能够实时内嵌地标记打印表面的手持移动打印设备

摘要

本发明的实施方式提供了一种方法，其包括：在打印介质上移动手持设备，利用手持设备按照标记图案将标记物质沉积在打印介质上，在打印介质上进一步移动手持设备，以使手持设备的至少一个传感器感测标记图案的至少一部分，以及基于感测标记图案的至少一部分来确定手持设备的位置和/或速度中的至少一个。标记图案被配置为提供绝对位置信息。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年3月18日提交的第61/037,552号名称为“Handheld Mobile Printing Using Real-Time In-Line Tagging”的美国专利申请的优先权，除了与本说明书一致的那些部分(如果有)以外，该专利申请的整个说明书由此为了所有的目的通过引用被全部并入本文。

技术领域

本发明的实施方式涉及图像转换领域，并且更具体地涉及确定手持图像转换设备的定位。

背景技术

传统打印设备依赖于机械地操作的托架以在其它结构在正交方向上前移介质时在直线方向上传送打印头。当打印头在介质上移动时，图像可被记下。便携式打印机已经通过减小操作结构的尺寸的技术被开发。然而，提供打印头与介质之间的相对移动的原理保持与传统打印设备相同。因此，这些结构限制了打印机的尺寸的减小以及可被用作介质的材料。

已经开发了表面上允许操作员在介质上操纵手持设备以便将图像打印在该介质上的手持打印设备。然而，这些设备受到通过操作员的设备的不可预测及非线性移动的挑战。包含设备自身旋转的操作员移动的变化使得确定打印头的精确位置变得困难。这种类型的定位误差可能对所打印的图像的质量存在有害的影响。

对手持移动打印机的一种导航解决方案使用一个或两个导航传感器(例如光学鼠标传感器)，其具有与传感器的精确度有关的位置精确度误差以及与在打印过程中经过的距离相关联的固有传感器误差。其次，在未丢失位置信息的情况下，打印设备不能从打印介质抬起，并且当返回至打印介质时不能再次获得绝对位置信息。该导航解决方案使用具有普通纸或无标记纸的光学或激光导航传感器。这些导航传感器确定相对于正在打印介质上发生的实际运动的X、Y位置数据。它们对于小量运动(移动)具有高精确度，但是位置误差通常在更大的运动(例如需要产生所打印的图像)上累积。这些位置误差不能被滤除或重置。位置误差随着时间的过去变得累积。作为位置确定过程的一部分，该解决方案也需要两个传感器的配置，其中每个传感器提供绝对X、Y位置数据，该位置数据然后被用于计算需要支持打印的打印头位置的所需角度精确度。

第二手持移动打印机导航解决方案使用预标记纸，其具有很多可有助于打印质量(PQ)的期望质量的优点，例如可在纸上编码的绝对位置信息，因此消除了累积的位置误差并且允许手持打印机从纸抬起，这提供了提高的用户友好的灵活性。对手持移动打印机的第二解决方案使用利用标志技术的预标志(预标记)纸，其对人眼例如纸介质上的黄色或红外线是不可见的。这个预标记介质/纸已经在其表面上对相对于数据在介质上被编码的实际位置的精确的绝对X、Y位置信息进行编码。为了解码或确定位置数据，该解决方案使用不同的传感器，这些传感器可读取编码信息以提取绝对X、Y位置数据。该解决方案使用被调整至编码标志的光波的“CMOS成像传感器”(IR照相机)，其然后可读取介质上的绝对编码X、Y位置信息同时手持打印机在运动中。该解决方案允许手持打印机提取每个位置测量的绝对位置。位置误差不是累积的。如同光学导航(鼠标传感器)技术一样，该解决方案再次需要利用两个传感器的配置，其中每个传感器提供绝对X、Y位置数据，位置数据然后被用于计算需要支持打印的打印头位置的所需角度精确度。

发明内容

本发明提供了一种方法，其包括：在打印介质上移动手持设备，利用手持设备按照标记图案将标记物质沉积在打印介质上，在打印介质上进一步移动手持设备以使手持设备的至少一个传感器感测标记图案的至少一部分，以及基于感测标记图案的至少一部分来确定手持设备的位置和/或速度中的至少一个。

根据各种实施方式，该方法进一步包括：在进一步移动手持设备的同时，沉积更多的标记物质。

根据各种实施方式，该方法进一步包括：在进一步移动手持设备的同时，将打印物质沉积在打印介质上。

根据一些实施方式，该方法包括：利用图像表示来确定打印物质的沉积水平。

根据各种实施方式，该方法进一步包括：利用图像表示来确定打印物质的沉积水平。

根据一些实施方式，该方法包括：利用当打印物质沉积时被修改的图像表示。

根据各种实施方式，该方法进一步包括：确定手持设备的预测位置。

根据一些实施方式，预测位置是利用二维参数化曲线函数被确定的。根据一些实施方式，二维参数化曲线函数是Catmull-Rom双三次样条函数。

本发明还提供了一种手持设备，其包括被配置为沉积指示手持设备的绝对位置信息的标记物质的打印头、被配置为控制打印头的打印模块和包括至少一个图像传感器并且被配置为基于至少一个传感器读取位于与该设备相邻的表面上的标记物质来确定手持设备的位置和/或速度中的至少一个的位置模块。

本发明还提供了制造条款，其包括存储介质和存储在该存储介质中的一组指令，当这组指令被装置执行时使装置执行包括下列项的操作：在手持设备在打印介质上移动的同时，利用手持设备按照标记图案将标记物质沉积在打印介质上，在手持设备在打印介质上进一步移动的同时，利用手持设备的至少一个传感器感测标记图案的至少一部分，以及基于感测标记图案的至少一部分来确定手持设备的位置和/或速度中的至少一个。

附图说明

通过结合附图的下面的详细描述，本发明的实施方式将容易被理解。为了便于这个描述，相似的参考数字表示相似的结构元件。本发明的实施方式作为例子而不是作为限制在附图的图形中示出。

图1是根据本发明的各种实施方式的包含手持图像转换设备的系统的示意图；

图2是根据本发明的各种实施方式的手持图像转换设备的底部平面图；

图3示意性示出根据本发明的各种实施方式的IR标记图案的实例；

图4是根据本发明的各种实施方式的产生初始IR带的手持图像转换的示意图；

图5是根据本发明的各种实施方式的进行初始IR带的校准扫描的手持图像转换的示意图；

图6是根据本发明的各种实施方式的手持图像转换设备的另一个实例的底部平面图；

图7是根据本发明的各种实施方式的产生随后的IR带的手持图像转换的示意图；

图8示意性示出了位置路径的实例；

图9示意性示出了反正切比的区域；

图10是根据本发明的各种实施方式的手持图像转换设备的顶部平面图；

图11是描绘根据本发明的各种实施方式的手持图像转换设备的打印操作的流程图；以及

图12是示出根据本发明的各种实施方式的能够实现手持图像转换设备的控制块的计算设备。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参考形成了其一部分的附图，其中相似的数字始终表示相似的部件，并且其作为例证性实施方式被示出，在这些实施方式中可实践本发明。应理解，可利用其它实施方式，并且可进行结构或逻辑变化，而不偏离本发明的范围。因此，下面的详细描述不应在限制的意义上被理解，并且符合本发明的实施方式的范围是由附加权利要求及其等效形式限定的。

各种操作可按对理解本发明的实施方式有帮助的方式依次被描述为多个离散操作；然而，描述的顺序不应该被解释为暗示这些操作是与顺序有关的。

该描述可使用基于透视图的描述，例如上/下、后/前和顶部/底部。这些描述仅被用于便于讨论并且不是用来限制本发明的实施方式的应用。

为了本发明的目的，短语“A/B”意味着A或B。为了本发明的目的，短语“A和/或B”意味着“(A)、(B)或(A和B)”。为了本发明的目的，短语“A、B和C中的至少一个”意味着“(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)”。为了本发明的目的，短语“(A)B”意味着“(B)或(AB)”，也就是说，A是可选元素。

该描述可使用短语“在一个实施方式中”或“在实施方式中”，其中每一个短语可指相同或不同实施方式中的一个或多个。此外，关于本发明的实施方式使用的短语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的。

图1是根据本发明的各种实施方式的包括手持图像转换(IT)设备104的系统100的示意图。IT设备104可包括控制块108，其具有被设计为在整个IT操作中便于输入/输出(I/O)组件112的精确和准确定位的组件。该定位可允许IT设备104在真实的移动和多功能平台中可靠地转换图像，如本文将解释的。

如本文所使用的图像转换可指将存在于特定背景(例如，介质)中的图像转换为另一个背景中的图像。例如，IT操作可为扫描操作。在这种情况下，目标图像例如存在于有形介质上的图像是由IT设备104扫描的，并且对应于目标图像的所获取的图像被创建并且存储在IT设备104的储存器中。对于另一个实施例，IT操作可为打印操作。在这种情况下，所获取的图像例如存在于IT设备104的储存器中的图像可被打印在介质上。

控制块108可包括通信接口116，其被配置为将控制块108通信地耦合于图像传输设备120。图像传输设备120可包括参与IT操作的任何类型的设备，其能够发送/接收与图像有关的数据或图像数据。图像传输设备120可包括通用计算设备，例如台式计算设备、膝上型计算设备、移动计算设备、个人数字助理、蜂窝电话等，或者图像传输设备120可为被设计为存储数据例如图像数据的可移动的存储设备，例如闪存数据存储设备。如果图像传输设备120为可移动存储设备，例如通用串行总线(USB)存储设备，那么通信接口116可被耦合于被设计为接收存储设备的IT设备104的端口，例如USB端口。

通信接口116可包括无线收发机，以允许与图像传输设备120的通信耦合在无线链路上发生。图像数据可通过具有无线电、红外或微波频谱中的频率的电磁波的调制在链路上被无线发送。

无线链路可有助于IT设备104的移动性和通用性。然而，一些实施方式可额外地/可选地包括有线链路，其将图像传输设备120通信地耦合于通信接口116。

在一些实施方式中，通信接口116可通过一个或多个有线和/或无线网络与图像传输设备120进行通信，这些有线和/或无线网络包括但不限于个人局域网、局域网、广域网、城域网等。数据传输可按与很多标准和/或规范中的任一个兼容的方式完成，这些标准和/或规范包括但不限于802.11、802.16、蓝牙、全球移动通信(GSM)、码分多址(CDMA)、以太网等。

当IT操作包括打印操作时，通信接口116可接收来自于图像传输设备120的图像数据并且将所接收的图像数据发送至机载图像处理模块128。图像处理模块128可按便于即将发生的打印过程的方式对所接收的图像数据进行处理。图像处理技术可包括抖动、解压缩、半色调、彩色平面分离和/或图像存储。在各种实施方式中，这些图像处理操作中的一些或全部可由图像传输设备120和/或另一设备执行。然后，处理的图像可被发送至I/O模块132，其在该实施方式中可用作打印模块，在该实施方式中它被隐藏以预期打印操作。

可被配置为控制I/O组件112的I/O模块132可接收定位信息，其指示I/O组件112的打印头相对于来自位置模块134的参考位置的位置。位置模块134可控制一个或多个导航传感器138以捕获导航测量，从而跟踪IT设备104相对于参考位置的增量移动。

在一些实施方式中，导航测量可为与IT设备104相邻的介质的导航图像。在这些实施方式中，导航传感器138可包括一个或多个成像导航传感器。成像导航传感器可包括诸如发光二极管(LED)、激光等的光源和光电传感器，该光电传感器被设计为当IT设备104在介质上移动时捕获相邻介质的一系列导航图像。根据本发明的各种实施方式，导航传感器138包括红外互补金属氧化物半导体(IRCMOS)传感器，其在本领域中也被称作IR照相机。

位置模块134可处理导航图像以检测介质的结构变化。连续图像中的结构变化的移动可指示IT设备104相对于介质的移动。跟踪该相对移动可便于确定导航传感器138的精确定位。导航传感器138可与I/O组件112保持结构固定的关系，从而允许计算I/O组件112的精确位置。

导航传感器138可具有足够以期望精度跟踪IT设备104的移动的操作特征。在一个实施例中，成像导航传感器可在每秒处理约2000个帧，每个帧包含30x30个像素的矩形阵列。每个像素可检测例如能够感测64个不同的图案化水平的六位灰度值。

一旦I/O模块132接收到定位信息，它就可将打印头的位置协调到具有相应位置的经处理的图像的一部分。然后，I/O模块132可按将打印物质沉积在与IT设备104相邻的介质上以表示经处理的图像的相应部分的方式来控制I/O组件112的打印头。

打印头可为喷墨打印头，其具有被设计为喷出液体墨水滴的多个喷嘴。可包含在储液器或墨盒中的墨水可为黑色的和/或许多不同颜色中的任何一种。普通的全彩色喷墨打印头可具有对青色、品红、黄色和黑色墨水的喷嘴。其它实施方式可利用其它打印技术，例如基于墨粉的打印机如激光或LED打印机、固体喷墨打印机、热升华打印机、无墨打印机等。

在IT操作包括扫描操作的实施方式中，I/O模块132可用作图像捕获模块并且可通信地耦合于I/O组件112的一个或多个光学成像传感器。可包括许多单独的传感器元件的光学成像传感器可被设计为捕获与IT设备104相邻的介质的多个表面图像。表面图像可被单独称作组成的表面图像。I/O模块132可通过将组成的表面图像拼接在一起来产生合成图像。I/O模块132可接收来自位置模块134的定位信息以便于将组成的表面图像布置在合成图像中。

相对于成像导航传感器，光学成像传感器可具有更高的分辨率、更小的像素尺寸和/或更高的光要求。虽然成像导航传感器被配置为捕获与底层介质的结构有关的细节，但是光学成像传感器可被配置为捕获介质本身的表面图像。

在IT设备104能够扫描全彩色图像的实施方式中，光学成像传感器可具有被设计为扫描不同颜色的传感器元件。

IT设备104所获取的合成图像可随后通过例如电子邮件、传真、文件传输协议等被传送至图像传输设备120。合成图像可额外地/可选地由IT设备104存储在本地以用于随后的审查、传送、打印等。

除了(或作为可选方案)合成图像获取以外，图像捕获模块可被用于校准位置模块134。在各种实施方式中，组成的表面图像(无论是单独地、以某个组或共同作为合成图像)可与由图像处理模块128提供的经处理的打印图像进行比较，以校正累积的定位误差和/或在位置模块134失去其参考点的线索的情况下对位置模块134进行再定位。例如，如果IT设备104在IT操作期间从介质移除，那么这可能出现。

IT设备104可包括耦合于控制块108的电源150。电源150可为移动电源，例如电池、可再充电电池、太阳能电源等。在其它实施方式中，电源150可额外地/可选地调整另一个组件(例如图像传输设备120、耦合于交流(AC)插座的电源线等)提供的功率。

图2是IT设备200的实例的示意性底部平面图，IT设备200可与IT设备104互换，被配置为在未标记的打印介质例如纸上内嵌地标记。光学“鼠标”传感器202被提供并且通常是高质量的光学关联设备，其通过关联介质上的表面不规则的图像来跟踪介质上的增量移动。

打印头204能够在IT设备200的垂直轴上打印宽带。打印头204可为喷墨打印头，其具有对不同颜色的墨水的很多喷嘴和/或喷嘴行。除了打印包括通常用于数字打印的青色、品红、黄色和黑色(CMYK)墨水的一般可见颜料以外，它也可打印仅在红外(IR)照射下才可见的特殊墨水。IR墨水以可由IR标记传感器206(例如IR CMOS传感器)识别的图案被沉积在纸上。绝对位置信息被嵌入该图案中，该信息对于每个图像单元是唯一的。图3示出了图案的实例。IR标记传感器206可由位置模块例如位置模块134使用，以确定与打印头204有关的定位信息，如将在本文中被更充分描述的。

通常，手持IT设备200以Z字形图案越过纸被水平地扫描。为了创建初始IR标记信息并且校准被标记的图案的几何形状，IT设备200越过在覆盖初始标记带400中的打印工作的宽度的区域被扫描，如在图4中可看到的。

初始IR标记带400用作校准过程并且可在IT设备200的单次扫描中被打印在打印介质上。在该扫描期间，IR标记传感器206不提供进入导航过程的输入。导航完全由光学传感器202操作。通常，光学传感器202不提供绝对精确度而是仅提供相对于来自先前位置的增量移动的信息。

从光学传感器得到的位置误差通常正比于经过的距离。因为大部分移动是在X或水平方向上，所感测的X数据将比所感测的Y数据具有更大的绝对误差。通常，Y移动保持最小值以使绝对Y误差足够小以至于可以被忽略。通常，标记图像的大多数不良失真将是角度的。尽管存在标记图像在水平方向上的一些拉伸或压缩，但是该失真对用户通常是不可见的。

初始IR标记带400的目的是首先补偿角度失真，并且随后补偿X缩放误差。在Y轴中可能存在误差，但是该失真很小并且通常将平均地分布在整个图像上。如果Y失真被扩大，那么它将被理解为图4中的初始IR标记带400的垂直波动。

根据本发明的各种实施方式，校准过程取决于两个已知几何形状和假设：Y位置误差是最小的。第一已知几何形状是两个IR标记传感器206的分离。第二已知几何形状是打印头204的垂直轴。

图5示出了IT设备200在初始IR标记带400上的期望校准扫描500。IR标记传感器206被偏移到打印头的顶部以使它们尽可能地与先前的带重叠。校准扫描500的目的是对尽可能靠近带400的顶部和底部的初始IR带400进行采样。为了帮助指导用户，根据各种实施方式，非常轻的可见标记可被打印在初始IR标记带400中。

通过有不止一对的IR标记传感器206来减小扫描的次数是可能的。另一种可能性是将两个IR标记传感器206放置在打印头的左侧上，如图6所示。该布置将允许一个校准扫描合并在初始IR标记带400中，因为当IR标记带400正在被沉积时IR标记传感器206可立即读取初始带400。在任何情况下，目的是允许系统对接近带的顶部和底部的初始IR标记带400进行采样。

比较通过从右传感器X数据减去左传感器X数据来测量的距离与两个传感器的已知间隔，X失真和角度失真的精确图可被创建。因为打印头覆盖带的整个垂直宽度，样本路径的垂直关系是众所周知的。通过采用沿着整个路径的很多样本，可获得具有高置信度的统计上显著的测量。

在这一点上，图像的打印可出现，即，以例如可见墨水的形式的打印物质可被沉积在打印介质上。当打印机沿着页面顺序地移动时，两个IR标记传感器206应该与先前被标记的区域有足够的重叠，以感测先前沉积的标记信息。使用校准的初始IR标记带400作为锚固点，标记信息的随后的带可被“结合”进整个标记图案中。

为了使图案的这个结合出现，IR标记传感器206需要在现有的IR图案上通过。这对于精确导航以及新的IR图案在随后的带上的正确放置是必要的。参照图7，很明显，随后的带700和702的垂直高度减小了，因为必须存在与先前带的一些重叠以允许IR标记传感器206读取来自于先前带的标记信息。这也意味着，IR标记传感器206应该被放置成尽可能接近打印头204的上端，确保传感器和打印头与先前带的良好重叠。通过随后的带700和702的IR标记传感器206的路径是由线704和706指示的。

当打印进行时，对失真分析现有标记图案的过程可继续。因为在初始IR标记带400之后被放置的带具有IR标记传感器与先前的IR带重叠的优点，随后的带的失真可实质上被减小。

可能存在打印机无意地在没有IR标记信息的区域上通过的场合。如果自从上一个有效的IR标记以来经过的距离相对小，那么光学传感器202可在短时间段内接管导航。一旦打印机已经经过了更长的距离或者已经失去了与介质的接触，那么在与介质的接触被再次建立并且有效的IR标记可被读取之前打印可能必须暂停。

光学传感器202也可提供中间位置平滑化。确定来自于IR标记的绝对位置信息的过程是复杂的并且目前每隔10ms传送一次新数据。尽管能进行预测来自于先前数据的位置的良好工作的算法存在，但是它们都具有延迟以及不能对移动的突然改变做出反应的潜在问题。光学传感器202具有在更小的时间和距离增量内传送合理地准确的移动信息的优点。所以尽管光学传感器202不能在大距离内提供足够精确的导航，但是它们可在10ms IR传感器更新之间提供增量移动的可靠快速的更新。

根据各种实施方式，打印过程可被延迟，即，以例如可见墨水的形式的打印物质在打印介质上的沉积可被延迟。因此，IT设备200可简单地在打印介质上移动以将IR标记信息沉积在打印介质上。例如，IT设备200可被用于“预标记”例如几张纸，其然后可能在稍后被用于打印。当使用这几张纸用于稍后的打印时，IR标记信息可由IR标记传感器206读取，以获得用于打印过程的绝对位置信息。在打印过程中，将不需要IR标记信息的进一步沉积。

如前所述，IR标记信息由在打印介质的表面上被编码的标志或标记组成，所述标志或标记提供了相对于数据被编码在介质上的实际位置的绝对X、Y位置信息。为了解码或确定位置数据，IR标记传感器206为IR CMOS成像传感器，其能够读取标记介质上的编码信息以提取绝对X、Y位置数据。因此，根据各种实施方式，IR标记传感器206为被调整到介质上的编码标志的光波的CMOS成像传感器，该传感器可读取介质上的绝对编码X、Y位置信息同时IT设备200在运动中。这允许IT设备200提取每个位置测量的绝对位置信息。使用这种类型的方法，位置误差通常不是累积的。根据各种实施方式，IT设备200包括利用至少两个IR标记传感器206的配置，其中每个传感器提供绝对X、Y位置数据，位置数据然后被用于计算为了支持打印而需要的打印头位置的角度精确度。此外，通过计算位置的变化以及与位置变化有关的时间，IT设备200的速度也可被确定。

回来参照图3，IR标志或标记信息可包括规则图案和数字编码数据的字段。规则图案可被用于确定小尺度的位置偏移和旋转。数据可提供介质上的绝对位置。IR CMOS传感器和标记技术的实例由澳大利亚悉尼的Silverbrook研究提供。图3示出了IR标记图案的实例。这些标记被处理以产生整体位置和每个传感器206的角度。两个传感器206的位置信息被用于创建IT设备200打印系统的合成位置和旋转。应该理解，图3中的标记被放大并且实际上在尺寸上仅仅是毫米。在实际使用中，通常使用吸收IR光谱并且不在使标志对肉眼不可见的可见光谱中的墨水来打印标记。

因为由传感器206传送的位置信息关于打印介质是绝对的，需要非常少的处理来确定最终的位置信息。根据各种实施方式，来自于传感器206的位置数据被缩放到16.16整数数据的局部形式。16位超基数数据为与打印系统的分辨率对应的1/300英寸的位置。这两个位置被平均以合并来自于最终位置上的两个传感器206的数据。取平均减少了位置噪声。由此产生的位置的数据是两个传感器206的中心之间的中点。根据本发明的各种实施方式，因为IT设备200的打印系统每毫秒甚至更快的时间需要新的位置数据，中间位置可被预测。简单的第一级预测内插可实现合理的结果。最后两个所测量的位置可被用于计算X和Y导数。内插点可由下面的方程计算：

Xi＝Xs+dx/dt＊ΔT方程1

Yi＝Ys+dy/dt＊ΔT方程2

为了处理速度和加速度的变化，二维参数化曲线函数可被利用。二维参数化曲线函数描述了IT设备200的运动，作为以时间(t)为参数值的参数方程。

X＝A_xt³+B_xt²+C_xt+D_x

Y＝A_yt³+B_yt²+C_yt+D_y方程3和方程4

方程3和方程4表示双三次样条-二维参数化曲线的形式。在方程3和方程4中，系数对应于起始位置(D)、速度(C)、加速度(B)和加速度在X轴和Y轴上的速率变化(A)。存在众多用于确定这些方程的系数的在本领域中已知的方法。一个众所周知的方法-Catmull Rom双三次样条提供了确保由此产生的方程将包含输入控制点的优点。

参照图8，使用第三阶方程，通常需要四个点来建立这两个方程的所有四个系数。X和Y轴可被分开地处理。采样点可按等时间间隔获得。这有助于确保曲线的弧长被正确地内插。如果曲线上的点在广泛变化的间隔处，那么时域必须单独地被平滑以产生正确的预测结果。

尽管Catmull Rom双三次样条系数有助于确保采样历史将被包含在由这些方程定义的曲线800中，但是曲线的预测路径部分802将不一定确切地匹配实际路径。为了评估该实施方式的性能，在t+4e处预测的下一个样本804可与由传感器206中的至少一个测量的下一个实际位置进行比较。

为了计算IT设备200的角度，X和Y位置的差异可首先被确定。X差异除以Y差异。为了完成此，X和Y的值可被调节以最佳地利用对位置模块134固有的有限的32位整数运算。

根据各种实施方式，比X/Y可被用于确定反正切，例如通过在表中查找它。表查找的结果为IT设备200相对于打印介质上的编码标记信息的预打印网格的角度。表可由表中的0至45度的范围表示，该范围为16K(K＝1024)位置长。当X值大于Y值时，该比也可被表示为Y/X。这将该比的范围限制为小于1的数字，并且避免了当角度接近90度和270度时除以0的奇点。图9示出了反正切比的区域。

利用位置和角度信息，IT设备200并且因此打印头204的位置可根据基于传统光学传感器导航的系统通过相同的二维空间旋转确定。

结果是IT设备200的打印位置可固定到打印介质。为了移动页面上图像的起始位置，起始位置仅在打印开始之前被捕获。该初始位置从绝对位置减去，允许图像被放置在打印介质上的任何位置处。为了以奇数角度打印，IT设备200的初始角度可被捕获。当打印偏移角不为零时，位置信息应该被旋转以影响打印介质上图像的旋转。

在位置信息被传送给打印系统之前，位置是绕着图像的初始或起始位置旋转的。结果是位置和角度相对的打印。

X_r＝X＊Cosθ-Y＊Sinθ方程5

Y_r＝X＊Sinθ+Y＊Cosθ方程6

为了方便，角可被咬合(snap)到0、90、180和270偏移。为了完成此，角可能被强制为4个咬合角中的一个。当角在接近于90度捕获角的小范围内时，“咬合”出现。

在IT设备200的位置和角度由位置模块134计算之后，信息被传递至打印头204，其可计算每个喷嘴相对于图像的位置并且给相关的喷嘴加料。

图10是根据本发明的各种实施方式的IT设备200的顶部平面图。IT设备200可具有多种用户输入/输出以提供通过利用IT设备200启用的功能。可被用于提供IT设备200的基本功能中的一些的输入/输出的实例包括但不限于开始/重新开始打印和/或扫描操作的IT控制输入1004和显示器1008。

可为被动式显示器、交互式显示器等的显示器1008可给用户提供各种信息。该信息可涉及IT设备200的当前操作状态(例如，打印、扫描、准备打印、准备扫描、接收图像数据、传送图像数据等)、电池的功率、误差(例如，定位/打印/扫描误差等)、指令(例如，“在开始IT操作之前将IT设备放置在介质上”等)。如果显示器1008为交互式显示器，那么除了IT控制输入1004以外或作为IT控制输入1004的可选形式，它可提供控制接口。

图11是根据本发明的各种实施方式的描绘了IT设备200的打印操作的流程图1100。在块1104处，打印操作可开始。在块1108处，打印模块可接收来自于图像处理模块的经处理的图像。在块1112处，当接收到经处理的图像时，显示器1008可指示IT设备200准备在块1112处打印。

在块1116处，打印模块可接收从用户激活IT控制输入1004产生的打印命令。在块1120处，打印模块然后可接收来自位置模块的定位信息。在块1124处，打印模块然后可确定是否将打印物质沉积在给定位置处。关于是否沉积打印物质的确定可为给定位置的总下降量以及先前已经沉积的体积的数量的函数。

打印模块可通过读取储存器中的所打印的图像的表示做出沉积打印物质的确定。如果打印模块确定打印物质将被沉积，那么它可更改图像表示以考虑所沉积的打印物质的量和位置。打印模块可使用更改的表示来确定是否需要打印物质的额外沉积。打印模块可使用更改的表示来改变所沉积的打印物质的量。

如果在块1124处确定没有额外的打印物质被沉积，那么操作可前进至块1128以确定打印操作是否已经结束。如果在块1124处确定额外的打印物质被沉积，那么打印模块可通过产生控制信号并且将控制信号发送给使喷嘴降低打印物质的打印头来使适量的打印物质被沉积。

如可看到的，位置模块对IT设备200的转换和旋转的确定是在打印模块控制打印头沉积打印物质之前完成的。为了使定位信息保持与打印确定相关，可能期望定位信息的确定在它所基于的导航测量的获取之后尽可能快地进行。因此，转换和旋转计算可基于累计至该点的数据实时地完成。旋转计算不是如在上面讨论的现有技术扫描设备中完成的一样基于转换和图像数据的综合累积逆行地确定的。

在块1128处打印操作是否已经结束的确定可为总打印量相对于总预期打印量的函数。在一些实施方式中，即使总打印量小于总预期打印量，打印操作也可能结束。例如，当总打印量为总预期打印量的95％时，实施方式可考虑打印操作的结束出现。然而，在打印分析结束时也可考虑剩余量的分布。例如，如果5％的剩余量分布在相对小的区域上，那么打印操作可能不被考虑为完成的。

在一些实施方式中，打印工作的结束可通过用户手工取消操作被建立。

如果在块1128处确定打印操作已经完成，那么在块1136处打印操作可终止。

如果在块1128处确定打印操作还未完成，那么打印操作可循环回到块1120。

图12示出了根据各种实施方式的能够实现控制块例如控制块108的计算设备1200。如所示，对于这些实施方式，计算设备1200包括如所示彼此耦合的一个或多个处理器1204、储存器1208和总线1212。此外，计算设备1200包括耦合到彼此的存储器1216和一个或多个输入/输出接口1220，以及如所示的早前描述的元件。计算设备1200的组件可被设计为提供如本文所述的IT设备的控制块的打印和/或定位功能。

特别是，储存器1208和存储器1216可分别包括代码1224和数据1228的临时和持久副本。代码1224可包括指令，根据本发明的实施方式，当被处理器1204访问时，这些指令导致计算设备1200执行如结合控制块的各种模块描述的操作。处理数据1228可包括按代码1224的指令起作用的数据。特别是，处理器1204对代码1224和数据1228的访问可便于本文所述的打印和/或定位操作。

处理器1204可包括一个或多个单核处理器、多核处理器、控制器、专用集成电路(ASIC)等。

储存器1208可包括随机存取存储器(RAM)、动态RAM(DRAM)、静态RAM(SRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率RAM(DDRRAM)等。

存储器1216可包括集成和/或外围存储设备，例如但不限于磁盘和相关驱动器(例如：磁的、光的)、USB存储设备和相关端口、闪存、只读存储器(ROM)、非易失性半导体设备等。存储器1216可为计算设备1200的存储资源物理部分，或者它可由计算设备1200访问但不一定是计算设备1200的一部分。例如，存储器1216可由计算设备1200通过网络访问。

I/O接口1220可包括被设计为与诸如I/O组件112、导航传感器138等的外围硬件和/或诸如图像传输设备120等的远程设备进行通信的接口。

在各种实施方式中，计算设备1200可具有或多或少的元件和/或不同的结构。

虽然关于手持IT设备描述了本发明的实施方式，但是本领域的技术人员将理解，实施方式的各个方面可被应用于其它类型的手持设备。

尽管为了描述优选实施方式的目的在本文中示出和描述了某些实施方式，但是本领域的技术人员将认识到，被计算以实现相同目的的各种替换和/或等效的实施方式或实现可代替所示和所描述的实施方式，而不偏离本发明的范围。本领域的技术人员将容易认识到，根据本发明的实施方式可按各种方式实现。本申请被规定为涵盖本文所讨论的实施方式的任何改编或变形。因此，显然意图是根据本发明的实施方式仅由权利要求及其等效形式限制。