WO2018083872A1 - スタイラス、方法、及び処理装置 - Google Patents

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WO2018083872A1
WO2018083872A1 PCT/JP2017/031112 JP2017031112W WO2018083872A1 WO 2018083872 A1 WO2018083872 A1 WO 2018083872A1 JP 2017031112 W JP2017031112 W JP 2017031112W WO 2018083872 A1 WO2018083872 A1 WO 2018083872A1
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WO
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stylus
output value
profile data
force
value
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PCT/JP2017/031112
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English (en)
French (fr)
Inventor
山田 正彦
デイヴィッド チャールズ フレック
ブラニミール アンゲロフ
Original Assignee
株式会社ワコム
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    • 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
    • G06F3/038Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G06F3/0383Signal control means within the pointing device

Definitions

  • the present invention relates to a stylus, a computer, a method, and a processing apparatus, and in particular, a stylus having a function of outputting a value corresponding to a force (writing pressure), a computer or a processing apparatus used with such a stylus, and such
  • the present invention relates to a method performed by a simple computer or processing device or stylus.
  • a stylus equipped with a pressure sensor for detecting the force applied to the nib is known.
  • Patent Documents 1 to 4 describe a stylus provided with a pressure sensor configured using a variable capacitor.
  • the pressure sensor increases the contact area between the one electrode indirectly pressed through the core and the dielectric, and as the contact area increases, The fact that the capacitance value between one electrode and the other electrode sandwiching the dielectric increases is utilized.
  • FIG. 20 to FIG. 22 of Patent Document 4 show the writing pressure characteristics of a stylus provided with the writing pressure detector described in Patent Documents 1 to 3.
  • the writing pressure value increases with a logarithmic function curve as the force increases, the shape of the curve depends on the shape of the electrodes constituting the variable capacitor, the hysteresis characteristics of the elastic body, etc. Are shown to be different.
  • Patent Document 5 describes a stylus including a pressure sensor configured using an optical sensor that detects a displacement amount corresponding to a force applied to a pen tip (tip).
  • FIG. 6 of this document shows an example in which the displacement amount of the pen tip (tip) and the detected voltage change linearly.
  • the detected pen pressure is detected by a sensor controller that receives a signal including the pen pressure transmitted from the stylus, or by a CPU (central processing unit) inside the stylus like the stylus described in Patent Document 6 and Patent Document 7. Converted to a digital output value.
  • a curve indicating the relationship between the force and the output value of the stylus is referred to as a “characteristic curve”.
  • the obtained output value is supplied to the application together with the coordinate value via the operating system that executes the pen tablet driver.
  • the application changes the line width, opacity, color, etc. according to the change in the supplied output value while drawing a line so as to trace the locus of the designated position.
  • an attribute of a line that can be changed in accordance with a change in the output value of the stylus is referred to as an “ink parameter”.
  • Patent Document 8 discloses a method of converting an output value supplied to a computer from a coordinate detection device including a predetermined stylus into another type of output value by a pen tablet driver. In this method, the user can arbitrarily select a curve indicating the relationship between the output value before conversion and the output value after conversion.
  • Non-Patent Document 1 discloses an example of a system that enables a user to set a click pressure, writing pressure sensitivity, and maximum writing pressure.
  • Different types of pressure sensors provided on the stylus output different output values even if the applied force is the same.
  • the writing pressure value is output in a logarithmically increasing relationship with respect to the increase in force
  • the force increases.
  • the pen pressure value is output in a linearly increasing relationship.
  • the difference between the two writing pressure values becomes particularly large in a small force range (for example, a range of 100 gram weight or less).
  • the output value of the stylus varies depending on the pressure sensor as described above, and the characteristics of the force transmission mechanism including the core holder of the stylus and the core body that receives the reaction force against the force applied to the core holder by the user from the operation surface It also depends on.
  • the pressure sensor and the force transmission mechanism may be collectively referred to as “writing pressure detector”.
  • the configuration of the pen pressure detector is also different. Therefore, different stylus types lead to different output values (different characteristic curves) for the same force. In this case, even if the force applied to the touch surface by the user through the stylus is the same, the ink parameter value output from the application is different only by the type of the stylus. Therefore, improvement is required.
  • one of the objects of the present invention is to provide a stylus, a computer, a method, and a processing device capable of separating the configuration of the writing pressure detection unit and the value output from the stylus.
  • a stylus is a stylus that outputs an output value corresponding to a force applied to a core, a writing pressure detection unit that detects a primary writing pressure value corresponding to the force, the force and the output value Profile data setting step for setting profile data indicating correspondence between the primary writing pressure value and the output value determined based on characteristics of the writing pressure detecting unit
  • a primary writing pressure value acquisition step of repeatedly acquiring the primary writing pressure value corresponding to the force from a pressure detection unit, and each time the primary writing pressure value is acquired from the writing pressure detection unit, the profile data setting step A processor that executes an output step of acquiring and outputting the output value from the primary pen pressure value based on the set profile data.
  • the present invention it is possible to arbitrarily control the relationship between the force applied to the core and the output value of the stylus, regardless of the specific configuration of the writing pressure detection unit.
  • the force is the same regardless of the pen pressure detector configuration.
  • the same output value can be output.
  • profile data that determines the correspondence between different forces and output values is set, the configuration of the writing pressure detection unit is the same, Different output values can be output for the same force.
  • the stylus may further include a memory for storing the profile data, and the output value acquisition step may acquire the output value from the primary pen pressure value based on the profile data stored in the memory. . According to this, it becomes possible to store the profile data in the memory of the stylus.
  • the profile data setting step obtains setting information indicating a correspondence relationship between the force and the output value by supply from the outside of the stylus, and sets the profile data based on the setting information. It is good. According to this, it becomes possible to set the setting information for the stylus from the outside (for example, a sensor controller or a computer connected to the sensor controller that performs ink processing).
  • the profile data setting step acquires characteristic information indicating characteristics of the writing pressure detection unit by detecting a type of the writing pressure detection unit, and further acquires the profile data based on the characteristic information. It may be set. According to this, the stylus can autonomously acquire characteristic information.
  • the processor further executes a replacement detection step of detecting that the writing pressure detection unit has been replaced, and the profile data setting step includes replacing the writing pressure detection unit by the replacement detection step.
  • the characteristic information may be reacquired and the profile data may be reset. According to this, when replacing the writing pressure detection unit, it is possible to cause the stylus to re-acquire characteristic information.
  • the profile data includes a first function that represents a correspondence relationship between the force and the output value, and an inverse function of a second function that represents a characteristic of the writing pressure detection unit
  • the output step May acquire the force from the acquired primary pen pressure value based on the inverse function of the second function, and may acquire the output value from the acquired force based on the first function. Good. According to this, it becomes possible to once return the primary pen pressure value to a force and then obtain an output value from the force. Therefore, the relationship between the force applied to the core and the output value is separated from the specific configuration of the writing pressure detection unit.
  • the profile data is specified by a composite function of a first function that represents the correspondence between the force and the output value and an inverse function of a second function that represents the characteristic of the writing pressure detection unit. It is good also as data. According to this, it is possible to obtain an output value with less calculation processing than when the primary pen pressure value is once returned to force.
  • the memory stores a plurality of profile data in advance, and the profile data setting step selects one profile data from the plurality of profile data stored in the memory in advance.
  • the profile data may be set. According to this, it is possible to save the trouble of supplying the specific contents of the profile data to the stylus one by one.
  • the plurality of profile data stored in advance in the memory may be stored in the memory in the form of a lookup table. According to this, it is possible to simplify the arithmetic processing for obtaining the output value, and it is possible to use a relationship that is difficult to express with a simple function.
  • the memory may be a non-volatile memory. This makes it possible to maintain profile data even when the stylus is turned off.
  • the writing pressure detection unit may include a pressure sensor including a capacitance switch or a strain gauge. According to the present invention, the same writing pressure characteristic (correspondence between force and output value) can be obtained if desired regardless of whether the pressure sensor is a capacitance switch or a strain gauge.
  • the output value may be a secondary writing pressure value obtained by correcting the primary writing pressure value. According to this, it is possible to decouple the relationship between the force applied to the core and the secondary pen pressure value from its specific configuration so that it does not depend on the physical configuration of the pen pressure detector. Become.
  • a computer according to the present invention is a computer used with any of the above styluses, supplies the setting information to the stylus, and generates ink data based on the output value output by the stylus. . According to this, the relationship between the force applied to the core and the ink data can be decoupled from the specific configuration of the writing pressure detection unit (Decoupling).
  • the output value may be an ink parameter indicating a line width or opacity of a line drawn by the computer based on a series of coordinate data indicating a locus of the stylus position. According to this, it is possible to decouple the relationship between the force applied to the core and the ink parameter from the specific configuration of the writing pressure detection unit.
  • the method according to the present invention is a method executed by a device that outputs an output value corresponding to a force applied to a stylus core, wherein the device is data that determines a correspondence between the force and the output value.
  • a profile data setting step for setting profile data indicating a correspondence relationship between the primary writing pressure value determined based on the writing pressure detection characteristic of the stylus and the output value, and the stylus corresponds to the force.
  • a primary pen pressure value acquisition step for repeatedly acquiring a primary pen pressure value, and the output value from the primary pen pressure value acquired by the stylus based on the profile data set by the profile data setting step.
  • An output step for obtaining and outputting. According to this, it is possible to decouple the relationship between the force applied to the core and the output value of the device from the specific configuration of the writing pressure detection unit.
  • the apparatus may identify the writing pressure detection characteristic by a pen ID (identification) pre-assigned to the stylus. According to this, the apparatus can specify the writing pressure detection characteristic from the pen ID.
  • the stylus includes a pressure sensor and a force transmission mechanism that transmits the force to the pressure sensor
  • the writing pressure detection characteristic includes a type of the pressure sensor and a type of the force transmission mechanism. It may be specified by at least one.
  • the device may be a processor provided in the stylus. According to this, it becomes possible to decouple the relationship between the force applied to the core and the output value of the stylus from the specific configuration of the writing pressure detector.
  • the device may be a sensor controller that detects the position of the stylus, and may acquire the primary pen pressure value from the stylus through a downlink signal transmitted by the stylus. According to this, it is possible to decouple the relationship between the force applied to the core and the output value of the sensor controller from the specific configuration of the writing pressure detection unit.
  • the device may be a computer connected to a sensor controller that detects the position of the stylus, and the primary pen pressure value may be acquired from the stylus via the sensor controller. According to this, it is possible to decouple the relationship between the force applied to the core and the output value of the computer from the specific configuration of the writing pressure detector.
  • the output value may be an ink parameter indicating a line width or opacity of a line drawn based on a series of coordinate data indicating a locus of the stylus position. This makes it possible to decouple the relationship between the force applied to the core and the line width or opacity of the line to be drawn from the specific configuration of the writing pressure detection unit.
  • a processing apparatus converts a force applied to a stylus core into a first output value and outputs the first processing value, and a k ⁇ 1th output from the k ⁇ 1th processing apparatus.
  • first to K-th processing devices including the k-th processing device (k is an integer of 2 to K, K is an integer of 2 or more) that converts the output value into the k-th output value and outputs the converted value.
  • K processing apparatus data for determining a correspondence relationship between the force and the K-th output value, which is determined based on the characteristics of the first to (K-1) th processing apparatuses.
  • a profile data setting step for setting profile data indicating a correspondence relationship between the output value and the Kth output value, and the Kth output value is repeatedly obtained from the K-1th processing device.
  • -1 output value acquisition step, and the K-1th output from the K-1th processor There each acquired, on the basis of the profile data set by the profile data setting step, it executes an output step for acquiring and outputs the output value of the first K from an output value of the first K-1. According to this, it is possible to decouple the relationship between the force applied to the core and the Kth output value from the specific configuration of the first to (K-1) th processing devices.
  • the first processing apparatus includes a pressure sensor and a force transmission mechanism that transmits the force to the pressure sensor, and the characteristics of the first to K-1th processing apparatuses are the pressure sensor and the pressure sensor. It may be specified by at least one of the type of sensor and the type of the force transmission mechanism.
  • the present invention it is possible to arbitrarily control the relationship between the force applied to the core and the output value of the stylus, regardless of the specific configuration of the writing pressure detection unit.
  • the force is the same regardless of the pen pressure detector configuration.
  • the same output value can be output.
  • profile data that determines the correspondence between different forces and output values is set, the configuration of the writing pressure detection unit is the same, Different output values can be output for the same force.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a first example of processing of MCU 23 shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 It is a figure for demonstrating the process of the output value acquisition step shown in FIG. 5 from another viewpoint. It is a flowchart which shows the 2nd example of a process of MCU23 shown in FIG. It is a figure for demonstrating the process of the output value acquisition step shown in FIG. 7 from another viewpoint.
  • 3 is a schematic block diagram showing functional blocks of a stylus 2.
  • FIG. It is a figure which shows an example of the profile data stored in the profile data storage part shown in FIG.
  • (A) is sectional drawing of the core body holder 20 shown in FIG. 2
  • (b) is a figure formed by adding the structure fixed to the core body holder 20 to (a).
  • (A) is sectional drawing of the core 10 shown in FIG.
  • (b) is a figure formed by adding the structure fixed to the core 10 to (a).
  • (A) is a figure which shows 10A of core bodies concerning the 1st variation of the core body 10
  • (b) is a figure which shows core body 10B concerning the 2nd variation of the core body 10
  • (c) ) Is a diagram showing a core body 10C according to a third variation of the core body 10
  • (d) is a cross-sectional view of the core body 10A corresponding to the BB line of (a)
  • (e) is a cross-sectional view of the core body 10B corresponding to the CC line of (b)
  • (f) is a cross-sectional view of the core body 10C corresponding to the DD line of (c).
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the core body holder 20 corresponding to the line AA in FIG. It is a figure which shows the use condition of the stylus 2 which has 10 A of cores, (a) is a state in which a pen tip is not contacting the panel surface 32, (b) is a pen tip contacting perpendicularly with respect to the panel surface 32. Each state is shown. It is a figure which shows the use condition (state in which the pen tip is contacting the panel surface 32 diagonally) of the stylus 2 which has 10 A of core bodies.
  • FIG. 13A is a cross-sectional view of the core body 10B also shown in FIG. 13B, and FIG.
  • 13B is a use state of the stylus 2 having the core body 10B (the pen tip is perpendicular to the panel surface 32). It is a figure which shows the state which is contacting. 13A is a cross-sectional view of the core body 10C shown in FIG. 13C, and FIG. 13B is a usage state of the stylus 2 having the core body 10C (the pen tip is perpendicular to the panel surface 32). It is a figure which shows the state which is contacting. It is a figure which shows the use condition (state in which the pen point is contacting diagonally with respect to the panel surface 32) of the stylus 2 which has 10 C of cores. It is a figure which shows core 10D concerning the 4th variation of the core 10. FIG.
  • pressure sensor 21A concerning the 1st variation of pressure sensor. It is a figure showing pressure sensor 21B concerning the 2nd variation of pressure sensor. It is a figure showing pressure sensor 21C concerning the 3rd variation of pressure sensor.
  • FIG. 1 is a case where a brush type is an ink pen, (b) is a brush type being a pencil (pencil). Each case is shown. It is a figure which shows the system configuration
  • FIG.1 (a) is a figure which shows the use condition of the position detection system 1 by the 1st Embodiment of this invention
  • FIG.1 (b) shows the position detection system 1 shown to Fig.1 (a).
  • the position detection system 1 includes a stylus 2, an electronic device 3, and a host controller 4.
  • the stylus 2 is an electronic device that has the same appearance as a pencil or a ballpoint pen, and is used by a user to write characters and pictures on the panel surface 32 of the electronic device 3.
  • the stylus 2 is an active stylus that operates with electric power supplied from a power source (not shown) (for example, a battery), and uses the electrode 11 (see FIG. 2) provided at the pen tip as an antenna to perform bidirectional signal transmission with the electronic device 3 Can be sent and received.
  • a signal transmitted from the stylus 2 to the electronic device 3 is referred to as a downlink signal DS
  • a signal transmitted from the electronic device 3 to the stylus 2 is referred to as an uplink signal US.
  • the uplink signal US uses a touch drive signal for driving an electrode that detects finger contact in the electronic device 3 and may be a signal detected by the stylus 2.
  • the uplink signal US includes a command signal indicating a command (command) from the sensor controller 31 to the stylus 2.
  • the downlink signal DS includes a position signal that is a burst signal for causing the sensor controller 31 to detect the position of the stylus 2 and a data signal indicating data corresponding to the command indicated by the uplink signal US.
  • the data transmitted by the downlink signal DS includes an output value P O corresponding to the force F org generated by the user pressing the pen tip of the stylus 2 against the panel surface 32, and a pen ID (preset to the stylus 2).
  • Information specifying the type of the stylus 2 for identifying the individual stylus 2 or the pen pressure detection characteristic (denoted as “PID” in the drawing).
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the stylus 2.
  • the stylus 2 includes a core body 10 having an electrode 11 and a terminal 12, and a core body holder 20 having a pressure sensor 21, an MCU 23, and a terminal 24.
  • the core body 10 is a substantially cylindrical member that constitutes the pen tip of the stylus 2, and the stylus 2 is used in a state where one end of the core body 10 is in contact with the panel surface 32.
  • the material of the core body 10 a material that is soft enough not to damage the panel surface 32 and that does not easily deform or break with a force that allows a human to press the stylus 2 against the panel surface 32 is preferable. Specific examples of such materials include elastomers such as vinyl chloride resin.
  • a concave portion 10 a for engaging with a convex portion 20 b of the core body holder 20 described later is provided in the vicinity of the center in the longitudinal direction of the core body 10.
  • the convex portion 20 b and the concave portion 10 a are configured so that the core body 10 can be attached to and detached from the core body holder 20.
  • the electrode 11 is a conductor embedded near one end of the core body 10.
  • the terminal 12 is a conductor that is disposed at a position corresponding to the bottom surface of the recess 10 a among the side surfaces of the core body 10.
  • the electrode 11 and the terminal 12 are connected to each other by a conducting wire provided inside the core body 10.
  • the number of terminals 12 is not limited to one, and a plurality of terminals 12 may be provided. Usually, two or three terminals 12 are provided. The reason and details will be described later with reference to FIGS. 13 and 14.
  • the core holder 20 is a substantially cylindrical member that is gripped by the user and is made of a material that is not easily broken, such as metal or plastic. 2 shows an example in which the core body holder 20 is integrally formed by one member, the core body holder 20 may be formed by a plurality of members. Further, a case may be further provided outside the configuration shown in FIG. 2, and this case may also be referred to as the core body holder 20.
  • the core body holder 20 is provided with a hollow portion 20a having an opening at the tip of the stylus 2, and the core body 10 is stored in the hollow portion 20a with only one end portion exposed through the opening. .
  • a convex portion 20b that engages with the concave portion 10a of the core body 10 is provided on the inner surface of the hollow portion 20a.
  • the pressure sensor 21 is a sensor provided in the innermost part of the hollow portion 20 a and is fixed to the core body holder 20.
  • the pressure detection surface of the pressure sensor 21 is provided on the core body 10 side and is in contact with the other end of the core body 10.
  • the pressure sensor 21 converts the force F trans applied from the core body 10 to the pressure detection surface into a primary writing pressure value P 1 that is a digital value, and plays a role of supplying it to the MCU 23.
  • various sensors such as a capacitance sensor and a strain gauge can be used as the pressure sensor 21 (see FIGS. 19 to 21 described later).
  • the pressure sensor 21 may be configured to be replaceable.
  • the inner diameter of the hollow portion 20a is set to a value slightly larger than the diameter of the core body 10, and as a result, the core body 10 can move by a minute amount in the longitudinal direction in the hollow portion 20a.
  • the core body 10 abuts against the other end portion a force F org generated by the user pressing the pen tip of the stylus 2 (that is, one end portion of the core body 10) against the panel surface 32. It functions as a force transmission mechanism that transmits to the pressure sensor 21.
  • core 10 and the pressure sensor 21 cooperatively serve as pen-pressure detecting section PD for detecting the primary brush pressure values P 1 corresponding to the force F org.
  • F trans F org
  • An example of the case where the force F trans and the force F org are different (F trans ⁇ F org ) will be described later with reference to FIGS.
  • the terminal 24 is a conductor disposed at a position corresponding to the top surface of the convex portion 20b on the inner side surface of the hollow portion 20a, and is configured to come into contact with the terminal 12 of the core body 10 mounted in the hollow portion 20a.
  • the number of terminals 24 is not limited to one, and usually three terminals 24 are provided. The reason and details will be described later with reference to FIGS.
  • the terminal 24 is electrically connected to the MCU 23 by a conducting wire provided inside the core body holder 20. Thereby, the MCU 23 is electrically connected to the electrode 11 via the terminals 12 and 24.
  • the MCU 23 is a processor having a non-volatile memory 23a, and is configured to operate in accordance with programs and data stored in the memory 23a in advance. The details of the processing performed by the MCU 23 will be described in detail later with reference to FIGS. 3 to 8. The outline will be described here.
  • the MCU 23 receives the uplink signal US arriving at the electrode 11 through the terminals 12 and 24. Then, it is configured to perform processing according to the received uplink signal US. In this process, a schedule for subsequent reception of the uplink signal US and transmission of the downlink signal DS is determined according to the reception timing of the uplink signal US, and reception of the uplink signal US and downlink signal are performed according to the determined schedule.
  • the transmission of the downlink signal DS is executed by the MCU 23 supplying the downlink signal DS to the electrode 11 through the terminals 24 and 12.
  • the data MCU23 sends included in the downlink signal DS, as discussed above, include the output value P O corresponding to the force F org.
  • MCU23 To that stores the advance profile data in the memory 23a, based on the profile data, performs a process of acquiring the output value P O from the primary transcript pressure value P 1.
  • the stylus 2 do this, in the present embodiment, the relationship between the output value P O of the force F org and stylus 2 applied to the rod 10, separated from the concrete structure of the pen-pressure detecting section PD (Decoupling) is possible. Details will be described later with reference to FIGS.
  • the MCU 23 is also configured to have a function of determining the types of the core body 10 and the pressure sensor 21 being mounted.
  • the MCU 23 determines the type of the core body 10 by detecting the contact state between the terminal 24 and the terminal 12 (details will be described later with reference to FIGS. 11 and 12).
  • the MCU 23 determines through the exchange of electric signals with the pressure sensor 21.
  • the electronic device 3 is a tablet or digitizer having a panel surface 32, and includes a sensor electrode 30 and a sensor controller 31, as shown in FIG.
  • the sensor electrode 30 is constituted by a plurality of linear electrodes (not shown) arranged in a matrix immediately below the panel surface 32.
  • the sensor controller 31 is configured to be able to transmit and receive signals to and from the stylus 2 using the sensor electrode 30 as an antenna.
  • the sensor controller 31 when transmitting the uplink signal US acquires a command signal indicating a command (command) to be transmitted to the stylus 2, and transmits the uplink signal US including the acquired command signal.
  • the sensor controller 31 when receiving the position signal as the downlink signal DS detects the position of the stylus 2 on the panel surface 32 based on the received intensity of the position signal at each linear electrode constituting the sensor electrode 30. The coordinate data indicating the detected position is output to the host controller 4.
  • the sensor controller 31 when receiving the data signal as the downlink signal DS acquires the data transmitted by the stylus 2 by decoding the received data signal and outputs it to the host controller 4.
  • the host controller 4 is a computer that performs a drawing process (also called an inking process) on a display (not shown) based on a series of coordinate data (a series of coordinate data indicating the locus of the position of the stylus 2) supplied from the sensor controller 31. is there.
  • the host controller 4 may be configured integrally with the electronic device 3 and the display, or may be configured separately.
  • a host controller 4, an electronic device 3, and a display are integrally configured as a tablet computer as shown in FIG.
  • the electronic device 3 is configured as a digitizer (not shown) and the host controller 4 and the display are configured as a so-called personal computer (notebook type, desktop type, etc.).
  • Host controller 4 In the drawing processing performed by the host controller 4, processing based on a brush type such as an ink pen and a pencil (pencil) and color information is performed, and the line width of a line drawn based on a series of coordinate data (FIG. 1A ) Based on ink parameters including at least one of the line width W) and opacity shown in FIG. Host controller 4 is configured to obtain an ink parameter based on the output value P O supplied from the sensor controller 31. Note that the ink parameter may be generated inside the stylus 2, and in this case, the output value PO becomes the ink parameter itself, so the host controller 4 can acquire the output value PO as the ink parameter. Good.
  • the output value P O of the stylus 2 is pen pressure value of a (by MCU23 shown in FIG. 2, the secondary brush pressure value generated based on the primary brush pressure value P 1 supplied from the pressure sensor 21) the, in the host controller 4, it is necessary to perform the process of generating ink parameter based on the output value P O.
  • the host controller 4 also, to the sensor controller 31 is configured to supply setting information indicating a correspondence relationship between the output value P O to the force F org. For more configuration information will be described later, for example, a function or look-up table for calculating the output value P O from the force F org. From the setting information (or a primary brush pressure value P 1 output values rather than digital values, such as P O) force F org, determining (secondary brush pressure value, line width, or transparency, etc.) the output value P O The setting information may be referred to as a force response curve by paying attention to the fact.
  • the sensor controller 31 having received the setting information transmits an uplink signal US including the setting information to the stylus 2.
  • the output value PO of the stylus 2 is decoupled from the writing pressure detection characteristic of the stylus 2 (Decoupled). That is, from the viewpoint of the user of the host controller 4, the correspondence between the force F org and the output value PO is indicated by the setting information regardless of the configuration of the writing pressure detection unit PD of the stylus 2. It becomes possible to fix to.
  • this will be described in detail with reference to FIGS.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating processing of the pen pressure detection unit PD and the MCU 23 illustrated in FIG. 2, and FIG. 3B is a diagram illustrating the core 10 (force transmission mechanism) and the pressure sensor illustrated in FIG. It is a figure which shows the process of 21.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating the core 10 (force transmission mechanism) and the pressure sensor illustrated in FIG. It is a figure which shows the process of 21.
  • the writing pressure detection unit PD includes a core body 10 and a pressure sensor 21 as shown in FIG.
  • the core body 10 is a functional unit that obtains the force F trans from the force F org
  • the pressure sensor 21 is a functional unit that obtains the primary pen pressure value P 1 from the force F trans .
  • Figure 4 is a diagram showing various examples of the relationship between the output value P O of the force F org and MCU23 applied to the rod 10.
  • the relationship of such composite function f 11 ⁇ f 12 ⁇ force represented by f 2 F org output value P O is the What Explain the point.
  • Example 1 the function f 11 is a linear function, and the function f 12 is a logarithmic function, an example of a case where the function f 2 is the exponent function having the same bottom as a function f 12.
  • the composite function f 11 ⁇ f 12 ⁇ f 2 is a linear function, and the output value PO has a linear relationship with the force F org as shown in FIG.
  • Example 2 is an example when the functions f 11 , f 12 , and f 2 are all linear functions.
  • the composite function f 11 ⁇ f 12 ⁇ f 2 is also a linear function
  • the output value PO has a linear relationship with the force F org as shown in FIG.
  • Example 3 is an example in which the functions f 11 and f 12 are linear functions and the function f 2 is a logarithmic function.
  • the synthesis function f 11 ⁇ f 12 ⁇ f 2 is a logarithmic function
  • the output value PO has a logarithmic relationship with the force F org as shown in FIG.
  • the present invention be separated by utilizing the nature of the relationship between the output value P O and such a force F org, the relationship between the force F org output value P O from specific configuration of the pen-pressure detecting section PD
  • the purpose is (Decoupling).
  • MCU23 the force F org as a data for determining the correspondence between the output value P O, the primary brush pressure value P 1, which is determined based on the characteristics of the writing pressure detection section PD output value P the correspondence between the O to configure the profile data shown, on the basis of the profile data, to acquire the output value P O from the primary transcript pressure value P 1, and to output.
  • the processing of the MCU 23 will be described in detail.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a first example of processing of the MCU 23.
  • the MCU 23 according to this example is data for determining the correspondence between the force F org and the output value PO , and the primary pen pressure value P 1 determined based on the characteristics of the pen pressure detector PD and the output. executing a profile data setting step (step S1 ⁇ S4) for setting the profile data indicating a correspondence relationship between the value P O.
  • the profile data is data for realizing the force response curve described above.
  • the profile data is constituted by data indicating the correspondence relationship h of the output value P O and force F org, and characteristics f 1 of pen-pressure detecting unit PD.
  • the profile data is constituted by data indicating the correspondence between f 2 of the output value P O to the primary brush pressure value P 1.
  • MCU23 that initiated the profile data setting step first, acquires setting information indicating a correspondence relationship h of the output value P O and the force F org (step S1).
  • the setting information is supplied to the stylus 2 via the sensor controller 31 from the host controller 4 which is an external device when viewed from the stylus 2.
  • the MCU 23 sets the correspondence relationship h indicated by the setting information thus acquired as a part of the profile data, and stores it in the memory 23a (step S2).
  • the MCU 23 acquires characteristic information indicating the characteristic f 1 of the writing pressure detection unit PD (step S3).
  • the MCU 23 detects the type of the writing pressure detector PD through electrical connection with the terminal 24 shown in FIG. 2, and acquires characteristic information based on the result. Thereafter, the MCU 23 sets the inverse function f 1 ⁇ 1 of the characteristic f 1 indicated by the characteristic information thus obtained as the remainder of the profile data, and stores it in the memory 23a (step S4).
  • the profile data setting step is completed by the processes in steps S1 to S4.
  • MCU23 finishing the setting of the profile data, pen pressure detecting unit PD from repeated primary brush pressure value obtaining step of obtaining primary brush pressure value P 1 embodiment and (step S5), and each time, the profile stored in the memory 23a based on the data, it executes the output step for acquiring the output value P O from the primary transcript pressure value P 1 (step S6 ⁇ S8).
  • MCU23 may be be performed periodically or may be performed when a command that requires transmission of the output value P O is received. Details of the output step will be described below.
  • the MCU 23 obtains a force F org from the primary pen pressure value P 1 by using an inverse function f 1 ⁇ 1 of the characteristic f 1 stored in the memory 23a as profile data (step S6).
  • MCU23 due correspondence h stored as a profile data in the memory 23a, and acquires the output value P O from the force F org obtained in step S6 (step S7).
  • MCU23 including the output value P O obtained by the processing up to this point to the downlink signal DS, transmits downlink signals DS to the host controller 4 through the sensor controller 31.
  • the MCU 23 determines whether or not the setting information or characteristic information has changed (step S8).
  • the MCU 23 performs the determination in step S8 by determining whether new setting information is received from the outside (specifically, from the host controller 4 via the sensor controller 31).
  • the MCU 23 executes a replacement detection step of detecting whether or not the writing pressure detection unit PD has been replaced in step S8. This detection is performed using the terminals 12 and 24 shown in FIG. 2, and details will be described later with reference to FIGS.
  • the MCU 23 determines that the characteristic information has changed when the replacement of the writing pressure detection unit PD is detected as a result of executing the replacement detection step.
  • step S8 returns to step S1, and executes the profile data setting steps (steps S1 to S4) again. Thereby, re-acquisition of setting information and characteristic information and re-setting of profile data are executed. Meanwhile, MCU23 it is determined that there is no change in step S8, the process returns to step S5, and repeats the acquisition of the primary brush pressure value P 1 and the output value P O.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the processing of the output step shown in FIG. 5 from another viewpoint.
  • the ellipse shown in the figure (indicated by a black circle inside) represents data (force F org , primary writing pressure value P 1 , output value P O ) handled in the present embodiment.
  • the force F org is converted into a primary writing pressure value P 1 by the writing pressure detector PD.
  • the MCU 23 reversely converts the primary writing pressure value P 1 into a force F org .
  • this inverse transformation is represented by f 1 ⁇ 1 .
  • the stylus 2 of this example is, after once returned to the force F org primary brush pressure value P 1 by using the inverse function f 1 -1 characteristic f 1, force using the corresponding relationship h F org and it acquires the output value P O from, as a result of decoupling the relationship between the output value P O and the force F org from specific configuration of the writing pressure detection section PD (i.e., characteristic f 1) (decoupling) is It has been realized.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a second example of the process of the MCU 23.
  • the MCU 23 once returns the primary pen pressure value P 1 to the force F org using the inverse function f 1 ⁇ 1 of the characteristic f 1 .
  • the output value PO was obtained from the force F org using the correspondence relationship h.
  • the force F org is directly converted to the output value P O using the inverse function f 1 ⁇ 1 and the composite function f 1 ⁇ 1 ⁇ h of the correspondence relationship h. To do.
  • the difference from the first example will be described in detail.
  • step S10 is executed instead of steps S2 and S4, and step S11 is executed instead of steps S6 and S7.
  • Step S10 is executed after execution of steps S1 and S3.
  • the MCU 23 is based on the characteristic f 1 indicated by the characteristic information acquired in step S3, and the output value P O when the force F org is applied is indicated by the setting information acquired in step S1. such that to satisfy h, it generates profile data indicating the primary brush pressure value P 1 and the corresponding relationship f 2 of the output value P O, and stored in the memory 23a.
  • Relationship f 2 the force F org output value P O function representing a correspondence relationship h (first function), the function f 1 representing the characteristics indicated by the characteristic information (second function indicated by the setting information ) And the inverse function f 1 ⁇ 1 and the composite function f 1 ⁇ 1 ⁇ h, and the profile data is data specifying this composite function f 1 ⁇ 1 ⁇ h.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the processing of the output step shown in FIG. 7 from another viewpoint.
  • the force F org is converted into the primary writing pressure value P 1 by the writing pressure detector PD.
  • Te primary brush pressure value P 1 is converted directly to the output value P O.
  • the stylus 2 obtains the output value P O directly from the primary writing pressure value P 1 using the composite function f 1 ⁇ 1 h, and as a result, compared with the example of FIG. in Te less processing, the specific configuration of the force F org output value P O relationship to pen pressure detecting unit PD (i.e., characteristic f 1) to detach from (decoupling) is realized.
  • FIG. 9 is a schematic block diagram showing functional blocks of the stylus 2 that realizes the processing according to the example shown in FIGS. 7 and 8.
  • FIG. 9 shows a case where a look-up table is used as a specific calculation method of the output value P O using the synthesis function f 1 ⁇ 1h . This will be described in detail below.
  • the MCU 23 is functionally configured to include a profile data specifying unit 40, an output data acquiring unit 41, and a profile data storage unit 42.
  • the profile data storage unit 42 is realized in the memory 23a shown in FIG.
  • the profile data storage unit 42 stores a plurality of profile data in advance.
  • the plurality of profile data indicate different synthesis functions f 1 ⁇ 1 h.
  • the storage of the profile data in the profile data storage unit 42 may be performed at the factory when the stylus 2 is manufactured, or may be appropriately performed by a user or an automatic process.
  • the profile data may be supplied from the sensor controller 31 to the stylus 2 using the uplink signal US.
  • the stylus 2 may be provided with a wireless communication function such as Bluetooth (registered trademark) or wireless LAN, and profile data may be supplied to the stylus 2 from an external computer through the wireless communication function.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of profile data stored in the profile data storage unit 42.
  • the profile data is stored in the profile data storage unit 42 in the form of a lookup table. More specifically, the profile data storage unit 42 simulates the type of the core 10 (a pencil) for each piece of setting information (FIG. 10 illustrates N pieces of setting information 1 to N).
  • a series of data indicating the relationship of O is stored. Specifically, this series of data is constituted by output values P O corresponding to each of a plurality of preset primary pen pressure values P 1 (the leftmost column in FIG. 10). Configure profile data.
  • the profile data specifying unit 40 receives setting information from the outside, and acquires characteristic information indicating characteristics of the writing pressure detection unit PD by detecting the type of the writing pressure detection unit PD.
  • the setting information is information for specifying one of N pieces of setting information 1 to N.
  • the profile data specifying unit 40 specifies one of a plurality of profile data stored in the profile data storage unit 42 based on the acquired setting information and characteristic information, and sets the type of the specified profile data as an output data acquiring unit 41 is notified.
  • the output data acquisition unit 41 sets profile data by selecting one profile data from the profile data storage unit 42 based on the profile data type notified in this way, and based on the set profile data, the primary pen pressure value It performs processing for converting the P 1 to the output value P O.
  • the setting information is information for specifying the setting information 1, and the pressure sensor 21 in which the writing pressure detection unit PD is a variable capacitor and the core 10 that is a hard plastic
  • the profile data specifying unit 40 specifies the profile data shown as an example PE in FIG.
  • the output data acquisition unit 41 for example, primary brush pressure value P 1 outputs a 706.6 as the output value P O if 120.0, if the primary brush pressure value P 1 is 150.0 thereby outputting 865.9 as an output value P O.
  • output data acquisition unit 41 may be obtained an output value P O by interpolation. That is, to generate an arbitrary interpolation curve from the value that is specified in the profile data may be obtained an output value P O based on the interpolation curve, it is obtained an output value P O by simple linear interpolation Good.
  • the relationship between the force F org applied to the core body 10 and the output value P O of the stylus 2 is determined based on the specific configuration (for example, pressure) It is possible to decouple the sensor 21 from either a capacitive switch or a strain gauge. That is, even matter what configuration writing pressure detection section PD of the stylus 2 can be a relationship between the output value P O of the force F org and stylus 2 applied to the core body to a certain thing.
  • the output value P O of the force F org and stylus 2 applied to the rod 10 It becomes possible to control the relationship. For example, by setting the same setting information to a plurality of styli 2 the configuration of the writing pressure detection section PD is different, despite the construction of the writing pressure detection section PD is different, the same output value for the same force F org P O Can be output. On the other hand, if different setting information is set for a plurality of styluses 2 having the same writing pressure detection unit PD configuration, different outputs are generated for the same force F org even though the writing pressure detection unit PD has the same configuration. can output a value P O.
  • the profile data can be stored in advance in the memory 23a of the stylus 2 in the form of an arithmetic function or a lookup table. Furthermore, setting information can be set for the stylus 2 from the outside, while the stylus 2 can autonomously acquire characteristic information.
  • the profile data stored in the memory 23a can be maintained even when the power of the stylus 2 is turned off.
  • Setting information force response curve
  • arbitrary information external information independent of the configuration of the writing pressure detector PD of the stylus 2 (combination of the pressure sensor 21 and the core body 10) may be set in the stylus. It becomes possible.
  • the setting information 1 includes profile data (or a set thereof) for setting the stylus 2 to an ink pen (an ink pen having a first line width) as shown in FIG.
  • the setting information 2 includes profile data for setting the stylus 2 to an ink pen having a second line width different from the first line width.
  • the setting information N-1 includes the stylus 2 described later.
  • Profile data for setting a pencil (pencil) having the first hardness as shown in FIG. 28B is prepared, and the setting information N includes the stylus 2 as the second pencil.
  • setting information 1 indicating the relationship between force and ink parameters (line width, opacity) that simulates the writing quality of a first type of fountain pen manufactured by an existing first fountain pen manufacturer (Force response curve) and setting information 2 (force response curve) indicating the relationship between force and line width that simulates the writing quality of the second type of fountain pen manufactured by the second fountain pen manufacturer.
  • setting information 2 force response curve
  • the setting information 1 to N is different for each unique ID of the stylus 2 (or a user account related to the unique ID), so that the setting information 1 to N is arbitrary according to the user holding the stylus 2 It is possible to obtain a stylus 2 that realizes a force response curve (relationship between force F org and ink parameters (line width, opacity), etc.). Accordingly, it is possible to avoid that the difference (vertical or oblique) in how the stylus 2 is held by the user affects the ink parameters.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view of the core body holder 20 shown in FIG. 2, and FIG. 11B is a diagram obtained by adding the configuration fixed to the core body holder 20 to FIG. 11A.
  • the core body holder 20 is a substantially cylindrical member, and includes a hollow portion 20a having an opening at the tip of the stylus 2, and a convex portion 20b provided on the inner surface of the hollow portion 20a. It is comprised.
  • the hollow portion 20a is a space for storing the core body 10, and is engaged with the concave portion 10a of the core body 10 by the convex portion 20b.
  • the core holder 20 is provided with a pressure sensor 21, an MCU 23, and one or more terminals 24, as shown in FIG.
  • the pressure sensor 21 is disposed at the innermost portion of the hollow portion 20a and is electrically connected to the MCU 23.
  • the terminal 24 is disposed on the top surface of the convex portion 20b and is also electrically connected to the MCU 23.
  • FIG. 12A is a cross-sectional view of the core body 10 shown in FIG. 2, and FIG. 12B is a diagram obtained by adding the configuration fixed to the core body 10 to FIG. 12A.
  • the core body 10 is a substantially columnar member, and is configured to have a recess 10a near the center in the longitudinal direction.
  • the concave portion 10 a is configured to engage with the convex portion 20 b of the core body holder 20.
  • the core body 10 is provided with an electrode 11 and one or more terminals 12 as shown in FIG.
  • the electrode 11 is embedded in the vicinity of one end of the core body 10 constituting the pen tip, and the terminal 12 is disposed at a position corresponding to the bottom surface of the recess 10a.
  • the electrode 11 and the terminal 12 are electrically connected to each other by wiring embedded in the core body 10.
  • FIG. 13 shows three variations of the core body 10.
  • FIG. 13A is a diagram illustrating a core body 10A according to the first variation of the core body 10
  • FIG. 13B is a diagram illustrating the core body 10B according to the second variation of the core body 10.
  • FIG. 13C shows a core body 10 ⁇ / b> C according to the third variation of the core body 10.
  • FIG. 13D is a cross-sectional view of the core 10A corresponding to the line BB in FIG. 13A
  • FIG. 13E corresponds to the line CC in FIG. 13B.
  • FIG. 13F is a cross-sectional view of the core 10C corresponding to the line DD in FIG. 13C.
  • the configuration of the core body 10A is the same as that shown in FIG.
  • the core body 10A has a substantially circular cross section, and three convex portions are formed on the side surface thereof. As shown in FIG. 13 (d), these three convex portions are arranged at the positions of 12 o'clock, 3 o'clock and 6 o'clock, respectively, with the upper side of the drawing being 12 o'clock.
  • the core body 10A has two terminals 12 connected to each other by a wiring L1, which are formed on the surface of a convex portion arranged at the 3 o'clock and 6 o'clock positions, respectively.
  • the core body 10B is obtained by adding the adjustment unit 13 illustrated in FIG. 13B to the configuration of the core body 10A.
  • the adjustment unit 13 is an elastic member provided upright on the inner lower surface (surface on the pen tip side) of the recess 10 a and plays a role of dispersing a part of the force Forg in the core body holder 20.
  • the role of the adjusting unit 13 will be described in more detail later with reference to FIG.
  • the core body 10B has two terminals 12 connected to each other by the wiring L2, and these are formed on the surfaces of the convex portions arranged at the 12 o'clock and 3 o'clock positions, respectively.
  • the core body 10C is obtained by adding an adjustment unit 14 shown in FIG. 13C to the configuration of the core body 10A.
  • the adjustment unit 14 is an elastic member bonded to one end portion of the core body 10C, and covers the one end portion of the core body 10C to constitute the pen tip of the stylus 2.
  • the adjusting unit 14 also serves to distribute a part of the force F org to the core body holder 20, and details thereof will be described later in detail with reference to FIGS. 18 and 19.
  • the core body 10B has three terminals 12 connected to each other by a wiring L3, which are formed on the surface of the convex portion arranged at the 12 o'clock, 3 o'clock and 6 o'clock positions, respectively.
  • the MCU 23 of the Stalice 2 is configured to be able to determine the type of the core body 10 being mounted by detecting the contact state between each terminal 12 of the core body 10 and a plurality of terminals 24 provided on the core body holder 20 side. Is done.
  • the specific contents of this determination will be described.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the core holder 20 corresponding to the line AA in FIG.
  • the core body holder 20 has a substantially circular cross section having three concave portions H1 to H3 on the side surface.
  • the recesses H1 to H3 are arranged 90 degrees apart from the recess H1 in order.
  • the terminal 24 is formed on the inner surface of each of the recesses H1 to H3.
  • the terminals 24 formed on the inner surfaces of the recesses H1 to H3 are referred to as terminals 24a to 24c, respectively.
  • the terminal 24a is connected to a terminal D1 of the MCU 23 also shown in FIG.
  • the terminal 24b is grounded.
  • the terminal 24c is connected to the terminal D0 of the MCU 23 also shown in FIG.
  • Each of the terminals 24a and 24c is also connected to a power supply wiring to which a power supply potential Vdd is supplied via a resistance element.
  • the concave portions H1 to H3 are configured to be fitted with three convex portions provided in the cores 10A to 10C, respectively.
  • the two convex portions having the terminals 12 among the three convex portions provided on the core body 10A are fitted into the concave portions H2 and H3, respectively.
  • the terminals 24b and 24c are connected to each other via the wiring L1 (see FIG. 13D), so that the terminal 24c is grounded and a high level (1) appears at the terminal D0.
  • the convex portion that does not have the terminal 12 is fitted into the concave portion H1, and as a result, the terminal 24a is floated, so that a low level (0) appears at the terminal D1.
  • the MCU 23 detects from the potential levels “0” and “1” supplied to the terminals D1 and D0 in this way that the core body 10 being mounted is the core body 10A.
  • the two convex portions having the terminals 12 among the three convex portions provided on the core body 10B are fitted into the concave portions H1 and H2, respectively.
  • the terminals 24a and 24b are connected to each other via the wiring L2 (see FIG. 13E)
  • the terminal 24a is grounded, and a high level (1) appears at the terminal D1.
  • the convex portion that does not have the terminal 12 fits into the concave portion H3, and as a result, the terminal 24c becomes floating, so that a low level (0) appears at the terminal D0.
  • the MCU 23 detects from the potential levels “1” and “0” supplied to the terminals D1 and D0 in this way that the core body 10 being mounted is the core body 10B.
  • the convex portions having the terminals 12 are fitted into all the concave portions H1 to H3.
  • the terminals 24a to 24c are connected to each other via the wiring L3 (see FIG. 13 (f)), so that the terminals 24a and 24c are both grounded, and both the terminals D1 and D0 are at the high level ( 1) will appear.
  • the MCU 23 detects from the potential levels “1” and “1” supplied to the terminals D1 and D0 in this way that the core body 10 being mounted is the core body 10C.
  • the MCU 23 is configured to determine the type of the core body 10 based on the potential level supplied to the terminals D1 and D0.
  • FIGS. 15 and 16 are views showing a usage state of the stylus 2 having the core body 10A.
  • FIG. 15A shows a state in which the pen tip is not in contact with the panel surface 32
  • FIG. FIG. 16 shows a state in which the tip is in contact with the panel surface 32 perpendicularly
  • FIG. 16 shows a state in which the pen tip is in contact with the panel surface 32 at an angle.
  • FIG. 15A in the state where the pen tip is not in contact with the panel surface 32, no force F org is applied from the panel surface 32 to one end of the core body 10A. A force F trans is not applied to the sensor 21.
  • FIG. 15B in the state where the pen tip is in contact with the panel surface 32 perpendicularly, a force F org is applied from the panel surface 32 to the core body 10A. This is transmitted to the pressure sensor 21 through the core body 10A. Therefore, the magnitude of the force F trans applied to the pressure sensor 21 is equal to the magnitude of the force F org .
  • the force F org is applied to the core body 10A at an angle, so that a part of the side surface of the core body 10A is formed as shown in FIG. It contacts the inner surface of the hollow portion 20a.
  • a part of the force F org (the illustrated force F 1) is absorbed by the core body holder 20.
  • the force applied from the core 10A to the pressure sensor 21 includes a component applied perpendicular to the pressure detection surface and a component applied obliquely to the pressure detection surface (the illustrated force F2). .
  • the pressure sensor 21 is not limited to one that can detect only the force applied perpendicularly to the pressure detection surface as described above as the force F trans , but may be another type. Is possible. For example, in the case of using a pressure sensor 21 configured to detect a force applied to the X direction F transX , the Y direction F transY , and the circumferential direction F transR in addition to the axial force (Z direction) force F transZ If so, profile data may be set for each component. That is, profile data Z, profile data X, Y, and profile data R may be set.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view of the core body 10B also shown in FIG. 13B, and FIG. 17B is a usage state of the stylus 2 having the core body 10B (the pen tip is placed on the panel surface 32). It is a figure which shows the state which is contacting perpendicularly
  • the adjustment unit 13 is in contact with the core body holder 20 in the vertical direction, so that the pen tip is in contact with the panel surface 32 perpendicularly.
  • FIG. 18A is a cross-sectional view of the core body 10C also shown in FIG. 13C
  • FIGS. 18B and 19 are views showing a usage state of the stylus 2 having the core body 10C.
  • 18B shows a state in which the pen tip is in contact with the panel surface 32 perpendicularly
  • FIG. 19 shows a state in which the pen tip is in contact with the panel surface 32 at an angle.
  • the force F trans and the force F org are not necessarily the same, and may have different values depending on the type of the core body 10 and how the stylus 2 is used by the user (vertical or oblique). According to the present embodiment, this difference can be hidden from the host controller 4 by the processing of the MCU 23. Specifically, by preparing different profile data depending on the type of the core body 10, the user, the pen ID, etc., the correspondence between the type F of the core body 10 and the force F trans and the force F org caused by the user's heel It becomes possible to hide the difference.
  • core body 10 is not limited to the core bodies 10A to 10C described so far.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a core body 10 ⁇ / b> D according to a fourth variation of the core body 10.
  • the core body 10D is obtained by replacing the adjustment unit 14 with a brush-like or brush-shaped adjustment unit 15 in the core body 10C illustrated in FIG.
  • the adjustment part 15 may be comprised by the hair similar to a brush, and may be comprised by elastic members, such as a silicon
  • the core body 10D as in the case of the core body 10C, the case where the force F trans and the force F org are not equal may occur.
  • FIG. 21 is a diagram showing a pressure sensor 21 ⁇ / b> A according to a first variation of the pressure sensor 21.
  • the pressure sensor 21A is a kind of sensor (capacitance switch) using a variable capacitor, and includes a dielectric 52, a terminal member 53 that urges the dielectric 52, a conductive member 56, and an elastic member 57. Composed.
  • the dielectric 52 has, for example, a substantially disk shape, and includes a first surface portion 52a and a second surface portion 52b that faces the first surface portion 52a substantially in parallel.
  • a first electrode portion 58 constituting one electrode of the variable capacitor is attached to the first surface portion 52a.
  • the conductive member 56 has a curved surface portion 56a facing the second surface portion 52b of the dielectric 52 at one end in the axial direction thereof.
  • the curved surface portion 56a constitutes a second electrode portion that is the other electrode of the variable capacitor.
  • the capacitance value of the dielectric 52 changes as the contact area between the conductive member 56 and the second surface portion 52b changes.
  • the pressure sensor 21A converts the change in the digital value, and outputs the MCU23 as a primary brush pressure value P 1 described above.
  • a time constant circuit that outputs a signal corresponding to a time constant that changes according to the capacitance value between the terminal member 53 and the elastic member 57 is configured, and the value of this signal is set as the primary writing pressure value P 1 . can do.
  • FIG. 22 is a view showing a pressure sensor 21B according to a second variation of the pressure sensor 21.
  • FIG. This figure is a cross-sectional view of the pressure sensor 21B.
  • the pressure sensor 21B is also a kind of sensor (capacitance switch) using a variable capacitor, but the specific configuration is different from that of the pressure sensor 21A. More specifically, the pressure sensor 21B seals a pressure sensing chip 60 configured as a semiconductor device manufactured by MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology in, for example, a cubic or cuboid box package 65. It has the structure which consists of.
  • the pressure sensing chip 60 detects an applied pressure as a change in capacitance.
  • the core body 10 When the other end portion of the core body 10 is inserted into the communication hole 67 of the pressure sensor 21B, the core body 10 is elastically held by the elastic member 66. As a result, the capacitance of the pressure sensing chip 60 becomes a value corresponding to the force F trans applied from the core body 10 to the pressure sensor 21B, and the primary writing pressure value P 1 can be generated by the pressure sensor 21B.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a pressure sensor 21 ⁇ / b> C according to a third variation of the pressure sensor 21.
  • This figure is a perspective view of the pressure sensor 21C.
  • the pressure sensor 21 ⁇ / b> C includes a strain generating body 70 and a plurality of strain gauges 71 attached to the surface of the strain generating body 70.
  • the strain generating body 70 is configured to be deformed according to the force F trans applied by the core body 10, and each strain gauge 71 detects the magnitude of the deformation.
  • the pressure sensor 21C is thus the magnitude of the detected variations, to produce a primary transcript pressure value P 1.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an example of the function f 11
  • FIG. 25 is a diagram illustrating an example of the function f 12
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of the function h
  • FIG. 27 is an example of the function f 2 .
  • Figure 24 shows, as an example of the function f 11, shows the three types of A1 ⁇ A3.
  • Figure 25 shows, as an example of the function f 12, shows two types B1, B2.
  • FIG. 26 shows three types C1 to C3 as examples of the function h.
  • Figure 27 shows an example of a function f 2 required in order to realize the function h of FIG. 26. Since complicated Writing all combinations, in FIG. 27, the function f 11 is a linear function of the type A1, the function f 12 is shown only if a 0.7-order function of the type B1.
  • the function f 2 necessary for realizing the function h is the inverse function f 1 ⁇ 1 of the characteristic f 1 and the composite function f 1 ⁇ 1 h of the correspondence relationship h.
  • f 2 f 12 ⁇ 1 ⁇ f 11 ⁇ 1 ⁇ h.
  • the functions f 11 , f 12 , h, and f 2 described above are all univariate functions, but can be multivariable functions such as f (x, additionalParam).
  • additionalParam is an additional parameter, and is transmitted to the subsequent processing together with the variable x (F org for the function f 11, F trans for the function f 12 , etc.).
  • the additional parameter the moving speed of the stylus 2 obtained from the coordinate changing speed can be considered.
  • FIG. 28 is a diagram showing the effect of the position detection system 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 28A shows a case where the brush type is an ink pen
  • FIG. 28B shows a case where the brush type is a pencil (pencil).
  • the handwriting A1a, A1b, B1a, B1b is an example when the correspondence h indicated by the setting information supplied to the stylus 2 is an exponential function, and the handwriting A2a, A2b, B2a, B2b is set to be supplied to the stylus 2.
  • the handwriting A3a, A3b, B3a, B3b is an example when the correspondence h indicated by the setting information supplied to the stylus 2 is a linear function. is there. In either example, the same stylus 2 was used, and input was performed with the same level of force.
  • FIG. 29 is a diagram showing a system configuration of the position detection system 1 according to the present embodiment.
  • the position detection system 1 according to the present embodiment includes a cloud server 5 in addition to the configuration of the position detection system 1 described in the first embodiment (see FIG. 1B). Composed.
  • the MCU23 of the stylus 2 is the primary brush pressure value P 1 supplied from the pressure sensor 21, without converting the output value P O, and transmits included in the downlink signal DS It is configured as follows.
  • the sensor controller 31 transfers the primary pen pressure value P 1 received from the stylus 2 by the downlink signal DS to the host controller 4 together with the pen ID of the stylus 2 also received by the downlink signal DS.
  • the host controller 4 is configured to supply setting information indicating a correspondence relationship between the force F org and the output value PO to the cloud server 5 instead of the sensor controller 31. In addition, the host controller 4 performs a process of sequentially transferring the primary pen pressure value P 1 and the pen ID received from the sensor controller 31 to the cloud server 5.
  • the cloud server 5 is a computer connected to the host controller 4 via a network such as the Internet or an intranet, and includes a central processing unit and a storage device (not shown). The operation of the cloud server 5 described below is realized by the central processing unit executing a program stored in the storage device.
  • Cloud server 5 based on the setting information and pen ID is supplied from the host controller 4 executes processing for converting the output value P O primary brush pressure value P 1 supplied from the host controller 4.
  • the output value P O obtained by the conversion is sent back to the host controller 4, the host controller 4, used for the production of ink parameters.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a processing flow of the cloud server 5.
  • the cloud server 5 first, setting information indicating a correspondence relationship between the output value P O and force F org, and is determined based on the characteristic information indicating characteristics of a pen pressure detecting unit PD and executing the primary brush profile data acquiring step of acquiring the profile data indicating a correspondence relationship pressure value P 1 and the output value P O (steps S20 ⁇ S22).
  • the cloud server 5 first receives setting information indicating a correspondence relationship h of the output value P O and the force F org from the host controller 4 (step S20).
  • the details of the correspondence relationship h are as described in the first embodiment.
  • the cloud server 5 receives the pen ID from the host controller 4 and acquires characteristic information indicating the characteristic f 1 of the writing pressure detection unit PD based on the pen ID (step S21).
  • the pen ID is information that identifies each stylus 2 as described above, and includes information indicating the configuration of the writing pressure detection unit PD. Therefore, the cloud server 5 grasps the configuration of the writing pressure detection unit PD from the pen ID, and acquires characteristic information based on the result. If necessary, the cloud server 5 may read the characteristic information from another server that stores the correspondence relationship between the pen ID and the configuration (or characteristic information) of the pen pressure detection unit PD.
  • Cloud server 5 then based upon the characteristics f 1 indicated by the acquired characteristic information in step S21, the correspondence between h the output value P O when the force F org is applied is indicated by the setting information acquired in step S20 it become like to meet, generating profile data which indicates the primary brush pressure value P 1 and the corresponding relationship f 2 of the output value P O, and stores in its own storage device (step S22).
  • the details of the profile data are also as described in the first embodiment, and are data for specifying the synthesis function f 1 ⁇ 1 h.
  • the profile data may be generated in the format of the lookup table illustrated in FIG.
  • Cloud server 5 which has finished the acquisition of profile data, from the host controller 4 repeats the primary brush pressure value obtaining step of obtaining primary brush pressure value P 1 performed (step S23), stores each time, in its own storage device based on the profile data, executes the output value obtaining step of obtaining an output value P O from the primary transcript pressure value P 1 (step S24, S25).
  • the cloud server 5 selects one profile data based on the setting information and the characteristic information, and the selected profile data based on, to convert the primary brush pressure value P 1 in the output value P O.
  • the cloud server 5 determines whether new setting information or pen ID is received from the host controller 4 (step S25). When it is determined that new setting information or pen ID has been received, the cloud server 5 returns to step S20 and executes a profile data acquisition step (steps S20 to S22). Thereby, re-acquisition of setting information and characteristic information, and re-acquisition of profile data are executed. On the other hand, the cloud server 5 it is determined that it has not received the new setting information or the pen ID in step S25, the flow returns to step S23, to repeat the acquisition of the primary brush pressure value P 1 and the output value P O.
  • the primary writing pressure value P 1 to the output value PO Can be performed by the cloud server 5 instead of the stylus 2. Since the stylus 2 may simply output the primary brush pressure value P 1, it is possible to reduce the processing of the stylus 2.
  • the cloud server 5 has been described as to obtain a direct output value P O from the primary transcript pressure value P 1
  • the cloud server 5 has been described with reference to FIGS. 5 and 6 cases similar to, once returned to the force F org primary brush pressure value P 1, may acquire the output value P O from the force F org.
  • the cloud server 5 acquires the output value P O from the primary transcript pressure value P 1, for example, the sensor controller 31 and the host controller 4, other computers this Processing may be performed.
  • the cloud server 5 may determine profile data and set the profile data in a drawing application that operates on the host controller 4.
  • the cloud server 5 determines the profile data, sets the determined profile data in the sensor controller 31 or the host controller 4, and the primary writing pressure based on the profile data in which the sensor controller 31 or the host controller 4 is set.
  • the profile data determined by the cloud server 5 may be set in the stylus 2, and in that case, the output value PO is acquired in the stylus 2 as in the first embodiment. .
  • This embodiment is a generalization of the contents described in the first and second embodiments, and includes the configuration described in the first and second embodiments.
  • FIG. 31 (a) is a diagram showing the processing of each of the processing apparatuses A 1 to A k to A K (k is an integer from 1 to K. K is an integer of 2 or more) according to the present embodiment.
  • b) is a diagram for explaining the processing device a 1 ⁇ a k ⁇ a K of each process.
  • K is 2
  • the processing device A 1 corresponds to the writing pressure detection unit PD
  • the processing device A 2 corresponds to the MCU 23.
  • K is 5
  • the processing device A 1 is the writing pressure detector PD
  • the processing device A 2 is the MCU 23
  • the processing device A 3 is the sensor controller 31.
  • the processing device A 4 corresponds to the host controller 4
  • the processing device A 5 corresponds to the cloud server 5.
  • this embodiment will be described in detail.
  • the processing device A 1 (first processing device) is a device that converts the force F org applied to the core 10 of the stylus 2 into an output value D 1 (first output value) and outputs the output value D 1 .
  • the processing device A k (k-th processing device) outputs the output value D k-1 ( k-1th output value) output from the processing device A k-1 (k-1 processing device) as an output value. It is a device that converts Dk (kth output value) and outputs it.
  • conversion includes a case where an input value is used as an output value as it is.
  • the sensor controller 31 that is the processing device A 3 transfers the primary pen pressure value P 1 output from the MCU 23 that is the processing device A 2 to the host controller 4 that is the processing device A 4 as it is. is doing.
  • Processor A K in the final stage based on the setting information indicating a correspondence relationship between the force and the output value D K, the characteristic information indicating characteristics of a processing apparatus A 1 ⁇ A K-1, from the processor A K-1 A process of converting the supplied output value D K-1 into the output value D K is performed.
  • this process with reference to the processing flow of a processing apparatus A K, will be described in detail.
  • FIG 32 is a diagram depicting a processing flow of a processing apparatus A K.
  • the processing device A K is, first, setting information indicating a correspondence relationship between the force F org output value D K, and characteristic information indicating the characteristics of the processing device A 1 ⁇ A K-1
  • a profile data acquisition step (steps S30 to S32) for acquiring profile data indicating the correspondence between the output value D K-1 and the output value D K determined based on the above is executed.
  • processor A K first acquires setting information indicating a correspondence relationship between h force F org output value D K (step S30), the processing device A 1 ⁇ A K-1 characteristic f Characteristic information indicating 1 , f 2 ,..., F K ⁇ 1 is acquired (step S31). Then, based on the characteristics f 1 , f 2 ,..., F K ⁇ 1 indicated by the acquired characteristic information, the output value D K when the force F org is applied satisfies the correspondence h. Then, profile data indicating the correspondence relationship f K between the output value D K-1 and the output value D K is generated and stored in its own storage device (not shown) (step S32). As shown in FIG.
  • the correspondence relationship f K is a composite function f K ⁇ 1 ⁇ 1 of the inverse function of each of the functions f 1 , f 2 ,..., F K ⁇ 1 and the function h. ... ⁇ f 2 ⁇ 1 ⁇ f 1 ⁇ 1 ⁇ h
  • the output value D K is based on the profile data indicating the correspondence between the output value D K-1 and the output value D K determined based on the setting information and the characteristic information. Since the output value D K is obtained from K-1, the relationship between the output value D K of the force F org processing apparatus a K applied to the rod 10, specifically the processor a 1 ⁇ a K-1 Decoupling is possible.
  • the processing apparatus particularly limited selection of computer responsible for A K is not, for example, MCU23 and shown in FIG. 2, the sensor controller 31 shown in FIG. 29, the host controller 4, either the processing unit of the cloud server 5 It may play a role of a K. Further, for example, the host controller 4 if also include a primary brush pressure value P 1 in the ink data including ink parameters, all computers to receive the ink data may play a predominant role in the processing device A K.
  • the force F org applied to the core body 10 and the final output value (the pen pressure value used for generating the ink parameter or the ink parameter itself) Can be decoupled from the specific configuration of each processing device used to transmit the force F org or a value based on the force F org .
  • the processing apparatus AK has been described as acquiring the output value D K directly from the output value D K ⁇ 1 , but the processing apparatus AK will be described with reference to FIGS. 5 and 6. Similar to the example, return the output value D K-1 once the force F org, may acquire an output value D K from the force F org.
  • the profile data storage unit 42 may be provided in an external computer, and the MCU 23 may access the external computer and acquire profile data each time the stylus 2 is activated.
  • the stylus 2 has been decided to send a downlink signal DS including the output value P O using an electrode 11 provided on the pen tip as an antenna, the output value P O
  • a downlink signal DS including the output value P O using an electrode 11 provided on the pen tip as an antenna
  • the output value P O Various communication media such as an electric field, a magnetic field, an electromagnetic field, infrared rays, and ultrasonic waves can be used for transmission.
  • the position detection system 1 in which bidirectional communication is performed between the stylus 2 and the electronic device 3 is taken up.
  • a position detection system a position detection system that does not use the uplink signal US in which communication is performed.
  • the force F org is defined as a force perpendicular to the panel surface 32 (that is, a reaction force applied from the panel surface 32 to the pen tip).
  • the force may be defined as a force including an oblique component with respect to the panel surface 32. Since the size of the diagonal component can change depending on how the user holds the stylus 2 (whether the stylus 2 is held vertically or diagonally), the size may be different for each user (or for each pen ID).

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Abstract

【課題】筆圧検出部PDの構成と、スタイラスから出力される出力値Pとを分離する。 【解決手段】芯体に加えられる力Forgに対応する出力値Pを出力するスタイラスであって、力Forgと出力値Pの対応関係hを決定するデータであって、前記筆圧検出部PDの特性fに基づいて決定された一次筆圧値Pと出力値Pとの対応関係を示すプロファイルデータを設定するプロファイルデータ設定ステップ、筆圧検出部PDから繰り返し力Forgに対応する一次筆圧値Pを取得する一次筆圧値取得ステップ、及び、筆圧検出部PDから一次筆圧値Pが取得される都度、プロファイルデータ設定ステップにより設定されたプロファイルデータに基づき、一次筆圧値Pから出力値Pを取得し出力する出力ステップを実行するMCU23を含む。

Description

スタイラス、方法、及び処理装置
 本発明はスタイラス、コンピュータ、方法、及び処理装置に関し、特に、力(筆圧)に対応する値を出力する機能を有するスタイラス、そのようなスタイラスとともに使用されるコンピュータ又は処理装置、並びに、そのようなコンピュータ又は処理装置或いはスタイラスで実行される方法に関する。
 ペン先に加えられた力を検出するための圧力センサを備えたスタイラスが知られている。
 特許文献1~4には、可変容量コンデンサを用いて構成された圧力センサを備えるスタイラスが記載されている。圧力センサは、芯体に加わる力または変位が増加すると、芯体を介して間接的に押圧された一方の電極と誘電体との接触面積が増加し、この接触面積の増加に応じて、この誘電体を挟む一方の電極と他方の電極との間の容量値が増加することを利用するものである。
 特許文献4の図20~図22には、特許文献1~3に記載の筆圧検出部を備えたスタイラスの筆圧特性が示されている。同文献には、力の増加に対して筆圧値が対数関数的なカーブで増加をすること、カーブの形状が可変容量コンデンサを構成する電極の形状、弾性体のもつヒステリシス特性等に依存して異なることが示されている。
 特許文献5には、ペン先(チップ)に加わる力に応じた変位量を検出する光センサを用いて構成された圧力センサを備えるスタイラスが記載されている。同文献の図6には、ペン先(チップ)の変位量と検出される電圧とが線形に変化する例が示されている。
 検出された筆圧は、スタイラスから送信された筆圧を含む信号を受信するセンサコントローラにより、あるいは特許文献6及び特許文献7に記載のスタイラスのようにスタイラス内部のCPU(central processing unit)により、デジタルの出力値に変換される。以下では、力とスタイラスの出力値との関係を示す曲線を「特性カーブ」と称する。
 得られた出力値は、座標値とともに、ペンタブレットドライバを実行するオペレーティングシステムを介してアプリケーションに供給される。アプリケーションは、指示位置の軌跡をトレースするように線を描画しつつ、供給された出力値の変化に応じて、その線幅、不透明度、色等を変化させる。以下では、こうしてスタイラスの出力値の変化に応じて変えられる線の属性を「インクパラメータ」と称する。
 特許文献8には、所定のスタイラスを含む座標検出装置からコンピュータに供給された出力値を、ペンタブレットドライバにより他の種類の出力値に変換する方法が開示されている。この方法では、変換前の出力値と変換後の出力値との関係を示す曲線を、ユーザが任意に選択可能とされている。
 非特許文献1には、ユーザによるクリック圧、筆圧感度、最大筆圧の設定を可能としたシステムの例が開示されている。
特開平4-96212号公報 特開平5-275283号公報 特開2010-129920号公報 特開2011-216512号公報 米国特許第8536471号明細書 特許第5732600号公報 特許第5745712号公報 特開平6-242877号公報
「ペンの感触の詳細設定ダイアログボックスで、筆圧カーブを設定する方法について」、[online]、平成25年9月4日、株式会社ワコム、[平成28年10月7日検索]、インターネット<URL:http://tablet-faq.wacom.co.jp/faq/show/215>
 スタイラスに設けられる圧力センサの種類が異なると、加えられる力が同じであったとしても、異なる出力値が出力される。例えば、特許文献1~4に開示されるスタイラスでは力の増加に対して対数関数的に増加する関係で筆圧値が出力されるのに対し、特許文献5に開示されるスタイラスでは力の増加に対して線形に増加する関係で筆圧値が出力される。両者の筆圧値の差は、小さい力のレンジ(例えば100グラム重以下のレンジ)において、特に大きいものとなる。
 スタイラスの出力値は、上記のように圧力センサによって異なる他、スタイラスの芯体ホルダーや、ユーザによって芯体ホルダーに加えられる力に対する反力を操作面から受ける芯体などを含む力伝達機構の性質によっても変わってくる。以下、圧力センサと力伝達機構を「筆圧検出部」と総称する場合がある。
 通常、スタイラスの種類が異なると、筆圧検出部の構成も異なる。したがって、スタイラスの種類が異なることは、同じ力に対して異なる出力値が出力される(異なる特性カーブとなる)ことにつながる。そうすると、ユーザがスタイラスを通じてタッチ面に加える力が同じであったとしても、スタイラスの種類が異なるだけでアプリケーションから出力されるインクパラメータの値が異なることになるので、改善が必要とされていた。
 したがって、本発明の目的の一つは、筆圧検出部の構成と、スタイラスから出力される値とを分離することのできるスタイラス、コンピュータ、方法、及び処理装置を提供することにある。
 本発明によるスタイラスは、芯体に加えられる力に対応する出力値を出力するスタイラスであって、前記力に対応する一次筆圧値を検出する筆圧検出部と、前記力と前記出力値の対応関係を決定するデータであって、前記筆圧検出部の特性に基づいて決定された前記一次筆圧値と前記出力値との対応関係を示すプロファイルデータを設定するプロファイルデータ設定ステップ、前記筆圧検出部から繰り返し前記力に対応する前記一次筆圧値を取得する一次筆圧値取得ステップ、及び、前記筆圧検出部から前記一次筆圧値が取得される都度、前記プロファイルデータ設定ステップにより設定された前記プロファイルデータに基づき、前記一次筆圧値から前記出力値を取得し出力する出力ステップを実行するプロセッサとを含む。
 本発明によれば、力と出力値の対応関係を決定するデータであって、筆圧検出部の特性に基づいて決定された一次筆圧値と出力値との対応関係を示すプロファイルデータに基づき、一次筆圧値から出力値が取得されるので、芯体に加えられる力とスタイラスの出力値との関係を、筆圧検出部の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。つまり、スタイラスの筆圧検出部がどのような構成であったとしても、芯体に加えられる力とスタイラスの出力値との関係を一定のものにすることができる。
 別の観点で考えると、本発明によれば、筆圧検出部の具体的な構成によらず任意に、芯体に加えられる力とスタイラスの出力値との関係を制御することが可能になる。例えば、筆圧検出部の構成が異なる複数のスタイラスに対し、同じ力と出力値の対応関係を決定するプロファイルデータを設定すれば、筆圧検出部の構成が異なるにも関わらず、同じ力に対して同じ出力値を出力させることができる。逆に、筆圧検出部の構成が同じ複数のスタイラスに対し、異なる力と出力値の対応関係を決定するプロファイルデータを設定すれば、筆圧検出部の構成が同じであるにも関わらず、同じ力に対して異なる出力値を出力させることができる。
 上記スタイラスにおいて、前記プロファイルデータを格納するメモリをさらに含み、前記出力値取得ステップは、前記メモリに格納された前記プロファイルデータに基づき、前記一次筆圧値から前記出力値を取得することとしてもよい。これによれば、プロファイルデータをスタイラスのメモリに格納しておくことが可能になる。
 上記各スタイラスにおいて、前記プロファイルデータ設定ステップは、前記スタイラスの外部からの供給により前記力と前記出力値の対応関係を示す設定情報を取得し、該設定情報に基づいて前記プロファイルデータを設定することとしてもよい。これによれば、外部(例えばセンサコントローラ、又は、センサコントローラに接続されたインク処理を行うコンピュータ)からスタイラスに対し、設定情報を設定することが可能になる。
 上記各スタイラスにおいて、前記プロファイルデータ設定ステップは、前記筆圧検出部の種類を検出することにより前記筆圧検出部の特性を示す特性情報を取得し、該特性情報にさらに基づいて前記プロファイルデータを設定することとしてもよい。これによれば、スタイラスは、自律的に特性情報を取得することが可能になる。
 上記スタイラスにおいて、前記プロセッサは、前記筆圧検出部が取り替えられたことを検出する取替検出ステップをさらに実行し、前記プロファイルデータ設定ステップは、前記取替検出ステップによって前記筆圧検出部の取り替えが検出された場合に、前記特性情報の再取得及び前記プロファイルデータの再設定を行うこととしてもよい。これによれば、筆圧検出部を取り替える際、スタイラスに特性情報の再取得を行わせることが可能になる。
 上記各スタイラスにおいて、前記プロファイルデータは、前記力と前記出力値の対応関係を表す第1の関数と、前記筆圧検出部の特性を表す第2の関数の逆関数とを含み、前記出力ステップは、前記第2の関数の逆関数に基づき、取得した前記一次筆圧値から前記力を取得し、さらに前記第1の関数に基づき、取得した前記力から前記出力値を取得することとしてもよい。これによれば、一次筆圧値を一旦力に戻し、その後、力から出力値を得ることが可能になる。したがって、芯体に加えられる力と出力値との関係が、筆圧検出部の具体的な構成から切り離される。
 上記各スタイラスにおいて、前記プロファイルデータは、前記力と前記出力値の対応関係を表す第1の関数と、前記筆圧検出部の特性を表す第2の関数の逆関数との合成関数により特定されるデータであることとしてもよい。これによれば、一次筆圧値を一旦力に戻す場合に比べて少ない演算処理で、出力値を得ることが可能になる。
 上記スタイラスにおいて、前記メモリは、予め複数のプロファイルデータを格納しており、前記プロファイルデータ設定ステップは、前記メモリに予め格納される前記複数のプロファイルデータの中から一のプロファイルデータを選択することにより、前記プロファイルデータを設定することとしてもよい。これによれば、プロファイルデータの具体的な内容を、逐一スタイラスに供給する手間を省くことが可能になる。
 上記スタイラスにおいて、前記メモリに予め格納される前記複数のプロファイルデータは、ルックアップテーブルの形式で前記メモリに格納されることとしてもよい。これによれば、出力値を得るための演算処理を簡略化することが可能になるとともに、単純な関数で表すことが困難であるような関係を利用することが可能になる。
 上記各スタイラスにおいて、前記メモリは不揮発性のメモリであることとしてもよい。これによれば、スタイラスの電源が切れても、プロファイルデータを維持することが可能になる。
 上記各スタイラスにおいて、前記筆圧検出部は、容量スイッチ又は歪ゲージにより構成される圧力センサを含んで構成されることとしてもよい。本発明によれば、圧力センサが容量スイッチ又は歪ゲージのいずれであっても、望む場合には、同じ筆圧特性(力と出力値との対応関係)を得ることができる。
 上記各スタイラスにおいて、前記出力値は、前記一次筆圧値を補正してなる二次筆圧値であることとしてもよい。これによれば、芯体に加えられる力と二次筆圧値との関係を、筆圧検出部の物理的な構成に依存しないよう、その具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。
 本発明によるコンピュータは、上記各スタイラスのいずれかとともに使用されるコンピュータであって、前記設定情報を前記スタイラスに対して供給するとともに、前記スタイラスが出力した前記出力値に基づいてインクデータを生成する。これによれば、芯体に加えられる力とインクデータとの関係を、筆圧検出部の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。
 上記コンピュータにおいて、前記出力値は、前記スタイラスの位置の軌跡を示す一連の座標データに基づいて前記コンピュータが描画する線の線幅又は不透明度を示すインクパラメータであることとしてもよい。これによれば、芯体に加えられる力とインクパラメータとの関係を、筆圧検出部の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。
 本発明による方法は、スタイラスの芯体に加えられる力に対応する出力値を出力する装置により実行される方法であって、前記装置が、前記力と前記出力値の対応関係を決定するデータであって、前記スタイラスの筆圧検出特性に基づいて決定された一次筆圧値と前記出力値との対応関係を示すプロファイルデータを設定するプロファイルデータ設定ステップと、前記スタイラスが、前記力に対応する一次筆圧値を繰り返し取得する一次筆圧値取得ステップと、前記装置が、前記プロファイルデータ設定ステップにより設定された前記プロファイルデータに基づき、前記スタイラスにより取得される前記一次筆圧値から前記出力値を取得し出力する出力ステップとを含む。これによれば、芯体に加えられる力と装置の出力値との関係を、筆圧検出部の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。
 上記方法において、前記装置は、前記スタイラスに予め割り当てられたペンID(identification)によって前記筆圧検出特性を特定することとしてもよい。これによれば、装置は、ペンIDから筆圧検出特性を特定することが可能になる。
 上記各方法において、前記スタイラスは、圧力センサと、前記力を前記圧力センサに伝達する力伝達機構とを有し、前記筆圧検出特性は、前記圧力センサの種別及び前記力伝達機構の種別の少なくとも一方によって特定されることとしてもよい。
 上記各方法において、前記装置は、前記スタイラス内部に設けられるプロセッサであることとしてもよい。これによれば、芯体に加えられる力とスタイラスの出力値との関係を、筆圧検出部の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。
 上記各方法において、前記装置は、前記スタイラスの位置検出を行うセンサコントローラであり、前記スタイラスが送信するダウンリンク信号を通じて前記スタイラスから前記一次筆圧値を取得することとしてもよい。これによれば、芯体に加えられる力とセンサコントローラの出力値との関係を、筆圧検出部の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。
 上記各方法において、前記装置は、前記スタイラスの位置検出を行うセンサコントローラと接続されたコンピュータであり、前記センサコントローラを介して前記スタイラスから前記一次筆圧値を取得することとしてもよい。これによれば、芯体に加えられる力とコンピュータの出力値との関係を、筆圧検出部の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。
 上記各方法において、前記出力値は、前記スタイラスの位置の軌跡を示す一連の座標データに基づいて描画される線の線幅又は不透明度を示すインクパラメータであることとしてもよい。これによれば、芯体に加えられる力と描画する線の線幅又は不透明度との関係を、筆圧検出部の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。
 本発明による処理装置は、スタイラスの芯体に加えられる力を第1の出力値に変換して出力する第1の処理装置と、第k-1の処理装置から出力される第k-1の出力値を第kの出力値に変換して出力する第kの処理装置(kは2~Kの整数。Kは2以上の整数)とを含む第1乃至第Kの処理装置のうちの第Kの処理装置であって、前記力と第Kの出力値の対応関係を決定するデータであって、前記第1乃至第K-1の処理装置の特性に基づいて決定された第K-1の出力値と前記第Kの出力値との対応関係を示すプロファイルデータを設定するプロファイルデータ設定ステップと、前記第K-1の処理装置から繰り返し前記第K-1の出力値を取得する第K-1の出力値取得ステップと、前記第K-1の処理装置から前記第K-1の出力値が取得される都度、前記プロファイルデータ設定ステップにより設定された前記プロファイルデータに基づき、前記第K-1の出力値から前記第Kの出力値を取得し出力する出力ステップとを実行する。これによれば、芯体に加えられる力と第Kの出力値との関係を、第1乃至第K-1の処理装置の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。
 上記処理装置において、前記第1の処理装置は、圧力センサと、前記力を前記圧力センサに伝達する力伝達機構とを含み、前記第1乃至第K-1の処理装置の特性は、前記圧力センサの種別及び前記力伝達機構の種別の少なくとも一方によって特定されることとしてもよい。
 本発明によれば、力と出力値の対応関係を決定するデータであって、筆圧検出部の特性に基づいて決定された一次筆圧値と出力値との対応関係を示すプロファイルデータに基づき、一次筆圧値から出力値が取得されるので、芯体に加えられる力とスタイラスの出力値との関係を、筆圧検出部の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。つまり、スタイラスの筆圧検出部がどのような構成であったとしても、芯体に加えられる力とスタイラスの出力値との関係を一定のものにすることができる。
 別の観点で考えると、本発明によれば、筆圧検出部の具体的な構成によらず任意に、芯体に加えられる力とスタイラスの出力値との関係を制御することが可能になる。例えば、筆圧検出部の構成が異なる複数のスタイラスに対し、同じ力と出力値の対応関係を決定するプロファイルデータを設定すれば、筆圧検出部の構成が異なるにも関わらず、同じ力に対して同じ出力値を出力させることができる。逆に、筆圧検出部の構成が同じ複数のスタイラスに対し、異なる力と出力値の対応関係を決定するプロファイルデータを設定すれば、筆圧検出部の構成が同じであるにも関わらず、同じ力に対して異なる出力値を出力させることができる。
(a)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の使用状態を示す図であり、(b)は、(a)に示した位置検出システム1のシステム構成を示す図である。 図1に示したスタイラス2の断面図である。 (a)は、図2に示した筆圧検出部PD及びMCU23の処理を示す図であり、(b)は、図2に示した芯体10及び圧力センサ21の処理を示す図である。 芯体10に加えられる力ForgとMCU23の出力値Pの関係の様々な例を示す図である。 図2に示したMCU23の処理の第1の例を示すフロー図である。 図5に示した出力値取得ステップの処理を別の観点から説明するための図である。 図2に示したMCU23の処理の第2の例を示すフロー図である。 図7に示した出力値取得ステップの処理を別の観点から説明するための図である。 スタイラス2の機能ブロックを示す略ブロック図である。 図9に示したプロファイルデータ記憶部42に格納されるプロファイルデータの一例を示す図である。 (a)は、図2に示した芯体ホルダー20の断面図であり、(b)は、芯体ホルダー20に固定される構成を(a)に書き加えてなる図である。 (a)は、図2に示した芯体10の断面図であり、(b)は、芯体10に固定される構成を(a)に書き加えてなる図である。 (a)は、芯体10の第1のバリエーションにかかる芯体10Aを示す図であり、(b)は、芯体10の第2のバリエーションにかかる芯体10Bを示す図であり、(c)は、芯体10の第3のバリエーションにかかる芯体10Cを示す図であり、(d)は、(a)のB-B線に対応する芯体10Aの断面図であり、(e)は、(b)のC-C線に対応する芯体10Bの断面図であり、(f)は、(c)のD-D線に対応する芯体10Cの断面図である。 図11(b)のA-A線に対応する芯体ホルダー20の断面図である。 芯体10Aを有するスタイラス2の使用状態を示す図であり、(a)はペン先がパネル面32に接触していない状態を、(b)はペン先がパネル面32に対して垂直に接触している状態をそれぞれ示している。 芯体10Aを有するスタイラス2の使用状態(ペン先がパネル面32に対して斜めに接触している状態)を示す図である。 (a)は、図13(b)にも示した芯体10Bの断面図であり、(b)は、芯体10Bを有するスタイラス2の使用状態(ペン先がパネル面32に対して垂直に接触している状態)を示す図である。 (a)は、図13(c)にも示した芯体10Cの断面図であり、(b)は、芯体10Cを有するスタイラス2の使用状態(ペン先がパネル面32に対して垂直に接触している状態)を示す図である。 芯体10Cを有するスタイラス2の使用状態(ペン先がパネル面32に対して斜めに接触している状態)を示す図である。 芯体10の第4のバリエーションにかかる芯体10Dを示す図である。 圧力センサ21の第1のバリエーションにかかる圧力センサ21Aを示す図である。 圧力センサ21の第2のバリエーションにかかる圧力センサ21Bを示す図である。 圧力センサ21の第3のバリエーションにかかる圧力センサ21Cを示す図である。 図3に示した関数f11の例を示す図である。 図3に示した関数f12の例を示す図である。 設定情報を表す関数hの例を示す図である。 図3に示した関数fの例を示す図である。 本発明の第1の実施の形態による位置検出システム1における描画の結果を示す図であり、(a)は、ブラシタイプがインクペンである場合を、(b)は、ブラシタイプがペンシル(鉛筆)である場合をそれぞれ示している。 本発明の第2の実施の形態による位置検出システム1のシステム構成を示す図である。 図29に示したクラウドサーバ5の処理フローを示す図である。 (a)は、本発明の第3の実施の形態による処理装置A~A~Aそれぞれの処理を示す図であり、(b)は、処理装置A~A~Aそれぞれの処理を説明するための図である。 図31に示した処理装置Aの処理フローを示す図である。
 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(a)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の使用状態を示す図であり、図1(b)は、図1(a)に示した位置検出システム1のシステム構成を示す図である。これらの図に示すように、位置検出システム1は、スタイラス2と、電子機器3と、ホストコントローラ4とを含んで構成される。
 スタイラス2は、鉛筆やボールペンと同様の外観を呈する電子機器であり、ユーザが電子機器3のパネル面32に文字や絵を書き込むために用いられる。スタイラス2は、図示しない電源(例えば電池)から供給される電力により動作するアクティブスタイラスであり、ペン先に設けられる電極11(図2参照)をアンテナとして用いて、電子機器3と双方向に信号を送受信可能に構成される。以下では、スタイラス2から電子機器3に対して送信される信号をダウンリンク信号DSと称し、電子機器3からスタイラス2に対して送信される信号をアップリンク信号USと称する。アップリンク信号USは、電子機器3において指の接触を検出する電極を駆動するためのタッチ駆動信号を利用したものであって、スタイラス2が検出する信号であってもよい。
 アップリンク信号USには、センサコントローラ31からスタイラス2への命令(コマンド)を示すコマンド信号が含まれる。また、ダウンリンク信号DSには、センサコントローラ31にスタイラス2の位置を検出させるためのバースト信号である位置信号と、アップリンク信号USにより示されるコマンドに応じたデータを示すデータ信号とが含まれる。ダウンリンク信号DSによって送信されるデータには、ユーザがスタイラス2のペン先をパネル面32に押し当てることによって生ずる力Forgに対応する出力値P、スタイラス2に予め設定されるペンID(個々のスタイラス2、又は、筆圧検出特性を識別するスタイラス2の種別を特定する情報。図面上では「PID」と記す)などが含まれる。
 図2は、スタイラス2の断面図である。同図に示すように、スタイラス2は、電極11及び端子12を有する芯体10と、圧力センサ21、MCU23、及び端子24を有する芯体ホルダー20とを備えて構成される。
 芯体10はスタイラス2のペン先を構成する略円柱状の部材であり、スタイラス2は、芯体10の一方端部がパネル面32に当接した状態で使用される。芯体10の材料としては、パネル面32を傷つけない程度に軟らかい一方で、人間がスタイラス2をパネル面32に押し当てる程度の力では容易に変形ないし破損しない材料が好適である。そのような材料の具体的な例としては、例えば塩化ビニル樹脂などのエラストマーが挙げられる。芯体10の長手方向中央付近には、後述する芯体ホルダー20の凸部20bと係合するための凹部10aが設けられる。凸部20b及び凹部10aは、芯体ホルダー20に対して芯体10を脱着可能とするように構成される。
 電極11は、芯体10の一方端部付近に埋め込まれた導体である。また、端子12は、芯体10の側面のうち、凹部10aの底面に当たる位置に配置された導体である。電極11及び端子12は、芯体10の内部に設けられる導線によって、相互に接続される。端子12の個数は1つに限られず、複数の端子12を設けてもよい。通常は2つ又は3つの端子12が設けられるが、その理由及び詳細については、後ほど図13及び図14を参照しながら説明する。
 芯体ホルダー20は、ユーザが把持する略円筒状の部材であり、金属やプラスチックなどの容易に壊れない材料によって構成される。なお、図2には芯体ホルダー20を一つの部材によって一体的に形成する例を図示しているが、複数の部材により芯体ホルダー20を形成することとしてもよい。また、図2に示した構成の外側にさらにケースを設け、このケースも含めて芯体ホルダー20と称することとしてもよい。
 芯体ホルダー20には、スタイラス2の先端に開口を有する中空部20aが設けられており、芯体10は、この開口を通じて一方端部のみが露出した状態で、中空部20a内に格納される。中空部20aの内側面には、芯体10の凹部10aと係合する凸部20bが設けられる。
 圧力センサ21は、中空部20aの最奥部に設けられるセンサであり、芯体ホルダー20に対して固定されている。圧力センサ21の圧力検知面は芯体10側に設けられており、芯体10の他方端部と接触している。圧力センサ21は、芯体10から圧力検知面に加えられる力Ftransをデジタル値である一次筆圧値Pに変換し、MCU23に供給する役割を果たす。圧力センサ21として具体的には、容量センサや歪ゲージなどの各種センサを用いることができる(後述する図19~図21参照)。圧力センサ21も、芯体10同様、取り替え可能に構成されてもよい。
 ここで、中空部20aの内径は芯体10の直径よりも若干大きい値に設定されており、その結果として芯体10は、中空部20aの中においてその長手方向に微少な量だけ移動可能とされている。これにより芯体10は、ユーザがスタイラス2のペン先(すなわち、芯体10の一方端部)をパネル面32に押し当てたことによって発生する力Forgを、他方端部に当接している圧力センサ21に伝達する力伝達機構として機能する。また、芯体10及び圧力センサ21は、協働して、力Forgに対応する一次筆圧値Pを検出する筆圧検出部PDとしての役割を果たす。圧力センサ21の圧力検知面に加えられる力Ftransは、諸条件により、力Forgと同じ値となる場合もあれば、力Forgと異なる値となる場合もある。図2には、力Ftransと力Forgとが同じである場合(Ftrans=Forg)を示している。力Ftransと力Forgとが異なる場合(Ftrans≠Forg)である場合の例については、後ほど図14~図17を参照して説明する。
 端子24は、中空部20aの内側面のうち凸部20bの頂面に当たる位置に配置された導体であり、中空部20a内に装着されている芯体10の端子12と接触するように構成される。端子24の個数も1つに限られず、通常は3つの端子24が設けられる。その理由及び詳細については、後ほど図13及び図14を参照しながら説明する。端子24は、芯体ホルダー20の内部に設けられる導線により、MCU23と電気的に接続されている。これによりMCU23は、端子12,24を介して、電極11と電気的に接続されている。
 MCU23は不揮発性のメモリ23aを有するプロセッサであり、メモリ23a内に予め記憶されるプログラム及びデータに従って動作するよう構成される。MCU23が行う処理の詳細については後ほど図3~図8を参照しながら詳述することとして、ここでは概要を説明すると、MCU23は、電極11に到来するアップリンク信号USを端子12,24を通じて受信し、受信したアップリンク信号USに応じた処理を行うよう構成される。この処理には、アップリンク信号USの受信タイミングに応じてその後のアップリンク信号USの受信及びダウンリンク信号DSの送信のスケジュールを決定し、決定したスケジュールに従ってアップリンク信号USの受信及びダウンリンク信号DSの送信を行うこと、並びに、アップリンク信号USにより示されるコマンドに応じたデータを取得し、ダウンリンク信号DSに含めて送信することが含まれる。ダウンリンク信号DSの送信は、MCU23が端子24,12を通じて電極11にダウンリンク信号DSを供給することによって実行される。
 MCU23がダウンリンク信号DSに含めて送信するデータには、上述したように、力Forgに対応する出力値Pが含まれる。そのためにMCU23は、メモリ23a内に予めプロファイルデータを記憶しておき、そのプロファイルデータに基づいて、一次筆圧値Pから出力値Pを取得する処理を行う。スタイラス2がこの処理を行うことにより、本実施の形態では、芯体10に加えられる力Forgとスタイラス2の出力値Pとの関係を、筆圧検出部PDの具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能となっている。詳細については、後ほど図3~図8を参照しながら詳述する。
 MCU23はまた、装着中の芯体10及び圧力センサ21それぞれの種別を判定する機能を有して構成される。MCU23は、端子24と端子12の接触状態を検出することによって、芯体10の種別の判定を行う(詳細は、図11及び図12を参照しながら後述する)。一方、圧力センサ21の種別の判定については、MCU23は、圧力センサ21との電気信号のやり取りを通じて判定を行う。
 図1に戻る。電子機器3は、パネル面32を有するタブレット又はデジタイザであり、図1(b)に示すように、センサ電極30と、センサコントローラ31とを有して構成される。このうちセンサ電極30は、パネル面32の直下にマトリクス状に配置された複数の線状電極(図示せず)によって構成される。
 センサコントローラ31は、センサ電極30をアンテナとして用いて、スタイラス2と双方向に信号を送受信可能に構成される。アップリンク信号USを送信する際のセンサコントローラ31は、スタイラス2に対して送信すべき命令(コマンド)を示すコマンド信号を取得し、取得したコマンド信号を含むアップリンク信号USを送信する。また、ダウンリンク信号DSとしての位置信号を受信した場合のセンサコントローラ31は、センサ電極30を構成する各線状電極における位置信号の受信強度に基づいてパネル面32上におけるスタイラス2の位置を検出し、検出した位置を示す座標データをホストコントローラ4に出力する。一方、ダウンリンク信号DSとしてのデータ信号を受信した場合のセンサコントローラ31は、受信したデータ信号を復号することによってスタイラス2が送信したデータを取得し、ホストコントローラ4に出力する。
 ホストコントローラ4は、センサコントローラ31から供給される一連の座標データ(スタイラス2の位置の軌跡を示す一連の座標データ)に基づき、図示しないディスプレイに描画処理(インキング処理とも呼ばれる)を行うコンピュータである。ホストコントローラ4は、電子機器3及びディスプレイと一体に構成されてもよく、別体に構成されてもよい。前者に相当する場合の例としては、図1(a)に示すようなタブレット型のコンピュータとして、ホストコントローラ4、電子機器3、及びディスプレイを一体に構成する例が挙げられる。後者に相当する場合の例としては、電子機器3をデジタイザ(図示せず)として構成し、ホストコントローラ4及びディスプレイをいわゆるパソコン(ノート型、デスクトップ型など)として構成する例が挙げられる。
 ホストコントローラ4が行う描画処理では、インクペンやペンシル(鉛筆)などのブラシタイプや色情報などに基づく処理が行われる他、一連の座標データに基づいて描画される線の線幅(図1(a)に示す線幅W)及び不透明度の少なくとも一方を含むインクパラメータに基づく処理が実行される。ホストコントローラ4は、センサコントローラ31から供給される出力値Pに基づいてインクパラメータを取得するよう構成される。なお、スタイラス2の内部でインクパラメータを生成することとしてもよく、その場合には、出力値Pがインクパラメータそのものとなるので、ホストコントローラ4は、出力値Pをインクパラメータとして取得すればよい。一方、スタイラス2の出力値Pが筆圧値(図2に示したMCU23により、圧力センサ21から供給される一次筆圧値Pに基づいて生成される二次筆圧値)である場合には、ホストコントローラ4内で、出力値Pに基づいてインクパラメータを生成する処理を行う必要がある。
 ホストコントローラ4はまた、センサコントローラ31に対して、力Forgと出力値Pの対応関係を示す設定情報を供給するように構成される。設定情報の詳細については後述するが、例えば、力Forgから出力値Pを算出するための関数又はルックアップテーブルである。設定情報が(一次筆圧値Pや出力値Pなどのデジタル値ではなく)力Forgから、(二次筆圧値、線幅、又は透明度などである)出力値Pを決定するものであることに着目し、設定情報を力応答カーブ(Force Response Curve)と称してもよい。
 設定情報の供給を受けたセンサコントローラ31は、その設定情報を含むアップリンク信号USをスタイラス2に送信する。本実施の形態では、こうしてスタイラス2に設定情報を供給することにより、スタイラス2の出力値Pが、スタイラス2の筆圧検出特性から切り離された(Decoupled)ものとなる。つまり、ホストコントローラ4のユーザから見れば、スタイラス2の筆圧検出部PDの構成がどのようなものであったとしても、力Forgと出力値Pの対応関係を設定情報により示したものに固定することが可能になる。以下、図3~図8を参照しながら、詳しく説明する。
 図3(a)は、図2に示した筆圧検出部PD及びMCU23の処理を示す図であり、図3(b)は、図2に示した芯体10(力伝達機構)及び圧力センサ21の処理を示す図である。
 筆圧検出部PDは、図3(a)に示すように、ペン先に加えられる力Forgから一次筆圧値Pを得る機能部である。力Forgと一次筆圧値Pの対応関係を関数fで表すことにすると、P=f(Forg)となる。筆圧検出部PDは、図3(b)にも示すように、芯体10及び圧力センサ21によって構成される。芯体10は、力Forgから力Ftransを得る機能部であり、圧力センサ21は、力Ftransから一次筆圧値Pを得る機能部である。力Forgと力Ftransの対応関係、力Ftransと一次筆圧値Pの対応関係をそれぞれ関数f11,f12で表すことにすると、Ftrans=f11(Forg)、P=f12(Ftrans)となる。関数f11,f12を用いると、関数fはこれらの合成関数f11○f12で表すことができる。すなわち、P=f11○f12(Forg)=f12(f11(Forg))となる。
 MCU23は、図3(a)に示すように、一次筆圧値Pから出力値Pを得る機能部である。一次筆圧値Pと出力値Pの対応関係を関数fで表すことにすると、P=f(P)となる。
 図4は、芯体10に加えられる力ForgとMCU23の出力値Pの関係の様々な例を示す図である。同図に示すように、出力値Pは、関数f11,f12,fを用いると、P=f11○f12○f(Forg)=f(f12(f11(Forg)))と表される。以下、図4に示す3つの例1~3を取り上げて、このような合成関数f11○f12○fで表される力Forgと出力値Pの関係がどのようなものとなるのか、という点を説明する。
 例1は、関数f11が線形関数であり、関数f12が対数関数であり、関数fが関数f12と同じ底を有する指数関数である場合の例である。この場合、合成関数f11○f12○fは線形関数となり、出力値Pは、図4に示すように力Forgと線形の関係を有することになる。
 例2は、関数f11,f12,fがいずれも線形関数である場合の例である。この場合の合成関数f11○f12○fも線形関数となり、出力値Pは、図4に示すように力Forgと線形の関係を有することになる。
 例3は、関数f11,f12が線形関数であり、関数fが対数関数である場合の例である。この場合、合成関数f11○f12○fは対数関数となり、出力値Pは、図4に示すように力Forgに対して対数の関係を有することになる。
 例1,2から理解されることは、筆圧検出部PDの構成が異なっていても、MCU23の処理によっては、力Forgと出力値Pの関係を同じものとすることができる、ということである。一方、例2,3からは、筆圧検出部PDの構成が同じであっても、MCU23の処理によっては、力Forgと出力値Pの関係を異なるものとすることができる、ということが理解される。これらのことから、MCU23の処理内容の制御により、力Forgと出力値Pの関係を任意に制御することが可能になると言える。本発明は、このような力Forgと出力値Pとの関係の性質を利用して、力Forgと出力値Pとの関係を筆圧検出部PDの具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)を目的とするものである。具体的には、MCU23に、力Forgと出力値Pの対応関係を決定するデータであって、筆圧検出部PDの特性に基づいて決定された一次筆圧値Pと出力値Pとの対応関係を示すプロファイルデータを設定させ、このプロファイルデータに基づき、一次筆圧値Pから出力値Pを取得させ、かつ、出力させる。以下、このようなMCU23の処理について、詳しく説明する。
 図5は、MCU23の処理の第1の例を示すフロー図である。本例によるMCU23は、まず初めに、力Forgと出力値Pの対応関係を決定するデータであって、筆圧検出部PDの特性に基づいて決定された一次筆圧値Pと出力値Pとの対応関係を示すプロファイルデータを設定するプロファイルデータ設定ステップ(ステップS1~S4)を実行する。
 ここで、プロファイルデータは、上述した力応答カーブを実現するためのデータである。図5に示すMCU23の処理の第1の例では、プロファイルデータは、力Forgと出力値Pの対応関係hと、筆圧検出部PDの特性fとを示すデータによって構成される。一方、後述する図7に示すMCU23の処理の第2の例では、プロファイルデータは、一次筆圧値Pと出力値Pの対応関係fを示すデータによって構成される。
 図5に戻り、プロファイルデータ設定ステップを開始したMCU23はまず、力Forgと出力値Pの対応関係hを示す設定情報を取得する(ステップS1)。対応関係hは、力Forgから出力値Pへの関数(第1の関数)であり、P=h(Forg)と表される。また、設定情報は、上述したように、スタイラス2から見れば外部の装置であるホストコントローラ4から、センサコントローラ31を介してスタイラス2に供給される。MCU23は、こうして取得した設定情報によって示される対応関係hをプロファイルデータの一部として設定し、メモリ23aに格納する(ステップS2)。
 続いてMCU23は、筆圧検出部PDの特性fを示す特性情報を取得する(ステップS3)。特性fは、上述したように力Forgから一次筆圧値Pへの関数(第2の関数)であり、P=f(Forg)と表される。MCU23は、図2に示した端子24との電気的接続を通じて筆圧検出部PDの種類を検出し、その結果に基づいて特性情報の取得を行う。その後、MCU23は、こうして取得した特性情報によって示される特性fの逆関数f -1をプロファイルデータの残部として設定し、メモリ23aに格納する(ステップS4)。
 プロファイルデータ設定ステップは、以上のステップS1~S4の処理によって完了する。プロファイルデータの設定を終えたMCU23は、筆圧検出部PDから一次筆圧値Pを取得する一次筆圧値取得ステップを繰り返し実施し(ステップS5)、その都度、メモリ23a内に格納したプロファイルデータに基づいて、一次筆圧値Pから出力値Pを取得する出力ステップ(ステップS6~S8)を実行する。なお、一次筆圧値取得ステップの実施について、MCU23は、周期的に行うこととしてもよいし、出力値Pの送信を要するコマンドが受信された場合に行うこととしてもよい。以下、出力ステップの詳細について説明する。
 MCU23はまず、プロファイルデータとしてメモリ23aに格納した特性fの逆関数f -1により、一次筆圧値Pから力Forgを取得する(ステップS6)。具体的には、Forg=f -1(P)という演算を行うことにより、一次筆圧値Pから力Forgを取得すればよい。続いてMCU23は、プロファイルデータとしてメモリ23aに格納した対応関係hにより、ステップS6で取得した力Forgから出力値Pを取得する(ステップS7)。具体的には、P=h(Forg)という演算を行うことにより、力Forgから出力値Pを取得すればよい。MCU23は、ここまでの処理によって得た出力値Pをダウンリンク信号DSに含め、センサコントローラ31を介してホストコントローラ4に向けてダウンリンク信号DSを送信する。
 ステップS7の終了後、MCU23は、設定情報又は特性情報に変更があったか否かを判定する(ステップS8)。設定情報については、MCU23は、外部から(具体的には、センサコントローラ31経由でホストコントローラ4から)新たな設定情報が受信されたか否かを判定することによって、ステップS8の判定を行う。一方、特性情報については、MCU23は、ステップS8の中で、筆圧検出部PDが取り替えられたか否かを検出する取替検出ステップを実行する。この検出は図2に示した端子12,24を用いて実行されるが、詳細については、後ほど図11及び図12を参照しながら説明する。MCU23は、取替検出ステップを実行した結果として筆圧検出部PDの取り替えが検出された場合に、特性情報に変更があったと判定する。
 ステップS8において変更があったと判定したMCU23は、ステップS1に戻り、再度プロファイルデータ設定ステップ(ステップS1~S4)を実行する。これにより、設定情報及び特性情報の再取得、そして、プロファイルデータの再設定が実行される。一方、ステップS8において変更がないと判定したMCU23は、ステップS5に戻って、一次筆圧値P及び出力値Pの取得を繰り返す。
 図6は、図5に示した出力ステップの処理を別の観点から説明するための図である。同図に示した楕円(内部に黒丸を示したもの)は、本実施の形態で取り扱うデータ(力Forg、一次筆圧値P、出力値P)を表している。同図に示すように、まず筆圧検出部PDによって、力Forgが一次筆圧値Pに変換される。次いでMCU23により、一次筆圧値Pが力Forgに逆変換される。特性情報により示される筆圧検出部PDの特性fを用いると、この逆変換はf -1によって表される。最後にMCU23により、設定情報により示される対応関係hを用いて、力Forgが出力値Pに変換される。このように、本例によるスタイラス2は、特性fの逆関数f -1を用いて一次筆圧値Pを一旦力Forgに戻したうえで、対応関係hを用いて力Forgから出力値Pを取得しており、その結果として、力Forgと出力値Pの関係を筆圧検出部PDの具体的な構成(すなわち、特性f)から切り離すこと(Decoupling)が実現されている。
 図7は、MCU23の処理の第2の例を示すフロー図である。図5及び図6を参照して説明した第1の例では、MCU23は、特性fの逆関数f -1を用いて一次筆圧値Pを一旦力Forgに戻したうえで、対応関係hを用いて力Forgから出力値Pを取得していた。これに対し本例では、MCU23の演算負荷を軽くするため、逆関数f -1と対応関係hの合成関数f -1○hを用いて、力Forgを直接出力値Pに変換する。以下、第1の例との相違点を中心に詳しく説明する。
 図7と図5を比較すると理解されるように、本例では、ステップS2,S4に代えてステップS10が実行され、ステップS6,S7に代えてステップS11が実行される。
 ステップS10は、ステップS1,S3の実行後に実行される。具体的に説明すると、MCU23は、ステップS3で取得した特性情報により示される特性fに基づき、力Forgが加わったときの出力値PがステップS1で取得した設定情報により示される対応関係hを満たすこととなるような、一次筆圧値Pと出力値Pの対応関係fを示すプロファイルデータを生成し、メモリ23aに格納する。対応関係fは、設定情報により示される力Forgと出力値Pの対応関係を表す関数h(第1の関数)と、特性情報により示される特性を表す関数f(第2の関数)の逆関数f -1との合成関数f -1○hであり、プロファイルデータは、この合成関数f -1○hを特定するデータとなる。
 ステップS11においては、MCU23は、プロファイルデータとしてメモリ23aに格納した対応関係f=f -1○hにより、一次筆圧値Pから直接、出力値Pを取得する。つまり、P=f(P)=f -1○h(P)の演算を行うことにより、出力値Pを取得する。このように本例では、図5の例とは違って関数の適用が一度で足り、より少ない演算処理で出力値Pを得ることが可能となっている。
 図8は、図7に示した出力ステップの処理を別の観点から説明するための図である。同図に示すように、この場合もまず初めは、筆圧検出部PDによって、力Forgが一次筆圧値Pに変換される。この点は、図6の例と同様である。次いでMCU23により、設定情報により示される対応関係hと、特性情報により示される筆圧検出部PDの特性fの逆関数f -1との合成関数f=f -1○hを用いて、一次筆圧値Pが直接出力値Pに変換される。このように、本例によるスタイラス2は、合成関数f -1○hを用いて一次筆圧値Pから直接出力値Pを取得しており、その結果として、図6の例と比べて少ない演算処理で、力Forgと出力値Pの関係を筆圧検出部PDの具体的な構成(すなわち、特性f)から切り離すこと(Decoupling)が実現されている。
 図9は、図7及び図8に示した例による処理を実現するスタイラス2の機能ブロックを示す略ブロック図である。図9には、合成関数f -1○hによる出力値Pの具体的な演算方法として、ルックアップテーブルを用いる場合を示している。以下、詳しく説明する。
 図9に示すように、MCU23は機能的に、プロファイルデータ特定部40、出力データ取得部41、及びプロファイルデータ記憶部42を有して構成される。このうちプロファイルデータ記憶部42は、図2に示したメモリ23a内に実現される。
 プロファイルデータ記憶部42には、予め複数のプロファイルデータが格納される。これら複数のプロファイルデータは、互いに異なる合成関数f -1○hを示すものである。プロファイルデータ記憶部42へのプロファイルデータの格納は、スタイラス2の製造の際に工場で実施されることとしてもよいし、適宜、ユーザ又は自動処理によって実施されることとしてもよい。プロファイルデータ記憶部42へのプロファイルデータの格納がユーザ又は自動処理によって実施される場合には、アップリンク信号USを利用して、センサコントローラ31からスタイラス2にプロファイルデータを供給することとしてもよいし、スタイラス2に例えばブルートゥース(登録商標)や無線LANなどの無線通信機能を設け、この無線通信機能を通じて、外部のコンピュータからスタイラス2にプロファイルデータを供給することとしてもよい。
 図10は、プロファイルデータ記憶部42に格納されるプロファイルデータの一例を示す図である。同図に示すように、プロファイルデータは、ルックアップテーブルの形式でプロファイルデータ記憶部42内に格納される。より具体的に説明すると、プロファイルデータ記憶部42には、設定情報(図10には、N個の設定情報1~Nを例示している)ごとに、芯体10の種類(ペンシルを模擬するための硬質プラ、ペンシルより柔らかい感触を与えるためのブラシなど)と圧力センサ21の種類(可変容量コンデンサ、歪ゲージなど)との任意の組み合わせのそれぞれについて、一次筆圧値Pと出力値Pの関係を示す一連のデータが格納される。この一連のデータは、具体的には、予め設定された複数の一次筆圧値P(図10の左端列)のそれぞれに対応する出力値Pによって構成されるもので、それぞれが1つのプロファイルデータを構成する。
 図9に戻り、プロファイルデータ特定部40は、外部から設定情報の供給を受けるとともに、自ら筆圧検出部PDの種別を検出することによって、筆圧検出部PDの特性を示す特性情報を取得する。図10の例においては、設定情報は、N個の設定情報1~Nのうちの1つを特定する情報となる。プロファイルデータ特定部40は、取得した設定情報及び特性情報に基づき、プロファイルデータ記憶部42に格納される複数のプロファイルデータのうちの1つを特定し、特定したプロファイルデータの種別を出力データ取得部41に通知する。出力データ取得部41は、こうして通知されたプロファイルデータ種別に基づいてプロファイルデータ記憶部42から一のプロファイルデータを選択することによってプロファイルデータを設定し、設定したプロファイルデータに基づいて、一次筆圧値Pを出力値Pに変換する処理を行う。
 図10を参照してより具体的に説明すると、例えば設定情報が設定情報1を特定する情報であり、筆圧検出部PDが可変容量コンデンサである圧力センサ21と硬質プラスチックである芯体10とによって構成されるものであった場合、プロファイルデータ特定部40は、図10に例PEとして示したプロファイルデータを特定することになる。そしてその結果、出力データ取得部41は、例えば一次筆圧値Pが120.0であれば出力値Pとして706.6を出力し、一次筆圧値Pが150.0であれば出力値Pとして865.9を出力することになる。なお、一次筆圧値Pの値がプロファイルデータ内に明示されていない場合、出力データ取得部41は、内挿によって出力値Pを求めればよい。すなわち、プロファイルデータ内に明示されている値から任意の補間曲線を生成し、その補間曲線に基づいて出力値Pを求めてもよいし、単純な線形補間によって出力値Pを求めてもよい。
 以上説明したように、本実施の形態によれば、設定情報及び特性情報に基づいて決定された一次筆圧値Pと出力値Pとの対応関係を示すプロファイルデータに基づき、一次筆圧値Pから出力値Pが取得されるので、芯体10に加えられる力Forgとスタイラス2の出力値Pとの関係を、筆圧検出部PDの具体的な構成(例えば、圧力センサ21が容量スイッチ又は歪ゲージのいずれであるか)から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。つまり、スタイラス2の筆圧検出部PDがどのような構成であったとしても、芯体に加えられる力Forgとスタイラス2の出力値Pとの関係を一定のものにすることができる。
 別の観点で考えると、本実施の形態によれば、筆圧検出部PDの具体的な構成によらず任意に、芯体10に加えられる力Forgとスタイラス2の出力値Pとの関係を制御することが可能になる。例えば、筆圧検出部PDの構成が異なる複数のスタイラス2に同じ設定情報を設定すれば、筆圧検出部PDの構成が異なるにも関わらず、同じ力Forgに対して同じ出力値Pを出力させることができる。逆に、筆圧検出部PDの構成が同じ複数のスタイラス2に異なる設定情報を設定すれば、筆圧検出部PDの構成が同じであるにも関わらず、同じ力Forgに対して異なる出力値Pを出力させることができる。
 また、本実施の形態によれば、スタイラス2のメモリ23a内に、演算用の関数又はルックアップテーブルの形式で、予めプロファイルデータを格納しておくことが可能になる。さらに、外部からスタイラス2に対して設定情報を設定することが可能になる一方、スタイラス2に自律的に特性情報を取得させることが可能になる。
 また、図7及び図8に示したように合成関数を用いて一次筆圧値Pを直接出力値Pに変換する場合には、図5及び図6に示したように一次筆圧値Pを一旦力Forgに戻す場合に比べて、スタイラス2のMCU23の演算負荷を軽減することが可能になる。また、ルックアップテーブルを用いることで、MCU23の演算処理を簡略化するとともに、単純な関数で表すことが困難であるような関係を利用することが可能になる。
 また、メモリ23aとして不揮発性のメモリを用いていることから、スタイラス2の電源が切れた場合であっても、メモリ23a内に格納済みのプロファイルデータを維持することが可能となっている。
 また、図10に示したように、設定情報1~N(力応答カーブ(Force Response Curve)1~N)のそれぞれに対して互いに異なるプロファイルデータ(あるいはプロファイルデータのセット)を用意することで、スタイラス2の筆圧検出部PDの構成(圧力センサ21と芯体10との組み合わせ)に非依存の任意の情報(外部情報)に基づいた設定情報(力応答カーブ)をスタイラスに設定することが可能になる。
 (1)例えば、設定情報1には、スタイラス2を後述の図28(a)に示すようなインクペン(第1の線幅を有するインクペン)に設定するためのプロファイルデータ(あるいはそのセット)を用意し、設定情報2には、スタイラス2を第1の線幅と異なる第2の線幅を有するインクペンに設定するためのプロファイルデータを用意し、設定情報N-1には、スタイラス2を後述の図28(b)に示すようなペンシル(鉛筆)であって第1の硬度の芯のペンシル(鉛筆)に設定するためのプロファイルデータを用意し、設定情報Nには、スタイラス2を第2の硬度の芯のペンシル(鉛筆)に設定するためのプロファイルデータを用意し、これらを切り替えて使用することで、同一のハードウェアを有するスタイラス2に任意の筆記具を模擬した力応答カーブに応じた出力値(例えば、線幅、不透明度などのインクパラメータ)を出力させることが可能となる。
 (2)また、例えば、既存の第1の万年筆メーカの製造する第1のタイプの万年筆の書き味を模擬するような力とインクパラメータ(線幅、不透明度)との関係を示す設定情報1(力応答カーブ)と、第2の万年筆メーカの製造する第2のタイプの万年筆の書き味を模擬するような力と線幅の関係を示す設定情報2(力応答カーブ)とをクラウドサーバ(後述する図29参照)に保持させておき、これらの設定情報のうちの1つを選択してプロファイルデータの一部としてスタイラス2に設定することで、第1のタイプの万年筆又は第2のタイプの万年筆を模した出力値を出力するスタイラス2を実現することが可能になる。
 (3)また、設定情報1~Nをスタイラス2固有のID(あるいは固有のIDに関連図けられたユーザのアカウント)ごとに異なる情報とすることで、スタイラス2を保持するユーザに応じて任意の力応答カーブ(力Forgとインクパラメータ(線幅、不透明度)等との関係)を実現するスタイラス2を得ることが可能になる。これにより、ユーザによるスタイラス2の持ち方の相違(垂直又は斜め)がインクパラメータに影響することを回避することも可能になる。
 ここで、スタイラス2の具体的な構成の例について、図11~図23を参照しながら、より詳しく説明する。
<筆圧検出部(力伝達機構)>
 図11(a)は、図2に示した芯体ホルダー20の断面図であり、図11(b)は、芯体ホルダー20に固定される構成を図11(a)に書き加えてなる図である。図11(a)に示すように、芯体ホルダー20は略円筒状の部材であり、スタイラス2の先端に開口を有する中空部20aと、中空部20aの内側面に設けられた凸部20bとを有して構成される。上述したように、中空部20aは芯体10を格納するための空間であり、凸部20bによって芯体10の凹部10aと係合する。
 芯体ホルダー20には、図11(b)に示すように、圧力センサ21、MCU23、及び1つ以上の端子24が設けられる。圧力センサ21は中空部20aの最奥部に配置され、MCU23と電気的に接続している。また、端子24は凸部20bの頂面に配置され、やはりMCU23と電気的に接続している。
 図12(a)は、図2に示した芯体10の断面図であり、図12(b)は、芯体10に固定される構成を図12(a)に書き加えてなる図である。図12(a)に示すように、芯体10は略円柱状の部材であり、その長手方向中央付近に凹部10aを有して構成される。凹部10aは、芯体ホルダー20の凸部20bと係合するように構成される。
 芯体10には、図12(b)に示すように、電極11及び1つ以上の端子12が設けられる。電極11はペン先を構成する芯体10の一方端部付近に埋め込まれ、端子12は凹部10aの底面に当たる位置に配置される。電極11と端子12とは、芯体10内に埋め込まれた配線によって互いに電気的に接続される。
 芯体10の構成には、各種のバリエーションが考えられる。図13には、芯体10の3つのバリエーションを示している。図13(a)は、芯体10の第1のバリエーションにかかる芯体10Aを示す図であり、図13(b)は、芯体10の第2のバリエーションにかかる芯体10Bを示す図であり、図13(c)は、芯体10の第3のバリエーションにかかる芯体10Cを示す図である。また、図13(d)は、図13(a)のB-B線に対応する芯体10Aの断面図であり、図13(e)は、図13(b)のC-C線に対応する芯体10Bの断面図であり、図13(f)は、図13(c)のD-D線に対応する芯体10Cの断面図である。
 芯体10Aの構成は、図12に示したものと同じである。芯体10Aは略円形の断面を有しており、その側面には3つの凸部が形成されている。これら3つの凸部は、図13(d)に示すように、図面上側を12時としてそれぞれ12時、3時、及び6時の位置に配置される。芯体10Aは、配線L1によって互いに接続された2つの端子12を有しており、これらはそれぞれ、3時及び6時の位置に配置された凸部の表面に形成される。
 芯体10Bは、図13(b)に示す調整部13を芯体10Aの構成に追加したものである。調整部13は、凹部10aの内側下面(ペン先側の表面)に立設された弾性部材であり、力Forgの一部を芯体ホルダー20に分散させる役割を果たす。調整部13の役割については、後ほど図17を参照しながらより詳しく説明する。芯体10Bは、配線L2によって互いに接続された2つの端子12を有しており、これらはそれぞれ、上述した12時及び3時の位置に配置された凸部の表面に形成される。
 芯体10Cは、図13(c)に示す調整部14を芯体10Aの構成に追加したものである。調整部14は、芯体10Cの一方端部に接着された弾性部材であり、芯体10Cの一方端部を覆ってスタイラス2のペン先を構成する。調整部14も力Forgの一部を芯体ホルダー20に分散させる役割を果たすが、その詳細については、後ほど図18及び図19を参照しながらより詳しく説明する。芯体10Bは、配線L3によって互いに接続された3つの端子12を有しており、これらはそれぞれ、上述した12時、3時、及び6時の位置に配置された凸部の表面に形成される。
 スタライス2のMCU23は、芯体10の各端子12と、芯体ホルダー20側に設けられる複数の端子24との接触状態を検出することによって、装着中の芯体10の種別を判定可能に構成される。以下、図14を参照して芯体ホルダー20の断面構造を説明した後、この判定の具体的な内容について説明する。
 図14は、図11(b)のA-A線に対応する芯体ホルダー20の断面図である。同図に示すように、芯体ホルダー20は、側面に3つの凹部H1~H3を有する略円形の断面を有している。凹部H1~H3は、凹部H1から順に90度ずつ離れて配置される。端子24は、凹部H1~H3それぞれの内表面に形成される。以下では、凹部H1~H3の内表面に形成された端子24をそれぞれ端子24a~24cと称する。端子24aは、インバータを介して、図11(b)にも示すMCU23の端子D1に接続される。端子24bは、接地される。端子24cは、インバータを介して、図11(b)にも示すMCU23の端子D0に接続される。端子24a,24cはそれぞれ、抵抗素子を介して、電源電位Vddが供給される電源配線にも接続される。
 凹部H1~H3は、芯体10A~10Cのそれぞれに設けられる3つの凸部と嵌合するように構成される。
 芯体10Aを芯体ホルダー20に装着すると、芯体10Aに設けられる3つの凸部のうち端子12を有する2つの凸部が凹部H2,H3のそれぞれに嵌合することになる。その結果、端子24b,24cが配線L1(図13(d)参照)を介して相互に接続されることになるので、端子24cが接地され、端子D0にはハイレベル(1)が現れることになる。一方、端子12を有しない凸部は凹部H1に嵌合し、その結果として端子24aがフローティングとなるので、端子D1にはローレベル(0)が現れることになる。MCU23は、こうして端子D1,D0に供給される電位レベル「0」「1」から、装着中の芯体10が芯体10Aであることを検出する。
 芯体10Bを芯体ホルダー20に装着すると、芯体10Bに設けられる3つの凸部のうち端子12を有する2つの凸部が凹部H1,H2のそれぞれに嵌合することになる。その結果、端子24a,24bが配線L2(図13(e)参照)を介して相互に接続されることになるので、端子24aが接地され、端子D1にはハイレベル(1)が現れることになる。一方、端子12を有しない凸部は凹部H3に嵌合し、その結果として端子24cがフローティングとなるので、端子D0にはローレベル(0)が現れることになる。MCU23は、こうして端子D1,D0に供給される電位レベル「1」「0」から、装着中の芯体10が芯体10Bであることを検出する。
 芯体10Cを芯体ホルダー20に装着すると、凹部H1~H3のすべてに、端子12を有する凸部が嵌合することになる。その結果、端子24a~24cが配線L3(図13(f)参照)を介して相互に接続されることになるので、端子24a,24cがともに接地され、端子D1,D0の両方にハイレベル(1)が現れることになる。MCU23は、こうして端子D1,D0に供給される電位レベル「1」「1」から、装着中の芯体10が芯体10Cであることを検出する。
 以上のように、MCU23は、端子D1,D0に供給される電位レベルに基づいて、芯体10の種別を判定するように構成される。
 次に、図13に示した3種類の芯体10A~10Cのそれぞれについて、力Forgと力Ftransとの関係について説明する。上述したように、力Ftransと力Forgとは必ずしも同じではなく、異なる場合もある。以下では、それぞれの場合の具体例を説明する。
 図15及び図16は、芯体10Aを有するスタイラス2の使用状態を示す図であり、図15(a)はペン先がパネル面32に接触していない状態を、図15(b)はペン先がパネル面32に対して垂直に接触している状態を、図16はペン先がパネル面32に対して斜めに接触している状態をそれぞれ示している。
 図15(a)に示すように、ペン先がパネル面32に接触していない状態では、パネル面32から芯体10Aの一方端部に力Forgが与えられることはなく、その結果として圧力センサ21に力Ftransが与えられることもない。一方、図15(b)に示すように、ペン先がパネル面32に対して垂直に接触している状態では、パネル面32から芯体10Aに対して力Forgが与えられ、そのすべてが芯体10Aを通じて圧力センサ21に伝えられる。したがって、圧力センサ21に与えられる力Ftransの大きさは、力Forgの大きさに等しくなる。
 ペン先がパネル面32に対して斜めに接触している状態では、力Forgが芯体10Aに対して斜めに加わることから、図16に示すように、芯体10Aの側面の一部が中空部20aの内側面と接触する。その結果、力Forgの一部(図示した力F1)が芯体ホルダー20に吸収される。また、芯体10Aから圧力センサ21に与えられる力に、圧力検知面に対して垂直に印加される成分と、圧力検知面に対して斜めに印加される成分(図示した力F2)とが生ずる。圧力センサ21は、圧力検知面に対して垂直に印加される力のみを力Ftransとして検出可能に構成されているため、以上の結果として、力Ftransは、力ForgよりもF1+F2だけ小さな力となる(Ftrans=Forg-F1-F2)。
 なお、圧力センサ21としては、上記したような圧力検知面に対して垂直に印加される力のみを力Ftransとして検出可能に構成されたものだけでなく、他の種類のものを用いることも可能である。例えば、軸芯方向(Z方向)の力FtransZに加えて、X方向FtransX、Y方向FtransY、及び円周方向FtransRに加わる力を検出可能に構成された圧力センサ21を用いる場合であれば、プロファイルデータをそれぞれの成分に対して設定すればよい。つまり、プロファイルデータZ、プロファイルデータX,Y、プロファイルデータRを設定すればよい。
 図17(a)は、図13(b)にも示した芯体10Bの断面図であり、図17(b)は、芯体10Bを有するスタイラス2の使用状態(ペン先がパネル面32に対して垂直に接触している状態)を示す図である。
 図17(b)に示すように、芯体10Bでは、調整部13が芯体ホルダー20と垂直方向に接触していることから、ペン先がパネル面32に対して垂直に接触している状態でも、力Forgの一部(図示した力F1)が芯体ホルダー20に吸収される。したがって、力Ftransは、力ForgよりもF1だけ小さな力となる(Ftrans=Forg-F1)。
 図18(a)は、図13(c)にも示した芯体10Cの断面図であり、図18(b)及び図19は、芯体10Cを有するスタイラス2の使用状態を示す図である。図18(b)はペン先がパネル面32に対して垂直に接触している状態を、図19はペン先がパネル面32に対して斜めに接触している状態を、それぞれ示している。
 図18(b)に示すように、芯体10Cでも、芯体10Bの場合と同様、調整部14が芯体ホルダー20と垂直方向に接触している。、ペン先がパネル面32に対して垂直に接触している状態でも、力Forgの一部(図示した力F1)が芯体ホルダー20に吸収される。したがって、力Ftransは、力ForgよりもF1だけ小さな力となる(Ftrans=Forg-F1)。
 また、調整部14は芯体ホルダー20の先端と接しているため、図19に示すように、ペン先がパネル面32に対して斜めに接触している状態でも、力Forgの一部(図示した力F1)が調整部14を介して芯体ホルダー20に吸収される。また、この状態では、図16に示した芯体10Aの場合と同様、芯体10Cから圧力センサ21に与えられる力に、圧力検知面に対して垂直に印加される成分と、圧力検知面に対して斜めに印加される成分(図示した力F2)とが生ずる。以上の結果として、力Ftransは、力ForgよりもF1+F2だけ小さな力となる(Ftrans=Forg-F1-F2)。
 以上のように、力Ftransと力Forgとは必ずしも同じではなく、芯体10の種類やユーザによるスタイラス2の使い方(垂直又は斜め)によって、互いに異なる値となる場合がある。本実施の形態によれば、MCU23の処理によって、この違いをホストコントローラ4に対して隠蔽することが可能になる。具体的には、芯体10の種類、ユーザ、ペンIDなどに応じて異なるプロファイルデータを用意することで、芯体10の種類やユーザの癖による力Ftransと力Forgとの対応関係の違いを隠蔽することが可能になる。
 なお、芯体10の具体的な構成例は、ここまでに示した芯体10A~10Cに限られない。
 例えば、図20は、芯体10の第4のバリエーションにかかる芯体10Dを示す図である。芯体10Dは、図13(c)に示した芯体10Cにおいて、調整部14を毛筆状又はブラシ状の調整部15に置換したものである。調整部15は、毛筆と同様の毛によって構成されてもよいし、シリコンなどの弾性部材によって構成されてもよい。芯体10Dにおいても、芯体10Cの場合と同様に、力Ftransと力Forgとが等しくならない場合が生ずる。
<筆圧検出部(圧力センサ)>
 次に、圧力センサ21の種類について説明する。圧力センサ21の構成にも、各種のバリエーションが考えられる。以下では、3つのバリエーションの例を挙げて説明する。
 図21は、圧力センサ21の第1のバリエーションにかかる圧力センサ21Aを示す図である。同図は、圧力センサ21Aの断面図となっている。圧力センサ21Aは、可変容量コンデンサを用いるセンサの一種(容量スイッチ)であり、誘電体52と、この誘電体52を付勢する端子部材53と、導電部材56と、弾性部材57とを備えて構成される。誘電体52は、例えば略円盤状をなしており、第1の面部52aと、この第1の面部52aと略平行に対向する第2の面部52bとを有している。第1の面部52aには、可変容量コンデンサの一方の電極を構成する第1の電極部58が貼り付けられている。導電部材56はその軸心方向の一端に、誘電体52の第2の面部52bと対向する曲面部56aを有している。この曲面部56aにより、可変容量コンデンサの他方の電極である第2の電極部が構成される。
 図21に示すように、芯体10の一方端部に上述した力Forg(図2参照)が与えられると、芯体10を経由して圧力センサ21Aに伝達される力Ftransにより、可変容量コンデンサの保持部材54が押圧される。これにより、保持部材54は、ハウジング51の軸心方向の一端に向かって移動する。そして、導電部材56の曲面部56aが誘電体52の第2の面部52bに接触する。力Ftransが大きくなると、導電部材56は、誘電体52の第2の面部52bに押圧されて変形(扁平化)する。その結果、導電部材56と第2の面部52bとの接触面積が変化することにより、誘電体52の容量値が変化する。圧力センサ21Aは、この変化をデジタル値に変換し、上述した一次筆圧値PとしてMCU23に出力する。
 なお、圧力センサ21Aによる一次筆圧値Pの生成の具体的な方法としては、様々なものが考えられる。一例を挙げると、端子部材53と弾性部材57の間の容量値に応じて変化する時定数に応じた信号を出力する時定数回路を構成し、この信号の値を一次筆圧値Pとすることができる。
 図22は、圧力センサ21の第2のバリエーションにかかる圧力センサ21Bを示す図である。同図は、圧力センサ21Bの断面図となっている。圧力センサ21Bも可変容量コンデンサを用いるセンサの一種(容量スイッチ)であるが、具体的な構成は圧力センサ21Aのものとは異なっている。具体的に説明すると、圧力センサ21Bは、MEMS(Micro Electro Mechanical System)技術により製作されている半導体デバイスとして構成される圧力感知チップ60を、例えば立方体あるいは直方体の箱型のパッケージ65内に封止してなる構成を有している。圧力感知チップ60は、印加される圧力を、静電容量の変化として検出するものである。
 芯体10の他方端部を圧力センサ21Bの連通穴67に挿入すると、弾性部材66により、芯体10が弾性的に保持される。これにより、圧力感知チップ60の静電容量は、芯体10から圧力センサ21Bに印加される力Ftransに応じた値となり、圧力センサ21Bによる一次筆圧値Pの生成が可能となる。
 図23は、圧力センサ21の第3のバリエーションにかかる圧力センサ21Cを示す図である。同図は、圧力センサ21Cの斜視図となっている。圧力センサ21Cは、起歪体70と、起歪体70の表面に貼り付けられた複数の歪ゲージ71とを含んで構成される。起歪体70は、芯体10によって印加される力Ftransに応じて変形するように構成されており、各歪ゲージ71がこの変形の大きさを検出する。圧力センサ21Cは、こうして検出された変形の大きさから、一次筆圧値Pを生成する。
 次に、本実施の形態で説明した関数f11,f12,h,fの具体的な例について説明する。
 図24は関数f11の例を示す図であり、図25は関数f12の例を示す図であり、図26は関数hの例を示す図であり、図27は関数fの例を示す図である。
 図24には、関数f11の例として、タイプA1~A3の3種類を示している。タイプA1の関数f11は線形関数であり、Ftrans=f11(Forg)=(1/2)×Forgを満たす。タイプA2の関数f11も線形関数であり、Ftrans=f11(Forg)=Forgを満たす。タイプA3の関数f11は二次関数であり、Ftrans=f11(Forg)=250×(Forg/500)を満たす。
 図25には、関数f12の例として、タイプB1,B2の2種類を示している。タイプB1の関数f12は0.7次関数であり、P=f12(Ftrans)=36×Ftrans 0.7を満たす。タイプB2の関数f12は線形関数であり、P=f11(Ftrans)=4×Ftransを満たす。
 図26には、関数hの例として、タイプC1~C3の3種類を示している。タイプC1の関数hは対数関数であり、P=h(Forg)=500×ln(Forg)-500を満たす。タイプC2の関数hは線形関数であり、P=h(Forg)=4×Forgを満たす。タイプC3の関数hは平方根関数であり、P=h(Forg)=100×Forg 0.5を満たす。
 そして図27には、図26の関数hを実現するために必要となる関数fの例を示している。すべての組み合わせを書くと煩雑になるので、図27には、関数f11がタイプA1の線形関数であり、関数f12がタイプB1の0.7次関数である場合のみを示している。
 関数hを実現するために必要となる関数fは、図8にも示したように、特性fの逆関数f -1と対応関係hの合成関数f -1○hとなる。これを関数f11,f12を用いて書き直すと、f=f12 -1○f11 -1○hとなる。したがって、関数f11がタイプA1、関数f12がタイプB1であるという条件の下、タイプC1の関数hを実現したい場合の関数fは、P=f(P)=f12 -1○f11 -1○h(P)=500×ln(2(P/36)1/0.7)-500となる。同様に、タイプC2の関数hを実現したい場合の関数fはP=f(P)=2(P/36)1/0.7となり、タイプC3の関数hを実現したい場合の関数fはP=f(P)=100×(2(P/36)1/0.70.5となる。図27に示した各曲線は、こうして得られる関数fを描画したものとなっている。
 以上、関数f11,f12,h,fの具体的な例について説明した。なお、実際の位置検出システム1で使用される関数f11,f12,h,fとして、ここで説明したもの以外の関数も使用され得ることは勿論である。
 例えば、上で説明した関数f11,f12,h,fはいずれも1変数関数であったが、例えばf(x,additionalParam)のような多変数関数とすることも可能である。ただし、additionalParamは追加のパラメータであり、変数x(関数f11に対するForg、関数f12に対するFtransなど)とともに後段の処理に伝達される。なお、追加のパラメータの具体的な例としては、座標の変化速度から求められるスタイラス2の移動速度などが考えられる。
 図28は、本実施の形態による位置検出システム1の効果を示す図である。図28(a)は、ブラシタイプがインクペンである場合を、図28(b)は、ブラシタイプがペンシル(鉛筆)である場合をそれぞれ示している。
 筆跡A1a,A1b,B1a,B1bは、スタイラス2に供給する設定情報により示される対応関係hを指数関数とした場合の例であり、筆跡A2a,A2b,B2a,B2bは、スタイラス2に供給する設定情報により示される対応関係hを対数関数とした場合の例であり、筆跡A3a,A3b,B3a,B3bは、スタイラス2に供給する設定情報により示される対応関係hを線形関数とした場合の例である。いずれの例においても、スタイラス2としては同じものを使用し、同程度の力の入れ具合で入力を行った。
 図28に示した各筆跡から、例えば筆跡A1aと筆跡A2aのようにスタイラス2に異なる設定情報を設定した場合、同じようにスタイラス2での入力を行ったとしても、異なる筆跡が得られることが理解される。また、例えば筆跡A1aと筆跡B1aのように同じ設定情報を用いれば、ブラシタイプが異なっても同様の力応答カーブを得ることが可能になることが理解される。
 次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は主として、一次筆圧値Pを出力値Pに変換する機能をスタイラス2ではなくクラウドサーバに持たせる点で、第1の実施の形態と相違する。その他の点では第1の実施の形態と同様であるので、以下では第1の実施の形態との相違点に着目して説明する。
 図29は、本実施の形態による位置検出システム1のシステム構成を示す図である。同図に示すように、本実施の形態による位置検出システム1は、第1の実施の形態で説明した位置検出システム1の構成(図1(b)参照)に加え、クラウドサーバ5を含んで構成される。
 本実施の形態によるスタイラス2のMCU23(図2参照)は、圧力センサ21から供給される一次筆圧値Pを、出力値Pに変換することなく、ダウンリンク信号DSに含めて送信するよう構成される。センサコントローラ31は、ダウンリンク信号DSによりスタイラス2から受信された一次筆圧値Pを、同じくダウンリンク信号DSにより受信されるスタイラス2のペンIDとともに、ホストコントローラ4に転送する。
 ホストコントローラ4は、力Forgと出力値Pの対応関係を示す設定情報を、センサコントローラ31ではなくクラウドサーバ5に供給するように構成される。また、ホストコントローラ4は、センサコントローラ31から受信された一次筆圧値P及びペンIDを、逐次、クラウドサーバ5に転送する処理を行う。
 クラウドサーバ5は、インターネットやイントラネットなどのネットワークを介してホストコントローラ4に接続されるコンピュータであり、図示しない中央処理装置と記憶装置を有して構成される。以下で説明するクラウドサーバ5の動作は、記憶装置内に記憶されるプログラムを中央処理装置が実行することによって実現される。
 クラウドサーバ5は、ホストコントローラ4から供給される設定情報及びペンIDに基づき、ホストコントローラ4から供給される一次筆圧値Pを出力値Pに変換する処理を行う。変換によって得られた出力値Pはホストコントローラ4に返送され、ホストコントローラ4により、インクパラメータの生成のために用いられる。
 一次筆圧値Pを出力値Pに変換するためにクラウドサーバ5が行う処理の具体的な内容は、第1の実施の形態におけるスタイラス2のMCU23と同様である。以下、クラウドサーバ5の処理フローを参照しながら、詳しく説明する。
 図30は、クラウドサーバ5の処理フローを示す図である。同図に示すように、クラウドサーバ5は、まず初めに、力Forgと出力値Pの対応関係を示す設定情報、及び、筆圧検出部PDの特性を示す特性情報に基づいて決定された一次筆圧値Pと出力値Pとの対応関係を示すプロファイルデータを取得するプロファイルデータ取得ステップ(ステップS20~S22)を実行する。
 具体的に説明すると、クラウドサーバ5はまず、力Forgと出力値Pの対応関係hを示す設定情報をホストコントローラ4から受信する(ステップS20)。対応関係hの詳細は、第1の実施の形態で説明したとおりである。
 続いてクラウドサーバ5は、ホストコントローラ4からペンIDを受信し、それに基づいて、筆圧検出部PDの特性fを示す特性情報を取得する(ステップS21)。ペンIDは、上述したように個々のスタイラス2を特定する情報であり、筆圧検出部PDの構成を示す情報を含んでいる。そこでクラウドサーバ5は、ペンIDから筆圧検出部PDの構成を把握し、その結果に基づいて特性情報を取得する。その際に必要であれば、クラウドサーバ5は、ペンIDと筆圧検出部PDの構成(又は特性情報)との対応関係を記憶する他のサーバから特性情報を読み出すこととしてもよい。
 次にクラウドサーバ5は、ステップS21で取得した特性情報により示される特性fに基づき、力Forgが加わったときの出力値PがステップS20で取得した設定情報により示される対応関係hを満たすこととなるような、一次筆圧値Pと出力値Pの対応関係fを示すプロファイルデータを生成し、自身の記憶装置に格納する(ステップS22)。プロファイルデータの詳細も第1の実施の形態で説明したとおりであり、合成関数f -1○hを特定するデータとなる。なお、図10に例示したルックアップテーブルの形式でプロファイルデータを生成してもよいのは勿論である。
 プロファイルデータの取得を終えたクラウドサーバ5は、ホストコントローラ4から一次筆圧値Pを取得する一次筆圧値取得ステップを繰り返し実施し(ステップS23)、その都度、自身の記憶装置内に格納したプロファイルデータに基づいて、一次筆圧値Pから出力値Pを取得する出力値取得ステップ(ステップS24,S25)を実行する。
 具体的に説明すると、クラウドサーバ5は、プロファイルデータとして記憶装置に格納した合成関数f=f -1○hにより、一次筆圧値Pから直接、出力値Pを取得する(ステップS24)。プロファイルデータが図10に例示したルックアップテーブルの形式で記憶装置に格納されている場合には、クラウドサーバ5は、設定情報及び特性情報に基づいて一のプロファイルデータを選択し、選択したプロファイルデータに基づいて、一次筆圧値Pを出力値Pに変換する。
 ステップS24の終了後、クラウドサーバ5は、新たな設定情報又はペンIDをホストコントローラ4から受信したか否かを判定する(ステップS25)。新たな設定情報又はペンIDを受信したと判定した場合、クラウドサーバ5は、ステップS20に戻ってプロファイルデータ取得ステップ(ステップS20~S22)を実行する。これにより、設定情報及び特性情報の再取得、そして、プロファイルデータの再取得が実行される。一方、ステップS25において新たな設定情報又はペンIDを受信していないと判定したクラウドサーバ5は、ステップS23に戻って、一次筆圧値P及び出力値Pの取得を繰り返す。
 以上説明したように、本実施の形態によれば、芯体10に加えられる力Forgとスタイラス2の出力値Pとの関係を筆圧検出部PDの具体的な構成から切り離す(Decouple)ための処理、すなわち、設定情報及び特性情報に基づいて決定された一次筆圧値Pと出力値Pとの対応関係を示すプロファイルデータに基づいて一次筆圧値Pから出力値Pを取得する処理を、スタイラス2ではなくクラウドサーバ5によって行うことが可能になる。スタイラス2は単に一次筆圧値Pを出力するだけでよいので、スタイラス2の処理を軽減することが可能になる。
 なお、本実施の形態では、クラウドサーバ5は一次筆圧値Pから直接出力値Pを取得することとして説明したが、クラウドサーバ5は、図5及び図6を参照して説明した例と同様に、一次筆圧値Pを一旦力Forgに戻し、力Forgから出力値Pを取得することとしてもよい。
 また、本実施の形態では、クラウドサーバ5が一次筆圧値Pから出力値Pを取得する処理を行うこととして説明したが、例えばセンサコントローラ31やホストコントローラ4など、他のコンピュータがこの処理を行うこととしてもよい。この場合、クラウドサーバ5がプロファイルデータを決定し、ホストコントローラ4上で動作する描画アプリに設定することとしてもよい。このように、クラウドサーバ5がプロファイルデータを決定し、決定されたプロファイルデータをセンサコントローラ31又はホストコントローラ4に設定し、センサコントローラ31またはホストコントローラ4が設定されたプロファイルデータに基づいて一次筆圧値P1から出力値P0を得る構成にすることで、出力値P0をサーバ5で得る構成に比して、ネットワークの遅延が生じない分だけ早く出力値P0を得ることができる。なお、クラウドサーバ5により決定されたプロファイルデータをスタイラス2に設定してもよく、その場合には、第1の実施の形態と同様、スタイラス2において出力値Pの取得が行われることとなる。
 次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、上記第1及び第2の実施の形態で説明した内容を一般化したものであり、第1及び第2の実施の形態で説明した構成を包含する。
 図31(a)は、本実施の形態による処理装置A~A~A(kは1~Kの整数。Kは2以上の整数)それぞれの処理を示す図であり、図31(b)は、処理装置A~A~Aそれぞれの処理を説明するための図である。例えば本実施の形態を第1の実施の形態に適用する場合、Kは2であり、処理装置Aが筆圧検出部PD、処理装置AがMCU23に対応する。また、本実施の形態を第2の実施の形態に適用する場合、Kは5であり、処理装置Aが筆圧検出部PD、処理装置AがMCU23、処理装置Aがセンサコントローラ31、処理装置Aがホストコントローラ4、処理装置Aがクラウドサーバ5に対応する。以下、本実施の形態について詳しく説明する。
 処理装置A(第1の処理装置)は、スタイラス2の芯体10に加えられる力Forgを出力値D(第1の出力値)に変換して出力する装置である。出力値Dは、第1及び第2の実施の形態では、筆圧検出部PDから出力される一次筆圧値Pに相当する。
 処理装置A(第kの処理装置)は、処理装置Ak-1(第k-1の処理装置)から出力される出力値Dk-1(第k-1の出力値)を出力値D(第kの出力値)に変換して出力する装置である。なお、ここでいう「変換」には、入力された値をそのまま出力値とする場合を含む。例えば第2の実施の形態では、処理装置Aであるセンサコントローラ31は、処理装置AであるMCU23から出力される一次筆圧値Pをそのまま処理装置Aであるホストコントローラ4に転送している。
 各処理装置Aが行う変換処理は、図31(a)に示すように、特性fによって表現される。つまり、処理装置Aは、D=f(Dk-1)によって示される処理を実行するよう構成される。
 最終段の処理装置Aは、力と出力値Dの対応関係を示す設定情報と、処理装置A~AK-1の特性を示す特性情報とに基づき、処理装置AK-1から供給される出力値DK-1を出力値Dに変換する処理を行う。以下、この処理について、処理装置Aの処理フローを参照しながら、詳しく説明する。
 図32は、処理装置Aの処理フローを示す図である。同図に示すように、処理装置Aは、まず初めに、力Forgと出力値Dの対応関係を示す設定情報、及び、処理装置A~AK-1の特性を示す特性情報に基づいて決定された出力値DK-1と出力値Dとの対応関係を示すプロファイルデータを取得するプロファイルデータ取得ステップ(ステップS30~S32)を実行する。
 具体的に説明すると、処理装置Aはまず、力Forgと出力値Dの対応関係hを示す設定情報を取得する(ステップS30)とともに、処理装置A~AK-1の特性f,f,・・・,fK-1を示す特性情報を取得する(ステップS31)。そして、取得した特性情報により示される特性f,f,・・・,fK-1に基づき、力Forgが加わったときの出力値Dが対応関係hを満たすこととなるような、出力値DK-1と出力値Dの対応関係fを示すプロファイルデータを生成し、図示しない自身の記憶装置に格納する(ステップS32)。対応関係fは、図31(b)に示すように、関数f,f,・・・,fK-1それぞれの逆関数と、関数hとの合成関数fK-1 -1○・・・○f -1○f -1○hとなる。
 プロファイルデータの取得を終えた処理装置Aは、処理装置AK-1から出力値DK-1を取得する第K-1の出力値取得ステップを繰り返し実施し(ステップS33)、その都度、自身の記憶装置内に格納したプロファイルデータに基づいて、出力値DK-1から出力値Dを取得する出力値取得ステップ(ステップS34,S35)を実行する。
 具体的に説明すると、処理装置Aは、プロファイルデータとして記憶装置に格納した合成関数f=fK-1 -1○・・・○f -1○f -1○hにより、出力値DK-1から直接、出力値Dを取得する(ステップS34)。その後、処理装置Aは、設定情報又は特性情報に変化があったか否かを判定し(ステップS35)、変化があったと判定した場合、ステップS30に戻ってプロファイルデータ取得ステップ(ステップS30~S32)を実行する。これにより、設定情報及び特性情報の再取得、そして、プロファイルデータの再取得が実行される。一方、ステップS35において変化がないと判定した処理装置Aは、ステップS33に戻って、出力値DK-1及び出力値Dの取得を繰り返す。
 以上説明したように、本実施の形態によれば、設定情報及び特性情報に基づいて決定された出力値DK-1と出力値Dとの対応関係を示すプロファイルデータに基づき、出力値DK-1から出力値Dが取得されるので、芯体10に加えられる力Forgと処理装置Aの出力値Dとの関係を、処理装置A~AK-1の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。
 なお、処理装置Aの役割を担うコンピュータの選定に特に制限はなく、例えば図2に示したMCU23や、図29に示したセンサコントローラ31、ホストコントローラ4、クラウドサーバ5のいずれもが処理装置Aの役割を担い得る。また、例えばホストコントローラ4がインクパラメータを含むインクデータに一次筆圧値Pをも含めることとすれば、そのインクデータを受け取るすべてのコンピュータが処理装置Aの役割を担い得る。したがって、本実施の形態によれば、任意のコンピュータにおいて、芯体10に加えられる力Forgと最終的な出力値(インクパラメータ生成のために使用される筆圧値、又は、インクパラメータそのもの)との関係を、力Forg又は力Forgに基づく値を伝達するために使用された各処理装置の具体的な構成から切り離すこと(Decoupling)が可能になる。
 なお、本実施の形態では、処理装置Aは出力値DK-1から直接出力値Dを取得することとして説明したが、処理装置Aは、図5及び図6を参照して説明した例と同様に、出力値DK-1を一旦力Forgに戻し、力Forgから出力値Dを取得することとしてもよい。
 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。
 例えば、上記第1の実施の形態では、MCU23(図2参照)によるプロファイルデータの取得ステップがスタイラス2の使用段階で実行されるとの前提の下で説明を行ったが、上述したプロファイルデータ記憶部42(図9参照)へのプロファイルデータの格納と同様、製造段階において工場内で実行することとしてもよい。また、プロファイルデータ記憶部42を外部コンピュータに設け、スタイラス2の起動の都度、MCU23がこの外部コンピュータにアクセスしてプロファイルデータを取得することとしてもよい。
 また、例えば上記第1の実施の形態では、スタイラス2はペン先に設けられる電極11をアンテナとして用いて出力値Pを含むダウンリンク信号DSを送信することとしたが、出力値Pの送信には、電界、磁界、電磁界、赤外線、超音波等、各種の通信媒体を利用することが可能である。
 また、例えば上記第1の実施の形態では、スタイラス2と電子機器3との間で双方向に通信が行われる位置検出システム1を取り上げたが、例えばスタイラス2から電子機器3への一方向のみに通信が行われる位置検出システム(アップリンク信号USを利用しない位置検出システム)にも本発明は適用可能である。
 また、上記第1の実施の形態では、図15~図19に示したように力Forgをパネル面32に垂直な力(すなわち、パネル面32からペン先に加わる反作用力)として定義したが、ペン先とパネル面32の間に発生する摩擦力を考慮し、パネル面32に対して斜めの成分を含む力と定義することとしてもよい。この斜めの成分の大きさについては、ユーザの持ち方(スタイラス2を垂直に持つか斜めに持つか)によって変化し得るので、ユーザごと(又はペンIDごと)に異なる大きさとしてもよい。
~A~A   処理装置
D1,D0      端子
~D~D   出力値
DS         ダウンリンク信号
org       パネル面32から芯体10に加えられる力
trans     芯体10から圧力センサ21に加えられる力
H1~H3      凹部
L1~L3      配線
         一次筆圧値
PD         筆圧検出部
         出力値
US         アップリンク信号
1          位置検出システム
2          スタイラス
3          電子機器
4          ホストコントローラ
5          クラウドサーバ
10,10A~10C 芯体
10a        芯体10の凹部
11         電極
12,24      端子
13~15      調整部
20         芯体ホルダー
20a        芯体ホルダー20の中空部
20b        芯体ホルダー20の凸部
21,21A~21C 圧力センサ
23         MCU
23a        メモリ
24,24a~24c 端子
30         センサ電極
31         センサコントローラ
32         パネル面
40         プロファイルデータ特定部
41         出力データ取得部
42         プロファイルデータ記憶部
51         ハウジング
52         誘電体
52a        第1の面部
52b        第2の面部
53         端子部材
54         保持部材
56         導電部材
56a        曲面部
57         弾性部材
58         第1の電極部
60         圧力感知チップ
65         パッケージ
66         弾性部材
67         連通穴
70         起歪体
71         歪ゲージ

Claims (23)

  1.  芯体に加えられる力に対応する出力値を出力するスタイラスであって、
     前記力に対応する一次筆圧値を検出する筆圧検出部と、
     前記力と前記出力値の対応関係を決定するデータであって、前記筆圧検出部の特性に基づいて決定された前記一次筆圧値と前記出力値との対応関係を示すプロファイルデータを設定するプロファイルデータ設定ステップ、
     前記筆圧検出部から繰り返し前記力に対応する前記一次筆圧値を取得する一次筆圧値取得ステップ、及び、
     前記筆圧検出部から前記一次筆圧値が取得される都度、前記プロファイルデータ設定ステップにより設定された前記プロファイルデータに基づき、前記一次筆圧値から前記出力値を取得し出力する出力ステップを実行するプロセッサと
     を含むスタイラス。
  2.  前記プロファイルデータを格納するメモリをさらに含み、
     前記出力ステップは、前記メモリに格納された前記プロファイルデータに基づき、前記一次筆圧値から前記出力値を取得する
     請求項1に記載のスタイラス。
  3.  前記プロファイルデータ設定ステップは、前記スタイラスの外部からの供給により前記力と前記出力値の対応関係を示す設定情報を取得し、該設定情報に基づいて前記プロファイルデータを設定する
     請求項1又は2に記載のスタイラス。
  4.  前記プロファイルデータ設定ステップは、前記筆圧検出部の種類を検出することにより前記筆圧検出部の特性を示す特性情報を取得し、該特性情報にさらに基づいて前記プロファイルデータを設定する
     請求項3に記載のスタイラス。
  5.  前記プロセッサは、前記筆圧検出部が取り替えられたことを検出する取替検出ステップをさらに実行し、
     前記プロファイルデータ設定ステップは、前記取替検出ステップによって前記筆圧検出部の取り替えが検出された場合に、前記特性情報の再取得及び前記プロファイルデータの再設定を行う
     請求項4に記載のスタイラス。
  6.  前記プロファイルデータは、前記力と前記出力値の対応関係を表す第1の関数と、前記筆圧検出部の特性を表す第2の関数の逆関数とを含み、
     前記出力ステップは、前記第2の関数の逆関数に基づき、取得した前記一次筆圧値から前記力を取得し、さらに前記第1の関数に基づき、取得した前記力から前記出力値を取得する
     請求項1乃至5のいずれか一項に記載のスタイラス。
  7.  前記プロファイルデータは、前記力と前記出力値の対応関係を表す第1の関数と、前記筆圧検出部の特性を表す第2の関数の逆関数との合成関数により特定されるデータである
     請求項1乃至5のいずれか一項に記載のスタイラス。
  8.  前記メモリは、予め複数のプロファイルデータを格納しており、
     前記プロファイルデータ設定ステップは、前記メモリに予め格納される前記複数のプロファイルデータの中から一のプロファイルデータを選択することにより、前記プロファイルデータを設定する
     請求項2に記載のスタイラス。
  9.  前記メモリに予め格納される前記複数のプロファイルデータは、ルックアップテーブルの形式で前記メモリに格納される
     請求項8に記載のスタイラス。
  10.  前記メモリは不揮発性のメモリである
     請求項2,8,9のいずれか一項に記載のスタイラス。
  11.  前記筆圧検出部は、容量スイッチ又は歪ゲージにより構成される圧力センサを含んで構成される
     請求項1乃至10のいずれか一項に記載のスタイラス。
  12.  前記出力値は、前記一次筆圧値を補正してなる二次筆圧値である
     請求項1乃至11のいずれか一項に記載のスタイラス。
  13.  請求項3又は4に記載のスタイラスとともに使用されるコンピュータであって、
     前記設定情報を前記スタイラスに対して供給するとともに、前記スタイラスが出力した前記出力値に基づいてインクデータを生成する
     コンピュータ。
  14.  前記出力値は、前記スタイラスの位置の軌跡を示す一連の座標データに基づいて前記コンピュータが描画する線の線幅又は不透明度を示すインクパラメータである
     請求項13に記載のコンピュータ。
  15.  スタイラスの芯体に加えられる力に対応する出力値を出力する装置により実行される方法であって、
     前記装置が、前記力と前記出力値の対応関係を決定するデータであって、前記スタイラスの筆圧検出特性に基づいて決定された一次筆圧値と前記出力値との対応関係を示すプロファイルデータを設定するプロファイルデータ設定ステップと、
     前記スタイラスが、前記力に対応する一次筆圧値を繰り返し取得する一次筆圧値取得ステップと、
     前記装置が、前記プロファイルデータ設定ステップにより設定された前記プロファイルデータに基づき、前記スタイラスにより取得される前記一次筆圧値から前記出力値を取得し出力する出力ステップと
     を含む方法。
  16.  前記装置は、前記スタイラスに予め割り当てられたペンIDによって前記筆圧検出特性を特定する
     請求項15に記載の方法。
  17.  前記スタイラスは、圧力センサと、前記力を前記圧力センサに伝達する力伝達機構とを有し、
     前記筆圧検出特性は、前記圧力センサの種別及び前記力伝達機構の種別の少なくとも一方によって特定される
     請求項15又は16に記載の方法。
  18.  前記装置は、前記スタイラス内部に設けられるプロセッサである
     請求項15乃至17のいずれか一項に記載の方法。
  19.  前記装置は、前記スタイラスの位置検出を行うセンサコントローラであり、前記スタイラスが送信するダウンリンク信号を通じて前記スタイラスから前記一次筆圧値を取得する
     請求項15乃至17のいずれか一項に記載の方法。
  20.  前記装置は、前記スタイラスの位置検出を行うセンサコントローラと接続されたコンピュータであり、前記センサコントローラを介して前記スタイラスから前記一次筆圧値を取得する
     請求項15乃至17のいずれか一項に記載の方法。
  21.  前記出力値は、前記スタイラスの位置の軌跡を示す一連の座標データに基づいて描画される線の線幅又は不透明度を示すインクパラメータである
     請求項15乃至20のいずれか一項に記載の方法。
  22.  スタイラスの芯体に加えられる力を第1の出力値に変換して出力する第1の処理装置と、第k-1の処理装置から出力される第k-1の出力値を第kの出力値に変換して出力する第kの処理装置(kは2~Kの整数。Kは2以上の整数)とを含む第1乃至第Kの処理装置のうちの第Kの処理装置であって、
     前記力と第Kの出力値の対応関係を決定するデータであって、前記第1乃至第K-1の処理装置の特性に基づいて決定された第K-1の出力値と前記第Kの出力値との対応関係を示すプロファイルデータを設定するプロファイルデータ設定ステップと、
     前記第K-1の処理装置から繰り返し前記第K-1の出力値を取得する第K-1の出力値取得ステップと、
     前記第K-1の処理装置から前記第K-1の出力値が取得される都度、前記プロファイルデータ設定ステップにより設定された前記プロファイルデータに基づき、前記第K-1の出力値から前記第Kの出力値を取得し出力する出力ステップと
     を実行する処理装置。
  23.  前記第1の処理装置は、圧力センサと、前記力を前記圧力センサに伝達する力伝達機構とを含み、
     前記第1乃至第K-1の処理装置の特性は、前記圧力センサの種別及び前記力伝達機構の種別の少なくとも一方によって特定される
     請求項22に記載の処理装置。
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