CN110109565B - 传感器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种传感器系统，防止在触控笔例如正在第二壳体的面板面上滑动或正在悬停读取高度的范围内被悬停操作的期间，触控笔检测到经由第一传感器电极群发送的上行链路信号的事态。传感器系统(50)在未检测到触控笔的情况下，分别经由第一传感器电极群(100)及第二传感器电极群(200)发送上行链路信号，在通过第一传感器电极群(100)及第二传感器电极群(200)中的任一方的传感器电极群检测到从检测到上行链路信号的触控笔发送的下行链路信号的情况下，使经由该一方的传感器电极群的上行链路信号的发送继续，并且使经由第一传感器电极群(100)及第二传感器电极群(200)中的另一方的传感器电极群的上行链路信号的发送停止。

Description

传感器系统
技术领域
本发明涉及传感器系统，特别是涉及检测触控笔的传感器系统。
背景技术
作为检测触控笔的传感器系统，已知有经由设置于面板的传感器电极群与触控笔之间的静电耦合来发送上行链路信号，对于从检测到上行链路信号的触控笔发送的下行链路信号进行检测的传感器系统(例如，参照日本专利第6235192号(以下，记作专利文献1))。
发明内容
【发明要解决的课题】
利用设置于面板的电极群从传感器对于触控笔发送的上行链路信号与从触控笔对传感器发送的信号即下行链路信号相比信号到达距离长的情况较多。在想要利用多个具备使用了这样地信号到达距离具有非对称性的上行链路信号的传感器的面板来构成在多个面板中能够进行基于触控笔的位置输入的电子设备的情况下，上行链路信号从多个面板到达1个触控笔，存在触控笔无法判别应基于从哪个面板的电极群发送的上行链路信号的定时或命令内容来发送下行链路信号这样的课题。
另外，如果在多个面板分别设置电极群，并将这些电极群连接于1个集成电路而进行检测，则有可能消除上述的问题，但是集成电路仅能采取设置于任一面板的方法，因此在将面板连结的连结部分产生多个选路配线。这样的话，伴随着电子设备的面板的开闭的反复，会产生多个选路配线的任一个发生断线的可能性升高这样另外的课题。
【用于解决课题的方案】
本发明的第一方面的传感器系统设置于电子设备，对触控笔进行检测，其中，所述电子设备包括第一壳体、第二壳体、将所述第一壳体与所述第二壳体连结的连结部以及主处理器，所述传感器系统连接于固定于所述第一壳体的第一传感器电极群和固定于所述第二壳体的第二传感器电极群，在未检测到所述触控笔的情况下，分别经由所述第一传感器电极群及所述第二传感器电极群发送上行链路信号，在通过所述第一传感器电极群及所述第二传感器电极群中的任一方的传感器电极群检测到从检测到所述上行链路信号的所述触控笔发送的下行链路信号的情况下，使经由所述一方的传感器电极群的所述上行链路信号的发送继续，并且使经由所述第一传感器电极群及所述第二传感器电极群中的另一方的传感器电极群的所述上行链路信号的发送停止。
根据本发明的第一方面，即使第一壳体与第二壳体接近，在触控笔例如正在第二壳体的面板面上滑动或者正在悬停读取高度的范围内被悬停操作的期间，也能够防止触控笔检测到经由第一传感器电极群发送的上行链路信号的事态。
本发明的第二方面的传感器系统以第一方面的传感器系统为基础，而且，所述传感器系统包括：第一集成电路，连接于所述第一传感器电极群，检测所述第一壳体的面板面上的所述触控笔的位置；第二集成电路，连接于所述第二传感器电极群，检测所述第二壳体的面板面上的所述触控笔的位置；及IC(集成电路)间连接线，将所述第一集成电路与所述第二集成电路结合，在所述第一集成电路检测到所述触控笔的存在的情况下，经由所述IC间连接线向所述第二集成电路进行表示已检测的通知，由此停止由所述第二集成电路进行的使用了所述另一方的传感器电极的所述上行链路信号的发送，所述第一集成电路固定于所述第一壳体，所述第二集成电路固定于所述第二壳体，所述第一传感器电极群与所述第一集成电路通过以收纳于所述第一壳体的内部的方式设置的第一选路线来连接，所述第二传感器电极群与所述第二集成电路通过以收纳于所述第二壳体的内部的方式设置的第二选路线来连接，所述IC间连接线的至少一部分设置于所述连结部。
根据本发明的第二方面，能够将第一传感器电极群或第二传感器电极群的电极更广地配置至第一壳体或第二壳体各自的面板面的端部，并且关于与多个电极连接的第一选路线及第二选路线，能够降低连结部的弯折引起的断线的概率，能够提高传感器系统的可靠性。
附图说明
图1是具备检测触控笔的传感器系统的电子设备的概要图。
图2是传感器系统的概念图。
图3是传感器系统的另一例的概念图。
图4是第一集成电路及第二集成电路的动作流程图。
图5是表示在第一壳体与第二壳体处于第一角度的状态下，通过传感器系统发送的上行链路信号的到达范围的图。
图6是表示在第一壳体与第二壳体处于比第一角度窄的角度即第二角度的状态下，通过传感器系统发送的上行链路信号的到达范围的图。
图7是表示在第一壳体与第二壳体处于比第一角度宽的角度即第三角度的状态下，通过传感器系统发送的上行链路信号的到达范围的图。
图8是表示通过第二集成电路而触控笔成为已检测之后的由传感器系统发送的上行链路信号的到达范围的图。
图9是表示通过第二集成电路而触控笔成为已检测之后的由传感器系统发送的上行链路信号的到达范围的图。
图10是变形例的第一集成电路或第二集成电路的动作流程图。
图11是说明变形例的传感器系统的动作的动作流程图。
【符号说明】
1 电子设备
2 触控笔
10 第一壳体
100 第一传感器电极群
101 第一选路线
120 第一集成电路
121 第一输出线
130 IC间连接线
20 第二壳体
200 第二传感器电极群
201 第二选路线
220 第二集成电路
221 第二输出线
30 连结部
300 柔性基板
40 主处理器
50 传感器系统
US 上行链路信号
UR 上行链路信号的到达范围
DS 下行链路信号
DR 悬停读取高度
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。
图1是具备检测触控笔2的传感器系统的电子设备1的概要图。如该图所示，电子设备1包括第一壳体10、第二壳体20、连结部30、以及图1未示出的主处理器40及传感器系统50(参照图2及图3)而构成。
第一壳体10及第二壳体20分别具备供触控笔2及手指3滑动的面板面。在第一壳体10固定有第一传感器电极群100，在第二壳体20固定有第二传感器电极群200。
连结部30是第二壳体20相对于第一壳体10以进行360°转动的方式连结的铰链。在连结部30具备柔性基板300。柔性基板300以与第二壳体20相对于第一壳体10的转动相应的角度变形。
主处理器40使用传感器系统50，受理来自手指3或触控笔2的操作，进行电子设备1的整体的控制。传感器系统50连接于第一传感器电极群100及第二传感器电极群200，检测触控笔2及手指3并导出坐标而向主处理器40输出。
图2是传感器系统50的概念图。传感器系统50包含第一集成电路120、第二集成电路220及IC间连接线130而构成。
第一集成电路120通过以收纳于第一壳体10的内部的方式设置的第一选路线101而连接于第一传感器电极群100所包含的各个电极，并连接于成为向主处理器40的接口的第一输出线121，而且，连接于用于在与第二集成电路220之间收发信号的IC间连接线130。
第二集成电路220通过以收纳于第二壳体20的内部的方式设置的第二选路线201而连接于第二传感器电极群200所包含的各个电极，并连接于成为向主处理器40的接口的第二输出线221，而且，连接于用于在与第一集成电路120之间收发信号的IC间连接线130。
IC间连接线130是用于在第一集成电路120与第二集成电路220之间进行信号的通信的信号线。与第一选路线101及第二选路线201不同，IC间连接线130至少其一部分设置于伴随着连结部30的转动而变形的柔性基板300。IC间连接线130在图中由单线表示，但是包括后述的为了相互通知检测状况所需的多个信号线。
图3是传感器系统50的另一例的概念图。根据该图的结构，第一选路线101以与连结部30的旋转角无关系的角度固定性地在第一壳体10的内部弯折，在第一集成电路120处形成终端。同样，第二选路线以与连结部30的旋转角无关系的角度固定性地在第二壳体20的内部弯折，并在第二集成电路220处形成终端。并且，IC间连接线130伴随着所述铰链的旋转而弯折。因此，能够将第一传感器电极群100或第二传感器电极群200的电极更宽地配置至第一壳体10或第二壳体20各自的面板面的端部，并且关于连接于多个电极的第一选路线101及第二选路线201，能够降低连结部30的弯折引起的断线的概率，能够提高传感器系统50的可靠性。
接下来，说明传感器系统50的动作。
图4是传感器系统50包含的第一集成电路120及第二集成电路220的动作流程图。第一集成电路120及第二集成电路220分别如专利文献1记载的传感器控制器那样，发送上行链路信号US(后述)，对于从检测到上行链路信号US的触控笔2发送的下行链路信号DS进行检测，将触控笔2的位置向主处理器40输出。第一集成电路120及第二集成电路220通过IC间连接线130而共有触控笔2的检测状态，但是各自的上行链路信号US的发送等，使用了各自的电极群的触控笔2或手指3的位置检测动作自身相互独立，换言之非同步地进行动作。通过第一集成电路120及第二集成电路220这样进行独立的动作，每当主处理器40控制基于第一集成电路120或第二集成电路220中的一方或两方的触控笔2或手指3的位置检测控制时，关于上行链路信号US的发送定时或坐标检测等，不需要取得第一集成电路120及第二集成电路220的控制定时的同步，能够维持第一壳体10与第二壳体20的独立性。
以下，使用图4，以手指3在第一壳体10上滑动而触控笔2在第二壳体20上被滑动操作的情况为例，说明第一集成电路120及第二集成电路220的动作流程。
大致划分的话，由虚线框表示的步骤710是检测触控笔2的笔检测处理，步骤720是检测手指3的手指检测处理，如该图所示，第一集成电路120及第二集成电路220分别分时地执行笔检测处理和手指检测处理。
<从抬笔操作之后至落笔操作为止>
在步骤711中，第一集成电路120及第二集成电路220分别取得其他的集成电路(对于第一集成电路120而言为第二集成电路220，对于第二集成电路220而言为第一集成电路120)的触控笔2的检测状态。在该检测状态为未检测的情况下，即步骤712的判定结果为“未检测”的情况下，第一集成电路120及第二集成电路220分别在步骤713中继续上行链路信号US的发送。
通过在第一集成电路120及第二集成电路220分别进行该动作，传感器系统50在第一集成电路120及第二集成电路220中的任一个都未检测到触控笔2的情况下，经由第一传感器电极群及第二传感器电极群这两方分别发送上行链路信号US。
图5是表示第一壳体10与第二壳体20处于第一角度的状态下，通过传感器系统50发送的上行链路信号US的到达范围的图。图中，通过虚线的梯形框而示意的范围UR1及UR2分别表示第一集成电路120及第二集成电路220经由第一传感器电极群100及第二传感器电极群200发送的上行链路信号US的到达范围。该范围根据通过触控笔2的内部具备的接收电路能够检测上行链路信号US的灵敏度来确定。
另外，通过虚线的圆形框示意的范围DR是下行链路信号DS的到达范围。根据第一集成电路120或第二集成电路220能够经由第一传感器电极群100或第二传感器电极群200检测触控笔2发送的信号的灵敏度而确定的范围称为悬停读取高度。
在此，上行链路信号US使用构成以尽可能宽地覆盖面板面的方式配设的第一传感器电极群100及第二传感器电极群200的多个电极中的多个来发送。相对于此，下行链路信号DS仅从设置于触控笔2的前端的1个电极发送。因此，上行链路信号US能够检测的范围通常比悬停读取高度广(高)。在使用专利文献1记载的方法等的结构例的情况下，即使上行链路信号US为超过十cm的高度也能够检测。反之，悬停读取高度通常为几cm的范围。
图5所示的(a)或(b)的位置存在的触控笔2仅能够检测第一传感器电极群100或第二传感器电极群200的任一方的上行链路信号US。然而，在触控笔2位于图中阴影所示的范围UR12时，情况不同。经由第一传感器电极群100发送的上行链路信号与经由第二传感器电极群200发送的上行链路信号为相同波形的信号，触控笔2不区分哪个上行链路信号而检测，因此触控笔2存在经由第一传感器电极群100发送的上行链路信号US及经由第二传感器电极群200发送的上行链路信号US都检测到的可能性。于是，触控笔2即使在图中虚线箭头Path所示的向第二壳体20的面板面的落笔操作的正当中，也会产生基准时刻设定为基于第一传感器电极群100的时刻，非意图地与第一集成电路120同步的可能性。
图6是表示在第一壳体10与第二壳体20处于比第一角度窄的角度即第二角度的状态下通过传感器系统50发送的上行链路信号US的到达范围的图。这种情况下，以比图5的情况高的概率产生与第一集成电路120同步的情况。
图7是表示在第一壳体10与第二壳体20处于比第一角度宽的角度即第三角度的状态下通过传感器系统50发送的上行链路信号US的到达范围的图。这种情况下，不会产生经由第一传感器电极群100发送的上行链路信号US及经由第二传感器电极群200发送的上行链路信号US都能够检测的范围UR12。
这样，经由第一传感器电极群100发送的上行链路信号US及经由第二传感器电极群200发送的上行链路信号US都能够检测的范围UR12的广度根据第一壳体10与第二壳体20所成的角而不同。特别是如图6的角度那样第一壳体10的面板面与第二壳体20的面板面所成的角变窄时，范围UR12显著变宽，尽管在第二壳体20的面板面上滑动或者以悬停读取高度的高度被悬停操作，但是触控笔2检测到来自第一传感器电极群100的上行链路信号US的可能性升高。
返回图4。在此，第二集成电路220在发送了上行链路信号US之后，在步骤714中，检测到从触控笔2发送的下行链路信号DS。即，在第二集成电路220中，步骤714的判定成为“是”。另一方面，关于第一集成电路120，未检测下行链路信号DS，步骤714的判定成为“否”。其结果是，第一集成电路120不执行后述的步骤715、716，执行使用静电电容方式来检测手指3的手指检测处理(步骤720)，返回步骤711。
<从落笔操作之后至抬笔操作为止>
在触控笔2未进入第一集成电路120或第二集成电路220的任一悬停读取高度DR的在空中被把持的状态下，在第二集成电路220中也未检测到下行链路信号DS，重复进行上述步骤的处理。
然后，触控笔2如轨迹Path所示接近第二壳体20的面板面并被落笔操作至基于第二传感器电极群200的悬停读取高度DR内时，第二集成电路220检测到下行链路信号DS。即，步骤714的判定的结果成为“是”。
于是，第二集成电路220将自身“已检测”触控笔2的情况向第一集成电路120通知。该通知经由IC间连接线130，通过例如使多个IC间连接线130中的1条连接线的电压从Low成为High来进行。通过基于第二集成电路220的步骤715的通知，在相同动作流程中独立地动作的其他的集成电路即第一集成电路120中，步骤712的判定的结果成为“已检测”，停止上行链路信号US的发送。
图8是与图5对应的图，是表示通过第二集成电路220已检测触控笔2之后的由传感器系统50发送的上行链路信号US的到达范围的图。图9是与图6对应的图。
返回图4。然后，第二集成电路220在步骤716中，基于第二传感器电极群200所包含的各电极的下行链路信号DS的检测等级来导出触控笔2的位置，并向主处理器40输出。
在步骤720中，第一集成电路120及第二集成电路220分别执行手指检测处理。只要触控笔2在第二壳体20的面板面上滑动且触控笔2相对于第二传感器电极群200而继续存在于悬停读取高度DR内，就反复进行步骤715的通知。
然后，当触控笔2再次移出到悬停读取高度DR外时，不再进行基于第二集成电路220的步骤715的通知，再次开始第一集成电路120中的上行链路信号US的发送。
这样，传感器系统50包括连接于第一传感器电极群100并检测第一壳体10的面板面上的触控笔2的位置的第一集成电路、连接于第二传感器电极群200并检测第二壳体20的面板面上的触控笔2的位置的第二集成电路220、将第一集成电路120与第二集成电路220结合的IC间连接线130，在第二集成电路220检测到触控笔2的存在时，经由IC间连接线130向第一集成电路120进行表示已检测的通知，由此停止基于第一集成电路120的使用了第一传感器电极群100的上行链路信号US的发送。
传感器系统50进而在停止了发送之后变得检测不到从触控笔2发送的下行链路信号DS时，再次开始使用了其他的传感器电极即第一传感器电极群100的上行链路信号US的发送。
通过该结构，特别是即使第一壳体10与第二壳体20接近到图6所示那样的角度，在触控笔2正在第二壳体10的面板面上滑动或正在悬停读取高度的范围内被悬停操作的期间，也能够防止触控笔2检测到经由第一传感器电极群100发送的上行链路信号US的事态。
<变形例>
图10是变形例的第一集成电路120或第二集成电路的220动作流程图。以下，仅说明与图4的动作流程不同的点。
首先，在变形例中，取代基于其他的集成电路对触控笔2的检测状态的图4的步骤712的判定，而将第一壳体10与第二壳体20之间的位置关系和其他的集成电路对触控笔2的检测状态一起作为判定的基准。
由此，例如，在上行链路信号US的干涉不会发生的图7所示的位置关系那样的情况下，即使例如通过第二集成电路220检测到触控笔2时，也能够继续进行基于第一集成电路120的上行链路信号US的发送。因此，在第一壳体10及第二壳体20这两方的面板面上，能够分别执行检测触控笔2的动作，能够提高传感器系统50的可用性。
接下来，在图10所示的变形例的传感器系统50中，在步骤716中通过下行链路信号进行了笔位置的导出和输出的集成电路不是如图4所示进行手指检测处理(步骤720)而是如图10所示继续进行笔检测处理(步骤710)。而且，在图10的步骤1012中，一方的集成电路在另一方的集成电路检测到触控笔2的情况下，跳过笔检测处理(步骤710)，仅反复执行手指检测处理(步骤720)。
图11是说明该变形例的传感器系统50的动作的动作流程图。在图11中，以第二集成电路220检测到触控笔2的情况为例进行说明。
第二集成电路220通过步骤714检测到下行链路信号DS时，向第一集成电路120通知(步骤715)。
在接收该通知期间，第一集成电路120跳过笔检测处理(步骤710)，仅将检测手指3的位置的手指检测处理(步骤720)反复进行(步骤1120)。
另一方面，检测到触控笔2的下行链路信号DS的第二集成电路220跳过手指检测处理(步骤720)，仅将检测触控笔2的笔检测处理(步骤710)反复进行(步骤1110)。
如该变形例所示的动作流程那样使传感器系统50动作，由此，除了上述的效果之外，还根据第一集成电路120及第二集成电路220的检测对象的类别而能够实现手指3的检测和触控笔2的检测处理的分时处理的最佳化(高速化)。
需要说明的是，IC间连接线130除了将第一集成电路120与第二集成电路220直接连结以外，在主处理器40或控制第二壳体20的控制器存在的情况下也可以连接于该控制器等。而且，通知可以是电压等级的High或Low被通过的通知，也可以是作为规定的数据信号而在通信协议上被转送的通知。
另外，作为传感器系统50的例子，说明了使用第一集成电路120和第二集成电路220这2个集成电路的系统，但是在还包含第三壳体、第四壳体等的、面板面设置3面以上的电子设备中，也能够应用于包含第三集成电路及第四集成电路的系统。这种情况下，在某1个集成电路检测到触控笔2的情况下，通过向其他的集成电路的全部通知触控笔2的检测，能够与上述实施方式同样地防止上行链路信号US的干涉。
以上，说明了本发明的优选实施方式，但是本发明不受这样的实施方式的任何限定，本发明当然能够在不脱离其主旨的范围内以各种形态实施。

Claims (7)

1.一种传感器系统，设置于电子设备，对触控笔进行检测，其中，
所述电子设备包括第一壳体、第二壳体、将所述第一壳体与所述第二壳体连结的连结部以及主处理器，
所述传感器系统连接于固定于所述第一壳体的第一传感器电极群和固定于所述第二壳体的第二传感器电极群，
在未检测到所述触控笔的情况下，分别经由所述第一传感器电极群及所述第二传感器电极群发送上行链路信号，
在通过所述第一传感器电极群及所述第二传感器电极群中的任一方的传感器电极群检测到从检测到所述上行链路信号的所述触控笔发送的下行链路信号的情况下，
使经由所述一方的传感器电极群的所述上行链路信号的发送继续，并且使经由所述第一传感器电极群及所述第二传感器电极群中的另一方的传感器电极群的所述上行链路信号的发送停止，
在停止了所述发送之后变得检测不到从所述触控笔发送的所述下行链路信号时，再次开始使用了所述另一方的传感器电极群的所述上行链路信号的发送，在通过所述一方的传感器电极群检测到从检测到所述上行链路信号的所述触控笔发送的下行链路信号的情况下且所述第一壳体与所述第二壳体之间的位置关系处于所述上行链路信号的干涉会发生的位置关系时，停止经由所述另一方的传感器电极群的所述上行链路信号的发送，在通过所述一方的传感器电极群检测到从检测到所述上行链路信号的所述触控笔发送的下行链路信号的情况下且所述第一壳体与所述第二壳体之间的位置关系处于所述上行链路信号的干涉不会发生的位置关系时，继续经由所述另一方的传感器电极群的所述上行链路信号的发送。
2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，
所述传感器系统包括：
第一集成电路，连接于所述第一传感器电极群，检测所述第一壳体的面板面上的所述触控笔的位置；
第二集成电路，连接于所述第二传感器电极群，检测所述第二壳体的面板面上的所述触控笔的位置；及
集成电路间连接线，将所述第一集成电路与所述第二集成电路结合，
在所述第一集成电路检测到所述触控笔的存在的情况下，经由所述集成电路间连接线向所述第二集成电路进行表示已检测的通知，由此停止由所述第二集成电路进行的使用了所述另一方的传感器电极群的所述上行链路信号的发送。
3.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，
所述第一集成电路与所述第二集成电路非同步地发送所述上行链路信号，由此分别独立地进行检测所述触控笔的动作。
4.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，
经由所述第一传感器电极群发送的上行链路信号与经由所述第二传感器电极群发送的上行链路信号为相同波形的信号，
所述触控笔无区别地检测任意的上行链路信号。
5.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，
所述第一集成电路固定于所述第一壳体，
所述第二集成电路固定于所述第二壳体，
所述第一传感器电极群与所述第一集成电路通过以收纳于所述第一壳体的内部的方式设置的第一选路线来连接，
所述第二传感器电极群与所述第二集成电路通过以收纳于所述第二壳体的内部的方式设置的第二选路线来连接，
所述集成电路间连接线的至少一部分设置于所述连结部。
6.根据权利要求5所述的传感器系统，其中，
所述连结部是以所述第二壳体相对于所述第一壳体转动的方式连结的铰链，
所述集成电路间连接线设置于伴随所述铰链的转动而变形的柔性基板。
7.根据权利要求6所述的传感器系统，其中，
所述第一选路线以与所述铰链的旋转角无关系的角度固定性地在所述第一壳体的内部弯折，
所述第二选路线以与所述铰链的旋转无关系的角度固定性地在所述第二壳体的内部弯折，
所述集成电路间连接线伴随所述铰链的旋转而弯折。
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