(57)【要約】  本装置はＦＴＩＲベースの接触感知装置の接触表面上の物体を追跡する方法を実施する。本方法は、接触表面上の相互作用の局所的変化を示す相互作用パターンを生成するように（５０〜５２）、相互作用パターン内の見掛けピークを識別するように（５３）、見掛けピークに基づき既存運動軌道を更新するように（５４）繰り返し動作を行う。誤り抑制処理（５６）は、潜在的追跡問題を有する関連軌道を特定するために見掛けピークおよび／または既存運動軌道を処理し、関連軌道毎に２つ以上の運動案を定義し、本方法の１つまたは複数のその後の反復中に運動案の評価をさせる方法において少なくとも間欠的に実行される。誤り抑制処理は、より多くの情報が入手可能となるまで関連軌道の物体をいかに追跡するかについての最終判断を延期することにより、追跡を改善する。誤り抑制処理はまた、追跡問題の源が静まるようにするおよび／または物体が、干渉を表す接触表面上の領域から離れるようにすることができる。【選択図】図５Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触感知装置（１００）の接触表面（４）上の１つまたは複数の物体（７）の運動を追跡する方法において、
前記接触感知装置（１００）は、光透過性パネル（１）内から前記接触表面（４）を照射するように複数の入力結合点から複数の出力結合点へ前記光透過性パネル（１）内の内部反射により光を伝播するように動作可能であり、少なくとも１つの光検出器（３）は、前記出力結合点における受信光を表す出力信号を生成するように前記出力結合点に光学的に結合され、前記方法は反復の時間系列で動作し、各反復は、
前記接触表面（４）上の相互作用の局所的変化を示す相互作用パターンを生成するために前記出力信号を処理する工程（５０〜５２）と、見掛けピークの識別のために前記相互作用パターンを処理する工程（５３）と、先行の反復において前記接触表面（４）上に存在すると考えられる物体（７）の既存運動軌道を前記見掛けピークに基づき更新する工程（５４）とを含み、
前記方法はさらに、前記反復の時間系列において少なくとも間欠的に実行される誤り抑制プロセスであって、
潜在的追跡問題を有する関連軌道を特定するために前記見掛けピークおよび／または前記既存運動軌道を処理する工程（５６；５６Ａ）と、
関連軌道毎に少なくとも２つの運動案を定義する工程（５６；５６Ａ）と、
１つまたは複数のその後の反復中に前記少なくとも２つの運動案の評価をさせる工程（５６；５６Ｂ）とを含む誤り抑制プロセスを含む、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記評価結果は関連軌道毎に前記少なくとも２つの運動案のうちの１つの選択をもたらす、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記既存運動軌道を更新する工程（５４）は前記選択に基づき各関連軌道を更新する工程を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法において、前記関連軌道は、潜在的偽ピークを特定するために前記見掛けピークを処理し前記潜在的偽ピークを前記既存運動軌道にマッピングすることにより特定される、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の方法において、前記少なくとも２つの運動案は、前記関連軌道に対応する前記物体（７）が静止しているという第１の案と前記関連軌道に対応する前記物体（７）が移動しているという第２の案を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の方法において、前記少なくとも２つの運動案は、前記関連軌道に対応する前記物体（７）が前記接触表面から除かれるという第１の案と前記関連軌道に対応する前記物体（７）が移動しているという第２の案を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の方法において、前記第２の運動案は、前記物体（７）が第１の評価期間中に予測軌道に沿って移動し続けるということを指示する、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記少なくとも２つの運動案を定義する工程（５６；５６Ａ）は、前記関連軌道の関数として前記予測軌道を生成する工程を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の方法において、前記評価は、前記第１の評価期間中に特定された前記見掛けピークの少なくとも一部と前記予測軌道とを照合する工程を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項７乃至９の何れか１項に記載の方法において、前記更新工程（５４）は前記見掛けピークの少なくとも一部と前記既存運動軌道とを照合する工程を含み、
前記誤り抑制プロセスはさらに、第２の評価期間中に前記見掛けピークの前記少なくとも一部と前記関連軌道とを照合することを防止する工程を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、前記誤り抑制プロセスは、
前記第２の評価期間中に前記相互作用パターン内の前記関連軌道周囲の不確実性領域（ｂ１）を定義する工程と、
前記第２の評価期間中に前記更新工程（５４）が前記不確実性領域（ｂ１）内に位置する前記見掛けピークに作用することを防止する工程とをさらに含む、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項５または６に記載の方法において、前記更新工程（５４）は新しい運動軌道を特定し前記既存運動軌道に追加する工程を含み、
前記評価は前記新しい運動軌道の候補と前記関連軌道とを照合する工程を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、前記照合は、前記候補の源の推定方向と、前記関連軌道と前記候補の現在位置間の距離とのうちの少なくとも１つの関数である、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の方法において、前記誤り抑制プロセスはさらに、新しい運動軌道が不確実性領域（ｂ１）内に特定されるのを防止するように第２の評価期間中に前記相互作用パターン内の前記関連軌道周囲の前記不確実性領域（ｂ１）を定義する工程を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項に記載の方法において、前記潜在的追跡問題は、前記接触表面上の光散乱と前記接触表面上の汚染の変化とのうちの少なくとも１つにより引き起こされる、ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れか１項に記載の方法において、前記潜在的追跡問題は、前記見掛けピークの領域を評価する領域ヒューリスティック、前記既存運動軌道の速度を評価する速度ヒューリスティック、前記既存運動軌道の加速度を評価する加速ヒューリスティック、散乱検出ヒューリスティック、および汚染検出ヒューリスティックのうちの少なくとも１つを適用することにより特定される、ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、前記見掛けピークは正と負の見掛けピークを含み、各正の見掛けピークが前記相互作用パターン内の相互作用の局所的増加を表し、各負の見掛けピークが前記相互作用パターン内の相互作用の局所的低下を表し、前記散乱検出ヒューリスティックは、正の見掛けピークが前記負の見掛けピークのうちの１つまたは複数に関連付けられると考えられる場合に、前記潜在的追跡問題を特定する、ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、前記散乱検出ヒューリスティックはさらに、前記１つまたは複数の負の見掛けピークが前記既存運動軌道外に配置されることを要請する、ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の方法において、前記正の見掛けピークは、前記正の見掛けピークが前記１つまたは複数の負の見掛けピークに対する所与の空間的関係を有する場合に、前記１つまたは複数の負の見掛けピークに関連すると考えられる、ことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、前記所与の空間的関係は前記正の見掛けピークと前記１つまたは複数の負のピーク間の最大距離を規定する、ことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１６に記載の方法において、前記見掛けピークは前記相互作用パターン内の相互作用の局所的増加を表す正の見掛けピークを含み、前記汚染検出ヒューリスティックは、正の見掛けピークが既存運動軌道のうちの１つに沿って位置すると考えられる場合に、前記潜在的追跡問題を特定する、ことを特徴とする方法。
【請求項２２】
整合見掛けピークの組と非整合見掛けピークの組を特定するように、前記正の見掛けピークのうちの少なくとも一部と前記既存運動軌道とを照合する工程をさらに含む請求項２１に記載の方法において、前記汚染検出ヒューリスティックはさらに、前記正の見掛けピークが前記非整合見掛けピークの組に含まれるように要請する、ことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の方法において、前記潜在的追跡問題は、既存運動軌道が前記接触表面（４）上で静止し、時間的最小値を示す一方で第１の閾値を越える相互作用強度を有する場合に特定される、ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、前記少なくとも２つの運動案は、前記関連軌道に対応する前記物体（７）が静止しており、評価期間内に前記接触表面（４）に接触したままであるという第１の案と、前記関連軌道に対応する前記物体（７）が前記接触表面（４）から間欠的に除かれ、次に前記評価期間内に前記接触表面（４）に再び接触されるという第２の案と、を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法において、前記評価は、前記評価期間内に第２の閾値に対する前記相互作用強度を監視する工程を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項６に記載の方法において、前記潜在的追跡問題は複数の正のピークが前記相互作用パターン内にリング形状を形成すると考えられる場合に特定される、ことを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項１乃至２６の何れか１項に記載の方法において、前記少なくとも２つの運動案は、前記定義工程（５６；５６Ａ）において、前記潜在的追跡問題の分類に基づきおよび／または先行の反復中の前記関連軌道の運動特性に基づき定義されてもよい、ことを特徴とする方法。
【請求項２８】
データ処理システム上で実行されると請求項１乃至２７の何れか１項に記載の方法を実行するようにされた計算機コードを含むコンピュータプログラム製品。
【請求項２９】
接触感知装置（１００）の接触表面上の１つまたは複数の物体の運動を追跡するための装置において、前記接触感知装置（１００）は、光透過性パネル（１）内から前記接触表面（４）を照射するように複数の入力結合点から複数の出力結合点へ前記光透過性パネル（１）内の内部反射により光を伝播するように動作可能であり、光検出手段（３）が、前記出力結合点における受信光を表す出力信号を生成するように前記出力結合点に光学的に結合され、前記装置は、
前記出力信号の入力（１０２Ａ）と、
反復の時間系列で動作するように構成された信号処理装置（１４）とを含み、各反復は、
前記接触表面（４）上の相互作用の局所的変化を示す相互作用パターンを生成するために前記出力信号を処理する工程（５０〜５２）と、見掛けピークの識別のために前記相互作用パターンを処理する工程（５３）と、先行の反復において前記接触表面（４）上に存在すると考えられる物体（７）の既存運動軌道を前記見掛けピークに基づき更新する工程（５４）とを含み、
前記装置はさらに、
潜在的追跡問題を有する関連軌道を特定するために前記見掛けピークおよび／または前記既存運動軌道を処理し（５６；５６Ａ）、
関連軌道毎に少なくとも２つの運動案を定義し（５６；５６Ａ）、
１つまたは複数のその後の反復中に前記少なくとも２つの運動案の評価をさせる（５６；５６Ｂ）
ことにより、前記反復の時間系列の中で少なくとも間欠的に動作するように構成された誤り抑制モジュール（２０４）を含む、ことを特徴とする装置。
【請求項３０】
前記光透過性パネル（１）内から前記接触表面（４）を照射するように複数の入力結合点から複数の出力結合点へ内部反射により光を伝播するように構成された光透過性パネル（１）と、
前記入力結合点において光を供給する手段（２，１２）と、
前記出力結合点における受信光を表す出力信号を生成する手段（３）と、
請求項２９に記載の１つまたは複数の物体（７）の運動を追跡するための装置（１０）とを含む接触感知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年１２月１６日出願のスウェーデン特許出願第１１５１２０９−２号明細書と２０１１年１２月１６日出願の米国仮特許出願第６１／５７６４５８号明細書からの優先権を主張し、その両方を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は、接触表面（ｔｏｕｃｈ  ｓｕｒｆａｃｅ）上、特には、光透過性パネル内の光を同パネル内から接触表面を照射するように複数の入力結合点（ｉｎｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）から複数の出力結合点（ｏｕｔｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）へ伝播させることにより動作する接触感知装置の接触表面上の物体を追跡する技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
接触感知システム（「接触システム」）は様々なアプリケーションにおいて広く用いられる。通常、接触システムは、接触表面に直接接触してまたはその近傍を介して（すなわち接触無しに）のいずれかで指またはスタイラスなどの接触物体により作動される。接触システムは例えば、コントロールパネル内のラップトップコンピュータのタッチパッドとして、および例えば携帯電話などの携帯装置上のディスプレイに対するオーバーレイとして使用される。ディスプレイ上に重ね合わせられたまたはディスプレイに一体化されたタッチパネルはまた「タッチスクリーン」とも称される。他の多くのアプリケーションが当該技術領域では知られている。
【０００４】
以前にも増して、接触システムは、２回以上の接触を同時検知することができるように設計されており、この能力は当該技術領域においてしばしば「多接触（ｍｕｌｔｉ−ｔｏｕｃｈ）」と呼ばれる。
【０００５】
例えば、タッチパネル上の接触点から散乱される光を捕捉するためにカメラを使用することによりまたはタッチパネル内に抵抗性配線グリッド、容量センサ、歪みゲージなどを組み込むことにより多接触感知性を提供するための非常に多くの公知の技術が存在する。
【０００６】
国際公開第２０１１／０２８１６９号パンフレットと国際公開第２０１１／０４９５１２号パンフレットは、減衰全反射（ＦＴＩＲ：ｆｒｕｓｔｒａｔｅｄ  ｔｏｔａｌ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）に基づく多接触システムを開示する。光シート（ｌｉｇｈｔ  ｓｈｅｅｔ）が、全反射（ＴＩＲ：ｔｏｔａｌ  ｉｎｔｅｒｎａｌ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）によりパネル内を伝播するようにパネル内に結合される。物体がパネルの接触表面に接触すると、伝播光は接触点で減衰される。透過光は１つまたは複数の光センサにより複数の出力結合点において測定される。光センサからの信号には、接触表面全体にわたる相互作用の２Ｄ表現を生成する画像再生アルゴリズムへ入力するための処理がなされる。これにより、１または複数のユーザが接触表面と相互作用している間に２Ｄ表現内の接触の現在位置／大きさ／形状の反復判断を可能にする。
【０００７】
接触は、測定雑音、周囲光、接触表面上の汚染（例えば指紋および他のタイプの汚れ）、振動などの干渉の存在下で検知される必要がある。これらの干渉は時間とともにだけでなく接触表面全体にわたって変化し得、常に接触表面上の接触を適切に検知することを困難にする。さらに、接触物体（ｔｏｕｃｈｉｎｇ  ｏｂｊｅｃｔ）と接触表面との相互作用の程度は時間とともに変化しまた異なる物体間で変化し得る。例えば、相互作用は、物体が接触表面上に固定位置でタップ、ドラッグ、または保持されるかどうかに依存し得る。異なる物体は異なる相互作用の程度を生じ得る。例えば、相互作用の程度はユーザの指間で変化し得、異なるユーザの指間ではさらに変化し得る。
【０００８】
相互作用と干渉の時間的および空間的変動だけでなくいくつかの接触、複雑な身振りの組み合わせも接触の識別を困難な作業にする。例えばタッチスクリーン上の継続的身振りが、同身振り中にシステムがある接触の検知に失敗することにより中断されれば、ユーザ経験は損なわれ得る。
【０００９】
上記国際公開第２０１１／０２８１６９号パンフレットと国際公開第２０１１／０４９５１２号パンフレットは、例えば、汚染に起因する相互作用を推定する間欠的に更新される２Ｄ背景状態により２Ｄ表現を補償することにより、または汚染の影響を表すために間欠的に更新される基準値により測定信号を基準化することにより、汚染の影響を抑制する様々な技術を提案している。このような抑制が不完全となるまたは他のタイプの干渉が存在する程度まで、２Ｄ表現は接触物体と勘違いされる偽ピークを依然として含み得る。
【００１０】
従来技術はまた、光学的多接触システムにおける接触判断のための技術（減衰光路が識別され、減衰光路には偽接触だけでなく真接触も含み得る一組の候補接触を判断する処理がなされる）を開示する国際公開第２０１０／００６８８３号パンフレットを含む。次に、候補位置は各候補接触の形状および／または領域に基づき検証され、これにより偽接触が識別され、さらなる処理から削除されるようにする。
【００１１】
本出願人は、干渉の存在下で接触表面上の物体を追跡する技術の改善の必要姓を特定した。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の目的は、上記特定された従来技術の制限の１つまたは複数を少なくとも部分的に克服することである。
【００１３】
別の目的は、ＦＴＩＲにより動作する多接触システムの接触表面上の物体の追跡を可能にすることである。
【００１４】
別の目的は、２Ｄ表現が干渉に起因するピークを含んでいても接触表面上の相互作用の２Ｄ表現に基づきこのような追跡を可能にすることである。
【００１５】
これらの目的の１つまたは複数および以下の説明から明らかになり得る別の目的は、独立請求項、従属請求項により規定されるその実施形態に基づく方法、コンピュータプログラム製品、装置、接触感知装置により少なくとも部分的に達成される。
【００１６】
本発明の第１の態様は、接触感知装置の接触表面上の１つまたは複数の物体の運動を追跡する方法である。接触感知装置は、光透過性パネル内から接触表面を照射するように複数の入力結合点から複数の出力結合点へ光透過性パネル内の内部反射により光を伝播するように動作可能であり、少なくとも１つの光検出器は、出力結合点における受信光を表す出力信号を生成するように出力結合点に光学的に結合される。本方法は、各反復が、接触表面上の相互作用の局所的変化を示す相互作用パターンを生成するために出力信号を処理する工程と、見掛けピーク（ａｐｐａｒｅｎｔ  ｐｅａｋ）の識別のために相互作用パターンを処理する工程と、先行の反復において接触表面上に存在したと考えられる物体の既存運動軌道を見掛けピークに基づき更新する工程とを含む反復の時間系列で動作する。本方法はさらに、反復の時間系列で少なくとも間欠的に実行される誤り抑制処理であって、潜在的追跡問題を有する関連軌道（ｉｍｐｌｉｃａｔｅｄ  ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）を特定するために見掛けピークおよび／または既存運動軌道を処理する工程と、関連軌道毎に少なくとも２つの運動案（ｍｏｖｅｍｅｎｔ  ｐｒｏｐｏｓｉｔｉｏｎ）を定義する工程と、１つまたは複数のその後の反復中に少なくとも２つの運動案を評価させる工程とを含む誤り抑制処理を含む。
【００１７】
誤り抑制処理により、第１の態様の方法には、ＦＴＩＲにより作動される多接触システムの接触表面上の物体を追跡する能力の改善がなされる。潜在的追跡問題を特定し処理するように設計される誤り抑制処理は、関連軌道または痕跡（ｔｒａｃｅ）に対する様々な運動案を定義する。各運動案は、次の反復にわたる関連軌道の仮想運動を表す。これにより、運動案は、その後の反復において検知される見掛けピークに対して評価され得、いかにして関連軌道の物体を追跡するかについての最終判断が延期されるようにする。これにより、最終判断がより多くの情報に関して行われるようにするので、追跡を改善することになる。さらに、追跡問題の源が収まるようにするおよび／または物体が干渉を表す接触表面上の領域から離れるようにする。
【００１８】
通常、少なくとも２つの運動案は、潜在的追跡問題の分類に基づきおよび／または先行の反復中の関連軌道の運動特性に基づき定義され得る。したがって、異なるタイプの潜在的追跡問題は、定義工程において定義される異なる運動案をもたらす。同様に、関連軌道の最近の運動特性（速度、加速度など）は、定義工程において定義される様々な運動案をもたらす。
【００１９】
一実施形態では、評価は、関連軌道毎に少なくとも２つの運動案のうちの１つを選択することとなる。さらに、既存運動軌道を更新する工程は、選択に基づき各関連軌道を更新する工程を含み得る。
【００２０】
一実施形態では、関連軌道は、潜在的偽ピークを特定するために見掛けピークを処理し、潜在的偽ピークを既存運動軌道にマッピングすることにより特定される。
【００２１】
一実施形態では、少なくとも２つの運動案は、関連軌道に対応する物体が静止しているという第１の案と関連軌道に対応する物体が移動しているという第２の案を含む。
【００２２】
一実施形態では、少なくとも２つの運動案は、関連軌道に対応する物体が接触表面から除かれるという第１の案と関連軌道に対応する物体が移動しているという第２の案を含む。
【００２３】
誤り抑制処理は予測手法に従って動作し得る。予測手法の一実施形態では、第２の運動案は、物体が第１の評価期間中に予測軌道に沿って移動し続けるということを指示する。さらに、少なくとも２つの運動案を定義する工程は、関連軌道の関数として予測軌道を生成する工程を含み得る、および／または、評価は第１の評価期間中に特定された見掛けピークの少なくとも一部と予測軌道とを照合する工程を含み得る。さらに、更新工程が見掛けピークの少なくとも一部と既存運動軌道とを照合する工程を含む場合、誤り抑制処理はさらに第２の評価期間中に見掛けピークの少なくとも一部と関連軌道とを照合することを防止する工程を含み得る。したがって、誤り抑制処理はさらに、第２の評価期間中に相互作用パターン内の関連軌道周囲の不確実性領域を定義する工程と、第２の評価期間中に更新工程が不確実性領域内に位置する見掛けピークに作用することを防止する工程とを含み得る。
【００２４】
代案としてまたは追加的に、誤り抑制処理は反応的手法に従って動作し得る。反応的手法の一実施形態では、更新工程が新しい運動軌道を特定してそれを既存運動軌道に加える工程を含む場合、評価は新しい運動軌道の候補と関連軌道とを照合する工程を含む。さらに、照合工程は、候補の源の推定方向と、関連軌道と候補の現在位置間の距離とのうちの少なくとも１つの関数であり得る。さらに、誤り抑制処理は、新しい運動軌道が不確実性領域内に特定されるのを防止するように、第２の評価期間中に相互作用パターン内の関連軌道周囲の不確実性領域を定義する工程を含み得る。
【００２５】
一実施形態では、潜在的追跡問題は、接触表面上の光散乱と接触表面上の汚染の変化とのうちの少なくとも１つにより引き起こされる。
【００２６】
一実施形態では、潜在的追跡問題は、見掛けピークの領域を評価する領域ヒューリスティック、既存運動軌道の速度を評価する速度ヒューリスティック、既存運動軌道の加速度を評価する加速ヒューリスティック、散乱検出ヒューリスティック、および汚染検出ヒューリスティックのうちの少なくとも１つを適用することにより特定される。
【００２７】
散乱検出ヒューリスティックは、見掛けピークが正と負の見掛けピークを含み、各正の見掛けピークが相互作用パターン内の相互作用の局所的増加を表し、各負の見掛けピークが相互作用パターン内の相互作用の局所的低下を表す場合に適用され得る。一実施形態では、散乱検出ヒューリスティックは、正の見掛けピークが１つまたは複数の負の見掛けピークに関連付けられると考えられる場合に潜在的追跡問題を特定する。一実施形態では、散乱検出ヒューリスティックはさらに、１つまたは複数の負の見掛けピークが既存運動軌道外に配置されることを要請し得る。正の見掛けピークは、正の見掛けピークが１つまたは複数の負の見掛けピークに対する所与の空間的関係を有する場合に、１つまたは複数の負の見掛けピークに関連すると考えられ得る。所与の空間的関係は、正の見掛けピークと１つまたは複数の負のピーク間の最大距離を規定し得る。
【００２８】
汚染検出ヒューリスティックは、見掛けピークが相互作用パターン内の相互作用の局所的増加を表す正の見掛けピークを含む場合に、適用され得る。一実施形態では、汚染検出ヒューリスティックは、正の見掛けピークが既存運動軌道のうちの１つに沿って位置すると考えられる場合に、潜在的追跡問題を特定する。一実施形態では、本方法が、整合（ｍａｔｃｈｅｄ）見掛けピークの組と非整合（ｎｏｎ−ｍａｔｃｈｅｄ）見掛けピークの組を特定するように、正の見掛けピークのうちの少なくとも一部と既存運動軌道とを照合する工程を含む場合、汚染検出ヒューリスティックはさらに、正の見掛けピークが非整合見掛けピークの組に含まれるように要請し得る。
【００２９】
第１の態様は、接触表面上のダブルタップを処理するように実施され得る。このような一実施形態では、潜在的追跡問題は、既存運動軌道が接触表面上で静止し、時間的最小値を示す一方で第１の閾値を越える相互作用強度を有する場合に、特定され得る。さらに、少なくとも２つの運動案は、関連軌道に対応する物体が静止しており評価期間内に接触表面に接触したままであるという第１の案と、関連軌道に対応する物体が接触表面から間欠的に除かれ、次に評価期間内に接触表面に再び接触されるという第２の案とを含み得る。さらに、評価は、評価期間内に第２の閾値に対する相互作用強度を監視する工程を含み得る。
【００３０】
一実施形態では、潜在的追跡問題は、複数の正のピークが相互作用パターン内にリング形状を形成すると考えられる場合に特定され得る。
【００３１】
本発明の第２の態様は、データ処理システム上で実行されると第１の態様の方法を実行するようにされた計算機コードを含むコンピュータプログラム製品である。
【００３２】
本発明の第３の態様は、接触感知装置の接触表面上の１つまたは複数の物体の運動を追跡するための装置である。接触感知装置は、光透過性パネル内から接触表面を照射するように複数の入力結合点から複数の出力結合点へ光透過性パネル内の内部反射により光を伝播するように動作可能であり、光検出手段が、出力結合点における受信光を表す出力信号を生成するように出力結合点に光学的に結合される。本装置は、出力信号のための入力と、反復の時間系列で動作するように構成された信号処理装置とを含む。各反復は、接触表面上の相互作用の局所的変化を示す相互作用パターンを生成するために出力信号を処理する工程と、見掛けピークの識別のために相互作用パターンを処理する工程と、先行の反復において接触表面上に存在したと考えられる物体の既存運動軌道を見掛けピークに基づき更新する工程とを含む。さらに、潜在的追跡問題を有する関連軌道を特定するために見掛けピークおよび／または既存運動軌道を処理し、関連軌道毎に少なくとも２つの運動案を定義し、１つまたは複数のその後の反復中に少なくとも２つの運動案の評価をさせることにより、反復の時間系列で少なくとも間欠的に動作するように構成された誤り抑制モジュールを含む本装置。
【００３３】
本発明の第４の態様は、上記接触感知装置の接触表面上の１つまたは複数の物体の運動を追跡するための装置である。本装置は反復の時間系列で動作するように構成され、出力信号を受信する手段と、接触表面上の相互作用の局所的変化を示す相互作用パターンを生成するために出力信号を処理する手段と、見掛けピークの識別のために相互作用パターンを処理する手段と、先行の反復において接触表面上に存在したと考えられる物体の既存運動軌道を見掛けピークに基づき更新する手段とを含む。本装置はさらに、反復の時間系列で少なくとも間欠的に動作するように構成された誤り抑制手段を含み、潜在的追跡問題を有する関連軌道を特定するために見掛けピークおよび／または既存運動軌道を処理する手段と、関連軌道毎に少なくとも２つの運動案を定義する手段と、１つまたは複数のその後の反復中に少なくとも２つの運動案の評価をさせる手段とを含む。
【００３４】
本発明の第５の態様は、光透過性パネル内から接触表面を照射するように複数の入力結合点から複数の出力結合点へ内部反射により光を伝播するように構成された光透過性パネルと、入力結合点において光を供給する手段と、出力結合点における受信光を表す出力信号を生成する手段と、第３または第４の態様に基づく１つまたは複数の物体の運動を追跡するための装置とを含む接触感知装置である。
【００３５】
本発明の第６の態様は、光透過性パネル内から接触表面を照射するように複数の入力結合点から複数の出力結合点へ内部反射により光を伝播するように構成された光透過性パネルと、光を供給するために入力結合点に光学的に結合された少なくとも１つの発光体と、出力結合点における受信光を表す出力信号を生成するために、出力結合点に光学的に結合された少なくとも１つの光検出器と、第３または第４の態様に基づく１つまたは複数の物体の運動を追跡するための装置とを含む接触感知装置である。
【００３６】
第１の態様の上記特定された実施形態の任意のものは、第２の実施形態として第６の態様に適合化され実施され得る。
【００３７】
本発明のさらに他の目的と特徴と態様と利点は、添付図面からだけでなく、添付の特許請求の範囲から、および以下の詳細な説明から明らかになる。
【００３８】
本発明の実施形態について、以下に添付概略図面を参照し、さらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】図１Ａは、接触感知ＦＴＩＲシステムの断面および最上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、接触感知ＦＴＩＲシステムの断面および最上面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、全減衰パターンの３Ｄプロットである。
【図２Ｂ】図２Ｂは、背景パターンの３Ｄプロットである。
【図２Ｃ】図２Ｃは、オフセットパターンの３Ｄプロットである。
【図３Ａ】図３Ａは、２つの移動物体を表す差分パターンのプロットである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、２つの移動物体を表す差分パターンのプロットである。
【図４】図４は、接触表面上の２つの物体の運動軌道を例示する。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の一実施形態による物体追跡方法のフローチャートである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの方法を実施するための構造のブロック図である。
【図６Ａ】図６Ａは、誤り抑制無しの追跡を例示する。
【図６Ｂ】図６Ｂは、接触表面上の物体運動の対応する解釈を例示する。
【図７Ａ】図７Ａは、追跡誤りを抑制するための予測手法を例示する。
【図７Ｂ】図７Ｂは、追跡誤りを抑制するための予測手法を例示する。
【図７Ｃ】図７Ｃは、追跡誤りを抑制するための予測手法を例示する。
【図７Ｄ】図７Ｄは、追跡誤りを抑制するための予測手法を例示する。
【図７Ｅ】図７Ｅは、追跡誤りを抑制するための予測手法を例示する。
【図７Ｆ】図７Ｆは、追跡誤りを抑制するための予測手法を例示する。
【図８Ａ】図８Ａは、追跡誤りを抑制するための反応的手法を例示する。
【図８Ｂ】図８Ｂは、追跡誤りを抑制するための反応的手法を例示する。
【図９】図９は、トーラス形状を有する差分パターンのプロットである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、様々なタイプのユーザ相互作用の時間の関数としての減衰のグラフである。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、様々なタイプのユーザ相互作用の時間の関数としての減衰のグラフである。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、様々なタイプのユーザ相互作用の時間の関数としての減衰のグラフである。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、様々なタイプのユーザ相互作用の時間の関数としての減衰のグラフである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、いかにして干渉が光散乱により生じ得るかを例示するＦＴＩＲシステムの平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、いかにして干渉が光散乱により生じ得るかを例示するＦＴＩＲシステムの平面図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、いかにして干渉が光散乱により生じ得るかを例示するＦＴＩＲシステムの平面図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、いかにして干渉が光散乱により生じ得るかを例示するＦＴＩＲシステムの平面図である。
【図１２】図１２は、真ピークと光散乱に起因する偽ピークとを含むオフセットパターンのプロットである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、いかにして干渉が汚染の変化により生じられ得るかを例示するＦＴＩＲシステムの平面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、いかにして干渉が汚染の変化により生じられ得るかを例示するＦＴＩＲシステムの平面図である。
【図１４】図１４は、真ピークと汚染の変化に起因する偽ピークとを含むオフセットパターンのプロットである。
【図１５】図１５は、真ピークと汚染の変化に起因する偽ピークとを含む差分パターンのプロットである。
【図１６Ａ】図１６Ａは、誤り抑制無しの追跡を例示する。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、誤り抑制無しの追跡を例示する。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、誤り抑制無しの追跡を例示する。
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、誤り抑制無しの追跡を例示する。
【図１６Ｅ】図１６Ｅは、誤り抑制無しの追跡を例示する。
【図１６Ｆ】図１６Ｆは、誤り抑制無しの追跡を例示する。
【図１７Ａ】図１７Ａは、時間の関数として痕跡に沿った光散乱の結果を例示する。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、時間の関数として痕跡に沿った光散乱の結果を例示する。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、時間の関数として痕跡に沿った光散乱の結果を例示する。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、時間の関数として痕跡に沿った光散乱の結果を例示する。
【図１７Ｅ】図１７Ｅは、時間の関数として痕跡に沿った光散乱の結果を例示する。
【図１７Ｆ】図１７Ｆは、時間の関数として痕跡に沿った光散乱の結果を例示する。
【図１８】図１８は、本発明の別の実施形態に基づく物体追跡方法のフローチャートである。
【図１９】図１９は、図１８の方法における痕跡履歴リストを維持する処理を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の実施形態を説明する前にいくつかの定義を示す。
【００４１】
「接触物体（ｔｏｕｃｈ  ｏｂｊｅｃｔまたはｔｏｕｃｈｉｎｇ  ｏｂｊｅｃｔ）」は、接触システム内の１つまたは複数のセンサにより検知されるように接触表面に積極的にまたは意図的に接触するまたはその十分近傍に持ってこられた物理的物体である。
【００４２】
「相互作用」は、接触物体がセンサにより測定されるパラメータに影響を与えると発生する。
【００４３】
「相互作用強度」は相互作用の程度の相対的または絶対的尺度である。
【００４４】
「相互作用マップ」または「相互作用パターン」は、接触表面全体にわたる相互作用の２次元（２Ｄ）分布またはその一部である。「相互作用マップ」が減衰値を含む場合、「相互作用マップ」は「減衰マップ」または「減衰パターン」と称される。
【００４５】
「接触（ｔｏｕｃｈ）」は、相互作用パターン内に見られるような相互作用の点を示す。接触は、任意の座標系における接触表面上の場所、相互作用強度、大きさ（例えば直径、面積など）、形状などの様々な接触パラメータに関連付けされ得る。
【００４６】
「フレーム」または「反復」はデータ収集で始まり接触データの判断で終了する反復される事象を指す。接触データは接触パラメータの任意の組み合わせを含み得るまたはそれに基づき得る。
【００４７】
本明細書で使用されるように、「痕跡」は相互作用の時間的履歴についての情報である。一連のフレーム内で（すなわち、異なる時点で）検出された相互作用からの接触が痕跡内へ収集される。
【００４８】
痕跡は、歳、位置、位置履歴、大きさ、形状などの様々な痕跡パラメータに関連付けられ得る。痕跡の「歳」は、どれくらい長く痕跡が存在したかを示し、フレームの数、痕跡内の最も早い接触のフレーム番号、期間などとして与えられ得る。痕跡の「位置」は痕跡内の極最近の接触の位置により与えられ、痕跡の「大きさ」は痕跡内の極最近の接触の大きさを示す。「位置履歴」または「運動軌道」は、接触表面全体にわたる痕跡の空間的広がりの少なくとも一部を指し、例えば、痕跡内の最新のいくつかの接触の位置、または痕跡内のすべての接触の位置、痕跡の形状を近似する曲線、またはカルマンフィルタとして与えられる。
【００４９】
以下の説明を通じて、対応する素子を特定するために同じ参照符号が使用される。
【００５０】
１．接触感知装置
図１Ａ〜１Ｂに、「ＦＴＩＲシステム」とも称するＦＴＩＲ（減衰全反射）の概念に基づく接触感知装置１００の例示的実施形態を例示する。本装置は、パネル１内から接触表面４を照射するように光をパネル１内に（発光体２から光センサまたは検出器３へ）送ることにより動作する。パネル１は１つまたは複数の層の固体材料で作られており、任意の形状を有し得る。パネル１は、光が内部反射により伝播する内部輻射伝播路を画定する。図１の例では、伝播路はパネル１の境界表面５と６間に画定される。上面５は、接触物体７と伝播光が相互作用できるようにし、これにより接触表面４を画定する。これは、光がパネル１中を伝播するにつれて接触表面４において全反射（ＴＩＲ）により反射されるように光をパネル１中に注入することにより達成される。光は、底面６におけるＴＩＲまたは底面６上の反射被膜に対するＴＩＲにより反射され得る。例えば、パネルが様々な材料の複数層を含む場合、伝播路が底面６から離間されるということも考えられる。装置１００は、ディスプレイ装置またはモニタ上に重ね合わせられるまたはそれに一体化されるように設計され得る。
【００５１】
装置１００は、接触表面４の極近傍に持ってこられたまたは接触表面４に接触する物体７が接触点において伝播光と相互作用できるようにする。この相互作用では、光の一部は物体７により散乱され得、光の一部は物体７により吸収され得、光の一部はパネル１全体にわたってその元の方向に伝播し続け得る。したがって、接触物体７は、図１Ａの接触物体７の下流側の細線により示すように透過光のエネルギー（電力／強度）の低下に至る全反射の局所的減衰を引き起こす。
【００５２】
発光体２は接触表面４の周囲に沿って分散され、パネル１内に当該数の光シートを生成する。図１Ｂの例では、各発光体２は、パネル１内で伝播する一方でパネル１の面内で広がる光線を生成する。各ビームはパネル１上の１つまたは複数の入力または入力結合点（ポート）から伝播する。センサ３は、パネル１上の多くの離間された出力結合点（ポート）において発光体２から光を受信するために、接触表面４の周囲に沿って分散される。入力結合点と出力結合点は単に、ビームがパネル１に入る位置とパネル１から出る位置をそれぞれ指すということを理解すべきである。したがって、１つの発光体／センサが多くの入力結合点／出力結合点に光学的に結合され得る。但し、図１Ｂの例では検出線Ｄは個々の発光体−センサ対により規定される。
【００５３】
センサ３は出力信号を集合的に供給し、出力信号は信号処理装置１０により受信されサンプリングされる。出力信号は、それぞれがある発光体２により放射されある光センサ３により受信される光のエネルギーを表す「投射信号（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ）」とも称する多くの副信号を含む。実施形態に依存して、信号処理装置１０は個々の投射信号の分離のために出力信号を処理する必要があるかもしれない。概念的に、接触装置１００は接触表面４上の検出線Ｄのグリッドを規定すると考えられる。各検出線Ｄは、接触表面４上に投射されるような、発光体２からセンサ３までの光伝搬路に対応する。したがって、投射信号は個々の検出線Ｄ上の光の受信エネルギーまたは電力を表す。接触物体７は１つまたは複数の検出線Ｄ上の受信エネルギーの低下（減衰）をもたらすということが理解される。
【００５４】
以下に説明するように、信号処理装置１０は接触表面１全体にわたる減衰値の分布（簡単のため、「減衰パターン」と呼ぶ）を判断するために投射信号を処理するように構成され得る。各減衰値は光の局所的減衰を表す。他のタイプのグリッド例えば六角形パターンまたは三角形メッシュが考えられるが、減衰パターンは様々なやり方で例えば通常のｘ−ｙグリッドで（例えば通常のディジタル画像で）配置された減衰値として表され得る。減衰パターンはさらに、信号処理装置１０により、または各接触物体の位置（例えばｘ、ｙ座標）、形状、または面積などの接触データの抽出に関与し得る接触判断のための別個の装置（図示せず）により処理され得る。
【００５５】
図示の例では、装置１００はまた、発光体２の活性化と場合によりセンサ３からのデータの読み取りとを選択的に制御するように接続された制御装置１２を含む。信号処理装置１０と制御装置１２は別個のユニットとして構成されてもよいし、単一ユニットに組み込まれてもよい。信号処理装置１０と制御装置１２のうちの１つまたは両方は処理装置１４により実行されるソフトウェアにより少なくとも部分的に実施され得る。
【００５６】
図１はＦＴＩＲシステムの一例を単に例示するということを理解すべきである。例えば、その代りに、検出線は１つまたは複数の光線をパネル１内で掃引または走査することにより生成され得る。その代りに、光は、例えばパネル１に取り付けられた専用結合素子の使用により上面と底面５と６を介しパネル１内におよびパネル２から結合され得る。代替のＦＴＩＲシステムの例は、例えば米国特許第６９７２７５３号明細書、米国特許第７４３２８９３号明細書、米国特許出願公開第２００６／０１１４２３７号明細書、米国特許出願公開第２００７／００７５６４８号明細書、国際公開第２００９／０４８３６５号パンフレット、国際公開第２０１０／００６８８２号パンフレット、国際公開第２０１０／００６８８３号パンフレット、国際公開第２０１０／００６８８４号パンフレット、国際公開第２０１０／００６８８５号パンフレット、国際公開第２０１０／００６８８６号パンフレット、国際公開第２０１０／０６４９８３号パンフレット、国際公開第２０１０／１３４８６５号パンフレットに開示されており、そのすべてを参照により本明細書に援用する。本発明概念は、このような代替のＦＴＩＲシステムに同様に適用され得る。
【００５７】
２．減衰パターン
出力信号内の投射信号に基づき接触表面４上の減衰パターンを判断するための再構成関数またはアルゴリズムが使用され得る。本発明の実施形態は、フィルタ補正逆投影法（Ｆｉｌｔｅｒｅｄ  Ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）、ＦＦＴベースのアルゴリズム、ＡＲＴ（代数的再構成再技術：Ａｌｇｅｂｒａｉｃ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）、ＳＡＲＴ（同時代数的再構成技術：Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  Ａｌｇｅｂｒａｉｃ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）などのトモグラフィ再構成を含む投射信号値に基づく任意の利用可能な画像再構成アルゴリズムを使用し得る。または、再構成関数は、１つまたは複数の基底関数を適合させることによりおよび／またはＢａｙｅｓｉａｎ反転などの統計的方法により減衰パターンを生成し得る。接触判断に用いるために設計されたこのような再構成関数の例は、国際公開第２０１０／００６８８３号パンフレット、国際公開第２００９／０７７９６２号パンフレット、国際公開第２０１１／０４９５１１号パンフレット、国際公開第２０１１／１３９２１３号パンフレット、国際公開第２０１２／０５０５１０号パンフレットに見出され、そのすべてを参照により本明細書に援用する。従来の画像再構成技術は、数学文献例えばＮａｔｔｅｒｅｒによる“Ｔｈｅ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ”ならびにＫａｋおよびＳｌａｎｅｙによる“Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ”に見出される。
【００５８】
再構築関数（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は、「時点ｔにおける入力値ｓｔは物理的接触システムの特性を反映する射影関数（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）Ｐに従って減衰パターンａｔに依存する：ｓｔ＝Ｐ（ａｔ）」という前提に基づき設計される。したがって、再構成アルゴリズムは再構成関数ａｔ＝Ｐ’（ｓｔ）の使用によりｓｔからａｔを再構成するように設計される。
【００５９】
入力値ｓｔのフォーマットは再構成関数Ｐ’に固有であるということを理解すべきである。減衰パターンの再構成を可能にするために、入力値ｓｔは個々の検出線の減衰値として表され得る。このような減衰値は例えば、ｋ番目検出線の射影値（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）Ｉｋをそれぞれの基準値により除すことにより得られる伝搬値（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）：Ｔｋ＝Ｉｋ／ＲＥＦｋに基づき得る。基準値の適切な選択により、伝搬値は検出線のそれぞれの上で測定された自然光エネルギーの割合（例えば範囲［０，１］内）を表すように生成され得る。各検出線の入力値は、例えばｓｋ＝−ｌｏｇ（Ｔｋ）またはその近似（例えばｓｋ＝１−Ｔｋ）により与えられる。
【００６０】
再構成された減衰パターンａｔは、時点ｔにおける接触表面上の累積減衰の分布を表すことになる。累積減衰は、接触物体に起因する減衰と接触表面上の汚染に起因する減衰の両方を含み、したがってこのような相互作用パターンａｔは「全減衰パターン」または「全パターン」と称されることがある。
【００６１】
背景技術の章で示したように、接触表面上の汚染の影響の全減衰パターンａｔを少なくとも部分的に補償して、「接触減衰パターン」または「オフセットパターン」と称する補償された減衰パターンｏｔを生成することが当該技術領域において知られている。例えば、国際公開第２０１１／０４９５１２号パンフレットは、現在の光状態（全パターンに対応する）を繰り返し生成する接触装置を提案している。接触装置はまた、接触表面上の汚染に起因する推定減衰値の２次元分布である背景状態（または背景パターン）を繰り返し更新する。次に、補償された光状態（オフセットパターンに対応する）は現在の光状態から背景状態を減じることにより形成される。代替的または補足的補償技術が国際公開第２０１１／０２８１６９号パンフレットに提案されている。ここでは、射影値を入力値に変換する際に使用される基準値（ＲＥＦｋ）が接触表面４上の汚染の影響を含むように間欠的に更新される。基準値の更新を介し汚染の影響を追跡することにより、接触装置は、再構成関数への入力の際に既に存在する汚染を補償し、これにより直接オフセットパターンを生成する。国際公開第２０１１／０４９５１２号パンフレット、国際公開第２０１１／０２８１６９号パンフレット、２０１２年９月２４日出願の本出願人のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＳＥ２０１２／０５１００６号明細書のすべてを参照により本明細書に援用する。
【００６２】
全パターンａｔは、接触表面の座標系Ｘ，Ｙ（図１Ｂ参照）内の３Ｄプロットとして図２Ａに例示される。パターンａｔは、接触と汚染の両方からの接触表面上の累積減衰を表す。図２Ｂは、以前の接触からの指紋に起因する第１の減衰成分α１、接触表面上にある手のひらからの汚れに起因する第２の減衰成分α２、液漏れに起因する第３の減衰成分α３を示す背景パターンｂｔ−１のプロットである。図２Ｃは、画素毎にαｔからｂｔ−１を減じることにより得られたオフセットパターンｏｔのプロットである。３つの接触を形成する３つのピークβ１，β２，β３が零減衰近くの一様背景レベルに対して見られる。
【００６３】
このオフセットパターンｏｔは、接触表面上の接触関連減衰の長期的変化（例えば接触物体が無く汚染に起因する差異をほぼ除外した清潔な接触表面と比較した接触表面上の物体の現在配置に起因する減衰の差異）を反映するために導出されるということが理解される。
【００６４】
より短い時間スケール上の変化（典型的には、痕跡の時間的広がりより（はるかに）短い一定期間Δｔにわたって発生する変化）を表す差分減衰パターンを生成することも可能である。このような差分減衰パターンは本明細書では「差分パターン」と称しｄａｔにより表される。
【００６５】
差分パターンｄａｔは現在のオフセットパターンから直前のものを減じることにより計算され得る（ｄａｔ＝ｏｔ−ｏｔ−Δｔ）。または、Δｔが、接触物体の運動が減衰変化をもたらすには十分に長く選択され、一方汚染の著しい形成を回避することができるには十分に小さく選択されるという条件で、差分パターンｄａｔは現在の全パターンから直前のものを減じることにより計算され得る（ｄａｔ＝ａｔ−ａｔ−Δｔ）。一例では、時間差は約５ｍｓ、好適には約２０〜８０ｍｓより大きいが、１〜５秒程度の大きさであってよい。
【００６６】
別の代替案では、差分パターンｄａｔは、現在時点（ｔ）と直前時点（ｔ−Δｔ）間の入力値の差異を取ることにより得られる変化値ｄｓｔから再構成され得る。
2015505093.tif 000003
または等価的には対数信号値の差異により、
ｄｓｔ＝−ｌｏｇ（Ｉｔ／Ｉｔ−Δｔ）＝ｌｏｇ（Ｉｔ−Δｔ）−ｌｏｇ（Ｉｔ）
である。
【００６７】
したがって、再構成関数Ｐ’は変化値ｄｓｔに対し演算して差分パターンｄａｔを生成する。但し、再構成関数Ｐ’が少なくともほぼ線形であると仮定すると、
ｄａｔ＝ａｔ−ａｔ−Δｔ＝Ｐ’（ｓｔ）−Ｐ’（ｓｔ−Δｔ）＝Ｐ’（ｓｔ−ｓｔ−Δｔ）＝Ｐ’（ｄｓｔ）
である。
【００６８】
変化値に対し演算することにより、様々な時点における全パターンまたはオフセットパターンを計算し、格納し、取り出す必要性が除去され得る。
【００６９】
差分パターンを生成するための別の代替案が２０１２年１０月８日出願の本出願人のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＳＥ２０１２／０５１０７３号明細書に開示されており、その全体を参照により援用する。
【００７０】
実施形態に関係無く、差分パターンｄａｔは接触表面（または接触表面の関連部分）全体にわたる差分値の分布であり、各差分値は接触表面上の特定位置または再構成セル（画素）におけるΔｔ中の減衰の局所的変化（増加／低下）を表し得る。したがって、差分パターンｄａｔは、接触表面全体にわたるΔｔ中の接触相互作用および汚染寄与の変化の像と見なされ得る。差分パターンｄａｔは、Δｔ中に接触表面から除かれたまたは接触表面に加えられた物体だけでなく接触表面に接触する移動物体に起因する減衰の時間変化を主として示す。移動物体は通常、差分パターン内の「双極ピーク」、すなわち正のピークと負のピークの組み合わせとして現われる。図３Ａは、２つの双極ピーク
2015505093.tif 000004
および
2015505093.tif 000005
を含む差分パターンｄａｔの３Ｄプロットである。図３Ｂは、図３Ａにおける差分パターンｄａｔの平面図である。Δｔ中に物体が移動されると、対応する接触は新しい画素を占有して正のピークを生じ、古い画素を残して負のピークを生じる。物体が接触表面から除かれれば、除かれた接触は差分パターンの単一の負のピークにより表され、物体が接触表面に接触されれば、新しい接触は単一の正のピークにより表される。図３Ｂにおいて、物体はΔｔ中に互いに離れたということが理解される。
【００７１】
本発明の実施形態は、接触表面上の物体の運動を追跡するために、全パターン、オフセットパターンまたは差分パターン、またはこれらのパターンの組み合わせのいずれかに対し作用し得る。したがって、以下では、特に明記しない限り、上記タイプのパターンのすべてを表すように意図された「減衰パターン」または「パターン」について言及する。
【００７２】
３．追跡
接触装置１００は、接触表面上の物体の運動を時間の関数として追跡できるように連続時点におけるパターンａｔを生成するように作動される。追跡は、接触表面上の運動軌道を生じ、例えば接触表面上のユーザによって制御される身振りの認識を可能にし得る。一例として、図４は、「ズームイン」命令と解釈され得る「逆ピンチ（ｕｎ−ｐｉｎｃｈ）」身振りで接触表面４上でドラッグされる２つの物体７の運動軌道Ｔ１、Ｔ２を例示する。
【００７３】
図５Ａは、図１の装置１００における物体追跡方法の実施形態のフローチャートである。本方法は、通常は信号処理装置１０（図１）により繰り返し実行される一連の工程５０〜５６を含む。本明細書の文脈では、それぞれの一連の工程５０〜５６は「フレーム」または「反復」と称する。
【００７４】
各フレームは、データ収集工程５０で始まり、出力信号は例えば前述の投射信号Ｉｔのそれぞれから値をサンプリングすることにより光センサ３から取得される。データ収集工程５０は検出線毎に１つの射影値を生じる。データは装置１００において利用可能なすべての検出線に対して収集され得るが必ずしもその必要は無いということに留意されたい。データ収集工程５０はまた、射影値の前処理（例えば雑音低減のためのフィルタリング）を含み得る。
【００７５】
変換工程５１では、実施形態に依存して、射影値Ｉｔには入力値ｓｔまたは変化値ｄｓｔへの変換の処理がなされる。
【００７６】
その後のパターン生成工程５２は、例えば第２章で説明した技術のうちの任意のものに従ってパターンを生成するために入力または変化値に対し再構成関数Ｐ’を演算する。
【００７７】
ピーク検出工程５３では、パターンには次に、例えば任意の既知技術を使用することによりピーク検出の処理がなされる。一実施形態では、雑音を抑制するためにグローバルまたはローカル閾値が最初にパターンに適用される。閾値を越えた減衰値を有する任意の領域にはさらに、極大値を見出すために処理がなされ得る。特定された極大値にはさらに、例えば２次元二次多項式またはガウス型ベル形状を減衰値にフィティングすることによりまたは減衰値の慣性楕円体を見出すことにより、接触形状と中心位置の判断の処理がなされる。極小値は同様なやり方で特定され得る。当該技術分野で周知のように、クラスタ化アルゴリズム、エッジ検出アルゴリズム、標準的ｂｌｏｂ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ、撥水技術、ｆｌｏｏｄ  ｆｉｌｌ技術など非常に多くの他の技術も存在する。工程５３は、様々なピークパラメータの値（例えばピーク位置、ピークサイズ、ピーク形状、ピーク減衰、ピーク極性）を含み得るピークリストを生成する。ピーク減衰は、ピーク減衰値またはピーク形状内の減衰値の加重和により与えられ得る。ピーク極性は、ピークがパターン内で正か負かを示す。
【００７８】
工程５４は、ピークリスト内の検知されたピークと、既存痕跡の記録であり電子メモリＭから取り出される痕跡履歴リストＴＨＬｔ−１内の既存痕跡とを照合する。記録は、リスト、ハッシュ表、二進樹などの線形または非線形な任意の好適なデータ構造により実施され得る。痕跡履歴リストは、存在する可能性が低くないと考えられる任意の痕跡も含み得る現フレームに関連すると考えられる痕跡（例えば存在すると考えられるすべての痕跡）の痕跡パラメータの値を含むように維持される。上に示したように、痕跡パラメータは例えば、痕跡毎に、歳、位置、位置履歴、減衰強度、サイズ、形状を含む。照合工程は、整合ピーク、非整合ピーク、非整合痕跡を生じる。次に、痕跡履歴リストＴＨＬｔ−１は上記照合に基づき更新され、次のフレームで用いるためにメモリＭ内に現在の痕跡履歴リストＴＨＬｔとして格納される。更新は、既存の痕跡の痕跡パラメータ値の更新、終了された痕跡の除去、新しい痕跡の痕跡パラメータ値の挿入を含み得る。
【００７９】
工程５５では、現在の接触データが判断され出力され、その後、処理はデータ収集工程５０に戻る。現在の接触データは、終了された痕跡（タッチアップ）、新しい痕跡（タッチダウン）、関連パラメータ値、進行中の痕跡、関連パラメータ値を示し得る。パラメータ値は、ピークパラメータ値または痕跡パラメータ値などのピーク検出、照合、更新の工程中に判断された値を選択することにより決定され得る。工程５５は、工程５４で特定されたすべての既存および新しい痕跡の接触データを出力し得る。しかし、工程５５はユーザ経験を改善するために現在の接触データを操作する「出力フィルタ」を実施するということが考えられる。例えば、出力フィルタは、誤ったピーク検出の影響を抑制するために多くのフレームの間、新しい痕跡の出力を延期し得る。同様に、出力フィルタは、例えば多くのフレームの間、非整合痕跡の最新の接触データを出力することにより、または接触履歴リスト中の痕跡パラメータ値に基づきこれらのフレームの間に予測された接触データを出力することにより、これらのフレームの間、非整合痕跡の除去を遅らせるように構成され得る。出力フィルタは、工程５５において見出された痕跡の中から能動的選択を行い選択された痕跡の現在の接触データだけを出力するように構成されるということも考えられる。
【００８０】
追跡は、異なる時間に検知された接触同士を照合するだけでなく、新しい接触（すなわち新しい運動軌道の開始「タッチダウン」）の発生と既存接触の消失（すなわち進行中の運動軌道の終了「タッチアップ」）とを正しく検知するので、特に干渉の存在下では困難な作業であるということが理解される。接触は、パターン内の減衰と時間の関数としての減衰の両方の点で著しく異なるということにも留意すべきである。例えば、物体を移動すること（「ドラッグ」）はしばしば、ＦＴＩＲベースの接触装置では静止物体より弱い減衰を生じるように見える。干渉は例えば、測定雑音、再構成関数により導入されるアーティファクト、または周囲光（すなわちパネルの外の源に由来しセンサにより検知される光）に起因し得る。以下の第４章で説明されるように、干渉はまた、接触表面上の汚染の不完全な補償に起因し得る、および／または接触物体により散乱される光に起因し得る。干渉が真の接触と勘違いされ新しい痕跡の出発点として使用される、または位置として既存の痕跡に追加されれば追跡処理は著しく妨げられ得るということが理解される。上記出力フィルタの適切な設計により、ユーザが些細な追跡誤りに露されるのを回避し得る。しかし、より大きな追跡誤りが痕跡履歴リスト内に伝播し、ユーザ経験を混乱させ得る。一例を図６Ａ〜６Ｂに示す。図６Ａに、指が接触表面全体にわたってドラッグされるにつれフレームの時間系列内で特定され照合される接触位置（黒点）を例示する。破線は、追跡が多くのフレームの間に失敗して、ドラッグを、停止された第１の痕跡Ｔ１と第１の痕跡Ｔ１から離れる第２の痕跡Ｔ２とに分離させたということを示す。失敗した追跡は例えば、指が第１の痕跡Ｔ１と照合される指紋を付け、これにより第１の痕跡Ｔ１が停止されたものと認識されることに起因し得る。指が指紋から離れると、追跡は、指に起因するピークを再び検知し、これらが新しい痕跡Ｔ２に属するものと同定する。図６Ｂに示すように、出力工程５５から当該接触データを受信したアプリケーション制御装置は、第１と第２の痕跡を２つの物体７の逆ピンチ身振り（図４参照）を表すものと解釈し、ズームインアクションを開始してユーザを驚かせ落胆させ得る。
【００８１】
追跡誤りを抑制するために、図５Ａにおける方法は、痕跡履歴リストが工程５４において更新されると、追跡誤りが導入され伝播される尤度を低減するように設計された誤り抑制工程５６を含む。図示の実施形態では、誤り抑制工程５６は、「推測痕跡」と称する特定の痕跡の潜在的追跡問題を特定し、次に推測痕跡の運動案を定義する。運動案は、例えば所与の評価期間内に、追跡処理の下流側で評価される様々な仮説である。以下では、評価は工程５６の一部として行われると仮定する。次に、評価の結果は、その後のフレームの工程５４において推測痕跡の更新を制御するために使用される。工程５６は毎フレーム中に実行され得る（必ずしもその必要は無いが）ということを理解すべきである。同様に、運動案のその後の評価は評価期間中にフレーム毎に実行され得る（必ずしもその必要は無いが）。
【００８２】
一実施形態では、潜在的追跡問題は、いかなる不確かなピーク（「潜在的偽ピーク」）、すなわち広い意味で干渉に由来する可能性が高いと考えられる（または可能性が低いと考えられる）ピークも特定するように、専用ヒューリスティックを工程５３において検知されたピークに適用することにより特定される。ヒューリスティックは特定のタイプの干渉からピークを特定するように調整され得る。様々なヒューリスティックの例を以下の第４章に示す。
【００８３】
図５Ａにおける実施形態とその変形形態を参照すると、示された工程の１つまたは複数は同時に行われ得るということを理解すべきである。例えば、その後のフレームのデータ収集工程５０は工程５１〜５６のうちの任意の１つと同時に開始され得る。
【００８４】
３．１  予測手法
一実施形態では、誤り抑制工程５６は予測手法に基づく（すなわち運動案は推測痕跡のあり得る将来の軌道を表す）。図６に例示する追跡問題に対処するために、工程５６は２つの異なる運動案、すなわち「物体は停止される（「停止案」）」と「物体は暫定的痕跡に沿ったその現在方向に移動し続ける（「移動案」）」を定義し得る。
【００８５】
予測手法を図７に例示する。黒点は整合接触位置を表し、四角形は特定された追跡問題を表し、十字形は検知されたピークを表し、一方、点は予測接触位置を表し、実線は痕跡を表し、破線は暫定的痕跡を表す。図７Ａは、評価期間Δｔ１にわたって配置された暫定的痕跡の概要を示す。予測位置ｐ１〜ｐ６は、運動案が評価されると連続フレームｆ１〜ｆ６のそれぞれにおける推測痕跡の信憑性のある位置を表すように、生成される。予測位置ｐ１〜ｐ６は、当業者に周知のように例えば推測痕跡の位置履歴から外挿することにより工程５６により規定され得る。探索領域ｓ１〜ｓ６は各予測位置ｐ１〜ｐ６に関連して規定されるが、それぞれの予測位置ｐ１〜ｐ６を含み得る（必ずしもその必要は無いが）。運動案の評価では、探索領域ｓ１〜ｓ６内に検知されたピークには、移動案を評価するための処理がなされる。移動案が評価期間Δｔ１中にまたはその終わりに有力であると考えられれば、工程５４には、痕跡履歴リスト中の推測痕跡をそれに応じて更新するように信号で伝えられる。そうでなければ、工程５４には、停止されたものとして推測痕跡を更新するように信号で伝えられる。評価期間の長さは追跡問題に対するＦＴＩＲシステムの感度に影響を与える。評価期間の長さは、連続的運動の検出を可能にするには十分長く、一方、他の物体の当該運動が推測痕跡に誤って接続されることを回避するには十分短くなければならない。探索領域ｓ１〜ｓ６の大きさと配置だけでなく評価期間Δｔ１の長さもルーチン実験の課題である。
【００８６】
多くの考えられ得る実施形態の１つを図７Ｂ〜７Ｄに例示する。図７Ｂでは、ピークが探索領域ｓ３内のフレームｆ３中に発見され、候補位置ｃ３として示される。２つ以上のピークが探索領域内に発見されれば、評価は、候補位置として（例えば、相互の距離、および／または大きさの類似性、減衰強度などに基づき）ベストマッチを選択する、または複数の候補位置について行い得る。図７Ｃでは、フレームｆ４内に特定されたピークが候補位置ｃ３に整合することがわかる（例えば、相互の距離、および／または大きさの類似性、減衰の強度などに基づき）。これは、工程５６に移動案を選択させ、図７Ｄに示すように推測痕跡を工程５４により更新させ得る。明らかに、工程５６は、移動案を受け入れる前により大きな系列の整合候補位置を必要とし得る。変形形態（図示せず）では、工程５６は、移動案を受け入れる前に、連続候補位置がそれぞれの探索領域内に位置することを必要とし得る。別の変形形態（図示せず）では、工程５６は、１つの候補位置が探索領域のうちの１つに入るとすぐに移動案を受け入れ得る。図７Ｄに関しては、予測位置（ｐ１、ｐ２、場合によりｐ３）は工程５４において更新されると推測痕跡に追加され得る（が必ずしもそうである必要は無い）ということを理解すべきである。
【００８７】
その代りに工程５６が停止案を選択すれば、推測痕跡は図７Ｅに示すように更新される。更新された痕跡の前端部は互いに重なる複数の接触位置を含む（各フレームｆ１〜ｆ６毎に１つ）ということを理解すべきである。
【００８８】
変形形態（図示せず）では、探索領域ｓ１〜ｓ６は、推測痕跡に関連して定義された単一の探索領域により置換または補足される。単一の探索領域は評価期間Δｔ１（図７Ａ参照）中に暫定的痕跡の広がりを含むように定義され得る。例えば、単一の探索領域内で検知されたすべてのピークは移動案を評価するために使用され得る。
【００８９】
図７Ｆに、予測手法の拡張を例示する。ここで、工程５６は、追跡問題を含むブロッキング領域すなわち不確定領域ｂ１を定義する。ブロッキング領域ｂ１は、追跡問題の位置、推測痕跡の現在位置、次のフレーム内の推測痕跡の予測位置などに対して設定され得る。ブロッキング領域ｂ１は、追跡問題の原因が持続して次のフレーム内の追跡処理に影響を与え得るということに対処する。ブロッキング領域は様々な機能に関連付けられ得る。１つの変形形態では、工程５３は、ブロッキング領域ｂ１内のピークを検知することを防止される。別の変形形態では、工程５６における評価は、ブロッキング領域ｂ１内で検知されたピークに基づき運動案を評価することを防止される。さらに別の変形形態では、工程５４は、ブロッキング領域ｂ１内で検知されたピークと他の痕跡（すなわち推測痕跡だけではなく）とを照合することを防止される。これらの変形形態の組み合わせが可能である。例えば、図７Ｆでは、ブロッキング領域ｂ１内のピークは、新しい痕跡を生じることもなく、また運動案を評価するために使用されることもない。ブロッキング領域ｂ１は通常、期間Δｔ１と同一であり得る（が必ずしもそうである必要は無い）評価期間Δｔ２の間存在する。Δｔ２は追跡問題の源の時間スケールに関係し、一方Δｔ１は接触表面との真の相互作用の時間スケールに関係するので、Δｔ２をΔｔ１と無関係に設定することが望ましいかもしれない。
【００９０】
変形形態（図示せず）では、ブロッキング領域が省略され、そして新しいピークが工程５３により検知され工程５４により使用されることが許されるが、推測痕跡との照合のためではない。したがって、工程５４は、検知されたピークを、新しい痕跡を生成するおよび／または推測痕跡以外の痕跡を更新するためにだけ使用することが許され得る。
【００９１】
３．２  反応的手法
別の実施形態では、誤り抑制工程５６は反応的手法に基づく、すなわち運動案は推測痕跡の近傍で特定される痕跡に基づき評価されこれによりこのような痕跡は推測痕跡に接続され得る。反応的手法はまた停止案と移動案を使用し得る。
【００９２】
反応的手法を図８に例示する。ここで、黒点は整合接触位置を表し、四角は特定された追跡問題を表し、点は検知されたピークを表し、破線矢印は源の推定軌道を表す。図８Ａは、潜在的追跡問題の検出後の多数のフレームの追跡を示す。ブロッキング領域すなわち不確定領域ｂ１は、例えば図７Ｆを参照して上に説明したように、潜在的追跡問題を含むように定義される。ブロッキング領域ｂ１は、評価期間Δｔ２中存在し、ブロッキング領域ｂ１内で発生するピークが運動案の評価に使用されるのを防止するために使用される。実施形態に依存して、工程５３はブロッキング領域ｂ１内のピークを検出することを阻止され得る、または、工程５６はブロッキング領域ｂ１内で検知されたピークに基づき運動案を評価することを防止され得る。図７Ｆの例との類推では、ブロッキング領域ｂ１は、「工程５４がブロッキング領域ｂ１内に検知されたピークと他の痕跡とを照合することを防止する」という付加的効果を有し得る。工程５６は、推測痕跡へのあり得る接続のために、評価期間Δｔ１中にブロッキング領域ｂ１外で検知される新しい痕跡を解析することにより、運動案を評価する。この評価は、例えば図８Ａの破線矢印により示されるように後方への新しい痕跡を予測することにより、各新しい痕跡の源の見掛けの方向の判断を含み得る。源の方向が推測痕跡に十分に近ければ、工程５６は移動案を選択し、図８Ｂに示すように推測痕跡が工程５４により更新されるようにし得る。代案としてまたは追加的に、工程５６の評価は、推測痕跡と各新しい痕跡の源間の距離および／または領域の類似性および／または推測痕跡内の接触と新しい痕跡内の接触との間の形状に基づき得る。
【００９３】
ブロッキング領域の利用と組み合わせられ得る変形形態（図示せず）では、工程５６は、推測痕跡に対し定義され得る専用探索領域内に源を有する新しい痕跡または追跡問題を評価することに限定される。このような探索領域の利用は、評価すべき新しい痕跡の量を制限することにより処理を低減し得る。探索領域は固定された位置と広がりを有し得る、または評価期間Δｔ１内の時変広がりおよび／または位置を有し得る。
【００９４】
３．３  他の運動案
停止および移動案は、工程５６において使用され得る提案の単に一例である。これらの案が接触表面上の物体の多くの運動を捕捉しても、それらは他のおよびさらに詳細な運動案、例えば反転提案（物体が方向を反転する）、左折提案（物体が左へ９０°曲がる）、右折提案（物体が右へ９０°曲がる）などと組み合わせられ得るまたはそれと置換され得る。
【００９５】
いくつかのＦＴＩＲシステムでは、追跡処理が、タッチアップ事象（接触物体が接触表面から持ち上げられる）と移動を開始する接触物体（静止痕跡）とを識別するのは困難かもしれない。例えば、差分パターンでは、タッチアップ事象は負のピークだけでなく負のピーク周囲の円内の小さな正のピークの「トーラス」も生じ得る。図９は、このようなトーラス形状を有する差分パターンｄａｔの例である。図３Ｂに戻ると、得られた負と正のピークの組み合わせは、タッチアップ事象ではなく物体の運動として誤って解釈され得るということが理解される。この潜在的追跡誤りに対処するために、工程５６は、トーラス形状を潜在的追跡問題として特定し、評価期間Δｔ１中に評価される移動案と「タッチアップ案」とを定義するように構成され得る。移動案は予測的または反応的手法のうちの任意のものに従って評価され得る。タッチアップ案は、移動案が除去されれば選択され得る。または、タッチアップ案は、潜在的追跡問題の位置におけるピークの有無の評価により確認され得る。
【００９６】
通常、工程５６がトーラス形状、小さなスプリアスピーク、四重極（下記参照）などの様々なタイプの潜在的追跡問題を特定または分類することができれば工程５６は潜在的追跡問題のタイプに依存して評価されるべき案の様々な組み合わせを定義し得るということに注意すべきである。例えば、四重極は移動および停止案を生じ得、一方、トーラス形状は移動およびタッチアップ案を生じ得る。代案としてまたは追加的に、例えば停止および移動案が移動中の推測痕跡に対して定義されタッチアップおよび移動案が休止中の推測痕跡に対して定義されるように推測痕跡の位置履歴（すなわち先行フレーム期間中の推測痕跡の運動特性）に依存して様々な提案が工程５６により定義され得る。
【００９７】
３．４  間欠的に持ち上げられた物体の追跡
本発明の追跡技術はまた、接触表面から間欠的に持ち上げられ例えばダブルタップを生ずる物体の追跡に適用可能である。ダブルタップは、連続する２つのタップ（すなわちタッチダウンとタッチアップ、およびタッチダウンとタッチアップ）を含む。タップ間の時間が小さければ、ダブルタップは静止痕跡（物体が接触表面に触れ次にこの位置に保持されるということ）と勘違いされ得る。図１０は、様々なタイプの接触事象のオフセットパターンにおける１つの位置における減衰の強度の時間的変動のグラフを含む。図１０Ａは、接触表面上の単一タップを表す。タッチダウン事象は減衰強度が閾値レベルＴＨを上回ると検知され、タッチアップ事象は減衰強度が閾値レベルＴＨ（または異なる閾値レベル）を下回ると検知される。図１０Ｂ〜１０Ｃは、物体が接触表面に触れ次に静止されるときの減衰強度の時間変動の例である。タッチダウン事象後しばらくしてからの減衰強度の低下は、接触物体と接触表面間の印可圧の変動に（部分的に）起因し得る。図１０Ｄは、矢継ぎ早の２つのタップを表す。ここでは、タップ間の時間は減衰強度が閾値レベルＴＨを下回ることを許さない。したがって、従来の追跡処理は、図１０Ｄのダブルタップを無視するだろう。誤り抑制工程５６はこの状況を処理するようにされ得る。例えば、工程５６は、痕跡がその開始から（すなわちタッチダウン事象から）一定期間内に減衰強度の時間的最小値を有するということを見出した場合は潜在的追跡問題を特定し得る。時間的最小値は図１０Ｃ〜１０Ｄの矢印に見出される。工程５６はまた、「接触案（ｃｏｎｔａｃｔ  ｐｒｏｐｏｓｉｔｉｏｎ）」（物体が接触表面に接触したままである）と「ダブルタップ案」（物体はダブルタップを生成する）を定義し得る。次に、これらの案は評価期間Δｔ１中に工程５６により評価される。減衰強度がΔｔ１内に閾値レベルＴＨを下回ればダブルタップ案が選択され、そうでなければ接触案が選択され得る。
【００９８】
４．偽ピークの源と検出
上に説明したように、偽ピークは潜在的追跡問題の指標として使用され得る。いくつかの偽ピークがＦＴＩＲシステムに固有の干渉により生成される。以下に、偽ピークの異なる２つの源について少し詳しく論述し、その後、偽ピークを特定するために使用され得る様々なヒューリスティックの説明が続く。
【００９９】
４．１  光散乱に起因する偽ピーク
光散乱は、パネル内の伝播光の一部をその元の経路から逸脱させる物理的プロセスである。ＦＴＩＲシステムでは、パネル内に固有散乱、例えば放射伝播路を画定する境界表面の不規則性に起因する散乱とパネルのバルク材の不規則性に起因する散乱が存在し得る。この散乱は時間とともに不変であり得、装置の較正により考慮され得る。
【０１００】
ＦＴＩＲシステムでは、光散乱はまた、指紋やしみなどの接触表面上の汚染だけでなく接触物体によっても引き起こされ得る。このタイプの光散乱は動的である、すなわち物体の位置と汚染の分布の両方が時間とともに変化し得るのでシステムが使用されるにつれ変化する。さらに、光散乱は、物体のタイプと、どれくらい激しく物体が接触表面に対し押し付けられるかとに依存して異なり得る。同様に、光散乱は異なるタイプの汚染（例えば指紋、液もれ）に対して異なり得る。例えば、人間の指上または指紋内の谷と峰のパターンは、伝播光のコヒーレンスに依存する干渉／回折現象だけでなく光の不規則な散乱を引き起こし得る。
【０１０１】
図１１Ａ〜１１Ｄに、ＦＴＩＲシステム内の光センサ３により測定された射影値に対する光散乱の影響を例示する。単純化のため、システムは１つの発光体２と５つの光センサ３で例示される。図１１Ａでは、物体７が接触表面に接触される。図１１Ｂでは、装置には動的光散乱が無いと仮定する。発光体２は活性化され第１と第２の検出線を生成する。第１の検出線は物体７と接触表面間の接触領域（ｃｏｎｔａｃｔ  ａｒｅａ）を直貫通し、射影値の低下（すなわち減衰の増加）を生じる。２番目の検出線は、接触領域の直右側を通り、不変射影値（すなわち、無減衰）を生じることになる。図１１Ｃに、動的光散乱の効果を例示する。接触領域に沿ってぶつかる光の一部は物体により散乱され２番目の検出線のセンサに衝突する。したがって、図１１Ｄに示すように、２番目の検出線の射影値は当該センサに到達する伝播光（図１１Ｂ）と当該センサに到達する散乱光（図１１Ｃ）との合計を表す。これにより、２番目の検出線の射影値の増加（すなわち減衰の低下）を生じる。図１１に関連した論述は、物体７が指紋などの局所的汚染により置換された場合に等しく適用可能である。
【０１０２】
次に、図１１Ｄの物体７が接触表面から持ち上げられれば（または等価的に、局所的汚染が少なくとも部分的に除去されれば）、１番目の検出線の射影値は増加し、一方２番目の検出線の射影値は低下する（散乱光が除去されるので）。したがって、２番目の検出線の減衰は増加し、新しい接触と誤って解釈され得る生成パターン内に正のピークを生じ得る。
【０１０３】
動的光散乱は検出線間の光エネルギーの再分布を生じるということが理解される。通常（必ずしも一般的ではないが）、動的光散乱は、散乱物体／汚染近くを通過する検出線に影響を与える。これは、結果のパターン内の減衰の再分布につながる。新しい光は光散乱により生成されないので、パターン内の再分布された減衰の合計は零でなければならない。これは、動的光散乱がパターン内に正と負の両ピークを生じるということを意味する。これらの散乱誘起ピークは通常、散乱物体／汚染周囲の局所現象として広がる。図１２は、単一の接触物体に由来するピークを含むオフセットパターン（ｏｔ）上に重ね合わせられた痕跡Ｔ１の概略図である。ピークは、本明細書では集合的に「四重極」と称する２つの正のピークと２つの負のピークを有する限定された集団を形成する。このような四重極は、物体７を表す１つまたは複数の真のピーク（正／負）上に重畳され得る。したがって、真のピークは四重極により少なくとも部分的に隠され得る。
【０１０４】
４．２  汚染変化に起因する偽ピーク
物体が接触表面上の軌道に沿って移動すると、接触表面上の汚染を変化させ得る。例えば、物体が指であれば、指は指脂を接触表面に加えるとともに接触表面上の既存の汚染を再配置し得る。このような汚染変化または「残留物変化」は、パターンが汚染を積極的に補償するように処理された（例えば、先に説明したように）としてもパターン内のピークと解釈され得る。
【０１０５】
図１３Ａは、破線により示されるように物体が汚染の痕跡９０を残した接触表面４上の物体７の概略図である。痕跡９０に起因する減衰は既存の技術により推定および補償され得る。しかし、特に汚染が痕跡９０に沿っておよびその中に不均等に分散される場合、汚染の影響を十分に補償するのは困難かもしれない。一例として、図１３Ａに、汚染が予想より著しく多く存在する２つの領域９１、９２を示す。したがって、領域９１、９２はパターン内の運動軌道に沿った正のピークを生じることになる。これはさらに、図１４のオフセットパターンｏｔ内に例示される。ここでは、局所的に増加さた汚染に起因する正の２つのピークが単一の接触物体の既存の痕跡Ｔ１に沿って観測される。同様な干渉は、図１５に示すように差分パターンｄａｔ内に発生し得る、ここでは、痕跡Ｔ１は、Δｔ期間中に接触表面上の新しい領域中への物体の運動に起因するその前端部における正のピーク、その以前の位置から離れた物体の運動に起因する負のピーク、および、減衰の局所的増加につながる新たに加えられた指紋に起因する２つの正のピークを含む。
【０１０６】
図１３Ｂは、汚染の古い痕跡９３を有する接触表面４上の物体７の概略図である。物体７は、痕跡９３の汚染の一部を拭い去るとともに表面４上に汚染の新しい痕跡９０を付けながら表面４上で移動した。パターンが生成されるときに痕跡９３の汚染が適切に推定されなければ、汚染の量は領域９４内で過小評価または過大評価され、物体の痕跡に沿って正または負のピークを生じ得る。
【０１０７】
４．３  偽ピークの検出
潜在的追跡問題は潜在的偽ピークの検出に基づき特定または予測され得る。偽ピークは、特定のやり方で発生することが知られた偽ピーク（例えば先に説明したような四重極、トーラス形状および汚染ピーク）を検知するように設計された専用ヒューリスティックにより検知ピークを評価することにより検知され得る。代案としてまたは追加的に、偽ピークは、過度の速度または速度変化などの痕跡内の偽ピークのばかげたまたは少なくとも起こりそうもない発現を検出するように設計された一般的ヒューリスティックにより検知され得る。専用および一般的ヒューリスティックのいくつかの例が以下に続く。
【０１０８】
４．３．１  一般的ヒューリスティック
一般的ヒューリスティックは、偽ピークが痕跡に整合したということを判断するために、痕跡の速度および／または加速度を計算および解析し得る。例えば痕跡の求心速度および／または求心加速度が大き過ぎる（例えば、人間的に可能でない）ことが分かれば、痕跡の追跡問題は特定され得る。また、接線加速度（特に減速）と接線速度が追跡問題を示し得る。
【０１０９】
図１６に、偽ピークが従来の追跡において痕跡に整合するとどのように痕跡の見掛け速度および加速度が影響を受けるかを例示する。図１６Ａに、５つのピークにより形成された第１の痕跡を例示する。図１６Ｂでは、第１の痕跡が、偽ピーク（例えば四重極）を有する領域に到達し、１つのピークに整合し、一方、別のピーク（偽）が第２の痕跡の出発点を形成する。図１６Ｃ〜１６Ｆでは、第１と第２の痕跡は、減衰パターン内で支配的である偽ピークに連続的に照合される。第１の痕跡は図１６Ｃでは著しい求心速度および加速度を、図１６Ｄでは著しい接線減速を示すということが理解される。これらの異常のいずれかまたは両方は潜在的追跡問題を特定するために使用され得る。
【０１１０】
速度および／または加速度の異常は偽ピークの源に関係無く発生し得るということに注意すべきである。例えば、過度の減速は、大量の汚染が移動物体の後に残され当該痕跡に整合する正のピークを生成すれば、発生し得る。
【０１１１】
別の一般的ヒューリスティックは、検知されたピークの領域および／または形状を解析し偽ピークを特定し得る。
【０１１２】
４．３．２  専用ヒューリスティック
１つの専用ヒューリスティックは、上記四重極を特定するように設計され得る。図１７に、物体が接触表面上の汚染領域全体にわたって掃引されこれにより著しい光散乱を引き起こすにつれて生成される四重極の時間的進展を例示する。痕跡は、問題領域内の破線へ変化する実線により示される。減衰パターン内のピークは、光散乱に起因するピーク、接触物体に起因するピーク、指紋などの汚染に起因するピークの重ね合せであるということに注意すべきである。図１７Ａと図１７Ｂは、それぞれ四重極の形成直前と直後の痕跡を例示する。図１７Ｃ〜１７Ｅは、物体が問題領域を通過するにつれ四重極の広がりと振幅が徐々に低下するということを示す。問題領域を離れる際、図１７Ｅ〜１７Ｆでは物体は正のピークにより表される。図１７Ｆはまた、永続的指紋に起因する痕跡上の偽ピークを含む。図からわかるように、一般的に（特には、痕跡の外の）負のピークの存在は光散乱の指標であり得る。
【０１１３】
したがって、潜在的追跡問題は、「１つまたは複数の負のピークに関連する（例えば、その近傍に位置する）正のピークは不確かなピークとして示されるものとする」と規定する第１の規則を含む「散乱ヒューリスティック」を適用することにより特定され得る。第１の規則は、所与の広がりの探索領域内に１つまたは複数の負のピークと共に位置する正のピークに適用され得る。探索領域は例えば、各負のピークの周囲に定義され得る。変形形態では、探索領域は、正のピークのうちの１つまたは複数（例えば図１７Ｂにおいて痕跡に整合した正のピーク）の周囲に定義される。探索領域の広がりは、ＦＴＩＲシステムの設計、再構成関数、および散乱物体／汚染の考えられ得る最大の大きさに基づいて設定され得る。１つの非限定的な例では、探索領域は１〜５０ｍｍの範囲の直径に設定される。代替案では、負のピークに関連する正のピークは、正と負のピークの特定の空間的組み合わせのピークを探索することにより（例えば、テンプレート照合により）特定される。このようなテンプレート照合は、尺度および／または回転非依存であってもよいし、個々のピークの減衰強度、大きさ、形状などを考慮してもよい。
【０１１４】
上述のように、差分パターンは干渉に由来しない負のピークを提示してもよいし、接触物体（図３Ｂと図１５参照）の運動軌道（痕跡）に沿って自然に発生してもよい。したがって、差分パターンに作用する際、第１の規則は「正のピークは、関連負のピーク（またはピーク群）が現在の痕跡から空間的に分離される場合だけ、不確かなピークとして示されるものとする」と規定するように修正され得る（但し、必ずしもそうする必要は無い）。このような修正された第１の規則はまた、例えば遅延または不完全汚染補償に起因する同様な負のピークを提示し得るオフセットパターンに適用され得る。
【０１１５】
別の変形形態では、散乱ヒューリスティックは、負のピークが痕跡履歴リスト内に導入されるのを防止するように、「すべての負のピークは不確かなピークとして示されるものとする」という第２の規則を含み得る。しかし、当業者は、例えば照合および更新工程５４（図５Ａ）においてすべての負のピークの利用を除外するために負のピークを除外する他のやり方が存在することを理解する。
【０１１６】
散乱ヒューリスティックは、「散乱現象に起因するピークが接触物体を示すものとして特定される」尤度を低減することになる。さらに、散乱ヒューリスティックは、他のタイプの干渉に由来するピークの影響を抑制する役目を果たし得る。
【０１１７】
別の専用ヒューリスティックは、例えば、テンプレート照合またはファジークラスタリング、ハフ変換（Ｈｏｕｇｈ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）などのリング状の形成を検知する任意の技術により、上記トーラス形状を特定するように設計され得る。
【０１１８】
さらに別の専用ヒューリスティックは、汚染誘発正ピークを特定するように設計され得る。この「汚染ヒューリスティック」は、「正のピークが既存の痕跡に沿って位置すれば正のピークは不確かであると指示するものとする」と規定する第１の規則を含み得る。汚染ヒューリスティックは、「このような正のピークが既存の痕跡に整合しない場合だけ、不確かなものとして示されるものとする」と規定する第２の規則を含み得る。第２の規則は、整合ピークが汚染ヒューリスティックにより特定されないので、本方法により別の痕跡を横切る接触を追跡できるようにする。汚染ヒューリスティックはまた、「正の（整合または非整合）ピークが既存の痕跡の前端部からの最大距離内に位置する場合だけ、同ピークが不確かなピークとして示されることとする」と規定する第３の規則を含むということが考えられる。第３の規則は、「既存の痕跡内で発生する新しい接触が不確かなピークとして指示され、痕跡履歴リストに追加されることを防止される」というリスクを低減し得る。汚染誘発ピークは痕跡の前端部の比較的近くで発生する可能性が高いので、第３の規則は偽ピークを痕跡履歴リスト内に導入することなく使用され得る。第３の規則において使用される最大距離はユークリッド距離または痕跡に沿った距離であり得る。一実施形態では、最大距離は固定された絶対距離である。別の実施形態では、最大距離は、より高い痕跡速度がより大きな最大距離を生じるように痕跡速度の関数として動的に設定される。これにより、「汚染誘発ピークは、接触表面全体にわたって急速に移動する物体についても、不確かであるとして指示される」ということを保証する。一例では、最大距離は、当該現在位置から時間軸上で所与の数のフレーム（例えば５、１０または２０フレーム）だけ戻った当該直前の位置までの痕跡に沿った広がりである。これにより、正のピークは痕跡の最近の軌道内に入る場合だけ不確かであるとして指示され、最近の軌道の広がりは痕跡の速度に自動的に対応する。
【０１１９】
５．追跡方法の例
図１８は、追跡方法の実施形態のフローチャートであり、単一フレーム内の様々な工程が様々なデータ構造に入力するためにどのように動作するかを示す。工程５２の減衰パターンの生成（図５Ａ参照）に続いて、ピーク検出工程５３はすべての関連ピーク（正と負の両方）を検知し、ピークに関する情報をピークリストに格納する。したがって、ピークリストの内容は現フレームに関する。次に、工程５４は痕跡履歴リスト内の既存の痕跡とピークリスト内の正のピークとを照合するように動作する。照合の結果は、失われた痕跡を除去し新しい痕跡を追加する一方で、既存の痕跡に新しいデータを追加することにより、痕跡履歴リストを更新するために使用される。したがって、痕跡履歴リストはいくつかのフレームにわたる追跡情報により更新される。次の工程５６Ａは、例えば上記特定されたヒューリスティックの１つまたは複数を適用することにより潜在的追跡問題を検知する。潜在的追跡問題が１つまたは複数の痕跡に対して見出されれば、２つ以上の運動案が推測痕跡毎に開始され、対応する情報が暫定的痕跡リストに格納される。したがって、暫定的痕跡リストは、いくつかのフレームにわたる（上記評価期間Δｔ１内の）各推測痕跡の運動案の１つまたは複数に関係する情報により更新される。次の工程５６Ｂは運動案を評価し、可能な場合は、暫定的痕跡リスト内の推測痕跡の１つまたは複数の運動案のうちの１つを選択する。次に、痕跡履歴リストは推測痕跡の選択された運動案により更新される。工程５６Ｂは通常、先行フレームにおいて暫定的痕跡リストに追加された運動案に対して作用する。次に、工程５５は、痕跡履歴リスト内の痕跡のすべてまたはそのサブセットの最良の推測を出力し、また、推測痕跡のすべてまたはそのサブセットを表すデータを出力し得る。推測痕跡を処理する多くのやり方がある。一例では、工程５５は、案のうちの１つ（例えば移動案または停止案）に従って接触データを出力し、次に、工程５６Ｂにより最終的に選択された運動案に切り替え得る（必要に応じ）。
【０１２０】
例示されたデータ構造は単に一例である。例えば、痕跡履歴リストと暫定的痕跡リストは共通データ構造に合成され得る。
【０１２１】
工程５４は、痕跡履歴リストを維持する処理と見なされ得る。図１９に、現在のピーク（工程５３で検知された）と痕跡履歴リスト内の痕跡との照合に基づき痕跡履歴リストを現在の痕跡パラメータ値により更新することを目的とするこのような維持工程の詳細な例を示す。
【０１２２】
工程６１では、痕跡履歴リスト内の痕跡の痕跡パラメータ値には、現フレームの予測値を生成する処理がなされる。実施形態に依存して、工程６１は、痕跡履歴リスト内のすべての痕跡の最も可能性の高い位置（座標）、大きさ、形状を予測するように動作し得る。工程６１は、省略され得るが、現在は、整合値（ｍａｔｃｈ  ｖａｌｕｅ）を計算する際に（以下のように）距離測度の品質を改善すると考えられる。
【０１２３】
工程６２では、痕跡パラメータの（予測）値はピークリスト内のピークの対応するパラメータ値に対し照合される。これにより、整合値は、痕跡履歴リスト内のあらゆるピークとあらゆる痕跡との間で計算される。整合値は、ピークと特定の痕跡との整合の尤度を示す。整合値は、例えばピークの位置と痕跡の（予測）位置とのユークリッド距離の関数として、および／または大きさおよび／または形状および／または減衰強度の類似度の関数として、計算され得る。また、無効整合値は、不可能であると考えられるピーク−痕跡組み合わせに対して設定され得る。ピーク−痕跡組み合わせの１つの制約は、ピークの（予測）位置と痕跡の位置間の最大距離により与えられ得る。一例では、整合は距離が１５ｍｍを越えれば不可能であると考えられる。許容されたピーク−痕跡組み合わせに制約を課すことによりまた、よりスマートなアルゴリズムを整合値計算（例えば接触表面全体にわたる階層的検索）に使用できるようにする。整合値は痕跡履歴リスト（例えば痕跡の歳）に含まれる別の痕跡パラメータを考慮するために計算され得るということを理解すべきである。
【０１２４】
全パターンとオフセットパターンでは、接触物体が正のピークにより表される。このような減衰パターンについて、工程６２はすべての負のピークを無視し得る（すなわち、正のピークだけが既存の痕跡に対して照合される）。差分パターンでは、接触物体は正と負のピークの両方により表され得、工程６２は正のピークまたは負のピークまたはその組み合わせのいずれかを既存の痕跡に対して照合し得る。
【０１２５】
工程６２では、特定されたピークはまた、１つの痕跡（もしあれば）をピーク毎に最良整合として判断するように整合値に基づき痕跡履歴リスト内に割り当てられる（すなわち、照合される）。この課題を行う簡単なやり方は、整合値がより高い整合値によるより良好な整合を表すと計算されれば、最も高い整合値で開始し、徐々により低い整合値に進むこと（欲張り手法：ｇｒｅｅｄｙ  ａｐｐｒｏａｃｈ）であり、より良好な整合がより低い整合値により表されればその逆である。整合値に基づき相互照合（ｂｉｐａｒｔｉｔｅ  ｍａｔｃｈｉｎｇ）を解決するＨｕｎｇａｒｉａｎ法（Ｋｕｈｎ’ｓ  ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）または任意の他のアルゴリズムなどこの課題を行うための多くの他のおよびより精巧なアルゴリズムが存在する。代替案では、本課題は、例えば最も古い整合値／痕跡（歳パラメータの最大値）から開始して徐々により若い整合値／痕跡に進みことにより、それぞれの整合値に関連する痕跡の歳を考慮する。
【０１２６】
工程６２後、ピークは、それぞれ既存の痕跡に割り当てられる（「整合ピーク」）、または割り当てられる痕跡を欠く（「非整合ピーク」）として特定されるのいずれかである。同様に、各既存痕跡はピークに割り当てられる、または関連性を欠く（「非整合痕跡」）として特定されるかのいずれかである。
【０１２７】
工程６３では、痕跡履歴リストは、整合ピーク（整合ピーク群）のピークパラメータ値の関数として、対応する痕跡パラメータを更新することにより、すべての整合ピークに対して更新される。
【０１２８】
工程６４では、非整合ピークは新しい痕跡として解釈され痕跡履歴リストに追加される。工程６３のように、痕跡パラメータ値はピークパラメータ値により与えられ得る、またはその関数として計算され得る。
【０１２９】
工程６５では、非整合痕跡は失われた痕跡として解釈され、痕跡履歴リストから除かれる。１つの変形形態では、このような痕跡の除去は、後のフレーム内の痕跡に属するピークを見出すため幾（例えば１〜１０）フレームの間遅延される。これにより、例えば、雑音またはアーティファクト中に一時的に隠され得る弱い痕跡の除去を回避し得る。別の変形形態では、非整合痕跡は、１つまたは複数の痕跡パラメータ値が所与の判定基準を満たした場合、例えば局所雑音が予想したものより低下した場合、または痕跡の減衰強度が一連の先行フレームにわたって急激に低下した場合（対応する物体が接触表面から持ち上げられているということを示し得る）除去される。
【０１３０】
本明細書に開示された様々な実施形態に基づく追跡方法は、ＦＴＩＲシステム内の光センサ３からの測定値を採取するように接続されたデータ処理装置（図１の１０参照）により実施され得る。図５Ｂに、出力信号を受信する入力１０２Ａを含むこのようなデータ処理装置１０の例を示す。装置１０はさらに、現在の射影値を取得するデータ収集素子（または手段）２００、現在の射影値を現在の入力値または変化値に変換する変換素子（または手段）２０１、現在の減衰パターンを生成するパターン生成素子（または手段）２０２、現在の減衰パターン内のピークを検出するピーク検出素子（または手段）２０３、潜在的追跡問題を特定し、運動案を定義し、運動案のその後の評価をさせる誤り抑制素子（または手段）２０４、痕跡履歴リストを更新する更新素子（または手段）２０５、出力のために現在の接触データを供給する出力素子（または手段）２０６、および現在の接触データを出力する出力１０２Ｂを含む。
【０１３１】
装置１０は、１つまたは複数の汎用または専用コンピュータ装置上で実行される専用ソフトウェア（またはファームウェア）により実施され得る。この文脈では、このようなコンピュータ装置の各「素子」または「手段」（または、等価的に「モジュール」）は方法工程の概念的な等価物を指すが、素子／手段と特定数のハードウェアまたはソフトウェアルーチン間の１対１の対応が必ずしも存在するとは限らないということを理解すべきである。１個のハードウェアが時に様々な手段／素子を実現する。例えば、処理装置は１つの命令を実行する際には１つの素子／手段として機能し得るが、別の命令を実行する際には別の素子／手段として機能し得る。当然、１つまたは複数の素子（手段）はアナログハードウェア部品により完全に実現されるということが考えられる。
【０１３２】
ソフトウェア制御型装置１０は、１つまたは複数の処理装置（図１Ｂの１４参照）を、例えばＣＰＵ（「中央処理装置」）、ＤＳＰ（「ディジタル信号処理装置」）、ＡＳＩＣ（「特定用途向け集積回路」）、離散的アナログおよび／またはディジタル部品、またはＦＰＧＡ（「フィールドプログラマブルゲートアレイ」）などのいくつかの他のプログラム可能論理装置を含み得る。装置１０はさらに、システムメモリと、システムメモリを含む様々なシステム部品を処理装置に結合するシステムバスとを含み得る。システムバスは、メモリバスまたはメモリ制御装置、周辺バス、様々なバスアーキテクチャのうちの任意のものを使用したローカルバスを含むいくつかのタイプのバス構造のうちの任意のものであり得る。システムメモリは、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）およびフラッシュメモリなどの揮発性および／または不揮発性メモリの形式のコンピュータ記憶媒体を含み得る。専用ソフトウェア、痕跡履歴リスト、実行中に必要な任意の他のデータは、システムメモリ上に、または磁気媒体、光媒体、フラッシュメモリカード、デジタルテープ、固体ＲＡＭ、固体ＲＯＭなどのコンピュータ装置に含まれるまたはアクセス可能な他の着脱可能／着脱不能揮発性／不揮発性コンピュータ記憶媒体上に格納され得る。データ処理装置１０は、Ａ／Ｄコンバータなどの１つまたは複数のデータ取得装置だけでなく、シリアルインターフェイス、パラレルインターフェース、ＵＳＢインターフェース、無線インターフェース、ネットワークアダプタなどなどの１つまたは複数の通信インターフェースも含み得る。専用ソフトウェアは、記録媒体を含む任意の好適なコンピュータ可読媒体および読み取り専用メモリ上の装置１０に供給され得る。
【０１３３】
本発明について主としていくつかの実施形態を参照して上に説明した。しかし、当業者により容易に理解されるように、上に開示されたもの以外の実施形態が、添付特許請求の範囲によってだけ定義され限定される本発明の範囲および精神内で等価的に可能である。
【０１３４】
例えば、追跡問題の影響をさらに抑制するように予測的および反応的手法の組み合わせを使用するために追跡処理を実施することが考えられる。
【０１３５】
さらに、入力値ｓｔのフォーマットは再構成関数Ｐ’と再構成パターンの所望の／必要な精度とに依存する（または与えられる）。代替の実施形態では、フォーマットは、例えば、伝搬率（例えば、基準値により正規化された射影値により与えられる）として、エネルギー差（例えば、射影値と基準値との差により与えられる）として、またはエネルギー差の対数として与えられる。上に使用したように、「対数」は、任意の基底の真の対数関数を近似する関数もまた包含するように意図されている。さらに、入力値は任意の極性を有してもよい、すなわち負値を掛けても掛けなくてもよい。再構成関数に依存して、入力値として射影値を使用することさえ可能かもしれない。同様な修正は差分パターンの生成に対してなされ得る。したがって、より一般的レベルでは、上述の全パターン、オフセットパターン、および差分パターンは、１つまたは複数の接触物体に起因する伝播光との局所相互作用の変化の分布を含む「相互作用パターン」と見なされ得る。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
2015505093.tif 000019
【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2015505093.tif 000023
【図９】
2015505093.tif 000024
【図１０】
2015505093.tif 000025
【図１１Ａ】
2015505093.tif 000026
【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１２】
2015505093.tif 000030
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
2015505093.tif 000033
【図１５】
2015505093.tif 000034
【図１６（Ａ）】
2015505093.tif 000035
【図１６（Ｂ）】
2015505093.tif 000036
【図１６（Ｃ）】
2015505093.tif 000037
【図１６（Ｄ）】
2015505093.tif 000038
【図１６（Ｅ）】
2015505093.tif 000039
【図１６（Ｆ）】
2015505093.tif 000040
【図１７（Ａ）】
2015505093.tif 000041
【図１７（Ｂ）】
2015505093.tif 000042
【図１７（Ｃ）】
2015505093.tif 000043
【図１７（Ｄ）】
2015505093.tif 000044
【図１７（Ｅ）】
2015505093.tif 000045
【図１７（Ｆ）】
2015505093.tif 000046
【図１８】
2015505093.tif 000047
【図１９】
2015505093.tif 000048
【国際調査報告】
2015505093.tif 000049
2015505093.tif 000050
2015505093.tif 000051
2015505093.tif 000052