特許 6971083 可変の送信信号強度を有するスタイラス及びこのようなスタイラスを検出するセンサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6971083

(24)【登録日】2021年11月4日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】可変の送信信号強度を有するスタイラス及びこのようなスタイラスを検出するセンサ

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20211111BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20211111BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/03 400Z

   G06F3/041 580

【請求項の数】14

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-156317(P2017-156317)

(22)【出願日】2017年8月14日

(65)【公開番号】特開2018-77826(P2018-77826A)

(43)【公開日】2018年5月17日

【審査請求日】2020年7月30日

(31)【優先権主張番号】15/345,943

(32)【優先日】2016年11月8日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】000139403

【氏名又は名称】株式会社ワコム

(74)【代理人】

【識別番号】100091546

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 正美

(74)【代理人】

【識別番号】100206379

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 正

(72)【発明者】

【氏名】デイヴィッド チャールズ フレック

【審査官】 円子 英紀

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２６６６６３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−１５３９５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０３

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに異なる第１の方向及び第２の方向に延在するマトリクス状のセンサ導体を有するセンサとともに使用されるアクティブスタイラスであって、
筐体の先端部に配設された電極と、
前記電極を介して前記センサとの間で双方向通信を行う通信回路と、
前記電極からの信号送信のための信号発生器と、
信号強度コントローラと、
を備えており、
前記信号強度コントローラは、
前記通信回路を介して前記センサの表面と前記アクティブスタイラスとの間で通信される信号に基づいて、前記電極から送信される信号の強度を検知し、
前記電極から送信される信号の強度が、予め定められている第１の閾値以下であるときには、前記電極から送信される信号の強度を増加させるように制御し、
前記電極から送信される信号の強度が、予め定められている前記第１の閾値よりも大きいときには、前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上であるか否かを判別し、前記第２の閾値以上であるときには、前記電極から送信される信号の強度を減少させるように制御し、
前記電極から送信される信号の強度が、予め定められている前記第１の閾値と前記第２の閾値との間の値であるときには、前記電極から送信される信号の強度を維持するように制御する
ことを特徴とするアクティブスタイラス。

【請求項2】

前記通信回路を介して取得した、前記センサの表面と前記アクティブスタイラスとの間の距離に対応した信号に基づいて、前記電極から送信される信号の強度を計測する手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブスタイラス。

【請求項3】

前記信号強度コントローラは、前記通信回路を介して前記センサから取得した、前記センサの表面と前記アクティブスタイラスとの間の距離に対応したコマンド信号に基づいて、前記電極から送信される信号の強度を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブスタイラス。

【請求項4】

前記信号強度コントローラは、前記通信回路を介して前記センサから取得した、前記電極から送信される信号の強度を示すデータに基づいて、前記電極から送信される信号の強度を検知する
ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブスタイラス。

【請求項5】

前記信号強度コントローラは、前記電極から送信される信号の強度の前記増加又は前記減少をステップ状に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブスタイラス。

【請求項6】

前記信号強度コントローラは、前記電極から送信される信号の強度の前記増加又は前記減少を連続的に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のアクティブスタイラス。

【請求項7】

前記通信回路による通信は、前記アクティブスタイラスと前記センサとの間で、静電的に行われることを特徴とする請求項１に記載のアクティブスタイラス。

【請求項8】

前記通信回路による通信は、前記アクティブスタイラスと前記センサとの間で、ＲＦ信号によって行われることを特徴とする請求項１に記載のアクティブスタイラス。

【請求項9】

前記ＲＦ信号は、ブルートゥース（登録商標）通信プロトコルの信号であることを特徴とする請求項８に記載のアクティブスタイラス。

【請求項10】

互いに異なる第１の方向及び第２の方向に延在するマトリクス状のセンサ配線を有するセンサとともに使用されるアクティブスタイラスの送信信号強度の制御方法であって、
前記センサと前記アクティブスタイラスとの間は双方向通信が行われ、
前記センサの表面と前記アクティブスタイラスとの間で通信される信号に基づいて、前記アクティブスタイラスの電極から送信される信号の強度を検知し、
前記電極から送信される信号の強度が、予め定められている第１の閾値以下であるときには、前記電極から送信される信号の強度を増加させるように制御し、
前記電極から送信される信号の強度が、予め定められている前記第１の閾値よりも大きいときには、前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上であるか否かを判別し、前記第２の閾値以上であるときには、前記電極から送信される信号の強度を減少させるように制御し、
前記電極から送信される信号の強度が、予め定められている前記第１の閾値と前記第２の閾値との間の値であるときには、前記電極から送信される信号の強度を維持するように制御する
ことを特徴とするアクティブスタイラスの送信信号強度の制御方法。

【請求項11】

前記センサからはコマンド信号が送信され、前記コマンド信号に基づいて前記アクティブスタイラスの筐体の先端部に配設された電極から送信される信号の強度を検知する
ことを特徴とする請求項１０に記載のアクティブスタイラスの送信信号強度の制御方法。

【請求項12】

前記センサから前記アクティブスタイラスへの前記コマンド信号の送信は、前記センサとの間の静電的通信によって行われる
ことを特徴とする請求項１１に記載のアクティブスタイラスの送信信号強度の制御方法。

【請求項13】

前記センサから前記アクティブスタイラスへの前記コマンド信号の送信は、ＲＦ通信によって行われる
ことを特徴とする請求項１１に記載のアクティブスタイラスの送信信号強度の制御方法。

【請求項14】

前記センサから取得した、前記電極から送信される信号の強度を示すデータに基づいて、前記電極から送信される信号の強度を検知する
ことを特徴とする請求項１０に記載のアクティブスタイラスの送信信号強度の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、タブレット式コンピューティング装置、またはコンピューティング装置に付帯したタブレット周辺装置などの、電子装置によるスタイラスの検出能力の向上に関する。

【背景技術】

【0002】

（関連技術の説明）
今日のスタイラスには、タブレットまたは携帯電話などの電子装置との双方向通信（すなわち、信号を送受信すること）を容易にする様々な電子コンポーネントを備えたものが多い。例えば、電子装置はスタイラスからのデータを求める要求を送信し得るとともに、スタイラスは要求されたデータを送信し得る。電子装置の表面におけるスタイラスの位置は、スタイラスによって送信された信号に基づいて判定され得る。すなわち、電子装置内の制御回路はアクティブスタイラスからの信号を順次サンプルし得るとともに、サンプルされた信号の信号強度に基づいてスタイラスの位置が判定され得る。

【0003】

残念ながら、スタイラスが電子装置から遠ざかるように移動するにつれてスタイラスと電子装置との間で送信または受信される信号が弱まるため、スタイラスが電子装置からどこまで遠ざかり得るかについては限界がある。スタイラスによって送信される信号を増強することによってこのことを克服しようとすると、スタイラスが表面の近傍にある場合に装置内の受信回路が飽和する結果となることが多い。したがって、スタイラスと電子装置とは、通常、互いに近接した範囲内で通信される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−６２２１７号公報

【特許文献2】特開２０１６−７６２４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、スタイラスがコンピュータ、タブレット、またはスマートフォンなどの電子装置によって検出され得る距離または高さを改善するシステム及び方法を対象とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するために、
互いに異なる第１の方向及び第２の方向に延在するマトリクス状のセンサ導体を有するセンサとともに使用されるアクティブスタイラスであって、
筐体の先端部に配設された電極と、
前記電極を介して前記センサとの間で双方向通信を行う通信回路と、
前記電極からの信号送信のための信号発生器と、
信号強度コントローラと、
を備えており、
前記信号強度コントローラは、
前記通信回路を介して前記センサの表面と前記アクティブスタイラスとの間で通信される信号に基づいて、前記電極から送信される信号の強度を検知し、
前記電極から送信される信号の強度が、予め定められている第１の閾値以下であるときには、前記電極から送信される信号の強度を増加させるように制御し、
前記電極から送信される信号の強度が、予め定められている前記第１の閾値よりも大きいときには、前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上であるか否かを判別し、前記第２の閾値以上であるときには、前記電極から送信される信号の強度を減少させるように制御し、
前記電極から送信される信号の強度が、予め定められている前記第１の閾値と前記第２の閾値との間の値であるときには、前記電極から送信される信号の強度を維持するように制御する
ことを特徴とするアクティブスタイラスを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本明細書に開示した態様に係る、スタイラス及び電子装置を備えたシステムの例を示す図である。

【図2A】本明細書に開示した態様に係る、電子装置のスタイラスセンサから第１の距離にあるスタイラスの例を示す図である。

【図2B】本明細書に開示した態様に係る、スタイラスがスタイラスセンサから第１の距離にあるときにスタイラスセンサの検知アンテナ（センサ配線）によってスタイラスから受信された信号の信号プロファイルの例を示す図である。

【図3A】本明細書に開示した態様に係る、電子装置のスタイラスセンサから第２の距離にあるスタイラスの例を示す図である。

【図3B】本明細書に開示した態様に係る、スタイラスがスタイラスセンサから第２の距離にあるときにスタイラスセンサの検知アンテナ（センサ配線）によってスタイラスから受信された信号の信号プロファイルの例を示す図である。

【図4】本明細書に開示した態様に係る、スタイラスによって送信される信号の信号強度を調整する処理の例を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（図面の諸図に関する簡単な説明）
図面において、同一の参照番号は同様の要素を特定する。図面中の要素の大きさ及び相対的な位置は必ずしも縮尺どおりに描かれていない。

【0009】

（概要）
一態様によれば、本システムはスタイラス及び電子装置を備える。

【0010】

前記電子装置は、スタイラスセンサ、センサコントローラ、ホストプロセッサ、及びディスプレイを備え得る。前記スタイラスセンサは、ループコイルアンテナまたは線状導体アンテナなどの複数の検知アンテナを備える。前記検知アンテナは、前記スタイラスからの信号を受信または検出する。前記センサコントローラは、前記スタイラスセンサの動作を制御し、前記スタイラスとの双方向通信を実行し、前記ホストプロセッサと通信する。前記ホストプロセッサは、前記センサコントローラと通信するとともに種々のアプリケーションまたは機能を実行する。前記ディスプレイは、テキストまたはグラフィックスを表示するように構成されている。一態様において、前記電子装置は、さらに、前記検知アンテナによって前記スタイラスから受信された信号の強度を計測する信号強度センサを備える。

【0011】

前記スタイラスは、筐体に収容された、電源、情報マネージャ、データマネージャ、センサ、ボタン、通信モジュール(回路)、電極、及び利得コントローラを備え得る。前記電源は、前記スタイラスに電源を供給する。前記情報マネージャは、前記スタイラスのスタイラス機能情報を記憶するメモリまたはキャッシュを備え得る。前記データマネージャは、先端圧力データ及び方向データなどの、前記スタイラスの動作状態を示す動作データを作成する。前記センサは、前記スタイラスの動作データを生成する、スタイラス先端圧力センサ及びバレルセンサなどの１つまたは複数のセンサを備える。前記通信モジュールは、前記電子装置との双方向通信を提供する。前記利得コントローラは、前記通信モジュールの送信回路（TX）によって送信される信号の利得または強度を調整する。したがって、利得コントローラは、信号強度コントローラとしても働く。一態様において、前記スタイラスは、さらに、前記通信モジュールの受信回路（RX）によって前記センサコントローラから受信された信号の強度を計測する信号強度センサを備える。

【0012】

一態様によれば、本方法は、前記スタイラスと前記電子装置との間の距離に基づいて、前記スタイラスによって送信される信号の信号強度を調整することを含む。スタイラスとスタイラスセンサとの間で送信される信号の強度を、前記スタイラスと前記電子装置との間の距離の代わりとして用いる。本方法は、一部に、前記スタイラスと前記電子装置との間で現在送信されている信号（すなわち、前記スタイラスから前記電子装置に送信される信号、及び／または前記電子装置から前記スタイラスに送信される信号）の強度を計測し、計測した前記信号の強度が、それぞれ前記スタイラスセンサに対する前記スタイラスの高さを示す第１の高さ値（高さ指示信号）または第２の高さ値（高さ指示信号）に相当するか否かを判定することを含む。例えば、閾値高さを設定し、前記閾値高さ以下の高さに相当する信号の強度を、前記第１の高さ値に相当すると判定し、前記閾値高さを超過する高さに相当する信号の強度を、前記第２の高さ値に相当すると判定する。本方法は、次いで、前記スタイラスによって送信される前記信号の強度を、判定した前記第１の高さ値に応答して第１の強度値に調整するとともに、判定した前記第２の高さ値に応答して前記第１の強度値とは異なる第２の強度値に調整することを含む。このように、前記スタイラスセンサに対する判定した前記スタイラスの高さに応じて前記スタイラスの前記送信信号強度を調整する（例えば、前記スタイラスが前記スタイラスセンサから遠ざかっている場合にはより大きな送信信号強度を用いる）ことによって、前記スタイラスの検出可能な高さを増加させる。

【0013】

一態様において、２つの閾値の設定による切替りにヒステリシスを適用することで、２つの送信信号強度間で過度に頻繁に切替りが生じる（振動する）ことを回避する。例えば、本方法は、計測した前記信号の強度が第１の閾値より低いか否かを判定することを含む。既述のように、前記スタイラス及び／または前記電子装置における信号強度センサによって、前記信号の強度を計測し得る。

【0014】

計測した前記信号の強度が前記第１の閾値より低い場合は、前記スタイラスが前記スタイラスセンサから遠ざかっているとみなし、これに従って、前記送信信号強度を前記第１の強度値から前記第２の強度値に増加させ得る。（例えば、続いて、）計測した前記信号の強度が、前記第１の閾値より大きい第２の閾値より大きいか否かを判定する。計測した前記信号の強度が前記第２の閾値より大きい場合は、前記スタイラスが前記スタイラスセンサに接近しているとみなし、これに従って、前記送信信号強度を前記第２の強度値から前記第１の強度値に減少させ得る。計測した前記信号の強度が前記第１の（低い方の）閾値から前記第２の（大きい方の）閾値までを範囲内とする場合は、前記スタイラスによって現在送信されている前記信号の強度は許容レベル内にあり、この場合には、前記スタイラスによって送信される前記信号の強度を調整しない。但し、調整することを禁じるものではない。

【0015】

前記信号の強度を前記スタイラスによって計測する場合に、前記スタイラスによって送信される前記信号の強度の調整（増加または低下）を、前記スタイラスによって開始する。前記信号の強度を前記電子装置によって計測する場合に、前記スタイラスによって送信される前記信号の強度の調整を、前記電子装置によって開始する。特に、前記電子装置は、前記スタイラスに前記信号の強度を増加または減少させるように指示するコマンドを前記スタイラスに送信し、または計測した前記信号の強度を示すデータを前記スタイラスに送信し、前記スタイラスはこれに従って前記信号の強度を増加または減少させる。本明細書では、前記電子装置から送信される前記コマンド及び前記データを、前記電子装置によって判定された前記スタイラスの前記高さを示す「高さ信号」と総称することがある。

【0016】

前記スタイラスによって送信される前記信号の強度を許容レベルに低下させることによって、前記スタイラスによって送信される前記信号により過負荷となる、または飽和することに起因した前記スタイラスセンサからの不適切なデータを防止し得るとともに、消費電力を節約し得る。追加的または代替的に、前記スタイラスによって送信される前記信号の強度を前記許容レベルに増加させる、または増幅することによって、前記スタイラスの検出可能な前記高さを増加させ得る、すなわち前記スタイラスを前記電子装置によってより大きな距離から検出し得る。

【0017】

（詳細な説明）
以下の説明においては、本発明の完全な理解を提供するために、多くの具体的詳細に言及する。しかし、当業者にとって、これらの具体的詳細なしに本発明を実施し得ることは明らかであろう。他の例においては、本説明の理解を不必要に不明瞭にすることを避けるために、周知の回路、構造、及び技術を詳細に示さずに、ブロック図で示す。したがって、言及する具体的詳細は単なる例示である。特定の実施はこれらの例示的な詳細から変形し得るが、依然として本発明の範囲内にあると考えられる。説明における「一態様」または「態様」との呼称は、本態様に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの態様に含まれることを意味する。本説明中の様々な箇所に配置された「一態様において」との句は、必ずしも同じ態様のことを指さない。

【0018】

図１は、一態様に係る、スタイラス１０及び電子装置１２を備えたシステムの例を示す図である。

【0019】

電子装置１２は、タブレット、パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、またはスマートフォンなどの、スタイラスを検知する任意の種類の装置からなり得る。電子装置１２は、スタイラスセンサ１４、センサコントローラ１６、信号強度センサ１７、ホストプロセッサ１８、及びディスプレイ１９を備える。他の態様において、ホストプロセッサ１８及び／またはディスプレイ１９は、電子装置の外部にある。

【0020】

スタイラスセンサ１４は、ループコイルアンテナまたは線状導体アンテナなどの複数の検知アンテナ１５を備える。検知アンテナ（センサ配線）１５は、スタイラス１０からの信号を受信及び検出する。例えば、検知アンテナ１５は、スタイラス１０からの磁場を受けるように構成されたループコイルアンテナ、またはスタイラス１０からの静電場を受けるように構成された線状導体アンテナからなり得る。スタイラスセンサ１４は、任意数の検知アンテナを備え得る。一態様において、検知アンテナ１５は、互いに異なる第１の方向及び第２の方向に延伸するマトリクス状のセンサ配線内に配置される。例えば、検知アンテナ１５は、複数のロウ及びコラムを備えるアレイ状に配置され得る。一態様において、スタイラスセンサ１４は、スタイラス１０のほかに、パッシブスタイラス及び指タッチを検出することが可能である。

【0021】

センサコントローラ１６は、スタイラスセンサ１４の動作を制御し、スタイラス１０との双方向通信を実行し、またホストプロセッサ１８と通信する。一態様において、センサコントローラ１６は、スタイラス１０からの手書き入力データを処理して、スタイラスセンサ１４上におけるスタイラス１０によって指示された位置の座標を判定し、当該座標をホストプロセッサ１８に転送する。

【0022】

信号強度センサ１７は、検知アンテナ１５によってスタイラス１０から受信された信号の強度を計測する。信号強度センサ１７は、電圧、電流、テスラ、及びボルト毎メートルなどの信号強度を示す計測値を取得する任意の種類のセンサからなり得る。より詳細に後述するように、信号強度センサ１７によって計測された信号の強度を用いて、スタイラスセンサ１４上におけるスタイラス１０の先端の位置または座標を判定する。また、信号強度センサ１７によって計測された、データ信号を含む信号の強度を用いて、スタイラス１０によって送信される信号の信号強度を調整する。一態様において、信号強度センサ１７はセンサコントローラ１６に備えられる。

【0023】

ホストプロセッサ１８は、センサコントローラ１６と通信するとともに種々のアプリケーション及び機能を実行する。一態様において、ホストプロセッサ１８はセンサコントローラ１６から座標を受信し、受信した座標に基づいてアプリケーションまたは機能を実行する。センサコントローラ１６とホストプロセッサ１８とは、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ヒューマンインタフェースデバイスプロトコルなどの任意の適切なインタフェースを介して接続される。一態様において、ホストプロセッサ１８は、メモリを備えた、コントローラまたはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）からなる。

【0024】

ディスプレイ１９は、テキストまたはグラフィックスを表示するように構成されている。一態様において、ディスプレイ１９は、スタイラス１０がスタイラスセンサ１４によって検出されることに応答して、テキストまたはグラフィックスを表示する。当該ディスプレイは図１に示すようにスタイラスセンサ１４の上方に配置され得る、またはディスプレイ１９はスタイラスセンサ１４の下方に配置され得る、更には電子装置１２の外部にあり得る。

【0025】

スタイラス１０は、アクティブな電子コンポーネントを含む任意のスタイラスからなり得る。スタイラス１０は、電源２０、情報マネージャ２２、データマネージャ２４、センサ２６、ボタン２８、通信モジュール３０、電極２７、信号強度センサ３２、及び利得コントローラ２９を備える。電源２０、情報マネージャ２２、データマネージャ２４、センサ２６、ボタン２８、通信モジュール３０、電極２７、信号強度センサ３２、及び利得コントローラ２９は、筐体３５に収容されている。一態様において、筐体３５は長細形状を有する。

【0026】

電源２０は、スタイラス１０に電源を供給する、電池または蓄電可能な電源などの任意の種類の電源からなり得る。

【0027】

情報マネージャ２２は、スタイラス１０のスタイラス機能情報を記憶するメモリまたはキャッシュを備える。スタイラス機能情報は、スタイラス１０の動作状態を示す情報を含み得る。スタイラス機能情報は、あらかじめ定義されたスタイラスの機能に関する情報と、ユーザにより調整可能なスタイラスの設定に関する設定情報とを含み得る。情報マネージャ２２は、ユーザがスタイラス色及びスタイラス線幅などのスタイラス設定を変更する度に設定情報を更新する。

【0028】

データマネージャ２４は、先端圧力データ（筆圧データ）、ボタン状態、及び動作データ（例えば、スタイラス１０がスタイラスセンサ１４の表面に対してどの程度回転しているか、または傾いているかを示すデータ）などのスタイラス１０の動作状態を示す動作データを作成する。

【0029】

センサ２６は、スタイラス先端に加わる圧力を検知するように構成されたスタイラス先端圧力センサ（例えば、可変キャパシタ）と、スタイラスバレルに加わる圧力を検知するように構成されたバレル圧力センサと、３軸ジャイロスコープ、３軸加速度計、及び３軸地磁気計のうちの１つ以上の組合せを含む９軸以下のＩＭＵ（内蔵計測ユニット）と、スタイラス１０の回転を検知するように構成された回転検知センサと、スタイラスセンサ１４の表面に対するスタイラス１０の軸のＸ方向の傾き及びＹ方向の傾きを検知するように構成された傾きセンサなどの、１つまたは複数のセンサを備える。センサ２６は、スタイラス先端圧力データ、スタイラスバレル圧力データ、スタイラスオリエンテーション（例えば、回転または傾き）データ、スタイラススイッチステータス、及びスタイラスバッテリレベルなどのスタイラス１０の動作データを生成する。

【0030】

ボタン２８によって、ユーザはスタイラス１０を環境設定または調整することが可能である。例えば、ユーザは、ボタン２８を用いてスタイラス色及びスタイラス線幅などの設定情報を変更し得る。ボタン２８によって、さらに、ユーザはセンサコントローラ１６に命令またはコマンドを送信することが可能である。例えば、ユーザは、ボタン２８を用いてコンピュータマウスと同様の右クリックコマンドを電子装置１２に指示し得る。スタイラス１０は任意数のボタンを備え得るとともに、このボタンは筐体３５のどこにでも配置され得る。さらに、ボタン２８をスイッチ、ノブなどの他の種類の機械的入力に置き換え得る。

【0031】

情報マネージャ２２及びデータマネージャ２４は、共に通信モジュール３０に結合されている。通信モジュール３０は、電子装置１２との双方向通信が可能である。一態様において、通信モジュール３０は、電極２７を介して電子装置１２と通信する送信回路（ＴＸ）及び受信回路（ＲＸ）を備える。電極２７は、一般に、スタイラスセンサ１４の検知アンテナ（センサ配線）１５と電磁的（電磁結合）または静電的（静電結合）に通信するのに用いられる。同じまたは他の態様において、通信モジュール３０は、特定の通信プロトコルに専用のトランスミッタ及びレシーバ、またはトランシーバを備える。通信モジュールは、電磁的通信方式のプロトコル、静電的通信方式のプロトコル、ブルートゥース（登録商標）などの任意のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）通信プロトコルといった、任意の１つまたは複数の種類の通信プロトコルを利用し得る。送信回路（TX）及び受信回路（RX）を、それぞれ信号発生器、信号レシーバと称することがある。

【0032】

通信モジュール３０は、センサコントローラ１６へのスタイラス機能情報及び動作データを送信または生成する。前述したように、スタイラス機能情報は、あらかじめ定義されたスタイラスの機能に関する情報と、ユーザにより調整可能なスタイラスの設定に関する設定情報とを含み得るとともに、動作データは、スタイラス先端圧力データ、スタイラスバレル圧力データ、スタイラスオリエンテーション（例えば、回転または傾き）データ、スタイラススイッチステータス、及びスタイラスバッテリレベルを含み得る。通信モジュール３０は、送信回路（TX）及び電極２７、または通信プロトコル（例えば、ブルートゥース（登録商標））に専用のトランシーバ／トランスミッタを介して、スタイラス機能情報及び動作データを送信し得る。

【0033】

通信モジュール３０は、センサコントローラ１６から種々のコマンド及び他の情報を受信する。当該コマンドは、センサコントローラ１６にスタイラス機能情報を送信するようにスタイラス１０に要求する読出しコマンド、スタイラス１０に対する機能情報を設定する書込みコマンド、及びセンサコントローラ１６にアクティブスタイラスの動作データを送信するようにスタイラス１０に要求するポーリングコマンドなどの種々のコマンドを含み得る。通信モジュール３０は、受信回路（RX）及び電極２７、または通信プロトコル（例えば、ブルートゥース（登録商標））に専用のトランシーバ／レシーバを介して、種々のコマンド及び他の情報を受信し得る。

【0034】

通信モジュール３０によって送信または受信される信号は、電極２７を介して（及び、上述したように設けられる場合は、特定の通信プロトコルに専用の独立したトランスミッタ／レシーバを介して）送信または受信される。一態様において、図１に示すように、電極２７は筐体３５の先端部に、すなわち先端近傍に配置される。

【0035】

信号強度センサ３２は、センサコントローラ１６から送信された信号などの、受信回路（RX）によって受信された信号の強度を計測する。信号強度センサ３２は、電圧、電流、テスラ、及びボルト毎メートルなどの信号強度を示す計測値を取得する任意の種類のセンサからなり得る。より詳細に後述するように、信号強度センサ３２によって計測された信号の強度を用いて、スタイラス１０によって送信される信号の信号強度を調整する。一態様において、信号強度センサ３２は利得コントローラ２９に備えられる。

【0036】

利得コントローラ２９は、スタイラス１０、より具体的には通信モジュール３０によって送信される信号の利得または強度を調整する。より詳細に後述するように、利得コントローラ２９は、スタイラス１０と電子装置１２との間で送信される信号の強度に基づいて、スタイラス１０によって送信される信号の強度を動的に調整する。

【0037】

一態様において、スタイラス１０の通信モジュール３０によって送信された信号（例えば、ビーコン信号、トーン、または、スタイラス機能情報及び動作データを含むデータ信号）を用いて、電子装置１２のスタイラスセンサ１４上におけるスタイラス１０の先端の位置または座標を判定する。特に、信号強度センサ１７は、検知アンテナ１５によって検出または受信された、通信モジュール３０からの信号の強度を計測する。次いで、センサコントローラ１６は、アンテナを介した信号強度の変化を用いて、スタイラス１０の先端の詳細な位置を補間する。一態様において、通常はアンテナがスタイラス１０に近接しているときに信号強度が最大であってアンテナがスタイラス１０から遠ざかると減少することから、信号強度が最大となるスタイラス１０の位置をアンテナの近傍であると判定する。同じまたは他の態様において、センサコントローラ１６は、スタイラスに最も近い２つ以上のアンテナの強度を用いる補間アルゴリズムを用いて、アンテナ空間越しの計測位置の分解能を向上させる。

【0038】

一般に、スタイラス１０によって電子装置１２から受信された信号の強度、または電子装置１２によってスタイラス１０から受信された信号の強度は、スタイラス１０と電子装置１２とが互いに近接しているときのほうが大きく、スタイラス１０と電子装置１２とが互いに遠ざかっているときのほうが小さい。例えば、図２Ａは、電子装置１２のスタイラスセンサ１４から第１の高さまたは距離ｄ１にあるスタイラス１０、より具体的にはスタイラスの先端にある電極２７の例を示す、一態様に係る図である。図２Ｂは、スタイラス１０がスタイラスセンサ１４から第１の距離ｄ１にあるときにスタイラスセンサ１４の検知アンテナによってスタイラス１０から受信された信号３１の信号プロファイルの例を示す、一態様に係る図である。図２Ｂのｘ軸に沿って１１個の検知アンテナを示し、検知アンテナによって受信された信号３１の強度を図２Ｂのｙ軸に沿って示す。受信された信号の強度は、電圧、電流、テスラ、及びボルト毎メートルなどの、信号強度を示す任意の種類の単位によるものであり得る。図３Ａは、電子装置１２のスタイラスセンサ１４から第２の高さまたは距離ｄ２にあるスタイラス１０、より具体的にはスタイラスの先端にある電極２７の例を示す、一態様に係る図である。第２の距離ｄ２は、第１の距離ｄ１より大きい。例えば、第１の距離ｄ１は０〜１０ミリメートルの範囲内にあり得るとともに、第２の距離ｄ２は１５〜２５ミリメートルの範囲内にあり得る。図３Ｂは、スタイラスがスタイラスセンサ１４から第２の距離ｄ２にあるときにスタイラスセンサ１４の検知アンテナによってスタイラス１０から受信された信号３３の信号プロファイルの例を示す、一態様に係る図である。図２Ｂと同様に、図３Ｂのｘ軸に沿って１１個の検知アンテナを示し、検知アンテナによって受信された信号３３の強度を図３Ｂのｙ軸に沿って示す。

【0039】

図２Ｂと図３Ｂとを比較することによって、検知アンテナによって受信された信号の強度は、スタイラス１０がスタイラスセンサ１４に接近すると増加することがわかる。例えば、番号６の検知アンテナによって検知された信号３１の強度は、スタイラス１０がスタイラスセンサ１４から第１の距離ｄ１にあるときに０．１８という値を有し、番号６の検知アンテナによって検知された信号３３の強度は、スタイラス１０がスタイラスセンサ１４から第１の距離ｄ１より大きい第２の距離ｄ２にあるときに０．０２未満の値を有する。

【0040】

したがって、スタイラスとスタイラスセンサとの間で送信される信号の強度を、スタイラス１０とスタイラスセンサ１４との間の距離の代わりとして、または指標として用い得る。

【0041】

一態様において、スタイラス１０から送信される信号の強度は、スタイラス１０と電子装置１２との間の距離または高さに基づいて動的に調整される。スタイラス１０と電子装置１２との間で送信される信号の強度は、距離または高さの指標として用いられる。より詳細に後述するように、スタイラス１０から送信される信号の強度を調整することによって、スタイラス１０が検出され得る距離を増加させ、スタイラスセンサ１４で検出される信号の過飽和を防止し、スタイラス１０の消費電力を節約する。

【0042】

図４は、一態様に係る、スタイラス１０によって送信される信号の信号強度を調整する処理の例を示すフロー図である。

【0043】

ステップ３４において、本処理が開始される。ステップＳ３６において、スタイラス１０と電子装置１２との間で現在送信されている信号（すなわち、スタイラス１０から電子装置１２に送信される信号、または電子装置１２からスタイラス１０に送信される信号）の強度を計測する。前述したように、信号強度は、スタイラス１０が電子装置１２からどの程度離れているかを示す。したがって、現在送信されている信号の計測された信号強度は、スタイラスセンサ１４に対するスタイラス１０の現在位置を示す。当該信号は、スタイラス１０と電子装置１２との間で送信される任意の信号からなり得る。例えば、前述したように、当該信号は、スタイラス機能情報、動作データ、またはコマンドを送信するデータ信号からなり得る。前述したように、信号の強度は、電圧、電流、テスラ、及びボルト毎メートルなどの、信号強度を示す任意の種類の計測値からなり得る。

【0044】

一態様において、信号の強度はスタイラス１０によって計測される。例えば、コマンドなどの信号は、スタイラス１０の通信モジュール３０によって電子装置１２から受信され、受信された信号の強度は信号強度センサ３２によって計測される。

【0045】

他の態様において、信号の強度は電子装置１２によって計測される。例えば、ビーコン信号またはデータ信号などの信号は、スタイラスセンサ１４の検知アンテナ１５によってスタイラス１０から受信され、受信された信号の強度は信号強度センサ１７によって計測される。より詳細に後述するように、本態様において、電子装置１２は、計測された信号強度に基づくコマンドと信号強度を示すデータとのいずれかを、スタイラス１０に送信し得る。

【0046】

他の態様において、信号の強度は、スタイラス１０によって計測された強度と電子装置１２によって計測された強度との組合せに基づいて計測される。

【0047】

ステップ３８において、ステップ３６において計測された信号の強度が第１の閾値４０以下であるか否か（すなわち、スタイラス１０及び電子装置１２が互いに遠方にあるか否か）を判定する。例えば、図２Ｂ及び図３Ｂにおいて、第１の閾値４０は０．１という値を有する。一態様において、第１の閾値４０は、スタイラス１０と電子装置１２との間の特定の距離または高さに応じて設定される。つまり、第１の閾値４０は、２０ミリメートルといった、スタイラス１０と電子装置１２との間の特定の距離に相当する値に設定される。他の態様において、第１の閾値４０は、スタイラスセンサ１４の検知機能に基づいて設定される。例えば、第１の閾値４０は、第２の閾値５０未満の信号強度がスタイラスセンサ１４によって適正に検出されず、かつ第２の閾値５０を超過する信号強度がスタイラスセンサ１４によって適正に検出されるように設定され得る。

【0048】

一態様において、前述したように、信号の強度はスタイラス１０によって計測される。本態様において、ステップ３８の判定はスタイラス１０によって実行される。

【0049】

他の態様において、前述したように、信号の強度は電子装置１２によって計測される。本態様において、ステップ３８の判定は電子装置１２によって実行される。

【0050】

ステップ３６において計測した信号の強度が第１の閾値４０以上である場合は、スタイラス１０が電子装置１２に近接しているとみなす。例えば、図２Ｂを参照すると、スタイラス１０がスタイラスセンサ１４から第１の距離ｄ１にあるときは、信号３１の強度は第１の閾値４０より大きい。処理は、次いでステップ４２に移行する。

【0051】

ステップ３６において計測した信号の強度が第１の閾値４０未満である場合は、スタイラス１０が電子装置１２から遠方にあるとみなす。例えば、図３Ｂを参照すると、スタイラス１０がスタイラスセンサ１４から第２の距離ｄ２にあるときは、信号３３の強度は第１の閾値４０より小さい。処理は、次いでステップ４４に移行する。

【0052】

ステップ４４において、スタイラス１０によって送信される信号の強度を増加させ、または増幅する。信号の強度は利得コントローラ２９によって増加される。信号の強度を増加させ、または増幅することにより、スタイラス１０は電子装置１２によってより離れた距離から検出され得る。一態様において、電子装置１２がスタイラス１０を少なくとも２０ミリメートル離れたところから検出し得るように、信号の強度を増加させる。または他の態様においては、送信される信号の信号強度の増加は、増加された信号強度が電子装置１２の受信回路（例えば、検知アンテナ１５）を飽和させないように選択される。

【0053】

一態様において、前述したように、信号の強度はスタイラス１０によって計測される。本態様において、増幅された信号は、スタイラス１０によって現在送信されている信号とスタイラス１０によって送信される後続の信号とのいずれかからなる。さらに、スタイラス１０によって送信される信号の強度の増加は、スタイラス１０自体によって開始及び実行される。

【0054】

他の態様において、前述したように、信号の強度は電子装置１２によって計測される。本態様において、増幅された信号は、ステップ３６において計測された信号とスタイラス１０によって送信される後続の信号とのいずれかからなる。さらに、スタイラス１０によって送信される信号の強度の増加は、電子装置１２によって開始及び実行される。特に、一態様において、電子装置１２は、スタイラス１０に信号の強度を増加させるように指示するコマンドをスタイラス１０に送信する。他の態様において、電子装置１２は、ステップ３６において計測した信号の強度を示すデータをスタイラス１０に送信し、スタイラス１０はこれに従って信号の強度を変化（増加）させる。当該コマンド及び当該データはセンサコントローラ１６を介して送信される。態様によっては、当該コマンド及び当該データを、電子装置１２に対するスタイラス１０の高さを示す高さ信号と総称する。信号の強度を増加または減少させるコマンドが、判定したスタイラス１０の高さはそれぞれ高い、低いことを示すという点で、コマンドはスタイラス１０の高さを示す。計測した信号の強度が低下または増加したことを示すデータが、同様に、スタイラス１０はそれぞれ高い、低いことを示すという点で、データはスタイラス１０の高さを示す。

【0055】

一態様において、信号の強度を離散的な複数のステップで増加させる。他の態様において、信号の強度を連続的に増加させる。信号の強度を連続的に増加させる場合に、受信された信号強度と送信された信号強度との間の関係は、実装に応じて、区分的線形、線形、幾何的、または、レシーバとトランスミッタとの間の他の伝達関数からなり得る。

【0056】

一態様において、自動利得制御（ＡＧＣ）の形態を用いて、受信された信号に基づき、送信される信号強度を変化させる。例えば、ＡＧＣによる利得信号を、送信信号強度制御に用い得る。このことは特に、タッチ走査信号を再送信するスタイラスにとって有用である。本態様において、スタイラス１０は信号強度を制御する。

【0057】

ステップ４６において、スタイラス１０は増幅した信号を送信する。増幅された信号は、通信モジュール３０によって送信回路（TX）及び電極２７を介して送信される。処理は、次いでステップ４８に移行する。

【0058】

ステップ４８において、電子装置１２は、スタイラス１０からの送信信号を検出する。当該信号は、スタイラスセンサ１４の検知アンテナ１５によって検知される。当該信号が電子装置１２によって検出されると、電子装置１２、より具体的にはセンサコントローラ１６またはホストプロセッサ１８は、応答において種々の動作を実行する。一態様において、電子装置１２は、スタイラス１０または電子装置１２を保持する手などの意図しないタッチが誤検出されないように、増幅された信号を除いて、指タッチなどの、スタイラスセンサ１４による他の種類の検出を無視する。処理は、次いでステップ３６に戻り、スタイラス１０と電子装置との間で現在送信されている信号の強度を計測する。

【0059】

ステップ３８に戻り、信号の強度が第１の閾値４０以上である場合は、処理はステップ４２に移行する。ステップ４２において、ステップ３６において計測した信号の強度が第２の閾値５０以上であって（すなわち、スタイラス１０及び電子装置１２が互いに近接しているか）、かつ許容レベル内にあるか否かを判定する。例えば、図２Ｂ及び図３Ｂにおいて、第２の閾値５０は０．２という値を有する。一態様において、第２の閾値５０は、スタイラス１０と電子装置１２との間の距離に応じて設定される。つまり、第２の閾値５０は、５ミリメートルといった、スタイラス１０と電子装置１２との間の特定の距離に相当する値に設定される。他の態様において、第２の閾値５０は、スタイラス１０によって送信された信号によって過負荷となる、または飽和することに起因した、スタイラスセンサ１４による不適切な位置計測値を回避するように設定される。例えば、第２の閾値５０は、第２の閾値５０未満の信号強度がスタイラスセンサ１４を過負荷としない、または飽和させず、かつ第２の閾値５０を超過する信号強度がスタイラスセンサ１４を過負荷とし、または飽和させ得るように設定され得る。他の態様において、第２の閾値５０は、スタイラス１０の消費電力を節約し、過度なバッテリ消費を回避するように設定される。例えば、第２の閾値５０は、第２の閾値５０未満の信号強度が電源２０の消費電力を過度に消費せずに、かつ第２の閾値５０を超過する信号強度が電源２０の消費電力を過度に消費し得るように設定され得る。

【0060】

一態様において、前述したように、信号の強度はスタイラス１０によって計測される。本態様において、ステップ３６の判定はスタイラス１０によって実行される。

【0061】

他の態様において、前述したように、信号の強度は電子装置１２によって計測される。本態様において、ステップ３６の判定は電子装置１２によって実行される。

【0062】

ステップ３６において計測した信号の強度が第２の閾値５０以下である場合は、スタイラス１０と電子装置１２とは互いに近接しておらず、かつスタイラス１０によって送信される信号の現在の強度は許容レベル内にあるとみなす。したがって、対処せずに、スタイラス１０によって送信される信号の現在の強度を維持する。処理は、次いでステップ３６に戻り、スタイラス１０と電子装置１２との間で送信される他のまたは後続の信号の強度を計測する。

【0063】

ステップ３６において計測した信号の強度が第２の閾値５０より大きい場合は、スタイラス１０と電子装置１２とは互いに近接しており、かつスタイラス１０によって現在送信されている信号の強度は許容レベル内にないとみなす。処理は、次いでステップ５２に移行する。

【0064】

ステップ５２において、スタイラス１０によって送信される信号の強度を低下させて、適切な強度レベルに設定する。信号の強度は利得コントローラ２９によって低下される。スタイラス１０によって送信される信号の強度を低下させることによって、スタイラス１０によって送信される信号により過負荷となる、または飽和することに起因したスタイラスセンサ１４による不適切な位置計測値を防止し得るとともに、消費電力を節約し得る。

【0065】

一態様において、前述したように、信号の強度はスタイラス１０によって計測される。本態様において、減衰される信号は、スタイラス１０によって現在送信されている信号とスタイラス１０によって送信される後続の信号とのいずれかからなる。さらに、スタイラス１０によって送信される信号の強度の低下は、スタイラス１０自体によって開始または実行される。

【0066】

他の態様において、前述したように、信号の強度は電子装置１２によって計測される。本態様において、減衰される信号は、ステップ３６において計測した信号とスタイラス１０によって送信される後続の信号とのいずれかからなる。さらに、スタイラス１０によって送信される信号の強度の減少は、電子装置１２によって開始または実行される。特に、一態様において、電子装置１２は、スタイラス１０に信号の強度を減少させるように指示するコマンドをスタイラス１０に送信する。他の態様において、電子装置１２は、ステップ３６において計測した信号の強度を示すデータをスタイラス１０に送信し、スタイラス１０はこれに従って信号の強度を減少させる。当該コマンド及び当該データはセンサコントローラ１６を介して送信される。

【0067】

一態様において、信号の強度を離散的な複数のステップで減少させる。他の態様において、信号の強度を連続的に減少させる。信号の強度を連続的に増加させる場合に、受信された信号強度と送信された信号強度との間の関係は、実装に応じて、区分的線形、線形、幾何的、またはレシーバとトランスミッタとの間の他の伝達関数から規定され得る。

【0068】

一態様において、第２の閾値５０は第１の閾値４０より大きい。第１の閾値４０及び第２の閾値５０に２つの異なる値を用いることによって、スタイラス１０によって送信される信号の強度の不必要な増減を回避し得る。例えば、ステップ３８及びステップ４２に単一の閾値を用いる場合に、当該単一の閾値の上下に変動する信号は、ステップ４２において減少される強度とステップ４４において増加される強度との間で振動する強度を有するものとなる。ステップ３８及びステップ４２に対して２つの個別の閾値を用いることによって、信号強度制御にヒステリシスを設定することでこのような信号の増加と減少との交番を緩和または回避することが可能である。

【0069】

ステップ５４において、スタイラス１０は減衰させた信号を送信する。増幅された信号は、通信モジュール３０によって送信回路（TX）及び電極２７を介して送信される。処理は、次いでステップ４８に移行する。上述したように、ステップ４８において、電子装置１２はスタイラス１０からの送信信号を検出する。なお、電極２７は、例えば、スタイラス１０の芯体に配設された第１の電極と、この第１の電極を囲むように配設された、第１の電極とは電気的に分離された第２の電極から構成されており、第１の電極が送信回路（TX）に接続され、第２の電極が受信回路（RX）に接続されている。または、第１の電極が受信回路（RX）に接続され、第２の電極が送信回路（TX）に接続される。

【0070】

１つまたは複数の態様に従って、スタイラス１０によって送信される信号の信号強度を調整するシステム及び処理は、より離れた距離におけるスタイラス１０の検出を向上させ、スタイラスセンサ１４の過飽和を防止し、またスタイラス１０の消費電力を節約する。スタイラスが電子装置１２によって検出され得る距離を増加させることは、スタイラス及び指タッチを検知することが可能であるスタイラスセンサにとって特に有益である。スタイラスセンサの表面の上方においてスタイラスを十分に検出することによって、電子装置は、スタイラスを用いるユーザと自身の指を用いるユーザとを迅速に区別して相応に応答し得る。例えば、ユーザがスタイラスを用いていると判定すると、ユーザによる指タッチまたはハンドタッチを無視し得る。したがって、スタイラスまたは電子装置を保持しているユーザの手などの意図しないタッチを無視し得る。

【0071】

上述した種々の態様を組み合わせて他の態様を提供することが可能である。これらの、または他の変更を、上記の詳細な説明に照らして当該態様に施し得る。一般に、以下の請求項において、用いられる用語が、請求項を明細書及び請求項において開示された特定の態様に限定すると解釈すべきではなく、すべての可能な態様を、このような請求項が当てはまる等価物の全範囲とともに含むと解釈すべきである。したがって、請求項は本開示によって限定されない。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4】