CN116034330A - 集成电路 - Google Patents

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CN116034330A CN202180056703.4A CN202180056703A CN116034330A CN 116034330 A CN116034330 A CN 116034330A CN 202180056703 A CN202180056703 A CN 202180056703A CN 116034330 A CN116034330 A CN 116034330A
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Abstract

使得能够为了检测笔信号而使用德尔塔‑西格玛调制电路。本发明的集成电路是检测从主动笔发送的笔信号的传感器控制器。传感器控制器包括：德尔塔‑西格玛调制部(50)，包括从自传感器输入的接收信号(Va)减去反馈信号(FB)的减法器(51)、对减法器(51)的输出信号进行积分的积分器(53)、将积分器(53)的输出信号量化的量化器(54)及基于量化器(54)的输出值来生成反馈信号FB的DAC(55)；处理部(60)，基于德尔塔‑西格玛调制部(50)的输出值(Vo)来检测接收信号(Va)的电平；及增益控制部(70)，基于由处理部(60)检测到的接收信号(Va)的电平来控制反馈信号(FB)的电平。

Description

集成电路
技术领域
本发明涉及集成电路，尤其涉及用于检测主动笔发送出的笔信号的集成电路。
背景技术
已知有检测手指、被动笔等被动指示器的静电容检测装置。这种静电容检测装置构成为具有传感器和集成电路，传感器具有多个X电极及多个Y电极，集成电路对多个X电极送出检测用信号且将该检测用信号在多个Y电极处依次检测。集成电路进行基于各Y电极处的检测用信号的检测强度来导出被动指示器的位置的处理。
集成电路中的检测用信号的检测使用A/D变换电路来执行。在专利文献1中公开了作为这种A/D变换电路而使用德尔塔-西格玛调制电路的例子。若使用德尔塔-西格玛调制电路，则能够降低在A/D变换电路中产生的量化噪声，因此能够提高检测用信号的检测精度。
另外，已知有通过向笔尖电极施加交流电压来发送交流信号的主动笔。在专利文献2中公开了这种主动笔的一例。以下，将主动笔发送的交流信号称作“笔信号”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2007-0046299号说明书
专利文献2：国际公开第2015/111159号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在此，若能够将德尔塔-西格玛调制电路也使用于笔信号的检测，则认为能够提高笔信号的检测精度。然而，以往，使用德尔塔-西格玛调制电路来进行笔信号的检测并不现实。以下，对其理由进行详细说明。
首先，作为前提，德尔塔-西格玛调制电路构成为包括从输入信号减去反馈信号的减法器、对减法器的输出信号进行积分的积分器、将积分器的输出信号量化的比较器及通过将由比较器的一系列的输出值(“+1”或“-1”)表示的脉冲信号放大来生成上述反馈信号的放大器。另外，向A/D变换电路输入的笔信号的动态范围与被动指示器的检测用信号的动态范围相比成为非常大的值。这是因为，与笔尖电极与触摸面之间的距离伴随于用户操作而变化相应地，来到传感器的笔信号的电平(振幅)大幅变化。
根据德尔塔-西格玛调制电路的上述结构，不管作为输入信号的笔信号的电平如何，反馈信号的电平恒定，因此，若笔尖电极接近触摸面而笔信号的电平变大某种程度以上，则减法器的输出信号不再振动。这样一来，比较器的输出值也不再振动，因此不能使用德尔塔-西格玛调制电路的输出值来进行笔信号的检波、解调。为了防止该情况，需要使反馈信号的电平追随输入信号的电平，为此，以往具体考虑的结构是通过使用许多(例如129个)比较器的多位结构来构成输出段的量化电路。
然而，构成为包括许多比较器的德尔塔-西格玛调制电路尺寸大，另外，价格也变高。除此之外，在笔信号检测用的集成电路中，通常针对传感器内的每个电极设置A/D变换电路，因此德尔塔-西格玛调制电路的尺寸的增加及成本的上升进一步变得显著。作为其结果，以往，在笔信号的检测中使用德尔塔-西格玛调制电路从尺寸、成本的方面来说被认为是困难的。
因此，本发明的目的之一在于提供能够为了检测笔信号而使用德尔塔-西格玛调制电路的集成电路。
用于解决课题的手段
本发明的集成电路是检测从主动笔发送的笔信号的集成电路，其中，包括：德尔塔-西格玛调制部，包括从自传感器输入的所述笔信号减去反馈信号的减法器、对所述减法器的输出信号进行积分的积分器、将所述积分器的输出信号量化的量化器及基于所述量化器的输出值来生成所述反馈信号的DAC；处理部，基于所述德尔塔-西格玛调制部的输出值来检测所述笔信号的电平；及增益控制部，基于由所述处理部检测到的所述笔信号的电平来控制所述反馈信号的电平。
发明效果
根据本发明，即使不使用多位结构的量化器，也能够使反馈信号的电平追随笔信号的电平。因此，能够为了检测笔信号而使用德尔塔-西格玛调制电路。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的位置检测***1的结构的图。
图2是示出配置于接收部41内的接收电路的结构的一例的图。
图3是示出配置于接收部41内的接收电路的结构的另一例的图。
图4是更详细地示出图3所示的例子的接收电路的结构的图。
图5是示出接收信号Va及输出值Vo的模拟结果的图。
图6是示出本发明的实施方式的变形例的接收部41中包含的接收电路的图。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的优选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位置检测***1的结构的图。如该图所示，位置检测***1构成为具备主动笔2和作为检测主动笔2的位置检测装置的电子设备3。作为电子设备3的例子，可举出平板电脑、具备数字转换器的设备。
电子设备3具有触摸面3a、配置于触摸面3a的正下方的传感器30、连接于传感器30的传感器控制器31及控制包括它们在内的电子设备3的各部分的主机处理器32。
传感器30是具有在触摸面3a内配置有各多个传感器电极30x、30y的构造的装置。多个传感器电极30x分别在与触摸面3a平行的y方向上延伸，且在触摸面3a内在与y方向正交的x方向上等间隔地配置。多个传感器电极30y分别在x方向上延伸，且在y方向上等间隔地配置。
在此，电子设备3也可以具有与传感器30重叠地配置的显示器(未图示)，在该情况下，多个传感器电极30x(或多个传感器电极30y)能够兼用为显示器的共用电极(用于共用地向各像素供给接地电位的电极)。进行该兼用的情况下的电子设备3构成所谓“In-Cell型”的位置检测装置。另一方面，不进行兼用的情况下的电子设备3构成所谓“On-Cell型”或“Out-Cell型”的位置检测装置。本发明不管对哪种电子设备3都能够合适地应用。
传感器控制器31是具有导出触摸面3a内的主动笔2及被动指示器各自的位置并且导出主动笔2的倾斜而且从主动笔2接收数据的功能的集成电路。传感器控制器31构成为将导出的位置及倾斜以及接收到的数据逐次向主机处理器32供给。
传感器控制器31构成为经由在主动笔2与传感器30之间产生的静电容CX而与主动笔2进行双向的通信。虽然详情后述，但主动笔2的位置及倾斜的导出以及来自主动笔2的数据的接收通过该双向通信而实现。在以下的说明中，将通过上述双向通信而从传感器控制器31对主动笔2发送的信号称作上行链路信号US，将从主动笔2对传感器控制器31发送的信号称作下行链路信号DS(笔信号)。另外，虽然详情后述，但主动笔2具有2个用于发送下行链路信号DS的电极，以下，有时将从作为其中一方的电极的笔尖电极21发送的下行链路信号DS称作下行链路信号DSa且将从作为另一方的电极的环形电极22发送的下行链路信号DS称作下行链路信号DSb而区分。
另外，传感器控制器31构成为进行向多个传感器电极30x的各自供给(发送)被动指示器检测用信号且将它们利用多个传感器电极30y依次接收的处理。虽然详情后述，但被动指示器的位置的导出通过这样收发的被动指示器检测用信号而实现。被动指示器检测用信号的收发和上述的上行链路信号US及下行链路信号DS的收发以时间分割来执行。
主机处理器32是电子设备3的中央处理装置，构成为能够执行包括描绘应用的各种程序。描绘应用是使主机处理器32执行基于从传感器控制器31供给的位置、倾斜及数据来生成数字墨水的处理以及将生成的数字墨水向电子设备3内的存储器存储并且向显示器显示的处理的程序。
如图1所示，传感器控制器31构成为具有切换部40、接收部41、发送部42及处理部43。切换部40是按照处理部43的控制而将各多个传感器电极30x、30y的连接目的地在发送部42与接收部41之间切换的功能部。
接收部41是进行从经由切换部40而连接的各多个传感器电极30x、30y供给的接收信号Va的检波及解调的功能部，构成为针对每个传感器电极30x、30y具有接收电路。在接收信号Va中，能够包括上述的下行链路信号DSa、下行链路信号DSb及被动指示器检测用信号的任一个以上。下行链路信号DSa、下行链路信号DSb及被动指示器检测用信号各自的载波信号的频率互相不同，各接收电路构成为通过针对每个频率进行检波而将下行链路信号DSa、下行链路信号DSb及被动指示器检测用信号分离检测。
发送部42是按照处理部43的控制而对经由切换部40而连接的传感器电极30x或传感器电极30y供给上行链路信号US或被动指示器检测用信号的功能部。通常，在上行链路信号US的发送时，多个传感器电极30x(或多个传感器电极30y)同时与发送部42连接，作为其结果，同一上行链路信号US从各传感器电极30x(或各传感器电极30y)同时发送。另外，被动指示器检测用信号由内容针对每个传感器电极30x而不同的位串构成，向各传感器电极30x并行地供给。
处理部43是通过切换部40、接收部41及发送部42的控制而进行主动笔2的位置及倾斜的导出、来自主动笔2的数据的接收及被动指示器的位置的导出的功能部。以下，关于处理部43进行的处理详细说明。
若首先对与主动笔2相关的处理进行说明，则处理部43首先以恒定的周期使发送部42发送上行链路信号US。上行链路信号US是具有向主动笔2通知下行链路信号DS的发送定时及下一上行链路信号US的接收定时并且对主动笔2供给命令的作用的信号。主动笔2按照由上行链路信号US供给的命令来生成下行链路信号DS，在由上行链路信号US通知的定时下发送下行链路信号DS，并且在由上行链路信号US通知的定时下进行下一上行链路信号US的接收。
下行链路信号DSa是包括第一位置信号和数据信号的信号，第一位置信号是未调制的载波信号，数据信号是利用数据调制后的载波信号。在用于生成数据信号的调制中使用的调制方式典型地是DQPSK(Differential Quadrature Phase-Shift Keying：差分正交相移键控)调制，但也可以使用QAM(Quadrature Amplitude Modulation：正交振幅调制)等其他的调制方式。另外，下行链路信号DSb是包括第二位置信号的信号，第二位置信号是未调制的载波信号。处理部43基于各传感器电极30x、30y处的第一位置信号的电平(接收强度)的分布来导出主动笔2的位置。另外，处理部43以在距导出的位置最近的1个以上的传感器电极30x、30y处接收数据信号的方式控制切换部40及接收部41，从而取得主动笔2发送出的数据。而且，处理部43基于各传感器电极30x、30y处的第二位置信号的接收强度的分布来导出环形电极22的位置，基于导出的环形电极22的位置与基于第一位置信号而导出的主动笔2的位置的差来导出主动笔2的倾斜。
若接着对与被动指示器相关的处理进行说明，则处理部43构成为将以下的控制关于各传感器电极30y重复进行：在选择1个传感器电极30y并将其连接于接收部41的状态下，以将针对每个传感器电极30x预先准备的位串一位一位地并行地向各传感器电极30x供给的方式控制发送部42。接受了处理部43的控制的发送部42通过对规定的载波信号进行相位调制来生成各位，并向各传感器电极30x供给。
接收部41构成为针对每个位取得从选择的传感器电极30y供给的信号的电平，并每次向处理部43供给。在这样向处理部43供给的信号的电平中，反映在选择中的传感器电极30y与各传感器电极30x的交点形成的电容的变化。于是，处理部43基于从接收部41供给的信号的电平来进行被动指示器的位置的导出。
接着，主动笔2是与传感器控制器31之间双向地进行通信的主动型的静电触控笔，如图1所示，构成为具有芯体20、笔尖电极21、环形电极22、压力传感器23、电池24、集成电路25及带阻滤波器26。
芯体20是构成主动笔2的笔轴的构件。芯体20的前端构成主动笔2的笔尖，末端抵接于压力传感器23。笔尖电极21及环形电极22是设置于互相不同的位置的导电体，笔尖电极21配置于主动笔2的笔尖，环形电极22以包围芯体20的方式配置于比笔尖电极21靠主动笔2的中央的位置。
压力传感器23是检测向芯体20的前端施加的压力的传感器。压力传感器23检测到的压力作为笔压值而向集成电路25供给，由集成电路25配置于下行链路信号DSa的数据信号内。电池24起到供给集成电路25的动作所需的电力的作用。
集成电路25是由包括升压电路、发送电路、接收电路及处理电路在内的各种电路构成的集成电路。发送电路连接于笔尖电极21及环形电极22，起到通过使用升压电路对笔尖电极21或环形电极22提供变化来发送下行链路信号DS的作用。
接收电路连接于环形电极22，起到通过使用环形电极22进行上行链路信号US的检测动作来接收上行链路信号US的作用。处理电路进行基于由接收电路接收到的上行链路信号US来生成下行链路信号DS并使发送电路发送所生成的下行链路信号DS的处理。
带阻滤波器26是为了能够同时进行使用了环形电极22的上行链路信号US的检测和来自笔尖电极21的下行链路信号DSa的发送而向环形电极22与集成电路25之间***的滤波器电路。具体而言，利用阻止包含下行链路信号DSa的频率的特定的频带的带阻滤波器(陷波滤波器)、构成为使构成上行链路信号US的脉冲波通过但阻止构成下行链路信号DSa的脉冲波的高通滤波器等来构成带阻滤波器26即可。通过使用带阻滤波器26，在主动笔2在上行链路信号US的接收上失败而丢失了下行链路信号DS的发送定时的情况等下，能够一边继续上行链路信号US的检测一边也进行下行链路信号DSa的发送，由此继续主动笔2的输入。
图2是示出配置于接收部41内的接收电路的结构的一例的图。如该图所示，接收部41内的接收电路构成为具有德尔塔-西格玛(ΔΣ)调制部50、处理部60及增益控制部70。其中，德尔塔-西格玛调制部50构成为具有减法器51、放大器52、积分器53、量化器54及DAC(Digital Analog Converter：数字模拟转换器)55。需要说明的是，在图2中示出了利用具有仅1个积分器53的一段结构来构成德尔塔-西格玛调制部50的例子，但也可以如后述的图4所例示那样，利用具有多个积分器53的多段结构来构成德尔塔-西格玛调制部50。
减法器51是从自对应的传感器电极30x或传感器电极30y输入的接收信号Va减去DAC55的输出信号即反馈信号FB的装置。放大器52起到控制减法器51的输出信号的电平的作用。积分器53是对经由放大器52而输入的减法器51的输出信号进行积分的装置。
量化器54是将积分器53的输出信号量化的装置，由通过积分器53的输出信号的阈值判定而输出“1”或“-1”的1个比较器构成。因此，德尔塔-西格玛调制部50构成为进行1位德尔塔-西格玛调制。量化器54的输出值作为德尔塔-西格玛调制部50的输出值Vo而向处理部60供给。
DAC55是基于量化器54的输出值来生成反馈信号FB的装置。具体而言，通过将表示量化器54的一系列的输出值的脉冲信号以给出的放大率(增益)放大来进行反馈信号FB的生成。给出的放大率的具体值由增益控制部70对DAC55设定。
处理部60是基于从德尔塔-西格玛调制部50输出的一系列的输出值Vo来复原接收信号Va且通过进行正交检波来生成接收信号Va的同相成分IOUT、正交成分QOUT、电平LEVEL(振幅)、相位PHASE的功能部。在接收信号Va是数据信号的情况下，处理部60也进行通过基于生成的相位PHASE(及有必要的情况下的电平LEVEL)将接收信号Va解调来生成符号串SYMBOL的处理。由处理部60生成的同相成分IOUT、正交成分QOUT、电平LEVEL、相位PHASE、符号串SYMBOL向图1所示的处理部43供给。处理部43基于这样供给的电平LEVEL来导出主动笔2的位置及倾斜以及被动指示器的位置，另一方面，基于符号串SYMBOL来取得主动笔2发送出的数据。
增益控制部70是基于由处理部60生成的接收信号Va的电平Level来控制反馈信号FB的电平的功能部。虽然关于该电平Level的详情后述，但该电平Level基于除去噪声前的信号而生成，有时与上述电平LEVEL不同。图2的例子的增益控制部70通过基于电平Level进行DAC55中的脉冲信号的放大率的控制来进行反馈信号FB的电平的控制。
根据以上的结构，即使不使用多位结构的量化器，也能够使反馈信号FB的电平追随接收信号Va的电平。因此，能够使用德尔塔-西格玛调制部50来检测动态范围大的下行链路信号DS(笔信号)。
图3是示出配置于接收部41内的接收电路的结构的另一例的图。该例子在量化器54的输出段设置有增益调整部56且增益控制部70进行该增益调整部56的增益控制这一点上与图2的例子不同。即使这样，也能够不使用多位结构的量化器地使反馈信号FB的电平追随接收信号Va的电平，因此能够得到与图2所示的例子同样的效果。
图4是更详细地示出图3所示的例子的接收电路的结构的图。不过，在图4中示出了使德尔塔-西格玛调制部50为2段结构的情况下的例子。以下，一边参照该图4，一边更详细地说明接收电路的结构及动作。
如图4所示，德尔塔-西格玛调制部50构成为具有由模拟电路构成的减法器51a、51b、放大器52a、52b、积分器53a、53b、量化器54及DAC55a、55b和由数字电路构成的增益调整部56。
减法器51a从接收信号Va减去DAC55a的输出信号即反馈信号FBa，并向放大器52a供给。放大器52a控制减法器51a的输出信号的电平，并向积分器53a供给。积分器53a对经由放大器52a而输入的减法器51a的输出信号进行积分，并向减法器51b供给。减法器51b从积分器53a的输出信号减去DAC55b的输出信号即反馈信号FBb，并向放大器52b供给。放大器52b控制减法器51b的输出信号的电平，并向积分器53b供给。积分器53b对经由放大器52b而输入的减法器51b的输出信号进行积分，并向量化器54供给。
量化器54是具有被供给积分器53b的输出信号的非反转输入端子和被供给接地电位的反转输入端子的比较器，构成为在非反转输入端子的电位比反转输入端子的电位大的情况下输出“+1”且在其以外的情况下输出“-1”。
增益调整部56通过对量化器54的输出值乘以给出的相乘值(增益)来生成输出值Vo，并向处理部60及DAC55a、55b的各自供给。给出的相乘值的具体值由增益控制部70对增益调整部56设定。
DAC55a、55b分别通过将表示一系列的输出值Vo的脉冲信号以规定的放大率放大来进行反馈信号FBa、Fb的生成。规定的放大率的具体值可以在DAC55a和DAC55b中相同也可以不同，分别预先设定。
处理部60构成为具有低通滤波器61、正交解调部62a、62b、噪声检测器63、噪声滤波器64、累加器65、解调器66及运算器67。
低通滤波器61是通过将输出值Vo每隔一定时间进行计数(相加)来取得算术平均并予以输出的抽取滤波器。低通滤波器61的输出信号成为将接收信号Va复原后的数字信号。
正交解调部62a是利用规定的频率Fa来进行低通滤波器61的输出信号的正交检波的功能部。另外，正交解调部62b是利用与频率Fa不同的规定的频率Fb来进行低通滤波器61的输出信号的正交检波的功能部。在图4中图示了2个正交解调部62a、62b，但配置于处理部60内的正交解调部的实际的数量由使用的频率的数量决定。在典型的例子中，为了进行下行链路信号DSa、下行链路信号DSb、被动指示器检测用信号各自的载波信号的频率下的检波，需要设置3个正交解调部。在不需要主动笔2的倾斜检测的情况下，也可以不使用下行链路信号DSb，在该情况下，为了进行下行链路信号DSa及被动指示器检测用信号各自的检波而设置2个正交解调部即可。另外，也可以从多个主动笔2的各自通过频分复用来发送下行链路信号DSa，在该情况下，需要针对下行链路信号DSa的载波信号的每个频率设置正交解调部。以下，以如图4所示那样使用2个正交解调部62a、62b为前提来继续说明。
正交解调部62a、62b进行的正交检波具体而言是对低通滤波器61的输出信号求出与对应的频率的正弦波及余弦波各自的卷积和(内积)的处理。正交解调部62a、62b构成为将与余弦波的卷积和即同相成分IOUT和与正弦波的卷积和即正交成分QOUT向噪声滤波器64输出。
噪声检测器63是检测输出值Vo中包含的脉冲噪声(例如，从显示器产生的液晶噪声)并将检测到的脉冲噪声向噪声滤波器64供给的功能部。噪声滤波器64进行从自正交解调部62a、62b供给的信号(同相成分IOUT及正交成分QOUT)除去从噪声滤波器64供给的脉冲噪声的处理。
累加器65是以下的功能部：基于由噪声滤波器64除去脉冲噪声后的信号(同相成分IOUT及正交成分QOUT)来求出匹配度矢量，而且，使用规定时间长的窗口来求出匹配度矢量的长度及倾斜各自的移动平均，将得到的长度的平均值作为电平LEVEL(振幅)，将倾斜的平均值作为相位PHASE，分别向图1所示的处理部43逐次输出。累加器65构成为也将从噪声滤波器64供给的信号(同相成分IOUT及正交成分QOUT)自身向处理部43输出。需要说明的是，在图4中，在与正交解调部62a对应的同相成分IOUT、正交成分QOUT、电平LEVEL、相位PHASE各自的末尾标注有“a”，在与正交解调部62b对应的同相成分IOUT、正交成分QOUT、电平LEVEL、相位PHASE各自的末尾标注有“b”。
解调器66是通过基于由累加器65取得的数据进行输出值Vo的解调来取得主动笔2发送出的数据的功能部。例如在下行链路信号DSa中包含的数据信号通过DQPSK调制而生成的情况下，解调器66构成为基于由累加器65取得的相位PHASE来取得主动笔2发送出的数据。另外，例如在下行链路信号DSa中包含的数据信号通过QAM而生成的情况下，解调器66构成为基于由累加器65取得的电平LEVEL及相位PHASE来取得主动笔2发送出的数据。解调器66生成表示所取得的数据的符号串SYMBOL，并向处理部43输出。在图4中，在与正交解调部62a对应的符号串SYMBOL的末尾标注有“a”，在与正交解调部62b对应的符号串SYMBOL的末尾标注有“b”。
运算器67是使用正交解调部62a、62b的正交检波的结果来导出接收信号Va的每个频率的电平Level(振幅)并进行导出的电平Level的统计处理的功能部。电平Level的导出通过基于正交解调部62a、62b各自的输出信号(同相成分IOUT及正交成分QOUT)进行与累加器65同样的处理而执行即可。统计处理可以是将导出的电平Level平滑化的平滑化处理或基于此前导出的电平Level来预测将来的电平Level的预测处理。运算器67构成为将通过统计处理而得到的每个频率的电平Level向增益控制部70供给。需要说明的是，在图4中，在与正交解调部62a(频率Fa)对应的电平Level的末尾标注有“_a”，在与正交解调部62b(频率Fb)对应的电平Level的末尾标注有“_b”。
增益控制部70构成为具有加法器71、低通滤波器72及控制部73。加法器71是基于从运算器67供给的多个电平Level来决定在反馈信号FBa、Fb的电平的控制中使用的电平Level的值的电平决定部。具体而言，通过进行将多个电平Level总计的总计处理或选择多个电平Level中的1个(例如，最大的电平Level)的选择处理来决定在反馈信号FBa、Fb的电平的控制中使用的电平Level的值即可。
低通滤波器72是基于由加法器71决定的电平Level来生成增益调整部56的控制量LPinfo的功能部。在具体的例子中，利用通过将从加法器71输出的电平Level每隔一定时间进行计数(相加)来取得算术平均并予以输出的抽取滤波器来构成低通滤波器72即可。控制部73按照由低通滤波器72生成的控制量LPinfo来控制增益调整部56的增益(相乘值)。
在此，不使用由累加器65取得的电平LEVEL作为从处理部60向增益控制部70供给的电平，是因为优选基于包含噪声的信号的电平来控制增益调整部56的增益。如上所述，通过使用基于噪声除去前的信号而得到的电平Level来控制增益调整部56的增益，能够使反馈信号的电平追随向德尔塔-西格玛调制部50实际输入的接收信号Va(包含噪声的状态的接收信号Va)的电平。
图5是示出接收信号Va及输出值Vo的模拟结果的图。图5(a)示出了不进行增益控制部70的控制的比较例的模拟结果，图5(b)(c)示出了进行增益控制部70的控制的实施例的模拟结果。在该模拟中，使德尔塔-西格玛调制部50为一段结构，使接收信号Va为规定周期的正弦波。另外，在图5(a)(b)中，使接收信号Va的电平(振幅)每隔2个周期而增加，另一方面，在图5(c)中，使接收信号Va的电平(振幅)每隔2个周期而减小。而且，在各图中，将接收信号Va、输出值Vo及减法器51的输出信号ΔV进行了描点。
如图5(a)所示，在不进行增益控制部70的控制的情况下，若通过主动笔2向触摸面3a接近而接收信号Va的电平变大，则减法器51的输出信号ΔV不再振动，作为其结果，输出值Vo也不再振动。这样的话，无法从输出值Vo复原接收信号Va，因此处理部60的正交检波不再发挥功能。
如图5(b)所示，若进行增益控制部70的控制，则即使通过主动笔2向触摸面3a接近而接收信号Va的电平变大，也维持减法器51的输出信号ΔV的振动状态，作为其结果，输出值Vo也维持振动状态。因此，能够使处理部60的正交检波正常地发挥功能。需要说明的是，由于在由处理部60检测出接收信号Va的电平之前存在某种程度的时滞，所以如图5(b)所示，在接收信号Va的电平变大后，在一定的期间内，输出值Vo不再振动，但该时滞对解调部66的解调、处理部43对位置、倾斜的检测造成的影响是轻微的。
另外，如从图5(c)所理解的那样，根据增益控制部70的控制，在通过主动笔2从触摸面3a远离而接收信号Va的电平变小的情况下，能够减小增益调整部56的增益。并且，在该情况下，也维持输出信号ΔV及输出值Vo的振动状态。从该结果可理解，根据增益控制部70的控制，即使接收信号Va的电平各种各样地变动，也能够维持能够正常地进行处理部60的正交检波的状态。
以上，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6是示出本实施方式的变形例的接收部41中包含的接收电路的图。若比较该图和图4则可理解，本变形例在德尔塔-西格玛调制部50内具有比较器57a、57b、增益调整部58a、58b及加法器59这一点上与本实施方式不同。
比较器57a、57b不是量化器，分别是检测积分器53b的输出信号的电平的绝对值超过了规定值的比较器。在一例中，构成为：比较器57a在积分器53b的输出信号的电平超过了规定值Vref(Vref>0)的情况下输出“1”且在其以外的情况下输出“0”，比较器57b在积分器53b的输出信号的电平超过了规定值-Vref的情况下输出“1”且在其以外的情况下输出“0”。
增益调整部58a、58b分别是对比较器57a、57b的输出值乘以规定值的功能部。在一例中，增益调整部58a进行乘法运算的规定值是64，增益调整部58a进行乘法运算的规定值是-64。
加法器59是通过对增益调整部56的输出值加上增益调整部58a、58b的输出值来控制反馈信号FBa、Fb的电平的功能部。增益调整部58a、58b的输出值仅在积分器53b的输出信号的电平的绝对值超过了规定值的情况下成为0以外的值，因此加法器59在由比较器57a、57b检测到积分器53b的输出信号的电平的绝对值超过了规定值的情况下控制反馈信号FBa、Fb的电平。
根据本变形例，在接收信号Va的电平超过增益控制部70的调整范围而变大、作为其结果而积分器53b的输出信号的绝对值过于变大的情况下，能够控制反馈信号FBa、Fb的电平而减小积分器53b的输出信号的绝对值。因此，即使有时接收信号Va的电平超过增益控制部70的调整范围而变大，也能够使用德尔塔-西格玛调制部50来检测下行链路信号DS(笔信号)。
另外，在上述实施方式中，举出主动笔2和传感器控制器31双向地进行通信的情况而进行了说明，但本发明也能够合适地应用于主动笔2和传感器控制器31进行从主动笔2向传感器控制器31的单向通信的情况。
另外，在上述实施方式中，说明了使用由1个比较器构成的量化器54的例子，但本发明也能够应用于使用包括多个比较器的多位结构的量化器的情况。
附图标记说明
1 位置检测***
2 主动笔
3 电子设备
3a 触摸面
20 芯体
21 笔尖电极
22 环形电极
23 压力传感器
24 电池
25 集成电路
26 带阻滤波器
30 传感器
30x、30y 传感器电极
31 传感器控制器
32 主机处理器
40 切换部
41 接收部
42 发送部
43 处理部
50 德尔塔-西格玛调制部
51、51a、51b减法器
52、52a、52b放大器
53、53a、53b积分器
54量化器
55、55a、55b DAC
56 增益调整部
57a、57b 比较器
58a、58b 增益调整部
59 加法器
60 处理部
61 低通滤波器
62a、62b 正交解调部
63 噪声检测器
64 噪声滤波器
65 累加器
66 解调器
67 运算器
70 增益控制部
71 加法器
72 低通滤波器
73 控制部
DS、DSa、DSb下行链路信号
FB、FBa、FBb反馈信号
Fa、Fb 频率
IOUT、IOUTa、IOUTb 同相成分
LEVEL、LEVELa、LEVELb电平
Level、Level_a、Level_b 电平
LPinfo 控制量
PHASE、PHASEa、PHASEb相位
QOUT 正交成分
SYMBOL 符号串
US 上行链路信号
Va 接收信号
Vo 输出值。

Claims (17)

1.一种集成电路，检测从主动笔发送的笔信号，其中，包括：
德尔塔-西格玛调制部，包括从自传感器输入的所述笔信号减去反馈信号的减法器、对所述减法器的输出信号进行积分的积分器、将所述积分器的输出信号量化的量化器及基于所述量化器的输出值来生成所述反馈信号的DAC；
处理部，基于所述德尔塔-西格玛调制部的输出值来检测所述笔信号的电平；及
增益控制部，基于由所述处理部检测到的所述笔信号的电平来控制所述反馈信号的电平。
2.根据权利要求1所述的集成电路，
所述德尔塔-西格玛调制部构成为进行由1个比较器构成所述量化器的1位德尔塔-西格玛调制。
3.根据权利要求1或2所述的集成电路，
所述增益控制部基于由所述处理部检测到的所述笔信号的电平来控制所述DAC，从而控制所述反馈信号的电平。
4.根据权利要求1或2所述的集成电路，
还包括通过调整所述量化器的输出值的增益来生成所述德尔塔-西格玛调制部的输出值的增益调整部，
所述DAC基于所述德尔塔-西格玛调制部的输出值来生成所述反馈信号，
所述增益控制部基于由所述处理部检测到的所述笔信号的电平来控制所述增益调整部的增益，从而控制所述反馈信号的电平及所述德尔塔-西格玛调制部的输出值。
5.根据权利要求4所述的集成电路，
所述德尔塔-西格玛调制部中的从所述减法器到所述量化器为止由模拟电路构成，所述增益调整部由数字电路构成。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的集成电路，
所述处理部包括基于所述德尔塔-西格玛调制部的输出值来复原所述笔信号的低通滤波器及进行由所述低通滤波器复原后的所述笔信号的正交检波的正交解调部，
所述处理部使用所述正交检波的结果来检测所述电平。
7.根据权利要求6所述的集成电路，
所述处理部通过进行使用所述正交检波的结果而导出的电平的统计处理来检测所述电平。
8.根据权利要求7所述的集成电路，
所述统计处理是将导出的所述电平平滑化的平滑化处理或基于导出的所述电平来预测将来的所述电平的预测处理。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的集成电路，
所述处理部包括从所述正交解调部的输出信号除去噪声的噪声滤波器，
所述处理部基于由所述噪声滤波器除去噪声前的所述正交解调部的输出信号来检测所述电平。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的集成电路，
所述处理部包括以互相不同的频率进行正交检波的多个所述正交解调部，
所述处理部将所述电平针对每个所述正交解调部进行检测。
11.根据权利要求10所述的集成电路，
所述增益控制部包括基于由所述处理部检测到的多个所述电平来决定在所述反馈信号的电平的控制中使用的所述笔信号的电平的电平决定部。
12.根据权利要求11所述的集成电路，
所述电平决定部利用将由所述处理部检测到的多个所述电平总计的总计处理或选择由所述处理部检测到的多个所述电平中的1个的选择处理来决定在所述反馈信号的电平的控制中使用的所述笔信号的电平。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的集成电路，
所述多个正交解调部包括以所述笔信号的载波信号的频率进行正交检波的第一正交解调部及以为了检测被动指示器而使用的被动指示器检测用信号的载波信号的频率进行正交检波的第二正交解调部。
14.根据权利要求10～12中任一项所述的集成电路，
所述笔信号包括使用互相不同的频率的载波信号而发送的第一笔信号及第二笔信号，
所述多个正交解调部包括以所述第一笔信号的载波信号的频率进行正交检波的第一正交解调部及以所述第二笔信号的载波信号的频率进行正交检波的第二正交解调部。
15.根据权利要求14所述的集成电路，
所述第一笔信号及第二笔信号由互相不同的主动笔生成。
16.根据权利要求14所述的集成电路，
所述第一笔信号及第二笔信号从配置于1个主动笔中的互相不同的电极发送。
17.根据权利要求1～16中任一项所述的集成电路，
所述德尔塔-西格玛调制部还包括：
比较器，对所述积分器的输出信号的电平的绝对值超过了规定值进行检测；及
加法器，在由所述比较器检测到所述积分器的输出信号的电平的绝对值超过了规定值的情况下控制所述反馈信号的电平。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7301350B2 (en) 2005-06-03 2007-11-27 Synaptics Incorporated Methods and systems for detecting a capacitance using sigma-delta measurement techniques
KR101340860B1 (ko) * 2005-06-03 2013-12-13 시냅틱스, 인코포레이티드 시그마 델타 측정 기술들을 사용하여 캐패시턴스를검출하기 위한 방법들 및 시스템
EP4177718A1 (en) 2014-01-22 2023-05-10 Wacom Co., Ltd. Position indicator, position detecting device, position detecting circuit, and position detecting method
JP6551915B2 (ja) * 2015-07-06 2019-07-31 シグマセンス，エルエルシー 内圧、傾き及び回転についてのペンシステム
JP7113139B2 (ja) * 2019-05-10 2022-08-04 株式会社ワコム センサコントローラからペンに対して送信データを送信する方法、及び、ペン

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