CN101606167B - x和y坐标数据被分成每个标记的相应半部的包含标记的编码图案 - Google Patents

Abstract

一种基片具有设置在其表面上的编码图案。编码图案包含多个邻接的标记，每个标记包含x坐标数据和y坐标数据。y轴在名义上被定义为北-南，x轴在名义上被定义为东-西。在每个标记中包含多个数据元素。x坐标数据由相应的一组数据元素表示，并且y坐标数据由相应的一组数据元素表示。x坐标数据在相应的标记内具有两个复制，第一复制处于标记的西半部中，第二复制处于标记的东半部中。y坐标数据在相应的标记内具有两个复制，第一复制处于标记的北半部中，第二复制处于标记的南半部中。坐标数据的片段被这样布置，使得保证编码图案的任何标记大小的部分包含标记的x坐标数据和y坐标数据，而不管整个标记是否包含于该部分中。

Description

x和y坐标数据被分成每个标记的相应半部的包含标记的编码图案

技术领域

本发明涉及表面上的位置编码图案。

背景技术

申请人以前描述了一种使得用户能够通过例如纸的打印基片从计算机系统访问信息的方法。该基片具有打印在其上面的编码图案，当用户通过使用光感测装置与基片交互作用时，该编码图案被光感测装置读取。计算机从感测装置接收交互作用数据，并且使用该数据以确定用户正在请求什么动作。例如，用户可在表格上进行手写输入或在打印项目周围做出选择手势。由计算机系统参照与打印基片对应的页面描述解释该输入。

希望改善基片上的编码图案以使由感测装置捕获的图像的用途最大化。

发明内容

在第一方面中，本发明提供一种具有设置在其表面上的编码图案的基片，所述编码图案包含：

多个邻接的标记，每个标记包含x坐标数据和y坐标数据，其中，y轴在名义上被定义为北-南，x轴在名义上被定义为东-西；和

包含于每个标记中的多个数据元素，所述x坐标数据由相应的一组数据元素表示，并且所述y坐标数据由相应的一组数据元素表示，

其中：

所述x坐标数据在相应的标记内具有两个复制，第一复制处于所述标记的西半部中，并且第二复制处于所述标记的东半部中；并且，

所述y坐标数据在相应的标记内具有两个复制，第一复制处于所述标记的北半部中，并且第二复制处于所述标记的南半部中，

并且，所述坐标数据的片段被这样布置，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含标记的所述x坐标数据和所述y坐标数据，而不管整个标记是否包含于所述部分中。

任选地，每个标记为正方形。

任选地，所述编码图案包含：限定目标网格的多个目标元素，所述目标网格包含多个单元，其中，相邻的单元共享目标元素，并且，每个标记由多个邻接的单元限定。

任选地，每个标记是正方形，并包含M²个邻接的正方形单元，其中，M是至少为2的整数。

任选地，所述数据元素是宏点。

任选地，数据的一部分由占据单元内的多个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表多个可能的数据值中的一个。

任选地，数据的n位部分由占据单元内的2ⁿ个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表2ⁿ个可能的数据值中的一个，其中，n是整数。

任选地，每个单元限定一个符号组，每个符号组包含由多个所述数据元素编码的多个Reed-Solomon符号。

任选地，各符号包含两个半部，每个半部包含由占据所述半部内的4个可能的位置中的一个的宏点表示的数据的2个位。

任选地，所述x坐标数据被编码为由相应的一组Reed-Solomon符号组成的x坐标码字，并且，所述y坐标数据被编码为由相应的一组Reed-Solomon符号组成的y坐标码字。

任选地，每个标记包含一个或多个共用码字，各共用码字由相应的一组所述Reed-Solomon符号组成，其中，所述一个或多个共用码字被定义为多个邻接标记共用的码字。

任选地，各符号组包含所述一个或多个共用码字中的至少一个的片段，并且，邻接的符号组被这样布置，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述一个或多个共用码字，而不管整个标记是否包含于所述部分内。

任选地，所述一个或多个共用码字对唯一地标识所述表面的区域的区域标识数据进行编码。

任选地，所述一个或多个共用码字唯一地标识所述基片。

任选地，每个单元包含通过至少一个数据元素编码的取向符号，所述取向符号标识所述编码图案关于所述表面的取向。

任选地，每个单元包含由相应的一组所述数据元素编码的一个或多个平移符号，所述平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的平移。

任选地，每个单元包含一对正交平移符号，各正交平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的相应正交平移。

任选地，所述目标元素足够大，以便可通过低通滤波器与所述数据元素区分开。

任选地，所述目标元素是目标点，并且，所述数据元素是宏点。

任选地，各目标点具有至少为各宏点的直径的两倍的直径。

在第二方面中，本发明提供一种对设置在基片的表面上的编码图案成像的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)在操作中相对于所述表面定位光读取器并捕获所述编码图案的一部分的图像，所述编码图案包含：

多个邻接的标记，每个标记包含x坐标数据和y坐标数据，其中，y轴在名义上被定义为北-南，x轴在名义上被定义为东-西；和

包含于每个标记中的多个数据元素，所述x坐标数据由相应的一组数据元素表示，并且所述y坐标数据由相应的一组数据元素表示，其中，

所述x坐标数据在相应的标记内具有两个复制，第一复制处于所述标记的西半部中，并且第二复制处于所述标记的东半部中；并且，

所述y坐标数据在相应的标记内具有两个复制，第一复制处于所述标记的北半部中，并且第二复制处于所述标记的南半部中；

(b)对包含于所述成像部分中的x坐标数据和y坐标数据进行采样和解码；和

(c)确定所述笔的位置，

其中，所述部分具有至少一个标记直径且小于两个标记直径的直径。

任选地，每个标记为正方形。

任选地，所述编码图案包含：限定目标网格的多个目标元素，所述目标网格包含多个单元，其中，相邻的单元共享目标元素，并且，每个标记由多个邻接的单元限定。

任选地，每个标记是正方形，并包含M²个邻接的正方形单元，其中，M是至少为2的整数。

任选地，所述数据元素是宏点。

任选地，数据的一部分由占据单元内的多个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表多个可能的数据值中的一个。

任选地，数据的n位部分由占据单元内的2ⁿ个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表2ⁿ个可能的数据值中的一个，其中，n是整数。

任选地，每个单元限定一个符号组，每个符号组包含由多个所述数据元素编码的多个Reed-Solomon符号。

任选地，各符号包含两个半部，每个半部包含由占据所述半部内的4个可能的位置中的一个的宏点表示的数据的2个位。

任选地，所述x坐标数据被编码为由相应的一组Reed-Solomon符号组成的x坐标码字，并且，所述y坐标数据被编码为由相应的一组Reed-Solomon符号组成的y坐标码字。

在另一方面中，提供一种用于对设置在基片的表面上的编码图案成像的系统，所述系统包括：

(A)所述基片，其中，所述编码图案包含：

多个邻接的标记，每个标记包含x坐标数据和y坐标数据，其中，y轴在名义上被定义为北-南，x轴在名义上被定义为东-西；和

包含于每个标记中的多个数据元素，所述x坐标数据由相应的一组数据元素表示，并且所述y坐标数据由相应的一组数据元素表示，其中，

所述x坐标数据在相应的标记内具有两个复制，第一复制处于所述标记的西半部中，并且第二复制处于所述标记的东半部中；并且，

所述y坐标数据在相应的标记内具有两个复制，第一复制处于所述标记的北半部中，并且第二复制处于所述标记的南半部中；和

(B)光读取器，该光读取器包含：

用于捕获所述编码图案的一部分的图像的图像传感器，所述图像传感器具有至少一个标记直径且小于两个标记直径的视场；和

被配置为执行以下步骤的处理器：

(i)在所述捕获图像内对x坐标数据和y坐标数据进行采样和解码；和

(ii)确定所述笔的位置。

任选地，每个标记为正方形。

任选地，所述编码图案包含：限定目标网格的多个目标元素，所述目标网格包含多个单元，其中，相邻的单元共享目标元素，并且，每个标记由多个邻接的单元限定。

任选地，每个标记是正方形，并包含M²个邻接的正方形单元，其中，M是至少为2的整数。

任选地，数据的一部分由占据单元内的多个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表多个可能的数据值中的一个。

任选地，数据的n位部分由占据单元内的2ⁿ个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表2ⁿ个可能的数据值中的一个，其中，n是整数。

任选地，每个单元限定一个符号组，每个符号组包含由多个所述数据元素编码的多个Reed-Solomon符号。

任选地，各符号包含两个半部，每个半部包含由占据所述半部内的4个可能的位置中的一个的宏点表示的数据的2个位。

任选地，所述x坐标数据被编码为由相应的一组Reed-Solomon符号组成的x坐标码字，并且，所述y坐标数据被编码为由相应的一组Reed-Solomon符号组成的y坐标码字。

任选地，所述读取器是具有尖部的光学成像笔。

在第三方面中，本发明提供一种具有设置在其表面上的编码图案的基片，所述编码图案包含：

限定目标网格的多个目标元素，所述目标网格包含多个单元，其中，相邻的单元共享目标元素；

包含于各单元中的多个数据元素；和

多个标记，每个标记由多个邻接单元限定，每个标记包含由相应的一组所述数据元素编码的各局部标记数据，

其中，每个标记包含至少9个目标元素。

任选地，每个标记包含至少16个目标元素。

任选地，每个标记包含至少25个目标元素。

任选地，每个标记是正方形，并包含M²个邻接的正方形单元，其中，M是至少为2的整数。

任选地，所述目标元素被配置为在由光感测装置获取所述编码图案的一部分时有利于所述目标网格的透视畸变的计算。

任选地，所述目标元素足够大，以便可通过低通滤波器与所述数据元素区分开。

任选地，所述目标元素是目标点，并且，所述数据元素是宏点。

任选地，各目标点具有至少为各宏点的直径的两倍的直径。

任选地，所述宏点通过脉冲位置调制对数据值进行编码。

任选地，数据的n位部分由占据单元内的2ⁿ个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表2ⁿ个可能的数据值中的一个，其中，n是整数。

任选地，每个标记包含所述局部标记数据的多个复制，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述局部标记数据，而不管整个标记是否包含于所述部分中。

任选地，每个标记是正方形，并且，包含所述局部标记数据的四个复制，各复制位于所述标记的各四分之一部分中。

任选地，所述局部标记数据标识每个标记的位置。

任选地，每个标记包含由相应的一组所述数据元素编码的共用数据，其中，所述共用数据被定义为多个邻接标记共用的数据。

任选地，每个单元包含所述共用数据的片段，并且，邻接单元被这样布置，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述共用数据，而不管整个标记是否包含于所述部分中。

任选地，所述共用数据是唯一地标识所述表面的区域的区域标识数据。

任选地，所述共用数据唯一地标识所述基片。

任选地，每个单元包含由相应的一组所述数据元素编码的取向数据，所述取向数据标识所述编码图案关于所述表面的取向。

任选地，每个单元包含由相应的一组所述数据元素编码的平移数据，所述平移数据标识所述单元相对于包含所述单元的标记的平移。

任选地，各单元定义符合组，各符号组包含由多个所述数据元素编码的多个Reed-Solomon符号。

在第四方面中，本发明提供一种具有设置在其表面上的编码图案的基片，所述编码图案包含：

限定目标网格的多个目标元素，所述目标网格包含多个单元，其中，相邻的单元共享目标元素；

包含于各单元中的多个数据元素；和

多个标记，每个标记由多个邻接单元限定，每个标记包含由相应的一组所述数据元素编码的各局部标记数据，

其中，所述数据元素通过脉冲位置调制对数据值进行编码。

任选地，所述数据元素是宏点。

任选地，数据的一部分由占据单元内的多个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表多个可能的数据值中的一个。

任选地，数据的n位部分由占据单元内的2ⁿ个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表2ⁿ个可能的数据值中的一个，其中，n是整数。

任选地，每个单元限定一个符号组，每个符号组包含由多个所述数据元素编码的多个Reed-Solomon符号。

任选地，各符号包含两个半部，每个半部包含由占据所述半部内的4个可能的位置中的一个的宏点表示的数据的2个位。

任选地，所述局部标记数据被编码为包含一组所述Reed-Solomon符号的局部码字。

任选地，每个标记包含所述局部码字的多个复制，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述局部码字，而不管整个标记是否包含于所述部分中。

任选地，每个标记是正方形，并且，包含所述局部码字的四个复制，各复制位于所述标记的各四分之一部分中。

任选地，所述局部码字标识每个标记的位置。

任选地，每个标记包含一个或多个共用码字，各共用码字由相应的一组所述Reed-Solomon符号组成，其中，所述一个或多个共用码字被定义为多个邻接标记共用的码字。

任选地，各符号组包含所述一个或多个共用码字中的至少一个的片段，并且，邻接的符号组被这样布置，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述一个或多个共用码字，而不管整个标记是否包含于所述部分内。

任选地，所述一个或多个共用码字对唯一地标识所述表面的区域的区域标识数据进行编码。

任选地，所述一个或多个共用码字唯一地标识所述基片。

任选地，每个单元包含通过至少一个数据元素编码的取向符号，所述取向符号标识所述编码图案关于所述表面的取向。

任选地，每个单元包含由相应的一组所述数据元素编码的一个或多个平移符号，所述平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的平移。

任选地，每个单元包含一对正交平移符号，各正交平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的相应正交平移。

任选地，每个标记是正方形，并包含M²个邻接的正方形单元，其中，M是至少为2的整数。

任选地，所述目标元素足够大，以便可通过低通滤波器与所述数据元素区分开。

任选地，所述目标元素是目标点，并且，所述数据元素是宏点，并且，各目标点具有至少为各宏点的直径的两倍的直径。

在第五方面中，本发明提供一种具有设置在其表面上的编码图案的基片，所述编码图案包含：

限定目标网格的多个目标元素，所述目标网格包含多个单元，其中，相邻的单元共享目标元素；

包含于各单元中的多个数据元素；和

多个标记，每个标记由多个邻接单元限定，每个标记包含由相应的一组所述数据元素编码的每个标记数据，

其中，每个单元包含由至少一个数据元素编码的至少一个取向符号，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含多个所述取向符号，各取向符号标识所述标记数据相对于所述目标网格的布局的取向。

任选地，各取向符号包含位于各单元内的四个可能的位置中的一个上的数据元素，各位置代表四个可能的取向中的一个。

任选地，各取向符号是可在所述四个取向中的任一个上由光感测装置读取的。

任选地，每个标记包含N个单元，并且，至少N个取向符号形成最小距离N的取向代码，其中，N是至少为4的整数。

任选地，所述单元被这样布置，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含包含至少N个取向符号的所述取向代码。

任选地，所述数据元素是宏点。

任选地，数据的一部分由占据单元内的多个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表多个可能的数据值中的一个。

任选地，数据的n位部分由占据单元内的2ⁿ个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表2ⁿ个可能的数据值中的一个，其中，n是整数。

任选地，每个单元限定一个符号组，每个符号组包含由多个所述数据元素编码的多个Reed-Solomon符号。

任选地，各取向符号标识所述Reed-Solomon符号相对于所述目标网格的布局的取向。

任选地，所述标记数据被编码为包含一组所述Reed-Solomon符号的局部码字。

任选地，每个标记包含所述局部码字的多个复制，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述局部码字，而不管整个标记是否包含于所述部分中。

任选地，每个标记是正方形，并且，包含所述局部码字的四个复制，各复制位于所述标记的各四分之一部分中。

任选地，各局部码字标识每个标记的位置。

任选地，每个标记包含一个或多个共用码字，各共用码字包含一组所述Reed-Solomon符号，其中，所述一个或多个共用码字被定义为多个邻接标记共用的码字。

任选地，各符号组包含所述一个或多个共用码字中的至少一个的片段，并且，邻接的符号组被这样布置，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述一个或多个共用码字，而不管整个标记是否包含于所述部分内。

任选地，所述一个或多个共用码字对唯一地标识所述表面的区域的区域标识数据进行编码。

任选地，所述一个或多个共用码字唯一地标识所述基片。

任选地，每个单元包含由相应的一组所述数据元素编码的一个或多个平移符号，所述平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的平移。

任选地，每个单元包含一对正交平移符号，各正交平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的相应正交平移。

在第六方面中，本发明提供一种具有设置在其表面上的编码图案的基片，所述编码图案包含：

限定目标网格的多个目标元素，所述目标网格包含多个单元，其中，相邻的单元共享目标元素；

包含于各单元中的多个数据元素；和

多个标记，每个标记由多个邻接单元限定，每个标记包含由相应的一组所述数据元素编码的各局部标记数据，每个标记包含由相应的一组所述数据元素编码的共用数据，所述共用数据被定义为多个邻接标记共用的数据，

其中，每个单元包含所述共用数据的片段，并且，邻接单元被这样布置，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述共用数据，而不管整个标记是否包含于所述部分中。

任选地，所述共用数据是唯一地标识所述表面的区域的区域标识数据。

任选地，所述共用数据唯一地标识所述基片。

任选地，所述数据元素是宏点。

任选地，数据的一部分由占据单元内的多个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表多个可能的数据值中的一个。

任选地，数据的n位部分由占据单元内的2ⁿ个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表2ⁿ个可能的数据值中的一个，其中，n是整数。

任选地，每个单元限定一个符号组，每个符号组包含由多个所述数据元素编码的多个Reed-Solomon符号。

任选地，各符号包含两个半部，每个半部包含由占据所述半部内的4个可能的位置中的一个的宏点表示的数据的2个位。

任选地，所述共用数据被编码为一个或多个共用码字，各共用码字包含一组所述Reed-Solomon符号。

任选地，各符号组包含所述一个或多个共用码字中的至少一个的片段，并且，邻接的符号组被这样布置，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述一个或多个共用码字，而不管整个标记是否包含于所述部分内。

任选地，所述局部标记数据被编码为包含一组所述Reed-Solomon符号的局部码字。

任选地，每个标记包含所述局部码字的多个复制，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述局部码字，而不管整个标记是否包含于所述部分中。

任选地，每个标记是正方形，并且，包含所述局部码字的四个复制，各复制位于所述标记的各四分之一部分中。

任选地，所述局部标记数据标识每个标记的位置。

任选地，每个单元包含通过至少一个数据元素编码的取向符号，所述取向符号标识所述编码图案关于所述表面的取向。

任选地，每个单元包含由相应的一组所述数据元素编码的一个或多个平移符号，所述平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的平移。

任选地，每个单元包含一对正交平移符号，各正交平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的相应正交平移。

任选地，每个标记是正方形，并包含M²个邻接的正方形单元，其中，M是至少为2的整数。

任选地，所述目标元素足够大，以便可通过低通滤波器与所述数据元素区分开。

任选地，所述目标元素是目标点，并且，所述数据元素是宏点，并且，各目标点具有至少为各宏点的直径的两倍的直径。

在第七方面中，本发明提供一种具有设置在其表面上的编码图案的基片，所述编码图案包含：

限定目标网格的多个目标元素，所述目标网格包含多个单元，其中，相邻的单元共享目标元素；

包含于各单元中的多个数据元素；和

多个标记，每个标记由多个邻接单元限定，每个标记包含由相应的一组所述数据元素编码的每个标记数据，

其中，每个单元包含由相应的一组所述数据元素编码的一个或多个平移符号，所述一个或多个平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的平移。

任选地，每个单元包含一对正交平移符号，各正交平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的相应正交平移。

任选地，每个标记是正方形，并包含M²个邻接的正方形单元，其中，M是至少为2的整数。

任选地，M个单元的行中的M个平移符号限定具有最小距离M的循环位置代码，所述代码由第一码字定义。

任选地，M个单元的列中的M个平移符号限定具有最小距离M的循环位置代码，所述代码由第二码字定义。

任选地，每个标记包含N个单元，并且，至少N个平移符号形成具有最小距离N的第三码字，其中，N是至少为4的整数。

任选地，保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含至少N个平移符号，由此捕获所述第三码字。

任选地，每个单元包含由至少一个数据元素编码的至少一个取向符号，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含多个所述取向符号，各取向符号标识所述编码图案关于所述表面的取向。

任选地，所述数据元素是宏点。

任选地，数据的一部分由占据单元内的多个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表多个可能的数据值中的一个。

任选地，数据的n位部分由占据单元内的2ⁿ个可能的位置中的一个的宏点表示，各位置代表2ⁿ个可能的数据值中的一个，其中，n是整数。

任选地，每个单元限定一个符号组，每个符号组包含由多个所述数据元素编码的多个Reed-Solomon符号。

任选地，各符号包含两个半部，每个半部包含由占据所述半部内的4个可能的位置中的一个的宏点表示的数据的2个位。

任选地，所述标记数据被编码为包含一组所述Reed-Solomon符号的局部码字。

任选地，每个标记包含所述局部码字的多个复制，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述局部码字，而不管整个标记是否包含于所述部分中。

任选地，每个标记是正方形，并且，包含所述局部码字的四个复制，各复制位于所述标记的各四分之一部分中。

任选地，各局部码字标识每个标记的位置。

任选地，每个标记包含一个或多个共用码字，各共用码字包含一组所述Reed-Solomon符号，其中，所述一个或多个共用码字被定义为多个邻接标记共用的码字。

任选地，各符号组包含所述一个或多个共用码字中的至少一个的片段，并且，邻接的符号组被这样布置，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述一个或多个共用码字，而不管整个标记是否包含于所述部分内。

任选地，所述一个或多个共用码字对唯一地标识所述表面的区域的区域标识数据进行编码。

附图说明

现在，参照附图，仅作为非限制性例子说明本发明的优选实施例和其它实施例，其中：

图1是样本打印网页与其在线页面描述之间的关系的示意图；

图2表示具有用于中继装置的各种替代方案的基本网页体系结构的实施例；

图3表示标记的结构；

图4表示九个符号和四个目标的组；

图5表示左侧符号单位单元；

图6表示右侧符号单位单元；

图7表示中心符号单位单元；

图8表示宏点位置的间隔；

图9表示符号组内的符号的布局；

图10表示取向代码符号布局；

图11表示平移代码符号布局；

图12表示符号组内的取向和平移代码符号的布局；

图13表示第一复制被示为加阴影的复制的局部码字A；

图14表示码字B被示为加阴影的共用码字B、C、D和E；

图15表示数据流片段码字F；

图16表示完整标记的布局；

图17表示局部码字布局；

图18是图像处理的流程图；

图19表示由用户握持的笔的尖部和正视图；

图20表示用户以相对于书写表面的典型倾角握持的笔；

图21是笔的横向断面图；

图22A是笔的底部和尖端部分透视图；

图22B是以虚线轮廓表示传感器窗口的照明场和视场的底部和尖端部分透视图；

图23是笔的纵向断面图；

图24A是尖部和笔筒模制件的部分纵向断面图；

图24B是IR LED和笔筒模制件的部分纵向断面图；

图25是墨水盒的草图附近的笔光学系统的光线轨迹；

图26是透镜的侧视图；

图27是尖部和光传感器的视场的侧视图；以及

图28是笔电子器件的框图。

具体实施方式

1.1网页系统体系结构

在优选的实施例中，本发明被配置为与网页网络计算机系统一起工作，在后面说明该网页网络计算机系统的详细概况。可以理解，不是每一个实现都必须体现以下关于基本系统讨论的特定细节和扩展中的全部或者甚至大多数。但是，系统以其最完整的形式被说明，以减少当尝试理解本发明的优选的实施例和方面生效的上下文时对于外引的需要。

简言之，网页系统的优选形式使用映射表面的形式的计算机界面，即，包含对于在计算机系统中维持的表面的映射的参照的物理表面。可通过适当的感测装置询问映射参照。根据特定的实现，可以以可见或不可见的方式对映射参照进行编码，并且以映射表面上的局部询问在该映射内以及在不同的映射之间产生明确的映射参照的方式定义它。计算机系统可包含关于映射表面上的特征的信息，并且，可基于由与映射表面一起使用的感测装置供给的映射参照检索这种信息。由此检索的信息可采取由计算机系统代表操作员响应操作员与表面特征的交互作用启动的动作的形式。

在其优选的形式中，网页系统依赖于网页的制造及其与人的交互作用。它们是打印于普通纸上的文本、图形和图像的页面，但其工作与交互式网页类似。通过使用基本上对于肉眼不可见的墨水在各页面上对信息进行编码。但是，墨水可被光学成像感测装置感测并被传送到网页系统，由此，编码数据可被这样感测和传送。感测装置可采取点击器(用于点击表面上的特定位置)、具有铁笔的指示器(用于通过使用指示器笔划在表面上指示或做手势)或具有标记尖部的笔(用于当在表面上指示、做手势或书写时用墨水标记表面)的形式。这里仅作为例子提供对于“笔”或“网页笔”的提及。当然，可以理解，笔可采取上述的感测装置中的任一种的形式。

在一个实施例中，可以用感测装置点击各页面上的活性按钮和超链接以从网络请求信息并向网络服务器通知首选项。在一个实施例中，通过手在网页上书写的文本在网页系统中被自动标识并被转换成计算机文本，从而允许填写表格。在其它的实施例中，记录在网页上的签名被自动验证，从而能够安全地授权电子商务交易。在其它的实施例中，网页上的文本可被点击或做手势以基于由用户指示的关键字启动搜索。

如图1所示，打印的网页1可代表用户在打印页面上以物理的方式以及通过笔和网页系统之间的通信“以电子的方式”填写的交互作用表格。该例子表示包含名称和地址栏以及提交按钮的“请求”表格。网页1包含通过使用可见墨水打印的图形数据2和与图形数据重叠的表面编码图案3。表面编码图案3包含标记4的集合。在图1的阴影区域中示出一个这样的标记4，但应理解，由编码图案3限定的邻接的标记4密集地铺设在整个网页1上。

存储在网页网络上的相应的页面描述5描述网页的各个元素。特别地，它描述各交互作用元素(即，例子中的文本栏或按钮)的类型和空间范围(区域)，以允许网页系统正确地通过网页解释输入。例如，提交按钮6具有与相应的图形8的空间范围对应的区域7。

如图2所示，诸如在部分3中说明的笔的网页感测装置400与作为用于家庭、办公或移动用途的因特网连接装置的网页中继装置601一起工作。笔400是无线的，并且通过短程无线电链路9与网页中继装置601安全通信。在替代性实施例中，网页笔400利用与中继装置601的诸如USB或其它串行连接的有线连接。

中继装置601执行将交互作用数据转发到解释交互作用数据的页面服务器10的基本功能。如图2所示，中继装置601可例如采取个人计算机601a、网页打印机601b或一些其它的中继器601c(例如，包含网络浏览器的个人计算机或移动电话机)的形式。

网页打印机601b能够周期性或按需传送个性化新闻、杂志、编目资料、小册子和其它的出版物，所有这些传送物被打印成高质量的交互作用网页。与个人计算机不同，网页打印机是例如可被安装在首先阅读早间新闻的区域的附近的墙上的设备，该区域诸如为用户的厨房、早饭桌的附近、家庭的工作日出发点的附近。它还以台式、桌上型、便携式和小型化型式出现。在它们的消费点按需打印的网页将纸的方便使用与交互作用介质的及时性和交互性组合。

作为替代方案，网页中继装置601可以是诸如移动电话机或PDA的便携式装置、膝上型或桌上型计算机或诸如TV的与共享的显示器连接的信息设备。如果中继装置601不是以数字的方式按需打印网页的网页打印机601b，那么可通过使用诸如平版印刷术、苯胺印刷术、丝网印刷术、凸版印刷术和轮转凹板印刷术的技术通过常规的模拟印刷机以及通过使用诸如按需滴落喷墨、连续喷墨、染料转印和激光打印的技术通过数字印刷机打印网页。

如图2所示，网页感测装置400与打印网页1上的标记图案的一部分或诸如制品251的标签的其它打印基片交互作用，并且通过短程无线电链路9将交互作用传达给中继装置601。中继装置601将相应的交互作用数据发送给用于解释的相关网页页面服务器10。由感测装置400接收的原始数据可作为交互作用数据被直接转发给页面服务器10。作为替代方案，交互作用数据可以以交互作用URI的形式被编码并且通过用户的网络浏览器601c被传送给页面服务器10。网络浏览器601c然后可从页面服务器10接收URI并且通过万维网服务器201访问网页。在一些情况下，页面服务器10可访问在网页应用服务器13上运行的应用计算机软件。

网页中继装置601可被配置为支持任意数量的感测装置，并且，感测装置可与任意数量的网页中继器一起工作。在优选的实现中，各网页感测装置400具有唯一的标识符。这允许各用户关于网页页面服务器10或应用服务器13维持不同的概要。

可通过利用宽带因特网访问的日益增长的可用性的网页打印机601b执行网页1的数字的按需传送。网页网络上的网页出版物服务器14被配置为向网页打印机传送打印质量出版物。通过单信道广播和多信道广播因特网协议向预订的网页打印机自动传送周期性出版物。根据各个用户概要过滤和格式化个性化出版物。

网页笔可通过网页登记服务器11被登记并与一个或多个支付卡帐户链接。这允许通过网页笔安全地授权电子商务支付。网页登记服务器将由网页笔捕获的签名与以前登记的签名相比较，从而允许其向电子商务服务器验证用户的身份。也可使用其它的生物学信息以验证身份。一种型式的网页笔包含通过网页登记服务器以类似的方式验证的指纹扫描。

1.2网页

网页是构建网页网络的基础。它们为公开的信息和交互作用服务提供基于纸的用户界面。

如图1所示，网页包含参照页面的在线描述5被不可见地标记的打印页面(或其它表面区域)。通过网页页面服务器10持续维持在线页面描述5。页面描述说明页面的可见的布局和内容，包括文本、图形和图像。它还说明页面上的输入元素，包括按钮、超链接和输入栏。网页使得能够通过网页系统同时捕获和处理网页笔在其表面上制作的标号。

多个网页(例如，通过模拟印刷机打印的那些)可共享同一页面描述。但是，要使得能够区分通过另外的相同的页面进行的输入，各网页可被分配唯一的页面标识符。该页面ID具有足够的精度以在非常多的网页之间进行区分。

对于页面描述5的各参照在网页图案中被重复编码。每个标记(和/或连续的标记的集合)标识它在上面出现的唯一页面，并由此间接地标识页面描述5。每个标记还标识其自身在页面上的位置。以下更详细地说明标记的特性。

一般在诸如普通纸的红外反射的任何基片上以红外吸收墨水或以红外发荧光墨水打印标记。近红外波长对于人眼是不可见的，但是很容易被具有适当的滤波器的固态图像传感器感测。

通过网页感测装置中的2D区域图像传感器感测标记，并且，通过最近的网页中继装置601将标记数据传送到网页系统。笔400是无线的，并且通过短程无线电链路与网页中继装置601通信。由于交互作用是无状态的，因此笔标识页面ID和与页面的每一交互作用的位置是十分重要的。标记以可校正错误的方式被编码，以使得它们部分容忍表面损伤。

网页页面服务器10维持各唯一印刷网页的唯一页面实例，从而允许它维持各打印网页1的页面描述5中的输入栏的不同的一组用户供给值。

2.网页标记

2.1标记数据内容

每个标记4标识该标记在基片区域内的绝对位置。

与网页的各交互作用还应与标记位置一起提供区域标识。在优选的实施例中，标记涉及的区域与整个页面一致，并且，区域ID因此是与标记出现的页面的页面ID同义的。在其它的实施例中，标记涉及的区域可以是页面或其它表面的任意的分区。例如，它可与交互作用元素的区域一致，在这种情况下，区域ID可直接标识交互作用元素。

如在申请人的以前的申请(例如，US 6832717)中说明的那样，可以在每个标记4中以离散的方式对区域标识进行编码。如后面更详细地说明的那样，可通过多个邻接的标记对区域标识进行编码，使得即使整个标记没有处于感测装置的视场中基片仍标识区域标识。

每个标记4应优选标识标记相对于上面打印标记的基片的取向。从标记读取的取向数据使得能够确定笔101相对于基片的旋转(偏转)。

标记4还可对总体涉及该区域或涉及单个标记的一个或多个标志进行编码。一个或多个标志位可例如用信号通知感测装置提供指示与标记的邻近区域相关的功能的反馈，使得感测装置不必参照区域的说明。网页笔可例如在处于超链接区域中时照亮“活性区域”LED。

标记4还可对其数字签名或片段进行编码。标记编码(部分)数字签名在要求验证产品的真实性的应用中是有用的。在例如美国公开No.2007/0108285中说明了这种应用，在此加入其内容作为参考。可以以可从与基片的每个交互作用检索它的方式对数字签名进行编码。作为替代方案，可以以可从基片的随机或部分扫描组装它的方式对数字签名进行编码。

当然，可以理解，如下面更详细地解释的那样，其它类型的信息(例如，标记尺寸等)也可被编码到每个标记或多个标记中。

2.2一般标记结构

如以上关于图1说明的那样，网页表面编码一般包含密集平铺的标记。在本发明中，每个标记4由包含两种类型的元素的编码图案表示。参照图3和图4，第一种类型的元素是目标元素。目标点301的形式的目标元素允许标记4位于编码表面的图像中，并且允许推断标记的透视畸变。第二种类型的元素是宏点302(参见图7)的形式的数据元素。各宏点302对数据值进行编码。如在申请人的更早的公开(例如，US 6832717)中说明的那样，宏点的有无可被用于代表二进制位。但是，本发明的标记结构通过使用在部分2.3中详细说明的脉冲位置调制对数据值进行编码。

以允许通过光学成像系统、特别是通过在近红外线中具有窄带响应的光学系统获取它的方式在表面上表示编码图案3。一般通过使用窄带近红外墨水将图案3打印到表面上。

图3表示具有示出的目标元素301的完整标记4的结构。标记4为正方形，并且包含十六个目标元素。位于标记的边和角上的那些目标元素301(总共十二个)被相邻的标记共享并限定标记的周边。与申请人的以前的标记设计对照，数量较多的目标元素301有利于标记4在被感测装置101成像时的透视畸变的精确确定。这提高标记感测的精度，并最终提高位置确定的精度。

标记4包含九个符号组303的正方形阵列。符号组303由目标元素301划界，使得各符号组包含于由四个目标元素限定的正方形中。相邻的符号组303是邻接的并且共享目标。

由于目标元素301均是相同的，因此它们不使一个标记与其相邻的标记分开。当纯粹在目标元素的水平上观察时，只有限定目标网格的单元的符号组303可被区分-仅通过观察目标元素，标记4自身是不可区分的。由此，标记4必须与作为标记解码的一部分的目标网格对准。

标记4被设计为允许从不大于标记的尺寸(加一个宏点单位)的成像视场恢复除嵌入的数据对象(参见部分2.8.3)以外的所有的标记数据。这意味着，对于标记4来说唯一的任何数据必须在标记内出现四次-即，在每个象限或方位中出现一次；对于标记的列或行来说唯一的任何数据必须在标记内出现两次-即，在标记的各水平半部或垂直半部中分别出现一次；并且，一组标记共有的任何数据需要在标记内出现一次。

2.3符号组

如图4所示，九个符号组303中的每一个包含十二个数据符号304，各数据符号为码字的一部分。另外，各符号组303包含取向代码(‘OR’)和来自两个正交平移代码(‘HT’和‘VT’)中的每一个的一个符号。取向代码允许确定标记在视场中的取向。两个正交平移代码允许确定标记在视场中相对于符号组303的平移。换句话说，平移代码使得能够使‘不可见’标记与目标网格对准。

各符号组304包含来自标志代码(F)的两个符号。标志代码对活性区域标志进行编码。

各符号304包含四个数据位。一般地，各符号304被分成两个半部，并且，通过使用二位脉冲位置调制即通过在半部中的四个位置{p₀₀，p₀₁，p₁₀，p₁₁}中的一个中使用单一宏点302对这两个半部{h₀，h₁}中的每一个进行编码。半部h₀对符号的最不重要的位进行编码；半部h₁对最重要的位进行编码。

图5表示水平矩形数据符号的布局。图6表示垂直矩形数据符号的布局。

2.4目标和宏点

图7所示的两个维度的宏点302的间隔由参数s规定。基于以1600点每英寸的间距打印的6个点，它具有95μm的标称值。

只有宏点302是图案中的符号304的表现的一部分。仅在例如图3和图4中表示符号304的概要以更加清楚地阐明标记的结构。

宏点302是具有标称直径(4/6)s的标称圆。但是，允许它根据用于产生图案的装置的能力将尺寸改变±15％。

目标301是具有标称直径(12/6)s的标称圆。但是，允许它根据用于产生图案的装置的能力将尺寸改变±15％。

每个标记4具有40s的宽度和40s的长度。

允许宏点间隔并因此允许标记图案的总尺度根据用于产生图案的装置的能力改变±11％。在每个标记(在标记尺寸ID栏中)中记录对于标称尺度的任何偏离以允许精确产生位置取样。

这些容限是相互独立的。可以参照特定的打印机特性改进它们。

2.5编码的代码和码字

在以下的部分中，用唯一标签表示图11～16中的各符号。标签包含标识符号是哪个码字的一部分的字母前缀和指示码字内的符号的指数的数字后缀。为了简化，仅示出数据符号304，没有示出取向和平移代码符号。

虽然一些符号标签被示为旋转以表示某些码字的布局的对称性，但是各符号的布局由其在符号组内的位置确定而不是由符号标签的旋转确定(如例如在申请人的美国公开No.2006/146096中说明的那样)。

2.5.1取向代码

取向代码由包含两个数据位的单一符号组成，并且通过使用脉冲位置调制被编码。图8表示取向代码符号的布局。

如图4所示，取向代码符号布局在各符号组303内出现一次以表示标记的取向(通过OR符号)。

各符号组对单符号4相关取向代码进行编码。代码由一组码字{{0}，{1}，{2}，{3}}限定。这些码字分别与0、90、180和270度的顺时针方向标记旋转对应。各码字与在90度的旋转上读取的其前体对应，由此单一码字产生旋转时的整个代码。代码具有最小距离1。整个标记的代码形成最小距离为9的代码，从而允许校正4符号错误。如果在视场内其它的符号是可见的，那么它们被可用于另外的冗余和更强的解码。组合最小距离为3的三个取向代码的最小值必须被解码以允许校正单一符号错误。

2.5.2平移代码

各平移代码符号包含两个数据位，并且通过使用脉冲位置调制被编码。图8表示平移代码符号的布局。

如图4所示，平移代码符号布局在符号组内在两个取向上出现两次，以指示标记的水平和垂直平移(分别通过HT和VT符号)。

符号组的各行和符号组的各列对三符号4相关循环位置代码进行编码(在US 7082562中说明了申请人的循环位置代码，在此加入其内容作为参考)。该代码由码字{0，1，2}限定。符号值3可被视为消除。它具有最小距离3，从而允许校正单一符号错误。整个标记的代码形成最小距离为9的代码，从而允许校正4个符号错误。如果在视场内其它的符号是可见的，那么它们被可用于另外的冗余和更强的解码。

未旋转标记的左上角由对两个正交循环位置码字中的第一符号进行编码的符号组标识。

2.5.3标志代码

活性区域标志符号由一个数据位组成，并且，通过使用1位脉冲位置调制、即通过使用两个位置{p₀，p₁}中的一个中的单一宏点被编码。图10表示标志符号的布局。

标志符号对于标记4是唯一的，并因此在标记的各象限内被冗余编码。如图10所示，标志符号被复制两次，但是在各符号组303中以四种方式被限定。这保证可从标记的象限恢复标志符号的至少四个不同的复制。四个符号形成最小距离为3的代码，从而允许校正单一错误。如果在视场内其它的符号是可见的，那么它们被可用于另外的冗余。

2.5.4坐标数据

标记包含分别被用于对标记的x坐标和y坐标进行编码的x坐标码字和y坐标码字。码字具有收缩的2⁴阵列(8，4)Reed-Solomon代码。标记因此对各坐标编码到16位的信息。

各x坐标码字在标记内被复制两次-在各水平半部(“北”和“南”)内，并且，在包含该标记的标记的列内是恒定的。类似地，各y坐标码字在标记内被复制两次-在各垂直半部(“东”和“西”)内，并且，在包含该标记的标记的行内是恒定的。这样，不管图像是否与标记图案对准，都保证足够大以包含完整的标记的标记图案的图像包含各坐标码字的完整实例。任一坐标码字的实例可由来自不同的标记的片段组成。

在图11中示出x坐标码字的布局。在图12中示出y坐标码字的布局。

2.5.5共用数据

标记4包含对表面区域中的一组邻接标记共用的信息进行编码的三个码字B、C和D。各码字具有2⁴阵列(15，11)Reed-Solomon代码。标记因此编码到132位的一组邻接标记共用的信息。

共用码字在整个带标记区域中被复制。这样，不管图像是否与标记图案对准，都保证足够大以包含完整的标记的标记图案的图像包含各共用码字的完整实例。各共用码字的实例可由来自不同的标记的片段组成。

在图13中示出共用码字的布局。码字具有相对于彼此旋转90度的相同的布局。

2.5.6密钥签名

标记任选地包含表面区域中的一组邻接标记共用的密钥数字签名。签名包含十五个2⁴相关符号。标记因此任选地编码到60位的密钥签名数据。

签名在整个带标记区域中被复制。这样，不管图像是否与标记图案对准，都保证足够大以包含完整的标记的标记图案的图像包含签名的完整实例。签名的实例可由来自不同的标记的片段组成。

签名具有与在部分2.5.5中说明的三个共用码字相同的(旋转的)布局。

在图14中示出密钥签名的布局。

签名不被冗余编码。验证签名的服务器可以使用完整的签名，并因此可以以每个校正符号一个符号的有效成本而不是Reed-Solomon代码所需要的每个校正符号两个符号的成本执行纠错。通过使纠错服从于服务器，能够使得允许更长的签名并因此允许更大的签名强度，或者，相反，允许相同的有效签名长度具有更大的纠错能力。

在部分2.8.4中进一步讨论数字签名。

2.5.7嵌入数据片段

标记任选地包含对嵌入表面编码中的更大的数据对象的片段进行编码的码字。码字具有2⁴阵列(15，11)Reed-Solomon代码。标记因此任选地对44位的数据对象进行编码。

在部分2.8.3中进一步讨论数据嵌入。

2.5.8完整标记

图16表示各符号组包含十二个数据符号的完整标记的数据的布局。在图16中没有示出取向和平移代码。

2.6Reed-Solomon编码

2.6.1Reed-Solomon代码

通过使用在GF(16)上定义的Reed-Solomon代码对所有数据进行编码。代码的自然长度n为15。它被适当收缩以获得选择的长度。代码的尺度k被选择以平衡分别为(n-k)/2和k个符号的代码的纠错容量和数据容量。

代码具有以下的本原多项式：

p(x)＝x⁴+x+1

代码具有以下的生成多项式：

$g\left(x\right)=\underset{i=1}{\overset{n-k}{\mathrm{\Π}}}(x+{\mathrm{\α}}^l)$

对于Reed-Solomon代码的详细说明，参照Wick，S.B.and V.K.Bhargava，eds.，Reed-Solomon Codes and Their Applications，IEEEPress，1994.

2.6.2码字组织

如图17所示，代码的冗余坐标r_i和数据坐标d_i根据它们的相应的多项式项的幂从左到右被索引。完整码字的符号X_i从右到左被索引以匹配数据的位次序。各符号内的位次序与总位次序相同。

2.6.3代码实例

表1限定在标记中使用的不同的代码的参数。

表1.码字实例

名称	说明	长度(n)	尺度(k)	纠错容量(符号)	数据容量(位)
						X、Y	坐标码字(参见部分2.5.4)	8	4	2	16
B、C、D	共用码字(参见部分2.5.5)	15	11	2	44
						E	数据片段码字(参见部分2.5.7)	15	11	2	44

2.7标记坐标空间

标记坐标空间具有分别标为x和y的两个正交轴。当正x轴向右时，正y轴向下。

表面编码不规定特定的带标记表面上的标记坐标空间原点的位置，也不规定标记坐标空间相对于表面的取向。该信息是应用特定的。例如，如果带标记表面是一张纸，那么将标记打印到纸上的应用可记录实际的偏移量和取向，并且这些可被用于将随后与表面一起捕获的任何数字墨水归一化。

在标记的单元中限定在标记中编码的位置。按照惯例，标记位置取为每个标记中的左上目标的位置。

2.8标记信息内容

2.8.1栏定义

表2限定嵌入表面编码中的信息栏。

表2.栏定义

栏	宽度(位)	说明
			标记唯一
活性区域标志	1	指示紧挨在标记周围的区域a是否与活性区域相交的标志。b′1′表示相交。
			x坐标	16	标记b的无符号x坐标。
y坐标	16	标记b的无符号y坐标。
			带标记区域共用
编码格式	4	编码的格式。0：现在的编码。其它的值被保留。
			区域标志	12	控制区域数据的解释的标志(参见表3)。
宏点尺寸ID	4	宏点尺寸的ID。0：标称宏点尺寸c。
			区域ID	96	包含标记的区域的ID。
密钥签名	60	区域的密钥签名。
			CRC(循环冗余校验)	16	共用标记数据的CRCd。

a.中心在标记上的区域的直径，名义上为标记的对角尺寸的2.5倍；要容纳尖部位置和成像标记之间的最坏情况距离

b.对于3.429mm的标称标记尺寸，允许225m的最大坐标值(基于标称宏点尺寸和每个标记36个宏点)

c.95微米(基于每个宏点1600dpi和6点)

d.在原始码字数据上以位次序计算的CCITT CRC-16[参见ITU，Interface between Data Terminal Equipment(DTE)and DataCircuit-terminating Equipment(DCE)for terminals operating in thepacket mode and connected to public data networks by dedicated circuit，ITU-T X.25(10/96)](参见表4)。

活性区域是任何捕获的输入应在其中立即送往用于解释的相应的网页服务器10的区域。它还允许网页服务器10通知用户输入已具有立即的效果。由于服务器能够使用精确的区域定义，因此，只要它是包含在内的，表面编码中的任何活性区域指示就可能是不精确的。

表3.区域标志

位	意义
		0	区域ID是EPC。用于超标签(参见例如US 7225979)。否则，区域ID是网页区域ID。
1	区域ID具有密钥签名(参见部分2.8.4)。
		2	区域具有嵌入数据(参见部分2.8.3)。否则，区域不包含嵌入数据。
3	嵌入数据是公钥签名(参见部分2.8.4)。否则，在嵌入数据块中规定数据类型。
		4	嵌入公钥签名较短(参见部分2.8.4)。
5	EPC包含布局号码。用于序号由布局号码代替的非序列化超标签应用(参见US 2007/0108285)。否则，EPC包含序号。
		6	区域是非交互式的，即，x坐标和y坐标为零。否则，存在x坐标和y坐标。
7	区域是活性的，即，整个区域是活性区域并且不存在活性区域标志。否则，活性区域由单个标记的活性区域标志表示。
		其它	留作将来使用。必须为零。

当区域标志表示不存在特定的栏时，不在标记图案中对该栏进行编码，即，没有对该栏的值进行编码的宏点。

2.8.2栏到码字的映射

表4定义信息栏如何映射到码字。

表4.栏到码字的映射

a.在B、C和D码字的数据部分上以位次序依次计算CRC，不包括CRC栏自身

b.整个码字用于数据，即，不存在冗余

2.8.3嵌入数据对象

如果设置区域标志中的“区域包含嵌入数据”标志，那么表面编码包含嵌入数据。嵌入数据在多个邻接标记的数据片段中被编码，并且在表面编码中被复制适合它的许多次。

以包含嵌入数据的表面编码的随机和部分扫描可足以检索整个数据的方式对嵌入数据进行编码。扫描系统从检索的片段重新组装数据，并在没有错误地检索了足够的片段时向用户报告。

如表5所示，各块具有176位的数据容量。块数据在以2×2正方形配置的一组邻接的四个标记的数据片段中被编码。标记属于整数坐标为标记的坐标除以2的块。在各块内，数据被配置在标记内，使得在增加的y坐标内增加x坐标。

块参数如表5定义的那样。每个标记的E码字可对嵌入数据的片段进行编码。

表5.块参数

参数	值	说明
			w	2	以标记为单位的块的宽度
h	2	以标记为单位的块的高度。
			b	176	以位为单元的数据容量。

如果特定标记的E码字不包含嵌入数据的片段，那么笔101可通过码字解码的失败隐含地发现这一点，或者从标记的活性区域标志明确地发现这一点。

任意尺寸的数据可被编码到由在矩阵中配置的邻接的一组块组成的超级块中。可在各块中对超级块的尺寸进行编码。块属于整数坐标是被超级块尺寸分割的块的坐标的超级块。在各超级块内，数据被配置到块内，使得在增加的y坐标内增加x坐标。

超级块在表面编码中被复制适合它的许多次，包括部分沿着表面编码的边缘。

在超级块中编码的数据可包含更精确的类型信息、更精确的尺寸信息和更深入的错误检测和/或校正数据。

2.8.4数字签名

如果设置区域标志中的“区域具有密钥签名”，那么签名栏包含最大宽度为64位的区域ID的密钥数字签名。在在线环境中，可通过向服务器询问密钥签名或相应的密钥的知识与区域ID一起验证签名。

如果设置区域标志中的“区域包含嵌入数据”和“嵌入数据是公钥签名”标志，那么表面编码包含区域ID的嵌入公钥数字签名。

如果设置“嵌入公钥签名较短”，那么嵌入公钥签名是在仅包含签名和16位CRC的单一块中编码的160位签名，即，超级块参数被省略。

在在线环境中，可以与区域ID一起并任选地与密钥签名一起使用任意数量的签名片段，以通过向服务器询问完整的公钥签名或相应的私钥的知识确认公钥签名。

在离线(或在线)环境中，可通过读取多个标记恢复整个公钥签名，并然后可通过使用相应的公钥签名验证它。在签名确认的过程中从区域ID确定签名的实际长度和类型。

在申请人的US公开No.2007/0108285中讨论了数字签名验证，在此加入其内容作为参考。

2.9标记成像和解码

保证从整个标记获取数据所需要的最小成像视场具有53.74s(即，

)的直径，从而允许表面编码在视场内的任意旋转和平移。值得注意的是，不管整个标记实际上是否可见，成像视场都不必大到足以保证整个标记的捕获-每个标记内的数据符号的配置保证任何标记大小的视场完全捕获必要信息。

如这里使用的那样，术语“标记大小”用于表示尺寸和尺度与标记相同的区域。关于使编码图案成像，成像视场一般是圆形的。成像圆应具有足够大的直径以包含编码图案的标记大小的部分。因此，成像视场应优选具有至少一个标记直径且小于两个标记直径的直径。重要的是，与现有技术的标记设计对照，由于在本发明中不必捕获视场中的整个标记，因此视场不需要为至少两个标记直径。

任选地，视场具有约一个标记对角线加一个或两个宏点单位的直径。额外的宏点单位保证不必在视场的边缘上读取部分宏点。在本上下文中，“标记直径”意味着标记对角线的长度。

假定最大宏点间隔为106微米，那么给出5.69mm的所需要的视场。

表6给出对于不同的采样率对于当前的表面编码可实现的间距范围，并由此给出图像传感器阵列尺寸。

表6.对于不同的图像传感器尺寸对于当前的表面编码可实现的间距范围；点间距＝600dpi，宏点间距＝2点，视场＝4.55mm，观察距离＝30mm，尖部到FOV分离＝1mm

a.缩放1.25(即，106微米/85微米)以容纳最大宏点间距

图18表示直到对数据码字进行采样和解码的阶段的标记图像处理和解码处理流程图。首先，例如，通过诸如CCD图像传感器、CMOS图像传感器或扫描激光器和光电二极管图像传感器的图像传感器获取(在800中)标记图案的原始图像802。然后，一般增强(804)原始图像802以产生具有更高的对比度和更加均匀的像素强度的增强图像806。图像增强可包括全局或局部范围扩展和均匀化等。然后一般过滤(在808中)增强图像806以产生过滤图像810。图像过滤可包含低通滤波，使得低通滤波器内核尺寸被调整以使宏点302变模糊但是保留目标301。过滤步骤808可包含附加的过滤(诸如边缘检测)以增强目标特征301。与简单二进制点编码(如在例如US 6832717中说明的那样)相比，使用脉冲位置调制(PPM)的数据码字304的编码提供更加均匀的编码图案3。有利地，这有助于将目标301与数据区域分开，由此，与二进制编码数据相比，能够实现PPM编码数据的更加有效的低通滤波。

在低通滤波之后，然后处理(在812中)过滤图像810以对目标301进行定位。这可包含搜索空间相互关系与标记图案的已知几何形状一致的标记特征。如在内容在这里被加入作为参考的US 7055739中说明的那样，可直接从过滤图像810中的最大值标识候选目标，或者，诸如通过它们的(二进制或灰度级)形状矩(一般基于过滤图像810中的局部最大值从增强图像806中的像素计算)，候选目标可以是进一步的表征和匹配的主题。

然后将标识的目标301分配给目标网格816。网格816的每个单元包含符号组303，并且，在图像中几个符号组当然将是可见的。在该阶段中，由于目标301不将标记相互划分开，因此在目标网络816中单个标记4是不可标识的。

为了使得能够对宏点值进行精确地采样，必须推断捕获图像的透视变换。目标301中的四个被取为标记空间中的已知尺寸的正方形的透视畸变角，并且，基于将四个标记-空间和图像-空间点对相关联的公知方程的求解，推断(在820中)八自由度透视变换822。在例如申请人的US 6832717中详细说明2D透视变换的计算，在此加入其内容作为参考。

由于各图像包含配置在正方形网格中的至少9个、至少16个或至少25个目标，因此，与申请人以前在例如US 6832717中说明的标记设计相比，计算2D透视变换的精度得到提高。由此，可以用本发明的标记设计实现更加精确的位置计算。

使用推断的标记-空间向图像-空间的透视变换822以将标记空间中的各已知宏点位置映射到图像空间中。由于标记中的所有位由PPM编码表示，因此可通过使用局部强度基准而不是单独的强度基准确定各宏点302的有无。因此，与纯二进制编码相比，PPM编码提供改善的数据采样。

下一阶段确定标记或其多个部分在视场中的取向。至少3个取向码字被采样和解码(在824中)，以提供取向826。由于在图像中包含许多的符号组303，因此提供强取向确定，使得如上面说明的那样各符号组包含取向符号。并且，如在部分2.5.1中说明的那样，由于标记中的N个取向符号形成具有最小距离N的代码，因此该代码能够校正(N-1)/2个错误。由此，取向确定是非常强的并且能够根据采样的取向符号的数量校正错误。

在确定取向826之后，下一阶段对两个或更多个正交平移码字进行采样和解码(在828中)，以确定视场中的标记相对于目标网格的相对平移830。这使得标记4能够与目标网格818对准，由此允许在视场中的编码图案3中区分各个标记或其部分。由于各符号组303包含平移代码，因此可以对多个平移代码进行采样以提供强平移确定。如在部分2.5.2中说明的那样，平移代码是循环位置代码。由于标记的各行和各列包含M个符号组，因此代码具有最小距离M×M。这使得能够非常强地确定标记4与目标网格818的对准。由于当每个标记4包含多个符号组303时存在许多可能的对准，因此对准需要即强势又精确。

一旦初始的成像和解码产生了2D透视变换、标记相对于目标网格的取向和平移，数据码字304然后就可被采样和解码836以产生所需要的解码的码字838。

数据码字838的解码一般如下进行：

·对共用Reed-Solomon码字进行采样

·对共用Reed-Solomon码字进行解码

·验证标记数据CRC

·在解码错误标志上，坏区域ID采样

·确定编码类型并舍弃未知的编码

·确定区域标志

·确定区域ID

·对x坐标和y坐标Reed-Solomon码字进行采样和解码

·从码字确定标记x-y位置

·从标记x-y位置和透视变换确定尖部x-y位置

·对四个或更多个标志符号进行采样和解码以确定活性区域标志

·参照活性区域标志确定尖部位置的活性区域状态

·以数字墨水对区域ID、尖部x-y位置和尖部活性区域状态进行编码(“交互作用数据”)

·基于区域标志发送数字墨水

本领域技术人员可以理解，上述的解码次序代表本发明的一个实施例。当然，可以理解，从笔101向网页系统发送的交互作用数据可包含其它的数据，例如，数字签名(参见部分2.8.4)、笔模式(参见US 2007/125860)、取向数据、笔ID、尖部ID等。

以上简要讨论了解释由网页系统从网页笔101接收的交互作用数据的例子。在申请人以前提交的申请(参见例如US 2007/130117和US 2007/108285，在此加入这些申请的内容作为参考)中可以找到网页系统可如何解释交互作用数据的更加详细的讨论。

3.网页笔

3.1功能概况

网页系统的活性感测装置可采取点击器(用于点击表面上的特定位置)、具有铁笔的指示器(用于通过使用指示器笔划在表面上指示或做手势)或具有标记尖部的笔(用于当在表面上指示、做手势或书写时用墨水标记表面)的形式。为了说明各种网页感测装置，参照US专利No.7105753、US专利No.7015901、US专利No.7091960和US公开No.2006/0028459，在此加入它们中的每一个的内容作为参考。

可以理解，本发明可利用任何适当的光读取器。但是，这里作为一个这种例子说明网页笔400。

网页笔400是与带标记网页表面一起工作的运动感测写入仪器(参见部分2)。笔包含用于标记表面的常规的圆珠笔筒、用于同时捕获笔在表面上的绝对路径并标识表面的图像传感器和处理器、用于同时测量施加到尖部的力的力传感器和用于同时测量时间的过去的实时时钟。

当与带标记表面接触时，如由力传感器指示的那样，笔连续地对尖部附近的表面区域成像，并且对其视场内的最近标记进行解码以确定表面的标识、其自身在表面上的瞬时位置和笔的姿势。笔由此产生相对于特定表面的带时间戳位置采样流，并将该流传送到网页服务器10。采样流描述一系列的笔划，并且常规上被称为数字墨水(DInk)。如由力传感器检测的那样，各笔划由落笔和抬笔事件划分。更一般地，源自与网页的交互作用并被传送到网页服务器10的任何数据在这里被称为“交互作用数据”。

笔以足够高的速率(标称100Hz)对其位置进行采样，以允许网页服务器精确地再现手绘笔划、标识手写文本并验证手写签名。

网页笔还在交互作用应用中支持盘旋模式。在盘旋模式中，笔不与纸接触，并且可处于纸(或其它基片)表面之上某个较小的距离。这允许报告笔的位置，包括其高度和姿势。在交互作用应用的情况下，盘旋模式行为可被用于在不标记纸的情况下移动光标，或者，尖部到编码表面的距离可被用于工具行为控制，例如气刷功能。

笔包含用于通过中继装置向网页服务器传送数字墨水的蓝牙无线电收发器。当从网页服务器离线操作时，笔在非易失性存储器中缓存捕获的数字墨水。当对于网页服务器在线操作时，笔实时传送数字墨水。

笔具有停靠架或“笔座”。笔座包含蓝牙到USB的中继器。笔座通过USB电缆与对于局域应用和网页服务访问提供通信支持的计算机连接。

笔由可充电电池供电。对于用户来说，电池是不可接近或不可更换的。可通过笔座从USB连接或从外部电源适配器取得用于对笔充电的电力。笔还具有电源和USB兼容数据插口，以允许它在使用中与外部连接并被供电。

笔帽提供两种用途：当戴帽时保护尖部和成像光学系统；以及当脱帽时通知笔离开节电状态。

3.2人机工程学和布局

图19表示修圆的三角形轮廓给予笔400在人机工程上感觉舒服的形状，以以正确的功能取向握持和使用笔。它还是用于容纳内部部件的实用形状。正常的笔状握持自然地符合拇指402、食指404和中指406之间的三角形形状。

如图20所示，典型的用户在用笔400书写时笔400到握笔的手408的法线有约30度的标称斜角(正角度)，但很少以大于约10度的负斜角(远离手)操作笔。已为了这种非对称使用优化了笔400能够对纸上的图案成像的斜角的范围。笔400的形状有助于笔在用户的手408中的正确取向，并阻碍用户“以颠倒的方式”使用笔。笔“在颠倒时”起作用，但可允许的倾角范围减小。

笔帽410被设计为套在笔400的顶端上，从而允许它在笔处于使用中时被安全地拖带。多个彩色LED照亮笔400在其顶端附近的顶部边缘(在修圆三角形断面的顶点上)的状态窗口412。当笔帽被拖带时，状态窗口412保持明亮。在笔中还包含作为触觉反馈系统(在后面详细说明)的振子电动机。

如图21所示，笔的握持部分具有被基本模制件528封闭以容纳其它部件的中空底盘模制件416。用于球点尖部(未示出)的墨水盒414自然装入三角形断面的顶点420中，从而使其位置与用户的握持一致。这反过来为笔中心的主PCB 422和笔基部中的电池424提供空间。通过参照图22A，可以看出，还自然地将标记感测光学系统426不显眼地放在尖部418下面(关于标称斜角)。笔400的尖部模制件428在墨水盒414的下面后掠，以防止在以最大斜角操作笔时尖部模制件428和纸面接触。

如图22B最合适地示出的那样，成像视场430在尖部418下面通过位于中间的IR滤波器/窗口432显现，并且，两个近红外照明LED434、436从尖部模制件428的两个底部角落显现。各LED 434、436具有相应的照明场438、440。

当手握笔时，可能以导致来自LED中的一个的反射对图像传感器有害的角度握持它。通过设置多于一个的LED，可以根除导致令人不愉快的反射的LED。

在US公开No.2006/0028459中可以找到笔机械设计的特定细节，在此加入其内容作为参考。

3.3笔反馈指示

图23是沿笔400(具有拖带于笔的端部上的笔帽410)的中心线的纵向断面图。笔包含通过使用颜色和强度调制指示几种状态的红色和绿色LED 444。LED 444上的光导管448向导管模制件416中的状态指示器窗口412传送信号。向用户提供的这些信号状态信息包括通电、电池水平、未传送数字墨水、网络连接在线、动作的故障或错误、“活性区域”标志的检测、“嵌入数据”标志的检测、获取嵌入数据所需要的进一步的数据采样、完成的嵌入数据的获取等。

在交易时使用振子电动机446以对于重要的验证功能以触觉的方式向用户传送信息。该系统被用于由于对于LED指示器444的疏忽或高水平的环境光可能错过的重要的交互式指示。当出现以下情况时，触觉系统向用户发出指示：

·笔从待机模式激活

·动作存在错误

·确认交易

3.4笔光学系统

笔包含固定焦点窄带红外成像系统。它利用具有较短的曝光时间、较小的孔径和明亮的同步化照明的照相机以捕获不受失焦模糊或运动模糊影响的清晰图像。

表6.光学规范

放大倍数	-0.225
		透镜的焦距	6.0mm
视距	30.5mm
		总轨道长度	41.0mm
孔径直径	0.8mm
		场深	.-/6.5mm
曝光时间	200us
		波长	810nm
图像传感器尺寸	140×140像素
		像素尺寸	10um
斜角范围	-15～45度
		滚动范围	-30～30度
偏转范围	0～360度
		最小采样率	每个宏点2.25个像素
最大笔速度	0.5m/s

¹允许70微米模糊半径

²照明和过滤

³斜角、滚动和偏转相对于笔轴

在图24A和图24B中提供表示笔光学系统的断面图。在尖部418附近的表面548上打印的网页标记的图像被透镜488聚焦到图像传感器490的活性区域上。较小的孔径494保证可用的场深容纳笔400的所需要的斜角和滚动范围。

第一和第二LED 434和436明亮地照亮视场430内的表面549。LED的光谱发射峰与用于打印网页标记的红外墨水的光谱吸收峰匹配以使标记的捕获图像中的衬度最大化。LED的亮度与使失焦和运动模糊最小化所需要的较小的孔径尺寸和较短的曝光时间匹配。

长通IR滤波器432抑制图像传感器490对于低于滤波器432的截止波长的在空间上与成像标记和任何环境照明一致的任何带颜色的图形和文本的响应。滤波器432的透过与红外墨水的光谱吸收峰匹配以使标记的捕获图像中的衬度最大化。滤波器还用作耐用的物理窗口，从而防止污染物进入光学组件470。

3.5笔成像系统

在图25中示出光学路径的光线轨迹。图像传感器490是具有140×140个像素的活性区域的CMOS图像传感器。各像素为10μm²，填充因子为93％。转到图26，详细示出透镜488。尺寸如下：

D＝3mm

R1＝3.593mm

R2＝15.0mm

X＝0.8246mm

Y＝1.0mm

Z＝0.25mm

这给予6.15mm的焦距，并以正确的采样频率将图像从物面(带标记表面548)传送到像面(图像传感器490)，以成功地在规定的斜角、滚动和偏转范围上将所有图像解码。透镜488是两凸面的，最弯曲的表面朝向图像传感器。保证用各交互作用获取足够的标记数据所需要的最小成像视场430依赖于特定的编码图案。在部分2.9中说明本发明的编码图案所需要的视场。

对于10μm像素的图像传感器490，对于笔400的完全规定的倾角范围，光学系统的所需要的旁轴放大倍数由每个宏点2.25个像素的最小空间采样频率限定。一般地，在最小128×128个像素的图像传感器490上，成像系统使用0.225的旁轴放大倍数，该旁轴放大倍数是图像传感器上的倒像的直径与物面上的视场的直径的比。但是，为了容纳制造容限，图像传感器490为140×140像素。这在光轴和图像传感器轴之间允许达+/-120μm(沿图像传感器的平面的各方向的12个像素)的错位而不丢失视场内的任何信息。

透镜488由一般用于注射成型的光学部件的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成。PMMA具有耐擦伤性，并具有1.49的折射率，在810nm上具有90％的透射率。透镜是双凸面的，以有助于成型精度并反映安装表面的特征以使透镜与光学圆筒模制件492精确配合。

使用0.8mm直径孔径494以满足设计的场深需要。

笔的规定的倾角范围为^-15.0～45.0度倾角，滚动范围为^-30.0～30.0度。通过在其规定范围内使笔倾斜，可以将倾斜的物面移动到距离焦面6.3mm的位置。规定的孔径由此提供.^-/6.5mm的相应场深，图像传感器上的可接受的模糊半径为16μm。

由于笔设计的几何形状，笔正确地在^-33.0～45.0度的倾角范围上操作。

参照图27，光轴550从尖部轴552倾斜0.8度。光轴和尖部轴向纸面548会聚。当尖部轴552与纸垂直时，最接近尖部轴的视场430的边缘与尖部轴自身之间的距离为1.2mm。

长通IR滤波器432由CR-39制成，该CR-39是高度耐磨损并能抵抗诸如丙酮的化学品的重量较轻的热固性塑料。由于这些性能，滤波器还用作窗口。滤波器为1.5mm厚，折射率为1.50。可很容易地通过使用CO₂激光切割机从较大的板材上切割各滤波器。

3.6电子设计

表3.电气规范

处理器	ARM7(Atmel AT91FR40162)，在80MHz上运行，具有256kB SRAM和2MB闪存
		数字墨水存储容量	5小时的书写
蓝牙符合	1.2
		USB符合	1.1
电池待机时间	12小时(脱帽)，＞4周(戴帽)
		电池书写时间	4小时的草书(81％的落笔，假定数字墨水容易卸下)
电池充电时间	2小时
		电池寿命	对于80％的初始容量，一般300个充电周期或2年(取最短的一个)
电池容量/类型	在3.7V下为～340mAh，锂离子聚合物(LiPo)

图28是笔电子器件的框图。笔的电子设计基于大致五个主要部分。它们是：

·主ARM7微处理器574，

·图像传感器和图像处理器576，

·蓝牙通信模块578，

·电源管理单元IC(PMU)580，和

·力传感器微处理器582。

3.6.1微处理器

笔使用在80MHz下运行的Atmel AT91FR40162微处理器(参见Atmel，A T91 ARM Thumb Microcontrollers-A T91FR40162 Preliminary，http://www.keil.com/dd/docs/datashts/atmel/at91fr40162.pdf)。AT91FR40162在堆叠芯片封装中包含ARM7微处理器、256千字节的芯片上单一等待状态SRAM和2兆字节的外部闪存。

该微处理器574形成笔400的芯部。其任务包括：

·设置Jupiter图像传感器584，

·借助于与从力传感器微处理器582接收的力传感器数据一起包含于数字墨水流中的图像传感器584的图像处理特征，对网页编码图案的图像进行解码(参见部分2.9)，

·设置电源管理IC(PMU)580，

·通过蓝牙通信模块578压缩和发送数字墨水，和

·对力传感器微处理器582进行编程。

ARM7微处理器574从80MHz振荡器上运行。它通过使用具有40MHz时钟的通用同步接收器发射器(USRT)586与Jupiter图像传感器576通信。ARM7574通过使用在115.2kbaud下运行的通用异步接收器发射器(UART)588与蓝牙模块578通信。通过使用低速串行总线(LSS)590执行与PMU 580和力传感器微处理器(FSP)582的通信。LSS在软件中被实现并使用微处理器的通用IO中的两个。

通过其JTAG端口对ARM7微处理器574进行编程。

3.6.2图像传感器

‘Jupiter’图像传感器584(参见US公开No.2005/0024510，这里加入其内容作为参考)包含单色传感器阵列、模数转换器(ADC)、帧缓存器、简单图像处理器和锁相环(PLL)。在笔中，Jupiter使用USRT的时钟线及其内部PLL以产生其所有的时钟需求。由传感器阵列捕获的图像被存储在帧缓存器中。借助于包含于Jupiter中的‘Callisto’图像处理器，这些图像通过ARM7微处理器574被解码。Callisto图像处理器在宏点采样和微处理器574的解码之前执行捕获的图像的低通滤波等(参见部分2.9和US公开No.2005/0024510)。

Jupiter在其图像阵列被曝光的同时控制两个红外LED 434和436的选通。当图像阵列被曝光时，这两个红外LED中的一个或另一个可被关掉，以防止可在某些角度上出现的纸的镜面反射。

3.6.3蓝牙通信模块

笔使用CSR BlueCore4-External设备(参见CSR，BlueCore4-External Data Sheet rev c，6-Sep-2004)作为蓝牙控制器578。它需要外部8Mbit闪存设备594以保持其程序代码。BlueCore4满足蓝牙v1.2规范，并符合允许达3Mbps的通信的增强数据率(EDR)规范的v0.9。

对于蓝牙通信，在笔上使用2.45GHz芯片天线486。

BlueCore4能够形成UART-USB桥。这被用于允许通过笔456的顶部的数据/电源插口458进行USB通信。

蓝牙的替代方案包含诸如IEEE 802.11(Wi-Fi)(参见IEEE 802.11Wireles Local Area Networks，http://grouper.ieee.org/groups/802/11/index.html)、IEEE 802.15(参见IEEE 802.15 Working Group for WPAN，http://grouper.ieee.org/groups/802/15/index.html)、ZigBee(参见ZigBee Alliance，http://www.zigbee.org)和WirelessUSB Cypress(参见Wireless USB LR 2.4-GHz DSSS Radio SoC，http://www.cypress.com/cfuploads/img/products/cywusb6935.pdf)的无线LAN和PAN标准以及诸如GSM(参见GSM Association，http://www.gsmworld.com/index.shtml)、GPRS/EDGE(参见GPRSPlatform，http://www.gsmworld.com/technology/gprs/index.shtml)、CDMA(参见CDMA Development Group，http://www.cdg.org/和Qualcomm，http://www.qualcomm.com)和UMTS(参见3rdGeneration Partnership Project(3GPP)，http:www.3gpp.org)的移动标准。

3.6.4电源管理芯片

笔使用Austria Microsystems AS3603 PMU 580(参见AustriaMicrosystems，AS3603 Multi-Standard Power Management Unit DataSheet v2.0)。PMU用于电池管理、电压产生、加电复位产生和驱动指示器LED和振子电动机。

PMU 580通过LSS总线590与ARM7微处理器574通信。

3.6.5力传感器子系统

力传感器子系统包含特制Hokuriku力传感器500(基于Hokuriku，HFD-500 Force Sensor，http://www.hdk.co.jp/pdf/eng/e1381AA.pdf)、通过运算放大器和力传感器微处理器582实现的放大器和低通滤波器600。

笔使用Silicon Laboratories C8051F330作为力传感器微处理器582(参见Silicon Laboratories，C8051F330/1 MCU Data Sheet，rev1.1)。C8051F330是在芯片闪存上具有10位ADC和10位DAC的8051微处理器。它包含内部24.5MHz振荡器并且还使用外部32.768kHz音叉。

Hokuriku力传感器500是硅压阻桥传感器。运算放大器段600对力传感器输出进行放大和低通(消除混叠)滤波。该信号然后在5kHz下被力传感器微处理器582采样。

压阻力感测的替代方案包含电容和感应力感测(参见Wacom在2001年11月8日提交的发明名称为“Variable capacity condenser andpointer”的US Patent Application 20010038384和Wacom，Technology，http://www.wacom-components.com/english/tech.asp)。

力传感器微处理器582执行力信号的进一步的(数字)滤波，并产生用于数字墨水流的力传感器值。来自Jupiter图像传感器576的帧同步信号被用于触发用于数字墨水流的各力采样的产生。通过芯片温度传感器上的力传感器微处理器582测量温度，并且使用它以补偿力传感器和放大器的温度依赖性。通过将微处理器的DAC输出输入到放大器段600中，动态控制力信号的偏移。

力传感器微处理器582通过LSS总线590与ARM7微处理器574通信。从力传感器微处理器582到ARM7微处理器574存在两个单独的中断线。一个用于指示力传感器采样已为读取准备好，另一个用于指示已出现落/抬笔事件。

通过ARM7微处理器574对力传感器微处理器闪存进行电路内编程。

力传感器微处理器582还提供用于笔400的实时时钟功能。RTC功能在微处理器的计数定时器中的一个中被执行，并且从外部32.768kHz音叉运行。结果，当笔帽472为开并且ARM7 574被断电时，力传感器微处理器需要保持为开。由此，力传感器微处理器582使用与PMU 580分开的低功率LDO作为其电源。实时时钟功能包含可被编程为对ARM7574加电的中断。

通过力传感器微处理器582监视笔帽开关602。当笔帽组件472被取下时(或存在实时时钟中断)时，力传感器微处理器582通过初始化PMU 580中的通电和复位循环启动ARM7 572。

3.7笔软件

网页笔软件包含在网页笔400中的微处理器和网页笔座上运行的软件。

如部分3.6详述的那样，笔包含许多微处理器。网页笔软件包含在Atmel ARM7 CPU 574(以下，称为CPU)、力传感器微处理器582上运行的软件以及在CSR BlueCore蓝牙模块578(以下，称为笔BlueCore)上的VM中运行的软件。这些处理器中的每一个具有与设置和其它持久数据一起存储处理器专用软件的相关的闪存。笔BlueCore 578还运行由模块制造商供给的固件，并且该固件不被视为网页笔软件的一部分。

笔座包含CSR BlueCore蓝牙模块(以下，称为笔座BlueCore)。网页笔软件还包含在笔座BlueCore上的VM中运行的软件。

当网页笔400横穿网页带标记表面548时，产生相关位置和力采样的流。该流被称为DInk。注意，DInk可包含当网页笔接近但不标记网页带标记表面时产生的具有零值力的采样(所谓的“HoverDInk”)

网页笔软件的CPU部件负责DInk捕获、标记图像处理和解码(与Jupiter图像传感器576一起)、存储和卸载管理、主机通信、用户反馈和软件升级。它包含操作系统(RTOS)和相关的硬件驱动程序。另外，它提供用于校准、配置或详细(非现场)故障诊断的制造和维护模式。网页笔软件的力传感器微处理器582负责过滤和准备主CPU的力采样。在笔在带缆模式中操作时，笔BlueCore VM软件负责桥接CPU UART 588接口和USB。当笔在蓝牙模式中操作时，笔BlueCoreVM软件不被使用。

笔座BlueCore VM软件负责在笔座正在为笔400充电时进行感测、适当地控制笔座LED以及通过USB与主机PC通信。

对于软件模块的详细说明，参照US公开No.2006/0028459，在此加入其内容作为参考。

已参照优选的实施例和许多特定的替代性实施例说明了本发明。但是，本领域技术人员可以理解，与具体说明的实施例不同的许多其它实施例也落入本发明的精神和范围内。因此，可以理解，本发明不限于在本说明书(包括在适当情况下通过交叉引用加入的文件)中说明的特定实施例。本发明的范围仅由所附的权利要求限定。

Claims (20)

1.一种基片，其表面上设置有编码图案，所述编码图案包含：

多个邻接的标记，每个标记包含x坐标数据和y坐标数据，其中，y轴在名义上被定义为北-南，x轴在名义上被定义为东-西；和

包含于每个标记中的多个数据元素，所述x坐标数据由相应的一组数据元素表示，并且所述y坐标数据由相应的一组数据元素表示，

其中：

所述x坐标数据在相应的标记内具有两个复制，第一复制处于所述标记的西半部中，第二复制处于所述标记的东半部中；并且，

所述y坐标数据在相应的标记内具有两个复制，第一复制处于所述标记的北半部中，第二复制处于所述标记的南半部中，

以及其中，所述坐标数据的片段被这样布置，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含标记的所述x坐标数据和所述y坐标数据，而不管整个标记是否包含于所述部分中。

2.根据权利要求1的基片，其中，每个标记为正方形。

3.根据权利要求1的基片，其中，所述编码图案包含：

限定目标网格的多个目标元素，所述目标网格包含多个单元，其中，相邻的单元共享目标元素，并且，每个标记由多个邻接的单元限定。

4.根据权利要求3的基片，其中，每个标记是正方形，并包含M2个邻接的正方形单元，其中，M是值至少为2的整数。

5.根据权利要求1的基片，其中，所述数据元素是宏点。

6.根据权利要求5的基片，其中，所述坐标数据的一部分由占据一个单元内的多个可能的位置之一的宏点表示，每个位置表示多个可能的数据值之一。

7.根据权利要求5的基片，其中，所述坐标数据的n位部分由占据一个单元内的2ⁿ个可能的位置之一的宏点表示，每个位置表示2ⁿ个可能的数据值之一，其中，n是整数。

8.根据权利要求3的基片，其中，每个单元限定一个符号组，每个符号组包含由多个所述数据元素编码的多个Reed-Solomon符号。

9.根据权利要求8的基片，其中，每个符号包含两个半部，每个半部包含由占据所述半部内的4个可能的位置之一的宏点表示的数据的2个位。

10.根据权利要求1的基片，其中，所述x坐标数据被编码为由相应的一组Reed-Solomon符号组成的x坐标码字，并且，所述y坐标数据被编码为由相应的一组Reed-Solomon符号组成的y坐标码字。

11.根据权利要求8的基片，其中，每个标记包含一个或多个共用码字，每个共用码字由相应的一组所述Reed-Solomon符号组成，其中，所述一个或多个共用码字被定义为多个邻接标记共用的码字。

12.根据权利要求11的基片，其中，每个符号组包含所述一个或多个共用码字中的至少一个的片段，并且，邻接的符号组被这样布置，使得保证所述编码图案的任何标记大小的部分包含所述一个或多个共用码字，而不管整个标记是否包含于所述部分内。

13.根据权利要求11的基片，其中，所述一个或多个共用码字对唯一地标识所述表面的区域的区域标识数据进行编码。

14.根据权利要求13的基片，其中，所述一个或多个共用码字唯一地标识所述基片。

15.根据权利要求3的基片，其中，每个单元包含由至少一个数据元素编码的取向符号，所述取向符号标识所述编码图案关于所述表面的取向。

16.根据权利要求3的基片，其中，每个单元包含由相应的一组所述数据元素编码的一个或多个平移符号，所述平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的平移。

17.根据权利要求16的基片，其中，每个单元包含一对正交平移符号，每个正交平移符号标识所述单元相对于包含所述单元的标记的相应正交平移。

18.根据权利要求3的基片，其中，所述目标元素足够大，以便可通过低通滤波器与所述数据元素区分开。

19.一种对设置在根据上述权利要求中任一项的基片的表面上的编码图案成像的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)在操作中相对于所述表面定位光读取器并捕获所述编码图案的一部分的图像；

(b)对在所述部分的图像中包含的x坐标数据和y坐标数据进行采样和解码；和

(c)确定所述光读取器的位置，

其中，所述部分的直径为至少一个标记直径且小于两个标记直径。

20.一种用于对设置在基片的表面上的编码图案成像的系统，所述系统包括：

(A)根据权利要求1～18中任一项的基片；和

(B)光读取器，该光读取器包含：

图像传感器，用于捕获所述编码图案的一部分的图像，所述图像传感器具有至少一个标记直径且小于两个标记直径的视场；和

处理器，被配置为执行以下步骤：

(i)对在所捕获的图像内的x坐标数据和y坐标数据进行采样和解码；和

(ii)确定所述光读取器的位置。

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