(57)【要約】  面上の１つまたは複数の放射遮蔽体の位置を推定する様々なシステムと方法が開示される。複数の放射源と放射センサが面の周りに配置される。各放射センサに関連する少なくともいくつかの放射遮蔽体の位置に対応する複数の扇形が、各放射センサの放射強度信号に基づいて決定される。放射遮蔽体の位置は、さまざまな扇形の組合せを解析して推定される。ある実施形態においては、放射遮蔽体の寸法が、扇形の組合せに対応する多角形の特性に基づいて推定される。
2014510341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面上の放射遮蔽体の位置を推定する方法であって、
第１の放射センサと第２の放射センサと第３の放射センサとを含む、少なくとも３つの放射センサを提供し、
複数の放射源であって、前記複数の放射源の少なくともいくつかから放出された放射が前記面上を横断して前記センサのそれぞれに入射する、放射源を提供し、
前記第１の放射センサに対応する第１の放射強度信号と、前記第２の放射センサに対応する第２の放射強度信号と、前記第３の放射センサに対応する第３の放射強度信号を含む、複数の放射センサのそれぞれに対応する放射強度信号を収集し、
前記放射強度信号に基づいて、前記放射源のそれぞれに対応する１つまたは複数の扇形を特定し、
前記扇形の１つまたは複数の組合せを特定し、
前記１つまたは複数の組合せを選択し、
前記選択された組合せに基づいて、前記放射遮蔽体の位置を推定する、
方法。
【請求項２】
１つまたは複数の組合せを選択することが、前記面上にある推定された数の放射遮蔽体に対応する複数の組合せを選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
１つまたは複数の組合せを選択することが、
１つまたは複数の前記組合せに対応する多角形を特定し、
最大面積を持つ多角形に対応する組合せを選択する、
ことを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
１つまたは複数の組合せを選択することが、
１つまたは複数の前記組合せに対応する多角形を特定し、
最大面積を持つ多角形に対応する組合せを選択する、
ことを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
１つまたは複数の組合せを選択することが、
１つまたは複数の前記組合せに対応する多角形を特定し、
前記扇形がより大きな角度となる多角形に対応する組合せを選択する、
ことを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
１つまたは複数の組合せを選択することが、
１つまたは複数の前記組合せに対応する多角形を特定し、
前記扇形が最大の角度となる多角形に対応する組合せを選択する、
ことを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
１つまたは複数の組合せを選択することが、少なくとも各扇形に対応する組合せを選択することを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記１つまたは複数の放射遮蔽体の推定位置を、タッチテーブルに記録することをさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの放射遮蔽体の位置を推定することが、
前記選択された組合せの１つに対応する多角形を特定し、
前記多角形に基づいて、前記放射遮蔽体の位置を推定する、
ことを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記多角形に基づいて前記放射遮蔽体の位置を推定することが、前記多角形に関連する点を特定することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記特定された点は、前記多角形に内接する円の中心にある、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記特定された点は、前記多角形に外接する円の中心にある、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記特定された点は、前記点から前記多角形の辺への最小距離の和が最小となる点である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
周囲の放射を考慮するために、前記放射強度信号の少なくとも１つを調整することを含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
周囲の放射に対して放射強度信号を調整することは、前記対応する放射センサに対する周囲の放射強度レベルを取得し、前記周囲の放射強度レベルに基づいて前記放射強度信号を調節することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
１つの放射センサに対応するそれぞれの放射強度信号は、少なくともいくつかの前記放射源が順次に作動されている間に前記放射センサからの放射強度レベルを順次にサンプリングすることによって収集される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記放射強度信号は同時収集される、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記放射源の少なくとも１つは、異なる強度で個別に作動されて、第１の放射センサに対応する放射強度信号と前記第２の放射センサに対応する放射強度信号を生成する、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記放射強度信号は順次に収集される、請求項１〜１６のいずれか１項または請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
複数の扇形の端は、放射強度信号における放射強度レベルの変化に基づいて決定される、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
複数の扇形の端は、ある放射源の領域の各端の放射源よりも、選択された閾値分だけ減衰が小さい放射源の領域を特定することにより決定される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
表面上の放射遮蔽体の寸法を推定する方法であって、
第１の放射センサと第２の放射センサを含む、２つ以上の放射センサを提供し、
複数の放射源であって、前記複数の放射源の少なくともいくつかから放出された放射が前記面上を横断して前記センサのそれぞれに入射する、複数の放射源を提供し、
前記各放射センサに対する放射強度信号を収集し、
前記各放射強度信号に対応する１つまたは複数の扇形を特定し、
前記放射強度信号のそれぞれに対応する少なくとも１つの扇形に対応する多角形を特定し、
前記多角形に基づいて、前記放射遮蔽体の寸法を推定する、
ことを含む方法。
【請求項２３】
前記放射遮蔽体の寸法が、前記多角形の幾何学的特性に基づいて推定される、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載された実施形態は、表面上の１つまたは複数の放射遮蔽体の位置を検出して追跡するためのシステム、方法、およびセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々なコンピュータ入力装置やそのほかの装置においては、１つまたは複数の物体、例えば指、スタイラス、ペンやそのほかの物体がある面上に配置されてその面上を移動させられる際に、それらの物体を追跡することが要求される。例えば、コンピュータモニタおよびその他のディスプレイスクリーンにタッチスクリーンが取り付けられて、ユーザが指やスタイラスをスクリーンのディスプレイ面上を移動させることによって、コンピュータに入力できるようになっていてもよい。同様に、ホワイトボードにペン位置検出システムが取り付けられて、１つまたは複数のペンがホワイトボードの書込面上を移動するときにその位置を追跡するようになっていてもよい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
既存のシステムには様々な欠点がある。複雑すぎて値段が高すぎたり、計算のオーバヘッドが大きすぎて精度と応答時間が悪かったり、またそれ以外の欠点があったりする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、１つまたは複数の放射遮蔽体が、ある面上に配置されて移動させられる際の、放射遮蔽体の存在と位置とを検出する様々なシステムを提供する。この面は、例えば、計算機モニタやその他のディスプレイ装置のディスプレイ面や、ホワイトボード、掲示板、紙や壁などの書込面、または玩具やゲーム機の一部であるその他の表面、などのような任意の種類の面であってよい。
【０００５】
本発明の第１の態様による様々な実施形態は、複数の放射源と放射センサが組込まれたフレームまたはハウジングを含む。フレームは、必ずしもそうである必要はないが、典型的にはホワイトボード、ディスプレイモニタ、掲示板、ゲーム機、玩具、あるいはその他の装置などの、基となるシステムのハウジングやフレームや支持体に組込まれるかまたは結合されている。ある実施形態では、フレームまたはハウジングは、表示モニタと合体してタッチスクリーンを構成してもよい。コントローラが放射源の一部またはすべてを順次作動させる。放射源はフレームの一方の側から他方の側に掃引するように作動されてもよいし、または異なる順序で作動されてもよい。各放射源が作動している間、放射センサの一部またはすべてに入射する放射が測定される。
【０００６】
フレーム内部に存在する放射遮蔽体は、典型的には、ある放射源とある放射センサの間の１つまたは複数の経路を遮蔽するか、または減衰させる。そのような遮蔽による放射の減衰を連続的に測定することにより、放射遮蔽体の位置が推定される。
【０００７】
本発明の別の態様による実施形態では、１つまたは複数の拡散器（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）が使用されて、放射源から放出される放射を拡散させる。拡散器は、特に放射遮蔽体が放射源と放射センサとの間の２つ以上の経路を遮蔽する場合に、放射遮蔽体位置のより正確な推定を可能とする。
【０００８】
ある実施形態においては、放射源から放出された放射が、変調周波数または変調パターンにより変調される。センサは変調周波数または変調パターンを検知して、周波数またはパターンの変調を受けていない放射を無視する。そうして、放射遮蔽体の位置推定における周囲からの放射またはその他のスプリアス放射の影響を低減する。
【０００９】
一態様において、面上の１つまたは複数の放射遮蔽体の位置を検知するシステムが提供される。面はフレーム上またはフレーム内部に取り付けられ、一部の実施形態においてはこの面とフレームは一般に長方形である。フレーム上に複数の放射源が備えられ、放射は面を横断して放出される。放射センサがフレーム上の２つ以上の位置に備えられる。それぞれのセンサは、複数の放射源からの放射がそれぞれのセンサに入射できるように配置されている。各センサは、そこに入射する放射強度に対応する、放射強度レベルをコントローラに与える。コントローラは複数の放射源に接続されていて、放射源を順次作動させる。各放射源が作動されると、放射源からの放射が放射センサの一部または全部に入射する。コントローラは放射センサからの放射強度レベルをサンプリングする。放射強度レベルは結合されて、各放射源毎の放射強度信号となる。放射遮蔽体が面上にある場合には、この放射遮蔽体は典型的には、１つまたは複数の放射源から放出された放射が各放射センサに到達することを遮蔽するかまたは減衰させる。減衰された放射源が作動している場合、実効的には、放射センサは放射遮蔽体の影の中にある。コントローラは、放射強度レベルが基準強度または閾値強度レベルに比較して減衰している、減衰放射源と呼ばれる隣接する放射源の領域を特定する。この隣接減衰放射源の領域は、１つまたは複数の放射源から構成されていてよい。
【００１０】
コントローラは、各放射センサの位置に関連し、かつその放射センサから見た時の減衰放射源の領域に対応する扇形を特定する。それぞれの扇形は、放射センサを中心とする円の一部で、減衰放射源の領域の間に広がっている。各放射センサに対応する扇形は、解析されて、多角形を成す互いの重複領域が特定される。放射遮蔽体の位置は、この多角形に関連する一点にあると推定される。ある実施形態においては、放射遮蔽体はこの多角形の重心または幾何中心にあると推定される。別の実施形態では、多角形に関連する別の幾何学的位置が特定されてもよい。
【００１１】
ある実施形態においては、２つ以上の放射遮蔽体の位置は、少なくとも１つの放射強度信号において各放射遮蔽体の位置に対応する扇形を特定することによって推定される。放射遮蔽体のそれぞれの位置は、異なる組合せの扇形の重複領域に対応する多角形を特定することによって推定される。
【００１２】
ある実施形態においては、放射遮蔽体の寸法は、その放射遮蔽体に対応する多角形の寸法を解析することによって推定される。例えば、放射遮蔽体の寸法は、放射遮蔽体の推定位置と多角形の頂点とを結ぶそれぞれの線分の平均長さに基づいて推定されてもよい。別の実施形態においては、多角形の寸法は多角形の面積に基づいて推定されてもよい。
【００１３】
本明細書で説明するある実施形態において、面上の放射遮蔽体の位置を推定する方法が提供される。この方法は、第１の放射センサと第２の放射センサと第３の放射センサとを含む、少なくとも３つの放射センサを提供し、複数の放射源の少なくともいくつかから放出された放射が面上を横断してセンサのそれぞれに入射する、複数の放射源を提供し、第１の放射センサに対応する第１の放射強度信号と、第２の放射センサに対応する第２の放射強度信号と、第３の放射センサに対応する第３の放射強度信号を含む、複数の放射センサのそれぞれに対応する放射強度信号を収集し、放射強度信号に基づいて放射源のそれぞれに対応する１つまたは複数の扇形を特定し、扇形の１つまたは複数の組合せを特定し、１つまたは複数の組合せを選択し、選択された組合せに基づいて放射遮蔽体の位置を推定する。
【００１４】
ある実施形態においては、１つまたは複数の組合せを選択することが、面上にある推定された数の放射遮蔽体に対応する複数の組合せを選択することを含む。ある実施形態においては、１つまたは複数の組合せを選択することが、１つまたは複数の組合せに対応する多角形を特定し、かつ最大面積を持つ多角形に対応する組合せを選択することを含む。
【００１５】
ある実施形態においては、１つまたは複数の組合せを選択することが、１つまたは複数の組合せに対応する多角形を特定し、かつ最大面積を持つ多角形に対応する組合せを選択することを含む。
【００１６】
ある実施形態においては、１つまたは複数の組合せを選択することが、１つまたは複数の組合せに対応する多角形を特定し、かつ扇形がより大きな角度となる多角形に対応する組合せを選択することを含む。
【００１７】
ある実施形態においては、１つまたは複数の組合せを選択することが、１つまたは複数の組合せに対応する多角形を特定し、かつ扇形が最大の角度となる多角形に対応する組合せを選択することを含む。
【００１８】
ある実施形態においては、１つまたは複数の組合せを選択することが、少なくとも各扇形に対応する組合せを選択することを含む。
【００１９】
ある実施形態においては、１つまたは複数の放射遮蔽体の推定位置を、タッチテーブルに記録することをさらに含む。
【００２０】
ある実施形態においては、少なくとも１つの放射遮蔽体の位置を推定することが、１つの選択された組合せに対応する多角形を特定し、かつその多角形に基づいて放射遮蔽体の位置を推定することを含む。
【００２１】
ある実施形態においては、多角形に基づいて放射遮蔽体の位置を推定することが、多角形に関連する点を特定することを含む。
【００２２】
ある実施形態においては、特定された点は、多角形に内接する円の中心にある。
【００２３】
ある実施形態においては、特定された点は、多角形に外接する円の中心にある。
【００２４】
ある実施形態においては、特定された点は、その点から多角形の辺への最小距離の和が最小となる点である。
【００２５】
ある実施形態においては、この方法は更に、周囲の放射を考慮するために、放射強度信号の少なくとも１つを調整することを含む。
【００２６】
ある実施形態においては、周囲の放射に対して放射強度信号を調整することは、対応する放射センサに対する周囲の放射強度レベルを取得し、周囲の放射強度レベルに基づいて放射強度信号を調節することを含む。
【００２７】
ある実施形態では、放射センサに対応するそれぞれの放射強度信号は、少なくともいくつかの放射源が順次作動している間に放射センサからの放射強度レベルを順次サンプリングすることによって収集される。
【００２８】
ある実施形態では、放射強度信号は同時に収集される。
【００２９】
ある実施形態では、放射強度源の少なくとも１つが異なる強度で個別に作動されて、第１の放射線センサに対応する放射強度信号と第２の放射センサに対応する放射強度信号が生成される。
【００３０】
ある実施形態では、放射強度信号は順々に収集される。
【００３１】
ある実施形態においては、複数の扇形の端は、放射強度信号における放射強度レベルの変化に基づいて決定される。
【００３２】
ある実施形態では、複数の扇形の端は、ある放射源の領域のいずれかの端の放射源よりも、選択された閾値分だけ減衰が小さい放射源の領域を特定することにより決定される。
【００３３】
本明細書で開示されるある実施形態において、面上の放射遮蔽体の寸法を推定する方法が提供される。この方法は、第１の放射センサと第２の放射センサを含む２つ以上の放射センサを提供し、複数の放射源であって、複数の放射源の少なくともいくつかから放出された放射が面上を横断してセンサのそれぞれに入射する複数の放射源を提供し、各放射センサに対する放射強度信号を収集し、各放射強度信号に対応する１つまたは複数の扇形を特定し、放射強度信号のそれぞれに対応する少なくとも１つの扇形に対応する多角形を特定し、多角形に基づいて放射遮蔽体の寸法を推定する、ことを含む。
【００３４】
ある実施形態において、放射遮蔽体の寸法が、多角形の幾何学的特性に基づいて推定される。
【００３５】
本発明のこれらおよびその他の態様は、本発明のいくつかの例示的実施形態を説明することで以下に記述される。
【００３６】
ここで、本発明の様々な実施形態を以下の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による第１のシステムを示す図である。
【図２ａ】図１のシステムによる放射強度信号を示す図である。
【図２ｂ】図１のシステムによる放射強度信号を示す図である。
【図３】図１の一部を拡大した図である。
【図４ａ】別の実施形態を示す図である。
【図４ｂ】別の実施形態を示す図である。
【図５】別の実施形態を示す図である。
【図６】更に別の実施形態を示す図である。
【図７】図７のシステムを用いて、面上の放射遮蔽体の位置を特定または推定する方法を示す図である。
【図８ａ】図６の放射遮蔽体の１つに対応する放射強度信号を示す図である。
【図８ｂ】図６の放射遮蔽体の１つに対応する放射強度信号を示す図である。
【図８ｃ】図６の放射遮蔽体の１つに対応する放射強度信号を示す図である。
【図９ａ】図６の部分拡大図である。
【図９ｂ】図６の部分拡大図である。
【図９ｃ】図６の部分拡大図である。
【図１０ａ】図６の２つの放射遮蔽体に対応する放射強度信号を示す図である。
【図１０ｂ】図６の２つの放射遮蔽体に対応する放射強度信号を示す図である。
【図１０ｃ】図６の２つの放射遮蔽体に対応する放射強度信号を示す図である。
【図１１】放射遮蔽体が異なる位置にある、図６のシステムを示す図である。
【図１２ａ】図１１に対応する放射強度信号を示す図である。
【図１２ｂ】図１１に対応する放射強度信号を示す図である。
【図１２ｃ】図１１に対応する放射強度信号を示す図である。
【図１３】別の実施形態を示す図である。
【図１４】放射遮蔽体の寸法を推定する方法を示す図である。
【図１５】移動に伴う放射遮蔽体の寸法変化を追跡する方法を示す図である。
【図１６】別の実施形態を示す図である。
【図１７】図１６のシステムの放射強度信号を示す図である。
【図１８】図６のシステム上の放射遮蔽体の別の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図面は説明のためだけのものであり、寸法通りにはなっていない。いくつかの実施形態において、分かり易くするためにさまざまな要素が表示されていないこともある。様々な実施形態における類似で対応する要素は、同様の参照符合で示されている。
【００３９】
本明細書に記述の例示的実施形態を完全に理解できるようにするために、数多くの特定の詳細を説明する。ただし、本明細書で記述する実施形態はこれらの特定の詳細なしで実行可能であることを当業者は理解するであろう。他の例では、本明細書の実施形態が不明確とならないようにするために、周知の方法、手順および部品に関する詳細な説明はしなかった。更には、以下の説明および図面は本明細書の実施形態の範囲をいかなる形であれ制限するものではなく、単に本明細書で記述される様々な実施形態の実装を説明するものである。
【００４０】
本明細書に記載のシステムと方法の実施形態は、ハードウェアまたはソフトウェア、あるいはそれらの組合せで実装されてもよい。ソフトウェア部品は、少なくとも１つのプロセッサ（例えばマイクロプロセッサ）と、データ記憶システム（揮発性および不揮発性のメモリおよび／または記憶素子を含む）と、少なくとも１つの入力装置と、少なくとも１つの出力装置とをそれぞれが備える、プログラム可能なコンピュータ上で実行されるコンピュータプログラム内に実装されてもよい。例えば、これに限定するものではないが、プログラム可能なコンピュータ（以下、コンピュータ装置と称する）は、パーソナルコンピュータ、ラップトップ、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、スマートフォン装置、タブレットコンピュータ、および／または無線装置であってよい。プログラムコードを用いてデータを入力し、本明細書に記載の機能を実行して出力情報を生成する。出力情報は、周知の方法で１つまたは複数の出力装置に適用される。
【００４１】
各プログラムは、高水準の手続き型プログラミングまたはオブジェクト指向プログラミングおよび／またはスクリプト言語で実装されて、コンピュータシステムと通信する。ただし、プログラムはアセンブリ言語または機械語で実装されてもよい。いずれにせよ、言語はコンパイラ言語であってもインタプリタ言語であってもよい。そのようなコンピュータプログラムのそれぞれは、好ましくは汎用または特定用途のプログラム可能なコンピュータによって読み出し可能な記憶媒体または記憶装置（例えばＲＯＭまたは磁気ディスク）に記憶されて、記憶媒体または装置がコンピュータによって読み込まれるとコンピュータの設定と運転を行って、本明細書に記載の手順を実行する。本システムはまた、コンピュータプログラムによって設定された、計算機可読記憶媒体として実装されることも考慮されていてよい。ここでは、そのように設定された記憶媒体がコンピュータを特定かつ所定の方法で運転し、本明細書に記載の機能を実行させる。
【００４２】
本明細書で説明する例示的実施形態は、様々な放射源と放射センサとに関連して１つまたは複数の放射遮蔽体の位置を決定するシステムと方法に関する詳細を提供する。ある実施形態において、放射源とセンサはフレームに取り付けられていてよい。ある実施形態において、システムは、ホワイトボード、ディスプレイモニタやその他の装置などの、基となる様々な装置に含まれるか、それらと共に使用されてもよい。ある実施形態では、システムは、ホワイトボード、壁、ディスプレイスクリーン表面またはその他の一般に平坦な面のような、基となる面を含んでもよいし、またはそれらと共に使用されてもよい。放射源は、可視光スペクトルまたは、紫外スペクトルや赤外スペクトルなどの他のスペクトルの放射を行ってもよい。本明細書に記載の実施形態は、例示のみを目的とするものであり、他の実装および構成もまた可能である。
【００４３】
先ず図１を参照すると、放射遮蔽体１２４の位置を検知または推定するシステム１００が示されている。
【００４４】
システム１００には、一対の放射センサ１０２ａ、１０２ｂと、コントローラ１０４と、フレームまたはハウジング１０８に取り付けられた複数の放射源１０６が含まれている。フレーム１０８には、上側１１０、下側１１２、左側１１４、および右側１１６がある。この実施形態においては、放射源１０６はフレーム１０８の左側と下側と右側に取り付けられている。放射センサ１０２ａはフレーム１０８の左上角に取り付けられ、放射センサ１０２ｂはフレーム１０８の右上角に取り付けられている。
【００４５】
フレーム１０８が面１２８を取り囲んでいる。様々な実施形態において、面１２８はディスプレイスクリーン面や書き込み面、またはその他の面であってよい。本実施形態において、フレーム１０８は面１２８の端にベゼル（ｂｅｚｅｌ）を備えている。放射源１０６と放射センサ１０２はベゼル内部に取り付けられている。ある実施形態において、フレームは面を部分的にしか取り囲まなくてよい。例えば、上端付近に放射センサも放射源も取り付けられていない場合には、面の上端を囲まなくてもよい。他の実施形態において、フレームは面を支持するが取り囲まなくてもよい。例えば、フレームは面と放射センサと放射源の支持体を提供するが、面を取り囲むベゼルまたはその他の要素を持っていなくてもよい。他の実施形態において、フレームそのものが面の一部または全部を提供してもよい。例えば、フレームはその端から端の間に固体表面を有し、システム１００の使用時に放射遮蔽体がその固体表面上に配置されてもよい。一般的には、これらの実施例におけるように、面はフレームに取り付けられる。
【００４６】
図１では、フレーム１０８の左上角は切り取られていて、放射センサ１０２ａといくつかの放射源１０６が見えるようにしてある。フレーム１０８の右下角も切り取られていて、いくつかの放射源１０６が見えるようにしてある。この実施形態においては、各放射源１０６はＬＥＤであり、赤外スペクトルの放射を行う。別の実施形態においては、放射源は、可視スペクトルおよび紫外スペクトルを含む、他のスペクトルの放射を行う、さまざまな種類の放射源であってもよい。放射源１０６は、放射源からの放射が放射センサ１０２の片方または両方に到達するように、フレーム１０８に取り付けられている。この実施形態においては、放射源はフレーム１０８の左側と下側と右側に等間隔に配置されている。この実施形態において、フレーム１０８は直角の角を持つ矩形である。フレーム１０８の側部はｘ−ｙ平面の軸に平行である。ある実施形態においては、放射源は等間隔に配置されていなくてもよい。ある実施形態では、フレームは矩形でなくてもよい。
【００４７】
コントローラ１０４はプロセッサ１２０を備える。このプロセッサは、ハードウェア部品、ソフトウェア部品、もしくは、ハードウェアとソフトウェアまたはファームウェアまたはそれらの両方を含む部品、などのような、システム１００を動作させることのできる任意の種類のデバイスまたは部品であってよい。例えば、プロセッサ１２０は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ゲートアレイ、または任意の種類のデータ処理装置あるいはコンピュータ装置であってよい。このプロセッサは、システム１００とその部品を動作させて外部装置と通信するようにプログラムされているか、またはそのように設定することができる。コントローラ１０４はメモリ１２１も含み、これはプロセッサ１２０によってアクセスされてよい。プロセッサ１２０はコントローラ１０４とシステム１００の動作を制御する。命令はメモリ１２１に記憶され、プロセッサに読み込まれて、以下で説明するようなコントローラ１０４並びにシステム１００の動作を制御するために、プロセッサが、制御、データ処理、データ変換、および通信動作を実行できるように設定されてよい。コントローラ１０４は各放射源１０６に接続されている。図１にはこの接続の一部のみを示す。コントローラ１０４は各放射源１０６を独立に作動させて、１つの放射源が作動すなわちオン（つまり放射する）の時に、残りの放射源を非作動すなわちオフ（つまり放射しない）とすることができる。
【００４８】
この実施形態において、各放射センサ１０２は、ＰＩＮ型フォトダイオードであって、フレーム１０８の２つの対向する側の放射源１０６から放出される放射を検知できるようになっている。放射センサ１０２ａは、フレーム１０８の下側と右側にある放射源１０６から放出される放射を検知する。放射センサ１０２ｂは、フレーム１０８の下側と左側にある放射源１０６から放出される放射を検知する。各放射センサ１０２はコントローラ１０４に接続されていて、任意の特定の時刻に放射センサ１０２に注がれる放射の強度に対応する、放射強度レベルをコントローラに与える。放射強度レベルは、対応する放射センサ１０２が放射源１０６から放射を受けているときには相対的に高い値を持ち、対応する放射センサ１０２が放射源１０６から放射を受けていないときには相対的に低い値を持つ。放射源１０６に対応する一連の放射強度レベルは、結合して放射強度信号となし、放射遮蔽体１２４の位置を推定するのに利用することができるようにしてもよい。これをこの後説明する。
【００４９】
別の実施形態においては、各放射センサは、放射源から放出された放射に応答して、そのセンサに入射された放射に応じた放射強度レベルを提供することができる任意の装置であってよい。例えば、光センサ、光ダイオード、光セル、太陽電池、あるいは光起電力セルなどの感光素子を利用して放射強度レベルを提供してもよい。放射センサは、デジタル形式またはアナログ形式を含む、コントローラ１０４に適合する任意の形式で出力放射強度レベルを提供してもよい。
【００５０】
コントローラ１０４は、フレーム１０８の寸法、各放射源１０６の位置、および各放射センサ１０２の位置を用いてプログラムされる。この実施例においては、コントローラ１０４は次の情報を用いてプログラムされる。
−センサ１０２ａと１０２ｂは距離ｄだけ離間している。放射センサ１０２ａはｘ−ｙ平面の原点（０，０）の位置にあり、放射センサ１０２ｂはｘ−ｙ平面上の（ｄ，０）の位置にある。
−フレーム１０８の下側または右側にある各放射源に対して、フレームの左側（あるいは、センサ１０２ａの位置によっては、フレームの左側に平行な線）と、放射センサ１０２ａと放射源を結ぶ線との間の角度、あるいはその角度に対応する値。
−フレーム１０８の左側または下側にある各放射源に対して、フレームの右側（あるいは、センサ１０２ｂの位置によっては、フレームの右側に平行な線）と、放射センサ１０２ｂと放射源を結ぶ線との間の角度、あるいはその角度に対応する値。
【００５１】
コントローラ１０４の制御の下にシステム１００は動作して、放射遮蔽体１２４の物理的な位置Ｐ１２４ａ（ｘ１２４ａ，ｙ１２４ａ）を推定することができる。図１では、放射遮蔽体１２４は丸い物体として表示されている。放射遮蔽体１２４は、スタイラスの先端、指、あるいはその他の、放射源から放出された放射が放射センサ１０２に到達するのを遮蔽したり減衰させたりする物体であってよい。放射遮蔽体は点Ｐ１２４において面１２８に接触しており、これはここで説明した物理的な位置Ｐ１２４ａ、および以下で説明するピクセル位置Ｐ１２４ｄに対応する。
【００５２】
動作時には、コントローラ１０４は放射源１０６を順次作動させる。放射源１０６が作動している間、コントローラ１０４は放射センサ１０２の片方または両方からの出力をサンプリングし、それぞれの放射センサ１０２に入射された放射強度に対応する放射強度レベルを得る。一般的に、放射源と各放射センサを結ぶ経路は、遮蔽されるか、部分的に遮蔽される（すなわち部分的に減衰される）か、または全く遮蔽がないかである。ある実施形態において、放射源１０６が作動している間、放射源１０６と放射センサ１０２との間に直射経路がある場合に、コントローラは放射センサ１０２に対する放射強度レベルをチェックするだけであってもよい。例えば、放射センサ１０２ａと、フレーム１０８の下側１１２と右側１１６にある放射源１０６との間には、直射経路がある。同様に、フレーム１０８の左側１１４と下側１１２にある放射源１０６と放射源１０２ｂとの間には、直射経路がある。別の実施形態において、コントローラ１０４は、たとえ作動している放射源１０６が放射センサに対して直射経路を持っていない場合にも、放射センサ１０２における放射強度レベルをチェックしてもよい。
【００５３】
このプロセスを実行する命令がメモリ１２１内に記録される。プロセッサ１２０はメモリ１２１内の命令にアクセスして命令を実行し、上記および以下で説明するプロセスを行う。プロセッサ１２０はこのプロセスの実行中にメモリ１２１内へデータを記録することができる。
【００５４】
他の実施形態において、放射源と放射センサの特定の配置、およびフレームの形状（これは必ずしも矩形である必要はなく、他の形状であってもよい）が、どの放射源がどの放射センサに対して直射経路を持つかということに影響を与える。
【００５５】
本実施形態に戻って考えると、放射源１０６ａが作動された場合、コントローラ１０４は放射強度レベルを取得するために放射センサ１０２ａのサンプリングをする必要がない。これは放射センサ１０２ａは他の放射源１０６には妨げられないが、放射源１０６ａとの間には直射経路がないからである。コントローラ１０４は放射センサ１０２ｂにより提供される放射強度レベルのサンプリングは行う。これは比較的高い値であり、放射源１０６ａと放射センサ１０２ｂの間の経路が全く遮られていない、すなわち遮蔽されていない、ということを示している。
【００５６】
放射源１０６ｃが作動された場合、コントローラ１０４は放射センサ１０２ａと１０２ｂの両方からサンプリングする。放射センサ１０２ａからの放射強度レベルは相対的に高く、放射源１０６ｃと放射センサ１０２ａとの間は遮蔽物がないことを示している。放射センサ１０２ｂからの放射強度レベルは相対的に低く、放射源１０６ｃと放射センサ１０２ｂとの間の経路は、この例の場合には、放射遮蔽体１２４によって遮蔽されていることを示している。
【００５７】
放射源１０６ｇが作動されると、放射センサ１０２ａと１０２ｂからの放射強度レベルのそれぞれにより、放射源１０６ｇと放射センサ１０２ａと１０２ｂとの間の経路には遮蔽物がないことが示される。
【００５８】
放射源１０６ｉが作動されると、コントローラ１０４は放射源１０２ａからの放射強度レベルをサンプリングし、これは放射源１０６ｉと放射センサ１０２ａとの間の経路が放射遮蔽体１２４によって遮蔽されていることを示す。
【００５９】
更に図２ａと２ｂを参照する。図２ａは、コントローラ１０４が放射センサ１０２ａから取得した放射強度レベルに対応する放射強度信号１２２ａを示す。図２ｂは、コントローラ１０４が放射センサ１０２ｂから取得した放射強度レベルに対応する放射強度信号１２２ｂを示す。それぞれの放射強度信号は、放射源１０６が順次作動、停止された時の、放射センサ１０２ｂの出力から成る。任意の１つの放射源がオンである間、他の放射源はオフとなっている。
【００６０】
図２ａ、２ｂはまた、放射センサ１０２ａと１０２ｂから取得された放射強度レベルに基づく、さまざまな放射源１０６に対する基準強度レベル１２６を個別に示している。コントローラ１０４は、各放射源１０６に対する基準強度レベル１２６を、各放射センサ１０２との組合せで確立する。各放射源に対して、コントローラ１０４は、放射源がオンであって、放射遮蔽体がない場合に、放射センサ１０２からの放射強度レベルをサンプリングして、基準強度レベル１２６を生成する。
【００６１】
この実施形態においてはシステムの始動時に、放射源が見える（すなわち放射源と放射センサとの間に直射経路がある場合の）放射センサのそれぞれに関して、各放射源に対する基準強度レベルが先ず決定される。システムの立上がり中は、強度信号の放射強度レベルサンプルの初期の組は、任意選択により除外してもよい。この初期の立ち上がり期間に続く選択された期間において、各放射源に対する放射強度レベルが、各放射源がオンしている間に各放射センサにおいてサンプリングされる。放射強度レベルは記録されて、各放射センサにおけるその放射源に対する平均強度レベルが決定される。例えば、各放射源が毎秒５０回作動される場合、各放射センサにおける基準強度レベルは、放射源ごとに２分の１秒に相当する２５サンプルを用いて算出されてもよい。別の実施形態においては、基準強度レベルが、より多いかより少ないサンプルを用いて、すなわちより長いかより短い期間に亘って、算出されてもよい。各放射センサに対する基準強度レベルには、特定の放射源がオンされているときに放射センサに到達する放射量に影響する、周囲条件および他の条件が本質的に取り込まれる。そのような他の条件としては、各放射源から放出される放射量、放射源と放射センサ間の物理的な距離が含まれ、またシステム１００の使用状態も含まれ得る。
【００６２】
各放射センサ１０２に関して、各放射源１０６に対して算出された基準強度レベルは、時間経過とともに更新されてもよい。例えば、周囲条件およびその他の条件が変化する場合、より新しい期間のいくつかの放射強度の読取り値の移動平均を計算して、基準レベルの精度を上げてもよい。放射強度の読取り値のあるものは、基準強度レベルの更新の計算に使用しなくてもよい。例えば、１０番目毎または２０番目毎の放射強度の読取り値を使って、各基準強度レベルの移動平均を計算してもよい。こうすることにより、長期間にわたる基準強度レベルを計算するために記憶しなければならないデータ量が少なくなり、またコントローラがこのタスクを処理するために要する計算時間が低減される。典型的には、基準強度レベルは、直近の数分の１秒から数秒または数十秒までの期間に亘って計算される。放射源１０６と放射センサ１０２との間の経路が遮蔽された場合、そのセンサにおける該当する放射源に対する放射強度は著しく低下する。ただし、それでも周囲からの放射と放射遮蔽体を迂回する一部の放射は、放射センサに到達し得る。以下で更に説明するように、基準強度の精度を上げる際に、コントローラは、現在の基準強度レベルに比べてある閾値以下の放射強度レベルは除外してもよい。各放射センサにおけるそれぞれの放射源に対する基準強度レベルの計算には、様々な他の方法が利用されてもよい。ある実施形態においては、１つの基準強度レベルが、一群またはすべての放射センサに対して計算されてもよい。別の実施形態においては、所定の強度レベルが、放射源の一部またはすべてに対して基準強度として使用されてもよい。
【００６３】
この実施形態においては、放射源１０６が作動されるたびに、放射源が見える各放射センサ１０２からの放射強度レベルがサンプリングされ、その放射センサにおけるその放射源に対する既存の規準強度と比較される。現在の強度レベルが基準強度より低いある閾値を超えていれば、基準レベルからの差分のパーセンテージが計算される。例えば、閾値は基準強度レベルの９０％であってよい。現在の強度レベルが基準レベルの９０％よりも大きい場合には、現在の強度レベルを使用して基準レベルを更に改善してもよいし、あるいは無視してもよい。現在の強度レベルが基準レベルの９０％よりも小さい場合には、放射源１０６と放射センサ１０２との間の経路は少なくとも部分的に遮蔽されているものと、プロセッサは仮定する。別の実施形態においては、異なる閾値が使用されてもよい。
【００６４】
コントローラは周期的なプロセスで放射源を順次作動させる。放射源１０６をオンして、放射源に対する各放射センサからの放射強度レベルを測定するサイクルが終わるたびに、コントローラは放射遮蔽体の位置を推定する。
【００６５】
コントローラ１０４は、放射強度信号１２２を利用して放射遮蔽体１２４の位置Ｐ１２４ａを推定するように構成またはプログラムされている。
【００６６】
コントローラ１０４は、各放射強度レベルと対応する基準強度レベルとを比較することにより、各放射強度信号１２２における、減衰された放射源の１つまたは複数の領域を特定する。この実施形態において、放射強度レベルが対応する基準強度レベルのパーセンテージ閾値よりも小さい場合には、減衰されているとみなされる。この実施形態においては、パーセンテージ閾値は８０％である。別の実施形態においては、異なるパーセンテージ閾値が用いられてもよい。ある実施形態において、放射源領域の特定の放射源に対応する放射強度レベルに対して、異なるパーセンテージ閾値が用いられてもよい。
【００６７】
放射強度信号１２６ａにおいて、放射源１０６ｈ〜１０６ｋに対する放射強度レベルはそれらの個別の基準強度レベル１２６に対して減衰されている。放射源１０６ｈの放射強度レベルは、その基準強度レベルの８０％よりも大きく、従って、放射源１０６ｈは減衰された放射源の領域の一部とは見做されない。放射源１０６ｉ〜１０６ｋに対する放射強度レベルはすべて、それぞれの基準強度レベルの８０％未満である。そして、これらの隣接する複数の放射源は、線分１５４ａと１５４ｂに対応する、減衰放射源領域であると見做される。線分１５４ａは放射源１０６ｉの中心に向かって延びている。一般的に、照射源１０６ｉの中心は、放射放出面または放射源表面の中央またはその近辺にある。同様に、線分１５４ｂは放射センサ１０２ａから放射源１０６ｋの中心へ延びている。線分１５４ａと１５４ｂは、放射源１０２ａの位置に中心を持つ円の扇形１５２を画定する。
【００６８】
同様に、放射強度信号１２２ｂにおいて、放射源１０６ｂ〜１０６ｆに対する放射強度レベルはそれぞれの基準強度レベルの８０％未満である。コントローラ１０４は、放射源１０６ｂ〜１０６ｆを、線分１５８ａと１５８ｂとの間の扇形１５６に対応する、放射強度信号１２２ｂにおける減衰放射源領域として特定する。線分１５８ａは放射センサ１０２ｂと放射源１０６ｂ上の中心点との間を結ぶ。線分１５８ｂは放射センサ１０２ｂと放射源１０６ｆ上の中心点との間を結ぶ。扇形１５６は放射センサ１０２ｂに中心を置く円の扇形である。
【００６９】
放射遮蔽体１２４の領域を詳細に示す図３を参照する。四辺形１６０は扇形１５２と１５６の結合部すなわち重複領域を画定する。コントローラ１０４が四辺形１６０の幾何中心、すなわち重心を計算し、得られた点が放射遮蔽体１２４の推定位置Ｐ１２４ａである。別の実施形態では、違う点が、放射遮蔽体１２４の推定位置Ｐ１２４ａとして計算される可能性がある。例えば、コントローラ１０４は、四辺形１６０に内接する最大の円を求めるか、あるいは四辺形１６０に外接する最小の円を求めることがあり得る。そのような円の中心が推定位置Ｐ１２４ａとして使用されてよい。扇形１５２と１５６に基づいて推定位置Ｐ１２４ａを計算する他の幾何学的手法も用いられてよい。
【００７０】
推定位置Ｐ１２４ａは、ｘ−ｙ平面上の点（ｘ１２４ａ，ｙ１２４ａ）に対応する。
【００７１】
推定位置Ｐ１２４ａ（ｘ１２４ａ，ｙ１２４ａ）は、放射センサ１０２ａと１０２ｂの距離ｄの次元と同じ単位で計測され、放射センサ１０２ａにあるｘ−ｙ平面の原点に対して計測される、物理的な位置である。
【００７２】
コントローラ１０４はインタフェース１４８に結合され、これはこの実施形態においてはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートである。
【００７３】
別の実施形態では、インタフェースは任意の種類の通信インタフェースであってよい。例えば、インタフェース１４８はアナログインタフェースまたは、シリアルデータポートあるいはパラレルデータポートなどのデジタルデータインタフェースであってよい。インタフェースがアナログインタフェースである実施形態においては、コントローラは、値ｘ１２４ａとｙ１２４ａに対応する（電流信号または電圧信号のような）アナログ信号を提供してもよい。インタフェースがデジタルインタフェースである実施形態においては、コントローラは、物理位置ｘ１２４ａとｙ１２４ａを、センサ１０２ａと１０２ｂに対して、対応のデジタル位置ｘ１２４ｄとｙ１２４ｄに変換するように構成されていてもよい。コントローラは、インタフェースにおいてデジタル位置ｘ１２４ｄとｙ１２４ｄとを与えるように構成されていてもよい。
【００７４】
本実施形態では、面１２８は液晶ディスプレイスクリーンの面である。液晶ディスプレイスクリーンは、水平ピクセルＸ、垂直ピクセルＹの解像度を持っている。例えば、ある実施形態において、スクリーンは１２８０ｘ１０２４ピクセル、または１９２０ｘ１０８０ピクセルの解像度を持っていてもよい。別の実施形態では、ディスプレイスクリーンがこれ以外の任意の標準ピクセルまたは非標準ピクセルの分解能を持っていてもよい。
コントローラ１０４は物理位置を対応するピクセル位置Ｐ１２４ｄ（ｘ１２４ｄ，ｙ１２４ｄ）に変換する。コントローラ１０４は種々の方法によってそれを行うように構成されていてもよい。その中には、水平、垂直の物理位置に対応して水平、垂直のピクセル位置を与えるルックアップテーブルの利用、物理位置とピクセル位置の間の変換公式の利用、または他の任意の方法の利用が含まれる。コントローラ１０４は、インタフェース１４８にデジタル位置Ｐ１２４ｄを与える。
【００７５】
ある実施形態において、周囲の放射の影響を明らかにするために、各放射源において検知される、基準の周囲放射レベルを測定して考慮に入れることが望ましい。例えばある実施形態において、周囲の放射が放射センサにより検知され、その結果放射センサにより提供される放射強度レベルは、放射源からの放射と周囲の放射からのものとの両方を計測していることになり得る。コントローラ１０４は、すべての放射源１０６がオフとなっているときに、各放射センサ１０２における放射強度レベルを決定し、それにより各放射センサ１０２に対する周囲放射レベルを確立するようになっていてもよい。各周囲放射レベルは、一群のサンプルの平均であってもよいし、直近に得られたサンプルの移動平均であってもよいし、または別の方法で計算されてもよい。ある場合には、放射センサに入射する周囲放射の量は、時間とともに変化し得る。それぞれの放射センサで周囲放射のサンプリングを定期的に行って、周囲放射のレベルを更新することが望ましい場合がある。ある実施形態においては、それぞれの放射センサに対する周囲放射のレベルを、放射源をオンして放射強度レベルの取得する直前（または直後）に、すべての放射源をオフして取得することが望ましい場合がある。
【００７６】
周囲放射のレベルを利用して、放射強度レベルに一定割合を掛けるか、調整することにより、放射遮蔽体の推定位置に対する周囲放射の影響を除去ないしは低減してもよい。例えば、放射強度信号を解析して放射遮蔽体の位置を推定する前に、周囲放射のレベル（あるいは周囲放射レベルに基づくある量）を、各放射源に対する基準強度レベル１２６と放射強度レベルの測定値との両方から差し引いてもよい。
【００７７】
ある実施形態において、コントローラは、放射源の一部またはすべてから放出される放射の強度を変化させてもよい。これは、周囲の光による影響を克服するため、またはシステムの電力消費を低減するため、あるいはその他の理由のために、放射センサにおける各放射源に対する強度レベルの測定値を変化させることにより行われてもよい。
【００７８】
放射源により放出された放射の強度は、一般的にセンサが放射源から遠く離れるほど減少する。図２ａ、２ｂにおいて、図に示された放射強度レベルは、説明のためだけのものであり、この放射強度の低下の影響を無視して規格化されたものである。ある実施形態においては、放射強度のこの低下を補償することが望ましい。一例としてある実施形態においては、コントローラ１０４が、放射源と、その放射を検知する放射センサとの間の距離に基づいて、より高い強度の放射を各放射源から放出させるようにしてもよい。そのような実施形態においては、異なる放射源で検知する場合に、特定の放射源からそれぞれの放射センサまでの距離に基づいた強度レベルを選択することにより、放射源の一部または全部を異なる強度レベルで作動させることが望ましい。
【００７９】
システム１００は、さまざまなタイプの放射遮蔽体１２４の位置を特定するために様々な構成を取ってよい。例えば、システム１００はホワイトボードまたはその他のディスプレイ面と共に使用されてもよい。フレーム１０８はホワイトボードの端またはフレームに取り付けられるか、またはホワイトボードのフレームを兼ねていてもよい。放射遮蔽体１２４はホワイトボードに書き込むペンであってよく、ペンがホワイトボード面上を動くと、その位置がコントローラ１０４によって推定される。コントローラ１０４はホワイトボード（またはその一部）に結合されて、ペン位置の推定値を記録するようになっていてよい。ペン位置の連続的な推定値を記録することで、ホワイトボード上の情報が電子的な形態で再生され、その後の利用のために記録されてもよいし、また表示や印刷がされてもよい。ホワイトボードシステムは、推定位置間のペンの動いた経路を計算し、計算された経路を平滑化するためのソフトウェアを含んでいてもよい。
【００８０】
ホワイトボード上に書き込むためにペンを使用する場合、ホワイトボード上のインクが放射センサ１０２に反射される周囲の光量を変化させることがあり、また放射源１０６から放射センサ１０２に伝搬する放射量を変化させる可能性がある。それにより、放射源１０６の一部または全部に対して、測定される放射強度のレベルに影響を及ぼす可能性がある。そのような実施形態において、放射源の一部または全部に対して基準強度レベルを周期的に更新することで、放射遮蔽体の位置の推定値の精度を改善できることもある。
【００８１】
別の実施形態において、システム１００はディスプレイモニタまたはスクリーンと共に使用してタッチスクリーンを形成してもよい。フレーム１０８はディスプレイモニタに取り付けられてもよいし、ディスプレイモニタのハウジングの一部であってもよい。この場合、放射遮蔽体１２４は指であってよく、人が指をディスプレイモニタに向かってまたは離れる方向に動かすと、指の存在が検出されてディスプレイスクリーン上の位置がコントローラ１０４によって推定される。コントローラ１０４は（ディスプレイモニタも含む）タッチスクリーンシステム（またはその一部）に結合されていてもよく、指の位置の推定値をタッチスクリーンシステムに提供してもよい。指がディスプレイスクリーン上を動くと、指の位置の連続的な推定値がタッチスクリーンシステムに記録されて、指の動きの電子的記録を提供することができ、また推定位置をディスプレイモニタ上に表示することができる。タッチスクリーンシステムは、連続的な推定位置間の指の動きの経路を計算し、計算された経路を平滑化するためのソフトウェアを含んでいてもよい。そのようなタッチスクリーンシステムでは、システム１００との組合せにより、ユーザが指を使って、ディスプレイ上に文字や絵を書いたり、ディスプレイ上に表示された物体を操作したりすることが効果的に行えるようになる。
【００８２】
タッチスクリーンシステムにおいて、放射源１０６と放射センサ１０２は、ディスプレイスクリーンの比較的近くに配置することが可能で、放射センサに入射する放射量は、ディスプレイスクリーン上に表示される情報が変化するにつれて変化し得る。そのような実施形態において、放射源の一部または全部に対して基準強度レベルを更新することもまた有益であり得る。
【００８３】
次に図４ａと図４ｂを参照する。図４ａは、放射遮蔽体４２４の位置を推定するための別のシステム４００を示す。図４ｂはシステム４００の下右角部を詳細に示した図である。システム４００はシステム１００と大体において同じであり、対応する要素は対応する参照番号で示されている。システム４００は放射源４０６に隣接して取り付けられた拡散器４３０を含んでいる。拡散器４３０は放射源から放出された放射を拡散させ、それにより、見かけ上、フレーム４０８の左側と下側と右側に沿って放射源により放出された放射量を放射センサ４０２から見た場合に平滑化させる。この実施形態において、放射遮蔽体４２４の、フレームの左側と右側および放射センサとに対する角度位置がシステム１００に関して既に述べたようにして推定される。発明者らは、放射源４０６から放出された放射を拡散させることにより、放射遮蔽体の位置をより正確に推定できることを見出した。
【００８４】
様々な材料が拡散器４３０として好適に利用され、これには、僅かに曇らせたすなわち半透明のプラスチックやその他の材料で、拡散はさせるが放射源からの放射を放射センサ１０２が正確に計測できないほどまでには散乱させない材料が含まれる。ある実施形態では、拡散はさせるが拡散器を通過する光を実質的に遮蔽はしない、光学グレードの拡散器を効果的に利用してもよく、これには、回折格子、レンチキュラー拡散器が含まれ、またレンチキュラー回折格子も拡散器４３０の代用として利用することができる。図４ｂは、フレーム４０８の下側４１２上に取り付けられた連続体のレンチキュラー拡散器４３０ｂと、フレーム４０８の右側４１６上に取り付けられた連続体のレンチキュラー拡散器４３０ｒとを示している。
【００８５】
図５は別の実施形態５００の一部分であって、図４ｂに示したシステム４００の部分に対応している。システム５００においては、個々の拡散器５３０が各放射源５０６に隣接して取り付けられている。
【００８６】
上記の実施形態において、フレームは矩形で放射センサはフレームの２つの角に取り付けられている。別の実施形態では、フレームは異なる形状をしていてもよい。例えば、本発明は、掲示板または任意の規則的な形状または不規則な形状を持つその他の物体と共に利用されてもよく、フレームは基になる物体の上またはそれを覆って装着されるような形状と寸法であってよい。センサは、フレーム上の様々な場所に配置されてよく、フレームの側面（これは直線的でも曲線的でもよい）に沿った場所でもよい。それぞれの場合、各センサとセンサから見える放射源の位置を利用して、放射遮蔽体の存在と位置が幾何学的に特定される。
【００８７】
矩形またはその他のフレーム形状を有する実施形態において、追加的なセンサが利用されてもよい。例えば、追加的なセンサは、システム１００（図１）とシステム４００（図４ａ）の左下と右下の角に置くことができる。ある実施形態において、追加の放射源を、フレームの上側１１０沿いに加えてもよい。ある実施形態において、追加のセンサからの、放射遮蔽体１２４または４２４の位置に関する追加の情報を組合せることにより、放射遮蔽体位置のより正確な推定を行うことができる。
【００８８】
矩形またはその他のフレーム形状をしたある実施形態において、センサをフレームの側面沿いに配置してもよい。放射遮蔽体が検出される基となるシステム（ホワイトボードやディスプレイモニタやそのほかのシステムなど）の部分によって、放射センサと放射源の配置は変わる。
【００８９】
様々な実施形態において、本発明によるシステムは、放射源、放射センサ、拡散器を含むシステム部品の一部または全部を隠す、ベゼル（これはフレームの一部であってもよい）を含んでもよい。ある実施形態において、ベゼルまたはフレームまたはその両方が、放射吸収ペイントで塗られるか、またはそれ以外の形で、ベゼルまたはフレームまたはその両方から放射センサに向けて反射される放射量を減少させるようになっていてもよい。
【００９０】
ある実施形態において、放射センサの一部または全部と、放射源の一部または全部との間に、光学フィルタを配置してもよい。例えば、光学フィルタを放射センサの周りに設置して、放射センサに入射する周囲およびその他の望ましくない放射の量を減少させるようにしてもよい。例えば、放射源が赤外放射を放出し、かつ放射源が赤外放射に対して感度があれば、赤外放射は通すが、他の放射は減衰させる光学フィルタを利用して周囲放射の影響を低減してもよい。
【００９１】
次に図６を参照する。これは複数の放射遮蔽体６２４を同時に追跡する別のシステム６００を示している。システム６００は、接続されたコンピュータまたはそれ以外の外部システムに対して、入力装置と出力装置の両方として動作する。
【００９２】
システム６００は、システム１００および４００と類似の構造をしており、対応する部品は類似の参照番号で示される。前述のシステムと同様に、システム６００は電子ホワイトボードシステムまたはタッチスクリーンシステムとして使用されてもよい。
【００９３】
システム６００には３つの放射センサ６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃと、コントローラ６０４と、フレーム６０８上に取り付けられた複数の放射源６０６とＬＣＤディスプレイスクリーンとが含まれている。放射源６０６は、フレーム６０８の左側６１４と下側６１２と右側６１６に取り付けられている。フレーム６０８には上側６１０もある。放射センサ６０２ａはフレーム６０８の左上角に取り付けられている。放射センサ６０２ｂはフレーム６０８の右上角に取り付けられている。放射センサ６０２ｃはフレームの上側６２０の、放射センサ６０２ａと６０２ｂの間に取り付けられている。放射センサ６０２ａと６０２ｂは距離ｄ１だけ離間している。放射センサ６０２ａと６０２ｃは距離ｄ２だけ離間している。コントローラ６０４は、放射センサ６０２と放射源６０６に接続されている。コントローラ６０４は放射源を制御し、システム１００に関して説明したように、放射センサからの放射強度レベルを受信する。
【００９４】
フレーム６０８の側部はｘ−ｙ平面の軸に平行である。それぞれの放射遮蔽体６２４は、放射遮蔽体６２４が少なくとも１つの放射源６０６と各放射センサ６０２との間の直線経路を遮蔽するように配置されている。
【００９５】
ＬＣＤディスプレイスクリーンはフレーム６０８内に取り付けられ、ディスプレイ面６２８を有している。放射源６０６から放射センサ６０２への放射が通る、視線経路はディスプレイ面上を通過し、これは一般にディスプレイ面に対して平行である。液晶ディスプレイスクリーンは、Ｘ水平ピクセル×Ｙ垂直ピクセルの解像度を持っている。例えば、ある実施形態において、ＬＣＤディスプレイスクリーンは１２８０×１０２４ピクセル、または１９２０×１０８０ピクセルの解像度を持っていてもよい。他の多くのピクセル分解能が、種々のディスプレイパネルに対して可能である。様々な実施形態において、任意のタイプのディスプレイパネルを、ＬＣＤパネルの代わりに使用してもよい。典型的には、フレーム６０８はディスプレイパネルに取り付けられるか、あるいはディスプレイパネルのハウジングの一部を形成する。
【００９６】
システム６００は、図４と５に示すような拡散器４３０、５３０のような拡散器を任意選択で含んでもよい。
【００９７】
システム６００は典型的には１つまたは複数の入力／出力インタフェースを含んでいる。この実施形態では、コントローラ６０４はインタフェース６４８を介して計算機装置に接続されて、放射遮蔽体の位置を計算機装置に送信する。例えば、インタフェース６４８は、ＵＳＢインタフェースなどのシリアルインタフェース、またはパラレルインタフェースであってよい。ＬＣＤディスプレイは計算機装置に接続されて、ビデオ信号を受信し、それがビデオ信号インタフェース（図示せず）を介してディスプレイ６２８上に表示される。
【００９８】
次に図７を参照すると、放射遮蔽体６２４ａと６２４ｂの位置を特定または推定するための方法７００が示されている。この実施形態において、方法７００はコントローラ６０４によって実行される。この方法８００を実行する命令はメモリ７２１に記憶されている。コントローラ６０４は記憶された命令にアクセスし、命令を実行して、方法を遂行するように設定されている。方法７００を開始する前には、ディスプレイ面６２８には放射遮蔽体は置かれていない。
【００９９】
方法７００はステップ７０２で始まり、第１の放射遮蔽体６２４ａが先ずディスプレイ面６２８上に配置される。方法７００を実施例により説明する。例示のために、第１の放射遮蔽体６２４ａが、ディスプレイ面上の図６に示す位置に先ず置かれる。このステップにおいて、放射遮蔽体６２４ｂはディスプレイ面６２８上には配置されない。
【０１００】
図８ａ、８ｂ、８ｃには、放射遮蔽体６２４ａがディスプレイ面６２８上に配置された後の放射強度信号６２２ａ、６２２ｂ、６２２ｃが示されている。
【０１０１】
放射強度信号６２２ａは、放射源６０６ｙ〜６０６ａａからの放射強度レベルが、扇形６５２ａに対応して放射センサ６０２ａにおいて減衰されていることを示している。放射強度信号６２２ｂは、放射源６０６ｎ〜６０６ｐからの放射強度レベルが、扇形６５６ａに対応して放射センサ６０２ｂにおいて減衰されていることを示している。放射強度信号６２２ｃは、放射源６０６ｓ〜６０６ｕからの放射強度レベルが、扇形６６４ａに対応して放射センサ６０２ｂにおいて減衰されていることを示している。
【０１０２】
コントローラ６０４は、システム１００に関連して前述したように、放射強度信号６２２ａ、６２２ｂ、６２２ｃを用いて、放射遮蔽体７２４ａの物理的な位置Ｐ６２４ａ（ｘａａ，ｙａａ）を推定する。図９ｂにおいて、コントローラ６０４は扇形６５２ａ、６５６ａ、６６４ａの重複領域を決定する。この例においては、重複領域は四辺形６７０である。位置Ｐ６２４ａ（ｘａａ，ｙａａ）は、四辺形６７０の重心であり、放射センサ６０２ａの位置を原点とするｘ−ｙ平面に関して計算される物理（すなわちアナログ）位置である。
【０１０３】
コントローラ６０４はタッチテーブルを維持し、その中に、面６２８上で検出された各放射遮蔽体の最後に分かっている位置が記録されている。一般的に、タッチテーブルは、メモリ６２１に記憶されている１組の変数、あるいはデータベースの一部であってよい。この実施形態において、タッチテーブルは、２つまでの放射遮蔽体の最後の分かっている位置を記録するために、２つのスロットＡ、Ｂを含む。別の実施形態では、タッチテーブルは２つより多いスロットを含んでもよいし、または可変数のスロットを含んでもよい。  
【０１０４】
コントローラ６０４は、第１の放射遮蔽体６２４ａの物理位置Ｐ６２４ａを、タッチテーブルのスロットＡに記録する。
【表１】
2014510341.tif 000003
【０１０５】
物理位置Ｐ６２４ａ（ｘａａ，ｙａａ）は、ＬＣＤディスプレイ６２８上のピクセル（あるいはデジタル）位置Ｐ６２４ｄ（ｘａｄ，ｙａｄ）に対応する。コントローラ６０４は、物理位置Ｐ６２４ａを対応するピクセル位置Ｐ６２４ｄに変換し、インタフェース６４８でピクセル位置Ｐ６２４ｄを提供する。
【０１０６】
方法７００は次にステップ７０４に移る。ステップ７０４において、コントローラ６０４は放射源６０６と放射センサ６０２を動作させて、各放射センサ６０２から、放射源６０６に関する放射強度レベルを順次取得する。各放射源からの放射強度レベルは、結合されて放射強度信号６２２となる。コントローラ６０４は各放射強度信号６２２を解析して、それぞれの放射強度信号に反映されている放射遮蔽体の数を判定する。
【０１０７】
この実施形態においては、２つまでの放射遮蔽体が面６２８上に配置されてもよい。
【０１０８】
図１０ａ、１０ｂ、１０ｃには、図６に示したように、２つの放射遮蔽体６２４ａと６２４ｂが面６２８上に配置されている場合の、放射強度信号６２２ａ、６２２ｂ、６２２ｃの例を示している。放射強度信号６２２ａと６２２ｂのそれぞれには、各放射センサ６０２において減衰された明確な２つの放射強度レベルの領域がある。（放射強度レベルが減衰された放射源は、減衰放射源と称してもよい。）減衰された放射強度レベルの各領域は、離間した放射遮蔽体６２４に対応する。減衰放射強度レベルの領域は、少なくとも１つの減衰されていない放射源によって分離される。この例では、各減衰放射源領域は、それぞれの放射センサ６０２を中心とする明確な扇形に対応している。例えば、図６も参照すると、放射強度信号６２２ａでは、放射源６０６ｌ〜６０６ｐと６０６ｙ〜６０６ａａに対する放射強度レベルが、放射センサ６０２ａにおいて減衰されている。放射源６０６ｌ〜６０６ｐは扇形６５２ｂに対応する。放射源６０６ｙ〜６０６ａａは扇形６５２ａに対応する。コントローラ６０４は、減衰放射源の２つの別々の領域を、それらの領域の間にある減衰されていない少なくとも１つの放射源を特定することによって特定するように構成されている。情況によっては、減衰放射源の領域は１つの減衰放射源から成ることもある。
【０１０９】
図１０ｂにおいて放射強度信号６２２ｂは、それぞれ扇形６５６ｂと６５６ａに対応する、２つの減衰放射源領域６０６ａ〜６６０ｄと６０６ｎ〜６６０ｐとを持っている。
【０１１０】
図１０ｃにおいて放射強度信号６２２ｃは、それぞれ扇形６６４ｂと６６４ａに対応する、２つの減衰放射源領域６０６ａ〜６６０ｄと６０６ｎ〜６６０ｐとを持っている。
【０１１１】
コントローラ６０４は、任意の放射強度信号６２２中の減衰放射源領域の最大数を判定することによって、ディスプレイ面６２８上にある放射遮蔽体の数を判定する。コントローラ６０４は、任意の放射強度信号６２２中の減衰領域の最大数を判定するように構成されており、これが、そのディスプレイ面６２８上の放射遮蔽体の数であると考えられる。図１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各放射強度信号６２２ａ、６２２ｂ、６２２ｃには、２つの明確な減衰放射源領域がある。コントローラ６０４は、この実施例においては、ディスプレイ面６２８上に２つの照射遮蔽体があると判定する。
【０１１２】
場合によっては、放射強度信号が違えば、減衰放射源領域の数が変わることがある。次に図１１では、図６とは異なる位置にある放射遮蔽体６２４ａと６２４ｂを示している。図１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、図１１に示す配置に対応する放射強度信号６２２ａ、６２２ｂ、６２２２ｃを示している。
【０１１３】
放射遮蔽体６２４ｂは、放射源６０２ａから見た場合、扇形６５２に対応する放射源６０６ｉ’〜６０６ｊ’からの放射を減衰させる。放射遮蔽体６２４ａは扇形６５２の内部にある。その結果、放射強度信号６２２ａは、１つだけの減衰放射源領域を持つ。放射源１０２ｂと１０２ｃから見た場合、放射遮蔽体６２４ａと６２４は、明確な複数の放射源領域からの放射を減衰させる。その結果、各放射強度信号６２２ｂと６２２ｃは、放射強度レベルの２つの明確な減衰領域を持つ。こうしてコントローラ６０４は、図１１に示された条件では、ディスプレイ面６２８には２つの放射遮蔽体があると判定する。
【０１１４】
方法７００は次にステップ７０６に進む。ここでコントローラ６０４は、ステップ７０４で特定された複数の扇形が交差する部分に対応する一組の多角形と、そのそれぞれの多角形の面積を特定する。
【０１１５】
図６を再び参照すると、２つの扇形が各放射センサ６０２に関連して示されている。各扇形は、各放射源６０２に対するそれぞれの放射強度信号６２２における減衰放射強度レベル領域に対応している。各放射センサ６０２に対応する１つの扇形を選択すると、次の扇形の組合せが得られる。
【表２】
2014510341.tif 000004
【０１１６】
コントローラ６０４はそれぞれの組合せにおいて、３つの扇形の結合部（すなわち重複部）に対応する多角形がないかどうかを判定し、もしあればその多角形の面積を決定する。
【０１１７】
次に図９ａ〜９ｃを参照する。コントローラ６０４はそれぞれの組合せにおける扇形が、いかなる形であれ多角形で重なり合うかどうかを判定する。
【０１１８】
図９ａと９ｂは組合せＡに関する一方法を示す。コントローラ６０４は先ず、この組合せの中の２つの扇形の間に重なり領域があるかどうかを判定する。この実施形態においては、コントローラは先ず、放射センサ６０２ａと６０２ｂに対応する扇形間に重なり領域があるかどうかを判定する。図９ａにおいて、扇形６５２ａと６５６ａがハッチングした四辺形６６９で重なっている。
【０１１９】
最初の２つの扇形が重なり合わない（すなわちディスプレイ面６２８の面積内で重ならない）場合、コントローラ６０４はこの組合せに対しては重なり領域がないことを記録する。最初の２つの扇形が多角形で重なる場合には、コントローラ６０４は、その組合せのもう１つの扇形と多角形が重なるかどうかを判定する。図９ｂにおいて、四辺形６６９は扇形６６４ａと小さい四辺形６７０で重なっている。
【０１２０】
３つより多い放射センサのある別の実施形態においては、それぞれの組合せがより多数の対応する扇形を有する。そのような実施形態では、コントローラは、それぞれの連続的な四辺形を、それぞれの追加の扇形と順次比較する。任意のステップにおいて、現在の四辺形と組合せ中の次の扇形との間に重なりがない場合には、コントローラはその組合せに関して重なり領域なしであることを記録する。
【０１２１】
組合せ内のすべての扇形に対して重なり領域がある場合には、コントローラ６０４は重なり領域の面積を決定する。
【０１２２】
図９ｂにおいて、組合せＡの全扇形が四辺形６７０を形成することが解析された。コントローラ６０４はこの四辺形の面積を計算して記録する。
【０１２３】
組合せＢに関しては、３つの扇形６５２ａ、６５６ａ，６６４ｂの間に重なり領域があるかどうかを判定するコントローラ６０４の第１のステップは、四辺形６６９を特定することである。次のステップは、この組合せの３つの扇形の間には重なり領域がないと判定することである。コントローラ６０４は、重なり領域がないこと、あるいはそれに対応して、任意の重なり領域の面積が０であることを記録する。
【０１２４】
図９ｃはこのプロセスを組合せＥに適用した図である。扇形６５２ｂと６５６ｂは四辺形６７２で重なり合い、これは影を付けた（ハッチングおよび網掛けされた）全領域に対応している。扇形６６４ｂは四辺形６７２と六角形６７４で重なり合い、これは網掛けがされて、ハッチングを施した三角形を重なり領域から排除する。コントローラ６０４はこの重なり部の面積を計算して記録する。
【０１２５】
図６の例では、コントローラはステップ７０６で次の結果を決定できる。
【表３】
2014510341.tif 000005
【０１２６】
方法７００は次にステップ７０８に移る。
【０１２７】
コントローラ６０４は、ステップ７０４で特定された放射遮蔽体６２４の数に対応する組合せの数を選択する。この実施形態において、コントローラ６０４は、ステップ７０６で計算された最大面積に対する組合せを選択する。
【０１２８】
図６の例では、コントローラ６０４は、ステップ７０４において２つの放射遮蔽体６２４があることを判定した。そして多角形を形成する２つだけの組合せＡとＥを選択する。残りの組合せは３つの対応する扇形の全ての間で重なり領域を全く持たない。
【０１２９】
様々な状況において、ステップ７０４で特定された放射遮蔽体の数よりも多い組合せが多角形を形成することがある。図１３にはこの例が示されている。図１３に示したのは、システム１００と６００と類似のシステム１３００であり、対応する部品は類似の参照番号で示されている。システム１３００は４つの放射センサ１３０２ａ〜１３０２ｄを含んでいる。ディスプレイ面１３２８上には、３つの放射遮蔽体１３２４ａ〜１３２４ｃが置かれている。各放射センサに中心を持つ円の種々の扇形が、破線の外形線で示すように、それぞれの放射遮蔽体の位置に対応している。様々な扇形の組合せが、各放射遮蔽体の位置に対応する、多角形１３８０ａ、１３８０ｂ、１３８０ｂで重なっている。４つの扇形１３５２ａ、１３５６ｃ、１３６４ｃ、１３８４ｂが実線の外形線で図示されている。これらの４つの扇形は、三角形１３８２で重なっている。三角形１３８２は放射遮蔽体には対応していない。
【０１３０】
方法７００が図に示すシステム１３００に適用されると、ステップ７０４において、放射センサ１３０２ａ、１３０２ｃ、１３０２ｄのそれぞれに対応する放射強度信号（図示せず）が、３つの個別の扇形に対応する３つの明確な減衰放射源領域を持つことがコントローラにより確認されるであろう。放射センサ１３０２ｂに対応する放射強度信号は、放射センサ１３０２ｂから見た場合に、放射遮蔽体１３２４ｂが放射遮蔽体１３２４ａの影に一部隠れるために、明確な放射源の領域は２つしか持たない。コントローラ１３０４は、ディスプレイ面１３２８上には３つの放射遮蔽体があると判定するかもしれない。ステップ７０６において、多角形１３８０ａ、１３８０ｂ、１３８０ｃ、１３８２は、対応する扇形の組合せが解析されるとすべて特定され得る。各多角形の面積もまた計算されて記録される。このステップ７０８において、コントローラ１３０４は、最大面積を有する３つの組合せを選択する。発明者らは、それぞれの扇形同士の重なりの最大面積を有する組合せは、一般的に、ディスプレイ面１３２８上にある放射遮蔽体の実際の位置に対応するということを見出した。
【０１３１】
別の実施形態において、コントローラは沢山の組合せの中から、違うやり方で多角形を形成する組合せを選択するように構成されてもよい。例えば、コントローラは、以前推定された放射遮蔽体の位置に最も近い組合せを選択するように構成されてもよい。例えば、２つの放射遮蔽体に関する推定位置がタッチテーブルに記録されているとすると、多角形が以前記録された位置に最も近い２つの組合せがステップ７０８で選択されてもよい。ある実施形態において、多角形の面積またはそれ以外の寸法と、以前に記録された位置からの距離との組合せを利用して組合せが選択されてもよい。この他の様々な方法が以下で議論される。
【０１３２】
方法７００は次にステップ７１０に進み、そこではコントローラは、ステップ７０８で選択された各組合せに対応する照射遮蔽体に対する推定位置を計算する。この実施形態において、コントローラ６０４は、システム１００に関して前述した方法で、各選択された組合せに対応する多角形の重心を計算する。図９ｂ、９ｃを参照すると、この例においては、コントローラ６０４が点Ｐ１（ｘ１，ｙ１）と点Ｐ２（ｘ２，ｙ２）の位置を計算する。ただし、この時点ではどの位置が放射遮蔽体６２４ａまたは６２４ｂに対応するかは判定されていない。
【０１３３】
方法７００は次にステップ７１２に進み、ステップ７１０で計算された推定位置がタッチテーブル内に記録される。
【０１３４】
ステップ７０４において、コントローラ６０４が、ディスプレイ面６２８上には１つの放射遮蔽体しか存在しないと判定した場合、その唯一の推定位置Ｐ１がステップ７１０で計算される。１つの放射遮蔽体に対応する１つの推定位置しか、タッチテーブルに記録されていない場合には、コントローラ６０４は同一の放射遮蔽体が新規の推定位置Ｐ１に移動したとみなし、タッチテーブル中の以前に記録した位置を更新する。コントローラ６０４はまた放射遮蔽体の物理位置Ｐ１を対応するピクセル位置に変換し、それをインタフェース６４８で、以前特定された放射遮蔽体の新しい位置として提供する。
【０１３５】
ステップ７１０において、コントローラ６０４は１つの放射遮蔽体に対して１つの推定位置Ｐ１のみを計算したが、タッチテーブルには２つの位置が記録されている場合には、コントローラ６０４は以前記録された位置のどちらが新規に計算された推定位置Ｐ１に最も近いかを判定する。以前記録された最近接位置に対するタッチテーブルのスロットが、新規に計算された座標で更新される。もう一方のタッチテーブルスロットは消去される。コントローラ６０４は推定物理位置Ｐ１を対応するピクセル位置に変換し、インタフェースで、以前記録された最近接の照射遮蔽体の新しい位置として報告する。もう一方の以前記録された照射遮蔽体には新しい位置は提供されない。ただし任意選択で、もう一方の照射遮蔽体がないことを確認するデータがインタフェースに提供されてもよい。
【０１３６】
ステップ７０４において、ディスプレイ面上に２つの放射遮蔽体が存在すると判定された場合、２つの推定位置Ｐ１、Ｐ２がステップ７１０で計算されることになる。タッチテーブルに以前記録された位置が１つしかない場合には、コントローラ６０４は位置Ｐ１とＰ２のどちらが以前記録された位置に最も近いかを判定する。最近接の推定位置Ｐ１またはＰ２を用いて、以前記録した位置の座標を置き換える。もう１つの推定位置はタッチテーブルの他のスロット内に記録される。
【０１３７】
この実施例において、タッチテーブルのスロットＡは、以前には放射遮蔽体６２４ａの初期位置を記録するために使用された。ステップ７１０において、２つの放射遮蔽体に対応する位置Ｐ１、Ｐ２が計算された。Ｐ１は放射遮蔽体６２４ａの元の位置により近く、推定位置Ｐ１の座標がタッチテーブルのスロットＡに記録される。推定位置Ｐ２の座標はスロットＢに記録される。タッチテーブルは以下の内容となる。
【表４】
2014510341.tif 000006
【０１３８】
コントローラ６０４は推定物理位置Ｐ１、Ｐ２を対応するピクセル位置に変換し、それらを２つの放射遮蔽体の位置としてインタフェース６４８で報告する。位置Ｐ１は以前特定された放射遮蔽体６２４ａの新しい位置として報告される。位置Ｐ２は新しく特定された放射遮蔽体６２４ｂの位置として報告される。
【０１３９】
ステップ７１０で２つの推定位置Ｐ１、Ｐ２が計算され、２つの位置は以前にタッチテーブル中に記録されている場合には、コントローラ６０４は、どの新規に推定された位置が、どの以前に記録された位置に近いかを判定する。新規に推定されたそれぞれの位置は、以前に記録された位置の内の新規に推定された位置に近い方に対応するものとみなされる。新規に推定された位置が両方とも、同一の以前記録された位置に近い場合には、コントローラ６０４は、２つの以前に記録された位置と２つの新規に推定された位置の間の移動のどの組合せが、必要とする全体の移動距離が最小であるかを判定する。こうして、新規推定位置Ｐ１またはＰ２のうちの１つが、以前記録された位置の１つに対応するものとみなされ、もう一方の新規推定位置は、もう一方の以前に記録した位置に対応するものとみなされる。
【０１４０】
新規に記録された位置はピクセル位置に変換され、以前特定されたそれぞれの放射遮蔽体の新規の位置として、インタフェース６４８で報告される。
【０１４１】
方法７００は次にステップ７０４に戻る。
【０１４２】
方法７００は、１つまたは複数の放射遮蔽体の位置を推定して追跡することを可能とする。インタフェース７４８に接続された装置は、面上にある各放射遮蔽体んお連続的な推定位置を受信し、従って、放射遮蔽体の運動を追跡することができる。
【０１４３】
上に示した例示的実施形態において、図示された放射遮蔽体の数は、図示された放射源の数よりも少ない。本発明者らは、さまざまな実施形態において、提供される放射センサの数よりも多数の放射遮蔽体を追跡し得ることを見出した。それぞれの実施形態において、タッチテーブルには十分なスロットがあり、面上に配置し得る数の放射遮蔽体の推定位置を記録することができる。
【０１４４】
方法７００において、システム６００はタッチテーブル内でいくつかの放射遮蔽体の位置を追跡し、放射遮蔽体の位置をインタフェース６４８に提供する。別の実施形態において、システムはタッチテーブルを持たなくて、特定の放射遮蔽体を追跡できない場合がある。そのような実施形態において、システムコントローラは、ステップ７０４〜７１０に関連して上述した方法で、あるいは別の好適な方法で、１つまたは複数の放射遮蔽体の位置を推定するように構成され、かつインタフェース６４８でその放射遮蔽体の推定位置を単純に報告してもよい。システムは繰返し方式でこれを行い、従って、放射遮蔽体の一連の推定位置を外部装置に対して各繰返しごとに提供することが可能である。
【０１４５】
方法７００において、ステップ７０６〜７０８において１つまたは複数の扇形の組合せは、その組合せに対応する多角形の面積に基づいて選択される。別の実施形態においては、他の手法を用いて扇形の１つまたは複数の組合せを選択してもよい。
【０１４６】
次に図１８を参照すると、ここには扇形の組合せを選択する別の方法が示されている。図１８は、３つの放射遮蔽体６２４ａ、６２４ｂ、６２４ｃがディスプレイ面６２８上に配置されたシステム６００を示している。放射センサに対する、放射遮蔽体の位置によって、扇形：６５２ａ、６５２ｂ、６５６ａ、６５６ａ、６６４ａ、６６４ｂ、６６４ｃが特定される。コントローラ６０４は、特定された扇形の数と位置が与えられると、必要とされる放射遮蔽体の最小数を判定するように構成されている。そうして、コントローラ６０４はその数の扇形の組合せを選択して、それが選択された組合せに含まれる全扇形の合計の角度の広がりを最大とするように構成されている。
【０１４７】
図１８に示す構成では、コントローラにより扇形６５２ａ、６５２ｂ、６５６ａ、６５６ａ、６６４ａ、６６４ｂ、６６４ｃが（対応する放射強度信号に基づいて）特定されるとすると、少なくとも３つの放射遮蔽体が存在しなければならない。少なくとも３つの放射遮蔽体がディスプレイ面６２８上にあると判定した後、コントローラ６０４は以下の組合せの中から扇形の３つの組合せを特定するように構成されている。
【表５】
2014510341.tif 000007
【０１４８】
コントローラ６０４は、ステップ７０６に関連して前に説明したように、どの扇形の組合せが、その組合せ中の３つの扇形の重なった多角形を含むかを、判定する。その組合せ中に全ての扇形の重なりを含まない組合せは、除去される。図１８の構成において、Ａ、Ｅ、Ｊ、Ｍの組合せのみが、組合せ中の３つの全ての扇形の重なりに対応する多角形を含んでいる。
【０１４９】
重なりを含む組合せの中で、各放射源に対応する各扇形が選択された組合せの中の少なくとも１つに使用されているような３つの組合せをコントローラ６０４は選択する。図１８の配置において、コントローラは３つの組合せ、ＡとＥとＪ、またはＡとＥとＭを選択し得る。コントローラは、選択された組合せの対応する多角形が、全ての特定された扇形６５２ａ、６５２ｂ、６５６ａ、６５６ａ、６６４ａ、６６４ｂ、６６４ｃの最大角度範囲を覆う組合せの群を選択するように構成されている。領域Ｍの多角形においては扇形６５６ｂの角度範囲がより大きくなっているので、Ａ、Ｅ、Ｍの組合せの組が好ましい。
【０１５０】
ある実施形態において、放射遮蔽体の寸法を推定することが望ましいことがある。再び図６を参照する。放射遮蔽体６２４ａは、放射遮蔽体６２４ｂよりも小さい直径となっている。様々な放射遮蔽体は、形状と寸法が異なっており、不規則で可変の形状と寸法を持つものもある。例えば、指が放射遮蔽体として使われ得る。指は不規則で可変形状をしている。例えば、指は面に対して優しく押し付けられることも、強く押し付けられることもある。一般に、指を面に強く押し付けると、放射源から見て、放射源のより広範囲を遮蔽することになる。
【０１５１】
次に図１４を参照すると、図９ｃに関連して説明した多角形６７０が示されている。前に説明したように、コントローラ６０４は、多角形６７０の重心に推定位置Ｐ２を計算する。線６８６ａ〜６８６ｆは点Ｐ２から多角形６７０の頂点へ延びる。コントローラ６０４は、これらの線６８６の平均長さを決定するように構成されていてもよい。円６８８は、点Ｐ２を中心とし、線６８６の平均長さに等しい直径を持っている。円６８８は、点Ｐ２に対応する放射遮蔽体の大きさの推定量である。放射遮蔽体の一部またはすべての大きさが推定される実施形態では、タッチテーブルには各スロットに寸法フィールドが含まれる。推定位置に対する推定直径が計算され、方法７００の一部として推定された位置と共にインタフェースで報告される。
【０１５２】
次に図１５において、システム６００に類似のシステム１５００が示される。対応する部品は対応する参照番号で示されている。システム１５００は、各放射遮蔽体の推定寸法を、放射遮蔽体の推定位置と共に提供するように構成されている。放射遮蔽体は指であってよいし、可変寸法の放射遮蔽体であってもよい。ある実施形態において、ディスプレイ面はディスプレイスクリーンであってよく、インタフェース１５４８に接続された計算機装置は、放射遮蔽体の報告された連続的な位置と寸法に対応する、連続的な円を表示し得る。１つの放射遮蔽体がディスプレイ面１５２８を近似的に線６９０に沿って移動する際の、放射遮蔽体に対する、一連の報告された推定中心位置と推定直径に対応する一連の円１５７４ａ〜１５７４ｗが示されている。図１５の例では、分かり易くするために連続的な円を分離して示している。実際の実施形態では、放射遮蔽体が動く際に、一般的にはもっと多くの位置と寸法が報告されて、連続的な円が実質的に重なり合うようになっている。線６９２ａと６９２ｂは、このような実施形態において表示され得る一連の円の外側端を表している。放射遮蔽体が移動する際にその寸法が変化すると、ユーザはより広いまたはより狭い寸法で形状を描画することになる。
【０１５３】
次に図１６と図１７を参照する。図１６は、面１６２８上の１つまたは複数の放射遮蔽体１６２４の位置を推定して追跡する別のシステム１６００を示している。システム１６００は構造的には前述のシステムと同様であり、対応する部品は同様の符号で示されている。
【０１５４】
２つの放射遮蔽体１６２４ａ、１６２４ｂが面１６２８上に配置され、それぞれは異なってはいるが隣接する領域の放射源からの放射が放射センサ１６０２ａへ到達することを減衰させている。図１７は、図１６の放射遮蔽体１６２４ａと１６２４ｂの配置に対応する、放射強度信号１６２２を示している。放射源１６２４ｂ〜１６２４ｅに対する放射強度レベルは、それらの対応する基準強度レベルの選択された割合よりもすべて低い。システム１６００において、選択された閾値は基準強度レベルの８０％である。ただし、別の実施形態では、異なる閾値を用いて、放射遮蔽体の存在により減衰される放射源を特定してもよい。上記のシステムにおいて、放射源１６２４ｂ〜１６２４ｅは単一の減衰放射源領域とみなされ、単一の扇形を利用して（放射センサ１６２４ｂと１６２４ｃから得られる放射強度信号に基づいて特定される扇形との組合せで）、放射遮蔽体１６２４ａと１６２４ｂの位置が推定される。
【０１５５】
システム１６００において、コントローラ１６０４は、周囲の放射源よりも選択された量または割合だけ減衰の少ない、１つまたは複数の放射源を特定するように構成されている。例えば、ある特定のシステムにおいて、放射遮蔽体によって放射センサの視界から遮蔽される場合に放射源が典型的に通常の放射強度レベルの約５％に減衰されるとすると、限界を２５％に選択してもよい。減衰放射源領域内で、１つまたは複数の放射源の減衰が、隣接する放射源よりも少なくとも２５％小さい場合には、その１つまたは複数の放射源は異なる減衰放射源領域の端を画定するものとみなされる。この１つまたは複数の放射源領域の中心点は、異なる減衰放射源領域のそれぞれの端であるとみなしてよい。
【０１５６】
図１６と図１７の例において、コントローラ１６０４は、放射源１６０６ｃと１６０６ｄがその隣接する放射源よりも少なくとも２５％少なく減衰されていると特定した。コントローラ１６０４は、放射源１６０６ｃと１６０６ｄの間の中間点を、２つの異なる減衰放射源領域の端であると判定する。こうして、コントローラは２つの異なる扇形１６５２ａと１６５２ｂを特定することができ、これを利用して放射源１６２４ａと１６２４ｂの位置を推定してもよい。
【０１５７】
システム１６００はまた、放射遮蔽体の位置推定に利用する扇形の端の推定位置の精度を上げるために利用できる、別の任意選択の特徴も示す。
【０１５８】
上記のシステムにおいて、各扇形の端は、その扇形に対応する減衰放射源の最初と最後の放射源の中心に整列しているものと仮定される。
【０１５９】
システム１６００において、減衰放射源領域の端と、端に隣接する場所での放射の相対的減衰が、扇形端の位置の精度を上げるために利用される。
【０１６０】
放射強度信号１６２２では、放射源１６０６ａに対する放射強度レベルは、対応する基準強度レベルの８５％まで減衰される（すなわち１５％が減衰される）。放射源１６０６ｂに対する放射強度レベルは、その基準強度レベルの２８％に減衰される（すなわち、７２％が減衰される）。この実施形態において、２つの放射源の減衰は平均化されて、
（１５％＋７２％）／２＝４３．５％
となる。
【０１６１】
扇形１６５２ｂの端は、放射源１６０６ｂと１６０６ａの両中心間の距離の４３．５％にあると推定される。
【０１６２】
同様に、放射源１６０６ｅはその基準強度レベルに比べて５５％だけ減衰しており、その一方で放射源１６０６ｆはその基準強度レベルに比べて減衰していない。扇形１６５２ａの端は、放射源１６０６ｅと１６０６ｆの両中心間の距離の２７．５％にあると推定される。
【０１６３】
この手法は、減衰放射源領域の端における放射源と、その領域外の隣接する放射源とにおける放射源との相対的減衰に基づいて、扇形の両端の位置精度を上げるために使用されてもよい。
【０１６４】
別の実施形態において、扇形の端は、放射源領域の端の放射源と領域外の隣接する放射源との角度位置の荷重付き平均を、放射源の相対的減衰に基づいて計算することにより決定されてもよい。
【０１６５】
別の実施形態において、減衰放射源領域の端における２つの放射源の相対的減衰を利用して扇形の端が推定されてもよい。
【０１６６】
本明細書において様々な実施形態を、例示としてのみ説明した。これらの例示的実施形態に対して、本発明の精神と範囲から逸脱することなしに様々な修正および変形を行うことができる。
【図１】
2014510341.tif 000008
【図２ａ】
2014510341.tif 000009
【図２ｂ】
2014510341.tif 000010
【図３】
2014510341.tif 000011
【図４ａ−４ｂ】
2014510341.tif 000012
【図５】
2014510341.tif 000013
【図６】
2014510341.tif 000014
【図７】
2014510341.tif 000015
【図８ａ】
2014510341.tif 000016
【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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