JP2015005270A - 電子ペンの傾斜角の検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子ペンの傾斜角の検出方法を提供する。
【解決手段】本発明において、電子ペンはディジタイザーの上方に位置し、前記ディジタイザーは複数のループアンテナを備える。電子ペンの傾斜角の検出方法は：最大誘導信号値を検出したピークループアンテナをさがすステップと；前記ピークループアンテナの近傍の複数のループアンテナを走査して、信号の分布を得るステップと；前記ピークループアンテナと前記近傍のループアンテナによって誘導された信号値から、少なくとも二つの信号曲線をシミュレーションし；二つのそれぞれの信号曲線の間の変化率を計算するステップと；計算された変化率に基づいて、対照リストを検索して、前記電子ペンの傾斜角を得るステップとを含む。本発明は５〜７つのみのループアンテナを走査することによって、傾斜角を検出して獲得することができ、電子ペンの傾斜角の検出効率を効果的に高める。
【選択図】図７

Description

本発明は電子ペン（electromagnetic pointer）の座標検出方式に関し、特に電子ペンの傾斜角の検出方法に関する。

電子ペンの座標は、電子ペンディジタイザーのループアンテナの間の電磁気波の伝送を介して獲得される。電子ペンの異なる傾斜角度によって、各ループアンテナに誘導された信号値も変わられ、伝統的に電子ペンの傾斜角を検出し、傾斜角を利用して電子ペンの座標計算を補償する。

アメリカ合衆国特許第５，７５１，２２９号では電子ペンの傾斜角の検出方法を開示したが、それは電子ペンが置かれる位置の強度が一番高い電圧信号値（即ち、電圧信号値とＸ又はＹ座標との関係図の主なピーク）と強度が二番目の電圧信号値（即ち、電圧信号値とＸ又はＹ座標との関係図の二番目ピーク）を利用して、関数演算を行った後に電子ペンの傾斜角を計算する。このような方式は、電子ペンがＸ軸とは垂直で、Ｙ軸とは一定な傾斜角がある時、Ｘ軸の主ピーク信号と二番目ピーク信号に変化があるため、従って相応する比例関係にも変化が起こされて、傾斜角の正確度に影響を与える。

台湾公開特許第２０１１２８４６１号では電子ペンの傾斜角の検出方法を開示したが、それは電子ペンが置かれる位置の左側と右側の信号ピークを検出することを利用して、計算両側の信号ピークの比例関係を計算して、電子ペンの傾斜角度を推算する。

前述の二種類の従来の技術は全部かなり多く（例えば、１３個）のループアンテナを走査することで両側信号ピークを得ることができるため、傾斜角検出の効率の低まりを引き起こし、ディジタイザーの周縁の無効区（無効な領域）が大きくて、全体のディジタイザーの有効区（有効な領域）の範囲を高めることができない。

アメリカ合衆国特許第５，７５１，２２９号公報 台湾公開特許第２０１１２８４６１号公報

本発明の一つの目的は、走査するループアンテナの数を減少し、傾斜角の検出効率を高める電子ペンの傾斜角の検出方法を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、電子ペンの傾斜角の検出方法が提供される。前記電子ペンの傾斜角の検出方法であって、前記電子ペンはディジタイザーの上方に位置し、前記ディジタイザーは複数のループアンテナを備え、上記方法は：Ａ、最大誘導信号値を備えた（誘導された信号の最大値が検出される）ピークループアンテナをさがすステップと；Ｂ、前記ピークループアンテナに近づく複数のループアンテナ（ピークループアンテナの近傍の複数のループアンテナ）を走査して、前記ピークループアンテナとそれらの近づくループアンテナから、合わせて七つのループアンテナの誘導信号値を取るステップと；Ｃ、この七つのループアンテナの信号値で、毎四つの隣接する点（４つのそれぞれ隣接する点）を三次方程式によって１つの信号曲線をシミュレーションし、獲得された四つの信号曲線において最高次的パラメーターは順次に別れてＡ−２、Ａ−１、Ａ０、Ａ１である（最高次のパラメーターを順次Ａ−２、Ａ−１、Ａ０、Ａ１と分ける）ステップと；Ｄ、信号曲線の間の変化率を計算し、下のように定義するステップと、
Ｉｎｄｅｘ１ ＝ Ａ_０−Ａ_−１，
ＤｅｌｔａＬ ＝ Ａ_０−Ａ_−２，
ＤｅｌｔａＲ ＝ Ａ_１−Ａ_−１，
Ｉｎｄｅｘ２ ＝ ＤｅｌｔａＬ −ＤｅｌｔａＲ；
Ｅ、ＤｅｌｔａＬとＤｅｌｔａＲの大きさに基づいて、電子ペンとディジタイザーの誘導距離を判定するステップと；Ｆ、Ｉｎｄｅｘ１とＩｎｄｅｘ２を使用して傾斜角の対照リストを検索して、相応の電子ペン傾斜角を得るステップとを含む。

本発明により、ループアンテナの誘導信号値を利用して少なくとも二つの信号曲線をシミュレーションし、毎二つの信号曲線の間の曲線変化率によって電子ペンの傾斜角を推算し、この方式は５〜７つのみのループアンテナを走査することによって、傾斜角を検出することができる。走査するループが少ない場合、フィルタリング演算と
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の参照とをマッチして精確な傾斜角度を獲得することができる。且つ、従来の技術でかなり多くの（如１３條、たとえば１３個）のループアンテナを走査して傾斜角を検出するのに比べて、本発明は走査するループアンテナの数を減少し、傾斜角の検出効率を効果的に高め、従ってディジタイザーの周縁に位置する無効区を縮小し、有効区の範囲を効果的に拡大することができる。

本発明の一実施例に係る電磁誘導入力システムを示す。 図１において、アンテナ区のＸ軸での部分ループアンテナ配置の概略図である。 ループアンテナに誘導された信号値の可能である分布図である。 電子ペンが一つのループアンテナでの位置分率の概略図である。 シミュレーション的信号曲線の概略図である。 第８のループアンテナを中心としてシミュレーションした信号曲線の概略図である。 第９のループアンテナを中心としてシミュレーションした信号曲線の概略図である。 本発明に係る電子ペンの傾斜角の検出方法のフローチャートである。

図１は、本発明の実施例に係る電磁誘導入力システムを示す。前記電磁誘導入力システム１０は、ディジタイザー１２と電子ペン１４を含む。ディジタイザー１２はアンテナ区１６（アンテナ領域１６、アンテナ有効エリア１６）と制御回路基板（図に示せず）とを含み、アンテナ区１６はＸ方向とＹ方向によって配列された複数の導体または誘導コイルから構成（第２図参照）され、制御回路基板はメモリーコントロールユニット（マイクロコントローラーユニット、ｍｉｃｒｏ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｕｎｉｔ， ＭＣＵ）及び信号処理回路を含み、信号処理回路は、例えば、ループアンテナスイッチ（ｓｗｉｔｃｈ）、信号フィルタリング（ｆｉｌｔｅｒ）、信号増幅（ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）等の回路である。電子ペン１４には共振回路が設けられ、電子ペン１４の座標は電子ペン１４の共振回路とディジタイザー１２のループアンテナとの間の電磁気波伝送によって得られる。

図２は、図１にけるアンテナ区がＸ軸での部分ループアンテナ配置の概略図である。図２に示したように、ループアンテナＸ１からループアンテナＸ９までは別れて（別々の）始端を備え、そのそれぞれの終端も同様に接地端に接続され、各ループアンテナの始端から終端までが囲んでいる面積はほとんど同じである。この他、例えて言えば、ループアンテナＸ１が覆う区域には他の二つのループアンテナＸ２、Ｘ３を含み、言い換えれば、１つのループアンテナが覆う区域には次の二つのループアンテナの始端を含む。即ち、隣接するループアンテナの誘導範囲はお互いに重なられる。アンテナ区１６がＹ軸でのアンテナ配置とＸ軸でのアンテナ配置とは類似であるが、Ｙ軸アンテナとＸ軸アンテナとは直交になる。

電子ペン１４のディジタイザー１２の表面での位置がＰであると、電子ペン１４がＰ点で放出する磁場は近傍のループアンテナ（周囲のループアンテナ、例えば、Ｘ１〜Ｘ５）によって誘導されることができ、それぞれの近づくループアンテナ（近傍のループアンテナ）は誘導電流を産生（発生）させることができ、この誘導信号の検出値によって更にＰ点の位置座標を計算することができる。

ループアンテナに誘導された信号値を得る過程において、全域走査（ｇｌｏｂａｌ ｓｃａｎ）を実施する時、どのループアンテナ（例えば、Ｘ３）が電子ペン１４に近いかを一応判断することができ、続いて区域走査（ｌｏｃａｌ ｓｃａｎ）を行い、即ちループアンテナＸ３に近づく幾つかのループアンテナ（例えば、Ｘ１〜Ｘ５）のみを走査することによって、これらの幾つかのループアンテナの誘導信号の電圧値を得て計算を実施する。

図３は、ループアンテナに誘導された信号値の可能である分布図である。一般的に、ループアンテナに誘導された信号の分布は（１）電子ペン１４の傾斜角度と；（２）電子ペン１４とディジタイザー１２の誘導高さと；（３）電子ペン１４が１つのループアンテナでの位置との影響を受ける。

電子ペン１４が垂直されて（垂直に）ディジタイザー１２のアンテナ区１６の表面に位置し、あるループアンテナの真々中に位置する時、信号の分布は基本的に左右対称を呈し、左側信号ピークは大体右側信号ピークと同じ、図３に示したようである。しかし、電子ペン１４が右側に傾斜する時、右側信号ピークは増加して右側信号ピークが左側信号ピークより大きいようになり；電子ペン１４が左側に傾斜する時、左側信号ピークは増加して左側信号ピークが右側信号ピークより大きいようになる。電子ペン１４の右傾を例とすると、傾斜角度が増加する（例えば、傾斜角が２０°から４０°に増加）時、右側信号ピークは従って増加し、信号の分布も従って変わられ、この時の中央の信号ピークも次のループアンテナに移動する可能性がある。

電子ペン１４が１つのループアンテナでの相対的位置も信号の分布に影響を与える。図４を参照すると、電子ペン１４が一つのループアンテナの真々中に位置する時の位置を５０％と定義し、電子ペン１４がこのループアンテナでの最左側に位置する時の位置を０％と定義し、電子ペン１４がこのループアンテナでの最右側に位置する時の位置を１００％と定義する。電子ペン１４が垂直されて５０％の位置に位置する時、信号の分布は基本的に左右対称であり；電子ペン１４が０％の位置に位置する時、信号の分布は少し左側に偏倚する可能性があり；電子ペン１４が１００％の位置に位置する時、信号の分布は少し右側に偏倚する可能性がある。

電子ペン１４の座標は様々な方式を利用して推算でき、例えば下の公式によって推算することができる。

その中、ＡＤ_Ｍａｘは最大の信号ピークであり、ＡＤ_Ｌｅｆｔは信号ピークの左側に現れる１つのループアンテナに誘導された信号値であり、ＡＤ_{Ｒｉｇｈｔ}は信号ピークの右側に現れる１つのループアンテナに誘導された信号値である。例を挙げて言えば、図３で信号ピークがループアンテナＸ９で現れたと仮設すると、ループアンテナＸ８とＸ１０の信号値を一緒に使用して座標推算をし、即ち下のようになる：

（ＡＤ９−ＡＤ８）／［（ＡＤ９−ＡＤ８）＋（ＡＤ９−ＡＤ１０）］。

電子ペン１４が傾斜する時ＡＤ_{Ｒｉｇｈｔ}とＡＤ_Ｌｅｆｔ値の大きさに顕著な影響を与え、傾斜角度とＡＤ_{Ｒｉｇｈｔ}とＡＤ_Ｌｅｆｔ値とには一定の関係がある。一般的に、電子ペン１４の傾斜角の計算はＡＤ_{Ｒｉｇｈｔ}とＡＤ_Ｌｅｆｔ値を補償するためであり、更に推算された座標値を補償して、最後に決まれた電子ペン１４座標が一層精確になるようにし、この部分は従来の補償方式を採用して達することができるので、ここでは詳細に述べない。この他、電子ペン１４がＸ軸方向での傾斜角とＹ軸方向での傾斜角を別れて（別々に）求めた後、従来の方式を利用して座標の補償を実施することができる。

以下、本発明における電子ペン傾斜角の検出方法の原理及び概念に対して紹介する。

図３に示されたあらゆる曲線は全部１つの十一次方程式を利用して説明することができ、即ちａｘ１１＋ｂｘ１０＋…．＝ｙである。実際に色々な位置百分比と色々な傾斜角での各ループアンテナの信号値を測量し、曲線毎に対してそのパラメーター組（即ちａ、 ｂ、...）を求めて、位置百分比と、傾斜角と、パラメーター組の対照リストを作成する。電子ペンの精確な座標を決定する過程で、測量された信号値から信号の分布曲線のパラメーター組を推算し、またこのパラメーター組と前記対照リストに記録されたパラメーター組とを対照すると、電子ペンの位置百分比と傾斜角を得ることができる。しかし、この方式に必要になる計算量はかなり大きすぎ、従来のマイクロプロセッサの計算能力には限度があって、実行できない。

電子ペンの傾斜角が０°である時、信号の分布曲線は左右対称を呈し；傾斜角が大きいほど、曲線の不対称性も高くなり、曲線の変化率も大きくなる。従って、曲線の変化率によって電子ペンの傾斜角を推算することができる。

一つの一元三次方程式で信号の分布曲線を説明すると仮設すると、即ちａｘ^３＋ｂｘ^２＋ｃｘ＋ｄ＝ｙ、四個の点からそのパラメーター組（即ち、ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を求める必要があり、言い換えれば、四個のループアンテナの誘導信号値（ＡＤ）を必要とする。図５を参照すると、在信号（存在する信号）の分布図からある１つのループアンテナ（ＡＤ値が最大なループ又はその近くのループが好ましい）を取って中心とし、その信号値はＡＤ_０である。例えて言えば、この中心点から左に一つの点（その値はＡＤ_−１である）を取り、右に二つの点（その値は別個のＡＤ_１、ＡＤ_２である）を取り、この四個の点を使用して曲線を説明する。この四個の点の座標値を前述した三次方程式に別れて（別々に）代入して、以下のように、−ａ＋ｂ−ｃ＋ｄ＝ ＡＤ_−１，ｄ＝ ＡＤ_０，ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝ ＡＤ_１，８ａ＋４ｂ＋２ｃ＋ｄ＝ ＡＤ_２を獲得する。従って、以下のように、そのパラメーターの解を求めることができる：

電子ペンの傾斜角が０°であり、且つちょうど第９個のループアンテナの中心に位置すると仮定すると、第９のループとその左に二個と右に二個のループによって測量されたＡＤ値は以下のようである：

第８のループを中心点として、シミュレーションされた信号曲線は図６Ａに示したようであり、前述のした公式（２）を通して図６Ａの曲線のパラメーター組を得ることができ；第９のループを中心点として、シミュレーションされた信号曲線は図６Ｂに示したようであり、前述のした公式（２）を通して図６Ｂ曲線のパラメーター組を得ることができる。比較を便利に観察するために、あらゆるパラメーター値を全部ｄで割りて又１０００を掛けて、以下の表を得る：

上から分かるように、最高次のパラメーター値（即ち、パラメーターＡ）が信号曲線の変化に対する影響が一番大きいため、二つの曲線を比較する時、パラメーターＡを比較対象とする。電子ペンの傾斜角が０°である時、信号の分布は左右対称であり、表２に示したように、第８点によって得られた曲線のパラメーターＡと第９点によって得られた曲線のパラメーターＡとが同じ、二つの曲線の間の変化率がゼロであることを示す。

電磁誘導のアナログ信号がとても微弱なため、信号に対して先ずアンプ処理を通し、又フィルタリングと整流を行い、そしてＡ／Ｄコンバータを実施する。アンプのゲイン値は信号の強弱に従って動態変化をして、ＡＤ値も異なるようになる。前述でシミュレーションされた曲線のパラメーター値を全部ｄで割り（即ち、ＡＤ_０）、即ち曲線規格化（曲線の正規化（normalization））と類似する動作を実施する。

今、電子ペンの傾斜角が０°であるが、第１０個のループアンテナの中心には位置しないと仮定して、それが５％〜９５％の位置に位置する時、曲線変化率に対する影響を観察する。第８点によって得られた曲線と第９点によって得られた曲線との二つのパラメーターＡの差異を、下の表のように比較する：

上から分かるように、電子ペンが１つのループアンテナでの異なる位置で平行移動する時、パラメーターＡの階差（勾配、差分）の変化は大きくなく、言い換えれば、シミュレーションされた二つの信号曲線の間の変化が大きくない。

今、毎四つの隣接する点を一元三次方程式によって１つの信号曲線をシミュレーションして、四個の信号曲線を得て、獲得された四個の信号曲線の中の最高次のパラメーター値を左から右まで別れてＡ−２、Ａ−１、Ａ０、Ａ１である（四個の信号曲線の中の最高次のパラメーター値を左から右まで別個に、Ａ−２、Ａ−１、Ａ０、Ａ１とする）。且つ、Ｉｎｄｅｘ１、ＤｅｌｔａＬ、ＤｅｌｔａＲ、Ｉｎｄｅｘ２等の数値を定義すると、下のようになる。

これらの数値が電子ペンの傾斜角の変化において、位置百分比（位置の割合,位置の百分率）の変化と電子ペンの誘導高さの変化においての数値の変化を観察する。

今、電子ペンが第１０個のループアンテナに位置し、電子ペンとディジタイザーの誘導距離が６ｍｍであり、位置百分比が６０％であると仮定して、それが異なる傾斜角０°〜５０°にある時、曲線変化率に対する影響を観察する。電子ペンの右傾を例として、Ｉｎｄｅｘ１とＩｎｄｅｘ２の変化の場合を観察すると、下の表のようである：

電子ペンが左傾の時の計算結果は下の表のようである：

上から分かるように、電子ペンが１つのループアンテナの中心で異なる角度で傾斜する時、傾斜角が大きいほど、Ｉｎｄｅｘ１も原則的に大きくなる（左傾１０°から２０°までの場合を除く）。しかし、最大ＡＤ値が第１０個のループアンテナにある時、Ｉｎｄｅｘ２は右への傾斜角度が大きいほど値が小さくなり、左への傾斜角度が大きいほど値が大きくなる。実際に、傾斜角が４０°と５０°に右傾する時、最大ＡＤ値は第１０個のループアンテナに位置しないと、第１１個のループアンテナに位置する。Ｉｎｄｅｘ１が予定値（例えば、９）より大きい時、電子ペンの位置に対して１つのピッチ（ｐｉｔｃｈ）または１つのループ単位の修正を必要とする。例えば、電子ペンが右へ４０°と５０°右傾する時、ＡＤ最大値は第１１個のループアンテナにあるが、実際に電子ペンは第１０個のループアンテナに位置して、電子ペンの位置を第１０個のループアンテナに調整する。

前述の統計結果から見いだせるように、電子ペンの傾斜角が大きくない場合、及び電子ペンが異なる位置百分比に位置する場合、Ｉｎｄｅｘ１の値は大きくて範囲が近づく（範囲が近い）ため、Ｉｎｄｅｘ１が大きくない場合、これは傾斜角が小さい場合であるか、或いは異なる位置百分比に位置する場合であるか、どちらの場合によって引き起こされたかを更に判定しなければならない。

今、電子ペンとディジタイザーとの誘導距離が６ｍｍで、電子ペンが垂直されて第１０のループアンテナ３０％の位置に位置し、及び第１０のループアンテナ４０％的位置に位置するが傾斜角が１０°左傾する二種類の場合を仮定して、第７〜１３のループがこの二種類の場合にセンシングされたＡＤ値を下のように列出する：

続いて、Ｉｎｄｅｘ１とＩｎｄｅｘ２を比較し、前述した公式（１）を利用して電子ペンの偏倚比例（偏移比例、オフセットの割合、offset proportion、bias proportion）を推算すると、下のような表が得られる：

上から分かるように、前述した二種類の場合は、偏倚比例が近づいて、且つＩｎｄｅｘ１も近づく（Ｉｎｄｅｘ１の値が類似する）。しかし、Ｉｎｄｅｘ２には顕著な差異がある。従って、Ｉｎｄｅｘ１が予定値（例えば、１０）より小さい時、Ｉｎｄｅｘ２を利用して、電子ペンが傾斜するか或いは位置偏倚（location offset, location bias）するかの場合を判定することができる。

更に、電子ペンが異なる位置百分比にある時、Ｉｎｄｅｘ１とＩｎｄｅｘ２の変化（この時ペンは垂直）を観察すると、以下のようである：

且つ、右傾を例とすると、電子ペンが異なる傾斜角にある時、 Ｉｎｄｅｘ１、Ｉｎｄｅｘ２と偏倚比例の変化（電子ペンが第１０のループアンテナの３０％の位置に位置する場合を例とする）を観察すると、以下のようである：

上から分かるように、電子ペンが異なる位置百分比にある時、Ｉｎｄｅｘ１の変化は大きくなく、Ｉｎｄｅｘ２は位置百分比の増加によって逓減する。傾斜角度が変化する時、Ｉｎｄｅｘ１の変化も大きくないが、Ｉｎｄｅｘ２は角度の増加によって逓減し、その逓減変化率ももっと大きい。電子ペンが垂直されて７０％の位置に位置する場合と４０°右傾して３０％の位置に位置する場合を比較すると、その示された偏倚比例は近づく（７０％ ｖｓ．７３．６％）が、Ｉｎｄｅｘ２は別れて（別々の）０．７６８と−１３．８７６となる。従って、Ｉｎｄｅｘ２の大きさを判断することを通して、電子ペンが傾斜するか或いは位置偏倚（位置のずれ、偏り）しているかの情況を判定することができる。位置偏倚の場合だと判定される時、この時は傾斜角度が大きくないため、電子ペンが傾斜する時に信号の分布に対する影響が小さくて、公式（１）を用して電子ペンが落られる位置百分比を計算することができる。

前述の実験結果から下のような結論を得ることができる：Ｉｎｄｅｘ１が予定値より小さい場合、この時の電子ペンの位置座標とＡＤ最大値は同じループアンテナに位置する、Ｉｎｄｅｘ２を使用して電子ペンが傾斜であるか或いは位置偏倚であるかを判定し、更にＩｎｄｅｘ２の計算を通して電子ペンの傾斜角を得出することができる。Ｉｎｄｅｘ１が予定値より大きい場合は、この時の電子ペンの位置とＡＤ最大値は異なるループアンテナに位置され、この時はＩｎｄｅｘ１を使用して電子ペンの傾斜角を估計することができる。

最後に、電子ペンとディジタイザーの誘導距離も曲線変化率に影響を与えるため、電子ペンが同じ位置と同じ角度である条件においても、位置の補償に差異が産生するようになり、実験データを通して説明する。電子ペンが垂直されて第１０のループアンテナの５０％の位置に位置され、電子ペンとディジタイザーの誘導距離が別れて２ｍｍと６ｍｍである二種類の場合を仮定して、第７〜１３のループがこの二種類の場合にセンシングされたＡＤ値は以下のようである：

続いて、各パラメーターであるＩｎｄｅｘ１，ＤｅｌｔａＬ，ＤｅｌｔａＲ，Ｉｎｄｅｘ２（前述のように定義）を比較し、前述の公式（１）を利用して電子ペンの偏倚の比例を推算して、以下のような表が得られる：

上から分かるように、前述の二種類の場合、偏倚比例の値が近づいて、且つＩｎｄｅｘ１とＩｎｄｅｘ２の値も近づく。しかし、ＤｅｌｔａＬとＤｅｌｔａＲには顕著な差異がある。誘導高さが固定された時、各種類の傾斜角のＤｅｌｔａＬとＤｅｌｔａＲも固定な範囲がある。従って、ＤｅｌｔａＬとＤｅｌｔａＲを利用して、電子ペンとディジタイザーの誘導距離を判定することができる。

位置補償の差異は傾斜の角度が大きい時にとても顕著になり、以下で電子ペンが５０°左傾する時であって、誘導高さがそれぞれ（別れて）２ｍｍと６ｍｍである二種類の場合、異なる顕現偏倚比例（顕示偏移比例、Microscopy shows offset proportion ）（非実際偏倚比例、non-actual bias proportion）の時の位置補償量を示す。表１２の誘導高さは２ｍｍであり、表１３の誘導高さは６ｍｍである。

理論的には、前述のように定義された様々なパラメーターには全部その作用があり、Ｉｎｄｅｘ１は最大のＡＤ値と電子ペンとが同じループアンテナ（ある時はＩｎｄｅｘ２とマッチして補助的に判別）に位置するかを判別することができ；Ｉｎｄｅｘ２は傾斜角度の大きさを判別することができ；ＤｅｌｔａＬとＤｅｌｔａＲは電子ペンとディジタイザーの誘導距離を判別することができる。以下、第７図に示した傾斜角の検出方法のプロセスとマッチングして、区域走査の時の七つのループアンテナの走査を例として説明する。

ステップＳ１０において、全域走査を行って、どのループアンテナが相対的に電子ペンに一番近づいているかを一応判断し、電子ペンに近いループアンテナは一般的に最大の誘導信号値を備え、このループアンテナをここでピークループアンテナと呼ばれる。

ステップＳ１２において、区域走査を行い、即ち前記ピークループアンテナに隣接する複数のループアンテナを走査して、前記ピークループアンテナと前記らの隣接するループアンテナの誘導信号値を獲得して、信号の分布が得られる。この例において、前記ピークループアンテナと前記らのそれに隣接するループアンテナの中の総数は合わせて七つのループアンテナを取り、言い換えれば、合わせて獲得された信号値は七つのループアンテナの誘導信号値である。

ステップＳ１４において、前記ピークループアンテナと前記らの隣接するループアンテナによって誘導された信号値を利用して、信号曲線をシミュレーションする。三次方程式に対して言えば、前述の方式によって点を取り、七つの信号値は四つの信号曲線をシミュレーションすることができる。この例において、この七つのループアンテナの信号値の中で、毎四つの隣接する点は三次方程式によって一つの信号曲線をシミュレーションし、獲得された四つの信号曲線で最高次のパラメーター値は左から右まで別れてＡ_−２、Ａ_−１、Ａ_０、Ａ_１である。この四つのパラメーター値はまた前述された規格化動作をさらに行って、アンプのゲイン値の変化によってＡＤ値が変えられる場合に適用することができる。

ステップＳ１６において、信号曲線の間の変化率を計算する。この例において、即ち、前述の公式（３）のように、Ｉｎｄｅｘ１、ＤｅｌｔａＬ、ＤｅｌｔａＲ、Ｉｎｄｅｘ２等の数値を定義する。

ステップＳ１８において、ＤｅｌｔａＬとＤｅｌｔａＲに従って電子ペンとディジタイザーの誘導距離を判別する。誘導高さが異なるため、各種類の異なる角度においてのＩｎｄｅｘ１とＩｎｄｅｘ２の変化を起こすようになる。従って、特定な誘導高さに従って、相応の傾斜角対照リストを採用する。前記傾斜角対照リストは特定な誘導高さでの傾斜角と位置百分比がＩｎｄｅｘ１とＩｎｄｅｘ２に対応する対照リストであり、言い換えれば、この対照リストは 従業員が様々な位置百分比で、異なる角度の傾斜と様々な異なる誘導高さで実際に測量して得たものである。

ステップＳ２０において、Ｉｎｄｅｘ１とＩｎｄｅｘ２を使用して前記傾斜角対照リストを検索して、相応の傾斜角を引き出す。先ず、電子ペンの座標が前記ピークループアンテナの範囲内に位置するか否かを判断する。一般的に、Ｉｎｄｅｘ１が予定値より小さい時、傾斜角が大きくないことを示し、電子ペンの座標が前記ピークループアンテナの範囲内に位置すると判定することができる。しかし、ある時はＩｎｄｅｘ１が角度に従う変化が顕著でないため、やはりＩｎｄｅｘ２とマッチングして電子ペンの座標が前記ピークループアンテナの範囲内に位置するか否かを判断しなければならない。従って、Ｉｎｄｅｘ１を使用し、Ｉｎｄｅｘ２とマッチングして電子ペン座標とＡＤ最大値とが同じループアンテナにあるかを判断する。二つが同じループアンテナにあると判定される時、この時Ｉｎｄｅｘ２は顕著な差異があって、この時にＩｎｄｅｘ２を使用して前記傾斜角対照リストを検索して、電子ペンの傾斜角を引き出し、且つ線形内挿的方式を使用して、電子ペンの位置百分比を計算することができる。二つが同じループアンテナにないと判定される時、傾斜角が大きいことを示し、この場合にＩｎｄｅｘ２の値は影響を受け、Ｉｎｄｅｘ１は顕著な差異があるし、この時Ｉｎｄｅｘ１を使用して前記傾斜角対照リストを検索して、電子ペンの傾斜角を引き出す。

実施例において、Ｉｎｄｅｘ１が予定値（例えば、９）より小さい時、電子ペンの座標が前記ピークループアンテナの範囲内に位置すると判定することができる。Ｉｎｄｅｘ１が前記予定値より大きい時、Ｉｎｄｅｘ２の値が−１２より小さいと、電子ペンの座標が前記ピークループアンテナの範囲の外に位置すると判定され、それでなければ、やはり前記ピークループアンテナの範囲に位置すると判定される。

以下、二つの例を挙げて説明する。例１において、ＡＤ値の最大値が第１０のループアンテナの範囲に現れ、ある１つの未知角度に傾斜されたと仮設すると、下のように第７〜１３個（合わせて７個）のループアンテナの誘導信号値が獲得される：

続いて、表１４のＡＤ値に基いて偏倚比例、Ｉｎｄｅｘ１、Ｉｎｄｅｘ２、ＤｅｌｔａＬ、ＤｅｌｔａＲを計算し、それは別れて５１．２６％、７．８５、−７．８１、１１．９８、１１．７９である。先ず、ＤｅｌｔａＬとＤｅｌｔａＲからその誘導高さが６ｍｍであることを判断し、Ｉｎｄｅｘ１が予定値（例えば、８）より小さいため、傾斜角が大きくないと判定することができ（Ｉｎｄｅｘ１の値が大きくないため、Ｉｎｄｅｘ２を補助とすることが好ましく、本例において、−１５＜Ｉｎｄｅｘ２＜２１から判定する）、電子ペンとＡＤ値の最大値は同じループアンテナに現れ、先ず偏倚比例５１．２６％によって対照リストを検索することができる。下の表のように一部分を示す。

続いて、表１４からＩｎｄｅｘ２（即、−７．８１）に一番近づいてるものを見つけ、右傾３０°と、位置百分比１０％とが引き出される。最後に、再用線形内挿方式によって、電子ペンの傾斜角が右傾３０．３°で、座標が位置百分比９％に位置することが引き出される（導かれる）。

例２において、ＡＤ値の最大値が第１１のループアンテナの範囲に現れ、ある１つの未知の角度に傾斜されると仮設（仮定）すると、下のように第８〜１４個（合わせて７個）のループアンテナの誘導信号値が獲得される：

続いて、表１６のＡＤ値に基づいて偏倚比例、Ｉｎｄｅｘ１、Ｉｎｄｅｘ２、ＤｅｌｔａＬ、ＤｅｌｔａＲを計算する。それは分かれて（それぞれの値は）４０．１４％、８．７８、−１５．２９、１８．３５、３３．６４である。先ず、ＤｅｌｔａＬとＤｅｌｔａＲからその誘導高さが２ｍｍであることが判断され、すなわち誘導高さが２ｍｍで、顕現偏倚比例が４０％である対照リストからその実際の偏倚比例を見出し、Ｉｎｄｅｘ１からはＡＤ最大値と電子ペンが同じループにあるかが判定できなくて、我達はＩｎｄｅｘ２から判別し、Ｉｎｄｅｘ２が−１２より小さいため、ＡＤ最大値が位置されるループと電子ペンが置かれたループが異なることが判定され、電子ペンは第１０のループアンテナに置かなければならない。この時傾斜角はとても大きくて、以下の表から電子ペンの実際位置を見い出す。

ＡＤ最大値が位置されるループと電子ペンが置かれたループが異なるため、Ｉｎｄｅｘ１（即ち、８．７８）を使用して表１７から一番近づくもの（最も近い値）を見つけて、電子ペンの傾斜角が右傾４１．８１°で、座標が第１０ループアンテナの位置百分比９０．３８％に位置することが得られる。

本発明において、ループアンテナの誘導信号値を利用して少なくとも二つの信号曲線をシミュレーションし、毎二つの信号曲線の間の曲線変化率に基づいて電子ペンの傾斜角を推算し、この方式は５〜７のみのループアンテナを走査するによって、傾斜角が検出されて獲得される。走査するループが少ない時、フィルタリング演算と歴史軌跡の参照とにマッチングして精確な傾斜角度を獲得することができる。且つ、従来の技術においてかなり多くのループアンテナ（例えば、１３個）を走査して傾斜角を検出するに比べ、本発明は走査のループアンテナの数を低まることができて、傾斜角の検出的効率を効果的に高め、従ってディジタイザーの周縁に位置する無効区を縮小し、有効区の範囲を効果的に拡大することができる。

上記のように、好ましい実施例を利用して本発明に対して説明したが、本発明はこれに限られない。本発明が属する技術分野の通常の知識を持った技術者は本発明の構想と範囲を離脱しない範囲でさまざまな修正と潤色の可能性がある。従って、本発明の保護の範囲は以下の特許請求の範囲に確定された範囲を基準とする。

１０ 電磁誘導入力システム
１２ ディジタイザー
１４ 電子ペン
１６ アンテナ区、
Ｘ１〜Ｘ９ ループアンテナ
Ｓ１０〜Ｓ２０ ステップ

Claims (8)

1. 電子ペンの傾斜角の検出方法であって、前記電子ペンはディジタイザーの上方に位置し、前記ディジタイザーは複数のループアンテナを備え、
   Ａ、最大誘導信号値を備えたピークループアンテナを捜すステップと、
   Ｂ、前記ピークループアンテナの近傍の複数のループアンテナを走査して、前記ピークループアンテナとそれらの近傍のループアンテナから、七つのループアンテナの誘導信号値を取るステップと、
   Ｃ、この七つのループアンテナの信号値で、毎四つの隣接する点を三次方程式によって１つの信号曲線をシミュレーションし、獲得された四つの信号曲線において最高次のパラメーター値を順次Ａ_−２、Ａ_−１、Ａ_０、Ａ_１と分けるステップと、
   Ｄ、信号曲線の間の変化率を計算し、ここで下記、
   Ｉｎｄｅｘ１ ＝ Ａ_０−Ａ_−１，
   ＤｅｌｔａＬ ＝ Ａ_０−Ａ_−２，
   ＤｅｌｔａＲ ＝ Ａ_１−Ａ_−１，
   Ｉｎｄｅｘ２ ＝ ＤｅｌｔａＬ - ＤｅｌｔａＲ；
   のように変化率を定義するステップと、
   Ｅ、ＤｅｌｔａＬとＤｅｌｔａＲの大きさに基づいて、電子ペンとディジタイザーの誘導距離を判定するステップと、
   Ｆ、Ｉｎｄｅｘ１とＩｎｄｅｘ２を使用して傾斜角の対照リストを検索して、相応の電子ペン傾斜角を得るステップと、を含むことを特徴とする電子ペンの傾斜角の検出方法。
2. ステップＡにおいて、前記最大誘導信号値を備えるピークループアンテナは、全域の走査を実施する時に決められることを特徴とする請求項１に記載の電子ペンの傾斜角の検出方法。
3. ステップＢにおいて、前記らループアンテナの誘導信号値は区域走査を実施する時に獲得されることを特徴とする請求項１に記載の電子ペンの傾斜角の検出方法。
4. ステップＣにおいて、前記最高次のパラメーター値Ａ_−２、Ａ_−１、Ａ_０、Ａ_１に対して規格化した後、ステップＤでその階差を計算することを特徴とする請求項１に記載の電子ペンの傾斜角の検出方法。
5. ステップＥにおいて、異なる誘導距離は異なる傾斜角対照リストに対応することを特徴とする請求項１に記載の電子ペンの傾斜角の検出方法。
6. ステップＦにおいて、前記傾斜角対照リストは傾斜角と位置百分比がＩｎｄｅｘ１とＩｎｄｅｘ２に対応する対照リストであることを特徴とする請求項１に記載の電子ペンの傾斜角の検出方法。
7. ステップＦは、
   Ｆ１、電子ペン座標が前記ピークループアンテナの範囲内に位置するか否かを判断するステップと、
   Ｆ２、前記電子ペン座標が前記ピークループアンテナの範囲に位置すると判定された時、Ｉｎｄｅｘ２を使用して前記傾斜角対照リストを検索して、相応の電子ペン傾斜角を得るステップと、
   Ｆ３、前記電子ペン座標が前記ピークループアンテナの範囲の外に位置すると判定された時、Ｉｎｄｅｘ１を使用して前記傾斜角対照リストを検索して、相応の電子ペン傾斜角を得るステップと、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の電子ペンの傾斜角の検出方法。
8. Ｉｎｄｅｘ１とＩｎｄｅｘ２の大きさに基づいて、前記電子ペンの座標が前記ピークループアンテナの範囲内に位置するか否かを判断することを特徴とする請求項７に記載の電子ペンの傾斜角の検出方法。

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