Beschreibung

Einleitung

Die Erfindung betrifft ein stiftförmiges Handwerkzeug zur Bearbeitung einer Unterlage, insbesondere eines Blatts Papier, aufweisend mindestens eine Stiftspitze und einen Schaft sowie mindestens einen optischer Sensor, mittels dessen zumindest ein Erkennungsbereich der Unterlage und/oder eines Umgebungsbereichs der Unterlage optisch erfassbar ist, wobei die Stiftspitze in einer Arbeitsposition des Handwerkzeugs in Kontakt mit der Unterlage ist.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Digitalisierung händischer, mittels eines Handwerkzeugs auf oder in einer Unterlage erzeugten Spur, wobei das Handwerkzeug mindestens eine eine Spur erzeugende Stiftspitze und einen Schaft sowie mindestens einen optischen Sensor aufweist, mittels dessen zumindest ein Erkennungsbereich der Unterlage optisch erfasst wird.

Die hier beschriebenen Handwerkzeuge umfassen insbesondere Schreibgeräte, die am Markt typischerweise als„Smart Pens" bezeichnet werden und vor allem der Erfassung und Speicherung händisch getätigter Aufzeichnungen auf einem Computer dienen.

Als Unterlage, auf der mittels des Handwerkzeugs die Spur erzeugt wird, das heißt auf der beispielsweise geschrieben und/oder gezeichnet werden soll, dient typischerweise ein Blatt Papier. Allerdings ist es ebenso denkbar, ein so genanntes„whiteboard" oder jede sonstige geeignete Oberfläche als„Unterlage" im Sinne der vorliegenden Anmeldung aufzufassen, unabhängig von den jeweiligen Abmessungen.

Unter dem Begriff der„Spur" sind im Sinne der vorliegenden Anmeldung sowohl eine mittels einer Schreibspitze erzeugte Schreibspur als auch eine mittels einer Schneidspitze erzeugte Schneidspur als auch weitere Arten von Spuren, die mittels eines Handwerkzeugs erzeugt werden können, zu verstehen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung neben den genannten Schreibstiften auf Schneidwerkzeuge, die typischerweise im Modellbau Anwendung finden und zum (Aus-)Schneiden von Textil- oder Papierwaren verwendet werden. Stand der Technik

Ein Handwerkzeug der eingangs beschriebenen Art ist in Form eines Schreibgeräts beispielsweise der DE 196 44 109 A1 entnehmbar. Diese beschreibt ein

Datenverarbeitungssystem, mittels dessen eine Bewegung eines Schreibgeräts gespeichert werden kann. Hierzu verfügt das Schreibgerät über ein Erkennungssystem, mittels dessen die Bewegung des Schreibgeräts im Raum erfasst und anschließend mittels einer

Recheneinheit verarbeitet werden kann. Die hieraus gewonnenen Daten können

anschließend gespeichert und somit beliebig oft reproduziert werden. Als Erkennungssystem schlägt die DE 196 44 109 A1 beispielsweise Beschleunigungssensoren vor, mittels deren die Bewegung des Schreibgeräts im Raum erfasst werden kann.

Ferner ist die Verwendung eines optischen Sensors offenbart, welcher dazu dient, einen Strichcode („binären Code") auf einer Dokumentenseite zu identifizieren. Auf diese Weise ermöglicht das gezeigte Schreibgerät, dass der Benutzer auf unterschiedliche Unterlagen schreiben kann und das Datenverarbeitungssystem dies erkennen und entsprechend verarbeiten kann. Hierzu ist der Benutzer angehalten, bei jedem Wechsel der Unterlage den jeweilig zugehörigen Strichcode mittels des optischen Sensors zu erfassen und auf diese Weise die Information des Unterlagenwechsels an das Datenverarbeitungssystem

weiterzugeben.

Diese Vorgehensweise beinhaltet insbesondere den Nachteil, dass der Benutzer bei der Wahl der Unterlage nicht frei ist, sondern stets eine spezielle, auf das

Datenverarbeitungssystem abgestimmte Unterlage benötigt, die eine entsprechende

Codierung aufweist. Dies hat zur Folge, dass der Benutzer des Schreibgeräts auf spezielles Papier angewiesen ist und somit zum einen in seiner Wahlfreiheit beschränkt ist und zum anderen dauerhaft einen Vorrat an eben jenem Papier vorhalten muss. Eine weiteres Schreibgerät gemäß der eingangs beschriebenen Art ist ferner der EP 0 507 269 B1 entnehmbar. Diese zeigt gleichermaßen ein Schreibgerät, mittels dessen händische Aufzeichnungen erfassbar und speicherbar sind. Die angedeutete Problematik der Erfassung unterschiedlicher Unterlagen ist in dieser Schrift jedoch nicht thematisiert.

In einem weiteren Dokument, der DE 692 04 336 T2 ist eine Schreibeinrichtung beschrieben, die eine optische Erkennung der getätigten Aufzeichnungen durchführt. Der dritte Absatz auf Seite 4 des Dokuments beschreibt, dass ein optischer Sensor zum einen dazu genutzt wird, die jeweils getätigte Aufzeichnung zu erfassen während sich das Schreibgerät in einer Schreibposition befindet, und zum anderen genutzt wird, den Ort des Schreibmittels auch dann zu erfassen, wenn das Schreibgerät sich in einem von der Unterlage abgehobenen Zustand befindet, also beispielsweise im Zuge eines Wechsels von einem geschriebenen Wort zum nächsten. Insgesamt wird der optische Sensor demzufolge dazu genutzt, einen Ort des Schreibgeräts relativ zur vorliegenden Unterlage fortwährend zu erfassen, unabhängig von dessen aktueller Nutzung. Auch aus der GB 2 439 754 A ist ein Stift bekannt, der im Bereich seiner Spitze mit einem optischen Sensor zur Erfassung einer auf einer Schreibunterlage aufgebrachten Dokument- ID sowie geschriebener Daten ausgestattet ist. Zur Aktivierung eines Datenspeichers ist es erforderlich, dass eine auf der Schreibunterlage aufgedruckte Dokument-ID, die von dem optischen Sensor erfasst wird, mit der zuvor auf dem Speichermedium gespeicherten Dokument-ID übereinstimmt.

Schließlich wird noch ein Mobiltelefon in der EP 1 255 185 A1 offenbart, dessen Antenne als Stift verwendet werden kann, nachdem eine Kappe entfernt wurde. Der Stift soll

insbesondere dann Verwendung finden, wenn sich der Nutzer mittels einer Unterschrift oder der Eingabe eines Codes identifizieren soll. Hierzu ist am oberen Bereich des Mobiltelefons eine Kamera angebracht.

Aufgabe

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handwerkzeug hervorzubringen, mittels dessen ein Wechsel der Unterlage registrierbar ist, ohne dass der Benutzer des Handwerkzeugs auf eine speziell präparierte Unterlage (z.B. speziell codiertes Papier) oder sonstige Hilfsmittel außer des Handwerkzeugs selbst angewiesen ist.

Lösung

Die zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von dem Handwerkzeug der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der mindestens eine optische Sensor des Handwerkzeugs einen Bildwinkel von mindestens 90°, vorzugsweise mindestens 100°, weiter vorzugsweise mindestens 110°, erfasst.

Als„Bildwinkel" im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird der Winkel bezeichnet, der sich zwischen idealisierten Lichtstrahlen einstellt, die sich ausgehend von gegenüberliegenden Rändern einer Bildfläche des optischen Sensors bis zum Mittelpunkt einer Brechungsebene einer Optik des optischen Sensors erstrecken. Bei einer rechteckigen Bildfläche des optischen Sensors liegen demzufolge zwei Bildwinkel vor, ein vertikaler Bildwinkel und ein horizontaler Bildwinkel. Der Bildwinkel gemäß Anspruch 1 bezeichnet dabei stets den größeren der beiden Bildwinkel. Bei einer quadratischen Bildfläche des Sensors sind der vertikale und der horizontale Bildwinkel identisch.

Neben dem vertikalen und dem horizontalen Bildwinkel wird häufig der so genannte „diagonale Bildwinkel" beschrieben, der sich zwischen den idealisierten Lichtstrahlen einstellt, die von gegenüberliegenden Ecken der Bildfläche des optischen Sensors bis zum Mittelpunkt der Brechungsebene der Optik desselben verlaufen. Dieser diagonale Bildwinkel ist im Sinne des Anspruchs 1 nicht gemeint, sondern - wie beschrieben - stets der vertikale Bildwinkel oder der horizontale Bildwinkel, je nachdem, welcher von beiden der größere ist.

So genannte„gemäßigte Weitwinkelobjektive" weisen beispielsweise einen (diagonalen) Bildwinkel im Bereich von 60° bis 75° auf. Teleobjektive weisen hingegen einen Bildwinkel von weniger als 20° auf. Ein optischer Sensor gemäß Anspruch 1 mit einem beschriebenen Bildwinkel von mindestens 90° ist besonders gut geeignet, eine große Fläche der Unterlage sowie einen Umgebungsbereich derselben aus vergleichsweise kurzer Distanz des

Handwerkzeugs zur Unterlage aufzunehmen. Unter„Erfassen eines Bildwinkels mittels mindestens eines optischen Sensors" wird verstanden, dass der beschriebene Bildwinkel von mindestens einem optischen Sensor, also möglicherweise mehreren optischen Sensoren gemeinsam, abgedeckt wird. Hierzu ist denkbar, dass der genannte Bildwinkel von zwei optischen Sensoren gemeinsam abgedeckt wird, wobei jeder optische Sensor jeweils mindestens einen Teilbildwinkel von 45° abdeckt, wobei Teilerkennungsbereiche beider Sensoren direkt aneinander grenzen beziehungsweise sich überschneiden. Die Verwendung von drei oder mehr optischen Sensoren ist ebenso denkbar. Typischerweise würde bei einer Anordnung aus mehreren optischen Sensoren ein gewisser Überschneidungsbereich der Teilerkennungsbereiche der einzelnen optischen Sensoren vorgesehen werden, so dass sich beispielsweise einzelne Teilbildwinkel zweier optischer Sensoren vom Betrag von jeweils 55° gemeinsam zu einem Bildwinkel von 100° zusammensetzen, wobei eine Überlagerung der Teilerkennungsbereiche der beiden optischen Sensoren vorliegt, die den Teilbildwinkel, der ausschließlich von jeweils einem optischen Sensor erfasst wird, auf 50° reduziert. Eine graphische Erläuterung hierzu kann einem unten stehenden Ausführungsbeispiel entnommen werden. Der Erfindung liegt dabei die Idee zugrunde, dass eine eindeutige Zuordnung des

Handwerkzeugs zu einer Unterlage dadurch ermöglicht werden kann, dass ein ausreichend großer Bereich der Unterlage optisch erfasst wird, wobei mittels des mindestens einen optischen Sensors eine Art„Grobmustererkennung" durchgeführt wird. Dies bedeutet, dass es nicht erforderlich ist, dass der Bereich der Unterlage in voller Schärfe erfasst wird, vielmehr darf das erfasste Bild leicht unscharf sein. Es reicht somit aus, wenn ein grobes Muster erkannt wird. Hier kann es hilfreich sein, wenn der optische Sensor über eine hohe Tiefenschärfe verfügt. Beispielsweise sollte der Bereich, der von dem optischen Sensor erfasst wird, sowohl in einem Abstand von 3 cm als auch in einem Abstand von 10 cm ausreichend scharf abgebildet werden. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, wenn der optische Sensor über einen Autofokus verfügt, dass das erfasste Bild also in

unterschiedlichen Abständen scharf abgebildet wird.

Insbesondere ist es hilfreich, wenn der erfasste Bereich so beschaffen ist, dass zumindest ein seitlicher Rand der Unterlage, vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende Ränder der Unterlage, mittels des mindestens einen optischen Sensors erfasst wird. Aufgrund der gesammelten optischen Information des mindestens einen optischen Sensors (geschriebene Zeichen auf der Unterlage, Gegenstände neben der Unterlage, Ränder der Unterlage etc.) kann das Handwerkzeug eindeutig einer bestimmten Unterlage zugewiesen werden. Die erfassten Daten sind mithin dazu geeignet, festzustellen, auf welcher Unterlage das

Handwerkzeug gerade eingesetzt wird. Ferner ist es durch die beschriebene

„Randbeobachtung" dazu geeignet, festzustellen, an welcher Stelle auf der Unterlage es sich gerade befindet. Hierzu ist es notwendig, eine gewisse Mindestfläche auf der Unterlage - und gegebenenfalls des umliegenden Umgebungsbereichs - zu untersuchen, um eine eindeutige Zuordnung zu ermöglichen, das heißt ein gewisses Mindestmaß an„Information" zu sammeln. Der beschriebene Bildwinkel des mindestens einen optischen Sensors dient dabei dazu, einen großen Bereich der Unterlage sowie gegebenenfalls eines

Umgebungsbereichs außerhalb der Unterlage selbst dann erfassen zu können, wenn das Handwerkzeug vergleichsweise nah an der Unterlage angeordnet ist. In einer Ausführung des Werkzeuges kann es zur Reduzierung der Anforderungen an die Tiefenschärfe vorteilhaft sein, wenn der optische Sensor nicht senkrecht zur Stiftachse angeordnet ist, sondern in einem Winkel, der z.B. die Neigung des Stiftes beim Schreiben oder beim

Wechsel der Unterlage derart ausgleicht, dass der optische Sensor und die Unterlage in einer solchen Situation möglichst parallel zueinander liegen. Auch eine automatische Neigungsangleichung, beispielsweise durch (etwa piezoelektrische) Aktuatoren ist denkbar. Mithin ist es mittels des erfindungsgemäßen Handwerkzeugs möglich, fortlaufend die jeweils bearbeitete Unterlage zu wechseln, wobei das Handwerkzeug durchgehend„erkennt", auf welcher Unterlage es gerade eingesetzt wird und wie die Unterlagen relativ zueinander positioniert sind. Die Information hierüber kann entsprechend berücksichtigt werden, so dass im Nachhinein eine korrekte Wiedergabe der erzeugten Spur(en) in digitaler Form möglich ist. Der Einsatz einer speziellen Unterlage gemäß dem Stand der Technik ist hierfür nicht länger notwendig.

Außerdem ist es mit einem solchen Handwerkzeug nicht notwendig, selbiges bei jedem Wechsel einer Unterlage in eine dezidierte„Erkennungsposition" zu bringen, die einen solchen Mindestabstand zu der neuen Unterlage aufweist, der nicht bereits während einer natürlichen Bewegung des Handwerkzeugs auftritt. Vielmehr genügt es bereits, das

Handwerkzeug„normal" zu führen, das heißt es auf gewöhnliche Art und Weise von der bisherigen Unterlage abzuheben und über die neu zu bearbeitende Unterlage zu führen, ohne dabei„aktiv" auf die Erkennung derselben achten zu müssen. Eine spezielle

Anpassung des Verhaltens des Nutzers des Handwerkzeugs ist demzufolge nicht erforderlich.

Gemäß vorstehender Erläuterung kann es besonders vorteilhaft sein, wenn mindestens zwei optische Sensoren gemeinsam den Bildwinkel von mindestens 90°, vorzugsweise

mindestens 100°, weiter vorzugsweise mindestens 110°, erfassen, wobei vorzugsweise jeder einzelne optische Sensor einen Teilerkennungsbereich erfasst. Beispielsweise könnte das Handwerkzeug auf gegenüberliegenden Seiten des Schafts jeweils einen optischen Sensor aufweisen, der einen Teilbildwinkel erfasst, so dass beide optische Sensoren gemeinsam den gesamten Bildwinkel erfassen. Dies könnte insofern vorteilhaft sein, als ein

Erkennungsbereich gegenüberliegender optischer Sensoren jeweils eine„Seite" des

Handwerkzeugs abdecken könnte und eine„Behinderung" der Beobachtung - beispielsweise durch eine Hand des Anwenders des Handwerkzeugs - vermieden werden kann.

Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn in einer Erkennungsposition, in der die

Stiftspitze in einem senkrecht zur Unterlage gemessenen Abstand von maximal 3 cm von der Unterlage entfernt angeordnet ist, der Erkennungsbereich, den der mindestens eine optische Sensor erfasst, eine Fläche von mindestens 25 cm ² aufweist. Auch hier gilt analog zum oben beschriebenen Bildwinkel, dass ebenso eine Zusammensetzung des Erkennungsbereichs mittels mehrerer optischer Sensoren denkbar ist, wobei jeder einzelne optische Sensor einen Teilerkennungsbereich erfasst. Eine Überschneidung der Teilerkennungsbereiche mehrerer Sensoren ist dabei für die Funktion unschädlich.

Ein zu kleiner Erkennungsbereich könnte beispielsweise dazu führen, dass der mindestens eine optische Sensor sowohl auf einer ersten als auch auf einer zweiten Unterlage ausschließlich eine weiße Fläche erfasst, obwohl außerhalb dieser weißen Flächen auf den beiden Unterlagen unterschiedliche Aufzeichnungen niedergeschrieben sind. Diese Information könnte jedoch nicht erfasst und folglich nicht berücksichtigt werden. Eine die Daten im Nachhinein auswertende Software könnte aus der Information„weiße Fläche" mithin keine Zuordnung treffen. Mit einem stark vergrößerten Erkennungsbereich, wie er hier für den mindestens einen optischen Sensor vorgesehen ist, ist eine derartige Verwechslung hingegen ausgeschlossen, da die erfasste Information die Unterlage zu großen Teilen, vorzugsweise vollständig, berücksichtigt und somit Unterschiede zwischen einzelnen Unterlagen registrieren kann. Außerdem wird eine Beobachtung des Umgebungsbereichs der Unterlage begünstigt, die umso mehr auftritt, desto größer der Erkennungsbereich des Handwerkzeugs ist. Der Umgebungsbereich kann die Zuordnung zu einer bestimmten Unterlage erheblich erleichtern, indem die Erkennung sich nicht lediglich auf bereits auf der Unterlage hinterlassene Spuren (beispielsweise geschriebene Zeilen) sondern ferner auf Gegenstände stützen kann, die in der Umgebung des Handwerkzeugs liegen, beispielsweise ein Geodreieck oder ein Glas. Der Umgebungsbereich schließt sich direkt an alle Ränder der Unterlage an und befindet sich somit rundherum um die Unterlage. Für die Identifizierung einer bisher unbeschriebenen Unterlage ist es von Vorteil, wenn möglichst viel von dem Umgebungsbereich erfasst wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Handwerkzeugs erfasst der Erkennungsbereich eine Fläche von mindestens 50 cm ² , vorzugsweise mindestens 100 cm ² , weiter vorzugsweise mindestens 200 cm ² der Unterlage und oder eines Umgebungsbereichs der Unterlage. Die zusätzliche Größe des Erkennungsbereichs ermöglicht eine entsprechend bessere Erkennungsleistung.

Ferner ist das Handwerkzeug dann besonders von Vorteil, wenn es mindestens drei jeweils senkrecht zueinander angeordnete Beschleunigungssensoren aufweist, mittels denen eine Beschleunigung im Raum zumindest eines Teils des Handwerkzeugs, vorzugsweise der Stiftspitze, fortlaufend erfassbar ist, wobei die Beschleunigungssensoren vorzugsweise mittels eines vorzugsweise an dem Handwerkzeug angeordneten Energiespeichers mit elektrischer Energie versorgbar sind. Mittels der Beschleunigungssensoren ist es besonders einfach möglich, die Bewegung der Stiftspitze zu erfassen und auf diese Weise die jeweils mittels der Stiftspitze gezogene beziehungsweise erzeugte Spur zu digitalisieren und zu speichern.

Ferner ist es mittels der Beschleunigungssensoren möglich,„Bewegungsarten" des

Handwerkzeugs zu unterscheiden. Somit sind die Beschleunigungswerte des

Handwerkzeugs während einer Arbeitsbewegung typischerweise anders als bei einer Bewegung des Handwerkzeugs im Raum, beispielsweise bei einer Weiterreichung des Handwerkzeugs an einen anderen Benutzer. Durch eine entsprechende Untersuchung der erfassten Daten auf solche Unterschiede hin kann beispielsweise eine Aktivierung einer Erkennungsfunktion gesteuert werden, da bei einer bestimmten Art von Bewegung des Handwerkzeugs damit gerechnet werden muss, dass die jeweils bearbeitete Unterlage gewechselt wird. Femer könnte das Handwerkzeug mittels der Beschleunigungssensoren registrieren, sobald es von einem Benutzer aufgenommen wird, beispielsweise aus einer Schublade. Diese Information könnte dahingehend verarbeitet werden, dass das

Handwerkzeug direkt in dessen Erkennungsmodus wechselt und sich auf die Erfassung eines Erkennungsbereichs einer Unterlage„einstellt". Ebenso ist denkbar, dass mittels der Beschleunigungssensoren ein„Aufsetzen" der Stiftspitze auf die Unterlage erkannt wird. Ein solches Aufsetzen geht mit einer hohen negativen Beschleunigung einher, die sich dem Betrag nach besonders deutlich von dem sonst üblichen Beschleunigungsspektrum unterscheidet. Außerdem ist es mittels der Beschleunigungssensoren möglich, die

Geschwindigkeit und die Neigung des Handwerkzeugs zu erfassen und diese Informationen softwareseitig zur Differenzierung unterschiedlicher Strichstärken oder unterschiedlicher Benutzer zu verwenden.

In einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Handwerkzeugs weist selbiges mindestens einen optischer Sensor auf, der vorzugsweise an der Stiftspitze angeordnet ist und zumindest in der Arbeitsposition des Handwerkzeugs aktiviert ist und einen Beobachtungsbereich der Unterlage erfasst, dessen Fläche eine Größe zwischen dem 50-fachen und 1000-fachen, vorzugsweise zwischen dem 100-fachen und 750-fachen, weiter vorzugsweise zwischen dem 200-fachen und 500-fachen, einer mit sich selbst multiplizierten Breite der mittels der Stiftspitze erzeugten Spur aufweist, wobei der Beobachtungsbereich vorzugsweise auf einer Seite der Stiftspitze angeordnet ist, die einer Bewegungsrichtung der in ihrer Arbeitsposition befindlichen Stiftspitze abgewandt ist. Mittels eines solchen optischen Sensors ist die mittels des Handwerkzeugs erzeugte Spur besonders gut erfassbar. Der optische Sensor eignet sich mithin zu einer„Feinmustererkennung".

Ein solcher optischer Sensor kann demzufolge eine Alternative zu den vorgenannten

Beschleunigungssensoren darstellen, da der optische Sensor der Erfassung der mittels der Stiftspitze erzeugten Spur dient und die Beschleunigungssensoren zumindest für diesen Aufgabenbereich überflüssig macht. Für einen solchen optischen Sensor ist der

beschriebene Beobachtungsbereich, der im Vergleich zu dem Erkennungsbereich für die Grobmustererkennung typischerweise vergleichsweise klein ist, je nach Anwendungsfall besonders vorteilhaft, da der optische Sensor den beobachteten Bereich verhältnismäßig detailliert erfassen kann und somit für die Erfassung der getätigten Aufzeichnung gut geeignet ist. Ferner ist die Brennweite dieses optischen Sensors kleiner als diejenige des erstgenannten optischen Sensors zur Erkennung der jeweils zu bearbeitenden Unterlage, da eine Entfernung zur Unterlage des zweiten Sensors im Vergleich zum ersten Sensor in der Arbeitsposition des Handwerkzeugs erheblich verringert ist.

Ebenso ist es ohne Weiteres denkbar, dass beide Erkennungsoptionen zur Erkennung der erzeugten Spur, nämlich ein„zweiter" optischer Sensor gemäß vorstehender Erläuterung sowie Beschleunigungssensoren, miteinander kombiniert werden, um eine Redundanz zu erzeugen, die eine höhere Erkennungsrate der erzeugten Spur begünstigt und auf diese Weise die Qualität der getätigten Aufzeichnungen verbessern kann.

Grundsätzlich kann der zur Erkennung der gezogenen Spur verwendete optische Sensor sowohl von einem separaten (weiteren) optischen Sensor gebildet sein oder vom selben optischen Sensor, mittels dessen die Grobmustererkennung zur Identifikation der jeweiligen Unterlage vorgenommen wird. Dabei kann letztere Variante besonders vorteilhaft sein, in der derselbe mindestens eine optische Sensor, der den Bildwinkel von mindestens 90° erfasst, in der Arbeitsposition des Handwerkzeugs dazu geeignet ist, den Beobachtungsbereich gemäß vorstehender Erläuterung zu erfassen. Auf diese Weise kann mittels eines einzigen optischen Sensors gleichermaßen die Aufgabe der Zuordnung unterschiedlicher Unterlagen sowie die Erfassung der mittels der Stiftspitze gezogenen Spur geleistet werden. Im

Vergleich zur vorstehend erläuterten möglichen Lösung unter Verwendung zweier unterschiedlicher optischer Sensoren, wäre ein solcher alleiniger Sensor gleichwohl technisch komplexer, da dessen Fokusbereich und Erkennungs- beziehungsweise

Beobachtungsbereich in Abhängigkeit von der jeweiligen Nutzung anpassbar sein müsste, was etwa durch Aktuatoren in der Linsenanordnung oder (asphärischen) Multifokallinse erreicht werden könnte.v

Grundsätzlich ist das erfindungsgemäße Handwerkzeug unabhängig davon, auf weiche Weise die erfassten Daten verarbeitet und/oder weitergeleitet werden. Vorteilhaft ist indes ein solches Handwerkzeug, das einen Datenspeicher umfasst, mittels dessen zumindest die mittels des mindestens einen optischen Sensors erfassten Daten speicherbar sind. Ein solches Handwerkzeug ist vorerst vollständig unabhängig von einer separaten

Datenverarbeitungsanlage nutzbar. Eine Übertragung der Daten auf eine solche

Datenverarbeitungsanlage kann später zu einem beliebigen Zeitpunkt beispielsweise mittels eines Datenkabels erfolgen.

Besonders vorteilhaft ist jedoch eine drahtlose Übermittlung der Daten mittels einer

Sendeeinheit. Dabei ist es gleichermaßen denkbar, mittels der Sensoren erfasste

Informationen direkt, das heißt unverzüglich, mittels der Sendeeinheit an ein externes Gerät zu übermitteln oder aber die auf einem Datenspeicher gespeicherten Daten zu übermitteln, In jedem Fall ist es für die Funktionstüchtigkeit des Handwerkzeugs vorerst nur erforderlich, dass der mindestens eine optische Sensor (gegebenenfalls außerdem weitere Sensoren, optisch oder nicht) die Daten zuverlässig erfasst. Eine softwareseitige Auswertung der Daten, die schließlich die mittels des Handwerkzeugs erzeugte Spur reproduzierbar macht, kann ohne Weiteres unabhängig von der Datenerfassung zu einem späteren Zeitpunkt geschehen, beispielsweise unter Zuhilfenahme einer Datenverarbeitungsanlage in

Kombination mit einer Handschrifterkennungssoftware.

Ebenso ist es denkbar, dass das Handwerkzeug selbst über eine Recheneinheit

beispielsweise in Form eines Mikroprozessors verfügt, der sowohl zur zumindest teilweisen Auswertung der erfassten Daten als auch lediglich zur Komprimierung derselben zur Reduktion der Speicherplatzanforderungen genutzt werden kann.

Zur besseren Unterscheidung, ob sich das Handwerkzeug in dessen Arbeitsposition befindet oder nicht, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Handwerkzeug an dessen Stiftspitze einen Drucksensor aufweist, mittels dessen ein Aufsetzen der Stiftspitze auf die Unterlage erfassbar ist. Sobald der Drucksensor einen Aufsetzdruck der Stiftspitze registriert, befindet sich das Handwerkzeug in dessen Arbeitsposition. Ferner können mittels des Drucksensors die jeweiligen Arbeitscharakteristika erhoben werden. Im Fall der Nutzung des

Handwerkzeugs in Form eines Schreibgeräts kann somit ein hoher Aufpressdruck der Stiftspitze beispielsweise auf eine vergleichsweise dicke Linienstärke hindeuten. Außerdem kann ein Drucksignal des Drucksensors zur Aktivierung beziehungsweise Deaktivierung eines zur Erfassung der gezogenen Spur vorgesehenen optischen Sensors verwendet werden. Die situationsabhängige Aktivierung und Deaktivierung eines solchen Sensors ist insbesondere im Hinblick auf die mögliche Betriebsdauer unter Nutzung eines

gegebenenfalls vorhandenen Energiespeichers sinnvoll.

Weiterhin ist ein solches Handwerkzeug besonders vorteilhaft, dessen der Stiftspitze abgewandtes Ende ein weiteres Werkzeug aufweist, das beispielsweise zur Löschung der mittels der Stiftspitze erzeugten Spur geeignet ist. Im Falle eines Handwerkzeugs in Form eines Schreibgeräts mit einer Bleistiftmiene könnte das Werkzeug beispielsweise die Form eines Radiergummis aufweisen. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist das endseitig angeordnete Werkzeug zur Bedienung kapazitiver Touchscreens geeignet. Eine Austauschbarkeit des Werkzeugs kann in dieser Hinsicht besonders sinnvoll sein.

In einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Handwerkzeugs verfügt selbiges über mindestens einen Druckschalter, der vorzugsweise im Schaft des Handwerkzeugs angeordnet ist und durch Drücken auf eine äußere Mantelfläche des Schafts betätigt werden kann. Vorteilhafterweise befindet sich der Druckschalter in einem Griffbereich des Handwerkzeugs, in dem der Benutzer des Handwerkzeugs selbiges festhält. Dadurch befindet sich der Druckschalter im Wesentlichen im Bereich zwischen dem Daumen und dem Zeigefinger des Benutzers. Ein solcher Druckschalter könnte beispielsweise bei einem Handwerkzeug in Form eines Schreibgeräts dazu verwendet werden, virtuell zwischen unterschiedlichen Schreibmodi (Schreiben, Markieren) oder unterschiedlichen Farben zu wechseln. Die Information über die Betätigung des Druckschalters kann entsprechend der vorstehend beschriebenen Methoden entweder direkt verwertet oder vorerst auf einem Datenspeicher gespeichert werden.

Die zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß ferner dadurch gelöst, dass mittels des mindestens einen optischen Sensors ein Bildwinkel von mindestens 90°, vorzugsweise mindestens 100°, weiter vorzugsweise mindestens 110°, erfasst wird. Eine Erfassung des Bildwinkels unter Nutzung mehrerer optischer Sensoren, wie es vorstehend bereits erläutert ist, ist dabei ebenso denkbar.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist unter Zuhilfenahme des erfindungsgemäßen

Handwerkzeugs besonders einfach durchführbar. Insbesondere ist das Verfahren besonders gut dazu geeignet, Unterlagen, die mittels des Handwerkzeugs bearbeitet werden, zu identifizieren, ohne dass hierzu eine besondere Unterlage erforderlich ist. Die Nutzung einer Unterlage sowie eine Überführung des Handwerkzeugs von einer Unterlage auf eine zweite Unterlage erfolgt deshalb gerade ohne vorherige Freigabe, z.B. durch Erfassung eines bestimmten Codes. Ferner ist das Verfahren besonders gut dazu geeignet, zu erkennen, wo auf der jeweiligen Unterlage die Bearbeitung mittels des Handwerkzeugs stattfindet und wie verschiedene Unterlagen zueinander positioniert sind. Dies liegt darin begründet, dass bei der Erfassung des beschriebenen Bildwinkels bereits bei einer geringen Höhe des optischen Sensors ein verhältnismäßig großer Bereich von der jeweiligen Unterlage erfasst wird.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn in einer Erkennungsposition des Handwerkzeugs, in der die Stiftspitze einen Abstand zu der Unterlage aufweist, mittels des mindestens einen optischen Sensors zumindest ein Rand der Unterlage, vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende Ränder der Unterlage, erfasst wird. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft, da durch die Erfassung der Ränder eine

Orientierungshilfe geschaffen wird, anhand der es auf einfache Weise möglich ist, zu erkennen, wo auf der jeweiligen Unterlage die Bearbeitung mittels des Handwerkzeugs stattfindet. Bezüglich der Identifizierung der jeweiligen Unterlage oder auch des Ortes, an dem gerade geschrieben wird, ist es darüber hinaus hilfreich, wenn in der Erkennungsposition des Handwerkzeugs mittels des mindestens einen optischen Sensors zumindest ein Teil eines Umgebungsbereichs der Unterlage erfasst wird. Insbesondere für den Fall, dass eine Unterlage noch nicht oder wenig beschrieben wurde, eignet sich die Erfassung und

Auswertung des Umgebungsbereichs besonders gut für die gewünschte Identifizierung. Es hat sich gezeigt, dass die Identifizierung der jeweiligen Unterlage besonders gut funktioniert, wenn in einer Erkennungsposition des Handwerkzeugs, in der die Stiftspitze in einem senkrecht zu der Unterlage gemessenen Abstand von maximal einem Drittel der schmalen Seite der Unterlage entfernt oberhalb der Unterlage angeordnet ist, der Erkennungsbereich, den der mindestens eine optische Sensor erfasst, mindestens die schmale Seite der

Unterlage und vorzugsweise einen Teil des Umgebungsbereichs überdeckt. Bei einem DIN A4 Blatt bedeutet dies, dass der Abstand der Spitze von der Unterlage etwa 7 cm beträgt und die erfasste Breite größer als 21 cm beträgt. Dies würde einem Bildwinkel von mindestens 1 12° entsprechen. Ein ebenso großer Bildwinkel ist erforderlich, damit ein

Sensor in einem außerhalb der Blattmitte, in einem Abstand von etwa 5 cm nicht senkrecht über dem Blatt gehaltener Stift, noch beide Kanten der schmalen Seite einer DIN A4 großen Unterlage erfasst.

Das Verfahren ist unter Verwendung der folgenden Verfahrensschritte besonders vorteilhaft: a) Mittels des mindestens einen optischen Sensors erfasste Daten werden mittels

einer Sendeeinheit und/oder eines Datenübertragungskabels an eine externe Datenverarbeitungsanlage übermittelt. b) Mittels der Datenverarbeitungsanlage werden die übermittelten Daten ausgewertet und die ursprünglich mittels des Handwerkzeugs erzeugte Spur rekonstruiert, wobei mittels des mindestens einen optischen Sensors erfasste Informationen über unterschiedliche verwendete Unterlagen berücksichtigt werden.

Bei diesem Verfahren dient das Handwerkzeug mittels dessen Sensorik allein der Erfassung der Daten, während die Auswertung erst zu einem späteren Zeitpunkt stattfindet. Auf diese Weise ist es nicht notwendig, das Handwerkzeug mit einer eigenen unabhängigen

Recheneinheit auszustatten, wobei dies gleichwohl denkbar ist.

Ferner kann es von Vorteil sein, wenn die mittels des mindestens einen optischen Sensors erfassten Daten mittels eines in dem Handwerkzeug integrierten Datenspeichers gespeichert werden. Auf diese Weise ist das Handwerkzeug jederzeit und überall einsatzbereit und ist unabhängig von der umgebenden Infrastruktur, beispielsweise einem drahtlosen Netzwerk. Auch kann ein solches Verfahren besonders vorteilhaft sein, bei dem der mindestens eine optische Sensor des Handwerkzeugs in einer Arbeitsposition desselben, in der die Stiftspitze mit der Unterlage in Kontakt ist, dazu genutzt wird, die mittels der Stiftspitze erzeugte Spur zu erfassen. Schließlich sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ein Set aus einem

Handwerkzeug der vorgenannten Art und einer Datenverarbeitungsanlage vor, wobei die Datenverarbeitungsanlage Mittel zum Auswerten von im Umgebungsbereich der Unterlage erfassten Daten besitzt.

Ausführungsbeispiele Die vorstehend beschriebene Erfindung wird nachfolgend anhand zweier

Ausführungsbeispiele, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 : Ein erstes erfindungsgemäßes Handwerkzeug in Form eines Schreibgeräts während eines Wechsels von einer ersten Unterlage zu einer zweiten

Unterlage,

Fig. 2: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Handwerkzeugs und

Fig. 3: ein weiteres erfindungsgemäßes Handwerkzeug mit zwei optischen Sensoren.

In einem ersten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Handwerkzeugs 1 in Form eines Schreibgeräts, das in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, umfasst das Handwerkzeug 1 einen optischen Sensor 2, der in der Nähe einer Stiftspitze 3 an einem einer Unterlage 4, 5 zugewandten Ende des Handwerkzeugs 1 angeordnet ist. Ferner weist das Handwerkzeug 1 drei in einer an dessen Schaft 17 angeordneten Sensoreinheit 6 zusammengefasste

Beschleunigungssensoren 7, 8, 9 auf, die zur Erfassung der Beschleunigung des

Handwerkzeugs 1 im Raum dienen. Die Beschleunigungssensoren 7, 8, 9 sowie ein vorhandener Datenspeicher 10 werden mittels eines Energiespeichers 11 mit elektrischer Energie versorgt. An einem der Stiftspitze 3 abgewandten Ende des Handwerkzeugs 1 ist eine Sendeeinheit 12 angeordnet, mittels derer die mittels des optischen Sensors 2 sowie der Beschleunigungssensoren 7, 8, 9 erfassten Daten an einen externen Empfänger übermittelbar sind. Dabei ist es gleichermaßen möglich, die mittels der Sensoren 2, 7, 8, 9 erfassten Daten direkt, das heißt ohne Zwischenspeicherung in dem Datenspeicher 10, zu versenden oder die erfassten Daten vorerst in dem Datenspeicher 10 zu sichern und erst anschließend mittels der Sendeeinheit 12 zu versenden. Das hier gezeigte Handwerkzeug 1 verfügt über lediglich einen einzigen optischen Sensor 2, der einen (horizontalen) Bildwinkel α von 110° erfasst, wobei der gezeigte Bildwinkel α einen Scheitelwinkel zu dem im Lösungsteil der vorliegenden Anmeldung definierten Bildwinkel bildet, der sich zwischen idealisierten Lichtstrahlen ausgehend von einem Mittelpunkt einer Brechungsebene einer Optik des optischen Sensors 2 und Rändern von dessen Bildfläche bildet. Demzufolge ist der definitionsgemäße Bildwinkel gemäß Anspruch 1 identisch zu dem in Figur 1 gezeigten Bildwinkel a, der - wie beschrieben - den zugehörigen Scheitelwinkel bildet.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Bildwinkels α ist der optische Sensor 2, mit einem angenommenen Seitenverhältnis von Bildbreite zu Bildhöhe von 4 zu 3, dazu geeignet, in einer Erkennungsposition des Handwerkzeugs 1 , in der die Stiftspitze 3 in einer senkrecht zur jeweiligen Unterlage 4, 5 gemessenen Entfernung von ca. 10 cm zur Unterlage angeordnet ist, einen Erkennungsbereich 13 mit einer Fläche von ca. 600 cm ² zu erfassen. Außerdem begünstigt der erfindungsgemäße Bildwinkel α des optischen Sensors 2 eine Erfassung von seitlichen Rändern 18, 19 der Unterlagen 4, 5 sowie eines außerhalb der Unterlagen 4, 5 befindlichen Umgebungsbereichs 20, da bereits bei einer vergleichsweise geringen Höhe des optischen Sensors 2 über der jeweiligen Unterlage 4, 5 der

erfindungsgemäßen Bildwinkel α dazu führt, dass eine Breite des Erkennungsbereichs 13 gleich oder größer einer Breite der jeweiligen Unterlage 4, 5 ist. Dies ist für die Funktionalität des Handwerkzeugs 1 im Hinblick auf dessen Erkennungsleistung und Zuordnung einer erzeugten Spur zu einer bestimmten Unterlage 4, 5 besonders vorteilhaft. Die Größe des Erkennungsbereichs 13 von über 600 cm ² ist besonders hilfreich, da der optische Sensor 2 eine Fülle von Bildinformationen erfasst, die genutzt werden kann, um eine eindeutige Zuordnung des Handwerkzeugs 1 zu einer der genutzten Unterlagen 4, 5 zu ermöglichen. Unterstützend wirkt dabei die Erkennung der Ränder 18, 19 der Unterlagen 4, 5 sowie die Erkennung des Umgebungsbereichs 20. Einer besonderen Art der Unterlage, wie sie gemäß dem Stand der Technik notwendig gewesen ist, um eine Zuordnung eines Schreibgeräts zu einer Unterlage durchzuführen, ist bei dem erfindungsgemäßen Handwerkzeug 1 nicht länger erforderlich. Stattdessen sind gleichermaßen sämtliche Arten von Unterlagen denkbar.

In Figur 1 wird ein Wechsel des Handwerkszeugs 1 von einer kleineren Unterlage 4 hin zu einer größeren Unterlage 5 deutlich. In dem Moment, in dem die Stiftspitze 3 des

Handwerkzeugs 1 die Unterlage 4 verlässt und entlang der mittels des Pfeils 14 dargestellten Raumkurve bewegt wird, werden mittels der Beschleunigungssensoren 7, 8, 9

Beschleunigungswerte erfasst, die darauf schließen lassen, dass das Handwerkzeug 1 nicht länger zur Erzeugung einer Spur 15 auf der Unterlage 4 genutzt wird, sondern von der Unterlage 4 abgehoben wurde. Dieser Wechsel der Beschleunigungscharakteristik des Handwerkzeugs 1 führt dazu, dass der optische Sensor 2 in einen Erkennungsmodus zur Erfassung der als nächstes zu bearbeitenden Unterlage wechselt. Der optische Sensor 2 erhebt nun fortwährend Daten, die zur Identifikation der als nächstes genutzten Unterlage dienen sollen.

In Figur 1 ist dargestellt, wie der optische Sensor 2 einen Bereich mit der Breite von über 21 cm abdeckt und die auf der Unterlage 5 bereits vorhandenen Spuren 16, 16', 16" sowie die Ränder 19 der Unterlage 5 und den Umgebungsbereich 20 erfasst. Die hieraus gewonnene Information kann später in einem Auswertungsprozess mittels einer

Datenverarbeitungsanlage dazu genutzt werden, eindeutig festzustellen, dass die folgende Aufzeichnung auf der Unterlage 5 erfolgt sein muss. Ferner kann anhand der Informationen rekonstruiert werden, an welcher Stelle auf der Unterlage 5 das Handwerkzeug 1 sich befindet. Durch eine fortwährende Beobachtung der Unterlage 5 mittels des optischen Sensors 2 sowie vorzugsweise einer fortwährenden Erfassung der zurückgelegten

Wegstrecke des Handwerkzeugs 1 mittels der Beschleunigungssensoren 7, 8, 9 kann schließlich eine genaue Aufsetzstelle des Handwerkzeugs 1 ermittelt werden, wobei der optische Sensor 2 auch dauerhaft aktiv sein kann.

Besonders hervorzuheben ist demzufolge, dass das erfindungsgemäße Handwerkzeug 1 eigenständig dazu geeignet ist, händische Aufzeichnungen originalgetreu zu erfassen. Die Verwendung speziellen Papiers oder dergleichen ist nicht erforderlich.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das in Figur 3 dargestellt ist, zeigt ein weiteres

erfindungsgemäßes Handwerkzeug 1 ', welches im Unterschied zum vorbeschriebenen Handwerkzeug 1 zwei optischen Sensoren 21 , 22 aufweist. Diese optischen Sensoren 21 , 22 erfassen gemeinsam einen Bildwinkel α' von 100°, wobei jeder der beiden optischen

Sensoren 21 , 22 für sich allein genommen einen Bildwinkel in Form eines Teilbildwinkels ß von 55° aufweist. Wie in Figur 3 erkennbar ist, sind die beiden Sensoren 21 , 22, auf gegenüberliegenden Seiten des Schafts 17 des Handwerkzeugs 1 ' angeordnet, wobei beide Sensoren 21 , 22 in einem der Stiftspitze 3 zugewandten Endabschnitt 23 des

Handwerkzeugs 1 ' angeordnet sind.

Das Handwerkzeug V ist hier in Form eines Schreibgeräts ausgeführt, mittels dessen im gezeigten Fall eine dargestellte Unterlage 24 beschrieben werden soll. Das Handwerkzeug 1 ' ist in einer senkrecht zur Unterlage 24 gemessenen Höhen von ca. 6 cm oberhalb der Unterlage 24 angeordnet, bei der es sich um ein DIN A5 Papier handelt. Die Figur 3 verdeutlicht, dass sich idealisierte Lichtstrahlen 29 der beiden optischen Sensoren 21 , 22 jeweils unter dem Teilbildwinkel ß von 55° ausgehend von einer Optik der Sensoren 21 , 22 in Richtung auf die Unterlage 24 erstrecken. Diese Lichtstrahlen 29 begrenzen auf der Unterlage 24 jeweils einen Teil eines gemeinsamen Erkennungsbereichs 26, der hier gepunktet dargestellt ist. In einem Überschneidungsbereich 25, der in etwa unterhalb der Stiftspitze 3 des Handwerkzeugs V angeordnet ist, überschneiden sich einzelne Teilerkennungsbereiche 27, 28 der beiden optischen Sensoren 21 , 22, so dass aus effektiv ein gemeinsamer Bildwinkel a' von 100° erfasst wird.

Das Handwerkzeug 1' befindet sich in einer solchen Position oberhalb der Unterlage 24, dass seitliche Ränder 30 der Unterlage 24 Teil des Erkennungsbereichs 26 sind. Außerdem erfasst das Handwerkzeug V einen Teil eines Umgebungsbereichs 31 der Unterlage 24. Insgesamt ist es mittels des Handwerkzeugs 1 ' auf diese Weise besonders gut möglich, die Unterlage 24 eindeutig zu identifizieren und bei einer späteren Auswertung ein mittels des Handwerkzeugs 1' erzeugte Spur eindeutig der Unterlage 24 zuzuordnen.

Bezugszeichenliste

1 , r Handwerkzeug

2 optischer Sensor

3 Stiftspitze

4 Unterlage

5 Unterlage

6 Sensoreinheit

7 Beschleunigungssensor

8 Beschleunigungssensor

9 Beschleunigungssensor

10 Datenspeicher

11 Energiespeicher

12 Sendeeinheit

13 Erkennungsbereich

14 Pfeil Spur, 16', 16" Spur

Schaft

Rand

Rand

Umgebungsbereich optischer Sensor optischer Sensor Endabschnitt

Unterlage

Überschneidungsbereich

Erkennungsbereich

Teilerkennungsbereich

Teilerkennungsbereich

Lichtstrahl

Rand

Umgebungsbereich α' Bildwinkel

Teilbildwinkel