电子白板的制作方法

专利名称：电子白板的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子白板，特别涉及一种能对描绘在面板上的图像进行读取的电子白板。
背景技术：
现有的电子白板包括用于写字、绘图等图像的白板、通过光学性能扫描白板来读取所描绘的图像的单元和对所读取的图像进行打印的打印机。另外，还有用CMOS摄像头取代光学读取方式的技术方案。例如，专利文献1-日本特开平8-108689号公报中的电子白板，如图1所示，在白板上安装了支持摄影功能的CMOS摄像头，并使摄像头在读取位置和非读取位置之间自由移动。专利文献2—日本特开2002-5^94号公报中的电子白板，在电子白板框架的下方设计了数码相机收纳库，通过延长框架将从这里伸出的数码相机支撑在读取位置。还有，专利文献3—日本特开2004-31M36号公报中公开了通过CMOS摄像头拍摄的图像出现变形进行校正的电子白板。但是，上述专利文献1至3中展示的电子白板，是利用马达将CMOS摄像头从收纳位置到拍摄位置以一定速度移动，因此，使CMOS摄像头在需要拍摄位置停止并不容易， 还有，让CMOS摄像头在拍摄位置急速停止，必须要有结实的支撑部材。且上述文献1至3 的电子白板，并没有对马达的驱动及CMOS摄像头拍摄时所需的电力进行省电设计，没有电池驱动，并且在没有商用电源的场所都无法使用。

发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，提出一种实现所搭载的拍摄装置能顺利移动的电子白板。该电子白板在电池驱动系统上实现低消耗电能，在没有商用电源的地方也能够使用。本发明提出的电子白板包括面板部件，其具有用于写字、绘图、显示投射图像的描绘面；移动装置，用于使一臂部件能够移动到收纳位置或拍摄位置；拍摄装置，安装在所述臂部件上，并能够在所述臂部件处于拍摄位置时对所述描绘面进行拍摄；图像处理装置， 用于对所述拍摄装置拍摄的图像数据进行处理；输出装置，用于输出所述图像处理装置处理的图像数据；第一检测装置，用于检测所述臂部件处于收纳位置的信号；第二检测装置， 用于检测所述臂部件处于拍摄位置的信号；控制单元，用于对所述描绘面的拍摄进行控制； 所述控制单元通过所述移动装置使所述臂部件移动到拍摄位置，并响应于通过所述第二检测装置检测到的所述臂部件处于拍摄位置的信号使所述移动装置的移动停止，接着使所述拍摄装置对所述描绘面进行拍摄，并在所述拍摄装置的拍摄结束之后，通过所述移动装置使所述臂部件移动到收纳位置，并响应于通过所述第一检测装置检测到的所述臂部件处于收纳位置的信号使所述移动装置的移动停止，并响应所述移动装置的移动已停止的信号使所述输出装置输出图像数据。优选地，所述的电子白板还包括电池和电源供给装置，该电源供给装置用于供应来自电池的电力，所述移动装置、所述拍摄装置，以及所述图像处理装置基于所述电源供给装置提供电力进行动作。优选地，所述拍摄装置在进行所述描绘面的曝光调整之后对所述描绘面进行拍摄。优选地，所述控制单元在所述臂部件从拍摄位置移动到收纳位置的期间使所述图像处理装置处于待机状态，并在所述移动装置的移动停止时使所述图像处理装置对所拍摄的图像数据进行处理。优选地，所述电源供给装置包括向所述移动装置供电的第一 DC-DC转换器和向所述图像处理装置和所述拍摄装置供电的第二 DC-DC转换器。优选地，所述面板部件包括用于识别所述描绘面位置的识别装置，所述图像处理装置利用包含所述图像数据的识别装置对图像数据的歪斜进行校正。优选地，所述移动装置包括使所述臂部件旋转的马达、传递马达的旋转力的传递机构、通过传递机构移动的臂部件；所述传递机构通过马达的第一方向的旋转使所述臂部件从收纳位置移动到拍摄位置、以及从拍摄位置移动到收纳位置。优选地，所述传递机构在马达旋转一次时，使所述臂部件在收纳位置与拍摄位置之间往复一次。优选地，所述传递机构与所述臂部件之间包括离合器。根据本发明，由于使移动装置、拍摄装置及输出装置在不同时间进行动作，因而能够实现消耗电力的效率化。特别是，如果使用的是电池驱动的电子白板，不但可以减少电池的消耗，还可以延长电池的使用寿命。更可以使电子白板的拍摄装置顺畅移动。


图1是通过现有数码相机进行读取的电子白板的例子。图2A是本发明电子白板实施例的主视图；图2B是臂部件旋转到撮像位置时的侧视图；图2C是臂部件旋转到收纳位置时的侧视图。图3是本发明电子白板实施例的电气结构图。图4是本发明电子白板实施例在进行拍摄时的各部件的动作顺序图。图5是本发明电子白板的第二实施例的移动装置的结构图。图6A、图6B、图6C是本发明第二实施例移动装置的离合器的结构图。图7是用于说明本发明第二实施例的移动装置的动作的示意图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。本实施方式中的电子白板适合将电池用作电源，可轻松对白板上书写的文字、图形及投影机投影的图像进行拍摄，拍摄数据输出到内存或打印机，或者通过无线或有线通信发送到其他电子设备。实施例揭示的电子白板只是示例，本发明不局限于本实施例中的电子白板。图2A表示本发明一实施例的电子白板的主视图。本实施例中的电子白板10包括矩形状的白板20、安装在白板20上部的拍摄装置32、以及设在白板20侧部的控制单元40。 众所周知，白板20包括利用白板笔写字、绘图，或者显示投影图像的描绘面20A。
白板20用塑料等材料加工而成。优选地，白板20在其表面或描绘面20A具有识别框22，可以用区别于白色的黑色或其他显示颜色识别出该识别框22。识别框22用于在摄像机对白板20的描绘面20A进行拍摄时，对其拍摄数据的歪斜进行校正。识别框22的形状优选为例如与白板20的形状相似，并沿着白板20的外缘以规定的宽度显示。并且，识别框22还能作为投射到白板20
的描绘面20A上的映像的边框。识别框22的生成方法不受特殊限制，例如可以在白板 20的描绘面20A上粘贴框状的黑色膜从而形成识别框22，或如图2所示，作为要显示在描绘面20A的识别框22的替代，将白板20的边框20B设为能够区别于描绘面20A的颜色(例如黑色)作为识别框22。进而，还可以在底层准备黑色的识别框22并用透明的矩形面板覆盖在其上面。并且，在对拍摄数据的歪斜进行校正时，识别框22不一定非为框体不可，可以在白板20的四个角落利用能够识别出角落位置的黑色标识替代。拍摄装置32是用于对描绘在白板20上的文字、图形、从投射器投射的图像或描绘在白板20上的图像与从投射器投射的图像的合成进行拍摄的设备，并能够收容地安装在白板20的上部。拍摄装置32包括拍摄机、一端安装拍摄机，另一端能够旋转地安装在白板 20上的臂部件34、以及使臂部件34旋转的马达M (图2A未示出)等部件。在优选实施方式中，当未对白板20的描绘面20A进行拍摄时，拍摄装置32收容于白板20上，即拍摄装置32及臂部件34处于白板20的上部，与白板平行，如图2C所示。在进行拍摄时，拍摄装置32从收纳位置移动到拍摄位置，即臂部件34约旋转90度，拍摄装置 32旋转到白板20的前面。如后文所述，拍摄装置32包括摄像机，该摄像机具有能够对白板 20的描绘面20A的整体进行拍摄的超广角物镜36 (参照图3)和对来自超广角物镜36的光进行光电变换的CMOS图像传感器240等。控制单元40设在白板20的侧部。该控制单元40包括具有用户能够操作的开关、 显示部、USB连接器的操作基板、电池盒等。图3是表示本发明的电子白板的电路图。在控制单元的操作基板100上安装有用于连接USB存储器的USB连接器110、连接电池BT的电池夹120、将来自电池BT的电压变换为规定电压(例如5 V)的DC-DC变换器130、132、通过DC-DC变换器130供应电压驱动马达M的驱动电路134、多个LED140、以及电源开关150。DC-DC变换器130经由电源线PWR2与驱动电路270连接，驱动电路270向马达M 输出驱动信号。马达M优选为利用公知的部件与臂部件34连
接，并基于来自驱动电路270的驱动信号使拍摄装置30的臂部件34从拍摄位置旋转到收纳位置，或从收纳位旋转到拍摄位置。在后文的第二实施例中，为臂部件34与马达M 之间的移动机构提供离合器。DC-DC变换器132经由电源线PWRl与USB连接器110连接。 进而，来自DC-DC变换器132的电源线PWRl被供应到相机用基板200。但是，为了减少从操作基板100到相机基板200的电源线的根数，如图3所示，电源线PWRl能够共享USB连接器110的电源线。SfLEDHO (140-1到140-4)，包括表示电池的剩余量的检验结果的 LED140-1、表示电源接通的LED140-2、表示对所拍摄的图像数据的保存完毕的LED140-3、 表示发生错误的LED140-4。相机基板200安装在拍摄装置32内，相机基板200和操作基板100通过电源线 PWR1、信号线Si、S2电连接。电源线PWR从DC-DC变换器132连接到CPU电源部210。信号线Sl连接在USB连接器110与控制器230之间，信号线S2连接在电池BT、多个LED140、 电源开关150、驱动电路134、DC-DC变换器130、132与控制器230之间。在相机基板200上安装有CPU电源210、相机用电源220、图像处理部230A，且安装有控制电子白板的顺序的控制器230、将用超广角物镜36拍摄的光信号变换为电信号的 CMOS图像传感器M0、延迟快门时间的快门延迟电路250、快门沈0。该相机基板200优选为收容于拍摄装置32内，来自拍摄装置32的电源线及信号线经由臂部件34向控制单元40 内的操作基板100进行布线。CPU电源部210包括将经由电源线PWRl从DC-DC变换器132供应的5V电压变换为3. 3V电压的DC-DC变换器，并将经变换的3V电压经由电源线PWR供应到控制器230及相机用电源部220。相机用电源部220包括将从CPU电源部210供应的3. 3V电压变换为2. 8V电压的 DC-DC变换器，并将经变换的2. 8V电压供应到相机部(CMOS图像传感器M0、快门延迟电路 250及快门260)。CMOS图像传感器240为公知的光电变换传感器，并具有用规定的分辨率对白板20 的描绘面的图像进行拍摄所需的像素数量。快门延迟电路250在进行拍摄时，在经过规定的延迟时间之后，使快门260进行动作。超广角物镜36、CM0S图像传感器M0、快门延迟电路250及快门260构成相机部，相机部具有自平衡、曝光调整等通常的摄像机所包括的功能。延迟电路250
能够确保用于自平衡、曝光调整的时间。通过图像传感器240拍摄的图像数据经由信号线S3被供应到图像处理部230A，并在那里进行歪斜校正等图像处理。控制器230由微控制器、中央处理器、图像处理器或微处理器等构成。在本实施例中，控制器230将用于控制电子白板的动作的程序存储到存储器中， 并在进行白板20的拍摄时，执行该程序而控制各部件。进而，控制器230包括对所拍摄的图像数据进行处理的图像处理部230A，优选地，图像处理部230A具有抑制电力消耗的准备状态(带控状态)和动作状态。图像处理部230A按照预先设定的顺序，切换到准备状态或动作状态。优选地，控制器230可以由电源线PWRl提供电力，进入动作状态。收纳位置开关SWl检测臂部件34是否处于图2C所示的收纳位置，并在臂部件34 处于收纳位置时关闭开关。拍摄位置开关SW2检测臂部件34是否处于图2B所示的拍摄位置，并在臂部件；34处于拍摄位置时关闭开关。开关SW1、SW2的检测结果被传送到控制器 230，并根据该检测结果进行各部件的控制。控制器230将用图像处理部230A处理的图像数据经由信号线Sl保存到与USB连接器Iio连接的USB存储器中。进而，控制器230经由信号线S2检测出电源接通或控制多个LED140的发光或检测出电池剩余量。参照图4的流程图对本发明的实施例的电子白板的动作进行说明。在本实施例中，当用户按压控制单元40的电源开关PWR/SW时，以此作为触发器进行白板20的拍摄。电源开关150被按压时，控制器230经由信号线S2来接收其输入，并检验与电池夹120连接的电池BT的剩余容量。如果电池BT的剩余容量为规定以上，控制器230就生成电池检验信号，并经由信号线S2供应到DC-DC变换器130、132。DC-DC变换器130、132在电池检验信号下降时接通，将从电池BT供应的电压变换成5 V，并将该电压经由电源线PWR2供应到驱动电路270，同时经由电源线PWR2供应到CPU 电源部210。并且，控制器230使DC-DC变换器130接通，同时使驱动电路270动作，驱动马达M。由此，臂部件34从收纳位置向白板20的前面的拍摄位置进行旋转。臂部件34—到达拍摄位置，其位置就被拍摄位置开关SW2检测出。控制器230响应于其检测使基于驱动电路270的马达M的驱动停止。拍摄位置开关SW2接通，从控制器230使相机用电源部220及快门延迟电路250 动作，并在基于延迟电路250的延迟之后，基于快门260进行快
门的开关。基于延迟电路250的延迟时间被预先设定，在该延迟时间期间， CMOS图像传感器240能够进行曝光调整(例如自平衡等)。并且，延迟时间还能够消除臂部件34在拍摄位置停止时产生的振动造成的影响。通过CMOS图像传感器240拍摄的拍摄数据经由信号线S3被发送到图像处理部230A。相机的快门结束时，控制器230接收该信号，而关闭相机用电源部220，并经由驱动电路270使马达M旋转。由此，臂部件34从拍摄位置向收纳位置旋转。臂部件34到达收纳位置时，其位置被收纳位置开关SWl检测出，控制器230响应于所述检测使马达M的旋转停止。臂部件34从拍摄位置返回到收纳位置的期间，控制器230可以使图像处理部230A 成为准备状态，并抑制电力的消耗。在收纳位置开关SWl接通的时机，即马达M已停止的时机，控制器230使图像处理部230A执行图像处理。图像处理部230A进行歪斜处理以使放映在拍摄数据的白板上的识别框M的歪斜被修正或加工拍摄数据使其具有预定的分辨率、预定的格式。将经处理的图像数据经由信号线Sl保存到USB存储器中。控制器230在图像数据的保存完毕时，通过保存完毕的信号，使LED 140-3只亮任意的时间，并通知用户已保存完毕。之后，接通DC-DC变换器 130、132。在动作中发生异常，动作停止等情况下，为了防止电池的消耗，按压电源开关150 之后DC-DC变换器130、132的接通时间也在任意的时间停止(图4的虚线所示的部分)。上述本实施例中，由于马达M的驱动电路270与图像处理用等CPU电源部210相分离，因而能够防止基于马达M动作时的冲击電流，电池电压下降引起的DC/DC电源的误动作，并能够防止马达动作时的噪声引起的图像处理电路等的误动作。根据本实施例的顺序，能够抑制图像处理部230A、相机用电源部220、驱动电路 134等同时消耗电流，从而能够减轻DC/DC变换器的电流负担，并实现DC/DC电源的小型化并延长电池寿命。接着对本发明的第二实施例进行说明。本实施例的电子白板在将马达M作为动力源来使臂部件；34旋转的移动装置设置有用于缓解针对臂部件34的旋转机构的冲击的离合器机构。图5是简要表示本发明的第二实施例的臂部件的移动机构的侧视图。如
图5所示，移动装置300包括安装在马达M的旋转轴上的蜗轮310、与蜗轮310相齿合的第一齿轮320、与第一齿轮320齿合的第二齿轮330、与第二齿轮320相齿合的第三齿轮 340、连杆350、经由连杆350旋转的旋转部件360。连杆350的一端旋转自如地安装在从第三齿轮340的旋转轴沿半径方向分开规定距离的位置，另一端旋转自如地安装在从旋转部件360的旋转轴沿半径方向延伸的延伸部362。如后文所述，旋转部件360与臂部件34的一端连接。在本实施例中，第三齿轮340、连杆350及旋转部件360形成连杆机构。优选地， 通过连接第一至第三齿轮320、330、330，形成期望的马达M与旋转部件360的旋转比。图6A-图6C是用于说明本实施例设在移动装置上的离合器机构的结构图。如图 6A所示，第一至第三齿轮320、330、340、旋转部件360能够旋转地被支承在支承部件400或 410上。在旋转部件360与支承部件400之间，设有针对旋转部件360沿轴方向施力到支承部件410 —侧的弹簧部件370。在旋转部件360的中间的圆筒部362的外周设置有摩擦环 380，臂部件34上的空心圆筒状的摩擦扣合部34A滑动地固定于摩擦环380的外周。例如， 从外部对处于拍摄位置的臂部件34强行施加作用力时，由于臂部件34能够因摩擦环380 及摩擦扣合部34A而发生规定的滑动的同时进行旋转，从而使臂部件34及其旋转机构受到保护。并且，在臂部件的定位发生错位等情况下，存在较大的负荷施加到臂部件上的忧虑， 但这种负荷将通过离合器得到缓解。图6B所示的离合器在旋转部件360的一面形成齿轮或凹凸390，在臂部件34的端部形成能够发生凹凸390和规定的滑动的同时进行齿合的凹凸面34B。并且，图6C所示的离合器在旋转部件360的一面与臂部件34的端部之间设置摩擦件392。接着，对本实施例的基于移动装置的动作进行说明。图7是表示第三齿轮340、连杆350及旋转部件360的位置关系的示意图。臂部件34从收纳位置(1)经由位置(2)旋转至拍摄位置(3)，并从拍摄位置(3)经由位置(4)恢复到收纳位置(5)。臂部件34处于收纳位置(1)或(5)时，设定第三齿轮340、连杆350及旋转部件 360，以使连结第三齿轮340和连杆350之间的连结点处于0点
且臂部件34处于拍摄位置(3)时，连结点处于从0点旋转了 180度的b点， 第三齿轮340旋转时，连结点的移动为正弦波。即第三齿轮340从0度旋转180度时， 臂部件34从收纳位置(1)以缓慢的速度开始旋转，之后，提升转速，重新向拍摄位置(3)进行缓慢的旋转，并在拍摄位置(3)停止。并且，从180度旋转360度时，臂部件34从拍摄位置(3 )缓慢地开始旋转，途中，在提升转速后，向收纳位置(5 )进行缓慢的旋转，并在收纳位置(5)停止。如上所述，由于能够通过使马达M以规定速度旋转，使臂部件34以如同正弦波的速度从收纳位置移动到拍摄位置、从拍摄位置移动到收纳位置，因而臂部件34的启动、停止非常顺利，同时由于通过马达M的定速旋转马达的负荷得以减少因而能够节约电池BT的电力消耗。进而，由于能够仅通过使第三齿轮340沿相同的方向旋转一次，使臂部件34在收纳位置(1)与拍摄位置(3)之间往复一次，因而马达M的驱动控制变得非常容易。在上述实施例中，示出了利用连杆等移动装置300使臂部件34旋转的例子，但本发明不局限于此。例如可以通过步进马达直接使臂部件34旋转或使齿轮等介于步进马达与臂部件34之间而以适当的齿轮比使臂部件34旋转。在上述实施例中，示出了将图像数据保存到USB存储器的例子，但用于存储的介质可以是USB存储器以外的介质。进而，作为所拍摄的图像数据的输出形态，除了进行保存以外，还可以用打印机进行打印。此外，图像数据可以经由无线LAN、有线LAN等被发送到另一电子仪器、手机、智能手机、个人计算机等。在上述实施例中，利用触发器开电源开关150 开始进行拍摄，但除此之外，还可以设置指示拍摄开始的输入开关。在上述实施例，例示了基于电池驱动的电子白板，但电子白板也可以利用商用电
8源进行动作。可以只利用商用电源使电子白板进行动作，也可并用商用电源和电池。电池还能够使用能够充电的二次电池。 以上，对本发明的优选的实施方式进行了详细的说明，但本发明不局限于特定的实施方式，在权利要求书的范围内记载的本发明的原理的范围内，能够进行各种变形、变更。
权利要求
1.一种电子白板，其特征在于包括面板部件，其具有用于写字、绘图、显示投射图像的描绘面；移动装置，用于使一臂部件能够移动到收纳位置或拍摄位置；拍摄装置，安装在所述臂部件上，并能够在所述臂部件处于拍摄位置时对所述描绘面进行拍摄；图像处理装置，用于对所述拍摄装置拍摄的图像数据进行处理；输出装置，用于输出所述图像处理装置处理的图像数据；第一检测装置，用于检测所述臂部件处于收纳位置的信号；第二检测装置，用于检测所述臂部件处于拍摄位置的信号；控制单元，用于对所述描绘面的拍摄进行控制；所述控制单元通过所述移动装置使所述臂部件移动到拍摄位置，并响应于通过所述第二检测装置检测到的所述臂部件处于拍摄位置的信号使所述移动装置的移动停止，接着使所述拍摄装置对所述描绘面进行拍摄，并在所述拍摄装置的拍摄结束后，通过所述移动装置使所述臂部件移动到收纳位置，并响应于通过所述第一检测装置检测到的所述臂部件处于收纳位置的信号使所述移动装置的移动停止，并响应所述移动装置的移动已停止的信号使所述输出装置输出图像数据。
2.根据权利要求1所述的电子白板，其特征在于还包括电池和电源供给装置，该电源供给装置用于供应来自电池的电力，所述移动装置、所述拍摄装置，以及所述图像处理装置基于所述电源供给装置提供电力进行动作。
3.根据权利要求1所述的电子白板，其特征在于所述拍摄装置在进行所述描绘面的曝光调整之后对所述描绘面进行拍摄。
4.根据权利要求1所述的电子白板，其特征在于所述控制单元在所述臂部件从拍摄位置移动到收纳位置的期间使所述图像处理装置处于待机状态，并在所述移动装置的移动停止时使所述图像处理装置对所拍摄的图像数据进行处理。
5.根据权利要求2所述的电子白板，其特征在于所述电源供给装置包括向所述移动装置供电的第一 DC-DC转换器和向所述图像处理装置和所述拍摄装置供电的第二 DC-DC转换器。
6.根据权利要求1所述的电子白板，其特征在于所述面板部件包括用于识别所述描绘面位置的识别装置，所述图像处理装置利用包含所述图像数据的识别装置对图像数据的歪斜进行校正。
7.根据权利要求所述的电子白板，其特征在于所述移动装置包括使所述臂部件旋转的马达、传递马达的旋转力的传递机构、通过传递机构移动的臂部件；所述传递机构通过马达的第一方向的旋转使所述臂部件从收纳位置移动到拍摄位置、以及从拍摄位置移动到收纳位置。
8.根据权利要求7所述的电子白板，其特征在于所述传递机构在马达旋转一次时，使所述臂部件在收纳位置与拍摄位置之间往复一次。
9.根据权利要求7或8所述的电子白板，其特征在于所述传递机构与所述臂部件之间包括离合器。
全文摘要
本发明提供一种能够使拍摄装置顺利移动并由电池驱动的电子白板，包括面板部件、移动装置、安装在移动装置的臂部件上的拍摄装置、图像处理装置、输出装置和控制单元。所述的控制单元检测到臂部件处于拍摄位置时控制拍摄装置进行拍摄，并在拍摄结束后控制臂部件移动到收纳位置，并响应于检测到的臂部件处于收纳位置的信号时使图像处理装置进行图像处理，并存储经处理的图像数据。
文档编号G06F1/32GK102402346SQ20111030625
公开日2012年4月4日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年3月9日
发明者古贺律生, 柏原祥男 申请人:哲路拉博株式会社, 普乐士株式会社