特開 2024-111804 半導体装置

(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】P2024111804

(43)【公開日】2024-08-19

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/046 20060101AFI20240809BHJP

   G06F 3/041 20060101ALN20240809BHJP

【ＦＩ】

G06F3/046

G06F3/041 522

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023203713

(22)【出願日】2023-12-01

(31)【優先権主張番号】63/443558

(32)【優先日】2023-02-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】302062931

【氏名又は名称】ルネサスエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 航

(72)【発明者】

【氏名】森下 玄

(57)【要約】

【課題】送信期間と受信期間とが交互に繰り返される半導体装置の回路面積を低減する。
【解決手段】
半導体装置は、アナログ信号を送信する送信回路と、アナログ信号により対象物で生成された信号を入力信号として受信する受信回路とを備える。アナログ信号を送信する送信期間と、前記入力信号を受信する受信期間とが交互に繰り返される。受信回路は、受信期間中に、受信回路のゲインを調整するために入力信号をサンプリングし、送信期間中に、サンプリング結果に基づきゲインを調整するゲイン制御回路２４を備える。
【選択図】図１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アナログ信号を送信する送信回路と、
前記アナログ信号により対象物で生成された信号を入力信号として受信する受信回路と
を備え、
前記アナログ信号を送信する送信期間と、前記入力信号を受信する受信期間とが交互に繰り返され、
前記受信回路は、前記受信期間中に、前記受信回路のゲインを調整するために前記入力信号をサンプリングし、かつ、前記送信期間中に、サンプリング結果に基づき前記ゲインを調整するゲイン制御回路を備える
半導体装置。

【請求項2】

前記ゲイン制御回路は、
前記ゲインに従って前記入力信号を増幅するゲイン調整回路と、
増幅された前記入力信号をアナログデジタル変換するアナログデジタル変換回路と
を備える
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記ゲイン調整回路は、増幅された前記入力信号の振幅に関する振幅情報を検出する閾値検出回路、前記ゲインを前記送信期間中に設定する制御回路、および設定された前記ゲインを出力する出力端子を備え、
前記閾値検出回路は、
前記受信期間中に、前記振幅情報を保持するする保持回路と、
前記受信期間の終了した場合に前記振幅情報をリセットするリセット回路と
を備える
請求項２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記閾値検出回路および前記ゲイン調整回路は、前記ゲイン制御回路において、前記アナログデジタル変換回路よりも入力信号側に配置される
請求項３に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記アナログデジタル変換回路は、サンプルホールド回路、および電圧比較器を備え、
前記アナログデジタル変換回路は、前記振幅情報が保持される前記受信期間中にのみ活性化される
請求項３に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記アナログデジタル変換回路は、複数のサンプルホールド回路および複数の電圧比較器を備え、
前記複数のサンプルホールド回路は、増幅された前記入力信号を互いに異なるタイミングでサンプリングし、
前記アナログデジタル変換回路は、前記ゲインを調整しない前記送信期間にのみ活性化される
請求項３に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記アナログデジタル変換回路は、複数のサンプルホールド回路および複数のアナログ電圧比較器を備え、
前記複数のアナログ電圧比較器に入力される基準電圧の振幅または絶対値が、前記振幅情報に基づいて制御可能に構成される
請求項３に記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送信回路および受信回路を備える半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電磁誘導方式で電子ペンの座標を検出する技術が知られている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Changbyung Park, et al., “A Pen-Pressure-Sensitive Capacitive Touch System Using Electrically Coupled Resonance Pen”, 2016 JSSC

【非特許文献2】SangYun Kim, et al., “A 39.5-dB SNR, 300-Hz Frame-Rate, 56 × 70-Channel Read-Out IC for Electromagnetic Resonance Touch Panels”, 2018, IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS

【非特許文献3】Jun-Eun Park, et al., “Noise-Immunity-Enhanced Analog Front-End for 36 × 64 Touch-Screen Controllers With 20-VPP Noise Tolerance at 100 kHz”, 2019, JSSC

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

受信回路で受信した信号にノイズが混入する場合がある。このノイズを除去するＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）が存在するため、受信回路の面積が大きいという課題がある。

【0005】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施の形態による半導体装置は、アナログ信号を送信する送信回路と、前記アナログ信号により対象物で生成された信号を入力信号として受信する受信回路とを備え、前記アナログ信号を送信する送信期間と、前記入力信号を受信する受信期間とが交互に繰り返され、前記受信回路は、前記受信期間中に、前記受信回路のゲインを調整するために前記入力信号をサンプリングし、かつ、前記送信期間中に、サンプリング結果に基づき前記ゲインを調整するゲイン制御回路を備える。

【発明の効果】

【0007】

前記一実施の形態によれば、送信期間と受信期間とが交互に繰り返される半導体装置の回路面積を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】電磁誘導方式で電子ペンを検出する技術の概要を説明するための図である。

【図2】電磁誘導方式で用いられる送信回路および受信回路の概要を説明するための図である。

【図3】比較例にかかる半導体装置の動作を説明するための図である。

【図4】比較例にかかる受信回路の構成を説明するための図である。

【図5】比較例にかかる受信回路の通常使用時の動作を説明するための図である。

【図6】検討例にかかる受信回路の通常使用時の動作を説明するための図である。

【図7】比較例にかかる受信回路の通話使用時の動作を説明するための図である。

【図8】検討例にかかる受信回路の通話使用時の動作を説明するための図である。

【図9】検討例にかかる受信回路の課題について説明するための図である。

【図10】検討例にかかる受信回路を用いて通話使用時に入力信号を検出する方法を説明するための図である。

【図11】アナログＦ／Ｂ型のＡＧＣ回路を用いる場合の課題を説明するための図である。

【図12】アナログＦ／Ｂ型のＡＧＣ回路を用いる場合の課題を説明するための図である。

【図13】実施形態１にかかる半導体装置の構成を説明するための図である。

【図14】実施形態１にかかる半導体装置の動作を説明するための図である。

【図15】実施形態２にかかるゲイン制御回路の構成を説明するための図である。

【図16】実施形態２にかかるゲイン制御回路における信号の時間変化を説明するための図である。

【図17】実施形態２にかかる閾値検出回路の構成の一例を説明するための図である。

【図18】実施形態３にかかるゲイン制御回路の構成を説明するための図である。

【図19】実施形態３にかかるゲイン制御回路における信号の時間変化を説明するための図である。

【図20】実施形態４にかかるゲイン制御回路の構成を説明するための図である。

【図21】実施形態４にかかるゲイン制御回路における信号の時間変化を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、および簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェア、ハードウェア上で動作するソフトウェア、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0010】

また、上述したプログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）、Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ（ＳＳＤ）又はその他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。

【0011】

実施形態にいたる検討
図１は、電磁誘導方式で電子ペンを検出する技術の概要を示す。左図を参照し、ペンタブレット５０は、電子ペン１１、液晶パネル５１、およびセンサ基板５２を備える。センサ基板５２は、電子ペン１１のｘ座標を検出する基板５２１および電子ペン１１のｙ座標を検出する基板５２２を備える。基板５２１および基板５２２は、電子ペン１１にアナログ信号（送信信号とも言われる）を送信し、電子ペン１１から送信された信号を受信する。右図を参照すると、複数のアンテナコイル１２がｘ方向に並べられている。複数のアンテナコイル１２は、基板５２１に備えられる。グラフは、各アンテナコイル１２に生じる誘導起電圧の大きさを示す。電子ペン１１に備えられたコイル１１１は磁界を発生させ、電子ペン１１の先端の周辺のアンテナコイル１２に誘導電流を流す。電磁誘導方式を用いる場合、電子ペン１１の電池は不要である。

【0012】

図２は、電磁誘導方式で用いられる送信回路および受信回路の概要を説明する図である。半導体装置１０は、電子ペン１１およびＸ軸用のアンテナコイル１２、送信回路１３、受信回路１４、および切替スイッチ１５を備える。電子ペン１１は、キャパシタＣ１およびコイルＬ１を備える。キャパシタＣ１およびコイルＬ１は共振回路を構成する。複数のアンテナコイル１２がｘ方向に並べられる。切替スイッチ１５は、送信回路１３または受信回路１４に接続されるアンテナコイル１２を切り替える。さらに、切替スイッチ１５は、アンテナコイル１２の接続先を送信回路１３と受信回路１４との間で切り替える。

【0013】

図３を参照し、半導体装置１０の動作について説明する。アンテナコイル１２は、キャパシタＣ２、抵抗Ｒ、およびコイルＬ２を備える。波形Ｗ１は、送信期間および受信期間にキャパシタＣ２の両端にかかる電圧を表す。波形Ｗ２は、送信期間にアンテナコイル１２に流れる電流を示す。波形Ｗ３は、受信期間にアンテナコイル１２に流れる電流を表す。

【0014】

半導体装置１０では、まず、（１）で示されるように、送信回路１３が送信信号（正弦波信号）を送信する。次に、左向き矢印（２）で示されるように、電子ペン１１の共振回路にエネルギーが蓄積される。次に、（３）で示されるように、アンテナコイル１２に流れる電流が停止される。次に、右向き矢印（４）で示されるように、電子ペン１１の共振回路からアンテナコイル１２に信号が送信される。次に、（５）で示されるように、受信回路１４が受信した信号（入力信号）をＡＤ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換する。（１）～（２）は送信期間に行われ、（３）～（５）は受信期間に行われる。送信期間と受信期間とは交互に繰り返される。

【0015】

図４を参照し、受信回路１４の構成について説明する。受信回路１４は、送信回路１３により送信されたアナログ信号により対象物（例：電子ペン１１）で生成された信号を入力信号として受信する。受信回路１４は、ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ） １４１、ＰＧＡ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｉｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ） １４２、およびＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ） １４３を備える。アンテナコイル１２には、電子ペン１１からの正弦波信号が入力されるが、入力信号にノイズが混入する場合がある。ＢＰＦ １４１は、ノイズが除去された信号をＰＧＡ １４２に出力する。ＰＧＡ １４２は、ノイズが除去された入力信号をゲインに従って増幅し、増幅された入力信号（増幅信号）をＡＤＣ １４３に出力する。図４の左下図は、ノイズが除去される前の入力信号の時間変化を示す。右下図は、ノイズが除去された後の入力信号の時間変化を示す。

【0016】

例えば、ユーザが通話をしながらイラストやメモを作成する場合に入力信号にノイズが乗る場合がある。以下では、ユーザが通話をせずにイラストを作成する通常使用時と、ユーザが通話をしながらイラスト等を作成する通話使用時の受信回路１４の動作について説明する。また、ＢＰＦ １４１が搭載されない受信回路１４ａの通常使用時および通話使用時の動作についても説明する。

【0017】

図５は、受信回路１４の通常使用時の動作を説明するための図である。左下図は、入力信号の時間変化を示す。横方向に延びる２つの線の間の範囲は、ＡＤＣ １４３の入力レンジを示す。中央下図は、ＢＰＦ １４１によりノイズが除去された入力信号の時間変化を示す。右下図は、ＰＧＡ １４２により増幅された入力信号の時間変化を示す。ＡＤＣ １４３の入力レンジ内でＰＧＡ １４２のゲインが最大化される。

【0018】

図６は、受信回路１４ａの通常使用時の動作を説明するための図である。左下図は、入力信号の時間変化を示す。右下図は、ＰＧＡ １４２により増幅された入力信号の時間変化を示す。入力信号にノイズが混入しない通常使用時には、ＢＰＦ １４１は不要である。

【0019】

図７は、受信回路１４の通話使用時の動作を説明するための図である。左下図に示されるように、入力信号にノイズが混入している。中央下図に示されるように、ＢＰＦ １４１が入力信号のノイズを除去する。そして、右下図に示すようにＰＧＡ １４２のゲインが最大化される。

【0020】

図８は、受信回路１４ａの通話使用時の動作を説明するための図である。図７と同様に、入力信号にノイズが混入している。そして、ノイズが混入した入力信号がＰＧＡ １４２によって増幅され、入力信号がＡＤＣ １４３の入力レンジからはみ出す。

【0021】

図９を参照し、受信回路１４ａの第１の課題について説明する。図９の上図は、図７の右下図に示す信号をＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）で周波数分析した結果を示す。電子ペン１１から入力されたＰｅｎ信号は、十分な振幅比を持つ。下図は、図８の右下図に示す信号をＦＦＴで周波数分析した結果を示す。横線は、上図のＰｅｎ信号の振幅比を示す。受信回路１４ａを用いる場合、下向き矢印に示すように、Ｐｅｎ信号の振幅比が小さく、かつ、ノイズ成分が大きいため、Ｐｅｎ信号を検出することが難しい。

【0022】

図１０を参照し、通話使用時に受信回路１４ａを用いてＰｅｎ信号を検出する方法について説明する。左図は、ノイズを含む全波形がＡＤＣ １４３の入力レンジ内に入るように増幅された入力信号の時間変化を示す。右図は、左図に示す入力信号をＦＦＴで周波数分析した結果を示す。Ｐｅｎ信号の振幅比は、図９の上図に示すＰｅｎ信号の振幅比と同等である。ＦＦＴの結果は、丸め長方形で囲まれたノイズ成分を含むが、Ｐｅｎ信号を検出することが可能である。したがって、受信回路１４ａでは、ＰＧＡ １４２のゲインが適切に設定される必要がある。

【0023】

本発明者は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路を用いて動作モードに応じて自動でゲインを変更することを検討した。ＡＧＣ回路を用いることで、常に入力信号の振幅をＡＤＣ １４３の入力レンジ内で最大化することができる。ＡＧＣ回路には、アナログＦ／Ｂ（Ｆｅｅｄ Ｂａｃｋ）型およびデジタルＦ／Ｂ型が存在する。

【0024】

図１１および図１２を参照し、アナログＦ／Ｂ型のＡＧＣ回路を用いる場合の課題（第２の課題）について説明する。図１１は、ユーザが同じ筆圧で入力を行っている途中でノイズが小さくなったときの入力信号の時間変化を示す。受信期間にＡＤ変換が行われる。図１２は、アナログＦ／Ｂ型のＡＧＣ回路を用いて自動でゲインを変更した結果を示す。ＡＧＣ回路は、入力信号をＡＤＣ １４３の入力レンジ内で最大化する。しかしながら、アナログＦ／Ｂ型のＡＧＣ回路の動作時間がＰＧＡ １４２の整定時間と比べて長く、点線で囲んだ領域において受信回路１４ａが筆圧を誤認してしまう恐れがある。

【0025】

また、デジタルＦ／Ｂ型のＡＧＣ回路は、入力信号を一度ＡＤ変換し、ＡＤ変換された信号を再度ＤＡ変換する。したがって、回路規模が大きいという問題がある。

【0026】

実施形態１
図１３は、実施形態１にかかる半導体装置２０の構成を説明するための図である。半導体装置２０の受信回路１４は、ゲイン制御回路２４を備える。ゲイン制御回路２４は、ＰＧＡ ２４１、閾値検出回路２４２、制御回路２４３、およびＡＤＣ ２４４を備える。ＡＤＣ ２４４は、サンプルホールド回路２４４１および電圧比較器２４４２を備える。ＰＧＡ ２４１のゲインは、送信期間中に設定され、受信期間中は固定される。

【0027】

ＰＧＡ ２４１は、制御回路２４３により設定されたゲインに従って入力信号を増幅する。ＰＧＡ ２４１は、増幅された入力信号（増幅信号）をサンプルホールド回路２４４１に出力する。

【0028】

閾値検出回路２４２は、受信期間中の増幅信号の振幅情報（例：最大振幅）を検出する。閾値検出回路２４２は、振幅情報を制御回路２４３に出力する。

【0029】

制御回路２４３は、送信期間中に、振幅情報に従って設定されたゲインをＰＧＡ ２４１に設定する。例えば、最大振幅の範囲ごとにゲインの値があらかじめ定められていてもよい。また、制御回路２４３は、イネーブル信号ＡＤｅｎを電圧比較器２４４２に出力する。

【0030】

また、制御回路２４３は、設定されたゲインを示す信号Ｇｃｎｔをアプリケーションに出力する。Ｇｃｎｔは、ゲインに従って定められた二進数である。アプリケーションは、画面に表示される描線の太さをＧｃｎｔに基づいて設定する。

【0031】

ＡＤＣ ２４４は、ＰＧＡ ２４１によって増幅された入力信号をＡＤ変換する。

【0032】

サンプルホールド回路２４４１は、受信期間中に増幅信号をサンプルホールドし、サンプルホールドされた信号を電圧比較器２４４２へ出力する。

【0033】

電圧比較器２４４２は、サンプルホールドされた信号を基準電圧と比較し、比較結果に基づくデジタル信号を出力する。電圧比較器２４４２は、イネーブル信号ＡＤｅｎによって受信期間中に活性化される。

【0034】

図１４の上図は、ノイズが小さい入力信号と、その入力信号が増幅された増幅信号とを示す。ゲインは大きな値（例：４）に設定される。周囲環境が安定しているとき、低ノイズで高精度な描画が可能になる。下図は、ノイズが大きい場合の入力信号と、その入力信号が増幅された増幅信号とを示す。ゲインは小さな値（例：３／４）に設定される。周囲環境が安定していないときは、ノイズを含む入力信号を増幅することで、Ｐｅｎ信号を検出することができる。

【0035】

実施形態１にかかる半導体装置は、バンドパスフィルタを用いずに、様々な環境下で電子ペンからの信号を検出できる。バンドパスフィルタを用いないため、半導体装置２０は、回路面積を低減できる。

【0036】

実施形態２
実施形態２は、実施形態１の具体例である。図１５は、実施形態２にかかるゲイン制御回路２４の構成を示し、図１６は、各信号の時間変化を示す。ＡＤＣ ２４４は、逐次比較型のＳＡＲ（Ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ Ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ） ＡＤＣである。

【0037】

ＰＧＡ ２４１は、入力信号が増幅されたＰＧＡｏｕｔを出力する。

【0038】

閾値検出回路２４２は、受信期間中のＰＧＡｏｕｔの振幅情報（例：最大振幅）を検出する。閾値検出回路２４２は、振幅情報を制御回路２４３に出力する。閾値検出回路２４２は、イネーブル信号ＴＤｅｎにより受信期間中に活性化される。また、閾値検出回路２４２は、リセット信号Ｒｅｓｅｔによってリセットされる。

【0039】

制御回路２４３は、振幅情報に従ったゲインをＰＧＡ ２４１に設定する。制御回路２４３は、ゲインを示すＧｃｎｔを出力する。制御回路２４３は、イネーブル信号ＴＤｅｎおよびイネーブル信号ＡＤｅｎを出力する。図１６を参照し、ＴＤｅｎおよびＡＤｅｎは受信期間中にＨｉｇｈであり、送信期間中にＬｏｗである。また、制御回路２４３は、閾値検出回路２４２をリセットする信号Ｒｅｓｅｔを閾値検出回路２４２に出力する。リセット信号Ｒｅｓｅｔは、例えば、送信期間の最後に出力されてもよい。

【0040】

図１５を参照し、ＡＤＣ ２４４は、複数のキャパシタ４１、電圧比較器４２、およびＳＡＲロジック４３を備える。キャパシタ４１の一端が電圧比較器４２の入力端子に接続される。キャパシタ４１の他端には、ＳＡＲロジック４３の制御により、Ｖｉｎ（ＰＧＡｏｕｔ）、Ｖｒｌ、およびＶｒｈのいずれかが接続される。逐次比較型のＡＤＣ ２４４の構成として任意の公知の構成が用いられ得る。ＳＡＲロジック４３は、イネーブル信号ＡＤｅｎによって受信期間に活性化され、デジタル信号をＳＡＲｏｕｔとして出力する。

【0041】

ゲイン制御回路２４は、受信期間中に、閾値検出回路２４２の動作、サンプリング、およびＡＤ変換を行う。ゲイン制御回路２４は、送信期間中に、ゲインの設定を行う。

【0042】

図１７は、閾値検出回路２４２の回路構成の一例を示す。閾値検出回路２４２は、ＰＧＡｏｕｔと各基準電圧とを電圧比較器ＣＭＰで比較し、比較結果をラッチＬＡＴＣＨで保持する。この比較結果は、振幅に関する情報を含む。ラッチＬＡは、イネーブル信号ＴＤｅｎにより活性化され、かつ、リセット信号Ｒｅｓｅｔによりリセットされる。右図に示されるように、各電圧比較器ＣＭＰの出力に基づいて最大振幅に関する情報が検出され得る。

【0043】

実施形態２にかかる半導体装置は、実施形態１と同様の効果を奏することができる。

【0044】

実施形態３
図１８は実施形態３にかかるゲイン制御回路２４の構成を示し、図１９は信号の時間変化を示す。なお、図３を参照して受信期間にＡＤ変換が行われると説明したが、実施形態３では送信期間にＡＤ変換が行われる。ＡＤＣ ２４４は、ＡＤＣ ２４４－０、ＡＤＣ ２４４－１、・・・、およびＡＤＣ ２４４－３１を備える。ＡＤＣ ２４４－０～２４４－３１の各々は、フリップフロップＦＦ、サンプルホールド回路Ｓ／Ｈ、および電圧比較器ＣＭＰを備える。ＡＤＣ ２４４－０のフリップフロップＦＦには、制御回路２４３から出力されたイネーブル信号ＳＨｅｎが入力される。ＡＤＣ ２４４－０～２４４－３０のフリップフロップＦＦの出力は、それぞれＡＤＣ ２４４－１～２４４－３１のフリップフロップＦＦの入力に接続される。また、ＡＤＣ ２４４－０～２４４－３１のフリップフロップＦＦの出力は、それぞれイネーブル信号ＳＨｅｎ０～３１として対応するサンプルホールド回路Ｓ／Ｈに入力される。各電圧比較器ＣＭＰには、ランプ信号ＲＡＭＰおよびサンプルホールド回路Ｓ／Ｈの出力が入力される。また、各電圧比較器ＣＭＰには、イネーブル信号ＡＤｅＮが入力される。

【0045】

図１９を参照し、最初の受信期間をＲＸ１とし、その次の送信期間をＴＸ１とし、その次の受信期間をＲＸ２とし、その次の送信期間をＴＸ２とする。ＳＨｅｎ０～３１は受信期間中に順次Ｈｉｇｈになり、ＡＤＣ ２４４－０～２４４－３１のサンプリング回路は順次入力信号をサンプリングする。そして、３２個のサンプリングデータは、送信期間（例：ＴＸ２）中にまとめてＡＤ変換される。ただし、送信期間中にゲインを変更（調整）する場合、その送信期間（例：ＴＸ１）はＡＤ変換を行わない。

【0046】

実施形態３も、実施形態１と同様の効果を奏することができる。

【0047】

実施形態４
実施形態４は、実施形態３の変形例である。なお、図３を参照して受信期間にＡＤ変換を行うと説明したが、実施形態４では送信期間にＡＤ変換が行われる。図２０は、実施形態４にかかるゲイン制御回路２４の構成を示し、図２１は信号の時間変化を示す。ゲイン制御回路２４は、ＰＧＡ ２４１を備えず、代わりにジェネレータ２４５を備える。

【0048】

ジェネレータ２４５は、Ｇｃｎｔに従って振幅を制限したランプ信号を出力する。ランプ信号の振幅または絶対値が、振幅情報に基づいて制御可能に構成される。ＡＤＣ ２４４は、実施形態３と同様に、３２個のサンプリングデータを、送信期間中にまとめてＡＤ変換する。

【0049】

振幅が制限されたランプ信号を用いることで、実施形態４は実施形態１と同様の効果を奏することができる。また、ゲインがＡＤ変換の直前に変更されることになるため、余分なサンプルホールド期間が要らないという利点がある。また、ＰＧＡ ２４１が不要となる。

【0050】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0051】

１０、２０ 半導体装置
５０ ペンタブレット
１１ 電子ペン
１１１、Ｌ１、Ｌ２ コイル
５１ 液晶パネル
５２ センサ基板
５２１、５２２ 基板
１２ アンテナコイル
１３ 送信回路
１４、１４ａ 受信回路
１４１ ＢＰＦ
１４２、２４１ ＰＧＡ
１４３、２４４ ＡＤＣ
１５ 切替スイッチ
Ｃ１、Ｃ２、４１ キャパシタ
Ｒ 抵抗
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ 波形
２４ ゲイン制御回路
２４２ 閾値検出回路
２４３ 制御回路
２４４１、Ｓ／Ｈ サンプルホールド回路
２４４２、４２、ＣＭＰ 電圧比較器
２４５ ジェネレータ
４３ ＳＡＲロジック
ＬＡＴＣＨ ラッチ
ＦＦ フリップフロップ
ＲＡＭＰ ランプ信号

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】