WO2021161701A1 - ポインタの位置検出方法及びセンサコントローラ - Google Patents

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WO2021161701A1
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佳生 野村
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株式会社ワコム
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    • G06F2203/04105Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position

Definitions

  • the present invention relates to a pointer position detection method and a sensor controller, and more particularly to a pointer position detection method and a sensor controller for detecting the positions of a passive pointer and an active pen.
  • active pen For both input by an active electrostatic electronic pen (hereinafter referred to as “active pen”) and input by a finger or an auxiliary device (hereinafter collectively referred to as “passive pointer”) that does not transmit a signal like a finger.
  • passive pointer For both input by an active electrostatic electronic pen (hereinafter referred to as “active pen”) and input by a finger or an auxiliary device (hereinafter collectively referred to as “passive pointer”) that does not transmit a signal like a finger.
  • the corresponding input system is known.
  • the position of the passive pointer is detected by detecting the capacitive coupling that occurs between the tip of the passive pointer and the sensor electrode arranged in the panel surface.
  • pen input the input by the active pen
  • passive pointer is referred to as “touch input”.
  • This type of input system is generally configured to detect the position of each of the active pen and passive pointer on the panel surface in a time division manner and supply it to the operating system.
  • Patent Document 1 discloses an example of such an input system.
  • the input system described in Patent Document 1 is configured to detect the position of a passive pointer for one panel surface by dividing it into two or more times. This is to enable the position detection of the active pen to be performed at a high detection rate and at equal intervals. Further, Patent Document 1 also discloses a technique for preventing erroneous detection of each by mutually using the detection result of the passive pointer and the detection result of the active pen.
  • the inventor of the present application stops the position detection of the passive pointer when the active pen is detected in order to obtain a detection rate of the position of the active pen higher than the above-mentioned example of Patent Document 1.
  • SPT Simultaneous Pen Touch
  • exclusive mode the operation mode of the input system that detects the positions of the active pen and the passive pointer in a time-division manner.
  • exclusive mode the input that stops the position detection of the passive pointer and detects only the position of the active pen.
  • one of the objects of the present invention is to provide a pointer position detection method that enables touch input in a state where the active pen is very close to the panel surface while using the exclusive mode. ..
  • another object of the present invention is to provide a pointer position detection method that can use the false detection prevention function for as long as possible while using the exclusive mode.
  • the pointer position detection method is executed by a sensor controller connected to a sensor including a plurality of sensor electrodes, and uses the sensor to position a passive pointer that does not transmit a signal and a pen provided at the tip portion.
  • the control step includes a control step of controlling the operation mode of the sensor controller according to the pen pressure value, and the control step is when the pen pressure value indicates that the pen tip is not in contact with the panel surface.
  • the operation mode of the sensor controller is set to the first operation mode in which the positions of the active pen and the passive pointer on the panel surface are detected in time division, and the pen tip comes into contact with the panel surface according to the pen pressure value.
  • the sensor controller is in the operation mode, the position of the active pen is detected on the panel surface, but the position of the passive pointer is not detected on the panel surface.
  • This is a pointer position detection method that is used as the operation mode.
  • the sensor controller uses a sensor including a plurality of sensor electrodes to position a passive pointer that does not transmit a signal and a position of an active pen that can transmit a pen signal from a pen electrode provided at the tip portion.
  • a sensor controller that detects and acquires a pen pressure value indicating the pressure applied to the pen tip of the active pen, and the pen pressure value indicates that the pen tip is not in contact with the panel surface.
  • the pen tip is in contact with the panel surface due to the pen pressure value by entering the first operation mode in which the positions of the active pen and the passive pointer on the panel surface are detected in a time-divided manner.
  • it is a sensor controller that enters a second operating mode that detects the position of the active pen on the panel surface but does not detect the position of the passive pointer on the panel surface.
  • the sensor controller operates in the first operation mode (SPT mode) until the tip of the active pen comes into contact with the panel surface, so that while using the second operation mode (exclusive mode).
  • SPT mode first operation mode
  • exclusive mode second operation mode
  • Touch input is possible with the active pen very close to the panel surface, and the false positive prevention function can be used for as long as possible.
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the configuration and use state of the input system 1 by embodiment of this invention. It is a figure which shows the internal structure of the tablet terminal 3 shown in FIG. It is a figure which shows the operation mode of the sensor controller 31 shown in FIG. (A) is a diagram showing the configuration of the uplink signal US and the downlink signal DS in the global scan GS, and (b) is a diagram showing the configuration of the uplink signal US and the downlink signal DS in the local scan LS. be. It is a figure which shows the principle of the position detection processing of the passive pointer 4 executed by the MCU 40 shown in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration and a usage state of the input system 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the input system 1 is an input system corresponding to both the pen input and the touch input described above, and includes an active pen 2, a tablet terminal 3 having a touch surface 3a (panel surface), and a passive pointer 4.
  • the fingers 4a and 4b shown in FIG. 1 are examples of the passive pointer 4, respectively.
  • the active pen 2 and the passive pointer 4 may be collectively referred to as a "pointer".
  • FIG. 1 shows an example in which the user holds the pen 2 in the right hand and performs the pinch-out operation with the fingers 4a and 4b of the left hand while the pen tip is slightly lifted.
  • a situation may occur, for example, when the input field displayed on the screen is enlarged by a pinch-out operation and then pen input is performed on this input field.
  • the distance D between the pen tip and the touch surface 3a (more precisely, the sensor 30 described later) is generally a downlink transmitted by the pen 2. It is shorter than the maximum reach of the signal DS (described later). Therefore, since the tablet terminal 3 can detect the active pen 2, if the input system 1 is operating in the above-mentioned exclusive mode, the pinch-out operation cannot be performed.
  • One of the objects of the present invention is to eliminate such inconvenience by enabling touch input in a state where the active pen 2 is very close to the touch surface 3a while using the exclusive mode. It is in.
  • the active pen 2 is an electronic pen that operates by the active electrostatic method. Although not shown, a control unit and a transmission / reception unit are provided inside the active pen 2, and the control unit is configured to be able to transmit and receive signals to and from the tablet terminal 3 via the transmission / reception unit.
  • the signal transmitted from the tablet terminal 3 toward the active pen 2 is referred to as an uplink signal US
  • the signal (pen signal) transmitted from the active pen 2 toward the tablet terminal 3 is referred to as a downlink signal DS. ..
  • a pen electrode is provided at the tip of the active pen 2, and the transmission / reception portion of the active pen 2 is a sensor 30 provided in the touch surface 3a of the tablet terminal 3 and the pen electrode (see FIG. 2 described later).
  • the uplink signal US is received and the downlink signal DS is transmitted via the capacitance formed between the and.
  • the pen electrode for receiving the uplink signal US and the pen electrode for transmitting the downlink signal DS may be different or the same.
  • the active pen 2 also has a pen pressure detection unit that detects the pressure (pen pressure) applied to the pen tip, a side switch state detection unit that detects the on / off state of the side switch provided on the side surface, and a unique ID assigned in advance. It is configured to have a storage unit (memory) for storing the above and a power supply unit (battery) for supplying the operating power of the active pen 2.
  • the control unit of the active pen 2 is configured to be able to control each of these units.
  • the tablet terminal 3 is an electronic device having both a function as a liquid crystal display device and a function as a position detector for detecting the position of a pointer on the touch surface 3a.
  • the touch surface 3a is provided on the display screen of the liquid crystal.
  • the pointers that can be detected by the tablet terminal 3 include both the active pen 2 and the passive pointers 4 (fingers 4a and 4b) shown in FIG.
  • FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of the tablet terminal 3.
  • the tablet terminal 3 includes a sensor 30, a sensor controller 31, and a host processor 32.
  • the tablet terminal 3 also has a display.
  • the sensor 30 is configured to have a plurality of sensor electrodes 30X and 30Y arranged in the touch surface 3a.
  • the tablet terminal 3 is a so-called "in-cell type" electronic device, and the plurality of sensor electrodes 30X are also used as display electrodes (for example, common electrodes of a liquid crystal display).
  • the present invention is similarly applicable to electronic devices (non-incell type electronic devices) in which a plurality of sensor electrodes 30X and 30Y are independent of display electrodes.
  • the sensor controller 31 detects the positions of the active pen 2 and the passive pointer 4 on the touch surface 3a when the plurality of sensor electrodes 30X are not used for pixel driving, that is, using the pixel driving operation interval. It is an integrated circuit.
  • the sensor controller 31 is configured to output coordinates indicating the detected position to the host processor 32 each time the position of the active pen 2 or the passive pointer 4 is detected.
  • the sensor controller 31 is also configured to receive various data from the active pen 2 by using the pixel drive operation interval.
  • the various data received in this way include data indicating the pen pressure detected by the pen pressure detection unit described above (pen pressure value) and data indicating the on / off state of the side switch acquired by the side switch state detection unit (switch data). ), A unique ID stored in the storage unit, and the like may be included.
  • the sensor controller 31 is configured to output the received data to the host processor 32.
  • the host processor 32 is a central processing unit of the tablet terminal 3, and plays a role of executing various applications such as the operating system of the tablet terminal 3 and drawing software by executing a program stored in a memory (not shown). Fulfill.
  • the drawing software has a function of generating stroke data based on the coordinates sequentially supplied from the sensor controller 31, rendering and displaying it on the display, and rendering based on data such as a pen pressure value supplied from the sensor controller 31. (For example, a function of adjusting the line width according to the pen pressure value) and a function of adjusting the result of the above are included.
  • FIG. 3 is a diagram showing an operation mode of the sensor controller 31.
  • the sensor controller 31 is shown in the SPT1 mode (third operation mode) shown in FIG. 3A, the SPT2 mode (first operation mode) shown in FIG. 3B, and FIG. 3D. It is configured to operate in any of the exclusive modes (second operation modes). However, instead of the SPT2 mode, the SPT2 mode modification shown in FIG. 3C may be used.
  • the detection of each pointer is drawn so as to be continuously performed without interruption, but as described above, the actual detection uses the interval of the pixel drive operation. Since it is performed, each detection is executed with an appropriate pause time.
  • each operation mode will be described in detail one by one.
  • the SPT1 mode is a mode in which the global scan GS of the active pen 2 and the position detection of the passive pointer 4 (hereinafter referred to as touch detection T) are executed in a time-division manner when the active pen 2 has not been detected yet. ..
  • the sensor controller 31 that has entered the SPT1 mode uses, for example, a touch detection T for 2 milliseconds and a global scan GS for 3 milliseconds as one operation unit (UP), and repeatedly executes this operation unit. It is composed.
  • UP operation unit
  • the frequency of touch detection T in the SPT1 mode is higher than that in the SPT2 mode and the SPT2 mode modification. ing.
  • FIG. 4A is a diagram showing the configuration of the uplink signal US and the downlink signal DS in the global scan GS.
  • the sensor controller 31 first transmits the uplink signal US, and then the active pen 2 that receives the uplink signal US transmits the downlink signal DS. Will be done.
  • the uplink signal US is a signal including a predetermined start bit SB and a command COM indicating a command from the sensor controller 31 to the active pen 2.
  • the command COM transmitted in the global scan GS is configured to include, for example, information on communication resources that the active pen 2 should use for transmitting the downlink signal DS.
  • the downlink signal DS at the time of global scan GS is composed of a position signal which is a burst signal of a predetermined frequency.
  • the global scan GS is the position detection performed by the entire sensor 30, and the sensor controller 31 uses all of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y arranged in the touch surface 3a to transmit this position signal.
  • the level of the position signal is obtained for each position in the touch surface 3a.
  • the position of the active pen 2 is detected based on the result, and pairing with the active pen 2 is executed.
  • the SPT2 mode is a mode in which the local scan LS of the active pen 2 and the touch detection T are executed in a time-division manner when the active pen 2 during pairing is not in contact with the touch surface 3a.
  • the sensor controller 31 that has entered the SPT2 mode has, for example, a touch detection T for 2 milliseconds, a local scan LS for 3 milliseconds, and a local scan LS for 3 milliseconds as one operation unit (UP). , This unit of operation is configured to be executed repeatedly.
  • FIG. 4B is a diagram showing the configuration of the uplink signal US and the downlink signal DS in the local scan LS.
  • the sensor controller 31 first transmits the uplink signal US, and then the active pen 2 that receives the uplink signal US transmits the downlink signal DS. Will be done.
  • the command COM transmitted in the local scan LS for example, provides information that identifies one or more active pens 2 during pairing and information that specifies data to be transmitted by the identified active pens 2. Consists of including.
  • the downlink signal DS at the time of local scan LS is composed of a position signal which is a burst signal of a predetermined frequency and a data signal including various data. Since the data signal is included, the transmission duration of the position signal is shorter than that during the global scan GS.
  • the data included in the data signal is, for example, the above-mentioned pen pressure value, switch data, unique ID, and the like.
  • the control unit of the active pen 2 is configured to arrange the data instructed by the command COM in the uplink signal US in the data signal.
  • the local scan LS is a position detection performed by only a part of the sensor 30, and the sensor controller 31 is a predetermined position located in the vicinity of the previously detected position among the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y arranged in the touch surface 3a.
  • the sensor controller 31 acquires the data transmitted by the active pen 2 by decoding the received data signal.
  • the number of sensor electrodes 30X and 30Y used for receiving the position signal during the local scan LS is relatively small (4 in this case) and relatively large (4 in this case).
  • 8) is used. In FIG. 3, this number is shown in parentheses after "LS".
  • the position signal is received using a relatively small number of sensor electrodes 30X and 30Y.
  • the reception time per one can be relatively long, so that a relatively high signal-to-noise ratio can be obtained. .. Therefore, since the downlink signal DS can be received even if the reception level is low, it is suitable when the active pen 2 is not in contact with the touch surface 3a (that is, when hovering).
  • the position signal can be received in a wider area, so that the position signal is relative. It becomes possible to detect the position of the active pen 2 with high accuracy.
  • the active pen 2 can receive the position signal using such a relatively large number of sensor electrodes 30X and 30Y on the touch surface. Only when it is in contact with 3a and the sensor controller 31 can receive the downlink signal DS at a high level.
  • the SPT2 mode modification is an improvement of the SPT2 mode so that the local scan LS can be performed at equal intervals, and is configured to perform the touch detection T for one panel surface in two steps. Specifically, the touch surface 3a may be divided into halves, and the touch detection T may be alternately performed.
  • the sensor controller 31 that has entered the SPT2 mode break has, for example, one touch detection T / 2 for 1 millisecond (touch detection T for 1/2 times) and one local scan LS (4) for 3 milliseconds, for example.
  • this operation unit is configured to be repeatedly executed.
  • the exclusive mode is a mode in which when the detected active pen 2 is in contact with the touch surface 3a, the touch detection T is not performed and only the local scan LS of the active pen 2 is executed.
  • the sensor controller 31 that has entered the exclusive mode is configured to repeatedly execute this operation unit, for example, using only the local scan LS for 3 milliseconds as one operation unit (UP).
  • UP operation unit
  • the reception of the position signal in the exclusive mode is executed by using a relatively large number (specifically, eight) of sensor electrodes 30X and 30Y. The reason is as described above.
  • the sensors 30 extend in the Y direction and are arranged at equal intervals in the X direction orthogonal to the Y direction, and the sensors 30 extend in the X direction and are arranged at equal intervals in the Y direction.
  • the example in which the sensor electrodes 30X and 30Y are both formed of linear conductors is shown here, it is also possible to form the sensor electrodes 30X and 30Y with conductors of other shapes.
  • one of the sensor electrodes 30X and 30Y may be composed of a plurality of rectangular conductors arranged in two dimensions so that the two-dimensional coordinates of the active pen 2 can be detected.
  • the sensor controller 31 includes an MCU 40, a logic unit 41, transmission units 42 and 43, a reception unit 44, and a selection unit 45.
  • the MCU 40 and the logic unit 41 are control units that control the transmission / reception operation of the sensor controller 31 by controlling the transmission units 42, 43, the reception unit 44, and the selection unit 45.
  • the MCU 60 is a microprocessor that has a memory (ROM and RAM) inside and operates by executing a program stored in the memory.
  • the operation timing of the MCU 40 is controlled by a timing signal supplied from the host processor 32.
  • the operation performed by the MCU 40 includes an operation of supplying the pixel drive voltage Vcom to the selection unit 45, an operation of controlling the transmission unit 42 to output the finger detection signal FDS, and an active operation.
  • the positions of the active pen 2 and the passive pointer 4 (specifically, the touch surface) based on the operation of supplying the command COM indicating the content of the instruction to the pen 2 to the transmitting unit 43 and the digital signal supplied from the receiving unit 44.
  • the data Res (for example, the above-mentioned pen pressure value, switch described above) transmitted by the active pen 2 by detecting the coordinates x, y) indicating the position in 3a and decoding the digital signal supplied from the receiving unit 44.
  • An operation of entering one of the operation modes shown in FIG. 3 is included.
  • the logic unit 41 has a function of outputting control signals ctrl_t1 to ctrl_t4 and ctrl_r based on the control of the MCU 40.
  • the transmission unit 42 is a circuit that generates a finger detection signal FDS according to the control of the MCU 40 and supplies it to each sensor electrode 30X through the selection unit 45.
  • FIG. 5 is a diagram showing the principle of the position detection process of the passive pointer 4 executed by the MCU 40. For simplicity, only four sensor electrodes 30X are shown in the figure, but more sensor electrodes 30X are actually arranged. Hereinafter, the description will be continued assuming that the number of the sensor electrodes 30X is K.
  • the transmission unit 43 is a circuit that generates an uplink signal US according to the control of the MCU 40 and the logic unit 41 and supplies the uplink signal US to the selection unit 45.
  • the pattern supply unit 50, the switch 51, and the code sequence holding unit 43. 52, a diffusion processing unit 53, and a transmission guard unit 54 are included. Of these, the pattern supply unit 50 will be described as being included in the transmission unit 43 in the present embodiment, but may be included in the MCU 40.
  • the pattern supply unit 50 holds the start bit SB arranged at the head of the uplink signal US, and outputs the held start bit SB according to the instruction of the control signal ctrl_t1 supplied from the logic unit 41. It is composed.
  • the switch 51 has a function of selecting one of the pattern supply unit 50 and the MCU 40 based on the control signal ctrl_t2 supplied from the logic unit 41 and supplying the output of the selected one to the diffusion processing unit 53.
  • the switch 51 selects the pattern supply unit 50, the start bit SB is supplied to the diffusion processing unit 53.
  • the switch 51 selects the MCU 40, the command COM is supplied to the diffusion processing unit 53.
  • the code string holding unit 52 has a function of generating and holding a diffusion code having a predetermined chip length having an autocorrelation characteristic based on the control signal ctrl_t3 supplied from the logic unit 41.
  • the diffusion code held by the code string holding unit 52 is supplied to the diffusion processing unit 53.
  • the spreading processing unit 53 modulates the spreading code held by the code string holding unit 52 based on the value (start bit SB or command COM) supplied via the switch 51, thereby transmitting a transmission chip sequence having a predetermined chip length. Has the function of acquiring.
  • the diffusion processing unit 53 supplies the acquired transmission chip sequence to the selection unit 45 via the transmission guard unit 54.
  • the transmission guard unit 54 is required to switch 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 during which both transmission and reception are not performed).
  • the selection unit 45 includes switches 58x, 58y and conductor selection circuits 59x, 59y.
  • the switch 58y is a switch element configured so that the common terminal and any one of the T terminal and the R terminal are connected.
  • the common terminal of the switch 58y is connected to the conductor selection circuit 59y, the T terminal is connected to the output terminal of the transmitting unit 43, and the R terminal is connected to the input terminal of the receiving unit 44.
  • the switch 58x is a switch element configured so that the common terminal and any one of the T1 terminal, the T2 terminal, the D terminal, and the R terminal are connected. Of these, the T2 terminal is actually a set of terminals for the number of sensor electrodes 30X.
  • the common terminal of the switch 58x is connected to the conductor selection circuit 59x, the T1 terminal is connected to the output terminal of the transmission unit 43, the T2 terminal is connected to the output terminal of the transmission unit 42, and the D terminal outputs the pixel drive voltage Vcom. It is connected to the output end of the MCU 40, and the R terminal is connected to the input end of the receiving unit 44.
  • the conductor selection circuit 59x is a switch element for selectively connecting a plurality of sensor electrodes 30X to the common terminal of the switch 58x.
  • the conductor selection circuit 59x is configured so that a part or all of the plurality of sensor electrodes 30X can be connected to the common terminal of the switch 58x at the same time.
  • the conductor selection circuit 59x connects a plurality of terminals constituting the T2 terminal and a plurality of sensor electrodes 30X on a one-to-one basis.
  • the conductor selection circuit 59y is a switch element for selectively connecting a plurality of sensor electrodes 30Y to the common terminal of the switch 58y.
  • the conductor selection circuit 59y is also configured so that a part or all of the plurality of sensor electrodes 30Y can be connected to the common terminal of the switch 58y at the same time.
  • 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 transmits the uplink signal US or the finger detection signal FDS, applies the pixel drive voltage Vcom, and goes down. It realizes reception of link signal DS or finger detection signal FDS.
  • the logic unit 41 controls the selection unit 45 so that all of the plurality of sensor electrodes 30Y are connected to the transmission unit 43 at the same time.
  • the uplink signal US is transmitted from all of the plurality of sensor electrodes 30Y at the same time, so that the active pen 2 can receive the uplink signal US anywhere on the touch surface 3a.
  • the logic unit 41 performs different processing depending on whether the global scan GS described above is performed or the local scan LS described above is performed. Specifically, first, when performing the global scan GS, the logic unit 41 selects all the sensor electrodes 30X and 30Y one by one in order so that the selected sensor electrodes 30X and 30Y are connected to the receiving unit 44. , Controls the selection unit 45. As a result, a number of position signals equal to the number of sensor electrodes 30X and 30Y are sequentially supplied to the receiving unit 44.
  • the number of sensors (4 or 8) according to the operation mode during entry is selected from the sensor electrodes 30X and 30Y in the region near the previously detected position by the MCU40. Electrodes 30X and 30Y are selected.
  • the logic unit 41 sequentially selects a predetermined number of sensor electrodes 30X and 30Y selected in this order one by one at time intervals according to the number of selected sensor electrodes 30X and 30Y, and selects the sensor electrodes 30X and 30Y. Controls the selection unit 45 so that is connected to the reception unit 44. As a result, a number of position signals equal to the number of selected sensor electrodes 30X and 30Y are sequentially supplied to the receiving unit 44.
  • the MCU 40 is configured to detect the position of the active pen 2 based on the level of the position signal thus supplied to the receiving unit 44. Specifically, the level of the position signal at each intersection of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y is determined based on the digital signal (described later) supplied from the receiving unit 44. Then, the position of the active pen 2 is detected based on each determined level. Specifically, a region in the touch surface 3a where the level of the position signal is equal to or higher than a predetermined value may be determined, and for example, the center position thereof may be detected as the position of the active pen 2.
  • the position of the active pen 2 detected based on the immediately preceding position signal by the MCU 40 is the most. The closest one is selected.
  • the logic unit 41 controls the selection unit 45 so that the sensor electrodes 30X and 30Y selected in this way are connected to the reception unit 44. As a result, the data signal transmitted by the active pen 2 is supplied to the receiving unit 44.
  • the logic unit 41 first controls the selection unit 45 so that the plurality of terminals constituting the T2 terminal of the switch 58x and the plurality of sensor electrodes 30X are connected one-to-one. Then, while maintaining that state, a plurality of sensor electrodes 30Y are selected one by one in order, and the selection unit 45 is controlled so that the selected sensor electrodes 30Y are connected to the receiving unit 44.
  • the MCU40 Furthermore, while selecting one of the sensor electrodes 30Y, sequentially reads the pulse groups p 1 ⁇ p K by one pulse group from the memory, each of the read, read the K constituting the pulse group The pulse is supplied to the transmission unit 42.
  • the transmission unit 42 inputs the K pulses thus supplied to the K sensor electrodes 30X in parallel.
  • the level of the digital signal supplied from the receiving unit 44 reflects the change in capacitance formed at the intersection of the selected sensor electrode 30Y and each sensor electrode 30X. Therefore, the MCU 40 is configured to detect the position of the passive pointer 4 based on the level of the digital signal supplied from the receiving unit 44.
  • the position detection process of the passive pointer 4 executed by the MCU 40 will be described in more detail with reference to FIG. 5 again.
  • the signal s 1 ⁇ s K will be composed by the pulses each represented by “1” or “-1” four. Specifically, as shown in FIG. 5, the signal s 1 is “1,1,1,1", the signal s 2 is “1,1, -1, -1", and the signal s 3 is "1,-”. 1, -1, 1 "and signal s 4 are composed of" 1-1, 1, -1 ", respectively.
  • the MCU 40 is functionally configured to include a shift register 40a and a correlator 40b.
  • the shift register 40a is a FIFO format storage unit, and is configured to be capable of storing the same number (that is, K) of data as the number of sensor electrodes 30X.
  • K the number of data
  • MCU40 and logic unit 41 selects one of the sensor electrodes 30Y, to input the pulse groups p 1 ⁇ p 4 sequentially to each sensor electrodes 30X to the transmitting unit 42, the operation of each sensor electrode 30Y repeat.
  • four levels L 1 to L 4 corresponding to the pulse groups p 1 to p 4 appear sequentially on the selected sensor electrode 30Y, respectively.
  • the MCU 40 sequentially acquires the levels L 1 to L 4 appearing on the sensor electrode 30Y via the receiving unit 44, and stores them in the shift register 40a each time.
  • the level L 1 stored in the shift register 40a corresponding to the pulse group p 1 is a capacitance vector (C 11 , C 21 , C 31 , C 41 ) and a vector indicating the pulse group p 1 (1, 1). , 1, 1).
  • This inner product is calculated as C 11 + C 21 + C 31 + C 41 , as also shown in FIG.
  • the level L 2 stored in the shift register 40a corresponding to the pulse group p 2 is a capacitance vector (C 11 , C 21 , C 31 , C 41 ) and a vector indicating the pulse group p 1 (1).
  • a vector (C 11, C 21, C 31, C 41) of the vector showing the pulse group p 3 (1, -1, -1,1 ) -C C 11 become inner product of 21 -C 31 + C
  • the level L 4 calculated as 41 and stored in the shift register 40a corresponding to the pulse group p 4 is the capacitance vector (C 11 , C 21 , C 31 , C 41 ) and the vector indicating the pulse group p 4.
  • the inner product with (1, -1, 1, -1) is calculated as C 11- C 21 + C 31- C 41.
  • the MCU 40 uses the correlator 40b to sequentially calculate the correlation values T 1 to T 4 with the levels L 1 to L 4 accumulated in the shift register 40a for each of the four pulse groups p 1 to p 4.
  • the specific contents of the correlation values T 1 to T 4 calculated in this way are 4C 11 , 4C 21 , 4C 31 , and 4C 41 , respectively. That is, the correlation value T 1 ⁇ T 4, the sensor electrode 30X 1 ⁇ 30X 4 respectively, the change in capacitance formed at the intersection of the sensor electrode 30Y 1 is to be reflected. Therefore, the MCU 40 can detect the position of the passive pointer 4 by referring to the correlation values T 1 to T 4 calculated for each sensor electrode 30Y.
  • a region in the touch surface 3a in which the change in capacitance is equal to or greater than a predetermined value may be determined, and for example, the center position thereof may be detected as the position of the passive pointer 4.
  • the MCU 40 may detect each of them as the position of the passive pointer 4.
  • the logic unit 41 controls the switch 58x so that the D terminal is connected to the common terminal at the timing of applying the pixel drive voltage Vcom.
  • the pixel drive voltage Vcom is supplied to each of the plurality of sensor electrodes 30X, and the pixel drive operation can be executed.
  • the receiving unit 44 is a circuit that receives the downlink signal DS transmitted by the active pen 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 includes an amplifier circuit 55, a detection circuit 56, and an analog-to-digital (AD) converter 57.
  • AD analog-to-digital
  • the amplifier circuit 55 amplifies and outputs the downlink signal DS or the finger detection signal FDS supplied from the selection unit 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 by the AD converter 57 is supplied to the MCU 40.
  • the MCU 40 Based on the digital signal thus supplied, the MCU 40 detects the positions (coordinates x, y) of the passive pointer 4 and the active pen 2 and acquires the data Res transmitted by the active pen 2. Specifically, with respect to first position of the passive pointer 4, MCU 40, based on the supplied digital signal, each sensor electrode 30Y, a level L 1 ⁇ L K corresponding to pulse groups p 1 ⁇ p K respectively get. The method of detecting the position of the passive pointer 4 from the level L 1 ⁇ L K, is as described above with reference to FIG.
  • the MCU 40 determines the level of the position signal at each intersection of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y based on the supplied digital signal, and is based on each determined level. Detects the position of the active pen 2. Finally, regarding the data Res, the MCU 40 acquires the data Res by decoding the digital signal supplied from the receiving unit 44. The MCU 40 is configured to output the positions (coordinates x, y) and data Res detected in this way to the host processor 32.
  • the MCU 40 determines the contact state of the active pen 2 with respect to the touch surface 3a based on the pen pressure value included in the acquired data Res, and determines that the active pen 2 newly contacts the touch surface 3a ( That is, when the writing pressure changes from 0 to a positive value), the pen-down information IN-PROXY is output to the host processor 32, and when it is determined that the active pen 2 is separated from the touch surface 3a (that is, the writing pressure is changed). When it changes from a positive value to 0), the pen-up information OUT-PROXY is configured to be output to the host processor 32.
  • the pen-down information IN-PROXY and the pen-up information OUT-PROXY output in this way are used by the host processor 32 to recognize the start and end of the stroke.
  • the MCU40 further depends on whether or not the downlink signal DS has been received and whether or not the pen pressure value contained in the acquired data Res indicates that the pen tip is in contact with the touch surface. , SPT1 mode, SPT2 mode (or modified SPT2 mode), and exclusive mode described above are selected, and the selected operation mode is entered. Then, the logic unit 41 and the like are controlled according to the operation mode during entry.
  • SPT1 mode, SPT2 mode (or modified SPT2 mode), and exclusive mode described above are selected, and the selected operation mode is entered. Then, the logic unit 41 and the like are controlled according to the operation mode during entry.
  • the processing performed by the MCU 40 in this regard will be described in detail with reference to the flow charts shown in FIGS. 6 to 10.
  • FIG. 6 is a flow chart showing a portion of the processing performed by the MCU 40 that is related to the detection of the active pen 2 and the passive pointer 4. As shown in the figure, the MCU 40 first enters the SPT1 mode (step S1). Then, the processes of steps S3 to S9 are repeatedly executed (step S2).
  • the MCU 40 that has started the processing of steps S3 to S9 first performs the position detection processing (step S3).
  • the details of this position detection process differ depending on the operation mode in which the MCU 40 is entered. Details of the position detection process in each operation mode will be described later with reference to FIGS. 7 to 10.
  • the MCU 40 executes steps S4 to S9 according to the result of this position detection process (specifically, the presence / absence of detection of the active pen 2 and the pen pressure value received from the active pen 2), thereby causing the sensor controller 31. Performs a process (control step) to control the operation mode of.
  • the MCU 40 first determines whether or not the active pen 2 has been detected in the position detection process (step S4, determination step). This determination may be made depending on whether or not the downlink signal DS has been detected in the position detection process. That is, if the downlink signal DS is detected even once, it may be determined that the active pen 2 has been detected, and if the downlink signal DS has not been detected even once, it may be determined that the active pen 2 has not been detected. ..
  • step S4 If the MCU40 determined to be "not detected” in step S4 has already been paired with the active pen 2 in step S17 (see FIG. 7) described later, the pairing is canceled (step S6), and the SPT1 mode is executed. After making an entry in (step S7), the process returns to step S3. As a result, in the next position detection process, the global scan GS of the active pen 2 is performed in a time division with the position detection of the passive pointer 4.
  • the MCU40 determined to be "detected" in step S4 determines whether the pen pressure value received from the active pen 2 is equal to or greater than 0 (step S5).
  • the pen pressure value is equal to 0, it means that the pen tip of the active pen 2 is not in contact with the touch surface 3a, and when the pen pressure value is larger than 0, the pen tip of the active pen 2 is on the touch surface. Indicates that it is in contact with 3a.
  • step S5 The MCU40 determined in step S5 that "the writing pressure value is equal to 0" enters the SPT2 mode (or SPT2 mode modification) (step S8), and returns to step S3.
  • the local scan LS of the active pen 2 is performed in a time division with the position detection of the passive pointer 4.
  • FIGS. 3 (b) and 3 (c) in this case, since the position signal is received using the four sensor electrodes 30X and 30Y, the signal vs. noise is relatively high. It becomes possible to obtain the ratio.
  • step S5 the MCU40 determined in step S5 that "the writing pressure value is greater than 0" enters the exclusive mode (step S9) and returns to step S3.
  • the detection rate (detection frequency) of the position of the active pen 2 can be relatively increased.
  • FIG. 3D in this case, since the position signal is received using the eight sensor electrodes 30X and 30Y, the position of the active pen 2 is detected with relatively high accuracy. It becomes possible to do.
  • FIG. 7 is a diagram showing a processing flow of position detection processing in the SPT1 mode.
  • the MCU 40 first detects the position of the passive pointer 4 by executing touch detection (position detection of the passive pointer 4; hereinafter the same) (step S10).
  • step S10 the position of the active pen 2 is detected as the position of the passive pointer 4 by the capacitive coupling generated between the pen electrode provided at the tip of the active pen 2 and the sensor electrodes 30X and 30Y. It may end up.
  • a position not intended by the user may be detected as the position of the passive pointer 4, such as when the user touches the touch surface 3a.
  • the MCU 40 does not automatically set all of the one or more positions detected in step S10 as touch positions, but the result of the position detection of the active pen 2 executed immediately before and the change in capacitance described above are obtained. Based on the area of the region in the touch surface 3a which is equal to or more than a predetermined value, one or more touch positions are determined from the one or more positions detected in step S10 (step S11). As a result, the above-mentioned false detection is prevented. The MCU 40 then outputs the coordinates (x, y) indicating the determined touch position to the host processor 32 shown in FIG. 2 (step S12).
  • the MCU 40 transmits the uplink signal US (step S13), and determines whether or not the downlink signal DS as the response is detected (step S14). If the downlink signal DS is not detected, the position detection process ends. On the other hand, when the downlink signal DS is detected, the position signals transmitted by the active pen 2 are received using the sensor electrodes 30X and 30Y, and the position of the pen is detected based on the result (step S15).
  • step S15 the downlink signal DS transmitted by the active pen 2 is also transmitted from the hand holding the active pen 2, and as a result, the position of the hand holding the active pen 2 is set as the position of the active pen 2. It may be detected. Further, a current that enters the arm opposite to the hand holding the active pen 2 from the pen electrode provided at the tip of the active pen 2 through the sensor electrodes 30X and 30Y and returns to the active pen 2 via the human body. A path is formed, and as a result, the downlink signal DS is detected below the arm, so that the position where neither the active pen 2 nor the passive pointer 4 is in contact is the position (ghost position) of the active pen 2. It may be detected.
  • the MCU 40 does not automatically set all of the one or more positions detected in step S15 as pen positions, but detects them in step S15 based on the result of the position detection of the passive pointer 4 that was executed immediately before.
  • One or more pen positions are determined from the one or more positions (step S16).
  • the MCU 40 performs pairing with the active pen 2 that has transmitted the position signal (step S17), and transfers the coordinates (x, y) indicating the determined pen position to the host processor 32 shown in FIG. Output (step S18), and end the position detection process.
  • FIG. 8 is a diagram showing a processing flow of position detection processing in the SPT2 mode.
  • the MCU 40 first outputs the coordinates (x, y) indicating the touch position to the host processor 32 shown in FIG. 2 by executing the above-mentioned steps S10 to S12.
  • the MCU 40 substitutes 1 for the variable M (step S20) and determines whether or not the variable M is 2 or less (step S21). If the variable M is 2 or less, the MCU 40 transmits the uplink signal US (step S22) and determines whether or not the downlink signal DS as the response is detected (step S23). If the variable M is not 2 or less, the position detection process ends.
  • step S23 If it is determined in step S23 that the downlink signal DS has not been detected, the MCU 40 adds 1 to the variable M and returns to step S21.
  • four sensor electrodes 30X and 30Y are selected based on the previous pen position, and the active pen 2 transmits using the selected sensor electrodes 30X and 30Y.
  • the position signal is received, and the position of the pen is detected based on the result (step S24).
  • the MCU 40 selects one sensor electrode 30X, 30Y based on the previous pen position, and receives the data signal transmitted by the active pen 2 using the selected sensor electrodes 30X, 30Y (step S25).
  • the MCU 40 acquires data such as a pen pressure value transmitted by the active pen 2 (acquisition step).
  • the MCU 40 has one or more of the one or more positions detected in step S24 based on the result of the position detection of the passive pointer 4 that was executed immediately before.
  • the pen position is determined (step S26).
  • the coordinates (x, y) indicating the determined pen position are output to the host processor 32 shown in FIG. 2 together with the data included in the received data signal (step S27).
  • the MCU 40 adds 1 to the variable M and returns to step S21.
  • FIG. 9 is a diagram showing a processing flow of position detection processing in the SPT2 mode modification.
  • the MCU 40 first executes 1 / N processing of touch detection (step S30).
  • the 1 / N process of touch detection is a process for one time when the touch detection for one panel surface is executed in N times. For example, it is conceivable that the touch surface 3a is divided into N regions and touch detection is performed in order for these N regions.
  • the MCU 40 that has executed the 1 / N processing of the touch detection records the partial detection data indicating the result in a memory (step S31) (step S31), and further synthesizes the partial detection data for the past N-1 times as a whole.
  • the detection data is generated (step S32).
  • the positions of one or more passive pointers 4 are detected based on the generated total detection data (step S33), and the result of the position detection of the active pen 2 executed immediately before and the change in capacitance described above are predetermined.
  • step S34 Based on the area of the region in the touch surface 3a that is equal to or greater than the value, one or more touch positions are determined from the one or more positions detected in step S33 (step S34).
  • the MCU 40 that has determined the touch position in this way outputs the coordinates (x, y) indicating the determined touch position to the host processor 32 shown in FIG. 2 (step S35).
  • the MCU 40 displays the coordinates (x, y) indicating the pen position and the data included in the received data signal in FIG. 2 by executing steps S22 to S27 described with reference to FIG.
  • the data is output to the indicated host processor 32, and the position detection process is terminated.
  • FIG. 10 is a diagram showing a processing flow of position detection processing in the exclusive mode.
  • the MCU 40 transmits the uplink signal US without performing the process for detecting the position of the passive pointer 4 (step S40). Then, it is determined whether or not the downlink signal DS as the response is detected (step S41), and if it is determined that the downlink signal DS is not detected, the position detection process is terminated.
  • the MCU 40 selects eight sensor electrodes 30X and 30Y based on the previous pen position, and the active pen 2 uses the selected sensor electrodes 30X and 30Y.
  • the transmitted position signal is received, and the position of the pen is detected based on the result (step S42).
  • the MCU 40 selects one sensor electrode 30X, 30Y based on the previous pen position, and receives the data signal transmitted by the active pen 2 using the selected sensor electrodes 30X, 30Y (step S43).
  • the MCU 40 outputs the coordinates (x, y) indicating the position detected in step S42 and the data included in the data signal received in step S43 to the host processor 32 shown in FIG. 2 (step). S44), the position detection process is terminated.
  • the process as in step S26 shown in FIGS. 8 and 9 is not performed, and the position detected in step S42 is output as it is as the pen position. This is because the position of the passive pointer 4 is not detected.
  • the sensor controller 31 also detects the position of the passive pointer 4 until the pen tip of the active pen 2 touches the touch surface 3a, or the SPT1 mode or the SPT2. Since it operates in the mode (or SPT2 mode modification), it is possible to perform touch input in a state where the active pen 2 is very close to the touch surface 3a while using the exclusive mode in which the passive pointer 4 is not detected. .. Further, since the period of operation in the exclusive mode can be minimized, the false detection prevention function (specifically, the process of step S16 shown in FIG. 7 and the processing of step S16 shown in FIG. 7 and FIGS. 8 and 9 show the false detection prevention function for as long as possible. The process of step S26 shown) can be used.
  • the pairing is immediately canceled and the MCU 40 enters the SPT1 mode (FIG. 6).
  • the pairing may be canceled and the entry into the SPT1 mode may be performed only when the downlink signal DS is not detected for a predetermined number of times or a predetermined time in steps S6 and S7).
  • the MCU 40 has entered the exclusive mode according to the writing pressure value becoming a value larger than 0 (step S9 in FIG. 6), but when the entry is made in the SPT2 mode.
  • the detection of the gesture operation for example, pinch-out operation
  • the passive pointer 4 is started, and while the detected gesture operation continues, the pen pressure value does not enter the exclusive mode even if it becomes larger than 0.
  • the exclusive mode may be entered according to the end of the detected gesture operation. In this way, even if the user touches the pen tip to the touch surface 3a during the pinch-out operation, the touch input can be continued until the pinch-out operation is completed.
  • Input system 2 Active pen 3 Tablet terminal 3a Touch surface 4 Passive pointer 4a, 4b Finger 30 Sensor 30X, 30Y Sensor electrode 31 Sensor controller 32 Host processor 40a Shift register 40b Correlator 41 Logic unit 42, 43 Transmitter 44 Receiver 45 Selection unit 50 Pattern supply unit 51 Switch 52 Code string holding unit 53 Diffusion processing unit 54 Transmission guard unit 55 Amplification circuit 56 Detection circuit 57 Analog digital converter 58x, 58y Switch 59x, 59y Conductor selection circuit COM command ctrl_t1 to ctrl_t4, ctrl_r control Signal DS Downlink signal FDS Finger detection signal GS Global scan IN-PROXY Pen down information LS Local scan OUT-PROXY Pen up information SB Start bit sTRx, sTRy, selX, selY Control signal T Touch detection US Uplink signal Vcom For pixel drive Voltage

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Abstract

【課題】排他モードを利用しつつも、パネル面のごく近くにアクティブペン2があるという状態でのタッチ入力を可能にする。 【解決手段】本発明によるセンサコントローラは、位置検出処理(ステップS3)にて取得された筆圧値によりアクティブペンのペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、パネル面上におけるアクティブペン及びパッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出するSPT2モードにエントリし(ステップS8)、上記筆圧値によりアクティブペンのペン先がパネル面に接触していることが示される場合に、パネル面上におけるアクティブペンの位置検出を行う一方、パネル面上におけるパッシブポインタの位置検出を行わない排他モードにエントリする(ステップS9)。

Description

ポインタの位置検出方法及びセンサコントローラ
 本発明はポインタの位置検出方法及びセンサコントローラに関し、特に、パッシブポインタ及びアクティブペンの位置検出を行うためのポインタの位置検出方法及びセンサコントローラに関する。
 アクティブ静電方式の電子ペン(以下、「アクティブペン」と称する)による入力と、指又は指と同様に信号を送信しない補助デバイス(以下、「パッシブポインタ」と総称する)による入力との両方に対応した入力システムが知られている。なお、パッシブポインタの位置検出は、パッシブポインタの先端とパネル面内に配置されるセンサ電極との間に生ずる容量結合を検出することによって行われる。以下では、アクティブペンによる入力を「ペン入力」と称し、パッシブポインタによる入力を「タッチ入力」と称する。この種の入力システムは一般に、パネル面上におけるアクティブペン及びパッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出し、オペレーティングシステムに供給するよう構成される。
 特許文献1には、このような入力システムの一例が開示されている。特許文献1に記載の入力システムは、1パネル面分のパッシブポインタの位置検出を2回以上に分割して行うように構成される。これは、アクティブペンの位置検出を、高い検出レートかつ等間隔で行えるようにするためである。また、特許文献1には、パッシブポインタの検出結果とアクティブペンの検出結果とを相互に利用することにより、それぞれの誤検出を防止する技術も開示されている。
特許第6473554号
 ところで、本願の発明者は、上述した特許文献1の例よりもさらに高いアクティブペンの位置の検出レートを得るべく、アクティブペンが検出されている場合には、パッシブポインタの位置検出を止めてしまうことを検討している。以下、アクティブペン及びパッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する入力システムの動作モードを「SPT(Simultaneous Pen Touch)モード」と称し、パッシブポインタの位置検出を止めアクティブペンの位置のみを検出する入力システムの動作モードを「排他モード」と称する。
 しかしながら、アクティブペンが検出されている場合に入力システムを排他モードに切り替えることにすると、当然のことであるが、アクティブペンが検出されているときにはタッチ入力ができなくなる。そうすると、パネル面のごく近くにアクティブペンがあるという状態でのタッチ入力ができなくなるので、例えば右手でペン入力を行っているときにペン先をパネル面から少し離し、その間に左手でピンチアウト操作(2本の指の間の距離を次第に広げる、という内容のジェスチャー操作)を行って表示を拡大するという操作など、一部の操作の際にユーザに不便を感じさせてしまう。
 したがって、本発明の目的の一つは、排他モードを利用しつつも、パネル面のごく近くにアクティブペンがあるという状態でのタッチ入力を可能にするポインタの位置検出方法を提供することにある。
 また、特許文献1に記載されるように、パッシブポインタの検出結果とアクティブペンの検出結果とを相互に利用すれば、それぞれの誤検出を防止することができるが、入力システムを排他モードに切り替えてしまうと、パッシブポインタの検出が行われなくなることから、この誤検出防止が機能しなくなる。
 したがって、本発明の目的の他の一つは、排他モードを利用しつつも、できるだけ長い期間にわたり誤検出防止機能を利用できるポインタの位置検出方法を提供することにある。
 本発明によるポインタの位置検出方法は、複数のセンサ電極を含むセンサに接続されたセンサコントローラによって実行され、前記センサを用いて、信号を送信しないパッシブポインタの位置と、先端部分に設けられたペン電極からペン信号を送信可能に構成されたアクティブペンの位置とを検出するポインタの位置検出方法であって、前記アクティブペンのペン先に加わる圧力を示す筆圧値を取得する取得ステップと、前記筆圧値に応じて前記センサコントローラの動作モードを制御する制御ステップと、を含み、前記制御ステップは、 前記筆圧値により前記ペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する第1の動作モードとし、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示される場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペンの位置検出を行う一方、前記パネル面上における前記パッシブポインタの位置検出を行わない第2の動作モードとする、ポインタの位置検出方法である。
 本発明によるセンサコントローラは、複数のセンサ電極を含むセンサを用いて、信号を送信しないパッシブポインタの位置と、先端部分に設けられたペン電極からペン信号を送信可能に構成されたアクティブペンの位置とを検出するセンサコントローラであって、前記アクティブペンのペン先に加わる圧力を示す筆圧値を取得し、前記筆圧値により前記ペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する第1の動作モードにエントリし、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示される場合に、前記パネル面上における前記アクティブペンの位置検出を行う一方、前記パネル面上における前記パッシブポインタの位置検出を行わない第2の動作モードにエントリする、センサコントローラである。
 本発明によれば、アクティブペンのペン先がパネル面に接触するまではセンサコントローラが第1の動作モード(SPTモード)で動作するので、第2の動作モード(排他モード)を利用しつつも、パネル面のごく近くにアクティブペンがあるという状態でのタッチ入力が可能になり、また、できるだけ長い期間にわたり誤検出防止機能を利用することが可能になる。
本発明の実施の形態による入力システム1の構成及び使用状態の一例を示す図である。 図1に示したタブレット端末3の内部構成を示す図である。 図2に示したセンサコントローラ31の動作モードを示す図である。 (a)は、グローバルスキャンGSにおけるアップリンク信号US及びダウンリンク信号DSの構成を示す図であり、(b)は、ローカルスキャンLSにおけるアップリンク信号US及びダウンリンク信号DSの構成を示す図である。 図2に示したMCU40が実行するパッシブポインタ4の位置検出処理の原理を示す図である。 図2に示したMCU40が行う処理のうち、アクティブペン2及びパッシブポインタ4の検出にかかる部分を示すフロー図である。 SPT1モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。 SPT2モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。 SPT2モード改における位置検出処理の処理フローを示す図である。 排他モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。
 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、本発明の実施の形態による入力システム1の構成及び使用状態の一例を示す図である。入力システム1は、上述したペン入力及びタッチ入力の両方に対応した入力システムであり、アクティブペン2と、タッチ面3a(パネル面)を有するタブレット端末3と、パッシブポインタ4とを含んで構成される。図1に示した指4a,4bは、それぞれパッシブポインタ4の一例である。以下の説明では、アクティブペン2及びパッシブポインタ4を「ポインタ」と総称する場合がある。
 図1には、ユーザが右手にペン2を持ち、ペン先を少し浮かせた状態で、左手の指4a,4bによりピンチアウト操作を行っている例を示している。このような状況は、例えば、ピンチアウト操作により画面上に表示されている入力欄を拡大した後、この入力欄に対してペン入力を行う、という場合に発生し得る。ユーザがペン2のペン先を少しだけ浮かせているという場合、ペン先とタッチ面3a(正確には、後述するセンサ30)との間の距離Dは一般的に、ペン2が送信するダウンリンク信号DS(後述)の最大到達距離よりも短くなる。したがって、タブレット端末3はアクティブペン2を検出できるので、もし入力システム1が上述した排他モードで動作しているとすれば、ピンチアウト操作はできないということになる。本発明の目的の一つは、排他モードを利用しつつも、タッチ面3aのごく近くにアクティブペン2があるという状態でのタッチ入力を可能にすることにより、このような不便を解消することにある。
 アクティブペン2は、アクティブ静電方式によって動作する電子ペンである。図示していないが、アクティブペン2の内部には制御部及び送受信部が設けられており、制御部は、送受信部を介してタブレット端末3と相互に信号を送受信可能に構成される。以下では、タブレット端末3からアクティブペン2に向けて送信される信号をアップリンク信号USと称し、アクティブペン2からタブレット端末3に向けて送信される信号(ペン信号)をダウンリンク信号DSと称する。
 アクティブペン2の先端部分にはペン電極が設けられており、アクティブペン2の送受信部は、このペン電極と、タブレット端末3のタッチ面3a内に設けられるセンサ30(後述する図2を参照)との間に形成されたキャパシタンスを介して、アップリンク信号USの受信及びダウンリンク信号DSの送信を行う。なお、アップリンク信号US受信用のペン電極とダウンリンク信号DS送信用のペン電極とは、異なっていてもよいし、同じであってもよい。
 アクティブペン2はまた、ペン先に印加された圧力(筆圧)を検出する筆圧検出部、側面に設けられたサイドスイッチのオンオフ状態を検出するサイドスイッチ状態検出部、予め割り当てられた固有IDを記憶する記憶部(メモリ)、及び、アクティブペン2の動作電源を供給する電源部(バッテリ)を有して構成される。アクティブペン2の制御部は、これらの各部を制御可能に構成される。
 タブレット端末3は、液晶表示装置としての機能と、タッチ面3a上におけるポインタの位置を検出する位置検出器としての機能とを併せ持つ電子機器である。タッチ面3aは、液晶の表示画面上に設けられる。また、タブレット端末3が検出可能なポインタには、図1に示したアクティブペン2及びパッシブポインタ4(指4a,4b)の両方が含まれる。
 図2は、タブレット端末3の内部構成を示す図である。同図に示すように、タブレット端末3は、センサ30と、センサコントローラ31と、ホストプロセッサ32とを有して構成される。図示していないが、タブレット端末3はさらにディスプレイも有して構成される。
 センサ30は、タッチ面3a内に配置された各複数のセンサ電極30X,30Yを有して構成される。タブレット端末3はいわゆる「インセル型」の電子機器であり、複数のセンサ電極30Xは、表示用の電極(例えば、液晶ディスプレイの共通電極)としても使用される。ただし、本発明は、複数のセンサ電極30X,30Yが表示用の電極から独立しているタイプの電子機器(非インセル型の電子機器)に対しても、同様に適用可能である。
 センサコントローラ31は、複数のセンサ電極30Xが画素駆動のために使用されていないとき、すなわち画素駆動動作のインターバルを利用し、タッチ面3a上におけるアクティブペン2及びパッシブポインタ4の位置の検出を行う集積回路である。センサコントローラ31は、アクティブペン2又はパッシブポインタ4の位置を検出する都度、検出した位置を示す座標をホストプロセッサ32に出力するよう構成される。
 センサコントローラ31はまた、画素駆動動作のインターバルを利用し、アクティブペン2から各種データの受信も行うよう構成される。こうして受信される各種データには、上述した筆圧検出部によって検出された筆圧を示すデータ(筆圧値)、サイドスイッチ状態検出部によって取得されたサイドスイッチのオンオフ状態を示すデータ(スイッチデータ)、記憶部内に記憶される固有IDなどが含まれ得る。センサコントローラ31は、受信したデータをホストプロセッサ32に出力するよう構成される。
 ホストプロセッサ32はタブレット端末3の中央処理装置であり、図示しないメモリに記憶されるプログラムを実行することにより、タブレット端末3のオペーレーティングシステムや、描画ソフトウェアなどの各種アプリケーションなどを実行する役割を果たす。描画ソフトウェアには、センサコントローラ31から逐次供給される座標に基づいてストロークデータを生成し、レンダリングしてディスプレイに表示する機能と、センサコントローラ31から供給される筆圧値などのデータに基づいてレンダリングの結果を調整する機能(例えば、筆圧値に応じて線幅を調整する機能)とが含まれる。
 図3は、センサコントローラ31の動作モードを示す図である。センサコントローラ31は、図3(a)に示したSPT1モード(第3の動作モード)、図3(b)に示したSPT2モード(第1の動作モード)、及び、図3(d)に示した排他モード(第2の動作モード)のいずれかで動作するよう構成される。ただし、SPT2モードに代えて、図3(c)に示したSPT2モード改を使用することとしてもよい。なお、図3(a)~(d)では、各ポインタの検出が途切れなく連続的に実施されるように描いているが、上述したように実際の検出は画素駆動動作のインターバルを利用して行われるため、各検出は適宜休止時間を挟みながら実行される。以下、各動作モードについて、1つずつ詳しく説明する。
 SPT1モードは、アクティブペン2を未だ検出していない場合に、アクティブペン2のグローバルスキャンGSと、パッシブポインタ4の位置検出(以下、タッチ検出Tと称する)とを時分割で実行するモードである。SPT1モードにエントリしているセンサコントローラ31は、例えば2ミリ秒間のタッチ検出Tと、例えば3ミリ秒間のグローバルスキャンGSとを1つの動作単位(UP)として、この動作単位を繰り返し実行するように構成される。なお、図3(a)と図3(b)及び図3(c)とを比較すると理解されるように、SPT1モードにおいては、タッチ検出Tの頻度がSPT2モード及びSPT2モード改よりも高くなっている。
 図4(a)は、グローバルスキャンGSにおけるアップリンク信号US及びダウンリンク信号DSの構成を示す図である。グローバルスキャンGSにおいては、初めにセンサコントローラ31がアップリンク信号USを送信し、次に、このアップリンク信号USを受信したアクティブペン2がダウンリンク信号DSを送信する、という手順で信号の送受信が行われる。
 図4(a)に示すように、アップリンク信号USは、所定のスタートビットSBと、センサコントローラ31からアクティブペン2への命令を示すコマンドCOMとを含む信号である。グローバルスキャンGSにおいて送信されるコマンドCOMは、例えば、アクティブペン2がダウンリンク信号DS送信のために使用すべき通信リソースの情報を含んで構成される。
 グローバルスキャンGS時のダウンリンク信号DSは、所定周波数のバースト信号である位置信号により構成される。詳細は後述するが、グローバルスキャンGSはセンサ30の全体で行う位置検出であり、センサコントローラ31は、タッチ面3a内に配置された複数のセンサ電極30X,30Yのすべてを用いてこの位置信号を受信することにより、タッチ面3a内の位置ごとに位置信号のレベルを求める。そして、その結果に基づいてアクティブペン2の位置を検出するとともに、アクティブペン2とのペアリングを実行するよう構成される。
 図3に戻る。SPT2モードは、ペアリング中のアクティブペン2がタッチ面3aに接触していない場合に、アクティブペン2のローカルスキャンLSと、タッチ検出Tとを時分割で実行するモードである。SPT2モードにエントリしているセンサコントローラ31は、例えば2ミリ秒間のタッチ検出Tと、例えば3ミリ秒間のローカルスキャンLSと、例えば3ミリ秒間のローカルスキャンLSとを1つの動作単位(UP)として、この動作単位を繰り返し実行するように構成される。
 図4(b)は、ローカルスキャンLSにおけるアップリンク信号US及びダウンリンク信号DSの構成を示す図である。ローカルスキャンLSにおいても、初めにセンサコントローラ31がアップリンク信号USを送信し、次に、このアップリンク信号USを受信したアクティブペン2がダウンリンク信号DSを送信する、という手順で信号の送受信が行われる。ローカルスキャンLSにおいて送信されるコマンドCOMは、例えば、ペアリング中の1以上のアクティブペン2のうちの1つを特定する情報と、特定したアクティブペン2が送信すべきデータを指定する情報とを含んで構成される。
 ローカルスキャンLS時のダウンリンク信号DSは、所定周波数のバースト信号である位置信号と、各種のデータを含むデータ信号とにより構成される。データ信号を含むため、グローバルスキャンGS時に比べて位置信号の送信継続時間が短くなっている。データ信号に含まれるデータは例えば、上述した筆圧値、スイッチデータ、固有IDなどである。アクティブペン2の制御部は、このうちアップリンク信号US内のコマンドCOMによって指示されたデータをデータ信号内に配置するよう構成される。
 ローカルスキャンLSはセンサ30の一部のみで行う位置検出であり、センサコントローラ31は、タッチ面3a内に配置された複数のセンサ電極30X,30Yのうち、前回検出した位置の近傍に位置する所定本数のみを用いてこの位置信号を受信することにより、前回検出した位置の近傍の位置ごとに位置信号のレベルを求める。そして、その結果に基づいてアクティブペン2の位置を検出する。また、センサコントローラ31は、受信したデータ信号を復号することにより、アクティブペン2が送信したデータを取得する。
 ここで、本実施の形態では、ローカルスキャンLS時の位置信号の受信のために用いるセンサ電極30X,30Yの本数として、相対的に少ない本数(ここでは4本)と、相対的に多い本数(ここでは8本)を用いる。図3においては、この本数を「LS」の後に括弧書きで示している。
 図3(b)の記載から理解されるように、SPT2モードでは、相対的に少ない本数のセンサ電極30X,30Yを用いて位置信号の受信が行われる。このように相対的に少ない本数のセンサ電極30X,30Yを用いる場合には、1本あたりの受信時間を相対的に長く取ることができるので、相対的に高い信号対ノイズ比を得ることができる。したがって、ダウンリンク信号DSの受信レベルが小さくても受信できるので、アクティブペン2がタッチ面3aに接触していない場合(すなわち、ホバー中である場合)に適している。
 これに対し、後述する排他モードのように相対的に多い本数のセンサ電極30X,30Yを用いる場合(図3(d)を参照)には、より広い領域で位置信号を受信できるので、相対的に高い精度でアクティブペン2の位置を検出することが可能になる。ただし、相対的に低い信号対ノイズ比しか得られないので、このように相対的に多い本数のセンサ電極30X,30Yを用いて位置信号を受信することができるのは、アクティブペン2がタッチ面3aに接触しており、センサコントローラ31が高いレベルでダウンリンク信号DSを受信できる場合に限られる。
 図3に戻る。SPT2モード改は、ローカルスキャンLSを等間隔で実施できるようにSPT2モードを改良したものであり、1パネル面分のタッチ検出Tを2回に分けて行うよう構成される。具体的には、タッチ面3aを半分に分け、交互にタッチ検出Tを実施することとすればよい。SPT2モード改にエントリしているセンサコントローラ31は、例えば1ミリ秒間のタッチ検出T/2(1/2回分のタッチ検出T)と、例えば3ミリ秒間のローカルスキャンLS(4)とを1つの動作単位(UP)として、この動作単位を繰り返し実行するように構成される。
 排他モードは、検出済みのアクティブペン2がタッチ面3aに接触している場合に、タッチ検出Tを行わず、アクティブペン2のローカルスキャンLSのみを実行するモードである。排他モードにエントリしているセンサコントローラ31は、例えば3ミリ秒間のローカルスキャンLSのみを1つの動作単位(UP)として、この動作単位を繰り返し実行するように構成される。排他モードにおける位置信号の受信は、上述したように、相対的に多い本数(具体的には、8本)のセンサ電極30X,30Yを用いて実行される。その理由は、上述したとおりである。
 以下、再び図2を参照し、センサ30、センサコントローラ31、及びホストプロセッサ32の構成について、より詳しく説明する。
 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。なお、ここではセンサ電極30X,30Y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30X,30Yを構成することも可能である。例えば、センサ電極30X,30Yの一方を、アクティブペン2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。
 センサコントローラ31は、図2に示すように、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。
 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、センサコントローラ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、まずMCU60は、内部にメモリ(ROM及びRAM)を有しており、このメモリ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。MCU40の動作タイミングは、ホストプロセッサ32から供給されるタイミング信号によって制御される。MCU40が行う動作には、ロジック部41の制御動作の他、画素駆動用電圧Vcomを選択部45に供給する動作と、指検出用信号FDSを出力するよう送信部42を制御する動作と、アクティブペン2に対する指示の内容を示すコマンドCOMを送信部43に供給する動作と、受信部44から供給されるデジタル信号に基づいてアクティブペン2及びパッシブポインタ4それぞれの位置(具体的には、タッチ面3a内の位置を示す座標x,y)を検出する動作と、受信部44から供給されるデジタル信号を復号することにより、アクティブペン2が送信したデータRes(例えば、上述した筆圧値、スイッチデータ、又は固有IDなど)を取得する動作と、データRes内に含まれる筆圧値に基づいてアクティブペン2のタッチ面3aに対する接触状態を判定する動作と、この判定の結果などに応じて、図3に示した各動作モードのうちの1つにエントリする動作とが含まれる。ロジック部41は、MCU40の制御に基づき、制御信号ctrl_t1~ctrl_t4,ctrl_rを出力する機能を有する。
 送信部42は、MCU40の制御に従って指検出用信号FDSを生成し、選択部45を通じて各センサ電極30Xに供給する回路である。
 図5は、MCU40が実行するパッシブポインタ4の位置検出処理の原理を示す図である。簡単のため、同図には4本のセンサ電極30Xのみを示しているが、実際にはより多くのセンサ電極30Xが配置される。以下、センサ電極30Xの本数がK本であるとして説明を続ける。
 図5の右上部に示すように、指検出用信号FDSは例えば、それぞれK個の「1」又は「-1」で表されるパルスからなるK個の信号s~sによって構成される。信号s~sそれぞれのn番目(n=1~K)のパルスはパルス群pを構成し、1つのパルス群pを構成する各パルスは、図2に示した送信部42から選択部45を通じて、各センサ電極30Xにパラレルに入力される。
 図2に戻る。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を生成し、選択部45に供給する回路であり、同図に示すように、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。
 パターン供給部50は、アップリンク信号USの先頭に配置されるスタートビット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。
 スイッチ51は、ロジック部41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。
 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は、拡散処理部53に供給される。
 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。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を介して選択部45に供給する。
 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。
 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。
 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。このうちT2端子は、実際にはセンサ電極30Xの数分の端子の集合である。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。
 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59x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。また、スイッチ58x内においてT2端子と共通端子とが接続されている場合、導体選択回路59xは、T2端子を構成する複数の端子と複数のセンサ電極30Xとを一対一に接続する。
 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。
 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。
 具体的に説明すると、まずアップリンク信号USを送信するタイミングでは、ロジック部41は、複数のセンサ電極30Yのすべてが同時に送信部43に接続されることとなるよう、選択部45を制御する。これにより、複数のセンサ電極30Yのすべてから同時にアップリンク信号USが送信されることになるので、アクティブペン2は、タッチ面3a上のどこにいても、アップリンク信号USを受信可能となる。
 次に、ダウンリンク信号DSのうち上述した位置信号を受信するタイミングでは、ロジック部41は、上述したグローバルスキャンGSを行う場合と、上述したローカルスキャンLSを行う場合とで異なる処理を行う。具体的に説明すると、まずグローバルスキャンGSを行う場合、ロジック部41は、すべてのセンサ電極30X,30Yを1つずつ順に選択し、選択したセンサ電極30X,30Yが受信部44に接続されるよう、選択部45を制御する。これにより、センサ電極30X,30Yの数に等しい数の位置信号が、受信部44に順次供給されることになる。ローカルスキャンLSを行う場合には、まずMCU40により、前回検出された位置の近傍領域にあるセンサ電極30X,30Yの中から、エントリ中の動作モードに応じた本数(4本又は8本)のセンサ電極30X,30Yが選択される。ロジック部41は、こうして選択された所定数本のセンサ電極30X,30Yを、選択されたセンサ電極30X,30Yの本数に応じた時間間隔で1つずつ順に選択し、選択したセンサ電極30X,30Yが受信部44に接続されるよう、選択部45を制御する。これにより、選択されたセンサ電極30X,30Yの数に等しい数の位置信号が、受信部44に順次供給されることになる。
 MCU40は、こうして受信部44に供給される位置信号のレベルに基づき、アクティブペン2の位置を検出するよう構成される。具体的には、受信部44から供給されるデジタル信号(後述)に基づき、複数のセンサ電極30X,30Yの各交点における位置信号のレベルを決定する。そして、決定した各レベルに基づき、アクティブペン2の位置を検出する。具体的には、位置信号のレベルが所定値以上であるタッチ面3a内の領域を決定し、例えばその中心位置をアクティブペン2の位置として検出すればよい。
 次に、ダウンリンク信号DSのうち上述したデータ信号を受信するタイミングでは、まずMCU40により、複数のセンサ電極30X,30Yのうち、直前の位置信号に基づいて検出されたアクティブペン2の位置に最も近い1本が選択される。ロジック部41は、こうして選択されたセンサ電極30X,30Yが受信部44に接続されるよう、選択部45を制御する。これにより、アクティブペン2により送信されたデータ信号が受信部44に供給される。
 次に、指検出用信号FDSを送信するタイミングでは、ロジック部41は、MCU40とともに、1つのセンサ電極30Yを選択し、図5に示したパルス群p~pを送信部42に順次各センサ電極30Xに入力させる、という動作を各センサ電極30Yについて繰り返す。具体的に説明すると、ロジック部41はまず、スイッチ58xのT2端子を構成する複数の端子と複数のセンサ電極30Xとが一対一に接続されることとなるよう、選択部45を制御する。そして、その状態を維持しながら、複数のセンサ電極30Yを1本ずつ順に選択し、選択したセンサ電極30Yが受信部44に接続されるよう選択部45を制御する。
 MCU40はさらに、1本のセンサ電極30Yを選択している間に、パルス群p~pをメモリから1パルス群ずつ順次読み出し、該読み出しの都度、読み出したパルス群を構成するK個のパルスを送信部42に供給する。送信部42は、こうして供給されたK個のパルスを、K本のセンサ電極30Xにパラレルに入力する。このような制御の結果として、受信部44から供給されるデジタル信号のレベルは、選択中のセンサ電極30Yと、各センサ電極30Xとの交点に形成されるキャパシタンスの変化を反映したものとなる。そこでMCU40は、受信部44から供給されるデジタル信号のレベルに基づいて、パッシブポインタ4の位置を検出するよう構成される。
 ここで、再度図5を参照しながら、MCU40が実行するパッシブポインタ4の位置検出処理について、より詳しく説明する。以下では、センサ電極30Xの本数が4本(すなわち、K=4)であるとして説明を行うが、センサ電極30Xの本数が3本以下又は5本以上である場合についても同様である。
 センサ電極30Xの本数が4本である場合、信号s~sはそれぞれ4個の「1」又は「-1」で表されるパルスによって構成されることになる。具体的には、図5に示すように、信号sが「1,1,1,1」、信号sが「1,1,-1,-1」、信号sが「1,-1,-1,1」、信号sが「1-1,1,-1」によりそれぞれ構成される。
 MCU40は機能的に、シフトレジスタ40a及び相関器40bを含んで構成される。シフトレジスタ40aはFIFO形式の記憶部であり、センサ電極30Xの本数と同数(すなわち、K個)のデータを格納可能に構成される。シフトレジスタ40aに新たにデータを格納する際には、K回前に格納されたデータが消去される。MCU40及びロジック部41は、上述したように、1つのセンサ電極30Yを選択し、送信部42にパルス群p~pを順次各センサ電極30Xに入力させる、という動作を各センサ電極30Yについて繰り返す。これにより、選択中のセンサ電極30Yには、それぞれパルス群p~pに対応する4つのレベルL~Lが順次現れることになる。MCU40は、こうしてセンサ電極30Yに現れるレベルL~Lを受信部44を介して順次取得し、その都度、シフトレジスタ40aに格納する。
 レベルL~Lの具体的な内容について、図5に示したセンサ電極30Yが選択されている場合を例に取って詳しく説明する。以下の説明では、センサ電極30Yと4本のセンサ電極30X~30Xのそれぞれとの間に形成されるキャパシタンスを、それぞれC11~C41とする。
 まずパルス群pに対応してシフトレジスタ40aに格納されるレベルLは、キャパシタンスのベクトル(C11,C21,C31,C41)と、パルス群pを示すベクトル(1,1,1,1)との内積となる。この内積は、図3にも示すように、C11+C21+C31+C41と計算される。同様に、パルス群pに対応してシフトレジスタ40aに格納されるレベルLは、キャパシタンスのベクトル(C11,C21,C31,C41)と、パルス群pを示すベクトル(1,1,-1,-1)との内積となってC11+C21-C31-C41と計算され、パルス群pに対応してシフトレジスタ40aに格納されるレベルLは、キャパシタンスのベクトル(C11,C21,C31,C41)と、パルス群pを示すベクトル(1,-1,-1,1)との内積となってC11-C21-C31+C41と計算され、パルス群pに対応してシフトレジスタ40aに格納されるレベルLは、キャパシタンスのベクトル(C11,C21,C31,C41)と、パルス群pを示すベクトル(1,-1,1,-1)との内積となってC11-C21+C31-C41と計算される。
 MCU40は、相関器40bを用い、4個のパルス群p~pのそれぞれについて、シフトレジスタ40aに蓄積したレベルL~Lとの相関値T~Tを順次算出する。こうして算出される相関値T~Tの具体的な内容は、図5にも示すように、それぞれ4C11,4C21,4C31,4C41となる。すなわち、相関値T~Tには、それぞれセンサ電極30X~30Xと、センサ電極30Yとの交点に形成されるキャパシタンスの変化が反映されることになる。したがってMCU40は、各センサ電極30Yについて算出される相関値T~Tを参照することにより、パッシブポインタ4の位置を検出することが可能になる。具体的には、キャパシタンスの変化が所定値以上であるタッチ面3a内の領域を決定し、例えばその中心位置をパッシブポインタ4の位置として検出すればよい。なお、MCU40は、キャパシタンスの変化が所定値以上であるタッチ面3a内の領域が離れて複数個存在する場合には、それぞれをパッシブポインタ4の位置として検出すればよい。
 図2に戻り、ロジック部41は、画素駆動用電圧Vcomを印加するタイミングでは、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。これにより、複数のセンサ電極30Xのそれぞれに画素駆動用電圧Vcomが供給され、画素駆動動作を実行することが可能になる。
 受信部44は、ロジック部41の制御信号ctrl_rに基づいて、アクティブペン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。
 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、パッシブポインタ4及びアクティブペン2の位置(座標x,y)の検出と、アクティブペン2が送信したデータResの取得とを行う。具体的に説明すると、まずパッシブポインタ4の位置に関して、MCU40は、供給されたデジタル信号に基づいて、センサ電極30Yごとに、それぞれパルス群p~pに対応するレベルL~Lを取得する。レベルL~Lからパッシブポインタ4の位置を検出する方法については、図5を参照して上述したとおりである。次にアクティブペン2の位置に関して、MCU40は、上述したように、供給されたデジタル信号に基づいて複数のセンサ電極30X,30Yの各交点における位置信号のレベルを決定し、決定した各レベルに基づいてアクティブペン2の位置を検出する。最後にデータResに関して、MCU40は、受信部44から供給されるデジタル信号を復号することによって、データResを取得する。MCU40は、こうして検出した位置(座標x,y)及びデータResを、ホストプロセッサ32に出力するよう構成される。
 また、MCU40は、取得したデータRes内に含まれる筆圧値に基づいてアクティブペン2のタッチ面3aに対する接触状態を判定し、アクティブペン2が新たにタッチ面3aに接触したと判定した場合(すなわち、筆圧が0からプラスの値に変化した場合)には、ペンダウン情報IN-PROXYをホストプロセッサ32に出力し、アクティブペン2がタッチ面3aから離れたと判定した場合(すなわち、筆圧がプラスの値から0に変化した場合)には、ペンアップ情報OUT-PROXYをホストプロセッサ32に出力するよう構成される。こうして出力されたペンダウン情報IN-PROXY及びペンアップ情報OUT-PROXYは、ホストプロセッサ32によって、ストロークの始まりと終わりを認識するために使用される。
 MCU40はさらに、ダウンリンク信号DSが受信されている否か、及び、取得したデータRes内に含まれる筆圧値によりペン先がタッチ面に接触していることが示されるか否かに応じて、上述したSPT1モード、SPT2モード(又はSPT2モード改)、及び排他モードの中の1つを選択し、選択した動作モードにエントリする。そして、エントリ中の動作モードに応じてロジック部41などの制御を行う。以下、図6~図10に示したフロー図を参照しながら、この点に関してMCU40が行う処理について、詳細に説明する。
 図6は、MCU40が行う処理のうち、アクティブペン2及びパッシブポインタ4の検出にかかる部分を示すフロー図である。同図に示すように、MCU40はまず、SPT1モードにエントリする(ステップS1)。そして、ステップS3~S9の処理を繰り返し実行する(ステップS2)。
 ステップS3~S9の処理を開始したMCU40はまず、位置検出処理を行う(ステップS3)。この位置検出処理の詳細は、MCU40がエントリしている動作モードによって異なる。各動作モードにおける位置検出処理の詳細については、後ほど図7~図10を参照して説明する。MCU40は、この位置検出処理の結果(具体的には、アクティブペン2検出の有無、及び、アクティブペン2から受信した筆圧値)に応じてステップS4~S9を実行することにより、センサコントローラ31の動作モードを制御する処理(制御ステップ)を行う。
 具体的に説明すると、MCU40はまず、位置検出処理内においてアクティブペン2を検出したか否かを判定する(ステップS4。判定ステップ)。この判定は、位置検出処理内においてダウンリンク信号DSを検出していたか否かに応じて行えばよい。すなわち、ダウンリンク信号DSを1度でも検出していればアクティブペン2を検出したと判定し、ダウンリンク信号DSを1度も検出していなければアクティブペン2を検出しなかったと判定すればよい。
 ステップS4において「検出しなかった」と判定したMCU40は、後述するステップS17(図7を参照)でアクティブペン2とペアリング済みである場合にはペアリングを解除し(ステップS6)、SPT1モードにエントリしたうえで(ステップS7)、ステップS3に戻る。これにより、次の位置検出処理では、パッシブポインタ4の位置検出との時分割で、アクティブペン2のグローバルスキャンGSが行われることになる。
 ステップS4において「検出した」と判定したMCU40は、次に、アクティブペン2から受信した筆圧値が0に等しいか、0より大きいかを判定する(ステップS5)。なお、筆圧値が0に等しいことは、アクティブペン2のペン先がタッチ面3aに接触していないことを示し、筆圧値が0より大きいことは、アクティブペン2のペン先がタッチ面3aに接触していることを示す。
 ステップS5において「筆圧値が0に等しい」と判定したMCU40は、SPT2モード(又はSPT2モード改)にエントリし(ステップS8)、ステップS3に戻る。これにより、次の位置検出処理では、パッシブポインタ4の位置検出との時分割で、アクティブペン2のローカルスキャンLSが行われることになる。また、図3(b)及び図3(c)に示したように、この場合には4本のセンサ電極30X,30Yを用いて位置信号の受信が行われるので、相対的に高い信号対ノイズ比を得ることが可能になる。
 一方、ステップS5において「筆圧値が0より大きい」と判定したMCU40は、排他モードにエントリし(ステップS9)、ステップS3に戻る。これにより、次の位置検出処理では、パッシブポインタ4の位置検出は行われず、アクティブペン2のローカルスキャンLSのみが行われることになる。したがって、アクティブペン2の位置の検出レート(検出頻度)を相対的に高めることが可能になる。また、図3(d)に示したように、この場合には8本のセンサ電極30X,30Yを用いて位置信号の受信が行われるので、相対的に高い精度でアクティブペン2の位置を検出することが可能になる。
 次に、図7~図10を参照して、各動作モードにおける位置検出処理を詳細に説明する。
 図7は、SPT1モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。同図に示すように、MCU40はまず、タッチ検出(パッシブポインタ4の位置検出。以下、同じ)を実行することによりパッシブポインタ4の位置を検出する(ステップS10)。
 ここで、ステップS10においては、アクティブペン2の先端に設けられたペン電極とセンサ電極30X,30Yとの間に発生する容量結合により、アクティブペン2の位置がパッシブポインタ4の位置として検出されてしまう場合がある。また、ユーザがタッチ面3aに手を付いていた場合など、ユーザの意図しない位置がパッシブポインタ4の位置として検出されてしまう場合がある。
 そこでMCU40は、ステップS10にて検出した1以上の位置のすべてを自動的にタッチ位置とするのではなく、直前に実行していたアクティブペン2の位置検出の結果と、上述したキャパシタンスの変化が所定値以上であるタッチ面3a内の領域の面積とに基づき、ステップS10にて検出した1以上の位置の中から1以上のタッチ位置を決定する(ステップS11)。これにより、上記のような誤検出が防止される。MCU40はその後、決定したタッチ位置を示す座標(x,y)を図2に示したホストプロセッサ32に出力する(ステップS12)。
 次にMCU40は、アップリンク信号USを送信し(ステップS13)、その応答としてのダウンリンク信号DSを検出したか否かを判定する(ステップS14)。ダウンリンク信号DSを検出していなければ、位置検出処理を終了する。一方、ダウンリンク信号DSを検出した場合には、各センサ電極30X,30Yを用いてアクティブペン2が送信した位置信号を受信し、その結果に基づきペンの位置を検出する(ステップS15)。
 ここで、ステップS15においては、アクティブペン2の送信するダウンリンク信号DSがアクティブペン2を持つ手からも送信されてしまい、結果として、アクティブペン2を持つ手の位置がアクティブペン2の位置として検出されてしまう場合がある。また、アクティブペン2の先端に設けられたペン電極からセンサ電極30X,30Yを通ってアクティブペン2を持っている手とは反対側の腕に入り、人体を経由してアクティブペン2に戻る電流経路が形成され、その結果として、この腕の下方でダウンリンク信号DSが検出されてしまうことにより、アクティブペン2もパッシブポインタ4も接触していない位置がアクティブペン2の位置(ゴースト位置)として検出されてしまう場合もある。
 そこでMCU40は、ステップS15にて検出した1以上の位置のすべてを自動的にペン位置とするのではなく、直前に実行していたパッシブポインタ4の位置検出の結果に基づき、ステップS15にて検出した1以上の位置の中から1以上のペン位置を決定する(ステップS16)。これにより、上記のような誤検出が防止される。MCU40はその後、位置信号を送信してきたアクティブペン2との間でペアリングを実行するとともに(ステップS17)、決定したペン位置を示す座標(x,y)を図2に示したホストプロセッサ32に出力し(ステップS18)、位置検出処理を終了する。
 図8は、SPT2モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。同図に示すように、MCU40はまず、上述したステップS10~S12を実行することにより、タッチ位置を示す座標(x,y)を図2に示したホストプロセッサ32に出力する。
 次いでMCU40は、変数Mに1を代入し(ステップS20)、変数Mが2以下であるか否かを判定する(ステップS21)。変数Mが2以下であれば、MCU40はアップリンク信号USを送信し(ステップS22)、その応答としてのダウンリンク信号DSを検出したか否かを判定する(ステップS23)。変数Mが2以下でなければ、位置検出処理を終了する。
 ステップS23でダウンリンク信号DSを検出していないと判定した場合、MCU40は変数Mに1を加算し、ステップS21に戻る。一方、ダウンリンク信号DSを検出したと判定した場合には、前回のペン位置に基づいて4本のセンサ電極30X,30Yを選択し、選択したセンサ電極30X,30Yを用いてアクティブペン2が送信した位置信号を受信し、その結果に基づきペンの位置を検出する(ステップS24)。続いてMCU40は、前回のペン位置に基づいて1本のセンサ電極30X,30Yを選択し、選択したセンサ電極30X,30Yを用いてアクティブペン2が送信したデータ信号を受信する(ステップS25)。MCU40は、このデータ信号の受信により、アクティブペン2が送信した筆圧値などのデータを取得することになる(取得ステップ)。
 次にMCU40は、図7に示したステップS16と同様にして、直前に実行していたパッシブポインタ4の位置検出の結果に基づき、ステップS24にて検出した1以上の位置の中から1以上のペン位置を決定する(ステップS26)。そして、決定したペン位置を示す座標(x,y)を、受信したデータ信号に含まれていたデータとともに、図2に示したホストプロセッサ32に出力する(ステップS27)。その後、MCU40は変数Mに1を加算し、ステップS21に戻る。
 図9は、SPT2モード改における位置検出処理の処理フローを示す図である。同図に示すように、MCU40はまず、タッチ検出の1/Nの処理を実行する(ステップS30)。タッチ検出の1/Nの処理とは、1パネル面分のタッチ検出をN回に分けて実行する場合における1回分の処理である。例えば、タッチ面3aをN個の領域に分け、このN個の領域について順にタッチ検出を実施する場合が考えられる。
 タッチ検出の1/Nの処理を実行したMCU40は、その結果を示す部分検出データを図示しないメモリに記録し(ステップS31)、さらに、過去N-1回分の部分検出データと合成することによって全体検出データを生成する(ステップS32)。そして、生成した全体検出データに基づいて、1以上のパッシブポインタ4の位置を検出し(ステップS33)、直前に実行していたアクティブペン2の位置検出の結果と、上述したキャパシタンスの変化が所定値以上であるタッチ面3a内の領域の面積とに基づき、ステップS33にて検出した1以上の位置の中から1以上のタッチ位置を決定する(ステップS34)。こうしてタッチ位置を決定したMCU40は、決定したタッチ位置を示す座標(x,y)を図2に示したホストプロセッサ32に出力する(ステップS35)。
 続いてMCU40は、図8を参照して説明したステップS22~S27を実行することにより、ペン位置を示す座標(x,y)と、受信したデータ信号に含まれていたデータとを図2に示したホストプロセッサ32に出力し、位置検出処理を終了する。
 図10は、排他モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。この場合のMCU40は、パッシブポインタ4の位置を検出するための処理を行うことなく、アップリンク信号USを送信する(ステップS40)。そして、その応答としてのダウンリンク信号DSを検出したか否かを判定し(ステップS41)、検出していないと判定した場合、位置検出処理を終了する。
 一方、ダウンリンク信号DSを検出したと判定した場合、MCU40は、前回のペン位置に基づいて8本のセンサ電極30X,30Yを選択し、選択したセンサ電極30X,30Yを用いてアクティブペン2が送信した位置信号を受信し、その結果に基づきペンの位置を検出する(ステップS42)。続いてMCU40は、前回のペン位置に基づいて1本のセンサ電極30X,30Yを選択し、選択したセンサ電極30X,30Yを用いてアクティブペン2が送信したデータ信号を受信する(ステップS43)。
 次にMCU40は、ステップS42で検出した位置を示す座標(x,y)と、ステップS43で受信したデータ信号に含まれていたデータとを、図2に示したホストプロセッサ32に出力し(ステップS44)、位置検出処理を終了する。なお、排他モードにおいては、図8及び図9に示したステップS26のような処理は行われず、ステップS42で検出した位置がそのままペン位置として出力される。これは、パッシブポインタ4の位置検出を行っていないためである。
 以上説明したように、本実施の形態による入力システム1によれば、アクティブペン2のペン先がタッチ面3aに接触するまでは、センサコントローラ31がパッシブポインタ4の位置検出も行うSPT1モード又はSPT2モード(又はSPT2モード改)で動作するので、パッシブポインタ4の検出を行わない排他モードを利用しつつも、タッチ面3aのごく近くにアクティブペン2があるという状態でのタッチ入力が可能になる。また、排他モードで動作する期間を最小限に抑えることができるので、できるだけ長い期間にわたり誤検出防止機能(具体的には、図7に示したステップS16の処理、並びに、図8及び図9に示したステップS26の処理)を利用することが可能になる。
 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、MCU40は、1度の位置検出処理において1度もダウンリンク信号DSを検出しなかった場合、直ちにペアリングを解除するとともにSPT1モードにエントリしていた(図6のステップS6,S7)が、所定回数又は所定時間にわたりダウンリンク信号DSを検出しなかった場合に初めて、ペアリングの解除とSPT1モードへのエントリを行うこととしてもよい。
 また、上記実施の形態では、MCU40は、筆圧値が0より大きい値となったことに応じて排他モードにエントリしていた(図6のステップS9)が、SPT2モードにエントリしているときにパッシブポインタ4によるジェスチャー操作(例えば、ピンチアウト操作)の検出を開始し、検出されたジェスチャー操作が継続している間には、筆圧値が0より大きくなっても排他モードにエントリせず、検出されたジェスチャー操作の終了に応じて排他モードにエントリすることとしてもよい。こうすれば、ユーザが例えばピンチアウト操作中にペン先をタッチ面3aに接触させてしまったとしても、そのピンチアウト操作の完了まで、タッチ入力を継続することが可能になる。
1       入力システム
2       アクティブペン
3       タブレット端末
3a      タッチ面
4       パッシブポインタ
4a,4b   指
30      センサ
30X,30Y センサ電極
31      センサコントローラ
32      ホストプロセッサ
40a     シフトレジスタ
40b     相関器
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
COM     コマンド
ctrl_t1~ctrl_t4,ctrl_r 制御信号
DS      ダウンリンク信号
FDS     指検出用信号
GS      グローバルスキャン
IN-PROXY ペンダウン情報
LS      ローカルスキャン
OUT-PROXY ペンアップ情報
SB      スタートビット
sTRx,sTRy,selX,selY 制御信号
T       タッチ検出
US      アップリンク信号
Vcom    画素駆動用電圧

Claims (16)

  1.  複数のセンサ電極を含むセンサに接続されたセンサコントローラによって実行され、前記センサを用いて、信号を送信しないパッシブポインタの位置と、先端部分に設けられたペン電極からペン信号を送信可能に構成されたアクティブペンの位置とを検出するポインタの位置検出方法であって、
     前記アクティブペンのペン先に加わる圧力を示す筆圧値を取得する取得ステップと、
     前記筆圧値に応じて前記センサコントローラの動作モードを制御する制御ステップと、を含み、
     前記制御ステップは、
      前記筆圧値により前記ペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する第1の動作モードとし、
      前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示される場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペンの位置検出を行う一方、前記パネル面上における前記パッシブポインタの位置検出を行わない第2の動作モードとする、
     ポインタの位置検出方法。
  2.  前記取得ステップは、前記センサにより受信された前記ペン信号を復号することにより前記筆圧値を取得する、
     請求項1に記載のポインタの位置検出方法。
  3.  前記ペン信号を検出したか否かを判定する判定ステップをさらに含み、
     前記制御ステップは、
      前記判定ステップにより前記ペン信号を検出したと判定された場合に、前記センサコントローラの動作モードを前記第1及び第2の動作モードのいずれかとし、
      前記判定ステップにより前記ペン信号を検出しなかったと判定された場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出し、かつ、前記パッシブポインタの位置の検出頻度が前記第1の動作モードより高い第3の動作モードとする、
     請求項1又は2に記載のポインタの位置検出方法。
  4.  前記第3の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記センサの全体で行うグローバルスキャンであり、
     前記第1及び第2の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記センサの一部のみで行うローカルスキャンである、
     請求項3に記載のポインタの位置検出方法。
  5.  前記第2の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記第1の動作モードにおける前記アクティブペンの検出に比べて多くの前記センサ電極を用いて実行される、
     請求項1乃至4のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
  6.  前記センサコントローラは、前記第1の動作モードにエントリしている場合と前記第2の動作モードにエントリしている場合とで異なる本数の前記センサ電極を選択し、選択した前記センサ電極を、選択した前記センサ電極の本数に応じた時間間隔で1つずつ順に選択することにより、前記アクティブペンの位置検出を行う、
     請求項1乃至4のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
  7.  前記センサコントローラは、前記第1の動作モードにエントリしているときに前記パッシブポインタによるジェスチャー操作の検出を開始し、検出された前記ジェスチャー操作が継続している間には、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示されても前記第2の動作モードにエントリせず、検出された前記ジェスチャー操作の終了に応じて前記第2の動作モードにエントリするよう構成される、
     請求項1乃至6のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
  8.  前記センサコントローラは、
     検出した1以上の前記アクティブペンの位置の中から、前記パッシブポインタの位置検出の結果に基づいて前記アクティブペンの位置を決定し、
     検出した1以上の前記パッシブポインタの位置の中から、前記アクティブペンの位置検出の結果に基づいて前記パッシブポインタの位置を決定する、
     請求項1乃至7のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
  9.  複数のセンサ電極を含むセンサを用いて、信号を送信しないパッシブポインタの位置と、先端部分に設けられたペン電極からペン信号を送信可能に構成されたアクティブペンの位置とを検出するセンサコントローラであって、
     前記アクティブペンのペン先に加わる圧力を示す筆圧値を取得し、
     前記筆圧値により前記ペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する第1の動作モードにエントリし、
     前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示される場合に、前記パネル面上における前記アクティブペンの位置検出を行う一方、前記パネル面上における前記パッシブポインタの位置検出を行わない第2の動作モードにエントリする、
     センサコントローラ。
  10.  前記センサにより受信された前記ペン信号を復号することにより前記筆圧値を取得する、
     請求項9に記載のセンサコントローラ。
  11.  前記ペン信号を検出したか否かを判定するように構成され、
     前記ペン信号を検出したと判定した場合に、前記第1及び第2の動作モードのいずれかにエントリし、
     前記ペン信号を検出しなかったと判定した場合に、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出し、かつ、前記パッシブポインタの位置の検出頻度が前記第1の動作モードより高い第3の動作モードにエントリする、
     請求項9又は10に記載のセンサコントローラ。
  12.  前記第3の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記センサの全体で行うグローバルスキャンであり、
     前記第1及び第2の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記センサの一部のみで行うローカルスキャンである、
     請求項11に記載のセンサコントローラ。
  13.  前記第2の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記第1の動作モードにおける前記アクティブペンの検出に比べて多くの前記センサ電極を用いて実行される、
     請求項9乃至12のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
  14.  前記第1の動作モードにエントリしている場合と前記第2の動作モードにエントリしている場合とで異なる本数の前記センサ電極を選択し、選択した前記センサ電極を、選択した前記センサ電極の本数に応じた時間間隔で1つずつ順に選択することにより、前記アクティブペンの位置検出を行う、
     請求項9乃至12のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
  15.  前記第1の動作モードにエントリしているときに前記パッシブポインタによるジェスチャー操作の検出を開始し、検出された前記ジェスチャー操作が継続している間には、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示されても前記第2の動作モードにエントリせず、検出された前記ジェスチャー操作の終了に応じて前記第2の動作モードにエントリするよう構成される、
     請求項9乃至14のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
  16.  検出した1以上の前記アクティブペンの位置の中から、前記パッシブポインタの位置検出の結果に基づいて前記アクティブペンの位置を決定し、
     検出した1以上の前記パッシブポインタの位置の中から、前記アクティブペンの位置検出の結果に基づいて前記パッシブポインタの位置を決定する、
     請求項9乃至15のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
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