JP5449160B2 - ハンドヘルドデバイス、ハンドヘルドデバイスの位置を決定する方法及びプログラム - Google Patents

Description

本出願は、「Ｔｒｕｅ Ｘ−Ｙ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ，Ｖｅｌｏｃｉｔｙ ａｎｄ Ａｎｇｕｌａｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒａｎｄｏｍ Ｍｏｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｏｌｌｅｒ Ｂａｌｌ ａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ」と題する、２００７年８月２８日出願の米国特許仮出願第６０／９６８，４８０号に基づく優先権を主張する。

本発明の諸実施形態は、画像変換の分野に関し、より詳細にはハンドヘルドの画像変換デバイスの位置決めを判定することに関する。

従来の印刷デバイスは、その他の機構が媒体を直交方向に前進させるにつれて、プリントヘッドを直線方向に移送するための機械的に操作されるキャリッジに依拠する。プリントヘッドが媒体の上を移動するにつれて、画像を印刷することができる。ポータブルプリンタは、操作機構のサイズを小さくする技法を通じて開発されてきた。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提供する原理は、従来の印刷デバイスと同じままである。したがって、これらの機構は、プリンタのサイズの縮小を制限するだけでなく、媒体として使用することができる材料を制限する。

媒体の上に画像を印刷するために、オペレータが媒体の上でハンドヘルドのデバイスを表面的に操作できるようにするハンドヘルドの印刷デバイスが開発されてきた。しかしながら、これらのデバイスは、オペレータによるデバイスの予測不能で非線形の動きに苛まれる。デバイス自体の回転を含む様々なオペレータの動きにより、プリントヘッドの正確な場所を判定することが難しくなる。この種の位置決めエラーは、印刷された画像の品質に対して悪影響を及ぼすことがある。

ターゲット媒体から画像を取得するために、ある特定のハンドヘルドのスキャナが開発されてきた。スキャン中、画像センサとひとまとめに扱われる（bracket）位置決めセンサよる位置決めデータとともに、画像データが画像センサによって記録される。累積画像データには位置のタグが付けられ、歪画像データとして記録される。歪画像データが取得された後、歪画像データが処理され、回転歪みが修正された修正画像が提供される。さらに、この修正プロセスは、取得された画像データの領域を重複させて、最終画像を容易に合成できるようにすることに依拠する。

スキャンに関する状況においては、このプロセスを行うことができる。しかし、印刷に関する状況においては、他の問題が提示される。たとえば、印刷操作においては、ハンドヘルドの印刷デバイスの位置決めを、媒体が完全にスキャンし終わるまで延期することはできない。さらに、取り込まれた画像の合成を利用することもできない。

様々な実施形態によると、ハンドヘルドのデバイスは、デバイスに隣接する表面に関する情報を取得および／または受信するための情報モジュールと、ハンドヘルドのデバイスの位置および／または速度のうち少なくとも１つを決定するための位置決定構成と、を備える。位置決定構成は、デバイスに隣接する表面上に配置された表面マークおよび／または入力装置上に配置された装置マークのうち少なくとも１つに基づいて、ハンドヘルドのデバイスの位置および／または速度を決定するように構成された決定モジュールを含み、表面マークおよび装置マークが、ハンドヘルドのデバイスに対して絶対位置情報を提供するように構成される。

様々な実施形態によると、入力装置は、フレーム内に支持され、装置マークを含むボールと、ボールをフレーム内に移動可能に支持するための少なくとも３つのベアリングと、装置マークを読み取るための少なくとも２つのセンサと、を備える。様々な実施形態によると、少なくとも２つのセンサは、ＣＭＯＳ画像センサを含む。

様々な実施形態によると、入力装置は、ボールに隣接する少なくとも１つのクリーニングブラケットをさらに備える。いくつかの実施形態によると、ハンドヘルドのデバイスは、少なくとも２つの入力構成を備える。いくつかの実施形態によると、ハンドヘルドのデバイスは、少なくとも４つの入力構成を備える。

様々な実施形態によると、装置マークは、ボールの表面にペイントされたパターンを含む。いくつかの実施形態によると、装置マークは、ボールの表面に埋め込まれたパターンを含む。

いくつかの実施形態によると、決定モジュールが、隣接する表面から予め印刷されたパターンを読み取るように構成される少なくとも２つの画像センサを備える。いくつかの実施形態によると、少なくとも２つの画像センサは赤外ＣＭＯＳセンサである。

様々な実施形態によると、ハンドヘルドのデバイスはプリンタである。いくつかの実施形態によると、ハンドヘルドのデバイスはスキャナである。いくつかの実施形態によると、ハンドヘルドのデバイスは、印刷およびスキャンするように構成される画像変換デバイスである。

様々な実施形態によると、決定モジュールはさらに、ハンドヘルドのデバイスの予測位置を決定するように構成される。いくつかの実施形態によると、決定モジュールは、２次元のパラメトリック曲線を表す関数を使用して、ハンドヘルドのデバイスの予測位置を決定するように構成される。いくつかの実施形態によると、２次元のパラメトリック曲線を表す関数は、キャットマルロム（Catmull-Rom）の双三次スプライン関数である。

本発明はまた、ハンドヘルドのデバイスを表面の上で移動させるステップと、表面および／または入力装置のうち少なくとも１つの上のマークを読み取るステップであって、マークが絶対位置情報を提供するように構成されるステップと、マークを読み取るステップに基づいて、ハンドヘルドのデバイスの位置および／または角度および／または速度のうち少なくとも１つを決定するステップと、を含む方法を提供する。

様々な実施形態によると、方法は、表面上に印刷物質を堆積させるステップをさらに含む。様々な実施形態によると、方法は、印刷物質の堆積レベルを決定するために画像表現を使用するステップをさらに含む。様々な実施形態によると、方法は、印刷物質を堆積させるときに修正される画像表現を使用するステップをさらに含む。いくつかの実施形態によると、方法は、表面からの情報をスキャンするステップをさらに含む。様々な実施形態によると、方法は、スキャンされた画像から歪みを除去するステップをさらに含む。様々な実施形態によると、方法は、スキャンされた情報を合成して完全なスキャン画像を形成するステップをさらに含む。

様々な実施形態によると、マークは、入力装置に含まれるトラックボールから読み取られる。様々な実施形態によると、方法は、ハンドヘルドのデバイスを移動させながら、前記トラックボールをクリーニングするステップをさらに含む。

様々な実施形態によると、マークは、表面から読み取られる。様々な実施形態によると、マークは、表面および入力装置に含まれるトラックボールから読み取られる。

様々な実施形態によると、方法は、ハンドヘルドのデバイスの予測位置を決定するステップをさらに含む。いくつかの実施形態によると、予測位置は、２次元のパラメトリック曲線を表す関数を使用して決定される。様々な実施形態によると、２次元のパラメトリック曲線を表す関数は、キャットマルロム（Catmull-Rom）の双三次スプライン関数である。

本発明の諸実施形態は、添付の図面と併せると、以下の詳細な説明によって容易に理解されよう。説明を簡単にするために、同様の参照番号は、同様の構造的要素を示す。本発明の諸実施形態は、例示のために示されており、添付の図面の各図に限定するためのものではない。

本発明の様々な実施形態によるハンドヘルドの画像変換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の画像変換デバイスの底部平面図である。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルドの画像変換デバイスの頂部平面図である。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルドの画像変換デバイスの位置決め操作を示すフローチャートである。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルドの画像変換デバイスの位置決め操作を示すグラフである。 本発明の様々な実施形態によるＩＲ読取り用タグのパターンの一例の概略図である。 位置決め経路の一例の概略図である。 逆正接比の領域の概略図である。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルドのデバイスの位置、角度および／または速度を決定するためのハンドヘルドのデバイス用の入力構成の概略図である。 本発明の様々な実施形態による図９に示された入力構成の上面概略図である。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルドの画像変換デバイスの印刷操作を示すフローチャートである。 本発明の様々な実施形態によるハンドヘルドの画像変換デバイスの制御ブロックを実施できるコンピューティングデバイスを示す図である。

以下の詳細の説明では、本明細書の一部をなす添付の図面が参照されるが、図中、同様の参照番号は全体を通して同様の部分を指し、本発明を実施し得る実施形態を図示するために示される。本発明の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、構造的または論理的変更をなし得ることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は限定的な意味に解釈されるべきではなく、本発明による諸実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその等価物によって定義される。

次いで、本発明の諸実施形態の理解に役立ち得る方法で、複数の別個の操作として様々な操作を順に説明し得るが、説明の順番は、これらの操作が順番に依存するものであると示唆するように解釈されるべきではない。

この説明は、上／下、前／後、頂部／底部などの視点に基づく記述を使用することがある。このような記述は、議論を容易にするためにのみ使用され、本発明の諸実施形態の応用例を制限することを目的とするものではない。

本発明については、表現「Ａ／Ｂ」はＡまたはＢを意味する。本発明については、表現「Ａおよび／またはＢ」は「（Ａ）、（Ｂ）または（ＡおよびＢ）」を意味する。本発明については、表現「Ａ、ＢおよびＣのうち少なくとも１つ」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。本発明については、表現「（Ａ）Ｂ」は「（Ｂ）または（ＡＢ）」を意味し、つまりＡは任意選択の要素である。

この説明は、表現「一実施例において」または「諸実施例において」を使用し得るが、これらの表現はそれぞれ、１つまたは複数の同じまたは異なる実施形態を指すものである。さらに、用語「備える」「含む」「有する」などは、本発明の諸実施形態について使用される場合は同義である。

図１は本発明の様々な実施形態によるハンドヘルドの画像変換（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、制御ブロック１０８を含むことができ、制御ブロック１０８の各コンポーネントは、ＩＴ操作全体を通じて、入出力（Ｉ／Ｏ）コンポーネント１１２の高い精度で正確な位置決めが容易になるように設計される。こうして位置決めすることより、以下に説明するように、ＩＴデバイス１０４は、本当に移動可能かつ多機能なプラットフォーム内で画像を確実に変換できるようにすることができる。

本明細書で使用される場合、画像変換は、特定の状況（たとえば、媒体）において存在する画像を、別の状況における画像に画像変換することを指す場合がある。たとえば、ＩＴ操作は、スキャン操作とすることができる。この状況において、ターゲット画像、たとえば有形媒体上に存在する画像は、ＩＴデバイス１０４によってスキャンされ、ターゲット画像に対応する取得された画像が生成され、ＩＴデバイス１０４のメモリに保存される。別の実施例では、ＩＴ操作は、印刷操作とすることができる。この状況において、取得された画像、たとえばＩＴデバイス１０４のメモリ内に存在する画像を、媒体上に印刷することができる。

制御ブロック１０８は、通信インターフェース１１６を含むことができ、この通信インターフェース１１６は、制御ブロック１０８を画像転送デバイス１２０に通信可能に結合するように構成される。画像転送デバイス１２０は、ＩＴ操作に伴い、画像に関するデータつまり画像データを送受信できる任意のタイプのデバイスを含むことができる。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（たと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、携帯電話など）を含むことができ、あるいは取外し可能な保存媒体（たとえば画像データのようなデータを保存するように設計されたフラッシュメモリデータデータ保存デバイス）とすることができる。画像転送デバイス１２０が、取外し可能な保存デバイス、たとえば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）保存デバイスの場合、通信インターフェース１１６を、保存デバイスを受けるように設計されるＩＴデバイス１０４のポート（たとえばＵＳＢポート）に結合することができる。

通信インターフェース１１６は、画像転送デバイス１２０との通信可能な結合が無線リンクを介して生じることができるように、無線送受信器を含むことができる。画像データは、無線スペクトル、赤外線スペクトルまたはマイクロ波スペクトルの周波数を有する電磁波を変調することにより、リンクを介してワイヤレスに送信することができる。

無線リンクは、ＩＴデバイス１０４の移動性および多機能性に寄与することができる。しかしながら、いくつかの実施形態は、付加的／代替的に、画像転送デバイス１２０を通信インターフェース１１６に通信可能に結合する有線リンクを含むことができる。

いくつかの実施形態において、通信インターフェース１１６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、広域ネットワーク、メトロポリタンエリアネットワークなどを含むがそれらには限定されない１つまたは複数の有線および／または無線ネットワークを介して、画像転送デバイス１２０と通信することができる。８０２．１１、８０２．１６、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ（登録商標））、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などを含むがそれらには限定されない多くの基準および／または仕様のうちいずれかに準拠する方法で、データ伝送を行うことができる。

ＩＴ操作が印刷操作を含む場合、通信インターフェース１１６は、画像転送デバイス１２０から画像データを受信し、受信した画像データをオンボード画像処理モジュール１２８に送信することができる。画像処理モジュール１２８は、後の印刷プロセスを容易にする方法で、受信した画像データを処理することができる。画像処理技法は、ディザリング、デコンプレッション、ハーフトーン処理、カラープレーン分離および／または画像保存を含むことができる。様々な実施形態においては、画像転送デバイス１２０または他のデバイスによって、これらの画像処理操作のうちいくつかまたは全部を行うことができる。次いで、処理された画像をＩ／Ｏモジュール１３２に送信することができ、このＩ／Ｏモジュール１３２は、印刷操作を予期してキャッシュされるこの実施形態では印刷モジュールとして機能することができる。

Ｉ／Ｏコンポーネント１１２を制御するように構成することができるＩ／Ｏモジュール１３２は、位置決めモジュール１３４から、基準位置に対するＩ／Ｏコンポーネント１１２のプリントヘッド位置を示すことができる位置決め情報を受信することができる。位置決めモジュール１３４は、１つまたは複数のナビゲーション用のセンサ１３８を制御して、基準位置に対するＩＴデバイス１０４の増分移動を追跡するためにナビゲーション用の測定値を取得することができる。

いくつかの実施形態において、ナビゲーション用の測定値は、ＩＴデバイス１０４に隣接する媒体のナビゲーション用の画像であってよい。これらの実施形態において、ナビゲーション用のセンサ１３８は、１つまたは複数の画像ナビゲーション用のセンサを含むことができる。画像ナビゲーション用のセンサは、光源（たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザなど）と、ＩＴデバイス１０４が媒体の上を移動するにつれて隣接する媒体の一連のナビゲーション用の画像を捕捉するように設計される光電子センサとを含むことができる。本発明の様々な実施形態によると、ナビゲーション用のセンサ１３８は、当該技術ではＩＲカメラとしても知られる赤外線相補型金属酸化膜半導体（ＩＲ ＣＭＯＳ）センサを含む。

位置決めモジュール１３４は、ナビゲーション用の画像を処理して媒体の構造的な変動を検出することができる。連続する画像の構造的変動の動きは、媒体に対するＩＴデバイス１０４の動きを示すことができる。この相対運動を追跡することにより、ナビゲーション用のセンサ１３８の正確な位置決めが容易に決定できるようになる。ナビゲーション用のセンサ１３８と、Ｉ／Ｏコンポーネント１１２との構造的な関係は、固定されていてよい。それによってＩ／Ｏコンポーネント１１２の正確な場所を計算することができるようになる。

ナビゲーション用のセンサ１３８は、所望の精度で画像変換デバイス１０４の移動を追跡するのに十分な操作特性を有することができる。一実施例において、画像ナビゲーション用のセンサは、１秒間に約２０００フレームを処理することができ、各フレームは、３０×３０画素の方形アレイを含む。各画素は、たとえば、６４個の異なる階調の様式を識別することができる６ビットグレースケール値を検出することができる。

Ｉ／Ｏモジュール１３２が位置決め情報を受信すると、プリントヘッドの場所を、対応する場所を有する処理された画像の一部分と連係させることができる。次いで、このＩ／Ｏモジュールは、ＩＴデバイス１０４に隣接する媒体に印刷物質を堆積させて処理された画像の対応する部分を表現する方法で、Ｉ／Ｏコンポーネント１１２のプリントヘッドを制御することができる。

プリントヘッドは、液体のインク滴を噴出するように設計され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とすることができる。容器またはカートリッジに含まれ得るインクは、黒および／または多くの様々な色のうちいずれかとすることができる。通常のフルカラーインクジェットプリントヘッドは、シアンインク、マゼンタインク、黄色インクおよび黒色インク用の複数のノズルを有することができる。その他の実施形態は、その他の印刷技法（たとえば、レーザまたはＬＥＤプリンタのようなトナーベースのプリンタ、固体インクプリンタ、昇華型プリンタ、ソリッドインクプリンタなど）を利用することができる。

ＩＴ操作がスキャン操作を含む実施形態において、Ｉ／Ｏモジュール１３２は、画像捕捉モジュールとして機能することができ、Ｉ／Ｏコンポーネント１１２の１つまたは複数の光学画像センサと通信可能に結合することができる。複数の個別のセンサ素子を含むことができる光学画像センサは、ＩＴデバイス１０４に隣接する媒体の複数の表面画像を捕捉するように設計することができる。複数の表面画像は、個々に、コンポーネント表面画像と呼ぶことができる。Ｉ／Ｏモジュール１３２は、複数のコンポーネント表面画像を合成することによって、複合画像を生成することができる。Ｉ／Ｏモジュール１３２は、位置決めモジュール１３４から位置決め情報を受信して、コンポーネント表面画像を複合画像に容易に構成できるようにすることができる。

画像ナビゲーション用のセンサと比較すると、光学画像センサは、より高い解像度、小さな画素サイズ、および／または高い要光量を有することができる。画像ナビゲーション用のセンサは、画像の下にある媒体の構造について詳細を取得するように構成することができるが、光学画像センサは、媒体自体の表面の画像を捕捉するように構成することができる。

ＩＴデバイス１０４がフルカラー画像をスキャンできる実施形態において、光学画像センサは、様々な色をスキャンするように設計されるセンサ素子を有することができる。

続いて、ＩＴデバイス１０４によって取得された複合画像を、たとえば、電子メール、ファックス、ファイル転送プロトコルなどによって、画像転送デバイス１２０に送信することができる。付加的には／代替的には、後で行われる閲覧、伝送、印刷などのために、複合画像をＩＴデバイス１０４によってローカルに保存することできる。

複合画像取得に加えて（またはその代わりに）、位置決めモジュール１３４を較正するために、画像捕捉モジュールを利用することができる。様々な実施形態では、コンポーネント表面画像（複合画像として個別か、いくつかのグループか、または集合的かにかかわらず）を、画像処理モジュール１２８によってもたらされた処理された印刷画像と比較して、累積された位置決めエラーを修正し、および／または位置決めモジュール１３４が基準ポイントの追跡を失敗する事象において位置決めモジュール１３４を再設定することができる。たとえば、ＩＴデバイス１０４がＩＴ操作中に媒体から取り除かれると、このようなことが生じることがある。

ＩＴデバイス１０４は、制御ブロック１０８に結合された電源１５０を含むことができる。電源１５０は、モバイル電源（たとえばバッテリ、再充電可能なバッテリ、太陽エネルギーによる電源など）とすることができる。他の実施形態において、電源１５０は、付加的には／代替的には、別のコンポーネント（たとえば、画像転送デバイス１２０、交流（ＡＣ）出力に結合された電源コードなど）によって提供される電力を調整することができる。

図２は、本発明の様々な実施形態によるＩＴデバイス２００の底部平面図である。ＩＴデバイス１０４と実質的に交換可能であり得るＩＴデバイス２００は、第１のナビゲーション用のセンサ２０４と、第２のナビゲーション用のセンサ２０８と、プリントヘッド２１２を有することができる。用途に応じて、もっと多くのナビゲーション用のセンサを含んでよいことも、もっと少数のナビゲーション用のセンサを含んでよいことも、当業者に理解されるであろう。

位置決めモジュール、たとえば位置決めモジュール１３４がナビゲーション用のセンサ２０４および２０８を利用して、プリントヘッド２１２に関する位置決め情報を決定することができる。上述のように、プリントヘッド２１２と、ナビゲーション用のセンサ２０４および２０８との位置関係を固定してよい。これにより、ナビゲーション用のセンサ２０４および２０８によって得られた情報を通じて、プリントヘッド２１２の位置決めが容易になる。

プリントヘッド２１２は、異なるカラーインク用の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とすることができる。具体的には、図２に示すように、プリントヘッド２１２は、シアン色インク用のノズル列２１２ｃと、マゼンタ色インク用のノズル列２１２ｍと、黄色インク用のノズル列２１２ｙと、黒色インク用のノズル列２１２ｋとを有することができる。

図２に示されるノズル列２１２ｃ、２１２ｍ、２１２ｙおよび２１２ｋは、それぞれの色にしたがって列状に配置されるが、その他の実施形態は、媒体の上をＩＴデバイス２００が自然に動くことによって、媒体上に適切な量の適当な色のインクが堆積する機会を増やすことができる方法で、異なる色のノズルを混合することができる。

別の実施形態では、ＩＴデバイス２００は、これらのノズル列に隣接して光学画像センサを含むことができる。

図３は、本発明の様々な実施形態によるＩＴデバイス２００の頂部平面図である。ＩＴデバイス２００は、ＩＴデバイス２００を使用することによって有効になる機能を提供するために、様々なユーザ入力／出力を有することができる。ＩＴデバイス２００の基本的な機能のうちいくつかを提供するために使用できる入力／出力のいくつかの例は、印刷および／またはスキャン操作を開始／再開するためのＩＴ制御入力３０４ならびにディスプレイ３０８を含むが、これらを含むとは限られない。

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などとすることができ、様々な情報をユーザに提供することができる。それらの情報は、ＩＴデバイス２００の現在の操作状況（たとえば、印刷中、スキャン中、印刷準備済み、スキャン準備済み、画像データの受信中、画像データの送信中など）、バッテリ電力、エラー（たとえば、位置決めエラー／印刷エラー／スキャンエラーなど）、指示（たとえば、「ＩＴ操作を開始する前に媒体上にＩＴデバイスを置いて下さい」など）に関することができる。ディスプレイ３０８が対話型ディスプレイの場合、ＩＴ制御入力３０４に加えて、またはＩＴ制御入力３０４の代わりに制御インターフェースを提供することができる。

図４は、本発明の様々な実施形態によるＩＴデバイス２００の位置決め操作を示すフローチャート４００である。ブロック４０４において、位置決め操作は、印刷操作の開始、たとえばＩＴ制御入力３０４を作動させること、から始めることができる。ブロック４０８において、ＩＴデバイス２００内の位置決めモジュールは、基準位置を設定することができる。ＩＴ操作の初めに、ＩＴデバイス２００を媒体の上に置いたときに、基準位置が設定されてよい。ＩＴデバイス２００が定位置に置かれた後に、ＩＴ制御入力３０４を作動させるようにユーザに指示することによって、および／またはＩＴデバイス２００の適切な配置を、位置決め操作を開始する前の状態として扱うことによって、確実に基準位置を設定することができる。いくつかの実施形態において、ナビゲーション用のセンサ２０４および／または２０８ならびに／あるいはいくつかのその他のセンサ（たとえば、近接センサ）を通じて、ＩＴデバイス２００の適切な配置を自動的に決定することができる。

ブロック４０８で基準位置が設定されると、位置決めモジュールは、ブロック４１２において、位置決め情報、たとえば基準位置からの平行移動変化または回転変化を、ナビゲーション用のセンサ２０４および２０８を用いて決定することができ、決定された位置決め情報をＩ／Ｏモジュールへ送信することができる。２次元座標系に沿ったナビゲーション用のセンサの位置の増分変化（たとえばΔｘおよびΔｙ）を追跡することによって、平行移動変化を決定することができる。回転変化は、たとえばｙ軸に対するＩＴデバイス２００の角度の変化（たとえばΔΘ）を指す。ナビゲーション用のセンサ２０４および２０８によって取られた連続するナビゲーション用の測定値と比較して位置決めモジュールによって、これらの平行移動変化および／または回転変化を決定し、これらの移動を検出することができる。図５およびそれに対応する議論を参照して、さらにこのプロセスを説明することができる。

本発明の諸実施形態は、ＩＴデバイスを２次元座標系内で追跡することについて議論するが、その他の実施形態は、３次元座標系内で追跡することを含んでもよい。

図５は、本発明の諸実施形態によるＩＴデバイス２００の位置決め操作のグラフである。開始時、たとえばｔ＝０では、センサ２０４および２０８は、２０４（ｔ＝０）および２０８（ｔ＝０）によってそれぞれ示される開始位置にあり得る。連続する時間間隔（たとえば、ｔ＝１〜４）にわたって、センサ２０４および２０８を、２０４（ｔ＝４）および２０８（ｔ＝４）でそれぞれ示される終了位置まで移動させることができる。この実施形態の記述で使用される場合、「開始位置」および「終了位置」は、この特定の操作に関してのみ使用され、印刷操作、または、ましてやその他の位置決め操作の開始または終了に必ずしも関するものではない。

センサ２０４および２０８が移動するのにともない、示された時間間隔たとえばｔ＝０〜４の各々で、ナビゲーション用の測定値を捕捉することができる。この捕捉周期は、たとえば位置決めモジュールから送信される捕捉信号を一緒に結線接続することによって、センサ２０４とセンサ２０８との間で同期させることができる。設定された時間周期、検出された動き、またはその他のトリガに基づいて、捕捉周期を変化させ、決定することができる。いくつかの実施形態において、センサ２０４および２０８はそれぞれ、異なる捕捉周期を有し、この捕捉周囲は異なるトリガに基づいても、異なるトリガに基づかなくてもよい。

位置決めモジュールが捕捉されたナビゲーション用の測定値を使用して、基準位置（たとえば、センサ２０４（ｔ＝０）およびセンサ２０８（ｔ＝０））に対するＩＴデバイス２００の平行移動、ならびにＩＴデバイス２００の回転を決定することができる。いくつかの実施形態において、第１のセンサたとえばセンサ２０４からのナビゲーション用の測定値を分析することによって、デバイス２００の平行移動を決定することができ、第２のセンサたとえばセンサ２０８からのナビゲーション用の測定値を分析することによって、デバイス２００の回転を決定することができる。具体的には、いくつかの実施形態によると、センサ２０８によって提供されたナビゲーション用の測定値から導かれる平行移動情報を、センサ２０４によって提供されたナビゲーション用の測定値から導かれる平行移動情報と比較することによって、ＩＴデバイス２００の回転を決定することができる。ＩＴデバイス２００の平行移動と回転を両方とも決定することにより、プリントヘッド２１２の全てのノズルを正確に位置決めできるようにすることができる。

センサ２０４および２０８の平行移動は、ワールド空間（ｗ−ｓ）座標系、たとえばデカルト座標系内の状況について決定することができる。具体的には、平行移動値は、ｗ−ｓ座標系の２次元（たとえば、図５に示されるｘ軸およびｙ軸）に対して決定することができる。たとえば、位置決めモジュールは、時間０から時間４までのセンサ２０４および２０８の総平行移動を決定するために、連続する時間周期の間の増分ΔｘおよびΔｙを累積することができる。センサ２０４の累積変化は、Δｘ_１およびΔｙ_１で示すことができ、センサ２０８の累積変化は、Δｘ_２およびΔｙ_２で示すことができる。センサ２０４とセンサ２０８との間の距離は、距離ｄとすることができる。次いで、次の式で、ＩＴデバイス２００の回転Θを決定することができる。

いくつかの実施形態において、各センサ２０４および２０８は、それぞれの座標系内の増分デルタ値を報告することができ、次いで、その増分デルタ値をｗ−ｓ座標系にマッピングしてｗ−ｓ平行移動値および／またはｗ−ｓ回転値を提供することができる。式１からわかるように、回転Θは、部分的には、ａｒｃｓｉｎ値の分母に距離ｄを代入することによって導き出すことができる。したがって、距離ｄが大きいと、所与のセンサ解像度について回転Θをより正確に決定できるようになる。したがって、ＩＴデバイス２００を設計する際に、距離ｄを、センサ２０４および２０８からのデータ出力の解像度に少なくとも部分的に基づいて確立することができる。たとえば、センサ２０４および２０８が１インチ（約２．５４ｃｍ）あたり約１６００カウントの解像度を有する場合、距離ｄは、約２インチ（約５．０８ｃｍ）とすることできる。このような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を、約０．０１７９度まで信頼性を持って計算することができる。

図２に示される実施形態は、プリントヘッド２１２の第１の側面に配置されたセンサ２０４および２０８を示すが、所望の距離ｄを維持したままで、他の構成を使用することもできる。たとえば、センサ２０４および２０８は、プリントヘッド２１２の反対側の側面に配置してもよい。特定の実施形態の目的に基づいて、使用される構成を選択することができる。たとえば、プリントヘッド２１２の同じ側面にセンサ２０４とセンサ２０８を両方とも設けることで、印刷時にセンサ２０４および２０８がインクで汚染される可能性を制限できる場合がある。また、同じ領域に２度目の印刷経路が形成される前に、媒体上でインクが乾くための時間をより多く確保することができる。上記の同じ領域において、部分的に印刷された部分をユニットが通過するときに、媒体がぬれていると、濡れた媒体が引きずられ易くなる。別の実施例では、センサ２０４および２０８をプリントヘッド２１２の対向する側面に配置すると、媒体の縁部を容易に検出できるようにすることができる。

再び図４を参照すると、ブロック４１２における位置決定に続いて、ブロック４１６において、位置決めモジュールは、位置決め操作が完了したかどうかを判定することができる。位置決め操作がまだ完了していないことが判定された場合、操作はブロック４１２に戻る。位置決め操作が終わったことが判定された場合には、操作はブロック４２０で終了する。位置決め操作の終了を、図１１を参照して本明細書でさらに説明される印刷操作の終了と結び付けることができる。

本発明の様々な実施形態によると、たとえば紙媒体上の黄色または赤外線のような肉眼では見えないマーキングの技法を用いて予めマークが付けられた（予めタグを付けられた）紙を、印刷媒体として使用する。この予めタグを付けられた媒体は、その表面に符号化されたマークまたはタグを有し、それによって、データが媒体上に符号化され、実際の位置に対しての絶対Ｘ、Ｙ位置情報を提供する。位置データを復号化または決定するためには、ナビゲーション用のセンサ２０４および２０８は、絶対Ｘ、Ｙ位置データを抽出するために、予めタグを付けられた媒体上の符号化された情報を読み取ることができるＣＭＯＳセンサである。したがって、本発明のこの実施形態は、媒体上の符号化されたマークを捕捉できる光の波長に調整されたＣＭＯＳ画像センサを使用し、このＣＭＯＳ画像センサは、ＩＴデバイス２００の移動中に、媒体上に符号化されている絶対Ｘ、Ｙ位置情報を読み取ることができる。この実施形態により、ＩＴデバイス２００は、各位置測定に関する絶対位置情報を抽出できるようになる。この種の手法を用いると、位置エラーは、一般的には累積しない。光学的なナビゲーションの技法を使用する諸実施形態の場合、この実施形態は、２つのセンサ２０４および２０８を使用する構成をさらに含み、これらのセンサの各々は、絶対Ｘ、Ｙ位置データを提供し、次いで、この絶対Ｘ、Ｙ位置データは印刷をサポートするために必要とされるプリントヘッド位置の角度精度を計算するために使用される。さらに、ＩＴデバイス２００の速度も、位置の変化と、位置の変化に必要とされる時間とを計算することによって決定することができる。

したがって、この種の実施形態においては、印刷媒体に、タグの情報を予め印刷しておく必要がある。様々な実施形態によると、マークの情報は赤外線符号化されており、したがってナビゲーション用のセンサ２０４および２０８は、ＩＲ照明の下でのみ読み取ることができる（したがって肉眼では見えない）ＩＲ読取り用の記号を捕捉できるＩＲ ＣＭＯＳ画像センサである。ＩＲ読取り用の記号またはタグの情報を、規則的なパターンおよびデジタルに符号化されたデータのフィールドから構成することができる。規則的なパターンを使用して、規模の小さな位置オフセットおよび回転を決定することができる。データは、媒体上に絶対位置を提供することができる。ＩＲ ＣＭＯＳセンサと予めタグ付けられた紙の技法の一例は、オーストラリアのシドニーにあるＳｉｌｖｅｒｂｒｏｏｋ ｒｅｓｅａｒｃｈによって提供される。図６は、ＩＲ読取り用タグのパターンの一例を示す。センサ２０４とセンサ２０８の各々の全体的な位置および角度を算出するために、予め印刷されたタグが処理される。２つのセンサ２０４および２０８の位置情報を使用して、ＩＴデバイス２００の印刷システムの複合位置および回転を生成する。図６のタグは拡大されていることを理解されたい。実際の使用時には、タグは、ＩＲスペクトルでは吸収するが、可視スペクトルでは吸収しないインクで印刷され、肉眼では見えないマークが付けられる。

センサ２０４および２０８によってもたらされた位置情報は印刷媒体に対して絶対的なので、最終的な位置情報を決定するための処理はほとんど必要とされない。様々な実施形態によると、センサ２０４および２０８からの位置データは、１６．１６整数データのそれぞれのデバイスにおける形式に合わせて調整されてよい。この１６．１６整数データは、印刷システムの解像度に対応させるために１インチ（約２．５４ｃｍ）の３００分の１単位の位置である。２つの位置を平均化して、センサ２０４および２０８の両方からデータが最終位置に組み込まれる。平均化により、位置ノイズが低減される。結果として得られた位置に関するデータは、２つのセンサ２０４とセンサ２０８のそれぞれの中心の中間点である。本発明の様々な実施形態によると、ＩＴデバイス２００の印刷システムは、ミリ秒毎にあるいはそれよりも短い時間毎に新しい位置データを必要とするので、中間位置が予測される。単純な１次予測補間により、合理的な結果を得ることができる。最後に測定された２つの位置を使用して、ＸとＹの導関数を計算することができる。以下の式によって、補間点を計算することができる。

速度および加速度の変化を取り扱うために、２次元のパラメトリック曲線を表す関数を使用することができる。２次元のパラメトリック曲線は、時間（ｔ）をパラメータ値としたパラメータ方程式として、ＩＴデバイス２００の動きを記述する。

式５および式６により、双三次スプライン（BiCubic Spline）、２次元のパラメトリック曲線の形式が表される。式５および式６において、係数は、開始位置（Ｄ）、速度（Ｃ）、加速度（Ｂ）ならびにＸ軸およびＹ軸における加速度の変化率（Ａ）に対応する。これらは、式５および式６に関する係数を決定するための数多くの方法が当該分野で知られている。１つのよく知られる方法であるキャットマルロム（Catmull-Rom）の双三次スプラインは、得られた式が入力制御点を確実に含むという利点を提供する。

図７を参照すると、３次方程式を用いて、２つの式に関する４つの係数全てを確立するために、一般的には、４つの点が必要とされる。Ｘ軸およびＹ軸は、別々に取り扱うことができる。等しい時間間隔で、サンプル点を取ることができる。これにより、曲線の弧の長さを正確に解釈することが保証しやすくなる。曲線上に様々な間隔で点が存在する場合、次いで正しい予測結果をもたらすためには、時間領域を別々に平滑化しなければならない。

キャットマルロム（Catmull-Rom）の双三次スプライン関数の係数の助けにより、サンプリングされた履歴が上述の式によって規定される曲線７００に含まれることが保証されても、曲線の予測経路部分７０２は、実際の経路と必ずしも正確には整合しない。この実施形態の性能を評価するために、ｔ＋４ｅにおける予測された次のサンプル７０４を、センサ２０４および２０８のうち少なくとも１つによって測定された次の実際の位置と比較することができる。

ＩＴデバイス２００の角度を計算するために、まず、Ｘ位置およびＹ位置の差を決定することできる。Ｘの差を、Ｙの差で除算する。これを達成するために、ＸおよびＹの値を調節して、位置決めモジュール１３４に特有であり得る限定された３２ビット整数演算に対して最も有利となるようにすることができる。

様々な実施形態によると、比Ｘ／Ｙを使用して、たとえば、表を参照することによって、逆正接を決定することができる。表を参照した結果は、符号化されたタグの情報のうち、印刷媒体の上に予め印刷された格子に対するＩＴデバイス２００の角度である。この表は、記憶場所（location）の長さが１６Ｋ（Ｋ＝１０２４）の表において、０から４５度の範囲で表されてよい。また、Ｘ値がＹ値よりも大きいときには、この比をＹ／Ｘと表すことができる。これにより、比の範囲は１未満の数値に限定され、角度が９０度および２７０度に近付いたときに０で割られるという特異性が回避される。図８は、逆正接比に関する領域を表す。

位置情報および角度情報を使用して、ＩＴデバイス２００、したがってプリントヘッド２１２の位置が、従来の光学的なナビゲーションを基礎にしたシステムに基づいて、図５を参照して前述された同じ２次元の空間回転によって決定される。

その結果、ＩＴデバイス２００の印刷の位置が印刷媒体に固定される。ページ上の画像の開始位置を移動させるために、開始位置は、図４を参照して前述されたように、印刷を開始する直前に捕捉される。この開始位置を絶対位置から差し引くことにより、印刷媒体上のいずれの場所にも画像を配置することができるようになる。変わった角度で印刷するために、ＩＴデバイス２００の初期角度を捕捉することができる。印刷のオフセット角が０でないとき、位置情報を回転させて印刷媒体上の画像の回転に影響を与えなければならない。

位置情報が印刷システムに搬送される前に、画像の初期または開始位置を中心にして、その位置を回転させる。結果は、印刷に関する位置および角度である。

便宜上、この角度を、０、９０、１８０および２７０度のオフセット量に素早く決定してよい。このようにするために、強制的に、この角度を上記の４つの角度のうち１つにすることができる。この角度が９０度ごとの角度に近い狭い範囲内のときに、上記の「素早い決定」が生じる。

位置決めモジュール１３４によってＩＴデバイス２００の位置および角度を計算した後、この情報をプリントヘッド２１２に送り、それにより画像に対する各ノズルの位置を計算し、適切なノズルを噴射させることができる。

図９および図１０を参照すると、本発明の様々な実施形態による、入力装置９００が示される。この実施形態は、従来の機械的マウス手法に基づき、ボール９０２を含み、このボールは、ＣＭＯＳ画像センサ９０６によって読み取られる表面に、情報が符号化されたマーク９０４を含み、ＣＭＯＳ画像センサは、当該分野で知られるような光源とセンサを両方とも含む。マーク９０４は、ＣＭＯＳ画像センサ９０６によって読み取られる絶対位置情報を含み、それによりボール９０２の縦軸位置および横軸位置に関する絶対位置情報が提供される。様々な実施形態によると、精度を高めるために、２つのＣＭＯＳ画像センサ９０６を備えることができる。所望に応じて、より多くのＣＭＯＳ画像センサ９０６を備えてもよい。

この実施形態では、媒体が符号化されたマークを含む実施形態では媒体上にあるのが望ましい、符号化されたマークは媒体上にある必要はない。ボール９０２は、ボール９０２を機械的に挟み込むもの（a mechanical "sandwich"）を介して、入力装置９００内に保持される。これにより、ボール９０２は自由に回転できる。ボール９０２を機械的に挟み込むものは、直線運動をシステムに結合させる。様々な実施形態によると、この構成は、ボール９０２を安定化させ、ＩＴデバイス２００内の定位置に保持するのを補助するためにフレーム９０８を含む。フレーム９０８と協働して移動可能に支持するために、３つのベアリング９１０が設けられる。このように構成することにより、ユーザに触覚フィードバックを与えるためだけでなく、印刷媒体からＩＴデバイス２００が持ち上げられるときにボール９０２がランダムに移動しないようにするために、一定レベルの摩擦で、ボールがフレーム９０８で自由に動けるようにする。

様々な実施形態によると、ボール９０２に隣接してクリーニングブラケット９１２を設けることができるが、このクリーニングブラケット９１２は、絶えずボール９０２を掃除して、ナビゲーションの結果に悪影響を与えることがある汚染物質を取り除くクリーニング材料を備えることができる。クリーニングブラケット９１２は、ボール９０２の一部分を取り囲む単一デバイスであってよく、あるいは、複数のデバイスから構成されてもよい。

前述の諸実施形態のように、所与のＸ、Ｙ位置に関連付けられた角度情報を計算するために、（２つのナビゲーション用のセンサ２０４および２０８の代わりに）２つの入力構成９００が含まれる。様々な実施形態によると、媒体表面への接触点として作用し、位置決め精度を高めるために、４つの入力構成９００が使用される。これにより、ナビゲーションおよび印刷が行われる表面に対して、印刷操作を平坦に保つための方法が提供される。上述のとおり、必要があれば、入力構成９００のうちの２つのみが、ＣＭＯＳ画像センサ９０６を備えることで、表面移動を検出して、ボールの実際のＸ，Ｙ位置のデータを報告することができる。次いで、ＩＴデバイス２００のＸ、Ｙ位置、角度および／または速度が、ＣＭＯＳ画像センサ９０６によって入力構成９００のボール９０２上のマークを読み取ることによって、数学的に決定される。これは図６〜図８を参照して、位置情報で符号化された予めタグを付けられた媒体を読み取ることについて、前述したものと同様である。

様々な実施形態によると、ボール９０２のマークを、所与のＣＭＯＳ画像センサ９０６、光源および画像センサの両方に関する特性と整合させることができる。このような最適化は、ボール９０２自体にペイントされた、あるいはボール９０２自体の内部に埋め込まれた認識可能なパターンの形態をとることができる。この最適化は、調整された光源および画像センサを必要とする場合がある。精巧なナビゲーション用のセンサ素子がＩＴデバイス２００ハウジングによって保護されていることを考えれば、調整された光源および画像センサは、所与の現在のデバイスにおける符号化技術に比べて、より精巧となることがある。

デバイス２００は、入力構成９００ならびにナビゲーション用のセンサ２０４および２０８とともに構成することができ、それにより、ＩＴデバイス２００は、図６〜図１０を参照して説明された方法うち１つまたは複数を、所望に応じて別々にあるいは同時に使用することにより、ＩＴデバイス２００の位置、角度および／または速度を決定することができることを当業者は理解するであろう。

図１１は、本発明の様々な実施形態によるＩＴデバイス２００の印刷操作を示すフローチャート１１００である。印刷操作は、ブロック１１０４で開始することができる。印刷モジュールは、ブロック１１０８で、画像処理モジュールから処理された画像を受信する。処理された画像を受信すると、ブロック１１１２において、ディスプレイ３０８は、ＩＴデバイス２００が印刷できる状態であることを示す。

ブロック１１１６において、印刷モジュールは、ユーザから発生した印刷コマンドを受信して、ＩＴ制御入力３０４を作動させることができる。次いで、ブロック１１２０で、印刷モジュールは、位置決めモジュールから位置決め情報を受信することができる。次いで、ブロック１１２４で、印刷モジュールは、印刷物質を所与の位置に堆積させるかどうかを決定することができる。印刷物質を堆積させるかどうかについての決定は、所与の場所に対する総液滴量と以前に堆積された総量の関数とすることができる。

印刷モジュールは、メモリ内の印刷された画像の表示を読み込むことにより、印刷物質を堆積する旨の決定を行うことができる。印刷モジュールが、印刷物質を堆積させるべき旨の決定する場合、堆積された印刷物質の量と場所により、画像表現を修正することができる。印刷モジュールは、修正された表現を使用して、さらなる印刷物質を堆積させる必要があるかどうかを判断することができる。印刷モジュールは、修正された表現を使用して、堆積された印刷物質の量を変えることができる。

ブロック１１２４において、さらなる印刷物質を追加させる必要はないと決定された場合、操作をブロック１１２８に進めて、印刷操作が終了に至ったかどうかを決定する。ブロック１１２４において、さらなる印刷物質が堆積させるべきである旨を決定した場合には、印刷モジュールは、ブロック１１３２で、ノズルに印刷物質を滴下させる制御信号を生成し、プリントヘッドへ送信することによって、適当な量の印刷物質を堆積させることができる。

図からわかるように、印刷モジュールがプリントヘッドを制御して印刷物質を堆積させる前に、ＩＴデバイス２００の平行移動および回転に関する位置決めモジュールの決定が行われる。位置決め情報が印刷決定と関連したままにするためには、位置決め情報の決定が、その決定が基づいているナビゲーション用の測定値の取得後出来る限り速やかに行われるのが望ましいことがある。したがって、その時点まで累積されたデータに基づいて、平行移動計算および回転計算をリアルタイムで行うことができる。回転計算は、上述の従来のスキャンデバイスで行われるように平行移動および画像データの包括的な累積に基づいて、遡及して決定されるものでない。

ブロック１１２８における印刷操作の終了に至ったかどうかの決定は、総印刷量と総予測印刷量の関数とすることができる。いくつかの実施形態では、総印刷量が総予測印刷量より少ない場合であっても、印刷操作の終了に至る場合がある。たとえば、一実施形態は、総印刷量が総予測印刷量の９５％のときに、印刷操作が終了したとみなすことができる。その一方で、残量の配分も、印刷終了の分析に考慮することができる場合がある。たとえば、５％の残量が比較的狭い面積に分配される場合には、印刷操作は完了したとみなすことができない場合がある。

いくつかの実施形態において、ユーザが操作を手動でキャンセルすることによって、印刷ジョブの終了を確立することができる。

ブロック１１２８で印刷操作が完了した旨の決定がされると、印刷操作はブロック１１３６で終了することができる。

ブロック１１２８で印刷操作が完了していない旨の決定がされると、印刷操作は、ブロック１１２０に戻ることができる。

図１２は、様々な実施形態による．制御ブロック、たとえば制御ブロック１０８を実装できるコンピューティングデバイス１２００を示す。図示のように、諸実施形態では、コンピューティングデバイス１２００は、１つまたは複数のプロセッサ１２０４と、メモリ１２０８と、バス１２１２とを含み、これらは図示のようにそれぞれ結合される。さらに、コンピューティングデバイス１２００は、ストレージ１２１６と、互いに結合される１つまたは複数の入出力インターフェース１２２０と、図示される前述のエレメントを含む。コンピューティングデバイス１２００のコンポーネントは、本明細書で説明されるように、ＩＴデバイスの制御ブロックの印刷機能および／または位置決め機能を提供するように設計することができる。

メモリ１２０８およびストレージ１２１６は、具体的には、コード１２２４およびデータ１２２８の一時的なコピーおよび永続的なコピーをそれぞれ含むことができる。コード１２２４は、プロセッサ１２０４がアクセスしたときに、コンピューティングデバイス１２００に、本発明の諸実施形態による制御ブロックの様々なモジュールとともに記載されるような操作を実行させる結果となる複数の命令を含むことができる。処理データ１２２８は、コード１２２４の命令によって作動されるべきデータを含むことができる。具体的には、プロセッサ１２０４がコード１２２４およびデータ１２２８にアクセスすることにより、本明細書に記載されるような印刷操作および／または位置決め操作が容易にできるようになる。

プロセッサ１２０４は、１つまたは複数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）などを含むことができる。

メモリ１２０８は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、動的ＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、静的ＲＡＭ（ＳＲＡＭ）、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、デュアルデータレートＲＡＭ（ＤＤＲＲＡＭ）などを含むことができる。

ストレージ１２１６は、一体型ストレージデバイスおよび／または周辺ストレージデバイス（ディスクおよび関連ドライブ（たとえば、磁気、光学）などが含まれるが、これらには限定されない）、ＵＳＢストレージ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などを含むことができる。ストレージ１２１６は、コンピューティングデバイス１２００の物理的に一部であるストレージリソースとしてもよく、あるいは、コンピューティングデバイス１２００の一部である必要はないが、コンピューティングデバイス１２００によってアクセス可能としてもよい。たとえば、コンピューティングデバイス１２００は、ネットワークを介してストレージ１２１６にアクセスすることができる。

Ｉ／Ｏインターフェース１２２０は、周辺ハードウェア（たとえば、Ｉ／Ｏコンポーネント１１２、ナビゲーション用のセンサ１３８など）および／または遠隔デバイス（たとえば、画像転送デバイス１２０）と通信するように設計されたインターフェースを含むことができる。

様々な実施形態において、コンピューティングデバイス１２００は、より多くの、もしくはより少ないエレメントおよび／または様々なアーキテクチャを有することができる。

本発明の諸実施形態をハンドヘルドのＩＴデバイスについて記載してきたが、諸実施形態の様々な態様をその他のタイプのハンドヘルドのデバイスに応用できることを当業者は理解するであろう。

好ましい実施形態を記述するために、本明細書には、ある特定の実施形態を図示し説明してきたが、同じ目的を達成するために算出された様々な代替的および／または等価の実施形態および実装形態が、本発明の範囲から逸脱することなく、図示され記載された実施形態と置換できることが、当業者には理解されよう。本発明による実施形態は、幅広く様々な方法で実装できることが、当業者には容易に理解できよう。本出願は、本明細書で論じられた実施形態の任意の適応物またはバリエーションを網羅することを意図するものである。したがって、本発明による実施形態が、特許請求の範囲およびその等価物によってのみ限定されるべきであることが、明白に意図される。
（項目２）
ハンドヘルドデバイスであって、
上記デバイスに隣接する表面に関する情報を取得および／または受信するための情報モジュールと、
上記ハンドヘルドデバイスの位置および／または速度のうち少なくとも１つを決定するための位置決定構成と、を備え、上記位置決定構成が、上記デバイスに隣接する上記表面上に配置された表面マーキングおよび／または入力装置上に配置された装置マーキングのうち少なくとも１つに基づいて、上記ハンドヘルドデバイスの上記位置および／または速度を決定するように構成された決定モジュールを含み、上記表面マーキングおよび装置マーキングが、上記ハンドヘルドデバイスに関する絶対位置情報を提供するように構成される、ハンドヘルドデバイス。
（項目３）
上記入力装置が、
フレーム内に支持され、上記装置マーキングを含むローラーボールと、
上記ローラーボールを上記フレーム内に移動可能に支持するための少なくとも３つのベアリングと、
上記装置マーキングを読み取るための少なくとも２つのセンサと、を備える項目１に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目４）
上記少なくとも２つのセンサが、ＣＭＯＳ画像センサを含む、項目２に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目５）
上記入力装置が、上記ローラーボールに隣接するクリーニングブラケットをさらに備える、項目２に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目６）
上記ハンドヘルドデバイスが、少なくとも２つの入力構成を備える、項目２に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目７）
上記ハンドヘルドデバイスが、少なくとも４つの入力構成を備える、項目２に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目８）
上記装置マーキングが、上記ローラーボールの表面にペイントされたパターンを含む、項目２に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目９）
上記装置マーキングが、上記ローラーボールの表面に埋め込まれたパターンを含む、項目２に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目１０）
上記決定モジュールが、隣接する表面から予め印刷されたパターンを読み取るように構成される少なくとも２つの画像センサを備える、項目１に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目１１）
上記少なくとも２つの画像センサが赤外ＣＭＯＳセンサである、項目９に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目１２）
上記ハンドヘルドデバイスがプリンタである、項目１に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目１３）
上記ハンドヘルドデバイスがスキャナである、項目１に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目１４）
上記ハンドヘルドデバイスが、印刷およびスキャンするように構成される画像変換デバイスである、項目１に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目１５）
上記決定モジュールが、上記ハンドヘルドデバイスの予測位置を決定するようにさらに構成される、項目１に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目１６）
上記決定モジュールが、２次元パラメトリック曲線関数を使用して、上記ハンドヘルドデバイスの上記予測位置を決定するように構成される、項目１４に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目１７）
上記２次元パラメトリック曲線関数が、キャットマルロムバイキュービックスプライン関数である、項目１５に記載のハンドヘルドデバイス。
（項目１８）
ハンドヘルドデバイスを表面の上で移動させるステップと、
上記表面および／または入力装置のうち少なくとも１つの上のマーキングを読み取るステップであって、上記マーキングが絶対位置情報を提供するように構成されるステップと、
上記マーキングを読み取るステップに基づいて、上記ハンドヘルドデバイスの位置および／または角度および／または速度のうち少なくとも１つを決定するステップと、を含む方法。
（項目１９）
上記表面上に印刷物質を堆積させるステップをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目２０）
上記印刷物質の堆積レベルを決定するために画像表現を使用するステップをさらに含む、項目１８に記載の方法。
（項目２１）
上記印刷物質を堆積させるときに、修正された画像表現を使用するステップをさらに含む、項目１９に記載の方法。
（項目２２）
上記表面からの情報をスキャンするステップをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目２３）
上記スキャンされた画像から歪みを除去するステップをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２４）
上記スキャンされた情報をスティッチングして完全なスキャン画像を形成するステップをさらに含む、項目２１に記載の方法。
（項目２５）
上記マーキングが、上記入力装置に含まれるトラックボールから読み取られる、項目１７に記載の方法。
（項目２６）
上記ハンドヘルドデバイスを移動したときに、トラックボールをクリーニングするステップをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目２７）
上記マーキングが、上記表面から読み取られる、項目１７に記載の方法。
（項目２８）
上記マーキングが、上記表面および上記入力装置に含まれるトラックボールから読み取られる、項目１７に記載の方法。
（項目２９）
上記ハンドヘルドデバイスの予測位置を決定するステップをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目３０）
上記予測位置が、２次元パラメトリック曲線関数を使用して決定される、項目２８に記載の方法。
（項目３１）
上記２次元パラメトリック曲線関数が、キャットマルロムバイキュービックスプライン関数である、項目２９に記載の方法。

Claims (10)

1. 手持ち式のデバイスであって、
   媒体の表面に存在する情報を取得する情報モジュールと、
   前記デバイスの位置を決定する位置決定モジュールと、
   フレームと、
   前記フレームに支持されて前記フレーム内で回転するボールと、
   前記ボールの表面を読み取るセンサと、
   を備え、
   前記ボールの前記表面には、前記ボールの前記表面上の位置に関する絶対位置情報を提供するマークが配され、
   前記位置決定モジュールは、
   前記デバイスの移動中に前記センサにより読み取られた前記マークの提供する前記絶対位置情報に基づいて、前記媒体上における前記デバイスの表面移動量を検出し、
   検出された前記デバイスの前記表面移動量と、前記媒体上の予め設定された基準位置とに基づいて、前記デバイスの前記媒体上の位置を決定し、
   前記位置決めモジュールは、検出された動きに基づいて捕捉周期を変化させ、決定する、
   デバイス。
2. 手持ち式のデバイスであって、
   前記デバイスにより媒体の表面に表現されるべき情報を取得する情報モジュールと、
   前記デバイスの位置を決定する位置決定モジュールと、
   フレームと、
   前記フレームに支持されて前記フレーム内で回転するボールと、
   前記ボールの表面を読み取るセンサと、
   を備え、
   前記ボールの前記表面には、前記ボールの前記表面上の位置に関する絶対位置情報を提供するマークが配され、
   前記位置決定モジュールは、
   前記デバイスの移動中に前記センサにより読み取られた前記マークの提供する前記絶対位置情報に基づいて、前記媒体上における前記デバイスの表面移動量を検出し、
   検出された前記デバイスの前記表面移動量と、前記媒体上の予め設定された基準位置とに基づいて、前記デバイスの前記媒体上の位置を決定し、
   前記位置決めモジュールは、検出された動きに基づいて捕捉周期を変化させ、決定する、
   デバイス。
3. 手持ち式のデバイスであって、
   媒体の表面に存在する情報及び前記デバイスにより前記媒体の表面に表現されるべき情報を取得する情報モジュールと、
   前記デバイスの位置を決定する位置決定モジュールと、
   フレームと、
   前記フレームに支持されて前記フレーム内で回転するボールと、
   前記ボールの表面を読み取るセンサと、
   を備え、
   前記ボールの前記表面には、前記ボールの前記表面上の位置に関する絶対位置情報を提供するマークが配され、
   前記位置決定モジュールは、
   前記デバイスの移動中に前記センサにより読み取られた前記マークの提供する前記絶対位置情報に基づいて、前記媒体上における前記デバイスの表面移動量を検出し、
   検出された前記デバイスの前記表面移動量と、前記媒体上の予め設定された基準位置とに基づいて、前記デバイスの前記媒体上の位置を決定し、
   前記位置決めモジュールは、検出された動きに基づいて捕捉周期を変化させ、決定する、
   デバイス。
4. 手持ち式のデバイスであって、
   媒体の表面に存在する情報を取得する情報モジュールと、
   前記デバイスの位置を決定する位置決定モジュールと、
   フレームと、
   前記フレームに支持されて前記フレーム内で回転するボールと、
   前記ボールの表面を読み取るセンサと、
   を備え、
   前記ボールの前記表面には、前記ボールの前記表面上の位置に関する絶対位置情報を提供するマークが配され、
   前記位置決定モジュールは、
   前記デバイスの移動中に前記センサにより読み取られた前記マークの提供する前記絶対位置情報に基づいて、前記媒体上における前記デバイスの表面移動量を検出し、
   検出された前記デバイスの前記表面移動量と、前記媒体上の予め設定された基準位置とに基づいて、前記デバイスの前記媒体上の位置を決定し、
   総印刷量を総予測印刷量で除した値が予め定められた値よりも多く、かつ、総予測印刷量から総印刷量を減じた量が予め定められた領域より広い面積に分配される場合に、印刷を終了する、
   デバイス。
5. 手持ち式のデバイスであって、
   前記デバイスにより媒体の表面に表現されるべき情報を取得する情報モジュールと、
   前記デバイスの位置を決定する位置決定モジュールと、
   フレームと、
   前記フレームに支持されて前記フレーム内で回転するボールと、
   前記ボールの表面を読み取るセンサと、
   を備え、
   前記ボールの前記表面には、前記ボールの前記表面上の位置に関する絶対位置情報を提供するマークが配され、
   前記位置決定モジュールは、
   前記デバイスの移動中に前記センサにより読み取られた前記マークの提供する前記絶対位置情報に基づいて、前記媒体上における前記デバイスの表面移動量を検出し、
   検出された前記デバイスの前記表面移動量と、前記媒体上の予め設定された基準位置とに基づいて、前記デバイスの前記媒体上の位置を決定し、
   総印刷量を総予測印刷量で除した値が予め定められた値よりも多く、かつ、総予測印刷量から総印刷量を減じた量が予め定められた領域より広い面積に分配される場合に、印刷を終了する、
   デバイス。
6. 手持ち式のデバイスであって、
   媒体の表面に存在する情報及び前記デバイスにより前記媒体の表面に表現されるべき情報を取得する情報モジュールと、
   前記デバイスの位置を決定する位置決定モジュールと、
   フレームと、
   前記フレームに支持されて前記フレーム内で回転するボールと、
   前記ボールの表面を読み取るセンサと、
   を備え、
   前記ボールの前記表面には、前記ボールの前記表面上の位置に関する絶対位置情報を提供するマークが配され、
   前記位置決定モジュールは、
   前記デバイスの移動中に前記センサにより読み取られた前記マークの提供する前記絶対位置情報に基づいて、前記媒体上における前記デバイスの表面移動量を検出し、
   検出された前記デバイスの前記表面移動量と、前記媒体上の予め設定された基準位置とに基づいて、前記デバイスの前記媒体上の位置を決定し、
   総印刷量を総予測印刷量で除した値が予め定められた値よりも多く、かつ、総予測印刷量から総印刷量を減じた量が予め定められた領域より広い面積に分配される場合に、印刷を終了する、
   デバイス。
7. 手持ち式のデバイスを媒体の表面の上で移動させるステップと、
   前記デバイスの前記媒体上の位置を決定するステップと、
   を有し、
   前記デバイスは、
   フレームに支持されて前記フレーム内で回転するボールと、
   前記ボールの表面を読み取るセンサと、
   を備え、
   前記ボールの前記表面には、前記ボールの前記表面上の位置に関する絶対位置情報を提供するマークが配され、
   前記デバイスの前記媒体上の位置を決定するステップは、
   前記デバイスの前記移動中に前記センサにより読み取られた前記マークの提供する前記絶対位置情報に基づいて、前記媒体上における前記デバイスの表面移動量を検出するステップと、
   検出された前記表面移動量と、前記媒体上の予め設定された基準位置とに基づいて、前記デバイスの前記媒体上の位置を決定するステップと、
   を含み、
   前記位置を決定するステップは、検出された動きに基づいて捕捉周期を変化させ、決定するステップを含む、
   方法。
8. 手持ち式のデバイスを媒体の表面の上で移動させるステップと、
   前記デバイスの前記媒体上の位置を決定するステップと、
   を有し、
   前記デバイスは、
   フレームに支持されて前記フレーム内で回転するボールと、
   前記ボールの表面を読み取るセンサと、
   を備え、
   前記ボールの前記表面には、前記ボールの前記表面上の位置に関する絶対位置情報を提供するマークが配され、
   前記デバイスの前記媒体上の位置を決定するステップは、
   前記デバイスの前記移動中に前記センサにより読み取られた前記マークの提供する前記絶対位置情報に基づいて、前記媒体上における前記デバイスの表面移動量を検出するステップと、
   検出された前記表面移動量と、前記媒体上の予め設定された基準位置とに基づいて、前記デバイスの前記媒体上の位置を決定するステップと、
   総印刷量を総予測印刷量で除した値が予め定められた値よりも多く、かつ、総予測印刷量から総印刷量を減じた量が予め定められた領域より広い面積に分配される場合に、印刷を終了するステップと、
   を含む、
   方法。
9. 手持ち式のデバイスであって、フレームに支持されて前記フレーム内で回転するボールと、前記ボールの表面を読み取るセンサと、前記デバイスを制御するプロセッサとを備え、前記ボールの前記表面には、前記ボールの前記表面上の位置に関する絶対位置情報を提供するマークが配される手持ち式のデバイスの前記プロセッサに、
   前記デバイスを媒体の表面の上で移動させる間に前記センサにより読み取られた前記マークの提供する前記絶対位置情報に基づいて、前記媒体上における前記デバイスの表面移動量を検出するステップと、
   検出された前記表面移動量と、前記媒体上の予め設定された基準位置とに基づいて、前記デバイスの前記媒体上の位置を決定するステップと、
   を実行させるためのプログラムであって、
   前記位置を決定するステップは、検出された動きに基づいて捕捉周期を変化させ、決定するステップを含む、
   プログラム。
10. 手持ち式のデバイスであって、フレームに支持されて前記フレーム内で回転するボールと、前記ボールの表面を読み取るセンサと、前記デバイスを制御するプロセッサとを備え、前記ボールの前記表面には、前記ボールの前記表面上の位置に関する絶対位置情報を提供するマークが配される手持ち式のデバイスの前記プロセッサに、
    前記デバイスを媒体の表面の上で移動させる間に前記センサにより読み取られた前記マークの提供する前記絶対位置情報に基づいて、前記媒体上における前記デバイスの表面移動量を検出するステップと、
    検出された前記表面移動量と、前記媒体上の予め設定された基準位置とに基づいて、前記デバイスの前記媒体上の位置を決定するステップと、
    総印刷量を総予測印刷量で除した値が予め定められた値よりも多く、かつ、総予測印刷量から総印刷量を減じた量が予め定められた領域より広い面積に分配される場合に、印刷を終了するステップと、
    を実行させるためのプログラム。

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