JP7457067B2 - Controller that performs stylus detection operations - Google Patents

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Description

本発明はスタイラス及びコントローラに関し、特に、液晶表示画面にタッチ面の機能を持たせた位置検出システムで使用されるスタイラス及びコントローラに関する。 The present invention relates to a stylus and a controller, and more particularly to a stylus and a controller used in a position detection system in which a liquid crystal display screen has a touch surface function.

近年、スマートフォンやタブレット型のコンピュータなど、液晶表示画面にタッチ面の機能を持たせた電子機器の利用が一般化している。この種の電子機器は、当初、液晶部品の表示画面上に別部品としてのタッチセンサ用の透明電極を配置することによって実現されていたが、部品点数の削減や更なる薄型化のために、近年では、液晶画面用の電極(共通電極又は画素電極)をタッチセンサ用の電極の一部としても使用する技術が用いられるようになっている。以下では、表示画面上に表示画面用の電極と独立したタッチセンサ用の電極を配置するタイプの電子機器を「非インセル」型と称し、表示画面用の電極をタッチセンサ用の電極の一部として使用するタイプの電子機器を「インセル」型と称する。 In recent years, the use of electronic devices such as smartphones and tablet computers that have liquid crystal display screens with touch screen functions has become commonplace. This type of electronic equipment was initially realized by placing a transparent electrode for a touch sensor as a separate component on the display screen of a liquid crystal component, but in order to reduce the number of components and make it even thinner, In recent years, a technique has been used in which an electrode for a liquid crystal screen (common electrode or pixel electrode) is also used as a part of an electrode for a touch sensor. In the following, a type of electronic device in which a display screen electrode and an independent touch sensor electrode are arranged on the display screen is referred to as a "non-in-cell" type, and the display screen electrode is part of the touch sensor electrode. The type of electronic equipment used as an "in-cell" type is called an "in-cell" type.

特許文献1には、インセル型の電子機器の例が開示されている。この例では、相互容量型のタッチセンサを構成する一対の電極のうちの一方と、液晶表示装置の共通電極とが兼用されている。 Patent Document 1 discloses an example of an in-cell electronic device. In this example, one of a pair of electrodes constituting a mutual capacitance type touch sensor is also used as a common electrode of the liquid crystal display device.

特許文献2にも、インセル型の電子機器の例が開示されている。同文献には、特許文献1と同様の電子機器において、1表示水平期間ごとにタッチ検出動作と表示動作とを時分割で行うこと、及び、タッチ検出操作では1表示水平期間ごとに異なる駆動電極を選択することが記載されている。 Patent Document 2 also discloses an example of an in-cell type electronic device. The document describes that in an electronic device similar to Patent Document 1, a touch detection operation and a display operation are performed in a time-sharing manner for each display horizontal period, and that in the touch detection operation, different drive electrodes are used for each display horizontal period. It is stated that you can choose.

また、近年では、電子機器のタッチ面上で手書き入力するための入力装置として、位置検出装置との間で信号を送受信可能に構成されたアクティブ静電方式のスタイラスが用いられることも多くなっている。以下では、アクティブ静電方式のスタイラスを単に「スタイラス」と称する。また、スタイラスから電子機器に対して送信する信号を「ダウンリンク信号」と称し、電子機器からスタイラスに対して送信する信号を「アップリンク信号」と称する。 In addition, in recent years, active electrostatic styluses that are configured to be able to send and receive signals to and from position detection devices are increasingly being used as input devices for handwriting input on the touch surfaces of electronic devices. There is. Hereinafter, the active electrostatic stylus will be simply referred to as a "stylus." Furthermore, a signal transmitted from the stylus to the electronic device is referred to as a "downlink signal," and a signal transmitted from the electronic device to the stylus is referred to as an "uplink signal."

特許文献3には、位置検出用の無変調の連続信号とともに筆圧情報や固有IDなどによって変調された信号を送信するように構成されたタイラスの例が記載されている。以下では、無変調の信号などの所定のパターンの信号であって情報を含まない位置検出用信号を「位置信号」と称し、筆圧情報や固有IDなどによって変調された信号を「データ信号」と称する。 Patent Document 3 describes an example of a stylus configured to transmit an unmodulated continuous signal for position detection as well as a signal modulated by pen pressure information, a unique ID, or the like. Hereinafter, a position detection signal that has a predetermined pattern such as an unmodulated signal and does not include information will be referred to as a "position signal", and a signal modulated by pen pressure information or a unique ID will be referred to as a "data signal". It is called.

特開2009-244958号公報JP2009-244958A 特開2011-233018号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-233018 国際公開第2015/111159号公報International Publication No. 2015/111159

ところで、上記のようなスタイラスを、上述した非インセル型及びインセル型の電子機器においても使用できると便利である。この場合、タッチセンサ用の電極を、ダウンリンク信号の受信用電極及びアップリンク信号の送信用電極としても使用することになる。 By the way, it would be convenient if the stylus as described above could be used in the above-mentioned non-in-cell type and in-cell type electronic devices as well. In this case, the touch sensor electrode is also used as a downlink signal receiving electrode and an uplink signal transmitting electrode.

しかしながら、インセル型の電子機器においては、液晶画面用の電極(共通電極及び画素電極)とタッチセンサ用の電極の一部とが兼用されているため、液晶画面用の電極に画素駆動用の電位が設定される画素駆動動作の実行中には、タッチセンサ用の電極の上記一部をダウンリンク信号の受信用又はアップリンク信号の送信用として使用することができない。これが原因で、スタイラスを非インセル型又はインセル型の電子機器において使用できるようにするにあたって以下に示すような各種の課題が生じており、解決が必要とされていた。 However, in in-cell electronic devices, the electrodes for the LCD screen (common electrode and pixel electrode) and part of the electrode for the touch sensor are also used, so the electrode for the LCD screen has a potential for pixel driving. During the pixel drive operation in which the touch sensor is set, the part of the electrode for the touch sensor cannot be used for receiving a downlink signal or for transmitting an uplink signal. Due to this, various problems as shown below have arisen in making the stylus usable in non-in-cell type or in-cell type electronic equipment, and a solution has been required.

1つ目の課題は、非インセル型の電子機器とインセル型の電子機器の両方で使えるようにスタイラスを構成するという課題である。ユーザがスタイラスを持ちかえることなく非インセル型の電子機器とインセル型の電子機器の両方の電子機器で1本のスタイラスを利用できると便利であるが、スタイラスをインセル型の電子機器で使えるようにするためには、液晶表示装置の画素駆動動作の実行中にはダウンリンク信号の送信を休止するように、スタイラスを構成する必要がある。しかしながら、この送信休止期間は、画素駆動動作の実行中でもダウンリンク信号の受信が可能である非インセル型の電子機器から見れば、無駄なものでしかない。かと言って、画素駆動動作の実行中でもダウンリンク信号の送信を行うようにスタイラスを構成すると、非インセル型の電子機器から見て無駄な送信休止期間は解消されることになるが、今度はインセル型の電子機器で使用するときに、電子機器がダウンリンク信号の受信に失敗し、送信情報の欠落を生ずる場合が発生することになる。このように、非インセル型の電子機器とともに使用する場合の送信効率の向上と、インセル型の電子機器とともに使用する場合の送信情報の欠落防止とを両立させることは難しく、その結果としてこれまで、非インセル型の電子機器とインセル型の電子機器の両方で使えるように1つのスタイラスを構成することは困難であると考えられてきた。 The first challenge is to configure a stylus so that it can be used in both non-in-cell and in-cell electronic devices. It would be convenient if the user could use one stylus with both non-in-cell electronic devices and in-cell electronic devices without having to change the stylus. In order to achieve this, it is necessary to configure the stylus so that the transmission of the downlink signal is paused while the pixel driving operation of the liquid crystal display device is being performed. However, this transmission suspension period is nothing but waste from the perspective of a non-in-cell type electronic device that can receive downlink signals even while performing a pixel driving operation. However, if the stylus is configured to transmit downlink signals even while pixel driving operations are in progress, unnecessary transmission pause periods from the perspective of non-in-cell electronic devices will be eliminated, but this time, in-cell When used in a type of electronic device, there may be a case where the electronic device fails to receive a downlink signal, resulting in a loss of transmitted information. As described above, it is difficult to simultaneously improve transmission efficiency when used with non-in-cell type electronic equipment and prevent loss of transmitted information when used with in-cell type electronic equipment, and as a result, until now, It has been considered difficult to construct a stylus for use in both non-in-cell and in-cell electronic devices.

2つ目の課題は、スタイラスがインセル型の電子機器からのアップリンク信号を検出した後、その電子機器に向けてダウンリンク信号の送信を開始するまでに要する時間の短縮である。インセル型の電子機器に対してダウンリンク信号を送信するためには、スタイラスは、その電子機器において画素駆動動作が実行されていない期間(以下、「ブランク期間」と称する)を知る必要がある。そこで、電子機器からスタイラスに対し、通信開始時に行われるネゴシエーション動作の一環としてブランク期間の配置方法(間隔、継続時間等)を示す情報を含むアップリンク信号を送信するとすると、そのようなアップリンク信号のサイズは極めて大きなものとなるために、スタイラスがダウンリンク信号の送信を開始できるようになるまでに長い時間がかかってしまう。そこで、この時間の短縮が必要とされている。 The second challenge is to reduce the time it takes for the stylus to start transmitting downlink signals to an in-cell electronic device after detecting an uplink signal from the in-cell electronic device. In order to transmit a downlink signal to an in-cell electronic device, the stylus needs to know a period during which no pixel driving operation is performed in the electronic device (hereinafter referred to as a "blank period"). Therefore, if an electronic device sends an uplink signal to the stylus that includes information indicating how to arrange blank periods (interval, duration, etc.) as part of the negotiation operation performed at the start of communication, such an uplink signal is quite large, so it takes a long time before the stylus can start transmitting downlink signals. Therefore, there is a need to shorten this time.

3つ目の課題は、スタイラスをインセル型の電子機器とともに使用する場合における、位置検出の実行レートの確保である。インセル型の電子機器では、上記したようにダウンリンク信号を送信できない期間が生ずることから、その分、上述した位置信号の送信頻度も小さくならざるを得ない。その結果、位置検出の実行レートが小さくなってしまうので、改善が必要とされている。 The third issue is ensuring a high position detection execution rate when the stylus is used with in-cell electronic equipment. In an in-cell type electronic device, as described above, there is a period during which a downlink signal cannot be transmitted, so the frequency of transmitting the position signal described above must be reduced accordingly. As a result, the execution rate of position detection becomes low, so improvements are needed.

本発明の目的の一つは、以上のような、スタイラスを非インセル型又はインセル型の電子機器において使用可能とするために解決が必要となる各種の課題を解決できるスタイラス及びコントローラを提供することにある。 One of the objects of the present invention is to provide a stylus and a controller that can solve various problems that need to be solved in order to enable the stylus to be used in non-in-cell type or in-cell type electronic equipment, as described above. It is in.

本発明の第1の側面によるスタイラスは、Kビット(K>0)のデジタル値からなるデータを電子機器に対して送信可能に構成されたスタイラスであって、前記電子機器のセンサ電極と結合容量を形成するスタイラス電極と、前記スタイラス電極を用いてアップリンク信号を検出し、検出された前記アップリンク信号からコマンドを抽出し、前記コマンドに基づいて、前記データをM個(M≧1)の第1の期間を使用して送信する第1のモードと、前記データをN個(N>M)の第2の期間を使用して送信する第2のモードとのいずれのモードで動作するかを決定し、決定した前記モードに従って、前記データを繰り返し送信する信号処理回路とを含む、というものである。 A stylus according to a first aspect of the present invention is a stylus configured to be able to transmit data consisting of a K-bit (K>0) digital value to an electronic device, and the stylus has a coupling capacitance with a sensor electrode of the electronic device. A stylus electrode forming a Which mode to operate in: a first mode in which the data is transmitted using a first period, and a second mode in which the data is transmitted using N pieces of second period (N>M). and a signal processing circuit that repeatedly transmits the data according to the determined mode.

本発明の第2の側面によるスタイラスは、上記第1の側面によるスタイラスにおいてさらに、前記信号処理回路は、前記第2のモードで動作する場合に、前記アップリンク信号の1つとして前記コマンドを含む前記アップリンク信号に比べて時間長の短い信号である短縮同期信号が検出されたことに応じて、前記データの送信を開始する、というものである。 The stylus according to the second aspect of the invention is the stylus according to the first aspect, further comprising: the signal processing circuit including the command as one of the uplink signals when operating in the second mode. Transmission of the data is started in response to detection of a shortened synchronization signal, which is a signal with a shorter time length than the uplink signal.

本発明の第3の側面によるコントローラは、表示動作の一周期である表示周期内に配置されるN個(N>1)の第2の期間のそれぞれの中でスタイラスの検出動作を実行するように構成された表示装置のコントローラであって、前記検出動作によって前記スタイラスが検出された後には、前記スタイラスが前記第2の期間を利用して送信すべきデータを特定する第2のコマンドを1つの前記表示周期の中で1回送信する一方、前記検出動作によって前記スタイラスが検出される前には、前記表示装置の種別を特定する種別特定情報を含む第1のコマンドを1つの前記表示周期の中で複数回送信する、というものである。 The controller according to the third aspect of the present invention is configured to perform the stylus detection operation in each of N (N>1) second periods arranged within a display period that is one period of the display operation. A controller for a display device configured to transmit a second command for specifying data to be transmitted by the stylus using the second period after the stylus is detected by the detection operation. On the other hand, before the stylus is detected by the detection operation, a first command including type specifying information that specifies the type of the display device is sent once in one display cycle. The message is sent multiple times within the same period.

本発明の第4の側面によるスタイラスは、表示動作の一周期である表示周期内に配置されるN個(N>1)の第2の期間のそれぞれの中でスタイラスの検出動作を実行するように構成された表示装置のコントローラとともに使用されるスタイラスであって、前記表示装置の種別を特定する種別特定情報を含む第1のコマンドを前記コントローラから受信したことに応じて位置信号を送信し、前記第2の期間を利用して送信すべきデータを特定する第2のコマンドを前記コントローラから受信したことに応じて、該第2のコマンドにより特定されるデータを含むデータ信号を送信する、というものである。 A stylus according to a fourth aspect of the present invention is a stylus used with a controller of a display device configured to perform a stylus detection operation during each of N (N>1) second periods arranged within a display cycle, which is one period of a display operation, and transmits a position signal in response to receiving a first command from the controller that includes type-specific information that identifies the type of the display device, and transmits a data signal including data specified by the second command in response to receiving a second command from the controller that specifies data to be transmitted using the second period.

本発明の第5の側面によるコントローラは、互いに交差する第1及び第2の電極を有し、画素駆動期間には前記第1の電極に画素駆動用の電圧を供給する一方、前記画素駆動期間と異なるスタイラス検出期間には前記第1及び第2の電極を用いてスタイラスの位置を検出するインセル型の液晶表示装置のコントローラであって、前記第2の電極を用いて、前記スタイラスに対してダウンリンク信号の送信を要求するコマンドを送信し、前記第1及び第2の電極の両方を用いて前記コマンドに応答して前記スタイラスから送信された前記ダウンリンク信号の検出を実行し、検出した前記ダウンリンク信号に基づいて前記スタイラスの位置を検出する、というものである。 A controller according to a fifth aspect of the present invention has first and second electrodes that intersect with each other, and supplies a voltage for pixel driving to the first electrode during the pixel driving period, while supplying a pixel driving voltage to the first electrode during the pixel driving period. A controller for an in-cell liquid crystal display device that detects the position of a stylus using the first and second electrodes during a different stylus detection period, the controller using the second electrode to detect the position of the stylus. transmitting a command requesting transmission of a downlink signal, and performing and detecting the downlink signal transmitted from the stylus in response to the command using both the first and second electrodes; The position of the stylus is detected based on the downlink signal.

本発明の第1の側面によれば、スタイラスは、コマンドにより示される電子機器の種別が非インセル型である場合には、相対的に少数の第1の期間を使用してKビットのデジタル値からなるデータ(例えば筆圧)を送信することによってデータの送信効率を向上させることができ、一方で、コマンドにより示される電子機器の種別がインセル型である場合には、相対的に多数の第2の期間を使用してKビットのデジタル値からなるデータ(例えば筆圧データ)を送信することによって、電子機器における受信失敗による送信情報の欠落を防止することができる。したがって、非インセル型の電子機器とインセル型の電子機器の両方で使えるようにスタイラスを構成することが可能になる。 According to the first aspect of the invention, when the type of electronic device indicated by the command is a non-in-cell type, the stylus uses a relatively small number of first periods to generate a K-bit digital value. On the other hand, if the type of electronic device indicated by the command is an in-cell type, a relatively large number of By transmitting data consisting of K-bit digital values (for example, pen pressure data) using the second period, it is possible to prevent transmission information from being lost due to reception failure in the electronic device. Therefore, it becomes possible to configure the stylus so that it can be used in both non-in-cell type electronic equipment and in-cell type electronic equipment.

本発明の第2の側面によれば、スタイラスは、簡易な(例えば1つの拡散コード分のデータである)短縮同期信号により、第2の期間ごとにその到来を知ることができる。したがって、ブランク期間の配置(間隔、継続時間等)を示す情報を含むアップリンク信号を通信開始時に送信する必要がなくなるので、スタイラスがインセル型の電子機器からのアップリンク信号を検出してから、その電子機器に向けてダウンリンク信号の送信を開始するまでに要する時間を短縮することが可能になる。 According to the second aspect of the present invention, the stylus can know its arrival every second period by means of a simple shortened synchronization signal (for example, data for one spreading code). Therefore, it is no longer necessary to transmit an uplink signal containing information indicating the arrangement (interval, duration, etc.) of the blank period at the start of communication, so that after the stylus detects the uplink signal from the in-cell electronic device, It becomes possible to shorten the time required to start transmitting a downlink signal to the electronic device.

本発明の第3の側面あるいは第4の側面によれば、コントローラはインセル型の電子機器を実現するもの(つまり、表示動作の一周期である表示周期内に配置されるN個(N>1)の第2の期間のそれぞれの中でスタイラスの検出動作を実行するもの)であって、スタイラスが検出される前とスタイラスが検出された後でコマンドの送信頻度を異なるものとし、具体的には、スタイラスが検出された後には、スタイラスが検出される前と比較して少ない頻度(1つの表示周期内で1回)でコマンドを送信し、一方で、スタイラスが検出される前には、スタイラスが検出された後と比較して多い頻度でスタイラスがどの通信プロトコルでダウンリンク信号を送信すべきかを指定するコマンドを送信するので、スタイラスの検出後には、スタイラスをインセル型の電子機器とともに使用する場合における位置検出の実行レートを確保しつつ、スタイラスの検出前には、スタイラス検出の応答時間を短縮することが可能になる。 According to the third or fourth aspect of the present invention, the controller realizes an in-cell electronic device (that is, N controllers are arranged within a display period that is one period of display operation (N>1 controllers). ), the commands are transmitted at different frequencies before the stylus is detected and after the stylus is detected, and specifically sends commands less frequently (once in one display period) after the stylus is detected than before the stylus is detected, whereas before the stylus is detected, After the stylus is detected, the stylus sends a command specifying which communication protocol to use to send downlink signals more frequently than after the stylus is detected, so when the stylus is used with in-cell electronics. It becomes possible to shorten the response time of stylus detection before the stylus is detected, while ensuring the execution rate of position detection when the stylus is detected.

本発明の第5の側面によれば、コントローラは、第1の電極を画素駆動に用いている間にも、スタイラスに対してコマンドを送信することができる。したがって、スタイラスをインセル型の電子機器とともに使用する場合における位置検出の実行レートを確保することが可能になる。 According to the fifth aspect of the present invention, the controller can send commands to the stylus even while using the first electrode for pixel driving. Therefore, it is possible to ensure the execution rate of position detection when the stylus is used with an in-cell type electronic device.

本発明の第1の実施の形態による位置検出システムの使用状態を示す図である。1 is a diagram illustrating how the position detection system according to the first embodiment of the present invention is used; FIG. 図1に示したスタイラス2の構成を示す図である。2 is a diagram showing a configuration of the stylus 2 shown in FIG. 1 . 図1に示したタブレット3Bの構成を示す図である。2 is a diagram showing the configuration of a tablet 3B shown in FIG. 1. FIG. (a)は、タブレット3Bにおけるセンサ電極30X,30Yの配置を示す模式的な断面図であり、(b)は、(a)に対応する模式的な上面図である。(a) is a schematic cross-sectional view showing the arrangement of sensor electrodes 30X, 30Y in tablet 3B, and (b) is a schematic top view corresponding to (a). (a)は、タブレット3Aにおけるセンサ電極30X,30Yの配置を示す模式的な断面図であり、(b)は、タブレット3Cにおけるセンサ電極30X,30Yの配置を示す模式的な断面図である。(a) is a schematic cross-sectional view showing the arrangement of sensor electrodes 30X, 30Y on tablet 3A, and (b) is a schematic cross-sectional view showing the arrangement of sensor electrodes 30X, 30Y on tablet 3C. アップリンク信号USの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an uplink signal US. 指検出実行時におけるタブレット3Bのコントローラ31の動作を示す図である。It is a figure which shows the operation|movement of the controller 31 of the tablet 3B at the time of finger detection execution. 表示動作実行時におけるタブレット3Bのコントローラ31の動作を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the operation of the controller 31 of the tablet 3B when a display operation is executed. アップリンク信号送信時のタブレット3Bのコントローラ31の動作を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the operation of the controller 31 of the tablet 3B when transmitting an uplink signal. ダウンリンク信号受信時のタブレット3Bのコントローラ31の動作を示す図である。It is a figure which shows the operation|movement of the controller 31 of the tablet 3B at the time of a downlink signal reception. 図1に示したスタイラス2の状態遷移図である。2 is a state transition diagram of the stylus 2 shown in FIG. 1. FIG. 図10に示した状態S103(オペレーションモード)におけるスタイラス2の動作の詳細を示す図である。11 is a diagram showing details of the operation of the stylus 2 in state S103 (operation mode) shown in FIG. 10. FIG. (a)は、スタイラス2とタブレット3Aとが通信する場合(M個(M≧1)の第1の期間Sを用いてデータを送信する場合)における、それぞれの動作のタイムチャートであり、(b)は、スタイラス2とタブレット3Bとが通信する場合(N個(N>M)の第2の期間Tを用いてデータを送信する場合)における、それぞれの動作のタイムチャートである。(a) is a time chart of the respective operations when the stylus 2 and tablet 3A communicate with each other (when data is transmitted using M (M≧1) first periods S), and (b) is a time chart of the respective operations when the stylus 2 and tablet 3B communicate with each other (when data is transmitted using N (N>M) second periods T). 第2の期間Tの内部における信号の配置を示す図である。7 is a diagram showing the arrangement of signals within a second period T. FIG. タブレット3Bによる第2の期間Tの使用方法を示す図であり、(a)はスタイラス2を検出する前、(b)はスタイラス2を検出した後、をそれぞれ示している。3A and 3B are diagrams showing how the second period T is used by the tablet 3B, in which (a) shows before the stylus 2 is detected, and (b) shows after the stylus 2 is detected. スタイラス2による第2の期間Tの使用方法を示す図であり、(a)はタブレット3Bによって検出される前、(b)は、タブレット3Bによって検出され、かつ、ホバー状態にある場合、(c)は、タブレット3Bによって検出され、かつ、接触状態にある場合、をそれぞれ示している。FIG. 7 is a diagram showing how to use the second period T by the stylus 2, (a) before being detected by the tablet 3B, (b) being detected by the tablet 3B and in the hover state, (c) ) respectively indicate a case where the tablet 3B is detected and is in a contact state. タブレット3Bが行う処理の処理フロー図である。It is a process flow diagram of the process which tablet 3B performs. タブレット3Bが行う処理の処理フロー図である。It is a process flow diagram of the process which tablet 3B performs. スタイラス2が行う処理の処理フロー図である。3 is a processing flow diagram of processing performed by the stylus 2. FIG. スタイラス2が行う処理の処理フロー図である。3 is a processing flow diagram of processing performed by the stylus 2. FIG. スタイラス2が行う処理の処理フロー図である。3 is a processing flow diagram of processing performed by the stylus 2. FIG. 本発明の第2の実施の形態によるタブレット3Bのコントローラ31の、画素駆動時における動作を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the operation of the controller 31 of the tablet 3B according to the second embodiment of the present invention when driving pixels. 本発明の第2の実施の形態によるスタイラス2とタブレット3Bとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートである。12 is a time chart of respective operations when the stylus 2 and tablet 3B communicate with each other according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施の形態によるスタイラス2とタブレット3Bとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートである。12 is a time chart of respective operations when the stylus 2 and tablet 3B communicate with each other according to the third embodiment 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。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the attached 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の使用状態の一例を示す図である。本実施の形態による位置検出システムは、同図に示すタブレット3A,3B,3C及びスタイラス2を備える。 FIG. 1 is a diagram showing an example of a usage state of a position detection system according to a first embodiment of the present invention. The position detection system according to this embodiment includes tablets 3A, 3B, and 3C and a stylus 2 shown in the figure.

タブレット3A~3Cの詳細な構成については後述するが、タブレット3A,3Cは上述した非インセル型の電子機器(表示装置)であり、タブレット3Bは上述したインセル型の電子機器(表示装置)である。タブレット3A~3Cはそれぞれ、スタイラス2及びユーザの指4の両方によって、絵や文字を書き込み可能に構成される。また、タブレット3A,3Bはともに、スタイラス2と双方向に信号を送受信可能に構成され、スタイラス2との間で双方向型の通信を実行する。一方、タブレット3Cは、スタイラス2からのダウンリンク信号を受信可能に構成されるものの、スタイラス2に対してアップリンク信号を送信する能力を有さず、一方向にスタイラス2から送信された信号を受信する。 The detailed configuration of tablets 3A to 3C will be described later, but tablets 3A and 3C are the non-in-cell type electronic devices (display devices) described above, and tablet 3B is the in-cell type electronic device (display device) described above. Each of tablets 3A to 3C is configured to be able to write pictures and characters using both the stylus 2 and the user's finger 4. In addition, both tablets 3A and 3B are configured to be able to send and receive signals in both directions with the stylus 2, and perform two-way communication with the stylus 2. Meanwhile, tablet 3C is configured to be able to receive downlink signals from the stylus 2, but does not have the ability to send uplink signals to the stylus 2, and instead receives signals sent unidirectionally from the stylus 2.

スタイラス2は、タブレット3A~3Cのそれぞれとの通信に対応している3つのプロトコル(通信プロトコル)に対応したマルチプロトコルスタイラス(トリプルスタイラス)である。ユーザは、スタイラス2のペン先をタブレット3A~3Cのいずれかのタッチ面に押し当て、その状態を保ったままスタイラス2のペン先をタッチ面上で移動させることにより、タブレット3A~3Cに絵や文字を書き込む。また、ユーザは、一度利用を開始したスタイラス2を他のスタイラスに持ちかえずにタブレット3A~3Cを行ったり来たりしつつ継続して利用する。 The stylus 2 is a multi-protocol stylus (triple stylus) that supports three protocols (communication protocols) for communication with each of the tablets 3A to 3C. The user can draw pictures on the tablets 3A to 3C by pressing the pen tip of the stylus 2 against the touch surface of any of the tablets 3A to 3C and moving the pen tip of the stylus 2 on the touch surface while maintaining this state. or write characters. Further, the user continues to use the stylus 2, which he has started using, by moving it back and forth between the tablets 3A to 3C without changing to another stylus.

図2は、スタイラス2の構成を示す図である。同図に示すように、スタイラス2は、スタイラス電極20、信号処理回路21、増幅部22、電源23、筆圧検出部24、スイッチ25を有して構成される。 FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the stylus 2. As shown in FIG. As shown in the figure, the stylus 2 includes a stylus electrode 20, a signal processing circuit 21, an amplifying section 22, a power source 23, a writing pressure detecting section 24, and a switch 25.

スタイラス電極20は、スタイラス2のペン先の近傍に設置される導電体であり、タブレット3A,3Bが送信したアップリンク信号USを受信して信号処理回路21に供給するとともに、信号処理回路21から供給されるダウンリンク信号DSをタブレット3A~3Cに向けて送出する役割を果たす。 The stylus electrode 20 is a conductor installed near the pen tip of the stylus 2, and receives the uplink signal US transmitted by the tablets 3A and 3B and supplies it to the signal processing circuit 21. It plays the role of sending the supplied downlink signal DS toward the tablets 3A to 3C.

筆圧検出部24は、図示しないスタイラス2のペン先に加えられる圧力(筆圧)を検出する圧力センサを含んで構成される。筆圧検出部24は、この圧力センサによって検出された筆圧をKビット(K>0)のデジタル値からなる筆圧データPに変換し、信号処理回路21に供給する。 The pen pressure detection unit 24 includes a pressure sensor that detects pressure (pen pressure) applied to the pen tip of the stylus 2 (not shown). The pen pressure detection unit 24 converts the pen pressure detected by the pressure sensor into pen pressure data P consisting of a digital value of K bits (K>0), and supplies the data to the signal processing circuit 21 .

スイッチ25は、スタイラス2の筐体の表面(側面又は端面)に設けられたスイッチであり、ユーザによってオンオフ操作可能に構成される。信号処理回路21には、このスイッチ25のオンオフ状態を示すスイッチ情報SWが供給される。 The switch 25 is a switch provided on the surface (side surface or end surface) of the housing of the stylus 2, and is configured to be turned on and off by the user. Switch information SW indicating the on/off state of this switch 25 is supplied to the signal processing circuit 21 .

電源23は、スタイラス2の各部に動作電力を供給する機能部であり、例えば電池である。 The power supply 23 is a functional unit that supplies operating power to each part of the stylus 2, and is, for example, a battery.

信号処理回路21及び増幅部22は、スタイラス電極20から供給されるアップリンク信号USの受信処理を行うとともに、その結果に基づいて2種類のダウンリンク信号DS1,DS2のいずれかを生成し、スタイラス電極20に供給する機能を有する。 The signal processing circuit 21 and the amplifying section 22 perform reception processing on the uplink signal US supplied from the stylus electrode 20, and generate one of two types of downlink signals DS1 and DS2 based on the result. It has a function of supplying to the electrode 20.

ここで、本実施の形態において、ダウンリンク信号DS1はパルス列信号により構成されたダウンリンク信号DSであり、ダウンリンク信号DS2は正弦波信号により構成されたダウンリンク信号DSである。より具体的に説明すると、ダウンリンク信号DS1である位置信号は無変調のパルス列信号であり、ダウンリンク信号DS1であるデータ信号はパルス列信号を筆圧データPなどにより変調してなる信号である。また、ダウンリンク信号DS2である位置信号は無変調の正弦波信号であり、ダウンリンク信号DS2であるデータ信号は正弦波信号を筆圧データPなどにより変調してなる信号である。タブレット3A~3Cはそれぞれ、ダウンリンク信号DS1,DS2のいずれか一方のみを受信可能に構成される。そこで、スタイラス2の信号処理回路21は、タブレット3A~3Cとの通信を開始する際に、通信相手となるタブレットが受信可能なダウンリンク信号DSの種類を検出し、検出した種類に応じたダウンリンク信号DSを送信するよう構成される。 Here, in this embodiment, the downlink signal DS1 is a downlink signal DS made up of a pulse train signal, and the downlink signal DS2 is a downlink signal DS made up of a sine wave signal. More specifically, the position signal that is the downlink signal DS1 is an unmodulated pulse train signal, and the data signal that is the downlink signal DS1 is a signal obtained by modulating the pulse train signal with pen pressure data P or the like. Further, the position signal that is the downlink signal DS2 is an unmodulated sine wave signal, and the data signal that is the downlink signal DS2 is a signal obtained by modulating the sine wave signal with pen pressure data P or the like. Each of the tablets 3A to 3C is configured to be able to receive only one of the downlink signals DS1 and DS2. Therefore, when starting communication with the tablets 3A to 3C, the signal processing circuit 21 of the stylus 2 detects the type of downlink signal DS that can be received by the tablet as the communication partner, and performs a downlink signal DS according to the detected type. It is configured to transmit a link signal DS.

さて、信号処理回路21は、図2に示すように、制御部21a、昇圧部21b、発振部21c、及びスイッチ部21dを有して構成される。 Now, as shown in FIG. 2, the signal processing circuit 21 includes a control section 21a, a boost section 21b, an oscillation section 21c, and a switch section 21d.

昇圧部21bは、電源23から供給される直流電圧を昇圧することにより、直流電圧V1を生成する回路である。具体的な例では、昇圧部21bはDC-DCコンバータ又はチャージポンプ回路によって構成される。 The booster 21b is a circuit that boosts the DC voltage supplied from the power supply 23 to generate the DC voltage V1. In a specific example, the booster 21b is configured by a DC-DC converter or a charge pump circuit.

発振部21cは、電源23から供給される直流電圧に基づいて発振動作を行うことにより、所定周波数で振動する無変調の正弦波信号(搬送波信号)を生成する回路である。増幅部22は、この発振部21cによって生成された正弦波信号を所定の増幅率で増幅することにより、無変調の正弦波信号v2を生成する役割を果たす。増幅部22は、図2に示すように、トランス及びキャパシタを含む増幅回路により構成されることが好ましい。 The oscillator 21c is a circuit that generates an unmodulated sine wave signal (carrier signal) that oscillates at a predetermined frequency by performing an oscillation operation based on the DC voltage supplied from the power supply 23. The amplification section 22 plays the role of generating an unmodulated sine wave signal v2 by amplifying the sine wave signal generated by the oscillation section 21c at a predetermined amplification factor. As shown in FIG. 2, the amplification section 22 is preferably configured with an amplification circuit including a transformer and a capacitor.

スイッチ部21dは、共通端子cと端子a,b,g,rのいずれか1つとが接続されるように構成されたスイッチ素子である。端子aは昇圧部21bの出力端に接続され、端子bは増幅部22の出力端に接続され、端子gは接地電位が供給される電源配線に接続され、端子rはバッファを経て制御部21aの受信端子に接続され、共通端子cはスタイラス電極20に接続される。 The switch section 21d is a switch element configured so that the common terminal c and any one of the terminals a, b, g, and r are connected. Terminal a is connected to the output end of the boosting section 21b, terminal b is connected to the output end of the amplification section 22, terminal g is connected to a power supply wiring to which ground potential is supplied, and terminal r is connected to the control section 21a through a buffer. The common terminal c is connected to the stylus electrode 20.

制御部21aは、スイッチ部21dを制御するための制御信号Ctrlの供給の他、アップリンク信号USの受信も行うICであり、電源23から供給される電力により動作するよう構成される。具体的な例では、制御部21aはASIC又はMCUであってよい。制御部21aは、内部に設けられるROM及びRAM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。 The control unit 21a is an IC that not only supplies a control signal Ctrl for controlling the switch unit 21d but also receives an uplink signal US, and is configured to operate with the power supplied from the power supply 23. In a specific example, the control unit 21a may be an ASIC or an MCU. The control unit 21a operates by executing programs stored in an internally provided ROM and RAM.

ダウンリンク信号DS1を送信する場合の制御部21aは、制御信号Ctrlによって、端子aが共通端子cに接続されている状態と、端子gが共通端子cに接続されている状態との間でスイッチ部21dを切り替える処理を行う。より具体的に説明すると、ダウンリンク信号DS1を用いて位置信号を送信する場合、制御部21aは、所定の周期で周期的に、上記2つの状態の間でスイッチ部21dの切り替え制御を行う。これにより、無変調のパルス列信号がスイッチ部21dから出力される。また、ダウンリンク信号DS1を用いてデータ信号を送信する場合、制御部21aは、筆圧データPやスイッチ情報SWなどのデータRes(図3参照)に応じて、上記2つの状態の間でスイッチ部21dの切り替え制御を行う。これにより、データResに基づいて変調されたパルス列信号がスイッチ部21dから出力される。なお、データResには、信号処理回路21内に予め記憶されるスタイラス2の識別情報などの他の情報を含んでもよい。 When transmitting the downlink signal DS1, the control unit 21a switches between a state in which the terminal a is connected to the common terminal c and a state in which the terminal g is connected to the common terminal c, according to the control signal Ctrl. A process of switching the section 21d is performed. More specifically, when transmitting a position signal using the downlink signal DS1, the control section 21a periodically controls switching of the switch section 21d between the above two states at a predetermined period. As a result, an unmodulated pulse train signal is output from the switch section 21d. Further, when transmitting a data signal using the downlink signal DS1, the control unit 21a switches between the above two states according to data Res (see FIG. 3) such as pen pressure data P and switch information SW. Controls switching of the section 21d. As a result, a pulse train signal modulated based on the data Res is output from the switch section 21d. Note that the data Res may include other information such as identification information of the stylus 2 that is stored in advance in the signal processing circuit 21.

ダウンリンク信号DS2を送信する場合の制御部21aは、制御信号Ctrlによって、端子bが共通端子cに接続されている状態と、端子gが共通端子cに接続されている状態との間でスイッチ部21dを切り替える処理を行う。より具体的に説明すると、ダウンリンク信号DS2を用いて位置信号を送信する場合、制御部21aは、スイッチ部21dを端子b側に固定する。これにより、無変調の正弦波信号v2がスイッチ部21dから出力される。また、ダウンリンク信号DS2を用いてデータ信号を送信する場合、制御部21aは、上述したデータResに応じて、上記2つの状態の間でスイッチ部21dの切り替え制御を行う。これにより、データResに基づいて変調された正弦波信号がスイッチ部21dから出力される。 When transmitting the downlink signal DS2, the control unit 21a switches between a state where the terminal b is connected to the common terminal c and a state where the terminal g is connected to the common terminal c using the control signal Ctrl. A process of switching the section 21d is performed. More specifically, when transmitting a position signal using the downlink signal DS2, the control section 21a fixes the switch section 21d to the terminal b side. As a result, an unmodulated sine wave signal v2 is output from the switch section 21d. Further, when transmitting a data signal using the downlink signal DS2, the control section 21a controls switching of the switch section 21d between the above two states according to the above-mentioned data Res. As a result, a sine wave signal modulated based on the data Res is output from the switch section 21d.

アップリンク信号USを受信する場合の制御部21aは、制御信号Ctrlによって、スイッチ部21dを端子r側に固定する。これにより、スタイラス電極20に現れた電荷が制御部21aの受信端子に供給されるので、制御部21aは、こうして供給された電荷に基づいてアップリンク信号USを受信する。 When receiving the uplink signal US, the control unit 21a fixes the switch unit 21d to the terminal r side using the control signal Ctrl. As a result, the charge appearing on the stylus electrode 20 is supplied to the receiving terminal of the control section 21a, so that the control section 21a receives the uplink signal US based on the thus supplied charge.

図3は、タブレット3Bの構成を示す図である。以下、同図を参照しながら、インセル型であるタブレット3Bの構成について詳しく説明するが、タブレット3A,3Cについても基本的に同様である。ただし、全く同一というわけではないので、タブレット3Bと異なる点については、以下に示すタブレット3Bについての説明の中で逐一説明することとする。 Figure 3 shows the configuration of tablet 3B. Below, the configuration of tablet 3B, which is an in-cell type, will be explained in detail with reference to the figure, but the configuration is basically the same for tablets 3A and 3C. However, since they are not exactly the same, the differences from tablet 3B will be explained one by one in the explanation of tablet 3B given below.

図3に示すように、タブレット3Bは、センサ30と、コントローラ31と、ホストプロセッサ32とを有して構成される。 As shown in FIG. 3, the tablet 3B includes a sensor 30, a controller 31, and a host processor 32.

センサ30は、それぞれ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センサ電極30Xと、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いる。センサ30は、これらセンサ電極30X,30Yによって、スタイラス2との間に結合容量を形成するよう構成される。また、センサ30は、スタイラス2だけでなく指4の検出にも使用される。なお、ここではセンサ電極30Y,30Xがともに直線状の導電体により構成される例を示しているが、他の形状の導電体によってセンサ電極30Y,30Xを構成することも可能である。例えば、特許文献1に例示されたような形状の電極など、センサ電極30Y,30Xの一方を、スタイラスの二次元座標が検出可能なように二次元に配置された複数の矩形導電体によって構成することとしてもよい。 The sensor 30 includes a plurality of sensor electrodes 30X each extending in the Y direction and arranged at equal intervals in the X direction perpendicular to the Y direction, and a plurality of sensor electrodes 30X each extending in the X direction and arranged at equal intervals in the Y direction. It has a configuration in which a plurality of sensor electrodes 30Y are arranged in a matrix. The sensor 30 is configured to form a coupling capacitance with the stylus 2 by these sensor electrodes 30X, 30Y. Further, the sensor 30 is used to detect not only the stylus 2 but also the finger 4. Although an example is shown in which both the sensor electrodes 30Y and 30X are made of linear conductors, the sensor electrodes 30Y and 30X may be made of conductors of other shapes. For example, one of the sensor electrodes 30Y and 30X, such as an electrode having a shape as exemplified in Patent Document 1, is constituted by a plurality of rectangular conductors arranged two-dimensionally so that the two-dimensional coordinates of the stylus can be detected. It may also be a thing.

図4(a)は、タブレット3Bにおけるセンサ電極30X,30Yの配置を示す模式的な断面図であり、図4(b)は、図4(a)に対応する模式的な上面図である。図4(a)では、スタイラス2から遠い側を下側に、スタイラス2に近い側を上側に記載している。この点は、後述する図5(a)(b)でも同様である。 FIG. 4(a) is a schematic cross-sectional view showing the arrangement of sensor electrodes 30X and 30Y in tablet 3B, and FIG. 4(b) is a schematic top view corresponding to FIG. 4(a). In FIG. 4(a), the side far from the stylus 2 is shown at the bottom, and the side near the stylus 2 is shown at the top. This point also applies to FIGS. 5(a) and 5(b), which will be described later.

図4(a)に示すように、タブレット3Bは、液晶表示装置の構成要素として、下から順に液晶層60、カラーフィルターガラス61、及び偏光板62を有しており、センサ電極30Y,30Xはこれらの間に配置される。より具体的に言えば、センサ電極30Xは液晶層60の上面に形成され、センサ電極30Yはカラーフィルターガラス61の上面に形成される。図示していないが、センサ電極30Xとカラーフィルターガラス61の間、及び、センサ電極30Yと偏光板62の間には、それぞれ透明絶縁層が配置される。 As shown in FIG. 4(a), the tablet 3B has a liquid crystal layer 60, a color filter glass 61, and a polarizing plate 62 as components of the liquid crystal display device, in order from the bottom, and the sensor electrodes 30Y, 30X are placed between these. More specifically, the sensor electrode 30X is formed on the top surface of the liquid crystal layer 60, and the sensor electrode 30Y is formed on the top surface of the color filter glass 61. Although not shown, transparent insulating layers are arranged between the sensor electrode 30X and the color filter glass 61 and between the sensor electrode 30Y and the polarizing plate 62, respectively.

液晶層60の下側には、画素ごとの画素電極(図示せず)が形成される。ホストプロセッサ32は、各センサ電極30Xに所定の画素駆動用電圧Vcom(この場合は固定値)を供給している状態でこの画素電極の電位を制御することにより、各画素の駆動動作を行う。このように画素駆動用電圧Vcomが供給されるため、画素駆動動作が実行されている間、スタイラス2との通信又は指4の検出の用途でセンサ電極30Xを使用することはできない。 A pixel electrode (not shown) for each pixel is formed under the liquid crystal layer 60. The host processor 32 performs a driving operation for each pixel by controlling the potential of the pixel electrode while supplying a predetermined pixel driving voltage Vcom (fixed value in this case) to each sensor electrode 30X. Since the pixel driving voltage Vcom is supplied in this manner, the sensor electrode 30X cannot be used for communicating with the stylus 2 or detecting the finger 4 while the pixel driving operation is being performed.

複数のセンサ電極30Xと複数のセンサ電極30Yとは、図4(b)に示すように、互いに交差するように配置される。したがって、タブレット3Bをタッチ面側から見ると、センサ電極30Y,30Xの交点が二次元に配置されているように見える。 The plurality of sensor electrodes 30X and the plurality of sensor electrodes 30Y are arranged to intersect with each other, as shown in FIG. 4(b). Therefore, when viewing the tablet 3B from the touch surface side, the intersection of the sensor electrodes 30Y and 30X appears to be two-dimensionally arranged.

ここで、タブレット3A,3Cにおけるセンサ電極30X,30Yの配置についても説明する。図5(a)は、タブレット3Aにおけるセンサ電極30X,30Yの配置を示す模式的な断面図であり、図5(b)は、タブレット3Cにおけるセンサ電極30X,30Yの配置を示す模式的な断面図である。 Here, the arrangement of the sensor electrodes 30X, 30Y in the tablets 3A, 3C will also be explained. FIG. 5(a) is a schematic cross-sectional view showing the arrangement of the sensor electrodes 30X, 30Y on the tablet 3A, and FIG. 5(b) is a schematic cross-sectional view showing the arrangement of the sensor electrodes 30X, 30Y on the tablet 3C. It is a diagram.

タブレット3A,3Cにおいては、図5(a)(b)に示すように、液晶層60の上面に共通電極63が形成される。また、センサ電極30X,30Yは、タブレット3Aでは、図5(a)に示すように偏光板62の上方に液晶表示装置とは分離された別部品として配置される一方、タブレット3Cでは、図5(b)に示すようにカラーフィルターガラス61と偏光板62の間に配置される。タブレット3A,3Cはともに非インセル型であるが、タブレット3Aの構成は「アウトセル」型と呼ばれる場合があり、タブレット3Cの構成は「オンセル」型と呼ばれる場合がある。 In the tablets 3A and 3C, a common electrode 63 is formed on the upper surface of the liquid crystal layer 60, as shown in FIGS. 5(a) and 5(b). Further, in the tablet 3A, the sensor electrodes 30X and 30Y are arranged as separate parts above the polarizing plate 62 from the liquid crystal display device, as shown in FIG. As shown in (b), it is arranged between a color filter glass 61 and a polarizing plate 62. Although tablets 3A and 3C are both non-in-cell types, the configuration of tablet 3A is sometimes referred to as an "out-sell" type, and the configuration of tablet 3C is sometimes referred to as an "on-sell" type.

タブレット3A,3Cでは、上述した画素駆動用電位Vcomはセンサ用の電極と独立した共通電極63に供給され、センサ電極30Xには供給されない。したがって、タブレット3A,3Cでは、画素駆動動作の実行中であっても、センサ電極30Xをスタイラス2との通信又は指4の検出のために使用することができる。 In the tablets 3A and 3C, the above-mentioned pixel drive potential Vcom is supplied to the common electrode 63 independent of the sensor electrode, and is not supplied to the sensor electrode 30X. Therefore, in the tablets 3A and 3C, the sensor electrode 30X can be used for communicating with the stylus 2 or detecting the finger 4 even during execution of the pixel driving operation.

図3に戻る。コントローラ31は、MCU40、ロジック部41、送信部42,43、受信部44、選択部45を有して構成される。 Returning to FIG. 3, the controller 31 is composed of an MCU 40, a logic unit 41, transmission units 42 and 43, a reception unit 44, and a selection unit 45.

MCU40及びロジック部41は、送信部42,43、受信部44、及び選択部45を制御することにより、コントローラ31の送受信動作を制御する制御部である。具体的に説明すると、MCU60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。MCU60は、上述した画素駆動用電位Vcom、及び、後述するコマンドCOMを出力する機能も有している。一方、ロジック部41は、MCU40の制御に基づき、制御信号ctrl_1~ctrl_4及びctrl_rを出力するよう構成される。なお、画素駆動用電位Vcomを出力する機能は、タブレット3A,3Cではホストプロセッサ32に設けられ、MCU40には設けられない。 The MCU 40 and the logic unit 41 are control units that control the transmitting and receiving operations of the controller 31 by controlling the transmitting units 42 and 43, the receiving unit 44, and the selecting unit 45. Specifically, the MCU 60 is a microprocessor that has an internal ROM and a RAM and operates by executing programs stored in these. The MCU 60 also has a function of outputting the pixel driving potential Vcom described above and a command COM described later. On the other hand, the logic unit 41 is configured to output control signals ctrl_1 to ctrl_4 and ctrl_r under the control of the MCU 40. Note that the function of outputting the pixel driving potential Vcom is provided in the host processor 32 in the tablets 3A and 3C, and is not provided in the MCU 40.

送信部42は、MCU40の制御に従って、指4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、無変調のパルス列信号又は正弦波信号であってよい。 The transmitter 42 is a circuit that generates a finger detection signal FDS used to detect the finger 4 under the control of the MCU 40 . The finger detection signal FDS may be, for example, an unmodulated pulse train signal or a sine wave signal.

送信部43は、MCU40及びロジック部41の制御に従ってアップリンク信号USを生成する回路であり、図3に示すように、パターン供給部50、スイッチ51、符号列保持部52、拡散処理部53、及び送信ガード部54を含んで構成される。なお、このうち特にパターン供給部50に関して、本実施の形態では送信部43内に含まれるものとして説明するが、MCU40内に含まれることとしてもよい。また、送信部43は、アップリンク信号USの送信機能を有しないタブレット3Cのコントローラ31には設けられない。 The transmitting unit 43 is a circuit that generates an uplink signal US under the control of the MCU 40 and the logic unit 41, and as shown in FIG. and a transmission guard section 54. Note that, in this embodiment, the pattern supply section 50 in particular will be described as being included in the transmitting section 43, but it may also be included in the MCU 40. Furthermore, the transmitter 43 is not provided in the controller 31 of the tablet 3C, which does not have the function of transmitting the uplink signal US.

ここで、アップリンク信号USの構成について説明する。図6は、アップリンク信号USの構成を示す図である。同図に示すように、本実施の形態で用いるアップリンク信号USは、1ビット分の情報からなるスタートビットSBと、5ビット分の情報からなるコマンドCOMとによって構成される。コマンドCOMは、4ビット分のデータCC0~CC3と、データCC0~CC3に基づいて算出される1ビット分の巡回冗長符号CRCとを含んで構成される。 Here, the configuration of the uplink signal US will be explained. Figure 6 is a diagram showing the configuration of the uplink signal US. As shown in the figure, the uplink signal US used in this embodiment is composed of a start bit SB consisting of 1 bit of information, and a command COM consisting of 5 bits of information. The command COM is composed of 4 bits of data CC0 to CC3 and 1 bit of cyclic redundancy code CRC calculated based on the data CC0 to CC3.

スタートビットSBは、スタイラス2がコントローラ31の存在を検出するために用いられるもので、事前に(スタイラス2がコントローラ31を検出する前に)スタイラス2に既知にされている。後述するように、スタイラス2は、このスタートビットSBを検出することにより、アップリンク信号USの到来を検出する。また、タブレット3BはスタートビットSBを後続の信号を送信せずに単独で送信する場合があり、以下では、その場合のアップリンク信号USを、コマンドCOMを含むアップリンク信号USより短い信号として短縮同期信号PIと称する場合がある。 The start bit SB is used by the stylus 2 to detect the presence of the controller 31, and is known to the stylus 2 in advance (before the stylus 2 detects the controller 31). As will be described later, the stylus 2 detects the arrival of the uplink signal US by detecting this start bit SB. Additionally, the tablet 3B may transmit the start bit SB alone without transmitting a subsequent signal, and in the following, the uplink signal US in that case will be abbreviated as a shorter signal than the uplink signal US including the command COM. It may be called a synchronization signal PI.

データCC0~CC3は、スタイラス2に対する命令(コマンド)を示している。データCC0~CC3によって示されるコマンドには、2つの種類が存在する。 Data CC0 to CC3 indicate commands for the stylus 2. There are two types of commands indicated by data CC0 to CC3.

1つ目は、スタイラス2とタブレットとの間で用いる通信プロトコルの種別を特定する種別特定情報を含むコマンドであり、以下では「第1のコマンド」と称する場合がある。通信プロトコルの種別は、主にスタイラス2がダウンリンク信号DS(位置信号あるいはデータ信号)を送信するための通信周波数(矩形波あるいは正弦波の別を含む)、ダウンリンク信号DSのフォーマット(位置信号及びデータ信号の別、データ信号を用いて送信するデータの種類の別を含む)、及び、ダウンリン信号DSの送信時刻(タイミング及び送信期間)についての事前の取り決めを区別する情報である。第1のコマンドは、まだスタイラス2を検出していないタブレット3A,3Bによって送信される。なお、種別特定情報は、タブレットの種別としてスタイラス2に与えられてもよい。種別特定情報は、例えばデータCC0の1ビットによって示される情報であり、そのコマンドを送信したタブレットがタブレット3A,3Bのいずれの種別であるかを示すことでスタイラス2に必要な通信プロトコルの種別を示す。 The first command is a command that includes type identification information that specifies the type of communication protocol used between the stylus 2 and the tablet, and may be referred to as a "first command" below. The types of communication protocols mainly include the communication frequency (including rectangular wave or sine wave) for the stylus 2 to transmit the downlink signal DS (position signal or data signal), the format of the downlink signal DS (position signal This information distinguishes prior arrangements regarding the transmission time (timing and transmission period) of the downlink signal DS (including the type of data signal and the type of data transmitted using the data signal), and the transmission time (timing and transmission period) of the downlink signal DS. The first command is sent by tablets 3A, 3B that have not yet detected stylus 2. Note that the type identification information may be given to the stylus 2 as the type of tablet. The type identification information is, for example, information indicated by 1 bit of data CC0, and indicates whether the tablet that sent the command is of the tablet 3A or 3B, thereby determining the type of communication protocol required for the stylus 2. show.

ここで、詳しくは後述するが、スタイラス2は、タブレット3Bとの通信を行う場合、短縮同期信号PIの受信を契機として、ダウンリンク信号DSの送信を実行することになる。これに対し、タブレット3Aとの通信を行う場合にはそもそも短縮同期信号PIが使用されず、スタイラス2は、コマンドCOMを含むアップリンク信号USの受信を契機として、ダウンリンク信号DSの送信を実行することになる。したがって、種別特定情報は、スタイラス2が短縮同期信号PIに応じてダウンリンク信号DSを送信すべきか否かを示す情報であると言うこともできる。 Here, as will be described in detail later, when communicating with the tablet 3B, the stylus 2 executes the transmission of the downlink signal DS upon receiving the shortened synchronization signal PI. On the other hand, when communicating with the tablet 3A, the shortened synchronization signal PI is not used in the first place, and the stylus 2 executes the transmission of the downlink signal DS upon receiving the uplink signal US including the command COM. I will do it. Therefore, the type identification information can also be said to be information indicating whether the stylus 2 should transmit the downlink signal DS in response to the shortened synchronization signal PI.

2つ目は、図2に示した筆圧データPなどのスタイラス2が送信すべきデータを特定するコマンドであり、以下では「第2のコマンド」と称する場合がある。第2のコマンドは、スタイラス2を検出済みのタブレット3A,3Bによって送信される。言い換えれば、第2のコマンドは、コントローラ31がスタイラス2を検出済みであることを示している。 The second command is a command that specifies data to be transmitted by the stylus 2, such as the pen pressure data P shown in FIG. 2, and may be referred to as a "second command" below. The second command is sent by the tablets 3A and 3B, which have already detected the stylus 2. In other words, the second command indicates that the controller 31 has detected the stylus 2.

図3に戻る。パターン供給部50はスタートビットSBを保持しており、ロジック部41から供給される制御信号ctrl_t1の指示に従って、保持しているスタートビットSBを出力するよう構成される。一方、コマンドCOMは、MCU40から送信部43に供給される。 Return to Figure 3. The pattern supply section 50 holds a start bit SB, and is configured to output the held start bit SB according to the instruction of the control signal ctrl_t1 supplied from the logic section 41. On the other hand, the command COM is supplied from the MCU 40 to the transmitter 43.

スイッチ51は、ロジック部61から供給される制御信号ctrl_t2に基づいてパターン供給部50及びMCU40のいずれか一方を選択し、選択した一方の出力を拡散処理部53に供給する機能を有する。スイッチ51がパターン供給部50を選択した場合、拡散処理部53にはスタートビットSBが供給される。一方、スイッチ51がMCU40を選択した場合、拡散処理部53にはコマンドCOMが供給される。 The switch 51 has a function of selecting either the pattern supply section 50 or the MCU 40 based on the control signal ctrl_t2 supplied from the logic section 61, and supplying the output of the selected one to the diffusion processing section 53. When the switch 51 selects the pattern supply section 50, the start bit SB is supplied to the spreading processing section 53. On the other hand, when the switch 51 selects the MCU 40, the command COM is supplied to the diffusion processing section 53.

符号列保持部52は、ロジック部41から供給される制御信号ctrl_t3に基づき、自己相関特性を有する所定チップ長の拡散符号PNを生成して保持する機能を有する。符号列保持部52が保持している拡散符号PNは、拡散処理部53に供給される。 The code sequence holding unit 52 has a function of generating and holding a spreading code PN of a predetermined chip length having autocorrelation characteristics based on a control signal ctrl_t3 supplied from the logic unit 41. The spreading code PN held by the code sequence holding unit 52 is supplied to the spreading processing unit 53.

拡散処理部53は、スイッチ51を介して供給される値(スタートビットSB又はコマンドCOM)に基づいて符号列保持部52によって保持される拡散符号PNを変調することにより、所定チップ長の送信チップ列を取得する機能を有する。図6には、スタートビットSBに関して取得される送信チップ列の例を図示している。拡散処理部53は、取得した送信チップ列を送信ガード部54に供給するよう構成される。 The spreading processing unit 53 modulates the spreading code PN held by the code string holding unit 52 based on the value (start bit SB or command COM) supplied via the switch 51, thereby generating transmission chips of a predetermined chip length. Has the ability to retrieve columns. FIG. 6 shows an example of a transmission chip sequence obtained regarding the start bit SB. The spreading processing unit 53 is configured to supply the acquired transmission chip sequence to the transmission guard unit 54.

送信ガード部54は、ロジック部41から供給される制御信号ctrl_t4に基づき、アップリンク信号USの送信期間とダウンリンク信号DSの受信期間との間に、送信動作と受信動作を切り替えるために必要となるガード期間(送信と受信の両方を行わない期間)を挿入する機能を有する。 The transmission guard unit 54 is necessary for switching between the transmission operation and the reception operation between the transmission period of the uplink signal US and the reception period of the downlink signal DS based on the control signal ctrl_t4 supplied from the logic unit 41. It has a function to insert a guard period (a period in which neither transmission nor reception is performed).

受信部44は、ロジック部41の制御信号ctrl_rに基づいて、スタイラス2が送信したダウンリンク信号DS又は送信部42が送信した指検出用信号FDSを受信するための回路である。具体的には、増幅回路55、検波回路56、及びアナログデジタル(AD)変換器57を含んで構成される。 The receiving unit 44 is a circuit for receiving the downlink signal DS transmitted by the stylus 2 or the finger detection signal FDS transmitted by the transmitting unit 42 based on the control signal ctrl_r of the logic unit 41. Specifically, it is configured to include an amplifier circuit 55, a detection circuit 56, and an analog-to-digital (AD) converter 57.

増幅回路55は、選択部45から供給されるダウンリンク信号DS又は指検出用信号FDSを増幅して出力する。検波回路56は、増幅回路55の出力信号のレベルに対応した電圧を生成する回路である。AD変換器57は、検波回路56から出力される電圧を所定時間間隔でサンプリングすることによって、デジタル信号を生成する回路である。AD変換器57が出力するデジタル信号は、MCU40に供給される。MCU40は、こうして供給されたデジタル信号に基づき、スタイラス2又は指4の位置検出と、スタイラス2が送信したデータRes(上述した筆圧データP、スイッチ情報SW、識別情報など)の取得とを行う。MCU40は、取得した位置を示す座標x,yと、取得したデータResとを、逐次、ホストプロセッサ32に出力する。 The amplifier circuit 55 amplifies and outputs the downlink signal DS or finger detection signal FDS supplied from the selection section 45. The detection circuit 56 is a circuit that generates a voltage corresponding to the level of the output signal of the amplifier circuit 55. The AD converter 57 is a circuit that generates a digital signal by sampling the voltage output from the detection circuit 56 at predetermined time intervals. The digital signal output from the AD converter 57 is supplied to the MCU 40. Based on the digital signal supplied in this way, the MCU 40 detects the position of the stylus 2 or finger 4 and acquires the data Res (the above-mentioned pen pressure data P, switch information SW, identification information, etc.) transmitted by the stylus 2. . The MCU 40 sequentially outputs the coordinates x, y indicating the acquired position and the acquired data Res to the host processor 32.

選択部45は、スイッチ58x,58yと、導体選択回路59x,59yとを含んで構成される。 The selection unit 45 includes switches 58x and 58y and conductor selection circuits 59x and 59y.

スイッチ58yは、共通端子とT端子及びR端子のいずれか一方とが接続されるように構成されたスイッチ素子である。スイッチ58yの共通端子は導体選択回路59yに接続され、T端子は送信部43の出力端に接続され、R端子は受信部44の入力端に接続される。また、スイッチ58x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1つ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58xの共通端子は導体選択回路59xに接続され、T1端子は送信部43の出力端に接続され、T2端子は送信部42の出力端に接続され、D端子は画素駆動用電圧Vcomを出力するMCU40の出力端に接続され、R端子は受信部44の入力端に接続される。 The switch 58y is a switch element configured such that the common terminal is connected to either the T terminal or the R terminal. The common terminal of the switch 58y is connected to the conductor selection circuit 59y, the T terminal is connected to the output end of the transmitter 43, and the R terminal is connected to the input end of the receiver 44. Further, the switch 58x is a switch element configured such that the common terminal is connected to any one of the T1 terminal, the T2 terminal, the D terminal, and the R terminal. The common terminal of the switch 58x is connected to the conductor selection circuit 59x, the T1 terminal is connected to the output end of the transmitting section 43, the T2 terminal is connected to the output end of the transmitting section 42, and the D terminal outputs the pixel driving voltage Vcom. The R terminal is connected to the input end of the receiving section 44.

導体選択回路59xは、複数のセンサ電極30Xを選択的にスイッチ58x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58x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58x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 59x is a switching element for selectively connecting the plurality of sensor electrodes 30X to the common terminal of the switch 58x. The conductor selection circuit 58x is also configured to be able to simultaneously connect some or all of the plurality of sensor electrodes 30X to the common terminal of the switch 58x.

導体選択回路59yは、複数のセンサ電極30Yを選択的にスイッチ58y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59yも、複数のセンサ電極30Yの一部又は全部を同時にスイッチ58y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 59y is a switching element for selectively connecting the plurality of sensor electrodes 30Y to the common terminal of the switch 58y. The conductor selection circuit 59y is also configured to be able to connect some or all of the plurality of sensor electrodes 30Y to the common terminal of the switch 58y at the same time.

選択部45には、ロジック部41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58xに、制御信号sTRyはスイッチ58yに、制御信号selXは導体選択回路59xに、制御信号selYは導体選択回路59yにそれぞれ供給される。ロジック部41は、これら制御信号sTRx,sTRy,selX,selYを用いて選択部45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の送信並びに画素駆動用電圧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 selection unit 45 is supplied with four control signals sTRx, sTRy, selX, and selY from the logic unit 41. Specifically, the control signal sTRx is supplied to the switch 58x, the control signal sTRy is supplied to the switch 58y, the control signal selX is supplied to the conductor selection circuit 59x, and the control signal selY is supplied to the conductor selection circuit 59y. The logic unit 41 controls the selection unit 45 using these control signals sTRx, sTRy, selX, and selY, thereby transmitting the uplink signal US or the finger detection signal FDS, applying the pixel driving voltage Vcom, and controlling the downlink signal US or the finger detection signal FDS. Reception of the link signal DS or the finger detection signal FDS is realized.

図7~図10は、コントローラ31の動作を示す図である。以下、図3とともにこれらの図も参照しながら、ロジック部41による選択部45の制御状態と、コントローラ31の動作との関係について、詳しく説明する。 7 to 10 are diagrams showing the operation of the controller 31. Hereinafter, the relationship between the control state of the selection section 45 by the logic section 41 and the operation of the controller 31 will be explained in detail with reference to these figures as well as FIG. 3.

図7は、指検出実行時におけるコントローラ31の動作を示す図である。この場合のロジック部41は、T2端子が共通端子に接続されるようスイッチ58xを制御するとともに、R端子が共通端子に接続されるようスイッチ58yを制御する。さらに、複数のセンサ電極30X,30Yの組み合わせが順次選択されることとなるよう、導体選択回路59x,59yを制御する。こうすることで、複数のセンサ電極30X,30Yによって構成される複数の交点のそれぞれを通過した指検出用信号FDSが、順次、受信部44によって受信されることになる。MCU40は、こうして順次受信される指検出用信号FDSの受信強度に基づいてタッチ面上における指4の位置を検出する。 FIG. 7 is a diagram showing the operation of the controller 31 when performing finger detection. In this case, the logic unit 41 controls the switch 58x so that the T2 terminal is connected to the common terminal, and controls the switch 58y so that the R terminal is connected to the common terminal. Further, the conductor selection circuits 59x and 59y are controlled so that combinations of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y are selected in sequence. By doing so, the finger detection signal FDS that has passed through each of the plurality of intersections formed by the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y is sequentially received by the reception unit 44. The MCU 40 detects the position of the finger 4 on the touch surface based on the reception strength of the finger detection signal FDS sequentially received in this way.

図8は、画素駆動動作実行時におけるコントローラ31の動作を示す図である。この場合のロジック部41は、D端子が共通端子に接続されるようスイッチ58xを制御するとともに、複数のセンサ電極30Xのすべてがスイッチ58xに同時に接続されるよう導体選択回路59xを制御する。これにより、MCU40から各センサ電極30Xに画素駆動用電圧Vcomが供給されることになるので、ホストプロセッサ32による画素駆動動作の実行が可能になる。なお、MCU40は、ホストプロセッサ32から供給されるタイミング信号に基づくタイミングで、ロジック部41に上記制御を実行させる。 FIG. 8 is a diagram showing the operation of the controller 31 when executing a pixel driving operation. In this case, the logic unit 41 controls the switch 58x so that the D terminal is connected to the common terminal, and also controls the conductor selection circuit 59x so that all the plurality of sensor electrodes 30X are connected to the switch 58x at the same time. As a result, the pixel driving voltage Vcom is supplied from the MCU 40 to each sensor electrode 30X, so that the host processor 32 can execute the pixel driving operation. Note that the MCU 40 causes the logic unit 41 to execute the above control at a timing based on a timing signal supplied from the host processor 32.

図9は、アップリンク信号USの送信時のコントローラ31の動作を示す図である。この場合のロジック部41は、T1端子が共通端子に接続されるようスイッチ58xを制御するとともに、T端子が共通端子に接続されるようスイッチ58yを制御する。さらに、複数のセンサ電極30X,30Yのすべてが同時に選択されることとなるよう、導体選択回路59x,59yを制御する。これにより、複数のセンサ電極30X,30Yのすべてからアップリンク信号USが送信されることになる。 FIG. 9 is a diagram showing the operation of the controller 31 when transmitting the uplink signal US. In this case, the logic unit 41 controls the switch 58x so that the T1 terminal is connected to the common terminal, and controls the switch 58y so that the T terminal is connected to the common terminal. Furthermore, the conductor selection circuits 59x and 59y are controlled so that all of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y are selected at the same time. As a result, the uplink signal US is transmitted from all of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y.

ここで、図9に破線で示したセンシング範囲SR及びアップリンク検出高さAHについて説明する。まず、センシング範囲SRは、ダウンリンク信号DSをコントローラ31が受信できる範囲である。つまり、スタイラス2が送信したダウンリンク信号DSをコントローラ31が受信するためには、ダウンリンク信号DSがコントローラ31に届く程度にまで、スタイラス2がタブレット3Bのタッチ面に接近している必要がある。センシング範囲SRは、このダウンリンク信号DSがコントローラ31に届く範囲を示している。 Here, the sensing range SR and uplink detection height AH shown by broken lines in FIG. 9 will be explained. First, the sensing range SR is a range in which the controller 31 can receive the downlink signal DS. In other words, in order for the controller 31 to receive the downlink signal DS transmitted by the stylus 2, the stylus 2 must be close to the touch surface of the tablet 3B to the extent that the downlink signal DS can reach the controller 31. . The sensing range SR indicates the range in which this downlink signal DS reaches the controller 31.

アップリンク検出高さAHは、スタイラス2がアップリンク信号USを受信できる高さ(タッチ面からの距離)の限界を示している。一般に、アップリンク検出高さAHはセンシング範囲SRの上限よりも高い場所(タッチ面から離れた場所)に位置する。これは、アップリンク信号USとダウンリンク信号DSの送信強度の違いによる。以下では、スタイラス2がアップリンク検出高さAHより下にあるもののタッチ面に接触していない状態を「ホバー状態」と称し、スタイラス2がタッチ面に接触するに至った状態を「接触状態」と称する。 The uplink detection height AH indicates the limit of the height (distance from the touch surface) at which the stylus 2 can receive the uplink signal US. Generally, the uplink detection height AH is located at a location higher than the upper limit of the sensing range SR (a location away from the touch surface). This is due to the difference in transmission strength between the uplink signal US and the downlink signal DS. In the following, a state in which the stylus 2 is below the uplink detection height AH but not in contact with the touch surface is referred to as a "hover state," and a state in which the stylus 2 comes into contact with the touch surface is referred to as a "contact state." It is called.

図10は、ダウンリンク信号DSの受信時のコントローラ31の動作を示す図である。この場合のロジック部41は、R端子が共通端子に接続されるようスイッチ58x,58yのそれぞれを制御する。導体選択回路59x,59yの制御方法は、受信しようとするダウンリンク信号DSの種類によって異なる。 FIG. 10 is a diagram showing the operation of the controller 31 when receiving the downlink signal DS. In this case, the logic unit 41 controls each of the switches 58x and 58y so that the R terminal is connected to the common terminal. The method of controlling the conductor selection circuits 59x and 59y differs depending on the type of downlink signal DS to be received.

すなわち、位置信号であるダウンリンク信号DSを受信する場合には、ロジック部41は、複数のセンサ電極30X,30Yの組み合わせが順次選択されることとなるよう、導体選択回路59x,59yを制御する。こうすることで、複数のセンサ電極30X,30Yによって構成される複数の交点のそれぞれを通過した位置信号が、順次、受信部44によって受信されることになる。MCU40は、こうして順次受信される位置信号の受信強度を基づいて、タッチ面上におけるスタイラス2の位置を検出する。 That is, when receiving the downlink signal DS, which is a position signal, the logic unit 41 controls the conductor selection circuits 59x, 59y so that combinations of the multiple sensor electrodes 30X, 30Y are selected sequentially. In this way, the position signal that has passed through each of the multiple intersections formed by the multiple sensor electrodes 30X, 30Y is sequentially received by the receiver 44. The MCU 40 detects the position of the stylus 2 on the touch surface based on the reception strength of the position signals thus sequentially received.

一方、データ信号であるダウンリンク信号DSを受信する場合のロジック部41は、複数のセンサ電極30X,30Yのうち、直前の位置信号の受信によって検出されたスタイラス2の位置の近辺にある所定数本(例えば1本)のみが選択されることとなるよう、導体選択回路59x,59yを制御する。選択された所定数本のセンサ電極によって受信されたデータ信号は、受信部44を介してMCU40に供給される。MCU40は、こうして供給されたデータ信号から、上述したデータResを取得する。 On the other hand, when receiving the downlink signal DS, which is a data signal, the logic unit 41 selects a predetermined number of sensor electrodes that are located near the position of the stylus 2 detected by reception of the previous position signal, among the plurality of sensor electrodes 30X, 30Y. The conductor selection circuits 59x and 59y are controlled so that only one book (for example, one book) is selected. Data signals received by the selected predetermined number of sensor electrodes are supplied to the MCU 40 via the receiving section 44. The MCU 40 acquires the above-mentioned data Res from the data signal supplied in this way.

以上、スタイラス2及びタブレット3A~3Cの構成について説明した。次に、スタイラス2の動作について、より詳しく説明する。 The configurations of the stylus 2 and tablets 3A to 3C have been described above. Next, the operation of the stylus 2 will be explained in more detail.

図11は、スタイラス2の状態遷移図である。また、図12は、図11に示す状態S103(オペレーションモード)におけるスタイラス2の動作の詳細を示す図である。 FIG. 11 is a state transition diagram of the stylus 2. Further, FIG. 12 is a diagram showing details of the operation of the stylus 2 in state S103 (operation mode) shown in FIG. 11.

図11に示すように、スタイラス2の初期状態はスリープモード(状態S100)である。スリープモードにおけるスタイラス2は、定期的にアップリンク信号US及び筆圧の検出を行う状態(状態S101)に遷移する他は、特段の処理を行わない。 As shown in FIG. 11, the initial state of the stylus 2 is the sleep mode (state S100). In the sleep mode, the stylus 2 does not perform any special processing other than periodically transitioning to a state in which it detects the uplink signal US and pen pressure (state S101).

状態S101にあるスタイラス2は、アップリンク信号US及び筆圧の検出動作を行う。具体的には、まず、アップリンク信号USの先頭の1ビットを構成するスタートビットSBの検出を行う。そして、スタートビットSBが検出された場合には、さらに、上述した種別特定情報の検出も行う。また、これらの検出動作と並行して、筆圧検出部24が出力する筆圧データPが0であるか否かの判定を行う。 The stylus 2 in state S101 detects the uplink signal US and the writing pressure. Specifically, first, it detects the start bit SB that constitutes the first bit of the uplink signal US. Then, when the start bit SB is detected, it also detects the type-specific information described above. In parallel with these detection operations, it also determines whether the writing pressure data P output by the writing pressure detection unit 24 is 0 or not.

状態S101において行った検出動作によってスタートビットSB及び筆圧がともに検出されない場合、及び、スタートビットSBが検出されても種別特定情報が検出されない場合、スタイラス2は、タイムアウトするまで、アップリンク信号US及び筆圧の検出動作を繰り返す。タイムアウト後には、状態S100に戻ってスリープモードに入る。 If neither the start bit SB nor the pen pressure is detected by the detection operation performed in state S101, or if the type identification information is not detected even if the start bit SB is detected, the stylus 2 continues to use the uplink signal US until a timeout occurs. and repeat the pen pressure detection operation. After the timeout, the process returns to state S100 and enters sleep mode.

一方、スタートビットSB及び種別特定情報が検出された場合、又は、筆圧が検出された場合には、スタイラス2は、通信プロトコルの選択を行う状態に遷移する(状態S102)。例えばタブレット3Bと通信するための通信プロトコルであれば、後述する第2の期間Tの使用方法(図16参照)などが含まれる。 On the other hand, if the start bit SB and type identification information are detected, or if pen pressure is detected, the stylus 2 transitions to a state where communication protocol selection is performed (state S102). For example, in the case of a communication protocol for communicating with the tablet 3B, it includes a method of using the second period T (see FIG. 16), which will be described later.

図12に示すように、スタイラス2は、スタートビットSBが検出され、かつ、種別特定情報により示されるタブレットの種別がタブレット3Aであった場合に、タブレット3Aと通信するための通信プロトコルを選択する。また、スタートビットSBが検出され、かつ、種別特定情報により示されるタブレットの種別がインセル型のタブレット3Bであった場合に、タブレット3Bと通信するための通信プロトコルを選択し、スタートビットSBが検出されていない状態で筆圧が検出された場合(すなわち、筆圧データPが0でない状態となった場合)に、タブレット3Cと通信するための通信プロトコルを選択する。 As shown in FIG. 12, when the start bit SB is detected and the type of tablet indicated by the type identification information is tablet 3A, stylus 2 selects a communication protocol for communicating with tablet 3A. . In addition, if the start bit SB is detected and the type of tablet indicated by the type identification information is an in-cell tablet 3B, a communication protocol for communicating with the tablet 3B is selected, and the start bit SB is detected. When the pen pressure is detected in a state where the pen pressure data P is not 0 (that is, when the pen pressure data P is not 0), a communication protocol for communicating with the tablet 3C is selected.

状態S102で通信プロトコルを選択したスタイラス2は、図11に示すように、オペレーションモード(状態S103)に遷移する。オペレーションモードは、選択した通信プロトコルに従って通信を行うモードであり、図12に示すように、詳細には3つの状態S103a~S103cを含んで構成される。 The stylus 2 that has selected the communication protocol in state S102 transitions to the operation mode (state S103), as shown in FIG. The operation mode is a mode in which communication is performed according to the selected communication protocol, and as shown in FIG. 12, it is configured to include three states S103a to S103c in detail.

状態S103aは、スタイラス2が、タブレット3Aと通信するための通信プロトコルに従ってタブレット3Aとの通信を行うモード(データを、後述するM個(M≧1)の第1の期間Sを使用して送信する第1のモード)である。この場合のスタイラス2は、コマンドCOMを含むアップリンク信号USの受信動作を行い(状態S111)、受信されたコマンドCOMに応じたダウンリンク信号DSを送信する(状態S112)、という動作を繰り返す。状態S112で送信するダウンリンク信号DSは、コマンドCOMが上述した第1のコマンドを示している場合には位置信号のみによって構成され、コマンドCOMが上述した第2のコマンドを示している場合には、位置信号と、コマンドCOMによって特定されるデータを含むデータ信号とによって構成される。 State S103a is a mode in which the stylus 2 communicates with the tablet 3A according to the communication protocol for communicating with the tablet 3A (data is transmitted using M first periods S (M≧1), which will be described later). (first mode). In this case, the stylus 2 repeats the operation of receiving the uplink signal US including the command COM (state S111) and transmitting the downlink signal DS in accordance with the received command COM (state S112). The downlink signal DS transmitted in state S112 is composed of only a position signal when the command COM indicates the above-mentioned first command, and when the command COM indicates the above-mentioned second command. , a position signal, and a data signal containing data specified by the command COM.

状態S103bは、スタイラス2が、タブレット3Bと通信するための通信プロトコルに従ってタブレット3Bとの通信を行うモード(データを、後述するN個(N>M)の第2の期間Tを使用して送信する第2のモード)である。この場合のスタイラス2は、まずコマンドCOMを含むアップリンク信号USの受信動作を行う(状態S113)。状態S113でコマンドCOMを受信したスタイラス2は、そのコマンドCOMが第1のコマンドを示している場合には、位置信号の送信準備を行う。一方、受信したコマンドCOMが第2のコマンドを示している場合には、位置信号の送信準備を行うとともに、コマンドCOMによって特定されたデータを取得し、取得したデータを含むデータ信号の送信準備を行う。 State S103b is a mode in which the stylus 2 communicates with the tablet 3B according to the communication protocol for communicating with the tablet 3B (data is transmitted using N pieces (N>M) of second periods T, which will be described later). The second mode is In this case, the stylus 2 first performs an operation of receiving the uplink signal US including the command COM (state S113). The stylus 2 that has received the command COM in state S113 prepares to transmit a position signal if the command COM indicates the first command. On the other hand, if the received command COM indicates the second command, it prepares to transmit a position signal, acquires the data specified by the command COM, and prepares to transmit a data signal including the acquired data. conduct.

続いてスタイラス2は、短縮同期信号PIの受信動作を行う(状態S114)。短縮同期信号PIは、上述したように、スタートビットSBのみからなり、コマンドCOMを含むアップリンク信号USに比して短い時間長のアップリンク信号USである。短縮同期信号PIは、コマンドCOMを含むアップリンク信号USに比べて時間長の短い信号となるので、スタイラス2は、検出したアップリンク信号USの時間長により、検出したアップリンク信号USが短縮同期信号PI及びコマンドCOMを含む信号のいずれであるかを判定することができる。 Subsequently, the stylus 2 performs an operation of receiving the shortened synchronization signal PI (state S114). As described above, the shortened synchronization signal PI is an uplink signal US consisting only of the start bit SB and has a shorter time length than the uplink signal US including the command COM. Since the shortened synchronization signal PI is a signal with a shorter time length than the uplink signal US including the command COM, the stylus 2 detects that the detected uplink signal US is a shortened synchronization signal depending on the time length of the detected uplink signal US. It is possible to determine which of the signals includes the signal PI and the command COM.

短縮同期信号PIが受信された場合、スタイラス2は、この短縮同期信号PIに応じて、準備していた位置信号又はデータ信号の一部の送信を行う(状態S115)。短縮同期信号PIに応じてスタイラス2が送信できる情報は1ビット分のみであるので、タブレット3Bは、繰り返し短縮同期信号PIを送信するよう構成され、スタイラス2は、短縮同期信号PIを受信する都度、位置信号又はデータ信号の一部を送信するよう構成される。データ信号の全ビットの送信が完了した後、スタイラス2は状態S113に戻り、コマンドCOMを含むアップリンク信号USの受信動作を繰り返す。これらの点については、後ほどより詳しく説明する。 When the shortened synchronization signal PI is received, the stylus 2 transmits part of the prepared position signal or data signal in response to the shortened synchronization signal PI (state S115). Since the stylus 2 can only transmit one bit of information in response to the shortened synchronization signal PI, the tablet 3B is configured to repeatedly transmit the shortened synchronization signal PI, and the stylus 2 transmits the shortened synchronization signal PI each time it receives the shortened synchronization signal PI. , configured to transmit a portion of a position signal or a data signal. After the transmission of all bits of the data signal is completed, the stylus 2 returns to state S113 and repeats the operation of receiving the uplink signal US including the command COM. These points will be explained in more detail later.

状態S103cは、スタイラス2が、タブレット3Cと通信するための通信プロトコルに従ってタブレット3Cに対して一方向のダウンリンク信号DSの送信を行うモードである。この場合のスタイラス2は、一方的にダウンリンク信号DSの送信を繰り返す(状態S116)。 State S103c is a mode in which the stylus 2 transmits a one-way downlink signal DS to the tablet 3C according to a communication protocol for communicating with the tablet 3C. In this case, the stylus 2 unilaterally repeats transmission of the downlink signal DS (state S116).

図11に戻る。オペレーションモードS103において所定のタイムアウト状態が生じた場合、スタイラス2は、タイムアウト状態(状態S104)に遷移する。このタイムアウト状態は、タブレット3A,3Bとの通信に関しては、スタートビットSBが所定期間にわたって受信されない場合に発生する。一方、タブレット3Cとの通信に関しては、筆圧が検出されなくなった場合に発生する。タイムアウト状態に遷移したスタイラス2は、状態S101に戻り、アップリンク信号US及び筆圧の検出動作を繰り返す。 Return to FIG. 11. When a predetermined timeout state occurs in operation mode S103, the stylus 2 transitions to a timeout state (state S104). This timeout condition occurs when the start bit SB is not received for a predetermined period of time with respect to communication with tablets 3A, 3B. On the other hand, communication with the tablet 3C occurs when pen pressure is no longer detected. The stylus 2 that has transitioned to the timeout state returns to state S101 and repeats the uplink signal US and writing pressure detection operation.

以上、スタイラス2の状態遷移について説明した。次に、スタイラス2とタブレット3A,3Bのそれぞれとが通信を行う場合のこれらの動作について、タイムチャートを参照しながら、より詳しく説明する。 The state transition of the stylus 2 has been described above. Next, these operations when the stylus 2 and each of the tablets 3A and 3B communicate will be described in more detail with reference to a time chart.

図13(a)は、スタイラス2とタブレット3Aとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートであり、図13(b)は、スタイラス2とタブレット3Bとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートである。なお、図13(a)(b)に映像同期信号Vsyncは、ホストプロセッサ32による映像表示の動作周期VT(表示動作の一周期である表示周期)を示すパルス信号である。ホストプロセッサ32は、1動作周期VTの間に1つの画像フレームの表示を実行するよう構成される。 FIG. 13(a) is a time chart of each operation when the stylus 2 and tablet 3A communicate, and FIG. 13(b) is a time chart of each operation when the stylus 2 and tablet 3B communicate. This is a time chart. Note that the video synchronization signal Vsync shown in FIGS. 13A and 13B is a pulse signal that indicates the operation cycle VT of video display by the host processor 32 (display cycle that is one cycle of display operation). The host processor 32 is configured to perform the display of one image frame during one operating cycle VT.

初めに、図13(a)に示すように、タブレット3Aのコントローラ31は、1動作周期VTの中で、原則として、アップリンク信号USの送信動作、ダウンリンク信号DSの受信動作、指検出動作をこの順で繰り返し実行するように構成される。ダウンリンク信号DSの受信動作を実行する期間を、以下では第1の期間Sと称する。アップリンク信号USの送信後に設けられる第1の期間Sの個数をM個(M≧1)とすると、図13(a)の例ではM=1であるが、ダウンリンク信号DSのデータ量が大きく、指検出動作の必要な実行周期を考慮すると一度の受信動作ではダウンリンク信号DSを受信しきれない場合などには、M≧2としてもよい。この場合、各第1の期間Sの間に指検出動作が配置されることになる。なお、アップリンク信号USの送信期間後に設定される1又は複数の第1の期間Sの開始タイミングは、予め通信プロトコルによって決定されていることとしてもよいし、アップリンク信号USによってタブレット3Aからスタイラス2に通知されることとしてもよい。 First, as shown in FIG. 13A, the controller 31 of the tablet 3A basically performs an uplink signal US transmission operation, a downlink signal DS reception operation, and a finger detection operation in one operation cycle VT. are configured to be executed repeatedly in this order. The period during which the downlink signal DS reception operation is performed is hereinafter referred to as a first period S. Assuming that the number of first periods S provided after the transmission of the uplink signal US is M (M≧1), M=1 in the example of FIG. 13(a), but the data amount of the downlink signal DS is M≧2 may be used, such as when the downlink signal DS cannot be fully received in one reception operation considering the required execution cycle of the finger detection operation. In this case, a finger detection operation will be arranged during each first period S. Note that the start timing of one or more first periods S that are set after the transmission period of the uplink signal US may be determined in advance by the communication protocol, or the start timing of the one or more first periods S that is set after the transmission period of the uplink signal US may be determined in advance by the communication protocol, or the start timing of the first period S that is set after the transmission period of the uplink signal 2 may be notified.

タブレット3Aと通信を行うスタイラス2は、アップリンク信号USの受信動作によってコマンドCOMを受信した後、図11の状態S102において選択済みの通信プロトコル又はアップリンク信号USから1又は複数の第1の期間Sの配置を取得し、取得した第1の期間Sを使用して、受信したコマンドCOMに応じたダウンリンク信号DSの送信を行う。具体的には、まず位置信号を送信し、その後、コマンドCOMにより指示されたデータを含むデータ信号の送信を行う。このダウンリンク信号DSを受信するタブレット3Aは、最初に位置信号に基づいてスタイラス2の位置を検出し、その後、検出した位置の近辺にある1以上のセンサ電極を用いて、データ信号の受信を行う。 After the stylus 2 that communicates with the tablet 3A receives the command COM through the uplink signal US reception operation, the stylus 2 receives the selected communication protocol or one or more first periods from the uplink signal US in state S102 of FIG. The arrangement of S is acquired, and the acquired first period S is used to transmit the downlink signal DS in accordance with the received command COM. Specifically, a position signal is first transmitted, and then a data signal including data instructed by the command COM is transmitted. The tablet 3A that receives this downlink signal DS first detects the position of the stylus 2 based on the position signal, and then uses one or more sensor electrodes near the detected position to receive the data signal. conduct.

次に、タブレット3Bに関しては、図13(b)に示すように、1動作周期VTの中に複数の水平帰線期間HBが配置される。水平帰線期間HBの後半では、駆動対象の画素を画面の右端から左端に戻す処理が行われ、この処理の間、ホストプロセッサ32は画素の駆動処理を休止する。こうして画素の駆動処理が休止している期間は一般にはブランク期間BPと呼ばれ、タブレット3Bはこのブランク期間BPを、スタイラス2と通信するため又は指4を検出するための第2の期間Tとして使用する。第2の期間Tは第1の期間Sよりも短い期間であり、1動作周期VT内に設けられる第2の期間Tの個数をN個とすると、Nは、上述したMより大きい数となる(N>M)。図13(b)の例ではN=40である(第2の期間T1~T40)が、N=40でなくてもよい。 Next, as for tablet 3B, as shown in FIG. 13(b), multiple horizontal retrace periods HB are arranged within one operation cycle VT. In the latter half of the horizontal retrace period HB, a process is performed to return the pixels to be driven from the right end of the screen to the left end, and during this process, the host processor 32 pauses the pixel drive process. The period during which the pixel drive process is paused in this manner is generally called a blank period BP, and tablet 3B uses this blank period BP as a second period T for communicating with the stylus 2 or detecting the finger 4. The second period T is a period shorter than the first period S, and if the number of second periods T provided within one operation cycle VT is N, N is a number greater than the above-mentioned M (N>M). In the example of FIG. 13(b), N=40 (second periods T1 to T40), but N does not have to be 40.

図14は、第2の期間Tの内部における信号の配置を示す図である。同図に示すように、タブレット3Bのコントローラ31は、第2の期間Tの開始タイミングに合わせて、短縮同期信号PIとしてのスタートビットSBを送信する。そして、スタイラス2は、この短縮同期信号PIを受信したことに応じて、ダウンリンク信号DS(位置信号又はデータ信号)の送信を行う。データ信号を送信する場合に1つの第2の期間T内で送信可能なデータの量は、上述したように、1ビットである。 FIG. 14 is a diagram showing the arrangement of signals within the second period T. As shown in the figure, the controller 31 of the tablet 3B transmits the start bit SB as the shortened synchronization signal PI in synchronization with the start timing of the second period T. Then, the stylus 2 transmits a downlink signal DS (position signal or data signal) in response to receiving the shortened synchronization signal PI. When transmitting a data signal, the amount of data that can be transmitted within one second period T is 1 bit, as described above.

図15は、タブレット3Bによる第2の期間Tの具体的な使用方法を示す図である。図15(a)はスタイラス2を検出する前、図15(b)はスタイラス2を検出した後、をそれぞれ示している。 FIG. 15 is a diagram showing a specific method of using the second period T by the tablet 3B. FIG. 15(a) shows the state before the stylus 2 is detected, and FIG. 15(b) shows the state after the stylus 2 is detected.

スタイラス2を検出する前のタブレット3Bは、図15(a)に示すように、スタイラス2を検出した後のコマンドCOMの送信回数に比して多い回数の複数回の第2の期間T(例えば2回の第2の期間T1,T21)のそれぞれにおいて、コマンドCOMを含むアップリンク信号USの送信を行う。この場合のコマンドCOMは第1のコマンドを示すもので、タブレットの種別を特定する種別特定情報を含む。また、この場合のタブレット3Bは、その他の第2の期間Tのそれぞれを時分割で使用することにより、スタイラス2及び指4の検出動作を行う。 As shown in FIG. 15(a), the tablet 3B before detecting the stylus 2 transmits the second period T a plurality of times (for example, In each of the two second periods T1 and T21), the uplink signal US including the command COM is transmitted. The command COM in this case indicates the first command and includes type identification information that identifies the type of tablet. Further, the tablet 3B in this case performs the detection operation of the stylus 2 and the finger 4 by using each of the other second periods T in a time-sharing manner.

一方、スタイラス2を検出した後のタブレット3Bは、図15(b)に示すように、スタイラス2を検出する前のコマンドCOMの送信回数に比して少ない回数で(例えば、1回の第2の期間T1のみで)コマンドCOMを含むアップリンク信号USの送信を行う。この場合のコマンドCOMは第2のコマンドを示すもので、スタイラス2が第2の期間Tを利用して送信すべきデータ(筆圧データPなど)を特定する。タブレット3Bはその後、10個の第2の期間T2,T5,T9,T13,T17,T21,T25,T29,T33,T37(スタイラス検出期間)のそれぞれを使用してスタイラス2の位置を検出し、20個の第2の期間T3,T6,T7,T10,T11,T14,T15,T18,T19,T22,T23,T26,T27,T30,T31,T34,T35,T38,T39,T40(データ信号受信期間)のそれぞれを使用してデータ信号の受信を行い、9個の第2の期間T4,T8,T12,T16,T20,T24,T28,T32,T36(指検出期間)のそれぞれを使用して指4の位置を検出する。 On the other hand, after detecting the stylus 2, the tablet 3B transmits the command COM a smaller number of times than the number of times it transmits the command COM before detecting the stylus 2 (for example, one (only during period T1) transmits the uplink signal US including the command COM. The command COM in this case indicates the second command, and specifies the data (pen pressure data P, etc.) that the stylus 2 should transmit using the second period T. The tablet 3B then detects the position of the stylus 2 using each of the ten second periods T2, T5, T9, T13, T17, T21, T25, T29, T33, T37 (stylus detection periods), 20 second periods T3, T6, T7, T10, T11, T14, T15, T18, T19, T22, T23, T26, T27, T30, T31, T34, T35, T38, T39, T40 (data signal reception The data signal is received using each of the nine second periods T4, T8, T12, T16, T20, T24, T28, T32, and T36 (finger detection periods). The position of finger 4 is detected.

図16は、スタイラス2による第2の期間Tの具体的な使用方法を示す図である。図16(a)はタブレット3Bによって検出される前、図16(b)は、タブレット3Bによって検出され、かつ、ホバー状態にある場合、図16(c)は、タブレット3Bによって検出され、かつ、接触状態にある場合、をそれぞれ示している。 FIG. 16 is a diagram showing a specific method of using the second period T by the stylus 2. 16(a) is before being detected by the tablet 3B, FIG. 16(b) is being detected by the tablet 3B and in the hover state, and FIG. 16(c) is being detected by the tablet 3B and When in contact, the following are shown.

スタイラス2を未だ検出していないタブレット3Bが送信するコマンドCOMは、上述したように、タブレットの種別を特定する種別特定情報を含む第1のコマンドを示している。スタイラス2は、このコマンドCOMを含むアップリンク信号USを検出し、その中に含まれる種別特定情報からアップリンク信号USの送信元がタブレット3Bであることを把握すると、図11及び図12を参照して説明したようにタブレット3Bとの通信に用いる通信プロトコルを選択するとともに、図16(a)に示すように位置信号の連続送信を行う。なお、図16(a)には第2の期間Tのみを示しているが、この連続送信は、隣り合う2つの第2の期間Tの間の時間(画素駆動動作が行われている時間)にも継続して実行される。 As described above, the command COM sent by the tablet 3B that has not yet detected the stylus 2 indicates the first command that includes type identification information that identifies the type of tablet. When the stylus 2 detects the uplink signal US including this command COM and understands that the transmission source of the uplink signal US is the tablet 3B from the type identification information included therein, it refers to FIGS. 11 and 12. As described above, the communication protocol used for communication with the tablet 3B is selected, and position signals are continuously transmitted as shown in FIG. 16(a). Note that although only the second period T is shown in FIG. 16(a), this continuous transmission is the time between two adjacent second periods T (the time during which the pixel driving operation is performed). will continue to be executed.

スタイラス2を検出したタブレット3Bが送信するコマンドCOMは、上述したように、筆圧データPなどのスタイラス2が送信すべきデータを特定する第2のコマンドを示している。このコマンドCOMを受信したスタイラス2は、ホバー時と接触時とで異なる動作を行う。すなわち、ホバー時のスタイラス2は、図16(b)に示すように、第2の期間T6,T7を使用してスイッチ情報SWの2ビット目SW2から1ビット目SW1までを順に送信する他は、所定ビット「1」と「0」を交互に送信する。一方、接触時のスタイラス2は、図16(c)に示すように、第2の期間T3を使用して所定ビット「0」を送信し、第2の期間T6,T7,T10,T11,T14,T15,T18,T19,T22,T23,T26,T27,T30,T31を使用して筆圧データPの14ビット目P13から1ビット目P0までを順に送信し、第2の期間T34,T35を使用してスイッチ情報SWの2ビット目SW2から1ビット目SW1までを順に送信し、第2の期間T38~T40を使用して、送信データに基づいてスタイラス2が生成するチェックサムの3ビット目Sum2から1ビット目Sum0までを順に送信する。 The command COM transmitted by the tablet 3B that has detected the stylus 2 indicates the second command that specifies the data to be transmitted by the stylus 2, such as the pen pressure data P, as described above. Upon receiving this command COM, the stylus 2 performs different operations depending on whether it is hovering or touching. That is, as shown in FIG. 16(b), the stylus 2 during hovering uses the second periods T6 and T7 to sequentially transmit the second bit SW2 to the first bit SW1 of the switch information SW. , predetermined bits "1" and "0" are transmitted alternately. On the other hand, the stylus 2 at the time of contact transmits a predetermined bit "0" using the second period T3, and the second period T6, T7, T10, T11, T14 , T15, T18, T19, T22, T23, T26, T27, T30, and T31 to sequentially transmit the 14th bit P13 to the 1st bit P0 of the pen pressure data P, and transmit the second period T34 and T35. The second bit SW2 to the first bit SW1 of the switch information SW are transmitted in order, and the second period T38 to T40 is used to transmit the third bit of the checksum generated by the stylus 2 based on the transmitted data. The bits from Sum2 to the first bit Sum0 are transmitted in order.

このように、本発明のスタイラス2とタブレット3Bに係るシステムは、タブレット3Bがスタイラス2を検出した後のホバー時と接触時の2つの動作モードに加え、スタイラス2が検出される前の動作モードを含む。スタイラス2は3つの動作モードのそれぞれの動作モードにおいて、自己の状態(ホバー時であるかコンタクト時であるか)と、自己がタブレット3Bに既に検出されているか否かの3つの状態に応じて、それぞれ図16(b)、図16(c)、及び図16(a)のフォーマットに合わせて位置信号あるいはデータ信号を送信する。 In this way, the system related to the stylus 2 and tablet 3B of the present invention has two operating modes: hover and contact after the tablet 3B detects the stylus 2, as well as an operating mode before the stylus 2 is detected. including. In each of the three operating modes, the stylus 2 responds to its own state (whether it is hovering or contacting) and whether or not it has already been detected by the tablet 3B. , transmit position signals or data signals in accordance with the formats shown in FIGS. 16(b), 16(c), and 16(a), respectively.

次に、タブレット3B及びスタイラス2の処理フローを参照しながら、それぞれが行う処理について、さらに詳しく説明する。 Next, with reference to the processing flows of the tablet 3B and the stylus 2, the processing performed by each will be described in more detail.

図17及び図18は、タブレット3Bが行う処理の処理フロー図である。ただし、同図にはスタイラス2に関連する処理のみを図示しており、例えば指4の検出にかかる処理の図示は省略している。 FIGS. 17 and 18 are process flow diagrams of processes performed by the tablet 3B. However, the figure only shows the processing related to the stylus 2, and omits the illustration of the processing related to detecting the finger 4, for example.

<スタイラス検出前の動作>
図17は、タブレット3Bがスタイラス2を検出する前の処理フロー図である。同図に示すように、タブレット3Bはまず、第1のコマンド(スタイラス2を未検出の段階で送信されるべきコマンド)を示すコマンドCOMの送信タイミング(具体的には、図15(a)に示した第2の期間T1,T21)の到来を待機し(ステップS1)、到来した場合に、スタイラス2に対してタブレット3Bがサポートする通信プロトコルを示す(あるいはタブレット3Bであることを示す)第1のコマンドを示すコマンドCOMを含むアップリンク信号USの送信を行う(ステップS2)。
<Operation before stylus detection>
FIG. 17 is a process flow diagram before the tablet 3B detects the stylus 2. As shown in FIG. 15, the tablet 3B first transmits the command COM indicating the first command (the command to be transmitted before the stylus 2 is detected) (specifically, at the timing shown in FIG. 15(a)) Wait for the arrival of the second period T1, T21) shown in FIG. The uplink signal US including the command COM indicating the command No. 1 is transmitted (step S2).

続いてタブレット3Bは、後続の第2の期間Tを使用して、全センサ電極30X,30Yのスキャンを行う(ステップS3)。なお、ここではスタイラス2の位置を特定する必要はないので、スキャン時間を短縮するため、全センサ電極30Yのみをスキャンの対象とすることとしてもよい。こうすることで、同一の第2の期間T内で時分割により実施する指4の検出動作を、より長い時間にわたって実行することが可能になる。 Subsequently, the tablet 3B scans all the sensor electrodes 30X and 30Y using the subsequent second period T (step S3). Note that since there is no need to specify the position of the stylus 2 here, only all the sensor electrodes 30Y may be scanned to shorten the scanning time. By doing so, it becomes possible to perform the detection operation of the finger 4 in a time-sharing manner within the same second period T over a longer period of time.

次にタブレット3Bは、ステップS3のスキャンの結果、位置信号を検出したか否かを判定する(ステップS4)。その結果、検出していないと判定した場合には、ステップS1に戻って処理を継続する。 Next, the tablet 3B determines whether or not a position signal is detected as a result of the scan in step S3 (step S4). As a result, if it is determined that no detection has been made, the process returns to step S1 and continues.

<スタイラス検出後の動作>
図18は、タブレット3Bがスタイラス2を検出した後の処理フロー図である。ステップS3のスキャンの結果、位置信号を検出したと判定した場合には、タブレット3Bは、スタイラス2が第2の期間Tを使用して送信すべきデータを特定するコマンドCOMの送信タイミング(具体的には、図15(b)に示した第2の期間T1)の到来を待機し(ステップS5)、到来した場合に、スタイラス2が第2の期間Tを使用して送信すべきデータを特定するコマンドCOMを含むアップリンク信号USの送信を行う(ステップS6)。
<Operation after stylus detection>
FIG. 18 is a process flow diagram after the tablet 3B detects the stylus 2. As a result of the scan in step S3, if it is determined that a position signal has been detected, the tablet 3B determines the transmission timing (specific In this case, the stylus 2 waits for the arrival of the second period T1) shown in FIG. The uplink signal US including the command COM is transmitted (step S6).

その後、タブレット3Bは、図18に示すように、第2のコマンド(スタイラス2を検出後に送信されるべきコマンド)を示すコマンドCOMの送信タイミング(図15(b)に示した第2の期間T1)、スタイラス2の位置を検出するタイミング(図15(b)に示した第2の期間T2等)、スタイラス2からデータ信号を受信するタイミング(図15(b)に示した第2の期間T3等)の到来を待機する(ステップS7)。 Thereafter, as shown in FIG. 18, the tablet 3B sends the command COM indicating the second command (the command to be sent after detecting the stylus 2) at the transmission timing (second period T1 shown in FIG. 15(b)). ), the timing to detect the position of the stylus 2 (such as the second period T2 shown in FIG. 15(b)), and the timing to receive the data signal from the stylus 2 (such as the second period T3 shown in FIG. 15(b)). etc.) is waited for (step S7).

待機の結果、第2のコマンドを示すコマンドCOMの送信タイミングが到来した場合には、タブレット3Bは、第2のコマンドを示すコマンドCOMを含むアップリンク信号USの送信を行う(ステップS8)。 If, as a result of waiting, the timing for transmitting the command COM indicating the second command arrives, tablet 3B transmits an uplink signal US including the command COM indicating the second command (step S8).

また、スタイラス2の位置を検出するタイミングが到来した場合、タブレット3Bはまず短縮同期信号PI(スタートビットSB)を送信し(ステップS9)、次いで、全センサ電極30X,30Yを順次スキャンする(ステップS10)。そして、このスキャンによって位置信号を検出したか否かを判定し(ステップS11)、検出したと判定した場合には、その位置信号を検出したセンサ電極の位置に基づいてスタイラス2の位置を特定する(ステップS12)。一方、検出しなかったと判定した場合のタブレット3Bは、スタイラス2がタブレット3Bから離れたと判断し、ステップS1に処理を戻す。なお、ここでは位置信号を1回検出しなかったことに応じてステップS1に処理を戻しているが、所定回数連続して検出しなかった場合にのみ、ステップS1に処理を戻すこととしてもよい。 When the time to detect the position of the stylus 2 arrives, the tablet 3B first transmits an abbreviated synchronization signal PI (start bit SB) (step S9), and then sequentially scans all the sensor electrodes 30X and 30Y (step S10). Then, it is determined whether or not a position signal has been detected by this scan (step S11), and if it is determined that a position signal has been detected, the position of the stylus 2 is identified based on the position of the sensor electrode that detected the position signal (step S12). On the other hand, if it is determined that the position signal has not been detected, the tablet 3B determines that the stylus 2 has left the tablet 3B, and returns the process to step S1. Note that here, the process is returned to step S1 in response to the failure to detect the position signal once, but it may be possible to return the process to step S1 only if the position signal has not been detected a predetermined number of times in succession.

スタイラス2からデータ信号を受信するタイミングが到来した場合、タブレット3Bは、まず短縮同期信号PI(スタートビットSB)を送信し(ステップS13)、次いで、全センサ電極30X,30Yのうち直前に特定したスタイラス2の位置近辺にある1以上のセンサ電極のみをスキャンする(ステップS14)。そして、このスキャンによってデータ信号を検出したか否かを判定し(ステップS15)、検出したと判定した場合には、そのデータ信号からデータを抽出することにより、スタイラス2が送信したデータを取得する(ステップS16)。一方、検出しなかったと判定した場合のタブレット3Bは、スタイラス2がタブレット3Bから離れたと判断し、ステップS1に処理を戻す。なお、ここではデータ信号を1回検出しなかったことに応じてステップS1に処理を戻しているが、ステップS11と同様、所定回数連続して検出しなかった場合にのみ、ステップS1に処理を戻すこととしてもよい。また、データ信号の連続未検出回数と位置信号の連続未検出回数との合計が所定回数に達した場合に、ステップS1に処理を戻すこととしてもよい。 When the timing to receive the data signal from the stylus 2 has arrived, the tablet 3B first transmits a shortened synchronization signal PI (start bit SB) (step S13), and then selects the sensor electrode identified immediately before among all the sensor electrodes 30X and 30Y. Only one or more sensor electrodes near the position of the stylus 2 are scanned (step S14). Then, it is determined whether or not a data signal has been detected through this scan (step S15), and if it is determined that a data signal has been detected, the data transmitted by the stylus 2 is obtained by extracting data from the data signal. (Step S16). On the other hand, if it is determined that the stylus 2 has not been detected, the tablet 3B determines that the stylus 2 has left the tablet 3B, and returns the process to step S1. Note that here, the process is returned to step S1 in response to the fact that the data signal is not detected once, but similarly to step S11, the process is returned to step S1 only when the data signal is not detected a predetermined number of times in succession. It is also possible to return it. Alternatively, the process may be returned to step S1 when the sum of the number of consecutive non-detections of the data signal and the number of consecutive non-detections of the position signal reaches a predetermined number of times.

図19乃至図21は、スタイラス2が行う処理の処理フロー図である。 Figures 19 to 21 are processing flow diagrams of the processing performed by stylus 2.

<タブレット3Aまたは3Bの検出前>
図19に示すように、スタイラス2は、まず受信動作を実行する(ステップS21)。そして、その結果としてスタートビットSBが検出されたか否かを判定する(ステップS22)。
<Before detection of tablet 3A or 3B>
As shown in Fig. 19, the stylus 2 first executes a receiving operation (step S21), and then determines whether or not a start bit SB has been detected as a result of the receiving operation (step S22).

ステップS22においてスタートビットSBが検出されていないと判定した場合、スタイラス2は、続いて筆圧が0であるか否かを判定する(ステップS24)。その結果、筆圧が0であると判定した場合にはステップS21に戻る一方、筆圧が0でないと判定した場合には、位置信号及びデータ信号の送信を実施する(ステップS25)。これは、アップリンク信号USの送信機能を有しないタブレット3Cとの通信に相当する。スタイラス2は、ステップS25を繰り返しつつ筆圧が0となったか否かの判定を繰り返し(ステップS26)、筆圧が0となったと判定した場合に、タブレット3Cとの通信を終了してステップS21に戻る。 If it is determined in step S22 that the start bit SB is not detected, the stylus 2 subsequently determines whether the writing pressure is 0 (step S24). As a result, if it is determined that the pen pressure is 0, the process returns to step S21, whereas if it is determined that the pen pressure is not 0, a position signal and a data signal are transmitted (step S25). This corresponds to communication with the tablet 3C, which does not have an uplink signal US transmission function. The stylus 2 repeats step S25 and repeatedly determines whether the pen pressure has become 0 (step S26), and when it is determined that the pen pressure has become 0, it terminates communication with the tablet 3C and returns to step S21. Return to

ステップS22においてスタートビットSBが検出されたと判定した場合には、スタイラス2は、続いて種別特定情報が検出されたか否かを判定する(ステップS27)。種別特定情報が検出されない場合というのは、通常は、受信されたスタートビットSBが短縮同期信号PIであった場合であり、その場合には、スタイラス2は処理をステップS21に戻す(ステップS27の否定判定)。一方、種別特定情報により非インセル型のタブレット3Aであることが示される場合、スタイラス2は、非インセル型のタブレットとの通信プロトコルに従って、タブレット3Aとの通信を開始する(図20)。同様に、種別特定情報によりインセル型のタブレット3Bであることが示される場合、スタイラス2は、インセル型のタブレットとの間の通信プロトコルに従って、タブレット3Bとの通信を開始する(図21)。 If it is determined in step S22 that the start bit SB has been detected, the stylus 2 subsequently determines whether type identification information has been detected (step S27). The case where the type identification information is not detected is usually the case where the received start bit SB is the shortened synchronization signal PI, and in that case, the stylus 2 returns the process to step S21 (step S27). negative judgment). On the other hand, if the type identification information indicates that the tablet 3A is a non-in-cell tablet, the stylus 2 starts communicating with the tablet 3A according to the communication protocol with a non-in-cell tablet (FIG. 20). Similarly, when the type identification information indicates that the tablet 3B is an in-cell type tablet, the stylus 2 starts communicating with the tablet 3B according to the communication protocol with the in-cell type tablet (FIG. 21).

<タブレット3Aを検出した場合>
図20は、スタイラス2がタブレット3Aを検出した場合のスタイラス2の処理フロー図である。タブレット3Aとの通信を開始したスタイラス2は、同図に示すように、まず位置信号を所定時間にわたって連続送信する(ステップS30)。続いて、受信動作を実行し、コマンドCOMを含むアップリンク信号USの受信を試みる(ステップS31)。そして、その結果としてコマンドCOMが受信されたか否かを判定し(ステップS32)、受信されなかったと判定した場合には、タブレット3Aとの通信を終了してステップS21に戻る。一方、受信されたと判定した場合には、そのコマンドCOMが第2のコマンドを示すものであるか否かを判定する(ステップS33)。
<When tablet 3A is detected>
FIG. 20 is a processing flow diagram of the stylus 2 when the stylus 2 detects the tablet 3A. As shown in the figure, the stylus 2 that has started communicating with the tablet 3A first continuously transmits a position signal over a predetermined period of time (step S30). Subsequently, the receiving operation is performed and an attempt is made to receive the uplink signal US including the command COM (step S31). As a result, it is determined whether the command COM has been received (step S32), and if it is determined that the command COM has not been received, the communication with the tablet 3A is ended and the process returns to step S21. On the other hand, if it is determined that the command COM has been received, it is determined whether the command COM indicates the second command (step S33).

受信したコマンドCOMが第2のコマンドを示すものであると判定した場合、スタイラス2は、位置信号及びデータ信号の送信を実施し(ステップS34)、終了したらステップS31に戻って受信動作を繰り返す。これにより、タブレット3Aが第2のコマンドを送信する都度、スタイラス2が位置信号及びデータ信号を送信する、という処理が繰り返されることになる。 If it is determined that the received command COM indicates the second command, the stylus 2 transmits the position signal and the data signal (step S34), and when finished, returns to step S31 and repeats the receiving operation. This repeats the process in which the stylus 2 transmits a position signal and a data signal each time the tablet 3A transmits the second command.

一方、受信したコマンドCOMが第2のコマンドを示すものでないと判定したスタイラス2は、タブレット3Aに自身の存在を知らせるため、ステップS30に戻って位置信号の連続送信を行う。 On the other hand, the stylus 2 that has determined that the received command COM does not indicate the second command returns to step S30 and continuously transmits position signals in order to inform the tablet 3A of its presence.

<タブレット3Bを検出した場合>
図21は、スタイラス2がタブレット3Bを検出した場合のスタイラス2の処理フロー図である。タブレット3Bとの通信を開始したスタイラス2は、同図に示すように、まず位置信号の連続送信を行う(ステップS40)。この連続送信は、コマンドCOMを含むアップリンク信号USの受信タイミング(具体的には、図16に示した第2の期間T1,T21)が到来するまで繰り返される(ステップS41)。
<When tablet 3B is detected>
FIG. 21 is a processing flow diagram of the stylus 2 when the stylus 2 detects the tablet 3B. The stylus 2 that has started communicating with the tablet 3B first continuously transmits position signals as shown in the figure (step S40). This continuous transmission is repeated until the reception timing of the uplink signal US including the command COM (specifically, the second period T1, T21 shown in FIG. 16) arrives (step S41).

ステップS41でコマンドCOMを含むアップリンク信号USの受信タイミングが到来したと判定した場合、スタイラス2は、受信動作を実行し、コマンドCOMを含むアップリンク信号USの受信を試みる(ステップS42)。そして、その結果としてコマンドCOMが受信されたか否かを判定し(ステップS43)、受信されなかったと判定した場合には、タブレット3Bとの通信を終了してステップS21に戻る。一方、受信されたと判定した場合には、そのコマンドCOMが第2のコマンドを示すものであるか否かを判定する(ステップS44)。 If it is determined in step S41 that the timing to receive the uplink signal US including the command COM has arrived, the stylus 2 performs a receiving operation and attempts to receive the uplink signal US including the command COM (step S42). As a result, it is determined whether or not the command COM has been received (step S43), and if it is determined that the command COM has not been received, the communication with the tablet 3B is ended and the process returns to step S21. On the other hand, if it is determined that the command COM has been received, it is determined whether the command COM indicates the second command (step S44).

受信したコマンドCOMが第2のコマンドを示すものでないと判定したスタイラス2は、タブレット3Bに自身の存在を知らせるため、ステップS40に戻って位置信号の連続送信を行う。 Having determined that the received command COM does not indicate the second command, the stylus 2 returns to step S40 and continuously transmits position signals in order to inform the tablet 3B of its presence.

一方、受信したコマンドCOMが第2のコマンドを示すものであると判定したスタイラス2は、コマンドCOMにより特定される送信データを取得する(ステップS45)。そして、再度受信動作を実行し(ステップS46)、スタートビットSBが検出されたか否かを判定する(ステップS47)。その結果、スタートビットSBが検出されたと判定した場合には、さらにそのスタートビットSBに続いてコマンドCOMが受信されたか否かを判定し(ステップS48)、受信されたと判定した場合にはステップS45に戻り、新たなコマンドCOMにより特定される送信データの取得を再度行う。一方、コマンドCOMが受信されなかったと判定された場合には、図16(b)又は図16(c)に示した各第2の期間Tへの送信内容の割り当てに応じて、位置信号又はデータ信号を送信する(ステップS46)。そして、ステップS46に戻り、再度、スタートビットSBの受信を待機する。 On the other hand, the stylus 2 that has determined that the received command COM indicates the second command acquires the transmission data specified by the command COM (step S45). Then, the reception operation is executed again (step S46), and it is determined whether the start bit SB is detected (step S47). As a result, if it is determined that the start bit SB has been detected, it is further determined whether or not the command COM has been received following the start bit SB (step S48), and if it is determined that the command COM has been received, it is determined in step S45. The process returns to , and acquires the transmission data specified by the new command COM again. On the other hand, if it is determined that the command COM has not been received, the position signal or data is transmitted according to the assignment of the transmission content to each second period T shown in FIG. A signal is transmitted (step S46). Then, the process returns to step S46 and waits again for reception of the start bit SB.

ステップS47でスタートビットSBが検出されなかったと判定した場合、スタイラス2はさらに、最後にスタートビットSBを受信してから所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS50)。そして、経過したと判定した場合(すなわち、アップリンク信号USの不検出状態が所定時間継続した場合)には、タブレット3Bとの通信を終了してステップS21に戻る。一方、経過していないと判定した場合には、ステップS46に戻り、再度、スタートビットSBの受信動作を行う。 If it is determined in step S47 that the start bit SB has not been detected, the stylus 2 further determines whether a predetermined time has elapsed since the last start bit SB was received (step S50). If it is determined that the elapsed time has elapsed (that is, if the uplink signal US is not detected for a predetermined period of time), the communication with the tablet 3B is terminated and the process returns to step S21. On the other hand, if it is determined that the time has not elapsed, the process returns to step S46 and the start bit SB reception operation is performed again.

以上説明したように、本実施の形態によれば、スタイラス2は、コマンドCOMにより示される通信プロトコルの種別により、アップリンク信号USを送信しているタブレットの種別が非インセル型であることが示される場合(タブレット3Aである場合)には、相対的に少数の第1の期間Sを使用して筆圧データP等のデータを送信することによって、データの送信効率を向上させることができる。一方、コマンドCOMにより示される通信プロトコルの種別により、アップリンク信号USを送信しているタブレットの種別がインセル型であることが示される場合(タブレット3Bである場合)には、相対的に多数の第2の期間Tを使用して筆圧データP等のデータを送信することによって、タブレット3Bにおける受信失敗による送信情報の欠落を防止することができる。したがって、非インセル型のタブレット3Aとインセル型のタブレット3Bの両方で使えるようにスタイラス2を構成することが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, the stylus 2 indicates that the type of the tablet transmitting the uplink signal US is a non-in-cell type based on the type of communication protocol indicated by the command COM. (in the case of the tablet 3A), data transmission efficiency can be improved by transmitting data such as pen pressure data P using a relatively small number of first periods S. On the other hand, if the type of communication protocol indicated by the command COM indicates that the type of tablet transmitting the uplink signal US is an in-cell type (if it is a tablet 3B), a relatively large number of By transmitting data such as the pen pressure data P using the second period T, it is possible to prevent the transmission information from being lost due to reception failure at the tablet 3B. Therefore, it is possible to configure the stylus 2 so that it can be used with both the non-in-cell tablet 3A and the in-cell tablet 3B.

また、スタイラス2は、短縮同期信号PI(スタートビットSB)という簡易な短縮同期信号により、第2の期間Tごとにその到来(各々のブランク期間BPの時刻)を知ることができる。したがって、スタイラス2とタブレット3Bとの間の通信を開始する際に、ブランク期間BPの配置(間隔、継続時間等)を示す情報を含むアップリンク信号USを送信する必要がなくなるので、スタイラス2がインセル型のタブレット3Bからのアップリンク信号USを検出してから、そのタブレット3Bに向けてダウンリンク信号DSの送信を開始するまでに要する時間を短縮することが可能になる。 The stylus 2 can also know the arrival (time of each blank period BP) of each second period T by a simple abbreviated synchronization signal called the abbreviated synchronization signal PI (start bit SB). Therefore, when starting communication between the stylus 2 and the tablet 3B, it is no longer necessary to transmit an uplink signal US including information indicating the arrangement (interval, duration, etc.) of the blank periods BP, so it is possible to shorten the time it takes for the stylus 2 to start transmitting a downlink signal DS to the tablet 3B after detecting an uplink signal US from the in-cell tablet 3B.

また、タブレット3Bのコントローラ31は、スタイラス2が検出された後には1つの動作周期VTの中で1回だけコマンドCOMを送信するようにしているので、スタイラス2をタブレット3Bとともに使用する場合における位置検出の実行レートを確保することが可能になる。 In addition, since the controller 31 of the tablet 3B is configured to transmit the command COM only once in one operation cycle VT after the stylus 2 is detected, the position of the stylus 2 when used together with the tablet 3B is It becomes possible to secure the execution rate of detection.

図22は、本発明の第2の実施の形態によるタブレット3Bのコントローラ31の、画素駆動時における動作を示す図である。本実施の形態によるコントローラ31は、同図と図8を比較すると理解されるように、画素を駆動している期間(画素駆動期間)にもセンサ電極30Yを送信電極として使用する点で第1の実施の形態と相違し、その他の点では第1の実施の形態と同様である。以下、第1の実施の形態との相違点に着目して、本実施の形態について詳しく説明する。 Figure 22 is a diagram showing the operation of the controller 31 of the tablet 3B according to the second embodiment of the present invention when driving pixels. As can be seen by comparing this figure with Figure 8, the controller 31 according to this embodiment differs from the first embodiment in that the sensor electrode 30Y is used as a transmission electrode even during the period when the pixel is driven (pixel driving period), but is otherwise similar to the first embodiment. Below, this embodiment will be described in detail, focusing on the differences from the first embodiment.

図23は、本実施の形態によるスタイラス2とタブレット3Bとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートである。同図に示すように、本実施の形態によるタブレット3Bのコントローラ31(図3参照)は、センサ電極30X(第1の電極)に画素駆動用電圧Vcomを供給している画素駆動期間に、センサ電極30Y(第2の電極)を用いて、コマンドCOM及び短縮同期信号PIを含むアップリンク信号USの送信を行う。つまり、本実施の形態によるタブレット3Bのコントローラ31は、第1の実施の形態において生じていたセンサ電極30Yの空き時間を有効に活用して、アップリンク信号USの送信を行っている。 FIG. 23 is a time chart of the respective operations when the stylus 2 and tablet 3B communicate with each other according to the present embodiment. As shown in the figure, the controller 31 (see FIG. 3) of the tablet 3B according to the present embodiment controls the sensor voltage during the pixel drive period in which the pixel drive voltage Vcom is supplied to the sensor electrode 30X (first electrode). The electrode 30Y (second electrode) is used to transmit an uplink signal US including a command COM and a shortened synchronization signal PI. That is, the controller 31 of the tablet 3B according to the present embodiment transmits the uplink signal US by effectively utilizing the vacant time of the sensor electrode 30Y that occurred in the first embodiment.

本実施の形態によれば、コマンドCOMの送受信が第2の期間Tの外で実行されることから、第2の期間T1をもダウンリンク信号DSの送受信に使用することが可能になる。したがって、第2の期間T1を例えば位置信号の送受信に使用する場合には、スタイラス2の位置検出の実行レートを、第1の実施の形態に比べて向上させることが可能になる。また、第2の期間T1をデータ信号の送受信に使用する場合には、スタイラス2が送信するデータ信号のデータ量を、第1の実施の形態に比べて増加させることが可能になる。さらに、第2の期間T1を指4の位置検出に使用する場合には、指4の位置検出の実行レートを、第1の実施の形態に比べて向上させることが可能になる。 According to this embodiment, since the transmission and reception of the command COM is performed outside the second period T, it becomes possible to also use the second period T1 for the transmission and reception of the downlink signal DS. Therefore, when the second period T1 is used, for example, for transmitting and receiving position signals, it is possible to improve the execution rate of position detection of the stylus 2 compared to the first embodiment. Further, when the second period T1 is used for transmitting and receiving data signals, it is possible to increase the amount of data signals transmitted by the stylus 2 compared to the first embodiment. Furthermore, when the second period T1 is used to detect the position of the finger 4, it is possible to improve the execution rate of position detection of the finger 4 compared to the first embodiment.

また、本実施の形態によれば、短縮同期信号PIの送受信が第2の期間Tの外で実行されることから、第2の期間Tの全体を利用して、ダウンリンク信号DSの送受信を行うことが可能になる。したがって、1つの第2の期間Tの中で例えば2ビットのデータを送信することが可能になるので、スタイラス2が送信するデータ信号のデータ量を、第1の実施の形態に比べて増加させることが可能になる。また、データ信号のデータ量を維持する場合にはデータ信号の送信頻度を下げることができるので、スタイラス2又は指4の位置検出の実行レートを、第1の実施の形態に比べて向上させることが可能になる。 Furthermore, according to the present embodiment, since the transmission and reception of the shortened synchronization signal PI is performed outside the second period T, the entire second period T is used to transmit and receive the downlink signal DS. It becomes possible to do so. Therefore, it is possible to transmit, for example, 2 bits of data within one second period T, so the amount of data of the data signal transmitted by the stylus 2 is increased compared to the first embodiment. becomes possible. Furthermore, when maintaining the data amount of the data signal, the transmission frequency of the data signal can be lowered, so the execution rate of position detection of the stylus 2 or finger 4 can be improved compared to the first embodiment. becomes possible.

図24は、本発明の第3の実施の形態によるスタイラス2とタブレット3Bとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートである。同図には、タブレット3Bがスタイラス2を検出する前の動作を示している。 FIG. 24 is a time chart of the respective operations when the stylus 2 and tablet 3B communicate with each other according to the third embodiment of the present invention. The figure shows the operation before the tablet 3B detects the stylus 2.

上述したように、第1の実施の形態においては、スタイラス2を検出する前のタブレット3Bは、各第2の期間Tにおいてスタイラス2の検出動作と指4の検出動作とを時分割で実行していた。これは、第2の実施の形態においても同様である。これに対し、本実施の形態によるタブレット3Bは、各第2の期間Tにおいては指4の検出動作のみを行い、スタイラス2の検出動作は第2の期間Tの外で行う。本実施の形態は、その他の点では第2の実施の形態と同様であるので、以下では、第2の実施の形態との相違点に着目して詳しく説明する。 As described above, in the first embodiment, the tablet 3B before detecting the stylus 2 performs the detection operation of the stylus 2 and the detection operation of the finger 4 in each second period T in a time-sharing manner. was. This also applies to the second embodiment. In contrast, the tablet 3B according to the present embodiment performs only the finger 4 detection operation in each second period T, and the stylus 2 detection operation is performed outside the second period T. This embodiment is similar to the second embodiment in other respects, and therefore will be described in detail below, focusing on the differences from the second embodiment.

図24に示すように、本実施の形態によるタブレット3Bのコントローラ31は、第2の期間T1の開始前にコマンドCOMを含むアップリンク信号USを送信した後、各第2の期間T1の間の時間を利用し、センサ電極30Yのみを用いて、スタイラス2が送信する位置信号の受信動作を行う。センサ電極30Yのみを用いるのでスタイラス2の位置を検出することはできないが、スタイラス2の存在を検出することは可能である。スタイラス2の存在を検出した後には、コントローラ31は、例えば図23に示したように第2の期間Tの中でセンサ電極30X,30Yの両方を用いて位置信号を含むダウンリンク信号DSの受信を行うことによって、スタイラス2の位置を検出することができる。 As shown in FIG. 24, the controller 31 of the tablet 3B according to the present embodiment transmits the uplink signal US including the command COM before the start of the second period T1, and then transmits the uplink signal US during each second period T1. Taking advantage of the time, the operation of receiving the position signal transmitted by the stylus 2 is performed using only the sensor electrode 30Y. Since only the sensor electrode 30Y is used, the position of the stylus 2 cannot be detected, but the presence of the stylus 2 can be detected. After detecting the presence of the stylus 2, the controller 31 receives a downlink signal DS including a position signal using both sensor electrodes 30X, 30Y during a second period T, as shown in FIG. 23, for example. By doing this, the position of the stylus 2 can be detected.

なお、図24では、第2の期間T1の開始前にも位置信号の受信動作を行うとしているが、時間が足りない場合には、この受信動作は省略することとしてもよい。また、図24には示していないが、本実施の形態によるタブレット3Bのコントローラ31は、第1の実施の形態において第2の期間T21の中で送信していたコマンドCOMを第2の期間T20と第2の期間T21の間に送信しており、この期間における受信動作も省略することとしてもよい。 In FIG. 24, the position signal is received before the start of the second period T1, but if there is not enough time, this reception may be omitted. Also, although not shown in FIG. 24, the controller 31 of the tablet 3B in this embodiment transmits the command COM between the second periods T20 and T21, which was transmitted during the second period T21 in the first embodiment, and the reception during this period may also be omitted.

本実施の形態によれば、タブレット3Bがスタイラス2を検出する前の段階において、指4の位置検出にかけられる時間を、第1の実施の形態に比べて長く確保することが可能になる。 According to the present embodiment, it is possible to secure a longer time for detecting the position of the finger 4 before the tablet 3B detects the stylus 2 than in the first embodiment.

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 not limited to these embodiments in any way, and the present invention may be implemented in various forms without departing from the gist thereof. Of course.

例えば、上記実施の形態では、図18のステップS9~S12に示したように、スタイラス2の位置検出を第2の期間Tごとに実行していたが、第2の期間Tが短く全センサ電極30X,30Yのスキャンができない場合には、全センサ電極30X,30Yのスキャンを行うために複数の第2の期間T(例えば、1動作周期VT内で位置信号の受信に使用されるすべての第2の期間T)を使用することとしてもよい。指4の検出についても同様である。 For example, in the above embodiment, as shown in steps S9 to S12 in FIG. 18, the position detection of the stylus 2 is performed every second period T, but the second period T is short and all sensor If scanning of 30X and 30Y is not possible, multiple second periods T (for example, all the second periods T used for receiving position signals within one operation cycle VT) 2 period T) may be used. The same applies to the detection of the finger 4.

また、上記実施の形態では、データ信号と位置信号について時間を区別して送信することを述べたが、タブレットがデータ信号に基づいてスタイラス2の位置も特定できる場合など、位置信号の送信を必要としない場合には、位置信号の送信時間をデータ信号の送信時間に置き換えてもよい。 In addition, in the above embodiment, it has been described that the data signal and the position signal are transmitted with different times, but in cases where it is not necessary to transmit the position signal, such as when the tablet can also identify the position of the stylus 2 based on the data signal, the transmission time of the position signal may be replaced with the transmission time of the data signal.

また、上記実施の形態では、液晶表示装置を例に取って説明を行ったが、1表示周期内に複数のブランク期間BPを有するような表示を行うタイプの他の表示装置(例えば有機ELなど)にも本発明は適用可能である。 In addition, although the above embodiment has been described using a liquid crystal display device as an example, other display devices (such as organic EL, ) is also applicable to the present invention.

また、スタイラス2として、タブレット3A、タブレット3B、タブレット3Cとの間で用いる3つの通信プロトコルをサポートするトリプルスタイラスを説明したが、スタイラス2は、これらのうち任意の1つあるいは2つを組み合わせて動作するものであってもよい。 Furthermore, as the stylus 2, a triple stylus that supports three communication protocols used with the tablet 3A, tablet 3B, and tablet 3C has been described. It may be something that works.

また、スタイラス2は、アップリンク信号USを受信する機能に替えて、ユーザからの操作を受け付けるスイッチ等の入力部を備え、入力部への操作があった場合には、アップリンク信号USを受信せずとも、タブレット3A用、タブレット3B用、タブレット3C用の通信プロトコルを切り替える構成としてもよい。 In addition, the stylus 2 has an input section such as a switch that accepts an operation from the user in place of the function of receiving the uplink signal US, and receives the uplink signal US when the input section is operated. Alternatively, a configuration may be adopted in which communication protocols for tablet 3A, tablet 3B, and tablet 3C are switched.

2 スタイラス
3A~3C タブレット
4 指
20 スタイラス電極
21 信号処理回路
21a 制御部
21b 昇圧部
21c 発振部
21d スイッチ部
22 増幅部
23 電源
24 筆圧検出部
25 スイッチ
30 センサ
30X,30Y センサ電極
31 コントローラ
32 ホストプロセッサ
41 ロジック部
42,43 送信部
44 受信部
45 選択部
50 パターン供給部
51 スイッチ
52 符号列保持部
53 拡散処理部
54 送信ガード部
55 増幅回路
56 検波回路
57 アナログデジタル変換器
58x,58y スイッチ
59x,59y 導体選択回路
60 液晶層
61 カラーフィルターガラス
61 ロジック部
62 偏光板
63 共通電極
AH アップリンク検出高さ
BP ブランク期間
COM コマンド
CRC 巡回冗長符号
DS,DS1,DS2 ダウンリンク信号
FDS 指検出用信号
HB 水平帰線期間
P 筆圧データ
PI 短縮同期信号
Res データ
S 第1の期間
SB スタートビット
SR センシング範囲
SW スイッチ情報
T,T1~T40 第2の期間(ブランク期間)
US アップリンク信号
Vcom 画素駆動用電圧
Vsync 映像同期信号
VT 動作周期
2 Stylus 3A to 3C Tablet 4 Finger 20 Stylus electrode 21 Signal processing circuit 21a Control unit 21b Boosting unit 21c Oscillator 21d Switch unit 22 Amplifying unit 23 Power supply 24 Pen pressure detection unit 25 Switch 30 Sensors 30X, 30Y Sensor electrode 31 Controller 32 Host Processor 41 Logic section 42, 43 Transmission section 44 Receiving section 45 Selection section 50 Pattern supply section 51 Switch 52 Code string holding section 53 Spreading processing section 54 Transmission guard section 55 Amplification circuit 56 Detection circuit 57 Analog-to-digital converter 58x, 58y Switch 59x , 59y Conductor selection circuit 60 Liquid crystal layer 61 Color filter glass 61 Logic section 62 Polarizing plate 63 Common electrode AH Uplink detection height BP Blank period COM Command CRC Cyclic redundancy code DS, DS1, DS2 Downlink signal FDS Finger detection signal HB Horizontal retrace period P Pen pressure data PI Short synchronization signal Res Data S First period SB Start bit SR Sensing range SW Switch information T, T1 to T40 Second period (blank period)
US Uplink signal Vcom Pixel drive voltage Vsync Video synchronization signal VT Operation cycle

Claims (4)

第1の電極、及び、前記第1の電極よりもタッチ面の近くに前記第1の電極と交差するように配置される第2の電極を用いてスタイラスの位置を検出するコントローラであって、
前記第2の電極を用いて、前記スタイラスに対してアップリンク信号を送信し、
前記第1及び第2の電極の両方を用いて前記アップリンク信号に応答して前記スタイラスから送信されたダウンリンク信号の検出を実行し、検出した前記ダウンリンク信号に基づいて前記スタイラスの位置を検出し、
前記アップリンク信号の送信後、前記第2の電極のみを用いて前記ダウンリンク信号の検出を行い、それによって前記ダウンリンク信号が検出された後、前記スタイラスの位置を検出するために前記第1及び第2の電極の両方を用いて前記ダウンリンク信号の検出を行う
ントローラ。
A controller for detecting a position of a stylus using a first electrode and a second electrode disposed so as to intersect with the first electrode and closer to a touch surface than the first electrode,
transmitting an uplink signal to the stylus using the second electrode;
performing detection of a downlink signal transmitted from the stylus in response to the uplink signal using both the first and second electrodes, and detecting a position of the stylus based on the detected downlink signal;
after transmitting the uplink signal, detecting the downlink signal using only the second electrodes, thereby detecting the downlink signal using both the first and second electrodes to detect the position of the stylus after the downlink signal is detected ;
controller .
第1の電極、及び、前記第1の電極よりもタッチ面の近くに前記第1の電極と交差するように配置される第2の電極を用いてスタイラスの位置を検出するコントローラであって、
前記第2の電極を用いて、前記スタイラスに対してアップリンク信号を送信し、
前記第1及び第2の電極の両方を用いて前記アップリンク信号に応答して前記スタイラスから送信されたダウンリンク信号の検出を実行し、検出した前記ダウンリンク信号に基づいて前記スタイラスの位置を検出し、
前記第1及び第2の電極はそれぞれ、インセル型の液晶表示装置に設けられる電極であり、
前記第1の電極は、前記液晶表示装置の画素駆動期間内に画素駆動用の電圧が供給される電極である一方、前記第2の電極は、前記画素駆動期間内に前記画素駆動用の電圧が供給されない電極である
ントローラ。
A controller that detects the position of a stylus using a first electrode and a second electrode disposed closer to a touch surface than the first electrode and intersecting the first electrode,
transmitting an uplink signal to the stylus using the second electrode;
performing detection of a downlink signal transmitted from the stylus in response to the uplink signal using both the first and second electrodes and determining the position of the stylus based on the detected downlink signal; detect,
The first and second electrodes are each provided in an in-cell liquid crystal display device,
The first electrode is an electrode to which a pixel driving voltage is supplied within the pixel driving period of the liquid crystal display device, while the second electrode is an electrode to which the pixel driving voltage is supplied within the pixel driving period. is an electrode that is not supplied with
controller .
前記第1及び第2の電極は、前記タッチ面と、前記液晶表示装置に設けられる画素電極との間に配置される、
請求項に記載のコントローラ。
The first and second electrodes are arranged between the touch surface and a pixel electrode provided on the liquid crystal display device.
The controller according to claim 2 .
前記アップリンク信号は、前記液晶表示装置の表示周期ごとに送信されるコマンドを含む信号と、前記画素駆動期間ごとに送信される短縮同期信号とを含む、
請求項に記載のコントローラ。
The uplink signal includes a signal including a command transmitted every display period of the liquid crystal display device, and a shortened synchronization signal transmitted every pixel drive period.
The controller according to claim 2 .
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