JP2004533693A - 位置決定のデバイス、方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

位置決定のデバイス、方法およびコンピュータプログラムが提供される。デバイスは表面上の位置コーディングパターンの画像に基づき位置を決定する画像処理手段を備える。処理手段は、画像の位置コーディングパターンに基づいて表面上の認識可能な位置を決定できるか否かを判断するように構成されている。さらに、処理手段は、前記判断結果に応じて、第一書込み手段を表面上に書込み可能にするように構成されている。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面上の位置コーディングパターンの画像に基づき、表面上の位置を決定する画像処理手段を備える位置決定デバイスに関する。本発明はまた、位置決定の方法およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
記憶すべき重要な物事を書き留めるために、ペンおよび用紙を手近に置くことは便利なことが多い。しかし、情報を記憶するためのペンおよび用紙の多くの代替品（例えば、コンピュータ）が存在する。コンピュータを利用する利点は、情報をディジタル的に記憶し、別の電子ユニットに即時に転送できることである。欠点は、コンピュータが高価で、扱いが複雑なことであり、さらにコンピュータを操作するには、ユーザが技術ノウハウを有する必要があることである。一方、ペンおよび用紙は、携帯が容易なために、誰にでも、何時でも、場所に関係なく使用できる。
【０００３】
前記二つの代替品を組み合わせた通信方法は、参照により本明細書に引用したものとするＷＯ ０１／１６６９１から公知である。このＷＯ ０１／１６６９１特許広報では、情報の電子記録および処理システムを記載している。このシステムは、ベース上の位置をコーディングするための位置コードを備えるベースと、この位置コードを検出することにより、前記ベース上に書かれた情報を記録するデバイスとから構成される。位置コードは、情報が手で書き込まれている間に、連続的に記録される。記録された一連の位置は、ベース全体にわたるデバイスの運動を定義する。情報は、書き込まれると同時に記録され、デバイス内に格納するか、あるいはコンピュータまたは移動電話などの外部ユニットに転送できる。
【０００４】
ＷＯ ００／２５２９３は、ペン先の運動を決定するデバイスおよび方法を記載している。ペンの運動は連続的に記録されたベース上の画像を比較することにより決定される。一つの態様によれば、ペンの運動は絶対位置決定により決定される。代替形態では、異なる領域が異なるパターンを備えている。ペンが領域の一つ内に置かれると、ペンはその領域内のパターンを分析して、その領域のタイプを識別できる。例えば、結果として得られた分析を使用して、ペンがその領域に書き込むかを決定できる。
【０００５】
ＷＯ ０１／３０５８９は制御可能な書込み手段を有する電子ペンを記載している。ユーザが表面上に書込み、線を引くと、ペンが、例えば線のそれぞれの色およびタイプを描くことができる機能を有するために、書込みの表現を変化できる。ペンは、書込みの特性を変化およびデータの位置を決定するために、コード化されたデータから構成される画像を記録できる。
【０００６】
場合により、前述のタイプのデバイスがベース上の位置を正しく記録できないことがある。これは、ユーザが書き込んだ情報の一部が記録されないことを意味する。ユーザは、デバイスに格納されるかまたは外部ユニットに転送される情報が完全であることを確信できない。情報に誤りがある場合、後で追加の記録を実行しなければならず、その作業はかなりの時間を要する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、従来技術の前述の問題点を、完全または部分的に改良することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、独立請求項に明記する形態を有する、本発明によるデバイス、方法およびコンピュータプログラムにより達成される。
【０００９】
好ましい実施形態は従属請求項で定義される。
【００１０】
本発明の第一の態様によれば、本発明は位置決定デバイスに関する。このデバイスは表面上の位置コーディングパターンの画像に基づきその表面上の位置を決定する処理手段を備える。処理手段は、画像中の位置コーディングパターンに基づいて表面上の認識可能位置を決定することが可能かどうかを判断するように構成されている。さらに、処理手段は、前記判断結果に応じて、第一書込み手段を表面上に書込み可能にするように構成されている。本発明によるデバイスを使用することにより、第一書込み手段を使用して表面上に書き込まれた情報は電子的に記録できる。この情報は表面全体にわたる第一書込み手段の軌跡を示す一連の認識可能位置に相当する。
【００１１】
前記判断に応じて第一書込み手段を表面上に書き込み可能にすることにより、ユーザは認識可能位置が決定可能か否か、を認識できる。書込み手段が表面上の一点に書き込む場合、これはその点に相当する認識可能位置を決定可能か否かの表示となる。類似の方法では、表面上の線は密着した点の連続に相当する認識可能位置を決定可能か否かを意味する。このようにして、記録された情報が表面上に書き込まれていたものか否かを正確に示すため、ユーザは、デバイスにより情報が記録されたことを完全に認知できる。
【００１２】
位置コーディングパターンは、それぞれが少なくとも二つの可能なデコーディング値を有するエレメントを含むことができる。処理手段は画像の複数エレメントを識別し、識別された各エレメントについて、エレメントがこのデコーディング値を有する各可能なデコーディング値に対する関連値を計算する。各エレメントは最低限一つのマークで構成できる。
【００１３】
一般には、一つのエレメントに対して一つのデコーディング値では、このエレメントが別の可能なデコーディング値を有する可能性があるため、完全な確実性で決定できない。この理由は、表面上の位置コーディングパターンが絶対的に完全ではないことによる。位置コーディングパターンが表面上にプリントされるとき、プリンタの解像度に限界があることは、マークが完全な正確さでプリントされないことを意味する。例えば、マークがわずかに変形してプリントされるか、または「正常な」位置からずれてプリントされる。別の理由は、位置コーディングパターンの画像の記録を表面上の異なる位置で、すなわち変化した視野から、実行される可能性があることである。結果として生じる画像ひずみにより、エレメントのデコーディング値を明確に決定するのに複雑性が増す。また、画像の記録が傾斜した角度で実行され、画像中のエレメントを全く識別できない危険性が生じる可能性がある。表面上のエレメントの識別を妨害する可能性のある別の要因は、表面から異なる位置にある位置コーディングパターンの画像を記録するときの、表面の不均一な照明または鮮明度の欠落である。表面に一般に発生する構成物、および表面の汚染物またはデバイスの特定の部品の故障から発生するノイズもまた、エレメントの識別に悪影響を与える可能性がある。エレメントが明白に決定されると、そのエレメントの明白に決定されるデコーディング値に相当する値の確率は最大になり、一方で、そのエレメントに対するその他の値の確率はゼロになる。エレメントのデコーディング値の不確かさが増すと、その値の確率の相互の差は減少する。エレメントが位置コーディングパターン内のある位置で欠落すると、そのエレメントの値の確率は一様に高くなる。
【００１４】
処理手段は、処理手段が表面上の認識可能位置を決定可能であると判断する場合だけ、第一書込み手段を表面上に書込み可能にするように構成されている。これは、書き込んでいる表面上の点が、デバイスにより決定可能な認識可能位置に相当することを意味する。言い換えると、表面上に書き込まれる情報はデバイスにより記録できる情報である。書込み手段が表面上のある点に書込みを停止した場合、この点に相当する表面上の認識可能位置が決定できないことを表わし、したがって、必ずしもすべての情報を記録できないことを表わす。これが、例えば傾斜角度の過大な状態で記録を実行した場合のような、記録中の好ましくない状況により発生する場合、追加記録を実行する必要性が発生する。この代替形態の利点は、ユーザが表面上に書き込むかまたは描いたものを、ユーザ自身が見ることができる場合、デバイスを容易に使用できることである。デバイスが反対に作動するとき、代替形態を有することができるのは言うまでもない。したがって、処理手段は、処理手段が表面上の認識可能位置を決定可能であると判断する場合だけ、第一書込み手段を表面上に書込み可能にするように構成されている。
【００１５】
位置デコーディングパターンの画像が記録され終わると、その画像が十分な情報を含んでいる場合、デバイスは表面上の認識可能位置を決定できる。処理手段は、表面上の位置に関する画像が含む情報量の分量を決定するように構成できる。分量が小さいことは、画像がわずかしか情報を含まないことを表わし、表面上の位置を全く決定できないことを意味する。分量が多いと、位置、ここでは認識可能位置を表面上で決定可能になる。
【００１６】
処理手段は、前述の情報の分量を所定の限界分量と比較するように構成できる。情報の分量が限界分量を超えると、画像に基づいて表面上の位置を決定できる。ただし、この位置は必ずしも認識できない。一方、情報分量が限界分量を越えない場合、その画像を利用して表面上の位置を決定することはできない。
【００１７】
画像中の位置デコーディングパターンに基づいて位置を決定できる場合、処理手段は、位置を決定できる確かさのレベルに相当する位置確率を決定できるように構成できる。次に、この位置確率を使用して、表面上の認識可能位置を決定可能か否か判断できる。
【００１８】
画像に対応する位置確率は、識別された全エレメントから選択された所定数のエレメントに対する値の確率に基づき決定できる。これらの選択されたエレメントは、デコーディング値の一つに対する主要な値の確率を有するエレメント、すなわち、表面上の位置に関する最重要情報を提供できるエレメントであればよい。例えば、位置確率は、選択されたエレメントの主要値の確率を操作することにより決定できるが、別の方法でも決定できる。
【００１９】
処理手段は、位置確率を所定の限界値と比較し、位置確率が限界値を超える場合、画像に基づいて表面上の認識可能位置を決定できると判断するように構成できる。一方、位置確率が限界値を超えない場合、画像中の位置デコーディングに基づいて決定できる位置は、十分な確かさで決定されたものでないため、認識可能とは考えない。したがって、処理手段は、表面上の認識可能位置を決定できないと判断する。
【００２０】
前述の説明は、選択されたエレメントが正確に定義されている場合、すなわち、エレメントのそれぞれがその他のエレメントより高い一つの値の確率を有する場合、位置確率が限界値を超える可能性が増加し、したがって、記録された画像に基づいて認識可能位置を決定できる可能性が増加する、ことを意味している。
【００２１】
処理手段の構成は、位置が記録された画像に基づいて決定でき、かつこの位置が前に決定された認識可能位置から所定の距離以内にある場合、記録された画像に基づいて認識可能位置を決定できると判断するように構成できる。この方法はさまざまな手法で前述の各方法と組み合わせできる。例えば、ここでは、処理手段は、最初に、画像が含む情報の分量を決定するように構成できる。したがって、この分量は画像に基づいて位置を決定できるかどうかを表わす。さらに、処理手段は、記録された画像に基づいて決定できる位置に対する位置確率が前記限界値を越え、かつこの位置が前記所定の距離以内にある場合、認識可能位置を決定できると判断するように構成できる。
【００２２】
前述の方法と同一組み合わせは、一回および前記デバイスと同一位置決定作業の間全体を通して使用する必要はない。例えば、前記作業は最初に、可能であれば、各記録された各画像に対して位置確率を決定することを含む。これには、第一書込み手段を用いる表面全体にわたる一回のストロークに相当する一連の第一位置に対して確率計算して位置を決定することを含むことができる。他の位置に対しては、書込み手段が活動しているかどうかを決定するために、確率計算を使用する必要はない。
【００２３】
一方、他の位置のそれぞれから前に決定された認識可能位置までの距離は検査できる。したがって、この最後の例では、全体にわたり確率計算をしないために時間が節減される理由から、表面上への書込みの高速制御が可能になる。
【００２４】
前述のデバイスは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）で構成できるが、また、個別部品も含む任意の別の回路でも構成できる。
【００２５】
前述のデバイスはハンドヘルドにもでき、また、操作の容易な形状にすることもできる。デバイスがハンドヘルドである場合、第一書込み手段を備えることができる。さらに、デバイスはユーザとって最も便利な、ペン形状にできる。
【００２６】
本発明によるハンドヘルド・デバイスは、このデバイスから外部ユニットにデータを無線送信する通信用のトランシーバを備えることができる。これにより、このデバイスを利用して記録された情報は、例えば近くのコンピュータ、あるいは移動電話を介して別のコンピュータまたは移動電話に送ることができる。送信は短距離無線リンクによるかまたは赤外線光を利用して実行できる。代替形態では、情報はケーブルを利用して送信される。さらの別の代替形態によれば、ハンドヘルド・デバイスはコンピュータ・ネットワークまたは電話網と通信するための内臓式モデムを有する。
【００２７】
本発明によるハンドヘルド・デバイスはまた、表面上に書き込むための第二書込み手段を備える。
【００２８】
第二書込み手段は、表面上の認識可能位置を決定することが可能か否かに関係なく、表面上に書き込むように構成できる。この実施形態により、デバイスが従来のペンとして機能するとき、ユーザは表面上のデバイスのすべての動きに追従できる。しかし、詳細には、前述の実施形態と同様に、ユーザは、表面上の認識可能位置を、表面上の書込みを停止／開始する第一書込み手段により決定できないことを認識する。
【００２９】
別の実施形態によれば、第二書込み手段は、第一書込み手段が表面上に書き込みしないときに表面上に書き込むように構成できる。この実施形態によってもまた、ユーザは表面上のデバイスのすべての動きに追従できる。
【００３０】
第一書込み手段は、例えば赤いインクで書き込みでき、一方で、第二書込み手段は黒のインクで書き込みできる。これは表面上に書き込む色が、表面上の認識可能位置を決定できるかどうかを表わすことを意味する。
【００３１】
前述の書込み手段が表面上に書き込みできる、各種の異なる方法がある。例えば、それらの方法は、表面上の特定の位置にインクを吐出するように配置されたノズルであってもよい。この実施形態により、表面上へのインクの供給を高速に制御できる。すなわち供給を容易に停止および開始できる。
【００３２】
これに関連しては、「吐出」とは、インクがノズルから噴射されることを意味する。
【００３３】
第二の態様によれば、本発明は位置決定の方法に関するものであり、表面上の位置コーディングパターンの画像を処理することを含む。この処理には、画像中の位置コーディングパターンに基づいて表面上の認識可能位置を決定することが可能かどうかを判断し、さらに前記判断結果に応じて、第一書込み手段を表面上に書込み可能にすることを含む。
【００３４】
第三の態様によれば、本発明は、画像に基づき位置決定するための命令を有するコンピュータプログラムに関する。
【００３５】
前述のデバイスに関連して説明した形態は、本発明による方法またはコンピュータプログラムに適用できることは言うまでもない。
【００３６】
前述の形態は同一実施形態において組み合わせできる。
【００３７】
次に、本発明を実施形態により、および添付図面を参照して詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は読取りペンの形状の位置決定デバイス１を示す。このデバイスはペンとほぼ同一形状のケース２を備える。ケースの短辺側には開口３がある。短辺側は、その上で位置決定を実行する表面４に接触するかまたは近距離に維持されるようになっている。デバイス１は表面４を照射するための少なくとも一つの発光ダイオード５と、表面上の二次元ディジタル画像を記録するための、例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサなどの光検出エリアセンサ６とを含む。必要に応じて、デバイス１はレンズ系７を含むこともできる。
【００３９】
デバイス１用の電源は、ケース２内の分離収納部に装着される電池８から得られる。
【００４０】
デバイス１はさらに、センサ６により記録された画像に基づき位置を決定する画像処理手段９と、詳細には、センサ６から画像を読み取り、この画像に基づいて位置決定を実行するようにプログラムされたプロセッサユニット１０とを備える。
【００４１】
本例では、デバイス１はまた、インクを吐出するノズル１１の形状の書込み手段を備え、これを使用して、表面４上に書き込みまたは描画できる。ノズル１１は一般的なインクジェットノズルであってもよい。このようなノズルにおいてインクの吐出を停止するには、ノズルへのインクに供給を止めるだけでよい。
【００４２】
デバイス１はまた、ボタン１２を備え、このボタンによりデバイス１を作動および制御できる。デバイス１はまた、例えば赤外線光または高周波を利用する、デバイスと外部との間の情報の無線送信用のトランシーバ１３も備えることもできる。デバイス１はまた、位置決定に基づく情報を表示するディスプレイ１４を備えることもできる。
【００４３】
圧力センサはデバイス１が表面４に接触したときを示すように配置される。発光ダイオード５およびエリアセンサ６は、圧力センサ１５が表面に接触すると作動する。これにより、エリアセンサは、圧力センサがデバイスと表面とが接触していることを示さない限り、画像を記録できない。
【００４４】
図２は、光学的読取り可能な位置コーディングパターン６７を備える表面６６を有する一枚の紙６５を示す。位置コーディングパターンはデバイスを使用して決定できる位置情報を保有している。このパターンはマーク６８で構成されており、説明を容易にするために大幅に拡大されている。
【００４５】
本例では、デバイスが赤外線光でマーク６８を照射して、これらマークがエリアセンサ６により認識されるようにしている。ノズル１１から吐出されるインクは、赤外線光で照射されたときに、エリアセンサ６で認識されない種類のインクである。これは、デバイスの機能が、インクで重ね書きされたマークにより影響を受けないことを意味する。これは、例えば、炭素を全く含まないインクにより得られる。
【００４６】
次に、本発明によるデバイスおよび方法の機能は、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００４７】
図１の読取りペンを使用して、手書き文字が表面に書き込まれると同時にその文字を記録する。この目的のために、前述のように、エリアセンサ６は表面上の画像を記録するように構成される。記録された画像に基づいた位置決定を可能にするために、画像はコーディングパターンを含む必要がある。例えば図２に示すような、明るいバックグラウンド内に暗い色のマークで構成されるコーディングパターンを含む表面の画像中には、暗い部分（マーク）と明るい（バックグラウンド）の間に明瞭なコントラストが存在する。一般の鮮明な単一色の紙の表面上の画像中には、明瞭なコントラストは存在しない。したがって、画像処理手段は、最初に、画像が表面上の位置に関してどれだけの量の情報を含むかを表わす、第一情報分量を計算（ステップα）する。第一情報分量は、画像の明および暗部分間のコントラスト分布を基にして計算される。第一情報分量は、標準偏差などのような、画像中の輝度分布の特定の統計的指標に基づき計算できる。代替方法では、情報分量は本願出願者のスウェーデン特許出願Ｎｏ．０１０２２５４−０に記載されている方法を基に計算できる。この特許出願も参照により本明細書に引用したものとする。詳細には、バックグラウンドの輝度値および目的物の輝度値は、画像全体に分布する多数の部分領域に対して推定できる。バックグラウンド輝度値と目的物輝度値の間の差は、それぞれの部分領域のコントラストの大きさを示す。したがって、第一情報分量は、コントラスト限界値を超えるコントラストを有する部分領域の数に一致するように設定できる。
【００４８】
次に、画像処理手段は、第一情報分量を第一限界分量と比較する（ステップα’）。第一情報分量が第一限界分量を超える場合、画像はコーディングパターンを含むと考えられ、画像処理が続行される。一方、第一情報分量が第一限界分量を超えない場合、画像はいずれのコーディングパターンも含まないと考えられ、画像処理が中止される。
【００４９】
記録された画像に基づく位置決定を可能にするには、画像は図２の表面６６上の位置コーディングパターン６７のような位置コーディングパターンを含む必要がある。この理由から、画像処理手段はまた、第二情報分量を計算するように構成されている（ステップβ）。第二情報分量もまた、表面上の位置に関して画像が含む情報の量を表す。第二情報分量は、画像中の、位置コーディングパターンの特性を示す特徴を検査することにより決定できる。例えば、図２の位置コーディングパターンは、パターンが固有の特徴、すなわち単位表面当たり所定数のマークを一般に含むという特徴を有する。したがって、画像処理手段９の構成は、前述の部分領域の一つに対して、画像中で識別可能な個々の目的物の数を決定するように構成される。本例では、これら目的物は画像中の連続した暗い領域（マークになるもの）。第二情報分量は、単位表面当たりの識別された目的物の数と単位表面当たりのマークの所定数との間の差の関数として計算でき、この第二情報分量は前記の差が増加するにつれて減少する。代替方法では、第二情報分量は、単位表面当たりの識別された目的物の数として設定できる。したがって、画像処理手段は第二情報分量を第二限界分量と比較するように構成される（ステップβ’）。第二情報分量が第二限界分量を超える場合、画像は位置コーディングパターンを含むと考えられ、画像処理が続行される。一方、第二情報分量が第二限界分量を超えない場合、画像はいずれの位置コーディングパターンも含まないと考えられ、画像処理が中止される。
【００５０】
位置コーディングパターンは一般にエレメントを含み、このエレメントのそれぞれが少なくとも二つの可能なデコーディング値を有する。各エレメントは少なくとも一つのマークを含む。図２の位置コーディングパターン６７は、このパターンを利用して読取りペン１が位置を決定できるような位置コーディングパターンの例である。画像処理手段９は画像中の複数のエレメントを識別するように構成される。したがって、識別されたそれぞれのエレメントに対し、処理手段は、エレメントがこのデコーディング値を有する各可能なデコーディング値に対し、関連する値の確率を計算する。エレメントが明白に決定されると、そのエレメントの明白に決定されたデコーディング値に相当する値の確率は最大になり、一方、そのエレメントに対するその他の値の確率はゼロになる。エレメントに対するデコーディング値の不確かさが増すと、その値の確率の相互の差は減少する。表面上の位置が画像中の位置コーディングパターンを利用して決定できるかどうかを判断する目的のために、画像処理手段は、さらに、第三の情報分量を計算するように構成される（ステップγ）。第三情報分量もまた、表面上の位置に関して画像が含む情報の量を表わす。第三情報分量は識別されたエレメントに対する値の確率に基づいて決定でき、また識別されたエレメントのそれぞれに対する最大値の確率の乗算により決定される。識別されたエレメントが明白に決定されると、第三情報分量は大きくなる。これに対応して、識別されたエレメントのコーディング値の不確かさが大きくなると、第三情報分量は小さくなる。したがって、画像処理手段は、第三情報分量を第三限界分量と比較するように構成される（ステップγ’）。第三情報分量が第三限界分量を超える場合、画像は位置コーディングパターン（このパターンを利用して読取りペン１が表面上の位置を決定できる）を含むと考えられ、画像処理が続行される。一方、第三情報分量が第三限界分量を超えない場合、画像は位置コーディングパターン（このパターンを利用して読取りペン１が表面上の位置を決定できる）含まないと考えられ、画像処理が中止される。
【００５１】
画像に基づいて位置が決定できたとしても、この位置が表面上の認識可能位置であるかどうかは不確かである。したがって、画像処理手段９は画像に基づいて決定できる位置が容認できるかどうかを判断するように構成される。
【００５２】
本例では、前記判断は、一部は確率計算を基にし、一部は表面上の前に決定された認識可能位置との比較を基にする。画像処理手段９は最初に、確かさのレベル（この確かさのレベルで位置を決定できる）に応じて、位置確率を決定する（ステップΦ）。前記位置に相当する位置確率は、識別された全エレメントから選択された所定数のエレメントに対する値の確率を基にして計算できる。本例では、これらの選択されたエレメントは、デコーディング値の一つに対する主要な値の確率を有するエレメントである。例えば、位置確率は、選択されたエレメントに対する主要値の確率の乗算により決定できる。代替方法では、位置確率は、位置の計算において値の確率に基づいて得られる特定の確率値から構成できるか、またはこの特定の確率値から計算できる。したがって、処理手段は位置確率を限界値と比較するように構成される（ステップΦ’）。位置確率が限界値を超えない場合、画像処理は中止される。一方、位置確率が限界値を超える場合、画像処理手段９は、画像に基づいて決定できる位置の場所を、前に決定された認識可能位置の場所と比較するように構成される（ステップΦ）。したがって、処理手段は決定できる位置が認識できるかどうかを判断するように構成される（ステップΦ’）。画像に基づいて決定できる位置が、前記前に決定された認識可能位置から所定の距離以内にある場合、決定できる位置は表面上の認識可能位置であると考えられる。したがって、この場合に、画像処理手段９は、記録された画像中の位置コーディングパターンに基づいて表面上の認識可能位置を決定できると判断する。本例では、画像処理手段９はさらに、表面上の認識可能位置を決定できると判断すると、書込み手段を表面上に書込み可能にするように構成されている（ステップλ）。書込みは認識可能位置に相当する表面上の点の場所になされる。一方、画像に基づいて決定できる位置と前記前に決定された認識可能位置との間の距離が、所定の距離より大きい場合、デバイスは書込み手段を表面上に書込み不可能にするように構成されている。
【００５３】
図４は表面上で読取りペン１を使用した結果の例を示す。この例では、文字「Ａｎｏｔｏ」６９は読取りペン１を用いて書き込まれ、このペン内に記憶されていたものである。前述のように、表面上の画像は、ユーザが表面上に書き込んでいる間に、連続的に記録される。図３のフローチャートの全ステップの結果に応じて、ペンは表面上に書き込むか、または書き込みをしない。図４の文字では、「Ａｎｏｔｏ」中の文字「ｔ」が欠落している。この理由は、読取りペン内の画像処理手段が、前記文字「ｔ」を形成すべき、表面上の各点に相当する認識可能な各位置を決定できないと判断したからである。したがって、画像処理手段は、書込み手段を表面上のこれら点に書込み不可能にしていた。前記文字「ｔ」に相当する容認できる各点を決定できない理由には、例えば、位置コーディングパターンが、前記文字「ｔ」が本来あるべき位置において、何らかの理由で読み取りできなくなったことが考えられる。これの原因には、例えば、表面上に汚れがあること、またはこの領域内に記録する間に、読取りペンが表面に対して不適正な位置に保持されていたことが考えられる。
【００５４】
図３のフローチャートの各ステップを別の方法で組み合わせできることは言うまでもない。これらステップは、必ずしも前述の順番で実行する必要はない。また全ステップを実行する必要もない。これらステップの一つまたは複数を削除することも可能である。また、ステップの組み合わせが、読取りペンを用いる一つまたは同一位置決定動作期間中において、同一である必要もない。一つの例によれば、ステップα〜ステップΦ’に従う一つの動作期間中に、いくつかの初期記録画像が処理される。次に、画像処理手段は、対応する画像に対する位置確率が限定値を超える場合、認識可能位置を決定できると判断する。次に、位置が画像に基づいて決定できる場合には、後続の記録された画像がステップΦに従って処理される。したがって画像処理手段は、決定される位置が前に決定された認識可能位置から所定の距離以内にある場合、認識可能位置を決定できると判断する。
【００５５】
位置の計算が終わるとただちに位置確率が得られる場合には、ステップΦ’およびΦ’を組み合わせることにより、ある位置が、この位置の位置確率と一つまたは複数の前に決定された認識可能位置からのこの位置の距離とに応じて認識できると考えられるようにすることができる。例えば、低い位置確率は距離を短くすることにより補償できる（これの逆も成り立つ）。
【００５６】
前述の例では、画像手段の構成は、認識可能位置を決定できる場合に限り、表面に書き込むように構成されていると仮定してきた。この代わりに、表面上に認識可能位置を決定できない場合に限り、画像処理手段が書込み手段を表面上に書き込み可能にすることもできる。また、例えば常時インクを吐出する機構、および認識可能位置を決定できないときに異なる色のインクを吐出する別の機構を有する、複数の書込み手段を備えることもできる。
【００５７】
関連図面を伴う付録Ｉでは、本発明に関連して使用できるさまざまな位置コーディングパターンの広範な説明がなされている。付録Ｉはまた、記録された画像中の識別されたエレメントに対して値の確率を計算する方法と、画像に基づいて位置を計算する方法とを詳細に述べている。さらに付録Ｉでは、本発明による位置決定に関連して実行できる各種の他のさまざまな確率計算を述べている。
【００５８】
前述の例では、値の確率は情報分量および位置確率を計算するために使用してきた。しかし、情報分量および位置確率はまた、付録Ｉで述べる一つまたは複数の別の確率を基にして計算できる。これは、ある位置に対する位置確率は、位置決定の間の異なる時間および異なる方法で決定できることを意味する。これはまた、確率計算で使用されるどの確率も小さすぎると考えられる場合、位置決定はいつでも中止できることを意味する。
【００５９】
図５は本発明の代替の実施形態によるデバイスの一部を示し、このデバイスは第一書込み手段７０と第二書込み手段７１とを備える。第一書込み手段７０は、認識可能位置を決定できるときだけ、表面上に書き込むように構成されている。第二書込み手段７１は、認識可能位置を決定できか否かに関係なく、表面上に書き込むように構成されている。
【００６０】
本発明によるデバイスを使用して表面上に情報を書き込むことは、いくつかの方法で実行できる。例えば、ノズルを設ける代わりに、図６ａに示すように、書込み手段は表面上にインクを回転しながら押出すボールペン７２であってもよい。表面へのインクの供給を止めるときは、このボールペンは適正に作用してボールを固定し、表面上を回転しないようにする。図６ｂに示す別の代替形態は、書込み手段として電磁石７３を使用して、黒側および白側を有する小型の永久磁石を含む特殊用紙上に書き込む。この用紙は、磁石が表面を交差して通過するとき、永久磁石がそれらの黒側を上に向ける。ノズルからのインクの供給をオン／オフする代わりに、電磁石７３への電気の供給は、位置が決定されているかどうかに依存して情報の書込みを制御する方法により、適正にオン／オフできる。図６ｃに示すさらに別の代替形態は、書込み手段として加熱手段７４を有し、これにより加熱されると色が変化する特性を持つ表面を加熱する。
【００６１】
前述の実施形態は単に例として考えるべきものである。
【００６２】
当業者には、前述の実施形態は、本発明の概念から逸脱することなく多くの方法により変更できることは認識されるであろう。
【００６３】
位置コードの光学記録の代替方法、例えば、ＷＯ ００／７３９８３およびＷＯ ０１／２６０３３に記載された方法は、参照により本明細書に引用したものとする。
【００６４】
本付録では、図を参照して、本発明に関連して使用できるさまざまな位置コーディングパターンを説明する。本付録はまた、表面上の位置コーディングパターンを利用する位置の決定またはデコーディングに関連して、確率計算を使用する方法を詳細に述べる。
【００６５】
次に、図７のフローチャートを参照して、確率計算により位置コーディングパターンをデコードできる方法の例を説明する。デコードされる位置コーディングパターンは本願出願者の特許出願ＷＯ ０１／２６０３２に記載されたタイプである。この特許出願も参照により本明細書に引用したものとする。
【００６６】
図８は表面１９上の光学的読取り可能な位置コーディングパターン１７の拡大部分を示す。位置コーディングパターンはマーク１８で構成される。読取りペンは、センサを利用して位置コーディングパターンの一部分領域の画像を記録し（ステップＡ）、その画像中の複数のマーク１８を識別（ステップＢ）し、さらに、ラスターポイント２２で交差するラスターライン２１を有するラスターの形状の参照システムをこの画像に適合させる（ステップC）ように構成されている。この適合は、マーク１８のそれぞれをラスターポイント２２に関連付ける方法で実行される。例えば、マーク２３はラスターポイント２４に関連付けされる。この結果、ラスター適合により、各マークがどのラスターポイントに属するかを決定できる。本例では、ラスターは正方形格子の形状であるが、別の形状も可能である。本願出願者の特許出願ＷＯ ０１／７５７８３、ＷＯ ０１／２６０３４、およびＳＥ ０１０４０８８−０（これらはすべて、参照により本明細書に引用したものとする）では、ラスターを画像中のマークに適合させる詳細について記載している。
【００６７】
「理想的な」位置コーディングパターンでは、一つおよび唯一のマークが各ラスターポイントに関連付けされる。位置コーディングパターンの画像形成における変形および欠落により、位置コーディングパターンの画像中で、どのマークが位置コーディングパターンに属し、また複数のマークの内のどのマークが特定のラスターポイントに関連付けされるべきマークであるのかを決定するのが難しい。この理由から、本例では、位置決定において複数のマークを一つおよび同一ラスターポイントに関連付する。一つのラスターポイントに共に関連付けされたマークはそのラスターポイントに属するエレメントを形成する。
【００６８】
本例の位置コーディングパターンでは、マーク１８の値は、マークが関連付けされるラスターポイント２２に対するマークの変位により定義される。詳細には、マークの値を定義するラスターポイントを基準としたマークの点の位置である。この点は一般に、マークの主点である。本例の位置コーディングパターンでは、各マークについて四つの理想的位置が存在する。これらの位置は、マークが関連付けされているラスターポイント２２から延びる四つのラスターライン２１のそれぞれの上にある。これら位置はラスターポイントから等距離に位置する。図９ａ〜ｄはマークの理想的位置２５を拡大して示している。これらの位置は、図９ａでは値“０”、図９ｂでは値“１”、図９ｃでは値“２”、図９ｄでは値“３０”を有する。このように、四つのマークは四つの異なる値“０〜３”を表わすことができる。
【００６９】
さまざまな理由から、記録された画像中で識別されるマークは理想的な位置を持たないことが多い。したがって、多くの場合、一つのマークに対して一つの値を明白に決定するのは難しい。この理由から、読取りペンは、識別された各マークに対し、マークがこの値を定義する各値“０〜３”に対して関連する値の確率を計算するように構成される（ステップＤ）。各マークに対する値の確率は、図１０に示すように、マーク２７からそのマークの理想的位置２５のそれぞれまでの距離２６、または詳細には、一般にはマーク２７の主点から各理想的位置までの距離２６の減少関数である。マークは一般には理想的位置のまわりに分布している。これは、値の確率Ｐ（ｄ_ｉ）が、式Ｐ（ｄ_ｉ）＝ｋ ｅｘｐ（−（ｄ_ｉ）^２／ｖ）で計算できることを意味する。前記式では、ｋ＝定数、ｄ_ｉ＝マークから理想的位置までの距離、ｖ＝定数であり、本例では、距離の分散である。分散は実験的に決定できる。このようにして、四つの値の確率を各マークに対して計算できる。マークがラスターポイントの中心にある場合も起こりうる。この場合には、マークから理想的位置のそれぞれまでの距離が等しいため、マークに対する四つの値の確率は等しい。ラスターポイントに関連付けされるマークが存在しない場合、すなわち関連するエレメントがゼロのマークを含む場合は、ラスターポイントの中心にマークが存在したとして扱う。すなわち、値の確率は等しい。
【００７０】
一つのラスターポイントに関連する複数のマーク、例えば三つのマークが存在する場合、すなわち、関連するエレメント内に三つのマークがある場合、そのラスターポイントまたはエレメントに対し全体で３×４の値の確率が存在する。したがって、読取りペンは、各ラスターポイントまたはエレメントおよび各値に対し、値の確率（そのラスターに共に関連するマークがこの値を定義する）を決定するように構成される（ステップＥ）。このことから、一つのラスターポイントに対するこれらの値の確率は、ラスターポイント確率と称することもできる。ラスターポイントに対する値の確率を計算することにより、記録された画像中の全マークを位置決定において考慮に入れることができ、情報の欠落する危険性が最少になる。前述の説明は、エレメントが値のそれぞれを定義する各エレメントに対し、値の確率が計算されることを意味するため、以後の説明では、値“０〜３”をエレメント値と称する。
【００７１】
あるエレメントに対する値の確率は、比較されるそのエレメント中のマークに対する値の確率、すなわち可能な各エレメント値に対して選択される値の最高確率により決定できる。代替方法では、エレメントに対する値の確率は、そのエレメント中のマークに対する可能なエレメント値のそれぞれに対する値の確率の加重総和にできる。エレメントに対する値の確率はまた、前述以外の別の方法によって決定できることは言うまでもない。
【００７２】
本例におけるエレメントに対する値の確率の計算は、図１１の数値例により示されている。図１１ａは二つの関連するマーク２８および２９を持つラスターポイント２２を示す。マーク２８および２９は共に、ラスターポイント２２に属するエレメントを構成する。図１１ｂの表３０および３１は、それぞれのマークの可能な値に対する値の確率Ｐ_１を含む。図１１ｃの表３２は、エレメントの可能なエレメント値に対して得られた値の確率Ｐ_２を含む。本例では、エレメントに対する値の確率は相対的である。代替方法では、値の確率は、代わりに、適正な方法で正規化することにより得ることができる。一つのラスターポイントの関連するマークが一つだけ存在する場合、すなわち関連するエレメント中に一つのマークが存在する場合、そのマークおよびエレメントに対する値の確率は同一であることは明らかである。
【００７３】
画像を記録するとき、読取りペンから表面までの距離は、記録される位置コーディングパターン部分の大きさに影響を与え、その結果、画像に適合できるラスターの大きさにも影響を与える。画像を位置に変換するには、所定数のエレメント、本例では８×８エレメントを使用する。８×８より多いラスターポイントが画像に適合している場合、過剰のエレメントが識別される。したがって、読取りペンはさらに、識別された全エレメントから、表面上の位置に関して最大の情報を提供するセットのエレメントを選択するように構成される（ステップＦ）。このセットのエレメントは、必要ないものを除いて、連続している。本例では、セットのエレメント中のエレメントは、画像に適合するラスターポイントを有するラスターポイント行列に一致するが、これは必要条件ではない。言い換えると、この目的は、記録された画像に対する全体情報値を最大にする、各エレメント値に対する関連した値の確率（前には、位置確率と称した）を選択することである。この目的のために、識別されたエレメントのそれぞれに対してエントロピが計算される。したがって、記録されたエレメントに対する最大全体情報値に相当する最少エントロピ総和を与える、８×８エレメントが選択される。エレメントに対する値の確率が以下の式のように正規化されると、

エレメントのエントロピＨは、以下の式で計算される。
【００７４】

ここでＰ_２，ｉはエレメント値ｉ（ｉ＝０，１，２，３）に対するエレメントの値の確率であり、ｌｏｇ_２は２の対数である。エレメントのエントロピは、エレメント値の確率が高くなると最大になり、値の確率の一つを除くすべてがゼロであると最少になる。エントロピ計算により８×８エレメントを選択する代替方法は、情報値として各エレメントに対する値の最高の確率を使用する方法である。この場合には、連続する８×８エレメントが選択され、これにより、８×８エレメントに対する情報値の総和から構成される全体情報値を最大にする。
【００７５】
本例で使用される位置コーディングパターンは、表面上の点に対する二つの座標をコード化する。これら座標は個々にデコードできる。したがって、これらは二つの異なる次元のデータと称される。位置コーディングパターン中の各マークは、詳細には、第一座標をデコードするのに使用される第一ビットと、第二座標をデコードするのに使用される第二ビットとをコード化する。
【００７６】
記録された画像中の位置コーディングパターンのデコーディングでは、一つのエレメントに対する各可能な値“０”〜“３”は、したがって、本例では二進数である第一および第二デコーディング値に変換される。これにより、読取りペンは、セットのエレメント内の８×８エレメントのそれぞれに対し、エレメント値“０”〜“３”を四つの異なるビット組み合わせ（０，１）、（０，０）、（１，０）、（１，１）に変換する。ビット組み合わせは、各エレメントに対して、エレメント値に属する値の確率を有する（図１２ａの表３３の前の数値の例の連続を参照）。ビット組み合わせでは、第一ビット、すなわち第一デコーディング値は第一の次元を指し、第二ビット、すなわち第二デコーディング値は第二の次元を指す。対応するエレメント値に対する値の確率Ｐ_２は、第一および第二デコーディング値に関連付けされる。このように、セットのエレメントを使用して、第一の次元に対して関連する値の確率を有する第一セットの第一デコーディング値と、第二の次元に対して関連する値の確率を有する第二セットの第二デコーディング値とを生成できる（ステップＧ）。表３３はセットのエレメント中の一つのエレメントを示す。表３３’および３３’’は、関連する値の確率を有する第一セット内の対応する第一デコーディング値と、関連する値の確率を有する第二セット内の対応する第二デコーディング値とをそれぞれ含む。第一および第二デコーディング値の各々は、前述の説明から明らかなように、ゼロまたは１のどちらかである。
【００７７】
読取りペンは、セットのエレメント中の各エレメントに対し、一つの値の確率を有する第一セット中の異なる可能な第一デコーディング値のそれぞれと、一つの値の確率を有する第二セット中の異なる可能な第二デコーディング値のそれぞれとを結合するように構成される。本例では、可能な第一および第二デコーディング値がゼロおよび１であるため、前述の結果は、セットのエレメント中の各エレメントに対し、第一および第二セット中のデコーディング値ゼロに対して１の値の確率、デコーディング値１に対して１の値となる。以下の説明では、デコーディング値ゼロに対する値の確率はゼロ確率と称し、デコーディング値１に対する値の確率は１の確率と称する。
【００７８】
表３３’を参照すると、本例では、ゼロである第一デコーディング値に対応する第一セット中の値の確率を比較することにより、前述の方法がセットのエレメント中のエレメントのそれぞれに対して実行される。次に、値の最高確率がゼロ確率として選択され、第１行列３４内に保存される。同様に、１である第一デコーディング値に対応する第一セット中の値の確率が比較される。次に、値の最高確率が１の確率として選択され、第１行列３４内に保存される。表３３’’を参照すると、第二セット中の値の確率、第二デコーディング値、および第２行列３５に対して、前述の手順が引き続き繰り返される。このように、第一および第二セットを使用して、ゼロおよび１の確率を有する第１および第２行列を生成する（ステップＨ）。この結果は、図１２ｂの数値例の連続で示される。代替方法では、セットのエレメント中の８×８エレメントに対してゼロおよび１の確率を有する第１および第２行列が、加えられるゼロである第一デコーディング値に対応する第一セット中の値の確率（その総和がゼロ確率として格納される）により、および、加えられる１である第一数値に対応する第一セット中の値の確率（その総和が１の確率として格納される）により生成される。次の、この手順が第二セットの値の確率および第二デコーディング値に対して繰り返される。
【００７９】
このように、セットのエレメント中の８×８エレメントは、それぞれが８×８エレメントである、二つの行列３４および３５に相当する。ここで、行列要素のそれぞれは一つのゼロ確率および一つの１確率を含む。これら第１および第２行列により、その位置に対して座標が決定できる。
【００８０】
記録された画像中の全エレメントに対する値の確率を決定後に、セットのエレメントを選択する方法の代替方法は、行列３４および３４に相当する行列がすべての識別されたエレメントに対して決定され終わるまで待つことである。この場合、各行列中の８×８行列要素が対応するゼロおよび１確率に基づいて選択できる。これを実行する一つの方法は、ゼロおよび１確率の一方が高および他方が低である、８×８行列要素を選択することである。この場合、同一エレメントに対応する行列要素は、両方の座標の決定に対して選択する必要はなく、計算は二つの行列に対して、対応している異なるエレメントを用いて続行する。
【００８１】
本例では、位置コーディングパターンは、第一の循環主数列を基にする第一の次元内にある。これにより、各エレメントのエレメント値の間の関係の条件が与えられる。第一の循環主数列は、所定の長さの各部分理想的に対する内部位置が明白に決定されている特性を有する。本例では、所定の長さは６である。このように、六つの連続数が第一の循環主数列中の任意の位置に取り込まれる場合、これら六つの数はこの連続中の第一の循環主数列中に一回だけ発生する。この特性はまた、第一の主数列の最後が第一の主数列の最初に接続される場合にも、適合する。したがって、第一の主数列は循環と称される。本例では、二進主数列が使用される。六つの数を有する部分数列に対する位置が明白に決定されている場合、第一の循環主数列は最大の長さ２^６＝６４を有することができ、長さ６の部分数列は第一の循環主数列中に位置０〜６３を有することができる。ただし、長さ６３の第一の循環主数列が選択された場合、以後の説明で明らかになるように、改良された誤差補正特性が実現できる。以下の説明では、第一の循環主数列の長さが６３であり、かつこの長さが０〜６２の範囲の固有の位置を定義すると仮定する。
【００８２】
図１３は、位置コーディングパターンに関して使用できる第一の循環主数列の例を示す。例えば、第一の循環主数列中に、部分数列０、０、０、０、０、０は明白な位置０を有し、部分数列１、１、１、１、１、０は明白な位置９を有し、部分数列１、１、１、０、１、０は明白な位置１１を有する。表面上に位置を決定するために、記録された画像中の６×６エレメントを識別する必要がある。しかし、先に説明した、位置決定のために８×８エレメントが使用される。この理由は以下の説明で明らかにする。先に説明したように、位置決定が第一の次元で基本としている第一の循環主数列は、長さ６の相互に固有の部分数列だけを含む特性を有する。したがって、長さ８の各部分数列に対する第一の循環主数列中の位置も、明白に決定される。この事実は、表面上の位置に対する座標の決定で利用される。
【００８３】
読取りペンは、第一の循環主数列中の長さ８の固有の部分数列のそれぞれを、第１行列３４の列のそれぞれに対応させる様に構成される（ステップＩ）。この方法は図１４に示される。この図は、第１行列３４中の長さ８および列３７の二進数の部分数列３６の例を示し（図７ｂ）、この列は、各行列要素がそれぞれゼロおよび１である第一コーディング値に対応するゼロ確率および１の確率を含む、行列要素を有する。各行列要素に対し、ゼロおよび１の確率の一方が、部分数列３６中の対応する数に応じて選択される。部分数列３６中の第１数、例えばゼロは、列３７中の第１行列要素に対してゼロ確率が選択されたことを意味する。この部分数列中の第２数は１であり、このことは、列３７中の第２行列要素に対して１の確率が選択されたことを意味する。第一主数列中の各部分数列に対し、および第１行列３４中の各列に対し、読取りペンはさらに、行列要素に対し、対応する選択されたゼロおよび１の確率を乗算することにより第１数列の確率を計算する（ステップＪ）ように構成される。図１４では、部分数列３６および列３７に対応する第１数列の確率３８が計算されている。この操作後、第１行列３４中の各列に対して、それぞれに関連する固有の数列値を有する６３の第１数列の確率が得られる。これらの数列値は、第一の循環主数列中の対応する部分数列の位置により定義される。読取りペンは、各列に対し、第１数列の最高確率および対応する数列値を選択し、それらを保存するように構成される。
【００８４】
第二の次元中の位置コーディングパターンは、ここでは、本例では第一の循環主数列と同一特性を有する第二の循環主数列を基にしている。
【００８５】
読取りペンはさらに、前述に対応する方法で、第二の循環主数列中の長さ８の固有の部分数列のそれぞれを、第２行列３５の行のそれぞれに対応させるように構成される（ステップＩ）。行列３５の行は、行列３４の列と同様に、それぞれのエレメントが、それぞれゼロおよび１である第二デコーディング値に対応する一つのゼロ確率および一つの１確率を含む行列要素を有する。各行列要素に対し、ゼロ確率および１確率の一方が、第二の循環主数列中の部分数列内の対応する数に応じて選択される。第二の循環主数列中の各部分数列に対し、および第２行列３５の各行に対し、読取りペンはさらに、行列要素に対し、対応する選択されたゼロおよび１の確率を乗算することにより第１数列の確率を計算する（ステップＪ）ように構成される。この操作後、第２行列３５中の各列に対して、それぞれに関連する固有の数列値を有する６３の第２数列の確率が得られる。これらの数列値は、第二の循環主数列中の対応する部分数列の位置により定義される。読取りペンはさらに、各行に対し、第２数列の最高確率および対応する数列値を選択し、それらを保存するように構成される。
【００８６】
本例で使用される位置コーディングパターンは、循環主数列の異なる回転または循環移動を利用することを基本とする。例えば、ｘ方向の位置をコード化するために、第一の主数列は、表面全体にわたり、列内にさまざまな方法で別の回転または循環移動を与えて、プリントまたは配列される（すなわち、位置をコード化する方向に直交するｙ方向では、上から下に）。主数列は同一列内で繰り返しプリントできる。この繰り返しプリントは、主数列の長さに相当する位置より多い位置が、ｙ方向にコード化される場合に必要になる。このため、すべての繰り返しにおいて、主数列の同一回転が使用される。ただし、異なる列には異なる回転を使用してもよい。
【００８７】
隣接する列の各対は、差数Ｄを定義する。差数Ｄは、各列中の第１部分数列に対する主数列内の位置の差により与えられる。部分数列の位置の差の代わりに、列中の一段下を取る場合、その結果は、列が同一方向にずれるのに同一になる。したがって、主数列中の部分数列の位置が列中のどの「高さ」で比較されるかに関しては、差数Ｄは常に同一に無関係になる。列の各対に対しては、差数Ｄはｙ方向には一定である。隣接列間の差数はセットの差数を形成し、これを使用して、第一の次元内の表面上の位置に対する座標を得ることができる。
【００８８】
第二方向のパターン、例えばこの場合はｙ方向のパターンは、第一の次元内の位置コーディングパターンと同一原理を基にすることができる。これより、第二の主数列は表面上の行に異なる循環移動で配列される（すなわち、ｘ方向に、左から右に）。差数は隣接行間で定義され、これら差数はセットの差数を形成し、これを使用して、第二の次元内の表面上の位置に対する座標を得ることができる。
【００８９】
このように、位置コーディングパターンは第一方向に対する一つの部分位置コーディングパターンと、第二方向に対する一つの部分位置コーディングパターンとで構成される。
【００９０】
前述の説明で明らかなように、部分数列は正確な値を用いて書き込まれるのではなく、図形コーディングを用いて書き込まれる。図形コーディングでは、マークは部分位置コーディングパターンの重ね合わせを定義する。
【００９１】
位置コーディングパターンは、表面上に所定の方向に配列された主数列を基にしているため、位置決定に対しては、マークはこれら方向に正しくデコードされる必要がある。適正なデコーディング方向は、前述のように、上から下および左から右である。
【００９２】
画像を記録するとき、読取りペンは、表面および位置コーディングパターンに対して異なる回転方向に回転させて保持することができる。図１５の矢印４０で示すような四つの可能な記録回転方向がある。位置コーディングパターンの記録された画像そのものは、位置コーディングパターンと読取りペンとの間の相対回転を表わさない。この理由は、位置コーディングパターンは、０、９０、１８０、２７０度に回転した場合にも、本質的に同一表示となるからである。位置コーディングパターンが回転していると、各マークが関連付けされるラスターポイントに対する各マークの変位の方向は変化する。この結果、ビット組み合わせ（第一デコーディング値、第二デコーディング値）の回転が生じ、これにより、マークの変位が変化して、ビット組み合わせがコード化される。位置コーディングパターンの「適正な」回転の状態では、マークは、適正なデコーディング方向、すなわち列内では上から下の方向、行内では左から右に配列される。位置コーディングパターンの適正な回転が０度である場合、不適正な回転に対しては以下のことが適合する。
【００９３】
＊９０度時計回り：マークが上から下に配列されている、「適正な」回転のマークを有する列は、右から左に配列された（すなわち、不適正なデコーディング方向）マークを有する行になり、また、マークが左から右に配列されている、「適正な」回転のマークを有する行は、上から下に配列された（すなわち、適正なデコーディング方向）マークを有する列になる。
【００９４】
＊１８０度：「適正な」回転のマークを有する列は、下から上に配列された（すなわち、不適正なデコーディング方向）マークを有する列になり、また、「適正な」回転のマークを有する行は、右から左に配列された（すなわち、不適正なデコーディング方向）マークを有する行になる。
【００９５】
＊２７０度時計回り：「適正な」回転のマークを有する列は、左から右に配列された（すなわち、適正なデコーディング方向）マークを有する行になり、また、「適正な」回転のマークを有する行は、下から上に配列された（すなわち、不適正なデコーディング方向）マークを有する行になる。
【００９６】
列および行内のマークが不適正なデコーディング方向に配列されている場合、各エレメントに対するゼロおよび１の確率は、デコードするときに逆にされる。
【００９７】
したがって、読取りペンは、以下に述べるように、記録された画像中の位置コーディングパターンの部分領域の異なる回転を検査するように構成される。第１および第２行列３４および３５上でそれぞれ実行された操作、すなわち、循環主数列の部分数列を、前記行列の列および行にそれぞれ対応させること（ステップＩ）、およびシーメンスの確率を計算すること（ステップＪ）、および列および行のそれぞれに対し、対応する数列値を有する最高の数列確率を選択することはまた、１８０度回転および「逆」にした第１および第２行列３４および３５上でも実行され、それら行列は図１２ｃでは３４’および３５’でそれぞれ表わされている。これら回転され、逆にされた行列３４’および３５’は、記録された画像中の位置コーディングパターンの部分領域の逆のバージョンに一致する。この理由は、記録された画像中の位置コーディングパターンの部分領域の例を示す図１６で説明される。図１６では、簡単化のために九個のマークだけを使用しており、これらマークは、説明のために、それぞれ一つのラスターポイントに関連付けされている。位置コーディングパターン４５’は、同一位置コーディングパターンを逆にしたものである。行列４６および４７は、右に回転した位置コーディングパターン４５に対するマトリスク３４および３５にそれぞれ対応し、また行列４８および４９は、逆にした位置コーディングパターン４５’に対する行列３４’および３５’にそれぞれ対応する。逆にした位置コーディングパターンに対する行列４８および４９が１８０度回転されおよび逆にされた場合、右に回転した位置コーディングパターンに対して、行列４６および４７が得られる。本説明における「逆」とは、各行列要素のゼロおよび１確率が位置を変化することを意味する。
【００９８】
前述の手順後、行列３４および３４’中の各列に対する、および行列３５および３５’中の各行に対する、対応する数列値を有する最高の数列確率が得られる。行列３４、３４’、３５、３５’のそれぞれに対し、読取りペンは、対応する最高の数列確率の乗算により回転確率を計算する（ステップＫ）ように構成される。最高の回転確率に相当する、行列３４および３４’のそれに対する最高の数列確率に対応する数列値と、最高の回転確率に相当する、行列３５および３５’のそれに対する最高の数列確率に対応する数列値とを基にして、位置の座標が計算できる。
【００９９】
前述のように、必ずしも四つの回転すべてを検査する必要はない。これは単に例として説明したものである。次に、記録された画像中の位置コーディングパターンの部分領域が、図１６に示すパターン（４５）と仮定する。さらに、位置コーディングパターンの「適正な」回転が、前記の記録されたパターンに対して９０度時計回りに回転していると仮定する。前述の説明によれば、適正な回転が０度の回転に一致すると仮定される場合、これは、記録された画像中の位置コーディングパターン４５が、「適正な」回転に対して２７０度時計回りに回転していることを意味する。したがって、位置コーディングパターン４５’は「適正な」回転に対して９０度時計回りに回転している。前述の方法で、次に、図１６の位置コーディングパターン４５、４５’がデコードされる。０度の「適正な」回転のマークを有する列は、前述のように、位置コーディングパターン４５内で適正なデコーディング方向に配列された行である。適正な方向により、これらの行に対応する数列確率、したがって回転確率は高くなる。適正な回転のマークを有する行は、前述のように、位置コーディングパターン４５内で不適正なデコーディング方向に配列された列である。不適正な方向により、これらの列に対応する数列確率、したがって回転確率は低くなる。この関係は、位置コーディングパターン４５’に対しては逆になる。０度の適正な回転のマークを有する列は、前述のように、位置コーディングパターン４５’内で不適正なデコーディング方向に配列された行である。逆にして組み合わされた不適正な方向により、これらの行に対応する数列確率、したがって回転確率は低くなる。適正な回転のマークを有する行は、前述のように、位置コーディングパターン４５’内で適正なデコーディング方向に配列された列である。適正な方向により、これらの列に対応する数列確率、したがって回転確率は高くなる。
【０１００】
位置コーディングパターンの「適正な」回転を記録するとき、列および行は、前述のように、画像中の「適正な」方向に延びる。これは、例えば図１２については、行列３４および３５に対する回転確率が両方共、行列３４’および３５’に対する回転確率より高くなることを意味する。これは、位置コーディングパターンの「適正な」回転が記録されたことを示すものである。このように、第一座標は行列３４に対する最高の数列確率に対応する数列値に基づいて計算でき、第二座標は行列３５に対する最高の数列確率に対応する数列値に基づいて計算できる。
【０１０１】
「適正な」回転に対して１８０度回転された位置コーディングパターンを記録するとき、列および行は、画像中の「不適正な」方向に延びる。これは、例えば図１２については、行列３４’および３５’に対する回転確率が両方共、行列３４および３５に対する回転確率より高くなることを意味する。これは、位置コーディングパターンが「適正な」回転に対して１８０度回転して記録されたことを示すものである。このように、第一座標は行列３４’に対する最高の数列確率に対応する数列値に基づいて計算でき、第二座標は行列３５’に対する最高の数列確率に対応する数列値に基づいて計算できる。
【０１０２】
「適正な」回転に対して９０度または２７０度時計回りに回転した位置コーディングパターンの記録は、同一回転に属さない最高の回転確率により示される。図１２の行列３４および３５が、適正な回転に対して９０度時計回りに回転した位置コーディングパターンから生成されていると仮定すると、行列３４に対する回転確率は行列３４’に対する回転確率より高くなり、行列３５に対する回転確率は行列３５’に対する回転確率より低くなる。この場合、第二座標は行列３４に対する最高の数列確率に対応する数列値に基づいて計算され、第一座標は行列３５’に対する最高の数列確率に対応する数列値に基づいて計算される。前記と異なり、図１１の行列３４および３５が、適正な回転に対して２７０度時計回りに回転した位置コーディングパターンから生成されていると仮定すると、第二座標は行列３４’に対する最高の数列確率に対応する数列値に基づいて計算され、第一座標は行列３５に対する最高の数列確率に対応する数列値に基づいて計算される。
【０１０３】
このように、記録された画像中の位置コーディングパターンの回転を可能にする原因は、行列の回転確率が変化するのは、行列が９０、１８０、または２７０度回転されるときであるという事実である。記録された画像中の位置コーディングパターンの回転が０度と異なる場合、すなわち記録された画像中の位置コーディングパターンの回転が不適正である場合、前述のように、回転確率は低くなる。この理由は、循環主数列中の長さ８の固有の部分数列が、主数列中で反転および逆方向に発生しないという事実による。長さ６の部分数列に対する主数列において、このような条件が満たされる場合、主数列が大幅に短縮され、これは結果として、わずかの位置だけしかコード化できないことを意味する。したがって、これが、理論的には６×６エレメントしか必要としないにもかかわらず、位置決定に対して８×８エレメントを使用する一つの理由である。
【０１０４】
回転検出で使用される原理と同一基本原理は、誤り訂正に対しても利用できる。例えば、主数列を選択して、位置決定に必要とされる長さより長い所定の長さの部分数列が、主数列中の反転した１ビットを有して発生しないようにできる。次に、このような長い部分数列中の１ビットを除く全ビットが確実に検出できる場合、誤ったビットは訂正できる。これは、理論的には６×６エレメントしか必要としないにもかかわらず、位置決定に対して８×８エレメントを使用する別の理由である。
【０１０５】
このように、主数列のインテリジェントな選択により、位置コーディングパターンの誤り検出および誤り訂正特性は大幅に改良される。
【０１０６】
ただし、長さ８の部分数列が反転しておよび逆方向に発生しないような、循環主数列は、６４ビット長さの主数列に対しては実現できず、このことが、主数列の長さを８の代わりに、６３に選択している理由である。
【０１０７】
デコーディングでは、このように、冗長情報を使用して誤り訂正特性を得る。前述の例では、位置情報は６×６ラスターポイントに基づいて抽出できるが、８×８エレメントを使用してデコーディングする。すなわち、位置決定に対し５６ビットの冗長情報［（８^２−６^２）×２］がある。デコーディングでは、現在の画像中の情報は、現在の画像に属する値の確率を使用する限り、列および行について、位置コーディングパターン内に発生する異なる部分数列に対応する。エレメント値間の関係に対する冗長情報と、確率と、既知の条件との組み合わせにより、現在の画像中の妨害の発生を抑制する。したがって、個別のマークの値が、最高の数列確率を与える部分数列の値中の別の値に一致する必要があるため、個別のそれぞれのマークの値の重要性は減少する。
【０１０８】
誤り訂正の必要性がさらに限定される場合、読取りペンの構成は、前述とは別に、第１行列中の列のそれぞれに対し、および第２行列中の行のそれぞれに対し、各エレメントに対するゼロおよび１確率の最高値に対応する数列、したがって数列値を直接選択するように構成される。
【０１０９】
したがって、「適正な」回転に対する記録された位置コーディングパターンの回転４０’が確定されていると、位置の第一および第二座標を決定できる（ステップＬ）。これは、前述と同様に、図１５において第一座標ではＳｘ_１−Ｓｘ_８（４１）および第二座標ではＳｙ_１−Ｓｙ_８（４２）で示される数列値に基づいて実行される。
【０１１０】
読取りペンは、隣接数列値間の数列値Ｓｘ_１−Ｓｘ_８およびＳｙ_１−Ｓｙ_８の差を計算するように構成され、その結果、七つの差数Ｄｘ_１−Ｄｘ_７およびＤｙ_１−Ｄｙ_７の２セット、４３および４４を得る。これらの差数を使用して、第一座標および第二座標を生成する。
【０１１１】
ただし、第一座標の計算については、前述のように、数列値Ｓｘ_１−Ｓｘ_８内の六つだけ、すなわち差数Ｄｘ_１−Ｄｘ_７の内の五つが必要とされる。本例によれば、数列値Ｓｘ_２−Ｓｘ_７、したがって差数Ｄｘ_２−Ｄｘ_６が使用される。同じことは、数列値Ｓｙ_２−Ｓｙ_７、したがって差数Ｄｙ_２−Ｄｙ_６から計算される第二座標に適合する。代替方法では、各方向について、六つの数列値、Ｓｘ_２−Ｓｘ_７および値Ｓｙ_２−Ｓｙ_７だけがそれぞれ決定される。
【０１１２】
差数から座標への変換は各種の方法、例えば本願出願者の特許出願ＷＯ ０１／２６０３３およびＳＥ ０１０３５８９−８で記載される方法で実行できる。後者は、参照により本明細書に引用したものとする。
【０１１３】
前述の例では、位置決定において、記録された画像中の８×８エレメントが識別されていた。しかし、これでは、多数のエレメントを識別できない場合が起こる。したがって、「空白」の追加エレメントを画像中の識別されるエレメントに追加して、全体で８×８エレメントを得ることができる。前述のように、「空白」の追加エレメントに対する値の確率はすべて等しい。
【０１１４】
図１７は、マーク５２から構成される代替の位置コーディングパターン５１（理解を容易にするために、拡大されている）を備える表面５０を有する一枚の用紙を示す。この場合、マーク５２の値は、マークのサイズにより定義される。このタイプの位置コーディングパターンは、特許出願ＷＯ ００／７９３８３に記載されており、この出願は参照により本明細書に引用したものとする。
【０１１５】
この場合、読取りペンは、前述と同様に、位置コーディングパターンの部分領域の画像を記録して、画像中の複数マークを識別し、ラスターを画像に適合させることにより、マークのそれぞれをラスターポイントに関連付けする。前述の位置コーディングパターンの場合と同様に、一つのラスターポイントに関連する複数マークは、そのラスターポイントに属する一つのエレメントを構成する。ここでは、各マークに対して二つの可能な値がある。小さいマーク５３は値ゼロに相当し、大きいマーク５４は値１に相当する。小さいマークおよび大きいマークの理想的なサイズがある。
【０１１６】
識別されるマークは一般に、理想的サイズではない。この点から、多くの場合、各マーク５２の値を明白に決定することは難しい。したがって、読取りペンは前述のように構成されることにより、各識別されたマークに対し、マークがこの値を定義する各値“０”および“１”について関連する値の確立を計算する。
【０１１７】
マーク５２のサイズは通常、理想サイズの前後に分布すると仮定できる。これは、値の確率Ｐ（ｒ）がＰ（ｒ）＝ｋ ｅｘｐ （−（Ｒ_ｉ−ｒ）^２／ｖ）で計算できることを意味する。この式で、ｋ＝定数、Ｒ_ｉ＝理想サイズ、ｒ＝マークのサイズ、ｖ＝定数であり、本例ではサイズの分散である。Ｒ_ｉおよびｒは、例えば、面積または直径にできる。分散は実験的に決定できる。
【０１１８】
このように、各マークに対して、二つの値の確率が計算できる。あるラスターポイントに関連するマークがない場合、すなわち関連するエレメントがゼロのマークを含む場合、理想サイズの二つのマークがあるとして扱われ、一方がこのラスターポイントに関連付けされる値“０”を有し、他方が値“１”を有するとされる。
【０１１９】
あるラスターポイントに関連する複数のマーク、例えば三つのマークがある場合、すなわち関連するエレメント内に三つのマークがある場合、このラスターポイントまたはエレメントについては全部で３×２個の値の確率が存在する。したがって、読取りペンは前述のように構成されることにより、各ラスターポイントまたはエレメントに対しておよび各値に対して、値の確率（そのラスターポイントに関連する複数マークが全体としてこの値を定義する）を決定する。各エレメントについて、このように、エレメントが値のそれぞれを定義する値の確率が計算され、その結果、この場合には値“０”および“１”がエレメント値と言われる。
【０１２０】
エレメントの値の確率は、前述のように、比較されるエレメント中のマークの値の確率と、各エレメント値に対して選択された最高の値の確率とにより決定できる。代替方法では、エレメントに対する値の確率は、そのエレメント中のマークに対するエレメント値の、値の確率の加重総和にできる。本位置コーディングパターンの場合には、エレメントの値の確率は、前述以外の別の方法によっても決定できることは言うまでもない。
【０１２１】
この場合にはまた、マークおよびエレメントの値の確率は、エレメントがあるマークだけを含む場合も、同一である。
【０１２２】
導入の目的で説明した位置コーディングパターンの場合と同様に、エレメントに対する値の確率を使用して、先に詳細に説明した方法に一致する方法で、表面上の位置を決定できる。
【０１２３】
後者の位置コーディングパターンに関する一つの代替形態は、値の確率を、あるラスターポイントに対応する全体の暗い領域の関数にすることである。この代替形態は、各ラスターポイントに関連するマークが一つだけある場合に有効である。場合により、何らかの理由で、位置コーディングパターンの記録された画像中のマークが完全に連続した領域でないことが実際に起こる可能性がある。この結果、マークが分割された形になり、読取りペンが複数のマークとして読み取る危険性がある。
【０１２４】
前述の例では、確率は複数の異なる読取り機会について乗算され、各種の結果を得る。乗算される確率が指数関数で減少する場合には、対数を使用して、結果が以下の式に従って指数関数を加算することにより得られるようにする。
【０１２５】
ｌｎ（ｅｘｐ（ａ）・ｅｘｐ（ｂ））＝ｌｎ（ｅｘｐ（ａ）＋ｌｎ（ｅｘｐ（ｂ））＝ａ＋ｂ
図１８ａおよびｂは、本発明に関して使用できる別のタイプの二つのコーディングパターンを示す。図１８ａのコーディングパターン５５は細い線の形状のマーク５６で構成される。マーク５６の値は線の傾斜に依存する。マーク５７は値ゼロに相当し、マーク５８は値１に相当する。このタイプのコーディングパターンは、特許出願ＵＳ−Ａ−５、２４５，１６５に記載されている。前記出願も、参照により本明細書に引用したものとする。図１８ｂのコーディングパターン５９は正方形グリッド６０から構成され、この正方形内に三角形６１が置おかれている。正方形６２は値ゼロを有し、正方形６３は値１を有する。
【０１２６】
本発明に関して使用できる別のタイプのコーディングパターンは、二つの異なる理想形状、すなわち第一理想形状および第二理想形状を有するマークで構成され、このマークは表面上に位置に関する情報を提供するマークの密度を有する。この場合、密度は二次元で変化し、第一理想形状を有するマークの密度は第一の次元内で変化し、第二理想形状を有するマークの密度は第二の次元内で変化する。
【０１２７】
本発明に関して使用できる複数の別のタイプのコーディングパターンが存在する。これら変形形態は単に例として考えるものである。
【０１２８】
位置コーディングパターンの部分領域の画像が記録されると、マークは検査される画像中の暗い連続領域により識別される。しかし、画像中の暗い連続領域が、必ずしも位置コーディングパターン中のマークでない場合がある。場合により、位置コーディングパターンがプリントされている表面上に、例えばほこりの形状の汚染物が存在することがある。これら汚染物は記録された画像中にノイズのマークを発生し、このノイズのマークは、位置コーディングパターン中のマークとして誤って識別される可能性がある。また、センサのノイズにより、記録された画像中にノイズのマークが発生することがある。記録された画像中のノイズのマークは、読取りペンの部品の一つの欠陥、例えばセンサ内のピクセルの損傷により発生する可能性もある。
【０１２９】
第一の場合、すなわちマークの値がそのマークの理想位置からの距離に基づいて決定される場合には、いずれのノイズのマークも位置決定の結果に影響を与えない要因がある。記録された画像に対してラスターへの高精度の適合がなされた場合、ノイズのマークは、位置コーディングパターンのマークに比べて、理想位置から大きく離れた位置に置かれる。第二の場合、位置決定の結果に影響を与えない別の要因がある。ノイズのマークは通常、位置コーディングパターンのマークよりはるかに小さい。エレメントに対する値の確率を決定するとき、ノイズのマークの値の確率は位置コーディングパターンのマークの値の確率に比べて大幅に小さいため、ノイズのマークの値の確率は重大性が小さい。
【０１３０】
当業者には、前述の諸例は、本発明の概念から逸脱することなく多くの方法により変更できることは認識されるであろう。
【０１３１】
本明細書で説明してきた位置コーディングパターン中のマークに対し二つの異なるパラメータ、すなわちマークの位置と形状／サイズとがある。どの位置コーディングパターンを使用するかに依存して、パラメータの一つはマークの値を表わす。他の一つは適切に使用して、位置コーディングパターン中のマークである識別されたマークの確率を計算する。
【０１３２】
パターン中のマークの値がラスターに対するマークの位置により定義される位置コーディングパターンの場合、例えば、マークの面積がマークの確率に相当し、この確率が、現在のマークが位置コーディングパターン中の実際のマークである確率を表わす。各マークの値の確率は各マークの確率を乗算して求め、その後に、ラスターポイントの確率を計算する。この方法の代替方法では、読取りペン内で面積フィルタの方式を使用して、初期段階でノイズのマークを完全に除去する。このフィルタは、二つの限界値の間にある面積を有するすべてのマークを、位置コーディングパターン中のマークとして識別し、一方で、この二つの限界値の範囲を外れるすべてのマークを除外するように作用する。
マークの値がマークの形状／サイズにより定義される位置コーディングパターンの場合、例えば、ラスターポイントに対するマークの位置が、マークが位置コーディングパターン中のマークである確率を表わす。
【０１３３】
また、単一次元内の位置決定に関連して本発明を利用できるのは言うまでもない。導入の目的で説明した位置コーディングパターンの場合、これは、前記の第一および第二セットの一つを使用して、前述の方法で、位置の第一または第二座標を決定することを意味する。
【０１３４】
本発明は、二進数ベースに基づく位置コーディングパターンに関連する利用に限定されない。別の数のベースを使用して、循環主数列と、第一および第二デコーディング値中のエレメント値とを表わすこともできる。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
さらに、本発明は、エレメントが二つまたは四つのエレメント値と仮定される位置コーディングパターンに関連する利用に限定されない。一つの代替形態では、エレメントは八つのエレメント値と仮定できる。したがって、各エレメント値は三次元のそれぞれに対する第一、第二、および第三コーディング値に変換される。このことから、第三セットおよび第３行列が、第三の次元に対して生成できる。これを使用して、例えば、三次元の位置を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】
位置決定デバイスを示す。
【図２】
位置コーディングパターンを備えた一枚の紙を示す。
【図３】
図１のデバイス機能を表すフローチャートを示す。
【図４】
表面上に図１によるデバイスを使用して得られた結果の例を示す。
【図５】
本発明の代替の実施形態によるデバイスを示す。
【図６】
表面上に書き込みする代替方法を示す。
【図７】
デコーディング例を表すフローチャートを示す。
【図８】
表面上に第一タイプの位置コーディングパターンの一部の拡大したものを示す。
【図９】
位置コーディングパターンのマークの理想的な４位置を示す。
【図１０】
マークに対する値の確率を計算する方法を示す。
【図１１】
エレメントに対する値の確率を計算する方法を示す。
【図１２】
第１および第２行列の生成を示す。
【図１３】
循環主数列を示す。
【図１４】
数列確率の計算を示す。
【図１５】
位置決定の手順を示す。
【図１６】
位置コーディングパターンの回転を示す。
【図１７】
第二のタイプの位置コーディングパターンを示す。
【図１８】
位置コーディングパターンの別の二例を示す。

Claims (37)

1. 表面上の位置コーディングパターンの画像に基づきこの表面上の位置を決定するための処理手段を備えた位置決定用のデバイスにおいて、
   前記処理手段の構成が、前記画像中の位置コーディングパターンに基づき前記表面上の認識可能位置を決定できるかどうかを判断し、この判断の結果に応じて、第一書込み手段を前記表面上に書き込み可能にするように構成されていることを特徴とする、位置決定デバイス。
2. 前記位置コーディングパターンが、それぞれが少なくとも二つの可能なデコーディング値を有するエレメントを含み、
   前記処理手段の構成が、画像中の複数の前記エレメントを識別し、かつ、各識別されたエレメントに対して、各可能なデコーディング値について、エレメントがこのデコーディング値を有するものであるとする、関連付けされた値の確率を計算するように構成されている、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記処理手段の構成が、この処理手段が認識可能位置を決定できると判断したときだけ、第一書込み手段を前記表面上に書き込み可能にするように構成されている、請求項１または２に記載のデバイス。
4. 前記処理手段の構成が、前記画像中に含まれる、前記表面上の位置に関する情報量の分量を決定するように構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載のデバイス。
5. 前記処理手段の構成が、画像中の明領域と暗領域の間のコントラスト分布に基づいて前記分量を決定するように構成されている、請求項４に記載のデバイス。
6. 前記処理手段の構成が、画像中の識別可能な個々の目的物の数に基づいて前記分量を決定するように構成されている、請求項４に記載のデバイス。
7. 前記処理手段の構成が、前記識別されたエレメントの値の確率に基づいて前記分量を決定するように構成されている、請求項２および４に記載のデバイス。
8. 前記処理手段の構成が、前記分量を所定の限界分量と比較することにより、前記分量が前記限界分量を超えている場合に、表面上の位置を決定できるように構成されている、請求項４〜７のいずれかに記載のデバイス。
9. 前記処理手段の構成が、画像中の位置コーディングパターンに基づいて位置を決定できる場合に、認識可能位置を決定可能であると判断するように構成されている、先行する請求項の内のいずれかに記載のデバイス。
10. 前記処理手段の構成が、画像中の位置コーディングパターンに基づいて位置を決定できる場合に、確実性のレベルに相当する位置確率を決定するように構成され、この位置確率を用いて、前記位置を決定できる、請求項１〜８のいずれかに記載のデバイス。
11. 前記処理手段の構成が、所定の数の前記識別されたエレメントの値の確率に基づいて位置確率を計算するように構成されている、請求項２および１０に記載のデバイス。
12. 前記処理手段の構成が、前記所定の数の前記識別されたエレメントのそれぞれの最高の値の確率に基づいて位置確率を計算するように構成されている、請求項１１に記載のデバイス。
13. 前記処理手段の構成が、前記位置確率が所定の限界値を超える場合に、認識可能位置を決定可能であると判断するように構成されている、請求項１０〜１２のいずれかに記載のデバイス。
14. 前記処理手段の構成が、画像中の位置コーディングパターンに基づいて位置を決定できる場合に、認識可能位置を決定可能であると判断するように構成され、
    前記位置が、前に決定された認識可能位置に対して許容できる位置を有する、請求項１〜８のいずれかに記載のデバイス。
15. 前記処理手段の構成が、画像中の位置コーディングパターンに基づいて位置を決定できる場合に、認識可能位置を決定可能であると判断するように構成され、
    前記位置が、前に決定された認識可能位置から所定の距離内に存在する、請求項１〜８のいずれかに記載のデバイス。
16. 前記処理手段の構成が、位置確率が所定の限界値を超える場合に、認識可能位置を決定可能であると判断するように構成され、
    前記位置が、前に決定された認識可能位置に対して許容できる位置を有する、請求項１０〜１２のいずれかに記載のデバイス。
17. 前記処理手段の構成が、位置確率が所定の限界値を超える場合に、認識可能位置を決定可能であると判断するように構成され、
    前記位置が、前に決定された認識可能位置から所定の距離内に存在する、請求項１０〜１２のいずれかに記載のデバイス。
18. 前記処理手段がエレメントを識別するように構成され、このエレメントのそれぞれが少なくとも一つのマークから構成されており、
    前記値の確率が複数の理想サイズに対する前記マークのサイズを基にして計算される、請求項２、７、または１１〜１２のいずれかに記載のデバイス。
19. 前記処理手段がエレメントを識別するように構成され、このエレメントのそれぞれが、基準システム中の複数の基準ポイントの内の一つの基準ポイントに関連付けされる少なくとも一つのマークから構成されており、
    さらに、前記値の確率が、エレメントが関連付けされている前記基準ポイントに対するマークの位置を基にして計算される、請求項２、７、または１１〜１２のいずれかに記載のデバイス。
20. 前記基準システムがラスターであり、前記基準ポイントがラスターポイントであり、このラスターポイントのそれぞれがラスターの交点で構成されている、請求項１９に記載のデバイス。
21. さらに、第一書込み手段を備えている、先行する請求項の内のいずれかに記載のデバイス。
22. 前記第一書込み手段が、表面上にインクを吐出するように構成されたノズルである、請求項２１に記載のデバイス。
23. さらに、位置コーディングパターンの前記画像を記録するためのセンサを備えている、先行する請求項の内のいずれかに記載のデバイス。
24. さらに、前記デバイスから外部ユニットにデータを無線送信するためのトランシーバを備えている、先行する請求項の内のいずれかに記載のデバイス。
25. さらに、画像に基づいて表面上に前記認識可能位置を決定可能か否かに関係なく、前記表面上に書き込むための第二書込み手段を備えている、先行する請求項の内のいずれかに記載のデバイス。
26. さらに、前記第一書込み手段が表面上に書き込みしないときに、前記表面上に書き込むための第二書込み手段を備えている、請求項１〜２４のいずれかに記載のデバイス。
27. 前記第二書込み手段が、表面上にインクを吐出するように構成されたノズルである、請求項２５または２６に記載のデバイス。
28. 前記デバイスがハンドヘルドである、先行する請求項の内のいずれかに記載のデバイス。
29. 前記デバイスが特定用途向け集積回路である、請求項１〜２０のいずれかに記載のデバイス。
30. 表面上の位置コーディングパターンの画像を処理するステップを含み、
    前記処理ステップが、画像中の前記位置コーディングパターンに基づき前記表面上の認識可能位置を決定できるかどうかを判断し、この判断の結果に応じて、第一書込み手段を前記表面上に書き込み可能することを含むことを特徴とする、位置決定方法。
31. 前記認識可能位置を決定できると判断されたときだけ、前記第一書込み手段を前記表面上に書き込み可能にすることを含む、請求項３０に記載の位置決定方法。
32. インクを吐出することにより前記第一書込み手段を前記表面上に書き込み可能にすることを含む、請求項３０または３１に記載の位置決定方法。
33. 位置コーディングパターンの前記画像を記録することを含む、請求項３０〜３２に記載の位置決定方法。
34. 前記画像が前記表面上の位置に関してどのくらい多くの情報の分量を含むかを決定し、前記分量を所定の限界分量を比較することを含み、
    前記分量が前記限界分量を超える場合、前記表面上の位置を決定できる、請求項３０〜３３に記載の位置決定方法。
35. 画像中の前記位置コーディングパターンに基づいて位置を決定できる場合に、前記位置を決定できる確実性のレベルに相当する位置確率を決定し、この位置確率が所定の限界値を超える場合に、前記認識可能位置を決定可能であると判断することを含む、請求項３０〜３４に記載の位置決定方法。
36. 画像中の前記位置コーディングパターンに基づいて位置を決定できる場合に、認識可能位置を決定可能であると判断することを含み、
    前記位置が、前に決定された認識可能位置に対して許容できる位置を有する、請求項３０〜３４に記載の位置決定方法。
37. 画像に基づいて位置決定する命令を有するコンピュータプログラムを含む、請求項３０〜３６のいずれかに記載の方法。

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