JP2010225042A - 読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各照射手段から媒体に到達する媒体上の領域において、光の照度差を小さくする。
【解決手段】光量調整部は、撮像部から出力される信号を読み込み（ステップＳａ１）、撮像された画像（撮像範囲Ｂ）の所定の部分（検出領域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）における照度を検出する（ステップＳａ２）。３点の検出領域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃにおける照度を比較し、照射部８０Ａ〜８０Ｃのうち、媒体５０から遠い位置にある照射部を特定する（ステップＳａ３）。特定された照射部８０Ａの輝度を調整して、照射部８０Ａから媒体５０に到達する光の照度と、照射部８０Ｂ，８０Ｃから媒体５０に到達する光の照度とを近づける（ステップＳａ４）。光量調整部６１５は、媒体５０における反射光を監視して照射部８０Ａ〜８０Ｃの光量調整を実現する。
【選択図】図１３

Description

本発明は、読取装置に関する。

近年、用紙上への筆記内容を電子データに変換し、このデータをパソコンや携帯電話等に転送して、筆記内容をモニタ上に表示したり、データとして転送・保存したりする技術が注目されている。かかる技術では、表面にそれぞれ異なるパターンで形成された微細なドットが印刷された特殊な用紙と、これらのドットを読み込むことで筆記内容を電子情報化する電子ペンとが用いられる。この電子ペンは、特殊用紙上に筆記が行われると、ペン先近傍のドットパターンを撮像素子で読み込み、読み込んだドットパターンからペン先の特殊用紙上における位置を特定する。これにより、電子文書の生成や編集が可能となる（例えば、特許文献１参照）。一方、前記撮像素子における読取精度を高めるために、複数の照射手段を用いる読取技術（特許文献２）等がある。

特開２００４−９４９０７号公報（第１２−１４頁） 特許第４１０７３４６号公報

本発明は、各照射手段から光が照射された媒体上の領域において、各照射手段からの光の媒体上の明るさ（照度）の差を小さくすることを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の請求項１が採用する読取装置の構成は、軸線に沿って延びる軸を有し、当該軸の端部によって、読取対象となる被読取画像が形成された媒体上の領域を指示する指示部と、前記指示部によって指示される前記媒体上に向けて光を照射するＮ（Ｎ≧２）個の照射手段と、前記照射手段から照射される光の前記媒体からの反射光に応じて、前記媒体上に形成された前記被読取画像を表す信号を生成する信号生成手段と、前記Ｎ個の照射手段のうち、前記媒体から遠い位置にある照射手段を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された照射手段から前記媒体に到達する光の照度が、特定された当該照射手段以外の照射手段から前記媒体に到達する光の照度よりも大きくなるように、各々の前記照射手段から前記媒体に向けて照射される光の光量を調整する光量調整手段と、を具備することを特徴とする。

本発明の請求項２に係る読取装置は、請求項１記載の読取装置において、前記特定手段は、各々の前記照射手段により照射された光の反射光の強度を各照射手段ごとに求め、小さい強度の反射光に対応する前記照射手段を、前記媒体から遠い位置にある照射手段に特定することが好ましい。

本発明の請求項３に係る読取装置は、請求項１記載の読取装置において、前記媒体に対する前記軸線の傾きの方向を検出する傾き方向検出手段を備え、前記特定手段は、前記傾き方向検出手段により検出された傾きの方向から前記媒体から遠い位置にある照射手段を特定することが好ましい。

本発明の請求項４に係る読取装置は、請求項２記載の読取装置において、前記媒体に対する前記軸線の傾きの量を検出する傾き量検出手段を備え、前記光量調整手段は、前記傾き量検出手段により検出された傾きの量から、前記特定手段によって特定された照射手段から前記媒体に向けて照射される光の光量を決めて、当該照射手段から前記媒体に向けて照射される光の光量が決められた前記光量になるように調整することが好ましい。

本発明の請求項５に係る読取装置は、請求項１乃至４のいずれかに１に記載の読取装置において、前記各照射手段は、前記軸線を中心とした円を２Ｎ等分に分けたときの２Ｎ個の等分領域のうち、隣り合わない各等分領域内にそれぞれ１個ずつ配置されることが好ましい。

請求項１に係る発明によれば、各照射手段から同じ光量の光を照射した場合に比べて、媒体から遠い位置にある照射手段から媒体に到達する光の照度と、他の照射手段から媒体に到達する光の照度との差を小さくすることができる。

請求項２に係る発明によれば、反射光の強度から媒体から遠い位置にある照射手段を特定することができる。

請求項３に係る発明によれば、傾き検出手段による傾き検出結果により媒体から遠い位置にある照射手段を特定することができる。

請求項４に係る発明によれば、傾き量検出手段による傾き量から特定手段によって特定された照射手段の光量を調整することができる。

請求項５に係る発明によれば、媒体に向けて光を照射したときに生じる影を、照射手段が１個の場合に比べて少なくすることができる。

筆記情報処理システムの全体構成を示す図である。 コードパターン画像の内容を示す図である。 電子ペンの構成を示す機能ブロック図である。 電子ペンの制御部を示す機能ブロック図である。 照明制御信号、画像取込信号および出力画像信号に関する出力タイミングチャートを示した図である。 電子ペンのコード検出部およびデータ処理部での動作を示した流れ図である。 電子ペンの特徴部分を示す斜視図である。 図７中の矢視VIIIａ-VIIIａおよび矢視VIIIｂ-VIIIｂから見た図である。 電子ペンを右側面から見た状態で、照射部および照射範囲を模式化した図である。 図９中の照射範囲を媒体側から見た図である。 変形例１による電子ペンを右側面から見た状態で、照射部および照射範囲を模式化した図である。 図１１中の照射範囲を媒体側から見た図である。 電子ペンの光量調整部における動作を示した流れ図である。 変形例（２）による傾き検出センサを用いた制御部を示す機能ブロック図である。 変形例（５）による照射部の配置状態を示す図である。

＜Ａ：構成＞
図１は、本実施形態に係るシステムの構成の一例を示す図である。図において、電子ペン６０は、紙等の媒体５０に対して文字や図形を筆記する機能を備えると共に、媒体５０に形成されたコードパターン画像（被読取画像）を読み取る機能を備えた読取装置の一例である。情報処理装置１０は、例えばパーソナルコンピュータであり、電子ペン６０から出力される信号に応じて筆記内容を表す筆記情報を生成する筆記情報生成装置の一例である。

媒体５０に形成されるコードパターン画像は、媒体５０を識別する識別情報や、媒体５０上の座標位置を表す位置情報を符号化して画像化したものである。
ここで、媒体５０に形成されるコードパターン画像の一例について、図２を参照しつつ説明する。図２は、媒体５０に形成されるコードパターン画像の一例を示す図である。コードパターン画像は、複数の点状の画像（以下、ドット画像という）の相互の位置関係によって上述した識別情報及び位置情報を表したものであるが、これらのドット画像が配置され得る領域として、領域Ａ１〜Ａ９が予め定められている。図２に示す例では、黒色の領域Ａ１，Ａ２は点状のドット画像が配置された領域を示し、斜線の領域Ａ３乃至Ａ９はドット画像が配置されていない領域を示している。どの領域にドット画像が配置されるかによって識別情報及び位置情報が表現される。媒体５０には、例えばプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置（図示せず）によって、このコードパターン画像が媒体５０の全体に形成されている。電子ペン６０は、コードパターン画像を読み取り、読み取ったコードパターン画像を解析して電子ペン６０のペン先６９Ａ（図３、参照）の位置を検出する。そして、電子ペン６０は、検出した位置を表す位置情報を情報処理装置１０に送信する。情報処理装置１０は、この位置情報に応じた位置に画素を配置した画像を表す筆記情報を生成し、その筆記情報に応じた画像を表示することで、筆記内容を提示する。

媒体５０には、上記のコードパターン画像のほか、人間に対して情報を伝えることを目的とした文書や図形など画像が形成されていてもよい。以下では、この画像のことを「文書画像」というが、これには、テキストを含む文書を表す画像に限らず、例えば、絵、写真、図形等の画像や、その他の画像が含まれる。画像形成装置は、コードパターン画像を形成するときはＫ（黒）のトナーを用いて画像形成を行う一方、文書画像を形成するときはＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）のトナーを用いて画像形成を行う。媒体５０には、文書画像とコードパターン画像とが重畳されて形成される。コードパターン画像と文書画像とでは分光反射特性の異なる材料によってそれぞれ形成されており、電子ペン６０はこの分光反射特性の違いによってコードパターン画像のみを読み取るように設定される。

なお、本実施形態における「媒体」は、いわゆる紙に限定されるものではなく、例えばＯＨＰシートなどのプラスチックシートや、その他の材質のシート等であってもよい。また、表示内容を電気的に書き換え可能ないわゆる電子ペーパーであってもよい。要は、媒体５０は、少なくともコードパターン画像が形成されたものであればよい。

次に、電子ペン６０の一般的な構成について、図面を参照しつつ説明する。図３は、電子ペン６０の機能を模式的に示した機能ブロック図である。図において、制御部６１は、電子ペン６０の全体の動作を制御するため、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ（いずれも図示せず）を有するマイコンからなる制御手段である。電子ペン６０の各部は、制御部６１に接続されている。圧力センサ６２は、電子ペン６０による筆記動作をペンチップ６９に加わる圧力によって検出する検出手段である。

光学系ユニット７０は、照射部８０、結像部８１および撮像部８２を具備する。照射部８０は、例えば近赤外ＬＥＤであり、媒体５０上に近赤外光を照射軸ａに沿って照射する照射手段の一例である。結像部８１は、媒体５０で反射した反射光を受光軸ｂに沿って集光して、この反射光に応じて媒体５０上の画像を撮像部８２上に結像する結像手段の一例であり、例えば凸レンズによって構成される。撮像部８２は、結像部８１で結像された、反射光による媒体５０上の画像を電気信号に変換する信号生成手段の一例であり、ＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子が用いられる。なお、図３においては、照射部８０および撮像部８２は、１個のみ図しているが、本実施形態においては、後述する如く、３個の照射部８０Ａ〜８０Ｃおよび３個の撮像部８２Ａ〜８２Ｃによって構成されている。

情報メモリ６５は、識別情報および位置情報を記憶する記憶手段である。通信部６６は、外部装置との通信を制御する通信手段である。バッテリ６７は、電子ペン６０を駆動するための電力を各部に供給する充電可能な電力供給手段である。ペンＩＤメモリ６８は、電子ペン６０の識別情報（ペンＩＤ）を記憶する記憶手段である。ペンチップ６９は、いわゆる軸線に沿って延びるペン軸を有し、その先端部（端部）がペン先６９Ａとなる。このペンチップ６９は、ユーザによって筆記動作がなされる際に、読取対象となるコードパターン画像（被読取画像）が形成された媒体５０上の位置をペン先６９Ａで指示する指示部の一例である。照射部８０は、ユーザによって筆記動作がなされる際に、ペン先６９Ａによって指示される媒体５０上の位置を含む媒体領域に向け、予め定められた照射範囲に対して照射軸ａを光軸とした光を照射する。照射部８０から照射される光は実際には拡散状態で媒体５０に向かって進行する。
スイッチ７５は、ユーザによって操作され、この操作に応じて電子ペン６０における各種設定が切り替えられる。

次に、制御部６１の機能的構成について、図４を参照しつつ説明する。図４は、制御部６１の機能ブロック図である。
図において、コード検出部６１２は、撮像部８２から出力される信号（撮像された画像を表す信号）からコードパターン画像を検出する。データ処理部６１３は、コード検出部６１２にて検出されたコードパターン画像から識別情報および位置情報を抽出する。照明制御部６１４は、照射部８０をパルス点灯させるための照明制御信号を光量調整部６１５を経由して照射部８０（照射部８０Ａ〜８０Ｃ）をパルス点灯させる。光量調整部６１５は、当該電子ペン６０の傾き等に応じて照射部８０（照射部８０Ａ〜８０Ｃ）の光量（輝度）を調整する。撮像制御部６１６は、照射部８０に送信するパルス点灯に同期した画像取込信号を撮像部８２に供給する。

さらに、電子ペン６０における制御部６１の概略動作を説明する。図５は、照射部８０のパルス点灯を制御する照明制御信号、撮像部８２における画像取込信号、および出力画像信号の出力時期を示したタイミングチャートである。ユーザが電子ペン６０による筆記を開始すると、ペンチップ６９に接続された圧力センサ６２が筆記動作を検出する。これにより、制御部６１は、識別情報及び位置情報の読取処理を開始する。
まず、制御部６１の照明制御部６１４は、照射部８０をパルス点灯させるための照明制御信号（図５（Ａ））を照射部８０に対して送信し、照射部８０をパルス点灯させる。

撮像部８２は、画像取込信号（図５（Ｂ））に同期して媒体５０上の画像を撮像する。その際に、撮像部８２は、パルス点灯する照射部８０にて照明される媒体５０上の画像を撮像する。そのため、撮像部８２では、照射部８０にて照明された媒体５０上の画像に関する画像信号（出力画像信号：図５（Ｃ））が順に生成される。

撮像部８２にて順次生成された出力画像信号は、コード検出部６１２に送られる。出力画像信号を受け取ったコード検出部６１２は、出力画像信号を処理して、撮像部８２にて撮像された画像からコードパターン画像を検出する。コード検出部６１２により取得されたコードパターン画像はデータ処理部６１３に送られる。コードパターン画像を受け取ったデータ処理部６１３は、コードパターン画像を復号し、コードパターン画像に埋め込まれている識別情報および位置情報を取得する。

以上が、電子ペン６０の一般的な概略構成である。
次に、本実施形態による電子ペン６０の構造について、図面を参照しつつ説明する。電子ペン６０においては、３個の照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ、３個の結像部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃが、それぞれ所定位置に配置されて光学系ユニット７０Ａが構成されている。なお、以下では、照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ、３個の結像部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃについて、それぞれ区別して記載する必要のない場合には、照射部８０、結像部８１として記載する。
図７は、電子ペン６０の先端部分を模式的に示す斜視図、図８（ａ）は図７中の矢視VIIIa−VIIIa方向から見た断面図、図８（ｂ）は図７中の矢視VIIIb−VIIIb方向から見た照射部８０および結像部８１Ａの範囲を示す図である。

軸線Ｏ−Ｏに沿って延びるペンチップ６９は、電子ペン６０の筐体となるペン本体６０Ａ内に設けられる。このペンチップ６９は用紙面（媒体５０）への筆記を行うためのものである。ペン本体６０Ａの先端部となるペンチップ６９の近傍には、可視光を遮断し、かつ近赤外光を透過する材料によって形成された検出部６０Ｂとなっており、その後方に光学系ユニット７０Ａが設けられる。なお、図中では、ペン本体６０Ａの外周が円形となる場合を例示したが、三角形などの多角形状にしてもよい。ユーザが電子ペン６０を把持しやすいような形状にすれば、ユーザに電子ペン６０を把持する方向を規定させられる。

光学系ユニット７０Ａの照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ及び結像部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃは、図７に示すように、軸線Ｏ−Ｏ方向に延びるペンチップ６９の周囲に配置されている。照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃは、図８（ａ）に示すように、軸線Ｏ−Ｏに直交する平面において軸線との交点を重心とする正三角形Ｔａの各頂点に配置される。図の例では、照射部８０Ａは上側に、照射部８０Ｂは左下側に、照射部８０Ｃは右下側にそれぞれ配置されている様子が示されている。これにより、３個の照射部８０Ａ〜８０Ｃは、ペンチップ６９から等距離に配置されることになる。

結像部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃは、照射部８０と同様に、軸線Ｏ−Ｏ方向に延びるペンチップ６９の周囲に配置されている。図８（ａ）に示すように、ペンチップ６９の軸線Ｏ−Ｏに直交する平面において軸線との交点を重心とする正三角形Ｔｂの各頂点に配置される。図の例では、結像部８１Ａは下側に、結像部８１Ｂは右上側に、結像部８１Ｃは左上側にそれぞれ配置されている様子が示されている。これにより、３個の結像部８１Ａ〜８１Ｃは、ペンチップ６９から等距離に配置されることになる。
結像部８１は照射部８０よりもペンチップ６９に近い位置に配置されるため、正三角形Ｔｂは正三角形Ｔａよりも小さい。

ここで、媒体５０上における照射部８０Ａの照射範囲Ａａについて、図８、図９および図１０を参照しつつ説明する。ここでは、媒体５０の表面に対してペンチップ６９の軸線Ｏ−Ｏが直交するように電子ペン６０を当てた場合を例示する。なお、図９は電子ペン６０を右側面（図８（ｂ）の矢印Ｒ方向）から見た状態で、照射部８０から照射される光が広がっていく様子とその照射範囲を模式化した図である。図１０は、このときの媒体５０側から見た照射範囲Ａを示した図である。

照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃから照射される光は照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃの指向特性に応じて拡散し、媒体５０における照射範囲Ａａ，Ａｂ，Ａｃを照らす。このとき、図１０に示すように、３個の照射部８０Ａ〜８０Ｃの照射範囲Ａａ〜Ａｃは、ペン先６９Ａの位置を含む領域Ｓで互いに交わっている。照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃの位置、特に照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃからペン先６９Ａやペンチップ６９までの距離は、このように照射部８０Ａ〜８０Ｃの照射範囲Ａａ〜Ａｃが適当な大きさを持つ領域Ｓで交わることになるように予め設計されている。そして、このとき、照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃは、ペンチップ６９を中心に配置されるため、一の照射部８０Ａの光によって生じるであろうペンチップ６９の影は、他の照射部８０Ｂ，８０Ｃからの光で打ち消されることになるから、ペン先６９Ａの周囲には影が発生しにくい。

次に、結像部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃによる撮像範囲Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃについて説明する。
結像部８１は、例えば凸レンズによって構成され、媒体５０上に所定の撮像範囲Ｂにある像を結像する。結像部８１の位置、特に結像部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃからペン先６９Ａやペンチップ６９までの距離は、結像部８１の撮像範囲Ｂａ，Ｂｂ，Ｂｃがペン先６９Ａで互いに交わることになるように予め設計されている。
結像部８１は、媒体５０からの反射光から像を結像した上で撮像部（図示せず）に光を送り、撮像部８２から制御部６１に出力画像信号が供給される。制御部６１は、各撮像部８２からの信号を合成してペン先６９Ａ周囲の画像に応じた信号を生成する。
このように、１個の結像部８１（撮像部８２）による撮像範囲に比べて、３個の結像部８１（撮像部８２Ａ〜８２Ｃ）を用いることで、その撮像範囲を広げる。さらに、一の結像部８１Ａ（撮像部８２Ａ）から見てペンチップ６９の向こう側の領域を他の結像部８１Ｂ，８１Ｃ（撮像部８２Ｂ，８２Ｃ）で読み取れる。

図８〜１０では、媒体５０に対してペンチップ６９の軸線Ｏ−Ｏが直交するように電子ペン６０を当てた場合を示したが、実際には、媒体５０に対して電子ペン６０を傾けた状態で使用するのが普通である。ユーザに電子ペン６０を決まった方向に傾けて使用させるため、ペン本体６０Ａにマークを付加したり、把持する部分の形状を多角形状としておくとよい。
図１１は電子ペン６０を右側面（図８（ｂ）の矢印Ｒ方向）から見た状態で、照射部８０から照射される光が広がっていく様子とその照射範囲を模式化した図である。図１２は、このときの媒体５０側から見た照射範囲を示した図である。なお、図１２に示す照射範囲を楕円状に表現しているが、厳密には、照射範囲の上側における円弧が大きく、下側における円弧が小さくなる円形状となる。この場合であっても、一の照射部８０Ａの光によって生じるであろうペンチップ６９の影は、他の照射部８０Ｂ，８０Ｃからの光で打ち消されることになるから、ペン先６９Ａの周囲には影が発生しにくい。

＜Ｂ：動作＞
次に、この実施形態による電子ペン６０の動作について説明する。ユーザが、電子ペン６０による筆記を開始すると、ペンチップ６９に接続された圧力センサ６２が筆記動作を検出する。これにより、制御部６１は、識別情報及び位置情報の読取処理を開始する。まず、照明制御部６１４は、照射部８０をパルス点灯させるための照明制御信号を照射部８０に対して送信し、照射部８０をパルス点灯させる。また、電子ペン６０の撮像制御部６１６は、照射部８０に送信するパルス点灯に同期した画像取込信号を、撮像部８２に供給する。撮像部８２は、撮像制御部６１６から供給される画像取込信号に応じて、結像部８１で結像される反射光に基づいてコードパターン画像を撮像し、撮像したコードパターン画像を表す出力画像信号をコード検出部６１２へ出力する。

次に、コード検出部６１２及びデータ処理部６１３の動作について、図６に示すフローチャートを参照しつつ説明する。コード検出部６１２には、撮像部８２から媒体５０上の画像を表す出力画像信号が入力される（ステップＳ６０１）。コード検出部６１２は、出力画像信号に含まれるノイズを除去するための処理を行う（ステップＳ６０２）。ここで、ノイズとしては、ＣＭＯＳ感度のばらつきや電子回路により発生するノイズ等がある。ノイズを除去するために如何なる処理を行うかは、電子ペン６０の撮像系の特性に応じて決定する。例えば、ぼかし処理やアンシャープマスキング等の先鋭化処理を適用する。次に、コード検出部６１２は、画像からドットパターン（ドット画像の位置）を検出する（ステップＳ６０３）。また、コード検出部６１２は、検出したドットパターンを２次元配列上のデジタルデータに変換する（ステップＳ６０４）。例えば、２次元配列上で、ドットがある位置を「１」、ドット画像がない位置を「０」というように変換する。そして、この２次元配列上のデジタルデータ（コードパターン画像）は、コード検出部６１２からデータ処理部６１３へと受け渡される。

データ処理部６１３は、受け渡されたコードパターン画像から、図２に示した２つのドット画像の組み合わせからなるドットパターンを検出する（ステップＳ６０５）。例えば、ドットパターンに対応するブロックの境界位置を２次元配列上で動かし、ブロック内に含まれるドット画像の数が２つになる境界位置を検出することにより、ドットパターンを検出する。このようにしてドットパターンが検出されると、データ処理部６１３は、ドットパターンの種類に基づいて、識別符号および位置符号を検出する（ステップＳ６０６）。その後、データ処理部６１３は、識別符号を復号して識別情報を取得し、位置符号を復号して位置情報を取得する（ステップＳ６０７）。図６に示す処理において、撮像部８２が受光した光量が少なすぎる場合や、逆に受光した光量が多すぎる場合等には、撮像された画像からドットパターンが検出されず、電子ペン６０が識別情報及び位置情報を取得できない場合（つまり、読取エラー）が発生する。このように識別情報及び位置情報が取得できなかった場合は、データ処理部６１３は、識別情報および位置情報に代えて、読取失敗を示す読取エラーの情報を取得する。

電子ペン６０は、図６の処理により取得した識別情報および位置情報を情報処理装置１０に送信する。このとき、電子ペン６０は、識別情報および位置情報の読取に失敗した場合は、読取の失敗を示す情報を情報処理装置１０に送信する。情報処理装置１０は電子ペン６０から識別情報および位置情報を受信し、受信した位置情報に基づいて筆記情報を生成する。情報処理装置１０は、電子ペン６０から読取エラーを示す情報を受信した場合には、その前後の識別情報および位置情報によって補間したりする等して筆記情報を生成する。

前述した如く、ペンチップ６９を中心にして周囲に配置された３個の照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃがそれぞれペン先６９Ａの周囲を照らしているので、ペン先６９Ａの周囲には影が発生しにくい。また、一の結像部８１Ａから見てペンチップ６９の向こう側の領域を他の結像部８１Ｂ，８１Ｃで読み取れる。
また、３個の照射部８０によって媒体５０に照射される光の照射範囲Ａを、１個の照射部８０に比べて広げ、３個の結像部８１によって媒体５０上で結像される撮像範囲Ｂを、１個の結像部８１に比べて広げることができ、３個の結像部８１によって得られた像を結合して画像を読み取れる。
さらに、本実施形態による電子ペン６０は、特許文献２のように、複数の照射部動作を切り替えて動作する必要がない。

ここで、図１１および図１２に示すように、電子ペン６０を傾けて使用する場合に着目すると、上側に位置した照射部８０Ａの照射範囲Ａａは広く、下側に位置した照射部８０Ｂ，８０Ｃの照射範囲Ａｂ，Ａｃは狭くなるため、媒体５０に対する照度（媒体５０上の明るさ）は、ペン先６９Ａの上側のものが下側のものよりも小さくなることが分かる。このため、照射部８０Ａ〜８０Ｃから同じ輝度の光を照射した場合、下側の照度が多すぎたり、上側の照度が少なすぎたりして、撮像部８２において撮像された画像からドットパターンが検出されず、読取エラーが発生することがある。

そこで、この問題を解決するために、本発明による電子ペン６０は、照射部８０Ａ〜８０Ｃの光量（輝度）を調整する光量調整部６１５を備えている。また、光量調整部６１５は、コード検出部６１２，データ処理部６１３，照明制御部６１４および撮像制御部６１６と共に、制御部６１に組み込まれる。この光量調整部６１５は、照射部８０Ａ〜８０Ｃのうち、媒体５０から遠い位置にある照射部８０を特定する特定手段と、特定された照射部８０から照射される光の輝度が、他の照射部８０から照射される光の輝度よりも大きくなるように、照射部８０の輝度を調整する光量調整手段と、を備えている。
ここで、光量調整部６１５における動作を、図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、光量調整部６１５は、撮像部８２から出力される信号を読み込み（ステップＳａ１）、撮像された画像（撮像範囲Ｂ）の所定の部分（検出領域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）における照度（反射光の強度）を検出する（ステップＳａ２）。検出領域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃは、例えば、図１２に示すように、照射部８０Ａ〜８０Ｃの照射軸ａが媒体５０に到達する位置よりもペン先６９Ａ側に寄った位置に設定される。そして、検出領域Ｃａは照射部８０Ａから照射される光の照度、検出領域Ｃｂは照射部８０Ｂから照射される光の照度、検出領域Ｃｃは照射部８０Ｃから照射される光の照度を、それぞれ監視することになる。

次に、光量調整部６１５は、３点の検出領域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃにおける照度を比較する。図１１および図１２の状態では、検出領域Ｃｂ，Ｃｃが同じ程度の明るさとなり検出領域Ｃａが他の検出領域Ｃｂ，Ｃｃよりも暗くなる。そこで、光量調整部６１５は、照射部８０Ａ〜８０Ｃのうち、暗い検出領域Ｃａに対応した照射部８０Ａを媒体５０から遠い位置にある照射部として特定する（ステップＳａ３）。また、光量調整部６１５は、検出領域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃの照度の大小で傾き方向を算出し、検出領域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃの照度を数値化して割合を算出することで、傾き量を算出する。
さらに、光量調整部６１５は、照射部８０Ａから媒体５０に到達する光の照度と、照射部８０Ｂ，８０Ｃから媒体５０に到達する光の照度とを近づけるために、特定された照射部８０Ａの輝度を調整する（ステップＳａ４）。この場合、照射部８０Ａの輝度を多くするために、照射部８０に出力される照射制御信号の波高値を大きくする。
なお、この例では、特定された照射部８０Ａの輝度を他の照射部８０Ｂ，８０Ｃの輝度よりも大きくするように調整したが、他の照射部８０Ｂ，８０Ｃの輝度を照射部８０Ａの輝度よりも小さくしてもよい。また、傾き方向と傾き量を算出することで、算出された傾き方向と傾き量に基づき、照射部８０Ａ〜８０Ｃの輝度を個々に調整してもよい。さらに、検出領域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃの輝度の差に対する照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃの補正量をマップ化して予めＲＯＭに記憶しておき、このマップを参照して補正量を決めて、輝度を調整するようにしてもよい。

そして、光量調整部６１５は、上記ステップＳａ１〜ステップＳａ４の動作を繰り返すフィードバック制御を行う。これにより、光量調整部６１５は、媒体５０に到達する光の照度を常に監視して照射部８０Ａ〜８０Ｃの光量調整を実現する。この結果、当該電子ペン６０では、媒体５０上における照度の差をなくして、読取エラーを低減する。
本実施形態におけるステップＳａ１〜ステップＳａ３が、本発明による特定手段の具体例であり、ステップＳａ４が本発明による光量調整手段の具体例である。

＜Ｃ：変形例＞
上記実施形態は次のように変形してもよい。また、以下の各変形例は互いに組み合わせてもよい。
（１） 前記実施形態では、撮像部８２で撮像された画像の所定の部分（検出領域Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ）における照度（反射光の強度）を調整するために、照射部８０の輝度を調整するものとして延べたが、本発明はこれに限らず、撮像した画像から輝度の最も明るい部分と輝度の最も暗い部分とを抽出し、照射部８０Ａ〜８０Ｃの光量を適宜調整することで、最も明るい部分と最も暗い部分における照度を近づけるように制御してもよい。
また、撮像された画像を分割した分割検出領域に分けて、各分割検出領域における照度を検出して比較することで、媒体５０から遠い位置にある照射部８０を特定してもよい。

（２） 光量制御部６１５における照射部８０の光量調整は、撮像部８２で撮像された画像に基づいて調整されるだけでなく、他の方法によっても調整可能である。
例えば、図１４の機能ブロック図に示すように、当該電子ペン６０の傾き方向およびその傾き量を検出する傾き検出センサ６１７を筐体６０Ａに設ける。この傾き検出センサ６１７は、ジャイロセンサや軸線Ｏ−Ｏに直交する２軸に対する傾きを検出する２軸の速度センサ、加速度センサ等がある。
そして、光量制御部６１５は、傾き検出センサ６１７が電子ペン６０の傾き方向を検出することで、上側に位置した照射部８０を媒体から遠い位置にある照射部８０として特定する。さらに、光量制御部６１５は、傾き検出センサ６１７が電子ペン６０の傾き量を検出することで、遠い位置にある照射部８０の輝度を調整する。例えば、光量調整部６１５は、電子ペン６０の傾き量に対応した照射部８０における補正量をＲＡＭに予め記憶しておき、検出した傾き量から対応した補正量を読み出して照射部８０の輝度を調整する。このように、照射部８０の輝度を調整することによっても、前述した実施形態と同様の効果を奏する。

（３） 前記実施形態では、照射部８０Ａ〜８０Ｃの輝度を電気的に調整する場合を例示したが、電子ペン６０が傾いた状態で、照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃから媒体５０までの軸線Ｏ−Ｏ方向に沿った距離がある程度等しくなるように照射部８０の位置を調整して、媒体５０上の照射範囲Ａａ，Ａｂ，Ａｃにおける照度を近づけるようにしてもよい。

（４） 前記実施形態では、照射部８０および結像部８１はペン本体６０Ａに対して固定する形で配置されていたが、照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃおよび結像部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃの相対位置を固定した上で、ペンチップ６９を中心に回転可能としてもよい。
具体的には、照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃおよび結像部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃを輪状の導電性部材であるリング部材に固定し、このリング部材をペンチップ６９を回転中心として回転可能に支持部材で支持する。リング部材と制御部６１とは所謂スリップリングで電気的に接続する。さらに、リング部材には、当該電子ペン６０が傾いた状態で、照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃおよび結像部８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃが同じ配置となるように、錘を付加しておく。
ユーザが電子ペン６０を任意の方向に傾けても、リング部材は錘の影響を受けて、照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃが媒体５０に対して決まった位置になるよう回転する。よって、ユーザは、電子ペン６０を決まった方向に傾ける必要がなくなる。なお、リング部材と制御部６１とを接続する手段は、スリップリングに限らず、リード線によって電気的に接続してもよく、要はリング部材が回転する際に機械的抵抗になる可能性が小さい構造であればよい。
この構成の電子ペンに対して変形例（２）の光量調整部を採用する場合、傾き検出センサは、１軸に対して傾き量を検出するセンサであれば十分に適用可能となる。

（５） 前記実施形態では、正三角形Ｔａの頂点に照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃを配置するようにしたが、照射部８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃは必ずしも正三角形の頂点に配置される必要はなく、ペン先６９Ａの周囲には影が発生しにくくなるように、ペンチップ６９の周囲において、相互の間に適当な距離を空けて配置されていればよい。具体的には、図１５に示すように、軸線Ｏ−Ｏを中心とした円を６等分して６個の扇型の等分領域Ｄ１〜Ｄ６に分けたときに、１つ置きの等分領域（例えば、Ｄ１，Ｄ３，Ｄ５）内に照射部８０Ａ′，８０Ｂ′，８０Ｃ′を配置すればよい。この際、照射部８０Ａ′，８０Ｂ′，８０Ｃ′の等分領域内における配置位置は、照度等に応じて決められる。

そして、照射部８０の個数は、３個に限らず、２個・４個以上であってもよいが、例えば４個のときは、軸線Ｏ−Ｏを中心とした円を８等分して８個の扇型の領域に分けたときに、４個の照射部８０をそれぞれ１つ置きの等分領域内に配置する。即ち、Ｎ個の照射部の場合、軸線Ｏ−Ｏを中心とした円を２Ｎ等分して２Ｎ個の扇型の等分領域に分けたときに、Ｎ個の照射部をそれぞれ隣り合わない１つ置きの等分領域内に配置すればよい。また、等分領域をなす円形の領域は、軸線Ｏ−Ｏに対して直交する面に形成される場合に限らず、軸線Ｏ−Ｏを中心にして傾いた面に形成されてもよい。
さらに、結像部８１の個数は３個に限らず、１個・２個・４個以上であってもよい。要は、ペン先６９Ａの周囲における光を反射光として結像する範囲を撮像範囲として形成されればよい。

（６） 前述した実施形態では、媒体５０に文字や図形等を筆記する電子ペンについて説明したが、例えば、ポインティングデバイス（マウス）機能や、媒体上の領域に対応して記録された情報（例えば、コマンド情報）を読み取るスタイラス機能を備えたものであってもよい。
なお、実施形態の動作例では媒体５０上に文字などを筆記する場合の動作例について説明したが、これに限らず、例えば、表示装置として機能する媒体５０上に設けられたソフトボタンを選択するなどの、表示面上の位置を単に指定する場合にも、本実施形態の電子ペン６０は有効である。

（７） 前述した実施形態では、照射部８０として、近赤外光を照射する近赤外ＬＥＤを用いたが、照射部８０はこれに限らず、違う特性を有するＬＥＤを用いるようにしてもよい。要は、照射部８０は、媒体５０に形成されたコードパターン画像をその反射光で読取可能な光を照射するものであればよい。

（８） 前述した実施形態では、識別情報として、媒体を一意に識別する情報を用いたが、識別情報はこれに限らず、例えば、電子文書を一意に識別する情報を識別情報として用いるようにしてもよい。上述の第１実施形態に例示したように媒体を一意に識別する情報を用いる場合は、同じ電子文書を複数部数形成すると、異なる媒体には異なる識別情報が付与される。これに対し、電子文書を一意に識別する情報を識別情報として用いる場合は、同じ電子文書を形成すると、異なる媒体であっても同じ識別情報が付与される。

また、前述した実施形態では、位置情報及び識別情報を表すコードパターン画像を読み取ったが、コードパターン画像が表す情報は位置情報や識別情報に限らず、例えば、テキストデータやコマンドを表す情報であってもよい。また、位置情報のみを表す画像であってもよい。要は、何らかの情報を表す画像が媒体５０に形成されていればよい。

（９） 前述した画像形成装置では、コードパターン画像をＫのトナーを用いて形成するようにした。これは、Ｋのトナーが、Ｃ、Ｍ、Ｙのトナーよりも赤外光の吸収量が多く、電子ペン６０でコードパターン画像を高いコントラストで読み取るからである。しかしながら、コードパターン画像は、特殊トナーを用いて形成することも可能である。ここで、特殊トナーとしては、可視光領域（４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）における最大吸収率が７％以下であり、近赤外領域（８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下）における吸収率が３０％以上の不可視トナーが例示される。ここで、「可視」および「不可視」は、目視により認識ではなく、形成された媒体に形成された画像が可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性の有無により認識で「可視」と「不可視」とを区別している。また、可視光領域における特定の波長の吸収に起因する発色性が若干あるが、人間の目で認識し難いものも「不可視」に含める。また、この不可視トナーは、画像の機械読み取りのために必要な近赤外光吸収能力を高めるために、平均分散径が１００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲のものが望ましい。
また、画像形成装置は、電子写真方式に限らず、インクジェット方式等のその他の如何なる方式を用いてもよい。

（１０） 前述した実施形態に係る電子ペン６０の制御部６１によって実行されるコンピュータプログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスクなど）、光記録媒体（光ディスクなど）、光磁気記録媒体、半導体メモリなどのコンピュータが読取可能な記録媒体に記憶した状態で提供し得る。また、インターネット等のネットワーク経由で電子ペン６０にダウンロードさせることも可能である。なお、上述の制御を行う制御手段としてはＣＰＵ以外にも種々の装置を適用することができ、例えば、専用のプロセッサなどを用いてもよい。

１０…情報処理装置、５０…媒体、６０…電子ペン、６１…制御部、６２…圧力センサ、６５…情報メモリ、６６…通信部、６７…バッテリ、６８…ペンＩＤメモリ、６９…ペンチップ、６９Ａ…ペン先、７０…光学系ユニット、７５…スイッチ、８０，８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ，８０Ａ′，８０Ｂ′，８０Ｃ′…照射部、８１，８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃ…結像部、６１２…コード検出部、６１３…データ処理部、６１４…照明制御部、６１５…光量調整部、６１６…撮像制御部、６１７…傾き検出センサ、ａ…照射軸、Ａ…照射範囲、ｂ…受光軸、Ｂ…撮像範囲、Ｃ…検出領域、Ｄ…等分領域。

Claims (5)

1. 軸線に沿って延びる軸を有し、当該軸の端部によって、読取対象となる被読取画像が形成された媒体上の領域を指示する指示部と、
   前記指示部によって指示される前記媒体上に向けて光を照射するＮ（Ｎ≧２）個の照射手段と、
   前記照射手段から照射される光の前記媒体からの反射光に応じて、前記媒体上に形成された前記被読取画像を表す信号を生成する信号生成手段と、
   前記Ｎ個の照射手段のうち、前記媒体から遠い位置にある照射手段を特定する特定手段と、
   前記特定手段によって特定された照射手段から前記媒体に到達する光の照度が、特定された当該照射手段以外の照射手段から前記媒体に到達する光の照度よりも大きくなるように、各々の前記照射手段から前記媒体に向けて照射される光の光量を調整する光量調整手段と、
   を具備することを特徴とする読取装置。
2. 請求項１記載の読取装置において、
   前記特定手段は、各々の前記照射手段により照射された光の反射光の強度を各照射手段ごとに求め、小さい強度の反射光に対応する前記照射手段を、前記媒体から遠い位置にある照射手段に特定する
   ことを特徴とする読取装置。
3. 請求項１記載の読取装置において、
   前記媒体に対する前記軸線の傾きの方向を検出する傾き方向検出手段を備え、
   前記特定手段は、前記傾き方向検出手段により検出された傾きの方向から前記媒体から遠い位置にある照射手段を特定する
   ことを特徴とする読取装置。
4. 請求項２記載の読取装置において、
   前記媒体に対する前記軸線の傾きの量を検出する傾き量検出手段を備え、
   前記光量調整手段は、前記傾き量検出手段により検出された傾きの量から、前記特定手段によって特定された照射手段から前記媒体に向けて照射される光の光量を決めて、当該照射手段から前記媒体に向けて照射される光の光量が決められた前記光量になるように調整する
   ことを特徴とする読取装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに１に記載の読取装置において、
   前記各照射手段は、前記軸線を中心とした円を２Ｎ等分に分けたときの２Ｎ個の等分領域のうち、隣り合わない各等分領域内にそれぞれ１個ずつ配置される
   ことを特徴とする読取装置。

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