JP7109201B2 - ペン又は前記ペンを検出するためのペン検出装置により実行される方法 - Google Patents

Description

本発明は、ペン又は前記ペンを検出するためのペン検出装置により実行される方法に関する。

パネル面上におけるペンの位置を検出することにより、ペン入力を可能にした電子機器が知られている。この種の電子機器におけるペンの検出は、ペンに内蔵された筆圧検出センサによって検出された筆圧のレベルを示す筆圧レベルに基づいて行われる。具体的に説明すると、ペンは、電子機器内のペン検出装置に対して、位置検出用のバースト信号と、筆圧検出センサの検出結果を含むデータ信号とを送信する。ペン検出装置は、バースト信号に基づいてパネル面上におけるペンの位置を検出する一方、受信した筆圧検出センサの検出結果から筆圧レベルを取得してその閾値判定を行い、筆圧レベルが所定の閾値（以下、「筆圧判定閾値」と称する）を上回った場合にペンがパネル面に接触したことを検出し、ペンダウンイベントを発生させる。また、筆圧レベルが筆圧判定閾値を下回った場合にペンがパネル面から離れたことを検出し、ペンアップイベントを発生させる。ペン検出装置は、検出したペンの位置、データ信号により受信した各種データ（筆圧レベルを含む）、及び各種イベントの発生を示すデータを、その都度、電子機器内のホストプロセッサに出力する。

ホストプロセッサは、描画アプリケーションを実行可能に構成される。この描画アプリケーションは、ペンダウンイベントの発生からペンアップイベントの発生までの間に検出された一連の位置（ペンの軌跡）を、各位置に対応する筆圧レベルに応じた太さで描画する処理を行う。したがって、もし仮に筆圧判定閾値が適切な値になっておらず、ペンが既にパネル面に接しているにも関わらず、更に力を加えないとペンダウンイベントが発生しなかったり、逆に、ペンが既にパネル面から離れているにもかかわらずペンアップイベントが発生しなかったりすると、接触状態とは異なる描画処理がなされることになるので、ユーザの使用感に悪影響が生ずる。

特許文献１には、筆圧判定閾値のキャリブレーションを行う発明が開示されている。この発明では、現在の筆圧判定閾値より小さく、かつ、所定の偏差内で推移している筆圧レベルを統計的に処理することによって筆圧レベルの基準レベルＶｚｅｒｏが導出され、この基準レベルＶｚｅｒｏに所定のオフセットＶｏｆｆｓｅｔを加算してなる値Ｖｚｅｒｏ＋Ｖｏｆｆｓｅｔが新たな筆圧判定閾値として用いられる。これによれば、筆圧検出センサの出力レベルのペンごとの又は経時的なバラつきに起因してペンダウンイベントの発生タイミングにバラつきが生ずることを抑制可能となる。

米国特許出願公開第２０１７－０１３１８１７号明細書

しかしながら、筆圧判定閾値に関しては、上記特許文献１の技術によっても解決されないいくつかの課題が存在する。以下、詳しく説明する。

１つ目の課題は、インク漏れ現象の発生である。筆圧検出センサはヒステリシス（負荷時に筐体に押し込まれた芯体が除荷時に筐体に引っかかったりするなど、負荷時と除荷時とで異なる摩擦力が発生するために生じる構造的なヒステリシス、或いは、筆圧検出センサに用いられる部材（例えば可変容量コンデンサなどに用いられる弾性体等）が有する物性的なヒステリシスなど。以下では、これらのヒステリシスを総称して、単に「ヒステリシス」と称する）を有しており、ペン先にしばらく力が加わった後にその力がなくなっても、その出力レベルは直ちには元のレベルに戻らず、ある程度の時間をかけてゆっくりと戻っていく。このような筆圧検出センサの性質のため、ペンアップ後にも筆圧レベルが筆圧判定閾値を上回る状態が継続し、しばらくの間、描画アプリケーションによる描画が続く場合があり、そのような場合、インク漏れが生じているような感覚をユーザに与えてしまうことになる。以下では、この現象を「インク漏れ現象」と称する。

２つ目は、特許文献１に記載の方法により筆圧判定閾値のキャリブレーションを行うとしても、ペンアップの後、次のペンダウンまでの間にキャリブレーションが完了しない場合がある、という課題である。特許文献１に記載の方法により筆圧判定閾値のキャリブレーションを行うためには、ペンアップ状態で所定時間にわたって筆圧レベルのサンプルを取得する必要がある。しかしながら、ユーザによるペンの操作が素早い場合などには、ペンアップの後、次のペンダウンまでの間に、十分な数のサンプルを得られない場合がある。また、ペン先がペンの筐体に引っかかった結果、ペンアップ状態における筆圧レベルが上記所定の偏差を超えて変動する場合があり、そのような場合にもキャリブレーションのために必要な筆圧レベルのサンプルが得られない可能性がある。これらの結果として、ペンアップの後、次のペンダウンまでの間にキャリブレーションが完了しなくなってしまう。

３つ目は、筆圧判定閾値のキャリブレーションが適時に実行されないという課題である。キャリブレーションは通常、ペンダウンごとに１回行えば十分であると考えられるが、特許文献１の技術では、ペンアップ状態である間、ペン内部でキャリブレーションが繰り返し実行されることになる可能性がある。このような繰り返し処理は、ペンの電池寿命を低下させる可能性がある。

したがって、本発明の目的の一つは、以上のような課題を解決することのできる、ペン又は前記ペンを検出するためのペン検出装置により実行される方法を提供することにある。

本発明の第１の側面によるペン又は前記ペンを検出するためのペン検出装置により実行される方法は、前記ペンのペン先に加わる力に応じた筆圧レベルを取得するステップと、前記筆圧レベルと筆圧判定閾値との比較結果に基づき、ペンダウンイベント又はペンアップイベントを発生させるステップと、前記ペン及び前記ペン検出装置のいずれか一方に設けられる近接検出手段から、前記ペンと前記ペン検出装置との位置関係を示す近接度を取得するステップと、前記ペンと前記ペン検出装置との位置関係が所定の関係を満たしていることが前記近接度により示される場合に、前記筆圧レベルに基づいて前記筆圧判定閾値を更新するステップと、を含む方法である。

本発明の第２の側面によるペン又は前記ペンを検出するためのペン検出装置により実行される方法は、前記ペンに設けられる筆圧検出センサから、前記ペンのペン先に加わる力に応じた筆圧レベルを取得するステップと、前記筆圧レベルと第１の閾値との比較結果に基づき、ペンダウンイベントを発生させるステップと、前記筆圧レベルと前記第１の閾値とは異なる第２の閾値との比較結果に基づき、ペンアップイベントを発生させるステップと、を含む方法である。

本発明の第３の側面によるペン又は前記ペンを検出するためのペン検出装置により実行される方法は、前記ペンのペン先に加わる力に応じた筆圧レベルを取得するステップと、前記筆圧レベルと筆圧判定閾値との比較結果に基づき、ペンダウンイベントを発生させるペンダウンイベント発生ステップと、前記ペンダウンイベントの発生をトリガーとして前記筆圧判定閾値を更新する第１の更新ステップと、を含み、前記ペンダウンイベント発生ステップは、前記筆圧レベルと、ｋ回目の前記ペンダウンイベントが発生したことをトリガーとして前記第１の更新ステップにより更新された後の前記筆圧判定閾値との比較結果に基づき、ｋ＋１回目のペンダウンイベントを発生させる、方法である。

本発明の第１の側面によれば、適切なときに取得された１つの筆圧レベルに基づいて（統計によらず）筆圧判定閾値を更新できるので、ペンアップの後、次のペンダウンまでの間にキャリブレーションが完了しない可能性を低減できる。また、近接検出手段から取得される近接度によりペンとペン検出装置との位置関係が所定の関係を満たしていることが示される場合に、直ちに筆圧判定閾値の更新を行うことができるので、インク漏れ現象を軽減することができる。

本発明の第２の側面によれば、筆圧検出センサのヒステリシスによらず、適切にペンダウンイベント及びペンアップイベントを発生させることが可能になるので、インク漏れ現象を早期に解消することが可能になる。

本発明の第３の側面によれば、ペンダウンごとに１回だけ筆圧判定閾値を更新することができるので、筆圧判定閾値のキャリブレーションを適時に実行することが可能になる。また、ユーザによるペンの操作が素早い場合など、特許文献１に記載されるキャリブレーションのような時間のかかるキャリブレーションができない場合にも、筆圧判定閾値を更新することが可能になる。

本発明の第１の実施の形態による位置検出システム１の構成を示す図である。 図１に示した筆圧検出部２２及び信号処理部２４の機能ブロックを示す略ブロック図である。 ペン２及びペン検出装置３４の相対的な位置関係と、近接度Ｓとの関係を示す図である。 筆圧レベルｒａｗ＿Ｐと正規化筆圧レベルｍｏｄ＿Ｐの関係を示す図である。 筆圧判定閾値Ｔを説明するための図である。 本発明の１つ目の課題を説明する図である。 本発明の２つ目の課題を説明する図である。 図２に示したイベント判定・閾値更新部４３の動作を示す図である。 図２に示したイベント判定・閾値更新部４３が行う処理の処理フローを示すフロー図である。 本発明の第２の実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３の動作を示す図である。 ピーク値ＰＥＡＫの値がＰ１である場合とＰ２（＞Ｐ１）である場合とのそれぞれについて、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの変化を模式的に示す図である。 ペン２がペンダウンの状態にある時間がｔ２－ｔ１である場合とｔ２－ｔ０（ｔ０＜ｔ１）である場合とのそれぞれについて、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの変化を模式的に示す図である。 本発明の第２の実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３が行う処理の処理フローを示すフロー図である。 本発明の第２の実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３が行う処理の処理フローを示すフロー図である。 本発明の第３の実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３の動作を示す図である。 本発明の第３の実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３が行う処理の処理フローを示すフロー図である。 本発明の第３の実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３が行う処理の処理フローを示すフロー図である。 本発明の第３の実施の形態の変形例によるイベント判定・閾値更新部４３が行う処理の処理フローを示すフロー図である。 図１８のステップＳ５１で実行されるキャリブレーション処理の詳細を示すフロー図である。 本発明の第３の実施の形態の変形例によるイベント判定・閾値更新部４３の動作を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態による位置検出システム１の構成を示す図である。同図に示すように、位置検出システム１は、ペン２と、電子機器３とを備えて構成される。このうち電子機器３は例えばタブレット型のコンピュータであり、例えば液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイである表示装置３０と、表示装置３０の背面（又は前面）に配設されたセンサ３１と、センサ３１に接続されたセンサコントローラ３２と、これらを含む電子機器３の各部を制御するホストプロセッサ３３とを有して構成される。このうちセンサ３１及びセンサコントローラ３２は、ペン２を検出するためのペン検出装置３４を構成する。表示装置３０の表示面は平坦なガラス面であり、その上でユーザがペン２を摺動させるためのパネル面３ｔを構成する。

センサコントローラ３２とペン２とは、センサ３１を介して相互に信号を送受信可能に構成される。以下、ペン２がセンサコントローラ３２に向けて送信する信号をダウンリンク信号ＤＳと称し、センサコントローラ３２がペン２に向けて送信する信号をアップリンク信号ＵＳと称する。ダウンリンク信号ＤＳは、センサコントローラ３２にペン２の位置を検出させるためのバースト信号と、ペン２に付与されたペンＩＤ、後述する筆圧検出部２２により検出された筆圧レベル、後述するスイッチ２３のオンオフ状態を示すデータなどの各種データを変調してなるデータ信号とを含んで構成される。一方、アップリンク信号ＵＳは、センサコントローラ３２からペン２への命令を示すコマンド信号を含んで構成される。

ユーザは、ペン先をパネル面３ｔに当接させた状態でペン２を移動させることにより、電子機器３へのペン入力を行う。図１中の破線矢印Ｃ１～Ｃ５は、ユーザがペン２を操作する典型的なサイクルを示している。また、図１に示したセンシング範囲ＳＲは、センサコントローラ３２が送信するアップリンク信号ＵＳをペン２が受信することにより、又は、ペン２が送信するダウンリンク信号ＤＳをセンサコントローラ３２が受信することにより、ペン２及びセンサコントローラ３２のいずれか一方が他方を検出可能な範囲を示している。

ユーザは、ペン２を使用してパネル面３ｔ上に線を描く際、ペン２をセンシング範囲ＳＲの外からセンシング範囲ＳＲ内に移動させ（ペンダウン操作。図１のＣ１，Ｃ２）、ペン先をパネル面３ｔに当接させた状態でペン２を移動させた後（ペンムーブ操作。図１のＣ３）、センシング範囲ＳＲ内からセンシング範囲ＳＲ外に移動させる（ペンアップ操作。図１のＣ４，Ｃ５）、という一連のサイクルを繰り返す。センサコントローラ３２は、ペン２がセンシング範囲ＳＲ内にいる間、センサ３１を介してダウンリンク信号ＤＳを受信することによってパネル面３ｔ上におけるペン２の位置を検出するとともに、ペン２が送信した各種データを受信する。そして、受信したデータの中に含まれる筆圧レベルに基づき、適宜、ペンダウンイベント及びペンアップイベントを発生させる。センサコントローラ３２は、検出した位置、受信した各種データ、及びイベントの発生を示すデータを、その都度、ホストプロセッサ３３に対して出力する。ホストプロセッサ３３は、ペンダウンイベントからペンアップイベントまでの間に供給された一連の位置に基づいて、線画のレンダリングを実行する。これによりユーザは、所望の図形を電子機器３に入力することが可能になる。

ペン２は、図１に示すように、芯体２０、電極２１、筆圧検出部２２、スイッチ２３、信号処理部２４、及び電源２５を有している。

芯体２０は、その長手方向がペン２のペン軸方向と一致するように配置される棒状の部材であり、ペン２のペン先を構成する。芯体２０の先端部の表面には導電性材料が塗布され、電極２１を構成している。芯体２０の後端部は、筆圧検出部２２に当接している。筆圧検出部２２は、センサコントローラ３２のパネル面３ｔ等にペン２のペン先を押し当てたときに芯体２０の先端に加わる圧力（芯体２０に加えられた筆圧）に応じた筆圧レベルを検出するセンサ（筆圧検出センサ）であり、例えば、筆圧に応じて静電容量の変化する可変容量モジュールにより構成される。

電極２１は、芯体２０の近傍に設けられる導電体であり、配線により信号処理部２４と電気的に接続されている。ペン２がセンサコントローラ３２に向けてダウンリンク信号ＤＳを送信するとき、信号処理部２４から電極２１に対してダウンリンク信号ＤＳが供給され、これに応じて、ダウンリンク信号ＤＳの内容に応じた電荷が電極２１に誘導される。これによりセンサ３１内で静電容量の変化が生じ、センサコントローラ３２は、この変化を検出することによりダウンリンク信号ＤＳを受信する。また、センサコントローラ３２が送信しているアップリンク信号ＵＳが電極２１に到来すると、電極２１には、到来したアップリンク信号ＵＳに応じた電荷が誘導される。信号処理部２４は、こうして電極２１に誘導された電荷を検出することにより、アップリンク信号ＵＳを受信する。

スイッチ２３は、例えばペン２の筐体の側面に設けられたサイドスイッチであり、ユーザによる操作を受け付け可能に構成された入力部として機能する。具体的には、ユーザによる操作の状態（押下状態）に応じて、自身の押下状態を示すスイッチ情報を信号処理部２４に出力するよう構成される。スイッチ情報は、例えばオンとオフの２つの状態のいずれか一方を示す情報である。

信号処理部２４は、センサコントローラ３２が送信するアップリンク信号ＵＳを電極２１を介して受信して復号する機能と、アップリンク信号ＵＳに含まれるコマンド信号に応じてダウンリンク信号ＤＳを生成し、センサコントローラ３２に向け、電極２１を介して送信する機能とを有する。なお、上述したペンＩＤは、信号処理部２４の内部メモリ（図示せず）内に製造段階で書き込まれる。

また、信号処理部２４は、筆圧検出部２２により検出された筆圧レベルに基づいて、ペン２がパネル面３ｔに接触したことを示すペンダウンイベントと、ペン２がパネル面３ｔから離れたことを示すペンアップイベントとを発生させ、その都度、各イベントを示すデータをダウンリンク信号ＤＳに含めて送信する機能と、アップリンク信号ＵＳの受信強度を検出し、その結果に基づいてペン２とセンサコントローラ３２との位置関係を示す近接度を取得する機能と、ペンダウンイベントの発生及びペンアップイベントの発生を検出するために用いる筆圧レベルの閾値（筆圧判定閾値）を保持するとともに、必要に応じて更新する機能とを有し得る。この点の詳細については、後述する第３の実施の形態で説明する。

電源２５は、信号処理部２４に動作電力（直流電圧）を供給するためのもので、例えば円筒型のＡＡＡＡ電池により構成される。

センサ３１は、複数のセンサ電極（図示せず）を含んで構成される。センサコントローラ３２は、センサ３１を介してダウンリンク信号ＤＳを受信し、各センサ電極でのダウンリンク信号ＤＳの受信強度に基づいて、パネル面３ｔ上におけるペン２の位置を検出する。また、ダウンリンク信号ＤＳを復調することにより、データ信号に含まれる各種データを取得するとともに、その中の筆圧レベルに基づいて、ペン２がパネル面３ｔに接触したことを示すペンダウンイベントと、ペン２がパネル面３ｔから離れたことを示すペンアップイベントとを発生させる。センサコントローラ３２は、検出した位置、取得した各種データ、及びイベントの発生を示すデータを、逐次、ホストプロセッサ３３に供給する。

ホストプロセッサ３３は電子機器３の中央処理装置であり、描画アプリケーションを含む各種のアプリケーションを動作させることができる。描画アプリケーションを動作させる場合、ホストプロセッサ３３は、センサコントローラ３２から逐次供給される離散的な位置を補間することによって線画をレンダリングし、レンダリング結果を表示装置３０に出力する。これにより、ユーザがペン２を用いて入力した図形がパネル面３ｔ上に表示される。

図２は、筆圧検出部２２及びセンサコントローラ３２の機能ブロックを示す略ブロック図である。同図に示すように、筆圧検出部２２は機能的に筆圧信号取得部４０及び筆圧レベル取得部４１を有して構成され、センサコントローラ３２は機能的に近接度検出部４２（近接検出手段）及びイベント判定・閾値更新部４３を有して構成される。

筆圧信号取得部４０は、芯体２０の先端に加わる圧力Ｆをアナログ筆圧信号ＡＰに変換する処理を行う。筆圧レベル取得部４１は、このアナログ筆圧信号ＡＰに基づき、デジタル値である筆圧レベルｒａｗ＿Ｐを生成する。具体的な例では、筆圧信号取得部４０は時定数回路であり、筆圧レベル取得部４１はクロック計数部である。この場合、アナログ筆圧信号ＡＰは、圧力Ｆに応じて変化する静電容量により決定される時定数に応じた時間を示す信号となる。また、筆圧レベル取得部４１は、アナログ筆圧信号ＡＰにより指定される時間にわたって、図示しない発振器から供給されるクロックをカウントする回路となる。筆圧レベルｒａｗ＿Ｐは、このカウントの結果を示す信号となる。

筆圧検出部２２によって検出された筆圧レベルｒａｗ＿Ｐは、図１に示した信号処理部２４により、データ信号の一部としてセンサコントローラ３２に対して送信される。なお、信号処理部２４からセンサコントローラ３２に対してアナログ筆圧信号ＡＰを送信することとし、筆圧レベル取得部４１の機能をセンサコントローラ３２内に設けることとしてもよい。

近接度検出部４２は、各センサ電極におけるダウンリンク信号ＤＳの受信強度の中の最大値（最大受信強度）を検出する機能を有する。検出した最大受信強度は、ペン２とペン検出装置３４との位置関係を示す近接度Ｓとして、イベント判定・閾値更新部４３に供給される。

イベント判定・閾値更新部４３は、ペン２から受信した筆圧レベルｒａｗ＿Ｐと、予め記憶している筆圧判定閾値とを比較し、その結果に基づいて、ペンダウンイベント及びペンアップイベントを発生させる機能を有する。また、イベント判定・閾値更新部４３は、ペン２とペン検出装置３４との位置関係が所定の関係を満たしていることが近接度検出部４２から供給される近接度Ｓにより示される場合に、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに基づいて筆圧判定閾値を更新するよう構成される。

図３は、ペン２及びペン検出装置３４の相対的な位置関係と、近接度Ｓとの関係を示す図である。本実施の形態では、近接度Ｓの値により、ペン２及びセンサコントローラ３２の相対的な位置関係を３種類に分類する。具体的には、近接度Ｓが０である（つまり、センサコントローラ３２がダウンリンク信号ＤＳを受信できない領域である）ゾーン１と、近接度Ｓが０より大きく所定の閾値Ｓｔｈより小さいゾーン２と、近接度Ｓが閾値Ｓｔｈ以上であるゾーン３とに分類する。近接度Ｓはセンサコントローラ３２におけるダウンリンク信号ＤＳの最大受信強度であることから、これらゾーン１～３は、パネル面３ｔからの距離を表している。具体的には、ゾーン３がパネル面３ｔに最も近い領域を表し、ゾーン１がパネル面３ｔからに最も遠い領域を表し、ゾーン２はゾーン１とゾーン３とに挟まれた領域を表す。

イベント判定・閾値更新部４３が筆圧判定閾値の更新を行うのは、ペン２がゾーン２にいることが近接度Ｓにより示される場合である。この場合、ダウンリンク信号ＤＳの受信は可能である一方で、ペン２のペン先がパネル面３ｔに接触していないことが保証される。そこでイベント判定・閾値更新部４３は、ペン２がゾーン２にいることが近接度Ｓにより示される場合の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐを筆圧レベルの基準値（ペン先に圧力が加わっていない場合の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐを示す値。後述するシステム基準値）とし、その基準値に基づいて、筆圧判定閾値の更新を行う。

図２に戻る。イベント判定・閾値更新部４３は、ペンダウンイベント及びペンアップイベントの発生を示すデータ、及び、ペン２から受信した筆圧レベルをホストプロセッサ３３（図１を参照）に供給するよう構成される。ただし、イベント判定・閾値更新部４３は、筆圧検出部２２によって検出された筆圧レベルｒａｗ＿Ｐをそのままホストプロセッサ３３に供給するのではなく、正規化したうえでホストプロセッサ３３に供給する。以下、こうして正規化された筆圧レベルｒａｗ＿Ｐを正規化筆圧レベルｍｏｄ＿Ｐと称する。

図４は、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐと正規化筆圧レベルｍｏｄ＿Ｐの関係を示す図である。同図に示すように、筆圧レベルｒａｗ＿ＰはＭｉｎ以上Ｍａｘ以下の値であり、正規化筆圧レベルｍｏｄ＿Ｐは０以上ｍｏｄ＿Ｍａｘ以下の値である。イベント判定・閾値更新部４３は、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔ未満である場合には、正規化筆圧レベルｍｏｄ＿Ｐを０に固定する。一方、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔ以上である場合には、次の式（１）により正規化筆圧レベルｍｏｄ＿Ｐを決定する。
ｍｏｄ＿Ｐ＝（（ｍｏｄ＿Ｍａｘ－１）×ｒａｗ＿Ｐ＋Ｍａｘ－ｍｏｄ＿Ｍａｘ×Ｔ）／（Ｍａｘ－Ｔ）・・・（１）

式（１）によれば、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔに等しい場合に正規化筆圧レベルｍｏｄ＿Ｐが１となり、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが最大値Ｍａｘである場合に正規化筆圧レベルｍｏｄ＿Ｐが最大値ｍｏｄ＿Ｍａｘとなる。筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの最小値Ｍｉｎ、最大値Ｍａｘ、及び筆圧判定閾値Ｔは筆圧検出部２２の種類や個体差によって変化するが、筆圧判定閾値Ｔを越える所定の同じ力が加えられているにもかかわらず、筆圧検出部２２の種類や個体差によって、或いはペンダウン操作のタイミングによって、出力される筆圧レベルが異なるのは好ましくない。筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに代えて正規化筆圧レベルｍｏｄ＿Ｐを用いることで、筆圧検出部２２の種類や個体差がホストプロセッサ３３のレンダリング結果に及ぼす影響を低減することが可能になる。

ここで、筆圧判定閾値Ｔについて、詳しく説明する。図５は、筆圧判定閾値Ｔを説明するための図である。同図では、横軸が時間ｔの経過を表し、縦軸が筆圧レベルｒａｗ＿Ｐを表している。この点は、後掲する各図でも同様である。

イベント判定・閾値更新部４３は内部変数として、筆圧判定閾値Ｔの他、システム基準値ＳＴ及びマージンＭ１を有して構成される。システム基準値ＳＴは、ペン２のペン先に圧力が加わっていない状態において取得される筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに対応する値である。マージンＭ１は固定値であり、筆圧判定閾値Ｔとシステム基準値ＳＴの差分Ｔ－ＳＴに等しい。別の言い方をすれば、筆圧判定閾値Ｔは、図５に示すように常にシステム基準値ＳＴよりＭ１だけ大きい値となっている。したがって、筆圧判定閾値Ｔを導出ないし更新することと、システム基準値ＳＴを導出ないし更新することとは等価である。

システム基準値ＳＴは、その定義から、ペン２のペン先に圧力が加わっていないときには筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに等しいことが期待される。図５のｔ＜ｔ０には、その期待どおりとなっている状態が示されている。ただし、同図にも示すように、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐには一定のリップルが生ずることが通常であるので、システム基準値ＳＴは、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの平均値に等しい値となる。

図５の例では、時刻ｔ０の近傍で、ユーザによるペンダウン操作が行われている。同図に示すように、ペンダウン操作が行われると、それに伴って筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが上昇する。筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔを上回ると、イベント判定・閾値更新部４３によってペンダウンイベントが起動される。このイベントを用いて、ホストプロセッサ３３で動作する描画アプリケーションによる線のレンダリング等が開始される。

その後、ユーザがペンアップ操作を行ったことにより、時刻ｔ１で筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔを下回ると、イベント判定・閾値更新部４３によってペンアップイベントが起動される。これにより、描画アプリケーションによる線のレンダリングが終了する。

ここで、図５において、時刻ｔ０より前の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐと、時刻ｔ１より後の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐとを比較すると、後者の方が大きくなっていることが理解される。ともにペンアップ状態であるので、本来であれば、これらは同じ値となることが期待される。そうであるにも関わらずこれらが同じ値にならないのは、筆圧検出部２２が前述したヒステリシスを有するためである。特許文献１の技術によれば、このような場合に、システム基準値ＳＴのキャリブレーションを行うことができる。具体的には、現在の筆圧判定閾値Ｔより小さく、かつ、所定の偏差内で推移している筆圧レベルｒａｗ＿Ｐ（図示した期間Ｐ内の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐ）を統計的に処理することによってシステム基準値ＳＴを導出し、さらにその結果にマージンＭ１を加算することによって筆圧判定閾値Ｔを導出すればよい。このキャリブレーションは、本実施の形態によるセンサコントローラ３２においても実行され得る。

しかしながら一方で、このキャリブレーションだけでは、上述したような各種の課題を解決することはできない。本実施の形態によれば、上述した３つの課題のうち、１つ目と２つ目の課題が解決される。そこで以下では、まず１つ目と２つ目の課題について図５及び図６を参照しながら詳しく説明し、その後、これらの課題を解決するための本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３の動作について、詳しく説明する。

図６は、１つ目の課題を説明する図である。筆圧検出部２２が有しているヒステリシスによれば、時刻ｔ１でユーザがペンアップ操作を行った後、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの値は直ちには元のレベルには戻らない。このとき、図６に示すように、時刻ｔ１後もしばらくの間（図６では時刻ｔ２までの間）、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔを上回ったままとなる場合がある。そうすると、ユーザがペンアップ操作を行ってから信号処理部２４がペンアップイベントを発生するまでの間にタイムラグが生じ、その間、ホストプロセッサ３３によるレンダリングが継続してしまうので、インク漏れが生じているような感覚をユーザに与えてしまう（上述したインク漏れ現象）。

図７は、２つ目の課題を説明する図である。上記キャリブレーションを行うには、一定数の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐのサンプルが必要となるため、ある程度の時間（例えば、図５に示した期間Ｐ）が必要となる。しかしながら、ユーザによるペンの操作が素早いと、図７に示す例のように、ペンアップの後、次のペンダウンまでの間に、十分な数のサンプルを得られない場合がある。すなわち、図７では、時刻ＡＰＤ［ｋ］でｋ回目のペンダウン操作がなされ、時刻ＡＰＵ［ｋ］でｋ回目のペンアップ操作がなされる。さらにその後、時刻ＡＰＤ［ｋ＋１］でｋ＋１回目のペンダウン操作がなされ、時刻ＡＰＵ［ｋ＋１］でｋ＋１回目のペンアップ操作がなされる。この場合において、時刻ＡＰＵ［ｋ］と時刻ＡＰＤ［ｋ＋１］の間の時間が短いと、この期間内にキャリブレーションを行うことができなくなってしまう。

図８は、これらの課題を解決するための本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３の動作を示す図である。イベント判定・閾値更新部４３は、システム基準値ＳＴ（筆圧判定閾値Ｔ）の更新を行うために、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに加え、近接度検出部４２から供給されている近接度Ｓを参照する。具体的には、図８に示すように、近接度Ｓによりペン２が図３に示したゾーン２に入っていることが示される場合に、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに基づいてシステム基準値ＳＴ（筆圧判定閾値Ｔ）の更新を行う。なお、図８には、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの値をそのままシステム基準値ＳＴとする例を示しているが、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの移動平均（キャリブレーションに必要な時間より短い時間における筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの平均値）を算出して、システム基準値ＳＴとすることとしてもよい。

このような更新を行うことにより、近接度Ｓによりシステム基準値ＳＴ（筆圧判定閾値Ｔ）の更新に適した場合であることが示されるときに取得された１つの筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに基づいて（統計によらず）システム基準値ＳＴ（筆圧判定閾値Ｔ）を更新できるので、ペンアップの後、次のペンダウンまでの間にキャリブレーションが完了しない可能性を低減できる。また、近接度検出部４２から取得される近接度Ｓによりペン２とペン検出装置３４との位置関係が所定の関係を満たしていること（具体的には、ペン２がパネル面３ｔに接触していないこと）が示される場合に、直ちにシステム基準値ＳＴ（筆圧判定閾値Ｔ）の更新を行うことができるので、インク漏れ現象を軽減することが可能になる。

図９は、イベント判定・閾値更新部４３が行う処理の処理フローを示すフロー図である。以下、この図９を参照しながら、本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３の動作についてより詳しく説明する。

図９に示すように、イベント判定・閾値更新部４３はまず、筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ）を初期設定する（ステップＳ１）とともに、現在の状態をペンアップに設定する（ステップＳ２）。

次にイベント判定・閾値更新部４３は、ダウンリンク信号ＤＳを受信したか否かを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３においてダウンリンク信号ＤＳを受信していないと判定した場合、イベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ３に戻って判定処理を繰り返す。一方、ステップＳ３においてダウンリンク信号ＤＳを受信したと判定したイベント判定・閾値更新部４３は、近接度検出部４２から近接度Ｓを取得する（ステップＳ４）とともに、データ信号を復号することにより筆圧レベルｒａｗ＿Ｐを取得する（ステップＳ５）。そして、筆圧判定閾値Ｔに基づいて筆圧レベルｒａｗ＿Ｐを正規化筆圧レベルｍｏｄ＿Ｐ（図４を参照）に変換し、ホストプロセッサ３３に出力する（ステップＳ６）。

続いてイベント判定・閾値更新部４３は、取得した近接度Ｓに基づき、ダウンリンク信号ＤＳを送信したペン２が図３に示したゾーン１～ゾーン３のいずれにいるかを判定する（ステップＳ７）。その結果、ペン２がゾーン２にいると判定した場合（つまり、ダウンリンク信号ＤＳの受信は可能だがパネル面３ｔに接触していないことが保証される場合）、イベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ５で取得した筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに基づき、筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ）を更新する（ステップＳ８）。具体的には、ステップＳ５で取得した筆圧レベルｒａｗ＿Ｐによりシステム基準値ＳＴを更新し、更新後のシステム基準値ＳＴにマージンＭ１を加算することによって筆圧判定閾値Ｔを算出する。

次にイベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ５で取得した筆圧レベルｒａｗ＿Ｐと筆圧判定閾値Ｔとの比較を行う（ステップＳ９）。そして、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔより大きいという結果が得られた場合、まず初めに、現在の状態がペンアップ及びペンダウンのいずれであるかを判定する（ステップＳ１０）。その結果、ペンアップであると判定した場合には、ペンダウンイベントを発生させ、現在の状態をペンダウンに設定する（ステップＳ１１）。この設定処理には、ペンダウンイベントが発生したことを示すデータを、ホストプロセッサ３３に出力する処理が含まれる。ステップＳ１１の処理を終了したイベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ３に戻って次のタイミング到来を待機する。一方、ステップＳ１０でペンダウンであると判定した場合のイベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ１１の処理をスキップして、ステップＳ３に処理を戻す。

ステップＳ８の比較により筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔ以下であるとの結果を得たイベント判定・閾値更新部４３は、まず初めに、現在の状態がペンアップ及びペンダウンのいずれであるかを判定する（ステップＳ１２）。そして、ペンダウンであると判定した場合には、ペンアップイベントを発生させ、現在の状態をペンアップに設定する（ステップＳ１３）。この設定処理には、ペンアップイベントが発生したことを示すデータを、ホストプロセッサ３３に出力する処理が含まれる。ステップＳ１３の処理を終了したイベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ３に戻って次のタイミング到来を待機する。一方、ステップＳ１２でペンアップであると判定した場合のイベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ１３の処理をスキップして、ステップＳ３に処理を戻す。

以上説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、適切なとき（具体的には、ペン２がゾーン２にあるとき）に取得された１つの筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに基づいて（統計によらず）筆圧判定閾値Ｔを更新できるので、ペンアップの後、次のペンダウンまでの間にキャリブレーションが完了しない可能性を低減できる。また、近接度検出部４２から取得される近接度Ｓによりペン２とペン検出装置３４との位置関係が所定の関係を満たしていることが示される場合（具体的には、ペン２がゾーン２にある場合）に、直ちに筆圧判定閾値Ｔの更新を行うことができるので、インク漏れ現象を軽減することができる。

なお、本実施の形態では、センサコントローラ３２内に近接度検出部４２を設ける例を説明したが、ペン２の信号処理部２４内に近接度検出部を設けることとしてもよい。この場合、近接度Ｓとしては、図１に示した電極２１を介して受信したアップリンク信号ＵＳの受信強度を用いることが好適である。具体的には、例えば電磁誘導方式のペン２においては、タブレット交番磁界により生じる電流の大きさを近接度Ｓとして用い、例えばアクティブ静電方式ペン２においては、電極２１に誘導される電荷の量を近接度Ｓとして用いることが好適である。

別の言い方をすれば、近接度検出部は、ペン２とペン検出装置３４との間で送受信される信号の受信側での受信強度に基づいて近接度Ｓを生成すればよい。ただし、近接度検出部は、ペン２とペン検出装置３４との間で送受信される信号の受信側での受信強度以外の情報に基づいて、近接度Ｓを生成することも可能である。例えば、近接度検出部は、電極２１とセンサ３１を構成するセンサ電極との間に生ずる静電容量の検出結果、又は、スイッチ２３の押下状態に基づいて、近接度Ｓを生成することとしてもよい。また、近接度検出部は、ペン２に設けられたイメージセンサによって撮像されてなるパネル面３ｔの画像に基づいて近接度Ｓを生成してもよいし、ペンに設けられたソナーによって実行される反響定位の結果に基づいて近接度Ｓを生成してもよい。さらに、近接度検出部は、これらの情報の２つ以上に基づいて近接度Ｓを生成してもよい。

また、イベント判定・閾値更新部４３の機能を、センサコントローラ３２ではなくペン２に設けることとしてもよい。この場合、ペン２の信号処理部２４は、ペンダウンイベント及びペンアップイベントの発生を示すデータを、ダウンリンク信号ＤＳによりセンサコントローラ３２に向けて送信することが好ましい。

また、センサコントローラ３２は、互いに異なるペンＩＤが付与された複数のペン２を検出可能に構成されることができ、この場合、複数のペン２のそれぞれから互いに異なるペンＩＤが受信されるので、イベント判定・閾値更新部４３は、受信したペンＩＤごとに筆圧判定閾値Ｔ及びシステム基準値ＳＴを保持し、対応する筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに基づいてこれらの更新を実行するように構成されてもよい。

次に、本発明の第２の実施の形態による位置検出システム１について、説明する。本実施の形態による位置検出システム１の基本的な構成は、図１及び図２に示したものと同様である。ただし、近接度検出部４２は設けなくても構わない。本実施の形態は、イベント判定・閾値更新部４３が２種類の筆圧判定閾値を利用する点で、第１の実施の形態と相違する。以下、本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３の動作について、詳しく説明する。

図１０は、本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３の動作を示す図である。本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３は、第１の実施の形態で説明した筆圧判定閾値Ｔ（第１の閾値）に加え、この筆圧判定閾値Ｔとは異なる補助閾値ＴＵ１（第２の閾値）を利用する。イベント判定・閾値更新部４３は、第１の実施の形態で説明したようにしてペンダウンイベントを発生させた後、筆圧判定閾値Ｔより大きい値となるように補助閾値ＴＵ１を算出するよう構成される。

次の式（２）は、補助閾値ＴＵ１の具体的な算出式の一例である。ただし、ｆ（ＰＥＡＫ）は、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐのピーク値ＰＥＡＫ（ペン２がペンダウンの状態にある間に検出される筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの最大値）の関数であり、ピーク値ＰＥＡＫが大きいほど大きくなるように構成される。イベント判定・閾値更新部４３は、ペンダウンイベントを発生させた後、周期的に筆圧レベルｒａｗ＿Ｐを取得し、ペンダウンイベント発生後の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの最大値を取得する。そして、取得した最大値をピーク値ＰＥＡＫとして式（２）に代入することにより、補助閾値ＴＵ１を算出するよう構成される。
ＴＵ１＝Ｔ＋ｆ（ＰＥＡＫ）・・・（２）

以上のようにして算出される補助閾値ＴＵ１は、図１０に示すように、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが上昇を続けるに従って上昇し、いったん筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが最大となった後には固定値となる。イベント判定・閾値更新部４３は、算出した補助閾値ＴＵ１を、ペンアップ操作を検出するために用いる。すなわち、イベント判定・閾値更新部４３は、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐと補助閾値ＴＵ１との比較結果に基づき、ペンアップイベントを発生させるよう構成される。

ここで、式（２）の意味について、詳しく説明する。図１１は、ピーク値ＰＥＡＫの値がＰ１である場合とＰ２（＞Ｐ１）である場合とのそれぞれについて、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの変化を模式的に示す図である。同図においては、ピーク値ＰＥＡＫの値がＰ１である場合を曲線Ｃ１で示し、ピーク値ＰＥＡＫの値がＰ２である場合を曲線Ｃ２で示している。曲線Ｃ１，Ｃ２ともに、時刻ｔ０でペンダウン操作が発生し、時刻ｔ１でペンアップ操作が発生したものとしている。

ユーザがペンアップ操作を行った後の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐは、図１１から理解されるように、いったん急激に下がった後、ゆっくりとゼロに近づくように変化する。曲線Ｃ１と曲線Ｃ２とでは、この急激に下がるときの最小値が異なる。すなわち、相対的にピーク値ＰＥＡＫが大きい曲線Ｃ２の最小値Ｖ２は、相対的にピーク値ＰＥＡＫが小さい曲線Ｃ１の最小値Ｖ１よりも大きい値となる。また、曲線Ｃ１と曲線Ｃ２とでは、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐがゼロに戻るまでに要する時間も異なる。すなわち、相対的にピーク値ＰＥＡＫが大きい曲線Ｃ２の戻り時間ｔ３－ｔ１は、相対的にピーク値ＰＥＡＫが小さい曲線Ｃ１の戻り時間ｔ２－ｔ１よりも大きい値となる。したがって、ペンアップ操作の誤検出を回避しつつ、ペンアップ操作後に速やかにペンアップイベントを発生させるには、ピーク値ＰＥＡＫが大きいほど、ペンアップ操作を検出するために用いる補助閾値ＴＵ１を大きくすればよいことが理解される。式（２）は、これを定式化したものとなっている。

したがって、本実施の形態によれば、筆圧検出部２２のヒステリシスによらず、適切にペンダウンイベント及びペンアップイベントを発生させることが可能になると言えるので、図１０にも示すように、筆圧判定閾値Ｔに基づいてペンアップイベントを発生させる場合に比べ、インク漏れ現象を早期に解消することが可能になる。

なお、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐのピーク値ＰＥＡＫに代え、ペン２がペンダウンの状態にある時間の長さに基づいて、補助閾値ＴＵ１を算出することとしてもよい。以下、この点について詳しく説明する。

図１２は、ペン２がペンダウンの状態にある時間がｔ２－ｔ１である場合とｔ２－ｔ０（ｔ０＜ｔ１）である場合とのそれぞれについて、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの変化を模式的に示す図である。同図においては、ペンダウンの状態にある時間がｔ２－ｔ１である場合を曲線Ｃ３で示し、ペンダウンの状態にある時間がｔ２－ｔ０である場合を曲線Ｃ４で示している。ペンアップ操作の発生時刻は、曲線Ｃ３，Ｃ４ともに時刻ｔ２であるとしている。

ユーザがペンアップ操作を行った後の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐは、この場合においても、いったん急激に下がった後、ゆっくりとゼロに近づくように変化する。曲線Ｃ３と曲線Ｃ４とでは、この急激に下がるときの最小値が異なる。すなわち、相対的にペンダウン時間が長い曲線Ｃ４の最小値Ｖ４は、相対的にペンダウン時間が短い曲線Ｃ３の最小値Ｖ３よりも大きい値となる。また、曲線Ｃ３と曲線Ｃ４とでは、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐがゼロに戻るまでに要する時間も異なる。すなわち、相対的にペンダウン時間が長い曲線Ｃ４の戻り時間ｔ４－ｔ２は、相対的にペンダウン時間が短い曲線Ｃ３の戻り時間ｔ３－ｔ２よりも大きい値となる。したがって、ペンアップ操作の誤検出を回避しつつ、ペンアップ操作後に速やかにペンアップイベントを発生させるには、ペンダウンの状態にある時間の長さが大きいほど、ペンアップ操作を検出するために用いる補助閾値ＴＵ１を大きくすることとしてもよいことが理解される。

次の式（３）は、この場合に使用できる補助閾値ＴＵ１の算出式を表している。ただし、ｆ（Ｌ）は、ペンダウン状態の継続時間Ｌの関数であり、継続時間Ｌが大きいほど大きくなるように構成される。
ＴＵ１＝Ｔ＋ｆ（Ｌ）・・・（３）

また、第２の実施の形態においては、単に補助閾値ＴＵ１を用いるだけとすると、ペンアップイベントの発生直後にペンダウンイベントが発生してしまう可能性がある。補助閾値ＴＵ１を下回った直後の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐは、通常、筆圧判定閾値Ｔを上回る値となっているためである。そこで、本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３はさらに、ペンアップイベントが発生したことに応じて、筆圧判定閾値Ｔを補助閾値ＴＵ１より大きい値に設定する処理を行うことが好ましい。以下、この点について、図１０を再度参照しながら詳しく説明する。

図１０に示すように、イベント判定・閾値更新部４３は、ペンアップイベントを発生させた時刻ｔ３において、そのときの筆圧レベルｒａｗ＿Ｐによりシステム基準値ＳＴを更新する処理を行う。これに伴い、筆圧判定閾値Ｔも更新される。その後、イベント判定・閾値更新部４３は、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐがシステム基準値ＳＴを下回った場合に、そのときの筆圧レベルｒａｗ＿Ｐによりシステム基準値ＳＴ及び筆圧判定閾値Ｔを更新していく。こうすることで、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが大きく反発しない限り、ペンダウンイベントが発生することを回避することができる。なお、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが大きく反発するときには、図１０の時刻ｔ４に示すように筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔを超えるので、ペンダウンイベントが発生することになる。

図１３及び図１４は、イベント判定・閾値更新部４３が行う処理の処理フローを示すフロー図である。以下、これらの図を参照しながら、本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３の動作についてより詳しく説明する。

ステップＳ１～Ｓ６の処理は、第１の実施の形態と同様である。ただし、ステップＳ４はスキップしてもよい（図１３及び図１４には図示していない）。ステップＳ６の後、イベント判定・閾値更新部４３は、現在の状態がペンアップ及びペンダウンのいずれであるかを判定する（ステップＳ２０）。その結果、ペンアップであると判定した場合、イベント判定・閾値更新部４３は、次にステップＳ５で取得した筆圧レベルｒａｗ＿Ｐとシステム基準値ＳＴとの比較を行う（ステップＳ２１）。そして、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐがシステム基準値ＳＴ未満であれば、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに基づいてシステム基準値ＳＴを更新する。具体的には、ステップＳ５で取得した筆圧レベルｒａｗ＿Ｐにより、システム基準値ＳＴを更新する。このとき、システム基準値ＳＴの更新に伴って、筆圧判定閾値Ｔも更新される。システム基準値ＳＴ及び筆圧判定閾値Ｔの更新を行ったイベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ３に処理を戻す。

一方、ステップＳ２２で筆圧レベルｒａｗ＿Ｐがシステム基準値ＳＴ以上であると判定したイベント判定・閾値更新部４３は、次に、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐと筆圧判定閾値Ｔとの比較を行う（ステップＳ２３）。そして、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔより大きいという結果が得られた場合、ペンダウンイベントを発生させ、現在の状態をペンダウンに設定する（ステップＳ２４）。この処理の詳細は、図９に示したステップＳ１１と同様である。続いてイベント判定・閾値更新部４３は、内部変数であるピーク値ＰＥＡＫに０を設定したうえで（ステップＳ２５）、ステップＳ３に処理を戻す。

ステップＳ２０でペンダウンであると判定した場合のイベント判定・閾値更新部４３は、図１４に示すように、ステップＳ５で取得した筆圧レベルｒａｗ＿Ｐとピーク値ＰＥＡＫとの比較を行う（ステップＳ２６）。その結果、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐがピーク値ＰＥＡＫより大きければ、ピーク値ＰＥＡＫに筆圧レベルｒａｗ＿Ｐを設定したうえで（ステップＳ２７）、筆圧判定閾値Ｔ及びピーク値ＰＥＡＫに基づいて補助閾値ＴＵ１を算出する（ステップＳ２８）。イベント判定・閾値更新部４３は、例えば上述した式（２）により、この算出を実行する。

ステップＳ２８の終了後、及び、ステップＳ２６で筆圧レベルｒａｗ＿Ｐがピーク値ＰＥＡＫより大きくないと判定した場合、イベント判定・閾値更新部４３は、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐと補助閾値ＴＵ１との比較を行う（ステップＳ２９）。そして、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが補助閾値ＴＵ１以下であるという結果が得られた場合、ペンアップイベントを発生させ、現在の状態をペンアップに設定する（ステップＳ３０）。この処理の詳細は、図９に示したステップＳ１３と同様である。続いてイベント判定・閾値更新部４３は、補助閾値ＴＵ１に基づいてシステム基準値ＳＴ及び筆圧判定閾値Ｔを更新したうえで（ステップＳ３１）、ステップＳ３に処理を戻す。ステップＳ３１は、具体的な例では筆圧判定閾値Ｔを補助閾値ＴＵ１より大きい値に設定する処理であるが、システム基準値ＳＴを補助閾値ＴＵ１より大きい値に設定する処理であるとしてもよい。

以上説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、筆圧検出部２２のヒステリシスによらず、適切にペンダウンイベント及びペンアップイベントを発生させることが可能になるので、インク漏れ現象を早期に解消することが可能になる。

次に、本発明の第３の実施の形態による位置検出システム１について、説明する。本実施の形態による位置検出システム１の基本的な構成は、近接度検出部４２及びイベント判定・閾値更新部４３がペン２の信号処理部２４内に設けられる点を除き、図１及び図２に示したものと同様である。ただし、近接度検出部４２は設けなくても構わない。本実施の形態は、上記の点に加え、イベント判定・閾値更新部４３がペンダウンイベントの発生をトリガーとして筆圧判定閾値を更新する点で、第１の実施の形態と相違する。以下、本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３の動作について、詳しく説明する。

図１５は、本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３の動作を示す図である。本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３は、第１の実施の形態で説明した筆圧判定閾値Ｔ（第１の閾値）に加え、この筆圧判定閾値Ｔより小さな値を有する補助閾値ＴＵ２（第１の補助閾値）を利用する。具体的には、図１５に示すように、システム基準値ＳＴにマージンＭ２（＜Ｍ１）を加算してなる値を補助閾値ＴＵ２として用いる。

イベント判定・閾値更新部４３は、第１の実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３と同様の処理によりペンダウンイベントを発生させ、このペンダウンイベントの発生をトリガーとして筆圧判定閾値Ｔの更新を行う。具体的には、ペンダウンイベントが発生した後、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが補助閾値ＴＵ２を下回った場合に、筆圧判定閾値Ｔを更新するよう構成される。また、イベント判定・閾値更新部４３は、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐと、ｋ回目のペンダウンイベントが発生したことをトリガーとして更新された後の筆圧判定閾値Ｔとの比較結果に基づき、ｋ＋１回目のペンダウンイベントを発生させる。

イベント判定・閾値更新部４３がこのような動作をすることにより、図１５に示すように、ペンダウンごとに１回だけ筆圧判定閾値Ｔの更新を行うことが可能になる。前述したヒステリシスのうち特に機構的なヒステリシスは、前回のペンダウン操作～ペンアップ操作のサイクルに伴う負荷と除荷とにより、次のサイクルにともなう負荷と除荷とにおける力応答特性が変化してしまうことと言える。したがって、この負荷と除荷が発生するサイクルごとにキャリブレーションを実行することが望ましいため、本実施の形態によれば、筆圧判定閾値Ｔのキャリブレーションを適時に実行することが可能になると言える。また、ユーザによるペン２の操作が素早い場合など、特許文献１に記載されるキャリブレーションのような時間のかかるキャリブレーションができない場合にも、筆圧判定閾値Ｔを更新することが可能になる。

図１６及び図１７は、本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３が行う処理の処理フローを示すフロー図である。以下、これらの図を参照しながら、本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３の動作についてより詳しく説明する。

本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３はまず、筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２）の初期設定を行う（ステップＳ１ａ）。なお、上述したように、補助閾値ＴＵ２は常にシステム基準値ＳＴよりＭ２だけ大きい値となることから、筆圧判定閾値Ｔの場合と同様、補助閾値ＴＵ２を導出ないし更新することと、システム基準値ＳＴを導出ないし更新することとは等価である。

その後の処理のうちステップＳ２～Ｓ１３の処理は、第１の実施の形態と同様にして実行される。ただし、近接度Ｓに関するステップＳ４，Ｓ７，Ｓ８（図９を参照）はスキップしてもよい（図１６及び図１７には図示していない）。また、ステップＳ３，Ｓ５については、それぞれステップＳ３ａ，Ｓ５ａに置き換えて実行される。ステップＳ３ａは、筆圧検出部２２から筆圧レベルｒａｗ＿Ｐを取得するタイミングが到来したか否かを判定する処理である。このタイミングは、周期的に発生することとしてもよいし、センサコントローラ３２からアップリンク信号ＵＳが受信されたことによって発生することとしてもよい。後者によれば、ペン２がセンサコントローラ３２の近くにいる場合にのみ以降の処理が行われることになるので、電源２５の減りを遅らせることが可能になる。ステップＳ５ａは、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの取得をデータ信号の復号によってではなく筆圧検出部２２からの入力を受け付けることによって行う点で、ステップＳ５と相違する。

イベント判定・閾値更新部４３はまた、ステップＳ２とステップＳ３の間で、ペンダウンが発生したことを一時的に記憶するためのペンダウン発生フラグ１に偽（Ｆａｌｓｅ）を設定する（ステップＳ４０）。イベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ１１でペンダウンイベントを発生させた後、このペンダウン発生フラグ１に真（Ｔｒｕｅ）を設定する（ステップＳ４１）。

本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３はさらに、ステップＳ９で筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔ以下であると判定した場合に、図１７に示すように、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが補助閾値ＴＵ２以下であるか否かの判定を行う（ステップＳ４２）。なお、図９にも示したステップＳ１２，Ｓ１３は、図１７に示すように、ステップＳ９で筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが筆圧判定閾値Ｔ以下であると判定した後、ステップＳ４２の実行前に実行すればよい。

ステップＳ４２で筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが補助閾値ＴＵ２以下でないと判定した場合、イベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ３に処理を戻す。一方、ステップＳ４２で筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが補助閾値ＴＵ２以下であると判定したイベント判定・閾値更新部４３は、まずペンダウン発生フラグ１が真（Ｔｒｕｅ）であるか否かを判定する。その結果、偽（Ｆａｌｓｅ）であると判定した場合には、ステップＳ３に処理を戻す。一方、真（Ｔｒｕｅ）であると判定した場合には、イベント判定・閾値更新部４３は、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに基づき、筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２）の更新処理を行う（ステップＳ４４。第１の更新ステップ）。具体的には、図１５に示したように、ステップＳ５で取得した筆圧レベルｒａｗ＿Ｐによりシステム基準値ＳＴを更新する。また、更新後のシステム基準値ＳＴにマージンＭ１，Ｍ２のそれぞれを加算することによって、筆圧判定閾値Ｔ及び補助閾値ＴＵ２を算出する。その後、イベント判定・閾値更新部４３は、ペンダウン発生フラグ１に偽（Ｆａｌｓｅ）を設定したうえで（ステップＳ４５）、ステップＳ３に処理を戻す。

以上説明したように、本発明の第３の実施の形態によれば、ペンダウンごとに１回だけ筆圧判定閾値Ｔの更新を行うことが可能になる。したがって、筆圧判定閾値Ｔのキャリブレーションを適時に実行することが可能になる。また、ユーザによるペン２の操作が素早い場合など、特許文献１に記載されるキャリブレーションのような時間のかかるキャリブレーションができない場合にも、筆圧判定閾値Ｔを更新することが可能になる。

なお、本実施の形態では、ペンダウンイベントが発生したことをトリガーとして、最新の一の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐにより筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２）を更新したが、ペンダウンイベントが発生したことをトリガーとして、特許文献１に開示されるようなキャリブレーション処理を実行することとしてもよい。また、これらを組み合わせて実行することとしてもよい。以下、そのような組み合わせにかかる本実施の形態の変形例について、図面を参照しながら詳しく説明する。

図１８は、本変形例によるイベント判定・閾値更新部４３が行う処理の処理フローを示すフロー図である。同図と図１６とを比較すると理解されるように、本変形例によるイベント判定・閾値更新部４３が行う処理は、ステップＳ１ａ，Ｓ４０，Ｓ４１がそれぞれステップＳ１ｂ，Ｓ４０ａ，Ｓ４１ａになる点、及び、ステップＳ６とステップＳ９の間にステップＳ５０，Ｓ５１が追加される点で、本実施の形態によるイベント判定・閾値更新部４３が行う処理と相違する。以下、相違点に着目して説明する。

本変形例によるイベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ１ｂにおいて、筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２）に加え、補助閾値Ｔｓｈｏｒｔ，Ｔｆｌｕｃ（第２、第３の補助閾値）、及び参照回数Ｔｃｏｕｎｔの初期設定を行う。このうち補助閾値Ｔｓｈｏｒｔに関して、イベント判定・閾値更新部４３は、システム基準値ＳＴに所定のマージンを加算してなる値であって、補助閾値ＴＵ２より大きく筆圧判定閾値Ｔより小さい値を補助閾値Ｔｓｈｏｒｔとして用いる。したがって、筆圧判定閾値Ｔ及び補助閾値ＴＵ２の場合と同様、補助閾値Ｔｓｈｏｒｔを導出ないし更新することと、システム基準値ＳＴを導出ないし更新することとは等価である。補助閾値Ｔｆｌｕｃ及び参照回数Ｔｃｏｕｎｔについては、予め決められた値が設定される。

また、本変形例によるイベント判定・閾値更新部４３は、ペンダウンが発生したことを一時的に記憶するためのフラグを２つ使用する。具体的には、ステップＳ４０ａにおいて、ペンダウン発生フラグ１，２のそれぞれに偽（Ｆａｌｓｅ）を設定する。また、ステップＳ１１でペンダウンイベントを発生させた後、ペンダウン発生フラグ１，２のそれぞれに真（Ｔｒｕｅ）を設定する（ステップＳ４１ａ）。なお、ペンダウン発生フラグ１は、図１６及び図１７で説明したものと同じものである。

本変形例によるイベント判定・閾値更新部４３は、ステップＳ６を実行した後、ペンダウン発生フラグ２が真（Ｔｒｕｅ）であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。その結果、偽（Ｆａｌｓｅ）であると判定した場合には、ステップＳ９に処理を移す。一方、真（Ｔｒｕｅ）であると判定した場合には、筆圧判定閾値Ｔのキャリブレーション処理を実行する（ステップＳ５１）。

図１９は、ステップＳ５１で実行されるキャリブレーション処理の詳細を示すフロー図である。同図に示すように、イベント判定・閾値更新部４３はまず、ステップＳ５で新たに取得した筆圧レベルｒａｗ＿Ｐを図示しないメモリに記憶する（ステップＳ６０）。この処理は、少なくとも参照回数Ｔｃｏｕｎｔ分の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐがメモリ内に蓄積されることとなるように実行される。

次にイベント判定・閾値更新部４３は、メモリ内に記憶しておいた参照回数Ｔｃｏｕｎｔ分の過去の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐについて、いずれも補助閾値Ｔｓｈｏｒｔ以下であり、かつ、最大変動幅が補助閾値Ｔｆｌｕｃ以下である状態となっているか否かを判定する（ステップＳ６１，Ｓ６２）。

ステップＳ６２で否定的な結果を得たイベント判定・閾値更新部４３は、キャリブレーション処理を終了し、図１８のステップＳ９に処理を移す。一方、ステップＳ６２で肯定的な結果を得たイベント判定・閾値更新部４３は、メモリ内に記憶しておいた参照回数Ｔｃｏｕｎｔ分の過去の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐに基づき、筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２，Ｔｓｈｏｒｔ）を更新する（ステップＳ６３。第２の更新ステップ）。具体的には、メモリ内に記憶しておいた参照回数Ｔｃｏｕｎｔ分の過去の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐの平均値により、システム基準値ＳＴを更新する。また、更新後のシステム基準値ＳＴに所定のマージンを加算することにより、筆圧判定閾値Ｔ、補助閾値ＴＵ２，Ｔｓｈｏｒｔのそれぞれを算出する。その後、イベント判定・閾値更新部４３は、ペンダウン発生フラグ２に偽（Ｆａｌｓｅ）を設定したうえで（ステップＳ６４）キャリブレーション処理を終了し、図１８のステップＳ９に処理を移す。

図２０は、本変形例によるイベント判定・閾値更新部４３の動作を示す図である。この例では、時刻ｔ０でｋ回目のペンダウンイベントが発生すると、その後に筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが補助閾値ＴＵ２を下回った時刻ｔ２で、その時点における最新の一の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐによる筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２，Ｔｓｈｏｒｔ）の更新が実行される。また、参照回数Ｔｃｏｕｎｔ分の過去の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐがいずれも補助閾値Ｔｓｈｏｒｔ以下であり、かつ、最大変動幅が補助閾値Ｔｆｌｕｃ以下である状態となった時刻ｔ３で、図１９に示したキャリブレーション処理による筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２，Ｔｓｈｏｒｔ）の更新が実行される。

また、時刻ｔ２でｋ＋１回目のペンダウンイベントが発生すると、その後に、参照回数Ｔｃｏｕｎｔ分の過去の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐがいずれも補助閾値Ｔｓｈｏｒｔ以下であり、かつ、最大変動幅が補助閾値Ｔｆｌｕｃ以下である状態となった時刻ｔ５で、図１９に示したキャリブレーション処理による筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２，Ｔｓｈｏｒｔ）の更新が実行される。この場合、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが補助閾値ＴＵ２を下回っていないので、最新の一の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐによる筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２，Ｔｓｈｏｒｔ）の更新は実行されない。

さらに、時刻ｔ６でｋ＋２回目のペンダウンイベントが発生すると、その後に筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが補助閾値ＴＵ２を下回った時刻ｔ８で、その時点における最新の一の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐによる筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２，Ｔｓｈｏｒｔ）の更新が実行される。また、参照回数Ｔｃｏｕｎｔ分の過去の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐがいずれも補助閾値Ｔｓｈｏｒｔ以下であり、かつ、最大変動幅が補助閾値Ｔｆｌｕｃ以下である状態となった時刻ｔ９で、図１９に示したキャリブレーション処理による筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２，Ｔｓｈｏｒｔ）の更新が実行される。

このように、本変形例によれば、筆圧レベルｒａｗ＿Ｐが補助閾値ＴＵ２を下回らず、したがって最新の一の筆圧レベルｒａｗ＿Ｐによる筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２，Ｔｓｈｏｒｔ）の更新が実行されない場合にも、図１９に示したキャリブレーション処理により筆圧判定閾値Ｔ（システム基準値ＳＴ、補助閾値ＴＵ２，Ｔｓｈｏｒｔ）の更新を実行することができる。したがって、筆圧判定閾値Ｔのキャリブレーションをより好適に実行することが可能になる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

１ 位置検出システム
２ ペン
３ 電子機器
３ｔ パネル面
２０ 芯体
２１ 電極
２２ 筆圧検出部
２３ スイッチ
２４ 信号処理部
２５ 電源
３０ 表示装置
３１ センサ
３２ センサコントローラ
３３ ホストプロセッサ
３４ ペン検出装置
４０ 筆圧信号取得部
４１ 筆圧レベル取得部
４２ 近接度検出部
４３ イベント判定・閾値更新部
ＡＰ アナログ筆圧信号
ＤＳ ダウンリンク信号
Ｍ１，Ｍ２ マージン
ＰＥＡＫ ピーク値
ＳＴ システム基準値
Ｔ 筆圧判定閾値
ＴＵ１，ＴＵ２，Ｔｓｈｏｒｔ，Ｔｆｌｕｃ 補助閾値
Ｔｃｏｕｎｔ 参照回数
ＵＳ アップリンク信号
ｍｏｄ＿Ｐ 正規化筆圧レベル
ｒａｗ＿Ｐ 筆圧レベル

Claims (7)

1. ペン又は前記ペンを検出するためのペン検出装置により実行される方法であって、
   前記ペンのペン先に加わる力に応じた筆圧レベルを取得するステップと、
   前記筆圧レベルと筆圧判定閾値との比較結果に基づき、ペンダウンイベント又はペンアップイベントを発生させるステップと、
   前記ペン及び前記ペン検出装置のいずれか一方に設けられる近接検出手段から、前記ペンと前記ペン検出装置との位置関係を示す近接度を取得するステップと、
   前記ペンと前記ペン検出装置との位置関係が所定の関係を満たしているか否かを前記近接度に基づいて判定するステップと、
   前記判定するステップにより前記ペンと前記ペン検出装置との位置関係が前記所定の関係を満たしていると判定されたことに応じて、前記筆圧レベルに基づいて前記筆圧判定閾値を更新するステップと、を含み、
   前記ペンダウンイベント又はペンアップイベントを発生させるステップは、
   前記筆圧レベルと、更新された前記筆圧判定閾値とを比較するステップと、
   更新された前記筆圧判定閾値が前記筆圧レベルより小さいという結果が前記比較するステップにより得られた場合に、前記ペンの現在の状態がペンダウン及びペンアップのいずれであるかを判定し、前記現在の状態が前記ペンアップであると判定したことに応じて前記ペンダウンイベントを発生させる一方、更新された前記筆圧判定閾値が前記筆圧レベルより大きいという結果が前記比較するステップにより得られた場合に、前記ペンの現在の状態がペンダウン及びペンアップのいずれであるかを判定し、前記現在の状態が前記ペンダウンであると判定したことに応じて前記ペンアップイベントを発生させるステップと、を含む、
   方法。
2. 前記筆圧判定閾値を更新するステップは、前記ペンが前記ペン検出装置のパネル面から離れていることが前記近接度により示される場合に、前記筆圧レベルに基づいて前記筆圧判定閾値を更新する、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記筆圧判定閾値を更新するステップは、前記ペンが前記ペン検出装置のパネル面に接触していることが前記近接度により示される場合には実行されない、
   請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記近接検出手段は、前記ペンと前記ペン検出装置との間で送受信される信号の受信側での受信強度に基づいて前記近接度を生成するよう構成される、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記近接検出手段は、前記ペンのペン先に設けられる電極と前記ペン検出装置のパネル面内に配置される電極との間に生ずる静電容量の検出結果、前記ペンに設けられた接触スイッチの押下状態、前記ペンに設けられたイメージセンサによって撮像されてなる前記ペン検出装置のパネル面の画像、前記ペンに設けられたソナーによって実行される反響定位の結果のいずれか１つ以上に基づいて前記近接度を生成するよう構成される、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記筆圧判定閾値に基づき、前記筆圧レベルを正規化筆圧レベルに変換するステップ、
   をさらに含む請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記ペン検出装置は、互いに異なるペンＩＤが付与された複数の前記ペンを検出可能に構成されるとともに、前記複数のペンのそれぞれからペンＩＤを受信可能に構成され、
   前記ペン検出装置は、受信した前記ペンＩＤごとに、前記筆圧判定閾値を更新するステップを実行するよう構成される、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。

Images