KR20230084274A - 펜 및 터치 컨트롤러를 포함하는 시스템, 펜에 의해 실행되는 방법, 펜, 및 터치 컨트롤러 - Google Patents

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마사유키 미야모토
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가부시키가이샤 와코무
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Abstract

[과제] [해결 수단] 액티브 펜(2) 및 터치 컨트롤러(31)는, 시간적으로 이격된 복수의 시간 슬롯(TS0~TSm)을 포함하는 프레임(F)을 이용하여, 서로 신호를 송수신하도록 구성된다. 또한, 액티브 펜(2) 및 터치 컨트롤러(31)는 각각, 프레임(F)의 시간적 위치인 프레임 위치를 동기하기 위한 기준 신호를 송신 및 검출 가능하게 구성되고, 기준 신호를 검출했을 경우에는 해당 기준 신호에 기초하여 프레임 위치를 취득함과 아울러, 취득한 프레임 위치에 따라서 동작하도록 구성된다. 이와 함께, 프레임(F)의 시간적 위치를 동기하기 위한 기준 신호를 송신 및 검출 가능하게 구성된다. 액티브 펜(2)은, 동기의 마스터를 변경할 때에는, 자신이 동기의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호(CH)를 송신하도록 구성된다.

Description

펜 및 터치 컨트롤러를 포함하는 시스템, 펜에 의해 실행되는 방법, 펜, 및 터치 컨트롤러
본 발명은 펜 및 터치 컨트롤러를 포함하는 시스템, 펜에 의해 실행되는 방법, 펜, 및 터치 컨트롤러에 관한 것이다.
펜으로부터 터치 컨트롤러로의 일방향 통신을 행하는 위치 검출 시스템에는, 펜이 송신한 신호(이하 「펜 신호」라고 함)에 의해, 터치 컨트롤러를 펜에 동기 시키는 것이 있다. 특허문헌 1에는, 이와 같은 위치 검출 시스템의 예가 개시되어 있다.
상기와 같은 일방향 통신의 위치 검출 시스템에 있어서는, 펜이 필요 없는 펜 신호를 송신하여, 결과적으로 쓸데없이 전력을 소비해 버릴 가능성이 있다. 예를 들면, 터치 컨트롤러가 손가락 터치의 검출이나 디스플레이에 포함되는 화소의 구동 등과의 시분할로 펜의 검출을 실행하는 것인 경우, 터치 컨트롤러가 펜의 검출을 실행하고 있는 기간 이외에 송신되는 펜 신호는, 가령 펜이 송신했다고 해도 터치 컨트롤러에 의해서 수신되는 것은 아니며, 따라서 송신의 필요가 없는 펜 신호가 되어버린다. 그래서 근래에는, 펜과 터치 컨트롤러의 사이에서 쌍방향 통신을 행하는 위치 검출 시스템이 등장하고 있다. 쌍방향 통신에 의하면, 펜은, 터치 컨트롤러가 펜 신호를 필요로 하고 있을 때에 펜 신호를 송신할 수 있으므로, 상기와 같은 쓸데없는 전력 소비를 회피하는 것이 가능하게 된다. 특허문헌 2, 3에는, 펜과 터치 컨트롤러의 사이에서 쌍방향 통신을 행하는 위치 검출 시스템의 예가 개시되어 있다.
미국 특허 공개 제2010/0155153호 명세서 미국 특허 제9977519호 명세서 국제 공개 제2016/139861호 명세서
그런데, 펜과 터치 컨트롤러의 사이에서 쌍방향 통신을 행하는 위치 검출 시스템에 있어서는, 복수의 시간 슬롯을 포함하는 프레임이 이용된다. 터치 컨트롤러는 각 프레임의 선두로 업링크 신호를 송신하고, 펜은 각 시간 슬롯 중 하나 이상을 이용하여 펜 신호를 송신한다. 프레임의 구조 및 펜이 사용하는 시간 슬롯은, 프로토콜에 의해서 미리 정해진다. 업링크 신호는 프레임의 시간적 위치(이하 「프레임 위치」라고 함)를 나타내는 역할을 가지고 있고, 펜은 업링크 신호의 수신 타이밍에 기초하여 프레임 위치를 취득하고, 취득한 프레임 위치에 따라서, 펜 신호의 송신 타이밍 및 다음의 업링크 신호의 수신 타이밍을 결정하도록 구성된다.
여기서, 펜은 외래 노이즈 등의 영향에 의해 업링크 신호의 수신에 실패하는 경우가 있다. 그러면, 펜은 프레임 위치를 취득하지 못하여 펜 신호를 송신할 수 없게 되고, 그 결과로서, 입력 중의 스트로크의 묘화가 멈추는, 이른바 선 끊김이 발생한다. 그래서 본원의 발명자는, 수신된 최신의 업링크 신호에 기초하여 취득한 프레임 위치를 업링크 신호를 수신하지 못한 프레임에 유용함으로써, 업링크 신호의 수신에 실패해도 펜 신호를 송신할 수 있도록 펜을 구성하는 것을 검토하고 있다.
그렇지만, 펜과 터치 컨트롤러에서는 클록 신호의 주파수가 완전하게는 일치하고 있지 않은 것이 통상이기 때문에, 펜이 상기와 같은 프레임 위치의 유용에 의해서 펜 신호를 송신하고 있으면, 점차 타이밍이 어긋나게 되어 버려, 터치 컨트롤러에 의한 수신이 어려워진다. 따라서, 펜이 업링크 신호의 수신에 실패했다고 해도 스트로크의 묘화의 중단을 회피할 수 있도록 하기 위한, 추가 기술이 필요하게 되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적 중 하나는, 펜이 업링크 신호의 수신에 실패했을 경우의 선 끊김을 회피할 수 있는, 펜 및 터치 컨트롤러를 포함하는 시스템, 펜에 의해 실행되는 방법, 펜, 및 터치 컨트롤러를 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따른 시스템은, 펜 및 터치 컨트롤러를 포함하는 시스템으로서, 상기 펜 및 상기 터치 컨트롤러는, 시간적으로 이격된 복수의 펜 검출 기간을 포함하는 프레임을 이용하여 서로 신호를 송수신하도록 구성되고, 상기 펜 및 상기 터치 컨트롤러는 각각, 프레임 위치를 동기하기 위한 기준 신호를 송신 및 검출 가능하게 구성되고, 상기 기준 신호를 검출했을 경우에는 해당 기준 신호에 기초하여 상기 프레임 위치를 취득함과 아울러, 취득한 상기 프레임 위치에 따라서 동작하고, 상기 펜은, 상기 동기의 마스터를 변경할 때에, 자신이 상기 동기의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호를 송신하도록 구성되는 시스템이다.
본 발명에 따른 방법은, 펜 및 터치 컨트롤러를 포함하는 시스템에 있어서 상기 펜에 의해 실행되는 방법으로서, 상기 터치 컨트롤러가 송신한 기준 신호에 기초하여 취득한 프레임 위치에 따라서 다음의 상기 기준 신호의 검출 동작을 행하는 스텝과, 상기 검출 동작에 의해 상기 기준 신호를 수신했는지 여부를 판정하는 스텝과, 상기 검출 동작에 의해 상기 기준 신호를 수신하지 않았다고 판정했을 경우에, 자신이 상기 프레임 위치의 동기의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호를 송신하는 스텝을 포함하는 방법이다.
본 발명에 따른 펜은, 집적 회로 및 펜 끝 전극을 가지고, 터치 컨트롤러와 쌍방향으로 통신하는 펜으로서, 상기 집적 회로는, 상기 터치 컨트롤러가 송신한 기준 신호에 기초하여 취득한 프레임 위치에 따라, 상기 펜 끝 전극을 이용하여 다음의 상기 기준 신호의 검출 동작을 행하고, 상기 검출 동작에 의해 상기 기준 신호를 수신했는지 여부를 판정하고, 상기 검출 동작에 의해 상기 기준 신호를 수신하지 않았다고 판정했을 경우에, 자신이 상기 프레임 위치의 동기의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호를 상기 펜 끝 전극으로부터 송신하는 펜이다.
본 발명에 따른 터치 컨트롤러는, 센서를 통해서 펜과 쌍방향으로 통신함으로써 상기 펜의 위치를 도출하는 터치 컨트롤러로서, 프레임 위치의 동기의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호를 상기 펜으로부터 수신했을 경우에, 상기 펜이 송신하는 상기 프레임 위치를 동기하기 위한 기준 신호에 따라서 상기 프레임 위치를 취득하고, 취득한 상기 프레임 위치에 기초하여, 상기 펜이 송신하는 다운링크 신호의 검출 동작, 및 상기 펜에 대한 업링크 신호의 송신을 행하는 터치 컨트롤러이다.
본 발명에 의하면, 필요에 따라서 펜을 프레임 동기의 마스터로 할 수 있으므로, 펜이 업링크 신호의 수신에 실패했을 경우의 선 끊김을 회피하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 위치 검출 시스템(1)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 액티브 펜(2)의 집적 회로(25)의 상태 천이도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 집적 회로(25)의 상태 천이에 대응하는 터치 컨트롤러(31)의 상태 천이도이다.
도 4는 액티브 펜(2)과 터치 컨트롤러(31)의 사이에서 송수신되는 신호의 시간 변화를 나타내는 도면이다.
도 5는 액티브 펜(2)과 터치 컨트롤러(31)의 사이에서 송수신되는 신호의 시간 변화를 나타내는 도면이다.
도 6은 액티브 펜(2)의 집적 회로(25)가 실행하는 처리를 나타내는 처리 흐름도이다.
도 7은 액티브 펜(2)의 집적 회로(25)가 실행하는 처리를 나타내는 처리 흐름도이다.
도 8은 터치 컨트롤러(31)가 실행하는 처리를 나타내는 처리 흐름도이다.
도 9는 터치 컨트롤러(31)가 실행하는 처리를 나타내는 처리 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 위치 검출 시스템(1)의 구성을 나타내는 도면이다. 동도에 나타내는 바와 같이, 위치 검출 시스템(1)은 액티브 펜(2)과, 액티브 펜(2)을 검출하는 위치 검출 장치인 전자 기기(3)를 구비하여 구성된다.
전자 기기(3)는 예를 들면 태블릿 컴퓨터나 디지타이저 등의 터치면(3a)을 가지는 컴퓨터이다. 전자 기기(3) 내에는, 터치면(3a) 직하에 배치된 센서(30)와, 센서(30)에 접속된 터치 컨트롤러(31)와, 센서(30)와 중첩시켜 배치된 디스플레이(32)와, 이것들을 포함하는 전자 기기(3)의 각 부를 제어하는 호스트 프로세서(33)가 마련된다.
호스트 프로세서(33)는 전자 기기(3)의 중앙 처리 장치로서, 도시하지 않은 메모리로부터 각종의 프로그램을 읽어내어, 실행하도록 구성된다. 이렇게 해서 실행되는 프로그램에는, 전자 기기(3)의 오퍼레이팅 시스템이나 묘화 애플리케이션을 포함하는 각종의 애플리케이션이 포함된다. 이 중 묘화 애플리케이션은, 터치 컨트롤러(31)에 의해서 취득되는 위치 및 데이터에 기초하여 디지털 잉크를 생성하고, 전자 기기(3) 내의 메모리에 기억하는 처리나, 생성한 디지털 잉크를 렌더링하고, 그 결과를 나타내는 영상 신호를 생성하여 디스플레이(32)에 공급하는 처리를 실행하기 위한 프로그램이다. 디스플레이(32)는 호스트 프로세서(33)로부터 공급되는 영상 신호를 표시하는 장치로서, 예를 들면 액정 디스플레이 또는 유기 EL 디스플레이에 의해서 구성된다.
센서(30)는 터치면(3a) 내에 복수의 센서 전극이 배치된 구조를 가지는 장치이다. 복수의 센서 전극에는, 각각 터치면(3a) 내의 Y방향을 따라서 연장하고, 터치면(3a) 내에서 Y방향과 직교하는 X방향을 따라서 등간격으로 병설된 복수의 X전극과, 각각 X방향을 따라서 연장하고, Y방향을 따라서 등간격으로 병설된 복수의 Y전극을 포함하여 구성된다.
센서(30)를 구성하는 복수의 센서 전극의 일부는, 디스플레이(32)의 공통 전극(각 화소에 공통으로 접지 전위를 공급하기 위한 전극)과 겸용될 수 있다. 이 겸용을 행하는 경우의 전자 기기(3)는, 소위 「인 셀(in cell)형」의 위치 검출 장치를 구성한다. 한편, 겸용을 행하지 않는 경우의 전자 기기(3)는, 소위 「온 셀(on cell)형」 또는 「아웃 셀(out cell)형」의 위치 검출 장치를 구성한다. 본 발명은 어느 전자 기기(3)에 대해서도 적합하게 적용 가능하지만, 이하에서는, 전자 기기(3)는 인 셀형의 위치 검출 장치인 것으로 하여 설명을 계속한다.
터치 컨트롤러(31)는 터치면(3a) 내에 있어서의 액티브 펜(2) 및 패시브 포인터(예를 들면, 사람의 손가락)의 위치를 검출하는 기능을 가지는 집적 회로이다. 구체적으로는, 액티브 정전 방식에 의해서 액티브 펜(2)의 위치를 검출하고, 정전 용량 방식에 의해서 패시브 포인터의 위치를 검출하도록 구성된다.
액티브 정전 방식에 의한 액티브 펜(2)의 위치 검출에 대해 자세하게 설명하면, 터치 컨트롤러(31)는, 센서(30)를 통해서 액티브 펜(2)과 쌍방향으로 통신함으로써, 터치면(3a) 내에 있어서의 액티브 펜(2)의 위치를 도출함과 아울러, 액티브 펜(2)으로부터 데이터를 취득하는 처리를 행한다. 이하, 이 쌍방향 통신에 있어서 터치 컨트롤러(31)로부터 액티브 펜(2)에 대해서 송신되는 신호를 「업링크 신호(US)」라고 칭하고, 액티브 펜(2)으로부터 터치 컨트롤러(31)에 대해서 송신되는 신호를 「다운링크 신호(DS)」라고 칭한다.
다운링크 신호(DS)는 상술한 펜 신호의 일종이다. 본 실시 형태에 있어서는, 「다운링크 신호(DS)」 외에 「기준 변경 신호(CH)」도 펜 신호에 포함되지만, 이 점에 대해서는 후술한다. 터치 컨트롤러(31)는 센서(30)를 구성하는 각 센서 전극의 전위에 변화를 줌으로써 업링크 신호(US)의 송신을 행하는 한편, 센서(30)를 구성하는 각 센서 전극에 있어서의 전위의 변화를 검출함으로써, 다운링크 신호(DS) 및 기준 변경 신호(CH)의 수신을 행한다.
터치 컨트롤러(31)는 디스플레이(32)에 의한 화소의 구동이 행해지고 있지 않은 시간(이하 「블랭크 시간」이라고 함)의 정보에 기초하여 프레임을 설정하고, 그 중에, 각각 터치 컨트롤러(31)가 펜 신호를 검출하기 위한 기간인 복수의 시간 슬롯(시간적으로 이격된 복수의 펜 검출 기간)과, 각각 터치 컨트롤러(31)가 패시브 포인터의 검출을 행하기 위한 기간인 복수의 패시브 포인터 검출 기간을 배치하도록 구성된다. 터치 컨트롤러(31)는 각 시간 슬롯 중에서 펜 신호의 수신을 행하고, 각 패시브 포인터 검출 기간 중에서 패시브 포인터를 검출하기 위한 처리를 행한다.
블랭크 시간의 정보는, 호스트 프로세서(33)로부터 터치 컨트롤러(31)로 통지된다. 터치 컨트롤러(31)는 호스트 프로세서(33)로부터 통지된 블랭크 시간의 정보에 기초하여 프레임 위치를 결정함과 아울러, 프레임 내에, 상술한 복수의 시간 슬롯 및 복수의 패시브 포인터 검출 기간을 배치한다. 통상, 각 프레임은 복수의 블랭크 시간을 포함하여 구성되고, 복수의 시간 슬롯 및 복수의 패시브 포인터 검출 기간은 각 블랭크 기간 내에 분산하여 배치된다.
여기서, 액티브 펜(2)과 터치 컨트롤러(31)의 사이의 통신 방법을 규정하는 통신 프로토콜은, 프레임 내에 있어서의 시간 슬롯 및 패시브 포인터 검출 기간의 서로 다른 시간적 배치를 나타내는 복수의 패턴을 미리 가지고 구성된다. 터치 컨트롤러(31)는, 호스트 프로세서(33)로부터 통지된 블랭크 시간의 정보에 기초하여 복수의 패턴 중 하나를 선택함으로써, 프레임 내에 복수의 시간 슬롯 및 복수의 패시브 포인터 검출 기간을 배치하도록 구성된다. 또한, 터치 컨트롤러(31)는 선택한 패턴, 및 액티브 펜(2)이 펜 신호의 송신을 위해서 실제로 사용해야 할 시간 슬롯을 나타내는 정보를, 업링크 신호(US) 내의 커맨드에 의해 액티브 펜(2)에 통지하는 처리도 행한다.
업링크 신호(US)는 터치 컨트롤러(31)로부터 액티브 펜(2)에 대해서 상술한 프레임 위치를 통지하는 기준 신호로서 기능함과 아울러, 터치 컨트롤러(31)로부터 액티브 펜(2)을 제어하기 위한 커맨드를 송신하는 역할을 가지는 신호이다. 터치 컨트롤러(31)는 프레임의 선두로 업링크 신호(US)를 송신하도록 구성되고, 액티브 펜(2)은 업링크 신호(US)의 수신 타이밍에 기초하여 프레임 위치를 취득하도록 구성된다. 또한, 액티브 펜(2)은 업링크 신호(US)에 포함되는 커맨드로부터, 프레임의 구조(복수의 시간 슬롯의 시간적 배치 등)와, 해당 액티브 펜(2)이 펜 신호의 송신을 위해서 실제로 사용해야 할 시간 슬롯을 나타내는 정보를 취득하도록 구성된다. 이하에서는, 이들 프레임 위치, 프레임의 구조, 및 시간 슬롯을 나타내는 정보를 통합해서 「송수신 스케줄」이라고 칭하는 경우가 있다.
다운링크 신호(DS)는 무변조의 반송파 신호인 위치 신호와, 후술하는 필압값이나 스위치 정보 등의 각종 데이터에 의해서 변조된 반송파 신호인 데이터 신호를 포함하는 신호이다. 액티브 펜(2)은, 업링크 신호(US)에 기초하여 취득한 송수신 스케줄에 따라, 다운링크 신호(DS)를 송신하도록 구성된다. 터치 컨트롤러(31)는 센서(30)를 구성하는 복수의 센서 전극 각각에 있어서의 위치 신호의 수신 강도의 분포에 기초하여 액티브 펜(2)의 위치를 도출하는 한편, 복수의 센서 전극 중 도출한 위치에 가장 가까운 센서 전극을 이용하여 데이터 신호를 수신하고, 복조하는 것에 의해서, 액티브 펜(2)이 송신한 데이터를 취득한다.
액티브 펜(2)은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 심체(20)와, 펜 끝 전극(21)과, 압력 센서(22)와, 사이드 스위치(23)와, 배터리(24)와, 집적 회로(25)를 가지고 구성된다. 심체(20)는 액티브 펜(2)의 펜축을 구성하는 부재이다. 심체(20)의 선단은 액티브 펜(2)의 펜 끝을 구성하고, 말단은 압력 센서(22)에 맞닿아 있다. 펜 끝 전극(21)은 심체(20)의 선단(펜 끝)에 마련된 도전체로서, 집적 회로(25)와 전기적으로 접속되어 있다.
압력 센서(22)는 펜 끝에 가해지는 압력을 검출하는 센서이다. 압력 센서(22)가 검출한 압력은, 예를 들면 12비트의 필압값으로서 집적 회로(25)에 공급된다. 사이드 스위치(23)는 액티브 펜(2)의 표면에 마련된 누름 버튼식의 스위치로서, 유저에 의해 온 오프 조작 가능하게 구성된다. 사이드 스위치(23)의 조작 상태(온 오프 상태)는, 예를 들면 2비트의 스위치 정보로서 집적 회로(25)에 공급된다. 배터리(24)는 집적 회로(25)가 동작하기 위해서 필요한 전력을 공급하는 역할을 한다.
집적 회로(25)는 업링크 신호(US)의 수신, 다운링크 신호(DS) 및 기준 변경 신호(CH)의 생성 및 송신 등의 처리를 실행하는 회로이다. 집적 회로(25)는 펜 끝 전극(21)의 전위의 변화를 검출함으로써 업링크 신호(US)를 수신하는 한편, 펜 끝 전극(21)의 전위에 변화를 줌으로써 펜 신호(구체적으로는, 상술한 다운링크 신호(DS) 및 기준 변경 신호(CH))의 송신을 행한다.
도 2는 집적 회로(25)의 상태 천이도이다. 동도에 나타내는 바와 같이, 집적 회로(25)는 디스커버리 모드, 슬레이브 모드, 마스터 모드 중 어느 것에 의해 동작하도록 구성된다. 초기 상태는 디스커버리 모드이며, 디스커버리 모드로 진입되어 있는 집적 회로(25)는, 연속적 또는 단속(斷續)적으로, 업링크 신호(US)의 검출 동작을 행한다(스텝 S1).
스텝 S1의 검출 동작의 결과로서 업링크 신호(US)를 검출했을 경우(스텝 S2), 집적 회로(25)는 슬레이브 모드로 진입하고, 수신한 업링크 신호(US)에 기초하여, 상술한 송수신 스케줄을 취득한다. 이어서 집적 회로(25)는 취득한 송수신 스케줄에 따라서 다운링크 신호(DS)의 송신을 행한다(스텝 S10). 또한, 취득한 송수신 스케줄에 의해 프레임의 종료 타이밍의 도래가 나타내지는 경우에는(스텝 S11), 다음의 업링크 신호(US)의 검출 동작을 행한다(스텝 S12). 그 결과로서 업링크 신호(US)를 검출했을 경우(스텝 S13), 집적 회로(25)는 그 업링크 신호(US)에 기초하여 다시 송수신 스케줄을 취득하고, 스텝 S10의 처리를 반복한다.
한편, 스텝 S12의 검출 동작의 결과로서 업링크 신호(US)를 검출하지 않았을 경우의 집적 회로(25)는, 마스터 모드로 진입한다(스텝 S14). 마스터 모드로 진입한 집적 회로(25)는, 취득되어 있는 최신의 송수신 스케줄을 현재의 프레임(검출할 수 없었던 업링크 신호(US)의 송신이 실행된 프레임)에 유용한다. 일례로는, 집적 회로(25)는, 취득되어 있는 최신의 송수신 스케줄을 프레임의 시간 길이(UpIntv)분의 시간만큼 후방으로 시프트함으로써, 현재의 프레임용의 송수신 스케줄을 취득하면 된다.
이렇게 해서 집적 회로(25)가 취득한 송수신 스케줄은, 터치 컨트롤러(31)의 내부에서 결정되어 있는 송수신 스케줄과 다를 가능성이 있다. 그래서 집적 회로(25)는, 현재의 프레임의 선두의 시간 슬롯(이하 「선두 슬롯」이라고 함)에 있어서, 자신이 동기(프레임 동기)의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호(CH)를 송신한다(스텝 S20). 본 실시 형태에 있어서, 각 프레임의 선두 슬롯은 기준 변경 신호(CH)의 송신용으로서 예약되어 있고, 다운링크 신호(DS)의 송신용으로서 이용되지 않는다. 따라서, 슬레이브 모드로 진입되어 있는 집적 회로(25)는, 선두 슬롯을 뮤트(신호를 송신하지 않는 상태)로 설정하게 된다.
그 후, 집적 회로(25)는 취득한 송수신 스케줄에 따라서 다운링크 신호(DS)를 송신하고(스텝 S21), 취득한 송수신 스케줄에 의해 프레임의 종료 타이밍의 도래가 나타내지는 경우에는(스텝 S22), 다음의 업링크 신호(US)의 검출 동작을 행한다(스텝 S23). 그 결과로서 업링크 신호(US)를 검출하지 않았을 경우(스텝 S24), 집적 회로(25)는 마지막으로 업링크 신호(US)를 검출하고 나서 소정 시간이 경과했는지 여부를 판정하고, 경과했다고 판정했을 경우에는, 디스커버리 모드로 되돌아가 스텝 S1부터의 처리를 실행한다(스텝 S24). 한편, 경과하지 않았다고 판정했을 경우에는, 스텝 S20부터의 처리를 반복한다(스텝 S25). 이 경우의 집적 회로(25)는, 마스터 모드로 진입했을 때와 마찬가지로, 취득되어 있는 최신의 송수신 스케줄에 기초하여, 현재의 프레임용의 송수신 스케줄을 취득하도록 구성된다.
스텝 S23에 있어서 업링크 신호(US)를 검출한 집적 회로(25)는, 슬레이브 모드로 되돌아가 스텝 S10부터의 처리를 실행한다(스텝 S26). 즉, 터치 컨트롤러(31)가 송신하는 업링크 신호(US)는, 터치 컨트롤러(31)가 동기의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호로서의 기능을 가지고 있고, 이 기준 변경 신호로서의 업링크 신호(US)를 수신한 집적 회로(25)는, 동기의 마스터인 것을 중지하고, 슬레이브로 되돌아간다. 이 경우의 집적 회로(25)는, 새롭게 수신한 업링크 신호(US)에 기초하여, 현재의 프레임용의 송수신 스케줄을 취득하게 된다.
도 3은 도 2에 나타낸 집적 회로(25)의 상태 천이에 대응하는 터치 컨트롤러(31)의 상태 천이도이다. 동도에 나타내는 바와 같이, 터치 컨트롤러(31)도, 디스커버리 모드, 슬레이브 모드, 마스터 모드 중 어느 것에 의해 동작하도록 구성된다. 초기 상태는 디스커버리 모드이며, 디스커버리 모드로 진입되어 있는 터치 컨트롤러(31)는, 호스트 프로세서(33)로부터 공급되어 있는 블랭크 시간의 정보에 기초하여 송수신 스케줄을 결정한 다음에, 프레임의 선두로 업링크 신호(US)를 송신한다(스텝 S30). 그리고, 업링크 신호(US)의 송신이 종료된 후(스텝 S31), 각 시간 슬롯에 있어서 다운링크 신호(DS)의 검출 동작을 행한다(스텝 S32). 또한, 디스커버리 모드로 진입 중인 터치 컨트롤러(31)는, 기준 변경 신호(CH)의 검출 동작을 행하지 않아도 된다.
스텝 S32의 검출 동작의 결과로서 다운링크 신호(DS)를 검출하지 않은 채 프레임의 종료 타이밍이 도래했을 경우(스텝 S33), 터치 컨트롤러(31)는 다시 송수신 스케줄을 결정하고, 스텝 S30으로 되돌아가 업링크 신호(US)의 송신을 반복한다. 이때 터치 컨트롤러(31)는, 결정 완료된 최신의 송수신 스케줄을 프레임의 시간 길이(UpIntv)(도 4 및 도 5를 참조)분의 시간만큼 후방으로 시프트함으로써, 현재의 프레임용의 송수신 스케줄을 결정해도 되고, 호스트 프로세서(33)로부터 새롭게 공급되었거나, 혹은, 이전에 공급되어 있던 블랭크 시간의 정보에 기초하여 다시 송수신 스케줄을 결정해도 된다.
한편, 스텝 S32의 검출 동작의 결과로서 다운링크 신호(DS)를 검출한 터치 컨트롤러(31)는, 마스터 모드로 진입한다(스텝 S34). 마스터 모드로 진입한 터치 컨트롤러(31)는, 다운링크 신호(DS)를 송신해 온 액티브 펜(2)을 통신 상대로서 업링크 신호(US)의 송신(스텝 S40)을 행하고, 송신이 종료된 후(스텝 S41), 기준 변경 신호(CH) 및 다운링크 신호(DS)의 검출 동작을 행한다(스텝 S42).
스텝 S42에 있어서 기준 변경 신호(CH)를 검출하지 않았을 경우(스텝 S43), 터치 컨트롤러(31)는 마스터 모드를 유지하면서 다운링크 신호(DS)의 검출 동작을 실행함과 아울러, 마스터 모드로 진입했을 때와 마찬가지의 처리에 의해 다시 송수신 스케줄을 결정하고, 스텝 S40으로 되돌아가 업링크 신호(US)의 송신을 행한다. 또한, 터치 컨트롤러(31)는, 스텝 S42에 있어서 다운링크 신호(DS)를 검출하지 않는 상태가 소정 시간 이상에 걸쳐 계속되었을 경우(스텝 S44), 디스커버리 모드로 되돌아가 스텝 S30부터의 처리를 실행한다.
한편, 스텝 S42에 있어서 기준 변경 신호(CH)를 검출했을 경우(스텝 S45), 터치 컨트롤러(31)는 슬레이브 모드로 진입하고, 기준 변경 신호(CH)에 기초하여 송수신 스케줄을 취득한 다음에, 계속해서 다운링크 신호(DS)의 검출 동작을 행한다(스텝 S50). 이 경우에 있어서 터치 컨트롤러(31)는, 기준 변경 신호(CH)의 수신 타이밍에 기초하여 프레임 위치를 취득한다. 따라서, 슬레이브 모드로 진입되어 있는 터치 컨트롤러(31)에 대해서는, 기준 변경 신호(CH)가 프레임 위치를 통지하는 기준 신호로서 기능하게 된다. 한편, 터치 컨트롤러(31)는, 송수신 스케줄을 구성하는 정보 중 프레임 위치 이외의 정보(프레임의 구조 및 시간 슬롯의 정보)에 대해서는, 앞서 결정하고 있던 송수신 스케줄의 것을 유용한다. 달리 말하면, 슬레이브 모드로 진입되어 있는 터치 컨트롤러(31)는, 송수신 스케줄을 구성하는 각종의 정보 중 프레임 위치를 결정하는 권리만을, 액티브 펜(2)에 대해서 넘기고 있다.
터치 컨트롤러(31)는, 스텝 S50에 있어서 다운링크 신호(DS)를 검출하지 않는 상태가 소정 시간 이상에 걸쳐 계속되었을 경우(스텝 S51), 디스커버리 모드로 되돌아가 스텝 S30부터의 처리를 실행한다. 또한, 스텝 S50에 있어서 기준 변경 신호(CH)를 검출했을 경우(스텝 S52), 터치 컨트롤러(31)는, 기준 변경 신호(CH)에 기초하여 다시 송수신 스케줄을 취득한 후, 다운링크 신호(DS)의 검출 동작을 실행하고, 그 후, 업링크 신호(US)의 송신을 행한다(스텝 S53). 업링크 신호(US)의 송신이 종료된 후 (스텝 S54)에는, 스텝 S50으로 되돌아가 기준 변경 신호(CH) 및 다운링크 신호(DS)의 검출 동작을 행한다.
스텝 S50에 있어서 기준 변경 신호(CH)를 검출하지 않았을 경우(스텝 S55)의 터치 컨트롤러(31)는, 마스터 모드로 되돌아가, 다운링크 신호(DS)의 검출 동작을 실행한다(스텝 S42). 이렇게 해서 마스터 모드로 되돌아간 터치 컨트롤러(31)는, 마스터 모드로 진입했을 때와 마찬가지의 처리에 의해 다시 송수신 스케줄을 결정한 다음에, 스텝 S40에 있어서의 업링크 신호(US)의 송신을 행한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 위치 검출 시스템(1)에 의하면, 액티브 펜(2)이 업링크 신호(US)의 수신에 실패했을 경우에, 액티브 펜(2)을 프레임 동기의 마스터로 할 수 있다. 따라서, 액티브 펜(2)이 업링크 신호(US)의 수신에 실패했을 경우의 선 끊김을 회피하는 것이 가능하게 된다. 이하, 이와 같은 선 끊김을 회피하기 위한 액티브 펜(2) 및 터치 컨트롤러(31)의 동작에 대해서, 도 4~도 9를 참조하면서, 보다 자세하게 설명한다.
도 4 및 도 5는 액티브 펜(2)(의 집적 회로(25))과 터치 컨트롤러(31)의 사이에서 송수신되는 신호의 시간 변화를 나타내는 도면이다. 도 4에는, 액티브 펜(2)이 슬레이브 모드로부터 마스터 모드로 천이하는 장면을 나타내고, 도 5에는, 액티브 펜(2)이 마스터 모드로부터 슬레이브 모드로 천이하는 장면을 나타내고 있다. 또한, 도 4 및 도 5에는, 프레임(F)과, 프레임(F) 내에 설정되는 m+1개의 시간 슬롯 TS(TS0~TSm)를 나타내고 있다. 시간 슬롯 TS0는, 상술한 선두 슬롯이다. 또한, 도시한 「R」은 신호의 수신 기간을 나타내고, 「T」는 패시브 포인터의 검출 기간을 나타내며, 「UpIntv」는 프레임(F)의 시간 길이를 나타내고 있다. 또한, 도 4 및 도 5에 있어서는, 상술한 블랭크 시간 내의 기간만을 나타내고, 디스플레이(32)에 의한 화소의 구동이 행해지고 있는 시간에 대해서는 묘화를 생략하고 있다.
먼저 도 4를 참조하면, 액티브 펜(2)은 터치 컨트롤러(31)가 n번째의 프레임(Fn)의 선두(시각 t1)로 송신한 업링크 신호(US)의 수신에 성공하고 있다. 이 경우의 액티브 펜(2)은 슬레이브 모드를 유지하고, 수신한 업링크 신호(US)에 기초하여 송수신 스케줄을 취득한 다음에, 시간 슬롯 TS1~TSm을 이용하여 다운링크 신호(DS)의 송신을 행한다. 이 경우의 액티브 펜(2)은, 시간 슬롯 TS0에서는 신호의 송신을 행하지 않는다.
그 후, 도 4의 예에 따른 액티브 펜(2)은, 터치 컨트롤러(31)가 n+1번째의 프레임(Fn+1)의 선두(시각 t2)로 송신한 업링크 신호(US)의 수신에 실패하고 있다. 이 경우의 액티브 펜(2)은, 전회의 업링크 신호(US)의 수신 종료부터 프레임(F)의 시간 길이(UpIntv)에 소정의 시간(ΔT)을 가산해서 이루어지는 시간이 경과하는 시각 t3까지 업링크 신호(US)의 검출 동작을 계속한 후, 마스터 모드로 진입한다. 또한, 액티브 펜(2)은, 이 시점에서의 필압값이 0인 경우, 즉 호버 상태에 있는 경우에는, 슬레이브 모드를 계속하는 것으로 해도 된다. 이 점에 대해서는, 추후 도 6 및 도 7을 참조하면서, 보다 자세하게 설명한다.
마스터 모드로 진입한 액티브 펜(2)은, n번째의 프레임(Fn)에 있어서 취득하고 있던 송수신 스케줄을 유용함으로써 n+1번째의 프레임(Fn+1)의 송수신 스케줄을 결정한 다음에, 시간 슬롯 TS0를 이용하여 기준 변경 신호(CH)를, 시간 슬롯 TS1~TSm을 이용하여 다운링크 신호(DS)의 송신을 각각 실행한다. 시각 t4에서 기준 변경 신호(CH)를 수신한 터치 컨트롤러(31)는 슬레이브 모드로 진입하고, 기준 변경 신호(CH)의 수신 타이밍을 기준으로 하는 동작을 개시한다.
다음으로 도 5를 참조하면, 터치 컨트롤러(31)가 n+k번째의 프레임(Fn+k)의 선두(시각 t5)로 송신한 업링크 신호(US)의 수신에 성공한 액티브 펜(2)은, 슬레이브 모드로 진입한다. 이것에 의해, 액티브 펜(2)은 프레임(Fn+k)의 시간 슬롯 TS0에 있어서는 기준 변경 신호(CH)를 송신하지 않게 되는 한편, 프레임(Fn+k)의 시간 슬롯 TS1~TSm에서는, 계속해서 다운링크 신호(DS)의 송신을 실행한다.
액티브 펜(2)이 시간 슬롯 TS0에 있어서 기준 변경 신호(CH)를 송신하지 않았던 것을 검출한 터치 컨트롤러(31)는, 마스터 모드로 진입한다. 그리고, 프레임(Fn+k)의 시간 슬롯 TS1~TSm에서는, 기준 변경 신호(CH)에 기초하여 취득하고 있던 송수신 스케줄을 계속해서 사용하여 다운링크 신호(DS)의 수신을 행한 다음에, 호스트 프로세서(33)로부터 공급되고 있는 블랭크 시간의 정보에 기초하여 송수신 스케줄을 결정하고, 결정한 송수신 스케줄에 따라, 프레임(Fn+k+1)의 선두로 업링크 신호(US)를 송신한다. 이 후, 액티브 펜(2)은 이 업링크 신호(US)의 수신 타이밍을 기준으로 하는 동작을 개시한다.
도 6 및 도 7은 액티브 펜(2)의 집적 회로(25)가 실행하는 처리를 나타내는 처리 흐름도이다. 동도에 나타내는 바와 같이, 집적 회로(25)는 먼저 디스커버리 모드로 진입하고(스텝 S100), 업링크 신호(US)의 검출 동작을 실행한다(스텝 S101). 그리고, 업링크 신호(US)를 수신했는지 여부를 판정하고(스텝 S102), 수신하지 않았다고 판정했을 경우에는 스텝 S101로 되돌아가 디스커버리 모드의 처리를 계속한다.
한편, 스텝 S102에 있어서 수신했다고 판정했을 경우, 집적 회로(25)는 슬레이브 모드로 진입하고(스텝 S103), 수신한 업링크 신호(US)에 기초하여 송수신 스케줄을 취득한다(스텝 S104). 그리고, 시간 슬롯 TS1~TSm을 이용하여 다운링크 신호(DS)를 송신하고(스텝 S105), 다음의 프레임의 선두로 업링크 신호(US)의 검출 동작을 실행한다(스텝 S106). 이 경우의 집적 회로(25)는 시간 슬롯 TS0에서는 신호의 송신을 행하지 않는다.
다음으로 집적 회로(25)는 스텝 S106에 있어서 업링크 신호(US)를 수신했는지 여부를 판정하고(스텝 S107), 수신했다고 판정했을 경우에는 스텝 S104로 되돌아가 슬레이브 모드의 처리를 계속한다. 한편, 수신하지 않았다고 판정했을 경우, 집적 회로(25)는 먼저, 마지막으로 업링크 신호(US)를 수신하고 나서 소정 시간이 경과했는지 여부를 판정한다(스텝 S108). 그리고, 경과했다고 판정했을 경우, 스텝 S100으로 되돌아가 디스커버리 모드의 처리를 개시한다. 한편, 경과하지 않았다고 판정한 집적 회로(25)는, 도 1에 나타낸 압력 센서(22)로부터 공급되고 있는 최신의 필압값을 참조하여, 액티브 펜(2)이 컨택트 중(펜 끝이 터치면(3a)에 접촉하고 있는 상태)인지 여부를 판정한다(스텝 S109). 구체적으로는, 필압값이 0보다 큰 값이 되어 있는 경우에 컨택트 중이라고 판정하고, 그렇지 않은 경우에 호버 중(펜 끝이 터치면(3a)에 접촉하고 있지 않은 상태)이라고 판정하면 된다. 호버 중이라고 판정했을 경우, 집적 회로(25)는 취득하고 있던 최신의 송수신 스케줄에 기초하여 송수신 스케줄을 결정한 후(스텝 S110), 스텝 S106으로 되돌아가 슬레이브 모드의 처리를 계속한다. 한편, 컨택트 중이라고 판정했을 경우, 도 7에 나타내는 스텝 S120으로 천이하여 마스터 모드의 처리를 개시한다. 이와 같이, 컨택트 중인 경우에만 집적 회로(25)를 마스터 모드로 이행시키고, 호버 중인 경우에는 집적 회로(25)에 슬레이브 모드의 처리를 계속하게 하는 것은, 호버 중인 경우에는 애초에 스트로크의 입력이 되고 있지 않아, 선 끊김을 일으킬 우려가 없기 때문이다.
스텝 S120 이후의 처리에 대해 구체적으로 설명하면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 집적 회로(25)는 먼저 마스터 모드로 진입하고(스텝 S120), 스텝 S110과 마찬가지로, 최신의 송수신 스케줄에 기초하여 송수신 스케줄을 결정한다(스텝 S121). 다음으로 집적 회로(25)는 시간 슬롯 TS0를 이용하여 기준 변경 신호(CH)를 송신하고(스텝 S122), 시간 슬롯 TS1~TSm을 이용하여 다운링크 신호(DS)를 송신하고(스텝 S123), 다음의 프레임의 선두로 업링크 신호(US)의 검출 동작을 실행한다(스텝 S124).
이어서 집적 회로(25)는 스텝 S16에 있어서 업링크 신호(US)를 수신했는지 여부를 판정하고(스텝 S125), 수신했다고 판정했을 경우에는, 스텝 S103으로 되돌아가 슬레이브 모드의 처리를 개시한다. 한편, 수신하지 않았다고 판정했을 경우, 집적 회로(25)는 먼저, 마지막으로 업링크 신호(US)를 수신하고 나서 소정 시간이 경과했는지 여부를 판정한다(스텝 S126). 그리고, 경과했다고 판정했을 경우, 도 6에 나타낸 스텝 S100으로 되돌아가 디스커버리 모드의 처리를 개시한다. 한편, 경과하지 않았다고 판정한 집적 회로(25)는, 도 1에 나타낸 압력 센서(22)로부터 공급되고 있는 최신의 필압값을 참조하여, 액티브 펜(2)이 컨택트 중인지 여부를 추가로 판정한다(스텝 S127). 이 판정의 구체적인 방법은, 스텝 S109와 마찬가지이면 된다. 판정의 결과, 컨택트 중이라고 판정한 집적 회로(25)는, 스텝 S121로 되돌아가 마스터 모드의 처리를 계속한다. 한편, 호버 중이라고 판정한 집적 회로(25)는 슬레이브 모드로 진입하고(스텝 S128), 스텝 S110과 마찬가지로 최신의 송수신 스케줄에 기초하여 송수신 스케줄을 결정한 후(스텝 S129), 도 6에 나타낸 스텝 S106으로 되돌아간다. 또한, 슬레이브 모드로 진입했음에도 불구하고, 스텝 S129에 있어서, 최신의 송수신 스케줄에 기초하여 송수신 스케줄을 결정하고 있는 것은, 액티브 펜(2)이 다음의 업링크 신호(US)를 수신하기 위해서, 당장의 송수신 스케줄이 필요하게 되기 때문이다.
도 8 및 도 9는 터치 컨트롤러(31)가 실행하는 처리를 나타내는 처리 흐름도이다. 동도에 나타내는 바와 같이, 터치 컨트롤러(31)는 먼저 디스커버리 모드로 진입하고(스텝 S130), 호스트 프로세서(33)로부터 공급되는 블랭크 시간의 정보에 기초하여 송수신 스케줄을 결정한 후(스텝 S131), 프레임의 선두로 업링크 신호(US)의 송신을 실행하고(스텝 S132), 추가로, 시간 슬롯 TS1~TSm에 있어서 다운링크 신호(DS)의 검출 동작을 실행한다(스텝 S133). 이때, 시간 슬롯 TS0에 있어서 기준 변경 신호(CH)의 검출 동작을 행할 필요는 없지만, 행해도 된다.
다음으로 터치 컨트롤러(31)는 스텝 S133에 있어서 다운링크 신호(DS)를 수신했는지 여부를 판정하고(스텝 S134), 수신하지 않았다고 판정했을 경우에는 스텝 S131로 되돌아가 디스커버리 모드의 처리를 계속한다. 한편, 수신했다고 판정했을 경우에는 마스터 모드로 진입하고(스텝 S135), 수신한 다운링크 신호(DS)에 기초하여 액티브 펜(2)의 위치를 도출함과 아울러 액티브 펜(2)이 송신한 데이터를 취득하고(스텝 S136), 호스트 프로세서(33)에 출력한다(스텝 S137). 이어서 터치 컨트롤러(31)는, 스텝 S131과 마찬가지의 처리에 의해 다시 송수신 스케줄을 결정한 후(스텝 S138), 다음의 프레임의 선두로 업링크 신호(US)의 송신을 실행하고(스텝 S139), 시간 슬롯 TS0에 있어서 기준 변경 신호(CH)의 검출 동작을 실행한다(스텝 S140).
그리고 터치 컨트롤러(31)는 스텝 S140에 있어서 기준 변경 신호(CH)를 수신했는지 여부를 판정하고(스텝 S141), 수신했다고 판정했을 경우, 도 9에 나타내는 스텝 S150으로 천이하여 슬레이브 모드의 처리를 개시한다. 한편, 수신하지 않았다고 판정한 터치 컨트롤러(31)는, 시간 슬롯 TS1~TSm에 있어서 다운링크 신호(DS)의 검출 동작을 실행하고(스텝 S142), 수신했는지 여부를 판정한다(스텝 S143). 그 결과, 수신했다고 판정한 터치 컨트롤러(31)는, 스텝 S136으로 되돌아가 마스터 모드의 처리를 계속한다. 한편, 수신하지 않았다고 판정한 터치 컨트롤러(31)는, 마지막으로 다운링크 신호(DS)를 수신하고 나서 소정 시간이 경과했는지 여부를 판정한다(스텝 S144). 그 결과, 경과했다고 판정했을 경우, 스텝 S130으로 되돌아가 디스커버리 모드의 처리를 개시한다. 한편, 경과하지 않았다고 판정한 터치 컨트롤러(31)는, 스텝 S138로 되돌아가 마스터 모드의 처리를 계속한다.
스텝 S150 이후의 처리에 대해 구체적으로 설명하면, 도 9에 나타내는 바와 같이, 터치 컨트롤러(31)는 먼저 슬레이브 모드로 진입하고(스텝 S150), 기준 변경 신호(CH)에 기초하여 송수신 스케줄을 취득한다(스텝 S151). 즉, 기준 변경 신호(CH)의 수신 개시 타이밍을 시간 슬롯 TS0의 개시 타이밍으로 간주하고, 프레임 위치를 취득한다. 다음으로 터치 컨트롤러(31)는 시간 슬롯 TS1~TSm에 있어서 다운링크 신호(DS)의 검출 동작을 실행하고(스텝 S152), 수신했는지 여부를 판정한다(스텝 S153). 그 결과, 수신했다고 판정했을 경우, 터치 컨트롤러(31)는 수신한 다운링크 신호(DS)에 기초하여 액티브 펜(2)의 위치를 도출함과 아울러 액티브 펜(2)이 송신한 데이터를 취득하고(스텝 S154), 호스트 프로세서(33)에 출력한다(스텝 S155). 이어서 터치 컨트롤러(31)는 다음의 프레임의 선두로 업링크 신호(US)의 송신을 실행하고(스텝 S156), 시간 슬롯 TS0에 있어서 기준 변경 신호(CH)의 검출 동작을 실행한다(스텝 S157). 그리고, 기준 변경 신호(CH)를 수신했는지 여부를 판정한다(스텝 S158).
스텝 S158에 있어서 수신했다고 판정한 터치 컨트롤러(31)는, 스텝 S151로 되돌아가 슬레이브 모드의 처리를 계속한다. 한편, 수신하지 않았다고 판정한 터치 컨트롤러(31)는 마스터 모드로 진입하고(스텝 S159), 호스트 프로세서(33)로부터 공급되는 블랭크 시간의 정보에 기초하여 송수신 스케줄을 결정한 후(스텝 S160), 도 8에 나타낸 스텝 S142로 되돌아간다. 스텝 S160에서 결정한 송수신 스케줄은, 이후 최초로 실행되는 업링크 신호(US)의 송신(스텝 S139)부터 적용된다. 스텝 S160으로부터 천이한 직후의 스텝 S142에 스텝 S160에서 결정한 송수신 스케줄을 적용하지 않는 것은, 이 단계에서는, 액티브 펜(2)에 의해서 결정된 송수신 스케줄로 다운링크 신호(DS)의 송신이 행해지고 있기 때문이다.
스텝 S153에 있어서 수신하지 않았다고 판정한 터치 컨트롤러(31)는, 마지막으로 다운링크 신호(DS)를 수신하고 나서 소정 시간이 경과했는지 여부를 판정한다(스텝 S161). 그 결과, 경과했다고 판정했을 경우, 도 8에 나타낸 스텝 S130으로 되돌아가 디스커버리 모드의 처리를 개시한다. 한편, 경과하지 않았다고 판정한 터치 컨트롤러(31)는, 스텝 S156으로 되돌아가 슬레이브 모드의 처리를 계속한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 위치 검출 시스템(1)에 의하면, 액티브 펜(2)이 업링크 신호(US)의 수신에 실패했을 경우에, 액티브 펜(2)을 프레임 동기의 마스터로 할 수 있다. 따라서, 액티브 펜(2)이 업링크 신호(US)의 수신에 실패했을 경우의 선 끊김을 회피하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 위치 검출 시스템(1)에 의하면, 액티브 펜(2)이 컨택트 중인 경우에만, 액티브 펜(2)을 프레임 동기의 마스터로 할 수 있다. 따라서, 선 끊김을 막을 필요가 있는 경우에만, 액티브 펜(2)을 프레임 동기의 마스터로 하는 것이 가능하게 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이와 같은 실시 형태로 하등 한정되는 것은 아니며, 본 발명이, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 다양한 양태로 실시될 수 있는 것은 물론이다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 터치 컨트롤러(31)가 액티브 정전 방식에 의해서 액티브 펜(2)의 위치를 검출하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 터치 컨트롤러(31)와 액티브 펜(2)이 쌍방향으로 통신을 행하는 경우에 널리 적용 가능하다. 예를 들면, 터치 컨트롤러(31)가 전자 유도 방식에 의해서 액티브 펜(2)의 위치를 검출하는 경우에도, 본 발명은 적용 가능하다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 프레임 내의 선두 슬롯을 기준 변경 신호(CH)의 송신용으로 예약하는 예를 설명했지만, 액티브 펜(2)으로부터 터치 컨트롤러(31)에 대해서 적시에 기준 변경 신호(CH)를 전달할 수 있으면 되며, 기준 변경 신호(CH)의 송신 방법은 상기 실시 형태에서 설명한 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 액티브 펜(2)은 선두 슬롯 이외의 시간 슬롯을 이용하여 기준 변경 신호(CH)를 송신하는 것으로 해도 되고, 다운링크 신호(DS)와는 상이한 주파수, 위상, 부호 등을 이용함으로써, 다운링크 신호(DS)와 동시에 기준 변경 신호(CH)를 송신하는 것으로 해도 되고, 블루투스(등록상표)로 대표되는 근거리 무선 통신 등의 완전히 다른 통신 방법을 이용하여 기준 변경 신호(CH)를 송신하는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 기준 변경 신호(CH)의 유무에 따라 액티브 펜(2)이 동기의 마스터가 되는지 여부를 나타내는 예를 설명했지만, 액티브 펜(2)이 동기의 마스터가 되는지 여부를 나타내는 정보는, 임의의 방법에 의해서 터치 컨트롤러(31)에 통지될 수 있다. 예를 들면, 액티브 펜(2)은, 자신이 동기의 마스터가 되는 경우와 그렇지 않은 경우에, 상이한 비트값, 상이한 주파수, 상이한 위상, 또는, 상이한 부호를 송신함으로써, 자신이 동기의 마스터가 되는지 여부를 터치 컨트롤러(31)에 통지할 수 있다. 이 중 「상이한 비트값」을 이용하는 경우에는, 다운링크 신호(DS)를 구성하는 데이터 신호 내의 1비트에 의해, 기준 변경 신호(CH)를 송신하는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 기준 변경 신호(CH)가 프레임 위치를 동기하기 위한 기준 신호를 겸하는 예를 설명했지만, 이것들을 상이한 신호로 하는 것으로 해도 된다. 예를 들어, 슬레이브 모드로 진입한 터치 컨트롤러(31)는, 시간 슬롯 TS1에서 수신된 다운링크 신호(DS)의 수신 타이밍에 기초하여 프레임 위치를 취득하는 것으로 해도 된다.
1 : 위치 검출 시스템 2 : 액티브 펜
3 : 전자 기기 3a : 터치면
20 : 심체 21 : 펜 끝 전극
22 : 압력 센서 23 : 사이드 스위치
24 : 배터리 25 : 집적 회로
30 : 센서 31 : 터치 컨트롤러
32 : 디스플레이 33 : 호스트 프로세서
CH : 기준 변경 신호 DS : 다운링크 신호
F : 프레임 TS : 시간 슬롯
US : 업링크 신호

Claims (13)

  1. 펜 및 터치 컨트롤러를 포함하는 시스템으로서,
    상기 펜 및 상기 터치 컨트롤러는, 시간적으로 이격된 복수의 펜 검출 기간을 포함하는 프레임을 이용하여 서로 신호를 송수신하도록 구성되고,
    상기 펜 및 상기 터치 컨트롤러는 각각,
    프레임 위치를 동기하기 위한 기준 신호를 송신 및 검출 가능하게 구성되고,
    상기 기준 신호를 검출했을 경우에는 상기 기준 신호에 기초하여 상기 프레임 위치를 취득함과 아울러, 취득한 상기 프레임 위치에 따라서 동작하고,
    상기 펜은, 상기 동기의 마스터를 변경할 때에, 자신이 상기 동기의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호를 송신하도록 구성되는 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는, 상기 기준 변경 신호를 수신했을 경우에, 상기 펜이 송신하는 상기 기준 신호에 따라서 상기 프레임 위치를 취득하는 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기준 변경 신호는, 상이한 비트값, 상이한 주파수, 상이한 위상, 상이한 부호 중 어느 것에 의해 자신이 상기 동기의 마스터가 되는 것을 통지하는 신호로서, 반복해서 송신되는 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 펜은, 소정의 조건이 충족되었을 경우에, 상기 터치 컨트롤러에 대해서 상기 기준 변경 신호를 송신하도록 구성되는 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 소정의 조건은, 상기 펜이 상기 터치 컨트롤러로부터 과거에 수신한 업링크 신호에 기초하여 취득한 상기 프레임 위치에 따라서 다음의 상기 업링크 신호의 수신을 시도한 결과, 상기 업링크 신호를 수신하지 않았던 경우인 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 소정의 조건은, 상기 펜이 상기 터치 컨트롤러로부터 과거에 수신한 업링크 신호에 기초하여 취득한 상기 프레임 위치에 따라서 다음의 상기 업링크 신호의 수신을 시도한 결과, 상기 업링크 신호를 수신하지 않고, 또한, 상기 펜이 컨택트 중인 경우인 시스템.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 펜은,
    상기 동기의 마스터가 상기 터치 컨트롤러인 동안에 상기 기준 변경 신호를 송신하고,
    상기 기준 변경 신호의 송신과 동시 또는 상기 기준 변경 신호의 송신 후에 상기 기준 신호를 적어도 1회 송신하는 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 터치 컨트롤러는 자신이 상기 동기의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호를 송신하도록 구성되는 시스템.
  9. 펜 및 터치 컨트롤러를 포함하는 시스템에 있어서 상기 펜에 의해 실행되는 방법으로서,
    상기 터치 컨트롤러가 송신한 기준 신호에 기초하여 취득한 프레임 위치에 따라서 다음의 상기 기준 신호의 검출 동작을 행하는 스텝과,
    상기 검출 동작에 의해 상기 기준 신호를 수신했는지 여부를 판정하는 스텝과,
    상기 검출 동작에 의해 상기 기준 신호를 수신하지 않았다고 판정했을 경우에, 자신이 상기 프레임 위치의 동기의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호를 송신하는 스텝을 포함하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 기준 신호는 상기 터치 컨트롤러가 송신하는 업링크 신호인 방법.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 펜의 펜 끝에 가해지는 압력을 나타내는 필압값에 의해 상기 펜이 컨택트 중인지 여부를 판정하는 스텝을 더 포함하고,
    상기 송신하는 스텝은, 상기 검출 동작에 의해 상기 기준 신호를 수신하지 않았다고 판정하고, 또한, 상기 펜이 컨택트 중이라고 판정했을 경우에, 상기 기준 변경 신호를 송신하는 방법.
  12. 집적 회로 및 펜 끝 전극을 가지고, 터치 컨트롤러와 쌍방향으로 통신하는 펜으로서,
    상기 집적 회로는,
    상기 터치 컨트롤러가 송신한 기준 신호에 기초하여 취득한 프레임 위치에 따라, 상기 펜 끝 전극을 이용하여 다음의 상기 기준 신호의 검출 동작을 행하고,
    상기 검출 동작에 의해 상기 기준 신호를 수신했는지 여부를 판정하고,
    상기 검출 동작에 의해 상기 기준 신호를 수신하지 않았다고 판정했을 경우에, 자신이 상기 프레임 위치의 동기의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호를 상기 펜 끝 전극으로부터 송신하는 펜.
  13. 센서를 통해서 펜과 쌍방향으로 통신함으로써 상기 펜의 위치를 도출하는 터치 컨트롤러로서,
    프레임 위치의 동기의 마스터가 되는 것을 나타내는 기준 변경 신호를 상기 펜으로부터 수신했을 경우에, 상기 펜이 송신하는 상기 프레임 위치를 동기하기 위한 기준 신호에 따라서 상기 프레임 위치를 취득하고,
    취득한 상기 프레임 위치에 기초하여, 상기 펜이 송신하는 다운링크 신호의 검출 동작, 및 상기 펜에 대한 업링크 신호의 송신을 행하는 터치 컨트롤러.
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