(57)【要約】【課題】スタイラスを非インセル型又はインセル型の電子機器において使用可能とするために解決が必要となる各種の課題を解決する。【解決手段】本発明によるスタイラス２は、筆圧データＰを電子機器に対して送信可能に構成されたスタイラス２であって、電子機器のセンサ電極と結合容量を形成するスタイラス電極２０と、スタイラス電極２０を用いてアップリンク信号ＵＳを検出し、検出されたアップリンク信号ＵＳからコマンドを抽出し、抽出したコマンドに基づいて、データをＭ個（Ｍ≧１）の第１の期間を使用して送信する第１のモードと、データをＮ個（Ｎ＞Ｍ）の第２の期間を使用して送信する第２のモードとのいずれのモードで動作するかを決定し、決定したモードに従って、データを繰り返し送信する信号処理回路２１とを含む。【選択図】図２
2018066100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｋビット（Ｋ＞０）のデジタル値からなるデータを電子機器に対して送信可能に構成されたスタイラスであって、
前記電子機器のセンサ電極と結合容量を形成するスタイラス電極と、
前記スタイラス電極を用いてアップリンク信号を検出し、
検出された前記アップリンク信号からコマンドを抽出し、
前記コマンドに基づいて、前記データをＭ個（Ｍ≧１）の第１の期間を使用して送信する第１のモードと、前記データをＮ個（Ｎ＞Ｍ）の第２の期間を使用して送信する第２のモードとのいずれのモードで動作するかを決定し、
決定した前記モードに従って、前記データを繰り返し送信する信号処理回路と
を含むスタイラス。
【請求項２】
前記第２の期間は、前記第１の期間より短い期間である
請求項１に記載のスタイラス。
【請求項３】
前記信号処理回路は、前記アップリンク信号の不検出状態が所定期間継続するまでの間、決定した前記モードでの動作を継続する
請求項１に記載のスタイラス。
【請求項４】
筆圧を検出する筆圧検出部をさらに含み、
前記データは、前記筆圧検出部によって検出された筆圧を示す筆圧データである
請求項１に記載のスタイラス。
【請求項５】
前記第２の期間は、前記電子機器が画素駆動動作を実行していない期間である
請求項４に記載のスタイラス。
【請求項６】
前記信号処理回路は、前記第２のモードで動作する場合に、前記コマンドを含む前記アップリンク信号に比べて時間長の短い信号である短縮同期信号が検出されたことに応じて、前記データの送信を開始する
請求項１に記載のスタイラス。
【請求項７】
前記信号処理回路は、検出された前記アップリンク信号の時間長により、該アップリンク信号が前記短縮同期信号又は前記コマンドを含む信号のいずれであるかを判定する
請求項６に記載のスタイラス。
【請求項８】
表示動作の一周期である表示周期内に配置されるＮ個（Ｎ＞１）の第２の期間のそれぞれの中でスタイラスの検出動作を実行するように構成された表示装置のコントローラであって、
前記検出動作によって前記スタイラスが検出された後には、前記スタイラスが前記第２の期間を利用して送信すべきデータを特定する第２のコマンドを１つの前記表示周期の中で１回送信する一方、
前記検出動作によって前記スタイラスが検出される前には、前記表示装置の種別を特定する種別特定情報を含む第１のコマンドを１つの前記表示周期の中で複数回送信する
コントローラ。
【請求項９】
前記種別特定情報は、前記スタイラスが所定の同期信号に応じてダウンリンク信号を送信すべきか否かを示す
請求項８に記載のコントローラ。
【請求項１０】
１つの前記表示周期の中で複数回送信した前記第１のコマンドのいずれかに応じて前記スタイラスが送信したダウンリンク信号を受信することによって前記スタイラスを検出する
請求項８に記載のコントローラ。
【請求項１１】
前記第２のコマンドは、前記スタイラスが検出済みであることを示す
請求項８に記載のコントローラ。
【請求項１２】
表示動作の一周期である表示周期内に配置されるＮ個（Ｎ＞１）の第２の期間のそれぞれの中でスタイラスの検出動作を実行するように構成された表示装置のコントローラとともに使用されるスタイラスであって、
前記表示装置の種別を特定する種別特定情報を含む第１のコマンドを前記コントローラから受信したことに応じて位置信号を送信し、
前記第２の期間を利用して送信すべきデータを特定する第２のコマンドを前記コントローラから受信したことに応じて、該第２のコマンドにより特定されるデータを含むデータ信号を送信する
スタイラス。
【請求項１３】
互いに交差する第１及び第２の電極を有し、画素駆動期間には前記第１の電極に画素駆動用の電圧を供給する一方、前記画素駆動期間と異なるスタイラス検出期間には前記第１及び第２の電極を用いてスタイラスの位置を検出するインセル型の液晶表示装置のコントローラであって、
前記第２の電極を用いて、前記スタイラスに対してダウンリンク信号の送信を要求するコマンドを送信し、
前記第１及び第２の電極の両方を用いて前記コマンドに応答して前記スタイラスから送信された前記ダウンリンク信号の検出を実行し、検出した前記ダウンリンク信号に基づいて前記スタイラスの位置を検出する
コントローラ。
【請求項１４】
前記コマンドの送信は、前記画素駆動期間内に実行される
請求項１３に記載のコントローラ。
【請求項１５】
前記コマンドの送信後、前記第２の電極のみを用いて前記ダウンリンク信号の検出を行い、それによって前記ダウンリンク信号が検出された後、前記スタイラスの位置を検出するために前記第１及び第２の電極の両方を用いて前記ダウンリンク信号の検出を行う
請求項１３に記載のコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスタイラス及びコントローラに関し、特に、液晶表示画面にタッチ面の機能を持たせた位置検出システムで使用されるスタイラス及びコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレット型のコンピュータなど、液晶表示画面にタッチ面の機能を持たせた電子機器の利用が一般化している。この種の電子機器は、当初、液晶部品の表示画面上に別部品としてのタッチセンサ用の透明電極を配置することによって実現されていたが、部品点数の削減や更なる薄型化のために、近年では、液晶画面用の電極（共通電極又は画素電極）をタッチセンサ用の電極の一部としても使用する技術が用いられるようになっている。以下では、表示画面上に表示画面用の電極と独立したタッチセンサ用の電極を配置するタイプの電子機器を「非インセル」型と称し、表示画面用の電極をタッチセンサ用の電極の一部として使用するタイプの電子機器を「インセル」型と称する。【０００３】
特許文献１には、インセル型の電子機器の例が開示されている。この例では、相互容量型のタッチセンサを構成する一対の電極のうちの一方と、液晶表示装置の共通電極とが兼用されている。【０００４】
特許文献２にも、インセル型の電子機器の例が開示されている。同文献には、特許文献１と同様の電子機器において、１表示水平期間ごとにタッチ検出動作と表示動作とを時分割で行うこと、及び、タッチ検出操作では１表示水平期間ごとに異なる駆動電極を選択することが記載されている。【０００５】
また、近年では、電子機器のタッチ面上で手書き入力するための入力装置として、位置検出装置との間で信号を送受信可能に構成されたアクティブ静電方式のスタイラスが用いられることも多くなっている。以下では、アクティブ静電方式のスタイラスを単に「スタイラス」と称する。また、スタイラスから電子機器に対して送信する信号を「ダウンリンク信号」と称し、電子機器からスタイラスに対して送信する信号を「アップリンク信号」と称する。【０００６】
特許文献３には、位置検出用の無変調の連続信号とともに筆圧情報や固有ＩＤなどによって変調された信号を送信するように構成されたタイラスの例が記載されている。以下では、無変調の信号などの所定のパターンの信号であって情報を含まない位置検出用信号を「位置信号」と称し、筆圧情報や固有ＩＤなどによって変調された信号を「データ信号」と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２４４９５８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３３０１８号公報
【特許文献３】国際公開第２０１５／１１１１５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記のようなスタイラスを、上述した非インセル型及びインセル型の電子機器においても使用できると便利である。この場合、タッチセンサ用の電極を、ダウンリンク信号の受信用電極及びアップリンク信号の送信用電極としても使用することになる。【０００９】
しかしながら、インセル型の電子機器においては、液晶画面用の電極（共通電極及び画素電極）とタッチセンサ用の電極の一部とが兼用されているため、液晶画面用の電極に画素駆動用の電位が設定される画素駆動動作の実行中には、タッチセンサ用の電極の上記一部をダウンリンク信号の受信用又はアップリンク信号の送信用として使用することができない。これが原因で、スタイラスを非インセル型又はインセル型の電子機器において使用できるようにするにあたって以下に示すような各種の課題が生じており、解決が必要とされていた。【００１０】
１つ目の課題は、非インセル型の電子機器とインセル型の電子機器の両方で使えるようにスタイラスを構成するという課題である。ユーザがスタイラスを持ちかえることなく非インセル型の電子機器とインセル型の電子機器の両方の電子機器で１本のスタイラスを利用できると便利であるが、スタイラスをインセル型の電子機器で使えるようにするためには、液晶表示装置の画素駆動動作の実行中にはダウンリンク信号の送信を休止するように、スタイラスを構成する必要がある。しかしながら、この送信休止期間は、画素駆動動作の実行中でもダウンリンク信号の受信が可能である非インセル型の電子機器から見れば、無駄なものでしかない。かと言って、画素駆動動作の実行中でもダウンリンク信号の送信を行うようにスタイラスを構成すると、非インセル型の電子機器から見て無駄な送信休止期間は解消されることになるが、今度はインセル型の電子機器で使用するときに、電子機器がダウンリンク信号の受信に失敗し、送信情報の欠落を生ずる場合が発生することになる。このように、非インセル型の電子機器とともに使用する場合の送信効率の向上と、インセル型の電子機器とともに使用する場合の送信情報の欠落防止とを両立させることは難しく、その結果としてこれまで、非インセル型の電子機器とインセル型の電子機器の両方で使えるように１つのスタイラスを構成することは困難であると考えられてきた。【００１１】
２つ目の課題は、スタイラスがインセル型の電子機器からのアップリンク信号を検出した後、その電子機器に向けてダウンリンク信号の送信を開始するまでに要する時間の短縮である。インセル型の電子機器に対してダウンリンク信号を送信するためには、スタイラスは、その電子機器において画素駆動動作が実行されていない期間（以下、「ブランク期間」と称する）を知る必要がある。そこで、電子機器からスタイラスに対し、通信開始時に行われるネゴシエーション動作の一環としてブランク期間の配置方法（間隔、継続時間等）を示す情報を含むアップリンク信号を送信するとすると、そのようなアップリンク信号のサイズは極めて大きなものとなるために、スタイラスがダウンリンク信号の送信を開始できるようになるまでに長い時間がかかってしまう。そこで、この時間の短縮が必要とされている。【００１２】
３つ目の課題は、スタイラスをインセル型の電子機器とともに使用する場合における、位置検出の実行レートの確保である。インセル型の電子機器では、上記したようにダウンリンク信号を送信できない期間が生ずることから、その分、上述した位置信号の送信頻度も小さくならざるを得ない。その結果、位置検出の実行レートが小さくなってしまうので、改善が必要とされている。【００１３】
本発明の目的の一つは、以上のような、スタイラスを非インセル型又はインセル型の電子機器において使用可能とするために解決が必要となる各種の課題を解決できるスタイラス及びコントローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の側面によるスタイラスは、Ｋビット（Ｋ＞０）のデジタル値からなるデータを電子機器に対して送信可能に構成されたスタイラスであって、前記電子機器のセンサ電極と結合容量を形成するスタイラス電極と、前記スタイラス電極を用いてアップリンク信号を検出し、検出された前記アップリンク信号からコマンドを抽出し、前記コマンドに基づいて、前記データをＭ個（Ｍ≧１）の第１の期間を使用して送信する第１のモードと、前記データをＮ個（Ｎ＞Ｍ）の第２の期間を使用して送信する第２のモードとのいずれのモードで動作するかを決定し、決定した前記モードに従って、前記データを繰り返し送信する信号処理回路とを含む、というものである。【００１５】
本発明の第２の側面によるスタイラスは、上記第１の側面によるスタイラスにおいてさらに、前記信号処理回路は、前記第２のモードで動作する場合に、前記アップリンク信号の１つとして前記コマンドを含む前記アップリンク信号に比べて時間長の短い信号である短縮同期信号が検出されたことに応じて、前記データの送信を開始する、というものである。【００１６】
本発明の第３の側面によるコントローラは、表示動作の一周期である表示周期内に配置されるＮ個（Ｎ＞１）の第２の期間のそれぞれの中でスタイラスの検出動作を実行するように構成された表示装置のコントローラであって、前記検出動作によって前記スタイラスが検出された後には、前記スタイラスが前記第２の期間を利用して送信すべきデータを特定する第２のコマンドを１つの前記表示周期の中で１回送信する一方、前記検出動作によって前記スタイラスが検出される前には、前記表示装置の種別を特定する種別特定情報を含む第１のコマンドを１つの前記表示周期の中で複数回送信する、というものである。【００１７】
本発明の第４の側面によるスタイラスは、表示動作の一周期である表示周期内に配置されるＮ個（Ｎ＞１）の第２の期間のそれぞれの中でスタイラスの検出動作を実行するように構成された表示装置のコントローラとともに使用されるスタイラスであって、前記表示装置の種別を特定する種別特定情報を含む第１のコマンドを前記コントローラから受信したことに応じて位置信号を送信し、前記第２の期間を利用して送信すべきデータを特定する第２のコマンドを前記コントローラから受信したことに応じて、該第２のコマンドにより特定されるデータを含むデータ信号を送信する、というものである。【００１８】
本発明の第５の側面によるコントローラは、互いに交差する第１及び第２の電極を有し、画素駆動期間には前記第１の電極に画素駆動用の電圧を供給する一方、前記画素駆動期間と異なるスタイラス検出期間には前記第１及び第２の電極を用いてスタイラスの位置を検出するインセル型の液晶表示装置のコントローラであって、前記第２の電極を用いて、前記スタイラスに対してダウンリンク信号の送信を要求するコマンドを送信し、前記第１及び第２の電極の両方を用いて前記コマンドに応答して前記スタイラスから送信された前記ダウンリンク信号の検出を実行し、検出した前記ダウンリンク信号に基づいて前記スタイラスの位置を検出する、というものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の側面によれば、スタイラスは、コマンドにより示される電子機器の種別が非インセル型である場合には、相対的に少数の第１の期間を使用してＫビットのデジタル値からなるデータ（例えば筆圧）を送信することによってデータの送信効率を向上させることができ、一方で、コマンドにより示される電子機器の種別がインセル型である場合には、相対的に多数の第２の期間を使用してＫビットのデジタル値からなるデータ（例えば筆圧データ）を送信することによって、電子機器における受信失敗による送信情報の欠落を防止することができる。したがって、非インセル型の電子機器とインセル型の電子機器の両方で使えるようにスタイラスを構成することが可能になる。【００２０】
本発明の第２の側面によれば、スタイラスは、簡易な（例えば１つの拡散コード分のデータである）短縮同期信号により、第２の期間ごとにその到来を知ることができる。したがって、ブランク期間の配置（間隔、継続時間等）を示す情報を含むアップリンク信号を通信開始時に送信する必要がなくなるので、スタイラスがインセル型の電子機器からのアップリンク信号を検出してから、その電子機器に向けてダウンリンク信号の送信を開始するまでに要する時間を短縮することが可能になる。【００２１】
本発明の第３の側面あるいは第４の側面によれば、コントローラはインセル型の電子機器を実現するもの（つまり、表示動作の一周期である表示周期内に配置されるＮ個（Ｎ＞１）の第２の期間のそれぞれの中でスタイラスの検出動作を実行するもの）であって、スタイラスが検出される前とスタイラスが検出された後でコマンドの送信頻度を異なるものとし、具体的には、スタイラスが検出された後には、スタイラスが検出される前と比較して少ない頻度（１つの表示周期内で１回）でコマンドを送信し、一方で、スタイラスが検出される前には、スタイラスが検出された後と比較して多い頻度でスタイラスがどの通信プロトコルでダウンリンク信号を送信すべきかを指定するコマンドを送信するので、スタイラスの検出後には、スタイラスをインセル型の電子機器とともに使用する場合における位置検出の実行レートを確保しつつ、スタイラスの検出前には、スタイラス検出の応答時間を短縮することが可能になる。【００２２】
本発明の第５の側面によれば、コントローラは、第１の電極を画素駆動に用いている間にも、スタイラスに対してコマンドを送信することができる。したがって、スタイラスをインセル型の電子機器とともに使用する場合における位置検出の実行レートを確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態による位置検出システムの使用状態を示す図である。
【図２】図１に示したスタイラス２の構成を示す図である。
【図３】図１に示したタブレット３Ｂの構成を示す図である。
【図４】（ａ）は、タブレット３Ｂにおけるセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの配置を示す模式的な断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に対応する模式的な上面図である。
【図５】（ａ）は、タブレット３Ａにおけるセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの配置を示す模式的な断面図であり、（ｂ）は、タブレット３Ｃにおけるセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの配置を示す模式的な断面図である。
【図６】アップリンク信号ＵＳの構成を示す図である。
【図７】指検出実行時におけるタブレット３Ｂのコントローラ３１の動作を示す図である。
【図８】表示動作実行時におけるタブレット３Ｂのコントローラ３１の動作を示す図である。
【図９】アップリンク信号送信時のタブレット３Ｂのコントローラ３１の動作を示す図である。
【図１０】ダウンリンク信号受信時のタブレット３Ｂのコントローラ３１の動作を示す図である。
【図１１】図１に示したスタイラス２の状態遷移図である。
【図１２】図１０に示した状態Ｓ１０３（オペレーションモード）におけるスタイラス２の動作の詳細を示す図である。
【図１３】（ａ）は、スタイラス２とタブレット３Ａとが通信する場合（Ｍ個（Ｍ≧１）の第１の期間Ｓを用いてデータを送信する場合）における、それぞれの動作のタイムチャートであり、（ｂ）は、スタイラス２とタブレット３Ｂとが通信する場合（Ｎ個（Ｎ＞Ｍ）の第２の期間Ｔを用いてデータを送信する場合）における、それぞれの動作のタイムチャートである。
【図１４】第２の期間Ｔの内部における信号の配置を示す図である。
【図１５】タブレット３Ｂによる第２の期間Ｔの使用方法を示す図であり、（ａ）はスタイラス２を検出する前、（ｂ）はスタイラス２を検出した後、をそれぞれ示している。
【図１６】スタイラス２による第２の期間Ｔの使用方法を示す図であり、（ａ）はタブレット３Ｂによって検出される前、（ｂ）は、タブレット３Ｂによって検出され、かつ、ホバー状態にある場合、（ｃ）は、タブレット３Ｂによって検出され、かつ、接触状態にある場合、をそれぞれ示している。
【図１７】タブレット３Ｂが行う処理の処理フロー図である。
【図１８】タブレット３Ｂが行う処理の処理フロー図である。
【図１９】スタイラス２が行う処理の処理フロー図である。
【図２０】スタイラス２が行う処理の処理フロー図である。
【図２１】スタイラス２が行う処理の処理フロー図である。
【図２２】本発明の第２の実施の形態によるタブレット３Ｂのコントローラ３１の、画素駆動時における動作を示す図である。
【図２３】本発明の第２の実施の形態によるスタイラス２とタブレット３Ｂとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートである。
【図２４】本発明の第３の実施の形態によるスタイラス２とタブレット３Ｂとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施の形態による位置検出システムの使用状態の一例を示す図である。本実施の形態による位置検出システムは、同図に示すタブレット３Ａ，３Ｂ，３Ｃ及びスタイラス２を備える。
【００２６】
タブレット３Ａ〜３Ｃの詳細な構成については後述するが、タブレット３Ａ，３Ｃは上述した非インセル型の電子機器（表示装置）であり、タブレット３Ｂは上述したインセル型の電子機器（表示装置）である。タブレット３Ａ〜３Ｃはそれぞれ、スタイラス２及びユーザの指４の両方によって、絵や文字を書き込み可能に構成される。また、タブレット３Ａ，３Ｂはともに、スタイラス２と双方向に信号を送受信可能に構成され、スタイラス２との間で双方向型の通信を実行する。一方、タブレット３Ｃは、スタイラス２からのダウンリンク信号を受信可能に構成されるものの、スタイラス２に対してアップリンク信号を送信する能力を有さず、一方向にスタイラス２から送信された信号を受信する。
【００２７】
スタイラス２は、タブレット３Ａ〜３Ｃのそれぞれとの通信に対応している３つのプロトコル（通信プロトコル）に対応したマルチプロトコルスタイラス（トリプルスタイラス）である。ユーザは、スタイラス２のペン先をタブレット３Ａ〜３Ｃのいずれかのタッチ面に押し当て、その状態を保ったままスタイラス２のペン先をタッチ面上で移動させることにより、タブレット３Ａ〜３Ｃに絵や文字を書き込む。また、ユーザは、一度利用を開始したスタイラス２を他のスタイラスに持ちかえずにタブレット３Ａ〜３Ｃを行ったり来たりしつつ継続して利用する。
【００２８】
図２は、スタイラス２の構成を示す図である。同図に示すように、スタイラス２は、スタイラス電極２０、信号処理回路２１、増幅部２２、電源２３、筆圧検出部２４、スイッチ２５を有して構成される。
【００２９】
スタイラス電極２０は、スタイラス２のペン先の近傍に設置される導電体であり、タブレット３Ａ，３Ｂが送信したアップリンク信号ＵＳを受信して信号処理回路２１に供給するとともに、信号処理回路２１から供給されるダウンリンク信号ＤＳをタブレット３Ａ〜３Ｃに向けて送出する役割を果たす。
【００３０】
筆圧検出部２４は、図示しないスタイラス２のペン先に加えられる圧力（筆圧）を検出する圧力センサを含んで構成される。筆圧検出部２４は、この圧力センサによって検出された筆圧をＫビット（Ｋ＞０）のデジタル値からなる筆圧データＰに変換し、信号処理回路２１に供給する。
【００３１】
スイッチ２５は、スタイラス２の筐体の表面（側面又は端面）に設けられたスイッチであり、ユーザによってオンオフ操作可能に構成される。信号処理回路２１には、このスイッチ２５のオンオフ状態を示すスイッチ情報ＳＷが供給される。
【００３２】
電源２３は、スタイラス２の各部に動作電力を供給する機能部であり、例えば電池である。
【００３３】
信号処理回路２１及び増幅部２２は、スタイラス電極２０から供給されるアップリンク信号ＵＳの受信処理を行うとともに、その結果に基づいて２種類のダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２のいずれかを生成し、スタイラス電極２０に供給する機能を有する。
【００３４】
ここで、本実施の形態において、ダウンリンク信号ＤＳ１はパルス列信号により構成されたダウンリンク信号ＤＳであり、ダウンリンク信号ＤＳ２は正弦波信号により構成されたダウンリンク信号ＤＳである。より具体的に説明すると、ダウンリンク信号ＤＳ１である位置信号は無変調のパルス列信号であり、ダウンリンク信号ＤＳ１であるデータ信号はパルス列信号を筆圧データＰなどにより変調してなる信号である。また、ダウンリンク信号ＤＳ２である位置信号は無変調の正弦波信号であり、ダウンリンク信号ＤＳ２であるデータ信号は正弦波信号を筆圧データＰなどにより変調してなる信号である。タブレット３Ａ〜３Ｃはそれぞれ、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２のいずれか一方のみを受信可能に構成される。そこで、スタイラス２の信号処理回路２１は、タブレット３Ａ〜３Ｃとの通信を開始する際に、通信相手となるタブレットが受信可能なダウンリンク信号ＤＳの種類を検出し、検出した種類に応じたダウンリンク信号ＤＳを送信するよう構成される。
【００３５】
さて、信号処理回路２１は、図２に示すように、制御部２１ａ、昇圧部２１ｂ、発振部２１ｃ、及びスイッチ部２１ｄを有して構成される。
【００３６】
昇圧部２１ｂは、電源２３から供給される直流電圧を昇圧することにより、直流電圧Ｖ１を生成する回路である。具体的な例では、昇圧部２１ｂはＤＣ−ＤＣコンバータ又はチャージポンプ回路によって構成される。
【００３７】
発振部２１ｃは、電源２３から供給される直流電圧に基づいて発振動作を行うことにより、所定周波数で振動する無変調の正弦波信号（搬送波信号）を生成する回路である。増幅部２２は、この発振部２１ｃによって生成された正弦波信号を所定の増幅率で増幅することにより、無変調の正弦波信号ｖ２を生成する役割を果たす。増幅部２２は、図２に示すように、トランス及びキャパシタを含む増幅回路により構成されることが好ましい。
【００３８】
スイッチ部２１ｄは、共通端子ｃと端子ａ，ｂ，ｇ，ｒのいずれか１つとが接続されるように構成されたスイッチ素子である。端子ａは昇圧部２１ｂの出力端に接続され、端子ｂは増幅部２２の出力端に接続され、端子ｇは接地電位が供給される電源配線に接続され、端子ｒはバッファを経て制御部２１ａの受信端子に接続され、共通端子ｃはスタイラス電極２０に接続される。
【００３９】
制御部２１ａは、スイッチ部２１ｄを制御するための制御信号Ｃｔｒｌの供給の他、アップリンク信号ＵＳの受信も行うＩＣであり、電源２３から供給される電力により動作するよう構成される。具体的な例では、制御部２１ａはＡＳＩＣ又はＭＣＵであってよい。制御部２１ａは、内部に設けられるＲＯＭ及びＲＡＭに格納されたプログラムを実行することによって動作する。
【００４０】
ダウンリンク信号ＤＳ１を送信する場合の制御部２１ａは、制御信号Ｃｔｒｌによって、端子ａが共通端子ｃに接続されている状態と、端子ｇが共通端子ｃに接続されている状態との間でスイッチ部２１ｄを切り替える処理を行う。より具体的に説明すると、ダウンリンク信号ＤＳ１を用いて位置信号を送信する場合、制御部２１ａは、所定の周期で周期的に、上記２つの状態の間でスイッチ部２１ｄの切り替え制御を行う。これにより、無変調のパルス列信号がスイッチ部２１ｄから出力される。また、ダウンリンク信号ＤＳ１を用いてデータ信号を送信する場合、制御部２１ａは、筆圧データＰやスイッチ情報ＳＷなどのデータＲｅｓ（図３参照）に応じて、上記２つの状態の間でスイッチ部２１ｄの切り替え制御を行う。これにより、データＲｅｓに基づいて変調されたパルス列信号がスイッチ部２１ｄから出力される。なお、データＲｅｓには、信号処理回路２１内に予め記憶されるスタイラス２の識別情報などの他の情報を含んでもよい。
【００４１】
ダウンリンク信号ＤＳ２を送信する場合の制御部２１ａは、制御信号Ｃｔｒｌによって、端子ｂが共通端子ｃに接続されている状態と、端子ｇが共通端子ｃに接続されている状態との間でスイッチ部２１ｄを切り替える処理を行う。より具体的に説明すると、ダウンリンク信号ＤＳ２を用いて位置信号を送信する場合、制御部２１ａは、スイッチ部２１ｄを端子ｂ側に固定する。これにより、無変調の正弦波信号ｖ２がスイッチ部２１ｄから出力される。また、ダウンリンク信号ＤＳ２を用いてデータ信号を送信する場合、制御部２１ａは、上述したデータＲｅｓに応じて、上記２つの状態の間でスイッチ部２１ｄの切り替え制御を行う。これにより、データＲｅｓに基づいて変調された正弦波信号がスイッチ部２１ｄから出力される。
【００４２】
アップリンク信号ＵＳを受信する場合の制御部２１ａは、制御信号Ｃｔｒｌによって、スイッチ部２１ｄを端子ｒ側に固定する。これにより、スタイラス電極２０に現れた電荷が制御部２１ａの受信端子に供給されるので、制御部２１ａは、こうして供給された電荷に基づいてアップリンク信号ＵＳを受信する。
【００４３】
図３は、タブレット３Ｂの構成を示す図である。以下、同図を参照しながら、インセル型であるタブレット３Ｂの構成について詳しく説明するが、タブレット３Ａ，３Ｃについても基本的に同様である。ただし、全く同一というわけではないので、タブレット３Ｂと異なる点については、以下に示すタブレット３Ｂについての説明の中で逐一説明することとする。
【００４４】
図３に示すように、タブレット３Ｂは、センサ３０と、コントローラ３１と、ホストプロセッサ３２とを有して構成される。
【００４５】
センサ３０は、それぞれＹ方向に延在し、Ｙ方向と直交するＸ方向に等間隔で配置された複数のセンサ電極３０Ｘと、それぞれＸ方向に延在し、Ｙ方向に等間隔で配置された複数のセンサ電極３０Ｙとがマトリクス状に配置された構成を有している。センサ３０は、これらセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙによって、スタイラス２との間に結合容量を形成するよう構成される。また、センサ３０は、スタイラス２だけでなく指４の検出にも使用される。なお、ここではセンサ電極３０Ｙ，３０Ｘがともに直線状の導電体により構成される例を示しているが、他の形状の導電体によってセンサ電極３０Ｙ，３０Ｘを構成することも可能である。例えば、特許文献１に例示されたような形状の電極など、センサ電極３０Ｙ，３０Ｘの一方を、スタイラスの二次元座標が検出可能なように二次元に配置された複数の矩形導電体によって構成することとしてもよい。
【００４６】
図４（ａ）は、タブレット３Ｂにおけるセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの配置を示す模式的な断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に対応する模式的な上面図である。図４（ａ）では、スタイラス２から遠い側を下側に、スタイラス２に近い側を上側に記載している。この点は、後述する図５（ａ）（ｂ）でも同様である。
【００４７】
図４（ａ）に示すように、タブレット３Ｂは、液晶表示装置の構成要素として、下から順に液晶層６０、カラーフィルターガラス６１、及び偏光板６２を有しており、センサ電極３０Ｙ，３０Ｘはこれらの間に配置される。より具体的に言えば、センサ電極３０Ｘは液晶層６０の上面に形成され、センサ電極３０Ｙはカラーフィルターガラス６１の上面に形成される。図示していないが、センサ電極３０Ｘとカラーフィルターガラス６１の間、及び、センサ電極３０Ｙと偏光板６２の間には、それぞれ透明絶縁層が配置される。
【００４８】
液晶層６０の下側には、画素ごとの画素電極（図示せず）が形成される。ホストプロセッサ３２は、各センサ電極３０Ｘに所定の画素駆動用電圧Ｖｃｏｍ（この場合は固定値）を供給している状態でこの画素電極の電位を制御することにより、各画素の駆動動作を行う。このように画素駆動用電圧Ｖｃｏｍが供給されるため、画素駆動動作が実行されている間、スタイラス２との通信又は指４の検出の用途でセンサ電極３０Ｘを使用することはできない。
【００４９】
複数のセンサ電極３０Ｘと複数のセンサ電極３０Ｙとは、図４（ｂ）に示すように、互いに交差するように配置される。したがって、タブレット３Ｂをタッチ面側から見ると、センサ電極３０Ｙ，３０Ｘの交点が二次元に配置されているように見える。
【００５０】
ここで、タブレット３Ａ，３Ｃにおけるセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの配置についても説明する。図５（ａ）は、タブレット３Ａにおけるセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの配置を示す模式的な断面図であり、図５（ｂ）は、タブレット３Ｃにおけるセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの配置を示す模式的な断面図である。
【００５１】
タブレット３Ａ，３Ｃにおいては、図５（ａ）（ｂ）に示すように、液晶層６０の上面に共通電極６３が形成される。また、センサ電極３０Ｘ，３０Ｙは、タブレット３Ａでは、図５（ａ）に示すように偏光板６２の上方に液晶表示装置とは分離された別部品として配置される一方、タブレット３Ｃでは、図５（ｂ）に示すようにカラーフィルターガラス６１と偏光板６２の間に配置される。タブレット３Ａ，３Ｃはともに非インセル型であるが、タブレット３Ａの構成は「アウトセル」型と呼ばれる場合があり、タブレット３Ｃの構成は「オンセル」型と呼ばれる場合がある。
【００５２】
タブレット３Ａ，３Ｃでは、上述した画素駆動用電位Ｖｃｏｍはセンサ用の電極と独立した共通電極６３に供給され、センサ電極３０Ｘには供給されない。したがって、タブレット３Ａ，３Ｃでは、画素駆動動作の実行中であっても、センサ電極３０Ｘをスタイラス２との通信又は指４の検出のために使用することができる。
【００５３】
図３に戻る。コントローラ３１は、ＭＣＵ４０、ロジック部４１、送信部４２，４３、受信部４４、選択部４５を有して構成される。
【００５４】
ＭＣＵ４０及びロジック部４１は、送信部４２，４３、受信部４４、及び選択部４５を制御することにより、コントローラ３１の送受信動作を制御する制御部である。具体的に説明すると、ＭＣＵ６０は、内部にＲＯＭ及びＲＡＭを有しており、これらに格納されたプログラムを実行することによって動作するマイクロプロセッサである。ＭＣＵ６０は、上述した画素駆動用電位Ｖｃｏｍ、及び、後述するコマンドＣＯＭを出力する機能も有している。一方、ロジック部４１は、ＭＣＵ４０の制御に基づき、制御信号ｃｔｒｌ＿１〜ｃｔｒｌ＿４及びｃｔｒｌ＿ｒを出力するよう構成される。なお、画素駆動用電位Ｖｃｏｍを出力する機能は、タブレット３Ａ，３Ｃではホストプロセッサ３２に設けられ、ＭＣＵ４０には設けられない。
【００５５】
送信部４２は、ＭＣＵ４０の制御に従って、指４を検出するために使用される指検出用信号ＦＤＳを生成する回路である。指検出用信号ＦＤＳは、例えば、無変調のパルス列信号又は正弦波信号であってよい。
【００５６】
送信部４３は、ＭＣＵ４０及びロジック部４１の制御に従ってアップリンク信号ＵＳを生成する回路であり、図３に示すように、パターン供給部５０、スイッチ５１、符号列保持部５２、拡散処理部５３、及び送信ガード部５４を含んで構成される。なお、このうち特にパターン供給部５０に関して、本実施の形態では送信部４３内に含まれるものとして説明するが、ＭＣＵ４０内に含まれることとしてもよい。また、送信部４３は、アップリンク信号ＵＳの送信機能を有しないタブレット３Ｃのコントローラ３１には設けられない。
【００５７】
ここで、アップリンク信号ＵＳの構成について説明する。図６は、アップリンク信号ＵＳの構成を示す図である。同図に示すように、本実施の形態で用いるアップリンク信号ＵＳは、１ビット分の情報からなるスタートビットＳＢと、５ビット分の情報からなるコマンドＣＯＭとによって構成される。コマンドＣＯＭは、４ビット分のデータＣＣ０〜ＣＣ３と、データＣＣ０〜ＣＣ３に基づいて算出される１ビット分の巡回冗長符号ＣＲＣとを含んで構成される。
【００５８】
スタートビットＳＢは、スタイラス２がコントローラ３１の存在を検出するために用いられるもので、事前に（スタイラス２がコントローラ３１を検出する前に）スタイラス２に既知にされている。後述するように、スタイラス２は、このスタートビットＳＢを検出することにより、アップリンク信号ＵＳの到来を検出する。また、タブレット３ＢはスタートビットＳＢを後続の信号を送信せずに単独で送信する場合があり、以下では、その場合のアップリンク信号ＵＳを、コマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳより短い信号として短縮同期信号ＰＩと称する場合がある。
【００５９】
データＣＣ０〜ＣＣ３は、スタイラス２に対する命令（コマンド）を示している。データＣＣ０〜ＣＣ３によって示されるコマンドには、２つの種類が存在する。
【００６０】
１つ目は、スタイラス２とタブレットとの間で用いる通信プロトコルの種別を特定する種別特定情報を含むコマンドであり、以下では「第１のコマンド」と称する場合がある。通信プロトコルの種別は、主にスタイラス２がダウンリンク信号ＤＳ（位置信号あるいはデータ信号）を送信するための通信周波数（矩形波あるいは正弦波の別を含む）、ダウンリンク信号ＤＳのフォーマット（位置信号及びデータ信号の別、データ信号を用いて送信するデータの種類の別を含む）、及び、ダウンリン信号ＤＳの送信時刻（タイミング及び送信期間）についての事前の取り決めを区別する情報である。第１のコマンドは、まだスタイラス２を検出していないタブレット３Ａ，３Ｂによって送信される。なお、種別特定情報は、タブレットの種別としてスタイラス２に与えられてもよい。種別特定情報は、例えばデータＣＣ０の１ビットによって示される情報であり、そのコマンドを送信したタブレットがタブレット３Ａ，３Ｂのいずれの種別であるかを示すことでスタイラス２に必要な通信プロトコルの種別を示す。
【００６１】
ここで、詳しくは後述するが、スタイラス２は、タブレット３Ｂとの通信を行う場合、短縮同期信号ＰＩの受信を契機として、ダウンリンク信号ＤＳの送信を実行することになる。これに対し、タブレット３Ａとの通信を行う場合にはそもそも短縮同期信号ＰＩが使用されず、スタイラス２は、コマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの受信を契機として、ダウンリンク信号ＤＳの送信を実行することになる。したがって、種別特定情報は、スタイラス２が短縮同期信号ＰＩに応じてダウンリンク信号ＤＳを送信すべきか否かを示す情報であると言うこともできる。
【００６２】
２つ目は、図２に示した筆圧データＰなどのスタイラス２が送信すべきデータを特定するコマンドであり、以下では「第２のコマンド」と称する場合がある。第２のコマンドは、スタイラス２を検出済みのタブレット３Ａ，３Ｂによって送信される。言い換えれば、第２のコマンドは、コントローラ３１がスタイラス２を検出済みであることを示している。
【００６３】
図３に戻る。パターン供給部５０はスタートビットＳＢを保持しており、ロジック部４１から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ１の指示に従って、保持しているスタートビットＳＢを出力するよう構成される。一方、コマンドＣＯＭは、ＭＣＵ４０から送信部４３に供給される。
【００６４】
スイッチ５１は、ロジック部６１から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ２に基づいてパターン供給部５０及びＭＣＵ４０のいずれか一方を選択し、選択した一方の出力を拡散処理部５３に供給する機能を有する。スイッチ５１がパターン供給部５０を選択した場合、拡散処理部５３にはスタートビットＳＢが供給される。一方、スイッチ５１がＭＣＵ４０を選択した場合、拡散処理部５３にはコマンドＣＯＭが供給される。
【００６５】
符号列保持部５２は、ロジック部４１から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ３に基づき、自己相関特性を有する所定チップ長の拡散符号ＰＮを生成して保持する機能を有する。符号列保持部５２が保持している拡散符号ＰＮは、拡散処理部５３に供給される。
【００６６】
拡散処理部５３は、スイッチ５１を介して供給される値（スタートビットＳＢ又はコマンドＣＯＭ）に基づいて符号列保持部５２によって保持される拡散符号ＰＮを変調することにより、所定チップ長の送信チップ列を取得する機能を有する。図６には、スタートビットＳＢに関して取得される送信チップ列の例を図示している。拡散処理部５３は、取得した送信チップ列を送信ガード部５４に供給するよう構成される。
【００６７】
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。
【００６８】
受信部４４は、ロジック部４１の制御信号ｃｔｒｌ＿ｒに基づいて、スタイラス２が送信したダウンリンク信号ＤＳ又は送信部４２が送信した指検出用信号ＦＤＳを受信するための回路である。具体的には、増幅回路５５、検波回路５６、及びアナログデジタル（ＡＤ）変換器５７を含んで構成される。
【００６９】
増幅回路５５は、選択部４５から供給されるダウンリンク信号ＤＳ又は指検出用信号ＦＤＳを増幅して出力する。検波回路５６は、増幅回路５５の出力信号のレベルに対応した電圧を生成する回路である。ＡＤ変換器５７は、検波回路５６から出力される電圧を所定時間間隔でサンプリングすることによって、デジタル信号を生成する回路である。ＡＤ変換器５７が出力するデジタル信号は、ＭＣＵ４０に供給される。ＭＣＵ４０は、こうして供給されたデジタル信号に基づき、スタイラス２又は指４の位置検出と、スタイラス２が送信したデータＲｅｓ（上述した筆圧データＰ、スイッチ情報ＳＷ、識別情報など）の取得とを行う。ＭＣＵ４０は、取得した位置を示す座標ｘ，ｙと、取得したデータＲｅｓとを、逐次、ホストプロセッサ３２に出力する。
【００７０】
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。
【００７１】
スイッチ５８ｙは、共通端子とＴ端子及びＲ端子のいずれか一方とが接続されるように構成されたスイッチ素子である。スイッチ５８ｙの共通端子は導体選択回路５９ｙに接続され、Ｔ端子は送信部４３の出力端に接続され、Ｒ端子は受信部４４の入力端に接続される。また、スイッチ５８ｘは、共通端子とＴ１端子、Ｔ２端子、Ｄ端子、及びＲ端子のいずれか１つとが接続されるように構成されたスイッチ素子である。スイッチ５８ｘの共通端子は導体選択回路５９ｘに接続され、Ｔ１端子は送信部４３の出力端に接続され、Ｔ２端子は送信部４２の出力端に接続され、Ｄ端子は画素駆動用電圧Ｖｃｏｍを出力するＭＣＵ４０の出力端に接続され、Ｒ端子は受信部４４の入力端に接続される。
【００７２】
導体選択回路５９ｘは、複数のセンサ電極３０Ｘを選択的にスイッチ５８ｘの共通端子に接続するためのスイッチ素子である。導体選択回路５８ｘは、複数のセンサ電極３０Ｘの一部又は全部を同時にスイッチ５８ｘの共通端子に接続することも可能に構成される。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
図７〜図１０は、コントローラ３１の動作を示す図である。以下、図３とともにこれらの図も参照しながら、ロジック部４１による選択部４５の制御状態と、コントローラ３１の動作との関係について、詳しく説明する。
【００７６】
図７は、指検出実行時におけるコントローラ３１の動作を示す図である。この場合のロジック部４１は、Ｔ２端子が共通端子に接続されるようスイッチ５８ｘを制御するとともに、Ｒ端子が共通端子に接続されるようスイッチ５８ｙを制御する。さらに、複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの組み合わせが順次選択されることとなるよう、導体選択回路５９ｘ，５９ｙを制御する。こうすることで、複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙによって構成される複数の交点のそれぞれを通過した指検出用信号ＦＤＳが、順次、受信部４４によって受信されることになる。ＭＣＵ４０は、こうして順次受信される指検出用信号ＦＤＳの受信強度に基づいてタッチ面上における指４の位置を検出する。
【００７７】
図８は、画素駆動動作実行時におけるコントローラ３１の動作を示す図である。この場合のロジック部４１は、Ｄ端子が共通端子に接続されるようスイッチ５８ｘを制御するとともに、複数のセンサ電極３０Ｘのすべてがスイッチ５８ｘに同時に接続されるよう導体選択回路５９ｘを制御する。これにより、ＭＣＵ４０から各センサ電極３０Ｘに画素駆動用電圧Ｖｃｏｍが供給されることになるので、ホストプロセッサ３２による画素駆動動作の実行が可能になる。なお、ＭＣＵ４０は、ホストプロセッサ３２から供給されるタイミング信号に基づくタイミングで、ロジック部４１に上記制御を実行させる。
【００７８】
図９は、アップリンク信号ＵＳの送信時のコントローラ３１の動作を示す図である。この場合のロジック部４１は、Ｔ１端子が共通端子に接続されるようスイッチ５８ｘを制御するとともに、Ｔ端子が共通端子に接続されるようスイッチ５８ｙを制御する。さらに、複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙのすべてが同時に選択されることとなるよう、導体選択回路５９ｘ，５９ｙを制御する。これにより、複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙのすべてからアップリンク信号ＵＳが送信されることになる。
【００７９】
ここで、図９に破線で示したセンシング範囲ＳＲ及びアップリンク検出高さＡＨについて説明する。まず、センシング範囲ＳＲは、ダウンリンク信号ＤＳをコントローラ３１が受信できる範囲である。つまり、スタイラス２が送信したダウンリンク信号ＤＳをコントローラ３１が受信するためには、ダウンリンク信号ＤＳがコントローラ３１に届く程度にまで、スタイラス２がタブレット３Ｂのタッチ面に接近している必要がある。センシング範囲ＳＲは、このダウンリンク信号ＤＳがコントローラ３１に届く範囲を示している。
【００８０】
アップリンク検出高さＡＨは、スタイラス２がアップリンク信号ＵＳを受信できる高さ（タッチ面からの距離）の限界を示している。一般に、アップリンク検出高さＡＨはセンシング範囲ＳＲの上限よりも高い場所（タッチ面から離れた場所）に位置する。これは、アップリンク信号ＵＳとダウンリンク信号ＤＳの送信強度の違いによる。以下では、スタイラス２がアップリンク検出高さＡＨより下にあるもののタッチ面に接触していない状態を「ホバー状態」と称し、スタイラス２がタッチ面に接触するに至った状態を「接触状態」と称する。
【００８１】
図１０は、ダウンリンク信号ＤＳの受信時のコントローラ３１の動作を示す図である。この場合のロジック部４１は、Ｒ端子が共通端子に接続されるようスイッチ５８ｘ，５８ｙのそれぞれを制御する。導体選択回路５９ｘ，５９ｙの制御方法は、受信しようとするダウンリンク信号ＤＳの種類によって異なる。
【００８２】
すなわち、位置信号であるダウンリンク信号ＤＳを受信する場合には、ロジック部４１は、複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの組み合わせが順次選択されることとなるよう、導体選択回路５９ｘ，５９ｙを制御する。こうすることで、複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙによって構成される複数の交点のそれぞれを通過した位置信号が、順次、受信部４４によって受信されることになる。ＭＣＵ４０は、こうして順次受信される位置信号の受信強度を基づいて、タッチ面上におけるスタイラス２の位置を検出する。
【００８３】
一方、データ信号であるダウンリンク信号ＤＳを受信する場合のロジック部４１は、複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙのうち、直前の位置信号の受信によって検出されたスタイラス２の位置の近辺にある所定数本（例えば１本）のみが選択されることとなるよう、導体選択回路５９ｘ，５９ｙを制御する。選択された所定数本のセンサ電極によって受信されたデータ信号は、受信部４４を介してＭＣＵ４０に供給される。ＭＣＵ４０は、こうして供給されたデータ信号から、上述したデータＲｅｓを取得する。
【００８４】
以上、スタイラス２及びタブレット３Ａ〜３Ｃの構成について説明した。次に、スタイラス２の動作について、より詳しく説明する。
【００８５】
図１１は、スタイラス２の状態遷移図である。また、図１２は、図１１に示す状態Ｓ１０３（オペレーションモード）におけるスタイラス２の動作の詳細を示す図である。
【００８６】
図１１に示すように、スタイラス２の初期状態はスリープモード（状態Ｓ１００）である。スリープモードにおけるスタイラス２は、定期的にアップリンク信号ＵＳ及び筆圧の検出を行う状態（状態Ｓ１０１）に遷移する他は、特段の処理を行わない。
【００８７】
状態Ｓ１０１にあるスタイラス２は、アップリンク信号ＵＳ及び筆圧の検出動作を行う。具体的には、まず、アップリンク信号ＵＳの先頭の１ビットを構成するスタートビットＳＢの検出を行う。そして、スタートビットＳＢが検出された場合には、さらに、上述した種別特定情報の検出も行う。また、これらの検出動作と並行して、筆圧検出部２４が出力する筆圧データＰが０であるか否かの判定を行う。
【００８８】
状態Ｓ１０１において行った検出動作によってスタートビットＳＢ及び筆圧がともに検出されない場合、及び、スタートビットＳＢが検出されても種別特定情報が検出されない場合、スタイラス２は、タイムアウトするまで、アップリンク信号ＵＳ及び筆圧の検出動作を繰り返す。タイムアウト後には、状態Ｓ１００に戻ってスリープモードに入る。
【００８９】
一方、スタートビットＳＢ及び種別特定情報が検出された場合、又は、筆圧が検出された場合には、スタイラス２は、通信プロトコルの選択を行う状態に遷移する（状態Ｓ１０２）。例えばタブレット３Ｂと通信するための通信プロトコルであれば、後述する第２の期間Ｔの使用方法（図１６参照）などが含まれる。
【００９０】
図１２に示すように、スタイラス２は、スタートビットＳＢが検出され、かつ、種別特定情報により示されるタブレットの種別がタブレット３Ａであった場合に、タブレット３Ａと通信するための通信プロトコルを選択する。また、スタートビットＳＢが検出され、かつ、種別特定情報により示されるタブレットの種別がインセル型のタブレット３Ｂであった場合に、タブレット３Ｂと通信するための通信プロトコルを選択し、スタートビットＳＢが検出されていない状態で筆圧が検出された場合（すなわち、筆圧データＰが０でない状態となった場合）に、タブレット３Ｃと通信するための通信プロトコルを選択する。
【００９１】
状態Ｓ１０２で通信プロトコルを選択したスタイラス２は、図１１に示すように、オペレーションモード（状態Ｓ１０３）に遷移する。オペレーションモードは、選択した通信プロトコルに従って通信を行うモードであり、図１２に示すように、詳細には３つの状態Ｓ１０３ａ〜Ｓ１０３ｃを含んで構成される。
【００９２】
状態Ｓ１０３ａは、スタイラス２が、タブレット３Ａと通信するための通信プロトコルに従ってタブレット３Ａとの通信を行うモード（データを、後述するＭ個（Ｍ≧１）の第１の期間Ｓを使用して送信する第１のモード）である。この場合のスタイラス２は、コマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの受信動作を行い（状態Ｓ１１１）、受信されたコマンドＣＯＭに応じたダウンリンク信号ＤＳを送信する（状態Ｓ１１２）、という動作を繰り返す。状態Ｓ１１２で送信するダウンリンク信号ＤＳは、コマンドＣＯＭが上述した第１のコマンドを示している場合には位置信号のみによって構成され、コマンドＣＯＭが上述した第２のコマンドを示している場合には、位置信号と、コマンドＣＯＭによって特定されるデータを含むデータ信号とによって構成される。
【００９３】
状態Ｓ１０３ｂは、スタイラス２が、タブレット３Ｂと通信するための通信プロトコルに従ってタブレット３Ｂとの通信を行うモード（データを、後述するＮ個（Ｎ＞Ｍ）の第２の期間Ｔを使用して送信する第２のモード）である。この場合のスタイラス２は、まずコマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの受信動作を行う（状態Ｓ１１３）。状態Ｓ１１３でコマンドＣＯＭを受信したスタイラス２は、そのコマンドＣＯＭが第１のコマンドを示している場合には、位置信号の送信準備を行う。一方、受信したコマンドＣＯＭが第２のコマンドを示している場合には、位置信号の送信準備を行うとともに、コマンドＣＯＭによって特定されたデータを取得し、取得したデータを含むデータ信号の送信準備を行う。
【００９４】
続いてスタイラス２は、短縮同期信号ＰＩの受信動作を行う（状態Ｓ１１４）。短縮同期信号ＰＩは、上述したように、スタートビットＳＢのみからなり、コマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳに比して短い時間長のアップリンク信号ＵＳである。短縮同期信号ＰＩは、コマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳに比べて時間長の短い信号となるので、スタイラス２は、検出したアップリンク信号ＵＳの時間長により、検出したアップリンク信号ＵＳが短縮同期信号ＰＩ及びコマンドＣＯＭを含む信号のいずれであるかを判定することができる。
【００９５】
短縮同期信号ＰＩが受信された場合、スタイラス２は、この短縮同期信号ＰＩに応じて、準備していた位置信号又はデータ信号の一部の送信を行う（状態Ｓ１１５）。短縮同期信号ＰＩに応じてスタイラス２が送信できる情報は１ビット分のみであるので、タブレット３Ｂは、繰り返し短縮同期信号ＰＩを送信するよう構成され、スタイラス２は、短縮同期信号ＰＩを受信する都度、位置信号又はデータ信号の一部を送信するよう構成される。データ信号の全ビットの送信が完了した後、スタイラス２は状態Ｓ１１３に戻り、コマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの受信動作を繰り返す。これらの点については、後ほどより詳しく説明する。
【００９６】
状態Ｓ１０３ｃは、スタイラス２が、タブレット３Ｃと通信するための通信プロトコルに従ってタブレット３Ｃに対して一方向のダウンリンク信号ＤＳの送信を行うモードである。この場合のスタイラス２は、一方的にダウンリンク信号ＤＳの送信を繰り返す（状態Ｓ１１６）。
【００９７】
図１１に戻る。オペレーションモードＳ１０３において所定のタイムアウト状態が生じた場合、スタイラス２は、タイムアウト状態（状態Ｓ１０４）に遷移する。このタイムアウト状態は、タブレット３Ａ，３Ｂとの通信に関しては、スタートビットＳＢが所定期間にわたって受信されない場合に発生する。一方、タブレット３Ｃとの通信に関しては、筆圧が検出されなくなった場合に発生する。タイムアウト状態に遷移したスタイラス２は、状態Ｓ１０１に戻り、アップリンク信号ＵＳ及び筆圧の検出動作を繰り返す。
【００９８】
以上、スタイラス２の状態遷移について説明した。次に、スタイラス２とタブレット３Ａ，３Ｂのそれぞれとが通信を行う場合のこれらの動作について、タイムチャートを参照しながら、より詳しく説明する。
【００９９】
図１３（ａ）は、スタイラス２とタブレット３Ａとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートであり、図１３（ｂ）は、スタイラス２とタブレット３Ｂとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートである。なお、図１３（ａ）（ｂ）に映像同期信号Ｖｓｙｎｃは、ホストプロセッサ３２による映像表示の動作周期ＶＴ（表示動作の一周期である表示周期）を示すパルス信号である。ホストプロセッサ３２は、１動作周期ＶＴの間に１つの画像フレームの表示を実行するよう構成される。
【０１００】
初めに、図１３（ａ）に示すように、タブレット３Ａのコントローラ３１は、１動作周期ＶＴの中で、原則として、アップリンク信号ＵＳの送信動作、ダウンリンク信号ＤＳの受信動作、指検出動作をこの順で繰り返し実行するように構成される。ダウンリンク信号ＤＳの受信動作を実行する期間を、以下では第１の期間Ｓと称する。アップリンク信号ＵＳの送信後に設けられる第１の期間Ｓの個数をＭ個（Ｍ≧１）とすると、図１３（ａ）の例ではＭ＝１であるが、ダウンリンク信号ＤＳのデータ量が大きく、指検出動作の必要な実行周期を考慮すると一度の受信動作ではダウンリンク信号ＤＳを受信しきれない場合などには、Ｍ≧２としてもよい。この場合、各第１の期間Ｓの間に指検出動作が配置されることになる。なお、アップリンク信号ＵＳの送信期間後に設定される１又は複数の第１の期間Ｓの開始タイミングは、予め通信プロトコルによって決定されていることとしてもよいし、アップリンク信号ＵＳによってタブレット３Ａからスタイラス２に通知されることとしてもよい。
【０１０１】
タブレット３Ａと通信を行うスタイラス２は、アップリンク信号ＵＳの受信動作によってコマンドＣＯＭを受信した後、図１１の状態Ｓ１０２において選択済みの通信プロトコル又はアップリンク信号ＵＳから１又は複数の第１の期間Ｓの配置を取得し、取得した第１の期間Ｓを使用して、受信したコマンドＣＯＭに応じたダウンリンク信号ＤＳの送信を行う。具体的には、まず位置信号を送信し、その後、コマンドＣＯＭにより指示されたデータを含むデータ信号の送信を行う。このダウンリンク信号ＤＳを受信するタブレット３Ａは、最初に位置信号に基づいてスタイラス２の位置を検出し、その後、検出した位置の近辺にある１以上のセンサ電極を用いて、データ信号の受信を行う。
【０１０２】
次に、タブレット３Ｂに関しては、図１３（ｂ）に示すように、１動作周期ＶＴの中に複数の水平帰線期間ＨＢが配置される。水平帰線期間ＨＢの後半では、駆動対象の画素を画面の右端から左端に戻す処理が行われ、この処理の間、ホストプロセッサ３２は画素の駆動処理を休止する。こうして画素の駆動処理が休止している期間は一般にはブランク期間ＢＰと呼ばれ、タブレット３Ｂはこのブランク期間ＢＰを、スタイラス２と通信するため又は指４を検出するための第２の期間Ｔとして使用する。第２の期間Ｔは第１の期間Ｓよりも短い期間であり、１動作周期ＶＴ内に設けられる第２の期間Ｔの個数をＮ個とすると、Ｎは、上述したＭより大きい数となる（Ｎ＞Ｍ）。図１３（ｂ）の例ではＮ＝４０である（第２の期間Ｔ１〜Ｔ４０）が、Ｎ＝４０でなくてもよい。
【０１０３】
図１４は、第２の期間Ｔの内部における信号の配置を示す図である。同図に示すように、タブレット３Ｂのコントローラ３１は、第２の期間Ｔの開始タイミングに合わせて、短縮同期信号ＰＩとしてのスタートビットＳＢを送信する。そして、スタイラス２は、この短縮同期信号ＰＩを受信したことに応じて、ダウンリンク信号ＤＳ（位置信号又はデータ信号）の送信を行う。データ信号を送信する場合に１つの第２の期間Ｔ内で送信可能なデータの量は、上述したように、１ビットである。
【０１０４】
図１５は、タブレット３Ｂによる第２の期間Ｔの具体的な使用方法を示す図である。図１５（ａ）はスタイラス２を検出する前、図１５（ｂ）はスタイラス２を検出した後、をそれぞれ示している。
【０１０５】
スタイラス２を検出する前のタブレット３Ｂは、図１５（ａ）に示すように、スタイラス２を検出した後のコマンドＣＯＭの送信回数に比して多い回数の複数回の第２の期間Ｔ（例えば２回の第２の期間Ｔ１，Ｔ２１）のそれぞれにおいて、コマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの送信を行う。この場合のコマンドＣＯＭは第１のコマンドを示すもので、タブレットの種別を特定する種別特定情報を含む。また、この場合のタブレット３Ｂは、その他の第２の期間Ｔのそれぞれを時分割で使用することにより、スタイラス２及び指４の検出動作を行う。
【０１０６】
一方、スタイラス２を検出した後のタブレット３Ｂは、図１５（ｂ）に示すように、スタイラス２を検出する前のコマンドＣＯＭの送信回数に比して少ない回数で（例えば、１回の第２の期間Ｔ１のみで）コマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの送信を行う。この場合のコマンドＣＯＭは第２のコマンドを示すもので、スタイラス２が第２の期間Ｔを利用して送信すべきデータ（筆圧データＰなど）を特定する。タブレット３Ｂはその後、１０個の第２の期間Ｔ２，Ｔ５，Ｔ９，Ｔ１３，Ｔ１７，Ｔ２１，Ｔ２５，Ｔ２９，Ｔ３３，Ｔ３７（スタイラス検出期間）のそれぞれを使用してスタイラス２の位置を検出し、２０個の第２の期間Ｔ３，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１４，Ｔ１５，Ｔ１８，Ｔ１９，Ｔ２２，Ｔ２３，Ｔ２６，Ｔ２７，Ｔ３０，Ｔ３１，Ｔ３４，Ｔ３５，Ｔ３８，Ｔ３９，Ｔ４０（データ信号受信期間）のそれぞれを使用してデータ信号の受信を行い、９個の第２の期間Ｔ４，Ｔ８，Ｔ１２，Ｔ１６，Ｔ２０，Ｔ２４，Ｔ２８，Ｔ３２，Ｔ３６（指検出期間）のそれぞれを使用して指４の位置を検出する。
【０１０７】
図１６は、スタイラス２による第２の期間Ｔの具体的な使用方法を示す図である。図１６（ａ）はタブレット３Ｂによって検出される前、図１６（ｂ）は、タブレット３Ｂによって検出され、かつ、ホバー状態にある場合、図１６（ｃ）は、タブレット３Ｂによって検出され、かつ、接触状態にある場合、をそれぞれ示している。
【０１０８】
スタイラス２を未だ検出していないタブレット３Ｂが送信するコマンドＣＯＭは、上述したように、タブレットの種別を特定する種別特定情報を含む第１のコマンドを示している。スタイラス２は、このコマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳを検出し、その中に含まれる種別特定情報からアップリンク信号ＵＳの送信元がタブレット３Ｂであることを把握すると、図１１及び図１２を参照して説明したようにタブレット３Ｂとの通信に用いる通信プロトコルを選択するとともに、図１６（ａ）に示すように位置信号の連続送信を行う。なお、図１６（ａ）には第２の期間Ｔのみを示しているが、この連続送信は、隣り合う２つの第２の期間Ｔの間の時間（画素駆動動作が行われている時間）にも継続して実行される。
【０１０９】
スタイラス２を検出したタブレット３Ｂが送信するコマンドＣＯＭは、上述したように、筆圧データＰなどのスタイラス２が送信すべきデータを特定する第２のコマンドを示している。このコマンドＣＯＭを受信したスタイラス２は、ホバー時と接触時とで異なる動作を行う。すなわち、ホバー時のスタイラス２は、図１６（ｂ）に示すように、第２の期間Ｔ６，Ｔ７を使用してスイッチ情報ＳＷの２ビット目ＳＷ２から１ビット目ＳＷ１までを順に送信する他は、所定ビット「１」と「０」を交互に送信する。一方、接触時のスタイラス２は、図１６（ｃ）に示すように、第２の期間Ｔ３を使用して所定ビット「０」を送信し、第２の期間Ｔ６，Ｔ７，Ｔ１０，Ｔ１１，Ｔ１４，Ｔ１５，Ｔ１８，Ｔ１９，Ｔ２２，Ｔ２３，Ｔ２６，Ｔ２７，Ｔ３０，Ｔ３１を使用して筆圧データＰの１４ビット目Ｐ１３から１ビット目Ｐ０までを順に送信し、第２の期間Ｔ３４，Ｔ３５を使用してスイッチ情報ＳＷの２ビット目ＳＷ２から１ビット目ＳＷ１までを順に送信し、第２の期間Ｔ３８〜Ｔ４０を使用して、送信データに基づいてスタイラス２が生成するチェックサムの３ビット目Ｓｕｍ２から１ビット目Ｓｕｍ０までを順に送信する。
【０１１０】
このように、本発明のスタイラス２とタブレット３Ｂに係るシステムは、タブレット３Ｂがスタイラス２を検出した後のホバー時と接触時の２つの動作モードに加え、スタイラス２が検出される前の動作モードを含む。スタイラス２は３つの動作モードのそれぞれの動作モードにおいて、自己の状態（ホバー時であるかコンタクト時であるか）と、自己がタブレット３Ｂに既に検出されているか否かの３つの状態に応じて、それぞれ図１６（ｂ）、図１６（ｃ）、及び図１６（ａ）のフォーマットに合わせて位置信号あるいはデータ信号を送信する。
【０１１１】
次に、タブレット３Ｂ及びスタイラス２の処理フローを参照しながら、それぞれが行う処理について、さらに詳しく説明する。
【０１１２】
図１７及び図１８は、タブレット３Ｂが行う処理の処理フロー図である。ただし、同図にはスタイラス２に関連する処理のみを図示しており、例えば指４の検出にかかる処理の図示は省略している。
【０１１３】
＜スタイラス検出前の動作＞
図１７は、タブレット３Ｂがスタイラス２を検出する前の処理フロー図である。同図に示すように、タブレット３Ｂはまず、第１のコマンド（スタイラス２を未検出の段階で送信されるべきコマンド）を示すコマンドＣＯＭの送信タイミング（具体的には、図１５（ａ）に示した第２の期間Ｔ１，Ｔ２１）の到来を待機し（ステップＳ１）、到来した場合に、スタイラス２に対してタブレット３Ｂがサポートする通信プロトコルを示す（あるいはタブレット３Ｂであることを示す）第１のコマンドを示すコマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの送信を行う（ステップＳ２）。
【０１１４】
続いてタブレット３Ｂは、後続の第２の期間Ｔを使用して、全センサ電極３０Ｘ，３０Ｙのスキャンを行う（ステップＳ３）。なお、ここではスタイラス２の位置を特定する必要はないので、スキャン時間を短縮するため、全センサ電極３０Ｙのみをスキャンの対象とすることとしてもよい。こうすることで、同一の第２の期間Ｔ内で時分割により実施する指４の検出動作を、より長い時間にわたって実行することが可能になる。
【０１１５】
次にタブレット３Ｂは、ステップＳ３のスキャンの結果、位置信号を検出したか否かを判定する（ステップＳ４）。その結果、検出していないと判定した場合には、ステップＳ１に戻って処理を継続する。
【０１１６】
＜スタイラス検出後の動作＞
図１８は、タブレット３Ｂがスタイラス２を検出した後の処理フロー図である。ステップＳ３のスキャンの結果、位置信号を検出したと判定した場合には、タブレット３Ｂは、スタイラス２が第２の期間Ｔを使用して送信すべきデータを特定するコマンドＣＯＭの送信タイミング（具体的には、図１５（ｂ）に示した第２の期間Ｔ１）の到来を待機し（ステップＳ５）、到来した場合に、スタイラス２が第２の期間Ｔを使用して送信すべきデータを特定するコマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの送信を行う（ステップＳ６）。
【０１１７】
その後、タブレット３Ｂは、図１８に示すように、第２のコマンド（スタイラス２を検出後に送信されるべきコマンド）を示すコマンドＣＯＭの送信タイミング（図１５（ｂ）に示した第２の期間Ｔ１）、スタイラス２の位置を検出するタイミング（図１５（ｂ）に示した第２の期間Ｔ２等）、スタイラス２からデータ信号を受信するタイミング（図１５（ｂ）に示した第２の期間Ｔ３等）の到来を待機する（ステップＳ７）。
【０１１８】
待機の結果、第２のコマンドを示すコマンドＣＯＭの送信タイミングが到来した場合には、タブレット３Ｂは、第２のコマンドを示すコマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの送信を行う（ステップＳ８）。
【０１１９】
また、スタイラス２の位置を検出するタイミングが到来した場合、タブレット３Ｂはまず短縮同期信号ＰＩ（スタートビットＳＢ）を送信し（ステップＳ９）、次いで、全センサ電極３０Ｘ，３０Ｙを順次スキャンする（ステップＳ１０）。そして、このスキャンによって位置信号を検出したか否かを判定し（ステップＳ１１）、検出したと判定した場合には、その位置信号を検出したセンサ電極の位置に基づいてスタイラス２の位置を特定する（ステップＳ１２）。一方、検出しなかったと判定した場合のタブレット３Ｂは、スタイラス２がタブレット３Ｂから離れたと判断し、ステップＳ１に処理を戻す。なお、ここでは位置信号を１回検出しなかったことに応じてステップＳ１に処理を戻しているが、所定回数連続して検出しなかった場合にのみ、ステップＳ１に処理を戻すこととしてもよい。
【０１２０】
スタイラス２からデータ信号を受信するタイミングが到来した場合、タブレット３Ｂは、まず短縮同期信号ＰＩ（スタートビットＳＢ）を送信し（ステップＳ１３）、次いで、全センサ電極３０Ｘ，３０Ｙのうち直前に特定したスタイラス２の位置近辺にある１以上のセンサ電極のみをスキャンする（ステップＳ１４）。そして、このスキャンによってデータ信号を検出したか否かを判定し（ステップＳ１５）、検出したと判定した場合には、そのデータ信号からデータを抽出することにより、スタイラス２が送信したデータを取得する（ステップＳ１６）。一方、検出しなかったと判定した場合のタブレット３Ｂは、スタイラス２がタブレット３Ｂから離れたと判断し、ステップＳ１に処理を戻す。なお、ここではデータ信号を１回検出しなかったことに応じてステップＳ１に処理を戻しているが、ステップＳ１１と同様、所定回数連続して検出しなかった場合にのみ、ステップＳ１に処理を戻すこととしてもよい。また、データ信号の連続未検出回数と位置信号の連続未検出回数との合計が所定回数に達した場合に、ステップＳ１に処理を戻すこととしてもよい。
【０１２１】
図１９乃至図２１は、スタイラス２が行う処理の処理フロー図である。
【０１２２】
＜タブレット３Ａまたは３Ｂの検出前＞
図１９に示すように、スタイラス２は、まず受信動作を実行する（ステップＳ２１）。そして、その結果としてスタートビットＳＢが検出されたか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【０１２３】
ステップＳ２２においてスタートビットＳＢが検出されていないと判定した場合、スタイラス２は、続いて筆圧が０であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。その結果、筆圧が０であると判定した場合にはステップＳ２１に戻る一方、筆圧が０でないと判定した場合には、位置信号及びデータ信号の送信を実施する（ステップＳ２５）。これは、アップリンク信号ＵＳの送信機能を有しないタブレット３Ｃとの通信に相当する。スタイラス２は、ステップＳ２５を繰り返しつつ筆圧が０となったか否かの判定を繰り返し（ステップＳ２６）、筆圧が０となったと判定した場合に、タブレット３Ｃとの通信を終了してステップＳ２１に戻る。
【０１２４】
ステップＳ２２においてスタートビットＳＢが検出されたと判定した場合には、スタイラス２は、続いて種別特定情報が検出されたか否かを判定する（ステップＳ２７）。種別特定情報が検出されない場合というのは、通常は、受信されたスタートビットＳＢが短縮同期信号ＰＩであった場合であり、その場合には、スタイラス２は処理をステップＳ２１に戻す（ステップＳ２７の否定判定）。一方、種別特定情報により非インセル型のタブレット３Ａであることが示される場合、スタイラス２は、非インセル型のタブレットとの通信プロトコルに従って、タブレット３Ａとの通信を開始する（図２０）。同様に、種別特定情報によりインセル型のタブレット３Ｂであることが示される場合、スタイラス２は、インセル型のタブレットとの間の通信プロトコルに従って、タブレット３Ｂとの通信を開始する（図２１）。
【０１２５】
＜タブレット３Ａを検出した場合＞
図２０は、スタイラス２がタブレット３Ａを検出した場合のスタイラス２の処理フロー図である。タブレット３Ａとの通信を開始したスタイラス２は、同図に示すように、まず位置信号を所定時間にわたって連続送信する（ステップＳ３０）。続いて、受信動作を実行し、コマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの受信を試みる（ステップＳ３１）。そして、その結果としてコマンドＣＯＭが受信されたか否かを判定し（ステップＳ３２）、受信されなかったと判定した場合には、タブレット３Ａとの通信を終了してステップＳ２１に戻る。一方、受信されたと判定した場合には、そのコマンドＣＯＭが第２のコマンドを示すものであるか否かを判定する（ステップＳ３３）。
【０１２６】
受信したコマンドＣＯＭが第２のコマンドを示すものであると判定した場合、スタイラス２は、位置信号及びデータ信号の送信を実施し（ステップＳ３４）、終了したらステップＳ３１に戻って受信動作を繰り返す。これにより、タブレット３Ａが第２のコマンドを送信する都度、スタイラス２が位置信号及びデータ信号を送信する、という処理が繰り返されることになる。
【０１２７】
一方、受信したコマンドＣＯＭが第２のコマンドを示すものでないと判定したスタイラス２は、タブレット３Ａに自身の存在を知らせるため、ステップＳ３０に戻って位置信号の連続送信を行う。
【０１２８】
＜タブレット３Ｂを検出した場合＞
図２１は、スタイラス２がタブレット３Ｂを検出した場合のスタイラス２の処理フロー図である。タブレット３Ｂとの通信を開始したスタイラス２は、同図に示すように、まず位置信号の連続送信を行う（ステップＳ４０）。この連続送信は、コマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの受信タイミング（具体的には、図１６に示した第２の期間Ｔ１，Ｔ２１）が到来するまで繰り返される（ステップＳ４１）。
【０１２９】
ステップＳ４１でコマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの受信タイミングが到来したと判定した場合、スタイラス２は、受信動作を実行し、コマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳの受信を試みる（ステップＳ４２）。そして、その結果としてコマンドＣＯＭが受信されたか否かを判定し（ステップＳ４３）、受信されなかったと判定した場合には、タブレット３Ｂとの通信を終了してステップＳ２１に戻る。一方、受信されたと判定した場合には、そのコマンドＣＯＭが第２のコマンドを示すものであるか否かを判定する（ステップＳ４４）。
【０１３０】
受信したコマンドＣＯＭが第２のコマンドを示すものでないと判定したスタイラス２は、タブレット３Ｂに自身の存在を知らせるため、ステップＳ４０に戻って位置信号の連続送信を行う。
【０１３１】
一方、受信したコマンドＣＯＭが第２のコマンドを示すものであると判定したスタイラス２は、コマンドＣＯＭにより特定される送信データを取得する（ステップＳ４５）。そして、再度受信動作を実行し（ステップＳ４６）、スタートビットＳＢが検出されたか否かを判定する（ステップＳ４７）。その結果、スタートビットＳＢが検出されたと判定した場合には、さらにそのスタートビットＳＢに続いてコマンドＣＯＭが受信されたか否かを判定し（ステップＳ４８）、受信されたと判定した場合にはステップＳ４５に戻り、新たなコマンドＣＯＭにより特定される送信データの取得を再度行う。一方、コマンドＣＯＭが受信されなかったと判定された場合には、図１６（ｂ）又は図１６（ｃ）に示した各第２の期間Ｔへの送信内容の割り当てに応じて、位置信号又はデータ信号を送信する（ステップＳ４６）。そして、ステップＳ４６に戻り、再度、スタートビットＳＢの受信を待機する。
【０１３２】
ステップＳ４７でスタートビットＳＢが検出されなかったと判定した場合、スタイラス２はさらに、最後にスタートビットＳＢを受信してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ５０）。そして、経過したと判定した場合（すなわち、アップリンク信号ＵＳの不検出状態が所定時間継続した場合）には、タブレット３Ｂとの通信を終了してステップＳ２１に戻る。一方、経過していないと判定した場合には、ステップＳ４６に戻り、再度、スタートビットＳＢの受信動作を行う。
【０１３３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、スタイラス２は、コマンドＣＯＭにより示される通信プロトコルの種別により、アップリンク信号ＵＳを送信しているタブレットの種別が非インセル型であることが示される場合（タブレット３Ａである場合）には、相対的に少数の第１の期間Ｓを使用して筆圧データＰ等のデータを送信することによって、データの送信効率を向上させることができる。一方、コマンドＣＯＭにより示される通信プロトコルの種別により、アップリンク信号ＵＳを送信しているタブレットの種別がインセル型であることが示される場合（タブレット３Ｂである場合）には、相対的に多数の第２の期間Ｔを使用して筆圧データＰ等のデータを送信することによって、タブレット３Ｂにおける受信失敗による送信情報の欠落を防止することができる。したがって、非インセル型のタブレット３Ａとインセル型のタブレット３Ｂの両方で使えるようにスタイラス２を構成することが可能になる。
【０１３４】
また、スタイラス２は、短縮同期信号ＰＩ（スタートビットＳＢ）という簡易な短縮同期信号により、第２の期間Ｔごとにその到来（各々のブランク期間ＢＰの時刻）を知ることができる。したがって、スタイラス２とタブレット３Ｂとの間の通信を開始する際に、ブランク期間ＢＰの配置（間隔、継続時間等）を示す情報を含むアップリンク信号ＵＳを送信する必要がなくなるので、スタイラス２がインセル型のタブレット３Ｂからのアップリンク信号ＵＳを検出してから、そのタブレット３Ｂに向けてダウンリンク信号ＤＳの送信を開始するまでに要する時間を短縮することが可能になる。
【０１３５】
また、タブレット３Ｂのコントローラ３１は、スタイラス２が検出された後には１つの動作周期ＶＴの中で１回だけコマンドＣＯＭを送信するようにしているので、スタイラス２をタブレット３Ｂとともに使用する場合における位置検出の実行レートを確保することが可能になる。
【０１３６】
図２２は、本発明の第２の実施の形態によるタブレット３Ｂのコントローラ３１の、画素駆動時における動作を示す図である。本実施の形態によるコントローラ３１は、同図と図８を比較すると理解されるように、画素を駆動している期間（画素駆動期間）にもセンサ電極３０Ｙを送信電極として使用する点で第１の実施の形態と相違し、その他の点では第１の実施の形態と同様である。以下、第１の実施の形態との相違点に着目して、本実施の形態について詳しく説明する。
【０１３７】
図２３は、本実施の形態によるスタイラス２とタブレット３Ｂとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートである。同図に示すように、本実施の形態によるタブレット３Ｂのコントローラ３１（図３参照）は、センサ電極３０Ｘ（第１の電極）に画素駆動用電圧Ｖｃｏｍを供給している画素駆動期間に、センサ電極３０Ｙ（第２の電極）を用いて、コマンドＣＯＭ及び短縮同期信号ＰＩを含むアップリンク信号ＵＳの送信を行う。つまり、本実施の形態によるタブレット３Ｂのコントローラ３１は、第１の実施の形態において生じていたセンサ電極３０Ｙの空き時間を有効に活用して、アップリンク信号ＵＳの送信を行っている。
【０１３８】
本実施の形態によれば、コマンドＣＯＭの送受信が第２の期間Ｔの外で実行されることから、第２の期間Ｔ１をもダウンリンク信号ＤＳの送受信に使用することが可能になる。したがって、第２の期間Ｔ１を例えば位置信号の送受信に使用する場合には、スタイラス２の位置検出の実行レートを、第１の実施の形態に比べて向上させることが可能になる。また、第２の期間Ｔ１をデータ信号の送受信に使用する場合には、スタイラス２が送信するデータ信号のデータ量を、第１の実施の形態に比べて増加させることが可能になる。さらに、第２の期間Ｔ１を指４の位置検出に使用する場合には、指４の位置検出の実行レートを、第１の実施の形態に比べて向上させることが可能になる。
【０１３９】
また、本実施の形態によれば、短縮同期信号ＰＩの送受信が第２の期間Ｔの外で実行されることから、第２の期間Ｔの全体を利用して、ダウンリンク信号ＤＳの送受信を行うことが可能になる。したがって、１つの第２の期間Ｔの中で例えば２ビットのデータを送信することが可能になるので、スタイラス２が送信するデータ信号のデータ量を、第１の実施の形態に比べて増加させることが可能になる。また、データ信号のデータ量を維持する場合にはデータ信号の送信頻度を下げることができるので、スタイラス２又は指４の位置検出の実行レートを、第１の実施の形態に比べて向上させることが可能になる。
【０１４０】
図２４は、本発明の第３の実施の形態によるスタイラス２とタブレット３Ｂとが通信する場合における、それぞれの動作のタイムチャートである。同図には、タブレット３Ｂがスタイラス２を検出する前の動作を示している。
【０１４１】
上述したように、第１の実施の形態においては、スタイラス２を検出する前のタブレット３Ｂは、各第２の期間Ｔにおいてスタイラス２の検出動作と指４の検出動作とを時分割で実行していた。これは、第２の実施の形態においても同様である。これに対し、本実施の形態によるタブレット３Ｂは、各第２の期間Ｔにおいては指４の検出動作のみを行い、スタイラス２の検出動作は第２の期間Ｔの外で行う。本実施の形態は、その他の点では第２の実施の形態と同様であるので、以下では、第２の実施の形態との相違点に着目して詳しく説明する。
【０１４２】
図２４に示すように、本実施の形態によるタブレット３Ｂのコントローラ３１は、第２の期間Ｔ１の開始前にコマンドＣＯＭを含むアップリンク信号ＵＳを送信した後、各第２の期間Ｔ１の間の時間を利用し、センサ電極３０Ｙのみを用いて、スタイラス２が送信する位置信号の受信動作を行う。センサ電極３０Ｙのみを用いるのでスタイラス２の位置を検出することはできないが、スタイラス２の存在を検出することは可能である。スタイラス２の存在を検出した後には、コントローラ３１は、例えば図２３に示したように第２の期間Ｔの中でセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの両方を用いて位置信号を含むダウンリンク信号ＤＳの受信を行うことによって、スタイラス２の位置を検出することができる。
【０１４３】
なお、図２４では、第２の期間Ｔ１の開始前にも位置信号の受信動作を行うとしているが、時間が足りない場合には、この受信動作は省略することとしてもよい。また、図２４には示していないが、本実施の形態によるタブレット３Ｂのコントローラ３１は、第１の実施の形態において第２の期間Ｔ２１の中で送信していたコマンドＣＯＭを第２の期間Ｔ２０と第２の期間Ｔ２１の間に送信しており、この期間における受信動作も省略することとしてもよい。
【０１４４】
本実施の形態によれば、タブレット３Ｂがスタイラス２を検出する前の段階において、指４の位置検出にかけられる時間を、第１の実施の形態に比べて長く確保することが可能になる。
【０１４５】
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。
【０１４６】
例えば、上記実施の形態では、図１８のステップＳ９〜Ｓ１２に示したように、スタイラス２の位置検出を第２の期間Ｔごとに実行していたが、第２の期間Ｔが短く全センサ電極３０Ｘ，３０Ｙのスキャンができない場合には、全センサ電極３０Ｘ，３０Ｙのスキャンを行うために複数の第２の期間Ｔ（例えば、１動作周期ＶＴ内で位置信号の受信に使用されるすべての第２の期間Ｔ）を使用することとしてもよい。指４の検出についても同様である。
【０１４７】
また、上記実施の形態では、データ信号と位置信号について時間を区別して送信することを述べたが、タブレットがデータ信号に基づいてスタイラス２の位置も特定できる場合など、位置信号の送信を必要としない場合には、位置信号の送信時間をデータ信号の送信時間に置き換えてもよい。
【０１４８】
また、上記実施の形態では、液晶表示装置を例に取って説明を行ったが、１表示周期内に複数のブランク期間ＢＰを有するような表示を行うタイプの他の表示装置（例えば有機ＥＬなど）にも本発明は適用可能である。
【０１４９】
また、スタイラス２として、タブレット３Ａ、タブレット３Ｂ、タブレット３Ｃとの間で用いる３つの通信プロトコルをサポートするトリプルスタイラスを説明したが、スタイラス２は、これらのうち任意の１つあるいは２つを組み合わせて動作するものであってもよい。
【０１５０】
また、スタイラス２は、アップリンク信号ＵＳを受信する機能に替えて、ユーザからの操作を受け付けるスイッチ等の入力部を備え、入力部への操作があった場合には、アップリンク信号ＵＳを受信せずとも、タブレット３Ａ用、タブレット３Ｂ用、タブレット３Ｃ用の通信プロトコルを切り替える構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１５１】
２                    スタイラス
３Ａ〜３Ｃ            タブレット
４                    指
２０                  スタイラス電極
２１                  信号処理回路
２１ａ                制御部
２１ｂ                昇圧部
２１ｃ                発振部
２１ｄ                スイッチ部
２２                  増幅部
２３                  電源
２４                  筆圧検出部
２５                  スイッチ
３０                  センサ
３０Ｘ，３０Ｙ        センサ電極
３１                  コントローラ
３２                  ホストプロセッサ
４１                  ロジック部
４２，４３            送信部
４４                  受信部
４５                  選択部
５０                  パターン供給部
５１                  スイッチ
５２                  符号列保持部
５３                  拡散処理部
５４                  送信ガード部
５５                  増幅回路
５６                  検波回路
５７                  アナログデジタル変換器
５８ｘ，５８ｙ        スイッチ
５９ｘ，５９ｙ        導体選択回路
６０                  液晶層
６１                  カラーフィルターガラス
６１                  ロジック部
６２                  偏光板
６３                  共通電極
ＡＨ                  アップリンク検出高さ
ＢＰ                  ブランク期間
ＣＯＭ                コマンド
ＣＲＣ                巡回冗長符号
ＤＳ，ＤＳ１，ＤＳ２  ダウンリンク信号
ＦＤＳ                指検出用信号
ＨＢ                  水平帰線期間
Ｐ                    筆圧データ
ＰＩ                  短縮同期信号
Ｒｅｓ                データ
Ｓ                    第１の期間
ＳＢ                  スタートビット
ＳＲ                  センシング範囲
ＳＷ                  スイッチ情報
Ｔ，Ｔ１〜Ｔ４０      第２の期間（ブランク期間）
ＵＳ                  アップリンク信号
Ｖｃｏｍ              画素駆動用電圧
Ｖｓｙｎｃ            映像同期信号
ＶＴ                  動作周期
【図１】
2018066100.tif 000003
【図２】
2018066100.tif 000004
【図３】
2018066100.tif 000005
【図４】
2018066100.tif 000006
【図５】
2018066100.tif 000007
【図６】
2018066100.tif 000008
【図７】
2018066100.tif 000009
【図８】
2018066100.tif 000010
【図９】
2018066100.tif 000011
【図１０】
2018066100.tif 000012
【図１１】
2018066100.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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