(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出領域において放射遮蔽体の位置を検出するためのモジュール型位置検出システムであって、前記モジュール型位置検出システムは、
システムコントローラと、
前記システムコントローラに結合された複数のシステムモジュールと、
を備え、
前記システムモジュールは少なくとも部分的に前記検出領域を取り囲み、
前記システムモジュールは１つまたは複数の放射源と１つまたは複数の放射センサとを備え、
前記システムモジュールの少なくともいくつかの大きさは、アクセス可能なメモリ内に記録される、
モジュール型位置検出システム。
【請求項２】
前記システムコントローラが前記システムモジュールのそれぞれと通信できるようにするシステム通信バスをさらに備える、請求項１に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項３】
前記システムコントローラが前記システムモジュールのそれぞれと結合されている、請求項１に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項４】
前記システムコントローラが前記システムモジュールの少なくともいくつかと物理的に結合されている、請求項１に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項５】
前記システムコントローラが前記システムモジュールの少なくともいくつかと無線通信システムを介して結合されている、請求項１に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項６】
各モジュールは隣接するモジュールと結合するための１つまたは複数のコネクタを備え、前記システム通信バスはモジュール間の相互接続を含む、請求項２に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項７】
それぞれのモジュールが前記システムコントローラに結合したモジュールコントローラを備え、
前記モジュールコントローラの少なくともいくつかは、前記システムコントローラから受信した制御命令に応答して少なくとも１つの放射センサの動作を制御するように構成され、
前記モジュールコントローラの少なくともいくつかは、前記システムコントローラから受信した制御命令に応答して少なくとも１つの放射源の動作を制御するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項８】
それぞれのモジュールが前記システムコントローラに結合したモジュールコントローラを備え、各モジュールコントローラは前記システムコントローラから受信した制御命令に応答して少なくとも１つの放射源の動作を制御する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項９】
前記システムモジュールは、
端部センサモジュールと、
内角センサモジュールと、
外角センサモジュールと、
端部放射源モジュールと、
内角放射源モジュールと、
外角放射源モジュールと、
端部混合型モジュールと、
内角混合型モジュールと、
外角混合型モジュールと、および
端部スペーサモジュールと、からなる群から選択されるモジュールの組合せから選択される、複数のモジュールを含む請求項１〜８のいずれか１項に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項１０】
前記システムモジュールは、放射センサモジュール、放射源モジュール、および反射モジュールからなる群から選択されるモジュールの組合せから選択される、複数のモジュールを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項１１】
前記検出領域がある表面を覆っている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項１２】
前記検出領域がディスプレー画面の表面を覆っている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項１３】
前記検出領域がモジュール型ディスプレー画面の表面を覆っている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項１４】
前記システムモジュールの少なくともあるものの、少なくともある大きさは、前記モジュール型ディスプレー画面を形成するディスプレーモジュールの１つまたは複数の大きさに対応する、請求項１３に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項１５】
前記システムモジュールの少なくともあるものは、１つまたは複数の放射源からの放射を拡散させるための１つまたは複数の拡散器を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項１６】
前記システムコントローラは前記モジュール型位置検出システムを外部装置に接続するためのインタフェースを備える請求項１〜１５のいずれか１項に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項１７】
隣接するシステムモジュール同士は電気的かつ機械的に相互に結合している、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項１８】
前記検出領域が略長方形であり、少なくとも２つの放射センサが前記検出領域の第１の端部に隣接して配置され、複数の放射源が前記検出領域の残りの端部に隣接して配置されている、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のモジュール型位置検出システム。
【請求項１９】
モジュール型位置検出システムの動作方法であって、
検出領域に隣接して一組のシステムモジュールを備え、
前記システムモジュールの少なくともいくつかの大きさを記録し、
前記記録された大きさを用いて、前記システムモジュールの少なくともいくつかに取り付けられた複数の放射源の位置を測定し、
前記記録された大きさを用いて、前記システムモジュールの少なくとも１つに取り付けられた２つ以上の放射センサの位置を測定し、
前記２つ以上の放射センサの各々に対応する放射強度信号を収集し、
前記放射強度信号に基づいて放射遮蔽体の位置を推定する、
方法。
【請求項２０】
前記放射源の位置の測定は、１つまたは複数のシステムモジュールの位置を測定し、前記システムモジュールの少なくともいくつかの大きさに基づいてそれらのシステムモジュールに取り付けられた放射源の位置を測定することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記放射センサの位置の測定は、１つまたは複数のシステムモジュールの位置を測定し、前記システムモジュールの少なくともいくつかの大きさに基づいてそれらのシステムモジュールに取り付けられた放射センサの位置を測定することを含む、請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記システムモジュールが一緒に結合している順序を連続的に測定し、前記システムモジュールの順序に従って前記放射源と前記放射センサの位置を測定することを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
放射センサに対応するそれぞれの放射強度信号は、少なくともいくつかの前記放射源が順番に作動している間に前記放射センサからの放射強度レベルを順番にサンプリングすることによって収集される、請求項１９〜２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記放射強度信号は同時に収集される、請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記放射強度信号は順々に収集される、請求項１９〜２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記放射源の少なくとも１つは異なる強度で個別に作動されて、第１の放射センサに対応する放射強度信号と第２の放射センサに対応する放射強度信号を生成する、請求項１９〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の放射センサに対応する第１の放射強度信号が収集され、その次に前記第２の放射センサに対応する第２の放射強度信号が収集される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
インタフェースにおいて外部装置をシステムコントローラに結合することをさらに含む、請求項１９〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記１つまたは複数の放射遮蔽体の前記位置を前記外部装置に報告することをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
記述する実施形態は位置検出システムと方法に関する。より具体的には、空間または平面上の１つまたは複数の物体の位置検出のシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大きなディスプレーパネルは様々な組合せ可能なディスプレーモジュールで形成することができる。様々な組合せによって大きさの異なるディスプレーパネルが提供される。そのようなパネルにタッチ機能を付加する既知のシステムと方法は、一般的にはディスプレーモジュールと組合せて使用するように設計されていないので扱いにくく、またコストも高い。
【０００３】
様々な形状及び構成を持つその他の面に対してタッチ機能を付加しようとする場合、同様の問題が発生する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さまざまな形状と構成を有する面及び検出領域での使用に好適な、指や触針やそのほかの放射遮蔽体などの物体の検出システムを提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で説明する例示的実施形態は、検知領域において種々の放射源と放射センサに関連させて１つまたは複数の放射遮蔽体の位置を決定するシステムと方法の詳細を提供する。ある実施形態においては、検出領域が、下に配置されるホワイトボードやディスプレーモニタやその他のデバイスなどの装置に対応する形状となっていてもよい。ある実施形態では、システムが、下に配置されるホワイトボード、壁、ディスプレー画面の表面またはそのほかの概ね平坦面などの面を含んでもよいし、またはそれらと共に使用されてもよい。ある実施形態では、ディスプレー画面がディスプレーモジュールのアレイで組み立てられていてもよい。放射源は、可視光スペクトルの放射、あるいは紫外スペクトルや赤外スペクトルなどの他のスペクトルの放射をしてもよい。本明細書に記載の実施形態は、例示のみを目的とするものであり、他の実装及び構成もまた可能である。
【０００６】
第１の態様のある実施形態においては、検出領域において放射遮蔽体の位置を検出するためのモジュール型位置検出システムが提供され、このシステムは、システムコントローラと、システムコントローラに結合された複数のシステムモジュールとを備え、システムモジュールは少なくとも部分的に検出領域を取り囲み、システムモジュールは１つまたは複数の放射源と１つまたは複数の放射センサとを備える。
【０００７】
ある実施形態では、システムコントローラはそれぞれのシステムモジュールに結合している。
【０００８】
ある実施形態では、システムコントローラはシステムモジュールの少なくともいくつかに物理的に結合している。
【０００９】
ある実施形態では、システムコントローラはシステムモジュールの少なくともいくつかに無線通信システムを介して結合している。
【００１０】
ある実施形態では、システムコントローラがシステムモジュールのそれぞれと通信できるようにするシステム通信バスをさらに備える。
【００１１】
ある実施形態では、各モジュールは隣接するモジュールと結合するための１つまたは複数のコネクタを備え、システム通信バスはモジュール間の相互接続を含む。
【００１２】
ある実施形態では、それぞれのモジュールはシステムコントローラに結合したモジュールコントローラを備え、モジュールコントローラの少なくともいくつかは、システムコントローラから受信した制御命令に応答して少なくとも１つの放射センサの動作を制御するように構成され、かつ、モジュールコントローラの少なくともいくつかは、システムコントローラから受信した制御命令に応答して少なくとも１つの放射源の動作を制御するように構成されている。
【００１３】
ある実施形態では、それぞれのモジュールがシステムコントローラに結合したモジュールコントローラを備え、各モジュールコントローラはシステムコントローラから受信した制御命令に応答して少なくとも１つの放射源の動作を制御する。
【００１４】
ある実施形態では、システムモジュールは、端部センサモジュール、内角センサモジュール、外角センサモジュール、端部放射源モジュール、内角放射源モジュール、外角放射源モジュール、端部混合型モジュール、内角混合型モジュール、外角混合型モジュール、および端部スペーサモジュールからなる群から選択されるモジュールの組合せから選択される複数のモジュールを含む。
【００１５】
ある実施形態では、システムモジュールは、放射センサモジュール、放射源モジュール、および反射モジュールからなる群から選択されるモジュールの組合せから選択される複数のモジュールを含む。
【００１６】
ある実施形態では、システムモジュールの少なくともいくつかの大きさは、アクセス可能なメモリ内に記録される。
【００１７】
ある実施形態では、検出領域がある表面を覆っている。
【００１８】
ある実施形態では、検出領域がディスプレー画面の表面を覆っている。
【００１９】
ある実施形態では、検出領域がモジュール型ディスプレー画面の表面を覆っている。
【００２０】
ある実施形態では、システムモジュールの少なくともあるものの少なくともある大きさは、モジュール型ディスプレー画面を形成するディスプレーモジュールの１つまたは複数の大きさに対応する。
【００２１】
ある実施形態では、システムモジュールの少なくともあるものは、１つまたは複数の放射源からの放射を拡散させるための１つまたは複数の拡散器を含む。
【００２２】
ある実施形態では、コントローラはシステムを外部装置に接続するためのインタフェースを備える。
【００２３】
ある実施形態では、隣接するシステムモジュール同士は電気的かつ機械的に相互に結合されている。
【００２４】
ある実施形態では、システムは
【００２５】
ある実施形態では、検出領域は通常長方形であり、少なくとも２つの放射センサが検出領域の第１の端部に隣接して配置され、複数の放射源が検出領域のその他の端部に隣接して配置されている。
【００２６】
別の態様において、ある実施形態がモジュール型位置検出システムの動作方法を提供し、この方法は、検出領域に隣接して一組のシステムモジュールを備え、システムモジュールの少なくともいくつかに取り付けられた複数の放射源の位置を測定し、システムモジュールの少なくとも１つに取り付けられた２つ以上の放射センサの位置を測定し、各放射センサに対応する放射強度信号を収集し、その放射強度信号に基づいて放射遮蔽体の位置を推定する。
【００２７】
ある実施形態では、放射源の位置の測定は、１つまたは複数のシステムモジュールの位置を測定し、システムモジュールの少なくともいくつかの大きさに基づいてそれらのシステムモジュールに取り付けられた放射源の位置を測定することを含む。
【００２８】
ある実施形態では、放射センサの位置の測定は、１つまたは複数のシステムモジュールの位置を測定し、そのシステムモジュールの少なくともいくつかの大きさに基づいてそれらのシステムモジュールに取り付けられた放射センサの位置を測定することを含む。
【００２９】
ある実施形態では、この方法は、システムモジュール同士が結合している順序を連続的に測定し、システムモジュールの順序に従って放射源と放射センサの位置を測定することを含む。
【００３０】
ある実施形態では、放射センサに対応するそれぞれの放射強度信号は、少なくともいくつかの放射源が順番に作動している間に放射センサからの放射強度レベルを順番にサンプリングすることによって収集される。
【００３１】
ある実施形態では、放射強度信号は同時に収集される。
【００３２】
ある実施形態では、放射強度源の少なくとも１つが異なる強度で別々に作動されて、第１の放射線センサに対応する放射強度信号と第２の放射センサに対応する放射強度信号が生成される。
【００３３】
ある実施形態では、放射強度信号は順々に収集される。
【００３４】
ある実施形態では、第１の放射センサに対応する第１の放射強度信号が収集され、その次に第２の放射センサに対応する第２の放射強度信号が収集される。
【００３５】
ある実施形態では、インタフェースにおいて外部装置がシステムコントローラに結合される。
【００３６】
ある実施形態では、この方法は１つまたは複数の放射遮蔽体の位置を外部装置に報告することを含む。
【００３７】
様々な実施形態のこれらおよびその他の態様を、以下の様々な実施例の記述の中でさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】モジュール型位置検出システムの第１の実施例を示す図である。
【図２】図１のシステムのいくつかの部品を示す図である。
【図３】図１のシステムの放射源とモジュールコントローラを示す図である。
【図４】図１のシステムのいくつかの部品を示す図である。
【図５】図１のシステムの端部センサモジュールを示す図である。
【図６】図１のシステムにおける、モジュールの配置を測定し、幾何学的位置関係を決定する方法を示す図である。
【図７】図１のシステムにおける放射遮蔽体の位置を特定する方法を示す図である。
【図８】モジュール型位置検出システムの別の実施例を示す図である。
【図９】図８のシステムの外角放射源モジュールを示す図である。
【図１０】図８のシステムの端部放射源／センサモジュールを示す図である。
【図１１】モジュール型位置検出システムの別の実施例を示す図である。
【図１２】モジュール型位置検出システムのさらに別の実施例を示す図である。
【図１３】図１２のシステムの放射センサモジュールを示す図である。
【図１４】図１２のシステムの放射センサモジュールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図面は以下に示して説明する実施形態を単に例示するためのものである。これらは制限的なものではなく、また原寸通りに描かれてはいない。
【００４０】
先ず図１を参照すると、第１のモジュール型位置検出システム１００が示されている。システム１００には、角部モジュール１０２と端部モジュール１０４とを含む複数のシステムモジュール１０１が備えられている。システム２００にはシステムコントローラ１０６もまた備えられている。端部モジュールと角部モジュールは一緒に組み立てられて、検出領域１０８を少なくとも部分的に取り囲んでいる。典型的には、検出領域１０８は表面１１０の上を覆っている。
【００４１】
システムコントローラ１０６はシステム１００の動作を制御する。システムコントローラ１０６はプロセッサ１２０を備え、このプロセッサは、ハードウェア部品、ソフトウェア部品または、ハードウェアとソフトウェアの両方、またはファームウェア、またはそれらの両方を含む部品、などのような、システム１００を動作させる任意の種類のデバイスまたは部品であってよい。例えば、プロセッサ１２０は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ゲートアレイ、または任意の種類のデータ処理あるいはコンピュータデバイスであってよい。このプロセッサは、システム１００とその部品を動作させて外部装置と通信するようにプログラムされるかまたはそのように構成することができる。システムコントローラ１０６はメモリ１２２も含み、これはプロセッサ１２０によってアクセスされる。プロセッサ１２０はシステムコントローラ１０６とシステム１００の動作を制御する。命令はメモリ１２２に記録され、プロセッサに読み込まれて、以下で説明するようなシステムコントローラ１０６並びにシステム１００の動作を制御するために、プロセッサが、制御、データ処理、データ変換、および通信操作を実行できるように構成されてよい。命令のほかに、データもメモリ１２２に記録できる。
【００４２】
システムコントローラ１０６はインタフェース１２４を含み、これはこの実施形態においてはＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ポートである。プロセッサ１２０はインタフェース１２４に結合されている。外部装置（図示せず）がインタフェース１２４を介してプロセッサ１２０に結合されてもよく、プロセッサが検出領域１０８内の放射遮蔽体の位置を外部装置に報告し、外部装置から制御命令とデータを受信することを可能とする。別の実施形態では、インタフェースは任意の種類の通信インタフェースであってよい。例えば、インタフェース１２４はアナログインタフェースまたは、シリアルデータポートあるいはパラレルデータポートなどのデジタルデータインタフェースであってよい。
【００４３】
本発明によるシステムは、放射源モジュール、センサモジュール、混合型モジュールを含む様々な種類のモジュールを備えていてもよい。
【００４４】
システム１００は、角部放射源モジュール１０２ｒ、角部センサモジュール１０２ｓ、端部放射源モジュール１０４ｒ、端部センサモジュール１０４ｓ、および端部スペーサモジュール１０４ｏを含む。各モジュールは、１つまたは複数の隣接するモジュールと電気的及び機械的に結合している。
【００４５】
システム１００において、システムモジュール１０１ａから反時計方向に、検出領域１０８を取り囲んで以下のモジュールが順番に組み立てられている。
【表１】
0005934194.tif 000002
【００４６】
システムモジュール１０１は、上側１６２、左側１６４、右側１６６と下側１６８を持つ枠１６０を形成する。
【００４７】
図２には、システムモジュール１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｔが示されている。
【００４８】
システム１００の各システムモジュール１０１は、上流モジュール間コネクタ１１６と下流モジュール間コネクタ１１７とを備えている。各モジュールの下流コネクタ１１７は隣接するシステムモジュール１０１の上流コネクタ１１６に結合されている。
【００４９】
各システムモジュール１０１はまたモジュールコントローラ１１２を持っており、これがシステムモジュール１０１のモジュール間コネクタ１１６、１１７のそれぞれに接続されている。システムモジュールのモジュールコントローラ１１２はモジュール間コネクタを介して共に結合されて、システム通信バスを形成している。
【００５０】
システムコントローラ１０６はまたシステム通信バスに結合されていて、それぞれのモジュールコントローラ１１２と独立して通信することができる。
【００５１】
システムモジュール１０１ａは、角部センサモジュール１０２ｉｓである。角部センサモジュール１０２ｉｓのそれぞれは、モジュールコントローラ１１２ａと、放射センサ１１４ａと、上流モジュール間コネクタ１１６と、下流モジュール間コネクタ１１７を含んでいる。モジュールコントローラ１１２ａは、システムコントローラ１０６、放射センサ１１４ａとモジュール間コネクタ１１６、１１７に結合している。この実施形態において、各角部センサモジュール１０２ｉｓは相互に直角の位置にある２つの隣接するモジュールに結合している。システムモジュール１０１ａの上流コネクタ１１６に結合している上流システムモジュール１０１ｔは、システムモジュール１０１ａの下流コネクタ１１７に結合している下流システムモジュール１０１ｂに対して９０度の方向を向いている。センサ１１４ａは角部センサモジュール１０２ａの端部１４０、１４２から１ｃｍの所にある。
【００５２】
システム１００において、システムモジュール１０１ａのモジュールコントローラ１１２ａは、システムコントローラ１０６に結合され、モジュールコントローラ１１２ａを介してシステム通信バスへ結合されている。それぞれのモジュールコントローラ１１２は、システムコントローラから受信した制御命令に応答して、そのシステムモジュール１０１の動作を制御する。
【００５３】
システムモジュール１０１ｂは端部放射源モジュール１０４ｒである。各端部放射源モジュール１０４ｒは、モジュールコントローラ１１２ｂ、複数の放射源１２６、上流モジュール間コネクタ１１６、下流モジュール間コネクタ１１７、および拡散器１３０を備えている。モジュールコントローラ１１２ｂは、各放射源１２６と、各モジュール間コネクタ１１６、１１７とに結合している。システム１００において、端部放射源モジュール１０４ｒのそれぞれは、長さが３０ｃｍであり、２０個の放射源１２６を持っている。放射源は１．５ｃｍほど離れて配置され、最初の放射源１２６は上流システムモジュール１０１ａから０．７５ｃｍ離れて配置されており、また最後の放射源１２６は下流システムモジュール１０１ｃ（図１）から０．７５ｃｍ離れて配置されている。図１からすぐわかるように、システムモジュール１０１ｃは別の端部放射源モジュール１０４ｒであり、システムモジュール１０１ｂと同様のものである。端部放射源モジュール１０４ｒ内に放射源１２６が配置された結果、放射源は１．５ｃｍの等間隔で離れており、隣接する放射源モジュール１０４ｒは横方向に互いに接して配置されている。
【００５４】
図３には放射源１２６が示されている。システム１００の各放射源１２６はシステムモジュール１０１の内部に設けられ、そのシステムモジュール１０１のモジュールコントローラ１１２に結合されている。各放射源１２６には放射源ドライバすなわち放射源駆動回路１３４と発光体１３６が含まれている。放射源ドライバ１３４はモジュールコントローラ１１２に結合されていて、発光体作動信号１３８を受信する。放射源ドライバ１３４は発光体１３６を作動させる。発光体は作動すると、検出領域１０８の少なくとも一部に亘る放射を行う（図１）。システム１００の各放射源１２６は独立して作動してもよい。この実施形態においては、各放射源１２６はＬＥＤであり、赤外スペクトルの放射を行う。別の実施形態においては、放射源は可視光スペクトルおよび紫外スペクトルを含む他のスペクトルの放射を行うさまざまな種類の放射源であってもよい。
【００５５】
図２を再び参照すると、端部放射源モジュール１０４ｒには拡散器１３０が含まれている。放射源モジュール１０４ｒと１０２ｉｒの拡散器１３０は、モジュールの放射源１２６と検出領域１０８との間に組み込まれている。
【００５６】
拡散器１３０は放射源から出た放射を拡散させる。それにより、実際は枠１６０の左側と下側と右側に沿って放射源から放出される放射量を、放射センサ１１４から見た場合に平滑化させる。この実施形態において、枠の左側と右側および放射センサとに対する放射遮蔽体１５０の相対的角度位置が、システム１００に関して既に述べたようにして評価される。発明者らは、放射源１２６から放出された光を拡散させることにより、放射遮蔽体の位置をより正確に評価できることを見出した。
【００５７】
様々な材料が拡散器１３０としての利用に適しており、これには、僅かに曇らせた、すなわち半透明のプラスチックや、拡散はさせるが放射源からの放射を放射センサ１１４が正確に計測できる範囲内で散乱させるその他の材料が含まれる。ある実施形態では、拡散はさせるが拡散器を通過する光を実質的に遮蔽はしない、光学グレードの拡散器を効果的に利用してもよく、これには、回折格子やレンチキュラー拡散器が含まれ、またレンチキュラー回折格子も拡散器の代用として利用することができる。そのような回折格子の例は、米国特許出願第６１／３２０，３３４号明細書に図示、説明されており、参照により本願に援用する。図２に示した拡散器はモジュールの長さ方向に沿って連続となっている。別の実施形態においては、放射源のいくつかまたはすべてに対して、個別の拡散器が設けられていてもよい。
【００５８】
システムモジュール１０１ｔは端部スペーサモジュール１０４ｏである。端部スペーサモジュールはモジュールコントローラ１１２ｔと上流モジュール間コネクタ１１６と下流モジュール間コネクタ１１７とを持っている。この実施形態において、端部スペーサモジュール１０４ｏには放射源も放射センサもない。
【００５９】
各モジュールコントローラ１１２は、それぞれのシステムモジュール１０１の部品をシステムコントローラ１０６の制御の下に動作させる。各モジュールコントローラはシステム通信バスを介してシステムコントローラ１０６と直接通信するか、あるいは他のシステムモジュール１０１のモジュールコントローラ１１２を経由して間接的に通信する。システム１００においては、モジュールコントローラ１１２ａはシステムコントローラ１０６と結合している。モジュールコントローラ１１２ａは制御命令とデータをシステムコントローラ１０６から受信し、データをシステムコントローラ１０６に提供する。モジュールコントローラ１１２ａはシステムモジュール１０１ｂ（放射源モジュール１０４ｒ）のモジュールコントローラ１１２ｂと、図２に示すようにそれぞれのモジュール間コネクタ１１６を経由して結合している。モジュール間コネクタ１１６、１１７はモジュール同士間の双方向のデータ通信を提供し、各システムモジュール１０１内のモジュールコントローラがシステムコントローラ１０６及び任意選択で他のモジュールコントローラ１１２と通信できるようにする。システム１００の動作とモジュールコントローラ１１６の役割については以下で詳細に説明する。
【００６０】
次にシステムモジュール１０１ｄ〜１０１ｆを示した図４を参照する。システムモジュール１０１ｄは端部放射源モジュール１０４ｒであり、上記のシステムモジュール１０１ｂと同じ構造を有する。同様に１０１ｆもまた端部放射源モジュール１０４ｒであり、上記のシステムモジュール１０１ｂと同じ構造を有する。
【００６１】
システムモジュール１０１ｅは角部放射源モジュール１０２ｉｒである。角部放射源モジュール１０２ｉｒは、モジュールコントローラ１１２ｅ、複数の放射源１２６、一対のモジュール間コネクタ１１６と拡散器１３０を備えている。モジュールコントローラ１１２ｅは、各放射源１２６とモジュール間コネクタ１１６、１１７とに結合している。システムモジュール１０１ｅの放射源１２６は端部放射源モジュール１０１ｂの放射源１２６と同様であり、図３に関連して説明した通りである。システムモジュール１０１ｅの各放射源１２６はモジュールコントローラ１１２ｅによって個別に作動させられてもよい。
【００６２】
放射源１２６ｘは、端１４４から１ｃｍ、システムモジュール１０１の端１４６から２ｃｍの位置にある。放射源１２６ｙは、端１４４から２ｃｍ、端１４６から１ｃｍの位置にある。
【００６３】
次に図５には、端部センサモジュール１０４ｓであるシステムモジュール１０１ｒが示されている。端部センサモジュール１０１ｒには、モジュールコントローラ１１２ｒと放射センサ１１４ｂと一対のモジュール間コネクタ１１６、１１７がある。モジュールコントローラ１１２ｒは放射センサ１１４ｂに結合していて、システムコントローラ１０６（図１、２）の制御の下にその動作を制御する。放射センサ１１４ｓはモジュールの中央にあって、検出領域１０８（図１）に隣接する内側端部１４８から１ｃｍ離れている。
【００６４】
再び図１を参照すると、システムモジュール１０１ａと１０１ｔでは、各モジュールコントローラ１１２が各モジュール間コネクタ１１６、１１７を介して繋がり、互いに結合されている。
【００６５】
図１においては、各システムモジュール１０１の種類に関する様々な詳細がメモリ１２２に記録され、システムプロセッサ１２０でアクセス可能となっている。システム１００において、各システムモジュールの種類に関して次のような情報が記録される。
【表２】
0005934194.tif 000003
【００６６】
さらに図１において、システム１００はシステムモジュール１０１ｂ〜１０１ｎに複数の放射源を含んでいる。システム１００はまた３つの放射センサ１１４ａ〜１１４ｃを含んでいる。各放射センサは放射源から送信される放射に対して感度を持っている。各放射センサはセンサに入射する放射強度に対応する強度水準を、対応するモジュールコントローラへ報告する。後で詳細に述べるように、システムコントローラ１０６はモジュールコントローラと通信して、放射センサから与えられる強度水準を取得する。
【００６７】
次に図６には、システムコントローラ１０６がシステム１００を構成するシステムモジュールの配置を測定し、放射源と放射センサとの間の幾何学的関係を決定する方法６００が示されている。方法６００はシステム１００の始動時にシステムコントローラ１０６の制御の下に実行される。方法６００を用いてシステムコントローラはシステム１００におけるシステムモジュール１０１の配置を決定する。
【００６８】
方法６００はステップ６０２から始まり、そこでシステム１００が初期化される。これは、システム１００に電力が投入された時、またはシステム通信バスを通じて“リセット”またはそのほかの命令が送信されてきたときに実行される。
【００６９】
様々な実施形態において、主コントローラ１０６は様々な方法でモジュールコントローラ１１２のアドレス指定と通信を行ってよい。例えば、各モジュールコントローラは特定のアドレスを持っているか割り当てられるかして、主コントローラが対応するアドレスを利用して各モジュールコントローラを特定してもよい。例えば、主コントローラは、モジュールコントローラのアドレスと共に放射源の作動命令などのような制御命令を送信してもよい。
【００７０】
システム１００において、各モジュールコントローラ１１２は、モジュールアドレス・シフトレジスタと称される１ビットのシフトレジスタを保持しており、システムコントローラ１０６がモジュールコントローラ１１２のアドレス指定を可能とする。初期化の段階で、モジュールコントローラ１１２ａを除く各モジュールコントローラ１１２は、そのモジュールアドレス・シフトレジスタを“０”に設定する。モジュールコントローラ１１２ａは、そのモジュールアドレス・シフトレジスタを“１”に設定する。モジュールコントローラ１１２ａは、モジュール１０１ａが主コントローラに直接結合されていることを判定し、そのような結合に応答してそのモジュールアドレス・シフトレジスタを“１”に設定するようになっていてもよい。あるいは、主コントローラがモジュールアドレス・シフトレジスタを“１”に設定するようにモジュールコントローラ１１２ａへ向けた制御信号を送信してもよい。システム１００においては、システムモジュール１０１の１つのみがモジュールアドレス・シフトレジスタに“１”の値を持つようになっている。このモジュールをアクティブモジュールと呼んでもよい。
【００７１】
上記のように、各モジュールコントローラ１１２はシステム通信バスに結合されている。主コントローラ１０６はシステム通信バス上に“アドレスビットのシフト”命令を送信し、すべてのモジュールコントローラ１１２がそれを受信することができる。この命令を受信すると、各モジュールコントローラは、すぐ上流にあるシステムモジュールのアドレスビットにそれまで記録されていた値を受信する。主コントローラ１０６がアドレスビットシフト命令を送信すると、モジュールコントローラ１０１ａに格納されていた“１”の値がモジュールコントローラ１０１ｂへシフトされる。モジュールコントローラ１０１ｂから１０１ｔに格納されていた“０”の値もまた下流へシステムモジュール１つだけ移動し、その結果（図１の反時計方向、つまり下流方向へ移動して）システムモジュール１０１ｃから１０１ａがそれぞれのモジュールアドレス・シフトレジスタに“０”の値を持つ。システムコントローラ１０６が連続的にアドレスビットシフト命令を送信すると、連続的に下流の各システムモジュール１０１がアクティブモジュールとなり、モジュール１０１ｔがアクティブモジュールになるまでそれが続く。その次にアドレスビットシフト命令が送信されると、モジュール１０１ａが再びアクティブモジュールとなる。
【００７２】
システムコントローラ１０６は様々な制御命令、データ要求、およびその他の命令をシステム通信バス上に送信することができる。アドレスビットシフト命令などのある命令は、全モジュールコントローラ１１２によって受信されて応答される。命令のあるものは、アクティブモジュールのみにより応答されてもよい。
【００７３】
方法６００は次にステップ６０４に移り、そこでシステムコントローラ１０６が直接接続されているシステムモジュール１０１に問合せしてそのシステムモジュールの種類を判定する。既に説明したように、モジュール１０１ａのモジュールアドレス・シフトレジスタは最初“１”に設定されており、これはそのほかの全システムモジュール１０１のモジュールアドレス・シフトレジスタが“０”に設定されていることを示す。
【００７４】
システムコントローラ１０６が、“モジュール情報送信”命令を送信し、アクティブモジュールのみがこれに応答する。モジュール１０１ａが、自分が角部センサモジュール１０２ｉｓであることを確認して応答する。モジュール１０１ａはそのモジュールに関するそのほかの情報を提供してもよい。例えば、モジュール１０１ａがそのモジュールをシステム１００の他の全てのモジュールと区別する固有のモジュール識別子を送信してもよい。固有のモジュール識別子は、後で、システムコントローラ１０６がモジュール１０１ａを特定してアドレス指定するために利用されてもよい。システムモジュールのあるものは、モジュールが垂直方向配向を識別することのできる方向センサを含んでもよい。モジュール１０１ａがそのようなセンサを含むとすると、モジュール１０１ａは垂直からの回転に対応する角度を主コントローラ１０６に提供してもよい。主コントローラ１０６はモジュール１０１ａから提供されるモジュール情報を記録する。
【００７５】
方法６００は次にステップ６０６に進み、システムコントローラ１０６がアドレスビットシフト命令を送信して、システムモジュール１０１ｂをアクティブモジュールとする。
【００７６】
方法６００は次に判定ステップ６０８に進む。その時のアクティブシステムモジュールが、システムコントローラによって既に識別済みである場合、これは全システムモジュールが識別済みであることを意味し、方法６００はステップ６１２へ進む。そうでない場合には、方法６００はステップ６１０に進む。
【００７７】
ステップ６１０において、システムコントローラ１０６は“モジュール情報送信”命令を送信する。アクティブモジュールコントローラ１１２はモジュールの種類を明示して応答し、前に述べたようにその他の情報を提供してもよい。
【００７８】
コントローラ１０６はステップ６０４とその後のステップ６１０の反復によって連続的なシステムモジュールに関する情報を受信する。
【００７９】
システム１００において、ステップ６０６〜６１０の反復は、システムモジュール１０１ｂ〜１０１ｔのそれぞれがステップ６１０でシステムコントローラ１０６によって問合せを受けるまで継続される。その次のステップ６０６の反復時に、システムモジュール１０１ａがアクティブモジュールになり、方法６００がステップ６０６からステップ６１２へ進む。
【００８０】
ステップ６１２において、コントローラ１０６は連続する各モジュールの種類とモジュールの各種類に関してメモリ１２２に記録された情報とに基づいてシステム配置を構築する。図１において、放射センサ１１４ａはｘ−ｙ面上の点（０，０）にあるものとみなされる。コントローラ１０６は、下流への連続的なモジュールの順番とメモリ１２２に記録された情報とを用いて、放射センサ１１４と放射源１２６の位置をｘ−ｙ面に関して決定することができる。
【００８１】
放射源１２６のあるもの或いは全てが各放射源から見えるようになっていてもよい。例えば、放射源１２６ａ〜１２６ｃは放射センサ１１４ａからは見えない。しかし放射源１２６ｄ〜１２６ｆおよび１２６ｋ〜１２６ｍは放射センサ１１４ａからは見える。それぞれの放射センサ１１４に関して、コントローラ１０６がその放射センサから見える各放射源１２６の角度を測定して記録する。システム１０１において、放射センサ１１４ａに対する各放射源の角度θが記録され、放射センサ１１４ｂに対する各放射源の角度φが記録され、放射センサ１１４ｃに対する各放射源の角度αが記録される。
【００８２】
そうして方法６００が終了する。
【００８３】
アクティブモジュールをアドレス指定することに加えて、システム１００においては、システムコントローラ１０６が一部またはすべてのシステムモジュールを直接アドレス指定して、それがアクティブモジュールでないとしてもその特定のモジュールに制御命令を送信してデータを受信することも可能である。システムコントローラ１０６は、ステップ６０４または６１０で最初に問合せするときに、各モジュールに対して固有のモジュールアドレスを割り当ててもよい。従って、システムコントローラ１０６は各システムモジュールに対してその個別のモジュールアドレスを用いてアドレス指定してもよい。
【００８４】
次に図１と図７を参照する。方法６００の次に、システム１００は運用段階に切り替わり、方法７００によって検出領域１０８における放射遮蔽体の位置を特定する。
【００８５】
方法７００はステップ７０２から始まり、そこでは、コントローラ１０６が放射源１２６ａから放射源１２６ｚまでの各放射源を順番に作動させる。システム１００においては、コントローラ１０６は放射源モジュール１０１ａから１０１ｎのそれぞれを順番にアクティブモジュールとすることによりこれを行う。それぞれの放射源モジュールがアクティブモジュールである間に、アクティブモジュールのモジュールコントローラがそれぞれの放射源を順番に瞬間的に作動させる。各放射源が作動している間に、システムコントローラが１つまたは複数の放射センサ１１４に入射する放射強度をサンプリングする。各センサから放射強度レベルを取得するために、システムコントローラ１０６は対応するシステムモジュールのモジュールコントローラをアドレス指定し、放射センサ１１４に放射強度レベルを報告するように要求する。モジュールコントローラは放射センサ１１４からサンプリングを行い、放射強度レベルをシステムコントローラ１０６へ送信する。連続する各放射源が作動している間に放射センサによって報告された放射強度レベルに対応して、システムコントローラ１０６が各放射センサ１１４に対する放射強度信号を生成する。放射センサ１１４の動作、放射強度レベル、および放射強度信号については米国特許出願第６１／３２０，３３４号明細書にさらに説明されており、これを参照により本願に援用する。
【００８６】
放射遮蔽体１５０が検出領域１０８にある場合に、放射遮蔽体は、ある放射源１２６から一部またはすべての放射センサ１１４に到達する放射強度を減衰させる。放射強度信号は、放射遮蔽体によって遮蔽された放射源に対応する、減衰された放射強度レベルを含む。図１において放射遮蔽体１５０は、放射源１２６ｂ〜１２６ｃから放射センサ１１４ｂに到達する放射を減衰させ、放射源１２６ｄ〜１２６ｅから放射センサ１１４ｃに到達する放射を減衰させ、放射源１２６ｇ〜１２６ｈから放射センサ１１４ａに到達する放射を減衰させる。
【００８７】
放射強度信号のそれぞれに関して放射強度信号が取得され終わると、方法７００はステップ７０４に進む。
【００８８】
ステップ７０４において、システムコントローラ１０６は放射遮蔽体１５０の推定位置を計算する。システムコントローラ１０６は、少なくとも２つの放射センサに対する放射遮蔽体１５０の角度を計算する。例えば、放射強度レベルが減衰している放射強度信号のそれぞれに対して、システムコントローラ１０６は、その放射強度レベルが減衰している放射源の位置に対応する角度を判定する。一群の隣接する放射源に対応する一群の放射強度レベルが減衰している場合には、システムコントローラは、複数の減衰放射源の位置の平均または加重平均の角度位置に対応する角度を算出してもよい。システムコントローラは、放射強度信号中の減衰されたスプリアス放射の強度レベルを無視するように構成されていてもよい。
【００８９】
それぞれの角度は対応するセンサから出る線を画定する。次にシステムコントローラ１０６は算出された複数の角度を組合せてｘ−ｙ面上の位置（ｘ１５０，  ｙ１５０）を推定する。
【００９０】
例えば、２つの放射センサに対応する角度と線がシステムコントローラによって識別されると、放射遮蔽体１５０の位置が２つの線の交点として推定できる。それぞれが放射センサ１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃから出て放射遮蔽体１５０の位置またはその近くを通る線１７４、１７６、１７８などのような、３つの放射センサに対応する線をシステムコントローラが識別した場合には、この３つの線は典型的には三角形を画定する。放射遮蔽体１５０の位置はこの三角形に基づいて推定されてよい。例えば、放射遮蔽体１５０の位置は、三角形の重心、三角形の内接円の中心、三角形の各辺までの距離の和が最小となる点、三角形の各辺までの距離の和またはその二乗が最小となる点、三角形と交差するまたは外接する円の中心、などのような三角形内の点として推定されてもよい。その他の種々の幾何学的手法を用いて放射遮蔽体１５０の位置が推定されてもよい。このような角度を計算し、角度の対を組合せる様々な方法が米国特許出願第６１／３２０，３３４号明細書に記述されている。これらの手法、またはそれとは別の方法に従って、システムコントローラ１０６が放射遮蔽体の推定位置（ｘ１５０，  ｙ１５０）を計算する。
【００９１】
方法７００は次にステップ７０６に移る。ステップ７０６において、システムコントローラ１０６はインタフェース１２４において推定位置（ｘ１５０，  ｙ１５０）を報告する。
【００９２】
方法７００は次にステップ７０２に移る。
【００９３】
方法７０２〜７０６は繰返し実行される。反復のそれぞれにおいて、放射遮蔽体１５０の位置に対応する更新された位置（ｘ１５０，  ｙ１５０）がインタフェース１２４に報告される。インタフェース１２４に結合されたコンピュータなどの外部装置は連続的な位置を受信することができる。システム１００はそのような外部装置に対しては入力装置として作用する。
【００９４】
検出領域１０８は前に述べたようにある面を覆っていてもよい。ある実施形態では、検出領域はディスプレー画面のマトリックスで形成されたディスプレーシステムを覆っていてもよい。そのような実施形態において、システムの水平辺と垂直辺に使用される端部モジュール１０４は長さが違っていてもよい。例えばある実施形態では、ディスプレーシステムは、幅４０ｃｍ×高さ３０ｃｍの寸法のディスプレー画面のマトリックスで形成されている。端部モジュール１０４は辺の長さに対応する大きさとなっていてもよい。それぞれのディスプレー画面の幅方向に使用される端部モジュールは４０ｃｍの長さで、それぞれのディスプレー画面の高さ方向に使用される端部モジュールは３０ｃｍの長さであってよい。
【００９５】
システム１００において、検出領域１０８はシステムモジュール１０１で囲まれている。プロセッサ１２０は、メモリ１２２に記録された情報から、各システムモジュール１０１内の放射源または放射センサのそれぞれの大きさと位置にアクセスしてよい。システムコントローラ１０６はシステムモジュール１０１の順番を入手するので、プロセッサ１２０は各放射源１２６と放射センサ１１４の位置をその記録された情報を利用して決定することができる。別の実施形態において、放射源と放射センサの位置は手動でメモリ１２２に記録されてもよい。さらに、システムモジュールの大きさ、順序、および相互接続が手動でメモリ１２２に記録されてもよい。
【００９６】
システム１００において、端部スペーサモジュール１０４ｏは他のシステムモジュール１０１同士の間のシステム通信バスを完結させ、また他のシステムモジュール内の放射センサと放射源がプロセッサ１２０によって確実に正確に計算されるようにするために使用される。別の実施形態においては、放射源や放射センサがない所にはシステムモジュールを設けないで、ケーブルまたはそのほかの手段でモジュール同士が相互接続されてもよい。
【００９７】
ある実施形態では、検出領域はシステムモジュールで部分的にのみ囲まれていてもよい。
【００９８】
次に図８を参照すると、別のモジュール型位置検出システム８００が示されている。システム８００はシステム１００と類似しており、対応する部品は同様の符号で表されている。
【００９９】
システム８００には、システム１００に関して前述したように複数のシステムモジュール８０１ａ〜８０１ｘがあって相互に結合されている。システム８００にはシステム１００（図１）には示されていない２つの種類のモジュール：外角放射源モジュール８０２ｏｒと端部放射源／センサモジュール８０４ｒｓとが含まれている。
【０１００】
図８および図９を参照すると、システムモジュール８０１ｆと８０１ｎが外角放射源モジュール８０２ｏｒである。それぞれの外角放射源モジュール８０２ｏｒは、システムモジュール８０１で形成された枠８６０を２７０度回転させる。各外角放射源モジュール８０２ｏｒには、モジュールコントローラ８１２ｆ、複数の放射源８２６、上流モジュール間コネクタ８１６、下流モジュール間コネクタ８１７、および拡散器８３０が含まれる。
【０１０１】
モジュールコントローラ８１２ｆは上記のように各放射源８２６に結合してそれらを動作させる。モジュール間コネクタ８１６、８１７も前に説明したように、モジュールコントローラ８１２を隣接したシステムモジュール８０１へ結合する。
【０１０２】
モジュール８０２ｏｒは、検出領域８０８に面する２つの側面８７０と８７２を持っている。放射源８２６が、側面８７０、８７２とこれらの側面の間の角部に亘る拡散器８３０を通して放射するように配置されている。
【０１０３】
検出領域８０８はほぼ“Ｔ”字型となっている。検出領域８０８のある部分は、それぞれが角部放射センサモジュール８０１ａ、８０１ｓの中にある放射センサ８１４ａと８１４ｃからは見えない。例えば、放射遮蔽体８５０は角部放射センサモジュール８０１ｓからは見ることができない。
【０１０４】
図１０には端部放射源／センサモジュール８０４ｒｓが示されている。端部放射源／センサモジュール８０４ｒｓは、端部放射源モジュール８０４ｒと類似なものであるが、これに加えて放射センサ８１４ｄが含まれている。放射センサ８１４ｄはモジュールコントローラ８１２ｊに結合されており、これが、端部放射源モジュール１０１ｂ（図２）に関して既に説明したように、端部放射源／センサモジュール８０４ｒｓ中の放射源８２６を動作させ、かつ端部センサモジュール１０１ｒ（図５）に関して既に説明したように放射センサ８１４ｄを動作させる。端部放射源／センサモジュール８０４ｒｓは放射源モジュールと放射センサモジュールの動作を兼ね備えている。放射センサ８１４ｄは、いくつかの放射源８２６の上に配置されている。放射源／センサ兼用モジュールの他の実施形態において、放射センサは放射源と同一平面内にあるか、放射源の面の上または下にある。
【０１０５】
図８では、システム８００は大きさの異なる端部放射源モジュール８０４ｒを含んでいる。モジュール８０１ｉと８０１ｋは、端部放射源モジュール８０１ｂなどの他の端部放射源モジュールに比べると長さの短い端部放射源モジュールとなっている。任意の特定の実施形態において、さまざまな端部モジュールと角部モジュールが利用されてよい。それぞれの端部または角部モジュールは、１つまたは複数の放射源、１つまたは複数の放射センサを含んでいてよく、これらは任意の配置を取ってよい。それぞれの種類のモジュール構造は、各モジュールの物理的寸法とモジュール内の各放射源と放射センサの位置とを含めて、メモリ８２２に記録される。それぞれの角部モジュールについては、記録されたデータには上流及び下流のモジュール間コネクタとの間の角度が含まれる。例えば外角放射源モジュール８０２ｏｒでは、隣接する上流モジュールと隣接する下流モジュール（すなわち、外角放射源モジュール８０１ｆの場合にはモジュール８０１ｅと８０１ｇ）との間に（時計方向に）２７０度の角度がある。
【０１０６】
他の実施形態において、角部モジュールは上流側と下流側との間にそのほかの任意の角度関係を持ってもよく、直角や９０度の倍数でない角度も含まれてよい。ある実施形態では、角部モジュールは、モジュール内に組み込まれたセンサで測定可能な可変角度を持っていてもよく、その角度はシステムコントローラ８０６に報告される。ある実施形態では、角部モジュールの内側角部（すなわち、検出領域８０８内へ向かっている角部）は丸くなっていてもよい。
【０１０７】
システムコントローラ８０６は方法６００（図６）を利用して、システム８００の初期化の際にシステム８００内のシステムモジュール８０１の配置を測定する。システムコントローラ８０６は各システムモジュール８０１に問合せを行って様々な種類のモジュールの配置を取得し、このモジュールの配置とメモリ８２２に記録されている各種のモジュールに関する情報とを利用してシステムの幾何学的システム配置を構築する。それぞれの放射センサ８１４に関して、システムコントローラ８０６がその放射センサ８１４から見える各放射源８２６の角度（または何らかの対応するデータ）を測定して記録する。
【０１０８】
システムコントローラ８０６は方法７００（図７）を利用して検出領域８０８内にある放射遮蔽体の位置を推定する。放射遮蔽体の位置に依存して、異なる放射源１２６と放射センサ８１４との間の放射経路が遮蔽される。システムコントローラ８０６はステップ７０２〜７０６を反復実行し、各放射センサに対応する放射強度信号を取得し、それぞれの放射強度信号において減衰された放射源を特定し、減衰された放射源の位置に対応する１つまたは複数の放射遮蔽体の位置を推定する。ある放射遮蔽体の位置を推定するのに利用される特定の放射強度信号は、検出領域８０８内の放射遮蔽体の位置に依存し得る。例えば、放射遮蔽体８５０の位置は、線８７４、８７６、８７８の交点上またはその近くの点を特定することによって推定されてもよい。線８７４は放射源８２６ａと放射センサ８１４ａとの間の放射経路に対応する。線８７６は放射源８２６ｂと放射センサ８１４ｂとの間の放射経路に対応する。線８７８は放射源８２６ｃと放射センサ８１４ｄとの間の放射経路に対応する。任意の放射源と放射センサ８１４ｃとの間の直線経路で、遮蔽されないで放射遮蔽体８５０を通過するものはない。例えば、モジュール８０１ｋの放射源８２６と放射センサ８１４ｃとの間の直線経路はモジュール８０１ｎによって遮蔽される。放射遮蔽体８５０が検出領域８０８内を動き回る場合、異なる組合せの放射源と放射センサの間の放射経路が遮蔽される。例えば、放射遮蔽体８５０が位置８５１に移動したとすると、放射センサ８１４ｄからは見えなくなるであろう（つまり、位置８５１を通過して、放射源と放射センサ８１４ｄとを結ぶ直線経路はすべて遮蔽される）。
【０１０９】
システムコントローラ８０６は、方法７００のステップ７０４に関連して既に述べたように、さまざまな放射源と２つ以上の放射センサとの間の遮蔽された経路を基にして、検出領域８０８内の放射遮蔽体の位置を２つ以上の放射センサとの相対位置として推定する。
【０１１０】
次に図１１を参照すると、別のモジュール型位置検出システム１１００が示されている。システム１１００はシステム１００と類似しており、対応する部品は同様の符号で示されている。
【０１１１】
検出領域１１０８は、全体としてディスプレー画面１１８２を形成するディスプレーモジュール１１８０のアレイからなる表面を覆っている。ディスプレー画面１１８２はコンピュータなどの外部装置に結合されていてもよい。一般的には、モジュール型位置検出システム１１００とディスプレー画面１１８２は、コンピュータまたはコンピュータデバイスなどの同一外部装置（図示せず）に結合されている。外部装置は、検出領域１１０８内（及びディスプレー画面１１８２の表面上）の放射遮蔽体の位置に関する入力情報を受信してもよい。外部装置はディスプレー画面を制御して、入力情報に対応する情報がディスプレー画面上に表示されるようになっていてもよい。ある実施形態では、ディスプレー画面上に表示された情報は、モジュール型位置検出システムから受信された入力と共に（位置的に同期化または整列されて）登録されてもよい。
【０１１２】
図１１に示すように、異なる端部モジュール１０４の長さはディスプレーモジュール１１８０の大きさに合わせるようになっていてもよい。端部モジュール１１０４ｒａはエッジモジュール１１０４ｒｂやエッジモジュール１１０４ｏ、１１０４ｓａ、１１０４ｓｂよりも短い。別の実施形態では、ディスプレーモジュールの長さはディスプレーモジュールの大きさとは異なる長さになっていてもよい。
【０１１３】
このシステムでは、角部センサモジュール１１０２ｉｓと端部モジュール１１０４ｓａ、１１０４ｓｂに合計で４つの放射センサ１１１４がある。異なる放射センサからの放射強度信号は検出領域１１０８内の放射遮蔽体の位置に依存するので、それを利用してシステムコントローラ１１０６は放射遮蔽体の位置を推定する。
【０１１４】
次に、図１２には別のモジュール型位置検出システム１２００が示されている。システム１２００の部品はこれまでに述べたシステムの部品と同様であり、同じ参照番号で示す。システム１２００には、複数の放射源モジュール１２０２と複数の反射モジュール１２０４と一対の放射センサモジュール１２１４がある。この実施形態においては、ディスプレーモジュール１２８０のアレイで構成されたディスプレー画面１２８２を覆う検出領域１２０８の端部にモジュールが取り付けられている。
【０１１５】
反射モジュール１２０４ａと１２０４ｂの長さは、それぞれ隣接するディスプレーモジュール１２８０の長さに対応している。
【０１１６】
それぞれの放射源モジュール１２０２には検出領域１２０８全体に亘って放射を行う放射源１２２６が含まれる。反射モジュール１２０４のそれぞれは、放射源からの放射を少なくとも１つの放射センサモジュール１２１４に向けて反射する内部表面１２０５を持っている。内部表面は基本的に放射源となり、それを放射センサモジュール１２１４で検知することができる。放射センサモジュール１２１４は、反射された放射を検知する。各放射源１２２６と各放射センサは、システムコントローラ１２０６に結合されていて、動作が制御される。
【０１１７】
この実施形態においては、放射源モジュール１２１４ａは放射センサモジュール１２１４ａと対になっており、放射源モジュール１２１４ｂは放射センサモジュール１２１４ｂと対となっている。システムコントローラ１２０６は放射源１２２６ａと１２２６ｂとを交互に作動させる。
【０１１８】
放射源１２２６が作動すると、検出領域全面に亘って放射が行われ、反射モジュールの内部表面１２０５のあるものに放射が到達する。放射は内部表面から反射されて、アクティブな放射源１２２６に対応する放射センサモジュール１２１４に向かう。
【０１１９】
この元の放射の方向へ放射を反射させて戻すことを“逆反射”と称してもよい。この特性を示す表面を、逆反射性と称してもよい。多くの表面は少なくともわずかには逆反射性であって、内部表面１２０５から十分な放射が反射されてその反射が放射センサモジュール１２１４で検出可能でありさえすれば、その内部表面を特別に処理する必要はない。ある実施形態では、反射モジュール１２０４の内部表面１２０５は、成形や被覆、またはそのほかの適合が図られて内部表面の逆反射性を高めるようにされてもよい。例えば、内部表面は逆反射性外形形状または被覆を有していてもよい。ある実施形態では、内部表面は三角形または曲線またはその他の外形形状を持っていて、内部表面に入射した放射の方向への反射がより高まるようになっていてもよい。ある実施形態では、内部表面は反射性すなわち逆反射性の高い薄膜または塗料で被覆されてもよい。ある実施形態では、（放射源からの放射を反射するように選択された）レンズなど光学部品を利用して内部表面の逆反射性を高めてもよい。
【０１２０】
各放射源が作動されると、システムコントローラは対応する放射センサモジュール１２１４から放射強度信号を受信する。放射遮蔽体１２５０などのような放射遮蔽体が検出領域内にあれば、内部表面１２０５のある部分から反射された放射は遮蔽されて放射センサモジュール１２１４に到達しない。
【０１２１】
図１３と１４を参照すると、放射センサモジュール１２１４ａの例が示されている。システム１２００への使用に適したそのほかの放射センサは、同時係属出願中のＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＣＡ２０１０／０００８８４号明細書に記載されており、参照によりこれを本願に援用する。
【０１２２】
モジュール１２１４ａはリニアアレイセンサ１２８２と開口プレート１２８４を備えている。リニアアレイセンサはプロセッサ１２０６に結合されている。リニアアレイセンサ１２８２はセンサ支持１２８６上に取り付けられ、センサ支持は底板１２８０上に取り付けられている。開口プレート１２８４も底板１２８０上に取り付けられている。
【０１２３】
アレイセンサ１２８２には、反射モジュール１２０４にほぼ平行に直線的に配置された複数のセンサ要素１２８３がある。各センサ要素１２８３は、反射モジュール１２０４の内部表面１２０５から反射された放射に対して感度を有する。センサアレイ１２８２は、各センサ要素１２８３に入射した放射強度に応じた放射強度信号をプロセッサ１２０６に与える。
【０１２４】
開口プレート１２８４には１つの開口１２８５があり、内部表面１２０５から反射された放射がこの開口１２８５を通ってセンサ要素１２８３に到達するようになっている。この実施形態においては、開口１２８５はスリットである。他の実施形態では、開口は孔であってよいし、または他の形状であってもよい。ある実施形態では、開口の形状（大きさを含む）は、センサ要素１２８３の感度、形状及び間隔に基づいて選択されてよい。
【０１２５】
放射遮蔽体１２５０が検出領域１２０８内をｘ方向またはｙ方向にセンサモジュール１２１４ａに対して相対的に移動すると、内部表面１２０５の異なる部分から反射された放射が遮蔽されてセンサ要素１２８３のある部分に届かなくなる。図１３では、１２８３ｂにある一連のセンサ要素の全体または部分が、放射遮蔽体１２５０の影の中に入る。これらのセンサ要素は線１２８８と１２９０の間の内部表面１２０５で、内部表面１２０５の部分１２９２から反射された放射に対応する。センサアレイ１２８２により提供される放射強度信号の内センサ要素１２８３ｂに対応する部分は、これらのセンサ要素に入射した、減少した放射レベルを反映する。
【０１２６】
再び図１２を見ると、システム１２００の部品の寸法はメモリ１２２２に記録され、プロセッサ１１２０でアクセス可能である。例えば、システム１２００そのものの寸法、各反射モジュール１２０４の位置と配向、および放射センサモジュール１２１４の位置と配向がメモリ１２２２に記録される。
【０１２７】
プロセッサ１２２０は、放射センサモジュール１２１４ａのセンサアレイ１２８２からの放射強度信号をこれらの記録された寸法、位置および配向と結びつけて、放射センサモジュール１２１４ａに対する放射遮蔽体１２５０の相対的な方向を推定する。プロセッサ１２２０は、放射強度信号の中で、放射遮蔽体１２５０によって遮蔽された１つまたは複数のセンサ要素１２８３を識別し、この領域センサ要素に対応する方向を特定する。例えば、プロセッサは線１２８８と１２９０の間にある放射センサモジュール１２０４から発する光線を計算することができる。同様に、プロセッサ１２２０は、放射センサモジュール１２０４ｂからの放射強度信号を記録されているデータと結びつけて、モジュール１２０４ｂに関して放射遮蔽体１２５０に対応する光線を推定する。プロセッサ１２２０は、放射遮蔽体１２５０の位置を、２つの光線の交点またはその付近に推定する。推定された位置は、インタフェース１２２４にある外部装置へ報告されてもよい。
【０１２８】
本発明によるこの外のモジュール型位置検出システムは、さまざまなその他の種類のモジュールを含んでよい。例えば、他のシステムでは、曲線的なモジュールを含んでもよいし、あるいは、異なる外形を取れるように調整することができるモジュールや、任意の数の放射源または放射センサまたはその両方を含むモジュールや、任意の距離または変化する距離だけ離れた放射源または放射センサ、などを含んでもよい。任意の特定の実施形態における検出領域は任意形状をしていてもよい。
【０１２９】
システム１００と８００などのような実施形態のあるものでは、検出領域がシステム枠内に囲まれた領域の実質的にすべてまたはほとんどを含む様に放射源と放射センサが配置されてもよい。また別の実施形態において、放射遮蔽体の位置が検出される検出領域が枠で囲まれた領域のごく一部だけとなるように、放射源と放射センサが枠内に配置されてもよい。
【０１３０】
ある実施形態では、検出領域（及び場合によっては検出領域でない領域）を取り囲む枠が連続的とならないように、モジュール間に空隙があってもよい。
【０１３１】
上記のシステムにおいて、システムコントローラは各モジュールにデイジーチェーン方式で直列的に結合されていてもよい。他の実施形態において、システムコントローラは、モジュールの一部または全部と直接結合されていて、他のモジュールコントローラを経由するとかシステム通信バスを経由するのではなくて、個々のモジュールコントローラと直接通信するようになっていてもよい。ある実施形態では、システムコントローラは、モジュールの一部または全部と有線通信システム経由ではなくて、無線通信システム経由で通信するようになっていてもよい。
【０１３２】
本発明の様々な例示的実施形態を単なる例示として説明した。本発明の精神と範囲から外れることなしにこれらの例示的実施形態に対して種々の変形と変更を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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