CN114546155A - 方法、传感器控制器及电子设备 - Google Patents

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CN114546155A CN202111384840.9A CN202111384840A CN114546155A CN 114546155 A CN114546155 A CN 114546155A CN 202111384840 A CN202111384840 A CN 202111384840A CN 114546155 A CN114546155 A CN 114546155A
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Abstract

本发明涉及一种方法、传感器控制器及电子设备，兼顾正与面板面接触的电极和未与面板面接触的电极的坐标检测精度的提高。本发明的方法是由检测包含发送信号的1个以上的电极的笔的坐标的传感器控制器执行的方法，包括：步骤S3，在并列配置的多个基准位置中的能够根据在第一范围中包含的传感器电极群处检测的信号来检测信号电平的3个以上的第一基准位置的各自处执行检测从正与面板面接触的电极发送出的信号的动作；及步骤S6，在多个基准位置中的能够根据在比第一范围大的第二范围中包含的传感器电极群处检测的信号来检测信号电平的3个以上的第二基准位置的各自处执行检测从未与面板面接触的电极发送出的信号的动作。

Description

方法、传感器控制器及电子设备
技术领域
本发明涉及由对包含发送信号的电极的笔的坐标进行检测的传感器控制器执行的方法、该传感器控制器及包含该传感器控制器的电子设备。
背景技术
设置于笔记本电脑等的触摸板是为了指定画面上的位置而使用的指示设备的一种。用户通过在触摸板的面板面上使手指滑动，能够进行鼠标指针的操作。
从前，触摸板专门为了基于手指的输入而使用，但近年来，研究了将触摸板也利用于笔输入。在专利文献1中公开了将触摸板也使用于笔输入的笔记本电脑的例子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2020-154482号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在触摸板上进行笔输入的情况下，需要将面板面与画面的整体建立对应，这样一来，在面板面上进行的笔输入的结果会在画面上放大显示。于是，为了在触摸板上的笔输入中得到与画面上的笔输入同等的坐标检测精度，研究了使为了检测来自笔的位置信号而配置于面板面之下的传感器电极的间隔与配置于画面之下的情况相比变密集。通过这样做，关于设置于笔的电极中的至少正与面板面接触的电极(与面板面接触中的笔尖电极等)的坐标检测，可得到提高其精度的效果。
然而，本申请的发明人反复研究的结果，查明了：若使传感器电极的配置间隔变密集而构成触摸板，则有时坐标检测精度反而会恶化。具体而言，查明了：关于未与面板面接触的电极(悬停中的笔尖电极、用于倾斜检测的第二电极等)的坐标，有时其检测精度会恶化。可认为这是基于：笔发送的位置信号会在面板面上扩展，会得不到明确的峰。
因此，本发明的目的之一在于，提供能够兼顾正与面板面接触的电极的坐标检测精度的提高和未与面板面接触的电极的坐标检测精度的提高的方法、传感器控制器及电子设备。
用于解决课题的手段
本发明的方法是由对包含发送信号的1个以上的电极的笔的坐标进行检测的传感器控制器执行的方法，其中，包含：第一扫描步骤，在并列配置的多个基准位置中的3个以上的第一基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的正与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第一基准位置是能够根据在第一范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；第二扫描步骤，在所述多个基准位置中的3个以上的第二基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的未与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第二基准位置是能够根据在比所述第一范围大的第二范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；第一导出步骤，基于在所述第一扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第一基准位置各自处的信号电平来导出坐标；及第二导出步骤，基于在所述第二扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第二基准位置各自处的信号电平来导出坐标。
本发明的传感器控制器对包含发送信号的1个以上的电极的笔的坐标进行检测，其中，执行：第一扫描步骤，在并列配置的多个基准位置中的3个以上的第一基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的正与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第一基准位置是能够根据在第一范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；第二扫描步骤，在所述多个基准位置中的3个以上的第二基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的未与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第二基准位置是能够根据在比所述第一范围大的第二范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；第一导出步骤，基于在所述第一扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第一基准位置各自处的信号电平来导出坐标；及第二导出步骤，基于在所述第二扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第二基准位置各自处的信号电平来导出坐标。
本发明的电子设备包含笔和检测所述笔的坐标的传感器控制器，其中，所述笔包含分别发送信号的1个以上的电极，所述传感器控制器执行：第一扫描步骤，在并列配置的多个基准位置中的3个以上的第一基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的正与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第一基准位置是能够根据在第一范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；第二扫描步骤，在所述多个基准位置中的3个以上的第二基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的未与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第二基准位置是能够根据在比所述第一范围大的第二范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；第一导出步骤，基于在所述第一扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第一基准位置各自处的信号电平来导出坐标；及第二导出步骤，基于在所述第二扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第二基准位置各自处的信号电平来导出坐标。
发明效果
根据本发明，能够将来自未与面板面接触的电极的信号在更大的范围内捕捉，因此能够兼顾正与面板面接触的电极的坐标检测精度的提高和未与面板面接触的电极的坐标检测精度的提高。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的电子设备1的使用状态的图。
图2是示出笔2及计算机3各自的内部结构的图。
图3是示出传感器控制器31在本地扫描时执行的下行链路信号DS的接收处理的处理流程图。
图4的(a)是示出在图3的步骤S3中执行的第一扫描的详情的处理流程图，(b)是示出在图3的步骤S6中执行的第二扫描的详情的处理流程图。
图5的(a)是说明基准位置与传感器电极30X的对应关系的一例的图，(b)是示出在基准位置与传感器电极30X的对应关系是(a)所示的对应关系的情况下在图4(b)的步骤S17中选择的基准位置的第一例的图，(c)是示出在基准位置与传感器电极30X的对应关系是(a)所示的对应关系的情况下在图4(b)的步骤S17中选择的基准位置的第二例的图。
图6的(a)是说明基准位置与传感器电极30X的对应关系的另一例的图，(b)是示出在基准位置与传感器电极30X的对应关系是(a)所示的对应关系的情况下在图4(b)的步骤S17中选择的基准位置的第一例的图，(c)是示出在基准位置与传感器电极30X的对应关系是(a)所示的对应关系的情况下在图4(b)的步骤S17中选择的基准位置的第二例的图。
图7的(a)是说明基准位置与传感器电极30X的对应关系的又一例的图，(b)是示出在基准位置与传感器电极30X的对应关系是(a)所示的对应关系的情况下在图4(b)的步骤S17中选择的基准位置的第一例的图，(c)是示出在基准位置与传感器电极30X的对应关系是(a)所示的对应关系的情况下在图4(b)的步骤S17中选择的基准位置的第二例的图。
图8是将图3所示的接收处理利用更具体的例子示出的处理流程图。
图9是关于笔2的倾斜θ＝0°的情况示出从后端电极22发送的位置信号的信号电平的X方向的各基准位置处的测定结果的图。
图10是关于笔2的倾斜θ＝0°的情况示出从后端电极22发送的位置信号的信号电平的Y方向的各基准位置处的测定结果的图。
图11是关于笔2的倾斜θ＝30°的情况示出从后端电极22发送的位置信号的信号电平的Y方向的各基准位置处的测定结果的图。
图12的(a)是示出在不应用本发明的比较例中一边在面板面12a上维持θ＝0°一边使笔2的前端滑动的情况下的后端电极22的位置的轨迹的图，(b)是示出在应用了本发明的实施例中一边在面板面12a上维持θ＝0°一边使笔2的前端滑动的情况下的后端电极22的位置的轨迹的图。
图13是示出本发明的实施方式的变形例的传感器控制器31在本地扫描时执行的下行链路信号DS的接收处理的处理流程图。
标号说明
1 电子设备
2 笔
3 计算机
10 显示器
11 键盘
12 触摸板
12a 面板面
20 芯
21 前端电极
22 后端电极
23 笔压检测传感器
24 电路部
25 电源
30 传感器
30X、30Y 传感器电极
31 传感器控制器
32 主机处理器
DS 下行链路信号
P 间距
US 上行链路信号
具体实施方式
以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行详细说明。
图1是示出本发明的实施方式的电子设备1的使用状态的图。如该图所示，电子设备1构成为具有笔2及计算机3。
笔2是向计算机3输入位置信息的位置指示器，为了供用户指示触摸板12的面板面12a上的位置而使用。由笔2指示的位置成为相对于计算机3的输入。
计算机3是笔记本电脑，构成为具有显示器10、键盘11及触摸板12。显示器10是例如液晶显示器、有机EL显示器等具有显示画面的显示装置，起到将文字、图形以视觉的方式输出的作用。
键盘11及触摸板12分别是用于供用户进行向计算机3的输入的输入装置。其中，触摸板12通过检测面板面12a上的手指、笔2的位置并将该位置向后述的主机处理器32(参照图2)输出而作为输入装置发挥功能。在以下的说明中，将从用户观察时的面板面12a的横向称作X方向，将进深方向称作Y方向，将与X方向及Y方向正交的方向称作Z方向。
触摸板12对手指的位置的检测例如通过静电容方式来执行。另外，笔2的检测例如通过主动静电方式来执行。以下，将该主动静电方式设为前提来继续说明，但本发明也能够应用于通过例如电磁感应方式等其他的方式来执行笔2的检测的情况。
与主动静电方式对应的笔2构成为能够通过内置的电极(后述的图2所示的前端电极21及后端电极22)而与触摸板12之间双向地收发信号。以下，将从触摸板12朝向笔2发送的信号称作上行链路信号US，将从笔2朝向触摸板12发送的信号称作下行链路信号DS。
触摸板12也具有检测点击操作的功能。具体而言，可以通过利用未图示的压力传感器检测触摸面的轻点操作来检测点击操作(压力板)，也可以在面板面12a的下侧配置按钮开关，通过面板面12a自身根据用户的按下而向下位移从而按压按钮开关，来检测点击操作(点击板)。或者，也可以在面板面12a的附近另外设置点击用的按钮，通过该按钮的按下来检测点击操作。
图2是示出笔2及计算机3各自的内部结构的图。不过，关于计算机3的内部结构，仅示出了与笔2的位置检测相关联的部分。
若首先着眼于笔2，则如图2所示，笔2构成为具有芯20、前端电极21、后端电极22、笔压检测传感器23、电路部24及电源25。作为电源25，例如使用圆筒型的AAAA电池。
芯20是以使其长度方向与笔2的笔轴方向一致的方式配置的棒状的构件。在芯20的前端部的表面涂布导电性材料，构成了前端电极21(笔尖电极)。需要说明的是，也可以未在芯20的最前端部的表面配置前端电极21，这样一来，可能产生芯20的最前端部正与面板面12a接触但前端电极21未与面板面12a接触这一状态，但在本实施方式中所说的“接触中的前端电极21”包含这样的状态的前端电极21。
芯20的后端部抵接于笔压检测传感器23。笔压检测传感器23起到检测向芯20的前端施加的压力(笔压)的作用。在芯20的后端部(比前端电极21靠笔2的后端侧的位置)设置后端电极22(用于倾斜检测的第二电极)。后端电极22是环状(面包圈形)的导电体，以使芯20通过后端电极22中央的孔的方式配置。
电路部24具有将从触摸板12的面板面12a发送的上行链路信号US经由前端电极21而接收的功能和朝向触摸板12的面板面12a经由前端电极21或后端电极22而发送下行链路信号DS的功能。关于这些信号，之后详细说明。
若接着着眼于计算机3，则计算机3构成为具有图2所示的传感器30、传感器控制器31及主机处理器32。其中，传感器30及传感器控制器31是触摸板12的构成要素，主机处理器32是计算机3的中央处理装置。
传感器30是埋入于面板面12a之下的触摸传感器，构成为包含与前端电极21及后端电极22的各自电容耦合的各多个传感器电极30X、30Y。其中，多个传感器电极30X分别在Y方向上延伸，在X方向上以恒定的间距P并列配置。另外，多个传感器电极30Y分别在X方向上延伸，在Y方向上以恒定的间距P并列配置。如图2所示，多个传感器电极30X和多个传感器电极30Y在Z方向上重叠配置。需要说明的是，在图2中，将传感器电极30X、30Y利用板状的导电体示出，但实际的传感器电极30X、30Y也可以是例如网状导体这样的其他形状的导电体。
间距P被设定为比在支持画面上的笔输入的平板终端等中埋入于画面之下的传感器电极的间距(以下称作“以往间距”)小的值。在典型的例子中，间距P是以往间距的约1/3。由此，在触摸板12中，与以以往间距配置传感器电极30X、30Y的情况相比，能够将与面板面12a接触中的前端电极21的坐标检测以高的精度进行。
传感器控制器31是通过将存储于内置存储器的程序读出并执行来进行后述的各种处理的集成电路，构成为具有将笔2发送的下行链路信号DS经由传感器30而接收的功能和朝向笔2经由传感器30而发送上行链路信号US的功能。如图2所示，传感器控制器31与各多个传感器电极30X、30Y的各自分别连接。
上行链路信号US是除了包含相对于笔2的命令(指令)之外还具有将由信号收发协议确定的时间表的开始时期对笔2通知的作用的信号。传感器控制器31构成为使用多个传感器电极30X及多个传感器电极30Y的至少一方来发送上行链路信号US，笔2构成为使用前端电极21来接收上行链路信号US。接收到上行链路信号US的笔2进行按照其中包含的指令的动作。
在通过上行链路信号US发送的指令中，包含指定在与笔2之间的信号收发中使用的信号收发协议的指令、指定笔2应该对传感器控制器31发送的数据(以下称作“笔数据”)的指令等。在笔数据中，包含表示由笔压检测传感器23检测到的笔压的值。接收到指定信号收发协议的指令的笔2之后按照由指定的信号收发协议确定的时间表和由上行链路信号US通知的时间表的开始时期来进行上行链路信号US的接收及下行链路信号DS的发送。
在下行链路信号DS中，包含从前端电极21发送的下行链路信号DS和从后端电极22发送的下行链路信号DS。前者的下行链路信号DS构成为包含用于使传感器控制器31检测前端电极21的位置的位置信号和用于发送笔数据的数据信号。位置信号例如是无调制的载波信号(突发信号)，数据信号是由发送对象的笔数据调制后的载波信号。后者的下行链路信号DS构成为包含用于使传感器控制器31检测后端电极22的位置的位置信号。该位置信号也例如是无调制的载波信号(突发信号)。
从前端电极21发送的下行链路信号DS和从后端电极22发送的下行链路信号DS以使传感器控制器31能够将它们区分而接收的方式被复用而发送。作为复用的方法，能够使用时分复用、频分复用、码分复用等各种方法，但以下设为使用时分复用来继续说明。
传感器控制器31构成为，在接收从前端电极21发送的下行链路信号DS的定时下，通过接收位置信号来检测表示面板面12a内的前端电极21的位置的坐标，并且通过接收数据信号来取得笔2发送出的笔数据。另一方面，构成为，在接收从后端电极22发送的下行链路信号DS的定时下，通过接收位置信号而检测了表示面板面12a内的后端电极22的位置的坐标后，导出与先前检测到的表示前端电极21的位置的坐标的距离，基于其结果来导出笔2的倾斜。传感器控制器31构成为将这样检测到的各坐标、取得的笔数据及导出的倾斜每次向主机处理器32供给。
传感器控制器31使用上行链路信号US及下行链路信号DS进行的处理的具体的内容根据传感器控制器31是否与笔2已配对而不同。将在未与笔2已配对的情况下传感器控制器31执行的处理在以下称作“全局扫描”，将在与笔2已配对的情况下传感器控制器31执行的处理在以下称作“本地扫描”。以下，对各自的概要进行说明。
在进行全局扫描的情况下，传感器控制器31将未配对的笔2设为接收方，发送包含以从前端电极21仅发送位置信号的方式指示的指令的上行链路信号US。在该上行链路信号US的发送后，传感器控制器31通过依次扫描构成传感器30的全部的传感器电极30X、30Y来进行位置信号的检测。这样检测了位置信号的传感器控制器31基于检测到的位置信号来导出前端电极21的坐标，成为与笔2已配对的状态。
在进行本地扫描的情况下，传感器控制器31将已配对的笔2设为接收方，发送包含以从前端电极21依次发送位置信号及数据信号且接着从后端电极22发送位置信号的方式指示的指令的上行链路信号US。之后，传感器控制器31从多个传感器电极30X、30Y中选择位于上次导出的前端电极21的位置的附近的各规定条数的传感器电极30X、30Y，通过依次扫描选择出的传感器电极30X、30Y来首先检测从前端电极21发送出的位置信号。这样检测了位置信号的传感器控制器31基于检测到的位置信号来导出前端电极21的坐标，将该坐标作为笔2的坐标而向主机处理器32输出。
接着，传感器控制器31从多个传感器电极30X、30Y中选择与上次或本次导出的前端电极21的位置最接近的1条传感器电极30X或传感器电极30Y，通过扫描选择出的传感器电极30X或传感器电极30Y来检测从前端电极21发送出的数据信号。这样检测了数据信号的传感器控制器31通过对检测到的数据信号进行解调来取得笔2发送出的笔数据。
最后，传感器控制器31从多个传感器电极30X、30Y中选择位于上次导出的后端电极22的位置(或者，上次或本次导出的前端电极21的位置)的附近的各规定条数的传感器电极30X、30Y，通过依次扫描选择出的传感器电极30X、30Y来检测从后端电极22发送出的位置信号。这样检测了位置信号的传感器控制器31基于检测到的位置信号来导出后端电极22的坐标。然后，基于导出的前端电极21的坐标和新导出的后端电极22的坐标来导出笔2的倾斜，将该倾斜向主机处理器32输出。
主机处理器32是通过将保存于未图示的存储装置的程序读出并执行来执行计算机3的操作***、各种应用的处理装置。在由主机处理器32执行的应用中，包含描绘应用。描绘应用起到按照从传感器控制器31供给的坐标、笔数据(包含表示笔压的值)、倾斜来生成笔画数据并将该笔画数据渲染而显示于图1所示的显示器10的作用。另外，描绘应用也进行生成包含生成的笔画数据的数字墨水数据且将该数字墨水数据向未图示的存储装置保存并且对其他的计算机发送的处理。
以上，对笔2及计算机3的基本的结构和笔2及传感器控制器31进行的基本的处理进行了说明。接着，对传感器控制器31为了实现正与面板面接触的电极的坐标检测精度的提高和未与面板面接触的电极的坐标检测精度的提高的兼顾而执行的处理进行详细说明。
图3是示出传感器控制器31在本地扫描时执行的下行链路信号DS的接收处理的处理流程图。如该图所示，传感器控制器31在正与面板面12a接触的电极的接收定时和未与面板面12a接触的电极的接收定时下进行不同的处理。这里所说的“正与面板面12a接触的电极”例如是接触中的前端电极21，“未与面板面12a接触的电极”例如是后端电极22或悬停中的前端电极21。关于与这些具体例相关的处理，在后述的图8中详细说明。
如图3所示，传感器控制器31首先判定正与面板面12a接触的电极的接收定时是否已到来(步骤S1)。并且，在判定为已到来的情况下，执行第一扫描(步骤S3)，另一方面，在判定为未到来的情况下，进一步判定未与面板面12a接触的电极的接收定时是否已到来(步骤S2)。在步骤S2中判定为已到来的传感器控制器31执行第二扫描(步骤S6)，判定为未到来的传感器控制器31返回步骤S1而继续处理。
图4(a)是示出在步骤S3中执行的第一扫描的详情的处理流程图。如该图所示，开始了第一扫描的传感器控制器31关于X方向和Y方向分别进行步骤S11、S12的处理(步骤S10)。以下，着眼于X方向的处理来具体地说明步骤S11、S12的处理，但关于Y方向的处理也是同样的。
传感器控制器31首先根据上次导出的坐标来选择规定的范围(以下称作“第一范围”)中包含的规定条数的传感器电极30X(步骤S11)。接着，传感器控制器31选择能够根据在选择出的传感器电极30X处检测的位置信号来检测信号电平的至少3个以上的基准位置(第一基准位置)，检测选择出的各基准位置处的位置信号的信号电平(步骤S12)。
在此，基准位置是成为位置信号的信号电平的检测对象的位置，在X轴上(在Y方向的处理中是Y轴上)等间隔地并列配置。在步骤S12中，传感器控制器31构成为根据上次导出的坐标来选择其中连续地配置的3个以上的基准位置。更具体而言，从与上次导出的坐标接近的基准位置起依次选择3个以上的基准位置。各基准位置分别预先与1个以上的传感器电极30X建立了对应，在步骤S12中检测的各基准位置处的位置信号的信号电平在与该基准位置对应的传感器电极30X是1个的情况下成为该传感器电极30X处的位置信号的信号电平，在与该基准位置对应的传感器电极30X是2个以上的情况下成为对这些传感器电极30X处的位置信号的信号电平进行统计处理后的信号电平。统计处理的具体的内容例如可以是单纯的平均，也可以是通过将基于从基准位置到各传感器电极30X为止的距离而决定的权重与信号电平相乘而进行的加权相加。第一范围成为包含为了通过这样的步骤S12的处理来得到各基准位置处的位置信号的信号电平而需要的全部的传感器电极30X的范围。
图5(a)、图6(a)及图7(a)分别是说明基准位置与传感器电极30X的对应关系的一例的图。在这些图中，X坐标K-7～K+7分别表示基准位置。另外，X坐标K表示与上次导出的X坐标最接近的基准位置。而且，将对应的X坐标用方框包围的基准位置表示在步骤S12中选择的基准位置。另外，位于X轴的上侧的柱状图表示各基准位置处的位置信号的信号电平，标注于柱状图的右斜向上的影线表示该信号电平是在步骤S12中实际检测的。
在图5(a)中示出了与各基准位置对应的传感器电极30X是1个的情况的例子。在该情况下，各基准位置成为对应的传感器电极30X的X方向的中心位置。另外，作为各基准位置处的位置信号的信号电平，使用对应的传感器电极30X处的位置信号的信号电平。
在图6(a)中示出了与各基准位置对应的传感器电极30X是2个的情况的例子。在该情况下，各基准位置成为对应的2个传感器电极30X的X方向的中间位置。另外，作为各基准位置处的位置信号的信号电平，使用对应的2个传感器电极30X处的位置信号的信号电平的平均值。
在图7(a)中示出了与各基准位置对应的传感器电极30X是3个的情况的例子。在该情况下，各基准位置成为对应的3个传感器电极30X中的位于中央的传感器电极30X的X方向的中心位置。另外，作为各基准位置处的位置信号的信号电平，使用对对应的3个传感器电极30X处的位置信号的信号电平进行统计处理而得到的值。
返回图3。结束了步骤S3的传感器控制器31基于在第一扫描中检测到的各基准位置处的位置信号的电平来导出表示正与面板面12a接触的电极的位置的坐标(步骤S4)。该导出通过将检测到的信号电平的近似曲线(2次函数)通过最小二乘法求出并导出其顶点的坐标来进行即可。在步骤S4之后，传感器控制器31执行了其他的处理后(步骤S5)，使处理移向步骤S2。关于在步骤S5中执行的其他的处理的具体的内容，参照图8而后述。
图4(b)是示出在步骤S6中执行的第二扫描的详情的处理流程图。如该图所示，开始了第二扫描的传感器控制器31关于X方向和Y方向分别进行步骤S16、S17的处理(步骤S15)。以下，着眼于X方向的处理来具体地说明步骤S16、S17的处理，但关于Y方向的处理也是同样的。
传感器控制器31首先根据上次导出的坐标来选择规定的范围(以下称作“第二范围”)中包含的规定条数的传感器电极30X(步骤S16)。第二范围被设定为比第一扫描时大的范围。接着，传感器控制器31选择能够根据在选择出的传感器电极30X处检测的位置信号来检测信号电平的至少3个以上的基准位置(第二基准位置)，检测选择出的各基准位置处的位置信号的信号电平(步骤S17)。此时，传感器控制器31构成为根据上次导出的坐标来选择并列配置的多个基准位置中的离散地配置的3个以上的基准位置。更具体而言，构成为选择与上次导出的坐标最接近的基准位置和从该基准位置每隔开规定数而配置的2个以上的基准位置。
图5(b)、图6(b)及图7(b)是示出在基准位置与传感器电极30X的对应关系分别是图5(a)、图6(a)及图7(a)所示的对应关系的情况下在步骤S17中选择的基准位置的第一例的图。该例子的传感器控制器31构成为每隔1个地选择基准位置，其结果，需要比第一范围大的第二范围。另外，该例子的传感器控制器31选择的3个以上的基准位置的宽度(两端间的宽度)比在对应的第一扫描中传感器控制器31选择的3个以上的基准位置的宽度(两端间的宽度)宽。
图5(c)、图6(c)及图7(c)是示出在基准位置与传感器电极30X的对应关系分别是图5(a)、图6(a)及图7(a)所示的对应关系的情况下在步骤S17中选择的基准位置的第二例的图。该例子的传感器控制器31构成为每隔2个地选择基准位置，其结果，需要比第一例的第二范围进一步宽的第二范围。另外，该例子的传感器控制器31选择的3个以上的基准位置的宽度(两端间的宽度)比在第一例中传感器控制器31选择的3个以上的基准位置的宽度(两端间的宽度)进一步宽。
返回图3。结束了步骤S6的传感器控制器31基于在第二扫描中检测到的各基准位置处的位置信号的电平来导出表示未与面板面12a接触的电极的位置的坐标(步骤S7)。该导出与步骤S4同样，通过将检测到的信号电平的近似曲线(2次函数)通过最小二乘法求出并导出其顶点的坐标来进行即可。在步骤S7之后，传感器控制器31执行了其他的处理后(步骤S8)，使处理移向步骤S1。关于在步骤S8中执行的其他的处理的具体的内容，也参照图8而后述。
图8是将图3所示的接收处理利用更具体的例子示出的处理流程图。以下，一边参照该图，一边将传感器控制器31在本地扫描时执行的下行链路信号DS的接收处理按照更具体的例子来说明。
传感器控制器31首先判定前端电极21的接收定时是否已到来(步骤S20)。并且，在判定为已到来的情况下，传感器控制器31接着判定笔2是否是悬停中(步骤S21)。具体而言，在上次的本地扫描中从笔2接收到的笔数据中包含的笔压的值是0的情况下，判定为是悬停中，在其以外的情况下，判定为不是悬停中(即，是接触中)。
在此，笔2可以将表示是否是悬停中的接触·悬停信息配置于笔数据内，该情况下的传感器控制器31可以基于该接触·悬停信息来判定笔2是否是悬停中。另外，传感器控制器31也可以基于经由例如蓝牙(注册商标)等近距离无线通信而从笔2接收的数据(笔压的值或接触·悬停信息)来判定笔2是否是悬停中。
在步骤S21中判定为不是悬停中的传感器控制器31执行步骤S22的处理。步骤S22是相当于图3的步骤S3的处理，传感器控制器31执行第一扫描，作为其结果而得到各基准位置处的位置信号的信号电平。另一方面，在步骤S21中判定为是悬停中的传感器控制器31执行步骤S23。步骤S23是相当于图3的步骤S6的处理，传感器控制器31执行第二扫描，作为其结果而得到各基准位置处的位置信号的信号电平。
结束了步骤S22或步骤S23的传感器控制器31执行步骤S24～S26的处理。步骤S24是相当于图3的步骤S4或步骤S7的处理，传感器控制器31基于在步骤S22或步骤S23中得到的信号电平来导出表示前端电极21的位置的坐标。步骤S25、S26是相当于图3的步骤S5或步骤S8的处理，传感器控制器31通过接收上述的数据信号来接收笔2发送出的笔数据(步骤S25)，将该笔数据与在步骤S24中导出的坐标一起向主机处理器32输出(步骤S26)。
在步骤S20中判定为未到来的传感器控制器31判定后端电极22的接收定时是否已到来(步骤S30)。在此判定为未到来的传感器控制器31返回步骤S20而继续处理。另一方面，判定为已到来的传感器控制器31判定笔2是否是悬停中(步骤S31)。该判定的具体的方法可以与步骤S21是同样的。在步骤S31中判定为是悬停中的传感器控制器31返回步骤S20而继续处理。
另一方面，在步骤S31中判定为不是悬停中的传感器控制器31执行步骤S32～S35的处理。需要说明的是，也可以不进行步骤S31，该情况下的传感器控制器31根据在步骤S30中判定为未到来而始终执行步骤S32～S35的处理即可。
步骤S32是相当于图3的步骤S6的处理，传感器控制器31执行第二扫描，作为其结果而得到各基准位置处的位置信号的信号电平。步骤S33是相当于图3的步骤S7的处理，传感器控制器31基于在步骤S32中得到的信号电平来导出表示后端电极22的位置的坐标。步骤S34、S35是相当于图3的步骤S8的处理，传感器控制器31基于在步骤S24中导出的前端电极21的坐标和在步骤S33中导出的后端电极22的坐标来导出笔2的倾斜(步骤S34)，并向主机处理器32输出(步骤S35)。
如以上说明那样，根据本实施方式的触摸板12，能够通过使传感器电极30X、30Y的间距P比以往间距小而实现将接触中的前端电极21的坐标检测以高的精度进行，且关于从后端电极22或悬停中的前端电极21发送的位置信号在比从接触中的前端电极21发送的位置信号大的范围中扫描。因此，能够将容易在面板面12a上扩展的来自后端电极22或悬停中的前端电极21的位置信号在更大的范围中捕捉，因此能够兼顾接触中的前端电极21的坐标检测精度的提高和后端电极22或悬停中的前端电极21的坐标检测精度的提高。
以下，一边参照图9～图12一边对本发明起到的效果进行详细说明。
图9(a)～图9(c)、图10(a)～图10(c)及图11(a)～图11(c)分别是示出从后端电极22发送的位置信号的信号电平的各基准位置处的测定结果的图。在这些图中，纵轴为信号电平。另外，在图9(a)～图9(c)中，横轴为X方向的基准位置，在图10(a)～图10(c)及图11(a)～图11(c)中，横轴为Y方向的基准位置。另外，在图9(a)～图9(c)及图10(a)～图10(c)中示出了笔2的倾斜θ(笔2的笔轴和面板面12a的法线所成的角度)是0°的情况(也就是说，笔2相对于面板面12a垂直地立起的情况)，在图11(a)～图11(c)中示出了θ是30°的情况。而且，在图9(a)、图10(a)及图11(a)中示出了全部的基准位置处的信号电平，在图9(b)、图10(b)及图11(b)中示出了每隔1个地选择出的基准位置处的信号电平，在图9(c)、图10(c)及图11(c)中示出了每隔2个地选择出的基准位置处的信号电平。
若首先参照图9(a)及图10(a)，则可理解到：在θ＝0°的情况下，由各基准位置的信号电平表示的曲线的上端平坦，因此，即使从其中央选择3个基准位置并通过最小二乘法来近似，也无法正确地导出后端电极22的坐标。作为如图9(a)及图10(a)那样曲线的上端平坦的原因，除了后端电极22未与面板面12a接触之外，还可举出在后端电极22与面板面12a之间存在前端电极21。
若接着参照图9(b)及图10(b)，则可理解到：通过使基准位置稀疏成1/2，曲线上端的平坦的部分稍微变小。但是，在该状态下，平坦的部分的缩小还不充分，未必能够正确地导出后端电极22的坐标。
若接着参照图9(c)及图10(c)，则可理解到：通过使基准位置稀疏成1/3，曲线上端的平坦的部分进一步变小。若是该状态，则可以说平坦的部分充分缩小，能够正确地导出后端电极22的坐标。因此，可以说，在θ＝0°的情况下，通过如图5(c)、图6(c)、图7(c)所示的例子那样将传感器控制器31构成为每隔2个地选择基准位置，能够正确地导出后端电极22的坐标。
另一方面，若参照图11(a)～图11(c)，则可理解到：在θ＝30°的情况下，即使是不使基准位置稀疏的图11(a)的状态，由各基准位置的信号电平表示的曲线的上端也充分地向上凸出，因此能够正确地导出后端电极22的坐标。另外，从图11(b)及图11(c)明显可理解到：即使使基准位置稀疏，也能够不变地正确地导出后端电极22的坐标。需要说明的是，在图11(a)～图11(c)中仅示出了Y方向的各基准位置处的测定结果，但关于X方向的方向的各基准位置处的测定结果也是同样的。
从图9(a)～图9(c)、图10(a)～图10(c)及图11(a)～图11(c)的测定结果可理解到：未与面板面接触的电极的坐标检测精度处于倾斜θ越小则越恶化的倾向。因此，可以说本发明的坐标检测精度的提高效果在倾斜θ越小时越显著地得到。虽然未图示，但在例如位于上述的θ＝0°与θ＝30°之间的θ＝10°的情况下，通过使基准位置稀疏成1/2，能够充分正确地导出后端电极22的坐标。
图12(a)及图12(b)分别是示出在面板面12a上一边维持θ＝0°一边使笔2的前端滑动的情况下的后端电极22的位置的轨迹的图。在图12(a)中示出了不应用本发明的比较例，在图12(b)中示出了应用了本发明的实施例。不过，在图12(b)的实施例中，将传感器控制器31构成为在第二扫描中每隔2个地选择基准位置。
从图12(a)可理解到：在不应用本发明的比较例中，在后端电极22的位置的轨迹中出现了大的抖动。这表示着：如图9(a)所示的例子那样，由各基准位置的信号电平表示的曲线的上端平坦，通过最小二乘法而求出的近似曲线(2次函数)的顶点的位置不稳定。
相对于此，在应用了本发明的实施例中，从图12(b)可理解到：几乎看不到抖动。从该结果可理解到：根据本发明，能够提高基于从后端电极22发送的位置信号而检测的坐标的检测精度。
以上，虽然对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明丝毫不限定于这样的实施方式，本发明当然能够在不脱离其主旨的范围内以各种方案来实施。
图13是示出上述实施方式的变形例的传感器控制器31在本地扫描时执行的下行链路信号DS的接收处理的处理流程图。本变形例的传感器控制器31构成为，针对笔2的每个电极，基于上次的信号电平的检测结果来选择进行第一扫描和第二扫描的哪一个。以下，一边参照图13一边详细说明。
本变形例的传感器控制器31首先对针对笔2的每个电极设置的布尔型变量即转变标志设定假(False)(步骤S40)。接着，传感器控制器31针对笔2的每个电极执行步骤S42～S51的处理(步骤S41)。
具体来说，传感器控制器31首先判定关注电极的接收定时是否已到来(步骤S42)。并且，在判定为未到来的情况下，使处理移向下一电极，另一方面，在判定为已到来的情况下，判定关注电极的转变标志的值(步骤S43)。其结果，在判定为是假(False)的情况下执行第一扫描(步骤S44)，在判定为是真(True)的情况下执行第二扫描(步骤S47)。第一扫描及第二扫描的具体的内容是参照图4而说明的那样。
在步骤S44中执行了第一扫描的传感器控制器31判定检测到的信号电平中的最大的信号电平(峰值电平)与其他的信号电平之差是否是规定值以下(步骤S45)。并且，仅在判定为是规定值以下的情况下，对关注电极的转变标志设定了真(True)后，使处理移向步骤S48。
在步骤S47中执行了第二扫描的传感器控制器31或者结束了步骤S45、S46的处理的传感器控制器31基于在步骤S44或步骤S47中检测到的信号电平来导出表示关注电极的位置的坐标(步骤S48)。该导出的具体的方法可以与图3的步骤S4、S7等是同样的。在步骤S48之后，传感器控制器31执行其他的处理(步骤S49)。其他的处理的具体的内容因关注电极的种类而不同，但例如是图8所示的步骤S25、S26或步骤S34、S35的处理。
接着，传感器控制器31再次判定关注电极的转变标志的值(步骤S50)。其结果，在判定为是假(False)的情况下，使处理移向下一电极，另一方面，在判定为是真(True)的情况下，判定是否产生了将关注电极的转变标志恢复为假(False)的要因(步骤S51)。若例如关注电极是前端电极21，则该要因可以是从笔2接收的笔压的值成为了比0大的值(即，前端电极21成为了接触中)，若例如关注电极是后端电极22，则该要因可以是导出的笔2的倾斜θ成为了规定值以上。传感器控制器31仅在步骤S51中判定为产生了恢复要因的情况下，对关注电极的转变标志设定了假(False)后，使处理移向下一电极。
如以上说明那样，根据本变形例的触摸板12，关于峰值电平与其他的信号电平之差为规定值以下的电极，能够将扫描方法从第一扫描变更为第二扫描。因此，能够将从由各基准位置的信号电平表示的曲线的上端平坦的电极发送的位置信号在更大的范围内捕捉，因此，通过本变形例的触摸板12，也能够兼顾正与面板面12a接触的电极的坐标检测精度的提高和未与面板面12a接触的电极的坐标检测精度的提高。
需要说明的是，在上述变形例中，说明了将峰值电平与其他的信号电平之差为规定值以下的电极的扫描方法从第一扫描变更为第二扫描的例子，但也可以通过其他的方法来将特定的电极的扫描方法从第一扫描变更为第二扫描。例如，也可以在上次检测到的倾斜θ的值为规定值以下的情况下，将后端电极22的扫描方法从第一扫描变更为第二扫描。

Claims (11)

1.一种方法，是由对包含发送信号的1个以上的电极的笔的坐标进行检测的传感器控制器执行的方法，其中，包括：
第一扫描步骤，在并列配置的多个基准位置中的3个以上的第一基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的正与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第一基准位置是能够根据在第一范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；
第二扫描步骤，在所述多个基准位置中的3个以上的第二基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的未与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第二基准位置是能够根据在比所述第一范围大的第二范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；
第一导出步骤，基于在所述第一扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第一基准位置各自处的信号电平来导出坐标；及
第二导出步骤，基于在所述第二扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第二基准位置各自处的信号电平来导出坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，
正与所述面板面接触的电极是设置于所述笔的前端的前端电极，
未与所述面板面接触的电极是与所述前端电极相比设置于所述笔的后端侧的后端电极，
所述传感器控制器按照由规定的信号收发协议确定的时间表，将从所述前端电极发送出的信号的基于所述第一扫描步骤的检测和从所述后端电极发送出的信号的基于所述第二扫描步骤的检测以分时的方式执行。
3.根据权利要求1所述的方法，
正与所述面板面接触的电极及未与所述面板面接触的电极都是设置于所述笔的前端的前端电极，
所述传感器控制器在由从所述笔接收到的信号中包含的数据表示了所述前端电极正与所述面板面接触的情况下执行所述第一扫描步骤，
所述传感器控制器在由从所述笔接收到的信号中包含的数据表示了所述前端电极未与所述面板面接触的情况下执行所述第二扫描步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，
所述传感器控制器在所述第一扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第一基准位置各自处的信号电平中的峰值电平与其他的信号电平之差为规定值以下的情况下，开始所述第二扫描步骤。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，
所述3个以上的第一基准位置的宽度比所述3个以上的第二基准位置的宽度宽。
6.根据权利要求5所述的方法，
所述3个以上的第一基准位置是所述多个基准位置中的连续地配置的基准位置，
所述3个以上的第二基准位置是所述多个基准位置中的离散地配置的基准位置。
7.根据权利要求6所述的方法，
所述3个以上的第二基准位置是在所述多个基准位置中每隔规定数而配置的基准位置。
8.根据权利要求7所述的方法，
所述第二扫描步骤构成为将与在所述第二导出步骤中导出的坐标最接近的基准位置和从该基准位置每隔规定数而配置的2个以上的基准位置选择为所述3个以上的第二基准位置。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的方法，
所述第二扫描步骤通过对在所述第二范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号的信号电平进行统计处理来取得所述3个以上的第二基准位置各自处的信号电平。
10.一种传感器控制器，对包含发送信号的1个以上的电极的笔的坐标进行检测，其中，执行：
第一扫描步骤，在并列配置的多个基准位置中的3个以上的第一基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的正与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第一基准位置是能够根据在第一范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；
第二扫描步骤，在所述多个基准位置中的3个以上的第二基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的未与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第二基准位置是能够根据在比所述第一范围大的第二范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；
第一导出步骤，基于在所述第一扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第一基准位置各自处的信号电平来导出坐标；及
第二导出步骤，基于在所述第二扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第二基准位置各自处的信号电平来导出坐标。
11.一种电子设备，包含：
笔；及
传感器控制器，检测所述笔的坐标，
其中，
所述笔包含分别发送信号的1个以上的电极，
所述传感器控制器执行：
第一扫描步骤，在并列配置的多个基准位置中的3个以上的第一基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的正与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第一基准位置是能够根据在第一范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；
第二扫描步骤，在所述多个基准位置中的3个以上的第二基准位置的各自处执行检测从所述1个以上的电极中的未与面板面接触的电极发送出的信号的动作，所述3个以上的第二基准位置是能够根据在比所述第一范围大的第二范围中包含的传感器电极群处检测的所述信号来检测信号电平的基准位置；
第一导出步骤，基于在所述第一扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第一基准位置各自处的信号电平来导出坐标；及
第二导出步骤，基于在所述第二扫描步骤中检测到的所述信号在所述3个以上的第二基准位置各自处的信号电平来导出坐标。
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