CN205121488U - 具有位置唯一的光致发光标记的光学数字化仪系统 - Google Patents

具有位置唯一的光致发光标记的光学数字化仪系统 Download PDF

Info

Publication number
CN205121488U
CN205121488U CN201390000808.9U CN201390000808U CN205121488U CN 205121488 U CN205121488 U CN 205121488U CN 201390000808 U CN201390000808 U CN 201390000808U CN 205121488 U CN205121488 U CN 205121488U
Authority
CN
China
Prior art keywords
mark
substrate
photoluminescence
project
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201390000808.9U
Other languages
English (en)
Inventor
斯蒂芬·J·克拉夫特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Application granted granted Critical
Publication of CN205121488U publication Critical patent/CN205121488U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304—Detection arrangements using opto-electronic means
    • G06F3/0317—Detection arrangements using opto-electronic means in co-operation with a patterned surface, e.g. absolute position or relative movement detection for an optical mouse or pen positioned with respect to a coded surface
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/0304—Detection arrangements using opto-electronic means
    • G06F3/0317—Detection arrangements using opto-electronic means in co-operation with a patterned surface, e.g. absolute position or relative movement detection for an optical mouse or pen positioned with respect to a coded surface
    • G06F3/0321—Detection arrangements using opto-electronic means in co-operation with a patterned surface, e.g. absolute position or relative movement detection for an optical mouse or pen positioned with respect to a coded surface by optically sensing the absolute position with respect to a regularly patterned surface forming a passive digitiser, e.g. pen optically detecting position indicative tags printed on a paper sheet
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03542—Light pens for emitting or receiving light

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种具有位置唯一的光致发光标记的光学数字化仪系统，其包括带有具有光致发光特征结构的标记的基板，该光致发光特征结构唯一地限定基板的局部区域。传感器装置，诸如触笔，可以感测从该特征结构发出的辐射，并且控制器可以从那里确定该触笔相对于该基板的位置。

Description

具有位置唯一的光致发光标记的光学数字化仪系统
技术领域
本实用新型整体涉及一种光学数字化仪系统，具体涉及一种具有位置唯一的光致发光标记的光学数字化仪系统。
背景技术
用户越来越需要其他的功能，而不是仅仅只识别对触敏装置表面的触摸。这些其他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。
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(AnotoGroupAB)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。
实用新型内容
根据第一方面，提供了一种数字化仪系统，包括：基板，所述基板具有位置唯一的光致发光标记，所述光致发光标记包括发出多个波长组合的特征结构的图案，所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域；触笔，所述触笔包括被构造成用于感测所述光致发光标记的光学图像传感器；处理器，所述处理器被构造成用于从所述光学图像传感器接收信号，并基于所接收的信号提供特定于位置的位置信号。
根据第二方面，在根据第一方面的数字化仪系统中，所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域。
根据第三方面，在根据第一方面的数字化仪系统中，所述特征结构的图案的组合和所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域。
根据第四方面，在根据第一方面的数字化仪系统中，所述光致发光标记是透射可见光的。
根据第五方面，在根据第一方面的数字化仪系统中，还包括：具有电子可寻址像素的显示器。
根据第六方面，在根据第一方面的数字化仪系统中，所述光致发光标记的特征结构在暴露于第一波长范围内的辐射时光致发光，并且还包括：提供辐射的辐射源，所述辐射包括所述第一波长范围内的至少一个波长。
根据第七方面，在根据第五方面的数字化仪系统中，还包括可通信地联接到所述处理器和所述显示器的电子可寻址像素的计算机，并且其中所述计算机接收特定于位置的位置信号，并且然后向所述显示器的所述电子可寻址像素提供信号，使得所述电子可寻址像素基于所述特定于位置的位置信号修改它们的状态。
根据第八方面，提供了一种具有位置唯一的光致发光标记的基板，所述标记包括以多个波长组合发荧光的特征结构的图案，所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域。
根据第九方面，在根据第八方面的基板中，所述光致发光标记是透射可见光的。
根据第十方面，在根据第八方面的基板中，所述光致发光标记的特征结构发荧光。
附图说明
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：
图1A示出数字化仪和显示系统。
图1B示出数字化仪和显示系统的另一个实施例。
图1C示出数字化仪和显示系统的另一个实施例。
图1D示出缺少显示系统的数字化仪的实施例。
图2a示出现有技术的位置唯一的标记图案的放大图。
图2b示出具有多个波长组合的6×6位置唯一的标记图案的放大图。
图2c示出具有多个波长组合的5×5位置唯一的标记图案的放大图。
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。
图3A示出触笔的端部的横截面。
图3B示出双源触笔的端部的横截面。
图4A示出数字化仪和显示系统的一部分的放大横截面图。
图4B示出具有二向色反射器的数字化仪和显示系统的一部分的放大横截面图。
图4C示出数字化仪和显示系统的一部分的放大横截面图。
图4D示出数字化仪和显示系统的一部分的放大横截面图。
图4E示出具有最小叠层的数字化仪和显示系统的一部分的放大横截面图。
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系统的一部分的放大横截面图。
图5A示出示例性产品构造。
图5B示出示例性产品构造。
图5C示出示例性产品构造。
图5D示出示例性产品构造。
图5E示出示例性产品构造。
图5F示出示例性产品构造。
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
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笔相对于基板的位置。特别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(AnotoCompanyAB,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野内的图案部分。然后分析感测到的图案，并且计算触笔相对于纸材的位置。其他公司也提供竞争图案，但是所采用的概念是类似的。
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)。
在一些实施例中，光致发光标记还可以提供对来自基板的镜面反射的改善的处理。在本文描述的一些实施例中，来自基板的镜面反射(有效噪声)可以由于标记的光致发光质量而更容易地被过滤掉。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辐射(通常为紫外(UV)、可见或红外(IR)辐射的形式)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电磁辐射。与镜面反射相关联的信号将主要在与激发辐射相关联的波长范围中，并且因此可被过滤掉，从而提高由传感器从发光标记接收的光的信噪比。
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，由标记所提供的此光致发光主要在红外(IR)光波长内，并且激发辐射主要在比与红外光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光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。
图1A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，或者可通信地联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还可用作计算机系统(例如，便携式计算系统)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交互的第一子系统以及与显示器105交互的第二子系统。触笔120通过链路124与控制器130可通信地联接。链路124可以是细线束，但更优选地，链路124是无线射频(RF)链路，在这种构造中，触笔120和控制器130包括无线电设备以用于来回通信，或者根据实现方式单向通信)。在一个实施例中，这样的无线电设备实现蓝牙TM通信协议或由IEEE802.11定义的通信协议。
触笔120具有光学图像传感器，其可检测其视野(FOV)内的红外光的图案。触笔120检测从设置在数字化仪面板115上或内的光致发光标记发射的光5。触笔120可以提供以激发光3的形式的激发辐射以照射在数字化仪面板115上的标记。在其他实施例中，激发辐射可来自于除了容纳于触笔内的那些源之外的源(例如，LCD背光源和环境光)。激发光3具有第一波长范围；标记发射的光5(发光)具有第二波长范围。在一个实施例中，第一波长和第二波长范围不重叠。在另一个实施例中，第一波长和第二波长范围最低程度地重叠，使得大部分激发辐射能量的波长不同于大部分标记发射的能量的波长。在另一个实施例中，第一波长和第二波长范围重叠，但该范围内的强度(能量)对波长的分布在第一波长和第二波长范围之间不同。在一些实施例中，光5的第二波长范围将包括多个波长组合，其可通过触笔120中的光学图像传感器彼此区分。在大多数情况下，标记为荧光的或磷光的，因此第一波长范围的波长将比第二波长范围的波长更短。第一波长和第二波长范围的宽度将基于光致发光标记的性质。第一波长范围和/或第二波长范围可超出与人眼感测相关联的波长范围。
显示器105可以是任何类型的显示器，包括(但不限于)电子可寻址显示器，诸如液晶显示器(LCD)、有源矩阵液晶显示器(AMLCD)、有机发光二极管显示器(OLED)、有源矩阵有机发光二极管显示器(AMOLED)、电泳显示器、投影显示器、等离子体显示器或印刷的静态图像。在一些实施例中，显示器105为任选的，因为数字化仪面板115可用在其不透明的应用中。
在一个实施例中，数字化仪面板115为透明基板，诸如玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)三乙酸纤维素(TAC)或任何合适的材料。其可为完全透光性的、部分透光性的、或者不透明的。优选地，其为高度透光性的，以允许人看到显示器105的输出。数字化仪面板115可为一层，或者可由各种材料的多层构成。数字化仪面板115包括(设置在其上或其内的)光致发光标记，所述标记在二维上唯一地限定基板或基板的一些部分。数字化仪面板115可包括不止一层。例如，顶部表面上可使用耐用层。可包括抗反射(AR)、防炫光(AG)、偏振、滤色、光反射或二向色光学层。可包括触摸屏电极或电阻表面，以及用于将面板115的各种层层合的粘合剂层。面板115可为刚性或柔性的。
瑞典的阿诺托AB公司许可软件，所述软件允许公司以油墨的形式在例如纸材上印刷不透明标记。阿诺托还销售笔，所述笔识别标记，从而确定笔相对于印刷纸材的X-Y坐标。
图2a示出在实线矩形内的Anoto型标记，其包括基板上的不透明点的图案，这些点排列在由虚线指示的虚拟6×6矩阵上。矩阵的各个交叉点具有一个点，各个点被位置编码为交叉点上侧、下侧、左侧或右侧的四个位置中的一个。这提供了一种基于四元三十六位的编码系统，因此标记的各个4元组合可表示436那么多的唯一码。可约简码的排列以允许各个标记中的X和Y坐标的独立编码。还由对允许确定部分表面的位置的冗余度以及从任何取向检测码序列的需要而约简排列。即使有这些约简，阿诺托标记仍可对具有尺寸小于2mm的位置唯一的标记的极其大的区域进行编码，其中各个标记唯一地限定基板的局部区域。
本文所述的光致发光标记可使用阿诺托所使用的相同单色点图案，或者其他选择也可为优选的。例如，可使用可见光透射型光致发光材料来制备仍具有最小光学可见性的较大尺寸的结构。较大的点或其他特征形状可更容易印刷，并且可使用具有较大光致发光颗粒的材料，而标记尺寸仍保持在小于2mm的正方形。
发射不同的波长的光的标记特征结构提供附加编码替代方式。代替四象限点布局或四种符号形状，上述四元编码系统可用四个波长组合来实现。图2b中示出一个例子，其中包括具有不同发射波长范围的光致发光纳米颗粒的点用于唯一地限定标记190，所述标记190与其他标记一起可用于唯一地限定基板的局部区域。第一标记波长范围可以850nm为中心，并且第二标记波长范围可以950nm为中心。标记可包括定位在三十六个位置中的任何位置的点或其他形状。各个可能的点位置具有四个特征中的一个：第一标记波长范围的点191、第二标记波长范围的点192、具有第一范围和第二范围的标记波长的点193、或者没有点。可使用其他波长组合以及其他特征形状或特征形状的组合。例如，点的四位置编码图案还可具有两个波长范围的点，因此5×5标记中的每个位置具有八个可能的码，从而在5×5矩阵中得到超过436个唯一码。
图2c示出包括5x5阵列的标记195，所述阵列包括以多个波长组合发荧光的点，所述波长组合唯一地限定基板的局部区域。阵列中的25个可能的位置具有以下四个特征中的一个的点：第一标记波长范围的点191、第二标记波长范围的点192、具有第一范围和第二范围的标记波长的点193、或者没有点。如图所示，图案被限制为在三个拐角处没有点；顶部、右侧和底部边缘的所有其他位置具有以至少一种波长发射的点。该图案使得容易识别标记边界和角取向。给定特征结构与特征结构间距为0.3mm，唯一标记的重复图案所提供的图案和波长组合可唯一地限定接近500,000平方米的基板面积的局部区域。
图2d示出滤色器196的细节，滤色器196使两个波长范围的可见光和两个波长范围的红外光转到如可位于触笔中的图像检测器，其具有基于来自图像检测器的信号决定位置的耦合电子器件。这样的滤光器(或类似装置)可有利地与解析标记(诸如，标记190和195)结合使用。在其他实施例中，可需要不同的滤光器或者不需要滤光器。在滤光器196中的四个示例性的滤色器单元包括分别使以850nM和950nM为中心的红外光通过的单元112和113。以及分别使以波长500nm和600nm为中心的光通过的可见光单元114和115。红外光单元112和113优选使带宽为+/-50nm的光通过。可见单元114和115优选使带宽为+/-100nm的光通过。可以使用其他滤色器布局。在一些实施例中，检测单色可见图像可能足够，因此滤光器114和115可均检测(例如)450nm至700nm的可见光。在一些实施例中，可能不需要可见图像检测。
基于各种图案的标记和感测技术在美国专利5,051,763、5,442,147；5,477,012；5,852,434；6,502,756；6,548,768；6,570,104；6,586,688；6,663,008；6,666,376；6,667,695；6,689,966；6,722,574；和7,622,182中有进一步描述，所述每个专利全文以引用的方式并入本文。阿诺托仅仅是开发出基于位置唯一的标记的数字化仪系统的一个公司；技术人员将知道其他系统，本文所述的发明可适用于它们中的许多。
对于覆盖在显示器上操作的数字化仪，生成在可见范围之外的标记发射光的标记可能是优选的。用于这些应用的标记优选由以介于700和1000nm之间的波长提供发射的光致发光的任何合适的材料形成。这样的材料易得，就像在此范围内操作的红外滤光器和光学传感器一样。例如，日本滨松市的滨松光子公司(HamamatsuCity,Japan)销售对红外光波长范围敏感的若干种电荷耦合器件(CCD)光学传感器。对于一些应用，其他波长范围(诸如，更长的红外光波长范围)可能是优选的。
任何合适的光致发光材料可用于标记。在一个实施例中，合适的标记材料包括光致发光油墨。一些示例光致发光油墨和染料可购自佛罗里达州圣露西港的QCRSolutions公司(QCRSolutionsCorp,PortStLucieFlorida)(参见包括IRF820A和IRF940A的染料)。
在另一个实施例中，光致发光量子点可嵌入载体材料(诸如，树脂或液体)中，以制成染料。在一些实施例中，量子点在暴露于以从紫外光至红外光的更宽范围的波长提供的激发光时发荧光，这对许多其他荧光材料而言并非如此。因此，量子点可能特别适合于(例如)量子点荧光材料可吸收来自白色LCD背光源的能量的系统102(图1C和图4D)。其他荧光材料可能需要用于系统102的在该材料的特定吸收范围内发射光的特殊背光源。
存在许多种市售量子点选项。量子点可被选择为提供从紫外线(例如，由ZnSe构成的量子点)经可见光(例如，由CdSe构成的量子点)到中红外光(>2500nm)(例如，由PbSe构成)的多种波长的标记发射光。提供红外光范围内的标记发射光的量子点还可由PbS、PbSe或InAs制成。由PbS制成的直径为约2.7至4nm的量子点将提供近红外波长范围内的标记发射光。具有InAs的芯和更高带隙材料的壳(例如，带有CdSe的无机钝化壳的ZnSe或PbSe)的量子点可具有改善的光致发光量子效率。具有CdTeSe的芯和ZnS壳的量子点可购自加利福尼亚州托伦斯的Nano光学材料公司(NanoOpticalMaterials,Torrance,California)。用硫甘油和二硫甘油的组合稳定的量子点也已表明能够提高发光波长随时间推移的稳定性。量子点可购自包括Nano光学材料公司(NanoOpticalMaterials)、NOM的母公司智能光学系统(IntelligentOpticalSystems)(也来自加利福尼亚州托伦斯(Torrance,California))和纽约州特洛伊的Evident技术公司(EvidentTechnologies,Troy,NewYork)在内的公司。Evident技术公司以名称“SnakeEyeRed900”销售PbS基染料，其可被配制成油墨以用于印刷。纽约州格兰德岛的丽芙技术公司(LifeTechnologies,GrandIsland,NewYork)和加利福尼亚州帕罗奥图的傲姿公司(Nanosys,PaloAlto,California)提供可印刷量子点溶液，例如，包含量子点的防伪油墨。
如上所述，标记可被印刷到任何合适的基板上。可使用许多已知的印刷工艺，包括柔性版印刷、凹版印刷、喷墨或微触印刷。光致发光材料可均匀地分散到光学透明的树脂中，并利用诸如柔性版印刷或凹版印刷的方法沉积在基板上。对于印刷较大的光致发光颗粒(诸如，IRF820A)，凹版印刷可为优选的。柔性版印刷在大体积应用方面可具有成本优势。在需要较小体积的定制标记图案的情况下，喷墨印刷可为优选的。量子点的喷墨印刷在以下论文中有所描述：Small,A.C、Johnston,J.H.和Clark,N.，InkjetPrintingofWater“Soluble”DopedZnSQuantumDots(EuropeanJournalofInorganicChemistry，2010，第242–247页)。
在将标记印刷在覆盖显示器的基板上的实施例中，以薄层印刷标记通常是优选的，因为可使光穿过标记的折射最小化。还可通过较薄的层使透明性最大化，并且在一些情况下，可降低荧光猝灭。可利用微触印刷以单层印刷光致发光QD。单层的QD使对可见和红外光波长的透明性最大化。通过这样做，使可见光透射随标记产生的红外光的反射(图4B、图4D中的5a、6a)一起最大化。
单层的量子点可利用论文DirectPatterningofCdSeQuantumDotsintoSub-100nmStructures(Small,A.C.等人，EuropeanJournalofInorganicChemistry(2010)，第242–247页)和论文FabricationandLuminescenceofDesignerSurfacePatternswithβ-CyclodextrinFunctionalizedQuantumDotsviaMultivalentSupramolecularCoupling(Dorokhin等人，InstituteofMaterialsResearchandEngineering,AgencyforScience,TechnologyandResearch,ACSNano(2010)，4(1)，第137–142页)中所描述的微触印刷方法来印刷。后一篇论文描述了微触印刷发光CdSe/ZnS芯-壳量子点的两种方法。在这两种方法中，量子点通过用促进粘结的β–环糊精的表面配体涂覆来官能化，并且在水基胶态悬浮液中使量子点稳定。在这两种方法中，使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)压模来在玻璃基板上微触印刷。在一种方法中，基板首先用金刚烷基封端的树枝状体材料的图案微触印刷，然后使官能化的量子点的胶态悬浮液暴露于印刷的基板，量子点粘结到印刷在基板上的材料。在第二种方法中，官能化的量子点被直接微触印刷到玻璃基板上的树技状体层。
根据所需的光致发光图案，可使用微复制来制备带有所需图案的负像的工具。然后，将所述工具压向均匀涂覆的聚合物层并固化，以在聚合物固化基质中形成图案的一致凹痕。然后，这些凹痕可利用精密辊涂方法(例如，凹版印刷)用合适的光致发光材料(与载体共混或者配制到油墨中)直接填充，或者通过与刮涂结合使用辊涂从除凹痕内之外的区域除去多余溶液来间接填充。
另一种将基板图案化的方式是使用光致发光油墨的直接热印刷工艺，以使得油墨通过热印刷机制驻留在(通常聚合物的)基板中形成的凹坑内。这可具有可提供定制图案(在一些实施例中无需昂贵的工具开发)的快速单步数字处理的附加优势。
可根据应用的性质利用有机或无机染料或颜料形成光致发光标记。有机染料(诸如，CY7，可购自佛罗里达州哈伦代尔的Lumiprobe公司(Lumiprobe,Hallandale,Florida))提供诸如高发光的若干益处。然而，这些类型的染料的斯托克斯位移通常<为50nm，并且耐久性和耐光度常常较低，使得它们不适合于一些应用。具有共轭键或芳香环的碳链通常存在于有机染料中，并且有时与氮或硫原子相关联。例如，CY7由环己烷桥联聚次甲基链组成。
无机染料、颜料、荧光粉或其他发光材料(诸如，早前提及的蛇眼红(SnakeEyeRed))提供另一方案。与有机染料相比，由于吸收曲线的大带宽，这些材料的斯托克斯位移料可相对高。这些材料由金属阳离子与非金属离子的阵列组成，例如蛇眼红中的硫化铅(PbS)。
现在转向图1B，示出触笔数字化仪系统101，其包括触笔120、用光致发光标记图案化的数字化仪面板115、显示器105a以及从触笔120接收位置相关信息并经由链路135控制显示的图像的电子控制器130。显示器105a发射或反射可见光，并且显示器105a对触笔发射的激发光3和标记发射的光5为至少部分透射的。显示器105A可以是透明OLED显示器或静态印刷图像或者其他显示器类型。
现在转向图1C，示出触笔数字化仪系统102，其包括触笔120、带有光致发光标记的数字化仪面板115、LCD107、背光源108以及从触笔120接收位置相关信息并经由链路145控制显示的图像的电子控制器130。触笔120检测从数字化仪面板115上的标记发射的光5的图案。标记发射光5优选具有不同于从背光源108发射的可见光的波长范围。标记发射光5的波长范围优选包括足够长的波长，使得它们透过LCD107而不管LCD107中的像素的打开/关闭状态。例如，950nm光透过大多数LCD而不管像素状态如何。数字化仪面板115上的标记由来自背光源108的激发光供能，因此触笔120上的标记激发光源为任选的并且不需要。
图1D示出触笔数字化仪系统103，其包括触笔120、带有光致发光标记的数字化仪面板115以及电子控制器130。触笔120用激发光3对数字化仪面板115上的标记进行照射，并检测标记发射的光5。数字化仪面板115可印刷有各种图形，或者可看起来空白(就像例如空白的一张纸一样)，并且可为不透明的。触笔120可与笔功能性结合(未在图1D中示出)。例如，数字化仪面板115可以是如教室中所使用的白板，标记器可被并入触笔中，或者数字化仪面板可包括其上投影显示内容的屏幕。
图3A示出触笔120的一部分的剖视图。触笔笔身41包含任选的光源34，其可发射具有第一波长范围的激发光3。具有第二波长范围的标记发射光5进入触笔120的笔尖并穿过滤光器43。滤光器43选择性地使第二波长范围的标记发射光5的至少一部分通过，而阻挡第一波长范围(由光源34发射)的光。例如，标记可发射800nm至1200nm的光，并且滤光器43可使介于750nm和1200nm之间波长的光通过，同时阻挡低于750nm波长的光。透镜48使标记发射光5聚焦以穿过孔33，然后被反射镜32反射到图像传感器45上。透镜48可由对红外光透明而阻挡可见光的材料制成，因此透镜48还可执行滤光器43的滤光功能。
图像传感器45可以是任何合适的传感器。基于电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的传感器可在多个成像领域中互换使用，并且可适合于本申请。在一些实施例中，光5可具有唯一地限定基板的局部区域的多个波长组合。在这些实施例中，图像传感器45还可包括滤色器，其使光5的选择的波长传播到一些像素，并且使不同的波长传播到传感器45的其他像素。
图像传感器45通过印刷电路板(PCB)46上的导体连接到触笔处理器44。光源34通过链路36连接到PCB46。触笔处理器44分别经由PCB46上的导体和链路36来控制图像传感器45和光源34。另外，触笔处理器控制收集来自图像传感器45的图像信息并经由链路124将其传输给处理器130(在图1A中示出)。触笔120还可包括诸如开关和电池(未示出)的附加部件。触笔120还可包括从触笔延伸的为光学部件提供间距的探针51，并且可在接触数字化仪的表面时回缩，使得某些触笔电子器件激活。探针51可由固体塑料或金属制成，并且可包含油墨以便于用触笔120在表面上书写。
光源34的波长范围一定在激发标记从而产生以期望的波长和亮度发光的范围内。在一个实例中，标记发射光(发光)由于另一较短波长范围内的光的激发而发荧光。在一些实施例中，可能优选的是激发光和标记发射光对使用者最低限度地可见。如果光源34发射紫外-A光(例如，介于350nm和420nm之间)或者如果光源34发射近红外光(例如，介于700nm和850nm之间)，则满足这些标准。相反或另外，可由其他部件诸如LCD面板中的背光源或其他辐射源产生激发光。
触笔120A(图3B)类似于触笔120，不同的是其具有附加光源35。此光源可有利地用在需要感测光致发光标记和传统反射标记二者(后者可购自阿诺托公司)的触笔实施例中。例如，在荧光模式中，处理器44可选择光源34以照射当暴露于给定波长范围的辐射时发荧光的标记，并且在反射模式中，处理器44可以选择源35以照射不发荧光的标记。
现在参照图4A，光致发光标记119沉积在可见光透射型基板118的表面上。标记可通过印刷光致发光材料薄层来沉积。例如，荧光量子点可与可印刷介质混合，并利用已知方法印刷。然后，将印刷有标记的基板118层合到耐用叠层116，所述叠层可为玻璃、丙烯酸类树脂或者将保护标记的任何合适的透明工作表面。或者，可将标记印刷在叠层116的底部表面上。
将基板118粘结到叠层116的粘合剂117可为光学透明的粘合剂(OCA)，例如美国明尼苏达州圣保罗市的3M公司(3MCo.,StPaul,MN,USA)所销售的那些粘合剂。粘合剂117可由气隙代替(假如标记119具有环境保护涂层)，并且气隙109也可用OCA代替。
由触笔120发出的激发光3和3a具有第一波长范围(例如，近紫外-A光或者近红外光)。未被标记119吸收的光3a穿过基板118，并被下面的层吸收或反射。如前所述，一些光3被标记119吸收，这些光使标记119在各种方向(包括进入触笔外壳的方向，该触笔外壳包括光学感测电子器件)上发射标记发射的光5。在此实施例中，标记发射光5主要在第二波长范围内，在这种情况下，其在红外光范围内。从显示器105发射可见显示器光7和8。入射在标记119上的一些显示器光8将穿过标记。一些显示器光2也可被标记119吸收，并将导致发荧光，从而得到光6。环境光9也可使得标记119中光致发光，从而得到标记发射光6。
显示器105被示出为平面横截面，但显示器5可包括其他形状。例如，显示器可包括背投和背投面板。
图4B示出数字化仪系统，其与图4A中的系统相同，不同的是基板118由二向色基板148代替，该二向色基板使一些第一波长范围的光通过，而反射第二波长范围的光，其中第一范围的波长通常比第二范围的波长更短。例如，基板148可为可见透明红外光反射材料，例如3M公司的多层光学膜(MOF)，其可以商品名Crystalline车膜和Prestige系列住宅窗膜商购得到。二向色反射基板148通过对不是这样无法到达触笔120的第二波长范围的标记产生光进行重新导向来提高系统的效率。3M公司的PR90EX膜可用于反射基板148。
图4C示出数字化仪和显示系统102(参见图1C)的一部分的放大横截面图。在该实施例中，标记激发光由背光源108提供。然而，在其他实施例中，触笔可附加包括这样的另外的辐射源。
如果显示器107是发光显示器，诸如(透明)OLED，则可不需要背光源108。在使用任选的背光源108(例如，与LCD显示器组合使用)的情况下，可从任选的显示器背光源108发射可见(白色)显示器光7和8。未被标记119A吸收的一部分光7穿过基板118、光学透明的粘合剂层117，并穿过显示器107的像素，以形成显示的图像。来自背光源108的光可包括可见光谱之外的波长。例如，可从背光源发射近红外(IR)光(700nm–1000nm)或近紫外光(例如，350nm–400nm)以对基板118上的标记供能。这些波长中的一些可被标记之上的层(例如，显示器107的滤色器，如果107为LCD，这将是典型的)滤除，因此最少量的这些波长的光可到达使用者。包括由背光源供能的量子点的LCD显示器在美国专利申请2008/0246388“InfraredDisplaywithLuminescentQuantumDots”中有所描述。
图4D示出数字化仪和显示系统103(参见图1D)的一部分的放大横截面图。在此实施例中，触笔与相对于4B所描述的触笔的相似之处在于，其包括激励标记的辐射源。此实施例示出光致发光位置唯一的标记在白板型环境下的使用。透明叠层包括光致发光标记119和光学透明粘合剂层117，以及基板156(这里，基本上为透光的，使得可穿过包括基板156和OCA117的叠堆看到基板158表面上的图形)。基板156的表面159可具有诸如(可购自杜邦公司(DuPont))、聚丙烯或者与白板应用相容的其他表面的材料层，或者其可为防刮层、防反射层、防炫光层、偏振层或滤色层。基板156可包括多个层。在这样的实施例中，触笔120可包括与白板应用相容的油墨，使得使用者可在白板上书写，同时触笔中的电子器件计算书写坐标并将这些提供给计算机。
图4E示出在纸材类型环境中的光致发光标记的使用。光致发光标记119沉积在基板168的顶部表面上，所述基板可为纸材、硬纸板、PET、PEN、玻璃、丙烯酸类树脂、或者支持标记119的任何材料。通过印刷光致发光材料薄层来沉积标记119。例如，荧光量子点(QD)可与可印刷介质混合，并利用已知方法印刷。然后，可用任选的层167覆盖印刷有标记的基板168，所述层对触笔发射激发光3和标记发射光5是透明的。任选地，可增加层167以保护标记。层167可以是防刮层、包括聚合物硬质涂膜的耐用层或者填充有硅石颗粒的聚合物硬质涂膜，或者诸如PET的材料片，其可被层合到基板168。表面169可具有防反射(AR)和/或防炫光(AG)特性。另外，基板168可印刷有可见静态图像。尽管图4E所示的笔包括辐射源来激励触笔FOV内的标记，但根据应用，触笔可感测通过其它手段(诸如，环境光9)激励的标记。在这样的情况下，触笔将无需辐射源。
图4F示出一定程度地不同的实施例，其中触笔121以反射模式感测标记。在该实施例中，触笔121提供辐射源(与图3A中的光源34类似)，其由基板178反射，但是不由标记179反射或者最低限度地由标记179反射。标记179优选包括红外光吸收性的光致发光材料的薄层；基板178优选地为红外光反射材料；并且在触笔121中的传感器部件感测所反射的红外光，但不感测标记反射的光。因此该实施例提供标记的“负”图像，其在一些实施例中是可取的。
在图4F中示出的实施例可被修改以使用触笔121A，其提供由基板178反射但不由标记179反射的辐射源(在图3A中的光源35)。在该实施例中标记179优选地包括红外光吸收性的材料的薄层；光源35提供以红外光带宽内的光；基板178优选地为红外光反射材料；并且在触笔121中的传感器部件感测所反射的红外光。这种实施例可以使触笔根据标记和两个辐射源实际上具有操作的两种模式：第一模式，其感测标记的发光；以及第二模式，其感测从基板但不是从标记反射的光(反之亦然)。
数字化仪面板可利用多种刚性或柔性材料以各种方式集成到显示器叠堆中。图5A所示的一个实施例包括一种叠层，其中在售后应用中利用自润湿粘合剂201将数字化仪面板附接到装置205。此面板通过在基板200(在这种情况下，PET)的一侧形成光致发光标记202，并用所述粘合剂201覆盖这些标记来构造而成。为了附接面板，使用者可将面板的粘合剂侧置于装置205上。为了提高叠层的耐久性，可在面板的面向使用者的一侧添加硬质涂膜。
图5B所示的售后应用中的叠层的另一个实施例可通过首先在反射红外光的多层光学膜(MOF)203上印刷标记202来构造而成。在此构造中，面向装置的粘合剂204被置于标记的相对侧上，因为从光致发光染料发射的信号不穿过MOF203。为了进一步保护标记免受使用者交互的影响，可利用粘合剂201将保护层200(诸如，PET)附着到MOF的顶部以覆盖标记。
另一个实施例是垫层(underlay)，其中数字化仪面板附接到触敏屏(包括但不限于由3M触控系统公司(3MTouchSystem)提供的那些产品)，作为表面电容技术(SCT)屏幕或投影电容技术(PCT)屏幕。图5C示出这样的实施例，其中在透明基板200(诸如PET或MOF)上形成的光致发光标记202用光学透明的粘合剂201覆盖。然后利用本领域已知的多种方法将此粘合剂附接到触敏屏205的背后。如图5D所示的另一个实施例是在已经建立的工艺的开始、中间或结尾处将光致发光标记202直接印刷到触敏屏205上。
图5E所示的另一个实施例是诸如PCT屏幕的分层触摸传感器所特定的，作为垫层解决方案。在这样的实施例中，光致发光标记202设置在与包括电极矩阵的一种或多种部件相同的层206上，然后可将屏幕正常集成到其他装置中。
另一选择示出于图5F中，其示出作为触敏屏205(在这种情况下，可见光透射型PCT屏幕)的盖板与包括电极矩阵的层206之间的垫层的数字化仪面板，其中通过在可见光透明基板200(可包括诸如PET或MOF的材料)上形成光致发光标记202并利用本领域已知的多种方法将其附着到盖玻璃。然后可利用本领域已知的方法(例如，通过与光学透明粘合剂201层合)将所得叠堆附着到数字化仪面板。
实例
此实例描述了可用于展示能够以各种触笔角度观察的荧光标记的装置。其由辐射源、荧光介质以及安置在合适的滤光器后面的图像传感器组成。辐射源包括发光二极管(UVXTZ-400-15，由加利福尼亚州欧文市的BIVAR公司(BIVAR,Inc,Irving,California)提供)，其用20mA的电流供电并被置于距基板约3cm的距离处，荧光染料被印刷到所述基板上以形成位置唯一的光致发光标记。二极管具有以约400nm为中心的发射光谱。来自二极管的光入射在印刷的荧光染料IRF820A上并引起光致发光发射。光致发光材料包括IRF820A，其购自佛罗里达州圣露西港的QCRSolutions公司(QCRSolutionsCorp.,PortSaintLucie,Florida)。其以粉末形式获得，对于介于700nm和1000nm之间的荧光所报的量子效率为0.2。
作为初始实验，在室温下使荧光颗粒以0.5％的浓度分散到OP2001哑光清漆树脂中，并利用牙签手动沉积到MOF小样品上。OP2001哑光清漆购自堪萨斯州肖尼的Nazdar公司(NazdarCompany,Shawnee,Kansas)的UV柔印清漆(UVFlexoVarnishes)系列。MOF基板包括PR90EX(由明尼苏达州圣保罗市的3M公司制造(3MCorporation,St.Paul,Minnesota))。这种特定MOF在可见范围上高透射，并且超过850nm高度反射。光学滤光器被置于进入CCD图像传感器的光的路径中，所述图像传感器在触笔中用作成像工具。光学滤光器为长通滤光器，包括ClarexNIR-75N(由纽约州鲍德温的雅特公司(AstraProducts,Baldwin,NewYork)提供)。该滤光器抑制低于750nm的光波长的透射。因此，极大地抑制了来自遮蔽一些标记的二极管的镜面反射到达图像传感器，同时由图像传感器检测荧光染料所发射的红外光，从而得到基板上的位置唯一的光致发光标记的清晰图像。
在进一步的实验中，辐射源包括发光二极管(L750-04AU，由加利福尼亚州圣克拉拉的丸红美国公司(MarubeniAmericaCorporation,SantaClaraCalifornia)提供)，其用20mA的电流供电并被置于距基板约3cm的距离处，荧光染料被印刷到所述基板上以形成位置唯一的光致发光标记。二极管具有以约750nm为中心的发射光谱。来自二极管的光入射在印刷的荧光染料EviDotSnakeEyes上并引起光致发光发射。光致发光材料包括EviDotSnakeEyes(购自纽约州特洛伊的Evident技术公司(EvidentTechnologies,TroyNewYork))。其以量子点在甲苯中的液体形式获得，对于介于400nm和1000nm之间的荧光所报的量子效率为0.3。作为初始实验，在室温下使荧光颗粒分散到Integrity1100D中，并利用丝网印刷技术手动沉积到PET小样品上。Integrity1100D由Evident技术公司购自俄亥俄州哥伦布的瀚森化工公司(HexionSpecialtyChemicals,ColumbusOhio)。PET基板包括T505(由弗吉尼亚州切斯特的杜邦-帝人薄膜公司(DupontTeijinFilms,ChesterVirginia)制造)。这种特定PET是透明、热稳定的聚酯膜，其两侧被预处理以提高粘附性。光学滤光器被置于进入CCD图像传感器的光的路径中，所述图像传感器在触笔中用作成像工具。光学滤光器为长通滤光器，包括ClarexNIR-85N(由纽约州鲍德温的雅特公司(AstraProducts,Baldwin,NewYork)提供)。该滤光器抑制低于850nm的光波长的透射。因此，极大地抑制了来自遮蔽一些标记的二极管的镜面反射到达图像传感器，同时由图像传感器检测荧光染料所发射的红外光，从而得到基板上的位置唯一的光致发光标记的清晰图像。这些结果是以各种触笔角度实现的。
除非另外指明，否则本说明书和权利要求书中用来表示数量、特性量度等的所有数值都应当理解为由术语“约”修饰。因此，除非有相反的指示，否则本说明书和权利要求书中列出的数值参数均为近似值，这些近似值可根据本领域内的技术人员利用本专利申请的教导内容想要获得的所需特性而改变。并不试图限制等同原则在权利要求书的范围内的应用，每个数值参数应该至少按照所报告的有效数位数字并且通过应用惯常的四舍五入法进行理解。尽管示出本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是对在本文所述特定实例中示出的任何数值而言，它们在合理情况下尽可能精确地被报告出来。然而，任何数值都很可能包含与测试或测量限制相关联的误差。
如下为本发明的项目：
项目1是一种数字化仪系统，包括：
基板，其具有位置唯一的光致发光标记，所述光致发光标记包括发出多个波长组合的特征结构的图案，所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域；
触笔，其包括被构造成用于感测所述光致发光标记的光学图像传感器；
处理器，其被构造成用于从所述光学图像传感器接收信号，并基于所接收的信号提供特定于位置的位置信号。
项目2是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域。
项目3是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述特征结构的图案的组合和所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域。
项目4是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述特征结构的所述图案是重复图案。
项目5是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述特征结构包括点。
项目6是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记是透射可见光的。
项目7是根据项目6所述的数字化仪系统，其中所述基板是透射可见光的。
项目8是根据项目7所述的数字化仪系统，还包括：
具有电子可寻址像素的显示器。
项目9是根据项目8所述的数字化仪系统，其中所述电子可寻址显示器是液晶显示器、等离子体显示器、OLED显示器或投影显示器。
项目10是根据项目8所述的数字化仪系统，其中所述电子可寻址显示器被对准所述基板。
项目11是根据项目10所述的数字化仪系统，其中所述基板被设置在所述电子可寻址显示器之上，使得来自所述显示器的光穿过所述基板透射。
项目12是根据项目10所述的数字化仪系统，其中所述基板被设置在所述显示器的所述电子可寻址像素之后。
项目13是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述光学图像传感器具有视野，并且所述光学图像传感器感测在所述视野内穿过的光致发光标记。
项目14是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记的特征结构在暴露于第一波长范围内的辐射时光致发光，并且还包括：
提供辐射的辐射源，所述辐射包括所述第一波长范围内的至少一个波长。
项目15是根据项目14所述的数字化仪系统，其中所述辐射源被设置在所述触笔内，以对与所述光学图像传感器的视野的至少一部分对应的区域提供辐射。
项目16是根据项目14所述的数字化仪系统，其中所述辐射源在具有电子可寻址像素的显示器内。
项目17是根据项目16所述的数字化仪系统，其中所述电子可寻址显示器包括背光源，并且其中所述辐射源是所述背光源。
项目18是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记的至少一些特征结构光致发光，其在第一标记波长范围内提供辐射。
项目19是根据项目18所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记的至少一些特征结构光致发光，其在第二标记波长范围内提供辐射。
项目20是根据项目18所述的数字化仪系统，其中所述第一标记波长范围与所述第二标记波长范围重叠。
项目21是根据项目18所述的数字化仪系统，其中所述第一标记波长范围不与所述第二标记波长范围重叠。
项目22是根据项目18所述的数字化仪系统，其中所述第一波长范围不与所述第二波长范围重叠。
项目23是根据项目19所述的数字化仪系统，其中所述第二标记波长范围包括比所述第一波长范围中所包括的那些波长更长的波长。
项目24是根据项目19所述的数字化仪系统，其中所述第二波长范围包括比所述第一波长范围中所包括的那些波长更短的波长。
项目25是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记发荧光。
项目26是根据项目18所述的数字化仪系统，其中所述第一标记波长范围由介于约700nm和约2000nm之间的波长组成。
项目27是根据项目18所述的数字化仪系统，其中所述光学图像传感器对所述第一标记波长范围和第二标记波长范围内的辐射敏感。
项目28是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述基板包括以下之一：聚乙烯对苯二酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、三乙酸纤维素或玻璃。
项目29是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记的特征结构由光致发光材料构成。
项目30是根据项目29所述的数字化仪系统，其中所述光致发光材料包括量子点。
项目31是根据项目29所述的数字化仪系统，其中所述光致发光材料包括无机纳米颗粒。
项目32是根据项目29所述的数字化仪系统，其中所述光致发光材料是有机的。
项目33是根据项目8所述的数字化仪系统，还包括可通信地联接到所述处理器和所述显示器的电子可寻址像素的计算机，并且其中所述计算机接收特定于位置的位置信号，然后向所述显示器的所述电子可寻址像素提供信号，该信号使得所述电子可寻址像素基于所述特定于位置的位置信号修改它们的状态。
项目34是根据项目19所述的数字化仪系统，其中所述触笔另外包括一个或多个滤光器，以从所述第二标记波长范围内的辐射中将所述第一标记波长范围内的辐射的至少一些部分分离。
项目35是根据项目34所述的数字化仪系统，其中所述滤光器使所述第一标记波长范围的辐射转到所述触笔光学图像传感器的像素，并且使所述第二标记波长范围的辐射转到所述光学图像传感器的不同像素。
项目36是根据项目1所述的数字化仪系统，其中所述触笔另外包括滤光器以选择性地阻止辐射的某些波长激发所述光学图像传感器的某些像素。
项目37是根据项目34所述的数字化仪系统，其中所述滤光器对与所述标记的光致发光特性相关联的波长范围内的辐射是透射的。
项目38是根据项目36所述的数字化仪系统，其中所述滤光器包括信号处理算法。
项目39是具有位置唯一的光致发光标记的基板，所述标记包括以多个波长组合发荧光的特征结构的图案，所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域。
项目40是根据项目39所述的数字化仪系统，其中所述特征结构的图案的组合和波长组合唯一地限定所述基板的局部区域。
项目41是根据项目39所述的数字化仪系统，其中所述图案包括间隔开的特征结构，并且其中所述特征结构的所述间距形成横跨所述基板的局部区域的重复的图案。
项目42是根据项目39所述的数字化仪系统，其中所述特征结构包括点。
项目43是根据项目39所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记是透射可见光的。
项目44是根据项目43所述的数字化仪系统，其中所述基板是透射可见光的。
项目45是根据项目39所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记的特征结构在暴露于第一波长范围内的辐射时光致发光。
项目46是根据项目39所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记的至少一些特征结构光致发光，其在第一标记波长范围内提供辐射。
项目47是根据项目46所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记的至少一些特征结构光致发光，其在第二标记波长范围内提供辐射。
项目48是根据项目47所述的数字化仪系统，其中所述第一标记波长范围与所述第二标记波长范围重叠。
项目49是根据项目47所述的数字化仪系统，其中所述第一标记波长范围不与所述第二标记波长范围重叠。
项目50是根据项目47所述的数字化仪系统，其中所述第一波长范围不与所述第二波长范围重叠。
项目51是根据项目47所述的数字化仪系统，其中所述第二标记波长范围包括比所述第一波长范围中所包括的那些波长更长的波长。
项目52是根据项目47所述的数字化仪系统，其中所述第二波长范围包括比所述第一波长范围中所包括的那些波长更短的波长。
项目53是根据项目39所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记的特征结构发荧光。
项目54是根据项目47所述的数字化仪系统，其中所述第一标记波长范围由介于约700nm和约2000nm之间的波长组成。
项目55是根据项目39所述的数字化仪系统，其中所述基板包括以下之一：聚乙烯对苯二酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、三乙酸纤维素或玻璃。
项目56是根据项目39所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记的特征结构由光致发光材料构成。
项目57是根据项目56所述的数字化仪系统，其中所述光致发光材料包括量子点。
项目58是根据项目56所述的数字化仪系统，其中所述光致发光材料包括无机纳米颗粒。
项目59是根据项目56所述的数字化仪系统，其中所述光致发光材料是有机的。
本发明的各种修改和更改在不脱离本发明的精神和范围的情况下将对本领域的技术人员显而易见，并且应当理解，本发明并不限于本文所述的例示性实施例。例如，除非另外指明，否则读者应当理解，所公开的一项实施例的特征也可应用于所公开的所有其他实施例。还应理解，本文所参考的美国专利、专利申请公布和其他专利和非专利文献在它们不与前述公开内容矛盾的情况下，均以引用方式并入。

Claims (10)

1.一种数字化仪系统，包括：
基板，所述基板具有位置唯一的光致发光标记，所述光致发光标记包括发出多个波长组合的特征结构的图案，所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域；
触笔，所述触笔包括被构造成用于感测所述光致发光标记的光学图像传感器；
处理器，所述处理器被构造成用于从所述光学图像传感器接收信号，并基于所接收的信号提供特定于位置的位置信号。
2.根据权利要求1所述的数字化仪系统，其中所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域。
3.根据权利要求1所述的数字化仪系统，其中所述特征结构的图案的组合和所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域。
4.根据权利要求1所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记是透射可见光的。
5.根据权利要求1所述的数字化仪系统，还包括：
具有电子可寻址像素的显示器。
6.根据权利要求1所述的数字化仪系统，其中所述光致发光标记的特征结构在暴露于第一波长范围内的辐射时光致发光，并且还包括：
提供辐射的辐射源，所述辐射包括所述第一波长范围内的至少一个波长。
7.根据权利要求5所述的数字化仪系统，还包括可通信地联接到所述处理器和所述显示器的电子可寻址像素的计算机，并且其中所述计算机接收特定于位置的位置信号，并且然后向所述显示器的所述电子可寻址像素提供信号，使得所述电子可寻址像素基于所述特定于位置的位置信号修改它们的状态。
8.一种具有位置唯一的光致发光标记的基板，所述标记包括以多个波长组合发荧光的特征结构的图案，所述波长组合唯一地限定所述基板的局部区域。
9.根据权利要求8所述的基板，其中所述光致发光标记是透射可见光的。
10.根据权利要求8所述的基板，其中所述光致发光标记的特征结构发荧光。
CN201390000808.9U 2012-10-29 2013-10-18 具有位置唯一的光致发光标记的光学数字化仪系统 Expired - Fee Related CN205121488U (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261719704P 2012-10-29 2012-10-29
US61/719,704 2012-10-29
US13/713,052 US8692212B1 (en) 2012-10-29 2012-12-13 Optical digitizer system with position-unique photoluminescent indicia
US13/713,052 2012-12-13
PCT/US2013/065583 WO2014070478A1 (en) 2012-10-29 2013-10-18 Optical digitizer system with position-unique photoluminscent indicia

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205121488U true CN205121488U (zh) 2016-03-30

Family

ID=50391803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201390000808.9U Expired - Fee Related CN205121488U (zh) 2012-10-29 2013-10-18 具有位置唯一的光致发光标记的光学数字化仪系统

Country Status (4)

Country Link
US (3) US8692212B1 (zh)
CN (1) CN205121488U (zh)
TW (1) TW201428580A (zh)
WO (1) WO2014070478A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111279297A (zh) * 2017-10-30 2020-06-12 兰诺嘉股份有限公司 用于数字书写仪器的设备

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9354748B2 (en) * 2012-02-13 2016-05-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Optical stylus interaction
US9134807B2 (en) 2012-03-02 2015-09-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Pressure sensitive key normalization
US9075566B2 (en) 2012-03-02 2015-07-07 Microsoft Technoogy Licensing, LLC Flexible hinge spine
US20130300590A1 (en) 2012-05-14 2013-11-14 Paul Henry Dietz Audio Feedback
US8964379B2 (en) 2012-08-20 2015-02-24 Microsoft Corporation Switchable magnetic lock
US9451745B1 (en) * 2012-09-21 2016-09-27 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of Agriculture Multi-band photodiode sensor
WO2014152048A2 (en) 2013-03-14 2014-09-25 Cytonome/St, Llc Assemblies and methods for reducing optical crosstalk in particle processing systems
US10254855B2 (en) * 2013-06-04 2019-04-09 Wen-Chieh Geoffrey Lee High resolution and high sensitivity three-dimensional (3D) cursor maneuvering device
WO2016010534A1 (en) * 2014-07-16 2016-01-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. A diffusive emissive display
US10324733B2 (en) 2014-07-30 2019-06-18 Microsoft Technology Licensing, Llc Shutdown notifications
EP3175326B1 (en) 2014-07-30 2020-09-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Detector for a display
US10459574B2 (en) * 2014-07-31 2019-10-29 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Display including hot mirror
CN107209596B (zh) * 2015-01-30 2020-12-08 惠普发展公司，有限责任合伙企业 使用输入设备将输入设备校准到显示器
US9635325B2 (en) 2015-05-29 2017-04-25 Semiconductor Components Industries, Llc Systems and methods for detecting ultraviolet light using image sensors
KR20170101732A (ko) * 2016-02-29 2017-09-06 삼성전자주식회사 광학 줌 기능을 지닌 전자펜 장치
CN106124446A (zh) * 2016-07-11 2016-11-16 中国科学院上海技术物理研究所 消除大气吸收干扰的红外光致发光光路系统和实验方法
TWI597637B (zh) * 2016-08-12 2017-09-01 奇象光學有限公司 光學膜片以及使用者輸入系統
US10146337B2 (en) 2016-09-15 2018-12-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Digital handwriting device and method of using the same
TWI607365B (zh) * 2016-10-07 2017-12-01 Handwriting interactive display device and handwriting interactive reading device
TWI614657B (zh) * 2016-12-16 2018-02-11 奇象光學有限公司 光學膜片以及使用者輸入系統
CN108983999B (zh) * 2017-06-05 2021-10-22 奇象光学有限公司 数位笔
WO2019040358A1 (en) * 2017-08-22 2019-02-28 Corning Incorporated GLASS ARTICLE WITH TRANSPARENT LIGHT CONVERSION SPATIAL POSITION CODING LAYER
CN107479760B (zh) * 2017-09-22 2021-09-24 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板及其制作方法、显示面板和显示系统
JP6787363B2 (ja) * 2018-05-10 2020-11-18 セイコーエプソン株式会社 操作デバイス、位置検出システム及び操作デバイスの制御方法
EP4278248A1 (en) * 2020-12-18 2023-11-22 Nanoga SA Tiled interactive photonic screen
KR20230123534A (ko) * 2022-02-16 2023-08-24 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이를 포함하는 터치 입력 시스템

Family Cites Families (86)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3971065A (en) 1975-03-05 1976-07-20 Eastman Kodak Company Color imaging array
US4320292A (en) * 1979-08-22 1982-03-16 Nippon Telegraph And Telephone Public Corporation Coordinate input apparatus
US4542359A (en) 1982-11-02 1985-09-17 Nec Corporation Polar relay
US4794634A (en) 1985-12-24 1988-12-27 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Position-sensitive photodetector and light transmissive tablet and light-emitting pen
US4851681A (en) * 1988-03-08 1989-07-25 Westek Associates Infrared sensor signal conditioner
US5051763A (en) 1990-10-23 1991-09-24 Yukevich Jr John P Camera with orienting flash
WO1992017859A1 (en) 1991-04-03 1992-10-15 Hewlett Packard Company Position-sensing apparatus
US5477012A (en) 1992-04-03 1995-12-19 Sekendur; Oral F. Optical position determination
US5852434A (en) 1992-04-03 1998-12-22 Sekendur; Oral F. Absolute optical position determination
DE69329120T2 (de) 1992-09-28 2001-03-22 Olympus Optical Co Aufzeichnungsmedium für punktcode und informations-aufzeichnungssystem
WO1994008316A1 (en) 1992-09-30 1994-04-14 Hewlett Packard Company Initial track recovery in position-sensing systems that use windowing patterns
US5554828A (en) * 1995-01-03 1996-09-10 Texas Instruments Inc. Integration of pen-based capability into a field emission device system
JP3345239B2 (ja) * 1995-01-11 2002-11-18 ローレルバンクマシン株式会社 紙幣判別装置
US5552147A (en) 1995-04-25 1996-09-03 Chesebrough-Pond's Usa Co., Division Of Conopco, Inc. Petroleum jelly with alpha hydroxy carboxylic acids
US5754514A (en) * 1996-10-08 1998-05-19 Polaroid Corporation Phase controlled evanescent field systems and methods for optical recording and retrieval
US6050490A (en) 1997-10-31 2000-04-18 Hewlett-Packard Company Handheld writing device and related data entry system
US6432518B1 (en) * 1998-12-28 2002-08-13 Ricoh Company, Ltd. Erasable recording material capable of inputting additional information written thereon and information recording system and information recording method using the recording material
SE516522C2 (sv) 1999-05-28 2002-01-22 Anoto Ab Positionsbestämning
US6502756B1 (en) 1999-05-28 2003-01-07 Anoto Ab Recording of information
BR0011036A (pt) 1999-05-28 2002-02-26 Anoto Ab Agenda
JP3536203B2 (ja) * 1999-06-09 2004-06-07 東芝セラミックス株式会社 ウェーハの結晶欠陥測定方法及び装置
MXPA02000110A (es) 1999-06-28 2003-07-21 Anoto Ab Registro de informacion.
SE517445C2 (sv) 1999-10-01 2002-06-04 Anoto Ab Positionsbestämning på en yta försedd med ett positionskodningsmönster
US20040252867A1 (en) * 2000-01-05 2004-12-16 Je-Hsiung Lan Biometric sensor
SE0000949L (sv) 2000-03-21 2001-09-22 Anoto Ab Positionsinformation
US20020005493A1 (en) * 2000-04-04 2002-01-17 Reese Steven A. Optical components for microarray analysis
US6586688B2 (en) 2000-04-05 2003-07-01 Anoto Ab Information-related devices and methods
US7657128B2 (en) * 2000-05-23 2010-02-02 Silverbrook Research Pty Ltd Optical force sensor
WO2002013126A2 (de) * 2001-08-08 2002-02-14 Anitra Medienprojekte Gmbh Träger und verfahren zur erstellung positionsgebender vorlagen mit zugehörigem lesegerät
US6722574B2 (en) 2000-09-07 2004-04-20 Anoto Ab Business card
JP4776832B2 (ja) 2000-10-19 2011-09-21 キヤノン株式会社 座標入力装置、および、画像入力装置の座標板
US7352454B2 (en) * 2000-11-09 2008-04-01 Canesta, Inc. Methods and devices for improved charge management for three-dimensional and color sensing
US20020163511A1 (en) 2000-11-29 2002-11-07 Sekendur Oral Faith Optical position determination on any surface
WO2002058029A2 (en) 2000-11-29 2002-07-25 Sekendur Oral F Optical position determination on any surface
GB2370349A (en) * 2000-12-19 2002-06-26 Innovision Res And Technology Information providing apparatus such as a question and answer game
US6667695B2 (en) 2001-06-25 2003-12-23 Anoto Ab Position code
US6927916B2 (en) 2001-09-21 2005-08-09 Anoto Ab Illumination and imaging of an object
KR100921543B1 (ko) 2002-03-13 2009-10-12 플라트프로그 라보라토리즈 에이비 터치 패드, 터치 패드용 스타일러스 및 터치 패드 작동 방법
US20030197690A1 (en) 2002-04-19 2003-10-23 Zimenkov Oleg N. Computer input system
ATE434803T1 (de) 2002-09-26 2009-07-15 Kenji Yoshida Informationswiedergabe-i/o-verfahren mit punktmuster und informationswiedergabeeinrichtung
US7430497B2 (en) 2002-10-31 2008-09-30 Microsoft Corporation Statistical model for global localization
US7502507B2 (en) 2002-10-31 2009-03-10 Microsoft Corporation Active embedded interaction code
US7116840B2 (en) 2002-10-31 2006-10-03 Microsoft Corporation Decoding and error correction in 2-D arrays
US7262764B2 (en) 2002-10-31 2007-08-28 Microsoft Corporation Universal computing device for surface applications
JP2006528789A (ja) 2003-07-24 2006-12-21 コーニンクレッカ　フィリップス　エレクトロニクス　エヌ　ヴィ レジストレーションコードによる電子ペイント処理
US7253570B2 (en) * 2003-09-08 2007-08-07 John Alfred Ayres Automatic momentary secondary light source assembly
US6962450B2 (en) 2003-09-10 2005-11-08 Hewlett-Packard Development Company L.P. Methods and apparatus for generating images
CN1918577B (zh) 2003-12-15 2010-09-01 阿诺托股份公司 用于电子笔的光学系统、分析系统和模块化单元
US7529410B2 (en) 2004-01-07 2009-05-05 Microsoft Corporation Local localization using fast image match
US7263224B2 (en) 2004-01-16 2007-08-28 Microsoft Corporation Strokes localization by m-array decoding and fast image matching
US20050162400A1 (en) 2004-01-23 2005-07-28 Au Optronics Corporation Position encoded sensing device and a method thereof
GB0402018D0 (en) 2004-01-30 2004-03-03 Hewlett Packard Development Co Use of physical media having the same position-identifying pattern in digital documentation production
US7215431B2 (en) * 2004-03-04 2007-05-08 Therma-Wave, Inc. Systems and methods for immersion metrology
GB2412215B (en) 2004-03-18 2008-08-13 Hewlett Packard Development Co Position identification pattern
GB0417075D0 (en) 2004-07-30 2004-09-01 Hewlett Packard Development Co Calibrating digital pens
US7898505B2 (en) 2004-12-02 2011-03-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Display system
US20060139338A1 (en) 2004-12-16 2006-06-29 Robrecht Michael J Transparent optical digitizer
WO2006104291A1 (en) 2005-03-29 2006-10-05 Samyoung Technologies Co., Ltd. Production method of one body style metal touch pad having luminescent pigment and metal keypad having one body style metal touch pad produced by that method
US7733310B2 (en) 2005-04-01 2010-06-08 Prysm, Inc. Display screens having optical fluorescent materials
US20060221022A1 (en) 2005-04-01 2006-10-05 Roger Hajjar Laser vector scanner systems with display screens having optical fluorescent materials
US7403658B2 (en) 2005-04-15 2008-07-22 Microsoft Corporation Direct homography computation by local linearization
US7646377B2 (en) 2005-05-06 2010-01-12 3M Innovative Properties Company Position digitizing using an optical stylus to image a display
US7580576B2 (en) 2005-06-02 2009-08-25 Microsoft Corporation Stroke localization and binding to electronic document
US7619607B2 (en) 2005-06-30 2009-11-17 Microsoft Corporation Embedding a pattern design onto a liquid crystal display
US7528848B2 (en) 2005-06-30 2009-05-05 Microsoft Corporation Embedded interaction code decoding for a liquid crystal display
GB2428952B (en) 2005-07-30 2010-10-06 Hewlett Packard Development Co Digital pen and paper system
US7622182B2 (en) 2005-08-17 2009-11-24 Microsoft Corporation Embedded interaction code enabled display
CA2611764C (en) * 2005-08-19 2011-12-06 Silverbrook Research Pty Ltd An electronic stylus with a force re-directing coupling
US7728295B2 (en) * 2005-09-29 2010-06-01 The Trustees Of Princeton University Method and apparatus for detecting surface and subsurface properties of materials
US7714265B2 (en) * 2005-09-30 2010-05-11 Apple Inc. Integrated proximity sensor and light sensor
US9064772B2 (en) 2005-10-07 2015-06-23 Integrated Digital Technologies, Inc. Touch screen system having dual touch sensing function
GB2432233B (en) 2005-10-29 2011-04-20 Hewlett Packard Development Co User-interface system, method & apparatus
KR100721953B1 (ko) * 2005-11-30 2007-05-25 삼성에스디아이 주식회사 풀칼라 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법
GB2439754A (en) 2006-07-04 2008-01-09 Hewlett Packard Development Co Method and system for electronically storing data on a document
US7328851B1 (en) * 2006-10-31 2008-02-12 Xerox Corporation Machine-readable code format
TWI336854B (en) * 2006-12-29 2011-02-01 Ibm Video-based biometric signature data collecting method and apparatus
US7619194B2 (en) * 2007-02-26 2009-11-17 Epson Imaging Devices Corporation Electro-optical device, semiconductor device, display device, and electronic apparatus having the display device
WO2008112886A1 (en) 2007-03-13 2008-09-18 Evident Technologies, Inc. Infrared display with luminescent quantum dots
KR101484465B1 (ko) 2007-03-28 2015-01-28 아노토 아베 카메라펜용 광학 부재
US7869025B2 (en) * 2007-06-28 2011-01-11 Hitachi-High-Technologies Corporation Optical inspection method and optical inspection system
US7989153B2 (en) 2007-07-11 2011-08-02 Qd Vision, Inc. Method and apparatus for selectively patterning free standing quantum DOT (FSQDT) polymer composites
US8842076B2 (en) 2008-07-07 2014-09-23 Rockstar Consortium Us Lp Multi-touch touchscreen incorporating pen tracking
US9268413B2 (en) 2008-07-07 2016-02-23 Rpx Clearinghouse Llc Multi-touch touchscreen incorporating pen tracking
EP2342622B1 (de) 2008-07-15 2018-02-21 Isiqiri Interface Technologies GmbH Steuerfläche für eine datenverarbeitungsanlage
US9378444B2 (en) 2010-12-23 2016-06-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Encoded micro pattern
EP2479650B1 (en) 2011-01-21 2015-09-16 Anoto AB Product with coding pattern

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111279297A (zh) * 2017-10-30 2020-06-12 兰诺嘉股份有限公司 用于数字书写仪器的设备

Also Published As

Publication number Publication date
TW201428580A (zh) 2014-07-16
US20150268755A1 (en) 2015-09-24
US20140117252A1 (en) 2014-05-01
US20140160080A1 (en) 2014-06-12
US8692212B1 (en) 2014-04-08
WO2014070478A1 (en) 2014-05-08
US9075452B2 (en) 2015-07-07
US9836164B2 (en) 2017-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205121488U (zh) 具有位置唯一的光致发光标记的光学数字化仪系统
CN204044759U (zh) 具有位置唯一的光致发光标记的光学数字化仪系统
CN104813259B (zh) 多模式触笔和数字化仪系统
CN204945979U (zh) 数字化仪系统
US9355345B2 (en) Transparent tags with encoded data
US11132554B2 (en) Counterfeit detection of an optically active article using security elements
CN105683885A (zh) 具有点图案识别系统的电子书写设备
JP2005505444A5 (zh)
JP2011073353A (ja) 赤外線吸収パターン付透明シート
WO2022131238A1 (ja) 情報記録体、情報記録体の読取装置、プログラム、読取方法およびシステム
US8360541B2 (en) Reusable paper media with compatibility markings and printer with incompatible media sensor
JP5957977B2 (ja) 印刷物、および検査方法
CN108875854A (zh) 二维码生成系统以及识别系统
WO2013047722A1 (ja) 情報記録媒体、及び読取方法

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160330

Termination date: 20211018