Ｘ及びＹ座標データが分割されてそれぞれのタグのそれぞれの半分に入れられたタグを含む符号化パターン
【課題】符号化パターンが表面上に配置された基材を得る。
【解決手段】符号化パターンは複数の連続するタグを含み、各タグはｘ座標データ及びｙ座標データを含む。ｙ軸は南北として定義されｘ軸は東西として定義される。複数のデータ要素が各タグ内に含まれる。ｘ座標データはデータ要素それぞれの集合により表され、ｙ座標データはデータ要素それぞれの集合により表される。ｘ座標データは、各タグ内に２つの複製を有する、即ちタグの西側半分に第１の複製を、タグの東側半分に第２の複製を有する。ｙ座標データは、各タグ内に２つの複製を有する、即ちタグの北側半分に第１の複製を、タグの南側半分に第２の複製を有する。座標データのフラグメントは、符号化パターンのタグサイズ部分にタグ全体が含まれるか否かに関係なく、該タグサイズ部分が１つのタグのｘ座標データ及びｙ座標データを含むよう配列される。
【解決手段】符号化パターンは複数の連続するタグを含み、各タグはｘ座標データ及びｙ座標データを含む。ｙ軸は南北として定義されｘ軸は東西として定義される。複数のデータ要素が各タグ内に含まれる。ｘ座標データはデータ要素それぞれの集合により表され、ｙ座標データはデータ要素それぞれの集合により表される。ｘ座標データは、各タグ内に２つの複製を有する、即ちタグの西側半分に第１の複製を、タグの東側半分に第２の複製を有する。ｙ座標データは、各タグ内に２つの複製を有する、即ちタグの北側半分に第１の複製を、タグの南側半分に第２の複製を有する。座標データのフラグメントは、符号化パターンのタグサイズ部分にタグ全体が含まれるか否かに関係なく、該タグサイズ部分が１つのタグのｘ座標データ及びｙ座標データを含むよう配列される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面上の位置符号化パターンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、ユーザが印刷された基材、例えば紙を介してコンピュータシステムからの情報にアクセスすることができるようにする方法についてすでに説明している。基材は、その上に符号化パターンが印刷されており、この符号化パターンは、感知デバイスを使用してユーザと基材とのインタラクションが行われるときに光学的感知デバイスによって読み取られる。コンピュータは、感知デバイスからインタラクションデータを受け取り、このデータを使用して、ユーザによってどのようなアクションが要求されているかを判別する。例えば、ユーザは、フォーム上に手書き入力を行ったり、印刷されたアイテムの周りで選択ジェスチャーを実行したりすることができる。この入力は、コンピュータシステムによって印刷された基材に対応するページ記述を参照しつつ解釈される。
【０００３】
感知デバイスによって取り込まれる画像を最大限利用可能なように基材上の符号化パターンを改善することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，８３２，７１７号
【発明の概要】
【０００５】
第１の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
ｙ軸が南北として公称的に定義され、ｘ軸が東西として公称的に定義される、それぞれがｘ座標データ及びｙ座標データを含む複数の連続するタグと、
それぞれのタグに含まれる複数のデータ要素であって、前記ｘ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表され、前記ｙ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表される複数のデータ要素とを含むが、
ただし、
前記ｘ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの西側半分に第１の複製を、前記タグの東側半分に第２の複製を有し、
前記ｙ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの北側半分に第１の複製を、前記タグの南側半分に第２の複製を有し、
前記座標データのフラグメントは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく１つのタグに関する前記ｘ座標データ及び前記ｙ座標データを含むことを保証されるように配列される。
【０００６】
適宜、それぞれのタグは正方形である。
【０００７】
適宜、前記符号化パターンは、
複数のセルを含む、ターゲットグリッドを定める複数のターゲット要素を含み、隣接するセルはターゲット要素を共有し、それぞれのタグは、複数の連続するセルによって定められる。
【０００８】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【０００９】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【００１０】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００１１】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００１２】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００１３】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【００１４】
適宜、前記ｘ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｘ座標コードワードとして符号化され、前記ｙ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｙ座標コードワードとして符号化される。
【００１５】
適宜、それぞれのタグは、１つ又は複数の共通コードワードを含み、それぞれの共通コードワードは前記リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなり、前記１つ又は複数の共通コードワードは、複数の連続するタグに共通のコードワードとして定義される。
【００１６】
適宜、それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、連続するシンボルグループは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が、前記部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように配列される。
【００１７】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データを符号化する。
【００１８】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記基材を一意的に識別する。
【００１９】
適宜、それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された方向シンボルを含み、前記方向シンボルは前記表面に関する前記符号化パターンの方向を識別する。
【００２０】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【００２１】
適宜、それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する。
【００２２】
適宜、前記ターゲット要素は、ローパスフィルタによって前記データ要素から十分に区別可能な大きさである。
【００２３】
適宜、前記ターゲット要素はターゲットドットであり、前記データ要素はマクロドットである。
【００２４】
適宜、それぞれのターゲットドットは、それぞれのマクロドットの直径の少なくとも２倍の直径を有する。
【００２５】
第２の態様において、本発明は、基材の表面上に配置された符号化パターンを撮像する方法を提供し、前記方法は、
（ａ）前記表面に相対的に光学式読み取り装置を位置決めするステップと、前記符号化パターンの一部の画像を取り込むステップとを動作可能なように行うステップであって、前記符号化パターンは、
ｙ軸が南北として公称的に定義され、ｘ軸が東西として公称的に定義される、それぞれがｘ座標データ及びｙ座標データを含む複数の連続するタグと、
それぞれのタグに含まれる複数のデータ要素であって、前記ｘ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表され、前記ｙ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表される複数のデータ要素とを含み、
前記ｘ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの西側半分に第１の複製を、前記タグの東側半分に第２の複製を有し、
前記ｙ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの北側半分に第１の複製を、前記タグの南側半分に第２の複製を有する、ステップと、
（ｂ）前記撮像された部分に含まれるｘ座標データ及びｙ座標データをサンプリングし、復号するステップと、
（ｃ）前記ペンの位置を判定するステップとを含み、
前記部分は、少なくともタグ直径１つ分の、またタグ直径２つ分よりも小さい直径を有する。
適宜、それぞれのタグは正方形である。
【００２６】
適宜、前記符号化パターンは、
複数のセルを含む、ターゲットグリッドを定める複数のターゲット要素を含み、隣接するセルはターゲット要素を共有し、それぞれのタグは、複数の連続するセルによって定められる。
【００２７】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【００２８】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【００２９】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００３０】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００３１】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００３２】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【００３３】
適宜、前記ｘ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｘ座標コードワードとして符号化され、前記ｙ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｙ座標コードワードとして符号化される。
【００３４】
他の態様において、基材の表面上に配置された符号化パターンを撮像するシステムが実現され、前記システムは、
（Ａ）前記基材であって、前記符号化パターンは、
ｙ軸が南北として公称的に定義され、ｘ軸が東西として公称的に定義される、それぞれがｘ座標データ及びｙ座標データを含む複数の連続するタグと、
それぞれのタグに含まれる複数のデータ要素であって、前記ｘ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表され、前記ｙ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表される複数のデータ要素とを含み、
前記ｘ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの西側半分に第１の複製を、前記タグの東側半分に第２の複製を有し、
前記ｙ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの北側半分に第１の複製を、前記タグの南側半分に第２の複製を有する、前記基材と、
（Ｂ）光学式読み取り装置であって、
前記符号化パターンの一部の画像を取り込む、少なくともタグ１つ分の直径の大きさであり、タグ２つ分の直径よりも小さい視野を有する、画像センサーと、
プロセッサであって、
（ｉ）前記取り込まれた画像内にあるｘ座標データ及びｙ座標データをサンプリングし、復号するステップと、
（ｉｉ）前記ペンの位置を判定するステップとを実行するように構成されたプロセッサとを備える光学式読み取り装置とを備える。
【００３５】
適宜、それぞれのタグは正方形である。
【００３６】
適宜、前記符号化パターンは、
複数のセルを含む、ターゲットグリッドを定める複数のターゲット要素を含み、隣接するセルはターゲット要素を共有し、それぞれのタグは、複数の連続するセルによって定められる。
【００３７】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【００３８】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００３９】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００４０】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００４１】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【００４２】
適宜、前記ｘ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｘ座標コードワードとして符号化され、前記ｙ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｙ座標コードワードとして符号化される。
【００４３】
適宜、前記読み取り装置は、ペン先を有する光学式撮像ペンである。
【００４４】
第３の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
複数のセルを含むターゲットグリッドを定める、隣接するセルが共有する複数のターゲット要素と、
それぞれのセル内に含まれる複数のデータ要素と、
それぞれのタグが複数の連続するセルによって定められ、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化されたそれぞれのローカルタグデータを含む複数のタグとを含み、
それぞれのタグは、少なくとも９個のターゲット要素を含む。
【００４５】
適宜、それぞれのタグは、少なくとも１６個のターゲット要素を含む。
【００４６】
適宜、それぞれのタグは、少なくとも２５個のターゲット要素を含む。
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【００４７】
適宜、前記ターゲット要素は、前記符号化パターンの一部が光学的感知デバイスによって取得される場合に前記ターゲットグリッドの遠近歪みの計算を容易にするように構成される。
【００４８】
適宜、前記ターゲット要素は、ローパスフィルタによって前記データ要素から十分に区別可能な大きさである。
【００４９】
適宜、前記ターゲット要素はターゲットドットであり、前記データ要素はマクロドットである。
【００５０】
適宜、それぞれのターゲットドットは、それぞれのマクロドットの直径の少なくとも２倍の直径を有する。
【００５１】
適宜、前記マクロドットは、パルス位置変調によりデータ値を符号化する。
【００５２】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００５３】
適宜、それぞれのタグは前記ローカルタグデータの複数の複製を含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記ローカルタグデータを含むことを保証される。
【００５４】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、前記ローカルタグデータの４つの複製を含み、それぞれの複製は前記タグのそれぞれの四分の一の中に配置される。
【００５５】
適宜、前記ローカルタグデータは、それぞれのタグの配置を識別する。
【００５６】
適宜、それぞれのタグは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された共通データを含むが、ただし、前記共通データは、複数の連続するタグに共通のデータとして定義される。
【００５７】
適宜、それぞれのセルは、前記共通データのフラグメントを含み、連続するセルは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記共通データを含むことを保証されるように配列される。
【００５８】
適宜、前記共通データは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データである。
【００５９】
適宜、前記共通データは、前記基材を一意的に識別する。
【００６０】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された方向データを含み、前記方向データは、前記表面に関して前記符号化パターンの方向を識別する。
【００６１】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された平行移動データを含み、前記平行移動データは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【００６２】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００６３】
第４の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
複数のセルを含むターゲットグリッドを定める、隣接するセルが共有する複数のターゲット要素と、
それぞれのセル内に含まれる複数のデータ要素と、
それぞれのタグが複数の連続するセルによって定められ、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化されたそれぞれのローカルタグデータを含む複数のタグとを含み、
前記データ要素は、パルス位置変調によりデータ値を符号化する。
【００６４】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【００６５】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００６６】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００６７】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００６８】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【００６９】
適宜、前記ローカルタグデータは、前記リードソロモンシンボルの集合からなるローカルコードワードとして符号化される。
【００７０】
適宜、それぞれのタグは前記ローカルコードワードの複数の複製を含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記ローカルコードワードを含むことを保証される。
【００７１】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、前記ローカルコードワードの４つの複製を含み、それぞれの複製は前記タグのそれぞれの四分の一の中に配置される。
【００７２】
適宜、それぞれのローカルコードワードは、それぞれのタグの配置を識別する。
【００７３】
適宜、それぞれのタグは、１つ又は複数の共通コードワードを含み、それぞれの共通コードワードは前記リードソロモンシンボルの集合からなり、前記１つ又は複数の共通コードワードは、複数の連続するタグに共通のコードワードとして定義される。
【００７４】
適宜、それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、連続するシンボルグループは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が、前記部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように配列される。
【００７５】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データを符号化する。
【００７６】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記基材を一意的に識別する。
【００７７】
適宜、それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された方向シンボルを含み、前記方向シンボルは前記表面に関する前記符号化パターンの方向を識別する。
【００７８】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【００７９】
適宜、それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する。
【００８０】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【００８１】
適宜、前記ターゲット要素は、ローパスフィルタによって前記データ要素から十分に区別可能な大きさである。
【００８２】
適宜、前記ターゲット要素はターゲットドットであり、前記データ要素はマクロドットであり、それぞれのターゲットドットは、それぞれのマクロドットの直径の少なくとも２倍の直径を有する。
【００８３】
第５の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
複数のセルを含むターゲットグリッドを定める、隣接するセルが共有する複数のターゲット要素と、
それぞれのセル内に含まれる複数のデータ要素と、
それぞれのタグが複数の連続するセルによって定められる、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化されたそれぞれのタグデータを含む複数のタグとを含み、
それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された少なくとも１つの方向シンボルを含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は、それぞれの方向シンボルが前記ターゲットグリッドに関して前記タグデータのレイアウトの方向を識別する複数の前記方向シンボルを含むことを保証される。
【００８４】
適宜、それぞれの方向シンボルは、それぞれのセル内の、それぞれの位置が４つの可能な方向のうちの１つの方向を表す４つの可能な位置のうちの１つの位置に位置決めされたデータ要素を含む。
【００８５】
適宜、それぞれの方向シンボルは、前記４つの方向のうちのどれかの方向に光学的感知デバイスによって読み取り可能である。
【００８６】
適宜、それぞれのタグは、Ｎ個のセルを含み、少なくともＮ個の方向シンボルは、Ｎを少なくとも４の値を持つ整数として最小距離Ｎを有する方向符号を形成する。
【００８７】
適宜、前記セルは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が少なくともＮ個の方向シンボルを含む前記方向符号を含むことを保証されるように配列される。
【００８８】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【００８９】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００９０】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００９１】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００９２】
適宜、それぞれの方向シンボルは、前記ターゲットグリッドに関して前記リードソロモンシンボルのレイアウトの方向を識別する。
【００９３】
適宜、前記タグデータは、前記リードソロモンシンボルの集合からなるローカルコードワードとして符号化される。
【００９４】
適宜、それぞれのタグは前記ローカルコードワードの複数の複製を含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記ローカルコードワードを含むことを保証される。
【００９５】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、前記ローカルコードワードの４つの複製を含み、それぞれの複製は前記タグのそれぞれの四分の一の中に配置される。
【００９６】
適宜、それぞれのローカルコードワードは、それぞれのタグの配置を識別する。
【００９７】
適宜、それぞれのタグは、１つ又は複数の共通コードワードを含み、それぞれの共通コードワードは前記リードソロモンシンボルの集合からなり、前記１つ又は複数の共通コードワードは、複数の連続するタグに共通のコードワードとして定義される。
【００９８】
適宜、それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、連続するシンボルグループは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が、前記部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように配列される。
【００９９】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データを符号化する。
【０１００】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記基材を一意的に識別する。
【０１０１】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【０１０２】
適宜、それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する。
【０１０３】
第６の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
複数のセルを含むターゲットグリッドを定める、隣接するセルが共有する複数のターゲット要素と、
それぞれのセル内に含まれる複数のデータ要素と、
それぞれのタグが複数の連続するセルによって定められ、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化されたそれぞれのローカルタグデータを含み、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された共通データを含み、前記共通データが複数の連続するタグに共通のデータとして定義される複数のタグとを含み、
それぞれのセルは、前記共通データのフラグメントを含み、連続するセルは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記共通データを含むことを保証されるように配列される。
【０１０４】
適宜、前記共通データは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データである。
【０１０５】
適宜、前記共通データは、前記基材を一意的に識別する。
【０１０６】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【０１０７】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【０１０８】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【０１０９】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【０１１０】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【０１１１】
適宜、前記共通データは、それぞれの共通コードワードが前記リードソロモンシンボルの集合からなる１つ又は複数の共通コードワードとして符号化される。
【０１１２】
適宜、それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、連続するシンボルグループは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が、前記部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように配列される。
【０１１３】
適宜、前記ローカルタグデータは、前記リードソロモンシンボルの集合からなるローカルコードワードとして符号化される。
【０１１４】
適宜、それぞれのタグは前記ローカルコードワードの複数の複製を含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記ローカルコードワードを含むことを保証される。
【０１１５】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、前記ローカルコードワードの４つの複製を含み、それぞれの複製は前記タグのそれぞれの四分の一の中に配置される。
【０１１６】
適宜、前記ローカルタグデータは、それぞれのタグの配置を識別する。
【０１１７】
適宜、それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された方向シンボルを含み、前記方向シンボルは前記表面に関する前記符号化パターンの方向を識別する。
【０１１８】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【０１１９】
適宜、それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する。
【０１２０】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【０１２１】
適宜、前記ターゲット要素は、ローパスフィルタによって前記データ要素から十分に区別可能な大きさである。
【０１２２】
適宜、前記ターゲット要素はターゲットドットであり、前記データ要素はマクロドットであり、それぞれのターゲットドットは、それぞれのマクロドットの直径の少なくとも２倍の直径を有する。
【０１２３】
第７の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
複数のセルを含むターゲットグリッドを定める、隣接するセルが共有する複数のターゲット要素と、
それぞれのセル内に含まれる複数のデータ要素と、
それぞれのタグが複数の連続するセルによって定められる、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化されたそれぞれのタグデータを含む複数のタグとを含み、
それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記１つ又は複数の平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【０１２４】
適宜、それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する。
【０１２５】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【０１２６】
適宜、１行のＭ個のセル内のＭ個の平行移動シンボルは、最小距離Ｍを有する巡回位置符号を定義し、前記符号は第１のコードワードによって定義される。
【０１２７】
適宜、１列のＭ個のセル内のＭ個の平行移動シンボルは、最小距離Ｍを有する巡回位置符号を定義し、前記符号は第２のコードワードによって定義される。
【０１２８】
適宜、それぞれのタグは、Ｎ個のセルを含み、少なくともＮ個の平行移動シンボルは、Ｎを少なくとも４の値を持つ整数として最小距離Ｎを有する第３のコードワードを形成する。
【０１２９】
適宜、前記符号化パターンのタグサイズの部分は、少なくともＮ個の平行移動シンボルを含むことを保証されており、これにより前記第３のコードワードを取り込む。
【０１３０】
適宜、それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された少なくとも１つの方向シンボルを含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は、それぞれの方向シンボルが前記表面に関して前記符号化パターンの方向を識別する複数の前記方向シンボルを含むことを保証される。
【０１３１】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【０１３２】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【０１３３】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【０１３４】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【０１３５】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【０１３６】
適宜、前記タグデータは、前記リードソロモンシンボルの集合からなるローカルコードワードとして符号化される。
【０１３７】
適宜、それぞれのタグは前記ローカルコードワードの複数の複製を含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記ローカルコードワードを含むことを保証される。
【０１３８】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、前記ローカルコードワードの４つの複製を含み、それぞれの複製は前記タグのそれぞれの四分の一の中に配置される。
【０１３９】
適宜、それぞれのローカルコードワードは、それぞれのタグの配置を識別する。
【０１４０】
適宜、それぞれのタグは、１つ又は複数の共通コードワードを含み、それぞれの共通コードワードは前記リードソロモンシンボルの集合からなり、前記１つ又は複数の共通コードワードは、複数の連続するタグに共通のコードワードとして定義される。
【０１４１】
適宜、それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、連続するシンボルグループは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が、前記部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように配列される。
【０１４２】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データを符号化する。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】サンプルの印刷されたネットページとそのオンラインページ記述との間の関係を示す略図である。
【図２】リレーデバイスのさまざまな代替形態を持つ基本ネットページアーキテクチャの一実施形態を示す図である。
【図３】タグの構造を示す図である。
【図４】９つのシンボルと４つのターゲットとからなる１つのグループを示す図である。
【図５】左手シンボルユニットセルを示す図である。
【図６】右手シンボルユニットセルを示す図である。
【図７】中央シンボルユニットセルを示す図である。
【図８】マクロドット位置の間隔を示す図である。
【図９】シンボルグループ内のシンボルのレイアウトを示す図である。
【図１０】方向符号シンボルのレイアウトを示す図である。
【図１１】平行移動符号シンボルのレイアウトを示す図である。
【図１２】シンボルグループ内の方向及び平行移動符号シンボルのレイアウトを示す図である。
【図１３】第１のコピーが陰影付きで示されている複製されたローカルコードワードＡを示す図である。
【図１４】コードワードＢが陰影付きで示されている共通コードワードＢ、Ｃ、Ｄ、及びＥを示す図である。
【図１５】データストリームフラグメントのコードワードＦを示す図である。
【図１６】完全なタグのレイアウトを示す図である。
【図１７】ローカルコードワードのレイアウトを示す図である。
【図１８】画像処理の流れ図である。
【図１９】ユーザが握るペンのペン先と仰角を示す図である。
【図２０】ユーザが筆記面に対しある標準的な傾斜角度で握るペンを示す図である。
【図２１】ペンの横断面を示す図である。
【図２２Ａ】ペンの底部及びペン先端の部分斜視図である。
【図２２Ｂ】センサー窓の照明野と視野が点線の輪郭で示されている底部及びペン先端の部分斜視図である。
【図２３】ペンの縦断面を示す図である。
【図２４Ａ】ペン先及び外筒成形物の部分縦断面を示す図である。
【図２４Ｂ】ＩＲ ＬＥＤ及び外筒成形物の部分縦断面を示す図である。
【図２５】インクカートリッジのスケッチに隣接するペン光学系のレイトレースを示す図である。
【図２６】レンズの側面図である。
【図２７】ペン先の側面及び光学センサーの視野を示す図である。
【図２８】ペン電子回路のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０１４４】
本発明のいくつかの好ましい実施形態及び他の実施形態は、限定されない実施例のみを使って、付属の図面を参照しつつ説明される。
【０１４５】
１．１ ネットページシステムのアーキテクチャ
好ましい一実施形態では、本発明は、ネットページネットワーク接続コンピュータシステムと連携するように構成され、これらの詳細な概要を以下に示す。すべての実装が、基本システムに関して以下で説明されている具体的な詳細及び拡張の全部を、又は大部分であっても、必ずしも具現化するとは限らないことは理解されるであろう。しかし、システムは、本発明の好ましい実施形態及び態様が動作する背景状況を理解しようとしたときに外部の参考文献をあまり参照しなくて済むように最も完全な形で説明されている。
【０１４６】
簡単に述べると、ネットページシステムの好ましい形態では、マッピングされた表面、つまり、コンピュータシステム内に保持されている表面のマップへの参照を含む物理的表面の形態のコンピュータインターフェースを使用する。マップ参照に対するクエリーは、適切な感知デバイスによって行われうる。特定の実装に応じて、マップ参照は、可視的に、又は不可視的に符号化され、マッピングされて表面上のローカルクエリーがマップ内及び異なるマップ間の両方において曖昧でないマップ参照を生成するように定義されうる。コンピュータシステムは、マッピングされた表面上の特徴に関する情報を格納することができ、そのような情報は、マッピングされた表面とともに使用される感知デバイスによって供給されるマップ参照に基づいて取り出すことができる。こうして取り出された情報は、オペレータと表面特徴とのインタラクションに応じてオペレータの代わりにコンピュータシステムによって起動されるアクションの形態を採りうる。
【０１４７】
好ましい形態では、ネットページシステムは、ネットページの生成及びネットページに対するヒューマンインタラクションを利用する。これらは、通常の紙に印刷された、ただしインタラクティブなＷｅｂページのように機能する数ページ分のテキスト、グラフィックス、及び画像である。情報は、肉眼では実質的に見えないインクを使用してそれぞれのページ上に符号化される。しかし、インクは、したがって符号化されたデータは、光学式撮像感知デバイスによって感知され、ネットページシステムに伝送されるようにできる。感知デバイスは、クリッカー（表面上の特定の位置をクリックするため）、スタイラス（ポインタストロークを使用して表面上でポイントするか、又はジェスチャーを使用するため）を有するポインタ、又はマーキング用ペン先（表面上でポイントしたり、ジェスチャーを使用したり、書いたりするときに表面にインクでマーキングするため）を有するペンの形態を採りうる。本明細書で「ペン」又は「ネットページペン」と称しているが、これは例に過ぎない。もちろん、ペンは、説明されている感知デバイスのうちのどれかの形態を採りうることは理解されるであろう。
【０１４８】
一実施形態では、それぞれのページ上のアクティブボタン及びハイパーリンクは、ネットワークからの情報を要求するか、又はネットワークサーバーへの参照を信号で伝えるために、感知デバイスでクリックされうる。一実施形態では、ネットページ上で手書きされたテキストは、ネットページシステム内で自動的に認識され、コンピュータテキストに変換され、これによりフォームへの書き込みが可能になる。他の実施形態では、ネットページ上に記録された署名は、自動的に確認され、ｅコマース取引を安全に認証することができる。他の実施形態では、ユーザによって指示されたキーワードに基づき検索を開始するために、ネットページ上のテキストがクリックされるか、又はテキストに対しジェスチャーが使用されうる。
【０１４９】
図１に例示されているように、印刷されたネットページ１は、ユーザによって、印刷されたページ上に、物理的に書き込まれるだけでなく、ペンとネットページシステムとの間の通信を介して「電子的に」書き込まれうるインタラクティブフォームを表すことができる。この実施例は、名前及びアドレスのいくつかのフィールドと送信ボタンを含む「Ｒｅｑｕｅｓｔ」フォームを示している。ネットページ１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とこのグラフィックデータを重ね表示された表面符号化パターン３とからなる。表面符号化パターン３は、タグ４の集合体を備える。１つのこのようなタグ４は、図１の陰影付き領域内に示されているが、符号化パターン３によって定義された連続するタグ４がネットページ１全体にわたって密にタイル状に配列されていることは理解されるであろう。
【０１５０】
ネットページネットワーク上に格納されている、対応するページ記述５で、ネットページの個別要素を記述する。特に、これは、ネットページシステムがネットページを介して入力を正しく解釈できるように、それぞれのインタラクティブ要素（つまり、実施例におけるテキストフィールド又はボタン）のタイプ及び空間的広がり（ゾーン）を記述する。例えば、送信ボタン６は、対応するグラフィック８の空間的広がりに対応するゾーン７を有する。
【０１５１】
図２に例示されているように、第３節で説明されているペンなどのネットページ感知デバイス４００は、家庭で使用する、事務所で使用する、又は移動中に使用するためのインターネット接続デバイスであるネットページリレーデバイス６０１と連携動作する。ペン４００は、無線通信を行い、短距離無線リンク９を介してネットページリレーデバイス６０１と安全に通信する。代替の一実施形態では、ネットページペン４００は、リレーデバイス６０１に対しＵＳＢ又は他のシリアル接続などの有線接続を使用する。
【０１５２】
リレーデバイス６０１は、インタラクションデータを解釈する、ページサーバー１０にインタラクションデータを中継する基本機能を実行する。図２に示されているように、リレーデバイス６０１は、例えば、パーソナルコンピュータ６０１ａ、ネットページプリンタ６０１ｂ、又は他の何らかのリレー６０１ｃ（例えば、Ｗｅｂブラウザを組み込んだパーソナルコンピュータ又は携帯電話）の形態を採りうる。
【０１５３】
ネットページプリンタ６０１ｂは、定期的に、又はオンデマンドで、個人向け新聞、雑誌、カタログ、冊子、及び他の刊行物を、すべてインタラクティブネットページとして高品位印刷して配布することができる。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、ユーザの台所で、朝食のテーブルの近くで、又はその日一日の家庭の出発点の近くで朝のニュースが最初に消費される領域に隣接して壁掛けできるアプライアンスである。さらに、テーブルの上に置くバージョン、机の上に置くバージョン、携帯型バージョン、及び小型バージョンのものもある。消費の時点においてオンデマンドで印刷されるネットページは、紙の使いやすさとインタラクティブ媒体の即時性及び双方向性とを兼ね備える。
【０１５４】
それとは別に、ネットページリレーデバイス６０１は、携帯電話若しくはＰＤＡなどの携帯型デバイス、ラップトップ若しくはデスクトップコンピュータ、又はテレビなどの共有ディスプレイに接続された情報アプライアンスとしてもよい。リレーデバイス６０１が、ネットページをオンデマンドでデジタル印刷するネットページプリンタ６０１ｂでない場合、ネットページは、オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、凸版印刷、及び輪転グラビア印刷などの技術を使用する伝統的なアナログ印刷機によって、さらにはドロップオンデマンドインクジェット、連続インクジェット、転染、及びレーザー印刷などの技術を使用するデジタル印刷機によって印刷されうる。
【０１５５】
図２に示されているように、ネットページ感知デバイス４００は、印刷されたネットページ１、又は製品２５１のラベルなどの他の印刷された基材上のタグパターンの一部とのインタラクションを実行し、短距離無線リンク９を介してそのインタラクションをリレーデバイス６０１に伝える。リレー６０１は、解釈のため対応するインタラクションデータを関連するネットページページサーバー１０に送信する。感知デバイス４００から受信された生データは、インタラクションデータとしてページサーバー１０に直接中継されうる。それとは別に、インタラクションデータは、インタラクションＵＲＩの形で符号化され、ユーザのＷｅｂブラウザ６０１ｃを介してページサーバー１０に送信されうる。次いで、Ｗｅｂブラウザ６０１ｃは、ページサーバー１０からＵＲＩを受信し、Ｗｅｂサーバー２０１を介してＷｅｂページにアクセスすることができる。いくつかの状況において、ページサーバー１０は、ネットページアプリケーションサーバー１３上で実行中のアプリケーションコンピュータソフトウェアにアクセスできる。
【０１５６】
ネットページリレーデバイス６０１は、任意の数の感知デバイスをサポートするように構成することができ、感知デバイスは、任意の数のネットページリレーと連携動作しうる。好ましい実装では、それぞれのネットページ感知デバイス４００は一意的な識別子を有する。これにより、それぞれのユーザは、ネットページページサーバー１０又はアプリケーションサーバー１３に関して異なるプロファイルを維持することができる。
【０１５７】
ネットページ１のデジタルオンデマンド配布は、利用が高まっているブロードバンドインターネットアクセスを利用するネットページプリンタ６０１ｂによって実行されうる。ネットページネットワーク上のネットページパブリケーションサーバー１４は、印刷品質の刊行物をネットページプリンタに配信するように構成される。定期刊行物は、ポイントキャスト及びマルチキャストのインターネットプロトコルを介してサブスクライブするネットページプリンタに自動的に配信される。個人向け刊行物は、個々のユーザプロファイルに従ってフィルタ処理され、フォーマットされる。
【０１５８】
ネットページペンは、ネットページ登録サーバー１１に登録され、１つ又は複数の決済カード口座にリンクされうる。これにより、ネットページペンを使用してｅコマース決済を安全に認証することができる。ネットページ登録サーバーは、ネットページペンによって取り込まれた署名とすでに登録されている署名との比較を行い、ｅコマースサーバーに対しユーザＩＤを認証することができる。他のバイオメトリクスも、本人確認に使用できる。ネットページペンの一バージョンは、ネットページ登録サーバーによって類似の方法で確認される、指紋スキャニングを含む。
【０１５９】
１．２ ネットページ
ネットページは、ネットページネットワークを構築するための基礎である。これらは、公開された情報及びインタラクティブサービスに対する紙を利用したユーザインターフェースを構成する。
【０１６０】
図１に示されているように、ネットページは、ページのオンライン記述５を参照しつつ不可視タグが付けられた印刷されたページ（又は他の表面領域）からなる。オンラインページ記述５は、ネットページページサーバー１０によって永続的に保持される。ページ記述は、テキスト、グラフィックス、及び画像を含む、ページの可視レイアウト及びコンテンツを記述するものである。また、ボタン、ハイパーリンク、及び入力フィールドを含む、ページ上の入力要素も記述する。ネットページを使用すると、表面上にネットページペンで付けられたマーキングが、ネットページシステムによって同時に取り込まれ、処理されるようにできる。
【０１６１】
複数のネットページ（例えば、アナログ印刷機によって印刷されたネットページ）は、同じページ記述を共有することができる。しかし、他の何らかの形で同一のページを通じての入力を区別できるように、それぞれのネットページに、一意的なページ識別子を割り当てることができる。このページＩＤは、非常に多くのネットページを区別できる十分に高い精度を有する。
【０１６２】
ページ記述５に対するそれぞれの参照は、ネットページパターンで繰り返し符号化される。それぞれのタグ（及び／又は連続するタグの集合体）は、それが出現する一意的なページを識別し、それにより、ページ記述５を間接的に識別する。それぞれのタグは、さらに、ページ上のそれ固有の位置を識別する。タグの特性については、以下でさらに詳しく説明される。
【０１６３】
タグは、典型的には、通常の紙などの赤外線を反射する基材上に赤外線吸収インクで印刷されるか、又は赤外線蛍光インクで印刷される。近赤外線波長は、人の目には不可視であるが、適切なフィルタを使った固体画像センサーを使用すれば容易に感知される。
【０１６４】
タグは、ネットページ感知デバイス内の２Ｄ領域画像センサーによって感知され、タグデータは、最も近い位置にあるネットページリレーデバイス６０１を介してネットページシステムに伝送される。ペン４００は、無線通信を行い、短距離無線リンクを介してネットページリレーデバイス６０１と通信する。インタラクションはステートレスなので、ペン側でページとのインタラクション毎にページのＩＤ及び位置を認識することが重要である。タグは、表面の損傷に対する部分的耐性を持たせるために誤り訂正可能なように符号化される。
【０１６５】
ネットページページサーバー１０は、それぞれの一意的な印刷されたネットページについて一意的なページインスタンスを保持し、これにより、印刷されたネットページ１毎にページ記述５の入力フィールドに対しユーザが指定する値の異なる集合を保持することができる。
【０１６６】
２ ネットページタグ
２．１ タグデータのコンテンツ
それぞれのタグ４は、基材の一領域内のそのタグの絶対位置を識別する。
【０１６７】
ネットページとのそれぞれのインタラクションでは、タグ位置と併せて領域ＩＤも構成すべきである。好ましい一実施形態では、タグが参照する領域は、ページ全体と一致し、したがって、領域ＩＤは、タグが出現するページのページＩＤと同義である。他の実施形態では、タグが参照する領域は、ページの任意の部分領域であるか、又は他の表面であってもよい。例えば、これは、インタラクティブ要素のゾーンと一致してもよく、この場合、領域ＩＤはインタラクティブ要素を直接的に識別することができる。
【０１６８】
出願人の以前の出願（例えば、特許文献１）で説明されているように、領域ＩＤは、それぞれのタグ４で個別に符号化されうる。以下でさらに詳しく説明されるように、領域ＩＤは、タグ全体が感知デバイスの視野内にない場合であっても基材とのすべてのインタラクションにおいて領域ＩＤを識別するような方法で複数の連続するタグで符号化されうる。
【０１６９】
それぞれのタグ４は、好ましくは、タグが印刷される基材に関してタグの方向を識別すべきである。タグから読み取られた方向データにより、基材に関するペン１０１の方向（ヨー）を決定することができる。
【０１７０】
タグ４は、さらに、全体として領域に関係するか、又は個別のタグに関係する１つ又は複数のフラグを符号化することもできる。例えば、１つ又は複数のフラグビットは、感知デバイス側で領域の記述を参照しなくても、タグの即時領域に関連する機能を示すフィードバックを返すように感知デバイスに通知することができる。例えば、ネットページペンは、ハイパーリンクのゾーン内にあるときに「アクティブ領域」ＬＥＤを点灯させることができる。
【０１７１】
タグ４は、さらに、デジタル署名又はそのフラグメントを符号化することもできる。（部分的な）デジタル署名を符号化するタグは、製品が本物であることを確認する必要があるアプリケーションにおいて有用である。このようなアプリケーションは、例えば米国特許出願公開第２００７／０１０８２８５号明細書において説明されており、その内容は、参照により本明細書に組み込まれている。デジタル署名は、基材とのすべてのインタラクションで取り出せるように符号化されうる。それとは別に、デジタル署名は、基材のランダムなスキャン、又は部分的なスキャンで組み立てられるように符号化されうる。
【０１７２】
もちろん、以下でさらに詳しく説明されるように、他のタイプの情報（例えば、タグサイズなど）も、符号化してそれぞれのタグ又は複数のタグの中に入れることができることは理解されるであろう。
【０１７３】
２．２ 一般的なタグ構造
図１に関して上で説明されているように、ネットページ表面符号化は、一般に、タグの高密度平面状タイリングからなる。本発明では、それぞれのタグ４は、２種類の要素を含む符号化パターンによって表される。図３及び４を参照すると、第１の種類の要素は、ターゲット要素である。ターゲットドット３０１の形態のターゲット要素により、タグ４を符号化された表面の画像内に配置することができ、またタグの遠近歪みを推論することができる。第２の種類の要素は、マクロドット３０２の形態のデータ要素である（図７を参照）。それぞれのマクロドット３０２は、データ値を符号化する。出願人の以前の開示（例えば、米国特許第６，８３２，７１７号明細書）で説明されているように、バイナリビットを表すためにマクロドットの有無が使用される。しかし、本発明のタグ構造は、第２．３節でさらに詳しく説明されている、パルス位置変調を使用してデータ値を符号化する。
【０１７４】
符号化パターン３は、光学的撮像系によって取得できるように、特に近赤外線の狭帯域応答を持つ光学系によって取得できるように表面上に表される。パターン３は、典型的には、狭帯域の近赤外線インクを使用して表面上に印刷される。
【０１７５】
図３は、ターゲット要素３０１が示されている完全なタグ４の構造を示している。タグ４は、正方形であり、１６のターゲット要素を含む。タグのエッジとコーナーに配置されているこれらのターゲット要素３０１（全部で１２個）は、隣接するタグによって共有され、タグの周を定める。出願人の以前のタグ設計とは対照的に、多数のターゲット要素３０１を用意することで、感知デバイス１０１による撮像時にタグ４の遠近歪みを正確に測定することが容易に行えて有利である。これは、タグの感知及び最終的には位置決定の精度を高める。
【０１７６】
タグ４は、９個のシングルグループ３０３の正方形の配列からなる。シンボルグループ３０３は、それぞれのシンボルグループは４つのターゲット要素によって定められた正方形内に収まるようにターゲット要素３０１によって区別される。隣接するシンボルグループ３０３は、連続的であり、ターゲットを共有する。
【０１７７】
ターゲット要素３０１はすべて同一なので、隣接するタグ同士を区別しない。純粋にターゲット要素のレベルで見たときに、ターゲットグリッドのセルを定めるシンボルグループ３０３のみが区別されうる−タグ４それ自体は、ターゲット要素のみを見ることでは区別不可能である。したがって、タグ４は、タグ復号の一環としてターゲットグリッドと位置を揃えられなければならない。
【０１７８】
タグ４は、すべてのタグデータを、埋め込みデータオブジェクトを除き（第２．８．３節を参照）、タグのサイズ（＋１マクロドットユニット）以下の撮像視野から復元できるように設計される。これは、タグ４に固有のいかなるデータも、タグ内に４回、つまり、各象限又は四分の一毎に１回、出現しなければならず、１列又は１行のタグに固有のいかなるデータも、タグ内に２回、つまり、それぞれタグの水平方向半分又は垂直方向半分毎に１回、出現しなければならず、タグの集合に共通のいかなるデータも、タグ内に１回出現する必要があることを意味する。
【０１７９】
２．３ シンボルグループ
図４に示されているように、９個のシンボルグループ３０３のそれぞれは、１２個のデータシンボル３０４を備え、それぞれのデータシンボルは１つのコードワードの一部となっている。それに加えて、それぞれのシンボルグループ３０３は、方向符号（「ＯＲ」）及び２つの直交平行移動符号（「ＨＴ」及び「ＶＴ」）のそれぞれからの１つのシンボルを含む。方向符号により、視野内のタグの方向を決定することができる。２つの直交平行移動符号により、視野内のシンボルグループ３０３に関する（１つ又は複数の）タグの平行移動を決定することができる。つまり、この平行移動符号により、「不可視」タグとターゲットグリッドとの位置を揃えることができる。
【０１８０】
それぞれのシンボルグループ３０４は、フラグ符号（Ｆ）からの２つのシンボルを含む。フラグ符号は、アクティブ領域フラグを符号化したものである。
【０１８１】
それぞれのシンボル３０４は、４ビットのデータを格納する。一般に、それぞれのシンボル３０４は、二等分され、この二等分｛ｈ０，ｈ１｝のそれぞれは、２ビットパルス位置変調を使用して、つまり半分の中の４位置｛ｐ００，ｐ０１，ｐ１０，ｐ１１｝のうちの１つの中の単一マクロドット３０２を使用して、符号化される。半分ｈ０は、シンボルの最下位ビットを符号化し、半分ｈ１は、最上位ビットを符号化する。
【０１８２】
図５は、水平矩形データシンボルのレイアウトを示している。図６は、垂直矩形データシンボルのレイアウトを示している。
【０１８３】
２．４ ターゲット及びマクロドット
マクロドット３０２の両方の次元における間隔は、図７に示されているように、パラメータｓによって指定される。これは、１インチ当たり１６００ドットのピッチで６つのドットが印刷されることに基づき、９５μｍの公称値を有する。
【０１８４】
マクロドット３０２のみが、パターン内のシンボル３０４の表現の一部となっている。シンボル３０４のアウトラインが、例えば、図３及び４に示されているのは、タグの構造をより明確に示すために過ぎない。
【０１８５】
マクロドット３０２は、公称直径が（４／６）ｓである公称円形である。しかし、パターンを形成するために使用されるデバイスの能力に応じてサイズを±１５％ほど変えることは許される。
【０１８６】
ターゲット３０１は、公称直径が（１２／６）ｓである公称円形である。しかし、パターンを形成するために使用されるデバイスの能力に応じてサイズを±１５％ほど変えることは許される。
【０１８７】
それぞれのタグ４は、幅４０ｓ、長さ４０ｓを有する。
【０１８８】
マクロドット間隔、したがってタグパターンの全体的スケールは、パターンを形成するために使用されるデバイスの能力に応じて±１１％ほど変えることは許される。公称スケールからの偏差は、位置サンプルを正確に生成できるようにそれぞれのタグ（タグサイズＩＤフィールド）内に記録される。
【０１８９】
これらの許容範囲は、互いに無関係である。これらは、特定のプリンタ特性を参照しつつ再定義できる。
【０１９０】
２．５ 符号化された符号及びコードワード
以下の節では、図１１から１６の中のそれぞれのシンボルは、一意的なラベルとともに示されている。ラベルは、シンボルがどのコードワードの一部であるかを識別するアルファベットのプレフィックスとコードワード内のシンボルのインデックスを示す数値のサフィックスとからなる。簡単にするため、データシンボル３０４のみが示されており、方向及び平行移動符号シンボルは示されていない。
【０１９１】
いくつかのシンボルラベルは、いくつかのコードワードレイアウトの対称性を示すように回転して示されているが、それぞれのシンボルのレイアウトは、シンボルグループ内の位置によって決定され、シンボルラベルの回転によって決定されるわけではない（例えば、出願人の米国特許出願公開第２００６／１４６０６９号明細書で説明されている）。
【０１９２】
２．５．１ 方向符号
方向符号は、２ビットのデータを含む単一のシンボルからなり、パルス位置変調を使用して符号化される。図８は、方向符号シンボルのレイアウトを示している。
【０１９３】
図４に示されているように、方向符号シンボルのレイアウトは、タグの方向を示すためにそれぞれのシンボルグループ３０３内に１回出現する（ＯＲシンボルを介して）。
【０１９４】
それぞれのシンボルグループは、１シンボル４値方向符号を符号化する。符号は、コードワードの集合｛｛０｝，｛１｝，｛２｝，｛３｝｝によって定義される。これらのコードワードは、それぞれ、０、９０、１８０、及び２７０度の時計回りのタグ回転に対応する。それぞれのコードワードは、９０度の方向で読み取られる先行要素に対応し、したがって、単一のコードワードが、回転時に符号全体を生じさせる。符号は、最小距離１を有する。タグ全体の符号は、最小距離９を持つ符号を形成し、４つのシンボル誤りを訂正できる。追加のシンボルが、視野内で見える場合、これらは、冗長性を増すために使用され、なおいっそうロバストな復号が行える。単一シンボル誤りを訂正できるためには、最低でも３つの方向符号が、組み合わせた最小距離３で、復号されなければならない。
【０１９５】
２．５．２ 平行移動符号
それぞれの平行移動符号シンボルは、２ビットのデータを含み、パルス位置変調を使用して符号化される。図８は、平行移動符号シンボルのレイアウトを示している。
【０１９６】
図４に示されているように、平行移動符号シンボルのレイアウトは、タグの水平及び垂直の平行移動を示すためにシンボルグループ内で２つの方向に２回出現する（それぞれＨＴ及びＶＴシンボルを介して）。
【０１９７】
シンボルグループのそれぞれの行及びシンボルグループのそれぞれの列は、３シンボル４値巡回位置符号を符号化する（出願人の巡回位置符号は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第７，０８２，５６２号で説明されている）。符号は、コードワード｛０，１，２，｝によって定義される。シンボル値３は、消去として取り扱うことができる。これは、最小距離３を有し、単一シンボル誤りを訂正することができる。タグ全体の符号は、最小距離９を持つ符号を形成し、４つのシンボル誤りを訂正できる。追加のシンボルが、視野内で見える場合、これらは、冗長性を増すために使用され、なおいっそうロバストな復号が行える。
【０１９８】
非回転タグの左上コーナーは、２つの直交巡回位置コードワード内の第１のシンボルを符号化するシンボルグループによって識別される。
【０１９９】
２．５．３ フラグ符号
アクティブ領域フラグシンボルは、１ビットのデータからなり、１ビットパルス位置変調を使用して、つまり、２つの位置｛ｐ０，ｐ１｝のうちの１つで単一マクロドットを使用して符号化される。図１０は、フラグシンボルのレイアウトを示している。
【０２００】
フラグシンボルは、タグ４に固有のものであり、したがって、タグのそれぞれの象限において冗長符号化される。図１０に示されているように、フラグシンボルは、２回複製されるが、それぞれのシンボルグループ３０３内で４通りに定義される。これにより、フラグシンボルの少なくとも４つの異なるコピーがタグの１つの象限から復元されうることが保証される。４つのシンボルは、最小距離３を有する符号を形成し、単一の誤りを訂正することができる。追加のシンボルが、視野内で見える場合、これらは、冗長性を増すために使用されうる。
【０２０１】
２．５．４ 座標データ
タグは、タグのｘ座標及びｙ座標をそれぞれ符号化するために使用されるｘ座標コードワード及びｙ座標コードワードを含む。これらのコードワードは、パンクチャード２４値（８，４）リードソロモン符号のコードワードである。したがって、タグは、座標毎に最大１６ビットまでの情報を符号化する。
【０２０２】
それぞれのｘ座標コードワードは、タグ内で、つまり、水平方向の各半分（「北」と「南」）内で２回複製され、そのタグを含むタグの列内で一定である。同様に、それぞれのｙ座標コードワードは、タグ内で、つまり、垂直方向の各半分（「東」と「西」）内で２回複製され、そのタグを含むタグの行内で一定である。これにより、完全なタグを含む十分な大きさのタグパターンの画像が、必ず、画像とタグパターンとの位置が揃っているかどうかに関係なく、それぞれの座標コードワードの完全なインスタンスを含むことが保証される。いずれかの座標コードワードのインスタンスは、異なるタグからのフラグメントで構成することができる。
【０２０３】
ｘ座標コードワードのレイアウトは、図１１に示されている。ｙ座標コードワードのレイアウトは、図１２に示されている。
【０２０４】
２．５．５ 共通データ
タグ４は、表面領域内の連続するタグの集合に共通の情報を符号化する３つのコードワードＢ、Ｃ、及びＤを含む。それぞれのコードワードは、２４値（１５，１１）リードソロモン符号のコードワードである。したがって、タグは、連続するタグの集合に共通の最大１３２ビットまでの情報を符号化する。
【０２０５】
共通コードワードは、タグ付き領域全体を通して複製される。これにより、完全なタグを含む十分な大きさのタグパターンの画像が、必ず、画像とタグパターンとの位置が揃っているかどうかに関係なく、それぞれの共通コードワードの完全なインスタンスを含むことが保証される。それぞれの共通コードワードのインスタンスは、異なるタグからのフラグメントで構成することができる。
【０２０６】
共通コードワードのレイアウトは、図１３に示されている。コードワードは、互いに関して９０度回転された、同じレイアウトを有する。
【０２０７】
２．５．６ 秘密鍵署名
タグは、適宜、表面領域内の連続するタグの集合に共通の秘密鍵デジタル署名を含む。この署名は、１５個の２４値シンボルからなる。したがって、タグは、最大６０ビットまでの秘密鍵署名データを適宜符号化する。
【０２０８】
署名は、タグ付き領域全体を通して複製される。これにより、完全なタグを含む十分な大きさのタグパターンの画像が、必ず、画像とタグパターンとの位置が揃っているかどうかに関係なく、署名の完全なインスタンスを含むことが保証される。署名のインスタンスは、異なるタグからのフラグメントで構成することができる。
【０２０９】
署名は、第２．５．５節で説明されている３つの共通コードワードと同じ（回転された）レイアウトを有する。
【０２１０】
秘密鍵署名のレイアウトは、図１４に示されている。
【０２１１】
署名は、冗長符号化されていない。署名を確認するサーバーは、完全な署名にアクセスする権限を有しており、したがって、リードソロモン符号によって必要とされる訂正シンボル毎に２つのシンボルではなく訂正シンボル毎に１つのシンボルでよいという効果的なコストで誤り訂正を実行することができる。誤り訂正をサーバーに委ねることで、長い署名が可能になり、したがって署名の強さが高まり、或いは逆に、誤り訂正能力を高めて同じ効果的な署名の長さを使用できるようになる。
【０２１２】
デジタル署名については、第２．８．４節でさらに説明する。
【０２１３】
２．５．７ 埋め込みデータフラグメント
タグは、適宜、表面符号化に埋め込まれたより大きなデータオブジェクトのフラグメント符号化するコードワードを含む。コードワードは、２４値（１５，１１）リードソロモン符号のコードワードである。したがって、タグは、適宜４４ビットのデータオブジェクトを符号化する。
【０２１４】
データ埋め込みについては、第２．８．３節でさらに説明する。
【０２１５】
２．５．８ 完全なタグ
図１６は、それぞれのシンボルグループが１２個のデータシンボルを含む、完全なタグのデータのレイアウトを示している。方向及び平行移動符号は、図１６には示されていない。
【０２１６】
２．６ リードソロモン符号化
２．６．１ リードソロモン符号
すべてのデータは、ＧＦ（１６）上で定義されたリードソロモン符号を使用して符号化される。符号は、１５の自然長ｎを有する。選択した長さとなるように、適宜パンクチャーされる。符号の次元ｋは、符号の誤り訂正能力とデータ容量とのバランスをとるように選択され、これらはそれぞれ、（ｎ−ｋ）／２個のシンボル及びｋ個のシンボルである。
【０２１７】
符号は、原始多項式
ｐ（ｘ）＝ｘ４＋ｘ＋１
を有する。
【０２１８】
符号は、生成多項式
【数１】
を有する。
【０２１９】
リードソロモン符号の詳細については、Ｗｉｃｋｅｒ、Ｓ．Ｂ．、及びＶ．Ｋ．Ｂｈａｒｇａｖａ、編集、「Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ Ｃｏｄｅｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」ＩＥＥＥ Ｐｒｅｓｓ、１９９４年を参照のこと。
【０２２０】
２．６．２ コードワードの編成
図１７に示されているように、符号の冗長座標ｒｌ及びデータ座標ｄｉは、対応する多項式の項のべきに従って左から右へインデックスが付けられる。完全なコードワードのシンボルＸｉは、データのビット順と一致するように右から左へインデックスが付けられる。それぞれのシンボル内のビット順序は、全体的なビット順序と同じである。
【０２２１】
２．６．３ 符号のインスタンス
表１は、タグで使用されるさまざまな符号のパラメータを定めたものである。
【表１】
２．７ タグ座標空間
タグ座標空間は、ｘ及びｙとそれぞれ標識された２本直交する軸を有する。正のｘ軸が右を指す場合、正のｙ軸は下を指す。
【０２２２】
表面符号化では、特定のタグ付けされた表面上にタグ座標空間の原点を配置することを指定せず、また表面に関してタグ座標空間の向きを指定することもしない。この情報は、アプリケーション特有のものである。例えば、タグ付けされる表面が１枚の紙である場合、タグを紙に印刷するアプリケーションは、実際のオフセットと方向を記録し、この記録を使用して、後で表面と連動して取り込まれたデジタルインクを正規化することができる。
【０２２３】
タグ内に符号化された位置は、タグを単位として定義される。規約として、タグ位置は、それぞれのタグ内の左上ターゲットの位置であるとみなされる。
【０２２４】
２．８ タグ情報のコンテンツ
２．８．１ フィールドの定義
表２は、表面符号化に埋め込まれる情報フィールドを定義するものである。
【表２】
アクティブ領域とは、取り込まれた入力が解釈のため対応するネットページサーバー１０に即座に転送されるべき領域のことである。これにより、さらに、ネットページサーバー１０は、入力が即時的効果を有していたことをユーザに通知することができる。サーバーには、正確な領域定義に対するアクセス権があるため、表面符号化におけるアクティブ領域指示は、包含的である限り不正確である可能性がある。
【表３】
特定のフィールドが存在していないことを領域フラグが示している場合、フィールドは、タグパターン内に符号化されない、つまり、フィールドの値を符号化するマクロドットがない。
【０２２５】
２．８．２ コードワードへのフィールドのマッピング
表４は、コードワードへの情報フィールドのマッピングの仕方を定義するものである。
【表４】
２．８．３ 埋め込みデータオブジェクト
領域フラグ内で「領域が埋め込みデータを含む」フラグがセットされている場合、表面符号化は埋め込みデータを含む。埋め込みデータは、複数の連続するタグのデータフラグメント内に符号化され、収まるだけ何回も表面符号化において複製される。
【０２２６】
埋め込みデータは、埋め込みデータを含む表面符号化のランダム及び部分的スキャンでデータ全体を十分に取り出せるように符号化される。スキャンシステムは、取り出されたフラグメントからデータを再構成し、誤りなしに十分なフラグメントが取り出されたときにユーザに報告する。
【０２２７】
表５に示されているように、それぞれのブロックは、１７６ビットのデータ容量を有する。ブロックデータは、２×２の正方形に配列された４つのタグの連続するグループのデータフラグメント内に符号化される。タグは、２で除算されたタグの座標である整数座標を有するブロックに属す。それぞれのブロック内で、データは、増大するｙ座標内で増大するｘ座標とともにタグ内に配列される。
【０２２８】
ブロックパラメータは、表５において定義されている。それぞれのタグのＥコードワードは、埋め込みデータのフラグメントを符号化することができる。
【表５】
特定のタグのＥコードワードが、埋め込みデータのフラグメントを含まない場合、ペン１０１は、コードワードの復号失敗によりこれを暗黙のうちに発見するか、又はタグのアクティブ領域フラグからこれを明示的に発見することができる。
【０２２９】
任意のサイズのデータは、矩形に配列されたブロックの連続する集合からなるスーパーブロック内に符号化されうる。スーパーブロックのサイズは、それぞれのブロック内に符号化されうる。ブロックは、スーパーブロックサイズで除算されたブロックの座標である整数座標を有するスーパーブロックに属す。それぞれのスーパーブロック内で、データは、増大するｙ座標内で増大するｘ座標とともにブロック内に配列される。
【０２３０】
スーパーブロックは、収まるだけ何回も表面符号化において複製されるが、これは表面符号化のエッジに部分的にそうことを含む。
【０２３１】
スーパーブロック内に符号化されるデータは、より正確な型情報、より正確なサイズ情報、及びより広範な誤り検出及び／又は訂正データを含むことができる。
【０２３２】
２．８．４ デジタル署名
領域フラグ内の「領域は秘密鍵署名を持つ」フラグがセットされている場合、署名フィールドは、最大幅６４ビットの領域ＩＤの秘密鍵デジタル署名を含む。オンライン環境では、署名は、秘密鍵署名又は対応する秘密鍵を知っているサーバーに問合せを行うことにより領域ＩＤと併せて確認されうる。
【０２３３】
領域フラグ内の「領域は埋め込みデータを含む」及び「埋め込みデータは公開鍵署名である」フラグがセットされている場合、表面符号化は、領域ＩＤの埋め込み公開鍵デジタル署名を含む。
【０２３４】
「埋め込み公開鍵署名は短い」フラグがセットされている場合、埋め込み公開鍵署名は、署名と１６ビットＣＲＣだけからなる、つまり、スーパーブロックパラメータを省いた単一ブロック内に符号化された１６０ビット署名である。
【０２３５】
オンライン環境では、任意の数の署名フラグメントが、領域ＩＤ及び適宜秘密鍵署名と併せて使用され、これにより、完全公開鍵署名又は対応する秘密鍵を知っているサーバーに問合せを行うことにより公開鍵署名を検証することができる。
【０２３６】
オフライン（又はオンライン）環境では、複数のタグを読み込むことにより公開鍵署名全体が復元され、次いで、対応する公開署名鍵を使用して確認されうる。署名の実際の長さ及び型は、署名検証時に領域ＩＤから決定される。
【０２３７】
デジタル署名確認は、例えば、参照により本明細書に組み込まれている出願人の米国特許出願公開第２００７／０１０８２８５号明細書において説明されている。
【０２３８】
２．９ タグの撮像及び復号
タグ全体からのデータの取得を保証するのに必要な最小撮像視野は、直径５３．７４ｓ即ち、
【数２】
を有し、視野内で表面符号化の任意の回転及び平行移動を行わせることができる。特に、撮像視野は、タグ全体の取り込みを保証するのに十分な大きさでなくてもよく、それぞれのタグ内のデータシンボルの配置が、タグ全体が実際に可視であるかどうかに関係なく、任意のタグサイズの視野において必要な情報を完全に取り込めることを保証する。
【０２３９】
本明細書で使用されているように、「タグサイズの」という用語は、タグと同じサイズ及び寸法の面積を意味するために使用される。符号化パターンの撮像に関して、撮像視野は、典型的には円形である。撮像円は、符号化パターンのタグサイズの部分を含む十分な大きさの直径を有していなければならない。したがって、撮像視野は、好ましくは、少なくともタグ直径１つ分の、またタグ直径２つ分よりも小さい直径を有しているべきである。重要なのは、視野内のタグ全体を取り込むことは本発明では本質的でないため、この視野が従来技術のタグ設計とは対照的に少なくともタグ直径２つ分である必要がないことである。
【０２４０】
適宜、視野は、タグの対角線方向の長さ約１つ分に１つ又は２つのマクロドット単位の大きさを加えた直径を有する。余分なマクロドット単位により、部分的マクロドットが視野のエッジでまったく読み取られなくてもよいことが保証される。現在の背景状況において、「タグ直径」は、タグの対角線方向の長さを意味するために使用されている。
【０２４１】
最大マクロドット間隔を１０６ミクロンとすると、これにより必要な視野は５．６９ｍｍとなる。
【０２４２】
表６は、異なるサンプリングレート、したがって画像センサーアレイサイズに対し現在の表面符号化で得ることができるピッチ範囲を示している。
【表６】
図１８は、データコードワードをサンプリングし、復号する段階までのタグ画像処理及び復号プロセスフローを示している。最初に、例えば、ＣＣＤ画像センサー、ＣＭＯＳ画像センサー、又は走査レーザーとフォトダイオード画像センサーなどの画像センサーを介して、タグパターンの生画像８０２が取得される（８００で）。次いで、生画像８０２は、典型的には、コントラストが改善され、ピクセル強度の一様性が高められた強調画像８０６が生成されるように強調される（８０４で）。画像強調は、大域的又は局所的な範囲拡大、等化、及び同様の操作を含むことができる。次いで、強調画像８０６は、典型的にはフィルタ処理されて（８０８で）、フィルタ処理画像８１０が生成される。画像フィルタ処理は、ローパスフィルタ処理からなり、ローパスフィルタのカーネルサイズはマクロドット３０２を目立たなくし、ターゲット３０１を保存するように調整される。フィルタ処理ステップ８０８は、ターゲット特徴３０１を強調する追加のフィルタ処理（エッジ検出など）を含むことができる。パルス位置変調（ＰＰＭ）を使用するデータコードワード３０４の符号化では、単純な２値ドット符号化（例えば、米国特許第６，８３２，７１７号明細書で説明されているような）と比べて一様性の高い符号化パターン３を形成する。有利には、これにより、ターゲット３０１をデータ領域から分離しやすくなり、したがって、２値符号化データに比べてＰＰＭ符号化データのローパスフィルタ処理の効果が高まる。
【０２４３】
ローパスフィルタ処理の後、次いで、フィルタ処理画像８１０は、ターゲット３０１を特定するために処理される（８１２で）。これは、空間的相互関係がタグパターンの知られている幾何学的形状と一致するターゲット特徴の探索からなるものとしてよい。候補ターゲットは、フィルタ処理画像８１０内の最大から直接識別されうるか、又は（２値又はグレースケールの）形状モーメント（典型的にはフィルタ処理画像８１０内の極大に基づいて強調画像８０６内のピクセルから計算される）を介するなどして行われる、さらなる特徴付け及びマッチングの対象としてもよく、これは、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第７，０５５７３９号明細書で説明されている。
【０２４４】
次いで、識別されたターゲット３０１は、ターゲットグリッド８１６に割り当てられる。グリッド８１６のそれぞれのセルは、シンボルグループ３０３を含み、複数のシンボルグループは、もちろん、画像内で可視となる。この段階で、個々のタグ４は、ターゲット３０１がタグ同士を区別しないので、ターゲットグリッド８１６内で識別可能でない。
【０２４５】
マクロドット値を正確にサンプリングできるように、取り込まれた画像の透視変換が推論されうる。ターゲット３０１のうちの４つは、タグ空間内で知られているサイズの正方形の遠近歪みのあるコーナーであるとみなされ、自由度８の透視変換８２２が、４つのタグ空間と画像空間の点対を関係付けるよく理解されている方程式を解くことに基づき、（８２０で）推論される。２Ｄ透視変換の計算は、例えば、参照により本明細書に組み込まれている、出願人の米国特許第６，８３２，７１７号明細書において説明されている。
【０２４６】
それぞれの画像は、正方形のグリッド内に配列された少なくとも９個、少なくとも１６個、又は少なくとも２５個のターゲットを含むことになるので、２Ｄ透視変換の計算精度は、例えば米国特許第６，８３２，７１７号明細書で説明されている出願人の以前のタグ設計と比較すると改善されている。したがって、本発明のタグ設計を使用するとより正確な位置計算を行うことが可能である。
【０２４７】
タグ空間内のそれぞれの知られているマクロドット位置を画像空間内に射影するために、推論されたタグ空間−画像空間透視変換８２２が使用される。タグ内のすべてのビットは、ＰＰＭ符号化によってで表されるため、それぞれのマクロドット３０２の有無は、個別の強度基準ではなく、局所的な強度基準を使用して決定されうる。したがって、ＰＰＭ符号化では、純粋な２値符号化と比べてデータサンプリングを改善できる。
【０２４８】
次の段階で、視野内の（１つ又は複数の）タグの方向、つまりその部分を決定する。少なくとも３つの方向コードワードが、サンプリングされ、復号されて（８２４で）、方向８２６が求められる。ロバストな方向決定が行われるが、それは、上述のように、多数のシンボルグループ３０３が画像内に含まれ、それぞれのシンボルグループは方向シンボルを含むからである。さらに、第２．５．１節で説明されているように、タグ内のＮ個の方向シンボルは、最小距離Ｎを持つ符号を形成するので、この符号は（Ｎ−１）／２個の誤りを訂正することができる。したがって、方向決定は、非常にロバストであり、サンプリングされる方向シンボルの個数に応じて、誤りを訂正することができる。
【０２４９】
方向の決定８２６の後、次の段階で、２つ又はそれ以上の直交平行移動コードワードをサンプリングし、復号して（８２８で）、ターゲットグリッドに関して視野内の（１つ又は複数の）タグの相対的平行移動８３０を決定する。これで、タグ４とターゲットグリッド８１８との位置を揃えることができ、したがって、（１つ又は複数の）個別のタグ、又はその部分を視野内の符号化パターン３において区別できる。それぞれのシンボルグループ３０３は、平行移動符号を含むので、ロバストな平行移動決定を行うために複数の平行移動符号がサンプリングされうる。第２．５．２節で説明されているように、平行移動符号は、巡回位置符号である。タグのそれぞれの行及びそれぞれの列は、Ｍ個のシンボルグループを含むため、符号は、最小距離Ｍ×Ｍを有する。これにより、タグ４とターゲットグリッド８１８との位置を揃えることについて非常にロバストな決定を行うことができる。この位置揃えは、それぞれのタグ４が複数のシンボルグループ３０３を含むときに多数の可能な位置揃えがあるため、ロバストで、さらに正確でもある必要がある。
【０２５０】
初期撮像及び復号でターゲットグリッドに関する（１つ又は複数の）タグの２Ｄ透視変換、方向、及び平行移動が行われた後、必要な復号されたコードワード８３８を生成するためにデータコードワード３０４がサンプリングされ、復号されうる（８３６）。
【０２５１】
データコードワード３０４の復号は、典型的には以下のように進行する。
・共通リードソロモンコードワードをサンプリングする。
・共通リードソロモンコードワードを復号する。
・タグデータＣＲＣを確認する。
・復号後誤りフラグ不正領域ＩＤサンプル
・符号化の種類を決定し、未知の符号化を拒否する。
・領域フラグを決定する。
・領域ＩＤを決定する。
・ｘ及びｙ座標リードソロモンコードワードをサンプリングし、復号する。
・コードワードからタグｘ−ｙ位置を決定する。
・タグｘ−ｙ位置及び透視変換からペン先ｘ−ｙ位置を決定する。
・４つ又はそれ以上のフラグシンボルをサンプリングし、復号して、アクティブ領域フラグを決定する。
・アクティブ領域フラグを参照しつつペン先位置のアクティブ領域ステータスを決定する。
・デジタルインク（「インタラクションデータ」）で領域ＩＤ、ペン先ｘ−ｙ位置、及びペン先アクティブ領域ステータスを符号化する。
・領域フラグに基づきデジタルインクの経路を指定する。
【０２５２】
当業者であれば、上述の復号の手順は、本発明の一実施形態を表すことを理解するであろう。もちろん、ペン１０１からネットページシステムに送信されたインタラクションデータは、他のデータ、例えば、デジタル署名（第２．８．４節を参照）、ペンモード（米国特許出願公開第２００７／１２５８６０号明細書を参照）、方向データ、ペンＩＤ、ペン先ＩＤなどを含むことができる。
【０２５３】
ネットページペン１０１からネットページシステムによって受信された、インタラクションデータを解釈する実施例については、上で簡単に説明されている。ネットページシステムがインタラクションデータを解釈する仕方に関するより詳細な説明は、出願人が以前に出願した特許出願に見ることができる（例えば、参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００７／１３０１１７号明細書及び米国特許出願公開第２００７／１０８２８５号明細書を参照）。
【０２５４】
３．ネットページペン
３．１ 機能の概要
ネットページシステムのアクティブな感知デバイスは、クリッカー（表面上の特定の位置をクリックするため）、スタイラス（ポインタストロークを使用して表面上でポイントするか、又はジェスチャーを使用するため）を有するポインタ、又はマーキング用ペン先（表面上でポイントしたり、ジェスチャーを使用したり、書いたりするときに表面にインクでマーキングするため）を有するペンの形態を採りうる。さまざまなネットページ感知デバイスの説明については、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第７，１０５，７５３号明細書、米国特許第７，０１５，９０１号明細書、米国特許第７，０９１，９６０号明細書、及び米国特許出願公開第２００６／００２８４５９号明細書を参照されたい。
【０２５５】
本発明は、好適な光学式読み取り装置を使用できることは理解されるであろう。しかし、本明細書では、ネットページペン４００は、そのような一実施例として説明される。
【０２５６】
ネットページペン４００は、タグ付けされたネットページ表面と連携するモーション感知筆記用具である（第２節を参照）。ペンは、表面にマーキングするための従来のボールペンカートリッジ、表面上のペンの絶対経路を取り込み、表面を識別することを同時に行う画像センサー及びプロセッサ、ペン先に加えられた力を同時に測定する力センサー、並びに時間の経過を同時に測定するリアルタイムクロックを組み込んである。
【０２５７】
力センサーによって指示されるように、タグ付けされた表面と接触している間に、ペンは、継続的に、ペン先に隣接する表面領域を撮像し、その視野内にある最も近くにあるタグを復号し、表面の両方のＩＤ、表面上のそれ固有の瞬間位置、及びペンの姿勢を決定する。こうして、ペンは、特定の表面に関してタイムスタンプ付きの位置サンプルのストリームを生成し、このストリームをネットページサーバー１０に伝送する。サンプルストリームは、一連のストロークを記述するもので、従来、デジタルインク（ＤＩｎｋ）と呼ばれているものである。それぞれのストロークは、力センサーによって検出される、ペンダウン及びペンアップのイベントによって区切られる。より一般的には、ネットページとのインタラクションから結果として得られ、ネットページサーバー１０に伝送されるデータは、本明細書では、「インタラクションデータ」と呼ばれる。
【０２５８】
ペンは、ネットページサーバーが手描きストロークを再現し、手書きテキストを認識し、手書き署名を確認することを正確に行える十分に高いレート（公称的には１００Ｈｚ）でその位置をサンプリングする。
【０２５９】
ネットページペンは、さらに、インタラクティブアプリケーションにおけるホバーモードもサポートする。ホバーモードでは、ペンは紙と接触せず、紙（又は他の基材）の表面からわずかな距離だけ上にあるようにできる。これにより、ペンの位置をその高さと姿勢を含めて、報告することができる。インタラクティブアプリケーションの場合、ホバーモードの動作は、紙にマーキングすることなくカーソルを移動するために使用され、或いは符号化された表面からのペン先の距離は、ツールの動作制御、例えばエアーブラシ機能に使用されうる。
【０２６０】
ペンは、リレーデバイスを介してネットページサーバーにデジタルインクを伝送するためにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線機を備える。ネットページサーバーからオフラインで動作する場合、ペンは、取り込まれたデジタルインクを不揮発性メモリ内に取り込む。ネットページサーバーへオンラインで動作する場合、ペンはデジタルインクをリアルタイムで伝送する。
【０２６１】
ペンには、ドッキングクレードル又は「ポッド」が付属する。ポッドは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ−ＵＳＢ間のリレーを含む。ポッドは、ＵＳＢケーブルを介してコンピュータに接続され、ローカルアプリケーションの通信をサポートし、ネットページサービスへのアクセスを可能にする。
【０２６２】
ペンは、充電式電池によって駆動される。電池は、ユーザ側で取り扱ったり、又はユーザ側で交換したりすることができない。ペンを充電する電力は、ＵＳＢ接続から供給されるか、又はポッドを通じて外部電源アダプターから供給されうる。ペンは、さらに、外部接続し、使用中に給電されうるように、電源及びＵＳＢ互換データソケットも有する。
【０２６３】
ペンキャップは、キャップをしたときにペン先及び撮像光学系を保護し、キャップを外したときに節電状態のままにするようペンに通知するという二重の目的を持つ。
【０２６４】
３．２ 人間工学とレイアウト
図１９は、丸みのある三角形の外形が、ペン４００に対して、ペンを正しい機能的な向きで握って使用する上で人間工学的に快適な形状を与えることを示している。また、これは、内部コンポーネントを収納するためにも実用的な形状である。通常のペン風のグリップは、当然ながら、親指４０２、人差し指４０４、及び中指４０６の間の三角形の形状に適合する。
【０２６５】
図２０に示されているように、通常のユーザは、ペン４００を手に持ったときに法線方向から手４０８に向かって約３０度（正の角度）の公称ピッチで書くが、負のピッチ（手から離れる方向に）の約１０度を超えてペンを操作することは滅多にしない。ペン４００が紙上のパターンを撮像することができるピッチ角度の範囲は、この非対称的な利用に合わせて最適化されている。ペン４００の形状は、ユーザの手４０８の中でペンを正しく向き付け、ユーザがペンを「逆さま」に使用しにくいようにするのに役立つ。ペンは、「逆さま」でも機能するが、許容可能な傾斜角度範囲は、狭くなる。
【０２６６】
キャップ４１０は、ペン４００の上端に被さるように設計され、これにより、ペンの使用中に安全に収容しておくことができる。多色ＬＥＤは、上端近くでペン４００の上部エッジ内（丸みのある三角形断面の頂点の中のような）のステータスウィンドウ４１２の照明となる。ステータスウィンドウ４１２は、キャップが収納されたときに隠されない。振動モーターも、触覚フィードバックシステムとしてペン内に含まれる（以下で詳細を説明する）。
【０２６７】
図２１に示されているように、ペンのグリップ部分は、他のコンポーネントを収納できるようにベースの成形部５２８によって封じ込められた中空シャシ成形部４１６を有する。ボールペンの先端（図に示されていない）に対するインクカートリッジ４１４は、自然に、三角形断面の頂点４２０に嵌り、それをユーザの握りと整合するように配置する。これは、次に、ペンの中心にあるメインＰＣＢ ４２２及びペンの基部内にある電池４２４用のスペースを設ける。図２２Ａを参照すると、これでまた、当然、タグ感知光学系４２６がペン先４１８の下に目障りにならないように置かれることがわかる（公称ピッチに関して）。ペン４００のペン先成形部４２８がインクカートリッジ４１４の下で後ろに延ばされ、これにより、ペンが最大ピッチで操作されているときにペン先成形部４２８と紙面との間の接触が防止される。
【０２６８】
図２２Ｂに最もよく示されているように、撮像視野４３０は、ペン先４１８の下に中央位置のＩＲフィルタ／窓４３２を通して現れ、２つの近赤外線照明用ＬＥＤ ４３４、４３６は、ペン先成形部４２８の２つの底部コーナーから現れる。それぞれのＬＥＤ ４３４、４３６は、対応する照明野４３８、４４０を有する。
【０２６９】
ペンは、ハンドヘルドなので、画像センサーにとって都合の悪い複数のＬＥＤのうちの１つからの反射を引き起こす角度で手に持つとよい。複数のＬＥＤを備えることにより、問題となる反射を引き起こすＬＥＤを消すことができる。
【０２７０】
ペン機械設計の具体的詳細は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００６／００２８４５９号明細書に見られる。
【０２７１】
３．３ ペンフィードバック指示
図２３は、ペン４００（キャップ４１０がペンの端部に収納されている状態の）の場合、中心線を通る縦方向断面を示している。ペンは、色及び輝度変調を使用して、複数の状態を示すために赤色及び緑色のＬＥＤ ４４４を組み込む。ＬＥＤ ４４４上のライトパイプ４４８は、管成形部４１６内のステータスインジケータ窓４１２に信号を送信する。これらは、電源オン、電池充電レベル、未伝送デジタルインク、ネットワーク接続オンライン、アクションを伴うフォルト又は誤り、「アクティブ領域」フラグの検出、「埋め込みデータ」フラグの検出、埋め込みデータを取得するために必要なさらなるデータサンプリング、完了した埋め込みデータの取得などを含むステータス情報をユーザに通知する。
【０２７２】
振動モーター４４６は、取引の際に重要な確認機能に関して触覚を通じてユーザに情報を伝達するために使用される。このシステムは、ＬＥＤインジケータ４４４に注意を払わなかったために、或いは周囲光のレベルが高いために見落とされる恐れのある重要なインタラクティブな指示のために使用される。触覚システムが、ユーザに指示するのは、以下の場合である。
・ペンがスタンバイモードから目覚める。
・アクションに誤りがある。
・取引を了承する。
【０２７３】
３．４ ペン光学系
ペンは、固定焦点狭帯域赤外線撮像システムを組み込む。これは、露光時間の短い、絞りの小さいカメラを利用し、明るい同期照明で、ピンぼけ又はモーションブラーの影響を受けないシャープな画像を取り込む。
【表７】
ペン光学系を示す断面が、図２４Ａ及び図２４Ｂに示されている。ペン先４１８に隣接する表面５４８上に印刷されているネットページタグの画像は、レンズ４８８によって画像センサー４９０のアクティブ領域上に集束される。小口径４９４であるため、有効被写界深度は、ペン４００の必要なピッチ及びロール範囲に必ず適合する。
【０２７４】
第１及び第２のＬＥＤ ４３４及び４３６は、視野４３０内の表面５４９を明るく照らす。ＬＥＤのスペクトル放射ピークは、ネットページタグを印刷するために使用される赤外線インクのスペクトル吸収ピークに整合し、これによりタグの取り込まれた画像のコントラストを最大にする。ＬＥＤの明るさは、ピンぼけ及びモーションブラーを最小限に抑えるために必要な小口径サイズ及び短露光時間に整合している。
【０２７５】
ロングパスＩＲフィルタ４３２は、撮像されたタグ及びフィルタ４３２のカットオフは長以下の周囲照明と空間的に一致するカラーグラフィックス又はテキストに対する画像センサー４９０の応答を抑制する。フィルタ４３２の透過率は、赤外線インクのスペクトル吸収ピークと整合し、これによりタグの取り込まれた画像のコントラストを最大にする。このフィルタは、さらに、汚染物質が光学系アセンブリ４７０内に入り込むのを防止する、ロバストな物理的窓として働く。
【０２７６】
３．５ ペンの撮像系
光路のレイトレースは、図２５に示されている。画像センサー４９０は、縦横１４０ピクセルのアクティブ領域を持つＣＭＯＳ画像センサーである。それぞれのピクセルは１０μｍ平方で、フィルファクターが９３％となっている。図２６を参照すると、レンズ４８８が詳しく示されている。寸法は以下の通りである。
Ｄ＝３ｍｍ
Ｒ１＝３．５９３ｍｍ
Ｒ２＝１５．０ｍｍ
Ｘ＝０．８２４６ｍｍ
Ｙ＝１．０ｍｍ
Ｚ＝０．２５ｍｍ
これは、焦点距離を６．１５ｍｍとし、指定されたピッチ、ロール、及びヨー範囲にわたってすべての画像の復号に成功する正しいサンプリング周波数で像を対物面（タグ付けされた表面５４８）から像面（画像センサー４９０）に移す。レンズ４８８は、両凸レンズであり、最も湾曲している表面が画像センサーに面している。それぞれのインタラクションで十分なタグデータを取得することを保証するのに必要な最小撮像視野４３０は、特定の符号化パターンに依存する。本発明の符号化パターンに対する必要な視野は、第２．９節で説明されている。
【０２７７】
光学系の必要な近軸倍率は、１０μｍピクセルの画像センサー４９０に対し、ペン４００の完全指定傾斜範囲について１マクロドット当たり２．２５ピクセルの最小空間サンプリング周波数により定義される。典型的には、撮像系は、最小１２８×１２８ピクセルの画像センサー４９０上で、０．２２５の近軸倍率、つまり画像センサーにおける倒立像の直径対対物面における視野の直径との比を使用する。しかし、画像センサー４９０は、製造公差に適応するように、１４０×１４０ピクセルである。これにより、視野内の情報を喪失することなく光軸と画像センサー軸との間のずれを最大±１２０μｍ（画像センサーの平面内のそれぞれの方向に１２ピクセル）までとすることができる。
【０２７８】
レンズ４８８は、ポリメチルメタクリラート（ＰＭＭＡ）から作られ、これは典型的には射出成形の光学コンポーネントに使用される。ＰＭＭＡは、引っかき傷に強く、屈折率は１．４９、８１０ｎｍでの透過率は９０％である。レンズは、成形精度を補助するように両凸レンズであり、レンズをオプティカルバレル成形部４９２に正確に嵌め合わせる取り付け面を備える。
【０２７９】
直径０．８ｍｍの開口４９４を使用して、設計の被写界深度要件を満たす。
【０２８０】
ペンの指定傾斜範囲は、ピッチが〜１５．０から４５．０度までで、ロール範囲が〜３０．０から３０．０度までである。ペンを指定された範囲で傾斜させると、傾斜対物面は焦面から離れる方向に最大６．３ｍｍまで移動する。こうして、指定された開口は、〜６．５ｍｍの対応する被写界深度をもたらし、画像センサーでの許容可能なぼかし半径は１６μｍとなる。
【０２８１】
ペン設計のこの幾何学的形状により、ペンは、約３３．０から４５．０度までのピッチ範囲にわたって正しく動作する。
【０２８２】
図２７を参照すると、光軸５５０は、ペン先軸５５２から０．８度離れる方向に傾斜している。光軸とペン先軸は、紙面５４８に向かって収束する。ペン先軸５５２が紙に対し垂直であれば、ペン先軸に最も近い視野４３０のエッジとペン先軸それ自体との間の距離Ａは１．２ｍｍである。
【０２８３】
ロングパスＩＲフィルタ４３２は、磨耗及びアセトンなどの化学物質に対し非常に強い軽量の熱硬化プラスチックであるＣＲ−３９で作られている。これらの特性があるため、フィルタは窓ともしても役立つ。フィルタは、厚さ１．５ｍｍであり、屈折率は１．５０である。それぞれのフィルタは、ＣＯ２レーザーカッターを使用して大きな１枚のシートから容易に切り出せる。
【０２８４】
３．６ 電子回路設計
【表８】
図２８は、ペン電子回路のブロック図である。ペンの電子回路設計は、５個のメインセクション周りをベースとする。これらは以下の通りである。
・メインＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４
・画像センサー及び画像処理プロセッサ５７６
・Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール５７８
・パワーマネージメントユニットＩＣ（ＰＭＵ）５８０
・力センサーマイクロプロセッサ５８２
【０２８５】
３．６．１ マイクロプロセッサ
ペンには、８０ＭＨｚで動作するＡｔｍｅｌ ＡＴ９１ＦＲ４０１６２マイクロプロセッサ（Ａｔｍｅｌ、ＡＴ９１ ＡＲＭ Ｔｈｕｍｂ Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ−ＡＴ９１ＦＲ４０１６２ Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｅｉｌ．ｃｏｍ／ｄｄ／ｄｏｃｓ／ｄａｔａｓｈｔｓ／ａｔｍｅｌ／ａｔ９１ｆｒ４０１６２．ｐｄｆを参照）が使用される。ＡＴ９１ＦＲ４０１６２は、ＡＲＭ７マイクロプロセッサ、２５６ｋＢのオンチップシングルウェイトステートＳＲＡＭ、及び２ＭＢの外部フラッシュメモリをスタックチップパッケージに組み込んだものである。
【０２８６】
このマイクロプロセッサ５７４は、ペン４００のコアをなす。これの役割は以下の通りである。
・Ｊｕｐｉｔｅｒ画像センサー５８４をセットアップすること
・力センサーマイクロプロセッサ５８２から受け取った力センサーデータとともにデジタルインクストリームに入れるため、画像センサー５８４の画像処理機能からの補助を受けて、ネットページ符号化パターン（第２．９節を参照）の画像を復号すること
・パワーマネージメントＩＣ（ＰＭＵ）５８０をセットアップすること
・Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール５７８を介してデジタルインクを圧縮し、送信すること
・力センサーマイクロプロセッサ５８２をプログラムすること
ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４は、８０ＭＨｚの発振器を使用して動作する。これは、４０ＭＨｚクロックを備えるＵＳＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）５８６を使用してＪｕｐｉｔｅｒ画像センサー５７６と通信する。ＡＲＭ７ ５７４は、１１５．２ｋｂａｕｄで動作するＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）５８８を使用してＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール５７８と通信する。ＰＭＵ ５８０及びＦＳＰ（Ｆｏｒｃｅ Ｓｅｎｓｏｒ ｍｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）５８２の通信には、ＬＳＳ（Ｌｏｗ Ｓｐｅｅｄ Ｓｅｒｉａｌ）バス５９０が使用される。ＬＳＳは、ソフトウェアで実装され、マイクロプロセッサの２つの汎用ＩＯを使用する。
【０２８７】
ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４は、そのＪＴＡＧポートを介してプログラムされる。
【０２８８】
３．６．２ 画像センサー
「Ｊｕｐｉｔｅｒ」画像センサー５８４（参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００５／００２４５１０号明細書を参照のこと）は、モノクロセンサーアレイ、アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、フレームストアバッファ、単純な画像処理プロセッサ、及び位相ロックループ（ＰＬＬ）を備える。このペンにおいて、Ｊｕｐｉｔｅｒは、ＵＳＲＴのクロック線とその内部ＰＬＬを使用して、自分のクロッキングに必要なすべてを生成する。センサーアレイによって取り込まれた画像は、フレームストアバッファに格納される。これらの画像は、Ｊｕｐｉｔｅｒに含まれる「Ｃａｌｌｉｓｔｏ」画像処理プロセッサからの助けを得て、ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４によって復号される。Ｃａｌｌｉｓｔｏ画像処理プロセッサは、マイクロプロセッサ５７４によるマクロドットサンプリング及び復号の前に、とりわけ、取り込まれた画像のローパスフィルタ処理（第２．９節及び米国特許出願公開第２００５／００２４５１０号明細書を参照）を実行する。
【０２８９】
Ｊｕｐｉｔｅｒは、画像配列が露光するのと同時に２つの赤外線ＬＥＤ ４３４及び４３６のストローブを制御する。これら２つの赤外線ＬＥＤのうちの一方又は他方は、特定の角度で発生しうる紙からの正反射を防止するため、画像配列が露光されている間、オフにするとよい。
【０２９０】
３．６．３ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール
ペンは、ＣＳＲ ＢｌｕｅＣｏｒｅ４−Ｅｘｔｅｒｎａｌデバイス（ＣＳＲ、ＢｌｕｅＣｏｒｅ４−Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ ｒｅｖ ｃ、６−Ｓｅｐ−２００４を参照）をＢｌｕｅｔｏｏｔｈコントローラ５７８として使用する。これは、プログラムコードを保持するために８Ｍビットの外部フラッシュメモリデバイス５９４を必要とする。ＢｌｕｅＣｏｒｅ４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｖ１．２規格に適合し、またｖ０．９のＥｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ（ＥＤＲ）規格に準拠しており、最大３Ｍｂｐｓまでの速度で通信を行うことができる。
【０２９１】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信のために２．４５ＧＨｚのチップアンテナ４８６がペンで使用される。
【０２９２】
ＢｌｕｅＣｏｒｅ４は、ＵＡＲＴ−ＵＳＢ間ブリッジを形成することができる。これは、ペン４５６の上部にあるデータ／電源ソケット４５８を介してＵＳＢ通信を行えるようにするために使用される。
【０２９３】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの代替としては、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）（ＩＥＥＥ、８０２．１１ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ、ｈｔｔｐ：／／ｇｒｏｕｐｅｒ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｇｒｏｕｐｓ／８０２／１１／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌを参照）、ＩＥＥＥ ８０２．１５（ＩＥＥＥ、８０２．１５ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ ｆｏｒ ＷＰＡＮ、ｈｔｔｐ：／／ｇｒｏｕｐｅｒ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｇｒｏｕｐｓ／８０２／１５／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌを参照）、ＺｉｇＢｅｅ（ＺｉｇＢｅｅ Ａｌｌｉａｎｃｅ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｚｉｇｂｅｅ．ｏｒｇを参照）、及びＷｉｒｅｌｅｓｓＵＳＢ Ｃｙｐｒｅｓｓ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＵＳＢ ＬＲ ２．４−ＧＨｚ ＤＳＳＳ Ｒａｄｉｏ ＳｏＣ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｙｐｒｅｓｓ．ｃｏｍ／ｃｆｕｐｌｏａｄｓ／ｉｍｇ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｃｙｗｕｓｂ６９３５．ｐｄｆを参照）などの無線ＬＡＮ及びＰＡＮ標準、さらにはＧＳＭ（ＧＳＭ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｓｍｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ／ｉｎｄｅｘ．ｓｈｔｍｌを参照）、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ（ＧＰＲＳ Ｐｌａｔｆｏｒｍ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｓｍｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｇｐｒｓ／ｉｎｄｅｘ．ｓｈｔｍｌを参照）、ＣＤＭＡ（ＣＤＭＡ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｄｇ．ｏｒｇ、及びＱｕａｌｃｏｍｍ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｑｕａｌｃｏｍｍ．ｃｏｍを参照）、及びＵＭＴＳ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇを参照）などの携帯電話標準がある。
【０２９４】
３．６．４ パワーマネージメントチップ
ペンは、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ ＡＳ３６０３ ＰＭＵ ５８０を使用する（Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ、ＡＳ３６０３ Ｍｕｌｔｉ−Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ ｖ２．０を参照のこと）。ＰＭＵは、電池管理、電圧発生、電源投入リセット発生、並びにインジケータＬＥＤ及びバイブレーターモーターの駆動に使用される。
【０２９５】
ＰＭＵ ５８０は、ＬＳＳバス５９０を介してＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４と通信する。
【０２９６】
３．６．５ 力センサーサブシステム
力センサーサブシステムは、カスタマイズされたＨｏｋｕｒｉｋｕ力センサー５００（Ｈｏｋｕｒｉｋｕ、ＨＦＤ−５００ Ｆｏｒｃｅ Ｓｅｎｓｏｒ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｄｋ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｄｆ／ｅｎｇ／ｅ１３８１ＡＡ．ｐｄｆをベースとする）、ＯＰアンプを使用して実装された増幅器及びローパスフィルタ６００、並びに力センサーマイクロプロセッサ５８２を備える。
【０２９７】
ペンは、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｃ８０５１Ｆ３３０を力センサーマイクロプロセッサ５８２として使用する（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｃ８０５１Ｆ３３０／１ ＭＣＵ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ、ｒｅｖ１．１を参照）。Ｃ８０５１Ｆ３３０は、オンチップフラッシュメモリ、１０ビットＡＤＣ、及び１０ビットＤＡＣを搭載する８０５１マイクロプロセッサである。これは、内蔵２４．５ＭＨｚ発振器を備え、外部３２．７６８ｋＨｚチューニングフォークも使用する。
【０２９８】
Ｈｏｋｕｒｉｋｕ力センサー５００は、シリコンピエゾ抵抗ブリッジセンサーである。ＯＰアンプ段６００は、力センサー出力を増幅し、それをローパス（アンチエイリアシング）フィルタ処理する。次いで、この信号は、５ｋＨｚで力センサーマイクロプロセッサ５８２によってサンプリングされる。
【０２９９】
ピエゾ抵抗力感知機能の代替として、容量性及び誘導性力感知機能がある（Ｗａｃｏｍ、「Ｖａｒｉａｂｌｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ ａｎｄ ｐｏｉｎｔｅｒ」、２００１年１１月８日に出願された米国特許出願公開第２００１００３８３８４号明細書、Ｗａｃｏｍ、Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗａｃｏｍ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．ｃｏｍ／ｅｎｇｌｉｓｈ／ｔｅｃｈ．ａｓｐを参照のこと）。
【０３００】
力センサーマイクロプロセッサ５８２は、力信号のさらなる（デジタル）フィルタ処理を実行し、デジタルインクストリームに対する力センサー値を生成する。デジタルインクストリームのそれぞれの力サンプルの生成をトリガするために、Ｊｕｐｉｔｅｒ画像センサー５７６からのフレーム同期信号が使用される。チップ温度センサー上で力センサーマイクロプロセッサ５８２を介して温度を測定し、この結果を使用して、力センサー及び増幅器の温度依存関係を補正する。力信号のオフセットは、増幅器段６００へのマイクロプロセッサのＤＡＣ出力入力により動的に制御される。
【０３０１】
力センサーマイクロプロセッサ５８２は、ＬＳＳバス５９０を介してＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４と通信する。力センサーマイクロプロセッサ５８２からＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４への２本の独立した割り込み信号線がある。１本は、力センサーサンプルの読み取り準備ができていることを示すために使用され、もう１本は、ペンダウン／アップイベントが発生したことを示すために使用される。
【０３０２】
力センサーマイクロプロセッサのフラッシュメモリは、ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４によって回路内にプログラムされる。
【０３０３】
力センサーマイクロプロセッサ５８２は、さらに、ペン４００のリアルタイムクロック機能も備える。ＲＴＣ機能は、マイクロプロセッサの複数のカウンタータイマーのうちの１つで実行され、また外部３２．７６８ｋＨｚのチューニングフォークから実行される。その結果、力センサーマイクロプロセッサは、キャップ４７２がオンになり、ＡＲＭ７ ５７４の電源が切られたときもオンのままである必要がある。しかし、力センサーマイクロプロセッサ５８２は、電源としてＰＭＵ ５８０と別の低電力ＬＤＯを使用する。リアルタイムクロック機能は、ＡＲＭ７ ５７４の電源をオンにするようにプログラムできる割り込みを含む。
【０３０４】
キャップスイッチ６０２は、力センサーマイクロプロセッサ５８２によって監視される。キャンプアセンブリ４７２が取り去られると（又はリアルタイムクロックの割り込みが発生した場合）、力センサーマイクロプロセッサ５８２は、ＰＭＵ ５８０においてパワーオン及びリセットサイクルを開始することによりＡＲＭ７ ５７２を起動する。
【０３０５】
３．７ ペンソフトウェア
ネットページペンソフトウェアは、ネットページペン４００及びネットページポッド内マイクロプロセッサ上で実行されるソフトウェアを含む。
【０３０６】
ペンは、第３．６節で詳述されるように、多数のマイクロプロセッサを備える。ネットページペンソフトウェアは、Ａｔｍｅｌ ＡＲＭ７ ＣＰＵ ５７４（これ以降ＣＰＵと称する）、力センサーマイクロプロセッサ５８２、さらにＣＳＲ ＢｌｕｅＣｏｒｅ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール５７８上のＶＭで実行されるソフトウェア（これ以降ペンＢｌｕｅＣｏｒｅを称する）を含む。これらのプロセッサはそれぞれ、設定及び他の永続的データとともに、プロセッサ固有のソフトウェアを格納する関連フラッシュメモリを有する。ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ ５７８は、さらに、モジュールメーカーによって提供されるファームウェアからも実行され、このファームウェアは、ネットページペンソフトウェアの一部とはみなされない。
【０３０７】
ポッドは、ＣＳＲ ＢｌｕｅＣｏｒｅ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール（これ以降ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅ）を含む。ネットページペンソフトウェアは、さらに、ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅ上のＶＭで実行されるソフトウェアも含む。
【０３０８】
ネットページペン４００がネットページタグ付け表面５４８をトラバースすると、相関付けられた位置及び力サンプルのストリームが生成される。このストリームは、ＤＩｎｋと称される。ＤＩｎｋは、ネットページペンが、ネットページタグ付け表面の近くにあるが、マーキングしていないときに生成されるゼロの力（いわゆる「ホバーＤＩｎｋ」）を持つサンプルを含むことができるという点に留意されたい。
【０３０９】
ネットページペンソフトウェアのＣＰＵコンポーネントは、ＤＩｎｋ取り込み、タグ画像処理及び復号（Ｊｕｐｉｔｅｒ画像センサー５７６と連携する）、格納及びオフロード管理、ホスト通信、ユーザフィードバック、並びにソフトウェアアップグレードの機能を受け持つ。これは、オペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）及び関連するハードウェアドライバを備える。それに加えて、これは、較正、構成、又は詳細（非現場）障害診断のための製造及びメンテナンスモードを備える。ネットページペンソフトウェアの力センサーマイクロプロセッサ５８２コンポーネントは、メインＣＰＵ用に力サンプルをフィルタ処理し、準備する役割を有する。ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ ＶＭソフトウェアは、ペンがテザリングモードで動作しているときに、ＣＰＵ ＵＡＲＴ ５８８インターフェースをＵＳＢにブリッジする役割を有する。ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ ＶＭソフトウェアは、ペンがＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードで動作しているときには使用されない。
【０３１０】
ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅ ＶＭソフトウェアは、ポッドがペン４００を充電中の場合にそれを感知し、ポッドＬＥＤを適宜制御し、ＵＳＢを介してホストＰＣと通信する役割を持つ。
【０３１１】
ソフトウェアモジュールの詳細な説明については、参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００６／００２８４５９号明細書を参照のこと。
【０３１２】
本発明は、好ましい一実施形態及び多数の特定の代替実施形態を参照しつつ説明されている。しかし、当業者であれば、具体的に説明されているこれらの実施形態と異なる、多数の他の実施形態も、本発明の精神及び範囲内にあることを理解するであろう。したがって、本発明は、適宜相互参照により組み込まれる文書を含む、本明細書で説明されている特定の実施形態に限定されることは意図されていないということが理解できるであろう。本発明の範囲は、付属の請求項によってのみ限定される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面上の位置符号化パターンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
出願人は、ユーザが印刷された基材、例えば紙を介してコンピュータシステムからの情報にアクセスすることができるようにする方法についてすでに説明している。基材は、その上に符号化パターンが印刷されており、この符号化パターンは、感知デバイスを使用してユーザと基材とのインタラクションが行われるときに光学的感知デバイスによって読み取られる。コンピュータは、感知デバイスからインタラクションデータを受け取り、このデータを使用して、ユーザによってどのようなアクションが要求されているかを判別する。例えば、ユーザは、フォーム上に手書き入力を行ったり、印刷されたアイテムの周りで選択ジェスチャーを実行したりすることができる。この入力は、コンピュータシステムによって印刷された基材に対応するページ記述を参照しつつ解釈される。
【０００３】
感知デバイスによって取り込まれる画像を最大限利用可能なように基材上の符号化パターンを改善することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，８３２，７１７号
【発明の概要】
【０００５】
第１の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
ｙ軸が南北として公称的に定義され、ｘ軸が東西として公称的に定義される、それぞれがｘ座標データ及びｙ座標データを含む複数の連続するタグと、
それぞれのタグに含まれる複数のデータ要素であって、前記ｘ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表され、前記ｙ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表される複数のデータ要素とを含むが、
ただし、
前記ｘ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの西側半分に第１の複製を、前記タグの東側半分に第２の複製を有し、
前記ｙ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの北側半分に第１の複製を、前記タグの南側半分に第２の複製を有し、
前記座標データのフラグメントは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく１つのタグに関する前記ｘ座標データ及び前記ｙ座標データを含むことを保証されるように配列される。
【０００６】
適宜、それぞれのタグは正方形である。
【０００７】
適宜、前記符号化パターンは、
複数のセルを含む、ターゲットグリッドを定める複数のターゲット要素を含み、隣接するセルはターゲット要素を共有し、それぞれのタグは、複数の連続するセルによって定められる。
【０００８】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【０００９】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【００１０】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００１１】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００１２】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００１３】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【００１４】
適宜、前記ｘ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｘ座標コードワードとして符号化され、前記ｙ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｙ座標コードワードとして符号化される。
【００１５】
適宜、それぞれのタグは、１つ又は複数の共通コードワードを含み、それぞれの共通コードワードは前記リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなり、前記１つ又は複数の共通コードワードは、複数の連続するタグに共通のコードワードとして定義される。
【００１６】
適宜、それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、連続するシンボルグループは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が、前記部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように配列される。
【００１７】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データを符号化する。
【００１８】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記基材を一意的に識別する。
【００１９】
適宜、それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された方向シンボルを含み、前記方向シンボルは前記表面に関する前記符号化パターンの方向を識別する。
【００２０】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【００２１】
適宜、それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する。
【００２２】
適宜、前記ターゲット要素は、ローパスフィルタによって前記データ要素から十分に区別可能な大きさである。
【００２３】
適宜、前記ターゲット要素はターゲットドットであり、前記データ要素はマクロドットである。
【００２４】
適宜、それぞれのターゲットドットは、それぞれのマクロドットの直径の少なくとも２倍の直径を有する。
【００２５】
第２の態様において、本発明は、基材の表面上に配置された符号化パターンを撮像する方法を提供し、前記方法は、
（ａ）前記表面に相対的に光学式読み取り装置を位置決めするステップと、前記符号化パターンの一部の画像を取り込むステップとを動作可能なように行うステップであって、前記符号化パターンは、
ｙ軸が南北として公称的に定義され、ｘ軸が東西として公称的に定義される、それぞれがｘ座標データ及びｙ座標データを含む複数の連続するタグと、
それぞれのタグに含まれる複数のデータ要素であって、前記ｘ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表され、前記ｙ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表される複数のデータ要素とを含み、
前記ｘ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの西側半分に第１の複製を、前記タグの東側半分に第２の複製を有し、
前記ｙ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの北側半分に第１の複製を、前記タグの南側半分に第２の複製を有する、ステップと、
（ｂ）前記撮像された部分に含まれるｘ座標データ及びｙ座標データをサンプリングし、復号するステップと、
（ｃ）前記ペンの位置を判定するステップとを含み、
前記部分は、少なくともタグ直径１つ分の、またタグ直径２つ分よりも小さい直径を有する。
適宜、それぞれのタグは正方形である。
【００２６】
適宜、前記符号化パターンは、
複数のセルを含む、ターゲットグリッドを定める複数のターゲット要素を含み、隣接するセルはターゲット要素を共有し、それぞれのタグは、複数の連続するセルによって定められる。
【００２７】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【００２８】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【００２９】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００３０】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００３１】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００３２】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【００３３】
適宜、前記ｘ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｘ座標コードワードとして符号化され、前記ｙ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｙ座標コードワードとして符号化される。
【００３４】
他の態様において、基材の表面上に配置された符号化パターンを撮像するシステムが実現され、前記システムは、
（Ａ）前記基材であって、前記符号化パターンは、
ｙ軸が南北として公称的に定義され、ｘ軸が東西として公称的に定義される、それぞれがｘ座標データ及びｙ座標データを含む複数の連続するタグと、
それぞれのタグに含まれる複数のデータ要素であって、前記ｘ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表され、前記ｙ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表される複数のデータ要素とを含み、
前記ｘ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの西側半分に第１の複製を、前記タグの東側半分に第２の複製を有し、
前記ｙ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの北側半分に第１の複製を、前記タグの南側半分に第２の複製を有する、前記基材と、
（Ｂ）光学式読み取り装置であって、
前記符号化パターンの一部の画像を取り込む、少なくともタグ１つ分の直径の大きさであり、タグ２つ分の直径よりも小さい視野を有する、画像センサーと、
プロセッサであって、
（ｉ）前記取り込まれた画像内にあるｘ座標データ及びｙ座標データをサンプリングし、復号するステップと、
（ｉｉ）前記ペンの位置を判定するステップとを実行するように構成されたプロセッサとを備える光学式読み取り装置とを備える。
【００３５】
適宜、それぞれのタグは正方形である。
【００３６】
適宜、前記符号化パターンは、
複数のセルを含む、ターゲットグリッドを定める複数のターゲット要素を含み、隣接するセルはターゲット要素を共有し、それぞれのタグは、複数の連続するセルによって定められる。
【００３７】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【００３８】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００３９】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００４０】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００４１】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【００４２】
適宜、前記ｘ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｘ座標コードワードとして符号化され、前記ｙ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｙ座標コードワードとして符号化される。
【００４３】
適宜、前記読み取り装置は、ペン先を有する光学式撮像ペンである。
【００４４】
第３の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
複数のセルを含むターゲットグリッドを定める、隣接するセルが共有する複数のターゲット要素と、
それぞれのセル内に含まれる複数のデータ要素と、
それぞれのタグが複数の連続するセルによって定められ、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化されたそれぞれのローカルタグデータを含む複数のタグとを含み、
それぞれのタグは、少なくとも９個のターゲット要素を含む。
【００４５】
適宜、それぞれのタグは、少なくとも１６個のターゲット要素を含む。
【００４６】
適宜、それぞれのタグは、少なくとも２５個のターゲット要素を含む。
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【００４７】
適宜、前記ターゲット要素は、前記符号化パターンの一部が光学的感知デバイスによって取得される場合に前記ターゲットグリッドの遠近歪みの計算を容易にするように構成される。
【００４８】
適宜、前記ターゲット要素は、ローパスフィルタによって前記データ要素から十分に区別可能な大きさである。
【００４９】
適宜、前記ターゲット要素はターゲットドットであり、前記データ要素はマクロドットである。
【００５０】
適宜、それぞれのターゲットドットは、それぞれのマクロドットの直径の少なくとも２倍の直径を有する。
【００５１】
適宜、前記マクロドットは、パルス位置変調によりデータ値を符号化する。
【００５２】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００５３】
適宜、それぞれのタグは前記ローカルタグデータの複数の複製を含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記ローカルタグデータを含むことを保証される。
【００５４】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、前記ローカルタグデータの４つの複製を含み、それぞれの複製は前記タグのそれぞれの四分の一の中に配置される。
【００５５】
適宜、前記ローカルタグデータは、それぞれのタグの配置を識別する。
【００５６】
適宜、それぞれのタグは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された共通データを含むが、ただし、前記共通データは、複数の連続するタグに共通のデータとして定義される。
【００５７】
適宜、それぞれのセルは、前記共通データのフラグメントを含み、連続するセルは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記共通データを含むことを保証されるように配列される。
【００５８】
適宜、前記共通データは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データである。
【００５９】
適宜、前記共通データは、前記基材を一意的に識別する。
【００６０】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された方向データを含み、前記方向データは、前記表面に関して前記符号化パターンの方向を識別する。
【００６１】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された平行移動データを含み、前記平行移動データは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【００６２】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００６３】
第４の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
複数のセルを含むターゲットグリッドを定める、隣接するセルが共有する複数のターゲット要素と、
それぞれのセル内に含まれる複数のデータ要素と、
それぞれのタグが複数の連続するセルによって定められ、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化されたそれぞれのローカルタグデータを含む複数のタグとを含み、
前記データ要素は、パルス位置変調によりデータ値を符号化する。
【００６４】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【００６５】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００６６】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００６７】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００６８】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【００６９】
適宜、前記ローカルタグデータは、前記リードソロモンシンボルの集合からなるローカルコードワードとして符号化される。
【００７０】
適宜、それぞれのタグは前記ローカルコードワードの複数の複製を含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記ローカルコードワードを含むことを保証される。
【００７１】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、前記ローカルコードワードの４つの複製を含み、それぞれの複製は前記タグのそれぞれの四分の一の中に配置される。
【００７２】
適宜、それぞれのローカルコードワードは、それぞれのタグの配置を識別する。
【００７３】
適宜、それぞれのタグは、１つ又は複数の共通コードワードを含み、それぞれの共通コードワードは前記リードソロモンシンボルの集合からなり、前記１つ又は複数の共通コードワードは、複数の連続するタグに共通のコードワードとして定義される。
【００７４】
適宜、それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、連続するシンボルグループは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が、前記部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように配列される。
【００７５】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データを符号化する。
【００７６】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記基材を一意的に識別する。
【００７７】
適宜、それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された方向シンボルを含み、前記方向シンボルは前記表面に関する前記符号化パターンの方向を識別する。
【００７８】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【００７９】
適宜、それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する。
【００８０】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【００８１】
適宜、前記ターゲット要素は、ローパスフィルタによって前記データ要素から十分に区別可能な大きさである。
【００８２】
適宜、前記ターゲット要素はターゲットドットであり、前記データ要素はマクロドットであり、それぞれのターゲットドットは、それぞれのマクロドットの直径の少なくとも２倍の直径を有する。
【００８３】
第５の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
複数のセルを含むターゲットグリッドを定める、隣接するセルが共有する複数のターゲット要素と、
それぞれのセル内に含まれる複数のデータ要素と、
それぞれのタグが複数の連続するセルによって定められる、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化されたそれぞれのタグデータを含む複数のタグとを含み、
それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された少なくとも１つの方向シンボルを含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は、それぞれの方向シンボルが前記ターゲットグリッドに関して前記タグデータのレイアウトの方向を識別する複数の前記方向シンボルを含むことを保証される。
【００８４】
適宜、それぞれの方向シンボルは、それぞれのセル内の、それぞれの位置が４つの可能な方向のうちの１つの方向を表す４つの可能な位置のうちの１つの位置に位置決めされたデータ要素を含む。
【００８５】
適宜、それぞれの方向シンボルは、前記４つの方向のうちのどれかの方向に光学的感知デバイスによって読み取り可能である。
【００８６】
適宜、それぞれのタグは、Ｎ個のセルを含み、少なくともＮ個の方向シンボルは、Ｎを少なくとも４の値を持つ整数として最小距離Ｎを有する方向符号を形成する。
【００８７】
適宜、前記セルは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が少なくともＮ個の方向シンボルを含む前記方向符号を含むことを保証されるように配列される。
【００８８】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【００８９】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００９０】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【００９１】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【００９２】
適宜、それぞれの方向シンボルは、前記ターゲットグリッドに関して前記リードソロモンシンボルのレイアウトの方向を識別する。
【００９３】
適宜、前記タグデータは、前記リードソロモンシンボルの集合からなるローカルコードワードとして符号化される。
【００９４】
適宜、それぞれのタグは前記ローカルコードワードの複数の複製を含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記ローカルコードワードを含むことを保証される。
【００９５】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、前記ローカルコードワードの４つの複製を含み、それぞれの複製は前記タグのそれぞれの四分の一の中に配置される。
【００９６】
適宜、それぞれのローカルコードワードは、それぞれのタグの配置を識別する。
【００９７】
適宜、それぞれのタグは、１つ又は複数の共通コードワードを含み、それぞれの共通コードワードは前記リードソロモンシンボルの集合からなり、前記１つ又は複数の共通コードワードは、複数の連続するタグに共通のコードワードとして定義される。
【００９８】
適宜、それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、連続するシンボルグループは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が、前記部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように配列される。
【００９９】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データを符号化する。
【０１００】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記基材を一意的に識別する。
【０１０１】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【０１０２】
適宜、それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する。
【０１０３】
第６の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
複数のセルを含むターゲットグリッドを定める、隣接するセルが共有する複数のターゲット要素と、
それぞれのセル内に含まれる複数のデータ要素と、
それぞれのタグが複数の連続するセルによって定められ、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化されたそれぞれのローカルタグデータを含み、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された共通データを含み、前記共通データが複数の連続するタグに共通のデータとして定義される複数のタグとを含み、
それぞれのセルは、前記共通データのフラグメントを含み、連続するセルは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記共通データを含むことを保証されるように配列される。
【０１０４】
適宜、前記共通データは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データである。
【０１０５】
適宜、前記共通データは、前記基材を一意的に識別する。
【０１０６】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【０１０７】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【０１０８】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【０１０９】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【０１１０】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【０１１１】
適宜、前記共通データは、それぞれの共通コードワードが前記リードソロモンシンボルの集合からなる１つ又は複数の共通コードワードとして符号化される。
【０１１２】
適宜、それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、連続するシンボルグループは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が、前記部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように配列される。
【０１１３】
適宜、前記ローカルタグデータは、前記リードソロモンシンボルの集合からなるローカルコードワードとして符号化される。
【０１１４】
適宜、それぞれのタグは前記ローカルコードワードの複数の複製を含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記ローカルコードワードを含むことを保証される。
【０１１５】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、前記ローカルコードワードの４つの複製を含み、それぞれの複製は前記タグのそれぞれの四分の一の中に配置される。
【０１１６】
適宜、前記ローカルタグデータは、それぞれのタグの配置を識別する。
【０１１７】
適宜、それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された方向シンボルを含み、前記方向シンボルは前記表面に関する前記符号化パターンの方向を識別する。
【０１１８】
適宜、それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【０１１９】
適宜、それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する。
【０１２０】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【０１２１】
適宜、前記ターゲット要素は、ローパスフィルタによって前記データ要素から十分に区別可能な大きさである。
【０１２２】
適宜、前記ターゲット要素はターゲットドットであり、前記データ要素はマクロドットであり、それぞれのターゲットドットは、それぞれのマクロドットの直径の少なくとも２倍の直径を有する。
【０１２３】
第７の態様において、本発明は、表面上に符号化パターンが配置されている基材を形成し、前記符号化パターンは、
複数のセルを含むターゲットグリッドを定める、隣接するセルが共有する複数のターゲット要素と、
それぞれのセル内に含まれる複数のデータ要素と、
それぞれのタグが複数の連続するセルによって定められる、それぞれのタグが前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化されたそれぞれのタグデータを含む複数のタグとを含み、
それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記１つ又は複数の平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する。
【０１２４】
適宜、それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する。
【０１２５】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、Ｍを少なくとも値２を有する整数としてＭ２個の連続する正方形のセルを含む。
【０１２６】
適宜、１行のＭ個のセル内のＭ個の平行移動シンボルは、最小距離Ｍを有する巡回位置符号を定義し、前記符号は第１のコードワードによって定義される。
【０１２７】
適宜、１列のＭ個のセル内のＭ個の平行移動シンボルは、最小距離Ｍを有する巡回位置符号を定義し、前記符号は第２のコードワードによって定義される。
【０１２８】
適宜、それぞれのタグは、Ｎ個のセルを含み、少なくともＮ個の平行移動シンボルは、Ｎを少なくとも４の値を持つ整数として最小距離Ｎを有する第３のコードワードを形成する。
【０１２９】
適宜、前記符号化パターンのタグサイズの部分は、少なくともＮ個の平行移動シンボルを含むことを保証されており、これにより前記第３のコードワードを取り込む。
【０１３０】
適宜、それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された少なくとも１つの方向シンボルを含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は、それぞれの方向シンボルが前記表面に関して前記符号化パターンの方向を識別する複数の前記方向シンボルを含むことを保証される。
【０１３１】
適宜、前記データ要素は、マクロドットである。
【０１３２】
適宜、データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【０１３３】
適宜、データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す。
【０１３４】
適宜、それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む。
【０１３５】
適宜、それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む。
【０１３６】
適宜、前記タグデータは、前記リードソロモンシンボルの集合からなるローカルコードワードとして符号化される。
【０１３７】
適宜、それぞれのタグは前記ローカルコードワードの複数の複製を含み、これにより、前記符号化パターンのタグサイズの部分は前記部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく前記ローカルコードワードを含むことを保証される。
【０１３８】
適宜、それぞれのタグは正方形であり、前記ローカルコードワードの４つの複製を含み、それぞれの複製は前記タグのそれぞれの四分の一の中に配置される。
【０１３９】
適宜、それぞれのローカルコードワードは、それぞれのタグの配置を識別する。
【０１４０】
適宜、それぞれのタグは、１つ又は複数の共通コードワードを含み、それぞれの共通コードワードは前記リードソロモンシンボルの集合からなり、前記１つ又は複数の共通コードワードは、複数の連続するタグに共通のコードワードとして定義される。
【０１４１】
適宜、それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、連続するシンボルグループは、前記符号化パターンのタグサイズの部分が、前記部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように配列される。
【０１４２】
適宜、前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データを符号化する。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】サンプルの印刷されたネットページとそのオンラインページ記述との間の関係を示す略図である。
【図２】リレーデバイスのさまざまな代替形態を持つ基本ネットページアーキテクチャの一実施形態を示す図である。
【図３】タグの構造を示す図である。
【図４】９つのシンボルと４つのターゲットとからなる１つのグループを示す図である。
【図５】左手シンボルユニットセルを示す図である。
【図６】右手シンボルユニットセルを示す図である。
【図７】中央シンボルユニットセルを示す図である。
【図８】マクロドット位置の間隔を示す図である。
【図９】シンボルグループ内のシンボルのレイアウトを示す図である。
【図１０】方向符号シンボルのレイアウトを示す図である。
【図１１】平行移動符号シンボルのレイアウトを示す図である。
【図１２】シンボルグループ内の方向及び平行移動符号シンボルのレイアウトを示す図である。
【図１３】第１のコピーが陰影付きで示されている複製されたローカルコードワードＡを示す図である。
【図１４】コードワードＢが陰影付きで示されている共通コードワードＢ、Ｃ、Ｄ、及びＥを示す図である。
【図１５】データストリームフラグメントのコードワードＦを示す図である。
【図１６】完全なタグのレイアウトを示す図である。
【図１７】ローカルコードワードのレイアウトを示す図である。
【図１８】画像処理の流れ図である。
【図１９】ユーザが握るペンのペン先と仰角を示す図である。
【図２０】ユーザが筆記面に対しある標準的な傾斜角度で握るペンを示す図である。
【図２１】ペンの横断面を示す図である。
【図２２Ａ】ペンの底部及びペン先端の部分斜視図である。
【図２２Ｂ】センサー窓の照明野と視野が点線の輪郭で示されている底部及びペン先端の部分斜視図である。
【図２３】ペンの縦断面を示す図である。
【図２４Ａ】ペン先及び外筒成形物の部分縦断面を示す図である。
【図２４Ｂ】ＩＲ ＬＥＤ及び外筒成形物の部分縦断面を示す図である。
【図２５】インクカートリッジのスケッチに隣接するペン光学系のレイトレースを示す図である。
【図２６】レンズの側面図である。
【図２７】ペン先の側面及び光学センサーの視野を示す図である。
【図２８】ペン電子回路のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０１４４】
本発明のいくつかの好ましい実施形態及び他の実施形態は、限定されない実施例のみを使って、付属の図面を参照しつつ説明される。
【０１４５】
１．１ ネットページシステムのアーキテクチャ
好ましい一実施形態では、本発明は、ネットページネットワーク接続コンピュータシステムと連携するように構成され、これらの詳細な概要を以下に示す。すべての実装が、基本システムに関して以下で説明されている具体的な詳細及び拡張の全部を、又は大部分であっても、必ずしも具現化するとは限らないことは理解されるであろう。しかし、システムは、本発明の好ましい実施形態及び態様が動作する背景状況を理解しようとしたときに外部の参考文献をあまり参照しなくて済むように最も完全な形で説明されている。
【０１４６】
簡単に述べると、ネットページシステムの好ましい形態では、マッピングされた表面、つまり、コンピュータシステム内に保持されている表面のマップへの参照を含む物理的表面の形態のコンピュータインターフェースを使用する。マップ参照に対するクエリーは、適切な感知デバイスによって行われうる。特定の実装に応じて、マップ参照は、可視的に、又は不可視的に符号化され、マッピングされて表面上のローカルクエリーがマップ内及び異なるマップ間の両方において曖昧でないマップ参照を生成するように定義されうる。コンピュータシステムは、マッピングされた表面上の特徴に関する情報を格納することができ、そのような情報は、マッピングされた表面とともに使用される感知デバイスによって供給されるマップ参照に基づいて取り出すことができる。こうして取り出された情報は、オペレータと表面特徴とのインタラクションに応じてオペレータの代わりにコンピュータシステムによって起動されるアクションの形態を採りうる。
【０１４７】
好ましい形態では、ネットページシステムは、ネットページの生成及びネットページに対するヒューマンインタラクションを利用する。これらは、通常の紙に印刷された、ただしインタラクティブなＷｅｂページのように機能する数ページ分のテキスト、グラフィックス、及び画像である。情報は、肉眼では実質的に見えないインクを使用してそれぞれのページ上に符号化される。しかし、インクは、したがって符号化されたデータは、光学式撮像感知デバイスによって感知され、ネットページシステムに伝送されるようにできる。感知デバイスは、クリッカー（表面上の特定の位置をクリックするため）、スタイラス（ポインタストロークを使用して表面上でポイントするか、又はジェスチャーを使用するため）を有するポインタ、又はマーキング用ペン先（表面上でポイントしたり、ジェスチャーを使用したり、書いたりするときに表面にインクでマーキングするため）を有するペンの形態を採りうる。本明細書で「ペン」又は「ネットページペン」と称しているが、これは例に過ぎない。もちろん、ペンは、説明されている感知デバイスのうちのどれかの形態を採りうることは理解されるであろう。
【０１４８】
一実施形態では、それぞれのページ上のアクティブボタン及びハイパーリンクは、ネットワークからの情報を要求するか、又はネットワークサーバーへの参照を信号で伝えるために、感知デバイスでクリックされうる。一実施形態では、ネットページ上で手書きされたテキストは、ネットページシステム内で自動的に認識され、コンピュータテキストに変換され、これによりフォームへの書き込みが可能になる。他の実施形態では、ネットページ上に記録された署名は、自動的に確認され、ｅコマース取引を安全に認証することができる。他の実施形態では、ユーザによって指示されたキーワードに基づき検索を開始するために、ネットページ上のテキストがクリックされるか、又はテキストに対しジェスチャーが使用されうる。
【０１４９】
図１に例示されているように、印刷されたネットページ１は、ユーザによって、印刷されたページ上に、物理的に書き込まれるだけでなく、ペンとネットページシステムとの間の通信を介して「電子的に」書き込まれうるインタラクティブフォームを表すことができる。この実施例は、名前及びアドレスのいくつかのフィールドと送信ボタンを含む「Ｒｅｑｕｅｓｔ」フォームを示している。ネットページ１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とこのグラフィックデータを重ね表示された表面符号化パターン３とからなる。表面符号化パターン３は、タグ４の集合体を備える。１つのこのようなタグ４は、図１の陰影付き領域内に示されているが、符号化パターン３によって定義された連続するタグ４がネットページ１全体にわたって密にタイル状に配列されていることは理解されるであろう。
【０１５０】
ネットページネットワーク上に格納されている、対応するページ記述５で、ネットページの個別要素を記述する。特に、これは、ネットページシステムがネットページを介して入力を正しく解釈できるように、それぞれのインタラクティブ要素（つまり、実施例におけるテキストフィールド又はボタン）のタイプ及び空間的広がり（ゾーン）を記述する。例えば、送信ボタン６は、対応するグラフィック８の空間的広がりに対応するゾーン７を有する。
【０１５１】
図２に例示されているように、第３節で説明されているペンなどのネットページ感知デバイス４００は、家庭で使用する、事務所で使用する、又は移動中に使用するためのインターネット接続デバイスであるネットページリレーデバイス６０１と連携動作する。ペン４００は、無線通信を行い、短距離無線リンク９を介してネットページリレーデバイス６０１と安全に通信する。代替の一実施形態では、ネットページペン４００は、リレーデバイス６０１に対しＵＳＢ又は他のシリアル接続などの有線接続を使用する。
【０１５２】
リレーデバイス６０１は、インタラクションデータを解釈する、ページサーバー１０にインタラクションデータを中継する基本機能を実行する。図２に示されているように、リレーデバイス６０１は、例えば、パーソナルコンピュータ６０１ａ、ネットページプリンタ６０１ｂ、又は他の何らかのリレー６０１ｃ（例えば、Ｗｅｂブラウザを組み込んだパーソナルコンピュータ又は携帯電話）の形態を採りうる。
【０１５３】
ネットページプリンタ６０１ｂは、定期的に、又はオンデマンドで、個人向け新聞、雑誌、カタログ、冊子、及び他の刊行物を、すべてインタラクティブネットページとして高品位印刷して配布することができる。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、ユーザの台所で、朝食のテーブルの近くで、又はその日一日の家庭の出発点の近くで朝のニュースが最初に消費される領域に隣接して壁掛けできるアプライアンスである。さらに、テーブルの上に置くバージョン、机の上に置くバージョン、携帯型バージョン、及び小型バージョンのものもある。消費の時点においてオンデマンドで印刷されるネットページは、紙の使いやすさとインタラクティブ媒体の即時性及び双方向性とを兼ね備える。
【０１５４】
それとは別に、ネットページリレーデバイス６０１は、携帯電話若しくはＰＤＡなどの携帯型デバイス、ラップトップ若しくはデスクトップコンピュータ、又はテレビなどの共有ディスプレイに接続された情報アプライアンスとしてもよい。リレーデバイス６０１が、ネットページをオンデマンドでデジタル印刷するネットページプリンタ６０１ｂでない場合、ネットページは、オフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、凸版印刷、及び輪転グラビア印刷などの技術を使用する伝統的なアナログ印刷機によって、さらにはドロップオンデマンドインクジェット、連続インクジェット、転染、及びレーザー印刷などの技術を使用するデジタル印刷機によって印刷されうる。
【０１５５】
図２に示されているように、ネットページ感知デバイス４００は、印刷されたネットページ１、又は製品２５１のラベルなどの他の印刷された基材上のタグパターンの一部とのインタラクションを実行し、短距離無線リンク９を介してそのインタラクションをリレーデバイス６０１に伝える。リレー６０１は、解釈のため対応するインタラクションデータを関連するネットページページサーバー１０に送信する。感知デバイス４００から受信された生データは、インタラクションデータとしてページサーバー１０に直接中継されうる。それとは別に、インタラクションデータは、インタラクションＵＲＩの形で符号化され、ユーザのＷｅｂブラウザ６０１ｃを介してページサーバー１０に送信されうる。次いで、Ｗｅｂブラウザ６０１ｃは、ページサーバー１０からＵＲＩを受信し、Ｗｅｂサーバー２０１を介してＷｅｂページにアクセスすることができる。いくつかの状況において、ページサーバー１０は、ネットページアプリケーションサーバー１３上で実行中のアプリケーションコンピュータソフトウェアにアクセスできる。
【０１５６】
ネットページリレーデバイス６０１は、任意の数の感知デバイスをサポートするように構成することができ、感知デバイスは、任意の数のネットページリレーと連携動作しうる。好ましい実装では、それぞれのネットページ感知デバイス４００は一意的な識別子を有する。これにより、それぞれのユーザは、ネットページページサーバー１０又はアプリケーションサーバー１３に関して異なるプロファイルを維持することができる。
【０１５７】
ネットページ１のデジタルオンデマンド配布は、利用が高まっているブロードバンドインターネットアクセスを利用するネットページプリンタ６０１ｂによって実行されうる。ネットページネットワーク上のネットページパブリケーションサーバー１４は、印刷品質の刊行物をネットページプリンタに配信するように構成される。定期刊行物は、ポイントキャスト及びマルチキャストのインターネットプロトコルを介してサブスクライブするネットページプリンタに自動的に配信される。個人向け刊行物は、個々のユーザプロファイルに従ってフィルタ処理され、フォーマットされる。
【０１５８】
ネットページペンは、ネットページ登録サーバー１１に登録され、１つ又は複数の決済カード口座にリンクされうる。これにより、ネットページペンを使用してｅコマース決済を安全に認証することができる。ネットページ登録サーバーは、ネットページペンによって取り込まれた署名とすでに登録されている署名との比較を行い、ｅコマースサーバーに対しユーザＩＤを認証することができる。他のバイオメトリクスも、本人確認に使用できる。ネットページペンの一バージョンは、ネットページ登録サーバーによって類似の方法で確認される、指紋スキャニングを含む。
【０１５９】
１．２ ネットページ
ネットページは、ネットページネットワークを構築するための基礎である。これらは、公開された情報及びインタラクティブサービスに対する紙を利用したユーザインターフェースを構成する。
【０１６０】
図１に示されているように、ネットページは、ページのオンライン記述５を参照しつつ不可視タグが付けられた印刷されたページ（又は他の表面領域）からなる。オンラインページ記述５は、ネットページページサーバー１０によって永続的に保持される。ページ記述は、テキスト、グラフィックス、及び画像を含む、ページの可視レイアウト及びコンテンツを記述するものである。また、ボタン、ハイパーリンク、及び入力フィールドを含む、ページ上の入力要素も記述する。ネットページを使用すると、表面上にネットページペンで付けられたマーキングが、ネットページシステムによって同時に取り込まれ、処理されるようにできる。
【０１６１】
複数のネットページ（例えば、アナログ印刷機によって印刷されたネットページ）は、同じページ記述を共有することができる。しかし、他の何らかの形で同一のページを通じての入力を区別できるように、それぞれのネットページに、一意的なページ識別子を割り当てることができる。このページＩＤは、非常に多くのネットページを区別できる十分に高い精度を有する。
【０１６２】
ページ記述５に対するそれぞれの参照は、ネットページパターンで繰り返し符号化される。それぞれのタグ（及び／又は連続するタグの集合体）は、それが出現する一意的なページを識別し、それにより、ページ記述５を間接的に識別する。それぞれのタグは、さらに、ページ上のそれ固有の位置を識別する。タグの特性については、以下でさらに詳しく説明される。
【０１６３】
タグは、典型的には、通常の紙などの赤外線を反射する基材上に赤外線吸収インクで印刷されるか、又は赤外線蛍光インクで印刷される。近赤外線波長は、人の目には不可視であるが、適切なフィルタを使った固体画像センサーを使用すれば容易に感知される。
【０１６４】
タグは、ネットページ感知デバイス内の２Ｄ領域画像センサーによって感知され、タグデータは、最も近い位置にあるネットページリレーデバイス６０１を介してネットページシステムに伝送される。ペン４００は、無線通信を行い、短距離無線リンクを介してネットページリレーデバイス６０１と通信する。インタラクションはステートレスなので、ペン側でページとのインタラクション毎にページのＩＤ及び位置を認識することが重要である。タグは、表面の損傷に対する部分的耐性を持たせるために誤り訂正可能なように符号化される。
【０１６５】
ネットページページサーバー１０は、それぞれの一意的な印刷されたネットページについて一意的なページインスタンスを保持し、これにより、印刷されたネットページ１毎にページ記述５の入力フィールドに対しユーザが指定する値の異なる集合を保持することができる。
【０１６６】
２ ネットページタグ
２．１ タグデータのコンテンツ
それぞれのタグ４は、基材の一領域内のそのタグの絶対位置を識別する。
【０１６７】
ネットページとのそれぞれのインタラクションでは、タグ位置と併せて領域ＩＤも構成すべきである。好ましい一実施形態では、タグが参照する領域は、ページ全体と一致し、したがって、領域ＩＤは、タグが出現するページのページＩＤと同義である。他の実施形態では、タグが参照する領域は、ページの任意の部分領域であるか、又は他の表面であってもよい。例えば、これは、インタラクティブ要素のゾーンと一致してもよく、この場合、領域ＩＤはインタラクティブ要素を直接的に識別することができる。
【０１６８】
出願人の以前の出願（例えば、特許文献１）で説明されているように、領域ＩＤは、それぞれのタグ４で個別に符号化されうる。以下でさらに詳しく説明されるように、領域ＩＤは、タグ全体が感知デバイスの視野内にない場合であっても基材とのすべてのインタラクションにおいて領域ＩＤを識別するような方法で複数の連続するタグで符号化されうる。
【０１６９】
それぞれのタグ４は、好ましくは、タグが印刷される基材に関してタグの方向を識別すべきである。タグから読み取られた方向データにより、基材に関するペン１０１の方向（ヨー）を決定することができる。
【０１７０】
タグ４は、さらに、全体として領域に関係するか、又は個別のタグに関係する１つ又は複数のフラグを符号化することもできる。例えば、１つ又は複数のフラグビットは、感知デバイス側で領域の記述を参照しなくても、タグの即時領域に関連する機能を示すフィードバックを返すように感知デバイスに通知することができる。例えば、ネットページペンは、ハイパーリンクのゾーン内にあるときに「アクティブ領域」ＬＥＤを点灯させることができる。
【０１７１】
タグ４は、さらに、デジタル署名又はそのフラグメントを符号化することもできる。（部分的な）デジタル署名を符号化するタグは、製品が本物であることを確認する必要があるアプリケーションにおいて有用である。このようなアプリケーションは、例えば米国特許出願公開第２００７／０１０８２８５号明細書において説明されており、その内容は、参照により本明細書に組み込まれている。デジタル署名は、基材とのすべてのインタラクションで取り出せるように符号化されうる。それとは別に、デジタル署名は、基材のランダムなスキャン、又は部分的なスキャンで組み立てられるように符号化されうる。
【０１７２】
もちろん、以下でさらに詳しく説明されるように、他のタイプの情報（例えば、タグサイズなど）も、符号化してそれぞれのタグ又は複数のタグの中に入れることができることは理解されるであろう。
【０１７３】
２．２ 一般的なタグ構造
図１に関して上で説明されているように、ネットページ表面符号化は、一般に、タグの高密度平面状タイリングからなる。本発明では、それぞれのタグ４は、２種類の要素を含む符号化パターンによって表される。図３及び４を参照すると、第１の種類の要素は、ターゲット要素である。ターゲットドット３０１の形態のターゲット要素により、タグ４を符号化された表面の画像内に配置することができ、またタグの遠近歪みを推論することができる。第２の種類の要素は、マクロドット３０２の形態のデータ要素である（図７を参照）。それぞれのマクロドット３０２は、データ値を符号化する。出願人の以前の開示（例えば、米国特許第６，８３２，７１７号明細書）で説明されているように、バイナリビットを表すためにマクロドットの有無が使用される。しかし、本発明のタグ構造は、第２．３節でさらに詳しく説明されている、パルス位置変調を使用してデータ値を符号化する。
【０１７４】
符号化パターン３は、光学的撮像系によって取得できるように、特に近赤外線の狭帯域応答を持つ光学系によって取得できるように表面上に表される。パターン３は、典型的には、狭帯域の近赤外線インクを使用して表面上に印刷される。
【０１７５】
図３は、ターゲット要素３０１が示されている完全なタグ４の構造を示している。タグ４は、正方形であり、１６のターゲット要素を含む。タグのエッジとコーナーに配置されているこれらのターゲット要素３０１（全部で１２個）は、隣接するタグによって共有され、タグの周を定める。出願人の以前のタグ設計とは対照的に、多数のターゲット要素３０１を用意することで、感知デバイス１０１による撮像時にタグ４の遠近歪みを正確に測定することが容易に行えて有利である。これは、タグの感知及び最終的には位置決定の精度を高める。
【０１７６】
タグ４は、９個のシングルグループ３０３の正方形の配列からなる。シンボルグループ３０３は、それぞれのシンボルグループは４つのターゲット要素によって定められた正方形内に収まるようにターゲット要素３０１によって区別される。隣接するシンボルグループ３０３は、連続的であり、ターゲットを共有する。
【０１７７】
ターゲット要素３０１はすべて同一なので、隣接するタグ同士を区別しない。純粋にターゲット要素のレベルで見たときに、ターゲットグリッドのセルを定めるシンボルグループ３０３のみが区別されうる−タグ４それ自体は、ターゲット要素のみを見ることでは区別不可能である。したがって、タグ４は、タグ復号の一環としてターゲットグリッドと位置を揃えられなければならない。
【０１７８】
タグ４は、すべてのタグデータを、埋め込みデータオブジェクトを除き（第２．８．３節を参照）、タグのサイズ（＋１マクロドットユニット）以下の撮像視野から復元できるように設計される。これは、タグ４に固有のいかなるデータも、タグ内に４回、つまり、各象限又は四分の一毎に１回、出現しなければならず、１列又は１行のタグに固有のいかなるデータも、タグ内に２回、つまり、それぞれタグの水平方向半分又は垂直方向半分毎に１回、出現しなければならず、タグの集合に共通のいかなるデータも、タグ内に１回出現する必要があることを意味する。
【０１７９】
２．３ シンボルグループ
図４に示されているように、９個のシンボルグループ３０３のそれぞれは、１２個のデータシンボル３０４を備え、それぞれのデータシンボルは１つのコードワードの一部となっている。それに加えて、それぞれのシンボルグループ３０３は、方向符号（「ＯＲ」）及び２つの直交平行移動符号（「ＨＴ」及び「ＶＴ」）のそれぞれからの１つのシンボルを含む。方向符号により、視野内のタグの方向を決定することができる。２つの直交平行移動符号により、視野内のシンボルグループ３０３に関する（１つ又は複数の）タグの平行移動を決定することができる。つまり、この平行移動符号により、「不可視」タグとターゲットグリッドとの位置を揃えることができる。
【０１８０】
それぞれのシンボルグループ３０４は、フラグ符号（Ｆ）からの２つのシンボルを含む。フラグ符号は、アクティブ領域フラグを符号化したものである。
【０１８１】
それぞれのシンボル３０４は、４ビットのデータを格納する。一般に、それぞれのシンボル３０４は、二等分され、この二等分｛ｈ０，ｈ１｝のそれぞれは、２ビットパルス位置変調を使用して、つまり半分の中の４位置｛ｐ００，ｐ０１，ｐ１０，ｐ１１｝のうちの１つの中の単一マクロドット３０２を使用して、符号化される。半分ｈ０は、シンボルの最下位ビットを符号化し、半分ｈ１は、最上位ビットを符号化する。
【０１８２】
図５は、水平矩形データシンボルのレイアウトを示している。図６は、垂直矩形データシンボルのレイアウトを示している。
【０１８３】
２．４ ターゲット及びマクロドット
マクロドット３０２の両方の次元における間隔は、図７に示されているように、パラメータｓによって指定される。これは、１インチ当たり１６００ドットのピッチで６つのドットが印刷されることに基づき、９５μｍの公称値を有する。
【０１８４】
マクロドット３０２のみが、パターン内のシンボル３０４の表現の一部となっている。シンボル３０４のアウトラインが、例えば、図３及び４に示されているのは、タグの構造をより明確に示すために過ぎない。
【０１８５】
マクロドット３０２は、公称直径が（４／６）ｓである公称円形である。しかし、パターンを形成するために使用されるデバイスの能力に応じてサイズを±１５％ほど変えることは許される。
【０１８６】
ターゲット３０１は、公称直径が（１２／６）ｓである公称円形である。しかし、パターンを形成するために使用されるデバイスの能力に応じてサイズを±１５％ほど変えることは許される。
【０１８７】
それぞれのタグ４は、幅４０ｓ、長さ４０ｓを有する。
【０１８８】
マクロドット間隔、したがってタグパターンの全体的スケールは、パターンを形成するために使用されるデバイスの能力に応じて±１１％ほど変えることは許される。公称スケールからの偏差は、位置サンプルを正確に生成できるようにそれぞれのタグ（タグサイズＩＤフィールド）内に記録される。
【０１８９】
これらの許容範囲は、互いに無関係である。これらは、特定のプリンタ特性を参照しつつ再定義できる。
【０１９０】
２．５ 符号化された符号及びコードワード
以下の節では、図１１から１６の中のそれぞれのシンボルは、一意的なラベルとともに示されている。ラベルは、シンボルがどのコードワードの一部であるかを識別するアルファベットのプレフィックスとコードワード内のシンボルのインデックスを示す数値のサフィックスとからなる。簡単にするため、データシンボル３０４のみが示されており、方向及び平行移動符号シンボルは示されていない。
【０１９１】
いくつかのシンボルラベルは、いくつかのコードワードレイアウトの対称性を示すように回転して示されているが、それぞれのシンボルのレイアウトは、シンボルグループ内の位置によって決定され、シンボルラベルの回転によって決定されるわけではない（例えば、出願人の米国特許出願公開第２００６／１４６０６９号明細書で説明されている）。
【０１９２】
２．５．１ 方向符号
方向符号は、２ビットのデータを含む単一のシンボルからなり、パルス位置変調を使用して符号化される。図８は、方向符号シンボルのレイアウトを示している。
【０１９３】
図４に示されているように、方向符号シンボルのレイアウトは、タグの方向を示すためにそれぞれのシンボルグループ３０３内に１回出現する（ＯＲシンボルを介して）。
【０１９４】
それぞれのシンボルグループは、１シンボル４値方向符号を符号化する。符号は、コードワードの集合｛｛０｝，｛１｝，｛２｝，｛３｝｝によって定義される。これらのコードワードは、それぞれ、０、９０、１８０、及び２７０度の時計回りのタグ回転に対応する。それぞれのコードワードは、９０度の方向で読み取られる先行要素に対応し、したがって、単一のコードワードが、回転時に符号全体を生じさせる。符号は、最小距離１を有する。タグ全体の符号は、最小距離９を持つ符号を形成し、４つのシンボル誤りを訂正できる。追加のシンボルが、視野内で見える場合、これらは、冗長性を増すために使用され、なおいっそうロバストな復号が行える。単一シンボル誤りを訂正できるためには、最低でも３つの方向符号が、組み合わせた最小距離３で、復号されなければならない。
【０１９５】
２．５．２ 平行移動符号
それぞれの平行移動符号シンボルは、２ビットのデータを含み、パルス位置変調を使用して符号化される。図８は、平行移動符号シンボルのレイアウトを示している。
【０１９６】
図４に示されているように、平行移動符号シンボルのレイアウトは、タグの水平及び垂直の平行移動を示すためにシンボルグループ内で２つの方向に２回出現する（それぞれＨＴ及びＶＴシンボルを介して）。
【０１９７】
シンボルグループのそれぞれの行及びシンボルグループのそれぞれの列は、３シンボル４値巡回位置符号を符号化する（出願人の巡回位置符号は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第７，０８２，５６２号で説明されている）。符号は、コードワード｛０，１，２，｝によって定義される。シンボル値３は、消去として取り扱うことができる。これは、最小距離３を有し、単一シンボル誤りを訂正することができる。タグ全体の符号は、最小距離９を持つ符号を形成し、４つのシンボル誤りを訂正できる。追加のシンボルが、視野内で見える場合、これらは、冗長性を増すために使用され、なおいっそうロバストな復号が行える。
【０１９８】
非回転タグの左上コーナーは、２つの直交巡回位置コードワード内の第１のシンボルを符号化するシンボルグループによって識別される。
【０１９９】
２．５．３ フラグ符号
アクティブ領域フラグシンボルは、１ビットのデータからなり、１ビットパルス位置変調を使用して、つまり、２つの位置｛ｐ０，ｐ１｝のうちの１つで単一マクロドットを使用して符号化される。図１０は、フラグシンボルのレイアウトを示している。
【０２００】
フラグシンボルは、タグ４に固有のものであり、したがって、タグのそれぞれの象限において冗長符号化される。図１０に示されているように、フラグシンボルは、２回複製されるが、それぞれのシンボルグループ３０３内で４通りに定義される。これにより、フラグシンボルの少なくとも４つの異なるコピーがタグの１つの象限から復元されうることが保証される。４つのシンボルは、最小距離３を有する符号を形成し、単一の誤りを訂正することができる。追加のシンボルが、視野内で見える場合、これらは、冗長性を増すために使用されうる。
【０２０１】
２．５．４ 座標データ
タグは、タグのｘ座標及びｙ座標をそれぞれ符号化するために使用されるｘ座標コードワード及びｙ座標コードワードを含む。これらのコードワードは、パンクチャード２４値（８，４）リードソロモン符号のコードワードである。したがって、タグは、座標毎に最大１６ビットまでの情報を符号化する。
【０２０２】
それぞれのｘ座標コードワードは、タグ内で、つまり、水平方向の各半分（「北」と「南」）内で２回複製され、そのタグを含むタグの列内で一定である。同様に、それぞれのｙ座標コードワードは、タグ内で、つまり、垂直方向の各半分（「東」と「西」）内で２回複製され、そのタグを含むタグの行内で一定である。これにより、完全なタグを含む十分な大きさのタグパターンの画像が、必ず、画像とタグパターンとの位置が揃っているかどうかに関係なく、それぞれの座標コードワードの完全なインスタンスを含むことが保証される。いずれかの座標コードワードのインスタンスは、異なるタグからのフラグメントで構成することができる。
【０２０３】
ｘ座標コードワードのレイアウトは、図１１に示されている。ｙ座標コードワードのレイアウトは、図１２に示されている。
【０２０４】
２．５．５ 共通データ
タグ４は、表面領域内の連続するタグの集合に共通の情報を符号化する３つのコードワードＢ、Ｃ、及びＤを含む。それぞれのコードワードは、２４値（１５，１１）リードソロモン符号のコードワードである。したがって、タグは、連続するタグの集合に共通の最大１３２ビットまでの情報を符号化する。
【０２０５】
共通コードワードは、タグ付き領域全体を通して複製される。これにより、完全なタグを含む十分な大きさのタグパターンの画像が、必ず、画像とタグパターンとの位置が揃っているかどうかに関係なく、それぞれの共通コードワードの完全なインスタンスを含むことが保証される。それぞれの共通コードワードのインスタンスは、異なるタグからのフラグメントで構成することができる。
【０２０６】
共通コードワードのレイアウトは、図１３に示されている。コードワードは、互いに関して９０度回転された、同じレイアウトを有する。
【０２０７】
２．５．６ 秘密鍵署名
タグは、適宜、表面領域内の連続するタグの集合に共通の秘密鍵デジタル署名を含む。この署名は、１５個の２４値シンボルからなる。したがって、タグは、最大６０ビットまでの秘密鍵署名データを適宜符号化する。
【０２０８】
署名は、タグ付き領域全体を通して複製される。これにより、完全なタグを含む十分な大きさのタグパターンの画像が、必ず、画像とタグパターンとの位置が揃っているかどうかに関係なく、署名の完全なインスタンスを含むことが保証される。署名のインスタンスは、異なるタグからのフラグメントで構成することができる。
【０２０９】
署名は、第２．５．５節で説明されている３つの共通コードワードと同じ（回転された）レイアウトを有する。
【０２１０】
秘密鍵署名のレイアウトは、図１４に示されている。
【０２１１】
署名は、冗長符号化されていない。署名を確認するサーバーは、完全な署名にアクセスする権限を有しており、したがって、リードソロモン符号によって必要とされる訂正シンボル毎に２つのシンボルではなく訂正シンボル毎に１つのシンボルでよいという効果的なコストで誤り訂正を実行することができる。誤り訂正をサーバーに委ねることで、長い署名が可能になり、したがって署名の強さが高まり、或いは逆に、誤り訂正能力を高めて同じ効果的な署名の長さを使用できるようになる。
【０２１２】
デジタル署名については、第２．８．４節でさらに説明する。
【０２１３】
２．５．７ 埋め込みデータフラグメント
タグは、適宜、表面符号化に埋め込まれたより大きなデータオブジェクトのフラグメント符号化するコードワードを含む。コードワードは、２４値（１５，１１）リードソロモン符号のコードワードである。したがって、タグは、適宜４４ビットのデータオブジェクトを符号化する。
【０２１４】
データ埋め込みについては、第２．８．３節でさらに説明する。
【０２１５】
２．５．８ 完全なタグ
図１６は、それぞれのシンボルグループが１２個のデータシンボルを含む、完全なタグのデータのレイアウトを示している。方向及び平行移動符号は、図１６には示されていない。
【０２１６】
２．６ リードソロモン符号化
２．６．１ リードソロモン符号
すべてのデータは、ＧＦ（１６）上で定義されたリードソロモン符号を使用して符号化される。符号は、１５の自然長ｎを有する。選択した長さとなるように、適宜パンクチャーされる。符号の次元ｋは、符号の誤り訂正能力とデータ容量とのバランスをとるように選択され、これらはそれぞれ、（ｎ−ｋ）／２個のシンボル及びｋ個のシンボルである。
【０２１７】
符号は、原始多項式
ｐ（ｘ）＝ｘ４＋ｘ＋１
を有する。
【０２１８】
符号は、生成多項式
【数１】
を有する。
【０２１９】
リードソロモン符号の詳細については、Ｗｉｃｋｅｒ、Ｓ．Ｂ．、及びＶ．Ｋ．Ｂｈａｒｇａｖａ、編集、「Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ Ｃｏｄｅｓ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」ＩＥＥＥ Ｐｒｅｓｓ、１９９４年を参照のこと。
【０２２０】
２．６．２ コードワードの編成
図１７に示されているように、符号の冗長座標ｒｌ及びデータ座標ｄｉは、対応する多項式の項のべきに従って左から右へインデックスが付けられる。完全なコードワードのシンボルＸｉは、データのビット順と一致するように右から左へインデックスが付けられる。それぞれのシンボル内のビット順序は、全体的なビット順序と同じである。
【０２２１】
２．６．３ 符号のインスタンス
表１は、タグで使用されるさまざまな符号のパラメータを定めたものである。
【表１】
２．７ タグ座標空間
タグ座標空間は、ｘ及びｙとそれぞれ標識された２本直交する軸を有する。正のｘ軸が右を指す場合、正のｙ軸は下を指す。
【０２２２】
表面符号化では、特定のタグ付けされた表面上にタグ座標空間の原点を配置することを指定せず、また表面に関してタグ座標空間の向きを指定することもしない。この情報は、アプリケーション特有のものである。例えば、タグ付けされる表面が１枚の紙である場合、タグを紙に印刷するアプリケーションは、実際のオフセットと方向を記録し、この記録を使用して、後で表面と連動して取り込まれたデジタルインクを正規化することができる。
【０２２３】
タグ内に符号化された位置は、タグを単位として定義される。規約として、タグ位置は、それぞれのタグ内の左上ターゲットの位置であるとみなされる。
【０２２４】
２．８ タグ情報のコンテンツ
２．８．１ フィールドの定義
表２は、表面符号化に埋め込まれる情報フィールドを定義するものである。
【表２】
アクティブ領域とは、取り込まれた入力が解釈のため対応するネットページサーバー１０に即座に転送されるべき領域のことである。これにより、さらに、ネットページサーバー１０は、入力が即時的効果を有していたことをユーザに通知することができる。サーバーには、正確な領域定義に対するアクセス権があるため、表面符号化におけるアクティブ領域指示は、包含的である限り不正確である可能性がある。
【表３】
特定のフィールドが存在していないことを領域フラグが示している場合、フィールドは、タグパターン内に符号化されない、つまり、フィールドの値を符号化するマクロドットがない。
【０２２５】
２．８．２ コードワードへのフィールドのマッピング
表４は、コードワードへの情報フィールドのマッピングの仕方を定義するものである。
【表４】
２．８．３ 埋め込みデータオブジェクト
領域フラグ内で「領域が埋め込みデータを含む」フラグがセットされている場合、表面符号化は埋め込みデータを含む。埋め込みデータは、複数の連続するタグのデータフラグメント内に符号化され、収まるだけ何回も表面符号化において複製される。
【０２２６】
埋め込みデータは、埋め込みデータを含む表面符号化のランダム及び部分的スキャンでデータ全体を十分に取り出せるように符号化される。スキャンシステムは、取り出されたフラグメントからデータを再構成し、誤りなしに十分なフラグメントが取り出されたときにユーザに報告する。
【０２２７】
表５に示されているように、それぞれのブロックは、１７６ビットのデータ容量を有する。ブロックデータは、２×２の正方形に配列された４つのタグの連続するグループのデータフラグメント内に符号化される。タグは、２で除算されたタグの座標である整数座標を有するブロックに属す。それぞれのブロック内で、データは、増大するｙ座標内で増大するｘ座標とともにタグ内に配列される。
【０２２８】
ブロックパラメータは、表５において定義されている。それぞれのタグのＥコードワードは、埋め込みデータのフラグメントを符号化することができる。
【表５】
特定のタグのＥコードワードが、埋め込みデータのフラグメントを含まない場合、ペン１０１は、コードワードの復号失敗によりこれを暗黙のうちに発見するか、又はタグのアクティブ領域フラグからこれを明示的に発見することができる。
【０２２９】
任意のサイズのデータは、矩形に配列されたブロックの連続する集合からなるスーパーブロック内に符号化されうる。スーパーブロックのサイズは、それぞれのブロック内に符号化されうる。ブロックは、スーパーブロックサイズで除算されたブロックの座標である整数座標を有するスーパーブロックに属す。それぞれのスーパーブロック内で、データは、増大するｙ座標内で増大するｘ座標とともにブロック内に配列される。
【０２３０】
スーパーブロックは、収まるだけ何回も表面符号化において複製されるが、これは表面符号化のエッジに部分的にそうことを含む。
【０２３１】
スーパーブロック内に符号化されるデータは、より正確な型情報、より正確なサイズ情報、及びより広範な誤り検出及び／又は訂正データを含むことができる。
【０２３２】
２．８．４ デジタル署名
領域フラグ内の「領域は秘密鍵署名を持つ」フラグがセットされている場合、署名フィールドは、最大幅６４ビットの領域ＩＤの秘密鍵デジタル署名を含む。オンライン環境では、署名は、秘密鍵署名又は対応する秘密鍵を知っているサーバーに問合せを行うことにより領域ＩＤと併せて確認されうる。
【０２３３】
領域フラグ内の「領域は埋め込みデータを含む」及び「埋め込みデータは公開鍵署名である」フラグがセットされている場合、表面符号化は、領域ＩＤの埋め込み公開鍵デジタル署名を含む。
【０２３４】
「埋め込み公開鍵署名は短い」フラグがセットされている場合、埋め込み公開鍵署名は、署名と１６ビットＣＲＣだけからなる、つまり、スーパーブロックパラメータを省いた単一ブロック内に符号化された１６０ビット署名である。
【０２３５】
オンライン環境では、任意の数の署名フラグメントが、領域ＩＤ及び適宜秘密鍵署名と併せて使用され、これにより、完全公開鍵署名又は対応する秘密鍵を知っているサーバーに問合せを行うことにより公開鍵署名を検証することができる。
【０２３６】
オフライン（又はオンライン）環境では、複数のタグを読み込むことにより公開鍵署名全体が復元され、次いで、対応する公開署名鍵を使用して確認されうる。署名の実際の長さ及び型は、署名検証時に領域ＩＤから決定される。
【０２３７】
デジタル署名確認は、例えば、参照により本明細書に組み込まれている出願人の米国特許出願公開第２００７／０１０８２８５号明細書において説明されている。
【０２３８】
２．９ タグの撮像及び復号
タグ全体からのデータの取得を保証するのに必要な最小撮像視野は、直径５３．７４ｓ即ち、
【数２】
を有し、視野内で表面符号化の任意の回転及び平行移動を行わせることができる。特に、撮像視野は、タグ全体の取り込みを保証するのに十分な大きさでなくてもよく、それぞれのタグ内のデータシンボルの配置が、タグ全体が実際に可視であるかどうかに関係なく、任意のタグサイズの視野において必要な情報を完全に取り込めることを保証する。
【０２３９】
本明細書で使用されているように、「タグサイズの」という用語は、タグと同じサイズ及び寸法の面積を意味するために使用される。符号化パターンの撮像に関して、撮像視野は、典型的には円形である。撮像円は、符号化パターンのタグサイズの部分を含む十分な大きさの直径を有していなければならない。したがって、撮像視野は、好ましくは、少なくともタグ直径１つ分の、またタグ直径２つ分よりも小さい直径を有しているべきである。重要なのは、視野内のタグ全体を取り込むことは本発明では本質的でないため、この視野が従来技術のタグ設計とは対照的に少なくともタグ直径２つ分である必要がないことである。
【０２４０】
適宜、視野は、タグの対角線方向の長さ約１つ分に１つ又は２つのマクロドット単位の大きさを加えた直径を有する。余分なマクロドット単位により、部分的マクロドットが視野のエッジでまったく読み取られなくてもよいことが保証される。現在の背景状況において、「タグ直径」は、タグの対角線方向の長さを意味するために使用されている。
【０２４１】
最大マクロドット間隔を１０６ミクロンとすると、これにより必要な視野は５．６９ｍｍとなる。
【０２４２】
表６は、異なるサンプリングレート、したがって画像センサーアレイサイズに対し現在の表面符号化で得ることができるピッチ範囲を示している。
【表６】
図１８は、データコードワードをサンプリングし、復号する段階までのタグ画像処理及び復号プロセスフローを示している。最初に、例えば、ＣＣＤ画像センサー、ＣＭＯＳ画像センサー、又は走査レーザーとフォトダイオード画像センサーなどの画像センサーを介して、タグパターンの生画像８０２が取得される（８００で）。次いで、生画像８０２は、典型的には、コントラストが改善され、ピクセル強度の一様性が高められた強調画像８０６が生成されるように強調される（８０４で）。画像強調は、大域的又は局所的な範囲拡大、等化、及び同様の操作を含むことができる。次いで、強調画像８０６は、典型的にはフィルタ処理されて（８０８で）、フィルタ処理画像８１０が生成される。画像フィルタ処理は、ローパスフィルタ処理からなり、ローパスフィルタのカーネルサイズはマクロドット３０２を目立たなくし、ターゲット３０１を保存するように調整される。フィルタ処理ステップ８０８は、ターゲット特徴３０１を強調する追加のフィルタ処理（エッジ検出など）を含むことができる。パルス位置変調（ＰＰＭ）を使用するデータコードワード３０４の符号化では、単純な２値ドット符号化（例えば、米国特許第６，８３２，７１７号明細書で説明されているような）と比べて一様性の高い符号化パターン３を形成する。有利には、これにより、ターゲット３０１をデータ領域から分離しやすくなり、したがって、２値符号化データに比べてＰＰＭ符号化データのローパスフィルタ処理の効果が高まる。
【０２４３】
ローパスフィルタ処理の後、次いで、フィルタ処理画像８１０は、ターゲット３０１を特定するために処理される（８１２で）。これは、空間的相互関係がタグパターンの知られている幾何学的形状と一致するターゲット特徴の探索からなるものとしてよい。候補ターゲットは、フィルタ処理画像８１０内の最大から直接識別されうるか、又は（２値又はグレースケールの）形状モーメント（典型的にはフィルタ処理画像８１０内の極大に基づいて強調画像８０６内のピクセルから計算される）を介するなどして行われる、さらなる特徴付け及びマッチングの対象としてもよく、これは、参照により本明細書に組み込まれている米国特許第７，０５５７３９号明細書で説明されている。
【０２４４】
次いで、識別されたターゲット３０１は、ターゲットグリッド８１６に割り当てられる。グリッド８１６のそれぞれのセルは、シンボルグループ３０３を含み、複数のシンボルグループは、もちろん、画像内で可視となる。この段階で、個々のタグ４は、ターゲット３０１がタグ同士を区別しないので、ターゲットグリッド８１６内で識別可能でない。
【０２４５】
マクロドット値を正確にサンプリングできるように、取り込まれた画像の透視変換が推論されうる。ターゲット３０１のうちの４つは、タグ空間内で知られているサイズの正方形の遠近歪みのあるコーナーであるとみなされ、自由度８の透視変換８２２が、４つのタグ空間と画像空間の点対を関係付けるよく理解されている方程式を解くことに基づき、（８２０で）推論される。２Ｄ透視変換の計算は、例えば、参照により本明細書に組み込まれている、出願人の米国特許第６，８３２，７１７号明細書において説明されている。
【０２４６】
それぞれの画像は、正方形のグリッド内に配列された少なくとも９個、少なくとも１６個、又は少なくとも２５個のターゲットを含むことになるので、２Ｄ透視変換の計算精度は、例えば米国特許第６，８３２，７１７号明細書で説明されている出願人の以前のタグ設計と比較すると改善されている。したがって、本発明のタグ設計を使用するとより正確な位置計算を行うことが可能である。
【０２４７】
タグ空間内のそれぞれの知られているマクロドット位置を画像空間内に射影するために、推論されたタグ空間−画像空間透視変換８２２が使用される。タグ内のすべてのビットは、ＰＰＭ符号化によってで表されるため、それぞれのマクロドット３０２の有無は、個別の強度基準ではなく、局所的な強度基準を使用して決定されうる。したがって、ＰＰＭ符号化では、純粋な２値符号化と比べてデータサンプリングを改善できる。
【０２４８】
次の段階で、視野内の（１つ又は複数の）タグの方向、つまりその部分を決定する。少なくとも３つの方向コードワードが、サンプリングされ、復号されて（８２４で）、方向８２６が求められる。ロバストな方向決定が行われるが、それは、上述のように、多数のシンボルグループ３０３が画像内に含まれ、それぞれのシンボルグループは方向シンボルを含むからである。さらに、第２．５．１節で説明されているように、タグ内のＮ個の方向シンボルは、最小距離Ｎを持つ符号を形成するので、この符号は（Ｎ−１）／２個の誤りを訂正することができる。したがって、方向決定は、非常にロバストであり、サンプリングされる方向シンボルの個数に応じて、誤りを訂正することができる。
【０２４９】
方向の決定８２６の後、次の段階で、２つ又はそれ以上の直交平行移動コードワードをサンプリングし、復号して（８２８で）、ターゲットグリッドに関して視野内の（１つ又は複数の）タグの相対的平行移動８３０を決定する。これで、タグ４とターゲットグリッド８１８との位置を揃えることができ、したがって、（１つ又は複数の）個別のタグ、又はその部分を視野内の符号化パターン３において区別できる。それぞれのシンボルグループ３０３は、平行移動符号を含むので、ロバストな平行移動決定を行うために複数の平行移動符号がサンプリングされうる。第２．５．２節で説明されているように、平行移動符号は、巡回位置符号である。タグのそれぞれの行及びそれぞれの列は、Ｍ個のシンボルグループを含むため、符号は、最小距離Ｍ×Ｍを有する。これにより、タグ４とターゲットグリッド８１８との位置を揃えることについて非常にロバストな決定を行うことができる。この位置揃えは、それぞれのタグ４が複数のシンボルグループ３０３を含むときに多数の可能な位置揃えがあるため、ロバストで、さらに正確でもある必要がある。
【０２５０】
初期撮像及び復号でターゲットグリッドに関する（１つ又は複数の）タグの２Ｄ透視変換、方向、及び平行移動が行われた後、必要な復号されたコードワード８３８を生成するためにデータコードワード３０４がサンプリングされ、復号されうる（８３６）。
【０２５１】
データコードワード３０４の復号は、典型的には以下のように進行する。
・共通リードソロモンコードワードをサンプリングする。
・共通リードソロモンコードワードを復号する。
・タグデータＣＲＣを確認する。
・復号後誤りフラグ不正領域ＩＤサンプル
・符号化の種類を決定し、未知の符号化を拒否する。
・領域フラグを決定する。
・領域ＩＤを決定する。
・ｘ及びｙ座標リードソロモンコードワードをサンプリングし、復号する。
・コードワードからタグｘ−ｙ位置を決定する。
・タグｘ−ｙ位置及び透視変換からペン先ｘ−ｙ位置を決定する。
・４つ又はそれ以上のフラグシンボルをサンプリングし、復号して、アクティブ領域フラグを決定する。
・アクティブ領域フラグを参照しつつペン先位置のアクティブ領域ステータスを決定する。
・デジタルインク（「インタラクションデータ」）で領域ＩＤ、ペン先ｘ−ｙ位置、及びペン先アクティブ領域ステータスを符号化する。
・領域フラグに基づきデジタルインクの経路を指定する。
【０２５２】
当業者であれば、上述の復号の手順は、本発明の一実施形態を表すことを理解するであろう。もちろん、ペン１０１からネットページシステムに送信されたインタラクションデータは、他のデータ、例えば、デジタル署名（第２．８．４節を参照）、ペンモード（米国特許出願公開第２００７／１２５８６０号明細書を参照）、方向データ、ペンＩＤ、ペン先ＩＤなどを含むことができる。
【０２５３】
ネットページペン１０１からネットページシステムによって受信された、インタラクションデータを解釈する実施例については、上で簡単に説明されている。ネットページシステムがインタラクションデータを解釈する仕方に関するより詳細な説明は、出願人が以前に出願した特許出願に見ることができる（例えば、参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００７／１３０１１７号明細書及び米国特許出願公開第２００７／１０８２８５号明細書を参照）。
【０２５４】
３．ネットページペン
３．１ 機能の概要
ネットページシステムのアクティブな感知デバイスは、クリッカー（表面上の特定の位置をクリックするため）、スタイラス（ポインタストロークを使用して表面上でポイントするか、又はジェスチャーを使用するため）を有するポインタ、又はマーキング用ペン先（表面上でポイントしたり、ジェスチャーを使用したり、書いたりするときに表面にインクでマーキングするため）を有するペンの形態を採りうる。さまざまなネットページ感知デバイスの説明については、参照により本明細書に組み込まれている、米国特許第７，１０５，７５３号明細書、米国特許第７，０１５，９０１号明細書、米国特許第７，０９１，９６０号明細書、及び米国特許出願公開第２００６／００２８４５９号明細書を参照されたい。
【０２５５】
本発明は、好適な光学式読み取り装置を使用できることは理解されるであろう。しかし、本明細書では、ネットページペン４００は、そのような一実施例として説明される。
【０２５６】
ネットページペン４００は、タグ付けされたネットページ表面と連携するモーション感知筆記用具である（第２節を参照）。ペンは、表面にマーキングするための従来のボールペンカートリッジ、表面上のペンの絶対経路を取り込み、表面を識別することを同時に行う画像センサー及びプロセッサ、ペン先に加えられた力を同時に測定する力センサー、並びに時間の経過を同時に測定するリアルタイムクロックを組み込んである。
【０２５７】
力センサーによって指示されるように、タグ付けされた表面と接触している間に、ペンは、継続的に、ペン先に隣接する表面領域を撮像し、その視野内にある最も近くにあるタグを復号し、表面の両方のＩＤ、表面上のそれ固有の瞬間位置、及びペンの姿勢を決定する。こうして、ペンは、特定の表面に関してタイムスタンプ付きの位置サンプルのストリームを生成し、このストリームをネットページサーバー１０に伝送する。サンプルストリームは、一連のストロークを記述するもので、従来、デジタルインク（ＤＩｎｋ）と呼ばれているものである。それぞれのストロークは、力センサーによって検出される、ペンダウン及びペンアップのイベントによって区切られる。より一般的には、ネットページとのインタラクションから結果として得られ、ネットページサーバー１０に伝送されるデータは、本明細書では、「インタラクションデータ」と呼ばれる。
【０２５８】
ペンは、ネットページサーバーが手描きストロークを再現し、手書きテキストを認識し、手書き署名を確認することを正確に行える十分に高いレート（公称的には１００Ｈｚ）でその位置をサンプリングする。
【０２５９】
ネットページペンは、さらに、インタラクティブアプリケーションにおけるホバーモードもサポートする。ホバーモードでは、ペンは紙と接触せず、紙（又は他の基材）の表面からわずかな距離だけ上にあるようにできる。これにより、ペンの位置をその高さと姿勢を含めて、報告することができる。インタラクティブアプリケーションの場合、ホバーモードの動作は、紙にマーキングすることなくカーソルを移動するために使用され、或いは符号化された表面からのペン先の距離は、ツールの動作制御、例えばエアーブラシ機能に使用されうる。
【０２６０】
ペンは、リレーデバイスを介してネットページサーバーにデジタルインクを伝送するためにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）無線機を備える。ネットページサーバーからオフラインで動作する場合、ペンは、取り込まれたデジタルインクを不揮発性メモリ内に取り込む。ネットページサーバーへオンラインで動作する場合、ペンはデジタルインクをリアルタイムで伝送する。
【０２６１】
ペンには、ドッキングクレードル又は「ポッド」が付属する。ポッドは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ−ＵＳＢ間のリレーを含む。ポッドは、ＵＳＢケーブルを介してコンピュータに接続され、ローカルアプリケーションの通信をサポートし、ネットページサービスへのアクセスを可能にする。
【０２６２】
ペンは、充電式電池によって駆動される。電池は、ユーザ側で取り扱ったり、又はユーザ側で交換したりすることができない。ペンを充電する電力は、ＵＳＢ接続から供給されるか、又はポッドを通じて外部電源アダプターから供給されうる。ペンは、さらに、外部接続し、使用中に給電されうるように、電源及びＵＳＢ互換データソケットも有する。
【０２６３】
ペンキャップは、キャップをしたときにペン先及び撮像光学系を保護し、キャップを外したときに節電状態のままにするようペンに通知するという二重の目的を持つ。
【０２６４】
３．２ 人間工学とレイアウト
図１９は、丸みのある三角形の外形が、ペン４００に対して、ペンを正しい機能的な向きで握って使用する上で人間工学的に快適な形状を与えることを示している。また、これは、内部コンポーネントを収納するためにも実用的な形状である。通常のペン風のグリップは、当然ながら、親指４０２、人差し指４０４、及び中指４０６の間の三角形の形状に適合する。
【０２６５】
図２０に示されているように、通常のユーザは、ペン４００を手に持ったときに法線方向から手４０８に向かって約３０度（正の角度）の公称ピッチで書くが、負のピッチ（手から離れる方向に）の約１０度を超えてペンを操作することは滅多にしない。ペン４００が紙上のパターンを撮像することができるピッチ角度の範囲は、この非対称的な利用に合わせて最適化されている。ペン４００の形状は、ユーザの手４０８の中でペンを正しく向き付け、ユーザがペンを「逆さま」に使用しにくいようにするのに役立つ。ペンは、「逆さま」でも機能するが、許容可能な傾斜角度範囲は、狭くなる。
【０２６６】
キャップ４１０は、ペン４００の上端に被さるように設計され、これにより、ペンの使用中に安全に収容しておくことができる。多色ＬＥＤは、上端近くでペン４００の上部エッジ内（丸みのある三角形断面の頂点の中のような）のステータスウィンドウ４１２の照明となる。ステータスウィンドウ４１２は、キャップが収納されたときに隠されない。振動モーターも、触覚フィードバックシステムとしてペン内に含まれる（以下で詳細を説明する）。
【０２６７】
図２１に示されているように、ペンのグリップ部分は、他のコンポーネントを収納できるようにベースの成形部５２８によって封じ込められた中空シャシ成形部４１６を有する。ボールペンの先端（図に示されていない）に対するインクカートリッジ４１４は、自然に、三角形断面の頂点４２０に嵌り、それをユーザの握りと整合するように配置する。これは、次に、ペンの中心にあるメインＰＣＢ ４２２及びペンの基部内にある電池４２４用のスペースを設ける。図２２Ａを参照すると、これでまた、当然、タグ感知光学系４２６がペン先４１８の下に目障りにならないように置かれることがわかる（公称ピッチに関して）。ペン４００のペン先成形部４２８がインクカートリッジ４１４の下で後ろに延ばされ、これにより、ペンが最大ピッチで操作されているときにペン先成形部４２８と紙面との間の接触が防止される。
【０２６８】
図２２Ｂに最もよく示されているように、撮像視野４３０は、ペン先４１８の下に中央位置のＩＲフィルタ／窓４３２を通して現れ、２つの近赤外線照明用ＬＥＤ ４３４、４３６は、ペン先成形部４２８の２つの底部コーナーから現れる。それぞれのＬＥＤ ４３４、４３６は、対応する照明野４３８、４４０を有する。
【０２６９】
ペンは、ハンドヘルドなので、画像センサーにとって都合の悪い複数のＬＥＤのうちの１つからの反射を引き起こす角度で手に持つとよい。複数のＬＥＤを備えることにより、問題となる反射を引き起こすＬＥＤを消すことができる。
【０２７０】
ペン機械設計の具体的詳細は、参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００６／００２８４５９号明細書に見られる。
【０２７１】
３．３ ペンフィードバック指示
図２３は、ペン４００（キャップ４１０がペンの端部に収納されている状態の）の場合、中心線を通る縦方向断面を示している。ペンは、色及び輝度変調を使用して、複数の状態を示すために赤色及び緑色のＬＥＤ ４４４を組み込む。ＬＥＤ ４４４上のライトパイプ４４８は、管成形部４１６内のステータスインジケータ窓４１２に信号を送信する。これらは、電源オン、電池充電レベル、未伝送デジタルインク、ネットワーク接続オンライン、アクションを伴うフォルト又は誤り、「アクティブ領域」フラグの検出、「埋め込みデータ」フラグの検出、埋め込みデータを取得するために必要なさらなるデータサンプリング、完了した埋め込みデータの取得などを含むステータス情報をユーザに通知する。
【０２７２】
振動モーター４４６は、取引の際に重要な確認機能に関して触覚を通じてユーザに情報を伝達するために使用される。このシステムは、ＬＥＤインジケータ４４４に注意を払わなかったために、或いは周囲光のレベルが高いために見落とされる恐れのある重要なインタラクティブな指示のために使用される。触覚システムが、ユーザに指示するのは、以下の場合である。
・ペンがスタンバイモードから目覚める。
・アクションに誤りがある。
・取引を了承する。
【０２７３】
３．４ ペン光学系
ペンは、固定焦点狭帯域赤外線撮像システムを組み込む。これは、露光時間の短い、絞りの小さいカメラを利用し、明るい同期照明で、ピンぼけ又はモーションブラーの影響を受けないシャープな画像を取り込む。
【表７】
ペン光学系を示す断面が、図２４Ａ及び図２４Ｂに示されている。ペン先４１８に隣接する表面５４８上に印刷されているネットページタグの画像は、レンズ４８８によって画像センサー４９０のアクティブ領域上に集束される。小口径４９４であるため、有効被写界深度は、ペン４００の必要なピッチ及びロール範囲に必ず適合する。
【０２７４】
第１及び第２のＬＥＤ ４３４及び４３６は、視野４３０内の表面５４９を明るく照らす。ＬＥＤのスペクトル放射ピークは、ネットページタグを印刷するために使用される赤外線インクのスペクトル吸収ピークに整合し、これによりタグの取り込まれた画像のコントラストを最大にする。ＬＥＤの明るさは、ピンぼけ及びモーションブラーを最小限に抑えるために必要な小口径サイズ及び短露光時間に整合している。
【０２７５】
ロングパスＩＲフィルタ４３２は、撮像されたタグ及びフィルタ４３２のカットオフは長以下の周囲照明と空間的に一致するカラーグラフィックス又はテキストに対する画像センサー４９０の応答を抑制する。フィルタ４３２の透過率は、赤外線インクのスペクトル吸収ピークと整合し、これによりタグの取り込まれた画像のコントラストを最大にする。このフィルタは、さらに、汚染物質が光学系アセンブリ４７０内に入り込むのを防止する、ロバストな物理的窓として働く。
【０２７６】
３．５ ペンの撮像系
光路のレイトレースは、図２５に示されている。画像センサー４９０は、縦横１４０ピクセルのアクティブ領域を持つＣＭＯＳ画像センサーである。それぞれのピクセルは１０μｍ平方で、フィルファクターが９３％となっている。図２６を参照すると、レンズ４８８が詳しく示されている。寸法は以下の通りである。
Ｄ＝３ｍｍ
Ｒ１＝３．５９３ｍｍ
Ｒ２＝１５．０ｍｍ
Ｘ＝０．８２４６ｍｍ
Ｙ＝１．０ｍｍ
Ｚ＝０．２５ｍｍ
これは、焦点距離を６．１５ｍｍとし、指定されたピッチ、ロール、及びヨー範囲にわたってすべての画像の復号に成功する正しいサンプリング周波数で像を対物面（タグ付けされた表面５４８）から像面（画像センサー４９０）に移す。レンズ４８８は、両凸レンズであり、最も湾曲している表面が画像センサーに面している。それぞれのインタラクションで十分なタグデータを取得することを保証するのに必要な最小撮像視野４３０は、特定の符号化パターンに依存する。本発明の符号化パターンに対する必要な視野は、第２．９節で説明されている。
【０２７７】
光学系の必要な近軸倍率は、１０μｍピクセルの画像センサー４９０に対し、ペン４００の完全指定傾斜範囲について１マクロドット当たり２．２５ピクセルの最小空間サンプリング周波数により定義される。典型的には、撮像系は、最小１２８×１２８ピクセルの画像センサー４９０上で、０．２２５の近軸倍率、つまり画像センサーにおける倒立像の直径対対物面における視野の直径との比を使用する。しかし、画像センサー４９０は、製造公差に適応するように、１４０×１４０ピクセルである。これにより、視野内の情報を喪失することなく光軸と画像センサー軸との間のずれを最大±１２０μｍ（画像センサーの平面内のそれぞれの方向に１２ピクセル）までとすることができる。
【０２７８】
レンズ４８８は、ポリメチルメタクリラート（ＰＭＭＡ）から作られ、これは典型的には射出成形の光学コンポーネントに使用される。ＰＭＭＡは、引っかき傷に強く、屈折率は１．４９、８１０ｎｍでの透過率は９０％である。レンズは、成形精度を補助するように両凸レンズであり、レンズをオプティカルバレル成形部４９２に正確に嵌め合わせる取り付け面を備える。
【０２７９】
直径０．８ｍｍの開口４９４を使用して、設計の被写界深度要件を満たす。
【０２８０】
ペンの指定傾斜範囲は、ピッチが〜１５．０から４５．０度までで、ロール範囲が〜３０．０から３０．０度までである。ペンを指定された範囲で傾斜させると、傾斜対物面は焦面から離れる方向に最大６．３ｍｍまで移動する。こうして、指定された開口は、〜６．５ｍｍの対応する被写界深度をもたらし、画像センサーでの許容可能なぼかし半径は１６μｍとなる。
【０２８１】
ペン設計のこの幾何学的形状により、ペンは、約３３．０から４５．０度までのピッチ範囲にわたって正しく動作する。
【０２８２】
図２７を参照すると、光軸５５０は、ペン先軸５５２から０．８度離れる方向に傾斜している。光軸とペン先軸は、紙面５４８に向かって収束する。ペン先軸５５２が紙に対し垂直であれば、ペン先軸に最も近い視野４３０のエッジとペン先軸それ自体との間の距離Ａは１．２ｍｍである。
【０２８３】
ロングパスＩＲフィルタ４３２は、磨耗及びアセトンなどの化学物質に対し非常に強い軽量の熱硬化プラスチックであるＣＲ−３９で作られている。これらの特性があるため、フィルタは窓ともしても役立つ。フィルタは、厚さ１．５ｍｍであり、屈折率は１．５０である。それぞれのフィルタは、ＣＯ２レーザーカッターを使用して大きな１枚のシートから容易に切り出せる。
【０２８４】
３．６ 電子回路設計
【表８】
図２８は、ペン電子回路のブロック図である。ペンの電子回路設計は、５個のメインセクション周りをベースとする。これらは以下の通りである。
・メインＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４
・画像センサー及び画像処理プロセッサ５７６
・Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール５７８
・パワーマネージメントユニットＩＣ（ＰＭＵ）５８０
・力センサーマイクロプロセッサ５８２
【０２８５】
３．６．１ マイクロプロセッサ
ペンには、８０ＭＨｚで動作するＡｔｍｅｌ ＡＴ９１ＦＲ４０１６２マイクロプロセッサ（Ａｔｍｅｌ、ＡＴ９１ ＡＲＭ Ｔｈｕｍｂ Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ−ＡＴ９１ＦＲ４０１６２ Ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｅｉｌ．ｃｏｍ／ｄｄ／ｄｏｃｓ／ｄａｔａｓｈｔｓ／ａｔｍｅｌ／ａｔ９１ｆｒ４０１６２．ｐｄｆを参照）が使用される。ＡＴ９１ＦＲ４０１６２は、ＡＲＭ７マイクロプロセッサ、２５６ｋＢのオンチップシングルウェイトステートＳＲＡＭ、及び２ＭＢの外部フラッシュメモリをスタックチップパッケージに組み込んだものである。
【０２８６】
このマイクロプロセッサ５７４は、ペン４００のコアをなす。これの役割は以下の通りである。
・Ｊｕｐｉｔｅｒ画像センサー５８４をセットアップすること
・力センサーマイクロプロセッサ５８２から受け取った力センサーデータとともにデジタルインクストリームに入れるため、画像センサー５８４の画像処理機能からの補助を受けて、ネットページ符号化パターン（第２．９節を参照）の画像を復号すること
・パワーマネージメントＩＣ（ＰＭＵ）５８０をセットアップすること
・Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール５７８を介してデジタルインクを圧縮し、送信すること
・力センサーマイクロプロセッサ５８２をプログラムすること
ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４は、８０ＭＨｚの発振器を使用して動作する。これは、４０ＭＨｚクロックを備えるＵＳＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）５８６を使用してＪｕｐｉｔｅｒ画像センサー５７６と通信する。ＡＲＭ７ ５７４は、１１５．２ｋｂａｕｄで動作するＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）５８８を使用してＢｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール５７８と通信する。ＰＭＵ ５８０及びＦＳＰ（Ｆｏｒｃｅ Ｓｅｎｓｏｒ ｍｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）５８２の通信には、ＬＳＳ（Ｌｏｗ Ｓｐｅｅｄ Ｓｅｒｉａｌ）バス５９０が使用される。ＬＳＳは、ソフトウェアで実装され、マイクロプロセッサの２つの汎用ＩＯを使用する。
【０２８７】
ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４は、そのＪＴＡＧポートを介してプログラムされる。
【０２８８】
３．６．２ 画像センサー
「Ｊｕｐｉｔｅｒ」画像センサー５８４（参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００５／００２４５１０号明細書を参照のこと）は、モノクロセンサーアレイ、アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、フレームストアバッファ、単純な画像処理プロセッサ、及び位相ロックループ（ＰＬＬ）を備える。このペンにおいて、Ｊｕｐｉｔｅｒは、ＵＳＲＴのクロック線とその内部ＰＬＬを使用して、自分のクロッキングに必要なすべてを生成する。センサーアレイによって取り込まれた画像は、フレームストアバッファに格納される。これらの画像は、Ｊｕｐｉｔｅｒに含まれる「Ｃａｌｌｉｓｔｏ」画像処理プロセッサからの助けを得て、ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４によって復号される。Ｃａｌｌｉｓｔｏ画像処理プロセッサは、マイクロプロセッサ５７４によるマクロドットサンプリング及び復号の前に、とりわけ、取り込まれた画像のローパスフィルタ処理（第２．９節及び米国特許出願公開第２００５／００２４５１０号明細書を参照）を実行する。
【０２８９】
Ｊｕｐｉｔｅｒは、画像配列が露光するのと同時に２つの赤外線ＬＥＤ ４３４及び４３６のストローブを制御する。これら２つの赤外線ＬＥＤのうちの一方又は他方は、特定の角度で発生しうる紙からの正反射を防止するため、画像配列が露光されている間、オフにするとよい。
【０２９０】
３．６．３ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信モジュール
ペンは、ＣＳＲ ＢｌｕｅＣｏｒｅ４−Ｅｘｔｅｒｎａｌデバイス（ＣＳＲ、ＢｌｕｅＣｏｒｅ４−Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ ｒｅｖ ｃ、６−Ｓｅｐ−２００４を参照）をＢｌｕｅｔｏｏｔｈコントローラ５７８として使用する。これは、プログラムコードを保持するために８Ｍビットの外部フラッシュメモリデバイス５９４を必要とする。ＢｌｕｅＣｏｒｅ４は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ｖ１．２規格に適合し、またｖ０．９のＥｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ（ＥＤＲ）規格に準拠しており、最大３Ｍｂｐｓまでの速度で通信を行うことができる。
【０２９１】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信のために２．４５ＧＨｚのチップアンテナ４８６がペンで使用される。
【０２９２】
ＢｌｕｅＣｏｒｅ４は、ＵＡＲＴ−ＵＳＢ間ブリッジを形成することができる。これは、ペン４５６の上部にあるデータ／電源ソケット４５８を介してＵＳＢ通信を行えるようにするために使用される。
【０２９３】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈの代替としては、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）（ＩＥＥＥ、８０２．１１ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ、ｈｔｔｐ：／／ｇｒｏｕｐｅｒ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｇｒｏｕｐｓ／８０２／１１／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌを参照）、ＩＥＥＥ ８０２．１５（ＩＥＥＥ、８０２．１５ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ ｆｏｒ ＷＰＡＮ、ｈｔｔｐ：／／ｇｒｏｕｐｅｒ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｇｒｏｕｐｓ／８０２／１５／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌを参照）、ＺｉｇＢｅｅ（ＺｉｇＢｅｅ Ａｌｌｉａｎｃｅ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｚｉｇｂｅｅ．ｏｒｇを参照）、及びＷｉｒｅｌｅｓｓＵＳＢ Ｃｙｐｒｅｓｓ（ＷｉｒｅｌｅｓｓＵＳＢ ＬＲ ２．４−ＧＨｚ ＤＳＳＳ Ｒａｄｉｏ ＳｏＣ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｙｐｒｅｓｓ．ｃｏｍ／ｃｆｕｐｌｏａｄｓ／ｉｍｇ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｃｙｗｕｓｂ６９３５．ｐｄｆを参照）などの無線ＬＡＮ及びＰＡＮ標準、さらにはＧＳＭ（ＧＳＭ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｓｍｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ／ｉｎｄｅｘ．ｓｈｔｍｌを参照）、ＧＰＲＳ／ＥＤＧＥ（ＧＰＲＳ Ｐｌａｔｆｏｒｍ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｓｍｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｇｐｒｓ／ｉｎｄｅｘ．ｓｈｔｍｌを参照）、ＣＤＭＡ（ＣＤＭＡ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｄｇ．ｏｒｇ、及びＱｕａｌｃｏｍｍ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｑｕａｌｃｏｍｍ．ｃｏｍを参照）、及びＵＭＴＳ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇを参照）などの携帯電話標準がある。
【０２９４】
３．６．４ パワーマネージメントチップ
ペンは、Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ ＡＳ３６０３ ＰＭＵ ５８０を使用する（Ａｕｓｔｒｉａ Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ、ＡＳ３６０３ Ｍｕｌｔｉ−Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ ｖ２．０を参照のこと）。ＰＭＵは、電池管理、電圧発生、電源投入リセット発生、並びにインジケータＬＥＤ及びバイブレーターモーターの駆動に使用される。
【０２９５】
ＰＭＵ ５８０は、ＬＳＳバス５９０を介してＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４と通信する。
【０２９６】
３．６．５ 力センサーサブシステム
力センサーサブシステムは、カスタマイズされたＨｏｋｕｒｉｋｕ力センサー５００（Ｈｏｋｕｒｉｋｕ、ＨＦＤ−５００ Ｆｏｒｃｅ Ｓｅｎｓｏｒ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｄｋ．ｃｏ．ｊｐ／ｐｄｆ／ｅｎｇ／ｅ１３８１ＡＡ．ｐｄｆをベースとする）、ＯＰアンプを使用して実装された増幅器及びローパスフィルタ６００、並びに力センサーマイクロプロセッサ５８２を備える。
【０２９７】
ペンは、Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ Ｃ８０５１Ｆ３３０を力センサーマイクロプロセッサ５８２として使用する（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ、Ｃ８０５１Ｆ３３０／１ ＭＣＵ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ、ｒｅｖ１．１を参照）。Ｃ８０５１Ｆ３３０は、オンチップフラッシュメモリ、１０ビットＡＤＣ、及び１０ビットＤＡＣを搭載する８０５１マイクロプロセッサである。これは、内蔵２４．５ＭＨｚ発振器を備え、外部３２．７６８ｋＨｚチューニングフォークも使用する。
【０２９８】
Ｈｏｋｕｒｉｋｕ力センサー５００は、シリコンピエゾ抵抗ブリッジセンサーである。ＯＰアンプ段６００は、力センサー出力を増幅し、それをローパス（アンチエイリアシング）フィルタ処理する。次いで、この信号は、５ｋＨｚで力センサーマイクロプロセッサ５８２によってサンプリングされる。
【０２９９】
ピエゾ抵抗力感知機能の代替として、容量性及び誘導性力感知機能がある（Ｗａｃｏｍ、「Ｖａｒｉａｂｌｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ ａｎｄ ｐｏｉｎｔｅｒ」、２００１年１１月８日に出願された米国特許出願公開第２００１００３８３８４号明細書、Ｗａｃｏｍ、Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗａｃｏｍ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．ｃｏｍ／ｅｎｇｌｉｓｈ／ｔｅｃｈ．ａｓｐを参照のこと）。
【０３００】
力センサーマイクロプロセッサ５８２は、力信号のさらなる（デジタル）フィルタ処理を実行し、デジタルインクストリームに対する力センサー値を生成する。デジタルインクストリームのそれぞれの力サンプルの生成をトリガするために、Ｊｕｐｉｔｅｒ画像センサー５７６からのフレーム同期信号が使用される。チップ温度センサー上で力センサーマイクロプロセッサ５８２を介して温度を測定し、この結果を使用して、力センサー及び増幅器の温度依存関係を補正する。力信号のオフセットは、増幅器段６００へのマイクロプロセッサのＤＡＣ出力入力により動的に制御される。
【０３０１】
力センサーマイクロプロセッサ５８２は、ＬＳＳバス５９０を介してＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４と通信する。力センサーマイクロプロセッサ５８２からＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４への２本の独立した割り込み信号線がある。１本は、力センサーサンプルの読み取り準備ができていることを示すために使用され、もう１本は、ペンダウン／アップイベントが発生したことを示すために使用される。
【０３０２】
力センサーマイクロプロセッサのフラッシュメモリは、ＡＲＭ７マイクロプロセッサ５７４によって回路内にプログラムされる。
【０３０３】
力センサーマイクロプロセッサ５８２は、さらに、ペン４００のリアルタイムクロック機能も備える。ＲＴＣ機能は、マイクロプロセッサの複数のカウンタータイマーのうちの１つで実行され、また外部３２．７６８ｋＨｚのチューニングフォークから実行される。その結果、力センサーマイクロプロセッサは、キャップ４７２がオンになり、ＡＲＭ７ ５７４の電源が切られたときもオンのままである必要がある。しかし、力センサーマイクロプロセッサ５８２は、電源としてＰＭＵ ５８０と別の低電力ＬＤＯを使用する。リアルタイムクロック機能は、ＡＲＭ７ ５７４の電源をオンにするようにプログラムできる割り込みを含む。
【０３０４】
キャップスイッチ６０２は、力センサーマイクロプロセッサ５８２によって監視される。キャンプアセンブリ４７２が取り去られると（又はリアルタイムクロックの割り込みが発生した場合）、力センサーマイクロプロセッサ５８２は、ＰＭＵ ５８０においてパワーオン及びリセットサイクルを開始することによりＡＲＭ７ ５７２を起動する。
【０３０５】
３．７ ペンソフトウェア
ネットページペンソフトウェアは、ネットページペン４００及びネットページポッド内マイクロプロセッサ上で実行されるソフトウェアを含む。
【０３０６】
ペンは、第３．６節で詳述されるように、多数のマイクロプロセッサを備える。ネットページペンソフトウェアは、Ａｔｍｅｌ ＡＲＭ７ ＣＰＵ ５７４（これ以降ＣＰＵと称する）、力センサーマイクロプロセッサ５８２、さらにＣＳＲ ＢｌｕｅＣｏｒｅ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール５７８上のＶＭで実行されるソフトウェア（これ以降ペンＢｌｕｅＣｏｒｅを称する）を含む。これらのプロセッサはそれぞれ、設定及び他の永続的データとともに、プロセッサ固有のソフトウェアを格納する関連フラッシュメモリを有する。ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ ５７８は、さらに、モジュールメーカーによって提供されるファームウェアからも実行され、このファームウェアは、ネットページペンソフトウェアの一部とはみなされない。
【０３０７】
ポッドは、ＣＳＲ ＢｌｕｅＣｏｒｅ Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモジュール（これ以降ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅ）を含む。ネットページペンソフトウェアは、さらに、ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅ上のＶＭで実行されるソフトウェアも含む。
【０３０８】
ネットページペン４００がネットページタグ付け表面５４８をトラバースすると、相関付けられた位置及び力サンプルのストリームが生成される。このストリームは、ＤＩｎｋと称される。ＤＩｎｋは、ネットページペンが、ネットページタグ付け表面の近くにあるが、マーキングしていないときに生成されるゼロの力（いわゆる「ホバーＤＩｎｋ」）を持つサンプルを含むことができるという点に留意されたい。
【０３０９】
ネットページペンソフトウェアのＣＰＵコンポーネントは、ＤＩｎｋ取り込み、タグ画像処理及び復号（Ｊｕｐｉｔｅｒ画像センサー５７６と連携する）、格納及びオフロード管理、ホスト通信、ユーザフィードバック、並びにソフトウェアアップグレードの機能を受け持つ。これは、オペレーティングシステム（ＲＴＯＳ）及び関連するハードウェアドライバを備える。それに加えて、これは、較正、構成、又は詳細（非現場）障害診断のための製造及びメンテナンスモードを備える。ネットページペンソフトウェアの力センサーマイクロプロセッサ５８２コンポーネントは、メインＣＰＵ用に力サンプルをフィルタ処理し、準備する役割を有する。ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ ＶＭソフトウェアは、ペンがテザリングモードで動作しているときに、ＣＰＵ ＵＡＲＴ ５８８インターフェースをＵＳＢにブリッジする役割を有する。ペンＢｌｕｅＣｏｒｅ ＶＭソフトウェアは、ペンがＢｌｕｅｔｏｏｔｈモードで動作しているときには使用されない。
【０３１０】
ポッドＢｌｕｅＣｏｒｅ ＶＭソフトウェアは、ポッドがペン４００を充電中の場合にそれを感知し、ポッドＬＥＤを適宜制御し、ＵＳＢを介してホストＰＣと通信する役割を持つ。
【０３１１】
ソフトウェアモジュールの詳細な説明については、参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公開第２００６／００２８４５９号明細書を参照のこと。
【０３１２】
本発明は、好ましい一実施形態及び多数の特定の代替実施形態を参照しつつ説明されている。しかし、当業者であれば、具体的に説明されているこれらの実施形態と異なる、多数の他の実施形態も、本発明の精神及び範囲内にあることを理解するであろう。したがって、本発明は、適宜相互参照により組み込まれる文書を含む、本明細書で説明されている特定の実施形態に限定されることは意図されていないということが理解できるであろう。本発明の範囲は、付属の請求項によってのみ限定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化パターンが表面上に配置されている基材であって、
前記符号化パターンは、
ｙ軸が南北方向に沿って公称的に定義され、ｘ軸が東西方向に沿って公称的に定義される、それぞれがｘ座標データ及びｙ座標データを含む、複数の連続するタグと、
それぞれのタグに含まれる複数のデータ要素であって、前記ｘ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表され、前記ｙ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表される、複数のデータ要素と、
を含み、
前記ｘ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの西側半分に第１の複製を、前記タグの東側半分に第２の複製を有し、
前記ｙ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの北側半分に第１の複製を、前記タグの南側半分に第２の複製を有し、
前記符号化パターンのタグサイズの部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく、当該タグサイズの部分が１つのタグに関する前記ｘ座標データ及び前記ｙ座標データを含むことを保証されるように、座標データのフラグメントが配列されている、
基材。
【請求項２】
それぞれのタグは、正方形である請求項１に記載の基材。
【請求項３】
前記符号化パターンは、
複数のセルを含んだターゲットグリッド、を定める複数のターゲット要素、
を含み、
隣接するセルはターゲット要素を共有し、
それぞれのタグは、複数の連続するセルによって定められる、請求項１に記載の基材。
【請求項４】
それぞれのタグは、正方形で、Ｍ２個の連続する正方形のセルを含み、
前記Ｍは２以上の整数である、請求項３に記載の基材。
【請求項５】
前記データ要素は、マクロドットである請求項１に記載の基材。
【請求項６】
データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す、請求項４に記載の基材。
【請求項７】
データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す、請求項５に記載の基材。
【請求項８】
それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む、請求項３に記載の基材。
【請求項９】
それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む、請求項８に記載の基材。
【請求項１０】
前記ｘ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｘ座標コードワードとして符号化され、前記ｙ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｙ座標コードワードとして符号化される、請求項１に記載の基材。
【請求項１１】
それぞれのタグは、１つ又は複数の共通コードワードを含み、それぞれの共通コードワードは前記リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなり、前記１つ又は複数の共通コードワードは、複数の連続するタグに共通のコードワードとして定義される請求項８に記載の基材。
【請求項１２】
それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、
前記符号化パターンのタグサイズの部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく、当該タグサイズの部分が、前記部分前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように、連続するシンボルグループが配列されている、請求項１１に記載の基材。
【請求項１３】
前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データを符号化する請求項１１に記載の基材。
【請求項１４】
前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記基材を一意的に識別する請求項１３に記載の基材。
【請求項１５】
それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された方向シンボルを含み、前記方向シンボルは前記表面に関する前記符号化パターンの方向を識別する請求項３に記載の基材。
【請求項１６】
それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する請求項３に記載の素材。
【請求項１７】
それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する請求項１６に記載の基材。
【請求項１８】
前記ターゲット要素は、ローパスフィルタによって前記データ要素から十分に区別可能な大きさである請求項３に記載の基材。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の基材、の表面上に配置された符号化パターンを撮像する方法であって、
（ａ）前記表面に相対的に光学式読み取り装置を位置決めするステップと前記符号化パターンの一部の画像を取り込むステップとを動作可能なように行うステップと、
（ｂ）前記撮像された部分に含まれるｘ座標データ及びｙ座標データをサンプリングし、復号するステップと、
（ｃ）前記ペンの位置を判定するステップとを含み、
前記部分は、少なくともタグ直径１つ分の、またタグ直径２つ分よりも小さい直径を有する方法。
【請求項２０】
基材の表面上に配置された符号化パターンを撮像するシステムであって、
（Ａ）請求項１〜１８のいずれか一項に記載の基材と、
（Ｂ）光学式読み取り装置であって、
前記符号化パターンの一部の画像を取り込む、少なくともタグ１つ分の直径の大きさであり、タグ２つ分の直径よりも小さい視野を有する画像センサーと、
プロセッサであって、（ｉ）前記取り込まれた画像内にあるｘ座標データ及びｙ座標データをサンプリングし復号するステップと、（ｉｉ）前記ペンの位置を判定するステップと、を実行するよう構成されたプロセッサと、を備える光学式読み取り装置と、
を備えるシステム。
【請求項１】
符号化パターンが表面上に配置されている基材であって、
前記符号化パターンは、
ｙ軸が南北方向に沿って公称的に定義され、ｘ軸が東西方向に沿って公称的に定義される、それぞれがｘ座標データ及びｙ座標データを含む、複数の連続するタグと、
それぞれのタグに含まれる複数のデータ要素であって、前記ｘ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表され、前記ｙ座標データがデータ要素のそれぞれの集合により表される、複数のデータ要素と、
を含み、
前記ｘ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの西側半分に第１の複製を、前記タグの東側半分に第２の複製を有し、
前記ｙ座標データは、それぞれのタグ内に２つの複製を有する、つまり、前記タグの北側半分に第１の複製を、前記タグの南側半分に第２の複製を有し、
前記符号化パターンのタグサイズの部分にタグ全体が含まれるかどうかに関係なく、当該タグサイズの部分が１つのタグに関する前記ｘ座標データ及び前記ｙ座標データを含むことを保証されるように、座標データのフラグメントが配列されている、
基材。
【請求項２】
それぞれのタグは、正方形である請求項１に記載の基材。
【請求項３】
前記符号化パターンは、
複数のセルを含んだターゲットグリッド、を定める複数のターゲット要素、
を含み、
隣接するセルはターゲット要素を共有し、
それぞれのタグは、複数の連続するセルによって定められる、請求項１に記載の基材。
【請求項４】
それぞれのタグは、正方形で、Ｍ２個の連続する正方形のセルを含み、
前記Ｍは２以上の整数である、請求項３に記載の基材。
【請求項５】
前記データ要素は、マクロドットである請求項１に記載の基材。
【請求項６】
データの一部は、セル内の複数の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、複数の可能なデータ値のうちの１つの値を表す、請求項４に記載の基材。
【請求項７】
データのｎビット部分は、セル内の２ｎ個の可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表され、それぞれの位置は、ｎを整数として、２ｎ個の可能なデータ値のうちの１つの値を表す、請求項５に記載の基材。
【請求項８】
それぞれのセルは、シンボルグループを定義し、それぞれのシンボルグループは複数の前記データ要素によって符号化された複数のリードソロモンシンボルを含む、請求項３に記載の基材。
【請求項９】
それぞれのシンボルは、２つの半分を含み、それぞれの半分は前記半分内の４つの可能な位置のうちの１つの位置を占有するマクロドットによって表される２ビットのデータを含む、請求項８に記載の基材。
【請求項１０】
前記ｘ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｘ座標コードワードとして符号化され、前記ｙ座標データは、リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなるｙ座標コードワードとして符号化される、請求項１に記載の基材。
【請求項１１】
それぞれのタグは、１つ又は複数の共通コードワードを含み、それぞれの共通コードワードは前記リードソロモンシンボルのそれぞれの集合からなり、前記１つ又は複数の共通コードワードは、複数の連続するタグに共通のコードワードとして定義される請求項８に記載の基材。
【請求項１２】
それぞれのシンボルグループは、前記１つ又は複数の共通コードワードのうちの少なくとも１つのコードワードのフラグメントを含み、
前記符号化パターンのタグサイズの部分にタグ全体が含まれているかどうかに関係なく、当該タグサイズの部分が、前記部分前記１つ又は複数の共通コードワードを含むことを保証されるように、連続するシンボルグループが配列されている、請求項１１に記載の基材。
【請求項１３】
前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記表面の一領域を一意的に識別する領域識別データを符号化する請求項１１に記載の基材。
【請求項１４】
前記１つ又は複数の共通コードワードは、前記基材を一意的に識別する請求項１３に記載の基材。
【請求項１５】
それぞれのセルは、少なくとも１つのデータ要素によって符号化された方向シンボルを含み、前記方向シンボルは前記表面に関する前記符号化パターンの方向を識別する請求項３に記載の基材。
【請求項１６】
それぞれのセルは、前記データ要素のそれぞれの集合によって符号化された１つ又は複数の平行移動シンボルを含み、前記平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルの平行移動を識別する請求項３に記載の素材。
【請求項１７】
それぞれのセルは、一対の直交平行移動シンボルを含み、それぞれの直交平行移動シンボルは前記セルを含むタグに相対的な前記セルのそれぞれの直交平行移動を識別する請求項１６に記載の基材。
【請求項１８】
前記ターゲット要素は、ローパスフィルタによって前記データ要素から十分に区別可能な大きさである請求項３に記載の基材。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の基材、の表面上に配置された符号化パターンを撮像する方法であって、
（ａ）前記表面に相対的に光学式読み取り装置を位置決めするステップと前記符号化パターンの一部の画像を取り込むステップとを動作可能なように行うステップと、
（ｂ）前記撮像された部分に含まれるｘ座標データ及びｙ座標データをサンプリングし、復号するステップと、
（ｃ）前記ペンの位置を判定するステップとを含み、
前記部分は、少なくともタグ直径１つ分の、またタグ直径２つ分よりも小さい直径を有する方法。
【請求項２０】
基材の表面上に配置された符号化パターンを撮像するシステムであって、
（Ａ）請求項１〜１８のいずれか一項に記載の基材と、
（Ｂ）光学式読み取り装置であって、
前記符号化パターンの一部の画像を取り込む、少なくともタグ１つ分の直径の大きさであり、タグ２つ分の直径よりも小さい視野を有する画像センサーと、
プロセッサであって、（ｉ）前記取り込まれた画像内にあるｘ座標データ及びｙ座標データをサンプリングし復号するステップと、（ｉｉ）前記ペンの位置を判定するステップと、を実行するよう構成されたプロセッサと、を備える光学式読み取り装置と、
を備えるシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３】
【図２４Ａ−２４Ｂ】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２Ａ】
【図２２Ｂ】
【図２３】
【図２４Ａ−２４Ｂ】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公表番号】特表２０１０−５１８４９６（Ｐ２０１０−５１８４９６Ａ）
【公表日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４８５４２（Ｐ２００９−５４８５４２）
【出願日】平成２０年２月５日（２００８．２．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００８／０００１２４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０９５２３２
【国際公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（３０３０２４６００）シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド (150)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月５日（２００８．２．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＡＵ２００８／０００１２４
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０９５２３２
【国際公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（３０３０２４６００）シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド (150)
【Ｆターム（参考）】
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