JP2023531075A

JP2023531075A - デバイスと通信するスタイラス

Info

Publication number: JP2023531075A
Application number: JP2022580213A
Authority: JP
Inventors: 幸治野口
Original assignee: ホアウェイ・テクノロジーズ・カンパニー・リミテッド
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2023-07-20
Also published as: KR20230025472A; EP4162349A4; US20230133003A1; WO2022000447A1; CN115427921A; US12013990B2; EP4162349A1

Abstract

デバイスとの通信が可能なスタイラスが提供され、スタイラスは、デバイスに第１信号を送信するのに用いられる第１電極であって、第１電極はスタイラスの先端部に配置されている、第１電極と、デバイスに第２信号を送信するのに用いられる第２電極であって、第２電極は第１電極から離れて配置されている、第２電極と、デバイスからの第３信号を受信するのに用いられる第３電極とを備える。

Description

本開示は、スタイラス、スタイラスでデバイスと通信する方法、およびデバイスおよびスタイラスを含む入力システムに関する。スタイラスは、デバイスとの通信が可能である。例えばデバイスは、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、またはパーソナルコンピュータなどでもよい。

近年では、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、パーソナルコンピュータなどの様々なデバイスが、そのディスプレイの下に、ディスプレイ上の指および／またはスタイラスのタッチ位置を検出するタッチセンサを備えている。例えば、タッチセンサは、スタイラスの先端に配置された電極により送信される信号の強度に基づいて、スタイラスのタッチ位置を検出する。また、スタイラスの先端に配置された第１電極と、スタイラスの先端から離れた部分に配置された第２電極とを有するスタイラスも存在する。この場合、タッチセンサは、第１電極からの第１信号および第２電極からの第２信号を受信し、第１信号および第２信号の受信位置間の距離に基づいてスタイラスの傾斜角を検出できる。そのような２電極構造はスタイラスの先端位置および傾斜角の両方を用いて各機能を提供できるが、書き心地については改善の余地がある。

実施形態では、スタイラス、スタイラスでデバイスと通信する方法、およびデバイスおよびスタイラスを含む入力システムを提供する。デバイスは、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、またはパーソナルコンピュータなどでもよい。

実施形態の第１態様では、デバイスとの通信が可能なスタイラスを提供する。第１態様の第１の実現可能な実装形態において、スタイラスは、デバイスに第１信号を送信するのに用いられる第１電極、ここで第１電極はスタイラスの先端部に配置されている；デバイスに第２信号を送信するのに用いられる第２電極、ここで第２電極は第１電極から離れて配置されている；およびデバイスからの第３信号を受信するのに用いられる第３電極を備える。いくつかの例において、第３信号は、第１信号および第２信号の送信を開始させるのに用いられる。

第１態様の第１の実現可能な実装形態によれば、デバイスは、第１電極からの第１信号および第２電極からの第２信号を受信することで、第１信号および第２信号の受信位置に基づいてスタイラスの傾斜角を検出できる。さらに、デバイスは第１信号および第２信号の送信を開始させる第３信号を送信できるため、デバイスは第３信号に続く第１信号および第２信号の送信期間を正確に認識できる。これにより、第１信号および第２信号の隣接した送信期間同士の間隔が約５μｓ以下であっても、第１信号および第２信号をデバイスにおいて確実に受信することが可能になり得る。したがって、上述したスタイラスの３電極構造では、スタイラスの先端位置および傾斜角の検出において高い時間分解能を提供できるため、書き心地が改善される。

第１態様の第２の実現可能な実装形態では、第１態様の第１の実現可能な実装形態によるスタイラスであって、第３信号が、デバイスに対応する特定のスタイラスの周波数情報および識別子のうちの少なくとも一方を含む情報を搬送する、スタイラスを提供する。

例えば、周波数情報には、第１信号および第２信号をそれぞれ送信するための周波数を示す情報が含まれてよい。デバイスは、この周波数情報を用いて、第１信号および第２信号に対応する周波数のうちの少なくとも一方を変更することにより、ノイズの周波数が第１信号および第２信号を送信するための周波数に近接することを回避できる。識別子は、デバイスに使用可能なスタイラスを限定する、および／または同時に用いられる２つまたはそれより多くのスタイラス同士を区別するのに用いることができる。

第１態様の第３の実現可能な実装形態では、第１態様の第１または第２の実現可能な実装形態によるスタイラスであって、第３電極が第１電極と第２電極との間に配置されている、スタイラスを提供する。第１態様の第３の実現可能な実装形態によれば、第１信号および第２信号を送信する際の第１信号と第２信号との間の干渉を第３電極によって低減させることができるため、スタイラスからデバイスへのダウンリンク送信時の信号対ノイズ比（ＳＮＲ）が改善される。

第１態様の第４の実現可能な実装形態では、第１態様の第１～第３の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるスタイラスであって、第２電極がリング形状をしており、スタイラスがさらに、第２電極の内側になるように構成されたグランドシールドを備える、スタイラスを提供する。第１態様の第４の実現可能な実装形態によれば、第１信号および第２信号を送信する際の第１信号と第２信号との間の干渉をグランドシールドによって低減させることができるため、第１信号と第２信号との間の干渉の低減によって、ダウンリンクＳＮＲが改善され、第１電極および第２電極に印加される十分な性能に必要な送信電圧を低下させることが可能になる。

第１態様の第５の実現可能な実装形態では、第１態様の第１～第４の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるスタイラスであって、デバイスからの第３信号を受信する際に第１電極が浮遊電極として機能する、スタイラスを提供する。第１態様の第５の実現可能な実装形態によれば、浮遊電極として機能する第１電極は、デバイスからの第３信号を増強させるので、デバイスからスタイラスへのアップリンク送信時のＳＮＲが改善される。

第１態様の第６の実現可能な実装形態では、第１態様の第１～第５の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるスタイラスであって、デバイスからの第３信号を受信する際に第１電極がデバイスからの第３信号を受信する電極として機能する、スタイラスを提供する。第１態様の第６の実現可能な実装形態によれば、第３電極より近い位置に配置された第１電極、および第３電極によって、第３信号が受信され且つ増強されるため、アップリンクＳＮＲが改善される。

第１態様の第７の実現可能な実装形態では、第１態様の第６の実現可能な実装形態によるスタイラスであって、第１信号を送信するように構成された送信機；第３信号を受信するように構成された受信機；および第１信号をデバイスに送信する際に第１電極を送信機と接続し、デバイスからの第３信号を受信する際に第１電極を受信機と接続するように構成されたスイッチ群をさらに備える、スタイラスを提供する。

第１態様の第７の実現可能な実装形態によれば、送信機はダウンリンク送信の際に第１電極および第２電極を介して第１信号および第２信号をそれぞれ送信することができ、また受信機はアップリンク送信の際に第１電極および第３電極を介して第３信号を受信することができるため、アップリンクＳＮＲが改善される。

第１態様の第８の実現可能な実装形態では、第１態様の第１～第７の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるスタイラスであって、第１信号はスタイラスの先端部がデバイスのタッチパネルをタッチした位置を検出するのに用いられ、第２信号はスタイラスの傾斜角を検出するのに用いられる、スタイラスを提供する。第１態様の第８の実現可能な実装形態によれば、スタイラスの先端位置および傾斜角の両方を用いる様々な機能をデバイスで実現することができる。

第１態様の第９の実現可能な実装形態では、第１態様の第１～第８の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるスタイラスであって、第１信号および第２信号を送信する第１期間と第３信号を受信する第２期間とが分離されている、スタイラスを提供する。第１態様の第９の実現可能な実装形態によれば、ダウンリンク送信用の第１期間とアップリンク送信用の第２期間とが分離されているため、アップリンク信号とダウンリンク信号との間の干渉が回避される。

第１態様の第１０の実現可能な実装形態では、第１態様の第１～第９の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるスタイラスであって、第１信号を送信する第１周波数と第２信号を送信する第２周波数とが異なる、スタイラスを提供する。第１態様の第１０の実現可能な実装形態によれば、第１信号および第２信号は互いに異なる周波数で送信されるため、第１信号と第２信号との間の干渉が低減されて、ダウンリンクＳＮＲが改善される。

実施形態の第２態様では、スタイラスでデバイスと通信する方法を提供する。第２態様の第１の実現可能な実装形態において、本方法は、アップリンク送信期間にスタイラスの第３電極でデバイスからの第３信号を受信する段階；ダウンリンク送信期間にスタイラスの第１電極でデバイスに第１信号を送信する段階、ここで第１電極はスタイラスの先端部に配置されている；ダウンリンク送信期間にスタイラスの第２電極でデバイスに第２信号を送信する段階を備え、ここで第２電極は第１電極から離れて配置されている。いくつかの例において、第３信号は、第１信号および第２信号の送信を開始させるのに用いられる。

第２態様の第１の実現可能な実装形態によれば、デバイスは、第１電極からの第１信号および第２電極からの第２信号を受信することで、第１信号および第２信号の受信位置に基づいてスタイラスの傾斜角を検出できる。さらに、デバイスは第１信号および第２信号の送信を開始させる第３信号を送信できるため、デバイスは第３信号に続く第１信号および第２信号の送信期間を正確に認識できる。これにより、第１信号および第２信号の隣接した送信期間同士の間隔が約５μｓ以下であっても、第１信号および第２信号をデバイスにおいて確実に受信することが可能になり得る。したがって、上述したスタイラスの３電極構造では、スタイラスの先端位置および傾斜角の検出において高い時間分解能を提供できるため、書き心地が改善される。

第２態様の第２の実現可能な実装形態では、第２態様の第１の実現可能な実装形態によるスタイラスであって、第３信号が、デバイスに対応する特定のスタイラスの周波数情報および識別子のうちの少なくとも一方を含む情報を搬送する、スタイラスを提供する。

第２態様の第３の実現可能な実装形態では、第２態様の第１または第２の実現可能な実装形態による方法であって、受信が具体的には、第１電極と第２電極との間に配置された第３電極で行われる、方法を提供する。第２態様の第３の実現可能な実装形態によれば、第１信号および第２信号を送信する際の第１信号と第２信号との間の干渉を第３電極によって低減させることができるため、ダウンリンクＳＮＲが改善される。

第２態様の第４の実現可能な実装形態では、第２態様の第１～第３の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによる方法であって、アップリンク送信期間に浮遊電極として機能するよう第１電極を管理する段階をさらに備える方法を提供する。第２態様の第４の実現可能な実装形態によれば、第３電極より近い位置に配置された第１電極、および第３電極によって、第３信号が受信され且つ増強されるため、アップリンクＳＮＲが改善される。

第２態様の第５の実現可能な実装形態では、第２態様の第１～第４の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによる方法であって、アップリンク送信期間にデバイスからの第３信号を受信する電極として機能するよう第１電極を管理する段階をさらに備える方法を提供する。第２態様の第５の実現可能な実装形態によれば、第３電極より近い位置に配置された第１電極、および第３電極によって、第３信号が受信され且つ増強されるため、アップリンクＳＮＲが改善される。

第２態様の第６の実現可能な実装形態では、第２態様の第５の実現可能な実装形態による方法であって、ダウンリンク送信期間に第１電極をスタイラスの送信機と接続し、またアップリンク送信期間に第１電極をスタイラスの受信機と接続するようスタイラスのスイッチ群を制御する段階をさらに備える方法を提供する。第２態様の第６の実現可能な実装形態によれば、送信機はダウンリンク送信の際に第１電極および第２電極を介して第１信号および第２信号をそれぞれ送信することができ、また受信機は、アップリンク送信の際に第１電極および第３電極を介して第３信号を受信することができるため、アップリンクＳＮＲが改善される。

第２態様の第７の実現可能な実装形態では、第２態様の第１～第６の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによる方法であって、第１信号はスタイラスの先端部がデバイスのタッチパネルをタッチした位置を検出するのに用いられ、第２信号はスタイラスの傾斜角を検出するのに用いられる、方法を提供する。第２態様の第７の実現可能な実装形態によれば、スタイラスの先端位置および傾斜角の両方を用いる様々な機能をデバイスで実現することができる。

第２態様の第８の実現可能な実装形態では、第２態様の第１～第７の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによる方法であって、第１信号を送信する第１周波数と第２信号を送信する第２周波数とが異なる、方法を提供する。第２態様の第８の実現可能な実装形態によれば、第１信号および第２信号は互いに異なる周波数で送信されるため、第１信号と第２信号との間の干渉が低減されて、ダウンリンクＳＮＲが改善される。

実施形態の第３態様では、デバイスおよびデバイスとの通信が可能なスタイラスを含む入力システムが提供される。第３態様の第１の実現可能な実装形態において、スタイラスは、デバイスに第１信号を送信するのに用いられる第１電極、ここで第１電極はスタイラスの先端部に配置されている；デバイスに第２信号を送信するのに用いられる第２電極、ここで第２電極は第１電極から離れて配置されている；およびデバイスからの第３信号を受信するのに用いられる第３電極を備える。いくつかの例において、第３信号は、第１信号および第２信号の送信を開始させるのに用いられる。

第３態様の第１の実現可能な実装形態によれば、デバイスは、第１電極からの第１信号および第２電極からの第２信号を受信することで、第１信号および第２信号の受信位置に基づいてスタイラスの傾斜角を検出できる。さらに、デバイスは第１信号および第２信号の送信を開始させる第３信号を送信できるため、デバイスは第３信号に続く第１信号および第２信号の送信期間を正確に認識できる。これにより、第１信号および第２信号の隣接した送信期間同士の間隔が約５μｓ以下であっても、第１信号および第２信号をデバイスにおいて確実に受信することが可能になり得る。したがって、上述したスタイラスの３電極構造では、スタイラスの先端位置および傾斜角の検出において高い時間分解能を提供できるため、書き心地が改善される。

第３態様の第２の実現可能な実装形態では、第３態様の第１の実現可能な実装形態によるスタイラスであって、第３信号が、デバイスに対応する特定のスタイラスの周波数情報および識別子のうちの少なくとも一方を含む情報を搬送する、スタイラスを提供する。

第３態様の第３の実現可能な実装形態では、第３態様の第１または第２の実現可能な実装形態によるシステムであって、第３電極が第１電極と第２電極との間に配置されている、システムを提供する。第３態様の第３の実現可能な実装形態によれば、第１信号および第２信号を送信する際の第１信号と第２信号との間の干渉を第３電極によって低減させることができるため、ダウンリンクＳＮＲが改善される。

第３態様の第４の実現可能な実装形態では、第３態様の第１～第３の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるシステムであって、第２電極がリング形状をしており、スタイラスがさらに、第２電極の内側になるように構成されたグランドシールドを備える、システムを提供する。第３態様の第４の実現可能な実装形態によれば、第１信号および第２信号を送信する際の第１信号と第２信号との間の干渉をグランドシールドによって低減させることができるため、第１信号と第２信号との間の干渉の低減によって、ダウンリンクＳＮＲが改善され、第１電極および第２電極に印加される十分な性能に必要な送信電圧を低下させることが可能になる。

第３態様の第５の実現可能な実装形態では、第３態様の第１～第４の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるシステムであって、デバイスからの第３信号を受信する際に第１電極が浮遊電極として機能する、システムを提供する。第３態様の第５の実現可能な実装形態によれば、浮遊電極として機能する第１電極は、デバイスからの第３信号を増強させるので、デバイスからスタイラスへのアップリンク送信時のＳＮＲが改善される。

第３態様の第６の実現可能な実装形態では、第３態様の第１～第５の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるシステムであって、デバイスからの第３信号を受信する際に第１電極がデバイスからの第３信号を受信する電極として機能する、システムを提供する。第３態様の第６の実現可能な実装形態によれば、第３電極より近い位置に配置された第１電極、および第３電極によって、第３信号が受信され且つ増強されるため、アップリンクＳＮＲが改善される。

第３態様の第７の実現可能な実装形態では、第３態様の第６の実現可能な実装形態によるシステムであって、スタイラスがさらに、第１信号を送信するように構成された送信機；第３信号を受信するように構成された受信機；第１信号をデバイスに送信する際に第１電極を送信機と接続し、デバイスからの第３信号を受信する際に第１電極を受信機と接続するように構成されたスイッチ群を備える、システムを提供する。

第３態様の第７の実現可能な実装形態によれば、送信機はダウンリンク送信の際に第１電極および第２電極を介して第１信号および第２信号をそれぞれ送信することができ、また受信機はアップリンク送信の際に第１電極および第３電極を介して第３信号を受信することができるため、アップリンクＳＮＲが改善される。

第３態様の第８の実現可能な実装形態では、第３態様の第１～第７の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるシステムであって、第１信号はスタイラスの先端部がデバイスのタッチパネルをタッチした位置を検出するのに用いられ、第２信号はスタイラスの傾斜角を検出するのに用いられる、システムを提供する。第３態様の第８の実現可能な実装形態によれば、スタイラスの先端位置および傾斜角の両方を用いる様々な機能をデバイスで実現することができる。

第３態様の第９の実現可能な実装形態では、第３態様の第１～第８の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるシステムであって、第１信号および第２信号を送信する第１期間と第３信号を受信する第２期間とが分離されている、システムを提供する。第３態様の第９の実現可能な実装形態によれば、ダウンリンク送信用の第１期間とアップリンク送信用の第２期間とが分離されているため、アップリンク信号とダウンリンク信号との間の干渉が回避される。

第３態様の第１０の実現可能な実装形態では、第３態様の第１～第９の実現可能な実装形態のうちのいずれか１つによるシステムであって、第１信号を送信する第１周波数と第２信号を送信する第２周波数とが異なる、システムを提供する。第３態様の第１０の実現可能な実装形態によれば、第１信号および第２信号は互いに異なる周波数で送信されるため、第１信号と第２信号との間の干渉が低減されて、ダウンリンクＳＮＲが改善される。

実施形態の第４態様では、コンピュータに第２態様の方法を実現させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読記憶媒体を提供する。実施形態の第５態様では、コンピュータに第２態様の方法を実現させるコンピュータプログラムを提供する。

本開示の一実施形態による、デバイスおよびスタイラスを含む入力システムの一例を示す図である。本開示の実施形態によるスタイラスの電極について説明するための概略図である。本開示の実施形態による、スタイラスの傾斜角を検出する方法について説明するための概略図である。本開示の実施形態によるスタイラスの各要素について説明するための概略ブロック図である。本開示の実施形態によるデバイスの各要素について説明するための概略ブロック図である。本開示の実施形態による、アップリンク送信期間およびダウンリンク送信期間の構成について説明するための概略図である。本開示の実施形態による、スタイラスへのグランドシールドの追加について説明するための概略図である。ＴＸ１電極からのＴＸ１信号の一例を示す図である。ＴＸ２電極からのＴＸ２信号の一例を示す図である。本開示の実施形態による、アップリンク信号を増強する方法について説明するための概略図である。本開示の別の実施形態による、アップリンク信号を増強する別の方法について説明するための概略図である。本開示の上記別の実施形態による、ＴＸ１電極への経路を変更するための切り替え方式を示す図である。本開示の上記別の実施形態による、ＴＸ１電極への経路を変更するための切り替え方式を示す図である。本開示の上記別の実施形態による、アップリンク送信期間およびダウンリンク送信期間の構成について説明するための概略図である。本開示の上記別の実施形態による、スタイラスとデバイスとの間の通信方法について説明するためのフローチャートである。

以下では、添付図面を参照しながら各実施形態の技術的解決手段について説明する。後述する実施形態は、本開示に関する実施形態の全てではなく、ほんの一部にすぎないことが理解されるであろう。後述する実施形態に基づいて当業者が創造的努力をせずに導出できる他の実施形態は全て、本開示の保護範囲に含まれるものとすることに留意されたい。

以下では、本開示の１つの実施形態による、デバイスおよびスタイラスを含む入力システムについて説明する。例えばデバイスは、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、またはパーソナルコンピュータなどでもよい。スタイラスは、デバイスを操作するのに用いられる入力装置である。

図１は、本開示の実施形態による、デバイスおよびスタイラスを含む入力システムの一例を示している。図１に示す入力システム５が、本開示の実施形態による入力システムの一例である。

図１の一例において、入力システム５はスタイラス１０およびデバイス２０を備える。スタイラス１０は、ペン型入力装置の一例である。また、スタイラス１０はデバイス２０との通信が可能である。デバイス２０は、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、またはパーソナルコンピュータなどでもよい。デバイス２０は、スタイラス１０との通信によってスタイラス１０の先端位置および傾斜角を検出できるタッチパネル２０ａを備える。

デバイス２０は処理回路を含む。処理回路は、タッチパネルに実装された集積回路（ＩＣ）（いわゆるタッチＩＣ）でも、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などのプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）でもよい。プロセッサは、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）またはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）またはフラッシュメモリなどといったメモリに接続されている。メモリは、プロセッサにデバイス２０の動作を制御させるプログラムを格納してよい。同様にスタイラス１０も、プロセッサまたはＩＣチップなどの処理回路と、プロセッサにスタイラス１０の動作を制御させるプログラムを格納できるメモリとを備えてよい。いくつかの例において、プログラムは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を介して、スタイラス１０および／またはデバイス２０に提供されてよい。

以下では、図２を参照してスタイラス１０の多電極構造について説明する。図２は、本開示の実施形態によるスタイラスの電極について説明するための概略図である。

図２の一例において、スタイラス１０は、デバイス２０に第１信号を送信するのに用いられる第１電極１１（ＴＸ１）を備える。第１電極１１は、スタイラス１０の先端部に配置されている。また、スタイラス１０は、デバイス２０に第２信号を送信するのに用いられる第２電極１２（ＴＸ２）を備える。第２電極１２は、第１電極１１から離れて配置されている。また、第２電極１２はリング形状を有し、スタイラス１０の芯の周りに配置されてよい。スタイラス１０はさらに、デバイス２０からの第３信号を受信するのに用いられる第３電極１３（ＲＸ）を備える。

デバイス２０は、第１電極１１からの第１信号および第２電極１２からの第２信号を受信してよく、デバイス２０は、図３に示すように、タッチパネル２０ａ上の第１信号および第２信号の受信位置間（Ｐ１とＰ２との間）の距離Ａに基づいて、スタイラス１０の傾斜角を検出できる。図３は、本開示の実施形態による、スタイラスの傾斜角を検出する方法について説明するための概略図である。

さらに、デバイス２０は、第１信号および第２信号の送信を開始させる第３信号を送信してよい。第３信号を用いると、デバイス２０は、第３信号に続く第１信号および第２信号の送信期間を正確に認識できるため、デバイス２０は、第１信号および第２信号の隣接した送信期間同士の間隔が約５μｓ以下であっても、第１信号および第２信号を確実に受信できる。したがって、上述したスタイラス１０の３電極構造では、スタイラス１０の先端位置および傾斜角の検出において高い時間分解能を提供できるため、書き心地が改善される。

さらに、デバイス２０は、デバイス２０に使用可能な特定のスタイラスの周波数情報および識別子のうちの少なくとも一方を含む情報を搬送する第３信号を送信してよい。

例えば、周波数情報には、第１信号および第２信号をそれぞれ送信するための周波数を示す情報が含まれてよい。デバイス２０は、この周波数情報を用いて、第１信号および第２信号に対応する周波数のうちの少なくとも一方を変更することにより、ノイズの周波数が第１信号および第２信号を送信するための周波数に近接することを回避できる。これにより、スタイラス１０からデバイス２０へのダウンリンク送信時の信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を改善することができる。

識別子は、デバイス２０に使用可能なスタイラスを限定するのに用いられてよい。例えば、デバイス２０からの第３信号で搬送された識別子とスタイラス１０の識別子とが一致するとスタイラス１０が判定した場合、スタイラス１０は第１信号および第２信号を送信してよい。この機能は、デバイス２０の不正使用を防止するのに用いられてよい。さらに、識別子は、同時に用いられる２つまたはそれより多くのスタイラス同士を区別するのに用いられてよい。これにより、デバイス２０の機能性を拡張することができる。

図２を再び参照すると、第３電極１３は、第１電極１１と第２電極１２との間に配置されてよい。この多電極配置によれば、第３電極１３によって、第１信号および第２信号を送信する際の第１信号と第２信号との間の干渉を低減させることができるため、ダウンリンクＳＮＲが改善される。

第１電極１１は、非導電性材料で作られても、金属または導電性ポリマなどの導電性材料で作られてもよい。しかしながら、ダウンリンクＳＮＲは、第１電極１１に導電性材料を適用した場合に改善され得る。さらに、ダウンリンクＳＮＲは、第１電極１１が浮遊電極として機能するように構成されている場合に改善され得る。第２電極１２は、接地されるように構成されても、浮遊しているように構成されてもよい。しかしながら、ダウンリンクＳＮＲは、第２電極１２が接地されるように構成されている場合に改善され得る。以下の表は、ダウンリンクＳＮＲについて、第１電極１１および第２電極１２に関する４つの条件同士の比較を示している。

表：ダウンリンクＳＮＲの比較

以下では、図４を参照して、スタイラス１０の各機能について説明する。図４は、本開示の実施形態によるスタイラスの各要素について説明するための概略ブロック図である。図４の一例において、スタイラス１０は、第１電極１１、第２電極１２、第３電極１３、ＴＸドライバ１４、受信機１５、およびプロセッサ１６を備える。ＴＸドライバ１４は、第１信号および第２信号をデバイス２０に送信するために、第１電極１１および第２電極１２に電圧パルスを印加するように構成された送信機の一例である。受信機１５は、第３電極１３を介して、デバイス２０からの第３信号を受信するように構成されている。プロセッサ１６は、ダウンリンク送信期間に第１信号および第２信号を送信するようＴＸドライバ１４を制御し、またアップリンク送信期間に第３信号を受信するよう受信機１５を制御するように構成されている。

以下では、図５を参照してデバイス２０の各機能について説明する。図５は、本開示の実施形態によるデバイスの各要素について説明するための概略ブロック図である。図５の一例において、デバイス２０は、受信機２２、送信機２３、およびプロセッサ２１を備える。受信機２２および送信機２３は、タッチパネル２０ａに実装されてよい。受信機２２は、受信電極（この図には示されていない）と接続されており、受信電極を介してスタイラス１０からの第１信号および第２信号を受信するように構成されている。送信機２３は、送信電極（この図には示されていない）と接続されており、送信電極を介してスタイラス１０に第３信号を送信するように構成されている。

プロセッサ２１は、ダウンリンク送信期間に第１信号および第２信号を受信するよう受信機２２を制御し、またアップリンク送信期間に第３信号を送信するよう送信機２３を制御するように構成されている。また、プロセッサ２１は、タッチパネル２０ａ上の第１信号および第２信号の受信位置（例えば、図３のＰ１およびＰ２）を判定し、判定した位置同士の間の距離を計算して、この距離に基づいてスタイラス１０の傾斜角を検出するように構成されている。

以下では、図６を参照して、アップリンク送信期間およびダウンリンク送信期間の構成について説明する。図６は、本開示の実施形態による、アップリンク送信期間およびダウンリンク送信期間の構成について説明するための概略図である。

図６の一例において、各ＲＸブロックは、スタイラス１０の第３電極１３で第３信号を受信する期間を示し、アップリンク送信期間（例えば、図６のｔ１およびｔ６）に対応する。それぞれのアップリンク送信期間では、予め決められた数の信号パルスがスタイラス１０に送信されてよい。

各ＴＸ１ブロックはスタイラス１０の第１電極１１で第１信号を送信する期間を示し、各ＴＸ２ブロックはスタイラス１０の第２電極１２で第２信号を送信する期間を示す。ＴＸ１ブロックおよびＴＸ２ブロックは、ダウンリンク送信期間（例えば、図６のｔ２～ｔ５およびｔ７）に対応する。それぞれのダウンリンク送信期間では、予め決められた数の信号パルスがデバイス２０に送信されてよい。

デバイス２０の送信機２３はアップリンク送信期間にスタイラス１０に第３信号を送信し、デバイス２０の受信機２２はダウンリンク送信期間にスタイラス１０からの第１信号および第２信号を受信する。図６に示すように、ダウンリンク送信期間とアップリンク送信期間とが分離されているため、第３信号（アップリンク信号）と第１信号および第２信号のそれぞれ（ダウンリンク信号）との間の干渉が回避される。

アップリンク送信期間およびダウンリンク送信期間の配置が予め決められてよく、図６に示すように、ダウンリンク送信期間のシーケンスがアップリンク送信期間の後に始まる。また、隣接した２つのアップリンク送信期間の間に、予め決められた数のダウンリンク送信期間が存在する。したがって、デバイス２０が最初のダウンリンク送信期間を判定して、これをスタイラス１０に通知すると、スタイラス１０は、最初のダウンリンク送信期間に続くダウンリンク送信期間に第１信号および第２信号を送信する。したがって、デバイス２０は、第３信号の送信に続く第１信号および第２信号の受信タイミングを正確に認識できるため、隣接した送信期間同士の間隔が約５μｓ以下であっても、第１信号および第２信号を確実に受信して処理できる。これにより、スタイラスの先端位置および傾斜角の検出において高い時間分解能を実現することが可能になるため、書き心地が改善される。

以下では、図７を参照して、スタイラス１０の多電極構造の１つの変形例について説明する。図７は、本開示の実施形態による、スタイラスへのグランドシールドの追加について説明するための概略図である。

図７に示すように、スタイラス１０はさらにグランドシールド１７を備える。図７の一例において、グランドシールド１７は第２電極１２のようなリング形状を有し、グランドシールド１７の少なくとも一部が第２電極１２の内側に配置されている。グランドシールド１７のこの構成は単なる１つの例にすぎず、実施形態の変形例として様々な形状および配置がグランドシールド１７に適用されてよい。グランドシールド１７を追加することで、第１信号と第２信号との間の干渉を低減させることができるため、ダウンリンクＳＮＲが改善される。また、ダウンリンクＳＮＲの改善によって、第１電極１１および第２電極１２の両方に印加される十分な性能に必要な送信電圧を低下させることが可能になる。

以下では、図８Ａおよび図８Ｂを参照して、第１信号および第２信号の波形について説明する。図８ＡはＴＸ１電極からのＴＸ１信号の一例を示しており、図８ＢはＴＸ２電極からのＴＸ２信号の一例を示している。図８Ａに示すように、第１信号（ＴＸ１）および第２信号（ＴＸ２）のそれぞれは、パルスが等間隔で配置された波形を有する。図８Ａおよび図８Ｂの各例において、第１信号の間隔は第２信号の間隔より大きくなるように設定される、すなわち、第１信号の周波数が第２信号の周波数より小さくなるように設定される。この周波数設定により、第１信号と第２信号との間の干渉を低減させることができるため、ダウンリンクＳＮＲが改善される。

以下では、図９Ａを参照して、アップリンク信号を増強する第１の方法について説明する。図９Ａは、本開示の実施形態による、アップリンク信号を増強する方法について説明するための概略図である。

図９Ａに示すように、デバイス２０のタッチパネル２０ａにある検知モジュールは、アップリンク信号（第３信号）を送信するための電界を生成する。第１電極１１（ＴＸ１）が接地されるように構成されている場合、電界の一部が第１電極１１によって遮断され、第３電極１３が受信する第３信号の強度が低減する。したがって、本開示の実施形態による第１の方法において、スタイラス１０のＴＸドライバ１４は、アップリンク送信期間に浮遊電極として機能するように第１電極１１を制御する。第１の方法によれば、浮遊電極として機能する第１電極１１は図９Ａに示すように第３信号を増強するため、アップリンクＳＮＲが改善される。

以下では、図９Ｂを参照して、アップリンク信号を増強する第２の方法について説明する。図９Ｂは、本開示の別の実施形態による、アップリンク信号を増強する別の方法について説明するための概略図である。

本開示の実施形態による第２の方法において、スタイラス１０のＴＸドライバ１４は、アップリンク送信期間にデバイス２０からの第３信号を受信する電極として機能するよう第１電極１１を制御する。この場合、第１電極１１を介して受信された第３信号は、受信機１５に送られる。したがって、受信機１５は、第１電極１１および第３電極１３の両方を介して第３信号を受信してよい。第２の方法において、第３信号は、第３電極１３より近い位置に配置された第１電極１１と、第３電極１３とによって受信され且つ増強されるため、アップリンクＳＮＲが改善される。

第２の方法を実現するためには、図４に示すスタイラス１０の構成を変更して、第１電極１１を受信機１５と接続する経路を追加する必要があることに留意されたい。以下では、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して、第１電極１１への経路を変更するための切り替え方式について説明する。図１０Ａおよび図１０Ｂは、本開示の上記別の実施形態による、ＴＸ１電極への経路を変更するための切り替え方式を示している。

図１０Ａに示すように、スタイラス１０はさらに、スイッチ１０１、１０２、および１０３を含むスイッチ群を備える。ダウンリンク送信期間では、スイッチ１０１、１０２、および１０３がそれぞれ、オン、オフ、およびオフになるように設定され、第１電極１１はＴＸドライバ１４と接続される。この場合、第１電極１１は第１信号（ＤＬ信号＃１）を送信するのに用いられる。

一方、アップリンク送信期間では、スイッチ１０１、１０２、および１０３がそれぞれ、オフ、オン、およびオンになるように設定され、図１０Ｂに示すように、第１電極１１は受信機１５と接続される。この場合、第１電極１１は第３信号（ＵＬ信号）の受信に用いられ、第３電極１３よりタッチパネル２０ａに近い第１電極１１を介して受信された第３信号は、第３電極１３を介して受信された第３信号を強く増強し、増強された第３信号は受信機１５に送られる。したがって、上述した第２の方法はさらに、アップリンクＳＮＲを改善することができる。

上述した第２の方法では、アップリンク送信期間およびダウンリンク送信期間の構成が、図１１に示す構成に変更される。図１１は、本開示の上記別の実施形態による、アップリンク送信期間およびダウンリンク送信期間の構成について説明するための概略図である。図１１の一例では、第１信号の送信期間を示すＴＸ１ブロックを含むブロックのシーケンスに、ＲＸブロックが期間ｔ１およびｔ６において追加されている。この場合、スタイラス１０は、期間ｔ１およびｔ６において第１電極１１および第３電極１３の両方を用いて、デバイス２０からの第３信号を受信する。

以下では、図１２を参照して、上述した第２の方法による、スタイラス１０とデバイス２０との間の通信方法について説明する。図１２は、本開示の上記別の実施形態による、スタイラスとデバイスとの間の通信方法について説明するためのフローチャートである。

段階Ｓ１１では、デバイス２０から第３信号を受信する前に、スタイラス１０はスイッチ１０１、１０２、および１０３を制御して、第１電極１１を受信機１５と接続し、またＴＸドライバ１４と第１電極１１との間の経路を遮断する。

段階Ｓ１２では、デバイス２０はスタイラス１０への第１信号および第２信号の送信を開始させる第３信号を送信し、スタイラス１０は第１電極１１および第３電極１３の両方を介してデバイス２０からの第３信号を受信する。

段階Ｓ１３では、スタイラス１０は、デバイス２０からの第３信号の受信に従って、第１信号および第２信号を送信するためのダウンリンク送信期間を決定する。

段階Ｓ１４では、スタイラス１０は、スイッチ１０１、１０２、および１０３を制御して、第１電極１１をＴＸドライバ１４と接続し、また受信機１５と第１電極１１との間の経路を遮断する。

段階Ｓ１５では、スタイラス１０は、決定したダウンリンク送信期間に、第１電極１１および第２電極１２を介して、第１信号および第２信号をそれぞれ送信する。デバイス２０はダウンリンク送信期間に第１信号および第２信号の受信タイミングを正確に認識できるため、デバイス２０は、隣接したダウンリンク送信期間同士の間隔が約５μｓ以下であっても、第１信号および第２信号を確実に受信して処理できる。これにより、スタイラスの先端位置および傾斜角の検出において高い時間分解能を実現することが可能になるため、書き心地が改善される。

前述の開示は、例示的な実施形態を単に開示しているだけであり、本発明の保護範囲を限定することを意図するものではない。当業者であれば、前述の実施形態と、本発明の請求項の範囲に基づいて導出され得る他の実施形態および修正の全部または一部とが、当然ながら本発明の範囲に含まれることが理解されるであろう。

Claims

デバイスとの通信が可能なスタイラスであって、前記スタイラスが、
前記デバイスに第１信号を送信するのに用いられる第１電極、ここで前記第１電極が前記スタイラスの先端部に配置されている；
前記デバイスに第２信号を送信するのに用いられる第２電極、ここで前記第２電極が前記第１電極から離れて配置されている；および
前記デバイスからの第３信号を受信するのに用いられる第３電極
を備える、スタイラス。
前記第３信号が前記第１信号および前記第２信号の送信を開始させるのに用いられる、請求項１に記載のスタイラス。
前記第３信号が、前記デバイスに対応する特定のスタイラスの周波数情報および識別子のうちの少なくとも１つを含む情報を搬送する、請求項１または２に記載のスタイラス。
前記第３電極が前記第１電極と前記第２電極との間に配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載のスタイラス。
前記第２電極がリング形状をしており、前記スタイラスがさらに、前記第２電極の内側になるように構成されたグランドシールドを有する、請求項１から４のいずれか一項に記載のスタイラス。
前記デバイスからの前記第３信号を受信する際に、前記第１電極が浮遊電極として機能する、請求項１から５のいずれか一項に記載のスタイラス。
前記デバイスからの前記第３信号を受信する際に、前記第１電極が前記デバイスからの前記第３信号を受信するための電極として機能する、請求項１から６のいずれか一項に記載のスタイラス。
前記第１信号および前記第２信号を送信するための第１期間と前記第３信号を受信するための第２期間とが分離されている、請求項１から７のいずれか一項に記載のスタイラス。
前記第１信号を送信する第１周波数と前記第２信号を送信する第２周波数とが異なる、請求項１から８のいずれか一項に記載のスタイラス。
スタイラスでデバイスと通信するための方法であって、前記方法が、
アップリンク送信期間に前記スタイラスの第３電極で前記デバイスからの第３信号を受信する段階；
ダウンリンク送信期間に前記スタイラスの第１電極で前記デバイスに第１信号を送信する段階、ここで前記第１電極が前記スタイラスの先端部に配置されている；
前記ダウンリンク送信期間に前記スタイラスの第２電極で前記デバイスに第２信号を送信する段階、ここで前記第２電極が前記第１電極から離れて配置されている
を備える、方法。
前記第３信号が前記第１信号および前記第２信号の送信を開始させるのに用いられる、請求項１０に記載の方法。
前記第３信号が、前記デバイスに対応する特定のスタイラスの周波数情報および識別子のうちの少なくとも１つを含む情報を搬送する、請求項１０または１１に記載の方法。
前記アップリンク送信期間に浮遊電極として機能するよう前記第１電極を管理する段階をさらに備える、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
前記アップリンク送信期間に前記デバイスからの前記第３信号を受信するための電極として機能するよう前記第１電極を管理する段階をさらに備える、請求項１０から１３のいずれか一項に記載の方法。
前記第１信号を送信する第１周波数と前記第２信号を送信する第２周波数とが異なる、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。