JP2001514413A

JP2001514413A - 光学特性の検出によるページ識別システム

Info

Publication number: JP2001514413A
Application number: JP2000508051A
Authority: JP
Inventors: オーウェン，ジェレイント
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1997-08-29
Filing date: 1998-08-28
Publication date: 2001-09-11
Also published as: WO1999010800A1; DE69802295D1; US5900943A; EP1010058B1; DE69802295T2; EP1010058A1

Abstract

(57)【要約】本開示は、色を測定することによって操作する複数ページ処理システム用のページ識別システム（３９，４３，４９，５５）に関する。検出された色は、少なくとも１つの既知ページについての色特性を記憶しているルックアップテーブル（４９）と比較される。予期された測定値変量に応じて選択された許容領域（１３７，１３９）内において、整合（一致）が検出されたならば、本システムはページ処理時にページ識別コードを生成する。好ましくは、本システムは、複数ページ（１８又は２０）の１つに対応して電子データ（５１）を自動的に関連づけるクリップボード装置（１１）内に具体化される。スタイラス１５は各ぺージ上に筆記するために用いられ得ると共に、各々の際にスタイラスが用いられ、本システムはページを自動的に光学的に走査し、ページ識別コードを生成し、そして電子データを現ページと関連づける。もしルックアップテーブルにおいて整合（一致）が検出されない場合には、本システムは、新たなページを検出したものと推測して学習モードに入る。赤、緑、青成分の各々に対して異なる周波数で光源を強度変調することによって、かつ、検出された成分を正規化（１１７）して全検出光を調整することによって、周辺光の変化がいくぶんか補償される。本システムは、用紙処理システムの広範囲において利用されることが期待される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、複数ページの中から個々のページを識別し、判別することに関する
。より詳細には、本発明は、色等の光学特性の検出に基づいて複数ページを識別
し、判別するシステムを提供する。

【０００２】

【従来の技術】

背景コピー機、プリンタ、スキャナ、データ獲得装置及びその他のシステム等を含
むページ処理システムの１つの問題として、上記システムが処理する個々のペー
ジの識別及び異なるページの判別がある。上記のタイプのシステムにおいて、例
えば、処理中のページをある特定ページ、あるいはある特定種類の書式として唯
一的に識別する性能を有することは有益である。このような性能により、データ
処理システムは、用紙に入力された情報を、例えば光学的文字認識を用いて処理
し、書式の種類によってデータフィールドの位置が変化するにもかかわらず多数
の異なる種類の書式（用紙）を自動的に識別して処理することが可能である。あ
るいは、用紙搬送経路に沿って行くページは、その経路の様々な位置で唯一的に
識別することが可能である。コピー機及びその他の処理システムにおいて、書式
の識別を利用して、オリジナルを検出（例えば、いわゆる「すかし検証」）し、
あるいはデータ処理性能の改良を行うことが可能である。

【０００３】自動ページ識別に適する１つの具体的な装置が、複数ページ／書式ディジタル
化クリップボードに関連する米国特許第５，６２９，４９９号に開示されており
、このクリップボードを用いることで、ユーザは、複数の重ねたページ又は書式
に実際に書き込み、そのページ又は書式の下のディジタイザによりペンストロー
ク情報を取り込むことが可能である。かかるシステムでは、重ねたページ又は書
式のうち正しいものとペンストローク情報を関連づけることが重要であることは
明らかである。このようなシステムにおいて、筆記中の現行ページ又は書式の検
出を、例えばこのページ又は書式に電子的に「フィンガープリント(fingerprint
)」機構を使用することで自動的に行い、そして使用中の異なるページ又は書式
を自動的に判別する機構を提供することは有用である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

従来のシステムには、例えば、システム自体により手動で走査され得る、書式
又はページを識別するための特別に位置決めされたコード又はマークに基づいて
、ページを識別する自動システムを提案しているものがある。しかしながら、こ
の種のシステムでは、特殊な書式（ページ又は書式にコード又はマークを予めプ
リントしたもの）を使用しなければならず、また、コード又はパターンを測定す
るための位置合わせ手順又は走査手順が必要となる。一方、色等の測定された特
性を用いてシートを判別する特殊な検出システムを必要とするシステムもある。
この種のシステムは、特開平７−２７２０４１号に記載されている。しかしなが
ら、上述したシステムは、通常、特殊な専用アプリケーションを対象としており
、多種多様なアプリケーションと容易に併用することができない。ページ又は書
式の識別を、そのページ又は書式の固有の特性に基づいて自動的に行うことが可
能であり、かつ特殊フォーマットの書式又はコード位置合わせ手順を必要としな
いシステムを有することは有益である。残念ながら、固有の特性に基づくページ
識別システムは、例えば、周辺光（背景光）の不均一性及び測定距離及び角度の
分散性を調整することによって測定値を正規化することが困難であることから、
一般的には制約される。

【０００５】ページをその光学特性に基づいて検出し、識別することが可能なページ識別シ
ステムが確かに必要とされている。かかるシステムは、低コスト、かつ多種多様
なページ処理システム（コピー機、スキャナ、プリンタ及びその他のデータ処理
システム等）に適用可能であり、さらに高信頼性を与えることを理想とする。本
発明は、これらの必要性を満たし、さらに関連する利点を提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明の概要本発明は、上記の必要性に取り組み、光学特性によるページ識別システムを提
供する。ページ自体の光学特性を直接測定することによって、本発明は、各ペー
ジを唯一的に識別する比較的廉価な方法を提供する。本発明では、精密な位置合
わせ手順も必要なければ、特殊コードを各ページに存在させる必要もない。この
ため、本発明は、様々なページのページ識別又は判別が有用である多種多様なペ
ージ処理システムに適用し得る。

【０００７】本発明の一形態は、ページの光学特性を検知するセンサと、既知ページに対応
する光学特性を検索して整合(一致；（match) ）を検出する方法を構成する。検
知されたページが認識されると、そのページを唯一的に識別する出力、例えば、
ある特定ページ又は特定種類の書式を識別するディジタルコードを生成すること
ができる。センサは、いずれの周辺光の作用も軽減又は排除し得るように、所定
の光源を用いて少なくとも２色の異なる色（例えば、可視光又は赤外光等、任意
の種類の放射を用いる少なくとも２つの異なる波長）でページの光学特性を実際
に測定することが好ましい。さらに、ディジタル処理装置は、測定された光学特
性を既知ページに対応するものと比較することによって検索を実行し、これらの
特性がよく整合しているか否かを判定する。測定された特性が、既知ページにつ
いての基準と整合するためにどの程度必要とされるかについては、アプリケーシ
ョンによって異なり、より多くの波長を測定することによって、あるいは所与の
ページの測定値を平均することによって分解能を向上することができる。

【０００８】この種のシステムを用いることにより、本発明は、データとある特定のページ
との関連づけを、そのページをトラッキング（追跡）することに基づいて行うこ
とができる。上述した複数ページ／書式ディジタル化クリップボードでは、本発
明により、ユーザは、ページをアクティブに切り替えることができると同時に、
ハードコピーページのディジタルデータをそのページについて入力された他のデ
ィジタルデータと的確に関連づけることができる。

【０００９】本発明では、測定対象のページに光を照射し、反射光を取り込んで赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、青（Ｂ）の強度をそれぞれ測定する手動装置（ハンド式用具）を用い
ることが好ましい。それぞれが異なる周波数で変調される強度である色を少なく
とも三色用いて全反射光の測定値を求める。反射された色成分を検出し、これを
用いて、上記色の少なくとも二色の測定値を正規化し、次に正規化された測定値
を用いてディジタルのルックアップテーブルと比較する。上記手動装置がスタイ
ラスの場合、この手動装置を新たに使用する毎に、例えば、新たにスタイラスの
先端部をページに押し付ける毎に、色測定及びページ識別を実行し得る。

【００１０】以下の詳細な説明を添付図面とともに参照することで、本発明をよりよく理解
することができる。以下に記載する特定の好ましい実施形態の詳細な説明により
、本発明の特定の実施形態を構成し、かつ使用することができるが、この実施形
態は、特許請求の範囲に記載の本発明を制限するものではなく、その一具体例と
して機能するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】

詳細な説明以下の詳細な説明を添付図面とともに参照することで、上記に略述し、記載さ
れる特許請求の範囲により定義される本発明をよりよく理解することができる。
以下に記載する特定の好ましい実施形態の詳細な説明により、本発明の特定の実
施を構成し、かつ使用することができるが、記載の特許請求の範囲を制限するも
のではなく、この実施形態はその一具体例である。

【００１２】

【発明の実施の形態】

Ｉ．主要部の概説本発明は、ページ及び書式処理システムに対する特殊なアプリケーションを有
するディジタル電子クリップボード１１において具体化される。米国特許第５，
６２９，４９９号（以下、「４９９号特許」と称する）では、背景において、本
発明の好ましい実施形態において利用されるクリップボードに言及している。本
明細書中でそのクリップボードが再現されるように、その上記４９９号特許の明
細書の全体を本明細書の一部と成すこととする。

【００１３】図１は、先頭ページ１４（例えば、白紙、又はデータ項目フィールドを有する
予めプリントされた文書）を支持するディジタイザ部１３と、ページへの書き込
み及び電子ペンデータの生成を行なうスタイラス１５と、このスタイラス１５と
クリップボード１１とを物理的かつ電子的に接続する繋ぎひも１７と、をそれぞ
れ備えたディジタル電子クリップボード１１を示している。先頭ページ１４の一
隅１８は、先頭ページ１４の下に第２の最終ページ２０が存在することを示すよ
うに「めくられた状態」で図示されている。本発明の文脈において、筆記中のペ
ージを自動的に識別して、ページ１４又は２０に実際に書き込まれたデータがデ
ィジタイザにより取り込まれると、これを正しいページと電子的に関連づけるよ
うに構成される機構をユーザに提供することが望ましい。好ましい実施形態では
、この機構として、スタイラス１５と、ディジタイザ部１３内にある電子処理機
器（図１においては図示せず）とを使用している。

【００１４】スタイラス１５はインク付け先端部１９に装着され、これにより、ユーザは、
ページ１４及び２０に実際に書き込むことが可能であり、多数の従来の書式又は
その応用書式と一致するように、ページのハードコピーを作成することができる
。インク書きされたハードコピーのページを作成すると同時に、ペン及びディジ
タイザ部１３内の構成要素は、電子位置データを生成し、スタイラス「ペンスト
ローク」データの電子記録を作成し、これを用いて完成されたページを再生する
。クリップ機構２１は、上記のページをクリップボード１１の用紙支持面２３に
ピン留めし、ユーザインタフェース部２５をユーザが用いてページ処理コマンド
を入力する。例えば、ユーザは、前回にクリップボードを使用したときに対応す
る、クリップボードのメモリに記憶されている電子ファイルを取り出し、これら
の既存のファイルに新たなデータを追加することができる。クリップ機構２１に
より、複数の書式又はページをディジタイザ部１３の上に重ね、多数の重ねたペ
ージをユーザが前後に入れ替えてそのぞれぞれにデータを入力することができる
。

【００１５】上述した４９９号特許は、ユーザが、アクティブページ定義を手動で切り替え
て、クリップボード１１に取り付けられた複数ページのうちの特定ページとデー
タを電子的に関連づけるように構成される一実施形態を開示している。しかしな
がら、かかる実施形態では、アクティブページ又は書式の定義を切り替えるため
にユーザインタフェースを使用できないため、４９９号特許のクリップボードが
不的確なページ又は書式とデータとを関連づけてしまう可能性がある。

【００１６】本発明の好ましい実施形態は、この起こり得る問題に対し、上述した自動識別
機構を使用して、ページカラー（ページの色）を検出し、これに基づいてアクテ
ィブページ定義を自動的に識別して切り替えることで対処するものである。クリ
ップボード環境における本機構の好ましい実施を図２に示す。

【００１７】図２に示すように、本発明の好ましい実施形態のスタイラス１５は、光導管３
２の周りに嵌着され、この光導管３２は、繋ぎひも１７を通過して、ディジタイ
ザ部１３と、スタイラス１５の筆記先端部１９に隣接して取り付けられたポート
３１との間に、光を搬送する。本発明の好ましい実施形態では、光を利用して各
ページの反射光学特性を定期的に測定して、各ページに「フィンガープリント」
するか、あるいはページとページとの間で判別する。すなわち、本発明の好まし
い実施形態では、各ページの色を測定し、測定された色を利用して電子ペンデー
タと正しいページとを自動的に関連づけるようにしている。ここでの開示におい
て使用される「色（カラー）」、「光」、及び「光学特性」という用語は、放射
の反射波長の測定値を包含するものであり、可視光には限定されない。例えば、
用途によっては赤外線波長を使用してもよい。しかしながら、本発明の好ましい
実施形態では、可視光の赤、緑及び青の色合いを使用し、かつ光導管３２は、か
かる光をスタイラス１５に対して搬送する二重撚りファイバ製の光ケーブル（す
なわち、２本の光ファイバケーブル３３及び３５）であり、ユーザがスタイラス
１５をページに適用する毎に、ページ光学特性の測定が新たに実行される。

【００１８】さらに図２に示すように、繋ぎひも１７からのページから戻る光は、１組の赤
、緑及び青（「ＲＧＢ」）検出器３９にさらに与えられ、中央処理装置（ＣＰＵ
）４３にはディジタル出力４１が供給される。後に詳述する中央処理装置４３は
、ファームウェアにより制御され、色情報を正規化し、エラーの原因を取り除い
てページ検索機能を実行し、さらに現在筆記中の特定ページを唯一的に識別する
出力を返信する。これらの機能は、光源４５の照射と同時に筆記先端部１９をペ
ージ１４又は２０に適用するのに伴って作動開始される割り込みルーチンを介し
て実施されることが好ましい。

【００１９】ＣＰＵ４３が測定ページの色をルックアップテーブル４９と比較した後、ＣＰ
Ｕ４３は、記入途中の特定ページを識別するコードをフォーマットし、このコー
ドを一連のペンデータに挿入する。このため、筆記先端部１９は、ディジタイザ
部１３の面に対する筆記先端部１９の相対位置を表す位置情報を連続して生成す
ることが好ましい。このデータを連続アナログスタイラスデータとして、チップ
ダウンスイッチの状態を表す信号とともに繋ぎひも１７を通して送り返す。

【００２０】ディジタイザ部１３において、アナログスタイラスデータは、ディジタル化さ
れ、フォーマットされてディジタイザ部１３に対するスタイラスの位置情報を表
すとともに、ユーザがページに実際に筆記中であることを意味する、筆記先端部
１９が「下向き(down)」状態か否かを表示するビットも表す。フォーマットは、
自動的に実行され、中間データ線５１を介してＣＰＵ４３に送出されてもよく、
あるいはＣＰＵ４３により直接フォーマットしてもよい。スキーム(scheme)が使
用される場合には、ＣＰＵ４３は、「文書(writings)」（例えば、筆記先端部１
９が「下向き」状態で生成されるデータ）を単にシリアルデータメモリ５３に送
出するだけでよい。また、割り込みルーチンを利用して、ＣＰＵに、ページ識別
及びその他ページ処理コマンド等、本シーケンスにおいて重大な場所にコマンド
コードを挿入させてもよい。

【００２１】従って、筆記先端部１９がページに押し付けられたことを示す状態に（スタイ
ラス１５内の）チップダウンスイッチが切り替わると、ＣＰＵ４３は、ページ識
別コードをフォーマットし、これが各ペンストロークシーケンスにおける第１の
データとして挿入される。筆記先端部１９が引き続き押し下げられている期間中
、次に続くデータは、１枚のページ、すなわち本シーケンスが開始されたページ
識別コードによって識別されるページと関連づけられる。

【００２２】一例として、新たなページを検出すると、クリップボード１１は、ページ識別
コードを生成し、これをペンデータのシーケンスにおける第１のデータとして挿
入し、このシーケンスがディジタイザ部１３内のシリアルデータメモリ５３に送
り込まれ、次いでパーソナルコンピュータ５７又は他の記憶装置に遠隔送信され
る。

【００２３】以上、本発明の好ましい実施形態の主要部を概説したが、次に、ペン及びペー
ジ検出システムの構成についてさらに詳細に説明する。

【００２４】ＩＩ．スタイラス構成及びペンデータ好ましいスタイラス構成を図３に示す。スタイラス１５は、ペン状本体が光導
管３２の周りに嵌着又は形成されている。好ましくは、光導管３２は、２本の光
ファイバケーブル３３及び３５が、それぞれ、ページ上又は用紙支持面６１上に
照射される本システムの光源（図３において図示せず）からの光を搬送し、用紙
支持面６１からの反射光をページからＲＧＢ検出器（図３において図示せず）に
搬送する。使用に適することがわかっている導管は、マサチュセッツ州、ローレ
ンスのの「ドラン−ジェンナーインダストリーズ」社製の１／８インチモデル
Ｅ８３６ケーブルである。繋ぎひも１７は、スタイラス１５とディジタイザ部（
同様に、図３において図示せず）とを結合してスタイラス１５をディジタイザ部
と物理的に接続し、かつその間に電気信号及び光信号を搬送する。

【００２５】電気信号に関して述べると、スタイラス１５には、クリップボード１１からの
３つの信号が供給され、２つの信号をクリップボード１１に送り返すように構成
されるが、図３においては、後者のうちの１つであるチップダウン信号６３だけ
が示されている。ディジタイザ部１３からの信号は、５ボルト直流（「ＶＤＣ」
）信号、「Ｖｃｃ」接地及びデータＯＫ信号を含む。このデータＯＫ信号は、ス
タイラス１５上の発光ダイオード（「ＬＥＤ」）を順次に発光させて、有効デー
タがいつディジタイザ部１３に電子的に書き込まれたか、例えば、いつ筆記先端
部１９が（チップダウン瞬間接触スイッチ６５により表示される）「チップダウ
ン」状態となったか、そして位置を登録するのにスタイラス１５がクリップボー
ド１１に十分に接近してるかについての表示をする。

【００２６】重要なこととして、光導管３２が筆記先端部１９近傍の屈曲部６７に配置され
、これにより、スタイラス１５の長手方向の軸６９に対して約３０度の角度に光
を向けて受光する。屈曲部６７の回転方向における配置は、スタイラス１５の自
然な「保持位置」に対応した（例えば、本体の形状及び本体上のデータ・ＯＫ・
発光ダイオードの配置場所に対応した）回転角度の位置になるよう選択され、光
源からの光が、略垂直方向の方向、例えば、用紙支持面６１に対して垂直上下方
向において、ページ又は用紙支持面６１に向けられるとともにそこから受光され
るように構成し、反射光を最大限に集められるようにしている。

【００２７】ディジタイザ部１３においてディジタイザコード化方式を使用することが好ま
しく、これは、米国特許第４，８０６，９１８号（以下、「９１８号特許」と称
する）に該当する。９１８号特許では、様々なタイミングの電圧信号と、スタイ
ラスにより検知される電圧パルスの強度及び相対的タイミングを個々のトレース
により搬送するコード化方式を記載している。これらの信号の相対的タイミング
及び強度は、筆記先端部で検出され、クリップボードに対するスタイラスの唯一
位置を決定する。これに関連して、ディジタイザ部１３内におけるトレースは、
唯一的に順序づけられ、タイミング及び検出されたパルス強度の各相対パターン
が、ディジタイザ面の１つの唯一位置のみを表すように構成される。スタイラス
１５の筆記先端部１９は、パルスを検出し、上述したチップダウン信号６３とと
もにアナログ（パルス）データ信号をディジタイザ部１３に与える。その結果、
スタイラスは、クリップボードがＯＮ状態にされ、かつスタイラス１５がページ
又は用紙支持面６１の近傍にある場合、ただし、データをページ又は用紙支持面
６１に実際に筆記中であるか否かをクリップボードにチップダウン信号６３が表
示した状態のとき、電子位置データを常に生成する。

【００２８】従って、図１を再び参照して図示されるように、スタイラス１５は、ディジタ
イザ部１３に対するスタイラス位置、及びインクがページに付着しているか否か
の両方を表すアナログスタイラスデータを生成するが、このような電子情報は、
先頭ページ１４又は最終ページ２０の何れが現在使用中であるか否かをそれ自体
では識別できない。

【００２９】重要なこととして、スタイラス１５の筆記先端部１９は、ページ１４及び２０
に黒インクで実際に書き込むことが好ましい。本発明の実施において必要とされ
ることではないが、黒インクは反射率がほぼゼロであるため、紙の色測定値を大
きく歪めるものではない。

【００３０】ＩＩＩ．色データの処理図２を参照して、ＲＧＢ検出器３９及び光源４５は、ディジタイザ部１３の内
側に位置決めされることが好ましく、サンプルリングするためのアナログ電子機
器により処理され、ＣＰＵ４３により制御される。光源は、例えば赤、緑、青の
三色成分を同時に生成する単一のＬＥＤであるのが好ましい。ページ特性の赤外
線測定等のような、他の光源又は関連の色又は波長検出方式を同等に使用しても
よいが、赤、緑及び青の可視色を選ぶ１つの理由として簡便性があり、例えば、
日本の「ニチア」社製の好ましい「ＮＳＴＭ５１５Ｓ」フルカラーＬＥＤ等のパ
ッケージは容易かつ安価に入手可能である。このＬＥＤは、６４０、５２５及び
４７０ナノメートルで３つの主波長を生成する。関連スペクトルの全幅及び最大
半値幅は約３０ナノメートルである。同様に、赤、緑及び青のカラーチャネルの
それぞれにおいて０〜１０ボルトのアナログ信号を生成する単一パッケージの三
色検出器が使用可能である。ある特定の色方式、光学特性を測定する波長数及び
検出器の構成の選択は、よく理解され、当該技術において通常の技能を有するレ
ベルであると考えられる。

【００３１】電力節約の目的のために、ＲＧＢ検出器３９及び光源４５は継続的に通電され
ないが、むしろ、ユーザによるスタイラス「ペン」ストロークの開始を示す状態
にチップダウンスイッチが移行したときに「ＯＮ」状態となされる。このとき、
ＣＰＵ４３もまた割り込みされて、カラーサンプリング及び検索ルーチンを開始
する。

【００３２】Ａ．色信号の変調現行ページ識別システムの好ましいクリップボード適用は、可視の可変周辺光
の存在下で使用されることで、ページ光学特性の測定に影響を及ぼす可能性があ
ることが予想される。周辺光の色測定に対する影響を減じるためには、好ましく
は、ＬＥＤの異なるカラーチャネルを強度変調（輝度調整）して、各ページの光
学特性を異なる色で測定するように構成することが好ましい。

【００３３】ここで、図４は、電子クリップボード適用において実施される好ましい色検出
方式を示す。

【００３４】図４に図示されるように、１５ボルトの直流の供給電圧が上述した３つのチャ
ネルＬＥＤ（図４において、参照符号７１を付す）に印可される。赤色チャネル
エミッタ７３は、赤色チャネルドライバ７５により１３キロヘルツの周波数で強
度変調される。同様に、緑色チャネルエミッタ７７及び青色チャネルエミッタ７
９は、対応する緑色チャネルドライバ８１及び青色チャネルドライバ８３により
１０キロヘルツ及び７キロヘルツでそれぞれ強度変調される。赤色、緑色及び青
色のチャネルロックイン増幅器９１、９３及び９５にそれぞれ結合された３つの
ドライバは、それぞれに対応する基準信号８５、８７及び８９を生成する。各ロ
ックイン増幅器９１、９３及び９５は、内部サンプリング回路と、内部バッファ
と、ＣＰＵサンプリングのために短期間に亘って色測定を効果的に平均するディ
ジタル／アナログコンバータ（図４において図示せず）と、をそれぞれ有する。
赤色チャネルロックイン増幅器９１は１３キロヘルツに、緑色チャネルロックイ
ン増幅器９３は１０キロヘルツに、青色チャネルロックイン増幅器９５は７キロ
ヘルツにそれぞれ同調される。重要なこととして、これらのロックイン増幅器は
、それぞれが同調される周波数で強度変調を自動的に測定し、これによりページ
カラー検出を歪めるような周辺光の影響も大幅に減じる。正弦波形強度変調とロ
ックイン増幅器との使用は、周辺光をフィルタリングするために使用可能な１つ
の変調方式に過ぎず、その他の多数の方式、例えば、パルスコード変調もまた周
辺光をフィルタリングするために効果的に利用することが可能である。

【００３５】ページからの反射光のＲＧＢ検出は、光検出器９７により行われ、前置増幅器
及びバッファのセット９９により、検出された信号を処理してロックイン増幅器
９１、９３及び９５に搬送する。ＬＥＤ７１の点灯と同時に、ＣＰＵ４３は、既
に割り込み信号を受信しており、これに基づき、処理される際にＣＰＵ４３に３
つのロックイン増幅器９１、９３及び９５をサンプリングさせてこれらから３つ
のディジタル出力１０１、１０３及び１０５を得るようにしている。

【００３６】Ｂ．色特性の整合前述したように、筆記中のページに対応する検出された色特性は、ＣＰＵ４３
によりルックアップテーブルと比較され、検知されたページがＣＰＵ４３にとっ
て既に「既知」であるか否かを判定する。整合（一致）が検出されない場合、Ｃ
ＰＵ４３が検知されたページを「ｋ」枚の既知ページと比較した後、ＣＰＵは、
学習モードを入力してルックアップテーブルに新たな項目を入れ、内部ポインタ
を「ｋ＋１」個にインクリメントすることで、次の比較では、新たに学習された
ページも整合を検出するＣＰＵの試みの一部として含めることができる。検知さ
れたページの色特性の既知ページとの整合については、図５〜図７を参照して説
明する。

【００３７】前述したように、クリップボード内の論理は、図５のブロック１１１で示すよ
うにチップダウンスイッチの起動を検出する。この事象が（例えば、通常は直流
＋５ボルトに高位結合(tied-high)された状態の信号が下方に移行したときに）発生すると、ディジタイザ部内の論理は、図５のブロック１１３に示すように、
光源４５及びＲＧＢ検出器３９を起動するのに効果的であり、またＣＰＵ４３を
割り込みするのにも効果的である（ブロック１１５で示される）。ＣＰＵ４３は
、ＲＧＢ検出器３９の各色のチャネルをサンプリングし、検知されたページを表
す赤色と緑色の信号を正規化する。

【００３８】１．測定値変量の調整正規化は、赤色及び緑色のチャネル信号を三色全てのチャネル信号（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）の和で割り、２つの正規化された色値Ｒ’及びＧ’を求めることによって達
成される（正規化された青色チャネル値Ｂ’は、例えば、１−Ｒ’−Ｇ’＝Ｂ’
の如く全体的にＲ’及びＧ’に依存しているので不要である）。さらに多くの波
長を利用する場合、色が同様の２枚のページを判別する際の分解能を高める。こ
のような場合の正規化された値の数は、利用される波長数より常に１つ小さくな
る。

【００３９】測定値変量の補償は、既知の色と検知された色との間の選択されたずれまで許
容することによって実施され、しきい値関数を用いて測定された色とルックアッ
プテーブルの各項目との近似性を判定する。換言すれば、検知された色とある特
定の「既知」の色とが「十分に近似」していれさえすれば、整合が検出される。
このような測定値のばらつきは、筆記先端部１９とページとの距離のばらつき及
び様々なユーザがスタイラスを保持する角度の自然なばらつきにより生じるおそ
れがある。このようなばらつきに適応するのに十分に大きな、ただし大きすぎな
いずれに適応することによって、多種多様な色が検出及び判別可能である一方、
ユーザがスタイラス１５を保持する状態での相違も考慮している。

【００４０】例えば、図５のブロック１１７が示すように、正規化された色値が、Ｒ’＝Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ’）及びＧ’＝Ｇ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ’）の場合、ＣＰＵ４３は、ルックアップテーブルにおける各（既知ページ）色を取
り出し、かつ実際に測定された色が既知ページ色の所定の距離（相違範囲）に属
するかを判定するよう、ファームウェアにより順次命令される。好ましい実施形
態に用いられる関係は、以下の関数Ｔ₀≧ｄ＝［（Ｒ’−ｒ₀）²＋（Ｇ’−ｇ₀）²］^1/2 によって定義され、ここで「ｒ₀，ｇ₀」は、赤色／緑色のカラー面における既知
ページの予め測定された色の位置を表し、「ｄ」は、ルックアップテーブルから
取り出された、測定された色と特定の既知の色との距離（相違量）である。「ｄ
」が（本適用に与えられた所望の精度に関して求められる）しきい値「Ｔ₀」以下の場合、ＣＰＵ４３は、測定されたページと既知ページとの整合を検出する。
ＣＰＵ４３は、ルックアップテーブルにおける次の色の分析を実行する。ルック
アップテーブル全体に整合が検出されない場合、本装置は、学習モードに入る。

【００４１】上述した方式における矛盾を解決するための機構もまた存在することが好まし
い。すなわち、検知された色を既知のページと比較することで、「整合」を２つ
以上もたらす場合、例えば、検知された色が２枚の既知のページからのずれのし
きい値以内にある場合、ソフトウェアは、どの既知のページが検知されたページ
と最もよく似ているかを確認し、そのページを現在使用中であるとする。好まし
い実施形態において、最も近似する整合は、「ｄ」の最小値により上述した計算
式から求められる。

【００４２】例えば、図６は、カラーの用紙に対応するグラフであり、「ｘ」軸１１８は、
赤色チャネルアナログ強度をボルトで表し、「ｙ」軸１１９は、緑色チャネルア
ナログ強度をボルトで表している。「ｘ」軸１１８の値はＲ’に比例し、「ｙ」
軸１１９の値はＧ’に比例する。一定の青色陰影１２１、緑色陰影１２３、緑色
光１２５、灰色光１２７、白色光１２９、黄色光１３１、桃色光１３３及び赤色
光１３５であるページにそれぞれ対応した８個の点が表示される。上記に表示し
たしきい値関数を適用して、検知された色が各既知の色と「Ｔ₀」を上回る分だけ異なっているか否かを判定することにより、探索を赤―緑色面の円形領域１３
７の範囲内とすることができる。検知されたページがこの（半径「Ｔ₀」の）円の中にあるとき、整合が検出される。この探索方式は実施しやすいが、好ましい
クリップボード環境が与えられる最も精度の良い、あるいは最も高速なものとは
限らない。

【００４３】例えば、図６では、所与のページの典型的な測定値の変化をより精確に表す多
角形状探索領域１３９も表示している。例えば、図６の点１２１で表される青色
を仮定したとき、検知された色について、３０度の測定値勾配、及び５〜９ミリ
メートルの（スタイラスの光学ポートとページとの）測定値距離の典型的な変化
を描写すると、図６に示す線１４１の形状となる。同様に、ゼロ度の相対勾配と
５〜９ミリメートルの測定値距離のずれでは、対応する描写は、図６の線１４３
の形状を取る。このように、「既知」の青色を中心とした平行四辺形１３９等の
多角形により、測定値のばらつきが的確に説明される。

【００４４】図６に示す探索領域は、説明の目的のためにサイズが拡大されており、探索領
域は、実際には、赤―緑又はその他の選択されたカラー面の面積が図６に図示し
たものよりもかなり小さく、二色の同様な色の間の区別が一般にし易くなること
が理解されるであろう。また、４つ以上の波長を分析してページ光学特性を検出
することにより、より詳細な分解能が望ましい場合に分解能をさらに向上させる
。

【００４５】図６において、Ｒ’及びＧ’の値は、アナログ電圧により表現される。例えば
、青色１２１は、直流１．５５ボルトの「ｘ」値と直流２．１０ボルトの「ｙ」
値に対応する。以下の信号処理において、これらのアナログ電圧をディジタル形
式に変換することはより好都合である。例えば、直流１０．０ボルトを１６ビッ
トにより表現可能な最大値（例えば、６５，５３６）と同等であるとすると、「
ｘ」値及び「ｙ」値は、それぞれ、１．５５×６５，５３６÷１０、或いは１０
，１５８、及び２．１０×６５，５３６÷１０、或いは１３，７６２になる。

【００４６】仮想のルックアップテーブル４９を図７に示し、ここで、各項目は、ポインタ
１４５、１組のディジタル化された色座標１４７、及びスタイラスデータ列に挿
入されるディジタルＩＤコード１４９により定義される。例えば、（１０１５８
，１３７６２）及び（１１４０３，１４７４５）、（１１９９３，１４０２４）
及び（１１７３０，１２７８０）の１６ビット（赤，緑）座標値（図６の点１２
１、１２３、１２５及び１２７にそれぞれ対応する）を備えた４枚のページがク
リップボードに「既知」であるとすると、ＣＰＵ４３は、第１の点（１０１５８
，１３７６２）にテストを適用して、測定された色がその点の定義された範囲内
に属しているか否かを判定する。整合が検出されると、ＣＰＵ４３は、特定ペー
ジに対応する形式ＩＤコマンド１４９にアクセスする。整合が検出されないと、
ＣＰＵ４３は、第２の点（１０１５８，１３７６２）に同一の分析を実行する。
これを４回試みても相変わらず整合が検出されなければ、ＣＰＵ４３は、新たな
メモリスロットを開き、新たに測定された色を新たなページＩＤコードとともに
メモリにロードする。同時に、ＣＰＵ４３は、既知ページの数を画定する内部点
を（例えば、「５」に）インクリメントする（増やす）。

【００４７】Ｃ．データ列へのデータの挿入図５に示すように、ＣＰＵ４３は、検知された色がＣＰＵ４３にとって「既知
」であるか否かを判定（参照符号１５１で示されるブロック）し、そうでなけれ
ば、ＣＰＵ４３は、学習関数を入力する（参照符号１５３で示されるブロック）
。しかしながら、何れの場合においても、ＣＰＵ４３は、その割り込みルーチン
を、ページＩＤコードを選択することによって完了し、これが、図５の参照符号
１５５で示されるようにスタイラスからシリアルデータ列に挿入する。コードを
挿入すると、ＣＰＵは、その割り込みをリセットし、正常なプログラムモードを
入力し、そこでスタイラスデータを処理するか、あるいはユーザインタフェース
を介して入力された所定のユーザコマンドを実行する。このようなコマンドは、
例えば、ある特定の色を有する特定クラスの出荷伝票等の既知の用紙をメモリか
ら選択し、又は記憶データを遠隔コンピュータに送信することができる。このよ
うな用途では、ユーザは、ユーザインタフェースを操作して半完成ページをメモ
リから呼び出してもよく、その用紙に新たな記入がなされると、ＣＰＵ４３は、
クリップボード１１内部のメモリにスタイラス「ペン」ストロークデータを記憶
し、これに先立ってディジタルＩＤコードがその種類の用紙又はページを識別す
る。

【００４８】測定された色の分解能を改良する方法として、当業者が想到し得るものは多数
ある。「分解能を改良する」とは、検出された色の変量を減じて測定された色を
ルックアップテーブルにおける項目の１つと非常に近似して整合させるように構
成される方法が存在することを意味する。例えば、いくつかの測定値をまとめて
平均することによって、色を測定してもよい。あるいは、ページの紙面と直接接
触するポートを有するようにスタイラスを作製して、例えば、用紙との距離やス
タイラスの入射角等、測定値の不一致をなくすようにしてもよい。色処理を行っ
て精確な結果を得るための他の技術もまた、当業者はさらに想到し得る。このよ
うな技術は、本発明の範囲から排除されるものではなく、考察される特定用途に
よっては多少なり望ましいといえる。

【００４９】ＩＶ．クリップボードにおける特殊な複数ページ用紙の使用好ましい電子クリップボード用途において、ページ識別は、所定のマルチカラ
ーの用紙を通常使用することにより、単純性を保ち、かつ精度を高めることが好
ましい。一例として、４ページの用紙を、第１の青色ページと、第２のグレイペ
ージと、第３の赤色ページと、第４の橙色ページとを常に特徴とするように作製
してもよい。このような用途において、本発明に係るページ識別識別方式により
、ユーザが各ページに記入するのにともなって各ページの自動検出を可能とし、
スタイラス情報を分離して各ページの電子的同等物に供する。この結果、このよ
うな情報全てのファイルを格納することが可能であるとともに、その精確な完成
用紙を、オリジナルの予めプリントされた用紙を表現する画像情報と組み合わせ
て正確に再現することが可能である。

【００５０】本発明が、ディジタル化電子クリップボードの環境に限定されるものでもなけ
れば、また非常に様々な色を備えたマルチパート用紙の使用に制限されるもので
もないことは、明らかである。本発明の原理を使用することで、人間の眼とほぼ
同じように見える色を識別し、かつ精度に非常に信頼をもたせてページ識別を達
成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学特性の検出によりページ識別を実施するディジタル電子クリップボードを
示す図である。スタイラスは、ページにマークを付けるとともに筆記中のページ
の光学特性を検知するために使用される。

【図２】スタイラスを使用してページ光学特性を検知するように構成される、図１のク
リップボードの主要機能要素を示すシステム図である。

【図３】図１及び図２のスタイラスの模式図であって、２つの光ファイバを使用してそ
れぞれスタイラスの筆記先端部に光源の光を搬送し、筆記先端部からの反射光（
ページ特性を示す）を搬送する構成を示し、また、光学特性の測定を開始するチ
ップダウン信号を与える電気経路も示す図である。重要なこととして、図示にお
いて、光ファイバは、筆記面に対して（ページに対して）スタイラスの自然傾斜
角を説明するように配置される。

【図４】色検出のハードウェアのアナログ実施を示すブロック図である。

【図５】本発明に係るページ光学特性の測定を実行するプロセスを示すブロック図であ
る。

【図６】異なる色のページについて測定された典型的な光学特性を示すグラフであって
、図３の筆記先端部のページ面からの距離の典型的な変動量、及び、ページ面に
対して測定された光の様々な入射角に対応したばらつきを説明するグラフである
。

【図７】図６に図示される「既知」ページの予想される色値を表すルックアップテーブ
ルの１６ビット値サンプルを示す図である。

【符号の説明】

１１クリップボード１５スタイラス１８先頭ページ１９筆記先端部２０最終ページ３２光導管３９ＲＧＢ検出器４３ＣＰＵ４５光源４９ルックアップテーブル１３７許容領域（円形状探索領域）１３９許容領域（多角形状探索領域）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０７Ｄ 7/12 Ｇ０７Ｄ 7/12 Ｆターム(参考） 2G020 AA04 AA08 CB51 DA05 DA12 DA22 DA24 DA31 DA34 DA43 3E041 BA12 BB03 CB03 5B068 AA12 BC03 BD02 BD09 CC15 5B087 AE01 BC03 BC12 BC16 BC32 CC33 【要約の続き】ことによって、かつ、検出された成分を正規化（１１７）して全検出光を調整することによって、周辺光の変化がいくぶんか補償される。本システムは、用紙処理システムの広範囲において利用されることが期待される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１枚のページ（１８）を、ページ処理システム（
１１）が収容する他のページ（２０）から追跡及び判別するために使用される識
別システム（３９，４３，４５，４９）であって、光源（３２，４５）と、複数
ページの少なくとも１枚のページから光を検知する光検出器（３２，３９）とを
使用し、前記光検出器は検出された光を表わす電子出力（４１）を生成するよう
にした識別システムにおいて、前記光源（３２，４５）と前記光検出器（３２，３９）との関係を、前記光源
からの光を用いて前記複数ページの少なくとも１枚のページ（１８）の用紙の色
を検出するように配置し、少なくとも１枚の既知ページ（１８，２０）の色特性を記憶するように構成さ
れるルックアップテーブル（４９）と、前記電子出力により表わされる前記検出された光を前記色特性と比較して、前
記検出された光と既知ページの色特性との整合を検出し、整合が検出されると、
整合が生じたことを識別する電子出力を生じるプロセッサ（４３）と、をそれぞれ備え、これにより、前記ページ処理システム（１１）は、前記複数ページ（１８，２
０）の少なくとも１枚のページ（１８）を色に基づいて判別し、順次に追跡する
ようにしたこと、を特徴とする識別システム。
【請求項２】整合が検出されない場合には新たなページを学習し、かつ、
この新たなページを既知ページとして順次に識別し得るように前記新たなページ
の色特性を前記ルックアップテーブル（４９）に記憶する手段（４３，１５１，
１５３，１５５）をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の識別システム
。
【請求項３】前記識別システムは、複数ページ（１８，２０）に直接的に
ユーザが交互に記入できるとともに、各ページに作成されたデータ項目をディジ
タル化する装置（１１）により具体化されるものであって、ユーザによりページ面の手動走査を行うように構成され、前記光源（４５）か
らの光を走査中のページに向け、かつ該ページからの反射光を前記光検出器（３
９）に搬送するワンド（１５）を備え、前記識別システムが前記装置（１１）により使用されて、ディジタル化された
データと、書き込みが実際に行われたページとの関連づけを、前記ディジタル化
されたデータを検出ページ色と関連づけることにより行うことをさらに特徴とす
る請求項１に記載の識別システム。
【請求項４】前記ワンド（１５）は、ページ面に接触するように構成され
る筆記先端部（１９）と、前記筆記先端部が前記ページ面と接触しているときに
電子表示を行うチップダウンスイッチと、を含み、前記ページ識別システムは、前記電子表示に応じて前記ページ面から色のサン
プリングを行うことを特徴とする請求項３に記載の識別システム。
【請求項５】カラー面において略円形又は多角形の許容領域（１３７，１
３９）を使用し、該許容領域（１３７，１３９）に属する前記ルックアップテー
ブル（４９）に格納された色特性と検出された色との差に基づいて整合を検出す
るべく、ソフトウェア及びファームウェアの一方により前記プロセッサ（４３）
を制御することをさらに特徴とする請求項１に記載の識別システム。
【請求項６】前記光源（４５）は、少なくとも２つの異なる波長で光を生
成することを特徴とする請求項１に記載の識別システム。
【請求項７】前記光源（４５）は、少なくとも３つの異なる波長で光を生
成することを特徴とする請求項１に記載の識別システム。
【請求項８】前記複数ページと、前記光源及び前記光検出器のうちの少な
くとも１つとの測定距離の変動に適応する手段（４３，１１７）をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の識別システム。
【請求項９】前記光源（４５）からの光は、前記複数ページの所定面を照
射し、前記光検出器は、該所定面からの反射光を受光することを特徴とする請求
項１に記載の識別システム。
【請求項１０】前記所定面からの反射光の入射角の変動に適応する手段（
４３，１１７）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の識別システム
。
【請求項１１】前記光源は、所定パターンに応じて強度変調された光を与
える変調光源（４５）であることを特徴とする請求項１に記載の識別システム。
【請求項１２】前記光源（４５）は、複数の波長の光を生成し、その各波
長は異なるパターンで強度変調されることを特徴とする請求項１に記載の識別シ
ステム。
【請求項１３】測定された波長における光強度を全体光に応じて正規化す
る手段（４３，１１７）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の識別
システム。