JP6050500B2 - 調整可能な動的フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、調整可能なフィルタに関し、詳細には、動的に調整可能なフィルタおよびプライバシーシステムに関する。

病院の環境において、可動式の放射線検査は、移動されることができない、または移動するのが困難な患者において実行される。第三次救急センターにおいて、可動式の放射線検査は、かなりの割合の放射線検査が実行されることを表す。たとえば人体などのオブジェクトを通過するＸ線は、ある程度の散乱を経験する。オブジェクトを通して伝わる一次Ｘ線は、Ｘ線源（本明細書では、Ｘ線焦点とも呼ばれる）から画像受容体まで直線経路上を移動し、オブジェクトの濃度情報を運ぶ。散乱されたＸ線は、一次Ｘ線画像のコントラストを低下させる拡散画像を形成する。一部の患者において、散乱されたＸ線の強度は、一次Ｘ線の強度を超える。散乱現象はよく知られており、散乱防止グリッドの使用を通じて一般的なＸ線撮影、蛍光透視法、およびマンモグラフィにおいて日常的に補償される。

散乱防止グリッドは、一般に、Ｘ線不透明（または放射線不透過性）材料とＸ線透過（または放射線透過性）材料の交互ストリップから形成されている。鉛はＸ線不透明材料として使用され、プラスチック、アルミニウム、または繊維は、Ｘ線透過材料として使用され得る。グリッドは、対象のオブジェクトとＸ線画像受容体プレートとの間に位置決めされ、画像形成の一次Ｘ線が不透明材料の縁のみに入射するように配向される。したがって、一次Ｘ線の大部分は、放射線透過性のスペーサストリップを通過する。対照的に、散乱されたＸ線は、ターゲットのオブジェクトとの相互作用の後、全方向に放射され、したがって、散乱されたＸ線は、鉛製のストリップのより大きいエリアに入射し、一次Ｘ線と比較して、少しの割合の散乱されたＸ線のみがグリッドによって伝わる。

所与のグリッドについての散乱制御の程度はグリッド比率に依存し、これは、Ｘ線ビーム経路に対して直角に測定される放射線透過性のスペーサ材料の幅に対するＸ線経路の方向の放射線不透過性のストリップ厚の比率として定義される。したがって、グリッド比率が高いほど、散乱制御は大きくなる。グリッド比率が高いことは、より効果的ながら、焦点に対する位置合わせもより困難である。集束グリッドにおけるＸ線ビームの発散を補償するために、放射線不透過性ストリップは、グリッドの中心からの距離の増加に伴ってより大きい程度まで傾けられる。グリッド翼の平面はすべて、焦線として知られる線に沿って収束する。焦点線からグリッドの表面までの距離はグリッドの焦点長と呼ばれる。焦点線は、焦点までの直線経路と一致する。したがって、焦点がグリッドの焦点線と一致するとき、一次Ｘ線は、放射線不透過性の鉛のストリップとの最小の相互作用を有し、最大限の一次伝送が得られる。散乱されたＸ線伝送が変わらないままである間、焦点との散乱防止グリッドの焦点線の位置合わせ不良は、一次Ｘ線伝送を減少させる。したがって、最適な一次Ｘ線伝送は、散乱防止グリッドの焦点線との焦点の位置合わせ（位置および配向）を必要とする。

一般的なＸ線撮影、蛍光透視法、およびマンモグラフィにおいて、画像受容体およびＸ線管が堅く取り付けられ、互いに対して固定された位置にあり、それによって、焦点およびグリッド位置合わせを単純なプロセスにする。可動式のＸ線撮影において、画像受容体は寝たきりの患者の下に配置され、Ｘ線源は患者の上に位置決めされる。焦点および画像受容体の相対的な分離が可変であるので、患者と画像受容体との間の散乱防止グリッドの適切な位置および配向を決定することは困難な位置合わせの問題になる。グリッドが使用されない場合、ごくわずかな可能なコントラストのみがＸ線像において得られる。

グリッドが可動式のＸ線撮影とともに利用されるとき、グリッドは一般的に位置合わせされない。位置合わせ不良の問題は、８：１以下の低い比率を有するグリッドを利用することによって減少される。Ｘ線画像のコントラストは低比率のグリッドを使用して改善されるが、コントラストは、そうでなければ１０：１以上のグリッド比率を有する適切に位置合わせされた、高比率のグリッドで得られ得るよりもかなり低いままである。

したがって、可動式のＸ線撮影は固定された設置のＸ線撮影よりも様々な点でより好都合であるが、散乱放射線によって引き起こされる画質不良のため、その臨床的有用性は減少される。これは、散乱防止グリッドと焦点の適切な位置合わせを生成するのが困難であるので可動式のＸ線撮影においてより大きな問題である。オペレータが使用するのが容易である適切な位置合わせを生成する手段は、可動式のＸ線画像コントラストおよび画質を大幅に改善し、したがって、可動式のＸ線撮影の臨床的有用性を向上させることになる。

Ｘ線技術のためのグリッドで使用される機構は、より一般化され得、電磁スペクトル、流体および空気の他の成分を含む波動の動的で調整可能な濾過のために他のエリアにおいて使用されるグリッドに相関され得る問題の特定の解決を提供する。たとえば、柔軟で動的なグリッドは、特定のターゲットに選択的に従うようにして可視光をフィルタリングする、プライバシースクリーンとして採用され得る。ここでは、Ｘ線技術外で使用されるグリッド技術は、ユーザをターゲティングし、較正し、追跡する動的に調整可能なグリッド線を採用する。

米国特許第５，６２７，５２４号明細書

Ｊｏｈｎｎｙ Ｃ．Ｌｅｅ，Ｈａｃｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｎｉｎｔｅｎｄｏ Ｗｉｉ Ｒｅｍｏｔｅ， ７ ＩＥＥＥ ＰＥＲＶＡＳＩＶＥ ＣＯＭＰＵＴＩＮＧ，Ｊｕｌｙ−Ｓｅｐｔ．３９（２００８）

Ｘ線マシンのＸ線源の位置を決定し、散乱防止グリッドおけるグリッド線を調整するためのシステムおよび方法が開示される。一実施形態では、本発明は、Ｘ線源を突き止め、グリッド線を理想的なＸ線ビーム経路に位置合わせするために、赤外線（ＩＲ）送信機およびＩＲ受信機とともにソースロケータを使用する。グリッド線をビーム経路に位置合わせすることによって、向上されたコントラスト、および低減されたノイズを有する画像が生成され得る。

本発明は、たとえばポータブルＸ線マシンなどのＸ線マシンのＸ線源の位置を決定するためのシステムを提供する。システムは、Ｘ線源とソースロケータとを含む。Ｘ線源は、理想とされるビーム経路を有するＸ線ビームを放射する。ソースロケータは、Ｘ線源に関連付けられ、それだけには限定されないが、ＩＲ送信機／受信機など、その位置を通信する手段を有する。ソースロケータのＩＲ送信機／受信機は、ソースロケータによって生成される位置情報でＸ線源の位置を定義する位置情報を送信する。システムは、それだけには限定されないが、ＩＲ送信機／受信機など、その位置を通信する手段と、２つの要素、この場合、ソースロケータと放射されたＸ線ビームの理想的な経路に近いＸ線グリッド成分との間の通信によって決定される位置情報に対して調整するＸ線グリッド線とも有するＸ線グリッドをさらに含み得る。グリッド線は、選択的に、放射されたＸ線ビームが、前記Ｘ線グリッドを通過し、放射されたＸ線ビームの理想とされる経路に位置合わせすることができるようにする。グリッド線は、理想とされるビーム経路に対して調整し、選択的に、放射されたＸ線ビームが、ＩＲ放射がＩＲ受信機によって受信されたことに応答してＸ線グリッドを通過することができるようにする。

本発明は、向上されたコントラストおよび低減されたノイズを有するＸ線画像を取得するためのシステムも提供する。システムは、Ｘ線ビーム源と調整可能なＸ線グリッドとを含む。Ｘ線ビーム源は、Ｘ線ビームを放射し、Ｘ線源の位置を決定するためにそれに関連付けられたソースロケータを有する。Ｘ線グリッドは、放射線不透過性材料および放射線透過性材料を交互に含む、複数のグリッド線を含む。Ｘ線グリッドのグリッド線は、電磁界、サーボモータ、または他のコンピュータで駆動される機構を使用して前記Ｘ線ビーム源に対して調整され得る。グリッド線は、Ｘ線ビーム放射がグリッドを通過することができる第１の妨害されていない位置と、Ｘ線ビーム放射がグリッドを通過するのを妨げる第２の妨害された位置との間で調整され得る。グリッド線は、各放射線透過性の球体の中心面に配置された放射線不透過性材料を有する材料または個々の放射線透過性の球体のストリップを含み得る。放射線透過性材料は、第１の荷電された側および第２の荷電された側を有し、前記第１の荷電された側は、前記第２の荷電された側とは逆の荷電である。

本発明は、Ｘ線源を提供し、調整可能なＸ線グリッドを提供し、前記Ｘ線源のＸ線ビーム放射と位置合わせするように前記Ｘ線グリッド線を調整することによって散乱防止グリッドにおけるグリッド線を調整する方法をさらに提供する。一実施形態では、放射線透過性の球体は、各球体の中央面に配置されている放射線不透過性材料の層を含む。調整手段は、前記Ｘ線ビーム放射の前記Ｘ線グリッドの通過を可能にするように、前記Ｘ線グリッド線を選択的に位置合わせする。調整手段は、前記Ｘ線ビーム放射の理想とされる経路に前記Ｘ線グリッド線を選択的に位置合わせし、前記Ｘ線ビーム放射の前記Ｘ線グリッドの通過を可能にするために、ソースロケータによって得られた位置情報を受信するコンピュータの使用も含む。

本発明は、可視光ならびに流体および気流を含む電磁スペクトルの他の部分を含む他の要素をフィルタ処理するためのデバイスおよび方法も提供する。ソースおよび／またはターゲットあるいは受信機から受信する情報に基づいて、デバイスのグリッド線がターゲットに対して調整するという点で、フィルタは動的である。

本発明は、表示装置を有する動的なプライバシースクリーンまたは動的なグリッド線を含むグリッドを提供する。表示装置は、それだけには限定されないが、たとえばＩＲ ＬＥＤエミッタなどの動きセンサを有する。動的なグリッド線は、不透明な状態と透明な状態との間のどこかに移行する能力を有し得、０度から１８０度の間のどこかに角度を有するように配向され得る。線が追跡されるオブジェクトの角度をグリッドに一致させる角度に対して調整するという点で、グリッド線は動的である。追跡されるオブジェクトは、たとえばコンピュータスクリーン、スマートフォンスクリーン、タブレットスクリーン、またはテレビスクリーンなどのスクリーンの個々のユーザを含み得る。追跡されるオブジェクトは、表示装置の動きセンサによって検知される、またはそれだけには限定されないが、前向きビデオカメラなど、前記デバイス上ですでに採用されている統合されたシステムの使用を介して追跡され得るマーカを有し得る。ユーザは、ビーム源自体がシステム内で符号化されるその位置の代わりを有することができるＸ線グリッド例に類似の方法で、追跡されるオブジェクトおよびユーザの視野に対してグリッドの位置を較正する能力を有する。センサによるマーカの検出は、追跡されるオブジェクトおよび／または表示装置に関する位置情報を定義する。位置情報は、コンピュータに送られ、追跡されるオブジェクトの角度を表示装置に一致させるために、グリッド線の角度配向を調整するために使用される。同様に、ビデオカメラは、それだけには限定されないが、顔認識ソフトウェアを含む既存のソフトウェアを採用することができる。グリッド線が不透明であり、位置情報が得られると、コンピュータは、グリッド線を、追跡されるオブジェクトに一致させるように調整する。この位置合わせで、追跡されるオブジェクトまたはコンピュータユーザは、たとえば、表示装置上の透明なエリアを知覚することが可能である。不透明なグリッド線に一致しないオブジェクトは、表示装置上の透明なエリアを知覚するのではなく、むしろ表示装置上の不透明なエリアのみを見る。たとえば、追跡されるオブジェクトの隣に立っているマークされていないユーザは、不透明な線およびしたがって不透明なディスプレイスクリーンのみを見る。

本発明によるポータブルＸ線装置の図である。 図１によるポータブルＸ線装置のＸ線源に配置されているソースロケータを示す図である。 Ｘ線源の位置が計算され得る方法を示す図である。 Ｘ線源の位置が計算され得る方法を示す図である。 図１によるポータブルＸ線装置のＸ線源に配置されているソースロケータを示す図である。 図１で採用されるＸ線プレートの一実施形態である。 図１で採用されるＸ線プレートの別の実施形態である。 Ｘ線グリッドの実施形態として放射線透過性の球体の使用を示す図である。 Ｘ線グリッドの実施形態として放射線透過性の球体の使用を示す図である。 Ｘ線グリッドの実施形態として放射線透過性の球体の使用を示す図である。 代替的実施形態のグリッドを示す図である。 グリッドがオンにされたときの図６に示されるグリッドの平面図である。 ０度または１８０度のグリッド線の配向を示す図である。 約４５度のグリッド線の配向を示す図である。 約９０度のグリッド線の配向を示す図である。 約１３５度のグリッド線の配向を示す図である。 第２の代替的実施形態のグリッドを示す図である。 グリッド線が約０度で配向された第３の代替的実施形態のグリッドを示す図である。 グリッド線が約１３５度で配向された図１０Ａのグリッドを示す図である。 グリッド線がアレイで配向された第４の代替的実施形態のグリッドを示す図である。 互いの近くに図１１Ａの２つのグリッドを示す図である。

図１および図３は、Ｘ線マシンからのＸ線放射を位置合わせするための、および散乱されたＸ線のため向上されたコントラストおよび低減されたノイズを有する診断画像情報を得るために、散乱防止グリッドにおけるグリッド線を調整するための本発明のシステム１００を示す。システム１００は、Ｘ線ヘッド１１５と、Ｘ線フィルムカセットまたはデジタルＸ線検出器１５５を着脱自在に受けるために使用されるＸ線プレート１５０とを有するポータブルＸ線マシン１１０を含む。一実施形態では、ソースロケータ１２０は、Ｘ線マシン１１０のＸ線ヘッド１１５のハウジングに取り付けら、Ｘ線プレート１５０は、可撓性フィルタ散乱防止グリッド（flexible filter, anti-scatter grid）１６０に取り付けられる。ソースロケータ１２０と可撓性フィルタ散乱防止グリッド１６０の両方は、従来技術のポータブルＸ線マシンおよび従来技術のグリッドを使用して得られた画像と比較して、向上されたコントラスト、および低減されたノイズを有する画像の獲得を容易にするために使用される機構である。

次に図２Ａを参照すると、ソースロケータ１２０がより詳細に示される。ソースロケータ１２０の目的は、Ｘ線源２００の位置を決定し、適切なデジタル記憶装置にその位置情報を記録することである。次いで、ひとたびソースロケータが取り外される、またはＸ線ヘッド自体が移動されると、特定のＸ線ヘッドにおけるＸ線源の位置が記憶され、いつでも正確にわかるように、デジタル記憶装置は、Ｘ線ヘッド１１５に付けられた回路に関連付けられる。

図２Ａには、その位置が決定されなければならないＸ線源２００と、Ｘ線不透明なオブジェクト２０１と、フィルム２０３に記録されるＸ線不透明の画像２０２とが示されている。後述するように、オブジェクト２０１と画像２０２との間のサイズ差の決定は、これらの差に基づく適切なコンピュータの計算とともに、Ｘ線源の位置の正確な決定を可能にする。可動式のＸ線マシンがオンにされると、オブジェクト２０１を通り過ぎるＸ線放射線２０４が生成され、画像２０２としてフィルム２０３に記録される。オブジェクト２０１がＸ線不透明であるので、画像２０２のサイズは、Ｘ線源２００、オブジェクト２０１、および画像２０２の相対的な位置に基づいて変動する。

次に図２Ｂを参照すると、Ｘ線源の位置が計算され得る方法が示される。より詳細には、「Ｙ」寸法（距離２０５）がわかっており、固定されているので、ポイントＡおよびＣの位置座標がわかる。同様に、距離２０７はわかっており、その結果、ポイントＢおよびＤの位置はわかっているが、距離２０６は可変であり、わかっていない。既知の技法を使用して、オブジェクト２０１と画像２０２との間のサイズの差は、容易に決定され得る。

ポイントＤおよびＣの位置をわかっていることで、線２０８の相対的角度を計算することが可能であり、その角度をわかっていることで、線２０９の正しい角度を計算することが可能である。Ｘ線源２００の正確な位置を決定するために、線２０８および２０９の延長が計算され得る。上述された既知の計算は、ソースロケータ１２０に関連付けられたコンピューティングデバイス（図示せず）において達成されることを理解されたい。図２Ｃは、必要とされる計算を簡略化するために採用され得る、図２Ｂに示される円板２０１よりも明確な視覚のランドマークを有する図の例を表す、星型のオブジェクト２０１の使用を示す。

図２Ｄは、Ｘ線が中心を外れているが、その正確な位置を計算するために、上述された同じプロセスが使用され得る例を示す。図２Ｄも、Ｘ線源２００についての位置情報が記憶される、上述されたデジタル記憶装置２１０の表現を示す。

具体的に図３を参照すると、ソースロケータ１２０は、Ｘ線マシン１１０のＸ線ヘッド１１５に配置され、それと一体化され、またはそれに着脱自在に取り付け可能である。ロケータ１２０は、上述されたように、ポータブルＸ線マシン１１０の実際のＸ線焦点２００の位置を決定するために使用される。ソースロケータ１２０は、たとえば、その上に赤外線（ＩＲ）送信機１３０が配置され、Ｘ線プレート１５０は、たとえば、その上にＩＲ受信機１４０が配置されている。送信機１３０からのＩＲ送信は、Ｘ線源２００の位置を送信するために、ＩＲ受信機１４０によって受信される。Ｘ線源２００の位置がデジタル装置２１０に記憶され、記憶された情報はＩＲ送信機１３０によって使用されることを理解されたい。特定のオブジェクトの位置を送信するためにＩＲ送信機およびＩＲ受信機を使用する一般的な概念が知られている。たとえば、特許文献１を参照されたい。本発明に従って、このシステムまたは類似の既知の技法が使用され得る。

Ｘ線源２００の位置が決定され、グリッド１６０が後述するように調整された後、ソースロケータ１２０は、Ｘ線ヘッド１１５から取り外され得る。しかしながら、ソース２００の位置がポータブルＸ線マシンのその後の使用に使用可能であるように、Ｘ線源２００の位置は、デジタル記憶装置２１０に記憶されたままである。

次に図４を参照すると、Ｘ線プレート１５０の一実施形態が示される。一実施形態では、可撓性フィルタ散乱防止グリッド１６０は、検出器１５５を着脱自在に受けるために使用されるＸ線プレート１５０に取り付けられる。他の実施形態では、グリッド１６０は、Ｘ線プレート１５０に着脱自在に取り付けられ得る。使用中、Ｘ線プレート１５０は、検出器１５５がその下に配置されている状態で、プレート１５０のグリッド１６０の上に患者が位置するように配向される。グリッド１６０は、散乱されたＸ線が検出器１５５に達するのを防止することによって、散乱の作用を低減する。

検出器１５５は、Ｘ線感光フィルムまたはデジタルＸ線検出器を含み得る。たとえば、適切なデジタル検出器は、約１００マイクロメートルの画素ピッチを有するアモルファスシリコントランジスタフォトダイオードアレイ（amorphous silicon transistor-photodiode array）上のセシウムヨウ化物蛍光体（シンチレータ）を含み得る。他の適切な検出器は、電荷結合素子（ＣＣＤ）またはＸ線をデジタル信号に直接変換するダイレクトデジタル検出器を含み得る。感光フィルムが平坦で、平坦な画像面を定義するものとして示されているが、たとえば、湾曲状の感光フィルム、または湾曲した画像面を有するデジタル検出器など、感光フィルムおよびデジタル検出器の他の構成が好適に採用され得る。

さらに図４を参照すると、グリッド１６０は、ソースロケータ１１２によって決定されるＸ線焦点の位置に応答して調整される調整可能な動的なグリッド線１６２を有する。これは、Ｘ線源２００からのＸ線放射の理想とされるブーム経路を作成する。グリッド１６０は、Ｘ線ビームの理想とされる経路を決定するために、上述されたＩＲ送信機および受信機を介してソースロケータ１２０と通信し、次いで、理想とされる経路に基づいて、グリッド線１６２は、理想とされる経路と並ぶように調整する。グリッド線１６２は、上述されたように、放射線不透過性材料の個々のストリップのセット、および放射線透過性材料の個々のストリップのセットを含む。

一実施形態では、グリッド線１６２の放射線不透過性材料は、計算された理想化された経路に基づいて鉛製ルーバを調整するために、サーボモータを採用する並列鉛製ルーバを含む。本実施形態では、ソースロケータから理想とされる経路情報を得て、焦点の位置を計算し、次いで、サーボモータを使用してルーバを調整するために、コンピュータシステムが使用され得る。

図５Ａは、流体マトリックスで浮いている球体２６２の形をとるグリッド線で形成されたグリッド２６０を含むＸ線プレート１５０の別の実施形態を示す。グリッド２６０は、球体２６２が１つの平面または平面システムに存在する流体システムの一部である。球体２６２は、任意のタイプの流体または半流体放射線透過性材料２７０でサスペンドされ得る。各球体２６２は、放射線不透過性材料２７５の構成がその中に配置されており、この例では、構成は平面状である。たとえば、各球体２６２は、中心面２７５において球体２６２を切断する鉛または類似の放射線不透過性材料２７５の薄い層を有する。各球体２６２の各中心面が適切な電磁界の印加に応答して位置合わせするように、各球体２６２は、同じ極性を有する。理想とされるＸ線経路が決定されると、上述されたように、各球体２６２の鉛面２７５がＸ線源２００から放射される理想とされる経路に位置合わせするように、制御コンピュータは、電磁界をグリッド２６０の平面システムに印加する。電磁界を使用することにより、球体２６２は、Ｘ線源２００からのＸ線ビーム放射を妨げる、または可能にするように、選択的に調整される。図５Ｂは、球体２６２の１つの特定の位置合わせを示し、図５Ｃは、複数の平面、特にこの場合、２つの平面を有する球体２６２を示し、これは散乱防止グリッドの性能を増加させ得る。

上述されたグリッドの機構は、Ｘ線技術外の分野で採用され得る。たとえば、気流、流体運動、または、たとえば送信側オブジェクトＴからの、または追跡される受信側オブジェクトＲに対する光送信など電磁スペクトル内の他の波長を制御または導くために、代替のグリッドが採用され得る。一実施形態では、コンピュータまたはテレビのスクリーンでもよい送信側オブジェクトＴおよびコンピュータまたはテレビの個人またはユーザでもよい追跡される受信側オブジェクトＲによって、グリッド３６０が使用される。図６を参照されたい。

一実施形態では、グリッド３６０は、調整可能で動的なグリッド線３６２を定義するためにＬＣＤまたはＬＥＤ技術を採用することができるスクリーンまたは表示装置である。他の実施形態では、グリッド３６２の線は、化学、ＩＲ ＬＥＤまたは他の技術を含み得る。別の実施形態では、化学グリッド線は、フォトクロミック技術を含み得る。図６は、ＬＣＤまたはＬＥＤ技術を使用するグリッド３６０を示す。グリッド３６０は、一緒にはさまれるそれぞれ上下の透明板３２４および３２５から成り得る。透明板３２４、３２５は、グリッド３６０を介して光送信経路を確立する。プレートのうちの１つ、図面に示される例示的な表示におけるプレート３２５は、３２８で例示される切除またはトラフを含む。トラフ３２８は各々、液晶材料のプールを含み、任意の形状または構成で構成される。一実施形態では、構成は、平行した線形素子のセット、またはクロスハッチ配向のものである。導電性経路（図示せず）は、グリッド３６０における出力された調整可能な動的なグリッド線３６２を表示するように、グリッド３６０と協働する回路（図示せず）から励起を提供するために、それぞれのトラフにおける液晶プールの各々まで延びる。図７を参照されたい。

知られているように、液晶ディスプレイにおける要素の励起は、励起素子を光送信に対して相対的に不透明にさせる。図７に示される出力は、暗い線の形で不透明領域として調整可能な動的なグリッド線３６２を表示し、グリッド３６０の残りの部分は透明である。不透明の領域は、選択的に励起され、またはオンおよびオフされ得る。素子が励起される、またはオンにされるとき、グリッド線３６２は不透明である。素子が励起されない、またはオフにされるとき、グリッド線３６２は透明である。グリッド線３６２は、０度から１８０度の間の角度配向を達成することが可能である。図８Ａ〜８Ｄを参照されたい。

プレート３２４、３２５およびトラフ３２８は、任意の寸法を有するようになされ得、それによって、励起された素子、グリッド線３６２は、不透明なとき、たとえば幅および高さなど、任意の寸法を有することができることに留意されたい。関連したテーマで、グリッド線３６２は、任意の寸法を有する場合、グリッド３６０および調整可能な動的なグリッド線３６２は、プライバシースクリーンとして使用され得る。グリッド３６０は、送信側オブジェクトＴ、すなわちコンピュータスクリーンから意図された受信側オブジェクトＲ、すなわちコンピュータユーザまでの光送信をフィルタ処理するために、たとえばコンピュータスクリーンなどの送信側オブジェクトＴ上に配置され、それと平行にされ得る。代替的実施形態では、グリッド３６０は、送信側オブジェクトＴと統合され得る。

上述されたように、グリッド線３６２がオンにされるとき、それらは不透明であるが、素子がオフにされるとき、グリッド線３６２は透明である。グリッド３６０が透明であるとき、グリッド線３６２の角度は重要でない。しかしながら、グリッド線３６２が不透明であるとき、送信側オブジェクトＴ、すなわちコンピュータスクリーンから受信側オブジェクトＲ、すなわちユーザまでの光をフィルタ処理するまたは導くために、グリッド線３６２の角度が使用され得る。図８Ａ〜図８Ｂを参照されたい。一実施形態では、グリッド線３６２がグリッド３６０を、送信側オブジェクトＴおよび／または受信側オブジェクトＲがグリッド３６０に対する角度に対して、ある角度に調整または配置され得るストリップに分けるという点で、グリッド線３６２は、ベネチアンブラインドを模倣し得る。たとえば、図８Ａ〜図８Ｄに注目すると、０度（または１８０度）のグリッド線３６２は、いかなる光も通さない。したがって、ポイントＡ、ＢおよびＣによって識別される任意の３つの基準点に、受側信オブジェクトＲが配置されたかどうかにかかわらず、光は、グリッド３６０を通過しない。図８Ａを参照されたい。約４５度の角度（図８Ｂを参照）で回転されるグリッド線３６２は、基準点Ｃによって見られ得、９０度の角度では、基準点Ｂ（図８Ｃを参照）によって見られ得、約１３５度の角度では、基準点Ａ（図８Ｄを参照）によってのみ見られ得る。

別の実施形態では、グリッド線は、クロスハッチ配向を有し得る。クロスハッチグリッド線は、透明な状態を有していない場合があり、不透明である。クロスハッチグリッド線を有するグリッド３６０が、送信側オブジェクトＴと受信側オブジェクトＲとの間にある図６に示されるものと同じ位置で配向される場合、静止状態である、またはクロスハッチグリッド線が送信側オブジェクトＴに対して垂直であるとき、受信側オブジェクトＲは、クロスハッチグリッド線を通して見ることができ、送信側オブジェクトＴを見ることができる。しかしながら、クロスハッチグリッド線が送信側オブジェクトＴに対して垂直または斜めではないとき、受信側オブジェクトＲがクロスハッチグリッド線に一致するとき、受信オブジェクトＲは、グリッド３６９を介して送信側オブジェクトＴを見ることができるだけであり得る。クロスハッチグリッド線が受信側オブジェクトＲを追跡するように設計されている場合、クロスハッチグリッド線は、意図された受信側オブジェクトＲに一致する。図９を参照されたい。

グリッド３６０のさらなる拡張として、グリッド５６０が示されており、この場合、各グリッド線５６２がそれ自体、より小さいグリッド線５６４で構成され得る。図１０Ａを参照されたい。したがって、グリッド５６０は、光を異なる角度の各グリッド線５６２および５６４に選択的に通す能力を有する。図１０Ｂを参照されたい。この場合、光線Ｉはグリッド線５６２を通過し、光線ＩＩはグリッド線５６４を通過する。ここで、２つの受信側オブジェクトＲは、グリッド３６０を見るためにターゲティングされ得る。たとえば、２つの受信側オブジェクトＲは、ユーザＲの左および右の目とすることができ、各目は、光線Ｉまたは光線ＩＩを受信する。片方の目はグリッド線５６２に、他方の目はグリッド線５６４に平行になるようにターゲティングされ、それによって、送信側オブジェクトＴの３Ｄビューイングを可能にする。

別の実施形態では、グリッドは、図５Ａにおけるものに類似の構成から成り得る。この場合、球体は、多数の配置に配置された球体の内部の光および材料に半透明の材料で構成される。１つの例示的な例では、２つの平面で球体を二分する垂直な経路は、不透明である、または選択的に不透明な（すなわち、オンまたはオフになる）能力を有する。

別の実施形態では、グリッド４６０は、任意の多数の形状またはデザインをとることができる調整可能な動的なグリッドアレイ線４６２から成り得る。図１１Ａを参照されたい。アレイ線４６２は、ファンまたは水車のように広がる。アレイ線４６２は、素子が光送信に対して相対的に不透明であるように選択的に励起され得るように、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＩＲ ＬＥＤ、化学、または他の技術を採用することができる。各個々のアレイ線４６２は、素子の励起に応じて透明または不透明となり得る。

グリッド４６０のアレイ線４６２は、送信側オブジェクトＴ、すなわちコンピュータスクリーンと受信側オブジェクトＲ、すなわちコンピュータユーザとの間の角度を変化させて配置される。ここでも、すべてのアレイ線４６２がオンにされるとき、グリッド４６０は不透明であり、送信側オブジェクトＴ、すなわちコンピュータスクリーンからの光送信を不明瞭にする。すべてのアレイ線４６２がオフにされるとき、グリッド４６０は透明であり、受信側オブジェクトＲ、すなわちコンピュータユーザが送信側オブジェクトＴ、すなわちコンピュータスクリーンからの光送信を見ることができる。

１つまたは複数のアレイ線４６２がオフにされるとき、グリッド４６０の部分は透明である。たとえば、図１１Ａに示されるアレイ線４６５は、受信側オブジェクトＲの視線と平行であり、したがって、アレイ線４６５が透明である（または、オフにされる）とき、光送信は、送信側オブジェクトＴから受信側オブジェクトＲに通過することができる。したがって、受信側オブジェクトＲがユーザであり、送信側オブジェクトＴがコンピュータスクリーンであるとき、コンピュータスクリーンＴからの光送信はユーザＲによってのみ見られ得る。ユーザＲの位置がＲ’に変化し、したがって、オフにされるアレイ線４６５と位置合わせしない場合、Ｒ’ユーザは、コンピュータスクリーンＴからの光送信を見ることができないことになる。Ｒ’ユーザの視線は、オンにされ、不透明である隣接するまたは別のアレイ線４６２に集中する。グリッド４６０は、目ごとにグリッド４６０を採用することによって、３Ｄビューイングを可能にし得る。図１１Ｂを参照されたい。ここで、各目は、各グリッド４６０に対して個々にターゲティングされることになる。さらなる実施形態では、グリッド４６０は、効果的に積み重ねられ得る。

代替的実施形態のグリッド３６０、４６０において使用される突止めの方法および機構は、Ｘ線グリッド１６０、２６０で採用されるＩＲ機構、ならびにビデオカメラ動き追跡のような他のタイプの機構を反映させることができる。一実施形態では、ユーザＲは、ＩＲ通信を使用することによって、グリッド３６０、４６０と通信することができる。ここで、ユーザＲは、たとえば送信側デバイスまたはマーカなどの第１の通信またはＩＲデバイスを有し、グリッド３６０、４６０は、たとえば受信側デバイスまたは動きセンサなどの第２の通信またはＩＲデバイスを有する。当然、第１および第２のＩＲデバイスは、それぞれ、グリッド３６０、４６０、およびユーザＲとともに使用するために、逆転され得る。ユーザがＩＲデバイスを採用する場合、そのようなデバイスは、眼鏡、コンタクトレンズ、イヤリング、帽子、ビンディ、またはユーザＲに、またはユーザＲによって着用される他のデバイスに配置されるＩＲデバイスを含み得る。

別の実施形態では、突止めの機構は、ビデオカメラの顔／オブジェクト認識ソフトウェアを採用することができ、この場合、受信側当事者Ｒは、マーカ、センサ、またはある種のＩＲデバイスを着用することが必要される、または必要とされない場合がある。この場合、カメラは、フィルタ処理されるデバイス上または内に位置決めされ、ビデオカメラ、およびコンピューティングシステム内に埋め込まれるコンピューティングソフトウェアは、任意の数のターゲットを追跡し、フィルタを選択されたターゲットに調整することになる。コンピュータ（図示せず）は、それらがＩＲデバイスまたはビデオカメラに追跡されるエンティティを表すかどうかにかかわらず、第１の位置と第２の位置との間の通信を調整するために使用され得る。コンピュータは、第１および第２の位置から、特に、追跡される受信側オブジェクトＲのマーカを検出した後の動きセンサから得られる情報である位置情報を受信する。送信側オブジェクトＴと受信側オブジェクトＲとの間の相互作用のための技術は、非特許文献１によりよく記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。位置情報は、グリッド線が不透明であるとき、受信側オブジェクトＲの角度をグリッドまたは表示装置３６０、４６０と一致させるようにグリッド線３６２、４６２の角度配向を調整するために使用される。したがって、グリッド線が不透明であるとき、受信側オブジェクトＲは、グリッド線を不透明として知覚し、グリッド線３６２、４６２のないエリア（グリッド３６０、４６０の残り）を透明として知覚することができる。グリッド３６０、４６０に対する追跡される受信側オブジェクトＲの角度は、グリッド３６０、４６０内の動的なグリッド線３６２、４６２の角度を決定する。

ひとたび突止めの行為が終了すると、グリッド３６０、４６０は、ユーザＲをターゲティングし、グリッド３６０、４６０は、ユーザＲに対して較正され、ユーザＲを追跡することができる。較正は、多くの方法で行われ得る。たとえば、ユーザＲは、グリッド３６０、４６０のグリッド線３６２、４６２を調整するために、左右の矢印キーストロークを使用することができる。別の実施形態では、グリッド３６０、４６０がタッチスクリーンに採用されるとき、ユーザＲは、タッチスクリーンをタッチすることによってグリッド線３６２、４６２を調整することができる。さらに別の較正技法は、Ｘ線源２００に関して上述された較正技法を反映させる。上述されたように、位置は、不透明なオブジェクト２０１とオブジェクトの画像２０２との間のサイズ差、および差に基づくコンピュータ計算において決定される。別の実施形態では、グリッド３６０、４６０は、較正のために、２つの異なるターゲットを使用することができる。第１のターゲットはユーザＲであり、第２のターゲットは、ＩＲデバイス、ビデオカメラ、または位置情報をグリッド３６０、４６０およびユーザＲに通信するために使用される他のシステムの間に手動で配置され得るオブジェクトである。第２のターゲットは、たとえばテレビのリモコンまたはユーザ自身の手など、妨げる任意のものとすることができる。ユーザＲは、ユーザＲとグリッド３６０、４６０との間に手またはリモコンを配置し、ユーザＲがグリッド線３６２、４６２を適切に見ることができるまで、グリッド線３６２、４６２は、ユーザＲに対して調整する。任天堂ＷｉｉまたはマイクロソフトのＫｉｎｅｃｔのようなデバイスにおける機能と同様に、ここで、グリッドから離れた個人がプライバシースクリーンをオンにし、次いで、ハンドジェスチャによってターゲティングを調整するのを助けることができる。第１のターゲットと送信側オブジェクトＴとの間の第２のターゲットの使用は、グリッド線３６２、４６２が調整しなければならない理想的な経路の作成を可能にする。

別の実施形態では、グリッド３６０、４６０のグリッド線は、電磁界、サーボモータ、または他のコンピュータで駆動される機構を使用して調整され得る、またはフィルタ部分が、完全に不透明になるレベルまで透明のその量を変更するための同じ能力を有する流体マトリックス２６２で浮いている球体から成り得る。グリッド３６０、４６０は、必要に応じて、受信側オブジェクトＲと送信側オブジェクトＴの間で、光送信を可能にする理想とされる経路に、グリッド線３６２、４６２を選択的に位置合わせするために、グリッド３６０、４６０によって得られた位置情報を受信するコンピュータを使用して、さらに調整され得る。

追跡は、グリッド３６０、４６０、または特にグリッド線３６２、４６２をユーザの視野の動きに対して調整することによって行われる。追跡は、ＩＲデバイスおよびターゲティングステップで説明される技法を使用することによっても行われ得る。本発明は、従来技術のグリッドとは異なる。たとえばプライバシースクリーンなど、従来技術のグリッドは、直線のクリアな視界を調整するのではなく、可能にすることができるだけである。対照的に、本発明のグリッド３６０、４６０は、送信側オブジェクトＴからの任意の角度で位置決めされる任意の受信側オブジェクトＲによって使用され得る。

本発明は、特定の実施形態とともに説明されているが、当業者は、本発明の範囲および趣旨を逸脱することなく、修正および変更を加えることができることを諒解されよう。そのような修正および変更は、添付の請求の範囲の範囲内であると想定される。

Claims (15)

1. 動的なプライバシースクリーンであって、
   動きセンサを有する表示装置と、
   動的なグリッド線であって、第１の状態において不透明であり、第２の状態において透明であり、前記表示装置に配置されており、０度から１８０度の間の角度配向を達成することが可能であるグリッド線と、
   マーカを有する、追跡されるオブジェクトであって、前記動きセンサは、前記追跡されるオブジェクトの前記マーカを検出し、前記追跡されるオブジェクトに関する位置情報を提供する、追跡されるオブジェクトと、
   前記位置情報を受信し、前記位置情報は、前記グリッド線が前記第１の不透明な状態であるとき、前記追跡されるオブジェクトの角度を前記表示装置に一致させるように前記グリッド線の前記角度配向を調整する、コンピュータと
   を含み、前記表示装置に対する前記追跡されるオブジェクトの前記角度は、前記表示装置内の前記動的なグリッド線の角度を決定することを特徴とする動的なプライバシースクリーン。
2. 前記グリッド線は、線形ストリップであり、前記グリッド線が前記不透明な第１の状態であるとき、前記表示装置は、一連の透明なエリアと交互する一連の前記不透明なグリッド線に分けられることを特徴とする請求項１に記載の動的なプライバシースクリーン。
3. 前記グリッド線は、クロスハッチ形であり、前記グリッド線が前記不透明な第１の状態であるとき、前記表示装置は、一連の透明なエリアのボックスに分けられることを特徴とする請求項１に記載の動的なプライバシースクリーン。
4. 前記グリッド線は、アレイ形状であり、前記グリッド線が前記不透明な第１の状態であるとき、前記表示装置は、不透明であることを特徴とする請求項１に記載の動的なプライバシースクリーン。
5. 前記アレイ形状のグリッド線の１つのアレイが前記透明な第２の状態であり、前記１つのアレイに一致する前記表示装置は透明であることを特徴とする請求項４に記載の動的なプライバシースクリーン。
6. 前記グリッド線は、ＬＣＤ、ＬＥＤ、化学およびフォトクロミック技術を含むことを特徴とする請求項１に記載の動的なプライバシースクリーン。
7. 前記マーカおよび前記動きセンサは、対応するＩＲデバイスであることを特徴とする請求項１に記載の動的なプライバシースクリーン。
8. 前記マーカはＩＲ ＬＥＤであり、前記動きセンサはＩＲカメラであることを特徴とする請求項７に記載の動的なプライバシースクリーン。
9. グリッドにおける動的なグリッド線を調整する方法であって、
   グリッドによって追跡されるオブジェクトをターゲティングするステップであって、前記グリッドは、動的なグリッド線および第１の通信デバイスを有し、前記動的なグリッド線は、第１の状態で不透明であり、第２の状態で透明であり、前記グリッド線は、前記グリッドに配置されており、前記グリッド線は、０度から１８０度の間の角度配向を達成することができ、前記第１の通信デバイスは、前記追跡されるオブジェクトに関する位置情報を得て、前記位置情報は、前記グリッド線が不透明であるとき、前記追跡されるオブジェクトの角度を前記グリッドに一致させるように、前記グリッド線の角度配向を調整するためにコンピュータによって処理される、ステップと、
   前記追跡されるオブジェクトの前記角度を前記グリッドに一致させるように、前記グリッド線の前記角度配向を調整するステップであって、前記調整は、前記位置情報に基づく、ステップと、
   前記グリッド線によって前記追跡されるオブジェクトを追跡するステップと
   を含み、前記グリッド線は、前記グリッドが透明である透明な第２の状態であり、前記グリッド線は、前記グリッドの部分が不透明である前記不透明な第１の状態である
   ことを特徴とする方法。
10. 前記第１の通信デバイスは、ＩＲカメラと、センサと、コンピュータに記憶された顔認識ソフトウェアとを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記追跡されるオブジェクトは、第２の通信デバイスをさらに含み、前記第２の通信デバイスおよび前記第１の通信デバイスは、前記位置情報を生成するために相互作用することを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 前記第２の通信デバイスは、ＩＲ送信機を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記調整は、前記追跡されるオブジェクトと較正オブジェクトとの間の距離を計算するステップを含み、前記較正オブジェクトは、前記追跡されるオブジェクトと前記グリッドとの間に位置決めされることを特徴とする請求項９に記載の方法。
14. 前記調整は、キーストロークおよびタッチスクリーンを使用するステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
15. 前記追跡するステップは、ＩＲカメラと、センサと、コンピュータに記憶された顔認識ソフトウェアとを使用して、前記追跡されるオブジェクトを監視するステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。