(57)【要約】光学式ユーザ入力技術は、３次元空間において高精度の入力を可能にするよう３次元入力センサ及び３次元位置決めエミッタを有する。３次元位置決めエミッタは、スタイラス又は他のライティング又はポインティング装置であってよい。特定の実施態様は、３次元空間内の位置に加えて３次元位置決めエミッタの位置づけを送信するオリエンテーション・アセンブリを有してよく、一部の実施態様はまた、１つの３次元位置決めエミッタを他と区別するよう、ある３次元位置決めエミッタから３次元位置センサへデータを送信するよう、又は３次元位置センサに対する３次元位置決めエミッタの位置づけ情報を提供する手段として、３次元位置決めエミッタから３次元入力センサへの選択可能に識別可能なシグナリングを使用してよい。また、３次元入力センサ及び／又は３次元位置決めエミッタを用いた位置決定、屋内ナビゲーション、及び他の補足的な応用が開示される。
2015501499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モバイルコンピューティング装置のための３次元タッチタイプ入力システムであって、
タッチタイプ入力装置へ固定して結合される第１の既知の構成にあり、３つの識別可能な赤外線信号を放射する３つの赤外線位置決めエミッタと、
第２の既知の構成において前記モバイルコンピューティング装置へ固定して結合され、前記３つの赤外線位置決めエミッタから放射された前記３つの識別可能な赤外線信号を検知し、該検知は、前記２つの位置センサの夫々に対して、前記３つの識別可能な赤外線信号に基づき、前記３つの赤外線位置決めエミッタの夫々の２つの２次元方向を決定することを含む、２つの位置センサと、
前記２次元方向、前記第１の既知の構成、及び前記第２の既知の構成に基づき、前記モバイルコンピューティング装置に対して前記タッチタイプ入力装置の位置及び向きを決定するプロセッサと
を有する３次元タッチタイプ入力システム。
【請求項２】
前記識別可能な赤外線信号は、前記タッチタイプ入力装置から前記モバイルコンピューティング装置へデジタル通信チャネルを供給するよう変調される、
請求項１に記載の３次元タッチタイプ入力システム。
【請求項３】
前記赤外線位置決めエミッタは赤外線発光ダイオードを有し、前記位置センサは位置敏感型ダイオードを有する、
請求項１に記載の３次元タッチタイプ入力システム。
【請求項４】
前記タッチタイプ入力装置はスタイラスタイプ装置である、
請求項１に記載の３次元タッチタイプ入力システム。
【請求項５】
前記タッチタイプ入力装置は、モバイルコンピューティング装置とは別個であり、バッテリにより給電され、当該タッチタイプ入力装置が使用されていない場合のための電力節約機能を有する、
請求項１に記載の３次元タッチタイプ入力システム。
【請求項６】
前記タッチタイプ入力装置の特定の位置づけは、少なくとも１つの追加のユーザ入力を提供する、
請求項１に記載の３次元タッチタイプ入力システム。
【請求項７】
少なくとも前記３つの赤外線位置決めエミッタの夫々は赤外線発光ダイオードを有し、少なくとも前記２つの位置センサの夫々は位置敏感型ダイオードを有する、
請求項１に記載の３次元タッチタイプ入力システム。
【請求項８】
モバイルコンピューティング装置の光ナビゲーションのための方法であって、
既知の位置を有する３つの赤外線位置決めエミッタから放射された３つの識別可能な赤外線信号を検知するステップであって、該検知は、２つの位置センサの夫々に対して、前記３つの識別可能な赤外線信号に基づき、前記３つの赤外線位置決めエミッタの夫々の２つの２次元方向を決定することを含む、ステップと、
プロセッサにより、前記２次元方向、前記２つの位置センサの既知の構成、及び前記３つの赤外線位置決めエミッタの前記既知の位置に基づき、前記３つの赤外線位置決めエミッタに対して前記モバイルコンピューティング装置の位置及び向きを決定するステップと
を有する方法。
【請求項９】
前記識別可能な赤外線信号は、前赤外線位置決めエミッタから前記モバイルコンピューティング装置へデジタル通信チャネルを供給するよう変調される、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも前記３つの赤外線位置決めエミッタの夫々は赤外線発光ダイオードを有し、少なくとも前記２つの位置センサの夫々は位置敏感型ダイオードを有する、
請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
多くのモバイルコンピューティング装置は、小規模及び大規模のいずれも、ユーザ入力の検出部として従来のキーボード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、典型的なタッチスクリーン・インターフェースは単独で、概して、筆記体の筆跡、注記、素描、又は他の詳細な若しくは標準外のグラフィカル入力のような詳細な描画及び／又は筆記を捕捉するのに必要な精度を欠く。より豊かな高忠実度のユーザ入力を可能にするよう、スタイラス（又は他の筆記型装置）が、そのようなモバイルコンピューティング装置のタッチスクリーン・インターフェースの精度を改善するために利用されてよい。スタイラスは、抵抗式タッチスクリーン・インターフェース、静電式（又は容量式）タッチスクリーン・インターフェース、又は電磁気式タッチスクリーン・インターフェースとともに容易に使用され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
しかし、現在のタッチスクリーン・インターフェースは、単独で使用されるのか又はスタイラスとともに使用されるのかによらず、３次元（３Ｄ）ユーザ入力を可能にする能力を欠く。結果として、従来のタッチスクリーンは、数ある潜在的な利用の中でも、３Ｄビデオゲームで遊ぶための、３Ｄコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）プログラムを使用するための、他の３Ｄユーザインターフェースを補完するための、又はＭＲＩ及びＣＡＴスキャンから得られた医用イメージのような容量画像を操作するための３Ｄインタラクションをサポートすることができない。更に、既存の２次元（２Ｄ）タッチスクリーン・ユーザインターフェースは、位置決定及び屋内ナビゲーションのような補完的なモバイル装置適用の提供のためのより広い利用をサポートすることができない技術を用いる。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
ここで開示される様々な実施態様は、１又はそれ以上の３Ｄ位置センサ及び１又はそれ以上の３Ｄ位置決めエミッタを備え、３Ｄ空間における高精度のユーザ入力を可能にする光学式ユーザ入力技術に向けられている。幾つかの実施態様に関し、３Ｄ入力センサは、モバイルコンピューティング装置の２Ｄ又は３Ｄスレート型ディスプレイ装置（“スレート”）のような特定の入力／出力面に対して方向付けられてよい。それらの実施態様はまた、特定の実施態様に関し、スタイラス又は他の筆記型装置若しくはポインティング装置において配置され得る１又はそれ以上の３Ｄ位置決めエミッタの使用を有してよい。そのような実施態様はそれにより、１つの３Ｄ位置決めエミッタを他の３Ｄ位置決めエミッタから区別するために３Ｄ位置決めエミッタから３Ｄ位置センサへの選択可能に識別可能な（例えば、相対的に一意な）シグナリングを用いて、３Ｄ空間内の３Ｄ位置決めエミッタの位置及び向きの両方を決定することができる。更に、デジタルシグナリングがまた、その３Ｄ位置決めエミッタの既知の位置を含む、３Ｄ位置決めエミッタから３Ｄ位置センサへの追加のデータを送信するために使用されてよい。
【０００４】
ここで開示される幾つかの実施態様はまた又はそれ以上の３Ｄ位置センサとともに１又はそれ以上の３Ｄ位置決めエミッタを利用するユーザ入力装置に向けられている。特定のそのような実施態様は更に、ディスプレイ装置の最初の製造後のある時点でそのディスプレイ装置に付加され得るユーザ入力装置に向けられている。加えて、ここで開示される様々な実施態様は、１又はそれ以上の３Ｄ入力センサ、１又はそれ以上の３Ｄ位置決めエミッタ、及び／又は他の補完的な装置コンポーネントを利用してよい屋内ナビゲーション及び他の補完的な適用とともに、他の同様に能力があるコンピューティング装置の間のインタラクションに向けられている。
【０００５】
本概要は、詳細な説明において以下で更に説明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る。本概要は、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、更に、請求される対象の適用範囲を制限するよう用いられるよう意図されない。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ここで開示される多数の実施態様が利用され得るネットワーク化されたコンピュータ環境の例示である。
【図２】ここで開示される幾つかの実施態様を表す光学式３Ｄトラッキングシステムを利用するコンピューティング装置の例示である。
【図３Ａ】ここで開示される幾つかの実施態様を表す光学式３Ｄトラッキングシステムにおいて使用され得る位置敏感型ダイオード（ＰＳＤ）の例の動作を表す斜視ブロック図及び回路図の複合表示である。
【図３Ｂ】図３Ａの側面ブロック図及び回路図の複合表示である。
【図４Ａ】ここで記載される幾つかの実施態様を表す光学式３Ｄトラッキングシステムを有するモバイルコンピューティング装置の例の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａで表されているモバイルコンピューティング装置の例の側面図である。
【図５】ここで開示される幾つかの実施態様を表す屋内ナビゲーションのためのＰＳＤセンサ及び固定赤外線ＬＥＤビーコンの使用例を表す。
【図６】ここで開示される幾つかの実施態様を表す屋内ナビゲーションのためのＰＳＤセンサ及び動的ビーコンの使用例を表す。
【図７Ａ】ここで開示される様々な実施態様とともに利用されるタッチタイプ入力装置の位置及び向きを決定する処理を例示する処理フロー図である。
【図７Ｂ】ここで開示される様々な実施態様を表すモバイルコンピューティング装置のビーコンナビゲーション（すなわち、ビーコンを用いた位置決定）のための処理を例示する処理フロー図である。
【図７Ｃ】ここで開示される様々な実施態様を表すモバイルコンピューティング装置のレーザポジショニング（すなわち、相対的な局所ナビゲーション／位置情報の導出）のための処理を例示する処理フロー図である。
【図８】コンピューティング環境を例示する。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本開示及び様々な実施態様の理解を助けるよう且つそれらを例示するために、例となる特徴及び実施態様が添付の図面において開示され、それらの図面に関連して読まれる場合により良く理解される。なお、本開示は、開示されている具体的な方法、厳密な配置、及び手段に制限されないことが理解される。同じ参照符号は、複数の図面を通して同じ要素を表す。
【０００８】
図１は、例となるネットワーク化されたコンピュータ環境１００の図であり、ここで開示される多くの実施態様が利用されてよい。ネットワーク化されたコンピューティング環境１００は、１又はそれ以上のネットワーク１８０を通じて相互接続された複数のコンピューティング装置を含む。１又はそれ以上のネットワーク１８０は、特定のコンピューティング装置が他のコンピューティング装置へ接続してそれと通信することを可能にする。表されているコンピューティング装置には、モバイル装置１１０、１２０及び１４０と、ラップトップコンピュータ１３０と、アプリケーションサーバ１５０とがある。
【０００９】
幾つかの実施態様において、コンピューティング装置は、デスクトップパーソナルコンピュータ、ワークステーション、ラップトップ、ネットトップ、タブレットコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話機、スマートフォン、若しくは何らかのＷＡＰ対応装置、又は図８で表されているコンピューティング装置８００のような、ネットワーク１８０と直接的又は間接的にインターフェース接続することができる何らかの他のコンピューティング装置を含んでよい。コンピューティング装置の夫々は、携帯電話機、タブレットコンピュータ、ＰＤＡ、又は他の無線装置等の場合にＨＴＴＰクライアント（例えば、ウェブ検索プログラム）又はＷＡＰ対応ブラウザを実行してよく、コンピューティング装置のユーザがサーバ１５０でそのコンピューティング装置が利用可能な情報にアクセスするか、又は情報をサーバ１５０へ提供することを可能にする。他のアプリケーションがまた、例えば、サーバ１５０にアクセスするか又は情報をサーバ１５０へ提供するためにコンピューティング装置によって使用されてよい。幾つかの実施態様において、サーバ１５０は、図８で表されているコンピューティング装置８００のような１又はそれ以上の汎用のコンピューティングシステムを用いて実施されてよい。１つのサーバ１５０しか示されていないが、これは限定であるよう意図されず、複数のサーバが実装されてよい。
【００１０】
幾つかの実施態様において、コンピューティング装置は、図示されていない他のコンピューティング装置を含んでよい。幾つかの実施態様において、コンピューティング装置は、図１で示されているよりも多い又は少ない数のコンピューティング装置を含んでよい。１又はそれ以上のネットワーク１８０は、企業プライバシーネットワークのようなセキュアネットワーク、無線オープンネットワークのような非セキュアネットワーク、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、及びインターネットを含んでよい。１又はそれ以上のネットワーク１８０のうちの夫々のネットワークは、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配線接続のような有線伝送媒体を有してよい。
【００１１】
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、オーディオ、画像、及びビデオファイル）をダウンロードすること又はサーバに記憶されている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。一般に、“サーバ”は、クライント−サーバ関係におけるホストとして動作するハードウェア装置、又は１以上のクライアントとリソースを共有するか若しくはそれらのための作業を実行するソフトウェア処理を有してよい。クライント−サーバ関係におけるコンピューティング装置間の通信は、特定のリソースへのアクセスを又は実行されるべき特定の作業を求める要求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て、応答をクライアントへ返してよい。
【００１２】
ネットワーク化されたコンピューティング環境１００は、１又はそれ以上のコンピューティング装置のためのクラウドコンピューティング環境を提供してよい。クラウドコンピューティングは、インターネットに基づくコンピューティングを指し、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又はそれ以上のコンピューティング装置へ提供される。語“クラウド”は、それが表す基盤インフラストラクチャの抽象化としてインターネットを表現するためにコンピュータネットワーク図で使用されるクラウド描画に基づき、インターネットのためのメタファとして使用される。
【００１３】
モバイル装置１４０の一実施態様は、全て互いと通信するタッチベース入力システム１４８（ここではスタイラスシステムとして示されている。）、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を有する。ディスプレイ１４９はデジタル画像及び／又はビデオを表示してよい。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。タッチベース入力システム１４８は、ディスプレイ１４９の表面に対して、スタイラス１４１のようなタッチベース入力装置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又はそれ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含んでよい。プロセッサ１４６は、モバイル装置１４０が、ここで論じられる処理を実行するために、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。
【００１４】
タッチタイプ入力装置はそもそも、非表示面におけるデジタイザとしての使用のために開発されたが、その後に、ユーザが特殊化したディスプレイ装置に表示された出力と（マウス、キーボード又は同様の入力装置を用いて間接的にでなく）直接的に相互作用することを可能にするために、そのようなディスプレイ装置による利用のために適応された。最も一般的なタッチタイプ入力装置は指、スタイラス、又は筆記具であり、ここで使用される語“スタイラス”は、制限なしで広範囲のタッチタイプ入力装置を包含するよう意図される。位置分解能、精度、及び速度を達成するよう、タッチタイプ入力装置（すなわち、ここで使用される“スタイラスシステム”）は概して、抵抗式、静電式、又は電磁気式タッチスクリーンを備えたディスプレイ装置を有する。
【００１５】
抵抗式タッチスクリーンは、スタイラスとタッチスクリーンとの間に現れる抵抗の変化を検出して、スタイラスがタッチスクリーンの面と接触する位置を検知するものである。抵抗式タッチスクリーンパネルは、微小ギャップで分けられた薄い可撓性の層の対にかぶせられた固体であるが可撓な表面（例えば、出力ディスプレイ）を有する。それらの２つの層は夫々、表面の直ぐ真下にある正確な位置に対応する交点を形成するよう導電性の水平ライン及び垂直ラインを有する。タッチタイプ入力装置（例えば、スタイラス）がタッチスクリーン表面上の点で圧力を加える（押圧する）場合に、２つの導電層はこの接触点の真下で接触して、タッチの位置が決定されること可能にする。
【００１６】
静電式（又は“容量式”）タッチスクリーンは、導電性のタッチタイプ入力装置とタッチスクリーンとの間に現れるキャパシタンスの変化を検出するものである。静電式タッチスクリーンは、タッチタイプ入力装置がタッチスクリーンの表面とどこで接触したのか（又は近接近したのか）を検知する。通常、静電式タッチスクリーンは、タッチタイプ入力装置を検知するために、ディスプレイの正面に与えられた導電性の透明なトレースの間の容量結合を使用する。
【００１７】
なお、電磁気式タッチスクリーンは、今日最も一般的に使用されているタッチスクリーンであり、しばしば、ディスプレイパネルの直ぐ後ろに設けられた２Ｄセンサアレイを用いて実施される。２Ｄセンサアレイを形成する水平方向及び垂直方向のワイヤループのメッシュは、タッチタイプ入力装置、具体的に、特別のスタイラスの位置を、センサアレイにおいて順次アクティブにされるループとスタイラスにおいて配置された共振インダクタ／キャパシタ（ＬＣ）回路との間の電磁結合を通じて検出するために使用される。更に、ワイヤループ（ときどき“ループアンテナアレイ”と呼ばれる。）の物理的な間隔は、如何なる単一のワイヤループも単独で位置決定のための充分な分解能を提供することを妨げ、一方、ワイヤループは集合的に、安定した基準測定をスタイラスへ提供し、基準測定は次いで、毎秒１３３サンプルの更新レートでＸ及びＹの両方向において実際の位置を０．１ｍｍ精度で補間するために使用され得る。
【００１８】
しかし、電磁気式タッチスクリーンの欠点の１つは、２Ｄセンサアレイ（ワイヤループを有する。）がタッチスクリーンに直接に形成されなければならず、よって、後に標準的なディスプレイ装置に付加され得ないことである。標準のディスプレイはまた、抵抗式及び静電式タッチスクリーンに転換することも困難である。更に、それらの装置のいずれもが、完全な３Ｄ入力をサポートせず、２Ｄ入力利用に大いに制限される。
【００１９】
対照的に、ここで開示される様々な実施態様は、光学式ユーザ入力技術に基づき、根本的に異なるアプローチを使用する。より具体的に、ここで開示される様々な実施態様は、タッチタイプ入力装置から３Ｄ空間における入力を受信するよう２Ｄ又は３Ｄディスプレイ装置とともに動作する光学式３Ｄトラッキングシステムに向けられている。そのような様々な実施態様に関し、タッチタイプ入力装置（例えば、スタイラス）の位置は、ディスプレイ装置の正面における大容量の空間をカバーする３Ｄ位置センサシステムを用いて検出される。幾つかのそのような実施態様に関し、３Ｄ位置センサシステムは、（ａ）検出されるスタイラスの３Ｄ位置及び向きを導出するよう既知の相対位置から共に動作する２又はそれ以上の２Ｄ位置センサと、（ｂ）１又はそれ以上の位置エミッタを有する少なくとも１つの３Ｄ位置決めエミッタとを有してよい。特定のそのような実施態様に関し、２Ｄ位置センサは、位置敏感型ダイオード（ＰＳＤ）を有してよく、位置エミッタは、１又はそれ以上の赤外線発光ダイオード（ＩＲ−ＬＥＤ）を有してよい。
【００２０】
幾つかの実施態様に関し、光学式ユーザ入力技術は、１又はそれ以上の３Ｄ位置センサと、１又はそれ以上の３Ｄ位置決めエミッタとを有する。同様に、様々なそのような実施態様のために使用されるタッチベース入力装置（例えば、スタイラス）は、スタイラスに埋め込まれた、位置及び向きの両方の決定を可能にする３又はそれ以上のＩＲ−ＬＥＤを有する３Ｄ位置決めエミッタを有してよい。
【００２１】
特定の実施態様において、光学式３Ｄトラッキングシステムはまた、３Ｄモードにおいて動作する場合及び２Ｄモードにおいて動作する場合の両方において、特定の位置づけ（位置づけの変化を含む。）に基づき少なくとも１つの追加のユーザ入力を提供するために、すなわち、ディスプレイ装置とのより豊かな（単なる“タッチ”よりも多い）インタラクションを可能にするために、スタイラスの姿勢（又は向き）を（その位置に加えて）捕捉してよい。例えば、スタイラスの回転は、グラフィカルアプリケーションにおけるペイントブラシの位置づけの制御を提供してよく、あるいは、グラフィックベースのライティング又はドローイングアプリケーションにおいて使用される場合にカリグラフィーペンのペン先の太い特性を模倣するよう線幅の直接制御を提供してよい。
【００２２】
図２は、ここで開示される幾つかの実施態様を表す光学式３Ｄトラッキングシステムを利用する、図１のモバイルコンピューティング装置１４０のようなコンピューティング装置２００を例示する。コンピューティング装置２００はモバイル又は非モバイルであってよく、ここで記載される技術は、モバイル又は非モバイルのコンピューティング装置の両方に適用されてよい。コンピューティング装置２００は、ディスプレイ装置２１０と、物理制御ボタン２２２とを有する。特定の実施態様に関し、ディスプレイ装置２１０は、タッチスクリーンを有してよく、一方、代替の実施態様においては、ディスプレイ装置は、非表示面により置換されてよい。ディスプレイ装置２１０は、コンピューティング装置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領域２１２を含む。
【００２３】
スタイラス２５０のようなタッチタイプ入力装置は、スタイラス選択２５２により直接にディスプレイ装置２１０をタッチすること、又はディスプレイ装置２１０の表面上にスタイラス２５０を位置づけることによって、コンピューティング装置２００へ入力情報を提供するために利用されてよい。例となるコンピューティング装置２００は、２又はそれ以上の２Ｄ位置センサ２６０及び２６２を更に有してよい。特定の実施態様に関し、夫々の２Ｄ位置センサ２６０及び２６２は、例えば、ディスプレイ装置２１０の上に３Ｄ空間の１２０度の半円錐体積を提供するよう広角レンズの焦点面において位置づけられた位置敏感型ダイオード（ＰＳＤ）を更に有してよく、それによって、夫々のＰＳＤの体積は、大部分がディスプレイ装置２１０の上の３Ｄ空間と重なり合う。同様に、様々なそのような実施態様のためのスタイラス２５０は、集合的に位置エミッタ２７０を構成する１又はそれ以上のＩＲ−ＬＥＤ２７２を有してよい。
【００２４】
ＰＳＤは、固定及び所定の配置においてスタイラスに取り付けられたＩＲ−ＬＥＤ、又は固定された又は動的なリファレンスビーコンとして使用されるＩＲ−ＬＥＤ（ここで更に論じられる。）のようなＩＲ−ＬＥＤから放射される光の入射角を検知することができる。ＩＲ−ＬＥＤの配置（コンピューティング装置２００に知られている。）を特徴とするスタイラスに関して、夫々のＩＲ−ＬＥＤの相対位置は、その光が少なくとも２つのＰＳＤセンサから観測される場合に三角測量を介して決定され得る。更に、スタイラスにおけるＩＲ−ＬＥＤのいずれかの対の相対位置はコンピューティング装置２００に知られているので、スタイラス本体におけるいずれか３又はそれ以上のＩＲ−ＬＥＤの位置を測定することは、入力として意図された空間の具体的な点を定義するスタイラス先端を含むスタイラス自体の位置及び向きの両方を計算することを可能にする。一部のＩＲ−ＬＥＤはいつでも暗くされ得る（例えば、スタイラスを保持するユーザの指による。）ので、様々なスタイラス実施態様は、そのＩＲ−ＬＥＤのうちの少なくとも３つがいつでも暗くされずＰＳＤセンサによって観測可能である可能性を高めるよう、３よりも多いＩＲ−ＬＥＤを使用してよい。
【００２５】
ＰＳＤは、電流が測定され得る精度によってのみ制限される非常に高い分解能を有するアナログ装置である。そのようなものとして、ＰＳＤセンサは、約１０００００分の１の確かな分解能を有する。更に、ＰＳＤは、測定される光が完全に焦点を合わせられることを必要とせず、代わりに、ＰＳＤは、エミッタからの光が検知面の境界内に完全に入ることのみを必要とする。更に、ＰＳＤは高速であり、毎秒１０００超のサンプルでの位置取得を可能にする。加えて、ＰＳＤは、コスト効率よく大量に製造され得る相当に単純な装置である。ここで記載される様々な実施態様に関し、ＰＳＤセンサは、例えば、ＩＲ−ＬＥＤ信号を検出するための１２０度円錐体積の３Ｄ空間を提供するよう広角レンズの焦点面において位置づけられてよい。
【００２６】
図３Ａは、ここで開示される幾つかの実施態様を表す光学式３Ｄトラッキングシステムにおいて使用され得るＰＳＤ３００の例の動作を表す斜視ブロック図及び回路図の複合表示であり、図３Ｂは、図３Ａの側面ブロック図及び回路図の複合表示である。図において、ＰＳＤ（ノルウェーのＯＳＩ  Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ＡＳによって開発されたもののような線形ＰＳＤとしてここでは示される。）は、高濃度にドープされたｐ型半導体“カソード”３１２（正極（positive）として“Ｐ”と注記される。）、幅広い、わずかにドープされたほぼ真性の半導体（“真性領域”）３１４（真性（intrinsic）として“Ｉ”と注記される。）、及び高濃度にドープされたｎ型半導体“アノード”３１６（陰極（negative）として“Ｎ”と注記される。）を特徴とするシリコン光検出器ＰＩＮ半導体（“フォトダイオード”３１０）を有する。カソード３１２及びアノード３１６は夫々、表されるように、フォトダイオード３１０の対向する面を夫々覆う２つの接点３１２ａ、３１２ｂ及び３１６ａ、３１６ｂを有する。この構成において、４つの接点３１２ａ、３１２ｂ、３１６ａ及び３１６ｂの間の特定の抵抗（又は光電流の比）は、フォトダイオード３１０の面３１０′に焦点を合わせられた光３３０の位置に基づき変化し、カソード３１２からアノード３１６への電気フロー３１８を引き起こして、例えば、オーム計３４０の配置によって測定されるように分配される。オーム計３４０の配置の間で分配される光電流の比を測定することによって、センサ表面上の光スポットの重心を決定することが可能である。
【００２７】
ここで開示される幾つかの実施態様は、ＰＳＤセンサが一度に１つのＩＲ−ＬＥＤに光を放射させることによって順次夫々のＩＲ−ＬＥＤの位置を取得することを可能にするアプローチを採用してよい。しかし、幾つかの実施態様は、例えば、複数のＩＲ−ＬＥＤエミッタの位置を同時に検知するよう直接シーケンススペクトラム拡散信号に基づく代替のアプローチを利用してよく、このとき、全てのＩＲ−ＬＥＤは夫々、夫々のＩＲ−ＬＥＤのデジタル信号がＰＳＤセンサ（大いに線形な装置であると知られている。）によって互いに識別できることを可能にする一意に識別可能な符号化シーケンスを用いて、同時に光を放射する。ＰＳＤセンサのこのようなスペクトラム拡散検出はまた、センサに到達する如何なる周囲ＩＲ光も除去するという利点を提供する（周囲ＩＲ光が意に識別可能な符号化特性を欠くため。）。更に、様々なそのような実施態様のためのＰＳＤセンサは、非ＩＲ光がフォトダイオードに到達することを防ぐフィルタを有してよい。
【００２８】
以上を鑑み、ここで開示される特定の実施態様は、モバイルコンピューティング装置のための３Ｄタッチタイプ入力システムであって、（ａ）タッチタイプ入力装置へ固定して結合される第１の既知の構成にあり、３つの識別可能なＩＲ信号を放射する３つのＩＲ位置決めエミッタと、（ｂ）第２の既知の構成において前記モバイルコンピューティング装置へ固定して結合され、前記３つのＩＲ位置決めエミッタから放射された前記３つの識別可能なＩＲ信号を検知し、該検知は、前記２つの位置センサの夫々に対して、前記３つの識別可能な赤外線信号に基づき、前記３つのＩＲ位置決めエミッタの夫々の２つの２Ｄ方向（ＩＲ位置決めエミッタの夫々について２つである、全部で６つの２Ｄ方向）を決定することを含む、２つの位置センサと、（ｃ）前記（例えば、６つの）２Ｄ方向、前記第１の既知の構成、及び前記第２の既知の構成に基づき、前記モバイルコンピューティング装置に対して前記タッチタイプ入力装置の位置及び向きを決定するプロセッサとを少なくとも有する３Ｄタッチタイプ入力システムに向けられている。
【００２９】
図４Ａは、ここで記載される幾つかの実施態様を表す光学式３Ｄトラッキングシステム４００を有するモバイルコンピューティング装置の例の斜視図である。図４Ｂは、図４Ａで表されているモバイルコンピューティング装置の例の側面図である。図において、スレート４１０の形をしたディスプレイ装置は、スレート４１０とともに利用されるポインティング／ライティング装置、ここではスタイラス４２０（及びその先端４２０′）に取り付けられた複数のＩＲ−ＬＥＤ４２２からスペクトラム拡散信号４２４（図４Ａでは破線を用いて表されている。）を受信するよう構成される２つのＰＳＤセンサ４１２及び４１４を有する。
【００３０】
表されているように、ＰＳＤセンサ４１２及び４１４は、スレート（タブレットコンピュータのディスプレイ装置）の２つの角の直ぐ近くに取り付けられてよい。更に、図４Ｂで表されているように、ＰＳＤセンサ４１２のような、夫々のＰＳＤセンサの広角レンズは、その視野（ＦＯＶ）４３０（ここでは、１２０度の角度を形成する破線として表されている。）がスレート４１０の面の前にある３Ｄ容量の空間４３２をカバーするように位置づけられてよい。
【００３１】
幾つかのそのような実施態様に関し、ＩＲ−ＬＥＤ４２２によって放射されてＰＳＤセンサ４１２及び４１４によって受信されるスペクトラム拡散デジタル信号４２４は、その視野４３０内で（すなわち、遮るものがなく且つ検出される）夫々のＩＲ−ＬＥＤ４２２の相対角度を決定する１又はそれ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）（図示せず。）によって処理されてよい。この情報は、欠くＩＲ−ＬＥＤの位置を三角法で測定するために使用され、いずれかの所与の時点での少なくとも３つのそのようなＩＲ−ＬＥＤ４２２の相対位置に基づき、スタイラス４２０及びその先端４２０′の位置及び向きが決定され得る。つまり、スタイラスの位置及び向きは、スライス形状に対するエミッタの配置に基づくエミッタの検知された位置に基づき計算され得る。光学３Ｄトラッキングシステム４００は、例えば、スタイラス４２０（又は他のタッチタイプ入力装置）からの入力を正確に検出するのに十分な分解能及び精度を提供する。
【００３２】
実際に、２つのＰＳＤセンサ４１２及び４１４は、立体視に相当するものをスレート４１０に提供し、夫々のＰＳＤセンサ４１２又は４１４から夫々のＩＲ−ＬＥＤ４２２への方向、よって、この特定の例に関しては全部で６つの方向を定義する信号の水平及び垂直角度として測定される、３つのＩＲ−ＬＥＤ４２２を検知する際における遠近法による微差が、ディスプレイ装置（又はスレート）の定義された面に対するそれらのＩＲ−ＬＥＤ４２２の位置及び向きの幾何学的決定を可能にする。
【００３３】
幾つかの実施態様において、従来のＰＳＤに基づく位置センサは、夫々のＩＲ−ＬＥＤが連続的に点灯され、ＰＳＤがＩＲ−ＬＥＤアレイのサイクルを連続的に繰り返しながら順々に夫々のＩＲ−ＬＥＤの位置を一度に１つ決定するように、夫々の光エミッタへの方向を順次取得するために使用されてきた。しかし、様々な他の実施態様に関し、アレイに含まれる２又はそれ以上のＩＲ−ＬＥＤは同時に放射し、夫々のＩＲ−ＬＥＤがそれ自体の識別可能なパターンを放射することを可能にするシーケンサを利用してよい。すなわち、このとき、夫々のＩＲ−ＬＥＤは相対的に一意のパターンを放射する。例えば、５１２ビット疑似乱数ビットシーケンスは、２５０Ｋｂ／ｓｅｃのレートに達する夫々のＩＲ−ＬＥＤへ割り当てられてよい。これはつまり、線形ＰＳＤセンサが、同時に放射するＩＲ−ＬＥＤからの混合信号を受信して、自身がＩＲ−ＬＥＤアレイから受信する直接スペクトラム拡散伝送との関連で処理ゲインに基づき夫々のエミッタからの相対的に一意の信号を分離することを可能にする。よって、そのような実施態様は、夫々のエミッタを（順次にというよりむしろ）同時に追跡しながら比較的無相関信号に影響されないという利点を有するスペクトラム拡散解決法を有する。
【００３４】
幾つかの実施態様に関し、ＩＲ−ＬＥＤの配置（又は“ＩＲ−ＬＥＤアレイ”）は、バッテリにより給電されてよい。スタイラス（すなわち、ＩＲ−ＬＥＤ）がバッテリにより給電される、ＩＲ−ＬＥＤの配置を備えたスタイラスを使用する様々な実施態様に関し、そのような実施態様は、スタイラスが利用されている場合を検出することができ、且つ、スタイラスが、例えば、低電力モードに入るか又はＩＲ−ＬＥＤをオフすることによって、利用されていない場合にバッテリ電力を節約することができるタッチセンサのような使用時検出手段を更に有してよい。
【００３５】
スタイラスがそのＩＲ−ＬＥＤのためにバッテリを使用してよい場合に、必要とされる総電力は、光学式マウスの総電力よりも低いと期待され、従って、バッテリ長寿命の可能性を示す。実際に、例えば光学式マウスと異なり、ＩＲ−ＬＥＤ発光は、未知のアルベドを有して表面から反射される必要がなく、代わりに、対応するＰＳＤセンサによって直接受信されるよう意図される。よって、幾つかのそのような実施態様に関し、ＩＲ−ＬＥＤの出力電力は、放射される光が収集される場合に、許容可能な開口（例えば、少なくとも１つの方向において１２０度の最小開口を有する。）を有するＰＳＤセンサを用いる場合に、非常に低い。これはつまり、ＩＲ−ＬＥＤからの過剰な光放射の必要性を回避する。このような過剰な光放射は、近くのオブジェクト（例えば、ＩＲ−ＬＥＤが配置されるスタイラスを保持するユーザの指）に不注意に照射して誤った信号がＰＳＤセンサによって検出され得ることによって、ＰＳＤセンサの性能を悪化させることがある。
【００３６】
加えて、特定の実施態様は、ボタン押下事象、コードホイール又はリニアスライダの位置、先端面接触圧データ、バッテリ状態等のような追加情報を送信するために使用され得るスレート（例えば、タブレットコンピュータ）への低レート無線デジタル通信チャネルをスタイラスに提供するよう、ＩＲ−ＬＥＤの放射光を変調してよい。
【００３７】
ここで記載される光学式３Ｄトラッキングシステム、具体的に、ＰＳＤ及びＩＲ−ＬＥＤの使用の様々な実施態様の更なる利点は、屋内ナビゲーション機能（又は“位置／場所認識”）を更に提供するためのその適切性である。より具体的に、ＰＳＤセンサは、定常位置にある又はＰＳＤセンサに対して相対的に固定された位置にある追加的なＩＲ−ＬＥＤを使用して動作中である部屋に対するタブレットの位置を検知するために使用されてよい。
【００３８】
例えば、特定の実施態様に関し、光学式３Ｄトラッキングシステムを有するＰＳＤセンサはまた、例えば、部屋、通路、自動車、又は他のそのような閉鎖された場所の中で装置の近くに固定されたＩＲ−ＬＥＤビーコンから放射されたＩＲシグナリングを検知するために使用されてよい。そのようなビーコンは、それらの位置と、コンピューティング装置が屋内位置決め、ナビゲーション等のような様々な目的のために装置の位置及び姿勢を計算するために使用することができる赤外線信号に関する他の補助情報とを通知してよい。高精度の検知システムのために、閉鎖された場所内の絶対的なスレートの位置及び姿勢（サブセンチメートル精度を有する。）が達成され得る。加えて、基準ビーコンは、（固定基準点を提供するよう）静的であっても、又は（相対基準点を提供するよう）動的であってもよい。特定の実施態様に関し、基準ビーコンは、それらの位置と、それらの放射するＩＲ信号に関する他の補助情報とを通知してよい。
【００３９】
そのようなものとして、ここで開示される実施態様は、モバイルコンピューティング装置の光ナビゲーションのためのシステムであって、（ａ）既知の構成において前記モバイルコンピューティング装置へ固定して結合され、既知の位置を有する３つのＩＲ位置決めエミッタから放射された３つの識別可能なＩＲ信号を検知する２つの位置センサを有し、該検知は、前記２つの位置センサの夫々に対して、前記３つの識別可能なＩＲ信号に基づき、前記３つのＩＲ位置決めエミッタの夫々の２つの２Ｄ方向（例えば、夫々のＩＲ位置決めエミッタについて２つの２Ｄ方向）を決定することを含み、更に（ｂ）前記（例えば、６つの）２Ｄ方向、前記２つの位置センサの既知の構成、及び前記３つのＩＲ位置決めエミッタの前記既知の位置に基づき、前記３つのＩＲ位置決めエミッタに対して前記モバイルコンピューティング装置の位置及び向きを決定するプロセッサとを有するシステムに向けられている。
【００４０】
図５は、ここで開示される幾つかの実施態様を表す屋内ナビゲーションのためのＰＳＤセンサ５１２及び固定赤外線ＬＥＤビーコン５１４の使用例を表す。夫々の固定ビーコン５１４は、ＰＳＤセンサ５１２によって受信可能であり、且つ、関連するモバイルコンピューティング装置５１０、例えば、タブレットコンピュータにおけるＤＳＰ（図示せず。）によって復号化可能である拡散シーケンスデジタル信号５１６（破線より表される。）を放射する少なくとも１つのＩＲ−ＬＥＤを有する。特定の実施態様において、夫々の固定ビーコン５１４は、例えば、部屋の天井５１８に取り付けられてよく、そのＩＲ−ＬＥＤのＩＲ放射を二次符号化により変調することによって自身の相対的に一意のアイデンティティ及び自身の既知の位置を送信してよい。特定の代替の実施態様において、夫々のビーコンの既知の位置（及び場合により他の追加の情報）が代わりに、コンピューティング装置５１０によって受信可能な局所近接性通信システム（例えば、当該領域をカバーするＷｉ−Ｆｉシステム）を介して公表されてよい。３又はそれ以上の固定ビーコン５１４から信号を受信することによって、コンピューティング装置５１０は、検出可能な固定ビーコン５１４の既知の位置に基づき自身の位置及び向き（例えば、姿勢）を計算することができる。
【００４１】
またしても、２つのＰＳＤセンサ５１２は、モバイルコンピューティング装置に立体視に相当するものを提供し、夫々のＰＳＤセンサ５１２から夫々のＩＲ−ＬＥＤビーコン５１４への方向、よって、この特定の例に関しては全部で６つの方向を定義する信号の水平及び垂直角度として測定される、３つのビーコン５１４を検知する際における遠近法による微差が、ディスプレイ装置（又はスレート）の定義された面に関するＩＲ−ＬＥＤビーコン５１４に対するモバイルコンピューティング装置５１０の位置及びその向きの幾何学的決定を可能にする。
【００４２】
加えて、ここで開示される特定の実施態様は、夫々のモバイルコンピューティング装置のための相対光学ポジショニングシステムであって、（ａ）既知の構成において前記モバイルコンピューティング装置へ固定して結合され、３Ｄ空間において複数のＩＲ信号源から放射する複数の識別可能なＩＲ信号を検知する２つの位置センサを有し、該検知は、夫々の識別可能なＩＲ信号について、前記２つの位置センサの夫々に対する対応するＩＲ信号源に係る２つの２Ｄ方向を決定することを含み、（ｂ）第１の既知の位置づけにおいて第１のモバイルコンピューティング装置へ固定して結合され、前記２つの位置センサによって検知され得る前記弾着点から放射する識別可能なＩＲ信号を、前記３Ｄ空間における弾着点で介在障害物によって反射され分散される場合に生成する識別可能なＩＲレーザを放射するＩＲレーザエミッタを更に有し、前記放射されるＩＲレーザは、当該モバイルコンピューティング装置から他のモバイルコンピューティング装置へのデジタル通信チャネルを提供するよう変調され、（ｃ）前記２つの２Ｄ方向、前記２つの位置センサの既知の構成、及び前記ＩＲレーザのための既知の位置づけ及び既知の放射方向に基づき、前記弾着点から前記ＩＲ信号源に対する前記モバイルコンピューティング装置の位置を推定するプロセッサを更に有する相対光学ポジショニングシステムに向けられている。
【００４３】
幾つかの実施態様に関し、ＩＲレーザエミッタは、先に記載されたＩＲ−ＬＥＤと同様の専用のコードシーケンスにより変調されてよい。加えて、様々な実施態様は、低電力ＩＲレーザを、人の眼を従来のレーザポインタから守る瞬目反射をそのような無スクリーン放射がトリガしないことによる人の眼に対する危険性の増大のために、例えば、不可視のレーザ放射に関連する職業安全衛生局（ＯＳＨＡ）規則に従って、利用してよい。低電力ＩＲレーザに関し、特定の実施態様は、眼の瞳開口内で放射を１マイクロワットに制限することによってレーザ放射が無情に眼に安全であることを確かにしてよい。
【００４４】
図６は、上記のシステムを含む、ここで開示される幾つかの実施態様を表す屋内ナビゲーションのためのＰＳＤセンサ６１２及び動的ビーコン６１４の使用例を表す。第１のコンピューティング装置６１０は、自身のＰＳＤセンサ６１２の組に加えて、少なくとも１つの動的ビーコン６１４を有してよい。動的ビーコン６１４は、ＩＲレーザポインタとして実施されてよく、相対的に一意のスペクトラム拡散シーケンスを有する変調されたＩＲ信号６１５（点線として示される。）を放射してよい。信号６１５は次いで、それが面６１７と衝突する点で反射されて、反射信号６１６（破線として示される。）として分散され、このようにしてビーコン６１４のＰＳＤセンサによって検出可能である。
【００４５】
動的ビーコン６１４はそのＩＲレーザ信号６１６をビーコン６１４のＰＳＤセンサに対する正確に知られた位置、方向及び角度から放射するので、コンピューティング装置６１０は、自身のＰＳＤセンサを用いて、例えば、自身が配置されている部屋の壁（図示せず。）又は天井５１８によるＩＲレーザ放射（例えば、信号６１６）のインターセプト点を決定することができる。この情報は、コンピューティング装置を囲む部屋の構造に関する様々な仮定（例えば、天井が水平に平らであり、壁が垂直である、等）に基づきある程度コンピューティング装置の位置及び／又は姿勢を推定するために使用される。いずれにしても、放射の方向はコンピューティング装置に知られているから、単一のＰＳＤセンサしか、レーザビームが反射面に衝突する場所を決定するために使用されなくてよい。
【００４６】
加えて、第１のコンピューティング装置６１０が、ＰＳＤセンサ６２２と、天井５１８に点６２７で衝突して反射／分散６２６（破線として示される。）となる、それ自身の変調されたＩＲ信号６２５（点線として示される。）を放射する動的ビーコン６２４とを備える第２コンピューティング装置６２０のような、同様に構成される１又はそれ以上の更なるコンピューティング装置と相互作用することができる場合に、夫々のコンピューティング装置６１０及び６２０は、自身が目下ＩＲシグナリングを介して通信することができる他方のコンピューティング装置に対する自身の相対位置を決定することができる。より具体的に、このレーザ衝突位置情報を共有することによって、コンピューティング装置の組は、夫々のコンピューティング装置によって検出可能なただ３つの共通に可視的なレーザ衝突（及び必ずしも同じでないレーザ衝突）により互いに対する相対位置を決定することができる。
【００４７】
屋内ナビゲーションは、例えば、画像積分、３Ｄ再構成、３Ｄモデリング、マッピング、及び他の使用をサポートすることができる、ビーコン（固定又は動的）に対して異なる位置及び向きでピクチャを取得することを含むコンピューティング装置のための多数の新しい適用を可能にする。また、複数のモバイル装置及びそれらの周辺機器との間のインタラクティブなユーザインターフェース（ＵＩ）をサポートすることが可能であり、それにより、第１のコンピューティング装置のスタイラスは、固定画面及び周辺投影ディスプレイ装置（第１のコンピューティング装置又は第１のコンピューティング装置と通信する第２のコンピューティング装置のいずれか一方）から生じる投影画像と相互作用することができる。そのようなＵＩはまた、例えば、固定大画面上に投影されるライブ提示における部分を指し示すこと及び注釈を加えることのような特別のジェスチャ入力を含んでよい。
【００４８】
アクティブ・ビーコン・プロジェクタを備えたモバイルコンピューティング装置はまた、建物の正確な見取り図を、カバーがされていない、アクティブな記録状態にあるスレートを持ってオープンスペースを進むことによって捕捉することができる適用を可能にする。同様に、そのような装置は、彫刻、自動車等の大きなオブジェクトの正確な３Ｄ形状を、３Ｄモデリング、３Ｄ  ＣＡＤ、又は他の目的のために捕捉するために、使用されてよい。
【００４９】
更なるデバイス間機能はまた、一方のコンピューティング装置から他方のコンピューティング装置へのメッセージの選択的な送信を含んでよい。例えば、それらのコンピューティング装置６１０及び６２０は、アドホック協調システムを確立してよく、このとき、プロジェクトは、投影される画像を、共有されるインタラクティブな作業面に変換するように、投影される画像への追加の注釈を可能にし又は情報を指し示す限りにおいて、コンピューティング装置を全て関与させることによって、使用される（すなわち、相互作用される）。同様に、そのような位置決め機能は、インタラクティブなゲーム、３Ｄモデリング、及び複数の他の用途のために使用されてよい。
【００５０】
更なる他の実施態様において、２又はそれ以上の基準ビーコンに対する２つの装置の位置及び姿勢は、一方の装置が他方の装置によって表示される出力と直接に相互作用することを可能にするために、又はその逆のために使用されてよい。例えば、第１の装置からのスタイラスは、第２の装置の投影表示（すなわち、基準ビーコン及びひいては２つの装置に対する既知の固定位置における投影画面上で）で指し示されて、第２の装置を通じて投影ディスプレイと直接に相互作用してよい。
【００５１】
特に、これは、新しい形態のユーザインターフェースを可能にする同様に装備されたコンピューティング装置と位置及び姿勢情報を交換する能力を含む。例えば、モバイルコンピューティング装置を他のユニットに指し示すことは、それらの装置とそれらの装置単独との通信を確立するようジェスチャとして使用されてよい。
【００５２】
図７Ａは、ここで開示される様々な実施態様とともに利用されるタッチタイプ入力装置の位置及び向きを決定する処理７００を例示する処理フロー図である。７０２で、モバイルコンピューティング装置は、ＩＲ位置センサを用いて複数のＩＲ信号を検知し、夫々のＩＲ信号のための２Ｄ方向が夫々のＩＲ位置センサについて決定される。７０４で、夫々のＩＲ信号のための源（例えば、タッチタイプ入力装置における特定のＩＲ−ＬＥＤ）が識別される。すなわち、夫々のＩＲ信号源（例えば、ＩＲ−ＬＥＤ）は、スタイラスにおける特定のＩＲ位置決めエミッタと整合される。ＩＲ位置決めエミッタの構成は予めモバイルコンピューティング装置に知られている（又は、代替的に、夫々のＩＲ信号において変調データとしてスタイラスによって送信されてよい。）。７０６で、タッチベース入力装置の位置及び向きが、ＩＲ信号の導出された方向と、ＩＲ位置センサ及び（ＩＲ信号を発した）ＩＲ位置決めエミッタの両方の既知の構成（及びそれらの読み出しにおける差）とに基づき、決定される。
【００５３】
図７Ｂは、ここで開示される様々な実施態様を表すモバイルコンピューティング装置のビーコンナビゲーション（すなわち、ビーコンを用いた位置決定）のための処理７３を例示する処理フロー図である。７３２で、モバイルコンピューティング装置は、少なくとも３つのビーコンからのＩＲ位置決め放射を（２つのＩＲ位置センサを用いて）（ＩＲ位置センサごとに）検知し、夫々のＩＲ信号のための２Ｄ公報が夫々のＩＲ位置センサについて決定される。７３４で、夫々のＩＲ信号源は、幾つかの実施形態において既知のビーコンの参照によって、その位置と整合され、一方、他の実施形態においては、この情報はＩＲ信号自体に符号化（変調）されてよく、それらの位置は、夫々のＩＲ位置センサによって決定される相対方向と整合される。７３６で、モバイルコンピューティング装置の位置及び向きは、ＩＲ信号の導出された方向と、ＩＲ位置センサ及び（ＩＲ信号を発した）ビーコンの両方の既知の構成（及びそれらの読み出しにおける差）とに基づき、決定される。
【００５４】
図７Ｃは、ここで開示される様々な実施態様を表すモバイルコンピューティング装置のレーザポジショニング（すなわち、相対的な局所ナビゲーション／位置情報の導出）のための処理７６０を例示する処理フロー図である。７６２で、モバイルコンピューティング装置は、例えば、そのＩＲ位置検出器に対して既知の位置及び向きを有するＩＲレーザ装置からのレーザを放射する。レーザは、介在オブジェクトとの衝突時にそれ自身のＩＲ信号の分散を生じる。該分散を、モバイルコンピューティング装置は、自身のＩＲ位置検出器により、他の同様の機能を備えたモバイルコンピューティング装置によって及び／又はビーコンによって放射され得るあらゆる他のＩＲ信号と共に、検知する。７６４で、検知されたＩＲ信号は、レーザ衝突点（レーザが介在オブジェクトと衝突する位置に対する。）、ビーコン（ＩＲ信号においてそれらの位置情報及び他の符号化（すなわち、変調）されたデータを送信してよい。）、及びそれらのレーザ衝突点に由来するＩＲ信号からの他のモバイルコンピューティング装置を含むそれらの夫々の源に整合される。夫々のモバイルコンピューティング装置は、そのレーザの連続したビームにおけるそのレーザ衝突点に対する自身の位置情報を符号化（変調）し、変調されたレーザを他のモバイル装置との通信媒体としても使用してよい。７６６で、夫々のＩＲ信号、その方向（夫々のＩＲ位置センサによって決定される。）、及びあらゆる対応する位置情報（例えば、他のコンピューティング装置又はビーコンによって提供されるもの）が、受信されたＩＲ信号に対して局所位置情報を導出するために処理される。
【００５５】
図８は、実施例及び態様が実施され得るコンピューティング環境を例示する。コンピューティングシステム環境は、適切なコンピューティング環境のただ１つの例であり、使用又は機能性の適用範囲に関して如何なる制限も示唆するよう意図されない。多数の他の汎用の又は特別目的のコンピューティングシステム環境又は構成が使用されてよい。使用に適するよく知られているコンピューティングシステム、環境、及び／又は構成の例は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバコンピュータ、携帯型又はラップトップコンピュータ、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、ネットワークパーソナルコンピュータ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、埋込型コンピュータ、前記システム又は装置のいずれかを含む分散コンピューティング環境、等を含むが、これらに限られない。
【００５６】
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のようなコンピュータ実行可能命令が使用されてよい。一般に、プログラムモジュールは、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装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、等を含む。分散コンピューティング環境は、通信ネットワーク又は他のデータ伝送媒体を通じてリンクされる遠隔処理装置によってタスクが実行される場合に使用されてよい。分散コンピューティング環境において、プログラムモジュール及び他のデータは、メモリ記憶装置を含むローカル及び遠隔の両方のコンピュータ記憶媒体において配置されてよい。
【００５７】
図８を参照して、ここで記載される態様を実施するためのシステムの例は、コンピューティング装置８００のようなコンピューティング装置を有する。その最も基本的な構成において、コンピューティング装置８００は、通常、少なくとも１つの処理ユニット８０２と、メモリ８０４とを有する。コンピューティング装置の厳密な構成及びタイプに依存して、メモリ８０４は揮発性（例えば、ＲＡＭ）、不揮発性（例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、等）、又はそれら２つの何らかの組み合わせであってよい。この最も基本的な構成は、破線８０６によって図８で表されている。
【００５８】
コンピューティング装置８００は、更なる機能／機能性を有してよい。例えば、コンピューティング装置８００は、磁気又は光ディスク又はテープを含むがこれらに限られない更なる記憶装置（リムーバブル及び／又は非リムーバブル）を有してよい。そのような更なる記憶装置は、リムーバブル記憶装置８０８及び非リムーバブル記憶装置８１０によって図８で表されている。
【００５９】
コンピューティング装置８００は、通常、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、装置８００によってアクセスされ得且つ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を含むあらゆる利用可能な媒体であってよい。
【００６０】
コンピュータ記憶媒体は、コンピュータにより読み出し可能な命令、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何らかの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を含む。メモリ８０４、リムーバブル記憶装置８０８、及び非リムーバブル記憶装置８１０は、コンピュータ記憶媒体の全ての例である。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、電気的消去可能プログラムＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）又は他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置又は他の磁気記憶装置、あるいは、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ティング装置８００によってアクセス可能であるあらゆる他の媒体を有するが、これらに限られない。如何なるそのようなコンピュータ記憶媒体もコンピューティング装置８００の部分であってよい。
【００６１】
コンピューティング装置８００は、装置が他の装置と通信することを可能にする通信接続８１２を有してよい。コンピューティング装置８００はまた、キーボード、マウス、ペン、音声入力装置、タッチ入力装置等の入力装置８１４を有してよい。ディスプレイ、スピーカ、プリンタ等のような出力装置も含まれてよい。それらの装置は全て当該技術でよく知られており、ここで詳細に論じられる必要はない。
【００６２】
当然のことながら、ここで記載される様々な技術は、ハードウェア若しくはソフトウェア、又は必要に応じて、それらの組み合わせに関連して実施されてよい。よって、目下開示されている対象の方法及び装置、又はそれらの特定の態様若しくは部分は、フロッピー(登録商標)ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ、又は何らかの他の機械により読み出し可能な記憶媒体の形をとってよく、このとき、プログラムコードが、コンピュータのような機械にロードされて該機械によって実行される場合に、その機械は目下開示されている態様を実施する装置となる。
【００６３】
例となる実施態様は、１又はそれ以上のスタンドアローンのコンピュータシステムとの関連で、目下開示されている対象の態様を利用することを言及することがあるが、対象はそのように制限されず、むしろ、ネットワーク又は分散コンピューティング環境のようなあらゆるコンピュータ環境に関連して実施されてよい。また更に、目下開示されている対象の態様は、複数の処理チップ又は装置において又はそれらにわたって実施されてよく、記憶は同様に、複数の装置にわたって行われてよい。そのような装置は、例えば、パーソナルコンピュータ、ネットワークサーバ、及び携帯型装置を含んでよい。
【００６４】
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、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、特許請求の範囲を実施する例となる形態として開示される。
【図１】
2015501499.tif 000003
【図２】
2015501499.tif 000004
【図３Ａ】
2015501499.tif 000005
【図３Ｂ】
2015501499.tif 000006
【図４Ａ】
2015501499.tif 000007
【図４Ｂ】
2015501499.tif 000008
【図５】
2015501499.tif 000009
【図６】
2015501499.tif 000010
【図７Ａ】
2015501499.tif 000011
【図７Ｂ】
2015501499.tif 000012
【図７Ｃ】
2015501499.tif 000013
【図８】
2015501499.tif 000014
【国際調査報告】
2015501499.tif 000015
2015501499.tif 000016