CN113238668B - 显示面板用控制器、显示装置及主动式触控笔 - Google Patents

显示面板用控制器、显示装置及主动式触控笔 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种显示面板用控制器、显示装置及主动式触控笔。对触控笔传送与显示面板的动作状态对应的信号的优选的发送定时。本发明的方法是使用了传感器控制器和主动式触控笔的方法，该传感器控制器连接于具有与以可变的周期进行动作的显示面板一起设置的电极群的传感器，该主动式触控笔与该传感器控制器进行双向通信，所述方法包括：传感器控制器取得显示面板的当前的动作周期的步骤(S1)；及传感器控制器生成成为与取得的当前的动作周期对应的同步的基准的上行线路信号(US)，并向未检测或已检测的主动式触控笔发送的步骤(S2)。

Description

显示面板用控制器、显示装置及主动式触控笔
本申请为2017年10月9日提出申请的、申请号为201680020981.3的、发明名称为“使用了主动式触控笔及传感器控制器的方法、系统、传感器控制器、及主动式触控笔”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及使用了主动式触控笔及传感器控制器的方法、系统、传感器控制器、及主动式触控笔。
背景技术
近年来，作为用于在电子设备的面板上进行手写输入的输入装置，逐渐开始使用电磁感应方式或静电电容方式等各种方式的触控笔，其中之一是主动静电方式的触控笔。以下，将主动静电方式的触控笔称为“主动式触控笔”。
基于主动式触控笔的信号的发送通过向在主动式触控笔的前端设置的电极供给发送信号，由此使电极附近的空间产生电场的变化(交变电场)来执行。电子设备具有包括呈矩阵状地配设在面板下的电极群的传感器板和与该传感器板连接的传感器控制器，传感器控制器检测由于上述交变电场而在传感器板内的电极群产生的电荷量的变化，由此接收主动式触控笔发送的信号。专利文献1记载了将根据笔压信息或固有ID等而调制后的信号与位置检测用的无调制的连续信号一起发送的主动式触控笔的例子。以下，将位置检测用的无调制的信号称为“位置信号”，将根据笔压信息或固有ID等而调制后的信号称为“数据信号”。
与主动静电方式对应的电子设备的传感器控制器也可以对主动式触控笔发送信号。传感器控制器向构成传感器板的电极群供给发送信号，由此在面板上生成电场，从而能够朝向触控笔发送信号。主动式触控笔构成为通过接收电极来检测由于该电场而在上述电极感应出的电荷量的变化，由此来检测电子设备发送的信号。专利文献2记载了接收从传感器控制器发送的信号的主动式触控笔的例子。
用于检测主动式触控笔的传感器板多兼用作用于进行手指的触摸检测的传感器板。电子设备通过在从显示器厂商供给的液晶面板上载设用于进行手指的触摸检测和主动式触控笔的检测的1个传感器板而构成。将这样在液晶面板的外部载设有进行主动式触控笔的检测的传感器板的系统简称为“外挂式(Out-cell)”的系统。
已知即使如外挂式的系统那样在液晶面板的外部存在传感器板的情况下，在传感器板的下部存在的液晶面板内的驱动信号也会成为噪声，给传感器控制器的手指的检测动作或主动式触控笔的检测动作造成影响。这样的噪声的代表之一是向用于驱动液晶面板的像素的电极供给的电压信号的交流成分。该电压信号用于控制各像素的液晶的配向，通过AC耦合而进入构成传感器板的电极群，成为噪声。
已知有传感器控制器单独地进行这样的噪声的对策的发明。专利文献3记载了如下情况：根据关于手指的触摸检测而利用电极检测到的信号与通过在电极的周围设置的虚设电极检测到的包含噪声成分的信号之间的差动信号，来得到将噪声消除的信号。专利文献4记载了如下的方法：一边控制相位一边在已知的周期产生显示装置的水平同步脉冲，通过与该脉冲同步的定时，检测来自手指或触控笔的位置信号、或者数据信号。另外，专利文献2记载了如下情况：触控笔测定接收信号的等级，基于等级变高的期间的时长来识别信号和噪声。
另外，近年来，On-cell型(外嵌式)或In-cell型(内嵌式)的进行手指的触摸检测的液晶面板逐渐普及(参照非专利文献1)。On-cell型的液晶面板是在液晶面板的内部的有色玻璃滤光片或基底玻璃上配置触摸传感器用的电极群的结构，构成液晶面板的电极与构成传感器板的电极为不同的电极。这些电极间的距离比上述的外挂式的结构接近，因此触摸传感器用的电极强烈地受到来自液晶驱动的电极的噪声的影响。
另一方面，在In-cell型的液晶面板中，液晶面板的共通电极或像素电极(以下，称为共用电极)被利用作为手指的触摸检测或主动式触控笔的检测用的电极群的一部分。在液晶面板内执行像素的驱动动作期间，在触摸检测中也共用的上述共用电极的电位设定为像素驱动用的电位(既存在固定的情况也存在可变的情况)。因此，在In-cell型的情况下原本执行像素的驱动动作期间，在传感器控制器中无法接收来自主动式触控笔的信号。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】国际公开第2015/111159号公报
【专利文献2】美国专利申请公开第2013/0106797号说明书
【专利文献3】日本特开平5-6153号公报
【专利文献4】国际公开2015/141349号公报
【非专利文献】
【非专利文献1】“JDI，LG，夏普的面向智能手机的In-cell/On-cell战略的阅读”，[online]，日经技术在线，[平成28年3月8日检索]，互联网<URL：http：//techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20150121/400160>
发明内容
【发明要解决的课题】
在手指的触摸的检测中，在外挂式(或On-cell型)的系统的噪声较多产生的期间或者In-cell型的液晶面板的液晶驱动期间(以下，将这些期间称为“显示动作期间”)，传感器控制器即便单独地使手指的触摸的检测动作停止，虽然位置信号的检测率下降，但是不会产生信息的缺失。这是因为，只要手指超过几毫秒以下的1次的显示动作期间地存在于传感器板，表示手指存在的情况(或不存在的情况)的信息就不会产生缺失。
然而，在发送根据笔压值或固有ID等数据而调制后的数据信号的主动式触控笔的检测中，若传感器控制器独自地根据液晶噪声的发生状况、动作状况而停止该期间的检测动作，则在该期间会产生从主动式触控笔发送的一部分的信息无法传递的情况。例如，如专利文献1记载的主动式触控笔那样反复持续发送位置信号和数据信号的情况下，如果在显示动作期间接收数据信号，则数据信号所包含的数据的一部分会发生缺失。
尤其是在In-cell型的液晶面板的内部设置与触摸传感器共用的电极而利用的传感器控制器中，根据液晶面板的动作模式、刷新率、共用电极使用于哪个区域的像素的驱动等各种动作模式、设定、电极的结构而显示动作期间的出现频度或其长度变得更加多样。另外，与In-cell型的液晶面板同样，关于驱动电极的一部分与触摸传感器共用的有机EL面板等显示面板、或使用于数字标牌等的特殊的形状的显示面板，在什么样的期间产生显示动作期间取决于上述显示面板的结构、动作。
今后，在使用了In-cell型的显示面板或在各种显示动作期间进行动作的显示面板的系统上搭载的传感器控制器中，为了迅速地检测从被落笔操作的主动式触控笔发送的信号，而且能够不缺失地接收数据信号载有的笔压等信息，希望根据显示面板的动作或设定状态而从传感器控制器对主动式触控笔传送信号的优选的发送定时，以使主动式触控笔能够避开固有的显示动作期间地向显示面板发送规定的信号。
因此，本发明的目的之一在于提供一种能够从传感器控制器对主动式触控笔传送与显示面板的动作状态对应的信号的优选的发送定时的、使用了传感器控制器及主动式触控笔的方法、系统、传感器控制器、以及主动式触控笔。
【用于解决课题的方案】
本发明的方法是使用了传感器控制器和主动式触控笔的方法，该传感器控制器连接于传感器，该传感器具有与以可变的周期进行动作的显示面板一起设置的电极群，该主动式触控笔与该传感器控制器进行双向通信，所述方法包括：所述传感器控制器取得所述显示面板的当前的动作周期的步骤；及所述传感器控制器生成成为与取得的当前的所述动作周期对应的同步的基准的上行线路信号，并以所述动作周期对未检测或已检测的所述主动式触控笔发送的步骤。
本发明的系统是包括传感器控制器和主动式触控笔的系统，该传感器控制器连接于传感器，该传感器具有与以可变的周期进行动作的显示面板一起设置的电极群，该主动式触控笔与该传感器控制器进行双向通信，其中，所述传感器控制器将成为与所述显示面板的当前的所述动作周期对应的同步的基准且成为指定所述主动式触控笔发送下行线路信号的时刻的基准的上行线路信号以所述动作周期对未检测或已检测的所述主动式触控笔发送，检测到所述上行线路信号的所述主动式触控笔在以检测到的所述上行线路信号为基准而指定的时刻发送下行线路信号，所述传感器控制器通过检测所述下行线路信号来检测所述主动式触控笔。
本发明的传感器控制器连接于传感器，与主动式触控笔进行双向通信，该传感器具有与以可变的周期进行动作的显示面板一起设置的电极群，其中，确定所述显示面板的当前的动作周期，将成为与确定的当前的所述动作周期对应的下行线路信号的发送动作的同步的基准的所述上行线路信号对所述主动式触控笔发送。
本发明的主动式触控笔与传感器控制器进行双向通信，该传感器控制器连接于具有与以可变的周期进行动作的显示面板一起设置的电极群的传感器，其中，接收从所述传感器控制器以所述显示面板的当前的动作周期反复发送的成为同步的基准的上行线路信号，在由所述上行线路信号指定的时刻，对所述传感器控制器发送下行线路信号。
【发明效果】
根据本发明，传感器控制器取得显示面板的当前的动作周期，因此能够从传感器控制器对主动式触控笔能够发送成为与取得的动作周期对应的同步的基准的上行线路信号。因此，能够对在以上行线路信号为同步的基准时刻而指定的定时回复或周期性地发送下行线路信号的主动式触控笔，传送与显示面板的状态对应的信号的优选的发送定时。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的位置输入系统1的概要图。
图2是表示图1所示的触控笔2的功能块的简略框图。
图3是表示图1所示的传感器控制器31的功能块的简略框图。
图4是说明图1所示的驱动信号LD与液晶噪声LCDnz的关系的一例的图。
图5是表示图1所示的液晶面板33的显示面的图。
图6是说明图1所示的驱动信号LD与液晶噪声LCDnz的关系的另一例的图。
图7是表示液晶面板33的刷新率Rr与上行线路信号US的发送周期的关系的图。
图8是表示液晶面板33的动作周期VT和位置输入系统1的通信状况的表(通信资源表格CRTbl)。
图9是表示本发明的第二实施方式的液晶面板33兼传感器板34的构造的示意图。
图10是表示本发明的第二实施方式的控制装置60的功能块的简略框图。
图11(a)是表示本发明的第二实施方式的消隐期间BPa的配置例的一例的图，图11(b)(c)是表示图10所示的指示体检测部62的图11(a)的消隐期间BPa的用法的图。
图12是表示图11所示的上行线路信号US的结构例的图。
图13是表示在时间T6，触控笔2进行数据信号OD_DP的发送时的上行线路信号US和下行线路信号DS的一例的图。
图14(a)(b)分别是表示在为了发送数据信号OD_DP而确保的时间发送的数据的具体例的图。
图15是表示图10所示的指示体检测部62进行的处理的处理流程图。
图16是表示在图15所示的步骤S8中执行的数据接收处理的详情的处理流程图。
图17是表示图10所示的触控笔2进行的处理的处理流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。首先，作为第一实施方式，说明在外挂式的系统中适用了本发明的情况。接下来，作为第二实施方式，说明在In-cell型的系统中适用了本发明的情况。
图1是本发明的第一实施方式的位置输入系统1的概要图。位置输入系统1是利用了主动静电方式的系统。位置输入系统1包括：用于将指示位置P(P0～Pk～Pn)和笔压等操作状态数据OD向电子设备3输入的触控笔2(主动式触控笔)；使用重叠于液晶面板33的传感器板34来导出当前的触控笔2的指示位置P，并与操作状态数据OD一起向电子设备控制部30输出的传感器控制器31。传感器控制器31设置于电子设备3，该电子设备3具备液晶面板33及液晶驱动部32以及对它们进行控制的电子设备控制部30。
触控笔2是用于检测从传感器控制器31以规定的周期发送的上行线路信号US，且在以检测到的上行线路信号US为基准时刻而指示的时间发送下行线路信号DS的具备电源、通信电路及电极的主动静电方式的触控笔。指示的时间包括(1)传感器控制器31在检测触控笔2之前事先指定的时间(以下，称为紧接着上行线路信号US之后的时间)的情况、在相互检测之后(2)通过上行线路信号US所包含的指令CC_UP以上行线路信号US为基准时刻而明示地指定的时间的情况。
下行线路信号DS包括表示存在于检测到触控笔2的位置的情况的位置信号D_DP、及根据笔压信息等操作状态数据OD等的数据而调制后的数据信号OD_DP。传感器控制器31发送后述的上行线路信号US，触控笔2对其进行响应，由此位置信号D_DP也被用作传感器控制器31检测触控笔2用的响应信号。以下，在不区分上述位置信号D_DP与数据信号OD_DP的情况下，总称为下行线路信号DS。
传感器控制器31是连接于以在液晶面板33的法线方向上与液晶面板33相对的方式设置的传感器板34，并经由传感器板34与触控笔2之间进行通信的集成电路(IC：Integrated Circuit)。传感器控制器31基于液晶驱动部32的动作状态来管理发送上行线路信号US的周期及时间，以该周期及时间发送上行线路信号US，通过检测以该上行线路信号US为基准时刻而发送的下行线路信号DS来检测触控笔2。而且基于其检测位置来导出触控笔2的指示位置P，从数据信号OD_DP包含的数据中提取笔压等操作状态数据OD，将操作状态数据OD与指示位置P一起向电子设备控制部30供给。
液晶面板33包括沿着形成面板面的两个方向(图1所示的X方向及Y方向)呈矩阵状地排列的多个像素。各像素包含像素电极及液晶而构成。而且，液晶面板33还具有偏振光板、玻璃基板、滤色片、共通电极、背光光源等而构成。其中，共通电极是在将面板面分割成多个区域而成的各区域设置的结构，在显示动作期间被施加固定或可变的电压，以与像素电极之间形成与像素的值对应的电位差。
液晶驱动部32基于从电子设备控制部30供给的摄影信号V而生成驱动信号LD(栅极、源极电压等)。驱动信号LD起到对液晶面板33内的各像素的液晶的偏振光进行控制，并显示与摄影信号V对应的影像的作用。驱动信号LD包含高频率的成分，每当驱动信号LD向液晶面板33供给时，经由与传感器板34之间形成的寄生电容(图中以C2为代表)，在传感器控制器31要接收的信号中也包含液晶噪声LCDnz。
接下来，对照使用者的触控笔2的典型的操作方法来说明位置输入系统1的动作的概要。
使用者在操作触控笔2时，首先进行使触控笔2接近操作面板35的操作(落笔操作)。由落笔操作产生的触控笔2的移动是包含操作面板35的法线方向(图1所示的Z方向)的分量的空间移动。触控笔2如图1所示在指示位置P0附近接近传感器板34时，在构成传感器板34的电极群与触控笔2的前端之间为了收发信号而形成充分的耦合电容C。触控笔2能够经由该耦合电容C检测传感器控制器31发送的上行线路信号US。触控笔2对上行线路信号US进行同步用的内部处理，以上行线路信号US为基准时刻而在传感器控制器31指定的时间(例如紧接着之后的时间)发送下行线路信号DS。传感器控制器31能够在能够不受噪声LCDnz的影响等而接收到触控笔2发送的下行线路信号DS时，开始触控笔2的检测和指示位置P的导出等处理。
在落笔操作之后，使用者在使触控笔2的前端与操作面板35接触的状态下，例如，以描绘图1所示的P0～Pn的轨迹Path的方式使触控笔2的前端移动。在此期间，触控笔2在基于由上行线路信号US提供的基准时刻而指示的时间反复进行位置信号D_DP和数据信号OD_DP的发送。在此期间，耦合电容C的值与落笔时相比成为比较大的值。
使用者进行使触控笔2的前端从操作面板35分离的操作(起笔操作)。起笔操作是与落笔操作相反的操作。当传感器控制器31与触控笔2分离至在指示位置Pn附近无法再形成充分的耦合电容C的程度时，在触控笔2与传感器控制器31之间无法再进行信号的收发。即使在无法再进行收发之后，在一定期间内，作为触控笔2和传感器控制器31各自的内部状态而仍维持基准时刻及其周期。当经过一定期间时，作为触控笔2和传感器控制器31各自的内部状态的基准时刻解除。
不管是因为触控笔2无法检测到上行线路信号US，还是因为传感器控制器31无法检测到从触控笔2回复的下行线路信号DS，在尽管触控笔2被进行落笔操作且进入能够检测范围，但是由于液晶噪声LCDnz而传感器控制器31无法检测到从触控笔2发送的下行线路信号DS时，传感器控制器31检测到触控笔2的时间至少延迟至下一上行线路信号US的发送为止。
传感器控制器31检测到触控笔2的情况延迟成为例如基于传感器控制器31的坐标检测处理或电子设备控制部30中的坐标位置的光标显示处理等后续的处理的延迟。在此，触控笔2进行落笔操作的时间是使用者在操作面板上开始利用触控笔2的时间，后续的显示处理的延迟成为使用者体感到的位置输入系统1的响应延迟。
因此，在本实施方式中，目的是在通过使用者进行触控笔2的落笔操作而触控笔2进入了传感器控制器31的能够检测范围时，传感器控制器31能够提前且更高概率地检测触控笔2。
具体而言，传感器控制器31对触控笔2以液晶面板33的动作的周期(动作周期VT)发送上行线路信号US，以在液晶噪声LCDnz比较少的消隐期间BP的各发生周期从触控笔2发送下行线路信号DS。
图2是表示触控笔2的功能块的简略框图。如该图所示，触控笔2包括电极20、收发切换部21、振荡部22、发送部23、接收部24、操作信息检测部25、操作输入部26、结构信息保持部27及通信控制部28。
电极20是诱发出与下行线路信号DS或上行线路信号US对应的电荷的导体。收发切换部21是基于从通信控制部28供给的切换信号S_Sel，来切换电极20与发送部23或接收部24之间的连接状态的开关。收发切换部21为了分时地切换发送与接收而使用。
振荡部22是基于从通信控制部28供给的频率设定信号F_sel而在传感器控制器31与触控笔2之间生成通信使用的频率的载波信号的振荡电路。载波信号可以是正弦波，也可以是时钟脉冲的矩形波。
接收部24对于在电极20诱发的电荷量的变化(信号)进行检波并解调，由此提取信号包含的搜索模式D_UP或指令CC_UP而向通信控制部28输出。作为上行线路信号US的调制方法，在进行使用了扩散符号的调制时(详情在第二实施方式中进行说明)，将接收到的信号通过相关器进行预先存储的扩散符号与接收信号的相关运算，提取搜索模式D_UP或指令CC_UP。
发送部23基于从通信控制部28供给的数据而生成下行线路信号DS，通过向电极20供给而对传感器控制器31发送。在发送位置信号D_DP时，将从振荡部22提供的载波信号不进行调制而原样输出。在发送数据信号OD_DP时，将操作状态数据OD、结构数据CD等数据进行符号化而生成发送数字信号，由此对于从振荡部22提供的载波信号进行调制，从而生成数据信号OD_DP。
操作信息检测部25取得在触控笔2的侧面设置的按钮等操作输入部26的接通/断开等的操作状态、通过未图示的笔压检测部检测到的笔压F的值、或者触控笔2的驱动电源即蓄电池的剩余量数据等、根据触控笔2的操作状态而变化的动态的数据即操作状态数据OD，并向通信控制部28适当供给。
结构信息保持部27除了保持上述的触控笔标识符SID之外，还保持表示触控笔2的制造商的售主ID、触控笔2的笔尖的类型(圆珠笔、刷等)、操作输入部26的个数等、根据触控笔2的操作状态而不变化的静态的数据即结构数据CD，并向通信控制部28供给。
通信控制部28对发送部23进行控制，以在落笔操作开始后，以接收部24检测到的上行线路信号US的接收时刻为基准时刻，在传感器控制器31指示的时间发送下行线路信号DS。指示的时间是：(1)在传感器控制器31对于触控笔2的检测完成为止的期间，是在触控笔2与传感器控制器31之间事先决定的时间，具体而言刚检测到包含搜索模式D_UP的上行线路信号US之后(可以夹杂有收发的切换间隔)的时间。另外，(2)在传感器控制器31检测到触控笔2之后，是按照上行线路信号US所包含的指令CC_UP以上行线路信号US为基准时刻而明示地指定的时间。在(2)的情况下，通信控制部28使发送部23发送包含按照指令CC_UP而指定的数据(包括操作状态数据OD、结构数据CD)的数据信号OD_DP。而且，通信控制部28保持有通信设定表格，并保持有暂时检测到的基准时刻时间的定时、通信使用的时间(时间空档等)或频率等。
图3是表示传感器控制器31的功能块的简略框图。本实施方式的系统相当于外挂式。在液晶面板33的外部(上部)经由透明粘结层等而载设传感器板34。
传感器板34包括以形成与图1所示的操作面板35平行的面的方式二维地配设的行电极群45及列电极群46。上述行电极群45及列电极群46与构成液晶面板33的电极(像素电极、共通电极)另行设置。在行电极群45出现的信号中，包含液晶面板33产生的液晶噪声LCDnz。
传感器控制器31是与传感器板34连接的集成电路，如图3所示，包括收发切换部47、振荡部40、发送部41、接收部42、指示体检测部43及动作周期取得部44。
收发切换部47是基于从指示体检测部43供给的切换信号S_Sel，来切换构成行电极群45的各电极与后述的发送部41或接收部42之间的连接状态的开关组。切换信号S_Sel是在指示体检测部43朝向触控笔2发送上行线路信号US的时间(及进行手指触摸的检测时)指示将行电极群45与发送部41连接，在接收来自触控笔2的信号时指示将行电极群45与接收部42连接的信号。
振荡部40是生成基于从指示体检测部43供给的频率设定信号F_sel的频率的正弦波(或矩形波)的信号的振荡电路。
发送部41在指示体检测部43指示的定时，对于从指示体检测部43供给的搜索模式D_UP及按照指令CC_UP而从振荡部40提供的载波信号进行调制，向行电极群45输出上行线路信号US。
接收部42在指示体检测部43指示的定时执行指示体检测部43的下行线路信号DS的接收动作。在接收期间检测到下行线路信号DS时，接收部42提取数据信号OD_DP所包含的操作状态数据OD等而对指示体检测部43供给，并取得表示接收到与该数据信号OD_DP对应的下行线路信号DS的电极的位置信息Pos而向指示体检测部43供给。
动作周期取得部44是基于从液晶驱动部32输出的驱动信号LD或刷新率Rr、或者监控的液晶噪声LCDnz的状况等，来确定表示液晶驱动部32对液晶面板33的控制的周期的动作周期VT(参照图7)和在动作周期VT中液晶噪声LCDnz的出现频度减小(与其他的期间相比变稀疏)的期间即消隐期间BP(参照图4、图7)的功能部。消隐期间BP是从与刷新率Rr对应的动作周期VT中去除了显示动作期间的期间，如使用图7后述那样，在本实施方式中成为垂直消隐期间VB。
在图3那样的外挂式的位置输入系统中，液晶驱动部32与传感器控制器31由相互独立地设计的不同的集成电路构成，并不局限于在液晶驱动部32设置用于取出驱动信号LD或刷新率Rr的端子的情况。因此，动作周期取得部44在能够从液晶驱动部32接受驱动信号LD或刷新率Rr的供给时，从它们之中提取动作周期VT及消隐期间BP，在不能从液晶驱动部32接受驱动信号LD或刷新率Rr的供给时，对液晶噪声LCDnz进行监控，通过检测其疏密来提取动作周期VT及消隐期间BP。
指示体检测部43在通过动作周期取得部44取得的动作周期VT及消隐期间BP，分配用于对未检测的触控笔2进行检测的通信资源并存储于通信资源表格CRTbl。而且，进行以分配的通信资源用于每动作周期发送包含搜索模式D_UP的上行线路信号US的控制。
搜索模式D_UP是包含触控笔2已知的位模式的数据，例如，是0或1连续或交替反复的数据。只要通过基于搜索模式D_UP的调制而生成的上行线路信号US是向对其进行检测的触控笔2提供同步的基准定时的信号即可，搜索模式D_UP的位长或内容任意。包含有包括1位或多位的搜索模式D_UP的上行线路信号US成为以上行线路信号US的接收时刻为基准时刻而立即发送下行线路信号DS地对触控笔2进行指示的信号。
指示体检测部43可以基于通过动作周期取得部44提取的表示动作周期VT及消隐期间BP的动作模式信息等，从对于动作模式信息等预先设定的有限个的上行线路信号US的发送周期(时间空档S0的周期)之中决定一发送周期。这样从多个动作周期VT之中决定的上行线路信号US的发送周期除了消隐期间BP之外，还成为存储于通信资源表格CRTbl的通信资源的一个结构要素。
指示体检测部43在检测到触控笔2之后，对于已检测的触控笔2分配发送位置信号D_DP和数据信号OD_DP的时间，并存储于通信资源表格CRTbl。而且，发送包含指令CC_UP的上行线路信号US，该指令CC_UP用于将位置信号D_DP或数据信号OD_DP等应发送数据的内容和触控笔2发送这些信号的定时(以上行线路信号US的接收时刻为基准的定时)向触控笔2进行指示。
图4是说明某一液晶面板33中的驱动信号LD与液晶噪声LCDnz的关系的例子的图。该图的上侧的图成为下侧所示的信号波形图的局部放大图。
图4的信号波形图是作为驱动信号LD的一种的水平同步信号HSYNC和接收该水平同步信号HSYNC而在传感器板34上检测的液晶噪声LCDnz的波形的测定结果的一例。在该图中，横轴表示时间，纵轴表示信号的等级。
水平同步信号HSYNC典型的是在液晶面板33上显示带状的影像线时的通知显示期间的开始及结束的信号，如图4的上侧的图所示，成为以水平同步周期HI反复出现上升边缘E1和下降边缘E2的信号。上升边缘E1表示显示期间的开始，下降边缘E2表示显示期间的结束。
如上所述，驱动信号LD的高频成分对于传感器板34而言成为液晶噪声LCDnz。上升边缘E1及下降边缘E2时水平同步信号HSYNC成为高频，所以伴随着上述的边缘，如图4的上侧的图所示，产生液晶噪声LCDnz。更具体而言，从上升边缘E1及下降边缘E2的各个至任意的噪声期间ND的期间，液晶噪声LCDnz大的状态都持续。相对于此，在相邻的噪声期间ND之间的时间，即图示的无噪声期间NF，液晶噪声LCDnz的等级减小至可以忽视的程度。
水平同步周期HI是可变的，如图4的下侧的图所示，大致可分为长的情况和短的情况。这是由于在液晶面板33的一部分设置非显示区域而引起的。以下，关于这一点，参照图5进行详细说明。
图5是表示液晶面板33的显示面的图。该图的外框表示显示面的整体，虚线框表示有效地显示影像的显示区域DA。显示面的外缘与显示区域DA之间的区域虽然也在显示面内，但是成为实际上不显示影像的非显示区域。在图5中，将其中的位于显示区域DA的上下的部分作为垂直方向非显示区域NDA而特别标注阴影地表示。至少在目前制造的液晶面板33中，这样的非显示区域不可避免地发生。在液晶驱动部32生成与显示区域DA对应的水平同步信号HSYNC时，水平同步周期HI相对变短，在液晶驱动部32生成与垂直方向非显示区域NDA对应的水平同步信号HSYNC期间(垂直消隐期间VB(Vertical Blanking))，水平同步周期HI相对变长。
在图4的例子所示的液晶面板33的例子中，在液晶驱动部32生成与显示区域DA对应的水平同步信号HSYNC期间，无噪声期间NF相对变短(图示的无噪声期间NF_Dense)，在液晶驱动部32生成与垂直方向非显示区域NDA对应的水平同步信号HSYNC期间(垂直消隐期间VB)，无噪声期间NF相对变长(图示的无噪声期间NF_Sparse)。在这样的液晶面板33中，在1图像帧期间的期间，存在液晶噪声LCDnz的产生频度相对大的噪声期间NP(显示动作期间)和至少1个消隐期间BP(液晶噪声LCDnz的产生频度相对小的期间)。
在此，在图4的液晶面板33的例子中，消隐期间BP的水平同步信号HSYNC的等级大致成为高(High)的状态。然而，这只不过是一例，也存在消隐期间BP的水平同步信号HSYNC的等级成为低(Low)的状态的例子。
图6是说明这样的例子中的驱动信号LD与液晶噪声LCDnz的关系的图。在该例中，与图4的例子同样，无噪声期间NF成为与显示区域DA对应的无噪声期间NF_Dense的期间和无噪声期间NF成为与垂直方向非显示区域NDA对应的无噪声期间NF_Sparse的期间在时间轴上观察时交替地出现。后者对应于液晶噪声LCDnz相对小的消隐期间BP。并且，该消隐期间BP内的水平同步信号HSYNC的等级如图6所示成为低(Low)。
这样，根据液晶面板33的种类而驱动信号LD的特性不同，但是在由传感器板34检测的液晶噪声LCDnz中，存在刷新率Rr的周期之中相对稠密地产生噪声的噪声期间NP和相对稀疏地产生噪声的消隐期间BP。而且，在刷新率Rr的周期之中，期待与垂直消隐期间VB对应的消隐期间BP存在至少1个。在此，该消隐期间BP的产生间隔及持续时间根据在液晶面板33当前设定的刷新率Rr而不同。
在以下的说明中，动作周期取得部44从液晶驱动部32接收刷新率Rr的供给，基于供给的刷新率Rr来选择存储的多个动作周期VT中的一个。并且，指示体检测部43如上所述预先存储有多个上行线路信号US的发送周期，根据由动作周期取得部44选择的动作周期VT来选择其中的一个。并且，通过选择的发送周期，进行上行线路信号US的发送。
图7是表示液晶面板33的刷新率Rr与上行线路信号US的发送周期的关系的图。
图7所示的期间T_Rr1是液晶面板33的刷新率Rr为第一率60Hz(60p)的期间。该期间内的液晶面板33的动作周期VT成为第一动作周期VT1。第一动作周期VT1的具体的值是第一率的倒数，例如在第一率为60Hz时，成为约16.7msec。图像P1～P4表示在该期间内显示的图像。而且，图7所示的期间T_Rr2是液晶面板33的刷新率Rr为例如第二率48Hz(48p)的期间。该期间内的液晶面板33的动作周期VT成为第二动作周期VT2。第二动作周期VT2的具体的值是第二率的倒数，例如在第二率为48Hz时，成为约20msec。图像P11～P13表示在该期间内显示的图像。
从图7可知，显示在液晶面板33上的图像以与液晶面板33的动作周期VT相等的周期被更新。而且，每当图像更新时，液晶噪声LCDnz的产生间隔变得稀疏的消隐期间BP出现至少1次。在该图中，将与图像P1～P4、P11～P13分别对应的消隐期间BP图示作为消隐期间BP1～BP4、BP11～BP13。
图7的下侧所示的通信资源表格CRTbl表示动作周期VT与上行线路信号US的发送定时的关系。在通信资源表格CRTbl中，横向表示时间空档(但是，仅示意性地记载一部分)，纵向表示通信频率。
传感器控制器31为了检测触控笔2而在图示的发送定时700发送上行线路信号US。在图7所示的例子中，发送定时700使用各动作周期VT中的消隐期间BP存在的时间空档S0来发送，因此，上行线路信号US的发送周期与动作周期VT相等。例如，在动作周期VT成为第一动作周期VT1(例如约16.7msec)的期间T_Rr1，上行线路信号US的发送周期也成为VT1(例如约16.7msec)，在动作周期VT成为第二动作周期VT2(例如约20msec)的期间T_Rr2，上行线路信号US的发送周期也成为VT2(例如约25msec)。虽然未图示，但是在设定动作周期VT进一步变短的刷新率Rr时(例如，120Hz或240Hz)，对应于此，上行线路信号US的发送周期也成为更短的值。
在图7中，期间T_Rr1与期间T_Rr2之间所示的期间T_Rr_chng表示为了将刷新率Rr从第一率变更为第二率所需的时间。需要说明的是，在例如液晶面板33的动作模式变更为省电力模式等的情况、为了进行更流畅的显示而提高图像帧的生成率fps并将刷新率Rr提高为120Hz或240Hz等的情况等，产生这样的刷新率Rr(描绘定时的周期)的变更。
图8是表示液晶面板33的动作周期VT和向位置输入系统1中的发送或接收动作分配的通信的资源的通信资源表格CRTbl的例子的图。在该图的例子中，通信资源以频率f0、f1、f2和作为例子的20个时间空档S0～S19进行管理。该空档数根据动作周期VT而变化。
图8示出包含用于检测触控笔2的搜索模式的上行线路信号US的发送定时700、用于未检测的触控笔2对上行线路信号US进行响应的响应定时719、用于已检测到的触控笔2发送包含位置信号D_DP或操作状态数据OD的数据信号OD_DP的发送定时701、702。
如图8、图7所示，上行线路信号US的发送定时700向消隐期间BP内的时间空档S0赋予。被赋予发送定时700的周期(上行线路信号US的发送周期)依赖于液晶面板33的刷新率Rr而变化，而且，以与至少1个消隐期间BP一致的方式在传感器控制器31的起动后或重置后决定一次。传感器控制器31按照刷新率Rr的各周期，在与消隐期间BP对应的时间空档S0，在检测到触控笔2为止的期间，进行包含搜索模式D_UP的上行线路信号US的发送。
响应定时719是用于在触控笔2检测到包含搜索模式D_UP的上行线路信号US之后，以该上行线路信号US为基准时刻而紧接着之后进行响应的定时。向刚发送上行线路信号US之后的时间空档S1赋予是为了使响应定时719包含在消隐期间BP中。
传感器控制器31还未检测到的触控笔2在时间空档S0接收到上行线路信号US时，作为对该上行线路信号US的响应信号，在紧接着之后的时间空档S1发送用于表示自己的存在的下行线路信号DS即位置信号D_DP。
通过将响应定时719固定地设定为与发送上行线路信号US的时间空档S0连续的紧接着之后的时间空档S1，能够引导下行线路信号DS的发送，以使响应信号位于与时间空档S0相同的消隐期间BP内。由此，在定期地发送上行线路信号US并通过检测下行线路信号DS来检测触控笔2的传感器控制器31中，能够在触控笔2被落笔操作的与操作面板35接触为止的期间，尽可能早地在不受液晶噪声LCDnz的影响的期间得到下行线路信号DS。需要说明的是，在触控笔2的上行线路信号US的检测中液晶噪声LCDnz不受影响的情况下，可以仅将发送定时701包含于消隐期间BP。
发送定时701表示对于已经检测到的触控笔2(2B)，按照指令CC_UP，以上行线路信号US为基准时刻(S0)而明示地指定的时间即时间空档S2、S4和使用频率f1。发送定时702表示对于已经检测到的触控笔2(2C)，按照指令CC_UP明示地指定的时间空档S3、S5和使用频率f2。利用时间空档S0～S19这20个时间空档中的尽量接近发送上行线路信号US的时间的前方的时间空档是为了进行控制，即使在动作周期VT之中仅能得到1个消隐期间时，也能在尽可能包含于消隐期间BP的时间进行来自触控笔2的下行线路信号DS。
指令CC_UP也可以包含将数据信号OD_DP设为时间空档S2并将位置信号D_DP设为时间空档S4等发送的信号的类别。
在1动作周期VT之中存在多个消隐期间BP的情况下，可以是以在至少1个消隐期间发送上行线路信号US而等待下行线路信号DS的响应并在其他的消隐期间发送数据信号OD_DP的方式发送指令CC_UP。
如以上说明所述，根据本实施方式的位置输入系统1、传感器控制器31、及触控笔2、以及由它们执行的方法，传感器控制器31取得液晶面板33的当前的动作周期VT，因此能够从传感器控制器31对触控笔2发送成为与取得的动作周期VT对应的同步的基准的上行线路信号US，因此，能够对在以上行线路信号US为同步的基准时刻而指定的定时回复下行线路信号DS的触控笔2，传送与液晶面板33的状态对应的信号的优选的发送定时。尤其是能够尽早且在不受液晶面板33的动作影响的期间检测从被落笔操作的触控笔2发送的信号。
接下来，说明本发明的第二实施方式。本实施方式的位置输入系统1与第一实施方式的位置输入系统1的主要的差异点是传感器板34的行电极群45与液晶面板33的共通电极共用的点，即，使用所谓In-cell式的传感器板34(或液晶面板33)的点。以下，关于本实施方式与第一实施方式共通的结构，标注同一符号并省略说明，以与第一实施方式的差异点为中心进行说明。
图9是表示本实施方式的液晶面板33兼传感器板34的构造的示意图。如图9(a)所示，在液晶面板33兼传感器板34中，在液晶层50的上表面形成行电极群45。如图9(b)所示，行电极群45由分别沿Y方向(液晶面板33的显示面内的一方向)延伸的多个行电极45a～45c构成。需要说明的是，在此虽然例示3个行电极45a～45c，但是实际的行电极群45由更多的行电极构成。
如第一实施方式中说明那样，在朝向触控笔2发送信号时及检测手指触摸时，行电极群45成为发送电极(Tx)，在接收来自触控笔2的信号时，行电极群45成为接收电极(Rx)。而且，行电极群45兼作为液晶面板33的共通电极，在液晶面板33驱动时，向行电极群45供给固定电位Vcom。行电极群45的以上的3个作用，即，作为发送电极(Tx)的作用、作为接收电极(Rx)的作用、及作为液晶面板33的共通电极(Vcom)的作用分时地实现。
在行电极群45的上层，经由未图示的透明绝缘层而配置有色玻璃滤光片51，在其上表面配置列电极群46。如图9(b)所示，列电极群46由分别沿X方向(在液晶面板33的显示面内与Y方向正交的方向)延伸的多个列电极46a～46c构成。需要说明的是，在此虽然例示3个列电极46a～46c，但是实际的列电极群46由更多的列电极构成。列电极群46未兼作为液晶面板33的电极，与第一实施方式中说明的列电极群46同样，始终作为接收电极(Rx)发挥功能。在列电极群46的上层，经由未图示的透明绝缘层而配置偏振光板52。
图10是表示在本实施方式的电子设备3设置的控制装置60的功能块的简略框图。将该图与图3进行比较可知，在本实施方式的电子设备3中，将第一实施方式中分别设置的传感器控制器31、液晶驱动部32及电子设备控制部30安装作为1个控制装置60。
控制装置60除了具有第一实施方式中说明的振荡部40、发送部41及接收部42之外，还具有控制部61及指示体检测部62。控制部61首先具有第一实施方式中说明的电子设备控制部30及液晶驱动部32的功能。即，具有例如基于通过对未图示的存储介质中记录的影像信号进行再生而得到的摄影信号V来生成上述的驱动信号LD，并向液晶面板33供给的功能。
控制部61还具有作为第一实施方式中说明的动作周期取得部44的功能。具体而言，具有提取表示液晶面板33的控制的周期的动作周期VT和液晶噪声LCDnz的出现频度减小的期间即消隐期间BPa的功能。但是，与动作周期取得部44不同，控制部61自身生成驱动信号LD，因此提取动作周期VT及消隐期间BPa的处理在内部完结，不需要对液晶噪声LCDnz进行监控。
在此，本实施方式的消隐期间BPa是与第一实施方式的消隐期间BP不同的期间。即，如参照图5说明所述，第一实施方式的消隐期间BP是液晶驱动部32生成与垂直方向非显示区域NDA对应的驱动信号LD的期间，是与垂直消隐期间VB对应的期间。
相对于此，本实施方式的消隐期间BPa是水平回扫期间HB(Horizontal Blanking)的后半部分，即，驱动对象的像素从画面的右端向左端返回的期间中的未进行像素的驱动处理的期间。与消隐期间BP相比，消隐期间BPa是非常短的时间，因此在使用由传感器控制器31与液晶驱动部32分离的IC实现的外挂式的系统的传感器板34的第一实施方式中无法有效地利用，但是在使用传感器控制器31与液晶驱动部32由一体的集成电路构成且能够严密地调整动作定时的In-cell型的系统(或On-cell型的系统)的传感器板34的本实施方式中，能够有效地利用。消隐期间BPa在其性质上，在1动作周期VT内反复出现多次，详情在后文叙述。在本实施方式中，将这样出现多次的消隐期间BPa分别当作在刷新率Rr的周期中的产生的消隐期间BP，实现作为传感器控制器的控制装置60与触控笔2之间的通信。
图11(a)是表示本实施方式的消隐期间BPa的配置例的一例的图。动作周期VT也如图7所示对应于执行1个图像帧的显示的时间(图像帧时间)，如图11(a)所示，与作为脉冲信号的影像同步信号Vsync的活性化一起开始。在图11(a)的例子中，在动作周期VT内包含第一个数(525个)的水平回扫期间HB，各个水平回扫期间HB的后半部分能够作为消隐期间BPa而利用。因此，525个消隐期间BPa离散且等间隔地配置在1动作周期VT内。在不是消隐期间BPa的定时，需要驱动像素，因此行电极群45的电位固定为上述的固定电位Vcom。因此，在手指触摸的检测、朝向触控笔2的信号的发送、来自触控笔2的信号的接收等的目的下，无法使用行电极群45。另一方面，在消隐期间BPa中，行电极群45的电位未特别固定。因此，控制装置60利用消隐期间BPa，执行手指触摸的检测、朝向触控笔2的信号的发送、来自触控笔2的信号的接收等第一实施方式中说明的作为传感器控制器31的动作。需要说明的是，在1动作周期VT内的消隐期间BPa的个数或配置方法中，存在随着QHD～FullHD等高析像度对应而增加的情况，反之也存在将消隐期间BPa压缩为几十个的情况等各种情况。
返回图10。控制部61预先存储多个规定的动作周期VT和多个规定的消隐期间BPa的配置方法，每当进行驱动信号LD的生成时，分别选择各1个。列举具体的例子的话，预先存储有60Hz、48Hz这2种类作为动作周期VT，在液晶面板33与AC电源连接时，选择60Hz，在液晶面板33进行蓄电池驱动时，选择48Hz。这样，在蓄电池驱动时降低动作周期VT是为了减小消耗电力。而且，作为消隐期间BPa的配置方法，存储有在1动作周期VT内配置第一个数(例如525个)的消隐期间BPa的配置方法和在1动作周期VT内配置第二个数(与第一个数不同的个数)的消隐期间BPa的配置方法，根据液晶面板33的种类等而选择它们之中的任一个。控制部61根据选择的动作周期VT及消隐期间BPa的配置方法而生成驱动信号LD，并将选择的动作周期VT及消隐期间BPa的配置方法向指示体检测部62供给。
指示体检测部62利用动作周期VT之中包含的这多个个数的消隐期间BPa，进行手指触摸的检测、朝向触控笔2的信号的发送、来自触控笔2的信号的接收。指示体检测部62构成为将上述的1个组合的处理以1动作周期VT的单位反复进行。
图11(b)(c)是表示在1动作周期VT内配置第一个数L1(作为例子而为L1＝525)个消隐期间BPa时的基于指示体检测部62的消隐期间BPa的用法的例子的图。图11(b)(c)图示出在与第一个数L1个消隐期间BPa分别对应的时间T1～T525和各消隐时间内进行的通信。图11(b)示出关于检测到触控笔2为止的例子，图11(c)示出检测到触控笔2之后的N个位置信号D_DP和M个数据信号OD_DP的发送的分配。
首先在未检测到触控笔2时，如图11(b)所示，指示体检测部62在多个时间T1、T129、T257、…、T513发送包含搜索模式D_UP的上行线路信号US。该搜索模式D_UP包括为了使对其进行接收的触控笔2能够得到动作周期VT的基准时刻而表示第几次的搜索模式的顺序编号。
图12是表示这样构成的上行线路信号US的构成例的图。该图的例子的上行线路信号US从最前头依次包括2个辅助上行线路信号USsub、3个指令信号CC0～CC2、根据指令信号CC0～CC2而生成的循环冗余符号CRC。
1个辅助上行线路信号USsub是包含对于触控笔2预先已知的1位的搜索模式D_UP的信号。包含多位的搜索模式D_UP或指令CC_UP的上行线路信号US与第一实施方式同样是成为与当前的液晶面板33的动作周期VT对应的同步的基准的上行线路信号US，辅助上行线路信号USsub起到将存在多个的各个消隐期间BPa的各个时刻和各个消隐期间BPa中的下行线路信号DS的发送定时向触控笔2通知的作用。这是为了将根据液晶驱动的状况而不同的消隐期间BPa的各个模式无需事先与触控笔2共有且向触控笔2通知。1个辅助上行线路信号USsub是比上行线路信号US短的时间的信号，能够在1个消隐期间BPa中接收下行线路信号DS。
第二实施方式的消隐期间BPa是比第一实施方式的消隐期间BP短的时间，但是辅助上行线路信号USsub是比第一实施方式长1位的时间的信号，因此能够在1个消隐期间BPa内确保对该辅助上行线路信号USsub进行响应而触控笔2发送下行线路信号DS的时间。
需要说明的是，辅助上行线路信号USsub在通过规定芯片数的扩散符号生成的信号的频率被扩散后的状态下发送。触控笔2通过对于这样发送的已知的扩散符号执行相关处理，来检测辅助上行线路信号USsub的到来。发送2次辅助上行线路信号USsub是为了使触控笔2能够区分用于识别动作周期VT的帧的上行线路信号与用于表示各个消隐期间BPa的辅助上行线路信号USsub。
指令信号CC0～CC2是表示对于触控笔2进行通知的指令CC_UP的信号。虽然在图12中未示出，但是指令信号CC0～CC2也与辅助上行线路信号USsub同样地在通过规定芯片数的扩散符号扩散了的状态下发送。需要说明的是，通过指令信号CC0～CC2分别表示的信息量根据扩散符号的用法而不同。例如，在通过扩散符号的反转/非反转来表示1位时，指令信号CC0～CC2分别成为1位的信息。另一方面，在循环移位地使用扩散符号时，通过指令信号CC0～CC2分别能够表示更多的位数。无论是何种情况，触控笔2都将存在接收的可能性的扩散符号全部预先存储，并执行其分别与接收信号的相关处理，由此接收指令信号CC0～CC2。通过指令信号CC0～CC2通知的指令CC_UP包括表示动作周期VT(例如48Hz或60Hz)的信息、表示消隐期间BPa的配置方法(例如1动作周期内是第一个数还是第二个数)的信息、表示应从触控笔2对控制装置60传送的数据(第一实施方式中说明的操作状态数据OD及结构数据CD中的控制装置60需要的数据)的信息、表示触控笔2应使用于数据的发送的消隐期间BPa的信息等。
循环冗余符号CRC是表示将由指令信号CC0～CC2表示的数据看作数值，并除以规定的常数而得到的余数的符号。
返回图11(b)。在未检测到触控笔2时，在时间T1、T129、…、T513以外的时间T2～T128等中，指示体检测部62进行辅助上行线路信号USsub的发送。在此发送的辅助上行线路信号USsub的内容与参照图14说明的上行线路信号US内的辅助上行线路信号USsub相同。虽然未图示，但是指示体检测部62在还包括触控笔2检测之后在内的全部的时间的最开头进行至少1次这样的单体的辅助上行线路信号USsub的发送。通过这样将上行线路信号US与辅助上行线路信号USsub组合发送，能够通过上行线路信号US对触控笔2传送指令CC_UP，并从接收到辅助上行线路信号USsub的触控笔2提取接收位置信号D_DP，由此控制装置60能够尽可能早地检测触控笔2。
接收到辅助上行线路信号USsub的触控笔2尽早发送用于向控制装置60通知自身的存在的位置信号D_DP。从触控笔2接收到位置信号D_DP的指示体检测部62设为触控笔2的检测完成，如图11(c)那样变更其以后的各时间的使用方法。具体而言，仅将位于1帧的最初的时间T1使用作为发送上述的上行线路信号US的“第一消隐期间”，将这以外的时间中的至少1个用作触控笔2发送下行线路信号DS用的“第二消隐期间”。在图11(c)的例子中，L1个的消隐期间中的作为“第二消隐期间”使用的时间是时间T2～T128、T130～T256等。更具体而言，时间T2～T5这N1个时间、T130～T133这N2个的时间等合计的N个时间为了触控笔2发送位置信号D_DP而使用。而且，时间T6～T128这M1个、T134～T256这M2个时间等合计的M个时间为了触控笔2发送包含操作状态数据OD等的数据信号OD_DP而使用。以下，将M个时间中的第m个(m为1～492的整数)时间内发送的数据信号OD_DP也如图11(c)所示有时标记为数据信号Dm。其他的时间为了指示体检测部62检测手指触摸而使用。
作为一例，在图13示出在时间T6触控笔2进行数据信号OD_DP的发送时的辅助上行线路信号USsub和下行线路信号DS的例子。虽然未图示，但是在其他的时间，触控笔2进行数据信号OD_DP的发送的情况也是同样的。
如图13所示，在时间T6的开头，由指示体检测部62发送一次包含搜索模式D_UP1位的辅助上行线路信号USsub。触控笔2与该1次的辅助上行线路信号USsub的接收对应地，在该消隐期间BPa的剩余的时间开始数据信号OD_DP的发送。例如，1次发送4位的数据data1～data4。
返回图11。在图11(c)的例子中，确保492个用于发送数据信号OD_DP的时间。触控笔2构成为在该492个时间中的M1个中发送第一类别的数据(例如结构数据CD)，而在M2个(M2≥0)中发送操作状态数据OD。以下，列举具体的例子进行说明。
图14(a)是M1＝0，M2＝492的例子。在该例子中，使用6个数据信号D1～D3，发送表示图2所示的操作输入部26的接通/断开状态的2位量的数据S1、S2、表示笔压F的数据。
具体而言，使用数据信号D1的数据data3及data4来发送表示操作输入部26的接通/断开状态的数据S1。由此，在1动作周期VT内将操作输入部26的接通/断开状态向控制装置60通知2次，这是用于具有冗余性的结构。使用数据信号D2的数据data1～data4及数据信号D3的数据data1～data4来发送笔压F。
在此，如图14(a)例示那样，也可以在1个动作周期VT内从触控笔2向控制装置60发送2次以上的数据S1及笔压F。由此，控制装置60能够以更高的频度接收数据S1及笔压F，因此能够以更高的精度使触控笔2的笔迹的宽度再现。这种情况下，优选以将数据S1及笔压F分别以相等的时间间隔发送的方式设定数据S1及笔压F的发送定时。
图14(b)是M1＝5，M2＝2的例子。在该例子中，使用数据信号D1～D7这全部，发送触控笔标识符SID及笔压F。
具体而言，首先使用数据信号D1～D5发送触控笔标识符SID，但是数据量过多而仅通过1动作周期VT发送不完，因此遍及连续的多个动作周期VT发送。另一方面，笔压F使用数据信号D6、D7发送。由此，在该例子中，按照各动作周期VT，一次发送表示笔压F的8位量的数据。
在此，触控笔标识符SID是在指示体检测部62检测到触控笔2时发送一次就可以的信息。因此，触控笔2优选在由指示体检测部62检测到的当初，如图14(b)那样使用各时间而一次发送了触控笔标识符SID之后，数据信号D1～D5也利用于笔压F的发送。由此，在对于控制装置60已经通知了触控笔标识符SID之后，能够以高的频度传送笔压F，而且，也能够将操作输入部26的接通/断开状态、蓄电池的状态向控制装置60通知。
接下来，关于本实施方式的指示体检测部62及触控笔2进行的处理，参照各自的处理流程图，再次更详细地说明。
图15是表示指示体检测部62进行的处理的处理流程图。该处理流程以图11(b)(c)所示的消隐期间BPa的配置方法为前提，但是在使用其他的配置方法的情况下，仅替换在各时间进行的处理，其他同样。
指示体检测部62首先取得液晶面板33的动作周期VT、动作周期VT内的消隐期间BPa的配置方法(步骤S1)。然后，使用时间T1，发送包含表示取得的动作周期VT及消隐期间BPa的配置方法的指令CC_UP的上行线路信号US(步骤S2)。然后，在接下来的时间T2，发送辅助上行线路信号USsub，并使用构成行电极群45及列电极群46的全部的电极(全面扫描)，执行未知的触控笔2发送的位置信号D_DP的检测(步骤S3)。
指示体检测部62判定是否检测到位置信号D_DP(步骤S4)，在判定为检测到的情况下将笔检测标志置位(步骤S5)，并根据检测到的信号来分析触控笔2的位置(步骤S6)。另一方面，在步骤S3中判定为未检测时，将笔检测标志重置(步骤S7)。需要说明的是，笔检测标志是指示体检测部62的内部标志，在检测到触控笔2期间设为置位状态，在未检测期间设为重置状态。
到目前为止说明的各步骤中的步骤S2的处理在未检测到触控笔2时，在分配给上行线路信号US的发送的其他的时间T129、T257、T385、T513中也与时间T1同样地执行。另一方面，在触控笔2检测完时，在其他的时间T129、T257、T385、T513不执行。而且，步骤S3～S6的处理在分配给位置信号D_DP的接收的其他的时间T3～T5、T130～T133、T258～T262、T386～T389中也与时间T2同样地执行。
在时间T6，指示体检测部62首先确认笔检测标志(步骤S8)，如果被置位(即，如果检测到触控笔2)，则进行数据接收处理(步骤S9)。另一方面，如果笔检测标志被重置，则仅进行辅助上行线路信号USsub的发送(步骤S10)。
图16是表示步骤S9执行的数据接收处理的详情的处理流程图。如该图所示，指示体检测部62首先发送辅助上行线路信号USsub，并仅利用行电极群45及列电极群46中的通过步骤S6检测到的位置附近的电极(局部扫描)，执行数据信号OD_DP的检测(步骤S20)。并且，作为其结果而判定是否检测到某些信号(步骤S21)，在判定为检测到时，通过对检测到的信号进行解调来取得触控笔2发送的数据(步骤S22)，然后结束数据接收处理。另一方面，在判定为未检测到时，不特别进行处理而结束数据接收处理。
返回图15。步骤S8～S10的处理分配给数据信号OD_DP的接收的其他的时间T6～T128、T134～T256、T262～T384、T390～T512中的为了数据信号OD_DP的接收而实际使用的时间，与时间T6同样地执行。
在时间T514，指示体检测部62使用构成行电极群45及列电极群46的全部的电极(全面扫描)进行手指触摸的检测(步骤S11)。
指示体检测部62判定通过步骤S11的全面扫描是否检测到手指触摸的信号(步骤S12)，在判定为检测到时，根据检测到的信号来分析手指的位置(步骤S13)。另一方面，在步骤S12中判定为未检测到时，不特别进行处理而在接下来的时间使处理转移。
步骤S11～S13的处理在分配给手指的检测的其他的时间T513～T525也与时间T514同样地执行。
这样，指示体检测部62按照图11所示的时间T1～T525的顺序反复进行分配给各个时间的处理。而且，在进入新的动作周期VT的情况下，反复进行从步骤S1起的处理。由此，分时地反复进行动作周期VT及消隐期间BPa的配置方法的取得、上行线路信号US的发送、触控笔2的检测及位置导出、触控笔2发送的数据信号OD_DP的接收、及手指触摸的检测、位置导出。
图17是表示触控笔2进行的处理的处理流程图。如该图所示，触控笔2首先进行辅助上行线路信号USsub的传感(步骤S30)，判定由此是否检测到辅助上行线路信号USsub(步骤S31)。触控笔2在电源接通期间，反复执行步骤S30、S31的处理。
在步骤S31中判定为检测到辅助上行线路信号USsub时，触控笔2接下来进行包含搜索模式D_UP的上行线路信号US的传感(步骤S32)，并判定由此是否检测到上行线路信号US(步骤S33)。该处理总之是判定在步骤S30中检测到的辅助上行线路信号USsub是以单体发送还是上行线路信号US的一部分(参照图12)的处理。在步骤S33中判定为未检测到上行线路信号US时，返回步骤S30，进行下一辅助上行线路信号USsub的传感。
在步骤S33中判定为检测到上行线路信号US时，触控笔2接下来对检测到的上行线路信号US内包含的指令CC_UP进行分析，基于其结果来更新下行线路参数(步骤S34)。下行线路参数总之是上述的指令内包含的各种信息，即，表示动作周期VT(例如48Hz或60Hz)的信息、表示消隐期间BPa的配置方法(例如1动作周期内为第一个数还是第二个数)的信息、表示应从触控笔2对控制装置60发送的数据(第一实施方式中说明的操作状态数据OD及结构数据CD中的控制装置60所需的数据)的信息、表示触控笔2在数据的发送中应使用的消隐期间BPa的信息等，触控笔2将接收到的下行线路参数保管至接收到下一新的下行线路参数为止。
接下来，触控笔2再次执行辅助上行线路信号USsub的传感(步骤S35)，并判定由此是否检测到辅助上行线路信号USsub(步骤S36)。其结果是，在判定为检测到辅助上行线路信号USsub时，触控笔2在与辅助上行线路信号USsub对应的定时，进行位置信号D_DP或包含下行线路参数所示的数据的数据信号OD_DP即下行线路信号DS的发送(步骤S37)。
在步骤S36中判定为未检测到辅助上行线路信号USsub时，触控笔2判定由下行线路参数表示的发送定时是否到来(步骤S38)，在判定为到来时，进行下行线路信号DS的发送(步骤S39)。该处理是用于防止由于辅助上行线路信号USsub的接收错误而下行线路信号DS的发送被跳过的处理。即，触控笔2基于下行线路参数包含的动作周期VT及消隐期间BPa的配置方法，能够预测接下来应发送下行线路信号DS的定时。因此，即使在未接收到辅助上行线路信号USsub的情况下，在预测的定时到来的情况下，也发送下行线路信号DS。
在步骤S38中判定为由下行线路参数表示的发送定时还未到来的情况下，触控笔2使处理返回步骤S35，再次进行辅助上行线路信号USsub的传感。
在步骤S37或步骤S39中发送了下行线路信号DS之后，触控笔2基于保管的下行线路参数，判定上行线路信号US的接收定时是否到来(步骤S40)。其结果是，在判定为未到来时，为了发送下一下行线路信号DS而使处理返回步骤S35。另一方面，在步骤S40中判定为到来时，使处理返回步骤S30。由此，按照各动作周期VT反复进行同样的处理。
如以上说明所述，根据本实施方式的位置输入系统1、传感器控制器31、及触控笔2、以及由它们执行的方法，作为传感器控制器的控制装置60取得液晶面板33的当前的动作周期VT，因此能够从控制装置60对触控笔2发送成为与取得的动作周期VT对应的同步的基准的上行线路信号US。因此，能够对触控笔2传送与液晶面板33的状态对应的信号的优选的发送定时。
另外，上行线路信号US包含表示消隐期间BPa的配置方法的信息，因此触控笔2能够在噪声少的消隐期间BPa发送下行线路信号DS。
以上，说明了本发明的优选的实施方式，但是本发明不受这样的实施方式的任何限定，本发明在不脱离其主旨的范围内，当然能以各种形态实施。
例如，在上述第二实施方式中，说明了指示体检测部62在各时间的最前头发送辅助上行线路信号USsub的例子，但是也可以不必进行这样的辅助上行线路信号USsub的发送。即，可以如参照图17说明那样，通过上行线路信号US对触控笔2预先通知动作周期及消隐期间BPa的配置方法，因此触控笔2即使没有辅助上行线路信号USsub也能够获知各时间的开始定时。因此，触控笔2即使不接收辅助上行线路信号USsub，也能够在适当的定时进行下行线路信号DS的发送。辅助上行线路信号USsub原本存在接收失败的可能性，因此优选定位为用于辅助性地通知时间的开始。
这样辅助上行线路信号USsub的发送是任意的，因此上行线路信号US包含的指令CC_UP可以包含表示指示体检测部62是否进行辅助上行线路信号USsub的发送的信息。触控笔2能够通过参照该信息，决定在发送下行线路信号DS时是否等待辅助上行线路信号USsub。
需要说明的是，在上述各实施方式中以液晶面板33为例进行了说明，但是本发明对于有机EL面板等利用了其他的方式的显示面板也能够适用。更具体而言，本发明在使用了与按照刷新率的各周期而存在显示动作期间和1个以上的消隐期间的显示面板一起利用的主动式触控笔的双向通信系统中能够适用。
【符号说明】
1 位置输入系统
2 触控笔
3 电子设备
20 电极
21 收发切换部
22 振荡部
23 发送部
24 接收部
25 操作信息检测部
26 操作输入部
27 结构信息保持部
28 通信控制部
30 电子设备控制部
31 传感器控制器
32 液晶驱动部
33 液晶面板
34 传感器板
35 操作面板
40 振荡部
41 发送部
42 接收部
43 指示体检测部
44 动作周期取得部
45 行电极群
45a～45c 行电极
46 列电极群
46a～46c 列电极
47 收发切换部
50 液晶层
51 有色玻璃滤光片
52 偏振光板
60 控制装置
61 控制部
62 指示体检测部
700 上行线路信号US的发送定时
701、702 结构数据CD及操作状态数据OD的发送定时
719 向上行线路信号US的响应定时
BP、BPa 消隐期间
CC_UP 指令
CD 结构数据
CP 结构数据
CRTbl 通信资源表格
D_DP 位置信号(响应信号)
D_UP 搜索模式
DA 显示区域
DS 下行线路信号
F_sel 频率设定信号
HB 水平回扫期间
HI 水平同步周期
HSYNC 水平同步信号
LCDnz 液晶噪声
LD 驱动信号
ND 噪声期间
NDA 垂直方向非显示区域
NF 无噪声期间
NP 噪声期间
OD 操作状态数据
OD_DP、D1～D492 数据信号
Pos 位置信息
Rr 刷新率
S_Sel 切换信号
US 上行线路信号
USsub 辅助上行线路信号
V 摄影信号
VB 垂直消隐期间
Vcom 固定电位
Vsync 影像同步信号
VT、VT1、VT2 动作周期

Claims (9)

1.一种显示面板用控制器，是控制至少能够检测手指的内嵌式或外嵌式的显示面板的显示面板用控制器，其中，包含：
存储器；及
处理器，该处理器按照存储于所述存储器的程序，使用配设于所述显示面板的共用电极而在显示动作期间进行构成所述显示面板的像素的驱动动作，并且，使用所述共用电极而在消隐期间中的第一消隐期间对主动式触控笔发送信号并在所述消隐期间中的第二消隐期间接收从所述主动式触控笔发送的位置信号或数据信号，所述消隐期间是与所述显示动作期间不同的期间。
2.根据权利要求1所述的显示面板用控制器，其中，
所述共用电极是为了驱动多个构成所述显示面板的像素而使用的共通电极。
3.根据权利要求1所述的显示面板用控制器，其中，
所述共用电极是驱动构成所述显示面板的像素的各自的像素电极。
4.根据权利要求1所述的显示面板用控制器，其中，
所述处理器在所述第一消隐期间发送的信号是指令信号，
所述处理器在发送了某一所述指令信号之后，在到发送下一个所述指令信号为止存在的多个所述第二消隐期间接收所述位置信号或所述数据信号。
5.根据权利要求4所述的显示面板用控制器，其中，
所述处理器在所述第二消隐期间发送时长比所述指令信号短的定时信号，并在所述第二消隐期间接收所述数据信号。
6.一种显示装置，是具备能够检测手指和触控笔的内嵌式的显示面板的显示装置，其中，包含：
共用电极，用于驱动像素；及
控制器，该控制器使用所述共用电极，在显示动作期间进行构成所述显示面板的像素的驱动动作，并且，在与所述显示动作期间不同的消隐期间中的第一消隐期间对主动式触控笔发送信号并在所述消隐期间中的第二消隐期间接收根据所述信号而从所述主动式触控笔发送的位置信号或数据信号。
7.一种主动式触控笔，是与显示面板用控制器一起使用的主动式触控笔，所述显示面板用控制器控制至少能够检测手指的内嵌式的显示面板，其中，
所述显示面板用控制器使用配设于所述显示面板的共用电极而在显示动作期间进行构成所述显示面板的像素的驱动动作，并且，在消隐期间中的第一消隐期间对主动式触控笔发送信号并在所述消隐期间中的第二消隐期间使用所述共用电极而接收从所述主动式触控笔发送的位置信号或数据信号，所述消隐期间是与所述显示动作期间不同的期间，
所述主动式触控笔包含：
电极，设置于笔尖；及
处理器，连接于所述电极，在所述第一消隐期间接收所述信号，在所述第二消隐期间发送所述位置信号或所述数据信号。
8.根据权利要求7所述的主动式触控笔，其中，
所述主动式触控笔还包含检测笔压值的笔压检测部，
所述处理器将包含所述笔压值的所述数据信号在多个所述第二消隐期间分开发送。
9.根据权利要求8所述的主动式触控笔，其中，
所述显示面板用控制器发送指定所述多个所述第二消隐期间的辅助上行线路信号，
所述处理器根据所述辅助上行线路信号而在所述多个所述第二消隐期间发送所述数据信号。
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