JP4390582B2 - 電子スタイラス及びスタイラスの先端の位置を判定する方法 - Google Patents
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Description
式(1) d=vs×t
式(1)で、vsは音速に等しい。
式(13) θ1=φまたはφ+π
式(12)に関してφには2つの解φ1およびφ2があったので、式(13)は、以下のように4つのθ1の値について解くことができる。
式(13−1) θ11=φ1
式(13−2) θ12=φ2
式(13−3) θ13=φ1+π
式(13−4) θ14=φ2+π
θ1について解いた後、式(14)でθ2について解くことができる。
式(14) θ2=θ1+β
式(13)に関してθ1には4つの解θ11、θ12、θ13、θ14があったので、式(14)は、4つのθ2の値について解くことができ、正と負のβ(βおよび−β)のそれぞれに2つの値が対応する。
式(15) x=(1+λ)X1−λX2
式(15)を満たすxの値は、ただ1つである。当業者には理解されるように、式(15)をソフトウェアおよび/またはファームウェア中で実施する方式はいくつかある。さらに、式(2)〜(14)からの適切な式を組み合わせ、代用して、他の形の式(15)に到達する方式もいくつかある。
式(16) y=(1+λ)R1sin(θ1)−λR2sin(θ2)
前述のように、θ1について4つの可能な値があり、θ2について4つの可能な値がある。しかし、式(16)中のyについて解く中で、負でないyの値をもたらすと共に角度θ2が|θ2|<90度を満たす結果だけが、有効と見なされることになる。
102 電子スタイラス
104 スタイラスベースユニット
106 筆記材料
108 筆記面
110 スタイラス本体
112 スタイラス先端
114 インクまたは芯(黒鉛)を保持してスタイラス先端112から出すための機構
116 スタイラス本体110中の単一の軸
118 第1の超音波送信機
120 第2の超音波送信機
122 電磁送信機
122 IR送信機
124 スタイラスインジケータランプ
126 機能スイッチ
128 ベースユニットの本体部分
130 第1の超音波受信機
132 第2の超音波受信機
134 第1の超音波信号
136 第2の超音波信号
138 電磁受信機
138 IR受信機
140 電磁信号
142 データ転送ポート
200 電子スタイラス102の動作構成要素
202 スタイラスマイクロコントローラ
204 第1の超音波ドライバモジュール
206 第2の超音波ドライバモジュール
208 IRドライバモジュール
210 スタイラスインジケータドライバモジュール
212 スタイラス先端接触スイッチ
300 ベースユニット104の動作構成要素
302 ベースユニットマイクロコントローラ
304 第1の受信機モジュール
306 第2の受信機モジュール
308 メモリ
310 増幅器
311 第1の信号
312 自動利得制御
313 増幅信号
314 コンパレータ
315 利得制御信号
316 しきい値信号生成器
317 しきい値信号
318 単安定マルチバイブレータ
319 トリガ信号
320 増幅器
321 単安定信号
322 自動利得制御
324 コンパレータ
326 しきい値信号生成器
328 単安定マルチバイブレータ
402 xyz座標系の原点
404 x軸
406 y軸
408 z軸
412 第1と第2の超音波受信機130と132の間の距離L
414 第1と第2の超音波送信機118と120の間の距離P
416 第1の超音波送信機118とスタイラス先端112との間の距離P’
418 第1の超音波送信機118と第1の超音波受信機130との間の距離d11
420 第1の超音波送信機118と第2の超音波受信機132との間の距離d12
422 第2の超音波送信機120と第1の超音波受信機130との間の距離d21
424 第2の超音波送信機120と第2の超音波受信機132との間の距離d22
602 第1の軌跡
604 第1の中心点P1
606 半径R1
608 x軸404上の原点402からの距離X1
702 第2の軌跡
704 第2の中心点P2
706 半径R2
708 x軸404上の原点402からの距離X2
802 第2の傾斜角θ2
804 第1の傾斜角θ1
806 第1の超音波送信機118と先端112との間の距離P’
808 第1の超音波送信機118と第2の超音波送信機120との間の距離P
Claims (16)
- 所与の基準点に対して電子スタイラス内の第1の超音波送信機の位置軌跡を判定するステップと、
前記所与の基準点に対して前記電子スタイラス内の第2の超音波送信機の位置軌跡を判定するステップと、
判定した前記第1の超音波送信機の位置軌跡と、判定した前記第2の超音波送信機の位置軌跡と、前記スタイラス内での前記第1の超音波送信機および前記第2の超音波送信機並びに筆記先端の相対位置とを使用して、前記所与の基準点に対する前記電子スタイラス内の前記筆記先端の位置を判定するステップとを備え、
前記第1の超音波送信機の位置軌跡を判定する前記ステップは、
前記電子スタイラス内の電磁送信機から電磁信号を送信するステップと、
前記電磁信号を電磁受信機において受信するステップと、
前記第1の超音波送信機から超音波信号を送信するステップと、
前記超音波信号を第1の超音波受信機及び第2の超音波受信機において受信するステップと、前記電磁信号は前記第1及び第2の超音波送信機のうちのいずれから前記受信された超音波信号が送信されたかを指示するものであり、
前記電磁信号が受信された時間と前記超音波信号が受信された時間との時間差に基づいて前記第1の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間の距離(d11)を計算するステップとを含み、
前記第1の超音波送信機と前記第2の超音波送信機は交互に前記筆記先端が筆記材料に接触していることを示す超音波信号を送信することを特徴とする方法。 - 前記所与の基準点は、前記第1の超音波受信機と前記第2の超音波受信機とを含む電子スタイラスベース受信機ユニット内に位置する
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記所与の基準点は、前記ベース受信機ユニットの前記第1の超音波受信機の位置にある
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 前記基準点に対する前記第1の超音波受信機の位置軌跡はさらに、前記第1の超音波送信機と前記第2の超音波受信機との間の距離(d12)を計算することによって判定される
ことを特徴とする請求項3に記載の方法。 - 前記基準点に対する前記第2の超音波受信機の位置軌跡は、前記第2の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間の距離(d21)を計算し、前記第2の超音波送信機と前記第2の超音波受信機との間の距離(d22)を計算することによって判定される
ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記ベースユニットの前記第1の超音波受信機および前記第2の超音波受信機は、前記ベースユニット内で互いに固定された距離の位置にあり、
前記第1の超音波受信機と前記第2の超音波受信機との間の前記固定された距離は、前記所与の基準点に対する前記スタイラスの先端の位置を判定する際に使用される
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 座標系に対してスタイラスの先端の位置を判定する方法であって、
前記スタイラスは、前記スタイラス内の第1の固定された位置にある第1の超音波送信機と、前記スタイラス内の第2の固定された位置にある第2の超音波送信機とを有し、
前記座標系に対して前記第1の超音波送信機の第1の位置軌跡を判定するステップと、
前記座標系に対して前記第2の超音波送信機の第2の位置軌跡を判定するステップと、
前記第1の超音波送信機の第1の傾斜角を判定するステップと、
前記第2の超音波送信機の第2の傾斜角を判定するステップと、
前記第1の位置軌跡、前記第2の位置軌跡、前記第1の傾斜角、前記第2の傾斜角、第1の超音波受信機および第2の超音波受信機並びに前記スタイラスの先端の互いに対する位置を使用して、前記座標系に対する前記スタイラスの先端の位置を判定するステップとを備え、
前記第1の超音波送信機の位置軌跡を判定する前記ステップは、
前記スタイラス内の電磁送信機から電磁信号を送信するステップと、
前記電磁信号を電磁受信機において受信するステップと、
前記第1の超音波送信機から超音波信号を送信するステップと、
前記超音波信号を第1の超音波受信機及び第2の超音波受信機において受信するステップと、前記電磁信号は前記第1及び第2の超音波送信機のうちのいずれから前記受信された超音波信号が送信されたかを指示するものであり、
前記電磁信号が受信された時間と前記超音波信号が受信された時間との時間差に基づいて前記第1の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間の距離を計算するステップとを含み、
前記第1の超音波送信機と前記第2の超音波送信機は交互に前記筆記先端が筆記材料に接触していることを示す超音波信号を送信することを特徴とする方法。 - 判定した前記スタイラスの先端の位置を記憶するステップ
をさらに備えることを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 判定した前記スタイラスの先端の位置をコンピューティングデバイスに送信するステップ
をさらに備えることを特徴とする請求項8に記載の方法。 - 電子ペン内の第1の超音波送信機とベースユニット内の第1の超音波受信機との間の距離を判定するステップと、
前記電子ペン内の前記第1の超音波送信機と前記ベースユニット内の第2の超音波受信機との間の距離を判定するステップと、
前記電子ペン内の第2の超音波送信機と前記ベースユニット内の前記第1の超音波受信機との間の距離を判定するステップと、
前記電子ペン内の前記第2の超音波送信機と前記ベースユニット内の前記第2の超音波受信機との間の距離を判定するステップと、
判定した各距離を不揮発性メモリに記憶するステップとを備え、
前記第1の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間の距離を判定するステップは、
前記電子ペン内の電磁送信機から電磁信号を送信するステップと、
前記電磁信号を前記ベースユニット内の第1の電磁受信機において受信するステップと、
前記第1の超音波送信機から超音波信号を送信するステップと、
前記超音波信号を前記第1の超音波受信機及び前記第2の超音波受信機において受信するステップと前記電磁信号は前記第1及び第2の超音波送信機のうちのいずれから前記受信された超音波信号が送信されたかを指示するものであり、
前記電磁信号が受信された時間と前記超音波信号が受信された時間との時間差に基づいて前記第1の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間の距離を計算するステップとを含み、
前記第1の超音波送信機と前記第2の超音波送信機は交互に前記筆記先端が筆記材料に接触していることを示す超音波信号を送信することを特徴とする方法。 - 前記第1の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間の距離は、前記ベースユニット内のマイクロコントローラを使用して判定される
ことを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記第1の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間の距離は、前記ベースユニット内の不揮発性メモリに記憶される
ことを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 記憶された、前記第1の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間の距離は、コンピューティングデバイスに送信される
ことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 座標系に対してスタイラスの先端の位置を判定する方法であって、
前記スタイラスは、前記スタイラス内の第1の固定された位置にある第1の超音波送信機と、前記スタイラス内の第2の固定された位置にある第2の超音波送信機とを有し、
電子スタイラス内の第1の超音波送信機とベースユニット内の第1の超音波受信機との間の距離を受け取るステップと、
前記電子スタイラス内の前記第1の超音波送信機と前記ベースユニット内の第2の超音波受信機との間の距離を受け取るステップと、
前記電子スタイラス内の第2の超音波送信機と前記ベースユニット内の前記第1の超音波受信機との間の距離を受け取るステップと、
前記電子スタイラス内の前記第2の超音波送信機と前記ベースユニット内の前記第2の超音波受信機との間の距離を受け取るステップと、
受け取った前記距離を使用して、前記座標系に対する前記スタイラスの先端の位置を判定するステップと
前記第1の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間の距離を以下のステップで判定するものであり、
前記スタイラス内の電磁送信機から電磁信号を送信するステップと、
前記電磁信号を前記ベースユニット内の第1の電磁受信機において受信するステップと、
前記第1の超音波送信機から超音波信号を送信するステップと、
前記超音波信号を前記第1の超音波受信機及び前記第2の超音波受信機において受信するステップと、前記電磁信号は前記第1及び第2の超音波送信機のうちのいずれから前記受信された超音波信号が送信されたかを指示するものであり、
前記電磁信号が受信された時間と前記超音波信号が受信された時間との時間差に基づいて前記第1の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間の距離を計算するステップとを含み、
前記第1の超音波送信機と前記第2の超音波送信機は交互に前記筆記先端が筆記材料に接触していることを示す超音波信号を送信することを特徴とする方法。 - スタイラス内に位置する第1の超音波送信機と、ベースユニット内に位置する2つの超音波受信機のそれぞれとの間の距離を受け取るステップと、
前記スタイラス内に位置する第2の超音波送信機と、前記2つの超音波受信機のそれぞれとの間の距離を受け取るステップと、
受け取った前記距離、前記2つの超音波送信機間の固定された距離、前記2つの超音波受信機関の固定された距離、前記超音波送信機のうちの一方に対する前記スタイラスの先端の位置を使用して、前記ベースユニットに対する前記スタイラスの先端の位置を判定するステップとを備え、
前記第1の超音波送信機と前記2つの超音波受信機の1つとの間の距離を以下のステップで判定するものであり、
前記スタイラス内の電磁送信機から電磁信号を送信するステップと、
前記電磁信号を前記ベースユニット中の第1の電磁受信機において受信するステップと、
前記第1の超音波送信機から超音波信号を送信するステップと、
前記超音波信号を前記2つの超音波受信機において受信するステップと、前記電磁信号は前記第1及び第2の超音波送信機のうちのいずれから前記受信された超音波信号が送信されたかを指示するものであり、
前記電磁信号が受信された時間と前記超音波信号が受信された時間との時間差に基づいて前記第1の超音波送信機と前記2つの超音波受信機の1つとの間の距離を計算するステップとを含み、
前記第1の超音波送信機と前記第2の超音波送信機は交互に前記筆記先端が筆記材料に接触していることを示す超音波信号を送信することを特徴とする方法。 - 電子ペン内の第1の超音波送信機とベースユニット内の第1の超音波受信機との間を超音波信号が伝播するのに必要な時間を示す第1の時間値を受け取るステップと、
前記第1の送信機と前記ベースユニット内の第2の超音波受信機との間を超音波信号が伝播するのに必要な時間を示す第2の時間値を受け取るステップと、
前記電子ペン内の第2の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間を超音波信号が伝播するのに必要な時間を示す第3の時間値を受け取るステップと、
前記第2の超音波送信機と前記第2の超音波受信機との間を超音波信号が伝播するのに必要な時間を示す第4の時間値を受け取るステップと、
前記各時間値、前記2つの超音波送信機間の固定された距離、前記2つの超音波受信機間の固定された距離、前記超音波送信機のうちの一方に対する前記電子ペンの先端の位置を使用して、前記ベースユニットに対する前記電子ペンの先端の位置を判定するステップとを備え、
前記第1の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間を前記超音波信号が伝播するのに必要な時間を示す時間値は以下のステップで判定されるものであり、
前記電子ペン内の電磁送信機から電磁信号を送信するステップと、
前記電磁信号を前記ベースユニット内の第1の電磁受信機において受信するステップと、
前記第1の超音波送信機から超音波信号を送信するステップと、
前記超音波信号を第1の超音波受信機及び第2の超音波受信機において受信するステップと、前記電磁信号は前記第1及び第2の超音波送信機のうちのいずれから前記受信された超音波信号が送信されたかを指示するものであり、
前記電磁信号が受信された時間と前記超音波信号が受信された時間との時間差に基づいて前記第1の超音波送信機と前記第1の超音波受信機との間を前記超音波信号が伝播するのに必要な時間を計算するステップとを含み、
前記第1の超音波送信機と前記第2の超音波送信機は交互に前記筆記先端が筆記材料に接触していることを示す超音波信号を送信することを特徴とする方法。
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