多模式触笔和数字化仪系统的制作方法
【专利说明】多模式触笔和数字化仪系统
【背景技术】
[0001] 用户越来越需要其他的功能性，而不是仅仅只识别对触敏装置表面的触摸。这些 其它功能包括手写识别和直接笔记功能（例如，使用触笔）。这些功能通常在所谓的数字化 系统中提供。
[0002] 具有通过触笔中的图像传感器检测依赖位置的标记的数字化系统可商购获得。阿 诺托AB集团（Anoto Group AB)销售一种检测印刷在不透明纸材或硬纸板基板上的标记的 触笔。参考美国专利公开2010/0001962 (Doray)，其描述了包括触摸板的多点触摸式显示系 统，该触摸板上具有位置图案。
【发明内容】
[0003] -种多模式感测装置，如支持多个可操作感测模式的触笔，所述模式符合各种类 型的位置标记。例如，在一个模式中，触笔用刺激光致发光的第一照明波长范围内的光对视 场进行照明，并且通过图像检测器检测图像，该图像检测器对第二标记波长范围（与第一 照明波长范围显著不同）内的波长作出响应。在第二模式下，触笔提供波长范围内的照明， 并且在与触笔照明相同的波长范围内触笔检测非光致发光图像。在第三模式下，触笔可检 测从发射可见光的显不器福射第一标记波长范围内的光的标记。在一些实施例中，触笔图 像传感器和触笔处理器可感测两个或更多个波长范围并在各个波长范围内的图像之间进 行区分。
[0004] 本文中进一步描述这些和其它实施例。
【附图说明】
[0005] 通过结合以下对附图的详细说明，可以更加全面地理解本文所述的实施例，其 中：
[0006] 图la示出数字化仪和显示器系统。
[0007] 图lb示出数字化仪和显示器系统的另一个实施例。
[0008] 图lc示出数字化仪和显示器系统的另一个实施例。
[0009] 图Id示出缺少显示器系统的数字化仪的实施例。
[0010] 图2a示出现有技术的位置唯一的标记图案的放大图。
[0011] 图2b示出具有多个波长组合的6X6位置唯一的标记图案的放大图。
[0012] 图2c示出具有多个波长组合的5X5位置唯一的标记图案的放大图。
[0013] 图2d示出可与具有多个波长组合的位置唯一的标记图案结合使用的滤光器。
[0014] 图3a示出触笔的端部的横截面。
[0015] 图3b示出双源触笔的端部的横截面。
[0016] 图3c示出具有同轴光路和光导的双源触笔的端部的横截面。
[0017] 图3d示出具有同轴光路、二向色镜和两个图像传感器的双源触笔的端部的横截 面。
[0018] 图3e示出类似于图3D所示触笔的具有带滤光器的两个图像传感器的触笔的端部 的横截面。
[0019] 图4a示出数字化仪和显示器系统的一部分的放大横截面图。
[0020] 图4b示出具有二向色反射器的数字化仪和显示器系统的一部分的放大横截面 图。
[0021] 图4c示出数字化仪和显示器系统的一部分的放大横截面图。
[0022] 图4d示出数字化仪和显示器系统的一部分的放大横截面图。
[0023] 图4e示出具有最小叠层的数字化仪和显示器系统的一部分的放大横截面图。
[0024] 图4f示出具有在反射模式下操作的触笔的数字化仪和显示器系统的一部分的放 大横截面图。
[0025] 图4g示出具有印刷在显示器的滤色器上的标记的数字化仪和显示器系统的一部 分的放大横截面图。
[0026] 图5a示出示例性产品构造。
[0027] 图5b示出示例性产品构造。
[0028] 图5c示出示例性产品构造。
[0029] 图5d示出示例性产品构造。
[0030] 图5e示出示例性产品构造。
[0031] 图5f示出示例性产品构造。
[0032] 图6示出显示器上的印刷有标记的叠层，在所述显示器上对校准标记进行照明。
[0033] 在附图中，除非另外描述，否则类似附图标号指代类似的元件。
【具体实施方式】
[0034] 本文描述一种数字化仪系统，包括：基板，其具有唯一地限定基板的X-Y区域的光 致发光标记；以及带有光学传感器的笔或触笔，所述光学传感器感测标记并基于感测到的 标记确定触笔相对于基板的位置。
[0035] 适用于本文所述的实施例的一种标记图案已由瑞典的阿诺托AB公司（Anoto Company AB, Sweden)开发出并可从其购得。阿诺托使公司能够按照唯一地限定纸材上的各 个位置的图案在纸材上印刷小的不透明的点。然后使用也由其提供的触笔来感测经过触笔 视场（F0V)内的图案部分然后分析感测到的图案，并且计算触笔相对于纸材的位置。
[0036] 这样的分析可包括：对感测到的图案进行图像识别算法，由此通过限定形状或图 案的数学函数和/或通过与标记库进行比较来分析感测到的图像。在这样的库内定义有大 量支持的标记以及各个标记相对于其它标记的相对位置的指示符。标识一个标记可提供数 字化仪的表面上的位置的指示。如果数字化仪位置相对于显示器坐标已预先确定，则可使 用标记来为显示器坐标间接提供参照。标记相对于触笔的取向（例如，旋转）的标识还可 提供关于触笔的取向的信息。
[0037] 如本文进一步所述，在一些实施例中，使用光致发光标记允许基板和标记对人可 见光为高度透光性的，甚至达到近乎透明的程度，使得其非常适于用作置于显示器上或并 入显示器中的透明叠层。光致发光标记还可用在非透光性基板上，包括不透明基板（例如， 白板或纸材）。本文还描述了一种多波长图案。
[0038] 在一些实施例中，光致发光标记还可改善检测系统中的信噪比。其还可改善基板 的镜面反射的处理。在一些实施例中，可在检测器处利用光学滤光器减少或消除来自激发 源的辐射，从而改善标记的光致发光质量的检测。具体地讲，在一些实施例中，由于光致发 光标记在接收到第一波长范围内的激发电磁照明（或辐射-所述术语在本文中可互换使 用）（通常为紫外（UV)、可见或红外（IR)照明的形式）时，所述标记发光，从而提供不同于 激发范围的一个或多个波长范围内的发射电磁辐射。
[0039] 在一些实施例中，与激发辐射源相关联的信号可被滤除，从而增大由传感器从发 光标记接收的光中的信噪比。在一些实施例中，还可选择基板本身的材料以提高信噪比。例 如，在光致发光标记检测系统中，带有标记的基板可被布置在吸收材料、漫射材料或透明材 料上，以使返回传感器的激发辐射最小化。
[0040] 包括光致发光标记的材料可基于基板的特性来选择，这将在稍后更充分地描述。 在一些实施例中，所述材料可包括市售的光致发光油墨或量子点（QD)。光致发光材料被构 造成用于表现出光致发光；在一个实施例中，标记所提供的发光发射主要在红外（IR)光波 长内，"刺激"激发照明主要在比IR相关联的波长更短的波长内。用于激发标记的光波长范 围与材料发射所提供的光波长范围相比可存在一些重叠，但在一些实施例中，较小的重叠 是可取的。光致发光材料对于可见光而言可为透射的或透明的，并且可设置在本身对可见 光而言为透射的或透明的基板上。
[0041] 在一些实施例中，数字化仪系统可被构造成用于在若干模式中的一个下操作。在 一个模式下，触笔用激发光致发光标记的第一照明波长范围内的光对视场进行照明，并且 通过图像检测器或传感器检测图像，该图像检测器或传感器对第二标记波长范围（与第一 照明波长范围显著不同）内的发射波长作出响应。在第二模式下，触笔提供波长范围内的 照明，并且触笔在与触笔照明相同的波长范围内检测非光致发光图像。在第三模式下，触笔 可检测从发射可见光的显不器福射第一标记波长范围内的光的标记。在一些实施例中，触 笔图像传感器和触笔处理器可感测两个或更多个波长范围并在各个波长范围内的图像之 间进行区分。
[0042] 图la示出触笔数字化仪系统100,其包括触笔120、显示器105、用光致发光标记 图案化的数字化仪面板115以及经由链路135控制显示的图像的电子控制器130。由各种 微处理器和电路构成的控制器130经由链路135控制显示的图像，或者可通信地连接到控 制显示的图像的另一显示器特定控制器。显示控制器130从触笔120接收与触笔120相对 于数字化仪面板115的位置相关联的信号。控制器130还可用作例如便携式计算系统的计 算机系统的系统处理器。尽管控制器130在图1中被示出为一个框，但其可作为分立的电 子子系统存在，例如，与触笔120交互的