CN102117423B - 页标签及页标签检测装置及页检索信息检出方法及导读机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种页标签及页标签检测装置及页检索信息检出方法及导读机，通过在书页上固定LC回波特性页标签，实现了书码、页码、坐标的自动识别，使用校准页标签实现了书的摆放位置自由化。

Description

页标签及页标签检测装置及页检索信息检出方法及导读机

技术领域：

本发明涉及一种页标签及页标签检测装置及页检索信息检出方法及导读机，应用领域有点读机、发音书、早教机、故事机等，特点是使用印刷品快速检索多媒体信息并播放，或者像电子菜单结合印刷品实现快速计算机输入。

背景技术：

现有页码识别主要类型有：机械开关式识别、电磁开关式识别(如专利号为200420009018.X的实用新型专利)、红外开关式识别(如专利号为200720154419.8的实用新型专利)等，其中机械开关式识别和红外开关式识别，采用将书页制作成不同形状的突起来触发机械开关或者红外开关的方法，此方法的问题在于书页的突起容易损坏，使功能失效，并且需要使用较厚的纸张，电磁式开关识别，采用在书页上植入磁条，磁条触发干簧管、霍尔开关动作的方法，但磁条植入纸中的工艺复杂，并且磁条容易脱落，并要求书页和传感器的相对位置要非常精确否则失效，如上对页码识别描述，由于技术上的不成熟，多页重叠的印刷品的页码识别还不能达到实用性要求，当前通用的做法是使用一页作为活动单元，省去了页码识别；因为每页是一个活动单元我们姑且称每个活动页为“书”，书码识别主要类型有：机械开关式识别(如专利号为03225302.8的实用新型专利)、红外开关式识别等，机械开关式识别、红外开关式识别共同的特点是在单页之上穿孔，并使用孔来触发开关。

点读机(专利号为200820092613.2的实用新型专利)使用键盘选择书和页码，这样会在书本打开的页数和输入的书和页码不一致时产生错误发音，书本放在点读机上面时要求要在指定的位置不能上下左右移动，否则会检索到错误的信息。

总结上面的解决方案，有一个共同的特点是，都是包括印刷品和对应的多媒体信息(声音、图片、视频、文字等)，其目的是使用某种设备通过印刷品快速检索到多媒体信息，并输出给用户，但现状是都还不能达到书码和页码的自动识别，不能达到检索的所见即所得。

发明内容：

本发明的目的在于实现一种不同于现有技术的页检索信息自动识别装置，并将其应用到导读机中。为了达到上述目的实现本发明，

技术方案1的发明为一种页标签，其特征在于，包括LC谐振电路，所述页码标签固定在书页上，当书页翻动时，页标签随书页翻动，所述页标签中无IC电路，所述书本当前打开的位置的页码与所述页标签形成编码向量{M，F，C}空间的点对应，并且不同的所述页码有不同的向量值，其中M代表页标签的数量，F代表页标签的频率标号，C代表页标签所在的区域标号，M、F、C为整数，对比普通IC标签方案，由于IC的封装有1mm左右的厚度，所以粘贴在书上会产生疙瘩，去掉IC即美观又能降低成本。

技术方案2的发明为根据技术方案1所述的一种页码标签，其特征在于，所述LC谐振电路的电感由柔性基材线路板的连线组成，所述LC谐振电路的电容由柔性基材线路板的连线形成的极板、柔性基材形成的电介质组成。使用柔性电路使标签的厚度可以做的很薄，并且可以弯曲，特别是粘贴、内嵌在软质的书页上面时对书页的影响较小。

技术方案3的发明为一种页标签检测装置，其特征在于，包括：发射天线，发射AC激励电磁信号给页标签；接收天线，接收来自页标签的回波信号；所述发射天线与接收天线位于配置有权利要求1所述的页标签的书的下面；所述发射天线由N个发射子天线组成，所述接收天线由M个接收子天线组成，N*M是大于1的整数；所述发射天线的发射子天线和接收天线的接收子天线由线圈组成，配置在天线平面上；发射子天线线圈与接收子天线线圈的包围区域在天线平面上的投影具有重合部分；AC信号发生电路，产生AC激励信号通过发射天线发射给页标签；检出电路，检出来自接收天线的回波的幅值并数字化，计算部，控制算法流程，计算页检索信息；所述页检索信息包括页码。本方案各部分是按其电气关系划分，在空间结构上可以表现成其他形式，比如，由于发射周期和接收周期是分时的，所以发射天线和接收线可以在物理上共用，使用模拟开关在发射周期将共用天线连接到AC信号发生电路作为发射天线，在接收周期将共用天线连接到检出电路作为接收天线，使所述的电气关系分时出现；再如，将AC信号发生电路和检出电路或者一部分集成在一起形成一颗IC，只是改变了其空间关系，电气关系并没有改变。

技术方案4的发明为根据技术方案3所述的一种页标签检测装置，其特征在于，所述发射天线或者接收天线的子天线作用区域小于整个天线的作用区域，将整个天线的作用区域分割成多个子作用区域。

技术方案5的发明为根据技术方案3所述的一种页标签检测装置，其特征在于，所述发射天线由彼此基本平行的N个矩形发射子天线组成，所述接收天线，由彼此基本平行的M个矩形接收子天线组成，N、M是大于1的整数，发射子天线和接收子天线基本垂直相交。此种子天线的排列方式有稀疏型和紧密型两种，稀疏型设置的发射子天线和接收子天线形成子作用区域彼此不相交，即一个页标签不会再在不同的子区域检测到，紧密型设置的发射子天线和接收子天线形成子作用区域彼此相交，一个页标签会在在不同的子区域检测到，但其回波幅值不同且具有规律，根据这些值可以求得页标签的准确坐标。

技术方案6的发明为根据技术方案3所述的一种页标签检测装置，其特征在于，所述检出电路包括：放大电路，放大来自接收天线的页标签的回波；检波电路，检出放大了的页标签回波的幅值；A/D转换电路，数字化回波幅值。以上各电路的划分是按其电气关系划分，在空间结构上可以表现成其他形式，比如将其中几个部分集成为一颗IC，最常见的形式是A/D转换电路和计算部集成在一起。

技术方案7的发明为为一种页检索信息检出方法，其特征在于，设有LC谐振电路的指定频率的页标签固定在书页上；固定有页标签的书放在权利要求3所述的页标签检测装置的天线上方；包括检测周期，一个检测周期依次包括发射周期和接收周期，发射周期开始前将与当前检测周期相关的发射子天线连接到AC信号发生电路的输出上，发射周期开始，页标签检测装置的AC信号发生电路通过与之连接的发射子天线发射指定频率的AC信号，与当前发射子天线相关页标签产生共振并储存能量，发射天线停止发射AC激励信号，发射周期结束，接收周期开始前将与当前检测周期相关的接收子天线连接到所述检出电路的输入，接收周期开始，储存了能量的页标签释放能量转变为激励源，页标签发射回波，当前接收子天线接收与之相关的页标签的回波，页标签检测装置的检出电路通过与之相连的接收子天线接收页标签的回波检出回波幅值。为了提高信噪比可以重复相同检测周期，取平均值得到一个采样数据，每个采样数据包括谐振频率、区域、幅值三个分量；采样数据中的频率分量是当前测试周期中发射子天线发射激励信号的频率也即当前的工作页标签谐振频率，当特例方案中只有单一谐振频率时，此分量值是常数，在页检索信息计算过程中忽略，区域分量是当前测试周期中发射子天线和接收子天线的形成的区域，当特例方案中只有一个发射子天线和一个接收子天线时，区域分量是常数，在页检索信息计算中忽略。

技术方案8的发明为根据技术方案7所述的一种页检索信息检出方法，其特征在于，指定区域指定谐振频率的页标签个数是计算页检索信息的基础信息。区域可以是子天线分割成的物理区域也可以是自由划分的逻辑区域；算法中是否出现所述区域、谐振频率、页标签个数三个中的某个中间变量不是作为是否使用了某变量信息的标准，它们可以隐藏在融合了其他信息的数据中，页检索信息检出算法与页标签的固定规则是对应的，用改变页标签的区域、谐振频率、个数是否会改变页检索信息的方法判断是否使用了以上信息是行之有效的方法。

技术方案9的发明为根据技术方案7所述的一种页检索信息检出方法，发射天线设置彼此基本平行的N个矩形发射子天线，接收天线设置基本平行的M个矩形接收子天线，N*M大于1，发射子天线和接收子天线基本垂直相交；包括计算页标签的天线坐标步骤；书页上固定校准页标签，校准页标签的天线坐标和页标签的天线坐标共同确定页标签的书页坐标。

技术方案10的发明为一种导读机，包括书、主机，所述主机包括存储器、多媒体输出装置，其特征在于，包括：固定在书页上的设有LC谐振电路的页标签；权利要求3所述的页标签检测装置。本方案各部分是按其电气关系划分，在空间结构上可以表现成其他形式，比如，由于发射周期和接收周期是分时的，所以发射天线和接收线可以在物理上共用，使用模拟开关在发射周期将共用天线连接到AC信号发生电路作为发射天线，在接收周期将共用天线连接到检出电路作为接收天线，使所述的电气关系分时出现；再如，将AC信号发生电路和检出电路或者一部分集成在一起形成一颗IC，只是改变了其空间关系，电气关系并没有改变。

技术方案11的发明为根据技术方案10所述的一种导读机，其特征在于，包括位置指针，用于指示坐标，所述位置指针具有回波特性。

技术方案12的发明为根据技术方案10所述的一种导读机，其特征在于，包括固定在书页上的校准页标签，校准页标签的天线坐标用于计算页标签和位置指针的书页坐标。

检测周期中发射天线发射的指定频率AC电磁信号，是指在信号频谱中含有足够强的指定频率的正弦信号，能使页标签产生谐振并存储足够的能量，发射天线发射频谱中不止含有指定频率正弦信号的复合信号认为发射天线发射了指定频率的AC电磁信号，比如，设页标签的谐振频率是f0，发射频率为f0/2的方波AC信号，因为此方波的频谱中含有频率f0的正弦信号，同样可以使页标签产生谐振，则认为发射了f0的AC信号。

页检索信息包括书码、页码，书码是当前书区别与其他书的编码，页码是当前打开的书页的页数。

一种设备当使用特定的频率的AC电磁无线信号激励时，该设备会产生谐振储存能量，当激励撤销时，还会维持一段时间的衰减震荡，该设备发射衰减AC电磁信号释放能量，这种由该设备储能进而发射的衰减AC电磁信号称之为回波，该设备具有的这种可以产生回波的特性成为回波特性。

校准页标签是具有区别于其他一般页标签的特征的页标签。比如有特定的谐振频率，固定在指定位置比如最右边等。

位置指针是指用户用来输入坐标的装置，其相对于天线和书本移动，指示天线坐标和书页坐标，主机可以根据位置指针的坐标来检索到书页上不同位置的文字、图片等信息。

天线坐标指以天线为参考系的坐标；书页坐标指以书页为参考系的坐标。

书本或者书指印刷页集合，一般情况下是多个印刷页装订在一起，为了描述方便，在本说明中书包括只有一页的情况，即本说明中的书包括单页卡片。只有一页的书也称为页。

天线指发射天线和接收天线的集合，发射天线指发射子天线的集合，接收天线指接收子天线的集合，子天线指发射子天线和接收子天线的集合。

固定规则指页标签固定在书页上的规则，在本说明中“固定”是动词而非形容词。

附图说明：

图1页标签原理图

图2页标签pcb图

图3页标签检测装置最小系统原理示意图

图4可检测坐标的页标签检测装置原理示意图

图5检出电路原理示意图

图6一个发射子天线对多个子接收天线页标签检测装置示意图

图7一个接收子天线对多个子发射天线页标签检测装置示意图

图8一个发射子天线对一个子接收天线多区域分割页标签检测装置示意图

图9页标签的回波选频特性图

图10回波幅值和页标签个数关系图

图11检测周期流程图

图12页标签和矩形子天线的位置与回波幅值关系图

图13检测周期波形图

图14导读机结构示意图

图15导读机原理框图

图16使用压电陶瓷储能的位置指针原理图

图17使用LC谐振电路储能的位置指针原理图

图18位置指针检测及页标签检测装置的检出电路原理示意图

图19自动故事书原理框图

图中标号列表

1：页标签

11：页标签

12页标签

13：页标签

14：校准页标签

15：校准页标签

16：校准页标签

110：位置指针

2：天线

201：子天线

202：子天线

203：子天线

21：接收天线

211：接收子天线

212：接收子天线

213：接收子天线

22：发射天线

221：发射子天线

222：发射子天线

223：发射子天线

3：AC信号发生器

4：检出电路

41：放大电路

42：滤波电路

43：检波电路

44：A/D转换器

5：计算部

6：左天线

7：右天线

8：主机

9：鉴频鉴相电路

S1：模拟开关

S2：模拟开关

S3：模拟开关

S4：位置指针按键开关

S5：位置指针按键开关

S6：模拟开关

PS1：测试点位于模拟开关S1控制线

P41：测试点位于放大器41输入

P42：测试点位于滤波器42输入

P43：测试点位于检波器43输入

P44：测试点位于检波器43输出

P11：测试点位于页标签或者位置指针电感一端

P12：测试点位于页标签或者位置指针电感一端

具体实施方式：

如图1所示是页标签的原理图，页标签电感L1和电容C1组成的谐振电路组成，其中R1是包括导线电阻损耗、介质损耗、发射损耗在内的所有损耗的等效电阻，其谐振频率由L1、C1的值确定；L1为开放型电感，当有变化的磁力线穿过电感L1的线圈时会产生电压，当有变化的电流流过电感L1时电感L1会发射电磁信号，当有与L1、C1组成的谐振电路谐振频率相同的电磁信号激励时，页标签中L1、C1组成的谐振电路产生共振，当激励信号撤销时继续保持衰减震荡即回波，电感L1发射电磁信号，当激励信号频率远离页标签的谐振频率时，如图所示，则回波幅值非常小，可以忽略。

如图2所示是页标签的pcb板图，基材使用柔性板材，现在的加工水平可以将其加工到50um以下，很柔软、轻薄，固定在书页上非常适合，内嵌在书页中，几乎感觉不到它的存在，对于已经制作完成的书，可以将有图片修饰的页标签粘贴在书页的表面，也对书本身没大的影响。

为了检测页标签的谐振频率、回波幅值、所在区域，构建如图3、图4、图6、图7、图8所示的页标签检出设备包括发射天线，发射AC激励信号给页标签，接收天线，接收来自页标签的回波；AC信号发生电路，产生AC激励信号通过发射天线发射给页标签；检出电路，检出接收天线的接收信号幅值并数字化；计算部，控制算法流程，计算页检索信息；页标签与页标签检出设备通过电磁耦合相互传递信号没有连接关系，如图11所示一个测试周期依次包括发射周期、接收周期，一个检测周期依次包括发射周期和接收周期，发射周期开始前将与当前采样点相关的发射子天线连接到AC信号发生电路的输出上，发射周期开始，页标签检测装置的AC信号发生电路通过与之连接的发射子天线发射指定频率的AC信号，使靠近当前发射子天线的页标签产生共振并储存能量，页标签储存足够的能量后发射天线停止发射AC激励信号，发射周期结束，将与当前采样点相关的接收子天线连接到检出电路的输入，接收周期开始，储存了能量的页标签释放能量转变为激励源，页标签发射回波，当前接收子天线接收与之靠近的页标签回波，页标签检测装置的检出电路通过与之相连的接收子天线接收页标签发射的回波幅值并数字化作为一个采样数据的分量，一个完整的采样数据包括三个分量回波幅值、页标签谐振频率、页标签区域，页标签区域指指定发射子天线和接收子天线作用区域，其中只有一种频率情况认为频率分量的值是常数，一个发射子天线与一个接收子天线只有一个区域的情况认为区域分量的值是常数。

检出电路的结构如图5所示，包括放大电路，放大来自接收天线的页标签发出的AC信号；滤波电路，滤除干扰信号；检波电路，检出放大了的页标签发出的AC信号的幅值；A/D转换电路，数字化回波幅值信号，在使用如图11的流程时，各电气节点的波形如图13，检波电路使用二级管检波电路，AC信号发生电路发生的信号频谱中可以含有与页标签谐振频率不同的杂波，如图9所示，页标签本身就是很好的滤波器，会将远离谐振频率的波形滤掉，不产生回波。

固定规则决定检出方法，由于各种排列组合较多，下面讲述一些特例来描述共性的方法。

一个最简单的特例，采样数据的频率分量只有一个，区域分量只有一个既只有一个发射子天线和一个接收子天线的情况，页标签和天线的位置关系与回波幅值有“页标签接近天线则回波幅值大，页标签远离天线则回波幅值小”的特性，为了检测书页翻动，构造一个系统如图3所示，天线2是发射天线和接收天线共用天线，可以单圈或者多圈，通过模拟开关S1导通方向分时连接在AC信号发射电路3上和检出电路4上，AC信号发射电路3和检出电路4与计算部连，计算部用来控制AC信号发射电路3和检出电路4的时序，并根据检出电路4电路的输出计算页检索信息。对应如图3所示的系统的一种最简单检测方法，如下所述，将只有两页的书的第一页固定一个页标签，不要距离书的轴线太近，将书放置在天线2上，放置的位置要保证当书页打开时，页标签随书页远离天线2，即在书打开时，天线2在书平面上的投影在书轴线的一侧，假设天线2在书平面上的投影在书的右边，书闭合时，页标签在天线2之上距离近，翻开第一页则页标签随书页翻到了左面，页标签移动到了天线2的外面这时回波幅值变的很小，所以检测回波幅值的大小就检测到了书页的翻动。

只能识别两页显然不能满足需要，所以我们还需要扩展页标签的个数，根据如图10所示在一个天线作用区域中固定谐振频率相同的页标签的个数和回波幅值的关系，可以看出“页标签在天线某一范围内个数越多回波幅值越大”的特性，如图3所示的系统的书可以扩展成多个页每个书页固定一个页标签，所有页标签的谐振频率相同，根据回波幅值大小查表计算出没有被翻动的页标签个数，称此方法为“回波幅值查表法”。

多个页标签谐振频率的情况，在每个书页上固定频率不同的页标签，设有i个频点f0-fi，由于页标签只对和自身谐振频率相同的激励信号产生回波，所以使用发射不同频率的激励信号的检测周期，来区分不同的页标签，比如发射f1的激励信号，则只有谐振频率为f1的页标签产生回波，扫描所有的频率，可以检测出页标签的个数，并得到了标签的频率特征，称此方法为“频率倍增法”。

页标签固定在多个区域情况，使用多个发射子天线或者多个接收子天线或者两者都使用多个，如图8是一个发射子天线对一个接收子天线的多区域情况，当子天线201发收信号时页标签11产生回波，页标签12、13不产生回波，以此类推可以看出子天线201、202、203将整个区域分成了三个子区域，如图6是一个发射子天线对多个接收子天线的情况，发射子天线22发接收子天线211收时，页标签11产生回波，页标签12、13不产生回波，以此类推可以看出子接收天线211、212、213将整个区域分成了三个子区域，如图7是多个发射子天线对一个接收子天线的情况，发射子天线221发接收子天线21收时，页标签11产生回波，页标签12、13不产生回波，以此类推可以看出子发射天线221、222、223将整个区域分成了三个子区域，当然还简单复制、合并图6、图7、图8这些组合形成更复杂的组合，这些组合的共同特点是利用了“页标签接近天线则回波幅值大，页标签远离天线则回波幅值小”这一回波特性，在一个回波检测周期中只有一个发射子天线和一个接收子天线有效，并形成局部的有效区域，在有效区域中的页标签会产生回波，而在有效区域外的页标签产生回波较小，甚至可以忽略，这样就可以使用不同的有效区域分类页标签并检出，从而倍增可检出页标签的数量，成此方法为“区域分割法”。

总结“回波幅值查表法”、“频率倍增法”、“区域分割法”所对应的固定方法，形成较容易理解的语言，“回波幅值查表法”对应“固定多少”，“频率倍增法”对应“固定什么谐振频率的”，“区域分割法”对应“固定在什么地方”，在下面的描述中定义在一个区域中检出同频率的页标签的数量为M最大值为V-1，页标签的谐振频率标号为F最大值为I-1，页标签所在区域标号为C最大值为J-1，Mij为频率为Fi固定在区域Cj中的页标签数。

页码的计算有两种方法，一种数量法，一种是标识法；数量法的固定规则是每张书页上固定指定数量的页标签，优选的一种是每页上固定一个，则当前的页码是M00+M01+…+MI-1J-1，使用通俗的话就是“数数多少页”，标识法的固定规则是当前书页上固定的页标签的编码和当前页码对应，页标签的编码是向量{M，F，C}空间的点，例如第1页对应{1，0，0}、第2页对应{2，1，1}…第V-1页对应{1，1，0}…第(V-1)*I*J页对应{V-1，I-1，J-1}，比如{1，1，1}代表是在区域C1上固定谐振频率为F1的页标签1个，设其中区域标号越小越靠近最上面一页、频率标号越小越靠近最上面一页，标签数越小越靠近最上面一页，则当前的页码计算方法是找到最上面一页，所在的区域、当前的频率、当前的页标签数编码即页码，找到最上面一页的方法是，找到有页标签的最小标号区域Cj，找到Cj中最小标号的谐振频率Fj，找到CjFj中页标签的个数Mij，可见标识法的查找速度要高于数量法。上面所述的标识法，页码和页标签编码的对应关系不同可以衍生很多固定规则，比如忽略M、C分量，则固定规则变成“一个书页对应一个频率”。将标识法使用通俗的话讲就是“看看最上面页标签代表哪页”。

书码计算使用标识法，因为使用页标签的个数来标识成千上万的图书是不现实的，但与页码计算方法不同的是，表征页码的页标签是固定在当前页上的页标签，而表征书码的页标签则扩展到所有页标签，这些页标签的编码即书码，此页标签的编码是向量{M00，M01，…，Mij，…，MI-1J-1}上的点，比如其中一个特例，书码＝M00*EXP(V，0)+M01*EXP(V，1)+…+Mij*EXP(V，i+j*I)+…+MI-1J-1*EXP(V，I-1+(J-1)*I)，其中EXP(V，e)指数运算，V是底，e是指数，进一步设J＝1，V＝1，则书码就是I位的二进制数。

页码和书码的固定规则不是孤立的，比如使用数量法固定页标签的书有10页，则页标签至少有10个，则书码中小于10个页标签的编码情况则不可能出现，但这不影响每本书设置一个唯一编码。

如图4所示的本发明技术方案，发射天线设置彼此基本平行的40个矩形发射子天线，接收天线设置基本平行的40个矩形接收子天线，发射子天线和接收子天线基本垂直相交，由于发射子天线和接收子天线彼此相交，使用最少的子天线数，实现了最大限度的区域分割；为了实现页标签精确的坐标计算，各相邻子天线相互重叠，设发射子天线排列的方向为X轴，接收子天线排列的方向是Y轴，一次回波采样数据中的发射子天线、接收子天线位置则是X轴、Y轴二维空间上的一个点，设采样数据的回波幅值为Z轴，频率分量为常数，照此假设频率分量相同的采样数据则就是X、Y、Z三维空间的曲面的点，根据如图12所示的页标签和子天线的相对位置和回波幅值的关系，结合图12中A、B曲线到X、Y、Z三维空间中得出每个页标签对应一个山峰，使用拟合方法根据采样点数据重建曲面可计算出山峰坐标，即页标签所在坐标，指定一些校准页标签，这样可以使用页标签与校准标签之间的相对坐标来划分如上所述的区域C，而这区域不再与天线位置相关，称之为逻辑区域，从而达到书与天线的位置关系不影响检出页标签信息的目的，就是说只要不出天线的作用范围书在天线作用范围内可以自由摆放，计算所有的标签的频率、坐标信息，将天线的有效区分成小的逻辑区域，并根据坐标值计算每个标签的逻辑区域，统计每个逻辑区域的标签个数，则得到计算书码的向量{M00，M01，…，Mij，…，MI-1J-1}，计算页码的向量{M，F，C}，根据这些向量计算出页码。

如果将页检测设备用于多媒体的快速检出、播放设备，较简单的一种就是如图19所示配置的自动故事书，将固定有页标签的故事书放在天线上，翻到对应的页，根据检出的书码、页码播放对应的故事视频、声音等多媒体。

另一个思路是在现有的具有坐标定位功能的点读机基础上，书上固定页标签，电路中增加页标签检测装置，这样就在页检索信息基础上增加了坐标信息，实现了更精确的信息定位，其中较优的方案是，使用具有回波特性的位置指针，最大化电路、软件的公用性，如图14所示是本发明的导读机方案的结构示意图，如图15是导读机原理框图，如图18是图15中的位置指针检测及页标签检测装置的原理图，如图14中分别有左天线6、右天线7，对应图18中与模拟开关S2、S3相连的天线，如图14中的主机8对应图15中的主机部分，左右两组天线没有配对关系，单独与AC信号发生电路和检出电路相连完成回波测试，左右两组天线都是发射天线设置彼此基本平行的40个矩形发射子天线，接收天线设置基本平行的40个矩形接收子天线，发射子天线和接收子天线基本垂直相交，如图18所示的位置指针检测及页标签检测装置，与页标签检测装置比较增加了鉴频鉴相电路9，用于检测位置指针中的谐振频率变化，位置指针是有回波特性的笔，其有两种形式，如图17所示的电路是使用LC储能的位置指针电路，如图16所示的电路是使用压电陶瓷储能的位置指针电路，其中电感和电容的的谐振频率压电陶瓷的机械谐振频率相同，笔的谐振频率与所有的页标签的谐振频率都不相同，笔的坐标的采样和计算方法与页标签的采样方法和坐标计算方法相同，将笔看成是一个移动的页标签就不难理解这一点；如图15所示主机中设置显示屏、发声装置、存储器、键盘、储存卡、中央处理器，实现多媒体数据的检索和输出，当笔点击书页时，位置指针检测及页标签检测装置检出笔的点击动作，主机中央处理器根据当前书码和页码和笔点击的坐标检索对应的对媒体数据并播放。导读机设置成左右两个分离的天线的目的是和现有的导读机的形式有一个连贯性，将导读机的两个分离的天线由一个大面积的天线代替，配置校准页标签，书可以在一个平面天线上自由摆放、操作，也是很好的方案，在原理上去掉一个天线即可。

如图18所示的导读机中位置指针检测及页标签检测装置的鉴频鉴相电路9与检波电路43是电气上分时存在的电气关系，其电路结构是同步检波电路结构，在不同检测周期中，来自AC信号发生器的参考信号相位相差90°就形成了检波和鉴频鉴相两种不同的电气特性。

如图16所示的笔电路中，L10是电感线圈与电容C10构成串联谐振使L10作为感应电压源输出阻抗小，有效的驱动压电陶瓷X1，C2是力传感器用来检测点击动作，当有点击动作时，C2电容变化，微调X1的谐振频率，从而微调回波频率，通过位置指针检测及页标签检测装置的鉴频鉴相电路9检出这个频率变化，进而检出点击动作，S4、S5是按键按下时通过改变辅助电极总电容微调X1的谐振频率，检出按键。更详细的描述请参阅申请号为200910075485X发明专利“笔位置传感器及点读机及笔位置检出方法”。

如图17所示的笔电路中L10是电感线圈与电容C10构成谐振电路，C2是力传感器用来检测点击动作，当有点击动作时，C2电容变化，微调LC谐振频率，从而微调回波频率，通过位置指针检测及页标签检测装置的鉴频鉴相电路9检出这个频率变化，进而检出点击动作，S4、S5是按键按下时通过改变LC中电容微调谐振频率，检出按键。

一个实用的校准标签的设置方法为，谐振频率与一般页标签不同的校准页标签固定在书页的最右侧，与书页右边缘平行摆开，如图14中的校准页标签14、15、16，中校准页标签14、15固定在书的最后一页，校准页标签16固定在最前面一页，校准页标签16谐振频率不同于校准页标签14、15，校准页标签16离校准页标签14较近，首先检出三个校准页标签的坐标，根据与校准页标签16之间的距离区分校准页标签14、校准页标签15(注意书可能有颠倒放置的情况)，如果三个校准页标签在一条直线上则设校准页标签14是书页坐标原点，校准页标签15在书页坐标轴上，则可以根据校准页标签14的天线坐标和校准页标签15天线坐标，转换出其他页标签天线坐标的书页坐标，如果这三个校准页标签的天线坐标不在一条直线上，则表示书页打开了，则可以根据校准页标签14的天线坐标和校准页标签15天线坐标，转换出其他页标签天线坐标的书页坐标，为了计算书码可以根据这三个坐标求出书中轴线，并且将翻转到书轴的另一侧的页标签坐标以书中轴线映射回来。可以看出校准页标签的使用达到了书在天线的上的摆放位置、方向不再影响页标签检出。导读机中位置指针的坐标变换与普通的页标签的坐标变换方法相同。

注：说明书记载的具体实施方式，是优选的实施方案，其可以整体上说明发明的目的、手段和效果，并不是发明实例穷举。

Claims (12)

1.一种页标签，其特征在于：

包括LC谐振电路；所述页标签固定在书页上，作为识别书本当前打开位置的页码的目标物；所述页标签中无IC电路；所述书本当前打开的位置的页码与所述页标签形成编码向量{M，F，C}空间的点对应，并且不同的所述页码有不同的向量值，其中M代表页标签的数量，F代表页标签的频率标号，C代表页标签所在的区域标号，M、F、C为整数。

2.根据权利要求1所述的页标签，其特征在于，所述LC谐振电路的电感由柔性基材线路板的连线组成，所述LC谐振电路的电容由柔性基材线路板的连线形成的极板、柔性基材形成的电介质组成。

3.一种页标签检测装置，其特征在于，包括：

发射天线，发射AC激励信号给页标签；

接收天线，接收来自页标签的AC信号；

所述发射天线与接收天线位于配置有权利要求1所述的页标签的书的下面；

所述发射天线由N个发射子天线组成，所述接收天线由M个接收子天线组成，N*M是大于1的整数；

所述发射天线的发射子天线和接收天线的接收子天线由线圈组成，配置在天线平面上；

发射子天线线圈与接收子天线线圈的包围区域在天线平面上的投影具有重合部分；

AC信号发生电路，产生AC激励信号通过发射天线发射给页标签；

检出电路，检出来自接收天线的回波的幅值并数字化；

计算部，控制算法流程，计算页检索信息；

所述页检索信息包括页码。

4.根据权利要求3所述的页标签检测装置，其特征在于，所述发射天线或者接收天线的子天线作用区域小于整个天线的作用区域，将整个天线的作用区域分割成多个子作用区域。

5.根据权利要求3所述的页标签检测装置，其特征在于，所述发射天线由彼此基本平行的N个矩形发射子天线组成，所述接收天线，由彼此基本平行的M个矩形接收子天线组成，N、M是大于1的整数，发射子天线和接收子天线基本垂直相交。

6.根据权利要求3所述的页标签检测装置，其特征在于，所述检出电路包括：

放大电路，放大来自接收天线的页标签的回波；

检波电路，检出放大了的页标签回波的幅值；

A/D转换电路，数字化回波幅值。

7.一种页检索信息检出方法，其特征在于，

设有LC谐振电路的指定频率的页标签固定在书页上；

固定有页标签的书放在权利要求3所述的页标签检测装置的天线上方；

包括检测周期，一个检测周期依次包括发射周期和接收周期，发射周期开始前将与当前检测周期相关的发射子天线连接到AC信号发生电路的输出上，发射周期开始，页标签检测装置的AC信号发生电路通过与之连接的发射子天线发射指定频率的AC信号，与当前发射子天线相关页标签产生共振并储存能量，发射天线停止发射AC激励信号，发射周期结束，接收周期开始前将与当前检测周期相关的接收子天线连接到所述检出电路的输入，接收周期开始，储存了能量的页标签释放能量转变为激励源，页标签发射回波，当前接收子天线接收与之相关的页标签的回波，页标签检测装置的检出电路通过与之相连的接收子天线接收页标签的回波检出回波幅值。

8.根据权利要求7所述的页检索信息检出方法，其特征在于，指定区域指定谐振频率的页标签个数是计算页检索信息的基础。

9.根据权利要求7所述的页检索信息检出方法，其特征在于，

发射天线设置彼此基本平行的N个矩形发射子天线，接收天线设置基本平行的M个矩形接收子天线，N*M大于1，发射子天线和接收子天线基本垂直相交；

包括计算页标签的天线坐标步骤；

书页上固定校准页标签，校准页标签的天线坐标和页标签的天线坐标共同确定页标签的书页坐标。

10.一种导读机，包括书、主机，所述主机包括存储器、多媒体输出装置，其特征在于，包括：

固定在书页上的设有LC谐振电路的页标签；

权利要求3所述的页标签检测装置。

11.根据权利要求10所述的导读机，其特征在于，包括位置指针，用于指示坐标，所述位置指针具有回波特性。

12.根据权利要求10所述的导读机，其特征在于，包括固定在书页上的校准页标签，校准页标签的天线坐标用于计算页标签和位置指针的书页坐标。