(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面上の放射線遮蔽物体の位置を推定する方法であって、
第１の放射線センサ、第２の放射線センサおよび第３の放射線センサを含む少なくとも３台の放射線センサを設けるステップと、
少なくとも一部の放射線源によって放射される放射線が前記表面を通過し、前記第１の放射線センサに入射し、少なくとも一部の放射線源によって放射される放射線が前記表面を通過し、前記第２の放射線センサに入射し、少なくとも一部の放射線源によって放射される放射線が前記表面を通過し、前記第３の放射線センサに入射する複数の放射線源を設けるステップと、
前記第１の放射線センサに対応する一連の第１の放射線強度レベルを組み合わせるステップと、
前記第２の放射線センサに対応する一連の第２の放射線強度レベルを組み合わせるステップと、
前記第３の放射線センサに対応する一連の第３の放射線強度レベルを組み合わせるステップと、
前記第１の放射線強度レベルの中で１台以上の減衰した放射線源の第１の群を識別するステップと、      
前記第２の放射線強度レベルの中で１台以上の減衰した放射線源の第２の群を識別するステップと、
前記第３の放射線強度レベルの中で１台以上の減衰した放射線源の第３の群を識別するステップと、
前記第１の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記第１の群の位置と、前記第２の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記第２の群の位置と、前記第３の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記第３の群の位置とに対応する多角形を決定するステップと、
前記多角形に基づいて前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
周辺放射線を考慮するために前記放射線強度レベルのうちの少なくとも１つを調節するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
周辺放射線のため放射線強度レベルを調節する前記ステップは、対応する放射線センサに対する周辺放射線強度レベルを取得し、前記周辺放射線強度レベルに基づいて前記放射線強度レベルを調節するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
放射線センサに対応する個々の放射線強度レベルは、前記放射線源の少なくとも一部が順次に作動される間に前記放射線センサからの放射線強度レベルを順次にサンプリングすることにより組み合わせられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記放射線強度レベルは、同時に組み合わせられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記放射線源の少なくとも１台が第１の放射線センサに対応する放射線強度レベルと第２の放射線センサに対応する放射線強度レベルとを発生させるために異なる強度で別々に作動させられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記放射線強度レベルは、順次に組み合わせられる、請求項１〜４又は請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の放射線センサに対応する第１の放射線強度レベル、次いで、前記第２の放射線センサに対応する第２の放射線強度レベルが組み合わせられる、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記多角形に基づいて前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップは、前記多角形と相対的な点を識別するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記識別された点は、前記多角形に内接する円の中心にある、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記識別された点は、前記多角形に外接する円の中心にある、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記識別された点は、前記点から前記多角形の側部までの最短距離の合計が最小化される点である、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
１台以上の減衰した放射線源の第１の群を識別するステップは、前記放射線源の少なくとも一部に対し、前記放射線強度レベルの中の放射線強度レベルを前記第１の放射線センサでの前記放射線源に対するベースラインレベルと比較するステップを含み、
１台以上の減衰した放射線源の第２の群を識別するステップは、前記放射線源の少なくとも一部に対し、前記放射線強度レベルの中の放射線強度レベルを前記第２の放射線センサでの前記放射線源に対するベースラインレベルと比較するステップを含み、
１台以上の減衰した放射線源の第３の群を識別するステップは、前記放射線源の少なくとも一部に対し、前記放射線強度レベルの中の放射線強度レベルを前記第３の放射線センサでの前記放射線源に対するベースラインレベルと比較するステップを含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
放射線源は、前記放射線源に対する前記放射線強度レベルが前記第１の放射線センサでの前記放射線源に対する前記ベースラインレベルよりスレッショルドの差だけ低い場合に、前記第１の群だけに包含され、
放射線源は、前記放射線源に対する前記放射線強度レベルが前記第２の放射線センサでの前記放射線源に対する前記ベースラインレベルよりスレッショルドの差だけ低い場合に、前記第２の群だけに包含され、
放射線源は、前記放射線源に対する前記放射線強度レベルが前記第３の放射線センサでの前記放射線源に対する前記ベースラインレベルよりスレッショルドの差だけ低い場合に、前記第３の群だけに包含される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップは、
前記第１の群に基づいて第１の中心放射線源を識別するステップと、
前記第２の群に基づいて第２の中心放射線源を識別するステップと、
前記第３の群に基づいて第３の中心放射線源を識別するステップと、
前記第１の中心放射線源、前記第２の中心放射線源および前記第３の中心放射線源に基づいて前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップと、
を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップは、
前記第１の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の第１の群を識別するステップと、
前記第２の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の第２の群を識別するステップと、
前記第３の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の第３の群を識別するステップと、
前記減衰した放射線源の前記第１の群および前記第１の放射線センサの位置に基づいて第１の線を決定するステップと、
前記減衰した放射線源の前記第２の群および前記第２の放射線センサの位置に基づいて第２の線を決定するステップと、
前記減衰した放射線源の前記第３の群および前記第３の放射線センサの位置に基づいて第３の線を決定するステップと、
前記第１の線、前記第２の線および前記第３の線に基づいて前記放射線遮蔽物体の位置の位置を推定するステップと、
を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップは、
前記第１の線、前記第２の線および前記第３の線に対応する多角形を決定するステップと、
前記多角形に基づいて前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップと、
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記多角形に基づいて前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップは、前記多角形と相対的な点を識別するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記識別された点は、前記多角形に内接する円の中心にある、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記識別された点は、前記多角形に外接する円の中心にある、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記識別された点は、前記点から前記多角形の側部までの最短距離の合計が最小化される点である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
１台以上の減衰した放射線源の第１の群を識別するステップは、前記放射線源の少なくとも一部に対し、前記放射線強度レベルの中の放射線強度レベルを前記第１の放射線センサでの前記放射線源に対するベースラインレベルと比較するステップを含み、
１台以上の減衰した放射線源の第２の群を識別するステップは、前記放射線源の少なくとも一部に対し、前記放射線強度レベルの中の放射線強度レベルを前記第２の放射線センサでの前記放射線源に対するベースラインレベルと比較するステップを含み、
１台以上の減衰した放射線源の第３の群を識別するステップは、前記放射線源の少なくとも一部に対し、前記放射線強度レベルの中の放射線強度レベルを前記第３の放射線センサでの前記放射線源に対するベースラインレベルと比較するステップを含む、請求項１６〜２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
放射線源は、前記放射線源に対する前記放射線強度レベルが前記第１の放射線センサでの前記放射線源に対する前記ベースラインレベルよりスレッショルドの差だけ低い場合に、前記第１の群だけに包含され、
放射線源は、前記放射線源に対する前記放射線強度レベルが前記第２の放射線センサでの前記放射線源に対する前記ベースラインレベルよりスレッショルドの差だけ低い場合に、前記第２の群だけに包含され、
放射線源は、前記放射線源に対する前記放射線強度レベルが前記第３の放射線センサでの前記放射線源に対する前記ベースラインレベルよりスレッショルドの差だけ低い場合に、前記第３の群だけに包含される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の線を決定するステップは、ルックアップテーブルの中の第１の角度を参照するステップを含み、前記第２の線を決定するステップは、ルックアップテーブルの中の第２の角度を参照するステップを含み、前記第３の線を決定するステップは、ルックアップテーブルの中の第３の角度を参照するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の線を決定するステップは、第１の角度を計算するステップを含み、前記第２の線を決定するステップは、第２の角度を計算するステップを含み、前記第３の線を決定するステップは、第３の角度を計算するステップを含む、請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の線を決定するステップは、前記第１の群の中の放射線源の減衰に基づいて加重平均を計算するステップを含み、
前記第２の線を決定するステップは、前記第２の群の中の放射線源の減衰に基づいて加重平均を計算するステップを含み、
前記第３の線を決定するステップは、前記第３の群の中の放射線源の減衰に基づいて加重平均を計算するステップを含む、請求項１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップは、
前記第１の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の第１の群を識別するステップと、
前記第２の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の第２の群を識別するステップと、
前記第３の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の第３の群を識別するステップと、
前記減衰した放射線源の前記第１の群に基づいて第１の角度に対応する第１の値を決定するステップと、
前記減衰した放射線源の前記第２の群に基づいて第２の角度に対応する第２の値を決定するステップと、
前記減衰した放射線源の前記第３の群に基づいて第３の角度に対応する第３の値を決定するステップと、
前記第１の角度および前記第１の放射線センサの位置に基づいて第１の線を決定するステップと、
前記第２の角度および前記第２の放射線センサの位置に基づいて第２の線を決定するステップと、
前記第３の角度および前記第３の放射線センサの位置に基づいて第３の線を決定するステップと、
前記第１の線、前記第２の線および前記第３の線に基づいて前記放射線遮蔽物体の位置の位置を推定するステップと、
を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップは、
前記第１の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記第１の群の位置と、前記第２の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記第２の群の位置と、前記第３の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記第３の群の位置とに対応する多角形を決定するステップと、
前記多角形に基づいて前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップと、
を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記多角形に基づいて前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップは、前記多角形と相対的な点を識別するステップを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記識別された点は、前記多角形に内接する円の中心にある、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記識別された点は、前記多角形に外接する円の中心にある、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記識別された点は、前記点から前記多角形の側部までの最短距離の合計が最小化される点である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
１台以上の減衰した放射線源の第１の群を識別するステップは、前記放射線源の少なくとも一部に対し、前記放射線強度レベルの中の放射線強度レベルを前記第１の放射線センサでの前記放射線源に対するベースラインレベルと比較するステップを含み、
１台以上の減衰した放射線源の第２の群を識別するステップは、前記放射線源の少なくとも一部に対し、前記放射線強度レベルの中の放射線強度レベルを前記第２の放射線センサでの前記放射線源に対するベースラインレベルと比較するステップを含み、
１台以上の減衰した放射線源の第３の群を識別するステップは、前記放射線源の少なくとも一部に対し、前記放射線強度レベルの中の放射線強度レベルを前記第３の放射線センサでの前記放射線源に対するベースラインレベルと比較するステップを含む、請求項２７及び３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
放射線源は、前記放射線源に対する前記放射線強度レベルが前記第１の放射線センサでの前記放射線源に対する前記ベースラインレベルよりスレッショルドの差だけ低い場合に、前記第１の群だけに包含され、
放射線源は、前記放射線源に対する前記放射線強度レベルが前記第２の放射線センサでの前記放射線源に対する前記ベースラインレベルよりスレッショルドの差だけ低い場合に、前記第２の群だけに包含され、
放射線源は、前記放射線源に対する前記放射線強度レベルが前記第３の放射線センサでの前記放射線源に対する前記ベースラインレベルよりスレッショルドの差だけ低い場合に、前記第３の群だけに包含される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１の値は、前記第１の角度のタンジェントであり、前記第２の値は、前記第２の角度のタンジェントであり、前記第３の値は、前記第３の角度のタンジェントである、請求項２７〜３４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３６】
表面上の２個以上の放射線遮蔽物体の位置を推定する方法であって、
第１の放射線センサ、第２の放射線センサおよび第３の放射線センサを設けるステップと、
少なくとも一部の放射線源によって放射される放射線が前記表面を通過し、前記第１の放射線センサに入射し、少なくとも一部の放射線源によって放射される放射線が前記表面を通過し、前記第２の放射線センサに入射し、少なくとも一部の放射線源によって放射される放射線が前記表面を通過し、前記第３の放射線センサに入射する複数の放射線源を設けるステップと、
前記第１の放射線センサに対応する一連の第１の放射線強度レベルを組み合わせる立てるステップと、
前記第２の放射線センサに対応する一連の第２の放射線強度レベルを組み合わせるステップと、
前記第３の放射線センサに対応する一連の第３の放射線強度レベルを組み合わせるステップと、
前記第１の放射線強度レベルと、前記第１の放射線センサの位置と、前記第２の放射線強度レベルと、前記第２の放射線センサの位置と、前記第３の放射線強度レベルと、前記第３の放射線センサの位置とに対応する多角形を決定するステップと、
前記多角形に基づいて前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップと、
を含む、方法。
【請求項３７】
前記多角形に基づいて前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップは、前記多角形と相対的な点を識別するステップを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記識別された点は、前記多角形に内接する円の中心にある、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記識別された点は、前記多角形に外接する円の中心にある、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記識別された点は、前記点から前記多角形の側部までの最短距離の合計が最小化される点である、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップは、
前記第１の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の１つ以上の第１の群を識別するステップと、
前記第２の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の１つ以上の第２の群を識別するステップと、
前記第３の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の１つ以上の第３の群を識別するステップと、
前記第１の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記１つ以上の第１の群の位置、前記第２の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記１つ以上の第２の群の位置、および、前記第３の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記１つ以上の第３の群の位置に基づいて第１の放射線遮蔽物体の位置を推定するステップと、
前記第１の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記１つ以上の第１の群の位置、前記第２の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記１つ以上の第２の群の位置、および、前記第３の放射線センサと相対的な前記減衰した放射線源の前記１つ以上の第３の群の位置に基づいて第２の放射線遮蔽物体の位置を推定するステップと、
を含む、請求項３６〜４０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４２】
前記放射線遮蔽物体の位置を推定するステップは、
前記第１の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の第１の群を識別するステップと、
前記第２の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の第２の群を識別するステップと、
前記第３の放射線強度レベルの中の１台以上の減衰した放射線源の第３の群を識別するステップと、
前記減衰した放射線源の前記第１の群に基づいて１つ以上の第１の角度を計算するステップと、
前記減衰した放射線源の前記第２の群に基づいて１つ以上の第２の角度を計算するステップと、
前記減衰した放射線源の前記第３の群に基づいて１つ以上の第３の角度を計算するステップと、
前記１つ以上の第１の角度と、前記１つ以上の第２の角度と、前記１つ以上の第３の角度と、前記第１の放射線センサ、前記第２の放射線センサおよび前記第３の放射線センサの位置とに基づいて第１の放射線遮蔽物体の位置の位置を推定するステップと、
前記１つ以上の第１の角度と、前記１つ以上の第２の角度と、前記１つ以上の第３の角度と、前記第１の放射線センサ、前記第２の放射線センサおよび前記第３の放射線センサの位置とに基づいて第２の放射線遮蔽物体の位置を推定するステップと、
を含む、請求項３６〜４０のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
記載された実施形態は、表面上の１個以上の放射線遮蔽物体の位置を検知・追跡するシステム、方法およびセンサに関係する。
【背景技術】
【０００２】
様々なコンピュータ入力および出力機器は、表面に位置決めされるか、または、表面全体に渡って動かされる指、スタイラス、ペンまたは他の物体のような１個以上の物体の追跡を必要とする。たとえば、コンピュータモニタおよび他のディスプレイスクリーンは、指またはスタイラスがスクリーンのディスプレイ表面全体に渡って動かされるときにユーザが指またはスタイラスを使用してコンピュータに入力を行うことを可能にするタッチスクリーンを嵌め込まれることがある。同様に、ホワイトボードは、１本以上のペンがホワイトボードの書き込み表面全体に渡って動かされるときに１本以上のペンの位置を追跡するペン位置決め検知システムを嵌め込まれることがある。
【０００３】
既存システムは、過度の複雑さおよびコストと、システムの正確さおよび応答時間に影響を与える大きい計算オーバーヘッドと、その他の欠陥とを含む様々な欠陥による被害を受ける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、１個以上の放射線遮蔽物体が表面に位置決めされたとき、または、表面全体に渡って動かされるときに１個以上の放射線遮蔽物体の存在および位置を検出する種々のシステムを提供する。表面は、コンピュータモニタもしくはその他のディスプレイ機器のディスプレイ表面、ホワイトボード、掲示板、用紙もしくは壁のような書き込み表面、または、おもちゃもしくはゲームの一部のような別の表面といったいずれのタイプの表面でもよい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様による種々の実施形態は、複数の放射線源および放射線センサが搭載されているフレームまたはハウジングを含む。フレームは、典型的には、必然的ではないが、ホワイトボード、ディスプレイモニタ、掲示板、ゲーム、おもちゃ、もしくは、その他の機器のような基礎となるシステムのハウジング、フレームもしくはサポートに搭載されるか、または、組み合わされることになる。一部の実施形態では、フレームまたはハウジングは、ディスプレイモニタと組み合わされてタッチスクリーンを形成することがある。コントローラは、放射線源の一部または全部を順次に作動させる。放射線源は、フレームの一方の側からもう一方の側へスイープ式に作動させられることがあり、または、放射線源は、異なる順番で作動させられることがある。個々の放射線源が作動されている間に、放射線センサの一部または全部に入射する放射線が測定される。
【０００６】
フレーム内部の放射線遮蔽物体は、典型的に、放射線源の一部と放射線センサの一部との間の１つ以上の経路を遮蔽するか、または、減衰させることになる。このような遮蔽による放射線の減衰を順次に測定することにより、放射線遮蔽物体の位置が推定される。
【０００７】
本発明の別の態様による実施形態では、１台以上の放射線ディフューザが放射線源によって放射された放射線を拡散するために使用される。ディフューザは、特に放射線遮蔽物体が放射線源と放射線センサとの間の２つ以上の経路を遮蔽するときに放射線遮蔽物体の位置がより正確に推定されることを可能にすることがある。
【０００８】
一部の実施形態では、放射線源によって放射された放射線は、変調周波数で、または、変調パターンを用いて変調される。センサは、変調周波数またはパターンに感応し、この周波数またはパターンに応じて変調されていない放射線を無視し、放射線遮蔽物体の位置を推定する際に周辺およびその他のスプリアス放射の影響を低減する。
【０００９】
一態様では、表面上の１個以上の放射線遮蔽物体の位置を検知するシステムが提供される。この表面は、フレームに、または、フレーム内部に搭載され、一部の実施形態では、この表面およびフレームは、おおよそ矩形である。放射線源は、フレームに設けられ、表面全体に渡って放射線を放射する。放射線センサは、フレーム上の２つ以上の位置に設けられている。個々のセンサは、複数の放射線源からの放射線がセンサの１つずつに入射するように位置決めされている。個々のセンサは、このセンサに入射する放射線の強度に対応する放射線強度レベルをコントローラに提供する。コントローラは、放射線源に連結され、放射線源を順次に作動させる。個々の放射線源が作動されているとき、放射線源からの放射線は、放射線センサの一部または全部に入射することがある。コントローラは、放射線センサからの放射線強度レベルをサンプリングする。放射線遮蔽物体が表面に存在するとき、放射線遮蔽物体は、典型的に、１台以上の放射線源からの放射線を遮蔽または減衰させる。コントローラは、放射線強度信号がベースラインまたはスレッショルド強度レベルより減衰した放射線源を識別する。
【００１０】
コントローラは、個々の放射線センサから測定されるように、減衰した放射線源（すなわち、放射線強度レベルが放射線遮蔽物体の存在に起因して減衰した放射線源）の位置に基づいて放射線遮蔽物体の位置を推定する。コントローラは、最初に、少なくとも２台の放射線センサと相対的に放射線遮蔽物体の角度方向を推定する。角度方向は、基準位置と相対的に表面上の放射線遮蔽物体の位置を推定するために組み合わされる。
【００１１】
一部の実施形態では、コントローラは、放射線源からの放射線強度レベルサンプルを放射線強度信号に合成し、減衰した放射線源の範囲を識別する。この範囲内にある中心放射線源が識別され、少なくとも１台の放射線センサと相対的な放射線遮蔽物体の角度位置が放射線強度信号ごとに中心放射線源に基づいて推定される。
【００１２】
その他の実施形態では、放射線強度信号の相対的な減衰は、放射線遮蔽物体の位置を推定するために組み合わされることがある。たとえば、放射線源の範囲に対応する放射線強度レベルの範囲が放射線遮蔽物体によって減衰させられる場合、個々の放射線源の相対的な減衰および位置に基づく加重平均が個々の放射線センサと相対的な放射線遮蔽物体の推定角度位置を精緻化するために使用される。精緻化された推定角度位置は、基準位置と相対的な放射線遮蔽物体の推定位置を提供するために組み合わされる。
【００１３】
一部の実施形態では、表面上の複数の放射線遮蔽物体が検知されることがある。コントローラは、放射線センサの１台ずつからの放射線強度信号を解析して、１個以上の放射線遮蔽物体の存在に対応して減衰した放射線強度レベルを識別する。いずれか１つの放射線強度信号において識別される放射線遮蔽物体の最大個数は、表面上に存在する放射線遮蔽物体の最小個数であると仮定される。コントローラは、個々の放射線センサから明確に見ることができる放射線遮蔽物体ごとに、これらのセンサと相対的な角度方向を推定する。これらの角度位置は、個々の放射線遮蔽物体の位置を推定するために組み合わされる。放射線遮蔽物体の前の位置は、このような前の位置が既知であるとき、角度方向が異なる推定値をもたらす可能性がある場合に、放射線遮蔽物体の見込み現在位置を選択するために使用されることがある。たとえば、一部の実施形態では、２つの角度方向は、２台の放射線センサの１台ずつと相対的に識別される。これらの角度方向は、センサの１台ずつから出る線として表現することが可能である。これらの線は、４点で交差し、これらの４点は、２つ１組で２個の放射線遮蔽物体の候補位置であるとみなされることがある。一方または両方の放射線遮蔽物体に対して既に知られている位置は、これらの交差に基づいて、放射線遮蔽物体の前の位置から候補現在位置まで必要とされる最短移動を計算することにより使用されることがある。放射線遮蔽物体は、最短移動を必要とする候補位置にあるとみなされる。他の実施形態では、他の基準が使用され異なる候補位置の間で分解することがある。たとえば、先行する期間に亘る放射線遮蔽物体の軌跡、検知プロセスの距離または反復回数は、放射線遮蔽物体の候補位置を推定するために使用されることがある。
【００１４】
一部の実施形態では、３台以上の放射線センサと相対的に１個以上の放射線遮蔽物体の角度位置が決定され、これらの角度位置は、放射線遮蔽物体の位置を推定するために組み合わされる。
【００１５】
発明のこれらの態様およびその他の態様は、発明の一部の例示的実施形態の説明中で以下に記載される。
【００１６】
発明の種々の実施形態は、図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明による第１のシステムを示した図である。F図２ａは図１のシステムによる放射線強度信号を示した図である。
【図２ｂ】図２ｂは図１のシステムによる放射線強度信号を示した図である。
【図３】図３は別の実施形態による放射線強度信号を示した図である。
【図４】図４はさらに別の実施形態による放射線強度信号を示した図である。
【図５】図５ａおよび５ｂは別の実施形態を示した図である。
【図６】図６は別の実施形態を示した図である。
【図７】図７はさらなる実施形態を示した図である。
【図８】図８は図７のシステムを使用して表面上の放射線遮蔽物体の位置を識別または推定する方法を示した図である。
【図９ａ】図９ａは図７の放射線遮蔽物体の一方に対応する放射線強度信号を示した図である。
【図９ｂ】図９ｂは図７の放射線遮蔽物体の一方に対応する放射線強度信号を示した図である。
【図１０ａ】図１０ａは図７の放射線遮蔽物体の両方に対応する放射線強度信号を示した図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは図７の放射線遮蔽物体の両方に対応する放射線強度信号を示した図である。
【図１１】図１１は放射線遮蔽物体が異なる位置にある図７のシステムを示した図である。
【図１２ａ】図１２ａは図１１に対応する放射線強度信号を示した図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは図１１に対応する放射線強度信号を示した図である。
【図１３】図１３は放射線遮蔽物体が異なる位置にある図７のシステムを示した図である。
【図１４ａ】図１４ａは図１３に対応する放射線強度信号を示した図である。
【図１４ｂ】図１４ｂは図１３に対応する放射線強度信号を示した図である。
【図１５ａ】図１５ａは別の実施形態を示した図である。
【図１５ｂ】図１５ｂは別の実施形態を示した図である。
【図１５ｃ】図１５ｃは別の実施形態を示した図である。
【図１５ｄ】図１５ｄは別の実施形態を示した図である。
【図１５ｅ】図１５ｅは別の実施形態を示した図である。
【図１５ｆ】図１５ｆは別の実施形態を示した図である。
【図１６ａ】図１６ａは図１５ａおよび１５ｂの実施形態における放射線強度信号を示した図である。
【図１６ｂ】図１６ｂは図１５ａおよび１５ｂの実施形態における放射線強度信号を示した図である。
【図１６ｃ】図１６ｃは図１５ａおよび１５ｂの実施形態における放射線強度信号を示した図である。
【図１７ａ】図１７ａは図１５ａおよび１５ｂの実施形態における放射線強度信号を示した図である。
【図１７ｂ】図１７ｂは図１５ａおよび１５ｂの実施形態における放射線強度信号を示した図である。
【図１７ｃ】図１７ｃは図１５ａおよび１５ｂの実施形態における放射線強度信号を示した図である。
【図１８】図１８は図１５ａおよび１５ｂの実施形態を動作させる方法を示した図である。
【図１９】異なる構成における図１５ａおよび１５ｂの実施形態を示した図である。
【図２０ａ】図２０ａは図１９に対応する放射線強度信号を示した図である。
【図２０ｂ】図２０ｂは図１９に対応する放射線強度信号を示した図である。
【図２０ｃ】図２０ｃは図１９に対応する放射線強度信号を示した図である。
【図２１】図２１は別の実施形態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面は、単なる例示であり、正しい縮尺で描かれていない。一部の実施形態の種々の要素は、明瞭にするために示されないことがある。種々の実施形態の類似した要素および対応する要素は、類似する符号によって識別される。
【００１９】
ここに記載された例示的実施形態は、種々の放射線源および放射線センサに関して１個またはこれ以上の放射線遮蔽物体の位置を決定するシステムおよび方法に関する詳細を提供する。一部の実施形態では、放射線源およびセンサは、フレームの中に搭載されることがある。一部の実施形態では、システムは、ホワイトボード、ディスプレイモニタおよびその他の機器のような基礎となる機器を含むか、または、基礎となる機器と共に使用されることがある。一部の実施形態では、これらのシステムは、ホワイトボード、壁、ディスプレイスクリーンの表面、または、何か他のほぼ平面的な表面のような基礎となる表面を含むか、または、基礎となる表面と共に使用されることがある。放射線源は、可視光スペクトル、または、紫外線もしくは赤外線スペクトルのような他のスペクトルにある放射線を放射することがある。ここに記載された実施形態は、単なる例示であり、他の実施および構成も同様に可能である。
【００２０】
放射線遮蔽物体１２４の位置を検知または推定するシステム１００を示す図１を最初に参照する。システム１００は、１対の放射線センサ１０２ａ、１０２ｂと、コントローラ１０４と、フレームまたはハウジング１０８に搭載された複数の放射線源１０６とを含む。フレーム１０８は、表側部１１０と、裏側部１１２と、左側部１１４と、右側部１１６とを有している。本実施形態では、放射線源１０６は、フレーム１０８の左側部、裏側部および右側部に搭載される。放射線センサ１０２ａは、フレーム１０８の左上コーナー部に搭載され、放射線センサ１０２ｂは、フレーム１０８の右上コーナー部に搭載される。
【００２１】
フレーム１０８は、表面１２８を取り囲む。種々の実施形態では、表面１２８は、ディスプレイスクリーンの表面、書き込み表面または別の表面でもよい。本実施形態では、フレーム１０８は、表面１２８のエッジにベゼルを提供する。放射線源１０６および放射線センサ１０２は、ベゼル内部に搭載される。一部の実施形態では、フレームは、表面を単に部分的に取り囲むか、または、封止し、たとえば、フレームは、放射線センサまたは放射線源が表面の上エッジに隣接して搭載されていない場合、表面の上エッジを封止しないことがある。他の実施形態では、フレームは、表面を支持するが、封止しないことがある。たとえば、フレームは、表面、放射線源および放射線源のための支持を行うことがあるが、表面を取り囲むベゼルまたは他の要素を有しないことがある。他の実施形態では、フレームはそれ自体が表面の一部または全部を提供することがある。たとえば、フレームは、これのエッジの間に堅固な表面を有することがあり、放射線遮蔽物体は、システム１００が使用されているときに堅固な表面上に位置決めされることがある。典型的に、これらの実施例の場合のように、表面は、フレームに搭載されることになる。
【００２２】
フレーム１０８の左上コーナー部は、図１において、放射線センサ１０２ａおよび複数の放射線源１０６を明らかにするために切り取られている。フレーム１０８の右下コーナー部もまた、放射線源１０６のいくつかを明らかにするために切り取られている。個々の放射線源１０６は、本実施形態では、赤外線スペクトルにある放射線を放射するＬＥＤである。他の実施形態では、放射線源は、可視光スペクトルおよびＵＶスペクトルを含む他のスペクトルにある放射線を放射する様々な種類の放射線源でもよい。放射線源１０６は、放射線源からの放射線が放射線センサ１０２の一方または両方に到達するようにフレーム１０８に搭載される。本実施形態では、放射線源は、フレーム１０８の左側部、裏側部および右側部に沿って等間隔に置かれている。本実施形態では、フレーム１０８は、直角のコーナー部をもつ矩形である。フレーム１０８の側部は、ｘ−ｙ平面の軸に平行である。一部の実施形態では、放射線源は、等間隔に置かれないことがある。一部の実施形態では、フレームは、非矩形形状を有することがある。
【００２３】
コントローラ１０４は、ハードウェアコンポーネント、ソフトウェアコンポーネント、または、ハードウェアとソフトウェアもしくはファームウェアの一方もしくは両方とを含むコンポーネントを含めて、システム１００を動作させる能力をもついずれのタイプの機器またはコンポーネントでもよいプロセッサ１２０を含む。たとえば、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、いずれのタイプのデータ処理もしくは計算機器でもよい。プロセッサは、システム１００およびこのシステムのコンポーネントを動作させ、そして、外部機器と通信するためにプログラムされるか、または、構成されることが可能である。コントローラ１０４はまた、プロセッサ１２０によってアクセスされることがあるメモリ１２１を含むことがある。プロセッサ１２０は、コントローラ１０４およびシステム１００の動作を制御する。命令は、メモリ１２１に記録され、プロセッサにロードされて、後述されるようにコントローラ１０４およびシステム１００の動作を制御する制御動作、データ処理動作、データ伝送動作および通信動作を実行するためにプロセッサを構成することがある。コントローラ１０４は、個々の放射線源１０６に連結されることがある。これらの接続の一部だけが図１に示される。コントローラ１０４は、１台の放射線源が作動中またはオンである（すなわち、放射線を放射中である）ときに残りの放射線源が停止中またはオフである（すなわち、放射線を放射中でない）ように、個々の放射線源１０６を独立に作動させる能力をもつ。
【００２４】
本実施形態では、個々の放射線センサ１０２は、フレーム１０８の２つの反対の側部にある放射線源１０６によって放射された放射線を検知する能力をもつＰＩＮフォトダイオードである。放射線センサ１０２ａは、フレーム１０８の裏側部および右側部にある放射線源１０６によって放射された放射線を検知する。放射線センサ１０２ｂは、フレーム１０８の裏側部および左側部にある放射線源１０６によって放射された放射線を検知する。個々の放射線センサ１０２は、コントローラ１０４に連結され、特別な時間にいつでも放射線センサ１０２に当たる放射線の強度に対応する放射線強度レベルをコントローラに提供する。放射線強度レベルは、対応する放射線センサ１０２が放射線源１０６から放射線を受けるときに比較的高い値を有し、対応する放射線センサ１０２が放射線源１０６から放射線を受けないときに比較的低い値を有する。放射線源１０６に対応する一連の放射線強度レベルは、放射線遮蔽物体１２４の位置を推定するために使用することができる放射線強度信号に合成されることがある。これについて下記で説明する。
【００２５】
他の実施形態では、個々の放射線センサは、放射線源によって放射された放射線に応答し、センサに入射する放射線に対応する放射線強度レベルを提供する能力をもついずれの機器でもよい。たとえば、フォトセンサ、フォトダイオード、フォトセル、ソーラーセルまたは太陽電池のような感光素子は、放射線強度レベルを提供するために使用されることがある。放射線センサは、デジタル形式またはアナログ形式を含めて、コントローラ１０４と互換性がある形式で出力放射線強度レベルを提供することがある。
【００２６】
コントローラ１０４は、フレーム１０８の寸法と、個々の放射線源１０６の位置と、個々の放射線センサ１０２の位置とを用いてプログラムされる。本実施例では、コントローラ１０４は、以下の情報を用いてプログラムされる。
−センサ１０２ａおよび１０２ｂは、距離ｄによって分離される。放射線センサ１０２ａは、ｘ−ｙ平面上の位置（０，０）にあり、放射線センサ１０２ｂは、ｘ平面上の位置（ｄ，０）にある。
−フレーム１０８の裏側部または右側部にある放射線源ごとに、フレームの左側部（または、放射線センサ１０２ａの位置に依存して、フレームの左側部と平行な線）と、放射線センサ１０２ａと放射線源との間の経路との間の角度、または、この角度に対応する値。
−フレーム１０８の左側部または裏側部にある放射線源ごとに、フレームの右側部（または、放射線センサ１０２ｂの位置に依存して、フレームの右側部と平行な線）と、放射線センサ１０２ｂと放射線源との間の経路との間の角度、または、この角度に対応する値。
【００２７】
コントローラ１０４の制御下で、システム１００は、放射線遮蔽物体１２４の物理的位置Ｐ１２４ａ（ｘ１２４ａ，ｙ１２４ａ）を推定するために動作可能である。図１では、放射線遮蔽物体１２４は、スタイラスとして示される。スタイラスの先端は、ここに記載された物理的位置Ｐ１２４ａおよび後述の画素位置Ｐ１２４ｄに対応する点Ｐ１２４で、表面１２８と接触している。
【００２８】
動作中、コントローラ１０４は、放射線源１０６を順次に作動させる。放射線源１０６が作動されている間、コントローラ１０４は、放射線センサ１０２の一方または両方からの出力をサンプリングして、個々の放射線センサ１０２に入射する放射線の強度に対応する放射線強度レベルを取得する。典型的に、放射線源と個々の放射線センサとの間の経路は、遮蔽され、部分的に遮蔽され（すなわち、部分的に減衰させられ）、または、障害物が除去されることになる。一部の実施形態では、放射線源１０６が作動されている間に、コントローラは、放射線源１０６と放射線センサ１０２との間に直接的な経路が存在する場合、放射線センサ１０２に対する放射線強度レベルをチェックするだけでもよい。たとえば、放射線センサ１０２ａと、フレーム１０８の裏側部１１２および右側部１１６にある放射線源１０６との間に直接的な経路が存在する。同様に、フレーム１０８の左側部１１４および裏側部１１２にある放射線源１０６と、放射線源１０２ｂとの間に直接的な経路が存在する。他の実施形態では、コントローラ１０４は、作動させられた放射線源１０６が放射線センサへの直接的な経路を有しないときでさえ、放射線センサ１０２で放射線強度レベルをチェックすることがある。
【００２９】
このプロセスを実行する命令は、メモリ１２１に記録される。プロセッサ１２０は、メモリ１２１の中の命令にアクセスし、前述のプロセスおよび後述のプロセスを実行するために命令を実行する。プロセッサ１２０は、このプロセスの実行中にデータをメモリ１２１にさらに記録することがある。
【００３０】
他の実施形態では、放射線源および放射線センサの特定の配置と、（矩形である必要がなく、別の形状であってもよい）フレームの形状とは、どの放射線源がどの放射線センサへの直接的な経路を有するかに影響を与えることになる。
【００３１】
本実施形態に戻ると、放射線源１０６ａが作動されるとき、放射線源１０６ａと、他の放射線源１０６によって遮蔽されていない放射線センサ１０２ａとの間に直接的な経路が存在しないので、コントローラ１０４は、放射線強度レベルを取得するために放射線センサ１０２ａをサンプリングする必要がない。コントローラ１０４は、放射線センサ１０２ｂによって提供された放射線強度レベルのサンプリングを行い、この放射線強度レベルは、放射線源１０６ａと放射線センサ１０２ｂとの間の経路が障害物を除去されていること、または、遮蔽されていないことを示す比較的高い値を有することになる。
【００３２】
放射線源１０６ｃが作動されるとき、コントローラ１０４は、両方の放射線センサ１０２ａおよび１０２ｂをサンプリングする。放射線センサ１０２ａからの放射線強度レベルは、比較的高く、放射線源１０６ｃと放射線センサ１０２ａとの間の経路が障害物を除去されていることを示す。放射線センサ１０２ｂからの放射線強度レベルは、比較的低く、放射線源１０６ｃと放射線センサ１０２ｂとの間の経路が、本実施例では、放射線遮蔽物体１２４によって遮蔽されていることを示す。
【００３３】
放射線源１０６ｅ作動されるとき、放射線センサ１０２ａおよび１０２ｂからの放射線強度レベルは、それぞれ、放射線源１０６ｅと放射線センサ１０２ａおよび１０２ｂとの間の経路が障害物を除去されていることを示す。
【００３４】
放射線源１０６ｆが作動されるとき、コントローラ１０４は、放射線源１０６ｆと放射線センサ１０２ａとの間の経路が放射線遮蔽物体１２４によって遮蔽されていることを示す放射線源１０２ａからの放射線強度レベルをサンプリングする。コントローラ１０４は、放射線源１０６ｆと放射線センサ１０２ａとの間の経路が障害物を除去されていることを示す放射線センサ１０２ｂからの放射線強度レベルをサンプリングする。
【００３５】
コントローラ１０４が放射線源を順次に作動させ、個々の放射線源１０６に対応する放射線強度レベルをサンプリングしているとき、コントローラ１０４は、以下のとおり結果を記録する。
【表１】
0005934216.tif 000002
【００３６】
図２ａおよび２ｂを参照する。図２ａは、放射線センサ１０２ａからコントローラ１０４によって取得される放射線強度レベルに対応する放射線強度信号１２２ａを示す。図２ｂは、放射線センサ１０２ｂからコントローラ１０４によって取得される放射線強度レベルに対応する放射線強度信号１２２ｂを示す。個々の放射線強度信号は、放射線源１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃおよび１０６ｄを含む放射線源が順次に作動させられ、その後、停止される間の放射線センサ１０２ｂの出力を含む。どれか１台の放射線源がオンである間に、残りの放射線源は、オフである。
【００３７】
放射線強度信号１２２ａおよび１２２ｂを使用して、コントローラ１０４は、放射線遮蔽物体１２４の物理的位置を推定することが可能である。コントローラ１０４は、放射線遮蔽物体１２４が個々の放射線センサに対する遮蔽された経路の中に位置していると仮定する。本実施例では、放射線遮蔽物体１２４に対する位置Ｐ１２４ａ（ｘ１２４ａ，ｙ１２４ａ）は、
ｘ１２４ａ＝ｄ×ｔａｎθｆ／(ｔａｎθｆ＋ｔａｎφｃ）  （１）
ｙ１２４ａ＝ｘ１２４ａ×ｔａｎθｆ  （２）
と推定することが可能である。
【００３８】
図１の実施形態では、放射線遮蔽物体１２４の位置を推定することができる分解能は、放射線源１０６の間の間隔を含む要因の個数に依存する。放射線源を互いに接近させて設置することにより、より高い分解能が達成されることがある。
【００３９】
上記式（１）および（２）において、角度θｆおよびφｃのタンジェントが点Ｐ１２４の位置を計算するために使用される。システム１００において、左側部１１４と放射線検出器１０２ａに見える放射線源１０６までの経路との間の角度θのタンジェントと、右側部１１６と放射線源１０２ｂに見える放射線源１０６までの経路との間の角度φのタンジェントとは、コントローラ１０４が利用できるデータ記憶場所に記録される。これは、個々の角度θｆおよびφｃのタンジェントが計算されることを必要とすることなく、式（１）および（２）が計算できるようにさせ、それによって、Ｐ１２４の位置がより素早く計算できることを可能にする。他の実施形態では、角度自体が記録されるか、または、角度に対応する別の値が記録されることがある。一部の実施形態では、放射線源、放射線センサおよび（フレームの右エッジおよび左エッジに平行な線のような）基準線の１つずつの間の角度関係に対応する複数の値が記録されることがある。
【００４０】
システム１００は、コントローラ１０４のプログラミングに依存して異なる方法で作動させられることがある。
【００４１】
別の実施形態では、システム１００は、表面１２８上の放射線遮蔽物体の推定位置Ｐ１２４ａを精緻化するために作動させられることがある。図１および３を参照する。放射線源間の距離と、放射線遮蔽物体の寸法と、放射線遮蔽物体と放射線センサとの間の距離とに依存して、複数の放射線源と放射線センサとの間の経路は、放射線遮蔽物体によって遮蔽されることがある。たとえば、放射線源１０６ｂ、１０６ｃおよび１０６ｄが互いに十分に接近している場合、放射線遮蔽物体１２４は、２台または３台全部の放射線源と放射線センサ１０２ｂとの間の経路を少なくとも部分的に遮蔽することがあり、それによって、特に放射線遮蔽物体が放射線センサ１０２ｂに接近している場合、３台全部の放射線源に対する放射線強度レベルを減衰させる。一部の実施形態では、コントローラ１０４は、特別な放射線センサへの経路が遮蔽されている放射線源の範囲の中の中心放射線源を決定する。場合によっては、コントローラ１０４は、放射線強度レベルが減衰した放射線源の範囲のエッジで僅かに減衰した放射線源を包含または除外する仕組みを提供する何らかのスレッショルドレベルより低い場合に限り遮蔽されているとして放射線源を取り扱うことがある。本実施例では、中央放射線源は、放射線源１０６ｃとなるであろう。コントローラは、その後、中央放射線源とフレーム１０８の該当する側部との間の角度θまたはφ（この場合、右側部１１６と相対的な角度φ）に基づいて放射線遮蔽物体の位置を推定する。他の実施形態では、コントローラは、遮蔽された放射線源に対する角度の範囲の間にある（該当する放射線センサに依存して）中間角度θまたはφを使用することがある。個々の角度のタンジェントのような放射線源を放射線センサに関係付ける個々の角度に対応する異なる値がコントローラ１０４に記録される場合、記録された値は、中央放射線源または角度を決定した後に使用されることがある。
【００４２】
推定値Ｐ１２４ａ（ｘ１２４ａ，ｙ１２４ａ）は、放射線センサ１０２ａと１０２ｂとを分離する寸法ｄと同じ単位で測定された物理的位置である。
【００４３】
コントローラ１０４は、インターフェース１４８に連結され、このインターフェースは、本実施形態では、ユニバーサル・シリアル・バス・ポートである。
【００４４】
他の実施形態では、インターフェースは、いずれのタイプの通信インターフェースでもよい。たとえば、インターフェース１４８は、アナログインターフェース、または、シリアル・データ・ポートもしくはパラレル・データ・ポートのようなデジタル・データ・インターフェースでもよい。インターフェースがアナログインターフェースである実施形態では、コントローラは、ｘ１２４ａおよびｙ１２４ａの値に対応する（電流信号または電圧信号のような）アナログ信号を提供することがある。インターフェースがデジタルインターフェースである実施形態では、コントローラは、物理的位置ｘ１２４ａおよびｙ１２４ａをセンサ１０２ａおよび１０２ｂと相対的な対応するデジタル位置ｘ１２４ｄおよびｙ１２４ｄに変換するために構成されることがある。コントローラは、インターフェースでデジタル位置ｘ１２４ｄおよびｙ１２４ｄを提供するために構成されることがある。
【００４５】
本実施形態では、表面１２８は、ＬＣＤディスプレイスクリーンの表面である。ＬＣＤディスプレイスクリーンは、Ｘ水平画素×Ｙ垂直画素の分解能を有する。たとえば、一部の実施形態では、スクリーンは、１２８０×１０２４画素または１９２０×１０８０画素の分解能を有することがある。他の実施形態では、ディスプレイスクリーンは、いずれか他の標準的または非標準的な画素分解能を有することがある。コントローラ１０４は、物理的位置を対応する画素位置Ｐ１２４ｄ（ｘ１２４ｄ，ｙ１２４ｄ）に変換する。コントローラ１０４は、水平物理的位置および垂直物理的位置に対応する水平画素位置および垂直画素位置を提供するルックアップテーブルの使用を含む様々な技術を使用して、物理的位置と画素位置との間の変換を行うために式を使用して、または、いずれか他の方法を使用して、この変換を行うために構成されることがある。コントローラ１０４は、インターフェース１４８でデジタル位置Ｐ１２４ｄを提供する。
【００４６】
図１および４を参照する。別の実施形態では、コントローラ１０４は、異なる方法で放射線遮蔽物体１２４の位置Ｐ１２４ａを推定するために異なって構成され、または、プログラムされる。本実施形態では、強度信号１２２は、個々の放射線センサ１０２およびフレーム１０８の側部と相対的な放射線遮蔽物体１２４の角度位置をより精密に推定するために使用される。
【００４７】
図４は、コントローラ１０４が本実施形態に従って構成されるとき、放射線強度信号１２２ｂの一部を示す。本実施形態では、コントローラ１０４は、個々の放射線センサと組み合わせた放射線源ごとにベースライン強度レベルを確立する。放射線源ごとに、コントローラ１０４は、放射線源がオンである間に、そして、放射線遮蔽物体がない場合、ベースライン強度レベル１２６を発生させるために、放射線センサ１０２ｂからの放射線強度レベルをサンプリングする。放射線源１０６ａおよび１０６ｂ〜１０６ｄに対するベースライン強度レベルが示される。
【００４８】
本実施形態では、システムの始動中に、放射線源が見える（すなわち、放射線源と放射線センサとの間に直接的な経路が存在する場合に）個々の放射線センサに関して、ベースライン強度レベルが放射線源ごとに最初に決定される。初期の強度信号のサンプルの組は、システムが始動されている間に廃棄される。この初期始動期間に続く選択された期間に対し、放射線強度レベルは、放射線源がオンである間にサンプリングされる。放射線強度レベルが記録され、平均強度レベルが個々の放射線センサで放射線源に対して決定される。たとえば、個々の放射線源が毎秒５０回起動される場合、ベースライン強度レベルは、個々の放射線センサで、０．５秒を表す最初の２５回を使用して放射線源ごとに計算されることがある。他の実施形態では、ベースライン強度レベルは、より多数もしくはより少数のサンプルに渡って、または、より長い期間もしくはより短い期間に亘って計算されることがある。放射線センサごとのベースライン強度レベルは、特別な放射線源がスイッチを入れられているときに放射線センサに到達する放射線の量に影響を与える周辺条件および他の条件を本質的に考慮する。このような他の条件は、個々の放射線源によって放射された放射線の量と、放射線源と放射線センサとの間の物理的距離とを含み、システム１００が使用される方法をさらに含むことがある。
【００４９】
個々の放射線センサ１０２に関して放射線源１０６ごとに計算されるベースライン強度レベルは、長時間をかけて更新されることがある。たとえば、最近の期間に亘る放射線強度読みの一部の移動平均は、周辺条件および他の条件が変化するのに伴ってベースラインレベルを精緻化するために計算されることがある。一部の放射線強度読みは、更新されたベースライン強度レベルを計算するために使用されないことがある。たとえば、１０回または２０回ごとに１回ずつの放射線強度読みがベースライン強度レベルごとに移動平均を計算するために使用されることがある。これは、より長い期間に対応するベースライン強度レベルを計算するために記憶されるべきデータの量を削減し、このタスクを扱うためにコントローラの中で要求される計算時間をさらに削減する。典型的に、ベースライン強度レベルは、１秒の一部分から数秒または数十秒までの最近の期間に亘って計算されることになる。放射線源１０６と放射線センサ１０２との間の経路が遮蔽されるとき、周辺放射線およびいくらかの放射線は、放射線遮蔽物体の周りの放射線センサに依然として到達することがあるが、この放射線センサでこの放射線源に対する放射線強度レベルが著しく削減されることになる。コントローラは、さらに後述されるようにベースライン強度を精緻化するとき、現在ベースライン強度レベルと比較してある一定のスレッショルドより低い放射線強度レベルを除外することがある。個々の放射線センサで放射線源ごとにベースライン強度レベルを計算する様々な他の方法もまた使用されることがある。一部の実施形態では、１つのベースライン強度レベルが放射線センサの一群または全部に対し計算されることがある。他の実施形態では、所定の強度レベルが放射線源の一部または全部に対してベースライン強度レベルとして使用されることがある。
【００５０】
本実施形態では、放射線源１０６が作動させられるたびに、放射線源が見える個々の放射線センサ１０２からの放射線強度レベルがサンプリングされ、この放射線センサでのこの放射線源に対する既存のベースライン強度レベルと比較される。現在強度レベルがベースライン強度レベルより低いある種のスレッショルドより大きい場合、ベースラインレベルからのパーセンテージ差が計算される。たとえば、スレッショルドは、ベースライン強度レベルの９０％でもよい。現在強度レベルがベースラインレベルの９０％より大きい場合、現在強度レベルは、ベースラインレベルをさらに精緻化するために使用されることがあり、または、現在強度レベルは、廃棄されることがある。現在強度レベルがベースラインレベルの９０％未満である場合、プロセッサは、放射線源１０６と放射線センサ１０２との間の経路が少なくとも部分的に遮蔽されることを仮定する。他の実施形態では、他のスレッショルドレベルが使用されることがある。
【００５１】
コントローラは、循環プロセスにおいて、放射線源を順次に作動させる。放射線源１０６のスイッチを入れ、これらの放射線源に対する個々の放射線センサからの放射線強度レベルを測定する個々のサイクルの後に、コントローラは、放射線遮蔽物体の位置を推定する。
【００５２】
図４は、数台の放射線源１０６の減衰をそれぞれのベースラインレベル１２６と相対的に示す。放射線センサ１０２で測定されるような放射線源１０６ａに対する現在強度レベルは、ベースライン強度レベル１２６ａの９０％より大きいので、この現在強度レベルは、放射線センサ１０２ｂで測定されるような放射線源１０６ａに対するベースラインレベルを精緻化するために使用されることがあるが、放射線遮蔽物体１２４の位置を推定する目的のため無視される。同様に、放射線源１０６ｂに対する現在強度レベルは、ベースライン強度レベル１２６ｂの９０％より大きいので、放射線遮蔽物体の位置を推定する目的のため無視されるが、僅かに高くなることになるベースラインレベルを精緻化するために使用されることがある。
【００５３】
放射線源ａ１０６ｃおよび１０６ｄに対する現在強度レベルは、それぞれのベースライン強度レベル１２６ｃおよび１２６ｄの９０％より低い。放射線源１０６ｃに対する現在強度レベルは、ベースライン強度レベル１２６ｃの５３％にある。放射線源１０６ｄに対する現在強度レベルは、ベースライン強度レベル１２６ｄの３１％にある。コントローラ１０４は、これらのばらつきを合計１００％に正規化し、放射線源１０６ｃからの放射線の相対減衰は、全減衰の６３％（３１％／８４％＝６３％）を表し、放射線源１０６ｄからの放射線の相対減衰は、全減衰の３７％を表す。
【００５４】
右側部１１６と、放射線源１０２ｂと放射線遮蔽物体１２４との間の線１３２との間の角度φがその後、以下のとおり推定される。放射線源１０６ｃに対する角度φｃは、４４°である。放射線源１０６ｄに対応する角度φｄ（図示せず）は、４２°である。本実施形態では、角度自体を記録するのではなく、個々の角度のタンジェントが記録される。フレーム１０８の左側部と、放射線センサ１０２ｂと放射線遮蔽物体１２４との間の経路との間の角度φ１２４のタンジェントは、その後、以下のとおり推定され得る。
Ｔａｎ（φ１２４）＝０．６３×ｔａｎ（４４°）＋０．３７×ｔａｎ（４２°）
＝０．９４１５
角度φ１２４は、４３．２７°である。
【００５５】
角度自体が記録される実施形態では、角度φ１２４は、以下のとおり推定されることがある。
φ１２４＝０．６３×４４°＋０．３７×４２°
＝４３．２６°
【００５６】
角度φ１２４の推定値は、角度とこの角度のタンジェントとの間の非線形性のために相違する。
【００５７】
角度θ１２４は、左側部１１４と、放射線センサ１０２ａと放射線遮蔽物体１２４の間の線との間の角度に対して計算される。２個の計算された角度φ１２４およびθ１２４は、放射線遮蔽物体１２４の位置（ｘｂ，ｙｂ）を推定するために使用される。
【００５８】
このような方法で、コントローラ１０４は、異なる放射線源の相対的な減衰を正規化し、その後、フレームの該当する側部および放射線センサからのこれらの放射線源の角度の加重平均を計算することによりフレーム１０８の左または右側部および放射線センサ１０２の１台と相対的な放射線遮蔽物体の角度位置を推定するために、放射線センサの１台で測定されるような２台以上の放射線源の減衰を使用することがある。
【００５９】
本実施形態は、放射線源１０６が位置決めされる特定の角度の間で角度θおよびφが推定されることを可能にすることにより、放射線遮蔽物体１２４の位置が第１の実施形態より正確に推定されることを可能にする。
【００６０】
一部の実施形態では、個々の放射線源が周辺放射線を構成するために強度のベースライン範囲を作成することが望ましいことがある。たとえば、一部の実施形態では、周辺放射線は、放射線センサによって検知されることがあり、その結果、放射線センサによって提供される放射線強度レベルは、放射線源および周辺放射線からの両方の放射線を測定することがある。コントローラ１０４は、放射線源１０６の全部がスイッチを切られている間に、個々の放射線センサ１０２で放射線強度レベルを決定するために構成されることがあり、それによって、放射線センサ１０２ごとに周辺放射線レベルを確立する。個々の周辺放射線レベルは、サンプルの一群の平均でもよく、最近取得されたサンプルの移動平均でもよく、または、別の方法で計算されてもよい。一部の場合、放射線センサに入射する周辺放射線の量は、長時間に亘って変化することがある。周辺放射線レベルを更新するために個々の放射線センサで周辺放射線を周期的にサンプリングすることが望ましいことがある。一部の実施形態では、放射線源がオンにされている状態で放射線強度レベルを取得する直前（または直後）に放射線源の全部がオフの状態で、放射線センサごとに周辺放射線レベルを取得することが望ましいことがある。
【００６１】
周辺放射線レベルは、放射線遮蔽物体の推定位置への周辺放射線の影響を除去または低減するため、放射線強度レベルを拡大縮小するために、または、そうでなければ、調節するために使用されることがある。たとえば、周辺放射線レベル（または、周囲放射線レベルに基づく量）は、放射線強度信号を解析し、放射線遮蔽物体の位置を推定する前に、放射線源ごとにベースライン強度レベル１２６と測定された放射線強度レベルとの両方から差し引かれることがある。
【００６２】
システム１００は、種々のタイプの放射線遮蔽物体１２４の位置を識別するために種々の構成で使用されることがある。たとえば、システム１００は、ホワイトボードまたは他のディスプレイ表面と共に使用されることがある。フレーム１０８は、ホワイトボードのエッジまたはフレームに取り付けられることがあり、または、さらにホワイトボードのフレームでもよい。放射線遮蔽物体１２４は、ホワイトボードに書き込むため使用されるペンでもよく、ペンがホワイトボードの表面を動き回される間に、ペンの位置がコントローラ１０４によって推定される。コントローラ１０４は、ペンの位置の推定値を記録するためホワイトボードシステムに連結されることがある（または、ホワイトボードシステムの一部分でもよい）。ペンの位置の連続的な推定値を記録することにより、ホワイトボード上の情報は、電子形式で再作成されることがあり、後の使用のため記録されることがあり、そして、表示または印刷されることがある。ホワイトボードシステムは、推定された位置の間のペンの移動の経路を計算するために、そして、計算された経路を平滑化するためにソフトウェアを含むことがある。
【００６３】
ペンがホワイトボードに書き込むために使用されている間に、ホワイトボード上のインクは、放射線センサ１０２に反射される周辺光の量を変化させることがあり、放射線源１０６から放射線センサ１０２まで伝搬する放射線の量をさらに変化させることもあり得るので、放射線源１０６の一部または全部に対して測定された放射線強度のレベルに影響を与える。このような実施形態では、放射線源の一部または全部に対するベースライン強度レベルを周期的に更新することは、放射線遮蔽物体の位置の推定値の正確さを改善することがある。
【００６４】
他の実施形態では、システム１００は、タッチスクリーンを形成するためにディスプレイモニタまたはスクリーンと共に使用されることがある。フレーム１０８は、ディスプレイモニタに搭載されることがあり、または、ディスプレイモニタのハウジングの一部分でもよい。この場合、放射線遮蔽物体１２４は、指でもよく、人が自分の指をディスプレイモニタの上に、または、ディスプレイモニタから離す間に、指の存在が検出され、ディスプレイスクリーン上の指の位置がコントローラ１０４によって推定される。コントローラ１０４は、（ディスプレイモニタも含むことになる）タッチスクリーンシステムに連結されることがあり、（または、タッチスクリーンシステムの一部分でもよく）、指の位置の推定値をタッチスクリーンシステムに提供することがある。指がディスプレイスクリーン上で動き回されている間に、指の位置の連続的な推定値は、指の移動の電子的記録を提供するためにタッチスクリーンシステムに記録することが可能であり、推定された位置は、ディスプレイモニタに表示することが可能である。タッチスクリーンシステムは、指の連続的な推定位置の間の指の移動の経路を計算し、計算された経路を平滑化するためにソフトウェアまたは他のコンポーネントを含むことがある。このようなタッチスクリーンシステムは、システム１００と組み合わされて、ユーザが自分の指を使用して、ディスプレイモニタに書き込むこと、もしくは、描画すること、または、ディスプレイモニタに表示された物体を操作することを効果的に可能にすることになる。
【００６５】
タッチスクリーンシステムでは、放射線源１０６および放射線センサ１０２は、ディスプレイスクリーンに比較的接近して置かれることがあり、放射線センサに入射する放射線の量は、ディスプレイスクリーンに表示される情報が変化するのに伴って変化することがある。このような実施形態では、放射線源の一部または全部に対するベースライン強度レベルを更新することが役立つこともある。
【００６６】
今度は図５ａおよび５ｂを参照する。図５ａは、放射線遮蔽物体５２４の位置を推定する別のシステム５００を示す。図５ｂは、システム５００の右下コーナー部をこれまで以上に詳細に示す。システム５００は、システム１００にほぼ類似し、対応する要素は、対応する符号を使って識別される。システム５００は、放射線源５０６に隣接して搭載されたディフューザ５３０を含む。ディフューザ５３０は、放射線源によって放射された放射線を拡散し、それによって、放射線センサ５０２から見えるような放射線源によりフレーム５０８の左側部、裏側部および右側部に沿って見かけ上放射される放射線の量を平滑化する。本実施形態では、フレームの左側部および右側部と放射線センサとに相対的な放射線遮蔽物体５２４の角度位置は、システム１００に関連して前述のとおり推定される。発明者らは、特に組み合わされたとき、放射線源５０６によって放射される放射線を拡散することが放射線遮蔽物体の位置のより正確な推定値を提供し得ることを見出した。
【００６７】
僅かに不透明もしくは半透明プラスチック、または、放射線センサ１０２によって正確に測定され得ないように放射線源からの放射線を拡散させるが、しかし、過剰に散乱させることがない他の材料のような種々の材料がディフューザ５３０として用いるため適している。一部の実施形態では、ディフューザを通過する放射線を拡散させるが、しかし、実質的に遮蔽することなく、回折格子、レンズディフューザおよびレンズ回折格子を含む光学グレードディフューザが効果的に使用されることがあり、これらのディフューザ５３０のため使用されることがある。図５ｂは、フレーム５０８の裏側部５１２に設置された連続レンズディフューザ５３０ｂと、フレーム５０８の右側部５１６に設置された連続レンズディフューザ５３０ｒとを示す。
【００６８】
図６は、図５ｂに示されたシステム５００の一部に対応する別の実施形態６００の一部を示す。システム６００では、個別のディフューザ６３０は、個々の放射線源５０６に隣接して設置される。
【００６９】
発明の一部の実施形態では、コントローラは、放射線源の一部または全部によって放射される放射線の強度を変化させることがある。これは、放射線センサで放射線源に対して測定された強度レベルを変化させるために、周辺光の影響を克服するために、システムによる電力消費を削減するために、または、他の理由のため行われることがある。
【００７０】
前述の実施形態では、フレームは矩形であり、放射線センサは、フレームの２つのコーナー部に搭載されている。他の実施形態では、フレームは、異なる形状を有することがある。たとえば、本発明は、掲示板、または、規則的もしくは不規則的な形状を有することがある他の物体と共に使用されることがあり、フレームは、下にある物体に、または、下にある物体の上に適合するような形と大きさにされることがある。センサは、フレームの（直線状でもよく、または、曲線状でもよい）側部に沿うことを含めて、フレーム上の種々の場所に位置決めされることがある。個々の場合に、個々のセンサとこのセンサから見える放射線源との位置は、放射線遮蔽物体の存在および位置を識別するために幾何学的に使用される。
【００７１】
矩形または他のフレーム形状を用いる一部の実施形態では、付加的なセンサが使用されることがある。たとえば、付加的なセンサは、システム１００（図１）および５００（図５ａ）の左下コーナー部および右下コーナー部に追加されることもあり得る。一部の実施形態では、付加的な放射線源は、フレームの上側部１１０に沿って追加されることもあり得る。一部の実施形態では、付加的なセンサからの放射線遮蔽物体１２４または５２４の位置に関する付加情報は、放射線遮蔽物体のより正確な推定値を提供するために組み合わされることがある。
【００７２】
一部の実施形態では、矩形または他のフレーム形状を用いて、センサは、フレームの側部に沿って位置決めされることがある。放射線センサおよび放射線源の位置決めは、放射線遮蔽物体が検出されるべき基礎となるシステム（たとえば、ホワイトボード、ディスプレイモニタまたは他のシステム）の一部に依存することがある。
【００７３】
種々の実施形態では、本発明によるシステムは、放射線源、放射線センサおよびディフューザを含むシステムのコンポーネントの一部または全部を隠す（フレームの一部でもよい）ベゼルを含むことがある。一部の実施形態では、ベゼルもしくはフレーム、または、両者は、ベゼルもしくはフレーム、または、両者から放射線センサの方へ反射される放射線の量を削減するために適合した放射線吸収塗料またはそれ以外のもので塗装されることがある。
【００７４】
一部の実施形態では、光学フィルタは、放射線センサの一部または全部と放射線源の一部または全部との間に位置決めされることがある。たとえば、光学フィルタは、放射線センサに入射する周辺放射線および他の望ましくない放射線の量を削減するために放射線センサの周りに設置されることがあり得る。
【００７５】
次に、２個以上の放射線遮蔽物体の位置を同時に追跡するシステム７００を示す図７を参照する。システム７００は、接続されたコンピュータまたは他の外部システムのための入力機器および出力機器の両方として動作するタッチスクリーンである。
【００７６】
システム７００は、システム１００および５００と構造が類似し、対応するコンポーネントは、類似する符号によって識別される。システム７００は、電子ホワイトボードシステムまたはＬＣＤタッチスクリーンとして使用されることがある。
【００７７】
システム７００は、１対の放射線センサ７０２ａ、７０２ｂと、コントローラ７０４と、フレーム７０８に搭載された複数の放射線源７０６と、ＬＣＤディスプレイスクリーンとを含む。放射線源７０６は、フレーム７０８の左側部７１４と裏側部７１２と右側部７１６とに搭載される。フレーム７０８は、上側部７１０をさらに有する。放射線センサ７０２ａは、フレーム７０８の左上コーナー部に搭載され、放射線センサ７０２ｂは、フレーム７０８の右上コーナー部に搭載される。放射線センサ７０２ａおよび７０２ｂは、距離ｄによって分離される。コントローラ７０４は、放射線センサ７０２および放射線源７０６に連結される。コントローラ７０４は、システム１００に関連して前述されたように、放射線源を制御し、放射線センサから放射線強度レベルを受信する。
【００７８】
フレーム７０８の側部は、ｘ−ｙ平面の軸と平行である。１対の放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂは、個々の放射線遮蔽物体７２４が放射線源７０６の少なくとも１台と放射線センサ７０２との間の直線経路を遮蔽するように位置決めされる。
【００７９】
ＬＣＤディスプレイスクリーンは、フレーム７０８の内部に搭載され、ディスプレイ表面７２８を有している。放射線源７０６から放射線センサ７０２まで放射線が伝わる視線経路の線は、ディスプレイ表面より上を通過し、ディスプレイ表面とほぼ平行である。ＬＣＤディスプレイスクリーンは、Ｘ水平画素×Ｙ垂直画素という分解能を有する。たとえば、一部の実施形態では、ＬＣＤディスプレイスクリーンは、１２８０×１０２４画素または１９２０×１０８０画素という分解能を有することがある。多くの他の画素分解能が種々のディスプレイパネルのため可能である。種々の実施形態では、いずれのタイプのディスプレイパネルがＬＣＤパネルの代わりに使用されてもよい。典型的に、フレーム７０８は、ディスプレイパネルに搭載されることがあり、または、ディスプレイパネルのハウジングの一部分も形成することになる。
【００８０】
システム７００は、場合によっては、図５および６に示されたディフューザ５３０および６３０のようなディフューザを含むことがある。
【００８１】
システム７００は、典型的に、数個の入力／出力インターフェースを含むことになる。本実施形態では、コントローラ７０４は、放射線遮蔽物体の位置をコンピューティング機器に送信するためにインターフェース７４８を介してコンピューティング機器に連結される。たとえば、インターフェース７４８は、ＵＳＢインターフェースのようなシリアルインターフェースでもよく、または、パラレルインターフェースでもよい。ＬＣＤディスプレイは、ビデオ信号インターフェース（図示せず）を介して、ディスプレイ７２８に表示されるビデオ信号を受信するためにコンピューティング機器に連結される。
【００８２】
次に、放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂの位置を識別または推定する方法８００を示す図８を参照する。本実施形態では、方法８００は、コントローラ７０４によって実行される。方法８００の開始前に、放射線遮蔽物体は、ディスプレイ表面７２８に位置決めされない。
【００８３】
方法８００は、第１の放射線遮蔽物体７２４ａがディスプレイ表面７２８に最初に位置決めされるステップ８０２において始まる。方法８００を実行する命令は、メモリ７２１の中に記録される。コントローラ７２０は、記憶された命令にアクセスし、この方法を実行するために命令を実行する。
【００８４】
方法８００は、一例として説明されることになる。一例の目的のため、第１の放射線遮蔽物体は、図７に示された位置においてディスプレイ表面に最初に置かれる。このステップでは、放射線遮蔽物体７２４ｂは、ディスプレイ表面７２８に置かれない。
【００８５】
放射線遮蔽物体７２４ａがディスプレイ表面７２８に置かれた後の放射線強度信号７２２ａおよび７２２ｂを示す図９ａおよび９ｂを参照する。
【００８６】
放射線強度信号７２２ａは、放射線源７０６ｉ〜７０６ｋからの放射線強度レベルが放射線センサ７０２ａで減衰させられることを示す。放射線強度信号７２２ｂは、放射線源７０６ａ〜４０６ｃからの放射線強度レベルが放射線センサ７０２ｂで減衰させられることを示す。
【００８７】
コントローラ７０４は、放射線遮蔽物体７２４ａの物理的位置Ｐ７２４ａ（ｘａａ，ｙａａ）を推定するためにシステム１００に関連して前述されたように放射線強度信号７２２ａおよび７２２ｂを使用する。位置Ｐ７２４ａ（ｘａａ，ｙａａ）は、センサ７０２の位置と相対的に、角度（θａ，φａ）に基づいて計算された物理的（またはアナログ）位置である。
【００８８】
コントローラ７０４は、表面７２８上で検出された個々の放射線遮蔽物体の最後の既知位置が記録されるタッチテーブルを保持する。典型的に、タッチテーブルは、変数の組、または、メモリ７２１の中に記憶されたデータベースの一部でもよい。本実施形態では、タッチテーブルは、最大で２個の放射施遮蔽物体の最後の既知位置を記録する２つのスロットＡおよびＢを含む。他の実施形態では、タッチテーブルは、３つ以上のスロットを含むことがあり、または、可変数のスロットを含むことがある。
【００８９】
コントローラ７０４は、第１の放射線遮蔽物体７２４ａの物理的位置Ｐ７２４ａをタッチテーブルの中のスロットＡに記録する。
【表２】
0005934216.tif 000003
【００９０】
物理的位置Ｐ７２４ａ（ｘａａ，ｙａａ）は、ＬＣＤディスプレイ７２８上の画素（またはデジタル）位置Ｐ７２４ｄ（ｘａｄ，ｙａｄ）に対応する。コントローラ７０４は、物理的位置Ｐ７２４ａを対応する画素位置Ｐ７２４ｄに変換し、インターフェース７４８で画素位置Ｐ７２４ｄを提供する。
【００９１】
方法８００は、その後、ステップ８０４に進む。ステップ８０４において、コントローラ７０４は、個々の放射線センサ７０２から放射線源７０６と関連付けられた放射線強度レベルを順次に取得するために放射線源７０６および放射線センサ７０２を動作させる。個々の放射線センサからの放射線強度レベルは、放射線強度信号７２２に合成される。コントローラ７０４は、個々の放射線強度信号の中に表現される放射線遮蔽物体の個数を決定するために個々の放射線強度信号７２２を解析する。
【００９２】
本実施形態では、最大で２個の放射線遮蔽物体が表面７２８上に置かれることがある。
【００９３】
２個の放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂが表面７２８上に置かれた例示的放射線強度信号７２２ａおよび７２２ｂを示す図１０ａおよび１０ｂを参照する。放射線強度信号７２２ａおよび７２２ｂ各々は、個々の放射線センサ７０２で減衰した２つの区別可能な放射線強度レベルの範囲を有する。（放射線強度レベルが減衰した放射線源は、減衰した放射線源と呼ばれることがある。）減衰した放射線強度レベルの個々の範囲は、別個の放射線遮蔽物体７２４に対応する。減衰した放射線強度レベルの範囲は、減衰させられていない少なくとも１つの放射線源によって分離される。たとえば、図７も参照すると、放射線強度信号７２２ａにおいて、放射線源７０６ｉ〜７０６ｋおよび７０６ｐから７０６ｒに対する放射線強度レベルは、放射線センサ７０２ａで減衰させられる。放射線源７０６ｉ〜７０６ｋの減衰は、放射線遮蔽物体７２４ａに対応する。放射線源７０６ｐ〜７０６ｒの減衰は、放射線遮蔽物体７２４ｂに対応する。コントローラ７０４は、減衰させられていない範囲の間で少なくとも１つの放射線源を識別することにより、減衰した放射線源の２つの区別可能な範囲を識別するために構成される。一部の状況では、減衰した放射線源の範囲は、単独の減衰した放射線源で構成されることがある。
【００９４】
２個の放射線遮蔽物体が表面７２８に置かれている別の条件を示す図１１、１２ａおよび１２ｂを参照する。図１１において、放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂは、角度θａおよびθｂが比較的小さい角度によって分離されるように位置決めされる。
【００９５】
図１２ａは、放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂが１台以上の放射線源からの放射線強度レベルの減衰に重複する影響を有することを示す放射線強度信号７２２ａである。放射線遮蔽物体７２４ａは、放射線源７０６ｉ〜７０６ｌからの放射線を減衰させるように見える。放射線遮蔽物体７２４ｂは、放射線源７０６ｌ〜７０６ｏからの放射線を減衰させるように見える。コントローラ７０４は、どちらか一方の最小より高い少なくとも１つの放射線強度値によって分離された放射線強度信号の中の２つの区別可能な最小を識別することにより、減衰した放射線信号の２つの範囲を区別するために構成される。たとえば、図１２ａでは、放射線源７０６ｊおよび７０６ｎに対する放射線強度レベルは、局所的最小である。これらの局所的最小は、いずれかの最小より高い数個の放射線強度レベルによって分離される。種々の実施形態では、コントローラ７０４は、種々の方法で２つの区別可能な範囲を識別するために構成されることがある。一部の場合、減衰放射線強度レベルの範囲は、単独の減衰した放射線源だけを有することがある。たとえば、一部の実施形態では、コントローラ１０４は、いくらかの所定のアバウトまたは比率でこの最小を越える局所的最小放射線強度レベルの間で少なくとも１つの放射線強度レベルを識別するために構成されることがある。一部の実施形態では、コントローラは、局所的最小の間に少なくとも２つ（または、より多くの個数）の放射線強度値を要求するために構成されることがある。
【００９６】
図１２ｂは、図１１における放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂの位置に対応する放射線強度信号７２２ｂを示す。放射線強度信号７２２ｂは、放射線源７０６ａ〜７０６ｃおよび７０６ｇから７０６ｉで減衰した放射線強度レベルの２つの区別可能な領域を含む。これらの２つの範囲は、減衰していない１つ以上の放射線強度レベルによって分離される。コントローラ７０４は、図１０ａおよび１０ｂに関連して前述されたように、減衰した放射線強度レベルの２つの範囲を区別するために構成されている。
【００９７】
コントローラ７０４は、このようにして、図１０ａ、１０ｂ、１２ａおよび１２ｂに示された個々の放射線強度信号の中で減衰した放射線源の範囲を識別するために構成されている。
【００９８】
２個の放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂが表面７２８上に置かれている別の条件を示す図１３、１４ａおよび１４ｂを次に参照する。
【００９９】
図１３では、２個の放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂは、放射線センサ７０２ａとほぼ同一線上にある。同様に放射線遮蔽物体とほぼ同一線上にある放射線源７０６ｊによって放射された放射線は、放射線センサ７０２ａに到達することが放射線遮蔽物体７２４ｂによって少なくとも部分的に妨害される。放射線遮蔽物体７２４ａは、放射線源７０６ｊからの付加的な放射線が放射線センサ７０２ａに到達することを妨害するが、放射線遮蔽物体７２４ａは、少なくとも部分的に放射線遮蔽物体７２４ｂの影に隠れている。
【０１００】
図１４ａは、図１３における放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂの位置に対応する放射線強度信号７２２ａを示す。放射線源７０６ｉ〜７０６ｋに対する放射線強度レベルは、放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂによって減衰させられる。放射線強度信号７２２ａは、表面７２８上の単独の放射線遮蔽物体から得られる放射線強度信号に類似する。コントローラ７０４は、放射線強度信号７２２ａを解析し、１つの見かけ上の放射線遮蔽物体だけを識別する能力がある。
【０１０１】
図１４ｂは、図１３における放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂの位置に対応する放射線強度信号７２２ｂを示す。放射線強度信号７２２ｂは、放射線源７０６ａ〜７０６ｃおよび７０６ｄから７０６ｆで減衰した放射線強度レベルの２つの区別可能な領域を含む。２つの範囲は、減衰させられていない１つ以上の放射線強度レベルによって分離される。コントローラ７０４は、前述のとおり、減衰した放射線強度レベルの２つの範囲を区別するために構成される。
【０１０２】
コントローラ７０４は、このようにして、このステップ８０４において取得された放射線強度信号７２２ａおよび７２２ｂの各々が零個、１つ、または、２つの減衰した放射線源の範囲を格納するように見えるかどうかを決定する。
【０１０３】
方法８００は、以下のとおり放射線強度信号の中で識別された放射線遮蔽物体の個数に依存してステップ８０４から続く。
・（図９ａおよび９ｂに示されるように）個々の放射線強度信号７２２が減衰した放射線源の１つの範囲を格納する場合、方法８００は、ステップ８０６へ進む。
・（図１０ａおよび１０ｂと図１２ａおよび１２ｂに示されるように）放射線強度信号７２２の両方が減衰した放射線源の２つの範囲を格納する場合、方法８００は、ステップ８０８へ進む。
・（図１４ａおよび１４ｂに示されるように）放射線強度信号７２２のいずれか一方が減衰した放射線源の２つの範囲を格納し、もう一方の放射線強度信号が減衰した放射線源の１つの範囲を格納する場合、方法８００は、ステップ８１０へ進む。
・放射線強度信号７２２の両方が減衰した放射線源の範囲を格納しない場合、方法８００は、ステップ８２０へ進む。
・そうでなければ、方法８００は、ステップ８０４へ戻る。
【０１０４】
ステップ８０６では、コントローラ７０４は、ディスプレイ表面７２８上で放射線遮蔽物体７２４の位置を決定する。コントローラ７０４は、個々の放射線強度信号７２２ａおよび７２２ｂにおいて減衰した強度レベルのそれぞれの範囲の中の加重平均減衰に対応する角度θおよび角度φを計算する。放射線遮蔽物体７２４は、前述のとおり、角度θおよびφと放射線センサ７０２ａおよび７０２ｂの位置とに対応する１対の線７４６および７３２の交点に位置していると考えられる。
【０１０５】
１個の放射線遮蔽物体に対応する１つの位置だけがタッチテーブルの中に記録され、交点は、放射線遮蔽物体の新しい物理的位置であると考えられる。新しい位置は、前に記録された位置の代わりにタッチテーブルの中に記録される。コントローラは、放射線遮蔽物体の物理的位置を対応する画素位置に変換し、この画素位置は、その後、インターフェース７４８で提供される。
【０１０６】
２個の放射線遮蔽物体に対応する２つの位置がタッチテーブルの中に記録される場合、コントローラは、前に記録された位置の中で交点に最も接近しているものを決定する。交点は、前に記録された最も接近した位置に対応する放射線遮蔽物体の新しい位置であると考えられ、この最も接近した位置は、タッチテーブルの中で交点の位置と置き換えられる。コントローラは、放射線遮蔽物体の物理的位置を対応する画素位置に変換し、この画素位置は、その後、インターフェース７４８で提供される。
【０１０７】
さらに前に記録された位置は、タッチテーブルから削除される。
【０１０８】
方法８００は、その後、ステップ８０４へ戻る。
【０１０９】
図７、１０ａおよび１０ｂをさらに参照する。
【０１１０】
ステップ８０８では、コントローラ７０４は、放射線遮蔽物体７２４がステップ８０４において放射線強度信号７２２ａおよび７２２ｂの１つずつの中で識別された減衰した放射線源の２つの範囲に基づいて位置決めされることがある種々の点を決定する。
【０１１１】
たとえば、放射線強度信号７２２ａにおいて、放射線源７０６ｉ〜４０６ｋおよび７０６ｐ〜４０６ｒが放射線センサ７０２ａで減衰させられる。減衰した放射線源の２つの範囲は、減衰していない少なくとも１つの放射線源によって分離される。
【０１１２】
コントローラ７０４は、減衰したセンサの各群を独立に解析し、角度θ１２４に関連して前述のとおり、放射線源７０６ｉ−７０６ｋの減衰の加重平均に基づいて角度θａを計算する。角度θａは、放射線センサ７０２ａの位置まで延在する線７４６ａを画定する。
【０１１３】
コントローラ７０４は、放射線源７０６ｐ〜７０６ｒの減衰に基づいて角度θｂをさらに計算する。角度θｂは、センサ７０２ａの位置まで延在する線７４６ｂを画定する。
【０１１４】
放射線強度信号７２２ｂにおいて、放射線源７０６ａ〜７０６ｃおよび７０６ｇ〜７０６ｉは、放射線センサ７０２ｂで減衰させられる。コントローラ７０４は、放射線源７０６ａ〜７０６ｃの減衰に基づいて角度φａを計算し、放射線源７０６ｇ〜７０６ｉの減衰に基づいて角度φｂを計算する。角度φａは、放射線センサ７０２ｂの位置を通る線７３２ａを画定する。角度φｂは、放射線センサ７０２ｂの位置を通る線７３２ｂを画定する。
【０１１５】
線７４６ａは、点７３４および７３６で線７３２ａおよび７３２ｂと交差する。線７４６ｂは、線７３２ａおよび７３２ｂと点７３８および７４０と交差する。４個の交点は、以下の表に示される。
【表３】
0005934216.tif 000004
４点７３４〜７４０は、２組の対で考慮されることがある。放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂは、点７３４および７４０、または、点７３６および７３８のいずれにあってもよい。
【０１１６】
方法８００は、その後、決定ステップ８１２へ進む。
【０１１７】
ステップ８１０において、コントローラ７０４は、放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂが放射線強度信号７２２の一方の中で減衰した放射線源の２つの範囲と、もう一方の放射線強度信号の中で減衰した放射線源の単独の範囲とに基づいて位置決めされることがある種々の点を識別する。
【０１１８】
図１３、１４ａおよび１４ｂをさらに参照する。
【０１１９】
２つの減衰した放射線源の範囲を有する放射線強度信号７２２に対し、ステップ８０８に関連して記載されたとおり、個々の範囲は、２つの角度θａおよびθｂまたはφａおよびφｂを決定するために別個に解析される。たとえば、図１４ｂにおける放射線強度信号７２２ｂは、減衰した放射線源の２つの区別可能な範囲を有し、図１３に示された２つの角度φａおよびφｂは、前述のとおり計算される。対応する放射線センサ７０２から延びる２つの対応する線がさらに計算される。本実施例では、線７３２ａおよび７３２ｂが計算される。
【０１２０】
減衰した放射線源７０６の唯一の範囲を有する放射線強度信号に対し、唯一の対応する角度θまたはφは、計算することが可能である。本実施例では、放射線強度信号７２２ａ（図１４ａ）は、減衰した放射線源７０６ｉ〜７０６ｋの唯一の範囲を有している。対応する角度θａおよび線７４６ａが計算される。
【０１２１】
角度θａは、角度θｂとして複製され、線７４６ａは、線７４６ｂとして複製される。
【０１２２】
コントローラ７０４は、その後、ステップ８０８に記載されるとおり、線７４６ａおよび７４６ｂと線７３２ａおよび７３２ｂとの交点に基づいて点７３４〜７４０を計算する。
【０１２３】
方法８００は、その後、ステップ８１２へ進む。
【０１２４】
ステップ８１２において、コントローラ７０４は、タッチテーブルの中に記録された位置の個数を決定する。１つの位置だけがタッチテーブルの中に記録される場合、方法８００は、ステップ８１２へ進む。２つの位置がタッチテーブルの中に記録される場合、方法８００は、ステップ８１４へ進む。
【０１２５】
ステップ８１４は、１個の放射線遮蔽物体の位置がタッチテーブルの中に記録されている場合に実行され、１個の付加的な放射線遮蔽物体は放射線強度信号７２２ａもしくは７２２ｂの少なくとも１つ、または、減衰した放射線源の２つの範囲を有する両方に基づいて新たに識別される。
【０１２６】
コントローラ７０４は、どの点７３４および７４０、または、７３６および７３８が２個の放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂに対応するかを決定する。
【０１２７】
コントローラ７０４は、どの点７３４〜４４０がタッチテーブルの中に記録された位置に最も接近しているかを決定する。本実施例では、放射線遮蔽物体７２４ａの物理的位置Ｐ１ａは、ステップ８０６においてタッチテーブルの中のスロットＡに記録された。既知の位置Ｐ１に（点７３４〜７４０の中で）最も接近した点は、第１の放射線遮蔽物体７２４ａの現在位置Ｐ１ａであると考えられる。位置Ｐ１ａは、点の対（７３４および７４０、または、７３６および７３８）のうちの一方の１つの点に対応することになる。同じ対の中のもう一方の点は、第２の放射線遮蔽物体７２４ｂの位置Ｐ２ａ（ｘｂａ，ｙｂａ）であると考えられる。たとえば、図７に示された実施例では、放射線遮蔽物体７２４ａに対する最後にわかった位置Ｐ１ａは、位置７３４に最も接近している。放射線遮蔽物体７２４ａは、点７３４に位置決めされていると考えられ、第２の放射線遮蔽物体７２４ｂの位置Ｐ２ａは、点７４０であると考えられる。
【０１２８】
コントローラ７０４は、タッチテーブルのスロットＡにおいて第１の放射線遮蔽物体７２４ａの位置Ｐ１ａを用いてタッチテーブルを更新し、タッチテーブルのスロットＢの中に第２の放射線遮蔽物体７２４ｂの位置Ｐ２ａを記録する。
【表４】
0005934216.tif 000005
【０１２９】
コントローラ７０４は、放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂの物理的位置Ｐ１ａおよびＰ１ａを対応する画素位置Ｐ１ｄおよびＰ２ｄに変換し、インターフェース７４８でこれらの画素位置を連結されたコンピューティング機器に提供する。
【０１３０】
方法８００は、その後、ステップ８０４へ戻る。
【０１３１】
ステップ８１６では、第１および第２の放射線遮蔽物体７２４の位置は、これらの放射線遮蔽物体がディスプレイ表面７２８上を動かされる間に追跡される。
【０１３２】
方法８００は、タッチテーブルが（ステップ８１４または８１６のいずれかにおいて）２個の放射線遮蔽物体７２４の位置を用いて既に更新されているとき、ステップ８１６に達する。２つの放射線遮蔽物体の位置がタッチテーブルの中で更新され、これらの放射線遮蔽物体のそれぞれの位置は、インターフェース７４８で報告される。
【０１３３】
コントローラ７０４は、タッチテーブルの中に最後に記録された位置Ｐ１ａおよびＰ２ａからの移動の個々の可能な組み合わせを解析する。本実施形態では、４つの可能な組み合わせは、以下のとおりである。
組み合わせ１：位置７３４へ動かされる放射線遮蔽物体７２４ａ、および、位置７４０へ動かされる放射線遮蔽物体７２４ｂ。
組み合わせ２：位置７４０へ動かされる放射線遮蔽物体７２４ａ、および、位置７３４へ動かされる放射線遮蔽物体７２４ｂ。
組み合わせ３：位置７３６へ動かされる放射線遮蔽物体７２４ａ、および、位置７３８へ動かされる放射線遮蔽物体７２４ｂ。
組み合わせ４：位置７３８へ動かされる放射線遮蔽物体７２４ａ、および、位置７３６へ動かされる放射線遮蔽物体７２４ｂ。
組み合わせごとに、コントローラ７０４は、２個の放射線遮蔽物体７２４が移動することになる総距離を計算するために構成される。たとえば、組み合わせ３に対し、第１の放射線遮蔽物体７２４ａは、位置Ｐ１ａから位置７３６へ動くことになり、第２の放射線遮蔽物体７２４ｂは、位置Ｐ２ａから位置７３８へ動くことになる。個々の放射線遮蔽物体が、距離は、標準的な幾何学的手法を使用して計算されることがある。
【０１３４】
組み合わせごとに、個々の放射線遮蔽物体が動くことになる距離は、合計される。本実施例では、個々の組み合わせは、以下の総距離をもたらす結果となる。
組み合わせ１：  ０．２ｍｍ
組み合わせ２：  ８２．４ｍｍ
組み合わせ３：  ４６．５ｍｍ
組み合わせ４：  ８５．３ｍｍ
【０１３５】
コントローラ７０４は、放射線遮蔽物体が２個の放射線遮蔽物体の最短総移動量を要求する組み合わせに応じて移動したと判断するために構成される。本実施例では、これは、組み合わせ１である。放射線遮蔽物体７２４ａは、点７３４へ移動したと考えられる。放射線遮蔽物体７２４ｂは、点７４０へ移動したと考えられる。コントローラ７０４は、個々の放射線遮蔽物体の新しい位置を用いてタッチテーブルを更新する。コントローラ７０４は、放射線遮蔽物体７２４ａおよび７２４ｂの新しい物理的位置Ｐ１ａおよびＰ２ａを対応する画素位置Ｐ１ｄおよびＰ２ｄに変換し、インターフェース７４８でこれらの画素位置を連結されたコンピューティング機器に提供する。
【０１３６】
方法８００は、その後、ステップ８０４へ戻る。
【０１３７】
方法８００は、両方の放射線遮蔽物体がディスプレイ表面７２８から除去された場合、ステップ８２０に達する。コントローラは、タッチテーブルの中のすべての記録された位置を削除し、場合によっては、放射線遮蔽物体がディスプレイ表面７２８上で検出されなかったという指示をインターフェース７４８で提供することがある。
【０１３８】
方法８００を使用して、コントローラ７０４は、１個または２個の放射線遮蔽物体がディスプレイ表面７２８に位置決めされ、ディスプレイ表面７２８を動き回されている間に、これらの放射線遮蔽物体の連続的な位置を提供する。この方法は、放射線遮蔽物体がディスプレイ表面上で識別されないときに終了する。
【０１３９】
システム７００および方法８００では、放射線遮蔽物体の位置は、物理的位置および種々の点の間の距離が物理的寸法で計算される間に、タッチテーブルの中に記録される。他の実施形態では、位置が記録されることがあり、距離は、画素寸法で計算されることがある。
【０１４０】
複数の放射線遮蔽物体の位置を同時に追跡する別のシステム１５００を示す図１５ａおよび１５ｂを次に参照する。システム１５００は、システム１００、５００および７００と構造が類似し、対応するコンポーネントは、類似した符号によって識別される。前述のシステムのように、システム１５００は、電子ホワイトボードシステムまたはタッチスクリーンシステムとして使用されることがある。
【０１４１】
システム１５００は、３台の放射線センサ１５０２ａ、１５０２ｂおよび１５０２ｃと、コントローラ１５０４と、フレーム１５０８に搭載された複数の放射線源１５０６と、ＬＣＤディスプレイスクリーンとを含む。放射線源１５０６は、フレーム１５０８の左側部１５１４と裏側部１５１２と右側部１５１６とに搭載される。フレーム１５０８は、上側部１５１０をさらに有する。放射線センサ１５０２ａは、フレーム１５０８の左上コーナー部に搭載される。放射線センサ１５０２ｂは、フレーム１５０８の右上コーナー部に搭載される。放射線センサ１５０２ｃは、フレームの上側部１５２０上で放射線センサ１５０２ａと１５０２ｂとの間に搭載される。放射線センサ１５０２ａおよび１５０２ｂは、距離ｄ１によって分離される。放射線センサ１５０２ａおよび１５０２ｃは、距離ｄ２によって分離される。コントローラ１５０４は、放射線センサ１５０２および放射線源１５０６に連結される。コントローラ１５０４は、システム１００に関連して前述されたように、放射線源を制御し、放射線センサから放射線強度レベルを受信する。
【０１４２】
フレーム１５０８の側部は、ｘ−ｙ平面の軸と平行である。図１５ａでは、放射線遮蔽物体１５２４ａは、放射線遮蔽物体１５２４が少なくとも１台の放射線源１５０６と放射線センサ１５０２との間の直線経路を妨害するように、位置決めされる。図１５ｂは、少なくとも１台の放射線源１５０６と個々の放射線センサ１５０２との間の直線経路を遮るために同様に位置決めされた断面放射線遮蔽物体１５２４ｂをさらに示す。
【０１４３】
ＬＣＤディスプレイスクリーンは、フレーム１５０８の内部に搭載され、ディスプレイ表面１５２８を有している。放射線源１５０６から放射線センサ１５０２まで放射線が伝わる視線経路の線は、ディスプレイ表面より上を通過し、ディスプレイ表面とほぼ平行である。システム７００（図７）のＬＣＤディスプレイスクリーンと同様に、システム１５００のＬＣＤディスプレイスクリーンは、Ｘ水平画素×Ｙ垂直画素という分解能を有する。典型的に、フレーム１５０８は、ディスプレイスクリーンに搭載されることがあり、または、ディスプレイスクリーンのハウジングの一部分もまた形成することになる。
【０１４４】
システム１５００は、場合によっては、図５および６に示されたディフューザ５３０および６３０のようなディフューザを含むことがある。
【０１４５】
システム１５００は、典型的に、システム７００（図７）と同様に、数台の入力／出力インターフェースを含むことになる。
【０１４６】
放射線遮蔽物体１５２４が表面１５２８を動き回されている間に、放射線遮蔽物体は、１台以上の放射線源１５０６と個々の放射線センサ１５０２との間の経路を遮蔽することになる。
【０１４７】
図１７ａ、１７ｂおよび１７ｃも参照すると、個々の放射線センサ１５０２ａ、１５０２ｂおよび１５０２ｃに対応する放射線強度信号１５２２ａ、１５２２ｂおよび１５２２ｃはそれぞれ、放射線遮蔽物体１５２４ａおよび１５２４ｂが図１５ｂに示された位置にあるときに示される。
【０１４８】
放射線強度信号１５２２ａは、放射線強度レベルが減衰した放射線源の２つの範囲を有する。減衰した放射線源１５０６ｊ〜１５０６ｌは、放射線遮物体１５２４ａに対応する。減衰した放射線源１５０６ｑ〜１５０６ｓは、放射線遮蔽物体１５２４ｂに対応する。
【０１４９】
放射線強度信号１５２２ｂは、また、放射線強度レベルが減衰した放射線源の２つの範囲を有する。減衰した放射線源１５０６ａ〜１５０６ｃは、放射線遮物体１５２４ａに対応する。減衰した放射線源１５０６ｈ〜１５０６ｊは、放射線遮蔽物体１５２４ｂに対応する。
【０１５０】
放射線強度信号１５２２ｃは、また、放射線強度レベルが減衰した放射線源の２つの範囲を有する。減衰した放射線源１５０６ａ〜１５０６ｃは、放射線遮物体１５２４ａに対応する。減衰した放射線源１５０６ｈ〜１５０６ｊは、放射線遮蔽物体１５２４ｂに対応する。
【０１５１】
コントローラ１５０４は、システム７００（図７〜１４）に関連して前述されたように、０台、１台またはこれ以上の減衰した放射線源の範囲を識別するために、放射線センサごとに放射線強度信号を解析するために構成される。コントローラ１５０４は、放射線強度信号１５２２の中で減衰した放射線源の個々の範囲に対応する角度を計算するためにさらに構成される。図１５ｂに示された実施例では、コントローラ１５０４は、個々の放射線強度信号１５２２ａ、１５２２ｂおよび１５２２ｃの１つずつにおけるそれぞれの範囲の中の加重平均減衰に対応する角度θａ、θｂ、φａ、φｂ、αａおよびαｂを計算する。６個の計算された角度は、線１５４６ａ、１５４６ｂ、１５３２ａ、１５３２ｂ、１５５０ａおよび１５５０ｂに対応する。
【０１５２】
放射線遮蔽物体１５２４ａおよび１５２４ｂの位置を推定または識別する方法１８００を示す図１８を次に参照する。方法１８００は、コントローラ１５０４の制御下で実行される。方法１８００を実行する命令は、メモリ１５２１の中に記録される。プロセッサ１５２０は、記憶された命令を取得するためにメモリ１５２１にアクセスし、この方法を実行するために命令を実行する。
【０１５３】
方法１８００は、一例として説明されることになる。方法１８００の開始前に、放射線遮蔽物体は、ディスプレイ表面１５２８上に位置決めされない。
【０１５４】
方法１８００は、図１５ａに示されるように、第１の放射線遮蔽物体１５２４ａがディスプレイ表面１５２８上に置かれるステップ１８０２で始まる。図１６ａ、１６ｂおよび１６ｃは、放射線遮蔽物体１５２４ａが図１５ａに示された位置にあるとき、放射線センサ１５０２ａ、１５０２ｂおよび１５０２ｃ個々にそれぞれ対応する放射線強度信号１５２２ａ、１５２２ｂおよび１５２２ｃを示す。
【０１５５】
プロセッサ１５０４は、放射線強度信号１５２２ａ、１５２２ｂおよび１５２２ｃの個々においてそれぞれの範囲の中で加重平均減衰に対応する角度θａ、φａおよびαａを計算する。計算された角度は、線１５４６ａ、１５３２ａ、１５３２ｂおよび１５５０ａに対応する。典型的に、線１５４６ａ、１５３２ａおよび１５５０ａは、交差しないことになる。３本の線が交差する場合、交点は、センサ１５０２の位置と角度（θａ，φａ，αａ）とに基づいて計算され、放射線遮蔽物体１５２４ａの物理的位置Ｐ１５２４ａａ（ｘａａ，ｙａａ）として取り扱われる。
【０１５６】
拡大図において放射線遮蔽物体１５２４ａ付近にある線１５４６ａ、１５３２ａおよび１５５０ａを示す図１５ｃを参照する。典型的に、線１５４６ａ、１５３２ａおよび１５５０ａは、図示されるように、交差しないことになる。本実施形態では、コントローラ１５０４は、線１５４６ａ、１５３２ａおよび１５５０ａによって形成された三角形１５５２に内接する円１５５４を計算するために構成される。この円の中心１５３４は、放射線遮断物体１５２４ａの物理的位置Ｐ１５２４ａａとして計算される。
【０１５７】
種々の実施形態では、放射線遮蔽物体１５２４ａの物理的位置Ｐ１５２４ａａは、種々の方法で推定されることがある。放射線遮蔽物体１５２４ａの物理的位置Ｐ１５２４ａａを推定する代替的な方法を示す図１５ｄを参照する。この方法では、点１５３４は、点と個々の線１５３２ａ、１５４６ａおよび１５５０ａの間にそれぞれ延在する線１５５４、１５５６および１５５８の長さの和が最小化される点として計算される。他の実施形態では、物理的位置Ｐ１５２４ａａは、線１５５４、１５５６および１５５８のそれぞれの長さの平方和が最小化される点として計算されることがある。他の実施形態では、物理的位置Ｐ１５２４ａａは、三角形１５５２に外接する円の中心として計算されることがある。種々の他の幾何学的アプローチが放射線遮蔽物体１５２４の物理的位置Ｐ１５２４ａａを決定するために使用されることがある。
【０１５８】
ステップ１８０２を完了するために、コントローラ１５０４は、メモリ１５２１に記録されたタッチテーブルの中のスロットに物理的位置Ｐ１５２４ａａを記録し、物理的位置をデジタル位置Ｐ１５２４ｄに変換し、インターフェース１５４８でデジタル位置を提供する。
【０１５９】
方法１８００は、その後、ある種の観点で方法８００のステップ８０４（図８）に類似したステップ１８０４へ進む。ステップ１８０４では、コントローラ１５０４は、個々のセンサ１５０２ａ、１５０２ｂおよび１５０２ｃから放射線強度信号１５２２ａ、１５２２ｂおよび１５２２ｃを順次に取得するためにシステム１５００を動作させる。コントローラ１５０４は、個々の放射線強度信号１５２２の中に表現された放射線遮蔽物体の個数を決定するために個々の放射線強度信号を解析する。図１５ａおよび１６ａ〜１６ｃに関連して前述されたように、１個の放射線遮蔽物体１５２４ａが典型的にスクリーン１５２８上に存在するとき、個々の放射線強度信号１５２２は、減衰した放射線源の１つの範囲を有することになる。図１５ｂおよび１７ａ−１７ｃは、２個の放射線遮蔽物体１５２４ａ、１５２４ｂがスクリーン１５２８上に存在するとき、個々の放射線強度信号は、減衰した放射線源の２つの範囲を有することがある。
【０１６０】
図１９と２０ａ、２０ｂおよび２０ｃを次に参照する。図１９は、２個の放射線遮蔽物体１５２４ａ、１５２４ｂが放射線センサ１５０２ｂと共線的である、または、ほぼ共線的であるという条件にあるシステム１５００を示す。図２０ａ〜２０ｃは、対応する放射線強度信号１５２２ａ〜１５２２ｃを示す。放射線強度信号１５２２ａおよび１５２２ｃは、それぞれが、図１７ａおよび１７ｃと同様に、減衰した放射線強度レベルの２つの範囲を有する。しかし、放射線強度信号１５２２ｂは、放射線源１５０６ａ、１５０６ｂおよび１５０６ｃに対応する減衰した放射線レベルの唯一の範囲を有する。両方の放射線遮蔽物体１５２４ａおよび１５２４ｂは、これらの３台の放射線源によって放射された放射線が放射線センサ１５０２ｂに到達することを妨害している。
【０１６１】
コントローラ１５０４は、ステップ１８０４において取得された個々の放射線強度信号１５２２が、方法８００のステップ８０４（図８）に関連して前述されたように、減衰した放射線強度信号の０、１つまたは２つの範囲を格納するように見えるかどうかを決定するために構成される。
【０１６２】
一般に、放射線遮断物体の個数は、いずれか１つの放射線強度信号１５２２の中で識別された減衰した放射線源の範囲の最大個数に対応することになる。
【０１６３】
方法１８００は、以下のとおり放射線強度信号の中で識別された放射線遮蔽物体の個数に依存してステップ１８０４から継続する。
【０１６４】
【表５】
0005934216.tif 000006
【０１６５】
方法１８００は、放射線遮蔽物体がスクリーン１５２８上に存在しないように見える場合、ステップ１８０６に達する。コントローラ１５０４は、タッチテーブルをクリアし、方法１８００は、終了する。
【０１６６】
ステップ１８０８において、コントローラ１５０４は、ステップ１８０２に関連して前述された方法で放射線遮蔽物体１５２４の物理的位置Ｐ１ａを決定する。
【０１６７】
方法１８００は、その後、ステップ１８１２へ進み、コントローラ１５０４は、方法８００のステップ８０６（図８）に関連して前述されたように、タッチテーブルを更新する。１個の放射線遮蔽物体に対応する唯一の物理的位置がタッチテーブルの中に記録される場合、新たに計算された物理的位置Ｐ１ａは、放射線遮蔽物体の物理的位置として記録される。
【０１６８】
２個の放射線遮蔽物体に対応する２つの位置がタッチテーブルの中に記録される場合、コントローラは、前に記録された位置の中で新たに計算された物理的位置Ｐ１ａに最も接近しているものを決定し、この最も接近しているものは、次に、新たに計算された物理的位置と置き換えられる。他の前に記録された位置は、タッチテーブルから削除される。
【０１６９】
コントローラ１５０４はまた、新たに計算された物理的位置Ｐ１ａを対応するデジタルまたは画素位置Ｐ１ｄに変換し、このデジタルまたは画素位置Ｐ１ｄは、次にインターフェース１５４８で提供される。
【０１７０】
方法１８００は、その後、ステップ１８０４へ戻る。
【０１７１】
ステップ１８１０では、３台の放射線センサ１５０２のうちの２台だけが減衰した放射線強度レベルの範囲を格納する放射線強度信号１５２２を有している。コントローラ１５０４は、方法８００のステップ８０６（図８）に関連して前述された方法で放射線遮蔽物体の物理的位置を推定する。コントローラ１５０４は、減衰した放射線源を有する２つの放射線強度信号に対応する（図１５ａに示された３つの角度θａ、φａおよびαａのうちの）２つの角度を計算する。コントローラは、その後、２つの計算された角度に対応する（３本の線１５４６ａ、１５３２ａおよび１５５０ａのうちの）２本の線の交点を計算する。この交点は、放射線遮蔽物体の物理的位置Ｐ１ａである。
【０１７２】
方法１８００は、その後、ステップ１８１２へ進む。
【０１７３】
図１５ｂ、１７ａ〜１７ｃおよび１８を参照する。ステップ１８１４において、個々３つの放射線強度信号１５２２ａ、１５２２ｂ、１５２２ｃは、減衰した放射線強度レベルの２つの範囲を格納する。前述のとおり、コントローラ１５０４は、角度θａ、θｂ、φａ、φｂ、αａおよびαｂと対応する線１５４６ａ、１５４６ｂ、１５３２ａ、１５３２ｂ、１５５０ａおよび１５５０ｂを計算するために構成される。
【０１７４】
コントローラ１５０４は、これらの６本の線を使用して２個の放射線遮蔽物体の見込み位置を決定する。個々の放射線センサ１５０２に対応する１本の線を選択することにより、以下の三角形が定義されることがある：
Ａ：線１５４６ａ、１５３２ａ、１５５０ａ
Ｂ：線１５４６ａ、１５３２ａ、１５５０ｂ
Ｃ：線１５４６ａ、１５３２ｂ、１５５０ａ
Ｄ：線１５４６ａ、１５３２ｂ、１５５０ｂ
Ｅ：線１５４６ｂ、１５３２ａ、１５５０ａ
Ｆ：線１５４６ｂ、１５３２ａ、１５５０ｂ
Ｇ：線１５４６ｂ、１５３２ｂ、１５５０ａ
Ｈ：線１５４６ｂ、１５３２ｂ、１５５０ｂ
【０１７５】
典型的に、個々の放射線遮蔽物体は、これらの三角形のうちの１つの内部に位置決めされることになる。コントローラ１５０４は、放射線遮蔽物体を格納する見込みが最も高い三角形を決定するために三角形を解析する。図１５ｅおよび１５ｆを参照すると、三角形ＡおよびＥは、互いに異なる縮尺で示される。三角形Ａは、図１５ｂと比較すると実質的に拡大して示される。
【０１７６】
本実施形態では、コントローラ１５０４は、個々の三角形Ａ〜Ｈの面積を決定するために構成される。最小面積をもつ三角形は、放射線遮蔽物体が位置付けられている三角形であると考えられる。本実施例では、三角形Ａおよび三角形Ｈは、最小面積を有している。コントローラ１５０４は、最小面積を有する三角形の内部の点を識別するために構成され、これは、ステップ１８０２に関連して前述された方法で行われることがある。図１５ｂでは、点１５３４は、三角形Ａに内接する円の中心として識別され、点１５４０は、三角形Ｈに内接する円の中心として識別される（拡大形式で示されない）。これらの点１５３４および１５４０は、放射線遮蔽物体の物理的位置Ｐ１ａおよびＰ２ａの推定値である。
【０１７７】
三角形Ａ〜Ｈは、放射線遮蔽物体の物理的位置を格納している見込みが最も高い三角形を選択するために様々な方法で比較されることがある。たとえば、一部の実施形態では、最小周囲をもつ三角形は、選択されることがある。他の実施形態では、他の幾何学的手法が、放射線遮蔽物体が中に位置決めされている見込みがある三角形を選択するために使用されることがある。たとえば、２つの三角形が残りの三角形より小型であるとして明確に区別できない状況では、一部の三角形がタッチテーブルの中に現在記録されている位置からのこれらの三角形の距離（または、三角形の内部の選択された点の距離）に基づいて選択されることがある。
【０１７８】
一部の実施形態では、個々の三角形のサイズ、周囲、または、何らかの他の特徴は、三角形を選択するためにタッチテーブルの中の１つ（またはこれ以上の）現在記録されている位置からの三角形の位置と組み合わされることがある。たとえば、一部の実施形態では、個々の三角形の周囲は、タッチテーブルの中の最も接近した現在記録されている位置からの三角形（または、三角形の内部の選択された点）の距離と合計されることがある。最低合計をもつ三角形が選択されることがある。
【０１７９】
他の実施形態では、各三角形の面積は、三角形（または、三角形の内部の選択された点）からタッチテーブルの中の最も接近した現在記録されている位置までの距離の平方と合計されることがある。最小合計を有する三角形が選択されることがある。
【０１８０】
線１５４６ａ、１５４６ｂ、１５３２ａ、１５３２ｂ、１５５０ａおよび１５５０ｂのうちの２本が平行である場合、平行線を含むいずれかの線の組み合わせは、三角形を形成しないことになり、この組み合わせは、無視される。
【０１８１】
１対の三角形が選択されたとき、方法１８００は、ステップ１８２２へ進む。
【０１８２】
ステップ１８１６では、放射線強度信号１５２２のうちの２個は、減衰した放射線強度レベルの１対の範囲を有し、一方、３番目は、減衰した放射線強度レベルの単独の範囲を有している。ステップ１８１６は、放射線強度信号から識別できる線の組み合わせだけが三角形を識別するために使用される点を除いて、ステップ１８１４に類似する。たとえば、図１９では、線１５３２ａだけが放射線強度信号１５２２ｂ（図２０ｂ）に基づいて識別されることがある。その結果として、ステップ１８１４において説明された三角形Ａ、Ｂ、ＥおよびＦだけが識別され、解析されることがある。
【０１８３】
コントローラ１５０４は、識別可能な三角形から２つの三角形を選択し、これらの三角形の内部の物理的位置Ｐ１ａおよびＰ２ａを識別する。
【０１８４】
代替的に、減衰した放射線レベルの唯一の範囲を有する放射線強度信号に対して計算された角度および線（図１９におけるφａおよび１５３２ａ）は、（本実施例においてφｂおよび１５３２ｂとして）複製され、三角形は、ステップ１８１４のように識別され、解析される。
【０１８５】
方法１８００は、その後、ステップ１８２２へ進む。
【０１８６】
ステップ１８１８では、放射線強度信号１５２２のうちの２個は、減衰した放射線強度レベルの１対の範囲を有し、一方、３個目は、減衰した放射線強度レベルの範囲を有していない。コントローラ１５０４は、減衰した放射線源の範囲をもたない放射線強度信号を無視し、方法８００のステップ８０８（図８）に関連して前述された方法で放射線遮蔽物体の物理的位置Ｐ１ａおよびＰ２ａを識別する。
【０１８７】
方法１８００は、その後、ステップ１８２２へ進む。
【０１８８】
ステップ１８２０では、放射線強度信号１５２２のうちの１個は、減衰した放射線強度レベルの１対の範囲を有し、他の放射線強度信号のうちの少なくとも１個は、減衰した放射線強度レベルの単独の範囲を有する。
【０１８９】
他の放射線強度信号のだけが減衰した放射線強度レベルの範囲を格納する場合、２つの放射線強度信号は、１つを有し、減衰した放射線強度レベルの２つの範囲は、方法８００のステップ８１０（図８）に関連して前述されるように、位置Ｐ１ａおよびＰ２ａを計算するために使用される。
【０１９０】
他の放射線強度信号の両方が減衰した放射線強度レベルの範囲を格納する場合、放射線強度信号のうちの１つが選択される。本実施形態では、放射線強度信号は、放射線センサ１５０２ａ、１５０２ｂに、それから、１５０２ｃに対応する放射線強度信号を選択する優先順序に基づいて選択される。この順序は、できることなら、放射線センサ１５０２ａおよび１５０２ｂに対する放射線強度信号が使用されることになることを確実にするために使用され、それによって、放射線遮蔽物体の位置を推定するために使用されるセンサの視点の間を最も大きく引き離す。減衰した放射線レベルの２つの範囲をもつ放射線強度信号と選択された放射線強度信号とは、方法８００のステップ８１０（図８）に関連して前述された方法で物理的位置Ｐ１ａおよびＰ２ａを計算するために使用される。
【０１９１】
他の実施形態では、他の手法が減衰した放射線強度レベルの単独の範囲を含む放射線強度信号の間で選択を行うために使用されることがある。たとえば、放射線強度信号のうちの１つは、ランダムまたは準ランダムに選択されることがある。放射線強度信号のうちの１つは、これが位置Ｐ１ａまたはＰ２ａの前の計算または最近の計算で使用された場合、選択されることがある。一部の実施形態では、放射線強度信号は、タッチテーブルにおいて１つまたは２つのスロットの中に現在記録されている位置に基づいて選択されることがある。たとえば、現在記録されている位置が上エッジ１５１０の近くで、かつ、放射線センサ１５０２ｂと１５０２ｃとの間にある場合、これらのセンサに対する放射線強度信号を使用して放射線遮蔽物体の位置を推定することが好ましいことがある。一部の実施形態では、放射線強度信号の異なる対が位置Ｐ１ａおよびＰ２ａを計算するために使用されることがある。
【０１９２】
方法１８００は、その後、ステップ１８２２へ進む。
【０１９３】
ステップ１８２２では、方法１８００は、２つの位置がタッチテーブルの中に現在記録されている場合、ステップ１８２４へ進み、１つの位置がタッチテーブルの中に記録されている場合、ステップ１８２６へ進む。
【０１９４】
ステップ１８２４では、コントローラ１５０４は、方法８００のステップ８１６（図８）に関連して前述された方法で、タッチテーブルを更新し、物理的位置を画素位置Ｐ１ｄおよびＰ２ｄに変換し、インターフェース１５４８で画素位置を報告する。
【０１９５】
ステップ１８２６では、コントローラ１５０４は、方法８００のステップ８１４（図８）に関連して前述された方法で、タッチテーブルを更新し、物理的位置を画素位置Ｐ１ｄおよびＰ２ｄに変換し、インターフェース１５４８で画素位置を報告する。
【０１９６】
方法１８００を使用して、システム１５００は、スクリーン１５２８上の１個または２個の放射線遮蔽物体の位置を順次に推定できる。
【０１９７】
発明の別の実施形態によるシステム２１００を示す図２１を次に参照する。システム１５００は、システム１００、５００、７００および１５００と構造が類似し、対応するコンポーネントは、類似した符号によって識別される。前述のシステムと同様に、システム２１００は、電子ホワイトボードシステムまたはタッチスクリーンシステムとして使用されることがある。
【０１９８】
システム２１００では、４台の放射線センサ２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃおよび２１０２ｄは、フロム２１０８の上エッジ２１１０に沿って設けられる。個々の放射線センサは、放射線強度信号を提供するためにシステム１５００に関連して説明されたとおり動作させられる。
【０１９９】
システム２１００は、スクリーン２１２８上の１個または２個の放射線遮蔽物体の位置を推定するために方法１８００に類似した方法で使用される。
【０２００】
スクリーン２１２８上に存在する放射線遮蔽物体の個数は、いずれか１つの放射線強度信号の中の減衰した放射線レベルの範囲の最大個数に同じと仮定される。
【０２０１】
唯一の放射線遮蔽物体が存在すると仮定される場合、減衰した放射線強度レベルの１つの範囲を有する２個または３個の放射線強度信号が選択される。放射線強度信号は、方法１８００のステップ１８２０（図１８）に関連して前述されたとおり、優先順序に基づいて、または、他の手法を使用して選択されることがある。本実施形態では、順序２１０２ａ、２１０２ｂ、２１０２ｃおよび２１０２ｄにある放射線センサの優先順序は、２個、３個の放射線強度信号を選択するために使用される。２個の信号が選択された場合、これらの信号は、方法１８００のステップ１８１０で説明されたように放射線遮蔽物体の位置を推定するために使用される。３個の放射線強度信号が選択された場合、これらの放射線強度信号は、方法１８００のステップ１８０８で説明されたように放射線遮蔽物体の位置を推定するために使用される。
【０２０２】
２個の放射線遮蔽物体が存在すると仮定される場合、放射線強度信号のうちの２個または３個が前述のとおり選択される。減衰した放射線強度レベルの２つの範囲を有する放射線強度信号は、１個または０個の減衰した放射線強度レベルを有する放射線強度信号より優先的に選択される。２個または３個の放射線強度信号の中の減衰した放射線強度レベルの個数に依存して、これら選択された放射線強度信号が放射線遮蔽物体の位置を推定するためにステップ１８１４、１８１６、１８１８または１８２０において前述されたとおり使用される。
【０２０３】
本発明は、ここでは単なる一例として記載されている。様々な変更および変形が発明の趣旨および範囲から逸脱することなく例示的な実施形態に対してなされることがある。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ−５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１５ｄ】
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【図１５ｅ】
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【図１５ｆ】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１７ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２０ｃ】
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【図２１】
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