JP2010522650A - ハンドヘルド画像並進デバイスの位置把握法 - Google Patents

Abstract

ハンドヘルド画像並進デバイスに関するシステム、装置、および方法を開示する。ハンドヘルド画像並進デバイスは、採られたナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて並進および回転情報両方を含む位置把握情報を決定する位置モジュールを含みうる。ハンドヘルド画像並進デバイスのプリントモジュールは、位置把握情報に少なくとも部分的に基づいて、印刷形成物質を載せうる。他の実施形態も記載され請求されている。
【選択図】図１

Description

本願は、２００７年２月２３日出願の米国仮特許出願番号第６０／８９１，３２８明細書の非仮特許出願であり、本仮特許出願明細書の優先権を主張する。本仮特許出願の明細書全体を、本明細書と矛盾する箇所があればその箇所のみ除いて、ここに、参照として組み込む。

本発明の実施形態は、画像並進分野に係り、より詳しくは、ハンドヘルド画像並進デバイスの位置把握法に係る。

従来の印刷デバイスは、他の機構が媒体を直行方向に動かすとき、直線の方向にプリントヘッドをトランスポートする機械動作キャリッジを利用している。プリントヘッドが媒体上を移動する際に画像が生成されうる。動作機構のサイズを低減する技術により移動プリンタが開発された。しかしながら、プリントヘッドと媒体との間の相対運動を可能とする原理は、従来の印刷デバイスと依然として変わらない。故に、これら機構は、プリンタの小型化、ひいては、媒体に利用可能な材料に制限を課している。

オペレータがハンドヘルドデバイスを媒体上で操作させて画像を媒体に印刷することができるように思われるハンドヘルド印刷デバイスが開発された。しかし、これらデバイスは、オペレータがデバイスを予期しない非線形状に運動させると、不具合を生じる。デバイスの回転を含む、様々なオペレータによるデバイスの運動により、プリントヘッドの正確な位置を把握することは難しい。この種類の位置把握エラーは、印刷画質にも悪影響を及ぼしうる。

開発されたハンドヘルドスキャナーの中には、対称媒体から画像を取得するものもある。スキャン中に画像センサは、画像データを、画像センサを取り囲む位置把握センサによりとりこまれた位置把握データとともに、記録する。累積された画像データはその位置を対応付けられ、変形画像データとして記録される。変形画像データは、取得の後に処理されて、回転変形が補正された補正画像として提供される。この補正処理では、取得された画像データの重複領域を利用して最終画像の合成（stitching）も行われている。

この処理は、スキャンの場合には有用であるが、印刷の場合には、他の課題がある。例えば、印刷処理においては、ハンドヘルド印刷デバイスの位置把握処理を、媒体のスキャンが全部終わる前に行わねばならない。さらに、撮像画像の合成を利用できないことが多いだろう。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、印刷処理中のデバイスの位置（並進および回転を含む）を正確に把握しうるハンドヘルド画像並進デバイスを提供するという技術課題に基づいている。より詳しくは、本発明の様々な実施形態におけるハンドヘルド画像並進（ＩＴ）デバイスの制御ブロックは、画像ソースから画像を受信する通信インタフェースと、第１ナビゲーションセンサおよび第２ナビゲーションセンサを制御して、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果それぞれを採り、参照位置に対するハンドヘルドＩＴデバイスの並進を、複数の第１ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定し、ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する位置モジュールと、画像と、ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された並進と、ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された回転と、に少なくとも部分的に基づいて、媒体に印刷物質を載せるプリントモジュールと、を備える。

幾らかの実施形態では、位置モジュールは、さらに、複数の第１ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第１の漸増的な並進変化を累積し、複数の第２ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第２の漸増的な並進変化を累積する。位置モジュールは、さらに、累積された第１の漸増的な並進変化と累積された第２の漸増的な並進変化との比較に少なくとも部分的に基づいて、ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を決定する。

幾らかの実施形態では、第１の漸増的な並進変化および第２の漸増的な並進変化は、第１の座標値の変化（デカルト座標システムのｘ値）および／または第２の座標値の変化（デカルト座標システムのｙ値）を含む。

幾らかの実施形態では、位置モジュールは、さらに、装置の決定された並進および回転に少なくとも部分的に基づいて、プリントヘッドの位置を決定し、プリントモジュールは、さらに、プリントヘッドの決定された位置に少なくとも部分的に基づいて、媒体に印刷物質を載せる。

幾らかの実施形態では、位置モジュールは、さらに、ハンドヘルドＩＴデバイスの媒体への近接度に少なくとも部分的に基づいて、参照位置を構築する。

様々な実施形態による画像並進デバイスがさらに開示される。画像並進デバイスは、複数のノズルを有するプリントヘッドと、第１ナビゲーションセンサおよび第２ナビゲーションセンサと、制御ブロックと、を備え、制御ブロックは、画像ソースから画像を受信する通信インタフェースと、第１ナビゲーションセンサおよび第２ナビゲーションセンサを制御して、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果それぞれを採り、参照位置に対するハンドヘルドＩＴデバイスの並進を、複数の第１ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定し、ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する位置モジュールと、通信インタフェースが受信した画像と、ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された並進と、ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された回転と、に少なくとも部分的に基づいて複数のノズルのなかから選択されたノズルにより、媒体に印刷物質を載せるようプリントヘッドを制御するプリントモジュールと、を有しうる。

幾らかの実施形態では、位置モジュールは、さらに、複数の第１ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第１の漸増的な並進変化を累積し、複数の第２ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第２の漸増的な並進変化を累積する。

幾らかの実施形態では、位置モジュールは、さらに、累積された第１の漸増的な並進変化と累積された第２の漸増的な並進変化との比較に少なくとも部分的に基づいて、ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を決定する。

幾らかの実施形態では、第１の漸増的な並進変化および第２の漸増的な並進変化は、第１の座標値の変化および／または第２の座標値の変化を含む。

幾らかの実施形態では、画像並進デバイスの位置モジュールは、さらに、ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された並進と、ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された回転と、に少なくとも部分的に基づいて、プリントヘッドの位置を決定する。

幾らかの実施形態では、位置モジュールは、さらに、ハンドヘルドＩＴデバイスの媒体への近接度に少なくとも部分的に基づいて、参照位置を構築する。

幾らかの実施形態では、第１ナビゲーションセンサおよび第２ナビゲーションセンサは両方とも、プリントヘッドの第１面に配設される。

さらに、本発明の様々な実施形態ではハンドヘルド画像並進デバイスを用いた印刷方法が開示される。方法は、画像ソースから画像を受信する段階と、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果を採る段階と、参照位置に対するハンドヘルドＩＴデバイスの並進を、複数の第１ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する段階と、ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する段階と、受信された画像と、決定された並進と、決定された回転と、に少なくとも部分的に基づいて、媒体に印刷物質を載せる段階と、を備える。

幾らかの実施形態では、回転を決定する段階は、複数の第１ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第１の漸増的な並進変化を累積する段階と、複数の第２ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第２の漸増的な並進変化を累積する段階と、を有してよい。さらに、累積された第１の漸増的な並進変化を累積された第２の漸増的な並進変化と比較する段階を有してもよい。

さらに、本発明の様々な実施形態では、命令を関連付けられた機械アクセス可能な媒体が開示される。関連付けられた命令は実行されるとハンドヘルド画像並進（ＩＴ）デバイスに、画像ソースから画像を受信させ、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果を採らせ、参照位置に対するハンドヘルドＩＴデバイスの並進を、複数の第１ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定させ、ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定させ、受信された画像と、決定された並進と、決定された回転と、に少なくとも部分的に基づいて、媒体に印刷物質を載せさせる。

幾らかの実施形態では、関連付けられた命令は実行されるとハンドヘルドＩＴデバイスに、さらに、複数の第１ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第１の漸増的な並進変化を累積させて、複数の第２ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第２の漸増的な並進変化を累積させて、
累積された第１の漸増的な並進変化を累積された第２の漸増的な並進変化と比較させることにより、ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を決定させる。

さらに、本発明の様々な実施形態では、別のハンドヘルド画像並進デバイスが開示される。ハンドヘルド画像並進デバイスは、画像ソースから画像を受信する手段と、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果を採る手段と、参照位置に対するハンドヘルドＩＴデバイスの並進を、複数の第１ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する手段と、ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する手段と、プリントヘッドを制御して、受信された画像と、決定された並進と、決定された回転と、に少なくとも部分的に基づいて、媒体に印刷物質を載せる手段と、を備えてよい。

幾らかの実施形態では、回転を決定する手段は、複数の第１ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第１の漸増的な並進変化を累積する手段と、複数の第２ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第２の漸増的な並進変化を累積する手段と、累積された第１の漸増的な並進変化を累積された第２の漸増的な並進変化と比較する手段と、を有してよい。

本発明の実施形態の特徴とみなされる他の特徴も、添付請求項で記載される。

本発明を、限定を意図せず添付図面に示す例示的な実施形態により記載するが、添付図面において、同様のエレメントには同様の参照番号を付している。
本発明の様々な実施形態によるハンドヘルド画像並進デバイスを含むシステムの概略図である。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルド画像並進デバイスの底面図である。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルド画像並進デバイスの上面図である。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルド画像並進デバイスの位置把握処理を示すフロー図である。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルド画像並進デバイスの位置把握処理をグラフィックに表現している図である。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルド画像並進デバイスの印刷処理を示すフロー図である。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルド画像並進デバイスの制御ブロックを実装可能なコンピューティングデバイスを示す。

以下の詳細な記載において、その一部をなす添付図面について言及するが、添付図面全般において同様の部材については同様の参照番号を付しており、例示として本発明が実施されうる特定の実施形態を示している。なお、本発明の範囲を逸脱しない限り、他の実施形態の利用も可能であり、また、構造的または論理的変更を加えることもできる。従って、以下の詳細な記載は、限定的な意味合いで理解されるべきものではなく、本発明の範囲は添付請求項およびその均等物によって画定される。

明細書における、「一つの実施形態」または「一実施形態」といった言い回しは、その実施形態との関連で記載されている特定の特徴、構造、または性質が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。「一実施形態では」といった言い回しは本明細書の随所に見られるが、これらは必ずしも同じ実施形態のことを言っている場合ばかりではないが、その場合もある。

「Ａおよび／またはＢ」という言い回しは、（Ａ）、（Ｂ）、または（ＡおよびＢ）を意味する。「Ａ、Ｂ、および／またはＣ」という言い回しは、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（ＡおよびＢ）、（ＡおよびＣ）、（ＢおよびＣ）、または（Ａ、Ｂ、およびＣ）を意味する。「（Ａ）Ｂ」という言い回しは、（ＡＢ）または（Ｂ）を意味し、つまり、Ａがオプションであるという意味である。

図１は、本発明の様々な実施形態によるハンドヘルド画像並進（ＩＴ）デバイス１０４を含むシステム１００の概略図である。ＩＴデバイス１０４は、全ＩＴ処理段階において入出力（Ｉ／Ｏ）部材１１２の正確且つ精密な位置把握を可能とするよう設計された部材を含む制御ブロック１０８を含みうる。以下に説明するように、この位置把握処理によって、ＩＴデバイス１０４は、確かに、真に移動式のおよび多目的なプラットフォームで画像を並進させることができるようになる。

ここで利用される画像並進という用語は、特定のコンテキストで（例えば媒体に）存在する画像を、他のコンテキストの画像に変換させることを意味していてよい。例えば、ＩＴ処理は、スキャン処理であってよい。この場合、対象画像（物理的媒体上に存在する画像）がＩＴデバイス１０４によりスキャンされて、対象画像に対応する取得画像が生成され、ＩＴデバイス１０４のメモリ内に格納される。他の例においては、ＩＴ処理は印刷処理であってよい。この場合、取得画像（例えばＩＴデバイス１０４のメモリに存在している状態の画像）を媒体上に印刷しうる。

制御ブロック１０８は、制御ブロック１０８を画像転送デバイス１２０へ通信可能に連結する通信インタフェース１１６を含みうる。画像転送デバイス１２０は、ＩＴ処理に関する画像のデータ（あるいは画像データ）の送受信が可能な任意の種類のデバイスを含みうる。画像転送デバイス１２０は、汎用コンピューティングデバイス（例えば、デスクトップコンピューティングデバイス、ラップトップコンピューティングデバイス、モバイルコンピューティングデバイス、携帯情報端末、セルラーフォン等）を含んでよく、あるいは、画像データ等のデータを格納する着脱可能な格納デバイス（例えば、フラッシュメモリデータ格納デバイス）であってもよい。画像転送デバイス１２０が着脱可能な格納デバイス（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）格納デバイス）である場合、通信インタフェース１１６は、格納デバイスを受け取るよう設計されたＩＴデバイス１０４のポート（例えば、ＵＳＢポート）に連結されうる。

通信インタフェース１１６は、画像転送デバイス１２０との通信可能な連結を、無線リンクを介して行う無線トランシーバを含みうる。画像データは、ラジオ、赤外線、またはマイクロ波スペクトルの周波数を有する電磁波の変調によりリンクを介して無線で送信されてよい。

無線リンクは、ＩＴデバイス１０４のモビリティおよび多目的性の実現を助けうる。しかし、幾らかの実施形態では、これに加えて／この代わりに、画像転送デバイス１２０を通信インタフェース１１６へ通信可能に連結する有線リンクが利用されうる。

幾らかの実施形態では、パーソナルエリアネットワーク、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、メトロポリタンエリアネットワーク等を含むがそれらに限られない１以上の有線および／または無線ネットワークにより、通信インタフェース１１６が画像転送デバイス１２０と通信してよい。データ送信は、８０２．１１、８０２．１６、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）、ＣＤＭＡ（code-division multiple access）、イサーネット等を含むがそれらに限られない複数の規格および／または仕様のうちのいずれかと互換性を持つように行われてよい。

ＩＴ処理が印刷処理を含む場合、通信インタフェース１１６は、画像転送デバイス１２０から画像データを受信して、受信画像データを、実装されている画像処理モジュール１２８へ送信してよい。画像処理モジュール１２８は、受信画像データを、後の印刷処理がし易くなるように処理してよい。画像処理技術には、ディザ、解凍、ハーフトーン、色平面分離、および／または画像格納が含まれうる。様々な実施形態では、これら画像処理の幾つかまたは全てが、画像転送デバイス１２０または別のデバイスにより行われてよい。その後、処理済み画像は、本実施形態のプリントモジュールとしての機能を果たしうるＩ／Ｏモジュール１３２へ送信されてよく、ここに印刷処理を見越してキャッシュされる。

Ｉ／Ｏモジュール１３２は、Ｉ／Ｏ部材１１２を制御しうるが、位置モジュール１３４から、参照位置に対するＩ／Ｏ部材１１２のプリントヘッドの位置を示す位置把握情報を受信してよい。位置モジュール１３４は、１以上のナビゲーションセンサ１３８を制御して、ＩＴデバイス１０４の参照位置に対する漸増的な運動をトラックするナビゲーション計測結果を採ってよい。

幾らかの実施形態では、ナビゲーション計測結果は、ＩＴデバイス１０４に隣接する媒体のナビゲーション画像であってよい。これらの実施形態では、ナビゲーションセンサ１３８は、１以上の画像ナビゲーションセンサを含みうる。撮像ナビゲーションセンサは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザ、等の光源と、ＩＴデバイス１０４が媒体上を移動する際に隣接している媒体の一連のナビゲーション画像を撮像する光電子工学センサと、を含みうる。

位置モジュール１３４は、ナビゲーション画像を処理して、媒体の構造的変化を検知しうる。連続した画像の構造的変化が変動しているということは、媒体に対してＩＴデバイス１０４が動いていることを示しうる。この相対運動をトラックすることで、ナビゲーションセンサ１３８の正確な位置把握判断を促すことができる。ナビゲーションセンサ１３８は、Ｉ／Ｏ部材１１２との間で構造的に強固な関係を維持させることで、Ｉ／Ｏ部材１１２の正確な位置を計算することができる。

他の実施形態では、非撮像ナビゲーションセンサ（例えば加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ等）が、これに加えて／この代わりに、ナビゲーション計測結果を採るのに利用されてよい。

ナビゲーションセンサ１３８は、画像並進デバイス１０４の動きを、所望の精度でトラックするのに足る動作特性を有してよい。一例においては、画像ナビゲーションセンサは、毎秒約２０００フレーム（各フレームが３０ｘ３０ピクセルの矩形のアレイを含む）を処理することができる。各ピクセルは６ビットのグレイスケール値を検知しうる（例えば、６４個の異なるレベルのパターンを感知しうる）。

ひとたびＩ／Ｏモジュール１３２が位置把握情報を受信すると、プリントヘッドの位置を、対応する位置を有する処理画像の一部と連動させてよい。その後、プリントモジュールがプリントヘッドを制御して、ＩＴデバイス１０４に隣接する媒体上に印刷物質を載せ、処理画像の対応する部分を表すようにする。

プリントヘッドは、インク液滴を放出する複数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドであってよい。インクは、貯蔵器またはカートリッジに容れられていてよく、ブラックおよび／または複数の様々なカラーのいずれかであってよい。共通の、フルカラーインクジェットプリントヘッドは、シアン、マジェンタ、イエロー、およびブラックのインク用に複数のノズルを有しうる。他の実施形態では、例えばレーザプリンタまたはＬＥＤプリンタ等のトナーベースのプリンタ、固形インクプリンタ、昇華型（dye-sublimation）プリンタ、インク不要のプリンタ等、他の印刷技術を利用することができる。

ＩＴ処理がスキャン処理を含む実施形態では、Ｉ／Ｏモジュール１３２は撮像モジュールとして機能しえて、Ｉ／Ｏ部材１１２の１以上の光学撮像センサに通信可能に連結されうる。光学撮像センサは、複数の個々のセンサエレメントを含みえて、ＩＴデバイス１０４に隣接する媒体の複数の表面画像を撮像しうる。表面画像は、それぞれコンポーネント表面画像として称されうる。Ｉ／Ｏモジュール１３２は、コンポーネント表面画像同士を合成することで合成画像を生成しうる。Ｉ／Ｏモジュール１３２は、位置モジュール１３４から位置把握情報を受信して、コンポーネント表面画像の合成画像への合成を促進してよい。

光学撮像センサは、撮像ナビゲーションセンサより高い解像度、より小さなピクセルサイズ、および／または、より高い光学的要件を有してよい。撮像ナビゲーションセンサがその下にある媒体の構造についての詳細を撮像する間、光学撮像センサは、媒体自身の表面の画像を撮像してよい。

ＩＴデバイス１０４がフルカラー画像をスキャンすることのできる実施形態では、光学撮像センサは、様々なカラーをスキャンするセンサエレメントを有しうる。

ＩＴデバイス１０４が取得した合成画像は、その後、例えば電子メール、ファクシミリ、ファイル転送プロトコル等により、画像転送デバイス１２０へ送信されてよい。合成画像は、これに加えて／この代わりに、後に行われるかもしれない検討、送信、印刷等に備えてＩＴデバイス１０４によりローカルに格納されてよい。

合成画像取得に加えて（またはその代わりに）、位置モジュール１３４の較正に画像撮像モジュールを利用してよい。様々な実施形態では、位置モジュール１３４がトラック中に参照点を見失った場合、コンポーネント表面画像（個々に、幾らかのグループで、または、合成画像全体として）を、画像処理モジュール１２８が作成する処理済み印刷画像と比較することで、累積位置把握エラーを訂正し、および／または、位置モジュール１３４の向きを変えることができる。これは、例えば、ＩＴデバイス１０４をＩＴ処理中に媒体から取り除いた際などに生じうる。

ＩＴデバイス１０４は、制御ブロック１０８に連結された電源１５０を含みうる。電源１５０はバッテリ等のモバイル電源、充電式バッテリ、太陽電源等であってよい。他の実施形態では、電源１５０は、これに加えて／この代わりに、別の部材（例えば画像転送デバイス１２０、交流電源（ＡＣ）コンセントに連結された電力コード等）が供給する電力を調整してよい。

図２は、本発明の様々な実施形態によるＩＴデバイス２００の底面図である。ＩＴデバイス２００は、実質的にＩＴデバイス１０４と交換可能であってよく、第１ナビゲーションセンサ２０４、第２ナビゲーションセンサ２０８、およびプリントヘッド２１２を有しうる。

ナビゲーションセンサ２０４および２０８は、位置モジュール（例えば位置モジュール１３４）により利用されて、プリントヘッド２１２に関する位置把握情報を決定しうる。上述のように、プリントヘッド２１２をナビゲーションセンサ２０４および２０８に近接した位置関係に固定させておくことで、ナビゲーションセンサ２０４および２０８が取得する情報によってプリントヘッド２１２の位置把握が促進されうる。

プリントヘッド２１２は、異なるカラーのインク用に複数のノズル列を有するインクジェットプリントヘッドであってよい。特に、図２に示すように、プリントヘッド２１２は、シアンのインク用にノズル列２１２ｃ、マジェンタのインク用にノズル２１２ｍ、イエローのインク用にノズル列２１２ｙ、およびブラックのインク用にノズル列２１２ｋを有しうる。

図２では、ノズル列２１２ｃ、２１２ｍ、２１２ｙ、２１２ｋが色毎に列に並べられているが、他の実施形態では、ＩＴデバイス２００の媒体上の自然な動きにより媒体に適切な量の適切なカラーインクが載せられる機会を増やすよう、様々なカラーのノズルを合わせることもできる。

別の実施形態では、ＩＴデバイス２００は、ノズル列に隣接した光学撮像センサを含みうる。

図３は、本発明の様々な実施形態によるＩＴデバイス２００の上面図である。ＩＴデバイス２００は、様々なユーザ入出力を有してＩＴデバイス２００を利用して可能となる機能を提供する。ＩＴデバイス２００の基礎的機能の幾らかを提供するのに利用されうる入出力の幾らかの例は、印刷および／またはスキャン処理を開始／再開するＩＴ制御入力３０４およびディスプレイ３０８を含みうるが、それらに限定されない。

ディスプレイ３０８は、受動ディスプレイ、対話型ディスプレイ等であってよく、ユーザに様々な情報を提供してよい。情報は、ＩＴデバイス２００の現在の動作状態（例えば、印刷中、スキャン中、印刷準備完了、スキャン準備完了、画像データ受信中、画像データ送信中等）、バッテリ電力、エラー（例えば、位置把握／印刷／エラースキャン等）、命令（例えば、「ＩＴ処理開始前にＩＴデバイスを媒体上に配置せよ」等）に関していてよい。ディスプレイ３０８が対話型ディスプレイである場合、ＩＴ制御入力３０４に加えて、またはその代わりに、制御インタフェースを提供してよい。

図４は、本発明の様々な実施形態によるＩＴデバイス２００の位置把握処理を示すフローダイアグラム４００である。ブロック４０４で、例えばＩＴ制御入力３０４の起動により、位置把握処理が印刷処理の開始とともに始まってよい。ＩＴデバイス２００内の位置モジュールは、参照位置を設定してよい（ブロック４０８）。参照位置は、ＩＴ処理の開始時に、ＩＴデバイス２００が媒体に配置されるときに設定されてよい。これは、ＩＴデバイス２００が配置された際にＩＴ制御入力３０４を起動するよう命令されたユーザにより、および／または、ＩＴデバイス２００の適切な配置を、位置把握処理を実行する際の前提条件として扱うことにより、確認が行われてよい。幾らかの実施形態では、ＩＴデバイス２００の適切な配置は、ナビゲーションセンサ２０４および／または２０８および／または他のセンサ（例えば近接センサ）により自動的に決定されてよい。

ひとたび参照位置がブロック４０８で設定されると、位置モジュールは、ナビゲーションセンサ２０４および２０８を利用して、参照位置からの並進または回転変化等の位置把握情報を決定して、決定した位置把握情報をＩ／Ｏモジュールへ送信してよい（ブロック４１２）。並進変化は、二次元座標システムにおけるナビゲーションセンサの位置の漸増的な変化をトラックすることで決定されてよい（例えばΔｘおよびΔｙ）。回転変化は、例えばｙ軸に関してのＩＴデバイス２００の角度変化としてよい（例えば、ΔΘ）。これら並進変化および／または回転変化は、ナビゲーションセンサ２０４および２０８がこれら運動を検知すべく採った連続ナビゲーション計測結果を、位置モジュールが比較することで決定されうる。このプロセスをさらに図５を参照しながら詳述する。

本発明の実施形態は、二次元座標システムでＩＴデバイスをトラックする例を説明しているが、他の実施形態では、三次元座標システムでトラックが行われてもよい。

図５は、本発明の様々な実施形態によるＩＴデバイス２００の位置把握処理をグラフィックに表現している図である。開始時に（例えばｔ＝０）、センサ２０４および２０８は、そえぞれ、２０４（ｔ＝０）および２０８（ｔ＝０）で示される開始位置にあってよい。例えばｔ＝１−４という連続した時間間隔において、センサ２０４および２０８は、それぞれ２０４（ｔ＝４）および２０８（ｔ＝４）で示される終了位置へ移動してよい。本実施形態の記載で利用される「開始位置」および「終了位置」は、この特定の処理に関して利用されており、必ずしも印刷処理または他の位置把握処理の開始または終了を意味していない。

センサ２０４および２０８は、例えばｔ＝０−４の各時間間隔において、移動しながらナビゲーション計測結果を採ることができる。この計測期間は、例えば、位置モジュールが送信する撮像信号同士をハードワイヤリングすることで、センサ２０４および２０８間で同期させることができる。計測期間は、設定された期間、検知された動き、または他のトリガに基づいて変更および決定が可能である。幾らかの実施形態では、センサ２０４および２０８の各々が、それぞれ異なるトリガに基づいても基づかなくてもよい異なる計測期間を有してよい。

採られたナビゲーション計測結果は、ＩＴデバイス２００の参照位置（例えばセンサ２０４（ｔ＝０）および２０８（ｔ＝０））に対する並進およびＩＴデバイス２００の回転を位置モジュールが決定する際に利用されてよい。幾らかの実施形態においては、デバイス２００の並進は、第１のセンサ（例えばセンサ２０４）からのナビゲーション計測結果を分析することで決定されてよく、デバイス２００の回転は、第２のセンサ（例えばセンサ２０８）からのナビゲーション計測結果を分析することで決定されてよい。特に、幾らかの実施形態では、ＩＴデバイス２００の回転は、センサ２０８から得られたナビゲーション計測結果から得られた並進情報を、センサ２０４から得られたナビゲーション計測結果から得られた並進情報と比較することで決定されてよい。ＩＴデバイス２００の並進および回転の両方についての決定を行うことで、プリントヘッド２１２の全てのノズルの正確な位置把握が可能となりうる。

センサ２０４および２０８の並進は、ワールドスペース（ｗ−ｓ）座標システム（例えばデカルト座標システム）内で決定されてよい。特に、並進値は、二次元のｗ−ｓ座標システム（例えば図５のｘ軸およびｙ軸）で決定されてよい。例えば、位置モジュールは、連続する期間における漸増的なΔｘおよびΔｙを累積して、時間ゼロから時間４までのセンサ２０４および２０８の全並進を決定してよい。センサ２０４の累積変化は、Δｘ_１およびΔｙ_１と称してよく、センサ２０８の累積変化はΔｘ_２およびΔｙ_２と称してよい。センサ２０４および２０８は、互いから距離ｄ分、離れていてよい。ＩＴデバイス２００の回転Θを以下の式により決定してよい。

幾らかの実施形態では、センサ２０４および２０８各々が、それぞれの座標システムの漸増的なデルタ値を報告してよく、その後、これらがｗ−ｓ座標システムにマッピングされ、ｗ−ｓ並進値および／または回転値が提供されてよい。

式１に示すように、回転Θは、距離ｄをアークサイン（arcsin）値の分母に含めることで部分的に得られる。故に、距離ｄが大きければ、任意のセンサ解像度について回転Θをより正確に決定することができる。故に、ＩＴデバイス２００設計においては、距離ｄは、少なくとも部分的にセンサ２０４および２０８からのデータ出力の解像度に基づいて構築されてよい。例えば、センサ２０４および２０８が１インチにつき約１６００カウントの解像度である場合、距離ｄは約２インチであってよい。このセンサ解像度および距離ｄを有する実施形態では、回転Θは、約０．０１７９度まで正確に計算することができる。

図２の実施形態では、センサ２０４および２０８両方がプリントヘッド２１２の第１面に配置されているが、他の構成を利用しても所望の距離ｄを維持することができる。例えば、センサ２０４および２０８は、プリントヘッド２１２の互いに異なる面に配置されてもよい。構成は、特定の実施形態の目的に基づいて選択することができる。例えば、センサ２０４および２０８両方をプリントヘッド２１２の同じ面に配置することで、印刷中にセンサ２０４および２０８の上部がインクで汚染されることが少なくなり、同じ領域に二度目の印刷を行う前に媒体上のインクを乾燥する時間的猶予をとることができるようになる（媒体が湿っていると、部分的に印刷されたゾーンを部材が通る際、より多くのドラッグを引き起こしうる）。別の例でセンサ２０４および２０８をプリントヘッド２１２のそれぞれ反対の面に配置することで、媒体のエッジ検出がし易くなる。

図４を参照すると、ブロック４１２に位置決定に続いて、位置モジュールは、位置把握処理が終了したかをブロック４１６で決定してよい。位置把握処理がまだ終了していない場合には、処理はブロック４１２へループバックしてよい。位置把握処理が終了した旨が決定された場合には、処理はブロック４２０で終了してよい。位置把握処理の終了は、印刷処理の終了と連結されており、これに関しては図６で説明する。

図６は、本発明の様々な実施形態によるＩＴデバイス２００の印刷処理を示すフローダイアグラム６００である。印刷処理は、ブロック６０４から始まる。プリントモジュールは、ブロック６０８で、画像処理モジュールから処理済み画像を受信してよい。処理済み画像を受信すると、ディスプレイ３０８は、ＩＴデバイス２００の印刷準備が完了している旨をブロック６１２で示してよい。

プリントモジュールは、ブロック６１６で、ユーザがＩＴ制御入力３０４を起動することで生成された印刷コマンドを受信してよい。プリントモジュールは、ブロック６２０で、位置モジュールから位置把握情報を受信してよい。プリントモジュールは、ブロック６２４で、ある位置に印刷物質を載せるべきか否かを決定してよい。印刷物質を載せるべきか否かの決定は、その位置の全ドロップボリューム、および先に載せたボリューム量に応じて行われてよい。

ブロック６２４で、これ以上載せる印刷物質がないと決定された場合、処理はブロック６２８に進んで、印刷処理が終了したか否かを決定してよい。ブロック６２４で、載せる印刷物質がまだあると決定されたら、プリントモジュールは、ブロック６３２で、プリントヘッドへの制御信号を生成および送信してノズルから印刷物質を出させることで、適切な量の印刷物質を載せてよい。

分かるように、位置モジュールによるＩＴデバイス２００の並進および回転に関する決定は、プリントモジュールがプリントヘッドを制御して印刷物質を載せる前に行われる。位置把握情報が印刷に関する決定を忠実に表し続けるためには、それが基づいているナビゲーション計測結果の取得の後なるべく早く位置把握情報の決定を行うと好適であろう。故に、並進および回転の計算は、その時点で累積されているデータに基づいてリアルタイムに行われてよい。回転計算値は、上述の先行技術でデバイスをスキャンする際に行われたように並進および画像データの包括的累積に基づいて遡及的に決定されるわけではない。

印刷処理が終了したか否かに関するブロック６２８における決定は、全印刷済ボリューム対全印刷予定ボリュームの対比により行われてよい。幾らかの実施形態では、全印刷済ボリュームが全印刷予定ボリュームより少なくても印刷処理が終了する場合もある。例えば、一実施形態では、全印刷済ボリュームが全印刷予定ボリュームの９５パーセントであっても、印刷処理が終了したとみなす場合もある。しかし、残留ボリュームの分配について、印刷終了分析で考慮することもできる。例えば、５パーセントの残留ボリュームを比較的小さい領域に分配する場合、印刷処理を終了したとはみなさないこともできる。

幾らかの実施形態では、印刷ジョブの終了は、ユーザが処理を手動でキャンセルすることで確立されてもよい。

ブロック６２８で、印刷処理が終了したと決定される場合、印刷処理はブロック６３６で終了してよい。

ブロック６２８で、印刷処理が終了していないと決定される場合、印刷処理はブロック６２０へループバックしてよい。

図７は、様々な実施形態による制御ブロック（例えば制御ブロック１０８）を実装可能なコンピューティングデバイス７００を示す。図示されているように、実施形態では、コンピューティングデバイス７００は、図示のように互いに連結されている１以上のプロセッサ７０４、メモリ７０８、よびバス７１２を含む。加えて、コンピューティングデバイス７００は、互いに連結された格納デバイス７１６、１以上の入出力インタフェース７２０、および先に述べ示されているエレメントを含む。コンピューティングデバイス７００の部材は、ここで説明されるＩＴデバイスの制御ブロックの印刷および／または位置把握機能を提供してよい。

メモリ７０８および格納デバイス７１６は、特に、それぞれ、コード７２４およびデータ７２８の一時的および永久コピーを含みうる。コード７２４は、プロセッサ７０４によりアクセスされると、本発明の実施形態による制御ブロックの様々なモジュールに関して記載した処理をコンピューティングデバイス７００に行わせる命令を含みうる。処理データ７２８は、コード７２４の命令の処理対象のデータを含みうる。特に、プロセッサ７０４のコード７２４およびデータ７２８に対するアクセスにより、ここで記載した印刷および／または位置把握処理が促進されうる。

プロセッサ７０４は、１以上のシングルコアプロセッサ、マルチコアプロセッサ、コントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等を含みうる。

メモリ７０８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、シンクロノスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、デュアルデータレートＲＡＭ（ＤＤＲＲＡＭ）等を含みうる。

格納デバイス７１６は、ディスクおよび関連ドライブ（例えば、磁気、光学）、ＵＳＢ格納デバイスおよび関連ポート、フラッシュメモリ、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、不揮発性半導体デバイス等を含みうるがそれらに限定されない集積および／または周辺格納デバイスを含みうる。格納デバイス７１６は、コンピューティングデバイス７００の物理的一部である格納リソースであってもよいし、コンピューティングデバイス７００により（必ずしも一部ではなくてよい）アクセス可能なものであってもよい。例えば、格納デバイス７１６は、ネットワーク経由でコンピューティングデバイス７００によりアクセスされてよい。

Ｉ／Ｏインタフェース７２０は、周辺ハードウェア（例えばＩ／Ｏ部材１１２、ナビゲーションセンサ１３８等）、および／または、遠隔デバイス（例えば画像転送デバイス１２０）と通信するインタフェースを含んでよい。

様々な実施形態では、コンピューティングデバイス７００は、これより多くのエレメントまたは少ないエレメントを有してもよいし、および／または、異なるアーキテクチャを有してもよい。

ここでは特定の実施形態に関して例示および記載してきたが、当業者およびその他の人々であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な代替的な、および／または、均等物である実装例で、例示および記載された特定の実施形態を置き換えることができることを理解しよう。本願は、ここで記載した実施形態の適合例または変形例を全て網羅することを意図している。故に、本発明は、請求項およびその均等物によってのみ制限されることが明示および意図されている。

Claims (20)

1. ハンドヘルド画像並進デバイス（ハンドヘルドＩＴデバイス）であって、
   画像ソースから画像を受信する通信インタフェースと、
   第１ナビゲーションセンサおよび第２ナビゲーションセンサを制御して、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果それぞれを採り、参照位置に対する前記ハンドヘルドＩＴデバイスの並進を、前記複数の第１ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定し、前記ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を、前記複数の第１ナビゲーション計測結果および前記複数の第２ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する位置モジュールと、
   前記画像と、前記ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された前記並進と、前記ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された前記回転と、に少なくとも部分的に基づいて、媒体に印刷物質を載せるプリントモジュールと、を備える、ハンドヘルドＩＴデバイス。
2. 前記位置モジュールは、さらに、前記複数の第１ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第１の漸増的な並進変化を累積し、前記複数の第２ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第２の漸増的な並進変化を累積する、請求項１に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。
3. 前記位置モジュールは、さらに、前記累積された第１の漸増的な並進変化と前記累積された第２の漸増的な並進変化との比較に少なくとも部分的に基づいて、前記ハンドヘルドＩＴデバイスの前記回転を決定する、請求項２に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。
4. 前記第１の漸増的な並進変化および前記第２の漸増的な並進変化は、第１の座標値の変化および／または第２の座標値の変化を含む、請求項２に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。
5. 前記位置モジュールは、さらに、前記ハンドヘルドＩＴデバイスの前記決定された並進および回転に少なくとも部分的に基づいて、プリントヘッドの位置を決定し、
   前記プリントモジュールは、さらに、前記プリントヘッドの前記決定された位置に少なくとも部分的に基づいて、前記媒体に前記印刷物質を載せる、請求項１に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。
6. 前記位置モジュールは、さらに、前記ハンドヘルドＩＴデバイスの前記媒体への近接度に少なくとも部分的に基づいて、参照位置を構築する、請求項１に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。
7. ハンドヘルド画像並進デバイス（ハンドヘルドＩＴデバイス）であって、
   複数のノズルを有するプリントヘッドと、
   第１ナビゲーションセンサおよび第２ナビゲーションセンサと、
   制御ブロックと、を備え、
   前記制御ブロックは、
   画像ソースから画像を受信する通信インタフェースと、
   前記第１ナビゲーションセンサおよび前記第２ナビゲーションセンサを制御して、複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果それぞれを採り、参照位置に対する前記ハンドヘルドＩＴデバイスの並進を、前記複数の第１ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定し、前記ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を、前記複数の第１ナビゲーション計測結果および前記複数の第２ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する位置モジュールと、
   前記通信インタフェースが受信した前記画像と、前記ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された前記並進と、前記ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された前記回転と、に少なくとも部分的に基づいて前記複数のノズルのなかから選択されたノズルにより、媒体に印刷物質を載せるよう前記プリントヘッドを制御するプリントモジュールと、を有する、ハンドヘルドＩＴデバイス。
8. 前記位置モジュールは、さらに、前記複数の第１ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第１の漸増的な並進変化を累積し、前記複数の第２ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第２の漸増的な並進変化を累積する、請求項７に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。
9. 前記位置モジュールは、さらに、前記累積された第１の漸増的な並進変化と前記累積された第２の漸増的な並進変化との比較に少なくとも部分的に基づいて、前記ハンドヘルドＩＴデバイスの前記回転を決定する、請求項８に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。
10. 前記第１の漸増的な並進変化および前記第２の漸増的な並進変化は、第１の座標値の変化および／または第２の座標値の変化を含む、請求項８に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。
11. 前記位置モジュールは、さらに、前記ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された前記並進と、前記ハンドヘルドＩＴデバイスについて決定された前記回転と、に少なくとも部分的に基づいて、前記プリントヘッドの位置を決定する、請求項７に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。
12. 前記位置モジュールは、さらに、前記ハンドヘルドＩＴデバイスの前記媒体への近接度に少なくとも部分的に基づいて、参照位置を構築する、請求項７に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。
13. 前記第１ナビゲーションセンサおよび前記第２ナビゲーションセンサは両方とも、前記プリントヘッドの第１面に配設される、請求項７に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。
14. 画像ソースから画像を受信する段階と、
    複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果を採る段階と、
    参照位置に対するハンドヘルド画像並進デバイス（ハンドヘルドＩＴデバイス）の並進を、前記複数の第１ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する段階と、
    前記ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を、前記複数の第１ナビゲーション計測結果および前記複数の第２ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する段階と、
    前記受信された画像と、前記決定された並進と、前記決定された回転と、に少なくとも部分的に基づいて、媒体に印刷物質を載せる段階と、を備える、方法。
15. 前記回転を決定する段階は、
    前記複数の第１ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第１の漸増的な並進変化を累積する段階と、
    前記複数の第２ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第２の漸増的な並進変化を累積する段階と、を有する、請求項１４に記載の方法。
16. 前記回転を決定する段階は、
    前記累積された第１の漸増的な並進変化を前記累積された第２の漸増的な並進変化と比較する段階をさらに有する、請求項１５に記載の方法。
17. 命令を関連付けられた機械アクセス可能な媒体であって、前記命令は実行されるとハンドヘルド画像並進デバイス（ハンドヘルドＩＴデバイス）に、
    画像ソースから画像を受信させ、
    複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果を採らせ、
    参照位置に対する前記ハンドヘルドＩＴデバイスの並進を、前記複数の第１ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定させ、
    前記ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を、前記複数の第１ナビゲーション計測結果および前記複数の第２ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定させ、
    前記受信された画像と、前記決定された並進と、前記決定された回転と、に少なくとも部分的に基づいて、媒体に印刷物質を載せさせる、機械アクセス可能な媒体。
18. 前記関連付けられた命令は実行されると前記ハンドヘルドＩＴデバイスに、さらに、
    前記複数の第１ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第１の漸増的な並進変化を累積させて、
    前記複数の第２ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第２の漸増的な並進変化を累積させて、
    前記累積された第１の漸増的な並進変化を前記累積された第２の漸増的な並進変化と比較させることにより、
    前記ハンドヘルドＩＴデバイスの前記回転を決定させる、請求項１７に記載の機械アクセス可能な媒体。
19. ハンドヘルド画像並進デバイス（ハンドヘルドＩＴデバイス）であって、
    画像ソースから画像を受信する手段と、
    複数の第１ナビゲーション計測結果および複数の第２ナビゲーション計測結果を採る手段と、
    参照位置に対するハンドヘルドＩＴデバイスの並進を、前記複数の第１ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する手段と、
    前記ハンドヘルドＩＴデバイスの回転を、前記複数の第１ナビゲーション計測結果および前記複数の第２ナビゲーション計測結果に少なくとも部分的に基づいて決定する手段と、
    プリントヘッドを制御して、前記受信された画像と、前記決定された並進と、前記決定された回転と、に少なくとも部分的に基づいて、媒体に印刷物質を載せる手段と、を備える、ハンドヘルドＩＴデバイス。
20. 前記回転を決定する手段は、
    前記複数の第１ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第１の漸増的な並進変化を累積する手段と、
    前記複数の第２ナビゲーション計測結果のなかで連続したナビゲーション計測結果間の第２の漸増的な並進変化を累積する手段と、
    前記累積された第１の漸増的な並進変化を前記累積された第２の漸増的な並進変化と比較する手段と、を有する、請求項１９に記載のハンドヘルドＩＴデバイス。

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