JP2010521015A - デジタルペンシステム、トランスミッターデバイス、レシーバーデバイス、ならびに、それらの製造方法および使用方法 - Google Patents

Abstract

（ｉ）ペンに固定された超音波デバイス（２１０）（すなわち、トランスミッターまたはレシーバー）と、（ｉｉ）複数の筆記面に固定された超音波デバイス（１５０）（すなわち、トランスミッターまたはレシーバー）とを含むデジタルペン（１００）の位置を追跡するシステム（５）が開示される。一部の実施形態において、筆記面上の「所与の点」（１７５）と筆記面に固定された超音波デバイス（１５０）との間の筆記面サブ経路（１７０）を含む経路を経由して、ペンに固定された超音波デバイス（２１０）と筆記面に固定された超音波デバイス（１５０）との間を超音波が移動するのに要する時間の測定が行われる。一部の実施形態において、デジタルペン（１００）またはその構成要素（例えば、ペンに固定された超音波デバイス（２１０））の位置は、（ｉ）前記の測定された超音波の移動時間と、（ｉｉ）筆記面（１４０）内の音速とに従って決定されてもよい。デジタルペン（１００）の位置を追跡する関連方法が開示される。現在開示されているシステムを製造する関連方法も提供される。さらに、ペンに固定された超音波トランスミッター（２１０）から超音波を伝送する装置および方法と、ボードすなわち筆記面（１４０）内を伝播する超音波を検出する装置および方法とが開示される。

Description

本明細書で「デジタルペン」とも呼ばれるデジタル筆記用具（または、スタイラス）は、インクで書くか否かにかかわらず、ペンストロークを記録し、これらをデジタル化するために使用される。デジタル筆記システムには、記録されたペンストロークをテキストデータに変換する光学式文字認識（ＯＣＲ）ソフトウェアを含むものもある。

典型的に、デジタルペンは、ホストデバイス（「専用コンピューター」、パーソナルコンピューター、ＰＤＡなどのコンピューター化されたプラットフォームデバイス）で動作し、ホストデバイスにデータを送る。これは、直接的であってもよく、デジタルペンから信号を受け取る１つまたは複数の受信ステーションを介してもよい。デジタルペンの位置は、デバイス追跡メカニズムで追跡され、位置データは、ホストデバイスのメモリー（揮発性メモリーおよび／または不揮発性メモリー）に書き込まれてもよい。デジタルペンおよびホストデバイスを含むシステムは、典型的にデジタルペンとホストデバイスの間に通信回線（有線または無線）を含むことが注目される。
一部のデジタル筆記システムは、ペンストロークを追跡する「デジタルペンモード」と、デジタルペンがホストデバイス用のマウスとして働く場合の「マウスモード」との２つの動作モードを備える。多くのアプリケーションにおいて、ペンすなわちスタイラス（すなわち、先端を有する）は、ユーザーが所与の表面に「書き込む」ために、すなわち、所与の表面にストロークを実行するために使用される。したがって、スタイラスすなわちペンが「ダウン」の状態にある（すなわち、表面に接触している）とき、ペンストロークを実行するために、いかなる所与の瞬間にペンの位置が追跡されてもよい。ペンが「アップ」の状態にある（すなわち、ペンが表面の真上でホバリングしている）とき、「マウスモード」を提供するために、ペンの位置が追跡されてもよく、あるいは、「アイドル」状態にあってもよい。「ペンのホバリング」の他のアプリケーションも知られている。典型的に、ペンが「ホバリング」しているとき、ペンの先端は、筆記面から２〜３ｃｍ以下にあるが、これは、制限ではなく、２〜３ｃｍ以上でホバリングしていてもよい。多くのシステムにおいて、ホストデバイスは、ディスプレーに関連しており、ペンストロークおよび／またはマウスの動きがディスプレーに表示されてもよい。

国際公第０３／０２２１５６号パンフレット

（ｉ）ペンに固定された超音波デバイス（すなわち、トランスミッターまたはレシーバー）、および（ｉｉ）複数の筆記面に固定された超音波デバイス（すなわち、トランスミッターまたはレシーバー）を含むデジタルペンの位置を追跡するシステムが開示される。一部の実施形態において、筆記面上の「所与の点」と筆記面に固定された超音波デバイスとの間の筆記面サブ経路を含む経路を介して、ペンに固定された超音波デバイスと筆記面に固定された超音波デバイスとの間を超音波が移動するのに要する時間が測定される。一部の実施形態において、デジタルペンの位置またはその構成要素は、（ｉ）前記の超音波移動の測定時間、および（ｉｉ）筆記面内の音速に従って決定されてもよい。デジタルペンの位置を追跡する関連の方法が開示される。現在開示されているシステムを製造する関連の方法も提供される。さらに、ペンに固定された超音波トランスミッターから超音波を伝送する装置および方法と、ボードすなわち筆記面を伝播する超音波を検出する装置および方法が開示される。

ここで初めて開示するのは、接触モード測定システムであって、ａ）超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択される、先端とペンに固定された超音波デバイス（すなわち、その位置は、ペンハウジングに対して固定され、例えば、ペンハウジング内にまたはペンハウスに取り付けられる）とを有するペンハウジングを含むデジタルペンと、ｂ）筆記面と、ｃ）複数の筆記面に固定された超音波デバイスであって、各前記超音波デバイスは、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択され、各筆記面に固定された超音波デバイスは、前記筆記面に対して固定されたそれぞれの位置を有する複数の筆記面に固定された超音波デバイスと、ｄ）前記デジタルペンが前記筆記面上にあるとき、各前記筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面を伝わり、（ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイスと、（ｉｉ）各前記筆記面に固定された超音波デバイスとの間で、（ｉ）接触位置と最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイスとの間の距離の３０％以下の許容範囲内にある前記先端と前記筆記面との間の実質的に前記接触位置である位置と、（ｉｉ）各前記筆記面に固定されたデバイスとの間の経路によって規定されるそれぞれの筆記面サブ経路を含む経路を経由して、超音波が移動するのに要するそれぞれの時間を測定する働きをする超音波伝播時間測定システムと、ｅ）ｉ）前記決定された超音波移動時間と、ｉｉ）前記筆記面内の音速とに従って、前記ペンに固定された超音波デバイスの位置を決定する超音波ベースの位置決めシステムと、を備える接触モード測定システムである。

ここで初めて開示するのは、接触モードまたはホバリングモード位置測定システムであって、ａ）超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択される、先端とペンに固定された超音波デバイスとを有するペンハウジングを含むデジタルペンと、ｂ）筆記面と、ｃ）複数の筆記面に固定された超音波デバイスであって、各前記超音波デバイスは、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択され、各筆記面に固定された超音波デバイスは、前記筆記面に対して固定されるそれぞれの位置を有する複数の筆記面に固定された超音波デバイスと、ｄ）前記デジタルペンが前記筆記面上または前記筆記面の上方にあるとき、各前記筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面を伝わり、（ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイスと、（ｉｉ）各前記筆記面に固定された超音波デバイスとの間で、（ｉ）前記先端と最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイスとの距離の３０％以下の許容範囲内にある前記超音波デバイスの長軸と前記筆記面との交点と、（ｉｉ）各前記筆記面に固定されたデバイスとの間の経路によって規定されるそれぞれの筆記面サブ経路を含む経路を経由して、超音波が移動するのに要するそれぞれの時間を測定する働きをする超音波伝播時間測定システムと、ｅ）ｉ）前記決定された超音波移動時間と、ｉｉ）前記筆記面内の音速とに従って前記ペンに固定された超音波デバイスの位置を決定する超音波ベースの位置決めシステムと、を備える接触モードまたはホバリングモード位置測定システムである。

ここで初めて開示するのは、接触モードまたはホバリングモード位置測定システムであって、ａ）超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択される、先端とペンに固定された超音波デバイスとを有するペンハウジングを含むデジタルペンと、ｂ）筆記面と、ｃ）複数の筆記面に固定された超音波デバイスであって、各前記超音波デバイスは、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択され、各筆記面に固定された超音波デバイスは、前記筆記面に対して固定されるそれぞれの位置を有する複数の筆記面に固定された超音波デバイスと、ｄ）前記デジタルペンが前記筆記面上または前記筆記面の上方にあるとき、各前記筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面を伝わり、（ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイスと、（ｉｉ）各前記筆記面に固定された超音波デバイスとの間で、（ｉ）前記筆記面上の所与の点と、（ｉｉ）各前記筆記面に固定されたデバイスとの間の経路によって規定されるそれぞれの筆記面サブ経路を含む経路を経由して、超音波が移動するのに要するそれぞれの時間を測定する働きをする超音波伝播時間測定システムと、ｅ）前記ペンに固定された超音波デバイスの位置を決定する超音波ベースの位置決めシステムであって、前記超音波ベースの位置決めシステムは、（ｉ）前記決定された超音波移動時間と、（ｉｉ）前記筆記面内の音速とに従い、各前記筆記面サブ経路に対して、ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイスと、ｉｉ）前記所与の点との間の表面上方サブ経路の長さと、各前記筆記面サブ経路の長さとの比が少なくとも０．１で、最大でも１０である、前記ペンに固定された超音波デバイスの位置を決定する超音波ベースの位置決めシステムと、を備える、接触モードまたはホバリングモード位置測定システムである。

ここで初めて開示するのは、ａ）超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択される、先端とペンに固定された超音波デバイスとを有するペンハウジングを含むデジタルペンと、ｂ）筆記面と、ｃ）複数の筆記面に固定された超音波デバイスであって、各前記超音波デバイスは、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択され、各筆記面に固定された超音波デバイスは、前記筆記面に対して固定されるそれぞれの位置を有する複数の筆記面に固定された超音波デバイスと、ｄ）前記デジタルペンが前記筆記面上または前記筆記面の上方にあるとき、各前記筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面を伝わり、（ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイスと、（ｉｉ）各前記筆記面に固定された超音波デバイスとの間で、Ａ）Ｉ）前記超音波レシーバーの長軸と前記筆記面との交点からの距離が前記先端と最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイスとの距離の３０％以下である所与の点と、ＩＩ）各前記筆記面に固定されたデバイスとの間の経路によって規定される第１のそれぞれの筆記面サブ経路と、Ｂ）Ｉ）前記接触位置と最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイスとの間の距離の３０％以下である許容範囲内の、前記先端と前記筆記面との間の実質的な接触位置である位置と、ＩＩ）各前記筆記面に固定されたデバイスと、ｅ）ペンに固定された超音波デバイスの位置を決定する超音波ベースの位置決めシステムであって、ｉ）前記決定された超音波移動時間と、ｉｉ）前記筆記面内の音速とに従って前記ペンに固定された超音波デバイスの位置を決定する超音波ベースの位置決めシステムと、を備える接触モードまたはホバリングモード位置測定システムである。

一部の好ましい実施形態において、ペン先端と筆記面との接触点、またはペンに固定された超音波デバイスの長軸と表面との間の「交点」のいずれかに対する前記の「３０％許容範囲」は、別の許容範囲、例えば、５０％許容範囲、１０％許容範囲、５％許容範囲、および１％許容範囲となる。
一部の実施形態によると、各前記筆記面サブ経路に対して、ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイスと、ｉｉ）前記所与の点との間の表面上方サブ経路の長さと、各前記筆記面サブ経路の長さとの比は、少なくとも０．１で、最大でも１０である。
一部の実施形態によると、前記筆記面は、透明である。
一部の実施形態によると、前記筆記面は、フレキシブルである。
一部の実施形態によると、前記筆記面は、木材、金属、および透明プラスチックの少なくとも１つで構成される。
一部の実施形態によると、システムは、ｅ）前記ペンに固定された超音波トランシーバーと少なくとも１つの前記筆記面に固定された超音波トランシーバーとの間で検出された音波信号の大きさに従って前記デジタルペンが前記筆記面と接触しているか、それとも前記筆記面の上方でホバリングしているかを判断する働きをするホバリング検出要素をさらに備える。
一部の実施形態によると、システムは、ｆ）前記超音波ベースの位置決めシステムによって決定されるような前記デジタルペンの位置の変化に従ってペンストロークを記録する働きをするペンストローク記録要素と、ｇ）前記ホバリング検出要素によって判断されるように、前記デジタルペンは、前記筆記面と前記のように接触していることを条件として前記記録されたペンストロークを扱う働きをするペンストローク処理要素と、をさらに備える。
一部の実施形態によると、前記ペンストローク処理要素は、前記ホバリング検出要素によって前記デジタルペンが前記筆記面と接触しているときに検出されたペンストロークのみに対してデジタル筆記を可能にする働きをする。
一部の実施形態によると、前記筆記面サブ経路の長さの少なくとも２０％である小区分に対して、前記筆記面サブ経路は、最大でも２０°の許容範囲内で前記筆記面の局所上面に実質的に平行である。

一部の実施形態によると、前記小区分は、前記筆記面サブ経路の長さの少なくとも５０％である。
一部の実施形態によると、前記筆記面は、ギザギザのある区分を有する端縁を含み、ｉ）前記ギザギザのある区分の長さは、前記筆記面の最長寸法の少なくとも０．２倍であり、ｉｉ）前記ギザギザのある端縁は、少なくともｎ個のピークとｎ−１個のトラフを含み、ｎは、少なくとも５の整数として規定されており、ｉｉｉ）前記端縁で隣接するピークに関して、隣接するピーク間の距離は、前記筆記面の前記最長寸法の少なくとも０．０１倍で、最大でも０．１倍であり、ｉｖ）各ピークに関して、ピークと隣接するトラフとの間の距離は、前記筆記面の前記最長寸法の少なくとも０．００１倍で、最大でも０．０３倍である。
一部の実施形態によると、前記筆記面は、ギザギザのある区分を有する端縁を含み、ｉ）前記ギザギザのある区分の長さは、前記筆記面の最長寸法の少なくとも０．２倍であり、ｉｉ）前記ギザギザのある端縁は、少なくともｎ個のピークとｎ−１個のトラフを含み、ｎは、少なくとも５の整数として規定されており、ｉｉｉ）前記端縁で隣接するピークに関して、隣接するピーク間の距離は、前記ペンに固定された超音波デバイスと前記筆記面に固定された超音波デバイスの一方の超音波トランスミッターによって発生される超音波の波長の０．５〜５倍であり、ｉｖ）各ピークに関して、ピークと隣接するトラフとの間の距離は、前記超音波波長の０．５〜５倍である。
一部の実施形態によると、ｉ）前記筆記面は、超音波が前記ペンに固定された超音波デバイスと前記筆記面に固定された超音波デバイスの一方の超音波トランスミッターによって発生される超音波の波長の５倍の距離を伝播するとき、前記伝播する超音波の振幅が最大でも３０％（一部の好ましい実施形態において、最大でも２０％または最大でも１０％）だけ低減されるように構成され、ｉｉ）前記筆記面は、ギザギザのある区分からの前記超音波波長の５倍の距離（または、一部の好ましい実施形態において、７倍または１０倍の距離）において、前記ギザギザのある区分から反射される超音波の振幅が前記ギザギザのある区分に入射する超音波の振幅の最大でも５０％であるように、ギザギザのある区分を有する端縁を含む。
これは、例えば、超音波の減衰および／または位相相殺に起因していてもよい。

一部の実施形態において、システムは、ｆ）前記ペンに固定された超音波トランシーバーと超音波信号に同期する各前記筆記面に固定された超音波トランシーバーとの間に有線接続をさらに備え、前記超音波伝播時間測定システムは、前記有線接続が提供する信号同期に従って前記音波移動時間を測定する働きをする。
一部の実施形態において、前記超音波ベースの位置決めは、前記ペンに固定された超音波トランシーバーと少なくとも１つの前記筆記面に固定された超音波トランシーバーとの間にサイトライン(line of site)がないときに有効である。
一部の実施形態において、ｉ）前記デジタルペンは、光を下方に伝える働きをする光トランスミッターをさらに含み、ｉｉ）システムは、筆記面に固定された光レシーバーをさらに含み、ｉｉｉ）前記筆記面は、前記伝播光が実質的に最大でも１０°の許容範囲内で、光トランスミッターと光レシーバーとの間の距離の少なくとも２０％の距離に対して筆記面の上面によって規定される平面に平行な経路をたどらざるを得ないように光の伝播方向を実質的に制御する導波路として構成される。
ここで初めて開示するのは、ａ）細長い内部空洞と先端を含む細長いハウジングと、ｂ）圧電フィルム円筒の長軸が最大でも４５°（あるいは、一部の好ましい実施形態において、最大でも２２．５°または最大でも１０°）である許容範囲内の前記細長い内部空洞の長軸に実質的に平行であるように前記細長い内部空洞内に配置される圧電フィルム円筒を備える、超音波を発生する超音波トランスミッターと、を備える電子ペンデバイスである。
一部の実施形態によると、前記細長いハウジングおよび前記超音波トランスミッターは、前記先端を通り前記圧電フィルム円筒の前記長軸に平行な線によって規定される伝送軸に関して、前記発生された超音波のパワーの少なくとも１／４が、ｉ）前記伝送軸に垂直な平面と、ｉｉ）ボディーに固定された円錐であって、その頂点が前記先端であり、そのシータ角が最大でも４５°であり、その軸が前記伝送軸であり、その高さが前記発生された超音波の波長の５倍で与えられる、ボディーに固定された円錐との交差によって規定される基礎円と交わるように構成される。
一部の実施形態によると、前記発生された超音波の前記パワーの少なくとも大部分は、前記基礎円と交わる。
一部の実施形態によると、前記シータ角は、最大でも２２．５°である。
一部の実施形態によると、前記シータ角は、最大でも１０°である。

一部の実施形態によると、前記細長いハウジングおよび前記超音波トランスミッターは、前記先端を通り前記圧電フィルム円筒の前記長軸に平行な線によって規定される伝送軸に関して、前記発生された超音波のパワーの少なくとも大部分が、ｉ）前記伝送軸に垂直な平面と、ｉｉ）ボディーに固定された円錐であって、その頂点が前記先端であり、そのシータ角が最大でも４５°であり、その軸が前記伝送軸であり、その高さが前記発生された超音波の波長の５倍で与えられる、ボディーに固定された円錐との交差によって規定される基礎円と交わるように構成される。
一部の実施形態によると、前記発生された超音波の前記パワーの少なくとも大部分は、前記基礎円と交わる。
一部の実施形態によると、前記シータ角は、最大でも２２．５°（または、一部の好ましい実施形態において最大でも１０°）である。
一部の実施形態において、システムは、ｃ）ペンデバイスのボディーに固定された軸に対して下方に前記超音波トランスミッターによって発生される伝播音を上方に反射する前記細長い内部空洞内の前記圧電フィルム円筒の上方に配置される少なくとも１つの超音波反射体をさらに備え、前記少なくとも１つの超音波反射体は、前記ボディーに固定された軸に対して、超音波トランスミッターによって発生される前記超音波を上方に伝播させる超音波パワーの少なくとも２５％を下方に反射させる働きをする。
一部の実施形態において、前記少なくとも１つの超音波反射体は、前記上方に伝播する超音波のパワーの少なくとも大部分を下方に反射するように構成される。

一部の実施形態において、前記少なくとも１つの超音波反射体は、前記上方に伝播する超音波の少なくとも７５％を備える前記上方に伝播する超音波のパワーの少なくともほぼ大部分を下方に反射するように構成される。
一部の実施形態において、ペンは、ｃ）ペンデバイスのボディーに固定された軸に対して、前記発生された超音波の（すなわち、パワーの）少なくとも５０％が前記超音波共振器に入るように前記圧電フィルム円筒の下方に配置される超音波共振器をさらに備え、前記超音波共振器は、この超音波共振器に入る前記発生された超音波の振幅を少なくとも２５％高める働きをする。
一部の実施形態において、前記超音波共振器は、前記振幅を少なくとも５０％高める働きをする。
一部の実施形態において、前記超音波共振器は、前記振幅を少なくとも１００％高める働きをする。
一部の実施形態において、前記超音波トランスミッターの前記圧電フィルム円筒は、少なくとも５ターンの圧電フィルムを備える。
ここで初めて開示するのは、超音波信号を処理するシステムであり、このシステムは、ａ）前記筆記面の最長寸法の最大でも０．０５倍である厚さを有する薄い筆記面と、ｂ）前記筆記面に対して固定された圧電フィルム円筒、前記薄い筆記面の前記側面と接触して配置される前記圧電フィルム円筒の少なくとも接触部分、前記筆記面の上面の上方に配置される前記圧電フィルム円筒の少なくとも上部、前記筆記面の下面の下方に配置される前記圧電フィルムの少なくとも下部、を備える超音波レシーバーであって、前記筆記面内で伝播する超音波信号を受け取るように構成される前記超音波レシーバーと、を備える。
一部の実施形態において、前記超音波レシーバーは、接触領域において前記上面に実質的に平行な前記筆記面内で、２２．５°の許容範囲内で伝播する超音波信号を受け取るように構成される。

一部の実施形態において、前記超音波レシーバーは、接触領域において前記上面に実質的に平行な前記筆記面内で、５°の許容範囲内で伝播する超音波信号を受け取るように構成される。
一部の実施形態において、前記厚さは、前記筆記面の最長寸法の最大でも０．０１倍である。
一部の実施形態において、前記厚さは、前記筆記面の最長寸法の最大でも０．００５倍である。
一部の実施形態において、ｉ）前記上面の上方の前記上部の高さと、ｉｉ）前記下面の下方の前記下部の負の高さ(negative height)との少なくとも一方（または、両方）は、前記厚さの最大でも５倍である。

本発明の種々の実施形態は、いずれかの技術（例えば、ペンに固定された超音波デバイスの位置を判断する技術、ペンに固定された超音波デバイスと筆記面に固定された超音波デバイスとの間の超音波信号の伝播時間を測定する技術、ペンに固定された超音波デバイスから筆記面に固定された超音波デバイスに超音波を伝える技術、筆記面すなわちボード内で伝播する超音波信号を検出する技術）を実施する方法を提供する。
現在開示されているシステムに関連する製造方法も提供される。
上記の実施形態と別の実施形態は、以下の詳細な説明と実例から明らかになるであろう。
本発明は、複数の実施形態および説明図に対する例として本明細書に記載されるが、本発明は、記載される実施形態または図面に限定されないことを当業者は理解できるであろう。図面および図面に対する詳細な説明は、本発明を、開示された特定の形態に限定するものではなく、逆に、本発明は、本発明の趣旨と範囲に包含されるすべての変更形態、等価物、代替形態を包含するものであることが理解されるべきである。本出願を通じて使用される「してもよい」とういう用語は、強制的な意味（すなわち、「しなければならない」の意味）でなく、許容的な意味（すなわち、「する可能性を有する」の意味）で使用される。

本発明の一部の実施形態に従って、デジタルペン、筆記面、ならびにその位置が筆記面に対して固定される超音波レシーバーおよび光レシーバーを含むシステムの例を示す図である。 ペンに固定された超音波デバイスおよび筆記ボードに固定された超音波デバイス（すなわち、トランスミッターとレシーバーの両方）と光学デバイス（すなわち、トランスミッターとレシーバーの両方）を含む構成の説明図である。 ペンに固定された超音波デバイスおよび筆記ボードに固定された超音波デバイス（すなわち、トランスミッターとレシーバーの両方）と光学デバイス（すなわち、トランスミッターとレシーバーの両方）を含む構成の説明図である。 ペンに固定された超音波デバイスおよび筆記ボードに固定された超音波デバイス（すなわち、トランスミッターとレシーバーの両方）と光学デバイス（すなわち、トランスミッターとレシーバーの両方）を含む構成の説明図である。 ペンに固定された超音波デバイスおよび筆記ボードに固定された超音波デバイス（すなわち、トランスミッターとレシーバーの両方）と光学デバイス（すなわち、トランスミッターとレシーバーの両方）を含む構成の説明図である。 デジタルペンが筆記面の上方で「ホバリングしている」場合の実施形態を表す図である。 デジタルペンが筆記面の「表面にある」場合の実施形態を表す図である。 ペンが筆記面の上方にあるときのペン位置の位置決め誤差を表す図である。 ペンを位置決めするシステムを表す図である。 ペンを位置決めするシステムを表す図である。 ペンを位置決めするシステムを表す図である。 ペンを位置決めするシステムと、ペンのホバリングを検出するシステムとを表す図である。 ペンを位置決めするシステムと、ペンのホバリングを検出するシステムとを表す図である。 光トランスミッターと光レシーバーの構成の側面図である。 光トランスミッターと光レシーバーの構成の側面図である。 光トランスミッターと光レシーバーの構成の側面図である。 光トランスミッターと光レシーバーの構成の側面図を示す。 ペンに固定された超音波トランスミッターを含む例示的なデジタルペンの説明図である。 ペンに固定された超音波トランスミッターの別の図である。 ペンに固定された超音波トランスミッターの別の図である。 実質的に一方向の超音波伝送を表すのに有用な幾何学的構成概念を示す図である。 実質的に一方向の超音波伝送を表すのに有用な幾何学的構成概念を示す図である。 筆記面すなわちボードの表面に沿って伝播する超音波のエコーを減衰させる端縁を有する筆記面すなわちボードの説明図である。 レシーバーがボードすなわち筆記面の端縁でなく近傍にある場合の実施形態の略図である。 レシーバーがオプションの独立した支持要素によって機械的に支持される場合の実施形態の略図である。 ボードすなわち筆記面に結合される例示的な超音波レシーバーの説明図である。 超音波レシーバーの側面図である。 超音波レシーバーの側面図である。 超音波レシーバーの上面図である。 圧電フィルムの端子をＰＣＢに接続する分解図である。 圧電フィルムとＰＣＢの電気接点の別の透視図である。 圧電フィルムとその一部分の種々のイメージを示す図である。 圧電フィルムとその一部分の種々のイメージを示す図である。 圧電フィルムとその一部分の種々のイメージを示す図である。

本発明は、以下に具体例の実施形態で示されることになる。本発明が開示される例の実施形態に限定されるものでないことは、理解されるべきである。また、デジタルペンの位置を決定する装置および方法、および／またはデジタルペンから超音波信号を送る装置および方法、および／または「筆記面」内で（例えば、水平に）伝播する超音波信号を検出する装置および方法のすべての特徴が添付された請求項の特定の１項に記載の本発明の実施に必要であるとは限らないことは理解されるべきである。本発明の実施を完全に可能にするためのデバイスの様々な要素と特徴が記載される。また、本開示を通じて、プロセスまたは方法が図示または説明される場合、１つのステップが最初に実施されている別のステップに依存することが文脈から明らかでない限り、方法のステップは、任意の順序で実施されてもよく、同時に実施されてもよい。

スタイラス１００の位置を決定する例示システム５
図１Ａは、本発明の一部の実施形態に従ったシステム５の説明図を示す。図１Ａに示されるように、スタイラスすなわちデジタルペン１００（図１に示されるような細長いボディー１１０を有するスタイラスを含むが、これに限定されない）が「筆記面」１４０への「書込み」（すなわち、ボードすなわち筆記面に印を付けるために、あるいは、ボードすなわち筆記面に印を付けずに−したがって、インクを用いて、あるいはインクを用いずに）および／または「筆記面」１４０への指示に使用される。図の例において、「筆記面」すなわちボード１４０は、平坦である。この表面は、他の目的にかなうものであってもよいことは、理解される。一部の実施形態において、これは、コンピューター画面への指示やコンピューター画面への「書込み」にきわめて有用であり、したがって、これらの実施形態によれば、コンピューター画面は、「筆記面」として役立つ。
スタイラス１００が筆記面１４０と接触しているとき（すなわち、ペンダウン−図１Ｇ参照）および／またはスタイラス１００が筆記面１４０の上方で「ホバリング」しているとき（図１Ｆ参照）、スタイラスの位置は、追跡されてもよい。以下で議論されるように、スタイラス／デジタルペン１００の位置の追跡または決定は、所与の精度で行われてもよく、この精度は、一部の実施形態において、筆記面１４０上方のデジタルペン／スタイラス１００（または、その要素）の高さに依存してもよい。
筆記面１４０という用語は、ユーザーが書き込む対象（典型的に平面の）に関し、「厚さ」（例えば、紙などの「持ち運び可能な」筆記面）を有してもよく、本明細書では、ボード１４０と呼ばれることもある。図１Ａにおいて、「側面」（すなわち、厚さを示す）には１３９が付番されており、ボード１４０／筆記面１４０の上面１３５には１３５が付番されている。

本出願において、ボード１４０および筆記面１４０という用語は、同じ意味で使用されており、コンピューター画面、透明なオーバーレイ、１枚の紙、あるいは書込みまたは指示が可能な他の対象を指してもよい。したがって、図１Ａに示されるように、筆記面１４０すなわちボードの上面は、１４１と標記される。一部の実施形態において、筆記面すなわちボード１４０は、「薄く」、筆記面／ボード１４０の最長寸法の最大でも一定のパーセンテージｐ（例えば、最大でも５％、または、最大でも２％、または、最大でも１％、または、最大でも０．５％、または、最大でも０．２５％、または、最大でも１％）である厚さを有する。
図１Ａにおけるスタイラス１００は、長軸に沿って厚さが減少するスタイラス先端１２０を持つ細長いボディー１１０を有するが、これは本発明の制限であると解釈されるべきではない。
スタイラスのサイズには制限がない。例示的な実施形態において、長さは、８〜１２ｃｍであり、直径は、６〜１０ｍｍである。
図１Ａに描かれているように、細長いスタイラス１００は、スタイラス先端１２０すなわちペン先端１２０を含んでもよい。スタイラス１００の最高部からスタイラス先端１２０まで延びる細長いデジタルペンすなわちスタイラス１００のペン軸１３０も図１Ａに描かれている。

スタイラス１００の位置を追跡するために、スタイラス１００は、超音波トランスミッターおよび／またはレシーバーシステム、ならびに光（すなわち、光、例えば、赤外光を使用）トランスミッターおよび／またはレシーバーシステムの少なくとも一方を含む。所与の時点において、スタイラス１００の位置を決定するステップは、電子回路を使用するなどして、例えば、三角測量によって行われてもよい。本明細書で使用される「電子回路」は、電子的なハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェアの任意の組合せを指す。さらに、電子回路の一部または全部は、スタイラス、超音波１５０または光１５２レシーバーに関連する位置、ホストデバイス２０内、またはその他の位置を含む、現在開示されているシステム５の内部の任意の位置に設置されてもよい。当技術分野で周知のように、三角測量は、スタイラス１００から光（すなわち、赤外光）レシーバー１５２に送られる光信号を用いて信号を同期させ、超音波トランスミッター２１０（超音波を発生する）と複数の超音波レシーバー１５０の各々との間で超音波信号の飛行時間を測定することによって行われてもよい。
光トランスミッター１６０と光レシーバー１５２は、一方向のみ（この場合、無線）の「信号同期」がとられることが注目される。代替的または追加的に、信号同期は、当技術分野で周知のように、超音波トランスミッター２１０と超音波レシーバー１５０に電線を用いて「有線方式」でとられてもよい。
超音波レシーバー１５０Ａと光レシーバー１５２の一方は、ボード１４０の端縁１８０の近くに（端縁１８０と接触して）設置されるものとして図１Ａに描かれているが、これは本発明の必要条件ではない。
このために、図の例において、スタイラス１００には、光（すなわち、１７１）、例えば、赤外光を発生する光トランスミッターまたは電磁放射線トランスミッター１６０も使用される。

図１Ａには、２つのみの超音波レシーバー１５０と１つのみの光レシーバー１５２が描かれているが、これは制限ではなく、例示的な実施形態において、例えば、三角測量の精度を高めるなどの他の理由でレシーバーが追加されてもよいことが注目される。
さらに、図１Ａには、実質的に単一位置（すなわち、スタイラス１００に関連する位置）に単一トランスミッター（単一超音波トランスミッター２１０および／または単一の光トランスミッター１６０）が描かれており、複数の位置（例えば、ボード１４０に対して固定された位置）にレシーバーが描かれていることが注目される。代替的または追加的に、ボードに対して固定された複数の超音波トランスミッターおよび／または光トランスミッターが備えられてもよく、超音波レシーバーおよび／または光レシーバー（例えば、超音波レシーバーのみおよび／または単一の光レシーバーのみ）がスタイラス１００に使用されてもよい（例えば、スタイラス１００に接続されてもよく、例えば、スタイラス１００の表面にあってもよく、例えば、スタイラス１００の内部に組み込まれてもよい）。
したがって、システムは、少なくとも１つの光トランスミッターと少なくとも１つの光レシーバーを備える。さらに、システムは、Ａ）少なくとも１つの超音波トランスミッターおよび少なくとも２つの超音波レシーバー、および／または、Ｂ）少なくとも２つの超音波トランスミッターおよび少なくとも１つの超音波レシーバーの少なくとも１つを備える。

図１Ｂ〜１Ｅには、考えられる様々な構成が示されており、ＵＳ＿ＴＲは、超音波トランスミッターを示し、ＵＳ＿ＲＣは、超音波レシーバーを示し、ＩＲ＿ＴＲは、赤外線トランスミッターを示し、ＩＲ＿ＲＣは、赤外線レシーバーを示す。
超音波トランスミッター２１０は、スタイラス１００の内部に組み込まれるものとして図１Ａに描かれているが、これは本発明の制限ではない。
光トランスミッター１６０は、図１Ａにおいてスタイラス１００のハウジングの表面に描かれているが、これは本発明の制限ではない。
図１Ａでは、超音波レシーバー１５０Ａと光レシーバー１５２Ａが実質的に１箇所に一緒に設置されているが、これは本発明の制限ではなく、超音波レシーバーと赤外線レシーバーは、異なる位置に設置されてもよい。

空間に固定された垂直軸９９９とボディーに固定された垂直軸１３０に関するコメント
図１の例において、ペンは、「下方」を向いており、すなわち、ボディーに固定された長軸すなわち垂直軸１３０は、空間に固定された垂直軸９９９に平行である。当然ながら、ユーザーがペンを回転する場合、これは必ずしも当てはまらない（図３Ｄ参照）。
本開示において、「下方」と「上方」は、（ｉ）空間に固定された垂直軸９９９、あるいは（ｉｉ）ボディーに固定された軸１３０（または、図で説明される文脈に応じて近位端から遠位端まで延びる別のボディーに固定された軸）のいずれかに対して言及している。また、これは、「アップ」と「ダウン」、「上」と「下」などの用語を示す。
ボード１４０の超音波と光の一方または両方の伝送
例示的な実施形態において、超音波信号と光信号（すなわち、赤外光）の一方または両方は、スタイラス１００（または、スタイラスに関連する位置）から超音波レシーバー１５０および／または光レシーバー１５２に移動するとき、ボード１４０内を伝播することが注目される。図１Ａは、「ペンアップ」モード、すなわち、ホバリング状態を示しており、しかも、ペンが筆記面１４０すなわちボードに接触するとき、光および／または超音波は、大気を横切る必要がないことが注目される。
理論に束縛されるものではないが、光および／または超音波がボード１４０内（ペンから直接レシーバーまでとは対照的に）をスタイラスに関連する任意の点からレシーバー（すなわち、１５０および／または１５２）に移動するとき、伝送の位置（すなわち、超音波と光の少なくとも一方を伝送する点）とレシーバーとの間に「サイトライン(line of site)」を実現する必要性を除去してもよいことが注目される。
理論に束縛されるものではないが、ボード１４０内の超音波の伝送によって、以下で説明するように、ペンアップ／ペンダウン事象を検出できるようにしてもよいことが注目される。

図１Ｆ〜１Ｇに関連する「表面上方」伝播サブ経路１７７および「筆記面」サブ経路１７０の議論
図１Ｆに示されるように、音波が超音波トランスミッター２１０を離れると、伝送された超音波は、（ｉ）超音波トランスミッター２１０とボードすなわち筆記面１４０の表面の「所与の点」との間の「表面上方」すなわち「空間」サブ経路１７７と、（ｉｉ）「所与の点」１７５と特定の超音波レシーバー１５０（すなわち、図の１５０Ａまたは１５０Ｂ）との間のそれぞれの「筆記面サブ経路」１７０（すなわち、図の１７０Ａまたは１７０Ｂ）とを含む経路を介してそれぞれ個々の超音波レシーバー１５０に達する。
一般に、「所与の点」１７５は、筆記面１４０上の任意の点である。図１Ｆの例において、「所与の点」１７５Ａは、（ｉ）超音波トランスミッター１３１の長軸と、（ｉｉ）筆記面１４０との交点によって規定される。
一部の実施形態において、超音波トランスミッター２１０（あるいは、超音波レシーバー）は、細長い構造体（例えば、図２Ａに示されるアクチュエーター２３０などの圧電フィルム円筒）を含み、超音波トランスミッター２１０によって発生される音波は、超音波トランスミッター２１０の長軸１３１によって規定される線を経由してデジタルペンすなわちスタイラス１００から実質的に伝播する。したがって、こうして発生された音波は、長軸１３１と筆記面１４０の交点によって規定される点において、あるいは、「実質的に」という用語で規定する所与の許容範囲内にある近くの位置において「実質的に」筆記面１４０に達する。この許容範囲は、例えば、「最も近い」超音波レシーバー１５０からデジタルペンすなわちスタイラス１００のハウジング１１０の接触点先端１２０までの距離の３０％（または２０％、または１０％、または５％）に等しくてもよい。

図１Ｆの例において、デジタルペン１１０は、筆記面１４０の「上方」または「真上」にあり、すなわち、筆記面１４０と接触していない。この例において、「筆記面サブ経路」は、「プライム表記法」、１７０Ａ’、１７０Ｂ’などで示される。
図１Ｇの例において、デジタルペン１１０は、筆記面１４０の「表面」にある。図１Ｇの例において、「所与の」点は、（ｉ）デジタルペン１１０の先端１２０の間の接触点１７５Ｂと、（ｉｉ）図１Ｂで規定される交点のいずれであってもよい。この「所与の」点は、所与の許容範囲内にある「実質的に」この位置を有していてもよい。この許容範囲は、例えば、「最も近い」超音波レシーバー１５０から接触点１７５Ｂまでの距離の３０％（または２０％、または１０％、または５％）に等しくてもよい。
図１Ｇの例において、デジタルペン１１０は、筆記面１４０の「表面」にあり、すなわち、筆記面１４０と接触している。この例において、「筆記面サブ経路」は、「ダブルプライム表記法」、１７０Ａ”、１７０Ｂ”などで示される。
ペン１１０が存在する場所（すなわち、ペンが筆記面１４０の上方にどれくらい離れているか）に応じて、種々の実施形態において、表面上方サブ経路１７７と所与の筆記サブ経路１７０との長さの比が変わってもよい。別の例において、この比は、１０以下、５以下、または１以下であってもよい。種々の実施形態において、この比は、少なくとも０．５、少なくとも１、または少なくとも２であってもよい。
一部の好ましい実施形態において（すなわち、「所与の点」が筆記面１４０表面の任意の点である場合）、「表面上方」サブ経路１７７と筆記面サブ経路１７０との長さの比は、少なくとも０．１であり、最大でも１０である。
図１Ｇの例に従った一部の実施形態において、超音波トランスミッター２１０は、先端１２０に音波の振動を生じる。先端１２０は、筆記面１４０と接触しており、したがって、先端１２０の音波の振動は、筆記面１４０内を伝播する（例えば、水平に）音波の振動を生じさせる。

ボード１４０
ボードの表面に平行な光の伝播
ボードすなわち筆記面１４０を構成してもよい材料には制限がない。例示的な材料として、ガラス、プラスチック、木材および金属が挙げられるが、これらに限定されない。例示的な実施形態において、例えば、ボード１４０がコンピューター画面用の透明なオーバーレイとして使用される場合、ボードは、透明であってもよい。
一部の実施形態において、ボード１４０は、例えば、傷が付きにくい保護材料の層および／またはガラスの層で積層されてもよい。例えば、光波（例えば、赤外光）がボード１４０の中、またはボード１４０の層、またはボード１４０の表面１４１を伝播される実施形態では、ボードは（例えば、上面１４１）、ガラス、あるいは透明または半透明なプラスチックなど、光を伝播する働きをする材料を含む。一部の特定の実施形態において、光がボード１４０に入り込みやすいように（すなわち、反射を防止するように）、および／または光（例えば、赤外光）がボード１４０の表面に沿って伝播しやすいように（すなわち、「導波路」として働くように）、および／またはボード１４０の局所表面に実質的に平行な方向に、ボード１４０の表面は、粗くても、すなわち、滑らかでなくてもよい（例えば、マイクロスクラッチを含んでもよい）。
本明細書で使用される「導波路」は、電磁波が導波路の物理的構造によって規定される経路を実質的にたどらざるを得ないように電磁波の伝播を実質的に制御するデバイスである。本例において、ボードすなわち筆記面１４０は、光トランスミッター１６０と光レシーバー１５２の距離の少なくとも２０％（または少なくとも５０％、または少なくとも７５％）の距離にわたって、光が筆記面１４０すなわちボードの上面によって規定される平面に実質的に（すなわち、最大でも１０°、または最大でも５°、または最大でも１°の許容範囲内で）平行な経路をたどらざるを得ないように構成されてもよい。
したがって、例示的な実施形態において、光は、ボード１４０の材料の中に（例えば、滑らかでない表面から）入り込んでからボードのこの材料内を伝播してもよい。
ボードの寸法には制限がない。典型的に、ボードの寸法は、典型的な１枚の紙（すなわち、Ａ４、すなわち、８．５×１１）と同程度の大きさであるが、これに制限されない。例示的な実施形態において、ボードの長さおよび／または幅は、１５ｃｍ〜６０ｃｍである。

ボードの表面に平行な超音波の伝播
図１Ａにおいて、ボード１４０の端縁１８０は、実質的に真直ぐに描かれていることが注目される。しかし、これは本発明の必要条件ではなく、一部の実施形態、例えば、超音波がボード１４０内を伝播する実施形態において、エコー低減機構を備えることが好ましいかもしれない。１つの潜在的な問題は、反射された超音波（ボードの端縁から「反響する」）がトランスミッター２１０からレシーバーに移動する超音波と干渉する可能性があり、したがって、ボードの端縁１８０は、この好ましからざる現象を低減するように構成される（すなわち、反射超音波が、少なくとも部分的に相殺するように互いに干渉するよう反射超音波の大きさを低減し、および／またはボードの端縁を成形することによって）。
例えば、ボード１４０の１つまたは複数の端縁１８０は、図１Ａに示されるような「真直ぐな端縁」（直線）でないかもしれない。図４に描かれた実施形態によると、ボードは、端縁を特徴付ける「平均的な」線１８１（点線で示される）からずれた「ギザギザのある端縁」１８０Ｂを有する。このギザギザのある端縁は、複数の「ピーク」１８２と「トラフ」１８３を含む。制限のない例示的な実施形態において、これらのずれの振幅は３〜５ｍｍであり、したがって、例示的な実施形態において、これらのずれの振幅とボードの最長寸法との比は、０．００６〜０．０３である。典型的に、ずれの振幅は、６〜１０ｍｍの距離（ボードの最長距離の０．０１２〜０．０６倍の距離）にわたって変化する。
一部の実施形態において、正確な曲率は、本システムで使用される超音波の波長に従って選択されてもよい。
代替的または付加的に、ボードの端縁は、反射超音波の振幅を減衰させる働きをする材料（例えば、コーティング）を含む。一部の具体的な制限のない例において、この超音波減衰材料は、１つまたは複数の接着剤（例えば、ガラスに付着する材料）、樹脂材料（合成樹脂およびテレピン樹脂を含むが、これらに限定されない）、任意の非結晶質および／または軟質材料（例えば、ワックス）、水に溶解しにくいか溶解しないが無極性有機溶媒には溶解する材料（例えば、ワックス）、およびポリアミドＥＶＡ、エチレン、酢酸ビニル共重合体、ワックスなどの共重合体を含んでもよい。提供される材料の正確な量、提供される材料の種類、および提供される材料の成分比は、ボード１４０の構造に従って変化してもよく、当業者は、所与のボード１４０に適した材料を選択することができるであろう。
１つの具体例において、超音波減衰材料は、１つまたは複数の（またはすべての）ポリアミドＥＶＡ、合成樹脂（例えば、５％の合成樹脂）、エチレン、酢酸ビニル共重合体、テレピン樹脂（例えば、４０％のテレピン樹脂）、およびワックス（例えば、５％）を含む。
図１Ａのボード１４０は、平面（または、実質的に平面）として描かれているが、これは、本発明の制限と解釈されるべきではない。

透明なオーバーレイとしてのボード１４０
筆記面１４０は、ボード１４０と呼ばれるが、これは、筆記面１４０（ボード）に柔軟性がないことを意味するものではない。一部の実施形態において、ボード１４０は、透明であり、および／またはフレキシブルまたはセミフレキシブルである。１つの例示的なアプリケーションにおいて、ボード１４０は、ディスプレー３０画面（ＣＲＴ画面またはＬＣＤ画面を含むが、これらに限定されない）に層状にされる透明な画面オーバーレイとして提供されてもよい。これによって、ユーザーは「画面への書込み」とペンストロークの記録を行うことができてもよい。
超音波トランスミッター２１０
図１Ａに示されるように、スタイラス１００に関連する超音波トランスミッター２１０があり、超音波トランスミッター２１０からの超音波は、筆記面１４０（一部の実施形態における「ボード」、一部の実施形態における、例えば、プラスチックまたはガラスの透明な筆記面）内を、筆記面１４０に対して固定位置にある少なくとも２つの超音波レシーバー１５０まで伝播する。一部の実施形態において、また図１Ｆに示されるように、ペンが「アップ」の状態にあるとき、超音波トランスミッター２１０によって発生される超音波は、まず、「表面上方サブ経路」１７７経由で大気中を伝播してボードに達してもよく、このとき、ペンは、表面と接触していない（すなわち、「ペンアップ」モード）。筆記面１４０、すなわち、ボードに達した超音波は、この後、筆記面１４０すなわちボード内を伝播して複数の（すなわち、少なくとも２つの）超音波レシーバーに達する。
さらに、一部の実施形態において、超音波は、スタイラスの一部を通ってボードすなわち筆記面１４０の方向に伝播し、この後、ボードすなわち筆記面１４０内を伝播することが注目される。

超音波伝播時間測定システム１４５およびデジタルペン位置決めシステム１５５
図１Ｈに関するペン位置決め精度についての議論
一部の実施形態において、超音波トランスミッター２１０と各超音波レシーバー１５０との間の飛行時間が決定されてもよい。飛行時間データは、例えば、三角測量によるスタイラスの位置決めに有用であってもよい。
したがって、超音波デバイス２１０（すなわち、ペンに固定されたトランスミッターまたはレシーバー）と、それぞれ個々の筆記面１４０に固定された（すなわち、ボード１４０に固定された）超音波レシーバーとの間のそれぞれの超音波移動時間を測定することによって、デジタルペン１１０の位置を（ある程度の精度で）測定することが可能であることが注目される。デジタルペンの「三角測量」の原理は、（ｉ）ペンに固定された超音波デバイス（すなわち、トランスミッターまたはレシーバー）と、（ｉｉ）複数の筆記ボードに固定された超音波デバイス（すなわち、トランスミッターまたはレシーバー）の各々との間を移動する超音波の複数の飛行時間（少なくとも、可能な限り多くの）を決定することに基づく。超音波がペンに固定された超音波デバイスと、筆記面に固定された超音波デバイスとの間の直線に沿って移動する場合、決定される位置は、「固有の位置」である。しかし、本発明の一部の実施形態において、測定された超音波は、ペンに固定された超音波デバイスと筆記面に固定された超音波デバイスとの間の「直線」上を移動しない。もっと正確に言えば、超音波は、（ペンに固定された超音波デバイスから筆記面に固定された超音波デバイスに、またはこれとは逆方向に）（ｉ）「表面上方」、すなわち、大気中のサブ経路１７７と、（ｉｉ）筆記面サブ経路１７０とを含む経路に沿って移動する。したがって、一部の実施形態において、決定される位置は、固有でないかもしれず、所与の組の超音波伝播時間測定値に関連する複数の位置があってもよい。
このことは、図１Ｈに示されており、ここでは、２つの異なるペン位置１１０Ａと１１０Ｂに関して、所与の筆記面に固定された超音波デバイス１１０に関連する超音波伝播時間が等しい。したがって、ペンまたはペンに固定された超音波デバイスの位置を超音波伝播時間から決定しようとすると、複数の位置が考えられ、すなわち、「答え」は、図１Ｈに示されるように、固有でないかもしれない。
しかし、所与の測定超音波伝播時間を提供するすべての位置は、典型的に、互いに「近い」。したがって、「デジタルペンの位置」（すなわち、デジタルペンまたはその構成要素、例えば、ペンに固定された超音波トランスミッターまたはレシーバー）が決定されるとき、この決定にはある程度の「誤差」があるかもしれない。本発明者らは、これが一部のアプリケーション、例えば、ペンストロークを記録するシステムに受け入れられることを開示している。

また、ペンの「位置決め」では３次元で位置を決定する必要がないことが注目される。例えば、３次元でデジタルペンの「高さ」を決定することは、困難な場合があり、「位置決め」をするときは、二次元、例えば、筆記面１４０によって規定される「水平寸法」で、位置を決定すれば十分な場合もある。
したがって、一部の実施形態において、スタイラス１００の位置は、（例えば、レシーバーまでの飛行時間に基づいて三角測量を用いて）正確ではなく、所与の許容範囲内で近似的に決定される。理論に束縛されるものではないが、一部の実施形態において、決定された位置（すなわち、筆記面１４０によって規定されるｘ−ｙ平面に沿った）に関連する誤差の範囲は、ペンが筆記面１４０と接触しておらず、かつ超音波がボードすなわち筆記面１４０に達する前に大気中を伝播するときにより大きくなる（すなわち、ペンすなわちスタイラス１００が筆記面１４０と接触している「ペンダウン」モードにおいて決定される位置の誤差の範囲よりも大きくなる）可能性があることが注目される。
しかし、計算されたｘ−ｙ位置が近似にすぎず、完全に正確でない場合でも、「ホバリング」している間に、ペンすなわちスタイラス１００の位置を計算することが有用な特定のアプリケーションもある。例えば、「ホバリングしているペン」がホストデバイス１０を用いて「マウスモード」で動作しているとき、ユーザーは、ディスプレー画面２０に表示される「マウスポインター」の動きを誘うために、典型的に、画面を見てペンを動かしてもよく、典型的に、「ホバリングモード」ではペンストロークを記録する必要がないかもしれない。したがって、これらの例（すなわち、マウスモードでホバリングしているペンを使用することに関連する）によると、ペンの追跡位置がある程度の誤差を有する場合、多くのアプリケーションにおいて、ユーザーはそれに応じてペンの位置を調整することになるものと考えられる（ユーザーの手と目によるフィードバック）。

図１Ｉ〜１Ｋの議論
図１Ｉは、デジタルペンの位置を決定する例示的なシステムのブロック図を示す。図１Ｉの例によると、ペンに固定された超音波デバイス２１０は、筆記面／ボード１４０を介して、音波を複数の筆記面超音波レシーバー１５０に伝送する。超音波伝播時間測定システム１４５は、筆記面／ボード１４０を介して、それぞれの超音波伝播時間を決定する。超音波伝播時間測定システム１４５は、ハードウェアまたはソフトウェアの任意の組合せで実行されてもよく、部分的にまたは全体的に任意の位置に配置されてもよい。
決定された伝播時間に従って、デジタルペン位置決めシステム１５５は、デジタルペン１１０の位置を決定する。デジタルペン位置決めシステム１５５は、ハードウェアまたはソフトウェアの任意の組合せで実行されてもよく、部分的にまたは全体的に任意の位置に配置されてもよい。
図１Ｊの例において、ペンに固定された超音波デバイス２１０は、トランスミッター（図１Ａ、図１Ｆ〜１Ｇの例に類似した）であり、筆記ボードに固定された超音波デバイス１５０は、レシーバーである。図１Ｊの例において、ペンに固定された超音波デバイスは、超音波レシーバーであり、筆記ボードに固定された超音波デバイスは、レシーバーである。
図１Ｋの例において、ペンに固定された超音波デバイス２１０は、レシーバーであり、筆記ボードに固定された超音波デバイス１５０は、トランスミッターである。図１Ｊの例において、ペンに固定された超音波デバイスは、超音波レシーバーであり、筆記ボードに固定された超音波デバイスは、レシーバーである。

超音波およびホバリングモード：図１Ｌ〜１Ｍの議論
図１Ａに示されるように、超音波トランスミッター２１０は、等方的でなく所与の方向に（この場合、スタイラス１００の最高部からスタイラス先端１２０まで伸びるペン軸１３０に沿って）偏った超音波エネルギーの大部分または実質的にすべてを伝送する働きをする一方向超音波トランスミッター２１０であってもよい。理論に束縛されるものではないが、これは、レシーバー１５０に十分に強力な信号を供給するのに有用であるかもしれない。さらに、理論に束縛されるものではないが、これは、より短いパルスを使用する働きをするトランスミッターを提供するのに有用な場合もあり、この場合、超音波伝送経路の帯域幅を改善することができる。

前述のように、ペンが筆記面１４０すなわちボードの上方で「ホバリング」しているとき、超音波は、まず、大気中を伝播してから、筆記面１４０すなわちボード内を伝播してもよい。一部の実施形態において、レシーバーで受け取られる超音波の振幅が決定され、受け取られた（すなわち、レシーバー１５０で受け取られた）超音波の決定された振幅に従ってペンすなわちスタイラスがホバリングしているか、それとも筆記面１４０すなわちボードと接触しているか否か（あるいは、スタイラス１００の定点と筆記面１４０との間隔）が決定されてもよい。
具体的には、以前にホバリングしていたスタイラスがボード１４０の筆記面と広範囲に接触するとき、超音波信号（すなわち、スタイラスおよび／またはペンによって伝送されてボードにおいて超音波レシーバー１５０によって受け取られる、あるいは、ボードにおいて伝送されてスタイラスおよび／またはペン内の超音波レシーバーによって受け取られる）の振幅は、１桁（すなわち、少なくとも３倍、または少なくとも７倍）増加してもよい。同様に、以前にボード１４０の筆記面と接触していたスタイラスが筆記ボード１４０の表面の上方で「ホバリング」しているとき、超音波信号の振幅は、１桁（すなわち、少なくとも３分の１、または少なくとも７分の１）に減少する。
したがって、図１Ｌは、システムが（ｉ）超音波振幅測定要素１４３（すなわち、例えば、圧電フィルム振動の振幅から音波振幅を決定するために、超音波レシーバーと連係する働きをする）を含む場合のシステムを示す。これを基に、ホバリング検出要素１５３（すなわち、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の組合せで実行される）を使用して「ホバリング」があるか否かを判断することが可能である。
ペンが筆記面１４０の「上方」にあり、かつ「ホバリング」している場合、ペンストロークは、ペン１００が筆記面１４０と接触している場合とは異なる処理がなされてもよい。１つの制限のない場合において、ペンが接触しているとき、すなわち、「ダウン」の状態にあるとき、ペンストロークは、「筆記」として処理されて、そのように記録される。ペンが「アップ」の状態にあるとき、すなわち、「ホバリング」しているとき、ペンストロークは、デジタル筆記を記録せずにデジタルペン１００の「カーソルを移動する」働きをする。
これは図１Ｌに示されており、ここでは、システムは、ペンストローク記録要素１５７（すなわち、ペン位置の変化を判断する）と、ペンが「ホバリング」しているか、それとも「ペンダウン」モードにあるかに応じてペンストロークを処理するペンストローク処理要素１５８とを含む。ペンストローク記録要素１５７とペンストローク処理要素１５８の各々は、ソフトウェアおよび／またはハードウェアの任意の組合せで実行されてもよい。
図１Ｍは、図１Ｋの例に従って示される。この場合、ペンに固定された超音波レシーバーによって検出される超音波振動の振幅が測定される。

光トランスミッター１６０
超音波信号の「同期化」のための図１Ａの具体例には、スタイラス１００に関連する光トランスミッター１６０（例えば、赤外光）がある。光トランスミッターから放出される光（例えば、１７１）は、ボードを通って光レシーバー１５２に伝播する。光トランスミッターの構造への制限はない。例示的な実施形態において、光トランスミッターは「無指向性の」光（すなわち、赤外光）トランスミッターである。
図１Ｎ〜１Ｑは、光トランスミッター１６０と光レシーバーの構成の側面図を示す。図１Ｎに示されるように、赤外光は、トランスミッター１６０からレシーバー１５２まで「サイトライン」をたどってもよい。図１Ｏに示される実施形態において、赤外光放射は、まず光トランスミッター１６０からボードに伝送され、さらにボード１４０から光レシーバー１５２に伝送される。図１Ｐに示される実施形態において、赤外光は、ペン軸１３０に沿ってトランスミッターからビームスプリッター１５９に伝送され、ここで種々の方向に伝送される。
図１Ｑに示されるように、典型的に、赤外光は、単一方向に伝送されずに、様々な所与のペンの向き（すなわち、ユーザーがペンの向きを使用中に変えてもよいので）に対して送信される赤外光が光レシーバー１５２に達するように、種々の方向に伝送されてもよいことが注目される。図１Ｑは、伝送される赤外光の強度の典型的なプロファイルを方向に応じて示す。
超音波トランスミッターまたはアクチュエーター２１０の構造
スタイラス１００の外部ハウジング２２０内に組み込まれる例示的な超音波トランスミッター２１０が図２Ａに示されるが、他の具体的な構造と実施が本発明者らによって検討されている。「組込み型超音波トランスミッター２１０」（すなわち、スタイラス１００の細長いハウジング２２０の細長い空洞２３１内に組み込まれている）が図示されているが、これは、本発明の制限でないことは理解される。
さらに、本発明者らは、図１Ａ〜１Ｉのシステムに即した超音波トランスミッター２１０を開示しているが（すなわち、現在開示されているシステム５）、現在開示されている一方向トランスミッター２１０と、さらに一方向トランスミッター２１０およびスタイラス１００を備えるシステムとは、現在開示されているシステム５のみならず様々な状況において有用である。

図２Ａの例において、超音波トランスミッターは、超音波を等方的に（すなわち、すべての方向に）伝送するのではなく、どちらかというと、特定方向に（すなわち、ペン軸１３０に沿って）偏った超音波を提供する。これは、実質的に「一方向」超音波トランスミッター（すなわち、超音波）と呼ばれてもよいが、すべての超音波は、典型的に正確に一方向に伝播しないことが理解される。
したがって、例示的な実施形態において、一方向超音波トランスミッター／トランスミッター／アクチュエーター２１０および／またはペン先端１２０を離れる超音波に関連するパワーの大部分は、実質的に、例えば、ペン軸１３０によって規定されるベクトルの方向（すなわち、所与のベクトル（伝送のベクトル）の１０°以内）、および／またはこの伝送ベクトルの２５°以内、および／またはこの伝送ベクトルの４５°以内、および／またはこの伝送ベクトルの７０°以内、および／またはこの伝送ベクトルの９０°以内にある。「実質的な一方向伝送の特徴」に関係する例は、図３Ｃ〜３Ｄを参照して以下で議論される。
この異方性超音波伝送プロファイル（すなわち、実質的に一方向性の超音波の伝達または伝送）は、様々な方法で提供されうる。図２Ａの例によると、トランスミッターは、超音波トランスデューサー（すなわち、提供される電気信号に従って振動する物体（例えば、振動膜またはフィルム）が発生する超音波）を含む。したがって、アクチュエーター２３０は、一部の実施形態において、圧力波（すなわち、超音波）を生成するために、電気信号を機械的な動きに変換する振動物体を含む。
このような「振動物体」の１つの例は、コイル状圧電フィルムなどの圧電フィルム２３０であり、この場合、コイル状圧電フィルムは、「円筒」形を有するように巻かれる。図２Ａに示されるように、圧電フィルム２３０は、圧電フィルム２３０と電気的に接続される（例えば、電気接点２１８によって）１対の電線、またはその他の導電性物体などによる導線２２９から電気信号を受け取る。この電気信号（すなわち、１つまたは複数の励起パルス）は、例えば、電源（図示せず）が供給される、スタイラスに関連し、スタイラスに取り付けられ、あるいはスタイラスに組み込まれる電子回路（図示せず）から提供されてもよい。

図２Ａにおいて、超音波トランスミッター２１０の「長軸」１３１、この場合、圧電フィルム２３０の円筒の軸は、デジタルペン／スタイラス１１０の長軸１３０に平行である。しかし、これが制限でないことは理解される。一部の実施形態において、トランスミッター２１０の「長軸」１３１は、ペン１１０の長軸１３０に実質的に平行、すなわち、例えば、４５°、または２０°、または１０°の許容範囲内で平行である。
この電源（図示せず）には制限がない。電源は、バッテリー（充電式バッテリーなど）を含んでもよく、あるいは再充電可能な「コンデンサー」を含んでもよい。再充電可能な「コンデンサー」は、比較的短い時間スケールで再充電可能であってもよく、したがって、一部の実施形態において、電子「インク壷」が備えられ、これによって、ユーザーは、コンデンサーの再充電を保証しうることが分かる。
本発明の制限でないことは言うまでもないが、制限のない例示的な実施形態において、約１０〜２０ターンの圧電フィルム２３０が提供される。制限のない例示的な実施形態において、圧電フィルムの半径は、約２〜３ｍｍであり、圧電フィルムの長さは、２〜５ｍｍである。
前記のように、超音波トランスミッターまたはトランスデューサー２１０は、超音波に異方性超音波伝送プロファイル（例えば、実質的に「一方向性に」伝送される超音波）を与えるように機能してもよい。これは、様々な方法で実現されうる。図２Ａの例示的な実施形態によると、振動圧電フィルム２３０によってベクトル１３０の方向に発生される超音波を反射する超音波反射体２２２（例えば、プラスチックまたはその他の適切な材料で構成される）が設けられる。
この超音波反射体２２２は、例えば、スプリング２２４（「センタリング」スプリング）などの圧縮可能な物体を用いて適所に保持されてもよい。
したがって、圧電フィルム反射体アセンブリーは、圧縮可能な物体を用いて適所（すなわち、スタイラス１００の近位端に対して）に保持されてもよい。さらに、スタイラスの遠位端（すなわち、先端１２０に向かって）において、圧電フィルムは、両面接着膜２１４などの接着剤を用いてフランジ２１２を担持する超音波トランスミッター２１０またはアクチュエーター（すなわち、圧電フィルム２３０を含む）の間の支持要素に取り付けられてもよい。
一部の実施形態において、発生された超音波の圧力波は、担持フランジ２１２（例えば、プラスチック製の約０．６ｍｍの厚さを有する）を通じて共振器２０８内に伝送される。この共振器（および、特に、共振器の長さ）は、アクチュエーターからスタイラスすなわちペンの先端まで（超音波レシーバー２５０までではない）最大（または、最大に近い）エネルギーを伝送しうるように使用されている超音波の波長に対応する共振振動数に従って寸法が定められてもよい。この共振器は、狭帯域の超音波を伝送するのに有用な場合がある。制限のない１つの例によると、ｌ３の値は、３〜４ｍｍである。

アクチュエーターまたは超音波トランスミッター２１０のもう１つの図が、図３Ａ〜３Ｂに示されている。図３Ａの例によると、圧電フィルムは、保護管２３２内に設けられており、保護管２３２は、スタイラス１００の外部ハウジング２２０内にある。
図３Ｃ〜３Ｄの議論およびボディーに固定された円錐２１９
図３Ｃおよび３Ｄは、ボディーに固定された幾何学的構成概念（すなわち、「実質的に一方向の伝送機能」の説明に有用な伝送ベクトル１３３、シータ角２１３、基礎円２１７、および伝送円錐２１９）を示す。
レシーバー
光レシーバー
一部の実施形態において、１つまたは複数の光レシーバーが設けられており、例えば、光レシーバーは、ボード１４０の端縁１８０（これは、特に、中央にある光レシーバーがコンピューター画面に対するユーザーの視野を妨げる可能性のあるコンピューター画面オーバーレイの場合は、使用や製造が容易になる場合がある）または、その近くにあるが、これは、本発明の必要条件ではない。
超音波レシーバー
位置
一部の実施形態において、超音波レシーバー１５０が設けられており、例えば、筆記ボード１４０に固定されるか、または取り付けられる。
超音波レシーバーが筆記ボード１４０に対して設置されてもよい場所には制限がなく、レシーバー１５０は、例えば、ボード１４０の端縁１８０またはその近く、ボード１４０の中心またはその近く、またはこれら中間の任意の場所に設置されてもよい。
例示的な実施形態において、１つまたは複数の超音波レシーバー１５０は、ボード１４０の端縁１８０またはその近くに設置されてもよい。

図５Ａは、レシーバー１５０がボード１４０の端縁１８０の近くに設置されるが、端縁１８０には設置されない（例えば、ボード１４０の端縁から数ｃｍ以内にある）場合の実施形態の略図を示す。レシーバー１５０は、例えば、ボード１４０を通るか、ボード１４０を部分的に通る穴を開けることによって設けられてもよい。ボード１４０の領域１４７は、完全にオプションである。あるいは、図５Ｂに示されるように、レシーバー１５０は、任意の材料（ボードに類似した材料を含む）で作られ、任意形状のオプションの独立した支持要素１４９によって機械的に支持される。

構造と機能
図６Ａは、ボード１４０に結合された例示的な超音波レシーバー１５０の説明図を示す。図６Ａに示されるように、超音波レシーバー１５０は、筆記ボード１４０の表面１４１内または表面１４１の表面に沿って伝播する超音波を検出する圧電フィルム３２０を含む。圧電フィルム３２０は、ボード１４０内を伝播する超音波の検出に従って電気信号を発生する働きをし、したがって、機械的な圧力波を電気信号に「変換」する。
圧電フィルムは、圧電フィルム３２０の少なくとも一部が実質的に平面よりも下にあるか、および／または筆記ボード１４０の上面１４１と同一平面上にあるように、留め具３１０（例えば、プラスチック留め具、または絶縁体などの導電性材料以外の材料から作られた留め具）によってボードに固定されるが、これは制限ではない。巻かれた圧電フィルム３２０内には、内部コア３１２または円筒（例えば、機械的支持用および／またはレシーバーの電気的性能の改善用）がある。このコア３１２は、導電性材料（金属など）、半導体材料、および絶縁材料を含むが、これらに限定されない任意の材料で作られてもよい。導電性材料を選択する場合、圧電フィルム３２０と導電性コア３１２の間に絶縁層３１４を設けることが推奨されるか、もしくは必要である場合がある。

図６Ａに示されるように、制限されない例示的な実施形態において、圧電フィルム３２０の少なくとも一部は、筆記面３４０の上面３４１のレベルおよび／または上面３４１よりも下にある。
図６Ｂは、超音波レシーバーの側面図を示す。
図６Ｂに示されるように、レシーバー１５０は、留め具３１０を筆記ボード１４０の取り付ける機械的留め具（例えば、ねじ３３２）をさらに含む。さらに、プリント基板（ＰＣＢ）３３０が設けられる。典型的に、ＰＣＢ３３０は、圧電フィルム３２０から電気信号を受け取って、これらの電気信号を処理および／または伝送する働きをする。図６Ｂには明示されていないが、ＰＣＢは、典型的に圧電フィルム３２０の両「端子」（すなわち、両側）と電気的に接触している。
図６Ｂ〜６Ｃに示されるように、圧電フィルム３２０の少なくとも「接触部分」３９１は、筆記面／ボード１４０の「側面」１３９と接触している。
図６Ｂおよび／または図６Ｃに示されるように、筆記面／ボード１４０の上面には、１３５が付番されており、筆記面／ボード１４０の側面には、１３９が付番されており、筆記面／ボード１４０の下面には、１３７が付番されている。
圧電フィルム３２０の少なくとも「上部」３９３は、上面１３５の「上方」にあり、圧電フィルム３２０の少なくとも「下部」３９５は、下面１３７の「下方」にある。
図６Ｄの具体例によると、ＰＣＢ３３０は、例えば、ねじ３３４などの機械的な留め具を用いて筆記ボード１４０に取り付けられる。
説明図は、ＰＣＢ３３０を示しているが、電気回路の任意の「ハウジング」（単一チップまたはマルチチップパッケージ内のチップ）が使用されてもよいことが注目される。
図６Ｄは、超音波レシーバー１５０の上面図を示す。図６Ｄは、図５Ａに描かれた実施形態を示しているが、図６Ｄの原理は、図５Ｂの実施形態にも当てはまることが理解される。
したがって、図６Ｄを参照すると、圧電フィルム３２０は、ＰＣＢ３３０の表面またはその内部に存在する電気回路との電気接点を備えるように適合された端子３８０（すなわち、圧電フィルムから形成され、例えば、圧電フィルム３２０とともに一体的に形成される）を含むことが注目される。この電気接点は、例えば、圧電フィルム３２０の端子３８０の片側に電気的に接続される金属その他の導体（本発明者らの例において、導電部材３７２は、圧電端子３８０の「上」面３６４から電気信号を伝送するのに有用である）で作られた少なくとも部分的に細長い導電部材３７２を備えていてもよい。この導電部材３７２は、例えば、ねじ３４２などの機械的な留め具などを用いてＰＣＢ３３０に固定される。

図７Ａは、圧電フィルム３２０の端子３８０をＰＣＢ３３０に取り付ける分解図を示す。圧電フィルム３２０の端子３８０は、２つの面を有しており、これらの面、すなわち、上面３６４と下面３６２は、互いに電気的に接触していないことが注目される。したがって、図７Ｂに示されるように、下面３６２は、ＰＣＢの第１の導電体３６６（電線、またはＰＣＢ表面に印刷された導電領域３６６など、取り付けられる対象および／または組み込まれる対象）と接触している。
圧電フィルム３２０の端子３８０の上面３６４は、導体（例えば、細長い導体３７２）と電気的に接触（例えば、結合）している。この細長い導電片３７２は、典型的に、端子３８０の下面３６２と電気的に接触していない。
この細長い導電片３７２は、ＰＣＢの第２の印刷された導電領域３６８と電気的に接触していてもよい。したがって、３６６と３６８は、圧電フィルム３２０用の１対の端子として有効に働く可能性があり（電気信号を発生する圧電フィルム３２０と、発生された電気信号を処理する、例えば、ＰＣＢ３３０上の外部電気回路との間の「インターフェイス」の一部として）、しかも、ＰＣＢ（すなわち、圧電フィルム３２０によって発生される）上のこれら２つの端子（すなわち、３６６と３６８）の間の電位は、したがって、圧電フィルム３２０によって検出される音響信号すなわち超音波信号に従って決定されることは確かである。信号は、その後、処理される（例えば、処理されてスタイラス１００の位置を決定するために三角測量で使用される）。
図７Ｂは、圧電フィルム３２０とＰＣＢ３３０との電気接点の別の透視図を示す。

図８Ａは、圧電フィルム３２０の別のイメージを示す。したがって、図８Ａに示されるように、圧電フィルムは、印刷されたインクの「主要部分」４１０を含む。巻き取られたこの主要部分４１０の少なくとも一部は、円筒形を規定する。典型的に、超音波信号を検出するのは、この「主要部分」４１０である。
図８Ｂに示されるように、１つの「連続的な」ストリップを形成するために、溶着部（wielding）３２０、すなわち、圧電フィルム３２０（すなわち、主要部分４１０）の端部を結合する他の手段があるが、これは制限ではなく、ストリップは、連続的でなくてもよい。
図８Ａ〜８Ｃに示される間隔は、単なる例であって制限ではない。
図８Ｂおよび８Ｃに示されるように、圧電フィルム３２０（例えば、付着したインクの組織）の各側面（すなわち、内面４１２と外面４１４）における組織の「敏感な部分」は、同じではない。これらの図において、斜線領域は、「敏感な部分」を示す。

圧電フィルムの片側にある斜線領域は、超音波信号を検出するときに、それぞれ異なる電圧（圧電フィルムの反対側に対して）にある特定部位を規定するために隣接させていないことが注目される。
一部の実施形態において、圧電フィルム３２０の内面４１２と外面４１４は、本明細書に参考として組み入れられた本発明者らによる国際公開第０３／０２２１５６号パンフレットに開示された１つまたは複数の教示による構造である（例えば、特に図４Ａ〜４Ｂ参照）ことが注目される。
一部の実施形態において、国際公開第０３／０２２１５６号パンフレットに開示された１つまたは複数の教示（本明細書に参考として組み入れられた）（すなわち、超音波トランシーバーおよび円筒形超音波トランスデューサーの構造を開示している）は、現在開示されている超音波レシーバーアセンブリー、および開示されたシステムまたは方法に適用されてもよいことが注目される。

本出願の説明と特許請求の範囲において、「備える」、「含む」、「有する」、およびこれらと同語源の動詞の各々は、動詞の目的語が動詞の主語の部材、成分、要素、または部分を必ずしも完全に網羅していないことを示すために使用される。
本明細書で引用されたすべての参考文献は、その全体が参考として組み入れられている。文献を引用することは、その文献が先行技術であることを認めるものではない。
冠詞「ａ」および「ａｎ」は、本明細書において、冠詞の文法的上の対象が１つであるか、それとも１つ以上（すなわち、少なくとも１つ）であるかに言及するために使用される。例として、「an element」は、１つの要素または１つ以上の要素を意味する。
「含む」という用語は、本明細書において、「を含むがこれ（これら）限定されない」というフレーズを意味するものとして使用され、このフレーズに置き換え可能に使用される。
「または」という用語は、本明細書において、文脈が特段に明確でない限り、「および／または」という用語を意味するものとして使用され、この用語に置き換え可能に使用される。
「など（の）」という用語は、本明細書において、「例えば、〜であるが、これ（これら）に限定されない」というフレーズを意味するものとして使用され、このフレーズに置き換え可能に使用される。

本発明は、本発明の実施形態の詳細な記述を用いて説明されており、実施形態は、例として示されるもので、本発明の範囲を限定するものではない。記述された実施形態は、種々の特徴を備えており、それらすべての特徴が本発明のすべての実施形態において必要とされるわけではない。本発明の一部の実施形態では、これらの特徴の一部のみ、あるいはこれらの特徴の可能な組合せが利用されている。記述される本発明の実施形態の変形形態と、記述される実施形態で注目される特徴の種々の組合せを備える本発明の実施形態の変形形態とが、当業者には思い浮かぶであろう。

５ システム、１０ ホストデバイス、２０ ホストデバイス（ディスプレー画面）、３０ ディスプレー、１００ デジタルペン（ペン、ペンデバイス、電子ペンデバイス、スタイラス）、１１０ ハウジング（ペン、ペンハウジング、超音波デバイス、ボディー）、１１０Ａ、１１Ｂ ペン位置、１２０ スタイラス先端（ペン先端、接触点先端、先端）、１３０ ベクトル（ペン軸、軸、垂直軸、長軸）、１３１ 超音波トランスミッター（長軸）、１３３ 伝送ベクトル（伝送軸）、１３５ 局部上（上面）、１３７ 接触領域（下面）１３９ 下面、１４０ ボード（筆記ボード、筆記面）、１４１ 表面（上面）、１４３ 超音波振幅測定要素、１４５ 超音波伝播時間測定システム、１４７ 領域、１４９ 支持要素、１５０ デバイス（レシーバー、超音波デバイス、超音波レシーバー、超音波、筆記面超音波レシーバー）、１５０Ａ、１５０Ｂ 超音波レシーバー、１５２ 光レシーバー（光、レシーバー）、１５２Ａ 光レシーバー、１５３ ホバリング検出要素、１５５ システム、１５７ ペンストローク記録要素、１５８ ペンストローク処理要素、１５９ ビームスプリッター、１６０ トランスミッター（光トランスミッター、電磁放射線トランスミッター）、１７０ サブ経路（筆記面サブ経路、筆記サブ経路）、１７０’、１７０” 筆記面サブ経路、１７０Ａ’、１７０Ｂ’ 筆記面サブ経路、１７０Ａ”、１７０Ｂ” 筆記面サブ経路、１７１ 光、１７５ 「所与の点」、１７５Ａ 「所与の点」（交点）、１７５Ｂ 接触位置（接触点）、１７７ サブ経路（経路、伝播サブ経路、表面上方サブ経路）、１８０ 端縁、１８０Ｂ 区分、１８１ 線、１８２ ピーク、１８３ トラフ、２０８ 超音波共振器（共振器）、２１０ アクチュエーター（トランスデューサー、トランスミッター、一方向トランスミッター、一方向超音波トランスミッター、型超音波トランスミッター、単一超音波トランスミッター、超音波デバイス）、２１２ フランジ（担持フランジ）、２１３ シータ角、２１４ 両面接着膜、２１７ 基礎円、２１８電気接点、２１９ 円錐（伝送円錐）、２２０ ハウジング（外部ハウジング）、２２２ 超音波反射体、２２４ スプリング、２２９ 導線、２３０ アクチュエーター（圧電フィルム、圧電フィルム円筒、振動圧電フィルム）、２３１ 空洞（内部空洞）、２３２ 保護管、２５０ 超音波レシーバー、３１０具、３１２ コア、３１２ 導電性コア（内部コア）、３１４ 絶縁層、３２０ 圧電フィルム（圧電フィルム円筒）、３３０ ＰＣＢ、３３２、３３４、３４２ ねじ、３４０ 筆記面、３４１ 上面、３６２ 下面、３６４ 上面（面）、３６６ 導電体（導電領域）、３６８ 導電領域、３７２ 導体（導電部材、導電片）、３８０ 圧電端子（端子）、３９１ 接触部分、３９３ 上部、３９５ 下部、４１０ 主要部分、４１２ 内面、４１４ 外面、９９９ 垂直軸。

Claims (102)

1. 接触モード測定システムであって、
   ａ）先端１２０と、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択されるペンに固定された超音波デバイス２１０とを有するペンハウジング１１０を含むデジタルペン１００と、
   ｂ）筆記面１４０と、
   ｃ）複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０であって、各前記超音波デバイス１５０は、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択され、各筆記面に固定された超音波デバイスは、前記筆記面１４０に対して固定されるそれぞれの位置を有する、複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
   ｄ）前記デジタルペンが前記筆記面１４０上にあるとき、前記各筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面１４０を伝わり、
   （ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
   （ｉｉ）前記各筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
   の間で、
   （ｉ）接触位置１７５Ｂと最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイス１５０との距離の３０％以下の許容範囲内にある前記先端１２０と前記筆記面１４０との間の実質的に前記接触位置１７５Ｂである位置と、
   （ｉｉ）前記各筆記面に固定されたデバイス１５０と、
   の間の経路によって規定されるそれぞれの筆記面サブ経路１７０”を含む経路を経由して、超音波が移動するのに要するそれぞれの時間を測定する働きをする超音波伝播時間測定システム１４５と、
   ｅ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を決定する超音波ベースの位置決めシステム１５５であって、
   ｉ）前記決定された超音波移動時間と、
   ｉｉ）前記筆記面内の音速と、
   に従って、前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を決定する超音波ベースの位置決めシステム１５５と、
   を備える、接触モード測定システム。
2. 接触モードまたはホバリングモード位置測定システムであって、
   ａ）先端１２０と、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択されるペンに固定された超音波デバイス２１０とを有するペンハウジング１１０を含むデジタルペン１００と、
   ｂ）筆記面１４０と、
   ｃ）複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０であって、各前記超音波デバイスは、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択され、各筆記面に固定された超音波デバイスは、前記筆記面に対して固定されるそれぞれの位置を有する、複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
   ｄ）前記デジタルペンが前記筆記面上または前記筆記面の上方にあるとき、前記各筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面１４０を伝わり、
   （ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
   （ｉｉ）前記各筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
   の間で、
   （ｉ）前記先端１２０と最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイス１５０との距離の３０％以下の許容範囲内にある前記超音波デバイス２１０の長軸１３１と前記筆記面１４０との交点１７５Ａと、
   （ｉｉ）前記各筆記面に固定されたデバイス１５０と、
   の間の経路によって規定されるそれぞれの筆記面サブ経路１７０’を含む経路を経由して、超音波が移動するのに要するそれぞれの時間を測定する働きをする超音波伝播時間測定システム１４５と、
   ｅ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を決定する超音波ベースの位置決めシステム１５５であって、
   ｉ）前記決定された超音波移動時間と、
   ｉｉ）前記筆記面内の音速と、
   に従って、前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を決定する超音波ベースの位置決めシステム１５５と、
   を備える、接触モードまたはホバリングモード位置測定システム。
3. 接触モードまたはホバリングモード位置測定システムであって、
   ａ）先端１２０と、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択されるペンに固定された超音波デバイス２１０とを有するペンハウジング１１０を含むデジタルペン１００と、
   ｂ）筆記面１４０と、
   ｃ）複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０であって、各前記超音波デバイスは、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択され、各筆記面に固定された超音波デバイスは、前記筆記面に対して固定されるそれぞれの位置を有する、複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
   ｄ）前記デジタルペンが前記筆記面上または前記筆記面の上方にあるとき、前記各筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面１４０を伝わり、
   （ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
   （ｉｉ）前記各筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
   の間で、
   （ｉ）前記筆記面１４０上の所与の点１７５と、
   （ｉｉ）前記各筆記面に固定されたデバイス１５０と、
   の間の経路によって規定されるそれぞれの筆記面サブ経路１７０を含む経路を経由して、超音波が移動するのに要するそれぞれの時間を測定する働きをする超音波伝播時間測定システム１４５と、
   ｅ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を決定する超音波ベースの位置決めシステム１５５であって、前記超音波ベースの位置決めシステム１５５は、
   ｉ）前記決定された超音波移動時間と、
   ｉｉ）前記筆記面内の音速と、
   に従い、各前記筆記面サブ経路１７０に対して、
   ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
   ｉｉ）前記所与の点１７５と、
   の間の表面上方サブ経路１７７の長さと、各前記筆記面サブ経路１７０の長さとの比が少なくとも０．１で、最大でも１０である、前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を決定する超音波ベースの位置決めシステム１５５と、
   を備える、接触モードまたはホバリングモード位置測定システム。
4. 位置測定システムであって、
   ａ）先端１２０と、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択されるペンに固定された超音波デバイス２１０とを有するペンハウジング１１０を含むデジタルペン１００と、
   ｂ）筆記面１４０と、
   ｃ）複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０であって、各前記超音波デバイスは、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択され、各前記筆記面１４０に固定された超音波デバイスは、前記筆記面に対して固定されるそれぞれの位置を有する、複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
   ｄ）前記デジタルペンが前記筆記面上または前記筆記面の上方にあるとき、前記各筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面１４０を伝わり、
   （ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
   （ｉｉ）前記各筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
   の間で、
   Ａ）Ｉ）前記超音波レシーバーの長軸１３１と前記筆記面１４０との交点１７５Ａからの距離が前記先端１２０と最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイス１５０との間の距離の３０％以下である所与の点１７５と、ＩＩ）前記各筆記面に固定されたデバイス１５０との間の経路によって規定される第１のそれぞれの筆記面サブ経路１７０’と、
   Ｂ）Ｉ）前記接触位置１７５Ｂと最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイス１５０との間の距離の３０％以下である許容範囲内の、前記先端１２０と前記筆記面１４０との実質的な接触位置１７５Ｂである位置と、ＩＩ）前記各筆記面に固定されたデバイス１５０と、
   からなる群から選択されるそれぞれの筆記面サブ経路を含む経路を経由して、超音波が移動するのに要するそれぞれの時間を測定する働きをする超音波伝播時間測定システム１４５と、
   ｅ）ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を決定する超音波ベースの位置決めシステム１５５であって、
   ｉ）前記決定された超音波移動時間と、
   ｉｉ）前記筆記面内の音速と、
   に従う前記超音波ベースの位置決めシステム１５５と、
   を備える、位置測定システム。
5. 各前記筆記面サブ経路１７０に対して、
   ｉｉｉ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
   ｉｖ）前記所与の点１７５と、
   の間の表面上方のサブ経路１７７の長さと、前記各筆記面サブ経路１７０の長さとの比が少なくとも０．１で、最大でも１０である、請求項１、２、または４のいずれかに記載の前記位置測定システム。
6. 前記筆記面は、透明である、請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
7. 前記筆記面は、フレキシブルである、請求項６に記載の前記システム。
8. 前記筆記面は、フレキシブルである、請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
9. 前記筆記面は、木材、金属、および透明プラスチックの少なくとも１つで構成される、請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
10. ｅ）前記ペンに固定された超音波トランシーバーと、少なくとも１つの前記筆記面に固定された超音波トランシーバーとの間で検出される音波信号の大きさに従って、前記デジタルペン１００が前記筆記面１４０と接触しているか、それとも前記筆記面１４０の上方でホバリングしているかを判断する働きをするホバリング検出要素１５３をさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
11. ｆ）前記超音波ベースの位置決めシステムによって決定される前記デジタルペンの位置の変化に従って、ペンストロークを記録する働きをするペンストローク記録要素１５７と、
    ｇ）前記デジタルペンが前記ホバリング検出要素１５７によって決定される前記筆記面と前記接触していることを条件として、前記記録されたペンストロークを処理する働きをするペンストローク処理要素１５８と、
    をさらに備える、請求項１０に記載の前記システム。
12. 前記ペンストローク処理要素１５８は、前記ホバリング検出要素によって前記デジタルペンが前記筆記面と接触しているときに検出されるペンストロークに対してのみデジタル筆記を行う働きをする、請求項６に記載の前記システム。
13. 前記ペンに固定された超音波デバイス２１０は、超音波トランスミッターである、請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
14. 前記筆記面サブ経路１７０の長さの少なくとも２０％である小区分に対して、前記筆記面サブ経路は、最大でも２０°の許容範囲内で前記筆記面１４０の局所上面１３５に実質的に平行である、請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
15. 前記小区分は、前記筆記面サブ経路１７０の長さの少なくとも５０％である、請求項１３に記載の前記システム。
16. 前記筆記面１４０は、ギザギザのある区分１８０Ｂを有する端縁を含み、
    ｉ）前記ギザギザのある区分の長さは、前記筆記面の最長寸法の少なくとも０．２倍であり、
    ｉｉ）前記ギザギザのある端縁は、少なくともｎ個のピーク１８２とｎ−１個のトラフ１８３とを含み、ｎは少なくとも５である整数として規定され、
    ｉｉｉ）前記端縁で隣接するピークに関して、隣接するピーク間の距離は、前記筆記面の前記最長寸法の少なくとも０．０１倍で、最大でも０．１倍であり、
    ｉｖ）各ピークに関して、ピークと隣接するトラフの距離は、前記筆記面の前記最長寸法の少なくとも０．００１倍で、最大でも０．０３倍である、
    請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
17. 前記筆記面１４０は、ギザギザのある区分１８０Ｂを有する端縁を含み、
    ｉ）前記ギザギザのある区分の長さは、前記筆記面の最長寸法の少なくとも０．２倍であり、
    ｉｉ）前記ギザギザのある端縁は、少なくともｎ個のピーク１８２とｎ−１個のトラフ１８３とを含み、ｎは少なくとも５である整数として規定され、
    ｉｉｉ）前記端縁で隣接するピークに関して、隣接するピーク間の距離は、前記ペンに固定された超音波デバイスと前記筆記面に固定された超音波デバイスの一方の超音波トランスミッターによって発生される超音波の波長の０．５〜５倍であり、
    ｉｖ）各ピークに関して、ピークと隣接するトラフの距離は、前記超音波波長の０．５〜５倍である、
    請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
18. ｉ）前記筆記面１４０は、前記ペンに固定された超音波デバイスと前記筆記面に固定された超音波デバイスの一方の超音波トランスミッターによって発生される超音波の波長の５倍の距離を伝播するとき、前記伝播する超音波の振幅が最大でも３０％だけ低減されるように構成され、
    ｉｉ）前記筆記面１４０は、ギザギザのある区分１８０Ｂからの前記超音波波長の５倍の距離において、前記ギザギザのある区分から反射される超音波波長の振幅が前記ギザギザのある区分に入射する超音波の振幅の最大でも５０％であるようにギザギザのある区分１８０Ｂを有する端縁を含む、
    請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
19. ｆ）前記ペンに固定された超音波トランシーバーと超音波信号に同期する各前記筆記面に固定された超音波トランシーバーとの間に有線接続をさらに備え、前記超音波伝播時間測定システムは、前記有線接続が提供する信号同期に従って前記音波移動時間を測定する働きをする、請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
20. 前記超音波ベースの位置決めは、前記ペンに固定された超音波トランシーバーと少なくとも１つの前記筆記面に固定された超音波トランシーバーとの間にサイトラインがないときに有効である、請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
21. ｉ）前記デジタルペンは、光を下方に伝える働きをする光ランスミッタ１６０を含み、
    ｉｉ）システムは、筆記面に固定された光レシーバー１５２をさらに含み、
    ｉｉｉ）前記筆記面１４０は、前記伝播光が最大でも１０°の許容範囲内で、光トランスミッター１６０と光レシーバー１５２との間の距離の少なくとも２０％の距離に対して、筆記面１４０の上面１３５によって規定される平面に実質的に平行な経路をたどらざるを得ないように光の伝播方向を実質的に制御する導波路として構成される、
    請求項１〜４のいずれかに記載の前記システム。
22. ａ）細長い内部空洞２３１と先端１２０を含む細長いハウジング１１０と、
    ｂ）圧電フィルム円筒２３０の長軸１３１が最大でも４５°である許容範囲内の前記細長い内部空洞の長軸１３０に実質的に平行であるように、前記細長い内部空洞２３１内に配置される圧電フィルム円筒２３０を備える、超音波を発生する超音波トランスミッター２１０と、
    を備える電子ペンデバイス１００。
23. 前記許容範囲は、最大でも２２．５°である、請求項２１に記載の前記電子ペンデバイス１００。
24. 前記許容範囲は、最大でも１０°である、請求項２１に記載の前記電子ペンデバイス１００。
25. 前記細長いハウジング１１０および前記超音波トランスミッター２１０は、前記先端１２０を通り前記圧電フィルム円筒２３０の前記長軸１３１に平行な線によって規定される伝送軸１３３に関して、前記発生された超音波のパワーの少なくとも１／４が
    ｉ）前記伝送軸１３３に垂直な平面と、
    ｉｉ）ボディーに固定された円錐２１９であって、その頂点が前記先端１２０であり、そのシータ角２１３が最大でも４５°であり、その軸が前記伝送軸１３３であり、その高さが前記発生される超音波の波長の５倍で与えられる、ボディーに固定された円錐２１９と、
    の交差によって規定される基礎円２１７と交わる、請求項２１〜２３のいずれかに記載の前記電子ペンデバイス１００。
26. 前記発生された超音波の前記パワーの少なくとも大部分は、前記基礎円２１７と交わる、請求項２４に記載の前記電子ペンデバイス１００。
27. 前記シータ角は、最大でも２２．５°である、請求項２５に記載の前記電子ペンデバイス１００。
28. 前記シータ角は、最大でも１０°である、請求項２５に記載の前記電子ペンデバイス１００。
29. 前記細長いハウジング１１０および前記超音波トランスミッター２１０は、前記先端１２０を通り前記圧電フィルム円筒２３０の前記長軸１３１に平行な線によって規定される伝送軸１３３に関して、前記発生された超音波のパワーの少なくとも大部分が
    ｉ）前記伝送軸１３３に垂直な平面と、
    ｉｉ）ボディーに固定された円錐２１９であって、その頂点が前記先端１２０であり、そのシータ角２１３が最大でも４５°であり、その軸が前記伝送軸１３３であり、その高さが前記発生される超音波の波長の５倍で与えられる、ボディーに固定された円錐２１９と、
    の交差によって規定される基礎円２１７と交わる、請求項２１〜２３のいずれかに記載の前記電子ペンデバイス１００。
30. 前記発生された超音波の前記パワーの少なくとも大部分は、前記基礎円２１７と交わる、請求項２８に記載の前記電子ペンデバイス１００。
31. 前記シータ角は、最大でも２２．５°である、請求項２９に記載の前記電子ペンデバイス１００。
32. 前記シータ角は、最大でも１０°である、請求項２９に記載の前記電子ペンデバイス１００。
33. ｃ）ペンデバイスのボディーに固定された軸に対して下方に前記超音波トランスミッターによって発生される伝播音を上方に反射する前記細長い内部空洞内の前記圧電フィルム円筒の上方に配置される少なくとも１つの超音波反射体２２２をさらに備え、前記少なくとも１つの超音波反射体は、前記ボディーに固定された軸に対して、超音波トランスミッターによって発生される前記超音波を上方に伝播させる超音波パワーの少なくとも２５％を下方に反射させる働きをする、請求項２４〜３１のいずれかに記載の前記電子ペンデバイス１００。
34. 前記少なくとも１つの超音波反射体は、前記上方に伝播する超音波のパワーの少なくとも大部分を下方に反射するように構成される、請求項３２に記載の前記電子ペンデバイス１００。
35. 前記少なくとも１つの超音波反射体は、前記上方に伝播する超音波の少なくとも７５％を備える前記上方に伝播する超音波のパワーの少なくともほぼ大部分を下方に反射するように構成される、請求項３２に記載の前記電子ペンデバイス１００。
36. ｃ）ペンデバイス１００のボディーに固定された軸に対して、前記発生される超音波の少なくとも５０％が前記超音波共振器に入るように前記圧電フィルム円筒の下方に配置される超音波共振器２０８をさらに備え、前記超音波共振器２０８は、前記超音波共振器２０８に入る前記発生される超音波に対して振幅を少なくとも２５％高める働きをする、請求項２４〜３１のいずれかに記載の前記電子ペンデバイス１００。
37. 前記超音波共振器２０８は、前記振幅を少なくとも５０％高める働きをする、請求項３２に記載の前記電子ペンデバイス１００。
38. 前記超音波共振器２０８は、前記振幅を少なくとも１００％高める働きをする、請求項３２に記載の前記電子ペンデバイス１００。
39. 前記超音波トランスミッターの前記圧電フィルム円筒は、少なくとも５ターンの圧電フィルムを備える、請求項２４〜３４のいずれかに記載の前記電子ペンデバイス１００。
40. 超音波信号を処理するシステムであって、
    ａ）前記筆記面の最長寸法の最大でも０．０５倍である厚さを有する薄い筆記面１４０と、
    ｂ）前記筆記面に対して固定された圧電フィルム円筒３２０、前記薄い筆記面の前記側面１３７と接触して配置される前記圧電フィルム円筒３２０の少なくとも接触部分３９１、前記筆記面１４０の上面１３５の上方に配置される前記圧電フィルム円筒の少なくとも上部３９３、前記筆記面１４０の下面１３９の下方に配置される前記圧電フィルムの少なくとも下部３９５を備える超音波レシーバー１５０であって、前記筆記面１４０内で伝播する超音波信号を受け取るように構成される前記超音波レシーバー１５０と、
    を備えるシステム。
41. 前記超音波レシーバー１５０は、接触領域１３７：３９１において前記上面１３５に実質的に平行な前記筆記面１４０内で、２２．５°の許容範囲内で伝播する超音波信号を受け取るように構成される、請求項３６に記載の前記システム。
42. 前記超音波レシーバー１５０は、接触領域１３７：３９１において前記上面１３５に実質的に平行な前記筆記面１４０内で、５°の許容範囲内で伝播する超音波信号を受け取るように構成される、請求項３６に記載の前記システム。
43. 前記厚さは、前記筆記面の最長寸法の最大でも０．０１倍である、請求項３６および３７のいずれかに記載の前記システム。
44. 前記厚さは、前記筆記面の最長寸法の最大でも０．００５倍である、請求項３６および３７のいずれかに記載の前記システム。
45. ｉ）前記上面１３５の上方の前記上部３９３の高さと、
    ｉｉ）前記下面１３９の下方の前記下部３９５の負の高さと、
    の少なくとも一方は、前記厚さの最大でも５倍である、請求項３６〜３９のいずれかに記載の前記システム。
46. ｉ）前記上面１３５の上方の前記上部３９３の高さと、
    ｉｉ）前記下面１３９の下方の前記下部３９５の負の高さと、
    の両方は、前記厚さの最大でも５倍である、請求項３６〜３９のいずれかに記載の前記システム。
47. ｉ）前記上面１３５の上方の前記上部３９３の高さと、
    ｉｉ）前記下面１３９の下方の前記下部３９５の負の高さと、
    の少なくとも一方は、前記厚さの少なくとも０．５倍である、請求項３６〜３９のいずれかに記載の前記システム。
48. ｉ）前記上面１３５の上方の前記上部３９３の高さと、
    ｉｉ）前記下面１３９の下方の前記下部３９５の負の高さと、
    の両方は、前記厚さの少なくとも０．５倍である、請求項３６〜３９のいずれかに記載の前記システム。
49. 任意の特徴または前記の特徴の組合せに実質的に従った、装置および／または方法の１つまたは複数の態様。
50. 任意の特徴または前記の特徴の組合せに実質的に従った、デジタルペンシステムまたは前記システムの任意の部分の１つまたは複数の態様。
51. 任意の特徴または前記の特徴の組合せに実質的に従った、デジタルペンシステムの少なくとも一部を使用する方法の１つまたは複数の態様。
52. 任意の特徴または前記の特徴の組合せに実質的に従った、超音波を伝送する装置の１つまたは複数の態様。
53. 任意の特徴または前記の特徴の組合せに実質的に従った、超音波および／または光を伝送する方法の１つまたは複数の態様。
54. 任意の特徴または前記の特徴の組合せに実質的に従った、光信号および／または超音波信号を伝送する装置の１つまたは複数の態様。
55. 任意の特徴または前記の特徴の組合せに実質的に従った、超音波レシーバーアセンブリーの装置の１つまたは複数の態様。
56. 任意の特徴または前記の特徴の組合せに実質的に従った、超音波信号および／または光を受け取る方法の１つまたは複数の態様。
57. 任意の特徴または前記の特徴の組合せに実質的に従った、前記の任意の装置を製造する方法の１つまたは複数の態様。
58. 筆記面１４０と接触している先端１２０を有するペンハウジング１１０に関連する超音波トランスミッターと超音波レシーバーからなる群から選択されるペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を測定する方法であって、
    ａ）複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０の各筆記面に固定された超音波デバイス、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択される各前記超音波デバイス１５０、前記筆記面１４０に対して固定されるそれぞれの位置を有する各筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面１４０を通って移動するのに要するそれぞれの時間を測定するステップであって、
    （ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
    （ｉｉ）前記各筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
    の間で、
    （ｉ）前記接触位置１７５Ｂと最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイス１５０との間の距離の３０％以下の許容範囲内にある前記先端１２０と前記筆記面１４０との間の実質的に前記接触位置１７５Ｂである位置と、
    （ｉｉ）前記各筆記面に固定されたデバイス１５０と、
    の間の経路によって規定されるそれぞれの筆記面サブ経路１７０”を含む経路を経由して、超音波が移動するのに要するそれぞれの時間を測定するステップと、
    ｂ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を測定するステップであって、
    ｉ）前記決定された超音波移動時間と、
    ｉｉ）前記筆記面１４０内の音速と、
    に従って前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を測定するステップと、
    を備える方法。
59. 筆記面１４０の上方にあるか、または筆記面１４０と接触している先端１２０を有するペンハウジング１１０に関連する超音波トランスミッターと超音波レシーバーからなる群から選択されるペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を測定する方法であって、
    ａ）複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０の各筆記面に固定された超音波デバイス、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択される各前記超音波デバイス１５０、前記筆記面１４０に対して固定されるそれぞれの位置を有する各筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面１４０を通って移動するのに要するそれぞれの時間を測定するステップであって、
    （ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
    （ｉｉ）前記各筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
    の間で、
    （ｉ）前記先端１２０と最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイス１５０との間の距離の３０％以下の許容範囲内にある前記超音波デバイス２１０の長軸１３１と前記筆記面１４０との交点１７５Ａと、
    （ｉｉ）各前記筆記面に固定されたデバイス１５０と、
    の間の経路によって規定されるそれぞれの筆記面サブ経路１７０’を含む経路を経由して、超音波が移動するのに要するそれぞれの時間を測定するステップと、
    ｂ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を測定するステップであって、
    ｉ）前記決定された超音波移動時間と、
    ｉｉ）前記筆記面１４０内の音速と、
    に従って前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を測定するステップと、
    を備える方法。
60. 筆記面１４０の上方にあるか、または筆記面１４０と接触している先端１２０を有するペンハウジング１１０に関連する超音波トランスミッターと超音波レシーバーからなる群から選択されるペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を測定する方法であって、
    ａ）複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０の各筆記面に固定された超音波デバイス、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択される各前記超音波デバイス１５０、前記筆記面１４０に対して固定されるそれぞれの位置を有する各筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面１４０を通って移動するのに要するそれぞれの時間を測定するステップであって、
    （ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
    （ｉｉ）前記各筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
    の間で、
    （ｉ）前記筆記面１４０上の所与の点１７５と、
    （ｉｉ）前記各筆記面に固定されたデバイス１５０と、
    の間の経路によって規定されるそれぞれの筆記面サブ経路１７０を含む経路を経由して、超音波が移動するのに要するそれぞれの時間を測定するステップであり、
    各前記筆記面サブ経路１７０に対して、
    ｖ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
    ｖｉ）前記所与の点１７５と、
    の間の表面上方サブ経路１７７の長さと、前記各筆記面サブ経路１７０の長さとの比が少なくとも０．１で、最大でも１０である、前記超音波が前記筆記面１４０を通って移動するのに要するそれぞれの時間を測定するステップと、
    ｂ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を決定するステップであって、
    ｉ）前記決定された超音波移動時間と、
    ｉｉ）前記筆記面１４０内の音速と、
    に従って、前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を決定するステップと、
    を備える方法。
61. 筆記面１４０の上方にあるか、または筆記面１４０と接触している先端１２０を有するペンハウジング１１０に関連する超音波トランスミッターと超音波レシーバーからなる群から選択されるペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を測定する方法であって、
    ａ）複数の筆記面に固定された超音波デバイス１５０の各筆記面に固定された超音波デバイス、超音波トランスミッターおよび超音波レシーバーからなる群から選択される各前記超音波デバイス１５０、前記筆記面１４０に対して固定されるそれぞれの位置を有する各筆記面に固定された超音波デバイスに対して、超音波が前記筆記面１４０を通って移動するのに要するそれぞれの時間を測定するステップであって、
    （ｉ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
    （ｉｉ）前記各筆記面に固定された超音波デバイス１５０と、
    の間で、
    Ａ）Ｉ）前記超音波レシーバーの長軸１３１と前記筆記面１４０との交点１７５Ａからの距離が前記先端１２０と最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイス１５０との距離の３０％以下である所与の点１７５と、ＩＩ）前記各筆記面に固定されたデバイス１５０との間の経路によって規定される第１のそれぞれの筆記面サブ経路１７０’と、
    Ｂ）Ｉ）前記接触位置１７５Ｂと最も近い前記筆記面に固定された超音波デバイス１５０との間の距離の３０％以下である許容範囲内の、前記先端１２０と前記筆記面１４０との実質的な接触位置１７５Ｂである位置と、ＩＩ）前記各筆記面に固定されたデバイス１５０と、
    からなる群から選択されるそれぞれの筆記面サブ経路を含む経路を経由して、超音波が移動するのに要するそれぞれの時間を測定するステップと、
    ｂ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を決定するステップであって、
    ｉ）前記決定された超音波移動時間と、
    ｉｉ）前記筆記面１４０内の音速と、
    に従って、前記ペンに固定された超音波デバイス２１０の位置を決定するステップと、
    を備える方法。
62. 各前記筆記面サブ経路１７０に対して、
    ｖｉｉ）前記ペンに固定された超音波デバイス２１０と、
    ｖｉｉｉ）前記所与の点１７５と、
    の間の表面上方のサブ経路１７７の長さと、各前記筆記面サブ経路１７０の長さとの比が少なくとも０．１で、最大でも１０である、請求項５４、５５、または５７のいずれかに記載の前記方法。
63. ｃ）前記ペンに固定された超音波トランシーバーと少なくとも１つの前記筆記面に固定された超音波トランシーバーとの間で検出された音波信号の大きさに従って、前記デジタルペン１００が前記筆記面１４０と接触しているか、それとも前記筆記面１４０の上方でホバリングしているかを判断するステップをさらに備える、請求項５４、５５、または５７のいずれかに記載の前記方法。
64. 前記超音波ベースの位置決めシステムによって決定されるような前記デジタルペンの位置の変化に従ってペンストロークを記録するステップと、前記ホバリング検出要素１５７によって決定されるように、前記デジタルペンが前記筆記面と前記のように接触していることを条件として、前記記録されたペンストロークを扱うステップと、をさらに備える、請求項５９に記載の前記方法。
65. 前記ペンストローク処理は、前記ホバリング検出要素によって前記デジタルペンが前記筆記面と接触しているときに検出されたペンストロークのみに対してデジタル筆記を可能にするステップを含む、請求項６０に記載の前記方法。
66. 超音波を伝送する方法であって、
    ａ）（ｉ）細長い内部空洞２３１および先端１２０を含む細長いハウジング１１０と、
    （ｉｉ）前記圧電フィルム円筒２３０の長軸１３１が最大でも４５°の許容範囲内にある前記細長い内部空洞の長軸１３０に実質的に平行になるように、前記細長い内部空洞２３１内に配置された圧電フィルム円筒２３０を備える超音波トランスミッター２１０と、
    を備える電子ペンデバイス１００を使用するステップと、
    超音波を発生するステップと、
    を備える方法。
67. 前記許容範囲が最大でも２２．５°である、請求項６２に記載の前記方法。
68. 前記超音波を発生する前記ステップは、前記先端１２０を通り前記圧電フィルム円筒２３０の前記長軸１３１に平行な線によって規定される伝送軸１３３に関して、前記発生された超音波のパワーの少なくとも１／４が、
    ｉ）前記伝送軸１３３に垂直な平面と、
    ｉｉ）ボディーに固定された円錐２１９であって、その頂点が前記先端１２０であり、そのシータ角２１３が最大でも４５°であり、その軸が前記伝送軸１３３であり、その高さが前記発生された超音波の波長の５倍で与えられる、ボディーに固定された円錐２１９と、
    との交差によって規定される基礎円２１７と交わるように行われる、請求項６２に記載の方法。
69. 前記発生された超音波の前記パワーの少なくとも大部分は、前記基礎円２１７と交わる、請求項６４に記載の前記方法。
70. 前記シータ角は、最大でも２２．５°である、請求項６５に記載の前記方法。
71. 前記シータ角は、最大でも１０°である、請求項６５に記載の前記方法。
72. 前記超音波を発生する前記ステップは、前記先端１２０を通り前記圧電フィルム円筒２３０の前記長軸１３１に平行な線によって規定される伝送軸１３３に関して、前記発生された超音波のパワーの少なくとも大部分が、
    ｉ）前記伝送軸１３３に垂直な平面と、
    ｉｉ）ボディーに固定された円錐２１９であって、その頂点が前記先端１２０であり、そのシータ角２１３が最大でも４５°であり、その軸が前記伝送軸１３３であり、その高さが前記発生された超音波の波長の５倍で与えられる、ボディーに固定された円錐２１９と、
    との交差によって規定される基礎円２１７と交わるように行われる、請求項６２に記載の前記方法。
73. 前記発生された超音波の前記パワーの少なくとも大部分は、前記基礎円２１７と交わる、請求項２８に記載の前記方法。
74. 前記シータ角は、最大でも２２．５°である、請求項６９に記載の前記方法。
75. 前記シータ角は、最大でも１０°である、請求項６９に記載の前記方法。
76. ｂ）前記細長い内部空洞の中の前記圧電フィルム円筒の上方に配置された少なくとも１つの超音波反射体２２２を使用して、超音波トランスミッターによって発生される前記超音波のパワーを少なくとも２５％を下方に反射させて、下方でペンデバイスのボディーに固定された軸に対して前記超音波トランスミッターによって発生される伝播音波を上方に反射させるステップをさらに備える、請求項６４〜７１のいずれかに記載の前記方法。
77. 前記反射させるステップは、前記上方に伝播する超音波のパワーの少なくとも大部分を下方に反射させるステップを含む、請求項７２に記載の前記方法。
78. 前記反射させるステップは、前記上方に伝播する超音波のパワーの少なくともほぼ大部分（すなわち、少なくとも７５％）を下方に反射させるステップを含む、請求項７２に記載の前記方法。
79. ｃ）前記発生された超音波の少なくとも５０％が前記超音波共振器に入るように、前記ペンデバイス１００のボディーに固定された軸に対して、前記圧電フィルム円筒の下方に配置された超音波共振器２０８を使用して、前記超音波共振器２０８に入る前記発生された超音波の振幅を少なくとも２５％だけ高めるステップをさらに備える、請求項５７〜７５のいずれかに記載の前記方法。
80. 前記超音波の振幅を高めるステップは、５０％だけ高めるステップを含む、請求項７６に記載の前記方法。
81. 前記超音波の振幅を高めるステップは、少なくとも１００％だけ高めるステップを含む、請求項７６に記載の前記方法。
82. 前記筆記面の最長寸法の最大でも０．０５倍の厚さを有する薄い筆記面を伝播する超音波信号を検出する方法であって、
    ａ）前記筆記面に対して固定された圧電フィルム円筒３２０、前記薄い筆記面の前記側面１３７と接触させて配置された前記圧電フィルム円筒３２０の少なくとも接触部分３９１、前記筆記面１４０の上面１３５の上方に配置された前記圧電フィルム円筒の少なくとも上部３９３、前記筆記面１４０の下面１３９の下方に配置された前記圧電フィルム３２０の少なくとも下部３９５を備える超音波レシーバー１５０使用して、前記筆記面１４０内を伝播する超音波信号を受け取るステップをさらに備える方法。
83. 前記受け取るステップは、２２．５°の許容範囲内の接触領域１３７：３９１において、前記上面１３５に実質的に平行な前記筆記面１４０内を伝播する超音波信号を受け取るステップを含む、請求項７９に記載の前記方法。
84. 前記受け取るステップは、５°の許容範囲内の接触領域１３７：３９１において、前記上面１３５に実質的に平行な前記筆記面１４０内を伝播する超音波信号を受け取るステップを含む、請求項７９に記載の前記方法。
85. 電子ペンデバイス１００の製造方法であって、
    ａ）前記圧電フィルム円筒２３０の長軸１３１が最大でも４５°の許容範囲内にある前記細長い内部空洞の長軸１３０に実質的に平行になるように、前記細長い内部空洞２３１内に配置された圧電フィルム円筒２３０を備える、細長い内部空洞２３１と先端１２０とを含む細長いハウジング１１０の中に超音波トランスミッター２１０を挿入するステップを備える方法。
86. 前記許容範囲は、最大でも２２．５°である、請求項８２に記載の前記方法。
87. 前記許容範囲は、最大でも１０°である、請求項８２に記載の前記方法。
88. ｂ）前記先端１２０を通り前記圧電フィルム円筒２３０の前記長軸１３１に平行な線によって規定される伝送軸１３３に関して、前記超音波トランスミッター２１０によって発生される超音波のパワーの少なくとも１／４が
    ｉ）前記伝送軸１３３に垂直な平面と、
    ｉｉ）ボディーに固定された円錐２１９であって、その頂点が前記先端１２０であり、そのシータ角２１３が最大でも４５°であり、その軸が前記伝送軸１３３であり、その高さが前記発生された超音波の波長の５倍で与えられる、ボディーに固定された円錐２１９と、
    の交差によって規定される基礎円２１７と交わるように、前記細長いハウジング１１０と前記超音波トランスミッター２１０を構成するステップをさらに含む、請求項８２〜８４のいずれかに記載の前記方法。
89. 前記構成するステップは、前記発生された超音波の前記パワーの少なくとも大部分が前記基礎円２１７と交わるように構成するステップを含む、請求項８５に記載の方法。
90. 前記シータ角は、最大でも２２．５°である、請求項８５に記載の前記方法。
91. 前記シータ角は、最大でも１０°である、請求項８５に記載の前記方法。
92. ｂ）前記先端１２０を通り前記圧電フィルム円筒２３０の前記長軸１３１に平行な線によって規定される伝送軸１３３に関して、前記超音波トランスミッター２１０によって発生された超音波のパワーの少なくとも１／４が
    ｉ）前記伝送軸１３３に垂直な平面と、
    ｉｉ）ボディーに固定された円錐２１９であって、その頂点が前記先端１２０であり、そのシータ角２１３が最大でも４５°であり、その軸が前記伝送軸１３３であり、その高さが前記発生された超音波の波長の５倍で与えられる、ボディーに固定された円錐２１９と、
    の交差によって規定された基礎円２１７と交わるように、前記細長いハウジング１１０と前記超音波トランスミッター２１０を構成するステップをさらに含む、請求項８２〜８４のいずれかに記載の前記方法。
93. 前記構成するステップは、前記発生された超音波の前記パワーの少なくとも大部分が前記基礎円２１７と交わるように構成するステップを含む、請求項８９に記載の前記方法。
94. 前記シータ角は、最大でも２２．５°である、請求項８９に記載の前記方法。
95. 前記シータ角は、最大でも１０°である、請求項８９に記載の前記方法。
96. ｂ）前記少なくとも１つの超音波反射体２２２が前記ペンデバイスのボディーに固定された軸に関して、前記超音波トランスミッターによって下方に発生された音波を上方に反射して伝播するように構成されるよう、前記細長い内部空洞内の前記圧電フィルム円筒の上方に少なくとも１つの超音波反射体２２２を配置するステップであって、前記少なくとも１つの超音波反射体は、超音波トランスミッターによって発生された前記超音波を前記ボディーに固定された軸に対して上方に伝播する超音波パワーの少なくとも２５％を下方に反射する働きをする、前記細長い内部空洞内の前記圧電フィルム円筒の上方に少なくとも１つの超音波反射体２２２を配置するステップをさらに備える、請求項８２〜８４のいずれかに記載の前記方法。
97. ｂ）前記少なくとも１つの超音波反射体２２２が前記ペンデバイスのボディーに固定された軸に関して、前記超音波トランスミッターによって下方に発生された音波を上方に反射して伝播するように構成されるよう、前記細長い内部空洞内の前記圧電フィルム円筒の上方に少なくとも１つの超音波反射体２２２を配置するステップであって、前記少なくとも１つの超音波反射体は、超音波トランスミッターによって発生された前記超音波を前記ボディーに固定された軸に対して上方に伝播する超音波パワーの少なくとも５０％を下方に反射する働きをする、前記細長い内部空洞内の前記圧電フィルム円筒の上方に少なくとも１つの超音波反射体２２２を配置するステップをさらに備える、請求項８２〜８４のいずれかに記載の前記方法。
98. ｂ）前記少なくとも１つの超音波反射体２２２が前記ペンデバイスのボディーに固定された軸に関して、前記超音波トランスミッターによって下方に発生された音波を上方に反射して伝播するように構成されるよう、前記細長い内部空洞内の前記圧電フィルム円筒の上方に少なくとも１つの超音波反射体２２２を配置するステップであって、前記少なくとも１つの超音波反射体は、超音波トランスミッターによって発生された前記超音波を前記ボディーに固定された軸に対して上方に伝播する超音波パワーの少なくとも７５％を下方に反射する働きをする、前記細長い内部空洞内の前記圧電フィルム円筒の上方に少なくとも１つの超音波反射体２２２を配置するステップをさらに備える、請求項８２〜８４のいずれかに記載の前記方法。
99. ｃ）前記発生された超音波の少なくとも５０％が前記超音波共振器２０８に入り、かつ前記超音波共振器２０８が、前記該超音波共振器２０８に入る前記発生された超音波の振幅を少なくとも２５％高める働きをするよう、前記ペンデバイス１００のボディーに固定された軸に対して前記圧電フィルム円筒の下方に前記超音波共振器２０８を配置するステップをさらに備える、請求項８２〜８４のいずれかに記載の前記方法。
100. ｃ）前記発生された超音波の少なくとも５０％が超音波共振器２０８に入り、かつ前記超音波共振器２０８が前記超音波共振器２０８に入る前記発生された超音波の振幅を少なくとも５０％高める働きをするよう、前記ペンデバイス１００のボディーに固定された軸に対して前記圧電フィルム円筒の下方に前記超音波共振器２０８を配置するステップをさらに備える、請求項８２〜８４のいずれかに記載の前記方法。
101. ｃ）前記発生された超音波の少なくとも５０％が超音波共振器２０８に入り、かつ前記超音波共振器２０８が前記超音波共振器２０８に入る前記発生された超音波の振幅を少なくとも１００％高める働きをするよう、前記ペンデバイス１００のボディーに固定された軸に対して前記圧電フィルム円筒の下方に前記超音波共振器２０８を配置するステップをさらに備える、請求項８２〜８４のいずれかに記載の前記方法。
102. 前記超音波トランスミッターの前記配置された圧電フィルム円筒は、少なくとも５ターンの圧電フィルムを備える、請求項８２〜８４のいずれかに記載の前記方法。

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