(57)【要約】【課題】媒体に対する読み取り装置の姿勢の変化に伴う媒体上の符号画像の読み取り精度の低下を抑制する。【解決手段】デジタルペンは、符号画像が形成された印刷文書に対して光を照射する第１赤外ＬＥＤ６３ａ、第２赤外ＬＥＤ６３ｂと、利用者による印刷文書への筆記操作の際に点灯させるＬＥＤを選択する発光制御部６１２と、選択されたＬＥＤにて光が照射された印刷文書からの反射光を受光する赤外ＣＭＯＳ６４と、赤外ＣＭＯＳ６４による受光結果に画像処理を施して符号画像を取得し、取得した符号画像を復号して識別情報および位置情報を求めるとともに、取得した符号画像の歪みを求め、この歪みから印刷文書に対するデジタルペンの傾き方向を判定する画像処理部６１４とを備え、発光制御部６１２は、得られた傾き方向に基づき、点灯させるＬＥＤの切り換えを行う。【選択図】図１１
2009230438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号画像が形成された媒体に対して光を照射する複数の照射手段と、
前記複数の照射手段の中からいずれかの照射手段を点灯させ、点灯された当該照射手段にて光が照射された前記媒体から前記符号画像を読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段により読み取られた前記符号画像の傾きから、前記媒体に対する装置の傾き方向を判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された前記傾き方向に応じて、前記複数の照射手段の中から点灯させる照射手段を切り換える切り換え手段と
を含む読み取り装置。
【請求項２】
前記複数の照射手段は、前記読み取り手段による前記媒体の読み取り位置に向けて光を照射する第１の照射手段と第２の照射手段とを含み、
前記第１の照射手段にて照射され前記媒体にて反射した正反射光が前記読み取り手段に入射する場合に、前記第２の照射手段にて照射され当該媒体にて反射した正反射光が当該読み取り手段に入射しないよう、当該第１の照射手段および当該第２の照射手段それぞれの光の照射方向が設定されることを特徴とする請求項１記載の読み取り装置。
【請求項３】
前記複数の照射手段は、前記読み取り手段による前記媒体の読み取り位置に向けて光を照射する第１の照射手段と第２の照射手段とを含み、
前記第１の照射手段から前記読み取り位置へと向かう第１の光軸と前記第２の照射手段から当該読み取り位置へと向かう第２の光軸とが、前記読み取り位置から読み取り手段へと向かう第３の光軸に対し対称な位置関係を有することを特徴とする請求項１または２記載の読み取り装置。
【請求項４】
前記読み取り手段は、前記媒体からの反射光を受光する受光領域を有する受光センサを含み、
前記判定手段は、前記受光領域を複数の領域に分割して得られた各領域で取得した符号画像の数をそれぞれ計数し、得られた領域毎の計数結果から前記符号画像の傾きを得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の読み取り装置。
【請求項５】
前記読み取り手段にて読み取られた前記符号画像から当該符号画像に埋め込まれた所定の情報を取得する取得手段をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の読み取り装置。
【請求項６】
前記媒体に筆記を行う筆記手段をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の読み取り装置。
【請求項７】
符号画像が形成された媒体と、
利用者による前記媒体への筆記操作に応じて、当該媒体から前記符号画像を読み取る電子筆記具と、
前記電子筆記具にて読み取られた前記符号画像に関連する情報を取得し、取得した当該情報に基づいて前記媒体への筆記内容を当該媒体または当該媒体に印刷された電子文書に関連付けて記憶する情報処理装置とを含み、
前記電子筆記具は、
前記媒体に筆記を行うための筆記手段と、
前記媒体に対して光を照射する複数の照射手段と、
前記複数の照射手段の中からいずれかの照射手段を点灯させ、点灯された当該照射手段にて光が照射された前記媒体から前記符号画像を読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段により読み取られた前記符号画像に関連する前記情報を前記情報処理装置に送信する送信手段と、
前記読み取り手段により読み取られた前記符号画像の傾きから、前記媒体に対する装置の傾き方向を判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された前記傾き方向に応じて、前記複数の照射手段の中から点灯させる照射手段を切り換える切り換え手段と
を有することを特徴とする筆記情報処理システム。
【請求項８】
前記媒体に形成される前記符号画像は、所定の区画内に一定数の単位画像を配置して形成された単位符号パターン画像を、互いに直交する２つの方向にそれぞれ複数並べて構成され、
前記電子筆記具において、
前記読み取り手段は、前記媒体からの反射光を受光する受光領域を有する受光センサを含み、
前記判定手段は、前記受光領域を複数の領域に分割して得られた各領域で取得した単位画像の数をそれぞれ計数し、得られた領域毎の計数結果から前記符号画像の傾きを得ることを特徴とする請求項７記載の筆記情報処理システム。
【請求項９】
前記電子筆記具は、前記読み取り手段にて読み取られた前記符号画像から当該符号画像に関連する前記情報として前記媒体の識別情報または当該媒体内における位置情報を取得して前記送信手段に出力する取得手段をさらに含み、
前記情報処理装置は、前記識別情報に対応付けられた電子文書を読み出すとともに当該電子文書に前記位置情報に対応する筆記軌跡を重ね合わせる処理を実行することを特徴とする請求項７または８記載の筆記情報処理システム。
【請求項１０】
符号画像が形成された媒体に対して光を照射する複数の光源の中からいずれかの光源を点灯させる点灯指示手段と、
点灯した前記光源にて光が照射された前記媒体から前記符号画像を読み取らせる読み取り指示手段と、
読み取られた前記符号画像の傾きから、前記媒体に対する読み取り装置の傾き方向を判定する判定手段と、
前記判定手段により判定された前記傾き方向に応じて、前記複数の光源の中から点灯させる光源を切り換える指示を前記点灯指示手段に出力する切り換え指示手段と
を含む読み取り装置の制御装置。
【請求項１１】
コンピュータに、
符号画像が形成された媒体に対して光を照射する複数の光源の中からいずれかの光源を点灯させる機能と、
点灯された前記光源にて光が照射された前記媒体から前記符号画像を読み取らせる機能と、
読み取られた前記符号画像の傾きから、前記媒体に対する装置の傾き方向を判定する機能と、
判定された前記傾き方向に応じて、前記複数の光源の中から点灯させる光源を切り換える機能と
を実現させるプログラム。
【請求項１２】
前記コンピュータに、
読み取られた前記符号画像から当該符号画像に埋め込まれた所定の情報を取得する機能をさらに実現させることを特徴とする請求項１１記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、読み取り装置、筆記情報処理システム、読み取り装置の制御装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばコンピュータ装置に対する入力装置として、利用者が手に持って使用するペン型入力装置が注目されている。この種のペン型入力装置は、媒体に対して書き込みを行う所謂ペンとしての記録装置に加え、媒体に形成された画像を読み取る読み取り装置を備えている。このような読み取り装置は、媒体に光を照射する光源と、媒体からの反射光を受光する受光部とを備えることで実現される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５２７８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ペン型入力装置では、媒体に対する読み取り装置の姿勢によっては、光源から照射され媒体にて反射した正反射光が受光部に入射してしまい、結果として符号画像の読み取り精度が低下してしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、媒体に対する読み取り装置の姿勢の変化に伴う符号画像の読み取り精度の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、符号画像が形成された媒体に対して光を照射する複数の照射手段と、前記複数の照射手段の中からいずれかの照射手段を点灯させ、点灯された当該照射手段にて光が照射された前記媒体から前記符号画像を読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段により読み取られた前記符号画像の傾きから、前記媒体に対する装置の傾き方向を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された前記傾き方向に応じて、前記複数の照射手段の中から点灯させる照射手段を切り換える切り換え手段とを含む読み取り装置である。
請求項２記載の発明は、前記複数の照射手段は、前記読み取り手段による前記媒体の読み取り位置に向けて光を照射する第１の照射手段と第２の照射手段とを含み、前記第１の照射手段にて照射され前記媒体にて反射した正反射光が前記読み取り手段に入射する場合に、前記第２の照射手段にて照射され当該媒体にて反射した正反射光が当該読み取り手段に入射しないよう、当該第１の照射手段および当該第２の照射手段それぞれの光の照射方向が設定されることを特徴とする請求項１記載の読み取り装置である。
請求項３記載の発明は、前記複数の照射手段は、前記読み取り手段による前記媒体の読み取り位置に向けて光を照射する第１の照射手段と第２の照射手段とを含み、前記第１の照射手段から前記読み取り位置へと向かう第１の光軸と前記第２の照射手段から当該読み取り位置へと向かう第２の光軸とが、前記読み取り位置から読み取り手段へと向かう第３の光軸に対し対称な位置関係を有することを特徴とする請求項１または２記載の読み取り装置である。
請求項４記載の発明は、前記読み取り手段は、前記媒体からの反射光を受光する受光領域を有する受光センサを含み、前記判定手段は、前記受光領域を複数の領域に分割して得られた各領域で取得した符号画像の数をそれぞれ計数し、得られた領域毎の計数結果から前記符号画像の傾きを得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の読み取り装置である。
請求項５記載の発明は、前記読み取り手段にて読み取られた前記符号画像から当該符号画像に埋め込まれた所定の情報を取得する取得手段をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の読み取り装置である。
請求項６記載の発明は、前記媒体に筆記を行う筆記手段をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の読み取り装置である。
【０００７】
請求項７記載の発明は、符号画像が形成された媒体と、利用者による前記媒体への筆記操作に応じて、当該媒体から前記符号画像を読み取る電子筆記具と、前記電子筆記具にて読み取られた前記符号画像に関連する情報を取得し、取得した当該情報に基づいて前記媒体への筆記内容を当該媒体または当該媒体に印刷された電子文書に関連付けて記憶する情報処理装置とを含み、前記電子筆記具は、前記媒体に筆記を行うための筆記手段と、前記媒体に対して光を照射する複数の照射手段と、前記複数の照射手段の中からいずれかの照射手段を点灯させ、点灯された当該照射手段にて光が照射された前記媒体から前記符号画像を読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段により読み取られた前記符号画像に関連する前記情報を前記情報処理装置に送信する送信手段と、前記読み取り手段により読み取られた前記符号画像の傾きから、前記媒体に対する装置の傾き方向を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された前記傾き方向に応じて、前記複数の照射手段の中から点灯させる照射手段を切り換える切り換え手段とを有することを特徴とする筆記情報処理システムである。
請求項８記載の発明は、前記媒体に形成される前記符号画像は、所定の区画内に一定数の単位画像を配置して形成された単位符号パターン画像を、互いに直交する２つの方向にそれぞれ複数並べて構成され、前記電子筆記具において、前記読み取り手段は、前記媒体からの反射光を受光する受光領域を有する受光センサを含み、前記判定手段は、前記受光領域を複数の領域に分割して得られた各領域で取得した単位画像の数をそれぞれ計数し、得られた領域毎の計数結果から前記符号画像の傾きを得ることを特徴とする請求項７記載の筆記情報処理システムである。
請求項９記載の発明は、前記電子筆記具は、前記読み取り手段にて読み取られた前記符号画像から当該符号画像に関連する前記情報として前記媒体の識別情報または当該媒体内における位置情報を取得して前記送信手段に出力する取得手段をさらに含み、前記情報処理装置は、前記識別情報に対応付けられた電子文書を読み出すとともに当該電子文書に前記位置情報に対応する筆記軌跡を重ね合わせる処理を実行することを特徴とする請求項７または８記載の筆記情報処理システムである。
【０００８】
請求項１０記載の発明は、符号画像が形成された媒体に対して光を照射する複数の光源の中からいずれかの光源を点灯させる点灯指示手段と、点灯した前記光源にて光が照射された前記媒体から前記符号画像を読み取らせる読み取り指示手段と、読み取られた前記符号画像の傾きから、前記媒体に対する読み取り装置の傾き方向を判定する判定手段と、前記判定手段により判定された前記傾き方向に応じて、前記複数の光源の中から点灯させる光源を切り換える指示を前記点灯指示手段に出力する切り換え指示手段とを含む読み取り装置の制御装置である。
【０００９】
請求項１１記載の発明は、コンピュータに、符号画像が形成された媒体に対して光を照射する複数の光源の中からいずれかの光源を点灯させる機能と、点灯された前記光源にて光が照射された前記媒体から前記符号画像を読み取らせる機能と、読み取られた前記符号画像の傾きから、前記媒体に対する装置の傾き方向を判定する機能と、判定された前記傾き方向に応じて、前記複数の光源の中から点灯させる光源を切り換える機能とを実現させるプログラムである。
請求項１２記載の発明は、前記コンピュータに、読み取られた前記符号画像から当該符号画像に埋め込まれた所定の情報を取得する機能をさらに実現させることを特徴とする請求項１１記載のプログラムである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、媒体に対する読み取り装置の姿勢の変化に伴う符号画像の読み取り精度の低下を抑制することができる。
請求項２記載の発明によれば、第１の照射手段から第２の照射手段に切り換えを行った場合、および、第２の照射手段から第１の照射手段に切り換えを行った場合に、媒体からの正反射光の向きを読み取り手段からずらすことができる。
請求項３記載の発明によれば、第１の照射手段から第２の照射手段に切り換えを行った場合、および、第２の照射手段から第１の照射手段に切り換えを行った場合に、媒体からの正反射光の向きを読み取り手段からずらすことができる。
請求項４記載の発明によれば、媒体に対する読み取り装置の傾き方向を符号画像から的確に把握することができる。
請求項５記載の発明によれば、符号画像から情報を取得することができる。
請求項６記載の発明によれば、符号画像の読み取り結果を用いて媒体に対する筆記の軌跡を取得することが可能になる。
請求項７記載の発明によれば、媒体に対する電子筆記具の姿勢の変化に伴う符号画像の読み取り精度の低下を抑制することができる。
請求項８記載の発明によれば、媒体に対する電子筆記具の傾き方向を符号画像から的確に把握することができる。
請求項９記載の発明によれば、筆記軌跡を電子文書へ付加する際の筆記軌跡の精度を高めることが可能になる。
請求項１０記載の発明によれば、媒体に対する読み取り装置の姿勢の変化に伴う符号画像の読み取り精度の低下を抑制することができる。
請求項１１記載の発明によれば、媒体に対する読み取り装置の姿勢の変化に伴う符号画像の読み取り精度の低下を抑制することができる。
請求項１２記載の発明によれば、符号画像から情報を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、本実施の形態における筆跡情報管理システムの全体構成について説明する。
図１は、本実施の形態の筆跡情報管理システムの構成の一例を示した図である。この筆跡情報管理システムは、端末装置１０と、文書サーバ２０と、識別情報サーバ３０と、画像形成装置４０と、端末装置５０とがネットワーク８０に接続されることにより構成されている。また、端末装置５０には、デジタルペン６０が通信装置７０を介して接続されている。
【００１２】
端末装置１０は、電子文書の印刷要求を出力するために用いられる。このような端末装置１０としては、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が用いられる。
文書サーバ２０は、電子文書を記憶している。そして、文書サーバ２０は、電子文書の印刷要求があると、電子文書の画像すなわち文書画像と後述する符号パターン画像とを重畳した重畳画像の形成を指示する。このような文書サーバ２０としては、例えば汎用のサーバコンピュータが用いられる。
情報処理装置の一例としての識別情報サーバ３０は、媒体に付与する識別情報を発行する。そして、識別情報サーバ３０は、発行した識別情報を、その媒体に印刷される電子文書と関連付けて管理する。また、本実施の形態において、識別情報サーバ３０は、識別情報を関連付ける電子文書を特定する機能も有している。このような識別情報サーバ３０としては、例えば汎用のサーバコンピュータが用いられる。
【００１３】
画像形成装置４０は、媒体に文書画像と符号パターン画像とを含む重畳画像を形成し、印刷文書９０として出力する。ここで、画像形成装置４０における画像形成方式としては電子写真方式を用いているが、例えばインクジェット方式等、他の如何なる方式を採用してもよい。そして、本実施の形態では、文書画像をシアン、マゼンタ、イエローのトナーを用いて形成し、符号パターン画像を黒のトナーを用いて形成するようにした。これは、黒のトナーが、シアン、マゼンタ、イエローのトナーよりも赤外光の吸収量が多く、デジタルペン６０によって符号パターン画像を読み取れるためである。ただし、これに限られるものではなく、文書画像をシアン、マゼンタ、イエローのトナーで形成し、特殊トナーを用いて符号パターン画像を形成してもよい。ここで、特殊トナーとしては、可視光領域（４００〜７００ｎｍ）における最大吸収率が７％以下であり、近赤外領域（８００〜１０００ｎｍ）における吸収率が３％以上となる不可視トナーが挙げられる。ここで、「可視」、「不可視」は、目視により認識できるかどうかとは関係しない。具体的には、印刷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きるかどうかで、「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ものの、人間の目で認識しがたいものも「不可視」に含める。
読み取り装置あるいは電子筆記具の一例としてのデジタルペン６０は、印刷文書９０に文字や図形を記録（筆記）する機能を備えた読み取り装置である。また、本実施の形態において、デジタルペン６０は、印刷文書９０に形成された符号パターン画像から取得した情報を端末装置５０に送信する機能も有している。なお、端末装置５０としては、例えばパーソナルコンピュータが用いられる。
【００１４】
次に、この筆跡情報管理システムにおける動作について説明する。
まず、この筆跡情報管理システムにおいて印刷文書９０を出力する際の動作を説明する。
端末装置１０から電子文書の印刷要求が行われると、文書サーバ２０は端末装置１０からの印刷要求を受け取り、画像形成装置４０に対して印刷要求の対象となった電子文書の印刷指示を行う。それにより、画像形成装置４０は、この電子文書の文書画像を紙等の媒体に印刷するが、その際に、画像形成装置４０は文書画像に加えて符号パターン画像を媒体上に印刷し、印刷文書９０を出力する。
ここでの符号パターン画像とは、識別情報および位置情報を符号化して得られる識別符号および位置符号を画像化したものである。識別情報とは、媒体を一意に特定するための情報であり、本実施の形態では識別情報サーバ３０が発行する。また、位置情報は、媒体上の座標位置を特定するための情報であり、本実施の形態では文書サーバ２０が生成する。なお、識別情報については、媒体を一意に特定するものの他、例えば記録媒体に印刷された文書画像を一意に特定するものであってもよい。
【００１５】
続いて、印刷文書９０にデジタルペン６０を用いて筆記を行った際の動作を説明する。
文書画像と符号パターン画像とが印刷された印刷文書９０に対し、ユーザがデジタルペン６０を用いて筆記すると、デジタルペン６０は符号パターン画像に含まれる位置情報に基づいて手書き情報（筆跡情報）を生成する。またそれと同時に、デジタルペン６０は符号パターン画像に含まれる識別情報を認識する。そして、認識された識別情報と生成された筆跡情報とは、端末装置５０を介して文書サーバ２０に送られる。識別情報と筆跡情報とを受け取った文書サーバ２０は、識別情報に基づいて印刷文書９０に対応する電子文書を特定し、この特定された電子文書と筆跡情報とを関連付けて記憶する。
【００１６】
なお、本明細書では、媒体に記録する画像の元となる電子データを「電子文書」と表記するが、これは、テキストを含む「文書」を電子化したデータのみを意味するものではない。例えば、絵、写真、図形等の画像データ（ラスタデータかベクターデータかによらない）、データベース管理ソフトウェアや表計算ソフトウェアで記録されるデータ、その他の印刷可能な電子データも含めて「電子文書」としている。
また、本明細書において、「媒体」は、画像を印刷可能な媒体であれば、その材質は問わない。代表例は紙であるが、ＯＨＰシート等といったプラスチックシートや金属板等であっても構わない。
【００１７】
次に、本実施の形態で用いられる符号画像の一例としての符号パターン画像について詳細に説明する。
符号パターン画像とは、所定の情報を符号化して得られる符号を画像化したものであり、この例では識別情報および位置情報の両方の情報を含んでいるが、いずれか一方の情報だけを含むものであってもよく、また例えば後述する同期符号など更に他の情報を含むものであってもよい。また、本実施の形態では、符号パターン画像が含む情報の構成単位となる符号ブロックを、複数の単位符号パターンにより構成している。単位符号パターンは、情報埋め込みの最小単位であり、所定の位置に単位画像を形成することで表される。ここで、単位画像としては、如何なる形状のものを用いてもよい。本実施の形態では、単位画像の一例としてドット画像（以下、単に「ドット」という）を用いるが、例えば、斜線パターン等、他の形状の画像であってもよい。
【００１８】
（単位符号パターン）
図２は符号パターン画像を構成する単位符号パターンの例を示す説明図である。この例では、所定の区画の一例として縦３箇所で横３箇所（以下、３×３箇所と表示する。）の計９箇所のドットを配置できる場所から２つの場所を選択してドットを配置する。この場合、単位符号パターンのドット配置組み合わせは３６通り（３６＝９Ｃ２）となる（ここで、ｍＣｎ＝ｍ！／｛（ｍ−ｎ）！× ｎ！｝である）。６００ｄｐｉの解像度で記録するとき、図２における１つのドットサイズ（四角の大きさ）は縦２画素で横２画素である（以下、２×２画素と表示する）。なお、２×２画素は、計算上は一辺の長さが８４．６μｍの矩形だが、記録されたトナー像ではφ１００μｍ程度の円形状になる。従って、単位符号パターンは一辺の長さが０．５０７６ｍｍの矩形（０．５０７６×０．５０７６ｍｍ）となる。
【００１９】
３６通りの組み合わせのうち４通り（４＝２２）は符号ブロック（後述）の検出および回転角度検出用の同期符号として使用する。このとき、符号ブロックの９０度単位の回転角度を検出するため、４つのパターンは互いに９０度回転対称のパターンになるように選択する。即ち、画像生成時に４通りのうちいずれか１つを同期符号として埋め込んでおけば、復号時に同期符号がどの角度で検出されたかによって符号ブロックの回転角度（２次元配列上に同期化された符号ブロックの０／９０／１８０／２７０度のいずれの方向を向いているか）を判定し、補正することができる。
【００２０】
３６通りの組み合わせの残りの３２通り（３２＝２５）は、単位符号パターン当たり５ビットの情報埋め込みのために使用される。ここで、以上に説明した図２の単位符号パターンが取り得る３６通りのドット配置を図３に示す。図３では、表示の簡略化のためドット間の空白を省略している。
なお、単位符号パターンは、図示したように９箇所の中の２箇所にドットを配置する方法に限定せず、３個であっても４個であっても良い。即ち、９個より小さければよい。例えば、９箇所のうち３箇所にドットを配置する構成とすればドット配置の組み合わせは８４通りとなる（８４＝９Ｃ３）。また、ドットを配置可能な場所も９箇所（３×３箇所）に限らず、その他の数、例えば４箇所（２×２箇所）や１６箇所（４×４箇所）などとしても良い。
【００２１】
（同期符号の組み合わせ）
図４に、図２の単位符号パターンが取り得る３６通りのドット配置から選択できる同期符号の組み合わせを示す。図４に示した組み合わせはいずれも９０度回転対称となっている。何れかの組み合わせを、同期符号に使用する４通りの符号パターンとする。
【００２２】
（符号ブロック）
図５に、同期符号、位置符号、および識別符号の埋め込み用の符号ブロックの一例を示す。この例では、図２に示した単位符号パターンを５×５個並べて符号ブロックを構成している。
【００２３】
（同期符号）
図５に示す符号ブロックの左上の位置に図４で示した同期符号を配置する。即ち、図４（ａ）〜（ｈ）の同期符号の中から何れかを選択し、選択された同期符号に含まれる４通りの単位符号パターンから選択された１つを符号ブロックの左上に配置する。
【００２４】
（位置符号）
図５に示す符号ブロックにおいて、同期符号の右横に隣接する４個の単位符号パターンを使用して、Ｘ方向の位置に固有な情報を符号化したＸ位置符号を配置する。また、図５に示す符号ブロックにおいて、同期符号の下側に隣接する４個の単位符号パターンを使用して、Ｙ方向の位置に固有な情報を符号化したＹ位置符号を配置する。Ｘ位置符号、Ｙ位置符号は、それぞれ４個の単位符号パターンを使用するので、それぞれが２０ｂｉｔ（５ｂｉｔ／単位符号パターン×４個）の情報を格納し得る。
なお、位置符号として情報埋め込み用の３２種類（３２＝２５）のパターンを使用せず、１６種類のパターンだけを使用しても良い。この場合は、単位符号パターン当たりの情報量は４ｂｉｔ（１６＝２４）となるため、位置符号としては１６ｂｉｔ（４ｂｉｔ／単位符号パターン×４個）の情報量となる。
【００２５】
このような位置符号として、本実施の形態ではＭ系列を使用している。例えば、１２次のＭ系列を利用すればＭ系列の系列長は４０９５（＝２１２−１）となる。位置符号の単位符号パターンとして１６種類のパターンを選択した場合、各単位符号パターンに４ｂｉｔの情報を格納するので、１つの符号ブロックでは１６ｂｉｔ（４ｂｉｔ×４個）の情報を格納することになる。従って、系列長４０９５のＭ系列は、２５５個（＝４０９５÷１６）の符号ブロックに分割して格納される。１つの符号ブロックの幅は２．５３８ｍｍ（＝０．５０７６ｍｍ／単位符号パターン幅×５個）なので、連続する２５５個の符号ブロックの長さは６４７．１９ｍｍとなり、６４７．１９ｍｍの長さが符号化される。即ち、Ａ２サイズ（４２０×５９４ｍｍ）の用紙まで符号化されることになる。
【００２６】
なお、ここでは１つのＭ系列で位置を符号化した例を示したが、複数のＭ系列を連結することで符号化される位置をさらに増加させてもよい。例えば、１１次のＭ系列を使用した場合であっても、それを４つ連結することで、Ａ０サイズの用紙が符号化される。
【００２７】
（識別符号）
図５に示す符号ブロックにおいて、残りの領域すなわち同期符号や位置符号が存在しない位置に識別符号を配置する。この領域には単位符号パターンを１６個（４個×４個）配置するので、８０ｂｉｔ（５ｂｉｔ／単位符号パターン×１６個）の情報を格納し得ることになる。本実施の形態の単位符号パターンは多値符号であるので、読み取り時などで発生する誤りも単位符号パターンの単位で発生する。従って、誤り訂正符号はブロック単位の誤り訂正が可能な方式が望ましい。識別符号に公知のブロック誤り訂正符号方式であるＲＳ符号を使用すれば、ＲＳ符号のブロック長が単位符号パターンの情報量である５ｂｉｔになる。この場合、ＲＳ符号の符号長は１６ブロック（＝８０ｂｉｔ÷５ｂｉｔ／ブロック）となり、例えば３ブロックの訂正能力を持たせるとすれば、情報符号長は１０ブロック（＝１６ブロック−３ブロック×２）となる。この場合、５０ｂｉｔ（＝５ｂｉｔ／ブロック×１０ブロック）の情報が識別符号の領域に埋め込まれることになる。
【００２８】
（位置符号の配置）
図６に、符号パターン画像にて位置符号が配置されている一例を示す。上記のようにＭ系列を位置符号の単位符号パターンビット数である４ビット毎のブロックに分割し、分割した各ブロックを同期符号で挟まれた領域に順番に配置する。図６ではＸ位置符号のみ記載しているが、Ｙ位置符号についても同様となっている。
各符号ブロックには同期符号があるため、Ｘ位置符号、Ｙ位置符号が連続して配置されることはなく、Ｘ位置符号、Ｙ位置符号の４個の単位符号パターンおきに同期符号が配置されることになる。
【００２９】
（識別符号の配置）
図７に、符号パターン画像にて識別符号が配置されている一例を示す。識別符号は、例えば、同期符号の右下象限に配置されている。また、識別符号は、位置符号とは異なり、画像位置によらず常に同じ情報が埋め込まれている。
【００３０】
では次に、印刷文書９０に対する筆記およびその筆記の軌跡の読み取りに用いられるデジタルペン６０について説明する。
図８は、デジタルペン６０の構成の概略を説明する図である。このデジタルペン６０は、ペン全体の動作を制御する制御部６１、デジタルペン６０による筆記動作を筆記手段の一例としてのペンチップ６９に加わる圧力（筆圧）によって検知し、デジタルペン６０を動作状態に設定する筆圧検知スイッチ６２、媒体上に赤外光を照射する第１赤外ＬＥＤ（Light Emitting Diode）６３ａおよび第２赤外ＬＥＤ６３ｂ（以下の説明では、これらを総称して単に赤外ＬＥＤ６３とも記す）、画像を撮像する赤外ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）６４を備えている。ここで、第１赤外ＬＥＤ６３ａと第２赤外ＬＥＤ６３ｂとは、それぞれの光軸が印刷文書９０に対して異なる角度で交差するように配置されるが、その詳細については後述する。また、デジタルペン６０は、識別情報および位置情報を記憶する情報メモリ６５、外部装置（端末装置５０）と通信するための送信手段の一例としての通信回路６６、デジタルペン６０を駆動するためのバッテリ６７、デジタルペン６０の識別情報（ペンＩＤ）を記憶するペンＩＤメモリ６８をさらに備えている。そして、これら各部は、制御部６１に接続されている。
なお、図８に示すデジタルペン６０において、図中手前側から奥側へと向かう方向をＵ方向と定義する。また、図中右側から左側へと向かう方向をＶ方向と定義する。さらに、図中下側から上側へと向かう方向をＷ方向と定義する。ここで、Ｕ方向、Ｖ方向およびＷ方向は、互いに直交している。そして、Ｕ方向およびＶ方向は、印刷文書９０の紙面に対応している。
【００３１】
続いて、デジタルペン６０における第１赤外ＬＥＤ６３ａおよび第２赤外ＬＥＤ６３ｂの配置について説明する。ここで、本実施の形態では、これら第１赤外ＬＥＤ６３ａおよび第２赤外ＬＥＤ６３ｂが複数の照射手段として機能しており、しかも、第１赤外ＬＥＤ６３ａが第１の照射手段として、また、第２赤外ＬＥＤ６３ｂが第２の照射手段として、それぞれ機能している。
図９は、デジタルペン６０を構成する第１赤外ＬＥＤ６３ａ、第２赤外ＬＥＤ６３ｂ、および赤外ＣＭＯＳ６４を、図８に示すIX方向から見た図である。したがって、図９においては、図中右側から左側に向かう方向がＵ方向となり、図中奥側から手前側に向かう方向がＶ方向となる。
本実施の形態において、第１赤外ＬＥＤ６３ａおよび第２赤外ＬＥＤ６３ｂは、それぞれ、ペンチップ６９による印刷文書９０への書き込み位置近傍に設定された読み取り位置Ｒにそれぞれ赤外光を照射するように配置される。また、第１赤外ＬＥＤ６３ａおよび第２赤外ＬＥＤ６３ｂは、図８に示すIX方向から見た場合に、読み取り位置Ｒから赤外ＣＭＯＳ６４に向かう受光軸（第３の光軸）を挟んで対称に配置される。したがって、第１赤外ＬＥＤ６３ａから読み取り位置Ｒに向かう第１の照明光軸（第１の光軸）と受光軸とが成す第１の角度θ１と第２赤外ＬＥＤ６３ｂから読み取り位置Ｒに向かう第２の照明光軸（第２の光軸）と受光軸とが成す第２の角度θ２とは、等しくなっている。また、本実施の形態では、これら第１の角度θ１と第２の角度θ２との和が１０度以上となるように設定されている。ただし、デジタルペン６０の小型化を図るという観点からすれば、これら第１の角度θ１と第２の角度θ２との和は大きくない方が好ましく、例えば３０度以下とすることが好ましい。
また、赤外ＣＭＯＳ６４では、赤外ＣＭＯＳチップ６４１（図１０参照）が読み取り位置Ｒと対向するように配置される。そして、デジタルペン６０において、読み取り位置Ｒと赤外ＣＭＯＳ６４との間には、レンズ等の光学系（図示せず）が設けられている。
【００３２】
図１０は、デジタルペン６０に設けられた赤外ＣＭＯＳ６４の構成の一例を示す図である。
読み取り手段および受光センサの一例としての赤外ＣＭＯＳ６４は、赤外ＣＭＯＳチップ６４１と、赤外ＣＭＯＳチップ６４１と電気的に接続されるリードフレーム６４２と、これら赤外ＣＭＯＳチップ６４１およびリードフレーム６４２とを樹脂モールドにて一体化するパッケージ部６４３とを備えている。
赤外ＣＭＯＳチップ６４１には多数のフォトトランジスタが横方向（基準軸Ｘ方向という）および縦方向（基準軸Ｙ方向という）にマトリクス状に配列されている。なお、図８および図９に示すように印刷文書９０に対してデジタルペン６０をＷ方向に直立させた状態において、Ｘ方向はＵ方向と一致し、Ｙ方向はＶ方向と一致するようになっている。そして、赤外ＣＭＯＳチップ６４１では、受光データの出力をセル毎に選択する所謂ＸＹアドレス方式によって受光データの出力を行う。また、赤外ＣＭＯＳチップ６４１では、ＸＹアドレス方式を採用しているために、セルによって構成される全ラインの受光データや、例えば１ラインおきに間引きを行った半分のラインの受光データが任意に選択され出力される。この場合において、前者の出力解像度が例えば６００ｄｐｉであるとすると、後者の受光データの出力解像度は、前者の出力解像度の半分すなわち３００ｄｐｉとなる。
また、以下の説明では、赤外ＣＭＯＳチップ６４１による受光領域すなわち撮像領域のうち、図中左側（−Ｘ方向側）を第１の撮像領域Ｓ１と呼び、図中右側（Ｘ方向側）を第２の撮像領域Ｓ２と呼ぶことにする。ここで、第１の撮像領域Ｓ１および第２の撮像領域Ｓ２は、Ｙ方向に沿って二分されており、両者は同じ面積を有しているものとする。
そして、この赤外ＣＭＯＳチップ６４１は、読み取り位置Ｒ（図９参照）において約４ｍｍ×約４ｍｍの領域の画像を読み取るように構成されている。したがって、赤外ＣＭＯＳチップ６４１は、印刷文書９０上に形成された符号パターン画像を構成する単位符号パターン（０．５０７６ｍｍ×０．５０７６ｍｍ）を、同時に６４個（８個×８個）程度読み取れることになる。
【００３３】
図１１は、デジタルペン６０に設けられた制御部６１の構成の一例を示したブロック図である。
読み取り装置の制御装置の一例としての制御部６１は、統括制御部６１１、発光制御部６１２、受光制御部６１３、および画像処理部６１４を備えている。
判定手段および切り換え指示手段の一例としての統括制御部６１１は、筆圧検知スイッチ６２から入力される信号に基づき、発光制御部６１２、受光制御部６１３、および画像処理部６１４を統括制御する。また、統括制御部６１１は、画像処理部６１４から入力される傾き情報（後述）に基づき、発光制御部６１２を制御する。切り換え手段あるいは点灯指示手段の一例としての発光制御部６１２は、統括制御部６１１から受けた指示に基づき、赤外ＬＥＤ６３を構成する第１赤外ＬＥＤ６３ａおよび第２赤外ＬＥＤ６３ｂの発光動作を制御する。具体的には、第１赤外ＬＥＤ６３ａあるいは第２赤外ＬＥＤ６３ｂのいずれか一方を選択的に点灯させる制御を実行する。読み取り指示手段の一例としての受光制御部６１３は、統括制御部６１１から受けた指示に基づき、赤外ＣＭＯＳ６４の受光動作を制御する。画像処理部６１４は、統括制御部６１１から受けた指示に基づき、赤外ＣＭＯＳ６４から入力されてくる受光データに画像処理を施し、得られた結果を通信回路６６や統括制御部６１１に出力する。
【００３４】
図１２は、図１１に示す制御部６１の画像処理部６１４の構成の一例を示したブロック図である。この画像処理部６１４は、画像取得部９１と、ノイズ除去部９２と、２値化処理部９３と、ドット位置検出部９４と、基準ドット対検出部９５と、角度検出部９６と、復号部９７と、ペン傾き検出部９８とを備える。ここで、基準ドット対検出部９５は、近接ドット対検出部９５ａとドット対選択部９５ｂとを含んでいる。また、復号部９７は、同期化部９７ａと、単位符号パターン境界検出部９７ｂと、同期符号検出部９７ｃと、識別符号検出部９７ｄと、ＲＳ符号復号部９７ｅと、位置符号検出部９７ｆと、位置符号復号部９７ｇとを含んでいる。さらに、ペン傾き検出部９８は、ドット分布計数部９８ａとペン傾き判定部９８ｂとを含んでいる。
【００３５】
画像取得部９１は、赤外ＣＭＯＳ６４（図８参照）によって読み取られた符号パターン画像を取得する。
そして、ノイズ除去部９２は、取得した符号パターン画像に含まれるノイズ（赤外ＣＭＯＳ６４（撮像素子）の感度のばらつきや電子回路により発生するノイズ）を除去するための処理を行う。なお、ノイズ除去の処理の種類としては、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が挙げられる。
【００３６】
２値化処理部９３は、２値化処理により符号パターン画像をドット画像と背景画像とに切り分ける。そして、ドット位置検出部９４は、２値化された個々のドット画像から符号パターン画像中のドットの形成位置（以下、ドット位置と呼ぶ）を検出する。ただし、２値化されたドット画像にノイズ成分が多数含まれる場合があるため、ドット位置の検出前に、２値化されたドット画像の面積や形状によりドット画像であるか否かの判定を行うフィルタ処理を組み合わせることが好ましい。
【００３７】
基準ドット対検出部９５における近接ドット対検出部９５ａは、例えば、ドット位置検出部９４で検出したドット位置を参照して、各ドット位置から最も近いドット位置と対（近接ドット対）を構成させる。
また、ドット対選択部９５ｂは、例えば、複数生成された近接ドット対の中から基準ドット対を選択する。ここで基準ドット対とは、複数の近接ドット対の中でもドット間距離が特に短いドット対のことをいう。
そして、角度検出部９６は、例えば、選択された基準ドット対を基に、符号パターン画像の回転角度を検出する。
【００３８】
取得手段の一例としての復号部９７は、例えば、受け取ったドット位置や回転角度等の情報に基づいて、符号パターン画像が含む所定の情報（識別情報や位置情報）を出力する。
復号部９７において、同期化部９７ａは、例えば、検出したドット位置と回転角度と基準ドット対のドット間距離とを参照して、ドット位置を２次元配列上に同期する。ここで「同期する」とは、例えば、２次元配列上にドットが有る位置を１、ない位置を０などのように置き換え、画像として検出したドットの有無を２次元配列のデジタルデータに置き換える処理のことをいう。
【００３９】
そして、単位符号パターン境界検出部９７ｂは、例えば、２次元配列上に同期されたドット位置から、符号ブロックを構成している単位符号パターンの境界を検出する。詳しくは、例えば、同期化部９７ａによって出力された２次元配列上で、単位符号パターンと同じ大きさをもつ矩形の区切り位置を適宜動かし、区切り内に含まれるドット数が均等になる位置を単位符号パターンの境界位置として検出する。また、均等になったドット数が２であれば９Ｃ２の単位符号パターンで情報が埋め込まれた符号パターン、ドット数が３であれば９Ｃ３の単位符号パターンで情報が埋め込まれている符号パターン、というように情報埋め込み方式の判定を行ってもよい。
【００４０】
また、同期符号検出部９７ｃは、例えば、２次元配列から検出された各々の単位符号パターンの種類を参照して、同期符号を検出する。そして、同期符号検出部９７ｃは、４種類のいずれの同期符号（図４参照）が検出されたかにより、符号パターンの向き（９０度単位）を検出してそれを補正する。
【００４１】
更に、識別符号検出部９７ｄは、角度が補正された符号パターンから、同期符号の位置を基準にして識別符号を取得する。
更にまた、ＲＳ符号復号部９７ｅは、ＲＳ符号の符号化処理で用いたパラメータ（ブロック数など）と同じパラメータを用いて検出された識別符号を復号し、得られた識別情報を出力する。
【００４２】
一方、位置符号検出部９７ｆは、角度が補正された符号パターンから、同期符号の位置を基準にして位置符号を取得する。
そして、位置符号復号部９７ｇは、位置符号検出部９７ｆにより取得された位置符号からＭ系列の部分系列を取り出し、画像生成に使用したＭ系列に対する検出された部分系列の位置を参照し、その位置から同期符号による位置のオフセット（位置符号の間に同期符号が配置されているため）を補正した値を位置情報として出力する。
【００４３】
ペン傾き検出部９８は、例えば、ドット位置検出部９４で検出したドット位置の分布に基づいて、印刷文書９０に対するデジタルペン６０の傾き情報を出力する。なお、後述するように、ドット位置の分布は、赤外ＣＭＯＳ６４で読み取られた符号パターン画像の歪みに対応している。
ドット分布計数部９８ａは、ドット位置検出部９４で検出したドット位置を参照し、各ドットが赤外ＣＭＯＳチップ６４１（図１０参照）の第１の撮像領域Ｓ１で撮像されたものか、あるいは、第２の撮像領域Ｓ２で撮像されたものかを判定し、それぞれについて計数を行う。
ペン傾き判定部９８ｂは、第１の撮像領域Ｓ１で撮像されたドットの計数結果および第２の撮像領域Ｓ２で撮像されたドットの計数結果から、印刷文書９０に対するデジタルペン６０の傾き方向を判定し、得られた傾き情報を出力する。
【００４４】
尚、これらの機能は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することにより実現される。具体的には、画像処理部６１４の図示しないＣＰＵが、画像処理部６１４を構成する各部の機能を実現するプログラムを例えばＥＥＰＲＯＭ等の記憶装置から情報メモリ６５（図８参照）等に読み込んで実行することにより、これらの機能は実現される。また、ＥＥＰＲＯＭ等に記憶されるプログラムやデータは、ＣＤ等の記録媒体からロードしてもよいし、インターネット等のネットワークを介してダウンロードしてもよい。
【００４５】
では次に、図１２に示す画像処理部６１４で実行される各種処理について、詳細に説明を行う。ここでは、まず識別情報および位置情報の取得に関する処理について説明し、次いでデジタルペン６０の傾き情報の取得およびこれに伴う赤外ＬＥＤ６３の点灯切り換えに関する処理について説明する。
【００４６】
［識別情報および位置情報の取得に関する処理］
（近接ドット対の検出）
図１３は、基準ドット対検出部９５（図１２参照）が実行する処理のうち、近接ドット対検出部９５ａ（図１２参照）が近接ドット対を検出した結果の一例を示す図である。
図１３（ａ）は、ドット位置検出部９４（図１２参照）で検出したドット位置の一例を示す。近接ドット対検出部９５ａは、図１３（ａ）に示すようなドット位置のそれぞれを参照し、各ドット位置から最も近いドット位置と対（近接ドット対）を構成させる。
そして、図１３（ｂ）は、近接ドット対検出部９５ａが図１３（ａ）に示すようなドット位置に基づいて検出した近接ドット対の一例を示す。ここでは近接ドット対を、線で結んで表現している。この場合、あるドットＡから最も近いドットＢが、他のドットＣと近接ドット対を成している場合は、ドットＡは他のどのドットとも近接ドット対を成していない。
【００４７】
（基準ドット対の選択）
図１４は、基準ドット対検出部９５（図１２参照）が実行する処理のうち、ドット対選択部９５ｂ（図１２参照）が基準ドット対を選択していく過程の一例を示す図である。
まずドット対選択部９５ｂは、例えば、近接ドット対検出部９５ａ（図１２参照）が検出した近接ドット対について、ドット間距離に基づいてヒストグラムを作成する（図１４（ａ）参照）。次にこのヒストグラムに基づいて、ドット間距離が短い方から順に度数を積算していく（図１４（ｂ）参照）。そして、積算された度数が予め定めた値となるドット間距離を、基準ドット対のドット間距離の閾値とする（図１４（ｃ）参照）。このようにして定めた閾値を用いて大きいドット間距離をもつドット対を除外することで、基準ドット対を得ている。
【００４８】
なお、“予め定めた値”とは、例えば、検出した全てのドット数に、単位符号パターンの種類により設計上定まる値を乗算することによって得られる値である。例えば、９Ｃ２の単位符号パターン（図３参照）の場合、３６パターンのうち１２パターンで、２つのドットが上下左右に隣接して配置されるため、単位符号パターン内ではその確率は１／３である。従って、検出したドット数の半数（対をなすため）に１／３を乗じた数のドット対は、設計上２つのドットが上下左右に隣接しているはずである。実際には単位符号パターン同士が隣接配置されるため、その確率はより大きな値となる。ここでいう“予め定めた値”とは、このように検出したドット数の半数に、単位符号パターン内で２つのドットが上下左右に隣接配置される確率を乗じた値である。そして、閾値は、例えば、９Ｃ２の単位符号パターン（図３参照）の場合、２つのドットが上下左右の隣接する基準位置に選択的に配置されているような場合のドット間距離に相当している。したがって、このような場合、得られた基準ドット対の向きは、互いに直交するような位置関係にある。
【００４９】
（符号パターン画像の回転角度の検出）
図１５は、ドット対選択部９５ｂ（図１２参照）が基準ドット対を選択した結果の一例を示す。そして、符号パターン画像の回転角度を検出するときに基準ドット対が基準軸Ｘと基準軸Ｙとからなる座標系に配置される一例を示す。
【００５０】
図１５（ａ）は、ドット対選択部９５ｂ（図１２参照）が近接ドット対（図１３（ｂ）参照）の中から基準ドット対を選択した結果の一例を示しており、ここでは基準ドット対を線で結んで表現している。
この図に示す例では、基準ドット対９０ａの方向を向いた基準ドット対のグループと、基準ドット対９０ｂの方向を向いた基準ドット対のグループとに基準ドット対が集約されている。即ち、基準ドット対は２つのグループに分かれており、これらのグループは２方向に対を成すこととなる。そして、基準ドット対９０ａが属するグループの方向と基準ドット対９０ｂが属するグループの方向とは、互いにほぼ一定の角度（９０度）を成している。
【００５１】
次に、図１５（ｂ）および図１５（ｃ）について説明する。
図１５（ｂ）は、基準ドット対の一方のドットが基準軸Ｘと基準軸Ｙとで構成される基準座標系の原点にあり、他方が第１象限にある場合を示す。図１５（ｃ）は、基準ドット対の他方が第４象限にある場合を示す。このように基準ドット対の一方のドットが基準座標系の原点に必ずくるように基準ドット対を位置させれば、基準ドット対の傾き角度（基準ドット対の一方のドットと他方のドットを結ぶ直線の基準軸Ｘからの角度）が−９０度〜９０度までの範囲に限定されることになる。
なお、図１０に示したように、基準座標系を構成する基準軸Ｘは赤外ＣＭＯＳ６４の水平方向（Ｘ方向）に対応しており、基準軸Ｙは赤外ＣＭＯＳ６４の垂直方向（Ｙ方向）に対応している。
【００５２】
このようにして決定した基準軸により、基準ドット対を構成するドット間の基準軸Ｘ方向の距離（ΔＸ）と基準軸Ｙ方向の距離（ΔＹ）とを決定する。図１５（ｂ）の場合では、ΔＸ、ΔＹ共に正の値となり、図１５（ｃ）の場合では、ΔＸは正の値でΔＹは負の値となる。このΔＸとΔＹとに一般的に知られる三角関数の演算式を適用して演算すると、基準ドット対の傾き角度が求まることになる。
なお、求めた傾き角度が０度より小さい場合は傾き角度に９０度を加える（図１５（ｃ）の右側の図参照）。この演算により傾き角度は０度から９０度の範囲に圧縮される。
そして、このようにして得られた複数の傾き角度に基づいて、各傾き角度との差のばらつきが最も小さくなるような角度が、符号パターン画像の回転角度として求まる。また、各傾き角度の平均値を計算することで符号パターン画像の平均回転角度を得るようにすれば、この演算によって２方向に対を成す基準ドット対の角度が１方向の傾き角度として算出されることになる。
【００５３】
また、例えば、デジタルペン６０で符号パターン画像を読み取る場合、後述するように、印刷文書９０に対するデジタルペン６０の姿勢によっては画像が歪み、検出される符号パターン画像上の基準ドット対は９０度直交する方向とはならない場合も考えられる。このような場合は、２方向をそれぞれ独立して平均値を用いれば、歪んだ画像からも符号パターン画像の回転角度が検出されることになる。
【００５４】
（符号パターン画像の回転角度検出による仮想格子の作成と同期化処理の具体例）
次に、本実施の形態で検出される符号パターン画像の回転角度に基づいて作成される仮想格子と、その仮想格子を用いた同期化処理の具体例について、図１６を用いて説明する。
図１６（ａ）に、符号パターン画像の一例を示す。この符号パターン画像を表すドット位置から選択した基準ドット対に基づいて、上述した処理を行えば、符号パターン画像の回転角度が取得されることになる。
【００５５】
図１６（ｂ）に、仮想格子の一例を示す。この仮想格子の方向は、ドット位置からその角度を推定している。上述した説明から明らかなように、符号パターン画像から２つのドットを選んだとき、その２つのドット間の距離が最も近接するのは、その２つのドットが例えば０度方向か９０度方向に隣接して並んでいる場合である。従って、検出された複数のドットから最も近接しているドットの対（基準ドット対）を検出して、そのドット対が向いている方向から符号パターン画像の回転角度を検出し、それを仮想格子の方向としている。
ここでは、この仮想格子の方向は、図１６（ａ）に示す符号パターン画像から取得した符号パターン画像の回転角度としている。また、仮想格子の間隔は、基準ドット対のドット間距離としている。
【００５６】
図１６（ｃ）に、図１６（ｂ）に例示した仮想格子を用いて符号パターン画像（図１６（ａ）参照）を同期化した結果を示す。ここでは符号パターン画像から検出したドットに対して仮想格子を当てはめ、各格子のます目内でドットの有無を検査し、ドットがない部分を０、ドットがある部分を１として、仮想格子から２次元配列を生成している。
【００５７】
（単位符号パターン境界検出の具体例）
図１７は、単位符号パターン境界検出部９７ｂ（図１２参照）で行う処理の概要を説明する図である。
ここで図１７（ａ）は、９Ｃ２の単位符号パターン（図３参照）で構成された本実施の形態の符号パターン画像を示している。実際に境界検出の対象となるのは、図１６（ｃ）に示したようなビット値０とビット値１とからなる同期化された２次元配列であるが、ここでは直感的に捕らえやすいようにドットによる符号パターン画像を用いて説明する。
【００５８】
図１７（ａ）に示すような符号パターン画像から位置情報や識別情報を取得するには、まず単位符号パターンの種類を特定するために、単位符号パターンの境界を判別する必要がある。図１７（ｂ）〜図１７（ｄ）に、その判別方法を示す。
即ち、ます目の大きさが単位符号パターンと同じ大きさの、複数のます目を備えた仮想格子（図１７（ｂ）参照）を用意し、その仮想格子を符号パターン画像上で走査する。このとき、それぞれのます目に含まれるドット数をカウントし、ます目に入るドット数のばらつきが最も小さくなる位置で、仮想格子を固定する。この固定された位置が単位符号パターンの境界位置となる。
【００５９】
例えば、９Ｃ２の単位符号パターン（図３参照）を用いて符号パターン画像を構成した場合は、図１７（ｄ）に示す正しい仮想格子の位置では、それぞれのます目に入るドット数は２となる。しかし、図１７（ｂ）および（ｃ）に示すような正しい仮想格子の位置でない場合では、それぞれのます目に入るドット数は０個から７個の範囲でばらつく。
また、例えば、９Ｃ３の単位符号パターンを用いた場合は、正しい仮想格子の位置では、それぞれのます目に入るドット数は３となるが、正しい位置でない場合は個数がばらつくことになる。
【００６０】
このようにして単位符号パターンの境界位置を特定した後、各単位符号パターンを検査して同期符号を検出する。そして、４種の同期符号のいずれかが検出されたかによって符号パターン画像の回転を判定する。更に、この回転を補正した後にそこから位置符号と識別符号とを取得することになる。
【００６１】
［傾き情報の取得および光源の点灯切り換えに関する処理］
（全体的な処理の流れ）
図１８は、デジタルペン６０の傾き情報の取得およびこれに伴う赤外ＬＥＤ６３（第１赤外ＬＥＤ６３ａ、第２赤外ＬＥＤ６３ｂ）の点灯切り換えに関する処理の流れを示したフローチャートである。
【００６２】
この処理では、まず、ペン傾き検出部９８に設けられたドット分布計数部９８ａがドット位置検出部９４にて検出された複数のドット位置を取得する（ステップ１０１）。次に、ドット分布計数部９８ａは、取得した複数のドット位置を構成する各々のドット位置が、赤外ＣＭＯＳチップ６４１の第１の撮像領域Ｓ１にて撮像されたものか、あるいは第２の撮像領域Ｓ２にて撮像されたものかを判断し、第１の撮像領域Ｓ１に存在するドットの数である第１のドット数Ｄ１と第２の撮像領域Ｓ２に存在するドットの数である第２のドット数Ｄ２とをそれぞれ計数し（ステップ１０２）、得られた第１のドット数Ｄ１および第２のドット数Ｄ２をペン傾き判定部９８ｂに出力する。
続いて、ペン傾き判定部９８ｂは、第１のドット数Ｄ１が第２のドット数Ｄ２以上となっているか否かを判定し（ステップ１０３）、その判定結果を傾き情報として統括制御部６１１（図１１参照）に出力する。
【００６３】
そして、第１のドット数Ｄ１が第２のドット数Ｄ２以上（Ｄ１≧Ｄ２）となっている場合、統括制御部６１１は、発光制御部６１２に対し、第１赤外ＬＥＤ６３ａを点灯させる旨の指示を出力する（ステップ１０４）。これを受けて、発光制御部６１２は、第１赤外ＬＥＤ６３ａを点灯させる制御を行う。このとき、既に第１赤外ＬＥＤ６３ａが点灯していた場合は、そのまま第１赤外ＬＥＤ６３ａを点灯させ続ける。一方、第２赤外ＬＥＤ６３ｂが点灯していた場合は、第２赤外ＬＥＤ６３ｂを消灯させるとともに第１赤外ＬＥＤ６３ａを点灯させる。
【００６４】
一方、第１のドット数Ｄ１が第２のドット数Ｄ２未満（Ｄ１＜Ｄ２）となっている場合、統括制御部６１１は、発光制御部６１２に対し、第２赤外ＬＥＤ６３ｂを点灯させる旨の指示を出力する（ステップ１０５）。これを受けて、発光制御部６１２は、第２赤外ＬＥＤ６３ｂを点灯させる制御を行う。このとき、既に第２赤外ＬＥＤ６３ｂが点灯していた場合は、そのまま第２赤外ＬＥＤ６３ｂを点灯させ続ける。一方、第１赤外ＬＥＤ６３ａが点灯していた場合は、第１赤外ＬＥＤ６３ａを消灯させるとともに第２赤外ＬＥＤ６３ｂを点灯させる。
【００６５】
その後、筆記動作が終了しているか否かを判断し（ステップ１０６）、筆記動作が終了する場合は一連の処理を完了する。一方、筆記動作が続行される場合はステップ１０１に戻って処理を続行する。
【００６６】
（デジタルペンの傾きとドット分布との関係）
図１９は、印刷文書９０に対するデジタルペン６０の軸の傾きと、各傾きにおいてデジタルペン６０に設けられた赤外ＣＭＯＳ６４が取得する符号画像データとの関係を示す図である。ここで、図１９（ｂ）は、印刷文書９０に対しデジタルペン６０の軸が傾いていない場合を、図１９（ａ）は印刷文書９０に対しデジタルペン６０の軸がα方向（Ｕ方向に対応）に傾いている場合を、図１９（ｃ）は印刷文書９０に対しデジタルペン６０の軸がβ方向（−Ｕ方向に対応）に傾いている場合を、それぞれ例示している。また、図１９（ａ）〜（ｃ）において、上段は印刷文書９０に対するデジタルペン６０の軸の傾きを、下段はそのときにデジタルペン６０の赤外ＣＭＯＳ６４（具体的には赤外ＣＭＯＳチップ６４１）が取得する符号画像データを、それぞれ示している。なお、ここでは、説明を簡略化するために、デジタルペン６０が、印刷文書９０上に形成された符号画像パターンに対し回転していないものとする。また、理解を助けるために、各符号画像データの図には、その中に含まれる単位符号パターンを破線で仮想的に示している。
【００６７】
図１９（ｂ）に示すように、印刷文書９０に対してデジタルペン６０の軸が傾いていない場合、読み取り位置Ｒ付近に形成された符号パターン画像は、赤外ＣＭＯＳチップ６４１にてほとんど歪まない状態で読み取られることになる。したがって、符号パターン画像を構成する各単位符号パターンは、各々がほぼ同じ面積を有し、且つ、各々がほぼ正方形の形状を有することになる。その結果、図にも示すように、第１の撮像領域Ｓ１中に存在する単位符号パターンの数と、第２の撮像領域Ｓ２中に存在する単位符号パターンの数とがほぼ等しく（図１９（ｂ）では等しく）なる。
【００６８】
これに対し、図１９（ａ）に示すように、印刷文書９０に対してデジタルペン６０の軸がα方向に傾いている場合、読み取り位置Ｒ付近に形成された符号パターン画像は、赤外ＣＭＯＳチップ６４１にて歪んだ状態で読み取られることになる。より具体的に説明すると、赤外ＣＭＯＳチップ６４１のうち、α方向への傾きに伴って印刷文書９０に近づくＸ方向側の領域では像が縮小され、逆側となる−Ｘ方向側の領域では像が拡大される。したがって、符号パターン画像を構成する各単位符号パターンは、各々が異なる面積を有し、且つ、各々が歪んだ四角形の形状を有する。その結果、図にも示すように、印刷文書９０から遠い第１の撮像領域Ｓ１中に存在する単位符号パターンの数よりも、印刷文書９０に近い第２の撮像領域Ｓ２中に存在する単位符号パターンの数の方が多くなる。
【００６９】
一方、図１９（ｃ）に示すように、印刷文書９０に対してデジタルペン６０の軸がβ方向に傾いている場合、読み取り位置Ｒ付近に形成された符号パターン画像は、赤外ＣＭＯＳチップ６４１にて図１９（ａ）とは逆側に歪んだ状態で読み取られることになる。すなわち、赤外ＣＭＯＳチップ６４１のうち、β方向への傾きに伴って印刷文書９０に近づく−Ｘ方向側の領域では像が縮小され、逆側となるＸ方向側の領域では像が拡大される。したがって、符号パターン画像を構成する各単位符号パターンは、各々が異なる面積を有し、且つ、各々が歪んだ四角形の形状を有する。その結果、図にも示すように、印刷文書９０に近い第１の撮像領域Ｓ１中に存在する単位符号パターンの数よりも、印刷文書９０から遠い第２の撮像領域Ｓ２中に存在する単位符号パターンの数の方が少なくなる。
【００７０】
本実施の形態では、図３を用いて説明したように、各単位符号パターンにドットが必ず２個ずつ存在する。したがって、例えば第１の撮像領域Ｓ１における総ドット数である第１のドット数Ｄ１および第２の撮像領域Ｓ２における総ドット数である第２のドット数Ｄ２は、各領域に含まれる単位符号パターンの数を反映していることになる。このため、例えば第１のドット数Ｄ１が第２のドット数Ｄ２よりも少なければ（Ｄ１＜Ｄ２）、図１９（ａ）に示すようにデジタルペン６０がα方向に傾いているものと見なせる。一方、例えば第１のドット数Ｄ１が第２のドット数Ｄ２よりも多ければ（Ｄ１＞Ｄ２）、図１９（ｃ）に示すようにデジタルペン６０がβ方向に傾いているものと見なせる。他方、例えば第１のドット数Ｄ１と第２のドット数Ｄ２とが等しければ（Ｄ１＝Ｄ２）、図１９（ｂ）に示すようにデジタルペン６０が傾いていないものとみなせる。
そこで、本実施の形態では、赤外ＣＭＯＳ６４にて得られた符号パターン画像の歪みを把握するために、第１の撮像領域Ｓ１に存在する第１のドット数Ｄ１と第２の撮像領域Ｓ２に存在する第２のドット数Ｄ２とをそれぞれ計数し、その大小関係から、印刷文書９０に対するデジタルペン６０の傾き方向を判定している。
【００７１】
なお、ここでは、印刷文書９０に対しデジタルペン６０がＵ方向あるいは−Ｕ方向にのみ傾いた場合を例に説明を行ったが、実際の使用においては、デジタルペン６０がさらにＶ方向あるいは−Ｖ方向に傾くこともあり得る。ただし、このような場合にも、上述したようなデジタルペン６０のＵ方向あるいは−Ｕ方向への傾きに対応して第１のドット数Ｄ１と第２のドット数Ｄ２との関係が変化することに変わりはないため、特に問題が生じることはない。
【００７２】
（デジタルペンの傾きと点灯させる赤外ＬＥＤとの関係）
図２０は、デジタルペン６０の軸がα方向に傾いている場合において、点灯させる赤外ＬＥＤ６３と印刷文書９０からの反射光の分布との関係の一例を示す図である。ここで、図２０（ａ）は、第１赤外ＬＥＤ６３ａを消灯させ且つ第２赤外ＬＥＤ６３ｂを点灯させた場合を、図２０（ｂ）は、第１赤外ＬＥＤ６３ａを点灯させ且つ第２赤外ＬＥＤ６３ｂを消灯させた場合を、それぞれ示している。
【００７３】
本実施の形態では、第１赤外ＬＥＤ６３ａあるいは第２赤外ＬＥＤ６３ｂにて印刷文書９０に赤外光を照射し、その反射光を赤外ＣＭＯＳ６４で受光することにより、符号パターン画像の読み取りを行っている。ここで、印刷文書９０からの反射光には、印刷文書９０に対する赤外光の照射角（入射角）と同じ反射角で反射される正反射光と、様々な反射角で反射される拡散反射光とが存在する。このとき、印刷文書９０からの正反射光は、拡散反射光に比べてその強度が高くなりやすい。
【００７４】
例えば図２０（ａ）に示した状態では、第２赤外ＬＥＤ６３ｂから照射され、印刷文書９０にて反射した正反射光が赤外ＣＭＯＳ６４にて受光されている。このような場合、赤外ＣＭＯＳ６４による符号パターン画像の読み取りデータには飽和が生じることで所謂白飛びが生じやすくなってしまい、符号パターン画像から識別情報や位置情報を取得することが困難になってしまう。
一方、例えば図２０（ｂ）に示した状態では、第１赤外ＬＥＤ６３ａから照射され、印刷文書９０にて反射した拡散反射光が赤外ＣＭＯＳ６４にて受光されている。このような場合、上述した白飛びは生じにくく、したがって符号パターン画像から識別情報や位置情報を取得することが容易になる。
【００７５】
そこで、本実施の形態では、例えば第１のドット数Ｄ１が第２のドット数Ｄ２以上となり、デジタルペン６０の軸がα方向に傾いていると推定される場合、すなわち、第２赤外ＬＥＤ６３ｂを点灯させることにより白飛びが生じるおそれがある場合に、第１赤外ＬＥＤ６３ａを点灯させ且つ第２赤外ＬＥＤ６３ｂを消灯させている。また、例えば第１のドット数Ｄ１が第２のドット数Ｄ２未満となり、デジタルペン６０の軸がβ方向（図１９（ｃ）参照）に傾いていると推定される場合、すなわち、第１赤外ＬＥＤ６３ａを点灯させることにより白飛びが生じるおそれがある場合に、第２赤外ＬＥＤ６３ｂを点灯させ且つ第１赤外ＬＥＤ６３ａを消灯させている。
【００７６】
また、本発明者の実験により、正反射光の強度は５度の角度の範囲内で高くなる、という知見が得られている。このため、本実施の形態では、図９を用いて説明したように、第１赤外ＬＥＤ６３ａから読み取り位置Ｒに向かう第１の照明光軸と受光軸とが成す第１の角度θ１と第２赤外ＬＥＤ６３ｂから読み取り位置Ｒに向かう第２の照明光軸と受光軸とが成す第２の角度θ２との和を、１０度以上に設定している。これにより、例えば図２０（ｂ）に示すようにデジタルペン６０の軸がα方向に傾いた状態で第１赤外ＬＥＤ６３ａを点灯させた場合であっても、印刷文書９０からの正反射光が赤外ＣＭＯＳ６４で受光されないようにしている。
【００７７】
なお、本実施の形態では、第１のドット数Ｄ１と第２のドット数Ｄ２とが等しかった場合に、第１赤外ＬＥＤ６３ａを消灯させ且つ第２赤外ＬＥＤ６３ｂを点灯させる制御を行っていたが、Ｄ１＝Ｄ２の場合においては、逆に、第２赤外ＬＥＤ６３ｂを消灯させ且つ第１赤外ＬＥＤ６３ａを点灯させる制御を行うようにしても差し支えない。
【００７８】
また、本実施の形態では、第１のドット数Ｄ１および第２のドット数Ｄ２の計数結果からデジタルペン６０の軸の傾き方向を決めていたが、これに限られるものではない。例えばデジタルペン６０の軸の傾き方向に応じて図１６（ｂ）に示す仮想格子の角度が歪むのを利用し、この仮想格子の角度の歪みに基づいてデジタルペン６０の軸の傾き方向を決定するようにしてもよい。ただし、この場合には、仮想格子の角度を平均値で決めるのではなく、１本ごとに決める必要がある。さらに、例えば印刷文書９０上では正方形状に配置される符号パターン画像中の４つの同期符号を赤外ＣＭＯＳ６４で読み取って得られた各同期符号の座標から歪みを検出し、その歪みに基づいてデジタルペン６０の軸の傾き方向を決定するようにしてもよい。さらにまた、これ以外であっても、赤外ＣＭＯＳ６４で撮像された符号パターン画像の歪みを利用してデジタルペン６０の軸の傾き方向を決定するものであれば、適宜設計変更して差し支えない。
【００７９】
また、本実施の形態では、赤外ＬＥＤ６３として第１赤外ＬＥＤ６３ａおよび第２赤外ＬＥＤ６３ｂを有するデジタルペン６０について説明を行ったが、これに限られるものではなく、３個以上の赤外ＬＥＤを備えていてもよいことは勿論である。そして、３個以上の赤外ＬＥＤを備える場合においては、例えば３個中２個の赤外ＬＥＤを点灯させるように制御しても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本実施の形態の筆跡情報管理システムの構成の一例を示した図である。
【図２】符号パターン画像の単位符号パターンの例（９Ｃ２）の説明図である。
【図３】９Ｃ２の単位符号パターンが取り得る３６通りのドット配置を示した図である。
【図４】９Ｃ２の単位符号パターンが取り得る３６通りのドット配置から選択できる同期符号の組み合わせを示した図である。
【図５】同期符号、位置符号、および識別符号の埋め込み用の符号ブロックの一例を示した図である。
【図６】符号パターン画像にて位置符号が配置されている一例を示した図である。
【図７】符号パターン画像にて識別符号が配置されている一例を示した図である。
【図８】デジタルペンの構成の概略を説明する図である。
【図９】デジタルペンを構成する第１赤外ＬＥＤ、第２赤外ＬＥＤ、および赤外ＣＭＯＳを、図８に示すIX方向から見た図である。
【図１０】デジタルペンに設けられた赤外ＣＭＯＳの構成の一例を示す図である。
【図１１】デジタルペンに設けられた制御部の構成の一例を示したブロック図である。
【図１２】制御部の画像処理部の構成の一例を示したブロック図である。
【図１３】近接ドット対を検出した結果の一例を示す図である。
【図１４】基準ドット対を選択していく過程の一例を示す図である。
【図１５】基準ドット対を選択した結果の一例と基準ドット対が基準軸Ｘと基準軸Ｙとからなる座標系に配置される一例とを示す図である。
【図１６】本実施の形態で検出される符号パターン画像の回転角度に基づいて作成される仮想格子の一例と、その仮想格子を用いた同期化処理の具体例とを示した図である。
【図１７】本実施の形態における単位符号パターンの境界を検出する処理の一例の概要を説明する図である。
【図１８】デジタルペンにおける赤外ＬＥＤの点灯切り換え制御の一例を示したフローチャートである。
【図１９】印刷文書に対するデジタルペンの傾きと赤外ＣＭＯＳによる読取画像の歪みとの関係を説明するための図である。
【図２０】デジタルペンの傾きと点灯させる赤外ＬＥＤと印刷文書からの反射光との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８１】
６０…デジタルペン、６１…制御部、６１１…統括制御部、６１２…発光制御部、６１３…受光制御部、６１４…画像処理部、６２…筆圧検知スイッチ、６３…赤外ＬＥＤ、６３ａ…第１赤外ＬＥＤ、６３ｂ…第２赤外ＬＥＤ、６４…赤外ＣＭＯＳ、９１…画像取得部、９２…ノイズ除去部、９３…２値化処理部、９４…ドット位置検出部、９５…基準ドット対検出部、９６…角度検出部、９７…復号部、９８…ペン傾き検出部、９８ａ…ドット分布計数部、９８ｂ…ペン傾き判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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