JP7346160B2

JP7346160B2 - スタイラス及び集積回路

Info

Publication number: JP7346160B2
Application number: JP2019153149A
Authority: JP
Inventors: 雅之宮本; 晴彦久野
Original assignee: Wacom Co Ltd
Current assignee: Wacom Co Ltd
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-08-23
Publication date: 2023-09-19
Anticipated expiration: 2039-08-23
Also published as: CN112416148A; DE102020119713A1; DE102020119713B4; US20210055828A1; US11287932B2; JP2021033641A

Description

本発明は、面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられるスタイラス、及び該スタイラスに用いられる集積回路に関する。

従来から、電源内蔵型の位置指示器であるアクティブスタイラス（以下、単に「スタイラス」という）と、タッチセンサを備える電子機器と、から構成される位置検出システムが知られている。この種のシステムでは、データのやり取り又は制御の同期を行うため、スタイラスと電子機器の間で信号の送受信が行われる。以下、２種類の信号を区別するために、電子機器からの信号を「アップリンク信号」といい、スタイラスからの信号を「ダウンリンク信号」という。

スタイラスは、ペン先に設けられる電極と、タッチセンサの一部を構成するセンサ電極群との間に形成される静電結合を介してアップリンク信号を受信した後、受信回路を通じてデジタル信号に変換することで、電子機器から供給されたデータを取得する。例えば、ユーザの人体が電子機器のタッチ面に触れることで、ユーザの人体とセンサ電極群の間に静電結合が形成される場合がある。人体に誘導されたアップリンク信号は、人体の電位を変化させるように作用し得る。

つまり、［１］スタイラスの基準電位が筐体の電位に設定され、［２］ユーザがスタイラスを把持した状態であり、［３］スタイラスの電極にアップリンク信号が誘導されている状態であることを前提とした上で、［４］人体の接触部位にアップリンク信号が誘導され得る状態であり、かつ［５］スタイラスの電極及び人体の接触部位の間の相対的な位置・姿勢関係が特定の条件を満たす場合に、アップリンク信号の検出を妨げるような基準電位の揺れが、スタイラスの受信回路の接地端に現われてしまう。その結果、スタイラスの電極に誘導されたアップリンク信号が、この基準電位の揺れによって一時的に検出できなくなる状況が起こり得る。

図１８は、アップリンク信号が一時的に検出できない状態を模式的に示す図である。より詳しくは、図１８（ａ）は受信回路１の構成を示すとともに、図１８（ｂ）は図１８（ａ）のノード４，５にて計測される信号レベルの時間変化を示している。

例えば、図１８（ａ）に示すように、受信回路１の入力端には電極２が接続されるともに、受信回路１の接地端には筐体３がグランド接続（あるいは、グラウンド接続）される場合を想定する。図１８（ｂ）から理解されるように、ノード５でのＧＮＤ電位は、人体がタッチ面に接触していない場合（１，２ビット目の受信時）には略一定の信号レベルを保っている。ところが、人体がタッチ面に接触している場合（３，４ビット目の受信時）、ノード５でのＧＮＤ電位は、ノード４でのアップリンク信号の波形に応じて信号レベルが変動する。その結果、３ビット目の受信が正しく行われず、アップリンク信号が検出できなくなる現象が発生する。

そこで、特許文献１では、アップリンク信号がスタイラスの受信回路の接地端に現われることを抑制するためのキャンセル信号を、アップリンク信号と併せて送信するようにセンサ電極群の駆動制御を行うセンサコントローラが開示されている。

特開２０１９－０９１４４２号公報

しかしながら、特許文献１では、上記した問題を解決するための電子機器側の動作について開示するに留まっており、スタイラス側で対応することを何ら想定していない。

本発明の目的は、人体に誘導された信号が原因で発生する基準電位の揺れによって、電極に誘導された信号が一時的に検出できなくなることを抑制可能なスタイラス及び集積回路を提供することである。

第１の本発明におけるスタイラスは、面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられ、基準電位として用いられる筐体と、第１電極と、前記第１電極とは異なる第２電極と、前記筐体にグランド接続され、かつ前記第１電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信する第１受信回路と、前記筐体にグランド接続され、かつ前記第２電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信する第２受信回路と、前記第１受信回路及び前記第２受信回路に対して受信制御を行う制御回路と、を備える。

第２の本発明における集積回路は、スタイラスに用いられる回路であって、前記スタイラスは、基準電位として用いられる筐体と、第１電極と、前記第１電極とは異なる第２電極と、を備え、かつ、面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられ、前記筐体にグランド接続され、かつ前記第１電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信する第１受信回路と、前記筐体にグランド接続され、かつ前記第２電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信する第２受信回路と、前記第１受信回路及び前記第２受信回路に対して受信制御を行う制御回路と、を備える。

例えば、ユーザの人体が電子機器のタッチ面に触れることで、人体とセンサ電極群の間に静電結合が形成され、人体の接触部位に電子機器からの送信信号が誘導される場合がある。そこで、人体の接触部位との間の相対的な位置・姿勢関係が異なる第１，第２電極から送信信号がそれぞれ入力されるように、第１電極に誘導された信号を受信する第１受信回路と、第２電極に誘導された信号を受信する第２受信回路と、がそれぞれ設けられる。

そして、第１受信回路及び第２受信回路を共通する基準電位としての筐体にグランド接続させることで、人体に誘導された信号が原因で発生する基準電位の揺れが、各々の受信回路に与える影響度を空間的又は時間的にずらすことができる。これにより、スタイラスの電極と人体の接触部位の間の微妙なバランスによって一方の受信回路が局所的かつ突発的に機能しなかったとしても、他方の受信回路が目論見通りに機能する可能性が高くなり、上記した基準電位の揺れによって電極に誘導された信号が一時的に検出できなくなることが抑制される。

第３の本発明におけるスタイラスは、面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられ、基準電位として用いられる筐体と、第１電極と、前記第１電極とは異なる第２電極と、前記第１電極と前記センサ電極群の間、及び、前記第２電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号をそれぞれ受信する受信回路であって、前記筐体にグランド接続されて前記第１電極に誘導された信号を増幅させる第１増幅回路と、前記筐体にグランド接続されて前記第２電極に誘導された信号を増幅させる、前記第１増幅回路とは別の第２増幅回路と、を含んで構成される受信回路と、前記受信回路に対して受信制御を行う制御回路と、を備える。

第４の本発明における集積回路は、スタイラスに用いられる回路であって、前記スタイラスは、基準電位として用いられる筐体と、第１電極と、前記第１電極とは異なる第２電極と、を備え、かつ、面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられ、前記第１電極と前記センサ電極群の間、及び、前記第２電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号をそれぞれ受信する受信回路であって、前記筐体にグランド接続されて前記第１電極に誘導された信号を増幅させる第１増幅回路と、前記筐体にグランド接続されて前記第２電極に誘導された信号を増幅させる、前記第１増幅回路とは別の第２増幅回路と、を含んで構成される受信回路と、前記受信回路に対して受信制御を行う制御回路と、
を備える。

例えば、ユーザの人体が電子機器のタッチ面に触れることで、人体とセンサ電極群の間に静電結合が形成され、人体の接触部位に電子機器からの送信信号が誘導される場合がある。そこで、人体の接触部位との間の相対的な位置・姿勢関係が異なる第１，第２電極から送信信号がそれぞれ入力されるように、第１電極に誘導された信号を増幅させる第１増幅回路と、第２電極に誘導された信号を増幅させる第２増幅回路と、がそれぞれ受信回路内に設けられる。

そして、第１増幅回路及び第２増幅回路を共通する基準電位としての筐体にグランド接続させることで、人体に誘導された信号が原因で発生する基準電位の揺れが、各々の増幅回路に与える影響度を空間的又は時間的にずらすことができる。これにより、スタイラスの電極と人体の接触部位の間の微妙なバランスによって一方の増幅回路が局所的かつ突発的に機能しなかったとしても、他方の増幅回路が目論見通りに機能する可能性が高くなり、上記した基準電位の揺れによって電極に誘導された信号が一時的に検出できなくなることが抑制される。

本発明によれば、人体に誘導された信号が原因で発生する基準電位の揺れによって、電極に誘導された信号が一時的に検出できなくなることが抑制される。

本発明の第１実施形態におけるスタイラスが組み込まれた位置検出システムの全体構成図である。図１に示す電子機器及びスタイラスの模式図である。スタイラスの位置に応じたアップリンク信号の検出結果を模式的に示す図である。図１及び図２のスタイラスの内部構造を模式的に示す図である。図４に示す回路基板のブロック図である。図５の第１受信回路の具体的な構成を示す図である。図５の第２受信回路の具体的な構成を示す図である。図１及び図２のタッチＩＣにおける回路構成の一例を示す図である。アップリンク信号の一例を示す図である。第１実施形態による効果を模式的に示す図である。第１実施形態による効果を模式的に示す図である。本発明の第２実施形態におけるスタイラスが備える回路基板のブロック図である。第１，第２受信系統の具体的構成の第１例を示す図である。処理回路の具体的構成の第１例を示す図である。第１，第２受信系統の具体的構成の第２例を示す図である。処理回路の具体的構成の第２例を示す図である。電極と受信回路の接続に関する別の構成例を示す図である。アップリンク信号が一時的に検出できない状態を模式的に示す図である。

［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態におけるスタイラス及び集積回路について、図１～図１１を参照しながら説明する。

＜位置検出システム１０の全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態におけるスタイラス１６が組み込まれた位置検出システム１０の全体構成図である。位置検出システム１０は、タッチの検出面（以下、タッチ面１２という）を有する電子機器１４と、この電子機器１４とともに用いられるスタイラス１６と、から基本的に構成される。

電子機器１４は、例えば、タブレット型端末、スマートフォン、パーソナルコンピュータで構成される。ユーザは、スタイラス１６を片手で把持し、タッチ面１２にペン先を押し当てながら移動させることで、電子機器１４に絵や文字を書き込むことができる。

スタイラス１６は、ペン型のポインティングデバイスであり、電子機器１４との間で双方向に通信可能に構成されている。以下、電子機器１４がスタイラス１６に向けて送信する信号を「アップリンク信号ＵＳ」といい、スタイラス１６が電子機器１４に向けて送信する信号を「ダウンリンク信号ＤＳ」という。なお、このスタイラス１６は、自身が蓄える電気エネルギーから能動的に信号を生成し、この信号をダウンリンク信号ＤＳとして電子機器１４に向けて送信する「アクティブ方式」の電子ペンである。

図２は、図１に示す電子機器１４及びスタイラス１６の模式図である。この電子機器１４は、タッチセンサ２０と、タッチＩＣ（Integrated Circuit）２２と、ホストプロセッサ２４と、表示パネル２６と、を含んで構成される。

タッチセンサ２０は、表示パネル２６の上に重ねて配置される静電容量方式のセンサである。タッチセンサ２０は、相互容量方式のセンサであってもよいし、自己容量方式のセンサであってもよい。タッチセンサ２０は、配列方向に沿って互いに離間しながら面状に配置されるセンサ電極群１８を含んで構成される。センサ電極の材料は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）であってもよいし、銅、銀、金などの金属であってもよい。本図の例では、タッチセンサ２０は、表示パネル２６に外側から取り付ける「外付け型」のセンサであるが、これに代えて表示パネル２６と一体的に構成される「内蔵型」（さらに分類すると、オンセル型又はインセル型）のセンサであってもよい。

タッチＩＣ２２は、タッチセンサ２０の駆動制御を行う集積回路である。タッチＩＣ２２は、ホストプロセッサ２４から供給された制御信号に基づいてタッチセンサ２０を駆動する。これにより、タッチＩＣ２２は、スタイラス１６の状態を検出する「ペン検出機能」や、ユーザの指などによるタッチを検出する「タッチ検出機能」を実行する。

ホストプロセッサ２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）を含む処理演算装置によって構成される。ホストプロセッサ２４は、図示しないメモリに格納されたプログラムを読み出して実行することで、デジタルインクの生成・レンダリング、画像信号の作成、データの送受信制御を含む様々な機能を実行可能である。

表示パネル２６は、例えば、液晶パネル、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル、電子ペーパーなどによって構成される。表示パネル２６は、行方向及び列方向に配列されたマトリクス状の信号線に駆動電圧を印加して複数の画素を駆動することで、表示領域内に画像又は映像を表示する。

＜問題点＞
図２は、ユーザの人体ＢＤが電子機器１４のタッチ面１２に接触している状態における等価回路図を示している。以下、［１］スタイラス１６の基準電位（以下、「ＧＮＤ電位」ともいう）が筐体の電位に設定されており、［２］ユーザがスタイラス１６を把持した状態であり、［３］スタイラス１６の電極にアップリンク信号ＵＳが誘導されている状態であることを前提とする。

電子機器１４、スタイラス１６及び人体ＢＤは、静電結合を介して互いに電気的に接続される。スタイラス１６は、ペン先の電極の直下である位置Ｐに形成される静電容量Ｃ１を介してセンサ電極群１８と電気的に接続される。人体ＢＤは、スタイラス１６のＧＮＤ電位とアースの間に発生する静電容量Ｃ３を介して接地される。タッチＩＣ２２及び表示パネル２６は、電子機器１４のＧＮＤ電位とアースの間に発生する静電容量Ｃ４を介して共通に接地される。

スタイラス１６の受信回路の接地端は、筐体及び人体ＢＤを介してアースに接続されている。これにより、受信回路は、目論見通りの動作を実行可能となり、入力端からのアップリンク信号ＵＳを検出することができる。ところが、人体ＢＤ（例えば、スタイラス１６を把持する手の一部）が電子機器１４のタッチ面１２に接触することで、人体ＢＤが、タッチ面１２上の位置Ｑに形成される静電容量Ｃ５を介して、センサ電極群１８と電気的に接続される場合がある。つまり、人体ＢＤに誘導されたアップリンク信号ＵＳは、人体ＢＤの電位を変化させるように作用し得る。

スタイラス１６の電極及び人体ＢＤの接触部位の間の相対的な位置・姿勢関係が特定の条件を満たす場合に、アップリンク信号ＵＳの検出を妨げるようなＧＮＤ電位の揺れが、スタイラス１６の受信回路の接地端に現われてしまう。その結果、スタイラス１６の電極を介して受信されたアップリンク信号ＵＳが、上記したＧＮＤ電位の揺れによって一時的に検出できなくなる状況が起こり得る。

図３は、スタイラス１６の位置に応じたアップリンク信号ＵＳの検出結果を模式的に示す図である。ここでは、ユーザが、左の手のひらをタッチ面１２に接触させたまま、左手の周辺における軌跡Ｔ１，Ｔ２に沿って、スタイラス１６を右手で把持しながら移動させる場合を想定する。電子機器１４とスタイラス１６の間で双方向に通信可能である場合に限り、電子機器１４は、スタイラス１６の指示位置に追従してストローク（指示位置の軌跡）を表示することができる。つまり、スタイラス１６の受信回路がアップリンク信号ＵＳを常に検出可能である場合、１本のストロークが途切れなく描画される点に留意する。

スタイラス１６は、「Ａ」、「Ｂ」、「Ａ＋Ｂ」の３種類の電極を用いてアップリンク信号ＵＳを受信する。「Ａ」はスタイラス１６のペン先に設けられたチップ電極であり、「Ｂ」はペン先よりも後側にあるリング電極である。なお、「Ａ＋Ｂ」は、上記したチップ電極及びリング電極を電気的に接続した一体的な電極に相当する。図示の便宜上、３種類の電極によるストロークの描画結果に関して、上下方向（軌跡Ｔ１の場合）あるいは左右方向（軌跡Ｔ２）に位置をずらして表記している。

本図から理解されるように、３種類の描画結果においてストロークの断線（破線で囲んだ箇所）が発生する傾向が互いに似通っているが、断線の位置及び長さに関する規則性がほとんど見られない。その理由は、上記した相対的な位置・姿勢関係に関する発動条件が限定的であり、スタイラス１６の電極と人体ＢＤの接触部位の間の微妙なバランスによって、アップリンク信号ＵＳが局所的かつ突発的に不検出になるからである。

以下、人体ＢＤに誘導された信号が原因で発生するＧＮＤ電位の揺れによって、電極に誘導されたアップリンク信号ＵＳが一時的に検出できなくなることを、スタイラス１６側の装置構成のみによって抑制する方法を説明する。

＜スタイラス１６の構成＞
図４は、図１及び図２のスタイラス１６の内部構造を模式的に示す図である。このスタイラス１６は、芯３０と、チップ電極３２（第１電極）と、リング電極３４（第２電極）と、筆圧検出センサ３６と、回路基板３８（集積回路）と、電池４０と、を含んで構成される。

芯３０は、スタイラス１６のペン軸に沿って配置される棒状の部材である。チップ電極３２及びリング電極３４はそれぞれ、金属などの導電性材料からなり又は導電性材料を含む電極である。具体的には、チップ電極３２は、芯３０の先端に取り付けられた円錐状の電極である。また、リング電極３４は、先端側に向かうにつれて径が徐々に小さくなるテーパ環状の電極である。

図４から理解されるように、チップ電極３２とリング電極３４は、［１］ペン先（筐体４２の端側）に設けられ、［２］互いに異なる形状を有し、［３］軸の方向が互いに一致し、［４］ペン軸に対して回転対称であり、かつ［５］ペン軸方向に離間するように配置されている。なお、チップ電極３２及びリング電極３４の形状・配置は、図４の例に限られず、必要に応じて適宜変更されてもよい。

筆圧検出センサ３６は、芯３０と物理的に接続されており、芯３０の先端側に作用する筆圧を検出可能に構成される。筆圧検出センサ３６として、例えば、筆圧に応じて容量が変化する可変容量コンデンサが用いられる。回路基板３８は、スタイラス１６を作動するための電気回路を構成する基板である。電池４０は、回路基板３８上に設けられる電子部品又は電子素子に対して駆動電力を供給する電源である。

また、スタイラス１６は、上記したそれぞれの構成部品を収容する筐体４２を含んで構成される。筒状の筐体４２は、金属などの導電性材料からなり又は導電性材料を含んで構成される。ユーザは、スタイラス１６を使用する際に、筐体４２の外周面に触れながらスタイラス１６を把持する。これにより、人体ＢＤは、筐体４２の接触部位に形成される静電容量を介してスタイラス１６と電気的に接続される。

図５は、図４に示す回路基板３８のブロック図である。この回路基板３８には、マイクロコントロールユニット（以下、ＭＣＵ４４；制御回路）と、第１スイッチ４６と、第２スイッチ４８と、第１受信回路５０と、第２受信回路５２と、送信回路５４と、が設けられている。

ＭＣＵ４４は、スタイラス１６の各部に対する統括的な制御を行うユニットである。ＭＣＵ４４は、第１受信回路５０及び第２受信回路５２に対して所望の受信制御を行うことで、電子機器１４からのアップリンク信号ＵＳ１，ＵＳ２を受信可能に構成される。また、ＭＣＵ４４は、送信回路５４に対して所望の送信制御を行うことで、電子機器１４へのダウンリンク信号ＤＳを送信可能に構成される。

第１スイッチ４６は、共通端子とＲ端子及びＴ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。第１スイッチ４６の共通端子はチップ電極３２に、Ｒ端子は第１受信回路５０の入力端に、Ｔ端子は送信回路５４の出力端にそれぞれ接続される。ＭＣＵ４４が第１スイッチ４６のスイッチング制御を行うことで、アップリンク信号ＵＳ１の受信及びダウンリンク信号ＤＳの送信が選択的に行われる。

第２スイッチ４８は、共通端子とＲ端子及びＴ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。第２スイッチ４８の共通端子はリング電極３４に、Ｒ端子は第２受信回路５２の入力端に、Ｔ端子は送信回路５４の出力端にそれぞれ接続される。ＭＣＵ４４が第２スイッチ４８のスイッチング制御を行うことで、アップリンク信号ＵＳ２の受信及びダウンリンク信号ＤＳの送信が選択的に行われる。

第１受信回路５０は、チップ電極３２に誘導されたアップリンク信号ＵＳ１を復調し、復調後のデータ（以下、第１データＤＡＴ１）をＭＣＵ４４に出力する回路である。ここで、第１受信回路５０の接地端は、スタイラス１６の筐体４２にグランド接続（あるいはグラウンド接続）されている。

第２受信回路５２は、リング電極３４に誘導されたアップリンク信号ＵＳ２を復調し、復調後のデータ（以下、第２データＤＡＴ２）をＭＣＵ４４に出力する回路である。ここで、第２受信回路５２の接地端は、スタイラス１６の筐体４２にグランド接続（あるいはグラウンド接続）されている。

ＭＣＵ４４は、第１データＤＡＴ１及び第２データＤＡＴ２の少なくとも一方に対してデータ処理を行うことで、電子機器１４からの制御用データを取得する。例えば、ＭＣＵ４４は、第１受信回路５０から第１データＤＡＴ１を取得できる間、第１データＤＡＴ１を用いてデータ処理を行う一方、第１受信回路５０から第１データＤＡＴ１を取得できない間、第２受信回路５２から取得した第２データＤＡＴ２を用いてデータ処理を行ってもよい。

送信回路５４は、ＭＣＵ４４の制御に従ってダウンリンク信号ＤＳを生成する回路である。送信回路５４は、ダウンリンク信号ＤＳが「位置信号」である場合にキャリア信号を無変調で出力し、ダウンリンク信号ＤＳが「データ信号」である場合に送信用データを用いてキャリア信号を変調して出力する。

図６は、図５の第１受信回路５０の具体的な構成を示す図である。図７は、図５の第２受信回路５２の具体的な構成を示す図である。図６及び図７から理解されるように、この実施形態では、第２受信回路５２は、第１受信回路５０と同様の構成を有する。

図６に示すように、第１受信回路５０は、アナログ回路６０ａと、デジタル回路６２ａ（第１検出回路）と、が直列的に接続されてなる。アナログ回路６０ａは、増幅回路６６ａ（第１増幅回路）と、ΔΣ型ＡＤ変換回路（以下、ΔΣ型ＡＤＣ６８ａ）と、を含んで構成される。デジタル回路６２ａは、マッチドフィルタ７０ａと、データ復元部７２ａと、を含んで構成される。

図７に示すように、第２受信回路５２は、アナログ回路６０ｂと、デジタル回路６２ｂ（第２検出回路）と、が直列的に接続されてなる。アナログ回路６０ｂは、増幅回路６６ｂ（第２増幅回路）と、ΔΣ型ＡＤＣ６８ｂと、を含んで構成される。デジタル回路６２ｂは、マッチドフィルタ７０ｂと、データ復元部７２ｂと、を含んで構成される。

増幅回路６６ａは、チップ電極３２に誘導されたアップリンク信号ＵＳ１を増幅させる回路であり、入力端は第１スイッチ４６のＲ端子に、接地端は筐体４２にそれぞれ接続される。増幅回路６６ｂは、リング電極３４に誘導されたアップリンク信号ＵＳ２を増幅させる回路であり、入力端は第２スイッチ４８のＲ端子に、接地端は筐体４２にそれぞれ接続される。増幅回路６６ａの増幅率は、増幅回路６６ｂの増幅率に等しいことが好ましいが、増幅回路６６ｂの増幅率と異なっていてもよい。なお、図６の例では、増幅回路６６ａが筐体４２に直接的に接続されているが、図示しない導電性部材を介して筐体４２に間接的に接続されてもよい。図７の増幅回路６６ｂについても同様である。

ΔΣ型ＡＤＣ６８ａは、増幅回路６６ａの出力信号ＡＯ１に対してデルタシグマ型のＡＤ変換を行うことで、２値化、３値化又は多値化された信号を出力する回路である。ΔΣ型ＡＤＣ６８ｂは、増幅回路６６ｂの出力信号ＡＯ２に対してデルタシグマ型のＡＤ変換を行うことで、２値化、３値化又は多値化された信号を出力する回路である。なお、「デルタシグマ型」とは、標本化された電圧と出力電圧との差（Δ）を積分器で積分（Σ）し、得られた積分値と基準電圧との間の大小を比較することでパルス列に変換するＡＤ変換方式を意味する。

マッチドフィルタ７０ａは、ΔΣ型ＡＤＣ６８ａの出力信号ＣＯ１と、記憶回路７４から読み出した比較パターンＰＴｃの間の相関演算により、アップリンク信号ＵＳ１に対応するデータ信号を検出する。マッチドフィルタ７０ｂは、ΔΣ型ＡＤＣ６８ｂの出力信号ＣＯ２と、記憶回路７４から読み出した比較パターンＰＴｃの間の相関演算により、アップリンク信号ＵＳ２に対応するデータ信号を検出する。ここで、「相関演算」とは、逐次的に供給されるチップ列と、既知である比較パターンＰＴｃ（ここでは、アップリンク信号ＵＳに対応する拡散符号の配列）のそれぞれとの相関値を算出し、相関値がピークを示した場合にビットの検出及び出力を行う演算である。

データ復元部７２ａは、マッチドフィルタ７０ａにより検出されたデータ信号を既知の規則に従って復元し、第１データＤＡＴ１を出力する機能を有する。データ復元部７２ｂは、マッチドフィルタ７０ｂにより検出されたデータ信号を既知の規則に従って復元し、第２データＤＡＴ２を出力する機能を有する。

記憶回路７４は、タッチＩＣ２２（図８）がアップリンク信号ＵＳの送信に使用し得る複数の拡散符号に関して、元の波形を示すパターン（ここでは、０／１の２値パターン）を比較パターンＰＴｃとしてそれぞれ記憶する。

このように、第１受信回路５０は、増幅回路６６ａの出力信号ＡＯ１（第１増幅信号）を処理してなる出力信号ＣＯ１（第１処理済み信号）と、アップリンク信号ＵＳに対応する比較パターンＰＴｃの間の相関演算により、アップリンク信号ＵＳが示す第１データＤＡＴ１を検出するデジタル回路６２ａ（第１検出回路）を含んで構成される。また、第２受信回路５２は、増幅回路６６ｂの出力信号ＡＯ２（第２増幅信号）を処理してなる出力信号ＣＯ２（第２処理済み信号）と、アップリンク信号ＵＳに対応する比較パターンＰＴｃの間の相関演算により、アップリンク信号ＵＳが示す第２データＤＡＴ２を検出するデジタル回路６２ｂ（第２検出回路）を含んで構成される。この場合、ＭＣＵ４４は、第１受信回路５０から第１データＤＡＴ１を取得するとともに、第２受信回路５２から第２データＤＡＴ２を取得してもよい。

なお、これに代わって、デジタル回路６２ａは、増幅回路６６ａの出力信号ＡＯ１と比較パターンＰＴｃの間の相関演算を行ってもよいし、デジタル回路６２ｂは、増幅回路６６ｂの出力信号ＡＯ２と比較パターンＰＴｃの間の相関演算を行ってもよい。

＜タッチＩＣ２２の構成＞
図８は、図１及び図２のタッチＩＣ２２における回路構成の一例を示す図である。このタッチＩＣ２２は、センサ電極群１８（図２）に接続されており、ＭＣＵ２２１と、ロジック部２２２と、受信部２２３と、送信部２２４と、選択部２２５と、を含んで構成される。

センサ電極群１８は、Ｘ方向の位置（Ｘ座標）を検出するための複数のセンサ電極１８Ｘと、Ｙ方向の位置（Ｙ座標）を検出するための複数のセンサ電極１８Ｙと、を含む。センサ電極１８Ｘ，１８Ｙは、ガラス又は樹脂からなる絶縁性基板（不図示）の介在によってそれぞれ絶縁されている。複数のセンサ電極１８Ｘは、Ｙ方向に延びて設けられ、かつＸ方向に沿って互いに離間しながら等間隔に配置されている。複数のセンサ電極１８Ｙは、Ｘ方向に延びて設けられ、かつＹ方向に沿って互いに離間しながら等間隔に配置されている。

ＭＣＵ２２１及びロジック部２２２は、受信部２２３、送信部２２４、及び選択部２２５を制御することにより、タッチＩＣ２２の送受信動作を制御する。ＭＣＵ２２１は、自身が有するメモリからプログラムを読み出して実行する制御ユニットである。また、ロジック部２２２は、ＭＣＵ２２１の制御に応じて、受信部２２３、送信部２２４、及び選択部２２５の制御信号を生成するように構成される。

ＭＣＵ２２１は、スタイラス１６からのダウンリンク信号ＤＳを受信する制御と、スタイラス１６へのアップリンク信号ＵＳを送信する制御を選択的に行う機能を有する。アップリンク信号ＵＳを送信する際に、ＭＣＵ２２１は、スタイラス１６に対するコマンドｃｍｄを生成し、このコマンドｃｍｄを送信部２２４に供給する。

受信部２２３は、ロジック部２２２から供給される制御信号に基づいて、スタイラス１６により送信されたダウンリンク信号ＤＳを受信する機能を有する。具体的には、受信部２２３は、選択部２２５から供給された信号に対して復号処理を施し、得られたデジタル信号を受信信号としてＭＣＵ２２１に供給する。

そして、ＭＣＵ２２１は、ダウンリンク信号ＤＳがスタイラス１６の位置を示す「位置信号」である場合、複数のセンサ電極１８Ｘ，１８Ｙのそれぞれにおける受信強度から、タッチ面１２上におけるスタイラス１６の位置座標（ｘ、ｙ）を算出してホストプロセッサ２４に出力する。一方、ＭＣＵ２２１は、ダウンリンク信号ＤＳが送信データを含む「データ信号」である場合、このデータ信号に含まれる応答データＲｅｓ（具体的には、固有ＩＤ、筆圧、ペンスイッチのオンオフ情報など）を取得してホストプロセッサ２４に出力する。

送信部２２４は、ＭＣＵ２２１及びロジック部２２２の制御に従ってアップリンク信号ＵＳを生成する機能を有する。具体的には、送信部２２４は、符号列保持部２２４ａ及び拡散処理部２２４ｂを含んで構成される。

符号列保持部２２４ａは、ロジック部２２２から供給される制御信号に基づいて、自己相関特性を有するスペクトラム拡散符号（以下、単に「拡散符号」ともいう）を生成して保持する機能を有する。符号列保持部２２４ａは、送信データの内容（「Ｐ」、「００００」、「０００１」など）ごとに異なる拡散符号を生成及び記憶可能に構成される。

拡散処理部２２４ｂは、ＭＣＵ２２１から供給されるコマンドｃｍｄに基づいて、所望の交流信号（例えば、パルス信号、三角波信号、正弦波信号など）を生成する機能を有する。図９に示すように、まず、拡散処理部２２４ｂは、入力されたコマンドｃｍｄからアップリンク信号ＵＳを生成する。本図の例では、アップリンク信号ＵＳは、２つのプリアンブル「Ｐ」、各１バイトのデータ「Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３」、及び誤り検出信号「ＣＲＣ」から構成される。

そして、拡散処理部２２４ｂは、このアップリンク信号ＵＳを構成する複数の送信データのそれぞれについて、符号列保持部２２４ａによって保持される拡散符号に置き換えた後、マンチェスタ符号化処理を行うことで２値のチップ列を生成する。そして、拡散処理部２２４ｂは、このチップ列に応じたパルス信号を生成する。

図８に戻って、選択部２２５は、センサ電極群１８に接続されており、ロジック部２２２からの制御信号に応じてスイッチ動作を行う。具体的には、選択部２２５は、２つのスイッチ２２６ｘ，２２６ｙと、２つの電極選択回路２２７ｘ，２２７ｙと、を含んで構成される。

スイッチ２２６ｘ，２２６ｙはそれぞれ、共通端子とＴ端子及びＲ端子のいずれか一方とが接続されるように構成されたスイッチ素子である。スイッチ２２６ｘの共通端子は電極選択回路２２７ｘに、Ｔ端子は送信部２２４の出力端に、Ｒ端子は受信部２２３の入力端にそれぞれ接続される。スイッチ２２６ｙの共通端子は電極選択回路２２７ｙに、Ｔ端子は送信部２２４の出力端に、Ｒ端子は受信部２２３の入力端にそれぞれ接続される。

電極選択回路２２７ｘは、複数のセンサ電極１８Ｘをスイッチ２２６ｘの共通端子に選択的に接続するためのスイッチ素子である。つまり、電極選択回路２２７ｘは、複数のセンサ電極１８Ｘの少なくとも一部をスイッチ２２６ｘの共通端子に同時に接続可能に構成される。電極選択回路２２７ｙは、複数のセンサ電極１８Ｙをスイッチ２２６ｙの共通端子に選択的に接続するためのスイッチ素子である。つまり、電極選択回路２２７ｙは、複数のセンサ電極１８Ｙの少なくとも一部をスイッチ２２６ｙの共通端子に同時に接続可能に構成される。

選択部２２５には、ロジック部２２２から４つの制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹが供給される。具体的には、制御信号ｓＴＲｘはスイッチ２２６ｘに、制御信号ｓＴＲｙはスイッチ２２６ｙに、制御信号ｓｅｌＸは電極選択回路２２７ｘに、制御信号ｓｅｌＹは電極選択回路２２７ｙにそれぞれ供給される。ロジック部２２２は、４つの制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを通じて選択部２２５のスイッチング制御を行うことで、アップリンク信号ＵＳの送信及びダウンリンク信号ＤＳの受信が選択的に行われる。

＜第１実施形態による効果＞
以上のように、スタイラス１６は、面状に設けられたセンサ電極群１８を含む静電容量方式のタッチセンサ２０を備える電子機器１４とともに用いられるデバイスであって、基準電位として用いられる筐体４２と、チップ電極３２（第１電極）と、チップ電極３２とは異なるリング電極３４（第２電極）と、筐体４２にグランド接続され、かつチップ電極３２とセンサ電極群１８の間で形成される静電結合を介して、電子機器１４から送信されるアップリンク信号ＵＳ１（送信信号）を受信する第１受信回路５０と、筐体４２にグランド接続され、かつリング電極３４とセンサ電極群１８の間で形成される静電結合を介して、電子機器１４から送信されるアップリンク信号ＵＳ２（送信信号）を受信する第２受信回路５２と、第１受信回路５０及び第２受信回路５２に対して受信制御を行うＭＣＵ４４（制御回路）を備える。

例えば、ユーザの人体ＢＤが電子機器１４のタッチ面１２に触れることで、人体ＢＤとセンサ電極群１８の間に静電結合が形成され、人体ＢＤの接触部位に電子機器１４からのアップリンク信号ＵＳが誘導される場合がある。そこで、人体ＢＤの接触部位との間の相対的な位置・姿勢関係が異なる２つの電極から送信信号がそれぞれ入力されるように、チップ電極３２に誘導されたアップリンク信号ＵＳ１を受信する第１受信回路５０と、リング電極３４に誘導されたアップリンク信号ＵＳ２を受信する第２受信回路５２と、がそれぞれ設けられる。そして、第１受信回路５０及び第２受信回路５２を共通するＧＮＤ電位としての筐体４２にグランド接続させることで、人体ＢＤに誘導された信号が原因で発生するＧＮＤ電位の揺れが、各々の受信回路に与える影響度を空間的又は時間的にずらすことができる。

図１０に示すように、筐体４２のＧＮＤ電位は、人体ＢＤがタッチ面１２に接触している場合（３，４ビット目の受信時）、アップリンク信号ＵＳの波形に応じて信号レベルが変動する。そうすると、一方の第１受信回路５０はアップリンク信号ＵＳ１（第１データＤＡＴ１）を正しく検出できなくなるが、他方の第２受信回路５２はアップリンク信号ＵＳ２（第２データＤＡＴ２）を正しく検出することができる。あるいは、図１１に示すように、一方の第２受信回路５２はアップリンク信号ＵＳ２（第２データＤＡＴ２）を正しく検出できなくなるが、他方の第１受信回路５０はアップリンク信号ＵＳ１（第１データＤＡＴ１）を正しく検出することができる。

このように、スタイラス１６の電極と人体ＢＤの接触部位の間の微妙なバランスによって一方の受信回路が局所的かつ突発的に機能しなかったとしても、他方の受信回路が目論見通りに機能する可能性が高くなり、上記したＧＮＤ電位の揺れによって電極に誘導された信号が一時的に検出できなくなることが抑制される。

特に、第１受信回路５０は、筐体４２にグランド接続されてチップ電極３２に誘導された信号を増幅させる増幅回路６６ａ（第１増幅回路）を含むとともに、第２受信回路５２は、筐体４２にグランド接続されてリング電極３４に誘導された信号を増幅させる増幅回路６６ｂ（第２増幅回路）を含んでもよい。増幅回路６６ａ，６６ｂはＧＮＤ電位の揺れに対して動作上の影響を受けやすいので、その分だけ上記した抑制効果がより顕著に現われる。

また、チップ電極３２とリング電極３４は、筐体４２の端側に設けられ、かつ互いに異なる形状を有してもよい。これにより、筐体４２（つまり、スタイラス１６）の端側を電子機器１４に向けた状態にてそれぞれ誘導されたアップリンク信号ＵＳ１，ＵＳ２の波形に差が生じやすくなるので、アップリンク信号ＵＳ１，ＵＳ２が同時に不検出になる可能性がさらに低下する。

また、チップ電極３２とリング電極３４は、ペン軸の方向に対して離間して配置されてもよい。これにより、スタイラス１６を電子機器１４に向けた状態にて、センサ電極群１８からのアップリンク信号ＵＳ１，ＵＳ２の受信強度の差が現われやすくなるので、アップリンク信号ＵＳ１，ＵＳ２が同時に不検出になる可能性がさらに低下する。

［第２実施形態］
続いて、本発明の第２実施形態におけるスタイラス及び集積回路について、図１２～図１６を参照しながら説明する。なお、第１実施形態と同様の構成又は機能については、同一の参照符号を付するとともに、その説明を省略する場合がある。

図１２は、本発明の第２実施形態におけるスタイラス１００が備える回路基板１０２（集積回路）のブロック図である。この回路基板１０２には、ＭＣＵ１０４（制御回路）と、第１スイッチ１０６と、第２スイッチ１０８と、受信回路１１０（あるいは、受信回路１４０）と、第１実施形態と同様の送信回路５４と、が設けられている。

ＭＣＵ１０４は、スタイラス１００の各部に対する統括的な制御を行うユニットである。ＭＣＵ１０４は、受信回路１１０に対して所望の受信制御を行うことで、電子機器１４からのアップリンク信号ＵＳ１，ＵＳ２を受信可能に構成される。また、ＭＣＵ１０４は、送信回路５４に対して所望の送信制御を行うことで、電子機器１４へのダウンリンク信号ＤＳを送信可能に構成される。

第１スイッチ１０６は、共通端子とＲ端子及びＴ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。第１スイッチ１０６の共通端子はチップ電極３２に、Ｒ端子は受信回路１１０の第１入力端に、Ｔ端子は送信回路５４の出力端にそれぞれ接続される。ＭＣＵ１０４が第１スイッチ１０６のスイッチング制御を行うことで、アップリンク信号ＵＳ１の受信及びダウンリンク信号ＤＳの送信が選択的に行われる。

第２スイッチ１０８は、共通端子とＲ端子及びＴ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。第２スイッチ１０８の共通端子はリング電極３４に、Ｒ端子は受信回路１１０の第２入力端に、Ｔ端子は送信回路５４の出力端にそれぞれ接続される。ＭＣＵ１０４が第２スイッチ１０８のスイッチング制御を行うことで、アップリンク信号ＵＳ２の受信及びダウンリンク信号ＤＳの送信が選択的に行われる。

受信回路１１０，１４０は、チップ電極３２に誘導されたアップリンク信号ＵＳ１及びリング電極３４に誘導されたアップリンク信号ＵＳ２のうち少なくとも一方を復調し、復調後のデータＤＡＴをＭＣＵ１０４に出力する回路である。ここで、受信回路１１０，１４０の接地端は、スタイラス１００の筐体４２にグランド接続（あるいはグラウンド接続）されている。

＜第１例＞
まず、受信回路１１０の具体的構成について、図１３及び図１４を参照しながら説明する。第１例の受信回路１１０は、第１受信系統１１２と、第２受信系統１１４と、処理回路１１６と、を含んで構成される。

図１３は、第１受信系統１１２及び第２受信系統１１４の具体的構成の第１例を示す図である。第１受信系統１１２は、微分回路６４ａと、増幅回路６６ａ（第１増幅回路）と、を含んで構成されるアナログ回路である。同様に、第２受信系統１１４は、微分回路６４ｂと、増幅回路６６ｂ（第１増幅回路）と、を含んで構成されるアナログ回路である。

微分回路６４ａは、チップ電極３２に誘導されたアップリンク信号ＵＳ１を微分して微分信号を生成する回路であり、キャパシタ、抵抗素子、及びバッファからなる。微分回路６４ｂは、リング電極３４に誘導されたアップリンク信号ＵＳ２を微分して微分信号を生成する回路であり、キャパシタ、抵抗素子、及びバッファからなる。微分回路６４ａの時定数は、微分回路６４ｂの時定数に等しいことが好ましいが、微分回路６４ｂの時定数と異なっていてもよい。

増幅回路６６ａは、微分回路６４ａの出力信号ＤＯ１を増幅させる回路であり、入力端は微分回路６４ａに、接地端は筐体４２にそれぞれ接続される。増幅回路６６ｂは、微分回路６４ｂの出力信号ＤＯ２を増幅させる回路であり、入力端は微分回路６４ｂに、接地端は筐体４２にそれぞれ接続される。

図１４は、処理回路１１６の具体的構成の第１例を示す図である。この処理回路１１６は、第１実施形態（図６及び図７）と同様のデジタル回路６２及び記憶回路７４の他に、２つの立ち上がり検出回路１２１，１２２と、２つの立ち下がり検出回路１２３，１２４と、合成回路１２６と、を含んで構成される。

立ち上がり検出回路１２１は、第１受信系統１１２の出力信号ＡＯ１における立ち上がりエッジを検出し、この検出結果として、立ち上がりのタイミングを示すエッジ信号Ｅｒ１を出力する回路である。立ち上がり検出回路１２２は、第２受信系統１１４の出力信号ＡＯ２における立ち上がりエッジを検出し、この検出結果として、立ち上がりのタイミングを示すエッジ信号Ｅｒ２を出力する回路である。

立ち下がり検出回路１２３は、第１受信系統１１２の出力信号ＡＯ１における立ち下がりエッジを検出し、この検出結果として、立ち下がりのタイミングを示すエッジ信号Ｅｆ１を出力する回路である。立ち下がり検出回路１２４は、第２受信系統１１４の出力信号ＡＯ２における立ち下がりエッジを検出し、この検出結果として、立ち下がりのタイミングを示すエッジ信号Ｅｆ２を出力する回路である。

合成回路１２６は、４つのエッジ信号Ｅｒ１，Ｅｒ２，Ｅｆ１，Ｅｆ２を合成することで、アップリンク信号ＵＳの波形を再構成した合成信号（２値化された信号）を出力する回路である。この合成回路１２６は、２つの論理和回路１３２，１３４と、ＳＲラッチ回路１３６から構成される。論理和回路１３２は、出力信号ＡＯ１の立ち上がりを示すエッジ信号Ｅｒ１と、出力信号ＡＯ２の立ち上がりを示すエッジ信号Ｅｒ２の論理和を出力する回路である。論理和回路１３４は、出力信号ＡＯ２の立ち上がりを示すエッジ信号Ｅｒ１と、出力信号ＡＯ２の立ち上がりを示すエッジ信号Ｅｒ２の論理和を出力する回路である。ＳＲラッチ回路１３６は、論理和回路１３２の出力信号をＳ入力とし、論理和回路１３４の出力信号をＲ入力とするラッチ回路である。

デジタル回路６２は、合成回路１２６の出力信号ＣＯに基づいてデータＤＡＴを検出する回路である。具体的には、デジタル回路６２の一部を構成するマッチドフィルタ７０は、チップ列として逐次的に供給される出力信号ＣＯと、記憶回路７４から読み出した比較パターンＰＴｃの間の相関演算により、アップリンク信号ＵＳが示すデータＤＡＴを検出する。

このように、第１例の受信回路１１０（図１４の処理回路１１６）は、増幅回路６６ａの出力信号ＡＯ１（第１増幅信号）を処理してなる第１処理済み信号（ここでは、エッジ信号Ｅｒ１，Ｅｆ１）と、増幅回路６６ｂの出力信号ＡＯ２（第２増幅信号）を処理してなる第２処理済み信号（ここでは、エッジ信号Ｅｒ２，Ｅｆ２）を合成する合成回路１２６と、合成回路１２６の出力信号ＣＯ（合成信号）と、アップリンク信号ＵＳに対応する比較パターンＰＴｃの間の相関演算により、アップリンク信号ＵＳが示すデータＤＡＴを検出するデジタル回路６２（検出回路）を備える。これに代えて、合成回路１２６は、増幅回路６６ａの出力信号ＡＯ１と増幅回路６６ｂの出力信号ＡＯ２を合成してもよい。

＜第２例＞
続いて、受信回路１４０の具体的構成について、図１５及び図１６を参照しながら説明する。第２例の受信回路１４０は、第１受信系統１４２と、第２受信系統１４４と、処理回路１４６と、を含んで構成される。

図１５は、第１受信系統１４２及び第２受信系統１４４の具体的構成の第２例を示す図である。第１受信系統１４２は、図６のアナログ回路６０ａと同様に、増幅回路６６ａ（第１増幅回路）と、ΔΣ型ＡＤＣ６８ａと、を含む回路である。第２受信系統１４４は、図７のアナログ回路６０ｂと同様に、増幅回路６６ｂ（第１増幅回路）と、ΔΣ型ＡＤＣ６８ｂと、を含む回路である。

図１６は、処理回路１４６の具体的構成の第２例を示す図である。この処理回路１４６は、上記した記憶回路７４の他に、第１実施形態とは機能が異なるデジタル回路１５０を含んで構成される。このデジタル回路１５０は、上記したマッチドフィルタ７０の他に、スイッチ１５２と、データ復元部１５４と、を含む回路である。

スイッチ１５２は、共通端子とＲ１端子及びＲ２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。スイッチ１５２の共通端子はデータ復元部１５４に、Ｒ１端子は第１受信系統１４２の出力端に、Ｒ２端子は第２受信系統１４４の出力端にそれぞれ接続される。ここでは、スイッチ１５２は、通常、Ｒ１端子側に接続されることを想定する。

マッチドフィルタ７０は、スイッチ１５２から選択的に出力された出力信号ＳＯと、記憶回路７４から読み出した比較パターンＰＴｃの間の相関演算により、アップリンク信号ＵＳに対応するデータ信号を検出する機能を有する。以下、スイッチ１５２により出力信号ＣＯ１が選択された場合の相関演算を「第１相関演算」といい、スイッチ１５２により出力信号ＣＯ２が選択された場合の相関演算を「第２相関演算」という。

データ復元部１５４は、マッチドフィルタ７０により検出されたデータ信号を既知の規則に従って復元し、データＤＡＴを出力する機能を有する。データ復元部１５４は、スイッチ１５２の共通端子とＲ１端子とが接続されており、かつ、マッチドフィルタ７０が第１相関演算によりデータ信号を検出可能である場合、当該データ信号に応じたデータＤＡＴを逐次的に出力する。ところが、マッチドフィルタ７０が第１相関演算によりデータ信号を新たに検出できなくなった場合、データ復元部１５４は、共通端子とＲ２端子とが接続されるようにスイッチ１５２を制御する。

そして、データ復元部１５４は、スイッチ１５２の共通端子とＲ２端子とが接続されており、かつ、マッチドフィルタ７０が第２相関演算によりデータ信号を検出可能である場合、当該データ信号に応じたデータＤＡＴを逐次的に出力する。なお、データ復元部１５４は、［１］スイッチ１５２を切り替えてから所定の時間が経過した場合、又は［２］マッチドフィルタ７０が第２相関演算によりデータ信号を新たに検出できなくなった場合、接続先を元に戻すようにスイッチ１５２を制御してもよい。

このように、第２例の受信回路１４０（図１６の処理回路１４６）は、増幅回路６６ａの出力信号ＡＯ１（第１増幅信号）を処理してなる第１処理済み信号（ここでは、出力信号ＣＯ１）と、アップリンク信号ＵＳ１に対応する比較パターンＰＴｃの間での第１相関演算、又は、増幅回路６６ｂの出力信号ＡＯ２を処理してなる第２処理済み信号（ここでは、出力信号ＣＯ２）と、アップリンク信号ＵＳ２に対応する比較パターンＰＴｃの間での第２相関演算により、アップリンク信号ＵＳが示すデータＤＡＴを検出するデジタル回路１５０（検出回路）を備えてもよい。これに代えて、デジタル回路１５０は、増幅回路６６ａの出力信号ＡＯ１と比較パターンＰＴｃの間での第１相関演算、及び、増幅回路６６ｂの出力信号ＡＯ２と比較パターンＰＴｃの間での第２相関演算をそれぞれ行ってもよい。

＜第２実施形態による効果＞
以上のように、スタイラス１００は、基準電位として用いられる筐体４２と、チップ電極３２（第１電極）と、チップ電極３２とは異なるリング電極３４（第２電極）と、チップ電極３２とセンサ電極群１８の間、及び、リング電極３４とセンサ電極群１８の間で形成される静電結合を介して、電子機器１４から送信される送信信号をそれぞれ受信する回路であって、筐体４２にグランド接続されてチップ電極３２に誘導された信号を増幅させる増幅回路６６ａ（第１増幅回路）と、筐体４２にグランド接続されてリング電極３４に誘導された信号を増幅させる、増幅回路６６ａとは別の増幅回路６６ｂ（第２増幅回路）と、を含んで構成される受信回路１１０，１４０と、受信回路１１０，１４０に対して受信制御を行うＭＣＵ１０４（制御回路）と、を備える。

例えば、ユーザの人体ＢＤが電子機器１４のタッチ面１２に触れることで、人体ＢＤとセンサ電極群１８の間に静電結合が形成され、人体ＢＤの接触部位に電子機器１４からのアップリンク信号ＵＳが誘導される場合がある。そこで、人体ＢＤの接触部位との間の相対的な位置・姿勢関係が異なる２つの電極から送信信号がそれぞれ入力されるように、チップ電極３２に誘導された信号を増幅させる増幅回路６６ａと、リング電極３４に誘導された信号を増幅させる増幅回路６６ｂと、がそれぞれ受信回路１１０，１４０内に設けられる。

そして、増幅回路６６ａ，６６ｂを共通するＧＮＤ電位としての筐体４２にグランド接続させることで、人体ＢＤに誘導された信号が原因で発生するＧＮＤ電位の揺れが、各々の増幅回路に与える影響度を空間的又は時間的にずらすことができる。これにより、スタイラス１００の電極と人体ＢＤの接触部位の間の微妙なバランスによって一方の増幅回路が局所的かつ突発的に機能しなかったとしても、他方の増幅回路が目論見通りに機能する可能性が高くなり、上記したＧＮＤ電位の揺れによって電極に誘導された信号が一時的に検出できなくなることが抑制される。

また、チップ電極３２とリング電極３４は、筐体４２の端側に設けられ、かつ互いに異なる形状を有してもよい。また、チップ電極３２とリング電極３４は、ペン軸の方向に対して離間して配置されてもよい。これにより、第１実施形態の場合と同様の作用効果（つまり、同時不検出の抑制）が得られる。

［変形例］
なお、本発明は、上記した第１，第２実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。あるいは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

上記した第１実施形態における「第１，第２受信回路」はそれぞれ、「第１，第２受信チャネル」と言い換えてもよいし、「第１，第２検出回路」と言い換えてもよい。

上記した第１実施形態におけるスタイラス１６は、２つの電極及び２つの受信回路を備えているが、個数の組み合わせはこれに限られない。例えば、３つ以上の電極や３つ以上の受信回路が設けられてもよいし、これらの全部又は一部のみが使用されてもよい。これと同様に、第２実施形態における電極及び受信系統の個数の組み合わせを適宜変更してもよい。

上記した第１実施形態における第２受信回路５２は、第１受信回路５０と同様の構成を有しているが、互いに異なる構成を有していてもよい。例えば、第１受信回路５０ではデルタシグマ型の変換回路（図７参照）を採用する一方、第２受信回路５２ではエッジ抽出型の変換回路（図１４参照）を採用してもよい。これと同様に、第２実施形態における受信系統の回路構成を適宜変更してもよい。回路特性が異なる複数の受信回路（又は受信系統）を切り替えて用いることで、受信感度の向上や消費電力の削減を含む動作の最適化が図られる場合がある。

上記した第１実施形態におけるスタイラス１６は、１種類のアップリンク信号ＵＳを受信しているが、複数の受信回路を介して複数種類のアップリンク信号ＵＳを同時に受信可能に構成されてもよい。具体的には、スタイラス側でアップリンク信号ＵＳの周波数帯域又は符号パターンの種類を取得した上で、複数の検出回路がそれぞれ対応する比較パターンＰＴｃを用いた相関演算を実行すればよい。

また、図１７に示すように、回路基板３８，１０２は、２つの電極から誘導された信号を差動により受信可能に構成されてもよい。図１７（ａ）は第１実施形態における部分図に対応するとともに、図１７（ｂ）は第２実施形態における部分図に対応する。本図の例では、増幅回路６６ａの正側入力端にはチップ電極３２が、負側入力端にはリング電極３４がそれぞれ接続される。増幅回路６６ｂの正側入力端にはチップ電極３２が、負側入力端には筐体４２がそれぞれ接続される。

１０位置検出システム、１４電子機器、１６，１００スタイラス、１８センサ電極群、２０タッチセンサ、２２タッチＩＣ、２４ホストプロセッサ、２６表示パネル、３２チップ電極（第１電極）、３４リング電極（第２電極）、３８，１０２回路基板（集積回路）、４２筐体、４４，１０４ＭＣＵ（制御回路）、５０第１受信回路、５２第２受信回路、６２ａデジタル回路（第１検出回路）、６２ｂデジタル回路（第２検出回路）、６６ａ増幅回路（第１増幅回路）、６６ｂ増幅回路（第２増幅回路）、１１０，１４０受信回路、１１２，１４２第１受信系統、１１４，１４４第２受信系統、１１６，１４６処理回路、１５０デジタル回路（検出回路）、ＤＡＴデータ、ＤＡＴ１第１データ、ＤＡＴ２第２データ、ＤＳダウンリンク信号、ＵＳ，ＵＳ１，ＵＳ２アップリンク信号。

Claims

面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられるスタイラスであって、
基準電位として用いられる筐体と、
第１電極と、
前記第１電極とは異なる第２電極と、
前記筐体にグランド接続され、かつ前記第１電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信する第１受信回路と、
前記筐体にグランド接続され、かつ前記第２電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信する第２受信回路と、
前記第１受信回路及び前記第２受信回路に対して受信制御を行う制御回路と、
を備え、
前記第１受信回路は、
前記筐体にグランド接続されて前記第１電極に誘導された信号を増幅させる第１増幅回路と、
前記第１増幅回路から出力された第１増幅信号又は該第１増幅信号を処理してなる第１処理済み信号と、前記送信信号に対応する比較パターンの間の相関演算により、前記送信信号が示す第１データを検出する第１検出回路と、
を含み、
前記第２受信回路は、
前記筐体にグランド接続されて前記第２電極に誘導された信号を増幅させる第２増幅回路と、
前記第２増幅回路から出力された第２増幅信号又は該第２増幅信号を処理してなる第２処理済み信号と、前記送信信号に対応する比較パターンの間の相関演算により、前記送信信号が示す第２データを検出する第２検出回路と、
を含み、
前記制御回路は、前記第１受信回路から前記第１データを取得するとともに、前記第２受信回路から前記第２データを取得することを特徴とするスタイラス。
前記制御回路は、
前記第１受信回路から前記第１データを取得できる間、前記第１データを用いてデータ処理を行い、
前記第１受信回路から前記第１データを取得できない間、前記第２受信回路から取得した前記第２データを用いてデータ処理を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のスタイラス。
面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられるスタイラスであって、
基準電位として用いられる筐体と、
第１電極と、
前記第１電極とは異なる第２電極と、
前記第１電極と前記センサ電極群の間、及び、前記第２電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号をそれぞれ受信する受信回路であって、
前記筐体にグランド接続されて前記第１電極に誘導された信号を増幅させる第１増幅回路と、
前記筐体にグランド接続されて前記第２電極に誘導された信号を増幅させる、前記第１増幅回路とは別の第２増幅回路と、
を含んで構成される受信回路と、
前記受信回路に対して受信制御を行う制御回路と、
を備え、
前記受信回路は、
前記第１増幅回路から出力された第１増幅信号と前記第２増幅回路から出力された第２増幅信号を合成し、又は、前記第１増幅信号を処理してなる第１処理済み信号と前記第２増幅信号を処理してなる第２処理済み信号を合成する合成回路と、
前記合成回路により合成された合成信号と、前記送信信号に対応する比較パターンの間の相関演算により、前記送信信号が示すデータを検出する検出回路と、
をさらに備え、
前記制御回路は、前記受信回路から取得した前記データを用いてデータ処理を行うことを特徴とするスタイラス。
面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられるスタイラスであって、
基準電位として用いられる筐体と、
第１電極と、
前記第１電極とは異なる第２電極と、
前記第１電極と前記センサ電極群の間、及び、前記第２電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号をそれぞれ受信する受信回路であって、
前記筐体にグランド接続されて前記第１電極に誘導された信号を増幅させる第１増幅回路と、
前記筐体にグランド接続されて前記第２電極に誘導された信号を増幅させる、前記第１増幅回路とは別の第２増幅回路と、
前記第１増幅回路から出力された第１増幅信号若しくは前記第１増幅信号を処理してなる第１処理済み信号と、前記送信信号に対応する比較パターンの間での第１相関演算、
又は、
前記第２増幅回路から出力された第２増幅信号若しくは前記第２増幅信号を処理してなる第２処理済み信号と、前記送信信号に対応する比較パターンの間での第２相関演算
により、前記送信信号が示すデータを検出する検出回路と、
を含んで構成される受信回路と、
前記受信回路に対する受信制御を行って、前記受信回路から取得した前記データを用いてデータ処理を行う制御回路と、
を備えることを特徴とするスタイラス。
前記第１電極と前記第２電極は、前記筐体の端側に設けられ、かつ互いに異なる形状を有することを特徴とする請求項１、３又は４に記載のスタイラス。
前記第１電極と前記第２電極は、ペン軸の方向に対して離間して配置されることを特徴とする請求項１、３又は４に記載のスタイラス。
スタイラスに用いられる集積回路であって、
前記スタイラスは、基準電位として用いられる筐体と、第１電極と、前記第１電極とは異なる第２電極と、を備え、かつ、面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられ、
前記筐体にグランド接続され、かつ前記第１電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信する第１受信回路と、
前記筐体にグランド接続され、かつ前記第２電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信する第２受信回路と、
前記第１受信回路及び前記第２受信回路に対して受信制御を行う制御回路と、
を備え、
前記第１受信回路は、
前記筐体にグランド接続されて前記第１電極に誘導された信号を増幅させる第１増幅回路と、
前記第１増幅回路から出力された第１増幅信号又は該第１増幅信号を処理してなる第１処理済み信号と、前記送信信号に対応する比較パターンの間の相関演算により、前記送信信号が示す第１データを検出する第１検出回路と、
を含み、
前記第２受信回路は、
前記筐体にグランド接続されて前記第２電極に誘導された信号を増幅させる第２増幅回路と、
前記第２増幅回路から出力された第２増幅信号又は該第２増幅信号を処理してなる第２処理済み信号と、前記送信信号に対応する比較パターンの間の相関演算により、前記送信信号が示す第２データを検出する第２検出回路と、
を含み、
前記制御回路は、前記第１受信回路から前記第１データを取得するとともに、前記第２受信回路から前記第２データを取得することを特徴とする集積回路。
スタイラスに用いられる集積回路であって、
前記スタイラスは、基準電位として用いられる筐体と、第１電極と、前記第１電極とは異なる第２電極と、を備え、かつ、面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられ、
前記第１電極と前記センサ電極群の間、及び、前記第２電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号をそれぞれ受信する受信回路であって、
前記筐体にグランド接続されて前記第１電極に誘導された信号を増幅させる第１増幅回路と、
前記筐体にグランド接続されて前記第２電極に誘導された信号を増幅させる、前記第１増幅回路とは別の第２増幅回路と、
を含んで構成される受信回路と、
前記受信回路に対して受信制御を行う制御回路と、
を備え、
前記受信回路は、
前記第１増幅回路から出力された第１増幅信号と前記第２増幅回路から出力された第２増幅信号を合成し、又は、前記第１増幅信号を処理してなる第１処理済み信号と前記第２増幅信号を処理してなる第２処理済み信号を合成する合成回路と、
前記合成回路により合成された合成信号と、前記送信信号に対応する比較パターンの間の相関演算により、前記送信信号が示すデータを検出する検出回路と、
をさらに備え、
前記制御回路は、前記受信回路から取得した前記データを用いてデータ処理を行うことを特徴とする集積回路。
面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられるスタイラスであって、
基準電位として用いられる筐体と、
第１電極と、
前記第１電極とは異なる第２電極と、
前記筐体にグランド接続され、かつ前記第１電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信し、前記送信信号が示す第１データを検出する第１受信回路と、
前記筐体にグランド接続され、かつ前記第２電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信し、前記送信信号が示す第２データを検出する第２受信回路と、
前記第１受信回路及び前記第２受信回路に対して受信制御を行う回路であって、前記第１受信回路から前記第１データを取得できる間、前記第１データを用いてデータ処理を行い、前記第１受信回路から前記第１データを取得できない間、前記第２受信回路から取得した前記第２データを用いてデータ処理を行う制御回路と、
を備えることを特徴とするスタイラス。
スタイラスに用いられる集積回路であって、
前記スタイラスは、基準電位として用いられる筐体と、第１電極と、前記第１電極とは異なる第２電極と、を備え、かつ、面状に設けられたセンサ電極群を含む静電容量方式のタッチセンサを備える電子機器とともに用いられ、
前記筐体にグランド接続され、かつ前記第１電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信し、前記送信信号が示す第１データを検出する第１受信回路と、
前記筐体にグランド接続され、かつ前記第２電極と前記センサ電極群の間で形成される静電結合を介して、前記電子機器から送信される送信信号を受信し、前記送信信号が示す第２データを検出する第２受信回路と、
前記第１受信回路及び前記第２受信回路に対して受信制御を行う回路であって、前記第１受信回路から前記第１データを取得できる間、前記第１データを用いてデータ処理を行い、前記第１受信回路から前記第１データを取得できない間、前記第２受信回路から取得した前記第２データを用いてデータ処理を行う制御回路と、
を備えることを特徴とする集積回路。