WO2018066100A1 - スタイラス及びコントローラ - Google Patents
スタイラス及びコントローラ Download PDFInfo
- Publication number
- WO2018066100A1 WO2018066100A1 PCT/JP2016/079731 JP2016079731W WO2018066100A1 WO 2018066100 A1 WO2018066100 A1 WO 2018066100A1 JP 2016079731 W JP2016079731 W JP 2016079731W WO 2018066100 A1 WO2018066100 A1 WO 2018066100A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- stylus
- signal
- period
- command
- detected
- Prior art date
Links
- 241001422033 Thestylus Species 0.000 claims abstract description 260
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 77
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 74
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 18
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 14
- 239000000284 extract Substances 0.000 abstract 1
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 48
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 description 30
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 23
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 20
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 101150089752 selX gene Proteins 0.000 description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 230000007175 bidirectional communication Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
- G06F3/03545—Pens or stylus
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
- G06F3/0383—Signal control means within the pointing device
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/04162—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for exchanging data with external devices, e.g. smart pens, via the digitiser sensing hardware
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
- G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0441—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for receiving changes in electrical potential transmitted by the digitiser, e.g. tablet driving signals
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0442—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using active external devices, e.g. active pens, for transmitting changes in electrical potential to be received by the digitiser
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
- G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
Definitions
- the present invention relates to a stylus and a controller, and more particularly to a stylus and a controller used in a position detection system in which a liquid crystal display screen has a touch surface function.
- Patent Document 1 discloses an example of an in-cell type electronic device.
- one of the pair of electrodes constituting the mutual capacitance type touch sensor is shared with the common electrode of the liquid crystal display device.
- Patent Document 2 also discloses an example of an in-cell type electronic device.
- a touch detection operation and a display operation are performed in a time-sharing manner for each display horizontal period, and drive electrodes that are different for each display horizontal period in a touch detection operation. Is described.
- an active electrostatic stylus configured to be able to transmit and receive signals to and from a position detection device is often used as an input device for handwritten input on the touch surface of an electronic device. Yes.
- the active electrostatic stylus is simply referred to as a “stylus”.
- a signal transmitted from the stylus to the electronic device is referred to as a “downlink signal”, and a signal transmitted from the electronic device to the stylus is referred to as an “uplink signal”.
- Patent Document 3 describes an example of a tylus configured to transmit a signal modulated by writing pressure information or a unique ID together with an unmodulated continuous signal for position detection.
- a signal for position detection that is a signal of a predetermined pattern such as an unmodulated signal and does not include information is referred to as a “position signal”, and a signal that is modulated by writing pressure information or a unique ID is referred to as a “data signal”.
- the stylus as described above can be used in the above-described non-in-cell type and in-cell type electronic devices.
- the touch sensor electrode is also used as a downlink signal reception electrode and an uplink signal transmission electrode.
- the electrodes for the liquid crystal screen (common electrode and pixel electrode) and part of the electrodes for the touch sensor are combined, so that the potential for driving the pixel is applied to the liquid crystal screen electrode. While the pixel driving operation is set, the part of the touch sensor electrode cannot be used for receiving a downlink signal or transmitting an uplink signal. For this reason, various problems as described below have occurred in order to make the stylus usable in non-in-cell type or in-cell type electronic devices, and a solution has been required.
- the first problem is to configure the stylus so that it can be used in both non-in-cell type electronic devices and in-cell type electronic devices. It is convenient if a user can use one stylus for both non-in-cell type electronic devices and in-cell type electronic devices without changing the stylus, but the stylus can be used for in-cell type electronic devices. For this purpose, it is necessary to configure the stylus so as to pause transmission of the downlink signal during the pixel driving operation of the liquid crystal display device. However, this transmission suspension period is only useless from the viewpoint of a non-in-cell type electronic device that can receive a downlink signal even while a pixel driving operation is being performed.
- the stylus is configured to transmit the downlink signal even during the pixel drive operation, the useless transmission suspension period as seen from the non-in-cell type electronic device will be eliminated.
- the electronic device may fail to receive the downlink signal and cause transmission information to be lost.
- it is difficult to achieve both improvement in transmission efficiency when used with non-in-cell type electronic devices and prevention of transmission information loss when used with in-cell type electronic devices, and as a result, It has been considered difficult to configure a single stylus so that it can be used in both non-in-cell type electronic devices and in-cell type electronic devices.
- the second problem is shortening the time required for the stylus to detect the uplink signal from the in-cell type electronic device and start transmission of the downlink signal to the electronic device.
- the stylus In order to transmit a downlink signal to an in-cell type electronic device, the stylus needs to know a period (hereinafter referred to as “blank period”) in which the pixel driving operation is not performed in the electronic device. Therefore, when an uplink signal including information indicating a blank period arrangement method (interval, duration, etc.) is transmitted from the electronic device to the stylus as part of the negotiation operation performed at the start of communication, such an uplink signal is transmitted. Since the size of the signal becomes extremely large, it takes a long time before the stylus can start transmitting the downlink signal. Therefore, it is necessary to shorten this time.
- the third problem is securing the execution rate of position detection when the stylus is used with an in-cell type electronic device.
- the in-cell type electronic device as described above, a period during which a downlink signal cannot be transmitted occurs. Therefore, the frequency of transmitting the position signal described above must be reduced accordingly. As a result, the execution rate of position detection becomes small, so improvement is required.
- One of the objects of the present invention is to provide a stylus and a controller that can solve various problems that need to be solved in order to make the stylus usable in non-in-cell or in-cell electronic devices. It is in.
- a stylus is a stylus configured to be capable of transmitting data composed of a K-bit (K> 0) digital value to an electronic device, the sensor electrode of the electronic device and a coupling capacitance , And an uplink signal is detected using the stylus electrode, a command is extracted from the detected uplink signal, and M data (M ⁇ 1) are extracted based on the command.
- a signal processing circuit that repeatedly transmits the data according to the determined mode.
- a stylus according to a second aspect of the present invention is the stylus according to the first aspect, and further includes the command as one of the uplink signals when the signal processing circuit operates in the second mode.
- the transmission of the data is started in response to the detection of a shortened synchronization signal that is a signal having a shorter time length than the uplink signal.
- the controller according to the third aspect of the present invention performs the stylus detection operation in each of the N (N> 1) second periods arranged in the display cycle that is one cycle of the display operation.
- a second command for specifying data to be transmitted by the stylus using the second period is 1 While transmitting once in one display cycle, before the stylus is detected by the detection operation, a first command including type specifying information for specifying the type of the display device is sent to the one display cycle. It is said that it transmits several times in.
- the stylus according to the fourth aspect of the present invention performs the stylus detection operation in each of the N (N> 1) second periods arranged in the display cycle which is one cycle of the display operation.
- a stylus used together with the controller of the display device configured to transmit a position signal in response to receiving the first command including the type specifying information for specifying the type of the display device from the controller,
- a data signal including data specified by the second command is transmitted. Is.
- the controller includes first and second electrodes that intersect each other, and supplies a pixel driving voltage to the first electrode during the pixel driving period, while the pixel driving period.
- a controller for an in-cell type liquid crystal display device that detects the position of the stylus using the first and second electrodes during a stylus detection period different from the stylus, wherein the controller uses the second electrode to A command requesting transmission of a downlink signal is transmitted, and detection of the downlink signal transmitted from the stylus in response to the command is performed using both the first and second electrodes. The position of the stylus is detected based on the downlink signal.
- the stylus when the type of the electronic device indicated by the command is a non-in-cell type, the stylus uses a relatively small number of first periods to generate a K-bit digital value.
- the transmission efficiency of data can be improved by transmitting data consisting of, for example, writing pressure, while a relatively large number of second devices are used when the type of electronic device indicated by the command is an in-cell type.
- K-bit digital values for example, writing pressure data
- the stylus can be configured to be used in both non-in-cell type electronic devices and in-cell type electronic devices.
- the stylus can know the arrival of the stylus every second period by a simple synchronization signal (for example, data for one spread code). Therefore, since it is not necessary to transmit an uplink signal including information indicating the arrangement of the blank period (interval, duration, etc.) at the start of communication, the stylus detects the uplink signal from the in-cell type electronic device, It is possible to reduce the time required to start transmission of a downlink signal toward the electronic device.
- a simple synchronization signal for example, data for one spread code
- the controller realizes an in-cell electronic device (that is, N (N> 1) arranged in a display cycle which is one cycle of a display operation.
- the stylus detection operation is executed in each of the second periods)), and the command transmission frequency is different before the stylus is detected and after the stylus is detected.
- the controller can transmit a command to the stylus even while using the first electrode for pixel driving. Therefore, it is possible to secure a position detection execution rate when the stylus is used with an in-cell electronic device.
- FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement of signals within a second period T. It is a figure which shows the usage method of 2nd period T by the tablet 3B, (a) is before detecting the stylus 2, (b) is after detecting the stylus 2, respectively.
- FIG. 2 It is a figure which shows the usage method of the 2nd period T by the stylus 2, (a) is detected by the tablet 3B, (b) is detected by the tablet 3B, and is in a hover state, (c ) Shows a case where it is detected by the tablet 3B and is in a contact state. It is a processing flow figure of processing which tablet 3B performs. It is a processing flow figure of processing which tablet 3B performs. It is a processing flow figure of processing which stylus 2 performs. It is a processing flow figure of processing which stylus 2 performs. It is a processing flow figure of processing which stylus 2 performs. It is a processing flow figure of processing which stylus 2 performs. It is a processing flow figure of processing which stylus 2 performs.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of a usage state of the position detection system according to the first embodiment of the present invention.
- the position detection system according to the present embodiment includes tablets 3A, 3B, 3C and a stylus 2 shown in FIG.
- the tablets 3A and 3C are the above-described non-in-cell type electronic devices (display devices), and the tablet 3B is the above-described in-cell type electronic device (display device). .
- Each of the tablets 3A to 3C is configured to be able to write pictures and characters by both the stylus 2 and the user's finger 4.
- Both tablets 3 ⁇ / b> A and 3 ⁇ / b> B are configured to be capable of bidirectionally transmitting and receiving signals to and from the stylus 2, and perform bidirectional communication with the stylus 2.
- the tablet 3C is configured to be able to receive the downlink signal from the stylus 2, but does not have the ability to transmit the uplink signal to the stylus 2, and the signal transmitted from the stylus 2 in one direction is not received. Receive.
- the stylus 2 is a multi-protocol stylus (triple stylus) that supports three protocols (communication protocols) that support communication with each of the tablets 3A to 3C.
- the user presses the pen tip of the stylus 2 against one of the touch surfaces of the tablets 3A to 3C, and moves the pen tip of the stylus 2 on the touch surface while maintaining the state, thereby drawing pictures on the tablets 3A to 3C. And write letters.
- the user continues to use the tablets 3A to 3C while moving back and forth without having to use the stylus 2 once started to be replaced by another stylus.
- FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the stylus 2.
- the stylus 2 includes a stylus electrode 20, a signal processing circuit 21, an amplification unit 22, a power source 23, a writing pressure detection unit 24, and a switch 25.
- the stylus electrode 20 is a conductor installed in the vicinity of the pen tip of the stylus 2, receives the uplink signal US transmitted from the tablets 3 ⁇ / b> A and 3 ⁇ / b> B, supplies the uplink signal US to the signal processing circuit 21, and from the signal processing circuit 21. It plays a role of transmitting the supplied downlink signal DS toward the tablets 3A to 3C.
- the writing pressure detection unit 24 includes a pressure sensor that detects pressure (writing pressure) applied to the pen tip of the stylus 2 (not shown).
- the writing pressure detection unit 24 converts the writing pressure detected by the pressure sensor into writing pressure data P composed of a K-bit (K> 0) digital value, and supplies it to the signal processing circuit 21.
- the switch 25 is a switch provided on the surface (side surface or end surface) of the casing of the stylus 2, and is configured to be turned on and off by the user.
- the signal processing circuit 21 is supplied with switch information SW indicating the on / off state of the switch 25.
- the power source 23 is a functional unit that supplies operating power to each unit of the stylus 2, and is, for example, a battery.
- the signal processing circuit 21 and the amplifying unit 22 perform reception processing of the uplink signal US supplied from the stylus electrode 20, and generate one of the two types of downlink signals DS1 and DS2 based on the result, and the stylus It has a function of supplying to the electrode 20.
- the downlink signal DS1 is a downlink signal DS configured by a pulse train signal
- the downlink signal DS2 is a downlink signal DS configured by a sine wave signal.
- the position signal that is the downlink signal DS1 is an unmodulated pulse train signal
- the data signal that is the downlink signal DS1 is a signal obtained by modulating the pulse train signal with the writing pressure data P or the like.
- the position signal as the downlink signal DS2 is an unmodulated sine wave signal
- the data signal as the downlink signal DS2 is a signal obtained by modulating the sine wave signal with the pen pressure data P or the like.
- Each of the tablets 3A to 3C is configured to be able to receive only one of the downlink signals DS1 and DS2. Therefore, when the signal processing circuit 21 of the stylus 2 starts communication with the tablets 3A to 3C, the signal processing circuit 21 detects the type of the downlink signal DS that can be received by the tablet that is the communication partner, and the down signal corresponding to the detected type.
- a link signal DS is configured to be transmitted.
- the signal processing circuit 21 includes a control unit 21a, a boosting unit 21b, an oscillation unit 21c, and a switch unit 21d.
- the boosting unit 21b is a circuit that generates a DC voltage V1 by boosting the DC voltage supplied from the power supply 23.
- the booster 21b is configured by a DC-DC converter or a charge pump circuit.
- the oscillating unit 21c is a circuit that generates an unmodulated sine wave signal (carrier wave signal) that vibrates at a predetermined frequency by performing an oscillating operation based on a DC voltage supplied from the power supply 23.
- the amplifying unit 22 plays a role of generating an unmodulated sine wave signal v2 by amplifying the sine wave signal generated by the oscillating unit 21c with a predetermined amplification factor.
- the amplifying unit 22 is preferably configured by an amplifying circuit including a transformer and a capacitor.
- the switch unit 21d is a switch element configured to connect the common terminal c and any one of the terminals a, b, g, and r.
- the terminal a is connected to the output terminal of the boosting unit 21b
- the terminal b is connected to the output terminal of the amplifying unit 22
- the terminal g is connected to a power supply line to which a ground potential is supplied
- the terminal r is connected to a control unit 21a via a buffer.
- the common terminal c is connected to the stylus electrode 20.
- the control unit 21a is an IC that also receives the uplink signal US in addition to the supply of the control signal Ctrl for controlling the switch unit 21d, and is configured to operate with the power supplied from the power supply 23.
- the control unit 21a may be an ASIC or MCU.
- the control unit 21a operates by executing a program stored in a ROM and a RAM provided therein.
- the control unit 21a When transmitting the downlink signal DS1, the control unit 21a switches between a state in which the terminal a is connected to the common terminal c and a state in which the terminal g is connected to the common terminal c by the control signal Ctrl. The process which switches the part 21d is performed. More specifically, when the position signal is transmitted using the downlink signal DS1, the control unit 21a performs switching control of the switch unit 21d between the two states periodically at a predetermined cycle. As a result, an unmodulated pulse train signal is output from the switch unit 21d. When transmitting a data signal using the downlink signal DS1, the control unit 21a switches between the two states according to data Res (see FIG. 3) such as writing pressure data P and switch information SW. Switching control of the unit 21d is performed. Thereby, the pulse train signal modulated based on the data Res is output from the switch unit 21d.
- the data Res may include other information such as identification information of the stylus 2 stored in advance in the signal processing circuit 21.
- the control unit 21a When transmitting the downlink signal DS2, the control unit 21a switches between a state in which the terminal b is connected to the common terminal c and a state in which the terminal g is connected to the common terminal c by the control signal Ctrl. The process which switches the part 21d is performed. More specifically, when the position signal is transmitted using the downlink signal DS2, the control unit 21a fixes the switch unit 21d to the terminal b side. As a result, an unmodulated sine wave signal v2 is output from the switch unit 21d. Further, when the data signal is transmitted using the downlink signal DS2, the control unit 21a performs switching control of the switch unit 21d between the two states according to the data Res described above. As a result, a sine wave signal modulated based on the data Res is output from the switch unit 21d.
- the control unit 21a when receiving the uplink signal US fixes the switch unit 21d to the terminal r side by the control signal Ctrl. As a result, the charge appearing on the stylus electrode 20 is supplied to the receiving terminal of the control unit 21a, and the control unit 21a receives the uplink signal US based on the supplied charge.
- FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the tablet 3B.
- the configuration of the in-cell tablet 3B will be described in detail with reference to the same drawing, but the same applies to the tablets 3A and 3C. However, since they are not exactly the same, the differences from the tablet 3B will be described in the following description of the tablet 3B.
- the tablet 3 ⁇ / b> B includes a sensor 30, a controller 31, and a host processor 32.
- the sensors 30 each extend in the Y direction and are arranged at equal intervals in the X direction perpendicular to the Y direction, and each of the sensors 30 extends in the X direction and is arranged at equal intervals in the Y direction.
- a plurality of sensor electrodes 30Y are arranged in a matrix.
- the sensor 30 is configured to form a coupling capacitance with the stylus 2 by the sensor electrodes 30X and 30Y.
- the sensor 30 is used not only for detecting the stylus 2 but also for the finger 4.
- an example is shown in which both the sensor electrodes 30Y and 30X are made of linear conductors, but the sensor electrodes 30Y and 30X can be made of conductors of other shapes.
- one of the sensor electrodes 30Y and 30X such as an electrode having a shape illustrated in Patent Document 1, is configured by a plurality of rectangular conductors arranged two-dimensionally so that the two-dimensional coordinates of the stylus can be detected. It is good as well.
- FIG. 4A is a schematic cross-sectional view showing the arrangement of the sensor electrodes 30X and 30Y in the tablet 3B
- FIG. 4B is a schematic top view corresponding to FIG. 4A.
- the side far from the stylus 2 is described as the lower side
- the side closer to the stylus 2 is described as the upper side. This also applies to FIGS. 5A and 5B described later.
- the tablet 3B includes a liquid crystal layer 60, a color filter glass 61, and a polarizing plate 62 in order from the bottom as components of the liquid crystal display device, and the sensor electrodes 30Y and 30X are Arranged between them. More specifically, the sensor electrode 30X is formed on the upper surface of the liquid crystal layer 60, and the sensor electrode 30Y is formed on the upper surface of the color filter glass 61. Although not shown, transparent insulating layers are disposed between the sensor electrode 30X and the color filter glass 61 and between the sensor electrode 30Y and the polarizing plate 62, respectively.
- a pixel electrode (not shown) for each pixel is formed below the liquid crystal layer 60.
- the host processor 32 performs the driving operation of each pixel by controlling the potential of this pixel electrode while supplying a predetermined pixel driving voltage Vcom (in this case, a fixed value) to each sensor electrode 30X. Since the pixel driving voltage Vcom is supplied in this way, the sensor electrode 30X cannot be used for communication with the stylus 2 or detection of the finger 4 while the pixel driving operation is being performed.
- Vcom a predetermined pixel driving voltage
- the plurality of sensor electrodes 30X and the plurality of sensor electrodes 30Y are arranged so as to cross each other as shown in FIG. Therefore, when the tablet 3B is viewed from the touch surface side, it seems that the intersections of the sensor electrodes 30Y and 30X are two-dimensionally arranged.
- FIG.5 (a) is typical sectional drawing which shows arrangement
- FIG.5 (b) is typical sectional drawing which shows arrangement
- FIG. 5 (b) is typical sectional drawing which shows arrangement
- the common electrode 63 is formed on the upper surface of the liquid crystal layer 60 as shown in FIGS. Further, in the tablet 3A, the sensor electrodes 30X and 30Y are arranged as separate components separated from the liquid crystal display device above the polarizing plate 62 as shown in FIG. As shown in (b), it is disposed between the color filter glass 61 and the polarizing plate 62.
- Both the tablets 3A and 3C are non-in-cell types, but the configuration of the tablet 3A may be referred to as an “out-cell” type, and the configuration of the tablet 3C may be referred to as an “on-cell” type.
- the pixel driving potential Vcom described above is supplied to the common electrode 63 independent of the sensor electrode, and is not supplied to the sensor electrode 30X. Therefore, in the tablets 3A and 3C, the sensor electrode 30X can be used for communication with the stylus 2 or detection of the finger 4 even while the pixel driving operation is being performed.
- the 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 transmission / reception operations of the controller 31 by controlling the transmission units 42 and 43, the reception unit 44, and the selection unit 45.
- the MCU 60 is a microprocessor that has a ROM and a RAM therein and operates by executing a program stored therein.
- the MCU 60 also has a function of outputting the above-described pixel driving potential Vcom and a command COM described later.
- the logic unit 41 is configured to output control signals ctrl_1 to ctrl_4 and ctrl_r based on the control of the MCU 40. Note that the function of outputting the pixel driving potential Vcom is provided in the host processor 32 in the tablets 3A and 3C, and is not provided in the MCU 40.
- the transmission unit 42 is a circuit that generates a finger detection signal FDS used for detecting the finger 4 according to the control of the MCU 40.
- the finger detection signal FDS may be, for example, an unmodulated pulse train signal or a sine wave signal.
- the transmission unit 43 is a circuit that generates the uplink signal US according to the control of the MCU 40 and the logic unit 41. As illustrated in FIG. And a transmission guard unit 54. Of these, the pattern supply unit 50 is described as being included in the transmission unit 43 in the present embodiment, but may be included in the MCU 40. Further, the transmission unit 43 is not provided in the controller 31 of the tablet 3C that does not have the function of transmitting the uplink signal US.
- FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the uplink signal US.
- the uplink signal US used in the present embodiment is composed of a start bit SB composed of 1-bit information and a command COM composed of 5-bit information.
- the command COM includes data CC0 to CC3 for 4 bits and a cyclic redundancy code CRC for 1 bit calculated based on the data CC0 to CC3.
- the start bit SB is used by the stylus 2 to detect the presence of the controller 31 and is known to the stylus 2 in advance (before the stylus 2 detects the controller 31). As will be described later, the stylus 2 detects the arrival of the uplink signal US by detecting the start bit SB. Further, the tablet 3B may transmit the start bit SB alone without transmitting a subsequent signal.
- the uplink signal US in that case is shortened as a signal shorter than the uplink signal US including the command COM. Sometimes referred to as a synchronization signal PI.
- Data CC0 to CC3 indicate commands (commands) for the stylus 2. There are two types of commands indicated by the data CC0 to CC3.
- the first is a command including type specifying information for specifying the type of communication protocol used between the stylus 2 and the tablet, and may be referred to as a “first command” below.
- the types of communication protocols are mainly communication frequency (including rectangular wave or sine wave) for transmitting the downlink signal DS (position signal or data signal) by the stylus 2 and the format of the downlink signal DS (position signal). And the data signal, the type of data to be transmitted using the data signal, and the prior arrangement of the transmission time (timing and transmission period) of the downlink signal DS.
- the first command is transmitted by the tablets 3A and 3B that have not yet detected the stylus 2.
- the type specifying information may be given to the stylus 2 as a type of tablet.
- the type specifying information is, for example, information indicated by 1 bit of the data CC0, and indicates the type of communication protocol required for the stylus 2 by indicating which type of tablet 3A or 3B the tablet that transmitted the command is. Show.
- the stylus 2 when the stylus 2 communicates with the tablet 3B, the stylus 2 transmits the downlink signal DS in response to the reception of the shortened synchronization signal PI.
- the shortened synchronization signal PI when the communication with the tablet 3A is performed, the shortened synchronization signal PI is not used in the first place, and the stylus 2 transmits the downlink signal DS triggered by the reception of the uplink signal US including the command COM. Will do. Therefore, it can be said that the type specifying information is information indicating whether or not the stylus 2 should transmit the downlink signal DS in accordance with the shortened synchronization signal PI.
- the second is a command for specifying data to be transmitted by the stylus 2 such as the pen pressure data P shown in FIG. 2, and may be referred to as a “second command” below.
- the second command is transmitted by the tablets 3A and 3B in which the stylus 2 has been detected. In other words, the second command indicates that the controller 31 has detected the stylus 2.
- the pattern supply unit 50 holds the start bit SB, and is configured to output the held start bit SB in accordance with an instruction of the control signal ctrl_t1 supplied from the logic unit 41.
- the command COM is supplied from the MCU 40 to the transmission unit 43.
- the switch 51 has a function of selecting either the pattern supply unit 50 or the MCU 40 based on the control signal ctrl_t2 supplied from the logic unit 61 and supplying the selected output 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 spreading code PN having a predetermined chip length having autocorrelation characteristics based on the control signal ctrl_t3 supplied from the logic unit 41.
- the spreading code PN held by the code string holding unit 52 is supplied to the spreading processing unit 53.
- the spread processing unit 53 modulates the spread code PN 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 having a predetermined chip length. Has a function to obtain a column.
- FIG. 6 illustrates an example of a transmission chip sequence acquired with respect to the start bit SB.
- the spread processing unit 53 is configured to supply the acquired transmission chip sequence to the transmission guard unit 54.
- the transmission guard unit 54 is necessary 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.
- a guard period (period in which neither transmission nor reception is performed) is inserted.
- the reception unit 44 is a circuit for receiving the downlink signal DS transmitted by the stylus 2 or the finger detection signal FDS transmitted by the transmission unit 42 based on the control signal ctrl_r of the logic unit 41. Specifically, it includes an amplification circuit 55, a detection circuit 56, and an analog / digital (AD) converter 57.
- the amplification circuit 55 amplifies and outputs the downlink signal DS or 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 from the AD converter 57 is supplied to the MCU 40. Based on the digital signal thus supplied, the MCU 40 detects the position of the stylus 2 or the finger 4 and acquires the data Res (the above-described writing pressure data P, switch information SW, identification information, etc.) transmitted by the stylus 2. .
- the MCU 40 sequentially outputs the coordinates x and y indicating the acquired position and the acquired data Res to the host processor 32.
- the selection unit 45 includes switches 58x and 58y and conductor selection circuits 59x and 59y.
- the switch 58y is a switch element configured such that the common terminal is connected to one of the T terminal and the R terminal.
- the common terminal of the switch 58 y is connected to the conductor selection circuit 59 y, the T terminal is connected to the output end of the transmission unit 43, and the R terminal is connected to the input end of the reception unit 44.
- the switch 58x is a switch element configured to connect the common terminal and any one of the T1, T2, D, and R terminals.
- 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 driving voltage Vcom.
- 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 the plurality of sensor electrodes 30X to the common terminal of the switch 58x.
- the conductor selection circuit 58x is configured such that a part or all of the plurality of sensor electrodes 30X can be simultaneously connected to the common terminal of the switch 58x.
- the conductor selection circuit 59y is a switch element for selectively connecting the plurality of sensor electrodes 30Y to the common terminal of the switch 58y.
- the conductor selection circuit 59y is also configured to be able to simultaneously connect a part or all of the plurality of sensor electrodes 30Y to the common terminal of the switch 58y.
- 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 uses the control signals sTRx, sTRy, selX, and selY to control the selection unit 45, thereby transmitting the uplink signal US or the finger detection signal FDS and applying the pixel driving voltage Vcom. The link signal DS or the finger detection signal FDS is received.
- FIGS. 7 to 10 are diagrams illustrating the operation of the controller 31.
- FIG. Hereinafter, the relationship between the control state of the selection unit 45 by the logic unit 41 and the operation of the controller 31 will be described in detail with reference to FIGS.
- FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the controller 31 when performing finger detection.
- the logic unit 41 controls the switch 58x so that the T2 terminal is connected to the common terminal, and controls the switch 58y so that the R terminal is connected to the common terminal.
- the conductor selection circuits 59x and 59y are controlled so that a combination of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y is sequentially selected.
- the finger detection signal FDS that has passed through each of the plurality of intersections configured by the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y is sequentially received by the receiving unit 44.
- the MCU 40 detects the position of the finger 4 on the touch surface based on the reception intensity of the finger detection signal FDS sequentially received in this way.
- FIG. 8 is a diagram showing the operation of the controller 31 when the pixel driving operation is executed.
- the logic unit 41 controls the switch 58x so that the D terminal is connected to the common terminal, and controls the conductor selection circuit 59x so that all of the plurality of sensor electrodes 30X are simultaneously connected to the switch 58x.
- the pixel driving voltage Vcom is supplied from the MCU 40 to each sensor electrode 30X, so that the host processor 32 can execute the pixel driving operation.
- the MCU 40 causes the logic unit 41 to execute the above control at a timing based on the timing signal supplied from the host processor 32.
- FIG. 9 is a diagram illustrating the operation of the controller 31 when the uplink signal US is transmitted.
- the logic unit 41 controls the switch 58x so that the T1 terminal is connected to the common terminal, and controls the switch 58y so that the T terminal is connected to the common terminal.
- the conductor selection circuits 59x and 59y are controlled so that all of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y are simultaneously selected. As a result, the uplink signal US is transmitted from all of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y.
- the sensing range SR is a range in which the controller 31 can receive the downlink signal DS. That is, in order for the controller 31 to receive the downlink signal DS transmitted by the stylus 2, the stylus 2 needs to be close to the touch surface of the tablet 3B to the extent that the downlink signal DS reaches the controller 31. .
- the sensing range SR indicates a range in which the downlink signal DS reaches the controller 31.
- the uplink detection height AH indicates the limit of the height (distance from the touch surface) at which the stylus 2 can receive the uplink signal US.
- the uplink detection height AH is located at a location higher than the upper limit of the sensing range SR (location away from the touch surface). This is due to the difference in transmission strength between the uplink signal US and the downlink signal DS.
- a state in which the stylus 2 is below the uplink detection height AH but is not in contact with the touch surface is referred to as a “hover state”, and a state in which the stylus 2 is in contact with the touch surface is referred to as a “contact state”. Called.
- FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of the controller 31 when the downlink signal DS is received.
- the logic unit 41 controls each of the switches 58x and 58y so that the R terminal is connected to the common terminal.
- the control method of the conductor selection circuits 59x and 59y differs depending on the type of the downlink signal DS to be received.
- the logic unit 41 controls the conductor selection circuits 59x and 59y so that the combination of the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y is sequentially selected. .
- the position signal that has passed through each of the plurality of intersections constituted by the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y is sequentially received by the receiving unit 44.
- the MCU 40 detects the position of the stylus 2 on the touch surface based on the reception strength of the position signals sequentially received in this way.
- the logic unit 41 when receiving the downlink signal DS that is a data signal has a predetermined number in the vicinity of the position of the stylus 2 detected by receiving the immediately preceding position signal among the plurality of sensor electrodes 30X and 30Y.
- the conductor selection circuits 59x and 59y are controlled so that only one (for example, one) is selected.
- Data signals received by the selected predetermined number of sensor electrodes are supplied to the MCU 40 via the receiving unit 44.
- the MCU 40 acquires the above-described data Res from the data signal thus supplied.
- FIG. 11 is a state transition diagram of the stylus 2.
- FIG. 12 is a diagram showing details of the operation of the stylus 2 in the state S103 (operation mode) shown in FIG.
- the initial state of the stylus 2 is the sleep mode (state S100).
- the stylus 2 in the sleep mode does not perform any special processing except that it periodically transitions to a state (state S101) in which the uplink signal US and the pen pressure are detected.
- the stylus 2 in the state S101 performs the detection operation of the uplink signal US and the pen pressure. Specifically, first, the start bit SB constituting the first bit of the uplink signal US is detected. When the start bit SB is detected, the above-described type specifying information is also detected. In parallel with these detection operations, it is determined whether or not the pen pressure data P output from the pen pressure detector 24 is zero.
- the stylus 2 keeps the uplink signal US until time-out. And the detection operation of the pen pressure is repeated. After the time-out, the process returns to the state S100 and enters the sleep mode.
- the stylus 2 transitions to a state for selecting a communication protocol (state S102). For example, if it is a communication protocol for communicating with the tablet 3B, the usage method (refer FIG. 16) of the 2nd period T mentioned later etc. are included.
- the stylus 2 selects a communication protocol for communicating with the tablet 3A when the start bit SB is detected and the type of the tablet indicated by the type specifying information is the tablet 3A. .
- the communication protocol for communicating with the tablet 3B is selected and the start bit SB is detected.
- the writing pressure is detected in a state where the writing pressure is not detected (that is, when the writing pressure data P is not 0)
- a communication protocol for communicating with the tablet 3C is selected.
- the stylus 2 that has selected the communication protocol in the state S102 transitions to the operation mode (state S103) as shown in FIG.
- the operation mode is a mode in which communication is performed in accordance with the selected communication protocol, and specifically includes three states S103a to S103c as shown in FIG.
- the state S103a is a mode in which the stylus 2 communicates with the tablet 3A according to a communication protocol for communicating with the tablet 3A (data is transmitted using M (M ⁇ 1) first periods S described later). First mode).
- the stylus 2 in this case repeats the operation of receiving the uplink signal US including the command COM (state S111) and transmitting the downlink signal DS corresponding to the received command COM (state S112).
- the downlink signal DS transmitted in the state S112 is configured only by the position signal when the command COM indicates the above-described first command, and when the command COM indicates the above-described second command. , A position signal and a data signal including data specified by the command COM.
- the state S103b is a mode in which the stylus 2 communicates with the tablet 3B in accordance with a communication protocol for communicating with the tablet 3B (data is transmitted using N (N> M) second periods T described later). Second mode).
- the stylus 2 in this case first performs an operation of receiving the uplink signal US including the command COM (state S113).
- the stylus 2 that has received the command COM in the state S113 prepares for transmission of the position signal when the command COM indicates the first command.
- the position signal is prepared for transmission, the data specified by the command COM is acquired, and the data signal including the acquired data is prepared for transmission. Do.
- the stylus 2 performs a reception operation of the shortened synchronization signal PI (state S114).
- the shortened synchronization signal PI is composed of only the start bit SB, and is an uplink signal US having a shorter time length than the uplink signal US including the command COM. Since the shortened synchronization signal PI is a signal having a shorter time length than the uplink signal US including the command COM, the stylus 2 is configured so that the detected uplink signal US is shortened and synchronized according to the time length of the detected uplink signal US. It can be determined whether the signal includes the signal PI or the command COM.
- the stylus 2 When the shortened synchronization signal PI is received, the stylus 2 transmits a part of the prepared position signal or data signal according to the shortened synchronization signal PI (state S115). Since the stylus 2 can transmit only one bit of information according to the shortened synchronization signal PI, the tablet 3B is configured to repeatedly transmit the shortened synchronization signal PI, and the stylus 2 receives the shortened synchronization signal PI each time. , Configured to transmit a portion of the position signal or data signal. After the transmission of all the bits of the data signal is completed, the stylus 2 returns to the state S113 and repeats the reception operation of the uplink signal US including the command COM. These points will be described in more detail later.
- State S103c is a mode in which the stylus 2 transmits a one-way downlink signal DS to the tablet 3C according to a communication protocol for communicating with the tablet 3C.
- the stylus 2 in this case unilaterally repeats transmission of the downlink signal DS (state S116).
- the stylus 2 transitions to a timeout state (state S104).
- This time-out state occurs when the start bit SB is not received over a predetermined period regarding communication with the tablets 3A and 3B.
- the communication with the tablet 3C occurs when the writing pressure is no longer detected.
- the stylus 2 that has transitioned to the timeout state returns to the state S101 and repeats the operation of detecting the uplink signal US and the pen pressure.
- FIG. 13A is a time chart of each operation when the stylus 2 communicates with the tablet 3A
- FIG. 13B shows each operation when the stylus 2 communicates with the tablet 3B.
- the video synchronization signal Vsync is a pulse signal indicating an operation cycle VT of video display by the host processor 32 (a display cycle which is one cycle of the display operation).
- the host processor 32 is configured to execute display of one image frame during one operation cycle VT.
- the controller 31 of the tablet 3A transmits an uplink signal US, receives a downlink signal DS, and detects a finger within one operation cycle VT. Are repeatedly executed in this order.
- the period during which the downlink signal DS reception operation is performed is referred to as a first period S.
- M the number of first periods S provided after transmission of the uplink signal US
- M 1 in the example of FIG. 13A
- M ⁇ 2 the data amount of the downlink signal DS is Considering the execution period necessary for the finger detection operation
- M ⁇ 2 may be set when the downlink signal DS cannot be received by one reception operation.
- a finger detection operation is arranged during each first period S.
- the start timing of one or more first periods S set after the transmission period of the uplink signal US may be determined in advance by a communication protocol, or may be determined from the tablet 3A by the uplink signal US. 2 may be notified.
- the stylus 2 that communicates with the tablet 3A After receiving the command COM by the reception operation of the uplink signal US, the stylus 2 that communicates with the tablet 3A receives one or more first periods from the communication protocol or uplink signal US selected in the state S102 of FIG.
- the arrangement of S is acquired, and the downlink signal DS corresponding to the received command COM is transmitted using the acquired first period S.
- the position signal is first transmitted, and then the data signal including the data instructed by the command COM is transmitted.
- the tablet 3A that receives the downlink signal DS first detects the position of the stylus 2 based on the position signal, and then receives the data signal using one or more sensor electrodes in the vicinity of the detected position. Do.
- a plurality of horizontal blanking periods HB are arranged in one operation cycle VT.
- a process for returning the pixel to be driven from the right end to the left end of the screen is performed, and during this process, the host processor 32 pauses the pixel driving process.
- the period during which the pixel driving process is stopped is generally called a blank period BP, and the tablet 3B uses this blank period BP as a second period T for communicating with the stylus 2 or detecting the finger 4. use.
- FIG. 14 is a diagram showing the arrangement of signals in the second period T.
- the controller 31 of the tablet 3B transmits a start bit SB as the shortened synchronization signal PI in synchronization with the start timing of the second period T.
- the stylus 2 transmits a downlink signal DS (position signal or data signal) in response to receiving the shortened synchronization signal PI.
- DS position signal or data signal
- the amount of data that can be transmitted within one second period T is 1 bit as described above.
- FIG. 15 is a diagram showing a specific usage method of the second period T by the tablet 3B.
- FIG. 15A shows the state before the stylus 2 is detected
- FIG. 15B shows the state after the stylus 2 is detected.
- the tablet 3B before detecting the stylus 2 has a plurality of second periods T (for example, more times than the number of times of transmission of the command COM after detecting the stylus 2).
- the uplink signal US including the command COM is transmitted.
- the command COM in this case indicates the first command and includes type specifying information for specifying the type of the tablet.
- the tablet 3B in this case performs the detection operation of the stylus 2 and the finger 4 by using each of the other second periods T in a time-sharing manner.
- the tablet 3B after detecting the stylus 2 has a smaller number of times (for example, one second time) than the number of times the command COM is transmitted before the stylus 2 is detected.
- the uplink signal US including the command COM is transmitted (only in the period T1).
- the command COM in this case indicates the second command, and specifies data (writing pressure data P or the like) to be transmitted by the stylus 2 using the second period T.
- the tablet 3B detects the position of the stylus 2 using each of the ten second periods T2, T5, T9, T13, T17, T21, T25, T29, T33, T37 (stylus detection period) 20 second periods T3, T6, T7, T10, T11, T14, T15, T18, T19, T22, T23, T26, T27, T30, T31, T34, T35, T38, T39, T40 (data signal reception Data signals are received using each of the (periods), and each of the nine second periods T4, T8, T12, T16, T20, T24, T28, T32, and T36 (finger detection periods) is used. The position of the finger 4 is detected.
- FIG. 16 is a diagram showing a specific usage method of the second period T by the stylus 2.
- FIG. 16 (a) is detected by the tablet 3B
- FIG. 16 (b) is detected by the tablet 3B
- FIG. 16 (c) is detected by the tablet 3B. In the contact state, each is shown.
- the command COM transmitted by the tablet 3B that has not yet detected the stylus 2 indicates the first command including the type specifying information for specifying the type of the tablet, as described above.
- the stylus 2 detects the uplink signal US including the command COM and grasps that the transmission source of the uplink signal US is the tablet 3B from the type specifying information included therein, refer to FIG. 11 and FIG.
- the communication protocol used for communication with the tablet 3B is selected, and the position signal is continuously transmitted as shown in FIG. Note that FIG. 16A shows only the second period T, but this continuous transmission is a time between two adjacent second periods T (a time during which the pixel driving operation is performed). Will continue to run.
- the command COM transmitted by the tablet 3B that has detected the stylus 2 indicates a second command for specifying data to be transmitted by the stylus 2, such as the pen pressure data P, as described above.
- the stylus 2 that has received this command COM performs different operations when hovering and when touching. That is, as shown in FIG. 16B, the stylus 2 at the time of hovering sequentially transmits the second bit SW2 to the first bit SW1 of the switch information SW using the second periods T6 and T7. The predetermined bits “1” and “0” are alternately transmitted.
- the stylus 2 at the time of contact transmits a predetermined bit “0” using the second period T3, and the second periods T6, T7, T10, T11, T14.
- the 14th bit P13 to the first bit P0 of the pen pressure data P are sequentially transmitted, and the second periods T34 and T35 are transmitted.
- the second bit SW2 to the first bit SW1 of the switch information SW are transmitted in order, and the third bit of the checksum generated by the stylus 2 based on the transmission data using the second period T38 to T40. From Sum2 to the first bit Sum0 are transmitted in order.
- the system related to the stylus 2 and the tablet 3B according to the present invention has an operation mode before the stylus 2 is detected, in addition to the two operation modes at the time of hover and contact after the tablet 3B detects the stylus 2. including.
- the stylus 2 depends on its own state (whether it is hovering or contacting) and whether it is already detected by the tablet 3B.
- a position signal or a data signal is transmitted in accordance with the formats of FIGS. 16B, 16C, and 16A, respectively.
- FIGS. 17 and 18 are process flow diagrams of processes performed by the tablet 3B. However, only the processing related to the stylus 2 is shown in the figure, and for example, the processing related to detection of the finger 4 is omitted.
- FIG. 17 is a process flow diagram before the tablet 3B detects the stylus 2.
- the tablet 3B first transmits a command COM indicating the first command (command to be transmitted when the stylus 2 is not detected) (specifically, in FIG. 15A).
- the second period T1, T21) shown is awaited (step S1), and when it arrives, the communication protocol supported by the tablet 3B is indicated to the stylus 2 (or the tablet 3B is shown).
- the uplink signal US including the command COM indicating the command 1 is transmitted (step S2).
- the tablet 3B scans all the sensor electrodes 30X and 30Y using the subsequent second period T (step S3).
- the sensor electrodes 30 ⁇ / b> Y may be scanned in order to shorten the scanning time. By doing so, the detection operation of the finger 4 performed by time division within the same second period T can be executed over a longer time.
- step S4 the tablet 3B determines whether or not a position signal has been detected as a result of the scan in step S3 (step S4). As a result, if it is determined that it has not been detected, the process returns to step S1 and continues.
- FIG. 18 is a process flow diagram after the tablet 3B detects the stylus 2.
- the tablet 3B determines the transmission timing of the command COM that specifies data to be transmitted by the stylus 2 using the second period T (specifically Is waiting for the arrival of the second period T1) shown in FIG. 15B (step S5), and when it arrives, the stylus 2 specifies data to be transmitted using the second period T.
- the uplink signal US including the command COM to be transmitted is transmitted (step S6).
- the tablet 3B transmits the command COM indicating the second command (command to be transmitted after detecting the stylus 2) (second period T1 shown in FIG. 15B). ), Timing for detecting the position of the stylus 2 (second period T2 shown in FIG. 15B, etc.), timing for receiving a data signal from the stylus 2 (second period T3 shown in FIG. 15B) Etc.) (step S7).
- the tablet 3B transmits the uplink signal US including the command COM indicating the second command (step S8).
- the tablet 3B When the timing for detecting the position of the stylus 2 arrives, the tablet 3B first transmits a shortened synchronization signal PI (start bit SB) (step S9), and then sequentially scans all the sensor electrodes 30X and 30Y (step S9). S10). Then, it is determined whether or not a position signal has been detected by this scan (step S11). If it is determined that the position signal has been detected, the position of the stylus 2 is specified based on the position of the sensor electrode that has detected the position signal. (Step S12). On the other hand, when it is determined that the tablet 3B has not been detected, the tablet 3B determines that the stylus 2 has left the tablet 3B, and returns the process to step S1. Here, the process is returned to step S1 in response to not detecting the position signal once. However, the process may be returned to step S1 only when the position signal is not continuously detected a predetermined number of times. .
- start bit SB start bit SB
- the tablet 3B When the timing for receiving the data signal from the stylus 2 has arrived, the tablet 3B first transmits the shortened synchronization signal PI (start bit SB) (step S13), and then specifies immediately before all the sensor electrodes 30X and 30Y. Only one or more sensor electrodes in the vicinity of the position of the stylus 2 are scanned (step S14). Then, it is determined whether or not a data signal has been detected by this scan (step S15). If it is determined that the data signal has been detected, the data transmitted from the stylus 2 is acquired by extracting the data from the data signal. (Step S16). On the other hand, when it is determined that the tablet 3B has not been detected, the tablet 3B determines that the stylus 2 has left the tablet 3B, and returns the process to step S1.
- start bit SB start bit SB
- step S11 the process is returned to step S1 in response to the fact that the data signal is not detected once.
- step S11 the process is performed in step S1 only when the data signal is not detected continuously a predetermined number of times. It may be returned.
- the process may be returned to step S1.
- FIGS. 19 to 21 are process flow diagrams of processes performed by the stylus 2.
- the stylus 2 first performs a receiving operation (step S21). As a result, it is determined whether or not the start bit SB is detected (step S22).
- step S24 the stylus 2 subsequently determines whether or not the writing pressure is 0 (step S24). As a result, when it is determined that the writing pressure is 0, the process returns to step S21. On the other hand, when it is determined that the writing pressure is not 0, a position signal and a data signal are transmitted (step S25). This corresponds to communication with the tablet 3C not having the function of transmitting the uplink signal US. The stylus 2 repeats the determination of whether or not the writing pressure has become 0 while repeating Step S25 (Step S26), and when determining that the writing pressure has become 0, ends the communication with the tablet 3C and performs Step S21. Return to.
- step S27 the stylus 2 subsequently determines whether or not type specifying information has been detected.
- the case where the type specifying information is not detected is usually the case where the received start bit SB is the shortened synchronization signal PI. In this case, the stylus 2 returns the process to step S21 (in step S27). Negative judgment).
- the type specifying information indicates that the tablet is a non-in-cell type tablet 3A
- the stylus 2 starts communication with the tablet 3A according to a communication protocol with the non-in-cell type tablet (FIG. 20).
- the type specifying information indicates that the tablet is an in-cell type tablet 3B
- the stylus 2 starts communication with the tablet 3B according to the communication protocol with the in-cell type tablet (FIG. 21).
- FIG. 20 is a process flow diagram of the stylus 2 when the stylus 2 detects the tablet 3A.
- the stylus 2 that has started communication with the tablet 3A first continuously transmits a position signal over a predetermined time (step S30). Subsequently, a reception operation is executed to try to receive the uplink signal US including the command COM (step S31). As a result, it is determined whether or not the command COM has been received (step S32). If it is determined that the command COM has not been received, the communication with the tablet 3A is terminated and the process returns to step S21. On the other hand, if it is determined that the command has been received, it is determined whether or not the command COM indicates the second command (step S33).
- the stylus 2 transmits the position signal and the data signal (step S34), and when completed, returns to step S31 and repeats the receiving operation. Thus, every time the tablet 3A transmits the second command, the process that the stylus 2 transmits the position signal and the data signal is repeated.
- the stylus 2 that has determined that the received command COM does not indicate the second command returns to step S30 to perform continuous transmission of position signals in order to inform the tablet 3A of its presence.
- FIG. 21 is a process flow diagram of the stylus 2 when the stylus 2 detects the tablet 3B.
- the stylus 2 that has started communication with the tablet 3B first performs continuous transmission of position signals (step S40). This continuous transmission is repeated until the reception timing of the uplink signal US including the command COM (specifically, the second periods T1 and T21 shown in FIG. 16) arrives (step S41).
- step S41 If it is determined in step S41 that the reception timing of the uplink signal US including the command COM has arrived, the stylus 2 performs a reception operation and attempts to receive the uplink signal US including the command COM (step S42). As a result, it is determined whether or not the command COM has been received (step S43). If it is determined that the command COM has not been received, the communication with the tablet 3B is terminated and the process returns to step S21. On the other hand, if it is determined that the command has been received, it is determined whether or not the command COM indicates the second command (step S44).
- the stylus 2 that has determined that the received command COM does not indicate the second command returns to step S40 to continuously transmit the position signal in order to notify the tablet 3B of its presence.
- the stylus 2 that has determined that the received command COM indicates the second command acquires transmission data specified by the command COM (step S45). Then, the receiving operation is executed again (step S46), and it is determined whether or not the start bit SB is detected (step S47). As a result, if it is determined that the start bit SB is detected, it is further determined whether or not a command COM is received following the start bit SB (step S48). If it is determined that the command COM is received, step S45 is determined. The transmission data specified by the new command COM is acquired again. On the other hand, if it is determined that the command COM has not been received, the position signal or the data is determined according to the assignment of the transmission content to each second period T shown in FIG. 16B or 16C. A signal is transmitted (step S46). Then, the process returns to step S46 and again waits for reception of the start bit SB.
- step S47 If it is determined in step S47 that the start bit SB has not been detected, the stylus 2 further determines whether or not a predetermined time has elapsed since the last reception of the start bit SB (step S50). And when it determines with having passed (namely, when the undetected state of the uplink signal US continues for the predetermined time), communication with the tablet 3B is complete
- the stylus 2 indicates that the type of the tablet that is transmitting the uplink signal US is a non-in-cell type according to the type of the communication protocol indicated by the command COM. If it is possible (in the case of the tablet 3A), data transmission efficiency can be improved by transmitting data such as the pen pressure data P using a relatively small number of first periods S. On the other hand, when the type of the communication protocol indicated by the command COM indicates that the type of the tablet transmitting the uplink signal US is an in-cell type (in the case of the tablet 3B), a relatively large number of By transmitting data such as writing pressure data P using the second period T, it is possible to prevent transmission information from being lost due to reception failure in the tablet 3B. Therefore, the stylus 2 can be configured to be used in both the non-in-cell type tablet 3A and the in-cell type tablet 3B.
- the stylus 2 can know the arrival of each second period T (the time of each blank period BP) by a simple shortened synchronization signal called the shortened synchronization signal PI (start bit SB). Accordingly, when communication between the stylus 2 and the tablet 3B is started, it is not necessary to transmit the uplink signal US including information indicating the arrangement (interval, duration, etc.) of the blank period BP. It is possible to reduce the time required from the detection of the uplink signal US from the in-cell tablet 3B to the start of transmission of the downlink signal DS toward the tablet 3B.
- the controller 31 of the tablet 3B transmits the command COM only once in one operation cycle VT after the stylus 2 is detected, the position when the stylus 2 is used together with the tablet 3B. It is possible to ensure the detection execution rate.
- FIG. 22 is a diagram illustrating the operation of the controller 31 of the tablet 3B according to the second embodiment of the present invention during pixel driving.
- the controller 31 according to the present embodiment is the first in that the sensor electrode 30Y is used as the transmission electrode even during the pixel driving period (pixel driving period).
- This embodiment is different from the first embodiment, and is otherwise the same as the first embodiment. In the following, the present embodiment will be described in detail with a focus on differences from the first embodiment.
- FIG. 23 is a time chart of each operation when the stylus 2 and the tablet 3B according to the present embodiment communicate with each other.
- the controller 31 (see FIG. 3) of the tablet 3B according to the present embodiment detects the sensor during the pixel driving period in which the pixel driving voltage Vcom is supplied to the sensor electrode 30X (first electrode).
- the uplink signal US including the command COM and the shortened synchronization signal PI is transmitted using the electrode 30Y (second electrode). That is, the controller 31 of the tablet 3B according to the present embodiment transmits the uplink signal US by effectively utilizing the free time of the sensor electrode 30Y that has occurred in the first embodiment.
- the second period T1 can also be used for the transmission / reception of the downlink signal DS. Therefore, when the second period T1 is used for transmission / reception of a position signal, for example, the execution rate of the position detection of the stylus 2 can be improved as compared with the first embodiment. Further, when the second period T1 is used for transmission / reception of a data signal, the data amount of the data signal transmitted by the stylus 2 can be increased as compared with the first embodiment. Furthermore, when the second period T1 is used for detecting the position of the finger 4, the execution rate of detecting the position of the finger 4 can be improved as compared with the first embodiment.
- transmission / reception of the shortened synchronization signal PI is performed outside the second period T
- transmission / reception of the downlink signal DS is performed using the entire second period T. It becomes possible to do. Therefore, since, for example, 2-bit data can be transmitted in one second period T, the data amount of the data signal transmitted by the stylus 2 is increased as compared with the first embodiment. It becomes possible.
- the data signal transmission frequency can be lowered when the data amount of the data signal is maintained, the execution rate of detecting the position of the stylus 2 or the finger 4 is improved as compared with the first embodiment. Is possible.
- FIG. 24 is a time chart of each operation when the stylus 2 and the tablet 3B communicate with each other according to the third embodiment of the present invention. In the figure, an operation before the tablet 3B detects the stylus 2 is shown.
- the tablet 3B before detecting the stylus 2 executes the detection operation of the stylus 2 and the detection operation of the finger 4 in a time division manner in each second period T. It was. The same applies to the second embodiment.
- the tablet 3B according to the present embodiment performs only the detection operation of the finger 4 in each second period T, and the detection operation of the stylus 2 is performed outside the second period T. Since the present embodiment is the same as the second embodiment in other points, the following description will be made in detail with a focus on differences from the second embodiment.
- the controller 31 of the tablet 3B transmits the uplink signal US including the command COM before the start of the second period T1, and then between each second period T1.
- the position signal transmitted by the stylus 2 is received using only the sensor electrode 30Y. Since only the sensor electrode 30Y is used, the position of the stylus 2 cannot be detected, but the presence of the stylus 2 can be detected.
- the controller 31 receives the downlink signal DS including the position signal by using both the sensor electrodes 30X and 30Y in the second period T, for example, as shown in FIG. By performing the above, the position of the stylus 2 can be detected.
- the position signal reception operation is performed before the start of the second period T1. However, if there is not enough time, this reception operation may be omitted.
- the controller 31 of the tablet 3B according to the present embodiment transmits the command COM transmitted in the second period T21 in the first embodiment to the second period T20. And during the second period T21, the reception operation during this period may be omitted.
- the tablet 3B before the tablet 3B detects the stylus 2, it is possible to secure a longer time for detecting the position of the finger 4 than in the first embodiment.
- the position detection of the stylus 2 is performed every second period T.
- the second period T is short and all sensor electrodes are detected. If scanning of 30X and 30Y cannot be performed, all the second periods T (for example, all the first signals used for receiving position signals within one operation cycle VT are used to scan all the sensor electrodes 30X and 30Y.
- the period T) of 2 may be used. The same applies to the detection of the finger 4.
- the data signal and the position signal are transmitted while distinguishing the time.
- the tablet can also specify the position of the stylus 2 based on the data signal, it is necessary to transmit the position signal. If not, the transmission time of the position signal may be replaced with the transmission time of the data signal.
- liquid crystal display device has been described as an example.
- other display devices of a type that perform display having a plurality of blank periods BP within one display cycle for example, organic EL
- present invention is also applicable to
- the triple stylus that supports three communication protocols used between the tablet 3A, the tablet 3B, and the tablet 3C has been described as the stylus 2.
- the stylus 2 is a combination of any one or two of these. It may operate.
- the stylus 2 includes an input unit such as a switch for receiving an operation from the user instead of the function of receiving the uplink signal US, and receives the uplink signal US when the input unit is operated.
- an input unit such as a switch for receiving an operation from the user instead of the function of receiving the uplink signal US, and receives the uplink signal US when the input unit is operated.
- the communication protocol for the tablet 3A, the tablet 3B, and the tablet 3C may be switched.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Numerical Control (AREA)
- User Interface Of Digital Computer (AREA)
Abstract
【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。
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
<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)。
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)。
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。
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。
<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)。
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)。
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)。
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)。
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。
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。
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。
<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)。
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)。
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。
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)。
<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)。
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)。
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。
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。
<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)。
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)。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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
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
Claims (15)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
Priority Applications (13)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201680089852.XA CN109791445B (zh) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | 触控笔及控制器 |
EP20213113.2A EP3809243B1 (en) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | Stylus and controller |
PCT/JP2016/079731 WO2018066100A1 (ja) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | スタイラス及びコントローラ |
JP2018543536A JP6810154B2 (ja) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | スタイラス及びコントローラ |
CN202310678634.1A CN116795221A (zh) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | 控制器、传感器、***以及方法 |
EP16918296.1A EP3525069B1 (en) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | Stylus and controller |
TW106119131A TWI781107B (zh) | 2016-10-06 | 2017-06-08 | 觸控筆及控制器 |
TW111137910A TWI819836B (zh) | 2016-10-06 | 2017-06-08 | 觸控筆及控制器 |
US15/833,682 US10061407B2 (en) | 2016-10-06 | 2017-12-06 | Stylus and controller |
US16/040,942 US10222880B2 (en) | 2016-10-06 | 2018-07-20 | Stylus and controller |
US16/291,998 US10732735B2 (en) | 2016-10-06 | 2019-03-04 | Stylus and controller |
US16/929,931 US11360580B2 (en) | 2016-10-06 | 2020-07-15 | Stylus and controller |
US17/839,022 US20220308687A1 (en) | 2016-10-06 | 2022-06-13 | Stylus and controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/079731 WO2018066100A1 (ja) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | スタイラス及びコントローラ |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
US15/833,682 Continuation US10061407B2 (en) | 2016-10-06 | 2017-12-06 | Stylus and controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2018066100A1 true WO2018066100A1 (ja) | 2018-04-12 |
Family
ID=61832203
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2016/079731 WO2018066100A1 (ja) | 2016-10-06 | 2016-10-06 | スタイラス及びコントローラ |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (5) | US10061407B2 (ja) |
EP (2) | EP3809243B1 (ja) |
JP (1) | JP6810154B2 (ja) |
CN (2) | CN116795221A (ja) |
TW (2) | TWI819836B (ja) |
WO (1) | WO2018066100A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020021444A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社ワコム | アクティブスタイラスの検出方法 |
CN113646768A (zh) * | 2020-03-10 | 2021-11-12 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 无线通信的方法、主动笔、触摸屏、电子设备和通信*** |
DE112018007571B4 (de) | 2018-05-09 | 2022-05-12 | Wacom Co., Ltd. | Stift, sensorvorrichtung und stiftsystem |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102407446B1 (ko) | 2014-01-22 | 2022-06-10 | 가부시키가이샤 와코무 | 위치 지시기, 위치 검출 장치, 위치 검출 회로 및 위치 검출 방법 |
TWI727951B (zh) * | 2015-05-21 | 2021-05-21 | 日商和冠股份有限公司 | 主動式觸控筆 |
KR102460472B1 (ko) * | 2016-12-30 | 2022-11-01 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 센싱 시스템, 디스플레이 디바이스, 액티브 펜 및 펜 인식 방법 |
KR102436435B1 (ko) * | 2018-03-13 | 2022-08-26 | 삼성전자주식회사 | 전자 펜으로부터 수신한 신호에 기초하여 다양한 기능을 실행시키기 위한 전자 장치 |
TWI659351B (zh) * | 2018-06-01 | 2019-05-11 | 義隆電子股份有限公司 | 於觸控顯示裝置上進行觸控感測的方法 |
US10877578B2 (en) * | 2018-07-18 | 2020-12-29 | Wacom Co., Ltd. | Sensor controller and active pen |
KR102553530B1 (ko) * | 2018-07-20 | 2023-07-10 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 디스플레이 패널, 터치 디스플레이 장치 및 그 구동 방법 |
US20200042134A1 (en) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | Novatek Microelectronics Corp. | Touch display device and controller used in the same |
US11137839B2 (en) * | 2018-08-31 | 2021-10-05 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Adaptable digital pen and touch sensitive device |
CN113874820A (zh) * | 2019-06-11 | 2021-12-31 | 株式会社和冠 | 笔及传感器控制器 |
JP7433005B2 (ja) | 2019-09-10 | 2024-02-19 | 株式会社ワコム | タッチコントローラ及びペン入力システム |
KR102666301B1 (ko) * | 2019-12-30 | 2024-05-14 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치표시장치, 터치회로 및 펜 센싱 방법 |
US11226706B2 (en) * | 2020-01-13 | 2022-01-18 | Cypress Semiconductor Corporation | Low-emissions touch controller |
CN113391710B (zh) * | 2020-03-10 | 2023-06-20 | 华为技术有限公司 | 主动笔触控位置的检测方法和电子终端 |
US11455054B2 (en) | 2020-03-13 | 2022-09-27 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Multi-protocol coexistence in an active stylus |
CN113760107B (zh) * | 2020-06-04 | 2023-10-13 | 宏碁股份有限公司 | 触控笔、触控电子装置与触控*** |
JP7482706B2 (ja) * | 2020-07-08 | 2024-05-14 | 株式会社ワコム | スタイラス及びセンサコントローラによって実行される方法、スタイラス、及びセンサコントローラ |
KR20220036422A (ko) * | 2020-09-15 | 2022-03-23 | 삼성디스플레이 주식회사 | 전자 장치 및 전자 장치의 검사 방법 |
TWI768734B (zh) | 2021-02-26 | 2022-06-21 | 奕力科技股份有限公司 | 觸控裝置以及其觸控筆 |
TWM617533U (zh) | 2021-06-30 | 2021-09-21 | 奕力科技股份有限公司 | 主動筆以及觸控系統 |
CN113467626A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-01 | 奕力科技股份有限公司 | 主动笔以及触控*** |
KR20230020790A (ko) | 2021-08-04 | 2023-02-13 | 주식회사 엘엑스세미콘 | 터치집적회로 및 이의 구동방법 |
TWM620145U (zh) | 2021-08-05 | 2021-11-21 | 奕力科技股份有限公司 | 觸控面板以及觸控輸入系統 |
CN114327102B (zh) * | 2021-12-06 | 2023-07-21 | 深圳市千分一智能技术有限公司 | 协议切换方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
TWI818455B (zh) * | 2022-03-01 | 2023-10-11 | 幸芯科技有限公司 | 可判斷通訊品質的觸控筆、觸控屏與通訊品質的判斷方法 |
JP2024068974A (ja) * | 2022-11-09 | 2024-05-21 | 株式会社ワコム | 入力システム、電子ペン、及び、電子ペンの制御方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009244958A (ja) | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Sony Corp | タッチセンサ付き表示装置 |
JP2011233018A (ja) | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Sony Corp | タッチ検出機能付き表示装置、駆動方法、および電子機器 |
JP2014209361A (ja) * | 2008-10-02 | 2014-11-06 | 株式会社ワコム | 入力システム及びコントローラ |
WO2015111159A1 (ja) | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社ワコム | 位置指示器、位置検出装置、位置検出回路及び位置検出方法 |
JP2015164033A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-09-10 | 株式会社ジャパンディスプレイ | センサ付表示装置及びその駆動方法 |
JP5826971B2 (ja) * | 2013-04-22 | 2015-12-02 | シャープ株式会社 | スタイラスペン、タッチパネルシステム、および電子機器 |
JP2016062205A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 株式会社ワコム | センサ信号処理回路及びセンサ信号処理方法 |
Family Cites Families (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3310082B2 (ja) * | 1993-12-24 | 2002-07-29 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置および液晶一体型タブレットにおける座標検出方法 |
PL1606924T3 (pl) * | 2003-03-24 | 2013-05-31 | Johnson Controls Tech Co | System i sposób konfigurowania systemu komunikacji bezprzewodowej w pojeździe |
JP4547000B2 (ja) * | 2004-04-01 | 2010-09-22 | 株式会社ワコム | パネルとコードレス・トランスデューサのシステム |
TW200628759A (en) * | 2004-12-01 | 2006-08-16 | N trig ltd | Position detecting system and apparatuses and methods for use and control thereof |
WO2007102238A1 (ja) * | 2006-03-08 | 2007-09-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | 表示装置 |
US20090141008A1 (en) * | 2007-12-04 | 2009-06-04 | International Business Machines Corporation | Electronic Touch Screen Device Providing Signature Capture and Touch Activation |
CN101943961B (zh) * | 2009-07-08 | 2014-08-20 | 新励科技(深圳)有限公司 | 一种触控式平板显示器的驱动实现 |
JP2011257386A (ja) | 2010-05-10 | 2011-12-22 | Toshiba Corp | 自動分析装置 |
US8797301B2 (en) * | 2012-02-15 | 2014-08-05 | Cypress Semiconductor Corporation | Active stylus to host data transmitting method |
US9946408B2 (en) * | 2011-10-28 | 2018-04-17 | Atmel Corporation | Communication between a master active stylus and a slave touch-sensor device |
TWM429916U (en) * | 2011-12-07 | 2012-05-21 | Univ Southern Taiwan | Data transmission system of display device |
JP5208293B2 (ja) | 2012-04-03 | 2013-06-12 | 三菱電機株式会社 | 位置検出装置、位置検出システム、映像表示装置、及び映像表示システム |
CN107023455A (zh) * | 2012-04-19 | 2017-08-08 | 株式会社村田制作所 | 阀、流体控制装置 |
US20140055420A1 (en) * | 2012-08-23 | 2014-02-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display identification system and display device |
JP5984259B2 (ja) * | 2012-09-20 | 2016-09-06 | 株式会社ワコム | 位置検出装置 |
US9348438B2 (en) * | 2013-02-19 | 2016-05-24 | Dell Products L.P. | Advanced in-cell touch optical pen |
WO2015002203A1 (ja) * | 2013-07-05 | 2015-01-08 | シャープ株式会社 | タッチパネルシステム |
KR102081606B1 (ko) * | 2013-09-04 | 2020-02-26 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 ic 및 이를 이용한 터치 스크린 일체형 표시장치 |
US9395824B2 (en) * | 2013-10-18 | 2016-07-19 | Synaptics Incorporated | Active pen with improved interference performance |
US9910529B2 (en) * | 2013-11-08 | 2018-03-06 | Egalax_Empia Technology Inc. | Method, device, and system for detecting transmitter approaching or touching touch sensitive display |
KR102293319B1 (ko) * | 2013-12-25 | 2021-08-25 | 가부시키가이샤 와코무 | 위치 지시용 모듈 및 스타일러스 펜 |
WO2015137053A1 (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-17 | 株式会社ワコム | 位置検出装置 |
CN104064154B (zh) * | 2014-05-26 | 2016-07-06 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 液晶面板的电路结构及液晶面板的驱动方法 |
US10209788B2 (en) * | 2014-05-27 | 2019-02-19 | Egalax_Empia Technology Inc. | Touch processor, touch device, touch system, and touch method |
KR20170018963A (ko) * | 2014-06-27 | 2017-02-20 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 터치 시스템 스타일러스 및 방법 |
CN106687907A (zh) * | 2014-07-02 | 2017-05-17 | 3M创新有限公司 | 包括排除无意触摸信号的触摸***和方法 |
US9977517B2 (en) * | 2014-10-23 | 2018-05-22 | Lg Display Co., Ltd. | Input system and method for detecting touch using the same |
US10175827B2 (en) * | 2014-12-23 | 2019-01-08 | Synaptics Incorporated | Detecting an active pen using a capacitive sensing device |
KR102260600B1 (ko) * | 2014-12-31 | 2021-06-04 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 스크린 장치 |
KR102257980B1 (ko) * | 2014-12-31 | 2021-05-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 스크린 장치 |
KR102310484B1 (ko) * | 2014-12-31 | 2021-10-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 터치 스크린 장치 |
JP5924831B1 (ja) * | 2015-01-06 | 2016-05-25 | 株式会社ワコム | 位置検出装置 |
CN107209599B (zh) | 2015-02-09 | 2020-10-16 | 株式会社和冠 | 通信方法、通信***、传感器控制器以及触控笔 |
JP6544791B2 (ja) * | 2015-02-20 | 2019-07-17 | 株式会社ワコム | 位置指示器、信号処理回路、信号供給制御方法及び信号処理方法 |
CN113534982B (zh) | 2015-03-02 | 2023-10-10 | 株式会社和冠 | 主动式触控笔 |
US9448646B1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-09-20 | Wacom Co., Ltd. | System and method for bidirectional communication between stylus and stylus sensor controller |
KR102340937B1 (ko) * | 2015-07-31 | 2021-12-20 | 엘지디스플레이 주식회사 | 스타일러스 펜, 및 터치 센싱 시스템과 그 구동방법 |
EP3136208B1 (en) * | 2015-08-31 | 2024-05-15 | LG Display Co., Ltd. | Display device, method for driving the same, and driving circuit thereof |
US10474280B2 (en) * | 2015-12-31 | 2019-11-12 | Lg Display Co., Ltd. | Touch sensing system including active stylus pen |
US10338704B2 (en) * | 2017-01-05 | 2019-07-02 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Mitigating display noise for touch and pen sensing |
US10216333B2 (en) * | 2017-06-30 | 2019-02-26 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Phase error compensation in single correlator systems |
-
2016
- 2016-10-06 JP JP2018543536A patent/JP6810154B2/ja active Active
- 2016-10-06 EP EP20213113.2A patent/EP3809243B1/en active Active
- 2016-10-06 CN CN202310678634.1A patent/CN116795221A/zh active Pending
- 2016-10-06 WO PCT/JP2016/079731 patent/WO2018066100A1/ja unknown
- 2016-10-06 CN CN201680089852.XA patent/CN109791445B/zh active Active
- 2016-10-06 EP EP16918296.1A patent/EP3525069B1/en active Active
-
2017
- 2017-06-08 TW TW111137910A patent/TWI819836B/zh active
- 2017-06-08 TW TW106119131A patent/TWI781107B/zh active
- 2017-12-06 US US15/833,682 patent/US10061407B2/en active Active
-
2018
- 2018-07-20 US US16/040,942 patent/US10222880B2/en active Active
-
2019
- 2019-03-04 US US16/291,998 patent/US10732735B2/en active Active
-
2020
- 2020-07-15 US US16/929,931 patent/US11360580B2/en active Active
-
2022
- 2022-06-13 US US17/839,022 patent/US20220308687A1/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009244958A (ja) | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Sony Corp | タッチセンサ付き表示装置 |
JP2014209361A (ja) * | 2008-10-02 | 2014-11-06 | 株式会社ワコム | 入力システム及びコントローラ |
JP2011233018A (ja) | 2010-04-28 | 2011-11-17 | Sony Corp | タッチ検出機能付き表示装置、駆動方法、および電子機器 |
JP5826971B2 (ja) * | 2013-04-22 | 2015-12-02 | シャープ株式会社 | スタイラスペン、タッチパネルシステム、および電子機器 |
WO2015111159A1 (ja) | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社ワコム | 位置指示器、位置検出装置、位置検出回路及び位置検出方法 |
JP2015164033A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-09-10 | 株式会社ジャパンディスプレイ | センサ付表示装置及びその駆動方法 |
JP2016062205A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 株式会社ワコム | センサ信号処理回路及びセンサ信号処理方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112018007571B4 (de) | 2018-05-09 | 2022-05-12 | Wacom Co., Ltd. | Stift, sensorvorrichtung und stiftsystem |
US11747917B2 (en) | 2018-05-09 | 2023-09-05 | Wacom Co., Ltd. | Pen, sensor device, and pen system |
JP2020021444A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社ワコム | アクティブスタイラスの検出方法 |
KR20200014223A (ko) * | 2018-07-31 | 2020-02-10 | 가부시키가이샤 와코무 | 액티브 스타일러스의 검출 방법 |
JP7182417B2 (ja) | 2018-07-31 | 2022-12-02 | 株式会社ワコム | アクティブスタイラスの検出方法 |
KR102627502B1 (ko) * | 2018-07-31 | 2024-01-22 | 가부시키가이샤 와코무 | 액티브 스타일러스의 검출 방법 |
CN113646768A (zh) * | 2020-03-10 | 2021-11-12 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 无线通信的方法、主动笔、触摸屏、电子设备和通信*** |
CN113646768B (zh) * | 2020-03-10 | 2022-12-06 | 深圳市汇顶科技股份有限公司 | 无线通信的方法、主动笔、触摸屏、电子设备和通信*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3809243B1 (en) | 2023-12-20 |
US20220308687A1 (en) | 2022-09-29 |
CN116795221A (zh) | 2023-09-22 |
US20180120962A1 (en) | 2018-05-03 |
EP3525069A4 (en) | 2020-01-01 |
US10061407B2 (en) | 2018-08-28 |
EP3525069A1 (en) | 2019-08-14 |
EP3809243A1 (en) | 2021-04-21 |
CN109791445A (zh) | 2019-05-21 |
US11360580B2 (en) | 2022-06-14 |
TWI819836B (zh) | 2023-10-21 |
US20190196612A1 (en) | 2019-06-27 |
TWI781107B (zh) | 2022-10-21 |
JPWO2018066100A1 (ja) | 2019-07-25 |
TW201814450A (zh) | 2018-04-16 |
EP3525069B1 (en) | 2021-03-17 |
US20200348770A1 (en) | 2020-11-05 |
US20180329528A1 (en) | 2018-11-15 |
US10222880B2 (en) | 2019-03-05 |
US10732735B2 (en) | 2020-08-04 |
JP6810154B2 (ja) | 2021-01-06 |
CN109791445B (zh) | 2023-06-30 |
TW202307629A (zh) | 2023-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2018066100A1 (ja) | スタイラス及びコントローラ | |
JP6130614B2 (ja) | アクティブスタイラス | |
US11670064B2 (en) | Active stylus communication with a digitizer | |
CN109478111B (zh) | 触控笔及传感器控制器 | |
JP6817236B2 (ja) | センサコントローラ、システム、及び方法 | |
JP7457067B2 (ja) | スタイラスの検出動作を実行するコントローラ | |
JP2024097838A (ja) | スタイラス及びセンサコントローラによって実行される方法、及びスタイラス | |
US20230384876A1 (en) | Communication method for communication between pen and sensor controller | |
JP7035160B2 (ja) | センサコントローラ及びスタイラスを含むシステム、センサコントローラ、及びスタイラス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16918296 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2018543536 Country of ref document: JP Kind code of ref document: A |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2016918296 Country of ref document: EP Effective date: 20190506 |