專利名稱：用于光學(xué)閱讀的編碼紙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置有編碼圖案的產(chǎn)品，此編碼圖案包括多個(gè)標(biāo)記，每個(gè)標(biāo)記都代表至少兩個(gè)不同值中的一個(gè)。本發(fā)明還涉及對此種編碼圖案的使用。
背景技術(shù)：
已經(jīng)知道借助不同類型的標(biāo)記可在表面上儲(chǔ)存編碼信息。
例如，美國專利5852434描述一種對寫表面上多個(gè)位置的X-Y坐標(biāo)進(jìn)行編碼的位置-編碼圖案。位置-編碼圖案使用戶有可能電子地記錄圖形信息，此圖形信息通過連續(xù)讀位置-編碼圖案而在寫表面上產(chǎn)生。
美國專利5852434給出構(gòu)造位置-編碼圖案的三個(gè)實(shí)例。在第一實(shí)例中圖案由符號(hào)組成，每個(gè)符號(hào)都由三個(gè)同心圓構(gòu)成。外圓表示X坐標(biāo)，中間圓表示Y坐標(biāo)。另外，兩個(gè)外圓分成16個(gè)部分，根據(jù)這些部分是否被填充而表示不同的數(shù)字。這意味著用具有特定外觀的復(fù)雜符號(hào)對每對坐標(biāo)X、Y進(jìn)行編碼。
在第二實(shí)例中，寫表面上每點(diǎn)的坐標(biāo)由條形碼給出，X坐標(biāo)的條形碼在Y坐標(biāo)的條形碼之上示出。
可用于對X、Y坐標(biāo)進(jìn)行編碼的網(wǎng)格圖案作為第三實(shí)例。然而，沒解釋網(wǎng)格圖案如何構(gòu)成或如何被轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)。
已知圖案的問題在于它由復(fù)雜符號(hào)構(gòu)成，而且，這些符號(hào)制作得越小，就越難以制造被構(gòu)圖的寫表面并且發(fā)生錯(cuò)誤位置確定的風(fēng)險(xiǎn)就越大，另一方面，如果這些符號(hào)制作得越大，位置分辨率就變得越差。
還有問題是由于處理器必須翻譯復(fù)雜符號(hào)的事實(shí)，使得對檢測到的位置-編碼圖案的處理變得相當(dāng)復(fù)雜。
其它的問題在于記錄位置-編碼圖案的檢測器或傳感器的構(gòu)造方式必須是它能同時(shí)記錄四個(gè)符號(hào)以便肯定能覆蓋至少一個(gè)完整的符號(hào)，這對于執(zhí)行位置確定是必需的。所需傳感器表面和用于定義位置的位置-編碼圖案的表面之間的比率因而較大。
在EP 0 578 692中所描述的位置-編碼圖案由正方形形式的單元構(gòu)成。單元的值由它們的外觀例如顏色來確定。所述單元可分隔成獨(dú)立的區(qū)域，以便具有相同顏色的兩個(gè)相鄰單元可以區(qū)別開。此位置-編碼圖案不同于根據(jù)美國專利5852434的位置-編碼圖案，在美國專利5852434中，特定數(shù)量的單元即符號(hào)一起對位置編碼。另外在EP 0 578692中，編碼是浮動(dòng)的，這意味著包含上述大量單元的圖案的任意局部表面對位置進(jìn)行編碼。因而，每個(gè)單元用于對幾個(gè)位置的編碼。通過這樣的方式，所需傳感器表面和用于定義位置的位置-編碼圖案的部分表面之間的比率小于上述美國專利中的比率。另外，每個(gè)單元不太復(fù)雜，因此對位置-編碼圖案譯碼的處理器只需識(shí)別更少的不同元素。然而，處理器必須能定位和分辨出至少兩個(gè)不同的單元。
EP 0 171 284 B1示出另一種由水平和垂直線構(gòu)成的浮動(dòng)位置-編碼圖案，其中，垂直線對水平方向上的位置編碼而水平線對垂直方向上的位置編碼。所述直線可在為1mm倍數(shù)的位置上找到。直線在此位置上的存在表示對一(1)編碼，而在此位置上不存在則表示對零(0)編碼。
然而，它難以對直線的圖案進(jìn)行記錄和譯碼，因?yàn)殡y以記錄直線之間的交叉。另外，情況經(jīng)常是傳感器不與基礎(chǔ)保持平行，這導(dǎo)致直線不再平行的透視關(guān)系。那么，就難以確定直線是否真地遺失。另外，不應(yīng)該有太多遺失的相鄰直線，因?yàn)樵谧g碼時(shí)會(huì)產(chǎn)生困難。而且，信息容量小。
申請人于1999年5月28日提交的瑞典專利申請SE 9901954-9在提交本申請時(shí)未公開，因此不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)，它描述另外一種浮動(dòng)型位置-編碼圖案，在此圖案中位置信息通過具有第一和第二尺寸的點(diǎn)來進(jìn)行圖形編碼，第一尺寸的點(diǎn)對應(yīng)零(0)而第二尺寸的點(diǎn)對應(yīng)一(1)。多個(gè)點(diǎn)一起對位置坐標(biāo)進(jìn)行編碼。
一般希望用于在表面上儲(chǔ)存信息的編碼圖案必須能在每單位面積上編碼大量的信息，并且即使在受到不同種類的干擾時(shí)也必須是易于檢測和譯碼的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有編碼圖案的產(chǎn)品，此編碼圖案至少在與已知編碼圖案一樣大的程度上滿足以上要求。
根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)此目的。
本發(fā)明更具體地涉及一種設(shè)置有編碼圖案的產(chǎn)品，此編碼圖案包括多個(gè)標(biāo)記，每個(gè)標(biāo)記都代表至少兩個(gè)不同值中的一個(gè)。此編碼圖案包括多個(gè)標(biāo)稱位置，所述多個(gè)標(biāo)記中的每一個(gè)都與所述多個(gè)標(biāo)稱位置中的一個(gè)相關(guān)，并且每個(gè)標(biāo)記的值都由標(biāo)記相對于其標(biāo)稱位置的位置來確定。
在現(xiàn)有技術(shù)中，通常依靠一個(gè)或多個(gè)符號(hào)或標(biāo)記的外觀來執(zhí)行編碼，每個(gè)符號(hào)或標(biāo)記的值由其外觀來確定。結(jié)果，對編碼圖案譯碼的器件必須能識(shí)別不同的符號(hào)或標(biāo)記，這增加對干擾的敏感性并且使得譯碼更加困難。
根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)標(biāo)記的值卻是由此標(biāo)記相對于其標(biāo)稱位置的位置來確定。由于值是基于標(biāo)記的位置，因此，所有標(biāo)記可具有相同的外觀。從而編碼圖案可簡單地設(shè)在產(chǎn)品上。進(jìn)一步地，標(biāo)記的檢測易于執(zhí)行，并且不受產(chǎn)品上所存在的不屬于編碼圖案的其它標(biāo)記的影響。另外，通過使用除了光學(xué)技術(shù)以外的其它技術(shù)如化學(xué)的、電的或機(jī)械的圖案，可以更簡單地實(shí)現(xiàn)編碼圖案。當(dāng)標(biāo)記是光學(xué)可讀的時(shí)，標(biāo)記的設(shè)計(jì)也意味著形成有編碼圖案的產(chǎn)品在美學(xué)上將是更人滿意的。最后，就信息密度而言，在標(biāo)記之間有可能具有大的距離，這意味著編碼圖案對閱讀過程中產(chǎn)生的影象移動(dòng)不太敏感。
標(biāo)稱位置在這里是可檢測到的位置，并且標(biāo)記相對于它以不同的方式定位。標(biāo)稱位置可以標(biāo)記在產(chǎn)品上，但它們也可以是虛擬的和可間接檢測到的。
還應(yīng)該指出，標(biāo)記表示的值優(yōu)選是數(shù)值，但也可以是字符值如字母或某種符號(hào)。
標(biāo)記的位置優(yōu)選由其重心確定，這使得有可能使用不規(guī)則形狀的標(biāo)記，并當(dāng)在產(chǎn)品上設(shè)置圖案時(shí)可降低要求。
在優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)標(biāo)稱位置都被分配一標(biāo)記。從此獲得的優(yōu)點(diǎn)是所有值都由標(biāo)記編碼。因而，缺少標(biāo)記則總是形成錯(cuò)誤。
標(biāo)記可以位于標(biāo)稱位置中也可以位于標(biāo)稱位置外側(cè)。例如，二進(jìn)制圖案的一種可能表示是在標(biāo)稱位置中的標(biāo)記表示0而在標(biāo)稱位置外側(cè)的標(biāo)記表示1，或者反過來也是一樣。
然而，在優(yōu)選實(shí)施例中，基本上所有標(biāo)記都相對于它們的標(biāo)稱位置位移。以此方式，圖案是隨機(jī)的，而同時(shí)對于人眼這又顯得是一致的。
然而，為了指示一些特定的參數(shù)如虛擬網(wǎng)格的位置，一小部分標(biāo)記應(yīng)該能位于它們的標(biāo)稱位置上。
另外，在優(yōu)選實(shí)施例中，基本上所有標(biāo)記都相對于它們的標(biāo)稱位置位移相同的距離。如果知道標(biāo)稱位置的位置，在距標(biāo)稱位置一定距離的位置上就足以尋找到標(biāo)記，這有利于定位標(biāo)記并降低出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。另外，足以檢測在距標(biāo)稱位置相應(yīng)距離的位置上有標(biāo)記。此種標(biāo)記的外觀是次要的，這降低在產(chǎn)品上設(shè)置圖案的準(zhǔn)確性要求。
在具體的優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)標(biāo)記都在四個(gè)正交方向的一個(gè)方向上相對于其標(biāo)稱位置位移。通過知道標(biāo)稱位置，相應(yīng)地就只需在四個(gè)不同的方向上尋找標(biāo)記。這有利于并加速定位標(biāo)記。另外，這降低出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)椴粰z測非圖案部分的標(biāo)記和位于除四個(gè)正交方向以外的位置上的標(biāo)記，從而不冒影響圖案譯碼的風(fēng)險(xiǎn)。
為了有可能確定標(biāo)記對標(biāo)稱位置的相對位置，必須知道標(biāo)稱位置。為此，編碼圖案優(yōu)選包括具有網(wǎng)格線的網(wǎng)格，在這，網(wǎng)格線的交叉點(diǎn)定義標(biāo)記的標(biāo)稱位置。因而標(biāo)稱位置有規(guī)則地布置在產(chǎn)品上。這有助于檢測，并且降低出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。另外，有可能使用虛擬網(wǎng)格。
在優(yōu)選實(shí)施例中，網(wǎng)格線之間的距離大約為250μm-300μm。這有可能獲得高密度的信息，而同時(shí)仍有可靠的檢測。
在優(yōu)選實(shí)施例中，網(wǎng)格線形成矩形格柵，優(yōu)選為正方形格柵。在后一情況下，網(wǎng)格線之間的距離因此在兩個(gè)方向上都是相同的。
另外，在優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)標(biāo)記都沿一根網(wǎng)格線位移。因而當(dāng)已知網(wǎng)格時(shí)，通過沿著充分定義的由網(wǎng)格線表示的方向?qū)ふ?，可以有效地定位?biāo)記。
在優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)標(biāo)記都從其標(biāo)稱位置位移一定的距離，此距離為網(wǎng)格線間距的1/4-1/8，優(yōu)選為1/6。如果位移是網(wǎng)格線間距的大概1/6，就相對容易確定標(biāo)記屬于哪個(gè)標(biāo)稱位置。如果位移小于約1/8，就難以檢測，也就是說分辨率要求太高。如果位移大于約1/4，就難以確定標(biāo)記屬于哪個(gè)標(biāo)稱位置。在傳感器或檢測器所記錄的編碼圖案的圖象被扭曲時(shí)，這得到具體體現(xiàn)，如果光學(xué)傳感器例如與其上布置有編碼圖案的表面保持一定角度，就會(huì)發(fā)生扭曲。對于上述優(yōu)選的300μm網(wǎng)格線間隔，優(yōu)選位移是50μm。
具有網(wǎng)格線的網(wǎng)格可以在表面上表示出，使得網(wǎng)格能被檢測標(biāo)記的器件直接讀取。然而，在此情況下，網(wǎng)格必須還能被器件檢測到并且與標(biāo)記區(qū)別開。在優(yōu)選實(shí)施例中，網(wǎng)格相反是虛擬的，這意味著網(wǎng)格不以任何形式標(biāo)記在產(chǎn)品上，而是根據(jù)標(biāo)記的位置來定位。因此，網(wǎng)格不是從產(chǎn)品上讀取，而是根據(jù)標(biāo)記間接確定。
如已經(jīng)提到的，在優(yōu)選實(shí)施例中，基本上所有標(biāo)記具有基本相同的外觀。這使得它們在產(chǎn)品上的布置更簡單。
標(biāo)記優(yōu)選具有一些簡單的幾何形狀。因而，它們有利地大致為圓形、三角形或矩形。它們可被填充或不填充，但前者是優(yōu)選的，因?yàn)檫@使檢測更容易。
標(biāo)記不應(yīng)該覆蓋其標(biāo)稱位置，并且因此不具有比兩倍位移，即200％位移，更大的直徑。然而，這不是關(guān)鍵的，因?yàn)橐欢ǖ闹丿B量，如240％，也是允許的。標(biāo)記的最小尺寸首先沿第一位置由傳感器的分辨率和用于制造圖案的打印工藝的要求確定。然而，在實(shí)踐中，為了避免傳感器中顆粒和噪聲的問題，標(biāo)記不應(yīng)有比大約50％位移更小的直徑。
通過可用于制造上述類型標(biāo)記的任何參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)編碼圖案，所述標(biāo)記可被檢測器檢測到的。這些參數(shù)可以是電的或化學(xué)的或一些其它的類型。然而，為了在產(chǎn)品上更易于布置，編碼圖案優(yōu)選是光學(xué)可讀的。例如，編碼圖案可打印在產(chǎn)品上。
在優(yōu)選實(shí)施例中，編碼圖案是紅外線可讀的。以這樣的方式，對于紅外線不可讀的信息可覆蓋在編碼圖案上而不會(huì)干擾圖案的讀取。
在優(yōu)選實(shí)施例中，在被編碼圖案占據(jù)的表面上，標(biāo)記構(gòu)成0.25％-20％、優(yōu)選大約9％的表面。如果例如在一張白紙上打印圖案，在此情況下，在紙上只會(huì)產(chǎn)生淡灰色陰影，這意味著在基本普通的紙上圖案會(huì)顯現(xiàn)。
編碼圖案優(yōu)選是對產(chǎn)品上多個(gè)位置編碼的位置-編碼圖案，每個(gè)位置用多個(gè)標(biāo)記編碼。然而，編碼圖案也可用于對其它信息進(jìn)行編碼。
本發(fā)明產(chǎn)品可以是任何可形成編碼圖案的產(chǎn)品。它不一定是物理產(chǎn)品，也可以是電子產(chǎn)品，如計(jì)算機(jī)屏幕上的圖象或表面，編碼圖案在計(jì)算機(jī)屏幕上以電子形式覆蓋。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明涉及到使用包括多個(gè)標(biāo)記和多個(gè)標(biāo)稱位置的編碼圖案，其中，每個(gè)標(biāo)記都代表至少兩個(gè)不同值中的一個(gè)，所述多個(gè)標(biāo)記中的每一個(gè)都與所述多個(gè)標(biāo)稱位置中的一個(gè)相關(guān)，而且每個(gè)標(biāo)記的值都由標(biāo)記相對于其標(biāo)稱位置的位置來確定。
從對產(chǎn)品上編碼圖案的討論看出，使用此種圖案的優(yōu)點(diǎn)是明顯的。在對產(chǎn)品上的編碼圖案所提及的特征當(dāng)然也適合于編碼圖案的使用。例如，所述使用可包括在產(chǎn)品上打印編碼圖案、以電子形式儲(chǔ)存編碼圖案或?qū)幋a圖案譯碼。


以下借助實(shí)施例并結(jié)合附圖而更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中圖1示意性地示出設(shè)置有位置-編碼圖案的產(chǎn)品的實(shí)施例；圖2示意性地示出在本發(fā)明實(shí)施例中如何設(shè)計(jì)和如何定位標(biāo)記；圖3示意性地示出用于對位置編碼的4*4符號(hào)實(shí)例；圖4示意性地示出可用于位置確定的器件；圖5示意性地示出具有三角形網(wǎng)格的位置-編碼圖案；以及圖6示意性地示出具有六邊形網(wǎng)格的位置-編碼圖案。
具體實(shí)施例方式
圖1示出為紙張1形式的產(chǎn)品的一部分，在其表面2的至少一部分上設(shè)置光學(xué)可讀的位置-編碼圖案3，從而有可能進(jìn)行位置確定。
位置-編碼圖案包含在表面2上系統(tǒng)排列的標(biāo)記4，從而具有“構(gòu)圖”的外觀。這張紙具有X坐標(biāo)軸和Y坐標(biāo)軸?？梢栽诋a(chǎn)品的整個(gè)表面上執(zhí)行位置確定。在其它情況下，能進(jìn)行位置確定的表面可組成產(chǎn)品的一小部分。
例如，此圖案可用于為寫或畫在表面上的信息提供電子表示。在表面上用鋼筆寫的同時(shí)，通過讀位置-編碼圖案，連續(xù)確定鋼筆在此張紙上的位置，從而提供電子表示。
位置-編碼圖案包含虛擬網(wǎng)格和多個(gè)標(biāo)記4，其中，虛擬網(wǎng)格既不能被眼睛看見也不能被用于在表面上確定位置的器件直接檢測到，每個(gè)標(biāo)記4根據(jù)其位置表示如下所述的四個(gè)值“1”-“4”中的一個(gè)。在此應(yīng)該指出，為了清晰起見，圖1中的位置-編碼圖案被大比例放大。另外，只示出在此張紙一部分上的排列。
位置-編碼圖案布置得通過局部表面上的標(biāo)記而無歧義地確定此局部表面在整個(gè)寫表面上的位置。第一和第二局部表面5a、5b在圖1中用虛線示出。第二局部表面部分重疊在第一局部表面上。第一局部表面5a上的一部分位置-編碼圖案(在此為4*4標(biāo)記)對第一位置編碼，第二局部表面5b上的一部分位置-編碼圖案對第二位置編碼。因而，位置-編碼圖案對于毗鄰的第一和第二位置而言是部分相同的。此種位置-編碼圖案在本應(yīng)用中稱作“浮動(dòng)”。每個(gè)局部表面對特定位置進(jìn)行編碼。
圖2a-d示出如何設(shè)計(jì)標(biāo)記以及如何相對于其標(biāo)稱位置6而定位標(biāo)記。標(biāo)稱位置6也稱作網(wǎng)格點(diǎn)，用網(wǎng)格線8的交叉點(diǎn)表示。標(biāo)記7為圓點(diǎn)形狀?？梢哉f，標(biāo)記7和網(wǎng)格點(diǎn)6一起組成一符號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)格線之間的距離是300μm并且網(wǎng)格線之間的角度是90°。其它的網(wǎng)格間隔也是有可能的，例如為254μm以適合分辨率通常是100dpi倍數(shù)的打印機(jī)和掃描儀，100dpi對應(yīng)于兩點(diǎn)之間間距25.4mm/100即254μm。
因此，標(biāo)記的值取決于標(biāo)記對標(biāo)稱位置的相對位置。在圖2實(shí)例中有四個(gè)可能的位置，在從標(biāo)稱位置延伸的每根網(wǎng)格線上各有一個(gè)。對于所有值而言，到標(biāo)稱位置的位移都是相同大小的。
每個(gè)標(biāo)記7都相對于其標(biāo)稱位置6位移，沒有標(biāo)記位于標(biāo)稱位置上。另外，每個(gè)標(biāo)稱位置只有一個(gè)標(biāo)記，并且此標(biāo)記相對于其標(biāo)稱位置位移。這用于構(gòu)成圖案的標(biāo)記。在表面上還可有其它的標(biāo)記，它們不是圖案的一部分，因而不用于編碼。此種標(biāo)記可以是例如在表面上圖象或圖形的灰塵斑點(diǎn)，無意圖的點(diǎn)或標(biāo)記以及有意圖的標(biāo)記。由于圖案標(biāo)記在表面上的位置被充分定義，因此，圖案不受此種干擾的影響。
在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)記相對于標(biāo)稱位置6沿著網(wǎng)格線8位移50μm。位移優(yōu)選為網(wǎng)格間隔的1/6，因?yàn)檫@相對而言容易確定某個(gè)具體標(biāo)記屬于哪個(gè)標(biāo)稱位置。位移應(yīng)該至少是網(wǎng)格間隔的大約1/8，否則就變得難以確定位移，這是分辨率增大的要求。另一方面，為了有可能確定標(biāo)記屬于哪個(gè)標(biāo)稱位置，位移應(yīng)該小于網(wǎng)格間隔的大約1/4。
位移不一定都沿著網(wǎng)格線，標(biāo)記也可以位于獨(dú)立的象限內(nèi)。然而，如果標(biāo)記沿著網(wǎng)格線位移，得到的優(yōu)點(diǎn)就是標(biāo)記之間的距離具有最小值，此最小值可用于再造網(wǎng)格線，這將在以下詳細(xì)描述。
每個(gè)標(biāo)記包括或多或少的圓點(diǎn)，其半徑與位移大致相同或稍微小點(diǎn)。半徑可以是位移的25％到120％。如果半徑比位移大很多，就難以確定網(wǎng)格線。如果半徑太小，則需要更大的分辨率來記錄這些標(biāo)記。
標(biāo)記不一定都是圓形或圓圈，也可以使用任何適當(dāng)?shù)男螤钊缯叫位蛉切蔚取?br> 一般而言，每個(gè)標(biāo)記覆蓋傳感器芯片上的多個(gè)象素，并且在一個(gè)實(shí)施例中，這些象素的重心被記錄或計(jì)算并用于后續(xù)處理中。因此，標(biāo)記的準(zhǔn)確形狀意義不太大。因而，可使用相對簡單的打印處理，只要它能保證標(biāo)記的重心有所需要的位移就行。
在下文中，圖2a中的標(biāo)記表示值1，圖2b中的標(biāo)記表示值2，圖2c中的標(biāo)記表示值3，圖2d中的標(biāo)記表示值4。
因而，每個(gè)標(biāo)記可表示四個(gè)值“1-4”中的一個(gè)。這意味著位置-編碼圖案可以分成用于X坐標(biāo)的第一位置編碼和用于Y坐標(biāo)的第二位置編碼。此分劃按如下進(jìn)行

因此，每個(gè)標(biāo)記的值轉(zhuǎn)換成用于X-編碼的第一數(shù)值，在此是二進(jìn)制位，以及用于Y-編碼的第二數(shù)值，在此是二進(jìn)制位。以此方式，通過圖案獲得兩個(gè)完全獨(dú)立的位圖。相反地，兩個(gè)或多個(gè)位圖可結(jié)合成用根據(jù)圖2的多個(gè)標(biāo)記進(jìn)行圖形編碼的公共圖案。
每個(gè)位置都用多個(gè)標(biāo)記進(jìn)行編碼。在此實(shí)例中，4*4標(biāo)記用于在二維即在X-坐標(biāo)和Y-坐標(biāo)上對位置進(jìn)行編碼。
位置編碼由1和0的數(shù)列即位數(shù)列構(gòu)成，此數(shù)列的特征是在位數(shù)列中出現(xiàn)不超過一次四位長的位序列。位數(shù)列是循環(huán)的，這意味著當(dāng)數(shù)列的尾端連接到其首端時(shí)還有這樣的特征。四位序列因而在位數(shù)列中總有唯一確定的位置號(hào)。
如果四位位序列要具有上述特征，位數(shù)列最大可為16位長。然而在此實(shí)例中，只使用七位長的位數(shù)列，如下所示“0 0 0 1 0 1 0”。
此位數(shù)列包含七個(gè)唯一的四位位序列，這些序列對數(shù)列中位置號(hào)進(jìn)行編碼，如下所示

為了對X-坐標(biāo)編碼，位數(shù)列在待編碼的所有表面上順序?qū)懭肓兄?，在這，左列K0對應(yīng)于X-坐標(biāo)零(0)。因而，在一列中，位數(shù)列可連續(xù)重復(fù)幾次。
基于相鄰列中相鄰位數(shù)列之間的差別或位置位移進(jìn)行編碼。差別的大小由位數(shù)列中的位置號(hào)(即位序列)確定，從此位置號(hào)可得出相鄰列。
更準(zhǔn)確地，如果在后述兩個(gè)位置號(hào)之間采用差別Δn模7，其中一個(gè)位置號(hào)在第一列Kn中用四位序列編碼并且因而具有值0-6，而另一個(gè)位置號(hào)由在相鄰列Kn+1中以相應(yīng)的“高度”用相鄰的四位序列編碼，那么，無論在何處即無論在什么“高度”，此差別將相同，沿著兩列產(chǎn)生差別。因而，使用在兩個(gè)相鄰列中的兩個(gè)位序列的位置號(hào)之差，有可能對獨(dú)立于所有Y-坐標(biāo)并對所有Y-坐標(biāo)保持為常數(shù)的X-坐標(biāo)進(jìn)行編碼。
在此實(shí)例中，由于表面上的每個(gè)位置用包括4*4標(biāo)記的局部表面編碼，因此，得到四個(gè)垂直的位序列以及三個(gè)差別用于對X-坐標(biāo)編碼，每個(gè)差別都在值0-6之間。
圖案分成編碼窗口F，其特征為每個(gè)編碼窗口包括4*4標(biāo)記。因而，可得到四個(gè)水平位序列和四個(gè)垂直位序列，從而在X方向產(chǎn)生三個(gè)差別并在Y方向得到四個(gè)位置。這三個(gè)差別和四個(gè)位置對局部表面在X方向和Y方向上的位置進(jìn)行編碼。在X方向上的相鄰窗口具有公共列，見圖1。因而，第一編碼窗口F0，0包括列K0，K1，K2，K3的位序列以及行R0，R1，R2，R3的位序列。由于在X方向上使用差別，在X方向和Y方向上斜對角的下一個(gè)窗口即窗口F1，1，包括列K3，K4，K5，K6的位序列以及行R4，R5，R6，R7的位序列。如果只考慮X方向的編碼，編碼窗口在Y方向上可認(rèn)為是有無限空間的。相應(yīng)地，如果只考慮Y方向的編碼，編碼窗口在X方向上可認(rèn)為是有無限空間的。此種在Y方向和X方向上分別具有無限空間的第一和第二編碼窗口一起形成圖1所示類型的編碼窗口，如F0，0。
每個(gè)窗口都具有給出窗口在X方向上位置的窗口坐標(biāo)Fx和給出窗口在Y方向上位置的窗口坐標(biāo)Fy。因而，窗口和列之間的對應(yīng)關(guān)系如下Ki＝3FxRj＝4Fy以后述方式執(zhí)行編碼對于三個(gè)差別，其中一個(gè)差別Δ0總是為值1或2，它指用于表示編碼窗口在X方向上位置的數(shù)字的最低有效數(shù)字S0，其它兩個(gè)差別Δ1、Δ2的值都在3-6范圍內(nèi)，它們指用于編碼窗口的坐標(biāo)的兩個(gè)最高有效數(shù)字S1、S2。因而，對于X坐標(biāo)，沒有為0的差別。因?yàn)闀?huì)導(dǎo)致太對稱的編碼圖案。換而言之，對列進(jìn)行編碼，使得差別如下(3至6)；(3至6)；(1至2)；(3至6)；(3至6)；(1至2)；(3至6)；(3至6)；(1至2)；(3至6)；(3至6)；…因此每個(gè)X坐標(biāo)用兩個(gè)在3和6之間的差別Δ1、Δ2以及為1或2的后續(xù)差別Δ0進(jìn)行編碼。通過從最低差別Δ0減去一(1)并從其它差別減去三(3)獲得三個(gè)數(shù)字S2、S1、S0，它們直接給出編碼窗口在X方向上的以混合數(shù)為基數(shù)的位置號(hào)，從位置號(hào)可直接確定X坐標(biāo)，如以下實(shí)例所示。編碼窗口的位置號(hào)為S2*(4*2)+S1*2+S0*1因而，運(yùn)用上述原理，使用編碼窗口的位置號(hào)，有可能對編碼窗口0，1，2，…，31進(jìn)行編碼，所述位置號(hào)包含用三個(gè)差別表示的三個(gè)數(shù)字。這些差別用基于以上數(shù)列的位圖進(jìn)行編碼。位圖最后可用圖2中標(biāo)記進(jìn)行圖形編碼。
在許多情況下，當(dāng)被記錄的局部表面包括4*4標(biāo)記時(shí)，不會(huì)獲得對X坐標(biāo)編碼的完整位置號(hào)而是獲得兩個(gè)位置號(hào)的部分，因?yàn)樵谠S多情況下局部表面和一個(gè)編碼窗口不吻合而是覆蓋X方向上兩相鄰編碼窗口的部分。然而，由于用于每個(gè)位置號(hào)的最低有效數(shù)字S0的差別總是1或2，可以容易地重新構(gòu)造完整的位置號(hào)，因?yàn)橹朗裁磾?shù)字是最低有效數(shù)字。
根據(jù)與用于X坐標(biāo)的原理大致相同的原理，借助編碼窗口對Y坐標(biāo)進(jìn)行編碼。與X-編碼中所用數(shù)列相同的循環(huán)數(shù)列，在將進(jìn)行位置編碼的表面上重復(fù)寫入水平行中。對于X坐標(biāo)更準(zhǔn)確地，各行在數(shù)列中從不同的位置開始，不同的位置對應(yīng)不同的位序列。然而，對于Y坐標(biāo)，不使用差別，而是用基于每行中數(shù)列起始位置的值對坐標(biāo)進(jìn)行編碼。當(dāng)對具有4*4標(biāo)記的局部表面確定了X坐標(biāo)時(shí)，對于各行，事實(shí)上可確定數(shù)列中的起始位置，這些行包括在用于4*4標(biāo)記的Y-編碼中。
在Y-編碼中，最低有效數(shù)字S0通過令它是具有特定范圍內(nèi)值的唯一數(shù)字而確定。在此實(shí)例中，為了指示此行涉及編碼窗口中的最低有效數(shù)字S0，四行中的一行在數(shù)列中的位置0至1開始；為了指示編碼窗口中的其它數(shù)字S1、S2、S3，其它三行從2至6的任意位置開始。在Y方向中因而有一系列的值，如下所示(2至6)；(2至6)；(2至6)；(0至1)；(2至6)；(2至6)；(2至6)；(0至1)；(2至6)；…
因而，每個(gè)編碼窗口用三個(gè)在2和6之間的值以及在0和1之間的后續(xù)值進(jìn)行編碼。
如果從最低值減去零(0)和從其它值減去二(2)，就與X坐標(biāo)中情況相似地，獲得Y方向上以混合數(shù)為基數(shù)的位置S3、S2、S1、S0，從它們可直接確定編碼窗口的位置號(hào)，即S3*(5*5*2)+S2*(5*2)+S1*2+S0*1使用以上方法，有可能對編碼窗口在X方向上編碼4*4*2＝32個(gè)位置號(hào)。每個(gè)編碼窗口包括三列的位序列，得到3*32＝96個(gè)列或X坐標(biāo)。另外，有可能對編碼窗口在Y方向上編碼5*5*5*2＝250個(gè)位置號(hào)。每個(gè)這樣的位置號(hào)包括4行的水平位序列，得到4*25＝1000個(gè)行或Y坐標(biāo)。因此總共能編碼96000個(gè)坐標(biāo)位置。
然而，由于X-編碼基于差別，有可能選擇第一編碼窗口中第一數(shù)列的起始位置。如果考慮到此第一數(shù)列可在七個(gè)不同的位置上開始，就有可能編碼7*96000＝672000個(gè)位置。當(dāng)X和Y坐標(biāo)已確定時(shí)，可以計(jì)算在第一列K0中第一數(shù)列的起始位置。上述用于第一數(shù)列的七個(gè)不同的起始位置可編碼產(chǎn)品的不同頁或?qū)懕砻妗?br> 理論上，具有4*4符號(hào)的局部表面每個(gè)都有四個(gè)值，可編碼44*4個(gè)位置即4294967296個(gè)位置。為了有可能可變地確定局部表面的位置，因而有超過6000(4294967296/672000)的冗余因數(shù)。
冗余部分包括對差別大小的限制，并部分包括只使用位置編碼中所用的16位中的7位。然而，后一事實(shí)用于確定局部表面的旋轉(zhuǎn)位置。如果位數(shù)列中的下一位添加到所述四位序列中，就得到五位序列。通過在緊接著正使用的局部表面的外側(cè)讀相鄰位，得到第五位。這樣的輔助位經(jīng)常是容易得到的。
被傳感器讀的局部表面可以有四個(gè)不同的旋轉(zhuǎn)位置，相對于編碼窗口旋轉(zhuǎn)0°、90°、180°或270°。然而，在局部表面旋轉(zhuǎn)的那些情況下，與已在0°讀的情況相比，將要被讀的編碼在X方向或Y方向或在這兩個(gè)方向都進(jìn)行轉(zhuǎn)換和變換。然而，這假設(shè)根據(jù)下表使用標(biāo)記值有點(diǎn)不同的譯碼。

上述五位序列的特征是，它只在正確的形式中發(fā)生而不是在七位數(shù)列中以轉(zhuǎn)換和變換形式發(fā)生。這從位數(shù)列(0001010)僅包含兩個(gè)“1”的事實(shí)顯而易見。因此，所有五位序列必須包含至少三個(gè)0，它們在轉(zhuǎn)換(和變換，如果需要的話)后產(chǎn)生三個(gè)1，但不能發(fā)生這樣的情況。因而如果發(fā)現(xiàn)五位序列在位數(shù)列中沒有位置號(hào)，就可得出結(jié)論局部表面應(yīng)該有可能被旋轉(zhuǎn)，并且應(yīng)測量新的位置。
為了根據(jù)本實(shí)施例提供對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，下面給出基于位置編碼所述實(shí)施例的具體實(shí)例。
圖3示出具有4*4標(biāo)記的圖象實(shí)例，這些標(biāo)記由位置確定器件閱讀。
這些4*4標(biāo)記有以下值4 4 4 23 2 3 44 4 2 41 3 2 4這些值表示以下二進(jìn)制X-和Y-編碼X-編碼 Y-編碼0 0 0 0 0 0 0 11 0 1 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1 01 1 0 0 1 0 1 0X-編碼中的垂直位序列對位數(shù)列中的以下位置2046進(jìn)行編碼。在列與列之間的差別是-242，它們模(modulo)7得到542，對編碼窗口的以混合數(shù)為基數(shù)的位置號(hào)進(jìn)行編碼(5-3)*8+(4-3)*2+(2-1)＝16+2+1＝19。被編碼的第一編碼窗口具有位置號(hào)0。因而，在1至2范圍內(nèi)且出現(xiàn)在局部表面的4*4標(biāo)記中的差別是第20個(gè)這樣的差別。由于另外總共有三個(gè)用于每個(gè)此種差別的列和一個(gè)起始列，在4*4X-編碼中最右邊的垂直序列屬于X-編碼中的第61列(列60)(3*20+1＝61)，而最左邊的垂直序列屬于第58列(列57)。
Y-編碼中的水平位序列對位數(shù)列中的以下位置0413進(jìn)行編碼。由于這些水平位序列在第58列開始，行的起始位置是這些值減去57模7，得到起始位置6302。它們轉(zhuǎn)換成以混合數(shù)為基數(shù)的數(shù)字，變?yōu)?-2，3-2，0-0，2-2＝4100，在這，第三個(gè)數(shù)字是在有關(guān)位置號(hào)中的最低有效位數(shù)字。第四個(gè)數(shù)字就是在下一位置號(hào)中的最高有效位數(shù)字。在此情況下，必須與有關(guān)位置號(hào)中的相同。(例外情況是有關(guān)位置號(hào)包括在所有位置中的最高可能數(shù)字。那么就知道下一位置號(hào)的開始是比有關(guān)位置號(hào)的開始大的數(shù))。
以混合數(shù)為基數(shù)的位置號(hào)是0*50+4*10+1*2+0*1＝42。
因而，Y編碼中的第三水平位序列屬于具有起始位置0或1的第43編碼窗口，而且，由于對于每個(gè)這樣的編碼窗口總共有四行，因此第三行的位置號(hào)是43*4＝172。
在此實(shí)例中，具有4*4標(biāo)記的局部表面的左上角位置是(58，170)。
由于在4*4組中X-編碼中的垂直位序列在行170開始，整個(gè)圖案的X-列在數(shù)列((2046)-169)模7＝1635的位置上開始。在最后開始的位置(5)和最先開始的位置之間，數(shù)字0-19以混合數(shù)為基數(shù)進(jìn)行編碼，并且通過增加以混合數(shù)為基數(shù)的數(shù)字0-19的表示，獲得這些列之間的總差別。對此取自然算法，產(chǎn)生這20個(gè)數(shù)字并直接加這些數(shù)字。求和得到s。頁或?qū)懕砻婢陀?5-s)模7得出。
下面描述用于在局部表面中確定最低有效位從而能以此方式確定編碼窗口的替代方法。最低有效位(LSB)定義成在局部表面的差別或行位置號(hào)中的最低數(shù)字。以這樣的方式，坐標(biāo)的最大可用數(shù)字的簡化(冗余)相對較小。例如，在以上實(shí)例中X方向上的第一編碼窗口都可具有LSB＝1并且其它數(shù)字在2和6之間，得到25個(gè)編碼窗口；下一編碼窗口具有LSB＝2并且其它數(shù)字在3和6之間，得到16個(gè)編碼窗口；再下一個(gè)具有LSB＝3并且其它數(shù)字在4和6之間，得到9個(gè)編碼窗口；再下一個(gè)具有LSB＝4并且其它數(shù)字在5和6之間，得到4個(gè)編碼窗口；還有一個(gè)具有LSB＝5并且其它數(shù)字為6，得到1個(gè)編碼窗口，與以上實(shí)例的32個(gè)編碼窗口相比，在這總共有55個(gè)編碼窗口。
在以上實(shí)例中，描述的實(shí)施例中每個(gè)編碼窗口由4*4標(biāo)記編碼并且使用7位數(shù)列。這當(dāng)然僅僅是一個(gè)實(shí)例。位置可由更多或更少的標(biāo)記編碼。在兩個(gè)方向上不必是相同的數(shù)字。數(shù)列可以是不同的長度并且不必是二進(jìn)制的，而可以基于不同的基數(shù)，例如十六進(jìn)制編碼。在X方向上的編碼和在Y方向上的編碼可使用不同的數(shù)列。標(biāo)記可以表示不同的數(shù)值。
在實(shí)用的實(shí)例中，所用的局部表面包括6*6標(biāo)記，并且在這位數(shù)列最大可包含26位即64位。然而，為了具有確定局部表面旋轉(zhuǎn)位置的能力，使用包含51位的位數(shù)列，結(jié)果有51個(gè)位置。此種位數(shù)列的實(shí)例是000001100011111010101101100110100010100111011110010此種包含6*6標(biāo)記的局部表面理論上可編碼46*6個(gè)位置，這對于上述0.3mm網(wǎng)格尺寸是極大的表面。
以與上述七位數(shù)列相似的方式，根據(jù)本發(fā)明，所使用的特征是局部表面擴(kuò)大到在局部表面每一側(cè)上包含一個(gè)位，至少在其中心是如此，從而對于6*6符號(hào)的局部表面中的第三和第四行，可讀8個(gè)符號(hào)，在局部表面的每一側(cè)上各一個(gè)，并且，在Y方向上也類似。上述包含51位的位數(shù)列的特征在于6位位序列只出現(xiàn)一次；包含上述6位位序列的8位位序列只出現(xiàn)一次并且從不以反轉(zhuǎn)位置或顛倒且反轉(zhuǎn)位置出現(xiàn)。以這樣的方式，通過讀行3、行4、列3和/或列4中的8個(gè)位，可確定局部表面的旋轉(zhuǎn)位置。當(dāng)旋轉(zhuǎn)位置已知時(shí)，局部表面在繼續(xù)進(jìn)行處理之前可旋轉(zhuǎn)到正確的位置。
希望獲得盡可能隨機(jī)的圖案，即不出現(xiàn)過度對稱的區(qū)域。希望獲得一種圖案，其中具有6*6標(biāo)記的局部表面包括含如圖2a-2d所示的所有不同位置的標(biāo)記。為了進(jìn)一步增加隨機(jī)性或避免重復(fù)性，可使用稱作“混洗(shuffle)”的方法。每個(gè)水平位序列在預(yù)定的起始位置開始。然而，如果位移已知，就有可能對每行沿水平方向位移起始位置。這可通過為相鄰行給每個(gè)最低有效位(LSB)分配獨(dú)立的位移矢量來執(zhí)行。位移矢量表示每行沿水平方向位移多少。在視覺上可認(rèn)為圖1中的Y軸是“長而尖”的。
在以上實(shí)例中，對于4*4編碼窗口，位移矢量可以是對于LSB＝0時(shí)為1，2，4，0；對于LSB＝1時(shí)為2，2，3，0。這意味著在分別減去數(shù)2和0之后，在繼續(xù)進(jìn)行處理之前，從位序列的位置號(hào)中減去(模5)上述位移。在以上實(shí)例中，對于Y坐標(biāo)獲得以混合數(shù)為基數(shù)的數(shù)字4100(S2，S1，S0，S4)，在這，從右開始的第二個(gè)數(shù)字是最低有效數(shù)字LSB。由于對數(shù)字4和1使用位移矢量1，2，4，0(LSB＝0)，從4減去2得到S2＝2，從1減去4(模5)得到S1＝2。數(shù)字S0＝0保持不變(位移矢量對于最低有效數(shù)字的分量總為0)。最后，數(shù)字S4屬于下一編碼窗口，它必須具有LSB＝1，即使用第二位移矢量。因而，從0減去2(模5)得到S4＝3。
可用相似的方法改變用于X坐標(biāo)的編碼。然而，在以上實(shí)例中，很少要求改變X坐標(biāo)，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)是相對隨機(jī)的分布并且不使用差別0。
在以上實(shí)例中，標(biāo)記是點(diǎn)。但不用說它可以有不同的外觀。例如，標(biāo)記可以包括直線或橢圓，它在虛擬網(wǎng)格點(diǎn)開始并從此延伸到特定的位置。除了點(diǎn)以外可使用其它符號(hào)如正方形、矩形、三角形、圓形或橢圓，不管填充與否均可。
在以上實(shí)例中，標(biāo)記用于正方形局部表面內(nèi)以便對位置進(jìn)行編碼。局部表面可以是其它的形狀，例如為六邊形。標(biāo)記不必在相互垂直的網(wǎng)格中沿著網(wǎng)格線布置，還可具有其它的布置如在60°角網(wǎng)格中沿著網(wǎng)格線布置等等。還可采用極坐標(biāo)系統(tǒng)。
如圖5和6所示，還可使用三角形或六邊形形式的網(wǎng)格。例如，參照圖5，三角形網(wǎng)格使每個(gè)標(biāo)記在六個(gè)不同的方向上位移，提供甚至更大的可能性，對應(yīng)于66*6個(gè)局部表面位置。對于六邊形網(wǎng)格，參照圖6中的蜂窩狀圖案，每個(gè)標(biāo)記可沿著網(wǎng)格線在三個(gè)不同的方向上位移。
如上所述，標(biāo)記不必沿著網(wǎng)格線位移，也可沿著其它方向位移，例如在使用正方形網(wǎng)格圖案時(shí)在獨(dú)立的象限內(nèi)各定位一個(gè)標(biāo)記。在六邊形網(wǎng)格圖案中，標(biāo)記可以沿四個(gè)或更多個(gè)不同的方向位移，例如在沿著網(wǎng)格線和沿著與網(wǎng)格線成60°角的直線的六個(gè)不同方向上位移。
為了使位置編碼能被檢測，必需確定虛擬網(wǎng)格。這可在正方形網(wǎng)格圖案中通過檢查不同標(biāo)記之間的距離而執(zhí)行。兩個(gè)標(biāo)記之間的最短距離必須是來自兩個(gè)在水平方向上具有值1和3或者在垂直方向上具有值2和4的相鄰標(biāo)記，從而標(biāo)記落在兩個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)之間的相同網(wǎng)格線上。當(dāng)已檢測到此對標(biāo)記時(shí)，相關(guān)網(wǎng)格點(diǎn)(標(biāo)稱位置)可使用與網(wǎng)格點(diǎn)之間距離和標(biāo)記從網(wǎng)格點(diǎn)位移有關(guān)的知識(shí)來確定。一旦定位了兩個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)，其它網(wǎng)格點(diǎn)就用到其它標(biāo)記的測量距離和有關(guān)網(wǎng)格點(diǎn)之間距離的知識(shí)來確定。
如果標(biāo)記沿著間距為300μm的網(wǎng)格線位移50μm，那么兩個(gè)標(biāo)記之間的最小距離就是200μm，例如在具有值1和3的兩個(gè)標(biāo)記之間就是如此。次小距離例如產(chǎn)生在具有值1和2的標(biāo)記之間，為255μm。因此在最小和次小距離之間有相對明顯的區(qū)別。任何對角線的區(qū)別也較大。然而，如果位移大于50μm，例如大于75μm(1/4)，對角線就會(huì)引起問題并且難以確定標(biāo)記屬于哪個(gè)標(biāo)稱位置。如果位移小于50μm，例如大約小于35μm(1/8)，那么最小距離將是230μm，這對于次小距離267μm不會(huì)有非常大的區(qū)別。另外，對于光學(xué)閱讀的要求增加。
標(biāo)記不應(yīng)該覆蓋它們自己的網(wǎng)格點(diǎn)，并且因此不應(yīng)該有比兩倍位移即200％位移更大的直徑。然而，這不是關(guān)鍵的，允許一定程度的重疊，例如240％。最小尺寸首先由傳感器的分辨率和用于制造圖案的打印工藝的要求確定。然而，為了避免傳感器中顆粒和噪聲的影響，在實(shí)踐中標(biāo)記不應(yīng)該具有比大約50％位移更小的直徑。
在圖4中示意性地示出用于位置確定的器件實(shí)施例。它包括大概與鋼筆有相同形狀的殼體11。在殼體的短側(cè)中有開口12。短側(cè)用于緊靠或保持到表面的較短距離，在此表面上將執(zhí)行位置確定。
殼體大致包括光學(xué)部件、電子電路部件和電源。
光學(xué)部件包括至少一個(gè)用于照射成象表面的光發(fā)射二極管13和用于記錄二維圖象的感光區(qū)域傳感器14如CCD或CMOS傳感器。如果需要的話，器件還可包括光學(xué)系統(tǒng)，如鏡子和/或透鏡系統(tǒng)。光發(fā)射二極管可以是紅外線發(fā)射二極管并且傳感器可以是對紅外線敏感的。
器件的電源從安裝在殼體中單獨(dú)隔艙內(nèi)的電池15獲得。
電子電路部件包括用于根據(jù)傳感器14所記錄的圖象來確定位置的圖象處理裝置16，并具體地包括具有處理器的處理器單元，其中，處理器被編程，以便從傳感器讀圖象并基于這些圖象執(zhí)行位置確定。
在此實(shí)施例中，器件還包括筆尖17，借助筆尖17，可以在將執(zhí)行位置確定的表面上書寫基于普通色素的筆跡。筆尖17是可伸出和可收回的，從而用戶可控制是否使用它。在某些應(yīng)用中器件根本就不需要筆尖。
合適的基于色素的筆跡類型是對紅外線透明的，并且標(biāo)記適合于吸收紅外線。通過使用發(fā)射紅外線的光發(fā)射二極管和對紅外線敏感的傳感器，可執(zhí)行圖案的檢測，上述筆跡不會(huì)干擾圖案。
器件還包括按鈕18，借助按鈕18可操作和控制器件。器件還包括用于無線傳送的無線電收發(fā)機(jī)19，例如使用紅外線、無線電波和超聲波來收發(fā)信息。器件還可包括用于顯示位置或記錄信息的顯示器20。
在申請人的瑞典專利9604008-4中描述用于記錄文本的器件。如果此器件以合適的方式編程，就可用于位置確定。如果此器件用于基于色素的筆跡，就還必須加裝筆尖。
器件可以分成不同的物理殼體，其中第一殼體包括用于記錄位置-編碼圖案的圖象并把這些圖象傳送到第二殼體所含部件的部件，第二殼體所含部件基于所記錄的圖象執(zhí)行位置確定。
如上所述，位置確定由處理器執(zhí)行，因而處理器必須具有用于在圖象中定位標(biāo)記并對標(biāo)記譯碼以及用于從因此獲得的編碼確定位置的軟件?；谝陨蠈?shí)例，本領(lǐng)域技術(shù)人員能設(shè)計(jì)基于一部分位置-編碼圖案的圖象來執(zhí)行位置確定的軟件。
另外，根據(jù)以上描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員能設(shè)計(jì)用于打印出位置-編碼圖案的軟件。
在以上實(shí)施例中，圖案是光學(xué)可讀的，因此傳感器也是光學(xué)傳感器。如上所述，圖案可基于非光學(xué)參數(shù)的參數(shù)。在這樣的情況下，傳感器當(dāng)然必須是可讀取有關(guān)參數(shù)的類型。此種參數(shù)的實(shí)例是化學(xué)的、聲學(xué)的或電磁的標(biāo)記。也可使用電容性的或電感性的標(biāo)記。
在以上實(shí)施例中，網(wǎng)格是相互垂直的格柵。它還可有其它的形式，如菱形格柵、三角形或六邊形格柵等，菱形格柵例如具有60°角。
可使用在多于或少于四個(gè)的方向上的位移，例如沿著六邊形虛擬網(wǎng)格在三個(gè)方向上的位移。在相互垂直的網(wǎng)格中，為了有利于網(wǎng)格的再造，只使用兩個(gè)位移。然而，優(yōu)選在四個(gè)方向上的位移，但是在本發(fā)明的范圍內(nèi)六個(gè)或八個(gè)方向也是可以的。
在以上實(shí)施例中，未使用最長的可能循環(huán)數(shù)列。結(jié)果，獲得能以各種形式應(yīng)用的冗余度，如用于執(zhí)行糾錯(cuò)、替代丟失或隱藏的標(biāo)記等。
權(quán)利要求
1.一種用于電子記錄筆跡的裝置，該裝置具有可讀取的表面，其特征在于所述表面上設(shè)置有位置編碼圖案，編碼所述表面上的多個(gè)位置，使得在所述表面上移動(dòng)的位置確定裝置能夠通過讀取所述位置編碼圖案來確定其在所述表面上的連續(xù)位置。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述位置編碼圖案包括網(wǎng)格和可以被所述位置確定裝置檢測到的多個(gè)標(biāo)記，每個(gè)標(biāo)記表示至少兩個(gè)不同值中的一個(gè)值，其中所述網(wǎng)格包括網(wǎng)格線，所述網(wǎng)格線相交于網(wǎng)格點(diǎn)，每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)可以通過標(biāo)記檢測到并定義所述標(biāo)記的標(biāo)稱位置，其中每個(gè)所述標(biāo)記與多個(gè)所述標(biāo)稱位置中的一個(gè)標(biāo)稱位置相關(guān)，并從一個(gè)標(biāo)稱位置位移，每個(gè)所述標(biāo)記的值由標(biāo)記位置相對于與其對應(yīng)的標(biāo)稱位置來確定，以及在所述表面上通過預(yù)定數(shù)量的所述標(biāo)記來編碼每個(gè)位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中每個(gè)所述標(biāo)記沿所述網(wǎng)格線中的一根網(wǎng)格線從一個(gè)標(biāo)稱位置位移。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，每個(gè)標(biāo)稱位置分配一標(biāo)記。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所有標(biāo)記都相對于標(biāo)記的標(biāo)稱位置位移。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所有標(biāo)記都相對于標(biāo)記的標(biāo)稱位置位移相同的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，每個(gè)標(biāo)記都在四個(gè)正交方向的一個(gè)方向上相對于其標(biāo)稱位置位移。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，網(wǎng)格線之間的距離大約為250μm-300μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，網(wǎng)格線形成矩形格柵，優(yōu)選為正方形格柵。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，每個(gè)標(biāo)記都從其標(biāo)稱位置位移一定的距離，此距離為網(wǎng)格線間距的1/4-1/8，優(yōu)選為1/6。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，網(wǎng)格是虛擬的。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所有標(biāo)記具有基本相同的外觀。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，標(biāo)記大致為圓形、三角形或矩形。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，標(biāo)記的有效直徑大概是標(biāo)記相對于其標(biāo)稱位置的位移的50％-240％。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，標(biāo)記是光學(xué)可讀的。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中，標(biāo)記是紅外線可讀的。
17.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述裝置具有設(shè)置有編碼圖案的表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，在設(shè)置有編碼圖案的表面上，標(biāo)記構(gòu)成0.25％-20％、優(yōu)選大約9％的表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，編碼圖案是對裝置上多個(gè)位置編碼的位置-編碼圖案，每個(gè)位置用多個(gè)標(biāo)記編碼。
20.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述裝置是一張紙。
21.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，每個(gè)標(biāo)記的所述值由沿哪個(gè)網(wǎng)格線位移所述標(biāo)記來確定。
22.一種用于電子記錄筆跡的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括具有可讀取表面的裝置，其中在所述表面上設(shè)置有位置編碼圖案；以及位置確定裝置，用于在所述表面上移動(dòng)時(shí)讀取所述位置編碼圖案并確定其在所述表面上的連續(xù)位置。
23.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中所述位置編碼圖案包括網(wǎng)格和可以被所述位置確定裝置檢測到的多個(gè)標(biāo)記，每個(gè)標(biāo)記表示至少兩個(gè)不同值中的一個(gè)，其中所述網(wǎng)格包括網(wǎng)格線，所述網(wǎng)格線相交于網(wǎng)格點(diǎn)，每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)可以通過標(biāo)記檢測到并定義所述標(biāo)記的標(biāo)稱位置，其中每個(gè)所述標(biāo)記與多個(gè)所述標(biāo)稱位置中的一個(gè)標(biāo)稱位置相關(guān)，并從一個(gè)標(biāo)稱位置位移，每個(gè)所述標(biāo)記的值由標(biāo)記位置相對于與其對應(yīng)的標(biāo)稱位置來確定，以及在所述表面上通過預(yù)定數(shù)量的所述標(biāo)記來編碼每個(gè)位置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)所述標(biāo)記沿所述網(wǎng)格線中的一根網(wǎng)格線從一個(gè)標(biāo)稱位置位移。
25.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中所述位置確定裝置包括用于根據(jù)設(shè)置在所述表面上的位置編碼圖案記錄二維圖象的傳感器；殼體，在靠近所述表面的一側(cè)具有開口；包括用于根據(jù)所述傳感器記錄的圖象來確定位置的圖象處理裝置的電子電路部件；以及處理器單元，被編程為讀取圖象并基于這些圖象來執(zhí)行位置確定。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，每個(gè)標(biāo)稱位置分配一標(biāo)記。
27.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，所有標(biāo)記都相對于標(biāo)記的標(biāo)稱位置位移。
28.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，所有標(biāo)記都相對于標(biāo)記的標(biāo)稱位置位移相同的距離。
29.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，每個(gè)標(biāo)記都在四個(gè)正交方向的一個(gè)方向上相對于其標(biāo)稱位置位移。
30.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，網(wǎng)格線之間的距離大約為250μm-300μm。
31.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，網(wǎng)格線形成矩形格柵，優(yōu)選為正方形格柵。
32.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，每個(gè)標(biāo)記都從其標(biāo)稱位置位移一定的距離，此距離為網(wǎng)格線間距的1/4-1/8，優(yōu)選為1/6。
33.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，網(wǎng)格是虛擬的。
34.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，所有標(biāo)記具有基本相同的外觀。
35.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，標(biāo)記大致為圓形、三角形或矩形。
36.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，標(biāo)記的有效直徑大概是標(biāo)記相對于其標(biāo)稱位置的位移的50％-240％。
37.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，標(biāo)記是光學(xué)可讀的。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中，標(biāo)記是紅外線可讀的。
39.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，所述裝置具有設(shè)置有編碼圖案的表面。
40.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，在設(shè)置有編碼圖案的表面上，標(biāo)記構(gòu)成0.25％-20％、優(yōu)選大約9％的表面。
41.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，編碼圖案是對所述裝置上多個(gè)位置編碼的位置-編碼圖案，每個(gè)位置用多個(gè)標(biāo)記編碼。
42.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，所述裝置是一張紙。
43.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的系統(tǒng)，其中，每個(gè)標(biāo)記的所述值由沿哪個(gè)網(wǎng)格線位移所述標(biāo)記來確定。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于光學(xué)閱讀的編碼紙，并公開了一種設(shè)置有編碼圖案的產(chǎn)品，其中，此編碼圖案包括多個(gè)標(biāo)記，每個(gè)標(biāo)記都代表至少兩個(gè)不同值中的一個(gè)，并且此編碼圖案進(jìn)一步包括多個(gè)標(biāo)稱位置，所述多個(gè)標(biāo)記中的每一個(gè)都與標(biāo)稱位置相關(guān)，而且每個(gè)標(biāo)記的值都由標(biāo)記相對于其標(biāo)稱位置的位置來確定。本發(fā)明還包括使用所述產(chǎn)品。
文檔編號(hào)G06K7/14GK1877607SQ20061009249
公開日2006年12月13日 申請日期2000年10月2日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月1日
發(fā)明者馬茨·P·彼德森, 托馬斯·埃得索 申請人:阿諾托股份公司