專利名稱：使用攝像頭的個人移動信息設(shè)備手寫輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手寫輸入技術(shù)方案，屬于手寫輸入和圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是用 于以手機(jī)為主要代表的個人移動信息設(shè)備的手寫輸入技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有用于如手機(jī)、掌上電腦、PDA等個人移動信息設(shè)備的手寫輸入技術(shù)，基本上都 是基于電阻膜手寫板或者觸摸屏技術(shù)的基礎(chǔ)。其基本結(jié)構(gòu)是在手機(jī)的某一個平面上(一 般是在顯示屏的表面)安裝上一塊電阻膜結(jié)構(gòu)的觸摸屏，利用手指或者手寫筆在這塊觸 摸屏上書寫。雖然經(jīng)過多年的發(fā)展，電阻膜結(jié)構(gòu)的手寫輸入裝置己經(jīng)發(fā)展得很完善，在 精度、穩(wěn)定性、透明度、可維護(hù)性等方面都有很大提高，但是其固有的一些缺點卻一直 無法克服。這些缺點主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
首先，因為電阻膜尺寸的大小決定了書寫面積的大小，所以在手機(jī)等這類本身尺寸 有限的設(shè)備上，不可能安裝大尺寸的觸摸板，手寫輸入只能在尺寸很小的表面上操作， 受到空間上的限制，因此對于使用者而言很不方便。
其次，因為手機(jī)等個人移動信息設(shè)備自身的尺寸都很有限，因此安裝了手寫板以后， 鍵盤的安裝就受到很大影響。采用折疊結(jié)構(gòu)，將手寫板安裝在折疊的上蓋上，雖然這樣 可以照常安裝鍵盤，但手寫板的操作會很不方便，使用效率大打折扣；而如果將手寫板 與鍵盤安裝在同一表面，則鍵盤的尺寸就會受到限制，不方便操作；如果采用滑蓋等其 他結(jié)構(gòu)，則會增加設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，不利于降低成本、提高可靠性。因此很多設(shè)計都 不得不舍棄鍵盤，給既希望使用手寫輸入而又習(xí)慣鍵盤操作的使用者帶來很大不便。
第三，雖然電阻膜結(jié)構(gòu)的手寫板經(jīng)過不斷發(fā)展，性能已經(jīng)非常不錯，但是其透光性 依然難以超過90%，導(dǎo)致同等耗電的條件下屏幕的亮度降低，并且抗刮傷劃傷的能力依 然有限。
因為電阻膜結(jié)構(gòu)的手寫板具有上述的這些缺點，因此現(xiàn)在又出現(xiàn)了一些應(yīng)用于個人 移動信息設(shè)備上的新的手寫輸入技術(shù)，如在鍵盤表面利用電容觸摸屏技術(shù)實現(xiàn)的"指書" 輸入手寫板，如中國專利號為ZL 00 1 33388.7的中國專利所公丌的超聲波手寫輸入技 術(shù)。但這些新技術(shù)也有一些不足之處。如電容原理的"指書"手寫輸入技術(shù)，其限制在于必須使用手指之類有一定面積導(dǎo)體作為手寫筆，才能被檢測到；并且因為傳感層位于 鍵盤后面，要在保證鍵盤的功能的同時，還要保證對手指觸摸的檢測信號的完整性和可 靠性，所以給產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來了很多難題，而超聲波技術(shù)雖然沒有實際的書寫底板 的限制，可以實現(xiàn)大面積的手寫輸入，但是該技術(shù)尚未投入具體應(yīng)用，但從原理上分析， 一些可能遇到的問題尚未暴露，也很難說是一種很好的替代技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在手機(jī)等個人移動信息設(shè)備上絕大部分都配備有攝像頭組件，因此可以利用這個 攝像頭組件來實現(xiàn)手寫輸入。在本發(fā)明中，所述手寫輸入裝置包括有書寫物， 一只安裝 在所述個人移動信息設(shè)備上的由感光板和鏡頭構(gòu)成的攝像頭組件，以及用于該攝像頭組 件輸出信號處理的微處理器系統(tǒng)。
在本發(fā)明中，所述攝像頭的鏡頭的光軸平行于書寫表面；在所述微處理器系統(tǒng)內(nèi)，
還包括檢測書寫物的檢測裝置，所述書寫物檢測裝置包含有一個攝像頭掃描范圍控制裝 置，并且分別與同樣包括在通過微處理器系統(tǒng)內(nèi)部的
一個通過檢測攝像頭輸出的光電信號來判斷是否在所述書寫表面存在書寫物的比較判 斷裝置； 一個捕捉書寫物與鏡頭光軸之間角度，以及書寫物在攝像頭內(nèi)感光器件上成像 尺寸的裝置; 一個利用書寫物與鏡頭光軸之間角度和成像尺寸來計算書寫物位置坐標(biāo)的 計算裝置通過控制和數(shù)據(jù)通道相連接。
如果使用個人移動信息設(shè)備的鍵盤或顯示屏幕表面作為所述的書寫表面，那么在所 述攝像頭的鏡頭內(nèi)，應(yīng)該包含有用于微距拍攝的透鏡組。但好在很多這類設(shè)備中現(xiàn)有的 攝像頭的鏡頭，就有微距拍攝功能。又因為一般攝像頭的鏡頭的光軸線都垂直于所述設(shè) 備的機(jī)身表面，因此本發(fā)明中，所述攝像頭組件應(yīng)該安裝在所述個人移動信息設(shè)備的一 個端部，通過轉(zhuǎn)軸與所述設(shè)備的外殼相連接；所述攝像頭組件，能夠以所述轉(zhuǎn)軸為軸旋 轉(zhuǎn)到其鏡頭的光軸位于被設(shè)定的書寫表面的上方。
在本發(fā)明中，使用的書寫物可以是手指；也可以是一只手寫筆。如果使用手寫筆， 那么還可以在手寫筆內(nèi)部安裝電池、脈沖發(fā)生器、發(fā)光管和用于檢測手寫筆是否與書寫 表面相接觸的檢測開關(guān)，構(gòu)成能夠主動發(fā)射光線的有源手寫筆，更方便攝像頭捕捉圖像 信號。這時，所述檢測開關(guān)的檢測端安裝在手寫筆的筆尖上，其開關(guān)量輸出端與所述脈 沖發(fā)生器的控制端相連接，控制脈沖發(fā)生器輸出脈沖；所述發(fā)光管也安裝在手寫筆的筆 尖部位，與脈沖發(fā)生器的輸出端相連接。這里，接觸檢測開關(guān)一般使用機(jī)械結(jié)構(gòu)的微動 開關(guān)，但也可以使用電流檢測、磁場檢測、電場檢測結(jié)構(gòu)的開關(guān)。無論使用何種類型的書寫物，在所述用于該攝像頭輸出信號處理的微處理器系統(tǒng)內(nèi) 部的存儲器上，都應(yīng)該存貯有手寫筆圖像的樣板模型，用于判斷在使用手寫輸入功能時， 攝像頭捕捉到的圖像信號是否是設(shè)定的書寫物在攝像頭的感光板上所產(chǎn)生圖像。
在本發(fā)明中，所述檢測書寫物的檢測裝置，所述的書寫物的比較判斷裝置、檢測書
寫物與鏡頭光軸之間角度以及書寫物在攝像頭內(nèi)感光器件上成像尺寸的裝置、計算書寫 物位置坐標(biāo)的計算裝置，實際上都是由微處理器系統(tǒng)內(nèi)部的軟件構(gòu)成的，也就是由存貯 在微處理器系統(tǒng)內(nèi)存儲器上的代碼指令所構(gòu)成的。在這三個功能模塊之間主要的連接方 式，是通過控制和數(shù)據(jù)通道，來實現(xiàn)各個模塊裝置的控制有關(guān)書寫物的信息和數(shù)據(jù)的存 It與傳遞。因此，這三個功能模塊之間，通過由存儲器構(gòu)成的控制和數(shù)據(jù)通道相連接。 由于本發(fā)明使用了現(xiàn)在個人移動信息設(shè)備上基本上都配置的攝像頭作為手寫輸入 的基本部件，對設(shè)備本身結(jié)構(gòu)的改動較少，主要功能是通過軟件實現(xiàn)的，因此具有生產(chǎn) 成本低、適用性廣的優(yōu)點。


圖l攝像頭組件與書寫物之間的位置關(guān)系的示意圖。
圖2攝像頭組件內(nèi)感光板上的成像與書寫物之間位置關(guān)系得示意圖。
圖3攝像頭組件在設(shè)備上的一種安裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4有源手寫筆內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)的方框示意圖。
圖5有源手寫筆筆尖部分的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6微處理器內(nèi)部手寫物目標(biāo)捕捉、位置計算的軟件模塊裝置的結(jié)構(gòu)圖。 圖7微處理器內(nèi)部手寫物目標(biāo)捕捉、位置計算的軟件流程圖。
具體實施方案
下面將結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方案及實施例。 圖1中，攝像頭組件103安裝在個人移動信息設(shè)備101 —端的中部，鏡頭104面對 著書寫面，即圖中虛線內(nèi)的區(qū)域106。這個區(qū)域可以是鍵盤所在的區(qū)域，也可以是顯示 屏幕所在的區(qū)域。其中，攝像頭組件103包含有感光板(COMS或者CCD感光陣列)102和 鏡頭104，因為要在攝像頭附近捕捉書寫物的圖像，因此這個鏡頭應(yīng)該能實現(xiàn)微距拍攝 的功能。攝像的有效視角包含在由標(biāo)志線107A和107B所圍成的夾角(i之內(nèi)。因此，所 述的書寫面106也必須在這個夾角之內(nèi)，如圖所示，才能被攝像頭有效捕捉。在書寫面 內(nèi)，假設(shè)有書寫物108A、 108B、 108C分別位于不同的位置(可以看作是同一個書寫物在不同時間分別位于圖中所示的各個位置)，那么它們將通過鏡頭，在感光板上不同的位 置成像。成像的位置，因該書寫物的中心與鏡頭的中心所決定的光軸109(A、 B)的位置 和角度的不同而不同。如圖中108A和108B的位置，由書寫物的中心與鏡頭的中心所決 定的光軸109A與鏡頭中心的光軸105相重合，這是書寫物的成像就在感光板的中軸線 上；而當(dāng)書寫物位于108C所示的位置時，由書寫物的中心與鏡頭的中心所決定的光軸 就轉(zhuǎn)移到了 109B所在的位置，這樣成像的位置就偏離到了感光板的一側(cè)。圖2給出了 感光板上成像的局部放大的示意圖。
在圖2中，選擇了感光板上橫向三條感光線狀的感光單元陣列202(在此稱為線陣)， 圖l中書寫物的不同位置，在這些線陣上形成的圖像的尺寸和位置就不相同。當(dāng)書寫物 位于108A所示的位置時，在這組線陣上成像的圖像，其位置和尺寸如陰影201A所示。 同理，書寫物在108B、 108C所示的位置時，在這組線陣上的圖像，其位置和尺寸如陰 影201B、 201C所示。在有了如圖中所示的圖像與感光板中心的距離、圖像的寬度等數(shù) 據(jù)之后，根據(jù)光學(xué)計算的一些公式，如凸透鏡的物距u、像距v與焦距f之間的公式
/ W V
以及相似形的關(guān)系式，就可以計算出書寫物與鏡頭的距離和與中心光軸105之間的角度， 這樣就在一個極坐標(biāo)系里面確定了書寫物的位置。
這里，選擇的線陣的數(shù)量可以很少，可以只選擇幾條(圖中所示為三條)。這是因為 第一要捕捉的書寫物的圖像不是全圖，只要捕捉寬度就可以了；第二，如果使用普通手 寫筆或者手指書寫，選擇的線陣少些，在抬筆(筆離開書寫面)時筆的成像將落到選定區(qū) 域之外，容易完成筆畫或者字詞的分割。當(dāng)然，如果選用更多的線陣也可以，只要在圖 像處理的時候針對特定的線陣或圖像位置作出判斷，也能實現(xiàn)對抬筆和落筆(筆接觸到 書寫面)的識別。具體的選擇還要和鏡頭與書寫面之間的位置關(guān)系、書寫物成像的一般 位置等因素來決定。
現(xiàn)在個人移動信息設(shè)備上所配置的攝像頭，很多已經(jīng)都達(dá)到了 200萬像素，如果以
4: 3的長寬比例為標(biāo)準(zhǔn)，那么縱橫方向可用的像素數(shù)量分別為1600*1200。如果使用長
度方向的線列用來檢測書寫物，那么每條線列上就有1600個用于捕捉書寫物位置數(shù)據(jù)
的感光單元，即像素。假設(shè)圖1中書寫面106的寬度是40mm (如果用于手機(jī)，寬度已經(jīng)
不小了)，那么每毫米的尺寸對應(yīng)的像素數(shù)約為40個，因此在最近的書寫距離上，水平
方向的分辨率將達(dá)到1000dpi左右。再假設(shè)書寫面沿鏡頭光軸方向的長度為60mm，有效視角a為9(T ，那么在另一邊，通過三角形的計算可知每毫米對應(yīng)的像素數(shù)為10個， 橫向分辨率為250DPI。這時，書寫物沿光軸方向(縱向)距離的變化為60mm，像素的變 化為30個，因此可知分辨率約為12.5dpi。但這是在書寫物的直徑是lmm情況下的分辨 率， 一般手寫筆的直徑都在4mm以上。如果書寫筆的直徑按照4ram計算，那么縱向分辨 率就變?yōu)?0dpi，即能分辨0.5mm左右的距離變化，足可以滿足一般書寫所要求的精確 度。如果使用手指作為書寫物來書寫，即便是女性，手指的寬度也都在8mm以上，這時 縱向分辨率就可以達(dá)到100dpi，更能滿足實際需求。
圖3給出的了攝像頭組件的一種安裝結(jié)構(gòu)。圖中攝像頭組件103通過轉(zhuǎn)軸302安裝 在個人移動信息處理設(shè)備101的一端， 一般是安裝在這端的中部，能夠繞著軸302作不 小于270°的旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)到圖中301虛線所示的位置時，該攝像頭組件的鏡頭與鍵盤 或者顯示屏106的朝向相反，可以用于拍攝；當(dāng)旋轉(zhuǎn)到鏡頭的光軸與鍵盤或者顯示屏的 表面，即書寫面106的表面相平行時，即圖中實線所示的位置時，用于手寫輸入。當(dāng)然， 攝像頭組件還有其他很多種安裝結(jié)構(gòu)，只要能兼顧拍攝和手寫就都可以。本實施例所給 出的只是一種安裝結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，書寫物可以使用手指，也可以使用如前面所述、粗細(xì)合適普通的手寫 筆，也可以使用帶有電源和發(fā)光管的專用手寫筆。圖4、圖5給出了這種專用手寫筆的 基本原理的方框圖和局部的結(jié)構(gòu)圖。如圖4所示，在手寫筆內(nèi)部安裝有電池404，至少 一個發(fā)光管402及其信號發(fā)生和驅(qū)動單元401，以及一個開關(guān)403。所述信號發(fā)生和驅(qū) 動單元401可以由單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，也可以僅僅由邏輯電路或者脈沖發(fā)生電路加上功率 驅(qū)動元件構(gòu)成，用于驅(qū)動發(fā)光管發(fā)射一定頻率的光脈沖。這里光脈沖的頻率可以設(shè)定在 幾十赫茲致一、二百赫茲之間，保證手寫筆在較快速運動時，在運動的軌跡上有足夠的 發(fā)光點供攝像頭捕捉，得到足夠連續(xù)的軌跡數(shù)據(jù)以獲得連續(xù)的運動軌跡，即能夠產(chǎn)生足 夠的手寫采樣點。這里發(fā)光管可以選用紅外發(fā)光管，避免影響人的視線。之所以采用光 脈沖的發(fā)光形式，主要是從降低平均功率以得到更長的電池使用時間的角度來考慮，。 開關(guān)403的作用是控制電路401是否工作。因為手寫輸入圖文時需抬筆落筆，抬筆后， 發(fā)光管不發(fā)光，攝像頭不能捕捉比的運動軌跡，或者即使捕捉到了，但是沒有特定強(qiáng)度 或形狀的光圖形電信號輸出，而不被認(rèn)為是書寫的內(nèi)容；落筆后，發(fā)光管發(fā)射光線，其 位置或者運動軌跡就被認(rèn)為是書寫的內(nèi)容而被響應(yīng)。這里，該開關(guān)可以使用機(jī)械結(jié)構(gòu)的 壓力開關(guān)，如微型按鈕開關(guān)，也可以使用電流檢測、磁場檢測、電場檢測結(jié)構(gòu)的開關(guān)， 檢測手寫筆是否接觸到書寫面，或者與書寫面非常接近。圖5就是使用機(jī)械式壓力檢測開關(guān)的專用手寫筆筆尖部分的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，發(fā) 光管安裝在筆尖501部分的環(huán)狀散射材料502以內(nèi)，如果沒有特殊的光學(xué)散射設(shè)計，一 般要安裝兩個以上，采用串聯(lián)或者冰聯(lián)的方式分布安裝，以保證筆端徑向整個360。的 范圍內(nèi)，都有比較均勻的光線射出。如果使用紅外發(fā)光管，則這部分散射材料可以使用 紅外濾光材料制作。機(jī)械式壓力開關(guān)503安裝在筆尖的最端部，在這個實施例中，是一 個微動壓力開關(guān)。電池、信號發(fā)生何驅(qū)動電路等部分安裝在筆桿以內(nèi)(圖中未畫出)。由 于使用電池的專用手寫筆已經(jīng)很普及，所以在此就不詳細(xì)說明技術(shù)細(xì)節(jié)。
上面介紹的是本發(fā)明的機(jī)械和硬件結(jié)構(gòu)。對于書寫物尖端的捕捉、確認(rèn)和位置計算， 則需要個人移動信息設(shè)備內(nèi)部微處理器系統(tǒng)的軟件來實現(xiàn)。圖6給出了這個由軟件構(gòu)成 的裝置的結(jié)構(gòu)圖，其中手寫輸入檢測模塊601是該軟件的控制裝置，其中包含有一個攝 像頭掃描控制模塊裝置602，用以設(shè)定用于捕捉書寫物影像的線陣的數(shù)量和位置，以及 被選定的線陣的光電信號的拾取、轉(zhuǎn)換和輸出；還包含有一個用于將經(jīng)過計算得到的書 寫物位置坐標(biāo)輸出到微控制器系統(tǒng)的其他部分的數(shù)據(jù)輸出模塊裝置606。并且，手寫輸
入檢測模塊還通過控制和數(shù)據(jù)通道與； 一個通過檢測攝像頭輸出的光電信號來判斷是否 在所述書寫表面存在書寫物的影像分析、比較判斷模塊裝置603; —個捕捉書寫物與鏡 頭光軸之間角度，以及書寫物在攝像頭內(nèi)感光器件上成像尺寸的模塊裝置604; —個利 用書寫物與鏡頭光軸之間角度和成像尺寸來計算書寫物位置坐標(biāo)的計算模塊裝置605相 連接。在所述影像分析、比較判斷模塊裝置603中，還應(yīng)當(dāng)包含有一個書寫物圖像的樣 板模型。事實上，這部分主要采用的是"模式識別"技術(shù)，即通過對捕捉到的圖像進(jìn)行 分析判斷，來確定該圖像是否是書寫物的圖像，因此內(nèi)部需要保留一個比較判斷的依據(jù)， 即樣板模型。同時，該比較判斷模塊裝置中還包含有用于判斷書寫物工作狀態(tài)的裝置， 用于判斷書寫物是與否與書寫面相接觸，或者專用筆是否發(fā)射了脈沖光線，然后再把這 些信息通過所述的控制和數(shù)據(jù)通道傳輸?shù)讲蹲侥K604中，告知該捕捉什么不該捕捉什 么。為了能更準(zhǔn)確地分析判定視頻圖像的性質(zhì)和狀態(tài)，在這個模塊裝置中，可以使用更 多甚至感光板上的全部感光單元來用于視頻圖像的捕捉。在實際的結(jié)構(gòu)中，這兩部分并 沒有嚴(yán)格的界限，實際操作上就是對捕捉到的視頻圖像如何取舍的分析判斷。在捕捉到 與書寫物對應(yīng)的視頻圖像以后，捕捉模塊604就將所述圖像的尺寸、位置等信息同樣通 過所述的控制和數(shù)據(jù)通道傳輸?shù)接嬎隳K裝置605中，根據(jù)選定的計算公式，計算出書 寫物與鏡頭中心連線線段的長度以及該線段與通過鏡頭中心光軸105的偏離角度。這樣， 就在以鏡頭104為原點的極坐標(biāo)系中得到了書寫物的位置數(shù)據(jù)。將這個位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與書寫面對應(yīng)的直角坐標(biāo)系(習(xí)慣上用直角坐標(biāo)系，但也可以在書寫面上直接使用上述 的極坐標(biāo)系)的坐標(biāo)，再通過數(shù)據(jù)傳輸模塊裝置606傳輸?shù)剿鑫⑻幚砥鞯钠渌糠郑?如文字識別、圖形識別、設(shè)備操作部分，即可實現(xiàn)手寫輸入的功能。
圖7給出了使用圖6所示結(jié)構(gòu)的軟件裝置的程序流程圖，實際上也就是手寫輸入裝 置對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的流程圖。如圖所示，通過啟動歩驟701啟動手寫輸入模塊裝置6()1 后，系統(tǒng)進(jìn)入攝像頭控制、掃描、線陣設(shè)定的歩驟702，啟動影像分析、比較判斷模塊 裝置603，然后通過歩驟703，利用前面所述的書寫物圖像的樣板模型，對感光板上的 圖像進(jìn)行分析、判定。如果判定所分析的圖像中沒有書寫物的特征圖像，則返回到圖像 掃描步驟702捕捉下一楨或者下一幅圖像，繼續(xù)進(jìn)行分析判定；如果判定所分析的圖像 中包含有書寫物的特征圖像，則進(jìn)入步驟704，利用前面設(shè)定的線陣來捕捉被步驟703 所認(rèn)定的書寫物在感光線陣上的尺寸、角度，得到書寫物的位置信息數(shù)據(jù)。在有了這些 位置信息數(shù)據(jù)之后，啟動計算歩驟705，通過所述控制和數(shù)據(jù)傳輸通道將上述位置數(shù)據(jù) 輸送到計算模塊裝置605中進(jìn)行位置坐標(biāo)的計算，然后通過數(shù)據(jù)傳輸歩驟706，調(diào)用數(shù) 據(jù)傳輸模塊裝置606，將計算結(jié)果傳送到該設(shè)備的其他部分以供使用。
上面著重說明了實現(xiàn)本發(fā)明目的基本技術(shù)方案。但是作為完整的應(yīng)用技術(shù)方案，上 述明確說明的實施結(jié)構(gòu)不是唯一的。比如攝像頭組件的安裝結(jié)構(gòu)和方式，在現(xiàn)有技術(shù)條 件下，幾乎有無限多種具體結(jié)構(gòu)；專用書寫筆的光路結(jié)構(gòu)、接觸檢測開關(guān)的結(jié)構(gòu)和安裝 方式，也有著非常多的不同原理和具體結(jié)構(gòu)；再比如軟件部分的結(jié)構(gòu)，即可以如說明書 中及附圖中那樣使用界限比較清晰的模塊化結(jié)構(gòu)，也可以使用一體化的、不分割成模塊 的軟件結(jié)構(gòu)。并且，方案的實施還需要配合其它輔助部分，如本發(fā)明系統(tǒng)內(nèi)微控制器的 數(shù)據(jù)傳輸方式、應(yīng)用的個人移動信息設(shè)備的類型、結(jié)構(gòu)特點等。因此在本發(fā)明所給出的 基本技術(shù)方案的基礎(chǔ)上的進(jìn)行的改進(jìn)、移植、變通、刪減、增補等方式的設(shè)計，都屬于 本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種使用攝像頭的個人移動信息設(shè)備的手寫輸入裝置，該裝置包括書寫物，一只安裝在所述個人移動信息設(shè)備上的由感光器件和鏡頭構(gòu)成的攝像頭組件，以及用于該攝像頭組件輸出信號處理的微處理器系統(tǒng)，其特征在于所述攝像頭的鏡頭的光軸平行于書寫表面；在所述微處理器系統(tǒng)內(nèi)，還包括檢測書寫物的檢測裝置，所述書寫物檢測裝置包含有一個攝像頭掃描范圍控制裝置，并且分別與同樣包括在通過微處理器系統(tǒng)內(nèi)部的一個通過檢測攝像頭輸出的光電信號來判斷是否在所述書寫表面存在書寫物的比較判斷裝置；一個捕捉書寫物與鏡頭光軸之間角度，以及書寫物在攝像頭內(nèi)感光器件上成像尺寸的裝置；一個利用書寫物與鏡頭光軸之間角度和成像尺寸來計算書寫物位置坐標(biāo)的計算裝置相連接。
2. 根據(jù)權(quán)禾J驛求1所述的手寫輸入裝置，其特征在于所述攝像頭的鏡頭內(nèi)，包含有用于微 距拍攝的透鏡組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的手寫輸入裝置，其特征在于所述攝像頭組件安裝在所述個人 移動信息設(shè)備的一個端部，通過轉(zhuǎn)軸與所述設(shè)備的外殼相連接；所述攝像頭組件，能夠以 所述轉(zhuǎn)軸為軸旋轉(zhuǎn)到其鏡頭的光軸位于被設(shè)定的書寫表面的上方。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的手寫輸入裝置，其特征在于所述的書寫物是手指。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的手寫輸入裝置，其特征在于所述的書寫物是一只手寫筆。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的手寫輸入裝置，其特征在于所述的手寫筆由電池、脈沖發(fā)生器、 發(fā)光管和接觸檢測開關(guān)構(gòu)成；所述接觸檢測開關(guān)的檢測端安裝在手寫筆的筆尖上，其開關(guān) 量輸出端與所述脈沖發(fā)生器的控制端相連接；所述發(fā)光管也安裝在手寫筆的筆尖部位，與 脈沖發(fā)生器的輸出端相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的手寫輸入裝置，其特征在于所述接觸檢測開關(guān)是一個機(jī)械結(jié)構(gòu)的 微動幵關(guān)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的手寫輸入裝置，其特征在于在所述用于該攝像頭輸出信號處理的 微處理器系統(tǒng)內(nèi)部的存儲器上，存貯有書寫物圖像的樣板模型。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的手寫輸入裝置，其特征在于所述檢測書寫物的檢測裝置，與所述 的書寫物的比較判斷裝置、檢測書寫物與鏡頭光軸之間角度以及書寫物在攝像頭內(nèi)感光器 件上成像尺寸的裝置、計算書寫物位置坐標(biāo)的計算裝置之間，通過由存儲器構(gòu)成的控制和 數(shù)據(jù)通道相連接。
全文摘要
一種使用攝像頭的個人移動信息設(shè)備的手寫輸入裝置，該裝置包括書寫筆，一只安裝在所述個人移動信息設(shè)備上的由感光器件和鏡頭構(gòu)成的攝像頭組件，以及用于該攝像頭組件輸出信號處理的微處理器系統(tǒng)。所述攝像頭的鏡頭的光軸平行于書寫表面；在所述微處理器系統(tǒng)內(nèi)，還包括一個檢測書寫筆的檢測的軟件模塊裝置程序，由比較判斷書寫表面是否存在書寫物的識別模塊裝置、捕捉書寫物與鏡頭光軸之間角度及成像尺寸的模塊裝置，以及一個計算書寫物位置坐標(biāo)的計算模塊裝置構(gòu)成。本發(fā)明使用了現(xiàn)在個人移動信息設(shè)備上基本上都配置的攝像頭作為手寫輸入的基本部件，因此具有生產(chǎn)成本低、適用性廣的優(yōu)點。
文檔編號G06F3/041GK101308426SQ20071010784
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者劉建軍, 劉新斌, 葉新林 申請人:北京匯冠新技術(shù)有限公司