JPWO2017029829A1 - スタイラスがセンサコントローラを検出する方法、スタイラス、及びセンサコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】最大待機時間を従来と同等又はそれ以下の値に維持しつつ、センサコントローラが送信する信号を受信することによってセンサコントローラを検出するよう構成されたスタイラスがセンサコントローラを検出するまでに消費する電力の量を低減する。
【解決手段】本発明による方法は、センサコントローラ３１が、既知の繰り返し要素ｃ１の２回以上の繰り返しを含む第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１を送信する第１の送信ステップと、スタイラス１００が、所定時間長ＳＲＰの受信期間にわたって受信動作を行うとともに、該受信期間内に受信された信号の中に１以上の繰り返し要素ｃ１が含まれるか否かの判定を行い、該判定の結果に応じてセンサコントローラ３１を検出する検出ステップと、センサコントローラ３１が、スタイラス１００との間で事前に共有されていない複数のビット値を含む第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２を送信する第２の送信ステップとを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、スタイラスがセンサコントローラを検出する方法、スタイラス、及びセンサコントローラに関する。

電源装置内蔵型の位置指示器であるアクティブスタイラス（以下、単に「スタイラス」という）からタブレットに対し、タブレットとの間での容量結合により信号の送信を行うようにした位置検出装置が知られている。この種の位置検出装置においては、現状、スタイラスから信号を送信してタブレットのセンサコントローラで受信するという、一方向の通信が行われている。特許文献１には、このような位置検出装置の例が開示されている。

特許文献２には、位置検出装置の他の例が開示されている。この例によるスタイラスは、信号送信のための電極と電池とを備えており、筆圧検出した結果をデジタルで送信している。また、タブレットは表示装置及び透明センサーによって構成されており、透明センサーにより、スタイラスによる指示位置および筆圧と、指によるタッチ位置との両方が検出可能な構成とされている。

特許文献３には、スタイラスとセンサーに接続されたセンサコントローラとの間に生じる結合容量を介して双方向に信号を送信する位置検出装置が記載されている。段落００６５にはタッチセンサデバイスがスタイラスに対して信号を送信し、その信号に対する応答としてスタイラスが信号を送信することが記載されている。

国際公開第２０１５／１１１１５９号公報 特開２０１４−６３２４９号公報 米国特許公開２０１３／０１０６７６０号明細書

スタイラスとセンサーとの間の結合容量を介した通信では、スタイラス先端若しくはセンサの電極の大きさ、形状、材質、並びに送信電圧等様々な要因によって異なるものの、一般にペン先とセンサ電極との距離が数ミリあるいは数十ミリ以内にならないと実効的に通信をするために十分な結合容量を形成することができない。従って数メートルあるいは数十メートルのレンジで互いを検出し、その通信を維持し続けることのできるＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信部を備えたマウス等の入力機器とコンピュータの関係とは異なり、ユーザがスタイラスをセンサへ近接させる操作がされたタイミングになるまで互いを検出することができない。

このような特性を有するスタイラスとセンサコントローラとの通信の方法として、後述する図１０に示すような検出処理が考えられるが、この検出処理では、センサコントローラを検出するまでのスタイラスの消費電力が大きくなってしまうという問題がある。以下、詳しく説明する。

図１０は、本発明の背景技術による双方向通信システムにおけるセンサコントローラの検出方法を説明する図である。同図のＴｘに示すように、センサコントローラは、センシング範囲内に入ったスタイラスに対しスタイラスに事前に共有されてない制御情報（コマンド）を含むビーコン信号ＢＳを一定の送信周期ＴＰで間欠的に送信するよう構成される。一方、スタイラスは、センサコントローラを検出するまでの間、間欠的に受信動作を行う。具体的には、所定時間長ＷＰで示す間隔（たとえば１秒間に数回等の間隔）ごとに受信回路を起動し、所定時間長ＲＰ（＜ＷＰ）の受信期間、正常情報を得るために連続的に受信動作を実行する。スタイラスが受信動作を間欠的に行うのは、実際にはスタイラスが電子機器の脇に置かれているような状態など、センサの検出範囲で利用されていない間の受信動作を少なくし、消費電力を削減するためである。

このようなシステムにおいて、スタイラスが受信動作を開始した後、所定時間長ＲＰの受信期間の間に、ビーコン信号ＢＳに含められた制御情報を検出することを保証するためには、所定時間長ＲＰが送信周期ＴＰより長くなければならない（ＲＰ＞ＴＰである必要がある）。これは、所定時間長ＲＰが送信周期ＴＰより短いと、スタイラスが受信動作を開始したタイミングによっては、センサコントローラから送信されたビーコン信号ＢＳを検出できないまま所定時間長ＲＰが経過し受信処理を終了してしまう場合があるためである。従ってスタイラス１００は、送信周期ＴＰより長い期間である連続受信時間ＲＰの間、受信回路を起動し続けることが望ましく、この場合における、スタイラスの受信動作実行時間の全時間に占める割合はＲＰ／ＷＰとなる。

元来、スタイラスは、筐体サイズの制約により電子計算機を駆動するための電源を共用できるセンサコントローラに比して電源の容量が小さい傾向があり、スタイラスの消費電力が増加すると、ユーザによるシステムの利用時間を減少させることになってしまう。特に、送信側に同期した受信動作を行うことになるスタイラスではＡＤ変換や波形再生等のデジタル復調処理を行う上で送信側の信号の送信レートに比して高速な駆動をしなければならず、受信期間の時間長ＲＰの増大は無視できないほどに大きくなってしまう。したがって、センサコントローラを検出するまでのスタイラスの消費電力の低減が求められている。

ここで、ただスタイラスの消費電力を低減するだけでよければ、スタイラスによる受信回路の起動間隔を延ばす（すなわち、所定時間長ＷＰを大きくする）ことにより実現可能である。しかしながら、そうするとスタイラスがセンサコントローラに接近してから互いの検出が完了するまでに要する時間（応答時間）の最大値（最大待機時間）が長くなってしまうことになる。スタイラスがセンサコントローラに接近している状態は、ユーザが実際にスタイラスを用いた操作を始めた（ペンダウン操作された）状態である可能性が高く、スタイラスの指示位置の表示処理やグラフィック処理の開始を早める上でもスタイラスがセンサコントローラを検出し、それに応じた信号を送信するまでの時間は短いことが望ましい。

したがって、スタイラスがセンサコントローラを検出するまでの応答時間を維持しつつも、センサコントローラが送信する信号を受信することによってセンサコントローラを検出するよう構成されたスタイラスがセンサコントローラを検出するまでに消費する電力の量を低減可能とする方法が求められている。

本発明による方法は、容量結合を利用して信号の送信を行うセンサコントローラ及びスタイラスを含んで構成されるシステムにおいて前記スタイラスが前記センサコントローラを検出する方法であって、前記センサコントローラが、既知の繰り返し要素の２回以上の繰り返しを含む第１の制御信号を送信する第１の送信ステップと、前記スタイラスが、所定時間長の受信期間にわたって受信動作を行うとともに、該受信期間内に受信された信号の中に１つの前記繰り返し要素が含まれるか否かの判定を行い、該判定の結果に応じて前記センサコントローラを検出する検出ステップと、前記センサコントローラが、前記スタイラスとの間で事前に共有されていない複数のビット値を含む第２の制御信号を送信する第２の送信ステップとを含む。

本発明によるスタイラスは、センサコントローラとの間で結合容量を介した通信を行うスタイラスであって、前記センサコントローラは、連続送信期間スタイラスに対して信号を送信するものであって、Ｎ（Ｎは１以上の整数）個のシンボルの長さより長く、かつ、前記連続送信期間より短い期間である受信期間の間信号を受信し、受信された信号の中に事前に前記センサコントローラとの間で値が共有されている前記Ｎのシンボルの値からなる繰り返し要素が１つ含まれているか否かの判定をし、前記判定の結果前記繰り返し要素が含まれていない場合に前記受信期間信号の受信を一定の間隔をおいて続行し、前記判定の結果前記繰り返し要素が含まれている場合に起動信号を発行する受信部と、前記起動信号を契機として前記センサコントローラに対して信号を送信するための処理を実行する制御部とを含む。

本発明によるセンサコントローラは、接続されたセンサを用い、前記センサとスタイラスとの間の容量結合を介してスタイラスに対して制御情報を送信し、前記制御情報に応じて前記スタイラスから送信される信号を受信するセンサコントローラであって、前記スタイラスは、所定の期間受信動作を行うとともに、該受信期間内に受信された信号に１つシンボルの値のパターンが含まれるか否かの判定を行い、該判定の結果に応じて前記センサコントローラを検出するものであり、指定された送信期間、供給されたシンボルの値に基づいて制御信号を生成し送信する送信部と、事前に前記スタイラスに値が共有されたＮ（Ｎは１以上の整数）個のシンボルを前記所定の期間よりも長い期間繰り返し送信するように前記送信部を制御する制御部とを含む。

本発明によれば、センサコントローラ側が２回以上繰り返して繰り返し要素を送信し、繰り返された繰り返し要素のうちの１つを検出することでスタイラスがセンサコントローラを検出することにするため、スタイラスが信動作を実行しなければならない時間を短縮することができ、スタイラスの受信動作実行時間の全時間に占める割合を小さくすることが可能になる。したがって、本発明によれば、スタイラスがセンサコントローラを検出するまでの応答時間を維持しつつも、センサコントローラが送信する信号を受信することによってセンサコントローラを検出するよう構成されたスタイラスがセンサコントローラを検出するまでに消費する電力の量の低減が実現される。

本発明の実施の形態によるシステム１の構成を示す図である。 図１に示した電子機器３の構成を示す図である。 図１に示したスタイラス１００の機能ブロックを示すブロック図である。 図１に示したスタイラス１００及びセンサコントローラ３１の動作を時系列で説明するためのタイミング図である。 （ａ）は、図１に示したセンサコントローラ３１の動作を示すフロー図であり、（ｂ）は、図１に示したスタイラス１００の動作を示すフロー図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例によるスタイラス１００及びセンサコントローラ３１の動作を時系列で説明するためのタイミング図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態の第１の変形例によるセンサコントローラ３１の動作を示すフロー図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態の第１の変形例によるスタイラス１００の動作を示すフロー図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例によるスタイラス１００及びセンサコントローラ３１の動作を時系列で説明するためのタイミング図である。 （ａ）は、本発明の実施の形態の第２の変形例によるセンサコントローラ３１の動作を示すフロー図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態の第２の変形例によるスタイラス１００の動作を示すフロー図である。 本発明の背景技術による双方向通信システムにおけるセンサコントローラの検出方法を説明する図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態によるシステム１の構成を示す図である。システム１は、スタイラス１００と、電子機器３に備えられたセンサコントローラ３１とにより構成される。

スタイラス１００は、図１に示すように、芯２０、電極２１、筆圧検出センサ２３、回路基板２４、及び電源２５を有して構成される。電源２５としては、例えば円筒型のＡＡＡＡ電池が用いられる。

芯２０は、その長手方向がスタイラス１００のペン軸方向と一致するように配置される棒状の部材である。芯２０の先端部２０ａの表面には導電性材料が塗布され、電極２１を構成している。芯２０の後端部は、筆圧検出センサ２３に当接される。筆圧検出センサ２３は、芯２０の先端部２０ａに加えられる圧力（筆圧）を検出するために用いられる。

スタイラス１００は、特許文献１に記載のアクティブスタイラスと同様に、電界の変化を信号の変化に対応付けて結合容量を介して、電子機器３に向けてダウンリンク信号ＤＳを送信する機能を有する。電極２１は、この送信を実現するためのアンテナの役割を果たす。詳細は後述するが、このダウンリンク信号ＤＳには、位置信号ＤＳ＿ｐｏｓ及びデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓが含まれる。スタイラス１００の電極２１は、センサコントローラ３１から結合容量を介して送信される制御信号ＵＳを受信するためのアンテナとしての役割も果たす。

電子機器３は、タッチ面を構成するセンサ３０と、センサコントローラ３１と、これらを含む電子機器３の各部の機能を制御するホストプロセッサ３２とを有して構成される。

センサコントローラ３１は、センサ３０を通じ、スタイラス１００に向けて制御信号ＵＳを送信する機能を有する。詳細は後述するが、制御信号ＵＳには、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１及び第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２が含まれる。

本発明は、以上のような構成を有するシステム１において、スタイラス１００がセンサコントローラ３１を検出する方法に関する。詳細は図４を用いて後述するが、スタイラス１００は、消費電力を削減するため、センサコントローラを検出するまでの検出前期間ＢＤは、短縮された受信期間ＳＲＰを除き、受信部７１の受信動作を停止している。

図２は、電子機器３の構成を示す図である。電子機器３は、センサ３０、センサコントローラ３１、及び電子機器３全体の動作を制御するホストプロセッサ３２を含み構成される。センサ３０は、複数の線状電極３０Ｘと複数の線状電極３０Ｙとがマトリクス状に配置された構成を有しており、これら線状電極３０Ｘ，３０Ｙによってスタイラス１００と容量結合する。また、センサコントローラ３１は、送信部６０、選択部４０、受信部５０、ロジック部７０、及び、ＭＣＵ８０を有して構成される。

送信部６０は、指定された送信期間、供給されたデータ（後述シンボルの値）に基づいて図１に示した制御信号ＵＳ（第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１及び第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２）を送信するための回路である。具体的には、第１の制御信号供給部６１、スイッチ６２、変調部（直接拡散部）６３、拡散符号保持部６４、及び送信ガード部６５を含み構成される。

第１の制御信号供給部６１は、値のパターンの要素である繰り返し要素ｃ１を保持しており、ロジック部７０から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ１の指示に従って、図４の連続送信期間ＴＣＰ（例えば、３ｍｓｅｃ）の間、繰り返し要素ｃ１を連続してＭ（Ｍは２以上の整数）回にわたり繰り返し出力する機能を有する。また、連続送信期間ＴＣＰの終了直後に、所定の区切り要素ＳＴＰを出力する機能も有している。

繰り返し要素ｃ１は、スタイラス１００がセンサコントローラ３１の存在を検出するために用いられるシンボルの値のパターンであり、事前に（スタイラス１００がセンサコントローラ３１を検出する前に）スタイラス１００に既知にされているＮ個（Ｎは１以上の整数）のシンボルの値を含んで構成される。シンボルは、送信処理においては変調に用いる情報の単位であり、受信処理においては１シンボルを復調して得られる情報の単位である。本実施の形態では、１つの拡散符号の極性あるいは位相によって表わされる情報の単位として説明する。

１シンボルの長さは、この情報の単位分の信号の時間（送信時間、又は、受信時間）に相当する。Ｎ個のシンボルの長さは、Ｎ個の情報単位が含まれる信号の時間である。１シンボルは１ビットの値を表すとしてもよいし多値を表すとしてもよい。多値を表わす場合には、所定ビット数の値（２のべき乗個数分の値、便宜上「Ｄ」と表記される）を示すこととしてもよいし、所定ビット数の値「Ｄ」に加えて所定ビット数の値のいずれにも対応しない（ＭＣＵが利用するバイナリ列化に供しない）１つ以上の値を示すこととしてもよい。なお、この「１つ以上の値」は本発明に２つであり、便宜的にそれぞれ「Ｐ」「Ｍ」と表記される。この「Ｐ」「Ｍ」は繰り返し要素ｃ１及び区切り要素にのみ用いられる。

繰り返し要素ｃ１を構成するＮ個のシンボルは、いずれも同じ第１の値を示すこととしてもよいし、互いに異なる値を示す複数のシンボルを含むこととしてもよい。例えば、１つのシンボルにより１ビットの値を示す場合に、いずれも同じ第１の値「１１」（又は「００」）を示すＮ（Ｎ＝２）個のシンボルによって繰り返し要素ｃ１を構成してもよいし、互いに異なる「１」を示すシンボルと「０」を示すシンボルとを含む「１０」（又は「０１を含むＮ（Ｎ＝２）個のシンボルにより繰り返し要素ｃ１を構成してもよい。

さらに、１つのシンボルにより示される値が多値でありに上記「Ｐ」「Ｍ」が含まれる場合であれば、例えば「ＰＭ」（又は「ＭＰ」）のように、これら特定の値に対応しない値を用いて繰り返し要素ｃ１を構成してもよい。このようにすることで、任意の連続２シンボルの値をデコードしたときに、「ＭＰ」であっても「ＰＭ」であっても「デコードされた２つのシンボルの値が異なる」ことを持って、現在受信している信号が第１の制御信号であることを判定できる。

なお、Ｎ＝１（例えば、繰り返し要素ｃ１は「１」）としてもよく、この場合には、スタイラス１００が繰り返し要素ｃ１を検出するために必要とする最小の時間（検出前期間ＢＤに受信部７１を起動させておくことが必要となる時間。具体的には、繰り返し要素ｃ１に含まれるシンボルの数の２個分の長さ）を最小にし、図４に示す短縮された受信期間ＳＲＰより短いものとすることが可能になる。また、Ｎ＝２とすることで、受信期間は、繰り返し要素ｃ１に含まれるｃ１に含まれるシンボルの数の２個分の長さは４シンボルの長さに増加することになるが、任意連続する２個のシンボルの値を復号することによって現在受信している制御信号が第１の制御信号であることが判定できる。

また、区切り要素ＳＴＰは、連続送信期間ＴＣＰの終了をスタイラス１００に通知するためのシンボルパターンであり、繰り返し要素ｃ１の繰り返し中に現れないシンボルパターンによって構成される。一例を挙げると、上述したように、１つのシンボルにより１ビットの値を示すこととし、いずれも同じ第１の値「１１」（又は「００」）を示すＮ個（Ｎ＝２）のシンボルによって繰り返し要素ｃ１を構成する場合には、第１の値「１」とは異なる値例えば第２の値「０」を示すシンボルを含めて区切り要素ＳＴＰを構成する（「０１」「１０」「００」のいずれか）とすることが好ましい。また、上述したように、１つのシンボルにより多値示すこととし、繰り返し要素ｃ１内で「Ｐ」と「Ｍ」とが交互に繰り返されることとなるようにＮ個のシンボルを構成する場合には、同じ値（例えば「Ｐ」）を示すシンボルのみによって、例えば「ＰＰ」あるいは「ＭＭ」のように区切り要素ＳＴＰを構成することが好ましい。なお、区切り要素ＳＴＰを構成するシンボルの数は、繰り返し要素ｃ１を構成するシンボルの数に等しいとしてもよい。

スイッチ６２は、ロジック部７０から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ２に基づいて第１の制御信号供給部６１及びＭＣＵ８０のいずれか一方を選択し、選択した一方の出力を変調部（直接拡散部）６３に供給する機能を有する。スイッチ６２が第１の制御信号供給部６１を選択した場合、変調部（直接拡散部）６３には上記繰り返し要素ｃ１又は区切り要素ＳＴＰが供給される。一方、スイッチ６２がＭＣＵ８０を選択した場合、変調部（直接拡散部）６３には制御情報ｃ２が供給される。

制御情報ｃ２は、スタイラス１００への指示内容を示すコマンドを含むシンボルパターンであり、ＭＣＵ８０によって生成される。制御情報ｃ２は、背景技術で説明した制御情報（コマンド）を含むビーコン信号ＢＳに対応するものであり、スタイラス１００との間でその値が事前に共有されていない複数のシンボルを含む情報である点で、繰り返し要素ｃ１とは異なっている。スタイラス１００における制御情報ｃ２のデコードを簡単なものにする観点から、この事前に共有されていない複数のシンボルのそれぞれが示す値は、上記「Ｐ」「Ｍ」で表記される特定の値（又はビット列）とするのではなく、それぞれが「Ｄ」で表記される所定ビット数の値に対応づけられることが好ましい。制御情報ｃ２は、この所定ビット数の値によりスタイラス１００に対しての動作を指示するコマンドを構成する。コマンドには、例えば、スタイラス１００が送信すべき情報の内容、スタイラス１００が信号を送信すべきタイミング、あるいは、スタイラスが信号を送信する周波数等が含まれる。

拡散符号保持部６４は、ロジック部７０から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ３に基づき、拡散符号ＰＮ（所定の符号列）を生成する機能を有する。拡散符号保持部６４によって生成された拡散符号ＰＮは、変調部（直接拡散部）６３に供給される。

変調部（直接拡散部）６３は、スイッチ６２から供給される信号（繰り返し要素ｃ１、区切り要素ＳＴＰ、制御情報ｃ２）の各シンボルの値により、拡散符号保持部６４から供給される拡散符号ＰＮの出力パターンを変更することで上述した第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１及び第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２を生成して出力する機能部である。具体的には、連続送信期間ＴＣＰ内に繰り返し供給される一連の繰り返し要素ｃ１を構成する１以上のシンボルのそれぞれの値に基づいて、拡散符号ＰＮの極性（正転あるいは反転、１シンボルが多値を表わす場合には巡回シフト量）を変化させることにより第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１を生成し、その後に供給される区切り要素ＳＴＰ及び制御情報ｃ２のそれぞれを構成する複数のシンボルの値によって拡散符号ＰＮの極性等を変化させることによって第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２を生成するよう構成される。１つの拡散符号ＰＮを構成するチップの数は任意であるがチップのレートに応じて送信される第１の制御信号及び第２の制御信号の周波数スペクトルを拡散し、制御信号のノイズ耐性を向上することができる。

なお、変調部（直接拡散部）６３においては、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１及び第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２を構成する各チップに対し、さらにマンチェスター符号化を施すこととしてもよい。

送信ガード部６５は、ロジック部７０から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ４に基づき、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１及び第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の送信期間と後述する受信期間ＲＤＳとの間に、送信動作と受信動作を切り替えるために送信と受信の両方を行わない期間であるガード期間を挿入する。

選択部４０は、ロジック部７０の制御に基づいて、センサ３０から信号を送信する送信期間と、センサ３０により信号を受信する受信期間とを切り替えるスイッチである。具体的に説明すると、選択部４０は、スイッチ４４ｘ，４４ｙと、導体選択回路４１ｘ，４１ｙとを含んで構成される。スイッチ４４ｘは、ロジック部７０から供給される制御信号ｓＴＲｘに基づき、送信期間には、送信部６０の出力端を導体選択回路４１ｘの入力端に接続し、受信期間には、導体選択回路４１ｘの出力端を受信部５０の入力端に接続するよう動作する。スイッチ４４ｙは、ロジック部７０から供給される制御信号ｓＴＲｙに基づき、送信期間には、送信部６０の出力端を導体選択回路４１ｙの入力端に接続し、受信期間には、導体選択回路４１ｙの出力端を受信部５０の入力端に接続するよう動作する。導体選択回路４１ｘは、ロジック部７０から供給される制御信号ｓｅｌＸに基づき、複数の線状電極３０Ｘのうちの１つを選択し、選択したものをスイッチ４４ｘに接続するよう動作する。導体選択回路４１ｙは、ロジック部７０から供給される制御信号ｓｅｌＹに基づき、複数の線状電極３０Ｙのうちの１つを選択し、選択したものをスイッチ４４ｙに接続するよう動作する。

受信部５０は、ロジック部７０の制御信号ｃｔｒｌ＿ｒに基づいて、スタイラス１００が送信する位置信号ＤＳ＿ｐｏｓ及びデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓを検出あるいは受信するための回路である。具体的には、増幅回路５１、検波回路５２、及び、アナログデジタル（ＡＤ）変換器５３を含み構成される。

増幅回路５１は、選択部４０から供給される位置信号ＤＳ＿ｐｏｓ及びデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓを増幅して出力する。検波回路５２は、増幅回路５１の出力信号のレベルに対応した電圧を生成する回路である。ＡＤ変換器５３は、検波回路４９から出力される電圧を所定時間間隔でサンプリングすることによって、デジタル信号を生成する回路である。ＡＤ変換器５３が出力するデジタルデータはＭＣＵ８０に供給される。

ＭＣＵ８０は、内部にＲＯＭおよびＲＡＭを有し、本発明の方法を実行するためのプログラムに基づき動作するマイクロプロセッサである。ロジック部７０は、ＭＣＵ８０の制御に基づき、上述した各制御信号を出力する。ＭＣＵ８０はまた、ＡＤ変換器５３から供給されるデジタルデータに基づいてスタイラス１００の位置を示す座標データｘ，ｙ等を導出し、ホストプロセッサ３２に対して出力する役割を担う。

このようにして、ＭＣＵ８０は、ロジック部７０と送信部６０とを用いて、事前にスタイラスに値が共有されたＮ（Ｎは１以上の整数）個のシンボルがＭ回繰り返された信号を含む第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１が送信されるように制御する。

また、スタイラスに対するコマンドを示す信号として、事前にスタイラスに値が共有されていないシンボルを含む第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２が送信されるように制御する。

センサコントローラ３１及びスタイラス１００はそれぞれ、複数のコマンドのそれぞれと、該コマンドごとに異なる値（又はビット列）との対応関係を予め記憶している。センサコントローラ３１のＭＣＵ８０は、送信対象のコマンドを決定した後、決定したコマンドに対応するビット列をこの対応関係から取得し、制御情報ｃ２として出力するよう構成される。

図３は、スタイラス１００の機能ブロックを示すブロック図である。同図に示すように、スタイラス１００は、切替部ＳＷ、受信部７１、送信部７５、並びに制御部９０を含み構成される。

切替部ＳＷは、制御部９０からの制御信号ＳＷＣに基づき、受信Ｒと送信Ｔとを切り替えるスイッチである。受信Ｒの場合には電極２１を受信部７１に接続し、送信Ｔの場合には電極２１を送信部７５に接続する。初期状態、すなわちスタイラス１００が第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１を検出するまでの検出前期間ＢＤの間、切替部ＳＷは受信側Ｒに設定される。

受信部７１は、制御部９０により指示される受信期間、切替部ＳＷから供給される信号（電極２１に到来した信号）の受信と受信した信号に含まれたシンボルの値のデコードを行う回路であり、波形再生部７１ａ及び相関演算器７１ｂを含み構成される。受信部７１は、消費電力を削減するため、センサコントローラ３１を検出するまでの検出前期間ＢＤでは、短縮された受信期間ＳＲＰを除いてその動作を停止している。

図４も参照しながら説明すると、受信部７１は、所定の周期ＷＰａ（例えば２．５ｍｓｅｃ）ごとに、図１０で説明した受信期間ＲＰに比して短縮された、短縮された受信期間ＳＲＰの間だけ第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１（繰り返し要素ｃ１）の受信動作を行い、センサコントローラ３１が送信した繰り返し要素ｃ１を検出する。この検出は、制御部９０により指定された短縮された受信期間ＳＲＰ内に受信された信号の中に１つの繰り返し要素ｃ１が含まれるか否かを判定することによって行う。

ここで短縮された受信期間は、周期ＷＰａの時間のうち、１つの繰り返し要素ｃ１の時間長（Ｎ個のシンボルの長さ）より長く、かつ、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１の時間長（ＮにＭを乗じた個数のシンボルの長さ）より短い期間である。センサコントローラ３１が送信するタイミングに依存せずに繰り返し要素を１つ検出するために必要な時間として前述した通り、繰り返し要素ｃ１に含まれたシンボルの数（Ｎ個）の２個分のシンボルの長さより長い時間としてもよい。

スタイラス１００は、これによってセンサコントローラ３１の検出を試みる。センサコントローラ３１を検出した後には、受信部７１は、受信動作を継続して第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２を受信する処理を行う。具体的には、まず第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の先頭に位置する区切り要素ＳＴＰを受信し、続いて制御情報ｃ２を受信する。

受信部７１の各部の動作について、具体的に説明する。波形再生部７１ａは、電極２１に誘導された電荷（電圧）のレベルを、拡散符号ＰＮのチップレートの数倍（例えば４倍）のクロックＣＬＫで２値化し、正負の極性値のバイナリ列（ＰＮ符号のチップ列に対応）に整形して出力する機能を有する。

相関演算器７１ｂは、波形再生部７１ａが出力した正負の極性値のバイナリ列をレジスタ列に格納し、前述クロックＣＬＫで順次シフトしながら、事前にセンサコントローラ３１から値が共有され既知とされているシンボルの値のに対応した拡散符号ＰＮとの相関演算を行うことで、受信された信号に含まれたシンボルの値をデコードして出力する。

具体的に説明すると、上述したように繰り返し要素ｃ１が１つのシンボルのみにより構成されている場合（例えば繰り返し要素ｃ１の中身としてシンボル「１」が事前に定められているとき）、相関演算器７１ｂは、この１つのシンボルが１回検出できたことをもってセンサコントローラ３１が存在することを検出する。また、繰り返し要素ｃ１が複数のシンボルにより構成されている場合（例えば、繰り返し要素ｃ１の中身として、Ｎ＝２であって、シンボルの値のパターン「ＭＰ」又は「ＰＭ」が事前に定められているとき）、相関演算器７１ｂは、この複数のシンボルが１回検出できたことをもってセンサコントローラ３１が存在することを検出する。センサコントローラ３１を検出した相関演算器７１ｂは、制御部９０に対して第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２に含まれるコマンドに応じた処理など前記センサコントローラに対して信号を送信するための処理を実行する各種の処理を実行可能にするための起動信号ＥＮを発行する。

また、相関演算器７１ｂは、繰り返し要素ｃ１が検出された場合、受信信号のデコード処理を継続し（図４の時刻ｔ１〜時刻ｔ２の間）、受信された信号の中に区切り要素ＳＴＰが含まれるか否かを判定する。その結果、時刻ｔ２で区切り要素ＳＴＰが検出されると、検出時刻ｔ２を制御部９０に対して出力する。

さらに、相関演算器７１ｂは、制御部９０からのスケジューリングに従って第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２を受信して制御情報ｃ２（「０」か「１」か未知のビット値を複数含む）のデコードを行い、制御部９０に出力する。

制御部９０は、マイクロプロセッサ（ＭＣＵ）により構成され、受信部７１から起動信号ＥＮが供給されたこと（すなわち、受信部７１が１つの繰り返し要素ｃ１を検出したこと）を契機として起動し、センサコントローラに対して信号を送信するための各種の処理を行う。具体的には、受信部７１から供給される検出時刻ｔ２に基づいて各種信号等（制御情報ｃ２、位置信号ＤＳ＿ｐｏｓ、及びデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓ）の送受信スケジュールを生成し、生成した送受信スケジュールに基づく制御信号ＳＷＣを生成して切替部ＳＷに供給する処理と、受信部７１から供給される制御情報ｃ２に基づいてデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓの送信方法を制御する処理とを行う。

また、制御信号ＵＳ＿ｃ２に含まれる複数のコマンドのそれぞれと、該コマンドごとに異なるシンボルの値との対応関係を予め記憶しており、受信部７１から供給されたシンボルの値（複数ビットの値）に基づいた動作を行う。

データ信号ＤＳ＿ｒｅｓの送信方法の制御について、詳しく説明する。制御部９０は、制御情報ｃ２により送信すべき情報の内容（ペンＩＤ、筆圧値、サイドスイッチの押下状態等）が指定されている場合、その指定に従い、電子機器３に対して送信する情報の内容を制御する。具体的には、送信する情報を含む送信データＲｅｓを生成し、送信部７５に供給する。また、制御情報ｃ２によりデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓの送信タイミング（例えば、データ信号ＤＳ＿ｒｅｓの送信に用いるタイムスロット）が指定されている場合、その送信タイミングでデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓが送られることとなるよう、送信部７５に送信データＲｅｓを供給するタイミングを制御する。さらに、制御情報ｃ２によりデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓの送信に用いる周波数が指定されている場合、その周波数のキャリア信号を生成するよう、後述する変調部７３を制御する。

なお、受信部７１が繰り返し要素ｃ１を検出していない場合、すなわち前回の起動信号ＥＮの供給を受けて上記処理を完了した後、未だ次の起動信号ＥＮの供給を受けていない場合、制御部９０は上記各処理の実行を休止する状態にする（すなわち、制御部９０の処理を低消費電力で動作させる）こととしてもよい。これにより、制御部９０の消費電力をも低減することができる。

送信部７５は、位置信号ＤＳ＿ｐｏｓ及びデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓを送信する回路であり、変調部７３及び昇圧回路７４により構成される。

変調部７３は、所定周波数又は制御部９０からの制御に従った周波数のキャリア信号（矩形波信号）を生成し、そのまま、或いは、制御部９０の制御に基づいて変調したうえで出力する回路である。位置信号ＤＳ＿ｐｏｓの送信時には、変調部７３は、キャリア信号を変調せずにそのまま出力する。一方、データ信号ＤＳ＿ｒｅｓの送信時には、制御部９０から供給される送信データＲｅｓによりキャリア信号を変調（ＯＯＫ、ＰＳＫ等）し、その結果として得られる変調信号を出力する。

昇圧回路７４は、変調部７３の出力信号を一定の振幅まで昇圧することにより、位置信号ＤＳ＿ｐｏｓ及びデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓを生成する回路である。昇圧回路７４によって生成された位置信号ＤＳ＿ｐｏｓ及びデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓは、切替部ＳＷを経て電極２１から空間に送出される。

図４は、スタイラス１００及びセンサコントローラ３１の動作を時系列で説明するためのタイミング図である。また、図５（ａ）は、センサコントローラ３１の動作を示すフロー図であり、図５（ｂ）は、スタイラス１００の動作を示すフロー図である。図４において、上段Ｔｓで示す時間軸は、スタイラス１００の送信Ｔｘと受信Ｒｘを示している。また、下段Ｔｔで示す時間軸は、センサコントローラ３１の送信Ｔｘと受信Ｒｘを示している。以下、これらの図を参照しながら、スタイラス１００及びセンサコントローラ３１の動作について詳しく説明する。

＜１．検出前期間ＢＤ内の動作＞
（１−１：時刻ｔ０まで）
図４において時刻ｔ０までの期間は、スタイラス１００がセンサコントローラ３１の検出範囲の外にある期間である。スタイラス１００は、消費電力を削減するために、連続送信期間ＴＣＰよりも短い周期ＷＰａで間欠的に、複数回にわたって受信部７１を動作させる（図５（ｂ）のステップＳ２０，Ｓ２１）。具体的には、各周期ＷＰａ内において、１つの繰り返し要素ｃ１を検出するために短縮された受信期間ＳＲＰの間に限り受信部７１を動作させることとし、その他の時間は受信部７１を停止させる。受信期間ＳＲＰの時間長は、繰り返し要素ｃ１を１回受信するために必要十分な値（例えば、繰り返し要素ｃ１に含まれるシンボルの個数であるＮ個の２つ分の長さ２Ｎより大きく、繰り返し要素ｃ１がＭ回繰り返しされた信号に含まれたシンボルの長さより短い時間）に設定される。

センサコントローラ３１は、周期ＷＰで、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１及び第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の送信を繰り返すよう構成される（図５（ａ）のステップＳ１０〜Ｓ１３）。上述したように、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１は、繰り返し要素ｃ１の繰り返しからなる信号であり、第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２は、区切り要素ＳＴＰと制御情報ｃ２とからなる信号である。

具体的に説明すると、センサコントローラ３１は、周期ＷＰの開始とともに、周期ＷＰａより長い時間である連続送信期間ＴＣＰにわたり、繰り返し要素ｃ１を拡散符号ＰＮにより拡散してなる信号の送信を繰り返す。この繰り返しは、少なくとも２回以上にわたって実行される。繰り返し回数Ｍは、連続送信期間ＴＣＰを、繰り返し要素ｃ１に含まれたＮ個のシンボルの長さで除した数になる。例えば、連続送信期間ＴＣＰが１ミリ秒で、繰り返し要素に含まれるシンボルの数Ｎが２で、１つのシンボル長が２０μ秒である場合、繰り返し回数であるＭは２５回程度となる。

ここで、繰り返し要素ｃ１の繰り返し回数（Ｍ個）の好ましい値について説明する。センサコントローラ３１が繰り返し要素ｃ１を連続送信している間にスタイラス１００が１回の受信を行えるようにするためには、スタイラス１００は、時間長ＴＣＰの間に最低１回の割合で繰り返し要素の受信動作を行う必要がある。したがって、ＷＰａ≦ＴＣＰ（式１）である。また、連続送信中における繰り返し要素ｃ１の繰り返し回数を上述したＭとし、１つの繰り返し要素ｃ１の送信に要する時間をｔとすると、ＴＣＰ＝Ｍｔである。したがって、式１よりＭ≧ＷＰａ／ｔ（式２）となる。

１回の受信に要する時間がＳＲＰであることから、スタイラス１００の受信動作実行時間の全時間に占める割合は、ＳＲＰ／ＷＰａとなる。したがって、スタイラス１００の消費電力を図１０に示した背景技術に比べて小さくするためには、このＳＲＰ／ＷＰａがＲＰ／ＷＰより小さくなくてはならない。つまり、ＳＲＰ／ＷＰａ＜ＲＰ／ＷＰ（式３）である。

式２及び式３より、Ｍ＞（ＳＲＰ／ｔ）／（ＲＰ／ＷＰ）となる。したがって、スタイラス１００の消費電力を図１０に示した背景技術に比べて小さくするためには、繰り返し回数Ｍを（ＳＲＰ／ｔ）／（ＲＰ／ＷＰ）より大きい値にすることが好ましいと言える。なお、センサコントローラ３１が周期ＷＰで第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１の送信を行っていることから、スタイラス１００がセンサコントローラ３１に接近してから互いの検出が完了するまでに要する応答時間（最大待機時間）は、図１０の例と同じ値となっている。したがって、本実施の形態によれば、繰り返し回数Ｍを（ＳＲＰ／ｔ）／（ＲＰ／ＷＰ）より大きい値とすることで、上記最大待機時間を従来と同等又はそれ以下の値に維持しつつ、センサコントローラ３１が送信する信号を受信することによってセンサコントローラ３１を検出するよう構成されたスタイラス１００がセンサコントローラ３１を検出するまでに消費する電力の量の低減が実現されることになる。

さて、繰り返し要素ｃ１を連続送信期間ＴＣＰにわたって繰り返し送信したセンサコントローラ３１は、続けて第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の送信を行う。具体的には、まず区切り要素ＳＴＰを拡散符号ＰＮにより拡散してなる信号を送信し、続いて制御情報ｃ２を拡散符号ＰＮにより拡散してなる信号を送信する。制御情報ｃ２は、上述したように、コマンドを含むシンボルパターンである。図４に示した「Ｄ」は、（上述した「Ｐ」や「Ｍ」ではなく）数値を示すシンボルを表している。

第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の送信を完了したセンサコントローラ３１は、スタイラス１００からの信号を受信するための受信期間ＲＤＳを設ける（図５（ａ）のステップＳ１４）。スタイラス１００は、上記のようにして送信された第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１を受信した場合、この受信期間ＲＤＳ内に位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを送信するよう構成される。センサコントローラ３１は、受信期間ＲＤＳの間、こうして送信される位置信号ＤＳ＿ｐｏｓの受信を待機する。

（１−２．時刻ｔ０〜ｔ１）
時刻ｔ０でスタイラス１００がセンサ３０の検出範囲に移動する（スタイラスダウン）と、スタイラス１００は、その後に到来する連続送信期間ＴＣＰ内に位置する受信期間ＳＲＰの直後の時刻ｔ１のタイミングで、センサコントローラ３１が送信した繰り返し要素ｃ１を検出することになる（図５（ｂ）のステップＳ２２のＹＥＳ）。

＜２．スタイラス１００がセンサコントローラ３１を検出した後の動作＞
（時刻ｔ１〜ｔ３）
スタイラス１００は、繰り返し要素ｃ１を検出すると、上述した起動信号ＥＮを生成するとともに、その後も、受信期間ＳＲＰを越えて受信動作（受信信号のデコード処理）を継続する（図５（ｂ）のステップＳ２３）。そして、スタイラス１００がこの受信動作を行っている間にセンサコントローラ３１が区切り要素ＳＴＰを送信すると、その後の時刻ｔ２で、スタイラス１００により区切り要素ＳＴＰが検出される（図５（ｂ）のステップＳ２４のＹＥＳ）。スタイラス１００は、こうして区切り要素ＳＴＰを検出した時刻ｔ２を参照し、制御情報ｃ２、位置信号ＤＳ＿ｐｏｓ、及びデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓの送受信のスケジューリングを行う。具体的には、図４に示すように、まず時刻ｔ２に基づくタイミングで制御情報ｃ２の受信を待機し（図５（ｂ）のステップＳ２５）、制御情報ｃ２が受信されたら（図５（ｂ）のステップＳ２６のＹＥＳ）、受信した制御情報ｃ２に応じてデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓ（送信データＲｅｓ）を生成しつつ位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを送信し（図５（ｂ）のステップＳ２７）、最後に、生成したデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓを送信する（図５（ｂ）のステップＳ２８）。

センサコントローラ３１は、上述したように、第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の送信後に受信期間ＲＤＳを設け、位置信号ＤＳ＿ｐｏｓの受信を待機している（図５（ａ）のステップＳ１４）。位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを受信したセンサコントローラ３１は（図５（ａ）のステップＳ１５のＹＥＳ）、図２に示した複数の線状電極３０Ｘ，３０Ｙのそれぞれにおける位置信号ＤＳ＿ｐｏｓの受信状況に基づいてスタイラス１００の位置（座標データｘ，ｙ）を算出し、図１に示したホストプロセッサ３２に対して出力するとともに、再度受信期間ＲＤＳを設け、今度はデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓの受信を待機する（図５（ａ）のステップＳ１６）。データ信号ＤＳ＿ｒｅｓを受信したセンサコントローラ３１は、受信したデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓから上述した送信データＲｅｓを抽出し、ホストプロセッサ３２に対して出力する。

こうしてスタイラス１００から位置信号ＤＳ＿ｐｏｓ及びデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓを受信した後も、センサコントローラ３１は、それまでと同様にして第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１及び第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２を繰り返す。これによりスタイラス１００も上述した動作を繰り返すこととなり、センサコントローラ３１は、その都度、スタイラス１００から位置信号ＤＳ＿ｐｏｓ及びデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓを受信し、それによってスタイラス１００の位置算出と、スタイラス１００が送信した送信データＲｅｓの取得とを行う。

以上説明したように、本実施の形態によるシステム１によれば、センサコントローラ３１側が繰り返し要素ｃ１を２回以上繰り返して送信しているので、従来のＲＰ／ＷＰの値（図１０参照）によっては、スタイラス１００の受信動作実行時間の全時間に占める割合を従来より小さくすることが可能になる。したがって、スタイラス１００がセンサコントローラ３１に接近してから互いの検出が完了するまでに要する時間の最大値（最大待機時間）を従来と同等又はそれ以下の値に維持しつつ、センサコントローラ３１が送信する信号を受信することによってセンサコントローラ３１を検出するよう構成されたスタイラス１００がセンサコントローラ３１を検出するまでに消費する電力の量の低減が実現される。

なお、本実施の形態では、区切り要素ＳＴＰを第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の先頭に配置するものとして位置付けたが、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１の末尾に配置するものとして位置付けても構わない。いずれにしても、本実施の形態によるシステム１の動作は同様のものとなる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

例えば、上記実施の形態では、センサコントローラ３１は第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１の送信の都度、制御情報ｃ２部分も含めて第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の送信を行っていた。しかしながら、検出前期間ＢＤにおいては、第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の送信は区切り要素ＳＴＰまでに止め、スタイラス１００が検出された後にのみ制御情報ｃ２を送るように構成することも可能であるし、検出前期間ＢＤにおいては第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１（繰り返し要素ｃ１）のみを送信し、スタイラス１００が検出された後にのみ第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２（区切り要素ＳＴＰ及び制御情報ｃ２）を送るように構成することも可能である。以下、前者の変形例（第１の変形例）及び後者の変形例（第２の変形例）のそれぞれについて、図面を参照しながら詳しく説明する。

図６は、本実施の形態の第１の変形例によるスタイラス１００及びセンサコントローラ３１の動作を時系列で説明するためのタイミング図である。また、図７（ａ）は、本変形例によるセンサコントローラ３１の動作を示すフロー図であり、図７（ｂ）は、本変形例によるスタイラス１００の動作を示すフロー図である。

図６に示すように、この例によるセンサコントローラ３１は、検出前期間ＢＤでは区切り要素ＳＴＰの送信後に制御情報ｃ２の送信を行わず、一方で、区切り要素ＳＴＰの送信後に設ける受信期間ＲＤＳ内に位置信号ＤＳ＿ｐｏｓが検出された場合には、その受信期間ＲＤＳの経過後に制御情報ｃ２を送信し、その後に再度受信期間ＲＤＳを設け、スタイラス１００からのデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓの受信を待機する。

センサコントローラ３１の処理フロー上では、図７（ａ）に示すように、ステップＳ１３がステップＳ１５の後に実行されることになる。また、スタイラス１００の処理フロー上では、図７（ｂ）に示すように、ステップＳ２４の直後に位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを送信するステップＳ２７ａが設けられ、データ信号ＤＳ＿ｒｅｓの生成時（図７（ｂ）のステップＳ２７ｂ）には、位置信号ＤＳ＿ｐｏｓの送信は行われないことになる。

このように、本変形例によっても、センサコントローラ３１は、第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の送信と、データ信号ＤＳ＿ｒｅｓの受信とを行うことができる。したがって、本変形例によっても、スタイラス１００がセンサコントローラ３１に接近してから互いの検出が完了するまでに要する時間の最大値（最大待機時間）を従来と同等又はそれ以下の値に維持しつつ、センサコントローラ３１を検出するまでのスタイラス１００の消費電力を低減することが可能になる。

図８は、本実施の形態の第２の変形例によるスタイラス１００及びセンサコントローラ３１の動作を時系列で説明するためのタイミング図である。また、図９（ａ）は、本変形例によるセンサコントローラ３１の動作を示すフロー図であり、図９（ｂ）は、本変形例によるスタイラス１００の動作を示すフロー図である。

図８に示すように、この例によるセンサコントローラ３１は、検出前期間ＢＤでは第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１（繰り返し要素ｃ１）のみを送信し、一方で、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１の送信後に設ける受信期間ＲＤＳ内に位置信号ＤＳ＿ｐｏｓが検出された場合に、第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２（区切り要素ＳＴＰ及び制御情報ｃ２）を送信する。そして、その後に再度受信期間ＲＤＳを設け、スタイラス１００からのデータ信号ＤＳ＿ｒｅｓの受信を待機する。

ここで、図８に示すように、本変形例によるスタイラス１００は、繰り返し要素ｃ１を１回検出したら直ちに位置信号ＤＳ＿ｐｏｓの送信を行うよう構成される。スタイラス１００をこのように構成する場合、センサコントローラ３１が位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを受信するために必要な時間長をＴ１とすると、スタイラス１００は、図８に示すように時間長ＴＣＰ＋Ｔ１−ＳＲＰにわたって位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを送信し続ける必要がある。これは、スタイラス１００がセンサコントローラ３１により繰り返し送信される複数の繰り返し要素ｃ１のうちの最初に送信されたものを受信した場合においても、位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを受信するためにセンサコントローラ３１が設ける受信期間ＲＤＳの終端まで、スタイラス１００が位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを送信し続けられるようにするためである。また、センサコントローラ３１は、位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを受信するための受信期間ＲＤＳの終了後、時間長ＴＣＰ−ＳＲＰにわたって待機した後、区切り要素ＳＴＰの送信を開始する必要がある。これは、スタイラス１００がセンサコントローラ３１により繰り返し送信される複数の繰り返し要素ｃ１のうちの最後に送信されたものを受信した場合においても、スタイラス１００が位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを送信している間（すなわち、スタイラス１００がセンサコントローラ３１からの信号を受信できない間）に、センサコントローラ３１が区切り要素ＳＴＰを送信してしまうことのないようにするためである。

センサコントローラ３１の処理フロー上では、図９（ａ）に示すように、ステップＳ１５の後に時間長ＴＣＰ−ＳＲＰにわたって待機するステップＳ１７が設けられるとともに、ステップＳ１２，Ｓ１３がステップＳ１７の後に実行されることになる。また、スタイラス１００の処理フロー上では、図９（ｂ）に示すように、位置信号ＤＳ＿ｐｏｓの送信がステップＳ２２の直後に行われ（図９（ｂ）のステップＳ２７ｃ）、しかも、時間長ＴＣＰ＋Ｔ１−ＳＲＰにわたって位置信号ＤＳ＿ｐｏｓの送信が継続されることになる。

このように、本変形例によっても、センサコントローラ３１は、第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の送信と、データ信号ＤＳ＿ｒｅｓの受信とを行うことができる。したがって、本変形例によっても、スタイラス１００がセンサコントローラ３１に接近してから互いの検出が完了するまでに要する時間の最大値（最大待機時間）を従来と同等又はそれ以下の値に維持しつつ、センサコントローラ３１を検出するまでのスタイラス１００の消費電力を低減することが可能になる。

また、センサコントローラ３１は、スタイラス１００を検出した後（スタイラス１００から位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを受信した後）に送信する第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１を構成する繰り返し要素ｃ１の個数を、スタイラス１００の検出前に送信する第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１を構成する繰り返し要素ｃ１の個数に比べて少なくすることとしてもよい。こうすれば、繰り返し要素ｃ１の削減数に応じた量だけセンサコントローラ３１の消費電力を低減することが可能になる。なお、この場合において、センサコントローラ３１は、スタイラス１００からの信号が所定期間又は所定回数受信されない場合に、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１を構成する繰り返し要素ｃ１の個数を元に戻す（増加する）ことが好ましい。こうすることで、次にスタイラス１００がセンサ３０に近づいたときにいつまでも第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１が受信されなくなる、という事態の発生を避けることが可能になる。

なお、センサコントローラ３１は、スタイラス１００を検出した後（スタイラス１００から位置信号ＤＳ＿ｐｏｓを受信した後）に、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１の送信を停止することとしてもよい。すなわち、以降は第２の制御信号ＵＳ＿ｃ１のみを送信することとしてもよい。この場合のセンサコントローラ３１は、スタイラス１００からの信号が所定期間又は所定回数受信されない場合に、スタイラス１００が再度検出可能となるよう第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１の送信を再開する必要がある。

また、センサコントローラ３１は、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１を送信して所定時間長のギャップ期間が経過した後、第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２を送信することとしてもよい。こうすれば、スタイラス１００は、余裕をもって第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２を受信することが可能になる。

また、第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２には、制御情報ｃ２を構成する任意の値（又はビット列）に加え、該値（又はビット列）に基づいて導出された第１の誤り検出値（又はビット列）を含むこととしてもよい。第１の誤り検出値（又はビット列）の導出には、例えば巡回冗長検査を用いることが好適である。第１の誤り検出値（又はビット列）の導出は制御情報ｃ２のみに基づいて行われ、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１を構成する繰り返し要素ｃ１や区切り要素ＳＴＰは、第１の誤り検出値（又はビット列）の導出には関わらない。

第１の誤り検出値（又はビット列）を含むように第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２を構成する場合、スタイラス１００は、受信した第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２に基づいて第２の誤り検出値（又はビット列）を導出する処理を行う。具体的には、第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２から抽出した制御情報ｃ２（らしき情報）に対し、センサコントローラ３１が第１の誤り検出値（又はビット列）の導出に用いた演算と同じ演算を施すことによって、第２の誤り検出値（又はビット列）を導出する。そして、受信した第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２に含まれる第１の誤り検出値（又はビット列）（らしき情報）と、導出した第２の誤り検出値（又はビット列）とを比較し、一致すれば、正しく制御情報ｃ２を受信できたと判定して次の処理に移り、一致しなければ、抽出した制御情報ｃ２を破棄し、次の第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の受信を待機する。これにより、スタイラス１００は、正しい制御情報ｃ２のみをセンサコントローラ３１から受け取ることが可能になる。

また、センサコントローラ３１は、可変長である第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の長さに応じ、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１と第２の制御信号ＵＳ＿ｃ２の合計ビット長が一定となるよう、その直前に送信する第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１を生成することとしてもよい。具体的には、繰り返し要素ｃ１の繰り返し回数を増減させることにより、第１の制御信号ＵＳ＿ｃ１の長さを調節することとしてもよい。こうすることで、センサコントローラ３１が送信する信号のビット長を常に一定値に保つことが可能になる。

このように、本発明に係るシステム１、スタイラス１００、センサコントローラ３１、及びこれらによって実行される方法によれば、センサコントローラ３１側が２回以上繰り返して繰り返し要素を送信し、繰り返された繰り返し要素のうちの１つを検出することでスタイラス１００がセンサコントローラ３１を検出することにするため、スタイラス１００が受信動作を実行しなければならない時間を短縮することができ、スタイラス１００の受信動作実行時間の全時間に占める割合を小さくすることが可能になる。したがって、スタイラス１００がセンサコントローラ３１を検出するまでの応答時間を維持しつつも、センサコントローラ３１が送信する信号を受信することによってセンサコントローラ３１を検出するよう構成されたスタイラス１００がセンサコントローラ３１を検出するまでに消費する電力の量の低減が実現される。

尚、スタイラス１００において、受信信号に繰り返し要素ｃ１が含まれるか否かの判定は受信部７１で実行するのではなく、制御部９０で行うとしてもよい。また、繰り返し要素ｃ１が含まれるか否かの判定は、復号されたシンボルの値とスタイラス１００に事前に共有されたシンボルの値とを比較するのではなく、受信した信号と予め記憶された波形形状の信号レベルの比較として実行しても良い。

尚、センサコントローラ３１において、区切り要素ＳＴＰのシンボルの値のパターンは送信部６０内で供給されるとして説明したが、ＭＣＵ８０が供給するとしても良い。また、ＭＣＵ８０とロジック部７０とは一体のプロセッサ内で実行されるとしてもよい。

尚、Ｎ個のシンボルはＮ個の符号あるいは検出ビットパターンと読み替え、Ｎ個のシンボルの長さはこのＮ個の符号の値あるいは検出ビットパターンに含まれるビット列を送信するため信号の時間と読み替えても良い。

尚、容量結合を介した信号の送信を行うシステムとして説明したが、距離に対する信号レベルの減衰の大きく数十ミリまでの距離でしか互いを検出することのできない方式を利用したスタイラスとセンサコントローラに、本発明は応用することができる。

１ システム
３ 電子機器
２０ 芯
２０ａ 先端部
２１ 電極
２３ 筆圧検出センサ
２４ 回路基板
２５ 電源
３０ センサ
３０Ｘ，３０Ｙ 線状電極
３１ センサコントローラ
３２ ホストプロセッサ
４０ 選択部
４１ｘ，４１ｙ 導体選択回路
４４ｘ，４４ｙ，６２ スイッチ
４９ 検波回路
５０ 受信部
５１ 増幅回路
５２ 検波回路
５３ アナログデジタル変換器
６０ 送信部
６１ 制御信号供給部
６３ 変調部（直接拡散部）
６４ 拡散符号保持部
６５ 送信ガード部
７０ ロジック部
７１ 受信部
７１ａ 波形再生部
７１ｂ 相関演算器
７３ 変調部
７４ 昇圧回路
７５ 送信部
９０ 制御部
１００ スタイラス
ＢＳ ビーコン信号
ｃ１ 繰り返し要素
ｃ２ 制御情報
ＤＳ ダウンリンク信号
ＤＳ＿ｐｏｓ 位置信号
ＤＳ＿ｒｅｓ データ信号
ＥＮ 起動信号
ＰＮ 拡散符号
ＲＤＳ，ＳＲＰ 受信期間
ＳＴＰ 区切り要素
ＳＷ 切替部
ＴＣＰ 連続送信期間
ＵＳ 制御信号
ＵＳ＿ｃ１ 第１の制御信号
ＵＳ＿ｃ２ 第２の制御信号
ＷＰ，ＷＰａ 周期

Claims (23)

1. 容量結合を利用して信号の送信を行うセンサコントローラ及びスタイラスを含んで構成されるシステムにおいて前記スタイラスが前記センサコントローラを検出する方法であって、
   前記センサコントローラが、前記スタイラスに事前に共有されていない値を示すシンボルを含む第２の制御信号を送信する第２の送信ステップと、
   前記第２の送信ステップより前に、前記センサコントローラが、前記スタイラスに値が共有されたＮ（Ｎは１以上の整数）個のシンボルからなる繰り返し要素の、Ｍ（Ｍは２以上の整数）回の繰り返しを含む第１の制御信号を送信する第１の送信ステップと、
   前記スタイラスが、前記Ｎ個のシンボルの長さより長い時間であって、かつ、前記Ｎに前記Ｍを乗じた個数のシンボルの長さより短い受信期間にわたって受信動作を行うとともに、該受信期間内に受信された信号の中に１つの前記繰り返し要素が含まれるか否かの判定を行い、該判定の結果に応じて前記センサコントローラを検出する検出ステップと
   を含む方法。
2. 前記検出ステップは、一定の周期で間欠的に前記受信動作を行う
   請求項１に記載の方法。
3. 前記Ｎに前記Ｍを乗じた個数のシンボルの長さは、前記一定の周期より長い
   請求項２に記載の方法。
4. 前記第２の制御信号の先頭から前記Ｎ個分のシンボルの組み合わせは、前記繰り返し要素を構成する前記Ｎ個分のシンボルの組み合わせと異なる
   請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. 前記第２の制御信号の先端に、前記繰り返し要素と区別可能であり、かつ、前記スタイラスに事前に共有された値を持つ区切り要素が配置される
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第１の制御信号の末尾に、前記繰り返し要素と区別可能であり、かつ、前記スタイラスと事前に共有された値を持つ区切り要素が配置される
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記区切り要素を構成するシンボルの数は、前記繰り返し要素を構成するシンボルの数と等しい
   請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記繰り返し要素は、いずれも同じ第１の値を示す前記Ｎ個のシンボルにより構成され、
   前記区切り要素は、それぞれ前記第１の値と異なる第２の値を示す少なくとも１つ以上のシンボルを含む
   請求項５乃至７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記繰り返し要素は、互いに異なる値を示す複数のシンボルを含むＮ個のシンボルにより構成され、
   前記区切り要素は、同じ値を示すシンボルのみによって構成される
   請求項５乃至７のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記第２の制御信号を受信した前記スタイラスが、前記区切り要素に続いて受信される１以上のシンボルによって示される値に基づいて自己の動作を行うステップと
    をさらに含む請求項５乃至８のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記スタイラスが、前記センサコントローラを検出した後、前記受信期間を越えて受信動作を継続するとともに、受信された信号の中に区切り要素が含まれるか否かを判定し、その結果として前記区切り要素が検出された場合に、該区切り要素の検出時刻に基づくタイミングで位置信号を送信する第３の送信ステップ
    をさらに含む請求項１０に記載の方法。
12. 前記スタイラスが、前記繰り返し要素を検出することで前記センサコントローラを検出した後、後続の前記繰り返し要素の受信を行わずに、即座に位置信号を送信する第３の送信ステップ
    をさらに含む請求項１乃至６に記載の方法。
13. 前記第１の送信ステップは、前記第１の制御信号を構成する複数の前記シンボルのそれぞれを所定の符号列で拡散するステップを含み、
    前記検出ステップは、前記受信期間内に受信された信号に対して前記所定の符号列との相関演算を行い、該相関演算の結果に応じて前記判定を行う
    請求項１乃至１２に記載の方法。
14. 前記第２の送信ステップは、前記スタイラスが前記センサコントローラに対して所定の信号を送出し、前記センサコントローラが前記信号を検出した後に実行される
    請求項１乃至１３に記載の方法。
15. 前記スタイラスが、前記検出ステップにより前記センサコントローラが検出された後、前記第２の制御信号に基づく動作をするためのプロセッサの動作モードを変更するプロセッサ起動ステップと、
    前記スタイラスが、前記センサコントローラから受信した前記第２の制御信号に基づいて、前記センサコントローラに対して送信するデータ信号の送信方法を制御する送信方法制御ステップと、
    前記スタイラスが、前記信号内容決定ステップにより決定された送信方法により前記データ信号を送信する第４の送信ステップと
    をさらに含む請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記送信方法制御ステップは、前記データ信号により送信する情報の内容、前記データ信号の送信タイミング、及び、前記データ信号の送信に用いる周波数のうちのいずれか１つ以上を制御する
    請求項１５に記載の方法。
17. 前記シンボルは、所定ビット数の値を示す
    請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記シンボルは、所定数のビットの値、又は、それぞれ特定のビット列に対応しない１つ以上の値を示し、
    前記繰り返し要素は、それぞれ前記１つ以上の値のいずれかを示すＮ個のシンボルによって構成され、
    前記事前に共有されていない値は、それぞれ前記所定数のビットの値を示す複数のシンボルによって構成される
    請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記第１の送信ステップは、前記検出ステップによる前記センサコントローラの検出に応じて、前記第１の制御信号の送信を停止する
    請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記第１の送信ステップは、前記スタイラスからの信号が所定期間又は所定回数受信されない場合に、前記第１の制御信号の送信を再開する
    請求項１９に記載の方法。
21. 前記センサコントローラと前記スタイラスとは、それぞれ前記センサコントローラから前記スタイラスへの指示内容を示す複数のコマンドのそれぞれと、該コマンドごとに異なる値又はビット列との対応関係を記憶しており、
    前記第２の制御信号は、前記複数のコマンドのうちの１以上を送信するための信号であり、
    前記第２の送信ステップは、前記対応関係に基づいて前記第２の制御信号を生成する
    請求項１に記載の方法。
22. センサコントローラとの間で結合容量を介した通信を行うスタイラスであって、
    前記センサコントローラは、連続送信期間スタイラスに対して信号を送信するものであって、
    Ｎ（Ｎは１以上の整数）個のシンボルの長さより長く、かつ、前記連続送信期間より短い期間である受信期間の間信号を受信し、
    受信された信号の中に事前に前記センサコントローラとの間で値が共有されている前記Ｎのシンボルの値からなる繰り返し要素が１つ含まれているか否かの判定をし、
    前記判定の結果前記繰り返し要素が含まれていない場合に前記受信期間信号の受信を一定の間隔をおいて続行し、
    前記判定の結果前記繰り返し要素が含まれている場合に起動信号を発行する受信部と、
    前記起動信号を契機として前記センサコントローラに対して信号を送信するための処理を実行する制御部と
    を含むスタイラス。
23. 接続されたセンサを用い、前記センサとスタイラスとの間の容量結合を介してスタイラスに対して制御情報を送信し、前記制御情報に応じて前記スタイラスから送信される信号を受信するセンサコントローラであって、
    前記スタイラスは、所定の期間受信動作を行うとともに、該受信期間内に受信された信号に１つシンボルの値のパターンが含まれるか否かの判定を行い、該判定の結果に応じて前記センサコントローラを検出するものであり、
    指定された送信期間、供給されたシンボルの値に基づいて制御信号を生成し送信する送信部と、
    事前に前記スタイラスに値が共有されたＮ（Ｎは１以上の整数）個のシンボルを前記所定の期間よりも長い期間繰り返し送信するように前記送信部を制御する制御部と
    を含むセンサコントローラ。

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