(57)【要約】電子カメラ（１００）は、撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、電子イメージング・センサを用いて撮像野内の場面の画像を撮る第１のイメージング機能と、電子イメージング・センサを用いてユーザの手の活動に応答してデータを入力する第２のイメージング機能と、第１のイメージング機能と第２のイメージング機能とのうちの１つにおける動作をユーザが選択することを可能にする、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチ（１０４）とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、
前記撮像野内の場面の画像を撮るために前記電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、
ユーザの手の活動に応答してデータを入力するために前記電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能と、
ユーザが前記第１のイメージング機能および前記第２のイメージング機能のうちの１つにおける動作を選択することを可能にする働きをする、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチと
を備える電子カメラ。
【請求項２】
請求項１に記載の電子カメラであって、前記電子イメージング・センサはＣＭＯＳセンサを備える、電子カメラ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電子カメラであって、前記第１のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサの上流に第１のレンズ機構を組み込むものである、電子カメラ。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の電子カメラであって、前記第２のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサの上流に第２のレンズ機構を組み込むものである、電子カメラ。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載の電子カメラであって、前記第２のイメージング機能は、光ビームを定義する赤外線光発生器を組み込むものであり、前記ユーザの手の活動の結果として生じる前記光ビームの衝突は、前記データを表す光パターンを生成する、電子カメラ。
【請求項６】
請求項５に記載の電子カメラであって、前記第２のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサに関連する少なくとも１つの赤外線透過光フィルタも組み込むものである、電子カメラ。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れかに記載の電子カメラであって、前記第２のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサから出力を受け取り、データ入力の出力を提供するプロセッサを組み込むものである、電子カメラ。
【請求項８】
請求項７に記載の電子カメラであって、前記プロセッサは、単一チップに前記電子イメージング・センサとともに組み込まれる、電子カメラ。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れかに記載の電子カメラであって、前記第１の機能はカラー画像機能である、電子カメラ。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れかに記載の電子カメラであって、前記第２の機能は、赤外線ビーム衝突感知データ入力機能である、電子カメラ。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れかに記載の電子カメラであって、前記ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは、前記電子イメージング・センサの上流にある前記第１のレンズ機構と前記第２のレンズ機構とを選択的に機械的に関連付ける、機械的に応答するスイッチである、電子カメラ。
【請求項１２】
請求項１ないし１１の何れかに記載の電子カメラであって、前記ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは、選択されたフィルタを前記電子イメージング・センサと選択的に機械的に関連付ける、機械的に応答するスイッチである、電子カメラ。
【請求項１３】
請求項１ないし１２の何れかに記載の電子カメラであって、前記ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは、前記電子イメージング・センサの所定部分からの選択された出力に対する反応性を選択的に電子的に決定する、電子的に応答するスイッチである、電子カメラ。
【請求項１４】
請求項１ないし１３の何れかに記載の電子カメラであって、前記電子イメージング・センサの上に配置され、赤、緑、青、および赤外線を透過させる、ピクセルに対する素子のアレイを備える、電子カメラ。
【請求項１５】
請求項１ないし１４の何れかに記載の電子カメラであって、前記第２のイメージング機能で用いられるデータ入力テンプレート投光器も備える、電子カメラ。
【請求項１６】
請求項１ないし１５の何れかに記載の電子カメラであって、前記第２のイメージング機能で用いられる照明器も備える、電子カメラ。
【請求項１７】
請求項１ないし１６の何れかに記載の電子カメラであって、同期された照明力変動機能も備える、電子カメラ。
【請求項１８】
撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、
前記電子イメージング・センサの上に配置され、赤、緑、青、および赤外線を透過させる、ピクセルに対する素子のアレイと
を備える電子カメラ。
【請求項１９】
撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、
前記撮像野内の場面の画像を撮るために可視放射イメージング・モードで前記電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、
ユーザの手の活動に応答したデータ入力のために赤外線放射感知モードで前記電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能と
を備える電子カメラ。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電子カメラであって、前記電子イメージング・センサの上に配置され、赤、緑、青、および赤外線を透過させる、ピクセルに対する素子のアレイを備える、電子カメラ。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電子カメラであって、前記第１のイメージング機能では、前記赤、緑、および青を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられる、電子カメラ。
【請求項２２】
請求項２１に記載の電子カメラであって、前記赤外線を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられて、前記イメージング・センサの色に対する反応の歪みを防止する、電子カメラ。
【請求項２３】
請求項２０に記載の電子カメラであって、前記第２のイメージング機能では、前記赤外線を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられる、電子カメラ。
【請求項２４】
請求項１８ないし２３の何れかに記載の電子カメラであって、プロセッサも備える、電子カメラ。
【請求項２５】
請求項１ないし２４の何れかに記載の電子カメラであって、前記電子カメラは電話機の一部を形成する、電子カメラ。
【請求項２６】
請求項１ないし２５の何れかに記載の電子カメラであって、前記電子カメラはＰＤＡの一部を形成する、電子カメラ。
【請求項２７】
請求項１ないし２６の何れかに記載の電子カメラであって、前記電子カメラは腕時計の一部を形成する、電子カメラ。
【請求項２８】
請求項７ないし１７および２４の何れかに記載の電子カメラであって、前記プロセッサは、
各ピクセル値が取得されると、ピクセル座標を使用して、そのピクセルが所定のキーストローク領域内にあるか否かを判定し、
前記所定のキーストローク領域内にある前記ピクセル座標のピクセル値を取得し、
各ピクセルのピクセル関数の判定に基づいて、キーストローク領域ごとに維持されるピクセル合計にそれぞれの前記ピクセル値を加算するか、又は前記ピクセル合計からそれぞれの前記ピクセル値を減算し、
それぞれの前記キーストローク領域についての前記ピクセル合計と、現在のキー作動閾値とを比較し、
前記ピクセル合計が、所与のフレームの所与のキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超え、前のフレームで、前記ピクセル合計が、そのキーストローク領域の前記キー作動閾値を超えなかった場合は、キー作動の出力を提供し、
前記ピクセル合計が、所与のフレームの所与のキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超えず、前のフレームで、前記ピクセル合計がそのキーストローク領域の前記キー作動閾値を超えた場合は、キー非作動出力を提供する
機能を備える、
電子カメラ。
【請求項２９】
請求項２８に記載の電子カメラであって、ピクセルが所定のキーストローク領域内にあるか否かの前記判定は、ピクセル索引テーブルを用いることによって行われ、該ピクセル索引テーブルは、ピクセルごとに、そのピクセルが所定のキーストローク領域内にあるか否かを示し、ある場合は、そのピクセルが何れのキーストローク領域内にあるかを示す、
電子カメラ。
【請求項３０】
請求項２８または２９に記載の電子カメラであって、前記の判定をおこなう工程は両方とも前記ピクセル索引テーブルを用いる、電子カメラ。
【請求項３１】
請求項２８ないし３０の何れかに記載の電子カメラであって、前記ピクセル合計は、キーストローク領域ごとにキーストローク領域累算テーブルに維持される、電子カメラ。
【請求項３２】
請求項２８ないし３１の何れかに記載の電子カメラであって、前記比較の工程では、キーストローク領域閾値テーブルを用いる、電子カメラ。
【請求項３３】
請求項３２に記載の電子カメラであって、
フレーム中のすべてのピクセルが処理されると、フレームの更新された背景レベルを決定し、
各キーストローク領域について設定された所定の閾値レベルから、前記更新された背景レベルを減算することにより、前記キーストローク領域閾値テーブルのキー作動閾値を決定する
機能も備える電子カメラ。
【請求項３４】
請求項２８ないし３３の何れかに記載の電子カメラであって、前記ピクセル関数は、前記キーストローク領域の複数のピクセルのピクセル値を加算することを含む、電子カメラ。
【請求項３５】
請求項２８ないし３４の何れかに記載の電子カメラであって、前記プロセッサは、前記２次元イメージセンサのピクセルのピクセル値の「重心」を求める動作を行う、電子カメラ。
【請求項３６】
請求項２８ないし３５の何れかに記載の電子カメラであって、前記プロセッサは、
各ピクセル値が取得されると、前記ピクセル座標を使用して、そのピクセルが所定のアクティブ領域内にあるか否かを判定し、
種々のピクセル座標についてのピクセル値を取得し、
前記ピクセル値の「重心」を求める
機能を備える、
電子カメラ。
【請求項３７】
請求項３６に記載の電子カメラであって、前記「重心」を求めることは、
前記ピクセル値に、各ピクセルの幾何学的位置を表すＸ値およびＹ値を乗算し、
相互に直角な軸Ｘおよび軸Ｙに沿ってその結果を加算し、
前記アクティブ領域に関連するすべてのピクセルのピクセル値の合計を加算し、
前記の加算の結果を前記ピクセル値の合計で除算して、求めようとする係合位置を表す「重心」のＸ座標およびＹ座標を求める
ことによってなされる、
電子カメラ。
【請求項３８】
請求項３６または３７の何れかに記載の電子カメラであって、前記ピクセル値は、それらが加算される前に閾値で選別される、電子カメラ。
【請求項３９】
電話機能と、
撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、
前記撮像野内の場面の画像を撮るために前記電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、
ユーザの手の活動に応答してデータを入力するために前記電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能と、
ユーザが前記第１のイメージング機能および前記第２のイメージング機能の１つにおける動作を選択することを可能にする働きをする、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチと
を備える携帯電話。
【請求項４０】
請求項３９に記載の携帯電話であって、前記電子イメージング・センサは、ＣＭＯＳセンサを備える、携帯電話。
【請求項４１】
請求項３９または４０に記載の携帯電話であって、前記第１のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサの上流に第１のレンズ機構を組み込むものである、携帯電話。
【請求項４２】
請求項３９ないし４１の何れかに記載の携帯電話であって、前記第２のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサの上流に第２のレンズ機構を組み込むものである、携帯電話。
【請求項４３】
請求項３９ないし４２の何れかに記載の携帯電話であって、前記第２のイメージング機能は、光ビームを定義する赤外線光発生器を組み込むものであり、前記ユーザの手の活動の結果として生じる前記光ビームの衝突は、前記データを表す光パターンを生成する、携帯電話。
【請求項４４】
請求項４３に記載の携帯電話であって、前記第２のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサに関連した少なくとも１つの赤外線透過光フィルタも組み込むものである、携帯電話。
【請求項４５】
請求項３９ないし４４の何れかに記載の携帯電話であって、前記第２のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサから出力を受け取り、データ入力の出力を提供するプロセッサを組み込むものである、携帯電話。
【請求項４６】
請求項４５に記載の携帯電話であって、前記プロセッサは、単一チップ上に前記電子イメージング・センサとともに組み込まれる、携帯電話。
【請求項４７】
請求項３９ないし４６の何れかに記載の携帯電話であって、前記第１の機能は、カラー画像機能である、携帯電話。
【請求項４８】
請求項３９ないし４７の何れかに記載の携帯電話であって、前記第２の機能は、赤外線ビーム衝突感知データ入力機能である、携帯電話。
【請求項４９】
請求項３９ないし４８の何れかに記載の携帯電話であって、前記ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは、前記電子イメージング・センサの上流にある前記第１のレンズ機構および前記第２のレンズ機構を選択的に機械的に関連付ける、機械的に応答するスイッチである、携帯電話。
【請求項５０】
請求項３９ないし４９の何れかに記載の携帯電話であって、前記ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは、選択されたフィルタを前記電子イメージング・センサと選択的に機械的に関連付ける、機械的に応答するスイッチである、携帯電話。
【請求項５１】
請求項３９ないし５０の何れかに記載の携帯電話であって、前記ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは、前記電子イメージング・センサの所定部分からの選択された出力に対する反応性を選択的に電子的に決定する、電子的に応答するスイッチである、携帯電話。
【請求項５２】
請求項３９ないし５１の何れかに記載の携帯電話であって、前記電子イメージング・センサの上に配置された赤、緑、青、および赤外線を透過させる、ピクセルに対する素子のアレイを備える、携帯電話。
【請求項５３】
請求項３９ないし５２の何れかに記載の携帯電話であって、前記第２のイメージング機能で用いられるデータ入力テンプレート投光器も備える、携帯電話。
【請求項５４】
請求項３９ないし５３の何れかに記載の携帯電話であって、前記第２のイメージング機能で用いられる照明器も備える、携帯電話。
【請求項５５】
請求項３９ないし５４の何れかに記載の携帯電話であって、同期された照明力変動機能も備える、携帯電話。
【請求項５６】
電話機能と、
撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、
前記電子イメージング・センサの上に配置された赤、緑、青、および赤外線を透過させる、ピクセルに対する素子のアレイと
を備える携帯電話。
【請求項５７】
電話機能と、
撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、
前記撮像野内の場面の画像を撮るために可視放射イメージング・モードで前記電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、
ユーザの手の活動に応答してデータを入力するために赤外線放射感知モードで前記電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能と、
を備える携帯電話。
【請求項５８】
請求項５７に記載の携帯電話であって、前記電子イメージング・センサの上に配置された赤、緑、青、および赤外線を透過させる、ピクセルに対する素子のアレイを備える、携帯電話。
【請求項５９】
請求項５８に記載の携帯電話であって、前記第１のイメージング機能では、前記赤、緑、および青を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられる、携帯電話。
【請求項６０】
請求項５９に記載の携帯電話であって、前記赤外線を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられて、前記イメージング・センサの色に対する反応の歪みを防止する、携帯電話。
【請求項６１】
請求項５８に記載の携帯電話であって、前記第２のイメージング機能では、前記赤外線を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられる、携帯電話。
【請求項６２】
請求項５６ないし６１の何れかに記載の携帯電話であって、プロセッサも備える、携帯電話。
【請求項６３】
請求項４５ないし５５および６２の何れかに記載の携帯電話であって、前記プロセッサは、
各ピクセル値が取得されると、ピクセル座標を使用して、そのピクセルが所定のキーストローク領域内にあるか否かを判定し、
前記所定のキーストローク領域内にある前記ピクセル座標についてのピクセル値を取得し、
各ピクセルのピクセル関数の判定に基づいて、キーストローク領域ごとに維持されるピクセル合計にそれぞれの前記ピクセル値を加算するか、又は前記ピクセル合計からそれぞれの前記ピクセル値を減算し、
それぞれの前記キーストローク領域についての前記ピクセル合計と現在のキー作動閾値とを比較し、
前記ピクセル合計が、所与のフレームの所与のキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超え、前のフレームで、前記ピクセル合計が、そのキーストローク領域の前記キー作動閾値を超えなかった場合は、キー作動の出力を提供し、
前記ピクセル合計が所与のフレームの所与のキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超えず、前のフレームで、前記ピクセル合計がそのキーストローク領域の前記キー作動閾値を超えた場合は、キー非作動出力を提供する
機能を備える、
携帯電話。
【請求項６４】
請求項６３に記載の携帯電話であって、前記の、ピクセルが所定のキーストローク領域内にあるか否かの判定はピクセル索引テーブルを用いることによって行われ、該ピクセル索引テーブルは、ピクセルごとに、そのピクセルが所定のキーストローク領域内にあるか否かを示し、ある場合は、そのピクセルが何れのキーストローク領域内にあるかを示す、携帯電話。
【請求項６５】
請求項６３または６４の何れかに記載の携帯電話であって、両方の前記の判定する工程で前記ピクセル索引テーブルを用いる、携帯電話。
【請求項６６】
請求項６３ないし６５の何れかに記載の携帯電話であって、前記ピクセル合計は、キーストローク領域ごとにキーストローク領域累算テーブルに維持される、携帯電話。
【請求項６７】
請求項６３ないし６６の何れかに記載の携帯電話であって、前記の比較においてキーストローク領域閾値テーブルを用いる、携帯電話。
【請求項６８】
請求項６７に記載の携帯電話であって、
フレーム中のすべてのピクセルが処理されると、フレームの更新された背景レベルを決定し、
各キーストローク領域について設定された所定の閾値レベルから、前記更新された背景レベルを減算することにより、前記キーストローク領域閾値テーブルのキー作動閾値を決定する
機能も備える携帯電話。
【請求項６９】
請求項６３ないし６８の何れかに記載の携帯電話であって、前記ピクセル関数は、前記キーストローク領域中の複数のピクセルのピクセル値を加算することを備える、携帯電話。
【請求項７０】
請求項６３ないし６９の何れかに記載の携帯電話であって、前記プロセッサは、前記２次元イメージセンサのピクセルのピクセル値の「重心」を求める、携帯電話。
【請求項７１】
請求項６３ないし７０の何れかに記載の携帯電話であって、前記プロセッサは、
各ピクセル値が取得されると、前記ピクセル座標を使用して、そのピクセルが所定のアクティブ領域内にあるか否かを判定し、
種々のピクセル座標についてピクセル値を取得し、
前記ピクセル値の「重心」を求める
機能を備える、
携帯電話。
【請求項７２】
請求項７１に記載の携帯電話であって、前記「重心」を求めることは、
前記ピクセル値に、各ピクセルの幾何学的位置を表すＸ値およびＹ値を乗算し、
相互に対して直角な軸Ｘおよび軸Ｙに沿ってその結果を加算し、
前記アクティブ領域に関連するすべてのピクセルのピクセル値の合計を加算し、
前記の加算した結果を前記ピクセル値の合計で除算して、求めようとする係合位置を表す「重心」のＸ座標とＹ座標とを求める
ことによって実現される、
携帯電話。
【請求項７３】
請求項７１または７２の何れかに記載の携帯電話であって、前記ピクセル値は、加算する前に閾値で選別される、携帯電話。
【請求項７４】
少なくとも１つのＰＤＡ機能と、
撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、
前記撮像野内の場面の画像を撮るために前記電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、
ユーザの手の活動に応答してデータを入力するために前記電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能と、
ユーザが前記第１のイメージング機能および前記第２のイメージング機能の１つにおける動作を選択することを可能にする働きをする、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチと
を備えるデジタル・パーソナル補助装置。
【請求項７５】
請求項７４に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記電子イメージング・センサはＣＭＯＳセンサを備える、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項７６】
請求項７４または７５に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記第１のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサの上流に第１のレンズ機構を組み込むものである、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項７７】
請求項７４ないし７６の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記第２のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサの上流に第２のレンズ機構を組み込むものである、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項７８】
請求項７４ないし７７の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記第２のイメージング機能は、光ビームを定義する赤外線光発生器を組み込むものであり、前記ユーザの手の活動の結果として生じる前記光ビームの衝突は、前記データを表す光パターンを生成する、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項７９】
請求項７８に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記第２のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサに関連した少なくとも１つの赤外線透過光フィルタも組み込むものである、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項８０】
請求項７４ないし７９の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記第２のイメージング機能は、前記電子イメージング・センサから出力を受け取り、データ入力の出力を提供するプロセッサを組み込むものである、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項８１】
請求項８０に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記プロセッサは、単一チップ上に前記電子イメージング・センサとともに組み込まれる、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項８２】
請求項７４ないし８１の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記第１の機能はカラー画像機能である、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項８３】
請求項７４ないし８２の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記第２の機能は赤外線ビーム衝突感知データ入力機能である、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項８４】
請求項７４ないし８３の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは、前記電子イメージング・センサの上流にある前記第１のレンズ機構および前記第２のレンズ機構を選択的に機械的に関連付ける、機械的に応答するスイッチである、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項８５】
請求項７４ないし８４の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは、選択されたフィルタを前記電子イメージング・センサと選択的に機械的に関連付ける、機械的に応答するスイッチである、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項８６】
請求項７４ないし８５の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは、前記電子イメージング・センサの所定部分からの選択された出力に対する反応性を選択的に電子的に決定する、電子的に応答するスイッチである、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項８７】
請求項７４ないし８６に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記電子イメージング・センサの上に配置された赤、緑、青、および赤外線を透過させる、ピクセルに対する素子のアレイを備える、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項８８】
請求項７４ないし８７の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記第２のイメージング機能で用いられるデータ入力テンプレート投光器も備える、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項８９】
請求項７４ないし８８の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記第２のイメージング機能で用いられる照明器も備える、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項９０】
請求項７４ないし８９の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、同期された照明力変動機能も備える、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項９１】
少なくとも１つのＰＤＡ機能と、
撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、
前記電子イメージング・センサの上に配置された赤、緑、青、および赤外線を透過させる、ピクセルに対する素子のアレイと
を備えるデジタル・パーソナル補助装置。
【請求項９２】
少なくとも１つのＰＤＡ機能と、
撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、
前記撮像野内の場面の画像を撮るために可視放射イメージング・モードで前記電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、
ユーザの手の活動に応答してデータを入力するために赤外線放射感知モードで前記電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能と
を備えるデジタル・パーソナル補助装置。
【請求項９３】
請求項９２に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記電子イメージング・センサの上に配置された赤、緑、青、および赤外線を透過させる、ピクセルに対する素子のアレイを備える、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項９４】
請求項９３に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記第１のイメージング機能では、前記赤、緑、および青を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられる、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項９５】
請求項９４に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記赤外線を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられて、前記イメージング・センサの色に対する反応の歪みを防止する、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項９６】
請求項９３に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記第２のイメージング機能では、前記赤外線を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられる、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項９７】
請求項９１ないし９６の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、プロセッサも備える、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項９８】
請求項８０ないし９０および９７の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記プロセッサは、
各ピクセル値が取得されると、ピクセル座標を使用して、そのピクセルが所定のキーストローク領域内にあるか否かの判定を行い、
前記所定のキーストローク領域内にある前記ピクセル座標についてピクセル値を取得し、
各ピクセルのピクセル関数の判定に基づいて、それぞれの前記キーストローク領域ごとに維持されるピクセル合計にそれぞれの前記ピクセル値を加算するか又は前記ピクセル合計からそれぞれの前記ピクセル値を減算し、
それぞれの前記キーストローク領域についての前記ピクセル合計と現在のキー作動閾値とを比較し、
前記ピクセル合計が、所与のフレームにおいて所与のキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超え、前のフレームで、前記ピクセル合計が、そのキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超えなかった場合は、キー作動の出力を提供し、
前記ピクセル合計が、所与のフレームにおいて所与のキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超えず、前のフレームで、前記ピクセル合計がそのキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超えた場合は、キー非作動出力を提供する
機能を備える、
デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項９９】
請求項９８に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、ピクセルが所定のキーストローク領域内にあるか否かの前記判定は、ピクセル索引テーブルを用いることによって行われ、該ピクセル索引テーブルは、ピクセルごとに、そのピクセルが所定のキーストローク領域内にあるか否かを示し、ある場合は、そのピクセルが何れのキーストローク領域内にあるかを示す、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項１００】
請求項９８および９９の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、両方の前記判定のステップで前記ピクセル索引テーブルを用いる、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項１０１】
請求項９８ないし１００の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記ピクセル合計は、キーストローク領域ごとにキーストローク領域累算テーブルに維持される、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項１０２】
請求項９８ないし１０１の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記の比較においてキーストローク領域閾値テーブルを用いる、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項１０３】
請求項１０２に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、
フレーム中のすべてのピクセルが処理されると、フレームの更新された背景レベルを決定し、
各キーストローク領域について設定された所定の閾値レベルから、前記更新された背景レベルを減算することにより、前記キーストローク領域閾値テーブルのためのキー作動閾値を決定する
機能も備えるデジタル・パーソナル補助装置。
【請求項１０４】
請求項９８ないし１０３の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記ピクセル関数は、前記キーストローク領域中の複数のピクセルのピクセル値を加算することを含む、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項１０５】
請求項９８ないし１０４の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記プロセッサは、前記２次元イメージセンサにおけるピクセルのピクセル値の「重心」を求めるように動作する、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項１０６】
請求項９８ないし１０５の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記プロセッサは、
各ピクセル値が取得されると、前記ピクセル座標を使用して、そのピクセルが所定のアクティブ領域内にあるか否かの判定を行い、
種々のピクセル座標についてのピクセル値を取得し、
前記ピクセル値の「重心」を求める
機能を備える、
デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項１０７】
請求項１０６に記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記「重心」を求めることは、
前記ピクセル値に、各ピクセルの幾何学的位置を表すＸ値およびＹ値を乗算し、
相互に対して直角な軸Ｘおよび軸Ｙに沿ってその結果を加算し、
前記アクティブ領域に関連するすべてのピクセルのピクセル値の合計を加算し、
加算した結果を前記ピクセル値の合計で除算して、求めようとする係合位置を表す「重心」のＸ座標およびＹ座標を求める
ことによって実現される、
デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項１０８】
請求項１０６および１０７の何れかに記載のデジタル・パーソナル補助装置であって、前記ピクセル値は、それらを加算する前に閾値で選別される、デジタル・パーソナル補助装置。
【請求項１０９】
腕時計機能と、
撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、
前記撮像野内の場面の画像を撮るために前記電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、
ユーザの手の活動に応答してデータを入力するために前記電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能と、
ユーザが前記第１のイメージング機能および前記第２のイメージング機能の１つにおける動作を選択することを可能にする、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチと
を備える腕時計。
【請求項１１０】
フレームと、動力伝達系と、少なくとも１つの施錠可能な入口および入口開錠機能を含むシャシーと、
前記少なくとも１つの施錠可能な入口への許可されたアクセスを管理するアクセス制御アセンブリであって、
前記シャシーの外側から使用可能な、少なくとも１つの少なくとも部分的に光透過型のユーザ指係合面と、
前記少なくとも１つのユーザ指係合面に隣接する少なくとも１つのユーザ指係合面を照明する働きをする照明器と、
ユーザの指と前記少なくとも１つの指係合面との係合によって散乱された前記照明器からの光を感知するために、前記少なくとも１つの指係合面の内側の位置から、前記少なくとも１つのユーザ指係合面を観察する２次元イメージング・センサと、
前記２次元イメージング・センサから出力を受け取り、前記入口開錠機能へデータ入力の入力を提供するデータ入力プロセッサと
を含むアクセス制御アセンブリと
を備える車両。
【請求項１１１】
請求項１１０に記載の車両であって、前記照明器は、前記少なくとも１つの係合面の内側の位置に配置される、車両。
【請求項１１２】
請求項１１０または１１１に記載の車両であって、前記少なくとも１つの指係合面は、複数の指係合面の１次元配列を備える、車両。
【請求項１１３】
請求項１１０または１１１に記載の車両であって、前記少なくとも１つの指係合面は、複数の指係合面の２次元配列を備える、車両。
【請求項１１４】
請求項１１０ないし１１３の何れかに記載の車両であって、前記照明器と協働して、前記少なくとも１つの指係合面に概して平行な照明ビームを提供する照明誘導器も備える、車両。
【請求項１１５】
請求項１１４に記載の車両であって、前記照明誘導器はプリズムを備える、車両。
【請求項１１６】
少なくとも１つの施錠可能な入口と入口開錠機能とを有するシャシーを含み、また、前記シャシーの外側から使用可能な少なくとも１つの少なくとも部分的に光透過型のユーザ指係合面も含む車両において使用するアクセス制御装置であって、
前記少なくとも１つのユーザ指係合面を照明する働きをする照明器と、
ユーザの指と前記少なくとも１つの指係合面との係合によって散乱された前記照明器からの光を感知するために、前記少なくとも１つの指係合面の内側の位置から、前記少なくとも１つのユーザ指係合面を観察する２次元イメージング・センサと、
前記２次元イメージング・センサから出力を受け取り、前記入口開錠機能へデータ入力の入力を提供するデータ入力プロセッサと
を備えるアクセス制御装置。
【請求項１１７】
請求項１１６に記載のアクセス制御装置であって、前記照明器は、前記少なくとも１つの係合面の内側の位置に配置される、アクセス制御装置。
【請求項１１８】
請求項１１６または１１７に記載のアクセス制御装置であって、前記少なくとも１つの指係合面は、複数の指係合面の１次元配列を備える、アクセス制御装置。
【請求項１１９】
請求項１１６または１１７に記載のアクセス制御装置であって、前記少なくとも１つの指係合面は、複数の指係合面の２次元配列を備える、アクセス制御装置。
【請求項１２０】
請求項１１６ないし１１９の何れかに記載のアクセス制御装置であって、前記照明器と協働して、前記少なくとも１つの指係合面に概して平行な照明ビームを提供する照明誘導器も備える、アクセス制御装置。
【請求項１２１】
請求項１２０に記載のアクセス制御装置であって、前記照明誘導器はプリズムを備える、アクセス制御装置。
【請求項１２２】
少なくとも１つの施錠可能な入口と入口開錠機能とを有し且つ外側から使用可能な少なくとも１つの少なくとも部分的に光透過型のユーザ指係合面を含む筐体と共に使用するアクセス制御装置であって、
前記少なくとも１つのユーザ指係合面を照明する働きをする照明器と、
ユーザの指と前記少なくとも１つの指係合面との係合によって散乱された前記照明器からの光を感知するために、前記少なくとも１つの指係合面の内側の位置から、前記少なくとも１つのユーザ指係合面を観察する２次元イメージング・センサと、
前記２次元イメージング・センサから出力を受け取り、前記入口開錠機能へデータ入力の入力を提供するデータ入力プロセッサと
を備えるアクセス制御装置。
【請求項１２３】
請求項１２２に記載のアクセス制御装置であって、前記照明器は前記少なくとも１つの係合面の内側の位置に配置される、アクセス制御装置。
【請求項１２４】
請求項１２２または１２３に記載のアクセス制御装置であって、前記少なくとも１つの指係合面は、複数の指係合面の１次元配列を備える、アクセス制御装置。
【請求項１２５】
請求項１２２または１２３に記載のアクセス制御装置であって、前記少なくとも１つの指係合面は、複数の指係合面の２次元配列を備える、アクセス制御装置。
【請求項１２６】
請求項１２２ないし１２５の何れかに記載のアクセス制御装置であって、前記照明器と協働して、前記少なくとも１つの指係合面に概して平行な照明ビームを提供する照明誘導器も備える、アクセス制御装置。
【請求項１２７】
請求項１２６に記載のアクセス制御装置であって、前記照明誘導器はプリズムを備える、アクセス制御装置。
【請求項１２８】
少なくとも１つの少なくとも部分的に光透過型のユーザ指係合面とともに使用するデータ入力装置であって、
前記少なくとも１つのユーザ指係合面を照明する働きをする照明器と、
ユーザの指と前記少なくとも１つの指係合面との係合によって散乱された前記照明器からの光を感知するために、前記少なくとも１つの指係合面の内側の位置から、前記少なくとも１つのユーザ指係合面を観察する２次元イメージング・センサと、
前記２次元イメージング・センサから出力を受け取り、データ入力の入力を提供するデータ入力プロセッサと
を備えるデータ入力装置。
【請求項１２９】
請求項１２８に記載のデータ入力装置であって、前記照明器は、前記少なくとも１つの係合面の内側の位置に配置される、データ入力装置。
【請求項１３０】
請求項１２８または１２９に記載のデータ入力装置であって、前記少なくとも１つの指係合面は、複数の指係合面の１次元配列を備える、データ入力装置。
【請求項１３１】
請求項１２８または１２９に記載のデータ入力装置であって、前記少なくとも１つの指係合面は、複数の指係合面の２次元配列を備える、データ入力装置。
【請求項１３２】
請求項１２８ないし１３１の何れかに記載のデータ入力装置であって、前記照明器と協働し、前記少なくとも１つの指係合面に概して平行な照明ビームを提供する照明誘導器も備える、データ入力装置。
【請求項１３３】
請求項１３２に記載のデータ入力装置であって、前記照明誘導器はプリズムを備える、データ入力装置。
【請求項１３４】
少なくとも１つの係合面とともに使用するデータ入力装置であって、
前記少なくとも１つの係合面に対して少なくとも所定の近さにある時にのみ光を発する発光データ入力係合エレメントと、
前記発光データ入力係合エレメントによって発せられる光を感知するために前記少なくとも１つの係合面を観察する２次元イメージング・センサと、
前記２次元イメージング・センサから出力を受け取り、データ入力の入力を提供するデータ入力プロセッサと
を備えるデータ入力装置。
【請求項１３５】
請求項１３４に記載のデータ入力装置であって、前記発光データ入力係合エレメントは、その先端にＬＥＤを有する細長いエレメントを備える、データ入力装置。
【請求項１３６】
請求項１３５に記載のデータ入力装置であって、前記ＬＥＤは赤外線発光ＬＥＤを備える、データ入力装置。
【請求項１３７】
請求項１３４ないし１３６の何れかに記載のデータ入力装置であって、近接スイッチも備える、データ入力装置。
【請求項１３８】
少なくとも１つの係合面とともに使用するデータ入力装置であって、
前記少なくとも１つの係合面を照明し、その係合面上に少なくとも１つのタッチパッド領域と少なくとも１つのキーボード領域とを定義する投光器であって、前記タッチパッド領域は０次の回折像によって定義される、投光器と、
前記少なくとも１つの係合面を照明する働きをする照明器と、
ユーザの指と前記少なくとも１つの係合面との係合によって散乱された前記照明器からの光を感知するために、前記少なくとも１つの係合面の内側の位置から、前記少なくとも１つの係合面を観察する２次元イメージング・センサと、
前記２次元イメージング・センサから出力を受け取り、データ入力の入力を提供するデータ入力プロセッサと
を備えるデータ入力装置。
【請求項１３９】
請求項１２８ないし１３８に記載のデータ入力装置であって、前記プロセッサは、
各ピクセル値が取得されると、ピクセル座標を使用して、そのピクセルが所定のキーストローク領域内にあるか否かの判定を行い、
前記所定のキーストローク領域内にある前記ピクセル座標についてのピクセル値を取得し、
各ピクセルのピクセル関数の判定に基づいて、それぞれの前記キーストローク領域ごとに維持されるピクセル合計にそれぞれの前記ピクセル値を加算するか又は前記ピクセル合計からそれぞれの前記ピクセル値を減算し、
それぞれの前記キーストローク領域についての前記ピクセル合計と現在のキー作動閾値とを比較し、
前記ピクセル合計が、所与のフレームにおける所与のキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超え、前のフレームで、前記ピクセル合計が、そのキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超えなかった場合は、キー作動の出力を提供し、
前記ピクセル合計が、所与のフレームにおける所与のキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超えず、前のフレームで、前記ピクセル合計が、そのキーストローク領域についての前記キー作動閾値を超えた場合は、キー非作動出力を提供する
機能を備える、
データ入力装置。
【請求項１４０】
少なくとも１つの係合面に沿って光を誘導することにより前記少なくとも１つの係合面を照明する働きをする照明器と、
データ入力物体と前記少なくとも１つの係合面との係合によって散乱された前記照明器からの光を感知するために、前記少なくとも１つの係合面の外側の位置から前記少なくとも１つの係合面を観察する２次元イメージング・センサであって、光学くさび形エレメントを含む２次元イメージング・センサと、
前記２次元イメージング・センサから出力を受け取り、利用度回路へデータ入力の入力を提供するデータ入力プロセッサと
を備えるデータ入力デバイス。
【請求項１４１】
請求項１４０に記載のデータ入力デバイスであって、前記光学くさび形エレメントは、前記イメージング・センサが前記係合面からの光を効率的に感知することを可能にする、データ入力デバイス。
【請求項１４２】
少なくとも１つの係合面に沿って光を誘導することにより前記少なくとも１つの係合面を照明する働きをする照明器と、
データ入力物体と前記少なくとも１つの係合面との係合によって散乱された前記照明器からの光を感知するために、前記少なくとも１つの係合面の外側の位置から前記少なくとも１つの係合面を観察する２次元イメージング・センサであって、対向して向けられた１対の光学くさび形エレメントを含む２次元イメージング・センサと、
前記２次元イメージング・センサから出力を受け取り、利用度回路へデータ入力の入力を提供するデータ入力プロセッサと
を備えるデータ入力デバイス。
【請求項１４３】
少なくとも１つの係合面に沿って光を誘導することにより前記少なくとも１つの係合面を照明するため、および係合面上の適正配置確認位置を照明するための照明器と、
データ入力物体と前記少なくとも１つの係合面との係合によって散乱された前記照明器からの光を感知するために、前記少なくとも１つの係合面の外側の位置から前記少なくとも１つの係合面を観察する２次元イメージング・センサと、
前記２次元イメージング・センサから出力を受け取り、利用度回路へデータ入力の入力を提供するデータ入力プロセッサと
を備えるデータ入力デバイス。
【請求項１４４】
請求項１４３に記載のデータ入力デバイスであって、前記イメージング・センサは、前記適正配置確認位置における照明の存在または不在を感知する、データ入力デバイス。
【請求項１４５】
請求項１４４に記載のデータ入力デバイスであって、前記データ入力装置は、前記イメージング・センサが前記適正配置確認位置における照明の不在を感知すると、前記データ入力装置自体の電源を切るように動作する、データ入力デバイス。
【請求項１４６】
少なくとも１つのゲームの駒と、
ある面上にゲーム・テンプレートを投射するように動作するゲーム・テンプレート投光器と、
前記面を照明する照明器と、
前記少なくとも１つのゲームの駒に取り付けられた、少なくとも１つの光学的に符号化された反射体によって反射された、前記照明器からの光を感知するために、前記面を観察するイメージング・センサと
を備えるゲーム装置。
【請求項１４７】
請求項１４６に記載のゲーム装置であって、前記少なくとも１つの反射体のそれぞれは、前記少なくとも１つのゲームの駒の１つを識別し、且つ前記ゲーム・テンプレートにおける前記少なくとも１つのゲームの駒の位置を示す働きをする、ゲーム装置。
【請求項１４８】
請求項１４６または１４７に記載のゲーム装置であって、前記少なくとも１つの反射体は前記ゲームの駒の空間的方向も識別する、ゲーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にはデータ入力の方法および装置に関する。
本願は、次の同時係属米国特許出願に対する優先権を主張する。
２００２年６月２６日出願の米国仮出願番号６０／３９２，３７６の名称「Virtual Interface Implementation and Application」、および、２００３年１月７日出願の米国仮出願番号６０／４３８，３２７の名称「Multifunctional Integrated Image Sensor and Application to Virtual Interface Technology」。
【背景技術】
【０００２】
次の特許および文献が最新技術を表すものと考えられる。
米国特許第６３７７２３８号、第６２８１２３８号、第５７６７８４２号、第５４５７５５０号、第５１８１１８１号、および、第４８４３５６８号。
外国特許文献ＷＯ  ００／２１０２４、ＥＰ  ０９８２６７６  Ａｌ、ＤＥ  ２９８  ０２  ４３５  Ｕ１、ＷＯ  ０１／９３１８２、および、ＷＯ  ０２／０５４１６９。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
従って、本発明の好ましい実施形態によれば、撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、撮像野内の場面の画像を撮るために電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、ユーザの手の活動に応答してデータを入力するための電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能と、ユーザが第１および第２のイメージング機能の１つにおける動作を選択することを可能にする働きをする、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチとを含む電子カメラが提供される。
【０００４】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、電話機能と、撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、撮像野内の場面の画像を撮るための電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、ユーザの手の活動に応答してデータを入力するための電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能と、ユーザが第１および第２のイメージング機能の１つにおける動作を選択することを可能にする働きをする、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチとを含む携帯電話も提供される。
【０００５】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、更に、少なくとも１つのＰＤＡ機能と、撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、撮像野内の場面の画像を撮るために電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、ユーザの手の活動に応答してデータを入力するために電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能と、ユーザが第１および第２のイメージング機能の１つにおける動作を選択することを可能にする働きをする、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチとを含むデジタル・パーソナル補助装置が提供される。
【０００６】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、電子イメージング・センサはＣＭＯＳセンサを含む。
好ましくは、第１のイメージング機能は、電子イメージング・センサの上流に第１のレンズ機構を組み込む。また、第２のイメージング機能は、電子イメージング・センサの上流に第２のレンズ機構を組み込む。
【０００７】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、第２のイメージング機能は、光ビームを定義する赤外光発生器を組み込み、ユーザの手の活動の結果として生じる光ビームが当たると、データを表す光パターンが生成される。また、第２のイメージング機能は、電子イメージング・センサに関連した少なくとも１つの赤外線透過光フィルタも組み込む。
【０００８】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、第２のイメージング機能は、電子イメージング・センサから出力を受け取り、データ・エントリ出力を提供するプロセッサを組み込む。また、プロセッサは、単一チップ上に電子イメージング・センサとともに組み込まれる。
【０００９】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、第１の機能はカラー写真機能である。これに加えて、またはこれに代えて、第２の機能は、赤外線ビーム衝突感知データ入力機能である。
【００１０】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは機械的に反応するスイッチであり、電子イメージング・センサの上流にある第１および第２のレンズ機構を選択的に機械的に関連付ける。これに代えて、またはこれに加えて、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは、選択されたフィルタを電子イメージング・センサと選択的に機械的に関連付ける、機械的に反応するスイッチである。
【００１１】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチは電子的に反応するスイッチであり、電子イメージング・センサの所定部分からの選択された出力に対する反応性を選択的に電子的に決定する。
【００１２】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、電子カメラは、電子イメージング・センサの上に配置された、赤、緑、青、および赤外線を透過させるピクセル様式の素子のアレイも含む。これに加えて、またはこれに代えて、電子カメラは、第２のイメージング機能で用いられるデータ入力テンプレート投光器も含む。好ましくは、電子カメラは、第２のイメージング機能で用いられる照明器も含む。これに加えて、またはこれに代えて、電子カメラは、同期された照明力変動機能も含む。
【００１３】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、携帯電話は、電子イメージング・センサの上に配置された、赤、緑、青、および赤外線を透過させるピクセル様式の素子のアレイも含む。これに加えて、またはこれに代えて、携帯電話は、第２のイメージング機能で用いられるデータ入力テンプレート投光器も含む。好ましくは、携帯電話は、第２のイメージング機能で用いられる照明器も含む。これに加えて、またはこれに代えて、携帯電話は、同期された照明力変動機能も含む。
【００１４】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、デジタル・パーソナル補助装置は、電子イメージング・センサの上に配置された、赤、緑、青、および赤外線を透過させるピクセル様式の素子のアレイも含む。これに加えて、またはこれに代えて、デジタル・パーソナル補助装置は、第２のイメージング機能で用いられるデータ入力テンプレート投光器も含む。好ましくは、デジタル・パーソナル補助装置は、第２のイメージング機能で用いられる照明器も含む。これに加えて、またはこれに代えて、デジタル・パーソナル補助装置は、同期された照明力変動機能も含む。
【００１５】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、電子イメージング・センサの上に配置された赤、緑、青、および赤外線を透過させるピクセル様式の素子のアレイとを含む電子カメラも提供される。
【００１６】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、電話機能と、撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、電子イメージング・センサの上に配置された赤、緑、青、および赤外線を透過させるピクセル様式の素子のアレイとを含む携帯電話が提供される。
【００１７】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのＰＤＡ機能と、撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、電子イメージング・センサの上に配置された赤、緑、青、および赤外線を透過させるピクセル様式の素子のアレイとを含むデジタル・パーソナル補助装置も提供される。
【００１８】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、撮像野内の場面の画像を撮るために可視放射イメージングモードで電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、ユーザの手の活動に応答したデータ入力のために赤外線放射感知モードで電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能とを含む電子カメラが更に提供される。
【００１９】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、電話機能と、撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、撮像野内の場面の画像を撮るために可視放射イメージングモードで電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、ユーザの手の活動に応答したデータ入力のために赤外線放射感知モードで電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能とを含む携帯電話が提供される。
【００２０】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのＰＤＡ機能と、撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、撮像野内の場面の画像を撮るために可視放射イメージングモードで電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、ユーザの手の活動に応答したデータ入力のために赤外線放射感知モードで電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能とを含むデジタル・パーソナル補助装置が更に提供される。
【００２１】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、電子カメラは、電子イメージング・センサの上に配置された赤、緑、青、および赤外線を透過させるピクセル様式の素子のアレイも含む。
【００２２】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、携帯電話は、電子イメージング・センサの上に配置された赤、緑、青、および赤外線を透過させるピクセル様式の素子のアレイを含む。
【００２３】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、デジタル・パーソナル補助装置は、電子イメージング・センサの上に配置された、赤、緑、青、および赤外線を透過させるピクセル様式の素子のアレイを含む。
【００２４】
好ましくは、第１のイメージング機能では、赤、緑、および青を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられる。また、赤外線を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられて、イメージング・センサの色に対する反応の歪みを防止する。また、第２のイメージング機能では、赤外線を透過させる素子の下にあるピクセルの出力が用いられる。
【００２５】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、電子カメラはプロセッサも含む。本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、電子カメラは、電話機の一部を形成する。あるいは、電子カメラは、ＰＤＡの一部を形成する。あるいは、電子カメラは、腕時計の一部を形成する。
【００２６】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、携帯電話はプロセッサも含む。
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、デジタル・パーソナル補助装置は、プロセッサも含む。
【００２７】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、プロセッサは、以下の機能を含む。各ピクセル値が取得されると、ピクセル座標を使用して、そのピクセルが所定のキーストローク領域内にあるかどうかを判定し、所定のキーストローク領域内にあるピクセル座標に対してのピクセル値を取得し、各ピクセルのピクセル関数を判定することに基づいて、キーストローク領域ごとに維持されるピクセル合計にそれぞれのピクセル値を加算するか又はピクセル合計からそれぞれのピクセル値を減算し、各キーストローク領域のピクセル合計を現在のキー作動閾値と比較し、もし、ピクセル合計が、所与のフレームにおいて所与のキーストローク領域についてキー作動閾値を超え、その前のフレームにおいてピクセル合計がそのキーストローク領域についてキー作動閾値を超えなかった場合は、キー作動の出力を提供し、もし、ピクセル合計が、所与のフレームにおいて所与のキーストローク領域についてキー作動閾値を超えず、その前のフレームにおいてピクセル合計がそのキーストローク領域についてキー作動閾値を超えた場合は、キー非作動出力を提供する。
【００２８】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、ピクセルが所定のキーストローク領域内にあるかどうかの判定は、ピクセル索引テーブルを用いることによって行われ、ピクセル索引テーブルは、ピクセルごとに、そのピクセルが所定のキーストローク領域内にあるかどうか、および、有る場合には、そのピクセルが何れのキーストローク領域内にあるかを示す。あるいは、両方の判定ステップで、ピクセル索引テーブルを用いる。
【００２９】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、ピクセル合計は、キーストローク領域ごとにキーストローク領域累算テーブルに維持される。
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、比較では、キーストローク領域閾値テーブルを用いる。
【００３０】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、プロセッサは、次の機能も含む。フレーム中のすべてのピクセルが処理されると、フレームの更新された背景レベルを求め、各キーストローク領域に設定された所定の閾値から、更新後の背景レベルを減算することにより、キーストローク領域閾値テーブルのためのキー作動閾値を求める。また、ピクセルの関数は、キーストローク領域中の複数のピクセルのピクセル値を加算することを含む。
【００３１】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、プロセッサは、２次元イメージセンサにおけるピクセルのピクセル値の「重心」を求める働きをする。好ましくは、プロセッサは次の機能を含む。各ピクセル値が取得されると、ピクセル座標を使用して、そのピクセルが所定のアクティブ領域内にあるかどうかを判定し、各種のピクセル座標のピクセル値を取得し、ピクセル値の「重心」を求める。
【００３２】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、「重心」を求めることは、ピクセル値に、各ピクセルの幾何学的位置を表すＸ値およびＹ値を乗算し、相互に対して直角な軸ＸおよびＹに沿ってその結果を合計し、アクティブ領域の全ての関連するピクセルのピクセル値の合計を合計し、合計した結果をピクセル値の合計で除算して、望まれる係合位置を表す「重心」のＸ座標とＹ座標を求めることによって、実現される。
【００３３】
好ましくは、ピクセル値は、合計される前に閾値処理される。
本発明の別の好ましい実施形態によれば、腕時計機能と、撮像野を表す出力を提供する電子イメージング・センサと、撮像野内の場面の画像を撮るために電子イメージング・センサを用いる第１のイメージング機能と、ユーザの手の活動に応答してデータを入力するための電子イメージング・センサを用いる第２のイメージング機能と、ユーザが第１および第２のイメージング機能の１つにおける動作を選択することを可能にする働きをする、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチとを含む腕時計が更に提供される。
【００３４】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、フレームと、動力伝達系と、シャシーとを含む車両であって、少なくとも１つの施錠可能な入口と、入口開錠機能と、少なくとも１つの施錠可能な入口への許可されたアクセスを管理するアクセス制御アセンブリとを含み、アクセス制御アセンブリが、シャシーの外側からアクセス可能な、少なくとも１つの少なくとも部分的に光を透過させるユーザ指係合面と、少なくとも１つのユーザ指係合面に隣接する少なくとも１つのユーザ指係合面を照明する働きをする照明器と、ユーザの指と少なくとも１つの指係合面との係合によって散乱された照明器からの光を感知するために、少なくとも１つの指係合面の内側の位置から、少なくとも１つのユーザ指係合面を観察する２次元イメージング・センサと、２次元イメージング・センサから出力を受け取り、入口開錠機能へデータ・エントリ入力を提供するデータ入力プロセッサとを含む、車両が提供される。
【００３５】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの施錠可能な入口と、入口開錠機能とを有するシャシーを含み、また、シャシーの外側からアクセス可能な、少なくとも１つの少なくとも部分的に光を透過させるユーザ指係合面も含む車両に使用するアクセス制御装置が提供され、アクセス制御装置は、少なくとも１つのユーザ指係合面を照明する働きをする照明器と、ユーザの指と少なくとも１つの指係合面との係合によって散乱された照明器からの光を感知するために、少なくとも１つの指係合面の内側の位置から、少なくとも１つのユーザ指係合面を観察する２次元イメージング・センサと、２次元イメージング・センサから出力を受け取り、入口開錠機能へデータ・エントリ入力を提供するデータ入力プロセッサとを含む。
【００３６】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの施錠可能な入口と、入口開錠機能とを有し、筐体の外側からアクセス可能な、少なくとも１つの少なくとも部分的に光を透過させるユーザ指係合面も含む筐体に使用するアクセス制御装置が提供され、アクセス制御装置は、少なくとも１つのユーザ指係合面を照明する働きをする照明器と、ユーザの指と少なくとも１つの指係合面との係合によって散乱された照明器からの光を感知するために、少なくとも１つの指係合面の内側の位置から、少なくとも１つのユーザ指係合面を観察する２次元イメージング・センサと、２次元イメージング・センサから出力を受け取り、入口開錠機能へデータ・エントリ入力を提供するデータ入力プロセッサとを含む。
【００３７】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの少なくとも部分的に光を透過させるユーザ指係合面とともに使用するデータ入力装置が提供され、データ入力装置は、少なくとも１つのユーザ指係合面を照明する働きをする照明器と、ユーザの指と少なくとも１つの指係合面との係合によって散乱された照明器からの光を感知するために、少なくとも１つの指係合面の内側の位置から、少なくとも１つのユーザ指係合面を観察する２次元イメージング・センサと、２次元イメージング・センサから出力を受け取り、データ・エントリ入力を提供するデータ入力プロセッサとを含む。
【００３８】
好ましくは、照明器は、少なくとも１つの係合面の内側の位置に配置される。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの指係合面は、複数の指係合面の１次元アレイを含む。あるいは、少なくとも１つの指係合面は、複数の指係合面の２次元アレイを含む。
【００３９】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、車両は、照明器と協働して、少なくとも１つの指係合面に概して平行な照明ビームを提供する照明誘導器も含む。
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、アクセス制御装置は、照明器と協働して、少なくとも１つの指係合面に概して平行な照明ビームを提供する照明誘導器も含む。
【００４０】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、データ入力装置は、照明器と協働して、少なくとも１つの指係合面に概して平行な照明ビームを提供する照明誘導器も含む。
好ましくは、照明誘導器はプリズムを含む。
【００４１】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの係合面とともに使用するデータ入力装置が提供され、データ入力装置は、少なくとも１つの係合面に対して少なくとも所定の近さにある時のみに光を発する発光データ入力係合エレメントと、発光データ入力係合エレメントによって発される光を感知するために少なくとも１つの係合面を観察する２次元イメージング・センサと、２次元イメージング・センサから出力を受け取り、データ・エントリ入力を提供するデータ入力プロセッサとを含む。
【００４２】
好ましくは、発光データ入力係合エレメントは、細長いエレメントを含み、その先端にＬＥＤを有する。また、ＬＥＤは赤外線発光ＬＥＤを含む。これに加えて、またはこれに代えて、データ入力装置は近接スイッチも含む。
【００４３】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの係合面とともに使用するデータ入力装置が提供され、データ入力装置は、少なくとも１つの係合面を照明し、係合面上に少なくとも１つのタッチパッド領域と少なくとも１つのキーボード領域とを定義する働きをする投光器を含み、タッチパッド領域は、０次の回折像によって定義されるものであり、更に、データ入力装置は、少なくとも１つの係合面を照明する働きをする照明器と、ユーザの指と少なくとも１つの係合面との係合によって散乱された照明器からの光を感知するために、少なくとも１つの係合面の内側の位置から、少なくとも１つの係合面を観察する２次元イメージング・センサと、２次元イメージング・センサから出力を受け取り、データ・エントリ入力を提供するデータ入力プロセッサとを含む。
【００４４】
好ましくは、プロセッサは以下の機能を含む。各ピクセル値が取得されると、ピクセル座標を使用して、そのピクセルが所定のキーストローク領域内にあるかどうかを判定し、所定のキーストローク領域内にあるピクセル座標についてのピクセル値を取得し、各ピクセルのピクセル関数を判定することに基づいて、キーストローク領域ごとに維持されるピクセル合計にそれぞれのピクセル値を加算するか又はピクセル合計からそれぞれのピクセル値を減算し、各キーストローク領域のピクセル合計を現在のキー作動閾値と比較し、ピクセル合計が、所与のフレームにおいて所与のキーストローク領域についてキー作動閾値を超え、その前のフレームでピクセル合計がそのキーストローク領域についてキー作動閾値を超えなかった場合は、キー作動の出力を提供し、ピクセル合計が所与のフレームにおいて所与のキーストローク領域についてキー作動閾値を超えず、その前のフレームで、ピクセル合計がそのキーストローク領域についてキー作動閾値を超えた場合は、キー非作動出力を提供する。
【００４５】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの係合面に沿って光を誘導することにより少なくとも１つの係合面を照明する働きをする照明器と、データ入力物体と少なくとも１つの係合面との係合によって散乱された照明器からの光を感知するために、少なくとも１つの係合面の外側の位置から少なくとも１つの係合面を観察する、光学くさび形エレメントを含む２次元イメージング・センサと、２次元イメージング・センサから出力を受け取り、利用度回路へデータ・エントリ入力を提供するデータ入力プロセッサとを含むデータ入力デバイスが提供される。
【００４６】
好ましくは、光学くさび形エレメントは、イメージング・センサが係合面からの光を効率的に感知することを、可能にする。
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの係合面に沿って光を誘導することにより少なくとも１つの係合面を照明する働きをする照明器と、データ入力物体と少なくとも１つの係合面との係合によって散乱された照明器からの光を感知するために、少なくとも１つの係合面の外側の位置から少なくとも１つの係合面を観察する、一対の対向した光学くさび形エレメントを含む２次元イメージング・センサと、２次元イメージング・センサから出力を受け取り、利用度回路へデータ・エントリ入力を提供するデータ入力プロセッサとを含むデータ入力デバイスが提供される。
【００４７】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの係合面に沿って光を誘導することにより少なくとも１つの係合面を照明し、且つ係合面上の適正配置確認位置を照明する働きをする照明器と、データ入力物体と少なくとも１つの係合面との係合によって散乱された照明器からの光を感知するために、少なくとも１つの係合面の外側の位置から、少なくとも１つの係合面を観察する２次元イメージング・センサと、２次元イメージング・センサから出力を受け取り、利用度回路へデータ・エントリ入力を提供するデータ入力プロセッサとを含むデータ入力デバイスが提供される。
【００４８】
好ましくは、イメージング・センサは、適正配置確認位置における照明の存在または不在を感知する。また、データ入力装置は、イメージング・センサが適正配置確認位置における照明の不在を感知すると、データ入力装置自体の電源を切るように動作する。
【００４９】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのゲームの駒と、或る面上にゲームのテンプレートを投射するように動作するゲーム・テンプレート投光器と、面を照明するように働く照明器と、少なくとも１つのゲームの駒に取り付けられた少なくとも１つの光学的に符号化された反射体によって反射された、照明器からの光を感知するために、面を観察するイメージング・センサとを含むゲーム装置が提供される。
【００５０】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの反射体のそれぞれは、少なくとも１つのゲームの駒のうちの１つのものを識別し、ゲーム・テンプレート上における少なくとも１つのゲームの駒の位置を示す働きをする。これに加えて、またはこれに代えて、少なくとも１つの反射体は、ゲームの駒の空間的方向も識別する。
【００５１】
本発明は、図面と併せて以下の詳細な説明を検討するとより完全に理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
次いで、図１Ａおよび１Ｂを参照する。これらの図は、本発明の好ましい実施形態に従って構成され、２つの異なる動作モードで動作する電子カメラの簡略化した描写図である。図１Ａおよび１Ｂから分かるように、電子カメラ１００は、日本の東京のニコン社から入手可能なＮｉｋｏｎ  ＣＯＯＬＰＩＸ５７００などのような、下記で詳細に記載されるような構成以外は従来の構成であってよく、電子イメージング・センサ・モジュール１０２を備え、このモジュールは、例えば、米国カリフォルニア州サニベル、オーレアンス・ドライブ１３４１のＯｍｎｉｖｉｓｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（オムニビジョン・テクノロジー社）から入手可能なＯＶＴ６１３０等のＣＭＯＳアレイを含むことができ、撮像野を表す出力を提供する。
【００５３】
好ましくは、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチ１０４が提供されて、ユーザが２つの可能なイメージング機能の１つでの動作を選択できるようにする。図１Ａに示す第１のイメージング機能では、電子イメージング・センサ・モジュール１０２は、撮像野の場面の画像を撮影するために用いられる。図１Ｂに示す第２のイメージング機能では、電子イメージング・センサ・モジュール１０２は、ユーザの手の活動に応答するデータ入力のために用いられる。
【００５４】
第１および第２のイメージング機能の各種実施形態については、下記で図４Ａ〜５Ｂを参照して説明する。必須ではないが好ましくは、図１Ｂに示す第２のイメージング機能は、テーブル面１１０などの面上に、参照符号１０８で示されるようなデータ入力テンプレートを投射するデータ入力テンプレート投光器１０６を用いる。好ましくは照明器１１１が提供され、データ入力テンプレート１０８に近接する領域を照明するように動作する。イメージング・センサ・モジュール１０２は、照明器１１１からの光を感知するためにデータ入力テンプレート領域を観察する。第２のイメージング機能は、処理機能も組み込むことが好ましく、その一例が、本出願人による公開ＰＣＴ出願ＷＯ  ０２／０５４１６９  Ａ２に記載されており、同出願の開示をこの参照により本明細書に組み込む。
【００５５】
図１Ａから分かるように、電子カメラ１００が、ピクチャ・モードとも称される第１のイメージング機能で動作する場合には、デジタル画像１１２が提供される。同様に、図１Ｂから分かるように、電子カメラ１００が、データ・モードとも称される第２のイメージング機能で動作する際には、データ・ストリーム１１４が提供される。
【００５６】
次いで、図２Ａおよび２Ｂを参照する。これらの図は、本発明の好ましい実施形態により構成され、２つの異なる動作モードで動作するカメラ付き携帯電話の簡略化した描写図である。図２Ａおよび２Ｂから分かるように、カメラ付き携帯電話２００は、韓国ソウルのＳａｍｓｕｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（サムスン電子）社から入手可能なＳａｍｓｕｎｇ  ＳＰＨ−Ｉ３３０などのような、下記で具体的に記載される構成以外は従来の構成であってよく、電子イメージング・センサ・モジュール２０２を備え、このモジュールは、米国カリフォルニア州サニベル、オーレアンス・ドライブのオムニビジョン・テクノロジー社から入手可能なＣＭＯＳアレイＯＶＴ６１３０等のＣＭＯＳアレイを含むことができ、撮像野を表す出力を提供する。
【００５７】
好ましくは、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチ２０４が提供されて、ユーザが、２つの可能なイメージング機能の１つでの動作を選択できるようにする。図２Ａに示す第１のイメージング機能では、電子イメージング・センサ・モジュール３０２は、撮像野内の場面の画像を撮影するために用いられる。図２Ｂに示す第２のイメージング機能では、電子イメージング・センサ・モジュール２０２は、ユーザの手の活動に応答してデータを入力するために用いられる。
【００５８】
これら第１および第２のイメージング機能の各種実施形態については、下記で図４Ａ〜５Ｂを参照して説明する。必須ではないが好ましくは、図２Ｂに示す第２のイメージング機能は、テーブル面２１０などの面上に、参照符号２０８で示されるようなデータ入力テンプレートを投射するデータ入力テンプレート投光器２０６を用いる。好ましくは照明器２１１が提供され、データ入力テンプレート２０８に近接する領域を照明する働きをする。イメージング・センサ・モジュール２０２は、照明器２１１からの光を感知するためにデータ入力テンプレート領域を観察する。第２のイメージング機能は、処理機能も組み込むことが好ましく、その一例が、本願の出願人による公開ＰＣＴ出願ＷＯ０２／０５４１６９  Ａ２に記載されており、同出願の開示を参照により本明細書に組み込む。
【００５９】
図２Ａから、カメラ付き携帯電話２００が、ピクチャ・モードとも称される第１のイメージング機能で動作する際には、デジタル画像２１２が提供されることが理解される。同様に、図２Ｂから、カメラ付き携帯電話２００が、データ・モードとも称される第２のイメージング機能で動作する際には、データ・ストリーム２１４が提供されることが理解される。
【００６０】
次いで、図３Ａおよび３Ｂを参照する。これらの図は、本発明の好ましい実施形態により構成され、２つの異なる動作モードで動作するカメラ付きＰＤＡの簡略化した描写図である。図３Ａおよび３Ｂから分かるように、カメラ付きＰＤＡ３００は、韓国ソウルのサムスン電子社から入手可能なＳａｍｓｕｎｇ  ＳＰＨ−Ｉ７００などのような、下記で具体的に記載される構成以外は従来の構成であってよく、電子イメージング・センサ・モジュール３０２を備え、このモジュールは、米国カリフォルニア州サニベル、オーレアンス・ドライブのオムニビジョン・テクノロジー社から入手可能なＣＭＯＳアレイＯＶＴ６１３０等のＣＭＯＳアレイを含み、撮像野を表す出力を提供する。
【００６１】
好ましくは、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチ３０４が提供されて、ユーザが、２つの可能なイメージング機能の１つでの動作を選択できるようにする。図３Ａに示す第１のイメージング機能では、電子イメージング・センサ・モジュール２０２は、撮像野内の場面の画像を撮影するために用いられる。図３Ｂに示す第２のイメージング機能では、電子イメージング・センサ・モジュール３０２は、ユーザの手の活動に応答してデータを入力するために用いられる。
【００６２】
これら第１および第２のイメージング機能の各種実施形態については、下記で図４Ａ〜５Ｂを参照して説明する。必須ではないが好ましくは、図３Ｂに示す第２のイメージング機能は、参照符号３０８で示されるようなデータ入力テンプレートを、テーブル面３１０などの面上に投射するデータ入力テンプレート投光器３０６を用いる。好ましくは照明器３１１が提供され、データ入力テンプレート３０８に近接する領域を照明する働きをする。イメージング・センサ・モジュール３０２は、照明器３１１からの光を感知するためにデータ入力テンプレート領域を観察する。第２のイメージング機能は、処理機能も組み込むことが好ましく、その一例が、本願の出願人による公開ＰＣＴ出願ＷＯ０２／０５４１６９  Ａ２に記載されており、同出願の開示を参照により本明細書に組み込む。
【００６３】
図３Ａからは、電子カメラ３００が、ピクチャ・モードとも称される第１のイメージング機能で動作する際は、デジタル画像３１２が提供されることが理解される。同様に、図３Ｂからは、電子カメラ３００が、データ・モードとも称される第２のイメージング機能で動作する際は、データ・ストリーム３１４が提供されることが理解される。
【００６４】
次いで、図４Ａおよび４Ｂを参照する。これらの図は、本発明の好ましい実施形態による２つの異なる動作モードにおけるイメージング機能選択動作の簡略化した模式図である。図４Ａおよび４Ｂから分かるように、本発明の一実施は、電子イメージング・センサ・モジュール４０２の正面に選択的に配置することができる、第１および第２の選択的な配置が可能な光学アセンブリの使用を伴う。
【００６５】
図に示す実施形態では、センサ・モジュール４０２は、赤外線放射を通すカラー・フィルタのアレイ４０６が重ねられた、２次元のＣＭＯＳ検出器アレイ４０４を備える。レンズ４０８は、撮像野からの光をアレイ４０４上に焦点合わせする。
【００６６】
図４Ａに、レンズ４０８と位置合わせされた赤外線遮断フィルタ４１２を備えることが好ましい、第１の選択的に配置可能な光学アセンブリ４１０を示す。図４Ａのイメージング機能は画像の撮影に適する。なぜなら、赤外線放射によってセンサ・モジュール４０２の色反応が歪むことを防ぐからである。
【００６７】
図４Ｂに、レンズ４０８と位置合わせされた可視放射遮断フィルタ４２２、赤外線バンドパス・フィルタ４２４、および対物レンズ４２６を備えることが好ましい、第２の選択的に配置可能な光学アセンブリ４２０を示す。図４Ｂのイメージング機能はデータ入力に適する。なぜなら、比較的広い視野から比較的狭い帯域の赤外線放射だけをセンサ・モジュール４０２に到達させるからである
次いで、図５Ａおよび５Ｂを参照する。これらの図は、本発明の別の好ましい実施形態による、２つの異なる動作モードにおけるイメージング機能選択動作の簡略化した模式図である。この実施形態では、イメージング機能の選択は、機械的に可動の光学素子を必要とせずに、電子的に行われる。
【００６８】
図５Ａおよび５Ｂから分かるように、本発明のこの実施は、ピクセル形式の選択的光透過フィルタ５０６の反復するアレイが重ねられたＣＭＯＳ検出器アレイ５０４を含む電子イメージング・センサ・モジュール５０２の使用を伴い、アレイは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、および赤外線（ＩＲ）の透過フィルタを含むことを特徴とする。レンズ５０８は、撮像野からの光を検出器アレイ５０４に焦点合わせする。
【００６９】
図５Ａは、ピクチャ撮影モードにおける図５Ａおよび５Ｂの実施形態のイメージング機能を示し、ここでは、Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタの下にあるピクセルの出力だけが用いられ、Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタの下にある各ピクセルの出力の個々の赤外線部分が減算される。この色処理により、赤外線放射がセンサ・モジュール５０２の色反応を歪ませることが防止される。
【００７０】
図５Ｂに、データ入力モードにおける図５Ａおよび５Ｂの実施形態のイメージング機能を示し、ここでは赤外線フィルタの下にあるピクセルの出力だけが用いられる。
次いで、図６を参照する。この図は、本発明の好ましい実施形態に従った図１Ａ〜５Ｂの実施形態に組み込まれることが好ましい、投射キーボードのシステムおよび方法の簡略化した概略的な図である。投射サブシステム５５０は、好ましくは空間光変調素子（図示せず）に光を当てるソリッドステート光源（図示せず）を含み、キーボードの画像５５２を、机の上などの静止した面であることが好ましい投射面５５４上に、定義する。
【００７１】
照明サブシステム５５６は、好ましくはソリッドステート光源（図示せず）を含み、放射状に向けられる照明パターン５５８の光を誘導し、光は、投射面５５４に概して平行な面に広がるのが好ましい。放射状に向けられる照明パターン５５８は、投射面５５４に概して垂直の方向には、非常に狭い広がりを有することが理解されよう。更に、放射状に向けられる照明パターン５５８は、投射面５５４の非常に近くに位置することが好ましいことが理解されよう。
【００７２】
ユーザの指、スタイラス、またはその他の器具などのようなデータ入力物体５６０に、放射状に向けられる照明パターン５５８の光が当たると、物体から光が散乱または反射される。光が散乱または反射するのは、データ入力物体５６０が、投射面５５４上に定義されたキーボード５５２と密接している時のみであることは、理解されよう。
【００７３】
検出サブシステム５６２は、好ましくは、図１Ａ〜５Ｂの実施形態のカメラに組み込まれるソリッドステート・イメージング・センサ（図示せず）を用いて、データ入力物体５６０から反射または散乱された光を受け取る。受け取られた光は、検出サブシステム５６２で感知されたデータ入力物体５６０の位置と、キーボード５５２のキー位置５６３とを関連付けるために、キーボードの表現に対してイメージング・センサ上にマッピングされる。従って、データ入力物体５６０の感知された位置が、係合されたキーボード５５２のキーを表す。
【００７４】
次いで、本発明の好ましい実施形態に従った図６のデータ入力物体係合位置感知サブシステムの動作を説明する簡略化したフローチャートである図７と、図７に示すデータ入力物体連動位置感知サブシステムの動作で用いられる好ましいデータ構造の略図である図８とを参照する。
【００７５】
図８は、下記で図７とともに説明するデータ入力物体係合位置感知方法の動作で用いられる好ましいデータ構造の略図である。カメラ１００（図１Ａ）などのようなカメラのイメージング・センサは、典型的にはＭ×Ｎ個のピクセルの集合から構成され、特定のピクセル・グループが、投射面１１０（図１Ａ）の上にあることが好ましい係合面の定義された領域を観察することは、理解されよう。従って、カメラ１００の画像面に位置する特定のピクセル・グループが、キー位置５６３（図６）と係合するデータ入力物体５６０（図６）から散乱された光を受け取ることが可能である。
【００７６】
従って、カメラ１００が投射面１１０を観察する際、カメラ１００の画像面にあるＭ×Ｎ個のピクセルのそれぞれは、係合面と係合しているデータ入力物体について、係合面の対応する領域からの光を受け取ることができる。
【００７７】
図７から分かるように、グレー・レベル値などのピクセル値が、各種のピクセル座標について取得される。各ピクセル値が得られると、そのピクセルが、図９に示すキーストローク領域６００などのようなあらかじめ定義されたキーストローク領域内にあるかどうかについて、ピクセル座標を使用して判定が行われる。この判定は、ピクセル索引テーブル６０１を用いて行われることが好ましく、このテーブルは、ピクセルごとに、そのピクセルがキーストローク領域６０５、６０６、６０７、および６０８（図９）などのような所定のキーストローク領域内にあるかどうかを示し、ある場合には、何れのキーストローク領域にあるかを示す。
【００７８】
次いで、そのピクセルが存在するキーストローク領域におけるピクセルの関数が、好ましくはテーブル６０１を用いて判定される。この関数は通例は加法または減法であるが、それに代えて別の関数を有してもよい。典型的には、その関数に応じて、キーストローク領域累算テーブル６０２内にキーストローク領域ごとに維持されるピクセル合計に、そのピクセル値が加算されるか、またはピクセル合計からそのピクセル値が減算される。
【００７９】
フレーム中の全ピクセルが上述のように処理されると、そのフレームについての更新された背景レベルが求められ、典型的には、キーストローク領域ごとに設定された所定の閾値レベルから、その更新後の背景レベルを減算することによって、キー作動の閾値が求められる。これは、キーストローク領域閾値テーブル６０４を用いて行われることが好ましい。
【００８０】
次いで、各キーストローク領域についてのキーストローク領域累算テーブル６０２の内容が、現在のキー作動閾値と比較されることが好ましい。累算テーブル６０２の内容が、所与のフレームの所与のキー作動領域についてのキー作動閾値を超え、その前のフレームで累算テーブル６０２の内容がキー作動閾値を超えなかった場合は、キー作動の出力が提供される。
【００８１】
同様に、累算テーブル６０２の内容が、所与のフレームで所与のキー作動領域についてのキー作動閾値を超えず、前のフレームで累算テーブル６０２の内容がキー作動閾値を超えた場合は、キーの非作動出力が提供される。すべての他の場合には、出力は生成される必要はない。
【００８２】
次いで図９を参照する。この図は、図６に示すキーボード５５２などのようなキーボードを観察する２次元イメージセンサ（図６）によって感知される典型的なキーストローク領域６０５、６０６、６０７、および６０８の輪郭の簡略化した図である。
【００８３】
次いで図１０を参照する。この図は、キーストローク領域６０５、６０６、６０７、および６０８（図９）に対応するデータ入力物体の係合によって生じる典型的な光パターンの典型的なフットプリント６０９、６１０、６１１、および６１２の輪郭の簡略化した図である。
【００８４】
次いで、図８に示すような、ピクセルが存在するキーストローク領域内でのそのピクセルの関数を判定する３つの代替的な方法の簡略な説明である図１１Ａ、１１Ｂ、および１１Ｃと、図１１Ａ、１１Ｂ、および１１Ｃを理解する際に有用なトレースの簡略化した図である図１２Ａ、１２Ｂおよび１２Ｃを参照する。
【００８５】
次いで図１１Ａを参照すると、共通の任意の軸６１８に沿って配置された、所与のキーに対応し且つ複数のピクセル６２２を含む簡略化したキーストローク領域６２０が示される。所与のキーとデータ入力物体との係合によって生じる典型的な光パターンの典型的な簡略化したフットプリントが、参照符号６２４で示されている。図１０には、図９で６０５、６０６、６０７、６０８と示されるキーストローク領域に対応する典型的なフットプリント６０９、６１０、６１１、および６１２の輪郭を示す。
【００８６】
典型的な背景信号パターンが参照符号６３４で示されている。背景信号パターン６３４へのフットプリント６２４の重畳が参照符号６３５で示されている。キーストローク領域６２０へのフットプリント６２４の１次元的な選択可能な重なりが、参照符号６３６で示されている。キーストローク領域６２０への背景信号パターン６３４の１次元的な選択可能な重なりが参照符号６３７で示されている。キーストローク領域６２０への重畳６３５の１次元的な選択可能な重なりが参照符号６３８で示されている。
【００８７】
図１２Ａに、軸６１８に沿って見たキーストローク領域６２０の断面に対応するバイアス関数６４０を示し、このバイアス関数は、軸６１８に沿ってキーストローク領域６２０を定義する。また、軸６１８に沿ったフットプリント６２４の断面に対応する信号関数６４４、軸６１８に沿った背景信号パターン６３４の断面に対応する背景信号関数６４６、および重畳６３５の断面に対応する組み合わせ信号６４８も示されている。
【００８８】
図１２Ａには、１次元的な選択可能な重なり６３６に対応する１次元畳み込み６５０、１次元的な選択可能な重なり６３７に対応する１次元畳み込み６５２、および１次元的な選択可能な重なり６３８に対応する１次元畳み込み６５４も示される。畳み込み６５０は閾値６６０と共に示され、畳み込み６５２は閾値６６２と共に示され、畳み込み６５４は閾値６６４と共に示されている。
【００８９】
次いで図１１Ｂを参照する。この図には、共通の任意軸６７０に沿って配置された、所与のキーに対応し且つ複数のピクセル６８２を含む簡略化したキーストローク領域６８０が示されている。この場合、簡略化されたキーストローク領域６８０は、簡略化されたキーストローク領域境界６８３で囲んで示されている。所与のキーとデータ入力物体との係合によって生じる典型的な光のパターンの簡略化された典型的なフットプリントが、参照符号６８４で示されている。典型的な背景信号が参照符号６８６で表されている。背景信号パターン６８６へのフットプリント６８４の重畳が、参照符号６８８で表されている。キーストローク領域６８０および境界６８３へのフットプリント６８４の１次元的な選択可能な重なりが、参照符号６９０で表されている。キーストローク領域６８０と境界６８３への背景信号パターン６８６の１次元的な選択可能な重なりが、参照符号６９２で表されている。キーストローク領域６８０と境界６８３への重畳６８８の１次元的な選択可能な重なりが、参照符号６９４で表されている。
【００９０】
図１２Ｂに、軸６７０に沿って見たキーストローク領域６８０と境界６８３の断面に対応するバイアス関数７００を示し、このバイアス関数は、軸６７０に沿ってキーストローク領域６８０を定義する。図から、境界６８３には、キーストローク領域６８０の値に対して負の値が割り振られていることが分かる。この値の割り当ては、データ入力物体の係合がキーストローク領域６８０内にある範囲でデータ入力物体の係合の値を増し、データ入力物体の係合が境界６８３を超えて及ぶ範囲でデータ入力物体の係合の値を下げるものと理解される。図には、軸６７０に沿ったフットプリント６８４の断面に対応する信号関数７０４、軸６７０に沿った背景信号パターン６８６の断面に対応する背景信号関数７０６、および重畳６８８の断面に対応する組み合わせ信号７０８も示されている。
【００９１】
図１２Ｂには、１次元的な選択可能な重なり６９０に対応する１次元畳み込み７２０、１次元的な選択可能な重なり６９２に対応する１次元畳み込み７２２、および１次元的な選択可能な重なり６９４に対応する１次元畳み込み７２４も示されている。畳み込み７２０は閾値７２６と共に示され、畳み込み７２２は閾値７２７と共に示され、畳み込み７２４は閾値７２８と共に示されている。
【００９２】
次いで図１１Ｃを参照する、この図には、共通の任意軸７３０に沿って配置され、所与のキーに対応し且つ複数のピクセル７４１を含む簡略化されたキーストローク領域７４０が示されている。ここでは、簡略化されたキーストローク領域７４０は、簡略化されたキーストローク領域の内側の境界７４２と、簡略化されたキーストローク領域の外側の境界７４３によって囲まれて示されている。所与のキーとデータ入力物体との係合によって生じる典型的な光のパターンの簡略化した典型的なフットプリントが、参照符号７４４で示されている。典型的な背景信号パターンが参照符号７４６で示されている。背景信号パターン７４６へのフットプリント７４４の重畳が参照符号７４８で表されている。キーストローク領域７４０と境界７４２および７４３とへのフットプリント７４４の１次元的な選択可能な重なりが、参照符号７５０で示されている。キーストローク領域７４０と境界７４２および７４３とへの背景信号パターン７４６の１次元的な選択可能な重なりが、参照符号７５２で表されている。キーストローク領域７４０と境界７４２および７４３とへの重畳７４８の１次元的な選択可能な重なりが、参照符号７５４で示されている。
【００９３】
図１２Ｃに、軸７３０に沿って見たキーストローク領域７４０と境界７４２および７４３との断面に対応するバイアス関数７６０が示され、このバイアス関数は、軸７３０に沿ってキーストローク領域７４０を定義する。図から、境界７４２には零の値が割り振られ、境界７４３には、キーストローク領域７４０の値に対して負の値が割り振られることが理解されよう。これらの値の割り当ては、データ入力物体の係合がキーストローク領域７４０内にある範囲でデータ入力物体の係合の値を増し、データ入力物体の係合が境界７４２を超え、少なくとも境界７４３の中に及ぶ範囲で、データ入力物体の係合の値を下げることが理解されよう。図には、軸７３０に沿ったフットプリント７４４の断面に対応する信号関数７６４、軸７３０に沿った背景信号パターン７４６の断面に対応する背景信号関数７６６、および重畳７４８の断面に対応する組み合わせ信号７６８も示されている。
【００９４】
図１２Ｃには、１次元的な選択可能な重なり７５０に対応する１次元畳み込み７８０、１次元的な選択可能な重なり７５２に対応する１次元畳み込み７８２、および１次元的な選択可能な重なり７５４に対応する１次元畳み込み７８４も示されている。畳み込み７８０は閾値７８６がと共に示され、畳み込み７８２は閾値７８７共に示され、畳み込み７８４は閾値７８８共に示されている。
【００９５】
畳み込み６３８、６９４、および７５４の考察から、図１１Ｃおよび１２Ｃの二境界構成が、データ入力物体のキーストローク係合を最もよく検出し、また、背景効果を最小に抑えることが理解できよう。
【００９６】
次いで図１３を参照する。この図は、本発明の好ましい実施形態に従って構成され動作する追跡のシステムおよび方法で用いられるデータ入力物体係合位置感知サブシステムの動作を説明する簡略化したフローチャートである。
【００９７】
図１３から分かるように、グレー・レベル値などのピクセル値が各種のピクセル座標について取得される。各ピクセル値が取得されると、ピクセル座標を用いて、そのピクセルが所定のアクティブ領域の中にあるかどうかについての判定が行われる。典型的には、ピクセルが所定のアクティブ領域内にない場合、その値は無視される。
【００９８】
各ピクセルのピクセル値は閾値で選別されることが好ましく、典型的には、所与の閾値未満のピクセル値はすべて無視される。残りのピクセル値は、選択された重み付けパラメータによって重み付けされる。閾値を超え且つ重み付けされたピクセル値の「重心」を求めるために、閾値を超え且つ重み付けされたピクセル値に、各ピクセルの座標位置を表すＸ値とＹ値とがそれぞれ乗算され、その結果が、互いに対して垂直な軸Ｘおよび軸Ｙに沿って合計され、Ｘの累算器とＹの累算器とに格納される。すべての関連するピクセルについての閾値を超え且つ重み付けされたピクセル値の合計も、アクティブ領域全体について、合計され、データ累算器に格納される。
【００９９】
前述のようにフレーム中のすべてのピクセルが処理されると、Ｘ軸およびＹ軸にそれぞれに沿った、閾値を超え且つ重み付けされたピクセル値の合計が、アクティブ領域全体についての閾値を超え且つ重み付けされたピクセル値の合計で除算されて、求めようとする係合位置を表す「重心」のＸ座標とＹ座標が求められる。
【０１００】
次いで図１４を参照する。この図は、本発明の好ましい実施形態に従った、有用な、同期された照明力変動機能を示す簡略化した図である。図１４に示される機能は、データ入力物体の係合の検出のために提供される照明の量を調節するものである。この調節は望まれるものである。なぜなら、データ入力物体に当たり、従って、それによって散乱される光の強度は、照明器８３０とデータ入力物体との間の距離に伴って低下するからである。従って、データ入力物体８３２に当たる光の量は、データ入力物体８３４に当たる光の量より相当多いことが理解できよう。更に、検出器８３６に当たる散乱光の量は、データ入力物体と検出器との間の距離に伴って低下する。これら２つの距離への依存性が、データ入力物体の係合の検出を難しくする。
【０１０１】
この困難を克服するために、本発明の好ましい実施形態により可変強度駆動エレクトロニクス８４０が提供され、これは、照明器８３０と検出器８３６との両方に結合され、照明器８３０によって生成される光の強度を、典型的には傾斜（ramp）様式で、検出器８３６の撮像野の位置に合わせて変化させる。
【０１０２】
従って、典型的には検出器８３６の上部Ａで係合面５５４（図６）の近い部分（Ａ）が撮像される際には、強度が最小になる。典型的には検出器８３６の中間部で係合面５５４の中間部（Ｂ）が撮像される際には、強度は中間レベルになり、典型的には検出器８３６の下部（Ｃ）で係合面５５４の遠い部分（Ｃ）が撮像される際には、強度が最大になる。
【０１０３】
可変強度駆動エレクトロニクス８４０は、好ましくは、同期出力８４２を検出器８３６へ提供し、且つそれに対応する同期出力８４４を照明器８３０に提供して、検出器８３６の走査される画像領域の位置と時間的に同期させて強度レベルを上げることにより、動作する。
【０１０４】
次いで図１５を参照する。この図は、車両アクセス制御システムとして実施されるデータ入力装置の部分的に描写的で部分的に図式的な簡略化した図である。図１５から分かるように、車両１５００は、典型的には、フレームと、動力伝達系と、少なくとも１つの施錠可能な入口あるいは扉１５０２および入口開錠機能を含むシャシーとを備え、全体を参照符号１５０４で示すアクセス制御アセンブリを含む。
【０１０５】
アクセス制御アセンブリ１５０４は、シャシーの外部から使用可能な、少なくとも１つの少なくとも部分的に光透過型のユーザ指係合面を含むことが好ましい。図の実施形態では、複数のユーザ指係合面１５０６が車のドア・ウィンドウ１５０８に定義される。ＩＲライン発生器などのような、好ましくは車両の外部の内側に位置する照明器１５１０は、ユーザ指係合面１５０６に隣接する指係合面１５１２を照明するように動作する。好ましいＩＲライン発生器が、本願出願人による公開ＰＣＴ出願ＷＯ０２／０５４１６９  Ａ２に記載され、同出願の開示を参照により本明細書に組み込む。
【０１０６】
車両の外部の内側に配置された２次元イメージング・センサ１５１４は、ユーザの指と指係合面１５０６との係合によって散乱された、照明器１５１０から発せられた光を感知するために、車のドア・ウィンドウ１５０８の内側の位置から、指係合面１５０６を観察する。好ましい２次元イメージング・センサ１５１４が、本願出願人による公開ＰＣＴ出願ＷＯ０２／０５４１６９  Ａ２に記載され、同出願は参照により本明細書に組み込まれる。
【０１０７】
データ入力プロセッサ１５１６は、２次元イメージング・センサ１５１４からの出力を受け取り、従来の扉開錠機能（図示せず）へデータ・エントリ入力を提供する。
次いで、図１５のデータ入力装置の変形例の簡略化した模式図である図１６を参照する。図１６から分かるように、車両１６００は、典型的には、フレームと、動力伝達系と、少なくとも１つの施錠可能な入口あるいは扉１６０２および入口開錠機能を含むシャシーとを備え、全体を参照符号１６０４で示すアクセス制御アセンブリを含む。
【０１０８】
アクセス制御アセンブリ１６０４は、シャシーの外部から使用可能な、少なくとも１つの少なくとも部分的に光透過型のユーザ指係合面を含むことが好ましい。図の実施形態では、複数のユーザ指係合面１６０６が車のドア・ウィンドウ１６０８上に定義される。この実施形態では、複数のユーザ指係合面１６０６は、２次元アレイとして配置されることができる。ＩＲライン発生器などのような、好ましくは車両の外部の内側に位置する照明器１６１０は、ユーザ指係合面１６０６に隣接する指係合面１６１２を照明するように動作する。好ましいＩＲライン発生器が、本願出願人による公開ＰＣＴ出願ＷＯ０２／０５４１６９  Ａ２に記載され、同出願の開示を参照により本明細書に組み込む。
【０１０９】
図１６の実施形態では、典型的には照明器１６１０からの光経路に沿って車両窓１６０８の外側にプリズム１６１３が配置されるため、指係合面１６１２が、指係合面１６０６と平行になる。
【０１１０】
車両の外部の内側に配置された２次元イメージング・センサ１６１４は、ユーザの指と指係合面１６０６との係合によって散乱された、照明器１６１０から発せられた光を感知するために、車のドア・ウィンドウ１６０８の内側の位置から、指係合面１６０６を観察する。好ましい２次元イメージング・センサ１６１４が、本願出願人による公開ＰＣＴ出願ＷＯ０２／０５４１６９  Ａ２に記載され、同出願の開示を参照により本明細書に組み込む。
【０１１１】
データ入力プロセッサ１６１６は、２次元イメージング・センサ１６１４からの出力を受け取り、従来の扉開錠機能（図示せず）へデータ・エントリ入力を提供する。
図１５および１６の装置の一部分は、他タイプのアクセス制御環境および各種のデータ入力環境に適用可能であることが理解されよう。
【０１１２】
次いで図１７を参照する。この図は、本発明の別の好ましい実施形態により構成され動作するデータ入力装置の簡略化した図である。図１７に見られるように、好ましくはスタイラス１７００の形態である発光データ入力係合エレメントは、係合面１７０２に対して少なくとも予め決められた近さにある時にのみ光を発する。
【０１１３】
２次元イメージング・センサ１７０４が、スタイラス１７００から発せられる光を感知するために、係合面１７０２を観察する。データ入力プロセッサ１７０６は、２次元イメージング・センサ１７０４からの出力を受け取り、データ・エントリ入力を提供する。
【０１１４】
図１７から分かるように、スタイラス１７００は、その赤外線透過型の先端１７１０に配置されたＩＲ発光ＬＥＤ１７０８を備えることが好ましい。接触スイッチなどのような近接スイッチ１７１２が、先端１７１０が係合面１７０２に近接していることを示す出力指示を提供する。回路１７１４が、近接スイッチ１７１２から入力を受け取り、それに従ってＬＥＤ１７０８を作動させて、赤外線放射を提供し、その放射の位置が、係合面１７０２に当たっているスタイラスの位置を表す。
【０１１５】
次いで図１８Ａと１８Ｂを参照する。これらの図は、それぞれ、本発明の別の好ましい実施形態により構成され動作するデータ入力装置の描写的な図と、簡略断面図とである。図１８Ａおよび１８Ｂから分かるように、データ入力装置は投光器１８００を備え、この投光器１８００は、少なくとも１つの係合面１８０２に光を当て、その係合面に少なくとも１つのタッチパッド領域１８０４と少なくとも１つのキーボード領域１８０６を定義し、タッチパッド領域１８０４は、投光器１８００によって提供される０次の回折像によって定義される。
【０１１６】
特に図１８Ｂを参照すると、投光器１８００は、ダイオード・レーザ１８１０などのような光源を備え、光源は、コリメート・レンズ１８１２を介して第１の回折光学エレメント１８１４上へ出力することが理解される。回折光学エレメント１８１４は、それに当たる光を回折して、少なくとも１つのキーボード領域１８０６に当たる一次的なキーボード画像ビーム１８１６と、好ましくは障壁１８１９によって遮られる二次的なゴースト画像ビーム１８１８とする。回折光学エレメント１８１４を通過する残りの光は、第２の回折光学エレメント１８２２に当たる０次のビーム１８２０を定義する。
【０１１７】
回折光学エレメント１８２２は、０次のビーム１８２０から当たる光を、少なくとも１つのタッチパッド領域１８０４に当たるタッチパッド定義ビーム１８２４へと回折する。
図１８Ａを参照すると、指係合面を照明する働きをする照明器１８３０も提供されることが分かる。２次元イメージング・センサ１８３２は、ユーザの指と指係合面との係合によって散乱された、照明器１８３０からの光を感知するために、係合面を観察する。データ入力プロセッサ１８３４は、２次元イメージング・センサ１８３２から出力を受け取り、データ・エントリ入力を提供する。
【０１１８】
次いで図１９Ａおよび１９Ｂを参照する。これらの図は、それぞれ、本発明の更に別の好ましい実施形態により構成され動作するデータ入力装置の簡略化した描写図と簡略化された断面図とである。図１９Ａおよび１９Ｂから分かるように、データ入力装置は投光器１９００を備え、投光器１９００は、少なくとも１つの指係合面１９０２に光を当て、係合面１９０２に典型的には少なくとも１つのキーボード領域１９０４を定義するように働く。照明器１９０６は、指係合面１９０２に光を当てる働きをする。
【０１１９】
イメージング・センサ・モジュール１９０８は、２次元イメージング・センサ１９１０を含み、ユーザの指と指係合面１９０２との係合によって散乱された、照明器１９０６からの光を感知するために、係合面を観察する。イメージング・センサ・モジュール１９０８の特有の特徴は、光学くさび形エレメント１９１２を含むことであり、この光学くさび形エレメントは、傾きを提供して、概して垂直に配置されたイメージング・センサ１９１０が、センサ１９１０に対して概して直角に延在する指係合面１９０２からの光を効率的に感知できるようにする。
【０１２０】
データ入力プロセッサ１９１４は、２次元イメージング・センサ１９１０から出力を受け取り、データ・エントリ入力を提供する。
次いで図２０Ａと２０Ｂを参照する。これらの図は、それぞれ、本発明の更に別の好ましい実施形態により構成され動作するデータ入力装置の簡略化された描写図と簡略化された断面図とである。図２０Ａおよび２０Ｂから分かるように、データ入力装置は投光器２０００を備え、投光器２０００は、少なくとも１つの指係合面２００２に光を当て、係合面２００２上に典型的には少なくとも１つのキーボード領域２００４を定義するように、動作する。照明器２００６は、指係合面２００２に光を当てるように動作する。
【０１２１】
イメージング・センサ・モジュール２００８は、２次元イメージング・センサ２０１０を含み、ユーザの指と指係合面２００２との係合によって散乱された、照明器２００６からの光を感知するために係合面を観察する。イメージング・センサ・モジュール２００８の特有の特徴は、対向して向けられた１対の光学くさび形エレメント２０１２および２０１４を含むことであり、このエレメントはそれぞれ、センサ２０１０に入る光の一部に傾きを提供して、参照符号２０１６に見られるように、概して長方形のイメージング・センサの範囲を効率的に使用できるようにする。
【０１２２】
次いで、本発明の更に別の好ましい実施形態により構成され動作するデータ入力装置の簡略化された描写図である図２１を参照する。図２１から分かるように、データ入力装置は投光器２１００を備え、投光器２１００は、少なくとも１つの指係合面２１０２を照明し、係合面上に典型的には少なくとも１つのキーボード領域２１０４を定義する働きをする。照明器２１０６は、指係合面２１０２に光を当てる働きをする。
【０１２３】
イメージング・センサ・モジュール２１０８は、２次元イメージング・センサ２１１０を含み、ユーザの指と指係合面２１０２との係合によって散乱された、照明器２１０６からの光を感知するために、係合面を観察する。
【０１２４】
照明器２１０６に特有の特徴は補助光経路２１１２を定義することであり、この補助光経路２１１２は、指係合面２１０２上の、照明器に隣接する位置、好ましくは少なくとも１つのキーボード領域２１０４より照明器に近い位置にある適正配置確認位置２１１４へ当たる。イメージング・センサ・モジュール２１０８は、位置２１１４における照明の存在を感知し、その位置で感知される照明がない場合、即ち、典型的にはデータ入力装置の配置が適切でないことを意味する場合、典型的にはデータ入力装置の電源を切る。
【０１２５】
データ入力プロセッサ２１１６は、２次元イメージング・センサ２１１０から出力を受け取り、データ・エントリ入力を提供する。
次いで、本発明の別の好ましい実施形態により構成され動作する、腕時計の形態のデータ入力装置の簡略化された描写図である図２２を参照する。図２２から分かるように、腕時計２２００は、下記で詳細に記載される構成以外は従来の構成であってよく、電子イメージング・センサ・モジュール２２０２を備え、このモジュールはＣＭＯＳアレイ、例えば、米国カリフォルニア州サニベル、オーレアンス・ドライブ１３４１のオムニビジョン・テクノロジー社から入手可能なＣＭＯＳアレイＯＶＴ６１３０を含むことができ、撮像野を表す出力を提供する。
【０１２６】
好ましくは、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチ２２０４が提供されて、ユーザが、データ入力機能での動作、即ち、ユーザの手の活動に応答したデータ入力のために電子イメージング・センサ・モジュール２２０２を用いるデータ入力機能での動作を選択できるようにする。
【０１２７】
データ入力機能は好ましくはデータ入力テンプレート投光器２２０６を用い、データ入力テンプレート投光器２２０６は、テーブル面２２１０などの面上に、参照符号２２０８で表すようなデータ入力テンプレートを投射する。照明器２２１２は、データ入力テンプレートに近接する領域に光を当てるように動作する。イメージング・センサ・モジュール２２０２は、ユーザの指とデータ入力テンプレートとの係合によって散乱された、照明器２２１２からの光を感知するために、データ入力テンプレート領域を観察する。
【０１２８】
データ入力機能は処理機能も組み込むことが好ましく、その一例が、本出願人の公開されたＰＣＴ出願ＷＯ０２／０５４１６９  Ａ２に記載されており、同出願の開示を参照により本明細書に組み込む。データ入力機能は、データ・ストリーム２２１４を生成する。
【０１２９】
次いで、本発明の好ましい実施形態により構成され動作するゲーム装置の簡略化した描写図である図２３を参照する。図２３に示すように、その一例はチェスなどのボード・ゲームであるゲーム装置は、電子イメージング・センサ・モジュール２３０２を備え、このモジュールはＣＭＯＳアレイ、例えば、米国カリフォルニア州サニベル、オーレアンス・ドライブ１３４１のオムニビジョン・テクノロジー社から入手可能なＣＭＯＳアレイＯＶＴ６１３０を含むことができ、撮像野を表す出力を提供する。
【０１３０】
好ましくは、ユーザによって操作されるイメージング機能選択スイッチ２３０４が提供されて、ユーザが、異なるボード・ゲームなどのような複数のゲーム機能のうちの１つの操作を選択できるようにするものであり、そのためにはゲームの駒の位置を特定するために電子イメージング・センサ・モジュール２３０２を用いる。
【０１３１】
ゲーム機能は好ましくはゲーム・テンプレート投光器２３０６を用い、ゲーム・テンプレート投光器２３０６は、テーブル面２３１０などの面上に、参照符号２３０８で示すチェス盤などのゲーム・テンプレートを投射する。照明器２３１２は、ゲーム・テンプレート２３０８に近接する領域に光を当てる働きをする。イメージング・センサ・モジュール２３０２は、個々のゲームの駒２３１６に取り付けられた光学的に符号化された反射体２３１４によって反射された、照明器２３１２からの光を感知するために、ゲーム・テンプレート領域を観察する。反射体２３１４は、個々にゲームの駒を識別し、ゲーム・テンプレート２３０８におけるその駒の位置を示すことが好ましい。
【０１３２】
ゲーム機能は処理機能も組み込むことが好ましく、その一例が、本出願人の公開されたＰＣＴ出願ＷＯ０２／０５４１６９  Ａ２に記載されており、同出願の開示を参照により本明細書に組み込む。ゲーム機能は、ゲームの管理や点数付けに使用できるデータ・ストリーム２３１６を生成する。
【０１３３】
次いで、本発明の別の好ましい実施形態により構成され動作するゲーム装置の簡略化した描写図である図２４を参照する。図２４はさいころ２４０２などのようなゲームの駒を示し、これらのゲームの駒は、その様々な表面に様々に異なる符号化がなされた反射体２４０４を担持し、それにより、ゲームの駒の識別と位置だけでなく、空間的な方向も感知されることを可能にする。
【０１３４】
当業者には、本発明は、上記で具体的に示し記載された内容に限定されないことが理解されよう。本発明の範囲は、上記に記載される各種特徴の組み合わせおよび副次的な組合せと、前述の明細書を読むことで当業者に着想され、従来技術にない特徴の変更形態と変形形態とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の好ましい実施形態に従って構成され、２つの異なる動作モードで動作する電子カメラの簡略化された描写図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の好ましい実施形態に従って構成され、２つの異なる動作モードで動作する電子カメラの簡略化された描写図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の好ましい実施形態に従って構成され、２つの異なる動作モードで動作するカメラ付きセルラ電話の簡略化された描写図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の好ましい実施形態に従って構成され、２つの異なる動作モードで動作するカメラ付きセルラ電話の簡略化された描写図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の好ましい実施形態に従って構成され、２つの異なる動作モードで動作するカメラ付きＰＤＡの簡略化された描写図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の好ましい実施形態に従って構成され、２つの異なる動作モードで動作するカメラ付きＰＤＡの簡略化された描写図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の好ましい実施形態に従った、２つの異なる動作モードにおけるイメージング機能選択の動作の簡略化された図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の好ましい実施形態に従った、２つの異なる動作モードにおけるイメージング機能選択の動作の簡略化された図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の別の好ましい実施形態に従った、２つの異なる動作モードにおけるイメージング機能選択の動作の簡略化した図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明の別の好ましい実施形態に従った、２つの異なる動作モードにおけるイメージング機能選択の動作の簡略化した図である。
【図６】図６は、図１Ａ〜図５Ｂの実施形態で有用なデータ入力物体係合位置感知サブシステムの簡略化した図である。
【図７】図７は、本発明の好ましい実施形態に従った、図６のデータ入力物体係合位置感知サブシステムの動作を説明する簡略化したフローチャートである。
【図８】図８は、図７に示されるデータ入力物体係合位置感知サブシステムの動作で用いられる好ましいデータ構造の簡略化した図である。
【図９】図９は、図６に示されるようなキーボードを見る２次元画像センサによって感知される典型的なキーストローク領域の輪郭の簡略描写図である。
【図１０】図１０は、図９に示されるような幾つかのキーストローク領域とデータ入力オブジェクトとの係合によって生じる典型的な光パターンの典型的フットプリントの輪郭の簡略描写図である。
【図１１Ａ】図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、図７に示されるようにピクセルが存在するキーストローク領域内におけるそのピクセルの関数を判定する３つの代替的方法の簡略化した図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、図７に示されるようにピクセルが存在するキーストローク領域内におけるそのピクセルの関数を判定する３つの代替的方法の簡略化した図である。
【図１１Ｃ】図１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、図７に示されるようにピクセルが存在するキーストローク領域内におけるそのピクセルの関数を判定する３つの代替的方法の簡略化した図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、図１１Ａを理解する際に有用なトレースの簡略化した図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１１Ｂを理解する際に有用なトレースの簡略化した図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、図１１Ｃを理解する際に有用なトレースの簡略化した図である。
【図１３】図１３は、本発明の好ましい実施形態に従って構成され動作する追跡システムおよび方法で用いられるデータ入力物体係合位置感知サブシステムの動作を説明する簡略化したフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明の好ましい実施形態に従った有用な同期された照明力変動機能を示す簡略化した図である。
【図１５】図１５は、車両アクセス制御システムにおいて実施されたデータ入力装置の、部分的に描写的であり部分的に図式的である図である。
【図１６】図１６は、図１５のデータ入力装置の変形例の、部分的に描写的であり部分的に図式的である簡略化した図である。
【図１７】図１７は、本発明の別の好ましい実施形態に従って構成され動作するデータ入力装置の簡略化した描写図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、本発明の別の好ましい実施形態に従って構成され動作するデータ入力装置の簡略化した描写図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本発明の別の好ましい実施形態に従って構成され動作するデータ入力装置の簡略化した断面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本発明の更に別の好ましい実施形態に従って構成され動作するデータ入力装置の簡略化した描写図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本発明の更に別の好ましい実施形態に従って構成され動作するデータ入力装置の簡略化した断面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、本発明の更なる他の好ましい実施形態に従って構成され動作するデータ入力装置の簡略化した描写図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、本発明の更なる他の好ましい実施形態に従って構成され動作するデータ入力装置の簡略化した断面図である。
【図２１】図２１は、本発明の更なる好ましい実施形態に従って構成され動作するデータ入力装置の簡略化した描写図である。
【図２２】図２２は、本発明の別の好ましい実施形態に従って構成され動作するデータ入力装置の簡略化した描写図である。
【図２３】図２３は、本発明の好ましい実施形態に従って構成され動作するゲーム装置の簡略化した描写図である。
【図２４】図２４は、本発明の別の好ましい実施形態に従って構成され動作するゲーム装置の簡略化した描写図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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