CN104981817A - 笔形手操作工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种处理基底(4,5)，尤其处理纸张的笔形手操作工具(1)，包含至少一个笔头(3)、柄(17)，以及至少一个光学传感器(2)。通过所述光学传感器可以光学采集基底(4,5)的至少一个识别区域(13)和/或采集基底(4,5)的周围区域(20)，其中，笔头(3)在手操作工具(1)的工作位置中接触基底(4,5)。为了提供可以用以记录基底的更换的操作工具，而无需为用户指定特殊的基底或者除了该操作工具之外的其它辅助装置，根据本发明提出了：至少一个光学传感器(2)采集为至少90°，优选至少100°，更优选至少110°的像角(α)。本发明还涉及一种将手动生成的轨迹数字化的方法。

Description

笔形手操作工具
技术领域
本发明涉及一种处理基底，尤其处理纸张的笔形手操作工具，包含至少一个笔头、柄，以及至少一个光学传感器。通过所述光学传感器可以光学采集基底的至少一个识别区域和/或采集基底的周围区域，其中，笔头在手操作工具的工作位置中接触基底。
此外，该发明涉及一种用于将借助手操作工具手动地在基底上或内部生成的轨迹数字化的方法，其中，手操作工具包含至少一个生成轨迹的笔头、一个柄，以及至少一个光学传感器，通过所述传感器光学采集基底的一个识别区域。
在此描述的手操作工具尤其包括写设备，其在市场上典型地称作“SmartPen(智能笔)”并且尤其用于采集和存储在计算机上的手动操作的书写。
借助手操作工具生成、即书写和/或绘制轨迹的基底一般为一张纸。不过也可以使用所谓的“白板”或者任何合适的、无论尺寸大小的表面作为本发明意义下的基底。
术语“轨迹”在本发明的意义下可以理解为通过书写头产生的写轨迹或借助剪切头产生的剪切轨迹以及借助手操作工具生成的其它类型的“轨迹”。尤其，所述发明除了所谓的书写笔之外涉及剪切工具，其一般应用于模型建造，并且用于剪切(出)纺织品或纸制品。
背景技术
开头描述类型的手操作工具可以从例如DE 196 44 109 A1的写设备的形式中获悉。该发明公开了一个数据处理***，可以用以存储写设备的运动。为此，该写设备具有识别***，可以用以采集空间内写设备的运动，并且接下来借助运算单元处理其。随后，从中获得的数据可被存储并可以任意频度复制。作为识别***，DE 196 44 109 A1公开了加速度传感器，该加速度传感器可以采集空间内写设备的运动。
此外，本发明公开了光学传感器，被用于识别文件页上的条码(“二元码”)。这样，所示出的写设备使得用户可在不同基底上进行书写，且数据处理***可识别并且相应地处理这。因此，用户在更换基底时，可以通过光学传感器采集相应的二元码，并以该方式将基底更换的信息传输至数据处理***。
所述方法的缺点在于无法随意选择基底，而是需要特别的、协调于数据处理***的、具有相应的编码的基底。因此，写设备的用户被指定了一种特别的纸张，这使用户选择受限，且并且另一方面还必须持续保持这种纸张的存货。
EP 0 507 269 B1公开了另一种开头描述类型的写设备其同样示出了一种可用以采集和存储手动书写的写设备。该发明未提及采集不同基底的问题。
在另一文件DE 692 04 336 T2中，公开了一款书写设备，该设备对所操作的书写进行光学识别。本文件第4页第三段公开了一种光学传感器，其一方面作用为，当写设备在写位置时，采集所操作的书写，而另一方面在写设备不接触基底时(例如在准备书写下一词的间隙)，采集写设备的位置。总体来说，光学传感器适用于持续采集写设备相对于当前基底的位置，而不管其当前的用途。
GB 2 439 754 A公开了一种笔，其在笔头区域中配备一个光学传感器，用于采集铺设在写基底上的文件ID和所书写的数据。为启动数据存储器，印制在写基底上的、由光学传感器采集的文件ID与事先在存储媒介中保存的文件ID一致。
最后，EP 1 255 185 A1公开了移动电话，在盖子移除后，其天线可被用作笔。该笔尤其适用于通过签名或输入代码识别用户时。为了实现这一目的，移动电话的顶端安装了一台照相机。
发明内容
本发明的任务为提供一种手操作工具，其可以用以记录基底的更换，而无需为用户指定特别准备的基底(例如有特殊地编码的纸)或除了手操作工具之外的其他辅助工具。
解决方案
所基于的任务根据开头描述类型的手操作工具根据本发明如下解决，即，手操作工具的至少一个光学传感器采集至少为90°、优选至少100°、更有选至少110°的像角。
“像角”在本发明的意义下指的是两条理想的光线之间的角度，该光线从光学传感器图像区域的相对边缘出发，延伸直至光学传感器的光学***折射面的中心。在光学传感器的矩形图像区域情况下，出现两个像角，一个垂直像角和一个水平角度。根据权利要求1的像角始终为这两个像角中较大的那个。在传感器的图像区域为正方形时，垂直和水平像角相同。
除垂直和水平像角，还有所谓的“对角线像角”，其位于两条理想光线之间，该光线从光学传感器的图像区域的相对角区延伸至光学传感器的光学***折射面的中心。根据权利要求1，本发明不包括该对角线的角度，而始终包括垂直像角或水平像角中更大的那个角。
所谓的“适度广角镜头”，有例如，一个范围在60°至75°内的(对角线)像角。长焦镜头的像角则不到20°。权利要求1的光学传感器在至少90°的像角的情况下特别适用于从手操作工具距基底的较短距离中拍摄基底的大面积以及该基底的周围区域。
“通过至少一个光学传感器采集像角”指所述像角被至少一个，或多个光学传感器共同覆盖。在此可以设想所谓像角被两个光学传感器共同覆盖。其中，每个光学传感器覆盖至少45°的子像角，两个光学传感器的部分识别区域直接邻接或交叠。也可以设想使用三个或多个光学传感器。一般来说，在由多个光学传感器构成的布置中，设有各个光学传感器的子识别区域的一定的重叠区域，从而例如两个光学传感器的分别为55°的单个的部分像角共同组成为100°的像角，其中存在两个光学传感器的子识别区域的重叠。也就是说，两个光学传感器出现部分识别区域的重叠时，将仅由一个光学传感器采集的子像角减小到50°。实施例附上下图进行解释。
本发明所基于的思想是，可以通过光学采集基底的足够大的区域来实现手操作工具与基底的明确对应，其中，借助至少一个光学传感器执行一种类型的“粗略图案识别”。这意味着，不需要以完全的清晰度采集基底的该区域，而是允许所采集的图像稍微不清晰。由此，当识别粗略图案时，这足矣。如果光学传感器高的深度清晰度，则会很有帮助。例如，光学传感器所采集的区域应该在3cm的距离或10cm的距离中足够清晰地成像。另外，也可以设想光学传感器有自动对焦，使得在不同的距离中采集的图像也可被清晰成像。
尤其有帮助的是，将所采集的区域形成为使得借助至少一个光学传感器采集到基底的侧向边缘、优选是基底的两个对置的边缘。根据至少一个光学传感器收集的光学信息(所述基底上的标记、基底周围的事物、基底的边缘，等)，手操作工具能直接与基底对应。因此，所收集数据可被用于确定手操作工具正使用何种基底。此外，所述“边缘监控”适合确认手操作工具在基底上的位置。为此所需的检查基底上的一定的最小面积和必要时周围的周围区域，以便能够实现明确的对应，即，收集一定最小程度的“信息”。至少一个光学传感器的所描述的像角的作用为，即使手操作工具离基底相对较近，也能够采集基底的大的区域以及必要时周围区域。在操作工具的一个实施形式中对于减小对深度清晰度的要求会有利的是，光学传感器并非垂直于笔轴线布置，而是以一定的角度布置，该角度例如将笔在书写或在更换基底时的倾斜补偿为使得光学传感器和基底在这种情况下尽可能彼此平行。也可以考虑例如通过(例如压电)执行器实现的自动的倾斜补偿。
因此，通过本发明的手操作工具，可不断更换当前使用的基底，其中手操作工具连续“识别”当前使用何种基底以及基底的放置位置关系。上述信息可应考虑，以允许在将来数字化地正确反映生成的轨迹。背景技术内的特殊基底要求在此不再被需要。
此外，在这种手操作工具的情况下不必要在每次更换基底时将该手操作工具置于专用的“识别位置”，该“识别位置”具有距基底的、在该手操作工具的自然运动中未出现的最小距离。相反，手操作工具“正常“使用，即使用平时使用的方法将手操作工具从至今的基底抬起来以及移动到下一个要处理的基底，而不需要“主动”注意基底的识别。所以，不需要特别匹配手操作工具用户的行为。
根据上述解释，如果至少两个光学传感器共同采集至少为90°、优选为至少100°、更优选为至少110°的像角，同时，最好每个光学传感器采集一个部分识别区域，则尤其有益。例如，手操作工具在柄的对置的侧上各具有一个采集子像角的光学传感器，从而两个光学传感器共同采集到整个像角。如果与光学传感器对置的识别区域能覆盖手操作工具的一个“侧面”，则可以避免观察的“障碍”、例如手操作工具用户的手进行的“障碍”，这也是一大优势。
此外，会特别有利的是，在其中笔头布置在距基底的、垂直于基底测量的最大为3cm的距离处的识别位置中，至少一个光学传感器采集的识别区域的面积最小为25cm2。这里与上面描述的像角相似，可设想多个光学传感器形成的识别区域的组合，其中每个光学传感器采集一个部分识别区域。在此，多个传感器的子识别区域交叠对功能没有不利影响。
太小的识别区域可能导致如至少一个光学传感器在第一或第二个基底上仅采集白色区域，虽然在两个基底上在这些白色区域之外都写下了不同的图样。这些信息不可被采集，同样也不能在以后被使用。所以，数据评估软件在之后不能从信息“白色区域”中进行任何对应。而借助如在此对于至少一个光学传感器所设的扩大很多的识别区域排除了这种混淆，因为所采集的信息考虑了大部分基底、优选全部基底，并且由此可以记录各个基底之间的差异。此外，观察基底周围区域也是有利的，该观察进行得越多，则手操作工具的识别区域越大。周围区域便于特定基底的对应，因为采集不仅依赖已进行的轨迹(例如写作行)，而且更依赖手操作工具周围的事物，例如三角板或玻璃。周围区域直接与所有基底边缘相连，因而位于基底的周围。对于识别之前未书写的基底，最方便的途径是采集尽可能多的周围区域。
在根据本发明的手操作工具的一个有利方案中，识别区域采集基底的为至少50cm2、优选至少100cm2、更优选至少200cm2的面积和/或基底的周围区域。识别区域的附加尺寸能够实现相应更好的识别效率。
作为优选，手操作工具可包含至少三个互相垂直的加速度传感器，可以用以连续采集手操作工具的至少一部分、优选笔头在空间中的加速度，其中加速度传感器可以借助优选布置在手操作工具上的能量存储器来供以电能。通过加速度传感器，可轻松采集笔头的运动，同时数字化并存储笔头连起或生成的轨迹。
此外，加速度传感器可区分手操作工具的“运动类型”。因此，在工作运动时，手操作工具的加速值与手操作工具在空间内的不同(例如将手操作工具递给别的用户时)。通过在该差别上收集的信息进行的调查，可以控制例如识别函数的启动，因为在手操作工具的特定类型的运动的情况下必须预计到正被处理的基底被更换。此外，通过加速度传感器，手操作工具可以采集到运动，例如从抽屉被取出时。这些信息可被处理，使手操作工具直接转换到起识别模式，并“设置”为采集基底的识别区域。也可设想，通过加速度传感器，识别出笔头到基底上的“放置(Aufsetzen)”。此类放置伴随有高速负加速，其数值与其余的常见加速范围明显不同。此外，通过加速度传感器，也可采集手操作工具的速度以及倾斜度，并且在软件中使用这些信息，以区分不同的线条粗细度或不同的用户。
作为进一步优选，根据本发明的手操作工具包括至少一个光学传感器，其被安装在笔头，且至少在手操作工具的工作位置被启动，并且采集基底的观察区域，观察区域的面积在通过笔头产生的轨迹宽度的自乘的50倍到1000倍之间、优选在100倍到750倍之间、更优选在200倍到500倍之间，观察区域最好位于笔头的与位于其工作位置中的笔头的运动方向相背离的一侧上。通过这种光学传感器，可以很轻松地采集通过手操作工具生成的轨迹。因此，光学传感器可实现“精细图案识别”。
该光学传感器可以替代上述加速度传感器，因为光学传感器用于采集笔头生成的轨迹，使这类任务不再需要加速度传感器。对于这类光学传感器，所描述的与用于粗略图案识别的识别区域相比典型较小的观察区域根据应用情况是特别有利的，因为光学传感器可以相对更详细地采集所观察的区域和由此更适于采集所操作的书写。此外，这种光学传感器的焦距小于之前提到、用于采集被处理的基底的光学传感器，因为在手操作工具工作位置，第二个传感器距基底的距离相较第一个传感器明显缩短了。
也可设想，对识别所生成的轨迹的两个识别选项，即根据上述说明的“第二”光学传感器以及加速度传感器互相结合，以便产生冗余，其有助于对所生成的轨迹的更高识别率，以此优化所操作的书写的质量。
基本上，用于采集生成轨迹的光学传感器可以为一个独立(另一个)的光学传感器或也被粗略模式识别用来识别相应的基底的光学传感器。第二个变体为优选，因为采集至少90°的角度的至少一个光学传感器在手操作工具的工作位置中适于采集根据前面的阐述的观察区域。以该方式，通过一个光学传感器可进行将不同基底对应的任务，并采集通过笔头生成的轨迹。与上述使用不同光学传感器的备选解决方案相比，这种通用光学传感器的使用技术上更为复杂，因为其焦点区域以及识别或观察区域与使用方法有关，这些可通过镜头设备内的致动器或(非球面)多焦点镜头完成。
基本上，发明的手操作工具与所采集的数据的处理和/或传输方法无关。作为优选，此类手操作工具含数据存储器，用以至少存储通过至少一个光学传感器采集的数据。目前，这种手操作工具完全独立于单独的数据处理设备。向这类数据处理设备进行的数据传输可在随后任意时间进行，如通过数据线。
作为优选，可通过发送单元进行数据无线传输。在此可设想，将传感器采集的数据通过发送单元直接、不延迟地，传输到外部设备，或者传输存储在数据存储器上的数据。在任何情况下，对于手操作工具的功能，最重要的是至少一个光学传感器(也可选择额外的传感器，光学传感器与否均可)可靠地采集数据。基于在软件侧对最终使得可复制手操作工具生成的轨迹的数据的评估，可以毫无问题地例如借助处理数据设备和手写识别软件的组合与数据采集无关地在稍后的时刻进行。
也可设想，手操作工具包含计算机单元，如微处理器。该计算机单元可以被用于至少评估采集的部分数据；也可仅被用于压缩数据，以减少磁盘空间要求。
作为优选，为更好区分手操作工具是否位于工作位置，可将压力传感器安装在手操作工具的笔头。这样可采集到笔头与基底的放置。一旦压力传感器采集到笔头放置的压力，则表明手操作工具处在工作位置。此外，压力传感器可以提高相应的操作功能。使用手操作工具作为写设备，更高笔头压力可表明一条比较粗的线条。此外，压力传感器的压力信号可被用于启动或禁用采集生成轨迹的光学传感器。根据环境而启动或禁用的传感器在使用可能存在的能量存储器的条件下在可能的运行持续时间方面尤其更合理。
此外，作为优选，手操作工具笔头的另一侧有另一个工具，便于如删除笔头生成的轨迹等操作。若手操作工具为有铅笔芯的写设备，另一侧工具可为橡皮。作为特别优选，末端工具适用于电容触摸屏。在这种情况下，更换工具的功能具有特别的意义。
作为进一步优选，本发明至少有一个压力开关，其最好安装在手操作工具的柄内，并且可以通过按压柄外侧***作。作为优选，压力开关位于手操作工具的用户手持区域。如此，压力开关基本上位于用户的拇指与食指之间。这种压力开关可被用于在例如写设备形式的手操作工具情况下虚拟化地更换不同的书写模式(书写、标记)或不同颜色。压力开关的使用信息可以根据上述方法直接使用或者首先存储在数据存储器中。
任务通过上述发明被进一步解决，即至少一个光学传感器采集的像角为至少90°、优选100°、特别优选至少110°。根据上述说明，使用多个光学传感器采集像角，也可自行设想。
本方法加上所发明的手操作工具的协助，使用非常简单。方法特别便于识别通过手操作工具处理的基底，无需使用特别基底。使用基底并将手操作工具从一个基地移动到第二基底无需事先使能，例如采集特定的代码。此外，该方法尤其便于识别通过手操作工具进行的处理在相应基底的何处进行和不同的基底相对于彼此如何定位。这是因为当在光学传感器的小的高度时已采集到所描述的像角时，则采集了相应的基地的较大的区域。
根据优选实施例，若手操作工具在识别位置且笔头与基底有一定距离，则通过至少一个光学传感器采集基底的至少一个边缘，最好基底的两个相对的边缘。这尤其为优选，因为采集的边缘易于定位，同样也可识别借助手操作工具进行的处理在相应基底的何处进行。
对于识别相应的基底或正要进行书写的位置，还有利的是，在手操作工具的识别位置中借助至少一个光学传感器采集基底的周围区域的至少一部分。尤其若基底尚未被书写或书写部分很少，则周围区域的采集和评估非常利于理想的识别。当手操作工具在识别位置时，即笔头布置在距基底上风的、垂直于基底测量的、最大为基底窄侧的三维之一的距离中时，相应基底的识别更为良好，其中至少一个光学传感器所采集的识别区域至少覆盖基底的窄侧并且优选覆盖周围区域的一部分。在使用DIN A4纸时，这个意味着笔头与基底的距离为7cm，而采集的宽度超过21cm。这对应一个至少为112°的像角。需要较大的像角来使得在位于纸张中心外的、在纸张上方大于5cm的距离处握持的笔中的传感器仍采集DIN A4大小的基底的窄侧的两个棱边。
作为优选，流程由以下步骤形成：
a)通过至少一个光学传感器采集的数据将通过发送单元和/或数据传输线传输到外部数据处理***。
b)通过数据处理***评估传输的数据，并且重建原来借助手操作工具生成的轨迹，其中考虑通过至少一个光学传感器采集的关于所使用的不同基底的信息。
在这个方法中，手操作工具通过其传感器***仅用于数据的采集，而评估则在之后进行。如此，手操作工具不必但也可以装备独立的计算单元。
作为进一步优选，将至少一个光学传感器采集的数据通过集成在手操作工具内的数据存储器存储。这样，手操作工具可随时和到处被使用，并且不依赖周围的设施，例如无线网络。
此外，作为特别优选，即手操作工具的至少一个光学传感器位于工作位置，笔头接触基底，以采集笔头生成的轨迹。
最后，作为优选，本发明的实施例包括所述手操作工具和数据处理***组成的套装，其中数据处理***具有适用于评估在基底周围区域采集的数据的装置。
附图说明
下面借助两个实施例详细阐述前述发明，这两个实施例在附图中示出。
其中：
图1示出了第一根据本发明的写设备形式的、在从第一基底到第二基底的转换期间的手操作工具，
图2示意性示出了根据发明的手操作工具的示意图，以及
图3示出了另一根据本发明的含有两个光学传感器的手操作工具。
具体实施方式
根据发明实施例一，写设备形式的手操作工具1(如图1和2所示)含有一个光学传感器2，其靠近笔头3地布置在手操作工具1的朝向基底4,5的末端上。此外，手操作工具1包含综合在位于柄17的传感器单元6中的三个加速度传感器7,8,9，其被用于采集手操作工具1在空间中的加速度。加速度传感器7,8,9以及现有的数据存储器10由能量储存设备11供电。在手操作工具1的背离笔头3的末端，安装有一个发送单元12，其可将光学传感器2和加速度传感器7,8,9采集到的数据传输至外部接收器。在此同样可能的是，由传感器2,7,8,9所采集的数据可直接，即无需在数据存储器10中的中间存储，在数据存储器10发送或首先保存在数据存储器10中并且在之后才由发送单元12进行传输。
此处所示的手操作工具1仅有一个光学传感器2，其采集为110°的(水平)像角α，其中所示出的像角α形成在当前申请的解决方案中定义的顶角，其是在从光学***2的折射面中心和图像区域边缘的中点出发的理想光束之间形成的。因此，根据权利要求1定义的角度与图1中所示像角α相同，其如所描述那样形成相关的顶角。
由于本发明的像角α，光学式传感器2借助假定的为4比3的图像宽高比，适于在手操作工具1的识别位置中，即笔头3布置在距基底的、垂直于基底4,5测量的大约10cm的距离处，采集面积约为600cm2的部分13。此外，光学传感器2的根据本发明的像角α有利于采集基底4,5的横向边缘18,19以及位于基底4,5之外的周围区域20，因为即使在光学传感器2在基底4,5上的较小高度的条件下，根据本发明的像角α也使识别区域13的宽度等于或大于每个基底4,5的宽度。这是对于手操作工具1在识别性能，以及将所生成的轨迹与特定基底4,5对应方面的功能性特别有益的。识别区域13的大于600cm2的尺寸是特别有利的，因为光学传感器采集到大量图像信息，其可用于实现基底4,5与手操作工具1的明确对应。在此辅助地识别基底4,5的边缘18,19，并识别周边区域20。根据现有技术所需以用于执行写设备与基底的对应的特别类型的基底在根据发明的手操作工具1的情况下不再是必须的。相反，所有类型的基底都可被使用。
附图1显示了手操作工具1从较小基底4更换至较大的基底5。手操作工具1的笔头3离开基底4并且沿着由箭头14示出的空间曲线运动时，通过加速度传感器7、8、9采集到加速值。这样可以确定手操作工具1不再用于在基底4上生成轨迹15，而已抬离基底4。手操作工具1的加速特征的变更使得光学传感器2更改为可采集下一个要处理基底的采集模式。光学传感器2现在连续采集数据，以识别下一个使用的基底。
附图1说明光学传感器2如何覆盖一片宽度大于21厘米的区域，且采集已存在于在基底5轨迹16、16’、16”以及基底5的边缘19和周围区域20。在此采集的信息可在之后用于处理数据***的评估流程，以清楚确认必须进行在基底5上的下一书写。此外，根据信息可以重建手操作工具1出于基底5上的什么位置。通过光学传感器2对基底的持续观察，以及优选借助加速度传感器7,8,9连续采集手操作工具1驶过的路段，可准确地确定手操作工具1的放置位置，同时，光学传感器2能一直处于活动状态。
在此要特别注意，根据本发明的手操作工具1独立地适于忠实于原本地采集手工书写。不需要使用特别纸张等。
下一个实施例，如图3所示，指另一个根据本发明的手操作工具1’。其与上述手操作工具1的差别为具有两个光学传感器21,22。这些光学传感器21,22共同采集为100°的像角α’，而光学传感器21,22中的每个就其本身而言具有55°的子像角β形式的像角。如图3所示，两个传感器21,22位于手操作工具1’的柄17的相对两侧，然而两个光学传感器21,22都朝向手操作工具1’的朝向笔头3末端23中。
手操作工具1’在此以写设备的形式实施，借助其在所示出的情况下应该对基底24进行书写。手操作工具1’位于在基底24上方的、处置与基底24测量的6厘米左右处，该基底为DIN A5纸张。
如图3所示，两个光学传感器21,22的理想光束29，相应在子像角β55°之下，从传感器21,22的光学装置开始，向基底24伸展。光束29在基底24上分别限界共同的识别区域26的一部分，在此以虚线形式展示。在手操作工具1的笔头3下方的重叠区域25，两个光学传感器21,22的子识别区域27,28交叉，得以有效采集100°的共同的像角α’。
手操作工具1’的基底24之上的位置使得基底24的侧面边缘30成为识别区域26的一部分。此外，手操作工具1’采集基底24周围区域31的一部分。总的来说，通过手操作工具1’，可以明确地识别基底24并在以后的评估中将通过手操作工具1’生成的轨迹明确地与基底24对应。
附图标记列表
1,1’   手操作工具
2       光学传感器
3       笔头
4       基底
5       基底
6       传感器元件
7       加速度传感器
8       加速度传感器
9       加速度传感器
10      数据存储器
11      能量存储器
12      发送单元
13      识别区域
14      箭头
15      轨迹
16,16’,16”  轨迹
17      柄
18      边缘
19      边缘
20      周围区域
21      光学传感器
22      光学传感器
23      末端
24      基底
25      重叠区域
26      识别区域
27      子识别区域
28      子识别区域
29      光束
30      边缘
31      周围区域
α,α’ 像角
β      子像角

Claims (19)

1.一种用于处理基底(4,5,24)、尤其是纸张的笔形手操作工具(1,1’)，包含至少一个笔头(3)和一个柄(17)，以及至少一个光学传感器(2,21,22)，通过它，基底(4,5,24)的至少一个识别区域(13,26)和/或基底(4,5,24)的周围区域(20,31)受到光学采集，其中，笔头(3)在手操作工具(1,1’)的工作位置中与基底(4,5,24)接触，其特征在于，所述至少一个光学传感器(2,21,22)采集为至少90°、优选至少100°、更优选至少110°的像角(α,α’)。
2.根据权利要求1所述的手操作工具(1’)，其特征在于，至少有两个光学传感器(21,22)，共同采集为至少90°、优选至少100°、更优选至少110°的像角(α’)，其中，优选每个单个的光学传感器(21,28)采集一个子识别区域(27,28)。
3.根据权利要求1或2所述的手操作工具(1,1’)，其特征在于，在识别位置中，笔头(3)布置在距基底(4,5,24)的、垂直于基底(4,5,24)测量的、最长为3.0cm的距离处，在所述识别位置中，所述至少一个光学传感器(2,21,22)所采集的识别区域(13,26)具有至少为25cm2的面积。
4.根据权利要求3所述的手操作工具(1,1’)，其特征在于，识别区域(13,26)面积至少为50cm2、优选至少100cm2、更优选至少200cm2最佳。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的手操作工具(1,1’)，其特征在于至少三个分别相互垂直的加速度传感器(7,8,9)，借助其能够连续采集所述手操作工具(1,1’)的至少一部分、优选笔头(3)在空间中的加速度。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的手操作工具(1,1’)，其特征在于至少一个光学传感器，其优选布置在笔头(3)处，并且至少在所述手操作工具(1,1’)的工作位置中启动，采集基底(4,5,24)的观察区域，该观察区域的面积具有为借助笔头产生的轨迹的宽度自乘的50倍到1000倍之间、优选在100倍到750倍之间、更优选在200倍到500倍之间的尺寸，其中，观察区域布置在笔头(3)的与位于工作位置中的笔头的运动方向相背离的一侧上。
7.根据权利要求6所述的手操作工具(1,1’)，其特征在于，所述光学传感器是由所述至少一个光学传感器(2,21,22)或至少一个其它光学传感器形成的。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的手操作工具(1,1’)，其特征在于数据存储器(10)，借助其能够存储通过所述至少一个光学传感器(2,21,22)采集的数据。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的手操作工具(1,1’)，其特征在于发送单元(12)，借助其能够至少将由所述至少一个光学传感器(2,21,22)采集和/或在数据存储器(10)存储的数据传输至接收器、尤其是数据处理***。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的手操作工具(1,1’)，其特征在于布置在笔头(3)处的压力传感器，借助其能够记录笔头(3)到基底(4,5,24)上的放置。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的手操作工具(1,1’)，其特征在于至少一个压力开关，其优选布置在手操作工具(1,1’)的朝向基底(4,5,24)的终端部分上，其中，优选通过操作压力开关能够启动或禁用手操作工具(1,1’)的书写功能。
12.一种用于将借助手操作工具(1,1’)手动地在基底(4,5,24)上或中产生的轨迹数字化的方法，其中，手操作工具(1,1’)具有至少一个轨迹(15,16,16’,16”)产生笔头(3)和柄(17)以及至少一个光学传感器(2,21,22)，借助所述至少一个光学传感器对基底(4,5,24)的至少一个识别区域(13,26)进行光学采集，其特征在于，借助所述至少一个光学传感器(2,21,22)采集至少为90°、优选至少100°、更优选至少110°的像角(α,α’)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，借助至少两个光学传感器(21,22)采集至少为90°、优选至少100°、更优选至少110°的像角(α’)，其中，借助每个单个的光学传感器(21,22)采集像角(α’)的一个子像角(β)。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，在手操作工具(1,1’)的识别位置中，借助所述至少一个光学传感器(21,22)采集基底(4,5,24)的至少一个边缘(18,19,30)，优选基底(4,5,24)的两个相对的边缘(18,19,30)。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其特征在于，在手操作工具(1,1’)的识别位置中，借助所述至少一个光学传感器(21,22)，采集基底(4,5,24)的至少一部分周围区域(20,31)。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其特征在于以下方法步骤：
a)将借助所述至少一个光学传感器(2,21,22)采集的数据借助发送单元(12)和/或数据传输线向外部的数据处理***传输。
b)借助所述数据处理***对所传输的数据进行评估，并且重建原来借助手操作工具(1,1’)产生的轨迹(15,16,16’,16”)，其中考虑借助所述至少一个光学传感器(2,21,22)采集的关于所使用的不同基底(4,5,24)的信息。
17.根据权利要求12-16中任一项所述的方法，其特征在于以下步骤：
c)借助集成在手操作工具(1,1’)中的数据存储器(10)存储借助所述至少一个光学传感器(2,21,22)采集的数据。
18.根据权利要求12-17中任一项所述的方法，其特征在于，在手操作工具(1,1’)的其中笔头(3)与基底(4,5,24)接触的工作位置中，将所述光学传感器(2,21,22)用于采集借助笔头(3)产生的轨迹(15,16,16’,16”)。
19.由根据权利要求1-11中任一项所述的手操作工具和数据处理***构成的套装，其特征在于，所述数据处理***具有用于评估在基底的周围区域中采集的数据的装置。
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