JP6749397B2 - スタイラス及びセンサコントローラ - Google Patents

Description

本発明はスタイラス及びセンサコントローラに関し、特に、スタイラスから送信するバースト信号によりセンサコントローラがスタイラスの検出を行う位置検出システムを構成するスタイラス及びセンサコントローラに関する。

従来のスタイラスは、センサコントローラに自身及びその位置を検出させるためのバースト信号に続けて、筆圧やスタイラスＩＤなどのデータを含むデータ信号を送信している。バースト信号は、スタイラスとセンサコントローラとの間で予め既知とされた所定の波形を有する信号（例えば所定周波数の無変調信号）である。一方、データ信号は、送信対象のデータによって変調された信号である。特許文献１の図７には、このような信号送信を行うスタイラスの例が開示されている。

センサコントローラは、スタイラスを検出していない段階では、タッチ面に並べて配置された複数の電極のすべてを順次使用して検出動作を行うことによって、バースト信号の検出を試みる。その結果としてバースト信号を検出した場合には、バースト信号を検出した電極の近傍に位置する一部の電極のみを用いて、データ信号の検出を試みる。

国際公開第２０１５／１１１１５９号公報

しかしながら従来のセンサコントローラには、特にスタイラスがタッチ面に未だ接していない場合（ホバー中）において、バースト信号がタッチ面に届いているにも関わらずその検出に失敗する場合がある、という課題があった。これは、ホバー中においてはスタイラスとタッチ面の間に距離があることから、センサコントローラで検出されるバースト信号の振幅が小さくなり、十分なＳ／Ｎ比が取れないということによるものである。これに対し、ホバー中であっても十分なＳ／Ｎ比を得るための一つの手段として電極一本あたりの検出動作時間を長くすることも考えられるが、そうすると今度は、タッチ面内の広い範囲でバースト信号を検出することが困難になる。範囲内のすべての電極を一通り走査する前に、バースト信号の送信が終わってしまうからである。

また、ペンダウン操作がなされ、十分なＳ／Ｎ比を得られる距離にまでスタイラス及びセンサコントローラが近づいたときであっても、そのタイミングでスタイラスがバースト信号ではなくデータ信号を送信していたとすると、センサコントローラによるスタイラスの検出が失敗する可能性がある。

したがって、本発明の目的の一つは、未検出のスタイラスの位置を特定するためにタッチ面内の広い範囲でバースト信号を検出できる状態を確保しつつ、センサコントローラによるバースト信号検出の失敗の可能性を低減できるスタイラス及びセンサコントローラを提供することにある。

本発明の一側面によるスタイラスは、センサコントローラとの間で双方向に通信可能とされたスタイラスであって、前記センサコントローラが送信したアップリンク信号を受信する受信部と、前記アップリンク信号に基づいて、所定波形の信号を第２の時間にわたって連続送信するか、又は、前記所定波形の信号を前記第２の時間より長い第１の時間にわたって連続送信するかを決定する制御部と、前記制御部の決定結果に基づき、前記所定波形の信号を前記第１の時間又は前記第２の時間にわたって連続送信する送信部とを含む。

本発明の他の一側面によるスタイラスは、センサコントローラとの間で双方向に通信可能とされたスタイラスであって、前記センサコントローラが送信したアップリンク信号を受信する受信部と、前記アップリンク信号により前記センサコントローラの状態を判定する制御部と、前記アップリンク信号により前記センサコントローラがスタイラスを未検出状態であることが示される場合に、前記制御部の指示に応じて、前記センサコントローラとの間で予め既知とされた所定パターンの信号を所定時間にわたって連続送信する一方、前記アップリンク信号により前記センサコントローラがスタイラスの位置を導出済み状態であることが示される場合に、前記所定パターンの信号を前記所定時間にわたって連続送信せずに、前記スタイラスの操作状態によって変化するデータ信号を送信する送信部とを含む。

本発明の一側面によるセンサコントローラは、スタイラスから送信された信号を検出することによってスタイラスの位置を導出可能に構成されたセンサコントローラであって、スタイラスを未検出であるか検出済みであるかを判定する判定ステップと、前記判定ステップによりスタイラスが検出済みであると判定されたことに応じて、前記スタイラスに対して前記所定波形の信号を第２の時間にわたって連続送信することを指示するための第２のアップリンク信号を送信するステップと、前記判定ステップによりスタイラスが未検出であると判定されたことに応じて、スタイラスに対して所定波形の信号を前記第２の時間より長い第１の時間にわたって連続送信することを指示する第１のアップリンク信号を送信するステップとを実行するように構成される。

本発明の他の一側面によるセンサコントローラは、それぞれ第１の方向に延在するＭ本の第１の電極、及び、それぞれ前記第１の方向と異なる第２の方向に延在するＮ本の第２の電極を含んでなるマトリクス電極に接続されたセンサコントローラであって、前記Ｍ本の第１の電極のそれぞれに対して所定の信号を供給し、前記Ｎ本の第２の電極のそれぞれで検出された該所定の信号により指タッチ検出を行う指タッチ検出ステップと、前記Ｍ本の第１の電極の少なくとも一部及び前記Ｎ本の第２の電極の少なくとも一部を用いて、未検出のスタイラスを検出するとともに該スタイラスの位置座標を導出する全範囲スキャンステップと、前記全範囲スキャンステップで用いた前記第１の電極の数より少ない数の前記第１の電極と、前記全範囲スキャンステップで用いた前記第２の電極の数より少ない数の前記第２の電極とを用いて、既検出のスタイラスの位置座標を導出するセクタスキャンステップとを実行するように構成される。

本発明によれば、センサコントローラは、スタイラスがホバー中である可能性が高いスタイラス未検出状態において、スタイラスが通常のバースト信号より長い時間にわたって継続するロングバースト信号を送信することを期待できるようになる。したがって、電極一本あたりの検出動作時間を通常のバースト信号受信時より長くしつつも、ロングバースト信号の送信継続期間内により多くの電極を走査してバースト信号を検出することが可能になるので、タッチ面内の広い範囲でバースト信号を検出できる状態を確保しつつ、センサコントローラによるバースト信号検出の失敗の可能性を低減することが可能になる。

本発明の実施の形態による電子機器３の構成を示す図であり、（ａ）は指Ｆによるタッチを検出する場合の電子機器３の動作を示し、（ｂ）はスタイラス２を検出する場合の電子機器３の動作を示している。 本発明の実施の形態による電子機器３の構成を示す図である。 本発明の実施の形態によるスタイラス２が送信するロングバースト信号、バースト信号、及びデータ信号の構成を示す図である。 スタイラス２がアップリンク検出高さＡＨより上方にある場合におけるスタイラス２とセンサコントローラ３１の間における信号送受信のシーケンスを示す図であり、（ａ）はセンサコントローラ３１によるペン起動信号の送信時を、（ｂ）はセンサコントローラ３１がロングバースト信号の送信を要求した場合をそれぞれ示している。 スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を未だ特定していない段階におけるスタイラス２とセンサコントローラ３１の間における信号送受信のシーケンスを示す図であり、（ａ）はセンサコントローラ３１によるペン起動信号の送信時を、（ｂ）はスタイラス２が送信したロングバースト信号をセンサコントローラ３１が線状電極３０Ｙを用いて受信する場合を、（ｃ）はスタイラス２が送信したロングバースト信号をセンサコントローラ３１が線状電極３０Ｘを用いて受信する場合をそれぞれ示している。 スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を特定した後におけるスタイラス２とセンサコントローラ３１の間における信号送受信のシーケンスを示す図であり、スタイラス２によるバースト信号及びデータ信号の送信時を示している。 本発明の実施の形態によるセンサコントローラ３１の動作を説明する図であり、（ａ）は全範囲スキャンの前半を、（ｂ）は全範囲スキャンの後半を、（ｃ）はセクタスキャンをそれぞれ示している。 本発明の実施の形態によるスタイラス２の構成を示す図である。 本発明の実施の形態によるセンサコントローラ３１の動作の全体を示す処理フロー図である。 本発明の実施の形態によるセンサコントローラ３１が行うスタイラス検出処理を示す処理フロー図である。 図１０に対応するスタイラス２の動作を示す処理フロー図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例によるスタイラス２の構成を示す図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例によるスタイラス２の動作を示す処理フロー図である。 本発明の実施の形態の第３の変形例によるセンサコントローラ３１の動作を示す処理フロー図である。 本発明の実施の形態の第４の変形例によるスタイラス２が送信するロングバースト信号を示す図である。 本発明の実施の形態の第５の変形例によるスタイラス２の動作を示す処理フロー図である。 本発明の実施の形態の第６の変形例による特定位置除斥処理を説明する図であり、（ａ）は指タッチ検出処理によって検出された指タッチエリア、（ｂ）は、（ａ）の指タッチ検出処理の直後に実行されたスタイラス検出処理によって導出されたスタイラス２の位置をそれぞれ示している。 本発明の実施の形態の第６の変形例によるセンサコントローラ３１の動作を示す処理フロー図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態による電子機器３の構成を示す図である。電子機器３は、例えばタブレット端末のようなタッチ面を有するコンピュータであり、同図に示すように、センサ３０及びセンサコントローラ３１を備えて構成される。

センサ３０は、タッチ面の内側に配置されたＭ本の線状電極３０Ｘ（第１の電極）及びＮ本（Ｎ＜Ｍ）の線状電極３０Ｙ（第２の電極）を含んでなるマトリクス電極によって構成される。具体的な例では、Ｍ＝７２、Ｎ＝４６である。Ｍ本の線状電極３０Ｘは、タッチ面に平行な第１の方向に等間隔で延在するように配置される。また、Ｎ本の線状電極３０Ｙは、タッチ面に平行かつ第１の方向と直交する第２の方向に等間隔で延在するように配置される。各線状電極３０Ｘ及び各線状電極３０Ｙは、個別にセンサコントローラ３１に接続されている。

センサコントローラ３１は、センサ３０を利用して、指Ｆによるタッチの検出（タッチ面内における指Ｆの位置座標の導出を含む）と、スタイラス２の検出（タッチ面内におけるスタイラス２の位置座標の導出を含む）とを時分割で行う制御部である。

図１（ａ）は、指Ｆによるタッチを検出する場合の電子機器３の動作を示している。同図に示すように、指Ｆによるタッチを検出するときのセンサコントローラ３１は、複数の線状電極３０Ｙのそれぞれに対して順次所定の信号（以下、「指検出用信号」という）を供給するとともに、複数の線状電極３０Ｘそれぞれの電位を順次走査することによって、線状電極３０Ｙとの交点を通って各線状電極３０Ｘに到来した指検出用信号の検出を行う。こうして検出される指検出用信号の振幅は、該指検出用信号が通過した交点の近傍に指Ｆが接近している場合に、接近していない場合に比べて小さくなる。指Ｆと線状電極３０Ｘ，３０Ｙとの間に生ずる容量結合を通じて、線状電極３０Ｘ，３０Ｙ上を流れる電流の一部が人体方向に流れ出るからである。センサコントローラ３１は、このような振幅の変化を検出することにより、指Ｆによるタッチを検出する。

図１（ｂ）は、スタイラス２を検出する場合の電子機器３の基本的な動作を示している。同図に示すように、スタイラス２を検出するときのセンサコントローラ３１は、基本的な動作としては、複数の線状電極３０Ｘ及び複数の線状電極３０Ｙのそれぞれを順次受信電極として用いて、スタイラス２が送信する信号（以下、「ダウンリンク信号」という）の検出動作を行う。そして、その検出結果に基づいて、スタイラス２の検出を行う。なお、実際の動作では、線状電極３０Ｘ，３０Ｙの一部のみを用いてスタイラス２の検出を行う場合があるが、その点については後述する。

センサコントローラ３１がスタイラス２を検出するためには、ダウンリンク信号をセンサコントローラ３１が受信できる程度にまで、スタイラス２が電子機器３のタッチ面に接近している必要がある。図示したセンシング範囲ＳＲは、ダウンリンク信号をセンサコントローラ３１が受信できる範囲を模式的に示したものである。センサコントローラ３１は、スタイラス２がこのセンシング範囲ＳＲに入った場合に、ダウンリンク信号を受信し、それによってスタイラス２を検出できるようになる。センシング範囲ＳＲの外から中に移動するというスタイラス２の動きを、以下では「ペンダウン」と称する。ペンダウンは通常、スタイラス２を電子機器３のタッチ面に近づけるというユーザの操作によって実行される。また、センシング範囲ＳＲに入ったものの、未だスタイラス２がタッチ面に接触していない状態を「ホバー中」と称する。スタイラス２がペンダウンを経てホバー中の状態になった場合、センサコントローラ３１はダウンリンク信号を検出することによってスタイラス２を検出しようとするが、ホバー中においてはスタイラス２とタッチ面の間に一定の距離が存在し、その距離によっては十分なＳ／Ｎ比を確保することが困難となるため、結果としてスタイラス２の検出に失敗する場合がある。また、スタイラス２がセンシング範囲ＳＲに入っていたとしても、スタイラス２がバースト信号ではなくデータ信号を送信している期間においては、センサコントローラ３１はスタイラス２の検出に失敗する場合がある。本発明は、このような失敗を回避できるようにすることを目的の一つとするものである。

ここで、スタイラス２は、センシング範囲ＳＲの外にいる場合であっても、センサコントローラ３１がスタイラス２に向けて送信する信号（以下、「アップリンク信号」という）を受信できる場合がある。これは、一部のアップリンク信号（後述するペン起動信号やロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号など）については、タッチ面の全面（全線状電極３０Ｘ及び全線状電極３０Ｙの一方又は両方）を用いて送信されるためである。図示したアップリンク検出高さＡＨは、スタイラス２がこれらのアップリンク信号を受信できる高さ（タッチ面からの距離）の限界を示している。アップリンク検出高さＡＨは、センシング範囲ＳＲの上限よりも高い位置（タッチ面から遠い位置）となる。

図２は、本実施の形態による電子機器３の構成を示す図である。センサ３０を構成する複数の線状電極３０Ｘ及び複数の線状電極３０Ｙは、スタイラス２及び指Ｆと容量結合するように構成される。指Ｆがセンサ３０に接近した場合、この容量結合を介して、センサコントローラ３１から線状電極３０Ｙに流れ込む電流の一部が指Ｆに吸い取られる。これにより、上記したように線状電極３０Ｘで検出される指検出用信号の振幅が小さくなるので、センサコントローラ３１による指Ｆによるタッチの検出が可能になる。また、センサ３０は、上記容量結合を介して、スタイラス２との間で双方向に信号を送受信可能に構成される。

センサコントローラ３１は、図２に示すように、送信部６０、選択部４０、受信部５０、ロジック部７０、及びＭＣＵ８０を有して構成される。

送信部６０は、指Ｆによるタッチを検出するタイミングでは指検出用信号を生成し、スタイラス２を検出するタイミングではアップリンク信号を生成する回路である。アップリンク信号には、スタイラス２に対してセンサコントローラ３１の存在を知らせるためのペン起動信号と、スタイラス２に対する指示（コマンド）を示すコマンド信号とが含まれる。

図２の送信部６０には、アップリンク信号の生成に関する機能ブロックのみを詳細に示している。この機能ブロックには、パターン供給部６１、スイッチ６２、拡散処理部６３、符号列保持部６４、及び送信ガード部６５が含まれる。なお、このうち特にパターン供給部６１に関して、本実施の形態では送信部６０内に含まれるものとして説明するが、ＭＣＵ８０内に含まれることとしてもよい。

ペン起動信号は、所定の検出パターンｃ１の繰り返しと、末尾に配置される所定の区切りパターンＳＴＰとによって構成される。

検出パターンｃ１は、スタイラス２がセンサコントローラ３１の存在を検出するために用いられるシンボルの値のパターンであり、事前に（スタイラス２がセンサコントローラ３１を検出する前に）スタイラス２に既知にされている。シンボルは、送信処理においては変調に用いる情報の単位（送信信号が表現する情報の単位）であり、受信処理においては受信信号である１シンボルを復調して得られる情報の単位である。シンボルの値は、ビット列に変換される値（以下、「ビット列対応値」と称する）と、シンボルを受信したスタイラス２によってビット列に変換されない値（以下、「ビット列非対応値」と称する）とを含むことができる。具体的な例では、検出パターンｃ１は、２種類のビット列非対応値「Ｐ」「Ｍ」の結合からなるパターン「ＰＭ」により構成される。

区切りパターンＳＴＰは、検出パターンｃ１の繰り返し期間の終了をスタイラス２に通知するためのシンボルの値のパターンであり、検出パターンｃ１の繰り返し中に現れないパターンによって構成される。区切りパターンＳＴＰも、事前に（スタイラス２がセンサコントローラ３１を検出する前に）スタイラス２に既知にされている。一例を挙げると、上記のように検出パターンｃ１を２つのビット列非対応値「Ｐ」「Ｍ」の結合「ＰＭ」により構成する場合、区切りパターンＳＴＰは、ビット列非対応値「Ｐ」を２回連続させてなるパターン「ＰＰ」により構成することができる。区切りパターンＳＴＰと検出パターンｃ１との構成を逆にして、区切りパターンを「ＰＭ」により構成して検出パターンｃ１を「ＰＰ」により構成してもよい。

パターン供給部６１は、検出パターンｃ１及び区切りパターンＳＴＰを保持しており、ロジック部７０から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ１の指示に従ってこれらを所定の順序で出力するよう構成される。具体的には、所定の連続送信期間の間、検出パターンｃ１を連続して繰り返し出力するとともに、連続送信期間の終了直後に、区切りパターンＳＴＰを出力するよう構成される。これにより、ペン起動信号の送信が実現される。なお、区切りパターンＳＴＰについては、ロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号（後述）の先頭で出力することとしてもよい。

スイッチ６２は、ロジック部７０から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ２に基づいてパターン供給部６１及びＭＣＵ８０のいずれか一方を選択し、選択した一方の出力を拡散処理部６３に供給する機能を有する。スイッチ６２がパターン供給部６１を選択した場合、拡散処理部６３には、パターン供給部６１から検出パターンｃ１又は区切りパターンＳＴＰが供給される。一方、スイッチ６２がＭＣＵ８０を選択した場合、拡散処理部６３には、ＭＣＵ８０から制御情報ｃ２が供給される。

制御情報ｃ２は、スタイラス２に対する指示（コマンド）を示す情報であり、ＭＣＵ８０によって生成される。上述したコマンド信号は、この制御情報ｃ２によって構成される。制御情報ｃ２は可変長のビット列に対応づけられるシンボルの値（例えば０〜１５）を含み、スタイラス２との間でその値が事前に共有されていない点で、検出パターンｃ１や区切りパターンＳＴＰと異なっている。

符号列保持部６４は、ロジック部７０から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ３に基づき、自己相関特性を有する所定チップ長の拡散符号ＰＮを生成して保持する機能を有する。符号列保持部６４が保持している拡散符号ＰＮは、拡散処理部６３に供給される。

拡散処理部６３は、スイッチ６２を介して供給されるシンボルの値（検出パターンｃ１、区切りパターンＳＴＰ、又は制御情報ｃ２）に基づいて符号列保持部６４によって保持される拡散符号ＰＮを変調することにより、所定チップ長の送信チップ列を得る機能を有する。拡散処理部６３は、取得した送信チップ列を送信ガード部６５に供給するよう構成される。

送信ガード部６５は、ロジック部７０から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ４に基づき、アップリンク信号の送信期間とダウンリンク信号の受信期間との間に、送信動作と受信動作を切り替えるために必要となるガード期間（送信と受信の両方を行わない期間）を挿入する機能を有する。

受信部５０は、ロジック部７０の制御信号ｃｔｒｌ＿ｒに基づいて、送信部６０が送信した指検出用信号、又は、スタイラス２が送信したダウンリンク信号を受信するための回路である。具体的には、増幅回路５１、検波回路５２、及び、アナログデジタル（ＡＤ）変換器５３を含んで構成される。

増幅回路５１は、選択部４０から供給される信号（指検出用信号又はダウンリンク信号）を増幅して出力する。検波回路５２は、増幅回路５１の出力信号のレベルに対応した電圧を生成する回路である。ＡＤ変換器５３は、検波回路５２から出力される電圧を所定時間間隔でサンプリングすることによって、デジタル信号を生成する回路である。ＡＤ変換器５３が出力するデジタル信号は、ＭＣＵ８０に供給される。

選択部４０は、スイッチ４４ｘ，４４ｙと、導体選択回路４１ｘ，４１ｙとを含んで構成される。

スイッチ４４ｘ，４４ｙはそれぞれ、共通端子とＴ端子及びＲ端子のいずれか一方とが接続されるように構成された１回路２接点のスイッチ素子である。スイッチ４４ｘの共通端子は導体選択回路４１ｘに接続され、Ｔ端子は送信部６０の出力端に接続され、Ｒ端子は受信部５０の入力端に接続される。また、スイッチ４４ｙの共通端子は導体選択回路４１ｙに接続され、Ｔ端子は送信部６０の出力端に接続され、Ｒ端子は受信部５０の入力端に接続される。

導体選択回路４１ｘは、Ｍ本の線状電極３０Ｘを選択的にスイッチ４４ｘの共通端子に接続するためのスイッチ素子である。導体選択回路４１ｘは、Ｍ本の線状電極３０Ｘの一部又は全部を同時にスイッチ４４ｘの共通端子に接続することも可能に構成される。

導体選択回路４１ｙは、Ｎ本の線状電極３０Ｙを選択的にスイッチ４４ｙの共通端子に接続するためのスイッチ素子である。導体選択回路４１ｙも、Ｎ本の線状電極３０Ｙの一部又は全部を同時にスイッチ４４ｙの共通端子に接続することも可能に構成される。

選択部４０には、ロジック部７０から４つの制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹが供給される。具体的には、制御信号ｓＴＲｘはスイッチ４４ｘに、制御信号ｓＴＲｙはスイッチ４４ｙに、制御信号ｓｅｌＸは導体選択回路４１ｘに、制御信号ｓｅｌＹは導体選択回路４１ｙにそれぞれ供給される。ロジック部７０は、これら制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御することにより、指検出用信号の送信及び受信と、ペン起動信号及びコマンド信号を含むアップリンク信号の送信と、ダウンリンク信号の受信とを実現する。ロジック部７０による選択部４０の制御については、後ほどより詳しく説明する。

ロジック部７０及びＭＣＵ８０は、送信部６０、受信部５０、及び選択部４０を制御することにより、センサコントローラ３１の送受信動作を制御する制御部である。具体的に説明すると、ＭＣＵ８０は、内部にＲＯＭおよびＲＡＭを有し、所定のプログラムに基づき動作するマイクロプロセッサである。一方、ロジック部７０は、ＭＣＵ８０の制御に基づき、上述した各制御信号を出力するよう構成される。ＭＣＵ８０はまた、ＡＤ変換器５３から供給されるデジタル信号に基づいて指Ｆ又はスタイラス２の位置を示す座標データｘ，ｙ等を導出し、電子機器３のシステムコントローラに対して出力する処理と、ＡＤ変換器５３から供給されるデジタル信号がデータ信号を示している場合には、そのデジタル信号により表されるデータＲｅｓを取得し、電子機器３のシステムコントローラに対して出力する処理とを行うよう構成される。

以下、ロジック部７０による選択部４０の制御について、具体的に説明する。

まず指検出用信号の送信及び受信を行うときのロジック部７０は、Ｎ本の線状電極３０Ｙが順次送信部６０の出力端に接続され、Ｍ本の線状電極３０Ｘが順次受信部５０の入力端に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これにより、図１にも示したように、Ｎ本の線状電極３０Ｙのそれぞれに対して順次指検出用信号を供給すること、及び、線状電極３０Ｙとの交点を通って各線状電極３０Ｘに到来した指検出用信号を受信部５０により検出することが可能になるので、指Ｆによるタッチの検出が実現される。

アップリンク信号の送信及びダウンリンク信号の受信を行うときのロジック部７０は、スタイラス２の検出状態及びダウンリンク信号の種類によって異なる処理を行う。以下、ダウンリンク信号の種類と、スタイラス２とセンサコントローラ３１の間における信号送受信のシーケンスとを初めに説明し、その後、アップリンク信号の送信及びダウンリンク信号の受信を行うときを行うときのロジック部７０の動作について、詳しく説明する。

図３は、本発明の実施の形態によるスタイラス２が送信するダウンリンク信号の種類を示す図である。同図に示すように、ダウンリンク信号には、ロングバースト信号、バースト信号、及びデータ信号が含まれる。ロングバースト信号は、スタイラス２とセンサコントローラ３１との間で予め既知とされた所定パターンの信号である所定波形の信号を、所定の時間Ｔ１（第１の時間）にわたって連続送信してなる信号である。バースト信号は、上記所定波形の信号を、時間Ｔ１より短い所定の時間Ｔ２（第２の時間）にわたって連続送信してなる信号である。データ信号は、上記所定波形の信号がデータにより変調されてなるデータ信号であり、時間Ｔ２と時間Ｔ１の差Ｔ１−Ｔ２に相当する時間内に、バースト信号に続けて送信される。なお、バースト信号の先頭には、バースト信号との区切りを示すための所定のギャップ信号（図示せず）が挿入される。スタイラス２が送信するダウンリンク信号の種類は、センサコントローラ３１が送信するコマンド信号による指示に従って選択される。

図４〜図６は、スタイラス２とセンサコントローラ３１の間における信号送受信のシーケンスを示す図であり、図４は、スタイラス２がアップリンク検出高さＡＨより上方にある場合を、図５は、スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を未だ特定していない段階を、図６は、スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を特定した後をそれぞれ示している。以下、それぞれの場合について順に説明する。

＜スタイラス２がアップリンク検出高さＡＨより上方にある場合＞
図４（ａ）はセンサコントローラ３１によるペン起動信号の送信時を、図４（ｂ）はセンサコントローラ３１がロングバースト信号の送信を要求した場合をそれぞれ示している。

センサコントローラ３１は、まず初めに図４（ａ）に示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間Ｔ（＝ｔ１−ｔ０）にわたり、ペン起動信号の送信を行う。この送信は、センサコントローラ３１がスタイラス２をまだ検出していないときに実行される。ペン起動信号は、上述したように、検出パターンｃ１の繰り返しと末尾の区切りパターンＳＴＰとを含む信号である。スタイラス２は、検出パターンｃ１を構成するシンボル（上述した例では「Ｐ」及び「Ｍ」）の検出動作を間欠的に行うことによって検出パターンｃ１の検出動作を間欠的に行うが、自身がアップリンク検出高さＡＨより上方にある場合には、この検出動作によっても検出パターンｃ１を検出することはできない。したがって、スタイラス２は、検出パターンｃ１の検出動作をただ繰り返すことになる。

センサコントローラ３１は、ペン起動信号の送信に引き続き、図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ１以後の時刻ｔ２でコマンド信号（図４〜図６では「ＣＭＤ」と記す）の送信を開始する。コマンド信号の送信に要する時間は、上述した時間Ｔより短いＴ０である。まだスタイラス２を検出していない段階では、センサコントローラ３１はロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号を送信する。しかし、アップリンク検出高さＡＨより上方にあるスタイラス２はこのコマンド信号を受信することもできないので、コマンド信号に応じてロングバースト信号を送信することもなく、ただ検出パターンｃ１の検出動作を繰り返す。

センサコントローラ３１は、ロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号を送信した後、ロングバースト信号の検出動作を行う。この検出動作は、後述する全範囲スキャンの前半に相当し、Ｎ本の線状電極３０Ｙを順次使用して実行される。全範囲スキャンの詳細については、後述する。ここでは、スタイラス２がロングバースト信号の送信を行わないことから、当然、センサコントローラ３１によってロングバースト信号が検出されることはない。ロングバースト信号の検出動作として使用可能な時間は、時間Ｔと時間Ｔ０の差分に相当する時間Ｔ１（＝Ｔ−Ｔ０）であるが、Ｎ本の線状電極３０Ｙを順次使用してロングバースト信号の検出動作を行う場合、時間Ｔ１が経過する時刻ｔ４（＝ｔ２＋Ｔ）より前の時刻ｔ３でロングバースト信号の検出動作が一旦完了する。そこで、この検出動作の間にロングバースト信号を検出しなかった場合のセンサコントローラ３１は、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、スリープ状態となる。これにより、センサコントローラ３１の消費電力が低減される。時刻ｔ４の後には、ペン起動信号の送信が繰り返される。

＜スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を未だ特定していない段階＞
図５（ａ）はセンサコントローラ３１によるペン起動信号の送信時を、図５（ｂ）はスタイラス２が送信したロングバースト信号をセンサコントローラ３１が線状電極３０Ｙを用いて受信する場合を、図５（ｃ）はスタイラス２が送信したロングバースト信号をセンサコントローラ３１が線状電極３０Ｘを用いて受信する場合をそれぞれ示している。

図５（ａ）に示すようにペンダウン操作（時刻ｔ６）がなされると、スタイラス２は、その後に行う検出パターンｃ１の検出動作（時刻ｔ７）により、検出パターンｃ１を検出できるようになる。こうして検出パターンｃ１を検出したスタイラス２は、区切りパターンＳＴＰが検出されるまで検出動作を継続する。そして区切りパターンＳＴＰが検出されると、その検出時刻に基づいてセンサコントローラ３１と同期する。この同期は、具体的には後述する送受信スケジュールの作成によって行われる。

なお、図５（ａ）には、ペン起動信号の送信が開始された時刻ｔ５からペン起動信号の送信が終了した時刻ｔ８（＝ｔ５＋Ｔ）の間の時刻ｔ６でペンダウン操作がなされ、時刻ｔ８に至る前の時刻ｔ７でスタイラス２が検出パターンｃ１を検出した例を示しているが、例えばセンサコントローラ３１がロングバースト信号の検出動作を行っている場合にペンダウン操作がなされた場合（例えば図５（ｂ）に示す時刻ｔ６'）であっても、少しスタイラス２による検出パターンｃ１の検出タイミングが遅れるだけで、同様の処理が実行される。

続いて図５（ｂ）に示すように、センサコントローラ３１が時刻ｔ８以後の時刻ｔ９でロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号の送信を開始すると、スタイラス２はこのコマンド信号を受信し、時刻ｔ１０（＝ｔ９＋Ｔ）までの時間Ｔ１にわたってロングバースト信号の連続送信を行う。センサコントローラ３１は、こうして送信されるロングバースト信号を検出することにより、スタイラス２の検出を行う。

具体的には、まず図５（ｂ）に示すように、Ｎ本の線状電極３０Ｙを順次使用して、ロングバースト信号の検出動作を行う（後述する全範囲スキャンの前半）。このとき、いずれか１本以上の線状電極３０Ｙでロングバースト信号が検出されることになるので、センサコントローラ３１は、各線状電極３０Ｙにおけるロングバースト信号の検出強度を記憶する。次いでセンサコントローラ３１は、図５（ｃ）に示すように、時刻ｔ１０以後の時刻ｔ１１でロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号の送信を再度開始し、送信終了とともにロングバースト信号の検出動作を再度行う。この検出動作は、時刻ｔ１２（＝ｔ１１＋Ｔ）まで、Ｍ本の線状電極３０Ｘを順次使用して実施される（後述する全範囲スキャンの後半）。この検出動作により、いずれか１本以上の線状電極３０Ｘでロングバースト信号が検出されることになるので、センサコントローラ３１は、各線状電極３０Ｘにおけるロングバースト信号の検出強度を記憶する。そして、先に記憶した各線状電極３０Ｙにおけるロングバースト信号の検出強度と、今回記憶した各線状電極３０Ｘにおけるロングバースト信号の検出強度とに基づき、タッチ面上におけるスタイラス２の位置座標を導出する。

＜スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を特定した後＞
図６は、スタイラス２によるバースト信号及びデータ信号の送信時を示している。同図に示すように、スタイラス２の位置を特定したセンサコントローラ３１は、その後の時刻ｔ１３で、データの送信指示を示すコマンド信号の送信を開始する。これを受けたスタイラス２は、まず時間Ｔ２にわたってバースト信号を連続送信する。センサコントローラ３１は、このバースト信号を検出するとともに、検出したバースト信号に基づき、スタイラス２の位置座標の導出を行う。バースト信号の検出動作は、Ｍ本の線状電極３０Ｘ及びＮ本の線状電極３０Ｙのうち、直前に導出されたスタイラス２の位置座標によってスタイラス２の近くにあることが示されるもののみを順次使用して実行される（後述するセクタスキャン）。スタイラス２は、バースト信号に続けて、指示されたデータを含むデータ信号を送信する。センサコントローラ３１は、このデータ信号を受信してデコードすることにより、スタイラス２が送信したデータを取得する。データ信号の受信は、直前に導出されたスタイラス２の位置座標に対応する１本の線状電極３０Ｘ又は線状電極３０Ｙのみを使用して実行される。

図２に戻り、スタイラス２の検出及びスタイラス２との双方向通信を行うときのロジック部７０の動作について、詳細に説明する。

ペン起動信号及びロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号の送信を行うとき（図４（ａ）（ｂ）、図５（ａ）（ｂ）（ｃ））のロジック部７０は、Ｍ本の線状電極３０Ｘのすべて又はＮ本の線状電極３０Ｙのすべて或いはその両方を同時に使用するよう、選択部４０を制御する。具体的には、送信部６０の出力端がＭ本の線状電極３０Ｘ及びＮ本の線状電極３０Ｙの一方又は両方に同時に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これにより、ペン起動信号及びロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号のそれぞれがタッチ面の全体が送信されることになるので、スタイラス２は、図１に示したセンシング範囲ＳＲ内のどこにいても、これらの信号を受信可能となる。

まだスタイラス２を検出していない段階でロングバースト信号を受信するとき（図４（ｂ）、図５（ｂ））のロジック部７０は、図４（ｂ）及び図５（ｂ）にも示すように、Ｎ本の線状電極３０Ｙを順次使用するよう選択部４０を制御する。具体的には、Ｎ本の線状電極３０Ｙが順次受信部５０の入力端に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｙ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これによりセンサコントローラ３１は、スタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲ内のどこにいても、スタイラス２が送信したロングバースト信号を受信し、それによってスタイラス２を検出することが可能になる。

図７（ａ）は、この場合におけるセンサコントローラ３１の動作を説明する図である。同図に示すように、この場合のセンサコントローラ３１は、Ｎ本の線状電極３０Ｙを順次スキャンすることになる。この段階でＭ本の線状電極３０Ｘをスキャンしないのは、Ｎ本の線状電極３０Ｙのみを用いてもセンサ３０の表面の全体をスキャンすることが可能であることに加え、電極１本あたりのスキャン時間を長くするためである。

ロングバースト信号の受信によってスタイラス２を検出した後、スタイラス２の位置座標を未だ導出していない段階でロングバースト信号を受信するとき（図５（ｃ））のロジック部７０は、図５（ｃ）にも示すように、Ｍ本の線状電極３０Ｘを順次使用するよう選択部４０を制御する。具体的には、Ｍ本の線状電極３０Ｘが順次受信部５０の入力端に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓｅｌＸを用いて選択部４０を制御する。センサコントローラ３１は、この制御の結果と、先に実施したＮ本の線状電極３０Ｙによるロングバースト信号の検出結果とに基づき、上述したようにして、タッチ面上におけるスタイラス２の位置座標を導出する。

図７（ｂ）は、この場合におけるセンサコントローラ３１の動作を説明する図である。同図に示すように、この場合のセンサコントローラ３１は、Ｍ本の線状電極３０Ｘを順次スキャンすることになる。本明細書では、図７（ａ）に示したＮ本の線状電極３０Ｙを順次使用するスキャン（前半）と、図７（ｂ）に示すＭ本の線状電極３０Ｘを順次使用するスキャン（後半）とを合わせて「全範囲スキャン」（第１のスキャン）と称する。

スタイラス２の位置座標を導出した後の段階でコマンド信号の送信を行うとき（図６）のロジック部７０は、Ｍ本の線状電極３０Ｘ及びＮ本の線状電極３０Ｙのうちスタイラス２の近くにあるもののみを使用するよう、選択部４０を制御する。具体的には、例えばスタイラス２がｊ＋５番目の線状電極３０Ｘとｉ＋５番目の線状電極３０Ｙの交点に位置しているとすると、例えばそこから両側に５本ずつの範囲、すなわち、ｊ番目〜ｊ＋１０番目の線状電極３０Ｘとｉ番目〜ｉ＋１０番目の線状電極３０Ｙとが送信部６０の出力端に同時に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これにより、スタイラス２の近くにある線状電極のみを用いてコマンド信号を送信することができるので、コマンド信号の送信にかかる消費電力を削減することが可能になる。また、タッチ面に置かれた手の平等にコマンド信号が供給されると、スタイラス２に供給されている接地電位が上昇し、その結果としてスタイラス２によるアップリンク信号の検出精度が低下する可能性があるが、上記のようにスタイラス２の近くにある線状電極のみを用いてコマンド信号を送信することで、手の平等にコマンド信号が供給される可能性が低下するので、スタイラス２によるアップリンク信号の検出精度の低下を防ぐことが可能になる。

スタイラス２の位置座標を導出した後、ロングバースト信号でない通常のバースト信号の受信を行うとき（図６）のロジック部７０は、Ｍ本の線状電極３０Ｘ及びＮ本の線状電極３０Ｙのうちスタイラス２の近くにあるもののみを順次使用するよう、選択部４０を制御する。具体的には、例えばスタイラス２がｊ＋５番目の線状電極３０Ｘとｉ＋５番目の線状電極３０Ｙの交点に位置しているとすると、例えば図６に示すようにそこから両側に５本ずつの範囲、すなわち、ｊ番目〜ｊ＋１０番目の線状電極３０Ｘとｉ番目〜ｉ＋１０番目の線状電極３０Ｙとが受信部５０の入力端に順次接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これにより、線状電極１本当たりの受信時間を長くすることができるので、より確実にバースト信号を受信することが可能になる。

図７（ｃ）は、この場合におけるセンサコントローラ３１の動作を説明する図である。この例でも、スタイラス２はｊ＋５番目の線状電極３０Ｘとｉ＋５番目の線状電極３０Ｙの交点に位置しているとしている。この例によるセンサコントローラ３１は、Ｍ×Ｎ本の線状電極のうちｊ番目〜ｊ＋１０番目までの１１本の線状電極３０Ｘ及びｉ番目〜ｉ＋１０番目までの１１本の線状電極３０Ｙのみを順次スキャンし、その結果に基づいてスタイラス２の位置座標を導出する。以下、このようにＭ本の線状電極３０Ｘの一部とＮ本の線状電極３０Ｙの一部の両方を用い、一度導出したスタイラス２の位置座標を再導出（更新）するスキャンを「セクタスキャン」（第２のスキャン）と称する。

データ信号を受信するとき（図６）のロジック部７０は、直前のバースト信号によって導出されたスタイラス２の位置に対応する１本の線状電極３０Ｘ又は線状電極３０Ｙのみを使用するよう、選択部４０を制御する。具体的には、その１本の線状電極３０Ｘ又は線状電極３０Ｙが受信部５０の入力端に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これにより、データ信号の送信時間（＝Ｔ１−Ｔ２）を、スタイラス２からセンサコントローラ３１にデータを送るためにフルに活用することが可能になる。

以上、スタイラス２の検出及びスタイラス２との双方向通信を行うときのロジック部７０の動作について説明した。

図８は、本実施の形態によるスタイラス２の機能ブロックを示すブロック図である。同図に示すように、スタイラス２は、電極２１、筆圧検出センサ２３、及び信号処理部２４を有して構成される。

電極２１は、スタイラス２の芯体の先端近傍に設けられる導電性部材であり、ダウンリンク信号を送信するためのアンテナの役割を果たすとともに、センサコントローラ３１から結合容量を介して送信されるアップリンク信号を受信するためのアンテナとしての役割も果たす。

筆圧検出センサ２３は、スタイラス２の芯体の先端に加えられる圧力（筆圧）を検出するための圧力センサである。

信号処理部２４は、電極２１を介してセンサコントローラ３１からアップリンク信号を受信し、その内容に応じた処理を行うとともに、センサコントローラ３１に対して送信するダウンリンク信号を生成し、電極２１を介してセンサコントローラ３１に向けて送信する機能を有する。具体的には、機能的に切替部７６、受信部７１、送信部７５、及び制御部９０を含んで構成される。以下、これらの機能ブロックのそれぞれについて、順に説明する。

切替部７６は、共通端子とＴ端子及びＲ端子のいずれか一方とが接続されるように構成された１回路２接点のスイッチ素子である。切替部７６の共通端子は電極２１に接続され、Ｔ端子は送信部７５の出力端に接続され、Ｒ端子は受信部７１の入力端に接続される。切替部７６の状態は、制御部９０からの制御信号ＳＷＣによって制御される。制御部９０は、センサコントローラ３１からのアップリンク信号を受信する場合、Ｒ端子と共通端子とが接続されるよう、制御信号ＳＷＣによって切替部７６を制御する。また、センサコントローラ３１に対してダウンリンク信号を送信する場合、Ｔ端子と共通端子とが接続されるよう、制御信号ＳＷＣによって切替部７６を制御する。制御部９０は、初期状態、すなわちスタイラス２が上述した検出パターンｃ１を検出するまでの間においては、切替部７６をＲ端子と共通端子が接続された状態に固定したうえで、スタイラス２の消費電力を削減するためにスリープ状態となる。

受信部７１は、切替部７６から供給される信号（電極２１に到来した信号）の受信と、受信した信号に含まれるシンボルの値のデコードを行う回路であり、波形再生部７１ａ及び相関演算器７１ｂを含み構成される。受信部７１は、このデコードにより、上述した検出パターンｃ１、区切りパターンＳＴＰ、及び制御情報ｃ２のそれぞれを検出可能に構成される。受信部７１は、スタイラス２の消費電力を削減するため、検出パターンｃ１を検出するまでの間、間欠的にのみ受信動作を行う。

波形再生部７１ａは、電極２１に誘導された電荷（電圧）のレベルを上述した拡散符号ＰＮのチップレートの数倍（例えば４倍）のクロックで２値化し、正負の極性値のバイナリ列（チップ列）に整形して出力する。相関演算器７１ｂは、波形再生部７１ａが出力したチップ列をレジスタに格納し、上記クロックで順次シフトしながら拡散符号ＰＮ（又は、該拡散符号ＰＮに対して反転及び巡回シフトのいずれか少なくとも一方を施してなる符号）との相関演算を行うことで、受信信号に含まれていたシンボルの値をデコードする。

受信部７１は、逐次、相関演算器７１ｂによりデコードされたシンボルの値が上述した検出パターンｃ１を示しているか否かの判定を行う。その結果として検出パターンｃ１を検出すると、センサコントローラ３１が存在することを検出し、制御部９０に対して、コマンド信号により示されるコマンドに応じた処理などを実行可能にするための起動信号ＥＮを発行する。

また、受信部７１は、検出パターンｃ１を検出した場合、受信動作を間欠的から連続的に切り替え、逐次、デコードしたシンボルの値が上述した区切りパターンＳＴＰを示しているか否かの判定を行う。その結果として区切りパターンＳＴＰを検出すると、受信部７１は、その検出時刻ｔ２を制御部９０に対して出力する。

区切りパターンＳＴＰを検出した後の受信部７１は、制御部９０によるスケジューリング（後述）に従って、センサコントローラ３１が送信するコマンド信号の受信動作を行う。具体的には、受信動作の実施中に相関演算器７１ｂによってデコードされる一連のシンボルの値を制御情報ｃ２として取得し、制御部９０に出力する。

制御部９０は、マイクロプロセッサ（ＭＣＵ）により構成され、受信部７１から起動信号ＥＮが供給されたことを契機として起動し、続いて受信部７１から供給される検出時刻ｔ２に基づいて、各種信号等の送受信スケジュールを生成する。そして、生成した送受信スケジュールに基づく制御信号ＳＷＣを生成して切替部７６に供給する処理と、コマンド信号の受信を行うよう受信部７１を制御する処理と、受信部７１から供給される制御情報ｃ２に基づいて送信部７５を制御する処理とを行う。この送信部７５の制御には、受信されたコマンド信号に基づいて、ロングバースト信号を送信するか、バースト信号及びデータ信号を送信するかを決定すること、ロングバースト信号又はバースト信号を送信する場合には送信部７５にその旨を指示すること、及び、データ信号を送信する場合には、制御情報ｃ２により送信を指示されたデータを取得して送信部７５に供給することが含まれる。送信部７５に供給するデータには、筆圧検出センサ２３によって検出された筆圧を示すデータが含まれる。

送信部７５は、センサコントローラ３１に対して送信する信号を生成して電極２１に供給する回路であり、変調部７３及び昇圧回路７４により構成される。

変調部７３は、所定周波数又は制御部９０からの制御に従う周波数のキャリア信号（矩形波信号）を生成し、そのまま、或いは、制御部９０の制御に基づいて変調したうえで出力する回路である。ロングバースト信号及びバースト信号の送信時には、変調部７３は、キャリア信号を変調せずにそのまま、或いはセンサコントローラ３１との間で共有された既知の値のパターンで変調して出力する。これにより変調部７３から、昇圧前のロングバースト信号及び昇圧前のバースト信号が出力される。一方、データ信号の送信時には、制御部９０から供給されるデータによりキャリア信号を変調（ＯＯＫ、ＰＳＫ等）し、その結果として得られる変調信号を出力する。これにより変調部７３から、昇圧前のデータ信号が出力される。

昇圧回路７４は、変調部７３の出力信号を一定の振幅まで昇圧することにより、ロングバースト信号、バースト信号、及びデータ信号を生成する回路である。昇圧回路７４によって生成されたロングバースト信号、バースト信号、及びデータ信号は、切替部７６を経て電極２１から空間に送出される。

以上、本実施の形態によるセンサコントローラ３１及びスタイラス２の構成及び動作について説明した。次に、センサコントローラ３１及びスタイラス２の処理フロー図を参照しながら、それぞれの動作についてさらに詳しく説明する。

初めに、図９は、センサコントローラ３１の動作の全体を示す処理フロー図である。同図に示すように、センサコントローラ３１は、例えば、液晶等の表示リフレッシュレートの逆数により定義される時間Ｔｒ（例えば、６０Ｈｚの逆数である１６．６７ｍｓ）ごとに、４回の指タッチ検出処理（ステップＳ１，Ｓ２）と４回のスタイラス検出処理（ステップＳ３）とを含む同一の動作を繰り返すよう構成される。指タッチ検出処理とスタイラス検出処理とは交互に実行され、各指タッチ検出処理は時間Ｔｆ（例えば１５００μｓ）の間、各スタイラス検出処理は時間Ｔｓ（例えば２５００μｓ）の間、それぞれ継続して実行される。なお、指Ｆの検出は、スタイラス検出処理を挟んで不連続に実行される２回の指タッチ検出処理（ステップＳ１とステップＳ２）を１回の指タッチの位置検出単位として実行される。

図１０は、センサコントローラ３１が行うスタイラス検出処理を示す処理フロー図である。図示していないが、センサコントローラ３１は、自身の状態を示す状態フラグを記憶している。状態フラグにより示される状態には、スタイラス未検出かつペン起動信号送信待ち状態（＝０）と、スタイラス未検出かつペン起動信号への応答待ち状態（＝１）と、スタイラス検出済みかつ位置未導出状態（＝２）と、スタイラス位置導出済み状態（＝３）とが含まれる。センサコントローラ３１は、初めにこの状態フラグを参照する（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０で参照した状態フラグが「０」であった場合、センサコントローラ３１は、所定の時間Ｔ（例えば、図９に示した時間Ｔｓと同じ２５００μｓ）にわたってペン起動信号を送信する（ステップＳ１１）。具体的には、検出パターンｃ１の繰り返し及び区切りパターンＳＴＰを送信する。ペン起動信号の連続送信を終えたセンサコントローラ３１は、状態フラグに「１」を設定し（ステップＳ１２）、ステップＳ１０に処理を戻す。

ステップＳ１０で参照した状態フラグが「１」であった場合、センサコントローラ３１は、まずロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号（第１のアップリンク信号）を送信する（ステップＳ１３）。このコマンド信号を含む各種コマンド信号の送信には、図１０に示すように最大で時間Ｔ０（例えば２００μｓ）を要する。その後、センサコントローラ３１は、時間Ｔ１にわたってロングバースト信号の検出動作を行う（ステップＳ１４）。この検出動作は、図７（ａ）を参照して説明した全範囲スキャン（第１のスキャン）の前半によって行われる。

センサコントローラ３１は、時間Ｔ１が経過してロングバースト信号の検出動作を終了すると、ロングバースト信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１５）。その結果、受信しなかったと判定した場合には、状態フラグに「０」を設定し（ステップＳ１６）、ステップＳ１０に処理を戻す。このステップＳ１６は、例えばスタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲの外にあるなどの理由で、センサコントローラ３１がダウンリンク信号を受信できない場合の処理である。一方、ステップＳ１５で受信したと判定した場合、センサコントローラ３１は状態フラグに「２」を設定し（ステップＳ１７）、次にスタイラス２に対して送信するコマンドを決定した（ステップＳ１８）うえで、ステップＳ１０に処理を戻す。ここで決定されるコマンドは、ロングバースト信号の送信指示となる。

ステップＳ１０で参照した状態フラグが「２」であった場合、センサコントローラ３１は、まずロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号（第１のアップリンク信号）を再送信する（ステップＳ１９）。その後、センサコントローラ３１は、時間Ｔ１にわたるロングバースト信号の検出動作を再度実行する（ステップＳ２０）。この検出動作は、図７（ｂ）を参照して説明した全範囲スキャン（第１のスキャン）の後半によって行われる。なお、全範囲スキャンの前半の動作（ステップＳ１４）と後半の動作（ステップＳ２０）とを１回の時間Ｔ１の間に実行できる場合は、これら２つのステップＳ１４，Ｓ２０を１回の処理によって実行してもよい。

センサコントローラ３１は、時間Ｔ１が経過してロングバースト信号の検出動作を終了すると、ロングバースト信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ２１）。その結果、受信しなかったと判定した場合には、状態フラグに「０」を設定し（ステップＳ２２）、ステップＳ１０に処理を戻す。このステップＳ２２は、例えばスタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲの外に離脱したなどの理由で、センサコントローラ３１がダウンリンク信号を受信できなくなった場合の処理である。一方、ステップＳ２１で受信したと判定した場合、センサコントローラ３１は、状態フラグに「３」を設定する（ステップＳ２３）とともに、ステップＳ１４でのロングバースト信号の検出結果と、ステップＳ２０でのロングバースト信号の検出結果とに基づいて、スタイラス２の位置を導出する（ステップＳ２４）。そして、次にスタイラス２に対して送信するコマンドを決定した（ステップＳ２５）うえで、ステップＳ１０に処理を戻す。ここで決定されるコマンドは、各種データ（スタイラスＩＤ、筆圧を示すデータなど）の送信指示であるとともに、時間Ｔ２にわたるバースト信号の送信指示の役割も担っている。

ステップＳ１０で参照した状態フラグが「３」であった場合、センサコントローラ３１は、ステップＳ２５又は後述するステップＳ３２で決定したコマンドを示すコマンド信号（第２のアップリンク信号）を送信する（ステップＳ２６）。その後、センサコントローラ３１は、時間Ｔ１より短い時間Ｔ２にわたってバースト信号の検出動作を行う（ステップＳ２７）とともに、バースト信号を検出した場合には、各線状電極３０Ｘ，３０Ｙでの検出強度に基づいてスタイラス２の位置座標の導出を行う（ステップＳ２８）。ステップＳ２７でのバースト信号の検出動作は、図７（ｃ）を参照して説明したセクタスキャン（第２のスキャン）によって行われる。

センサコントローラ３１は、時間Ｔ２が経過してバースト信号の検出動作を終了すると、次にデータ信号の検出動作を行う（ステップＳ２９）。この検出動作には、データ信号のデコード処理が含まれる。データ信号の検出動作は、直前のステップＳ２８で導出された位置座標に基づいて選択される１本の線状電極３０Ｘ又は線状電極３０Ｙを用いて行われる。こうすることで、データ信号の検出期間をフルに活用することが可能になるので、スタイラス２からより多くのデータを受け取ることが可能になる。

センサコントローラ３１は、データ信号の検出動作を終了すると、バースト信号又はデータ信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ３０）。その結果、いずれも受信しなかったと判定した場合には、状態フラグに「０」を設定し（ステップＳ３１）、ステップＳ１０に処理を戻す。このステップＳ３１は、例えばスタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲの外に離脱したなどの理由で、センサコントローラ３１がダウンリンク信号を受信できなくなった場合の処理である。一方、ステップＳ３０でいずれか少なくとも一方を受信したと判定した場合、次にスタイラス２に対して送信するコマンドを決定した（ステップＳ３２）うえで、ステップＳ１０に処理を戻す。ここで決定されるコマンドも、各種データ（スタイラスＩＤ、筆圧を示すデータなど）の送信指示であるとともに、時間Ｔ２にわたるバースト信号の送信指示の役割も担っている。

次に、図１１は、図１０に対応するスタイラス２の動作を示す処理フロー図である。図示していないが、スタイラス２も、自身の状態を示す状態フラグを記憶している。状態フラグにより示される状態には、センサコントローラ未検出状態（＝０）と、センサコントローラ検出済み状態（＝１）とが含まれる。スタイラス２は、初めにこの状態フラグを参照する（ステップＳ４０）。

ステップＳ４０で参照した状態フラグが「０」であった場合、スタイラス２は、まず受信動作休止状態に入る（ステップＳ４１）。そして、所定時間が経過した後、上述した検出パターンｃ１の検出を試行する（ステップＳ４２）。ステップＳ４１の休止期間を設けているのは、検出パターンｃ１の検出動作を間欠的に行うことで、スタイラス２の消費電力を低減するためである。

次いでスタイラス２は、ステップＳ４２の試行によって検出パターンｃ１が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４３）。その結果、検出されていないと判定した場合、ステップＳ４０に処理を戻す。一方、検出されたと判定した場合、スタイラス２は、上述した区切りパターンＳＴＰが検出されるまで、検出パターンｃ１及び区切りパターンＳＴＰを構成するシンボルの検出動作を継続する（ステップＳ４４）。そして、区切りパターンＳＴＰが検出された場合、その検出時刻に基づいてセンサコントローラ３１と同期する処理を行った（ステップＳ４５）うえで状態フラグに「１」を設定し（ステップＳ４６）、ステップＳ４０に処理を戻す。ステップＳ４５の同期処理は、具体的には、図８に示した制御部９０による送受信スケジュールの生成処理である。

ステップＳ４０で参照した状態フラグが「１」であった場合、スタイラス２は、まずコマンド信号の検出動作を行う（ステップＳ４７）。この検出動作は、時間Ｔ０にわたって行われる。次いでスタイラス２は、ステップＳ４７の検出動作によってコマンド信号が検出されたか否か、検出された場合にはコマンド信号によって指示される内容は何か、という点についての判定を行う（ステップＳ４８）。コマンド信号が検出されなかったと判定した場合には、状態フラグに「０」を設定し（ステップＳ４９）、ステップＳ４０に処理を戻す。このステップＳ４９は、例えばスタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲの外に離脱したなどの理由で、スタイラス２がアップリンク信号を検出できなくなった場合の処理である。

一方、ステップＳ４８においてロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号が検出されたと判定した場合、スタイラス２は、ロングバースト信号の送信を決定し、時間Ｔ１にわたってロングバースト信号を送信する処理を行う（ステップＳ５０）。具体的には、時間Ｔ１にわたって、ロングバースト信号を構成する上記所定波形の信号の連続送信を行う。その後、ステップＳ４０に処理を戻す。

また、ステップＳ４８においてデータの送信指示を示すコマンド信号が検出されたと判定した場合、スタイラス２は、バースト信号の送信を決定し、時間Ｔ２にわたってバースト信号を送信する処理を行う（ステップＳ５１）。具体的には、時間Ｔ２にわたって、バースト信号を構成する上記所定波形の信号の連続送信を行う。次いでスタイラス２は、指示されたデータを含むデータ信号を送信する処理を行う（ステップＳ５２）。その後、ステップＳ４０に処理を戻す。

以上説明したように、本実施の形態によれば、センサコントローラ３１は、スタイラス２がホバー中である可能性が高いスタイラス未検出状態において、スタイラス２が通常のバースト信号より長い時間にわたって継続するロングバースト信号を送信することを期待できるようになる。したがって、線状電極一本あたりの検出動作時間を通常のバースト信号受信時より長くしつつも、ロングバースト信号の送信継続期間内により多くの線状電極（本実施の形態ではすべての線状電極３０Ｙ又は線状電極３０Ｘ）を走査してバースト信号を検出することが可能になるので、タッチ面内の広い範囲でバースト信号を検出できる状態を確保しつつ、センサコントローラ３１によるバースト信号検出の失敗の可能性を低減することが可能になる。

また、本実施の形態によれば、ロングバースト信号の受信時には全範囲スキャンを使用するので、タッチ面の全域でバースト信号を検出できる状態を確保しつつ、線状電極一本あたりの検出動作時間をさらに長くすることが可能になる。

また、本実施の形態によれば、ロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号により、センサコントローラ３１からスタイラス２に対してロングバースト信号の送信を指示しているので、スタイラス２は、ロングバースト信号を送信すべきタイミングを明確に知ることができる。

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。

以下、上記実施の形態の第１〜第６の変形例について説明する。

図１２は、上記実施の形態の第１の変形例によるスタイラス２の構成を示す図である。本変形例によるセンサコントローラ３１及びスタイラス２は、アップリンク信号の送信に静電結合方式を利用しない無線通信を用いる点で、上記実施の形態と相違している。また、スタイラス２が互いにキャリア信号の形式が異なる２種類のダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２の送信に対応している点でも、上記実施の形態と相違している。ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２は、ともに上述したロングバースト信号、バースト信号、及びデータ信号を送信可能に構成されており、スタイラス２は、接近しているセンサコントローラ３１の種類に応じてこれらを使い分ける。以下、図１２を参照しながら、本変形例によるスタイラス２の構成について、詳しく説明する。

本変形例によるスタイラス２は、図１２に示すように、電極２１、信号処理部２４、電源２５、増幅部２６、及び受信部２７を有して構成される。

受信部２７は、無線通信として例えばブルートゥース（登録商標）による通信を実行可能に構成された機能部であり、本変形例では、センサコントローラ３１がブルートゥース（登録商標）によって送信したアップリンク信号を受信する。

信号処理部２４は、２種類のダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２を選択的に送信する機能と、受信部２７を介してアップリンク信号ＵＳを受信する機能とを有する機能部であり、具体的には、制御部９１、昇圧部９２、発振部９３、スイッチ部９４を有して構成される。

昇圧部９２は、電源２５から供給される直流電圧を昇圧することにより、直流電圧Ｖ１を生成する機能を有する。具体的な例では、昇圧部９２はＤＣ−ＤＣコンバータ又はチャージポンプ回路によって構成される。

発振部９３は、電源２５から供給される直流電圧に基づいて発振動作を行うことにより、所定周波数で振動する無変調の正弦波信号（搬送波信号）を生成する機能を有する。増幅部２６は、発振部９３によって生成された正弦波信号を所定の増幅率で増幅することにより、無変調の正弦波信号ｖ２を生成する機能を有する。増幅部２６は、図１２に示すように、トランス及びキャパシタにより構成される増幅回路により構成されることが好ましい。

スイッチ部９４は１回路３接点のスイッチ素子であり、昇圧部９２の出力端に接続される端子ａと、増幅部２６の出力端に接続される端子ｂと、接地電位が供給される電源配線に接続される端子ｇと、電極２１に接続される共通端子ｃとを有して構成される。

制御部９１は、スイッチ部９４を制御するための制御信号Ｃｔｒｌを供給するとともに、受信部２７を制御してセンサコントローラ３１が送信したアップリンク信号を受信するＩＣであり、電源２５から供給される電力により動作するよう構成される。具体的な例では、制御部９１はＡＳＩＣ又はＭＣＵであってよい。制御部９１は、受信部２７を介して受信されるアップリンク信号の内容又はアップリンク信号が受信されないという事実（センサコントローラ３１が、スタイラス２からセンサコントローラ３１への一方向の通信のみに対応する場合）に基づき、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２のいずれを利用してロングバースト信号、バースト信号、及びデータ信号を送信するかを決定する。また、図８に示した制御部９０と同様に各種信号等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基づいて、スイッチ部９４の制御を行う。

ダウンリンク信号ＤＳ１を送信する場合の制御部９１は、昇圧部９２の出力端と電極２１の間に設けられる第１のスイッチ部として機能するよう、スイッチ部９４を制御する。つまり、端子ａが共通端子ｃに接続されている状態と、端子ｇが共通端子ｃに接続されている状態との間で、スイッチ部９４を切り替える処理を行う。端子ａが共通端子ｃに接続されている状態は第１のスイッチ部がオンとなっている状態に対応し、端子ｇが共通端子ｃに接続されている状態は第１のスイッチ部がオフとなっている状態に対応する。

ダウンリンク信号ＤＳ１を用いてバースト信号又はロングバースト信号を送信する場合、制御部９１は、所定の周期で周期的にスイッチ部９４の切り替え制御を行う。端子ａが共通端子ｃに接続されている場合には、直流電圧Ｖ１がスイッチ部９４の出力電圧となる。一方、端子ｇが共通端子ｃに接続されている場合には、接地電位がスイッチ部９４の出力電圧となる。したがって、スイッチ部９４からは無変調のパルス列信号が出力され、これがロングバースト信号又はバースト信号となる。

一方、ダウンリンク信号ＤＳ１を用いてデータ信号を送信する場合、制御部９１は、筆圧レベルＰや、スタイラス２に設けられるサイドスイッチ（図示せず）のオンオフを示すスイッチ情報ＳＷなどのデータに応じてスイッチ部９４の切り替え制御を行う。なお、このデータには、スタイラスＩＤ（スタイラス２の識別情報）などの他の情報を含んでもよい。制御部９１は、この切り替え制御によって、データに基づいて変調されたパルス列信号であるデータ信号を生成する。制御部９１によるパルス列信号の変調の具体的な方式としては、オンオフ変調や周波数変調などが考えられる。

ダウンリンク信号ＤＳ２を送信する場合の制御部９１は、増幅部２６の出力端と電極２１の間に設けられる第２のスイッチ部として機能するよう、スイッチ部９４を制御する。つまり、端子ｂが共通端子ｃに接続されている状態と、端子ｇが共通端子ｃに接続されている状態との間で、スイッチ部９４を切り替える処理を行う。端子ｂが共通端子ｃに接続されている状態は第２のスイッチ部がオンとなっている状態に対応し、端子ｇが共通端子ｃに接続されている状態は第２のスイッチ部がオフとなっている状態に対応する。

ダウンリンク信号ＤＳ２を用いてバースト信号又はロングバースト信号を送信する場合、制御部９１は、スイッチ部９４を端子ｂ側に固定する。したがって、スイッチ部９４からは無変調の正弦波信号ｖ２が出力され、これがロングバースト信号又はバースト信号となる。

一方、ダウンリンク信号ＤＳ２を用いてデータ信号を送信する場合、制御部９１は、筆圧レベルＰやスイッチ情報ＳＷなどのデータに基づいてスイッチ部９４の切り替え制御を行う。なお、この場合においても、データにはスタイラスＩＤなどの他の情報を含んでもよい。制御部９１は、この切り替え制御によって、データに基づいて変調された正弦波信号であるデータ信号を生成する。制御部９１による正弦波信号の変調の具体的な方式としては、オンオフ変調が採用される。

以上説明したように、本変形例によれば、アップリンク信号の送受信にブルートゥース（登録商標）を利用することができる。なお、ここではブルートゥース（登録商標）を利用する例を説明したが、アップリンク信号の送受信のためにブルートゥース（登録商標）以外の近接無線通信を用いてもよいのは、勿論である。

また、本変形例によれば、スタイラス２は、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２の使い分けにより、種類の異なる複数のセンサコントローラ３１との間で、双方向又は一方向に通信を行うことが可能になる。

図１３は、上記実施の形態の第２の変形例によるスタイラス２の動作を示す処理フロー図である。本変形例によるスタイラス２は、センサコントローラ３１を未検出の段階で何らかのアップリンク信号を受信したら直ちにロングバースト信号を送信する点、及び、データ信号の直前にバースト信号を送信するか否かを判定する点で上記実施の形態と相違する。以下、図１３を参照しながら、本変形例によるスタイラス２の動作について、詳しく説明する。

本変形例によるスタイラス２は、図１３に示すように、まずアップリンク信号の検出動作を行う（ステップＳ６０）。そして、この検出動作によってアップリンク信号が検出されたか否かを判定し（ステップＳ６１）、検出されていないと判定した場合には、ステップＳ６０に戻って検出動作を繰り返す。一方、検出されたと判定した場合には、コマンド信号を待たずにロングバースト信号を送信する（ステップＳ６２）。具体的には、上述した所定波形の信号を時間Ｔ１にわたって送信する。

ロングバースト信号を送信した後、スタイラス２は、コマンド信号の検出動作を行う（ステップＳ６３）。そして、データ送信の指示を示すコマンド信号が検出されたか否かを判定し（ステップＳ６４）、検出されていないと判定した場合には、ステップＳ６２に戻ってロングバースト信号の送信を繰り返す。一方、検出されたと判定した場合には、次にバースト信号の送信を行うか否かを判定する（ステップＳ６５）。この判定は、検出されたコマンド信号の内容に基づいて行うことが好適である。こうすることで、スタイラス２によるバースト信号の送信の有無をセンサコントローラ３１から制御することが可能になる。

ステップＳ６５でバースト信号を送信すると判定した場合の処理は、図１１に示したステップＳ５１，Ｓ５２と同様である。具体的に説明すると、スタイラス２は、所定波形の信号を時間Ｔ２にわたって送信することによりバースト信号を送信し（ステップＳ６６）、その後の時間Ｔ１−Ｔ２にわたり、ステップＳ６３で検出されたコマンド信号の指示に基づくデータを含むデータ信号を送信する（ステップＳ６７）。一方、ステップＳ６５でバースト信号を送信しないと判定した場合のスタイラス２は、時間Ｔ１にわたり、ステップＳ６３で検出されたコマンド信号の指示に基づくデータを含むデータ信号を送信する（ステップＳ６８）。

ステップＳ６７又はステップＳ６８でデータ信号を送信した後、スタイラス２は、処理をステップＳ６３に戻す。これにより、引き続き、センサコントローラ３１からの指示に応じたデータを送信することが可能になる。

以上説明したように、本変形例によれば、スタイラス２は、ロングバースト信号の送信指示を含むコマンド信号を待たずに、ロングバースト信号を送信することができる。したがって、ロングバースト信号に特に対応していないセンサコントローラ３１に対しても、ロングバースト信号を送信することが可能になる。

また、スタイラス２においてデータ信号の直前にバースト信号を送信するか否かを判定しているので、センサコントローラ３１がスタイラス２からのバースト信号の送信を必要としない場合などには、スタイラス２は、より長い期間にわたってデータ信号を送信する（すなわち、より多くのデータを送信する）ことが可能になり、またセンサコントローラ３１はより多くのデータを取得することが可能になる。

図１４は、上記実施の形態の第３の変形例によるセンサコントローラ３１の動作を示す処理フロー図である。本変形例によるセンサコントローラ３１は、１回のスタイラス検出処理（図９のステップＳ３）の中でペン起動信号の送信又は全範囲スキャンの前半の実行に引き続いてロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号を送信している点で、上記実施の形態と相違する。以下、図１４を参照しながら、本変形例によるセンサコントローラ３１の動作について、詳しく説明する。

本変形例によるセンサコントローラ３１は、図１４に示すように、ステップＳ１０で参照した状態フラグが「０」であった場合、図１０の例より短い時間（具体的には時間Ｔ１）にわたってペン起動信号を送信する（ステップＳ７１）。次いでセンサコントローラ３１は、ロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号（第１のアップリンク信号）を送信し（ステップＳ７２）、次いで状態フラグに「１」を設定した（ステップＳ１２）後、ステップＳ１０に処理を戻す。

また、ステップＳ１０で参照した状態フラグが「１」であった場合、本変形例によるセンサコントローラ３１は、時間Ｔ１にわたってロングバースト信号の検出動作を行い（ステップＳ７３）、その後、ロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号（第１のアップリンク信号）を再度送信する（ステップＳ７４）。ステップＳ７３の検出動作が全範囲スキャンの前半によって行われる点は図１０に示したステップＳ１４と同じであるが、図１０の例と比較すると、ロングバースト信号の検出動作とコマンド信号の送信の順序が逆になっている。

また、ステップＳ１０で参照した状態フラグが「２」であった場合、本変形例によるセンサコントローラ３１は、時間Ｔにわたってロングバースト信号の検出動作を行う（ステップＳ６３）。この検出動作が全範囲スキャンの後半によって行われる点は、図１０に示したステップＳ１４と同じであるが、図１０と図１４を比較すると理解されるように、時間Ｔの全体をロングバースト信号の検出動作のために利用することが可能になっている。この後の処理は図１０の例と同様であるので、詳しい説明は割愛する。

ここで、本変形例においては、ステップＳ７２，Ｓ７４で送信するロングバースト信号の送信指示に、ロングバースト信号の送信継続時間を示す情報も含めることが好ましい。そしてスタイラス２は、この情報により示される送信継続時間に応じて、ロングバースト信号の送信継続時間を制御することが好ましい。こうすることで、センサコントローラ３１がロングバースト信号の検出動作を行う期間と、スタイラス２がロングバースト信号を送信する期間とを一致させることが可能になる。

以上説明したように、本変形例によれば、全範囲スキャンの後半を上記実施の形態に比べて長い時間にわたって実施することができる。したがって、線状電極３０Ｘ１本当たりの受信時間をさらに長くすることができるので、上記実施の形態に比べ、さらに確実に、センサコントローラ３１にバースト信号を受信させることが可能になる。

図１５は、上記実施の形態の第４の変形例によるスタイラス２が送信するロングバースト信号を示す図である。本変形例によるセンサコントローラ３１及びスタイラス２は、ロングバースト信号のフォーマットの点で、上記実施の形態と相違する。以下、図１５を参照しながら、本変形例によるロングバースト信号のフォーマットについて、詳しく説明する。

図１５に示すように、本変形例によるロングバースト信号は、周波数ｆ１（第１の周波数）の信号と、周波数ｆ１とは異なる周波数ｆ２（第２の周波数）の信号とが連続するパターンによって構成される。具体的には、前半部分の周波数がｆ１、後半部分の周波数がｆ２となっている。

ロングバースト信号の周波数が全区間にわたって単一であるとすると、センサコントローラ３１は、受信したロングバースト信号から何らの情報も得られない。したがって、センサコントローラ３１は、例えば単なるホワイトノイズまたは周波数ｆ１付近に強い成分を有する周波数選択性ノイズをロングバースト信号と誤認して受信してしまう可能性がある。これに対し、本変形例によるロングバースト信号によれば、センサコントローラ３１は、２種類の周波数が既知の順で検出されたという事実をもって、受信されている信号がロングバースト信号であると判定することができる。したがって、本変形例によれば、センサコントローラ３１がロングバースト信号でない信号をロングバースト信号と誤認して動作してしまう可能性を低減することが可能になる。

本変形例では、ロングバースト信号検出のための全範囲スキャンを、例えば、奇数番目の線状電極３０Ｙを先にスキャンし、偶数番目の線状電極３０Ｙを後にスキャンするように実行する。これは、センサコントローラ３１がロングバースト信号の前半部分と後半部分の両方を受信できるようにするためである。なお、ロングバースト信号の時間Ｔ１が十分長く取れるときは、すべての線状導体３０Ｙを周波数ｆ１で順次スキャンし、その次に、再度すべての線状導体３０Ｙを周波数ｆ２で順次スキャンすることとしてもよい。

以上説明したように、本変形例によれば、センサコントローラ３１がロングバースト信号でない信号をロングバースト信号と誤認して動作してしまう可能性を低減することが可能になる。

なお、本変形例ではロングバースト信号に前半部分と後半部分とで周波数が異なるという特徴を設ける例を説明したが、センサコントローラ３１においてホワイトノイズとロングバースト信号を区別することを可能にする特徴であれば、どのような特徴をロングバースト信号に設けてもよい。例えば、ロングバースト信号は、センサコントローラ３１との間であらかじめ定められた所定のシーケンスでＬ個の周波数が変更されるような信号であるとしてもよい。この場合、センサコントローラ３１は、Ｎ本の線状電極３０Ｙ（またはＭ本の線状導体３０Ｘ）を用い、周波数を変更しつつＬ回繰り返しスキャン動作を行うとしてもよい。

図１６は、上記実施の形態の第５の変形例によるスタイラス２の動作を示す処理フロー図である。本変形例によるセンサコントローラ３１及びスタイラス２は、センサコントローラ３１がスタイラス２を未だ検出していないことをスタイラス２がアップリンク信号に基づいて判定する点で、上記実施の形態と相違する。以下、図１６を参照しながら、本変形例によるスタイラス２の動作について、詳しく説明する。

本変形例によるスタイラス２は、図１６に示すように、まず初めにスリープ状態となる（ステップＳ８０）。このスリープ状態は、図１１に示した受信動作休止状態（ステップＳ３１）と同じものである。

スリープ状態に入って所定時間が経過した後、スタイラス２は、アップリンク信号の検出動作を行う（ステップＳ８１）。そして、この検出動作によってアップリンク信号が検出されたか否かを判定し（ステップＳ８２）、検出されていないと判定した場合には、ステップＳ８０に戻って再度スリープ状態に入る。一方、検出されたと判定した場合には、そのアップリンク信号により、センサコントローラ３１がスタイラス２を未だ検出していないこと（未検出状態であること）が示されるか否かを判定する（ステップＳ８３）。この判定処理は、例えば図８に示すスタイラス２の例では制御部９０によって実行され、図１２に示すスタイラス２の例では制御部９１によって実行される。

ステップＳ８３の判定の具体的な方法としては、例えば次のようなものが考えられる。１つ目は、スタイラス２を検出していない状態であることを示すアップリンク信号をセンサコントローラ３１が明示的に送信している場合である。この場合、スタイラス２は、そのアップリンク信号を受信したか否かに基づいて、ステップＳ８３の判定を実行すればよい。２つ目は、上記実施の形態で説明したように、センサコントローラ３１がロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号を送信する場合である。センサコントローラ３１がロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号を送信するのは、図１０を参照して説明したように、センサコントローラ３１が未だスタイラス２を検出していない場合である。したがって、この場合のスタイラス２は、ロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号を受信したか否かに基づいて、ステップＳ８３の判定を実行することができる。

ステップＳ８３において肯定的な判定結果を得た場合、スタイラス２は、ロングバースト信号を送信する（ステップＳ８４）。具体的には、上述した所定波形の信号を時間Ｔ１にわたって送信する。この場合に送信されるロングバースト信号が、図１５に示したロングバースト信号（ホワイトノイズとロングバースト信号を区別することを可能にする特徴を有する信号）であってよいのは勿論である。

一方、ステップＳ８３において否定的な判定結果を得た場合、スタイラス２は次に、バースト信号の送信を行うか否かを判定する（ステップＳ８５）。これ以降の処理（ステップＳ８５〜Ｓ８８）は、図１３で説明したステップＳ６５〜Ｓ６８の処理と同様であるので、詳しい説明は割愛する。

以上説明したように、本変形例によれば、スタイラス２は、センサコントローラ３１がスタイラス２を検出済みか否かを判定し、その結果に基づいて、ロングバースト信号を送信するか、バースト信号及びデータ信号を送信するか（又はデータ信号のみを送信するか）を決定することが可能になる。

図１７は、上記実施の形態の第６の変形例による特定位置除斥処理を説明する図である。また、図１８は、本変形例によるセンサコントローラ３１の動作を示す処理フロー図である。本変形例は、スタイラス検出処理（図９のステップＳ３）の結果として導出されたスタイラス２の１以上の位置の中から、指タッチ検出処理（図９のステップＳ１，Ｓ２）で検出された指タッチエリア（図１に示した指Ｆによりタッチされている領域を示す情報）内に位置しているものを取り除くというものである。以下、詳しく説明する。

図１７（ａ）は指タッチ検出処理によって検出された指タッチエリアＡ１，Ａ２を示し、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の指タッチ検出処理の直後に実行されたスタイラス検出処理によって導出されたスタイラス２の位置Ｂ１〜Ｂ３を示している。

図１７（ａ）の指タッチエリアＡ１，Ａ２は、上述したように、センサ３０の線状電極上を流れる電流の一部が指Ｆと線状電極３０Ｘ，３０Ｙとの間に生ずる容量結合を通じて人体方向に流れ出ることによって、検出されたものである。なお、図１７（ａ）においては指タッチエリアＡ２の面積が指タッチエリアＡ１の面積に比べて大幅に広いものとなっているが、このような大面積の指タッチエリアＡ２は普通、指先ではなく手の平や拳等がタッチ面に接触したことによって形成されるものである。そこで通常は、面積の大きさに基づく別途の処理（パームリジェクション処理）によって無効化される。図１７（ａ）には、無効化前の状態を示している。

図１７（ｂ）に示すスタイラス２の位置Ｂ１〜Ｂ３は、例えば図１０のステップＳ２０において、各線状電極３０Ｘ，３０Ｙにおけるバースト信号の検出強度に基づいて導出されたものである。センサ３０（図２参照）に到達するバースト信号には、スタイラス２の電極２１（図８、図１２参照）から直接到来する成分に加えて、スタイラス２を持つ手やその反対側の手を経由して到来する成分が含まれる。図１７（ｂ）において検出されている３つの位置Ｂ１〜Ｂ３のうち、スタイラス２の電極２１からセンサ３０に直接到来した成分によって導出されたものは位置Ｂ３のみであり、他の２つは、スタイラス２を持つ手やその反対側の手を経由してセンサ３０に到来した成分によって導出されている。

ここで再び図１７（ａ）を参照すると、位置Ｂ１，Ｂ２と同じ位置において、指タッチエリアＡ１，Ａ２が検出されていることが理解される。これは、位置Ｂ１，Ｂ２の検出原因がタッチ面に手が近接していたことにあり、そのような手は、指タッチ検出処理によっても検出され得ることによるものである。本変形例によるセンサコントローラ３１は、このような指タッチエリアとスタイラス位置との関係を利用するもので、指タッチ検出処理の結果を参照することによって、スタイラス検出処理によって導出されたスタイラス２の位置Ｂ１〜Ｂ３の中から位置Ｂ１，Ｂ２を選り分けて取り除く（除斥する）。以下、図１８を参照しながら、これを実現するためのセンサコントローラ３１の動作について、詳しく説明する。

図１８に示すように、本変形例によるセンサコントローラ３１はまず、指タッチエリアを検出する（ステップＳ９０）。これは、図９に示した指タッチ検出処理（ステップＳ１，Ｓ２）の中で行われる処理である。

その後、図９に示したスタイラス検出処理（ステップＳ３）に移ると、センサコントローラ３１は、図１０のステップＳ２０に示した処理などによって、まず１以上のスタイラス２の位置の候補を取得する（ステップＳ９１）。また、センサコントローラ３１は、ステップＳ９０で検出された１以上の指タッチエリアを取得する（ステップＳ９２）。なお、上述したパームリジェクション処理が行われる場合、ここで取得する指タッチエリアは、パームリジェクション処理を受ける前の段階のものである。

次にセンサコントローラ３１は、ステップＳ９１で取得したスタイラス２の位置の候補のそれぞれについて、ステップＳ９４以降の処理を繰り返す。具体的には、まずその候補により示される位置がステップＳ９２で取得した１以上の指タッチエリアのいずれかの中に含まれるか否かを判定する（ステップＳ９４）。ここで含まれないと判定した場合には、その候補により示される位置をスタイラス２の位置と認定し、通常の処理を行う（ステップＳ９５）。一方、含まれると判定した場合には、その候補を無効化する（ステップＳ９６）。無効化された候補は、その後の処理において、少なくともスタイラス２の位置としては使用されないことになる。なお、この無効化処理は、センサコントローラ３１から電子機器３のシステムコントローラに対してスタイラス２の位置を出力しないようにすることによって実現してもよいし、スタイラス２の位置を出力した上でその位置は無効エリアであることをフラグ等で示すことによって実現してもよい。

以上説明したように、本変形例によれば、センサコントローラ３１は、スタイラス検出処理によって導出されたスタイラス２の複数の位置の中から、スタイラス２を持つ手やその反対側の手を経由してセンサ３０に到来したバースト信号の成分によって導出された位置を取り除くことができる。

また、上記実施の形態では、Ｎ本の線状電極３０Ｙ及びＭ本の線状電極３０Ｘのすべてを使用して全範囲スキャンを実行するとして説明したが、全範囲スキャンでは、セクタスキャンに比べて多くのスキャン（すなわち、多数の線状電極を用いるスキャン）を行えば足り、必ずしもＮ本の線状電極３０Ｙ及びＭ本の線状電極３０Ｘのすべてを使用しなければならないわけではない。つまり、全範囲スキャンは、タッチ面の全体又は一部である第１の範囲の検出エリアを利用して行えばよく、セクタスキャンは、この第１の範囲のうち選択された範囲の検出エリアを利用して行えばよい。また、この場合、全範囲スキャンの前に行うコマンド信号（ロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号）は第１の範囲から送信されればよく、セクタスキャンの前に行うコマンド信号（バースト信号及びデータ信号の送信指示を示すコマンド信号）は上記選択された範囲から送信されればよい。

また、上記実施の形態では、全範囲スキャンの動作として、Ｎ本の線状電極３０Ｙを順次使用するスキャン（前半）と、Ｍ本の線状電極３０Ｘを順次使用するスキャン（後半）とに分けて説明したが、ロングバースト信号の送信継続時間Ｔ１を十分長く確保できる場合には、線状電極３０Ｙの操作の後線状導体３０Ｘをも利用してスタイラス２の位置（二次元座標位置）の特定を行うこととしてもよい。

また、上記実施の形態では、ロングバースト信号を送信した後にはデータ信号を送信しない例を取り上げて説明したが、ロングバースト信号に続いてデータ信号を送信することとしてもよい。この場合のデータ信号の送信継続時間は、図３に示したバースト信号のデータ信号の送信継続時間よりも短いこととしてもよい。このデータ信号は、スタイラス２の筐体に設けられたスイッチのオンオフ状態など、筆圧等に比して短いビット数で状態を示すことのできるデータを送信することに対して好適である。

２ スタイラス
３ 電子機器
２１ 電極
２３ 筆圧検出センサ
２４ 信号処理部
２５ 電源
２６ 増幅部
２７ 受信部
３０ センサ
３０Ｘ，３０Ｙ 線状電極
３１ センサコントローラ
４０ 選択部
４１ｘ，４１ｙ 導体選択回路
４４ｘ，４４ｙ スイッチ
５０ 受信部
５１ 増幅回路
５２ 検波回路
５３ 変換器
６０ 送信部
６１ パターン供給部
６２ スイッチ
６３ 拡散処理部
６４ 符号列保持部
６５ 送信ガード部
７０ ロジック部
７１ 受信部
７１ａ 波形再生部
７１ｂ 相関演算器
７３ 変調部
７４ 昇圧回路
７５ 送信部
７６ 切替部
９０ 制御部
９１ 制御部
９２ 昇圧部
９３ 発振部
９４ スイッチ部
Ａ１，Ａ２ 指タッチエリア
Ｂ１〜Ｂ３ スタイラス位置
ＤＳ１，ＤＳ２ ダウンリンク信号
ＥＮ 起動信号
Ｆ 指
Ｐ 筆圧レベル
Ｒｅｓ データ
ＳＲ センシング範囲
ＳＷ スイッチ情報
ＵＳ アップリンク信号

Claims (13)

1. センサコントローラとの間で双方向に通信可能とされたスタイラスであって、
   前記センサコントローラが送信したアップリンク信号を受信する受信部と、
   前記アップリンク信号に基づいて、所定波形の信号を第２の時間にわたって連続送信するか、又は、前記所定波形の信号を前記第２の時間より長い第１の時間にわたって連続送信するかを決定する制御部と、
   前記制御部の決定結果に基づき、前記所定波形の信号を前記第１の時間又は前記第２の時間にわたって連続送信する送信部と
   を含むスタイラス。
2. 前記送信部は、前記制御部が前記所定波形の信号を前記第２の時間にわたって連続送信すると決定した場合に、前記第２の時間と前記第１の時間の差に相当する時間内に、前記所定波形の信号がデータにより変調されてなるデータ信号を送信する
   請求項１に記載のスタイラス。
3. 前記アップリンク信号は、前記センサコントローラが前記スタイラスの存在または位置を未検出であるか検出済みであるかに応じて異なる信号であり、
   前記制御部は、前記アップリンク信号により前記センサコントローラが前記スタイラスの存在または位置を未検出であることが示される場合に、前記所定波形の信号を前記第１の時間にわたって連続送信することを決定する
   請求項１又は２に記載のスタイラス。
4. 前記アップリンク信号はコマンドを含み、
   前記制御部は、前記アップリンク信号により示されるコマンドの内容に基づいて、前記所定波形の信号を前記第１の時間にわたって連続送信するか、又は、前記所定波形の信号を前記第２の時間にわたって連続送信するかを決定する
   請求項１又は２に記載のスタイラス。
5. 前記所定波形の信号は、前記センサコントローラとの間で予め既知とされた所定パターンの信号である
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスタイラス。
6. スタイラスから送信された信号を検出することによってスタイラスの位置を導出可能に構成されたセンサコントローラであって、
   スタイラスを未検出であるか検出済みであるかを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップによりスタイラスが検出済みであると判定されたことに応じて、前記スタイラスに対して前記所定波形の信号を第２の時間にわたって連続送信することを指示するための第２のアップリンク信号を送信するステップと、
   前記判定ステップによりスタイラスが未検出であると判定されたことに応じて、スタイラスに対して所定波形の信号を前記第２の時間より長い第１の時間にわたって連続送信することを指示する第１のアップリンク信号を送信するステップと
   を実行するように構成されたセンサコントローラ。
7. 前記判定ステップによりスタイラスが未検出であると判定されたことに応じて、第１の範囲の検出エリアを利用して前記所定波形の信号の検出動作を行う第１のスキャンを実行する一方、前記判定ステップによりスタイラスが既検出であると判定されたことに応じて、前記第１の範囲のうち選択された範囲の検出エリアを利用して前記所定波形の信号の検出動作を行う第２のスキャンを実行するステップ
   をさらに実行するように構成された請求項６に記載のセンサコントローラ。
8. 前記判定ステップは、前記第１のスキャンにより前記所定波形の信号が検出された場合に、スタイラスを検出済みであると判定する
   請求項７に記載のセンサコントローラ。
9. 前記第１のアップリンク信号は前記第１の範囲から送信され、
   前記第２のアップリンク信号は前記選択された範囲から送信される
   請求項７に記載のセンサコントローラ。
10. 前記第２のアップリンク信号は、所定のデータの送信を指示するためのコマンドを示す
    請求項６乃至９のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
11. センサコントローラとの間で双方向に通信可能とされたスタイラスであって、
    前記センサコントローラが送信したアップリンク信号を受信する受信部と、
    前記アップリンク信号により前記センサコントローラの状態を判定する制御部と、
    前記アップリンク信号により前記センサコントローラがスタイラスを未検出状態であることが示される場合に、前記制御部の指示に応じて、前記センサコントローラとの間で予め既知とされた所定パターンの信号を所定時間にわたって連続送信する一方、前記アップリンク信号により前記センサコントローラがスタイラスの位置を導出済み状態であることが示される場合に、前記所定パターンの信号を前記所定時間にわたって連続送信せずに、前記スタイラスの操作状態によって変化するデータ信号を送信する送信部と
    を含むスタイラス。
12. 前記所定パターンは、第１の周波数の信号と、前記第１の周波数とは異なる第２の周波数の信号とが連続するパターンである
    を含む請求項１１に記載のスタイラス。
13. 前記送信部は、前記アップリンク信号により前記センサコントローラがスタイラスの位置を導出済み状態であることが示される場合に、前記データ信号を送信するとともに前記所定時間より短い時間にわたり前記所定パターンの信号を連続送信する
    請求項１１に記載のスタイラス。

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