CN116888564A - 有源笔、位置检测系统以及集成电路 - Google Patents

有源笔、位置检测系统以及集成电路 Download PDF

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Abstract

防止由于上行链路信号的接收失败而导致基于笔输入的描绘停止的情况。本发明的有源笔(2)包括：处理电路(26d)，在将从传感器控制器(31)接收的上行链路信号(US)的接收定时作为基准时刻而决定的定时，进行位置信号及数据信号从笔尖电极(21)的发送以及下一个上行链路信号的接收；以及无线通信部(28)，与传感器控制器(31)之间进行近距离无线通信。处理电路(26d)判定在上述定时是否接收到下一个上行链路信号，在判定为未接收到的情况下，一边从笔尖电极(21)进行位置信号的发送，一边利用无线通信部(28)发送数据信号的至少一部分。

Description

有源笔、位置检测系统以及集成电路
技术领域
本发明涉及有源笔、位置检测系统以及集成电路，尤其涉及与传感器控制器之间相互双向地进行通信的有源笔、用于这样的有源笔的集成电路、以及包括这样的有源笔及传感器控制器的位置检测系统。
背景技术
已知有构成为通过设置于笔尖的电极(以下称为“笔尖电极”)与位置检测装置内的传感器控制器双向地收发信号的有源笔。以下，将这样通过笔尖电极进行的通信称为“笔尖通信”。另外，将从传感器控制器对有源笔发送的信号称为“上行链路信号”，将从有源笔对传感器控制器发送的信号称为“下行链路信号”。
下行链路信号具有作为用于使传感器控制器检测有源笔的位置的位置信号的作用和作为用于向传感器控制器发送有源笔内的数据的数据信号的作用。进行笔尖通信的传感器控制器构成为基于设置在触摸面内的多个传感器电极各自的下行链路信号的接收强度来检测有源笔的位置，并且通过对在某一个传感器电极中检测到的下行链路信号进行解调，从而接收有源笔发送的数据。传感器控制器检测到的位置以及接收到的数据向主处理器供给，用于基于笔输入的描绘。
另外，近年来，出现了与蓝牙(注册商标)等近距离无线通信对应的电子笔。在专利文献1、2中公开了这样的电子笔的例子。专利文献1所记载的电子笔构成为能够基于通过近距离无线通信从位置检测装置接收到的信息而进行初始设定，并且能够通过近距离无线通信发送笔压信息、侧开关信息及识别信息ID。在专利文献2所记载的电子笔中，为了将电子笔的功能例如从“描绘(draw)”切换为“擦除(erase)”而使用近距离无线通信。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6487782号公报
专利文献2：美国专利第9924019号说明书
发明内容
发明所要解决的课题
另外，传感器控制器构成为周期性地发送上行链路信号，有源笔构成为将上行链路信号的接收定时作为基准时刻，进行下行链路信号的发送和下一个上行链路信号的接收。因此，为了有源笔正常发挥功能，需要能够接收上行链路信号。
然而，例如用于驱动显示器的像素的信号那样的噪声有时会与上行链路信号叠加，其结果是，有时会导致有源笔接收上行链路信号失败。这样一来，有源笔至少无法发送作为数据信号的下行链路信号。这是因为，为了使传感器控制器正确地接收数据信号，需要使有源笔与传感器控制器同步。当有源笔无法发送数据信号时，基于笔输入的描绘停止，因此需要改善。
因此，本发明的目的之一在于提供一种能够防止由于上行链路信号的接收失败而导致基于笔输入的描绘停止的有源笔、位置检测系统以及集成电路。
另外，以往的传感器控制器基于数据信号所包含的笔压值，判定有源笔是否与触摸面接触。以下，将表示该判定结果的信息称为“接触状态信息”。接触状态信息成为表示有源笔未与触摸面接触的状态(悬浮状态)和有源笔未与触摸面接触的状态(接触状态)中的任一者的信息。
然而，由于由有源笔进行的数据信号的发送是间断地进行的，因此根据上述的判定方法，有时传感器控制器对接触状态信息的更新产生延迟。另外，在有源笔不是通过笔尖通信而是通过近距离无线通信发送数据信号的情况下，由于通信延迟，接触状态信息的更新也会产生延迟。
因此，本发明的另一目的在于提供一种能够抑制传感器控制器对接触状态信息的更新产生延迟的有源笔以及位置检测系统。
用于解决课题的手段
本发明的第一方面的有源笔包括：信号处理部，在将从传感器控制器接收的上行链路信号的接收定时作为基准时刻而决定的定时，进行位置信号及数据信号从笔尖电极的发送以及下一个上行链路信号的接收；以及第一无线通信部，与所述传感器控制器之间进行近距离无线通信，所述信号处理部判定在所述定时是否接收到所述下一个上行链路信号，在判定为未接收到的情况下，一边从所述笔尖电极进行所述位置信号的发送，一边通过所述第一无线通信部发送所述数据信号的至少一部分。
本发明的第一方面的位置检测系统是包括上述有源笔及所述传感器控制器的位置检测系统，其中，所述传感器控制器将由所述有源笔从所述笔尖电极发送的所述数据信号表示的数据和由所述有源笔通过所述第一无线通信部发送的所述数据信号表示的数据作为来自同一有源笔的数据向主处理器输出。
本发明的第一方面的集成电路在包括与传感器控制器之间进行近距离无线通信的第一无线通信部的有源笔中使用，其中，在将从所述传感器控制器接收的上行链路信号的接收定时作为基准时刻而决定的定时，进行位置信号及数据信号从笔尖电极的发送以及下一个上行链路信号的接收，判定在所述定时是否接收到所述下一个上行链路信号，在判定为未接收到的情况下，一边从所述笔尖电极进行所述位置信号的发送，一边通过所述第一无线通信部发送所述数据信号的至少一部分。
本发明的第二方面的有源笔包括：处理电路，生成用于对传感器控制器发送的下行链路信号；以及发送电路，通过对设置于笔尖的电极的电位赋予变化来发送所述下行链路信号，其中，所述处理电路进行如下处理：在所述有源笔处于接触状态的情况下基于第一载波信号生成所述下行链路信号，并且在所述有源笔处于悬浮状态的情况下基于与所述第一载波信号不同的第二载波信号生成所述下行链路信号。
本发明的第二方面的位置检测系统是包括所述有源笔及所述传感器控制器的位置检测系统，其中，所述传感器控制器判定从所述有源笔接收到的下行链路信号的载波信号是所述第一载波信号及所述第二载波信号中的哪一个，基于判定的结果，判定所述有源笔是否与触摸面接触。
发明效果
根据本发明的第一方面，即使未接收到上行链路信号而有源笔无法从笔尖电极发送数据信号，传感器控制器也能够使用从笔尖电极发送的位置信号来检测有源笔的位置，而且能够经由近距离无线通信接收有源笔的发送数据。因此，能够防止由于上行链路信号的接收失败而导致基于笔输入的描绘停止。
根据本发明的第二方面，能够通过下行链路信号的载波信号来发送接触状态信息，因此能够抑制传感器控制器对接触状态信息的更新产生延迟。
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是有源笔2的处理电路26d的状态转变图。
图3的(a)是表示上行链路信号US的格式的图，(b)及(c)是表示下行链路信号DSa的格式的图，(d)是表示下行链路信号DSb的格式的图，(e)是表示下行链路信号DSc的格式的图。
图4是表示有源笔2的处理电路26d进行的处理的处理流程图。
图5是表示有源笔2的处理电路26d进行的处理的处理流程图。
图6是表示传感器控制器31进行的处理的处理流程图。
图7是表示传感器控制器31进行的处理的处理流程图。
图8是表示传感器控制器31进行的处理的处理流程图。
图9是表示传感器控制器31进行的处理的处理流程图。
图10是表示在构成本发明的第二实施方式的位置检测系统1的有源笔2与传感器控制器31之间收发的信号的图。
图11是表示在构成本发明的第二实施方式的变形例的位置检测系统1的有源笔2与传感器控制器31之间收发的信号的图。
图12是表示在构成本发明的第三实施方式的位置检测系统1的有源笔2与传感器控制器31之间收发的信号的图。
图13是表示在构成本发明的第三实施方式的变形例的位置检测系统1的有源笔2与传感器控制器31之间收发的信号的图。
图14是表示在以时隙单位执行上行链路信号US及下行链路信号DS的收发的情况下在有源笔2与传感器控制器31之间收发的信号的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。
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构成为具备有源笔2和作为检测有源笔2的位置检测装置的电子设备3。
电子设备3例如是平板电脑、数位板等具有触摸面3a的计算机。在电子设备3内设置有配置在触摸面3a的正下方的传感器30、与传感器30连接的传感器控制器31、与传感器30重叠配置的显示器32、无线通信部33(第二无线通信部)、以及控制包括上述构件在内的电子设备3的各部分的主处理器34。
主处理器34是电子设备3的中央处理装置，构成为从未图示的存储器读取各种程序并执行。这样执行的程序包括电子设备3的操作系统和包含描绘应用在内的各种应用。其中的描绘应用是用于执行如下处理的程序：基于从传感器控制器31供给的位置及数据而生成数字墨水并向电子设备3内的存储器存储的处理，对生成的数字墨水进行渲染并生成表示其结果的影像信号而向显示器32供给的处理。显示器32是显示从主处理器34供给的影像信号的装置，例如由液晶显示器或有机EL显示器构成。
传感器控制器31是具有如下功能的集成电路：通过与有源笔2双向地通信，导出触摸面3a内的有源笔2的位置，并且从有源笔2取得数据，并每次将导出的位置及取得的数据提供给主处理器34。传感器控制器31与有源笔2之间的通信原则上通过上述的笔尖通信来执行，但根据状况也利用近距离无线通信。
具体地说明，从传感器控制器31向有源笔2的通信通过笔尖通信来执行。以下，将为了进行该通信而从传感器控制器31对有源笔2发送的信号称为“上行链路信号US”。另一方面，从有源笔2向传感器控制器31的通信原则上通过笔尖通信来执行，但在仅限于有源笔2接收上行链路信号US失败的情况下也一并使用近距离无线通信。以下，将成功接收上行链路信号US的有源笔2通过笔尖通信发送的信号称为“下行链路信号DSa”，将接收上行链路信号US失败的有源笔2通过笔尖通信发送的信号称为“下行链路信号DSb”，将接收上行链路信号US失败的有源笔2通过近距离无线通信发送的信号称为“下行链路信号DSc”。另外，在不需要区分它们的情况下，使用“下行链路信号DS”作为下行链路信号DSa、DSb、DSc的总称。
传感器30是具有在触摸面3a内配置有多个传感器电极的构造的装置。通过经由在这些多个传感器电极与有源笔2侧的电极(后述的笔尖电极21及环形电极22)之间形成的静电电容进行的静电耦合方式的通信来执行笔尖通信。传感器控制器31通过对各传感器电极的电位赋予变化来进行上行链路信号US的发送，并且通过检测各传感器电极中的电位的变化来进行下行链路信号DSa、DSb的接收。
在此，构成传感器30的多个传感器电极的一部分能够兼用作显示器32的共用电极(用于向各像素共用地供给接地电位的电极)。进行该兼用的情况下的电子设备3构成所谓的“内嵌(In-cell)型”的位置检测装置。另一方面，不进行兼用的情况下的电子设备3构成所谓的“外挂(On-cell)型”或“外嵌(Out-cell)型”的位置检测装置。本发明能够适用于任何电子设备3。
无线通信部33例如是用于进行蓝牙(注册商标)那样的近距离无线通信的通信装置，与传感器控制器31及主处理器34连接。主处理器34进行包含与通信对象的配对在内的无线通信部33的控制，并且经由无线通信部33进行键盘、鼠标、扬声器、耳机的连接等一般用途中的近距离无线通信。另一方面，传感器控制器31为了通过近距离无线通信接收下行链路信号DSc而利用无线通信部33。
如图1所示，有源笔2构成为具有芯体20、笔尖电极21、环形电极22、压力传感器23、侧开关24、蓄电池25、集成电路26、阻滤波器27以及无线通信部28(第一无线通信部)。芯体20是构成有源笔2的笔轴的构件。芯体20的顶端构成有源笔2的笔尖，末端与压力传感器23抵接。笔尖电极21及环形电极22是设置在笔尖的彼此不同的位置的导电体。更具体而言，笔尖电极21配置在有源笔2的芯体20的顶端，环形电极22在比笔尖电极21靠有源笔2的中央的位置以包围芯体20的方式配置。
压力传感器23是检测施加于芯体20的顶端(笔尖)的压力的传感器。压力传感器23检测出的压力例如作为12比特的笔压值而向集成电路26供给。侧开关24是设置于有源笔2的表面的按钮式的开关，构成为能够由用户进行接通断开操作。侧开关24的操作状态(接通断开状态)例如作为2比特的开关信息而向集成电路26供给。蓄电池25起到供给集成电路26进行动作所需的电力的作用。
无线通信部28例如是用于进行蓝牙(注册商标)那样的近距离无线通信的通信装置。有源笔2为了对传感器控制器31发送下行链路信号DSc而利用无线通信部28。
集成电路26是由包括升压电路26a、发送电路26b、接收电路26c以及处理电路26d在内的各种电路构成的集成电路。发送电路26b与笔尖电极21连接，通过使用升压电路26a对笔尖电极21的电位赋予变化，起到发送下行链路信号DSa、DSb的作用。接收电路26c与环形电极22连接，通过检测环形电极22的电位的变化，起到接收上行链路信号US的作用。
处理电路26d是执行与由接收电路26c接收到的上行链路信号US对应的处理的电路(信号处理部)。在该处理中，包括将上行链路信号US的接收定时作为基准时刻来决定下行链路信号DS以及下一个上行链路信号US的收发调度的处理、根据来自传感器控制器31的指令生成下行链路信号DS并向发送电路26b或无线通信部28发送的处理、以及使接收电路26c接收下一个上行链路信号US的处理。
图2是处理电路26d的状态转变图。如该图所示，处理电路26d构成为通过发现模式、通常模式、双发送模式中的任意模式进行动作。初始状态是发现模式，进入到发现模式的处理电路26d连续或断续地使接收电路26c进行上行链路信号US的检测动作(步骤S1)。
在作为步骤S1的检测动作的结果而检测到上行链路信号US的情况下，处理电路26d进入到通常模式(步骤S2)。然后，将上行链路信号US的接收定时作为基准时刻来决定下行链路信号DS及下一个上行链路信号US的收发调度，按照所决定的调度使发送电路26b发送下行链路信号DSa(步骤S10)，并且在下一个上行链路信号US的接收定时到来的情况下(步骤S11)，使接收电路26c进行下一个上行链路信号US的检测动作(步骤S12)。作为其结果，在检测到下一个上行链路信号US的情况下(步骤S13)，将该上行链路信号US的接收定时作为基准时刻而重新决定收发调度，重复步骤S10的处理。
另一方面，作为步骤S12的检测动作的结果而未检测到上行链路信号的情况下的处理电路26d进入到双发送模式(步骤S14)。双发送模式下的处理电路26d生成下行链路信号DSb并向发送电路26b发送，并且生成下行链路信号DSc并向无线通信部28发送(步骤S20)。另外，在步骤S20中，与下行链路信号DSb、DSc的发送并行地，还进行使接收电路26c进行上行链路信号US的检测动作的处理。该并行处理由图1所示的阻滤波器27实现，其详细情况在后面叙述。
当在步骤S20中检测到上行链路信号US的情况下，处理电路26d返回到通常模式(步骤S21)。然后，将上行链路信号US的接收定时作为基准时刻而重新决定收发调度，重复步骤S10的处理。另一方面，在未检测到上行链路信号US的状态持续规定时间的情况下，处理电路26d返回到发现模式并继续处理(步骤S22)。在该情况下，下行链路信号DS的发送停止。
返回到图1。处理电路26d构成为包含：振荡电路，生成规定频率的时钟信号；以及分频电路，通过对由振荡电路生成的时钟信号进行分频而生成载波信号。规定频率例如为8MHz。例如在分频电路的分频比为20的情况下，载波信号的频率为8MHz÷20＝400kHz。处理电路26d构成为基于由分频电路生成的载波信号，生成下行链路信号DSa、DSb。另外，处理电路26d构成为具有变更分频电路的分频比的功能。
阻滤波器27是为了能够同时进行使用环形电极22的上行链路信号US的检测和下行链路信号DSb从笔尖电极21的发送而插入到环形电极22与集成电路26之间的滤波电路。若详细说明，则用于发送下行链路信号DS的升压电路26a的电位的上升幅度也达到18～20V，因此伴随下行链路信号DS的发送而导致的笔尖电极21的电位的变化也对接收电路26c造成影响。作为结果，由于下行链路信号DSb叠加到由接收电路26c检测到的上行链路信号US的电位上，因此在发送下行链路信号DSb的同时难以检测上行链路信号US。在有源笔2处于悬浮状态(笔尖远离触摸面3a的状态)且环形电极22远离传感器30的情况下，上行链路信号US的接收强度变小，因此上行链路信号US的检测变得更困难。阻滤波器27起到如下作用：阻止伴随下行链路信号DSb的发送而导致的笔尖电极21的电位的变化对由集成电路26内的接收电路26c检测到的上行链路信号US的电位造成影响，由此，能够同时进行使用环形电极22的上行链路信号US的检测和下行链路信号DSb从笔尖电极21的发送。
作为阻滤波器27的具体结构，可以采用各种结构。例如，如果是下行链路信号DSb由基于正弦波的信号构成的情况，则阻滤波器27可以由阻止包含下行链路信号DSb的频率的特定频带的带阻滤波器(陷波滤波器)构成。另外，如果是下行链路信号DSb由脉冲波构成的情况，则可以由构成为使构成上行链路信号US的脉冲波通过而阻止构成下行链路信号DSb的脉冲波的高通滤波器构成。此外，也可以在该高通滤波器的后段设置用于使下行链路信号DSb的边缘静音的静音电路，也可以通过增益电路及差动电路的组合或者FIR(FiniteImpulse Response：有限脉冲响应)滤波器、减法器及反馈电路的组合来构成阻滤波器27，由此从来到环形电极22的信号中去除下行链路信号DSb。
图3的(a)～(e)是表示上行链路信号US及下行链路信号DSa、DSb、DSc的格式的图。首先，参照图3的(a)，上行链路信号US具有本地识别符LID、NLID、指令COM以及错误检测码CRC而构成。
本地识别符LID、NLID是传感器控制器31对作为笔尖通信的对象的有源笔2赋予的识别信息。尚未开始与传感器控制器31的通信的有源笔2从作为进行检测动作后的结果而检测到的上行链路信号US取出本地识别符NLID，并存储为自身的本地识别符，由此进行与传感器控制器31的配对。
指令COM是表示针对有源笔2的命令的信息。配置在指令COM的开头的本地识别符LID表示指令COM的目的地。接收到上行链路信号US的有源笔2首先参照本地识别符LID，判定是否与所存储的本地识别符一致。其结果是，在判定为一致的情况下，进行按照指令COM生成后述的数据信号DATA的处理。
接着，参照图3的(b)及图3的(c)，下行链路信号DSa包含位置信号POS1及数据信号DATA而构成。位置信号POS1是无调制的载波信号(由上述的分频电路生成的载波信号)，用于传感器控制器31检测触摸面3a内的有源笔2的位置。传感器控制器31取得构成传感器30的多个传感器电极各自的位置信号POS1的接收强度，并基于该分布来检测有源笔2的位置。另一方面，数据信号DATA是利用从有源笔2向传感器控制器31发送的数据对由上述的分频电路生成的载波信号进行调制而成的信号。
图3的(b)所示的下行链路信号DSa是在刚刚存储了上述的本地识别符NLID之后有源笔2发送的信号。如该图所示，该情况下的下行链路信号DSa具有本地识别符LID、全局识别符GID以及错误检测码CRC而构成。对其中的本地识别符LID设定所存储的本地识别符NLID。这一点对于后述的其他下行链路信号DS也是同样的。全局识别符GID是在工厂出货的阶段分配给有源笔2的识别符，发挥对传感器控制器31通知有源笔2的种类、功能、版本等的作用。传感器控制器31在接收到包含未配对的本地识别符LID的下行链路信号DSa的情况下，从其中取出本地识别符LID及全局识别符GID，并相互建立对应地存储，由此进行与有源笔2的配对。
图3的(c)所示的下行链路信号DSa是在没有特别提供基于指令COM的指示的情况下有源笔2发送的信号。有源笔2构成为，在没有特别提供基于指令COM的指示的情况下周期性地发送该下行链路信号DSa。如该图所示，该情况下的下行链路信号DSa具有本地识别符LID、笔压值PRE、开关信息SW以及错误检测码CRC而构成。笔压值PRE是从图1所示的压力传感器23向集成电路26供给的信息，开关信息SW是表示图1所示的侧开关24的操作状态的信息。
接着，参照图3的(d)，下行链路信号DSb仅包含与位置信号POS1同样的无调制的载波信号即位置信号POS2而构成。下行链路信号DSb是在有源笔2丢失了下行链路信号DS的发送定时时(即，有源笔2未与传感器控制器31同步时)发送的信号，因此即使在下行链路信号DSb内配置数据信号DATA，也无法期待传感器控制器31能够正确地解调。另一方面，位置信号POS2与上述的位置信号POS1同样地用于基于构成传感器30的多个传感器电极各自的接收强度的分布来检测有源笔2的位置，因此传感器控制器31无需为了至少检测位置而对位置信号POS2进行解调。因此，在本实施方式中，通过以仅发送位置信号POS2作为下行链路信号DSb的方式构成有源笔2，即使有源笔2与传感器控制器31未同步，传感器控制器31也能够检测有源笔2的位置。
但是，在本实施方式中，在有源笔2与传感器控制器31未同步也能够的范围内，也向位置信号POS2赋予将一定的信息传递给传感器控制器31的作用。一定的信息的内容例如是表示有源笔2是否与触摸面3a接触的1比特的信息。该信息不限于上述的接触状态信息。在该情况下，有源笔2的处理电路26d基于从图1所示的压力传感器23供给的笔压值，判定该有源笔2是否与触摸面3a接触，由此取得接触状态信息。然后，基于所取得的接触状态信息，通过频率调制、扩频以及相位调制中的任一个，进行位置信号POS2的调制。
具体地说明，首先在使用频率调制的情况下，处理电路26d在有源笔2与触摸面3a接触的情况和不接触的情况下使上述的分频电路的分频比不同，由此使位置信号POS2的频率不同。在典型的例子中，优选将有源笔2与触摸面3a接触的情况下的分频比设为20，将有源笔2不与触摸面3a接触的情况下的分频比设为21或19。在该情况下，有源笔2与触摸面3a接触的情况下的位置信号POS2的频率成为400kHz，有源笔2不与触摸面3a接触的情况下的位置信号POS2的频率成为381kHz或421kHz。传感器控制器31通过使用非同步检波检测位置信号POS2的频率，从而对处理电路26d所发送的信息进行解调。
接着，在使用扩频的情况下，处理电路26d在有源笔2与触摸面3a接触的情况和不接触的情况下，使用不同的扩频码生成位置信号POS2。传感器控制器31通过持续地计算与由处理电路26d使用的两种扩频码各自的相关性，检测位置信号POS2内包含的扩频码、即处理电路26d发送的信息。
最后，在使用相位调制的情况下，处理电路26d构成为通过每隔规定期间变更相位来生成位置信号POS2。并且，处理电路26d根据有源笔2是否与触摸面3a接触，将该相位的变更量设为不同的值。传感器控制器31通过使用延迟检波检测该相位的变更量，从而对处理电路26d发送的信息进行解调。
通过处理电路26d进行以上那样的接触状态信息的发送，在本实施方式的位置检测系统1中，还能够得到能够抑制传感器控制器31对接触状态信息的更新产生延迟的效果。关于这一点，稍后在第二实施方式、第三实施方式以及它们的变形例中进行更详细的说明。
接着，参照图3的(e)，下行链路信号DSc构成为包括包含向有源笔2分配的本地识别符LID的任意的数据。需要说明的是，下行链路信号DSc是通过近距离无线通信发送的，因此在实际的下行链路信号DSc中附加近距离无线通信的目的地地址、发送源地址等相当于协议栈的下位的各种信息，但在图3的(e)中省略这些信息的记载，仅示出相当于协议栈的上位的信息。
如图3的(e)所示，在下行链路信号DSc中，与图3的(c)所示的下行链路信号DSa同样地，能够包含笔压值PRE、开关信息SW以及错误检测码CRC。由此，下行链路信号DSc承担作为在有源笔2无法与传感器控制器31同步、因此无法通过笔尖通信发送这些信息的情况下的代替发送单元的作用。
传感器控制器31构成为将通过下行链路信号DSa、DSb检测出的位置、以及通过下行链路信号DSa、DSc接收到的数据作为来自同一有源笔2的数据向主处理器输出。更具体而言，传感器控制器31构成为按每个本地识别符LID生成用于向主处理器34供给数据的数据流，将通过下行链路信号DSa、DSb检测出的位置及通过下行链路信号DSa、DSc接收到的数据依次合成到该数据流内。由此，即使是传感器控制器31经由近距离无线通信接收到的数据，主处理器34也能够通过与通过笔尖通信接收到的数据同样的处理进行处理。
在此，由于下行链路信号DSa、DSb按照收发调度被发送，因此传感器控制器31能够基于下行链路信号DSa、DSb的接收定时，取得表示下行链路信号DSa、DSb的发送源的本地识别符LID。因此，即使在下行链路信号DSa、DSb内未配置本地识别符LID，传感器控制器31也能够将从下行链路信号DSa、DSb取得的有源笔2的位置及发送数据与对应的数据流合成。
与此相对，不论收发调度如何，下行链路信号DSc均被发送，因此传感器控制器31即使参照下行链路信号DSc的接收定时，也无法取得表示下行链路信号DSc的发送源的本地识别符LID。如果将本地识别符LID与近距离无线通信的发送源地址建立对应地存储，并参照下行链路信号DSc内包含的发送源地址，则原理上能够取得表示下行链路信号DSc的发送源的本地识别符LID，但为此，传感器控制器31必须参照相当于近距离无线通信的协议栈的下位的信息。
因此，在本实施方式中，通过在下行链路信号DSc内配置本地识别符LID，传感器控制器31能够仅根据相当于近距离无线通信的协议栈的上位的信息来判定表示下行链路信号DSc的发送源的本地识别符LID。由此，即使传感器控制器31不参照相当于近距离无线通信的协议栈的下位的信息，传感器控制器31也能够将从下行链路信号DSc取得的有源笔2的发送数据与对应的数据流合成。
以下，参照表示处理电路26d及传感器控制器31的处理的处理流程图，对至此为止所说明的处理进一步详细地进行说明。
首先，图4及图5是表示有源笔2的处理电路26d进行的处理的处理流程图。如该图所示，处理电路26d首先进入到发现模式(步骤S100)。然后，使接收电路26c执行上行链路信号US的检测动作(步骤S101)，作为其结果，判定是否接收到上行链路信号US(步骤S102)。判定为未接收到的处理电路26d重复从步骤S101起的处理。另一方面，判定为接收到的处理电路26d进入到通常模式(步骤S103)。然后，通过从上行链路信号US取出本地识别符NLID并存储，与传感器控制器31之间进行笔尖通信的配对(步骤S104)。
接着，处理电路26d取得传感器控制器31的近距离无线通信地址(步骤S105)。具体而言，该地址是图1所示的无线通信部33的地址，通过用户操作预先设定在处理电路26d内。接着，处理电路26d判定与由取得的地址表示的设备之间是否已建立近距离无线通信的配对，如果未完成建立，则使用图1所示的无线通信部28，与该设备之间执行近距离无线通信的配对(步骤S106)。
接着，处理电路26d将最后接收到的上行链路信号US的接收定时作为基准时刻，决定下行链路信号DS及下一个上行链路信号US的收发调度(步骤S107)，按照决定的收发调度进行下行链路信号DSa的发送(步骤S108)和下一个上行链路信号US的检测动作(步骤S109)。然后，作为步骤S109的结果，判定是否接收到上行链路信号US(步骤S110)，在判定为接收到的情况下，重复进行从步骤S107起的处理，另一方面，在判定为未接收到的情况下，进入到双发送模式(步骤S120)。
进入到双发送模式的处理电路26d基于检测中的笔压值(从压力传感器23供给的最新的笔压值)，生成图3的(d)所示的位置信号POS2(步骤S121)。即，通过基于有源笔2是否与触摸面3a接触来对载波信号进行调制，从而进行位置信号POS2的生成。然后，处理电路26d一边持续执行上行链路信号US的检测动作，一边进行下行链路信号DSb的连续发送(步骤S122)。如上所述，该接收和发送的同时执行是能够通过图1所示的阻滤波器27实现的处理。
另外，处理电路26d判定检测中的笔压值是0还是大于0的值(步骤S123)，在判定为是大于0的值的情况下，进行用于发送下行链路信号DSc的处理。具体而言，首先，如果无线通信部28为省电模式则切换为通常模式(步骤S124)，然后使用近距离无线通信发送下行链路信号DSc(步骤S125)。无线通信部28在短暂未使用时成为省电模式而无法进行通信，步骤S124是用于在这样的情况下使无线通信部28成为能够再次通信的状态的处理。另外，在检测中的笔压值为0的情况下不发送下行链路信号DSc的原因在于，在检测中的笔压值为0的情况下不进行数字墨水的生成，在缺乏立即发送笔压值、开关信息的必要性的期间抑制无线通信部28的电力消耗。
接着，处理电路26d判定是否通过在步骤S122中执行的检测动作接收到上行链路信号US(步骤S126)。其结果是，判定为接收到的处理电路26d转移到图4的步骤S103，返回到通常模式并继续处理。另一方面，在步骤S126中判定为未接收到的处理电路26d判定从最后接收到上行链路信号US起的经过时间是否经过了规定时间(步骤S127)。然后，在判定为未经过的情况下，返回到步骤S121，重复进行双发送模式的处理，另一方面，在判定为经过了的情况下，返回到步骤S100，进入到发现模式。由此，能够防止如下情况：尽管有源笔2远离电子设备3，下行链路信号DSb、DSc仍被持续发送。
接着，图6～图9是表示传感器控制器31进行的处理的处理流程图。如该图所示，传感器控制器31首先决定上行链路信号US及下行链路信号DS的收发调度(步骤S200)。在此决定的收发调度包含上行链路信号US的发送周期和每个本地识别符LID的下行链路信号DS的接收定时(将上行链路信号US的发送定时作为基准时刻而确定的定时)。收发调度是在主动静电方式的协议内预先确定的，在传感器控制器31与有源笔2之间预先共享。
在此，也可以根据检测中的有源笔2的根数等条件而预先准备不同的多个收发调度，传感器控制器31在满足条件的情况下变更收发调度。并且，在每次变更时，也可以使用上行链路信号US内的指令COM将表示所使用的收发调度的信息通知给各有源笔2。由此，能够有效地利用主动静电方式的通信资源。另外，在电子设备3为上述的内嵌型的情况等下，传感器控制器31也可以基于从图1所示的主处理器34取得的显示器32的像素的驱动周期的信息来决定收发调度。由此，能够避免由于从显示器32产生的噪声而导致信号的收发失败。
接着，传感器控制器31判定所决定的收发调度所示的上行链路信号US的发送定时是否到来(步骤S201)，在判定为到来的情况下，进行上行链路信号US的发送(步骤S202)。另一方面，判定为未到来的传感器控制器31针对每个本地识别符LID，进行位置信号POS1及数据信号DATA的接收定时是否到来的判定(步骤S203、S204)。在判定为任一定时都未到来的情况下，传感器控制器31返回到步骤S201并重复进行处理。另一方面，在判定为位置信号POS1的接收定时到来的情况下，将处理转移到图7所示的步骤S210，在判定为数据信号DATA的接收定时到来的情况下，将处理转移到图8所示的步骤S220。以下，以本地识别符LID与n相等的情况为例，说明图7～图9所示的处理。
在图7的步骤S210中，传感器控制器31基于构成图1所示的传感器30的多个传感器电极各自的信号的接收强度，导出有源笔2的指示位置(步骤S210)。然后，判定是否能够导出有源笔2的指示位置(步骤S211)，在判定为无法导出的情况下，使处理返回到图6的步骤S201。另一方面，当在步骤S211中判定为能够导出的情况下，传感器控制器31将接收到的信号视为位置信号POS2而进行解调处理，尝试取得有源笔2的处理电路26d发送的信息(步骤S212)。在此，当在步骤S213中取得的信息是表示有源笔2的接触状态(向触摸面3a的接触状态)的信息时，传感器控制器31在无法接收数据信号DATA的情况下执行的后述的步骤S230中参照该信息。在接收到的信号是位置信号POS1、其他信号的情况下，在步骤S213中取得的信息不会成为有意义的信息，但该情况下的传感器控制器31不执行后述的步骤S230，因此不会成为特别的问题。
接着，如果未生成，则传感器控制器31生成LID＝n的数据流(步骤S214)，将检测出的指示位置与LID＝n的数据流合成(步骤S215)。由此，与LID＝n对应的有源笔2的指示位置被供给到主处理器34。
在图8的步骤S220中，传感器控制器31基于对应的有源笔2的最新的指示位置来选择一个传感器电极(步骤S220)，使用所选择的传感器电极来执行数据信号DATA的检测动作(步骤S221)。然后，判定是否检测到数据信号DATA(步骤S222)。
在步骤S222中判定为检测到数据信号DATA的传感器控制器31通过对检测到的数据信号DATA进行解调来取得有源笔2的发送数据(步骤S223)。接着，传感器控制器31判定与LID＝n的有源笔2之间是否已建立笔尖通信的配对(步骤S224)。然后，如果未完成建立，则从在步骤S223中取得的数据取得全局识别符GID(步骤S225)，将取得的全局识别符GID与LID＝n建立对应地存储，由此与有源笔2之间进行笔尖通信的配对(步骤S226)。
传感器控制器31还取得与全局识别符GID对应的近距离无线通信地址(步骤S227)。具体而言，该地址是图1所示的无线通信部28的地址，通过用户操作，与有源笔2的全局识别符GID建立对应地预先设定在传感器控制器31内。接着，传感器控制器31判定与由取得的地址表示的设备之间是否已建立近距离无线通信的配对，如果未完成建立，则对主处理器34进行指示以执行配对(步骤S228)。接收到该指示的主处理器34使用图1所示的无线通信部33，与传感器控制器31在步骤S227中取得的地址之间执行近距离无线通信的配对。
当在步骤S224中判定为已建立的情况下，或者在结束步骤S228的情况下，传感器控制器31将在步骤S223中取得的数据与LID＝n的数据流合成(步骤S229)，使处理返回到图6的步骤S201。通过传感器控制器31执行步骤S229，与LID＝n对应的有源笔2的发送数据被提供给主处理器34。
如图9所示，在图8的步骤S222中判定为未检测到数据信号DATA的传感器控制器31判定有源笔2是否处于接触中(步骤S230)。该判定基于传感器控制器31在图7的步骤S212中取得的信息来执行。
在步骤S230中判定为处于接触中的传感器控制器31在如果无线通信部33为省电模式则切换为通常模式之后(步骤S231)，确认是否通过近距离无线通信接收到LID＝n的数据信号(下行链路信号DSc)(步骤S232)，并判定其结果(步骤S233)。需要说明的是，需要步骤S231的理由是与图5所示的步骤S124同样的理由。
在步骤S233中判定为有接收的传感器控制器31通过对接收到的数据信号进行解调，取得与LID＝n对应的有源笔2的发送数据(步骤S234)。然后，将所取得的发送数据与LID＝n的数据流合成(步骤S235)，使处理返回到图6的步骤S201。通过传感器控制器31执行步骤S235，主处理器34即使因上行链路信号US的接收失败而导致有源笔2无法从笔尖电极21发送数据信号DATA，也能够持续取得有源笔2发送的数据，另外，能够通过步骤S215也持续取得有源笔2的位置，因此能够持续进行基于笔输入的描绘。
如以上说明的那样，根据本实施方式的有源笔2及位置检测系统1，即使未接收到上行链路信号US而有源笔2无法从笔尖电极21发送数据信号DATA，传感器控制器31也能够使用从笔尖电极21发送的位置信号POS2来检测有源笔2的位置，而且能够经由近距离无线通信接收有源笔2的发送数据。因此，能够防止由于上行链路信号US的接收失败而导致基于笔输入的描绘停止。
另外，由于能够通过位置信号POS2发送表示有源笔2是否与触摸面3a接触的接触状态信息，因此在未进行基于笔输入的描绘的情况下中止近距离无线通信的利用，由此能够削减有源笔2的电力消耗量。另外，还能够得到能够抑制传感器控制器31对接触状态信息的更新产生延迟这样的效果。
另外，由于在有源笔2设置阻滤波器27，与位置信号POS2的发送并行地进行上行链路信号US的检测动作，因此能够连续地发送位置信号POS2并且使有源笔2从双发送模式返回到通常模式。
接着，详细说明本发明的第二实施方式。在本实施方式中，着眼于抑制传感器控制器31对接触状态信息的更新产生延迟这一点，更详细地说明在第一实施方式中也说明的位置检测系统1的动作。
图10是表示在构成本实施方式的位置检测系统1的有源笔2与传感器控制器31之间收发的信号的图。该图的横轴是时间轴。另外，该图所示的“帧”是上行链路信号US的发送周期，传感器控制器31构成为在各帧的开头发送上行链路信号US。这些点在后述的图11～图14中也是同样的。
图10所示的位置信号POS2d是在处于接触状态的情况下有源笔2发送的位置信号POS2，位置信号POS2u是在处于悬浮状态的情况下有源笔2发送的位置信号POS2。本实施方式的处理电路26d构成为能够通过控制上述的分频电路的分频比而生成频率不同的至少两种载波信号，构成为基于作为其中之一的载波信号(第一载波信号)生成位置信号POS2d，并基于作为另一个的载波信号(第二载波信号)生成位置信号POS2u。更具体而言，处理电路26d构成为，取得无调制的第一载波信号作为位置信号POS2d，取得无调制的第二载波信号作为位置信号POS2u。
图10的例子的有源笔2的接收电路26c能够在第n-1个帧中接收传感器控制器31发送的上行链路信号US。在该情况下，如图10所示，处理电路26d发送的下行链路信号DS成为图3的(b)或图3的(c)所示的下行链路信号DSa。处理电路26d使用接收到上行链路信号US后的剩余的时间进行下行链路信号DSa的发送，在第n个帧的开头等待上行链路信号US的接收。
并且，图10的例子的有源笔2的接收电路26c在第n帧中，传感器控制器31发送的上行链路信号US的接收失败。该情况下的处理电路26d如图4所示那样进入到双发送模式，发送作为位置信号POS2的下行链路信号DSb，此时，进行基于所取得的最新的接触状态信息对载波信号进行调制的处理(以下称为“载波调制处理”)。具体而言，在处于接触状态的情况下生成位置信号POS2d，另一方面，在处于悬浮状态的情况下生成位置信号POS2d，将生成的信号作为下行链路信号DSb发送。
在图10的例子中，在时刻t1，有源笔2的接触状态信息从接触状态切换为悬浮状态，接收到该情况的处理电路26d在时刻t1之前发送位置信号POS2d，在时刻t1以后发送位置信号POS2u。如参照图4说明的那样，位置信号POS2d或位置信号POS2u的发送在到接收上行链路信号US为止的期间、或者在从最后接收到上行链路信号US起到经过规定时间为止的期间执行。
传感器控制器31构成为依次判定从有源笔2接收到的下行链路信号DSb的载波信号是第一载波信号及第二载波信号中的哪一个，并基于判定的结果来判定有源笔2是否与触摸面3a接触。由此，传感器控制器31能够不等待通过笔尖通信或近距离无线通信接收的笔压值PRE而更新有源笔2的接触状态信息。
在此，为了使传感器控制器31能够接收第一载波信号及第二载波信号这两者，原则上是将参考信号的频率与第一载波信号的频率相等的检波电路和参考信号的频率与第二载波信号的频率相等的检波电路分别配置在传感器控制器31内。但是，例如在如第一载波信号是上述的400kHz的信号且第二载波信号是上述的381kHz或421kHz的信号的情况那样第一载波信号与第二载波信号的频率差足够小的情况下，也能够以通过1个检波电路接收第一载波信号及第二载波信号这两者的方式构成传感器控制器31。即，参考信号的频率例如为400kHz的检波电路也能够检测381kHz或421kHz的信号，但在该情况下，从检波电路输出的相位逐渐变化。传感器控制器31根据该相位的变化，判定接收到的下行链路信号DSb的载波信号是第一载波信号及第二载波信号中的哪一个即可。
如以上说明的那样，根据本实施方式的有源笔2及位置检测系统1，能够通过下行链路信号DSb的载波信号的频率调制来发送接触状态信息，因此能够抑制传感器控制器31对接触状态信息的更新产生延迟。并且，如果将传感器控制器31构成为将这样更新后的接触状态信息依次向主处理器33供给，则例如当在主处理器34中动作中的描绘应用即使没有笔压值PRE也能够执行描绘动作的情况下，能够在不等待笔压值PRE的供给的情况下使描绘应用开始笔划的描绘。
图11是表示在构成本实施方式的变形例的位置检测系统1的有源笔2与传感器控制器31之间收发的信号的图。本变形例的位置检测系统1与本实施方式的位置检测系统1的不同点在于，不是使用下行链路信号DSb，而是使用下行链路信号DSa，与数据信号DATA内的笔压值PRE不同地发送接触状态信息。以下，着眼于不同点进行说明。
图11所示的位置信号POS1d是在处于接触状态的情况下有源笔2发送的位置信号POS1，位置信号POS1u是在处于悬浮状态的情况下有源笔2发送的位置信号POS1。另外，图11所示的数据信号DATAd是在处于接触状态的情况下有源笔2发送的数据信号DATA，数据信号DATAu是在处于悬浮状态的情况下有源笔2发送的数据信号DATA。
本变形例的处理电路26d构成为基于所述第一载波信号生成位置信号POS1d及数据信号DATAd，基于所述第二载波信号生成位置信号POS1u及数据信号DATAu。更具体而言，处理电路26d构成为，取得无调制的第一载波信号作为位置信号POS1d，取得无调制的第二载波信号作为位置信号POS1u。另外，处理电路26d构成为取得由向传感器控制器31发送的数据调制后的第一载波信号作为数据信号DATAd，取得由向传感器控制器31发送的数据调制后的第二载波信号作为数据信号DATAu。
本变形例的有源笔2的处理电路26d构成为，在通过规定的通信协议以接收电路26c的上行链路信号US的接收定时(时刻t2)为基准而决定的定时(时刻t3)开始所述载波调制处理，在由规定的通信协议决定的期间持续地执行载波调制处理。
图11表示时刻t3与位置信号POS1的发送开始定时相等且载波调制处理执行至数据信号DATA的发送结束的例子。在该情况下，处理电路26d通过载波调制处理而生成的信号成为位置信号POS1d、POS1u中的任一个以上以及数据信号DATad、DATAu中的任一个以上。但是，处理电路26d开始载波调制处理的定时以及持续载波调制处理的期间不限于该例。例如，也可以与位置信号POS1的发送同时地开始载波调制处理，持续载波调制处理直到位置信号POS1的发送结束，在该情况下，处理电路26d通过载波调制处理生成的信号成为位置信号POS1d、POS1u中的任一个以上。另外，例如，也可以与数据信号DATA的发送同时地开始载波调制处理，持续载波调制处理直到数据信号DATA的发送结束，在该情况下，处理电路26d通过载波调制处理生成的信号成为数据信号DATad、DATAu中的任一个以上。此外，也可以在位置信号POS1的发送中的定时、数据信号DATA的发送中的定时，开始或结束载波调制处理。
本变形例的传感器控制器31在通过上述规定的通信协议以上行链路信号US的发送结束定时为基准而决定的定时，开始判定从有源笔2接收到的下行链路信号DSa的载波信号是第一载波信号及第二载波信号中的哪一个的处理，在由规定的通信协议决定的期间内持续执行该判定处理。然后，构成为基于判定的结果，依次判定有源笔2是否与触摸面3a接触。由此，传感器控制器31能够不等待通过笔尖通信或近距离无线通信接收的笔压值PRE而更新有源笔2的接触状态信息。
如以上说明的那样，根据本变形例的有源笔2及位置检测系统1，通过下行链路信号DSa的载波信号的频率调制，能够与数据信号DATA内的笔压值PRE不同地发送接触状态信息。需要说明的是，当然也可以一并使用本变形例的接触状态信息的发送(基于下行链路信号DSa的接触状态信息的发送)和本实施方式的接触状态信息的发送(基于下行链路信号DSb的接触状态信息的发送)。
接着，详细说明本发明的第三实施方式。本实施方式的位置检测系统1与第二实施方式的位置检测系统1的不同之处在于，不是使用频率，而是使用相位不同的多个载波信号来发送接触状态信息。以下，着眼于不同点进行详细说明。
图12是表示在构成本实施方式的位置检测系统1的有源笔2与传感器控制器31之间收发的信号的图。在第n个帧中上行链路信号US的接收失败而进入到双发送模式的处理电路26d在图示的第一期间P1和第一期间P1之后的期间即第二期间P2中进行不同的处理。具体地说明，首先在第一期间P1中，处理电路26d基于规定相位的载波信号生成位置信号POS2。该位置信号POS2正是不进行上述的载波调制处理的情况下的位置信号POS2。另一方面，在第二期间P2中，处理电路26d通过进行上述的载波调制处理，生成位置信号POS2d、POS2u中的某一个。第一期间P1的时间长度由规定的通信协议预先确定。
构成本实施方式中的位置信号POS2d的载波信号(第一载波信号)是与构成位置信号POS2的载波信号(第三载波信号)的相位差为第一值的信号。另一方面，构成本实施方式中的位置信号POS2u的载波信号(第二载波信号)是与构成位置信号POS2的载波信号(第三载波信号)的相位差为与第一值不同的第二值的信号。在典型的例子中，第一值为0度，第二值为90度或180度，但也可以将第一值设为90度或180度，将第二值设为0度。另外，也可以将第一值及第二值这两者设为0度以外的值。需要说明的是，若考虑有时从拿着有源笔2的用户的手发送与从笔尖电极21发送的信号相差180度的相位的信号，则更优选将第一值或第二值设为90度而不是180度。但是，在能够通过基于信号的接收面积等执行的规定的手掌误触(Palm Rejection)处理将从用户的手发送的信号排除的情况下，也可以将第一值或第二值设为180度。
处理电路26d基于所取得的最新的接触状态信息来判定该有源笔2的状态，在处于接触状态的情况下生成位置信号POS2d，另一方面，在处于悬浮状态的情况下生成位置信号POS2d，将生成的信号作为下行链路信号DSb发送。位置信号POS2d或位置信号POS2u的发送在直到接收上行链路信号US为止的期间、或者在从最后接收上行链路信号US起到经过规定时间为止的期间执行这一点与第二实施方式相同。
本实施方式的传感器控制器31构成为在发送上行链路信号US后的规定的第一定时和第一定时后的第二定时分别检测接收到的下行链路信号DSb的载波信号的相位。第一定时是第一期间P1内的定时，第二定时是第二期间P2内的定时。传感器控制器31测定从下行链路信号DSb的接收开始起的经过时间，取得到经过由规定的通信协议规定的时间长度为止的期间作为第一期间P1，另一方面，取得第一期间P1结束后的期间作为第二期间P2，基于取得的各期间设定第一定时及第二定时。
在第一定时及第二定时分别检测出下行链路信号DSb的载波信号的相位的传感器控制器31基于检测出的相位的差，判定有源笔2是否与触摸面3a接触。即，如果检测出的相位差为所述第一值，则判定为接触状态，如果是所述第二值，则判定为悬浮状态。由此，传感器控制器31能够不等待通过笔尖通信或近距离无线通信接收的笔压值PRE而更新有源笔2的接触状态信息。
在此，优选传感器控制器31设定多个第二定时，按每个第二定时进行上述判定。由此，传感器控制器31能够以更高的频率判定有源笔2是否与触摸面3a接触。
如以上说明的那样，根据本实施方式的有源笔2及位置检测系统1，能够通过下行链路信号DSb的载波信号的相位调制来发送接触状态信息，因此与第二实施方式同样地，能够抑制传感器控制器31对接触状态信息的更新产生延迟。
图13是表示在构成本实施方式的变形例的位置检测系统1的有源笔2与传感器控制器31之间收发的信号的图。本变形例的位置检测系统1与本实施方式的位置检测系统1的不同点在于，不是使用下行链路信号DSb，而是使用下行链路信号DSa，与数据信号DATA内的笔压值PRE不同地发送接触状态信息。以下，着眼于不同点进行说明。
本变形例的处理电路26d构成为，在通过规定的通信协议以接收电路26c的上行链路信号US的接收定时(时刻t4)为基准而决定的定时，决定第一期间P1及第二期间P2各自的开始定时(时刻t5、t6)。
图13表示时刻t5与位置信号POS1的发送开始定时相等且时刻t6与数据信号DATA的发送开始定时相等的例子。该情况下的处理电路26d基于第三载波信号生成位置信号POS1，另一方面，关于数据信号DATA，在处于接触状态的情况下基于第一载波信号生成数据信号DATAd，在处于悬浮状态的情况下基于第二载波信号生成数据信号DATAu。但是，处理电路26d所决定的第一期间P1及第二期间P2各自的开始定时不限于该例。例如，也可以将第二期间P2的开始定时设定为位置信号POS1或数据信号DATA的发送中的定时。
本变形例的传感器控制器31在通过上述规定的通信协议以上行链路信号US的发送结束定时为基准而决定的定时，决定第一期间P1及第二期间P2各自的开始定时。之后的处理与本实施方式的传感器控制器31进行的处理相同。
如以上说明的那样，根据本变形例的有源笔2及位置检测系统1，通过下行链路信号DSa的载波信号的相位调制，能够与数据信号DATA内的笔压值PRE不同地发送接触状态信息。需要说明的是，当然也可以一并使用本变形例的接触状态信息的发送(基于下行链路信号DSa的接触状态信息的发送)和本实施方式的接触状态信息的发送(基于下行链路信号DSb的接触状态信息的发送)。
以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这样的实施方式，在不脱离其主旨的范围内，当然能够以各种方式实施本发明。
例如，在上述各实施方式中，对通过静电耦合方式进行上行链路信号US从传感器控制器31的发送的例子进行了说明，但也可以通过电磁感应方式进行上行链路信号US的发送。在该情况下的有源笔2中，优选设置用于接收上行链路信号US的线圈来代替环形电极22及阻滤波器27。
另外，在上述各实施方式中，对通过下行链路信号DSc发送本地识别符LID、笔压值PRE、开关信息SW以及错误检测码CRC的例子进行了说明，但下行链路信号DSc只要发送有源笔2相对于传感器控制器31发送的数据信号的至少一部分即可，可以不发送这些信息的一部分，也可以发送这些以外的信息。
另外，在上述各实施方式中，对为了检测上行链路信号US而使用环形电极22的例子进行了说明，但也可以从环形电极22也发送下行链路信号DS。在一例中，也可以从笔尖电极21发送下行链路信号DSa，从环形电极22发送下行链路信号DSb。该情况下的处理电路26d只要使用笔尖电极21执行下行链路信号DSb发送中的上行链路信号US的检测即可。
另外，本发明也能够应用于以时隙单位执行上行链路信号US及下行链路信号DS的收发的情况。作为时隙，例如优选使用在显示器32中产生的噪声变小的期间(空白期间)。在该情况下，在上述的帧中设定多个时隙。
图14是表示在以时隙单位执行上行链路信号US及下行链路信号DS的收发的情况下在有源笔2与传感器控制器31之间收发的信号的图。在该图中，示出了有源笔2的处理电路26d执行与图10同样的载波调制处理的情况，但执行与图11～图13同样的载波调制处理的情况也是同样的。如根据图14所理解的那样，有源笔2及位置检测系统1即使在以时隙单位执行上行链路信号US及下行链路信号DS的收发的情况下，也能够适当地执行上述的载波调制处理。
标号说明
1 位置检测系统
2 有源笔
3 电子设备
3a 触摸面
20 芯体
21 笔尖电极
22 环形电极
23 压力传感器
24 侧开关
25 电池
26 集成电路
26a 升压电路
26b 发送电路
26c 接收电路
26d 处理电路
27 阻滤波器
28、33 无线通信部
30 传感器
31 传感器控制器
32 显示器
34 主处理器
COM 指令
CRC 错误检测码
DATA 数据信号
DS、DSa～DSc 下行链路信号
GID 全局识别符
LID、NLID 本地识别符
POS1、POS2 位置信号
PRE 笔压值
SW 开关信息
US 上行链路信号。

Claims (25)

1.一种有源笔，包括：
信号处理部，在将从传感器控制器接收的上行链路信号的接收定时作为基准时刻而决定的定时，进行位置信号及数据信号从笔尖电极的发送以及下一个上行链路信号的接收；以及
第一无线通信部，与所述传感器控制器之间进行近距离无线通信，
所述信号处理部判定在所述定时是否接收到所述下一个上行链路信号，在判定为未接收到的情况下，一边从所述笔尖电极进行所述位置信号的发送，一边通过所述第一无线通信部发送所述数据信号的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的有源笔，
还包括检测笔压值的压力传感器，
所述信号处理部进行如下处理：在由利用所述压力传感器检测出的笔压值表示所述有源笔与触摸面接触的情况下，一边从所述笔尖电极进行所述位置信号的发送，一边通过所述第一无线通信部发送所述数据信号的至少一部分。
3.根据权利要求1或2所述的有源笔，
所述信号处理部在通过所述第一无线通信部发送所述数据信号的至少一部分之前，将所述第一无线通信部从省电模式切换为通常模式。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的有源笔，
所述信号处理部判定在所述定时是否接收到所述下一个上行链路信号，在判定为未接收到的情况下，向一边从所述笔尖电极进行所述位置信号的发送并且进行所述上行链路信号的检测动作一边通过所述第一无线通信部发送所述数据信号的至少一部分的双发送模式转移，
在通过在所述双发送模式下进行的所述检测动作检测到所述上行链路信号的情况下，向从所述笔尖电极发送所述数据信号的通常模式转移。
5.一种位置检测系统，包括权利要求1所述的有源笔以及所述传感器控制器，其中，
所述传感器控制器将由所述有源笔从所述笔尖电极发送的所述数据信号表示的数据和由所述有源笔通过所述第一无线通信部发送的所述数据信号表示的数据作为来自同一有源笔的数据向主处理器输出。
6.根据权利要求5所述的位置检测系统，
所述传感器控制器与传感器及第二无线通信部分别连接，所述传感器与所述笔尖电极静电耦合，所述第二无线通信部与所述有源笔之间进行所述近距离无线通信，
所述传感器控制器通过所述传感器接收从所述笔尖电极发送的所述位置信号及所述数据信号，
并且所述传感器控制器通过所述第二无线通信部接收所述有源笔通过所述第一无线通信部发送的所述数据信号。
7.根据权利要求5所述的位置检测系统，
所述有源笔从所述笔尖电极发送的所述数据信号和所述有源笔通过所述第一无线通信部发送的所述数据信号包含共同的识别信息，
所述传感器控制器在接收到所述有源笔从所述笔尖电极发送的所述数据信号的情况下，将该数据信号所包含的所述有源笔的发送数据与该数据信号所包含的所述共同的识别信息建立对应地向主处理器输出，
所述传感器控制器在接收到所述有源笔通过所述第一无线通信部发送的所述数据信号的情况下，将该数据信号所包含的所述有源笔的发送数据与该数据信号所包含的所述共同的识别信息建立对应地向所述主处理器输出。
8.根据权利要求5所述的位置检测系统，
所述有源笔还包括检测笔压值的压力传感器，
所述信号处理部利用由所述压力传感器检测出的笔压值对所述位置信号进行调制，
在由通过所述位置信号表示的所述笔压值表示所述有源笔不与触摸面接触的情况下，所述传感器控制器不进行所述有源笔通过所述第一无线通信部发送的所述数据信号所包含的所述有源笔的发送数据向所述主处理器的输出。
9.根据权利要求8所述的位置检测系统，
所述信号处理部通过频率调制、扩频以及相位调制中的任一个进行所述位置信号的调制。
10.一种集成电路，在包括与传感器控制器之间进行近距离无线通信的第一无线通信部的有源笔中使用，其中，
在将从所述传感器控制器接收的上行链路信号的接收定时作为基准时刻而决定的定时，进行位置信号及数据信号从笔尖电极的发送以及下一个上行链路信号的接收，
判定在所述定时是否接收到所述下一个上行链路信号，在判定为未接收到的情况下，一边从所述笔尖电极进行所述位置信号的发送，一边通过所述第一无线通信部发送所述数据信号的至少一部分。
11.一种有源笔，包括：
处理电路，生成用于对传感器控制器发送的下行链路信号；以及
发送电路，通过对设置于笔尖的电极的电位赋予变化来发送所述下行链路信号，其中，
所述处理电路进行如下载波调制处理：在所述有源笔处于接触状态的情况下基于第一载波信号生成所述下行链路信号，并且在所述有源笔处于悬浮状态的情况下基于与所述第一载波信号不同的第二载波信号生成所述下行链路信号。
12.根据权利要求11所述的有源笔，
所述第二载波信号是频率与所述第一载波信号不同的信号。
13.根据权利要求12所述的有源笔，
还包括接收电路，接收所述传感器控制器发送的上行链路信号，
在以所述接收电路的所述上行链路信号的接收定时为基准而决定的定时所述接收电路未接收到下一个所述上行链路信号的情况下，所述处理电路进行所述载波调制处理。
14.根据权利要求13所述的有源笔，
通过所述载波调制处理生成的所述下行链路信号是作为无调制的所述第一载波信号或无调制的所述第二载波信号的位置信号。
15.根据权利要求12所述的有源笔，
还包括接收电路，用于接收所述传感器控制器发送的上行链路信号，
所述处理电路在以所述接收电路的所述上行链路信号的接收定时为基准而决定的定时开始所述载波调制处理。
16.根据权利要求15所述的有源笔，
通过所述载波调制处理生成的所述下行链路信号是作为无调制的所述第一载波信号或无调制的所述第二载波信号的位置信号、以及利用对所述传感器控制器发送的数据来对所述第一载波信号或所述第二载波信号进行调制而成的数据信号中的至少一方。
17.根据权利要求11所述的有源笔，
所述第二载波信号是相位与所述第一载波信号不同的信号。
18.根据权利要求17所述的有源笔，
所述处理电路在第一期间基于规定相位的第三载波信号生成所述下行链路信号，并且在作为所述第一期间之后的期间的第二期间执行所述载波调制处理，
所述第一载波信号是与所述第三载波信号的相位差为第一值的信号，
所述第二载波信号是与所述第三载波信号的相位差为与所述第一值不同的第二值的信号。
19.根据权利要求18所述的有源笔，
还包括接收电路，接收所述传感器控制器发送的上行链路信号，
在以所述接收电路的所述上行链路信号的接收定时为基准而决定的定时所述接收电路未接收到下一个所述上行链路信号的情况下，所述处理电路进行所述载波调制处理。
20.根据权利要求19所述的有源笔，
基于所述第三载波信号生成的所述下行链路信号是作为无调制的所述第三载波信号的位置信号，
通过所述载波调制处理生成的所述下行链路信号是作为无调制的所述第一载波信号或无调制的所述第二载波信号的位置信号。
21.根据权利要求18所述的有源笔，
还包括接收电路，接收所述传感器控制器发送的上行链路信号，
所述处理电路在以所述接收电路的所述上行链路信号的接收定时为基准而决定的定时，决定所述第一期间及所述第二期间各自的开始定时。
22.根据权利要求21所述的有源笔，
基于所述第三载波信号生成的所述下行链路信号是作为无调制的所述第三载波信号的位置信号，
通过所述载波调制处理生成的所述下行链路信号是利用对所述传感器控制器发送的数据来对所述第一载波信号或所述第二载波信号进行调制而成的数据信号。
23.一种位置检测系统，包括权利要求11所述的有源笔及所述传感器控制器，其中，
所述传感器控制器判定从所述有源笔接收到的下行链路信号的载波信号是所述第一载波信号及所述第二载波信号中的哪一个，基于判定的结果，判定所述有源笔是否与触摸面接触。
24.根据权利要求23所述的位置检测系统，
所述第二载波信号是频率与所述第一载波信号不同的信号，
所述传感器控制器通过进行规定频率的检波的检波电路来接收所述下行链路信号，根据作为该接收的结果而从所述检波电路输出的相位的变化，判定所述下行链路信号的载波信号是所述第一载波信号及所述第二载波信号中的哪一个。
25.一种位置检测系统，包括权利要求19所述的有源笔及所述传感器控制器，其中，
所述传感器控制器在所述上行链路信号发送后的第一定时和所述第一定时后的第二定时分别检测所述下行链路信号的载波信号的相位，
所述传感器控制器基于所述第一定时的所述下行链路信号的载波信号的相位与所述第二定时的所述下行链路信号的载波信号的相位之差，判定所述有源笔是否与触摸面接触。
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