(57)【要約】表示装置の表面上に位置するボリューム内で動作するスタイラスの３次元の位置及び向きを決定するスタイラスシステム及び方法が記載される。幾つかの実施形態で、スタイラスシステムはスタイラス及び表示装置を有する。スタイラスは、表示装置に付随する送信コイルの組から生成される１以上の磁界を検知し、検知情報をＲＦチャネルを介して表示装置内の受信器へ送信する。表示装置は、受信した検知情報を、表示装置の表面上に位置する１以上の所定の範囲に関連づけられる所定の磁界値と比較する、セルベースの位置再構成技術を適用することによって、スタイラスの３次元位置を決定する。セルベースの位置再構成技術は、表示装置内又はその近くの導体素子の存在による磁界歪みに適応する。
2014523027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタイラスの位置を決定する方法であって、
表示装置に付随する１又はそれ以上の送信コイルの中の特定の送信コイルとそれぞれ関連づけられる１又はそれ以上の駆動信号を生成するステップと、
前記１又はそれ以上の駆動信号の中の特定の駆動信号とそれぞれ関連づけられる１又はそれ以上の磁界を生成するステップと、
前記スタイラスに付随する１又はそれ以上の受信コイルの中の特定の受信コイルとそれぞれ関連づけられ、前記１又はそれ以上の磁界によって生成される１又はそれ以上の電圧を検知するステップと、
前記１又はそれ以上の電圧に基づく検知情報を前記スタイラスから前記表示装置へ送信するステップと、
前記表示装置の表面上に位置する１又はそれ以上の所定の範囲内で前記スタイラスの位置を決定するステップと
を有し、
前記スタイラスの位置を決定するステップは、受信された前記検知情報に基づき前記１又はそれ以上の所定の範囲の中の第１の範囲を決定することを含む、
方法。
【請求項２】
前記第１の範囲は、前記１又はそれ以上の送信コイルのそれぞれと関連づけられる磁界を表す１又はそれ以上の多項式と関連づけられる、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記検知情報は、前記１又はそれ以上の送信コイルのそれぞれから前記１又はそれ以上の受信コイルのそれぞれへの検知される磁界の強さを表すフィールド数の組を含む、
請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の範囲を決定するステップは、前記第１の範囲に関連する所定の磁界の大きさを前記フィールド数の組の中の特定の数と比較することを含み、
前記第１の範囲は、立方体範囲を有する、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記１又はそれ以上の駆動信号のそれぞれは、ＦＭチャープ信号を含む、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
第１の方向において配置される第１のコイルと、第２の方向において配置される第２のコイルと、第３の方向において配置される第３のコイルとを含み、前記第１方向は前記第２の方向及び前記第３の方向と直交し、前記第２の方向は前記第１の方向及び前記第３の方向と直交する１又はそれ以上の受信コイルを有するスタイラスと、
スタイラスコントローラ及び１又はそれ以上の送信コイルを有する表示装置と
を有し、
前記スタイラスコントローラは、前記１又はそれ以上の送信コイルの中の特定の送信コイルとそれぞれ関連づけられる１又はそれ以上の駆動信号を生成し、該１又はそれ以上の駆動信号の中の特定の駆動信号により前記１又はそれ以上の送信コイルのそれぞれを駆動し、該１又はそれ以上の送信コイルに関連する１又はそれ以上の磁界に基づき前記スタイラスから検知情報を受信し、前記表示装置の表面上に位置するボリューム内で前記スタイラスの位置を決定し、
前記ボリュームは、前記表示装置の表面に対して位置する１又はそれ以上の所定の範囲に関連し、
前記スタイラスの位置の決定は、受信された前記検知情報に基づき前記１又はそれ以上の所定の範囲の中の第１の範囲を決定することを含む、
スタイラスシステム。
【請求項７】
前記第１の範囲は、前記１又はそれ以上の送信コイルのそれぞれと関連づけられる磁界を表す１又はそれ以上の多項式と関連づけられる、
請求項６に記載のスタイラスシステム。
【請求項８】
前記検知情報は、前記１又はそれ以上の送信コイルのそれぞれから前記１又はそれ以上の受信コイルのそれぞれへの検知される磁界の強さを表すフィールド数の組を含む、
請求項６又は７に記載のスタイラスシステム。
【請求項９】
前記１又はそれ以上の駆動信号のそれぞれは、ＦＭチャープ信号を含む、
請求項６乃至８のうちいずれか一項に記載のスタイラスシステム。
【請求項１０】
前記スタイラスコントローラは、単一のＲＦチャネルにわたって検知情報を受信する、
請求項６乃至９のうちいずれか一項に記載のスタイラスシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
タブレットコンピュータ等の多くのモバイル装置は、従来のキーボードインターフェースに代えてタッチスクリーンインターフェースを利用する。しかし、多くのタッチスクリーンインターフェースは、詳細な描画及び／又は筆跡（例えば、筆記体）を捕捉するのに必要な精度を欠く。幾つかの場合に、スタイラス（又は他の筆記用具）が、タッチスクリーンインターフェースの精度を改善するために使用されることがある。スタイラスは、抵抗型タッチスクリーンインターフェース又は容量型タッチスクリーンインターフェースのいずれかとともに使用されてよい。抵抗型タッチスクリーン（すなわち、抵抗の変化を検出するもの）は、どこでスタイラスがタッチスクリーンの表面と接しているのかを検知することができる。容量型タッチスクリーン（すなわち、キャパシタンスの変化を検出するもの）は、どこでスタイラスがタッチスクリーンの表面と接しているのか、又はその近くにあるのかを検知することができる。
【０００２】
近接場の電磁気伝播に基づく電磁式モーション追跡技術は、軍事用途との関連で開発されてきた。例えば、電磁結合は、ヘリコプターパイロットのヘルメットの位置及び／又は向きを飛行中に検知するために使用されている。ヘルメット追跡技術は、３つの送信コイルと、３つの受信コイルとを用いる。３つの送信コイル及び３つの受信コイルはどちらも、互いに直交する３つのコイルを有する。３つの送信コイルは、ヘリコプターのコックピット内の特定の座標系に対して固定される。３つの受信コイルは、パイロットのヘルメットに取り付けられる。
【０００３】
駆動電流は、３つの送信コイルのそれぞれを順次駆動するために時分割方式で３つの送信コイルのそれぞれへ供給されてよい。これは３つの異なる磁界を生じさせ、それぞれの磁界は、駆動されている３つの送信コイルの中の１つに関連する。パイロットが自身の頭の向きを変えると、３つの受信コイルのそれぞれにかかる誘導電圧が、３つの送信コイルのそれぞれによって生成される磁界の強さ及び方向を決定するために、検知されてよい。ファラデーの電磁誘導の法則によって、特定の受信コイルにかかる誘導電圧は、その特定の受信コイルを通る磁束の変化の割合に比例する。３つの送信コイルのそれぞれによって生成される磁界の数学的モデル（例えば、近接場又は遠位場の電磁界理論から作られた式から導出される。）に依存することによって、ヘルメット追跡システムは、ヘリコプターのコックピット内の特定の座標系に対する３つの受信コイルの距離及び向きを決定してよい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
表示装置の表面上に位置するボリューム内で動作するスタイラスの３次元の位置及び向きが決定されるスタイラスシステムを提供する技術が記載される。幾つかの実施形態で、スタイラスシステムは、スタイラス及び表示装置を有する。スタイラスは、表示装置に付随する送信コイルの組から生成される１以上の磁界を検知し、検知情報をＲＦチャネルを介して表示装置内の受信器へ送信する。表示装置は、受信した検知情報を、表示装置の表面上に位置する１以上の所定の範囲に関連する所定の磁界値と比較する、セルベースの位置再構成技術を適用することによって、スタイラスの３次元位置を決定する。セルベースの位置再構成技術は、表示装置内又はその近くの導体素子の存在による磁界歪みに適応する。
【０００５】
一実施形態は、１又はそれ以上の送信コイルの中の特定の送信コイルとそれぞれ関連づけられる１又はそれ以上の駆動信号を生成することを含む。方法は、１又はそれ以上の磁界を生成し、１又はそれ以上の電圧を検知することを更に含む。前記１又はそれ以上の電圧のそれぞれは、１又はそれ以上の受信コイルの中の特定の受信コイルに関連し、前記１又はそれ以上の電圧は、前記１又はそれ以上の磁界によって生成される。方法は、前記１又はそれ以上の電圧に基づく検知情報をスタイラスから表示装置へ送信し、該表示装置の表面上に位置するボリューム内で前記スタイラスの位置を決定することを更に含む。前記スタイラスの位置の決定は、受信された検知情報に基づき１又はそれ以上の範囲の中の第１の範囲を決定することを含む。
【０００６】
この項目は、詳細な説明において以下で更に記載される簡略化された形において概念の選択を導入するよう設けられている。この項目は、請求される対象の重要な特徴又は必須の特徴を特定するよう意図されず、且つ、請求される対象の適用範囲を決定する助けとして使用されるよう意図されない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】開示される技術が実施され得るネットワーク化されたコンピュータ環境の一実施形態のブロック図である。
【図２】表示装置の一実施形態を表す。
【図３Ａ】複数の送信コイルを有する表示装置の一実施形態を表す。
【図３Ｂ】スタイラスの位置の一実施形態を表す。
【図４Ａ】スタイラスシステムの一部分の一実施形態を表す。
【図４Ｂ】表示装置及び表示装置の上に位置する１以上の所定の範囲の一実施形態を表す。
【図５Ａ】スタイラスシステムの一実施形態を表す。
【図５Ｂ】信号発生器の一実施形態を表す。
【図５Ｃ】線形ＦＭチャープ信号の一実施形態を表す。
【図５Ｄ】コイルドライバの一実施形態を表す。
【図５Ｅ】スタイラスの一実施形態を表す。
【図５Ｆ】信号デコーダの一実施形態を表す。
【図６】スタイラスの位置及び向きを決定するプロセスの一実施形態を記述するフローチャートである。
【図７】スタイラスから受信される検知情報を鑑みてスタイラスの位置及び向きを決定するプロセスの一実施形態を記述するフローチャートである。
【図８Ａ】スタイラスの位置を決定するプロセスの一実施形態を記述するフローチャートである。
【図８Ｂ】スタイラスの位置を決定するプロセスの他の実施形態を記述するフローチャートである。
【図９】モバイル装置の一実施形態のブロック図である。
【図１０】コンピュータシステム環境の実施形態のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
表示装置の表面上に位置するボリューム内で動作するスタイラスの３次元の位置及び向きが決定されるスタイラスシステムを提供する技術が記載される。幾つかの実施形態で、スタイラスシステムは、スタイラス及び表示装置を有する。スタイラスは、表示装置に付随する送信コイルの組から生成される１以上の磁界を検知し、検知情報をＲＦチャネルを介して表示装置内の受信器へ送信する。表示装置は、受信した検知情報を、表示装置の表面上に位置する１以上の所定の範囲に関連する所定の磁界値と比較する、セルベースの位置再構成技術を適用することによって、スタイラスの３次元位置を決定する。セルベースの位置再構成技術は、表示装置内又はその近くの導体素子の存在による磁界歪みに適応する。
【０００９】
スタイラスの位置及び向きを検知し、該スタイラスが表示装置の表面と接しているのか、又は表示装置の表面上に位置する特定の範囲内にあるのかどうかを決定することによって、更なるスタイラス入力が得られる。例えば、表示インターフェースの表面上の特定の範囲内での空中静止は、ポインティング又はスクロール動作と対応してよく、一方、表示インターフェースの表面のタッチは、選択又は筆記動作と対応してよい。更に、３Ｄディスプレイに関連する３Ｄオブジェクトは、スタイラスがディスプレイ表面の上に位置する場合に該スタイラスを用いて操作され、それにより、３Ｄコンピュータ支援設計プログラム及び３Ｄゲームといった用途のための３Ｄユーザインターフェースを可能にする。
【００１０】
電磁式位置検知に伴う１つの問題は、それが典型的な表示装置の電子放出からの干渉の影響を受けやすいことである。更に、典型的な表示装置の表面近くに位置する金属部品等の導電体は、１以上の送信コイルによって引き起こされる電磁界を歪めることがある。そのような歪みは、ディスプレイ表面上に位置するスタイラスの位置を決定する際にエラーを引き起こすことがある。周囲オブジェクトにより生じる歪みの量は、それらの導電率及び透磁率と、受信コイル及び送信コイル（又はアンテナ）に対するそれらのサイズ及び配置とに依存する。一例において、歪みは、金属製の物の内部で発生する渦電流によって作られる電磁界によって引き起こされ、それは、表示装置に付随する送信コイルによって生成される磁界を乱すか又は歪める。
【００１１】
信号強度解析を用いてディスプレイ表面上のスタイラスの位置を決定することに伴う１つの問題は、スタイラスに付随する空間における点での磁界強さを決定する際の小さな誤差が大きな位置誤差をもたらし得ることである。位置誤差に対するこのような敏感さは、近接場内の磁界強さが送信（又は発生）コイルと受信（又は検知）コイルとの間の距離の３乗によって低下することによる。近接場は、送信コイルの近くの範囲に関連づけられてよく、伝播される信号の波長は、送信コイルと受信コイルとの間の距離と比較して長い。
【００１２】
図１は、開示される実施形態が実施され得るネットワーク化されたコンピュータ環境１００の一実施形態のブロック図である。ネットワーク化されたコンピュータ環境１００は、１以上のネットワーク１８０を通じて相互に接続された複数のコンピュータ装置を有する。１以上のネットワーク１８０は、特定のコンピュータ装置が他のコンピュータ装置と接続し且つ通信することを可能にする。表されているコンピュータ装置は、モバイル装置１４０、モバイル装置１１０及び１２０、ラップトップコンピュータ１３０、並びにアプリケーションサーバ１５０を含む。幾つかの実施形態で、複数のコンピュータ装置は、図示されていない他のコンピュータ装置を有してよい。幾つかの実施形態で、複数のコンピュータ装置は、図１に示されているコンピュータ装置の数よりも多い又は少ないコンピュータ装置を有してよい。１以上のネットワーク１８０は、企業の私的なネットワークのような安全なネットワーク、無線開放ネットワークのような安全でないネットワーク、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、無線エリアネットワーク（ＷＡＮ）、及びインターネットを有してよい。１以上のネットワーク１８０の中のそれぞれのネットワークは、ハブ、ブリッジ、ルータ、スイッチ、及び有線ネットワーク又は直接有線接続のような有線伝送媒体を有してよい。
【００１３】
アプリケーションサーバ１５０のようなサーバは、クライアントがサーバから情報（例えば、テキスト、音声、画像、及び映像ファイル）をダウンロードすること又はサーバ上に記憶された特定の情報に関する検索クエリを実行することを可能にしてよい。一般的に、“サーバ”は、クライアントとサーバとの関係におけるホストとして動作するハードウェア装置、あるいは、１以上のクライアントとリソースを共有するか又はそれらのための仕事を実行するソフトウェアプロセスを有してよい。クライアントとサーバとの関係におけるコンピュータ装置間の通信は、特定のリソースへのアクセス又は実行されるべき特定の仕事を求めるリクエストをクライアントがサーバへ送信することによって、開始されてよい。サーバは、その後に、要求された動作を実行し、応答をクライアントへ返す。
【００１４】
モバイル装置１４０の一実施形態は、スタイラスシステム１４８、ディスプレイ１４９、ネットワークインターフェース１４５、プロセッサ１４６、及びメモリ１４７を有し、それらは互いに通信することができる。ディスプレイ１４９は、デジタル画像及び／又は映像を表示してよい。ディスプレイ１４９は、タッチスクリーンユーザインターフェースを有してよい。スタイラスシステム１４８は、ディスプレイ１４９の表面に関して、スタイラス１４１のようなスタイラスの位置及び向きを決定してよい。ネットワークインターフェース１４５は、モバイル装置１４０が１以上のネットワーク１８０へ接続することを可能にする。ネットワークインターフェース１４５は、無線ネットワークインターフェース、モデム、及び／又は有線ネットワークインターフェースを有してよい。プロセッサ１４６は、モバイル装置１４０が、ここで論じられているプロセスを実行するために、メモリ１４７に記憶されているコンピュータ可読命令を実行することを可能にする。
【００１５】
ネットワーク化されたコンピュータ環境１００は、１以上のコンピュータ装置のためのクラウドコンピュータ環境を提供してよい。クラウドコンピューティングは、共有されるリソース、ソフトウェア、及び／又は情報がインターネット（又は他のグローバルネットワーク）を介してオンデマンドで１以上のコンピュータ装置へ提供されるインターネットベースのコンピューティングをいう。用語“クラウド”は、それが表す基礎的インフラストラクチャの抽象としてインターネットを表現するようコンピュータネットワーク図において使用されるクラウド描写に基づき、インターネットのためのメタファとして使用される。
【００１６】
スタイラスシステム１４８の一実施形態で、スタイラスの３次元の位置及び向き（すなわち、６自由度）は、セルベースの位置再構成技術を適用することによって決定される。セルベースの位置再構成技術は、ディスプレイの表面内又はその近くの導体素子の存在による磁界歪みに適応してよい。セルベースの位置再構成技術は、スタイラスで得られた検知情報を、ディスプレイの表面上に位置する１以上の所定の範囲に関連づけられた所定の磁界値と比較することを含む。
【００１７】
加えて、スタイラスシステム１４８は、既存の、３つの直交するコイルによる単一経路範囲決定の設計と比較して（例えば、レシオメトリック範囲決定を介して）位置推定においてより高い精度を提供するために、複数の分散された送信コイルを利用してよい。一例において、スタイラスシステム１４８は、ミリメートルの１０分の１の精度を有してスタイラスの位置を検出し、毎秒２００回位置決定を更新してよい（すなわち、２００回／秒の位置更新レートを有する。）。
【００１８】
幾つかの実施形態で、スペクトラム拡散技術（例えば、チャープスペクトラム拡散）の使用は、複数の分散された送信コイルのそれぞれに関連する電磁気信号を区別するために使用されてよい。これは、フロントエンド受信器の使用を可能にするとともに、コモンモード誤差を最小限とすることができる。更に、スタイラスにおける３つ全ての直交する受信コイルからの検知信号の同時の取得は、位置更新レートを改善することができる。
【００１９】
一実施形態で、簡単なＲＦ送信器が、処理のためにスタイラスからスタイラスコントローラへ検知情報を送信するために使用されてよい。スタイラスにおける３つの直交する受信コイルにわたって誘導される電圧に関連する検知情報をＲＦチャネルを介して送信することは、スタイラスの設計の複雑さを簡単にし、スタイラスに付随する費用及び電力消費を削減することができる。
【００２０】
図２は、図１のモバイル装置１４０のような表示装置２００の一実施形態を表す。表示装置２００は、モバイル又は非モバイルであってよい。ここで記載される技術は、モバイル装置及び非モバイル装置の両方に適用され得る。表示装置２００は、タッチスクリーンインターフェース２１０及び物理的な制御ボタン２２２を有する。タッチスクリーンインターフェースは、ＬＣＤディスプレイを有してよい。タッチスクリーンインターフェース２１０は、表示装置２００に関連する信号強度、時間、及びバッテリ寿命に関する情報を提供するステータスエリア２１２を有する。スタイラス２５０は、タッチスクリーンインターフェース２１０に直接タッチすることによって、又はタッチスクリーンインターフェース２１０の表面上に位置付けることによって、表示装置２００へ入力情報を提供するために利用されてよい。スタイラス２５０は、ペン型スタイラス又はフィンガースタイラスのようなあらゆる筆記用具を有してよい。
【００２１】
図３Ａは、複数の送信コイル３２１〜３２８を有する、図１のモバイル装置１４０のような表示装置２００の一実施形態を表す。複数の送信コイル３２１〜３２８は、タッチスクリーンインターフェース２１０の周囲に分散されている。複数の送信コイル３２１〜３２８のそれぞれは、磁界発生素子を有してよい。送信コイル３２１及び３２２は、第１の方向（例えば、Ｘ方向）において配置される。送信コイル３２３及び３２４は、第２の方向（例えば、Ｙ方向）において配置される。送信コイル３２５〜３２８は、第３の方向（例えば、Ｚ方向）において配置される。図３Ａに表されているように、第１の方向は第２及び第３の両方向に直交し、第２の方向は第１及び第３の両方向に直交する。
【００２２】
送信コイル３２１〜３２８のそれぞれは、電磁誘導を介して磁界を発生させることができる。一例において、特定のコイル（例えば、送信コイル３２１）は、コアに巻き付けられた１以上のワイヤーを有する。コアは、フェライトコアを有してよい。駆動信号をその特定のコイルに適用することで、特定のコイルに付随する１以上のワイヤーに電流が流れる。駆動信号は、１以上のＡＣ波形及び／又は１以上のパルスＤＣ波形を有してよい。それぞれの送信コイルは、電流パルス又は電圧パルスのいずれかにより駆動されてよい。一例において、送信コイル３２１は、１６０ｋＨｚから１９０ｋＨｚの周波数範囲内の交流電流により励起される。
【００２３】
単一の送信器ブロック内で３よりも多い直交する送信コイルを利用し、より大きいベースラインに沿って送信コイル３２１〜３２８を割り当てることによって、ここで開示される技術は、レシオメトリック範囲決定を介してより高い精度を有して距離を決定するために、少なくとも２つの送信コイルからの磁界の比を測定してよい。幾つかの実施形態で、少なくとも２つの送信コイルは、第１の方向において配置され、少なくとも２つの他の送信コイルは、第１の方向に直交する第２の方向において配置される。送信コイル３２１〜３２８は、表示装置２００に付随するフレーム内に封入されてよい。
【００２４】
図３Ｂは、図２のスタイラス２５０の部分のようなスタイラスの部分３９０の一実施形態を表す。スタイラス２５０は、ペン型スタイラス又はフィンガースタイラスのようなあらゆる筆記用具を有してよい。スタイラスの部分３９０は、３つの受信コイル３９１〜３９３を有する。表されているように、３つの受信コイル３９１〜３９３は、互いに直交する３つの受信コイルを有する。すなわち、受信コイル３９３はＸ方向において配置され、受信コイル３９２はＹ方向において配置され、受信コイル３９１はＺ方向において配置される。よって、３つの受信コイル３９１〜３９３のそれぞれは、スタイラス中心座標系に対して１つの直交する磁界成分を検知する。
【００２５】
図４Ａは、図１のスタイラスシステム１４８の部分のようなスタイラスシステムの部分４２０の一実施形態を表す。スタイラスシステムの部分４２０は、送信コイル４２２及び受信コイル４２４を有する。送信コイル４２２は、図３Ａの送信コイル３２１と対応してよい。受信コイル４２４は、図３Ｂの受信コイル３９３と対応してよい。送信コイル４２２は、ディスプレイ表面４２１に関連する第１の座標系に対して位置付けられてよい。一例において、ディスプレイ表面４２１は、図２のタッチスクリーンインターフェース２１０のようなタッチスクリーンインターフェースに関連してよい。
【００２６】
受信コイル４２４は、スタイラス２５０に関連する第２の座標系に対して位置付けられてよい。受信コイル４２４は、所定の距離だけスタイラス２５０の先端からオフセットされてよい（すなわち、受信コイル４２４は、スタイラス先端４７０から固定オフセットで位置付けられてよい。）。受信コイル４２４をスタイラス先端４７０から離すことで、スタイラス先端４７０がディスプレイ表面４２１に適用されることによる温度変化及び／又は機械ストレスによって引き起こされる位置誤差を低減することができる。
【００２７】
表されているように、送信コイル４２２は、磁力線４８０のような１以上の磁力線を含む磁界を発生させる。受信コイル４２４にかかる誘導電圧は、送信コイル４２２によって生成される磁界の強さ及び方向を決定するために、検知されてよい。送信コイル４２２によって生成される磁界の強さ及び方向は、送信コイル４２２に対する、又はディスプレイ表面４２１に関連する第１の座標系に対する受信コイル４２４の位置及び向きを決定するために使用されてよい。受信コイル４２４の位置は、第１の座標系に関連する特定のＸ、Ｙ及びＺ座標によって記述されてよい。受信コイル４２４の向きは、オイラー角を用いて記述されてよく、それは、第１の座標系に関連する３つの直交する軸に対する回転情報を提供することができる。
【００２８】
一実施形態で、スタイラスシステムは、８つの送信コイル（例えば、図３Ａの８つの送信コイル３２１〜３２８）及び３つの受信コイル（例えば、図３Ｂの３つの受信コイル３９１〜３９３）を有してよい。８つの送信コイルは、第１の座標系に関連づけられてよい。３つの受信コイルは、第２の座標系に関連づけられてよい。一例において、８つの送信コイルのそれぞれは、異なる時点で磁界を発生させる。送信コイルごとの磁界強さは、８つの異なる時点で３つの受信コイルによって順次検知されてよい。他の例において、８つの送信コイルのそれぞれは、異なる信号周波数に関連した磁界を発生させる。８つの送信コイルのそれぞれに関連する磁界強さは、８つの異なる信号周波数を介して決定されてよい。よって、８つの送信コイル及び３つの受信コイルを有するスタイラスシステムは、８つの送信コイルのそれぞれから３つの受信コイルのそれぞれへの磁界強さに関連する２４の磁界測定を生じる。
【００２９】
第１の座標系に対する３つの受信コイルの距離及び向きは、磁界強さの一般的な数学的モデル（例えば、微小磁気双極子モデル）を用いて記述されてよい。磁気双極子モデルは、一般的に、送信コイルが理想的であり且つ送信コイルと受信コイルとの間の距離が送信コイルの半径よりずっと大きいと仮定する。磁界強さの一般的な数学的モデルを利用することによって、６つの未知のもの（すなわち、３つの受信コイルに関連する３つの位置変数及び３つの方向変数）のための２４の式の優決定（over-determined）非線形システムが（例えば、ニュートン−ラフソン法のような反復法を用いることによって）決定され解かれ得る。
【００３０】
しかし、磁界強さの一般的な数学的モデルは、典型的な表示装置によって生成される電子放出からの干渉のために、ディスプレイ表面の上に位置するスタイラスの真の位置及び向きを決定するには十分でないことがある。更に、典型的な表示装置の表面近くに共通に位置する金属部品のような導体素子は、１以上の送信コイルによって引き起こされる磁界を歪めることがある。これは、近接場におけるモデル化された磁界強さが送信コイルからの距離とともに急激に低下するために、ディスプレイ表面の上に位置するスタイラスの位置を決定する際に有意なエラーをもたらしうる。
【００３１】
図４Ｂは、表示装置２００及び表示装置２００の上に位置する空間６１０の１以上の所定の範囲の一実施形態を表す。１以上の所定の範囲（又はセル）６１０は、表示装置２００の表面上に位置する作業ボリュームを有してよい。１以上の所定の範囲６１０は、所定の範囲の３次元配列を有してよい。表されているように、所定の範囲の３次元配列は、所定の範囲の３×２×３の配列を有する。一実施形態で、所定の範囲の３次元配列は、所定の範囲の３０×３０×３０の配列を有する。１以上の所定の範囲６１０は、表示装置２００の表面に対して配置されてよい。１以上の所定の範囲６１０のそれぞれの所定の範囲は、仮想球体、仮想立方体、仮想方形セル、又は立方範囲を有してよい。
【００３２】
一実施形態で、それぞれの所定の範囲はベクトルの組に関連付けられ、そのベクトルの組のそれぞれのベクトルは、所定の範囲内に位置付けられているモデルスタイラスの特定の位置及び特定の向きに関連する磁界情報を含む。ベクトルの組は、表示装置において較正テーブル又は較正データベース内に記憶されてよい。８つの送信コイル及び３つの受信コイルを有するスタイラスシステムに関し、それぞれのベクトルは、２４の磁界測定に関する情報を含んでよい（例えば、それぞれの測定は、８つの送信コイルのそれぞれから３つの受信コイルのそれぞれへの磁界強さに関連づけられてよい。）。それぞれのベクトルは、較正プロセスを用いて顧客発送の前に決定されてよい。更に、表示装置内又はその近くの導体素子の存在による磁界歪みは表示装置の特定の製品ラインにわたって一貫しているので、大々的な較正プロセスは、表示装置の大量生産の前にしか実行される必要がない（すなわち、大々的な較正は、大量生産の間に実行される必要はない。）。
【００３３】
幾つかの実施形態で、較正プロセスは、ロボットアーム又は他の機械システムを用いた表示装置上のスタイラスの位置付けを含んでよい。所定の範囲（又はセル）ごとの１以上の測定は、その所定の範囲内に配置されるようスタイラスの先端（又は他のスタイラスに関連した参照点）を位置付けることによって、行われてよい。一例において、所定の範囲ごとに６回の測定が行われる。６回の測定のそれぞれは、その所定の範囲の中心点に配置されるようスタイラス先端を位置付けることによって、行われてよい。６回の測定は、表示装置に関連する座標系に関するスタイラスの位置付けに対応してよい。例えば、スタイラスは、正のＸ方向、正のＹ方向、正のＺ方向、負のＸ方向、負のＹ方向、及び負のＺ方向において位置付けられてよい。セルベースの較正プロセスを用いる１つの利点は、それが表示装置内又はその近くの導体素子の存在による磁界歪みに適応することである。
【００３４】
一実施形態で、所定の範囲内のスタイラス先端の異なる位置に関連する複数の測定が行われてよい。例えば、それぞれの所定の範囲は、１０の測定点に関連づけられてよい。それぞれの測定に関連するベクトルは、単一のベクトルに集約又は平均化されてよい。単一のベクトルは、その所定の範囲について所定の平均磁界強さを表すことができる。
【００３５】
他の実施形態で、所定の範囲ごとに、それぞれの送信コイルに関連する磁界は、表示装置に関連する基準座標系に対して関数（例えば、多項式）の組によって近似されてよい。関数の組は、その所定の範囲にわたって一次導関数における値の不連続性が存在しないように選択されてよい。一例において、所定の範囲は、１以上の送信コイルに関連する磁界を記述する１以上の多項式に関連づけられる。所定の範囲ごとの関数の組によるアプローチの利点は、より大きい所定の範囲が利用可能であり、それにより、より多くの所定の範囲から成るより大きい較正テーブルに必要なメモリ要求を低減することができる。
【００３６】
図５Ａは、図１のスタイラスシステム１４８のようなスタイラスシステム５４０の一実施形態を表す。スタイラスシステム５４０は、スタイラスコントローラ５４４、コイル５５０、及びスタイラス２５０を有する。一実施形態で、スタイラスコントローラ５４４及びコイル５５０は、表示装置２００に付随するフレーム内に封入される。コイル５５０は、１以上の送信コイルを有する。スタイラスコントローラ５４４は、信号発生器５４８、信号デコーダ５４６、並びにスタイラス位置及び向きロジック５４２を有し、それらは全て互いと通信することができる。信号デコーダ５４６の出力は、それぞれの送信コイルからスタイラスにおける３つの受信コイルのそれぞれへの検知される磁界強さを表すフィールド数の組を有してよい。スタイラス位置及び向きロジック５４２は、フィールド数の組を用いてスタイラスの位置及び向きを決定してよい。
【００３７】
一実施形態で、スタイラスコントローラ５４４は、コイル５５０内の１以上の送信コイルを励起して、特定の時点で１以上の磁界５５２を発生させる。その後、スタイラス２５０は、１以上の磁界５５２に関連する検知情報を生成し、該検知情報を処理のためにＲＦチャネル５６２を介してスタイラスコントローラ５４４へ送信する。最後に、スタイラスコントローラ５４４は、検知情報を、スタイラス２５０の位置に関連する座標に変換する。一実施形態で、スタイラスコントローラ５４４の全体（又はその一部）は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を用いてソフトウェアにおいて実施され、あるいは、ＦＰＧＡを用いて実施されてよい。幾つかの実施形態で、スタイラス位置及び向きロジック５４２は、スタイラスの位置及び向きを決定するために、セルベースの位置再構成技術を実施する。
【００３８】
幾つかの実施形態で、スタイラス位置及び向きロジック５４２は、スタイラス２５０の位置がコイル５５０内の１以上の送信コイルの中の近接コイルの第１近傍内にあると決定してよい。スタイラスが近接コイルに近すぎることに伴う１つの潜在的な課題は、スタイラスがその近接コイルから受信する信号が、１以上の送信コイルの中の遠位コイルから受信する信号よりもずっと大きい（且つずっと強い）ことである。この課題は、遠近問題（near-far  problem）としても知られている。遠近問題により、スタイラス２５０の位置を決定する際のエラーは、近接コイルからの信号が（例えば、スタイラス内の受信器の制限されたダイナミックレンジにより）遠位コイルからの信号をかき消す場合に起こる。受信信号は常に送信信号に比例するので、近接コイルを駆動するために使用される送信信号の振幅が半分に縮められる場合に、スタイラスによって受信される対応する信号は半分に縮められる。一実施形態で、スタイラス位置及び向きロジック５４２が、スタイラス２５０が近接コイルの第１近傍内にあると決定する場合、それは、近接コイルを駆動するために使用される信号の振幅（又は電力）を特定の係数によって低減し、次いで、その特定の係数の逆数を受信信号に乗じることによって当該低減を補正する。他の実施形態で、スタイラス位置及び向きロジック５４２は、特定の送信コイルに関連する特定の駆動信号を、スタイラスで受信される対応する信号の振幅に依存して動的に調整する。
【００３９】
図５Ｂは、信号発生器５４８の一実施形態を表す。信号発生器５４８は、コイルドライバ５０２〜５０９を有する。それぞれのコイルドライバは、特定の送信コイルと関連付けられて、当該特定の送信コイルを駆動してよい。例えば、８つのコイルドライバ５０２〜５０９は、図３Ａの８つの送信コイル３２１〜３２８を駆動するために使用されてよい。コイルドライバ５０２のようなそれぞれのコイルドライバは、駆動信号を生成してよい。駆動信号は、ＡＣ波形又はパルスＤＣ波形を有してよい。
【００４０】
１以上の送信コイルを駆動する１つの方法は、時間において順次に送信コイルを励起することである（すなわち、磁界の発生の時分割多重化。）。磁界の発生の時分割多重化の１つの欠点は、高速な更新レートの達成が疑わしい点である。１以上の送信コイルを駆動する他の方法は、１以上の送信コイルのそれぞれについて異なる信号周波数を用いることである（すなわち、周波数分割多重化）。しかし、周波数分割多重化アプローチは、他の周波数で生成される磁界に影響を及ぼすことなく特定の周波数で生成される磁界に影響を及ぼすノイズ信号（例えば、システムクロックによる。）からの干渉に起因するエラーを伴うことである。
【００４１】
一実施形態で、スペクトラム拡散技術が、複数の送信コイルから生成される異なる信号を区別するために利用されてよい。複数の異なるスペクトラム拡散信号、例えば、直接シーケンススペクトラム拡散信号、周波数ホッピングスペクトラム拡散信号、時間ホッピングスペクトラム拡散信号、及び線形周波数走査（sweeping）信号（すなわち、線形ＦＭチャープ信号）が使用されてよい。指数ＦＭチャープ信号も使用されてよい。
【００４２】
図５Ｃは、線形ＦＭチャープ信号の一実施形態を表す。時間ｔ１で、チャープ信号は周波数ｆ１と関連づけられる。時間ｔ２で、チャープ信号は周波数ｆ２と関連づけられる。時間ｔ１からｔ２まで、チャープ信号の周波数は時間とともに線形に増大する。
【００４３】
一実施形態で、図５Ｂにおけるそれぞれのコイルドライバは、線形ＦＭチャープの連続ストリームを有する駆動信号を生成する。それぞれのコイルドライバによって生成される線形ＦＭチャープは、形状が同じであるが、時間においてシフトされている。チャープ存続期間は、スタイラスの位置更新と同期されてよく、それにより、それぞれの更新は、１つの完全なチャープから生成される信号に基づく。一例において、ｆ１は１６０ｋＨｚであってよく、ｆ２は１９０ｋＨｚであってよく、ｔ１とｔ２との間の時間差は５ミリ秒であってよい。図５Ａの信号発生器５４８によって生成されるそれぞれのＦＭチャープ信号は、６２５マイクロ秒だけ（すなわち、２００回／秒のスタイラス更新サイクルの８分の１だけ）時間においてシフトされてよい。
【００４４】
図５Ｄは、コイルドライバ５０２の一実施形態を表す。図５Ｄで表される実施形態はまた、図５Ｂの他のコイルドライバ５０３〜５０９のいずれにも適用可能であってよい。コイルドライバ５０２は、直接デジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）５１６、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）５１８、及び増幅器（Ａｍｐ）５１９を有する。それぞれのＤＤＳは、位相積算器５１４（ｐ５１４）、位相増分レジスタ５１２（ｄｐ５１２）、及び位相増分変更レジスタ５１０（ｄ２ｐ５１０）を有する。位相増分変更レジスタ５１０は、ＦＭチャープの周波数変化の割合を決定する定数を含む。加算器ブロック５１１（Ａｄｄ５１１）は、位相増分変更レジスタ５１０に格納されている値を、位相増分レジスタ５１２に格納されている値と足し算する。よって、位相増分レジスタ５１２に格納される値は、ＤＤＳクロックサイクルごとに、位相増分変更レジスタ５１０に格納されている値だけ増大する。一例において、ＤＤＳクロックは、２ＭＨｚ更新レートで作動する。加算器ブロック５１３（Ａｄｄ５１３）は、位相増分レジスタ５１２に格納されている値を、位相積算器５１４に格納されている値と足し算する。よって、位相積算器５１４に格納される値は、ＤＤＳクロックサイクルごとに、位相増分レジスタ５１２に格納されている値だけ増大する。位相積算器５１４に格納されている値は、連続サイン波信号を生成するために、ルックアップテーブル５１５（ＬＵＴ５１５）へ入力される。一例において、ルックアップテーブル５１５は、サイン波テーブルを有し、関数の対称性によりサイン波の４分の１しか記憶する必要がない。ＤＤＳ５１６の出力は、ＤＡＣ５１８を介してアナログ信号へ変換される。ＤＡＣ５１８の出力は、増幅器５１９を介して特定の送信コイルを駆動する前にバッファリングされる。一実施形態で、単一のＤＤＳブロックが、時分割多重化を介して複数のコイルドライバにわたって共有され得る。増幅器５１９の出力は、図５Ａのコイル５５０内の１以上の送信コイルの中の１つのような特定の送信コイルを駆動するために使用される。これは、特定の送信コイルに、スタイラス内の１以上の受信コイルによってその後に検出され得る磁界を発生させる。
【００４５】
図５Ｅは、スタイラス２５０の一実施形態を表す。スタイラス２５０は、３つの受信コイル５７１〜５７３を有する。３つの受信コイル５７１〜５７３は、３つの直交する受信コイルであってよい。３つの受信コイルは、単一の共通フェライトコアに巻き付けられてよい。３つの受信コイル５７１〜５７３のそれぞれは、低雑音前置増幅器（それぞれ、Ａｍｐ５７４，Ａｍｐ５７５及びＡｍｐ５７６）を駆動する。低雑音前置増幅器５７４〜５７６のそれぞれは、特定の受信コイルにかかる誘導電圧を検知し増幅するために使用される。一実施形態で、低雑音前置増幅器５７４〜５７６の出力は、１以上の送信コイルのそれぞれから（例えば、図５Ａのコイル５５０内の１以上の送信コイルから）受信コイル５７１〜５７３のそれぞれへの検知される磁界強さに関連する検知情報を有してよい。低雑音前置増幅器５７４〜５７６のそれぞれは、ミキサ（それぞれ、ミキサ５８０，ミキサ５８１及びミキサ５８２）を駆動する。ミキサ５８０〜５８２の各ミキサは、第１及び第２の周波数の２つの信号を入力し、第１及び第２の周波数の和と、第１及び第２の周波数の差とを含む新しい信号を出力する。ミキサは、一般に、ヘテロダインとして知られるプロセスを介して１の周波数範囲から他の周波数範囲へ信号をシフトするために使用される。
【００４６】
パイロットトーン発生器５８６は、パイロットトーン信号を生成する。パイロットトーンは、単一の基準周波数を有してよい。一例において、パイロットトーン周波数は、３２．７６８ｋＨｚで発振する水晶発振子によって生成される。位相ロックループ（ＰＬＬ）が、所与の入力信号よりも高い周波数の出力信号を生成するために使用されてよい。ＰＬＬからの出力信号周波数は、所定の倍数だけ所与の入力信号周波数よりも高くてよい。乗算ＰＬＬ５７７〜５７９はそれぞれ、パイロットトーン周波数の６倍（６×）、７倍（７×）、及び８倍（８×）の出力信号を生成する。
【００４７】
ミキサ５８０は、受信コイル５７１で検知された電圧から増幅された電圧を、パイロットトーン周波数の６倍の周波数の信号と混合する。ミキサ５８１は、受信コイル５７２で検知された電圧から増幅された電圧を、パイロットトーン周波数の７倍の周波数の信号と混合する。ミキサ５８２は、受信コイル５７３で検知された電圧から増幅された電圧を、パイロットトーン周波数の８倍の周波数の信号と混合する。混合プロセスの後、受信コイルのそれぞれからの信号は、３つの別個の隣接チャネルを占有するようシフトされる。加算回路５８３（Ｓｕｍ５８３）は、ミキサ５８０〜５８２の出力を結合する。更に、加算回路５８３は、パイロットトーンをスタイラスコントローラへ送信するために、パイロットトーン信号を結合してよい。一実施形態で、パイロットトーン信号は、スタイラスの先端における力又はスタイラスにあるボタンの状態といった補助データを送信するために変調されてよい。
【００４８】
加算回路５８３の和出力は、混合プロセスから画像バンドを除くために、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５８４へ入力される。一例において、ＬＰＦ５８４は、１００ｋＨｚを上回る全ての周波数を除去する単極フィルタを有する。その後、ＬＰＦ５８４の出力は、３つの受信コイルに関連する３つの信号バンドを有してよい。一例において、第１の信号バンドは、２ｋＨｚから３２ｋＨｚの間の信号周波数を有してよく、第２の信号バンドは、３４ｋＨｚから６４ｋＨｚの間の信号周波数を有してよく、第３の信号バンドは、６６ｋＨｚから９６ｋＨｚの間の信号周波数を有してよい。ＬＰＦ５８４の出力は信号送信器５８５を駆動する。一例において、送信器５８５はＦＭ又はＲＦ送信器を有してよい。幾つかの実施形態で、３つの低雑音前置増幅器５７４〜５７６のそれぞれは、３つの異なる送信器の中の１つを直接駆動してよい（すなわち、検知情報は、混合又は加算が実行されることなくスタイラスコントローラへ直接送信されてよい。）。
【００４９】
信号処理の大部分はスタイラスコントローラによって実行されるので、スタイラス２５０に関連する全体的なエネルギ消費は最小限にされる。エネルギ消費を更に減らすために、ＦＭ送信器は、幾らかの無活動期間の後にオフされてよい。ＦＭ送信器は、スタイラス先端の押しつけ又はスタイラスのボタンの押下が検出されると再び有効にされてよい。
【００５０】
図５Ｆは、信号デコーダ５４６の一実施形態を表す。信号デコーダ５４６は、受信器５２５、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）５２４、復調器５２２、及び１以上の相関器５２７を有する。受信器５２５はＦＭ又はＲＦ受信器を有してよい。復調器５２２は、ＰＬＬ５２３、ＤＤＳ５２９、及びＩＲＭ／ＦＩＲブロック５２６〜５２８を有する。受信器５２３の出力は、ＡＤＣ５２４を介してデジタル信号へ変換される。一例において、ＡＤＣ５２４は１６ビットＡＤＣを有する。ＡＤＣ５２４の出力は、スタイラスによって生成された検知情報を取り出すために、復調器５２２によって使用される。
【００５１】
受信器５２５によってＲＦ伝送において受信されたパイロットトーン信号は、スタイラスからのパイロットトーンにロックするようＰＬＬ５２３によって使用されてよい。パイロットトーンは、受信器５２５によって受信される単一のＲＦ信号上に周波数分割多重化されていたスタイラスにおける受信コイルからのＸ、Ｙ及びＺ成分の再構成を可能にする。ＰＬＬがパイロットトーンにロックすると、ＰＬＬ出力は、パイロットトーン周波数の６倍、７倍及び８倍の３つの中間周波数を再現するようＤＤＳ５２９によって使用されてよい。一例において、単一のＤＤＳは、ＰＬＬの出力に適切な定数を乗じることによって、３つの中間周波数を生成することができる。ＤＤＳ５２９はまた、画像拒絶ミキサ（ＩＲＭ）による使用のために直交信号を生成してよい。
【００５２】
中間周波数が生成されると、ＩＲＭ／ＦＩＲブロック５２６〜５２８は、スタイラスにおける３つの受信コイルに関連する３つの信号を析出するために利用されてよい。これは、適切なバンドをバンドパスフィルタリングして、フィルタ処理された信号に適切な中間周波数を乗じることによって、達成されてよい。よって、復調器５２２は、スタイラスにおける３つの受信コイルに関連する３つの信号を取り出して出力する。
【００５３】
復調器５２２の３つの出力は、１以上の相関器５２７を駆動するために使用される。一以上の相関器５２７のそれぞれは、特定の送信コイル（例えば、図３Ａの８つの送信コイル３２１〜３２８の中の１つ）に関連する３つの信号を検出及び／又は抽出する。よって、１以上の相関器５２７の出力は、それぞれの送信コイルからスタイラスにおける３つの受信コイルのそれぞれへの検知される磁界強さを表すフィールド数の組を有してよい。一例において、１以上の相関器５２７は８つの相関器を有してよく、図３Ａの８つの送信コイル３２１〜３２８のそれぞれにつき１つの相関器が設けられる。この場合に、２４の相関器出力（すなわち、８つの送信コイルのそれぞれについて、スタイラスにおける３つの受信コイルのそれぞれに関連する３つの信号）の状態は、更新サイクルごとに、図５Ａのスタイラス位置及び向きロジック５４２のようなスタイラスドライバへ出力されてよい。
【００５４】
一実施形態で、１以上の相関器は１以上のスペクトラム拡散相関器を有する。１以上のスペクトラム拡散相関器のそれぞれは、それ自身のコードと一致する特別の疑似雑音コードによりエンコードされている信号にのみ応答してよい。１以上の相関器５２７はまた、コヒーレント検出を可能にするために入力信号を適切な量だけ位相シフトするよう、１以上の乗累算ブロック及び１以上のＤＤＳを有してよい。
【００５５】
図６は、スタイラスの位置及び向きを決定するプロセスの一実施形態を記述するフローチャートである。当該プロセスは、連続して且つ１以上のコンピュータ装置によって実行されてよい。当該プロセスにおけるそれぞれのステップは、他のステップにおいて使用されるのと同じか又は異なるコンピュータ装置によって実行されてよく、それぞれのステップは必ずしも、単一のコンピュータ装置によって実行される必要はない。一実施形態で、図６のプロセスは、図５Ａのスタイラスシステム５４０によって実行される。
【００５６】
ステップ７０２で、１以上の駆動信号が生成される。１以上の駆動信号は、図５Ａの信号発生器５４８のような信号発生器を用いて生成されてよい。ステップ７０４で、表示装置から発せられる１以上の磁界が生成される。１以上の磁界は、図５Ａのコイル５５０において見受けられるような、１以上の送信コイルを用いて生成されてよい。ステップ７０６で、１以上の電圧が、ステップ７０４で生成された１以上の磁界に応答して、スタイラスで検知される。１以上の電圧は、図５Ｅの受信コイルのような１以上の受信コイルによって検知されてよい。ステップ７０８で、検知情報がスタイラスから表示装置へ送信される。検知情報は、ＲＦリンクを介して送信されてよい。ステップ７１０で、スタイラスの位置及び向きが、受信された検知情報に基づき決定される。スタイラスの位置及び向きは、図５Ａのスタイラスコントローラ５４４のようなスタイラスコントローラによって決定されてよい。
【００５７】
図７は、スタイラスから受信される検知情報を鑑みてスタイラスの位置及び向きを決定するプロセスの一実施形態を記述するフローチャートである。図７に表されているプロセスは、図６のステップ７１０を実施するプロセスの一例である。当該プロセスは、連続して且つ１以上のコンピュータ装置によって実行されてよい。当該プロセスにおけるそれぞれのステップは、他のステップにおいて使用されるのと同じか又は異なるコンピュータ装置によって実行されてよく、それぞれのステップは必ずしも、単一のコンピュータ装置によって実行される必要はない。一実施形態で、図７のプロセスは、図５Ａのスタイラスコントローラ５４４のようなスタイラスコントローラによって実行される。
【００５８】
図７のステップ８０２で、検知情報がスタイラスから受信される。検知情報は、単一のデータストリームとして受信されてよく、１以上の受信コイルのそれぞれで検知される磁界強さと関連する電圧情報を含む。ステップ８０４で、１以上の受信コイルのそれぞれに関連する検知データが、検知情報から取り出される。検知データは、特定の受信コイルで検知された電圧に関連するデータ値を有してよい。一例において、１以上の受信コイルのそれぞれに関連する検知データは、図５Ｆの復調器５２２のような復調器を用いて取り出されてよい。
【００５９】
ステップ８０６で、１以上の送信コイルのそれぞれから１以上の受信コイルのそれぞれへの検知される磁界強さが決定される。一例において、１以上の送信コイルのそれぞれから１以上の受信コイルのそれぞれへの検知される磁界強さは、図５Ｆの１以上の相関器５２７のような１以上の相関器を用いて決定されてよい。
【００６０】
ステップ８０８で、１以上の送信コイルのそれぞれから１以上の受信コイルのそれぞれへの検知される磁界強さに関連する数の組が出力される。一例において、その数の組は、１以上の送信コイルのそれぞれからスタイラスにおける１以上の受信コイルのそれぞれへの検知される磁界強さを表すフィールド数の組を有する。数の組は、図５Ａのスタイラス位置及び向きロジック５４２のようなスタイラスドライバへ出力されてよい。ステップ８１０で、スタイラスの位置及び向きが、数の組に基づき決定される。一例において、図５Ａのスタイラス位置及び向きロジック５４２のようなスタイラスドライバは、セルベースの位置再構成技術を用いてスタイラスの位置及び向きを決定する。
【００６１】
図８Ａは、スタイラスの位置を決定するプロセスの一実施形態を記述するフローチャートである。図８Ａにおいて表されているプロセスは、図７のステップ８１０を実施するプロセスの一例である。当該プロセスは、連続して且つ１以上のコンピュータ装置によって実行されてよい。当該プロセスにおけるそれぞれのステップは、他のステップにおいて使用されるのと同じか又は異なるコンピュータ装置によって実行されてよく、それぞれのステップは必ずしも、単一のコンピュータ装置によって実行される必要はない。一実施形態で、図８Ａのプロセスは、図５Ａのスタイラス位置及び向きロジック５４２のようなスタイラスドライバによって実行される。
【００６２】
図８Ａのステップ９３２で、磁界強さデータが受信される。一例において、磁界強さデータは、図５Ａの信号デコーダ５４６のような信号デコーダから受信される。ステップ９３４で、直交化及びスケーリングマトリクスが磁界強さデータに適用される。直交化及びスケーリングマトリクスは、低雑音前置増幅器における不均一なゲインと、コイル配置における非対称性と、３つの受信コイルを正確に互いに直交するよう完璧に配置することは実際的でないという事実とを補正するために使用されてよい。更に、スタイラスにおける３つの受信コイルからスタイラスの先端へのオフセットが考慮されてよい。ステップ９３６で、第１の範囲が決定される。第１の範囲は、磁界強さデータと最も良く適合する、図４Ｂの１以上の所定の範囲（又はセル）６１０の中の１つのような、所定の範囲に対応して良い。一例において、第１の範囲の決定は、第１の範囲に関連する所定の磁界大きさをその磁界強さデータと比較することを含んでよい。幾つかの実施形態で、以前に決定されたスタイラスの位置が、第１の範囲を決定するのを助けるために使用されてよい。
【００６３】
ステップ９３８で、第１の範囲に関連する第１の位置が決定される。第１の位置は、表示装置の表面に対するＸ、Ｙ及びＺ座標を有してよい。ステップ９４０で、１以上の隣接する範囲が見つけられる。１以上の隣接する範囲は、磁界強さデータに最も良く適合する所定の範囲に隣接する１以上の隣接する範囲に関連づけられてよい。ステップ９４２で、補間位置が、１以上の隣接する範囲に関連する磁界強さを用いて決定される。ステップ９４４で、補間位置は、スタイラスの位置として出力される。例えば、補間位置は、表示装置で実行されているアプリケーションへ出力されてよい。
【００６４】
図８Ｂは、スタイラスの位置を決定するプロセスの他の実施形態を記述するフローチャートである。図８Ｂにおいて表されているプロセスは、図７のステップ８１０を実施するプロセスの一例である。当該プロセスは、連続して且つ１以上のコンピュータ装置によって実行されてよい。当該プロセスにおけるそれぞれのステップは、他のステップにおいて使用されるのと同じか又は異なるコンピュータ装置によって実行されてよく、それぞれのステップは必ずしも、単一のコンピュータ装置によって実行される必要はない。一実施形態で、図８Ｂのプロセスは、図５Ａのスタイラス位置及び向きロジック５４２のようなスタイラスドライバによって実行される。
【００６５】
ステップ９０２で、磁界強さデータが受信される。一例において、磁界強さデータは、図５Ａの信号デコーダ５４６のような信号デコーダから受信される。ステップ９０４で、直交化及びスケーリングマトリクスが磁界強さデータに適用される。直交化及びスケーリングマトリクスは、低雑音前置増幅器における不均一なゲインと、コイル配置における非対称性と、３つの受信コイルを正確に互いに直交するよう完璧に配置することは実際的でないという事実とを補正するために使用されてよい。更に、スタイラスにおける３つの受信コイルからスタイラスの先端へのオフセットが考慮されてよい。ステップ９０６で、第１の範囲が決定される。第１の範囲は、磁界強さデータと最も良く適合する、図４Ｂの１以上の所定の範囲（又はセル）６１０の中の１つのような、所定の範囲に対応して良い。一例において、第１の範囲の決定は、第１の範囲に関連する所定の磁界大きさをその磁界強さデータと比較することを含んでよい。幾つかの実施形態で、以前に決定されたスタイラスの位置が、第１の範囲を決定するのを助けるために使用されてよい。
【００６６】
ステップ９０８で、第１の範囲に関連する第１の位置が決定される。第１の位置は、表示装置の表面に対するＸ、Ｙ及びＺ座標を有してよい。ステップ９１０で、第１の位置が第１の範囲の境界に近いかどうかが決定される。第１の位置が第１の範囲の境界に近くないと決定される場合は、第１の位置はステップ９１２で出力される。そうではなく、第１の位置が第１の範囲の境界に近いと決定される場合は、ステップ９１４で、１以上の隣接する範囲が見つけられる。１以上の隣接する範囲は、ステップ９０６で磁界強さデータに最も良く適合する所定の範囲に隣接する１以上の隣接する範囲に関連づけられてよい。ステップ９１６で、１以上の隣接する範囲の中の１つに関連する新たな位置がより良い解を提供するかどうかが決定される。新たな位置がより良い解を提供する場合は、その新たな位置がステップ９１８で出力される。そうではなく、第１の位置がより良い解を提供する場合は、第１の位置がステップ９２０で出力される。
【００６７】
開示される技術は、様々なコンピュータシステムにより使用されてよい。図９及び図１０は、開示される技術の実施形態を実施するために使用され得る様々なコンピュータシステムの例を与える。
【００６８】
図９は、図１のモバイル装置１４０のようなモバイル装置８３００の一実施形態のブロック図である。モバイル装置は、ラップトップコンピュータ、ポケットコンピュータ、携帯電話機、パーソナルデジタルアシスタント、及び無線受信器／送信器技術と一体化された携帯型メディア装置を有してよい。
【００６９】
モバイル装置８３００は、１以上のプロセッサ８３１２と、メモリ８３１０とを有する。メモリ８３１０は、アプリケーション８３３０と、不揮発性記憶装置８３４０とを有する。メモリ８３１０は、不揮発性及び揮発性メモリを含む、ありとあらゆるメモリ記憶媒体タイプであってよい。モバイル装置オペレーティングシステムは、モバイル装置８３００の異なる動作を扱い、電話呼び出しの実行及び受信、テキストメッセージング、ボイスメールの確認等の動作のためのユーザインターフェースを有してよい。アプリケーション８３３０は、写真及び／又は映像のためのカメラアプリケーション、アドレス帳、カレンダーアプリケーション、メディアプレーヤ、インターネットブラウザ、ゲーム、アラームアプリケーション、及び他のアプリケーションのようなあらゆる種類のプログラムであってよい。メモリ８３１０における不揮発性記憶部８３４０は、音楽、写真、コンタクトデータ、スケジューリングデータ、及び他のファイルのようなデータを含んでよい。
【００７０】
１以上のプロセッサ８３１２はまた、アンテナ８３０２へ結合されているＲＦ送信器／受信器８３０６と、赤外線送信器／受信器８３０８と、グローバルポジショニングサービス（ＧＰＳ）受信器８３６５と、並びに加速度計及び／又は磁気計を有する動き／姿勢センサ８３１４と通信する。ＲＦ送信器／受信器８３０６は、ブルートゥース又はＩＥＥＥ８０２．１１標準のような様々な無線技術標準を介する無線通信を可能にすることができる。加速度計は、ユーザにジェスチャによりコマンドを入力させるインテリジェントユーザインターフェースアプリケーション、及びモバイル装置が回転される場合に表示を縦方向から横方向に自動的に変更することができる配向アプリケーションのようなアプリケーションを可能にするよう、モバイル装置に組み込まれている。加速度計は、例えば、半導体チップ上に構成された極小（マイクロメートル寸法）の機械装置であるマイクロマシン技術（ＭＥＭＳ）によって、設けられてよい。加速方向に加えて、向き、振動及び衝撃が検知され得る。１以上のプロセッサ８３１２は更に、リンガー／バイブレータ８３１６、ユーザインターフェース・キーパッド／スクリーン８３１８、スピーカ８３２０、マイクロホン８３２２、カメラ８３２４、光センサ８３２６、及び温度センサ８３２８と通信する。ユーザインターフェース・キーパッド／スクリーン８３１８はタッチ検知スクリーンディスプレイを有してよい。
【００７１】
１以上のプロセッサ８３１２は、無線信号の送信及び受信を制御する。送信モードの間、１以上のプロセッサ８３１２は、マイクロホン８３２２からの音声信号、又は他のデータ信号をＲＦ送信器／受信器８３０６へ供給する。送信器／受信器８３０６は、信号をアンテナ８３０２を通じて送信する。リンガー／バイブレータ８３１６は、入来する電話、テキストメッセージ、カレンダーの注意喚起、アラームクロックの注意喚起、又は他のユーザへの通知を伝えるために使用される。受信モードの間、ＲＦ送信器／受信器８３０６は、アンテナ８３０２を介して遠隔の基地局から音声信号又はデータ信号を受信する。受信された音声信号は、スピーカ８３２０へ供給され、一方、他の受信されたデータ信号は、適切に処理される。
【００７２】
加えて、物理コネクタ８３８８が、モバイル装置８３００をＡＣアダプタ又は充電装置等の外部電源へ接続してバッテリ８３０４を再充電するために使用されてよい。物理コネクタ８３８８はまた、外部のコンピュータ装置へのデータ接続としても使用されてよい。データ接続は、モバイル装置データを他の装置におけるコンピュータデータと同期させる等の動作を可能にする。
【００７３】
図１０は、図１のコンピュータ１３０のようなコンピュータシステム環境２２００の実施形態のブロック図である。コンピュータシステム環境２２００は、コンピュータ２２１０の形をとる汎用のコンピュータ装置を有する。コンピュータ２２１０の構成要素は、処理ユニット２２２０と、システムメモリ２２３０と、システムメモリ２２３０を含む様々なシステム構成要素を処理ユニット２２２０へ結合するシステムバス２２２１とを有してよいが、それらに限られない。システムバス２２２１は、様々なバスアーキテクチャのいずれかを用いるメモリバス、ペリフェラルバス、及びローカルバスを含む多数の種類のバス構造の中のいずれかであってよい。例として、制限なしで、そのようなアーキテクチャには、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ；Industry  Standard  Architecture）バス、ミクロチャネルアーキテクチャ（ＭＣＡ；Micro  Channel  Architecture）バス、エンハンスド（Enhanced）ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）バス、ビデオエレクトロニクス標準化団体（ＶＥＳＡ；Video  Electronics  Standards  Association）ローカルバス、及び周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ；Peripheral  Component  Interconnect）バスがある。
【００７４】
コンピュータ２２１０は、一般的に、様々なコンピュータ可読媒体を有する。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ２２１０によってアクセス可能なあらゆる利用可能な媒体であってよく、揮発性及び揮発性媒体、リムーバブル及び非リムーバブル媒体を含む。例として、制限なしで、コンピュータ可読媒体はコンピュータ記憶媒体を有してよい。コンピュータ記憶媒体には、コンピュータにより読出可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータのような情報の記憶のためのあらゆる方法又は技術において実施される揮発性及び不揮発性のリムーバブル及び非リムーバブル媒体がある。コンピュータ記憶媒体には、制限なしで、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光学ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶装置、又は所望の情報を記憶するために使用可能であり且つコンピュータ２２１０によってアクセス可能であるあらゆる他の媒体がある。上記の中の如何なる組み合わせも、コンピュータ可読媒体の適用範囲内に含まれるべきである。
【００７５】
システムメモリ２２３０は、読出専用メモリ（ＲＯＭ）２２３１及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２２３２のような揮発性及び／又は不揮発性メモリの形をとるコンピュータ記憶媒体を有する。起動中等にコンピュータ２２１０内の要素間の情報転送を助ける基本ルーチンを含む基本入出力システム（ＢＩＯＳ；Basic  Input/Output  System）２２３３は、一般的に、ＲＯＭ２２３１に記憶されている。ＲＡＭ２２３２は、一般的に、処理ユニット２２２０が即座にアクセス可能であり且つ／あるいは処理ユニット２２２０によって目下扱われているデータ及び／又はプログラムモジュールを含む。例として、限定なしで、図１０は、オペレーティングシステム２２３４、アプリケーションプログラム２２３５、他のプログラムモジュール２２３６、及びプログラムデータ２２３７を表す。
【００７６】
コンピュータ２２１０はまた、他のリムーバブル／非リムーバブル、揮発性／不揮発性のコンピュータ記憶媒体を有してよい。単なる例として、図１０は、非リムーバブルの不揮発性磁気媒体に対して読出及び書込を行うハードディスクドライブ２２４１と、リムーバブルの不揮発性磁気ディスク２２５２に対して読出及び書込を行う磁気ディスクドライブ２２５１と、ＣＤ−ＲＯＭ又は他の光学媒体のようなリムーバブルの不揮発性光ディスク２２５６に対して読出及び書込を行う光ディスクドライブ２２５５とを表す。例となる動作環境において使用され得る他のリムーバブル／非リムーバブル、揮発性／不揮発性のコンピュータ記憶媒体には、制限なしで、磁気テープカセット、フラッシュメモリカード、デジタルバーサタイルディスク、デジタルビデオテープ、ソリッドステートＲＡＭ、ソリッドステートＲＯＭ、等がある。ハードディスクドライブ２２４１は、一般的に、インターフェース２２４０のような非リムーバブルのメモリインターフェースを介してシステムバス２２２１へ接続されており、磁気ディスクドライブ２２５１及び光ディスクドライブ２２５５は、一般的に、インターフェース２２５０のようなリムーバブルのメモリインターフェースを介してシステムバス２２２１へ接続されている。
【００７７】
上述され且つ図１０において表されているドライブ及びそれらの関連するコンピュータ記憶媒体は、コンピュータ２２１０のためのコンピュータ読出可能な命令、データ構造、プログラムモジュール及び他のデータの記憶を提供する。図１０において、例えば、ハードディスクドライブ２２４１は、オペレーティングシステム２２４４、アプリケーションプログラム２２４５、他のプログラムモジュール２２４６、及びプログラムデータ２２４７を記憶するように表されている。それらの構成要素は、オペレーティングシステム２２３４、アプリケーションプログラム２２３５、他のプログラムモジュール２２３６、及びプログラムデータ２２３７と同じであっても、又は異なってもよい点に留意されたい。オペレーティングシステム２２４４、アプリケーションプログラム２２４５、他のプログラムモジュール２２４６、及びプログラムデータ２２４７は、最小限でそれらが異なる複製であることを表すために、ここでは異なる参照符号を付されている。ユーザは、コマンド及び情報をコンピュータ２２１０にキーボード２２６２及びポインティング装置２２６１（一般に、マウス、トラックボール、又はタッチパッドと呼ばれる。）のような入力装置を通じて入力してよい。他の入力装置（図示せず。）には、マイクロホン、ジョイスティック、ゲームパッド、サテライトディッシュ、スキャナ等がある。それら及び他の入力装置はしばしば、システムバスへ結合されているユーザ入力インターフェース２２６０を通じて処理ユニット２２２０へ接続されるが、パラレルポート、ゲームポート又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）のような他のインターフェース及びバス構造によって接続されてもよい。モニタ２２９１又は他のタイプの表示装置も、ビデオインターフェース２２９０のようなインターフェースを介してシステムバス２２２１へ接続される。モニタに加えて、コンピュータはまた、出力ペリフェラルインターフェース２２９５を通じて接続されるスピーカ２２９７及びプリンタ２２９６のような他の周辺出力装置を有してよい。
【００７８】
コンピュータ２２１０は、遠隔のコンピュータ２２８０のような１以上の遠隔のコンピュータへの論理接続を用いて、ネットワーク化された環境において動作してよい。遠隔のコンピュータ２２８０は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピアデバイス又は他の共通ネットワークノードであってよく、メモリ記憶装置２２８１しか図１０には表されていないが、一般的に、コンピュータ２２１０に関して上述された要素の多く又は全てを有する。図１０に表されている論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）２２７１及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）２２７３を有するが、他のネットワークを更に有してよい。そのようなネットワーキング環境は、オフィス、企業規模のコンピュータネットワーク、イントラネット及びインターネットにおいて一般的である。
【００７９】
ＬＡＮネットワーキング環境において使用される場合に、コンピュータ２２１０は、ネットワークインターフェース又はアダプタ２２７０を介してＬＡＮ２２７１へ接続される。ＷＡＮネットワーキング環境において使用される場合に、コンピュータ２２１０は、一般的に、インターネットのようなＷＡＮ２２７３を介した通信を確立するためのモデム２２７２又は他の手段を有する。モデム２２７２は、内部又は外部にあってよく、ユーザ入力インターフェース２２６０又は他の適切なメカニズムを介してシステムバス２２２１へ接続されてよい。ネットワーク化された環境において、コンピュータ２２１０に関して表されているプログラムモジュール、又はそれらの部分は、遠隔のメモリ記憶装置において記憶されてよい。例として、制限なしで、図１０は、メモリ装置２２８１にあるように遠隔アプリケーションプログラム２２８５を表す。図示されるネットワーク接続は例であり、コンピュータ間の通信リンクを確立する他の手段が使用されてよいことは明らかである。
【００８０】
開示される技術は、多数の他の汎用又は特別目的のコンピュータシステム環境又は構成により使用できる。当該技術とともに使用されるのに適したよく知られているコンピュータシステム、環境、及び／又は構成の例には、制限なしで、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、携帯型又はラップトップ型装置、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、セットトップボックス、プログラム可能なコンピュータエレクトロニクス、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上記のシステム又はデバイスのいずれかを含む離散型コンピュータ環境、等がある。
【００８１】
開示される技術は、コンピュータによって実行されるプログラムモジュール等のコンピュータにより実行可能な命令の一般的な背景において記載されることがある。概して、ここで記載されるソフトウェア及びプログラムモジュールは、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、及び特定のタスクを実行するか又は特定の抽象データ型を実施する他のタイプの構造を含む。ハードウェア又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせは、ここで記載されるソフトウェアモジュールと置換されてよい。
【００８２】
開示される技術はまた、通信ネットワークを介してリンクされる遠隔の処理装置によってタスクが実行される離散型コンピュータ環境において実施されてもよい。離散型コンピュータ環境において、プログラムモジュールは、メモリ記憶装置を含むローカル及び遠隔のコンピュータ記憶媒体において置かれてよい。
【００８３】
この文書のために、“実施形態”、“一実施形態”、“幾つかの実施形態”又は“他の実施形態”との明細書中の言及は、異なる実施形態を記載するために使用され、必ずしも同じ実施形態を参照するわけではない。
【００８４】
この文書のために、接続は直接的接続又は間接的接続（例えば、他の部分を介する）であってよい。
【００８５】
この文書のために、オブジェクトの“組”との語は、オブジェクトの１又はそれ以上の“組”をいう。
【００８６】
対象は、構造的な特徴及び／又は方法論的な動作に特有の言語において記載されてきたが、特許請求の範囲において定義される対象は、必ずしも、記載される具体的な特徴又は動作に制限されないことが理解されるべきである。むしろ、具体的な特徴及び動作は、請求される発明を実施する例となる形態として開示される。
【図１】
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【図２】
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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５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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