JP2022175997A - 通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通常データの周期性を維持しつつ、アップリンク信号内のコマンドによりペンにデータを設定できる通信方法を提供する。【解決手段】アクティブペンとセンサコントローラとの間で実行される通信のための通信方法であって、センサコントローラが、第１のフレームにおいて、アクティブペンに対して次以降のフレームにて値を送信する予定の属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒを示す識別子を含むコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを送信しＳ２０、センサコントローラが、第１のフレームの次以降のフレームである第２のフレームにおいて、属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒの値を含むコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを送信するＳ２７。【選択図】図７

Description

本発明は通信方法に関し、特に、アクティブペンとセンサコントローラの間で実行される双方向通信のための通信方法に関する。

センサコントローラ及びペンを含み、これらの間で双方向に通信可能に構成された位置検出システムが知られている。以下では、センサコントローラからペンに対して送信される信号を「アップリンク信号」と称し、ペンからセンサコントローラに対して送信される信号を「ダウンリンク信号」と称する。

アップリンク信号は、センサコントローラからペンへの命令を示すコマンドを含む信号である。アップリンク信号を受信したペンは、その中に含まれるコマンドに応じた動作を行う。一方、ダウンリンク信号は、センサコントローラに位置を検出させるための位置信号と、ペンからセンサコントローラに対して送信するデータによって変調されてなるデータ信号とを含む信号である。データ信号によって送信されるデータには、描画のために周期的に送信されるデータ（筆圧値など。以下「通常データ」という）と、コマンドへの応答として送信されるデータ（以下「応答データ」という）とが含まれる。

アップリンク信号は、アップリンク信号及びダウンリンク信号の送受信スケジュール（つまり、ダウンリンク信号の送信タイミング、及び、次のアップリンク信号の受信タイミング）の基準となるタイミングをペンに知らせる役割も有しており、センサコントローラはアップリンク信号を周期的に送信するよう構成される。ペンは、アップリンク信号の受信タイミングに基づいてアップリンク信号及びダウンリンク信号の送受信スケジュールを決定し、決定した送受信スケジュールに従って、ダウンリンク信号の送信と、次のアップリンク信号の受信とを実行する。

特許文献１，２には、位置検出システムの例が開示されている。これらの例においては、送信するコマンドのサイズに応じて、アップリンク信号のサイズが可変とされている。こうすることでセンサコントローラは、ペンに対し、様々なサイズのコマンドを送信することが可能になる。

特許第６６０３４３５号公報 特許第６６４４２００号公報

ところで出願人は、アップリンク信号内のコマンドにより、描画色（ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒ）などのデータをペンに設定できるようにすることを考えている。具体的には、設定データの種別及び値を含むコマンドをアップリンク信号内に配置し、このコマンドによってペン内にデータを設定することを検討している。

しかしながら、設定データの種別及び値を含むコマンドはサイズが大きなものになることから、アップリンク信号内に配置することとすると、アップリンク信号のサイズが大きくなってしまう。そうすると、ダウンリンク信号の送信に割り当てられる時間が減り、通常データの周期性に影響が及ぶので、改善が必要であった。

したがって、本発明の目的の一つは、通常データの周期性を維持しつつ、アップリンク信号内のコマンドによりペンにデータを設定できる通信方法を提供することにある。

また、近年では筆圧値のビット数が多くなっている（例えば１２ビット）ことから、１つのダウンリンク信号内に応答データと通常データの両方を配置することが難しくなっている。そうすると、応答データを送信する際には通常データが欠落してしまうことになるので、改善が必要であった。

したがって、本発明の目的の他の一つは、通常データの周期性を維持しつつ、ペンからセンサコントローラに対して応答データを送信できる通信方法を提供することにある。

また、出願人は、ハプティクス素子、発光素子、音響素子などの出力部をペン内に配置し、ペンで検出中の筆圧値に応じて出力部を制御することにより、よりリアルな書き心地を提供することを検討している。出力部の制御には、ハプティクス素子の振動制御、発光素子の発光制御、音響素子の鳴動制御などが含まれる。

しかしながら、ペンで検出中の筆圧値に応じて出力部を制御することとすると、壁などのタッチ面以外の表面にペン先が押し当てられているときにも、出力部の制御が実行されることになる。そうすると、不必要なときにハプティクス素子が振動したり、発光素子が発光したり、音響素子が鳴動したりすることになってしまうので、改善が必要であった。

したがって、本発明の目的のさらに他の一つは、ペン内に配置した出力部の制御を適切なタイミングで実行できる通信方法を提供することにある。

この点、センサコントローラからペンの出力部を制御することとすれば、センサコントローラがペンを検出しているときだけ出力部を制御することが可能になるので、ペン内に配置した出力部の制御を適切なタイミングで実行できるようになると考えられる。そしてさらに、例えばペンの移動速度など、センサコントローラによって認識され得るペンの情報（以下「認識情報」という）をアップリンク信号によってペンに送信すれば、ペンの移動速度に応じた振動量でペンを振動させるなど、より高度な出力部の制御が可能になると考えられる。

しかしながら、認識情報はデータサイズが大きいことから、認識情報を頻繁に送信することは困難である。そうすると、認識情報を送信した後、次に認識情報を送信するまでの間に、ペンの状況によらず出力部の制御が継続することになる。一例を挙げると、ペンがタッチ面から離れた後であっても、そのことを認識したセンサコントローラによって次の認識情報が送信されるまでの間、最後に送信した認識情報に応じた制御量で出力部の制御が継続してしまうことになる。これではペン内に配置した出力部の制御を適切に実行できているとは言えないので、改善が必要であった。

したがって、本発明の目的のさらに他の一つは、ペン内に配置した出力部の認識情報による制御を適切に実行できる通信方法を提供することにある。

本発明の第１の側面による通信方法は、ペンと、前記ペンに対してフレーム周期ごとにアップリンク信号を送信するセンサコントローラとの間で実行される通信のための通信方法であって、前記センサコントローラが、第１のフレームにおいて、前記ペンに対して次以降のフレームにて値を送信する予定のデータの種別を識別する識別子を含む前記アップリンク信号である第１のアップリンク信号を送信するステップと、前記センサコントローラが、前記第１のフレームの次以降のフレームである第２のフレームにおいて、前記識別子に対応するデータの値を含む前記アップリンク信号である第２のアップリンク信号を送信するステップと、を含む通信方法である。

本発明の第２の側面による通信方法は、本発明の第１の側面による通信方法において、前記ペンが、前記第１のアップリンク信号への応答として、前記識別子により示される種別のデータを設定可能であることを示す応答データを含むダウンリンク信号を送信するステップ、をさらに含み、前記ダウンリンク信号は、筆圧値の上位所定数ビットからなる短縮筆圧値を含む、通信方法である。

本発明の第３の側面による通信方法は、出力部を含むペンと、前記ペンに対してアップリンク信号を送信するセンサコントローラとの間で実行される通信のための通信方法であって、前記センサコントローラが、前記ペンがコンタクト中であることを検出している場合に、前記出力部を制御するための制御情報を含む前記アップリンク信号である第１のアップリンク信号を送信するステップと、前記ペンが、前記第１のアップリンク信号の受信に応じて、前記出力部を制御するステップと、を含む通信方法である。

本発明の第４の側面による通信方法は、本発明の第３の側面による通信方法において、前記センサコントローラは、前記ペンに対してフレーム周期ごとに前記アップリンク信号を送信するよう構成され、前記センサコントローラが、前記ペンの認識結果を示す認識情報を取得するステップと、前記センサコントローラが、第１のフレームにおいて、最新の前記認識情報の値を含むアップリンク信号である第２のアップリンク信号を送信するステップと、を含み、前記センサコントローラは、前記第１のフレームの次以降のフレームである１以上の第２のフレームのそれぞれにおいて、前記第１のアップリンク信号を送信する、通信方法である。

本発明の第１の側面によれば、データの種別とデータの値とを別々のフレームで送信するようにしたので、通常データの周期性を維持しつつ、アップリンク信号内のコマンドによりペンにデータを設定することが可能になる。

本発明の第２の側面によれば、ダウンリンク信号内に筆圧値を配置することは難しくても、代わりに短縮筆圧値を配置できるので、通常データの周期性を維持しつつ、ペンからセンサコントローラに対して応答データを送信することが可能になる。

本発明の第３の側面によれば、制御情報を含む第１のアップリンク信号に応じて出力部の制御が行われるので、ペン内に配置した出力部の制御を適切なタイミングで実行することが可能になる。

本発明に第４の側面によれば、認識情報を毎フレーム送信しなくても、最新の認識情報に基づいて出力部の制御のオンオフを切り替えることができるので、ペン内に配置した出力部の認識情報による制御を適切に実行することが可能になる。

本発明の第１の実施の形態による位置検出システム１の構成を示す図である。 アップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの送受信スケジュールを説明する図である。 アップリンク信号ＵＳの構成を示す図である。 データ信号のビット長が１６ビットである場合について、図２に示したダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２それぞれのデータ信号の部分の構成を示す図である。 データ信号のビット長が１２ビットである場合について、図２に示したダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２それぞれのデータ信号の部分の構成を示す図である。 センサコントローラ３１がアクティブペン２からデータを取得する場合の処理を示すシーケンス図である。 センサコントローラ３１からアクティブペン２にデータを設定する場合の処理を示すシーケンス図である。 アクティブペン２の出力部２６の制御をセンサコントローラ３１から行うための処理を示すシーケンス図である。 アクティブペン２が行う出力部制御処理を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態による位置検出システム１の構成を示す図である。同図に示すように、位置検出システム１は、アクティブペン２と、アクティブペン２を検出する位置検出装置である電子機器３とを備えて構成される。

電子機器３は、例えばタブレットコンピュータやデジタイザなどのタッチ面３ａを有するコンピュータである。電子機器３内には、タッチ面３ａの直下に配置されたセンサ３０と、センサ３０に接続されたセンサコントローラ３１と、センサ３０と重畳して配置されたディスプレイ３２と、これらを含む電子機器３の各部を制御するホストプロセッサ３３とが設けられる。

ホストプロセッサ３３は電子機器３の中央処理装置であり、図示しないメモリから各種のプログラムを読み出し、実行するように構成される。こうして実行されるプログラムには、電子機器３のオペレーティングシステムや描画アプリケーションを含む各種のアプリケーションが含まれる。このうち描画アプリケーションは、センサコントローラ３１から供給される位置及びデータに基づいてデジタルインクを生成し、電子機器３内のメモリに記憶する処理や、生成したデジタルインクをレンダリングし、その結果を示す映像信号を生成してディスプレイ３２に供給する処理を実行するためのプログラムである。ディスプレイ３２は、ホストプロセッサ３３から供給される映像信号を表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイによって構成される。

センサコントローラ３１は、センサ３０を介してアクティブペン２と双方向に通信することによって、タッチ面３ａ内におけるアクティブペン２の位置を導出するとともに、アクティブペン２からデータを取得し、導出した位置及び取得したデータを、都度ホストプロセッサ３３に供給する機能を有する集積回路である。センサコントローラ３１は、センサ３０を介して複数のアクティブペン２のそれぞれと双方向に通信することによって、各アクティブペン２の位置を導出するとともに、各アクティブペン２からデータを取得することも可能に構成される。

センサコントローラ３１とアクティブペン２の間の通信は、例えばアクティブ静電方式又は電磁誘導方式によって実現される。アクティブ静電方式を用いる場合のセンサ３０は、それぞれｙ方向に延在し、ｘ方向に等間隔で配置される複数のｘ側線状電極と、それぞれｘ方向に延在し、ｙ方向に等間隔で配置される複数のｙ側線状電極とを含んで構成される。一方、電磁誘導方式を用いる場合のセンサ３０は、それぞれｙ方向に延在する複数のｘ側ループコイルと、それぞれｘ方向に延在する複数のｙ側ループコイルとを含んで構成される。以下では、センサコントローラ３１からアクティブペン２に対して送信される信号をアップリンク信号ＵＳと称し、アクティブペン２からセンサコントローラ３１に対して送信される信号をダウンリンク信号ＤＳと称する。

センサコントローラ３１は、所定のフレーム周期ごとにアップリンク信号ＵＳを送信し、アップリンク信号ＵＳのインターバルでダウンリンク信号ＤＳを受信するよう構成される。アップリンク信号ＵＳは、アップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの送受信スケジュール（つまり、ダウンリンク信号ＤＳの送信タイミング、及び、次のアップリンク信号ＵＳの受信タイミング）の基準となるタイミングをアクティブペン２に知らせる役割を有している。アクティブペン２は、アップリンク信号ＵＳの受信タイミングに基づいてアップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの送受信スケジュールを決定し、決定した送受信スケジュールに従って、ダウンリンク信号ＤＳの送信と、次のアップリンク信号ＵＳの受信とを実行する。アップリンク信号ＵＳのインターバル内におけるダウンリンク信号ＤＳの送信タイミング及び送信継続時間は、通信プロトコルにより予め規定されている。

センサコントローラ３１とアクティブペン２の間の通信をアクティブ静電方式により行う場合、電子機器３を、所謂「インセル型」の位置検出装置として構成してもよい。この場合、センサ３０を構成する複数のｘ側線状電極及び複数のｙ側線状電極の一方がディスプレイ３２の共通電極（各画素に共通に接地電位を供給するための電極）を兼ねる。したがってセンサコントローラ３１は、ディスプレイ３２内の画素を駆動するタイミングでは、センサ３０を用いてアップリンク信号ＵＳの送信やダウンリンク信号ＤＳの受信を行うことができない。そこでセンサコントローラ３１は、ホストプロセッサ３３からディスプレイ３２内の画素を駆動するタイミングを取得し、画素の駆動周期によって定まる一定の周期を上記フレーム周期としてアップリンク信号ＵＳの送信を行うとともに、それぞれ画素の駆動インターバルに相当する複数の時間スロットをアップリンク信号ＵＳの送信インターバルに設定し、各時間スロット内の時間を用いてアクティブペン２からのダウンリンク信号ＤＳを受信するよう構成される。

アップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの構成について簡単に説明すると、まずアップリンク信号ＵＳは、アクティブペン２に対する命令を示すコマンドによって変調された信号であり、各送信ビットを所定のチップ列（拡散符号）により拡散してなるパルス波（矩形波）によって構成される。一方、ダウンリンク信号ＤＳは、センサコントローラ３１にアクティブペン２の位置を検出させるための位置信号と、センサコントローラ３１に対して送信するデータによって変調されたデータ信号とを含む信号である。データ信号により送信されるデータには、筆圧値など、描画のために周期的に送信される通常データと、コマンドへの応答として送信される応答データとが含まれる。ただし、位置信号の送信は必須ではなく、センサコントローラ３１は、データ信号からもアクティブペン２の位置を検出し得る。

アクティブペン２は、芯体２０と、ペン先電極２１と、圧力センサ２２と、サイドスイッチ２３と、バッテリー２４と、集積回路２５と、出力部２６とを有して構成される。芯体２０は、アクティブペン２のペン軸を構成する部材である。芯体２０の先端はアクティブペン２のペン先を構成し、末端は圧力センサ２２に当接している。ペン先電極２１はペン先に設けられた導電体であり、集積回路２５と電気的に接続されている。

圧力センサ２２は、芯体２０の先端に加わる圧力を検出するセンサである。圧力センサ２２が検出した圧力は、例えば１２ビットの筆圧値として集積回路２５に供給される。芯体２０の先端に圧力が加わっていない場合、圧力センサ２２から集積回路２５に供給される筆圧値は０となる。このように筆圧値が０である状態を、以下の説明では「ホバー中」と称する。一方、芯体２０の先端に圧力が加わっている場合、圧力センサ２２から集積回路２５に供給される筆圧値は０より大きい値となる。このように筆圧値が０より大きい値である状態を、以下の説明では「コンタクト中」と称する。

サイドスイッチ２３は、アクティブペン２の表面に設けられた押しボタン式のスイッチであり、ユーザによりオンオフ操作可能に構成される。サイドスイッチ２３の操作状態（オンオフ状態）は、例えば２ビットのスイッチ情報として集積回路２５に供給される。なお、図１にはサイドスイッチ２３を１つだけ図示しているが、複数のサイドスイッチ２３を設けることとしてもよい。

集積回路２５は、バッテリー２４から供給される電力によって動作する集積回路であり、アップリンク信号ＵＳの受信、ダウンリンク信号ＤＳの生成及び送信を含む各種の処理を実行する役割を有している。具体的には、ペン先電極２１の電位の変化を検出することによってアップリンク信号ＵＳを受信し、受信したアップリンク信号ＵＳに基づいてダウンリンク信号ＤＳを生成し、生成したダウンリンク信号ＤＳに基づいてペン先電極２１の電位に変化を与えることによって、ダウンリンク信号ＤＳを送信する。集積回路２５がアップリンク信号ＵＳに基づいて行う処理には、他に、アップリンク信号ＵＳの受信タイミングを基準時刻として、上述した送受信スケジュールを決定する処理が含まれる。

集積回路２５には、センサコントローラ３１から各種のデータを設定可能に構成される。このデータには、例えば、属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒが含まれる。属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒは、描画アプリケーションがデジタルインクをレンダリングする際の描画色を決める属性であり、後述するペアリングの際、センサコントローラ３１からの要求（具体的には、後述するコマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ又はコマンドＧｅｔＤａｔａ）に応じて、アクティブペン２からセンサコントローラ３１に送信される。

出力部２６は、アクティブペン２のユーザに対して感覚的なフィードバックを与えるための装置であり、例えばアクチュエータなどのハプティクス素子、例えば発光ダイオードなどの発光素子、又は、例えばスピーカーなどの音響素子によって構成される。集積回路２５は、センサコントローラ３１から受信される認識情報及び制御情報に応じて出力部２６を制御することにより、ユーザに感覚的なフィードバックを与える処理も行う。この点の詳細については、後ほど図８及び図９を参照して詳しく説明する。

図２は、アップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの送受信スケジュールを説明する図である。同図に示すように、まずセンサコントローラ３１は、一定のフレーム周期Ｆでアップリンク信号ＵＳを送信するよう構成される。個々のアップリンク信号ＵＳの時間長ＴＬは一定値である。また、センサコントローラ３１は、アップリンク信号ＵＳの送信インターバルには、ダウンリンク信号ＤＳの受信動作（図では「Ｒ」と表記している）を行うよう構成される。

アクティブペン２は、アップリンク信号ＵＳが受信されるようになるまでの間、連続的又は断続的にアップリンク信号ＵＳの受信動作を繰り返す。その結果としてアップリンク信号ＵＳを受信すると、アクティブペン２は、センサコントローラ３１との間でペアリングを行うことによってセンサコントローラ３１との通信を開始する。ペアリングの詳細については後述するが、ペアリングによって、センサコントローラ３１が通信中の各アクティブペン２を識別するためのローカル識別子がアクティブペン２に付与される。

センサコントローラ３１とのペアリングを確立したアクティブペン２は、アップリンク信号ＵＳの送信インターバルにダウンリンク信号ＤＳを送信するよう構成される。ダウンリンク信号ＤＳの具体的な送信タイミングは、通信プロトコルの中でローカル識別子ごとに予め決められている。図２には、アップリンク信号ＵＳの送信インターバルの開始から時間Ｄの経過後に１回目のダウンリンク信号ＤＳ（以下「ダウンリンク信号ＤＳ１」という場合がある）の送信を開始し、そこからさらに時間Ｉｎｔｖの経過後に２回目のダウンリンク信号ＤＳ（以下「ダウンリンク信号ＤＳ２」という場合がある）の送信を開始するように通信プロトコルの中で決められている例を示している。この例において、時間Ｄ及び時間Ｉｎｔｖの具体的な値は、図２に示すように、ダウンリンク信号ＤＳ２の送信開始から、その後に送信されるダウンリンク信号ＤＳ１の送信開始までの経過時間が時間Ｉｎｔｖに等しくなるように決定されることが好ましい。こうすることでセンサコントローラ３１は、一定の周期でアクティブペン２の位置を検出し、アクティブペン２が送信したデータを受信することが可能になる。

図３は、アップリンク信号ＵＳの構成を示す図である。初めに上側の図を参照すると、アップリンク信号ＵＳは、ローカル識別子ＬＩＤ、コマンドＣＯＭ、ローカル識別子ＮＬＩＤ、及び誤り検出符号ＣＳをこの順で含んで構成される。このうちローカル識別子ＬＩＤ，ＮＬＩＤは、上述したローカル識別子である。また、コマンドＣＯＭは、センサコントローラ３１からアクティブペン２への命令を示すデータである。アップリンク信号ＵＳ内のローカル識別子ＬＩＤはコマンドＣＯＭの宛先を示す役割を有しており、ローカル識別子ＬＩＤを記憶しているアクティブペン２のみがコマンドＣＯＭに応じた処理（コマンドＣＯＭに応じたダウンリンク信号ＤＳの生成など）を行う。誤り検出符号ＣＳは、アップリンク信号ＵＳを受信したアクティブペン２が通信経路で発生したビット誤りを検出するために用いる符号である。

ここで、センサコントローラ３１とアクティブペン２のペアリングについて詳しく説明すると、まず、どのアクティブペン２ともペアリングしていない状態のセンサコントローラ３１は、最初にペアリングしたアクティブペン２に割り当てるためのローカル識別子をアップリンク信号ＵＳ内のローカル識別子ＮＬＩＤに設定する。このアップリンク信号ＵＳを受信したアクティブペン２は、その中に含まれるローカル識別子ＮＬＩＤを抽出し、自身のローカル識別子ＬＩＤとして記憶することによって、センサコントローラ３１とのペアリングを確立する。その後のアクティブペン２は、記憶したローカル識別子に割り当てられているタイミングで、ダウンリンク信号ＤＳの送信を行う。

一方、センサコントローラ３１は、ローカル識別子ＮＬＩＤに設定したローカル識別子に割り当てられているタイミングでダウンリンク信号ＤＳを受信したか否かを判定し、受信した場合には、そのローカル識別子ＮＬＩＤをペアリング済みのローカル識別子として記憶することにより、アクティブペン２とのペアリングを確立する。その後のセンサコントローラ３１は、ペアリングを確立したアクティブペン２との間で双方向の通信を開始するとともに、アップリンク信号ＵＳ内のローカル識別子ＮＬＩＤに新たなローカル識別子を設定する。このローカル識別子ＮＬＩＤを記憶する新たなアクティブペン２が発生した場合には、上記と同様の手順で再度ペアリングが実行されることになる。また、センサコントローラ３１は、ペアリングを確立する際、以下で説明するコマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ又はコマンドＧｅｔＤａｔａをアクティブペン２に対して送信することにより、アクティブペン２から、そのバージョンや上述した属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒなどの各種情報を取得し、ホストプロセッサ３３にレポートする処理を行う。

図３には、ＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ、ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅ、ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅ、ＧｅｔＤａｔａという４種類のコマンドＣＯＭも示している。なお、ここには４種類のコマンドＣＯＭのみを示しているが、実際には、より多くの種類のコマンドＣＯＭが存在している。以下の説明では、例えばコマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎを含むアップリンク信号ＵＳを単に「コマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ」というように、コマンドＣＯＭの名称でアップリンク信号ＵＳを表す場合がある。

図３に示すように、各コマンドＣＯＭは、ヘッダーＨＤ１と、データＣＯＭＴｙｐｅと、制御情報ＭＯＶとを含んで構成される。このうちヘッダーＨＤ１は、この信号がコマンドＣＯＭであることを示す２ビットのデータである。また、データＣＯＭＴｙｐｅは、コマンドＣＯＭの種類を示すデータである。アクティブペン２は、まずヘッダーＨＤ１を参照することによって、受信されたアップリンク信号ＵＳにコマンドＣＯＭが含まれていることを検出し、次いでデータＣＯＭＴｙｐｅを参照することによって、コマンドＣＯＭの種類を取得する。制御情報ＭＯＶは、センサコントローラ３１からアクティブペン２の出力部２６を制御するための１ビットのデータである。制御情報ＭＯＶについては、後ほど図８及び図９を参照して詳しく説明する。

各コマンドＣＯＭの種類ごとの役割及び構成について説明すると、まずコマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎは、アクティブペン２のバージョン（例えば、集積回路２５に読み込まれているファームウェアのバージョン）又はアクティブペン２に予め割り当てられているグローバルＩＤを取得するためのコマンドであり、取得するデータの種類を示す２ビットのデータＴｙｐｅを含んで構成される。コマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅは、アクティブペン２に対して次以降のフレームにて値を送信する予定のデータの種別を通知するためのコマンドであり、４ビットの識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを含んで構成される。コマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅは、コマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅで通知したデータの値を実際に送信するためのコマンドであり、識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅに対応するデータの値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを含んで構成される。データの値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅのビット数は最大で８ビットである。コマンドＧｅｔＤａｔａは、アクティブペン２から任意のデータを取り出すためのコマンドであり、取り出すデータの種類を示す４ビットのデータＧｅｔＤａｔａＴｙｐｅを含んで構成される。

図４及び図５はそれぞれ、図２に示したダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２のそれぞれについて、上述したデータ信号の部分の構成を示す図である。図４は、データ信号のビット長が１６ビットである場合を示し、図５は、データ信号のビット長が１２ビットである場合を示している。

図４及び図５に示すように、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２の構成はコンタクト中とホバー中とで異なるが、いずれの場合においても、Ｎｏｒｍａｌ、ＤａｔａＴｙｐｅ、Ａｃｋ、ＤａｔａＶａｌｕｅという４種類のデータ信号のいずれかを含んで構成される。このうちデータ信号Ｎｏｒｍａｌは通常データを含む信号であり、他の種類のデータ信号を送信する必要がないときに送信される。一方、データ信号ＤａｔａＴｙｐｅ、Ａｃｋ、ＤａｔａＶａｌｕｅは、アップリンク信号ＵＳにより受信されたコマンドＣＯＭへの応答として送信される応答データを含む信号である。データ信号ＤａｔａＴｙｐｅ、Ａｃｋ、ＤａｔａＶａｌｕｅには、後述する一部の例外を除き、通常データも含まれる。

図４及び図５に示すように、各種類のデータ信号は、２ビットのヘッダーＨＤ２と、２ビット又は４ビットの誤り検出符号ＣＳとを含んで構成される。このうち誤り検出符号ＣＳは、データ信号を受信したセンサコントローラ３１が通信経路で発生したビット誤りを検出するために用いる符号である。

ヘッダーＨＤ２は、アクティブペン２がコンタクト中である場合には「００」、「０１」、「１０」のいずれかの値を取り、ホバー中である場合には「１１」の値を取るデータである。センサコントローラ３１は、最初にこのヘッダーＨＤ２を参照することにより、アクティブペン２のコンタクト状態（具体的には、コンタクト中及びホバー中のいずれか）を取得する。

コンタクト中である場合のヘッダーＨＤ２は、図１に示したサイドスイッチ２３の押下状態、又は、アクティブペン２が未ペアリングの状態であることを示す役割も有している。アクティブペン２が２つのサイドスイッチ２３を有する場合を例に取って具体的に説明すると、一例では、「００」に２つのサイドスイッチ２３がいずれも押下されていない状態、「０１」に１つ目のサイドスイッチ２３が押下されている状態、「１０」に２つ目のサイドスイッチ２３が押下されている状態がそれぞれ割り当てられ得る。他の一例では、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２の「００」に２つのサイドスイッチ２３がいずれも押下されていない状態、ダウンリンク信号ＤＳ１の「０１」に１つ目のサイドスイッチ２３が押下されている状態、ダウンリンク信号ＤＳ２の「０１」に２つ目のサイドスイッチ２３が押下されている状態、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２の「１０」にアクティブペン２が未ペアリングの状態であることがそれぞれ割り当てられ得る。ヘッダーＨＤ２を参照することによってアクティブペン２がコンタクト中であることを検出したセンサコントローラ３１は、ヘッダーＨＤ２をさらに参照することにより、上記の各状態を取得する。

以下、各種類のデータ信号の構成について、詳しく説明する。初めに図４を参照し、データ信号が１６ビットであり、かつ、アクティブペン２がコンタクト中である場合について説明すると、この場合のデータ信号Ｎｏｒｍａｌは、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２ともに、圧力センサ２２から集積回路２５に供給される１２ビットの筆圧値ＰＲＥの全体を含んで構成される。これによりセンサコントローラ３１は、図２に示した時間Ｉｎｔｖの周期で、アクティブペン２から筆圧値ＰＲＥを取得することが可能になる。

データ信号ＤａｔａＴｙｐｅは、図３に示したコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅへの応答として送信される信号であり、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２ともに、筆圧値ＰＲＥの上位８ビットからなる短縮筆圧値ＣＰＲＥ１と、コマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅに含まれていた識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅに等しいデータＴｙｐｅＩｎｆｏとを含んで構成される。データ信号ＤａｔａＴｙｐｅを受信したセンサコントローラ３１は、短縮筆圧値ＣＰＲＥ１に４つの「０」をパディングすることにより、１２ビットの筆圧値ＰＲＥを復元するよう構成される。また、センサコントローラ３１は、コマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを送信したフレーム内で受信された２つのデータ信号のうちのいずれか一方の１０ビット目～１３ビット目と、送信した識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅとを比較し、これらが一致している場合に、アクティブペン２がコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを正しく受信したと判定するよう構成される。

ここで、アクティブペン２がコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを正しく受信しておらず、データ信号Ｎｏｒｍａｌを送信した場合においても、コマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅと同じフレーム内で送信される２つのデータ信号のいずれかの１０ビット目～１３ビット目が識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅに偶然一致することはあり得る。しかし、滅多に発生しない一致であることから、位置検出システム１においては、この一致をエラーの１つとして許容することとしている。この点は、これから説明する他の種類のデータ信号についても同様である。

データ信号Ａｃｋは、図３に示したコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅへの応答として送信される信号であり、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２ともに、短縮筆圧値ＣＰＲＥ１と、コマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅに含まれていたデータの値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅのハッシュ値である応答Ａｃｋとを含んで構成される。データ信号Ａｃｋを受信したセンサコントローラ３１が短縮筆圧値ＣＰＲＥ１から筆圧値ＰＲＥを復元する点は、データ信号ＤａｔａＴｙｐｅの場合と同様である。

上記ハッシュ値を導出するためのハッシュ関数は、予めアクティブペン２とセンサコントローラ３１との間で共有されている。アクティブペン２は、このハッシュ関数によって受信したデータの値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅのハッシュ値を導出することにより、応答Ａｃｋを生成するよう構成される。センサコントローラ３１も、このハッシュ関数を用いてデータの値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅのハッシュ値を導出している。コマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを送信したセンサコントローラ３１は、自身で導出したデータの値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅのハッシュ値と、コマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを送信したフレーム内で受信された２つのデータ信号のうちのいずれか一方の１０ビット目～１３ビット目とを比較し、これらが一致している場合に、アクティブペン２がコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを正しく受信したと判定するよう構成される。

データ信号ＤａｔａＶａｌｕｅは、図３に示したコマンドＧｅｔＤａｔａへの応答として送信される信号であり、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２とに、筆圧値ＰＲＥの上位４ビットからなる短縮筆圧値ＣＰＲＥ２と、コマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ又はコマンドＧｅｔＤａｔａにより送信を要求されたデータＤａｔａの少なくとも一部とを含んで構成される。データ信号ＤａｔａＶａｌｕｅを受信したセンサコントローラ３１は、短縮筆圧値ＣＰＲＥ２に８つの「０」をパディングすることにより、１２ビットの筆圧値ＰＲＥを復元する。

１フレーム内で送信可能なデータＤａｔａのビット数は最大で１６ビットであり、ダウンリンク信号ＤＳ１により送信されるデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅ内に下位８ビット、ダウンリンク信号ＤＳ２により送信されるデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅ内に上位８ビットがそれぞれ配置される。センサコントローラ３１は、コマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ又はコマンドＧｅｔＤａｔａを送信したフレーム内で受信された２つのデータ信号のそれぞれから６ビット目～１３ビット目を取り出すことにより、アクティブペン２が送信したデータＤａｔａを取得するよう構成される。

次に、引き続き図４を参照し、データ信号が１６ビットであり、かつ、アクティブペン２がホバー中である場合について説明する。ホバー中に送信されるデータ信号は、少なくとも直接的には筆圧値又は短縮筆圧値をいずれも含まない点で、コンタクト中に送信されるデータ信号と相違する。ただし、筆圧値が０であることは、ヘッダーＨＤ２を「１１」とすることによって、センサコントローラ３１に間接的に通知されている。

また、ホバー中のデータ信号Ｎｏｒｍａｌ、ＤａｔａＴｙｐｅ、Ａｃｋはそれぞれ、偶数番目のビットと奇数番目のビットとが同じ値になるように構成される。これは、コンタクト中に比べてセンサ３０とペン先電極２１の間の距離が長いホバー中においても、センサコントローラ３１がデータ信号を正常に受信できるようにするための構成である。この構成を採用したことにより、データ信号Ｎｏｒｍａｌ、ＤａｔａＴｙｐｅ、Ａｃｋにより実質的に送信できるビット数は、８ビットに半減する。ホバー中のデータ信号Ｎｏｒｍａｌ、ＤａｔａＴｙｐｅ、Ａｃｋにおける誤り検出符号ＣＳは４ビットのデータにより構成されており、これにより、実質的に２ビットの誤り検出符号ＣＳが実現されている。一方、ホバー中のデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅは、コンタクト中のデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅと同様、実質的にも１６ビットの信号により構成される。

ホバー中のデータ信号Ｎｏｒｍａｌは、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２ともに、実質的に１ビットのデータＳＷ１と、実質的に１ビットのデータＳＷ２と、実質的に２ビットのデータＢＴとを含んで構成される。データＳＷ１，ＳＷ２はそれぞれ、１つ目及び２つ目のサイドスイッチ２３のオンオフ状態を示すデータである。データＢＴは、バッテリー２４の残量を示すデータである。センサコントローラ３１は、受信したデータ信号Ｎｏｒｍａｌを復調することにより、データＳＷ１，ＳＷ２，ＢＴを取得するよう構成される。この点は、後述する他のデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅ、Ａｃｋ，ＤａｔａＶａｌｕｅについても同様である。

ホバー中のデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅは、まずダウンリンク信号ＤＳ２内においては、ホバー中のデータ信号Ｎｏｒｍａｌと同様の構成を有している。一方、ホバー中に送信されるダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅは、データＳＷ１，ＳＷ２，ＢＴに代え、実質的に４ビットのデータＴｙｐｅＩｎｆｏを含んで構成される。データＴｙｐｅＩｎｆｏは、上述したように、コマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅに含まれていた識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅに等しいデータである。センサコントローラ３１は、コマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを送信したフレーム内で受信されたダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号の１ビット目～４ビット目と、送信した識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅとを比較し、これらが一致している場合に、アクティブペン２がコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを正しく受信したと判定する。

ホバー中のデータ信号Ａｃｋも、まずダウンリンク信号ＤＳ２内においては、ホバー中のデータ信号Ｎｏｒｍａｌと同様の構成を有している。一方、ホバー中に送信されるダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号Ａｃｋは、データＳＷ１，ＳＷ２，ＢＴに代え、実施的に４ビットの応答Ａｃｋを含んで構成される。応答Ａｃｋは、上述したように、コマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅに含まれていたデータの値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅのハッシュ値である。センサコントローラ３１は、自身で導出したデータの値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅのハッシュ値と、コマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを送信したフレーム内で受信されたダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号の１ビット目～４ビット目とを比較し、これらが一致している場合に、アクティブペン２がコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを正しく受信したと判定する。

ホバー中のデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅは、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２ともに、コマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ又はコマンドＧｅｔＤａｔａにより送信を要求されたデータＤａｔａの少なくとも一部を含んで構成される。１フレーム内で送信可能なデータＤａｔａのビット数は、コンタクト中と同じ最大１６ビットであり、ダウンリンク信号ＤＳ１により送信されるデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅ内に下位８ビット、ダウンリンク信号ＤＳ２により送信されるデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅ内に上位８ビットがそれぞれ配置される。センサコントローラ３１は、コマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ又はコマンドＧｅｔＤａｔａを送信したフレーム内で受信された２つのデータ信号のそれぞれから６ビット目～１３ビット目を取り出すことにより、アクティブペン２が送信したデータＤａｔａを取得する。また、ダウンリンク信号ＤＳ２内のデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅは、データＳＷ１，ＳＷ２，ＢＴをさらに含んで構成される。

次に図５を参照し、データ信号が１２ビットである場合について、図４に示したデータ信号が１６ビットである場合との相違点に着目して説明する。まずコンタクト中のデータ信号Ｎｏｒｍａｌは、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２ともに、筆圧値ＰＲＥの一部を含んで構成される。具体的には、ダウンリンク信号ＤＳ１により送信されるデータ信号Ｎｏｒｍａｌ内に筆圧値ＰＲＥの下位４ビット、ダウンリンク信号ＤＳ２により送信されるデータ信号Ｎｏｒｍａｌ内に筆圧値ＰＲＥの上位８ビットが配置される。センサコントローラ３１は、これらを合成することにより、１２ビットの筆圧値ＰＲＥの全体を取得するよう構成される。したがって、データ信号が１２ビットである場合のセンサコントローラ３１がアクティブペン２から筆圧値ＰＲＥを取得する周期は、後述するデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅが送信される場合を除き、図２に示したフレーム周期Ｆに等しくなる。

コンタクト中に送信されるダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅは、上述したデータＴｙｐｅＩｎｆｏを含んで構成される。センサコントローラ３１は、コマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを送信したフレーム内で受信されたダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号の６ビット目～９ビット目と、送信した識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅとを比較し、これらが一致している場合に、アクティブペン２がコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを正しく受信したと判定する。

一方、コンタクト中に送信されるダウンリンク信号ＤＳ２内のデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅは、上述した短縮筆圧値ＣＰＲＥ１を含んで構成される。センサコントローラ３１は、データ信号が１６ビットである場合と同様に、短縮筆圧値ＣＰＲＥ１から筆圧値ＰＲＥを復元するよう構成される。なお、ダウンリンク信号ＤＳ１により送信されるデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅ内に筆圧値ＰＲＥの下位４ビットを配置することで、データ信号ＤａｔａＴｙｐｅを送信する場合においても、１フレームで筆圧値ＰＲＥの全体を送信するようにしてもよい。

コンタクト中に送信されるダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号Ａｃｋは、上述した応答Ａｃｋを含んで構成される。センサコントローラ３１は、自身で導出したデータの値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅのハッシュ値と、コマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを送信したフレーム内で受信されたダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号の６ビット目～９ビット目とを比較し、これらが一致している場合に、アクティブペン２がコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを正しく受信したと判定する。

一方、コンタクト中に送信されるダウンリンク信号ＤＳ２内のデータ信号Ａｃｋは、上述した短縮筆圧値ＣＰＲＥ１を含んで構成される。センサコントローラ３１がこの短縮筆圧値ＣＰＲＥ１から筆圧値ＰＲＥを復元する点、及び、ダウンリンク信号ＤＳ１により送信されるデータ信号Ａｃｋ内に筆圧値ＰＲＥの下位４ビットを配置することにより１フレームで筆圧値ＰＲＥの全体を送信するようにしてもよい点は、データ信号ＤａｔａＴｙｐｅの場合と同様である。

コンタクト中のデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅは、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２ともに、上述したデータＤａｔａの少なくとも一部を含んで構成される。具体的には、ダウンリンク信号ＤＳ１により送信されるデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅ内にデータＤａｔａの下位８ビット、ダウンリンク信号ＤＳ２により送信されるデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅ内にデータＤａｔａの上位８ビットがそれぞれ配置される。センサコントローラ３１は、コマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ又はコマンドＧｅｔＤａｔａを送信したフレーム内で受信された２つのデータ信号のそれぞれから２ビット目～９ビット目を取り出すことにより、アクティブペン２が送信したデータＤａｔａを取得する。この場合のセンサコントローラ３１は、１フレーム周期Ｆ内に一度も筆圧値又は短縮筆圧値を取得できないことになる。

ホバー中のデータ信号Ｎｏｒｍａｌ、ＤａｔａＴｙｐｅ、Ａｃｋを偶数番目のビットと奇数番目のビットとが同じ値になるように構成する点は、データ信号が１６ビットである場合と同様である。ホバー中のデータ信号Ｎｏｒｍａｌ、ＤａｔａＴｙｐｅ、Ａｃｋにおける誤り検出符号ＣＳは、実質的に１ビットのデータにより構成される。

ホバー中のデータ信号Ｎｏｒｍａｌは、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２ともに、上述したデータＳＷ１，ＳＷ２，ＢＴを含んで構成される。

ホバー中のデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅは、まずダウンリンク信号ＤＳ２内においては、ホバー中のデータ信号Ｎｏｒｍａｌと同様の構成を有している。一方、ホバー中に送信されるダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅは、データＳＷ１，ＳＷ２，ＢＴに代え、実質的に４ビットのデータＴｙｐｅＩｎｆｏを含んで構成される。データＴｙｐｅＩｎｆｏの具体的な内容は、コンタクト中の場合と同様である。センサコントローラ３１は、コマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを送信したフレーム内で受信されたダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号の１ビット目～４ビット目と、送信した識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅとを比較し、これらが一致している場合に、アクティブペン２がコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを正しく受信したと判定するよう構成される。

ホバー中のデータ信号Ａｃｋも、まずダウンリンク信号ＤＳ２内においては、ホバー中のデータ信号Ｎｏｒｍａｌと同様の構成を有している。一方、ホバー中に送信されるダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号Ａｃｋは、データＳＷ１，ＳＷ２，ＢＴに代え、実施的に４ビットの応答Ａｃｋを含んで構成される。応答Ａｃｋの具体的な内容は、コンタクト中の場合と同様である。センサコントローラ３１は、自身で導出したデータの値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅのハッシュ値と、コマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを送信したフレーム内で受信されたダウンリンク信号ＤＳ１内のデータ信号の１ビット目～４ビット目とを比較し、これらが一致している場合に、アクティブペン２がコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを正しく受信したと判定するよう構成される。

ホバー中のデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅは、コンタクト中のデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅと同じ構成を有している。したがって、センサコントローラ３１は、コマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ又はコマンドＧｅｔＤａｔａを送信したフレーム内で受信された２つのデータ信号のそれぞれから２ビット目～９ビット目を取り出すことにより、アクティブペン２が送信したデータＤａｔａを取得する。ホバー中においても、アクティブペン２がデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅを送信するフレームでは、データＳＷ１，ＳＷ２，ＢＴが一度も送信されないことになる。

次に、図６～図８を参照しながら、センサコントローラ３１及びアクティブペン２が行う処理について、詳しく説明する。以下の説明では、例えばデータ信号Ｎｏｒｍａｌを含むダウンリンク信号ＤＳを「データ信号Ｎｏｒｍａｌ」というように、データ信号の名称でダウンリンク信号ＤＳを表す場合がある。

図６は、センサコントローラ３１がアクティブペン２からデータを取得する場合の処理を示すシーケンス図である。ここでは、アクティブペン２に設定されている属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒの値を取得する場合を例に取って説明するが、他のデータを取得する場合についても同様である。

まずセンサコントローラ３１からアクティブペン２に対し、コマンドＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ（第３のアップリンク信号）が送信される（ステップＳ１）。するとアクティブペン２は、自身のバージョンを示すデータＤａｔａを含むデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅを生成し、送信する（ステップＳ２）。このデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅを受信したセンサコントローラ３１は、受信したデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅからアクティブペン２のバージョンを抽出する（ステップＳ３）。この抽出は、まずヘッダーＨＤ２を参照することによってアクティブペン２がコンタクト中及びホバー中のいずれの状態であるかを判定し、アクティブペン２の状態に応じて決定されるフォーマットに従って、アクティブペン２が送信したデータを抽出することによって行う。この点は、後述する他のデータ信号からのデータの抽出においても同様である。

図示していないが、ステップＳ３においてセンサコントローラ３１は、筆圧値ＰＲＥ、短縮筆圧値ＣＰＲＥ１，ＣＰＲＥ２、データＳＷ１，ＳＷ２，ＢＴなどの通常データの抽出も行う。短縮筆圧値ＣＰＲＥ１，ＣＰＲＥ２を抽出した場合には、０を追加することによって筆圧値ＰＲＥを復元する処理も行う。センサコントローラ３１は、抽出又は復元したデータを、その都度、ホストプロセッサ３３にレポートするよう構成される。これらの点も、後述する他のデータ信号からのデータの抽出においても同様である。

次にセンサコントローラ３１は、抽出したバージョンが所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここでいう所定値は、取得しようとするデータの種類に応じて決定されるもので、ここでは、アクティブペン２が属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒに対応しているか否かを示すＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒ使用可能フラグを組み込んだバージョンを示す値となる。

ステップＳ４の判定の結果、所定値以上でないと判定したセンサコントローラ３１は、データを取得することなく処理を終了する。一方、所定値以上であると判定したセンサコントローラ３１は、次のフレームにおいて、ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒ使用可能フラグを示すデータＧｅｔＤａｔａＴｙｐｅを含むコマンドＧｅｔＤａｔａを送信する（ステップＳ５）。このコマンドＧｅｔＤａｔａを受信したアクティブペン２は、自身が記憶しているＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒ使用可能フラグの値を示すデータＤａｔａを含むデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅを生成し、送信する（ステップＳ６）。

ステップＳ６で送信されたデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅを受信したセンサコントローラ３１は、受信したデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅからＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒ使用可能フラグの値を抽出する（ステップＳ７）。そして、抽出した値に基づいて、アクティブペン２が属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒに対応しているか否かを判定する（ステップＳ８）。判定の結果、属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒに対応していないと判定したセンサコントローラ３１は、データを取得することなく処理を終了する。一方、属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒに対応していると判定したセンサコントローラ３１は、次のフレームにおいて、属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒを示すデータＧｅｔＤａｔａＴｙｐｅを含むコマンドＧｅｔＤａｔａを送信する（ステップＳ９）。

ここで、センサコントローラ３１は、ステップＳ１～Ｓ８の処理を事前に行っておくこととしてもよい。そして、アクティブペン２が属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒに対応していると分かっている場合にのみ、ステップＳ９から処理を開始することとしてもよい。

ステップＳ９で送信されたコマンドＧｅｔＤａｔａを受信したアクティブペン２は、自身が記憶している属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒの値を示すデータＤａｔａを含むデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅを生成し、送信する（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０で送信されたデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅを受信したセンサコントローラ３１は、受信したデータ信号ＤａｔａＶａｌｕｅから属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒの値を抽出する（ステップＳ１１）。そして、属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒの値の取得に成功したか否かを判定する（ステップＳ１２）。この判定が否となる場合としては、例えばステップＳ９においてアクティブペン２がコマンドＧｅｔＤａｔａの受信に失敗した場合や、送信しようとするデータＤａｔａのサイズが大きいために２フレーム以上にわたってデータＤａｔａを送信する必要がある場合の１フレーム目などが挙げられる。

ステップＳ１２において取得に成功したと判定したセンサコントローラ３１は、取得した属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒの値をメインルーチンにリターンし（ステップＳ１４）、処理を終了する。一方、ステップＳ１２において取得に失敗したと判定したセンサコントローラ３１は、試行回数が所定のｎ回に達したか否かを判定し（ステップＳ１３）、達していないと判定した場合にはステップＳ９に戻って処理を繰り返す一方、達したと判定した場合には、データを取得することなく処理を終了する。

図７は、センサコントローラ３１からアクティブペン２にデータを設定する場合の処理を示すシーケンス図である。ここでは、属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒの値をアクティブペン２に設定する場合を例に取って説明するが、他のデータを設定する場合についても同様である。

センサコントローラ３１は、まず初めに、図６に示したステップＳ１～Ｓ８の処理を実行する。そして、アクティブペン２が属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒに対応している場合に、ステップＳ２０以降の処理を実行する。ステップＳ１～Ｓ８の処理を事前に行っておくこととしてもよいのは、図６の場合と同様である。

ステップＳ２０においてセンサコントローラ３１は、属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒを示す識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを含むコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅ（第１のアップリンク信号）を送信する。このコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを受信したアクティブペン２は、属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒを自身に設定可能か否かを判定し（ステップＳ２１）、可能でなければ、データ信号Ｎｏｒｍａｌ（第２のダウンリンク信号）を送信する一方（ステップＳ２２）、可能であれば、属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒを示すデータＴｙｐｅＩｎｆｏ（属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒを設定可能であることを示す応答データ）を含むデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅ（第１のダウンリンク信号）を送信する（ステップＳ２３）。

センサコントローラ３１は、ステップＳ２０で送信したコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅと同じフレーム内で受信されたデータ信号をデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅとみなし、データＴｙｐｅＩｎｆｏの抽出を行う（ステップＳ２４）。そして、抽出したデータＴｙｐｅＩｎｆｏと、送信した識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅとが一致しているか否かを判定する（ステップＳ２５）。その結果、これらが一致していればステップＳ２７に処理を進める一方、一致していなければ、試行回数が所定のｎ回に達したか否かを判定する（ステップＳ２６）。そして、達していないと判定した場合にはステップＳ２０に戻って処理を繰り返す一方、達したと判定した場合には、データを取得することなく処理を終了する。

ここで、ステップＳ２５で一致していないと判定した場合、センサコントローラ３１は、ステップＳ２０で送信したコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅと同じフレーム内で受信されたデータ信号をデータ信号Ｎｏｒｍａｌとみなし、改めて通常データの抽出を行うことが好ましい。こうすることでセンサコントローラ３１は、アクティブペン２が送信した筆圧値ＰＲＥの全体を受信することが可能になる。

ステップＳ２７に処理を進めたセンサコントローラ３１は、ステップＳ２０でアップリンク信号ＵＳを送信したフレーム（第１のフレーム）の次以降のフレーム（第２のフレーム）を用いて、属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒの値を示す値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを含むコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅ（第２のアップリンク信号）を送信する。このコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを受信したアクティブペン２は、受信した属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒの値を自身のメモリに設定したうえで（ステップＳ２８）、受信した属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒの値のハッシュ値である応答Ａｃｋを含むデータ信号Ａｃｋを生成し、送信する（ステップＳ２９）。

ステップＳ２９で送信されたデータ信号Ａｃｋを受信したセンサコントローラ３１は、受信したデータ信号Ａｃｋから応答Ａｃｋを抽出する（ステップＳ３０）。そして、抽出した応答Ａｃｋと、送信した値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅのハッシュ値とが一致しているか否かを判定する（ステップＳ３１）。その結果、これらが一致していれば、設定した属性ＢｒｕｓｈＣｏｌｏｒの値をメインルーチンにリターンし（ステップＳ３３）、処理を終了する。一方、一致していなければ、試行回数が所定のｎ回に達したか否かを判定する（ステップＳ３１）。そして、達していないと判定した場合にはステップＳ２７に戻って処理を繰り返す一方、達したと判定した場合には、データを設定することなく処理を終了する。

図８は、アクティブペン２の出力部２６の制御をセンサコントローラ３１から行うための処理を示すシーケンス図である。なお、同図に示す処理においては、アクティブペン２に認識情報を設定するために図７と同様の処理が行われるが、図面が過度に複雑化することを避けるため、図８では一部の処理の記載を省略している。

図８に示す処理を開始したセンサコントローラ３１はまず、アクティブペン２の認識情報を取得する（ステップＳ４０）。認識情報はセンサコントローラ３１によって認識され得るペンの情報であり、ステップＳ４０は、出力部２６の制御を行うか否かに関わらず、センサコントローラ３１がダウンリンク信号ＤＳを受信するたびに行われる。認識情報の具体的な例を挙げると、例えば、アクティブペン２から受信される筆圧値又は短縮筆圧値により示されるアクティブペン２の筆圧値であってもよいし、アクティブペン２の位置であってもよいし、アクティブペン２の位置の変化から算出されるアクティブペン２の移動速度であってもよい。また、センサコントローラ３１がアクティブペン２の角度（チルト角など）を取得できる場合には、アクティブペン２の角度を認識情報として用いることとしてもよい。

次にセンサコントローラ３１は、ステップＳ４０で取得した認識情報に基づき、出力部２６の制御が必要か否かを判定する（ステップＳ４１）。具体的には、認識情報（この場合には、例えば上述したヘッダーＨＤ２の値）によりアクティブペン２がコンタクト中であることが示される場合に必要と判定し、それ以外の場合に不要と判定すればよい。また、過去に取得した認識情報を含む一連の認識情報によりアクティブペン２がコンタクト中の状態を維持しながらタッチ面３ａ上を移動している（すなわち、アクティブペン２がタッチ面３ａ上で摺動している）ことが示される場合に必要、それ以外の場合に不要と判定することとしてもよい。

ステップＳ４１において不要と判定したセンサコントローラ３１は、図３に示した制御情報ＭＯＶに０を設定した後（ステップＳ４２）、ステップＳ４０に処理を戻す。ステップＳ４２で制御情報ＭＯＶに０を設定したことにより、この後に送信されるアップリンク信号ＵＳ内の制御情報ＭＯＶは０となる。一方、ステップＳ４１において必要と判定したセンサコントローラ３１は次に、認識情報の送信が必要か否かを判定する（ステップＳ４３）。

ステップＳ４３について詳しく説明すると、認識情報によって出力部２６を制御するためには認識情報をアクティブペン２に供給する必要があるが、認識情報はデータサイズの大きい情報であるため、頻繁には送信できない。そこでセンサコントローラ３１は、認識情報の送信を例えば１０フレームおきなどの低頻度で行うこととし、認識情報を送信していないときには、制御情報ＭＯＶを用いて、出力部２６の制御の要否だけをアクティブペン２に伝える。こうすることで、認識情報を毎フレーム送信しなくても、最新の認識情報に基づいて出力部２６の制御のオンオフを切り替えることが可能になる。

さて、ステップＳ４３において認識情報の送信が必要であると判定したセンサコントローラ３１は、図７に示した処理と同様の処理により、ステップＳ４０で取得した認識情報をアクティブペン２に設定する。具体的に説明すると、センサコントローラ３１はまず、ステップＳ４３で送信必要と判定した後にコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを送信済みか否かを判定する（ステップＳ４４）。そして、送信済みでなければ、認識情報を示す識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを含むコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを送信する（ステップＳ４５）。このコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを受信したアクティブペン２は、受信した識別子ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを示すデータＴｙｐｅＩｎｆｏを含むデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅを送信する（ステップＳ４６）とともに、出力部制御処理を実行する（ステップＳ４７）。

図９は、アクティブペン２が行う出力部制御処理を示す図である。同図に示すように、アクティブペン２はまず、受信した最新のアップリンク信号ＵＳから制御情報ＭＯＶを取得し（ステップＳ６０）、その値が１及び０のいずれであるかを判定する（ステップＳ６１）。そして、１と判定した場合には、後述するステップＳ５０で記憶する認識情報に基づいて出力部２６の制御を開始する（ステップＳ６２）。具体的には、出力部２６が例えばハプティクス素子であれば振動制御を開始し、例えば発光素子であれば発光制御を開始し、例えば音響素子であれば鳴動制御を開始する。一方、ステップＳ６１において０と判定したアクティブペン２は、出力部２６の制御中であれば制御を停止する（ステップＳ６３）。これにより、センサコントローラ３１が制御情報ＭＯＶを１にしている間、出力部２６の制御が継続して行われることになる。

図８に戻る。ステップＳ４６で送信されたデータ信号ＤａｔａＴｙｐｅを受信したセンサコントローラ３１は、ステップＳ４０に戻って処理を続ける。ステップＳ４４でコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅを送信済みであると判定したセンサコントローラ３１は、制御情報ＭＯＶに１を設定した後（ステップＳ４８）、認識情報の値を示す値ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを含むコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅ（第２のアップリンク信号）を送信する（ステップＳ４９）。

ステップＳ４９で送信されたコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを受信したアクティブペン２は、受信したコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅから認識情報を抽出し、メモリに記憶する（ステップＳ５０）。続いてアクティブペン２は、記憶した認識情報の値のハッシュ値である応答Ａｃｋを含むダウンリンク信号ＤＳを生成して送信するとともに（ステップＳ５１）、図９を参照して説明した出力部制御処理を再び実行する（ステップＳ５２）。このとき、制御情報ＭＯＶは１になっているので、図９のステップＳ６２が実行され、出力部２６は制御中の状態となる。

ステップＳ４３において認識情報の送信が不要であると判定したセンサコントローラ３１は、その時点で送信が必要となっている任意のアップリンク信号ＵＳ（第１のアップリンク信号）を送信する（ステップＳ５３）。このアップリンク信号ＵＳを受信したアクティブペン２は、図９を参照して説明した出力部制御処理を再び実行する（ステップＳ５４）。

ステップＳ４９でコマンドＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅを送信したフレーム（第１のフレーム）の次以降の１以上のフレーム（第２のフレーム）であって、ステップＳ４２が実行される前のフレームにおいてステップＳ５３の送信が実行される場合、送信されるアップリンク信号ＵＳ内の制御情報ＭＯＶは１となる。したがって、ステップＳ５４では図９のステップＳ６２が実行され、出力部２６は制御中の状態を継続することになる。

以上説明したように、本実施の形態による通信方法によれば、データの種別を通知するためのコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅと、データの値を実際に送信するためのコマンドＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅとを別々のフレームで送信するようにしたので、アップリンク信号ＵＳのサイズが大きくなってしまうことを回避できる。したがって、筆圧値などの通常データの周期性を維持しつつ、アップリンク信号ＵＳ内のコマンドによりアクティブペン２にデータを設定することが可能になる。

また、本実施の形態による通信方法によれば、ダウンリンク信号ＤＳ内に筆圧値ＰＲＥを配置することは難しくても、代わりに短縮筆圧値ＣＰＲＥ１又は短縮筆圧値ＣＰＲＥ２を配置できるので、筆圧値などの通常データの周期性を維持しつつ、アクティブペン２からセンサコントローラ３１に対して応答データを送信することが可能になる。

さらに、本実施の形態による通信方法によれば、制御情報ＭＯＶを含むアップリンク信号ＵＳに応じて出力部２６の制御が行われるので、アクティブペン２内に配置した出力部２６の制御を適切なタイミングで、すなわち、壁などタッチ面３ａ以外の表面にペン先が押し当てられているタイミングを避けて実行することが可能になる。

また、本実施の形態による通信方法によれば、認識情報を毎フレーム送信しなくても、最新の認識情報に基づいて出力部２６の制御のオンオフを切り替えることが可能になる。したがって、アクティブペン２内に配置した出力部２６の認識情報による制御を適切に実行することが可能になる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

例えば、上記実施の形態においてセンサコントローラ３１が行う処理として説明した処理の一部を、ホストプロセッサ３３が行うこととしても構わない。

１ 位置検出システム
２ アクティブペン
３ 電子機器
３ａ タッチ面
２０ 芯体
２１ ペン先電極
２２ 圧力センサ
２３ サイドスイッチ
２４ バッテリー
２５ 集積回路
２６ 出力部
３０ センサ
３１ センサコントローラ
３２ ディスプレイ
３３ ホストプロセッサ
Ｎｏｒｍａｌ，ＤａｔａＴｙｐｅ，Ａｃｋ，ＤａｔａＶａｌｕｅ データ信号
ＣＯＭ，ＧｅｔＶｅｒｓｉｏｎ，ＳｅｔＤａｔａＴｙｐｅ，ＳｅｔＤａｔａＶａｌｕｅ，ＧｅｔＤａｔａ コマンド
ＣＰＲＥ１，ＣＰＲＥ２ 短縮筆圧値
ＣＳ 誤り検出符号
ＤＳ，ＤＳ１，ＤＳ２ ダウンリンク信号
Ｆ フレーム周期
ＨＤ１，ＨＤ２ ヘッダー
ＬＩＤ，ＮＬＩＤ ローカル識別子
ＭＯＶ 制御情報
ＰＲＥ 筆圧値
ＵＳ アップリンク信号

Claims (15)

1. ペンと、前記ペンに対してフレーム周期ごとにアップリンク信号を送信するセンサコントローラとの間で実行される通信のための通信方法であって、
   前記センサコントローラが、第１のフレームにおいて、前記ペンに対して次以降のフレームにて値を送信する予定のデータの種別を識別する識別子を含む前記アップリンク信号である第１のアップリンク信号を送信するステップと、
   前記センサコントローラが、前記第１のフレームの次以降のフレームである第２のフレームにおいて、前記識別子に対応するデータの値を含む前記アップリンク信号である第２のアップリンク信号を送信するステップと、
   を含む通信方法。
2. 前記ペンが、前記第１のアップリンク信号への応答として、前記識別子により示される種別のデータを設定可能であることを示す応答データを含むダウンリンク信号を送信するステップ、
   をさらに含む請求項１に記載の通信方法。
3. 前記ダウンリンク信号は、筆圧値の上位所定数ビットからなる短縮筆圧値を含む、
   請求項２に記載の通信方法。
4. 前記センサコントローラは、前記ダウンリンク信号により受信された前記短縮筆圧値から復元した筆圧値をホストプロセッサにレポートする、
   請求項３に記載の通信方法。
5. 前記ペンが、前記第１のアップリンク信号内の前記識別子により示される種別のデータを設定可能であるか否かを判定するステップと、
   前記ペンが、前記判定するステップにおいて設定可能であると判定した場合に、前記第１のアップリンク信号への応答として、前記識別子により示される種別のデータを設定可能であることを示す応答データを含む第１のダウンリンク信号を送信する一方、前記判定するステップにおいて設定可能でないと判定した場合に、前記応答データを含まない第２のダウンリンク信号を送信するステップと、
   をさらに含む請求項１に記載の通信方法。
6. 前記第１のダウンリンク信号は、筆圧値の上位所定数ビットからなる短縮筆圧値を含み、
   前記第２のダウンリンク信号は、前記筆圧値を含む、
   請求項５に記載の通信方法。
7. 前記センサコントローラは、前記第１のアップリンク信号への応答として前記第２のダウンリンク信号を受信した場合、前記第２のアップリンク信号の送信を行わない、
   請求項５又は６に記載の通信方法。
8. 前記センサコントローラが、前記第１のフレームよりも前のフレームにおいて、前記ペンのバージョンを取得するためのコマンドを含む前記アップリンク信号である第３のアップリンク信号を送信するステップ、
   をさらに含む請求項１に記載の通信方法。
9. 前記ペンが、前記第３のアップリンク信号への応答として、前記ペンのバージョンを示す情報を含むダウンリンク信号を送信するステップ、
   をさらに含む請求項８に記載の通信方法。
10. 前記センサコントローラは、前記ダウンリンク信号により受信された前記ペンのバージョンにより、前記識別子により示される種別のデータを前記ペンに設定可能でないことが示される場合に、前記第１のアップリンク信号の送信を行わない、
    請求項９に記載の通信方法。
11. 出力部を含むペンと、前記ペンに対してアップリンク信号を送信するセンサコントローラとの間で実行される通信のための通信方法であって、
    前記センサコントローラが、前記ペンがコンタクト中であることを検出している場合に、前記出力部を制御するための制御情報を含む前記アップリンク信号である第１のアップリンク信号を送信するステップと、
    前記ペンが、前記第１のアップリンク信号の受信に応じて、前記出力部を制御するステップと、
    を含む通信方法。
12. 前記センサコントローラが、前記ペンが前記タッチ面上で摺動していることを検出するステップ、をさらに含み、
    前記センサコントローラは、前記ペンが前記タッチ面上で摺動していることが検出されている場合に前記第１のアップリンク信号を送信する一方、前記ペンが前記タッチ面上で摺動していることが検出されていない場合に前記第１のアップリンク信号を送信しない、
    請求項１１に記載の通信方法。
13. 前記センサコントローラは、前記ペンに対してフレーム周期ごとに前記アップリンク信号を送信するよう構成され、
    前記センサコントローラが、前記ペンの認識結果を示す認識情報を取得するステップと、
    前記センサコントローラが、第１のフレームにおいて、最新の前記認識情報の値を含む前記アップリンク信号である第２のアップリンク信号を送信するステップと、を含み、
    前記センサコントローラは、前記第１のフレームの次以降のフレームである１以上の第２のフレームのそれぞれにおいて、前記第１のアップリンク信号を送信する、
    請求項１１に記載の通信方法。
14. 前記認識情報は、前記ペンの筆圧値、前記ペンの移動速度、又は、前記ペンの角度である、
    請求項１３に記載の通信方法。
15. 前記出力部は、ハプティクス素子、発光素子、又は、音響素子である、
    請求項１３又は１４に記載の通信方法。

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