Falle eines Handwerkzeugs in Form eines Schreibgeräts mit einer Bleistiftmiene könnte das Werkzeug beispielsweise die Form eines Radiergummis aufweisen. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das endseitig angeordnete Werkzeug zur Bedienung kapazitiver Touchscreens geeignet. Eine Austauschbarkeit des Werkzeugs kann in dieser Hinsicht besonders sinnvoll sein.
In einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Handwerkzeugs verfügt selbiges über mindestens einen Druckschalter, der vorzugsweise im Schaft des Handwerkzeugs angeordnet ist und durch Drücken auf eine äußere Mantelfläche des Schafts betätigt werden kann. Vorteilhafterweise befindet sich der Druckschalter in einem Griffbereich des Handwerkzeugs, in dem der Benutzer des Handwerkzeugs selbiges festhält. Dadurch befindet sich der Druckschalter im Wesentlichen im Bereich zwischen dem Daumen und dem Zeigefinger des Benutzers. Ein solcher Druckschalter könnte beispielsweise bei einem Handwerkzeug in Form eines Schreibgeräts dazu verwendet werden, virtuell zwischen unterschiedlichen Schreibmodi (Schreiben, Markieren) oder unterschiedlichen Farben zu wechseln. Die Information über die Betätigung des Druckschalters kann entsprechend der vorstehend beschriebenen Methoden entweder direkt verwertet oder vorerst auf einem Datenspeicher gespeichert werden.
Die zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß ferner dadurch gelöst, dass mittels des mindestens einen optischen Sensors ein Bildwinkel von mindestens 90°, vorzugsweise mindestens 100°, weiter vorzugsweise mindestens 110°, erfasst wird. Eine Erfassung des Bildwinkels unter Nutzung mehrerer optischer Sensoren, wie es vorstehend bereits erläutert ist, ist dabei ebenso denkbar.
Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist unter Zuhilfenahme des erfindungsgemäßen
Handwerkzeugs besonders einfach durchführbar. Insbesondere ist das Verfahren besonders gut dazu geeignet, Unterlagen, die mittels des Handwerkzeugs bearbeitet werden, zu identifizieren, ohne dass hierzu eine besondere Unterlage erforderlich ist. Die Nutzung einer Unterlage sowie eine Überführung des Handwerkzeugs von einer Unterlage auf eine zweite Unterlage erfolgt deshalb gerade ohne vorherige Freigabe, z.B. durch Erfassung eines bestimmten Codes. Ferner ist das Verfahren besonders gut dazu geeignet, zu erkennen, wo auf der jeweiligen Unterlage die Bearbeitung mittels des Handwerkzeugs stattfindet und wie verschiedene Unterlagen zueinander positioniert sind. Dies liegt darin begründet, dass bei der Erfassung des beschriebenen Bildwinkels bereits bei einer geringen Höhe des optischen Sensors ein verhältnismäßig großer Bereich von der jeweiligen Unterlage erfasst wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn in einer Erkennungsposition des Handwerkzeugs, in der die Stiftspitze einen Abstand zu der Unterlage aufweist, mittels des mindestens einen optischen Sensors zumindest ein Rand der Unterlage, vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende Ränder der Unterlage, erfasst wird. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft, da durch die Erfassung der Ränder eine
Orientierungshilfe geschaffen wird, anhand der es auf einfache Weise möglich ist, zu erkennen, wo auf der jeweiligen Unterlage die Bearbeitung mittels des Handwerkzeugs stattfindet. Bezüglich der Identifizierung der jeweiligen Unterlage oder auch des Ortes, an dem gerade geschrieben wird, ist es darüber hinaus hilfreich, wenn in der Erkennungsposition des Handwerkzeugs mittels des mindestens einen optischen Sensors zumindest ein Teil eines Umgebungsbereichs der Unterlage erfasst wird. Insbesondere für den Fall, dass eine Unterlage noch nicht oder wenig beschrieben wurde, eignet sich die Erfassung und
Auswertung des Umgebungsbereichs besonders gut für die gewünschte Identifizierung. Es hat sich gezeigt, dass die Identifizierung der jeweiligen Unterlage besonders gut funktioniert, wenn in einer Erkennungsposition des Handwerkzeugs, in der die Stiftspitze in einem senkrecht zu der Unterlage gemessenen Abstand von maximal einem Drittel der schmalen Seite der Unterlage entfernt oberhalb der Unterlage angeordnet ist, der Erkennungsbereich, den der mindestens eine optische Sensor erfasst, mindestens die schmale Seite der
Unterlage und vorzugsweise einen Teil des Umgebungsbereichs überdeckt. Bei einem DIN A4 Blatt bedeutet dies, dass der Abstand der Spitze von der Unterlage etwa 7 cm beträgt und die erfasste Breite größer als 21 cm beträgt. Dies würde einem Bildwinkel von mindestens 1 12° entsprechen. Ein ebenso großer Bildwinkel ist erforderlich, damit ein
Sensor in einem außerhalb der Blattmitte, in einem Abstand von etwa 5 cm nicht senkrecht über dem Blatt gehaltener Stift, noch beide Kanten der schmalen Seite einer DIN A4 großen Unterlage erfasst.
Das Verfahren ist unter Verwendung der folgenden Verfahrensschritte besonders vorteilhaft: a) Mittels des mindestens einen optischen Sensors erfasste Daten werden mittels
einer Sendeeinheit und/oder eines Datenübertragungskabels an eine externe Datenverarbeitungsanlage übermittelt. b) Mittels der Datenverarbeitungsanlage werden die übermittelten Daten ausgewertet und die ursprünglich mittels des Handwerkzeugs erzeugte Spur rekonstruiert, wobei mittels des mindestens einen optischen Sensors erfasste Informationen über unterschiedliche verwendete Unterlagen berücksichtigt werden.
Bei diesem Verfahren dient das Handwerkzeug mittels dessen Sensorik allein der Erfassung der Daten, während die Auswertung erst zu einem späteren Zeitpunkt stattfindet. Auf diese Weise ist es nicht notwendig, das Handwerkzeug mit einer eigenen unabhängigen
Recheneinheit auszustatten, wobei dies gleichwohl denkbar ist.
Ferner kann es von Vorteil sein, wenn die mittels des mindestens einen optischen Sensors erfassten Daten mittels eines in dem Handwerkzeug integrierten Datenspeichers gespeichert werden. Auf diese Weise ist das Handwerkzeug jederzeit und überall einsatzbereit und ist unabhängig von der umgebenden Infrastruktur, beispielsweise einem drahtlosen Netzwerk. Auch kann ein solches Verfahren besonders vorteilhaft sein, bei dem der mindestens eine optische Sensor des Handwerkzeugs in einer Arbeitsposition desselben, in der die Stiftspitze mit der Unterlage in Kontakt ist, dazu genutzt wird, die mittels der Stiftspitze erzeugte Spur zu erfassen. Schließlich sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ein Set aus einem
Handwerkzeug der vorgenannten Art und einer Datenverarbeitungsanlage vor, wobei die Datenverarbeitungsanlage Mittel zum Auswerten von im Umgebungsbereich der Unterlage erfassten Daten besitzt.
Ausführungsbeispiele Die vorstehend beschriebene Erfindung wird nachfolgend anhand zweier
Ausführungsbeispiele, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 : Ein erstes erfindungsgemäßes Handwerkzeug in Form eines Schreibgeräts während eines Wechsels von einer ersten Unterlage zu einer zweiten
Unterlage,
Fig. 2: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Handwerkzeugs und
Fig. 3: ein weiteres erfindungsgemäßes Handwerkzeug mit zwei optischen Sensoren.
In einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Handwerkzeugs 1 in Form eines Schreibgeräts, das in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, umfasst das Handwerkzeug 1 einen optischen Sensor 2, der in der Nähe einer Stiftspitze 3 an einem einer Unterlage 4, 5 zugewandten Ende des Handwerkzeugs 1 angeordnet ist. Ferner weist das Handwerkzeug 1 drei in einer an dessen Schaft 17 angeordneten Sensoreinheit 6 zusammengefasste
Beschleunigungssensoren 7, 8, 9 auf, die zur Erfassung der Beschleunigung des
Handwerkzeugs 1 im Raum dienen. Die Beschleunigungssensoren 7, 8, 9 sowie ein vorhandener Datenspeicher 10 werden mittels eines Energiespeichers 11 mit elektrischer Energie versorgt. An einem der Stiftspitze 3 abgewandten Ende des Handwerkzeugs 1 ist eine Sendeeinheit 12 angeordnet, mittels derer die mittels des optischen Sensors 2 sowie der Beschleunigungssensoren 7, 8, 9 erfassten Daten an einen externen Empfänger übermittelbar sind. Dabei ist es gleichermaßen möglich, die mittels der Sensoren 2, 7, 8, 9 erfassten Daten direkt, das heißt ohne Zwischenspeicherung in dem Datenspeicher 10, zu versenden oder die erfassten Daten vorerst in dem Datenspeicher 10 zu sichern und erst anschließend mittels der Sendeeinheit 12 zu versenden. Das hier gezeigte Handwerkzeug 1 verfügt über lediglich einen einzigen optischen Sensor 2, der einen (horizontalen) Bildwinkel α von 110° erfasst, wobei der gezeigte Bildwinkel α einen Scheitelwinkel zu dem im Lösungsteil der vorliegenden Anmeldung definierten Bildwinkel bildet, der sich zwischen idealisierten Lichtstrahlen ausgehend von einem Mittelpunkt einer Brechungsebene einer Optik des optischen Sensors 2 und Rändern von dessen Bildfläche bildet. Demzufolge ist der definitionsgemäße Bildwinkel gemäß Anspruch 1 identisch zu dem in Figur 1 gezeigten Bildwinkel a, der - wie beschrieben - den zugehörigen Scheitelwinkel bildet.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Bildwinkels α ist der optische Sensor 2, mit einem angenommenen Seitenverhältnis von Bildbreite zu Bildhöhe von 4 zu 3, dazu geeignet, in einer Erkennungsposition des Handwerkzeugs 1 , in der die Stiftspitze 3 in einer senkrecht zur jeweiligen Unterlage 4, 5 gemessenen Entfernung von ca. 10 cm zur Unterlage angeordnet ist, einen Erkennungsbereich 13 mit einer Fläche von ca. 600 cm2 zu erfassen. Außerdem begünstigt der erfindungsgemäße Bildwinkel α des optischen Sensors 2 eine Erfassung von seitlichen Rändern 18, 19 der Unterlagen 4, 5 sowie eines außerhalb der Unterlagen 4, 5 befindlichen Umgebungsbereichs 20, da bereits bei einer vergleichsweise geringen Höhe des optischen Sensors 2 über der jeweiligen Unterlage 4, 5 der
erfindungsgemäßen Bildwinkel α dazu führt, dass eine Breite des Erkennungsbereichs 13 gleich oder größer einer Breite der jeweiligen Unterlage 4, 5 ist. Dies ist für die Funktionalität des Handwerkzeugs 1 im Hinblick auf dessen Erkennungsleistung und Zuordnung einer erzeugten Spur zu einer bestimmten Unterlage 4, 5 besonders vorteilhaft. Die Größe des Erkennungsbereichs 13 von über 600 cm2 ist besonders hilfreich, da der optische Sensor 2 eine Fülle von Bildinformationen erfasst, die genutzt werden kann, um eine eindeutige Zuordnung des Handwerkzeugs 1 zu einer der genutzten Unterlagen 4, 5 zu ermöglichen. Unterstützend wirkt dabei die Erkennung der Ränder 18, 19 der Unterlagen 4, 5 sowie die Erkennung des Umgebungsbereichs 20. Einer besonderen Art der Unterlage, wie sie gemäß dem Stand der Technik notwendig gewesen ist, um eine Zuordnung eines Schreibgeräts zu einer Unterlage durchzuführen, ist bei dem erfindungsgemäßen Handwerkzeug 1 nicht länger erforderlich. Stattdessen sind gleichermaßen sämtliche Arten von Unterlagen denkbar.
In Figur 1 wird ein Wechsel des Handwerkszeugs 1 von einer kleineren Unterlage 4 hin zu einer größeren Unterlage 5 deutlich. In dem Moment, in dem die Stiftspitze 3 des
Handwerkzeugs 1 die Unterlage 4 verlässt und entlang der mittels des Pfeils 14 dargestellten Raumkurve bewegt wird, werden mittels der Beschleunigungssensoren 7, 8, 9
Beschleunigungswerte erfasst, die darauf schließen lassen, dass das Handwerkzeug 1 nicht länger zur Erzeugung einer Spur 15 auf der Unterlage 4 genutzt wird, sondern von der Unterlage 4 abgehoben wurde. Dieser Wechsel der Beschleunigungscharakteristik des Handwerkzeugs 1 führt dazu, dass der optische Sensor 2 in einen Erkennungsmodus zur Erfassung der als nächstes zu bearbeitenden Unterlage wechselt. Der optische Sensor 2 erhebt nun fortwährend Daten, die zur Identifikation der als nächstes genutzten Unterlage dienen sollen.
In Figur 1 ist dargestellt, wie der optische Sensor 2 einen Bereich mit der Breite von über 21 cm abdeckt und die auf der Unterlage 5 bereits vorhandenen Spuren 16, 16', 16" sowie die Ränder 19 der Unterlage 5 und den Umgebungsbereich 20 erfasst. Die hieraus gewonnene Information kann später in einem Auswertungsprozess mittels einer
Datenverarbeitungsanlage dazu genutzt werden, eindeutig festzustellen, dass die folgende Aufzeichnung auf der Unterlage 5 erfolgt sein muss. Ferner kann anhand der Informationen rekonstruiert werden, an welcher Stelle auf der Unterlage 5 das Handwerkzeug 1 sich befindet. Durch eine fortwährende Beobachtung der Unterlage 5 mittels des optischen Sensors 2 sowie vorzugsweise einer fortwährenden Erfassung der zurückgelegten
Wegstrecke des Handwerkzeugs 1 mittels der Beschleunigungssensoren 7, 8, 9 kann schließlich eine genaue Aufsetzstelle des Handwerkzeugs 1 ermittelt werden, wobei der optische Sensor 2 auch dauerhaft aktiv sein kann.
Besonders hervorzuheben ist demzufolge, dass das erfindungsgemäße Handwerkzeug 1 eigenständig dazu geeignet ist, händische Aufzeichnungen originalgetreu zu erfassen. Die Verwendung speziellen Papiers oder dergleichen ist nicht erforderlich.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das in Figur 3 dargestellt ist, zeigt ein weiteres
erfindungsgemäßes Handwerkzeug 1 ', welches im Unterschied zum vorbeschriebenen Handwerkzeug 1 zwei optischen Sensoren 21 , 22 aufweist. Diese optischen Sensoren 21 , 22 erfassen gemeinsam einen Bildwinkel α' von 100°, wobei jeder der beiden optischen
Sensoren 21 , 22 für sich allein genommen einen Bildwinkel in Form eines Teilbildwinkels ß von 55° aufweist. Wie in Figur 3 erkennbar ist, sind die beiden Sensoren 21 , 22, auf gegenüberliegenden Seiten des Schafts 17 des Handwerkzeugs 1 ' angeordnet, wobei beide Sensoren 21 , 22 in einem der Stiftspitze 3 zugewandten Endabschnitt 23 des
Handwerkzeugs 1 ' angeordnet sind.
Das Handwerkzeug V ist hier in Form eines Schreibgeräts ausgeführt, mittels dessen im gezeigten Fall eine dargestellte Unterlage 24 beschrieben werden soll. Das Handwerkzeug 1 ' ist in einer senkrecht zur Unterlage 24 gemessenen Höhen von ca. 6 cm oberhalb der Unterlage 24 angeordnet, bei der es sich um ein DIN A5 Papier handelt. Die Figur 3 verdeutlicht, dass sich idealisierte Lichtstrahlen 29 der beiden optischen Sensoren 21 , 22 jeweils unter dem Teilbildwinkel ß von 55° ausgehend von einer Optik der Sensoren 21 , 22 in Richtung auf die Unterlage 24 erstrecken. Diese Lichtstrahlen 29 begrenzen auf der Unterlage 24 jeweils einen Teil eines gemeinsamen Erkennungsbereichs 26, der hier gepunktet dargestellt ist. In einem Überschneidungsbereich 25, der in etwa unterhalb der Stiftspitze 3 des Handwerkzeugs V angeordnet ist, überschneiden sich einzelne Teilerkennungsbereiche 27, 28 der beiden optischen Sensoren 21 , 22, so dass aus effektiv ein gemeinsamer Bildwinkel a' von 100° erfasst wird.
Das Handwerkzeug 1' befindet sich in einer solchen Position oberhalb der Unterlage 24, dass seitliche Ränder 30 der Unterlage 24 Teil des Erkennungsbereichs 26 sind. Außerdem erfasst das Handwerkzeug V einen Teil eines Umgebungsbereichs 31 der Unterlage 24. Insgesamt ist es mittels des Handwerkzeugs 1 ' auf diese Weise besonders gut möglich, die Unterlage 24 eindeutig zu identifizieren und bei einer späteren Auswertung ein mittels des Handwerkzeugs 1' erzeugte Spur eindeutig der Unterlage 24 zuzuordnen.
Bezugszeichenliste
1 , r Handwerkzeug
2 optischer Sensor
3 Stiftspitze
4 Unterlage
5 Unterlage
6 Sensoreinheit
7 Beschleunigungssensor
8 Beschleunigungssensor
9 Beschleunigungssensor
10 Datenspeicher
11 Energiespeicher
12 Sendeeinheit
13 Erkennungsbereich
14 Pfeil Spur, 16', 16" Spur
Schaft
Rand
Rand
Umgebungsbereich optischer Sensor optischer Sensor Endabschnitt
Unterlage
Überschneidungsbereich
Erkennungsbereich
Teilerkennungsbereich
Teilerkennungsbereich
Lichtstrahl
Rand
Umgebungsbereich α' Bildwinkel
Teilbildwinkel

Claims

Patentansprüche
1. Stiftförmiges Handwerkzeug (1 , 1 ') zur Bearbeitung einer Unterlage (4, 5, 24),
insbesondere eines Blatts Papier, aufweisend mindestens eine Stiftspitze (3) und einen Schaft (17) sowie mindestens einen optischen Sensor (2, 21 , 22), mittels dessen zumindest ein Erkennungsbereich (13, 26) der Unterlage (4, 5, 24) und/oder eines Umgebungsbereichs (20, 31 ) der Unterlage (4, 5, 24) optisch erfassbar ist, wobei die Stiftspitze (3) in einer Arbeitsposition des Handwerkzeugs (1 , 1 ') in Kontakt mit der Unterlage (4, 5, 24) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine optische Sensor (2, 21 , 22) einen Bildwinkel (α, a') von mindestens 90°, vorzugsweise mindestens 100°, weiter vorzugsweise mindestens 110°, erfasst.
2. Handwerkzeug (1 ') nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch mindestens zwei optische Sensoren (21 , 22), die gemeinsam den Bildwinkel (α') von mindestens 90°, vorzugsweise mindestens 100°, weiter vorzugsweise mindestens 110°, erfassen, wobei vorzugsweise jeder einzelne optische Sensor (21 , 22) einen
Teilerkennungsbereich (27, 28) erfasst.
3. Handwerkzeug (1 , 1 ') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Erkennungsposition, in der die Stiftspitze (3) in einem senkrecht zur Unterlage (4, 5, 24) gemessenen Abstand von maximal 3,0 cm von der Unterlage (4, 5, 24) entfernt angeordnet ist, der Erkennungsbereich (13, 26), den der mindestens eine optische Sensor (2, 21 , 22) erfasst, eine Fläche von mindestens 25 cm2 aufweist.
4. Händwerkzeug (1 , 1 ') nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der
Erkennungsbereich (13, 26) eine Fläche von mindestens 50 cm2, vorzugsweise mindestens 100 cm2, weiter vorzugsweise mindestens 200 cm2, aufweist.
5. Handwerkzeug (1 , 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens drei jeweils senkrecht zueinander angeordnete
Beschleunigungssensoren (7, 8, 9), mittels denen eine Beschleunigung im Raum zumindest eines Teils des Handwerkzeugs (1 , 1 '), vorzugsweise der Stiftspitze (3), fortlaufend erfassbar ist.
6. Handwerkzeug (1 , 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass mindestens ein optischer Sensor, der vorzugsweise an der Stiftspitze (3) angeordnet ist und zumindest in der Arbeitsposition des
Handwerkzeugs (1 , 1 ') aktiviert ist, einen Beobachtungsbereich der Unterlage (4, 5, 24) erfasst, dessen Fläche eine Größe zwischen dem 50-fachen und 1000-fachen, vorzugsweise zwischen dem 100-fachen und 750-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 200-fachen und 500-fachen, einer mit sich selbst multiplizierten Breite der mittels der Stiftspitze erzeugten Spur aufweist, wobei der
Beobachtungsbereich vorzugsweise auf einer Seite der Stiftspitze (3) angeordnet ist, die einer Bewegungsrichtung der in ihrer Arbeitsposition befindlichen Stiftspitze (3) abgewandt ist.
7. Handwerkzeug (1 , 1 ') nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der
optische Sensor von dem mindestens einen optischen Sensor (2, 21 , 22) oder mindestens einem weiteren optischen Sensor gebildet ist.
8. Handwerkzeug (1 , 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Datenspeicher (10), mittels dessen zumindest mittels des mindestens einen optischen Sensors (2, 21 , 22) erfasste Daten speicherbar sind.
9. Handwerkzeug (1 , 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Sendeeinheit (12), mittels derer mindestens von dem mindestens einen optischen Sensor (2, 21 , 22) erfasste und/oder in dem Datenspeicher (10) gespeicherte Daten an einen Empfänger, insbesondere eine
Datenverarbeitungsanlage, übermittelbar sind.
10. Handwerkzeug (1 , 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen an der Stiftspitze (3) angeordneten Drucksensor, mittels dessen ein
Aufsetzen der Stiftspitze (3) auf die Unterlage (4, 5, 24) registrierbar ist.
1 1. Handwerkzeug (1 , 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch mindestens einen Druckschalter, der vorzugsweise in einem der Unterlage (4, 5, 24) zugewandten Endbereich des Handwerkzeugs (1 , 1 ') angeordnet ist, wobei vorzugsweise durch eine Betätigung des Druckschalters eine
Aufzeichnungsfunktion des Handwerkzeugs (1 , 1 ') aktivierbar oder deaktivierbar ist.
12. Verfahren zur Digitalisierung einer händisch mittels eines Handwerkzeugs (1 , 1 ') auf oder in einer Unterlage (4, 5, 24) erzeugten Spur, wobei das Handwerkzeug (1 , 1 ') mindestens eine eine Spur (15, 16, 16', 16") erzeugende Stiftspitze (3) und einen Schaft (17) sowie mindestens einen optischen Sensor (2, 21 , 22) aufweist, mittels dessen zumindest ein Erkennungsbereich (13, 26) der Unterlage (4, 5, 24) optisch erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des mindestens einen optischen Sensors (2, 21 , 22) ein Bildwinkel (α, a') von mindestens 90°,
vorzugsweise mindestens 100°, weiter vorzugsweise mindestens 1 10°, erfasst wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildwinkel (α') von mindestens 90°, vorzugsweise 100°, weiter vorzugsweise 110° mittels mindestens zwei optischen Sensoren (21 , 22) erfasst wird, wobei mittels jedes einzelnen optischen Sensors (21 , 22) ein Teilbildwinkel (ß) des Bildwinkels (α') erfasst wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Erkennungsposition des Handwerkzeugs (1 , 1 ') mittels des mindestens einen optischen Sensors (2, 21 , 22) zumindest ein Rand (18, 19, 30) der Unterlage
(4, 5, 24), vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende Ränder (18, 19, 30) der Unterlage (4, 5, 24), erfasst wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Erkennungsposition des Handwerkzeugs (1 , 1 ') mittels des mindestens einen optischen Sensors (2, 21 , 22) zumindest ein Teil eines Umgebungsbereichs (20,
31 ) der Unterlage (4, 5, 24) erfasst wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, gekennzeichnet durch die
folgenden Verfahrensschritte:
a) Mittels des mindestens einen optischen Sensors (2, 21 , 22) erfasste Daten werden mittels einer Sendeeinheit (12) und/oder eines
Datenübertragungskabels an eine externe Datenverarbeitungsanlage übermittelt.
b) Mittels der Datenverarbeitungsanlage werden die übermittelten Daten
ausgewertet und die ursprünglich mittels des Handwerkzeugs (1 , 1 ') erzeugte Spur (15, 16, 16', 16") rekonstruiert, wobei mittels des mindestens einen optischen Sensors (2, 21 ,22) erfasste Informationen über unterschiedliche verwendete Unterlagen (4, 5, 24) berücksichtigt werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, gekennzeichnet durch den
folgenden Verfahrensschritt:
c) Mittels des mindestens einen optischen Sensors (2, 21 , 22) erfasste Daten werden mittels eines in dem Handwerkzeug (1 , 1 ') integrierten
Datenspeichers (10) gespeichert.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass einer Arbeitsposition des Handwerkzeugs (1 , 1 '), in der die Stiftspitze (3) mit der Unterlage (4, 5, 24) in Kontakt ist, der optische Sensor (2, 21 , 22) dazu genutzt wird, die mittels der Stiftspitze (3) erzeugte Spur (15, 16, 16', 16") zu erfassen.
19. Set aus einem Handwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 und einer Datenverarbeitungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die
Datenverarbeitungsanlage Mittel zum Auswerten von im Umgebungsbereich der Unterlage erfassten Daten besitzt.
EP14700442.8A 2013-01-07 2014-01-06 Stiftförmiges handwerkzeug Withdrawn EP2941737A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013200080.4A DE102013200080A1 (de) 2013-01-07 2013-01-07 Stiftförmiges Handwerkzeug
PCT/EP2014/050090 WO2014106655A1 (de) 2013-01-07 2014-01-06 Stiftförmiges handwerkzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2941737A1 true EP2941737A1 (de) 2015-11-11

Family

ID=49958445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP14700442.8A Withdrawn EP2941737A1 (de) 2013-01-07 2014-01-06 Stiftförmiges handwerkzeug

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20160018910A1 (de)
EP (1) EP2941737A1 (de)
JP (1) JP2016509291A (de)
CN (1) CN104981817A (de)
DE (1) DE102013200080A1 (de)
WO (1) WO2014106655A1 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106662914B (zh) * 2014-12-08 2019-11-01 罗希特·塞思 可穿戴无线hmi装置
KR20170126294A (ko) * 2016-05-09 2017-11-17 엘지전자 주식회사 이동 단말기 및 그 제어방법
US9870076B1 (en) * 2016-09-03 2018-01-16 Nanjing Jiafan Electronic Technologies Co., Ltd. Transmitter pen positioning system
US20180158348A1 (en) * 2016-12-06 2018-06-07 Google Llc Instructive Writing Instrument
EP3657305A1 (de) * 2018-11-23 2020-05-27 Société BIC Schreibinstrument zur digitalisierung von zeichen
WO2024072219A1 (en) 2022-09-29 2024-04-04 Nuwa Pen B.V. Handwriting detecting pen
NL2034260B1 (en) 2022-09-29 2024-04-08 Nuwa Pen B V Handwriting detecting pen
CN118470310A (zh) * 2024-07-12 2024-08-09 暗物智能科技(广州)有限公司 一种基于深度学习的验电笔的检测方法、装置、计算机设备及可读存储介质

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2726594B2 (ja) 1991-04-01 1998-03-11 八洲電機株式会社 記憶ペン
JPH07287635A (ja) * 1994-02-24 1995-10-31 Yashima Denki Co Ltd 記憶ペン
US5774602A (en) * 1994-07-13 1998-06-30 Yashima Electric Co., Ltd. Writing device for storing handwriting
DE19644109B4 (de) 1995-11-01 2005-02-10 Ricoh Co., Ltd. Schreibdaten-Verarbeitungssystem und -verfahren
JP3462986B2 (ja) * 1998-08-31 2003-11-05 株式会社日立製作所 カメラ付きペン型入力装置
JP3412592B2 (ja) * 2000-02-08 2003-06-03 松下電器産業株式会社 個人情報認証方法
US8542219B2 (en) * 2004-01-30 2013-09-24 Electronic Scripting Products, Inc. Processing pose data derived from the pose of an elongate object
GB2439754A (en) * 2006-07-04 2008-01-09 Hewlett Packard Development Co Method and system for electronically storing data on a document
CN101615087A (zh) * 2008-06-26 2009-12-30 曜瀚科技股份有限公司 电子笔架构及其数据输入方法
CN102004926A (zh) * 2009-09-02 2011-04-06 罗富强 一种手写信息检测方法、装置及系统
US20120194486A1 (en) * 2009-10-07 2012-08-02 Hiroshi Kajitani Digital pen system and pen-based input method
US9383834B2 (en) * 2012-12-26 2016-07-05 Xerox Corporation System and method for creating and modifying physically transient handwritten digital documents

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOICHI KISE ET AL: "A Proposal of Writing-Life Log and Its Implementation Using a Retrieval-Based Camera-Pen", 16TH INTERNATIONAL GRAPHONOMICS SOCIETY CONFERENCE, 10 June 2013 (2013-06-10), XP055111879, Retrieved from the Internet <URL:http://www.m.cs.osakafu-u.ac.jp/publication_data/1356/IGS.pdf> [retrieved on 20140403] *
KURUPPU K A S KURUPPU ET AL: "Handwriting Reconstruction with a Camera Attached to a Pen -ArTee Scibber", INTERNATIONAL JOURNAL OF CONCEPTIONS ON COMPUTING AND INFORMATION TECHNOLOGY, 1 January 2016 (2016-01-01), pages 2345 - 9808, XP055290032, Retrieved from the Internet <URL:http://www.worldairco.org/IJCCIT/January2016Paper150.pdf> [retrieved on 20160720] *
S ÍÍÍÍÍÍ UCHIDA ET AL: "On a Possibility of Pen-Tip Camera for the Reconstruction of Handwrittings", 25 July 2009 (2009-07-25), XP055290034, Retrieved from the Internet <URL:http://human.ait.kyushu-u.ac.jp/publications/CBDAR2009-itou.pdf> [retrieved on 20160720] *
See also references of WO2014106655A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20160018910A1 (en) 2016-01-21
DE102013200080A1 (de) 2014-07-10
WO2014106655A1 (de) 2014-07-10
JP2016509291A (ja) 2016-03-24
CN104981817A (zh) 2015-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014106655A1 (de) Stiftförmiges handwerkzeug
DE69526070T2 (de) Tragbares elektronisches schreibgerät
DE69430967T2 (de) Interaktives Kopiersystem
DE69914659T2 (de) Eingabevorrichtung für Rechner in Form eines Stiftes
DE69800044T2 (de) Gerät zur Handschrifterkennung und Speicherung
DE102010007455B4 (de) System und Verfahren zum berührungslosen Erfassen und Erkennen von Gesten in einem dreidimensionalen Raum
DE10241392B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen einer dreidimensionalen Relativbewegung
DE102008016215A1 (de) Informationsvorrichtungsbediengerät
DE102014102634A1 (de) Verfahren zum Kalibrieren einer optischen Anordnung, Verwendung eines Displays eines mobilen elektronischen Gerätes als Kalibrierplatte, Verfahren zum Darstellen eines periodischen Musters und Computerprogrammprodukt
EP2137599A1 (de) Druckmessvorrichtung und entsprechendes verfahren
EP3558160B1 (de) Verfahren zur ausrichtung einer kamera oder scanvorrichtung mit einem dentalhilfselement
EP3642699B1 (de) Elektronisches gerät zur erzeugung analoger abstriche und zur digitalen speicherung der analogen abstriche, sowie eingabesystem und verfahren zur digitalisierung analoger aufzeichnungen
EP3943262A1 (de) Verfahren zum gravieren, markieren, beschriften und/oder schneiden von werkstücken mit aufgebrachten graphik
DE102019200287A1 (de) Bildmessgerät und computerlesbares Medium
EP1597537B1 (de) Verfahren zur qualitätskontrolle von zweidimensionalen matrix-codes an metallischen werkstücken mit einem bildveratrbeitungsgerät
EP2849026A1 (de) Daten- und/oder Kommunikationsgerät sowie Verfahren zu dessen Steuerung
DE10215548B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Abtastpositionen in Druckbildern
DE102006000859A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung einer Signatur
DE102018107409A1 (de) Verfahren zur Erkennung handgeschriebener Zeichen, vorzugsweise während des Schreibens, und Schreibgerät zur Erfassung handgeschriebener Zeichen
EP1709569B1 (de) Vorrichtung und verfahren für die fingerlinienerkennung
DE102020122969B4 (de) Verfahren zur Erkennung einer Bewegung eines Eingabegegenstands gegenüber einer Anzeigevorrichtung über optische Merkmale, Aufnahmevorrichtung mit Recheneinheit, Anzeigevorrichtung und Kraftfahrzeug
EP4383026A2 (de) Optisches erfassen einer aufnahmeeinrichtung für einwechselbare komponenten eines koordinatenmessgeräts
EP1983406A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Eingabe von Daten in eine Datenverarbeitungsanlage
DE102014106838B4 (de) Driftkompensation / optische Absolutreferenzierung
EP1652130A2 (de) Vorrichtung zur biometrischen erkennung, identifikation und verifikation von personen aufgrund der hautmuster furchenmuster an der unterseite der fingerglieder

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20150722

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20160808

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20171208