JP7289262B2 - ペン座標とポインタの表示位置との間のズレを補正する方法 - Google Patents

ペン座標とポインタの表示位置との間のズレを補正する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7289262B2
JP7289262B2 JP2019529741A JP2019529741A JP7289262B2 JP 7289262 B2 JP7289262 B2 JP 7289262B2 JP 2019529741 A JP2019529741 A JP 2019529741A JP 2019529741 A JP2019529741 A JP 2019529741A JP 7289262 B2 JP7289262 B2 JP 7289262B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
stylus
pointing
tilt angle
host processor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019529741A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2019013222A1 (ja
Inventor
俊也 斉藤
重幸 佐野
イーゴリ カルスンツェヴ
叡明 劉
淳 門脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacom Co Ltd
Original Assignee
Wacom Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacom Co Ltd filed Critical Wacom Co Ltd
Publication of JPWO2019013222A1 publication Critical patent/JPWO2019013222A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7289262B2 publication Critical patent/JP7289262B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545Pens or stylus
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545Pens or stylus
    • G06F3/03546Pens or stylus using a rotatable ball at the tip as position detecting member
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04162Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for exchanging data with external devices, e.g. smart pens, via the digitiser sensing hardware
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/0418Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for error correction or compensation, e.g. based on parallax, calibration or alignment
    • G06F3/04186Touch location disambiguation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0442Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for transmitting changes in electrical potential to be received by the digitiser
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0448Details of the electrode shape, e.g. for enhancing the detection of touches, for generating specific electric field shapes, for enhancing display quality
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04106Multi-sensing digitiser, i.e. digitiser using at least two different sensing technologies simultaneously or alternatively, e.g. for detecting pen and finger, for saving power or for improving position detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Description

本発明は、ペン座標とポインタの表示位置との間のズレを補正する方法に関する。
近年、タブレット端末などの電子機器上で手書き入力するためのツールとして、様々な方式のスタイラスが利用可能になっている。中でもアクティブスタイラスと呼ばれるスタイラスは、電源部と信号処理回路とを備え、信号処理回路の生成する信号に応じた電荷をスタイラスの先端付近に設けられた電極(ペン電極)に供給することにより、電子機器内のセンサコントローラに向けてペン信号を送信可能に構成される。ペン信号には、自身の位置を知らせるためのバースト信号である位置信号と、スタイラスが検出した筆圧の値を示す筆圧データ、スタイラスの側面や末端に設けられる操作ボタンのオンオフ状態を示すデータ、及び、スタイラスに予め書き込まれた固有IDなどの各種データを含むデータ信号とが含まれる。
電子機器は、上述したセンサコントローラの他、液晶表示装置と、タッチセンサと、ホストプロセッサと、記憶装置とを有して構成される。タッチセンサはマトリクス状に配設された複数の電極からなる電極群を有する装置であり、液晶表示装置の画面上に配置される。アクティブスタイラスがペン信号を送信するためにペン電極に電荷を供給すると、アクティブスタイラスの指示位置付近の空間に電界が発生し、それによってタッチセンサを構成する電極群に電荷が誘導される。センサコントローラは、こうして誘導される電荷の変化を電極ごとに検出することによってスタイラスが送信したペン信号の検出を行い、その結果に基づき、アクティブスタイラスの位置検出と、アクティブスタイラスが送信したデータの受信とを行う。
センサコントローラは、検出した位置を示す座標(ペン座標)と、受信したデータとを、ホストプロセッサに出力するよう構成される。ホストプロセッサは、こうして供給されたペン座標及びデータに基づいてインクデータを生成し、液晶表示装置の画面上に表示する。これにより、ユーザがスタイラスを用いてタッチセンサ上に描いた文字や図形を、リアルタイムに液晶表示装置上に表示することが可能になる。ホストプロセッサはまた、生成したインクデータを記憶装置に格納する処理も行う。
センサコントローラは、電極群に指が接触することで生じる静電容量の変化を検出することにより、指タッチの位置検出も行う。特に、アクティブスタイラスの検出と指タッチの検出とは、同じ電極群を利用して時分割で実行される。センサコントローラは、こうして検出した指タッチの位置を示す座標もホストプロセッサに対して出力し、これを受けたホストプロセッサは、スタイラスの場合と同様にしてインクデータを生成し、生成したインクデータを液晶表示装置上に表示するとともに記憶装置に格納する。
特許文献1には、CRTディスプレイ上に超音波式の座標検出器を設ける場合に関して、CRTディスプレイに複数の基準点を表示してユーザにタッチさせ、その結果として得られた座標に基づいて、座標検出器から出力される座標を補正する技術が開示されている。
また、特許文献2には、スタイラスに3つのペン電極を設け、これらのそれぞれから送信されるペン信号を利用して、電子機器側でスタイラスの傾きを算出する技術が開示されている。
特公平5-31766号公報 特許第6021174号公報
ところで、上記のような電子機器においては、ユーザがスタイラスでタッチした位置(ペン座標)と、タッチの結果として画面上に表示される線の位置(ポインタの表示位置)との間にズレが発生する場合がある。ズレの発生原因としては、タッチセンサと液晶表示装置とを組み立てる際の機構上の位置ズレの他、タッチセンサとスタイラスの組み合わせの違い、利き手、スタイラスの持ち方、表示視点位置、筆記速度などユーザごとの違いなど各種のものが考えられるが、いずれにしても、この種のズレが発生するとユーザに違和感を感じさせてしまうので、ズレの低減が求められている。
特許文献1に開示される技術はこの種のズレを補正する一つの方法であるが、タッチセンサ全体に線形変換による一様な補正をかけることしかできない。実際に発生するズレは、より細かい単位(例えば、領域単位、画素単位)で大きさや方向が異なり、また、線形変換では表現できない変換が必要になる場合があるので、特許文献1に開示される技術では不十分である。
したがって、本発明の目的の一つは、ペン座標とポインタの表示位置との間のズレを、従来技術に比べて正確に補正できる方法を提供することにある。
本発明の一側面によるペン座標とインクデータの表示位置との間のズレを補正する方法は、表示部と重畳して設けられた操作面上におけるスタイラスの指示位置を検出可能に構成されたデバイスによって実行される方法であって、ホストプロセッサから所定パターンの前記表示部上における表示位置に関連するフィードバック情報を受信する受信ステップと、受信した前記フィードバック情報に基づき、前記操作面上に配置された複数の位置ごとに位置較正値を記憶する補正テーブルに記憶される複数の前記位置較正値のうちの少なくとも一部を更新するフィードバックステップと、前記スタイラスの暫定指示位置を検出する暫定指示位置検出ステップと、前記補正テーブルから前記暫定指示位置に対応する位置較正値を読み出し、該位置較正値に基づいて前記暫定指示位置を補正することにより出力位置を導出する補正ステップと、前記出力位置を前記ホストプロセッサに対してレポートする出力ステップと、を含む。
また、本発明の他の一側面によるペン座標とインクデータの表示位置との間のズレを補正する方法は、表示部と重畳して設けられた操作面上におけるスタイラスの指示位置を検出可能に構成されたデバイスによって実行される方法であって、前記スタイラスがペン先の近傍に設けられた第1の電極を通じて送信したペン信号に基づいて前記スタイラスの指示位置である第1の値を取得する第1の値取得ステップと、前記スタイラスに関連する第2の値を取得する第2の値取得ステップと、前記第2の値に基づいて取得される前記第1の値の較正値に基づいて前記第1の値を補正することにより、出力位置を導出する補正ステップと、前記出力位置をホストプロセッサに対してレポートする出力ステップと、を含む方法である。
また、本発明のさらに他の一側面によるペン座標とインクデータの表示位置との間のズレを補正する方法は、表示部と重畳して設けられた操作面上におけるスタイラスの指示位置を検出可能に構成されたデバイスによって実行される方法であって、前記スタイラスがペン先の近傍に設けられた第1の電極を通じて送信したペン信号に基づいて、前記スタイラスの指示位置である第1の値を取得する第1の値取得ステップと、前記操作面内に配置された複数の電極と、前記第1の電極との間に生ずる静電容量の変化に基づいて、前記スタイラスの指示位置である前記第2の値を取得する第2の値取得ステップと、前記第1及び第2の値に基づいて、前記スタイラスのチルトを導出するチルト導出ステップと、を含む。
本発明の一側面によれば、表示部に所定パターンが表示されているときの操作面上におけるスタイラスの指示位置と、この所定パターンの表示部上における表示位置とに基づいて、補正テーブル内の位置較正値を更新することができる。したがって、ペン座標とインクデータの表示位置との間のズレを正確に補正することが可能になる。
また、本発明の他の一側面によれば、スタイラスに関連する第2の値に基づいてスタイラスの指示位置を補正することができるので、ペン座標とインクデータの表示位置との間のズレを正確に補正することが可能になる。
また、本発明のさらに他の一側面によれば、第1及び第2の値に基づいてスタイラスのチルトを導出することができるので、ペン座標とインクデータの表示位置との間のズレを正確に補正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電子機器1及びスタイラス10の構成を示す図である。 本発明の第1の実施の形態による補正テーブルを示す図である。 補正テーブルが必要とされる理由を説明する図である。 本発明の第1の実施の形態による電子機器1の動作を示すシーケンス図である。 本発明の第1の実施の形態によるスタイラス10の構成、並びに、暫定指示位置PI、指示位置PO、及び較正値C(PI)の説明図である。 本発明の第1の実施の形態による補正テーブル更新処理を示すフロー図である。 図6のステップS10で表示される所定パターンの一例を示す図である。 図6のステップS22で実施される処理の一例を説明する図である。 本発明の第1の実施の形態の変形例による補正テーブルを示す図である。 本発明の第1の実施の形態の変形例による電子機器1の動作を示すシーケンス図である。 本発明の第1の実施の形態の変形例による補正テーブル更新処理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スタイラス10の構成、並びに、第1の指示位置PI1、第2の指示位置PI2、指示位置PO、及び較正値C(PI)の説明図である。 本発明の第2の実施の形態による出力位置レポート処理を示すフロー図である。 図13のステップS62で実施される処理の説明図である。 本発明の第2の実施の形態の第1の変形例の説明図である。 本発明の第2の実施の形態の第1の変形例による出力位置レポート処理を示すフロー図である。 本発明の第2の実施の形態の第2の変形例によるスタイラス10の構成、並びに、第1の指示位置PI1、第2の指示位置PI2、指示位置PO、及び較正値C(PI)の説明図である。
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電子機器1及びスタイラス10の構成を示す図である。本実施の形態による電子機器1は例えばタブレット型のコンピュータであり、同図に示すように、ホストプロセッサ2、液晶表示装置3、センサコントローラ4(デバイス)、及びタッチセンサ5を有して構成される。スタイラス10は、上述したアクティブスタイラスである。
ホストプロセッサ2は、プロセッサ2aとメモリ2bとを有するコンピュータであり、プロセッサ2aがメモリ2bに記憶されるプログラムを読み出して実行することにより、図示した液晶表示装置3及びセンサコントローラ4を含む電子機器1の各部の制御、描画用のアプリを含む各種のアプリの実行などの各種処理を行う。メモリ2bには、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などのメインメモリと、フラッシュメモリなどの補助記憶装置とが含まれる。
液晶表示装置3は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する液晶パネル3a(表示部)と、この液晶パネル3aを駆動することにより任意の表示を行う駆動回路(図示せず)とを有する装置である。駆動回路は、ホストプロセッサ2の制御を受けて、液晶パネル3aの各画素を駆動するように構成される。
センサコントローラ4及びタッチセンサ5は、ホストプロセッサ2に対する入力装置である。具体的に説明すると、まずタッチセンサ5は、スタイラス10又はユーザの指でタッチするための平面であるタッチ面5a(操作面)と、タッチ面5aの直下に配置された各複数の線状電極5x,5yとを有して構成される。タッチ面5aは液晶表示装置3の液晶パネル3aと重畳して設けられており、複数の線状電極5x,5yはタッチ面5aと液晶パネル3aの間に配置される。複数の線状電極5xは、それぞれ図示したy方向(タッチ面5a内の方向)に延在しており、図示したx方向(タッチ面5a内でy方向と直交する方向)に等間隔で配置される。また、複数の線状電極5yは、それぞれ図示したx方向に延在しており、図示したy方向に等間隔で配置される。複数の線状電極5x,5yの一方を液晶パネル3a内の共通電極(図示せず)と共用してもよい。
センサコントローラ4は、プロセッサ4aとメモリ4bとを有するカスタムLSI(集積回路)であり、プロセッサ4aがメモリ4bに記憶されるプログラムを読み出して実行することにより、タッチ面5a上におけるスタイラス10及びユーザの指の指示位置を検出するとともに、スタイラス10が送信したデータ信号を受信可能に構成される。スタイラス10の指示位置の検出は、静電容量方式又はアクティブ静電方式により実行される。また、ユーザの指の位置の検出は、静電容量方式により実行される。
静電容量方式は、複数の線状電極5x,5yと、スタイラス10のペン先の近傍に設けられたペン電極10a(図5を参照)又はユーザの指との間に生ずる静電容量の変化に基づいて、それぞれの指示位置を取得する方式である。静電容量方式による位置検出を行う場合、センサコントローラ4は、所定の検出用信号を複数の線状電極5xのそれぞれに供給し、複数の線状電極5yそれぞれの電位を測定する。ある線状電極5xと線状電極5yの交点にペン電極10a又はユーザの指が接近している場合、その線状電極5xからその線状電極5yに向かって流れる電荷の一部がユーザの人体に向かって流れ出るため、その線状電極5yについて測定される電流あるいは電位が小さくなる。センサコントローラ4は、この変化を利用してスタイラス10又はユーザの指の指示位置の検出を行う。
アクティブ静電方式は、スタイラス10が送信したペン信号をタッチセンサ5により受信し、その結果に基づいてスタイラス10の指示位置を検出する方式である。ペン信号には、上述したように、無変調のバースト信号である位置信号と、スタイラス10に関連する各種データを示すデータ信号とが含まれる。各種データには、スタイラス10のペン先にかかる圧力を示す筆圧データ、スタイラス10のサイドスイッチ(図示せず)のオンオフを示すサイドスイッチ情報、スタイラス10に予め割り当てられる固有IDなどが含まれる。
アクティブ静電方式による指示位置の検出を行う場合、センサコントローラ4は、複数の線状電極5x,5yのそれぞれで位置信号を受信し、その結果に基づいてスタイラス10の指示位置を検出する。また、センサコントローラ4は、複数の線状電極5x,5yのうち検出した指示位置に最も近いものを用いて、スタイラス10が検出したデータ信号の受信を行う。
センサコントローラ4は、以上のようにして検出したスタイラス10及びユーザの指の指示位置を示す座標と、スタイラス10から受信したデータ信号に含まれる各種データとを、ホストプロセッサ2に対してレポートするよう構成される。ただし、スタイラス10の指示位置については、後述する補正テーブル(メモリ4bに記憶されるもの)によって補正した後の座標をレポートの対象とする。この点の詳細については、後述する。また、センサコントローラ4は、スタイラス10から受信される筆圧データに基づいて、スタイラス10がタッチ面5aに接触したことを示すペンダウン情報と、スタイラス10がタッチ面5aから離れたことを示すペンアップ情報との取得を行い、それぞれのタイミングでホストプロセッサ2に対してレポートするよう構成される。
ホストプロセッサ2は、センサコントローラ4から座標が入力されたことを受けて、座標位置で動作しているオペレーティングシステムのデスクトップあるいはフロントで動作しているアプリケーションの状況に基づいてポインタの表示を行う。このうちポインタの表示は、液晶表示装置3のパネル面上の入力された座標と対応するペン先の位置に、所定のポインタ画像を表示することによって行う。
描画アプリケーションなどアプリケーションによっては、ポインタの位置はインクデータとしてセンサコントローラ4から順次供給される複数の座標のそれぞれによって形成される一連の軌跡のように表示される。ホストプロセッサ2は、ユーザの指については、座標の入力が開始されたことを契機としてインクデータの生成を開始し、座標の入力が終了したことを契機としてインクデータの生成を終了する。一方、スタイラス10については、ペンダウン情報が入力されたことを契機としてインクデータの生成を開始し、ペンアップ情報が入力されたことを契機としてインクデータの生成を終了する。なお、スタイラス10についてインクデータを生成する際には、ホストプロセッサ2は、スタイラス10から受信される筆圧データ、サイドスイッチ情報、固有IDなどに基づき、インクデータを構成する曲線データの幅及び/又は透明度の制御も行う。ホストプロセッサ2は、生成したインクデータのレンダリングを行って液晶表示装置3に表示させるとともに、生成したインクデータをメモリ2bに記憶させる。
図2は、メモリ4bに記憶される補正テーブルを示す図である。補正テーブルは、タッチ面5a上に配置された複数の位置ごとに較正値(位置較正値)を記憶するテーブルであり、工場出荷時の段階でメモリ4b内に格納される。同図に示すように、較正値は、対応する位置(xi,yi)(iは0以上の整数)からの方向(Ai)及び距離(Di)によって表現される。補正テーブルに格納される複数の位置の選び方は特に限定されず、例えば、液晶パネル3aの各画素に対応する位置を利用してもよいし、複数の線状電極5x,5yの各交点に対応する位置を利用してもよい。また、補正テーブルは、位置(xi)及び位置(yi)のそれぞれに対する較正値を有していてもよし、絶対的な位置に代えて最寄りの線状電極あるいは交点からの相対的位置(Δxi,Δyi)を利用することとしてもよい。
図3は、補正テーブルが必要とされる理由を説明する図である。同図には、線状電極5x,5yをそれぞれ2本ずつ図示している。同図に示すように、実際の線状電極5x,5yは、単純な長方形ではなく、それぞれ複数の菱形が数珠つなぎされた形状を有している場合がある。各菱形のサイズ及び配置は、線状電極5x,5yが菱形の接続部分で交わるように設定される。また、図示していないが、菱形の内部は、均一な導体ではなくメッシュ状の導線によって埋められている。
スタイラス10が送信したペン信号のセンサコントローラ4における受信レベルは、スタイラス10と線状電極5x,5yの相対的な位置関係によって変化する。図3のように線状電極5x,5yを菱形に形成した場合には、線状電極5x,5yのエッジに近いほどペン信号の受信レベルが大きくなるので、大まかに言えば、図示した領域5xa,5yaでは受信レベルが比較的大きくなり、図示した領域5xb,5ybでは受信レベルが比較的小さくなる。また、線状導体5x,5yをストライプ状に形成した場合であっても、スタイラス10の指示位置と線状電極5x,5yとの位置関係により、同様にペン信号の受信レベルが変化する。このように、ペン信号の受信レベルがタッチ面5a内の位置によって変化することの結果として、位置信号に基づいて検出される指示位置が本来の指示位置(ペン先とタッチ面5aの接触位置)から少しずれてしまう。補正テーブルは、このようなズレを補正するために用意される。
図4は、補正テーブルを用いた検出位置の補正処理を含む電子機器1の動作を示すシーケンス図である。同図に示すように、センサコントローラ4は、スタイラス10の指示位置を検出する(ステップS1。暫定指示位置検出ステップ)と、検出した指示位置に対応する較正値を補正テーブルから読み出し、読み出した較正値に基づいて指示位置を補正することにより、出力位置を導出する(ステップS2。補正ステップ)。そして、導出した出力位置をホストプロセッサ2に対してレポートする(ステップS3。出力ステップ)。
出力位置のレポートを受けたホストプロセッサ2は、入力された出力位置に基づいて上述したインクデータを生成する(ステップS5)。そして、生成したインクデータのレンダリングを実行し(ステップS6)、その結果として得られる描画データにより液晶表示装置3の表示を制御する(ステップS7)。これにより、ユーザがスタイラス10を用いてタッチ面5a上に描いた線が液晶パネル3a上に表示されることになる。
本実施の形態による電子機器1は、以上の処理に加え、ユーザがスタイラス10をタッチ面5aに対して斜めに保持することによって生ずるペン座標とインクデータの表示位置のズレを補正テーブルに反映させる処理を行う点に特徴を有する。以下、この点について詳しく説明する。
図5は、本実施の形態によるスタイラス10の構成、並びに、暫定指示位置PI、指示位置PO、及び較正値C(PI)の説明図である。暫定指示位置PIは、図3のステップS4でセンサコントローラ4が検出する指示位置であり、指示位置POは、スタイラス10とタッチ面5aが実際に接触している位置である。
図5に示すように、スタイラス10の内部には、ペン信号の送信アンテナとして機能するペン電極10aが設けられる。ペン電極10aは、具体的にはスタイラス10の軸方向に沿って一定の長さを有する導体であることから、ユーザがスタイラス10をタッチ面5aに対して斜めに保持すると、図5に示すように、暫定指示位置PIと指示位置POの間にズレが生ずる。電子機器1は、このズレを補正するため、液晶パネル3a上に所定パターンを表示してユーザになぞらせ、その結果に基づいて、暫定指示位置PIと指示位置POの間のズレの量に相当する較正値C(PI)を補正テーブルに記憶される位置ごとに導出し、導出した較正値C(PI)により補正テーブルを更新する。こうすることで、ユーザが同じ持ち方を続ける限り、暫定指示位置PIと指示位置POの間のズレを解消することが可能になる。また、この方法により補正された後の座標は、表示面と表示面を覆うガラスの厚み等により生じる視差誤差をも吸収した位置とすることができる。
図6は、本実施の形態による補正テーブル更新処理を示すフロー図である。補正テーブル更新処理はホストプロセッサ2及びセンサコントローラ4が協働して実行する処理であり、同図(a)にはホストプロセッサ2側の処理を、同図(b)にはセンサコントローラ4側の処理をそれぞれ示している。
まず図6(a)を参照すると、ホストプロセッサ2は、スタイラス10を用いてタッチ面5aを所定の連続区間にわたってなぞる操作の実施をユーザに対して促すための所定パターンを液晶パネル3a上に表示する処理(ステップS10)と、この所定パターンの表示位置及び表示期間を示すフィードバック情報をセンサコントローラ4に送信する処理(ステップS11)とを実行するよう構成される。
図7は、図6のステップS10で表示される所定パターンの一例を示す図である。この例によるホストプロセッサ2は、所定パターンとして、液晶パネル3aの画面の対角線に相当する線分Pを表示する。ただし、所定パターンの具体的な形状はこの線分Pに限られない。例えば、液晶パネル3aの画面の一辺に相当する線分を所定パターンとして用いてもよい。また、曲線や折れ線を所定パターンとして用いることも可能である。
次に図6(b)を参照すると、センサコントローラ4は、ホストプロセッサ2がステップS11で送信したフィードバック情報を受信する(ステップS20。受信ステップ)とともに、フィードバック情報により示される表示期間内におけるスタイラス10の一連の指示位置を取得する(ステップS21)。ここで取得する指示位置は、図4のステップS1で検出される指示位置(補正テーブルによる補正前の指示位置)である。そして、取得した一連の指示位置と、フィードバック情報により示される所定パターンの表示位置とに基づいて、補正テーブルを更新する処理を行う(ステップS22。フィードバックステップ)。この処理では、補正テーブルに記憶される複数の較正値のうちの少なくとも一部が更新されることになる。このように、フィードバック情報によりホストプロセッサ2が現在どのような表示を行っているのかの情報が得られれば、センサコントローラ4は、ユーザがスタイラス10をその表示に従ったなぞり操作をしているという前提の下で、較正値を得ることができる。
図8は、ステップS22で実行される処理の一例を説明する図である。この例によるセンサコントローラ4は、一連の指示位置PIのそれぞれを線分P上に投影する処理を行う。このとき、ペンダウンを検出したときの指示位置PIを線分Pの始点に、ペンアップを検出したときの指示位置PIを線分Pの終点に、途中の指示位置PIを線分Pの途中の点にそれぞれ対応付ける。そして、各指示位置PIを始点とし、対応する投影点を終点とするベクトルの向き及び長さを、較正値C(PI)として導出する。そして、こうして導出した較正値C(PI)により、補正テーブルを更新する。
ここで、ステップS21で取得される指示位置PIは、補正テーブルに格納される複数の位置のいずれとも一致しない場合があり得る。また、所定パターンをなぞらせることによって得られる一連の指示位置PIだけでは、補正テーブルに格納される複数の位置を網羅することは困難である。そこでセンサコントローラ4は、所定パターンをなぞらせることによって得られた一連の指示位置PIについて導出した較正値C(PI)を外挿することにより、他の位置についての較正値C(PI)を導出することとしてもよい。具体的には、例えば、検出された一連の座標を直線近似した場合の直線の切片に対応するバイアス量を求め、このバイアス量を、所定パターンが表示されたなぞり位置付近の較正値とすることができる。こうすることにより、所定パターンをなぞらせることによって得られた一連の指示位置PIに含まれない位置に関しても、補正テーブルを更新することが可能になる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、液晶パネル3aに所定パターンが表示されているときのタッチ面5a上におけるスタイラス10の指示位置と、この所定パターンの液晶パネル3a上における表示位置とに基づいて、補正テーブル内の較正値を更新することができる。したがって、ペン座標とインクデータの表示位置との間のズレを正確に補正することが可能になる。
なお、本実施の形態では、所定パターンとして図7に示すように1つの線分Pのみを使用する場合を取り上げたが、複数のパターンを使用することとしてもよい。この場合、図6(a)(b)に示した処理は、パターンごとに実行されることが好ましい。すなわち、複数のパターンを液晶パネル3aに順次表示するようにホストプロセッサ2を構成し、ホストプロセッサ2による複数のパターンそれぞれの表示の都度、センサコントローラ4により図6(b)に示した各処理を実行することが好ましい。
また、フィードバック情報は、ホストプロセッサ2が現在表示している表示パターンをセンサコントローラ4に伝えることができる情報であれば足り、短縮されたデータであってかまわない。例えば、センサコントローラ4とホストプロセッサ2(で動作する所定のプログラム)との間で事前に定められている限り、なぞり位置やなぞりの形状等の表示パターンを識別するIDのようなデータであってもよい。
また、ホストプロセッサ2は、図6のステップS10で所定パターンを表示する際に、ユーザに対して所定パターンの表示中におけるスタイラスの把持角度を指定するための把持角度指定情報も液晶パネル3aに表示することとしてもよい。こうすることで、スタイラス10が指定の角度で把持された状態で、補正テーブルの更新を行うことが可能になる。把持角度の指定は「パネル面に対して垂直に把持してください」等の角度を値を指定することであってもよいし「普段ペンを持っている角度で把持してください」等の普段の使用状況の角度指定であってもよい。更に、普段スタイラスを使って描く視点の位置を指定するものであってもよい。このようにすることで、ユーザが普段自然に描画を行う視点位置自然にアクティブスタイラス10を把持する状態における較正量を導出することが可能となる。
また、ホストプロセッサ2は、同じパターンを複数回にわたって液晶パネル3aに表示させ、その都度、センサコントローラ4から一連の指示位置を取得し、これらに基づく統計処理を行うことにより、補正テーブルに設定すべき較正値を取得することとしてもよい。この場合における統計処理は、一連の指示位置を所定の関数に近似することによって得られる近似式と、液晶パネル3aに表示したパターンとの誤差の導出処理を含むことが好ましく、導出した誤差に基づき、タッチ面5a上に配置された複数の位置のそれぞれに適した位置較正値を機械学習する処理であるとすることがさらに好ましい。また、この場合におけるフィードバック情報は、統計処理の結果を示す情報(より具体的には、導出した誤差を小さくする方向に較正値を変更するための情報)を含むことが好ましく、センサコントローラ4は、このフィードバック情報に基づいて補正テーブルを更新することが好ましい。
また、本実施の形態では補正テーブルをセンサコントローラ4のメモリ4bに格納しておき、指示位置の補正処理及び補正テーブルの更新処理をいずれもセンサコントローラ4が行うこととしたが、補正テーブルをホストプロセッサ2のメモリ2bに格納しておき、指示位置の補正処理及び補正テーブルの更新処理をいずれもホストプロセッサ2が行うこととしてもよい。
また、本実施の形態では、指示位置の較正値を記憶する補正テーブルを更新する例を説明したが、本発明は、スタイラス10のチルト角(傾き角)やアジマス(方位角)など、位置以外の物理量の較正値を記憶する補正テーブルを更新する場合にも適用することができる。以下、チルト角に関して、図9~図11を参照しながら詳しく説明する。詳しい説明は省略するが、アジマスについても同様である。
図9は、本実施の形態の変形例による補正テーブルを示す図である。この補正テーブルは、スタイラス10のチルト角に対する較正値(チルト角較正値)を記憶している。チルト角較正値は、角度の差分(Δθ)によって表される。図示しないが、チルト角の較正値を保持する補正テーブルは、位置の較正値を保持する補正テーブルと同様に、部分領域ごとに1次元あるいは2次元位置、あるいは相対位置ごとに応じた較正値を有していてもよいし、あるいは、位置に加えて傾き値を加えた3次元の補正テーブルを用いてもよい。
図10は、本変形例による補正テーブルを用いたチルトの補正処理を含む電子機器1の動作を示すシーケンス図である。なお、同図では省略しているが、以下で説明するステップS31~S33は、図4に示したステップS1~S3と平行して実行される。
本変形例によるセンサコントローラ4は、まず初めに、スタイラス10のチルト角を検出する(ステップS31)。チルト角の具体的な検出方法については、後述する第2の実施の形態で詳しく説明する。続いてセンサコントローラ4は、チルト角較正値を補正テーブルから読み出し、読み出したチルト角較正値に基づいてチルト角を補正することにより、出力用のチルト角を導出する(ステップS32)。そして、導出した出力用のチルト角をホストプロセッサ2に対してレポートする(ステップS3)。チルト角のレポートを受けたホストプロセッサ2の処理は、図4に示したステップS5~S7の処理と同様である。ただしこの場合、ステップS5におけるインクデータの生成は、チルト角にも基づいて実行される。
図11は、本変形例による補正テーブル更新処理を示すフロー図である。図6の場合と同様に、この場合の補正テーブル更新処理もホストプロセッサ2及びセンサコントローラ4が協働して実行する処理であり、同図(a)にはホストプロセッサ2側の処理を、同図(b)にはセンサコントローラ4側の処理をそれぞれ示している。なお、同図では省略しているが、図11(b)に示すステップS51,S52は、図6(b)に示したステップS21,S22と平行して実行される。
まず図11(a)を参照すると、ホストプロセッサ2は、図6(a)の場合と同様の所定のパターンとともに、上述した把持角度指定情報を液晶パネル3a上に表示する(ステップS40)。そして、所定パターンの表示位置及び表示期間並びに把持角度指定情報を示すフィードバック情報を、センサコントローラ4に送信する(ステップS41)。
次に図11(b)を参照すると、センサコントローラ4は、ホストプロセッサ2がステップS11で送信したフィードバック情報を受信する(ステップS50)とともに、フィードバック情報により示される表示期間内におけるスタイラス10のチルト角を取得する(ステップS51)。ここで取得するチルト角は、図10のステップS31で検出されるチルト角(補正テーブルによる補正前のチルト角)の上記表示期間内における平均値とすることが好ましい。そして、取得したチルト角と、フィードバック情報に含まれる把持角度指定情報とに基づいて、補正テーブルを更新する処理を行う(ステップS52)。具体的には、図10のステップS32で導出される補正後のチルト角が把持角度指定情報により示されるチルト角に近づくように、チルト角較正値を更新する。こうすることで、ホストプロセッサ2に供給されるチルト角を、実際のチルト角の値に近づけることが可能になる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態による電子機器1の基本的な構成及び機能は、第1の実施の形で説明した電子機器1と同様である。本実施の形態の特徴は、センサコントローラ4がスタイラス10のチルト角に基づいてリアルタイムで、スタイラス10の指示位置を補正する点にある。以下、この特徴を中心に、詳しく説明する。
図12は、本実施の形態によるスタイラス10の構成、並びに、第1の指示位置PI1、第2の指示位置PI2、指示位置PO、及び較正値C(PI)の説明図である。同図に示すように、本実施の形態によるスタイラス10は、ペン先の近傍に、図5に示したペン電極10a(第1の電極)に加え、チルト角を検出するための追加電極10b(第2の電極)を有している。追加電極10bは、ペン先側の端部と反対側のペン電極10aの端部近傍に設けられる。
第1の指示位置PI1は、ペン電極10aを用いて検出される位置(第1の値)であり、第2の指示位置PI2は、追加電極10bを用いて検出される位置(第2の値)である。センサコントローラ4が第1の指示位置PI1及び第2の指示位置PI2の検出に用いる具体的な方式は任意であるが、例えば、第1の指示位置PI1を静電容量方式により検出し、第2の指示位置PI2をアクティブ静電方式により検出することとしてもよい。この場合、静電容量方式による第1の指示位置PI1の検出は、図1に示した複数の線状電極5x,5yと、ペン電極10aとの間に生ずる静電容量の変化に基づいて実行される。また、アクティブ静電方式による第2の指示位置PI2の検出は、追加電極10bを通じてスタイラス10が送信したペン信号(より具体的には、上述した位置信号)に基づいて実行される。それぞれのより詳細な検出方法は、上述したとおりである。静電容量方式により第1の指示位置PI1の検出を行う際には、ユーザの指による指示位置と、ペン電極10aによる指示位置との識別を行う必要があるが、例えば、検出された指示位置が直前に検出された第2の指示位置PI2から所定範囲内にあればペン電極10aによる指示位置と判定し、そうでなければユーザの指による指示位置と判定することによって、識別することとすればよい。
センサコントローラ4は、第1の指示位置PI1及び第2の指示位置PI2の両方を、アクティブ静電方式により検出することとしてもよい。この場合、スタイラス10は、ペン電極10aをアンテナとして用いるペン信号の送信と、追加電極10bをアンテナとして用いるペン信号の送信とを時分割で行う。また、各ペン信号に、送信用のアンテナとして用いた電極を示す1ビットの情報を含める。こうすることで、センサコントローラ4は、ペン信号がペン電極10a及び追加電極10bのいずれから送信されたものかを識別しつつ、両方を順次受信することができる。そして、ペン電極10aから送信されたペン信号に基づいて検出された指示位置を第1の指示位置PI1として取得し、追加電極10bから送信されたペン信号に基づいて検出された指示位置を第2の指示位置PI2として取得することが可能になる。
第1の指示位置PI1、第2の指示位置PI2、及び指示位置POは、スタイラス10がタッチ面5aに対して傾いていなければ、同じ値になる。一方、図12から理解されるように、スタイラス10がタッチ面5aに対して傾いていると、互いに異なる値になる。この場合、第2の指示位置PI2、第1の指示位置PI1、及び指示位置POは、この順で直線上に整列し、第1の指示位置PI1と指示位置POの間の距離D1、及び、第2の指示位置PI2と第1の指示位置PI1の間の距離D2はともに、スタイラス10の傾きが大きくなるほど大きな値となる。また、距離D1は、距離D2が大きくなるほど大きな値となる。
取得すべき第1の指示位置PI1の較正値C(PI)は、図12に示すように、距離D1と同じ大きさの値になる。本実施の形態によるセンサコントローラ4は、第2の指示位置PI2に基づいてこの較正値C(PI)を取得し、取得した較正値C(PI)に基づいて第1の指示位置PI1を補正することにより、出力位置を導出するよう構成される。こうして導出された指示位置は、指示位置POに等しくなる。以下、センサコントローラ4が行う出力位置レポート処理のフロー図を参照しながら、この補正及び出力位置の導出について詳しく説明する。
図13は、本実施の形態によるセンサコントローラ4が行う出力位置レポート処理を示すフロー図である。同図に示すように、センサコントローラ4はまず、アクティブ静電方式により、スタイラス10の第2の指示位置PI2を取得する(ステップS60。第2の値取得ステップ)。続いてセンサコントローラ4は、アクティブ静電方式又は静電容量方式により、スタイラス10の第1の指示位置PI1を取得する(ステップS61。第1の値取得ステップ)。そして、最新の第1の指示位置PI1及び第2の指示位置PI2に基づいて、第1の指示位置PI1の較正値を取得する(ステップS62)。
図14は、ステップS62で実施される処理の説明図である。同図に示す距離D3,D4はそれぞれ、ペン電極10aの中心と追加電極10bの中心の間の距離、及び、スタイラス10のペン先と追加電極10bの中心の間の距離であり、ともに既知の値である。したがって、図14から理解されるように、次の式(1)を較正値C(PI)について解くことにより、較正値C(PI)を導出することができる。
C(PI)+D2:D4=C(PI):D4-D3 ・・・(1)
式(2)は、式(1)を較正値C(PI)について解いた結果を示している。ステップS62では、この式(2)を用いて、第1の指示位置PI1の較正値C(PI)が導出される。
C(PI)=(D4-D3)×D2/D3 ・・・(2)
ここで、式(2)内に現れるD2/D3は、図14に示したスタイラス10のチルト角θを用いると、次の式(3)のように表すことができる。
D2/D3=cosθ ・・・(3)
したがって、上記した式(2)は、次の式(4)のように書き直すことができる。ステップS62の処理では、初めに式(3)を用いて距離D2,D3からチルト角θ(又はその余弦)を求め、その結果を式(4)に代入することにより、第1の指示位置PI1の較正値C(PI)を導出することとしてもよい。
C(PI)=(D4-D3)×cosθ ・・・(4)
なお、較正値の導出は、PI2とPI1との間の距離に応じた較正量C(I)を事前に記憶したメモリから読みだすことによって行うこととしてもよい。他、チルトθはパネル面の法線方向を0°と定義してもよい。
図13に戻り、較正値C(PI)を取得したセンサコントローラ4は、次に、取得した較正値C(PI)に基づいて第1の指示位置PI1を補正することにより、出力位置を導出する(ステップS63。補正ステップ)。図14から明らかなように、こうして導出される出力位置は、第1の指示位置PI1と第2の指示位置PI2を結ぶ線分の外分点となる。
センサコントローラ4は、こうして導出した出力位置を、ホストプロセッサ2に対してレポートする(ステップS64。出力ステップ)。これにより、第2の指示位置PI2に基づいて取得された較正値C(PI)に基づいて補正された第1の指示位置PI1(=指示位置PO)がレポートされることになる。
出力位置をレポートした後、センサコントローラ4は、第1の指示位置PI1の取得を所定回数繰り返したか否かを判定する(ステップS65)。図示していないが、この判定処理は、スタイラス10においても同様に実施される。そして、まだ所定回数繰り返していないと判定した場合にはステップS61に戻り、所定回数繰り返したと判定した場合にはステップS60に戻る。これにより、第2の指示位置PI2の取得は、第1の指示位置PI1の取得が複数回実行される都度1回実行される頻度で、実行されることになる。こうすることにより、第1の指示位置PI1の取得頻度を上げることが可能になる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、第2の指示位置PI2に基づいてスタイラス10の指示位置を補正することができるので、ペン座標とインクデータの表示位置との間のズレを正確に補正することが可能になる。
なお、本実施の形態では、第2の指示位置PI2に基づいてスタイラス10の指示位置を補正することとしたが、第2の指示位置PI2以外のスタイラス10に関連する値(第2の値)に基づいて、スタイラス10の指示位置を補正することとしてもよい。例えば、スタイラス10がジャイロを搭載するものである場合には、このジャイロの出力からスタイラス10のチルト角θを取得し、上記した式(4)により較正値C(PI)を求め、その結果を用いてスタイラス10の指示位置を補正することとしてもよい。
また、図13のステップS60において第2の指示位置PI2を取得する際、取得した第2の指示位置PI2が液晶パネル3aの画面外の領域(いわゆるベゼル領域)に位置していた場合には、その第2の指示位置PI2を使用せず、それまでに取得していた最新のチルト角θを使用して、指示位置の補正を行うこととしてもよい。以下、図15及び図16を参照しながら、この点について詳しく説明する。
図15は、本実施の形態の第1の変形例の説明図である。同図に示すように、液晶表示装置3の液晶パネル3aは、表示領域3aaの周囲にベゼル領域3abが設けられた構成を有している。ベゼル領域3ab内には、表示領域3aa内の電極等と液晶表示装置3の駆動回路(図示せず)とを接続するために必要となる各種の配線が配置される。タッチ面5aは、図15に示すように表示領域3aaよりも少し大きく形成されており、これによりセンサコントローラ4は、表示領域3aaの周辺においてもスタイラス10の指示位置を検出可能に構成される。
ここで、スタイラス10がタッチ面5aの縁部近傍に位置している場合、ペン電極10aはタッチ面5aの内側に位置しているが追加電極10bはタッチ面5aの外側に位置している、という状態が発生し得る。そうすると、センサコントローラ4は、図13のステップS60で第2の指示位置PI2の取得に失敗してしまうので、ステップS62で較正値を取得することができなくなってしまう。
そこで本変形例においては、まず前提として、ステップS62の処理を実行する前にチルト角θ(又はその余弦)を導出し、ステップS62では、このチルト角θを上述した式(4)に代入することにより第1の指示位置PI1の較正値C(PI)を導出するようにセンサコントローラ4を構成する。そして、第2の指示位置PI2が正常に取得できなかった場合には、それまでに導出していた最新のチルト角θを使用して較正値の導出を実行するようにセンサコントローラ4を構成する。こうすることで、第2の指示位置PI2の取得に失敗した場合であっても、引き続き較正値C(PI)を導出することが可能になる。以下、本変形例によるセンサコントローラ4が行う出力位置レポート処理のフロー図を参照しながら、この処理について詳しく説明する。
図16は、本変形例によるセンサコントローラ4が行う出力位置レポート処理を示すフロー図である。図13と比較すると理解されるように、このフロー図は、ステップS62をステップS62a~S62dに分解したものとなっている。以下、図13のフロー図との相違点に着目して説明する。
ステップS61で第1の指示位置PI1を取得したセンサコントローラ4は、ステップS60において第2の指示位置PI2が正常に取得されていたか否かを判定する(ステップS62a)。そして、正常に取得されていたと判定した場合には、第1の指示位置PI1及び第2の指示位置PI2に基づいてスタイラスのチルト角θ(又はその余弦)を導出し、メモリ4b(図1を参照)に保持する(ステップS62b)。この導出は、具体的には、上述した式(3)によって行えばよい。
一方、ステップS62aにおいて正常に取得されていなかったと判定した場合には、メモリ4bからスタイラスのチルト角θを読み出す(ステップS62c)。これにより、それまでに導出していた最新のチルト角θが読み出されることになる。
ステップS62b又はステップS62cが終了した後、センサコントローラ4は、ステップS62bで導出したチルト角θ、又は、ステップS62cで読み出したチルト角θに基づいて、第1の指示位置PI1の較正値C(PI)を取得する(ステップS62d)。この取得は、具体的には、上述した式(4)によって行えばよい。
このように本変形例によれば、スタイラス10がタッチ面5aの縁部近傍に位置しているために第2の指示位置PI2が正常に取得できなくなっている場合においても、それまでに取得されていたチルト角θを用いて、第1の指示位置PI1の較正値C(PI)を導出することが可能になる。なお、スタイラス10が図15に示したベゼル領域3ab内に位置するのは、通常、筆記の勢いでスタイラス10が表示領域3aaの外へ飛び出した場合であると考えられ、そのような場合にはチルト角θは一定値を維持すると考えられることから、本変形例のように過去に導出したチルト角θを用いるとしても、描画結果が不自然となることはほとんどないと考えられる。
また、本実施の形態では、第2の指示位置PI2を取得するために追加電極10bを用いたが、その他の方法で第2の指示位置PI2を取得することとしてもよい。以下、図17を参照しながら、その一例について説明する。
図17は、本実施の形態の第2の変形例によるスタイラス10の構成、並びに、第1の指示位置PI1、第2の指示位置PI2、指示位置PO、及び較正値C(PI)の説明図である。同図に示すように、本変形例によるスタイラス10には、追加電極10bは設けられない。
本変形例によるセンサコントローラ4は、スタイラス10がペン電極10aを通じて送信したペン信号に基づいて第1の指示位置PI1を取得する一方、複数の線状電極5x,5y(図1を参照)とペン電極10aとの間に生ずる静電容量の変化に基づいて第2の指示位置PI2を取得するよう構成される。つまり、本変形例では、同じペン電極10aを静電容量方式とアクティブ静電方式の両方で検出し、それぞれで検出された指示位置を第1の指示位置PI1及び第2の指示位置PI2として取得する。
メモリ4b内には、予め、本変形例による距離D2(第2の指示位置PI2と第1の指示位置PI1の間の距離)と、スタイラス10のチルト角θとの関係を示す関数がスタイラス10の特性のひとつとして格納される。センサコントローラ4は、スタイラス10から受信された固有IDに応じてメモリ4bからこの関数を読み出し、式(3)に代えて読み出した関数を用いることにより、チルト角θを導出する。このように、本変形例においてもチルト角θを導出することができるので、センサコントローラ4はこの後、図13又は図16を参照して説明した処理と同様にして、較正値C(PI)を取得し、取得した較正値C(PI)に基づいて第1の指示位置PI1を補正することができる。したがって、本変形例においても、ペン座標とインクデータの表示位置との間のズレを正確に補正することが可能になる。
なお、第2の実施の形態で説明したチルト角θに応じて、補正前の第1の指示位置PI1ではなく、補正された後の第1の指示位置PI1に対して実施の形態1の座標較正を行うとしてもよい。この構成によれば、第2の実施の形態に示した比較的に計算負荷の少ない演算により大きな誤差を導出し、その後演算結果に対して補正テーブルを保持あるいは更新することが可能となり、第1の実施の形態のテーブルをより小さいメモリで構成することが可能となる可能性がある。
また、補正テーブルは、データ構造として必ずしもテーブルの形状で保持されていなくてもよい。例えば、位置に応じて較正量が得られるように対応付けられた補正データであれば足り、リスト、配列、LUT、アドレス対応、所定の関数近似、ニューラルネットワーク、あるいはそれを再生する係数行列のようなデータ構造でも構わない。
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 電子機器
2 ホストプロセッサ
2a プロセッサ
2b メモリ
3 液晶表示装置
3a 液晶パネル
3aa 表示領域
3ab ベゼル領域
4 センサコントローラ
4a プロセッサ
4b メモリ
5 タッチセンサ
5a タッチ面
5x,5y 線状電極
10 スタイラス
10a ペン電極
10b 追加電極

Claims (24)

  1. 表示部と重畳して設けられた操作面上におけるスタイラスの指示位置を検出可能に構成されたデバイスによって実行される方法であって、
    所定パターンの前記表示部上における表示位置を示すフィードバック情報をホストプロセッサから受信する受信ステップと、
    前記スタイラスの一連の指示位置を検出するステップと、
    受信した前記フィードバック情報により示される前記表示位置、及び、検出した前記一連の指示位置に基づき、前記操作面上に配置された複数の位置ごとに位置較正値を記憶する補正テーブルに記憶される複数の前記位置較正値のうちの少なくとも一部を更新するフィードバックステップと、
    前記スタイラスの暫定指示位置を検出する暫定指示位置検出ステップと、
    前記補正テーブルから前記暫定指示位置に対応する位置較正値を読み出し、該位置較正値に基づいて前記暫定指示位置を補正することにより出力位置を導出する補正ステップと、
    前記出力位置を前記ホストプロセッサに対してレポートする出力ステップと、
    を含む方法。
  2. 前記所定パターンは、前記スタイラスを用いて前記操作面を所定の連続区間にわたってなぞる操作の実施をユーザに対して促すためのパターンを含み、
    前記フィードバック情報は、前記ホストプロセッサによる前記所定パターンの表示期間を示す情報を含む、
    請求項1に記載の方法。
  3. 前記フィードバックステップは、前記フィードバック情報により示される前記表示期間内における前記スタイラスの一連の指示位置に基づいて、前記補正テーブルに記憶される複数の位置較正値のうちの少なくとも一部を更新する、
    請求項2に記載の方法。
  4. 前記ホストプロセッサは、前記所定パターンを含む複数のパターンを前記表示部に順次表示するよう構成され、
    前記フィードバックステップは、前記ホストプロセッサによる前記複数のパターンそれぞれの表示の都度、実行される、
    請求項3に記載の方法。
  5. 前記所定パターンは線分である、
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記所定パターンは前記表示部の画面の対角線に相当する線分である、
    請求項5に記載の方法。
  7. 前記所定パターンは前記表示部の画面の一辺に相当する線分である、
    請求項5に記載の方法。
  8. 前記ホストプロセッサは、ユーザに対して前記所定パターンの表示中におけるスタイラスの把持角度を指定するための把持角度指定情報を前記表示部に表示するよう構成される、
    請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記補正テーブルは、前記スタイラスのチルト角を補正するためのチルト角較正値をさらに記憶し、
    前記フィードバック情報は前記把持角度指定情報を含み、
    前記フィードバックステップは、受信した前記フィードバック情報に含まれる前記把持角度指定情報と、前記表示部に前記所定パターンが表示されているときに取得された前記スタイラスのチルト角とに基づき、前記補正テーブルに記憶される前記チルト角較正値を更新する、
    請求項8に記載の方法。
  10. 前記ホストプロセッサは、前記所定パターンを複数回にわたり前記表示部に表示し、該表示に対応して前記デバイスによって検出された前記複数回分の前記スタイラスの指示位置に対して所定の統計処理を行うよう構成され、
    前記フィードバック情報は、前記統計処理の結果を示す情報を含む、
    請求項1に記載の方法。
  11. 前記所定パターンは、前記スタイラスを用いて前記操作面を所定の連続区間にわたってなぞる操作の実施をユーザに対して促すためのパターンを含み、
    前記所定の統計処理は、前記所定パターンと、該所定パターンが前記表示部に表示されているときに前記デバイスが検出した一連の指示位置との関係に基づく統計処理である、
    請求項10に記載の方法。
  12. 前記所定の統計処理は、前記一連の指示位置を所定の関数に近似することによって得られる近似式と、前記所定パターンとの誤差の導出処理を含み、
    前記フィードバック情報は、前記誤差を小さくする方向に前記位置較正値を変更するための情報を含む、
    請求項11に記載の方法。
  13. 前記所定の統計処理は、前記誤差に基づき、前記操作面上に配置された複数の位置のそれぞれに適した位置較正値を機械学習する処理である、
    請求項12に記載の方法。
  14. 表示部と重畳して設けられた操作面上におけるスタイラスの指示位置を検出可能に構成されたデバイスによって実行される方法であって、
    静電容量方式により前記スタイラスの指示位置である第1の値を取得する第1の値取得ステップと、
    前記スタイラスが送信したペン信号に基づいて前記スタイラスに関連する第2の値を取得する第2の値取得ステップと、
    前記第2の値に基づいて取得される前記第1の値の較正値に基づいて前記第1の値を補正することにより、出力位置を導出する補正ステップと、
    前記出力位置をホストプロセッサに対してレポートする出力ステップと、
    を含む方法。
  15. 前記第2の値は、前記第1の値とは異なる前記スタイラスの指示位置であり、
    前記出力位置は、前記第1の値と前記第2の値を結ぶ線分の外分点である、
    請求項14に記載の方法。
  16. 前記較正値は、前記出力位置と前記第1の値との間の距離に相当する値であり、
    前記較正値は、前記第1の値と前記第2の値との間の距離が大きくなるほど大きくなる、
    請求項14に記載の方法。
  17. 表示部と重畳して設けられた操作面上におけるスタイラスの指示位置を検出可能に構成されたデバイスによって実行される方法であって、
    前記スタイラスの指示位置である第1の値を取得する第1の値取得ステップと、
    前記スタイラスに関連する第2の値を取得する第2の値取得ステップと、
    前記第2の値に基づいて取得される前記第1の値の較正値に基づいて前記第1の値を補正することにより、出力位置を導出する補正ステップと、
    前記出力位置をホストプロセッサに対してレポートする出力ステップと、
    を含み、
    前記第1の値取得ステップと前記第2の値取得ステップとは、時分割で実行され、
    前記第2の値取得ステップは、前記第1の値取得ステップが複数回実行される都度1回実行される頻度で実行され、
    前記補正ステップは、前記第1の値取得ステップが実行される都度、最新の前記第1及び第2の値を用いて、前記較正値の取得及び前記出力位置の導出を行う、
    方法。
  18. 前記第1の値取得ステップは、前記操作面内に配置された複数の電極と、前記スタイラスのペン先の近傍に設けられた第1の電極との間に生ずる静電容量の変化に基づいて前記第1の値を取得する、
    請求項14に記載の方法。
  19. 前記第2の値取得ステップは、前記スタイラスのペン先の近傍に設けられかつ前記第1の電極とは異なる第2の電極を通じて前記スタイラスが送信したペン信号に基づいて前記第2の値を取得する、
    請求項18に記載の方法。
  20. 表示部と重畳して設けられた操作面上におけるスタイラスの指示位置を検出可能に構成されたデバイスによって実行される方法であって、
    前記スタイラスの指示位置である第1の値を取得する第1の値取得ステップと、
    前記スタイラスに関連する第2の値を取得する第2の値取得ステップと、
    前記第2の値に基づいて取得される前記第1の値の較正値に基づいて前記第1の値を補正することにより、出力位置を導出する補正ステップと、
    前記出力位置をホストプロセッサに対してレポートする出力ステップと、
    を含み、
    前記第1の値取得ステップは、前記スタイラスのペン先の近傍に設けられた第1の電極を通じて前記スタイラスが送信したペン信号に基づいて前記第1の値を取得し、
    前記第2の値取得ステップは、前記スタイラスのペン先の近傍に設けられかつ前記第1の電極とは異なる第2の電極を通じて前記スタイラスが送信したペン信号に基づいて前記第2の値を取得する、
    方法。
  21. 表示部と重畳して設けられた操作面上におけるスタイラスの指示位置を検出可能に構成されたデバイスによって実行される方法であって、
    前記スタイラスがペン先の近傍に設けられた第1の電極を通じて送信したペン信号に基づいて、前記スタイラスの第1の指示位置を取得する第1の指示位置取得ステップと、
    前記操作面内に配置された複数の電極と、前記第1の電極との間に生ずる静電容量の変化に基づいて、前記スタイラスの第2の指示位置を取得する第2の指示位置取得ステップと、
    前記第1及び第2の指示位置に基づいて、前記スタイラスのチルト角を導出するチルト角導出ステップと、
    を含む方法。
  22. 前記傾チルト角導出ステップは、前記第1の指示位置と前記第2の指示位置の間の距離に応じて前記チルト角を導出する、
    請求項21に記載の方法。
  23. 前記チルト角に基づいて前記第1の指示位置の較正値を取得し、取得した前記較正値に基づいて前記第1の指示位置を補正することにより、出力位置を導出する補正ステップと、
    前記出力位置をホストプロセッサに対してレポートする出力ステップと、
    を含む請求項21又は22に記載の方法。
  24. 前記チルト角導出ステップは、導出したチルト角をメモリに保持するよう構成され、
    前記方法は、
    前記第2の指示位置取得ステップにおいて、前記第2の指示位置が正常に取得されたか否かを判定するステップと、
    前記第2の指示位置取得ステップにおいて前記第2の指示位置が正常に取得されていなかったと判定した場合に、前記メモリからチルト角を読み出すステップと、
    をさらに含む請求項21に記載の方法。
JP2019529741A 2017-07-14 2018-07-10 ペン座標とポインタの表示位置との間のズレを補正する方法 Active JP7289262B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017138308 2017-07-14
JP2017138308 2017-07-14
PCT/JP2018/026090 WO2019013222A1 (ja) 2017-07-14 2018-07-10 ペン座標とポインタの表示位置との間のズレを補正する方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019013222A1 JPWO2019013222A1 (ja) 2020-05-07
JP7289262B2 true JP7289262B2 (ja) 2023-06-09

Family

ID=65001250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019529741A Active JP7289262B2 (ja) 2017-07-14 2018-07-10 ペン座標とポインタの表示位置との間のズレを補正する方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11836303B2 (ja)
JP (1) JP7289262B2 (ja)
CN (1) CN110869897A (ja)
WO (1) WO2019013222A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10747358B2 (en) * 2018-02-22 2020-08-18 Wacom Co., Ltd. Position detection circuit and position detection method
JP7202906B2 (ja) * 2019-01-25 2023-01-12 株式会社ワコム ペンが送信したペン信号を検出するためのセンサパネル
WO2020202352A1 (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 株式会社ワコム ペン状態検出回路及びペン状態検出方法
EP3851935B1 (en) * 2019-11-22 2022-08-24 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. Pressure detection method, apparatus and touch control chip
WO2021176609A1 (ja) * 2020-03-04 2021-09-10 株式会社ワコム 入出力モデルを設定可能なペン状態検出回路
WO2022009645A1 (ja) * 2020-07-09 2022-01-13 ソニーグループ株式会社 情報処理装置、情報処理方法
CN111831139B (zh) * 2020-07-09 2024-01-23 京东方科技集团股份有限公司 具有测力笔头的智能笔及其交互方法
US11997777B2 (en) 2020-09-24 2024-05-28 Apple Inc. Electrostatic discharge robust design for input device
US11287926B1 (en) * 2020-09-25 2022-03-29 Apple Inc. System and machine learning method for detecting input device distance from touch sensitive surfaces
CN112667103B (zh) * 2020-12-28 2023-10-17 北京字节跳动网络技术有限公司 书写装置的校正方法、装置、终端和存储介质
CN114296565B (zh) * 2021-11-17 2024-05-14 湖北工业大学 纸屏同步笔尖位置信息校正方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140078105A1 (en) 2012-09-14 2014-03-20 Samsung Electronics Co., Ltd Stylus pen, input processing method using the same, and electronic device therefor
JP2014092809A (ja) 2012-10-31 2014-05-19 Toshiba Corp 電子機器および描画方法
JP2014139759A (ja) 2013-01-21 2014-07-31 Toshiba Corp 情報機器及び情報処理方法
JP2014142676A (ja) 2011-05-16 2014-08-07 Panasonic Corp 入力装置、情報端末装置および入力システム

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5414227A (en) * 1993-04-29 1995-05-09 International Business Machines Corporation Stylus tilt detection apparatus for communication with a remote digitizing display
JPH11212713A (ja) 1998-01-26 1999-08-06 Totoku Electric Co Ltd 背面投射型プロジェクタシステムおよび記録媒体
US20130009907A1 (en) * 2009-07-31 2013-01-10 Rosenberg Ilya D Magnetic Stylus
WO2013065272A1 (ja) 2011-11-02 2013-05-10 シャープ株式会社 タッチパネル及びタッチパネル付き表示装置
US10067575B2 (en) * 2012-11-30 2018-09-04 Apple Inc. Noise correction for stylus applications on tablets and other touch devices
US20160196002A1 (en) * 2013-09-04 2016-07-07 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
TWI601053B (zh) * 2014-02-12 2017-10-01 元太科技工業股份有限公司 觸控點修正方法及應用其之電磁式觸控面板
US9465456B2 (en) * 2014-05-20 2016-10-11 Apple Inc. Reduce stylus tip wobble when coupled to capacitive sensor
US9880631B2 (en) * 2014-09-02 2018-01-30 Stmicroelectronics International N.V. Instrument interface for reducing effects of erratic motion
KR102307692B1 (ko) * 2014-11-28 2021-10-05 삼성전자 주식회사 펜 입력장치, 그 입력 좌표 보정방법 및 이를 제공하는 전자장치
WO2016121329A1 (ja) * 2015-01-29 2016-08-04 パナソニックIpマネジメント株式会社 画像処理装置、スタイラス、および画像処理方法
TWI574178B (zh) 2015-03-31 2017-03-11 義隆電子股份有限公司 主動式觸控筆及其位置資訊校正方法
EP3314380A4 (en) * 2015-06-26 2018-08-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Input device, electronic device for receiving signal from input device, and control method thereof
KR102456693B1 (ko) * 2015-12-18 2022-10-20 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
US11086448B2 (en) * 2016-12-14 2021-08-10 Stmicroelectronics Asia Pacific Pte Ltd Parallel analysis of different sampling rates in a touch screen controller
US11150749B2 (en) * 2017-03-16 2021-10-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Control module for stylus with whiteboard-style erasure
US20180267757A1 (en) * 2017-03-17 2018-09-20 Edo Segal System and method for interacting with media displays

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014142676A (ja) 2011-05-16 2014-08-07 Panasonic Corp 入力装置、情報端末装置および入力システム
US20140078105A1 (en) 2012-09-14 2014-03-20 Samsung Electronics Co., Ltd Stylus pen, input processing method using the same, and electronic device therefor
JP2014092809A (ja) 2012-10-31 2014-05-19 Toshiba Corp 電子機器および描画方法
JP2014139759A (ja) 2013-01-21 2014-07-31 Toshiba Corp 情報機器及び情報処理方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20240045518A1 (en) 2024-02-08
JPWO2019013222A1 (ja) 2020-05-07
WO2019013222A1 (ja) 2019-01-17
US20200159386A1 (en) 2020-05-21
US11836303B2 (en) 2023-12-05
CN110869897A (zh) 2020-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7289262B2 (ja) ペン座標とポインタの表示位置との間のズレを補正する方法
US8269720B2 (en) Input device having the function of recognizing hybrid coordinates and operating method of the same
JP5422724B1 (ja) 電子機器および描画方法
US8698757B2 (en) Computer-readable storage medium having calibration program, coordinate detection apparatus and calibration method
KR20160077510A (ko) 터치 스크린 표시 장치 및 그의 구동방법
US20220113856A1 (en) Pen state detection circuit and pen state detection method
JP6202874B2 (ja) 電子機器、キャリブレーション方法およびプログラム
US20170115753A1 (en) Method for detecting orientation of stylus
US20160139693A9 (en) Electronic apparatus, correction method, and storage medium
US11644912B2 (en) Interface device and on-panel pad
US12026326B2 (en) Pen state detection circuit and method, and input system
JP6962690B2 (ja) 傾き導出装置及び傾き導出方法
JP6966777B2 (ja) 入力システム
JP7472262B2 (ja) 入出力モデルを設定可能なペン状態検出回路
JP4602199B2 (ja) 入力装置、入力方法、コンピュータプログラム、半導体デバイス
JP6902397B2 (ja) 傾き導出装置及び傾き導出方法
WO2014045819A1 (ja) 情報処理装置、入力装置および処理方法
CN108399023B (zh) 倾斜度导出装置和方法
JP6962710B2 (ja) 傾き導出装置及び傾き導出方法
KR100921814B1 (ko) 포인팅 장치 및 이의 움직임 제어 방법
JP6156227B2 (ja) 入力装置、本体装置、入力情報補正システム、制御プログラム
US11972082B2 (en) Touch control circuit and display device including the same
JP4337666B2 (ja) 手書き筆跡入力装置用マウス用カーソルの表示方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210706

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220614

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230502

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230530

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7289262

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150