SE520211C2

SE520211C2 - Position determination e.g. for position of electronic pen on sheet of paper, involves dividing surfaces of paper into partial surface and code window based on cyclic rotation of preset number sequence of code marks

Info

Publication number: SE520211C2
Application number: SE0200079A
Authority: SE
Inventors: Mats-Petter Pettersson; Tomas Edsoe
Original assignee: Anoto Ab
Priority date: 2002-01-14
Filing date: 2002-01-14
Publication date: 2003-06-10
Also published as: SE0200079L; SE0200079D0

Abstract

Coding marks (4) of optically readable coding pattern (3) are arranged across surface (2) of paper (1). Pattern is divided into overlapping partial areas (5a,5b) based on cyclic rotation of number sequence of marks. Surface (2) is divided into code windows, based on dimensions of partial surfaces. Position of windows are estimated, based on distance between overlapping areas of partial surface and window. Independent claims are also included for the following: (a) Computer readable program for determining position of pen on paper; (b) Pen position determining device; (c) Product which enables possibility of determining position

Description

lO l5 20 25 30 520 211 2 olika tal. Detta innebär att varje koordinatpar X, Y kodas med en komplex symbol med ett speciellt utseende. lO l5 20 25 30 520 211 2 different numbers. This means that each coordinate pair X, Y is coded with a complex symbol with a special appearance.

I det andra exemplet anges koordinaterna i varje punkt pä skrivytan med hjälp av streckkod, varvid en streckkod för X-koordinaten är angiven ovanför en streck- kod för Y-koordinaten.In the second example, the coordinates at each point on the writing surface are indicated by means of a bar code, a bar code for the X-coordinate being indicated above a bar code for the Y-coordinate.

Som ett tredje exempel anges att ett schackruts- mönster kan användas för att koda X- och Y-koordinaterna.As a third example, it is stated that a checkerboard pattern can be used to encode the X and Y coordinates.

Det finns dock ingen förklaring till hur schackruts- mönstret är uppbyggt eller hur det kan översättas till koordinater.However, there is no explanation for how the checkerboard pattern is structured or how it can be translated into coordinates.

Ett problem med det kända mönstret är att det är uppbyggt av komplexa symboler och ju mindre dessa sym- boler görs desto svärare blir det att framställa den mönstrade skrivytan och desto större blir risken för fel- aktiga positionsbestämningar, men ju större symbolerna görs desto sämre blir positionsupplösningen.A problem with the known pattern is that it is made up of complex symbols and the smaller these symbols are made, the more difficult it becomes to produce the patterned writing surface and the greater the risk of incorrect position determinations, but the larger the symbols are made the worse the position resolution.

Ett ytterligare problem är att processorns behand- ling av det detekterade positionskodningsmönstret blir tämligen komplicerad på grund av att det är komplexa symboler som skall tolkas. Ännu ett problem är att detektorn mäste utformas så att den kan registrera fyra symboler samtidigt sä att den säkert fär med minst en symbol i sin helhet, vilket krävs för att positionsbestämningen skall kunna genomföras.An additional problem is that the processor's processing of the detected position coding pattern becomes rather complicated due to the fact that it is complex symbols that must be interpreted. Another problem is that the detector must be designed so that it can register four symbols at the same time so that it can safely carry at least one symbol in its entirety, which is required for the position determination to be carried out.

I sökandens svenska patentansökan SE 9901954-9, som ingavs den 28 maj 1999 och som inte var offentlig vid in- givandet av föreliggande ansökan och därmed inte tillhör teknikens ståndpunkt, beskrivs bl a ett positionskod- ningsmönster som i stor utsträckning avhjälper ovan- lO 15 20 25 30 520 211 Sammanfattning av uppfinningen Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att helt eller delvis avhjälpa ovannämnda problem hos teknikens ståndpunkt.The applicant's Swedish patent application SE 9901954-9, which was filed on 28 May 1999 and which was not public at the time of filing the present application and thus does not belong to the state of the art, describes, inter alia, a position coding pattern which to a large extent remedies the above. Summary of the Invention An object of the present invention is to completely or partially remedy the above-mentioned problems of the prior art.

Detta ändamål uppnås med ett sätt att åstadkomma ett positionskodningsmönster enligt patentkrav 1, ett sätt att bestämma en position enligt patentkrav 14, och en anordning för positionsbestämning enligt patentkrav 22.This object is achieved with a method of providing a position coding pattern according to claim 1, a method of determining a position according to claim 14, and a position determining device according to claim 22.

Föredragna utföringsformer anges i underkraven.Preferred embodiments are set out in the subclaims.

Enligt en första aspekt av uppfinningen avser denna således ett sätt att åstadkomma ett positionskodnings- mönster, vilket kodar ett flertal positioner på en yta, innefattande stegen att använda en första cyklisk talserie som har egenskapen att ingen sekvens med ett första förutbestämt antal siffror förekommer mer än en gång i talserien; koda koordinater för en första riktning på ytan genom att skriva ut den första cykliska talserien i kolumner över ytan, varvid olika kolumner börjar i olika positioner i talserien så att positions- förskjutningar uppkommer mellan angränsande kolumner; använda en andra cyklisk talserie som har egenskapen att ingen sekvens med ett första förutbestämt antal siffror förekommer mer än en gång i talserien; koda koordinater för en andra riktning på ytan genom att skriva ut den andra cykliska talserien i rader över ytan, varvid olika rader har olika startpositioner genom att de börjar i olika positioner i talserien, kännetecknat av steget att koda de första koordinaterna i den första riktningen var och en innefattar ett förutbestämt antal kolumner, och har en kolumns överlappning med angränsade kolumner, lO 15 20 25 30 520 211 4 och koda varje kolumngrupps koordinat i den första riktningen med hjälp av positionsförskjutningarna mellan angränsande kolumner inom gruppen.According to a first aspect of the invention, it thus relates to a method of providing a position coding pattern which encodes a plurality of positions on a surface, comprising the steps of using a first cyclic number series having the property that no sequence with a first predetermined number of digits occurs more than once in the speech series; encoding coordinates of a first direction on the surface by printing the first cyclic series of numbers in columns above the surface, different columns starting at different positions in the series of numbers so that position shifts occur between adjacent columns; use a second cyclic number series which has the property that no sequence with a first predetermined number of digits occurs more than once in the series of numbers; encode coordinates of a second direction on the surface by printing the second cyclic number series in rows above the surface, different lines having different starting positions by starting at different positions in the number series, characterized by the step of coding the first coordinates in the first direction was and one comprises a predetermined number of columns, and has a column overlapping with adjacent columns, and coding the coordinates of each column group in the first direction by means of the position displacements between adjacent columns within the group.

En stor fördel med detta sätt är att ett entydigt ”flytande” positionskodningsmönster kan àstadkommas utan stor redundans.A major advantage of this method is that an unambiguous "floating" position coding pattern can be achieved without much redundancy.

Den första och den andra talserien kan, men behöver inte, vara identiska.The first and second series of speeches may, but need not, be identical.

Positionskodningsmönstret är alltså baserat på en första cyklisk, företrädesvis binär, talserie som har egenskapen att ingen sekvens med ett första förutbestämt antal siffror förekommer mer än en gäng i talserien.The position coding pattern is thus based on a first cyclic, preferably binary, series of numbers which has the property that no sequence with a first predetermined number of digits occurs more than once in the series of numbers.

Genom att positionskodningsmönstret byggs upp pä detta sätt kommer det att innehålla inherent information om positionerna sä att koordinaterna kan räknas ut med förutbestämda regler. Detta är fördelaktigt för det be- tyder att avkodningen av positionskodningsmönstret kan implementeras pà ett effektivt sätt i exempelvis mjuk- vara. Dessutom blir det mycket enklare att framställa positionskodningsmönstret på detta sätt i förhållande till om man slumpmässigt skulle försöka generera ett entydigt positionskodningsmönster av flytande typ.By building the position coding pattern in this way, it will contain inherent information about the positions so that the coordinates can be calculated with predetermined rules. This is advantageous because it means that the decoding of the position coding pattern can be implemented in an efficient manner in, for example, software. In addition, it becomes much easier to produce the position coding pattern in this way compared to if one were to randomly try to generate a unique position coding pattern of the liquid type.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen avser denna ett sätt att bestämma en position, i en första riktning, för en delyta pà en yta som är försedd med ett positionskodningsmönster, som kodar koordinater för en första riktning pà ytan pà basis av en första cyklisk talserie, vilken har egenskapen att positionen i tal- serien för varje första talsekvens med ett förutbestämt antal siffror är entydigt bestämd och vilken är utskriven varvid olika kolumner börjar i 1 i kolimner över ytan, olika positioner i talserien så att positionsförskjut- ningar uppkommer mellan angränsande kolumner, inne- lO l5 20 25 30 520 211 5 fattande stegen att identifiera ett flertal första talsekvenser från positionskoden på delytan, bestämma varje första talsekvens position i den första cykliska talserien,pà basis av dessa positioner bestämma positionsförskjutningarna mellan de angränsande kolumnerna i vilka de första talsekvenserna frän delytan ingår, kännetecknat av stegen att utifrån positionsförskjutningarna bestämma en koordinat i den första riktningen för en första kolumngrupp, som nämnda delyta åtminstone delvis överlappar, vilken första kolumngrupp är en av ett flertal kolumngrupper i den första riktningen, vilka var och en innefattar ett förutbestämt flertal kolumner och har en kolumns över- lappning med angränsande kolumngrupper.According to a second aspect of the invention, it relates to a method of determining a position, in a first direction, for a sub-surface on a surface provided with a position coding pattern, which encodes coordinates for a first direction on the surface on the basis of a first cyclic speech series, which has the property that the position in the number series for each first number sequence with a predetermined number of digits is unambiguously determined and which is printed with different columns starting in 1 in columns above the surface, different positions in the number series so that position shifts occur between adjacent columns, comprising the steps of identifying a plurality of first speech sequences from the position code on the sub-surface, determining the position of each first speech sequence in the first cyclic speech series, on the basis of these positions determining the position offsets between the adjacent columns in which the first speech sequences from the sub-surface is included, characterized by the steps that based on the position displacements determining a coordinate in the first direction of a first column group, said sub-surface at least partially overlapping, which first column group is one of a plurality of column groups in the first direction, each of which comprises a predetermined plurality of columns and has a column overlap with adjacent column groups.

Sättet kan realiseras med ett datorprogram. Detta kan användas tillsammans med kända positionsbestämnings- anordningar. Det kan installeras i en separat dator, till vilken bilder av positionskodningsmönstret skickas, eller i själva den anordning som registrerar positionskodningsmönstret.The method can be realized with a computer program. This can be used together with known position determining devices. It can be installed in a separate computer, to which images of the position coding pattern are sent, or in the device itself which registers the position coding pattern.

Enligt en tredje aspekt av uppfinningen avser denna en anordning för positionsbestämning, innefattande en sensor för åstadkommande av en bild av en delyta av en yta, som är försedd med ett positionskodningsmönster, och bildbehandlingsorgan, som är anordnade att utifrån den delmängd av positionskodningsmönstret som finns i bilden av delytan beräkna en position för delytan i enlighet med sättet enligt något av krav 14-20.According to a third aspect of the invention, it relates to a position determining device, comprising a sensor for producing an image of a partial surface of a surface, which is provided with a position coding pattern, and image processing means, which are arranged to be based on the subset of the position coding pattern contained in the image of the sub-surface calculate a position for the sub-surface in accordance with the method according to any one of claims 14-20.

Fördelarna med anordningen framgår av ovanstående diskussion.The advantages of the device are apparent from the above discussion.

Genom att bildbehandlinosoroanen i anordningen är anordnade att bestämma positionen på ett ”regelbaserat” sätt, behöver anordningen ingen stor minneskapacitet, lO l5 20 25 30 520 211 6 vilket är en fördel när det gäller tillverkningskostnaden för anordningen och möjligheten att göra en stand-alone- enhet.Because the image processing nosorones in the device are arranged to determine the position in a "rule-based" manner, the device does not need a large memory capacity, which is an advantage in terms of the manufacturing cost of the device and the possibility of making a stand-alone device. unit.

Bildbehandlingsorganen utgörs med fördel av en lämp- ligt programmerad processor.The image processing means advantageously consist of a suitably programmed processor.

Anordningen kan realiseras som en självständig en- het. Alternativt kan sensorn finnas i ett första hölje medan bildbehandlingsorganen finns i ett annat hölje, t ex en persondator till vilken av sensorn registrerade bilder överförs.The device can be realized as an independent unit. Alternatively, the sensor may be located in a first housing while the image processing means be located in a second housing, for example a personal computer to which images registered by the sensor are transferred.

Kort figurbeskrivning I det följande skall uppfinningen beskrivas mera i detalj genom ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Fig 1 schematiskt visar en utföringsform av en pro- dukt som är försedd med ett positionskodningsmönster; Fig 2 schematiskt visar hur symbolerna kan vara ut- formade i en utföringsform av uppfinningen.Brief description of the figures In the following, the invention will be described in more detail by means of an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 schematically shows an embodiment of a product which is provided with a position coding pattern; Fig. 2 schematically shows how the symbols can be formed in an embodiment of the invention.

Fig 3 schematiskt visar ett exempel pä 4x4 symboler som används för att koda en position.Fig. 3 schematically shows an example of 4x4 symbols used to encode a position.

Fig 4 schematiskt visar en anordning som kan använ- das för positionsbestämning.Fig. 4 schematically shows a device that can be used for position determination.

Beskrivning av en föredragen utföringsform I det följande beskrivs först exempel pä en produkt med positionskodningsmönster och den grafiska utformningen av positionskodningsmönstret i generella ordalag.Description of a preferred embodiment In the following, examples of a product with a position coding pattern and the graphic design of the position coding pattern are described in general terms.

En produkt har en yta som är försedd med ett som har minst kodningsmönster, som innefattar symboler, tvà olika värden. Varje symbol innefattar en rasterpunkt och minst en markering.A product has a surface that is provided with one that has the least coding pattern, which includes symbols, two different values. Each symbol includes a raster point and at least one marker.

Rasterpunkten ingar 1 ett raster som sträcker sig över ytan. Varje symbols värde indikeras 10 l5 20 25 30 520 211 7 av nämnda markerings placering i förhållande till en rasterpunkt.The grid point enters a grid that extends over the surface. The value of each symbol is indicated by the position of said mark in relation to a raster point.

I den kända tekniken kodas varje position med en komplex symbol som kräver igenkänning av många olika element och som därför blir störkänslig. Istället kan en symbol användas, vars värde anges av en markerings placering i förhållande till en rasterpunkt. Det finns alltså en typ av symbol för varje värde. Därmed behöver en anordning som skall utföra positionsbestämningen bara kunna detektera förekomsten av en markering och behöver den inte kunna skilja mellan olika element, såsom de olika strecken i en streckkod, för att kunna bestämma positionen. Därigenom blir detekteringen enklare och mindre störkänslig.In the prior art, each position is coded with a complex symbol which requires recognition of many different elements and which therefore becomes sensitive to disturbance. Instead, a symbol can be used, the value of which is indicated by the position of a mark in relation to a raster point. So there is one type of symbol for each value. Thus, a device which is to perform the position determination need only be able to detect the presence of a mark and it need not be able to distinguish between different elements, such as the different bars in a bar code, in order to be able to determine the position. This makes detection easier and less sensitive to noise.

Utformningen av symbolen medför vidare att en yta som är försedd med ett kodningsmönster blir mera estetiskt tilltalande.The design of the symbol further means that a surface which is provided with a coding pattern becomes more aesthetically pleasing.

Vidare möjliggörs ett, i förhållande till informa- tionstätheten, stort avstånd mellan markeringarna vilket gör att kodningen blir mindre känslig för rörelseoskärpa.Furthermore, in relation to the information density, a large distance between the markings is made possible, which makes the coding less sensitive to motion blur.

I positionskodningsmönstret i den ovannämnda SE 9901954-9 används punkter av olika storlek för att grafiskt representera positionskodningen. De ovannämnda symbolerna kan med fördel användas istället för punkterna i positionskodningsmönstret_ Markeringarna kan ha olika utseende. Väsentligen alla markeringar kan vara identiska, varvid kodningsmönstret blir enklare att detektera och enklare att applicera på en yta.In the position coding pattern in the above-mentioned SE 9901954-9, points of different sizes are used to graphically represent the position coding. The above symbols can be used to advantage instead of the points in the position coding pattern_ The markings can have different appearances. Essentially all markings can be identical, making the coding pattern easier to detect and easier to apply to a surface.

Ovan beskrivna symboler kan användas för att koda vilken som hel t tvp av information, vv 1 fördel för att koda positioner. I den kända tekniken kodas varje position säsom nämnts med en enda symbol som lO 15 20 25 30 520 211 8 därför mäste vara tämligen komplex. Istället kan varje position kodas med ett flertal symboler. Därmed kan varje enskild symbol göras mindre komplex och därmed enklare att detektera med större säkerhet.The symbols described above can be used to encode any type of information, vv 1 advantage for encoding positions. In the prior art, each position, as mentioned, is coded with a single symbol which must therefore be rather complex. Instead, each position can be coded with a plurality of symbols. Thus, each individual symbol can be made less complex and thus easier to detect with greater certainty.

I den kända tekniken kodas vidare varje position med en symbol som är ”isolerad” från omgivande positioners symboler. Därmed begränsas positionsupplösningen av den yta som symbolen för en position upptar. Det här beskrivna positionskodningsmönstret kan vara uppbyggt på motsvarande vis, varvid varje position kodas av en ”isolerad” grupp av symboler. Emellertid kan också varje symbol bidra till kodningen av mer än en position. Pä detta sätt skapas en ”flytande” övergång mellan olika positioner. Annorlunda beskrivet kodas varje position delvis av samma symboler som de angränsande positionerna.In the prior art, each position is further coded with a symbol which is "isolated" from the symbols of the surrounding positions. Thus, the position resolution is limited by the area occupied by the symbol for a position. The position coding pattern described here can be constructed in a corresponding manner, each position being coded by an "isolated" group of symbols. However, each symbol can also contribute to the coding of more than one position. In this way, a "floating" transition between different positions is created. Described differently, each position is partially encoded by the same symbols as the adjacent positions.

Den flytande kodningen är fördelaktig för den gör det möjligt att öka positionsupplösningen. Vidare kan förhållandet minska mellan ä ena sidan det antal symboler som en positionsbestämningsanordning måste registrera för att säkert kunna utföra en positionsbestämning och å andra sidan det antal symboler som kodar en position.The liquid coding is advantageous because it makes it possible to increase the position resolution. Furthermore, the ratio between, on the one hand, the number of symbols that a position determining device must register in order to be able to perform a position determination and on the other hand the number of symbols encoding a position can decrease.

Varje symbol kan bidra till kodningen av både en första och en andra positionskoordinat. Det behövs alltsà inte olika symboler för de olika koordinaterna vilket gör positionskoden enklare och positionsupplösningen bättre.Each symbol can contribute to the coding of both a first and a second position coordinate. Thus, different symbols are not needed for the different coordinates, which makes the position code easier and the position resolution better.

Koordinatsystemet kan lämpligen vara kartesiskt, men även andra typer av koordinatsystem är tänkbara.The coordinate system can suitably be Cartesian, but other types of coordinate systems are also conceivable.

Vidare kan med fördel varje symbols värde vara över- sättningsbart till minst en första siffra som används för kodning av den första koordinaten och minst en andra siffra som anvands för kodning av den andra koordinaten, varvid symbolerna i positionskodningsmönstret tillsammans representerar en första positionskod för den första ko- lO 15 20 25 30 520 211 9 ordinaten och en andra positionskod för den andra koordi- naten. De båda koordinaterna kan då kodas oberoende av varandra, vilket gör kodningen enklare när kodningen är "flytande". Företrädesvis representeras symbolens värde binärt, varvid en första bit används för kodningen av en första koordinat och en andra bit för kodningen av en andra koordinat.Furthermore, the value of each symbol may advantageously be translatable to at least a first digit used for coding the first coordinate and at least a second digit used for coding the second coordinate, the symbols in the position coding pattern together representing a first position code for the first colo 15 20 25 30 520 211 9 ordinates and a second position code for the second coordinate. The two coordinates can then be coded independently of each other, which makes the coding easier when the coding is "fluid". Preferably, the value of the symbol is represented binary, a first bit being used for the coding of a first coordinate and a second bit for the coding of a second coordinate.

Produkten kan innefatta ett flertal skrivytor, som var och en innefattar positionskodningsmönstret_ Produkten kan exempelvis utgöras av ett anteckningsblock med flera blad. Positionskodningsmönstren skiljer sig då för de olika skrivytorna genom den sekvens i den cykliska talserien som en förutbestämd kolumn eller rad börjar mönster kan alltså användas för flera med. ”Samma” skrivytor, som kan vara åtskilda eller integrerade med varandra, genom att man låter exempelvis den första kolumnen börja i olika positioner i talserien.The product may comprise a plurality of writing surfaces, each of which comprises the position coding pattern. The product may, for example, consist of a notepad with several sheets. The position coding patterns then differ for the different writing surfaces by the sequence in the cyclic number series in which a predetermined column or row of beginning patterns can thus be used for several. "Same" writing surfaces, which can be separated or integrated with each other, by letting, for example, the first column start in different positions in the speech series.

Positionskodningsmönstret kan realiseras med vilken som helst parameter som kan användas för att åstadkomma symboler av ovannämnda typ som kan detekteras av en de- tektor. Parametern kan vara elektrisk eller kemisk eller av annan typ. Positionskodningsmönstret är emellertid företrädesvis optiskt avläsningsbart för då blir det enklare att anbringa på ytan. Mönstret skall alltså kunna reflektera ljus, men ljuset behöver inte ligga i det syn- liga området.The position coding pattern can be realized with any parameter that can be used to produce symbols of the above type that can be detected by a detector. The parameter can be electrical or chemical or of another type. However, the position coding pattern is preferably optically readable because then it becomes easier to apply to the surface. The pattern must therefore be able to reflect light, but the light does not have to be in the visible area.

Rastret och/eller rasterpunkterna kan vara realise- rade på ytan. De är emellertid företrädesvis virtuella.The grid and / or the grid points can be realized on the surface. However, they are preferably virtual.

Rastret är alltså inte markerat på ytan överhuvudtaget, utan utgör bara ett tänkt raster som bildar grund för kodningen, men lokaliseras 1tifrån markeringarnas placeringar. 10 15 20 25 30 520 211 10 Den ovan beskrivna idén att översätta en symbols värde till en första siffra för kodning av den första koordinaten och en andra siffra i varje symbols värde för kodning av den andra koordinaten kan naturligtvis använ- das oberoende av den exakta utformningen av symbolerna.The raster is thus not marked on the surface at all, but only constitutes an imaginary raster that forms the basis for the coding, but is located 1 from the locations of the markings. The above-described idea of translating the value of a symbol into a first digit for coding the first coordinate and a second digit in the value of each symbol for coding the second coordinate can of course be used independently of the exact the design of the symbols.

Produkten kan därför ocksà beskrivas som en produkt som har en yta som är försedd med ett positions- kodningsmönster som kodar ett flertal positioner pà ytan och som innefattar ett flertal symboler, varvid varje symbol har minst fyra olika värden. Varje position pà ytan kodas med ett flertal symboler varje symbols värde är översättningsbart till minst en första siffra som används för kodning av en första koordinat och minst en andra siffra som används för kodning av en andra koordinat, varvid symbolerna i positionskodningsmönstret tillsammans representerar en första positionskod för den första koordinaten och en andra positionskod för den andra koordinaten.The product can therefore also be described as a product having a surface which is provided with a position coding pattern which encodes a plurality of positions on the surface and which comprises a plurality of symbols, each symbol having at least four different values. Each position on the surface is coded with a plurality of symbols. The value of each symbol is translatable to at least a first digit used for coding a first coordinate and at least a second digit used for coding a second coordinate, the symbols in the position coding pattern together representing a first position code. for the first coordinate and a second position code for the second coordinate.

Fördelarna med denna kodning framgår ovan. Den kan med fördel användas för realisering av en flytande kod- ning, exempelvis för realisering av en flytande kodning enligt SE 9901954-9. Vad som angetts ovan för produkten med ett kodningsmönster med markeringar och rasterpunkter gäller naturligtvis i tillämpliga delar även för den alternativa beskrivningen av produkten.The advantages of this coding are shown above. It can be used to advantage for realizing a liquid coding, for example for realizing a liquid coding according to SE 9901954-9. What has been stated above for the product with a coding pattern with markings and grid points naturally also applies in applicable parts to the alternative description of the product.

De ovan beskrivna produkterna kan vara vilka som helst produkter som har en yta med ett kodningsmönster.The products described above can be any products that have a surface with a coding pattern.

De kan användas för en mängd olika tillämpningar. De kan exempelvis användas för att fortlöpande registrera posi- tionen för en penna som förs över skrivytan. De kan vidare användas vid bestämning av positionen för ett verktyg. ett instrument eller liknande. De kan också lO 15 20 25 30 520 211 ll användas som en musmatta. Fackmannen kan tänka ut många andra tillämpningar.They can be used for a variety of applications. They can be used, for example, to continuously register the position of a pen that is moved over the writing surface. They can also be used in determining the position of a tool. an instrument or the like. They can also be used as a mouse pad. Those skilled in the art can devise many other applications.

I fig I visas en del av en produkt i form av ett papper 1, som på sin yta 2 är försett med ett optiskt avläsningsbart positionskodningsmönster 3 som möjliggör positionsbestämning. Positionskodningsmönstret består av symboler 4, som är systematiskt anordnade över ytan 2, så att denna har ett ”mönstrat” utseende. Pappret har en x- koordinataxel och en y-koordinataxel. I detta fall kan positionsbestämning utföras på hela produktens yta. I andra fall kan ytan som medger positionsbestämning utgöra en mindre del av produkten. Pappret kan exempelvis an- vändas för att åstadkomma en elektronisk representation av information som skrivs eller ritas på ytan. Den elek- troniska representationen kan åstadkommas genom att man löpande under skrivning på ytan med en penna, bestämmer pennans position på pappret genom avläsning av positions- kodningsmönstret.Fig. 1 shows a part of a product in the form of a paper 1, which on its surface 2 is provided with an optically readable position coding pattern 3 which enables position determination. The position coding pattern consists of symbols 4, which are systematically arranged over the surface 2, so that this has a "patterned" appearance. The paper has an x-coordinate axis and a y-coordinate axis. In this case, position determination can be performed on the entire surface of the product. In other cases, the surface that allows positioning may be a smaller part of the product. The paper can, for example, be used to provide an electronic representation of information written or drawn on the surface. The electronic representation can be achieved by continuously during writing on the surface with a pen, determining the position of the pen on the paper by reading the position coding pattern.

Positionskodningsmönstret innefattar ett virtuellt raster, som alltså varken syns för det mänskliga ögat eller kan detekteras direkt av en anordning som skall be- stämma positioner på ytan, och ett flertal symboler 4, som var och en kan anta ett av fyra värden ”l”-”4” såsom beskrivs i det följande. Det skall i detta sammanhang på- pekas att positionskodningsmönstret i fig 1 för åskådlig- hetens skull är kraftigt förstorat. Dessutom visas det bara på en del av pappret.The position coding pattern comprises a virtual raster, which is thus neither visible to the human eye nor can be detected directly by a device which is to determine positions on the surface, and a plurality of symbols 4, each of which can assume one of four values "1" - "4" as described below. In this context, it should be pointed out that the position coding pattern in Fig. 1 is greatly enlarged for the sake of clarity. In addition, it appears on only part of the paper.

Positionskodningsmönstret är så arrangerat att en delytas position på skrivytan kodas av symbolerna på 5b visas denna delyta. En första och en andra delyta 5a, Den Hcl med streckade linjer i fig 1. . c . . a -I av positionskod- ningsmönstret (här 3 x 3 symboler) som finns på den första delytan 5a kodar en första position, och den del 10 15 20 25 520 211 12 av positionskodningsmönstret som finns på den andra del- ytan 5b kodar en andra position. Positionskodningsmönst- ret är således delvis gemensamt för de angränsande första och andra positionerna. Ett sådant positionskodnings- mönster betecknas i denna ansökan som "flytande".The position coding pattern is arranged so that the position of a partial surface on the writing surface is coded by the symbols on 5b, this partial surface is displayed. A first and a second sub-surface 5a, The Hcl with dashed lines in Fig. 1. c. . a -I of the position coding pattern (here 3 x 3 symbols) present on the first sub-surface 5a encodes a first position, and the part 10 of the position coding pattern present on the second sub-surface 5b encodes a second position. The position coding pattern is thus partly common to the adjacent first and second positions. Such a position coding pattern is referred to in this application as "floating".

I fig 2a-d visas en utföringsform av en symbol som kan användas i positionskodningsmönstret enligt uppfinn- ingen. Symbolen innefattar en virtuell rasterpunkt 6, som representeras av skärningspunkten mellan rasterlinjerna, samt en markering 7 som har formen av en punkt. Symbolens värde beror på var markeringen är placerad. I exemplet i fig 2 finns fyra möjliga placeringar, en på var och en av rasterlinjerna som utgår från rasterpunkterna. Förskjut- ningen från rasterpunkten är lika stor för alla värden. I det följande har symbolen i fig 2a värdet I, i fig 2b värdet 2, i fig 2c värdet 3 och i fig 2d värdet 4. Annor- lunda uttryckt finns det fyra olika typer av symboler.Figures 2a-d show an embodiment of a symbol which can be used in the position coding pattern according to the invention. The symbol comprises a virtual raster point 6, which is represented by the intersection point between the raster lines, and a mark 7 which has the shape of a point. The value of the symbol depends on where the marking is located. In the example in Fig. 2, there are four possible locations, one on each of the raster lines starting from the raster points. The offset from the raster point is the same for all values. In the following, the symbol in Fig. 2a has the value I, in Fig. 2b the value 2, in Fig. 2c the value 3 and in Fig. 2d the value 4. In other words, there are four different types of symbols.

Varje symbol kan alltså representera fyra värden ”I-4”. Detta medför att positionskodningsmönstret kan delas upp i en första positionskod för X-koordinaten, och en andra positionskod för y-koordinaten. Uppdelningen görs enligt följande: Symbolvärde X-kod y-kod 1 1 1 2 O 1 3 1 O 4 O O Varje symbols värde översätts alltså till en första 'FF SlLL-V- ia, här bit, för x-koden och en andra siffra, här bit, för y-koden. På detta sätt får man två helt obe- roende bitmönster. Mönstren kan kombineras till ett l0 15 20 25 520 211 13 gemensamt mönster, som kodas grafiskt med hjälp av ett flertal symboler enligt fig 2.Each symbol can thus represent four values "I-4". This means that the position coding pattern can be divided into a first position code for the X-coordinate, and a second position code for the y-coordinate. The division is made as follows: Symbol value X-code y-code 1 1 1 2 O 1 3 1 O 4 OO The value of each symbol is thus translated into a first 'FF SlLL-V- ia, here bit, for the x-code and a second digit , this bit, for the y-code. In this way you get two completely independent bit patterns. The patterns can be combined into a common pattern, which is coded graphically by means of a plurality of symbols according to Fig. 2.

Varje position kodas med hjälp av ett flertal sym- boler. I detta exempel används 4x4 symboler för att koda en position i tvà dimensioner, dvs en x-koordinat och en y-koordinat.Each position is coded using a number of symbols. In this example, 4x4 symbols are used to encode a position in two dimensions, ie an x-coordinate and a y-coordinate.

Positionskoden byggs upp med hjälp av en talserie av ettor och nollor, som har egenskapen att ingen sekvens av fyra bitar förekommer mer än en gång i serien. Talserien är cyklisk, vilket betyder att egenskapen också gäller när man kopplar ihop slutet av serien med dess början. En fyra bitars sekvens har alltså alltid en entydigt bestämd position i talserien.The position code is built up using a number series of ones and zeros, which has the property that no sequence of four bits occurs more than once in the series. The speech series is cyclical, which means that the property also applies when you connect the end of the series with its beginning. A four-bit sequence thus always has a uniquely determined position in the speech series.

Serien kan maximalt vara 16 bitar lång om den skall ha ovan beskrivna egenskap för sekvenser om fyra bitar. I detta exempel används emellertid bara en sju bitar lång serie enligt följande: ”0 0 0 1 0 1 0”.The series can be a maximum of 16 bits long if it is to have the above-described property of four-bit sequences. In this example, however, only a seven bit long series is used as follows: "0 0 0 1 0 1 0".

Denna serie innehåller sju unika sekvenser om fyra bitar som kodar en position i serien enligt följande: Position i serien Sekvens 0001 0010 0101 1010 0100 1000 (ﬁkﬂoblukli-“CD 0000 För kodning av x-koordinaten, skriver man talserien sekventiellt i kolumner över hela den yta som skall kodas. Kodningen bygger pà differensen eller positions- lO 15 20 25 30 520 211 14 förskjutningen mellan tal i angränsande kolumner. Diffe- rensens storlek bestäms av i vilken position (dvs med vilken sekvens) i talserien som man låter kolumnen börja.This series contains seven unique four-bit sequences that encode a position in the series as follows: Position in the Series Sequence 0001 0010 0101 1010 0100 1000 ( The coding is based on the difference or positional displacement between numbers in adjacent columns.

Om man närmare bestämt tar differensen modulo sju mellan à ena sidan ett tal, som kodas av en fyrabitars sekvens i en första kolumn och som alltså kan ha värdet(positionen) O-6, och á andra sidan motsvarande tal (dvs sekvensen pä samma ”höjd”) i en angränsande kolumn, kommer resultatet bli detsamma oberoende av var längs de tvà kolumnerna som man gör jämförelsen. Med hjälp av differensen mellan tvà kolumner kan man alltså koda en X-koordinat som är kon- stant för alla y-koordinater.More specifically, if one takes the difference modulo seven between on the one hand a number, which is coded by a four-bit sequence in a first column and which can thus have the value (position) O-6, and on the other hand the corresponding number (ie the sequence on the same " height ”) in an adjacent column, the result will be the same regardless of where along the two columns the comparison is made. With the help of the difference between two columns, you can thus code an X-coordinate that is constant for all y-coordinates.

Eftersom varje position pà ytan kodas med 4x4 symbo- ler i detta exempel, har man tillgång till tre differen- ser (med värdet 0-6) enligt ovan för att koda x-koordi- naten. Kodningen görs dä pà så sätt att av de tre diffe- renserna kommer en alltid att ha värdet 1 eller 2 och de bàda övriga att ha värden i intervallet 3-6. Inga diffe- renser får alltså vara noll i x-koden. Med andra ord konstrueras X-koden så att differenserna blir som följer: (3-6) (3-6) (l-2) (3-6) (3-6) (1-2) (3-6) (3-6) (l-2)...Since each position on the surface is coded with 4x4 symbols in this example, you have access to three differences (with the value 0-6) as above to code the x-coordinates. The coding is then done in such a way that of the three differences, one will always have the value 1 or 2 and the other two will have values in the interval 3-6. No differences must therefore be zero in the x-code. In other words, the X code is constructed so that the differences are as follows: (3-6) (3-6) (1-2) (3-6) (3-6) (1-2) (3-6) ( 3-6) (1-2) ...

Varje X-koordinat kodas alltså med två tal mellan 3 och 6 samt ett efterföljande tal som är 1 eller 2. Om man sub- traherar tre från de höga talen och ett från det läga fär man ett tal i blandad bas, som direkt ger en position i x-riktningen, fràn vilken X-koordinaten sen kan bestämmas direkt, såsom visas i exemplet nedan.Each X-coordinate is thus coded with two numbers between 3 and 6 and a subsequent number that is 1 or 2. If you subtract three from the high numbers and one from the low one, you get a number in a mixed base, which directly gives a position in the x-direction, from which the X-coordinate can then be determined directly, as shown in the example below.

Med hjälp av ovan beskrivna princip kan man alltsà koda x-koordinater 0,l,2..., med hjälp av tal som repre- senterar tre differenser. Dessa differenser kodas med ett bitmönster som baseras pà talserien ovan k. r., u. a. till slut kodas grafiskt med hjälp av symbolerna i fig 2. lO 15 20 25 30 520 211 15 I mänga fall kommer man när man läser in 4x4 symbo- ler inte få fram ett komplett tal som kodar x-koordina- ten, utan delar av två tal. Eftersom den minst signifi- kanta delen av talen alltid är 1 eller 2 kan man emeller- tid enkelt rekonstruera ett komplett tal.Using the principle described above, you can thus encode x-coordinates 0, 1, 2 ..., using numbers that represent three differences. These differences are coded with a bit pattern based on the number series above SEK, ua are finally coded graphically using the symbols in Fig. 2. In many cases, when reading 4x4 symbols, you will not get a complete number that encodes the x-coordinate, without parts of two numbers. However, since the least significant part of the numbers is always 1 or 2, you can easily reconstruct a complete number.

Y-koordinaterna kodas enligt samma princip som an- vänds för X-koordinaterna. Den cykliska talserien skrivs upprepade gånger i horisontella rader över ytan som skall positionskodas. Precis som för x-koordinaterna låter man raderna börja i olika positioner, dvs med olika sekven- ser, i talserien. För y-koordinaterna använder man dock inte differenser utan kodar koordinaterna med tal som baseras på talseriens startposition på varje rad. När man har bestämt X-koordinaten för 4X4 symboler, kan man näm- ligen bestämma startpositionerna i talserien för de rader som ingår y-koden i de 4x4 symbolerna. I y-koden, bestäm- mer man den mest signifikanta siffran genom att låta denna vara den enda som har ett värde i ett speciellt intervall. I detta exempel låter man en rad av fyra börja i position O-1 i talserien, för att indikera att denna rad avser den minst signifikanta siffran i en y-koordi- nat, och de tre övriga börja i position 2-6. I y-led finns alltså en serie av tal enligt följande: (2-6) (2-6) (2-6) (o-i) (2-6) (2-6) (2-6) (o-l) (2-6)...The Y-coordinates are coded according to the same principle used for the X-coordinates. The cyclic speech series is repeatedly written in horizontal lines across the surface to be position coded. Just as for the x-coordinates, you let the lines start in different positions, ie with different sequences, in the number series. For the y-coordinates, however, no differences are used, but the coordinates are coded with numbers based on the starting position of the number series on each row. Once you have determined the X-coordinate for 4X4 symbols, you can determine the starting positions in the number series for the lines that are included in the y-code in the 4x4 symbols. In the y-code, the most significant number is determined by letting it be the only one that has a value in a particular range. In this example, a row of four is allowed to begin at position O-1 in the number series, to indicate that this row refers to the least significant number in a y-coordinate, and the other three begin at position 2-6. In the y-direction there is thus a series of numbers as follows: (2-6) (2-6) (2-6) (oi) (2-6) (2-6) (2-6) (ol) ( 2-6) ...

Varje y-koordinat kodas alltså med tre tal mellan 2 och 6 och ett efterföljande tal mellan O och l.Each y-coordinate is thus coded with three numbers between 2 and 6 and a subsequent number between 0 and 1.

Om man subtraherar l från det låga talet och 2 från de höga erhåller man på motsvarande sätt som för x-rikt- ningen en position i y-riktningen i blandad bas från vilken man direkt kan bestämma y-koordinaten.If you subtract 1 from the low number and 2 from the high ones, you get in the same way as for the x-direction a position in the y-direction in a mixed base from which you can directly determine the y-coordinate.

Med metoden ovan kan man koda 4 x 4 x 2 = 32 posi- tioner i x-led. Varje sådan position motsvarar tre dif- ferenser, vilket ger 3 x 32 = 96 positioner. Vidare kan lO 15 20 25 30 520 211 16 man koda 5 X 5 X 5 X 2= 250 positioner i y-led. Varje sådan position motsvarar 4 rader, vilket ger 4 X 250 = 1000 positioner. Tillsamman kan man alltsà koda 96000 positioner. Eftersom X-kodningen är baserad på diffe- renser kan man emellertid välja i vilken position den första talserien börjar. Om man tar hänsyn till att denna första talserie kan börja i sju olika positioner, kan man koda 7 X 96000 = 672000 positioner. Startpositionen för den första talserien i den första kolumnen kan räknas ut när X-koordinaten har bestämts. De ovannämnda sju olika startpositionerna för den första serien kan koda olika blad eller skrivytor på en produkt.With the method above you can code 4 x 4 x 2 = 32 positions in x-direction. Each such position corresponds to three differences, which gives 3 x 32 = 96 positions. Furthermore, 10 15 20 25 30 520 211 16 can be coded 5 X 5 X 5 X 2 = 250 positions in y-direction. Each such position corresponds to 4 rows, giving 4 X 250 = 1000 positions. In total, 96000 positions can be coded. However, since the X coding is based on differences, you can choose in which position the first series of numbers begins. If you take into account that this first series of numbers can start in seven different positions, you can code 7 X 96000 = 672000 positions. The starting position of the first series of numbers in the first column can be calculated when the X-coordinate has been determined. The above seven different starting positions for the first series can encode different sheets or writing surfaces on a product.

För att ytterligare illustrera uppfinningen enligt denna utföringsform följer här ett specifikt exempel som är baserat pà den beskrivna utföringsform av positions- koden.To further illustrate the invention according to this embodiment, here follows a specific example which is based on the described embodiment of the position code.

I fig 3 visas ett exempel på en bild med 4x4 symbo- ler som avläses av en anordning för positionsbestämning.Fig. 3 shows an example of an image with 4x4 symbols which is read by a position determining device.

Dessa 4X4 symboler har följande värden: UJ k) lUNbJu-lš- rbußøbtx) Dessa värden representerar följande binära X- och y- kod: X-kod: y-kod 0 0 0 0 O 0 0 1 lOlO OlOO 0000 0010 10 15 20 25 30 520 211 17 De vertikala x-sekvenserna kodar följande positioner i talserien: 2 0 4 6. Differenserna mellan kolumnerna blir -2 4 2, vilket modulo 7 ger: 5 4 2, vilket i blandad bas kodar position (5-3) x 8 + (4-3) X 2 + (2-1) = 16 + 2 + 1 = 19. Eftersom den första kodade X-positionen är position 0, är den differens som ligger i intervallet 1-2 och som syns i de 4x4-symbolerna den tjugonde sådan dif- ferensen. Eftersom det vidare går totalt tre kolumner på varje sådan differens och det finns en startkolumn, tillhör den vertikala sekvensen längst till höger i 4x4- X-koden den 61:a kolumnen i X-koden (3 X 20 + l= 61) och den längst till vänster den 58:e.These 4X4 symbols have the following values: UJ k) lUNbJu-lš- rbußøbtx) These values represent the following binary X and y codes: X code: y code 0 0 0 0 O 0 0 1 lOlO OlOO 0000 0010 10 15 20 5 520 211 17 The vertical x-sequences encode the following positions in the series of numbers: 2 0 4 6. The differences between the columns become -2 4 2, which modulo 7 gives: 5 4 2, which in mixed base encodes position (5-3) x 8 + (4-3) X 2 + (2-1) = 16 + 2 + 1 = 19. Since the first coded X position is position 0, the difference which is in the range 1-2 and which is seen in the 4x4 symbols the twentieth such difference. Furthermore, since there are a total of three columns on each such difference and there is a starting column, the vertical sequence at the far right of the 4x4-X code belongs to the 61st column of the X-code (3 X 20 + l = 61) and the far left on the 58th.

De horisontella y-sekvenserna kodar positionerna 0 4 1 3 i talserien. Eftersom dessa serier börjar i den 58:e kolumnen är radernas startposition dessa tal minus 57 modulo7, vilket ger startpositionerna 6 3 0 2. Över- satt till siffror i den blandade basen blir detta 6-2, 3-2, 0-0, 2-2 = 4 1 0 0, där den tredje siffran är den minst signifikanta siffran i det aktuella talet. Den fjärde siffran är då den mest signifikanta siffran i nästa tal. Den måste i detta fall vara densamma som i det aktuella talet. (Undantagsfallet är när det aktuella talet består av högsta möjliga siffror i alla positioner.The horizontal y-sequences encode the positions 0 4 1 3 in the speech series. Since these series start in the 58th column, the starting position of the rows is these numbers minus 57 modulo7, which gives the starting positions 6 3 0 2. Translated to numbers in the mixed base, this becomes 6-2, 3-2, 0-0, 2-2 = 4 1 0 0, where the third digit is the least significant digit in the current number. The fourth digit is then the most significant digit in the next number. In this case, it must be the same as in the current number. (The exceptional case is when the current number consists of the highest possible numbers in all positions.

Dä vet man att inledningen på nästa tal är ett större än inledningen av det aktuella talet.) Positionen för fyra siffrors talet blir i den blan- dade basen 0x50 + 4x10 +1x2 + OX1 = 42.Then you know that the beginning of the next number is greater than the beginning of the current number.) The position for the four-digit number will be in the mixed base 0x50 + 4x10 + 1x2 + OX1 = 42.

Den tredje raden i y-koden är alltså den 43:e som har startposition 0 eller 1, och eftersom det går fyra rader totalt på varje sådan rad, är den tredje raden nummer 43x4=l72; I detta exempel är alltså positionen för det översta vänstra hörnet för 4x4-symbolgruppen (58,170). lO 15 20 25 30 520 211 l8 Eftersom x-sekvenserna i 4x4-gruppen börjar pä rad 170, startar hela mönstrets x-kolumner i talseriens positioner ((2 O 4 6) -169) mod 7 = 1 6 3 5. Mellan den sista startpositionen (5) och den första startpositionen kodas talen O-19 i den blandade basen, och genom att sum- mera representationerna för talen O-19 i den blandade basen får man den totala differensen mellan dessa kolum- ner. En naiv algoritm för att göra detta är att generera dessa tjugo tal och direkt summera deras siffror. Den er- hållna summan kalla s. Bladet eller skrivytan ges då av (5-s)modulo7.The third row in the y-code is thus the 43rd which has starting position 0 or 1, and since there are four rows in total on each such row, the third row is number 43x4 = l72; In this example, the position of the upper left corner of the 4x4 symbol group is (58,170). lO 15 20 25 30 520 211 l8 Since the x-sequences in the 4x4 group start on row 170, the whole x pattern of the pattern starts in the positions of the number series ((2 O 4 6) -169) mode 7 = 1 6 3 5. Between the the last starting position (5) and the first starting position, the numbers O-19 in the mixed base are coded, and by summing the representations of the numbers O-19 in the mixed base, the total difference between these columns is obtained. A naive algorithm for doing this is to generate these twenty numbers and directly sum up their numbers. The sum obtained is cold s. The sheet or writing surface is then given by (5-s) modulo7.

I exemplet ovan har beskrivits en utföringsform där varje position kodas med 4 x 4 symboler och en talserie med 7 bitar används. Detta är naturligtvis bara ett exempel. Positioner kan kodas med fler eller färre sym- boler. Det behöver inte vara lika många i bàda rit- ningarna. Talserien kan ha annorlunda längd och behöver inte vara binär, utan kan bygga pä en annan bas. Olika talserier kan användas för kodning i x-led och kodning i y-led. Symbolerna kan ha annorlunda antal värden.In the example above, an embodiment has been described in which each position is coded with 4 x 4 symbols and a series of numbers with 7 bits is used. Of course, this is just one example. Positions can be coded with more or fewer symbols. There does not have to be as many in both drawings. The speech series can have different lengths and does not have to be binary, but can build on a different base. Different speech series can be used for coding in the x-direction and coding in the y-direction. The symbols may have different numbers of values.

I exemplet ovan är vidare markeringen en punkt.In the example above, the selection is also a point.

Naturligtvis kan den ha ett annat utseende. Den kan exempelvis utgöras av ett streck som börjar i den vir- tuella rasterpunkten och sträcker sig ut från denna till en bestämd position.Of course, it can have a different look. It can, for example, consist of a line that starts at the virtual grid point and extends from it to a specific position.

I exemplet ovan används symbolerna inom en kvadra- tisk delyta för kodning av en position. Delytan kan ha annan form, exempelvis hexagonal. Symbolerna behöver heller inte vara anordnade i rader och kolumner i 90 graders vinkel mot varandra utan kan också vara anordnade i an dra arrangemang.In the example above, the symbols within a square sub-area are used for coding a position. The sub-surface can have another shape, for example hexagonal. The symbols also do not have to be arranged in rows and columns at a 90 degree angle to each other but can also be arranged in other arrangements.

För att positionskoden skall kunna detekteras be- höver det virtuella rastret bestämmas. Detta kan göras lO 15 20 25 30 520 211 19 genom att man studerar avståndet mellan olika marke- ringar. Det kortast avståndet som finns mellan två mar- keringar måste härröra från två angränsande symboler med värdet 1 och 3 så att markeringarna ligger på samma ras- terlinje mellan två rasterpunkter. När ett sådant par av markeringar har detekterats kan de tillhörande raster- punkterna bestämmas med kännedom om avståndet mellan rasterpunkterna och markeringarnas förskjutning från rasterpunkterna. När väl två rasterpunkter har lokali- serats kan ytterligare rasterpunkter bestämmas med hjälp av uppmätta avstånd till andra markeringar och med känne- dom om rasterpunkternas inbördes avstånd.In order for the position code to be detected, the virtual grid needs to be determined. This can be done by studying the distance between different markings. The shortest distance between two markings must be derived from two adjacent symbols with the value 1 and 3 so that the markings are on the same grid line between two grid points. When such a pair of markings has been detected, the associated grid points can be determined with knowledge of the distance between the grid points and the displacement of the markings from the grid points. Once two raster points have been located, additional raster points can be determined by means of measured distances to other markings and with knowledge of the mutual distances of the raster points.

En utföringsform av en anordning för positions- bestämning visas schematiskt i fig 4. Den innefattar ett hölje 11, som är format ungefär som en penna. I höljets kortända finns en öppning 12. Kortänden är avsedd att ligga an mot eller hållas på litet avstånd från den yta på vilken positionsbestämningen skall ske.An embodiment of a position determining device is shown schematically in Fig. 4. It comprises a housing 11, which is shaped approximately like a pencil. In the short end of the housing there is an opening 12. The short end is intended to abut or be kept at a small distance from the surface on which the position determination is to take place.

Höljet inrymmer i huvudsak en optikdel, en elektro- nikdel och en strömförsörjning.The housing mainly houses an optics part, an electronics part and a power supply.

Optikdelen innefattar minst en lysdiod 13 för be- lysning av den yta som skall avbildas och en ljuskànslig areasensor 14, exempelvis en CCD- eller CMOS-sensor, för registrering av en tvådimensionell bild. Eventuellt kan anordningen dessutom innehålla ett linssystem.The optical part comprises at least one LED 13 for illuminating the surface to be imaged and a light-sensitive area sensor 14, for example a CCD or CMOS sensor, for detecting a two-dimensional image. Optionally, the device may also contain a lens system.

Strömförsörjningen till anordningen erhålls från ett batteri 15 som är monterat i ett separat fack i höljet.The power supply to the device is obtained from a battery 15 which is mounted in a separate compartment in the housing.

Elektronikdelen innehåller bildbehandlingsorgan 16 för bestämning av en position på basis av den med sensorn 14 registrerade bilden - och närmare bestämt en processor- enhet med en processor som är programmerad till att läsa lO 15 20 25 30 520 211 20 in bilder fràn sensorn och utföra positionsbestämning pà basis av dessa bilder.The electronics part contains image processing means 16 for determining a position on the basis of the image registered with the sensor 14 - and more specifically a processor unit with a processor which is programmed to read 10 15 20 25 30 520 211 20 images from the sensor and perform position determination on the basis of these images.

Anordningen innefattar också i denna utföringsform en pennspets 17, med vars hjälp man kan skriva vanlig färgämnesbaserad skrift pà ytan på vilken positionsbe- stämningen skall ske. Pennspetsen 17 är in- och utfällbar så att användaren kan styra om den skall användas eller ej. I vissa tillämpningar behöver anordningen inte ha någon pennspets alls.The device also comprises in this embodiment a pen tip 17, with the aid of which one can write ordinary dye-based writing on the surface on which the position determination is to take place. The pen tip 17 can be folded in and out so that the user can control whether it is to be used or not. In some applications, the device need not have a pen tip at all.

Anordningen innefattar vidare knappar 18 med vars hjälp anordningen aktiveras och styrs. Den har också en sändtagare 19 för trådlös överföring, t ex med IR-ljus eller radiovàgor, av information till och frän anord- ningen. Anordningen kan vidare innefatta en display 20 för visning av positioner eller registrerad information.The device further comprises buttons 18 by means of which the device is activated and controlled. It also has a transceiver 19 for wireless transmission, for example with IR light or radio waves, of information to and from the device. The device may further comprise a display 20 for displaying positions or registered information.

I sökandens svenska patent nr 9604008-4 beskrivs en anordning för registrering av text. Denna anordning kan användas för positionsbestämning om den programmeras pà lämpligt sätt. Om den skall användas för färgämnesbaserad skrivning sä mäste den vidare kompletteras med en penn- spets.The applicant's Swedish patent no. 9604008-4 describes a device for registering text. This device can be used for position determination if it is programmed appropriately. If it is to be used for dye-based writing, it must also be supplemented with a pen tip.

Anordningen kan vara uppdelad i olika fysiska höl- jen, varvid ett första hölje innehåller komponenter som är nödvändiga för att ta bilder av positionskodnings- mönstret och för att överföra dessa till komponenter som finns i ett andra hölje och som utför positionsbestäm- ningen pä basis av den eller de registrerade bilderna.The device may be divided into different physical enclosures, a first enclosure containing components necessary to take pictures of the position coding pattern and to transmit them to components contained in a second enclosure which perform the position determination on the basis of the registered image or images.

Positionsbestämningen görs såsom nämnts av en pro- cessor som alltså mäste ha programvara för att i en bild lokalisera och avkoda symbolerna och för att fràn det sàlunda erhållna koderna bestämma positioner. Fackmannen kan, utifràn exemplet ovan, konstruera programvara som lO 15 520 211 2l utför positionsbestämning på basis av bild av en del av ett positionskodningsmönster.The position determination is made, as mentioned, by a processor which must therefore have software for locating and decoding the symbols in an image and for determining positions from the codes thus obtained. Those skilled in the art can, from the example above, construct software which performs position determination on the basis of an image of a part of a position coding pattern.

Vidare kan fackmannen, på basis av beskrivningen ovan, konstruera programvara för utskrift av positions- kodningsmönstret.Furthermore, the person skilled in the art can, on the basis of the description above, design software for printing the position coding pattern.

I utföringsexemplet ovan är mönstret optiskt avläs- ningsbart och sensorn således optisk. Såsom nämnts kan mönstret vara baserat på en annan parameter än en optisk parameter. I sådant fall måste naturligtvis sensorn vara av en typ som kan avläsa den aktuella parametern.In the exemplary embodiment above, the pattern is optically readable and the sensor is thus optical. As mentioned, the pattern may be based on a parameter other than an optical parameter. In such a case, of course, the sensor must be of a type that can read the current parameter.

I utföringsexemplet ovan är rastret ett rutnät. Det kan även ha andra former.In the exemplary embodiment above, the grid is a grid. It can also have other forms.

I utföringsexemplet ovan används inte den längsta möjliga cykliska talserien. Därmed åstadkommer man en viss redundans som kan användas exempelvis för att kon- trollera vridningen hos den inlästa gruppen av symboler.In the embodiment above, the longest possible cyclic speech series is not used. This creates a certain redundancy that can be used, for example, to control the rotation of the loaded group of symbols.

Claims

10 15 20 25 30 520 211 22 PATENT REQUIREMENTS

A method of providing a position coding pattern which encodes a plurality of positions on a surface, comprising the steps of using a first cyclic number series having the property that no sequence with a first predetermined number of digits occurs more than once in the series of numbers; encoding coordinates of a first direction on the surface by printing the first cyclic number series in columns above the surface, different columns starting at different positions in the number series so that position shifts occur between adjacent columns; use a second cyclic number series which has the property that no sequence with a first predetermined number of digits occurs more than once in the series of numbers; encode coordinates of a second direction on the surface by printing the second cyclic number series in rows above the surface, different lines having different starting positions by starting at different positions in the number series, characterized by the step of coding the first coordinates in the first the direction comprises dividing the columns into column groups, each comprising a predetermined number of columns, and having a column overlapping with adjacent columns, and coding the coordinates of each column group in the first direction by means of the position displacements between adjacent columns within the group.

The method of claim 1, further comprising the steps of encoding the second coordinates of the second direction, each by dividing the rows into row groups, comprising a predetermined plurality of rows, and encoding each row group coordinate. in the other direction using the starting positions.

The method of claim 1, wherein at least some of the position offsets between adjacent columns are greater than 1.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the position displacements in each column group form a position number in mixed base which gives the column group coordinates in the first direction.

The method of claim 4, further comprising the step of marking the least significant position offset by using such position offsets between adjacent columns in each column group that the least significant position offset is smaller than other position offsets.

A method according to any one of the preceding claims, comprising the step of creating different variants of the position code by allowing the first cyclic speech series in the first direction to start in different positions for different variants.

A method according to any one of claims 2-6, wherein the starting positions in each row group form a position number in mixed base which gives the coordinates of the row group in the other direction.

The method of claim 7, further comprising the step of marking the least significant starting position by using such starting positions in each row group that the least significant starting position is smaller than other starting positions.

A method according to any one of the preceding claims, wherein the first cyclic speech series is identical to the second cyclic speech series.

The method of claim 9, wherein the first and second series of numbers are binary. lO 15 20 25 30 520 211 24

11. ll. A method according to any one of the preceding claims, wherein the printing of the first and the second cyclic number series is done in such a way that each intersection point between raster lines in a raster covering the surface is assigned a number from the first cyclic number series and a number from the second cyclic number series and the numbers assigned to each point of intersection are graphically coded with a mark on the surface adjacent to the point of intersection, the different possible combinations of the numbers from the first and the second cyclic number series being coded by different placement of the mark in relation to the point of intersection.

A method according to any preceding claim, further comprising the step of generating the first and second cyclic speech sequences.

Computer program comprising program code which, when executed in a computer, is arranged to perform the steps of the method according to any one of claims 1-12.

A method of determining a position, in a first direction, for a sub-surface of a surface provided with a position coding pattern, which encodes coordinates of a first direction on the surface on the basis of a first cyclic number series, which has the property that the position in the number series for each first number sequence with a predetermined number of digits is unambiguously determined and which is printed in columns above the surface, different columns starting at different positions in the number series so that position shifts occur between adjacent columns, including the steps of identifying a plurality of first speech sequences from the position code on the sub-surface, determining the position of each first speech sequence in the first cyclic speech series, on the basis of these positions determining the position offsets between the adjacent columns in which the first speech sequences from the sub-surface are included, characterized by the steps of determining a coordinate in the first year based on the position displacements the direction of a first column group, which said sub-surface at least partially overlaps, which first column group is one of a plurality of column groups in the first direction, each of which comprises a predetermined plurality of columns and has a column overlap with adjacent column groups.

The method of claim 14, wherein the step of determining said coordinate of the first column group comprises determining which of the offsets corresponds to the least significant number in a mixed base position number indicating the coordinates of the first column group in the first direction.

The method of claim 15, wherein the offset corresponding to the least significant digit in the position number is determined to be the smallest of the offsets.

A method according to any one of claims 14-16, further comprising the step of determining a position of said sub-surface in a second direction on the surface, wherein the position coding pattern of the coding in the second direction is further based on a second cyclic number series , which has the property that the position in the speech series for each second speech sequence with a second predetermined number of digits is unambiguously determined and which is printed in a plurality of lines on the surface, different lines having different starting positions by starting in different positions in the speech series, comprising the steps of identifying a plurality of other speech sequences from the position code on the sub-surface, determining the position of each second speech sequence in the second cyclic speech series; calculating from the position of the sub-surface in the first direction the starting positions of each of the other cyclic speech series in which the second speech sequences on the sub-surface are included and determining from the starting positions a position in the second direction for a row group, the sub-surface at least partially overlaps, which row group is one of a plurality of non-overlapping row groups in the other direction, each of which comprises a predetermined plurality of other rows.

The method of claim 17, wherein the step of determining the position of the row group in the other direction comprises determining which of the starting positions corresponds to the least significant number in a mixed number position number indicating the position of the row group in the other direction.

The method of claim 18, wherein the starting position corresponding to the least significant digit in the position number of the second code window is determined to be the least significant starting position.

A method according to any one of claims 14-19, wherein the position coding pattern comprises a raster extending over the surface, each intersection point between raster lines in said raster being assigned a number from the first cyclic number series and a number from the second the cyclic speech series, which numbers are coded with a graphic mark, wherein the steps of identifying a plurality of first speech sequences and identifying a plurality of other speech sequences comprise decoding the markings present within said sub-area and separating the numbers thus obtained in said plurality of first speech sequences and said other speech sequences.

A computer program product which is readable for a computer and comprises a computer program with instructions for causing the computer to implement a method according to any one of claims 14-20.

A position determining device, comprising a sensor (14) for producing an image of a sub-surface of a surface provided with a position coding pattern, and image processing means (16) arranged to be based on the subset of the position coding pattern present in the image of the sub-surface, calculate a position for the sub-surface in accordance with the method according to any one of claims 14-20.

A device according to claim 22, which device is hand-held.

Device according to one of Claims 22 or 23, for which wireless transmission of the device has position information (19).