(57)【要約】【課題】特徴的な電子スタイラスを提供する。【解決手段】細長い胴体成形物（４１６）と、胴体成形物（４１６）の一端に付いているペン先（４１８）と、胴体成形物（４１６）に取り付けられている力センサ（５８２）とを備えるスタイラス。力センサ（５８２）は、ペン先（４１８）に接続された入力部材（４１４）と接触する耐力構造（５２４）および入力部材（４１４）と係合し耐力構造に対して入力部材にバイアスをかける予荷重バイアスアセンブリ（７００）とを備える。【選択図】図３３
2008509380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力センサであって、
感知される力を受ける入力部材との接触用の耐力構造と、
前記耐力構造に加えられる力を、前記力を表す信号に変換するためのセンサ回路と、
前記入力部材と係合し前記耐力構造に対して前記入力部材にバイアスをかける予荷重バイアスアセンブリと、
を備える力センサ。
【請求項２】
前記予荷重バイアスアセンブリは、前記入力部材を解放可能なように係合させるためのバネおよび係合形成部を備える請求項１に記載の力センサ。
【請求項３】
前記センサ回路は、ピエゾ抵抗ブリッジ回路である請求項１に記載の力センサ。
【請求項４】
前記センサ回路は、容量性または誘導性力感知回路である請求項１に記載の力センサ。
【請求項５】
前記センサ回路は、最大約５００グラム（５ニュートン）までの力を感知する請求項１に記載の力センサ。
【請求項６】
前記センサ回路から出力される前記信号は、手書き認識機能をサポートする請求項１に記載の力センサ。
【請求項７】
前記耐力構造は、動作時に１０ミクロンのフルスパン移動を行う請求項１に記載の力センサ。
【請求項８】
前記予荷重バイアスアセンブリは、約１０グラムから２０グラム（０．１ニュートンから０．２ニュートン）のバイアスをかける請求項１に記載の力センサ。
【請求項９】
前記入力部材は、ライティングスタイラス内のインクカートリッジである請求項１に記載の力センサ。
【請求項１０】
前記耐力構造は、前記入力部材への衝撃荷重を吸収する弾性部材を備える請求項１に記載の力センサ。
【請求項１１】
電子スタイラスであって、
細長い成形物と、
前記細長い成形物の一端に付いているペン先と、
前記細長い成形物に取り付けられた力センサであって、前記ペン先に接続された入力部材と接触させる耐力構造と、前記ペン先に加えられた力を、前記力を表す信号に変換するセンサ回路と、前記入力部材と係合し前記耐力構造に対してバイアスをかける予荷重バイアスアセンブリとを備える力センサと、
を具備する電子スタイラス。
【請求項１２】
前記ペン先は、ボールポイントペン先であり、前記入力部材は、前記ペン先と流体で連絡しているインクカートリッジである請求項１１に記載の電子スタイラス。
【請求項１３】
前記予荷重バイアスアセンブリは、前記入力部材を解放可能なように係合させるためのバネおよび係合形成部を備える請求項１１に記載の電子スタイラス。
【請求項１４】
前記センサ回路は、ピエゾ抵抗ブリッジ回路である請求項１１に記載の電子スタイラス。
【請求項１５】
前記センサ回路は、容量性または誘導性力感知回路である請求項１１に記載の電子スタイラス。
【請求項１６】
前記センサ回路は、最大約５００グラム（５ニュートン）までの力を感知する請求項１１に記載の電子スタイラス。
【請求項１７】
前記センサ回路から出力される前記信号は、手書き認識機能をサポートする請求項１１に記載の電子スタイラス。
【請求項１８】
前記耐力構造は、動作時に１０ミクロンのフルスパン移動を行う請求項１１に記載の電子スタイラス。
【請求項１９】
前記予荷重バイアスアセンブリは、約１０グラムから２０グラム（０．１ニュートンから０．２ニュートン）のバイアスをかける請求項１１に記載の電子スタイラス。
【請求項２０】
前記耐力構造は、前記入力部材への衝撃荷重を吸収する弾性部材を備える請求項１１に記載の電子スタイラス。
【請求項２１】
符号化データが配置された表面とともに使用するハンドヘルド型電子スタイラスであって、
前記スタイラスをペンのように操作できるように実質的に三角形の断面を有するグリップを持つ細長い外筒と、
前記表面との接触のため前記外筒の一端に付けられている、前記外筒の長手軸からオフセットされている長手軸を持つペン先と、
前記符号化データを光学的に感知するため前記ペン先に隣接して配置されているセンサとを備え、使用時に、
前記スタイラスは、前記ペン先の前記長手軸が前記実質的に三角形の断面の前記頂点に近い位置に来るように握られるハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項２２】
前記ペン先は、細長いインクカートリッジに取り付けられたボールポイントペン先であり、前記カートリッジは、前記実質的に三角形の断面の前記頂点に隣接して前記ペン先の前記長手軸にそって伸びている請求項２１に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項２３】
さらに、前記頂点に向かい合う、前記三角形の断面の底辺にそって取り付けられた細長い電池を備える請求項２２に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項２４】
さらに、前記電池と前記カートリッジとの間に取り付けられたプリント基板を備える請求項２３に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項２５】
前記センサは、イメージセンサおよびレンズを備え、前記センサが前記表面に対して動作位置にあるときに前記符号化データのイメージを取り込み、
前記センサは、さらに、前記イメージセンサのために前記符号化データを照らす複数の光源を備え、前記光源はそれぞれ、すべての前記光源により照らされる共通領域があるように前記表面のある領域を照らすように構成され、使用時に、
前記複数の光源のうちの少なくとも１つは、選択的に消灯可能であり、前記複数の光源のうちの少なくとも１つは、イメージ取り込みに十分な照明を与える請求項２１に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項２６】
前記複数の光源は、前記レンズのいずれかの側に取り付けられた２つのＬＥＤである請求項２５に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項２７】
前記実質的に三角形の断面は、前記細長い外筒の長さを伸ばす請求項２１に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項２８】
前記実質的に三角形の断面は、丸みのある隅を持つ請求項２１に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項２９】
前記実質的に三角形の断面は、正三角形に近い請求項２１に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項３０】
表面上に配置されている符号化データを感知するためのハンドヘルド型光学センサであって、
前記光学センサが前記表面に対して動作位置にあるときに前記符号化データのイメージを取り込むイメージセンサおよびレンズと、
前記イメージセンサのために前記符号化データを照らす複数の光源とを備え、前記光源はそれぞれ、すべての前記光源により照らされる共通領域があるように前記表面のある領域を照らすように構成され、使用時に、
前記複数の光源のうちの少なくとも１つは、選択的に消灯可能であり、前記複数の光源のうちの少なくとも１つは、イメージ取り込みに十分な照明を与えるハンドヘルド型電子光学センサ。
【請求項３１】
前記複数の光源は、前記レンズの反対側に取り付けられた２つの照明源である請求項３０に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項３２】
前記２つの照明源は、交差する照明軸を持つ請求項３０に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項３３】
前記光学センサは、さらに、前記イメージセンサに接続された制御ユニットおよび２つの照明源を備え、前記制御ユニットは、前記表面からの望ましくない反射を検出したときに前記２つの照明源のうちの一方を消灯する請求項３０に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項３４】
前記制御ユニットは、前記望ましくない反射の過去の検出結果を利用して前記表面からの望ましくない反射を予測する請求項３３に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項３５】
前記制御ユニットは、１つまたは複数の取り込まれたイメージを使用して、前記表面に対する前記スタイラスの位置を計算し、望ましくない反射がいつ発生するかを予測する請求項３４に記載のハンドヘルド型電子スタイラス。
【請求項３６】
電子スタイラスとエンドキャップアセンブリであって、
電池式電子コンポーネントを収納した細長い外筒を備えるスタイラスと、
前記細長い外筒の開口部により露出された電気的接点と、
前記スタイラスの一端に被さるキャップであって、前記スタイラスの前記一端の上に前記キャップを被せることで電力を制御する前記接点を前記電子コンポーネントに電気的に接続するように配置された導電性部分を持つ、キャップとを備える電子スタイラスとエンドキャップアセンブリ。
【請求項３７】
前記電子スタイラスは、さらに、前記細長い外筒の前記一端にペン先を備え、前記キャップを前記ペン先に被せ、前記電気的接点は、前記キャップを前記ペン先に被せることで前記スタイラスが低電力非アクティブ状態に切り替わるように前記ペン先の近くにある請求項３６に記載の電子スタイラスとエンドキャップアセンブリ。
【請求項３８】
前記スタイラスは、前記電気的接点を使用して前記電池を充電するように構成されている請求項３６に記載の電子スタイラスとエンドキャップアセンブリ。
【請求項３９】
前記キャップ内の前記導電性部分は、導電性弾性成形物である請求項３６に記載の電子スタイラスとエンドキャップアセンブリ。
【請求項４０】
前記ペン先は、ボールポイントペン先であり、前記スタイラスは、さらに、チューブ状インクカートリッジ、および前記インクカートリッジを保持するためのキャビティを定める構造を備え、前記構造は、前記インクカートリッジがスライドして前記キャビティ内に入るときに前記インクカートリッジを軸方向に受け取る開放端を有し、
前記構造の前記開放端は、前記電気的接点により少なくとも部分的に形成される請求項３６に記載の電子スタイラスとエンドキャップアセンブリ。
【請求項４１】
前記構造は、前記電池に電力を送るための前記電気的接点に接続される導電性セクションを備える請求項３６に記載の電子スタイラスとエンドキャップアセンブリ。
【請求項４２】
前記構造は、絶縁層により外側導電層から絶縁された内部導電層を備えるチューブ形態である請求項４１に記載の電子スタイラスとエンドキャップアセンブリ。
【請求項４３】
スタイラス内に挿入するインクカートリッジであって、
インク供給源を収納するための、ペン先端と対向端とを有する細長い本体と、
前記スタイラスから前記インクカートリッジを引き出すために前記スタイラス内の同じタイプの他のインクカートリッジのペン先端と係合する対向端にある係合形成部とを備えるスタイラス内に挿入するインクカートリッジ。
【請求項４４】
前記ペン先端は、前記インク供給源と流体で連絡しているライティングペン先を備える請求項４３に記載のスタイラス内に挿入するインクカートリッジ。
【請求項４５】
電子スタイラスであって、
電子コンポーネントおよび充電式電池を収納した外筒と、
一端にあるボールポイントペン先とともにインクカートリッジを保持するためのリセプタクルを定める、スライドさせて前記リセプタクル内に入れるときに前記インクカートリッジを軸方向に受け取るための開放端を持つ構造とを備え、
前記構造の前記開放端は、電池充電器内の相補的接点に接続するように構成された電気的接点により少なくとも部分的に形成される電子スタイラス。
【請求項４６】
前記構造は、前記電池に電力を送るための前記電気的接点に接続される導電性セクションを備える請求項４５に記載の電子スタイラス。
【請求項４７】
前記構造は、絶縁層により外側導電層から絶縁された内部導電層を備えるチューブ形態である請求項４５に記載のスタイラス内に挿入するインクカートリッジ。
【請求項４８】
さらに、前記ペン先に被せるキャップを備え、前記キャップは、前記ペン先に前記キャップを被せることで前記スタイラスを低電力非アクティブ状態に切り替えられるような位置にある導電性部分を持つ請求項４５に記載のスタイラス内に挿入するインクカートリッジ。
【請求項４９】
さらに、プリント基板（ＰＣＢ）を備え、前記内部導電層および前記外側導電層は、前記ＰＣＢ上のそれぞれの電気的接点と係合する請求項４５に記載のスタイラス内に挿入するインクカートリッジ。
【請求項５０】
スタイラスであって、
細長い胴体成形物と、
前記胴体成形物の一端に付いているペン先と、
前記胴体成形物にぴったり係合する細長いカバー成形物とを備え、
前記カバー成形物は、ユーザー側で交換できるようになっているスタイラス。
【請求項５１】
前記スタイラスは、前記胴体成形物が電子コンポーネントを収納する電子スタイラスである請求項５０に記載のスタイラス。
【請求項５２】
前記カバー成形物は、前記胴体成形物外装上にバネでロックするチューブ状成形物である請求項５０に記載のスタイラス。
【請求項５３】
前記チューブ状成形物は、前記胴体成形物上の適所にスライドして収まり、前記胴体成形物は、前記チューブ状成形物が押されてホーム位置に戻ったことを示す位置細部を有する請求項５２に記載のスタイラス。
【請求項５４】
前記チューブ状成形物は、前記スタイラスのペン先端を握って、前記チューブ状成形物を前記対向端から引き離すことにより前記胴体成形物からスライドさせて離すことができる請求項５３に記載のスタイラス。
【請求項５５】
前記カバー成形物は、アクアグラフィック印刷に好適な基板である請求項５０に記載のスタイラス。
【請求項５６】
前記胴体は、前記スタイラスの動作ステータスを示すＬＥＤを備え、前記チューブ状成形物は、前記ＬＥＤを表示するための１つまたは複数の透明ウィンドウを有する請求項５３に記載のスタイラス。
【請求項５７】
ペンであって、
細長い胴体成形物と、
ペン先および細長い本体を備えるカートリッジとを具備し、
前記カートリッジは、前記胴体成形物の長手軸に対し横断する方向から、前記細長い胴体成形物への挿入および取り外しを行えるように構成されるペン。
【請求項５８】
前記カートリッジは、インクカートリッジであり、前記細長い本体は、インクリザーバを収納する請求項５７に記載のペン。
【請求項５９】
ペン用のインクカートリッジであって、
細長いインクリザーバと、
前記インクリザーバと流体で連絡しているライティングペン先とを備え、
前記細長いインクリザーバは、先端と先端との間の中間の長さの一部分にそって拡大された横断面を持つペン用のインクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インタラクティブペーパー、印刷システム、コンピュータパブリッシング、コンピュータアプリケーション、情報家電、人間コンピュータインターフェイス、および特に電子ペンの分野に関する。
［相互参照］
【表１】
2008509380.tif 000003
【表２】
2008509380.tif 000004
【表３】
2008509380.tif 000005
【表４】
2008509380.tif 000006
上記の同時係属出願の開示は、相互参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの出願は、その整理番号により仮に識別される。これは、利用可能であれば対応するＵＳＳＮにより置き換えられる。
【背景技術】
【０００２】
出願者は、以下で、また上記の相互参照文書の多くにおいて詳しく説明されているＮｅｔｐａｇｅシステムを開発した。本発明は、このシステムに特に適しているため、Ｎｅｔｐａｇｅの文脈において説明することにする。しかし、ハンドヘルド光学センサは多くの異なる分野において広範囲にわたる用途を有しており、本発明は、Ｎｅｔｐａｇｅシステム内での使用に限定されないことは理解されるであろう。
【０００３】
このＮｅｔｐａｇｅシステムは、ペンと紙を使用したインターフェイスを介してユーザーとコンピュータネットワーク（またはスタンドアロンコンピュータ）との間の対話を伴う。「ペン」とは、マーキングまたはノンマーキングのペン先と紙（または他の表面）上の符号化データのパターンを読み取るための光学センサとを備える電子スタイラスのことである。
【０００４】
Ｎｅｔｐａｇｅペンは、ペンの所有者をネットワーク内に記録できるように一意的な識別情報を有する。それぞれのペンの所有者を登録することには、「ウォークアップ」印刷（同時係属出願整理番号ＮＰＳ１１０）、署名認識など、多数の利点がある。このことを考慮すると、ペン所有者は、自分の所有する（複数の）Ｎｅｔｐａｇｅペンを他のＮｅｔｐａｇｅペンから素早く識別できればよいと思うであろう。
【０００５】
Ｎｅｔｐａｇｅという枠組みを越えて、高品質のペンを使用する大半の人々は、それらのペンを個人的財産とみなし、所有権を示すものと考えることもできる。しかし、これは、ペンの外観に対してはほとんど影響を及ぼさないが、やはり一緒に働く複数の人々が同じブランドのペンを持っている場合には混同する危険性がある。
【発明の開示】
【０００６】
第１の態様によれば、本発明は、
細長い胴体成形物と、
胴体成形物の一端に付いているペン先と、
胴体成形物にぴったり係合する細長いカバー成形物とを備え、
カバー成形物がユーザー側で交換できるようになっているスタイラスを具備する。
【０００７】
ユーザーが思いのままに簡単に取り外し、交換できるカバー成形物を備えることにより、それぞれのペンを個別にカスタマイズすることができる。それぞれのペンの所有者は、自分のペンを他人のペンからすぐに区別することができる。カバーを定期的に交換することで、ペンが使い古したように見えるのを防ぎ、またユーザーが古い外観に飽きた場合、あるいは同僚がすでに同じカバーを持っているのをユーザーが発見した場合に、新しい外観をユーザーに選択してもらう。
【０００８】
適宜、スタイラスは、胴体成形物が電子コンポーネントを収納する電子スタイラスである。適宜、カバー成形物は、胴体成形物外装上にバネでロックするチューブ状成形物である。適宜、チューブ状成形物は、胴体成形物上の適所にスライドして収まり、そこでは、胴体成形物は、チューブ状成形物が押されてホーム位置に戻ったことを示す位置細部を有する。適宜、チューブ状成形物は、スタイラスのペン先端を握って、チューブ状成形物を対向端から引き離すことにより胴体成形物からスライドさせて離すことができる。適宜、カバー成形物は、アクアグラフィック印刷に好適な基板である。
【０００９】
適宜、胴体は、スタイラスの動作状況を示すＬＥＤを備え、チューブ状成形物は、ＬＥＤを見せるための１つまたは複数の透明ウィンドウを有する。
【００１０】
［追加の態様］
本発明の関連する態様は、その背景の説明とともに以下に提示され、これらの態様の広い意味の記述に好適な文脈を与える。
【００１１】
［実質的に三角形の断面を有する電子スタイラス］
［背景］
Ｎｅｔｐａｇｅシステムは、ペンと紙を使用したインターフェイスを介してユーザーとコンピュータネットワーク（またはスタンドアロンコンピュータ）との間の対話を伴う。「ペン」とは、マーキングまたはノンマーキングのペン先と紙（または他の表面）上の符号化データのパターンを読み取るための光学センサとを備える電子スタイラスのことである。
【００１２】
ペンは、通常のペンと同じように握り、したがって、紙の平面の法線方向ではなく紙に対し傾けることが意図されている。光学センサは、ペン先に隣接し、したがって、レンズとページの表面との間の距離は、ペンが紙に対し傾けて握られているときにレンズがペン先の上、下、または横にあるかどうかにより異なる。レンズの焦点距離は、一般的に固定されているので、光学系は、紙に対するレンズの可能なあらゆる位置を受け入れるように大きな被写界深度およびボケ許容差を必要とする。これは、符号化データのサイズ、光学系、および使用中のペンの傾斜に対する実用上の制限となる。
【００１３】
［概要］
したがって、この態様では、符号化データが配置された表面とともに使用するハンドヘルド型電子スタイラスを実現し、このスタイラスは、
スタイラスをペンのように操作できるように実質的に三角形の断面を有するグリップを持つ細長い外筒と、
表面との接触のため外筒の一端に付けられている、外筒の長手軸からオフセットされている長手軸を持つペン先と、
符号化データを光学的に感知するためペン先に隣接して配置されているセンサとを備え、
使用時に、スタイラスは、ペン先の長手軸が実質的に三角形の断面の頂点に近い位置に来るように握られる。
【００１４】
丸みのある三角形の輪郭は、握りやすく、ペンを正しい機能的向きで使用できる人間工学的に快適な形状をペンに与える。このため、親指、人差し指、および中指の間の三角形の形状に自然に適合する。ペンが紙上のパターンを撮像できるピッチ角度の範囲は、このような非対称の使い方に合わせて最適化することができる。このペンの形状は、ペンがユーザーの手の中で正しい向きとなり、ユーザーがペンを「逆さ」に使用しにくい工夫がなされている。
【００１５】
また、内部コンポーネントを受け入れる実用的形状でもある。ボールペンカートリッジは、三角形断面の頂点に自然にはまり、ユーザーの握りに合わせる。これは、さらに、ペンの中心の主ＰＣＢおよびペンの基部内の電池用の空間を設ける。また、当然ながら、タグ感知光学系を目立たぬようにペン先の下に入れることにもなる（公称ピッチに関して）。
【００１６】
適宜、ペン先は、細長いインクカートリッジに取り付けられたボールポイントペン先であり、カートリッジは、実質的に三角形の断面の頂点に隣接してペン先の長手軸にそって伸びている。
【００１７】
適宜、スタイラスは、さらに、頂点に向かい合う、三角形の断面の底辺にそって取り付けられた細長い電池を備える。
【００１８】
適宜、スタイラスは、さらに、電池とカートリッジとの間に取り付けられたプリント基板を備える。
【００１９】
適宜、センサは、イメージセンサおよびレンズを備え、センサが表面に対して動作位置にあるときに符号化データのイメージを取り込み、
センサは、さらに、イメージセンサのために符号化データを照らす複数の光源を備え、光源はそれぞれ、すべての光源により照らされる共通領域があるように表面のある領域を照らすように構成され、使用時に、
複数の光源のうちの少なくとも１つは、選択的に消灯可能であり、複数の光源のうちの少なくとも１つは、イメージ取り込みに十分な照明を行える。
【００２０】
適宜、複数の光源は、レンズのいずれかの側に取り付けられた２つのＬＥＤである。
【００２１】
適宜、実質的に三角形の断面は、細長い外筒の長さを伸ばす。
【００２２】
適宜、実質的に三角形の断面は、丸みを帯びた角を持つ。
【００２３】
適宜、実質的に三角形の断面は、正三角形に近い。
【００２４】
［複数の光源を備えるハンドヘルド型光学センサ］
［背景］
Ｎｅｔｐａｇｅシステムは、ペンと紙を使用したインターフェイスを介してユーザーとコンピュータネットワーク（またはスタンドアロンコンピュータ）との間の対話を伴う。「ペン」とは、マーキングまたはノンマーキングのペン先と紙（または他の表面）上の符号化データのパターンを読み取るための光学センサとを備える電子スタイラスのことである。光学センサ内の光源は、紙の上の符号化データのイメージがレンズによりイメージセンサのアクティブ領域上に集束されるように表面を明るく照らす。光源のスペクトル放出ピークは、取り込まれたイメージのコントラストが最大になるように符号化データを印刷するために使用されるインクのスペクトル吸収ピークと一致する。
【００２５】
残念なことに、ペンは手持ちなので、ペンは紙に対しある角度に保持され、イメージセンサにとって有害な光源からの反射が生じる。光沢紙は、特に反射しがちであり、ユーザーは、光学センサが符号化データを読み取れない事態がペンを握る角度により引き起こされるということに気づかない可能性が高い。
【００２６】
［概要］
したがって、この態様では、表面上に配置されている符号化データを感知するためのハンドヘルド型光学センサを実現し、このセンサは、
光学センサが表面に対して動作位置にあるときに符号化データのイメージを取り込むイメージセンサおよびレンズと、
イメージセンサのために符号化データを照らす複数の光源とを備え、光源はそれぞれ、すべての光源により照らされる共通領域があるように表面のある領域を照らすように構成され、使用時に、
複数の光源のうちの少なくとも１つは、選択的に消灯可能であり、複数の光源のうちの少なくとも１つは、イメージ取り込みに十分な照明を行える。
【００２７】
個別に選択できる２つの光源を使用することにより、ペンが、特に光沢紙上で、ある角度で握られる場合に望ましくない反射を動的に回避することができる。さらに、これにより、符号化データに対する照射の一様性を確実に高められる。
【００２８】
適宜、複数の光源は、レンズの反対側に取り付けられた２つの照明源である。
【００２９】
適宜、２つの照明源は、交差する照明軸を有する。適宜、光学センサは、さらに、イメージセンサに接続された制御ユニットおよび２つの照明源を備え、制御ユニットは、表面からの望ましくない反射を検出したときに２つの照明源のうちの一方を消灯する。適宜、制御ユニットは、望ましくない反射の過去の検出結果を利用して表面からの望ましくない反射を予測する。適宜、制御ユニットは、１つまたは複数の取り込まれたイメージを使用して、表面に対するスタイラスの位置を計算し、望ましくない反射がいつ発生するかを予測する。
【００３０】
［電子スタイラス用のエンドキャップスイッチ］
［背景］
Ｎｅｔｐａｇｅシステムは、ペンと紙を使用したインターフェイスを介してユーザーとコンピュータネットワーク（またはスタンドアロンコンピュータ）との間の対話を伴う。「ペン」とは、マーキングまたはノンマーキングのペン先と紙（または他の表面）上の符号化データのパターンを読み取るための光学センサとを備える電子スタイラスのことである。
【００３１】
便宜上、ペン内の電子回路は、充電式電池から電力を供給される。これによりペンの携帯性が高くなり、ほぼ１日中ユーザーによって持ち運ばれそうである。しかし、ペンが使用されない期間が長く、充電器に戻すのが不便である。電池を保たせるためには、ユーザーは、毎回使用した後にペンのスイッチを切るのが理想的である。残念なことに、ユーザーは、毎回使用した後にペンのスイッチを切るのを忘れることが多い。ペンは、一定期間アイドル状態が続いた後自動的に電源を切るようにすることができる。しかし、アイドル期間中かなりの量の電力が無駄に消費される。
【００３２】
［概要］
したがって、この態様が実現する電子スタイラスおよびエンドキャップアセンブリは、
電池式電子コンポーネントを収納した細長い外筒を備えるスタイラスと、
細長い外筒の開口部により露出された電気的接点と、
スタイラスの一端に被さるキャップであって、スタイラスの前記一端の上にキャップを被せることで電力を制御する接点を電子コンポーネントに電気的に接続するように配置された導電性部分を持つ、キャップとを備える。
【００３３】
電源スイッチをエンドキャップの取り外しおよび交換にリンクすることにより、ペンは、キャップを外されたときのみアクティブになる。キャップされた（したがって、使用されない）ときには必ず、低電力状態に切り替えられ、節電し、電池寿命を延ばす。オン／オフスイッチの接点は、ペン先の近くに配置することができ、この場合、ペン先にキャップを被せ、スイッチを閉じると、ペンは非アクティブ状態になる。それとは別に、接点は、ペンの反対端にあってもよく、キャップは、使用する直前に接点を閉じてペンをアクティブ化する。
【００３４】
適宜、電子スタイラスは、さらに、細長い外筒の前記一端にペン先を備え、キャップをペン先に被せ、電気的接点は、キャップをペン先に被せることでスタイラスが低電力非アクティブ状態に切り替わるようにペン先の近くにある。
【００３５】
適宜、スタイラスは、電気的接点を使用して電池を充電するように構成される。
【００３６】
適宜、キャップ内の導電性部分は、導電性弾性成形物である。
【００３７】
適宜、ペン先は、ボールポイントペン先であり、スタイラスは、さらに、チューブ状インクカートリッジ、およびインクカートリッジを保持するためのキャビティを定める構造を備え、この構造は、インクカートリッジがスライドしてキャビティ内に入るときにインクカートリッジを軸方向に受け取る開放端を有し、
この構造の開放端は、電気的接点により少なくとも部分的に形成される。
【００３８】
適宜、この構造は、電池に電力を送るための電気的接点に接続される導電性セクションを備える。適宜、この構造は、絶縁層により外側導電層から絶縁された内部導電層を備えるチューブ形態である。
【００３９】
［内蔵カートリッジ取り外し工具を備えるインクカートリッジ］
［背景］
Ｎｅｔｐａｇｅシステムは、ペンと紙を使用したインターフェイスを介してユーザーとコンピュータネットワーク（またはスタンドアロンコンピュータ）との間の対話を伴う。「ペン」とは、マーキングまたはノンマーキングのペン先と紙（または他の表面）上の符号化データのパターンを読み取るための光学センサとを備える電子スタイラスのことである。
【００４０】
Ｎｅｔｐａｇｅのペン主要な特徴の１つは、マウスで画面上のインタラクティブ要素（例えば、ハイパーリンクなど）をクリックできるのと同じ方法でＮｅｔｐａｇｅ上のインタラクティブ要素を「クリック」できる機能である。しかし、Ｎｅｔｐａｇｅペンを使用した場合、ユーザーは単にペン先をインタラクティブ要素上に置くだけでその要素をクリックすることになる。光学センサは、その一意的なページおよびページ位置を介してその要素を識別し、その一方で、ペン先がそのページに押し付けられたときに、力センサが「ペンダウン」状態を登録する。「ペンダウン」および「ペンアップ」の登録は、Ｎｅｔｐａｇｅ入力フィールド上のユーザー手書きを取り込むうえで基本的でもある。
【００４１】
最適な動作を行わせるために、カートリッジは、力センサにしっかり結合されなければならない。しかし、カートリッジは、新しいカートリッジと交換するときに力センサから簡単に取り外せなければならない。
【００４２】
［概要］
したがって、この態様では、スタイラス内に挿入するインクカートリッジを実現し、インクカートリッジは、
インク供給源を収納するための、ペン先端と対向端とを有する細長い本体と、
スタイラスからインクカートリッジを引き出すためにスタイラス内の同じタイプの他のリンクカートリッジのペン先端と係合する対向端にある係合形成部とを備える。
【００４３】
カスタマイズされた取り外し工具をカートリッジ自体に形成することにより、これは使用済みカートリッジを交換しなければならないときにユーザーにとって常に都合がよい。この工具を使用することにより、ユーザーは、既存のカートリッジをスタイラスから取り外すときに、お買い得の、もっと力のある交換カートリッジを掴むことができる。抽出力が大きいほど、カートリッジと力センサとの間の解放可能な結合力は、よりきつく、より確実なものとなる可能性がある。さらに、背部ではなくペンのペン先端を通してカートリッジを引き抜くと（多くの従来のペンの場合のように）、ペンの分解が最小限に抑えられ、しかも力センサは有効なままにできる。
【００４４】
適宜、ペン先端は、インク供給源と流体で連絡するライティングペン先を持つ。
【００４５】
［インクカートリッジリセプタクル開口部に充電用接点がある電子スタイラス］
［背景］
Ｎｅｔｐａｇｅシステムは、ペンと紙を使用したインターフェイスを介してユーザーとコンピュータネットワーク（またはスタンドアロンコンピュータ）との間の対話を伴う。「ペン」は、通常、ライティングペン先と紙（または他の表面）上の符号化データのパターンを読み取るための光学センサとを備える電子スタイラスである。
【００４６】
便宜上、ペン内の電子回路は、充電式電池から電力を供給される。典型的には、ペンは１日中頻繁に使用され、ペンが使用されないときには介在期間が多数含まれる。電池は、丸１日使用しても一晩で充電されるようなサイズにすることができる。しかし、電池サイズがペンの全体としてのサイズおよび重量に直接影響を及ぼすことは理解されるであろう。電池サイズを実用的サイズに抑えておくために、使用しないときにはペンを充電器に接続しておくようユーザーに奨励すべきである。この点を考慮して、ペンを充電器に接続する作業は、ユーザーにとって手早く、簡単にできるものでなければならない。
【００４７】
［概要］
したがって、この態様が実現する電子スタイラスは、
電子コンポーネントおよび充電式電池を収納した外筒と、
一端にあるボールポイントペン先とともにインクカートリッジを保持するためのリセプタクルを定める、スライドさせてリセプタクル内に入れるときにインクカートリッジを軸方向に受け取るための開放端を持つ構造とを備え、
この構造の開放端は、電池充電器内の相補的接点に接続するように構成された電気的接点により少なくとも部分的に形成される。
【００４８】
充電用接点をインクカートリッジリセプタクルの開口部に入れると、ペンが使用されていないときに、ペンをカップスタイルの充電器内に単に置くだけでよい。充電器の内部形状は、外筒および／またはペン先が充電用接点を正確に誘導して相補的接点と係合させるように形成することができる。このようにして、充電器は、ユーザーの机の上のペン立てとして二役を果たしうる。
【００４９】
適宜、この構造は、電池に電力を送るための電気的接点に接続される導電性セクションを備える。適宜、この構造は、絶縁層により外側導電層から絶縁された内部導電層を備えるチューブ形態である。
【００５０】
適宜、スタイラスは、さらに、ペン先に被せるキャップを備え、キャップは、ペン先にキャップを被せることでスタイラスを低電力非アクティブ状態に切り替えられるような位置にある導電性部分を持つ。
【００５１】
適宜、スタイラスは、さらに、プリント基板（ＰＣＢ）を備え、内部導電層および外側導電層はこのＰＣＢ上のそれぞれの電気的接点と係合する。
【００５２】
［予荷重力センサ］
［背景］
Ｎｅｔｐａｇｅシステムは、ペンと紙を使用したインターフェイスを介してユーザーとコンピュータネットワーク（またはスタンドアロンコンピュータ）との間の対話を伴う。「ペン」とは、マーキングまたはノンマーキングのペン先と紙（または他の表面）上の符号化データのパターンを読み取るための光学センサとを備える電子スタイラスのことである。
【００５３】
Ｎｅｔｐａｇｅペンの主要な特徴の１つは、マウスで画面上のインタラクティブ要素（例えば、ハイパーリンクなど）をクリックできるのと同じ方法でＮｅｔｐａｇｅ上のインタラクティブ要素を「クリック」できる機能である。しかし、Ｎｅｔｐａｇｅペンを使用した場合、ユーザーは単にペン先をインタラクティブ要素上に置くだけでその要素をクリックすることになる。光学センサは、その一意的なページおよび位置ＩＤを介してその要素を識別し、その一方で、ペン先がそのページに押し付けられたときに、力センサが「ペンダウン」状態を登録する。「ペンダウン」および「ペンアップ」の登録は、Ｎｅｔｐａｇｅ入力フィールド上のユーザーの手書きを取り込むうえで基本的でもある。非２値力信号も、取り込まれ、これにより、力に関係する幅および不透明度を変化させつつ手書きストロークを再現する。力の変化は、署名認証時に調べられる複数の次元のうちの１つとして使用することもできる。
【００５４】
比較的軽い力（ペン先に加わる手書きの力など）を正確に感知するために、力センサを非常に高精度な公差でペン先またはカートリッジに載せる必要がある。センサのフルスパンの移動が比較的小さい（典型的には５０ミクロン未満）場合、十分に高い精度で力センサおよび交換可能カートリッジを位置決めすることは、ひどく難しく、商業的に実用的でなく大量生産品に向いていない。
【００５５】
［概要］
したがって、この態様が実現する力センサは、
感知される力を受ける入力部材との接触用の耐力構造と、
耐力構造に加えられる力をその力を表す信号に変換するためのセンサ回路と、
入力部材と係合し耐力構造に対して入力部材にバイアスをかける予荷重バイアスアセンブリとを備える。
【００５６】
センサの耐力構造に対して入力部材にバイアスがかかったままにすることにより、入力部材の隣にセンサを正確に取り付けることは、もはや問題ではない。バイアスメカニズムは、十分一貫しているバイアス力をそのまま与える一方単純なバネ構造とすることができる。このようなメカニズムは、生産コストが比較的小さく、高精度の公差に従わなくても済む。
【００５７】
適宜、予荷重バイアスアセンブリは、入力部材を解放可能なように係合させるためのバネおよび係合形成部を備える。適宜、センサ回路は、ピエゾ抵抗ブリッジ回路である。適宜、センサ回路は、容量性または誘導性力感知回路である。適宜、センサ回路は、最大約５００グラム（５ニュートン）までの力を感知する。適宜、センサ回路から出力される信号は、手書き認識機能をサポートする。適宜、耐力構造は、動作時に１０ミクロンのフルスパン移動を行う。適宜、予荷重バイアスアセンブリは、約１０グラムから２０グラム（０．１ニュートンから０．２ニュートン）のバイアスをかける。
【００５８】
適宜、入力部材は、ライティングスタイラス内のインクカートリッジである。適宜、耐力構造は、入力部材への衝撃荷重を吸収する弾性部材を備える。
【００５９】
密接に関連する態様で実現される電子スタイラスは、
細長い成形物と、
細長い成形物の一端に付いているペン先と、
細長い成形物に取り付けられた力センサであって、ペン先に接続された入力部材と接触させる耐力構造、ペン先に加えられた力をその力を表す信号に変換するセンサ回路、および入力部材と係合し耐力構造に対してバイアスをかける予荷重バイアスアセンブリを備える、力センサとを具備する。
【００６０】
適宜、ペン先は、ボールポイントペン先であり、入力部材は、ペン先と流体で連絡しているインクカートリッジである。
【００６１】
［側面装填カートリッジを備えるペン］
［背景］
このＮｅｔｐａｇｅシステムは、ペンと紙を使用したインターフェイスを介してユーザーとコンピュータネットワーク（またはスタンドアロンコンピュータ）との間の対話を伴う。「ペン」とは、マーキングまたはノンマーキングのペン先と紙（または他の表面）上の符号化データのパターンを読み取るための光学センサとを備える電子スタイラスのことである。
【００６２】
Ｎｅｔｐａｇｅペンは、力感知機能、光感知機能、およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信アセンブリを備えた電子スタイラスである。ペン外筒内にかなりの数の電子コンポーネントを、実用的な電池寿命を実現する十分に大きな電池とともに収納する必要がある。これにもかかわらず、ペンの全体的寸法は、ユーザーが通常のペンと同様に十分に操作できる小ささである必要がある。
【００６３】
Ｎｅｔｐａｇｅペンがボールポイントペン先を持つ場合、インクカートリッジは、できる限り小さくして、ペン外筒内の省スペースをはからなければならないが、あまりにも頻繁に交換する必要が生じるほど小さくてはならない。さらに、力センサは、ペン先の軸方向反対側のカートリッジ末端に配置されるのがベストである。これにより、ペンの大半を分解せずに効果的にカートリッジをペンの上部（非ライティング端）を通して引っ込めることはできなくなる。
【００６４】
Ｎｅｔｐａｇｅという背景を別にすると、大半のインクペンは、チューブ状のペン外筒の末端を通して挿入または引き出される必要があるカートリッジを持つ。このことは、カートリッジの形状、したがって、インク貯蔵能力に対し構造上の制限を課す。
【００６５】
［概要］
したがって、この態様が実現するペンは、
細長い胴体成形物と、
ペン先および細長い本体を備えるカートリッジとを備え、
カートリッジは、胴体成形物の長手軸に対し横断する方向から、細長い胴体成形物への挿入および取り外しを行えるように構成される。
【００６６】
適宜、カートリッジは、インクカートリッジであり、細長い本体は、インクリザーバを収納する。
【００６７】
密接に関連する態様によれば、本発明は、ペン用のインクカートリッジを具備し、インクカートリッジは、
細長いインクリザーバと、
インクリザーバと流体で連絡しているライティングペン先とを備え、
細長いインクリザーバは、先端と先端との間の中間の長さの一部分にそって拡大された横断面を持つ。
【００６８】
端を通してではなく、側面から挿入および取り出しが行えるようにペン胴体およびカートリッジを構成することにより、カートリッジの容量を著しく増大させることができる。インクカートリッジの末端の間の拡大されたセクションは、比較的細い末端をペン胴体のペン先成形物と対向端のところで支持できるようにしつつ容量を増やす。Ｎｅｔｐａｇｅペンでは、側面からカートリッジを挿入することで、カートリッジの交換時に力センサを取り外す必要がなくなる。ここでもまた、カートリッジの各端の細いセクションにより、ペン先成形物で支えられているボールポイントペン先を係合し、力センサを他端のところで直接に係合することができ、その一方で、拡大された中間部は、インク容量を増やす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
本発明の実施形態は、実施例により、付属の図面のみを参照しつつ説明される。
【００７０】
上述のように、本発明は、譲受人のＮｅｔｐａｇｅシステムに組み込むのに適している。この観点から、本発明は、より広いＮｅｔｐａｇｅアーキテクチャの一コンポーネントとして説明されている。しかし、電子スタイラスは、多くの異なる分野においてより広範な用途を有することが容易に理解されよう。したがって、本発明は、Ｎｅｔｐａｇｅの背景状況に限定されない。
【００７１】
［Ｎｅｔｐａｇｅ表面符号化］
［はじめに］
この節では、他の方法では受動的な表面に、Ｎｅｔｐａｇｅ感知デバイス（後述）に連動するインタラクティブ機能を付加するためにＮｅｔｐａｇｅシステム（同時係属出願整理番号ＮＰＳ１１０ＵＳ、さらには上記の他の相互参照文書の多くで説明されている）で使用される表面符号化を定義する。Ｎｅｔｐａｇｅ符号化表面を対話操作する場合、Ｎｅｔｐａｇｅ感知デバイスは、感知デバイスが移動する際の表面領域の識別と、その領域内にある感知デバイスの絶対的経路の両方を示すデジタルインクストリームを生成する。
【００７２】
［表面符号化］
Ｎｅｔｐａｇｅ表面符号化は、複数のタグの高密度平面状タイルからなる。それぞれのタグは、平面内のそのタグの位置を符号化する。それぞれのタグは、さらに、隣接するタグとともに、そのタグを含む領域の識別子を符号化する。Ｎｅｔｐａｇｅシステムでは、この領域は、典型的には、１枚の用紙の片面などの、タグ付き表面の広がり全体に対応する。
【００７３】
それぞれのタグは、２種類の要素を含むパターンにより表される。第１の種類の要素は、ターゲットである。ターゲットにより、タグは符号化表面のイメージ内に配置され、タグの遠近法的歪みを推論できる。第２の種類の要素は、マクロドットである。それぞれのマクロドットは、ビットの値を、その有無により符号化する。
【００７４】
パターンは、光学結像系により、特に近赤外線の狭帯域応答を使用する光学系により収集できるような方法で符号化表面上に表現される。パターンは、典型的には、狭帯域近赤外線インクを使用して表面上に印刷される。
【００７５】
［タグ構造］
図１は、完全なタグ２００の構造を示している。４つの黒丸２０２は、それぞれターゲットである。タグ２００、およびパターン全体は、物理的レベルにおいて、四重の回転対称を有する。
【００７６】
それぞれの正方形の領域は、シンボル２０４を表し、それぞれのシンボルは、４ビットの情報を表す。タグ構造内に示されているそれぞれのシンボル２０４は、一意的なラベル２１６を持つ。それぞれのラベル２１６は、アルファベットのプレフィックスと数字のサフィックスを有する。
【００７７】
図２は、シンボル２０４の構造を示している。これは、４つのマクロドット２０６を含み、それぞれは、存在する（１）または存在しない（０）により１ビットの値を表す。
【００７８】
マクロドット２０６の間隔は、この明細書全体を通してパラメータｓにより指定される。これは、１インチ当たり１６００ドットのピッチで印刷される９つのドットに基づいて、１４３μｍの公称値を持つ。しかし、パターンを生成するために使用されるデバイスの能力に応じて、定義された上下限の範囲内で変化させることができる。
【００７９】
図３は、９つの隣接シンボル２０４からなる配列２０８を示している。マクロドット２０６の間隔は、シンボル２０８内とシンボル２０８の間の両方において一様である。
【００８０】
図４は、シンボル２０４内のビットの順序付けを示している。
【００８１】
ビットゼロ２１０は、シンボル２０４内の最下位ビットであり、ビット３  ２１２は、最上位ビットである。この順序付けは、シンボル２０４の配向付けに相対的である。タグ２００内の特定のシンボル２０４の配向は、タグ図（例えば、図１を参照）内のシンボルのラベル２１６の配向により示される。一般に、タグ２００の特定のセグメント内のすべてのシンボル２０４の配向は、同じであり、タグの中心に最も近いシンボルの底辺と一致する。
【００８２】
マクロドット２０６のみが、パターン内のシンボル２０４の表現の一部である。シンボル２０４の正方形の輪郭２１４は、本明細書では、タグ２０４の構造をより明確に示すために使用される。図５は、例示されているように、すべてのビット２０６がセットされているタグ２００の実際のパターンを示している。実際には、タグ２００のすべてのビット２０６がセットできるわけではないことに留意されたい。
【００８３】
マクロドット２０６は、公称的には、公称直径（５／９）ｓの円である。しかし、パターンを生成するために使用されるデバイスの能力に応じて、サイズを±１０％の範囲内で変化させることができる。
【００８４】
ターゲット２０２は、公称的には、公称直径（１７／９）ｓの円である。しかし、パターンを生成するために使用されるデバイスの能力に応じて、サイズを±１０％の範囲内で変化させることができる。
【００８５】
パターンを生成するために使用されるデバイスの能力に応じて、タグパターンのスケールを最大±１０％まで変化させることができる。公称スケールからの偏差は、タグデータ内に記録され、これにより、位置サンプルの正確な生成を行うことができる。
【００８６】
［タググループ］
タグ２００は、複数のタググループ２１８にわけて配列される。それぞれのタググループは、正方形に配列された４つのタグを含む。それぞれのタグ２００は、可能な４つのタグタイプのうちの１つであり、それぞれ、タググループタグ１８内の位置に応じてラベル付けされる。タグタイプラベル２２０は、図６に示されているように、００、１０、０１、および１１である。
【００８７】
図７は、タググループがタグの連続的タイリング、つまりタグパターン２２２でどのように繰り返されるかを示している。このタイリングにより、４つの隣接するタグ２００の集まりがそれぞれのタイプ２２０の１つのタグを含むことが保証される。
【００８８】
［コードワード］
タグは、４つの完全なコードワードを含む。４つのコードワードのレイアウトは、図８に示されている。それぞれのコードワードは、パンクチャード２４項（８，５）リードソロモン符号のコードワードである。コードワードは、Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤのラベルが付けられる。それぞれのコードワードの断片は、タグ２００全体に分散される。
【００８９】
これらのコードワードのうち２つは、タグ２００に対し一意である。これらは、ローカルコードワード２２４と呼ばれ、ＡおよびＢのラベルが付けられる。したがって、タグ２００は、そのタグに一意的な最大４０ビットまでの情報を符号化する。
【００９０】
残り２つのコードワードは、タグタイプに対し一意的であり、タグ２２２の連続的タイリング内では同じタイプのすべてのタグに共通である。これらは、グローバルコードワード２２６と呼ばれ、ＣおよびＤのラベルが付けられ、タグタイプが下付き文字として付加される。したがって、タググループ２１８は、タグの連続的タイリング内のすべてのタググループに共通の最大１６０ビットまでの情報を符号化する。
【００９１】
［リードソロモン符号化］
コードワードは、パンクチャード２４項（８，５）リードソロモン符号を使用して符号化される。２４項（８，５）リードソロモン符号は、それぞれのコードワード内の２０データビット（つまり、５個の４ビットシンボル）および１２冗長ビット（つまり、３個の４ビットシンボル）を符号化する。その誤り検出能力は、シンボル３つ分である。その誤り訂正能力は、シンボル１つ分である。
【００９２】
図９は、データ座標２３０を符号化する５つのシンボルと冗長性座標２３２を符号化する３つのシンボルを持つ８個のシンボル２０４からなるコードワード２２８を示している。コードワード座標は、係数順序でインデックスが付けられ、データビット順序付けは、コードワードビット順序付けに従う。
【００９３】
パンクチャード２４項（８，５）リードソロモン符号は、パンクチャード２４項（１５，５）リードソロモン符号から７個の冗長性座標が取り除かれた符号である。取り除かれた座標は、最上位冗長性座標である。
【００９４】
符号は、以下の原始多項式を持つ。
【００９５】
（式１）ｐ（ｘ）＝ｘ４＋ｘ＋１
符号は、以下の生成多項式を持つ。
【００９６】
（式２）ｇ（ｘ）＝（ｘ＋α）（ｘ＋α２）．．．（ｘ＋α１０）
リードソロモン符号の詳細については、参照に入り本明細書に組み込まれる、Ｗｉｃｋｅｒ，Ｓ．Ｂ．ａｎｄ  Ｖ．Ｋ．Ｂｈａｒｇａｖａ，ｅｄｓ．，Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ  Ｃｏｄｅｓ  ａｎｄ  Ｔｈｅｉｒ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ＩＥＥＥ  Ｐｒｅｓｓ，１９９４を参照されたい。
【００９７】
［タグ座標空間］
タグ座標空間は、それぞれｘおよびｙというラベルが付けられた２つの直交軸を有する。正のｘ軸が右を指している場合、正のｙ軸は下を指している。
【００９８】
表面符号化では、特定のタグ付き表面上のタグ座標空間原点の位置を指定せず、また表面に関するタグ座標空間の向きも指定しない。この情報は、アプリケーションに特有のものである。例えば、タグ付き表面が１枚の用紙である場合、タグをその紙に印刷するアプリケーションは、実際のオフセットおよび配向を記録することができ、これらは、表面に関してその後取り込まれるデジタルインクを正規化するために使用することができる。
【００９９】
タグ内に符号化された位置は、数ユニットのタグで定義される。慣例により、位置は、原点に最も近いターゲットの中心の位置とみなされる。
【０１００】
［タグ情報内容］
表１は、表面符号化に埋め込まれる情報フィールドを定義したものである。表２では、これらのフィールドがコードワードにマップされる仕方を定義している。
【表５】
2008509380.tif 000007
図１０は、タグ２００、およびアクティブ領域マップ内でその対応するビットインデックをラベルとしてそれぞれ付けられた８個のすぐそばの隣接要素を示す図である。アクティブ領域マップは、対応するタグがアクティブ領域のメンバであるかどうかを示す。アクティブ領域は、取り込まれた入力が解釈のため対応するＮｅｔｐａｇｅサーバに即座に転送されなければならない領域である。また、これにより、Ｎｅｔｐａｇｅ感知デバイスは、その入力が直ちに有効になることをユーザーに知らせることができる。
【表６】
2008509380.tif 000008
タグタイプは、ローカルコードワードの利用が最大になるようにグローバルコードワード内に移動させることができることに留意されたい。したがって、さらに大きな座標および／または１６ビットデータ断片が可能になる（座標精度に関連して潜在的に構成可能な形で）。しかし、これは、領域ＩＤ復号化からの位置復号化の独立性を減じるため、この時点では明細書に含まれていなかった。
【０１０１】
［埋め込みデータ］
領域フラグ内の「ｒｅｇｉｏｎ  ｉｎｃｌｕｄｅｓ  ｄａｔａ」フラグがセットされた場合、表面符号化は、埋め込みデータを含む。データは、複数の連続タグデータ断片内に符号化され、収まる限り何回でも表面符号化において複製される。
【０１０２】
埋め込みデータは、埋め込みデータを含む表面符号化のランダムおよび部分的走査が、データ全体を十分取り出せるような方法で符号化される。走査システムは、取り出された断片からデータを組立て直し、誤りなく十分な断片が取り出された場合にユーザーに報告する。
【０１０３】
表３に示されているように、２００ビットのデータブロックは、１６０ビットのデータを符号化する。ブロックデータは、５×５の正方形に配列された２５個のタグの連続的グループのデータ断片内に符号化される。タグは、整数座標が５で割ったタグの座標であるブロックに属する。それぞれのブロック内では、データは、増大するｙ座標内で増大するｘ座標とともにタグ内に配列される。
【０１０４】
データ断片は、アクティブ領域マップが存在するブロックから欠落している場合がある。しかし、欠落データ断片は、ブロックの他のコピーから回復可能である可能性が高い。
【０１０５】
任意のサイズのデータは、四角形に配列されたブロックの連続的集合からなるスーパーブロック内に符号化される。スーパーブロックのサイズは、それぞれのブロック内に符号化される。ブロックは、整数座標がスーパーブロックのサイズで割ったブロックの座標であるスーパーブロックに属する。それぞれのスーパーブロック内では、データは、増大するｙ座標内で増大するｘ座標とともにブロック内に配列される。
【０１０６】
スーパーブロックは、収まる限り何回でも表面符号化で複製され、部分的には表面符号化のエッジにそって行われることを含む。
【０１０７】
スーパーブロック内に符号化されたデータは、より正確なタイプ情報、より正確なサイズ情報、およびより広範囲にわたる誤り検出および／または訂正データを含むことができる。
【表７】
2008509380.tif 000009
［領域ＩＤの暗号化署名］
領域フラグ内の「ｒｅｇｉｏｎ  ｉｓ  ｓｉｇｎｅｄ」フラグがセットされた場合、表面符号化は、領域ＩＤの１６０ビット暗号化署名を含む。署名は、１ブロックのスーパーブロック内に符号化される。
【０１０８】
オンライン環境では、署名断片を、領域ＩＤとともに使用して、署名の正当性を検証することができる。オフライン環境では、複数のタグを読み取ることにより署名全体を復元し、次いで、対応する公開署名鍵を使用して正当性を検証することができる。これについては、整理番号ＮＰＳ１０１ＵＳの出願に全体として組み込まれている相互参照同時係属出願整理番号ＮＰＳ１００ＵＳの「Ｎｅｔｐａｇｅ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ」の節でさらに詳しく説明されている。
【０１０９】
［ＭＩＭＥデータ］
埋め込みデータタイプが「ＭＩＭＥ」の場合、スーパーブロックは、ＲＦＣ２０４５（Ｆｒｅｅｄ，Ｎ．，ａｎｄ  Ｎ．Ｂｏｒｅｎｓｔｅｉｎ，“Ｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｍａｉｌ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ（ＭＩＭＥ）−Ｐａｒｔ  Ｏｎｅ：Ｆｏｒｍａｔ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｂｏｄｉｅｓ”、ＲＦＣ  ２０４５，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  １９９６）、ＲＦＣ  ２０４６（ｓｅｅ  Ｆｒｅｅｄ，Ｎ．，ａｎｄ  Ｎ．Ｂｏｒｅｎｓｔｅｉｎ，“Ｍｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｍａｉｌ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ（ＭＩＭＥ）−Ｐａｒｔ  Ｔｗｏ：Ｍｅｄｉａ  Ｔｙｐｅｓ”，ＲＦＣ  ２０４６，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  １９９６）、および関連するＲＦＣによるＭｕｌｔｉｐｕｒｐｏｓｅ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｍａｉｌ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ（ＭＩＭＥ）データを含む。ＭＩＭＥデータは、ヘッダとその後に続く本文とからなる。ヘッダは、先頭に８ビット文字列長さが付加された、可変長テキスト文字列として符号化される。本文は、先頭にビッグエンディアン形式の１６ビットサイズが付加された可変長タイプ特有のオクテットストリームとして符号化される。
【０１１０】
ＲＦＣ２０４６で説明されている基本的最上位媒体タイプには、テキスト、イメージ、オーディオ、ビデオ、およびアプリケーションが含まれる。ＲＦＣ  ２４２５（Ｈｏｗｅｓ，Ｔ．，Ｍ．Ｓｍｉｔｈ  ａｎｄ  Ｆ．Ｄａｗｓｏｎ，“Ａ  ＭＩＭＥ  Ｃｏｎｔｅｎｔ−Ｔｙｐｅ  ｆｏｒ  Ｄｉｒｅｃｔｏｒｙ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ”，ＲＦＣ  ２０４５，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９９８を参照）およびＲＦＣ  ２４２６（Ｄａｗｓｏｎ，Ｆ．，ａｎｄ  Ｔ．Ｈｏｗｅｓ，“ｖＣａｒｄ  ＭＩＭＥ  Ｄｉｒｅｃｔｏｒｙ  Ｐｒｏｆｉｌｅ”，ＲＦＣ  ２０４６，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １９９８を参照）では、例えば、ビジネスカード上に表示され得る連絡先情報を符号化するのに好適なディレクトリ情報のテキストサブタイプについて説明している。
【０１１１】
［符号化および印刷の考慮事項］
プリントエンジンコントローラ（ＰＥＣ）は、２つの固定（１ページ毎に）２４項（１５，５）リードソロモンコードワードおよび６つの可変（タグ毎に）２４項（１５，５）リードソロモンコードワードの符号化をサポートする。さらに、ＰＥＣは、レイアウトは一定である（１ページ毎に）が、可変コードワードデータはユニットセル毎に変わる場合がある長方形のユニットセルを介してタグのレンダリングをサポートする。ＰＥＣでは、ユニットセルがページ移動の方向に重なり合うことを許さない。ＰＥＣと互換性のあるユニットセルは、４つのタグからなる単一タググループを含む。タググループは、タググループに一意的であるがタググループ内で４回複製される単一Ａコードワード、および４つの一意的なＢコードワードを含む。これらは、ＰＥＣの６つのサポートされている可変コードワードのうちの５つを使用して符号化することができる。タググループは、さらに、８つの固定されたＣおよびＤコードワードも含む。これらのうちの１つは、ＰＥＣ可変コードワードのうちの残り１つを使用して符号化することができ、さらに２つは、ＰＥＣの２つの固定されたコードワードを使用して符号化することができ、残り５つは、ＰＥＣに供給されるタグ形式構造（ＴＦＳ）に符号化され、事前にレンダリングすることができる。
【０１１２】
ＰＥＣでは、ＴＦＳ行毎に３２個の一意的ビットアドレスの限界を課す。ユニットセルの内容は、この限界を考慮したものとなっている。ＰＥＣは、さらに、ＴＦＳの幅に３８４の限界も課している。ユニットセルの内容は、この限界を考慮したものとなっている。妥当なページサイズについては、Ａコードワード内の可変座標ビットの個数は、控えめであり、ルックアップテーブルを介して符号化を扱いやすいものにしている。ルックアップテーブルを介したＢコードワードの符号化も可能と思われる。リードソロモン符号はシステマティックであるため、冗長性データのみがルックアップテーブル内に出現すればよいことに留意されたい。
【０１１３】
［イメージ処理および復号化の考慮事項］
タグ全体の取得を保証するのに必要な最小撮像視野は、３９．６ｓ（つまり、（２ｘ（１２＋２））√２ｓ）の直径を有し、表面符号化と視野との間の任意のアライメントを行うことができる。マクロドット間隔を１４３μｍとすると、これは、５．７ｍｍの必要な視野を与える。
【０１１４】
表４は、イメージセンササイズが１２８ピクセル分であると仮定した場合の、異なるサンプリングレートに対する本発明の表面符号化で達成可能なピッチ範囲を示している。
【表８】
2008509380.tif 000010
本発明の表面符号化が与えられた場合、対応する復号化手順は以下の通りである。
【０１１５】
−完全なタグのターゲットを特定する
−ターゲットからそれぞれの変換を推論する
−タグの４つのコードワードのうちの１つをサンプリングし、復号化する
−コードワードタイプ、したがってタグ配向を決定する
−必要なローカル（ＡおよびＢ）コードワードをサンプリングし、復号化する
−コードワード冗長性は、１２ビットのみであり、したがって誤り検出のみである
−復号化後誤りフラグ不正位置サンプル
−タグ配向を参照しつつ、タグｘ−ｙ位置を決定する
−配向されたターゲットから３Ｄタグ変換を推論する
−タグｘ−ｙ位置および３Ｄ変換からペン先ｘ−ｙ位置を決定する
−アクティブ領域マップを参照しつつペン先位置のアクティブ領域ステータスを決定する
−ペン先アクティブ領域ステータスに基づいてローカルフィードバックを生成する
−Ａコードワードからタグタイプを決定する
−必要なグローバル（ＣおよびＤ）コードワークをサンプリングし、復号化する（タグタイプを参照しつつ、ウィンドウアライメントを法として）
−コードワード冗長性は１２ビットしかないが、誤りを訂正し、その後のＣＲＣ検証で間違った誤り訂正を検出する
−タググループデータＣＲＣを検証する
−復号化後誤りフラグ不正領域ＩＤサンプル
−符号化タイプを決定し、不明な符号化を拒否する
−領域フラグを決定する
−領域ＩＤを決定する
−領域ＩＤ、ペン先ｘ−ｙ位置、デジタルインクのペン先アクティブ領域ステータスを符号化する
−領域フラグに基づいてデジタルインクを経路指定する
領域ＩＤ復号化は、位置復号化と同じ速度では行われないことに留意されたい。
【０１１６】
コードワードの復号化は、コードワードがすでに知られている適切なコードワードと同一であることが判明した場合に回避することができることに留意されたい。
【０１１７】
［Ｎｅｔｐａｇｅペン］
［機能概要］
Ｎｅｔｐａｇｅペンは、タグ付きＮｅｔｐａｇｅ表面と連動する動作検知ライティング機器である（上の「Ｎｅｔｐａｇｅ表面符号化」および「Ｎｅｔｐａｇｅ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ」を参照）。ペンは、表面をマーキングするための従来ボールペンカートリッジ、表面上にあるペンの絶対的経路を同時に取り込むための運動センサ、表面を同時に識別するための識別センサ、ペン先に加えられる力を同時に測定するための力センサ、および時間経過を同時に測定するためのリアルタイムクロックを組み込む。
【０１１８】
タグ付き表面と接触している間に、力センサにより指示されている通り、ペンは、ペン先に隣接する表面領域を連続的に撮像し、視野内の最も近いタグを復号化し、表面識別、表面上のそれ自身の勝を瞬間的位置、およびペンの姿勢を決定する。ペンは、こうして、特定の表面に相対的なタイムスタンプ付きの位置サンプルのストリームを生成し、このストリームをＮｅｔｐａｇｅサーバに送る（同時係属出願整理番号ＮＰＳ１１０ＵＳの「Ｎｅｔｐａｇｅアーキテクチャ」の節を参照）。サンプルストリームは、一連のストロークを記述する。デジタルインク（ＤＩｎｋ）と従来から呼ばれているそれぞれのストロークは、力センサにより検出されるように、ペンダウンおよびペンアップイベントにより範囲が定められる。
【０１１９】
ペンは、十分に高い速度（公称的に１００Ｈｚ）でその位置をサンプリングし、これによりＮｅｔｐａｇｅサーバは、手書きストロークを正確に再現し、手書きテキストを認識し、手書き署名を検証することができる。
【０１２０】
Ｎｅｔｐａｇｅペンは、さらに、インタラクティブアプリケーションにおいてホバーモードをサポートする。ホバーモードでは、ペンは、紙に接触せず、紙（またはタブレットなど）の表面のわずか上のところに留めておくことができる。これにより、高さおよび姿勢を含むペンの位置を報告することができる。インタラクティブアプリケーションの場合、ホバーモード動作を用いて、紙にマーキングせずにカーソルを移動することができるか、または符号化表面からペン先までの距離を、工具動作制御、例えば、エアブラシ機能に使用することも可能である。
【０１２１】
ペンは、リレーデバイスを介したデジタルインクをＮｅｔｐａｇｅサーバに送信するためのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ無線トランシーバを含む。Ｎｅｔｐａｇｅサーバからオフライン動作させた場合、ペンは、取り込まれたデジタルインクを不揮発性メモリにバッファリングする。Ｎｅｔｐａｇｅサーバにオンライン動作させた場合、ペンは、デジタルインクをリアルタイムで送信する。
【０１２２】
ペンは、ドッキングクレードルまたは「ポッド」を備える。ポッドは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ−ＵＳＢ間リレーを含む。ポッドは、ＵＳＢケーブルを介して、ローカルアプリケーションの通信サポート機能、およびＮｅｔｐａｇｅサービスへのアクセス機能を備えるコンピュータに接続される。
【０１２３】
ペンは、充電式電池により電力を供給される。ユーザーによる電池へのアクセスまたは電池交換はできない。ペンを充電する電力は、ＵＳＢ接続からとるか、またはポッドを通じて外部電源アダプタからとることができる。ペンは、さらに、電源およびＵＳＢ互換データソケットを備え、これにより、使用中に外部接続および電力供給を行うことができる。ペンキャップは、キャップがはめられたときにペン先および撮像光学系を保護することと、キャップが外されたときに節電状態を終了するようにペンに合図を送るという二重の目的に使用することができる。
【０１２４】
［ペンフォームファクタ］
Ｎｅｔｐａｇｅペンの全体的な重量（４５ｇ）、サイズおよび形状（１５９ｍｍ×１７ｍｍ）は、ハンドヘルドライティング機器の従来の制限範囲内にある。
【０１２５】
［人間工学とレイアウト］
図１１は、丸みのある三角形の輪郭が、握りやすく、ペンを正しい機能的配向で使用できる人間工学的に快適な形状をペン４００に与えることを示している。また、内部コンポーネントを受け入れる実用的形状でもある。通常のペンに似た握りは、親指４０２、人差し指４０４、および中指４０６の間の三角形の形状に自然に適合する。
【０１２６】
図１２に示されているように、典型的ユーザーは、握ったときに法線方向から手４０８に向かって約３０度の公称ピッチ（正の角度）でペン４００を使って書くが、約１０度を超える負のピッチ（手から離れる方向）でペンを操作することは滅多にない。ペン４００が紙上のパターンを撮像できるピッチ角度の範囲は、このような非対称の使い方に合わせて最適化されている。このペン４００の形状は、ペンがユーザーの手４０８の中で正しい向きとなり、ユーザーがペンを「逆さ」に使用しにくい工夫がなされている。ペンは、「ひっくり返して」も機能するが、許容可能傾斜角度範囲は狭まる。
【０１２７】
キャップ４１０は、ペン４００の上端に被さり、ペンが使用されている間しっかり収納しておけるように設計されている。多色ＬＥＤは、上端付近のペン４００の上縁（丸みのある三角形断面の頂点の場合のように）のステータスウィンドウ４１２を照らす。ステータスウィンドウ４１２は、キャップが収納されているときには暗くならない。振動モーターは、触覚フィードバックシステムとしてペン内にも収納される（以下で詳しく説明する）。
【０１２８】
図１３に示されているように、ペンの握り部分は、他のコンポーネントを収納するように基部成形物５２８により封じ込められている中空胴体成形物４１６を持つ。ボールポイントペン先（図に示されていない）のインクカートリッジ４１４は、三角形断面の頂点４２０に自然にはまり、ユーザーの握りに合わせる。これは、さらに、ペンの中心の主ＰＣＢ  ４２２およびペンの基部内の電池４２４用の空間を設ける。図１４ａを参照することによって、これは、当然ながら、タグ感知光学系４２６を目立たぬようにペン先４１８の下に入れることがわかる（公称ピッチに関して）。ペン４００のペン先成形物４２８をインクカートリッジ４１４の下で後に延ばし、ペンが最大ピッチで動作する場合にペン先成形物４２８と紙面との接触を防ぐ。図１４ｂに最もよく示されているように、撮像視野４３０は、ペン先４１８の下の中心に位置するＩＲフィルタ／ウィンドウ４３２を通して現れ、２つの近赤外線照明ＬＥＤ  ４３４、４３６は、ペン先成形物４２８の２つの底部隅から現れる。２つの照明ＬＥＤ  ４３４、４３６を使用することで、より一様な照明野４３８、４４０が確実なものとなる。
【０１２９】
ペンは手持ちなので、ペンは、イメージセンサにとって有害なＬＥＤの１つからの反射を引き起こす角度で握られる場合がある。複数のＬＥＤを備えることにより、目障りな反射を引き起こすＬＥＤを消灯させることができる。
【０１３０】
［ペンフィードバックの指示］
図１７は、ペン４００の中心線を通る長手方向断面である（キャップ４１０はペンの端に収められる）。ペンは、赤色および緑色のＬＥＤ４４４を組み込んでおり、色および輝度変調を用いて複数の状態を示す。ＬＥＤ  ４４４上のライトパイプ４４８は、信号をチューブ成形物４１６内のステータスインジケータウィンドウ４１２に送信する。これらは、パワーオン、電池充電レベル、未送信デジタルインク、ネットワーク接続オンライン、障害、またはアクションのエラーを含むステータス情報をユーザーに信号として伝える。
【０１３１】
振動モーター４４６は、トランザクション実行時に重要な検証機能に関する情報をユーザーに触覚により伝達するために使用される。このシステムは、ＬＥＤインジケータ４４４が軽視されることで、または周辺光が強いため見逃すおそれのある重要な対話的指示に使用される。触覚システムは、以下の場合をユーザーに知らせる。
【０１３２】
−ペンがスタンバイモードから目覚める
−アクションにエラーがある
−トランザクションを承認する
［ポッドフィードバックの指示］
ここで図３１および３２に示されている充電ポッド４５０に簡単に述べるが、赤色および緑色のＬＥＤ  ４５２は、色および輝度変調を使用してさまざまな状態を示す。ＬＥＤからの光は、ポリマーライトパイプ成形物４５４を介してポッドの外側に送られる。これらは、充電状態、およびＬＥＤ  ４５２を一度に点灯／パルス発光させることによる未送信デジタルインクを含むステータス情報をユーザーに信号として伝える。
【０１３３】
［特徴およびアクセサリ］
図１５に示されているように、ペンは、電源を持ち、データソケット４５８は、ペンの上端４５６に配置され、隠され、弾性エンドキャップ４６０の背後に防湿封止されている。エンドキャップは、ソケット４５８およびリセットスイッチ（凹み４６４の底部にある）にアクセスできるようにこじ開けることができ、ケーブル４６２が使用されている間中開いたままになる。ＵＳＢ電力およびデータケーブル４６２により、ペンは、電池寿命を超える期間、使用することができる。
【０１３４】
ペン４００を充電する通常の方法は、図３１および３２に示されている充電ポッド４５０を利用する。以下でさらに詳しく説明するが、ポッド４５０は、ＵＳＢによりコンピュータおよび充電状態を示す複数のＬＥＤに接続されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバを含む。ポッドは、机上設置面積が最小になるようにコンパクトであり、安定のため重みのある台を備える。データ転送は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈラジオリンクを介してペンとポッドとの間で行われる。
【０１３５】
［市場差別化］
デジタルモバイル製品および高品質ペンは、通常、パーソナルアイテムと考えられる。このペン製品は、個人用途、教育用途、およびビジネス用途に、５歳以上の男女によって使用され、多くの販路に対応しなければならない。このペン設計では、ユーザー交換可能パーツ、つまりキャップ４１０、外側チューブ成形物４６６（図１６および４９に最もよく示されている）、およびポッドジャケット（図３１および３２に最もよく示されている）を持たせることによりペン４００およびポッド４５０の外観の実質的カスタマイズをユーザー側で行えるようにしている。これらのパーツは、アクアグラフィック印刷（水性転写システム）され、さまざまな高品質グラフィックイメージおよびテクスチャがこれらのパーツのすべての表面に形成される。これらのパーツは、ペンのアクセサリであり、これにより、ユーザーは、好きなときに外観を変えることができる。多くのライセンス付きイメージは、携帯電話のカバーで行われていることと同様の付加的ビジネスモデルとしてアクセサリの販売増強につながる。
【０１３６】
［ペンの機械設計］
［パーツおよびアセンブリ］
図１６を参照すると、ペン４００は、大量生産品として設計されており、４つの主要サブアセンブリとして、
光学アセンブリ４７０と、
力感知アセンブリ４７４と、
キャップアセンブリ４７２と、
主アセンブリ４７６を備え、主ＰＣＢ  ４２２および電池４２４を保持する。
【０１３７】
可能な限り、成形物は、コストを低減し、成形用具の寿命を延ばすためにラインオブドローとして設計されている。
【０１３８】
これらのアセンブリおよび他の主要パーツは、図１７を見るとわかる。ペンのフォームファクタはできる限り小さくすべきであるため、これらのパーツは実用上可能な限り詰め込まれる。ペンの上側部分の電気的コンポーネント、つまり、力センサアセンブリ４７４および振動モーター４４６は、すべてバネ接点（それぞれ図２４の５１２および図３８Ａの４８０）がＰＣＢ  ４２２上でそれぞれコンタクトパッド４８２および４８４（図４０を参照）と直接結合するようになっている。これにより、コネクタが不要になり、さらに、これらのパーツが主ＰＣＢ上に応力をかけないよう分離される。
【０１３９】
いくつかの個別の成形品は薄壁（０．８から１．２ｍｍ）であるが、これらの成形物の組合せで、強い構造ができあがる。ペンは、ユーザー側で修理できるようには設計されていないため、ユーザーエントリを防ぐために外側ラベルの下にコールドステイクを備える。非導電性プラスチック成形物は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線アンテナ４８６（図４０を参照）により無指向性ビームパターンを形成できるように可能な限り使用される。
【０１４０】
［光学系アセンブリ］
光学アセンブリの主要コンポーネントは、図１８および１９に示されている通りである。レンズ４８８とイメージセンサ４９０との軸方向アライメントは、イメージに生じるボケを最小にするため５０μｍよりもよい公差表示にされる。外筒成形物４９２は、したがって、狭公差表示による高精度を有する。これは、モールド成形開口４９４をイメージセンサ４９０の近くに備え、これはレンズ４８８用の場所となる。このサイズの成形物に対する熱膨張の効果は非常に小さいので、高価な材料を使用する必要はない。
【０１４１】
フレックスＰＣＢ  ４９６は、２つの赤外線ＬＥＤ  ４３４および４３６、ワイヤボンディングチップオンフレックスイメージセンサ４９０、およびいくつかのチップコンデンサ５０２を装着する。フレックスＰＣＢ  ４９６は、厚さ７５ミクロンのポリイミドであり、これにより、２つの赤外線ＬＥＤ  ４３４および４３６を操作することができる。取り付けられたコンポーネントの裏当て材として、フレックス上のいくつかの領域内にスティフナーが必要である。フレックスＰＣＢ  ４９６は、筒成形物４９２上に取り付ける精度とファインピッチコネクタアライメントを確保するためにレーザーにより切断される。
【０１４２】
［力感知アセンブリおよびインクカートリッジ］
図２０、２３、２４、および４０は、力感知アセンブリのコンポーネントおよび取付け方法を示している。力感知アセンブリ４７４は、使用時にインクカートリッジ４１４にかかる力を正確に測定するように設計されている。０から５００グラムまでの力を感知し、Ｎｅｔｐａｇｅサービスにおいて手書き認識をサポートする十分な忠実性を備えることが指定されている。この係留アセンブリは、２つの同軸導電性金属チューブ４９８、リテーナバネ５０４、およびパッケージングされた力センサ５００を備える。
【０１４３】
［導電性金属チューブ］
導電性金属チューブ４９８は、２つの金属チューブ（内側チューブ５０８と外側チューブ５１０）の間に挿入成形絶縁層５０６を備え、それぞれ、バネ式金メッキ接触フィンガー（それぞれ５１２および５１４）を備える。電池を充電するための電力は、充電ポッド４５０内の２つの接点５１６（図３１を参照）により供給され、それぞれのチューブ上のバネ接点（それぞれ５１２および５１４）を介して、これらの２つのチューブにより、直接、主ＰＣＢ  ４２２上の充電接点５１８および５２０（図４０を参照）に伝導される。
【０１４４】
ペンキャップアセンブリ４７２がペン４００の前部に配置された場合、ペンキャップ内の導電性弾性成形物は、導電性金属チューブパーツ内の２つの同心チューブの末端と結合し、回路をなし、キャップの存在をペン電子回路に知らせる（図１８を参照）。
【０１４５】
［力センサの動作原理］
図３３は、力センサアセンブリ４７４の動作の概略を例示している。ペン先４１８のところでカートリッジ４１４に何らかの力がかかる前に、バネ７００は、予荷重を力センサＩＣ  ５２６にかける（ボールベアリング５２４を介して）。カートリッジ４１４自体は、バネ内を通過するときに力センサに対し押し付けられることはない。その代わりに、バネは、ブーツ７０２を力センサに対し押し付け、ブーツは、カートリッジの末端に結合される。ブーツ７０２は、カートリッジ４１４の挿入、取り外しを手で簡単に行えるようにすることと、カートリッジが移動することなく確実に保持されるようにすることとの妥協の産物である。また、ブーツ７０２を使用することで、ストッパ面６９８を含めることが可能になる。ストッパは、ブーツ７０２が移動するのを制限し、それにより、バネ７００の過負荷を防止する。
【０１４６】
［パッケージングされた力センサ］
図３８Ａから３８Ｅは、パッケージングされた力センサ５００のさまざまなコンポーネントの斜視図である。図３８Ａは、センサＩＣ（チップ）５２６の前部から突き出ている鋼球５２４を示している。この球５２４は、チップに直接力を伝えるために使用される点接点である。ワイヤボンド６０４により、チップ５２６がバネ接点４７８に接続される。チップは、図３８Ｂに示されている後部成形物５６６内に形成された凹み５６４内に収まる。凹み５６４の基部の圧力逃し通気孔５８４により、チップ５２６内にトラップされている空気を逃すことができる。図３８Ｃに示されている前部成形物６０６は、バネ接点４７８用の下側のスロット６０８および球５２４を保持する中央開口６１０を備える。位置細部６１２は、図２４に示されているように同軸導電性チューブ４９８内の対応する細部と一致する。
【０１４７】
このシステムでは、フルスパン移動は１０ミクロンしかないので、ペン内へのこのアセンブリの取付けおよび軸方向予荷重の使用は、軽い公差表示となっている。力センサアセンブリは、ペンの最上部に取り付けられ、これにより、ペン胴体成形物４１６（図１６を参照）のみに応力を加えることができ、力は、主ＰＣＢ４２２には伝達されない。力センサは、さらにリテーナバネ５０４をトラップする内側導電性金属チューブ５０８の末端に押しばめされ、このため、単純な専用アセンブリ５００が作られる。
【０１４８】
［リテーナバネ］
図２０および２４を参照すると、リテーナバネ５０４は、図３３で説明されているブーツ７０２に相当する。これは、絶縁層７０８が球５２４と接触する点での薄板金属からの高精度型押し成形である。これは、インクカートリッジ４１４を介した外部静電放電により引き起こされる力センサＩＣ  ５２６との電気的干渉を阻止する。金属リテーナバネ５０４は、４つのグリップアーム５３０および２つのバネアーム５３２に形成される。使用済みカートリッジ取り外し工具５３４は、締まりばめによりカートリッジ４１４の開放端にしっかり留められる。グリップアーム５３０は、取り外し工具５３４上の相補的外部グリッププロファイル７０４を掴む。バネアーム５３２は、グリップアーム５３０の末端を越えて延び、同軸チューブアセンブリ４９８内の段付き部７０６に押し付けられる。これにより、さらに、絶縁された基部７０８が球５２４に押し付けられ、力センサに１０から２０グラムの正確な軸方向予荷重力が加えられる。
【０１４９】
［インクカートリッジ］
ペンインクカートリッジ４１４は、図２１Ａおよび２１Ｂに最もよく示されている。調査によれば、業界慣例として、組立ておよび充填とともに、ボールペンのペン先４１８の製造元と金属チューブ５３６の製造元は異なる。設計容量およびフォームファクタの要件を満たすフロントローディング方式の標準インクカートリッジはないので、カスタムカートリッジがこれまで開発されてきたのである。このインクカートリッジ４１４は、標準ボールポイントペン先が挿入された直径３ｍｍのチューブ５３６を備える。使用済みカートリッジ取り外し工具５３４は、金属チューブ５３６の開放端のキャップとなるカスタム末端成形物である。
【０１５０】
取り外し工具５３６は、インク流用の通気孔５３８、位置細部５４０、および使用済みインクカートリッジを引き抜くために使用される凹み５４４細部の周りの同時成形弾性リング５４２を含む。工具は、古いカートリッジのペン先をかみ合わせるためにレバーで下げられ、次いで、図２１Ｂに示されているように、ペン先を通して引き出される。弾性リング５４２は、ペンを硬い表面に落とした場合に強い衝撃で力センサが損傷する可能性を低減する。
【０１５１】
位置細部５４０により、インクカートリッジ４１４は、力感知アセンブリ４７４内のリテーナバネ５０４内に正確に据え付けられ、力センサ５００に対し予荷重がかかるようにできる。取り外し工具（同時成形弾性リングとは別に）は、アセタールなどの硬質プラスチックから作られ、インク内容物とマッチする色で成形することができる。インク容量は、標準ボールポイントインクカートリッジに匹敵する予想書き出し長が得られるように５ｍｌである。この容量は、詰め替えサイクルがペンの寿命期間中に比較的頻繁でないことを意味する。
【０１５２】
［力感知方法］
ペン先４１８を表面に押し付けると、力がグリップアーム５３０を介して球５２４に伝達される。ペン先からの力は、バネアーム５３２からの予荷重力に加わる。力センサは、同軸チューブアセンブリ４９８の末端に押しばめされ、両方とも、バネ接点で直接ＰＣＢに接続する（それぞれ４７８および５１２）。図２４は、軸方向力センサに利用可能な制限された空間を示しており、したがって、在庫品は必要な構成でこの空間エンベロープに収められそうもないので、パッケージ設計が必要である。
【０１５３】
この力感知配列では、カートリッジ４１４に加えられた軸方向力が検出され、これは最も単純で最も正確な解決手段である。カートリッジは２つの点のみで接触し、１点は導電性金属筒４９８のいずれかの端にあるので、システム内の摩擦は無視できる。金属リテーナバネ５０４は、最大２０グラムまでの正確な予荷重力を力センサ５００上に発生させる。これは、主パーツが金属であり、したがってペンの寿命期間中にクリープ、磨耗、摩擦の作用を受けることがないので、時間の経過とともに信頼性の高いシステムであることがわかる。
【０１５４】
この設計では、さらに、印加される力をパッケージングされた力センサ上に向けることにより印加される力を絶縁し、力センサはペンの胴体成形物４１６内のソリッドシートを押す。これにより、力感知アセンブリ４７４は主ＰＣＢ  ４２２の上で浮動状態になり（圧力をかけないように）、その一方で、パッケージングされた力センサ５００の基部のバネ接点４７８を介してデータを送信する。その結果得られるアセンブリは、ペン胴体成形物４１６内にぴったりはまり、手で簡単に組み立てられる。
【０１５５】
［上部／側面装填カートリッジ］
上で説明されているように、ペンは、その寿命期間中にインクカートリッジの定期的交換を必要とする。フロントローディング方式インクカートリッジシステムは、ユーザーにとっては便利であるが、いくつかの欠点がありうる。フロントローディング方式では、その全長にそったカートリッジの直径は、ペンのノーズの制約条件により示されるように、最小カートリッジ口径に制限されるため、カートリッジ内のインクリザーバの容量が制限される。
【０１５６】
カートリッジ４１４は、予荷重バネ７００（図３３を参照）により力センサＩＣ  ５２６に対し押し付けられなければならない（鋼球５２４を介して）。しかし、カートリッジ４１４自体は、バネの中を通らなければならないため、バネが当たる面を備えていない。このため、上述のブーツ７０２または保持バネ５０４が必要である。ブーツは、必ず、カートリッジの装着、取り外しを手で簡単に行えるようにすることと、カートリッジが移動することなく確実に保持されるようにすることとの妥協の産物である。
【０１５７】
図３４に示されているように、「トップローディング方式」のカートリッジは、これらの欠点を克服することができる。「トップローディング方式」は、ペンの長手軸を横断する方向からカートリッジの挿入への言及であると理解される。ペン内に他のコンポーネントがあるため、ペンの実質的に三角形の断面図（図１３を参照）の「上部」または頂点４２０からカートリッジを挿入するのが最も便利である。
【０１５８】
予荷重バネ７００は、カートリッジ４１４のペン先４１８に向けて配置し、それにより、挿入後力センサ鋼球５２４にカートリッジを押さえ付ける便利なメカニズムを実現する。カートリッジ行程ストッパ７１２は、力センサ５２６の過負荷を防止するために胴体成形物４１６上に形成される。カートリッジ自体は、予荷重バネが押す面を備えるため、ブーツは不要になり、カートリッジは、力センサと直接結合する。
【０１５９】
カートリッジはもはやその全長にそって単一の直径に制約されないので、その中心部は、広くすることができ、かなり大きなインクリザーバ７１０を収納することができる。
【０１６０】
現在提案されているペン設計は、外部胴体４１６および外部チューブ成形物４６６を備えている。外部成形物４６６は、ユーザー交換可能であり、したがって、ユーザーはペン４００をカスタマイズすることができる。外部成形物４６６を取り除くことでも、ユーザーがペンの製品ラベル６５２（図４７を参照）にアクセスできるようになる。当業者であれば、胴体成形物４１６および基部成形物５２８は、ユーザーから交換式電池にアクセスできるように修正することも可能であることを理解するであろう。
【０１６１】
図３４を再び参照すると、外部成形物４６６（図に示されていない）を取り外すことでも、ユーザーがトップローディング方式のペンカートリッジ４１４にアクセスできるようにすることも可能である。外部成形物が取り外されると、ペンカートリッジ４１４の全長相当分の大半が露出される。ユーザーは、前方にスライドさせて予荷重バネ７００に当て、力センサ開口７２０からその尾部７１８を抜き出し、次いで、上方に傾けてカートリッジキャビティ７２２から尾部７１８を解放し、最後に予荷重バネ７００およびキャビティ７２２からカートリッジ７１０を引き出すことによりカートリッジを取り外す。ユーザーは、同じ手順を逆に実行して新しいカートリッジを挿入する。
【０１６２】
トップローディング方式カートリッジは、フロントローディング方式カートリッジよりもかなり大きな容量を持ちうるため、ユーザーがカートリッジ４１４を交換するために外部成形物４６６を取り外す必要があるのは不合理である、というのも、フロントローディング方式カートリッジに比べてトップローディング方式カートリッジの交換はあまり頻繁でなくてよいからである。
【０１６３】
図３５を参照すると、予荷重バネ７００は、それ独自のキャビティ７１６および保持リング７１４を備えることができ、カートリッジ４１４を比較的簡単に挿入できるようになっている。
【０１６４】
［キャップアセンブリ］
ペンキャップアセンブリ４７２は、図２５に示されているように４つの成形物からなる。これらの成形物は組み合わさって、動作中ペン４５６の上端に収納できるペンキャップを形成することができる。キャップされると、これは、キャップ状態を信号で知らせる電子回路へのスイッチとなる（以下の「キャップ検出回路」の節で説明されている）。キャップ４１０内の導電性弾性成形物５２２は、内側金属チューブ５１２および外側金属チューブ５１４を接続しそれらを短絡された場合に（図２６を参照）、キャップスイッチとして機能する。導電性弾性成形物５２２は、キャップ成形物４１０内の基部凹みに押し込むことができる。これは、キャップ内に装着され、ぱちりと適所に収まったクリップ成形物５４４により係留されたままとなる。金属化トリム成形物５４６は、係留成形物４１０にかちっとはまり、アセンブリ４７２を完成する。
【０１６５】
キャップ成形物４１０は、ラインオブドローであり、アクアグラフィック印刷がそれに施されている。トリム５４６は、反射する銀または金タイプの仕上げとともに必要ならば着色プラスチックで金属化することができる。
【０１６６】
［ペンフィードバックシステム−振動］
ペン４００は、２つの感覚フィードバックシステムを備えている。第１のシステムは、振動モーター４４６の形態の触覚システムである。ほとんどの場合、これは、ユーザーの手４０８に直接接触し、「振動」を即座に感じ取らせることができ、無視または見逃すことがありえないので、一次ユーザーフィードバックシステムといえる。
【０１６７】
［ペンフィードバックシステム−視覚］
第２のシステムは、ペン４００の上部の頂点４２０のチューブ成形物４６６内のインジケータウィンドウ４１２の形態の視覚的指示である。このウィンドウは、胴体成形物４１６内のライトパイプ４４８と位置を揃え、主ＰＣＢ  ４２２上の赤色および緑色インジケータＬＥＤ  ４５２からの光を透過する。インジケータウィンドウ４１２は、ユーザーの手４０８により覆われないように、またキャップ４１０がペンの上端４５６上に収容されたときに遮られることのないように位置決めされる。
【０１６８】
［光学的設計］
ペンは、固定焦点狭帯域赤外線撮像システムを組み込む。これは、露出時間が短く、開口が小さく、明るい同期照明を有するカメラを使用して、ピンボケによるボケまたは動きによるボケの影響を受けない鮮明なイメージを取り込む。
【表９】
2008509380.tif 000011
［ペン光学系および設計の概要］
ペン光学系を示す断面は、図２７Ａおよび２７Ｂに示されている。ペン先４１８に隣接する表面５４８上に印刷されたＮｅｔｐａｇｅタグのイメージは、レンズ４８８により、イメージセンサ４９０のアクティブ領域上に集束される。小さな開口４９４により、利用可能な被写界深度が必ずペン４００の必要なピッチおよびロール範囲に適合する。
【０１６９】
第１および第２のＬＥＤ  ４３４および４３６は、視野４３０内の表面５４９を明るく照らす。ＬＥＤのスペクトル放出ピークは、取り込まれたタグのイメージ内のコントラストが最大になるようにＮｅｔｐａｇｅタグを印刷するために使用される赤外線インクのスペクトル吸収ピークと一致する。ＬＥＤの輝度は、ピンボケおよび動きによるボケを最小にするために必要な小開口サイズおよび短い露出時間と一致する。
【０１７０】
ログパスＩＲフィルタ４３２は、イメージセンサ４９０の応答を、撮像されたタグおよびフィルタ４３２の遮断波長よりも下の周辺光に空間的に一致するカラーグラフィックスまたはテキストに抑制する。フィルタ４３２の透過は、タグの取り込まれたイメージ内のコントラストが最大になるように赤外線インクのスペクトル吸収ピークと一致する。フィルタは、さらに、堅牢な物理的ウィンドウとして働き、汚染物質が光学系アセンブリ４７０内に入るのを防ぐ。
【０１７１】
［撮像システム］
光学経路の光線軌跡は、図２８に示されている。イメージセンサ４９０は、１４０平方ピクセルのアクティブ領域を持つＣＭＯＳイメージセンサである。それぞれのピクセルは、１０平方μｍであり、充填率は９３％である。図２９を参照すると、レンズ４８８が詳しく示されている。寸法は以下の通りである。
【０１７２】
Ｄ＝３ｍｍ
Ｒ１＝３．５９３ｍｍ
Ｒ２＝１５．０ｍｍ
Ｘ＝０．８２４６ｍｍ
Ｙ＝１．０ｍｍ
Ｚ＝０．２５ｍｍ
これは、焦点距離６．１５ｍｍを与え、イメージを対物面（タグ付き表面５４８）から像平面（イメージセンサ４９０）に移すが、その際の指定されたピッチ、ロール、およびヨー範囲にわたってすべてのイメージを正常に復号化できるように正しいサンプリング周波数を使用する。レンズ４８８は、両凸であり、最大湾曲面がイメージセンサに面している。タグ全体の取得を保証するのに必要な最小撮像視野４３０は、３９．６ｓ（ｓ＝タグパターン内のマクロドット間の間隔）の直径を有し、表面符号化と視野との間の任意のアライメントを行うことができる。マクロドット間隔ｓを１４３μｍとすると、これは、５．７ｍｍの必要な視野を与える。
【０１７３】
光学系の必要な近軸倍率は、１０μｍピクセルのイメージセンサ４９０について、ペン４００の完全指定傾斜範囲に対する１マクロドット当たり２．２５ピクセルの最小空間サンプリング周波数により定義される。そのため、撮像システムは、近軸倍率−０．２２５を使用するが、これは、最小１２８×１２８ピクセルのイメージセンサ４９０上のイメージセンサの反転イメージの直径（１．２８ｍｍ）と対物面の視野の直径（５．７ｍｍ）との比である。しかし、イメージセンサ４９０は、製造公差に適合するように、１４０×１４０ピクセルである。これにより、視野の情報のいずれかを失うことなしに光学軸とイメージセンサ軸との間のずれを最大±１２０μｍ（イメージセンサの平面内のそれぞれの方向に１２ピクセル）とすることができる。
【０１７４】
レンズ４８８は、典型的には射出成型光学コンポーネントに使用されるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）から作られる。ＰＭＭＡは、引っかき傷に強く、屈折率は１．４９、８１０ｎｍで透過率は９０％である。レンズは、成形精度を高めるため両凸であり、レンズと光学的筒成形物４９２とを正確にはめ合わせる装着面を備えることを特徴とする。
【０１７５】
直径０．８ｍｍの開口４９４は、この設計の被写界深度要件を規定するために使用される。
【０１７６】
ペンの指定された傾斜範囲は、−１５．０から＋４５．０度のピッチであり、ロール範囲は−３０．０から＋３０．０度である。指定された範囲を通してペンを傾斜させると、傾斜された対物面は焦点面から最大６．３ｍｍまで離れる。したがって指定された開口は、対応する被写界深度±６．５ｍｍを与え、イメージセンサの許容可能ボケ半径は１６μｍとなる。
【０１７７】
ペン設計の幾何学的形状により、ペンは、−３３．０から＋４５．０度までのピッチ範囲で正しく動作する。図３０を参照すると、光軸５５０は、ペン先軸５５２から０．８度離れている。光軸およびペン先軸は、紙面５４８に向かって収束する。ペン先軸５５２が紙に対し垂直である場合、ペン先軸に最も近い視野４３０の縁とペン先軸自体との間の距離Ａは１．２ｍｍである。
【０１７８】
ロングパスＩＲフィルタ４３２は、磨耗およびアセトンなどの化学物質に強力な耐性を有する軽量熱硬化プラスチックであるＣＲ−３９からできている。これらの特性があるため、フィルタは、ウィンドウとしても使用される。フィルタは厚さが１．５ｍｍ、屈折率が１．５０である。それぞれのフィルタは、ＣＯ２レーザーカッターを使用して大きな板から容易に切り出すことができる。
【０１７９】
［照明システム］
タグ付き表面５４８は、直径３ｍｍのＬＥＤ  ４３４および４３６の対により照射される。ＬＥＤは、３５ｎｍのスペクトル帯域で発散半輝度、半角±１５度の８１０ｎｍ放射線を放出し（ＦＷＨＭ）、それぞれステラジアン当たり役４５ｍＷの電力を使用する。
【０１８０】
［ポッドの設計および組立て］
【表１０】
2008509380.tif 000012
［ポッドの設計］
ペン４００は、ペンおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバにペンとポッドとの間のデータ転送用の電力を供給するＵＳＢ係留ポッドを備える。図３１を参照すると、ポッド４５０は、モジュール設計であり、複数のラインオブドロー成形物からなる。ポッドタワー成形物５５４は、垂直角度から１５度のところでペンを保持し、ペン収容および抜き出しの観点から人間工学的であるが、さらに本質的に安定している。
【０１８１】
［ポッドの組立て］
ポッド４５０の組立て順序は、以下の通りである。
【０１８２】
弾性ストッパ成形物５５６をポッドタワー成形物５５４内に押しばめして、ポッド内に挿入したときにペンのポジティブストッパとなるようにする。
【０１８３】
ポッドタワー成形物５５４は、ストッパの下の位置決めリブ上に押される２つの金属接点５１６を持つ。これらの接点５１６は、空洞５５８内に突き出ており、そこで、ペン先成形物４２８は、図３２に示されているように据え付けられる。ペンが存在する場合、ペンは、インクカートリッジ４１４の周りの同軸金属筒４９８に接触する。これらは、電荷を電池４２４に供給する導体として作用する。
【０１８４】
ポッドＰＣＢ  ５６０は、ポッドタワー成形物５５４の中に入れられ、適所にはめ込まれる。金属接点片５１６上のバネ充電接点５６２は、組立て時にポッドＰＣＢ  ５６０上のパワーパッドに位置を揃える。ポッドＰＣＢ  ４５０の下側には、赤色、緑色、および青色のＬＥＤ  ５６４の複数の配列があり、これらは、空充電状態から満充電状態までの複数の充電状態を示す。青色は、既定の「充電中」および「ポッド空」ステータスの色であり、ポッド基部成形物５６８の周りの照明アークとして半透明弾性ライトパイプ５６６を介して送られる。
【０１８５】
ペンが挿入されている状態の妥当な重心であるにもかかわらず、キャストウェイト５７０は、基部成形物５６８内に置かれ、これにより安定性が高められ、何かが当たってもポッド４５０が倒れる可能性が低くなる。係留ＵＳＢ／電源ケーブル５７２がポッドＰＣＢ５６０に接続された後、基部成形物５６８は、タワー成形物５５４内にねじ込まれ、ウェイト５７０、ライトパイプ５６６、およびＰＣＢ  ５６０を保持する。
【０１８６】
［個人化］
市場においてペンの差別化を進められるように、ポッドは、ポッドジャケット成形物４６８を含む。このユーザー取り外し可能成形物には、キットとして付属するペンのチューブおよびキャップ成形物と同じアクアグラフィック転写パターンが印刷される。
【０１８７】
したがって、ペン、キャップ、およびポッドのパターンは、同じ環境内に複数の製品がある場合に混乱を回避するため個々のユーザーのペンおよびポッドをはっきりと識別できる３つのアイテムである。また、これらにより、この製品がそのユーザーの「自己紹介書」となるようにすることもできる。
【０１８８】
ポッドジャケット成形物４６８、すでに説明されているようにキャップアセンブリ４７２およびチューブ成形物４６６とともに任意の個数のパターンおよびイメージのアフターマーケットアクセサリとして供給することができる。
【０１８９】
［電子回路の設計］
【表１１】
2008509380.tif 000013
［ペン電子回路ブロック図］
図３６は、ペン電子回路のブロック図である。ペンの電子回路設計は、５つの主セクション周辺に基づく。これらは以下の通りである。
【０１９０】
−主ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４、
−イメージセンサおよびイメージプロセッサ５７６、
−Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール５７８、
−パワーマネジメントユニットＩＣ（ＰＭＵ）５８０、
−力センサマイクロプロセッサ５８２。
【０１９１】
［ＡＲＭ７マイクロプロセッサ］
ペンは、８０ＭＨｚで動作するＡｔｍｅｌ  ＡＴ９１ＦＲ４０１６２マイクロプロセッサ（Ａｔｍｅｌ，ＡＴ９１  ＡＲＭ  Ｔｈｕｍｂ  Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ−ＡＴ９１ＦＲ４０１６２  Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｅｉｌ．ｃｏｍ／ｄｄ／ｄｏｃｓ／ｄａｔａｓｈｔｓ／ａｔｍｅｌ／ａｔ９１ｆｒ４０１６２．ｐｄｆを参照）。ＡＴ９１ＦＲ４０１６２は、ＡＲＭ７マイクロプロセッサ、２５６ＫＢのオンチップシングルウエートステートＳＲＡＭ、および２ＭＢの外部フラッシュメモリを１つのスタックチップパッケージにまとめたものである。
【０１９２】
このマイクロプロセッサ５７４は、ペン４００のコアを形成する。その役割は以下の通りである。
【０１９３】
−Ｊｕｐｉｔｅｒイメージセンサ５８４をセットアップする
−力センサマイクロプロセッサ５８２から受信された力センサデータとともにデジタルインクストリームに入れるために、イメージセンサ５８４のイメージ処理機能からの助けを借りて、Ｎｅｔｐａｇｅ符号化インプレッションのイメージを復号化する
−パワーマネジメントユニットＩＣ（ＰＭＵ）５８０をセットアップする
−Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール５７８を介してデジタルインクの圧縮および送信を行う
−力センサマイクロプロセッサ５８２をプログラムする。
【０１９４】
ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４は、８０ＭＨｚ発振器で作動する。これは、４０ＭＨｚクロックで汎用同期送受信器（ＵＳＲＴ）５８６を使用してＪｕｐｉｔｅｒイメージセンサ５７６と通信する。ＡＲＭ７  ５７４は、１１５．２ｋｂａｕｄで動作する汎用非同期送受信器（ＵＡＲＴ）５８８を使用してＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール５７８と通信する。ＰＭＵ  ５８０および力センサマイクロプロセッサ（ＦＳＰ）５８２との通信は、低速シリアルバス（ＬＳＳ）５９０を使用して実行される。ＬＳＳは、ソフトウェアで実装され、マイクロプロセッサの汎用ＩＯのうちの２つを使用する。
【０１９５】
ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４は、そのＪＴＡＧポートを介してプログラムされる。これは、ＰＣＢ上のベアパッド５９２（図３９を参照）をプローブすることによりマイクロプロセッサが主ＰＣＢ  ４２２上にある場合に行われる。
【０１９６】
［Ｊｕｐｉｔｅｒイメージセンサ］
Ｊｕｐｉｔｅｒイメージセンサ５８４（上記相互参照文献に列挙されている米国特許出願第１０／７７８，０５６号（整理番号ＮＰＳ０４７））は、モノクロームセンサアレイ、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）、フレームストアバッファ、単純なイメージプロセッサ、および位相ロックループ（ＰＬＬ）を含む。ペン内では、Ｊｕｐｉｔｅｒは、ＵＳＲＴのクロック信号線および内部ＰＬＬを使用して、すべての必要なクロック信号を発生する。センサアレイにより取り込まれたイメージは、フレームストアバッファに格納される。これらのイメージは、Ｊｕｐｉｔｅｒに搭載されているＣａｌｌｉｓｔｏイメージプロセッサの助けを借りてＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４により復号化される。
【０１９７】
Ｊｕｐｉｔｅｒは、イメージアレイが露出されるのと同時に２つの赤外線ＬＥＤ  ４３４および４３６のストロボ動作を制御する。これら２つの赤外線ＬＥＤうちの一方または他方を、イメージアレイが露出されている間オフにし、いくつかの角度で発生しうる紙からの正反射を防止することができる。
【０１９８】
［Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール］
ペンは、ＣＳＲ  ＢｌｕｅＣｏｒｅ４−Ｅｘｔｅｒｎａｌデバイス（ＣＳＲ，ＢｌｕｅＣｏｒｅ４−Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｄａｔａ  Ｓｈｅｅｔ  ｒｅｖ  ｃ，６−Ｓｅｐ−２００４を参照）をＢｌｕｅｔｏｏｔｈコントローラ５７８として使用する。これは、プログラムコードを維持するために外部８Ｍビットフラッシュメモリデバイス５９４を必要とする。ＢｌｕｅＣｏｒｅ４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  ｖ１．２規格を満たし、最大３Ｍｂｐｓで通信が可能なＥｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  Ｒａｔｅ（ＥＤＲ）規格のｖ０．９に準拠している。
【０１９９】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信のため２．４５ＧＨｚチップアンテナ４８６がペンで使用される。
【０２００】
ＢｌｕｅＣｏｒｅ４は、ＵＡＲＴ−ＵＳＢ間ブリッジを形成することができる。これは、ペン４５６の上にあるデータ／電力ソケット４５８を介してＵＳＢ通信を行えるようにするために使用される。
【０２０１】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの代替え規格としては、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）（ＩＥＥＥ、８０２．１１  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ、ｈｔｔｐ：／／ｇｒｏｕｐｅｒ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｇｒｏｕｐｓ／８０２／１１／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌを参照）、ＩＥＥＥ  ８０２．１５（ＩＥＥＥ、８０２．１５  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ  ｆｏｒ  ＷＰＡＮ、ｈｔｔｐ：／／ｇｒｏｕｐｅｒ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｇｒｏｕｐｓ／８０２／１５／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌを参照）、ＺｉｇＢｅｅ（ＺｉｇＢｅｅ  Ａｌｌｉａｎｃｅ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｚｉｇｂｅｅ．ｏｒｇを参照）、およびＷｉｒｅｌｅｓｓＵＳＢ  Ｃｙｐｒｅｓｓ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＵＳＢ  ＬＲ  ２．４−ＧＨｚ  ＤＳＳＳ  Ｒａｄｉｏ  ＳｏＣ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｙｐｒｅｓｓ．ｃｏｍ／ｃｆｕｐｌｏａｄｓ／ｉｍｇ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｃｙｗｕｓｂ６９３５．ｐｄｆを参照）などの無線ＬＡＮおよびＰＡＮ標準、さらにはＧＳＭ（ＧＳＭ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｓｍｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ／ｉｎｄｅｘ．ｓｈｔｍｌを参照）、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ（ＧＰＲＳ  Ｐｌａｔｆｏｒｍ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｓｍｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｇｐｒｓ／ｉｎｄｅｘ．ｓｈｔｍｌを参照）、ＣＤＭＡ（ＣＤＭＡ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｄｇ．ｏｒｇ／およびＱｕａｌｃｏｍｍ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｑｕａｌｃｏｍｍ．ｃｏｍを参照）、およびＵＭＴＳ（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３  ｇｐｐ．ｏｒｇを参照）などのモバイル標準がある。
【０２０２】
［パワーマネジメントチップ］
ペンは、Ａｕｓｔｒｉａ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ  ＡＳ３６０３  ＰＭＵ  ５８０（Ａｕｓｔｒｉａ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ、ＡＳ３６０３  Ｍｕｌｔｉ−Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ  Ｄａｔａ  Ｓｈｅｅｔ  ｖ２．０を参照）を使用する。ＰＭＵは、電池管理、電圧発生、電源投入時リセット発生および駆動インジケータＬＥＤ、およびバイブレーターモーターに使用される。
【０２０３】
ＰＭＵ  ５８０は、ＬＳＳバス５９０を介してＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４と通信する。
【０２０４】
ＰＭＵは、電池４２４を充電するための２つの電源のうちの１つを使用する。これらは、ペン４５６（図１５を参照）の上部にある電源およびＵＳＢジャック４５８からの電源、および２つの導電性チューブ４９８（図２４を参照）を介したポッド４５０からの電源である。ＰＭＵは、ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４が介入する必要はほとんどないトリクル電流、定電流および定電圧モードを使用してペンのリチウムポリマー電池４２４を充電する。ＰＭＵは、さらに、どれくらい電池容量が残されているかを調べるためにＡＲＭ７マイクロプロセッサにより使用される燃料計も備える。
【０２０５】
ＰＭＵ  ５８０は、以下の別々の電圧を発生する。
【０２０６】
−ＡＲＭ７  ＩＯ電圧ならびにＪｕｐｉｔｅｒ  ＩＯおよびピクセル電圧に対するＬＤＯから３．０Ｖ。
【０２０７】
−力センサおよび力センサフィルタおよび増幅器に対するＬＤＯから３．０Ｖ（力センサマイクロプロセッサの３．０Ｖは、ＰＭＵが電源オンのままにできるＬＯＤを含まないためオフチップＬＤＯから発生される）。
【０２０８】
−ＢｌｕｅＣｏｒｅ４  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスに対するＬＤＯから３．０Ｖ。
【０２０９】
−ＡＲＭ７コア電圧に対するバックコンバータから１．８Ｖ。
【０２１０】
−Ｊｕｐｉｔｅｒコア電圧に対するＬＤＯから１．８５Ｖ。
【０２１１】
−赤外線ＬＥＤ駆動電圧に対する電荷ポンプから５．２Ｖ。
【０２１２】
ＰＭＵの電源投入またはリセット時に、ＡＲＭ７  ＩＯ電圧および１．８Ｖコア電圧が利用可能である。他の電圧源は、ＬＳＳバス５９０を介してＡＲＭ７  ５７４からのコマンドを介して電源オンにする必要がある。
【０２１３】
インジケータＬＥＤ  ４４４およびバイブレーターモーター４４６は、ＰＭＵ  ５８０の電流吸い込み出力から駆動される。
【０２１４】
ＰＭＵ  ５８０は、ＬＳＳバス５９０上でコマンドを介して超低電力モードにすることができる。これにより、すべての外部電圧源がパワーダウンされる。ペンは、そのキャップアセンブリ４７２がオンの場合にこの超低電力モードに入る。
【０２１５】
キャップ４７２が取り外されるか、またはＲＴＣウェイクアップアラームがある場合、ＰＭＵ  ５８０は、力センサマイクロプロセッサ５８２からパワーオン信号５９６を受信し、リセットサイクルを開始する。これは、すべての電圧が安定するまで、ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４をリセット状態に保持する。リセットサイクルは、ＬＳＳバスメッセージを介してＡＲＭ７  ５７４により、またはＵＳＢおよび電源ジャック４５８（図１５を参照）の隣のペンの上部に配置されているリセットスイッチ５９８により開始することもできる。
【０２１６】
［力センササブシステム］
力センササブシステムは、カスタムＨｏｋｕｒｉｋｕ力センサ５００（Ｈｏｋｕｒｉｋｕ、ＨＦＤ−５００  Ｆｏｒｃｅ  Ｓｅｎｓｏｒ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｄｋ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｄｆ／ｅｎｇ／ｅ１３８１ＡＡ．ｐｄｆに基づいている）、ＯＰアンプを使用して実装された増幅器およびローパスフィルタ６００、および力センサマイクロプロセッサ５８２を備える。
【０２１７】
ペンは、Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ  Ｃ８０５１Ｆ３３０を力センサマイクロプロセッサ５８２（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｃ８０５１Ｆ３３０／１  ＭＣＵ  Ｄａｔａ  Ｓｈｅｅｔ，ｒｅｖ  １．１を参照）を使用する。Ｃ８０５１Ｆ３３０は、オンチップフラッシュメモリ、１０ビットＡＤＣ、および１０ビットＤＡＣを備える８０５１マイクロプロセッサである。これは、内部２４．５ＭＨｚ発振器を含み、また外部３２．７６８ｋＨｚ音叉を使用する。
【０２１８】
Ｈｏｋｕｒｉｋｕ力センサ５００は、シリコンピエゾ抵抗ブリッジセンサである。ＯＰアンプ段６００は、力センサ出力を増幅し、ローパス（アンチエイリアス）フィルタによりフィルタ処理する。次いで、この信号は、力センサマイクロプロセッサ５８２により５ｋＨｚでサンプリングされる。
【０２１９】
ピエゾ抵抗力感知機能の代替え機能としては、容量性および誘導性力感知機能がある（２００１年１１月８日に出願されたＷａｃｏｍ、「Ｖａｒｉａｂｌｅ  ｃａｐａｃｉｔｙ  ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ  ａｎｄ  ｐｏｉｎｔｅｒ」、米国特許出願第２００１００３８３８４号、およびＷａｃｏｍ、Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗａｃｏｍ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．ｃｏｍ／ｅｎｇｌｉｓｈ／ｔｅｃｈ．ａｓｐを参照）。
【０２２０】
力センサマイクロプロセッサ５８２は、力信号の他の（デジタル）フィルタ処理を実行し、デジタルインクストリームに対する力センサ値を出力する。Ｊｕｐｉｔｅｒイメージセンサ５７６からのフレーム同期信号を使用して、デジタルインクストリームに対するそれぞれの力サンプルの発生をトリガする。温度は、力センサマイクロプロセッサ５８２のオンチップ温度センサを介して測定され、これは、力センサおよび増幅器の温度依存性を補正するために使用される。力信号のオフセットは、マイクロプロセッサのＤＡＣ出力を増幅器段６００に入力することにより動的に制御される。
【０２２１】
力センサマイクロプロセッサ５８２は、ＬＳＳバス５９０を介してＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４と通信する。
【０２２２】
力センサマイクロプロセッサ５８２からＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４への２本の別々の割り込み線がある。１本は、力センササンプルが読み取り可能状態にあることを示すために使用され、他の１本は、ペンダウン／アップイベントが発生したことを示すために使用される。
【０２２３】
力センサマイクロプロセッサフラッシュメモリは、ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４により回路内でプログラミングされる。
【０２２４】
力センサマイクロプロセッサ５８２は、さらに、ペン４００用のリアルタイムクロック機能も備える。ＲＴＣ機能は、マイクロプロセッサのカウンタタイマーの１つで実行され、また外部３２．７６８ｋＨｚ音叉から作動される。その結果、キャップ４７２がオンのとき、力センサマイクロプロセッサはオンのままである必要があり、ＡＲＭ７  ５７４はパワーダウンされる。したがって、力センサマイクロプロセッサ５８２は、電源としてＰＭＵ  ５８０と別の低電力ＬＤＯを使用する。リアルタイムクロック機能は、ＡＲＭ７  ５７４に電源投入するようにプログラムすることができる割り込みを備える。
【０２２５】
キャップスイッチ６０２は、力センサマイクロプロセッサ５８２により監視されている。キャップアセンブリ４７２が取り外されると（または、リアルタイムクロック割り込みがかかると）、力センサマイクロプロセッサ５８２は、ＰＭＵ  ５８０のパワーオンおよびリセットサイクルを開始することによりＡＲＭ７  ５７２を起動する。
【０２２６】
［ペン設計］
［電子回路ＰＣＢおよびケーブル］
ペンには、主ＰＣＢ  ４２２（図３９）およびフレックスＰＣＢ  ４９６（図１９）の２つのＰＣＢがある。  この設計の他の独立コンポーネントは、電池４２４、力センサ５００、バイブレーターモーター４４６、およびポッド４５０（図３１）への電源コネクタとして機能する導電性チューブ４９８（図１６）である。
【０２２７】
［主ＰＣＢ］
図３９および４０は、それぞれ主ＰＣＢ  ４２２の上部および底部の斜視図である。主ＰＣＢ  ４２２は、４層ＦＲ４厚さ１．０ｍｍ  ＰＣＢであり、最小トレース幅および分離間隔は１００ミクロンである。ビア仕様は、０．４ｍｍのパッドにおいて０．２ｍｍの孔サイズである。主ＰＣＢ  ４２２は、寸法１０５ｍｍ×１１ｍｍの長方形の板である。
【０２２８】
主ＰＣＢにハンダ付けされる主コンポーネントは、Ａｔｍｅｌ  ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４、ＡＭＳ  ＰＭＵ  ５８０、Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｌａｂｓ力センサマイクロプロセッサ５８２、力センサ状態調節増幅器６００およびＣＳＲ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈチップ５７８用のＯＰアンプ、およびそのフラッシュメモリ５９４、アンテナ４８６、および遮蔽カン６１２である。
【０２２９】
力センサ５００、バイブレーターモーター４４６、および同軸導電性チューブ４９８は、バネ接点を使用して、主ＰＣＢ  ４２２上のパッドに接続する。これらの物品はすべて、ペンの胴体成形物４１６により主ＰＣＢ  ４２２上に押し下げられる。
【０２３０】
主ＰＣＢ  ４２２上にハンダ付けされるコネクタは、フレックスＰＣＢコネクタ６１２、ペン４５６の上にある電源およびＵＳＢジャック４５８、および電池ケーブルハーネスコネクタ６１６の３つである。電池へのケーブルハーネスは、ペンの内側にある唯一の配線ケーブルである。
【０２３１】
また、主ＰＣＢ  ４２２上には、リセットスイッチ５９８もハンダ付けされる。これは、図５に示されている凹み４６４内にある。
【０２３２】
［フレックスＰＣＢ］
Ｊｕｐｉｔｅｒイメージセンサ５７６は、図１９に示されているようにフレックスＰＣＢ  ４９６上に取り付けられる。ペン内の臨界位置決め公差は光学系４２６とイメージセンサ４９０との間なので、フレックスＰＣＢ  ４９６により、光学筒成形物４９２をイメージセンサ４９０に容易に揃えられる。イメージセンサと主ＰＣＢ  ４２２との間に柔軟な接続を用意することにより、主ＰＣＢの位置決め公差は、光学系４２６の正しい位置合わせを行ううえで重要でなくなる。
【０２３３】
イメージセンサ４９０、２つの赤外線ＬＥＤ  ４３４および４３６、および５つのディスクリートバイパスコンデンサ５０２は、フレックスＰＣＢ  ４９６上に取り付けられる。フレックスは、２層ポリイミドＰＣＢであり、厚さは公称７５ミクロンである。ＰＣＢは、ペンを組み立てた後に移動する必要はないため、フレックスオンインストールとしてのみ指定される。スティフナー６１２は、ディスクリートコンポーネント５０２の背後、およびイメージセンサ４９０の背後に置かれ、ＰＣＢのこれらのセクションを平坦に保つ。スティフナーは、さらに、接続パッド６２０のところにも置かれ、それにより、主ＰＣＢ  ４２２のコネクタ６１４について正しい厚さとなるようにする（図２８を参照）。ＰＣＢ設計は、全体的な形状をおおよそ四角形に保つことにより製造時にパネルレイアウトに関して最適化されている。
【０２３４】
フレックスＰＣＢ  ４９６は、主ＰＣＢから伸びて、イメージセンサ４９０の周りに広がり、さらに、光学系筒４９２にそって２つの赤外線ＬＥＤ  ４３４および４３６に移動する２つのアーム６２２および６２４を備える。これらは、フレックスＰＣＢのアーム６２２および６２４上に直接ハンダ付けされる。フレックスＰＣＢの全長は、４１．５ｍｍであり、その最大幅の地点で、９．５ｍｍである。
【０２３５】
イメージセンサ４９０は、チップオンフレックスＰＣＢ（ＣＯＦ）アプローチを使用してフレックスＰＣＢ  ４９６上に取り付けられる。この技術では、Ｊｕｐｉｔｅｒベアダイ６２８は、フレックスＰＣＢ  ４９６に接着され、そのダイ上のパッドは、フレックスＰＣＢ上のターゲットパッドにワイヤボンディングされる。これらのターゲットパッドは、ダイのそばに配置される。次いで、ワイヤボンドは、腐食防止のため封入される。ダイ６２８の隣のフレックスＰＣＢ内の２つの非メッキ孔６２６は、ＰＣＢの位置を光学系筒４９２に揃えるために使用される。次いで、光学系筒は、適所に接着され、イメージセンサ４７０の周りに封止を設ける。光学経路の中心とＪｕｐｉｔｅｒダイ６２８の撮像領域の中心との間の水平位置公差は、±５０ミクロンである。ダイの厚さ、接着剤層の厚さ、および光学系筒４９２の前部とフレックスＰＣＢ  ４９６とのアライメントによる垂直公差は、±５ミクロンである。ペンの前部の封じ込められた空間に収めるために、Ｊｕｐｉｔｅｒダイ６２８は、Ｎｅｔｐａｇｅペン内の接続に必要なパッドがダイの辺の反対側に下方に置かれるように設計される。
【０２３６】
［ポッドおよび外部ケーブル］
ポッドおよび外部ケーブル配線で必要な主要機能は３つある。これらは以下の通りである。
【０２３７】
−ペンが電池を充電できるように充電電圧を供給する、
−格納されているデジタルインクをＢｌｕｅｔｏｏｔｈ／ＵＳＢアダプタを介してＮｅｔｐａｇｅサーバに転送する中継メカニズムを備える、
−新しいプログラムコードをＢｌｕｅｔｏｏｔｈ／ＵＳＢアダプタを介してペンにダウンロードする中継メカニズムを備える。
【０２３８】
［ポッド］
ここでまた図３１および３２を参照すると、ペン４００がポッド４５０に挿入されると、インクカートリッジチューブ５３６をペン内に保持する２本の同軸導電性チューブ４９８に接続するポッド内の２つのバネ接点５１６を使って電力が供給される。ポッド４５０およびペン４００の充電用の電力は、ＵＳＢバスパワーにより供給される。
【０２３９】
ポッドは、２つのコネクタで終端する係留ケーブル５７２を持つ。１つは、ＵＳＢ「Ａ」プラグである。もう１つは、４方向ジャックソケットである。この４方向ジャックソケットは、ペンの上部に存在するのと同じものである（図１５のソケット４５８を参照）。４方向ジャックがポッドのケーブルに差し込まれると、これは、充電のためポッドとペンに電力を供給する。差し込まれない場合、ポッドおよびペン充電用の電力は、ＵＳＢバスパワーにより供給される。
【０２４０】
３つのインジケータＬＥＤ  ４５２がポッド内に存在する。これらは、ペンの充電および通信のステータスを示す。
【０２４１】
［ポッドＰＣＢ］
ポッドＰＣＢ  ５６０は、ＣＳＲ  ＢｌｕｅＣｏｒｅ４−Ｅｘｔｅｒｎａｌデバイスを含む。これは、ペン４００で使用されているのと同じタイプのＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスである。ＢｌｕｅＣｏｒｅ４デバイスは、ＵＳＢ−Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ間ブリッジとして機能する。
【０２４２】
［ケーブル配線］
これらのケーブルは、ペンに付属する。第１のケーブル５７２は、ポッドに係留される。ケーブルの他端には、ＵＳＢ  Ａコネクタおよび４方向ジャックソケットがある。６本の電線がポッドに入り、そのうち４本はＵＳＢ線、２本は４方向ジャックソケットから来る。
【０２４３】
第２のケーブルは、ＵＳＢ  Ａコネクタを一端に、４方向ジャックを他端に持つＵＳＢケーブル４６２（図１５）である。４方向ジャックは、ポッド、またはペンの上部のいずれかに接続することができる。
【０２４４】
第３のケーブルは、一端が電源コンセントに差し込まれ、他端に４方向ジャックがあるプラグパック電源ケーブル（図に示されていない）である。４方向ジャックは、ポッド４５０、またはペン４５６の上部のいずれかに接続することができる。
【０２４５】
［接続オプション］
図３７は、ペンおよびポッドの主要充電および接続オプションを示している。
【０２４６】
−オプション１は、ホスト６３０からポッド４５０へのＵＳＢ接続を示している。ペン４００は、ポッド４５０内にある。ポッド４５０およびペン４００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介して通信する。ポッドは、ＵＳＢバスパワーにより電力を供給される。ペンは、ＵＳＢバスパワーから充電される。その結果、ペンを充電するためには、５００ｍＡの最大ＵＳＢ電力が利用できなければならない。
【０２４７】
−オプション２は、ホスト６３０からポッド４５０へのＵＳＢ接続、およびポッドケーブル５７２に取り付けられたプラグパック６３２を示している。ペン４００は、ポッド４５０内にある。ポッドおよびペンは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介して通信する。ポッドは、プラグパックにより電力を供給される。ペンは、プラグパックパワーから充電される。
【０２４８】
−オプション３は、ホスト６３０からポッド４５０へのＵＳＢ接続、およびペン４００に取り付けられたプラグパック６３２を示している。ペン４００は、ポッド４５０内にある。ポッドおよびペンは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを介して通信する。ポッドは、ＵＳＢバスパワーにより電力を供給される。ペンは、プラグパックパワーから充電される。
【０２４９】
−オプション４は、ポッドケーブル５７２に取り付けられたプラグパック６３２を示している。ペン４００は、ポッド４５０内にある。ポッドとペンとの間の通信は可能でない。ポッドは、プラグパックにより電力を供給される。ペンは、プラグパックパワーから充電される。
【０２５０】
−オプション５は、ホスト６３０からペン４００へのＵＳＢ接続を示している。ペン４００は、ポッド４５０内にない。ホスト６３０およびペン４００は、ＵＳＢを介して通信し、これにより、有線の非ＲＦ通信リンクが可能になる。ペンは、ＵＳＢバスパワーから充電される。その結果、ペンを充電するためには、５００ｍＡの最大ＵＳＢ電力が利用できなければならない。
【０２５１】
−オプション６は、ペン４００に取り付けられたプラグパック６３２を示している。ペン４００は、ポッド４５０内にない。ペンは、プラグパックパワーから充電される。
【０２５２】
−他の接続オプションは示されていない。しかし、ポッドは、このジャック内にコネクタがある場合、４方向ジャックコネクタを介して（ＵＳＢバスパワーからではなく）電力を供給されることを念頭に置かなければならない。また、ペンは、このジャック内にコネクタがある場合に、４方向ジャックから（そのポッド接続からではなく）電力を供給される。
【０２５３】
［電池および消費電力］
図４４を参照すると、ペン４００は、３４０ｍＡｈの公称容量を持つリチウムポリマー電池４２４を備える。この寸法は、長さ９０．５ｍｍ×幅１２ｍｍ×厚さ４．５ｍｍである。
【０２５４】
ペン設計に基づき、表８は、さまざまなペンおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ状態に関する電流要件を示している。
【表１２】
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１．電池の全電流ドレインの総和。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ電流は、Ｐｅｎ−ｓｔａｔｅ電流と同時に発生するこことができ、また加法的である。
【０２５５】
［ペン使用シナリオ］
いくつかの一般的な使用シナリオをここでまとめ、これらのシナリオを遂行するために必要なエネルギー要件を示す。
【０２５６】
［最悪の場合のシナリオ］
概要：ペンは、４時間集中的に使用された後（筆記体）、１カ月間（３１日間）キャップをしたままにし、格納されているデジタルインクをオフロードしようとする。
【０２５７】
このシナリオに対するエネルギー要件は、９６８ｍＡｈである。公称３４０ｍＡｈ時間の電池だと、このシナリオのエネルギー要件の３５％を達成する。
【０２５８】
［１回作業週の場合のシナリオ］
概要：ペンは、５日間にわたり合計１日１時間筆記体で書くために使用され、残りの時間は、キャップをされる。シナリオの合計時間は、７日である。
【０２５９】
このシナリオに対するエネルギー要件は、４５６ｍＡｈである。公称３４０ｍＡｈ時間の電池だと、このシナリオのエネルギー要件の７５％を達成する。
【０２６０】
［作業時間中キャップされていない単一作業週の場合のシナリオ］
概要：ペンは、５日間にわたり合計１日１時間筆記体で書くために使用され、残りの時間は、キャップをされる。シナリオの合計時間は、７日である。
【０２６１】
このシナリオに対するエネルギー要件は、１５６１ｍＡｈである。公称３４０ｍＡｈ時間の電池だと、このシナリオのエネルギー要件の２２％を達成する。
【０２６２】
［ソフトウェア設計］
［Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアの概要］
Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアは、Ｎｅｔｐａｇｅペン４００およびＮｅｔｐａｇｅポッド４５０内のマイクロプロセッサ上で動作するソフトウェアを含む。
【０２６３】
ペンは、上述の「電子回路設計」の節で詳述されているように、多数のマイクロプロセッサを備える。Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアは、Ａｔｍｅｌ  ＡＲＭ７  ＣＰＵ  ５７４（これ以降ＣＰＵと呼ぶ）、力センサマイクロプロセッサ５８２上で実行されるソフトウェア、さらにＣＳＲ  ＢｌｕｅＣｏｒｅ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール５７８（これ以降ペンＢｌｕｅＣｏｒｅと呼ぶ）上のＶＭ内で実行されるソフトウェアも含む。これらのプロセッサはそれぞれ、プロセッサ特有のソフトウェアを、設定および他の永続的データとともに、格納する関連するフラッシュメモリを備える。ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ  ５７８は、さらに、モジュールメーカーにより供給されるファームウェアも実行し、このファームウェアは、Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアの一部とはみなされない。
【０２６４】
ポッド４５０は、ＣＳＲ  ＢｌｕｅＣｏｒｅ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール（これ以降ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅと呼ぶ）を含む。Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアは、さらに、ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅ上のＶＭ内で実行されるソフトウェアも含む。
【０２６５】
Ｎｅｔｐａｇｅペン４００がＮｅｔｐａｇｅタグ付き表面５４８を横断すると、相関位置および力サンプルのストリームが生成される（上の「Ｎｅｔｐａｇｅの概要」を参照）。このストリームは、「ＤＩｎｋ」と呼ばれる。ＤＩｎｋは、Ｎｅｔｐａｇｅペンが、Ｎｅｔｐａｇｅタグ付き表面に近接しているが、それをマーキングしていない場合に生成される０力（いわゆる「Ｈｏｖｅｒ  ＤＩｎｋ」）を持つサンプルを含むことができることに留意されたい。
【０２６６】
ＮｅｔｐａｇｅペンソフトウェアのＣＰＵコンポーネントは、ＤＩｎｋ取り込み、タグイメージ処理および復号化（Ｊｕｐｉｔｅｒイメージセンサ５７６と連動して）、格納およびオフロード管理、ホスト通信、ユーザーフィードバック、およびソフトウェアアップグレードを受け持つ。これは、オペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）および関連するハードウェアドライバを含む。それに加えて、較正、構成、または詳細（現場外）障害診断のための製造および保守モードを備える。Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアの力センサマイクロプロセッサ５８２コンポーネントは、主ＣＰＵの力サンプルのフィルタ処理および準備を受け持つ。ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ  ＶＭソフトウェアは、ペンが係留モードで動作している場合に、ＣＰＵ  ＵＡＲＴ  ５８８インターフェイスとＵＳＢとをブリッジでつなぐ役割を受け持つ。ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ  ＶＭソフトウェアは、ペンがＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードで動作している場合には使用されない。
【０２６７】
ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅ  ＶＭソフトウェアは、ポッド４５０がペン４００を充電中の場合にそれを感知し、ポッドＬＥＤ  ４５２を適宜制御し、ＵＳＢを介してホストＰＣと通信する役割を持つ。
【０２６８】
ソフトウェアモジュールのさらに詳しい説明を以下で行う。
【０２６９】
Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアは、現場でアップグレード可能であるが、ただし、初期ブートローダーを除く。現場でアップグレード可能な部分は、力センサマイクロプロセッサ５８２上で実行されているソフトウェアを含む。ソフトウェアアップグレードは、通常の通信メカニズム（ＢｌｕｅｔｏｏｔｈまたはＵＳＢ）を介してペンに配送される。受信され、有効であることが確認された後、ペンにＤＩｎｋペンディングオフロードが含まれない場合に、新しいソフトウェアイメージが、次回終了／起動サイクル後にインストールされる。
【０２７０】
［Ｎｅｔｐａｇｅシステムの概要］
Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアは、ＮｅｔｐａｇｅリレーおよびＮｅｔｐａｇｅサーバを含む、より大きなソフトウェアシステムと連動して動作するように設計されている。以下は、Ｎｅｔｐａｇｅペンに関連するこれらのシステムの概要を簡潔に述べたものであり、これらのシステムおよびＮｅｔｐａｇｅペンソフトウェアとのインターフェイスの仕様の詳細については、相互参照文献において説明されている。
【０２７１】
Ｎｅｔｐａｇｅリレーは、ペンからＤＩｎｋを受け取り、そのＤＩｎｋをＮｅｔｐａｇｅサーバまたはローカルアプリケーションに送信する役割を持つ。リレーは、ペンにより信頼されているデバイス上で実行される信頼サービスである（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの言葉でいうと、ペアリングされている）。リレーは、ペンとＤＩｎｋコンシューマ（Ｎｅｔｐａｇｅサーバまたは他のアプリケーションなど）との間のギャップにブリッジを設ける、ワイドエリアネットワーキングサービスを提供する。一次リレーデバイスは、Ｎｅｔｐａｇｅポッドを備えるデスクトップ／ラップトップコンピュータとなる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ対応携帯電話およびＰＤＡも、リレーとして使用することができる。リレーを使用すると、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続とＧＰＲＳ、ＷｉＦｉ、または従来の有線ＬＡＮとの間をブリッジでつなぎ、ペンでＷＡＮサービスにアクセスすることができる。
【０２７２】
Ｎｅｔｐａｇｅサーバは、ＤＩｎｋを恒久的に持続させ、ＤＩｎｋベースアプリケーション（手書き認識および用紙書き込みなど）、および永続的ＤＩｎｋのデータベース機能（検索、取り出し、再印刷など）の両方の機能を備える。
【０２７３】
ローカルアプリケーションは、ＮｅｔｐａｇｅリレーからＤＩｎｋストリームを受け取り、それをアプリケーション特有の目的に使用することができる（イメージ作成／操作アプリケーションにおけるポインタ交換など）。
【０２７４】
［内部設計］
Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアは、多数の主要モジュールに分割される。
【０２７５】
−イメージ処理
−ＤＩｎｋ格納およびオフロード管理
−ホスト通信
−ユーザーフィードバック
−パワーマネジメント
−ソフトウェアアップグレード
−リアルタイムオペレーティングシステム
−ハードウェアドライバ
−製造および保守モード
−力センサマイクロプロセッサソフトウェア
−ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ  ＶＭソフトウェア
−ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅ  ＶＭソフトウェア
この節の残り部分では、これらの主要なソフトウェアモジュールの概要を簡潔に述べる。
【０２７６】
［イメージ処理］
Ｎｅｔｐａｇｅタグ付き表面を横断することにより生成されるＤＩｎｋストリーム内の位置情報は、Ｊｕｐｉｔｅｒイメージセンサ５７６により取り込まれたタグ付きイメージの分析を実行することにより生成される。
【０２７７】
イメージ処理モジュールは、Ｊｕｐｉｔｅｒにより取り込まれたイメージを分析し、タグの識別および復号化を実行し、ペンの姿勢を推定し、この情報を組み合わせて位置サンプルを取得する役割を持つ。
【０２７８】
［ＤＩｎｋ格納およびオフロード管理］
Ｎｅｔｐａｇｅタグ付き表面の物理的マーキングに対応するＤＩｎｋ（例えば、Ｈｏｖｅｒ  ＤＩｎｋを除外する）は、Ｎｅｔａｐｇｅタグ付き表面の正確な再現が可能なようにＮｅｔｐａｇｅシステムにより確実に、トランザクション的に記録されなければならない。そのようなＤＩｎｋが必ず記録されるようにすることは、ＤＩｎｋ格納およびオフロード管理ソフトウェアの役割である。これは、ＤＩｎｋをＮｅｔｐａｇｅペン上のフラッシュメモリ内に永続させ、Ｎｅｔｐａｇｅリレーを介してＤＩｎｋをＮｅｔｐａｇｅサーバにオフロードする手配をする。このオフロードプロセスは、トランザクション的である、つまり、ペンソフトウェアは、ＤＩｎｋがＮｅｔｐａｇｅサーバにより受信され、永続されていることを保証することができるようになるまで、ＤＩｎｋの記録を保持する。
【０２７９】
ＤＩｎｋは、ＤＩｎｋへのリアルタイム応答を必要とするアプリケーション（例えば、グラフィックス編集アプリケーションなど、ペンをマウスまたはテーブルポインタの代替えとして使用するアプリケーション）にリアルタイムでストリーミングすることができる。これは、通常のＤＩｎｋまたはＨｏｖｅｒ  ＤＩｎｋ（ホバーをサポートしているアプリケーションの）とすることができ、ＮｅｔｐａｇｅペンソフトウェアがＤＩｎｋをそのようなアプリケーションへストリーミングできる能力は、永続的ＤＩｎｋの格納およびオフロード要件に対し直交する。
【０２８０】
［ホスト通信］
Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアは、無線Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信、または有線ＵＳＢ接続のいずれかを通じて、Ｎｅｔｐａｇｅリレーと通信する。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続性は、ペンＢｌｕｅＣｏｒｅにより与えられる。ＵＳＢ接続性は、「パススルー」モードでＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールを使用することにより実現される。
【０２８１】
ソフトウェアの通信モジュールは、ＤＩｎｋ格納およびオフロード管理モジュールからリレーにＤＩｎｋを確実に送信するようにする役割を持つ。また、知られている信頼リレーの永続的リストを保持するなどの管理機能を備え、ユーザー仕様に応じてデバイスとのペアリングを可能にする。通信モジュールは、ペンＢｌｕｅＣｏｒｅと通信するためＣＳＲにより提供されるサードパーティ製ソフトウェア（つまり、ＡＢＣＳＰスタック、ここでＣＳＲ、ＡＢＣＳＰ  Ｏｖｅｒｖｉｅｗ、ＡＮ１１を参照）を含む。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈのペアリング済みデバイスとしか実行されず、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ暗号化機能を使用して、それらの通信を安全なものにする。
【０２８２】
［ユーザーフィードバック］
Ｎｅｔｐａｇｅペンは、２つのＬＥＤ（赤色および緑色）およびユーザーフィードバック用の振動モーターを備える。ユーザーフィードバックソフトウェアモジュールは、用意されているメカニズムを使用して他のソフトウェアモジュールから信号をユーザーフィードバックに変換する役割を持つ。
【０２８３】
［パワーマネジメント］
Ｎｅｔｐａｇｅペンは、電力量が限られており、その設計は、さまざまな方法で動的節電を行えるようになっている。例えば、ＣＰＵは、節電のため、使用されていない場合には周辺機器を無効にし、必要でないときには、ペンＢｌｕｅＣｏｒｅは、ディープスリープモードにされるか、またはパワーダウンされることができる。ＣＰＵ自体は、ペンが高次機能を実行していないときにパワーダウンさせることができる。実際、常にオンになっているコンポーネントは、外部からの刺激があった場合にその応答としてＣＰＵをパワーオンすることができる力センサマイクロプロセッサ５８２およびパワーマネジメントチップ５８０のみである。パワーマネジメントモジュール５８０は、現在のペン状態を分析し、不要な周辺機器および他のコンポーネントを必要に応じてスイッチオフすることにより電力使用量を最適化する役割を持つ。つまり、このモジュールは、必要なペン機能が用意されている場合に、最適な電力使用量になるように、パワーマネジメントモジュールにより提供される機能を、そのインテリジェント機能により管理するということである。
【０２８４】
［ソフトウェアアップグレード］
Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアは、現場でアップグレード可能であり、そのＢｌｕｅｔｏｏｔｈまたはＵＳＢ接続を介して新しいソフトウェアイメージを得る。ソフトウェアアップグレードモジュールは、通信モジュールを介して完全なイメージのダウンロードを管理し、含まれているチェックサムと突き合わせてそれらのイメージの正当性を確認し、正当性が確認されたときにペンが改訂イメージからブートするように手配する役割を持つ。
【０２８５】
ソフトウェアアップグレードプロセスは、通常のペン動作とほぼ同時に発生する。新しいイメージのダウンロードは、通常のペン動作およびＤＩｎｋオフロードと同時に発生しうる。しかし、新しいソフトウェアイメージからのブートへの実際の切り替えは、未処理のＤＩｎｋがオフロードされることがない場合のみ実行される。これにより、内部ＤＩｎｋ形式の管理が簡素化され、新しいソフトウェアロードで必要に応じてアップグレードすることができる。リレーとの既存のペアリング処理は、ソフトウェアアップグレード後も存続すると予想されるが、状況によっては、ペアリング動作を繰り返す必要がある場合がある。
【０２８６】
基本ブートロジックなどのＮｅｔｐａｇｅペンソフトウェアの小さな部分は、現場でアップグレード可能ではないことにも留意されたい。ソフトウェアのこれらの部分は、最小であり、厳重に管理される。
【０２８７】
ソフトウェアアップグレードモジュールも、また、力センサマイクロプロセッサのソフトウェアイメージを管理することに留意する。後者のイメージは、Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアロードの一部を形成し、ソフトウェアアップグレードモジュールは、新しいイメージが力センサマイクロプロセッサソフトウェアへの改訂を含む場合に力センサマイクロプロセッサを現場で再プログラムする。
【０２８８】
［リアルタイムオペレーティングシステム］
Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアは、ＣＰＵリソースの効率的管理を行うリアルタイムオペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）を含む。これにより、イメージ取り込み、フラッシュ操作、および通信リソースに関わる待ち時間があるにもかかわらず同時実行ＤＩｎｋ取り込み、永続性、およびオフロードの最適な取り扱いを行うことができる。
【０２８９】
ＮｅｔｐａｇｅペンソフトウェアのＲＴＯＳは、Ｍｉｃｒｉｕｍ  ＳｙｓｔｅｍｓのｕＣ／ＯＳ  ＩＩ  ＲＴＯＳである（Ｌａｂｒｏｓｓｅ、Ｊ．Ｌ．、ＭｉｃｒｏＣ  ＯＳＩＩ：Ｔｈｅ  Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｋｅｒｎｅｌ、２ｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、ＣＭＰ  Ｂｏｏｋｓ、ＩＳＢＮ１５７８２０１０３９を参照）。Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアのこの部分は、Ｍｉｃｒｉｕｍが供給するサードパーティ製コードのほとんどからなり、ペンの必要に応じてカスタマイズされる。
【０２９０】
［ハードウェアドライバ］
Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアは、Ｎｅｔｐａｇｅペン４００の動作に必要なすべての周辺機器（ＣＰＵの内部および外部の両方）用のハードウェアドライバを含む。これは、外部バス通信用のＵＳＲＴ  ５８６、ＵＡＲＴ  ５８８、およびＬＳＳ  ５９０ドライバ、さらにはＪｕｐｉｔｅｒイメージセンサ５７６、ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ  ５７８、力センサマイクロプロセッサ５８２、パワーマネジメントＩＣ  ５８０、および他の内部システム用の高水準ドライバを含む。
【０２９１】
［製造および保守モード］
Ｎｅｔｐａｇｅペン４００は、工場較正または詳細現場外故障解析のため特別な製造および保守モードにすることができる。配備されたペンは、決して、製造および保守モードには入らない。これは、Ｓｉｌｖｅｒｂｒｏｏｋのエンジニアのみが制御された条件の下で使用することが予期されている構成、診断、および訂正モードである。Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアを保守モードにするメカニズムについては、ここでは説明しない。
【０２９２】
［力センサマイクロプロセッサソフトウェア］
力センサマイクロプロセッサ５８２は、ペンにより記録される通りにＤＩｎｋストリームに入れられる力サンプルのストリームを生成するのに適している力センサ５００から得られる力データのフィルタ処理および再サンプリングのタスクを実行する独立したＣＰＵである。また、ＣＰＵが節電目的でスイッチオフされた場合に、ペンダウン、キャップ取り外し、またはタイマーイベントに対する応答としてＣＰＵ  ５７４のウェイクアップを起動する役割も持つ。
【０２９３】
［ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ  ＶＭソフトウェア］
ペンＢｌｕｅＣｏｒｅは、仮想マシン（ＶＭ）内の少しのソフトウェアを実行することができる。このようなＶＭソフトウェアは、リソースの制限がきついが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ機能、Ｉ／Ｏポート、およびペンＢｌｕｅＣｏｒｅ上の少数のＧＰＩＯ端子にアクセスすることができる。Ｎｅｔｐａｇｅペンソフトウェアのわずかな部分は、ＣＰＵ  ＵＡＲＴとペンＢｌｕｅＣｏｒｅにより実現されるＵＳＢ接続との間のブリッジ接続を管理するために、ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ上で実行される。
【０２９４】
［ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅ  ＶＭソフトウェア］
Ｎｅｔｐａｇｅポッド４５０は、ＣＳＲ  ＢｌｕｅＣｏｒｅ  Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールを含むが、汎用マイクロプロセッサは含まない。ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅは、ＶＭ内でＮｅｔｐａｇｅペンソフトウェアを実行する。このソフトウェアは、ポッド４５０がペン４００を充電中の場合にそれを感知し、充電および通信ステータスを示すポッドＬＥＤ  ４５２を制御し、ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅとホストＰＣとの間のＵＳＢ通信を管理する役割を持つ。ＢｌｕｅＣｏｒｅは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークスタックの分割スタックモデルを備え、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈネットワークスタックの大半は、実際に、ホストＰＣ上で実行される（リソースへのアクセスがかなり大きい）ことに留意する。
【０２９５】
［ペン組立て順序］
さまざまなサブアセンブリおよびコンポーネントを、手作業で、ペン胴体成形物４１６（図４１）に挿入する。配置のため成形物にスナップ式にはめて当てる作業が広範に使用されるので、アセンブリを挿入するために特殊な工具を必要としない。必要な組立て工具は、ペンアセンブリを封止するために検査後必要なコールドステイキング手順のみである。
【０２９６】
ペンの組立て順序は、以下の通りである。
【０２９７】
［ペン胴体組立て］
弾性エンドキャップ４６０は、胴体成形物４１６の末端の開口６３４および適所に固定するため引き通されるタブ６３６を通して送られる。
【０２９８】
［光学系アセンブリ］
光学系アセンブリ組立て順序は、次の通りである。
【０２９９】
−レンズは筒の中の開口ストッパまで送られ、適所に接着される。
【０３００】
−赤外線フィルタは、筒成形物の前部の適所に押し込まれる。
【０３０１】
−イメージセンサを伴うフレックスは、筒成形物の上部に送られ、２つの端子上に正確に配置される。
【０３０２】
−エポキシ樹脂が筒成形物の基部の周りに塗布され、これにより、フレックスを適所にボンディングし、イメージセンサを封止して軽い微粒子汚染物質から守る。
【０３０３】
［光学系アセンブリ挿入］
図４２Ａに示されているように、畳まれていないフレックスＰＣＢ  ４９６が突き出ている光学系アセンブリ４７０は、胴体成形物４１６内に挿入され、適所にスナップ方式ではめられる。次いで、ＩＲ  ＬＥＤ  ３４３および４３６を操作して、図４２Ｂに示されているように筒成形物４９２のいずれかの側のクレードル６３８内に入れる。
【０３０４】
［力感知アセンブリ挿入］
図４３Ａおよび４３Ｂに示されているように、力感知アセンブリ４７４は、胴体成形物４１６と光学筒成形物４９２との間に通される。アセンブリ４７４は、旋回して下に向けられ、力センサは、リブ６４０と支持細部６４２との間の胴体成形物内に正しい向きとなるように固定される。
【０３０５】
弾性ブーツ６４４を持つ振動モーター４４６は、胴体４１６内の開口内に組み立てられる。ブーツ６４４は、支持細部６４２上にネガティブドラフトを持ち、これは、モーター４４６を胴体４１６内に固定し、正しい向きにする。
【０３０６】
ライトパイプ成形物４４８は、胴体成形物４１６内に置かれ、圧力ばめである。
【０３０７】
［ＰＣＢおよび電池挿入］
光学系フレックスＰＣＢ  ４９６の末端は、主ＰＣＢ  ４２２上のフレックスコネクタ６１４内に送られ、固定される。
【０３０８】
次いで、主ＰＣＢ  ４２２およびＬｉＰｏ  ４２４は、ソケットがＰＣＢ  ４２２の上側にあり、ボードが胴体成形物４１６内にある場合にはアクセスできないので、一緒に接続される。電池４２４は、ＰＣＢの下側のコンポーネントを保護し、完全に組み立てられたときに電池の移動を阻止するフォームパッドを備える。
【０３０９】
図４５を参照すると、次に主ＰＣＢ  ４２２および電池４２４を振って、胴体成形物４１６内の適所に入れることができるが、その際に、フレックスＰＣＢ  ４９６に過度の応力を加えないように気を付ける必要がある。
【０３１０】
図４６Ａおよび４６Ｂは、基部成形物５２８の開口６５０にコールドステイク端子６４８を封止するコールドステイク工具６４６を示す。コールドステイク６４８は、胴体成形物４１６内にＰＣＢ  ４２２を配置しやすくするために使用され、軽く圧力を加えると、胴体４１６の壁は十分に広がり、ＰＣＢと係合し、しっかり保持するようにスナップ方式ではめることができる。ＰＣＢは、それでも、必要ならば同じ方法で胴体壁を曲げることにより引き出すことができる。電池は、必要ならば粘着テープで適所に取り付けることができる。
【０３１１】
基部成形物５２８は、ちょうつがいで、胴体成形物４１６上に取り付けられ、コールドステイク６４８が開口６５０内に現れたときに完全に配置される。
【０３１２】
［検査およびステイキング］
この時点で、組立ては完成しており、光学的および電子的診断検査を実行できる。問題があれば、アセンブリを再び分解することは容易である。
【０３１３】
承認されたら、コールドステイク工具６４６が、スウェージングする胴体成形物４１６から端子６４８に適用され、基部成形物５２８を係留し保持する。これにより、ユーザーが内部パーツに触るのを防ぐ。
【０３１４】
［製品ラベル］
図４７は、コールドステイク６４８を覆っている、基部成形物４１６に貼り付けられている製品ラベル６５２を示している。このラベルには、このクラスのデジタルモバイル製品に対する必要なすべての製品情報が載せられる。これは、カスタマイズ可能なチューブ成形物４６６（図４９）がユーザーにより取り外されると露出される。
【０３１５】
［ペン先成形物挿入］
図４８に示されているように、ペン先成形物４２８は、ペンアセンブリに送られ、スナップ方式で胴体４１６および基部成形物５２８の適所に永続的にはめられ、封止ペンユニットを形成する。
【０３１６】
［チューブ成形物アセンブリ］
図４９に示されているように、チューブ成形物４６６は、スライドさせてペンアセンブリ上に載せられる。チューブ４６６は、薄い壁を考慮して中心から引かれた透明成形物である。アクアグラフィック印刷が表面に施され、その際に、使用時にペンの中のライトパイプ４４８を見通すウィンドウ４１２を保持するためにマスクが使用される。胴体成形物４１６上の位置細部６５６により、成形物が押されてホーム位置に戻されたときに正のフィードバックが与えられる。ユーザーは、ペンアセンブリに近付くことなく、ペン先を持って、引くことにより、チューブ成形物を取り外すことができる。
【０３１７】
［キャップ挿入］
キャップアセンブリは、ペンにはめられて、図５０に示されているように製品が完成する。
【０３１８】
［Ｎｅｔｐａｇｅペンの主要電力状態］
図５１は、ペンがとりうるさまざまな電力状態とともに、それらの電力状態のときのペン機能を示している。
【０３１９】
［Ｃａｐｐｅｄ］
Ｃａｐｐｅｄ状態６５６では、ペンは、取り込みサイクルを実行しない。
【０３２０】
対応するペンＢｌｕｅｔｏｏｔｈ状態は、Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ。Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅｏｕｔ、またはＮｏｔ  Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄである。
【０３２１】
［Ｈｏｖｅｒ１］
Ｈｏｖｅｒ１状態６５８では、ペンが実行する取り込みサイクルは非常に低頻度である（毎秒１取り込みサイクルのオーダー）。それぞれの取り込みサイクルは、有効な復号化について検査され、これは、ユーザーがペンをホバーモードで使用しようとしていることを示す。
【０３２２】
有効なペンＢｌｕｅｔｏｏｔｈ状態は、ＣｏｎｎｅｃｔｅｄまたはＣｏｎｎｅｃｔｉｎｇである。
【０３２３】
［Ｈｏｖｅｒ２］
Ｈｏｖｅｒ２状態６６０では、ペンが実行する取り込みサイクルは、Ａｃｔｉｖｅ状態６６２よりも低頻度である（毎秒５０取り込みサイクルのオーダー）。それぞれの取り込みサイクルは、有効な復号化について検査され、これは、ユーザーがペンをホバーモードで使用し続けていることを示す。何回か復号化が失敗した後、ペンは、もはや、ホバーモードにあると考えられなくなる。
【０３２４】
有効なペンＢｌｕｅｔｏｏｔｈ状態は、ＣｏｎｎｅｃｔｅｄまたはＣｏｎｎｅｃｔｉｎｇである。
【０３２５】
［Ｉｄｌｅ］
Ｉｄｌｅ状態６６４では、ペンは、取り込みサイクルを実行していないが、ペンは、ペンダウンイベントから５ｍｓ以内に多数の取り込みサイクルのうちの最初のサイクルを開始できる限りアクティブである。
【０３２６】
有効なペンＢｌｕｅｔｏｏｔｈ状態は、ＣｏｎｎｅｃｔｅｄまたはＣｏｎｎｅｃｔｉｎｇである。
【０３２７】
［Ａｃｔｉｖｅ］
Ａｃｔｉｖｅ状態６６２では、ペンが実行する取り込みサイクルは１００％の速度である（毎秒１００取り込みサイクルのオーダー）。
【０３２８】
有効なペンＢｌｕｅｔｏｏｔｈ状態は、ＣｏｎｎｅｃｔｅｄまたはＣｏｎｎｅｃｔｉｎｇである。
【０３２９】
［ＮｅｔｐａｇｅペンＢｌｕｅｔｏｏｔｈの状態］
図５２は、デジタルインクオフロード要件に応じるために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ無線通信サブシステムに関連するＮｅｔｐａｇｅペン電力状態を示している。さらに、ペンは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈペアリングを確立するためにデバイスからの接続を受け付けることができる。
【０３３０】
可能なペンＢｌｕｅｔｏｏｔｈ関連状態のそれぞれについて、以下の節で説明する。
【０３３１】
［Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ］
Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態６６６では、ペンの主なタスクは、ペン格納域内に存在しうるデジタルインクをオフロードするか、または取り込まれるときにデジタルインクをストリーミングすることである。Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態にある間、他のデバイスがＢｌｕｅｔｏｏｔｈペアリングを目的としてペンを発見し、ペンに接続することも可能でなければならない。
【０３３２】
接続状態の間消費電力を減らすには、デジタルインク送信の比較的低い帯域幅要件を利用し、定期的にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ低電力モードに入ることが望ましい。有用な低電力モードは、典型的には、Ｓｎｉｆｆモードであり、ペンの必要な定期的Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ活動は、Ｓｎｉｆｆ間隔に基づいて減らされ、Ｓｎｉｆｆ間隔は、デジタルインク送信の電流帯域幅要件により決定される。
【０３３３】
［Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ］
Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ状態６６８に入っている間、ペンは、多数の知られているＮＡＰ（ネットワークアクセスポイント）のうちの１つとの接続を確立し、ペンメモリ内に格納されているデジタルインクをオフロードするか、または一連の取り込みサイクルを予想しようとする。
【０３３４】
Ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ状態６６８に入ると、ペンは、比較的高い頻度でラウンドロビン方式によりそれぞれのデバイスのＩｎｑｕｉｒｙ／Ｐａｇｅを試みる。接続が失敗した場合、Ｉｎｑｕｉｒｙ／Ｐａｇｅの頻度を多数のステップで連続的に減らし、全体的な消費電力を減らす。
【０３３５】
Ｉｎｑｕｉｒｙは、１０．２４ｓ間続けることができ、ランダムな間隔で繰り返される。まず、最初の３回の試行について平均して５ｓ間隔でＩｎｑｕｉｒｙを繰り返し、続いて、次の５回の試行で３０ｓ間隔で繰り返し、さらに、次の１０回の試行で５分間隔で繰り返し、その後の試行では１０分間隔で繰り返すことができる。
【０３３６】
［Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅｏｕｔ］
Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅｏｕｔ状態６７０では、ペンは、切断するまでに少なくとも２分間、比較的長いスニフ間隔（例えば、２．５６秒）でＢｌｕｅｔｏｏｔｈ低電力Ｓｎｉｆｆ状態に入ることにより、現在のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ接続を維持する。接続が途絶してから２分経過している場合、接続の再確立は試みられない。
【０３３７】
［Ｎｏｔ  Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ］
Ｎｏｔ  Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ状態６７２では、ペンは、内部メモリ内にデジタルインクを保持せず、キャップされる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ活動はなく、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続も存在しない。
【０３３８】
［ＤＩＳＣＯＶＥＲＡＢＬＥおよびＮＯＴ  ＤＩＳＣＯＶＥＲＡＢＬＥ］
ペンは、Ｈｏｖｅｒ１  ６５８およびＩｄｌｅ  ６６４の主要状態の間のみ発見可能６７４である。ペンは、Ｈｏｖｅｒ１  ６５８またはＩｄｌｅ  ６６４に入っている間に問い合わせ走査およびページ走査状態に定期的に入り、他のデバイスからの接続要求に応えることができる。
【０３３９】
［キャップ検出回路］
もう一度図２６を参照すると、キャップ検出回路図が示されている。上述のように、キャップアセンブリ４７２がペン先成形物４２８上に存在するか、または存在しないことで、直接、ペン電力状態およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ状態を判定することができる。ペンアセンブリ４７２は、ペン４００が使用されていない場合にペン先４１８および撮像光学系４２６を保護することと、取り外しまたは交換を介して、節電状態を終了するか、または節電状態に入るようにペンに信号で通知するという二重の目的に使用される。
【０３４０】
上の「ポッドの組立て」の節で説明されているように、ペン４００は、外部接点−電源接点６７８およびデータ接点６８０−の集まりをもたらす同軸導電性チューブ４９８を持つ。これらは、ポッド４５０内の接点５１６とはまり、ペンに、充電電力およびＵＳＢ接続を与える。ペン先成形物４２８上に置かれた場合、導電性弾性成形物５２２は、ペンの電源接点６７８を短絡してキャップの存在を知らせる。
【０３４１】
ペンは、３つのキャップ状態を持つ。
【０３４２】
−キャップオン
−キャップオフ、ポッドに入っていない場合
−キャップオフ、ポッドに入っている場合
キャップオン状態では、ＣＡＰ＿ＯＮ信号６８２は、高レベルである。ペンは、上の「ＮｅｔｐａｇｅペンのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ状態」節で説明されているように、デジタルインクオフロードなどの他の保留活動を条件として電源オフにされる。
【０３４３】
キャップオフで、ポッド状態にない場合、ＣＡＰ＿ＯＮ信号６８２は、低レベルである。ペンは、パワーオンされる。
【０３４４】
キャップオフで、ポッド状態にある場合、ＣＡＰ＿ＯＮ信号６８２は、低レベルである。ペンは、パワーオンされる。
【０３４５】
ＣＡＰ＿ＯＮ信号６８２は、上の「ＮｅｔＰａｇｅペン電力状態」の節で説明されているように、パワーマネジメントユニット５８０およびＡｍｔｅｌ  ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４（上の「ペン設計」の節を参照）を介して、Ｃａｐｐｅｄ状態６５６への遷移およびＣａｐｐｅｄ状態６５６からの遷移をトリガする。
【０３４６】
充電器では、ＶＣＨＧ信号６８４を使用して電池を充電することができる。ＶＣＨＧ信号６８４は、ＵＳＢ  ＶＢＵＳ電圧（公称的に５Ｖ）に接続され、これにより、電池を最大５００ｍＡまで充電できる（ＵＳＢ規格に基づき）。ＶＣＨＧ信号は、さらに、ＵＳＢ  ＶＢＵＳ電圧をブーストすることにより生成されるさらに高い電圧に接続することもできる（最大充電電流は、５００ｍＡよりも低いであろう）。それとは別に、ＶＣＨＧ信号は、例えば、ポッド４５０に接続されたＤＣプラグパック６３２（「接続オプション」の節を参照）からの異なる電圧に接続することができる。この場合、ペンは、ＵＳＢホスト６３０から見るとセルフパワー型ＵＳＢデバイスである。
【０３４７】
キャップアセンブリ４７２が取り外されると、ＣＡＰ＿ＯＮ信号６８２は、トランジスタＱ１  ６８６を介してローに引き下げられる。Ｑ１のスイッチングタイム、したがってキャップ取り外し検出の待ち時間は、Ｑ１の浮遊容量および抵抗器Ｒ１  ６８８の値の関数となっている。値が１Ｍオームだと、待ち時間は約０．５ｍｓとなる。キャップ取り外し検出待ち時間は、キャップされた状態の電池の放電率に対して釣り合いを取らなければならない。値が１Ｍオームだと、自明な放電率は３μＡである。ダイオードＤ１  ６９０は、電池がＲ１  ６８８を通してＶＣＨＧ電圧６８４から充電されるのを停止する。
【０３４８】
外部ＵＳＢホスト６３０（図３７を参照）は、ＵＳＢ＋６９４およびＵＳＢ−６９６信号を介してペン４００内のＵＳＢデバイス６９２に接続される。図２６の回路は、４線ＵＳＢインターフェイスを参照しつつ示されているが、回路のキャップ検出機能は、２線電源インターフェイスにのみ関係し、ペンは、製品構成に応じて４端子外部ＵＳＢインターフェイスではなく２端子外部電源インターフェイスを持つことができる。上記の説明は、単に例示しているだけであり、当業者であれば、本発明の幅広い概念の精神および範囲から逸脱しない多くの変更形態および修正形態を容易に理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０３４９】
【図１】完全なタグの構造を示す図である。
【図２】シンボルユニットセルを示す図である。
【図３】９つのシンボルユニットセルを示す図である。
【図４】シンボル内のビット順序付けを示す図である。
【図５】すべてのビットがセットされているタグを示す図である。
【図６】４つのタグタイプからなるタググループを示す図である。
【図７】タググループの連続タイリングを示す図である。
【図８】タグ内のコードワードＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤのインターリービングを示す図である。
【図９】コードワードレイアウトを示す図である。
【図１０】タグ、およびその対応するビットインデックをラベル付けした８個のすぐそばの隣接要素を示す図である。
【図１１】ユーザーが握っているペンのペン先および仰角を示す図である。
【図１２】ライティング面に対する典型的な傾きでユーザーが握っているペンを示す図である。
【図１３】ペンを通る横断面の図である。
【図１４Ａ】ペンの底部およびペン先の端部分斜視図である。
【図１４Ｂ】センサウィンドウの照射野と視野が点線の輪郭で示されている底部およびペン先の端部分的斜視図である。
【図１５】ペンの上端にあるＵＳＢケーブルとＵＳＢソケットの部分的斜視図である。
【図１６】ペンコンポーネント分解斜視図である。
【図１７】ペンの長手断面図である。
【図１８】ペンのペン先端に被せたキャップの部分長手断面図である。
【図１９】光学系アセンブリの分解斜視図である。
【図２０】力センサアセンブリの分解斜視図である。
【図２１】インクカートリッジチューブおよびペン先係合取り外し工具の分解斜視図である。
【図２２】現在装着されているインクカートリッジのペン先端と係合する新しいインクカートリッジの部分断面斜視図である。
【図２３】主ＰＣＢ上のパッケージングされた力センサの部分斜視図である。
【図２４】図１５に示されている力センサと主ＰＣＢの長手断面図である。
【図２５】キャップアセンブリの分解斜視図である。
【図２６】ペンＵＳＢおよび電力ＣＣＴの回路図である。
【図２７Ａ】ペン先および筒成形物の部分長手断面図である。
【図２７Ｂ】ＩＲ  ＬＥＤおよび筒成形物の部分長手断面図である。
【図２８】インクカートリッジのスケッチの近くにあるペン光学系の光線軌跡を示す図である。
【図２９】レンズの側面図である。
【図３０】光センサのペン先および視野の側面図である。
【図３１】パッドの分解斜視図である。
【図３２】ペンが挿入されている状態のパッドの長手断面図である。
【図３３】力センサアセンブリの概略斜視図である。
【図３４】トップローディング方式インクカートリッジおよび力センサの概略図である。
【図３５】予荷重バネのための保持キャビティを備えるペン内に入るトップローディング方式インクカートリッジを示す概略図である。
【図３６】ペン電子回路のブロック図である。
【図３７】ペンおよびポッドの充電および接続オプションを示す図である。
【図３８Ａ】パッケージングされた力センサのさまざまなコンポーネントを示す図である。
【図３８Ｂ】パッケージングされた力センサのさまざまなコンポーネントを示す図である。
【図３８Ｃ】パッケージングされた力センサのさまざまなコンポーネントを示す図である。
【図３８Ｄ】パッケージングされた力センサのさまざまなコンポーネントを示す図である。
【図３８Ｅ】パッケージングされた力センサのさまざまなコンポーネントを示す図である。
【図３９】Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈアンテナシールドを取り外した状態の主ＰＣＢの底部斜視図である。
【図４０】主ＰＣＢ上部斜視図である。
【図４１】胴体成形物および弾性エンドキャップの底部斜視図である。
【図４２Ａ】胴体成形物から持ち上げられた光学系アセンブリの斜視図である。
【図４２Ｂ】胴体成形物内に据え付けられている光学系アセンブリの拡大部分斜視図である。
【図４３Ａ】胴体成形物内に部分的に取り付けられている力センサアセンブリの底部斜視図である。
【図４３Ｂ】胴体成形物内に取り付けられている力感知アセンブリの底部斜視図である。
【図４４】胴体成形物内に部分的に取り付けられている電池および主ＰＣＢの底部斜視図である。
【図４５】基部成形物を持ち上げて遮る物がないようにした胴体成形物の底部斜視図である。
【図４６Ａ】基部成形物にスウェージングされ、封止された胴体成形物上のコールドステイクを示す拡大部分斜視図である。
【図４６Ｂ】基部成形物にスウェージングされ、封止された胴体成形物上のコールドステイクを示す拡大部分斜視図である。
【図４７】基部成形物に固定されている製品ラベルの底部斜視図である。
【図４８】胴体成形物上に挿入されるペン先成形物の拡大部分斜視図である。
【図４９】胴体成形物の上から挿入されるチューブ成形物の斜視図である。
【図５０】ペン先成形物上に配置されているキャップアセンブリの斜視図である。
【図５１】ペンの主要電力状態の図である。
【図５２】Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュールの動作状態の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８Ａ】
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【図３８Ｂ】
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【図３８Ｃ】
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【図３８Ｄ】
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【図３８Ｅ】
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【図３９】
2008509380.tif 000059
【図４０】
2008509380.tif 000060
【図４１】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６Ａ】
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【図４６Ｂ】
2008509380.tif 000069
【図４７】
2008509380.tif 000070
【図４８】
2008509380.tif 000071
【図４９】
2008509380.tif 000072
【図５０】
2008509380.tif 000073
【図５１】
2008509380.tif 000074
【図５２】
2008509380.tif 000075
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月28日(2007.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力センサであって、
感知される力を受ける入力部材との接触用の耐力構造と、
前記耐力構造に加えられる力を、前記力を表す信号に変換するためのセンサ回路と、
前記入力部材と係合し前記耐力構造に対して前記入力部材にバイアスをかける予荷重バイアスアセンブリと、
を備える力センサ。
【請求項２】
前記予荷重バイアスアセンブリは、前記入力部材を解放可能なように係合させるためのバネおよび係合形成部を備える請求項１に記載の力センサ。
【請求項３】
前記センサ回路は、ピエゾ抵抗ブリッジ回路である請求項１に記載の力センサ。
【請求項４】
前記センサ回路は、容量性または誘導性力感知回路である請求項１に記載の力センサ。
【請求項５】
前記センサ回路は、最大５００グラムまでの力を感知する請求項１に記載の力センサ。
【請求項６】
前記センサ回路から出力される前記信号は、手書き認識機能をサポートする請求項１に記載の力センサ。
【請求項７】
前記耐力構造は、動作時に１０ミクロンのフルスパン移動を行う請求項１に記載の力センサ。
【請求項８】
前記予荷重バイアスアセンブリは、１０グラムから２０グラムのバイアスをかける請求項１に記載の力センサ。
【請求項９】
前記入力部材は、ライティングスタイラス内のインクカートリッジである請求項１に記載の力センサ。
【請求項１０】
前記耐力構造は、前記入力部材への衝撃荷重を吸収する弾性部材を備える請求項１に記載の力センサ。
【請求項１１】
電子スタイラスであって、
細長い成形物と、
前記細長い成形物の一端に付いているペン先と、
前記細長い成形物に取り付けられた力センサであって、前記ペン先に接続された入力部材と接触させる耐力構造と、前記ペン先に加えられた力を、前記力を表す信号に変換するセンサ回路と、前記入力部材と係合し前記耐力構造に対してバイアスをかける予荷重バイアスアセンブリとを備える力センサと、
を具備する電子スタイラス。
【国際調査報告】
2008509380.tif 000076
2008509380.tif 000077
2008509380.tif 000078
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