識別用コード・センサを有する面用検知装置
【課題】 面に対して使用するための検知装置を提供すること。
【解決手段】検知装置は、面に対する検知装置の運動を示す運動データを発生するように構成されている運動センサと、面にマークをつけるためのペン先であって、ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先情報を有するペン先と、コンピュータ・システムにペン先情報と一緒に運動データを送信するための送信機と、面上に配置されたコード化データを検知することにより、面のある領域の識別を示す識別データを発生するように構成されているコード・センサとを含み、コード化データが面の少なくとも１つの領域の識別を示し、運動センサが運動データ内に識別データを含むように構成されており、コード化データが複数のタグを含み、各タグが、タグが位置する面にある領域の識別を示す。
【解決手段】検知装置は、面に対する検知装置の運動を示す運動データを発生するように構成されている運動センサと、面にマークをつけるためのペン先であって、ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先情報を有するペン先と、コンピュータ・システムにペン先情報と一緒に運動データを送信するための送信機と、面上に配置されたコード化データを検知することにより、面のある領域の識別を示す識別データを発生するように構成されているコード・センサとを含み、コード化データが面の少なくとも１つの領域の識別を示し、運動センサが運動データ内に識別データを含むように構成されており、コード化データが複数のタグを含み、各タグが、タグが位置する面にある領域の識別を示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、互換性のあるペン先を有する描画装置に関し、特に自身の動作を検知し、検知動作データをペン先情報と組み合わせる描画装置に関する。
（同時係属出願）
本発明に関する種々の方法、システムおよび装置は、本願と同時に、本発明の出願人または譲受人が出願した下記の同時係属出願に開示されている：ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７３、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７９、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８８、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８２、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７６、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８０、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７４、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８９、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７５、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７７、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８６、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８１、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７８、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８７、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８５、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８４、およびＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８３。上記同時係属出願の開示は、相互参照によって本明細書の記載に援用する。
【０００２】
本発明に関する種々の方法、システムおよび装置は、２０００年９月１５日に、本発明の出願人または譲受人が出願した下記の同時係属出願に開示されている：ＰＣＴ／ＡＵ００／０１１０８、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１１１０、およびＰＣＴ／ＡＵ００／０１１１１。上記同時係属出願の開示は、相互参照によって本明細書の記載に援用する。
【０００３】
本発明に関する種々の方法、システムおよび装置は、２０００年６月３０日に、本発明の出願人または譲受人が出願した下記の同時係属出願に開示されている：ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７５９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７５８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７５４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７５５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７５６、およびＰＣＴ／ＡＵ００／００７５７。上記同時係属出願の開示は、相互参照によって本明細書の記載に援用する。
【０００４】
本発明に関する種々の方法、システムおよび装置は、２０００年５月２３日に、本発明の出願人または譲受人が出願した下記の同時係属出願に開示されている：
ＰＣＴ／ＡＵ００／００５１８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５１９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５５４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５５６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５５７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５５８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５５９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５１６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５１７、およびＰＣＴ／ＡＵ００／００５１１。
【０００５】
上記同時係属出願の開示は、相互参照によって本明細書の記載に援用する。
【背景技術】
【０００６】
面にマークをつけると同時に、その面に対する装置自体の運動データを捕捉するペン型の装置が説明されている。上記装置には、装置自体の運動を埋設タイプの加速度計により感知するものと、面上の、機械で読み取り可能に符号化してある情報を検出して感知するものとがある。後者のタイプについては、例えば、米国特許第５，４７７，０１２号、米国特許第５，６５２，４１２号およびＰＣＴ出願第ＷＯ９９／５０７８７号を参照されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらペン型の装置に様々な色や線幅の特性を持つ交換ペン・カートリッジを取り付けることができるが、その場合、装置は上記運動データを捕捉するが、これらの特性は捕捉しない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様では、本発明は、面に対して使用するための検知装置を提供する。該検知装置は、面に対する検知装置の運動を示す運動データを発生するように構成されている運動センサと、面にマークをつけるためのペン先であって、該ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先情報を有するペン先と、コンピュータ・システムにペン先情報と一緒に運動データを送信するための送信機と、前記面上に配置されたコード化データを検知することにより、前記面のある領域の識別を示す識別データを発生するように構成されているコード・センサとを含み、前記コード化データが、前記面の少なくとも１つの領域の識別を示し、前記運動センサが、前記運動データ内に前記識別データを含むように構成されており、前記コード化データが複数のタグを含み、各タグが、前記タグが位置する前記面にある領域の識別を示すものである。
【０００９】
検知装置は、本体部分を含み、ペン先は、本体部分に着脱することができる独立した部材であることが好ましい。
検知装置は、ペン先からペン先情報を入手するための問い合わせ装置を含むことが好ましい。
【００１０】
面にマークをつける特性は、ペン先の形、ペン先の大きさ、線の幅、色または肌目であることが好ましい。
ペン先は、ペン先情報を記憶するための記憶装置を含むことが好ましい。
【００１１】
検知装置は、ペン先情報と運動データを記憶するための記憶装置を含むことが好ましい。
検知装置の本体部分は、ペンの形をしていて、ペン先をペンの縦方向の端部に取り付けることができることが好ましい。
【００１２】
検知装置は、面上に配置されたコード化データを検知することにより、面に対する検知装置の位置を示す位置データを発生するように構成されているコード・センサを含み、コード化データは、面の少なくとも１つの基準点を示し、運動センサは、位置データにより運動データを発生するように構成されていることが好ましい。
【００１３】
コード化データは、複数のタグを含み、各タグは面上のタグの位置を示すことが好ましい。
検知装置は、検知装置が面に対して運動した場合に、検知装置の加速を示す加速データを発生するように構成されている少なくとも１つの加速センサを含み、運動センサは、加速データにより運動データを発生するように構成されていることが好ましい。
【００１４】
加速センサは、加速の少なくとも２つのほぼ直交する成分を検知するように構成されていることが好ましい。
検知装置は、画像センサを含み、画像センサは、検知装置付近の面を画像化することにより画像データを発生するように構成されていて、運動センサは、画像データにより運動データを発生するように構成されていることが好ましい。
【００１５】
ペン先情報は、ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先スタイル情報を含むことが好ましい。
ペン先情報は、ペン先識別子を含み、コンピュータ・システムは、ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先スタイル情報を維持し、ペン先識別子によりペン先スタイル情報にアクセスすることができることが好ましい。
【００１６】
ペン先情報は、ペン先に関連する１つの機能も示すことが好ましい。
第２の態様では、本発明は、本発明の第１の態様の検知装置による面上でのストロークのファクシミリを捕捉するためのシステムを提供する。該システムは、検知装置を含み、コンピュータ・システムは、検知装置から運動データおよびペン先情報を受信するように構成されている受信機を含み、コンピュータ・システムは、ストロークのファクシミリとして、運動データおよびペン先情報を解釈するように構成されている。
【００１７】
システムは、面上に位置するコード化データを有する面を含むことが好ましい。
本発明の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態の以下の説明から理解することができるだろう。しかし、この説明は単なる例示としてのものにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】印刷されたネットページのサンプルとそのオンライン・ページ記述との関係の概略図である。
【図２】ネットページ・ペンとネットページ・プリンタとネットページ・ページ・サーバとネットページ・アプリケーション・サーバとの対話の概略図である。
【図３】印刷されたネットページおよびそのオンライン・ページ記述の高レベル構造の概略図である。
【図４ａ】ネットページ・タグの構造を示す平面図である。
【図４ｂ】図４ａに示したタグのセットとネットページ・ペンの形態のネットページ検知装置の視野との関係を示す平面図である。
【図５ａ】ネットページ・タグの代替構造を示す平面図である。
【図５ｂ】図５ａに示したタグのセットと、ネットページ・ペンの形態のネットページ検知装置の視野との関係を示す平面図である。
【図５ｃ】ターゲットを隣接するタグ間で共有する、図５ａに示したタグのうち９つの配置構成を示す平面図である。
【図５ｄ】図５ａに示したタグの４つの符号語の記号の挿入および回転を示す平面図である。
【図６】タグ画像処理および復号アルゴリズムの概略図である。
【図７】ネットページ・ペンおよびそれに関連するタグ感知視野の円錐の斜視図である。
【図８】図７で示したネットページ・ペンの斜視組立分解図である。
【図９】図７および図８で示したネットページ・ペンのペン・コントローラの概略ブロック図である。
【図１０】ペン光路の概略図である。
【図１１】ストローク捕獲アルゴリズムの流れ図である。
【図１２】生デジタル・インク・クラス図の概略図である。
【図１３】図７で示したネットページ・ペンのスライダ・ブロックに挿入されたインク充填のクローズアップ斜視図である。
【図１４】図７で示したネットページ・ペンのインク充填およびスライダ・ブロックのクローズアップ斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の好ましい実施形態および他の実施形態について、非制限的な例によってのみ添付の図面を参照しながら説明する。
（好ましい実施形態および他の実施形態の詳細な説明）
注意：Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標）は、オーストラリアのシルバーブルック・リサーチ社の登録商標である。
【００２０】
好ましい実施形態では、本発明は、ネットページ・ネットワーク化コンピュータ・システムと共に作動するよう構成されるが、その概要およびその詳細な説明は本出願人の以前の出願、特にＰＣＴ／ＡＵ００／００５６９（文書第ＮＰＴ００２号）、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６５（文書第ＮＰＳ００１号）、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６１（文書第ＮＰＰ００３号）、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５１９（文書第ＮＰＡ００２号）およびＰＣＴ／ＡＵ００／００５７８（文書第ＩＪ５２号）に示される。必ずしも全ての実施方式が、基本システムに関してこれらの出願に記載された特定の詳細および拡張の全て、またはほとんどを実現するものでないことが理解される。しかし、本発明の好ましい実施形態および態様が機能する状況を理解する上で補助となるよう、システムを最も完全な形態で説明する。
【００２１】
簡潔にまとめると、ネットページ・システムの好ましい形態は、マップ化された面、すなわち、コンピュータ・システム内に保持された面用マップに対する標点を含む物理的面の形態のコンピュータ・インタフェースを採用する。上記マップ標点は、適切な検知装置により照会され得る。特定の実施方式に依存して上記マップ標点は、可視にもしくは不可視にコード化され得るとともに、マップ化された面上で局部的照会を行うと当該マップ内および別の各マップ内の両者において明瞭なマップ標点が得られるように定義され得る。上記コンピュータ・システムは、上記マップ化された面上の形状特徴に関する情報を含み得ると共に、斯かる情報は、上記マップ化された面と共に使用される検知装置により供給されるマップ標点に基づき検索され得る。この様に検索された情報は、面の上記各形状特徴に対する操作者の相互作用に応じて該操作者に代わって上記コンピュータ・システムにより開始されるアクションの形態を取ることができる。
【００２２】
上記ネットページ・システムはその好ましい形態において、ネットページの作成、および、ネットページに対するユーザの対話に依存する。これらは通常の用紙上に印刷されたテキスト、グラフィックおよび画像のページであるが、それらはインタラクティブ・ウェブ・ページのように作用する。情報は、人間の肉眼ではほぼ不可視なインクを使用して各ページ上にコード化される。但し上記インクは、故に上記コード化データは、光学的作像ペンにより検知されてネットページ・システムへと送信される。
【００２３】
好ましい形態においては、各ページ上の各アクティブ・ボタンおよび各ハイパーリンクが上記ペンによりクリックされ、上記ネットワークからの情報を要求し、または、ネットワーク・サーバに対して選好性を信号送信し得る。一実施形態において、ネットページ上に手書きされたテキストは上記ネットページ・システムにおいて自動的に認識されてコンピュータ用テキストに変換されることから、フォームへと記入され得る。他の実施形態においては、ネットページ上に記録された署名が自動的に照合されることから、電子商取引のトランザクションが安全に許可される。
【００２４】
図１に示されるように、印刷されたネットページ１は、対話フォームを表し得、該フォームはユーザにより、印刷されたページ上で物理的に、且つ、ペンとネットページ・システムとの間の通信により「電子的」に記入され得る。上記例は、氏名および住所フィールドと提出ボタンとを含む「リクエスト」フォームを示している。上記ネットページは、可視インクを使用して印刷されたグラフィック・データ２と、不可視インクを使用してタグ４の集合として印刷されたコード化データ３とから成る。上記ネットページネットワーク上に記憶された対応するページ記述５は、上記ネットページの個々の要素を記述する。特に上記ページ記述は、各対話エレメント（すなわち、上記例におけるテキストフィールドおよびボタン）の種類および空間的範囲（区域）を記述することから、上記ネットページ・システムは上記ネットページを介した入力を正しく解読し得る。提出ボタン６は、例えば、対応グラフィック８の空間的範囲に対応する区域７を有する。
【００２５】
図２に示すように、ネットページ・ペン１０１は、その好ましい形態が以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６５（文書第ＮＰＳ００１号）に記載され、ネットページ・プリンタ６０１、つまり家庭、オフィスまたは移動用のインターネット接続の印刷器具との組合せで作動する。ペンは無線であり、短距離無線リンク９を介してネットページ・プリンタと確実に通信する。
【００２６】
ネットページ・プリンタ６０１は、その好ましい形態が以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６１（文書第ＮＰＰ００３号）および共願出願ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８１（文書第ＮＰＳ０２４US号）に記載され、定期的に、またはオン・デマンドで個別化新聞、雑誌、カタログ、パンフレットおよび他の発行物を送付し、全ては対話式ネットページとして高品質で印刷される。パーソナル・コンピュータとは異なり、ネットページ・プリンタは、例えばユーザの台所のように、朝のニュースを最初に見るエリアに隣接するか、朝食用テーブルの付近、または家族が家を出る箇所の付近の壁に装着することができる器具である。テーブルトップ、デスクトップ、携帯用、および小型バージョンもある。
【００２７】
必要な箇所にて印刷されたネットページは、用紙の簡便性と、インタラクティブ媒体の適時性および対話性とを組合せている。
図２に示されるように、ネットページ・ペン１０１は印刷されたネットページ１上の上記コード化データと対話し、この対話を短距離無線回線９を介してネットページ・プリンタへと通信する。プリンタ６０１は、この対話を、解読のために適切なネットページ・ページサーバ１０へと送信する。適切な環境において、上記ページサーバは、ネットページ・アプリケーション・サーバ１３上で動作しているアプリケーション・コンピュータ・ソフトウェアへ対応するメッセージを送信する。その結果として、上記アプリケーション・サーバは元のプリンタ上で印刷される応答を送信することができる。
【００２８】
ネットページ・システムは、好ましい実施形態では、例えば本出願人の以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７８（文書第ＩＪ５２号）に記載された、高速超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベースのインクジェット（Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標））との組合せで使用することにより、大幅に便利になっている。このテクノロジーの好ましい形態では、比較的高速で高品質の印刷が、消費者にとってさらに手頃になる。この好ましい形態では、ネットページ・パブリケーションは、両側にフル・カラーで印刷され、簡単なナビゲーションおよび快適な取扱いのために相互に結合されたレター・サイズの光沢紙のセットのような従来のニュースマガジンの物理的特徴を有する。
【００２９】
ネットページ・プリンタは、ブロードバンド・インターネット・アクセスの可用性増大を利用する。ネットページ・プリンタは、より低速の接続で操作することもできるが、送出時間が長くなり、画像品質が低下する。ネットページ・システムは、既存の消費者のインクジェットおよびレーザ・プリンタを使用しても実行可能になるが、システムの動作速度が低下し、したがって消費者の視点からはそれほど許容できない。他の実施形態では、ネットページ・システムは非公開イントラネットをホストとする。さらに他の実施形態では、ネットページ・システムは、１つのコンピュータまたはプリンタなどのコンピュータで実行可能な装置をホストとする。
【００３０】
上記ネットページネットワーク上のネットページ発行サーバ１４は、ネットページ・プリンタに対して印刷品質の発行物を配布するように構成される。加入している各ネットページ・プリンタに対しては、ポイントキャストもしくはマルチキャストインターネット・プロトコルにより定期的発行物が自動的に配信される。個人用発行物は、個々のユーザ・プロファイルに従いフィルタリングおよびフォーマットされる。
【００３１】
ネットページ・プリンタは任意の個数のペンをサポートするように構成することができると共に、ペンは任意の台数のネットページ・プリンタと協働することができる。好適実施方式において、各ネットページ・ペンは一意のＩＤ（識別）を有する。ひとつの家庭は、家族の各々に１本ずつ割り当てられた色付ネットページ・ペンの集合を有することができる。これにより各ユーザは、ネットページ発行サーバもしくはアプリケーション・サーバに関して別個のプロファイルを維持することができる。
【００３２】
ネットページ・ペンはまた、ネットページ登録サーバ１１に登録され得ると共に、ひとつ以上の支払カード口座にリンクすることができる。これにより、上記ネットページ・ペンを使用して電子商取引の支払いが安全に許可され得る。上記ネットページ登録サーバは上記ネットページ・ペンにより捕捉された署名を予め登録された署名と比較することから、該ネットページ登録サーバはユーザのＩＤを電子商取引サーバに対して認証し得る。ＩＤを照合する上では、他のバイオメトリック値も使用することができる。ネットページ・ペンの変形例は、上記ネットページ登録サーバにより同様に照合される指紋の読取りを含む。
【００３３】
ネットページ・プリンタはユーザの介在なしで朝刊などの定期発行物を配布することができるが、求められないジャンク・メールなどは配信されないように構成することができる。その好ましい形態において上記プリンタは、購読契約された供給源もしくは権限付与された供給源からの定期発行物のみを配布する。この点に関して上記ネットページ・プリンタは、電話番号もしくは電子メール・アドレスを知った一切のジャンク・メーラから見えるファックス装置もしくは電子メール・アカウントとは異なるものである。
【００３４】
システムの各オブジェクト・モデルを、統一モデリング言語（ＵＬＭ）クラス概念図を使用して説明する。クラス概念図は、関係によって接続されたオブジェクト・クラスのセットで構成され、ここでは２種類の関係、つまり連想および一般化が対象となる。連想は、オブジェクト間の、つまりクラスのインスタンス間にあるある種の関係を表す。一般化は実際のクラスに関係し、以下の方法で理解することができる。つまりクラスが、そのクラスの全オブジェクトのセットと考えられ、クラスＡがクラスＢの一般化である場合、Ｂは単にＡのサブセットである。各クラスは、クラスの名前のラベルを付けた長方形として描かれる。これは、水平の線で名前から分離したクラスの属性のリスト、および水平の線で属性リストから分離したクラスの操作のリストを含む。しかし、以降のクラス概念図では、操作はモデル化されない。連想は、２つのクラスを結合する線として描かれ、任意選択で各端に連想の多重度（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ）のラベルを付ける。デフォルトの多重度は１である。アスタリスク（＊）は「多く」の多重度、つまりゼロまたはそれより多くを示す。各連想には、任意選択で名前のラベルを付け、任意選択で各端に対応するクラスの役割のラベルも付ける。白いダイヤモンド形は集合連想（「〜は〜の一部（ｉｓ−ｐａｒｔ−ｏｆ）」）を示し、連想線の集合器端部に描かれる。一般化関係（「〜は〜（ｉｓ−ａ）」）は２つのクラスを結ぶ実線として描かれ、一般化の端部に（白い三角形の形態の）矢印がある。クラス概念図を複数の概念図に分割すると、複製されたクラスは、これを定義する主要概念図以外の全てが点線の輪郭で図示される。これは、定義された場合のみ属性を付けて示される。
【００３５】
ネットページは、ネットページネットワークが構築される基礎である。ネットページは、発行された情報およびインタラクティブ・サービスに対する紙ベースのユーザインタフェースを提供する。ネットページは、そのページのオンライン記述に関して不可視にタグ付けされた印刷されたページ（または他の面領域）から成る。オンライン・ページ記述は、ネットページ・ページサーバにより永続的に維持される。上記ページ記述は、テキスト、グラフィックおよび画像などの、そのページの可視のレイアウトおよび内容を記述する。上記ページ記述はまた、ボタン、ハイパーリンクおよび入力フィールドなどのページ上の入力用エレメントも記述する。ネットページによれば、上記ネットページ・システムにより同時に捕捉かつ処理されることを可能にするマーキングがネットページ・ペンにより当該ネットページ上に行われ得る。
【００３６】
複数のネットページが同じページ記述を共有することができる。しかし、他は等しいページからの入力を識別できるよう、各ネットページには一意のページ識別子が割り当てられる。このページＩＤは、非常に多数のネットページ同士を区別するのに十分な精度を有する。
【００３７】
上記ページ記述への参照は、印刷されたタグ内にコード化される。このタグはタグが現れる一意的ページを識別することによりページ記述を間接的に識別する。タグはまた、ページ上におけるタグ自身の位置も識別する。各タグの特性は以下において更に詳述される。
【００３８】
タグは、通常の用紙などの赤外線反射性な任意の物質上に赤外線吸収インクで印刷される。近赤外線波長は人間の目には不可視であるが、適切なフィルタを備えた半導体画像センサにより容易に検知される。
【００３９】
タグはネットページ・ペン内の領域画像センサにより検知され、且つ、タグ・データは最も近くに在るネットページ・プリンタを介して上記ネットページ・システムに送信される。上記ペンは無線により、短距離無線回線を介して上記ネットページ・プリンタと通信する。各タグは十分に小寸であると共に、ペンがページ上を一回クリックしただけで少なくとも一個のタグを確実に作像し得るように稠密に配置される。ページに対して対話を行う毎にページＩＤおよび位置をペンが認識することは重要である。何故なら、上記対話はステートレスだからである。各タグは、面の損傷に対して部分的に耐性を有すべく、エラー補正可能にコード化される。
【００４０】
上記ネットページ・ページサーバは各印刷済ネットページに対する一意的ページインスタンスを維持することにより、各印刷済ネットページに対するページ記述における各入力フィールドに対してユーザが供給した値の別個の群を維持することができる。
【００４１】
ページ記述とページ・インスタンスと印刷されたネットページとの関係を図３に示す。印刷されたネットページは、印刷されたネットページ・ドキュメント４５の一部でよい。ページ・インスタンスは、これを印刷したネットページ・プリンタと、分かっている場合はこれを要求したネットページ・ユーザとの両方を伴う。
【００４２】
好ましい形態において各タグは、それが現れる領域と、その領域内におけるそのタグの所在位置とを識別する。タグはまた、全体としてその領域、または、そのタグに関連する各フラグも含み得る。一個以上のフラグ・ビットは例えばタグ検知装置に対して信号を送信して、領域の記述を検知装置が参照することなく、そのタグの即時領域に関連する機能を表すフィードバックを提供する。ネットページ・ペンは、例えば、ハイパーリンクの区域内に在るときに、「アクティブ領域」ＬＥＤを点灯し得る。
【００４３】
好ましい実施形態において各タグは容易に認識される不変の構造を含むが、該構造は、初期検出を助力すると共に、面により誘起された一切の撓みに起因するか、または検知プロセスに起因する影響を最小化するのを助ける。各タグは好適にはページ全体をタイルすると共に、各タグは十分に小寸であり且つペンがページ上を一回クリックしただけで少なくとも一個のタグを確実に作像し得るように稠密に配置される。ページに対して対話を行う毎にページＩＤおよび位置をペンが認識することは重要である。何故なら、上記対話はステートレスだからである。
【００４４】
好ましい実施形態においてタグが参照する領域はページ全体と一致することから、上記タグ内にコード化された領域ＩＤは、そのタグが現れるページのページＩＤと同義である。他の実施形態においては、タグが参照する領域はページもしくは他の面における任意の部分的領域とすることができる。例えば、それは、対話エレメントの区域と一致し得るが、その場合に領域ＩＤはその対話エレメントを直接的に識別することができる。
【００４５】
各タグは、通常、１６ビットのタグＩＤ、少なくとも９０ビットの領域ＩＤ、および幾つかのフラグ・ビットを含む。最大タグ密度が１平方インチ当たり６４であると仮定して、１６ビットのタグＩＤは、最大１０２４平方インチの領域サイズをサポートする。単に接合する領域およびマップを使用することにより、タグＩＤの精度を上げることなく、より大きい領域を連続的にマップすることができる。領域ＩＤとタグＩＤの区別が、大抵は便利なことに一つである。大部分の目的で、この２つの連結は、帯域的に一意のタグＩＤと見なすことができる。逆に、例えばタグのｘおよびｙ座標を定義するため、構造をタグＩＤに導入するのも都合がよい。９０ビットの領域ＩＤにより、２90（約１０27）の異なる領域を一意に識別することができる。タグはタイプ情報も含むことができ、領域には、タグ・タイプの混合でタグ付けすることができる。例えば、領域は、ｘ座標をコード化するタグのセット、および最初のセットにインタリーブし、ｙ座標をコード化する別のセットでタグ付けすることができる。
【００４６】
１つの実施形態では、（１５，５）リード・ソロモン符号を使用して１２０ビットのタグ・データを冗長コード化する。これにより、それぞれが１５の４ビット記号である符号語６個で構成された３６０のコード化されたビットが生成される。（１５，５）コードにより、符号語毎に５個の記号エラーを修正することができる。つまり、これは符号語毎に最大３３％の記号エラー率を許容する。各４ビット記号は、タグ内で空間的に整合のとれた方法で表され、符号語６個の記号が空間的にタグ内にインタリーブされる。これは、バースト・エラー（空間的に隣接する複数のビットに影響するエラー）が損傷を耐えるのが、全体的に最小数の記号、および任意の１つの符号語で最小数の記号となることを保証し、したがってバースト・エラーを十分に修正できる可能性が最大となる。
【００４７】
（１５，５）リード・ソロモン符号の代わりに、例えば同じ、または異なる記号および符号語のサイズで多少冗長なリード・ソロモン符号、別のブロック・コード、または重畳コードなどの別種のコードなど、任意の適切なエラー修正コードを使用することができる（例えば、Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｂ． Ｗｉｃｋｅｒの「Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔｏｒａｇｅ」（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ １９９５）を参照し、その内容は相互参照により本明細書に組み込まれる）。
【００４８】
図４ａに示し、本出願人の以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６９（文書第ＮＰＴ００２号）に記載されたタグの物理的表現の１つの実施形態は、固定ターゲット構造１５、１６、１７および可変データ・エリア１８を含む。固定ターゲット構造により、ネットページ・ペンなどの検知装置がタグを検出し、センサに対するその３次元方位を推定することができる。データ・エリアは、コード化タグ・データの個々のビットの表示を含む。そのサイズを最大にするため、各データ・ビット２つの半径方向の線および２つの同心円の円弧によって制限されたエリアの形態の半径方向楔によって表す。各楔は、１６００ｄｐｉで８ドットの最小寸法を有し、そのベース（内弧）が少なくともこの最小寸法と等しくなるよう設計される。半径方向の楔の高さは、常に最小寸法と等しい。各４ビット・データ記号は、２×２の楔の列で表される。それぞれが符号語６個である１５の４ビット・データ記号が、インタリーブされた状態で、４つの同心円の記号リング１８ａから１８ｄに割り当てられる。あるいは、記号は、タグの周囲で円形に進行するよう割り当てる。インタリーブは、同じ符号語の任意の記号２個間の平均空間距離を最大にするよう設計される。
【００４９】
検知装置を介したタグ付き領域との「シングル・クリック」対話をサポートするため、検知装置は、領域のどの箇所でも、あるいはその方向に配置されていても、その視野で少なくとも１つのタグ全体を見ることができねばならない。したがって、検知装置の視野に必要な直径は、タグのサイズおよび間隔の関数である。タグの形状が円形であるとすると、センサの視野１９３の最小直径は、タグが図４ｂで示すように正三角形グリッドにタイルのように並べた場合に獲得される。
【００５０】
ネットページ・ペンなどの検地装置によって実行されるタグ画像処理および復号を、図６に示す。捕獲画像が画像センサから獲得される間に、画像の動的範囲が（２０にて）決定される。次に、範囲の中心を画像２１の２進閾値として選択する。次に、（２２にて）画像を閾値処理し、接続されたピクセル領域（すなわち、形状２３）に区分する。タグ・ターゲット構造を表すには小さすぎる形状は廃棄される。各形状のサイズおよび重心も計算する。
【００５１】
次に、（２４にて）形状ごとに２進形状モーメント２５を計算し、それがその後に位置決めするターゲット構造のベースを提供する。中心形状モーメントは、本来、位置が一定であり、容易に縮尺、縦横比および回転を一定にすることができる。
【００５２】
リング・ターゲット構造１５を最初に（２６にて）位置決めする。リングは、透視図が歪んだ場合に非常に良好に挙動するという利点を有する。マッチングは、各形状のモーメントのアスペクト正規化および回転正規化によって進行する。２次モーメントが正規化されると、個々の歪みが重大でも、リングは容易に認識される。リングの元のアスペクトおよび回転２７がともに、個々の変形の有用な近似を提供する。
【００５３】
次に、（２８にて）軸ターゲット構造１６を位置決めする。マッチングは、各形状のモーメントにリングの正規化を、その結果生じたモーメントに回転正規化を適用することによって進行する。２次モーメントが正規化されると、軸ターゲットが容易に認識される。軸に可能な２つの方位を明確にするために、１つの３次モーメントが必要であることに留意されたい。これを可能にするために、形状を一方側に意図的に歪める。リングの正規化を適用した後でのみ、軸ターゲットの回転正規化が可能であることも留意されたい。透視歪みが軸ターゲットの軸を隠蔽することがあるからである。軸ターゲットの元の回転は、ペンの片揺れ２９によるタグの回転の有用な近似を提供する。
【００５４】
最後に、（３０にて）４つの透視ターゲット構造１７を位置決めする。その位置の良好な推定が、リングおよび軸ターゲット、リングのアスペクトおよび回転、および軸の回転に対するその既知の空間的関係に基づいて計算される。マッチングは、各形状のモーメントへリングの正規化を適用することによって進行する。その２次モーメントが正規化されると、円形の透視ターゲットが容易に認識され、各推定位置に最も近いターゲットがマッチと見なされる。次に、４つの透視ターゲットの元の重心を、タグ空間で既知のサイズの正方形の透視歪み角３１と見なし、（３２にて）４つのタグ空間と画像空間のポイント対に関して十分に理解された等式の解に基づき、８自由度の透視変形３３を推定する（Ｐ． Ｈｅｃｋｂｅｒｔの「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ Ｔｅｘｔｕｒｅ Ｍａｐｐｉｎｇ ａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｗａｒｐｉｎｇ」、カリフォルニア大学バークレー校ＥＥＣＳ学部修士論文、テクニカル・レポートＮｏ． ＵＣＢ／ＣＳＤ ８９／５１６、１９８９年６月号参照、そのコメントは相互参照により本明細書に組み込まれる）。
【００５５】
（３６にて）推定したタグ空間と画像空間の透視変形を使用し、タグ空間の各既知データ・ビット位置を画像空間に投影し、ここで実値の位置を使用し、（３６にて）入力画像の４つの関連する隣接ピクセルを双一次補間する。以前に計算した画像閾値２１を使用して結果を閾値処理し、最終的なビット値３７を生成する。
【００５６】
この方法で３６０のデータ・ビット３７を全て獲得したら、６つの６０ビット・リード・ソロモン符号語それぞれを（３８にて）復号し、２０の復号ビット３９を生成する。すなわち、合計で１２０の復号ビットを生成する。符号語の記号は符号語の順序でサンプリングされ、したがって符号語はサンプリングのプロセス中に暗黙の中にインターリーブ解除する。
【００５７】
リング・ターゲット１５は、画像との関係で、リングが発見されたら、それが完全なタグの一部であることを保証する画像のサブエリアでのみ研削される。完全なタグが発見されず、復号に成功しない場合は、現フレームについてペン位置が記録されない。十分な処理力があり、理想的には非最小視野１９３がある場合、代替戦略は、現画像で別のタグをシークすることを含む。
【００５８】
獲得されたタグ・データは、タグを含む領域のＩＤ（識別）および領域内のタグの位置を示す。次に、タグで観察される透視変形３３、およびペンの物理軸とペンの光学軸との間で分かっている空間的関係から、領域内のペン先の正確な位置３５、さらにペンの全体的方位３５を（３４にて）推定する。
【００５９】
直前に述べたタグ構造は、平面の面を規則的にタイル貼りすることと、非平面の面を不規則にタイル貼りすることとの両方を可能にするよう設計される。規則的なタイル貼りは、概して、非平面の面では不可能である。タグの規則的なタイル貼りが可能である、より一般的な平面の面、つまり紙などの面の場合、タイル貼りの規則的な性質を利用する、より効率的なタグ構造を使用することができる。
【００６０】
規則的なタイル貼りにさらに適した代替タグ構造を、図５ａに示す。タグ４は正方形であり、４つの透視ターゲット１７を有する。これは、Ｂｅｎｎｅｔｔその他が米国特許第５，０５１，７４６号で記載したタグと構造が似ている。タグは、６０個の４ビットのリード・ソロモン記号４７を表し、合計で２４０ビットである。タグは、各１ビットをドット４８で表し、各ゼロ・ビットを対応するドットがないことで表す。透視ターゲットは、図５ｂおよび図５ｃで示すように、隣接するタグ間で共有するよう設計される。図５ｂは、タグ１６個の正方形のタイル貼り、および対応する最小の視野１９３を示し、これは２つのタグの対角線にまたがらなければならない。図５ｃは、タグ９個の正方形のタイル貼りを示し、これは例示のために全て１ビットを含む。
【００６１】
（１５，７）リード・ソロモン符号を使用して、１１２ビットのタグ・データを冗長コード化し、２４０のコード化ビットを生成する。４つの符号語をタグ内に空間的にインタリーブし、バースト・エラーに対する障害許容力を最大にする。前述のように１５ビットのタグＩＤを仮定すると、これによって最大９２ビットの領域ＩＤが可能になる。タグのデータを有するドット４８は、隣接ドットと重複しないよう設計され、したがってタグのグループは、ターゲットに類似する構造を生成することができない。これはインクも節約する。したがって、透視ターゲットはタグの検出を可能にし、したがってさらなるターゲットは不必要である。タグ画像処理は、ステップ２６及び２８が無いこと以外は、上述のように処理される。
【００６２】
タグは、センサに対して可能な４つの方位の明確化を可能にする方位特徴を有することができるが、タグ・データに方位データを埋め込むことも可能である。例えば、各タグの方位が、図５ｄに示すようにその方位で配置された１つの符号語を含むよう、４つの符号語を配置することができ、各記号にはその符号語の番号（１〜４）および符号語内における記号の位置（Ａ〜Ｏ）でラベル付けする。次に、タグ復号は、各方位で１つの符号語を復号することで構成される。各符号語は、それが最初の符号語か示す１つのビット、またはそれがどの符号語か示す２つのビットを含むことができる。後者のアプローチは、例えば１つのみの符号語のデータ内容が必要な場合に、所望のデータを獲得するために最大２つの符号語を復号すればよいという利点を有する。領域ＩＤがストローク内で変化せず、したがってストロークの開始時にのみ復号される場合に、これが当てはまる。これで、ストローク内では、タグＩＤを含む符号語のみが望まれる。さらに、検知装置の回転はストローク内でゆっくり予想通りに変化するので、通常は、フレーム当たり１つの符号語のみ復号すればよい。
【００６３】
完全に透視ターゲットなしで済まし、代わりに自動登録するデータ表示を使用することが可能である。この場合、各ビット値（または多ビット値）は通常、明示的グリフによって表される。つまりビット値がないことは、グリフの不在によって表される。これは、データ・グリッドが適切にポピュレートされることを保証し、したがってグリッドを確実に識別して、その透視歪みを検出し、その後にデータ・サンプリング中に修正することができる。タグ境界の検出を可能にするため、各タグ・データはマーカ・パターンを含まねばならず、確実な検出を可能にするため、これを冗長コード化しなければならない。このようなマーカ・パターンのオーバヘッドは、明示的透視ターゲットのオーバヘッドと類似している。このような方式の１つは、グリッド頂点に対して様々な点に配置されたドットを使用して、様々なグリフを表し、したがって異なる多ビット値を表す（Ａｎｏｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ（Ａｎｏｔｅ Ａｐｒｉｌ
２０００）参照）。
【００６４】
タグを復号すると、領域ＩＤ、タグＩＤおよびタグ相対ペンが変形する。タグＩＤおよびタグ相対ペンの位置をタグ付き領域内の絶対位置に変換するには、その前に領域内のタグの位置を知らねばならない。これはタグ・マップによって与えられ、これはタグ付き領域内の各タグＩＤを対応する位置にマップする機能である。タグ・マップは面領域をタグでタイル貼りするために使用する方式を反映し、これは面のタイプによって変化することができる。複数のタグ付き領域が同じタイル貼り方式および同じタグ・ナンバリング方式を共有している場合、これは同じタグ・マップも共有することができる。領域のタグ・マップは、領域ＩＤを介して検索可能でなければならない。したがって、領域ＩＤ、タグＩＤおよびペン変形が与えられれば、タグ・マップを検索し、タグＩＤを領域内の絶対タグ位置に変換し、タグ相対ペンの位置をタグ位置に追加して、領域内に絶対ペン位置を生成することができる。
【００６５】
タグＩＤは、タグ・マップを通した変換を補助する構造を有することができる。これは、それが表示される面のタイプに応じて、例えばコード化されたデカルト座標または極座標でよい。タグＩＤ構造は、タグ・マップに命令されて、タグ・マップに認識され、したがって異なるタグ・マップに関連するタグＩＤは異なる構造を有することができる。
【００６６】
２つの異なる面コード化方式が重要であり、その両方とも、本セクションで前述したタグ構造を使用する。好ましいコード化方式は、既に検討したような「位置指示」タグを使用する。代替コード化方式は「オブジェクト指示」（または「機能指示」）タグを使用する。
【００６７】
位置指示タグは、タグ付き領域に関連するタグ・マップにより変換すると、領域内で一意のタグ位置を生成するタグＩＤを含む。ペンのタグ相対位置が、このタグ位置に追加され、領域内でペンの位置を生成する。これは、領域に関連するページ記述内のユーザ・インタフェース・エレメントに対するペンの位置の決定に使用される。ユーザ・インタフェース・エレメント自体が識別されるばかりでなく、ユーザ・インタフェース・エレメントに対する位置も識別される。したがって、位置指示タグは、特定のユーザ・インタフェース・エレメントのゾーンにおける絶対ペン経路の捕捉をトリビアルにサポートする。
【００６８】
オブジェクト指示（または機能指示）タグは、領域（または等しく機能にも）関連するページ記述内でユーザ・インタフェース・エレメントを識別するタグＩＤを含む。ユーザ・インタフェース・エレメントのゾーンにある全てのタグがユーザ・インタフェース・エレメントを識別子、これを全て等しいものにして、区別不能にする。したがって、オブジェクト指示タグは、絶対ペン経路の捕捉をサポートしない。しかし、相対ペン経路の捕捉はサポートする。位置サンプリングの頻度が、遭遇するタグ頻度の２倍を超える限り、ストローク内の１つのサンプリングされたペン位置から次の位置への変位を明確に決定することができる。代替法として、ネットページ・ペン１０１は、本出願人の以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６５（文書第ＮＰＳ００１号）に記載したように、１対の動作検知加速度計を含むことができる。
【００６９】
次に、互換性のあるペン先を有するペン状検知装置の形態にある本発明の実施形態について説明する。検知装置は、以下では単に「ペン」と呼ぶ。
次に、本発明の第１の実施形態について、図７、図８、図９および図１０に関連して説明する。概ね参照番号１０１で指示されるペンは、ペン構成要素を装着するための内部空間１０４を画定する壁１０３を有するプラスチック成型品の形態でハウジング１０２を含む。ペン頂部１０５は、ハウジング１０２の一方端１０６に回転自在に装着されて作動する。半透明カバー１０７を、ハウジング１０２の反対端１０８に固定する。カバー１０７も成形プラスチックであり、使用者がハウジング１０２内に装着されたＬＥＤの状態を見ることができるよう、半透明材料から形成する（以下参照）。カバー１０７は、ハウジング１０２の端１０８をほぼ囲む主要部分１０９、および主要部分１０９から後方に突出し、ハウジング１０２の壁１０３に形成された対応するスロット１１１内に填る突出部分１１０を含む。無線アンテナ１１２を、ハウジング１０２内で突出部分１１０の後方に装着する。カバー１０７の開口１１３Ａを囲むねじ山１１３が、対応するねじ山１１５を含む金属端部片１１４を受けるよう配置される。金属端部片１１４は、インク・カートリッジの交換を可能にするために着脱式である。
【００７０】
カバー１０７内には、可撓性ＰＣＢ１１７上に３色状態ＬＥＤ１１６も装着される。アンテナ１１２も可撓性ＰＣＢ１１７に装着される。状態ＬＥＤ１１６は、周囲からよく見えるよう、ペン１０１の頂部に装着される。
【００７１】
ペンは、通常のマーキング用インク・ペンとしても、非マーキング・スタイラスとしても動作することができる。ペン先１１９を備えたインク・ペン・カートリッジ１１８およびスタイラスのペン先１２１を備えたスタイラス１２０を、ハウジング１０２内に並べて装着する。ペン頂部１０５を回転することにより、金属端部片１１４の開放端１２２を通してインク・カートリッジのペン先１１９またはスタイラスのペン先１２１を前方に運ぶことができる。個々のスライダ・ブロック１２３および１２４を、それぞれインク・カートリッジ１１８およびスタイラス１２０に装着する。回転式カム・バレル１２５を、作動状態でペン頂部１０５に固定し、それと共に回転するよう配置する。カム・バレル１２５は、カム・バレルの壁１８１内にあるスロットの形態でカム１２６を含む。スライダ・ブロック１２３および１２４から突出するカム従動子１２７および１２８が、カム・スロット１２６内に填る。カム・バレル１２５、スライダ・ブロック１２３または１２４が回転すると、スライダ・ブロック１２３または１２４が相互に対して動作し、金属端部片１１４の穴１２２を通してペン先１１９またはスタイラスのペン先１２１を突出させる。ペン１０１は３つの動作状態を有する。頂部１０５を９０°段階で回転することにより、３つの状態は以下の通りとなる。
【００７２】
（１）スタイラス１２０のペン先１２１が出る。
（２）インク・カートリッジ１１８のペン先１１９が出る。
（３）インク・カートリッジ１１８のペン先１１９もスタイラス１２０のペン先１２１も出ない。
【００７３】
図１３および図１４で示すように、ペン・カートリッジ１１８はコンパクトＲＯＭチップ１９６を含む。ペン・カートリッジ上の４つの接触カラー１９５が、スライダ・ブロック１２３上の４つの接触細片１９７と接触する。接触細片は、各細片がちょうど接触カラーの１つと接触するよう、ジグザグになる。接触カラーはＲＯＭと接続して、接触細片は線（図示せず）を介してペン・コントローラ１３４と接続し、したがってペン・カートリッジのＲＯＭとペン・コントローラとの間に電力およびシリアル・データ・インタフェースを提供して、ペン・コントローラがペン先ＩＤ１７５に関してペン・カートリッジに問い合わせできるようにする。ペン・カートリッジの空気穴１８９は、ペン先１１９を通してインクが抽出される間、圧力等化を可能にする。
【００７４】
スライダ・ブロック１２４は、同様に、接触細片（図示せず）を介してペン・コントローラ１３４に電力およびシリアル・データ・インタフェースを提供する。
第２可撓性ＰＣＢ１２９が、ハウジング１０２内に収容される電子機器シャシ１３０に装着される。第２可撓性ＰＣＢ１２９は、赤外線インク（以下参照）に印刷された位置タグに投影するための赤外線照射を提供する赤外線ＬＥＤ１３１を搭載する。面から反射した放射線を受けるため、第２可撓性ＰＣＢ１２９に装着された画像センサ１３２を設ける。第２可撓性ＰＣＢ１２９は、無線周波数チップ１３３も搭載し、これはＲＦ転送器およびＲＦ受信器、およびペン１０１の動作を制御するコントローラ・チップ１３４を含む。光学機器ブロック１３５（成形した透明プラスチックから形成）がカバー１０７内に収容されて、面上に赤外線ビームを投射し、画像センサ１３２上に画像を受信する。電力線１３６が、第２可撓性ＰＣＢ１２９上の構成要素を、カム・バレル１２５内に装着されたバッテリ接点１３７に接続する。端子１３８がバッテリ接点１３７およびカム・バレル１２５に接続する。３つの電圧充電式バッテリ１３９が、バッテリ接点と接触した状態でカム・バレル１２５内に収容される。誘導充電コイル１４０が第２可撓性ＰＣＢ１２９の周囲に装着され、誘導によりバッテリ１３９の充電を可能にする。第２可撓性ＰＣＢ１２９は、ペン先１１９またはスタイラスのペン先１２１によって面に加えられる力を判断できるよう、筆記にスタイラス１２０またはインク・カートリッジ１１８を使用する場合にカム・バレル１２５内の変位を検出する赤外線ＬＥＤ１４３および赤外線フォトダイオード１４４も搭載する。ＩＲフォトダイオード１４４は、スライダ・ブロック１２３および１２４に装着された反射器（図示せず）を通る赤外線ＬＥＤ１４３からの光を検出する。
【００７５】
ゴムの把持パッド１４１および１４２を、ハウジング１０２の端１０８に向かって設けて、ペン１０１の把持を補助し、頂部１０５は、ペン１０１をポケットにクリップ留めするためのクリップ１４２も含む。
【００７６】
本発明のこの実施形態のペンは、特に、計算システムに命令を転送する際に使用するため、面に記録されたコード化データを検出するよう配置される。このようなコード化データは、赤外線インクの表面に印刷された位置タグを含む。各位置タグは、タグが印刷された領域の形態で第１ＩＤを識別する印刷された領域データ（例えば、タグが紙に印刷されている場合、このデータは紙を識別する）、および領域内のタグの位置の形態で第２ＩＤを識別する位置データを含む。位置タグは、タグが印刷された面に対するペンの３次元方位（例えば、面に対する傾斜）の印刷を可能にするターゲット構造も含む。タグは種々の制御データも含むことができる。
【００７７】
ペン１０１は、赤外線スペクトルでペン先の近傍の表面区域を撮像することにより、画像センサ３２の位置を判断し、それによってペン先（スタイラスのペン先１２１またはインク・カートリッジのペン先１１９）の位置を判断するよう配置される。これは、最も近い位置タグからの位置データを記録し、光学機器１３５およびコントローラ・チップ１３４を使用して位置タグからの画像センサ３２の距離、およびペン先１２１または１１９の距離を計算するよう配置構成される。コントローラ・チップ１３４は、撮像したタグで観察される透視歪みから、ペンの方位およびペン先とタグ間の距離を計算する。
【００７８】
位置タグからの制御データは、ペン１０１にその「アクティブ・エリア」ＬＥＤを起動するよう命令する制御ビット（実際は３色ＬＥＤ１１６の１モードであり、これは制御データから、撮像中の区域が「アクティブ・エリア」であるとペンが判断した場合に黄色になる）を含むことができる。したがって、ボタンまたはハイパーリンクのアクティブ・エリアに対応する面の領域を符号化して、このＬＥＤを起動し、ペンの使用者に、ペン１０１がそれを通過した時にボタンまたはハイパーリンクがアクティブであるとの視覚的フィードバックを与えることができる。制御データは、ペン１０１に連続的なペン力読み取り値を捕獲するよう命令することもできる。したがって、署名入力区域に対応する面の領域を符号化して、連続的なペン１０１の力を捕獲することができる。
【００７９】
面に対するペン１０１の動作は、一連のストロークを含むことができる。ストロークは、面上の一連の時刻表示ペン１０１位置で構成され、これはペン下降事象によって開始し、その後のペン上昇事象によって終了する。ペン力は、閾値に対して解釈し、ペンが「上昇」しているか「下降」しているかを示し、さらに例えばペンが署名を捕獲した場合に、連続値として解釈できることに留意されたい。捕獲したストロークのシーケンスは、以下で「デジタル・インク」と呼ぶ。デジタル・インクは、計算システムとともに使用して、手書きのオンライン識別、および署名のオンライン検証のために図面と手書きのデジタル交換のベースを形成することができる。
【００８０】
ＲＦチップ１３３およびアンテナ１１２を使用して、ペン１０１はデジタル・インク・データ（安全のために暗号化され、効率的な転送のためにパッケージ化される）を計算システムに転送することができる。
【００８１】
ペンが受信器の範囲内にある場合、デジタル・インク・データは、それが形成された通りに転送される。ペン１０１が範囲から出ると、デジタル・インク・データがペン１０１内にバッファされ（ペン１０１の回路は、約１２分の面上のペン動作に関するデジタル・インク・データを記憶するよう配置構成されたバッファを含む）、後に転送することができる。
【００８２】
次に、ペンの様々な動作について、以下のセクションでさらに詳細に説明する。
上記で検討したように、コントローラ・チップ１３４はペン１０１の第２可撓性ＰＣＢ１２９に装着される。図９は、コントローラ・チップ１３４の構成をさらに詳細に示すブロック図である。図９は、ＲＦチップ１３３、画像センサ１３２、３色状態ＬＥＤ１１６、ＩＲ照明ＬＥＤ１３１、ＩＲ力センサＬＥＤ１４３、および力センサ・フォトダイオード１４４の表示も示す。
【００８３】
ペン・コントローラ・チップ１３４は制御プロセッサ１４５を含む。バス１４６が、コントローラ・チップ１３４の構成要素間のデータ交換を可能にする。フラッシュ・メモリ１４７および５１２ＫＢのＤＲＡＭ１４８も含まれる。アナログ−デジタル変換器１４９が配置され、力センサ・フォトダイオード１４４からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００８４】
画像センサ・インタフェース１５２は画像センサ１３２とインタフェースをとる。送受信機コントローラ１５３およびベースバンド回路１５４も含まれて、アンテナ１１２に接続されたＲＦ共振器および誘導器１５６およびＲＦ回路１５５を含むＲＦチップ１３３とのインタフェースをとる。
【００８５】
制御プロセッサ１４５は、画像センサ１３２を介して面のタグから位置データを捕獲して復号し、力センサ・フォトダイオード１４４を監視し、ＬＥＤ１１６、１３１および１４３を制御して、無線送受信機１５３を介する短距離無線通信を扱う。これは、中程度の性能（約４０ＭＨｚ）の汎用ＲＩＳＣプロセッサである。
【００８６】
プロセッサ１４５、デジタル送受信機構成要素（送受信機のコントローラ１５３およびベースバンド回路１５４）、画像センサ・インタフェース１５２、フラッシュ・メモリ１４７および５１２ＫＢのＤＲＡＭ１４８が１つのコントローラＡＳＩＣに集積される。アナログＲＦ構成要素（ＲＦ回路１５５およびＲＦ共振器および誘導器１５６）は別個のＲＦチップで提供される。
【００８７】
画像センサは、ＩＲフィルタを有し、解像度が約２１５×２１５ピクセルのＣＣＤである（このようなセンサは、Ｍａｔｓｕｓｈｉｔａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが生産し、Ｉｔａｋｕｒａ、Ｋ．Ｔ．Ｎｏｂｕｓａｄａ、Ｎ Ｏｋｕｓｅｎｙａ、Ｒ Ｎａｇａｙｏｓｈｉ、およびＭ． Ｏｚａｋｉによる論文「Ａ １ｍｍ ５０ｋ−Ｐｉｘｅｌ ＩＴ ＣＣＤ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｃａｍｅｒａ Ｓｙｓｔｅｍ」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ， Ｖｏｌｔ ４７， ｎｕｍｂｅｒ １， Ｊａｎｕａｒｙ ２０００）に記載され、これは引用によって本明細書の記載に援用する）。
【００８８】
コントローラＡＳＩＣ１３４は、ペン１０１が面と接触していない場合、ある非アクティブ期間の後に休止状態に入る。これは、力センサ・フォトダイオード１４４を監視して、ペン下降事象で力マネージャ１５１を介してコントローラ１３４を覚醒させる専用回路１５０を組み込む。
【００８９】
無線送受信機は、コードレス電話で通常使用する無免許の９００ＭＨｚ帯域で、あるいは無免許の２．４ＧＨｚの産業、科学および医療用（ＩＳＭ）帯域で通信し、周波数ホッピングおよび衝突検出を使用して、干渉のない通信を提供する。
【００９０】
上記で検討したように、ペン１０１の光学機器は、成形した光学機器本体１３５によって実現される。光学機器本体１３５によって実現される光学機器を、図１０で概略的に示す。光学機器は、赤外線ＬＥＤ１３１からの放射線を集束する第１レンズ１５７、鏡１５８、ビーム・スプリッタ１５９、対物レンズ１６０および画像を画像センサ１３２上に集束する第２レンズ１６１を備える。軸方向の光線１６２が光路を示す。
【００９１】
光路は、必要な傾斜範囲内で視野円錐１９２と交差する撮像面のその部分１９３の鮮明な画像を画像センサ１３２に送出するよう設計される。１次集束要素は対物レンズ１６０である。これは、反対にＩＲ照明ＬＥＤ１３１からの照明を視野内の面に投影するのにも使用される。画像センサ１３２と赤外線ＬＥＤ１３１との両方を対物レンズの焦点に配置するのは実際的でないので、ビーム・スプリッタ１５９を使用して路を分割し、各路にある別個のリレー・レンズ１５７および１６１が、それぞれ画像センサ１３２および赤外線ＬＥＤ１３１での再集束を提供する。これにより、異なる開口を２つの路に挿入することもできる。
【００９２】
画像センサ１３２の縁が捕獲フィールドのフィールド・ストップとして作用し、捕獲路は、その結果生じる物体空間の角度視野が要求通り（すなわち、この実施形態の用途では２０°足らず−以下参照）になるよう設計される。照明路は、捕獲路と同じ物体空間視野を生成するよう設計され、したがって照明は最大の力および均一性で物体空間視野を満たす。
【００９３】
赤外線ＬＥＤ１３１は、フレーム捕獲と同期してストローブされる。集束した照明を使用することにより、短い露光時間と小さい開口との両方が可能になる。短い露光時間は動作のぶれを防止し、したがってペンの運動中に位置タグ・データを捕獲することができる。小さい開口は、傾斜によって誘発される面深さの全範囲について、十分な被写界深度を可能にする。捕獲路は、このための明白な開口絞りを含む。
【００９４】
画像センサ１３２は、スペクトルの可視部分および近赤外線部分を通して強力な応答を有するので、近赤外線で透明インクを使用して印刷できる面の他のグラフィクスとの干渉がなく、面上のタグ・データのクリーンな画像を捕獲するよう、捕獲路では赤外線フィルタ１６３がこれより先行する。
【００９５】
ペン１０１のスタイラスのペン先１２１またはインク・カートリッジのペン先１１９が面と接触していると、ペン１０１が面に対するその位置および方位を１００Ｈｚで判断し、正確な手書き認識を可能にする（Ｃ． Ｔａｐｐｅｒｔ、Ｃ
Ｙ ＳｕｅｎおよびＴ Ｗａｋａｈａｒａの論文「Ｔｈｅ Ｓｔａｔｅ ｏｆ
ｔｈｅ Ａｒｔ ｉｎ Ｏｎ−Ｌｉｎｅ Ｈａｎｄ Ｗｒｉｔｉｎｇ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ， Ｖｏｌ． １２， ｎｕｍｂｅｒ ８， Ａｕｇｕｓｔ １９９０）参照。その開示は参照により本明細書に組み込まれる）。力センサ・ダイオード１４４を使用して、ペンが「上昇」か「下降」かの相対的閾値を示す。力は、上記で検討したように連続値として捕獲し、署名の力学全体の検証を可能にしてもよい。
【００９６】
ペン１０１は、赤外線スペクトルでペン先１１９、１２１付近の面の区域を撮像することによって、面上のペン先１１９、１２１の位置および方位を判断する。これは、最も近いタグ・データを復号し、撮像タグで観察された透視歪みおよび既知のペン光学機器１３５の幾何学的形状から、位置タグに対するペン先１１９、１２１の位置を計算する。タグの位置解像度は低いことがあるが、調節された位置解像度は極めて高く、正確な手書き認識に必要な２００ｄｐｉという解像度（上記の参考文献参照）を容易に上回る。
【００９７】
面に対するペン１０１の動作は、一連のストロークとして捕獲される。ストロークは、面上でタイムスタンプされた一連のペン位置で構成され、ペン下降事象で開始し、その後のペン上昇事象で終了する。ストロークは、領域ＩＤが変化した時、すなわち、通常の状況でのストローク開始時にから名図表面の領域ＩＤのタグも付く。上記で検討したように、各位置タグは、面上のその位置を示すデータ、およびタグがある面の領域を示す領域データを含む。
【００９８】
ペンはまた、面に存在する全てのマーカを検知して復号し、マーカの検知に応答して、適宜、電界発生器が面にマーキングしたり、面からマークを消去できるようにしたり、マーキングおよび消去を使用不能にしたりできるようにする。
【００９９】
図１１は、ペン１０１の位置タグおよびストローク処理を示す図である。ペン１０１がペン上昇状態にある場合、ペン・コントローラ１３４は、ペン下降状態がないか力センサ・フォトダイオード１４４を連続的に監視する（ステップ１６４）。ペンがペン下降状態にある間、ペン・コントローラ１３４は、面からの位置タグのタグ・データを連続的に捕獲し１６５、１６６、復号して１６７、面に対するペン１０１の位置および方位を推定し１６８、位置データを現ストローク・データ（タグ・データおよび力を連続的に監視している場合は力などの他の情報を含む）に追加する。ペン上昇事象では、ペン・コントローラ１３４がストローク・データを暗号化し１７０、ＲＦチップ１３３およびアンテナ１１２を介してストローク・データを計算システムに転送する１７１。ストロークが完了したか判断し１７３、新しいストロークが開始されているか判断する１７４ために、ペンがペン先力１７２をサンプリングすることに留意されたい。
【０１００】
十分に高速の８ビット乗算（３サイクル）であると仮定すると、処理アルゴリズムはペンがアクティブである場合にプロセッサの時間の約８０％を使用する。
ペンが計算システムの転送範囲外にある場合、これは自身の内部メモリにデジタル・インクをバッファする。次に計算システムの範囲に入った時に、バッファしたデジタル・インクを転送する。ペンの内部メモリが満杯の場合、ペンはデジタル・インクの捕獲を停止し、代わりに使用者がペン１０１で書こうとする場合は常にエラーＬＥＤを点滅させる。
【０１０１】
図１２は、ペン１０１から計算システムに転送される生デジタル・インクの構造を示す図である。ペン１０１がオフラインで作業中にペン１０１にバッファされるデジタル・インクは、システムに転送されるデジタル・インクと同じ形態で記憶される。
【０１０２】
ペン１０１が計算システムに接続すると、コントローラ１３４がシステムにペンのＩＤ、ペン先のＩＤ１７５、現在の絶対時刻１７６、およびオフラインになる前にシステムから獲得した最後の絶対時刻を通知する。これによって、システムはペンの時計にドリフトがあればそれを計算し、それに従ってペン１０１から受信したデジタル・インクをタイムシフトすることができる。次に、ペン１０１はそのリアルタイム・クロックをシステムの正確なリアルタイム・クロックと同期させる。ペンＩＤによって、計算システムは、計算システムとともに複数のペンが動作している場合にペンを識別することができる。ペンＩＤは、ペンを使用して、例えば、ペンの所有者を識別し、指示された特別の方法でその所有者と対話するシステムでは重要である。他の実施形態では、これが必要ないこともある。ペン先ＩＤによって、計算システムはどのペン先、スタイラスのペン先１２１またはインク・カートリッジのペン先１１９が現在使用されているか識別することができる。計算システムは、どのペン先が使用されているかに応じて、その動作を変化させることができる。例えば、インク・カートリッジのペン先１１９を使用している場合、計算システムはフィードバック出力の生成を延期させることができる。というのは、即座のフィードバックが面上のインク・マーキングによって提供されるからである。スタイラスのペン先１２１を使用している場合、計算システムは即座のフィードバック出力を生成することができる。
【０１０３】
より一般的には、個々のペン・カートリッジ１１８は特定のインク色を提供し、それによって線の色、特にペン先の形状およびサイズを決定し、それによって線の幅を決定することができる。ペン・コントローラ１３４は、シリアル・データ・インタフェースを介してペン・カートリッジに質問し、カートリッジのＲＯＭ１９６に記憶されたカートリッジのペン先ＩＤ１７５を獲得する。上述したように、コントローラは、ペン先ＩＤが変化すると必ずそれをシステムに通知する。これによってシステムは、ストロークを生成するために使用するペン先の特徴を判断し、その後にストローク自体の特徴を再現することができる。
【０１０４】
任意の組合せのカートリッジをペン１０１に挿入することができる。例えば、使用者は、ペン・カートリッジおよびスタイラスの代わりに２つの異なる色のペン・カートリッジを挿入するよう選択してもよい。ＲＯＭ１９６が与えられると、スタイラス１２０は、そのペン先ＩＤが自身が非マーキングであることを示すペン・カートリッジの特定のインスタンスになる。
【０１０５】
自身のペン先ＩＤを含むＲＯＭを有する代わりに、ペン・カートリッジ１１８は、機械で読み取り可能な方法でペン先ＩＤでラベルを付けることができる。これは、バーコードまたはネットページ・タグの形態をとることもできる。ペン１０１は、例えば、光学センサなど、ラベルのセンサを含むことができる。ラベルが１つの１次元バーコードの形態である場合は、ペン・カートリッジに対して固定された照明ＬＥＤおよびフォトダイオードを使用して、バーコードを読み取ることができ、使用者が回転式ペン頂部１０５で選択すると、ペン・カートリッジがこれを通過する。光学センサは、バーコードを通過するにつれ、それを読み取るよう配置構成することができる。このようなセンサの対を使用して、交換式ペン・カートリッジ１１８およびスタイラス１２０に対応することができる。
【０１０６】
上述したように、インク・カートリッジのペン先１１９およびスタイラスのペン先１２１は、システム内で機能的に異なる挙動を生成することができる。さらに一般的には、特定の機能またはモードを特定のペン先ＩＤに割り当てることができる。例えば、使用者は、テキスト編集命令を特定するために、特定の赤色のペン先を指定してよい。これによって、システムは、テキスト編集命令として対応するペン先ＩＤのラベルが付いたユーザ入力のみ解釈するよう命令を受ける。ユーザは、特定のペン先をページ注釈ペン先に指定してもよい。これによってシステムは、対応するペン先ＩＤのラベルが付いたユーザ入力をフィールド入力として解釈しようとせず、常にこのような入力をページの背景フィールドに記録するよう命令を受ける。同様に、ユーザは、特定のペン先を選択ペン先に指定し、それによってユーザが不注意にフィールドに入力することなく、ページで選択作業を実行できるようにすることができる。ユーザは、署名の入力を特定のペン先に制限し、詐称者が成功する危険性を最小限に抑えるよう選択することもできる。
【０１０７】
ユーザは、自身の裁量で複数のペンを有し、一部を特定の色またはスタイラス専用とし、他を特定の機能専用とするよう選択してもよい。
出願人の以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６５（文書第ＮＰＳ００１号）は、ペン１０１を介した生デジタル・インクの捕獲、およびその後の解釈およびデジタル・インクとしてのページ・サーバへの記憶を、生デジタル・インクに関連したペン先ＩＤの取扱い、および対応するペン先スタイルと記憶されたデジタル・インクとの関連も含め、さらに詳細に説明している。
【０１０８】
ストロークの開始時に、ペン・コントローラ１３４は、システムに通知された最後の絶対時刻からの経過時間を記録する。ペン１０１のストロークの各位置１７７で、コントローラ１３４は現タグからのペン先１１９、１２１のｘおよびｙオフセット、ペン１０１のｘ、ｙおよびｚ回転、およびペン先力を記録する。これは、タグＩＤ１７８（データ識別タグ位置）が変化した場合に、それを記録するだけである。タグの周波数は典型的な位置サンプリング周波数よりはるかに小さいので、タグＩＤは多くの連続するペン１０１位置で一定であり、ストロークが短い場合はストローク全体で一定でもよい。
【０１０９】
ペン１０１は１００Ｈｚで自身の位置および方位をサンプリングするので、ストロークにおけるペン１０１の位置は１００Ｈｚで暗黙に刻時され、明示的タイムスタンプを必要としない。例えば、タグを復号しないので、ペン１０１がペン１０１の位置を計算できない場合、それでもペン１０１の位置を記録し、明示的刻時を保存しなければならない。したがって、これは位置を未知のものとして記録し１７９、計算システムがその後に、必要に応じて隣接サンプルから位置を補間できるようにする。
【０１１０】
ストロークの３２ビットの時間オフセットは有限の範囲（すなわち、４９．７日）を有するので、ペン１０１は任意選択でストロークの絶対時刻１７６を記録する。これは、その後のストロークの時間オフセットを測定する対象となる絶対時刻となる。
【０１１１】
領域ＩＤは多くの連続ストロークで一定であるので、ペンはこれが変化した場合のみ領域ＩＤを記録する１８０。これは、その後のペン位置に明示的に伴う領域ＩＤになる。
ユーザは、ストロークごとにペン先１１９、１２１を変更することがあるので、ペン１０１は任意選択でストローク１７５のペン先ＩＤを記録する。これは、その後のストロークに明示的に伴うペン先ＩＤになる。
【０１１２】
ストロークの各構成要素はエントロピ・コード化プレフィクスを有する。継続時間１秒の１０ｍｍのストロークは、２または３つのタグにまたがり、１００個の位置サンプルを含み、したがって約５５００ビットのサイズを有する。したがって、オンラインの連続デジタル・インクの捕獲は、５．５Ｋｂｐｓの最大転送速度を必要とし、オフラインの連続デジタル・インク捕獲は、毎分約４０Ｋバイトのバッファ・メモリを必要とする。したがって、ペンの５１２ＫＢのＤＲＡＭ４８は１２分にわたって連続デジタル・インクを保持することができる。時間、領域およびペン先の変化は非常に稀にしか生じないので、必要な転送速度およびバッファ・メモリに与える影響は無視することができる。ペン１０１位置の追加の圧縮は、転送速度およびバッファ・メモリの要件をさらに軽減することができる。
【０１１３】
各生ストロークは、３重ＤＥＳアルゴリズム（Ｂ． Ｓｃｈｎｅｉｅｒの「Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ」第２版（Ｗｉｌｅｙ １９９６）を参照。その開示は参照により本明細書に組み込まれる）を使用して暗号化されてから、計算システムに転送される。ペンと計算システムは、そのために定期的にセッション・キーを交換する。暗号化されたビット当たり５０サイクルという控え目な見積もりに基づき、１秒、５５００ビット・ストロークの暗号化はプロセッサの４５の時間の０．７％を消費する。
【０１１４】
第１の代替実施形態では、コード化データは基板を識別するデータであるＩＤを示す。これによって、ペン１０１は基板がドキュメントの特定のタイプか、、基板が別のオブジェクトの一部を形成しているかなど、基板を識別することができる。言うまでもなく、この実施形態では、タグが面に対するタグの位置ではなく、面の特徴を示すので、面に対する装置の動作を検知するために別個の手段が必要である。
【０１１５】
第２の代替実施形態では、コード化データはタグのタイプを示すデータであるＩＤを示す。これで、ペン１０１は、タグが面の位置ではなく、問題のオブジェクトを表すか否かを識別することができる。例えば、タグがオブジェクトを表し、ユーザ・インタフェースの入力要素（例えば、コマンド・ボタン）に対応する場合、タグは入力要素を直接識別することができる。
【０１１６】
代替実施形態とともに使用するのに適した別個の動作検知手段には、ペン１０１の軸に垂直の面に装着された１対の直交する加速度計１９０がある。加速度計１９０は、図１０および図９ではゴースト・アウトラインで図示されている。
【０１１７】
加速度計を設けることによって、ペン１０１のこの実施形態は、面タグに関係なく動作を検知することができ、より低い率でタグをサンプリングすることが可能になる。
Ｘ方向およびＹ方向それぞれで加速度計が測定する加速度は、時間に関して積分され、瞬間的な速度および位置を生成する。
【０１１８】
ストロークの開始位置は不明であるので、ストローク内の相対位置のみ計算される。位置の積分は、検知した加速度の誤差を累積するが、加速度計は通常、高い解像度を有し、誤差が累積されるストロークの継続時間は短い。
【０１１９】
加速度計を設けて面に対する動作を検知する代わりに、代替動作検知手段を設けてもよい。このような手段には、面と協働して、面に対する光学センサの動作を示す信号を生成する光学センサを含む動作検知手段、面と接触して２つの直交する方向で動作を検知するよう配置された少なくとも２つの接点を含む動作検知手段、または面に対する動作を検知する他の適切な動作検知手段がある。
【０１２０】
本発明を、好ましい実施形態および幾つかの特定の代替実施形態について説明してきた。しかし、特に説明した実施形態とは異なる幾つかの他の実施形態も本発明の精神および範囲に入ることが、当業者には理解される。したがって、本発明は、適宜、相互参照によって組み込んだ文書を含め、本明細書で説明した特定の実施形態に制限されるものではないことが理解される。本発明の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ制限される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、互換性のあるペン先を有する描画装置に関し、特に自身の動作を検知し、検知動作データをペン先情報と組み合わせる描画装置に関する。
（同時係属出願）
本発明に関する種々の方法、システムおよび装置は、本願と同時に、本発明の出願人または譲受人が出願した下記の同時係属出願に開示されている：ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７３、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７９、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８８、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８２、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７６、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８０、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７４、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８９、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７５、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７７、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８６、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８１、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２７８、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８７、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８５、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８４、およびＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８３。上記同時係属出願の開示は、相互参照によって本明細書の記載に援用する。
【０００２】
本発明に関する種々の方法、システムおよび装置は、２０００年９月１５日に、本発明の出願人または譲受人が出願した下記の同時係属出願に開示されている：ＰＣＴ／ＡＵ００／０１１０８、ＰＣＴ／ＡＵ００／０１１１０、およびＰＣＴ／ＡＵ００／０１１１１。上記同時係属出願の開示は、相互参照によって本明細書の記載に援用する。
【０００３】
本発明に関する種々の方法、システムおよび装置は、２０００年６月３０日に、本発明の出願人または譲受人が出願した下記の同時係属出願に開示されている：ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７５９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７５８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７６９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７７２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７５４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７５５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００７５６、およびＰＣＴ／ＡＵ００／００７５７。上記同時係属出願の開示は、相互参照によって本明細書の記載に援用する。
【０００４】
本発明に関する種々の方法、システムおよび装置は、２０００年５月２３日に、本発明の出願人または譲受人が出願した下記の同時係属出願に開示されている：
ＰＣＴ／ＡＵ００／００５１８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５１９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５２９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５３９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５４６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５５４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５５６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５５７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５５８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５５９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８９、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５８３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９３、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９０、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９１、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９２、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９４、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９５、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９７、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５９８、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５１６、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５１７、およびＰＣＴ／ＡＵ００／００５１１。
【０００５】
上記同時係属出願の開示は、相互参照によって本明細書の記載に援用する。
【背景技術】
【０００６】
面にマークをつけると同時に、その面に対する装置自体の運動データを捕捉するペン型の装置が説明されている。上記装置には、装置自体の運動を埋設タイプの加速度計により感知するものと、面上の、機械で読み取り可能に符号化してある情報を検出して感知するものとがある。後者のタイプについては、例えば、米国特許第５，４７７，０１２号、米国特許第５，６５２，４１２号およびＰＣＴ出願第ＷＯ９９／５０７８７号を参照されたい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらペン型の装置に様々な色や線幅の特性を持つ交換ペン・カートリッジを取り付けることができるが、その場合、装置は上記運動データを捕捉するが、これらの特性は捕捉しない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様では、本発明は、面に対して使用するための検知装置を提供する。該検知装置は、面に対する検知装置の運動を示す運動データを発生するように構成されている運動センサと、面にマークをつけるためのペン先であって、該ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先情報を有するペン先と、コンピュータ・システムにペン先情報と一緒に運動データを送信するための送信機と、前記面上に配置されたコード化データを検知することにより、前記面のある領域の識別を示す識別データを発生するように構成されているコード・センサとを含み、前記コード化データが、前記面の少なくとも１つの領域の識別を示し、前記運動センサが、前記運動データ内に前記識別データを含むように構成されており、前記コード化データが複数のタグを含み、各タグが、前記タグが位置する前記面にある領域の識別を示すものである。
【０００９】
検知装置は、本体部分を含み、ペン先は、本体部分に着脱することができる独立した部材であることが好ましい。
検知装置は、ペン先からペン先情報を入手するための問い合わせ装置を含むことが好ましい。
【００１０】
面にマークをつける特性は、ペン先の形、ペン先の大きさ、線の幅、色または肌目であることが好ましい。
ペン先は、ペン先情報を記憶するための記憶装置を含むことが好ましい。
【００１１】
検知装置は、ペン先情報と運動データを記憶するための記憶装置を含むことが好ましい。
検知装置の本体部分は、ペンの形をしていて、ペン先をペンの縦方向の端部に取り付けることができることが好ましい。
【００１２】
検知装置は、面上に配置されたコード化データを検知することにより、面に対する検知装置の位置を示す位置データを発生するように構成されているコード・センサを含み、コード化データは、面の少なくとも１つの基準点を示し、運動センサは、位置データにより運動データを発生するように構成されていることが好ましい。
【００１３】
コード化データは、複数のタグを含み、各タグは面上のタグの位置を示すことが好ましい。
検知装置は、検知装置が面に対して運動した場合に、検知装置の加速を示す加速データを発生するように構成されている少なくとも１つの加速センサを含み、運動センサは、加速データにより運動データを発生するように構成されていることが好ましい。
【００１４】
加速センサは、加速の少なくとも２つのほぼ直交する成分を検知するように構成されていることが好ましい。
検知装置は、画像センサを含み、画像センサは、検知装置付近の面を画像化することにより画像データを発生するように構成されていて、運動センサは、画像データにより運動データを発生するように構成されていることが好ましい。
【００１５】
ペン先情報は、ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先スタイル情報を含むことが好ましい。
ペン先情報は、ペン先識別子を含み、コンピュータ・システムは、ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先スタイル情報を維持し、ペン先識別子によりペン先スタイル情報にアクセスすることができることが好ましい。
【００１６】
ペン先情報は、ペン先に関連する１つの機能も示すことが好ましい。
第２の態様では、本発明は、本発明の第１の態様の検知装置による面上でのストロークのファクシミリを捕捉するためのシステムを提供する。該システムは、検知装置を含み、コンピュータ・システムは、検知装置から運動データおよびペン先情報を受信するように構成されている受信機を含み、コンピュータ・システムは、ストロークのファクシミリとして、運動データおよびペン先情報を解釈するように構成されている。
【００１７】
システムは、面上に位置するコード化データを有する面を含むことが好ましい。
本発明の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態の以下の説明から理解することができるだろう。しかし、この説明は単なる例示としてのものにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】印刷されたネットページのサンプルとそのオンライン・ページ記述との関係の概略図である。
【図２】ネットページ・ペンとネットページ・プリンタとネットページ・ページ・サーバとネットページ・アプリケーション・サーバとの対話の概略図である。
【図３】印刷されたネットページおよびそのオンライン・ページ記述の高レベル構造の概略図である。
【図４ａ】ネットページ・タグの構造を示す平面図である。
【図４ｂ】図４ａに示したタグのセットとネットページ・ペンの形態のネットページ検知装置の視野との関係を示す平面図である。
【図５ａ】ネットページ・タグの代替構造を示す平面図である。
【図５ｂ】図５ａに示したタグのセットと、ネットページ・ペンの形態のネットページ検知装置の視野との関係を示す平面図である。
【図５ｃ】ターゲットを隣接するタグ間で共有する、図５ａに示したタグのうち９つの配置構成を示す平面図である。
【図５ｄ】図５ａに示したタグの４つの符号語の記号の挿入および回転を示す平面図である。
【図６】タグ画像処理および復号アルゴリズムの概略図である。
【図７】ネットページ・ペンおよびそれに関連するタグ感知視野の円錐の斜視図である。
【図８】図７で示したネットページ・ペンの斜視組立分解図である。
【図９】図７および図８で示したネットページ・ペンのペン・コントローラの概略ブロック図である。
【図１０】ペン光路の概略図である。
【図１１】ストローク捕獲アルゴリズムの流れ図である。
【図１２】生デジタル・インク・クラス図の概略図である。
【図１３】図７で示したネットページ・ペンのスライダ・ブロックに挿入されたインク充填のクローズアップ斜視図である。
【図１４】図７で示したネットページ・ペンのインク充填およびスライダ・ブロックのクローズアップ斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の好ましい実施形態および他の実施形態について、非制限的な例によってのみ添付の図面を参照しながら説明する。
（好ましい実施形態および他の実施形態の詳細な説明）
注意：Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標）は、オーストラリアのシルバーブルック・リサーチ社の登録商標である。
【００２０】
好ましい実施形態では、本発明は、ネットページ・ネットワーク化コンピュータ・システムと共に作動するよう構成されるが、その概要およびその詳細な説明は本出願人の以前の出願、特にＰＣＴ／ＡＵ００／００５６９（文書第ＮＰＴ００２号）、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６５（文書第ＮＰＳ００１号）、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６１（文書第ＮＰＰ００３号）、ＰＣＴ／ＡＵ００／００５１９（文書第ＮＰＡ００２号）およびＰＣＴ／ＡＵ００／００５７８（文書第ＩＪ５２号）に示される。必ずしも全ての実施方式が、基本システムに関してこれらの出願に記載された特定の詳細および拡張の全て、またはほとんどを実現するものでないことが理解される。しかし、本発明の好ましい実施形態および態様が機能する状況を理解する上で補助となるよう、システムを最も完全な形態で説明する。
【００２１】
簡潔にまとめると、ネットページ・システムの好ましい形態は、マップ化された面、すなわち、コンピュータ・システム内に保持された面用マップに対する標点を含む物理的面の形態のコンピュータ・インタフェースを採用する。上記マップ標点は、適切な検知装置により照会され得る。特定の実施方式に依存して上記マップ標点は、可視にもしくは不可視にコード化され得るとともに、マップ化された面上で局部的照会を行うと当該マップ内および別の各マップ内の両者において明瞭なマップ標点が得られるように定義され得る。上記コンピュータ・システムは、上記マップ化された面上の形状特徴に関する情報を含み得ると共に、斯かる情報は、上記マップ化された面と共に使用される検知装置により供給されるマップ標点に基づき検索され得る。この様に検索された情報は、面の上記各形状特徴に対する操作者の相互作用に応じて該操作者に代わって上記コンピュータ・システムにより開始されるアクションの形態を取ることができる。
【００２２】
上記ネットページ・システムはその好ましい形態において、ネットページの作成、および、ネットページに対するユーザの対話に依存する。これらは通常の用紙上に印刷されたテキスト、グラフィックおよび画像のページであるが、それらはインタラクティブ・ウェブ・ページのように作用する。情報は、人間の肉眼ではほぼ不可視なインクを使用して各ページ上にコード化される。但し上記インクは、故に上記コード化データは、光学的作像ペンにより検知されてネットページ・システムへと送信される。
【００２３】
好ましい形態においては、各ページ上の各アクティブ・ボタンおよび各ハイパーリンクが上記ペンによりクリックされ、上記ネットワークからの情報を要求し、または、ネットワーク・サーバに対して選好性を信号送信し得る。一実施形態において、ネットページ上に手書きされたテキストは上記ネットページ・システムにおいて自動的に認識されてコンピュータ用テキストに変換されることから、フォームへと記入され得る。他の実施形態においては、ネットページ上に記録された署名が自動的に照合されることから、電子商取引のトランザクションが安全に許可される。
【００２４】
図１に示されるように、印刷されたネットページ１は、対話フォームを表し得、該フォームはユーザにより、印刷されたページ上で物理的に、且つ、ペンとネットページ・システムとの間の通信により「電子的」に記入され得る。上記例は、氏名および住所フィールドと提出ボタンとを含む「リクエスト」フォームを示している。上記ネットページは、可視インクを使用して印刷されたグラフィック・データ２と、不可視インクを使用してタグ４の集合として印刷されたコード化データ３とから成る。上記ネットページネットワーク上に記憶された対応するページ記述５は、上記ネットページの個々の要素を記述する。特に上記ページ記述は、各対話エレメント（すなわち、上記例におけるテキストフィールドおよびボタン）の種類および空間的範囲（区域）を記述することから、上記ネットページ・システムは上記ネットページを介した入力を正しく解読し得る。提出ボタン６は、例えば、対応グラフィック８の空間的範囲に対応する区域７を有する。
【００２５】
図２に示すように、ネットページ・ペン１０１は、その好ましい形態が以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６５（文書第ＮＰＳ００１号）に記載され、ネットページ・プリンタ６０１、つまり家庭、オフィスまたは移動用のインターネット接続の印刷器具との組合せで作動する。ペンは無線であり、短距離無線リンク９を介してネットページ・プリンタと確実に通信する。
【００２６】
ネットページ・プリンタ６０１は、その好ましい形態が以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６１（文書第ＮＰＰ００３号）および共願出願ＰＣＴ／ＡＵ００／０１２８１（文書第ＮＰＳ０２４US号）に記載され、定期的に、またはオン・デマンドで個別化新聞、雑誌、カタログ、パンフレットおよび他の発行物を送付し、全ては対話式ネットページとして高品質で印刷される。パーソナル・コンピュータとは異なり、ネットページ・プリンタは、例えばユーザの台所のように、朝のニュースを最初に見るエリアに隣接するか、朝食用テーブルの付近、または家族が家を出る箇所の付近の壁に装着することができる器具である。テーブルトップ、デスクトップ、携帯用、および小型バージョンもある。
【００２７】
必要な箇所にて印刷されたネットページは、用紙の簡便性と、インタラクティブ媒体の適時性および対話性とを組合せている。
図２に示されるように、ネットページ・ペン１０１は印刷されたネットページ１上の上記コード化データと対話し、この対話を短距離無線回線９を介してネットページ・プリンタへと通信する。プリンタ６０１は、この対話を、解読のために適切なネットページ・ページサーバ１０へと送信する。適切な環境において、上記ページサーバは、ネットページ・アプリケーション・サーバ１３上で動作しているアプリケーション・コンピュータ・ソフトウェアへ対応するメッセージを送信する。その結果として、上記アプリケーション・サーバは元のプリンタ上で印刷される応答を送信することができる。
【００２８】
ネットページ・システムは、好ましい実施形態では、例えば本出願人の以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５７８（文書第ＩＪ５２号）に記載された、高速超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベースのインクジェット（Ｍｅｍｊｅｔ（登録商標））との組合せで使用することにより、大幅に便利になっている。このテクノロジーの好ましい形態では、比較的高速で高品質の印刷が、消費者にとってさらに手頃になる。この好ましい形態では、ネットページ・パブリケーションは、両側にフル・カラーで印刷され、簡単なナビゲーションおよび快適な取扱いのために相互に結合されたレター・サイズの光沢紙のセットのような従来のニュースマガジンの物理的特徴を有する。
【００２９】
ネットページ・プリンタは、ブロードバンド・インターネット・アクセスの可用性増大を利用する。ネットページ・プリンタは、より低速の接続で操作することもできるが、送出時間が長くなり、画像品質が低下する。ネットページ・システムは、既存の消費者のインクジェットおよびレーザ・プリンタを使用しても実行可能になるが、システムの動作速度が低下し、したがって消費者の視点からはそれほど許容できない。他の実施形態では、ネットページ・システムは非公開イントラネットをホストとする。さらに他の実施形態では、ネットページ・システムは、１つのコンピュータまたはプリンタなどのコンピュータで実行可能な装置をホストとする。
【００３０】
上記ネットページネットワーク上のネットページ発行サーバ１４は、ネットページ・プリンタに対して印刷品質の発行物を配布するように構成される。加入している各ネットページ・プリンタに対しては、ポイントキャストもしくはマルチキャストインターネット・プロトコルにより定期的発行物が自動的に配信される。個人用発行物は、個々のユーザ・プロファイルに従いフィルタリングおよびフォーマットされる。
【００３１】
ネットページ・プリンタは任意の個数のペンをサポートするように構成することができると共に、ペンは任意の台数のネットページ・プリンタと協働することができる。好適実施方式において、各ネットページ・ペンは一意のＩＤ（識別）を有する。ひとつの家庭は、家族の各々に１本ずつ割り当てられた色付ネットページ・ペンの集合を有することができる。これにより各ユーザは、ネットページ発行サーバもしくはアプリケーション・サーバに関して別個のプロファイルを維持することができる。
【００３２】
ネットページ・ペンはまた、ネットページ登録サーバ１１に登録され得ると共に、ひとつ以上の支払カード口座にリンクすることができる。これにより、上記ネットページ・ペンを使用して電子商取引の支払いが安全に許可され得る。上記ネットページ登録サーバは上記ネットページ・ペンにより捕捉された署名を予め登録された署名と比較することから、該ネットページ登録サーバはユーザのＩＤを電子商取引サーバに対して認証し得る。ＩＤを照合する上では、他のバイオメトリック値も使用することができる。ネットページ・ペンの変形例は、上記ネットページ登録サーバにより同様に照合される指紋の読取りを含む。
【００３３】
ネットページ・プリンタはユーザの介在なしで朝刊などの定期発行物を配布することができるが、求められないジャンク・メールなどは配信されないように構成することができる。その好ましい形態において上記プリンタは、購読契約された供給源もしくは権限付与された供給源からの定期発行物のみを配布する。この点に関して上記ネットページ・プリンタは、電話番号もしくは電子メール・アドレスを知った一切のジャンク・メーラから見えるファックス装置もしくは電子メール・アカウントとは異なるものである。
【００３４】
システムの各オブジェクト・モデルを、統一モデリング言語（ＵＬＭ）クラス概念図を使用して説明する。クラス概念図は、関係によって接続されたオブジェクト・クラスのセットで構成され、ここでは２種類の関係、つまり連想および一般化が対象となる。連想は、オブジェクト間の、つまりクラスのインスタンス間にあるある種の関係を表す。一般化は実際のクラスに関係し、以下の方法で理解することができる。つまりクラスが、そのクラスの全オブジェクトのセットと考えられ、クラスＡがクラスＢの一般化である場合、Ｂは単にＡのサブセットである。各クラスは、クラスの名前のラベルを付けた長方形として描かれる。これは、水平の線で名前から分離したクラスの属性のリスト、および水平の線で属性リストから分離したクラスの操作のリストを含む。しかし、以降のクラス概念図では、操作はモデル化されない。連想は、２つのクラスを結合する線として描かれ、任意選択で各端に連想の多重度（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃｉｔｙ）のラベルを付ける。デフォルトの多重度は１である。アスタリスク（＊）は「多く」の多重度、つまりゼロまたはそれより多くを示す。各連想には、任意選択で名前のラベルを付け、任意選択で各端に対応するクラスの役割のラベルも付ける。白いダイヤモンド形は集合連想（「〜は〜の一部（ｉｓ−ｐａｒｔ−ｏｆ）」）を示し、連想線の集合器端部に描かれる。一般化関係（「〜は〜（ｉｓ−ａ）」）は２つのクラスを結ぶ実線として描かれ、一般化の端部に（白い三角形の形態の）矢印がある。クラス概念図を複数の概念図に分割すると、複製されたクラスは、これを定義する主要概念図以外の全てが点線の輪郭で図示される。これは、定義された場合のみ属性を付けて示される。
【００３５】
ネットページは、ネットページネットワークが構築される基礎である。ネットページは、発行された情報およびインタラクティブ・サービスに対する紙ベースのユーザインタフェースを提供する。ネットページは、そのページのオンライン記述に関して不可視にタグ付けされた印刷されたページ（または他の面領域）から成る。オンライン・ページ記述は、ネットページ・ページサーバにより永続的に維持される。上記ページ記述は、テキスト、グラフィックおよび画像などの、そのページの可視のレイアウトおよび内容を記述する。上記ページ記述はまた、ボタン、ハイパーリンクおよび入力フィールドなどのページ上の入力用エレメントも記述する。ネットページによれば、上記ネットページ・システムにより同時に捕捉かつ処理されることを可能にするマーキングがネットページ・ペンにより当該ネットページ上に行われ得る。
【００３６】
複数のネットページが同じページ記述を共有することができる。しかし、他は等しいページからの入力を識別できるよう、各ネットページには一意のページ識別子が割り当てられる。このページＩＤは、非常に多数のネットページ同士を区別するのに十分な精度を有する。
【００３７】
上記ページ記述への参照は、印刷されたタグ内にコード化される。このタグはタグが現れる一意的ページを識別することによりページ記述を間接的に識別する。タグはまた、ページ上におけるタグ自身の位置も識別する。各タグの特性は以下において更に詳述される。
【００３８】
タグは、通常の用紙などの赤外線反射性な任意の物質上に赤外線吸収インクで印刷される。近赤外線波長は人間の目には不可視であるが、適切なフィルタを備えた半導体画像センサにより容易に検知される。
【００３９】
タグはネットページ・ペン内の領域画像センサにより検知され、且つ、タグ・データは最も近くに在るネットページ・プリンタを介して上記ネットページ・システムに送信される。上記ペンは無線により、短距離無線回線を介して上記ネットページ・プリンタと通信する。各タグは十分に小寸であると共に、ペンがページ上を一回クリックしただけで少なくとも一個のタグを確実に作像し得るように稠密に配置される。ページに対して対話を行う毎にページＩＤおよび位置をペンが認識することは重要である。何故なら、上記対話はステートレスだからである。各タグは、面の損傷に対して部分的に耐性を有すべく、エラー補正可能にコード化される。
【００４０】
上記ネットページ・ページサーバは各印刷済ネットページに対する一意的ページインスタンスを維持することにより、各印刷済ネットページに対するページ記述における各入力フィールドに対してユーザが供給した値の別個の群を維持することができる。
【００４１】
ページ記述とページ・インスタンスと印刷されたネットページとの関係を図３に示す。印刷されたネットページは、印刷されたネットページ・ドキュメント４５の一部でよい。ページ・インスタンスは、これを印刷したネットページ・プリンタと、分かっている場合はこれを要求したネットページ・ユーザとの両方を伴う。
【００４２】
好ましい形態において各タグは、それが現れる領域と、その領域内におけるそのタグの所在位置とを識別する。タグはまた、全体としてその領域、または、そのタグに関連する各フラグも含み得る。一個以上のフラグ・ビットは例えばタグ検知装置に対して信号を送信して、領域の記述を検知装置が参照することなく、そのタグの即時領域に関連する機能を表すフィードバックを提供する。ネットページ・ペンは、例えば、ハイパーリンクの区域内に在るときに、「アクティブ領域」ＬＥＤを点灯し得る。
【００４３】
好ましい実施形態において各タグは容易に認識される不変の構造を含むが、該構造は、初期検出を助力すると共に、面により誘起された一切の撓みに起因するか、または検知プロセスに起因する影響を最小化するのを助ける。各タグは好適にはページ全体をタイルすると共に、各タグは十分に小寸であり且つペンがページ上を一回クリックしただけで少なくとも一個のタグを確実に作像し得るように稠密に配置される。ページに対して対話を行う毎にページＩＤおよび位置をペンが認識することは重要である。何故なら、上記対話はステートレスだからである。
【００４４】
好ましい実施形態においてタグが参照する領域はページ全体と一致することから、上記タグ内にコード化された領域ＩＤは、そのタグが現れるページのページＩＤと同義である。他の実施形態においては、タグが参照する領域はページもしくは他の面における任意の部分的領域とすることができる。例えば、それは、対話エレメントの区域と一致し得るが、その場合に領域ＩＤはその対話エレメントを直接的に識別することができる。
【００４５】
各タグは、通常、１６ビットのタグＩＤ、少なくとも９０ビットの領域ＩＤ、および幾つかのフラグ・ビットを含む。最大タグ密度が１平方インチ当たり６４であると仮定して、１６ビットのタグＩＤは、最大１０２４平方インチの領域サイズをサポートする。単に接合する領域およびマップを使用することにより、タグＩＤの精度を上げることなく、より大きい領域を連続的にマップすることができる。領域ＩＤとタグＩＤの区別が、大抵は便利なことに一つである。大部分の目的で、この２つの連結は、帯域的に一意のタグＩＤと見なすことができる。逆に、例えばタグのｘおよびｙ座標を定義するため、構造をタグＩＤに導入するのも都合がよい。９０ビットの領域ＩＤにより、２90（約１０27）の異なる領域を一意に識別することができる。タグはタイプ情報も含むことができ、領域には、タグ・タイプの混合でタグ付けすることができる。例えば、領域は、ｘ座標をコード化するタグのセット、および最初のセットにインタリーブし、ｙ座標をコード化する別のセットでタグ付けすることができる。
【００４６】
１つの実施形態では、（１５，５）リード・ソロモン符号を使用して１２０ビットのタグ・データを冗長コード化する。これにより、それぞれが１５の４ビット記号である符号語６個で構成された３６０のコード化されたビットが生成される。（１５，５）コードにより、符号語毎に５個の記号エラーを修正することができる。つまり、これは符号語毎に最大３３％の記号エラー率を許容する。各４ビット記号は、タグ内で空間的に整合のとれた方法で表され、符号語６個の記号が空間的にタグ内にインタリーブされる。これは、バースト・エラー（空間的に隣接する複数のビットに影響するエラー）が損傷を耐えるのが、全体的に最小数の記号、および任意の１つの符号語で最小数の記号となることを保証し、したがってバースト・エラーを十分に修正できる可能性が最大となる。
【００４７】
（１５，５）リード・ソロモン符号の代わりに、例えば同じ、または異なる記号および符号語のサイズで多少冗長なリード・ソロモン符号、別のブロック・コード、または重畳コードなどの別種のコードなど、任意の適切なエラー修正コードを使用することができる（例えば、Ｓｔｅｐｈｅｎ Ｂ． Ｗｉｃｋｅｒの「Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔｏｒａｇｅ」（Ｐｒｅｎｔｉｃｅ−Ｈａｌｌ １９９５）を参照し、その内容は相互参照により本明細書に組み込まれる）。
【００４８】
図４ａに示し、本出願人の以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６９（文書第ＮＰＴ００２号）に記載されたタグの物理的表現の１つの実施形態は、固定ターゲット構造１５、１６、１７および可変データ・エリア１８を含む。固定ターゲット構造により、ネットページ・ペンなどの検知装置がタグを検出し、センサに対するその３次元方位を推定することができる。データ・エリアは、コード化タグ・データの個々のビットの表示を含む。そのサイズを最大にするため、各データ・ビット２つの半径方向の線および２つの同心円の円弧によって制限されたエリアの形態の半径方向楔によって表す。各楔は、１６００ｄｐｉで８ドットの最小寸法を有し、そのベース（内弧）が少なくともこの最小寸法と等しくなるよう設計される。半径方向の楔の高さは、常に最小寸法と等しい。各４ビット・データ記号は、２×２の楔の列で表される。それぞれが符号語６個である１５の４ビット・データ記号が、インタリーブされた状態で、４つの同心円の記号リング１８ａから１８ｄに割り当てられる。あるいは、記号は、タグの周囲で円形に進行するよう割り当てる。インタリーブは、同じ符号語の任意の記号２個間の平均空間距離を最大にするよう設計される。
【００４９】
検知装置を介したタグ付き領域との「シングル・クリック」対話をサポートするため、検知装置は、領域のどの箇所でも、あるいはその方向に配置されていても、その視野で少なくとも１つのタグ全体を見ることができねばならない。したがって、検知装置の視野に必要な直径は、タグのサイズおよび間隔の関数である。タグの形状が円形であるとすると、センサの視野１９３の最小直径は、タグが図４ｂで示すように正三角形グリッドにタイルのように並べた場合に獲得される。
【００５０】
ネットページ・ペンなどの検地装置によって実行されるタグ画像処理および復号を、図６に示す。捕獲画像が画像センサから獲得される間に、画像の動的範囲が（２０にて）決定される。次に、範囲の中心を画像２１の２進閾値として選択する。次に、（２２にて）画像を閾値処理し、接続されたピクセル領域（すなわち、形状２３）に区分する。タグ・ターゲット構造を表すには小さすぎる形状は廃棄される。各形状のサイズおよび重心も計算する。
【００５１】
次に、（２４にて）形状ごとに２進形状モーメント２５を計算し、それがその後に位置決めするターゲット構造のベースを提供する。中心形状モーメントは、本来、位置が一定であり、容易に縮尺、縦横比および回転を一定にすることができる。
【００５２】
リング・ターゲット構造１５を最初に（２６にて）位置決めする。リングは、透視図が歪んだ場合に非常に良好に挙動するという利点を有する。マッチングは、各形状のモーメントのアスペクト正規化および回転正規化によって進行する。２次モーメントが正規化されると、個々の歪みが重大でも、リングは容易に認識される。リングの元のアスペクトおよび回転２７がともに、個々の変形の有用な近似を提供する。
【００５３】
次に、（２８にて）軸ターゲット構造１６を位置決めする。マッチングは、各形状のモーメントにリングの正規化を、その結果生じたモーメントに回転正規化を適用することによって進行する。２次モーメントが正規化されると、軸ターゲットが容易に認識される。軸に可能な２つの方位を明確にするために、１つの３次モーメントが必要であることに留意されたい。これを可能にするために、形状を一方側に意図的に歪める。リングの正規化を適用した後でのみ、軸ターゲットの回転正規化が可能であることも留意されたい。透視歪みが軸ターゲットの軸を隠蔽することがあるからである。軸ターゲットの元の回転は、ペンの片揺れ２９によるタグの回転の有用な近似を提供する。
【００５４】
最後に、（３０にて）４つの透視ターゲット構造１７を位置決めする。その位置の良好な推定が、リングおよび軸ターゲット、リングのアスペクトおよび回転、および軸の回転に対するその既知の空間的関係に基づいて計算される。マッチングは、各形状のモーメントへリングの正規化を適用することによって進行する。その２次モーメントが正規化されると、円形の透視ターゲットが容易に認識され、各推定位置に最も近いターゲットがマッチと見なされる。次に、４つの透視ターゲットの元の重心を、タグ空間で既知のサイズの正方形の透視歪み角３１と見なし、（３２にて）４つのタグ空間と画像空間のポイント対に関して十分に理解された等式の解に基づき、８自由度の透視変形３３を推定する（Ｐ． Ｈｅｃｋｂｅｒｔの「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ｏｆ Ｔｅｘｔｕｒｅ Ｍａｐｐｉｎｇ ａｎｄ Ｉｍａｇｅ Ｗａｒｐｉｎｇ」、カリフォルニア大学バークレー校ＥＥＣＳ学部修士論文、テクニカル・レポートＮｏ． ＵＣＢ／ＣＳＤ ８９／５１６、１９８９年６月号参照、そのコメントは相互参照により本明細書に組み込まれる）。
【００５５】
（３６にて）推定したタグ空間と画像空間の透視変形を使用し、タグ空間の各既知データ・ビット位置を画像空間に投影し、ここで実値の位置を使用し、（３６にて）入力画像の４つの関連する隣接ピクセルを双一次補間する。以前に計算した画像閾値２１を使用して結果を閾値処理し、最終的なビット値３７を生成する。
【００５６】
この方法で３６０のデータ・ビット３７を全て獲得したら、６つの６０ビット・リード・ソロモン符号語それぞれを（３８にて）復号し、２０の復号ビット３９を生成する。すなわち、合計で１２０の復号ビットを生成する。符号語の記号は符号語の順序でサンプリングされ、したがって符号語はサンプリングのプロセス中に暗黙の中にインターリーブ解除する。
【００５７】
リング・ターゲット１５は、画像との関係で、リングが発見されたら、それが完全なタグの一部であることを保証する画像のサブエリアでのみ研削される。完全なタグが発見されず、復号に成功しない場合は、現フレームについてペン位置が記録されない。十分な処理力があり、理想的には非最小視野１９３がある場合、代替戦略は、現画像で別のタグをシークすることを含む。
【００５８】
獲得されたタグ・データは、タグを含む領域のＩＤ（識別）および領域内のタグの位置を示す。次に、タグで観察される透視変形３３、およびペンの物理軸とペンの光学軸との間で分かっている空間的関係から、領域内のペン先の正確な位置３５、さらにペンの全体的方位３５を（３４にて）推定する。
【００５９】
直前に述べたタグ構造は、平面の面を規則的にタイル貼りすることと、非平面の面を不規則にタイル貼りすることとの両方を可能にするよう設計される。規則的なタイル貼りは、概して、非平面の面では不可能である。タグの規則的なタイル貼りが可能である、より一般的な平面の面、つまり紙などの面の場合、タイル貼りの規則的な性質を利用する、より効率的なタグ構造を使用することができる。
【００６０】
規則的なタイル貼りにさらに適した代替タグ構造を、図５ａに示す。タグ４は正方形であり、４つの透視ターゲット１７を有する。これは、Ｂｅｎｎｅｔｔその他が米国特許第５，０５１，７４６号で記載したタグと構造が似ている。タグは、６０個の４ビットのリード・ソロモン記号４７を表し、合計で２４０ビットである。タグは、各１ビットをドット４８で表し、各ゼロ・ビットを対応するドットがないことで表す。透視ターゲットは、図５ｂおよび図５ｃで示すように、隣接するタグ間で共有するよう設計される。図５ｂは、タグ１６個の正方形のタイル貼り、および対応する最小の視野１９３を示し、これは２つのタグの対角線にまたがらなければならない。図５ｃは、タグ９個の正方形のタイル貼りを示し、これは例示のために全て１ビットを含む。
【００６１】
（１５，７）リード・ソロモン符号を使用して、１１２ビットのタグ・データを冗長コード化し、２４０のコード化ビットを生成する。４つの符号語をタグ内に空間的にインタリーブし、バースト・エラーに対する障害許容力を最大にする。前述のように１５ビットのタグＩＤを仮定すると、これによって最大９２ビットの領域ＩＤが可能になる。タグのデータを有するドット４８は、隣接ドットと重複しないよう設計され、したがってタグのグループは、ターゲットに類似する構造を生成することができない。これはインクも節約する。したがって、透視ターゲットはタグの検出を可能にし、したがってさらなるターゲットは不必要である。タグ画像処理は、ステップ２６及び２８が無いこと以外は、上述のように処理される。
【００６２】
タグは、センサに対して可能な４つの方位の明確化を可能にする方位特徴を有することができるが、タグ・データに方位データを埋め込むことも可能である。例えば、各タグの方位が、図５ｄに示すようにその方位で配置された１つの符号語を含むよう、４つの符号語を配置することができ、各記号にはその符号語の番号（１〜４）および符号語内における記号の位置（Ａ〜Ｏ）でラベル付けする。次に、タグ復号は、各方位で１つの符号語を復号することで構成される。各符号語は、それが最初の符号語か示す１つのビット、またはそれがどの符号語か示す２つのビットを含むことができる。後者のアプローチは、例えば１つのみの符号語のデータ内容が必要な場合に、所望のデータを獲得するために最大２つの符号語を復号すればよいという利点を有する。領域ＩＤがストローク内で変化せず、したがってストロークの開始時にのみ復号される場合に、これが当てはまる。これで、ストローク内では、タグＩＤを含む符号語のみが望まれる。さらに、検知装置の回転はストローク内でゆっくり予想通りに変化するので、通常は、フレーム当たり１つの符号語のみ復号すればよい。
【００６３】
完全に透視ターゲットなしで済まし、代わりに自動登録するデータ表示を使用することが可能である。この場合、各ビット値（または多ビット値）は通常、明示的グリフによって表される。つまりビット値がないことは、グリフの不在によって表される。これは、データ・グリッドが適切にポピュレートされることを保証し、したがってグリッドを確実に識別して、その透視歪みを検出し、その後にデータ・サンプリング中に修正することができる。タグ境界の検出を可能にするため、各タグ・データはマーカ・パターンを含まねばならず、確実な検出を可能にするため、これを冗長コード化しなければならない。このようなマーカ・パターンのオーバヘッドは、明示的透視ターゲットのオーバヘッドと類似している。このような方式の１つは、グリッド頂点に対して様々な点に配置されたドットを使用して、様々なグリフを表し、したがって異なる多ビット値を表す（Ａｎｏｔｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ（Ａｎｏｔｅ Ａｐｒｉｌ
２０００）参照）。
【００６４】
タグを復号すると、領域ＩＤ、タグＩＤおよびタグ相対ペンが変形する。タグＩＤおよびタグ相対ペンの位置をタグ付き領域内の絶対位置に変換するには、その前に領域内のタグの位置を知らねばならない。これはタグ・マップによって与えられ、これはタグ付き領域内の各タグＩＤを対応する位置にマップする機能である。タグ・マップは面領域をタグでタイル貼りするために使用する方式を反映し、これは面のタイプによって変化することができる。複数のタグ付き領域が同じタイル貼り方式および同じタグ・ナンバリング方式を共有している場合、これは同じタグ・マップも共有することができる。領域のタグ・マップは、領域ＩＤを介して検索可能でなければならない。したがって、領域ＩＤ、タグＩＤおよびペン変形が与えられれば、タグ・マップを検索し、タグＩＤを領域内の絶対タグ位置に変換し、タグ相対ペンの位置をタグ位置に追加して、領域内に絶対ペン位置を生成することができる。
【００６５】
タグＩＤは、タグ・マップを通した変換を補助する構造を有することができる。これは、それが表示される面のタイプに応じて、例えばコード化されたデカルト座標または極座標でよい。タグＩＤ構造は、タグ・マップに命令されて、タグ・マップに認識され、したがって異なるタグ・マップに関連するタグＩＤは異なる構造を有することができる。
【００６６】
２つの異なる面コード化方式が重要であり、その両方とも、本セクションで前述したタグ構造を使用する。好ましいコード化方式は、既に検討したような「位置指示」タグを使用する。代替コード化方式は「オブジェクト指示」（または「機能指示」）タグを使用する。
【００６７】
位置指示タグは、タグ付き領域に関連するタグ・マップにより変換すると、領域内で一意のタグ位置を生成するタグＩＤを含む。ペンのタグ相対位置が、このタグ位置に追加され、領域内でペンの位置を生成する。これは、領域に関連するページ記述内のユーザ・インタフェース・エレメントに対するペンの位置の決定に使用される。ユーザ・インタフェース・エレメント自体が識別されるばかりでなく、ユーザ・インタフェース・エレメントに対する位置も識別される。したがって、位置指示タグは、特定のユーザ・インタフェース・エレメントのゾーンにおける絶対ペン経路の捕捉をトリビアルにサポートする。
【００６８】
オブジェクト指示（または機能指示）タグは、領域（または等しく機能にも）関連するページ記述内でユーザ・インタフェース・エレメントを識別するタグＩＤを含む。ユーザ・インタフェース・エレメントのゾーンにある全てのタグがユーザ・インタフェース・エレメントを識別子、これを全て等しいものにして、区別不能にする。したがって、オブジェクト指示タグは、絶対ペン経路の捕捉をサポートしない。しかし、相対ペン経路の捕捉はサポートする。位置サンプリングの頻度が、遭遇するタグ頻度の２倍を超える限り、ストローク内の１つのサンプリングされたペン位置から次の位置への変位を明確に決定することができる。代替法として、ネットページ・ペン１０１は、本出願人の以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６５（文書第ＮＰＳ００１号）に記載したように、１対の動作検知加速度計を含むことができる。
【００６９】
次に、互換性のあるペン先を有するペン状検知装置の形態にある本発明の実施形態について説明する。検知装置は、以下では単に「ペン」と呼ぶ。
次に、本発明の第１の実施形態について、図７、図８、図９および図１０に関連して説明する。概ね参照番号１０１で指示されるペンは、ペン構成要素を装着するための内部空間１０４を画定する壁１０３を有するプラスチック成型品の形態でハウジング１０２を含む。ペン頂部１０５は、ハウジング１０２の一方端１０６に回転自在に装着されて作動する。半透明カバー１０７を、ハウジング１０２の反対端１０８に固定する。カバー１０７も成形プラスチックであり、使用者がハウジング１０２内に装着されたＬＥＤの状態を見ることができるよう、半透明材料から形成する（以下参照）。カバー１０７は、ハウジング１０２の端１０８をほぼ囲む主要部分１０９、および主要部分１０９から後方に突出し、ハウジング１０２の壁１０３に形成された対応するスロット１１１内に填る突出部分１１０を含む。無線アンテナ１１２を、ハウジング１０２内で突出部分１１０の後方に装着する。カバー１０７の開口１１３Ａを囲むねじ山１１３が、対応するねじ山１１５を含む金属端部片１１４を受けるよう配置される。金属端部片１１４は、インク・カートリッジの交換を可能にするために着脱式である。
【００７０】
カバー１０７内には、可撓性ＰＣＢ１１７上に３色状態ＬＥＤ１１６も装着される。アンテナ１１２も可撓性ＰＣＢ１１７に装着される。状態ＬＥＤ１１６は、周囲からよく見えるよう、ペン１０１の頂部に装着される。
【００７１】
ペンは、通常のマーキング用インク・ペンとしても、非マーキング・スタイラスとしても動作することができる。ペン先１１９を備えたインク・ペン・カートリッジ１１８およびスタイラスのペン先１２１を備えたスタイラス１２０を、ハウジング１０２内に並べて装着する。ペン頂部１０５を回転することにより、金属端部片１１４の開放端１２２を通してインク・カートリッジのペン先１１９またはスタイラスのペン先１２１を前方に運ぶことができる。個々のスライダ・ブロック１２３および１２４を、それぞれインク・カートリッジ１１８およびスタイラス１２０に装着する。回転式カム・バレル１２５を、作動状態でペン頂部１０５に固定し、それと共に回転するよう配置する。カム・バレル１２５は、カム・バレルの壁１８１内にあるスロットの形態でカム１２６を含む。スライダ・ブロック１２３および１２４から突出するカム従動子１２７および１２８が、カム・スロット１２６内に填る。カム・バレル１２５、スライダ・ブロック１２３または１２４が回転すると、スライダ・ブロック１２３または１２４が相互に対して動作し、金属端部片１１４の穴１２２を通してペン先１１９またはスタイラスのペン先１２１を突出させる。ペン１０１は３つの動作状態を有する。頂部１０５を９０°段階で回転することにより、３つの状態は以下の通りとなる。
【００７２】
（１）スタイラス１２０のペン先１２１が出る。
（２）インク・カートリッジ１１８のペン先１１９が出る。
（３）インク・カートリッジ１１８のペン先１１９もスタイラス１２０のペン先１２１も出ない。
【００７３】
図１３および図１４で示すように、ペン・カートリッジ１１８はコンパクトＲＯＭチップ１９６を含む。ペン・カートリッジ上の４つの接触カラー１９５が、スライダ・ブロック１２３上の４つの接触細片１９７と接触する。接触細片は、各細片がちょうど接触カラーの１つと接触するよう、ジグザグになる。接触カラーはＲＯＭと接続して、接触細片は線（図示せず）を介してペン・コントローラ１３４と接続し、したがってペン・カートリッジのＲＯＭとペン・コントローラとの間に電力およびシリアル・データ・インタフェースを提供して、ペン・コントローラがペン先ＩＤ１７５に関してペン・カートリッジに問い合わせできるようにする。ペン・カートリッジの空気穴１８９は、ペン先１１９を通してインクが抽出される間、圧力等化を可能にする。
【００７４】
スライダ・ブロック１２４は、同様に、接触細片（図示せず）を介してペン・コントローラ１３４に電力およびシリアル・データ・インタフェースを提供する。
第２可撓性ＰＣＢ１２９が、ハウジング１０２内に収容される電子機器シャシ１３０に装着される。第２可撓性ＰＣＢ１２９は、赤外線インク（以下参照）に印刷された位置タグに投影するための赤外線照射を提供する赤外線ＬＥＤ１３１を搭載する。面から反射した放射線を受けるため、第２可撓性ＰＣＢ１２９に装着された画像センサ１３２を設ける。第２可撓性ＰＣＢ１２９は、無線周波数チップ１３３も搭載し、これはＲＦ転送器およびＲＦ受信器、およびペン１０１の動作を制御するコントローラ・チップ１３４を含む。光学機器ブロック１３５（成形した透明プラスチックから形成）がカバー１０７内に収容されて、面上に赤外線ビームを投射し、画像センサ１３２上に画像を受信する。電力線１３６が、第２可撓性ＰＣＢ１２９上の構成要素を、カム・バレル１２５内に装着されたバッテリ接点１３７に接続する。端子１３８がバッテリ接点１３７およびカム・バレル１２５に接続する。３つの電圧充電式バッテリ１３９が、バッテリ接点と接触した状態でカム・バレル１２５内に収容される。誘導充電コイル１４０が第２可撓性ＰＣＢ１２９の周囲に装着され、誘導によりバッテリ１３９の充電を可能にする。第２可撓性ＰＣＢ１２９は、ペン先１１９またはスタイラスのペン先１２１によって面に加えられる力を判断できるよう、筆記にスタイラス１２０またはインク・カートリッジ１１８を使用する場合にカム・バレル１２５内の変位を検出する赤外線ＬＥＤ１４３および赤外線フォトダイオード１４４も搭載する。ＩＲフォトダイオード１４４は、スライダ・ブロック１２３および１２４に装着された反射器（図示せず）を通る赤外線ＬＥＤ１４３からの光を検出する。
【００７５】
ゴムの把持パッド１４１および１４２を、ハウジング１０２の端１０８に向かって設けて、ペン１０１の把持を補助し、頂部１０５は、ペン１０１をポケットにクリップ留めするためのクリップ１４２も含む。
【００７６】
本発明のこの実施形態のペンは、特に、計算システムに命令を転送する際に使用するため、面に記録されたコード化データを検出するよう配置される。このようなコード化データは、赤外線インクの表面に印刷された位置タグを含む。各位置タグは、タグが印刷された領域の形態で第１ＩＤを識別する印刷された領域データ（例えば、タグが紙に印刷されている場合、このデータは紙を識別する）、および領域内のタグの位置の形態で第２ＩＤを識別する位置データを含む。位置タグは、タグが印刷された面に対するペンの３次元方位（例えば、面に対する傾斜）の印刷を可能にするターゲット構造も含む。タグは種々の制御データも含むことができる。
【００７７】
ペン１０１は、赤外線スペクトルでペン先の近傍の表面区域を撮像することにより、画像センサ３２の位置を判断し、それによってペン先（スタイラスのペン先１２１またはインク・カートリッジのペン先１１９）の位置を判断するよう配置される。これは、最も近い位置タグからの位置データを記録し、光学機器１３５およびコントローラ・チップ１３４を使用して位置タグからの画像センサ３２の距離、およびペン先１２１または１１９の距離を計算するよう配置構成される。コントローラ・チップ１３４は、撮像したタグで観察される透視歪みから、ペンの方位およびペン先とタグ間の距離を計算する。
【００７８】
位置タグからの制御データは、ペン１０１にその「アクティブ・エリア」ＬＥＤを起動するよう命令する制御ビット（実際は３色ＬＥＤ１１６の１モードであり、これは制御データから、撮像中の区域が「アクティブ・エリア」であるとペンが判断した場合に黄色になる）を含むことができる。したがって、ボタンまたはハイパーリンクのアクティブ・エリアに対応する面の領域を符号化して、このＬＥＤを起動し、ペンの使用者に、ペン１０１がそれを通過した時にボタンまたはハイパーリンクがアクティブであるとの視覚的フィードバックを与えることができる。制御データは、ペン１０１に連続的なペン力読み取り値を捕獲するよう命令することもできる。したがって、署名入力区域に対応する面の領域を符号化して、連続的なペン１０１の力を捕獲することができる。
【００７９】
面に対するペン１０１の動作は、一連のストロークを含むことができる。ストロークは、面上の一連の時刻表示ペン１０１位置で構成され、これはペン下降事象によって開始し、その後のペン上昇事象によって終了する。ペン力は、閾値に対して解釈し、ペンが「上昇」しているか「下降」しているかを示し、さらに例えばペンが署名を捕獲した場合に、連続値として解釈できることに留意されたい。捕獲したストロークのシーケンスは、以下で「デジタル・インク」と呼ぶ。デジタル・インクは、計算システムとともに使用して、手書きのオンライン識別、および署名のオンライン検証のために図面と手書きのデジタル交換のベースを形成することができる。
【００８０】
ＲＦチップ１３３およびアンテナ１１２を使用して、ペン１０１はデジタル・インク・データ（安全のために暗号化され、効率的な転送のためにパッケージ化される）を計算システムに転送することができる。
【００８１】
ペンが受信器の範囲内にある場合、デジタル・インク・データは、それが形成された通りに転送される。ペン１０１が範囲から出ると、デジタル・インク・データがペン１０１内にバッファされ（ペン１０１の回路は、約１２分の面上のペン動作に関するデジタル・インク・データを記憶するよう配置構成されたバッファを含む）、後に転送することができる。
【００８２】
次に、ペンの様々な動作について、以下のセクションでさらに詳細に説明する。
上記で検討したように、コントローラ・チップ１３４はペン１０１の第２可撓性ＰＣＢ１２９に装着される。図９は、コントローラ・チップ１３４の構成をさらに詳細に示すブロック図である。図９は、ＲＦチップ１３３、画像センサ１３２、３色状態ＬＥＤ１１６、ＩＲ照明ＬＥＤ１３１、ＩＲ力センサＬＥＤ１４３、および力センサ・フォトダイオード１４４の表示も示す。
【００８３】
ペン・コントローラ・チップ１３４は制御プロセッサ１４５を含む。バス１４６が、コントローラ・チップ１３４の構成要素間のデータ交換を可能にする。フラッシュ・メモリ１４７および５１２ＫＢのＤＲＡＭ１４８も含まれる。アナログ−デジタル変換器１４９が配置され、力センサ・フォトダイオード１４４からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００８４】
画像センサ・インタフェース１５２は画像センサ１３２とインタフェースをとる。送受信機コントローラ１５３およびベースバンド回路１５４も含まれて、アンテナ１１２に接続されたＲＦ共振器および誘導器１５６およびＲＦ回路１５５を含むＲＦチップ１３３とのインタフェースをとる。
【００８５】
制御プロセッサ１４５は、画像センサ１３２を介して面のタグから位置データを捕獲して復号し、力センサ・フォトダイオード１４４を監視し、ＬＥＤ１１６、１３１および１４３を制御して、無線送受信機１５３を介する短距離無線通信を扱う。これは、中程度の性能（約４０ＭＨｚ）の汎用ＲＩＳＣプロセッサである。
【００８６】
プロセッサ１４５、デジタル送受信機構成要素（送受信機のコントローラ１５３およびベースバンド回路１５４）、画像センサ・インタフェース１５２、フラッシュ・メモリ１４７および５１２ＫＢのＤＲＡＭ１４８が１つのコントローラＡＳＩＣに集積される。アナログＲＦ構成要素（ＲＦ回路１５５およびＲＦ共振器および誘導器１５６）は別個のＲＦチップで提供される。
【００８７】
画像センサは、ＩＲフィルタを有し、解像度が約２１５×２１５ピクセルのＣＣＤである（このようなセンサは、Ｍａｔｓｕｓｈｉｔａ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが生産し、Ｉｔａｋｕｒａ、Ｋ．Ｔ．Ｎｏｂｕｓａｄａ、Ｎ Ｏｋｕｓｅｎｙａ、Ｒ Ｎａｇａｙｏｓｈｉ、およびＭ． Ｏｚａｋｉによる論文「Ａ １ｍｍ ５０ｋ−Ｐｉｘｅｌ ＩＴ ＣＣＤ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｃａｍｅｒａ Ｓｙｓｔｅｍ」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ， Ｖｏｌｔ ４７， ｎｕｍｂｅｒ １， Ｊａｎｕａｒｙ ２０００）に記載され、これは引用によって本明細書の記載に援用する）。
【００８８】
コントローラＡＳＩＣ１３４は、ペン１０１が面と接触していない場合、ある非アクティブ期間の後に休止状態に入る。これは、力センサ・フォトダイオード１４４を監視して、ペン下降事象で力マネージャ１５１を介してコントローラ１３４を覚醒させる専用回路１５０を組み込む。
【００８９】
無線送受信機は、コードレス電話で通常使用する無免許の９００ＭＨｚ帯域で、あるいは無免許の２．４ＧＨｚの産業、科学および医療用（ＩＳＭ）帯域で通信し、周波数ホッピングおよび衝突検出を使用して、干渉のない通信を提供する。
【００９０】
上記で検討したように、ペン１０１の光学機器は、成形した光学機器本体１３５によって実現される。光学機器本体１３５によって実現される光学機器を、図１０で概略的に示す。光学機器は、赤外線ＬＥＤ１３１からの放射線を集束する第１レンズ１５７、鏡１５８、ビーム・スプリッタ１５９、対物レンズ１６０および画像を画像センサ１３２上に集束する第２レンズ１６１を備える。軸方向の光線１６２が光路を示す。
【００９１】
光路は、必要な傾斜範囲内で視野円錐１９２と交差する撮像面のその部分１９３の鮮明な画像を画像センサ１３２に送出するよう設計される。１次集束要素は対物レンズ１６０である。これは、反対にＩＲ照明ＬＥＤ１３１からの照明を視野内の面に投影するのにも使用される。画像センサ１３２と赤外線ＬＥＤ１３１との両方を対物レンズの焦点に配置するのは実際的でないので、ビーム・スプリッタ１５９を使用して路を分割し、各路にある別個のリレー・レンズ１５７および１６１が、それぞれ画像センサ１３２および赤外線ＬＥＤ１３１での再集束を提供する。これにより、異なる開口を２つの路に挿入することもできる。
【００９２】
画像センサ１３２の縁が捕獲フィールドのフィールド・ストップとして作用し、捕獲路は、その結果生じる物体空間の角度視野が要求通り（すなわち、この実施形態の用途では２０°足らず−以下参照）になるよう設計される。照明路は、捕獲路と同じ物体空間視野を生成するよう設計され、したがって照明は最大の力および均一性で物体空間視野を満たす。
【００９３】
赤外線ＬＥＤ１３１は、フレーム捕獲と同期してストローブされる。集束した照明を使用することにより、短い露光時間と小さい開口との両方が可能になる。短い露光時間は動作のぶれを防止し、したがってペンの運動中に位置タグ・データを捕獲することができる。小さい開口は、傾斜によって誘発される面深さの全範囲について、十分な被写界深度を可能にする。捕獲路は、このための明白な開口絞りを含む。
【００９４】
画像センサ１３２は、スペクトルの可視部分および近赤外線部分を通して強力な応答を有するので、近赤外線で透明インクを使用して印刷できる面の他のグラフィクスとの干渉がなく、面上のタグ・データのクリーンな画像を捕獲するよう、捕獲路では赤外線フィルタ１６３がこれより先行する。
【００９５】
ペン１０１のスタイラスのペン先１２１またはインク・カートリッジのペン先１１９が面と接触していると、ペン１０１が面に対するその位置および方位を１００Ｈｚで判断し、正確な手書き認識を可能にする（Ｃ． Ｔａｐｐｅｒｔ、Ｃ
Ｙ ＳｕｅｎおよびＴ Ｗａｋａｈａｒａの論文「Ｔｈｅ Ｓｔａｔｅ ｏｆ
ｔｈｅ Ａｒｔ ｉｎ Ｏｎ−Ｌｉｎｅ Ｈａｎｄ Ｗｒｉｔｉｎｇ Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ， Ｖｏｌ． １２， ｎｕｍｂｅｒ ８， Ａｕｇｕｓｔ １９９０）参照。その開示は参照により本明細書に組み込まれる）。力センサ・ダイオード１４４を使用して、ペンが「上昇」か「下降」かの相対的閾値を示す。力は、上記で検討したように連続値として捕獲し、署名の力学全体の検証を可能にしてもよい。
【００９６】
ペン１０１は、赤外線スペクトルでペン先１１９、１２１付近の面の区域を撮像することによって、面上のペン先１１９、１２１の位置および方位を判断する。これは、最も近いタグ・データを復号し、撮像タグで観察された透視歪みおよび既知のペン光学機器１３５の幾何学的形状から、位置タグに対するペン先１１９、１２１の位置を計算する。タグの位置解像度は低いことがあるが、調節された位置解像度は極めて高く、正確な手書き認識に必要な２００ｄｐｉという解像度（上記の参考文献参照）を容易に上回る。
【００９７】
面に対するペン１０１の動作は、一連のストロークとして捕獲される。ストロークは、面上でタイムスタンプされた一連のペン位置で構成され、ペン下降事象で開始し、その後のペン上昇事象で終了する。ストロークは、領域ＩＤが変化した時、すなわち、通常の状況でのストローク開始時にから名図表面の領域ＩＤのタグも付く。上記で検討したように、各位置タグは、面上のその位置を示すデータ、およびタグがある面の領域を示す領域データを含む。
【００９８】
ペンはまた、面に存在する全てのマーカを検知して復号し、マーカの検知に応答して、適宜、電界発生器が面にマーキングしたり、面からマークを消去できるようにしたり、マーキングおよび消去を使用不能にしたりできるようにする。
【００９９】
図１１は、ペン１０１の位置タグおよびストローク処理を示す図である。ペン１０１がペン上昇状態にある場合、ペン・コントローラ１３４は、ペン下降状態がないか力センサ・フォトダイオード１４４を連続的に監視する（ステップ１６４）。ペンがペン下降状態にある間、ペン・コントローラ１３４は、面からの位置タグのタグ・データを連続的に捕獲し１６５、１６６、復号して１６７、面に対するペン１０１の位置および方位を推定し１６８、位置データを現ストローク・データ（タグ・データおよび力を連続的に監視している場合は力などの他の情報を含む）に追加する。ペン上昇事象では、ペン・コントローラ１３４がストローク・データを暗号化し１７０、ＲＦチップ１３３およびアンテナ１１２を介してストローク・データを計算システムに転送する１７１。ストロークが完了したか判断し１７３、新しいストロークが開始されているか判断する１７４ために、ペンがペン先力１７２をサンプリングすることに留意されたい。
【０１００】
十分に高速の８ビット乗算（３サイクル）であると仮定すると、処理アルゴリズムはペンがアクティブである場合にプロセッサの時間の約８０％を使用する。
ペンが計算システムの転送範囲外にある場合、これは自身の内部メモリにデジタル・インクをバッファする。次に計算システムの範囲に入った時に、バッファしたデジタル・インクを転送する。ペンの内部メモリが満杯の場合、ペンはデジタル・インクの捕獲を停止し、代わりに使用者がペン１０１で書こうとする場合は常にエラーＬＥＤを点滅させる。
【０１０１】
図１２は、ペン１０１から計算システムに転送される生デジタル・インクの構造を示す図である。ペン１０１がオフラインで作業中にペン１０１にバッファされるデジタル・インクは、システムに転送されるデジタル・インクと同じ形態で記憶される。
【０１０２】
ペン１０１が計算システムに接続すると、コントローラ１３４がシステムにペンのＩＤ、ペン先のＩＤ１７５、現在の絶対時刻１７６、およびオフラインになる前にシステムから獲得した最後の絶対時刻を通知する。これによって、システムはペンの時計にドリフトがあればそれを計算し、それに従ってペン１０１から受信したデジタル・インクをタイムシフトすることができる。次に、ペン１０１はそのリアルタイム・クロックをシステムの正確なリアルタイム・クロックと同期させる。ペンＩＤによって、計算システムは、計算システムとともに複数のペンが動作している場合にペンを識別することができる。ペンＩＤは、ペンを使用して、例えば、ペンの所有者を識別し、指示された特別の方法でその所有者と対話するシステムでは重要である。他の実施形態では、これが必要ないこともある。ペン先ＩＤによって、計算システムはどのペン先、スタイラスのペン先１２１またはインク・カートリッジのペン先１１９が現在使用されているか識別することができる。計算システムは、どのペン先が使用されているかに応じて、その動作を変化させることができる。例えば、インク・カートリッジのペン先１１９を使用している場合、計算システムはフィードバック出力の生成を延期させることができる。というのは、即座のフィードバックが面上のインク・マーキングによって提供されるからである。スタイラスのペン先１２１を使用している場合、計算システムは即座のフィードバック出力を生成することができる。
【０１０３】
より一般的には、個々のペン・カートリッジ１１８は特定のインク色を提供し、それによって線の色、特にペン先の形状およびサイズを決定し、それによって線の幅を決定することができる。ペン・コントローラ１３４は、シリアル・データ・インタフェースを介してペン・カートリッジに質問し、カートリッジのＲＯＭ１９６に記憶されたカートリッジのペン先ＩＤ１７５を獲得する。上述したように、コントローラは、ペン先ＩＤが変化すると必ずそれをシステムに通知する。これによってシステムは、ストロークを生成するために使用するペン先の特徴を判断し、その後にストローク自体の特徴を再現することができる。
【０１０４】
任意の組合せのカートリッジをペン１０１に挿入することができる。例えば、使用者は、ペン・カートリッジおよびスタイラスの代わりに２つの異なる色のペン・カートリッジを挿入するよう選択してもよい。ＲＯＭ１９６が与えられると、スタイラス１２０は、そのペン先ＩＤが自身が非マーキングであることを示すペン・カートリッジの特定のインスタンスになる。
【０１０５】
自身のペン先ＩＤを含むＲＯＭを有する代わりに、ペン・カートリッジ１１８は、機械で読み取り可能な方法でペン先ＩＤでラベルを付けることができる。これは、バーコードまたはネットページ・タグの形態をとることもできる。ペン１０１は、例えば、光学センサなど、ラベルのセンサを含むことができる。ラベルが１つの１次元バーコードの形態である場合は、ペン・カートリッジに対して固定された照明ＬＥＤおよびフォトダイオードを使用して、バーコードを読み取ることができ、使用者が回転式ペン頂部１０５で選択すると、ペン・カートリッジがこれを通過する。光学センサは、バーコードを通過するにつれ、それを読み取るよう配置構成することができる。このようなセンサの対を使用して、交換式ペン・カートリッジ１１８およびスタイラス１２０に対応することができる。
【０１０６】
上述したように、インク・カートリッジのペン先１１９およびスタイラスのペン先１２１は、システム内で機能的に異なる挙動を生成することができる。さらに一般的には、特定の機能またはモードを特定のペン先ＩＤに割り当てることができる。例えば、使用者は、テキスト編集命令を特定するために、特定の赤色のペン先を指定してよい。これによって、システムは、テキスト編集命令として対応するペン先ＩＤのラベルが付いたユーザ入力のみ解釈するよう命令を受ける。ユーザは、特定のペン先をページ注釈ペン先に指定してもよい。これによってシステムは、対応するペン先ＩＤのラベルが付いたユーザ入力をフィールド入力として解釈しようとせず、常にこのような入力をページの背景フィールドに記録するよう命令を受ける。同様に、ユーザは、特定のペン先を選択ペン先に指定し、それによってユーザが不注意にフィールドに入力することなく、ページで選択作業を実行できるようにすることができる。ユーザは、署名の入力を特定のペン先に制限し、詐称者が成功する危険性を最小限に抑えるよう選択することもできる。
【０１０７】
ユーザは、自身の裁量で複数のペンを有し、一部を特定の色またはスタイラス専用とし、他を特定の機能専用とするよう選択してもよい。
出願人の以前の出願ＰＣＴ／ＡＵ００／００５６５（文書第ＮＰＳ００１号）は、ペン１０１を介した生デジタル・インクの捕獲、およびその後の解釈およびデジタル・インクとしてのページ・サーバへの記憶を、生デジタル・インクに関連したペン先ＩＤの取扱い、および対応するペン先スタイルと記憶されたデジタル・インクとの関連も含め、さらに詳細に説明している。
【０１０８】
ストロークの開始時に、ペン・コントローラ１３４は、システムに通知された最後の絶対時刻からの経過時間を記録する。ペン１０１のストロークの各位置１７７で、コントローラ１３４は現タグからのペン先１１９、１２１のｘおよびｙオフセット、ペン１０１のｘ、ｙおよびｚ回転、およびペン先力を記録する。これは、タグＩＤ１７８（データ識別タグ位置）が変化した場合に、それを記録するだけである。タグの周波数は典型的な位置サンプリング周波数よりはるかに小さいので、タグＩＤは多くの連続するペン１０１位置で一定であり、ストロークが短い場合はストローク全体で一定でもよい。
【０１０９】
ペン１０１は１００Ｈｚで自身の位置および方位をサンプリングするので、ストロークにおけるペン１０１の位置は１００Ｈｚで暗黙に刻時され、明示的タイムスタンプを必要としない。例えば、タグを復号しないので、ペン１０１がペン１０１の位置を計算できない場合、それでもペン１０１の位置を記録し、明示的刻時を保存しなければならない。したがって、これは位置を未知のものとして記録し１７９、計算システムがその後に、必要に応じて隣接サンプルから位置を補間できるようにする。
【０１１０】
ストロークの３２ビットの時間オフセットは有限の範囲（すなわち、４９．７日）を有するので、ペン１０１は任意選択でストロークの絶対時刻１７６を記録する。これは、その後のストロークの時間オフセットを測定する対象となる絶対時刻となる。
【０１１１】
領域ＩＤは多くの連続ストロークで一定であるので、ペンはこれが変化した場合のみ領域ＩＤを記録する１８０。これは、その後のペン位置に明示的に伴う領域ＩＤになる。
ユーザは、ストロークごとにペン先１１９、１２１を変更することがあるので、ペン１０１は任意選択でストローク１７５のペン先ＩＤを記録する。これは、その後のストロークに明示的に伴うペン先ＩＤになる。
【０１１２】
ストロークの各構成要素はエントロピ・コード化プレフィクスを有する。継続時間１秒の１０ｍｍのストロークは、２または３つのタグにまたがり、１００個の位置サンプルを含み、したがって約５５００ビットのサイズを有する。したがって、オンラインの連続デジタル・インクの捕獲は、５．５Ｋｂｐｓの最大転送速度を必要とし、オフラインの連続デジタル・インク捕獲は、毎分約４０Ｋバイトのバッファ・メモリを必要とする。したがって、ペンの５１２ＫＢのＤＲＡＭ４８は１２分にわたって連続デジタル・インクを保持することができる。時間、領域およびペン先の変化は非常に稀にしか生じないので、必要な転送速度およびバッファ・メモリに与える影響は無視することができる。ペン１０１位置の追加の圧縮は、転送速度およびバッファ・メモリの要件をさらに軽減することができる。
【０１１３】
各生ストロークは、３重ＤＥＳアルゴリズム（Ｂ． Ｓｃｈｎｅｉｅｒの「Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ」第２版（Ｗｉｌｅｙ １９９６）を参照。その開示は参照により本明細書に組み込まれる）を使用して暗号化されてから、計算システムに転送される。ペンと計算システムは、そのために定期的にセッション・キーを交換する。暗号化されたビット当たり５０サイクルという控え目な見積もりに基づき、１秒、５５００ビット・ストロークの暗号化はプロセッサの４５の時間の０．７％を消費する。
【０１１４】
第１の代替実施形態では、コード化データは基板を識別するデータであるＩＤを示す。これによって、ペン１０１は基板がドキュメントの特定のタイプか、、基板が別のオブジェクトの一部を形成しているかなど、基板を識別することができる。言うまでもなく、この実施形態では、タグが面に対するタグの位置ではなく、面の特徴を示すので、面に対する装置の動作を検知するために別個の手段が必要である。
【０１１５】
第２の代替実施形態では、コード化データはタグのタイプを示すデータであるＩＤを示す。これで、ペン１０１は、タグが面の位置ではなく、問題のオブジェクトを表すか否かを識別することができる。例えば、タグがオブジェクトを表し、ユーザ・インタフェースの入力要素（例えば、コマンド・ボタン）に対応する場合、タグは入力要素を直接識別することができる。
【０１１６】
代替実施形態とともに使用するのに適した別個の動作検知手段には、ペン１０１の軸に垂直の面に装着された１対の直交する加速度計１９０がある。加速度計１９０は、図１０および図９ではゴースト・アウトラインで図示されている。
【０１１７】
加速度計を設けることによって、ペン１０１のこの実施形態は、面タグに関係なく動作を検知することができ、より低い率でタグをサンプリングすることが可能になる。
Ｘ方向およびＹ方向それぞれで加速度計が測定する加速度は、時間に関して積分され、瞬間的な速度および位置を生成する。
【０１１８】
ストロークの開始位置は不明であるので、ストローク内の相対位置のみ計算される。位置の積分は、検知した加速度の誤差を累積するが、加速度計は通常、高い解像度を有し、誤差が累積されるストロークの継続時間は短い。
【０１１９】
加速度計を設けて面に対する動作を検知する代わりに、代替動作検知手段を設けてもよい。このような手段には、面と協働して、面に対する光学センサの動作を示す信号を生成する光学センサを含む動作検知手段、面と接触して２つの直交する方向で動作を検知するよう配置された少なくとも２つの接点を含む動作検知手段、または面に対する動作を検知する他の適切な動作検知手段がある。
【０１２０】
本発明を、好ましい実施形態および幾つかの特定の代替実施形態について説明してきた。しかし、特に説明した実施形態とは異なる幾つかの他の実施形態も本発明の精神および範囲に入ることが、当業者には理解される。したがって、本発明は、適宜、相互参照によって組み込んだ文書を含め、本明細書で説明した特定の実施形態に制限されるものではないことが理解される。本発明の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ制限される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面に対して使用するための検知装置であって、前記面に対する検知装置の運動を示す運動データを発生するように構成されている運動センサと、前記面にマークをつけるためのペン先であって、該ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先情報を有するペン先と、コンピュータ・システムに前記ペン先情報と一緒に前記運動データを送信するための送信機と、前記面上に配置されたコード化データを検知することにより、前記面のある領域の識別を示す識別データを発生するように構成されているコード・センサとを含み、前記コード化データが、前記面の少なくとも１つの領域の識別を示し、前記運動センサが、前記運動データ内に前記識別データを含むように構成されており、前記コード化データが複数のタグを含み、各タグが、前記タグが位置する前記面にある領域の識別を示すものである検知装置。
【請求項２】
請求項１記載の検知装置において、前記検知装置が本体部分を含み、前記ペン先が、前記本体部分に着脱することができる独立している部材である検知装置。
【請求項３】
請求項１記載の検知装置において、前記検知装置が、前記ペン先から前記ペン先情報を入手するための問い合わせ装置を含む検知装置。
【請求項４】
請求項１記載の検知装置において、前記面にマークをつける特性が、ペン先の形、ペン先の大きさ、線の幅、色および肌目からなるグループから選択される検知装置。
【請求項５】
請求項１記載の検知装置において、前記ペン先が、前記ペン先情報を記憶するための記憶装置を含む検知装置。
【請求項６】
請求項１記載の検知装置において、前記検知装置が、前記ペン先情報と前記運動データを記憶するための記憶装置を含む検知装置。
【請求項７】
請求項２記載の検知装置において、前記本体部分が、ペンの形をしていて、前記ペン先を前記ペンの縦方向の端部に取り付けることができる検知装置。
【請求項８】
請求項１記載の検知装置において、さらに、前記検知装置が前記面に対して運動した場合に、前記検知装置の加速を示す加速データを発生するように構成されている少なくとも１つの加速センサを含み、前記運動センサが、前記加速データにより前記運動データを発生するように構成されている検知装置。
【請求項９】
請求項８記載の検知装置において、前記加速センサが、加速の少なくとも２つのほぼ直交する成分を検知するように構成されている検知装置。
【請求項１０】
請求項１記載の検知装置において、さらに、画像センサを含み、前記画像センサが、前記検知装置付近の前記面を画像化することにより画像データを発生するように構成されていて、前記運動センサが、前記画像データにより前記運動データを発生するように構成されている検知装置。
【請求項１１】
請求項１記載の検知装置において、前記ペン先情報が、前記ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先スタイル情報を含む検知装置。
【請求項１２】
請求項１記載の検知装置において、前記ペン先情報が、ペン先識別子を含み、前記コンピュータ・システムが、前記ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先スタイル情報を維持し、前記ペン先識別子により前記ペン先スタイル情報にアクセスすることができる検知装置。
【請求項１３】
請求項１記載の検知装置において、前記ペン先情報が、前記ペン先に関連する１つの機能も示す検知装置。
【請求項１】
面に対して使用するための検知装置であって、前記面に対する検知装置の運動を示す運動データを発生するように構成されている運動センサと、前記面にマークをつけるためのペン先であって、該ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先情報を有するペン先と、コンピュータ・システムに前記ペン先情報と一緒に前記運動データを送信するための送信機と、前記面上に配置されたコード化データを検知することにより、前記面のある領域の識別を示す識別データを発生するように構成されているコード・センサとを含み、前記コード化データが、前記面の少なくとも１つの領域の識別を示し、前記運動センサが、前記運動データ内に前記識別データを含むように構成されており、前記コード化データが複数のタグを含み、各タグが、前記タグが位置する前記面にある領域の識別を示すものである検知装置。
【請求項２】
請求項１記載の検知装置において、前記検知装置が本体部分を含み、前記ペン先が、前記本体部分に着脱することができる独立している部材である検知装置。
【請求項３】
請求項１記載の検知装置において、前記検知装置が、前記ペン先から前記ペン先情報を入手するための問い合わせ装置を含む検知装置。
【請求項４】
請求項１記載の検知装置において、前記面にマークをつける特性が、ペン先の形、ペン先の大きさ、線の幅、色および肌目からなるグループから選択される検知装置。
【請求項５】
請求項１記載の検知装置において、前記ペン先が、前記ペン先情報を記憶するための記憶装置を含む検知装置。
【請求項６】
請求項１記載の検知装置において、前記検知装置が、前記ペン先情報と前記運動データを記憶するための記憶装置を含む検知装置。
【請求項７】
請求項２記載の検知装置において、前記本体部分が、ペンの形をしていて、前記ペン先を前記ペンの縦方向の端部に取り付けることができる検知装置。
【請求項８】
請求項１記載の検知装置において、さらに、前記検知装置が前記面に対して運動した場合に、前記検知装置の加速を示す加速データを発生するように構成されている少なくとも１つの加速センサを含み、前記運動センサが、前記加速データにより前記運動データを発生するように構成されている検知装置。
【請求項９】
請求項８記載の検知装置において、前記加速センサが、加速の少なくとも２つのほぼ直交する成分を検知するように構成されている検知装置。
【請求項１０】
請求項１記載の検知装置において、さらに、画像センサを含み、前記画像センサが、前記検知装置付近の前記面を画像化することにより画像データを発生するように構成されていて、前記運動センサが、前記画像データにより前記運動データを発生するように構成されている検知装置。
【請求項１１】
請求項１記載の検知装置において、前記ペン先情報が、前記ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先スタイル情報を含む検知装置。
【請求項１２】
請求項１記載の検知装置において、前記ペン先情報が、ペン先識別子を含み、前記コンピュータ・システムが、前記ペン先の少なくとも１つの面にマークをつける特性を示すペン先スタイル情報を維持し、前記ペン先識別子により前記ペン先スタイル情報にアクセスすることができる検知装置。
【請求項１３】
請求項１記載の検知装置において、前記ペン先情報が、前記ペン先に関連する１つの機能も示す検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−２１１８１４（Ｐ２０１０−２１１８１４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９０２１７（Ｐ２０１０−９０２１７）
【出願日】平成２２年４月９日（２０１０．４．９）
【分割の表示】特願２００１−５３４０６７（Ｐ２００１−５３４０６７）の分割
【原出願日】平成１２年１０月２０日（２０００．１０．２０）
【出願人】（５００１４２２１３）シルバーブルック リサーチ プロプライエタリイ、リミテッド (27)
【氏名又は名称原語表記】ＳＩＬＶＥＲＢＲＯＯＫ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＰＴＹ．ＬＩＭＩＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月９日（２０１０．４．９）
【分割の表示】特願２００１−５３４０６７（Ｐ２００１−５３４０６７）の分割
【原出願日】平成１２年１０月２０日（２０００．１０．２０）
【出願人】（５００１４２２１３）シルバーブルック リサーチ プロプライエタリイ、リミテッド (27)
【氏名又は名称原語表記】ＳＩＬＶＥＲＢＲＯＯＫ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＰＴＹ．ＬＩＭＩＴＥＤ
【Ｆターム（参考）】
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