CN113826061A - 从传感器控制器向笔发送发送数据的方法及笔 - Google Patents

从传感器控制器向笔发送发送数据的方法及笔 Download PDF

Info

Publication number
CN113826061A
CN113826061A CN201980096243.0A CN201980096243A CN113826061A CN 113826061 A CN113826061 A CN 113826061A CN 201980096243 A CN201980096243 A CN 201980096243A CN 113826061 A CN113826061 A CN 113826061A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
pen
circuit
sensor
edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980096243.0A
Other languages
English (en)
Inventor
小池健
久野晴彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacom Co Ltd
Original Assignee
Wacom Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacom Co Ltd filed Critical Wacom Co Ltd
Publication of CN113826061A publication Critical patent/CN113826061A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0441—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for receiving changes in electrical potential transmitted by the digitiser, e.g. tablet driving signals
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
    • G06F3/0383—Signal control means within the pointing device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04162—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for exchanging data with external devices, e.g. smart pens, via the digitiser sensing hardware
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • G06F3/041661—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving using detection at multiple resolutions, e.g. coarse and fine scanning; using detection within a limited area, e.g. object tracking window
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04106—Multi-sensing digitiser, i.e. digitiser using at least two different sensing technologies simultaneously or alternatively, e.g. for detecting pen and finger, for saving power or for improving position detection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

即使上行链路信号的波形产生钝化，笔也能够适当地接收上行链路信号。本发明是从检测笔(2)的传感器控制器(31)经由传感器电极群(30)而向笔发送发送数据的方法的发明。笔(2)包含配置在笔尖的附近的笔尖电极、检测在笔尖电极感应产生的信号的边沿的模拟电路及通过模拟电路的输出信号与已知的模式的相关运算来检测发送数据的数字电路。传感器控制器(31)生成表示发送数据的脉冲信号，并以强调边沿的方式使用脉冲信号的主信号及副信号来发送脉冲信号，由此经由传感器电极群进行发送数据的发送。

Description

从传感器控制器向笔发送发送数据的方法及笔
技术领域
本发明涉及从传感器控制器向笔发送发送数据的方法及笔。
背景技术
已知一种位置检测系统，其构成为包含作为电源内置型的位置指示器的主动式触控笔(以下，称为“笔”)、具有触摸面的位置检测装置。在这种位置检测系统中，经由配置在触摸面的正下方的传感器电极群，在位置检测装置与笔之间进行信号的收发。从位置检测装置向笔发送的信号(以下，称为“上行链路信号”)具有使笔与位置检测装置同步的作用和向笔发送各种指令的作用。另一方面，从笔向位置检测装置发送的信号(以下，称为“下行链路信号”)具有使位置检测装置检测笔的位置的作用和将由指令请求的数据向位置检测装置发送的作用。
在专利文献1及非专利文献1中，公开了上述位置检测系统的一例。其中，在专利文献1中，公开了如下的笔，通过以检测接收信号的下降沿及上升沿并根据检测出的下降沿及上升沿来恢复上行链路信号的波形的方式构成接收电路，由此即使在上行链路信号重叠有低频噪声，也能够适当地恢复上行链路信号的波形。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2018/051388号
非专利文献
非专利文献1：滨口睦(Mutsumi Hamaguchi)、武田道明(Michiaki Takeda)、宫本雅通(Masayuki Miyamoto)合著，“能够实现以直径0.5mm具有41dB/32dB的S/N比的有源方式或无源方式的多触控笔的报告速率240Hz的互电容触摸传感器方式的模拟前端(A240Hz-Reporting-Rate Mutual Capacitance Touch-Sensing Analog Front-EndEnabling Multiple Active/Passive Styluses with 41dB/32dB SNR for 0.5mmDiameter)”，IEEE International Solid-State Circuits Conference，2015，p.120－122
发明内容
发明所要解决的课题
但是，若在上行链路信号的波形中产生钝化，则原本就有可能难以检测边沿。于是，通过上述专利文献1中记载的技术，也无法恢复上行链路信号的波形。
因此，本发明的目的之一在于提供即使在上行链路信号的波形中产生钝化，也能够由笔适当地接收上行链路信号的方法及笔。
用于解决课题的技术方案
本发明的方法是从检测笔的传感器控制器经由传感器电极群向笔发送发送数据的方法，其中，所述笔包含：笔尖电极，配置在笔尖的附近；及模拟电路，检测在所述笔尖电极感应产生的信号的边沿；及数字电路，通过所述模拟电路的输出信号与已知的模式的相关运算来检测所述发送数据，所述传感器控制器生成表示所述发送数据的脉冲信号，并以强调边沿的方式使用所述脉冲信号的主信号及副信号来发送所述脉冲信号，由此经由所述传感器电极群进行所述发送数据的发送。
本发明的笔是接收检测笔的传感器控制器经由传感器电极群而发送出的发送数据的笔，其中，所述笔包含：笔尖电极，配置在笔尖的附近；微分电路，检测在所述笔尖电极感应产生的信号的边沿；ΔΣ调制部，对所述微分电路的输出信号进行至少使用了与正、负分别对应的2个基准电位的比较，并进行比较结果的反馈处理；及数字电路，通过所述ΔΣ调制部的输出信号与已知的模式的相关运算来检测所述发送数据。
发明效果
根据本发明的方法，由于上行链路信号的边沿被强调，所以即使在上行链路信号的波形中产生钝化，笔能够检测边沿的可能性也提高。因此，笔能够适当地接收上行链路信号。
根据本发明的笔，即使在上行链路信号的波形中产生钝化，也能够通过由ΔΣ调制部执行的折叠调制而可靠地检测边沿，因此笔能够检测边沿的可能性提高。因此，笔能够适当地检测上行链路信号。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的位置检测系统1的结构的图。
图2的(a)是表示上行链路信号US的结构例的图，(b)是表示与前导码P对应的扩展码的示例的图，(c)是表示传感器控制器31根据置换为扩展码的发送数据生成的码片串的图，(d)是表示传感器控制器31根据(c)所示的码片串生成的脉冲信号的图，(e)是表示笔2接收到(d)所示的脉冲信号的情况下的接收波形的示例的图。
图3是表示平板电脑3的详细结构的图。
图4是表示笔2的内部结构的图。
图5是表示笔2的功能块的概略框图。
图6的(a)是表示扩展处理部51生成的码片串(曼彻斯特编码的码片串)的一部分的图，(b)是扩展处理部51根据(a)所示的码片串生成的脉冲信号的图，(c)是发送处理部52根据(b)所示的脉冲信号生成的延迟信号的图，(d)及(e)分别是发送处理部52根据(b)所示的脉冲信号生成的混合信号的图。
图7是表示本发明的第一实施方式的第二变形例的示意性的电路图。
图8的(a)～(c)是与图6的(a)～(c)相同的图，(d)是表示由本发明的第一实施方式的第二变形例发送的混合信号的图。
图9是表示本发明的第一实施方式的第三变形例的多个传感器电极30X的图。
图10是表示本发明的第一实施方式的第四变形例的多个传感器电极30X、30Y的图。
图11是表示本发明的第一实施方式的第四变形例的传感器控制器31发送的上行链路信号US的图。
图12是用于用于说明本发明的第一实施方式的第五变形例的图。
图13是表示本发明的第二实施方式的接收电路61的结构的图。
图14的(a)是具体表示本发明的第二实施方式的比较电路82c的电路结构的图，(b)是具体地表示构成为比较输出信号IO与4个基准电位VTP、VTP0、VTN0、VTN的比较电路82c的电路结构的图。
图15的(a)是表示传感器控制器31发送的码片串的一例的图，(b)是表示在接收到(a)所示的码片串的笔2中观测的接收信号Rx的示例的图，(c)是表示根据(b)所示的接收信号Rx得到的输出信号CO的示例的图，(d)是表示根据(c)所示的输出信号CO得到的码片串的图，(e)是表示与(a)所示的码片串对应地在模式存储部73存储的模式的图，(f)是通过脉冲信号来表示(e)所示的模式而成的图。
图16的(a)是表示传感器控制器31发送的脉冲信号的一例的图，(b)是在接收到(a)所示的脉冲信号的笔2中输出的放大电路81的输出信号DO的图，(c)是表示与(b)所示的输出信号DO对应的加法电路82b的输出信号IO的图，(d)是表示与(c)所示的输出信号IO对应的模拟电路71的输出信号CO的图，(e)是表示与(a)所示的脉冲信号对应地在模式存储部73中存储的已知的模式的图，(f)是表示与(d)所示的输出信号CO及(e)所示的模式对应的边沿匹配滤波器87的输出信号FO的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
图1是表示本发明的第一实施方式的位置检测系统1的结构的图。如该图所示，位置检测系统1构成为具备作为主动式触控笔的笔2、作为检测笔的位置检测装置的平板电脑3。
平板电脑3具有触摸面3a、配置在触摸面3a的正下方的传感器电极群30、与传感器电极群30连接的传感器控制器31、控制包含上述部件在内的传感器控制器31的各部的主处理器32。另外，平板电脑3与充电器33(AC适配器)连接，构成为能够通过经由充电器33从系统电源供给的电力进行动作。
当笔2接近触摸面3a时，在笔2与传感器电极群30之间产生静电电容C。笔2构成为通过该静电电容交换电荷(静电耦合)，能够与传感器控制器31进行通信。
笔2与传感器控制器31之间的通信在双方向上进行。在图1中，图示了其中从传感器控制器31向笔2发送的上行链路信号US。上行链路信号US是表示对笔2的指示(指令)的信号，接收到上行链路信号US的笔2进行按照由上行链路信号US所示的指示的处理。在指示是数据的发送的情况下，笔2取得被指示的数据，并通过下行链路信号向传感器控制器31发送。在这样发送的数据中，例如包含笔2的固有ID、表示施加于笔2的笔尖的压力的笔压、设置于笔2的开关的接通断开信息等。
图2的(a)是表示上行链路信号US的结构例的图。如该图所示，上行链路信号US由2个前导码P、各1个字节的数据D1～D3以及检错码CRC这6个发送数据构成。传感器控制器31对于这些发送数据分别使用具有自相关特性的扩展码进行扩展，由此生成脉冲信号。然后，通过经由传感器电极群30发送该脉冲信号，进行上行链路信号US的发送。
图2的(b)是表示与前导码P对应的扩展码的示例的图。传感器控制器31预先存储对于发送数据的每个内容(P、“0000”、“0001”等)不同的扩展码，进行将发送数据置换为与该内容对应的扩展码的处理。此外，在该图中示出了构成1个扩展码的码片的数量为20的示例，但扩展码的码片数当然不限于20。
图2的(c)是表示传感器控制器31根据置换为扩展码的发送数据生成的码片串的图。如该图所示，传感器控制器31将扩展码的“0”置换为“10”，将“1”置换为“01”，由此生成码片串(曼彻斯特编码)。进行该置换是为了使同一值的码片不连续3个以上。
图2的(d)是表示传感器控制器31根据图2的(c)所示的码片串生成的脉冲信号的图。如该图所示，传感器控制器31通过将码片串的“1”与高对应、将“0”与低对应，由此生成脉冲信号。
图2的(e)是表示笔2接收到图2的(d)所示的脉冲信号的情况下的接收波形的示例的图。如该图所示，有时在脉冲信号重叠低频噪声。图1所示的低频噪声UN是这样与脉冲信号重叠的低频噪声的一例，从充电器33产生。此外，低频噪声可以从传感器控制器31的周围存在的各种噪声源重叠在脉冲信号上。
若在脉冲信号上重叠低频噪声，则如图2的(e)所示，在接收波形中产生钝化。当该钝化的程度变大时，笔2中的上行链路信号US的恢复变得困难。本发明的目的之一是即使在这样的情况下，使笔2也能够适当地接收上行链路信号US。
图3是表示平板电脑3的详细结构的图。以下，参照该图3对平板电脑3的结构及动作详细地进行说明。
传感器电极群30包含分别沿Y方向延伸的多个传感器电极30X和分别沿X方向延伸的多个传感器电极30Y，构成为通过这些传感器电极30X、30Y与笔2的笔尖电极21(后述)静电耦合。上行链路信号US及下行链路信号的收发经由该静电耦合来实现。以下，在不需要特别区分传感器电极30X、30Y的情况下，有时将它们简称为传感器电极30。
如图4所示，传感器控制器31构成为具有MCU40、逻辑部41、发送部42、接收部43以及选择部44。
MCU40及逻辑部41是通过控制发送部42、接收部43以及选择部44来控制传感器控制器31的收发动作的控制部。具体地说，MCU40是在内部具有ROM及RAM且基于规定的程序进行动作的微处理器。另一方面，逻辑部41构成为基于MCU40的控制来生成发送部42、接收部43以及选择部44的控制信号。
MCU40具有经由接收部43接收笔2发送的下行链路信号并且生成对笔2发送的指令cmd并供给到发送部42的功能。下行链路信号中包含无调制的载波信号即位置信号和包含与指令cmd对应的数据的数据信号。MCU40在从笔2接收到位置信号的情况下，根据构成传感器电极群30的多个传感器电极30X、30Y的各自的接收强度计算触摸面3a上的笔2的位置坐标(x，y)，并输出到主处理器32。另外，MCU40在从笔2接收到数据信号的情况下，取得其中包含的响应数据Res(具体而言，是固有ID、笔压、开关的接通断开信息等)，并输出到主处理器32。
发送部42是按照MCU40及逻辑部41的控制生成上行链路信号US的电路，如图4所示，构成为包含代码串保持部50、扩展处理部51以及发送处理部52。
代码串保持部50具有根据从逻辑部41供给的控制信号生成并保持上述的扩展码(具有自相关特性的扩展码)的功能。代码串保持部50构成为对于发送数据的内容(P、“0000”、“0001”等)生成并存储不同的扩展码。
扩展处理部51是根据从MCU40供给的指令cmd来生成图2的(d)例示的脉冲信号的功能部。详细而言，扩展处理部51首先根据指令cmd生成图2的(a)所示的上行链路信号US。然后，对于构成该上行链路信号US的多个发送数据的每一个，选择由代码串保持部50保持的扩展码中的1个，通过选择的扩展码进行发送数据的扩展。由此，得到图2的(b)例示的码片串。扩展处理部51还通过进行上述的曼彻斯特编码，取得图2的(c)所例示的码片串。然后，根据取得的码片串生成图2的(d)例示的脉冲信号。
发送处理部52是以强调边沿的方式发送扩展处理部51生成的脉冲信号的功能部。在本实施方式中，“以强调边沿的方式发送”是指以脉冲信号中包含的上升沿及下降沿的数量增加的方式，以后述的各种方法进行脉冲信号的发送的意思。对于详细内容，后面另行说明。但是，也可以使用其他方法而以强调边沿的方式发送脉冲信号。
接收部43是根据从逻辑部41供给的控制信号接收笔2发送的下行链路信号的电路。具体而言，构成为通过对从选择部44供给的信号进行解码来生成数字信号，并作为接收信号供给到MCU40。
选择部44构成为包含开关54x、54y、导体选择电路55x、55y。
开关54x、54y分别是构成为与公共端子和T端子以及R端子的任一方连接的开关元件。开关54x的公共端子与导体选择电路55x连接，T端子与发送部42的输出端连接，R端子与接收部43的输入端连接。另外，开关54y的公共端子与导体选择电路55y连接，T端子与发送部42的输出端连接，R端子与接收部43的输入端连接。
导体选择电路55x是用于将多个传感器电极30X选择性地与开关54x的公共端子连接的开关元件。导体选择电路55x构成为能够将多个传感器电极30X的一部分或全部同时与开关54x的公共端子连接。
导体选择电路55y是用于将多个传感器电极30Y选择性地与开关54y的公共端子连接的开关元件。导体选择电路55y也构成为能够将多个传感器电极30Y的一部分或全部同时与开关54y的公共端子连接。
从逻辑部41将4个控制信号sTRx、sTRy、selX、selY向选择部44供给。具体而言，控制信号sTRx被供给到开关54x，控制信号sTRy被供给到开关54y，控制信号selX被供给到导体选择电路55x，控制信号selY被供给到导体选择电路55y。逻辑部41通过使用这些控制信号sTRx、sTRy、selX、selY来控制选择部44，由此实现上行链路信号US的发送和笔2发送的下行链路信号的接收。
更具体而言，逻辑部41在发送上行链路信号US的情况下，以如下方式控制选择部44，使多个传感器电极30Y的全部(或多个传感器电极30X的全部)或者各多个传感器电极30X、30Y中位于针对发送对象的笔2之前导出的位置的附近的规定数个与发送部42的输出端连接。另一方面，接收位置信号的情况下的逻辑部41以如下方式控制选择部44，在位置信号的发送持续期间，各多个传感器电极30X、30Y的全部(全局扫描)或各多个传感器电极30X、30Y中位于针对发送该位置信号的笔2通过紧前的位置信号导出的位置的附近的规定数个(本地扫描)依次与接收部43的输入端连接。由此，MCU40根据各传感器电极30中的突发信号的接收强度，能够导出笔2的位置。另外，接收数据信号的情况下的逻辑部41以如下方式控制选择部44，使各多个传感器电极30X、30Y中的位于针对发送该数据信号的笔2通过紧前的位置信号导出的位置的附近的规定个与接收部43的输入端连接。
以上，对平板电脑3的结构及动作进行说明。接着，对笔2的结构及动作详细的进行说明。
图4是表示笔2的内部结构的图。如该图所示，笔2构成为具有芯20、笔尖电极21、笔压检测传感器23、电路基板24以及电池25。虽然未图示，但除此以外，笔2也构成为在框体的侧面或底面具有能够由用户操作的开关。
芯20是棒状的部件，以笔2的笔轴方向与芯20的长度方向一致的方式配置。笔尖电极21是配置在笔尖的附近的导电体，例如，由埋入芯20的内部的导电物质构成。在其他示例中，也可以通过在芯20的前端部的表面涂布导电性材料来构成笔尖电极21。
笔压检测传感器23与芯20物理连接，构成为能够检测施加于芯20的前端的笔压。作为笔压检测传感器23，具体而言，可以使用电容根据笔压而变化的可变电容电容器。
笔尖电极21与电路基板24电连接，起到接收平板电脑3发送的上行链路信号US并供给到电路基板24并且将从电路基板24供给的下行链路信号向平板电脑3发送的作用。此外，在此，笔尖电极21进行发送和接收的双方，但也可以分别设置发送用的电极和接收用的电极。电池25是对电路基板24内的各元件等供给动作电力的电源。
图5是表示笔2的功能块的概略框图。该图所示的功能块由形成在电路基板24上的电子电路实现。
如图5所示，笔2在功能上具有开关60、接收电路61、控制器62以及发送电路63而构成。
开关60是构成为与公共端子和T端子及R端子中的任一方连接的开关元件。开关60的公共端子与笔尖电极21连接，T端子与发送电路63的输出端连接，R端子与接收电路61的输入端连接。开关60的连接状态由控制器62控制。控制器62在进行来自传感器控制器31的上行链路信号US的接收的情况下，以使公共端子与R端子连接的方式控制开关60，在向传感器控制器31进行下行链路信号(位置信号或数据信号)的发送的情况下，以使公共端子与T端子连接的方式控制开关60。
接收电路61是通过对经由笔尖电极21及开关60接收的信号进行解调来取得上行链路信号US并输送到控制器62的电路。如图5所示，在接收电路61的内部，设置有模拟电路71、数字电路72、模式存储部73。
模拟电路71构成为包含检测从开关60供给的信号(感应到笔尖电极21的信号)中包含的边沿的边沿检测电路、从由边沿检测电路检测出的边沿恢复波形的波形恢复电路。各电路的具体的结构没有限定，但例如边沿检测电路可以由生成从开关60供给的信号的微分信号的微分电路、检测微分信号的上升沿的正方向脉冲检测电路、检测微分信号的下降沿的负方向脉冲检测电路构成。另外，波形恢复电路可以由SR锁存电路构成，该SR锁存电路具有被供给正方向脉冲检测电路的输出信号的S输入和被供给负方向脉冲检测电路的输出信号的R输入。从波形恢复电路输出的信号构成模拟电路71的输出信号，理想的是成为与传感器控制器31的扩展处理部51生成的脉冲信号(参照图2的(d))相同的波形的信号。
数字电路72是通过模拟电路71的输出信号与存储在模式存储部73中的已知的模式的相关运算来检测传感器控制器31发送的发送数据的电路。
具体地说，首先在模式存储部73，作为已知的模式，存储有多个码片串。各码片串是由分别取0或1的任一个值的多个码片构成的2值的码片串，是传感器控制器31通过对可能在上行链路信号US的发送中使用的多个扩展码分别进行曼彻斯特编码而得到的。
数字电路72具有设定为能够保存与1个扩展码对应的码片数的码片串的先入先出方式的移位寄存器，每当取得1个码片的模拟电路71的输出信号，都将其保存在该移位寄存器中。然后，每当保存新的1码片，都计算在该时间点保存于移位寄存器的码片串与存储在模式存储部73中的多个已知的模式各自的相关。其结果，在针对某个模式的计算结果为规定值以上的情况下，判定为检测到与该模式对应的扩展码。数字电路72基于这样依次检测的扩展码恢复上行链路信号US，并输出到控制器62。
控制器62是在内部具有存储器的处理器，构成为按照存储于该存储器中的程序进行动作。
控制器62进行的动作中包含与从接收电路61供给的上行链路信号US对应的处理。具体地说，控制器62根据从接收电路61供给的上行链路信号US决定各种信号的收发安排，并据此进行控制开关60的连接状态的处理。即，如上所述，在进行来自传感器控制器31的上行链路信号US的接收的情况下，以使公共端子与R端子连接的方式控制开关60，在向传感器控制器31进行信号(位置信号或数据信号)的发送的情况下，以使公共端子与T端子连接的方式控制开关60。
在由决定的收发安排表示的位置信号的发送定时，控制器62进行指示向发送电路63发送位置信号的处理。另外，在由从接收电路61供给的上行链路信号US表示的指令是表示各种数据(固有ID、笔压、开关的接通断开信息等)的发送指示的指令的情况下，控制器62取得所指示的数据，在由决定的收发安排表示的数据信号的发送定时，作为发送用数据，进行向发送电路63供给的处理。
发送电路63包含规定的载波信号的振荡电路，构成为在从控制器62指示了位置信号的发送的情况下，将该载波信号无调制地供给到笔尖电极21。另一方面，在从控制器62供给了发送用数据的情况下，通过供给的发送用数据对载波信号进行调制，并供给到笔尖电极21。
接着，对图3所示的发送处理部52进行的“以强调边沿的方式发送”的处理详细地进行说明。
图6的(a)是表示扩展处理部51生成的码片串(曼彻斯特编码的码片串)的一部分的图，图6的(b)是表示扩展处理部51根据该码片串生成的脉冲信号(主信号)的图。图示的码片长度T表示构成曼彻斯特编码前的扩展码的各码片的时间长度(1个码片的时间长度)。
图6的(c)及图6的(d)分别是表示发送处理部52根据图6的(b)所示的脉冲信号生成的延迟信号(副信号)及混合信号的图。从扩展处理部51接收了脉冲信号的供给的发送处理部52首先通过变更脉冲信号的边沿定时来生成图6的(c)所示的延迟信号。更具体而言，发送处理部52通过使脉冲信号延迟比码片长度T的一半T/2短的时间(在图6的(c)的示例中为T/4)，从而生成延迟信号。
接着，发送处理部52根据图6的(b)所示的脉冲信号和图6的(c)所示的延迟信号，生成图6的(d)所示的混合信号。这样生成的混合信号成为在以脉冲信号的各边沿为起点的比码片长度T的一半T/2短的时间中包含2次对应的边沿(例如，图示的边沿E1、E2)的信号。此外，在此设为2次，但通过增加延迟信号的数量，也可以包含3次以上的对应的边沿。更优选的是，优选包含偶数次对应的边沿。
在此，如观察图6的(d)所理解的那样，本实施方式的发送处理部52生成的混合信号在以脉冲信号的各边沿为起点的比码片长度T的一半T/2短的时间中包含与对应的边沿反向的返回边沿(例如，图示的边沿E3)。如果在该状态下从传感器电极群30发送混合信号，则模拟电路71内的边沿检测电路也会将返回边沿检测为边沿，结果有可能恢复错误的波形。因此，如图6的(e)所示，发送处理部52也可以使返回边沿的斜率比脉冲信号的各边沿的斜率平缓。由此，由于降低了模拟电路71内的边沿检测电路将返回边沿检测为边沿的可能性，因此能够降低恢复错误的波形的可能性。
如上所述，根据本实施方式的上行链路信号US的发送方法，通过增加由笔2接收的边沿，能够强调上行链路信号US的边沿。因此，即使上行链路信号US的波形中产生钝化，笔能够检测边沿的可能性也提高，因此笔2能够适当地接收上行链路信号US。
此外，本实施方式中可以考虑各种变形例。以下，对这些变形例逐一进行说明。
本实施方式的第一变形例是通过从相互不同的传感器电极30发送扩展处理部51生成的主信号即脉冲信号和发送处理部52根据该脉冲信号生成的副信号，进行混合信号的发送的示例。该情况下的传感器控制器31构成为将发送处理部52生成的主信号及副信号供给到相互不同的传感器电极30。因此，本变形例的副信号是从与主信号不同的传感器电极30发送的其他电极信号。但是，作为副信号的内容，优选设为与本实施方式相同的延迟信号。由此，可以不生成图6的(d)或图6的(e)所示的混合信号而发送混合信号。
图7是表示本实施方式的第二变形例的示意性的电路图。该图所示的信号源51A表示由扩展处理部51生成的脉冲信号(主信号)，信号源52A表示由发送处理部52生成的副信号。本变形例的平板电脑3构成为通过使用层叠配置的传感器电极30X、30Y的双方来发送主信号及副信号，从而发送混合信号。具体而言，构成为从配置于第一层的传感器电极30Y的至少一部分发送主信号，从配置于与第一层不同的第二层的传感器电极30X的至少一部分发送副信号。
本变形例的副信号与第一变形例相同，是其他电极信号，其内容可以是与本实施方式相同的延迟信号，可以是与主信号完全相同的信号。在前者的情况下，与本实施方式同样地，能够得到增加由笔2接收的边沿的效果。在后者的情况下，由于从2个层发送相同的信号，因此与仅从1个层发送信号的情况相比，能够得到强调边沿的效果。
图8的(d)是表示在将主信号的延迟信号设为副信号的情况下，通过本变形例发送的混合信号的图。此外，图8的(a)～(c)为与图6的(a)～(c)相同的图。如图8的(d)所示，本变形例的混合信号是将脉冲信号和延迟信号相加的信号。如从图8的(d)理解的那样，由此，也能够增加由笔2接收的边沿的数量，强调上行链路信号US的边沿。另外，根据本变形例，由于不产生上述的返回边沿，所以能够减小由模拟电路71恢复错误的波形的可能性。
本变形例也能够适当地应用于平板电脑3是所谓的内嵌方式的位置检测装置的情况。内嵌方式是作为传感器电极30X、30Y的一方而利用被供给用于驱动与传感器电极群30重叠配置的显示装置的像素所需的电位的电极(典型地，是液晶显示器的共用电极或有机EL显示器的负极)的方式。因此，在将本变形例应用于内嵌方式的平板电脑3的情况下，从传感器电极30X、30Y中的例如作为液晶显示器的共用电极的一方发送主信号及副信号的一方，并从另一方发送主信号及副信号的另一方。在该情况下，也与本变形例同样地，能够得到强调上行链路信号US的边沿的效果和降低由模拟电路71恢复错误波形的可能性的效果。
图9是表示本实施方式的第三变形例的多个传感器电极30X的图。本变形例的平板电脑3将多个传感器电极30X分类为属于图示的组G1的多个第一传感器电极、配置在俯视观察时与这些多个第一传感器电极不重叠的位置的多个第二传感器电极(属于组G2的传感器电极30X)。而且，发送处理部52构成为经由多个第一传感器电极发送上述脉冲信号，另一方面，经由多个第二传感器电极发送脉冲信号的反相信号。由此，在握持笔2的人的手与触摸面3a接触的情况下等，通过人的手使上行链路信号US使笔2的接地电位变化，从而能够防止笔2无法检测上行链路信号US。
图10是表示本实施方式的第四变形例的多个传感器电极30X、30Y的图。另外，图11是表示本变形例的传感器控制器31发送的上行链路信号US的图。首先参照图10，本变形例的传感器控制器31首先决定进行上行链路信号US的发送的区域R。此外，在图10中，描绘了将触摸面3a的一部分设为区域R的示例，但也可以将触摸面3a的全部设为区域R。
决定了区域R的传感器控制器31将通过区域R的多个传感器电极30分类为多个组，以使接近的传感器电极30尽可能属于不同的组。在图10中，表示这样分类的组的一例。在该示例中，传感器电极30Y每隔1个分类为组A或组B，传感器电极30X每隔1个分类为组C或组D。
在图11中，示出利用图10所示的组A～D进行上行链路信号US的发送的情况的示例。此外，在该图中，为了使说明简单，示出了将5个发送数据“8”、“5”、“7”、“9”、“3”分别通过8码片的码片串(通过将表示各发送数据的4个位分别进行曼彻斯特编码而得到的码片串)发送的示例，实际上，与本实施方式同样地使用扩展码发送。
本变形例的传感器控制器31构成为将构成1个发送数据的8个码片分为前半4个码片和后半4个码片，如图11所示，将分别与前半4个码片和后半4个码片对应的脉冲信号的4个边沿(上升沿U及下降沿D)分别分散到4个组A～D中进行发送。由此，位于区域R内的笔2能够接收所有的边沿，所以能够接收上行链路信号US，但不位于区域R内的笔2无法接收一部分或全部的边沿，所以无法接收上行链路信号US(即使仅能够接收一部分，作为使用图2的(a)所示的检错码CRC的检错的结果，能够接收的部分也被丢弃)。因此，根据本变形例，能够限定触摸面3a内的区域而发送上行链路信号US。如果应用本变形例，在多个笔2例如位于触摸面3a内的情况下，也能够限定发送对象的笔2而发送上行链路信号US。
图12是用于说明本实施方式的第五变形例的图。此外，该图的(a)(b)分别是与图6的(a)、(d)相同的图。
图12的(b)所示的脉冲信号表示图12的(a)所示的码片串，另一方面，也可以说表示图12的(c)所示的码片串。这意味着根据笔2中的处理的方法，能够以1个脉冲信号发送2种数据。因此，在本变形例中，作为在笔2中相关运算时使用的已知的模式，通过准备以下说明的第一及第二模式这两种，从而笔2能够选择性地接收2种数据。
第一模式是1个码片的时间长度相对长的模式。使用该第一模式的笔2的数字电路72(图5)通过对模拟电路71的输出信号进行粒度较粗的相关运算，从图12的(b)中例示的脉冲信号恢复图12的(a)所示的码片串。
第二模式是1个码片的时间长度相对短的模式。使用该第二模式的笔2的数字电路72(图5)通过对模拟电路71的输出信号进行粒度较细的相关运算，从图12的(b)中例示的脉冲信号恢复图12的(c)所示的码片串。
这样，根据本变形例，作为在笔2中相关运算时使用的已知的模式，准备1个码片的时间长度不同的2种模式，所以能够得到通过1个上行链路信号US，使笔2选择性地接收2种数据的效果。此外，本变形例也可以构成为保存在图5所示的模式存储部73中的模式的每1码片的时间长度根据笔2而不同。由此，传感器控制器31能够通过1个上行链路信号US对2个笔2发送相互不同的数据。
接着，对本发明的第二实施方式的位置检测系统1进行说明。本实施方式的位置检测系统1在接收电路61的上行链路信号US的接收方法这一点上与第一实施方式不同。即，在本实施方式的接收电路61中，在模拟电路71内进行ΔΣ调制，并且在数字电路72内进行+1、0、－1的3值的相关运算。由于其他方面与第一实施方式的位置检测系统1相同，因此对相同的结构标注相同的标号，以下，着眼于与第一实施方式的位置检测系统1的不同点而继续进行说明。
图13是表示本实施方式的接收电路61的结构的图。如该图所示，本实施方式的接收电路61构成为，除了图5所示的模拟电路71、数字电路72以及模式存储部73之外，还具有脉冲密度检测部74及MCU(Micro Control Unit：微控制单元)75。
本实施方式的模拟电路71构成为包含输入端与开关60的R端子(参照图5)连接的高通滤波器80、放大高通滤波器80的输出信号的放大电路81、ΔΣ调制部82。高通滤波器80是构成为仅使截止频率以上的频率成分通过的电路。高通滤波器80的截止频率构成为能够由MCU75控制。放大电路81是对高通滤波器80的输出信号进行放大并作为输出信号DO供给到ΔΣ调制部82的电路。放大电路81由能够由MCU75控制放大率的可变增益的放大器构成。高通滤波器80及放大电路81作为检测感应到笔尖电极21(参照图5)的信号(接收信号Rx)的边沿的微分电路发挥功能。
ΔΣ调制部82是对放大电路81的输出信号DO进行至少使用了分别与正、负对应的2个基准电位VTP、VTN的比较，并进行比较结果的反馈处理的功能部，如图13所示，构成为具有减法电路82a、加法电路82b、比较电路82c、延迟电路82d、82e。
比较电路82c是对加法电路82b的输出信号IO和规定的基准电位VTP、VTN(VTP＝－VTN＞0)进行比较的电路，构成为具有比较结果的输出端子、正侧输出端子(+1)、负侧输出端子(－1)这3个输出端子。其中从比较结果的输出端子输出的信号构成模拟电路71的输出信号CO。
比较电路82c在加法电路82b的输出信号IO超过基准电位VTP的情况下，输出+1作为输出信号CO，并且将正侧输出端子的电位设为高，将负侧输出端子的电位设为低。另外，比较电路82c在加法电路82b的输出信号IO低于基准电位VTN的情况下，输出－1作为输出信号CO，并且将负侧输出端子的电位设为高，将正侧输出端子的电位设为低。在其他情况下，比较电路82c输出0作为输出信号CO，并且将正侧输出端子及负侧输出端子的电位都设为零。作为比较电路82c进行的该处理的结果，输出信号CO成为取+1、0、－1的任一值的3值的脉冲信号。
比较电路82c构成为以比传感器控制器31发送的码片串的码片长度(图6所示的码片长度T的一半T/2)短的周期(例如T/8)进行动作。因此，输出信号CO成为相对于传感器控制器31发送的码片串的1个码片包含多个码片(例如4个码片)的脉冲信号。
图14的(a)是具体地表示本实施方式的比较电路82c的电路结构的图。如该图所示，比较电路82c构成为具有与正对应的比较器CPa、与负对应的比较器CPb、输出电路100。比较器CPa的输出端子作为上述的正侧输出端子(+1)与延迟电路82d连接，并且与输出电路100连接。另外，比较器CPb的输出端子作为上述的负侧输出端子(－1)与延迟电路82e连接，并且与输出电路100连接。
加法电路82b的输出信号IO共同供给到各比较器CPa、CPb的一个输入端子。另一方面，上述的基准电位VTP、VTN分别供给到各比较器CPa、CPb的另一个输入端子。另外，各比较器CPa、CPb构成为在与从未图示的时钟电路供给的时钟CK1同步的定时执行比较动作。时钟CK1构成为以比传感器控制器31发送的码片串的码片长度(图6所示的码片长度T的一半T/2)短的周期(例如T/8)振荡，作为其结果，如上所述，输出信号CO成为相对于从传感器控制器31发送的码片串的1个码片包含多个码片(例如4个码片)的脉冲信号。
比较器CPa构成为在加法电路82b的输出信号IO比基准电位VTP大的情况下输出高电平，在不是这样的情况下输出低电平。另外，比较器CPb构成为加法电路82b的输出信号IO比基准电位VTN大的情况下输出低电平，在不是这样的情况下输出高电平。由此，比较电路82c的比较结果以3值(即，+1、0、－1的任一个)反馈到减法电路82a。
输出电路100是根据比较器CPa、CPb的输出而生成ΔΣ调制部82的输出信号CO的电路。具体而言，在比较器CPa的输出为高电平的情况下，将输出信号CO设为+1，在比较器CPb的输出为高电平的情况下，将输出信号CO设为－1，在除此以外的情况下，将输出信号CO设为0。由此，实现取+1、0、－1的任一个值的3值的脉冲信号即输出信号CO。
在此，图14的(a)的比较电路82c对输出信号IO和2个基准电位VTP、VTN进行比较，但也可以将更多的基准电位用作比较对象。如果举出具体的示例，则比较电路82c也可以对输出信号IO和4个基准电位VTP、VTP0、VTN0、VTN(VTP＝－VTN＝2×VTP0＝－2×VTN0＞0)进行比较。在该情况下，比较电路82c的比较结果以5值(即，+2、+1、0、－1、－2的任一个)反馈到减法电路82a。另一方面，详细内容如后所述，即使在比较电路82c进行与4个基准电位VTP、VTP0、VTN0、VTN的比较的情况下，模拟电路71的输出信号CO也以3值(即，+1、0、－1的任一个)输出。以下，详细地进行说明。
图14的(b)是具体地表示构成为将输出信号IO和4个基准电位VTP、VTP0、VTN0、VTN进行比较的比较电路82c的电路结构的图。如该图所示，该情况下的比较电路82c构成为具有与正对应的2个比较器CPa、CPc、与负对应的2个比较器CPb、CPd、输出电路100。比较器CPa的输出端子作为正侧输出端子(+2)与延迟电路82d连接，并且与输出电路100连接。另外，比较器CPb的输出端子作为上述的负侧输出端子(－2)与延迟电路82e连接，并且与输出电路100连接。比较器CPc的输出端子作为正侧输出端子(+1)与延迟电路82d连接，并且与输出电路100连接，比较器CPb的输出端子作为上述的负侧输出端子(－1)与延迟电路82e连接，并且与输出电路100连接。
加法电路82b的输出信号IO共同供给到各比较器CPa～CPd的一个输入端子。另一方面，上述的基准电位VTP、VTN、VTP0、VTN0分别供给到各比较器CPa～CPd的另一个输入端子。各比较器CPa～CPd在与时钟CK1同步的定时动作这一点上与图14的(a)的情况相同。
比较器CPa构成为在加法电路82b的输出信号IO比基准电位VTP大的情况下输出高电平，在不是这样的情况下，输出低电平。比较器CPb构成为在加法电路82b的输出信号IO比基准电位VTN大的情况下输出低电平，在不是这样的情况下输出高电平。比较器CPc构成为在加法电路82b的输出信号IO比基准电位VTP0大的情况下输出高电平，在不是这样的情况下输出低电平。比较器CPd构成为在加法电路82b的输出信号IO比基准电位VTN0大的情况下输出低电平，在不是这样的情况下输出高电平。由此，比较电路82c的比较结果以5值(即，+2、+1、0、－1、－2的任一个)反馈到减法电路82a。
输出电路100构成为根据比较器CPa、CPb的输出生成ΔΣ调制部82的输出信号CO。具体而言，构成为在比较器CPa的输出为高电平的情况下，将输出信号CO设为+1，在比较器CPb的输出为高电平的情况下，将输出信号CO设为－1，在除此以外的情况下，将输出信号CO设为0。比较器CPc、CPd的输出在输出信号CO的生成中不被参照。由此，尽管向减法电路82a的反馈是5值，但实现了取+1、0、－1的任一个值的3值的脉冲信号即输出信号CO。通过这样将输出信号CO设为3值，能够减小为了相关运算所需的电路的规模。
此外，也可以通过使输出电路100也参照比较器CPc、CPd的输出，从而由5值(即，+2、+1、0、－1、－2的任一个)的脉冲信号构成输出信号CO。这样，在将输出信号CO设为5值的情况下，在后级的数字电路72(参照图13)中，能得到能够还考虑电平值而导出相关值的效果。
返回图13。延迟电路82d起到如下作用，在使比较电路82c的正侧输出端子的电位成为Δ倍的基础上，延迟例如1时钟的量(输出信号CO的1码片的量)而反馈到减法电路82a。同样地，延迟电路82e起到如下作用，在使比较电路82c的负侧输出端子的电位成为－Δ倍的基础上，延迟例如1时钟的量而反馈到减法电路82a。此外，Δ的具体的值优选在以3值反馈的情况下，为与VTP相等的值，在以5值反馈的情况下，为与VTP0相等的值。
减法电路82a是输出从放大电路81的输出信号DO减去与延迟电路82d、82e的输出信号对应的量的电位而得到的信号的电路。根据该减法运算，在1时钟前的输出信号IO超过基准电位VTP的情况下，加法电路82b的输入信号的电位电平下降，在1时钟前的输出信号IO低于基准电位VTN的情况下，加法电路82b的输入信号的电位电平上升，因此能够得到使加法电路82b的输出信号IO的电位电平收敛在一定的范围内的效果。
加法电路82b是输出对减法电路82a的输出信号进行积分而得到的信号的电路。加法电路82b的输出信号IO是1时钟前的加法电路82b的输出信号加上减法电路82a的输出信号而得到的信号。
图15的(a)是表示传感器控制器31发送的码片串(图2的(c)所示的码片串)的一例的图，图15的(b)是表示在接收了该码片串的笔2中观测的接收信号Rx的示例的图，图15的(c)是表示从该接收信号Rx得到的输出信号CO的示例的图，图15的(d)是表示从该输出信号CO得到的码片串的图。此外，图15的(b)所示的接收信号Rx上重叠由作为正弦波的低频噪声。由这些图所理解的那样，接收信号Rx上重叠有低频噪声的情况下的输出信号CO成为与接收信号Rx相比更剧烈地振荡的脉冲信号。这表示ΔΣ调制部82敏感地检测接收信号Rx的变化。
返回图13。本实施方式的模式存储部73构成为，对于传感器控制器31在上行链路信号US的发送中可能使用的多个扩展码的每一个，将由取+1、0、1的任一个值的多个码片构成的3值的码片串作为已知的模式而存储。
图15的(e)是表示与图15的(a)所示的码片串对应地存储在模式存储部73中的模式的图，图15的(f)是利用脉冲信号来表示该模式的图。如由图15的(d)及图15的(e)所理解的那样，存储于模式存储部73的模式成为相对于输出信号CO的1个码片包含1个码片的码片串。另外，如由图15的(a)及图15的(e)所理解的那样，存储于模式存储部73的模式成为以如下方式构成的3值的码片串，对应于发送码片串从“+1”向“0”的变化，仅1个码片成为“－1”，对应于发送码片串从“0”向“+1”的变化仅1个码片成为“+1”，其他的码片成为“0”。
返回图13，本实施方式的数字电路72构成为具有边沿匹配滤波器87及上行链路信号恢复部88。
边沿匹配滤波器87具有设定为能够保存与1个扩展码对应的码片数的量的码片串的先入先出方式的移位寄存器，每当取得1个码片的模拟电路71的输出信号CO时，就保存在该移位寄存器中。然后，每当保存新的1个码片，就计算在该时间点保存于移位寄存器的码片串与存储于模式存储部73的多个已知的模式的每一个的相关，将其结果逐次作为输出信号FO供给到上行链路信号恢复部88。
在输出信号FO为规定值以上的情况下，上行链路信号恢复部88判定为检测到与该输出信号FO的计算中使用的模式对应的扩展码。然后，根据依次检测到的扩展码来恢复上行链路信号US，并输出到控制器62。
脉冲密度检测部74是检测ΔΣ调制部82的输出信号CO的脉冲密度并将其结果通知给MCU75的功能部。另外，MCU75是构成嵌入用的微处理器的集成电路(控制电路)，起到根据从脉冲密度检测部74通知的脉冲密度控制放大电路81的增益并且控制高通滤波器80的截止频率的作用。
在此，对基于脉冲密度的放大电路81的增益控制进行说明。在ΔΣ调制部82的输入信号(放大电路81的输出信号DO)的绝对值过大的情况下，加法电路82b的输出信号IO始终超过基准电位VTP或者低于基准电位VTN。于是，由于输出信号CO被固定为“+1”或“－1”，因此ΔΣ调制部82的边沿检测不发挥功能。相反，在ΔΣ调制部82的输入信号(放大电路81的输出信号DO)的绝对值过小的情况下，加法电路82b的输出信号IO收敛于基准电位VTP与基准电位VTN之间的状态持续，输出信号CO被固定为“0”，因此也是ΔΣ调制部82的边沿检测不发挥功能。因此，在从脉冲密度检测部74通知的脉冲密度为规定值以下的情况下，MCU75根据输出信号DO的值，使放大电路81的增益降低或上升。在使放大电路81的增益降低的情况下，由于输出信号DO的电位电平减低，所以能够解除被固定为“+1”或“－1”的输出信号CO的固定。另外，在使放大电路81的增益上升的情况下，由于输出信号DO的电位电平上升，所以能够解除固定于“0”的输出信号CO的固定。
图16的(a)是表示传感器控制器31发送的脉冲信号的一例的图，图16的(b)是表示在接收到该脉冲信号的笔2中输出的放大电路81的输出信号DO的图，图16的(c)是表示与该输出信号DO对应的加法电路82b的输出信号IO的图，图16的(d)是表示与该输出信号IO对应的模拟电路71的输出信号CO的图，图16的(e)是表示与图16的(a)所示的脉冲信号对应地存储于模式存储部73中的已知的模式的图，图16的(f)是表示与图16的(d)所示的输出信号CO及图16的(e)所示的模式对应的边沿匹配滤波器87的输出信号FO的图。以下，与图13一起参照这些图，对本实施方式的作用及效果详细地进行说明。但是，图16的(c)及图16的(d)中示出了使用图14的(b)所示的比较电路82c的情况。
如图16的(b)所示，放大电路81的输出信号DO成为与传感器控制器31发送的脉冲信号的上升沿对应地向正侧暂时增大，并与下降沿对应地向负侧暂时增大的信号。这是因为图13所示的高通滤波器80作为微分电路发挥功能。
如图16的(c)所示，加法电路82b的输出信号IO成为根据超过基准电位VTP、VTP0以及低于基准电位VTN0、VTN而发生折返的信号。通过产生这样的折返，可以说输出信号IO成为折叠调制(Signal Folding调制)后的信号。这样，通过ΔΣ调制部82进行折叠调制，对过去的信号的依赖变小，因此根据本实施方式的接收电路61，例如与第一实施方式中说明的接收电路61相比，能够更可靠地检测边沿。另外，与将比较路82c的比较结果以2个值(+1、0)反馈到减法电路82a的类型的(即，进行1位的ΣΔ调制)ΔΣ调制部相比，能够更可靠地检测边沿。这是因为，在1位的ΣΔ调制中，始终反馈0或+1，所以只能与正的信号对应，但如果将比较电路82c的比较结果以3值或5值等的奇数值反馈到减法电路82a，则除了能够与正负的信号对应之外，还能够与0的状态(VTP0与VTN0的中间)的无信号对应。
此外，如在此说明的那样，只要向减法电路82a的反馈以奇数值进行即可，不限定与图14的(a)所示的3值或图14的(b)所示的5值。此外，如果是与例如与2m+1值的反馈对应的情况，则只要以包含与正对应的m个比较器和与负对应的m个比较器的方式构成比较电路82c即可。
另外，如图16的(c)所示的示例那样，如果将比较电路82c的比较结果以5值(+2、+1、0、－1、－2)反馈到减法电路82a，则与以3值进行反馈的情况相比，对过去的信号的依赖变小，因此能够更可靠地检测边沿。此外，根据折叠调制，能够进行使用了连续时间的积分器的信号处理，所以也能够得到与例如非专利文献1中公开的以多值AD进行处理的结构相比，能够降低信号的损失的效果。
如上所述，模拟电路71的输出信号CO是相对于传感器控制器31发送的码片串的1个码片包含多个脉冲的3值的脉冲信号，如图16的(d)所示，在生成各脉冲的定时，在输出信号IO超过基准电位VTP的情况下，成为包含+1的脉冲的信号，在低于基准电位VTN的情况下，成为包含－1的脉冲的信号。
如对图16的(a)和图16的(d)进行比较所理解的那样，输出信号CO中除了与传感器控制器31发送的脉冲信号的边沿对应的脉冲以外，还包含多个脉冲。因此，如果假设在本实施方式中也使用第一实施方式中使用的已知的模式(通过对扩展码进行曼彻斯特编码而得到的码片串)，则有可能无法得到适当的相关运算结果。但是，在本实施方式中，如图16的(e)所示，使用由3值的码片串构成的已知的模式，该3值以如下方式构成，相对于输出信号CO的1个码片而包含1个码片，与发送码片串从“+1”向“0”的变化对应地，仅1个码片成为“－1”，与发送码片串从“0”向“+1”的变化对应地，仅1个码片成为“+1”，其他码片成为“0”，因此即使在输出信号CO中包含与脉冲信号的边沿对应的脉冲以外的脉冲，也不会反映到相关运算的结果中。因此，根据作为ΔΣ调制的结果得到的输出信号CO，如图16的(f)所示，能够得到适当的相关运算结果。
如上所述，根据本实施方式的笔2，即使在上行链路信号US的波形中产生钝化，也能够通过由ΔΣ调制部执行的折叠调制可靠地检测边沿，因此笔2能够检测边沿的可能性提高。因此，笔2能够适当地接收上行链路信号US。
另外，由于在数字电路72内进行基于+1、0、－1这3值的相关运算，因此根据作为ΔΣ调制的结果得到的输出信号CO，能够得到适当的相关运算结果。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但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，当然能够以各种方式实施。
例如，第一及第二实施方式也可以组合使用。即，也可以组合使用以强调边沿的方式发送上行链路信号US的传感器控制器31和使用基于ΔΣ调制及3值的相关运算来进行上行链路信号US的接收的笔2。由此，笔能够更适当地接收上行链路信号US。
标号说明
1 位置检测系统
2 笔
3 平板电脑
3a 触摸面
20 芯
21 笔尖电极
23 笔压检测传感器
24 电路基板
25 电池
30 传感器电极群
30X、30Y 传感器电极
31 传感器控制器
32 主处理器
33 充电器
41 逻辑部
42 发送部
43 接收部
44 选择部
50 代码串保持部
51 扩展处理部
51A 由扩展处理部51生成的脉冲信号的信号源
52 发送处理部
52A 由发送处理部52生成的延迟信号的信号源
54x、54y 开关
55x、55y 导体选择电路
60 开关
61 接收电路
62 控制器
63 发送电路
71 模拟电路
72 数字电路
73 模式存储部
74 脉冲密度检测部
80 高通滤波器
81 放大电路
82 ΣΔ调制部
82a 减法电路
82b 加法电路
82c 比较电路
82d、82e 延迟电路
87 边沿匹配滤波器
88 上行链路信号恢复部
100 输出电路
101 电位生成电路
ACa～ACd 与电路
C 静电电容
C1、Ca～Cd 电容元件
CK1、CK2 时钟
cmd 指令
CO 模拟电路71的输出信号
CPa～CPd 比较器
DO 放大电路81的输出信号
E1、E2 边沿
E3 返回边沿
FO 边沿匹配滤波器87的输出信号
IO 加法电路82e的输出信号
OPa～OPd 运算放大器
P 前导码
R 区域
R1～R8、Ra～Rk、Rm、Rn 电阻元件
Res 响应数据
Rx 接收信号
Sa～Si 开关
sTRx、sTRy、selX、selY 控制信号
T 扩展码的码片长度
UN 低频噪声
US 上行链路信号
VDD 高位侧电源电位
VSS 低位侧电源电位
Vref、VTP、VTP0、VTN0、VTN 基准电位。

Claims (15)

1.一种方法，是从检测笔的传感器控制器经由传感器电极群而向笔发送发送数据的方法，其中，
所述笔包含：
笔尖电极，配置在笔尖的附近；
模拟电路，检测在所述笔尖电极感应产生的信号的边沿；及
数字电路，通过所述模拟电路的输出信号与已知的模式的相关运算来检测所述发送数据，
所述传感器控制器生成表示所述发送数据的脉冲信号，并以强调边沿的方式使用所述脉冲信号的主信号及副信号来发送所述脉冲信号，由此经由所述传感器电极群进行所述发送数据的发送。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述副信号是所述脉冲信号的延迟信号，
所述传感器控制器通过发送所述主信号与所述副信号的混合信号来发送所述脉冲信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
所述传感器控制器使用1个码片的时间长度为规定码片长度的扩展码来进行所述发送数据的扩展，由此取得所述脉冲信号，
所述混合信号是在以所述脉冲信号的各边沿为起点的比所述规定码片长度的一半短的时间中包含偶数次对应的边沿的信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，
所述混合信号在以所述脉冲信号的各边沿为起点的比所述规定码片长度的一半短的时间中包含与对应的边沿反向的返回边沿，
所述返回边沿的斜率比所述脉冲信号的各边沿的斜率平缓。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述传感器电极群包含多个传感器电极，
所述传感器控制器通过从相互不同的所述传感器电极发送所述主信号及所述副信号来发送所述脉冲信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述传感器电极群包含配置于第一层的多个第一传感器电极和配置于第二层的多个第二传感器电极，
所述传感器控制器从所述多个第一传感器电极的至少一部分发送所述主信号，并且从所述多个第二传感器电极的至少一部分发送所述副信号，由此发送所述脉冲信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，
所述多个第一传感器电极分别是被供给驱动显示装置的像素所需的电位的电极。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述传感器电极群包含多个第一传感器电极和配置于在俯视时与所述多个第一传感器电极不重叠的位置的多个第二传感器电极，
所述传感器控制器构成为，经由所述多个第一传感器电极发送所述主信号，并且经由所述多个第二传感器电极发送所述主信号的反相信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述笔包含：第一笔，对所述模拟电路的输出信号进行粒度较粗的相关运算；及第二笔，对所述模拟电路的输出信号进行粒度较细的相关运算。
10.一种笔，是接收检测笔的传感器控制器经由传感器电极群而发送出的发送数据的笔，其中，
所述笔包含：
笔尖电极，配置在笔尖的附近；
微分电路，检测在所述笔尖电极感应产生的信号的边沿；
ΔΣ调制部，对所述微分电路的输出信号进行至少使用了与正、负分别对应的2个基准电位的比较，并进行比较结果的反馈处理；及
数字电路，通过所述ΔΣ调制部的输出信号与已知的模式的相关运算来检测所述发送数据。
11.根据权利要求10所述的笔，其中，
所述已知的模式是3值的码片串。
12.根据权利要求11所述的笔，其中，
所述ΣΔ调制部使用与正对应的2个以上的第一比较器和与负对应的2个以上的第二比较器执行折叠调制。
13.根据权利要求12所述的笔，其中，
所述ΔΣ调制部的输出信号是3值的脉冲信号，
所述数字电路通过所述3值的脉冲信号与所述3值的码片串的相关运算来检测所述发送数据。
14.根据权利要求12所述的笔，其中，
所述ΔΣ调制部的输出信号是5值的脉冲信号，
所述数字电路通过所述5值的脉冲信号与所述3值的码片串的相关运算来检测所述发送数据。
15.根据权利要求10所述的笔，其中，
所述微分电路包含可变增益的放大电路，
所述笔还包含根据所述ΔΣ调制部的输出信号的脉冲密度来控制所述放大电路的增益的控制电路。
CN201980096243.0A 2019-05-10 2019-05-10 从传感器控制器向笔发送发送数据的方法及笔 Pending CN113826061A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/018842 WO2020230223A1 (ja) 2019-05-10 2019-05-10 センサコントローラからペンに対して送信データを送信する方法、及び、ペン

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113826061A true CN113826061A (zh) 2021-12-21

Family

ID=73288982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980096243.0A Pending CN113826061A (zh) 2019-05-10 2019-05-10 从传感器控制器向笔发送发送数据的方法及笔

Country Status (5)

Country Link
US (2) US11675463B2 (zh)
EP (1) EP3968132A4 (zh)
JP (2) JP7113139B2 (zh)
CN (1) CN113826061A (zh)
WO (1) WO2020230223A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022269921A1 (ja) * 2021-06-25 2022-12-29 株式会社ワコム 集積回路
US11592925B1 (en) * 2021-11-09 2023-02-28 Synaptics Incorporated Low latency input object detection under low ground mass condition
US11698690B1 (en) * 2022-06-29 2023-07-11 Ili Technology Corp. Active stylus and touch input system

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103984422A (zh) * 2013-02-08 2014-08-13 汉王科技股份有限公司 电容笔、电容触控面板和触控装置
US20170031514A1 (en) * 2014-04-14 2017-02-02 Sharp Kabushiki Kaisha Display device and electronic equipment
CN107078983A (zh) * 2014-10-15 2017-08-18 本杰明·P·威尔克森 相位以180度对齐的一阶边带滤波器，校准边带差动输出比较器的相位以减少抖动的低功率用宽带异步式二进制相移解调电路
CN107533397A (zh) * 2015-04-09 2018-01-02 株式会社和冠 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
CN107533386A (zh) * 2015-05-21 2018-01-02 株式会社和冠 主动式触控笔
US20180095495A1 (en) * 2016-09-13 2018-04-05 Wacom Co., Ltd. Analog circuit, position indicator, and system
US20180157341A1 (en) * 2015-08-19 2018-06-07 Wacom Co., Ltd. Sensor controller, position indicator, and position detecting system
CN109416594A (zh) * 2016-07-27 2019-03-01 株式会社和冠 触控笔及传感器控制器
CN109643172A (zh) * 2016-09-01 2019-04-16 株式会社和冠 触控笔及传感器控制器

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100196201B1 (ko) * 1994-02-21 1999-06-15 모리시따 요오이 찌 디스플레이일체형좌표입력장치
US6118205A (en) * 1998-08-13 2000-09-12 Electronics For Imaging, Inc. Transducer signal waveshaping system
US8089289B1 (en) 2007-07-03 2012-01-03 Cypress Semiconductor Corporation Capacitive field sensor with sigma-delta modulator
KR101424259B1 (ko) * 2007-08-22 2014-07-31 삼성전자주식회사 휴대단말에서 입력 피드백 제공 방법 및 장치
US7495589B1 (en) * 2007-09-17 2009-02-24 Texas Instruments Incorporated Circuit and method for gain error correction in ADC
JP5912727B2 (ja) * 2012-03-23 2016-04-27 株式会社ワコム 位置検出装置
US9587964B2 (en) 2013-06-12 2017-03-07 Microchip Technology Incorporated Capacitive proximity detection using delta-sigma conversion
DE102013114367B4 (de) * 2013-12-18 2017-02-02 Intel IP Corporation Eine Schaltung, ein Verfahren und ein Synthesizer für das Generieren eines synthetisierten Signals mit einer wählbaren Frequenz
JP6184317B2 (ja) * 2013-12-24 2017-08-23 アルプス電気株式会社 入力装置
EP3206114A4 (en) * 2014-10-06 2018-06-20 Wacom Co., Ltd. Detection device, input device and detection method
US10296108B2 (en) * 2015-07-06 2019-05-21 Sigmasense, Llc. Pen system with internal pressure tilt rotation
US9639226B2 (en) 2015-08-31 2017-05-02 Cypress Semiconductor Corporation Differential sigma-delta capacitance sensing devices and methods
US10483959B2 (en) * 2017-08-07 2019-11-19 Texas Instruments Incorporated Variable stream pulse width modulation
EP3690615B1 (en) * 2017-09-27 2023-10-04 Wacom Co., Ltd. Position indicator
US11029769B2 (en) * 2019-06-10 2021-06-08 Sigmasense, Llc. Pen for use with a touch screen

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103984422A (zh) * 2013-02-08 2014-08-13 汉王科技股份有限公司 电容笔、电容触控面板和触控装置
US20170031514A1 (en) * 2014-04-14 2017-02-02 Sharp Kabushiki Kaisha Display device and electronic equipment
CN107078983A (zh) * 2014-10-15 2017-08-18 本杰明·P·威尔克森 相位以180度对齐的一阶边带滤波器，校准边带差动输出比较器的相位以减少抖动的低功率用宽带异步式二进制相移解调电路
CN107533397A (zh) * 2015-04-09 2018-01-02 株式会社和冠 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
CN107533386A (zh) * 2015-05-21 2018-01-02 株式会社和冠 主动式触控笔
US20180157341A1 (en) * 2015-08-19 2018-06-07 Wacom Co., Ltd. Sensor controller, position indicator, and position detecting system
CN109416594A (zh) * 2016-07-27 2019-03-01 株式会社和冠 触控笔及传感器控制器
CN109643172A (zh) * 2016-09-01 2019-04-16 株式会社和冠 触控笔及传感器控制器
US20180095495A1 (en) * 2016-09-13 2018-04-05 Wacom Co., Ltd. Analog circuit, position indicator, and system

Also Published As

Publication number Publication date
US11675463B2 (en) 2023-06-13
JP2022137313A (ja) 2022-09-21
US20220057894A1 (en) 2022-02-24
US20230350523A1 (en) 2023-11-02
WO2020230223A1 (ja) 2020-11-19
EP3968132A1 (en) 2022-03-16
EP3968132A4 (en) 2022-07-27
JPWO2020230223A1 (zh) 2020-11-19
JP7113139B2 (ja) 2022-08-04
JP7358000B2 (ja) 2023-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7358000B2 (ja) ペンを検出するセンサコントローラがセンサ電極群を介して送信した送信データを受信するペン
CN109564476B (zh) 模拟电路、位置指示器及系统
US11262875B2 (en) Position detection device and position indicator
CN110737342B (zh) 手写笔、包括手写笔和传感器的系统、控制器集成电路
US20180157341A1 (en) Sensor controller, position indicator, and position detecting system
US10861323B2 (en) Method carried out in system including active stylus and sensor controller, sensor controller, and active stylus
KR20140043299A (ko) 용량성 감지 어레이와 스타일러스의 동기화
WO2013122625A1 (en) Active stylus to host data transmitting method
WO2014170181A1 (en) Host communication circuit, client communication circuit, communication system and communication method
CN112416148A (zh) 触控笔及集成电路
US20230266834A1 (en) System and sensor controller for use with active pen
KR102139552B1 (ko) 무선 통신 장치 및 그것의 동작 방법
EP1335495A2 (en) Ultra low power adaptive pulse distance radio decoder for coded data by feedback of output data
Nabovati et al. Ultra-low power BPSK demodulator for bio-implantable chips

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination