笔状态检测电路及方法以及输入系统与流程

本发明涉及笔状态检测电路及方法以及输入系统。

背景技术：

1、以往，已知有将电子笔和电子设备组合而成的书写输入系统。在这类系统中，希望电子笔的指示位置由电子设备高精度地检测。例如，在专利文献1中公开了以下的电子设备：在触摸传感器的检测面上分别检测用户的手接触的第一位置及电子笔指示的第二位置，使用第一位置及第二位置的坐标值来推定电子笔的倾斜方向，根据该倾斜方向而修正电子笔的指示位置。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2015-087785号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、例如，通过使用具有2个电极的电子笔，即使在用户的手未接触检测面的情况下也能够推定电子笔的位置·姿势。但是，由于2个电极物理分离地设置，所以在电子笔的使用中，至少1个电极会始终不与检测面接触。在该情况下，电子笔的倾斜角度与检测位置之间的关系可能根据电极的三维形状而变化，因此有时推定精度会因电子笔的位置·姿势而产生偏差。

3、本发明鉴于这样的问题而完成，其目的在于提供能够提高具有至少1个电极的电子笔中的笔状态的推定精度的笔状态检测电路及方法以及输入系统。

4、用于解决课题的手段

5、本发明的第一方案中的笔状态检测电路是基于由将多个传感器电极配置成面状而成的静电容方式的触摸传感器检测到的信号分布来检测具有至少1个电极的电子笔的状态的电路，其中，执行：取得步骤，从所述触摸传感器取得表示与所述电极的接近相伴的静电容的变化的一维信号分布、即所述触摸传感器上的沿着第一方向的第一信号分布及沿着与所述第一方向交叉的第二方向的第二信号分布；合成步骤，通过将取得的所述第一信号分布及所述第二信号分布合成来生成二维信号分布，或者，通过将与所述第一信号分布的形状相关的第一特征量分布及与所述第二信号分布的形状相关的第二特征量分布合成来生成二维特征量分布；及推定步骤，使用预先确定的输入输出模型，根据合成后的所述二维信号分布或所述二维特征量分布来推定所述电子笔的指示位置或姿势。

6、另外，可以是，在所述合成步骤中，通过将所述第一信号分布中的与所述第一方向的位置对应的第一对应值和所述第二信号分布中的与所述第二方向的位置对应的第二对应值相乘来生成所述二维信号分布，或者，通过将所述第一特征量分布中的与所述第一方向的位置对应的第一对应值和所述第二特征量分布中的与所述第二方向的位置对应的第二对应值相乘来生成所述二维特征量分布。

7、另外，可以是，所述输入输出模型是包括将所述二维信号分布或所述二维特征量分布作为输入且将表示所述电子笔的指示位置的坐标值作为输出的卷积神经网络的机器学习模型。

8、另外，可以是，所述输入输出模型是包括将所述二维信号分布或所述二维特征量分布作为输入且将表示所述电子笔的姿势的倾斜角及旋转角中的至少1个作为输出的卷积神经网络的机器学习模型。

9、另外，可以是，所述输入输出模型是包括卷积神经网络、第一分层神经网络及第二分层神经网络的机器学习模型，所述卷积神经网络将所述二维信号分布或所述二维特征量分布作为输入，将表示所述电子笔的姿势的倾斜角及旋转角中的至少1个作为输出，所述第一分层神经网络将从所述卷积神经网络输出的所述倾斜角及所述旋转角中的至少1个和所述第一信号分布或所述第一特征量分布作为输入，将表示所述电子笔的指示位置的所述第一方向的坐标值作为输出，所述第二分层神经网络将从所述卷积神经网络输出的所述倾斜角及所述旋转角中的至少1个和所述第二信号分布或所述第二特征量分布作为输入，将表示所述电子笔的指示位置的所述第二方向的坐标值作为输出。

10、另外，可以是，在所述电子笔设置有多个所述电极，所述二维信号分布或所述二维特征量分布由具有与所述电极对应的多个颜色通道的图像信号构成。

11、另外，可以是，所述第一电极是具有相对于所述电子笔的轴对称的形状且设置于所述电子笔的顶端的尖端电极，所述第二电极是具有相对于所述电子笔的轴对称的形状且设置于比所述尖端电极靠基端侧处的上电极。

12、本发明的第二方案中的笔状态检测方法是基于由将多个传感器电极配置成面状而成的静电容方式的触摸传感器检测到的信号分布来检测具有至少1个电极的电子笔的状态的方法，其中，1个或多个处理器执行：取得步骤，从所述触摸传感器取得表示与所述电极的接近相伴的静电容的变化的一维信号分布、即所述触摸传感器上的沿着第一方向的第一信号分布及沿着与所述第一方向交叉的第二方向的第二信号分布；合成步骤，通过将取得的所述第一信号分布及所述第二信号分布合成来生成二维信号分布，或者，通过将与所述第一信号分布的形状相关的第一特征量分布及与所述第二信号分布的形状相关的第二特征量分布合成来生成二维特征量分布；及推定步骤，使用预先确定的输入输出模型，根据合成后的所述二维信号分布或所述二维特征量分布来推定所述电子笔的指示位置或姿势。

13、本发明的第三方案中的输入系统具备：电子设备，构成为包括上述的笔状态检测电路；电子笔，与所述电子设备一起使用；及服务器装置，构成为能够与所述电子设备双向地通信且能够存储对构筑于所述笔状态检测电路的输入输出模型进行描述的模型参数，所述电子设备在检测到所述电子笔的情况下，向所述服务器装置要求与该电子笔对应的模型参数的发送。

14、发明效果

15、根据本发明，能够提高具有至少1个电极的电子笔中的笔状态的推定精度。

技术特征：

1.一种笔状态检测电路，基于由将多个传感器电极配置成面状而成的静电容方式的触摸传感器检测到的信号分布来检测具有至少1个电极的电子笔的状态，其特征在于，执行：

2.根据权利要求1所述的笔状态检测电路，

3.根据权利要求1所述的笔状态检测电路，

4.根据权利要求1所述的笔状态检测电路，

5.根据权利要求1所述的笔状态检测电路，

6.根据权利要求1所述的笔状态检测电路，

7.根据权利要求6所述的笔状态检测电路，其特征在于，

8.一种笔状态检测方法，基于由将多个传感器电极配置成面状而成的静电容方式的触摸传感器检测到的信号分布来检测具有至少1个电极的电子笔的状态，其特征在于，1个或多个处理器执行：

9.一种输入系统，其特征在于，具备：

技术总结
提供能够提高具有至少1个电极的电子笔中的笔状态的推定精度的笔状态检测电路及方法以及输入系统。笔状态检测电路(36)执行：合成步骤(SP14)，通过将第一信号分布(90)及第二信号分布(92)合成来生成二维信号分布(94)，或者，通过将与第一信号分布(90)的形状相关的第一特征量分布及与第二信号分布(92)的形状相关的第二特征量分布合成来生成二维特征量分布；及推定步骤(SP16、18、20)，使用预先确定的输入输出模型(64A～64D)，根据合成后的二维信号分布(94)或二维特征量分布来推定电子笔(14)的指示位置或姿势。

技术研发人员：前山光一
受保护的技术使用者：株式会社和冠
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25