(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポインティングデバイスの表面上方におけるツールの高さのある範囲にわたりジッターを減らす方法であって、
ａ．タブレット表面上方におけるツールの高さを決定するステップと、
ｂ．前記決定された高さに基づいてジッター減少フィルタのパラメータを調整するステップと、
ｃ．前記タブレット表面上のツールの位置を決定するステップと、
ｄ．前記調整されたジッター減少フィルタを適用することにより前記ツールの決定された位置をフィルタリングするステップと、
ｅ．前記フィルタリングされた位置を通知するステップとを含む方法。
【請求項２】
矩形フィルタの深度を調整するステップを含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記矩形フィルタの深度を調整するステップが、各々の座標測定毎に１だけ増やすことができる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
矩形フィルタの深度を調整するステップが、各々の座標測定毎に１または２だけ減少することができる、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ジッター減少フィルタのパラメータの調整が、有限応答フィルタのパラメータを調整するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ポインタの位置を通知すべくディスプレイ装置に関連付けられたデジタイザタブレットの位置データを安定化させる方法であって、
タブレット上で画定された座標格子に対しての前記ポインタの現在位置を検知して、前記ポインタの現在位置を示す位置信号を出力するステップと、
少なくとも１個のフィルタパラメータに基づいて前記位置信号からノイズをフィルタリングするステップと、
前記タブレット上のある場所からの前記ポインタの距離を決定して、前記決定された距離に基づいて前記位置信号内のジッター量を推定するステップと、
前記推定されたジッター量に基づいて前記少なくとも１個のフィルタパラメータを調整するステップとを含む方法。
【請求項７】
前記位置信号の各々の値において、直近に出力されたＮ個の位置サンプル値が平均化されて前記位置信号の現在の値を決定すべく、前記位置信号に矩形ウィンドウイングフィルタを適用することにより前記位置信号からノイズをフィルタリングするステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記矩形ウィンドウイングフィルタのウィンドウサイズ（Ｎ）を調整するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
フィルタリング動作において前記ポインタの異なる高さに基づく信号強度の差に対応すべく、前記タブレット表面に対しての前記ポインタの現在の高さを検知するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィルタリングが、フィルタ深度（ｄ）を有する移動平均フィルタを適用するステップを含み、
前記少なくとも１個のフィルタパラメータの調整が、ジッター量が増加しそうな場合はフィルタ深度（ｄ）を増やし、ジッター量が減少しそうな場合はフィルタ深度（ｄ）を減らすステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１個のフィルタパラメータの調整が、
前記推定されたジッター量に基づいて推奨フィルタ深度を計算するステップと、
前記推奨フィルタ深度を先のフィルタ深度と比較して両者の差を決定するステップと、
前記先のフィルタ深度と前記推奨フィルタ深度の差が小さい場合、第１の所定量により前記先のフィルタ深度を調整するステップと、
前記先のフィルタ深度と前記推奨フィルタ深度の差が大きい場合、第１の所定量より大きい第２の所定量により前記先のフィルタ深度を調整するステップと、
前記先のフィルタ深度が前記推奨フィルタ深度と等しい場合、前記先のフィルタ深度を維持するステップとを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ポインタの位置をデジタル化するデジタイザタブレットであって、前記デジタイザタブレットには前記ポインタの位置を通知すべくディスプレイ装置に関連付けられており、
タブレットの表面上に座標格子を画定する位置検知ユニットであって前記座標格子に対しての前記ポインタの現在位置を検知して前記ポインタの現在位置を示す位置信号を出力する少なくとも１個の検知素子を含んでいる位置検知ユニットと、
少なくとも１個のフィルタパラメータに基づいて前記位置信号からノイズをフィルタリングするフィルタリングユニットと、
前記タブレット上のある地点からの前記ポインタの距離を決定して、決定された距離に基づいて前記位置信号内のジッター量を推定するジッター決定ユニットと、
前記ジッター決定ユニットにより推定されたジッター量に基づいて、前記フィルタリングユニットの少なくとも１個のフィルタパラメータを調整するフィルタパラメータ調整ユニットとを含むデジタイザタブレット。
【請求項１３】
前記フィルタリングユニットが矩形ウィンドウイングフィルタを含む、請求項１２に記載のデジタイザタブレット。
【請求項１４】
前記位置信号の各々の値において、前記矩形ウィンドウイングフィルタが直近に出力されたＮ個の位置サンプル値を平均化して前記位置信号の現在の値を決定する、請求項１３に記載のデジタイザタブレット。
【請求項１５】
前記少なくとも１個のフィルタパラメータが、前記矩形ウィンドウイングフィルタのウィンドウサイズを含む、請求項１３に記載のデジタイザタブレット。
【請求項１６】
前記フィルタリングユニットが、適応型有限インパルス応答フィルタ（ＦＩＲ）を含む、請求項１２に記載のデジタイザタブレット。
【請求項１７】
前記ジッター決定ユニットが、前記タブレット表面に対しての前記ポインタの現在の高さを検知して、前記ポインタの異なる高さに基づく信号強度の差に対応すべく、前記ポインタの現在の高さをフィルタ調整ユニットに提供する高さ決定ユニットを含む、請求項１２に記載のデジタイザタブレット。
【請求項１８】
前記フィルタリングが、フィルタ深度（ｄ）を有する移動平均フィルタを含み、
前記フィルタパラメータ調整ユニットが、ジッター量が増加しそうな場合はフィルタ深度（ｄ）を増やし、ジッター量が減少しそうな場合はフィルタ深度（ｄ）を減らす、請求項１２に記載のデジタイザタブレット。
【請求項１９】
前記フィルタパラメータ調整ユニットが、徐々にフィルタ深度を調整することにより、前記フィルタリングされた位置信号の急激な変化を回避する、請求項１８に記載のデジタイザタブレット。
【請求項２０】
前記フィルタ調整ユニットが前記ジッター量に基づいて推奨フィルタ深度を計算し、前記推奨フィルタ深度を先のフィルタ深度と比較して両者の差を決定し、前記先のフィルタ深度と前記推奨フィルタ深度の差が小さい場合、第１の所定量により前記先のフィルタ深度を調整し、前記先のフィルタ深度と前記推奨フィルタ深度の差が大きい場合、第１の所定量より大きい第２の所定量により前記先のフィルタ深度を調整して、前記先のフィルタ深度が前記推奨フィルタ深度と等しい場合、前記先のフィルタ深度を維持する、請求項１８に記載のデジタイザタブレット。
【請求項２１】
前記ポインタが一つ以上のスタイラスまたはユーザーの指を含む、請求項１２に記載のデジタイザタブレット。
【請求項２２】
ポインタから受信された位置指示信号を検知するタブレットを有するデジタイザシステムにおける位置データを安定化させ、且つ前記位置指示信号に応答して前記ポインタの位置を示す位置データ信号を生成する装置であって、
前記タブレットにおいて前記ポインタから受信された位置指示信号の信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を決定することによりジッターを推定するジッター推定ユニットと、
前記タブレットにより生成された位置データ信号をフィルタリングするフィルタユニットであって、ＳＮＲが大きいと判定された場合に第１のフィルタを適用し、ＳＮＲが小さい場合に第２のフィルタを適用するフィルタユニットとを含む装置。
【請求項２３】
前記第１のフィルタがＮ個のサンプルの第１の矩形ウィンドウイングフィルタを含み、前記第２のフィルタがＭ個のサンプルの第２の矩形ウィンドウイングフィルタを含んでいて、Ｎ＜Ｍである、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
前記フィルタユニットが、フィルタリングされている高周波成分の量がＳＮＲに基づいて変動するように位置データ信号からの高周波成分を低域通過フィルタリングする、請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
ポインティングデバイスの表面上方におけるツールの高さのある範囲にわたりジッターを減らす方法を実行する実行可能コードを含むコンピュータ可読媒体であって、
タブレット表面上方におけるツールの高さを決定する実行可能コードと、
前記決定されたツールの高さに基づいて、ジッター減少フィルタのパラメータを調整する実行可能コードと、
前記タブレット表面上のツールの位置を測定する実行可能コードと、
前記調整されたジッター減少フィルタを適用して、前記タブレット表面上のツールの測定された位置をフィルタリングする実行可能コードと、
前記フィルタリングされた位置を通知する実行可能コードとを含むコンピュータ可読媒体。
【請求項２６】
ポインタから受信された位置指示信号を検知するタブレットを有するデジタイザシステムにおける位置データを安定化させ、且つ前記位置指示信号に応答して前記ポインタの位置を示す位置データ信号を生成する実行可能コードを含むコンピュータ可読媒体であって、
前記タブレットにおいて前記ポインタから受信された位置指示信号の信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を決定することによりジッターを推定する実行可能コードと、
前記タブレットにより生成された位置データ信号をフィルタリングする実行可能コードであって、ＳＮＲが大きいと判定された場合に第１のフィルタが適用され、ＳＮＲが小さい場合に第２のフィルタが適用される実行可能コードとを含み、
第１のフィルタのフィルタ深度が第２のフィルタのフィルタ深度より小さいコンピュータ可読媒体。
【請求項２７】
タブレットポインティングデバイスと動作可能な関連付けをされるドライバであって、前記ドライバはタブレットポインティングデバイスと対話するようコンピュータに指示する実行可能な命令を含んでいて、前記実行可能な命令はタブレットポインティングデバイスにおける位置データを安定化させる方法を含んでおり、
前記タブレットポインティングデバイス上で画定された座標格子に対するポインタの現在位置を検知して、前記ポインタの現在位置を示す位置信号を出力する実行可能な命令と、
少なくとも１個のフィルタパラメータに基づいて前記位置信号からノイズをフィルタリングする実行可能な命令と、
前記タブレットポインティングデバイス上のある場所からの前記ポインタの距離を決定して、前記決定された距離に基づいて位置信号内のジッター量を推定する実行可能な命令と、
前記推定されたジッター量に基づいて前記少なくとも１個のフィルタパラメータを調整する実行可能な命令とを含むドライバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポインティングデバイスまたはデジタイザタブレットにより測定および出力される座標を安定させる方法と装置、本装置を含むポインティングデバイスまたはデジタイザタブレット、並びに本方法を実行するコンピュータ可読媒体およびドライバに関する。本発明はまた、ポインティングデバイスまたはデジタイザタブレットのジッターを減らすために有用な高さ依存フィルタにも関する。
【背景技術】
【０００２】
ポインティングデバイスは、コンピュータシステム上で描画または指示に用いられるコンピュータ周辺機器である。これらは、平坦な検知領域および付属するポインタで構成される。これらは、検知タブレットおよび通常はペン型またはマウス型であるポインティングツールで構成されたグラフィックタブレットの形式であってよい。グラフィックタブレットはポインティングツールのＸおよびＹ座標の位置と共に、ペン先圧力、ペン傾斜角、ペン軸回転、マウスボタン、マウス回転等の他のパラメータを測定する。ユーザーは、タブレット面上でツールを操作してトレース、描画、筆記、グラフィックデータ操作、またはグラフィカルユーザインターフェース内での指示を行なう。タブレットは通常、ホストコンピュータに取り付けられていて、グラフィックデータは別個の、またはコンピュータと一体型のディスプレイのいずれかで表示される。
【０００３】
ポインティングデバイスの別の形式としてタッチタブレットがある。タッチタブレットは、ポインティングツールとして機能するユーザーの指で触れられていることを検知する表面を有している。タッチタブレットはＸおよびＹ座標位置、ユーザーの指との接触、および接触面積等の他のパラメータを測定する。ユーザーは、通常はディスプレイの前面に配置されているタッチタブレットの表面に触れて、ディスプレイ上のオブジェクトを選択または操作する。
【０００４】
各種の基礎技術を用いて、グラフィックタブレットのポインティングデバイスまたはツール位置を検知することができる。一般的な技術の一つに電磁気があり、タブレット内の一連の検知コイルの両端の信号強度を補間することによりツールの位置を検知する。別の技術として静電気があり、タブレット内の一連の電極の両端の信号強度を補間することによりツールの位置を検知する。タッチタブレットは、ユーザーの指とタブレットの間の容量結合を用いて指の位置を検知することができる。この場合、ユーザーの指の位置は、タブレットの端にある電極における、あるいはタブレットに配置された一連の電極間の信号レベルから補間することができる。電極により生じた電界は、タブレットの表面の上方へ伸びて、表面より上方の座標の測定を可能にする。検知、補間、および結果的に得られた座標位置の送信は、ユーザーが自身の行為をコンピュータのモニタまたはディスプレイ装置上で見ることができるようにリアルタイムに実行される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タッチタブレットの電極またはグラフィックタブレットのコイルにおける信号強度の検知にはアナログ信号の振幅を測定することが必要であるため、信号は外部ソースからの干渉またはノイズの影響を受けやすい。このノイズは、測定された座標位置における不安定性として出現し、ジッターとして知られる。ジッターは、通常ガウス特性を有するかなり無秩序な分布および任意の与えられた環境に対して予測可能な範囲を有するが、サンプル毎には予測不可能である。
【０００６】
ジッターにはサンプリングの時間スケールと同じ時間スケールがあり、一般に約１００〜２００Ｈｚである。ユーザーの動作が一般に２０Ｈｚ未満の時間スケールであるため、各種の低域通過フィルタを用いて２個の信号を分離すること、すなわち外部ソースにより生じたノイズまたは干渉から座標位置信号を分離することができる。しかし、フィルタリングによるアーチファクトをもたらすことを避けるべく相当の努力をしなければならない。フィルタリングによるアーチファクトは、低域通過フィルタリングが位置信号から実際に根拠のあるユーザー入力データを表わす高周波コンテンツを除去する際に生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ポインティングデバイスの表面の上方におけるツールの高さのある範囲のジッターを減らす方法を提供する。本方法は、タブレット面上方のツ−ルも高さを決定することと、決定された高さに基づいてジッター減少フィルタのパラメータを調整することを含んでいる。タブレット面上でのツールの位置を測定し、次いで調整されたジッター減少フィルタを適用してツールの測定された位置をフィルタリングする。次いで、フィルタリングされた位置が通知される。
【０００８】
ポインタの位置を通知するためにディスプレイ装置に関連付けられたデジタイザタブレットの位置データを安定化させる方法も提供する。本方法は、タブレット上で画定された座標格子に対するポインタの現在位置を検知することと、ポインタの現在位置を示す位置信号を出力することを含んでいる。ノイズは、少なくとも１個のフィルタパラメータに基づいて位置信号からフィルタリングされる。タブレット上のある地点からのポインタの距離が決定され、決定された距離に基づいて位置信号内のジッター量が推定される。推定されたジッター量に基づいて前記少なくとも１個のフィルタパラメータが調整される。
【０００９】
ポインタの位置をデジタル化するデジタイザタブレットも提供する。デジタイザタブレットにはポインタの位置を通知するディスプレイ装置が関連付けられている。位置検知ユニットは、タブレットの表面上の座標格子を画定すると共に、座標格子に対してのポインタの現在位置を検知する少なくとも１個の検知素子を含んでいる。位置検知ユニットは次いで、ポインタの現在位置を示す位置信号を出力する。フィルタリングユニットは、少なくとも１個のフィルタパラメータに基づいて位置信号からノイズをフィルタリングする。ジッター決定ユニットは、タブレット上のある地点からのポインタの距離を決定し、決定された距離に基づいて位置信号内のジッター量を推定する。フィルタパラメータ調整ユニットは、ジッター決定ユニットにより推定されたジッター量に基づいて、フィルタリングユニットの少なくとも１個のフィルタパラメータを調整する。
【００１０】
ポインタから受信された位置指示信号を検知するタブレットを有するデジタイザシステムにおける位置データを安定化させて、位置指示信号に応答してポインタの位置を示す位置データ信号を生成する装置も提供する。本装置は、タブレットでポインタから受信された位置指示信号の信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を決定することによりジッターを推定するジッター推定装置と、タブレットにより生成された位置データ信号をフィルタリングするフィルタユニットとを含んでいる。本フィルタユニットは、ＳＮＲが大きいと判定された場合は第１のフィルタを適用し、ＳＮＲが小さい場合は第２のフィルタを適用する。
【００１１】
上述の方法を実行するコンピュータ可読媒体も提供する。
【００１２】
タブレットポインティングデバイスに関連付けられたシステムドライバも提供する。本システムドライバは、コンピュータにタブレットポインティングデバイスと対話するよう指示する実行可能な命令を含んでいる。本システムドライバに含まれる実行可能命令は、タブレットポインティングデバイスにおける位置データを安定化させる方法を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ここで添付の図面に示す本発明の実施形態および方法について詳述する。図面中、同一参照符号は同一または対応する部材を示す。しかし、本発明のより広範な態様が好適な実施形態および方法との関連において本節で例示および説明する特定の詳細事項、代表的な装置や方法、および説明例に限定されないことに注意されたい。各種の態様に従う本発明は、本明細書の観点から読み取られる添付の請求項において特に指し示され、明確に権利請求されている。
【実施例１】
【００１４】
図１と２の比較により最適に示すように、ポインタ１０４がタブレット表面１０６に置かれた際にタブレット１０２（図３Ａ、３Ｂ参照）が受信するアナログ電磁信号１００は、ポインタ１０４がタブレット表面１０６から離された際にタブレット１０２が受信する信号１００’より強い。タブレット１０２を囲む要素により生じる干渉に起因して、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）はポインタ１０４がタブレット１０２から離されるにつれて減少する。従って、タブレット１０２が検知した位置信号からの干渉の適応フィルタリングを、フィルタリングによるアーチファクトまたはひずみの発生を最小化すべく、異なるＳＮＲに基づいて実行することができる。
【００１５】
図３Ａおよび３Ｂに最適に示すように、ポインタデバイス１０８はポインタ１０４、およびタブレット表面１０６に対するポインタ１０４の位置を測定すべくタブレット表面１０６の下に配置されている複数の検知素子１１０を含むタブレット１０２を含んでいる。例えば、検知素子１１０はグラフィックタブレットまたはタッチタブレットと同様に誘導コイルまたは容量センサであってよい。
【００１６】
図４に最適に示すように、ポインタデバイス１０８（図３Ａ、３Ｂ参照）により測定および出力された位置データ内のジッターを減少する装置１１２は、位置検知ユニット１１４、高さ決定ユニット１１６、フィルタリングユニット１１８、フィルタパラメータ調整ユニット１２０、および出力ユニット１２２を含んでいる。
【００１７】
位置検知ユニット１１４は、図３Ａ、３Ｂに示すポインタデバイス１０８の検知素子１１０によりタブレット表面１０６上で画定された座標系におけるポインタ１０４の位置を検知する。位置検知ユニット１１４は、ポインタ１０４から受信されたアナログ位置指示信号を検知し、位置指示信号をサンプリングして、サンプリングされた位置指示信号の値に基づいて各サンプルでのポインタ１０４の位置を決定する。
【００１８】
出力ユニット１２２は、タブレット表面１０６に沿ったポインタ１０４の座標位置を表示する。出力ユニット１２２は、カーソルを用いてリアルタイムでユーザーにポインタ１０４位置を通知するコンピュータモニタまたは画面であってよい。
【００１９】
高さ決定ユニット１１６は、タブレット表面１０６からのポインタ１０４の現在の高さを、位置検知ユニット１１４とは独立に、または位置検知ユニット１１４から受信された入力に基づいて決定する。例えば、高さ決定ユニット１１６が位置検知ユニット１１４から独立している場合、独立したポインタ１０４との電磁または静電相互作用が、高さ決定ユニット１１６により所定の電磁または静電場を用いて生成される。このために、タブレット表面１０６に対するポインタ１０４の高さを決定すべくポインタ１０４との相互作用を検知する１個以上の補助電極またはセンサコイル（図示せず）がタブレット１０２上に配置されている。
【００２０】
あるいは、高さ決定ユニット１１６は、位置検知ユニット１１４から受信された入力に基づいてポインタ１０４の高さを検知することができる。例えば、高さ決定ユニット１１６は、複数の検知された信号強度値が関連付けられた高さの表を格納していてもよい。従って、信号強度が位置検知ユニット１１４によりＸ−Ｙ位置決定の一環として決定された場合、高さ決定ユニット１１６は位置検知ユニット１１４が提供する信号強度を調べて、対応する高さをタブレット表面１０６上方のポインタ１０４の現在の高さとして決定することができる。
【００２１】
高さ決定ユニット１１６は又、ポインタ１０４から受信された信号のＳＮＲまたは位置データ内のジッターを推定するノイズ推定ユニット、ＳＮＲ推定ユニット、またはジッター推定ユニットであってよい。
【００２２】
図４の破線は、高さ決定ユニット１１６が位置検知ユニット１１４からの入力に基づいてポインタ１０４の高さを決定する実施形態における高さ決定ユニット１１６と位置検知ユニット１１４との間の通信を表わす。この場合、ポインタ１０４が送信して検知素子１１０が検知した位置指示信号の信号強度を用いて、例えば図１、２の信号図に従い、ポインタ１０４の高さを決定することができる。
【００２３】
本発明の別の実施形態において、高さ決定ユニット１１６は、タブレット表面１０６上に配置されて、エネルギー場を放射し、放射されたエネルギー場にポインタ１０４が進入するにつれて移動を認識する空間容量オーバレイを含んでいてよい。この場合、高さ決定ユニット１１６は、ユーザーの意図を解釈すべく、手、腕、または他の物体を識別して、場の中での移動をトレースすることができる。従って、高さ決定ユニット１１６は、放射された場の中での移動をトレースすることにより、位置検知ユニット１１４が行なった測定とは独立にタブレット１０２に対するポインタ１０４の高さを決定することができる。空間容量オーバレイは、前もってＴｏｕｃｈＫＯから入手可能、または本出願の譲受人から入手可能なシステムであってよい。空間容量オーバレイシステムは、米国特許出願第１１／２１１，２７２号に記載されているシステムであってよく、その開示内容全体を参照によりここに盛り込む。
【００２４】
フィルタリングユニット１１８は、位置検知ユニット１１４から出力された位置信号の値をフィルタリングして干渉の影響を除去することにより、フィルタ深度またはウィンドウサイズ等、１個以上のフィルタパラメータに基づいてジッターを減らす。フィルタリングユニット１１８は、タブレット１０２を囲む構成要素がもたらす高周波干渉を除去すべく低域通過フィルタを含んでいてよい。
【００２５】
フィルタリングユニット１１８のフィルタパラメータは、高さ決定ユニット１１６により決定されたポインタ１０４の高さに基づいて、フィルタパラメータ調整ユニット１２０により調整される。高さ決定ユニット１１６がＳＮＲまたはジッター推定ユニットである実施形態において、フィルタパラメータ調整ユニット１２０は、位置検知ユニット１１４により受信した位置指示信号の推定ＳＮＲまたは位置検知ユニット１１４により決定された位置信号値の推定ジッターに基づいてフィルタパラメータを調整することができる。
【００２６】
低域通過フィルタは、移動平均または矩形ウィンドウイングフィルタである。この種のフィルタにより、最後のＮ個の座標位置が平均化される。ここでＮは４のような小さい数である。Ｎの値が大きいほど、より多くの高周波数のデータがフィルタリングにより除去され、より多くのジッターが減る。しかし、この高周波データと共に、ポインタ１０４の向きのいかなる急激な変化もコード化されている。従って、Ｎが増やされるにつれて、ポインタの向きの急激な変化を滑らかにすることから生じるフィルタリングアーチファクトがより顕著になる。このようなアーチファクトの例として、ポインタ１０４が描いた鋭い直角が緩やかな曲線に丸まることが挙げられる。これにより、文字Ｌまたは長方形の画像等の描画された図形の歪みが生じる。また、出力ユニット１２２が表示する座標位置は、ポインタ１０４の実際の位置より後ろへ遅延する傾向があり、そのような遅延はＮを周波数の２倍で除算したオーダーである。例えば、Ｎが４でサンプリング周波数が１００Ｈｚの場合、遅延は約１／５０秒である。Ｎを８に増やした場合、遅延は１／２５秒に増える。多くの人にとって１／５０秒の遅延はそれとわからない、１／２５秒の遅延は許容できない。
【００２７】
測定された位置指示信号内のノイズは、タブレット１０２から離れたところのソースから到来する傾向があり、且つサンプル毎に無秩序に変動する傾向があるが、ノイズレベルを時間の経過と共に相対的に一定に近似すべくノイズの変動を平均化することができる。一方、タブレット１０２でポインタ１０４から受信された所望の位置指示信号の強度は、タブレット１０２からのポインタ１０４の距離が増すにつれて信号減衰に起因して減少する。図１、２から、検知された位置指示信号において、ＳＮＲはタブレット１０２からのポインタ１０４の距離が増すにつれて減少することがわかる。ＳＮＲが減少すると、位置指示信号の検知に対するノイズの影響も増大する。これにより、ポインタ１０４がタブレット表面１０６から遠ざかるにつれて、ジッターが増大することになる。これは、ユーザーが雑誌等の厚い材料を通してトレースしてポインタ１０４を表面１０６から遠ざける場合に問題となり得る。これはまた、ユーザーがタブレット１０２の検知範囲外へポインタ１０４を動かしながら画面カーソルをモニタ上の特定の位置に残したい場合にも問題となり得る。
【００２８】
これらの懸念に鑑みて、図４に最適に示すフィルタパラメータ調整ユニット１２０は、フィルタリングユニット１１８のフィルタ深度またはウィンドウサイズ等、１個以上のフィルタパラメータを高さ決定ユニット１１６が検知したポインタ１０４の高さに基づいて調整して、フィルタリングユニット１１８によりもたらされたアーチファクトおよびフィルタひずみの量を減らしながら、位置信号値におけるジッター量を最小化する。ここに、ポインタ１０４の高さを用いてジッターを近似する。ポインタ１０４の高さまたは近似されたジッターに基づいて、ジッターの多少に対応すべくフィルタリングユニット１１８のフィルタ期間Ｎが調整される。フィルタ期間Ｎは、ジッターが多い場合に増やされ、ジッターが少ない場合に減らされる。フィルタ期間Ｎはまた、フィルタリングユニット１１８のフィルタ深度とも呼ばれる。フィルタ期間Ｎは、最初にポインティングデバイス１０８の検知特性に基づいて設定してもよい。
【００２９】
本発明の例示的な実施形態において、ポインタ１０４がタブレット表面１０６と接触している時にフィルタ期間Ｎを最初に４に設定することができる。従って、ポインタ１０４とタブレット表面１０６の間の距離が増大するにつれて、フィルタ期間ＮをＮ＝８まで増やすことができる。その結果、ポインタ１０４の高さに基づいて、フィルタ期間Ｎを４〜８の間で変動させることができる。フィルタ期間Ｎを調整する仕方および量について以下に更に詳述する。
【００３０】
ポインタ１０４がタブレット表面１０６の近くにあるかまたは接触している場合、ＳＮＲが大きいために位置信号値のジッターはより少なくなり、従って位置信号からより少ない高周波成分がフィルタリングされる。この場合、タブレット表面１０６上でのポインタ１０４の移動、例えば鋭角的且つ急激な移動の実際の根拠のある読み取りである高周波成分はフィルタリングにより位置信号から除去されない。
【００３１】
一方、ポインタ１０４がタブレット表面１０６からより離れている場合に、ＳＮＲが小さいために位置信号値のジッターはより多くなり、従って、位置信号からより多くの高周波成分がフィルタリングされる。この場合、ジッターは、位置信号からノイズではなくポインタ１０４の移動を示す若干の高周波成分をフィルタリングすることを代償として、減少する。従って、上述の矩形ウィンドウイングフィルタに関して、ポインタ１０４がタブレット表面１０６から離されて信号対ノイズ比（ＳＮＲ）が減少した場合、フィルタリングユニット１１８の期間Ｎが増やされてフィルタウィンドウサイズを増大させることにより、ノイズの大部分を含んでいるより多くの高周波成分が位置信号値から除去され、ジッターが減少して、ＳＮＲが増大する。一方、ポインタ１０４がタブレット表面１０６の方へ動かされてＳＮＲが増大した場合、Ｎの値が減らされてフィルタウィンドウサイズが減少することにより、より少ない高周波成分を位置信号の値からを除去して、フィルタリングユニット１１８によりもたらされる歪みまたはフィルタリングによるアーチファクトの量を減少させる。
【００３２】
その結果、フィルタリングユニット１１８は、位置検知ユニット１１４から受信された位置信号値をフィルタリングして、フィルタリングされた位置信号値を出力ユニット１２２に提供する。
【００３３】
図５に最適に示すように、ポインタデバイス１０８により測定および出力された位置データのジッターを減少させる方法は、ステップＳ１２４でタブレット表面１０６上方のポインタ１０４の高さを決定するステップを含んでいる。次いで、ステップＳ１２６において、図４に示すフィルタリングユニット１１６等のジッター減少フィルタのパラメータ（群）が、ステップＳ１２４で決定された高さに基づいて調整される。ステップＳ１２６において、ウィンドウサイズ、期間Ｎ、またはフィルタリングユニット１１６の「深度」を、タブレット表面１１４上方のポインタ１０４の高さに基づいて調整することができる。ステップＳ１２８において、タブレット表面１０６の座標系におけるポインタ１０４の位置または位置の値が、図３Ａ、３Ｂに示すタブレット１０２の検知素子１１０を用いて測定される。ステップＳ１３０において、測定された位置信号値が、ジッター減少フィルタによりステップＳ１２６で調整されたパラメータを用いてフィルタリングされる。フィルタリングされた位置信号値は次いで、カーソルの位置をリアルタイムでユーザーに提示すべく、ステップＳ１３２においてディスプレイ装置その他の位置通知機構へ出力される。
【００３４】
図６Ａ、６Ｂは、本発明の実施形態の例示的な動作を示す。具体的には、図６Ａはポインタ１０４が図３Ａに示すようにタブレット表面１０６から高さ（ｈ１）にある場合に適用される矩形ウィンドウイングフィルタを示し、一方、図６Ｂはポインタ１０４が図３Ｂに示すようにタブレット表面１０６から高さ（ｈ２）にある場合に適用される矩形ウィンドウイングフィルタを示す。図６Ａに示すフィルタはＮ＝８の期間適用されるため、現在の位置値１３２は先のＮ−１（７）個の位置値１３４により平均化される。フィルタ期間Ｎ＝８である場合、現在の位置値１３２におけるいかなる変動も先の７個の位置値１３４により平均化されることから、フィルタ期間Ｎ＝４の場合よりも多くの高周波成分が位置値から除去される。図６Ｂに示すフィルタは期間Ｎ＝４を以って適用されるため、現在の位置値１３２’は先のＮ−１（３）個の位置値１３４’により平均化される。フィルタ期間がＮ＝４である場合、現在の位置値１３２’におけるいかなる変動も３個の先の位置値１３４’だけを用いて平均化されることから、フィルタ期間Ｎ＝８の場合よりも少ない高周波成分が、位置値から除去される。図６Ａ、６Ｂに示すフィルタのウィンドウサイズ／フィルタ深度を破線で表わしている。その結果、フィルタのフィルタ深度は、相対的な高さまたは推定されたジッターの差異に基づいて変えることができる。図６Ａ、６Ｂの位置信号図は例示的であって、本発明の範囲を限定することを意図していない点を理解されたい。フィルタ期間Ｎは、フィルタ深度（ｄ）とも呼ばれ、別の整数値に設定することができる。図６Ａ、６ＢはＸ軸に沿った位置値を示すだけであるが、Ｙ軸上の位置値も同様にフィルタリングできる点を理解されたい。
【００３５】
以下は、上述の図４のジッター減少装置１１２または図５のジッター減少方法で利用できる高さ適応フィルタ方程式の例示的な導出である。矩形ウィンドウイングフィルタのパラメータを以下のように導くことができる。この導出のためには、ポインタ１０４の相対的な高さだけを考慮すればよいため、タブレット１０２からの実際の高さは重要でない。従って、後続する計算をより簡便にすべく、高さを正規化してポインタ１０４がタブレット１０２に接触する高さを最小高（ｈ０）と定義し、最小高に値０を与える。同様に、最大高（ｈ１）を、これ以上データがタブレットから一貫して読み取れない高さとして定義して値１を与える。ｈ０で測定（または計算）されたジッターをｊ０と表記し、一方、ｈ１で測定（または計算）されたジッターをｊ１と表記する。
【００３６】
ここで、タブレット１０２について、高さｈとジッターｊの関係を定義する。典型的な関係の場合、簡単な線形補間を用いることができる。
【数１】
0004945767.tif 000002
【００３７】
フィルタＮの期間を計算する目的のためにジッターの絶対値は重要でない。ジッターの予想される増加だけが重要である。従って、ｊ０で除算して相対ジッターｒｈを得ることにより式１を簡素化することができる。
【数２】
0004945767.tif 000003
【００３８】
任意の所与のタブレットに対しての信号検知特徴は一定であるため、タブレット表面ｈ０におけるジッターｊ０は定数であり、最大高ｈ１におけるジッターｊ１も定数である。従って、項（ｊ１／ｊ０−１）もまた、任意の特定のタブレットに対して定数である点に留意されたい。この値をＫと定義すれば次式が得られる。
【数３】
0004945767.tif 000004
【００３９】
ここで、タブレットおよび付随するポインタの任意の組に対して、特定のジッター特性および特定のサンプリング周波数があり、これを用いて矩形ウィンドウイングフィルタ等の理想的な低域通過フィルタを決定することができる。上述のように、ある座標ｘに対する矩形ウィンドウイングフィルタおよび深度ｄにより、次式を用いてフィルタリングされた座標ｘ’の第ｎ番目の値が決定される。
【数４】
0004945767.tif 000005
【００４０】
ここで、タブレット１０２の信号検知特徴を与えられたならば、タブレット１０２の表面１０６上の（ｈ０における）上述のフィルタリングユニット１１８の基本深度ｄ０を、フィルタリングによるアーチファクトを示すことなく、表面１０６におけるジッター（ｊ０）をそれとわからないレベルまで減らすように選択することができる。
【００４１】
フィルタ深度パラメータをカスタマイズするために利用できる多くのオプションがある。フィルタ深度は、タブレットジッターと共に離散的な整数量において線形にスケーリングすることができる。丸めを用いてフィルタ深度におけるこれらの離散的整数変化を実現することができる。例えば、天井関数、床関数等を用いて最も近い整数に丸めることができる。天井関数は実数より大きいか等しい最小整数を返し、床関数は実数より小さいか等しい最大整数を返す。説明目的で床関数を用いる。相対ジッターに対して式２を用いて深度公式が導かれる。
【数５】
0004945767.tif 000006
【００４２】
上の式３からｒｈに代入して次式が導かれる。
【数６】
0004945767.tif 000007
【００４３】
次いで、上述の矩形ウィンドウイングフィルタにおいて新たな高さ可変深度ｄｈを用いて、以下の高さ適応型矩形ウィンドウイングフィルタが得られる。
【数７】
0004945767.tif 000008
【００４４】
高さ適応型矩形ウィンドウイングフィルタの７式を踏まえて、フィルタリングユニット１１８の性能向上のために考えられる多くの要素がある。１個のサンプル分フィルタを成長させる、またはフィルタ深度を１増やすことにより、結果として生じる座標の遅延が先のフィルタウインドウより半サンプル分大きくなる。同様に、フィルタ深度を１減らした場合、結果として生じる座標の遅延は先のフィルタウインドウの遅延よりも半サンプル分小さくなる。遅延が急激に増加または減少した場合、フィルタリングされた位置信号値（群）を表わすｘ’の値に予想外の急激な変化が生じることがある、従って、これらの急激な変化を防止するために、図７に示す方法を用いてポインタ１０４の高さの変化に応じてフィルタ深度を徐々に増減することができる。
【００４５】
図７の方法は、フィルタ深度の増加を変化の大きさに等しい多数のサンプル上に拡散する。換言すれば、フィルタ深度の増加は、図７の方法により適当なフィルタ深度が得られるまで各々のサンプル毎にフィルタ深度を１づつ増やすことにより徐々に行なわれる。例えば、ポインタ１０４がタブレット表面１０６から突然動かされてタブレット１０２から離された場合、現在のサンプルについて、式７に従いフィルタ深度を突然比較的大きい数、例えば４増やすのではなく、フィルタ深度の増加は図７の方法により予め定めらたように、複数のサンプルにわたって実行される。その結果、位置値をフィルタリングするやり方がサンプル毎に急激に変化しない。
【００４６】
フィルタ深度の減少も同様の方法で扱うことができる。すなわち、図７の方法はまた、フィルタ深度の比較的大幅な減少を徐々に行なうために用いることができる。急激になりそうな変化の場合、フィルタ深度の変化は、ほぼ半数のサンプルにわたって拡散される。図７の方法が、図５に示す方法のステップＳ１２６に対応する点に留意されたい。図７の方法は各サンプルに対し一回実行されてフィルタ深度の適当な調整量を決定する。
【００４７】
図７を参照するに、ステップＳ２００において、新規または推奨フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より大きいか否かが判定される。ステップＳ２００において新規フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より大きいと判定された場合、先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より１大きいフィルタ深度がステップＳ２０２でフィルタリングユニット１１８により実行されるフィルタリング動作で用いられる。
【００４８】
一方、ステップＳ２００において新規フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より大きくないと判定された場合、Ｓ２０４が実行されて新規フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より大幅に小さいか否かが判定される。ステップＳ２０４において新規フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より大幅に小さいと判定された場合、ステップＳ２０６が実行されて先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より２小さいフィルタ深度が用いられる。閾値を用いて新規フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より大幅に小さい（または大きい）か否かを判定することができる。例えば、新規または推奨フィルタ深度（ｄｈ）と先のフィルタ深度（ｄｈ−１）の差を計算し、次いで閾値と比較してもよい。計算された差が閾値より大きい場合、新規フィルタ深度（ｄｈ）は先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より大幅に小さくなるように決定される。同様に、計算された差が閾値以下の場合、新規フィルタ深度（ｄｈ）は先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より大幅に小さくならないように決定される。
【００４９】
ステップＳ２０４において新規フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より大幅に小さくないと判定された場合、Ｓ２０８において新規フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より小さいか否かが判定される。ステップＳ２０８において新規フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より小さいと判定された場合、ステップＳ２１０が実行されて先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より１小さいフィルタ深度が用いられる。
【００５０】
ステップＳ２０４およびＳ２０８において新規フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より小さくないと判定された場合、ステップＳ２１２が実行されて先のフィルタ深度（ｄｈ−１）に等しいフィルタ深度が用いられる。
【００５１】
推奨フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より大幅に小さいか否かを判定するために用いる閾値は、３または４等の整数に設定することができる。この説明のために、閾値が４であると仮定することができる。推奨フィルタ深度（ｄｈ）と先のフィルタ深度（ｄｈ−１）間のどのような大幅な差も、１個のサンプルに対する１回のフィルタ深度調整には反映されない。推奨フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より４以上小さい場合、例えば、推奨フィルタ深度（ｄｈ）が４で先のフィルタ深度（ｄｈ−１）が８である場合、フィルタ深度の調整は１個のサンプルではなく３個の連続するサンプルにわたり実行される。これが生じるのは、ポインタ１０４が突然タブレット表面と密に接触させられた場合である。具体的には、ステップＳ２０４において推奨フィルタ深度（ｄｈ）４が閾値に基いて先のフィルタ深度（ｄｈ−１）８より大幅に小さいと判定されるため、ステップＳ２０６においてフィルタ深度８が第１のサンプルで第１の減分２だけ減らされる。次いで、ステップＳ２０８において推奨フィルタ深度（ｄｈ）４が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）６より小さい（大幅には小さくない）と判定されるため、ステップＳ２１０においてフィルタ深度６が第２のサンプルで第２の減分１だけ再び減らされる。次いで、ステップＳ２０８において推奨フィルタ深度（ｄｈ）４が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）５より小さい（大幅には小さくない）と判定されるため、ステップＳ２１０においてフィルタ深度５が第３のサンプルで第３の減分１だけ再び減らされる。その結果、推奨フィルタ深度４が得られる。一方、推奨フィルタ深度（ｄｈ）が先のフィルタ深度（ｄｈ−１）より大きい場合、フィルタ深度の調整はステップＳ２０２において連続するサンプルに対して増分１を繰り返しながら実行される。例えば、ポインタ１０４が突然タブレット表面１０６から離されて、推奨フィルタ深度（ｄｈ）が７、先のフィルタ深度（ｄｈ−１）が４である場合、図７の方法によりフィルタ深度７が得られるまで各サンプル毎にフィルタ深度を１づつ増やす。
【００５２】
従って、図７に示すフィルタリングパラメータの調整方法は、ポインタ１０４の相対的な高さまたは相対的なジッターがサンプル毎に急激に変化するか否かに関係なく、フィルタパラメータが急激に変化することなく徐々に調整されることを保証する。その結果、フィルタリングされた位置信号値を表わすｘ’の値は急激には変化しない。
【００５３】
当業者には、図４のジッター減少装置１１２および図４、７の方法を他の各種のウィンドウイングフィルタに適用することも、あるいは他の種類のフィルタ、例えば米国特許第５，１７９，２５４号に例が記載されている適応型有限インパルス応答フィルタと合わせて用いることも可能である点を認識されるであろう。
【００５４】
当然のことながら、他の各種の方法を用いてタブレット表面１０６に対する特定の高さまたは位置におけるジッターを計算することができる。例えば、ジッターが高さに対して直線的に変化すると仮定するのではなく、ジッターが高さの２乗として変化すると仮定することもできる。
【００５５】
あるいは、指またはスタイラス等、特定のクラスのポインタまたはツールを用いてさまざまな高さで離散測定を行い測定値を直接参照表で用いることができる。この場合、フィルタパラメータ調整ユニット１２０はさまざまな高さの値がジッター値および／またはフィルタパラメータ値に関連付けられているメモリを含んでいてよい。従って、高さの値が決定された場合、フィルタパラメータ調整ユニット１２０は対応するフィルタパラメータ値またはジッター値を取り出して適宜フィルタリングユニット１１８を制御する。
【００５６】
本発明の各種の実施形態の装置および方法、例えば高さ適応フィルタがホストアプリケーションまたはシステムレベルのドライバに実装可能であることが当業者には理解されよう。このようなドライバは、ソフトウェアまたはファームウェアとして実装されて、タブレットまたはホストコンピュータのＣＰＵに常駐していてよい。同様に、フィルタリングは、プロセッサのファームウェアとして、あるいはフィルタリングユニット１１８用に特に開発されたカスタムＩＣとして、タブレット１０２自体に実装することができる。すなわち、図４の装置１１２および／または図５、７の方法は、タブレット１０２またはタブレット１０２が接続されているホストコンピュータ内の集積回路により実装することができる。あるいは、図４の装置１１２または図５、７の方法は、タブレット１０２自体の上で動作するコンピュータ可読な記録媒体上のコンピュータ可読コードとして、あるいはホストコンピュータ上で動作するシステムドライバとして実施することができる。コンピュータ可読な記録媒体は、後でコンピュータシステムにより読み取り可能なデータを格納することができる任意のデータ記憶装置であってよい。コンピュータ可読な記録媒体の例として、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ダウンロード可能な命令、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ記憶装置、および搬送波（インターネットを介したデータ転送等）が含まれる。
【００５７】
また、当然のことながら、上述の相対的ジッター機能は高さ以外の測定値に依存するように構成できる。そのような測定値として、測定される座標（群）、垂直座標、または干渉放射および／または信号強度の直接測定または近似値等、他の何らかの値が含まれるが、これらに限定されない。
【００５８】
また、当然のことながら、本明細書で定義されるポインタ１０４は、タブレット１０２に電磁的または静電的に結合することができるスタイラスまたはユーザーの指等のポインティングデバイスであってよい。ポインタデバイス１０８は、グラフィックデザインその他の用途に利用可能なグラフィックタブレット、デジタイザタブレット、またはタッチタブレットであってよい。タブレット１０２がタッチスクリーンまたはタブレットコンピュータのディスプレイ装置の画面に一体化できることもまた当然のことである。
【００５９】
本発明の実施形態を図示および記述してきたが、当業者には、添付の請求項およびそれらの均等物により範囲が規定されている本発明の原理および概念から逸脱することなくこれらの実施形態に対して変更を加え得ることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】ポインタがタブレット表面に配置されている場合にタブレット表面の一連の検知素子、例えばコイルまたは電極が受信した信号を示す信号図である。
【図２】ポインタがタブレット表面上方の短い距離にある場合に生じる信号強度の減少を示す信号図である。
【図３】タブレット表面からの異なる高さにあるポインタの側面図である。
【図４】本発明の一実施形態による、ポインタデバイスが測定および出力した位置データのジッターを減らす装置を示すブロック図である。
【図５】本発明の別の実施形態による、ポインタデバイスが測定および出力した位置データのジッターを減らす方法を示すフロー図である。
【図６】ポインタが図３Ａ、３Ｂに各々示すようにタブレット表面から異なる高さにある場合に実行される例示的なフィルタリング動作を示す信号図である。
【図７】本発明の更に別の実施形態による、ジッター減少フィルタのパラメータを調整する方法を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００６１】
１００    アナログ電磁信号
１００’    信号
１０２    タブレット
１０４    ポインタ
１０６    タブレット表面
１０８    ポインタデバイス
１１０    検知素子
１１２    ジッター減少装置
１１４    位置検知ユニット
１１６    高さ決定ユニット
１１８    フィルタリングユニット
１２０    フィルタパラメータ調整ユニット
１２２    出力ユニット
１３２    現在の位置値
１３４    先の位置値
１３２’    現在の位置値
１３４’    先の位置値
【図１】
0004945767.tif 000009
【図２】
0004945767.tif 000010
【図３】
0004945767.tif 000011
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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