CN1910050A - 具有扫描器和分配器的电子画笔 - Google Patents

Abstract

一种用于向可写介质(30)上分配墨水(22)的电子画笔(10)，应用了电子画笔外壳(12)，至少一个耦合到该电子画笔外壳的墨水分配器(20)，耦合到该电子画笔外壳的电子画笔扫描器(14)，和控制器(16)。该控制器与该墨水分配器和电子画笔扫描器电气通信。基于被该电子画笔扫描器扫描的被分配图像第一部分中的至少一个位置指示符来确定该电子画笔的位置。基于该确定的电子画笔位置，从该控制器向该墨水分配器发送墨水分配信号。

Description

具有扫描器和分配器的电子画笔

本发明一般涉及手持打印机，尤其是涉及一种利用手持电子画笔向可写介质上分配图像的方法和系统。

已经设计出了手持打印机以向图像接收介质例如纸张上打印图像。虽然大多数商用打印机是在通过打印机系统供给的纸张上打印，但是已经研发出了一些手持打印机通过打印机在介质上的移动而直接在可打印表面上打印。

在1991年5月2日公开的、Ross等申请的、题目为“ImprovementsRelating to Hand-Held Printers(关于手持打印机的改进)”的国际专利申请WO9105665号中描述了喷墨手持打印机的一个较早示例，该打印机被设计用于向纸上打印字符行。该手持打印机的目的是向文档上快速打印少量信息，用于例如收据打印或打印“最迟销售”日期(“sell-by”date)的应用装置。

研究者们已经关注到了精确排放墨水而不需要打印机在书写介质上的恒定压力的手持打印机。在Hirose于2002年1月15日提交的、题目为“Hand-Held Printer(手持打印机)”的美国专利6338555号中描述了一个这种方法和相关的设备。该手持打印机接收对应于一个打印行的打印数据，并且当在该喷嘴排列方向的正交方向上移动喷墨头时从墨水喷嘴排放墨水。

手持打印机可以有线或无线地从计算机接收数字数据，后者经常使用蓝牙或其他射频技术。在2001年11月15日公开的、Woodman等申请的、题目为“A Printer(打印机)”的国际专利申请WO0186938号中描述了一种可以用于打印条码或日期戳的典型无线手持打印机。

虽然用于手持打印机的多数建议应用包括在具有该打印机宽度或更小的纸张表面上打印，但是研究者们正在致力于应用打印技术以在更大的表面例如海报、壁纸或墙壁屏幕上打印。在Saund于2003年2月11日提交的、题目为“Systems and Methods for Hand-HeldPrinting on a Surface or Medium(用于在表面或介质上手持打印的系统和方法)”的美国专利6517266号中描述了一种可以在白板上打印的示例打印机。该打印机包括至少一个打印头，探测该打印头位置的全球定位系统(GPS)，和基于该探测位置激励该打印头的控制机制。

在2003年1月23日公开的、Walling申请的、题目为“A Sensorand Ink-Jet Print-Head(传感器和喷墨打印头)”的国际专利申请WO03006244号中教导了另一种用于在较大表面上打印的手持打印机。该喷墨打印机应用了伴随一个坐标系的一个或多个传感器，并且在打印介质上成一角度以帮助定位该打印机。

利用手持打印机向可打印表面上正确传送大图画或图像的难点在于，该打印需要使得该打印机在该表面上方多次通过或笔划(stroke)，并且每一笔划需要与前一笔划对齐。打印大图像需要一个过程，从而可以精确确定手持打印机的位置，并且在该表面上的多个笔划不会产生波动、间隙以及该设备的对齐伪影(alignmentartifact)。

根据上述讨论，仍然需要一种有效的手持打印机系统和方法，它能够在可变大小的大表面上多次经过而可以避免与对齐每一新行相关的问题。此外，该打印机需要能够控制墨水沉积，以接收和存储被传送到显示器的图像，并且确定打印机相对于被打印表面的位置。

本发明的一种形式是一种用于向可写介质上分配墨水的电子画笔。该电子画笔包括电子画笔外壳。至少一个墨水分配器和电子画笔扫描器耦合到该电子画笔外壳。控制器与该墨水分配器和电子画笔扫描器电气通信。基于被电子画笔扫描器扫描并被传输到控制器的被分配图像第一部分中的至少一个位置指示符来确定该电子画笔的位置。基于该确定的电子画笔位置，将墨水分配信号从该控制器发送到墨水分配器。

本发明的另一形式是一种在可写介质上分配墨水的方法。在该可写介质上扫描被分配图像的第一部分中的第一位置指示符。基于该扫描的位置指示符确定电子画笔的位置。基于该确定的电子画笔位置修改图像数据以将第二位置指示符嵌入到该图像的第二部分。将包括该第二位置指示符的该图像的第二部分分配到该可写介质上。

本发明的另一形式是一种用于向可写介质上分配墨水的系统。该系统包括用于在该可写介质上扫描被分配图像的第一部分中的第一位置指示符的装置，基于该扫描的位置指示符确定电子画笔的位置的装置，基于该确定的电子画笔位置修改图像数据以将第二位置指示符嵌入到该图像的第二部分的装置，和用于将包括该第二位置指示符的该图像的第二部分分配到该可写介质上的装置。

根据以下对于目前优选实施例的详细说明并结合附图阅读，本发明的前述形式以及其他形式和特征和优点将会变得更清楚。该详细说明和附图仅仅是对于本发明的例示说明而不是限制，本发明的范围由所附的权利要求及其等效意义所限定。

根据附图来说明本发明的各个实施例，其中：

图1是包括根据本发明一个实施例的电子画笔的用于分配墨水的系统的图示；

图2是根据本发明一个实施例的电子画笔的图示；

图3是根据本发明另一个实施例的电子画笔的图示；

图4是根据本发明一个实施例在可写介质上分配墨水的系统的框图；和

图5是根据本发明一个实施例在可写介质上分配墨水的方法的流程图。

图1示出了一种用于向可写介质上分配墨水的系统，包括如图2所示的电子画笔10。参照图1和2，该系统包括具有电子画笔外壳12的电子画笔10。一个或多个墨水分配器20和电子画笔扫描器14耦合到电子画笔外壳12。控制器16与墨水分配器20和电子画笔扫描器14电气通信以向可写介质30上分配墨水22和书写图像32。当可写介质的高度或宽度大于电子画笔10的一个笔划的宽度时，电子画笔10可以通过电子画笔10的多个笔划来分配墨水以向可写介质30上书写图像32，每个后续笔划与前一笔划对齐以便无间隙、波动或图像偏移地书写图像32。

一个示例性电子画笔10具有相对平坦的带状或条形伸长表面区域，经过可写介质30的部分上方以分配墨水22。当电子画笔10移动或扫过可写介质30时，图像被传送或书写到可写介质30上。图像32包括例如图片、照片、文本、图画、图示、图形、T恤设计、或其他可以被写到可写介质30上的图像类型。当电子画笔10划过可写介质30时，通过选择性地向可写介质30上分配墨水22而书写图像32。

电子画笔位置的信息包括电子画笔10的位置和旋转，该信息被需要以向可写介质30上书写图像信息，特别是用于合并电子画笔10的连续笔划的图像信息。当相对于可写介质30的表面设置电子画笔10时，通过扫描书写到可写介质30上的图像32的第一经过或第一部分34中的至少一个位置指示符40而确定电子画笔10的位置。位置指示符40包括例如在被分配图像32内的多个适应像素，为电子画笔10提供确定电子画笔10的位置和旋转的功能，从而可以向可写介质30上书写其他图像数据。为了确定电子画笔10的位置，利用电子画笔扫描器14扫描第一位置指示符40。图像32的图像数据被修改以向图像32的第二部分36中插入其他位置指示符40，其在电子画笔10划过可写介质30的表面时被书写。

通过电子画笔扫描器14扫描被分配图像32的第一部分34并传输到控制器16。基于在该被分配图像32的第一部分34中的一个或多个位置指示符40而确定电子画笔10的位置。墨水分配信号基于该确定的电子画笔位置而从控制器16发送到墨水分配器20，并且由此而分配墨水22。

每个位置指示符40可以包含例如x，y坐标组的预定义代码，该代码对应于位置指示符40将被书写或当前所在的可写介质30上的位置。在一个例子中，位置指示符40包括一个或多个没有特征的区域或者一个或多个具有暗(dark)特征的区域。替换地，位置指示符40包括图像32内的修改特征，例如比原始图像数据更亮的区域或者比原始图像数据更暗的区域。图像数据可以被调节例如用于黑白图像打印的灰度级，以及当向可写介质30上分配彩色墨水时调节一种、两种、三种或所有颜色。在另一例子中，可写介质30具有例如通过精细或模糊标记预先写到可写介质30表面上的位置指示符，以使得该位置信息可以被读出并且对书写图像的质量具有最小影响。

位置指示符40可以使用许多适当编码方案中的一种进行编码。在一个使用基于像素的坐标系的例子中，利用对应于到可写介质30的左上角的距离的x和y坐标对位置指示符40进行编码。在另一例子中，利用对应于到可写介质30的左下角的可写元素数量的x和y坐标对位置指示符40进行编码。在另一例子中，位置指示符40被分配具有错误检测性能或者自校正的代码，并且对于每个编码的位置指示符生成位置信息并存储在查询表中，或者使用适当的解码算法来解码。在另一例子中，具有关于相对或绝对参照的位置代码的十字线被编码入可写介质30上。其他代码也可以被应用到位置指示符40，例如残余码、随机码、Gray码、误差校正码、具有检验和的代码、或者直接表示该x和y位置的代码例如十进制或二进制编码的数字。应当注意，一些用于检测位置指示符40的算法需要原始、未修改的图像数据信息被译码，而其他算法不需要访问该原始图像数据以确定电子画笔位置和旋转。

当扫描被分配图像32的一部分时，可以检测图像32的第一部分34中的一个或多个位置指示符40以确定电子画笔10的位置，从而能够利用电子画笔10进行其他笔划，并且能够正确记录图像32的其他部分并写到可写介质30上。例如，可以通过扫描该被分配图像并且将该被扫描图像与未修改图像数据相比较而确定电子画笔10的位置。基于该确定来识别该被分配图像中的特征和书写该图像的其他部分。在这种情况下，该图像内的特征被用作位置指示符。在其他情况下，通过在位置指示符特征中的被分配墨水22或缺少墨水22来描绘该位置指示符。在另一例子中，扫描该被分配图像32中的位置指示符40以确定可写介质坐标例如x或y坐标，并且使用该坐标值来确定电子画笔10的位置。在另一例子中，扫描该被分配图像32中的多个位置指示符40，并且基于该扫描的位置指示符40而确定电子画笔10的位置和旋转。

从墨水分配器20分配的墨水22可以包括干墨水或湿墨水，例如来自喷墨盒(inkjet cartridge)、固体墨水打印头、干墨水打印头、点阵打印头、可激励毡尖笔(actuatable felt-tip pen)、非接触墨水分配器、墨水喷射喷嘴、胶水分配器、或液体分配器。

可写介质30可以包括例如，白板、墙壁、海报、广告牌、织物、T恤、笔记本、纸张、纸板、非纸材料、或者其他任何合适的书写表面。通常，可写介质30大于并且有时相当地大于电子画笔10，需要另外重叠笔划以书写图像。电子画笔扫描器14允许识别未书写的图像数据并且记录到预先书写的图像数据。电子画笔扫描器14，例如一个或多个光学扫描器或成像阵列，扫描被分配图像32的一部分以检测位置指示符和可识别特征，从而可以利用电子画笔10精确书写图像32的其他部分。

控制器16可以位于电子画笔10的内部或外部。在控制器16与具有分配器20和电子画笔扫描器14的电子画笔10之间可以进行有线连接或无线连接，例如WiFi或Blue Tooth^TM协议。

当在画笔扫过可写介质30时发生电子画笔10的小旋转时，如果对于该旋转不进行补偿，那么其结果将是所希望图像的过多波动和像差。可以通过例如读出间隔散布在可写介质30上的两个或更多位置指示符40并且确定电子画笔相对于这些位置指示符40的旋转而进行电子画笔旋转的补偿。当电子画笔10经过可写介质30时可以确定电子画笔旋转，并且用于在书写所希望的图像时补偿电子画笔旋转。可选地，来自连接到电子画笔10的倾斜传感器52或其他位置检测器50的信号可以被用于确定电子画笔旋转。这些信号被特别用于电子画笔10经过可写介质30的第一笔划期间。

一个或多个位置检测器50可以耦合到电子画笔10以确定电子画笔10的初始和随后的位置。位置检测器50与控制器16电气通信以基于电子画笔10的移动而向控制器16提供电子画笔位置信号。位置检测器50可以为控制器16提供位置、旋转信息，并且在一些情况下提供电子画笔10的移动速度，其被用于同步电子画笔10的笔划和图像32的书写。位置检测器50还提供电子画笔10位置的反馈，从而可以正确书写图像32，而不论电子画笔10在可写介质30上的笔划多么快。

当电子画笔10被初始设置在可写介质30上时，位置检测器50提供关于电子画笔10的位置和旋转的信息。例如，位置检测器50被附着到电子画笔10的一端，并且第二位置检测器50被附着到电子画笔10的相反端以允许对于电子画笔10的位置和旋转确定。位置检测器50可以包括例如，耦合到电子画笔10的轮子的轮子位置检测器、跟踪球、光学鼠标、超声波换能器、附着到可写介质上的一个或多个超声波换能器38、倾斜传感器、或全球定位系统单元。附着到电子画笔10或可写介质30的超声波换能器发送和接收超声波信号，然后将飞行时间(time-of-flight)测量与例如遥测计算组合以确定电子画笔10的位置和旋转。

用于图像32的图像数据可以位于电子画笔10内的存储器24中，或者在数字计算设备60中，例如个人计算机，膝上型计算机，个人数字助理(PDA)，耦合到数字计算设备60的数据库62，或者通过因特网或其他通信网络68连接到数字计算设备60的服务器。将图像数据传送到可写介质30上的图像书写应用可以在电子画笔10内或数字计算设备60内运行。例如，在向可写介质30上书写该图像信息之前，使用图像书写应用在连接到数字计算设备60的计算机显示器64上显示图像32。用于向可写介质30上书写图像32的功能和特征可以通过使用输入设备66例如键盘、小键盘或鼠标来选择。在向可写介质30上书写之前可以对想要的图像进行选择和处理，例如通过计算机软件和硬件例如显示器64和输入设备66的帮助来进行。控制器16或数字计算设备60可以具有因特网或网络连接以生成、选择或接收图像信息。

在书写之前，可以修改图像数据以将位置指示符40嵌入在图像数据内或可写介质的将要成为该可写介质书写部分的一部分内。当该图像被分配时，可以将其他位置指示符42写入到该被分配图像中或被电子画笔10的笔划重叠的可写介质30上。当后续笔划的图像被分配时，先前的位置指示符40会被覆盖或替代。

再次参照图2，电子画笔10包括电子画笔外壳12，至少一个耦合到电子画笔外壳12的墨水分配器20，耦合到电子画笔外壳12的电子画笔扫描器14，和控制器16。所示具有与滚动漆刷类似轮廓的电子画笔外壳12，可以是鼠标、板、棒、刷、或其他合适形式的形状。电子画笔扫描器14可以包括线性或二维光学扫描器，一维固态扫描棒阵列，一个或多个成像阵列例如CMOS光检测器阵列或数字照相机，或其它类型的扫描机制。用于电子画笔扫描器14的视场足够大以检测至少一个位置指示符，并且可以足够大以扫描两个、三个或更多位置指示符，根据其可以获得精确的位置和旋转信息。两个或更多的间隔电子画笔扫描器14可以耦合到电子画笔外壳12以增加确定电子画笔10位置和旋转的精度。滤色器(未示出)可以被设置在电子画笔扫描器14的前方以从包括图像像素的各个颜色中抽取位置指示符信息。

控制器16与墨水分配器20和电子画笔扫描器14(例如光学扫描器或至少一个成像阵列)电连接和电气通信。控制器16是中央处理单元(CPU)、专用控制器、或其他适当的电子电路例如具有内嵌处理器的现场可编程门阵列(FPGA)。控制器16有线或无线连接到墨水分配器20和电子画笔扫描器14。电子画笔10的位置基于被电子画笔扫描器14扫描并被传输到控制器16的被分配图像的第一部分中的至少一个位置指示符来确定。墨水分配信号基于该确定的电子画笔位置而从控制器16发送到墨水分配器20。耦合到控制器16的存储器24可以被包括在电子画笔10的内部或外部。

电子画笔10可以包括至少一个耦合到电子画笔10用于确定电子画笔10的初始位置的位置检测器50。位置检测器50包括例如，一个或多个连接到电子画笔10的轮子的轮子位置检测器，一个或多个耦合到电子画笔10的跟踪球，一个或多个光学位置检测器例如设置在电子画笔10上的光学鼠标，一个或多个在可写介质30一侧或多侧附近附着到电子画笔10或附着到可写介质30上的超声波换能器，倾斜传感器52例如用于确定电子画笔10的垂直定向的倾斜仪，或全球定位系统单元54。当被使用时，全球定位系统单元54和其他类型的位置检测器在电子画笔10相对于可写介质的初始定位期间，在电子画笔10的笔划期间，或者基于电子画笔10从可写介质表面移开和返回，而确定电子画笔10的位置。

墨水分配器20包括例如，喷墨盒、固体墨水打印头、干墨水打印头、点阵打印头、可激励毡尖笔、非接触墨水分配器、墨水喷射喷嘴、胶水分配器、或液体分配器。墨水分配器阵列20可以被配置在电子画笔外壳12内以便为电子画笔10的每个笔划提供较宽的可打印区域。电子画笔10可以包括握持手柄(gripping handle)56以便于把握和操纵。电子画笔10可以具有各种接口、特征和配备，其影响该设备的质量、购买力(affordability)和适应性。完整特征和装备的电子画笔10例如可以具有较大的存储器或者可以无线连接到个人计算机或因特网。

图3示出了根据本发明另一实施例的电子画笔。电子画笔10包括电子画笔外壳12，至少一个耦合到电子画笔外壳12的墨水分配器20，耦合到电子画笔外壳12的电子画笔扫描器14，和控制器16。第二墨水分配器26与墨水分配器20间隔布置或者与其连续形成，用于将位置指示符40打印到可写介质30上。控制器16与墨水分配器20和26电连接和电气通信。控制器16电连接到电子画笔扫描器14以确定电子画笔10的位置。电子画笔10的位置可以基于被电子画笔扫描器14扫描并被传输到控制器16的被分配图像32的第一部分34中的一个或多个位置指示符40来确定。墨水分配信号基于该确定的电子画笔位置而从控制器16发送到墨水分配器20，并且利用墨水22将图像32打印到可写介质30上。可选的倾斜传感器52耦合到电子画笔10。电子画笔10可以包括握持手柄56以便于把握和操纵。耦合到电子画笔外壳12的轮子58用于引导电子画笔10。图像传感器28可以耦合到电子画笔外壳12以帮助轮子58避免最近分配的墨水22。

图4是根据本发明一个实施例用于向可写介质分配墨水的系统的框图。该系统包括电子画笔10，该电子画笔10包括电子画笔扫描器14以用于在被分配图像的第一部分中扫描位置指示符。电子画笔10的位置可以结合有线或无线连接到电子画笔扫描器14和墨水分配器20的控制器16而确定。墨水分配信号18基于该确定的电子画笔位置而从控制器16发送到墨水分配器20。控制器16可以通过修改供给到该系统的图像数据而将位置指示符嵌入到该图像的第二部分中。

示例性电子画笔扫描器14在被分配图像的第一可写部分中扫描一个或多个位置指示符以确定电子画笔10的状态、位置和旋转信息。执行存储在存储器24中的指令的控制器16基于该扫描的位置指示符和接收的位置信号而确定电子画笔10的位置。存储器24，例如内部存储器、外部存储器、光存储器、磁存储器、闪存、存储卡、存储棒、或者存储键，也可以用于存储将要被写入到可写介质上的图像数据。与存储器24相连接的控制器16能够通过基于被确定的电子画笔10的位置在该图像的第二、未书写部分中插入位置指示符而修改该图像数据。墨水分配器20用于通过位置指示符向可写介质上书写图像数据。

在一个示例性电子画笔系统中，从一个或多个位置检测器50接收电子画笔位置信号44以确定电子画笔10的初始位置。例如从一个或多个连接到电子画笔的轮子的轮子位置检测器，至少一个耦合到电子画笔10的跟踪球或光学鼠标，一个或多个附着到电子画笔10的超声波换能器，附着到可写介质上的超声波换能器38(参见图1)，耦合到电子画笔10的倾斜传感器52，附着到电子画笔10的全球定位系统单元54或其组合来接收电子画笔位置信号44。

通过墨水分配器20将图像的初始部分和该图像的后续部分分配到可写介质上。该图像的初始和后续部分可以包括写入到该图像内或旁边的位置指示符。墨水分配器20用于分配墨水22和将具有位置指示符的该图像部分书写到可写介质上。在用于分配墨水22的各种墨水分配器20中有，喷墨盒、固体墨水打印头、干墨水打印头、点阵打印头、可激励毡尖笔、非接触墨水分配器、墨水喷射喷嘴、胶水分配器、和液体分配器。

图5示出了根据本发明一个实施例用于向可写介质上分配墨水的方法的流程图。该方法包括用于确定电子画笔位置和由此而向可写介质上分配墨水的步骤。该方法还包括各种将位置指示符写到可写介质上和读出该书写的位置指示符的步骤，其可以帮助确定电子画笔的位置和旋转，从而使得电子画笔的其他笔划可以完成该图像的未书写部分。

相对于可写介质的表面定位电子画笔，并且接收电子画笔位置信号，如块80所示。在本发明的一些实施例中，当电子画笔第一次扫描过可写介质的表面时，在该分配的墨水中没有对准码(registrationcode)。直到可以将位置指示符写到可写介质上时，来自电子画笔上的一个或多个位置检测器的输入信号才提供电子画笔位置信号，根据其来确定电子画笔的位置和旋转。在其他实施例中，位置指示符被预先写到可写介质上，从而不需要来自一个或多个位置检测器的输入来检测电子画笔的位置。

利用第一位置指示符精确书写该图像的第一部分可以通过包含如下要素来协助，例如在可写介质上的参照点例如拐角，该可写介质周围的框架，永久设置在该可写介质至少一部分上的一组位置指示符，机械导杆，或者其他适当的对准机制。根据该初始书写部分，当书写该图像时可以添加位置指示符。

其他机制和设备也可以用于形成电子画笔的位置和旋转。在一个例子中，从耦合到电子画笔的轮子的一个或多个轮子位置检测器接收轮子位置信号。在另一例子中，从附着到电子画笔的一个或多个跟踪球接收跟踪球位置信号。在另一例子中，从附着到电子画笔的一个或多个光学鼠标接收光学鼠标位置信号。在另一例子中，从附着到电子画笔或可写介质上的一个或多个超声波换能器接收超声波信号。在另一例子中，从附着到电子画笔的倾斜传感器接收倾斜信号。在另一例子中，从附着到电子画笔的全球定位系统单元接收全球定位系统信号。

当接收到该电子画笔位置信号时，基于该接收的位置信号确定电子画笔的初始位置。

利用至少一个墨水分配器将图像的第一部分分配到可写介质上，如决82所示。一个或多个墨水分配器耦合到电子画笔，以允许当电子画笔在可写介质的表面上多次笔划过时在较宽的可打印区域上打印。该墨水分配器包括喷墨盒、固体墨水打印头、干墨水打印头、点阵打印头、可激励毡尖笔、非接触墨水分配器、墨水喷射喷嘴、胶水分配器、液体分配器、或者其他任何适当的墨水分配机制。被分配图像的第一部分可以包括一个或多个位置指示符，例如表示数字坐标的光学符号、字母、表面坐标、条码、UPC码、编码坐标、标记、网格、十字线、对准标记、或其它适当的表面位置指示符。位置指示符可以被写在被分配图像的第一部分内或者写在该图像部分的边缘附近，从而电子画笔的后续笔划可以读出和填充、改写或保留该位置指示符。

当电子画笔完成一个笔划并且被重新定位以开始第二笔划时，扫描可写介质上被分配图像的第一部分中的位置指示符，如块84所示。基于该扫描的位置指示符，可以确定电子画笔的位置。

电子画笔的位置可以这样确定，例如通过基于该扫描的位置指示符确定可写介质坐标，和基于该可写介质坐标确定电子画笔的位置。在另一例子中，电子画笔的位置可以这样确定，通过扫描该被分配图像第一部分中的多个第一位置指示符，和基于该扫描的位置指示符确定电子画笔的位置和旋转。在另一例子中，电子画笔的位置可以这样确定，通过使用模式识别技术将该扫描的位置指示符与未修改图像数据相比较，和基于该比较确定电子画笔的位置。例如，可以使用编码的位置指示符结合存储在存储器中的查询表来将该编码的位置指示符信息翻译为位置坐标，和将该位置坐标翻译为位置指示符信息。查询表不是必要的，例如当将二进制形式的坐标数据写入位置指示符中时。

电子画笔旋转可以例如根据相邻的位置指示符或进一步隔开但仍在电子画笔扫描器范围内的位置指示符来确定。使用两个间隔布置的电子画笔扫描器可以使旋转确定的精度增加。可选地，电子画笔旋转可以根据内嵌有位置指示符的定向信息来确定。电子画笔旋转还可以根据从附着到电子画笔的倾斜传感器接收的倾斜信号来确定。可选地，该电子画笔旋转可以通过扫描和读出对准网格来确定。

基于电子画笔的位置修改图像数据以将第二位置指示符嵌入到该图像的第二部分中，如块86所示。通过操纵例如该图像第二部分中的至少一个像素而将第二位置指示符嵌入在该图像的第二部分中，从而修改该图像数据。操纵至少一个像素包括例如，设定或清除对应于该位置指示符的像素。可选地，操纵至少一个像素包括调节该像素以使得能够将可检测的位置指示符写入到可写介质上，优选地是以最小或人眼不能察觉的色彩、色度、饱和度或大小来调节。可以在图像数据的初始操作期间或者当该图像被写入时交互地修改图像数据以将编码的位置信息嵌入到该位置指示符中。在任一情况下，可以在使用电子画笔书写图像之前或者同时提供实时图像信息。

将该图像的具有第二位置指示符的第二和其他部分分配到可写介质上，如块88所示。使用耦合到电子画笔的墨水分配器来分配该图像的第二和其他部分。当电子画笔在可写介质的表面上移动以书写该图像的其他部分时，重复该扫描和位置确定步骤。

这里在该墨水分配方法中，可以需要另一笔划，如块90所示。对于较大的图像，电子画笔需要经过多次以交叠笔划而构成完整的图画。在电子画笔从该表面区域暂时移开后或者它移动到一个新位置以开始新笔划时，一旦该电子画笔与该可写介质表面紧密接近并且该电子画笔的位置已经确定，就可以继续该图像的书写。电子画笔位置和旋转的精确确定减少了由该画笔的多个笔划所导致的对齐伪影。当需要附加笔划以继续或完成图像时，电子画笔被重定位以交叠该图像的先前书写部分，并且扫描位置指示符，如回到块84所示。

当不需要附加笔划时，该图像已经被书写并且图像生成完毕，如决92所示。

虽然这里公开的本发明的实施例是目前认为优选的，但是可以作出各种改变和变化而不脱离本发明的精神和范围。本发明的范围在所附权利要求中表述，并且所有来自其等效含义和范围的变化都被认为是包含在其中。

Claims (22)

1.一种用于向可写介质(30)上分配墨水(22)的电子画笔(10)，该电子画笔包括：

电子画笔外壳(12)；

耦合到该电子画笔外壳的至少一个墨水分配器(20)；

耦合到该电子画笔外壳的电子画笔扫描器(14)；和

与该墨水分配器和电子画笔扫描器电气通信的控制器(16)，

其中基于被该电子画笔扫描器扫描并被传输到控制器的被分配图像第一部分中的至少一个位置指示符来确定该电子画笔的位置，和

其中基于该确定的电子画笔位置，从该控制器向该墨水分配器发送墨水分配信号。

2.如权利要求1所述的电子画笔，其中该可写介质从包括白板、墙壁、海报、广告牌、织物、笔记本、纸张、纸板、非纸材料和可写表面的组中选择。

3.如权利要求1所述的电子画笔，其中该墨水分配器从包括喷墨盒、固体墨水打印头、干墨水打印头、点阵打印头、可激励毡尖笔、非接触墨水分配器、墨水喷射喷嘴、胶水分配器和液体分配器的组中选择。

4.如权利要求1所述的电子画笔，其中该电子画笔扫描器包括光学扫描器和至少一个成像阵列中的一个。

5.如权利要求1所述的电子画笔，其中该控制器被有线或无线连接到该墨水分配器和电子画笔扫描器。

6.如权利要求1所述的电子画笔，还包括：

耦合到电子画笔的至少一个位置检测器(50)，用于确定该电子画笔的初始位置。

7.如权利要求6所述的电子画笔，其中该位置检测器从包括轮子位置检测器、跟踪球、光学鼠标、附着到该电子画笔的超声波换能器、附着到该可写介质上的超声波换能器、倾斜传感器和全球定位系统单元的组中选择。

8.一种向可写介质(30)上分配墨水(22)的方法，该方法包括：

在可写介质上扫描被分配图像的第一部分中的第一位置指示符；

基于该扫描的位置指示符确定电子画笔(10)的位置；

基于该确定的电子画笔位置修改图像数据以将第二位置指示符嵌入到该图像的第二部分中；和

将包括该第二位置指示符的该图像的第二部分分配到该可写介质上。

9.如权利要求8所述的方法，其中确定该电子画笔的位置包括：

将该扫描的位置指示符与未修改图像数据相比较；和

基于该比较而确定该电子画笔的位置。

10.如权利要求8所述的方法，其中确定该电子画笔的位置包括：

基于该扫描的位置指示符确定可写介质坐标；和

基于该可写介质坐标确定该电子画笔的位置。

11.如权利要求8所述的方法，其中确定该电子画笔的位置包括：

扫描该被分配图像的第一部分中的多个第一位置指示符；和基于该扫描的位置指示符确定该电子画笔的位置和旋转。

12.如权利要求8所述的方法，其中修改该图像数据以将第二位置指示符嵌入到该图像的第二部分中包括：

操纵该图像第二部分中的至少一个像素。

13.如权利要求12所述的方法，其中操纵至少一个像素包括：

设定或清除该至少一个像素。

14.如权利要求12所述的方法，其中操纵至少一个像素包括：

调节该至少一个像素。

15.如权利要求8所述的方法，其中使用耦合到该电子画笔的至少一个墨水分配器(20)来分配该图像的第二部分。

16.如权利要求15所述的方法，其中该墨水分配器从包括喷墨盒、固体墨水打印头、干墨水打印头、点阵打印头、可激励毡尖笔、非接触墨水分配器、墨水喷射喷嘴、胶水分配器和液体分配器的组中选择。

17.如权利要求8所述的方法，还包括：

接收电子画笔位置信号；和

基于该接收的位置信号而确定该电子画笔的初始位置。

18.如权利要求17所述的方法，其中接收该位置信号是从包括以下方式的组中选择的：从耦合到该电子画笔的一个或多个轮子接收轮子位置信号；从附着到该电子画笔的一个或多个跟踪球接收跟踪球位置信号；从附着到该电子画笔的一个或多个光学鼠标接收光学鼠标位置信号；从附着到该电子画笔的一个或多个超声波换能器接收超声波信号；从附着到该可写介质上的一个或多个超声波换能器接收超声波信号；从附着到该电子画笔的倾斜传感器接收倾斜信号；以及从附着到该电子画笔的全球定位系统单元接收全球定位系统信号。

19.如权利要求8所述的方法，还包括：

将该图像的第一部分分配到该可写介质的第一部分上，其中该图像的第一部分包括该第一位置指示符。

20.一种用于向可写介质(30)上分配墨水(22)的系统，该系统包括：

用于在可写介质上扫描被分配图像的第一部分中的第一位置指示符的装置；

基于该扫描的位置指示符确定电子画笔(10)的位置的装置；

基于该确定的电子画笔位置修改图像数据以将第二位置指示符嵌入到该图像的第二部分中的装置；和

用于将包括该第二位置指示符的该图像的第二部分分配到该可写介质上的装置。

21.如权利要求20所述的系统，还包括：

用于接收电子画笔位置信号的装置；和

基于该接收的位置信号而确定该电子画笔的初始位置的装置。

22.如权利要求20所述的系统，还包括：

用于将该图像的第一部分分配到该可写介质的第一部分上的装置，其中该图像的第一部分包括该第一位置指示符。

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