具有位置唯一的光致發(fā)光標(biāo)記的光學(xué)數(shù)字化儀系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型整體涉及一種光學(xué)數(shù)字化儀系統(tǒng)，具體涉及一種具有位置唯一的光致 發(fā)光標(biāo)記的光學(xué)數(shù)字化儀系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 用戶越來越需要其他的功能，而不是僅僅只識(shí)別對(duì)觸敏裝置表面的觸摸。這些其 他功能包括手寫識(shí)別和直接筆記功能（例如，使用觸筆）。這些功能通常在所謂的數(shù)字化系 統(tǒng)中提供。
[0003] 具有通過觸筆中的圖像傳感器檢測(cè)依賴位置的標(biāo)記的數(shù)字化系統(tǒng)可商購獲得。阿 諾托AB集團(tuán)（Anoto Group AB)銷售一種檢測(cè)印刷在不透明紙材或硬紙板基板上的標(biāo)記的 觸筆。參考美國專利公開2010/0001962 (Doray)，其描述了包括觸摸板的多點(diǎn)觸摸式顯示系 統(tǒng)，該觸摸板上具有位置圖案。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 根據(jù)第一方面，提供了一種數(shù)字化儀系統(tǒng)，包括：基板，所述基板具有位置唯一的 光致發(fā)光標(biāo)記，所述光致發(fā)光標(biāo)記包括發(fā)出多個(gè)波長組合的特征結(jié)構(gòu)的圖案，所述波長組 合唯一地限定所述基板的局部區(qū)域；觸筆，所述觸筆包括被構(gòu)造成用于感測(cè)所述光致發(fā)光 標(biāo)記的光學(xué)圖像傳感器；處理器，所述處理器被構(gòu)造成用于從所述光學(xué)圖像傳感器接收信 號(hào)，并基于所接收的信號(hào)提供特定于位置的位置信號(hào)。
[0005] 根據(jù)第二方面，在根據(jù)第一方面的數(shù)字化儀系統(tǒng)中，所述波長組合唯一地限定所 述基板的局部區(qū)域。
[0006] 根據(jù)第三方面，在根據(jù)第一方面的數(shù)字化儀系統(tǒng)中，所述特征結(jié)構(gòu)的圖案的組合 和所述波長組合唯一地限定所述基板的局部區(qū)域。
[0007] 根據(jù)第四方面，在根據(jù)第一方面的數(shù)字化儀系統(tǒng)中，所述光致發(fā)光標(biāo)記是透射可 見光的。
[0008] 根據(jù)第五方面，在根據(jù)第一方面的數(shù)字化儀系統(tǒng)中，還包括：具有電子可尋址像素 的顯示器。
[0009] 根據(jù)第六方面，在根據(jù)第一方面的數(shù)字化儀系統(tǒng)中，所述光致發(fā)光標(biāo)記的特征結(jié) 構(gòu)在暴露于第一波長范圍內(nèi)的輻射時(shí)光致發(fā)光，并且還包括：提供輻射的輻射源，所述輻射 包括所述第一波長范圍內(nèi)的至少一個(gè)波長。
[0010] 根據(jù)第七方面，在根據(jù)第五方面的數(shù)字化儀系統(tǒng)中，還包括可通信地聯(lián)接到所述 處理器和所述顯示器的電子可尋址像素的計(jì)算機(jī)，并且其中所述計(jì)算機(jī)接收特定于位置的 位置信號(hào)，并且然后向所述顯示器的所述電子可尋址像素提供信號(hào)，使得所述電子可尋址 像素基于所述特定于位置的位置信號(hào)修改它們的狀態(tài)。
[0011] 根據(jù)第八方面，提供了一種具有位置唯一的光致發(fā)光標(biāo)記的基板，所述標(biāo)記包括 以多個(gè)波長組合發(fā)熒光的特征結(jié)構(gòu)的圖案，所述波長組合唯一地限定所述基板的局部區(qū) 域。
[0012] 根據(jù)第九方面，在根據(jù)第八方面的基板中，所述光致發(fā)光標(biāo)記是透射可見光的。
[0013] 根據(jù)第十方面，在根據(jù)第八方面的基板中，所述光致發(fā)光標(biāo)記的特征結(jié)構(gòu)發(fā)熒光。
【附圖說明】
[0014] 通過結(jié)合以下對(duì)附圖的詳細(xì)說明，可以更加全面地理解本文所述的實(shí)施例，其 中：
[0015] 圖1A示出數(shù)字化儀和顯示系統(tǒng)。
[0016] 圖1B示出數(shù)字化儀和顯示系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。
[0017] 圖1C示出數(shù)字化儀和顯示系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。
[0018] 圖1D示出缺少顯示系統(tǒng)的數(shù)字化儀的實(shí)施例。
[0019] 圖2a示出現(xiàn)有技術(shù)的位置唯一的標(biāo)記圖案的放大圖。
[0020] 圖2b示出具有多個(gè)波長組合的6X6位置唯一的標(biāo)記圖案的放大圖。
[0021] 圖2c示出具有多個(gè)波長組合的5X5位置唯一的標(biāo)記圖案的放大圖。
[0022] 圖2d示出可與具有多個(gè)波長組合的位置唯一的標(biāo)記圖案結(jié)合使用的濾光器。
[0023] 圖3A示出觸筆的端部的橫截面。
[0024] 圖3B示出雙源觸筆的端部的橫截面。
[0025] 圖4A示出數(shù)字化儀和顯示系統(tǒng)的一部分的放大橫截面圖。
[0026] 圖4B示出具有二向色反射器的數(shù)字化儀和顯示系統(tǒng)的一部分的放大橫截面圖。
[0027] 圖4C示出數(shù)字化儀和顯示系統(tǒng)的一部分的放大橫截面圖。
[0028] 圖4D示出數(shù)字化儀和顯示系統(tǒng)的一部分的放大橫截面圖。
[0029] 圖4E示出具有最小疊層的數(shù)字化儀和顯示系統(tǒng)的一部分的放大橫截面圖。
[0030] 圖4F示出具有在反射模式下操作的觸筆的數(shù)字化儀和顯示系統(tǒng)的一部分的放大 橫截面圖。
[0031] 圖5A示出示例性產(chǎn)品構(gòu)造。
[0032] 圖5B示出示例性產(chǎn)品構(gòu)造。
[0033] 圖5C示出示例性產(chǎn)品構(gòu)造。
[0034] 圖?示出示例性產(chǎn)品構(gòu)造。
[0035] 圖5E示出示例性產(chǎn)品構(gòu)造。
[0036] 圖5F示出示例性產(chǎn)品構(gòu)造。
[0037] 在附圖中，除非另外描述，否則類似附圖標(biāo)號(hào)指代類似的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 本文描述一種數(shù)字化儀系統(tǒng)，包括：基板，其具有唯一地限定基板的X-Y區(qū)域的光 致發(fā)光標(biāo)記；以及帶有光學(xué)傳感器的筆或觸筆，所述光學(xué)傳感器感測(cè)標(biāo)記并基于感測(cè)到的 標(biāo)記確定筆相對(duì)于基板的位置。特別適用于本文所述的實(shí)施例的一種標(biāo)記圖案已由瑞典的 阿諾托AB公司（Anoto Company AB, Sweden)開發(fā)出并可從其購得。阿諾托使公司能夠按 照唯一地限定紙材的圖案在紙材上印刷小的不透明的點(diǎn)。然后使用也由其提供的觸筆來感 測(cè)經(jīng)過觸筆視野內(nèi)的圖案部分。然后分析感測(cè)到的圖案，并且計(jì)算觸筆相對(duì)于紙材的位置。 其他公司也提供競(jìng)爭(zhēng)圖案，但是所采用的概念是類似的。
[0039] 在一些實(shí)施例中，使用光致發(fā)光標(biāo)記允許基板和標(biāo)記對(duì)人可見光為高度透光性的 (甚至達(dá)到近乎透明的程度），使得其非常適于用作置于顯示器上的透明疊層。光致發(fā)光標(biāo) 記還可用在非透光性基板上，包括不透明基板（例如，白板或紙材）。
[0040] 在一些實(shí)施例中，光致發(fā)光標(biāo)記還可以提供對(duì)來自基板的鏡面反射的改善的處 理。在本文描述的一些實(shí)施例中，來自基板的鏡面反射（有效噪聲）可以由于標(biāo)記的光致 發(fā)光質(zhì)量而更容易地被過濾掉。具體地講，在一些實(shí)施例中，由于光致發(fā)光標(biāo)記在接收到第 一波長范圍內(nèi)的激發(fā)電磁輻射（通常為紫外（UV)、可見或紅外（IR)輻射的形式）時(shí)，所述 標(biāo)記發(fā)光，從而提供不同于激發(fā)范圍的一個(gè)或多個(gè)波長范圍內(nèi)的電磁輻射。與鏡面反射相 關(guān)聯(lián)的信號(hào)將主要在與激發(fā)輻射相關(guān)聯(lián)的波長范圍中，并且因此可被過濾掉，從而提高由 傳感器從發(fā)光標(biāo)記接收的光的信噪比。
[0041] 包括光致發(fā)光標(biāo)記的材料可基于基板的特性來選擇，這將在稍后更充分地描述。 在一些實(shí)施例中，所述材料可包括市售的光致發(fā)光油墨或量子點(diǎn)（QD)。光致發(fā)光材料被構(gòu) 造成用于表現(xiàn)出光致發(fā)光；在一個(gè)實(shí)施例中，由標(biāo)記所提供的此光致發(fā)光主要在紅外（IR) 光波長內(nèi)，并且激發(fā)輻射主要在比與紅外光相關(guān)聯(lián)的波長更短的波長內(nèi)。用于激發(fā)標(biāo)記的 光波長范圍與材料發(fā)光所提供的光波長范圍相比可存在一些重疊，但在一些實(shí)施例中，較 小的重疊是可取的。光致發(fā)光材料對(duì)于可見光而言可為透射的或透明的，并且可設(shè)置在本 身對(duì)可見光而言為透射的或透明的基板上。
[0042] 圖1A示出觸筆數(shù)字化儀系統(tǒng)100,其包括觸筆120、顯示器105、用光致發(fā)光標(biāo)記圖 案化的數(shù)字化儀面板115以及經(jīng)由鏈路135控制顯示的圖像的電子控制器130。由各種微 處理器和電路構(gòu)成的控制器130經(jīng)由鏈路135控制顯示的圖像，或者可通信地聯(lián)接到控制 顯示的圖像的另一顯示器特定控制器。顯示控制器130從觸筆120接收與觸筆120相對(duì)于 數(shù)字化儀面板115的位置相關(guān)聯(lián)的信號(hào)。控制器130還可用作計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（例如，便攜式計(jì) 算系統(tǒng)）的系統(tǒng)處理器。盡管控制器130在圖1中被示出為一個(gè)框，但其可作為分立的電 子子系統(tǒng)存在，例如，與觸筆120交互的第一子系統(tǒng)以及與顯示器105交互的第二子系統(tǒng)。 觸筆120通過鏈路124與控制器130可通信地聯(lián)接。鏈路124可以是細(xì)線束，但更優(yōu)選地， 鏈路124是無線射頻（RF)鏈路，在這種構(gòu)造中，觸筆120和控制器130包括無線電設(shè)備以 用于來回通信，或者根據(jù)實(shí)現(xiàn)方式單向通信）。在一個(gè)實(shí)施例中，這樣的無線電設(shè)備實(shí)現(xiàn)藍(lán) 牙?通信協(xié)議或由IEEE 802. 11定義的通信協(xié)議。
[0043] 觸筆120具有光學(xué)圖像傳感器，其可檢測(cè)其視野（F0V)內(nèi)的紅外光的圖案。觸筆 120檢測(cè)從設(shè)置在數(shù)字化儀面板115上或內(nèi)的光致發(fā)光標(biāo)記發(fā)射的光5。觸筆120可以提 供以激發(fā)光3的形式的激發(fā)輻射以照射在數(shù)字化儀面板115上的標(biāo)記。在其他實(shí)施例中， 激發(fā)輻射可來自于除了容納于觸筆內(nèi)的那些源之外的源（例如，LCD背光源和環(huán)境光）。激 發(fā)光3具有第一波長范圍；標(biāo)記發(fā)射的光5(發(fā)光）具有第二波長范圍。在一個(gè)實(shí)施例中， 第一波長和第二波長范圍不重疊。在另一個(gè)實(shí)施例中，第一波長和第二波長范圍最低程度 地重疊，使得大部分激發(fā)輻射能量的波長不同于大部分標(biāo)記發(fā)射的能量的波長。在另一個(gè) 實(shí)施例中，第一波長和第二波長范圍重疊，但該范圍內(nèi)的強(qiáng)度（能量）對(duì)波長的分布在第一 波長和第二波長范圍之間不同。在一些實(shí)施例中，光5的第二波長范圍將包括多個(gè)波長組 合，其可通過觸筆120中的光學(xué)圖像傳感器彼此區(qū)分。在大多數(shù)情況下，標(biāo)記為熒光的或磷 光的，因此第一波長范圍的波長將比第二波長范圍的波長更短。第一波長和第二波長范圍 的寬度將基于光致發(fā)光標(biāo)記的性質(zhì)。第一波長范圍和/或第二波長范圍可超出與人眼感測(cè) 相關(guān)聯(lián)的波長范圍。
[0044] 顯示器105可以是任何類型的顯示器，包括（但不限于）電子可尋址顯示器，諸如 液晶顯示器（IXD)、有源矩陣液晶顯示器（AMIXD)、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器（0LED)、有源矩 陣有機(jī)發(fā)光二極管顯示器（AM0LED)、電泳顯示器、投影顯示器、等離子體顯示器或印刷的靜 態(tài)圖像。在一些實(shí)施例中，顯示器105為任選的，因?yàn)閿?shù)字化儀面板115可用在其不透明的 應(yīng)用中。
[0045] 在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字化儀面板115為透明基板，諸如玻璃、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇 酯（PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)三乙酸纖維素（TAC)或任何合適的材料。其可為完全 透光性的、部分透光性的、或者不透明的。優(yōu)選地，其為高度透光性的，以允許人看到顯示器 105的輸出。數(shù)字化儀面板115可為一層，或者可由各種材料的多層構(gòu)成。數(shù)字化儀面板 115包括（設(shè)置在其上或其內(nèi)的）光致發(fā)光標(biāo)記，所述標(biāo)記在二維上唯一地限定基板或基板 的一些部分。數(shù)字化儀面板115可包括不止一層。例如，頂部表面上可使用耐用層。可包 括抗反射（AR)、防炫光（AG)、偏振、濾色、光反射或二向色光學(xué)層。可包括觸摸屏電極或電 阻表面，以及用于將面板115的各種層層合的粘合劑層。面板115可為剛性或柔性的。
[0046] 瑞典的阿諾托AB公司許可軟件，所述軟件允許公司以油墨的形式在例