JP7130617B2 - Active pen and sensor integrated circuit - Google Patents

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Description

本発明は、位置検出装置に向けてダウンリンク信号を送信可能に構成されたアクティブペンと、該アクティブペンが送信したダウンリンク信号を受信するためのセンサ集積回路とに関する。 The present invention relates to an active pen configured to transmit a downlink signal towards a position detection device and a sensor integrated circuit for receiving the downlink signal transmitted by the active pen.

アクティブペンによる入力に対応する位置検出システムに関しては、近年、複数のアクティブペンによる同時入力が求められるようになってきており、そのための技術もいくつか提案されてきている。そのうちの一つは、複数のアクティブペンが同じ時間スロット内において異なる周波数でダウンリンク信号を送信することにより、複数のアクティブペンが同時にダウンリンク信号を送信することを可能にするというもので、特許文献1には、その一例が開示されている。 In recent years, there has been a demand for simultaneous input by a plurality of active pens in position detection systems that support input by active pens, and several techniques for this purpose have been proposed. One of them allows multiple active pens to transmit downlink signals at the same time by transmitting downlink signals at different frequencies within the same time slot. Document 1 discloses an example thereof.

米国特許出願公開第2016/0246390号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2016/0246390

ところで、本願の発明者らは、異なる周波数のダウンリンク信号をできるだけ簡易な構成で実現するため、分周回路の利用を考えている。例えば、8MHzの基準クロックを用いる場合であれば、1/16分周で500kHz、1/24分周で333.3kHz、1/32分周で250kHzの各信号を作ることができるので、これらの周波数を用いてダウンリンク信号を生成することとすれば、分周回路という簡易な構成によりダウンリンク信号用の搬送波を作ることが可能になる。 By the way, the inventors of the present application are considering using a frequency dividing circuit in order to realize downlink signals of different frequencies with the simplest possible configuration. For example, if an 8 MHz reference clock is used, 500 kHz can be generated by dividing the frequency by 1/16, 333.3 kHz by dividing by 1/24, and 250 kHz by dividing by 1/32. If a downlink signal is generated using a frequency, it becomes possible to create a carrier wave for the downlink signal with a simple configuration of a frequency dividing circuit.

しかしながら、より詳しい検討の結果、単に分周回路を利用するだけだと、ダウンリンク信号を受信するセンサ集積回路側での演算が複雑になってしまうという問題、及び、1時間スロット内における未使用時間のアクティブペン間での違いが大きくなり、時間を有効に活用できないという問題が発生することが判明した。以下、詳しく説明する。 However, as a result of a more detailed study, it was found that simply using the frequency dividing circuit would complicate the calculations on the side of the sensor integrated circuit that receives the downlink signal, and that it would not be used within one time slot. It was found that the difference in time between the active pens became large, causing a problem that the time could not be used effectively. A detailed description will be given below.

図14は、本発明の背景技術によるダウンリンク信号の構成を示す図である。なお、同図に記載の技術自体、本願の発明者らが考えたもので、本願の出願時点で公知になっているものではない。同図には、BPSK(Binary Phase-Shift Keying)変調されたパルス信号によりダウンリンク信号を構成する場合の例を示している。したがって、図14の例では、1シンボル(1回の変調で送られる1まとまりのデジタルデータ)が1ビットにより構成される。また、図14には、アクティブペン1が500kHzでダウンリンク信号を送信し、アクティブペン2が333.3kHzでダウンリンク信号を送信し、アクティブペン3が250kHzでダウンリンク信号を送信する例を示している。さらに、図14には、1時間スロットの時間長が0.25msecであり、1時間スロット内で送信されるデータのサイズが21ビットである例を示している。 FIG. 14 is a diagram showing the structure of a downlink signal according to the background art of the present invention. It should be noted that the technique itself shown in the figure was conceived by the inventors of the present application, and was not publicly known at the time of filing of the present application. This figure shows an example in which a downlink signal is configured by a BPSK (Binary Phase-Shift Keying) modulated pulse signal. Therefore, in the example of FIG. 14, one symbol (a group of digital data sent by one modulation) consists of one bit. Further, FIG. 14 shows an example in which active pen 1 transmits a downlink signal at 500 kHz, active pen 2 transmits a downlink signal at 333.3 kHz, and active pen 3 transmits a downlink signal at 250 kHz. ing. Furthermore, FIG. 14 shows an example in which the time length of one time slot is 0.25 msec and the size of data transmitted within one time slot is 21 bits.

高調波ノイズの発生を避けるため、1シンボルの送信に使用する時間の長さ(図示したウインドウWの時間長。以下、「シンボル時間長」という)は、パルス信号の周期の整数倍に等しい値に設定されることが望まれる。しかし、そのようにシンボル時間長を設定することにすると、図14に示すように、シンボル時間長が周波数ごとに異なる値となってしまう。図14の例では、周波数が500kHzである場合にシンボル時間長が10μsecとなり、333.3kHzである場合に9μsecとなり、250kHzである場合に8μsecとなっている。そうすると、ウインドウWの開始位置及び終了位置が周波数ごとに異なることになるため、ダウンリンク信号を受信するセンサ集積回路側における位相取得のための演算が複雑になってしまう。 In order to avoid the occurrence of harmonic noise, the length of time used for transmitting one symbol (time length of window W shown; hereinafter referred to as "symbol time length") should be equal to an integer multiple of the period of the pulse signal. should be set to However, if the symbol time length is set in such a manner, the symbol time length will have different values for each frequency, as shown in FIG. In the example of FIG. 14, the symbol time length is 10 μsec when the frequency is 500 kHz, 9 μsec when the frequency is 333.3 kHz, and 8 μsec when the frequency is 250 kHz. As a result, the start position and end position of the window W are different for each frequency, and the calculation for phase acquisition becomes complicated on the side of the sensor integrated circuit that receives the downlink signal.

また、図14に示すように、1時間スロット内における未使用時間のアクティブペン間での違いが大きくなる、という問題も生ずる。例えば、500kHzのダウンリンク信号を使用するアクティブペン1と、250kHzのダウンリンク信号を使用するアクティブペン3とでは、未使用時間の違いが82-40=42μsecに及ぶ。この42μsecは、有効に活用できない時間と言える。 In addition, as shown in FIG. 14, there is also a problem that the difference in unused time between active pens within one time slot becomes large. For example, the difference in idle time between active pen 1, which uses a 500 kHz downlink signal, and active pen 3, which uses a 250 kHz downlink signal, is 82−40=42 μsec. This 42 μsec can be said to be a time that cannot be used effectively.

したがって、本発明の目的の一つは、分周回路という簡易な構成によりダウンリンク信号用の搬送波を生成しつつ、ダウンリンク信号を受信するセンサ集積回路側における位相取得のための演算の複雑化を回避でき、かつ、1時間スロット内における未使用時間のアクティブペン間での違いを削減できるアクティブペン及びセンサ集積回路を提供することにある。 Therefore, one of the objects of the present invention is to generate a carrier wave for a downlink signal with a simple configuration of a frequency dividing circuit, while complicating the calculation for phase acquisition on the side of the sensor integrated circuit that receives the downlink signal. To provide an active pen and a sensor integrated circuit capable of avoiding the above and reducing the difference in unused time between active pens in one time slot.

本発明によるアクティブペンは、1つの時間スロットにおいて1以上のシンボルの値を送信するように構成されたアクティブペンであって、互いに異なる複数の周波数のそれぞれに基づいた分周比で基準クロックを分周することにより、互いに周波数の異なる複数の搬送波を生成可能に構成された分周部と、前記分周部によって生成された第1の搬送波を送信対象の第1のシンボルの値により変調してなる第1のダウンリンク信号を、前記複数の周波数に共通のシンボル時間長にわたって送信する送信部と、を含むアクティブペンである。 An active pen according to the present invention is an active pen configured to transmit one or more symbol values in one time slot, dividing a reference clock by a division ratio based on each of a plurality of different frequencies. a frequency dividing unit configured to generate a plurality of carriers having different frequencies by dividing the first carrier generated by the frequency dividing unit with a value of a first symbol to be transmitted; a first downlink signal over a common symbol time length on the plurality of frequencies.

本発明によるセンサ集積回路は、センサ電極群に接続され、前記センサ電極群に誘導される電荷に基づいて、予め定められた複数の周波数のうちの互いに異なる1つを用いて1以上のアクティブペンから送信された複数のダウンリンク信号を検出し、検出したダウンリンク信号に基づいて指示位置を検出するとともに、検出したダウンリンク信号により送信されたシンボルの値を復調するセンサ集積回路であって、前記センサ電極群を構成する複数のセンサ電極の1つに誘導された電荷に対応する受信レベル値を取得するAD変換部と、それぞれ前記複数の周波数のうちの互いに異なる1つに対応し、対応する周波数で前記受信レベル値の列を周波数解析することによって、対応する周波数で送信された前記ダウンリンク信号を取得し、取得した前記ダウンリンク信号を前記複数の周波数に共通のシンボル時間長ごとに位相解析することにより、取得した前記ダウンリンク信号により送信された前記シンボルの値を取得する複数の復調部と、を含むセンサ集積回路である。 A sensor integrated circuit according to the present invention is connected to a group of sensor electrodes, and based on the electrical charge induced in the group of sensor electrodes, one or more active pens using different ones of a plurality of predetermined frequencies. A sensor integrated circuit that detects a plurality of downlink signals transmitted from, detects an indicated position based on the detected downlink signals, and demodulates values of symbols transmitted by the detected downlink signals, an AD converter that acquires a reception level value corresponding to the charge induced in one of the plurality of sensor electrodes constituting the sensor electrode group; Obtaining the downlink signal transmitted at the corresponding frequency by frequency-analyzing the string of the received level values at the corresponding frequency, and transmitting the obtained downlink signal for each symbol time length common to the plurality of frequencies a plurality of demodulators for obtaining values of the symbols transmitted by the obtained downlink signal by phase analysis.

本発明によれば、各アクティブペンが送信するダウンリンク信号のシンボル時間長が互いに等しくなるので、分周回路という簡易な構成によりダウンリンク信号用の搬送波を生成しつつ、ダウンリンク信号を受信するセンサ集積回路側における位相取得のための演算の複雑化を回避することが可能になる。また、各アクティブペンが送信するダウンリンク信号の総時間長が互いに等しくなるので、1時間スロット内における未使用時間のアクティブペン間での違いを削減することも可能になる。 According to the present invention, since the symbol time lengths of the downlink signals transmitted by the active pens are equal to each other, the downlink signal is received while the carrier for the downlink signal is generated by a simple configuration of the frequency dividing circuit. It is possible to avoid complication of calculation for phase acquisition on the sensor integrated circuit side. In addition, since the total time length of the downlink signal transmitted by each active pen is equal to each other, it is possible to reduce the difference in unused time between active pens within one time slot.

本発明の第1の実施の形態による位置検出システム1の全体構成を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the whole structure of the position detection system 1 by the 1st Embodiment of this invention. OFDMの原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of OFDM. アクティブペン2a,2cが同一のセンサ電極30X上に位置している場合の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example in which active pens 2a and 2c are positioned on the same sensor electrode 30X; 図3の例において、センサ電極30Xで検出される信号の周波数スペクトラムを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a frequency spectrum of a signal detected by a sensor electrode 30X in the example of FIG. 3; アクティブペン2a内の信号処理部26の機能ブロックを示す図である。3 is a diagram showing functional blocks of a signal processing section 26 in the active pen 2a; FIG. アクティブペン2c内の信号処理部26の機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of the signal processing part 26 in the active pen 2c. 基準クロック発生部42によって生成されるクロック信号CLKと分周部43によって生成される複数の搬送波の例とを示す図である。4 is a diagram showing an example of a clock signal CLK generated by a reference clock generator 42 and a plurality of carriers generated by a frequency divider 43; FIG. 6種類の周波数f4,f5,f7,f8,f10,f14のそれぞれで送信されるダウンリンク信号DSのウインドウW(1シンボル分の信号)を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing windows W (signals for one symbol) of downlink signals DS transmitted at six types of frequencies f4, f5, f7, f8, f10, and f14. センサ電極群30及びセンサ集積回路31の内部構成を示す図である。3 is a diagram showing internal configurations of a sensor electrode group 30 and a sensor integrated circuit 31. FIG. 受信部54内に設けられる、ダウンリンク信号DSの受信を行うための構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration for receiving a downlink signal DS, which is provided in a receiving section 54; アクティブペン2aの第1の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of the active pen 2a. アクティブペン2aの第2の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of the active pen 2a. アナログ領域でミキサ64a,64bによる乗算を行う場合に受信部54内に設けられる、ダウンリンク信号DSの受信を行うための構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration for receiving a downlink signal DS provided in a receiving section 54 when multiplication is performed by mixers 64a and 64b in the analog domain; 本発明の背景技術によるダウンリンク信号の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the structure of a downlink signal according to the background art of the present invention;

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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の第1の実施の形態による位置検出システム1の全体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、複数のアクティブペン2a~2cと、位置検出装置3とを有して構成される。以下の説明では、アクティブペン2a~2cを特に区別する必要がない場合に、アクティブペン2と総称する場合がある。 FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a position detection system 1 according to a first embodiment of the invention. As shown in the figure, the position detection system 1 includes a plurality of active pens 2a to 2c and a position detection device 3. FIG. In the following description, the active pens 2a to 2c may be collectively referred to as the active pen 2 when there is no particular need to distinguish between them.

アクティブペン2a~2cはそれぞれ、例えばアクティブ静電方式に対応する電子ペンである。このうちアクティブペン2cは、図1に示すように、芯体20、電極21,22、筆圧検出部23、スイッチ24、電源25、及び信号処理部26を有して構成される。また、アクティブペン2a,2bは、電極22を有しない点を除き、アクティブペン2cと同様の構成を有している。以下では、アクティブペン2cに注目してアクティブペン2の構成を説明するが、電極22にかかる構成の他は、アクティブペン2a,2bについても同様である。 Each of the active pens 2a to 2c is an electronic pen compatible with, for example, an active electrostatic system. Among them, the active pen 2c includes a core body 20, electrodes 21 and 22, a writing pressure detection section 23, a switch 24, a power supply 25, and a signal processing section 26, as shown in FIG. Also, the active pens 2a and 2b have the same configuration as the active pen 2c, except that the electrodes 22 are not provided. In the following, the configuration of the active pen 2 will be described by focusing on the active pen 2c.

電極21,22はそれぞれ、芯体20の近傍に設けられる導電体であり、配線により信号処理部26と電気的に接続されている。電極22は、電極21に比べて芯体20の先端(ペン先)から離れた位置に設けられ、典型的には、位置検出装置3がアクティブペン2の傾きを検出するために使用される。 Each of the electrodes 21 and 22 is a conductor provided near the core 20 and electrically connected to the signal processing section 26 by wiring. The electrode 22 is provided at a position farther from the tip (pen tip) of the core 20 than the electrode 21 and is typically used by the position detection device 3 to detect the tilt of the active pen 2 .

筆圧検出部23は、芯体20の先端(ペン先)に加えられた力(筆圧)を検出する機能部である。具体的に説明すると、筆圧検出部23は芯体20の後端部と当接しており、この当接を通じて、ユーザがアクティブペン2のペン先をタッチ面に押し当てたときに芯体20に加わる力を検出するよう構成される。具体的な例では、筆圧検出部23は、ペン先に加えられた力に応じて静電容量の変化する可変容量モジュールにより構成される。 The pen pressure detection unit 23 is a functional unit that detects the force (pen pressure) applied to the tip (pen tip) of the core 20 . More specifically, the writing pressure detection section 23 is in contact with the rear end portion of the core body 20, and through this contact, when the user presses the tip of the active pen 2 against the touch surface, the core body 20 is detected. configured to detect forces applied to the In a specific example, the pen pressure detection unit 23 is configured by a variable capacitance module whose capacitance changes according to the force applied to the pen tip.

スイッチ24は、アクティブペン2の側面に設けられたスイッチであり、ユーザによってオンオフ可能に構成される。電源25は、信号処理部26に動作電力(直流電圧)を供給するためのもので、例えば円筒型のAAAA電池により構成される。 The switch 24 is a switch provided on the side surface of the active pen 2 and configured to be turned on and off by the user. The power supply 25 is for supplying operating power (DC voltage) to the signal processing section 26, and is composed of, for example, a cylindrical AAAA battery.

信号処理部26は、図示しない基板に形成された回路群によって構成される処理部であり、電極21,22、筆圧検出部23、及びスイッチ24のそれぞれに接続される。信号処理部26は、このうち電極21,22を用いて、位置検出装置3との間で信号を送受信可能に構成される。以下、こうして送受信される信号のうち位置検出装置3からアクティブペン2に送信されるものをアップリンク信号USと称し、アクティブペン2から位置検出装置3に送信されるものをダウンリンク信号DSと称する。 The signal processing section 26 is a processing section configured by a circuit group formed on a substrate (not shown), and is connected to the electrodes 21 and 22, the writing pressure detection section 23, and the switch 24, respectively. The signal processing unit 26 is configured to be able to transmit and receive signals to and from the position detection device 3 using the electrodes 21 and 22 among them. Hereinafter, the signal transmitted from the position detection device 3 to the active pen 2 among the signals thus transmitted and received is referred to as an uplink signal US, and the signal transmitted from the active pen 2 to the position detection device 3 is referred to as a downlink signal DS. .

アップリンク信号USには、アクティブペン2に対する制御内容を示すコマンドが含まれる。また、ダウンリンク信号DSは、無変調の搬送波信号であるバースト信号と、所定のデータによって変調された搬送波信号であるデータ信号とを含んで構成される。信号処理部26は、アップリンク信号USに含まれていたコマンドに従ってデータ信号によって送信すべきデータを取得し、取得したデータによって搬送波信号を変調することによりデータ信号を送信する。データ信号によって送信されるデータには、筆圧検出部23によって検出される筆圧、スイッチ24のオンオフ状態を示す情報、信号処理部26内に予め書き込まれたペンIDなどが含まれる。 The uplink signal US includes a command indicating the content of control over the active pen 2 . The downlink signal DS includes a burst signal, which is an unmodulated carrier wave signal, and a data signal, which is a carrier wave signal modulated with predetermined data. The signal processing unit 26 acquires data to be transmitted by the data signal according to the command included in the uplink signal US, and modulates the carrier wave signal with the acquired data to transmit the data signal. The data transmitted by the data signal includes the writing pressure detected by the writing pressure detection unit 23, information indicating the ON/OFF state of the switch 24, the pen ID written in advance in the signal processing unit 26, and the like.

アップリンク信号US及びダウンリンク信号DSの送受信は、フレーム単位で行われる。このフレームは、例えば後述するように、位置検出装置3に含まれるディスプレイの1画面分の表示期間である。典型的な例では、フレームの先頭でアップリンク信号USが送信され、続いてダウンリンク信号DSが送信される。この場合、アップリンク信号USは、フレームの開始タイミングをアクティブペン2に知らせる役割を果たす。フレーム内におけるダウンリンク信号DSの送信時間は複数の時間スロットに分かれており、各時間スロット内では、複数のアクティブペン2により同時に、所定シンボル数のダウンリンク信号DSが送信される。 Transmission and reception of the uplink signal US and the downlink signal DS are performed in units of frames. This frame is, for example, a display period for one screen of the display included in the position detection device 3, as will be described later. In a typical example, an uplink signal US is transmitted at the beginning of a frame, followed by a downlink signal DS. In this case, the uplink signal US serves to inform the active pen 2 of the start timing of the frame. The transmission time of the downlink signal DS within a frame is divided into a plurality of time slots, and within each time slot, a plurality of active pens 2 simultaneously transmit a predetermined number of symbols of the downlink signal DS.

1つの時間スロット内で複数のアクティブペン2が同時にダウンリンク信号DSを送信しても位置検出装置3で確実に復調できるようにするため、本実施の形態では、ダウンリンク信号DSの搬送波の周波数として、互いに直交する複数の周波数を利用する。この直交する複数の周波数の考え方は、無線LANや3GPP(Third Generation Partnership Project)などの無線通信分野で一般的に使用される直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)に準ずるものである。加えて本実施の形態では、シンボル時間長を周波数によらず同じ値とすることにより、ダウンリンク信号DSを受信するセンサ集積回路31側における位相取得のための演算の複雑化の回避と、1時間スロット内における未使用時間のアクティブペン2間での違いの削減とを実現する。これらの点については、後ほど詳しく説明する。 In this embodiment, the frequency of the carrier of the downlink signal DS is set to , a plurality of mutually orthogonal frequencies are used. The concept of a plurality of orthogonal frequencies conforms to Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) generally used in wireless communication fields such as wireless LAN and 3GPP (Third Generation Partnership Project). In addition, in this embodiment, by setting the symbol time length to the same value regardless of the frequency, it is possible to avoid complication of calculation for phase acquisition on the side of the sensor integrated circuit 31 that receives the downlink signal DS. To reduce the difference in unused time between active pens 2 within a time slot. These points will be explained in detail later.

位置検出装置3は、タッチ面を有し、タッチ面内における各アクティブペン2の位置を検出可能に構成された装置である。典型的には、位置検出装置3はタブレット端末等のコンピュータであり、ディスプレイの表示面がタッチ面となっている。ただし、位置検出装置3は、表示面を有しないデジタイザであってもよい。以下では、位置検出装置3がタブレット端末であるとして説明を続ける。 The position detection device 3 is a device that has a touch surface and is configured to detect the position of each active pen 2 within the touch surface. Typically, the position detection device 3 is a computer such as a tablet terminal, and the display surface of the display serves as a touch surface. However, the position detection device 3 may be a digitizer that does not have a display surface. Below, description is continued assuming that the position detection device 3 is a tablet terminal.

位置検出装置3は、タッチ面の直下に配置されたセンサ電極群30と、センサ集積回路31と、これらを含む位置検出装置3の各部の機能を制御するホストプロセッサ32とを有して構成される。 The position detection device 3 includes a sensor electrode group 30 arranged directly below the touch surface, a sensor integrated circuit 31, and a host processor 32 that controls the functions of each part of the position detection device 3 including these. be.

センサ電極群30は、相互容量型のタッチセンサを構成するもので、複数のセンサ電極30Xと複数のセンサ電極30Yとがマトリクス状に配置された構成を有して構成される。複数のセンサ電極30Xは、それぞれ図示したY方向に延在し、Y方向と直交するX方向に等間隔で配置された複数の線状導電体によって構成される。また、複数のセンサ電極30Yは、それぞれX方向に延在し、Y方向に等間隔で配置された複数の線状導電体によって構成される。図1には、各複数のセンサ電極30X,30Yのうちの一部のみを示している。複数のセンサ電極30Yはディスプレイの共通電極を兼ねていてもよく、その場合の位置検出装置3は、後述するように「インセル型」と呼ばれる。 The sensor electrode group 30 constitutes a mutual capacitance type touch sensor, and has a configuration in which a plurality of sensor electrodes 30X and a plurality of sensor electrodes 30Y are arranged in a matrix. The plurality of sensor electrodes 30X each extend in the illustrated Y direction and are configured by a plurality of linear conductors arranged at equal intervals in the X direction orthogonal to the Y direction. Further, the plurality of sensor electrodes 30Y are configured by a plurality of linear conductors extending in the X direction and arranged at regular intervals in the Y direction. FIG. 1 shows only a portion of each of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y. The plurality of sensor electrodes 30Y may also serve as a common electrode of the display, and the position detection device 3 in that case is called an "in-cell type" as will be described later.

センサ集積回路31は、タッチ面上における各アクティブペン2の指示位置を検出するとともに、各アクティブペン2がダウンリンク信号DSを用いて送信したデータを受信する機能と、タッチ面上における指の位置を検出する機能とを有する。位置検出装置3がインセル型である場合には、センサ集積回路31はさらに、表示動作に必要な共通電位を複数のセンサ電極30Yに印加する機能も有する。 The sensor integrated circuit 31 has a function of detecting the pointing position of each active pen 2 on the touch surface, receiving data transmitted by each active pen 2 using the downlink signal DS, and detecting the position of the finger on the touch surface. and a function to detect When the position detection device 3 is of the in-cell type, the sensor integrated circuit 31 also has a function of applying a common potential required for display operation to the plurality of sensor electrodes 30Y.

センサ集積回路31の詳細については後ほど図9を参照して説明するが、アクティブペン2に関する部分について簡単に説明すると、センサ集積回路31は、センサ電極群30を通じ、各アクティブペン2に向けてアップリンク信号USを送信するとともに、各アクティブペン2が送信したダウンリンク信号DSを受信する機能を有する。ダウンリンク信号DS中のバースト信号が受信された場合、センサ集積回路31は、各センサ電極30X,30Yにおけるバースト信号の受信レベルに基づいてアクティブペン2の指示位置を導出し、ホストプロセッサ32に供給する。また、ダウンリンク信号DS中のデータ信号が受信された場合、センサ集積回路31は、データ信号を復調することによってアクティブペン2が送信したデータを取り出し、ホストプロセッサ32に供給する。 Details of the sensor integrated circuit 31 will be described later with reference to FIG. It has a function of transmitting a link signal US and receiving a downlink signal DS transmitted by each active pen 2 . When a burst signal in the downlink signal DS is received, the sensor integrated circuit 31 derives the indicated position of the active pen 2 based on the received level of the burst signal at each of the sensor electrodes 30X and 30Y, and supplies it to the host processor 32. do. Also, when the data signal in the downlink signal DS is received, the sensor integrated circuit 31 extracts the data transmitted by the active pen 2 by demodulating the data signal and supplies it to the host processor 32 .

ホストプロセッサ32は、位置検出装置3の全体を制御する中央処理装置である。ホストプロセッサ32上では、描画アプリケーションや通信アプリケーションなどの各種アプリケーションが動作可能に構成される。描画アプリケーションは、センサ集積回路31から順次供給されるアクティブペン2又は指の一連の位置に基づいて、タッチ面上におけるそれぞれの軌跡を示すストロークデータを生成し記憶するとともに、記憶したストロークデータのレンダリングを行う役割を果たす。描画アプリケーションはまた、アクティブペン2が送信したデータの供給をセンサ集積回路31から受けた場合、供給されたデータに応じて、レンダリングするストロークデータの線幅、透明度、線色などの制御を行う。 The host processor 32 is a central processing unit that controls the position detection device 3 as a whole. On the host processor 32, various applications such as a drawing application and a communication application are operable. The drawing application generates and stores stroke data indicating respective trajectories on the touch surface based on a series of positions of the active pen 2 or finger sequentially supplied from the sensor integrated circuit 31, and renders the stored stroke data. play a role in When the drawing application receives the data transmitted by the active pen 2 from the sensor integrated circuit 31, the drawing application controls the line width, transparency, line color, etc. of the stroke data to be rendered according to the supplied data.

ここで、上述したOFDMについて説明する。図2は、OFDMの原理を説明する図である。同図は、それぞれOFDMにより送受信される信号U1(f)~信号U7(f)の周波数スペクトラムであり、横軸に周波数fを、縦軸に振幅をそれぞれ示している。 Here, OFDM mentioned above will be described. FIG. 2 is a diagram explaining the principle of OFDM. The figure shows frequency spectra of signals U1(f) to U7(f) transmitted and received by OFDM, with the horizontal axis representing the frequency f and the vertical axis representing the amplitude.

信号U1(f)~信号U7(f)は、それぞれの中心周波数f~fが互いに直交するように設計された信号群であり、次の式(1)を満たす。ただし、Tはシンボル時間長であり、δijは、i=jのときに1となり、i≠jのときに0となるデルタ関数である。 Signals U1(f) to U7(f) are signal groups designed such that their center frequencies f 1 to f 7 are orthogonal to each other, and satisfy the following equation (1). where T is the symbol time length, and δ ij is a delta function that is 1 when i=j and 0 when i≠j.

Figure 0007130617000001
Figure 0007130617000001

このように信号U1(f)~信号U7(f)を設計することにより、図2に示すように、各信号の中心周波数で他の信号の信号電力密度が0になることから、受信側では、これらが重畳して受信されたとしても、これらを区別して受信することが可能になる。具体的には、受信信号f(t)に対して次の式(2)及び式(3)の演算を行い、その結果に基づいてビット判定を行うという処理を周波数ごとに行うことにより、信号U1(f)~信号U7(f)を区別して受信することができる。 By designing the signals U1(f) to U7(f) in this way, as shown in FIG. 2, the signal power density of the other signals becomes 0 at the center frequency of each signal. , are received in a superimposed manner, they can be received by distinguishing them. Specifically, the following equations (2) and (3) are calculated for the received signal f(t), and bit determination is performed based on the results for each frequency, whereby the signal Signals U1(f) to U7(f) can be discriminated and received.

Figure 0007130617000002
Figure 0007130617000002

このようなOFDMは、上述したように無線通信分野で一般的に使用されているものであり、通常は、1つの送信装置から多量のデータを多重して送信するために用いられる。これに対し、本実施の形態では、各アクティブペン2に異なる周波数を割り当て、割り当てた周波数を用いてダウンリンク信号DSを送信させることにより、複数のアクティブペン2によるダウンリンク信号DSの同時送信(マルチペン送信)を実現する。 Such OFDM is generally used in the wireless communication field as described above, and is usually used to multiplex and transmit a large amount of data from one transmitter. On the other hand, in the present embodiment, a different frequency is assigned to each active pen 2, and the downlink signal DS is transmitted using the assigned frequency. multi-pen transmission).

より具体的な例を挙げて説明する。図3は、図1にも示したアクティブペン2a,2cが同一のセンサ電極30X上に位置している場合の例を示す図である。同図において、下向きの矢印はダウンリンク信号DSを示し、上向きの矢印はアップリンク信号USを示している。また、同図には、センサ電極群30の上に配置されるガラス板33も図示している。位置検出装置3のタッチ面は、このガラス板33の表面により構成される。図3の例では、アクティブペン2aの電極21から送信されるダウンリンク信号DSが図2に示した信号U2(f)であり、アクティブペン2cの電極21から送信されるダウンリンク信号DSが図2に示した信号U6(f)であり、アクティブペン2cの電極22から送信されるダウンリンク信号DSが図2に示した信号U7(f)である、としている。 A more specific example will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example in which the active pens 2a and 2c shown in FIG. 1 are positioned on the same sensor electrode 30X. In the figure, downward arrows indicate downlink signals DS, and upward arrows indicate uplink signals US. The figure also shows a glass plate 33 arranged on the sensor electrode group 30 . A touch surface of the position detection device 3 is configured by the surface of the glass plate 33 . In the example of FIG. 3, the downlink signal DS transmitted from the electrode 21 of the active pen 2a is the signal U2(f) shown in FIG. 2, and the downlink signal DS transmitted from the electrode 21 of the active pen 2c is shown in FIG. 2, and the downlink signal DS transmitted from the electrode 22 of the active pen 2c is the signal U7(f) shown in FIG.

図4は、図3の例において、センサ電極30Xで検出される信号の周波数スペクトラムを示す図である。センサ電極30Xでは、信号U2(f),U6(f),U7(f)が重畳して検出されることになるが、図4に示すように、信号U2(f)の中心周波数では信号U6(f),U7(f)の信号電力密度が0であるため、センサ集積回路31は、信号U2(f)の中心周波数の振幅を観測することにより、アクティブペン2aが送信したダウンリンク信号DSを取得することができる。同様に、信号U6(f)の中心周波数では信号U2(f),U7(f)の信号電力密度が0であるため、センサ集積回路31は、信号U6(f)の中心周波数の振幅を観測することにより、アクティブペン2cが電極21から送信したダウンリンク信号DSを取得することができる。また、信号U7(f)の中心周波数では信号U6(f),U7(f)の信号電力密度が0であるため、センサ集積回路31は、信号U7(f)の中心周波数の振幅を観測することにより、アクティブペン2cが電極22から送信したダウンリンク信号DSを取得することができる。 FIG. 4 is a diagram showing the frequency spectrum of the signal detected by the sensor electrode 30X in the example of FIG. The signals U2(f), U6(f), and U7(f) are superimposed and detected by the sensor electrode 30X. Since the signal power density of (f) and U7(f) is 0, the sensor integrated circuit 31 observes the amplitude of the center frequency of the signal U2(f), thereby detecting the downlink signal DS transmitted by the active pen 2a. can be obtained. Similarly, since the signal power densities of the signals U2(f) and U7(f) are 0 at the center frequency of the signal U6(f), the sensor integrated circuit 31 observes the amplitude of the center frequency of the signal U6(f). By doing so, the downlink signal DS transmitted from the electrode 21 by the active pen 2c can be acquired. Further, since the signal power density of the signals U6(f) and U7(f) is 0 at the center frequency of the signal U7(f), the sensor integrated circuit 31 observes the amplitude of the center frequency of the signal U7(f). Thereby, the downlink signal DS transmitted from the electrode 22 by the active pen 2c can be obtained.

なお、図4の例において信号U6(f),U7(f)のピークが信号U2(f)の振幅よりも小さくなっているのは、図3に示すように、アクティブペン2aがペンダウン状態(ペン先がタッチ面に接触している状態)のに対し、アクティブペン2cがホバー状態(ペン先がタッチ面から離れている状態)となっているためである。位置検出装置3は、振幅が大きいペンダウン状態にあるアクティブペン2のみならず、振幅が小さいホバー状態のアクティブペン2についてもその位置を検出しなければならないが、それぞれから送信されるダウンリンク信号DSの中心周波数がす図4のように直交していれば、振幅が大きい方(ペンダウン状態)のアクティブペン2のダウンリンク信号DSが振幅が小さい方(ホバー状態)のアクティブペン2のダウンリンク信号DSの受信レベルに対して影響を与えることを回避できる。 In the example of FIG. 4, the peaks of the signals U6(f) and U7(f) are smaller than the amplitude of the signal U2(f) because the active pen 2a is in the pen-down state ( This is because the active pen 2c is in a hover state (a state in which the pen tip is away from the touch surface), while the pen tip is in contact with the touch surface. The position detection device 3 must detect the position of not only the active pen 2 in the pen-down state with a large amplitude but also the active pen 2 in the hover state with a small amplitude. are orthogonal as shown in FIG. 4, the downlink signal DS of the active pen 2 with the larger amplitude (pen-down state) is the downlink signal DS of the active pen 2 with the smaller amplitude (hover state). It is possible to avoid affecting the DS reception level.

以下、本実施の形態によるダウンリンク信号DSの送信するためのアクティブペン2の構成について詳細に説明し、その後、本実施の形態によるダウンリンク信号DSを受信するためのセンサ集積回路31の構成について詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the active pen 2 for transmitting the downlink signal DS according to this embodiment will be described in detail, and then the configuration of the sensor integrated circuit 31 for receiving the downlink signal DS according to this embodiment will be described. I will explain in detail.

図5は、アクティブペン2a内の信号処理部26の機能ブロックを示す図である。図示していないが、アクティブ2b内の信号処理部26も同様の機能ブロックを有している。同図に示すように、アクティブペン2a内の信号処理部26は、受信部40、制御部41、基準クロック発生部42、分周部43、変調部44、及び増幅部45を有して構成される。 FIG. 5 is a diagram showing functional blocks of the signal processing section 26 in the active pen 2a. Although not shown, the signal processing section 26 in the active 2b also has similar functional blocks. As shown in the figure, the signal processing unit 26 in the active pen 2a includes a receiving unit 40, a control unit 41, a reference clock generating unit 42, a dividing unit 43, a modulating unit 44, and an amplifying unit 45. be done.

受信部40は、電極21で受信されたアップリンク信号USを検出する検出回路であり、アップリンク信号USの受信タイミングに基づいてフレームの開始タイミングを取得し、制御部41に通知する。また、アップリンク信号USを復調することによってセンサ集積回路31が送信したコマンドを取得し、制御部41に供給する。 The receiving unit 40 is a detection circuit that detects the uplink signal US received by the electrode 21 , acquires the frame start timing based on the reception timing of the uplink signal US, and notifies the control unit 41 of it. Moreover, the command transmitted by the sensor integrated circuit 31 is obtained by demodulating the uplink signal US and supplied to the control unit 41 .

制御部41は、アクティブペン2内の各部を制御する機能を有するプロセッサであり、図示しないメモリを内蔵している。このメモリには、フレームの時間長、フレーム内における各時間スロットの位置、フレーム内に含まれる複数の時間スロットのうちダウンリンク信号DSの送信に使用するべきものの1以上の組み合わせ、1時間スロット内で送信するビットの数、ダウンリンク信号DSのシンボル時間長など、アップリンク信号US及びダウンリンク信号DSの送受信に関する各種の情報が予め格納されており、制御部41は、これらの情報と、受信部40により受信されたアップリンク信号USとに基づいて、変調部44にダウンリンク信号DSを送信させる。 The control section 41 is a processor having a function of controlling each section in the active pen 2 and incorporates a memory (not shown). This memory stores the time length of the frame, the position of each time slot within the frame, one or more combinations of a plurality of time slots contained within the frame to be used for transmission of the downlink signal DS, Various information related to transmission and reception of the uplink signal US and the downlink signal DS are stored in advance, such as the number of bits to be transmitted in and the symbol time length of the downlink signal DS. Based on the uplink signal US received by the unit 40, the modulating unit 44 is caused to transmit the downlink signal DS.

ここで、シンボル時間長は、ダウンリンク信号DSを検出する位置検出装置3における復調処理の単位時間に対応する時間であり、本実施の形態においては、ダウンリンク信号DSの送信に用いられ得る複数の周波数に共通の値に設定される。こうすることにより、各アクティブペン2から送信されるダウンリンク信号DSのシンボル時間長がダウンリンク信号DSの周波数によらず同じ値となるので、位置検出装置3では、位相を取得するために複雑な演算を行うことなく、各アクティブペン2が送信したダウンリンク信号DSを受信することが可能になる。この点については、後ほどより詳しく説明する。 Here, the symbol time length is the time corresponding to the unit time of demodulation processing in the position detection device 3 that detects the downlink signal DS. is set to a value common to the frequencies of By doing this, the symbol time length of the downlink signal DS transmitted from each active pen 2 becomes the same value regardless of the frequency of the downlink signal DS. It becomes possible to receive the downlink signal DS transmitted by each active pen 2 without performing any calculation. This point will be explained in more detail later.

制御部41の動作について、具体的に説明する。制御部41はまず、受信部40から通知されたフレームの開始タイミングに基づいて、フレーム内における各時間スロットの位置を取得する。また、制御部41は、受信部40から供給されたコマンド(設定データ)に基づき、ダウンリンク信号DSの送信に使用する周波数と、ダウンリンク信号DSにより送信するデータの内容と、ダウンリンク信号DSの送信に使用すべき1以上の時間スロットとを決定する。このうち周波数は、後述する6種類の周波数f4,f5,f7,f8,f10,f14のいずれか1つであり、制御部41は、決定した周波数を分周部43に設定するよう構成される。 The operation of the control section 41 will be specifically described. First, the control unit 41 acquires the position of each time slot within the frame based on the start timing of the frame notified from the receiving unit 40 . Further, based on the command (setting data) supplied from the receiving unit 40, the control unit 41 controls the frequency to be used for transmitting the downlink signal DS, the content of the data to be transmitted by the downlink signal DS, and the content of the data to be transmitted by the downlink signal DS. determines one or more time slots to be used for transmission of . Among them, the frequency is one of six types of frequencies f4, f5, f7, f8, f10, and f14, which will be described later, and the control unit 41 is configured to set the determined frequency to the frequency dividing unit 43. .

ダウンリンク信号DSにより送信するデータには、筆圧検出部23によって検出される筆圧、スイッチ24のオンオフ状態を示すスイッチ情報、制御部41内の図示しないメモリに予め書き込まれているペンIDなどが含まれる。制御部41は、決定したデータの内容が筆圧である場合には筆圧検出部23から筆圧を取得し、スイッチ情報である場合にはスイッチ24からスイッチ情報を取得し、ペンIDである場合には内蔵メモリからペンIDを取得する。制御部41は、このようにして取得した各種データに基づいて、ダウンリンク信号DSを構成するデータ信号を生成し、さらに所定のバースト信号を付加することによって、ダウンリンク信号DSを生成する。 The data transmitted by the downlink signal DS includes the writing pressure detected by the writing pressure detection unit 23, switch information indicating the ON/OFF state of the switch 24, pen ID written in advance in a memory (not shown) in the control unit 41, and the like. is included. The control unit 41 acquires the writing pressure from the writing pressure detection unit 23 when the content of the determined data is the writing pressure, and acquires the switch information from the switch 24 when it is the switch information. In this case, the pen ID is obtained from the built-in memory. The control unit 41 generates a data signal constituting the downlink signal DS based on the various data acquired in this way, and further generates the downlink signal DS by adding a predetermined burst signal.

ダウンリンク信号DSを生成した制御部41は、生成したダウンリンク信号DSの内容に基づき、決定した1以上の時間スロットのそれぞれで送信すべきシンボル列SSを決定する。なお、シンボル列SSのうちバースト信号に対応する部分は、パルス信号の位相が同じ値を繰り返すこととなるように決定される。こうすることで、バースト信号は、同じ位相をとるパルス信号が繰り返し送信されてなるトーン信号となる。制御部41は、各時間スロットに応じたタイミング(アップリンク信号USを基準とするタイミング)で、決定したシンボル列SSをパラレルに変調部44に供給するよう構成される。 The control unit 41 that has generated the downlink signal DS determines the symbol sequence SS to be transmitted in each of the determined one or more time slots based on the content of the generated downlink signal DS. The part corresponding to the burst signal in the symbol string SS is determined so that the phase of the pulse signal repeats the same value. By doing so, the burst signal becomes a tone signal in which pulse signals having the same phase are repeatedly transmitted. The control unit 41 is configured to supply the determined symbol sequence SS in parallel to the modulation unit 44 at a timing corresponding to each time slot (timing based on the uplink signal US).

基準クロック発生部42は、所定周波数のパルス信号であるクロック信号CLK(基準クロック)を発生する機能部である。図5及び後掲の各図ではこの所定周波数を8MHzとしているが、他の周波数を用いてもよいのは勿論である。以下では、クロック信号CLKは8MHzのパルス信号である、として説明を続ける。 The reference clock generation unit 42 is a functional unit that generates a clock signal CLK (reference clock), which is a pulse signal with a predetermined frequency. Although this predetermined frequency is 8 MHz in FIG. 5 and each figure to be described later, it is a matter of course that other frequencies may be used. In the following description, it is assumed that the clock signal CLK is an 8 MHz pulse signal.

分周部43は、互いに異なる複数の周波数(後述する6種類の周波数f4,f5,f7,f8,f10,f14)のそれぞれに基づいた分周比でクロック信号CLKを分周することにより、互いに周波数の異なる複数の搬送波を生成可能に構成された分周回路である。具体的には、制御部41から設定された周波数(例えば、周波数f8)の搬送波を、分周によって生成するように構成される。分周部43から出力される搬送波は、後述する図7に示すようなパルス信号であってよい。 The frequency dividing unit 43 divides the clock signal CLK by frequency dividing ratios based on a plurality of mutually different frequencies (six types of frequencies f4, f5, f7, f8, f10, and f14, which will be described later). A frequency dividing circuit configured to generate a plurality of carrier waves having different frequencies. Specifically, it is configured to generate a carrier wave having a frequency (for example, frequency f8) set by the control unit 41 by frequency division. The carrier wave output from the frequency divider 43 may be a pulse signal as shown in FIG. 7, which will be described later.

変調部44は、分周部43によって生成された搬送波(第1の搬送波)を制御部41から供給される送信対象のシンボルの値(第1のシンボルの値)によって変調し、その結果として得られる信号(第1のダウンリンク信号)を、制御部41のメモリに予め格納されているシンボル時間長にわたって送信する送信回路(送信部)である。 The modulation unit 44 modulates the carrier (first carrier) generated by the frequency dividing unit 43 with the value of the symbol to be transmitted (first symbol value) supplied from the control unit 41, and obtains It is a transmitting circuit (transmitting section) that transmits the received signal (first downlink signal) over the symbol time length previously stored in the memory of the control section 41 .

具体的に説明すると、変調部44は、図5に示すように、シリアル出力部44aと、ミキサ44bとを有して構成される。シリアル出力部44aは、制御部41からパラレルに供給されるシンボル列SSを、1シンボルずつシリアルに、ミキサ44bに対して供給するよう構成される。 Specifically, as shown in FIG. 5, the modulating section 44 includes a serial output section 44a and a mixer 44b. The serial output unit 44a is configured to serially supply the symbol string SS supplied in parallel from the control unit 41 symbol by symbol to the mixer 44b.

ミキサ44bは、シリアル出力部44aから供給されるシンボルの値により、分周部43によって生成された搬送波の位相を制御する回路であり、具体的には、シリアル出力部44aから供給されるシンボルの値に、分周部43によって生成された搬送波を乗算するよう構成される。ミキサ44bによる位相制御は、BPSKによって実行される。すなわち、ミキサ44bは、シリアル出力部44aから供給されるシンボルの値が0である場合に位相が0となるように搬送波の位相を制御し、シリアル出力部44aから供給されるシンボルの値が1である場合に位相がπとなるように搬送波の位相を制御するよう構成される。 The mixer 44b is a circuit that controls the phase of the carrier wave generated by the frequency dividing section 43 according to the value of the symbol supplied from the serial output section 44a. The value is arranged to be multiplied by the carrier generated by the frequency divider 43 . Phase control by the mixer 44b is performed by BPSK. That is, the mixer 44b controls the phase of the carrier wave so that the phase becomes 0 when the value of the symbol supplied from the serial output section 44a is 0, and the phase of the symbol supplied from the serial output section 44a becomes 1. It is configured to control the phase of the carrier so that the phase becomes π when .

ミキサ44bは、位相を制御した結果として得られる1シンボル分の信号を、制御部41のメモリに予め格納されているシンボル時間長にわたって、増幅部45に供給するよう構成される。増幅部45は、こうしてミキサ44bから供給された信号を増幅し、電極21に供給する。これにより、ダウンリンク信号DSの送信に用いられ得る複数の周波数に共通のシンボル時間長を有するダウンリンク信号DSが、電極21からセンサ集積回路31に向けて送信されることになる。 The mixer 44 b is configured to supply the signal for one symbol obtained as a result of phase control to the amplifier 45 over the symbol time length stored in advance in the memory of the controller 41 . The amplifier 45 amplifies the signal thus supplied from the mixer 44 b and supplies it to the electrode 21 . As a result, a downlink signal DS having a symbol time length common to a plurality of frequencies that can be used for transmission of the downlink signal DS is transmitted from the electrode 21 toward the sensor integrated circuit 31 .

図6は、アクティブペン2c内の信号処理部26の機能ブロックを示す図である。図5に示したアクティブペン2aの機能ブロックとの違いは、増幅部46をさらに備える点、分周部43が2種類の搬送波を生成する点、変調部44内にミキサ44cがさらに設けられる点である。以下、アクティブペン2aとの違いに着目して説明する。 FIG. 6 is a diagram showing functional blocks of the signal processing section 26 in the active pen 2c. The difference from the functional block of the active pen 2a shown in FIG. is. The following description focuses on the difference from the active pen 2a.

アクティブペン2cの制御部41は、受信部40から供給されたコマンド(設定データ)に基づき、ダウンリンク信号DSの送信に使用する周波数を2つ決定するように構成される。制御部41は、決定した2つの周波数のそれぞれを分周部43に設定する。分周部43は、制御部41から設定された2つの周波数(例えば、周波数f4,f14)のそれぞれについて、分周によって搬送波を生成するように構成される。 The control unit 41 of the active pen 2c is configured to determine two frequencies to be used for transmitting the downlink signal DS based on the command (setting data) supplied from the receiving unit 40. FIG. The control unit 41 sets each of the determined two frequencies to the frequency dividing unit 43 . The frequency divider 43 is configured to generate carrier waves by frequency division for each of the two frequencies (for example, frequencies f4 and f14) set by the controller 41 .

制御部41はまた、筆圧検出部23などから取得したデータに基づいて生成したダウンリンク信号DSに基づいて、電極21(第1の電極)から1以上の時間スロットのそれぞれで送信すべきシンボル列SS1と、電極22(第2の電極)から1以上の時間スロットのそれぞれで送信すべきシンボル列SS2とを決定する。そして、各時間スロットに応じたタイミングで、それぞれをパラレルに変調部44に供給するよう構成される。 The control unit 41 also controls the symbols to be transmitted in each of one or more time slots from the electrode 21 (first electrode) based on the downlink signal DS generated based on the data acquired from the writing pressure detection unit 23 or the like. A sequence SS1 and a symbol sequence SS2 to be transmitted in each of one or more time slots from electrode 22 (second electrode) are determined. Then, they are configured to be supplied to the modulating section 44 in parallel at timings corresponding to the respective time slots.

シリアル出力部44aは、制御部41からパラレルに供給されるシンボル列SS1を、1シンボルずつシリアルに、ミキサ44bに対して供給するとともに、制御部41からパラレルに供給されるシンボル列SS2を、1シンボルずつシリアルに、ミキサ44cに対して供給するよう構成される。 The serial output unit 44a serially supplies the symbol string SS1 supplied in parallel from the control unit 41 to the mixer 44b one symbol at a time, and serially supplies the symbol string SS2 supplied in parallel from the control unit 41 to the mixer 44b. It is configured to feed, symbol by symbol, serially to the mixer 44c.

ミキサ44bは、シリアル出力部44aから順次供給されるシンボルの値(第1のシンボルの値)により、分周部43によって生成された2つの搬送波のうちの一方(第1の搬送波)の位相を制御する。また、ミキサ44cは、シリアル出力部44aから順次供給されるシンボルの値(第2のシンボルの値)により、分周部43によって生成された2つの搬送波のうちの他方(第2の搬送波)の位相を制御する。 The mixer 44b shifts the phase of one of the two carriers (first carrier) generated by the frequency divider 43 according to the symbol value (first symbol value) sequentially supplied from the serial output unit 44a. Control. In addition, the mixer 44c converts the other (second carrier) of the two carriers generated by the frequency divider 43 based on the symbol value (second symbol value) sequentially supplied from the serial output unit 44a. Control the phase.

ミキサ44b,44cはそれぞれ、位相を制御した結果として得られる1シンボル分の信号を、制御部41のメモリに予め格納されているシンボル時間長にわたって、増幅部45に供給するよう構成される。増幅部45は、ミキサ44bから供給された信号を増幅して電極21に供給し、増幅部46は、ミキサ44cから供給された信号を増幅して電極22に供給する。これにより、電極21,22のそれぞれから、ダウンリンク信号DSの送信に用いられ得る複数の周波数に共通のシンボル時間長を有するダウンリンク信号DS(第1及び第2のダウンリンク信号)が送信されることになる。 Each of the mixers 44 b and 44 c is configured to supply a signal for one symbol obtained as a result of phase control to the amplifying section 45 over a symbol time length stored in advance in the memory of the control section 41 . The amplifier 45 amplifies the signal supplied from the mixer 44 b and supplies it to the electrode 21 , and the amplifier 46 amplifies the signal supplied from the mixer 44 c and supplies it to the electrode 22 . As a result, downlink signals DS (first and second downlink signals) having a common symbol time length for a plurality of frequencies that can be used for transmission of the downlink signals DS are transmitted from each of the electrodes 21 and 22. will be

以下、分周部43に設定され得る6種類の周波数f4,f5,f7,f8,f10,f14について、詳しく説明する。 Six types of frequencies f4, f5, f7, f8, f10, and f14 that can be set in the frequency divider 43 will be described in detail below.

図7は、基準クロック発生部42によって生成されるクロック信号CLKと、分周部43によって生成される複数の搬送波の例とを示す図である。同図には、1シンボル時間長(例えば、35μsec)分の波形を示している。同図に示すように、クロック信号CLK及び各搬送波はいずれもパルス信号によって構成される。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the clock signal CLK generated by the reference clock generator 42 and multiple carriers generated by the frequency divider 43. As shown in FIG. The figure shows a waveform for one symbol time length (for example, 35 μsec). As shown in the figure, both the clock signal CLK and each carrier are composed of pulse signals.

分周部43に設定される周波数としては、周期の整数倍が共通のシンボル時間長に一致し、かつ、互いに直交するものが選択される。図示した6種類の周波数f4,f5,f7,f8,f10,f14は、こうして選択され得る周波数の例である。具体的に説明すると、周波数f4はクロック信号CLKを70分周することによって得られる約114.2857143kHzの周波数であり、4波でちょうど35μsecとなる。周波数f5はクロック信号CLKを56分周することによって得られる約142.857143kHzの周波数であり、5波でちょうど35μsecとなる。周波数f7はクロック信号CLKを40分周することによって得られる200kHzの周波数であり、7波でちょうど35μsecとなる。周波数f8はクロック信号CLKを35分周することによって得られる約228.5714286kHzの周波数であり、8波でちょうど35μsecとなる。周波数f10はクロック信号CLKを28分周することによって得られる約285.7142857kHzの周波数であり、10波でちょうど35μsecとなる。周波数f14はクロック信号CLKを20分周することによって得られる400kHzの周波数であり、14波でちょうど35μsecとなる。 The frequencies set in the frequency divider 43 are selected so that integral multiples of the period match the common symbol time length and are orthogonal to each other. The six frequencies f4, f5, f7, f8, f10, and f14 shown are examples of frequencies that can be selected in this way. Specifically, the frequency f4 is a frequency of approximately 114.2857143 kHz obtained by dividing the frequency of the clock signal CLK by 70, and 4 waves is exactly 35 μsec. The frequency f5 is a frequency of about 142.857143 kHz obtained by dividing the frequency of the clock signal CLK by 56, and 5 waves is exactly 35 μsec. The frequency f7 is a frequency of 200 kHz obtained by dividing the frequency of the clock signal CLK by 40, and 7 waves are exactly 35 μsec. The frequency f8 is a frequency of about 228.5714286 kHz obtained by dividing the frequency of the clock signal CLK by 35, and 8 waves is exactly 35 μsec. The frequency f10 is a frequency of about 285.7142857 kHz obtained by dividing the clock signal CLK by 28, and 10 waves is exactly 35 μsec. The frequency f14 is a frequency of 400 kHz obtained by dividing the frequency of the clock signal CLK by 20, and 14 waves is exactly 35 μsec.

図8は、6種類の周波数f4,f5,f7,f8,f10,f14のそれぞれで送信されるダウンリンク信号DSのウインドウW(1シンボル分の信号)を示す図である。本実施の形態によれば、シンボル時間長がダウンリンク信号DSの周波数によらず一定であることから、ウインドウWの時間長も周波数によらず一定の値となる。その結果、ダウンリンク信号DSを受信するセンサ集積回路31においては、ダウンリンク信号DSの周波数によってウインドウWの位置を変える必要がなくなるので、センサ集積回路31における位相取得のための演算の複雑化を回避することが可能になる。また、各アクティブペン2が1時間スロット内で送信するダウンリンク信号DSの総時間長が互いに等しくなるので、1時間スロット内における未使用時間のアクティブペン2間での違いを削減することも可能になる。 FIG. 8 is a diagram showing windows W (signals for one symbol) of the downlink signal DS transmitted at each of six frequencies f4, f5, f7, f8, f10, and f14. According to this embodiment, since the symbol time length is constant regardless of the frequency of the downlink signal DS, the time length of the window W also has a constant value regardless of the frequency. As a result, in the sensor integrated circuit 31 that receives the downlink signal DS, there is no need to change the position of the window W depending on the frequency of the downlink signal DS. can be avoided. In addition, since the total time length of the downlink signal DS transmitted by each active pen 2 within one time slot is equal to each other, it is possible to reduce the difference in the unused time between the active pens 2 within one time slot. become.

以上説明したように、本実施の形態によるアクティブペン2によれば、各アクティブペン2が送信するダウンリンク信号DSのウインドウWの時間長が共通のシンボル時間長に等しくなるので、分周回路という簡易な構成によりダウンリンク信号DS用の搬送波を生成しつつ、ダウンリンク信号DSを受信するセンサ集積回路31側における位相取得のための演算の複雑化を回避することが可能になる。また、各アクティブペン2が送信するダウンリンク信号DSの総時間長が互いに等しくなるので、1時間スロット内における未使用時間のアクティブペン2間での違いを削減することも可能になる。 As described above, according to the active pen 2 according to the present embodiment, the time length of the window W of the downlink signal DS transmitted by each active pen 2 is equal to the common symbol time length. With a simple configuration, it is possible to generate a carrier wave for the downlink signal DS and avoid complication of calculation for phase acquisition on the side of the sensor integrated circuit 31 that receives the downlink signal DS. In addition, since the total length of time of the downlink signal DS transmitted by each active pen 2 is equal to each other, it is possible to reduce the difference in unused time between active pens 2 within one time slot.

次に、本実施の形態によるダウンリンク信号DSを受信するためのセンサ集積回路31の構成について、詳細に説明する。 Next, the configuration of the sensor integrated circuit 31 for receiving the downlink signal DS according to this embodiment will be described in detail.

図9は、センサ電極群30及びセンサ集積回路31の内部構成を示す図である。上述したように、センサ電極群30は、各複数のセンサ電極30X,30Yによって構成される。タッチ面がディスプレイの表示面によって構成される場合、センサ電極30X,30Yの一方は、ディスプレイ内の共通電極としても使用され得る。センサ電極30X,30Yの一方をディスプレイ内の共通電極として使用するタイプの位置検出装置3は、例えば「インセル型」と呼ばれる。一方、センサ電極30X,30Yとディスプレイ内の共通電極とを別々に設けるタイプの位置検出装置3は、例えば「アウトセル型」又は「オンセル型」と呼ばれる。以下では、位置検出装置3はインセル型であるとして説明を続けるが、本発明はアウトセル型又はオンセル型の位置検出装置についても、同様に適用可能である。 FIG. 9 is a diagram showing the internal configuration of the sensor electrode group 30 and the sensor integrated circuit 31. As shown in FIG. As described above, the sensor electrode group 30 is composed of a plurality of sensor electrodes 30X and 30Y. If the touch surface is constituted by the display surface of the display, one of the sensor electrodes 30X, 30Y can also be used as a common electrode within the display. A type of position detection device 3 that uses one of the sensor electrodes 30X and 30Y as a common electrode within the display is called, for example, an "in-cell type." On the other hand, the type of position detection device 3 in which the sensor electrodes 30X and 30Y and the common electrode in the display are provided separately is called, for example, an "out-cell type" or an "on-cell type." In the following description, it is assumed that the position detection device 3 is of the in-cell type, but the present invention is similarly applicable to an out-cell or on-cell position detection device.

ディスプレイが画素の駆動処理を実行する際には、共通電極の電位を所定の共通電位Vcomに維持する必要がある。したがって、インセル型の位置検出装置3においては、ディスプレイが画素の駆動処理を実行している間、センサ集積回路31は、アクティブペン2との通信及び指の検出を行うことができない。そこでホストプロセッサ32は、画素の駆動処理が行われていない水平帰線区間及び垂直帰線区間を利用して、センサ集積回路31にアクティブペン2との通信及び指の検出を実行させる。具体的には、1画面分の表示期間を1フレームとし、その中に含まれる水平帰線区間及び垂直帰線区間を時間スロットに見立て、個々の時間スロット内でアクティブペン2との通信及び指の検出を実行するよう、センサ集積回路31を制御する。 When the display executes pixel driving processing, it is necessary to maintain the potential of the common electrode at a predetermined common potential Vcom. Therefore, in the in-cell position detection device 3, the sensor integrated circuit 31 cannot communicate with the active pen 2 and detect the finger while the display is performing pixel driving processing. Therefore, the host processor 32 causes the sensor integrated circuit 31 to communicate with the active pen 2 and detect the finger by using the horizontal blanking interval and the vertical blanking interval in which pixel drive processing is not performed. Specifically, the display period for one screen is regarded as one frame, and the horizontal blanking interval and vertical blanking interval included therein are regarded as time slots. The sensor integrated circuit 31 is controlled to perform the detection of .

センサ集積回路31は、図9に示すように、MCU50、ロジック部51、送信部52,53、受信部54、選択部55を有して構成される。 The sensor integrated circuit 31 includes an MCU 50, a logic section 51, transmission sections 52 and 53, a reception section 54, and a selection section 55, as shown in FIG.

MCU50及びロジック部51は、送信部52,53、受信部54、及び選択部55を制御することにより、センサ集積回路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、MCU50は内部にROM及びRAMを有しており、これらに格納されたプログラムを実行することによって動作するマイクロプロセッサである。MCU50は、共通電位Vcomと、コマンドCOMとを出力する機能も有している。コマンドCOMは、上述したアップリンク信号USに含まれるコマンドに相当する。一方、ロジック部51は、MCU50の制御に基づき、制御信号ctrl_t,ctrl_r,sTR,selX,selYを出力するよう構成される。 The MCU 50 and the logic unit 51 are control units that control transmission/reception operations of the sensor integrated circuit 31 by controlling the transmission units 52 and 53 , the reception unit 54 and the selection unit 55 . Specifically, the MCU 50 is a microprocessor that has ROM and RAM inside and operates by executing programs stored therein. The MCU 50 also has a function of outputting a common potential Vcom and a command COM. Command COM corresponds to the command included in the uplink signal US described above. On the other hand, the logic unit 51 is configured to output control signals ctrl_t, ctrl_r, sTR, selX, and selY under the control of the MCU 50 .

MCU50が出力するコマンドCOMによる命令には、検出中の各アクティブペン2に含まれる電極ごとの1以上の時間スロット及び周波数の割り当てと、アクティブペン2がダウンリンク信号DS内のデータ信号により送信すべきデータの内容とを示す情報(設定データ)が含まれる。MCU50は、検出中のアクティブペン2の本数などに基づき、各アクティブペン2に割り当てる1以上の時間スロット及び周波数を決定し、コマンドCOM内に配置するよう構成される。 The commands COM output by the MCU 50 include the allocation of one or more time slots and frequencies for each electrode included in each active pen 2 being detected, and the data signals that the active pens 2 transmit in the downlink signal DS. It contains information (setting data) indicating the content of the data to be set. The MCU 50 is configured to determine one or more time slots and frequencies to be assigned to each active pen 2 based on the number of active pens 2 being detected, etc., and place them in the command COM.

送信部52は、MCU50の制御に従って、指を検出するために使用される指検出用信号FDSを生成する回路である。指検出用信号FDSは、例えば、それぞれK個のパルス(「1」又は「-1」のデータ)を含むK個のパルス列からなる信号である。ただし、Kはセンサ電極30Yの本数である。また、K個のパルス列の内容(すなわち、K個のパルスの組み合わせ)はすべて異なっている。 The transmitter 52 is a circuit that generates a finger detection signal FDS used to detect a finger under control of the MCU 50 . The finger detection signal FDS is, for example, a signal made up of K pulse trains each containing K pulses (“1” or “−1” data). However, K is the number of sensor electrodes 30Y. Also, the contents of the K pulse trains (that is, combinations of K pulses) are all different.

送信部53は、MCU50から供給されるコマンドCOM及びロジック部51からの制御信号ctrl_tに基づいて、アップリンク信号USを生成する回路である。具体的には、MCU50から供給されるコマンドCOMの先頭に所定のプリアンブルを付加し、結果として得られるシンボル列を所定の拡散符号(例えば、自己相関特性を有する11チップ長の拡散符号)により拡散し、さらに例えば巡回シフトによって変調することによってアップリンク信号USを生成する。 The transmission unit 53 is a circuit that generates an uplink signal US based on the command COM supplied from the MCU 50 and the control signal ctrl_t from the logic unit 51 . Specifically, a predetermined preamble is added to the beginning of the command COM supplied from the MCU 50, and the resulting symbol sequence is spread by a predetermined spreading code (for example, an 11-chip long spreading code having autocorrelation characteristics). and further modulating, for example by cyclic shift, to generate the uplink signal US.

選択部55は、スイッチ56と、導体選択回路57x,57yとを含んで構成される。 The selection unit 55 includes a switch 56 and conductor selection circuits 57x and 57y.

スイッチ56は、共通端子と、T1端子、T2端子、D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スイッチ素子である。このうちT2端子は、実際にはセンサ電極30Yの数分の端子の集合である。スイッチ56の共通端子は導体選択回路57yに接続され、T1端子は送信部53の出力端に接続され、T2端子は送信部52の出力端に接続され、D端子は共通電位Vcomを出力するMCU50の出力端に接続され、R端子は受信部54の入力端に接続される。 The switch 56 is a switch element configured such that the common terminal is connected to one of the T1 terminal, T2 terminal, D terminal, and R terminal. Of these terminals, the T2 terminal is actually a set of terminals corresponding to the number of the sensor electrodes 30Y. The common terminal of the switch 56 is connected to the conductor selection circuit 57y, the T1 terminal is connected to the output terminal of the transmission section 53, the T2 terminal is connected to the output terminal of the transmission section 52, and the D terminal is the MCU 50 that outputs the common potential Vcom. , and the R terminal is connected to the input terminal of the receiving section 54 .

導体選択回路57xは、複数のセンサ電極30Xを選択的にスイッチ56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57xは、複数のセンサ電極30Xの一部又は全部を同時にスイッチ56の共通端子に接続することも可能に構成される。 The conductor selection circuit 57x is a switch element for selectively connecting the multiple sensor electrodes 30X to the common terminal of the switch 56. FIG. The conductor selection circuit 57x is also configured to be able to connect some or all of the plurality of sensor electrodes 30X to the common terminal of the switch 56 at the same time.

導体選択回路57yは、複数のセンサ電極30Yを選択的に受信部54の入力端に接続するためのスイッチ素子である。導体選択回路57yは、複数のセンサ電極30Yの一部又は全部を同時に受信部54の入力端に接続することも可能に構成される。また、スイッチ56内においてT2端子と共通端子とが接続されている場合、導体選択回路57yは、T2端子を構成する複数の端子と複数のセンサ電極30Yとを一対一に接続する。 The conductor selection circuit 57y is a switching element for selectively connecting the plurality of sensor electrodes 30Y to the input end of the receiving section 54. FIG. The conductor selection circuit 57y is also configured to be able to connect some or all of the plurality of sensor electrodes 30Y to the input terminal of the receiving section 54 at the same time. Further, when the T2 terminal and the common terminal are connected in the switch 56, the conductor selection circuit 57y connects the plurality of terminals constituting the T2 terminal and the plurality of sensor electrodes 30Y one-to-one.

選択部55には、ロジック部51から4つの制御信号sTR,selX,selYが供給される。具体的には、制御信号sTRはスイッチ56に、制御信号selXは導体選択回路57xに、制御信号selYは導体選択回路57yにそれぞれ供給される。ロジック部51は、これら制御信号sTR,selX,selYを用いて選択部55を制御することにより、アップリンク信号US又は指検出用信号FDSの送信並びに共通電位Vcomの印加と、ダウンリンク信号DS又は指検出用信号FDSの受信とを実現する。 The selector 55 is supplied with four control signals sTR, selX, and selY from the logic unit 51 . Specifically, the control signal sTR is supplied to the switch 56, the control signal selX to the conductor selection circuit 57x, and the control signal selY to the conductor selection circuit 57y. The logic unit 51 controls the selection unit 55 using these control signals sTR, selX, and selY to transmit the uplink signal US or the finger detection signal FDS, apply the common potential Vcom, and apply the downlink signal DS or and reception of the finger detection signal FDS.

アップリンク信号USの送信を行う場合、ロジック部51は、すべてのセンサ電極30Yが同時に送信部53の入力端に接続されることとなるよう、選択部55を制御する。 When transmitting the uplink signal US, the logic unit 51 controls the selection unit 55 so that all the sensor electrodes 30Y are connected to the input terminal of the transmission unit 53 at the same time.

ダウンリンク信号DSの受信に関しては、ロジック部51は、未検出のアクティブペン2の検出を行うためにダウンリンク信号DSを受信する場合(グローバルスキャン)と、検出済のアクティブペン2からダウンリンク信号DSを受信する場合(セクタスキャン)とで異なる制御を行う。具体的に説明すると、まず、グローバルスキャンを行う場合のロジック部51は、すべてのセンサ電極30X,30Yが順次受信部54の入力端に接続されることとなるよう、選択部55を制御する。次に、セクタスキャンを行う場合のロジック部51は、まずバースト信号の受信時においては、そのアクティブペン2の指示位置の近傍に位置する各数本のセンサ電極30X,30Yが順次受信部54の入力端に接続されることとなるよう、選択部55を制御する。続いてデータ信号の受信時においては、そのアクティブペン2の指示位置に最も近いセンサ電極30X又はセンサ電極30Yが受信部54の入力端に接続されることとなるよう、選択部55を制御する。 Regarding the reception of the downlink signal DS, the logic unit 51 receives the downlink signal DS for detecting the undetected active pen 2 (global scan) and the downlink signal from the detected active pen 2 Different control is performed when receiving DS (sector scan). Specifically, first, the logic unit 51 for global scanning controls the selection unit 55 so that all the sensor electrodes 30X and 30Y are sequentially connected to the input terminals of the reception unit 54 . Next, the logic section 51 for sector scanning is configured such that, when receiving a burst signal, several sensor electrodes 30X and 30Y positioned near the pointing position of the active pen 2 are sequentially applied to the receiving section 54. The selector 55 is controlled so as to be connected to the input terminal. Subsequently, when receiving the data signal, the selector 55 is controlled so that the sensor electrode 30X or the sensor electrode 30Y closest to the pointing position of the active pen 2 is connected to the input end of the receiver 54 .

指検出用信号FDSの送受信を行う場合のロジック部51は、スイッチ56のT2端子を構成する複数の端子と複数のセンサ電極30Xとが一対一に接続されることとなるよう、選択部55を制御する。そして、その状態を維持しながら、複数のセンサ電極30Xが1本ずつ順に選択され、選択されたセンサ電極30Xが受信部54に接続されるよう、選択部55を制御する。 The logic unit 51 when transmitting/receiving the finger detection signal FDS changes the selection unit 55 so that the plurality of terminals constituting the T2 terminal of the switch 56 and the plurality of sensor electrodes 30X are connected one-to-one. Control. While maintaining this state, the selector 55 is controlled such that the plurality of sensor electrodes 30X are sequentially selected one by one and the selected sensor electrodes 30X are connected to the receiver .

共通電位Vcomの印加を行う場合のロジック部51は、すべてのセンサ電極30Yが同時にスイッチ56のD端子に接続されるよう、選択部55を制御する。これにより、各センサ電極30Yの電位が共通電位Vcomに等しくなる。 When applying the common potential Vcom, the logic section 51 controls the selection section 55 so that all the sensor electrodes 30Y are connected to the D terminal of the switch 56 at the same time. As a result, the potential of each sensor electrode 30Y becomes equal to the common potential Vcom.

受信部54は、ロジック部51の制御信号ctrl_rに基づいて、送信部52が送信した指検出用信号FDS及びアクティブペン2が送信したダウンリンク信号DSを受信する回路である。指検出用信号FDSを受信するタイミングにおいては、受信部54は、センサ電極30XごとにK個の電流値を取得し、上述したK個のパルス列のそれぞれについて、該パルス列を構成するK個のパルスと、取得したK個の電流値との内積を算出することにより、各センサ電極30Xと各センサ電極30Yの交点ごとの検出レベルを算出する。そして、その結果に基づいてタッチ面内のタッチされている領域(タッチ領域)を決定し、MCU50経由でホストプロセッサ32に出力する。 The receiving unit 54 is a circuit that receives the finger detection signal FDS transmitted by the transmitting unit 52 and the downlink signal DS transmitted by the active pen 2 based on the control signal ctrl_r of the logic unit 51 . At the timing of receiving the finger detection signal FDS, the receiving unit 54 acquires K current values for each sensor electrode 30X, and for each of the K pulse trains described above, K pulses forming the pulse train. , and the obtained K current values, thereby calculating the detection level for each intersection of each sensor electrode 30X and each sensor electrode 30Y. Based on the result, a touched area (touch area) within the touch surface is determined and output to the host processor 32 via the MCU 50 .

一方、ダウンリンク信号DSを受信するタイミングにおいては、受信部54は、センサ電極群30に誘導される電荷に基づいて、予め定められた複数の周波数(例えば、上述した6種類の周波数f4,f5,f7,f8,f10,f14)のうちの互いに異なる1つを用いて1以上のアクティブペン2から送信された複数のダウンリンク信号DSを区別して検出し、検出した複数のダウンリンク信号DSのそれぞれに基づいて指示位置を検出するとともに、検出した複数のダウンリンク信号DSのそれぞれにより送信されたシンボルの値を復調するように構成される。 On the other hand, at the timing of receiving the downlink signal DS, the receiving unit 54 selects a plurality of predetermined frequencies (for example, the six types of frequencies f4 and f5 described above) based on the charges induced in the sensor electrode group 30. , f7, f8, f10, f14) are used to distinguish and detect a plurality of downlink signals DS transmitted from one or more active pens 2 using different ones of the detected plurality of downlink signals DS. It is configured to detect the indicated position based on each and to demodulate the value of the symbol transmitted by each of the plurality of detected downlink signals DS.

図10は、受信部54内に設けられる、ダウンリンク信号DSの受信を行うための構成を示す図である。同図に示すように、受信部54は、バッファ60、バンドパスフィルタ61、AD変換部62、複製部63、復調部64、位置検出部65、及びデータ取得部66を有して構成される。このうち復調部64、位置検出部65、及びデータ取得部66は、ダウンリンク信号DSの送信に用いられる複数の周波数ごとに設けられる。 FIG. 10 is a diagram showing a configuration for receiving the downlink signal DS provided in the receiving section 54. As shown in FIG. As shown in the figure, the receiving unit 54 includes a buffer 60, a bandpass filter 61, an AD conversion unit 62, a replication unit 63, a demodulation unit 64, a position detection unit 65, and a data acquisition unit 66. . Among these, the demodulator 64, the position detector 65, and the data acquirer 66 are provided for each of a plurality of frequencies used for transmission of the downlink signal DS.

バッファ60の入力端子は、選択部55を介して、センサ電極群30を構成する複数のセンサ電極30X,30Yのいずれか(選択部55によって受信部54に接続中のもの)に接続される。バッファ60は、入力端子に接続されているセンサ電極に誘導される電流を増幅し、バンドパスフィルタ61に供給する役割を果たす。 An input terminal of the buffer 60 is connected to one of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y (connected to the receiver 54 by the selector 55) forming the sensor electrode group 30 via the selector 55. FIG. The buffer 60 serves to amplify the current induced in the sensor electrode connected to the input terminal and supply it to the bandpass filter 61 .

バンドパスフィルタ61は、バッファ60から供給される電流から、低周波ノイズ及び高調波ノイズを除去するフィルタ回路である。バンドパスフィルタ61によって除去される低周波ノイズには、例えば、位置検出装置3の周囲に存在し得る電源装置からの低周波ノイズが含まれる。 The bandpass filter 61 is a filter circuit that removes low frequency noise and harmonic noise from the current supplied from the buffer 60 . The low-frequency noise removed by the bandpass filter 61 includes, for example, low-frequency noise from the power supply that may exist around the position detection device 3 .

AD変換部62は、バンドパスフィルタ61の出力電流に対して標本化及び量子化を行うことにより、対応するセンサ電極に誘導された電荷に対応する受信レベル値を取得する回路である。なお、AD変換部62のサンプリング周波数は、ダウンリンク信号DSを構成するパルス信号の周波数よりも十分に高い周波数(例えば図7に示したクロック信号CLKの周波数)に設定される。AD変換部62は、取得した受信レベル値を逐次複製部63に供給するよう構成される。 The AD converter 62 is a circuit that samples and quantizes the output current of the bandpass filter 61 to acquire a reception level value corresponding to the charge induced in the corresponding sensor electrode. The sampling frequency of the AD converter 62 is set to a frequency sufficiently higher than the frequency of the pulse signal forming the downlink signal DS (for example, the frequency of the clock signal CLK shown in FIG. 7). The AD converter 62 is configured to supply the acquired reception level value to the sequential duplicator 63 .

複製部63は、AD変換部62から供給される受信レベル値の列を複製し、複数の復調部64のそれぞれにパラレルに供給する回路である。 The duplication unit 63 is a circuit that duplicates the sequence of reception level values supplied from the AD conversion unit 62 and supplies it to each of the plurality of demodulation units 64 in parallel.

複数の復調部64はそれぞれ、対応する周波数で複製部63から供給された受信レベル値の列を周波数解析することによって、対応する周波数で送信されたダウンリンク信号DSを取得し、取得したダウンリンク信号DSを上述したシンボル時間長(複数の周波数に共通のシンボル時間長)ごとに位相解析することにより、取得したダウンリンク信号DSにより送信されたシンボルの値を取得する機能部であり、図10に示すように、ミキサ64a,64bと、位相・絶対値取得部64cとを有して構成される。 Each of the plurality of demodulators 64 acquires the downlink signal DS transmitted at the corresponding frequency by frequency-analyzing the string of reception level values supplied from the duplicator 63 at the corresponding frequency, and acquires the acquired downlink It is a functional unit that acquires the value of the symbol transmitted by the acquired downlink signal DS by phase-analyzing the signal DS for each symbol time length (symbol time length common to a plurality of frequencies) described above. 2, it comprises mixers 64a and 64b and a phase/absolute value acquiring section 64c.

ミキサ64a,64bは、複製部63から供給される受信レベル値の列に、対応する周波数の搬送波を乗算する回路である。ミキサ64aには、図示しない再生回路によって受信レベル値の列から再生された搬送波が供給される。また、ミキサ64aには、この搬送波の位相をπ/2偏移させてなる搬送波が供給される。2つのミキサ64a,64bを用いているのは、ダウンリンク信号DSの位相そのものではなく位相の変化を確認することにより、ダウンリンク信号DSの送受信中に位相が回転した場合であっても正常にダウンリンク信号DSを受信できるようにするためである。このような復調方法は一般に、DBPSK(Differential Binary Phase-Shift Keying)と呼ばれる。 The mixers 64a and 64b are circuits for multiplying the sequence of reception level values supplied from the duplicator 63 by the carrier wave of the corresponding frequency. A mixer 64a is supplied with a carrier wave reproduced from a string of reception level values by a reproduction circuit (not shown). Further, a carrier wave obtained by shifting the phase of this carrier wave by π/2 is supplied to the mixer 64a. The reason why the two mixers 64a and 64b are used is that by checking the phase change of the downlink signal DS rather than the phase itself, even if the phase rotates during transmission/reception of the downlink signal DS, the This is to enable reception of the downlink signal DS. Such a demodulation method is generally called DBPSK (Differential Binary Phase-Shift Keying).

位相・絶対値取得部64cは、ミキサ64a,64bそれぞれの出力信号に基づき、対応する周波数で送信されたダウンリンク信号DSを取得する。そして、取得したダウンリンク信号DSを上述したシンボル時間長(複数の周波数に共通のシンボル時間長)ごとに位相解析することにより、取得したダウンリンク信号DSにより送信されたシンボルの値を取得するよう構成される。このように、位相・絶対値取得部64cが共通のシンボル時間長で位相解析を行えること(つまり、周波数ごとにシンボル時間長を変えなくてよいこと)こそ、本発明の効果の1つである。また、位相・絶対値取得部64cは、取得したダウンリンク信号DSのレベル値を取得する絶対値解析も行う。 The phase/absolute value acquisition unit 64c acquires the downlink signal DS transmitted at the corresponding frequency based on the output signals of the mixers 64a and 64b. Then, by phase-analyzing the obtained downlink signal DS for each symbol time length (symbol time length common to a plurality of frequencies), the value of the symbol transmitted by the obtained downlink signal DS is obtained. Configured. Thus, the fact that the phase/absolute value acquisition unit 64c can perform phase analysis with a common symbol time length (that is, the symbol time length does not have to be changed for each frequency) is one of the effects of the present invention. . The phase/absolute value acquiring unit 64c also performs absolute value analysis for acquiring the level value of the acquired downlink signal DS.

位置検出部65は、複数のセンサ電極30X,30Y(グローバルスキャンの場合には、すべてのセンサ電極30X,30Y。セクタスキャンの場合には、アクティブペン2の指示位置の近傍に位置する各数本のセンサ電極30X,30Y)それぞれについて、対応する位相・絶対値取得部64cが取得した上記レベル値に基づき、アクティブペン2の指示位置を検出する機能部である。こうして検出される指示位置は、対応する周波数でダウンリンク信号DSを送信したアクティブペン2の指示位置となる。位置検出部65は、検出した指示位置を、MCU50を介して、図9に示したホストプロセッサ32に出力する。 The position detection unit 65 detects a plurality of sensor electrodes 30X and 30Y (in the case of global scanning, all sensor electrodes 30X and 30Y; in the case of sector scanning, several electrodes positioned near the pointing position of the active pen 2). sensor electrodes 30X and 30Y), based on the level values obtained by the corresponding phase/absolute value obtaining unit 64c, to detect the pointing position of the active pen 2. FIG. The pointing position thus detected is the pointing position of the active pen 2 that has transmitted the downlink signal DS at the corresponding frequency. The position detection unit 65 outputs the detected pointing position to the host processor 32 shown in FIG. 9 via the MCU 50 .

データ取得部66は、対応する位相・絶対値取得部64cが取得したシンボルの値に基づき、アクティブペン2が送信したデータを取得する機能部である。こうして検出されるデータは、対応する周波数でダウンリンク信号DSを送信したアクティブペン2が送信したデータとなる。データ取得部66は、取得したデータを、MCU50を介して、図9に示したホストプロセッサ32に出力する。 The data acquisition unit 66 is a functional unit that acquires data transmitted by the active pen 2 based on the symbol value acquired by the corresponding phase/absolute value acquisition unit 64c. The data detected in this manner is the data transmitted by the active pen 2 that transmitted the downlink signal DS at the corresponding frequency. The data acquisition unit 66 outputs the acquired data to the host processor 32 shown in FIG. 9 via the MCU 50 .

以上説明したように、本実施の形態によるセンサ集積回路31によれば、各アクティブペン2から本実施の形態によるダウンリンク信号DSを受信することにより、各アクティブペン2の指示位置と、各アクティブペン2が送信したデータとを取得することが可能になる。 As described above, according to the sensor integrated circuit 31 according to the present embodiment, by receiving the downlink signal DS according to the present embodiment from each active pen 2, the indicated position of each active pen 2 and each active The data transmitted by the pen 2 can be obtained.

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。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is by no means limited to such embodiments, and the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof. is of course.

例えば、本実施の形態では、アクティブペン2の制御部41のメモリに予め格納されているシンボル時間長にわたって各シンボルを送信するよう変調部44を構成することとしたが、制御部41のメモリ内に予め各周波数と対応付けて波数を記憶しておき、変調部44は、ダウンリンク信号DSの周波数に応じた波数分の信号を送信することとしてもよい。こうしても、各アクティブペン2が送信するダウンリンク信号DSのウインドウWの時間長を共通のシンボル時間長に等しくすることが可能になる。 For example, in the present embodiment, the modulation unit 44 is configured to transmit each symbol over the symbol time length previously stored in the memory of the control unit 41 of the active pen 2. may be stored in advance in association with each frequency, and the modulating unit 44 may transmit a signal corresponding to the number of waves corresponding to the frequency of the downlink signal DS. Even in this way, it is possible to make the time length of the window W of the downlink signal DS transmitted by each active pen 2 equal to the common symbol time length.

また、本実施の形態における「複数の周波数に共通のシンボル時間長」には、センサ集積回路31での受信に支障がない範囲で、周波数ごとにシンボル時間長が異なる場合を含む。すなわち、センサ集積回路31による受信動作は、各ダウンリンク信号DSの経路差などを吸収する目的で、予めある程度の誤差を考慮して設計されている。各周波数に対応するシンボル時間長がこの誤差の範囲内で異なっていたとしても、センサ集積回路31はその違いを吸収することができるので、センサ集積回路31での受信に支障がない範囲で、周波数ごとにシンボル時間長が異なっていても構わない。 Further, the “symbol time length common to a plurality of frequencies” in the present embodiment includes the case where the symbol time length differs for each frequency as long as the reception by the sensor integrated circuit 31 is not hindered. In other words, the receiving operation of the sensor integrated circuit 31 is designed in consideration of a certain degree of error in order to absorb the path difference of each downlink signal DS. Even if the symbol time length corresponding to each frequency differs within this error range, the sensor integrated circuit 31 can absorb the difference. The symbol time length may be different for each frequency.

また、本実施の形態では、周期の整数倍がシンボル時間長と完全に一致する6種類の周波数f4,f5,f7,f8,f10,f14を利用する例を説明したが、上記と同様にセンサ集積回路31での受信に支障がない限り、周期の整数倍がシンボル時間長と完全には一致しない周波数を用いることとしてもよい。より具体的には、誤差が3%以下、より望ましくは1%以下であることを条件として、周期の整数倍とシンボル時間長とが一致していなくてもよい。この誤差の範囲であれば、例えば21シンボル送信したとしても、誤差の累積が抑えられることになり、他の周波数のダウンリンク信号DSに与えるノイズを抑制できる。また、変調方式としてDBPSKやQBPSKのような差動方式を用いることで、復調対象とするダウンリンク信号DSの復調の精度に対する影響を抑えることも可能となる。 In addition, in the present embodiment, an example of using six types of frequencies f4, f5, f7, f8, f10, and f14 whose integral multiples of the period completely match the symbol time length has been described. As long as there is no problem with reception by the integrated circuit 31, a frequency whose integral multiple of the period does not completely match the symbol time length may be used. More specifically, provided that the error is 3% or less, more preferably 1% or less, the integral multiple of the period and the symbol time length may not match. Within this error range, even if, for example, 21 symbols are transmitted, the accumulation of errors can be suppressed, and noise given to downlink signals DS of other frequencies can be suppressed. Further, by using a differential scheme such as DBPSK or QBPSK as the modulation scheme, it is possible to suppress the influence on the accuracy of demodulation of the downlink signal DS to be demodulated.

また、送信側であるアクティブペン2では、同じデータを同じ変調方式で、数回(例えば2回または3回)繰り返し送信することとし、受信側である位置検出装置3では、シンボル時間長(例えば、35usec)の自然数倍の長さ(例えば、70usec、105usec)を復調単位としてもよい。こうすることで受信側における信号対ノイズ比(S/N比)を向上させることができ、その結果として、ビット復号のビット誤り率を低減させることが可能となる。 Further, the active pen 2 on the transmitting side repeatedly transmits the same data with the same modulation method several times (for example, two or three times). , 35 usec) (for example, 70 usec, 105 usec) may be used as the demodulation unit. By doing so, the signal-to-noise ratio (S/N ratio) on the receiving side can be improved, and as a result, the bit error rate of bit decoding can be reduced.

また、本実施の形態では、ダウンリンク信号DSをパルス信号により構成する例を説明したが、例えば変調部44(図5及び図6を参照)の後段にダウンリンク信号DSを正弦波形化する正弦波フィルタをさらに備え、この正弦波フィルタから出力されたダウンリンク信号DSを送信することとしてもよい。こうすれば、高調波ノイズを低減することが可能になる。 Further, in the present embodiment, an example in which the downlink signal DS is configured by a pulse signal has been described. A wave filter may be further provided to transmit the downlink signal DS output from the sinusoidal filter. This makes it possible to reduce harmonic noise.

また、本実施の形態では、ダウンリンク信号を生成するために搬送波をBPSK変調する例を説明したが、QPSK(Quadrature Phase-Shift Keying)や16QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation)などの他の変調方式を用いてもよいのは勿論である。 Also, in this embodiment, an example of BPSK modulating the carrier wave to generate a downlink signal has been described, but other modulation schemes such as QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying) and 16QAM (16 Quadrature Amplitude Modulation) are used. Of course, you may use it.

図11は、本実施の形態によるアクティブペン2aの第1の変形例を示す図である。本変形例によるアクティブペン2aは、分周部43によって生成された搬送波の位相制御をBPSKではなくQPSKによって行う点で、図5に示したアクティブペン2aと相違する。以下、相違点に着目して説明する。 FIG. 11 is a diagram showing a first modification of the active pen 2a according to this embodiment. The active pen 2a according to this modified example differs from the active pen 2a shown in FIG. 5 in that the phase control of the carrier wave generated by the frequency divider 43 is performed by QPSK instead of BPSK. The following description focuses on the differences.

本変形例によるアクティブペン2aは、移相部47を有して構成される。移相部47は、分周部43によって生成された搬送波の位相をπ/2偏移させる機能を有する。本変形例による変調部44には、分周部43から出力された搬送波と、移相部47から出力された搬送波との2つが供給される。なお、本変形例では移相部47を分周部43とは別に設けているが、分周部43に移相の機能を設けることとしてもよい。 The active pen 2 a according to this modified example is configured to have a phase shifter 47 . The phase shifter 47 has a function of shifting the phase of the carrier generated by the frequency divider 43 by π/2. The modulation section 44 according to this modification is supplied with two of the carrier wave output from the frequency dividing section 43 and the carrier wave output from the phase shift section 47 . Although the phase shifting section 47 is provided separately from the frequency dividing section 43 in this modification, the frequency dividing section 43 may be provided with a phase shifting function.

変調部44は、ミキサ44bに加えてミキサ44cを有して構成される。本変形例においては、1シンボルが2ビットにより構成され、シリアル出力部44aは、このうちの1ビットをミキサ44bに供給し、他の1ビットをミキサ44cに供給するよう構成される。 The modulation section 44 is configured to have a mixer 44c in addition to the mixer 44b. In this modification, one symbol is composed of two bits, and the serial output section 44a is configured to supply one bit of these to the mixer 44b and the other one bit to the mixer 44c.

ミキサ44bは、シリアル出力部44aから順次供給されるビットの値により、分周部43から出力された搬送波の位相を制御する。また、ミキサ44cは、シリアル出力部44aから順次供給されるビットの値により、移相部47から出力された搬送波の位相を制御する。これにより、ミキサ44bからは、対応するビットの値に応じてcos(2πft)又は-cos(2πft)に相当するパルス信号が出力され、ミキサ44cからは、対応するビットの値に応じてsin(θ)又は-sin(2πft)に相当するパルス信号が出力されることになる。ただし、fは搬送波の周波数、tは時間である。 The mixer 44b controls the phase of the carrier wave output from the frequency dividing section 43 according to the bit values sequentially supplied from the serial output section 44a. The mixer 44c controls the phase of the carrier wave output from the phase shifter 47 according to the bit values sequentially supplied from the serial output section 44a. As a result, the mixer 44b outputs a pulse signal corresponding to cos(2πft) or -cos(2πft) according to the value of the corresponding bit, and the mixer 44c outputs sin( θ) or −sin (2πft). However, f is the frequency of the carrier wave and t is the time.

本変形例によるアクティブペン2aはさらに、加算部48を有して構成される。加算部48は、ミキサ44bから出力された信号と、ミキサ44cから出力された信号とを加算する機能部である。加算部48によって生成される信号は、対応するシンボルの値に応じて、cos(2πft+π/4)、cos(2πft+3π/4)、cos(2πft+5π/4)、cos(2πft+7π/4)のいずれかに相当するパルス信号となる。 The active pen 2a according to this modification further includes an adder 48. FIG. The adder 48 is a functional unit that adds the signal output from the mixer 44b and the signal output from the mixer 44c. The signal generated by the adder 48 is either cos (2πft+π/4), cos (2πft+3π/4), cos (2πft+5π/4), or cos (2πft+7π/4) depending on the value of the corresponding symbol. corresponding pulse signal.

加算部48は、生成した信号を、シンボルごとに制御部41のメモリに予め格納されているシンボル時間長にわたって、増幅部45に供給するよう構成される。増幅部45は、こうしてミキサ44bから供給された信号を増幅し、電極21に供給する。これにより、本変形例においても、ダウンリンク信号DSの送信に用いられ得る複数の周波数に共通のシンボル時間長を有するダウンリンク信号DSが送信されることになる。 The adding unit 48 is configured to supply the generated signal to the amplifying unit 45 over the symbol time length pre-stored in the memory of the control unit 41 for each symbol. The amplifier 45 amplifies the signal thus supplied from the mixer 44 b and supplies it to the electrode 21 . As a result, also in this modification, a downlink signal DS having a common symbol time length is transmitted for a plurality of frequencies that can be used for transmission of the downlink signal DS.

また、本実施の形態では、ダウンリンク信号DSを構成するバースト信号とデータ信号とをシーケンシャルに送信する例を説明したが、本実施の形態の原理を用いれば、これらを同時に送信することも可能になる。以下、この点について、具体的な例を挙げて説明する。 Also, in the present embodiment, an example of sequentially transmitting the burst signal and the data signal that make up the downlink signal DS has been described, but using the principle of the present embodiment, it is also possible to transmit these simultaneously become. This point will be described below with a specific example.

図12は、本実施の形態によるアクティブペン2aの第2の変形例を示す図である。本変形例によるアクティブペン2aは、バースト信号及びデータ信号を同時に異なる周波数で送信する点で、図5に示したアクティブペン2aと相違する。以下、相違点に着目して説明する。 FIG. 12 is a diagram showing a second modification of the active pen 2a according to this embodiment. The active pen 2a according to this modification differs from the active pen 2a shown in FIG. 5 in that the burst signal and the data signal are simultaneously transmitted at different frequencies. The following description focuses on the differences.

本変形例によるアクティブペン2aの制御部41は、受信部40から供給されたコマンドに基づき、ダウンリンク信号DSの送信に使用する周波数を2つ決定するように構成される。制御部41は、決定した2つの周波数のそれぞれを分周部43に設定する。分周部43は、制御部41から設定された2つの周波数(例えば、周波数f4,f14)のそれぞれについて、分周によって搬送波を生成するように構成される。 The control unit 41 of the active pen 2a according to this modification is configured to determine two frequencies to be used for transmitting the downlink signal DS based on the command supplied from the receiving unit 40. FIG. The control unit 41 sets each of the determined two frequencies to the frequency dividing unit 43 . The frequency divider 43 is configured to generate a carrier wave by dividing each of the two frequencies (for example, frequencies f4 and f14) set by the controller 41 .

変調部44は、ミキサ44bに加えてミキサ44cを有して構成される。シリアル出力部44aは、制御部41から供給されるシンボル列SSをバースト信号を構成するシンボル列とデータ信号を構成するシンボル列とに分離し、前者をミキサ44bに、後者をミキサ44cにそれぞれ1シンボルずつシリアルに供給する。こうしてシンボル列の供給を受けたミキサ44b,44cそれぞれの動作は、図6を参照して説明したアクティブペン2cのものと同様である。ただし、本変形例においては、ミキサ44b,44cの出力信号は加算部48に共通に供給される。 The modulation section 44 is configured to have a mixer 44c in addition to the mixer 44b. The serial output unit 44a separates the symbol string SS supplied from the control unit 41 into a symbol string forming a burst signal and a symbol string forming a data signal, and sends the former to the mixer 44b and the latter to the mixer 44c. Feed serially, symbol by symbol. The operation of each of the mixers 44b and 44c that have received the symbol strings in this way is the same as that of the active pen 2c described with reference to FIG. However, in this modified example, the output signals of the mixers 44b and 44c are commonly supplied to the adder 48. FIG.

加算部48は、図11に示した加算部48と同様に、ミキサ44bから出力された信号と、ミキサ44cから出力された信号とを加算する処理を行う。この処理により得られる信号は、増幅部45により増幅されて、電極21に供給される。これにより、本変形例ではバースト信号とデータ信号とが重畳されて送信されることになるが、直交周波数分割多重された状態で送信されることになるため、センサ集積回路31では、これらを分離することができる。 The adder 48 adds the signal output from the mixer 44b and the signal output from the mixer 44c in the same manner as the adder 48 shown in FIG. A signal obtained by this processing is amplified by the amplifier 45 and supplied to the electrode 21 . As a result, although the burst signal and the data signal are superimposed and transmitted in this modification, they are transmitted in an orthogonal frequency division multiplexed state, so the sensor integrated circuit 31 separates them. can do.

また、本実施の形態では、図10に示したように、バンドパスフィルタ61及びAD変換部62を複製部63の前段に設け、デジタル領域でミキサ64a,64bによる乗算を行うこととしたが、アナログ領域でミキサ64a,64bによる乗算を行うこととしてもよい。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the bandpass filter 61 and the AD conversion unit 62 are provided in the preceding stage of the replication unit 63, and multiplication is performed by the mixers 64a and 64b in the digital domain. Multiplication by mixers 64a and 64b may be performed in the analog domain.

図13は、アナログ領域でミキサ64a,64bによる乗算を行う場合に受信部54内に設けられる、ダウンリンク信号DSの受信を行うための構成を示す図である。同図に示すように、この場合、各ミキサ64a,64bの入力端が直接バンドパスフィルタ61の出力端に共通に接続され、各ミキサ64a,64bと位相・絶対値取得部64cの間にAD変換部64dが設けられる。AD変換部64dの機能は、図10に示したAD変換部62と同様である。こうすることで、アナログ領域でミキサ64a,64bによる乗算を行うことが可能になる。 FIG. 13 is a diagram showing a configuration for receiving the downlink signal DS provided in the receiving section 54 when multiplication is performed by the mixers 64a and 64b in the analog domain. As shown in the figure, in this case, the input ends of the mixers 64a and 64b are directly connected in common to the output end of the bandpass filter 61, and the AD signal is connected between the mixers 64a and 64b and the phase/absolute value acquisition unit 64c. A conversion unit 64d is provided. The function of the AD converter 64d is the same as that of the AD converter 62 shown in FIG. This allows multiplication by the mixers 64a and 64b in the analog domain.

2,2a~2c アクティブペン
3 位置検出装置
20 芯体
21,22 電極
23 筆圧検出部
24 スイッチ
25 電源
26 信号処理部
30 センサ電極群
30X,30Y センサ電極
31 センサ集積回路
32 ホストプロセッサ
33 ガラス板
40 受信部
41 制御部
42 基準クロック発生部
43 分周部
44 変調部
44a シリアル出力部
44b,44c ミキサ
45,46,60 増幅部
47 移相部
48 加算部
51 ロジック部
52,53 送信部
54 受信部
55 選択部
56 スイッチ
57x,57y 導体選択回路
60 バッファ
61 バンドパスフィルタ
62,64d AD変換部
63 複製部
64 復調部
64a,64b ミキサ
64c 位相・絶対値取得部
65 位置検出部
66 データ取得部
CLK クロック信号
COM コマンド
ctrl_t,ctrl_r,sTR,selX,selY 制御信号
DS ダウンリンク信号
f4,f5,f7,f8,f10,f14 周波数
FDS 指検出用信号
selX 制御信号
SS,SS1,SS2 シンボル列
US アップリンク信号
Vcom 共通電位
W ウインドウ
2, 2a to 2c active pen 3 position detection device 20 core 21, 22 electrode 23 writing pressure detection unit 24 switch 25 power supply 26 signal processing unit 30 sensor electrode group 30X, 30Y sensor electrode 31 sensor integrated circuit 32 host processor 33 glass plate 40 reception unit 41 control unit 42 reference clock generation unit 43 frequency division unit 44 modulation unit 44a serial output units 44b, 44c mixers 45, 46, 60 amplification unit 47 phase shift unit 48 addition unit 51 logic units 52, 53 transmission unit 54 reception Section 55 Selection Section 56 Switches 57x, 57y Conductor Selection Circuit 60 Buffer 61 Bandpass Filters 62, 64d AD Conversion Section 63 Duplication Section 64 Demodulation Sections 64a, 64b Mixer 64c Phase/Absolute Value Acquisition Section 65 Position Detection Section 66 Data Acquisition Section CLK Clock signal COM Commands ctrl_t, ctrl_r, sTR, selX, selY Control signal DS Downlink signals f4, f5, f7, f8, f10, f14 Frequency FDS Finger detection signal selX Control signals SS, SS1, SS2 Symbol string US Uplink signal Vcom common potential W window

Claims (13)

アクティブペンであって、
信号発生部と、
前記信号発生部の生成する信号を分周することにより、それぞれの周期の整数倍が共通のシンボル時間長に一致し、かつ、互いに直交する複数の周波数の中から選択された第1の周波数の第1の搬送波を生成する分周回路と、
前記第1の搬送波を、送信対象の第1のシンボルの値によって、前記共通のシンボル時間長にわたって変調することにより第1のダウンリンク信号を送信する送信回路と、
を含むアクティブペン。
an active pen,
a signal generator;
By dividing the frequency of the signal generated by the signal generator, the first frequency selected from among a plurality of mutually orthogonal frequencies whose integral multiples of each cycle match the common symbol time length. a divider circuit for generating a first carrier;
transmitting circuitry for transmitting a first downlink signal by modulating the first carrier with a value of a first symbol to be transmitted over the common symbol duration;
Active pen including.
前記第1の搬送波はパルス信号であって、前記共通のシンボル時間長は前記パルス信号の周期の整数倍である、
請求項1に記載のアクティブペン。
wherein the first carrier is a pulse signal and the common symbol time length is an integer multiple of the period of the pulse signal;
An active pen according to claim 1.
前記共通のシンボル時間長は、前記第1のダウンリンク信号を検出する位置検出装置における復調処理の単位時間に対応する時間である、
請求項1に記載のアクティブペン。
The common symbol time length is a time corresponding to a unit time of demodulation processing in a position detection device that detects the first downlink signal,
An active pen according to claim 1.
第1及び第2の電極をさらに含み、
前記分周回路は、前記信号発生部の生成する信号を分周することにより、前記複数の周波数の中から選択された前記第1の周波数とは異なる第2の周波数の搬送波をさらに生成し、
前記送信回路は、前記第2の搬送波を、第2のシンボルの値によって、前記共通のシンボル時間長にわたり変調することにより第2のダウンリンク信号をさらに送信し、
前記送信回路は、前記第1のダウンリンク信号を前記第1の電極から送信する一方、前記第2のダウンリンク信号を前記第2の電極から送信するよう構成される、
請求項1に記載のアクティブペン。
further comprising first and second electrodes;
the frequency dividing circuit further generates a carrier wave of a second frequency different from the first frequency selected from the plurality of frequencies by dividing the signal generated by the signal generating unit;
the transmitting circuit further transmits a second downlink signal by modulating the second carrier with a second symbol value over the common symbol duration;
the transmission circuitry is configured to transmit the first downlink signal from the first electrode while transmitting the second downlink signal from the second electrode;
An active pen according to claim 1.
前記分周回路は、前記信号発生部の生成する信号を分周することにより、前記複数の周波数の中から選択された前記第1の周波数とは異なる第2の周波数の搬送波をさらに生成し、
前記送信回路は、前記第2の搬送波を無変調で、前記第1のダウンリンク信号と同時に、前記共通のシンボル時間長にわたって送信するよう構成される、
請求項1に記載のアクティブペン。
the frequency dividing circuit further generates a carrier wave of a second frequency different from the first frequency selected from the plurality of frequencies by dividing the signal generated by the signal generating unit;
the transmitting circuit is configured to transmit the second carrier unmodulated and simultaneously with the first downlink signal over the common symbol duration;
An active pen according to claim 1.
位置検出装置が送信したアップリンク信号を検出する検出回路をさらに含み、
前記送信回路は、前記検出回路により検出された前記アップリンク信号を基準とするタイミングで前記第1のダウンリンク信号を送信するよう構成される、
請求項1に記載のアクティブペン。
further comprising a detection circuit for detecting an uplink signal transmitted by the position detection device;
The transmission circuit is configured to transmit the first downlink signal at timing relative to the uplink signal detected by the detection circuit.
An active pen according to claim 1.
位置検出装置が送信したアップリンク信号を検出する検出回路をさらに含み、
前記第1の周波数は、前記複数の周波数の中から、前記アップリンク信号に含まれる設定データに基づいて選択される、
請求項1に記載のアクティブペン。
further comprising a detection circuit for detecting an uplink signal transmitted by the position detection device;
wherein the first frequency is selected from among the plurality of frequencies based on configuration data included in the uplink signal;
An active pen according to claim 1.
前記送信回路は、前記第1のダウンリンク信号を正弦波形化する正弦波フィルタを含み、前記正弦波フィルタから出力された前記第1のダウンリンク信号を送信するよう構成される、
請求項1に記載のアクティブペン。
the transmission circuitry includes a sine wave filter that sinusoidalizes the first downlink signal, and is configured to transmit the first downlink signal output from the sine wave filter;
An active pen according to claim 1.
前記第1のシンボルの値は、複数ビットを表す値である、
請求項1に記載のアクティブペン。
the value of the first symbol is a value representing multiple bits;
An active pen according to claim 1.
センサ電極群に接続され、前記センサ電極群に誘導される電荷に基づいて、それぞれの周期の整数倍が共通のシンボル時間長に一致し、かつ、互いに直交する予め定められた複数の周波数のうちの互いに異なる1つを用いて1以上のアクティブペンから送信された複数のダウンリンク信号を検出し、検出したダウンリンク信号に基づいて指示位置を検出するとともに、検出したダウンリンク信号により送信されたシンボルの値を復調するセンサ集積回路であって、
前記センサ電極群を構成する複数のセンサ電極の1つに誘導された電荷に対応する受信レベル値を取得するAD変換部と、
それぞれ前記複数の周波数のうちの互いに異なる1つに対応し、対応する周波数で前記受信レベル値の列を周波数解析することによって、対応する周波数で送信された前記ダウンリンク信号を取得し、取得した前記ダウンリンク信号を前記共通のシンボル時間長ごとに位相解析することにより、取得した前記ダウンリンク信号により送信された前記シンボルの値を取得する複数の復調部と、
を含むセンサ集積回路。
Among a plurality of predetermined frequencies which are connected to the sensor electrode group and which are orthogonal to each other and whose integral multiples of each period match a common symbol time length, based on the charge induced in the sensor electrode group Detect a plurality of downlink signals transmitted from one or more active pens using a different one of, detect the pointing position based on the detected downlink signal, and transmit by the detected downlink signal A sensor integrated circuit for demodulating symbol values, comprising:
an AD conversion unit that acquires a reception level value corresponding to the charge induced in one of the plurality of sensor electrodes constituting the sensor electrode group;
each corresponding to a different one of the plurality of frequencies, and obtaining and obtaining the downlink signal transmitted at the corresponding frequency by frequency-analyzing the string of received level values at the corresponding frequency; a plurality of demodulation units that acquire the values of the symbols transmitted by the acquired downlink signals by phase-analyzing the downlink signals for each of the common symbol time lengths;
A sensor integrated circuit comprising:
前記複数の復調部はそれぞれ、取得した前記ダウンリンク信号のレベル値を取得する絶対値解析をさらに行い、
前記センサ集積回路は、
前記センサ電極群を構成する複数のセンサ電極のそれぞれについて取得された前記レベル値に基づいて前記アクティブペンの指示位置を検出する位置検出部、
をさらに含む、
請求項10に記載のセンサ集積回路。
Each of the plurality of demodulators further performs an absolute value analysis to acquire a level value of the acquired downlink signal,
The sensor integrated circuit comprises:
a position detection unit that detects an indicated position of the active pen based on the level value obtained for each of the plurality of sensor electrodes that constitute the sensor electrode group;
further comprising
11. The sensor integrated circuit of claim 10.
前記複数のダウンリンク信号は、1つの前記アクティブペンの異なる2つの電極のそれぞれから送信された2つのダウンリンク信号を含む、
請求項10に記載のセンサ集積回路。
The plurality of downlink signals includes two downlink signals transmitted from each of two different electrodes of one of the active pens.
11. The sensor integrated circuit of claim 10.
前記複数のダウンリンク信号は、2つの前記アクティブペンそれぞれの電極から送信された2つのダウンリンク信号を含む、
請求項10に記載のセンサ集積回路。
the plurality of downlink signals includes two downlink signals transmitted from electrodes of each of two of the active pens;
11. The sensor integrated circuit of claim 10.
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