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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023183222
(43)【公開日】2023-12-27
(54)【発明の名称】位置検出回路、位置検出方法、及び位置検出システム
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20231220BHJP
G06F 3/03 20060101ALI20231220BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20231220BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 560
G06F3/03 400
G06F3/041 512
G06F3/041 580
G06F3/044 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022096733
(22)【出願日】2022-06-15
(71)【出願人】
【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】100176072
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 功
(74)【代理人】
【識別番号】100169225
【弁理士】
【氏名又は名称】山野 明
(72)【発明者】
【氏名】野村 佳生
(57)【要約】
【課題】手又は指４のタッチ位置を電子ペン２のペン位置と誤検出することを抑制する。
【解決手段】タッチＩＣ２０は、静電容量方式のタッチセンサ１８を用いて、タッチセンサ１８との通信によって位置を指示する電子ペン２のペン位置及び通信によらずに位置を指示する手又は指４のタッチ位置を検出する位置検出回路であって、タッチセンサ１８上に配置された入力面３ａに対する手又は指４のタッチを検出する検出部３０と、タッチセンサ１８に対する電子ペン２の近接度情報がペン検出閾値以上である場合に、電子ペン２を検出する検出部３６と、検出部３０によりタッチが検出された場合に当該タッチが検出されていない場合に比して、ペン検出閾値を大きい値に変更する変更部４２と、を備える。
【選択図】図３
【解決手段】タッチＩＣ２０は、静電容量方式のタッチセンサ１８を用いて、タッチセンサ１８との通信によって位置を指示する電子ペン２のペン位置及び通信によらずに位置を指示する手又は指４のタッチ位置を検出する位置検出回路であって、タッチセンサ１８上に配置された入力面３ａに対する手又は指４のタッチを検出する検出部３０と、タッチセンサ１８に対する電子ペン２の近接度情報がペン検出閾値以上である場合に、電子ペン２を検出する検出部３６と、検出部３０によりタッチが検出された場合に当該タッチが検出されていない場合に比して、ペン検出閾値を大きい値に変更する変更部４２と、を備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のセンサ電極が面状に配置されてなる静電容量方式のタッチセンサを用いて、前記タッチセンサとの通信によって位置を指示する第１指示体及び前記通信によらずに位置を指示する第２指示体の各指示位置を検出する位置検出回路であって、
前記タッチセンサ上に配置された入力面に対する前記第２指示体のタッチを検出する第１検出部と、
前記タッチセンサに対する前記第１指示体の近接度を示す近接度情報が閾値以上である場合に、前記第１指示体を検出する第２検出部と、
前記第１検出部により前記タッチが検出された場合に、前記第１検出部により前記タッチが検出されていない場合に比して、前記閾値を大きい値に変更する変更部と、
を備える、位置検出回路。
前記タッチセンサ上に配置された入力面に対する前記第２指示体のタッチを検出する第１検出部と、
前記タッチセンサに対する前記第１指示体の近接度を示す近接度情報が閾値以上である場合に、前記第１指示体を検出する第２検出部と、
前記第１検出部により前記タッチが検出された場合に、前記第１検出部により前記タッチが検出されていない場合に比して、前記閾値を大きい値に変更する変更部と、
を備える、位置検出回路。
【請求項2】
前記近接度情報は、前記第１指示体から送信されるダウンリンク信号の前記タッチセンサにおける受信強度である、
請求項１に記載の位置検出回路。
請求項１に記載の位置検出回路。
【請求項3】
前記近接度情報は、前記第１指示体と前記タッチセンサとの静電結合によって生じる静電容量の変化量である、
請求項１に記載の位置検出回路。
請求項１に記載の位置検出回路。
【請求項4】
前記変更部は、前記入力面と前記タッチセンサとの間の距離に応じて、前記閾値を変更する、
請求項１に記載の位置検出回路。
請求項１に記載の位置検出回路。
【請求項5】
前記変更部は、所定条件を満たす場合に、前記閾値を変更しない、又は、変更した前記閾値を変更前の値に戻る方向に戻す、
請求項１に記載の位置検出回路。
請求項１に記載の位置検出回路。
【請求項6】
前記所定条件は、前記第２検出部により前記第１指示体が検出されたことである、
請求項５に記載の位置検出回路。
請求項５に記載の位置検出回路。
【請求項7】
前記所定条件は、前記第２検出部により検出された前記第１指示体が使用状態であることである、
請求項６記載の位置検出回路。
請求項６記載の位置検出回路。
【請求項8】
前記所定条件は、前記第２検出部により検出された前記第１指示体の前記指示位置が、前記第１検出部により前記タッチが検出された前記第２指示体の前記指示位置を含む所定範囲外であることである、
請求項６又は７に記載の位置検出回路。
請求項６又は７に記載の位置検出回路。
【請求項9】
ユーザの入力に応じて、前記入力面に非接触状態の前記第１指示体を検出可能な前記タッチセンサ上の検出可能範囲の指定を受け付ける受付部を更に備え、
前記変更部は、前記第１指示体と前記タッチセンサとの間の距離が前記検出可能範囲以下である場合に前記第１指示体が検出されるように、前記閾値を変更する、
請求項１に記載の位置検出回路。
前記変更部は、前記第１指示体と前記タッチセンサとの間の距離が前記検出可能範囲以下である場合に前記第１指示体が検出されるように、前記閾値を変更する、
請求項１に記載の位置検出回路。
【請求項10】
複数のセンサ電極が面状に配置されてなる静電容量方式のタッチセンサに接続された位置検出回路によって実行され、前記タッチセンサを用いて、前記タッチセンサとの通信によって位置を指示する第１指示体及び前記通信によらずに位置を指示する第２指示体の各指示位置を検出する位置検出方法であって、
前記タッチセンサ上に配置された入力面に対する前記第２指示体のタッチを検出する第１検出ステップと、
前記タッチセンサに対する前記第１指示体の近接度を示す近接度情報が閾値以上である場合に、前記第１指示体を検出する第２検出ステップと、
前記第１検出ステップにおいて前記タッチが検出された場合に、前記第１検出ステップにおいて前記タッチが検出されていない場合に比して、前記閾値を大きい値に変更する変更ステップと、
を含む、位置検出方法。
前記タッチセンサ上に配置された入力面に対する前記第２指示体のタッチを検出する第１検出ステップと、
前記タッチセンサに対する前記第１指示体の近接度を示す近接度情報が閾値以上である場合に、前記第１指示体を検出する第２検出ステップと、
前記第１検出ステップにおいて前記タッチが検出された場合に、前記第１検出ステップにおいて前記タッチが検出されていない場合に比して、前記閾値を大きい値に変更する変更ステップと、
を含む、位置検出方法。
【請求項11】
前記近接度情報は、前記第１指示体から送信されるダウンリンク信号の前記タッチセンサにおける受信強度である、
請求項１０に記載の位置検出方法。
請求項１０に記載の位置検出方法。
【請求項12】
前記近接度情報は、前記第１指示体と前記タッチセンサとの静電結合によって生じる静電容量の変化量である、
請求項１０に記載の位置検出方法。
請求項１０に記載の位置検出方法。
【請求項13】
前記変更ステップにおいて、前記と前記タッチセンサとの間の距離に応じて、前記閾値を変更する、
請求項１０に記載の位置検出方法。
請求項１０に記載の位置検出方法。
【請求項14】
前記変更ステップにおいて、所定条件を満たす場合に、前記閾値を変更しない、又は、変更した前記閾値を変更前の値に戻る方向に戻す、
請求項１０に記載の位置検出方法。
請求項１０に記載の位置検出方法。
【請求項15】
前記所定条件は、前記第２検出ステップにおいて前記第１指示体が検出されたことである、
請求項１４に記載の位置検出方法。
請求項１４に記載の位置検出方法。
【請求項16】
前記所定条件は、前記第２検出ステップにおいて検出された前記第１指示体が使用状態であることである、
請求項１５に記載の位置検出方法。
請求項１５に記載の位置検出方法。
【請求項17】
前記所定条件は、前記第２検出ステップにおいて検出された前記第１指示体の前記指示位置が、前記第１検出ステップにおいて前記タッチが検出された前記第２指示体の前記指示位置を含む所定範囲外であることである、
請求項１５又は１６に記載の位置検出方法。
請求項１５又は１６に記載の位置検出方法。
【請求項18】
ユーザの入力に応じて、前記入力面に非接触状態の前記第１指示体を検出可能な前記タッチセンサ上の検出可能範囲の指定を受け付ける受付ステップを更に含み、
前記変更ステップでは、前記第１指示体と前記タッチセンサとの距離が前記検出可能範囲以下である場合に前記第１指示体が検出されるように、前記閾値を変更する、
請求項１０に記載の位置検出方法。
前記変更ステップでは、前記第１指示体と前記タッチセンサとの距離が前記検出可能範囲以下である場合に前記第１指示体が検出されるように、前記閾値を変更する、
請求項１０に記載の位置検出方法。
【請求項19】
通信可能な第１指示体と、複数のセンサ電極が面状に配置されてなる静電容量方式のタッチセンサを用いて、前記タッチセンサとの通信によって位置を指示する前記第１指示体及び前記通信によらずに位置を指示する第２指示体の各指示位置を検出する位置検出回路と、を備える位置検出システムであって、
前記位置検出回路は、
前記タッチセンサ上に配置された入力面に対する前記第２指示体のタッチを検出する第１検出部と、
前記タッチセンサに対する前記第１指示体の近接度を示す近接度情報が閾値以上である場合に、前記第１指示体を検出する第２検出部と、
前記第１検出部により前記タッチが検出された場合に、前記第１検出部により前記タッチが検出されていない場合に比して、前記閾値を大きい値に変更する変更部と、
を有する、
位置検出システム。
前記位置検出回路は、
前記タッチセンサ上に配置された入力面に対する前記第２指示体のタッチを検出する第１検出部と、
前記タッチセンサに対する前記第１指示体の近接度を示す近接度情報が閾値以上である場合に、前記第１指示体を検出する第２検出部と、
前記第１検出部により前記タッチが検出された場合に、前記第１検出部により前記タッチが検出されていない場合に比して、前記閾値を大きい値に変更する変更部と、
を有する、
位置検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、位置検出回路、位置検出方法、及び位置検出システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、静電容量方式のタッチセンサを用いて、当該タッチセンサとの通信によって位置を指示する第１指示体の指示位置と、当該通信によらず位置を指示する第２指示体としての指示位置と、を検出する位置検出システムが知られている。例えば、下記特許文献１には、静電容量方式のタッチセンサを用いて、第１指示体としてアクティブ静電方式の電子ペンの指示位置であるペン位置と、第２指示体としてユーザの手又は指の指示位置であるタッチ位置と、を検出する位置検出システムが開示されている。この位置検出システムでは、ペン位置は、タッチセンサとの通信によって電子ペンから送信されたダウンリンク信号（ペン信号）をタッチセンサで受信することにより検出される。また、タッチ位置は、ユーザの手又は指とタッチセンサとの間に生じる静電結合を検出することにより検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第６０８２１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
静電容量方式のタッチセンサを用いてペン位置及びタッチ位置を検出する上記従来の位置検出システムでは、電子ペンからのダウンリンク信号が人体を経由する結果、タッチ位置をペン位置として誤検出してしまうという問題がある。例えば、ユーザが電子ペンを把持して絵や文字を書き込もうとした際に、当該電子ペンのペン先よりも先に当該電子ペンを把持している手の小指側の側部等が入力面にタッチする場合がある。このような場合には、電子ペンからのダウンリンク信号が、電子ペンの筐体及び人体を経由する結果、入力面に対する手のタッチ位置に伝わり当該タッチ位置でタッチセンサに送信されてしまう。その結果、入力面に対する手のタッチ位置（第２指示体の指示位置）を、ペン位置（第１指示体の指示位置）として誤検出してしまう。
【0005】
そこで、本発明は、第２指示体の指示位置を第１指示体の指示位置として誤検出することを抑制することができる位置検出回路、位置検出方法、及び位置検出システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第一態様に係る位置検出回路は、複数のセンサ電極が面状に配置されてなる静電容量方式のタッチセンサを用いて、前記タッチセンサとの通信によって位置を指示する第１指示体及び前記通信によらずに位置を指示する第２指示体の各指示位置を検出する位置検出回路であって、前記タッチセンサ上に配置された入力面に対する前記第２指示体のタッチを検出する第１検出部と、前記タッチセンサに対する前記第１指示体の近接度を示す近接度情報が閾値以上である場合に、前記第１指示体を検出する第２検出部と、前記第１検出部により前記タッチが検出された場合に、前記第１検出部により前記タッチが検出されていない場合に比して、前記閾値を大きい値に変更する変更部と、を備える。
【0007】
本発明の第二態様に係る位置検出回路では、前記近接度情報は、前記第１指示体から送信されるダウンリンク信号の前記タッチセンサにおける受信強度である。
【0008】
本発明の第三態様に係る位置検出回路では、前記近接度情報は、前記第１指示体と前記タッチセンサとの静電結合によって生じる静電容量の変化量である。
【0009】
本発明の第四態様に係る位置検出回路では、前記変更部は、前記入力面と前記タッチセンサとの間の距離に応じて、前記閾値を変更する。
【0010】
本発明の第五態様に係る位置検出回路では、前記変更部は、所定条件を満たす場合に、前記閾値を変更しない、又は、変更した前記閾値を変更前の値に戻る方向に戻す。
【0011】
本発明の第六態様に係る位置検出回路では、前記所定条件は、前記第２検出部により前記第１指示体が検出されたことである。
【0012】
本発明の第七態様に係る位置検出回路では、前記第２検出部により検出された前記第１指示体が使用状態であることである。
【0013】
本発明の第八態様に係る位置検出回路では、前記所定条件は、前記第２検出部により検出された前記第１指示体の前記指示位置が、前記第１検出部により前記タッチが検出された前記第２指示体の前記指示位置を含む所定範囲外であることである。
【0014】
本発明の第九態様に係る位置検出回路では、ユーザの入力に応じて、前記入力面に非接触状態の前記第１指示体を検出可能な前記タッチセンサ上の検出可能範囲の指定を受け付ける受付部を更に備え、前記変更部は、前記第１指示体と前記タッチセンサとの間の距離が前記検出可能範囲以下である場合に前記第１指示体が検出されるように、前記閾値を変更する。
【0015】
本発明の第十態様に係る位置検出方法は、複数のセンサ電極が面状に配置されてなる静電容量方式のタッチセンサに接続された位置検出回路によって実行され、前記タッチセンサを用いて、前記タッチセンサとの通信によって位置を指示する第１指示体及び前記通信によらずに位置を指示する第２指示体の各指示位置を検出する位置検出方法であって、前記タッチセンサ上に配置された入力面に対する前記第２指示体のタッチを検出する第１検出ステップと、前記タッチセンサに対する前記第１指示体の近接度を示す近接度情報が閾値以上である場合に、前記第１指示体を検出する第２検出ステップと、前記第１検出ステップにおいて前記タッチが検出された場合に、前記第１検出ステップにおいて前記タッチが検出されていない場合に比して、前記閾値を大きい値に変更する変更ステップと、を含む。
【0016】
本発明の第十一態様に係る位置検出方法では、前記近接度情報は、前記第１指示体から送信されるダウンリンク信号の前記タッチセンサにおける受信強度である。
【0017】
本発明の第十二態様に係る位置検出方法では、前記近接度情報は、前記第１指示体と前記タッチセンサとの静電結合によって生じる静電容量の変化量である。
【0018】
本発明の第十三態様に係る位置検出方法では、前記変更ステップにおいて、前記と前記タッチセンサとの間の距離に応じて、前記閾値を変更する。
【0019】
本発明の第十四態様に係る位置検出方法では、前記変更ステップにおいて、所定条件を満たす場合に、前記閾値を変更しない、又は、変更した前記閾値を変更前の値に戻る方向に戻す。
【0020】
本発明の第十五態様に係る位置検出方法では、前記所定条件は、前記第２検出ステップにおいて前記第１指示体が検出されたことである。
【0021】
本発明の第十六態様に係る位置検出方法では、前記所定条件は、前記第２検出ステップにおいて検出された前記第１指示体が使用状態であることである。
【0022】
本発明の第十七態様に係る位置検出方法では、前記所定条件は、前記第２検出ステップにおいて検出された前記第１指示体の前記指示位置が、前記第１検出ステップにおいて前記タッチが検出された前記第２指示体の前記指示位置を含む所定範囲外であることである。
【0023】
本発明の第十八態様に係る位置検出方法では、ユーザの入力に応じて、前記入力面に非接触状態の前記第１指示体を検出可能な前記タッチセンサ上の検出可能範囲の指定を受け付ける受付ステップを更に含み、前記変更ステップでは、前記第１指示体と前記タッチセンサとの距離が前記検出可能範囲以下である場合に前記第１指示体が検出されるように、前記閾値を変更する。
【0024】
本発明の第十九態様に係る位置検出システムは、通信可能な第１指示体と、複数のセンサ電極が面状に配置されてなる静電容量方式のタッチセンサを用いて、前記タッチセンサとの通信によって位置を指示する前記第１指示体及び前記通信によらずに位置を指示する第２指示体の各指示位置を検出する位置検出回路と、を備える位置検出システムであって、前記位置検出回路は、前記タッチセンサ上に配置された入力面に対する前記第２指示体のタッチを検出する第１検出部と、前記タッチセンサに対する前記第１指示体の近接度を示す近接度情報が閾値以上である場合に、前記第１指示体を検出する第２検出部と、前記第１検出部により前記タッチが検出された場合に、前記第１検出部により前記タッチが検出されていない場合に比して、前記閾値を大きい値に変更する変更部と、を有する。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、第２指示体の指示位置を第１指示体の指示位置として誤検出することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の第１実施形態に係る位置検出システムの全体構成及び使用状態の一例を示す図である。
【図4】タッチ位置でダウンリンク信号が送信されてしまう場合の一例について説明するための図である。
【図5】ペン検出閾値に応じたホバー高さの違いについて説明するための図である。
【図6】入力面とタッチセンサとの間の距離に応じてペン検出閾値を変更する具体例について説明するための図である。
【図7】第１実施形態に係る位置検出システムにおける位置検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図8】時分割モードにおける位置検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図9】排他モードにおける位置検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図10】第２実施形態に係るタッチＩＣが有する機能構成を示すブロック図である。
【図11】第２実施形態に係る時分割モードにおける位置検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図12】第３実施形態に係るタッチＩＣが有する機能構成を示すブロック図である。
【図13】ユーザからホバー高さの入力を受け付けるための入力画面の一例を示す図である。
【図14】指定ホバー高さに応じたペン検出閾値の変更処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、添付図面を参照して、本発明の種々の実施形態に係る位置検出システムについて説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一要素又は同一機能を有する要素には可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【0028】
［第１実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る位置検出システム１の全体構成及び使用状態の一例を示す図である。図１に示すように、位置検出システム１は、電子ペン２と、電子機器３と、を備える。
＜全体構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る位置検出システム１の全体構成及び使用状態の一例を示す図である。図１に示すように、位置検出システム１は、電子ペン２と、電子機器３と、を備える。
【0029】
電子ペン２は、アクティブ静電方式（ＡＥＳ）によって動作する電子ペンであり、「スタイラス」ともいう。電子ペン２は、電子機器３と相互に信号を送受信可能に構成される。図示は省略するが、電子ペン２の内部には制御部及び送受信部が設けられており、制御部は、送受信部を介して電子機器３と相互に信号を送受信可能に構成される。以下、電子機器３から電子ペン２に向けて送信される信号をアップリンク信号ＵＳと称し、電子ペン２から電子機器３に向けて送信される信号（ペン信号）をダウンリンク信号ＤＳと称する。
【0030】
電子ペン２の先端部分にはペン電極が設けられており、電子ペン２の送受信部は、このペン電極と、電子機器３の入力面３ａ内に設けられるタッチセンサ１８（図２参照）との間に形成された静電容量を介して、アップリンク信号ＵＳの受信及びダウンリンク信号ＤＳの送信を行う。なお、アップリンク信号受信用のペン電極とダウンリンク信号送信用のペン電極とは、異なっていてもよいし、同じであってもよい。
【0031】
また、電子ペン２は、筆圧検出部、サイドスイッチ状態検出部、記憶部、及び電源部等を有する。筆圧検出部は、例えば可変容量コンデンサを有する筆圧検出ユニットである。筆圧検出部は、電子ペン２のペン先に印加された圧力を筆圧として検出する。サイドスイッチ状態検出部は、例えば電子ペン２の側面に設けられたスイッチ操作部及びサイドスイッチである。サイドスイッチ状態検出部は、スイッチ操作部に対するユーザの操作の有無に応じて、サイドスイッチのオンオフ状態を示すスイッチデータを検出する。記憶部は、例えば半導体メモリ等を含む不揮発性のメモリである。記憶部は、処理の実行に必要な各種のプログラムや、予め割り当てられた固有のペンＩＤ等を記憶する。電源部は、例えば蓄電池を備えた二次電池であるバッテリー等であって、電子ペン２の動作電源を供給する。これらの各部は、電子ペン２の制御部によって制御されている。
【0032】
電子機器３は、例えばタッチパネルディスプレイにより構成された入力面３ａを有するタブレット端末である。電子機器３は、表示装置としての機能と、入力面３ａ上における指示体による指示位置を検出する位置検出装置としての機能とを有する。電子機器３は、電子ペン２の入力面３ａに対する指示位置であるペン位置と、ユーザの手又は指４の入力面３ａに対する指示位置であるタッチ位置と、を検出可能に構成される。
【0033】
電子ペン２は、タッチセンサ１８との通信によって位置を指示する第１指示体である。ユーザの手又は指４は、タッチセンサ１８との通信によらずに位置を指示する第２指示体である。なお、第２指示体は、手又は指４に限らず、手又は指４と同様に信号を送信することなく位置を指示し得る導体であれば何でもよく、定規やパッシブペン等の補助デバイスであってもよい。また、電子機器３は、タブレット端末に限らず、例えば、スマートフォンやパーソナルコンピュータ等として構成されていてもよい。
【0034】
ユーザは、電子ペン２を片手で把持し、電子機器３の入力面３ａに電子ペン２のペン先を押し当てながら移動させることで、電子機器３に絵や文字を書き込むことができる。また、ユーザは、自身の手又は指４を入力面３ａに接触させて移動させることで、電子機器３に絵や文字を書き込む入力操作やピンチアウト操作を含む所望の操作を行うことができる。
【0035】
図１では、ユーザが、一方の手で電子ペン２を把持し、他方の手の指４ａ，４ｂによってピンチアウト操作を行っている様子が示されている。このような状況は、例えば、ピンチアウト操作により画面上に表示されている入力欄を拡大した後、この入力欄に対して電子ペン２で入力を行うという場合に発生し得る。図１に示すように電子ペン２のペン先が入力面３ａから少し離れた状態において電子ペン２を検出するためには、電子ペン２のペン先と入力面３ａ（正確には、後述するタッチセンサ１８）との間の距離Ｌが、少なくともダウンリンク信号ＤＳの最大到達距離よりも短い必要がある。
【0036】
図２は、図１の電子機器３の概略構成を示す図である。図２に示すように、電子機器３は、タッチセンサ１８と、位置検出回路であるタッチＩＣ（Integrated Circuit）２０と、ホストプロセッサ２２と、を含む。なお、図２では図示を省略するが、タッチセンサ１８上には入力面３ａが配置されている。
【0037】
タッチセンサ１８は、入力面３ａの内側において面状に配置された複数のセンサ電極１８ｘ，１８ｙを有する静電容量方式のタッチセンサである。センサ電極１８ｘは、Ｘ軸上の位置を検出し、センサ電極１８ｙは、Ｙ軸上の位置を検出する。本図に示すｘ方向，ｙ方向は、入力面３ａ上において定義される直交座標系のＸ軸，Ｙ軸に相当する。
【0038】
帯状のセンサ電極１８ｘは、ｙ方向に延びて設けられるとともに、ｘ方向に沿って等間隔に配置されている。帯状のセンサ電極１８ｙは、ｘ方向に延びて設けられるとともに、ｙ方向に沿って等間隔に配置されている。なお、タッチセンサ１８は、上記した相互容量方式のセンサに代えて、ブロック状の電極を二次元格子状に配置した自己容量方式のセンサであってもよい。
【0039】
タッチＩＣ２０は、タッチセンサ１８を構成する複数のセンサ電極１８ｘ，１８ｙのそれぞれに接続されている。タッチＩＣ２０は、内部にメモリ（ＲＯＭ及びＲＡＭ）を有しており、このメモリに格納されたファームウェア２４を実行可能に構成された集積回路である。図３を参照して後述するタッチＩＣ２０の機能構成は、ファームウェア２４を実行し、タッチＩＣ２０の各部を動作させることで実現される。
【0040】
タッチＩＣ２０は、ファームウェア２４の実行により、入力面３ａに対するユーザの手又は指４のタッチ位置を検出するタッチ検出機能と、入力面３ａに対する電子ペン２のペン位置を検出するペン検出機能と、を実現可能に構成される。換言すると、タッチＩＣ２０は、タッチ検出機能を果たすタッチ検出部２６と、ペン検出機能を果たすペン検出部２８と、を有する。タッチＩＣ２０は、タッチ検出部２６又はペン検出部２８によって取得されたデータを、ホストプロセッサ２２に出力する。
【0041】
また、図示は省略するが、タッチＩＣ２０は、位置検出システム１における動作モードの切り替えを行う動作制御部を有する。すなわち、タッチＩＣ２０は、ファームウェア２４の実行により、動作制御部の機能を実現可能に構成される。動作モードとしては、例えば、手又は指４のタッチ位置と電子ペン２のペン位置とを時分割で検出する時分割モードと、電子ペン２のペン位置の検出を行う一方で手又は指４のタッチ位置の検出を行わない排他モードと、を含む。例えば、動作制御部は、電子ペン２が検出されていない場合には、動作モードを時分割モードとし、電子ペン２が検出されている場合には、動作モードを排他モードとする。
【0042】
ホストプロセッサ２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＧＰＵ（Graphics Processing Unit）からなるプロセッサである。ホストプロセッサ２２は、図示しないメモリに記憶されるプログラムを読み出し実行することで、電子機器３のオペレーティングシステムや、描画ソフトウェア等の各種アプリケーション等を実行する。描画ソフトウェアでは、タッチＩＣ２０から逐次供給される座標等のデータに基づきストロークデータ生成し、レンダリングしてディスプレイに表示する処理等を行う。
【0043】
【0044】
＜タッチ検出部２６＞
図３に示すように、タッチＩＣ２０のタッチ検出部２６は、検出部３０（第１検出部）と、判定部３２と、出力部３４と、を有する。
図３に示すように、タッチＩＣ２０のタッチ検出部２６は、検出部３０（第１検出部）と、判定部３２と、出力部３４と、を有する。
【0045】
検出部３０は、ユーザの手又は指４とセンサ電極１８ｘ，１８ｙとの間に生じる静電結合（容量結合）を検出することによって、入力面３ａに対する手又は指４のタッチを検出する。換言すると、検出部３０は、入力面３ａに手又は指４が近接することに伴いセンサ電極１８ｘ，１８ｙ間に生じる静電容量の変化量に基づいて、入力面３ａに対する手又は指４のタッチを検出する。具体的には、検出部３０は、各センサ電極１８ｙに対してタッチ検出用信号を送信し、各センサ電極１８ｘにおいてタッチ検出用信号を受信する。そして、検出部３０は、当該タッチ検出用信号の受信結果に基づいて、各センサ電極１８ｘと各センサ電極１８ｙとのクロスポイント（２次元位置）毎のタッチ検出用信号の検出レベルを示すヒートマップを作成する。
【0046】
センサ電極１８ｘとセンサ電極１８ｙとは所定の静電容量を介して結合しており、手又は指４が入力面３ａに近接していないときには、センサ電極１８ｘからは所定の検出レベルのタッチ検出用信号が検出される。手又は指４が入力面３ａに近接すると、近接した手又は指４とその近傍にあるクロスポイントを構成するセンサ電極１８ｘ，１８ｙとが静電容量を介して結合することにより、センサ電極１８ｘに流れていた電流の一部が手又は指４に向かって流れるようになる。このため、センサ電極１８ｘから検出されるタッチ検出用信号の検出レベル（振幅）が変化する。よって、当該タッチ検出用信号の検出レベルは、クロスポイントを構成するセンサ電極１８ｘ，１８ｙ間に形成される静電容量の変化を反映したものとなる。
【0047】
検出部３０は、作成したヒートマップ（タッチ検出用信号の検出レベル）に基づき、クロスポイントを構成するセンサ電極１８ｘ，１８ｙ間に形成される静電容量の変化量が閾値以上である入力面３ａ内の領域がある場合に、入力面３ａに対する手又は指４のタッチを検出する。以下、静電容量の変化量が閾値以上である入力面３ａ内の領域を「タッチ領域」と称する。
【0048】
検出部３０は、タッチ領域の例えば中心位置をタッチ位置として検出し、その座標を示すタッチ座標を計算する。なお、検出部３０は、タッチ領域における静電容量の変化量が最大である位置をタッチ位置として検出してもよく、タッチ領域の重心位置をタッチ位置として検出してもよい。なお、検出部３０は、タッチ領域が互いに所定間隔離れて複数個存在する場合には、それぞれのタッチ領域に基づきタッチ位置を複数検出してもよい。検出部３０は、検出結果に基づく情報（タッチ検出の有無を示す情報、ヒートマップ、タッチ座標等）を、判定部３２、出力部３４、及び後述するペン検出部２８の変更部４２に出力する。
【0049】
判定部３２は、検出部３０により検出されたタッチ領域の大きさについての判定処理を行う。判定部３２は、タッチ領域の大きさが基準範囲内であるか否かを判定する。判定部３２は、タッチ領域の面積によってタッチ領域の大きさを判定してもよく、面積に加えて又は代えて、タッチ領域をなすクロスポイントの個数を用いて、タッチ領域の大きさの判定を行ってもよい。また、判定部３２は、タッチ領域の大きさを判定するための基準範囲として、一つの基準範囲に限らず、複数の基準範囲を用いてもよい。例えば、小領域であることを判定するための下限値及び上限値で示される第１範囲と、大領域であることを判定するための下限値及び上限値で示される第２範囲と、を用いてもよい。また、タッチ領域の大きさは、上記に挙げた面積やクロスポイントの数に限らず、例えばＸ方向やＹ方向での長さ等のその他の条件によって判定してもよい。判定部３２は、タッチ領域の大きさの判定結果を、出力部３４に出力する。
【0050】
出力部３４は、判定部３２によるタッチ領域の大きさの判定結果に基づき、検出部３０により検出されたタッチ位置を、ホストプロセッサ２２へ出力する。タッチ位置を出力するとは、タッチ位置の情報を出力することであって、例えばタッチ座標を出力することを示す。なお、タッチ位置の情報としては、タッチ座標等の位置情報に限らず、例えばタッチ位置に加わる圧力等の情報を含んでもよい。
【0051】
判定部３２によりタッチ領域の大きさが基準範囲内であると判定された場合には、検出部３０により検出されたタッチがユーザによる意図的なタッチである可能性が高い。よって、この場合には、出力部３４は、タッチ位置を、ホストプロセッサ２２へ出力する。これに対し、判定部３２によりタッチ領域の大きさが基準範囲を超えていると判定された場合には、ユーザの掌又は拳等の指４よりも広い部分を示すパームによるタッチであり、操作を意図しないタッチである可能性が高い。よって、この場合には、出力部３４は、タッチ位置をホストプロセッサ２２に出力しない、又は、タッチ位置を無効化して出力する。ここで、無効化して出力するとは、タッチ位置に基づきホストプロセッサ２２において描画等されないよう無効化してホストプロセッサ２２へ出力することを示す。無効化して出力する方法の具体例としては、タッチ位置とともに、無効を示すフラグをホストプロセッサ２２へ出力すること等が挙げられる。
【0052】
＜ペン検出部２８＞
また、タッチＩＣ２０のペン検出部２８は、検出部３６（第２検出部）と、判定部３８と、出力部４０と、変更部４２と、を有する。
また、タッチＩＣ２０のペン検出部２８は、検出部３６（第２検出部）と、判定部３８と、出力部４０と、変更部４２と、を有する。
【0053】
検出部３６は、タッチセンサ１８との通信によって電子ペン２から送信されたダウンリンク信号ＤＳをタッチセンサ１８で受信することにより、ペン位置を検出する。具体的には、まず、検出部３６は、アップリンク信号ＵＳを生成して各センサ電極１８ｘ，１８ｙに対して入力することにより、各センサ電極１８ｘ，１８ｙから電子ペン２のペン電極に対してアップリンク信号ＵＳを送信する処理を行う。電子ペン２のペン電極は、アップリンク信号ＵＳを受信したことに応じて、ダウンリンク信号ＤＳを送信する。次に、検出部３６は、各センサ電極１８ｘ，１８ｙを順次受信電極として用いて、電子ペン２から送信されるダウンリンク信号ＤＳの検出を行う。
【0054】
検出部３６は、電子ペン２を未だ検出していない場合には、未検出の電子ペン２を検出するためにタッチセンサ１８の全体で位置検出を行うグローバルスキャンを実行する。この場合、検出部３６は、タッチセンサ１８を構成する全センサ電極１８ｘ，１８ｙでダウンリンク信号ＤＳを受信する。この際にセンサ電極１８ｘ，１８ｙで受信するダウンリンク信号ＤＳは、所定周波数のバースト信号である位置信号により構成される。
【0055】
また、検出部３６は、電子ペン２を検出した後には、タッチセンサ１８の一部で位置検出を行うローカルスキャンを実行する。この場合、検出部３６は、タッチセンサ１８を構成する全センサ電極１８ｘ，１８ｙのうち前回検出した位置の近傍に位置する所定本数のみを用いてダウンリンク信号ＤＳを受信する。この際にセンサ電極１８ｘ，１８ｙで受信するダウンリンク信号ＤＳは、所定周波数のバースト信号である位置信号と、各種のデータ信号と、を含んで構成される。データ信号には、例えば、上記した筆圧値、スイッチデータ、ペンＩＤ等のペンデータが含まれる。
【0056】
検出部３６は、タッチセンサ１８に対する電子ペン２の近接度を示す近接度情報（以下、単に「電子ペン２の近接度情報」と称する。）が閾値以上である場合に、電子ペン２を検出する。近接度とは、タッチセンサ１８に対する電子ペン２の接近の度合いを示す。
【0057】
電子ペン２の近接度情報は、例えば、電子ペン２（ペン電極）から送信されるダウンリンク信号ＤＳのタッチセンサ１８（センサ電極１８ｘ，１８ｙ）における受信強度である。電子ペン２から送信されるダウンリンク信号ＤＳのタッチセンサ１８における受信強度は、電子ペン２のペン先（ペン電極）がタッチセンサ１８に対して接近するほど大きくなる。よって、この受信強度は、電子ペン２の近接度情報であると言える。
【0058】
また、電子ペン２の近接度情報は、例えば、電子ペン２とタッチセンサ１８との静電結合によって生じる静電容量の変化量であってもよい。第１指示体及び第２指示体が何れも入力面３ａに近接していない状態（センサ電極１８ｘ，１８ｙ上に何もない状態）では、センサ電極１８ｘ，１８ｙには所定の静電容量が生じている。この所定の静電容量を基準として、この状態から電子ペン２が入力面３ａに近接すると、電子ペン２のペン電極とその近傍にあるセンサ電極１８ｘ，１８ｙとが静電容量を介して結合することにより、センサ電極１８ｘ，１８ｙにおける静電容量が基準の静電容量に対して変化する。この静電容量の変化量は、電子ペン２のペン電極がセンサ電極１８ｘ，１８ｙに対して接近するほど大きくなる。よって、この静電容量の変化量は、電子ペン２の近接度情報であると言える。
【0059】
以下、電子ペン２の近接度情報が、電子ペン２から送信されるダウンリンク信号ＤＳのタッチセンサ１８における受信強度である場合について説明する。この場合、検出部３６は、センサ電極１８ｘ，１８ｙにおけるダウンリンク信号ＤＳの受信強度が閾値以上である場合に、電子ペン２を検出する。また、検出部３６は、当該受信強度が閾値未満である場合には、電子ペン２を検出しないものとする。
【0060】
センサ電極１８ｘ，１８ｙにおけるダウンリンク信号ＤＳの受信強度は、センサ電極１８ｘ，１８ｙ毎の位置信号の検出レベル（受信電極として用いたセンサ電極１８ｘ，１８ｙの電位の振幅）で示される。検出部３６は、センサ電極１８ｘ，１８ｙ毎の位置信号の検出レベルが閾値以上である入力面３ａ内の領域がある場合に、電子ペン２を検出する。以下、センサ電極１８ｘ，１８ｙ毎の位置信号の検出レベルが閾値以上である入力面３ａ内の領域を「ペン領域」と称する。検出部３６は、ペン領域の例えば中心位置をペン位置として検出し、その座標を示すペン座標を計算する。なお、検出部３６は、ペン領域における位置信号の検出レベルが最大である位置をペン位置として検出してもよく、ペン領域の重心位置をペン位置として検出してもよい。
【0061】
また、検出部３６は、ローカルスキャン時に受信したデータ信号を復号することにより、電子ペン２から送信されたペンデータを取得する。検出部３６は、検出結果に基づく情報（ペン検出の有無を示す情報、ペン座標、ペンデータ等）を、判定部３８及び出力部４０に出力する。また、検出部３６は、電子ペン２とペアリング中でない場合に電子ペン２が検出された場合には、電子ペン２とのペアリングを実行する。
【0062】
判定部３８は、電子ペン２から送信されたペンデータに基づき、ペンダウン、ペンムーブ、ペンアップ、ホバー等の電子ペン２の操作状態を判定する。ペンダウンは、電子ペン２のペン先を入力面３ａに置いたこと、すなわち電子ペン２が入力面３ａに接触したことを示す。ペンムーブは、入力面３ａに接触した電子ペン２が引き続き入力面３ａに接触していることを示す。ペンアップは、入力面３ａに接触している電子ペン２が入力面３ａから離れたことを示す。ホバーは、検出されている状態の電子ペン２が入力面３ａに接触しておらず入力面３ａから離れていることを示す。当該操作状態は、ホストプロセッサ２２において、ストロークの始まりと終わりとを認識するために使用される。
【0063】
判定部３８は、例えば電子ペン２の筆圧値に基づき、電子ペン２の操作状態を判定する。判定部３８は、筆圧値が例えば０より大きい値から０に変化した場合には、ペンアップと判定する。また、判定部３８は、筆圧値が０に変化した場合だけでなく、例えば０に近い閾値以下の値に変化した場合に、ペンアップと判定してもよい。このように筆圧値が０に近い閾値以下の値に変化した場合には、電子ペン２が入力面３ａから離れそうな状態であり、電子ペン２が入力面３ａから完全に離れていない場合であっても、電子ペン２が入力面３ａから離れた場合とみなしてもよい。また、判定部３８は、筆圧値が０から０より大きい値に変化した場合には、ペンダウンと判定する。また、判定部３８は、筆圧値が０より大きい値を維持し続けている場合には、ペンムーブと判定する。また、判定部３８は、筆圧値が０を検出し続けている場合には、ホバーと判定する。判定部３８は、電子ペン２の操作状態の判定結果を、出力部４０に出力する。
【0064】
出力部４０は、検出部３６による検出結果に基づく情報を、ホストプロセッサ２２に出力する。出力部４０は、センサ電極１８ｘ，１８ｙにおけるダウンリンク信号ＤＳの受信強度が閾値未満である場合には、ペン不検出を示す情報をホストプロセッサ２２に出力する。また、出力部４０は、センサ電極１８ｘ，１８ｙにおけるダウンリンク信号ＤＳの受信強度が閾値以上である場合には、ペン位置をホストプロセッサ２２へ出力する。ペン位置を出力するとは、ペン位置の情報を出力することであって、例えば、検出部３６により計算されたペン座標、検出部３６により取得されたペンデータ、電子ペン２の操作状態を示す情報等を出力することを示す。
【0065】
ところで、静電容量方式のタッチセンサ１８を用いてペン位置とタッチ位置とをそれぞれ検出する場合には、ダウンリンク信号ＤＳが人体を経由する結果、当該ダウンリンク信号ＤＳがペン位置ではなくタッチ位置でタッチセンサ１８に向かって送信されてしまうことがある。図４は、タッチ位置Ｔでダウンリンク信号ＤＳが送信されてしまう場合の一例について説明するための図である。
【0066】
図４に示すように、電子ペン２で入力面３ａに対する入力を行う際、電子ペン２を把持している手の小指側の側部５（以下、単に「手の側部５」と称する。）が、ペン先よりも先に入力面３ａにタッチする場合がある。この場合に、電子ペン２からのダウンリンク信号ＤＳが、電子ペン２の筐体及び人体を経路Ｐで経由する結果、手の側部５の入力面３ａに対するタッチ位置Ｔに伝わり当該タッチ位置Ｔからセンサ電極１８ｘ，１８ｙに送信されてしまう。すなわち、真のペン位置を指示するダウンリンク信号ＤＳより先に偽物のペン位置を指示するダウンリンク信号ＤＳがセンサ電極１８ｘ，１８ｙに送信されてしまう。このような場合において、従来の位置検出システムでは、このタッチ位置Ｔで送信されたダウンリンク信号ＤＳに基づき、タッチ位置Ｔがペン位置として誤検出されてしまうという問題があった。
【0067】
また、例えば図１に示すように、電子ペン２が入力面３ａから離れている状態で、電子ペン２を把持している手とは反対の手の指４ａ，４ｂが入力面３ａにタッチした場合にも、同様にして、電子ペン２からのダウンリンク信号ＤＳが人体を経由して指４ａ，４ｂのタッチ位置に伝わり、当該タッチ位置がペン位置として誤検出されてしまうという問題があった。また、このような場合には、電子ペン２が検出されている場合にはタッチ検出を行わない排他モードを利用することにより、タッチ位置がペン位置として誤検出されることを抑制することができる。しかしながら、排他モードを利用する場合には、例えばペン先を入力面３ａから離した状態で指４ａ，４ｂでピンチアウト操作を行う際等に、ペン先が入力面３ａにごく近い状態での当該ピンチアウト操作の検出を適切に行うことができないという不便が生じる場合があった。
【0068】
そこで、ペン検出部２８の変更部４２は、検出部３０により入力面３ａに対する手又は指４のタッチが検出された場合に、検出部３０により当該タッチが検出されていない場合に比して、電子ペン２を検出するための近接度情報の閾値を大きい値に変更する。以下、電子ペン２を検出するための近接度情報の閾値を、「ペン検出閾値」と称する。例えば図４に示すように手の側部５が入力面３ａにタッチした場合には、検出部３０によって当該タッチが検出され、当該タッチを検出したことを示す情報が検出部３０から変更部４２に出力される。この場合に、変更部４２は、当該タッチが検出される前の設定値に比して、ペン検出閾値を大きい値に変更し、次に実行されるペン検出におけるペン検出感度を下げる。
【0069】
図５は、ペン検出閾値に応じたホバー高さの違いについて説明するための図である。図５の（ａ）は、ペン検出閾値を変更前の場合のホバー高さＨａを示し、図５の（ｂ）はペン検出閾値を変更後の場合のホバー高さＨｂを示している。本実施形態において、「高さ」とは、入力面３ａに対して交差方向（略直交方向）での距離を示す。なお、便宜上、「高さ」という文言を用いて説明するが、距離の方向は鉛直方向には限らない。また、図５では、入力面３ａ内のタッチセンサ１８の図示を省略しているが、タッチセンサ１８の表面の高さは入力面３ａの高さと略同じとみなして説明する。
【0070】
ホバー高さＨａ，Ｈｂとは、操作状態をホバーとみなすことが可能となる電子ペン２の高さであって、入力面３ａに非接触状態の電子ペン２を検出部３６によって検出可能なタッチセンサ１８上の検出可能範囲を示す。ホバー高さＨａ，Ｈｂは、例えば、電子ペン２が検出されたときの電子ペン２のペン先（ペン電極）とタッチセンサ１８（センサ電極１８ｘ，１８ｙ）との間の最短距離である。なお、図５に示す例では、タッチセンサ１８の表面の高さが入力面３ａの高さと略同じとみなせることから、ホバー高さＨａ，Ｈｂは、入力面３ａを基準とする高さとして示されている。
【0071】
また、図５では、電子ペン２のペン先から送信されるダウンリンク信号ＤＳの強度Ｓを模式的に三角形で図示している。これにより、ダウンリンク信号ＤＳの発信側であるペン先側（三角形の底辺側）にて最も強度Ｓが強く、ペン先側からタッチセンサ１８側に向かう方向でペン先から離れるほど強度Ｓが弱くなることを示している。
【0072】
図５の（ａ）に示すように、ペン検出閾値の変更前においては、電子ペン２のペン先とタッチセンサ１８との間の距離Ｌがホバー高さＨａ以下である場合に電子ペン２が検出されるように、ペン検出閾値が設定されている。このホバー高さＨａは、例えば１～２ｃｍ程度とされている。この場合に入力面３ａ内のセンサ電極１８ｘ，１８ｙにより検出されるダウンリンク信号ＤＳの強度Ｓ（センサ電極１８ｘ，１８ｙにおける受信強度）は、後述するペン検出閾値の変更後に比べて弱い。すなわち、相対的に強度Ｓが弱いダウンリンク信号ＤＳをセンサ電極１８ｘ，１８ｙが受信した場合であっても電子ペン２が検出され、電子ペン２の検出感度が相対的に高くなっている。
【0073】
これに対し、図４の（ｂ）に示すように、ペン検出閾値の変更後においては、電子ペン２のペン先とタッチセンサ１８との間の距離Ｌがホバー高さＨｂ以下である場合に電子ペン２が検出されるように、ペン検出閾値が変更されている。このホバー高さＨｂは、例えば０．５ｍｍ程度でありホバー高さＨａよりも短くなっており、電子ペン２のペン先が入力面３ａに対してより近づかないと電子ペン２が検出されないようになっている。この場合に入力面３ａ内のセンサ電極１８ｘ，１８ｙにより検出されるダウンリンク信号ＤＳの強度Ｓ（センサ電極１８ｘ，１８ｙにおける受信強度）は、ペン検出閾値の変更前に比べて強くなっている。すなわち、相対的に強度Ｓが強いダウンリンク信号ＤＳをセンサ電極１８ｘ，１８ｙが受信しないと電子ペン２が検出されず、電子ペン２の検出感度が相対的に低くなっている。
【0074】
以上のように、入力面３ａに対する手又は指４のタッチが検出された場合にはペン検出感度を下げることにより、図４に示すようにタッチ位置Ｔで送信されるダウンリンク信号ＤＳがセンサ電極１８ｘ，１８ｙで検出され難くなっている。これにより、当該タッチ位置Ｔがペン位置として誤検出される従来技術の問題を抑制することができる。
【0075】
また、変更部４２は、入力面３ａとタッチセンサ１８との間の距離に応じて、ペン検出閾値を変更してもよい。入力面３ａとタッチセンサ１８との間の距離は、例えば入力面３ａとセンサ電極１８ｘ（又はセンサ電極１８ｙ）の表面との間の最短距離を示す。例えば、変更部４２は、入力面３ａとタッチセンサ１８との間の距離に応じて異なるホバー高さとなるように、ペン検出閾値を変更する。
【0076】
図６は、入力面３ａとタッチセンサ１８との間の距離ｄ１，ｄ２に応じてペン検出閾値を変更する具体例について説明するための図である。図６の（ａ）は、入力面３ａとタッチセンサ１８との間の距離ｄ１が相対的に短い場合を示し、図６の（ｂ）は、入力面３ａとタッチセンサ１８との間の距離ｄ２が相対的に長い場合を示している。
【0077】
図６の（ａ）に示すように、距離ｄ１の場合には、電子ペン２のペン先とタッチセンサ１８との間の距離Ｌがホバー高さＨｃ以下である場合に電子ペン２が検出されるように、ペン検出閾値が設定又は変更されている。このホバー高さＨｃは、入力面３ａに対しては近接距離Ｄとなる距離である。この場合に入力面３ａ内のセンサ電極１８ｘ，１８ｙにより検出されるダウンリンク信号ＤＳの強度Ｓ（センサ電極１８ｘ，１８ｙにおける受信強度）は、後述する距離ｄ２の場合に比べて強くなっている。すなわち、相対的に強度Ｓが強いダウンリンク信号をセンサ電極１８ｘ，１８ｙが受信しないと電子ペン２が検出されず、電子ペン２の検出感度が相対的に低くなっている。
【0078】
これに対し、図６の（ｂ）に示すように、距離ｄ２の場合には、電子ペン２のペン先とタッチセンサ１８との間の距離Ｌがホバー高さＨｄ以下である場合に電子ペン２が検出されるように、ペン検出閾値が設定又は変更されている。このホバー高さＨｄは、入力面３ａに対しては近接距離Ｄとなる距離であって、距離ｄ２が距離ｄ１よりも長い分、ホバー高さＨｃよりも長くなっている。この場合に入力面３ａ内のセンサ電極１８ｘ，１８ｙにより検出されるダウンリンク信号ＤＳの強度Ｓ（センサ電極１８ｘ，１８ｙにおける受信強度）は、上記した距離ｄ１の場合に比べて弱くなっている。すなわち、距離ｄ１の場合に対して相対的に強度Ｓが弱いダウンリンク信号をセンサ電極１８ｘ，１８ｙが受信した場合であっても電子ペン２が検出され、電子ペン２の検出感度が相対的に高くなっている。
【0079】
以上のように、入力面３ａとタッチセンサ１８との間の距離ｄ１，ｄ２に応じて異なるホバー高さＨｃ，Ｈｄとなるようにペン検出閾値を変更することにより、距離ｄ１，ｄ２が異なる場合であっても、ユーザが入力面３ａに対して電子ペン２を同じ近接距離Ｄだけ近づけたときに、電子ペン２が検出される。よって、距離ｄ１，ｄ２が異なるといった電子機器３の仕様の差異に基づくユーザの使用感の違いを抑制することができる。なお、変更部４２は、検出部３０によるタッチ検出後においてペン検出閾値を大きい値に変更する際に、距離ｄ１，ｄ２に応じてペン検出閾値を変更するだけでなく、例えば検出部３０によるタッチ検出前において、初期設定としてのペン検出閾値を距離ｄ１，ｄ２に応じて変更してもよい。
【0080】
＜位置検出システム１の動作＞
次に、図７を参照して、位置検出システム１においてペン位置及びタッチ位置を検出する処理の流れを説明する。図７は、位置検出システム１における位置検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
次に、図７を参照して、位置検出システム１においてペン位置及びタッチ位置を検出する処理の流れを説明する。図７は、位置検出システム１における位置検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【0081】
（ステップＳＰ１０）
まず、タッチＩＣ２０の動作制御部は、時分割モードにエントリする。続いて、処理は、ステップＳＰ１２の処理に移行する。
まず、タッチＩＣ２０の動作制御部は、時分割モードにエントリする。続いて、処理は、ステップＳＰ１２の処理に移行する。
【0082】
（ステップＳＰ１２）
タッチＩＣ２０の動作制御部は、所定の終了条件を満たすまで、ステップＳＰ１４～ステップＳＰ１８の処理を繰り返し実行する。
タッチＩＣ２０の動作制御部は、所定の終了条件を満たすまで、ステップＳＰ１４～ステップＳＰ１８の処理を繰り返し実行する。
【0083】
（ステップＳＰ１４）
タッチＩＣ２０は、位置検出処理を実行する。この位置検出処理の詳細は、タッチＩＣ２０の動作制御部がエントリしている動作モードによって異なる。動作モードが時分割モードである場合における位置検出処理の詳細は、図８を参照して後述する。動作モードが排他モードである場合における位置検出処理の詳細は、図９を参照して後述する。続いて、処理は、ステップＳＰ１６の処理に移行する。
タッチＩＣ２０は、位置検出処理を実行する。この位置検出処理の詳細は、タッチＩＣ２０の動作制御部がエントリしている動作モードによって異なる。動作モードが時分割モードである場合における位置検出処理の詳細は、図８を参照して後述する。動作モードが排他モードである場合における位置検出処理の詳細は、図９を参照して後述する。続いて、処理は、ステップＳＰ１６の処理に移行する。
【0084】
（ステップＳＰ１６）
タッチＩＣ２０の動作制御部は、ステップＳＰ１４における位置検出処理内において電子ペン２を検出したか否かを判定する。タッチＩＣ２０の動作制御部は、ステップＳＰ１４における位置検出処理内においてペン検出閾値以上のダウンリンク信号ＤＳを受信していたか否かに基づき当該判定を行う。ペン検出閾値以上のダウンリンク信号ＤＳを受信していた場合には当該判定が肯定判定され、電子ペン２とペアリング済みでない場合にはペアリングを実行した上で、処理は、ステップＳＰ１８の処理に移行する。ペン検出閾値以上のダウンリンク信号ＤＳを受信していなかった場合には当該判定が否定判定され、電子ペン２とペアリング済みである場合にはペアリングを解除した上で、処理は、ステップＳＰ１０の処理に戻る。
タッチＩＣ２０の動作制御部は、ステップＳＰ１４における位置検出処理内において電子ペン２を検出したか否かを判定する。タッチＩＣ２０の動作制御部は、ステップＳＰ１４における位置検出処理内においてペン検出閾値以上のダウンリンク信号ＤＳを受信していたか否かに基づき当該判定を行う。ペン検出閾値以上のダウンリンク信号ＤＳを受信していた場合には当該判定が肯定判定され、電子ペン２とペアリング済みでない場合にはペアリングを実行した上で、処理は、ステップＳＰ１８の処理に移行する。ペン検出閾値以上のダウンリンク信号ＤＳを受信していなかった場合には当該判定が否定判定され、電子ペン２とペアリング済みである場合にはペアリングを解除した上で、処理は、ステップＳＰ１０の処理に戻る。
【0085】
（ステップＳＰ１８）
タッチＩＣ２０の動作制御部は、排他モードにエントリする。そして、処理は、ステップＳＰ１４の処理に戻る。
タッチＩＣ２０の動作制御部は、排他モードにエントリする。そして、処理は、ステップＳＰ１４の処理に戻る。
【0086】
【0087】
図８は、時分割モードにおける位置検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【0088】
（ステップＳＰ２０）
タッチＩＣ２０における検出部３０は、タッチ位置を検出するタッチ検出を実行する。具体的には、検出部３０は、各センサ電極１８ｙに対してタッチ検出用信号を送信し、各センサ電極１８ｘにおいてタッチ検出用信号を受信する。続いて、検出部３０は、当該タッチ検出用信号の受信結果に基づいて、各センサ電極１８ｘと各センサ電極１８ｙとのクロスポイン毎のタッチ検出用信号の検出レベルを示すヒートマップを作成する。続いて、処理は、ステップＳＰ２２の処理に移行する。
タッチＩＣ２０における検出部３０は、タッチ位置を検出するタッチ検出を実行する。具体的には、検出部３０は、各センサ電極１８ｙに対してタッチ検出用信号を送信し、各センサ電極１８ｘにおいてタッチ検出用信号を受信する。続いて、検出部３０は、当該タッチ検出用信号の受信結果に基づいて、各センサ電極１８ｘと各センサ電極１８ｙとのクロスポイン毎のタッチ検出用信号の検出レベルを示すヒートマップを作成する。続いて、処理は、ステップＳＰ２２の処理に移行する。
【0089】
（ステップＳＰ２２）
検出部３０は、手又は指４の入力面３ａに対するタッチを検出したか否かを判定する。検出部３０は、ステップＳＰ２０の処理で作成したヒートマップにおいて、クロスポイントを構成するセンサ電極１８ｘ，１８ｙ間に形成される静電容量の変化量が閾値以上であるタッチ領域があるか否かに基づき、当該判定を行う。タッチ領域がある場合には当該判定が肯定判定され、処理は、ステップＳＰ２４の処理に移行する。これに対し、タッチ領域がない場合には当該判定が否定判定され、処理は、ステップＳＰ２８の処理に移行する。
検出部３０は、手又は指４の入力面３ａに対するタッチを検出したか否かを判定する。検出部３０は、ステップＳＰ２０の処理で作成したヒートマップにおいて、クロスポイントを構成するセンサ電極１８ｘ，１８ｙ間に形成される静電容量の変化量が閾値以上であるタッチ領域があるか否かに基づき、当該判定を行う。タッチ領域がある場合には当該判定が肯定判定され、処理は、ステップＳＰ２４の処理に移行する。これに対し、タッチ領域がない場合には当該判定が否定判定され、処理は、ステップＳＰ２８の処理に移行する。
【0090】
（ステップＳＰ２４）
タッチＩＣ２０における変更部４２は、ペン検出閾値を大きい値に変更する。例えば、変更部４２は、ホバー高さＨａがホバー高さＨｂに変更されるように、ペン検出閾値を変更する。この際、入力面３ａとタッチセンサ１８との間の距離ｄ１，ｄ２を考慮し、距離ｄ１，ｄ２に応じたホバー高さＨｃ，Ｈｄとなるようにペン検出閾値を変更してもよい。続いて、処理は、ステップＳＰ２６の処理に移行する。
タッチＩＣ２０における変更部４２は、ペン検出閾値を大きい値に変更する。例えば、変更部４２は、ホバー高さＨａがホバー高さＨｂに変更されるように、ペン検出閾値を変更する。この際、入力面３ａとタッチセンサ１８との間の距離ｄ１，ｄ２を考慮し、距離ｄ１，ｄ２に応じたホバー高さＨｃ，Ｈｄとなるようにペン検出閾値を変更してもよい。続いて、処理は、ステップＳＰ２６の処理に移行する。
【0091】
（ステップＳＰ２６）
検出部３０は、ステップＳＰ２２の処理で検出されたタッチ領域の例えば中心位置をタッチ位置として検出し、タッチ座標を計算する。続いて、タッチＩＣ２０の判定部３２は、ステップＳＰ２２の処理で検出されたタッチ領域の大きさを判定する。続いて、タッチＩＣ２０の出力部３４は、判定部３２による判定結果に基づき、タッチ座標を示す情報をホストプロセッサ２２へ出力する。続いて、処理は、ステップＳＰ２８の処理に移行する。
検出部３０は、ステップＳＰ２２の処理で検出されたタッチ領域の例えば中心位置をタッチ位置として検出し、タッチ座標を計算する。続いて、タッチＩＣ２０の判定部３２は、ステップＳＰ２２の処理で検出されたタッチ領域の大きさを判定する。続いて、タッチＩＣ２０の出力部３４は、判定部３２による判定結果に基づき、タッチ座標を示す情報をホストプロセッサ２２へ出力する。続いて、処理は、ステップＳＰ２８の処理に移行する。
【0092】
（ステップＳＰ２８）
タッチＩＣ２０における検出部３６は、ペン位置を検出するペン検出を実行する。具体的には、検出部３６は、各センサ電極１８ｘ，１８ｙから電子ペン２のペン電極に対してアップリンク信号ＵＳを送信し、電子ペン２のペン電極がアップリンク信号ＵＳを受信したことに応じて送信したダウンリンク信号ＤＳを各センサ電極１８ｘ，１８ｙで受信する。これにより、検出部３６は、センサ電極１８ｘ，１８ｙ毎の位置信号の検出レベルを検出する。続いて、処理は、ステップＳＰ３０の処理に移行する。
タッチＩＣ２０における検出部３６は、ペン位置を検出するペン検出を実行する。具体的には、検出部３６は、各センサ電極１８ｘ，１８ｙから電子ペン２のペン電極に対してアップリンク信号ＵＳを送信し、電子ペン２のペン電極がアップリンク信号ＵＳを受信したことに応じて送信したダウンリンク信号ＤＳを各センサ電極１８ｘ，１８ｙで受信する。これにより、検出部３６は、センサ電極１８ｘ，１８ｙ毎の位置信号の検出レベルを検出する。続いて、処理は、ステップＳＰ３０の処理に移行する。
【0093】
（ステップＳＰ３０）
検出部３６は、電子ペン２を検出したか否かを判定する。検出部３６は、ステップＳＰ２８の処理で検出されたセンサ電極１８ｘ，１８ｙ毎の位置信号の検出レベルがペン検出閾値以上であるペン領域があるか否かに基づき、当該判定を行う。ペン領域がある場合には当該判定が肯定判定され、処理は、ステップＳＰ３２の処理に移行する。これに対し、ペン領域がない場合には当該判定が否定判定され、図８に示す位置検出処理が終了する。
検出部３６は、電子ペン２を検出したか否かを判定する。検出部３６は、ステップＳＰ２８の処理で検出されたセンサ電極１８ｘ，１８ｙ毎の位置信号の検出レベルがペン検出閾値以上であるペン領域があるか否かに基づき、当該判定を行う。ペン領域がある場合には当該判定が肯定判定され、処理は、ステップＳＰ３２の処理に移行する。これに対し、ペン領域がない場合には当該判定が否定判定され、図８に示す位置検出処理が終了する。
【0094】
（ステップＳＰ３２）
検出部３６は、ステップＳＰ３０の処理で検出されたペン領域の例えば中心位置をペン位置として検出し、そのペン座標を計算する。また、検出部３６は、ダウンリンク信号ＤＳにデータ信号が含まれていた場合には、このデータ信号を復号することによりペンデータを取得する。続いて、タッチＩＣ２０の出力部４０は、ペン座標を示す情報及びペンデータを、ホストプロセッサ２２へ出力する。以上によって、図８に示す位置検出処理が終了する。
検出部３６は、ステップＳＰ３０の処理で検出されたペン領域の例えば中心位置をペン位置として検出し、そのペン座標を計算する。また、検出部３６は、ダウンリンク信号ＤＳにデータ信号が含まれていた場合には、このデータ信号を復号することによりペンデータを取得する。続いて、タッチＩＣ２０の出力部４０は、ペン座標を示す情報及びペンデータを、ホストプロセッサ２２へ出力する。以上によって、図８に示す位置検出処理が終了する。
【0095】
図９は、排他モードにおける位置検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。排他モードにおいては、検出部３０によるタッチ検出処理を行うことなく、検出部３６によるペン検出処理を行う。
【0096】
（ステップＳＰ４０）
検出部３６は、ステップＳＰ２８の処理と同様にして、センサ電極１８ｘ，１８ｙ毎の位置信号の検出レベルを検出する。続いて、処理は、ステップＳＰ４２の処理に移行する。
検出部３６は、ステップＳＰ２８の処理と同様にして、センサ電極１８ｘ，１８ｙ毎の位置信号の検出レベルを検出する。続いて、処理は、ステップＳＰ４２の処理に移行する。
【0097】
（ステップＳＰ４２）
検出部３６は、ステップＳＰ３０の処理と同様にして、電子ペン２を検出したか否かを判定する。当該判定が肯定判定されると、処理は、ステップＳＰ４４の処理に移行し、当該判定が否定判定されると、図９に示す位置検出処理が終了する。
検出部３６は、ステップＳＰ３０の処理と同様にして、電子ペン２を検出したか否かを判定する。当該判定が肯定判定されると、処理は、ステップＳＰ４４の処理に移行し、当該判定が否定判定されると、図９に示す位置検出処理が終了する。
【0098】
（ステップＳＰ４４）
出力部４０は、ステップＳＰ３２の処理と同様にして、ペン位置を示す情報やペンデータをホストプロセッサ２２へ出力する。以上によって、図９に示す位置検出処理が終了する。
出力部４０は、ステップＳＰ３２の処理と同様にして、ペン位置を示す情報やペンデータをホストプロセッサ２２へ出力する。以上によって、図９に示す位置検出処理が終了する。
【0099】
＜作用効果＞
以上、第１実施形態に係る位置検出システム１が備えるタッチＩＣ２０は、静電容量方式のタッチセンサ１８を用いて、タッチセンサ１８との通信によって位置を指示する第１指示体としての電子ペン２及び当該通信によらずに位置を指示する第２指示体としての手又は指４の各指示位置を検出するタッチＩＣ２０であって、タッチセンサ１８上に配置された入力面３ａに対する手又は指４のタッチを検出する検出部３０（第１検出部）と、タッチセンサ１８に対する電子ペン２の近接度情報がペン検出閾値以上である場合に、電子ペン２を検出する検出部３６（第２検出部）と、検出部３０により手又は指４のタッチが検出された場合に、当該タッチが検出されていない場合に比して、ペン検出閾値を大きい値に変更する変更部４２と、を備える。
以上、第１実施形態に係る位置検出システム１が備えるタッチＩＣ２０は、静電容量方式のタッチセンサ１８を用いて、タッチセンサ１８との通信によって位置を指示する第１指示体としての電子ペン２及び当該通信によらずに位置を指示する第２指示体としての手又は指４の各指示位置を検出するタッチＩＣ２０であって、タッチセンサ１８上に配置された入力面３ａに対する手又は指４のタッチを検出する検出部３０（第１検出部）と、タッチセンサ１８に対する電子ペン２の近接度情報がペン検出閾値以上である場合に、電子ペン２を検出する検出部３６（第２検出部）と、検出部３０により手又は指４のタッチが検出された場合に、当該タッチが検出されていない場合に比して、ペン検出閾値を大きい値に変更する変更部４２と、を備える。
【0100】
また、第１実施形態に係る位置検出方法は、タッチＩＣ２０により実行され、タッチセンサ１８を用いて電子ペン２及び手又は指４の各指示位置を検出する位置検出方法であって、入力面３ａに対するユーザの手又は指４のタッチを検出する第１検出ステップ（ステップＳＰ２２）と、タッチセンサ１８に対する電子ペン２の近接度情報が閾値以上である場合に、電子ペン２を検出する第２検出ステップ（ステップＳＰ３０）と、第１検出ステップにおいてタッチが検出された場合に、当該タッチが検出されていない場合に比して、ペン検出閾値を大きい値に変更する変更ステップ（ステップＳＰ２４）と、を含む。
【0101】
第１実施形態に係る位置検出システム１、タッチＩＣ２０、及び位置検出方法によれば、ユーザの手又は指４のタッチが検出されると、ペン検出閾値が大きい値に変更される。このため、図５を参照して上述したように電子ペン２の検出感度が下がり、ペン検出閾値の変更前に比して電子ペン２が検出され難くなる。これにより、図４に示すような側部５のタッチ位置Ｔ等をペン位置として誤検出することを抑制することができる。
【0102】
また、従来技術では、排他モードを利用する場合において、電子ペン２のペン先を入力面３ａからある程度離さないと排他モードが解除されずにタッチ検出ができなくなるという不便が生じる場合があった。本実施形態によれば、ペン検出感度を下げることにより、排他モードにおけるペンアップ後すぐに電子ペン２が非検出となって排他モードが解除される。よって、排他モードを利用しているために電子ペン２のペン先が入力面３ａのごく近くにある状態でのタッチ検出ができなくなるという不便を解消することができる。例えば、一方の手で電子ペン２を把持して入力を行っているときにペン先を入力面３ａから離し、この間に他方の手でピンチアウト操作を行う際等に、ペン先が入力面３ａにごく近い状態であっても当該ピンチアウト操作の検出を適切に行うことができ、ユーザの使い勝手を向上することができる。
【0103】
また、時分割モードにおけるペン検出とタッチ検出とのスキャンレート比（ペン検出のスキャン実行頻度とタッチ検出のスキャン実行頻度との比率）は、通常、所定の比率に設定されている。位置検出システム１によれば、電子ペン２の規格によらずペン検出感度を下げることができるため、電子ペン２の規格によらず、タッチ検出のスキャンレートが高くなるようにスキャンレート比を変更することができる。
【0104】
また、位置検出システム１において、近接度情報は、電子ペン２から送信されるダウンリンク信号ＤＳのタッチセンサ１８における受信強度である。
【0105】
この構成によれば、ペン検出閾値として、電子ペン２を検出するためのダウンリンク信号ＤＳのタッチセンサ１８における受信強度の閾値を大きくすることにより、電子ペン２の検出感度を適切に下げることができる。
【0106】
また、位置検出システム１において、近接度情報は、電子ペン２とタッチセンサ１８との静電結合によって生じる静電容量の変化量であってもよい。
【0107】
この構成によれば、ペン検出閾値として、電子ペン２を検出するための静電容量の変化量の閾値を大きくすることにより、電子ペン２の検出感度を適切に下げることができる。
【0108】
また、位置検出システム１において、変更部４２は、入力面３ａとタッチセンサ１８との間の距離ｄ１，ｄ２に応じて、ペン検出閾値を変更する。
【0109】
入力面３ａからタッチセンサ１８までの距離ｄ１，ｄ２が異なる場合には、入力面３ａに対する電子ペン２の高さが同じであってもダウンリンク信号ＤＳの届き易さが異なる。このようにダウンリンク信号ＤＳの届き易さが異なる場合であっても、本構成によれば、距離ｄ１，ｄ２に応じてペン検出閾値を変更することにより、図６を参照して上述したように例えば同じ近接距離Ｄで電子ペン２が検出されるようにすることができる。その結果、入力面３ａからタッチセンサ１８までの距離ｄ１，ｄ２が異なるというタッチＩＣ２０の仕様差に基づくユーザの使用感の違いを抑制することができる。
【0110】
［第２実施形態］
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第２実施形態に係る位置検出システムについて説明する。第２実施形態に係る位置検出システムでは、第１実施形態と同様にして、ユーザの手又は指４のタッチが検出された場合にペン検出閾値を大きい値に変更する。以下、第１実施形態と同様の構成又は機能については同一の参照符号を付すとともに説明を適宜省略し、第１実施形態と異なる点について説明する。
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第２実施形態に係る位置検出システムについて説明する。第２実施形態に係る位置検出システムでは、第１実施形態と同様にして、ユーザの手又は指４のタッチが検出された場合にペン検出閾値を大きい値に変更する。以下、第１実施形態と同様の構成又は機能については同一の参照符号を付すとともに説明を適宜省略し、第１実施形態と異なる点について説明する。
【0111】
図１０は、第２実施形態に係るタッチＩＣ２０Ａが有する機能構成を示すブロック図である。図１０に示すように、第２実施形態に係る位置検出システムでは、第１実施形態に係る電子機器３に代えて、電子機器３Ａを備えている。電子機器３Ａは、電子機器３と同様のタブレット端末であって、第１実施形態に係るタッチＩＣ２０に代えてタッチＩＣ２０Ａを含む。
【0112】
タッチＩＣ２０Ａは、タッチ検出部２６と、ペン検出部２８Ａと、を有する。タッチ検出部２６については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。ペン検出部２８Ａは、検出部５０、判定部５２、出力部５４、及び変更部５６を有する。検出部５０、判定部５２、出力部５４、及び変更部５６は、それぞれ、検出部３６、判定部３８、出力部４０、及び変更部４２と同様の機能を有すると共に、以下に説明する機能を更に有する。
【0113】
検出部５０は、検出した電子ペン２の使用状態を示す情報を取得し、当該情報を判定部３８に出力する。電子ペン２の使用状態を示す情報としては、例えば、ペン格納情報、ペン傾き情報、又はペン速度情報等が挙げられる。ペン格納情報は、電子ペン２が電子機器３に格納されたことを示す情報である。ペン傾き情報は、入力面３ａの法線と電子ペン２の軸とのなす角を示す電子ペン２のペン傾きを示す情報である。ペン速度情報は、電子ペン２が入力面３ａ上を移動する速度又は加速度を示す情報である。
【0114】
ペン格納情報は、例えば、電子ペン２が電子機器３Ａに格納されたことをセンサ等で検知し、その検知した情報をホストプロセッサ２２から受信することにより取得することができる。また、ペン傾き情報は、例えば、傾き検出に対応している電子ペン２の２つの送信電極のそれぞれから送信される各ダウンリンク信号に基づいて２つのペン座標を取得し、これらのペン座標間の距離に基づき算出することで取得することができる。また、ペン速度情報は、例えば、検出されたペン位置の変位及びその移動時間に基づき算出することで、取得することができる。
【0115】
判定部５２は、検出部５０により検出された電子ペン２の使用状態を示す情報に基づき、電子ペン２の使用状態を判定する。具体的には、判定部５２は、検出部５０により検出された電子ペン２の使用状態を示す情報に基づき、電子ペン２が使用状態であるか否かを判定する。例えば、判定部５２は、ペン格納情報、ペン傾き情報、及びペン速度情報に関する条件を満たすか否かに基づき、電子ペン２が使用状態であるか否かを判定する。判定部５２は、例えば、電子ペン２が電子機器３に格納された状態ではなく、電子ペン２の傾きが水平に傾き過ぎておらず、電子ペン２の速度又は加速度が電子ペン２を使用中とみなせる程度の閾値以上である場合には、電子ペン２が使用状態であると判定する。なお、当該判定の際、ペン格納情報、ペン傾き情報、及びペン速度情報に関する条件を全て満たしていなくてもよく、少なくとも何れかの条件を満たす場合に電子ペン２が使用状態であると判定してもよい。判定部５２は、当該判定結果を、出力部５４及び変更部５６に出力する。
【0116】
また、判定部５２は、検出部５０により検出されたペン位置が、検出部３０により検出されたタッチ位置を含む所定範囲外であるか否かを判定する。タッチ位置を含む所定範囲とは、例えばタッチ位置から所定距離（例えば１ｃｍ程度）の輪郭線で形成される略円形状の領域であって、タッチ位置と一致しているとみなせる領域（以下、「タッチ位置の近傍領域」と称する。）である。判定部５２は、検出部５０により計算されたペン座標と、検出部３０により計算されたタッチ座標と、に基づき、タッチ位置の近傍領域外にペン位置があるか否かを判定する。判定部５２は、当該判定結果を、出力部５４及び変更部５６に出力する。
【0117】
出力部５４は、判定部５２による判定結果に基づき、ペン位置をホストプロセッサ２２に対して出力する。例えば、出力部５４は、電子ペン２が使用状態であり、且つ、タッチ位置の近傍領域外にペン位置があると判定された場合には、ペン位置をホストプロセッサ２２に出力する。これに対し、電子ペン２が非使用状態であると判定された場合、又は、タッチ位置の近傍領域内にペン位置があると判定された場合には、ペン位置を出力しない、又は、ペン位置を無効化して出力する。ここで、ペン位置を無効化して出力するとは、タッチ位置を無効化して出力することと同様、ペン位置に基づきホストプロセッサ２２において描画等されないよう無効化してホストプロセッサ２２に出力することを示す。
【0118】
変更部５６は、所定条件を満たす場合に、ペン検出閾値を変更しない、又は、変更したペン検出閾値を変更前の値に戻る方向に戻す。所定条件は、センサ電極１８ｘ，１８ｙで受信したダウンリンク信号ＤＳ（位置信号）が、電子ペン２のペン電極から直接到来した真のペン位置を示す位置信号であって偽物のペン位置を示す位置信号ではない可能性が高いことを示す条件である。
【0119】
ペン検出閾値を変更しないとは、検出部３０によりタッチが検出された場合であっても、ペン検出閾値を設定されたままの状態として変更しないことを示す。変更したペン検出閾値を変更前の値に戻る方向に戻すとは、検出部３０によりタッチが検出された場合に変更したペン検出閾値を、当該タッチが検出される前の設定値に戻すことを示す。すなわち、変更部５６は、真のペン位置が検出されていない場合にだけペン検出感度を下げ、真のペン位置が検出されている場合にはペン検出感度を下げないようにすることにより、真のペン位置まで検出され難くなってしまうことを抑制する。
【0120】
所定条件は、例えば、検出部５０により電子ペン２が検出されたことである。検出部５０によって電子ペン２が検出された場合には、センサ電極１８ｘ，１８ｙが受信したダウンリンク信号ＤＳが、経路Ｐを経由せずに電子ペン２のペン電極から直接到来した位置信号である可能性が高い。よって、この場合には、変更部５６は、ペン検出感度を下げないようにする。
【0121】
また、所定条件は、例えば、検出部５０により検出された電子ペン２が使用状態であることである。電子ペン２が使用状態である場合には、センサ電極１８ｘ，１８ｙが受信したダウンリンク信号ＤＳが、経路Ｐを経由せずに電子ペン２のペン電極から直接到来した位置信号である可能性がより高い。よって、電子ペン２が使用状態であると判定部５２により判定された場合には、変更部５６は、ペン検出感度を下げないようにする。
【0122】
また、所定条件は、検出部５０により検出されたペン位置が、検出部３０により検出されたタッチ位置を含む所定範囲外、すなわちタッチ位置の近傍領域外であることである。タッチ位置の近傍領域よりも外側にペン位置がある場合にはタッチ位置とペン位置とが一致しているとみなせず、センサ電極１８ｘ，１８ｙが受信したダウンリンク信号ＤＳが、経路Ｐを経由せずにペン電極から直接到来した位置信号である可能性がより高い。よって、ペン位置がタッチ位置の近傍領域外であると判定部５２により判定された場合には、変更部５６は、ペン検出感度を下げないようにする。
【0123】
図１１は、第２実施形態に係る時分割モードにおける位置検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１１に示すステップＳＰ５０～ステップＳＰ６０の処理は、図８に示すステップＳＰ２０～ＳＰ３０の処理と同様であるため、説明を省略する。以下、ステップＳＰ６２以降の処理について説明する。
【0124】
（ステップＳＰ６２）
検出部５０は、ステップＳＰ５２の処理で検出した電子ペン２の使用状態を示す情報を取得する。続いて、判定部５２は、当該情報に基づき、電子ペン２が使用状態であるか否かを判定する。判定部５２は、例えばペン傾き情報に基づき電子ペン２が水平に傾き過ぎておらず使用中とみなせる程度の傾斜を有しているか否かに基づき、電子ペン２が使用状態であるか否かを判定する。電子ペン２の傾きが水平に傾き過ぎている場合には、当該判定を否定判定し、図１１に示す位置検出処理が終了する。これに対し、電子ペン２が使用中とみなせる程度の傾斜を有している場合には、当該判定を肯定判定し、処理は、ステップＳＰ６４の処理に移行する。
検出部５０は、ステップＳＰ５２の処理で検出した電子ペン２の使用状態を示す情報を取得する。続いて、判定部５２は、当該情報に基づき、電子ペン２が使用状態であるか否かを判定する。判定部５２は、例えばペン傾き情報に基づき電子ペン２が水平に傾き過ぎておらず使用中とみなせる程度の傾斜を有しているか否かに基づき、電子ペン２が使用状態であるか否かを判定する。電子ペン２の傾きが水平に傾き過ぎている場合には、当該判定を否定判定し、図１１に示す位置検出処理が終了する。これに対し、電子ペン２が使用中とみなせる程度の傾斜を有している場合には、当該判定を肯定判定し、処理は、ステップＳＰ６４の処理に移行する。
【0125】
（ステップＳＰ６４）
判定部５２は、ステップＳＰ６０の処理によって検出された電子ペン２のペン位置が、ステップＳＰ５２の処理によって検出された手又は指４のタッチ位置と一致しないか否かを判定する。まず、検出部５０が、ステップＳＰ６０の処理で検出されたペン領域の例えば中心位置をペン位置として検出する。続いて、判定部５２は、このペン位置が、ステップＳＰ５６の処理で検出されたタッチ位置の近傍領域よりも外側に位置するか否かに基づき、当該判定を行う。ペン位置がタッチ位置の近傍領域内に位置する場合には、当該判定を否定判定し、図１１に示す位置検出処理が終了する。これに対し、ペン位置がタッチ位置の近傍領域よりも外側に位置する場合には、当該判定を肯定判定し、処理は、ステップＳＰ６６の処理に移行する。
判定部５２は、ステップＳＰ６０の処理によって検出された電子ペン２のペン位置が、ステップＳＰ５２の処理によって検出された手又は指４のタッチ位置と一致しないか否かを判定する。まず、検出部５０が、ステップＳＰ６０の処理で検出されたペン領域の例えば中心位置をペン位置として検出する。続いて、判定部５２は、このペン位置が、ステップＳＰ５６の処理で検出されたタッチ位置の近傍領域よりも外側に位置するか否かに基づき、当該判定を行う。ペン位置がタッチ位置の近傍領域内に位置する場合には、当該判定を否定判定し、図１１に示す位置検出処理が終了する。これに対し、ペン位置がタッチ位置の近傍領域よりも外側に位置する場合には、当該判定を肯定判定し、処理は、ステップＳＰ６６の処理に移行する。
【0126】
（ステップＳＰ６６）
変更部５６は、ステップＳＰ５４の処理において変更したペン検出閾値を、変更前のペン検出閾値に戻す。そして、処理は、ステップＳＰ６８の処理に移行する。
変更部５６は、ステップＳＰ５４の処理において変更したペン検出閾値を、変更前のペン検出閾値に戻す。そして、処理は、ステップＳＰ６８の処理に移行する。
【0127】
（ステップＳＰ６８）
検出部５０は、ステップＳＰ６４の処理で検出されたペン位置のペン座標を計算する。また、検出部５０は、ダウンリンク信号ＤＳにデータ信号が含まれていた場合には、このデータ信号を復号することによりペンデータを取得する。続いて、出力部５４は、ペン座標を示す情報及びペンデータを、ホストプロセッサ２２へ出力する。以上によって、図１１に示す位置検出処理が終了する。
検出部５０は、ステップＳＰ６４の処理で検出されたペン位置のペン座標を計算する。また、検出部５０は、ダウンリンク信号ＤＳにデータ信号が含まれていた場合には、このデータ信号を復号することによりペンデータを取得する。続いて、出力部５４は、ペン座標を示す情報及びペンデータを、ホストプロセッサ２２へ出力する。以上によって、図１１に示す位置検出処理が終了する。
【0128】
＜作用効果＞
以上、第２実施形態に係る位置検出システムにおいても、第１実施形態に係る位置検出システム１と同様、ユーザの手又は指４のタッチが検出されると、ペン検出閾値が大きい値に変更される。よって、第１実施形態と同様、タッチ位置Ｔをペン位置として誤検出することを抑制することができる。
以上、第２実施形態に係る位置検出システムにおいても、第１実施形態に係る位置検出システム１と同様、ユーザの手又は指４のタッチが検出されると、ペン検出閾値が大きい値に変更される。よって、第１実施形態と同様、タッチ位置Ｔをペン位置として誤検出することを抑制することができる。
【0129】
更に、第２実施形態によれば、所定条件を満たす場合に、ペン検出閾値が変更されない、又は、変更したペン検出閾値が変更前の値に戻る方向に戻される。この構成によれば、タッチ位置Ｔ（偽のペン位置）の誤検出ではなく真のペン位置が検出される可能性が高い場合には、そのペン位置が適切に検出できるようにすることができる。
【0130】
また、所定条件は、電子ペン２が検出されたことである。電子ペン２が検出された場合には、タッチ位置Ｔをペン位置として誤検出したのではなく、真のペン位置である可能性が高い。よって、この場合にはペン検出感度を下げないようにすることにより、真のペン位置を適切に検出可能とすることができる。
【0131】
また、所定条件は、検出された電子ペン２が使用状態であることである。検出された電子ペン２が使用状態である場合には、タッチ位置Ｔをペン位置として誤検出したのではなく、真のペン位置である可能性がより高い。よって、このような場合にはペン検出感度を下げないようにすることにより、真のペン位置を適切に検出可能とすることができる。
【0132】
また、所定条件は、検出されたペン位置がタッチ位置の近傍領域外であることである。検出されたペン位置がタッチ位置Ｔの近傍領域外であって、タッチ位置Ｔと一致しているとはみなせない場合には、真のペン位置である可能性がより高い。よって、このような場合にはペン検出感度を下げないようにすることにより、真のペン位置を適切に検出可能とすることができる。
【0133】
［第３実施形態］
次に、図１２～図１４を参照して、本発明の第３実施形態に係る位置検出システムについて説明する。第３実施形態に係る位置検出システムでは、第１実施形態と同様にして、ユーザの手又は指４のタッチが検出された場合にペン検出閾値を大きい値に変更する。以下、第１実施形態と同様の構成又は機能については同一の参照符号を付すとともに説明を適宜省略し、第１実施形態と異なる点について説明する。
次に、図１２～図１４を参照して、本発明の第３実施形態に係る位置検出システムについて説明する。第３実施形態に係る位置検出システムでは、第１実施形態と同様にして、ユーザの手又は指４のタッチが検出された場合にペン検出閾値を大きい値に変更する。以下、第１実施形態と同様の構成又は機能については同一の参照符号を付すとともに説明を適宜省略し、第１実施形態と異なる点について説明する。
【0134】
図１２は、第３実施形態に係るタッチＩＣ２０Ｂが有する機能構成を示すブロック図である。図１２に示すように、第３実施形態に係る位置検出システムでは、第１実施形態に係る電子機器３に代えて電子機器３Ｂを備えている。電子機器３Ｂは、電子機器３と同様のタブレット端末であって、第１実施形態に係るタッチＩＣ２０に代えてタッチＩＣ２０Ｂを含む。
【0135】
タッチＩＣ２０Ｂは、タッチ検出部２６と、ペン検出部２８Ｂと、を有する。タッチ検出部２６については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。ペン検出部２８Ｂは、ペン検出部２８と同様に、検出部３６、判定部３８、及び出力部４０を有するとともに、変更部４２に代えて変更部６０と、受付部６２と、を更に有する。検出部３６、判定部３８、及び出力部４０については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【0136】
変更部６０は、第１実施形態に係る変更部４２と同様の機能を有し、検出部３０により入力面３ａに対する手又は指４のタッチが検出された場合に、ペン検出閾値を大きい値に変更する。更に、変更部６０は、受付部６２によりホバー高さの指定を受け付けた場合に、指定されたホバー高さ（以下、「指定ホバー高さ」と称する。）に応じてペン検出閾値を変更する。具体的には、変更部６０は、電子ペン２とタッチセンサ１８との間の距離Ｌが指定ホバー高さ以下である場合に電子ペン２が検出されるように、ペン検出閾値を変更する。
【0137】
受付部６２は、ユーザの入力に応じて、ホバー高さの指定を受け付ける。
【0138】
図１３は、ユーザからホバー高さの入力を受け付けるための入力画面の一例を示す図である。図１３に示す入力画面１００は、例えば、ホストプロセッサ２２の描画ソフトウェア等の各種アプリケーション上で、電子ペン２の設定画面として表示される。入力画面１００は、ホバー高さ入力部１０２及びその他の種々の電子ペン２の設定情報入力部を含む。ホバー高さ入力部１０２は、例えば、ホバー高さのレベルを段階的に示すレベルバー１０４と、ホバー高さのレベルを指定するスライダ１０６と、を含む。ユーザは、入力画面１００において、指４又は電子ペン２によるタッチによって、レベルバー１０４上でスライダ１０６を移動させた後、決定ボタン等を押すことによって、ホバー高さを指定することができる。なお、ユーザは、ホバー高さを示す数値等を直接入力することによってホバー高さを指定可能であってもよい。
【0139】
図１４は、指定ホバー高さに応じたペン検出閾値の変更処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１４に示す変更処理は、例えばホストプロセッサ２２において描画ソフトウェア等のアプリケーション上で入力画面１００を表示したタイミングで開始する。
【0140】
（ステップＳＰ７０）
受付部６２は、ホバー高さの指定を受け付けたか否かを判定する。当該判定は、入力画面１００においてホバー高さの入力操作（例えばユーザがレベルバー１０４上でスライダ１０６を移動させ、決定ボタン等を押す操作）があったか否かに基づき行う。ホバー高さの入力操作があった場合には当該判定を肯定判定し、処理は、ステップＳＰ７２の処理に移行する。これに対し、ホバー高さの入力操作がない場合には当該判定を否定判定し、図１４に示す変更処理を終了する。
受付部６２は、ホバー高さの指定を受け付けたか否かを判定する。当該判定は、入力画面１００においてホバー高さの入力操作（例えばユーザがレベルバー１０４上でスライダ１０６を移動させ、決定ボタン等を押す操作）があったか否かに基づき行う。ホバー高さの入力操作があった場合には当該判定を肯定判定し、処理は、ステップＳＰ７２の処理に移行する。これに対し、ホバー高さの入力操作がない場合には当該判定を否定判定し、図１４に示す変更処理を終了する。
【0141】
（ステップＳＰ７２）
変更部６０は、電子ペン２とタッチセンサ１８との間の距離Ｌが指定ホバー高さ以下である場合に電子ペン２が検出されるように、ペン検出閾値を初期値から設定変更する。以上によって、図１４に示す変更処理を終了する。そして、図１４に示す変更処理が終了後、図７に示す一連の位置検出処理が開始する。
変更部６０は、電子ペン２とタッチセンサ１８との間の距離Ｌが指定ホバー高さ以下である場合に電子ペン２が検出されるように、ペン検出閾値を初期値から設定変更する。以上によって、図１４に示す変更処理を終了する。そして、図１４に示す変更処理が終了後、図７に示す一連の位置検出処理が開始する。
【0142】
なお、図１４に示す変更処理は、図７に示す処理における任意のタイミングにおいて行ってもよい。この際、指定ホバー高さに応じたペン検出閾値の変更を優先的に実行するか、タッチ検出に応じたペン検出閾値の変更を優先的に実行するかは、適宜設定によって変更可能であってもよい。例えばタッチ検出に応じたペン検出閾値の変更を優先的に実行する場合には、図７のステップＳＰ１４における位置検出処理内においてタッチを検出したことに応じて、指定ホバー高さに応じて変更されたペン検出閾値（又は初期設定値）よりも大きい値にペン検出閾値を変更してもよい。また、例えば指定ホバー高さに応じたペン検出閾値の変更を優先的に実行する場合には、図７のステップＳＰ１４における位置検出処理内においてタッチを検出したとしてもペン検出閾値を変更せずに、指定ホバー高さに応じて変更したペン検出閾値のままとしてもよい。
【0143】
＜作用効果＞
以上、第３実施形態に係る位置検出システムにおいても、第１実施形態に係る位置検出システム１と同様、ユーザの手又は指４のタッチが検出されると、ペン検出閾値が大きい値に変更される。よって、第１実施形態と同様、タッチ位置Ｔをペン位置として誤検出することを抑制することができる。
以上、第３実施形態に係る位置検出システムにおいても、第１実施形態に係る位置検出システム１と同様、ユーザの手又は指４のタッチが検出されると、ペン検出閾値が大きい値に変更される。よって、第１実施形態と同様、タッチ位置Ｔをペン位置として誤検出することを抑制することができる。
【0144】
更に、第３実施形態によれば、電子ペン２とタッチセンサ１８との間の距離Ｌが、受付ステップ（ステップＳＰ７０）においてユーザから受け付けた指定ホバー高さ以下である場合に電子ペンが検出されるように、ペン検出閾値が変更される。よって、ユーザが所望のホバー高さを指定して電子ペン２の検出感度を変更することができるので、ユーザビリティを向上させることができる。
【0145】
＜変形例＞
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。すなわち、上記の実施形態に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、上記の実施形態及び後述する変形例が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。すなわち、上記の実施形態に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。また、上記の実施形態及び後述する変形例が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【0146】
例えば、上記実施形態では、電子ペン２が検出された場合に動作モードが排他モードに切り替えられる例について説明したが、これに限らない。例えば、ユーザの手又は指４によるタッチ操作が継続している間は電子ペン２が検出された場合であっても動作モードが排他モードに切り替えられること無く時分割モードで動作し続けるものとしてもよい。また、排他モードを利用せずに時分割モードでのみ動作するものとしてもよい。
【0147】
また、図１１に示すフローチャートにおいて、ＳＰ５２の処理においてタッチを検出した場合であっても、前回のペン検出の処理において電子ペン２を検出済みである等によって上記所定条件を満たすと判定された場合には、続くステップＳＰ５４の処理でペン検出閾値を大きい値に変更せず、ペン検出感度を下げないものとしてもよい。すなわち、電子ペン２が非検出状態である場合にタッチ検出された場合のみペン検出閾値を大きい値に変更し、電子ペン２が検出状態である場合にはタッチ検出されたとしてもペン検出閾値を変更しないものとしてもよい。
【0148】
また、上記実施形態では、電子ペン２の近接度情報が、電子ペン２から送信されるダウンリンク信号ＤＳのタッチセンサ１８における受信強度である場合について説明したが、これに限らない。例えば、電子ペン２の近接度情報は、センサ電極１８ｘ，１８ｙにおけるダウンリンク信号ＤＳの受信強度に加えて又は代えて、電子ペン２とタッチセンサ１８との静電結合によって生じる静電容量の変化量であってもよい。この場合、例えば、検出部３６は、この静電容量の変化量が閾値以上である場合に電子ペン２を検出し、この静電容量の変化量が閾値未満である場合には電子ペン２を検出しないものとする。変更部４２は、ペン検出閾値としてこの静電容量の変化量の閾値を変更する。
【0149】
上記実施形態に記載したようなペン検出閾値の変更は、アクティブ静電方式の電子ペン２に限らず、電磁誘導方式（ＥＭＲ）の電子ペンにおいて行ってもよい。
【符号の説明】
【0150】
１：位置検出システム、２：電子ペン（第１指示体）、３ａ：入力面、４：指（第２指示体）、５：手の側部（第２指示体）、１８：タッチセンサ、１８ｘ，１８ｙ：センサ電極、２０，２０Ａ，２０Ｂ：タッチＩＣ（位置検出回路）、３０：検出部（第１検出部）、３６，５０：検出部（第２検出部）、４２，５６，６０：変更部、６２：受付部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】