JP7888397B2 - ペン状態検出回路及び方法、並びに入力システム - Google Patents
ペン状態検出回路及び方法、並びに入力システムInfo
- Publication number
- JP7888397B2 JP7888397B2 JP2022127263A JP2022127263A JP7888397B2 JP 7888397 B2 JP7888397 B2 JP 7888397B2 JP 2022127263 A JP2022127263 A JP 2022127263A JP 2022127263 A JP2022127263 A JP 2022127263A JP 7888397 B2 JP7888397 B2 JP 7888397B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal distribution
- distribution
- electronic pen
- pen
- input
- 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
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input 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
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of two-dimensional [2D] relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03545—Pens or stylus
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
- G06N3/04—Architecture, e.g. interconnection topology
- G06N3/0464—Convolutional networks [CNN, ConvNet]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
- G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
- G06N3/02—Neural networks
- G06N3/08—Learning methods
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Artificial Intelligence (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Computational Linguistics (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- User Interface Of Digital Computer (AREA)
Description
<全体構成>
図1は、本発明の一実施形態における入力システム10の全体構成図である。この入力システム10は、電子機器12及び電子ペン14を用いた筆記入力を受け付けて、筆記入力の再現性が高いデジタルインク(あるいはインクデータ)を生成可能に構成される。この入力システム10は、具体的には、少なくとも1台の電子機器12と、少なくとも1本の電子ペン14と、サーバ装置16と、を含んで構成される。各々の電子機器12は、ネットワークNTを介してサーバ装置16と相互に通信可能である。
この実施形態における入力システム10は、以上のように構成される。続いて、入力システム10の動作、具体的には、電子機器12、電子ペン14、及びサーバ装置16の連携動作について、図2のシーケンス図を参照しながら説明する。このシーケンス図のステップS1,S9は電子ペン14及び電子機器12の協働により、ステップS4~S6はサーバ装置16によりそれぞれ実行される。一方、残りのステップは電子機器12により実行される。
<ブロック図>
図3は、図1における電子機器12の構成の一例を示すブロック図である。この電子機器12は、具体的には、タッチパネルディスプレイ32と、表示駆動IC(Integrated Circuit)34と、タッチIC36(「ペン状態検出回路」に相当)と、通信モジュール38と、ホストプロセッサ40と、メモリ42と、を含んで構成される。
図4は、図3に示す検出部50の機能ブロック図である。この検出部50は、分布取得部60と、分布合成部62と、推定器64と、を含んで構成される。
続いて、図3のタッチIC36(より詳しくは、図3及び図4の検出部50)によるペン状態の検出動作について、図4の機能ブロック図、図5のフローチャート、及び図6~図11を参照しながら説明する。
Gi=(Si-Si-2)+(Si-1-Si-3) ・・・(1)
Fi=|Gi|/max{|Gi|} ・・・(2)
続いて、電子ペン14の状態を推定するための入出力モデル64A~64Dの具体例について、図12~図15を参照しながら詳しく説明する。なお、図12~図15に示す塗り潰しがなされていない丸印は、ニューラルネットワークを構成する演算ユニットに相当する。
図12は、第1例の入出力モデル64Aを構成するネットワーク構造を示す図である。この入出力モデル64Aは、いわゆる畳み込みニューラルネットワーク(CNN)から構成される。この入出力モデル64Aは、入力層100と、中間層群102と、出力層104と、から構成される。
図13は、第2例の入出力モデル64Bを構成するネットワーク構造を示す図である。この入出力モデル64Bは、出力側が2つに分岐している点で、第1例(図12の入出力モデル64A)とは異なるネットワーク構造を有する。
図14は、第3例の入出力モデル64Cを構成するネットワーク構造を示す図である。この入出力モデル64Cは、入力層120と、中間層群122と、出力層群124と、を含んで構成される。
図15は、第4例の入出力モデル64Dを構成するネットワーク構造を示す図である。この入出力モデル64Dは、第3例に示す入出力モデル64C(図14)を含んで構成される。具体的には、入出力モデル64Dは、入出力モデル64Cの他に、当該入出力モデル64Cの出力側に並列的に接続される2つのサブモデル130,140を含んで構成される。
以上のように、この実施形態におけるペン状態検出回路(ここでは、タッチIC36)は、複数のセンサ電極46sを面状に配置してなる静電容量方式のタッチセンサ46により検出された信号分布に基づいて、少なくとも1つの電極を有する電子ペン14の状態を検出する。
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。あるいは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。あるいは、技術的に矛盾が生じない範囲でフローチャートを構成する各ステップの実行順を変更してもよい。
Claims (9)
- 複数のセンサ電極を面状に配置してなる静電容量方式のタッチセンサにより検出された信号分布に基づいて、少なくとも1つの電極を有する電子ペンの状態を検出するペン状態検出回路であって、
前記電極の接近に伴う静電容量の変化を示す1次元信号分布であって、前記タッチセンサ上の第1方向に沿った第1信号分布、及び、前記第1方向と交差する第2方向に沿った第2信号分布を前記タッチセンサから取得する取得ステップと、
取得された前記第1信号分布及び前記第2信号分布を合成することにより2次元信号分布を生成し、又は、前記第1信号分布の形状に関する第1特徴量分布及び前記第2信号分布の形状に関する第2特徴量分布を合成することにより2次元特徴量分布を生成する合成ステップと、
予め定められた入出力モデルを用いて、合成された前記2次元信号分布又は前記2次元特徴量分布から前記電子ペンの指示位置又は姿勢を推定する推定ステップと、
を実行することを特徴とするペン状態検出回路。 - 前記合成ステップでは、前記第1信号分布における前記第1方向の位置に対応する第1対応値と、前記第2信号分布における前記第2方向の位置に対応する第2対応値とを乗算することにより前記2次元信号分布を生成し、又は、前記第1特徴量分布における前記第1方向の位置に対応する第1対応値と、前記第2特徴量分布における前記第2方向の位置に対応する第2対応値とを乗算することにより前記2次元特徴量分布を生成する、
請求項1に記載のペン状態検出回路。 - 前記入出力モデルは、前記2次元信号分布又は前記2次元特徴量分布を入力とし、前記電子ペンの指示位置を示す座標値を出力とする畳み込みニューラルネットワークを含む機械学習モデルである、
請求項1に記載のペン状態検出回路。 - 前記入出力モデルは、前記2次元信号分布又は前記2次元特徴量分布を入力とし、前記電子ペンの姿勢を示す傾き角及び回転角のうち少なくとも1つを出力とする畳み込みニューラルネットワークを含む機械学習モデルである、
請求項1に記載のペン状態検出回路。 - 前記入出力モデルは、
前記2次元信号分布又は前記2次元特徴量分布を入力とし、前記電子ペンの姿勢を示す傾き角及び回転角のうち少なくとも1つを出力とする畳み込みニューラルネットワークと、
前記畳み込みニューラルネットワークから出力された前記傾き角及び前記回転角のうち少なくとも1つと、前記第1信号分布又は前記第1特徴量分布とを入力とし、前記電子ペンの指示位置を示す前記第1方向の座標値を出力とする第1階層型ニューラルネットワークと、
前記畳み込みニューラルネットワークから出力された前記傾き角及び前記回転角のうち少なくとも1つと、前記第2信号分布又は前記第2特徴量分布とを入力とし、前記電子ペンの指示位置を示す前記第2方向の座標値を出力とする第2階層型ニューラルネットワークと、
を含む機械学習モデルである、請求項1に記載のペン状態検出回路。 - 前記電子ペンには、複数の前記電極が設けられ、
前記2次元信号分布又は前記2次元特徴量分布は、前記電極に対応する複数のカラーチャンネルを有する画像信号から構成される、
請求項1に記載のペン状態検出回路。 - 前記電子ペンには、少なくとも、前記電子ペンの軸に対称な形状を有し、かつ前記電子ペンの先端に設けられるチップ電極と、前記電子ペンの軸に対称な形状を有し、かつ前記チップ電極よりも基端側に設けられるアッパー電極と、が設けられる、
ことを特徴とする請求項6に記載のペン状態検出回路。 - 複数のセンサ電極を面状に配置してなる静電容量方式のタッチセンサにより検出された信号分布に基づいて、少なくとも1つの電極を有する電子ペンの状態を検出するペン状態検出方法であって、
前記電極の接近に伴う静電容量の変化を示す1次元信号分布であって、前記タッチセンサ上の第1方向に沿った第1信号分布、及び、前記第1方向と交差する第2方向に沿った第2信号分布を前記タッチセンサから取得する取得ステップと、
取得された前記第1信号分布及び前記第2信号分布を合成することにより2次元信号分布を生成し、又は、前記第1信号分布の形状に関する第1特徴量分布及び前記第2信号分布の形状に関する第2特徴量分布を合成することにより2次元特徴量分布を生成する合成ステップと、
予め定められた入出力モデルを用いて、合成された前記2次元信号分布又は前記2次元特徴量分布から前記電子ペンの指示位置又は姿勢を推定する推定ステップと、
を1つ又は複数のプロセッサが実行することを特徴とするペン状態検出方法。 - 請求項1に記載のペン状態検出回路を含んで構成される電子機器と、
前記電子機器とともに用いられる電子ペンと、
前記電子機器と双方向に通信可能であり、前記ペン状態検出回路に構築される入出力モデルを記述するモデルパラメータを記憶可能に構成されるサーバ装置と
を備え、
前記電子機器は、前記電子ペンが検出された場合に、該電子ペンに対応するモデルパラメータの送信を前記サーバ装置に要求することを特徴とする入力システム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022127263A JP7888397B2 (ja) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | ペン状態検出回路及び方法、並びに入力システム |
| CN202310806889.1A CN117590954A (zh) | 2022-08-09 | 2023-07-03 | 笔状态检测电路及方法以及输入系统 |
| US18/365,914 US12026326B2 (en) | 2022-08-09 | 2023-08-04 | Pen state detection circuit and method, and input system |
| US18/670,498 US12265668B2 (en) | 2022-08-09 | 2024-05-21 | Pen state detection circuit and method, and input system |
| US19/067,631 US12681591B2 (en) | 2022-08-09 | 2025-02-28 | Pen state detection circuit and method, and input system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022127263A JP7888397B2 (ja) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | ペン状態検出回路及び方法、並びに入力システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024024440A JP2024024440A (ja) | 2024-02-22 |
| JP7888397B2 true JP7888397B2 (ja) | 2026-07-13 |
Family
ID=89846173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022127263A Active JP7888397B2 (ja) | 2022-08-09 | 2022-08-09 | ペン状態検出回路及び方法、並びに入力システム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US12026326B2 (ja) |
| JP (1) | JP7888397B2 (ja) |
| CN (1) | CN117590954A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP7680646B1 (ja) * | 2023-06-27 | 2025-05-20 | 株式会社ワコム | 位置検出方法、位置検出器および集積回路 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5942733A (en) | 1992-06-08 | 1999-08-24 | Synaptics, Inc. | Stylus input capacitive touchpad sensor |
| US20120327041A1 (en) | 2011-06-22 | 2012-12-27 | Harley Jonah A | Active stylus |
| JP2015142671A (ja) | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 株式会社東芝 | 粒子線ビーム照射装置及びその制御方法 |
| US10521027B2 (en) | 2011-07-27 | 2019-12-31 | Wacom Co., Ltd. | Active stylus and capacitive position detection system |
| EP3241099B1 (en) | 2015-01-04 | 2020-02-19 | Microsoft Technology Licensing, LLC | Touch down detection with a stylus |
| WO2020202734A1 (ja) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社ワコム | ペン状態検出回路、システム及び方法 |
| JP2020177591A (ja) | 2019-04-22 | 2020-10-29 | 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 |
| 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 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015087785A (ja) | 2013-10-28 | 2015-05-07 | 株式会社東芝 | 電子機器及び座標補正方法 |
| JP7382863B2 (ja) * | 2020-03-16 | 2023-11-17 | 株式会社ワコム | ポインタの位置検出方法及びセンサコントローラ |
-
2022
- 2022-08-09 JP JP2022127263A patent/JP7888397B2/ja active Active
-
2023
- 2023-07-03 CN CN202310806889.1A patent/CN117590954A/zh active Pending
- 2023-08-04 US US18/365,914 patent/US12026326B2/en active Active
-
2024
- 2024-05-21 US US18/670,498 patent/US12265668B2/en active Active
-
2025
- 2025-02-28 US US19/067,631 patent/US12681591B2/en active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5942733A (en) | 1992-06-08 | 1999-08-24 | Synaptics, Inc. | Stylus input capacitive touchpad sensor |
| US20120327041A1 (en) | 2011-06-22 | 2012-12-27 | Harley Jonah A | Active stylus |
| US10521027B2 (en) | 2011-07-27 | 2019-12-31 | Wacom Co., Ltd. | Active stylus and capacitive position detection system |
| JP2015142671A (ja) | 2014-01-31 | 2015-08-06 | 株式会社東芝 | 粒子線ビーム照射装置及びその制御方法 |
| EP3241099B1 (en) | 2015-01-04 | 2020-02-19 | Microsoft Technology Licensing, LLC | Touch down detection with a stylus |
| WO2020202734A1 (ja) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社ワコム | ペン状態検出回路、システム及び方法 |
| CN113396380A (zh) | 2019-03-29 | 2021-09-14 | 株式会社和冠 | 笔状态检测电路、系统及方法 |
| JP2020177591A (ja) | 2019-04-22 | 2020-10-29 | 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 |
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2024024440A (ja) | 2024-02-22 |
| US12681591B2 (en) | 2026-07-14 |
| CN117590954A (zh) | 2024-02-23 |
| US20240310933A1 (en) | 2024-09-19 |
| US12026326B2 (en) | 2024-07-02 |
| US20250199628A1 (en) | 2025-06-19 |
| US12265668B2 (en) | 2025-04-01 |
| US20240053835A1 (en) | 2024-02-15 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20250806 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20260422 |
|
| 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: 20260602 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20260701 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7888397 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |