[发明专利]用于在器具和器具容纳结构间交换数据的装置

说明书

本申请是2007年6月7日递交的、名称为“数据交换系统”、申请号为200710138891.7的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于在器具（tool）和器具容纳结构之间交换数据，例如位置或标识数据的装置。

背景技术

这样的装置公知于号为1600257的欧洲专利申请。这种装置基于测量两个邻近的离散电容器表面间的电容。当一个器具接近电容器表面时，基于器具和电容器表面间的电容就可以测量器具的位置。虽然该装置在确定器具在器具容纳结构中的位置时提供了必要的精度，但是该方法依赖于大量不得不考虑的变量。例如，构成器具的材料，其直接影响所测量的电容。另外，器具与电容器表面间的距离影响测量结果，为了在器具容纳结构的整个长度上保证可靠的测量结果，应当保持距离的恒定。

发明内容

本发明的目的是提供一种在器具和器具容纳结构之间交换数据的装置，其更可靠并且依赖于更少的变量。

上述目标通过一种根据本发明的装置来实现，该装置包括：

-设在容纳结构中的细长的传感器轨道（track）；

-至少一个设在器具上的传感器激活元件。

所述至少一个传感器激活元件在使用时将激活轨道中一个或几个邻近的传感器。基于被激活的传感器，至少可以在轨道的方向上确定器具的位置数据。

通过控制传感器激活元件也可以将其它数据从器具传送到容纳结构，反之亦然。

在根据本发明的一个优选实施例中，传感器是光感传感器，并且至少一个传感器激活元件包括指向传感器轨道的光源。

光感传感器的轨道提供了器具容纳结构的长度的刻度，利用此刻度就可以电学检测器具的位置。器具在传感器轨道的方向上放射光线，该光线将激活例如一个传感器，从而检测到器具的位置。也可以使用一个更宽的光束，例如照亮三个相邻的传感器。位置检测的精度至少由两个相邻的传感器之间的距离所限定。除了位置数据，例如来自器具上的存储器中的数据也能被交换。

在一个非常优选的实施例中，光感传感器基于有机发光二极管（OLED）技术。该（OLED）技术使得非常容易地并且低成本地生产光感传感器的轨道成为可能。由于该（OLED）技术，也使得制造大约50微米精度的非常小型的传感器成为可能。

在根据本发明的另一实施例中，光源包括设在器具上的反射面和设在器具容纳结构中的发光器件，其中发光器件发出的光射向反射面。本实施例中器具完全是无源的，即，器具不需要主动发光。利用反射面，来自光源的光被器具反射到光感传感器上。因此利用本实施例，发光器件也可以被设在器具容纳结构中，并且器具只能反射光线到传感器。

优选地，器具包括直线凹槽，反射面设在所述凹槽中。该直线凹槽提供一个良好成形的区域，利用该区域可以产生良好成形的光带，将光线反射到光感传感器上。这样不仅增加了精度，而且防止散射光反射至光感传感器，以避免错误的位置探测。

在另一个优选实施例中，发光器件是一个细长的发光器件轨道。非常优选的实施例是发光器件的轨道与光感传感器的轨道相互锁定（interlock）。这意味着，一排发光器件平行于且靠近一排光感传感器；或者，发光器件与光感传感器相互交替排列形成一单列。

非常优选的实施例是发光器件基于有机发光二极管（OLED）技术。该（OLED）技术使得产生任何图案的发光器件和光感传感器变得简单。

在另一个优选的实施例中，传感器包括第一电极和第二电极，至少一个传感器激活元件包括导电元件。本该实施例中，检测是基于电容的测量。提供给第一电极一电压，该电压使得电荷出现在导电元件上。然后该电荷由第二电极测量，这就使得器具的位置得到确定。该实施例的优点在于对灰尘的敏感性小一些。

优选地，传感器具有公共的第一电极。这减少了与电极间连接的数量。只有第二电极不得不单独地连接，以确定器具的位置。

在根据本发明的另一个优选实施例中，器具包括由传感器激活元件构成的一个特殊图案，其中传感器激活元件激活传感器以识别器具。如果只有一单列传感器，所述图案例如可以是由连续的反射区和非反射区构成的二进制码。如果有多行传感器，则所述图案例如可以是由传感器激活元件构成的矩阵，例如由反射区和非反射区构成的矩阵。

最后，在另外一个优选的实施例中，细长的光感传感器轨道也包括发光器件。这样就可以使器具仅配有反射面用于测量器具在器具容纳结构中的位置，也可以基于独特的反射区图案来识别器具。

本发明也涉及一种在器具和器具容纳结构间交换数据的方法，该方法包括以下步骤：

-提供根据本发明的装置；