用于显示器的检测器的制作方法

现代工业设计对于组合输入输出设备的依赖不断增加。诸如电容或电阻式触摸屏的设备提供了优雅、简单而且在工业上“干净”的设计，以用于提供输入(触摸)和输出(显示)这两种功能。可以通过接近于显示表面放置透明覆盖物来形成触摸屏。这种覆盖物可以基于该覆盖物的电气性质的改变来检测输入(即，“触摸”)的存在和位置。虽然使用这样的设备的触摸准确性和分辨率的水平对于许多消费电子产品而言是足够的，但是该准确性和分辨率却经常不足以供在需要高度触摸准确性和分辨率的专业应用中使用。提供一种专业或商业用户所能够接受的基于触摸和/或位置的高分辨率输入设备给出了一项挑战。

附图说明

图1图示了依据本文所公开原理的具有选通数字笔的显示器系统的示例。

图2图示了依据本文所公开原理的位置编码光学元件的圆偏振图案的示例和用于对编码图案的位置进行解码的分析器。

图3图示了依据本文所公开原理的包括位于显示器装置的显示叠层内的线性偏振器膜的显示器系统的示例。

图4图示了依据本文所公开原理的包括位于显示器装置的前方叠层和显示叠层内的线性偏振器膜的示例显示器系统。

图5图示了依据本文所公开原理的用于检测位置编码光学元件的示例位置输入系统。

图6图示了依据本文所公开原理的用于从显示器检测位置编码光学信息的方法的示例。

图7图示了依据本文所公开原理的具有选通数字笔的显示器系统的可替换示例。

具体实施方式

本公开涉及一种检测器装置以及相关的系统和方法。该检测器装置可以被提供为例如数字笔的一部分。该装置可以包括光源以发射以频率和占空比选通的不可见光脉冲。响应于该不可见光脉冲，该检测器能够从显示器接收反射的不可见光的图案。该反射的不可见光的图案包括与该显示器中的位置编码对比层相关联的至少两种不同的偏振状态。位置编码对比层可以包括位置编码光学元件，位置编码光学元件具有与驻留在它们驻留于其中的元件之间的背景区域不同的偏振状态。因此，该位置编码光学元件和该对比层中的背景区域可以对反射光施加不同的偏振，从而提供被该检测器所接收的反射光的相对应图案。该检测器基于把由于该位置编码光学元件和背景区域所导致的偏振而出现的该反射光图案中的不同偏振状态区分开而确定该检测器相对于显示器的空间位置。

作为示例，该光源能够以与电子成像器(例如，数字笔中的成像器)捕获数字信息的速率相似的速率而被选通，作为示例，诸如能够以从大约70赫兹(Hz)至大约120Hz的速率被选通。该成像器的帧持续时间或周期可以是大约100Hz。例如，在相应成像器的帧周期期间，光源选通持续时间可以处于单个至几百微秒的量级。这具有随着数字笔移动跨过显示器冻结位置编码光学元件的图像以及对应于所接收光图案的背景区域的效果。这种冻结效果就像停止-运动摄影应用中的闪光灯泡一样，即使笔以快速的方式移动跨过显示器也促进准确地捕获从显示器所接收的编码数据。

位置编码对比层可以位于显示器的前方叠层(front stack)中，并且能够通过诸如来自数字笔的不可见光源(近红外线)被照明。在利用不可见光照明时，该位置编码对比层在所反射的光图案中将编码数据返回至检测器，所反射的光图案可被解码以确定该检测器的空间位置和/或运动。由于位置编码对比层对于(例如，从显示器产生的)可见光可以是光学透明的，所以位置编码光学元件和对比层的背景区域不对与被呈现给用户的所生成显示图像(在可见光谱中)形成干扰。可以与该显示器一起包括一个或多个线性偏振层(例如膜)，以使得反射光能够发生线性偏振，从而使得位置编码对比层能够使不可见反射光发生偏振，并且由此相对于该显示器的其它部分对反射光中的相对应的对比图案进行编码。在一些示例中，能够实施全息漫射器以对光源所提供的发射光进行漫射，从而提升该检测器的接收能力。

图1图示了依据这里所公开的原理的系统100的示例，系统100包括显示装置110以及诸如在数字笔140中实施的光源。显示装置110可以包括显示叠层120，显示叠层120具有以层1至N所表示的至少一个层以便生成数字显示图像，其中N为正整数。显示叠层120能够在可见光谱中生成显示图像，所述显示图像能够被呈现以供一个或多个用户观看。显示叠层120可以包括多个层，诸如像包括液晶显示器或发光二极管(LED)显示器。显示叠层120中的其它示例层能够包括反射膜、背光层、光漫射膜、滤色膜，以及例如用于将该显示叠层中的各个层结合在一起的光学透明粘合剂(OCA))。

作为示例，显示装置110能够包括前方叠层130，前方叠层130包括位置编码对比层134。该位置编码对比层可以设置在诸如光学透明薄膜的基板上。该位置编码对比层可以包括位置编码光学元件ELE 1、ELE 2至ELE M，其中M是正整数。该位置编码光学元件ELE 1、ELE 2至ELE M可以被偏振为给定的偏振状态(例如，右旋圆偏振)。在示例位置136所示出的背景区域被偏振为不同于该位置编码光学元件的偏振状态(例如，左旋圆偏振)。如这里所使用的，术语背景区域是指位置编码对比层134中空间并未被形成于其中的位置编码光学元件ELE 1至ELE M占据的任意部分。

作为进一步的示例，位置编码对比层134例如可以被实施为能够从瑞士的Rolic Technologies所商业获得的光控分子取向材料。光学元件ELE 1、ELE 2至ELE M能够通过相对应掩模响应于偏振光而在位置编码对比层134中形成。

前方叠层130可以包括各种层，诸如保护性玻璃、覆盖透镜，并且可以包括诸如像电容式触摸膜传感器的输入传感器。位置编码对比层134具有这样的光学特性(例如，光学元件的偏振编码图案)，所述光学特性能够响应于数字笔140所提供的不可见光而使得在显示器内通过的所反射的线性偏振不可见光发生偏振。不可见光可以包括诸如从数字笔140所产生的红外(IR)光(例如，大约700至大1000纳米波长)。(关于下面的图3和4所图示的)数字笔140包括选通的不可见光源142。虽然如图1的示例所示，选通的不可见光源142被描绘在数字笔140中，但是在其它示例中，选通的不可见光源142能够驻留在显示装置110中。选通的不可见光源142可以是非偏振光(例如，随机偏振的)；然而，在一些示例中能够生成偏振光。

选通的不可见光源142可以产生以各自的占空比和频率被选通(例如，被反复打开和关闭)的不可见光。例如，从数字笔140发射的不可见光可以作为入射光而朝向显示装置110进行引导。显示装置能够将至少大部分的入射不可见光反射回数字笔140。例如，来自数字笔140的不可见光可以被显示叠层120的一个或多个层所反射。除此之外或可替换地，显示装置110可以包括一个或多个反射层152以将入射的不可见光朝向数字笔140进行反射。例如，(多个)反射层152可被实施为对可见光光学透明但对来自数字笔140的不可见光进行漫反射的漫反射层(多个)。如这里所公开的，数字笔140能够确定数字笔140相对于显示装置110的位置和/或移动的指示。

数字笔140还包括检测器144，用于诸如响应于光源142所发射的入射的不可见光检测从显示装置110反射的光的图案。如以下将关于图2-4所描述的，检测器144可以包括分析器，用于把在由位置编码光学元件ELE 1至ELE M以及相关联的背景区域136所施加的不同偏振所引起的反射光图案中的不同偏振状态区分开。检测器144还可以包括其它滤镜、透镜和成像传感器。

在一个示例中，位置编码光学元件ELE 1至ELE M可以被实施为在一个方向发生偏振的点(例如，左旋圆偏振)，并且对比层134的背景区域136可以在相反方向上发生偏振(例如，右旋圆偏振)。数字笔140中的检测器144可以被实施为数字相机或光学传感器(未示出)。与背景区域136相比，检测器144可以通过把从位置编码光学元件ELE1至ELE M所反射的光区分开来接收并记录笔的移动。在这样的示例中，位置编码光学元件可以被图案化为一个方向上的椭圆偏振图案(例如，1/4波长延迟(圆形)、1/6波长延迟、1/8波长延迟)以及利用相反方向上的该椭圆偏振图案偏振的背景区域。然后，数字笔140中的偏振器分析器(未示出)能够把以不同方式(例如相反地)偏振的位置编码光学元件和背景区域区分开。然后可以经由笔中的图像传感器对来自数字笔140中的偏振器分析器的输出进行数字化，从而确定该笔的空间位置和移动。

一个或多个线性偏振层150(例如，线性偏振膜)可以响应于来自光源142的入射光而使得包括反射光的不可见光线性偏振，并且由此增强位置编码光学元件134和背景区域136所施加的不同偏振状态之间的对比。线性偏振器层150对于从显示叠层所产生的可见光而言是光学透明的。漫反射层152(例如，对于近红外辐射进行反射并且对于可见光为光学透明的薄膜)因此能够将从数字笔140所接收的被选通的不可见光脉冲反射通过(多个)线性偏振层150，通过位置编码对比层134和前方叠层而反射回到该笔。

如图1的示例所示，显示图像从显示叠层120透射通过线性偏振层150和漫反射层152，并且能够被显示装置110的输出处的用户看到。通过使得正被反射回所述笔的被选通的不可见光脉冲线性偏振，线性偏振器层150可以通过该位置编码光学元件和相关联的背景区域136而实现偏振对比度。通过实现(例如，来自位置编码光学元件和/或背景区域的)反射光中的偏振对比度，数字笔140可以接收导致较高信噪比(SNR)的较强信号并然后对其进行解码，该较强信号具有较高的SNR(例如，位置编码光学元件与背景区域之间的较大对比度差异)。

位置编码对比层134能够被定位在前方叠层130中，诸如图1所示。线性偏振层150和漫反射层152能够被定位在前方叠层130中，在显示叠层120中，或者可以是前方叠层和显示叠层之间单独的层，诸如图1所示。响应于被诸如数字笔140的源所照射，位置编码对比层134将编码数据返回至该源，在该源处，所述编码数据能够被解码以确定数字笔140相对于显示装置110的空间位置和/或移动，诸如像记录数字签名。编码数据源自于从对比层134所接收的光的反射图案，其中该光的反射图案包括位置编码光学元件ELE 1至ELE M以及对比层134的背景区域136的不同偏振状态。

图2图示了依据本文所公开原理的位置编码光学元件的圆偏振图案200的示例和用于对编码图案的位置进行解码的分析器202。在该示例中，图案200包括在诸如以上关于图1所描述的对比层(例如，薄膜)上被图案化的左旋圆偏振的位置编码光学元件204(也称为元件)。对比层中并未利用位置编码光学元件204进行图案化的那些区域被称为诸如在208所示的背景区域。例如，背景区域208可以是右旋圆偏振的。如这里所使用的，术语“圆偏振”是被应用于元件204和背景区域208的光的四分之一波长延迟(或者诸如1/3、1/5、1/6、1/7、1/8波等的其它延迟参数作为更一般地称为椭圆偏振光的圆偏振光形式而被包括)。术语左和右是指延迟的方向。在一些示例中，元件204可以是右旋圆偏振的，而背景区域208则可以是左旋圆偏振的。在任一示例中，各个元件204和背景区域208都是在相反方向上偏振的，以便提供背景和相应元件之间的对比度。图案200能够被提供在薄膜图案延迟层上，诸如像下文关于图3和4所图示并描述的。

分析器202(也称为圆偏振器分析器)可以包括1/4波长延迟层212，其之后是线性偏振器层214。如图所示，从图案200接收的圆偏振光216经由延迟器层212被转换成218处的线性偏振光。线性偏振光218经由线性偏振器214被通过(看到/亮/点)或阻挡(未看到/暗/背景)，线性偏振光218然后可以经由数字笔中的图像传感器和处理器进行分析，以例如经由从圆偏振图案200所接收的反射光来确定笔的位置和移动。

图3图示了依据本文所公开原理的包括显示器装置302和数字笔304的示例系统300。在图3的示例中，显示叠层308可以包括反射膜层310，其之后是背光层312(例如，平面LED光管背光)。光漫射膜层314跟在背光层312之后，并且之后是线性偏振器膜层316。提供数字图像生成模块318以从显示叠层308生成数字图像。数字图像生成模块318可以被实施为液晶模块318。在其它示例中，数字图像生成模块318可替换地可以是例如LED模块或等离子体显示模块(在这些情况下不需要背光层)。液晶模块318之后可以跟有滤色膜320，滤色膜320进而又可以跟有第二线性偏振器滤光器322以提供亮度控制。可以提供前方玻璃(或塑料)层324作为显示叠层308的最外层。

在图3的示例中，前方叠层330包括位置编码层332，位置编码层332可以包括以上关于图2所描述的偏振编码图案(例如，在750纳米1/4波长延迟的膜图案延迟器)。前方叠层330还可以包括用于提供用户输入能力的触摸传感器334。触摸传感器334在其它示例中可以不存在。触摸传感器334可以被显示器覆盖透镜336所覆盖，显示器覆盖透镜336例如能够用塑料或玻璃制成。

数字笔304包括一个或多个笔电路340。笔电路340可以包括处理器电路和软件，以使得能够对由数字笔304所检测到的位置编码光学元件进行解码。笔电路340可以包括LED同步电路(例如，选通红外线LED的占空比和频率)，用于对笔数据解码以及对所解码笔数据数字分组的存储器，以及相对于从显示装置302所接收的位置编码光学元件而对笔进行操作的其它软件模块。来自笔电路340的输出能够经由物理或无线连接(例如，蓝牙)342被发送到操作显示装置302的计算机(未示出)，在所述计算机处，数字笔304所检测到的笔移动能够被记录并且被与相应显示应用整合。

从显示装置302所接收的位置编码光学数据由电子成像器346(例如，CCD传感器、CMOS传感器等)进行数字化。成像透镜350能够处于电子成像器346之前。可以提供长距离近红外滤波器354。该滤波器354可以被包括或不包括在如这里所述的偏振编码系统之中。脉冲(也称为选通)LED 356被提供以激励显示装置302的位置编码光学元件以及相关联的背景区域。例如，该LED可以是750纳米波长并且以给定的占空比和频率被关闭和开启。

例如，LED 356可以按照与电子成像器346捕获数字信息的速率相同的速率(或者整数或分数倍)被选通，该速率可以处于大约70至大约120赫兹(Hz)的速率。成像器346的帧持续时间或周期可以是大约100Hz。例如，在相应的成像器帧周期期间，LED选通持续时间可以处于一至几百微秒的数量级。如所提到的，随着数字笔304移动跨过显示装置302，选通照明可以具有冻结位置编码光学元件(例如，点)的图像的效果。如以上所提到的，这种冻结效果的操作类似于停止-运动摄影应用中的闪光灯灯泡，并且即使所述笔被以快速方式移动跨过显示器，这种冻结效果也促进准确地捕获从显示装置302所接收的编码数据。圆偏振器分析器358可以被与以上关于图2所描述的偏振编码系统包括在一起。可以包括在数字笔304中的另一个组件是全息漫射器360。全息漫射器360具有使得来自LED 356的光发生漫射或散射的效果，这导致漫射光从显示装置302反射回来，这有助于从显示器接收更多的反射光。

图4图示了依据本文所公开原理的包括显示装置402和数字笔404的可替代示例系统400。在图4的示例中，显示叠层408可以包括反射膜层410，其后是背光层412(例如，平面LED光管背光)。光漫射膜层414跟在背光层312之后，并且之后是线性偏振器膜层416。提供数字图像生成模块418以从显示叠层408生成数字图像。数字图像生成模块418可以被实施为液晶模块418。在其它示例中，数字图像生成模块418可替换地可以例如是LED模块或等离子体显示模块(一些其它叠层元件或者并不需要或者根据需要而被功能等同物所代替)。液晶模块418之后可以跟有滤色膜420，滤色膜420进而又可以跟有第二线性偏振器滤光器422以提供亮度控制。可以提供前方玻璃(或塑料)层424作为显示叠层408的最外层。

在图4的示例中，前方叠层430包括附加的线性偏振器膜层431，其后是位置编码层432，位置编码层432可以包括以上关于图2所描述的偏振编码图案(例如，在750纳米1/4波长延迟的膜图案延迟器)。前方叠层430还可以包括用于提供用户输入能力的触摸传感器434。触摸传感器434在其它示例中可以不存在。触摸传感器434可以被显示器覆盖透镜436所覆盖，显示器覆盖透镜436例如能够由塑料或玻璃制成。

数字笔404包括一个或多个笔电路440。笔电路340可以包括处理器电路和软件，以使得能够对由数字笔404所检测到的位置编码光学元件进行解码。笔电路440可以包括LED同步电路(例如，选通红外线LED的占空比和频率)，用于对笔数据解码以及对所解码笔数据的数字分组的存储器，以及相对于从显示装置402所接收的位置编码光学元件而对笔进行操作的其它软件模块。来自笔电路440的输出能够经由物理或无线连接(例如，蓝牙)442被发送到操作显示装置402的计算机(未示出)，在所述计算机中，数字笔404所检测到的笔移动能够被记录并且与相应显示应用进行整合。

从显示装置402所接收的位置编码光学数据由电子成像器446(例如，CCD传感器、CMOS传感器等)进行数字化。成像透镜450能够处于电子成像器446之前。可以提供长距离近红外滤波器454。这个滤波器454可以被与这里所述的偏振编码系统包括或不包括在一起。脉冲(也称为选通)LED 456被提供以激励显示装置402的位置编码光学元件。该LED可以是例如750纳米波长并且以给定的占空比和频率被关闭和开启。

LED 456可以按照与电子成像器446捕获数字信息的速率相同的速率被选通，该速率例如可以处于大约70至大约120赫兹(Hz)的速率。成像器446的帧持续时间或周期可以是大约100Hz。例如，在相应的成像器帧周期期间，LED选通持续时间可以处于一至几百微秒的数量级。随着数字笔404移动跨过显示装置402，这具有冻结位置编码光学元件(例如，点)的图像的效果。这种冻结效果动作类似于停止-运动摄影应用中的闪光灯灯泡，并且即使所述笔被以快速方式移动跨过显示器，这种冻结效果也促进准确地捕获从显示装置402所接收的编码数据。圆偏振器分析器458可以被与以上关于图2所描述的偏振编码系统包括在一起。可以包括在数字笔404中的另一个组件是全息漫射器460。全息漫射器460具有使得来自LED 456的光发生漫射或散射的效果，这导致漫射光从显示装置402反射回来，这有助于从显示器接收更多的反射光。

图5示出了依据本文所公开原理的能够在其中对位置编码光学元件进行检测的示例位置输入系统500。系统500可以包括(例如，偏振或非偏振的)选通光源505，选通光源505提供具有偏振状态510并且以给定频率和占空比被选通的光。光源505可以处于显示设备的内部或附近，所述显示设备包括具有表面520的显示器515。具有可见透明偏振改变的光学元件530的预定图案的基板(例如，背景层)525可以被设置在表面520附近，以改变或者以其它方式更改光源505所产生的入射光的至少一部分的偏振状态510，以提供具有改变的偏振状态535的光。通过基板525但并不通过偏振元件530的光的偏振状态能够被改变成偏振状态540，偏振状态540在一个或多个特性上与具有偏振状态510的入射光(例如，来自源505的光)以及具有改变的偏振状态535的光(例如，从一个偏振元件530离开或被反射的光)有所不同。

离开显示器515的光的有所不同的改变的偏振状态535、540使得能够使用能够区分该改变偏振状态535、540的检测器545来“读取”偏振位置编码光学元件530的图案。基于检测器将离开偏振元件530的光的改变的偏振状态535与离开基板525的光的背景改变的偏振状态540区分开来能力，可以读取偏振元件的图案。这通常通过使用成像器前方的圆偏振器分析器来实现。对于作为左旋和右旋圆偏振状态的不同改变的偏振状态535、540而言，例如通过在线偏振膜之前叠加1/4波延迟器膜来构造该圆偏振器分析器。基于可见透明偏振元件530之间唯一编码的绝对位置信息，该检测器可以确定它在显示器515的表面520上的位置。可见透明偏振元件530的图案和密度有助于检测器545确定它相对于显示器515的位置的准确性。跨显示器515的表面520设置的可见透明偏振元件530的较高密度图案通常提高了检测器545所进行的位置确定的准确性。基于在可见透明偏振元件530相对于彼此的位置中所编码的唯一编码的绝对位置信息，可以精确确定检测器(笔)545相对于显示器的位置。

偏振状态510可以是多个偏振状态之一。然而，在一些示例中，可以使用产生具有特定偏振状态的光的选通光源505来提供光。在再其它的示例中，可以使用产生具有随机偏振状态的光的非特定偏振光源505来提供光。使用非特定偏振光源505产生的光可以被滤波或以类似方式进行调节以提供仅具有偏振状态510的光。光源505可以包括任何数量的单独偏振光源。

显示器515可以具有表面520，具有偏振状态510的光从该表面离开或以其它方式被发射。显示器515可以包含任何技术，例如液晶显示器(LCD)技术；发光二极管(LED)；有机LED(OLED)；有源矩阵OLED(AMOLED)；或者任何其它显示技术。尽管在图5中并未如此描绘，但是也可以将光源505并入到显示器515之中。例如，形成LED显示器515的独立LED均可以被独立地视为是光源505。可替换地，LCD显示器经由它们固有设计而发射线性偏振光。在其中设置有可见透明偏振元件530的预定图案的基板525可以接近520进行设置以改变或以其它方式更改偏振状态510，从而提供具有改变的偏振状态535(对于穿过偏振元件530的光而言)和540(对于通过基板525的光而言)的光。

可见透明偏振元件530的预定图案可以被直接应用于显示器515的表面520。然而，在其它示例中，可视透明偏振元件530的预定图案可以被施加到基板(例如，载体)525，所述预定图案例如是不影响透射穿过该基板或载体的光的偏振状态的材料，所述材料可以又经由粘合剂而被施加到显示器515的表面520。行进通过设置在显示器515的表面520上的每个透明偏振元件530的光的偏振状态可以基于该偏振元件530的物理特性、组成或者其任意组合而有所更改或以其它方式改变。

每个透明偏振元件530可以由能够变换或以其它方式更改行进通过该偏振元件的光的偏振状态的材料(例如聚合物材料)所构成。例如，由源所生成并且行进通过偏振元件530的线性垂直偏振光可以在一个方向-例如左或右-相位延迟1/4波，而行进通过基板525的线性偏振光则可以在相反方向相位延迟1/4波。可以使用行进通过基板525、偏振元件530或此二者的光的偏振状态的其它变化。类似地，可以使用任何偏振光源505而使得行进通过偏振元件530的光的有所改变的偏振状态535能够与行进通过基板525的光的有所改变的偏振状态540区分开来。

能够提供透明偏振元件530的示例聚合物材料可以包括但不限于例如由Research有限公司生产的光学对准各向异性光学薄膜，不过能够提供类似的基于偏振的滤波能力的其它材料和其它制造商也可以替代。提供了一种可固化的、液体的、光控的分子取向(“LCMO”)聚合材料，所述聚合材料适用于在基板525内以平版印刷方式而生产出偏振元件530。通过使用LCMO材料，可以使用LCMO材料内的分子的光诱导空间对准而在微观或宏观规模上形成结构化光学元件。LCMO通过利用用紫外线偏振光照射分子而在光学对准层中以预定方式将它们对准，上述分子例如形成偏振元件530的分子。基于对材料以及用于形成偏振元件530的光的入射和偏振方向的选择，可以让形成偏振元件530的分子在三维空间的任意方向上对准。可以在该材料中引入折射双折射指标，从而产生这些偏振改变的相位延迟元件。

当被设置在适当基板525之上或者在适当基板525之内形成时，可见透明偏振元件530在被背光照明(例如，在被选通的偏振光源505背光照明)时对于肉眼是不可见的。可见透明偏振元件525可以使用任意方法或系统(包括但不限于光刻和常规印刷技术)被沉积在基板上或以其它方式被形成于所述基板之内。

偏振元件530能够以独有、特定、空间或位置的图案被设置在基板525之内。使用这种图案在偏振元件530之间在显示器515上相对于彼此乃至它们的位置形成了几何关系。偏振元件530与显示器515之间的几何关系允许对检测器545的位置进行确定，该检测器545对于偏振元件530所发射的光在检测器545接近显示器515设置时有所改变的偏振状态530是敏感的。检测器545所感测到的具有改变的偏振状态530的光的图案允许精确确定检测器545在显示器515上的物理位置。增加偏振元件530的数量或密度(例如通过形成更多数量的物理上更小的、更紧凑的分组的偏振元件530)以及它们相对于彼此的位置准确性提升了检测器545的位置检测能力。每个偏振元件的尺寸可以基于诸如所期望分辨率、主控(master)技术以及显示器515的总体尺寸等的多种因素而有所变化；然而，在一些示例中，每个偏振元件530的尺寸可以处于100微米的数量级上，并且直径能够小至5至10微米。

由于光的偏振状态的变化对于人眼是不可察觉的，所以显示器515所发射的光无论光的改变的偏振状态535、540如何都在整个显示器上表现均匀。提供包含视觉上透明的偏振光学元件530的视觉上透明的基板525的能力使得能够使用对于行进通过偏振元件530的光的改变的偏振状态535敏感的检测器545来确定检测器545在显示器151上的物理定位或位置，同时对显示器515的用户观看提供最小程度的障碍。检测器545可以实施在数字笔或者诸如这里所公开的其它结构(例如参见图1、3和4)中。在向检测器545提供基于位置的数据同时地向用户提供显示器515的障碍最小的观看的能力为显示器提供了同时用作输入设备(例如，能够经由检测器545检测基于位置的输入的设备)和输出设备(例如，能够显示数据的显示器)这二者的能力。这种设备的实用的一个示例能够在基于显示器的输入平板中找到-这样的平板将使得能够在平板表面上实现各种贴片和输入指示符的简单、可定制的用户配置。

检测器545可以包括适于检测离开偏振元件530的光的改变的偏振状态535的任何设备、系统或者系统和设备的组合。例如，对离开偏振元件530的光的改变偏振状态535敏感的检测器545可以在检测器(成像器)前方包括圆偏振器分析器。对于作为左旋和右旋圆偏振状态的不同改变的偏振状态535、540而言，能够通过在线性偏振膜之前叠加1/4波延迟器膜来构造该圆偏振器分析器。这允许对偏振状态之一进行传输而对另一个进行阻挡，从而产生高对比度图像，而与检测器(笔)的定向无关。具有相似性能的其它偏振敏感技术能够被用作检测器545的基础。

在检测器545将被用作平板的输入设备的情况下或者在检测器545将类似于绘图笔那样使用的情况下，检测器545跨过显示器515的表面520的物理位移对检测器545的扫描速率、曝光和模糊降低功能有所影响从而正确地辨别偏振点530的图案。因此，能够将另外的逻辑并入到检测器545中，以至少部分地基于检测器545被跨显示器515的表面520移动的速度而增大或减小检测器扫描速率。类似地，提供曝光补偿和模糊减小的逻辑也可以至少部分地基于检测器545被跨显示器515的表面520移动的速度而被并入到检测器545之中。

鉴于以上所描述的在前的结构和功能特征，将参考图6而更好地理解示例方法。虽然为了说明的简单起见，该方法被示出并描述为串行地执行，但是应当理解和意识到的是，该方法并不被所图示的顺序所限制，因为该方法的多个部分可以按照不同于这里所示出并描述的顺序和/或与这里所示出并描述的顺序同时进行。这样的方法能够由各种组件(诸如像集成电路、计算机或控制器)来执行。

图6图示了依据本文所公开原理的方法600的示例，方法600用于促进从显示器检测位置编码光学信息。在610，方法600(例如，经由图1的光源142)发射以频率和占空比选通的不可见光脉冲。在620，方法600在检测器处(例如，经由图1的检测器144或图5的检测器545)接收与该不可见光脉冲相对应的反射光图案，该反射光图案具有用于对位置信息进行编码的至少两种不同偏振状态。在630，方法600包括(例如，经由图1的检测器144)基于区分该至少两种偏振状态而确定该检测器相对于显示器的空间位置。方法600还可以包括从位置编码光学元件以及对比层的背景区域接收光的图案，所述对比层被设置于与显示器相关联的前方叠层中。该位置编码光学元件被偏振为一种偏振状态，而该背景区域则被偏振为另一种偏振状态，从而提供来自显示器的反射光的图案。

图7图示了依据本文所公开原理的具有选通数字笔710的显示系统700的可替换示例。数字笔710包括光源720，用于发射以频率和占空比选通的不可见光脉冲。数字笔710包括检测器730，用于响应于该不可见的光脉冲而接收来自显示器740的反射光的图案。来自显示器的反射光的图案可以具有至少两种不同的偏振状态。检测器730可以基于区分该至少两种偏振状态来确定该检测器相对于显示器740的空间位置。如上文相对于图1所图示并描述的，可以从与显示器740相关联的位置编码对比层(参见例如图1)接收光的图案。该位置编码对比层可以包括被偏振到为该至少两种偏振状态之一的位置编码光学元件，以及被偏振为该至少两种偏振状态中的另一种的背景区域，以使得来自显示器的反射光发生偏振，从而提供具有至少两种偏振状态的反射光的图案。

以上已经所描述的是示例。当然，不可能对组件或方法的每种可想到的组合都进行描述，但是本领域普通技术人员将认识到，许多另外的组合和排列是可能的。因此，本发明意在包含落入包括所附权利要求的本申请范围之内的所有这样的改变、修改和变化。此外，在本公开或权利要求引用了“一”、“一个”、“第一个”或“另一个”要素或其等同物，则它应当被解释为包括一个或多个这样的要素，既不要求也不排除两个或更多个这样的要素。如这里所使用的，术语“包括”表示包括但不限于，并且术语“包括了”是指包括了但不限于。术语“基于”则表示至少部分基于。