(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】P2024160006
(43)【公開日】2024-11-08
(54)【発明の名称】ポインタの位置検出方法及びセンサコントローラ
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20241031BHJP
G06F 3/03 20060101ALI20241031BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20241031BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 560
G06F3/03 400A
G06F3/041 510
G06F3/041 595
G06F3/041 600
G06F3/044 B
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024151205
(22)【出願日】2024-09-03
(62)【分割の表示】P 2022500268の分割
【原出願日】2021-01-12
(31)【優先権主張番号】P 2020020424
(32)【優先日】2020-02-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】110004277
【氏名又は名称】弁理士法人そらおと
(72)【発明者】
【氏名】野村 佳生
(57)【要約】
【課題】排他モードを利用しつつも、パネル面のごく近くにアクティブペン２があるという状態でのタッチ入力を可能にする。
【解決手段】本発明によるセンサコントローラは、ペンが検出され、かつ、筆圧値によりアクティブペンのペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、アクティブペン及びパッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出するＳＰＴ２モードにエントリし（ステップＳ８）、ペンが検出され、かつ、上記筆圧値によりアクティブペンのペン先がパネル面に接触していることが示される場合に、アクティブペンの位置検出を行う一方、パッシブポインタの位置検出を行わない排他モードにエントリし（ステップＳ９）、ペンが検出されていない場合に、アクティブペン及びパッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出し、かつ、パッシブポインタの位置の検出頻度がＳＰＴ２モードより高いＳＰＴ１モードにエントリする（ステップＳ７）。
【選択図】図６
【解決手段】本発明によるセンサコントローラは、ペンが検出され、かつ、筆圧値によりアクティブペンのペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、アクティブペン及びパッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出するＳＰＴ２モードにエントリし（ステップＳ８）、ペンが検出され、かつ、上記筆圧値によりアクティブペンのペン先がパネル面に接触していることが示される場合に、アクティブペンの位置検出を行う一方、パッシブポインタの位置検出を行わない排他モードにエントリし（ステップＳ９）、ペンが検出されていない場合に、アクティブペン及びパッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出し、かつ、パッシブポインタの位置の検出頻度がＳＰＴ２モードより高いＳＰＴ１モードにエントリする（ステップＳ７）。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のセンサ電極を含むセンサに接続されたセンサコントローラによって実行され、前記センサを用いて、信号を送信しないパッシブポインタの位置と、先端部分に設けられたペン電極からペン信号を送信可能に構成されたアクティブペンの位置とを検出するポインタの位置検出方法であって、
前記アクティブペンのペン先に加わる圧力を示す筆圧値を取得する取得ステップと、
前記筆圧値に応じて前記センサコントローラの動作モードを制御する制御ステップと、
前記ペン信号を検出したか否かを判定する判定ステップと、を含み、
前記制御ステップは、
前記判定ステップにより前記ペン信号を検出したと判定され、かつ、前記筆圧値により前記ペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する第１の動作モードとし、
前記判定ステップにより前記ペン信号を検出したと判定され、かつ、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示される場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペンの位置検出を行う一方、前記パネル面上における前記パッシブポインタの位置検出を行わない第２の動作モードとし、
前記判定ステップにより前記ペン信号を検出しなかったと判定された場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出し、かつ、前記パッシブポインタの位置の検出頻度が前記第１の動作モードより高い第３の動作モードとする、
ポインタの位置検出方法。
前記アクティブペンのペン先に加わる圧力を示す筆圧値を取得する取得ステップと、
前記筆圧値に応じて前記センサコントローラの動作モードを制御する制御ステップと、
前記ペン信号を検出したか否かを判定する判定ステップと、を含み、
前記制御ステップは、
前記判定ステップにより前記ペン信号を検出したと判定され、かつ、前記筆圧値により前記ペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する第１の動作モードとし、
前記判定ステップにより前記ペン信号を検出したと判定され、かつ、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示される場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペンの位置検出を行う一方、前記パネル面上における前記パッシブポインタの位置検出を行わない第２の動作モードとし、
前記判定ステップにより前記ペン信号を検出しなかったと判定された場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出し、かつ、前記パッシブポインタの位置の検出頻度が前記第１の動作モードより高い第３の動作モードとする、
ポインタの位置検出方法。
【請求項2】
前記取得ステップは、前記センサにより受信された前記ペン信号を復号することにより前記筆圧値を取得する、
請求項１に記載のポインタの位置検出方法。
請求項１に記載のポインタの位置検出方法。
【請求項3】
前記第３の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記センサの全体で行うグローバルスキャンであり、
前記第１及び第２の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記センサの一部のみで行うローカルスキャンである、
請求項１に記載のポインタの位置検出方法。
前記第１及び第２の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記センサの一部のみで行うローカルスキャンである、
請求項１に記載のポインタの位置検出方法。
【請求項4】
前記第２の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記第１の動作モードにおける前記アクティブペンの検出に比べて多くの前記センサ電極を用いて実行される、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
【請求項5】
前記センサコントローラは、前記第１の動作モードにエントリしている場合と前記第２の動作モードにエントリしている場合とで異なる本数の前記センサ電極を選択し、選択した前記センサ電極を、選択した前記センサ電極の本数に応じた時間間隔で１つずつ順に選択することにより、前記アクティブペンの位置検出を行う、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
【請求項6】
前記センサコントローラは、前記第１の動作モードにエントリしているときに前記パッシブポインタによるジェスチャー操作の検出を開始し、検出された前記ジェスチャー操作が継続している間には、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示されても前記第２の動作モードにエントリせず、検出された前記ジェスチャー操作の終了に応じて前記第２の動作モードにエントリするよう構成される、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
【請求項7】
前記センサコントローラは、
検出した１以上の前記アクティブペンの位置の中から、前記パッシブポインタの位置検出の結果に基づいて前記アクティブペンの位置を決定し、
検出した１以上の前記パッシブポインタの位置の中から、前記アクティブペンの位置検出の結果に基づいて前記パッシブポインタの位置を決定する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
検出した１以上の前記アクティブペンの位置の中から、前記パッシブポインタの位置検出の結果に基づいて前記アクティブペンの位置を決定し、
検出した１以上の前記パッシブポインタの位置の中から、前記アクティブペンの位置検出の結果に基づいて前記パッシブポインタの位置を決定する、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のポインタの位置検出方法。
【請求項8】
複数のセンサ電極を含むセンサを用いて、信号を送信しないパッシブポインタの位置と、先端部分に設けられたペン電極からペン信号を送信可能に構成されたアクティブペンの位置とを検出するセンサコントローラであって、
前記アクティブペンのペン先に加わる圧力を示す筆圧値を取得し、
前記ペン信号を検出したか否かを判定し、
前記判定において前記ペン信号を検出したと判定し、かつ、前記筆圧値により前記ペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する第１の動作モードにエントリし、
前記判定において前記ペン信号を検出したと判定し、かつ、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示される場合に、前記パネル面上における前記アクティブペンの位置検出を行う一方、前記パネル面上における前記パッシブポインタの位置検出を行わない第２の動作モードにエントリし、
前記判定において前記ペン信号を検出しなかったと判定した場合に、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出し、かつ、前記パッシブポインタの位置の検出頻度が前記第１の動作モードより高い第３の動作モードにエントリする、
センサコントローラ。
前記アクティブペンのペン先に加わる圧力を示す筆圧値を取得し、
前記ペン信号を検出したか否かを判定し、
前記判定において前記ペン信号を検出したと判定し、かつ、前記筆圧値により前記ペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する第１の動作モードにエントリし、
前記判定において前記ペン信号を検出したと判定し、かつ、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示される場合に、前記パネル面上における前記アクティブペンの位置検出を行う一方、前記パネル面上における前記パッシブポインタの位置検出を行わない第２の動作モードにエントリし、
前記判定において前記ペン信号を検出しなかったと判定した場合に、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出し、かつ、前記パッシブポインタの位置の検出頻度が前記第１の動作モードより高い第３の動作モードにエントリする、
センサコントローラ。
【請求項9】
前記センサにより受信された前記ペン信号を復号することにより前記筆圧値を取得する、
請求項８に記載のセンサコントローラ。
請求項８に記載のセンサコントローラ。
【請求項10】
前記第３の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記センサの全体で行うグローバルスキャンであり、
前記第１及び第２の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記センサの一部のみで行うローカルスキャンである、
請求項８に記載のセンサコントローラ。
前記第１及び第２の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記センサの一部のみで行うローカルスキャンである、
請求項８に記載のセンサコントローラ。
【請求項11】
前記第２の動作モードにおける前記アクティブペンの位置検出は、前記第１の動作モードにおける前記アクティブペンの検出に比べて多くの前記センサ電極を用いて実行される、
請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
【請求項12】
前記第１の動作モードにエントリしている場合と前記第２の動作モードにエントリしている場合とで異なる本数の前記センサ電極を選択し、選択した前記センサ電極を、選択した前記センサ電極の本数に応じた時間間隔で１つずつ順に選択することにより、前記アクティブペンの位置検出を行う、
請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
請求項８乃至１０のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
【請求項13】
前記第１の動作モードにエントリしているときに前記パッシブポインタによるジェスチャー操作の検出を開始し、検出された前記ジェスチャー操作が継続している間には、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示されても前記第２の動作モードにエントリせず、検出された前記ジェスチャー操作の終了に応じて前記第２の動作モードにエントリするよう構成される、
請求項８乃至１２のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
請求項８乃至１２のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
【請求項14】
検出した１以上の前記アクティブペンの位置の中から、前記パッシブポインタの位置検出の結果に基づいて前記アクティブペンの位置を決定し、
検出した１以上の前記パッシブポインタの位置の中から、前記アクティブペンの位置検出の結果に基づいて前記パッシブポインタの位置を決定する、
請求項８乃至１３のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
検出した１以上の前記パッシブポインタの位置の中から、前記アクティブペンの位置検出の結果に基づいて前記パッシブポインタの位置を決定する、
請求項８乃至１３のいずれか一項に記載のセンサコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はポインタの位置検出方法及びセンサコントローラに関し、特に、パッシブポインタ及びアクティブペンの位置検出を行うためのポインタの位置検出方法及びセンサコントローラに関する。
【背景技術】
【0002】
アクティブ静電方式の電子ペン（以下、「アクティブペン」と称する）による入力と、指又は指と同様に信号を送信しない補助デバイス（以下、「パッシブポインタ」と総称する）による入力との両方に対応した入力システムが知られている。なお、パッシブポインタの位置検出は、パッシブポインタの先端とパネル面内に配置されるセンサ電極との間に生ずる容量結合を検出することによって行われる。以下では、アクティブペンによる入力を「ペン入力」と称し、パッシブポインタによる入力を「タッチ入力」と称する。この種の入力システムは一般に、パネル面上におけるアクティブペン及びパッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出し、オペレーティングシステムに供給するよう構成される。
【0003】
特許文献１には、このような入力システムの一例が開示されている。特許文献１に記載の入力システムは、１パネル面分のパッシブポインタの位置検出を２回以上に分割して行うように構成される。これは、アクティブペンの位置検出を、高い検出レートかつ等間隔で行えるようにするためである。また、特許文献１には、パッシブポインタの検出結果とアクティブペンの検出結果とを相互に利用することにより、それぞれの誤検出を防止する技術も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第６４７３５５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、本願の発明者は、上述した特許文献１の例よりもさらに高いアクティブペンの位置の検出レートを得るべく、アクティブペンが検出されている場合には、パッシブポインタの位置検出を止めてしまうことを検討している。以下、アクティブペン及びパッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する入力システムの動作モードを「ＳＰＴ(Simultaneous Pen Touch)モード」と称し、パッシブポインタの位置検出を止めアクティブペンの位置のみを検出する入力システムの動作モードを「排他モード」と称する。
【0006】
しかしながら、アクティブペンが検出されている場合に入力システムを排他モードに切り替えることにすると、当然のことであるが、アクティブペンが検出されているときにはタッチ入力ができなくなる。そうすると、パネル面のごく近くにアクティブペンがあるという状態でのタッチ入力ができなくなるので、例えば右手でペン入力を行っているときにペン先をパネル面から少し離し、その間に左手でピンチアウト操作（２本の指の間の距離を次第に広げる、という内容のジェスチャー操作）を行って表示を拡大するという操作など、一部の操作の際にユーザに不便を感じさせてしまう。
【0007】
したがって、本発明の目的の一つは、排他モードを利用しつつも、パネル面のごく近くにアクティブペンがあるという状態でのタッチ入力を可能にするポインタの位置検出方法を提供することにある。
【0008】
また、特許文献１に記載されるように、パッシブポインタの検出結果とアクティブペンの検出結果とを相互に利用すれば、それぞれの誤検出を防止することができるが、入力システムを排他モードに切り替えてしまうと、パッシブポインタの検出が行われなくなることから、この誤検出防止が機能しなくなる。
【0009】
したがって、本発明の目的の他の一つは、排他モードを利用しつつも、できるだけ長い期間にわたり誤検出防止機能を利用できるポインタの位置検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明によるポインタの位置検出方法は、複数のセンサ電極を含むセンサに接続されたセンサコントローラによって実行され、前記センサを用いて、信号を送信しないパッシブポインタの位置と、先端部分に設けられたペン電極からペン信号を送信可能に構成されたアクティブペンの位置とを検出するポインタの位置検出方法であって、前記アクティブペンのペン先に加わる圧力を示す筆圧値を取得する取得ステップと、前記筆圧値に応じて前記センサコントローラの動作モードを制御する制御ステップと、を含み、前記制御ステップは、 前記筆圧値により前記ペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する第１の動作モードとし、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示される場合に、前記センサコントローラの動作モードを、前記パネル面上における前記アクティブペンの位置検出を行う一方、前記パネル面上における前記パッシブポインタの位置検出を行わない第２の動作モードとする、ポインタの位置検出方法である。
【0011】
本発明によるセンサコントローラは、複数のセンサ電極を含むセンサを用いて、信号を送信しないパッシブポインタの位置と、先端部分に設けられたペン電極からペン信号を送信可能に構成されたアクティブペンの位置とを検出するセンサコントローラであって、前記アクティブペンのペン先に加わる圧力を示す筆圧値を取得し、前記筆圧値により前記ペン先がパネル面に接触していないことが示される場合に、前記パネル面上における前記アクティブペン及び前記パッシブポインタそれぞれの位置を時分割で検出する第１の動作モードにエントリし、前記筆圧値により前記ペン先が前記パネル面に接触していることが示される場合に、前記パネル面上における前記アクティブペンの位置検出を行う一方、前記パネル面上における前記パッシブポインタの位置検出を行わない第２の動作モードにエントリする、センサコントローラである。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、アクティブペンのペン先がパネル面に接触するまではセンサコントローラが第１の動作モード（ＳＰＴモード）で動作するので、第２の動作モード（排他モード）を利用しつつも、パネル面のごく近くにアクティブペンがあるという状態でのタッチ入力が可能になり、また、できるだけ長い期間にわたり誤検出防止機能を利用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施の形態による入力システム１の構成及び使用状態の一例を示す図である。
【図4】（ａ）は、グローバルスキャンＧＳにおけるアップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの構成を示す図であり、（ｂ）は、ローカルスキャンＬＳにおけるアップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの構成を示す図である。
【図7】ＳＰＴ１モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。
【図8】ＳＰＴ２モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。
【図9】ＳＰＴ２モード改における位置検出処理の処理フローを示す図である。
【図10】排他モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
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。
【0015】
図１は、本発明の実施の形態による入力システム１の構成及び使用状態の一例を示す図である。入力システム１は、上述したペン入力及びタッチ入力の両方に対応した入力システムであり、アクティブペン２と、タッチ面３ａ（パネル面）を有するタブレット端末３と、パッシブポインタ４とを含んで構成される。図１に示した指４ａ，４ｂは、それぞれパッシブポインタ４の一例である。以下の説明では、アクティブペン２及びパッシブポインタ４を「ポインタ」と総称する場合がある。
【0016】
図１には、ユーザが右手にペン２を持ち、ペン先を少し浮かせた状態で、左手の指４ａ，４ｂによりピンチアウト操作を行っている例を示している。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ペン入力を行う、という場合に発生し得る。ユーザがペン２のペン先を少しだけ浮かせているという場合、ペン先とタッチ面３ａ（正確には、後述するセンサ３０）との間の距離Ｄは一般的に、ペン２が送信するダウンリンク信号ＤＳ（後述）の最大到達距離よりも短くなる。したがって、タブレット端末３はアクティブペン２を検出できるので、もし入力システム１が上述した排他モードで動作しているとすれば、ピンチアウト操作はできないということになる。本発明の目的の一つは、排他モードを利用しつつも、タッチ面３ａのごく近くにアクティブペン２があるという状態でのタッチ入力を可能にすることにより、このような不便を解消することにある。
【0017】
アクティブペン２は、アクティブ静電方式によって動作する電子ペンである。図示していないが、アクティブペン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、送受信部を介してタブレット端末３と相互に信号を送受信可能に構成される。以下では、タブレット端末３からアクティブペン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、アクティブペン２からタブレット端末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。
【0018】
アクティブペン２の先端部分にはペン電極が設けられており、アクティブペン２の送受信部は、このペン電極と、タブレット端末３のタッチ面３ａ内に設けられるセンサ３０（後述する図２を参照）との間に形成されたキャパシタンスを介して、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ＵＳ受信用のペン電極とダウンリンク信号ＤＳ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。
【0019】
アクティブペン２はまた、ペン先に印加された圧力（筆圧）を検出する筆圧検出部、側面に設けられたサイドスイッチのオンオフ状態を検出するサイドスイッチ状態検出部、予め割り当てられた固有ＩＤを記憶する記憶部（メモリ）、及び、アクティブペン２の動作電源を供給する電源部（バッテリ）を有して構成される。アクティブペン２の制御部は、これらの各部を制御可能に構成される。
【0020】
タブレット端末３は、液晶表示装置としての機能と、タッチ面３ａ上におけるポインタの位置を検出する位置検出器としての機能とを併せ持つ電子機器である。タッチ面３ａは、液晶の表示画面上に設けられる。また、タブレット端末３が検出可能なポインタには、図１に示したアクティブペン２及びパッシブポインタ４（指４ａ，４ｂ）の両方が含まれる。
【0021】
図２は、タブレット端末３の内部構成を示す図である。同図に示すように、タブレット端末３は、センサ３０と、センサコントローラ３１と、ホストプロセッサ３２とを有して構成される。図示していないが、タブレット端末３はさらにディスプレイも有して構成される。
【0022】
センサ３０は、タッチ面３ａ内に配置された各複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを有して構成される。タブレット端末３はいわゆる「インセル型」の電子機器であり、複数のセンサ電極３０Ｘは、表示用の電極（例えば、液晶ディスプレイの共通電極）としても使用される。ただし、本発明は、複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙが表示用の電極から独立しているタイプの電子機器（非インセル型の電子機器）に対しても、同様に適用可能である。
【0023】
センサコントローラ３１は、複数のセンサ電極３０Ｘが画素駆動のために使用されていないとき、すなわち画素駆動動作のインターバルを利用し、タッチ面３ａ上におけるアクティブペン２及びパッシブポインタ４の位置の検出を行う集積回路である。センサコントローラ３１は、アクティブペン２又はパッシブポインタ４の位置を検出する都度、検出した位置を示す座標をホストプロセッサ３２に出力するよう構成される。
【0024】
センサコントローラ３１はまた、画素駆動動作のインターバルを利用し、アクティブペン２から各種データの受信も行うよう構成される。こうして受信される各種データには、上述した筆圧検出部によって検出された筆圧を示すデータ（筆圧値）、サイドスイッチ状態検出部によって取得されたサイドスイッチのオンオフ状態を示すデータ（スイッチデータ）、記憶部内に記憶される固有ＩＤなどが含まれ得る。センサコントローラ３１は、受信したデータをホストプロセッサ３２に出力するよう構成される。
【0025】
ホストプロセッサ３２はタブレット端末３の中央処理装置であり、図示しないメモリに記憶されるプログラムを実行することにより、タブレット端末３のオペーレーティングシステムや、描画ソフトウェアなどの各種アプリケーションなどを実行する役割を果たす。描画ソフトウェアには、センサコントローラ３１から逐次供給される座標に基づいてストロークデータを生成し、レンダリングしてディスプレイに表示する機能と、センサコントローラ３１から供給される筆圧値などのデータに基づいてレンダリングの結果を調整する機能（例えば、筆圧値に応じて線幅を調整する機能）とが含まれる。
【0026】
図３は、センサコントローラ３１の動作モードを示す図である。センサコントローラ３１は、図３（ａ）に示したＳＰＴ１モード（第３の動作モード）、図３（ｂ）に示したＳＰＴ２モード（第１の動作モード）、及び、図３（ｄ）に示した排他モード（第２の動作モード）のいずれかで動作するよう構成される。ただし、ＳＰＴ２モードに代えて、図３（ｃ）に示したＳＰＴ２モード改を使用することとしてもよい。なお、図３（ａ）～（ｄ）では、各ポインタの検出が途切れなく連続的に実施されるように描いているが、上述したように実際の検出は画素駆動動作のインターバルを利用して行われるため、各検出は適宜休止時間を挟みながら実行される。以下、各動作モードについて、１つずつ詳しく説明する。
【0027】
ＳＰＴ１モードは、アクティブペン２を未だ検出していない場合に、アクティブペン２のグローバルスキャンＧＳと、パッシブポインタ４の位置検出（以下、タッチ検出Ｔと称する）とを時分割で実行するモードである。ＳＰＴ１モードにエントリしているセンサコントローラ３１は、例えば２ミリ秒間のタッチ検出Ｔと、例えば３ミリ秒間のグローバルスキャンＧＳとを１つの動作単位（ＵＰ）として、この動作単位を繰り返し実行するように構成される。なお、図３（ａ）と図３（ｂ）及び図３（ｃ）とを比較すると理解されるように、ＳＰＴ１モードにおいては、タッチ検出Ｔの頻度がＳＰＴ２モード及びＳＰＴ２モード改よりも高くなっている。
【0028】
図４（ａ）は、グローバルスキャンＧＳにおけるアップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの構成を示す図である。グローバルスキャンＧＳにおいては、初めにセンサコントローラ３１がアップリンク信号ＵＳを送信し、次に、このアップリンク信号ＵＳを受信したアクティブペン２がダウンリンク信号ＤＳを送信する、という手順で信号の送受信が行われる。
【0029】
図４（ａ）に示すように、アップリンク信号ＵＳは、所定のスタートビットＳＢと、センサコントローラ３１からアクティブペン２への命令を示すコマンドＣＯＭとを含む信号である。グローバルスキャンＧＳにおいて送信されるコマンドＣＯＭは、例えば、アクティブペン２がダウンリンク信号ＤＳ送信のために使用すべき通信リソースの情報を含んで構成される。
【0030】
グローバルスキャンＧＳ時のダウンリンク信号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。詳細は後述するが、グローバルスキャンＧＳはセンサ３０の全体で行う位置検出であり、センサコントローラ３１は、タッチ面３ａ内に配置された複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙのすべてを用いてこの位置信号を受信することにより、タッチ面３ａ内の位置ごとに位置信号のレベルを求める。そして、その結果に基づいてアクティブペン２の位置を検出するとともに、アクティブペン２とのペアリングを実行するよう構成される。
【0031】
図３に戻る。ＳＰＴ２モードは、ペアリング中のアクティブペン２がタッチ面３ａに接触していない場合に、アクティブペン２のローカルスキャンＬＳと、タッチ検出Ｔとを時分割で実行するモードである。ＳＰＴ２モードにエントリしているセンサコントローラ３１は、例えば２ミリ秒間のタッチ検出Ｔと、例えば３ミリ秒間のローカルスキャンＬＳと、例えば３ミリ秒間のローカルスキャンＬＳとを１つの動作単位（ＵＰ）として、この動作単位を繰り返し実行するように構成される。
【0032】
図４（ｂ）は、ローカルスキャンＬＳにおけるアップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの構成を示す図である。ローカルスキャンＬＳにおいても、初めにセンサコントローラ３１がアップリンク信号ＵＳを送信し、次に、このアップリンク信号ＵＳを受信したアクティブペン２がダウンリンク信号ＤＳを送信する、という手順で信号の送受信が行われる。ローカルスキャンＬＳにおいて送信されるコマンドＣＯＭは、例えば、ペアリング中の１以上のアクティブペン２のうちの１つを特定する情報と、特定したアクティブペン２が送信すべきデータを指定する情報とを含んで構成される。
【0033】
ローカルスキャンＬＳ時のダウンリンク信号ＤＳは、所定周波数のバースト信号である位置信号と、各種のデータを含むデータ信号とにより構成される。データ信号を含むため、グローバルスキャンＧＳ時に比べて位置信号の送信継続時間が短くなっている。データ信号に含まれるデータは例えば、上述した筆圧値、スイッチデータ、固有ＩＤなどである。アクティブペン２の制御部は、このうちアップリンク信号ＵＳ内のコマンドＣＯＭによって指示されたデータをデータ信号内に配置するよう構成される。
【0034】
ローカルスキャンＬＳはセンサ３０の一部のみで行う位置検出であり、センサコントローラ３１は、タッチ面３ａ内に配置された複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙ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この位置信号を受信することにより、前回検出した位置の近傍の位置ごとに位置信号のレベルを求める。そして、その結果に基づいてアクティブペン２の位置を検出する。また、センサコントローラ３１は、受信したデータ信号を復号することにより、アクティブペン２が送信したデータを取得する。
【0035】
ここで、本実施の形態では、ローカルスキャンＬＳ時の位置信号の受信のために用いるセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの本数として、相対的に少ない本数（ここでは４本）と、相対的に多い本数（ここでは８本）を用いる。図３においては、この本数を「ＬＳ」の後に括弧書きで示している。
【0036】
図３（ｂ）の記載から理解されるように、ＳＰＴ２モードでは、相対的に少ない本数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いて位置信号の受信が行われる。このように相対的に少ない本数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いる場合には、１本あたりの受信時間を相対的に長く取ることができるので、相対的に高い信号対ノイズ比を得ることができる。したがって、ダウンリンク信号ＤＳの受信レベルが小さくても受信できるので、アクティブペン２がタッチ面３ａに接触していない場合（すなわち、ホバー中である場合）に適している。
【0037】
これに対し、後述する排他モードのように相対的に多い本数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いる場合（図３（ｄ）を参照）には、より広い領域で位置信号を受信できるので、相対的に高い精度でアクティブペン２の位置を検出することが可能になる。ただし、相対的に低い信号対ノイズ比しか得られないので、このように相対的に多い本数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いて位置信号を受信することができるのは、アクティブペン２がタッチ面３ａに接触しており、センサコントローラ３１が高いレベルでダウンリンク信号ＤＳを受信できる場合に限られる。
【0038】
図３に戻る。ＳＰＴ２モード改は、ローカルスキャンＬＳを等間隔で実施できるようにＳＰＴ２モードを改良したものであり、１パネル面分のタッチ検出Ｔを２回に分けて行うよう構成される。具体的には、タッチ面３ａを半分に分け、交互にタッチ検出Ｔを実施することとすればよい。ＳＰＴ２モード改にエントリしているセンサコントローラ３１は、例えば１ミリ秒間のタッチ検出Ｔ／２（１／２回分のタッチ検出Ｔ）と、例えば３ミリ秒間のローカルスキャンＬＳ（４）とを１つの動作単位（ＵＰ）として、この動作単位を繰り返し実行するように構成される。
【0039】
排他モードは、検出済みのアクティブペン２がタッチ面３ａに接触している場合に、タッチ検出Ｔを行わず、アクティブペン２のローカルスキャンＬＳのみを実行するモードである。排他モードにエントリしているセンサコントローラ３１は、例えば３ミリ秒間のローカルスキャンＬＳのみを１つの動作単位（ＵＰ）として、この動作単位を繰り返し実行するように構成される。排他モードにおける位置信号の受信は、上述したように、相対的に多い本数（具体的には、８本）のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いて実行される。その理由は、上述したとおりである。
【0040】
以下、再び図２を参照し、センサ３０、センサコントローラ３１、及びホストプロセッサ３２の構成について、より詳しく説明する。
【0041】
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。なお、ここではセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙ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３０Ｘ，３０Ｙを構成することも可能である。例えば、センサ電極３０Ｘ，３０Ｙの一方を、アクティブペン２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。
【0042】
センサコントローラ３１は、図２に示すように、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。
【0043】
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、センサコントローラ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、まずＭＣＵ６０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。ＭＣＵ４０の動作タイミングは、ホストプロセッサ３２から供給されるタイミング信号によって制御される。ＭＣＵ４０が行う動作には、ロジック部４１の制御動作の他、画素駆動用電圧Ｖｃｏｍを選択部４５に供給する動作と、指検出用信号ＦＤＳを出力するよう送信部４２を制御する動作と、アクティブペン２に対する指示の内容を示すコマンドＣＯＭを送信部４３に供給する動作と、受信部４４から供給されるデジタル信号に基づいてアクティブペン２及びパッシブポインタ４それぞれの位置（具体的には、タッチ面３ａ内の位置を示す座標ｘ，ｙ）を検出する動作と、受信部４４から供給されるデジタル信号を復号することにより、アクティブペン２が送信したデータＲｅｓ（例えば、上述した筆圧値、スイッチデータ、又は固有ＩＤなど）を取得する動作と、データＲｅｓ内に含まれる筆圧値に基づいてアクティブペン２のタッチ面３ａに対する接触状態を判定する動作と、この判定の結果などに応じて、図３に示した各動作モードのうちの１つにエントリする動作とが含まれる。ロジック部４１は、ＭＣＵ４０の制御に基づき、制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ１～ｃｔｒｌ＿ｔ４，ｃｔｒｌ＿ｒを出力する機能を有する。
【0044】
送信部４２は、ＭＣＵ４０の制御に従って指検出用信号ＦＤＳを生成し、選択部４５を通じて各センサ電極３０Ｘに供給する回路である。
【0045】
図５は、ＭＣＵ４０が実行するパッシブポインタ４の位置検出処理の原理を示す図である。簡単のため、同図には４本のセンサ電極３０Ｘのみを示しているが、実際にはより多くのセンサ電極３０Ｘが配置される。以下、センサ電極３０Ｘの本数がＫ本であるとして説明を続ける。
【0046】
図５の右上部に示すように、指検出用信号ＦＤＳは例えば、それぞれＫ個の「１」又は「－１」で表されるパルスからなるＫ個の信号ｓ１～ｓＫによって構成される。信号ｓ１～ｓＫそれぞれのｎ番目（ｎ＝１～Ｋ）のパルスはパルス群ｐｎを構成し、１つのパルス群ｐｎを構成する各パルスは、図２に示した送信部４２から選択部４５を通じて、各センサ電極３０Ｘにパラレルに入力される。
【0047】
図２に戻る。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を生成し、選択部４５に供給する回路であり、同図に示すように、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。
【0048】
パターン供給部５０は、アップリンク信号ＵＳの先頭に配置されるスタートビット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。
【0049】
スイッチ５１は、ロジック部４１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。
【0050】
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は、拡散処理部５３に供給される。
【0051】
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。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を介して選択部４５に供給する。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。このうちＴ２端子は、実際にはセンサ電極３０Ｘの数分の端子の集合である。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。
【0055】
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５９ｘ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。また、スイッチ５８ｘ内においてＴ２端子と共通端子とが接続されている場合、導体選択回路５９ｘは、Ｔ２端子を構成する複数の端子と複数のセンサ電極３０Ｘとを一対一に接続する。
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
具体的に説明すると、まずアップリンク信号ＵＳを送信するタイミングでは、ロジック部４１は、複数のセンサ電極３０Ｙのすべてが同時に送信部４３に接続されることとなるよう、選択部４５を制御する。これにより、複数のセンサ電極３０Ｙのすべてから同時にアップリンク信号ＵＳが送信されることになるので、アクティブペン２は、タッチ面３ａ上のどこにいても、アップリンク信号ＵＳを受信可能となる。
【0059】
次に、ダウンリンク信号ＤＳのうち上述した位置信号を受信するタイミングでは、ロジック部４１は、上述したグローバルスキャンＧＳを行う場合と、上述したローカルスキャンＬＳを行う場合とで異なる処理を行う。具体的に説明すると、まずグローバルスキャンＧＳを行う場合、ロジック部４１は、すべてのセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを１つずつ順に選択し、選択したセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙが受信部４４に接続されるよう、選択部４５を制御する。これにより、センサ電極３０Ｘ，３０Ｙの数に等しい数の位置信号が、受信部４４に順次供給されることになる。ローカルスキャンＬＳを行う場合には、まずＭＣＵ４０により、前回検出された位置の近傍領域にあるセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの中から、エントリ中の動作モードに応じた本数（４本又は８本）のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙが選択される。ロジック部４１は、こうして選択された所定数本のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを、選択されたセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの本数に応じた時間間隔で１つずつ順に選択し、選択したセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙが受信部４４に接続されるよう、選択部４５を制御する。これにより、選択されたセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの数に等しい数の位置信号が、受信部４４に順次供給されることになる。
【0060】
ＭＣＵ４０は、こうして受信部４４に供給される位置信号のレベルに基づき、アクティブペン２の位置を検出するよう構成される。具体的には、受信部４４から供給されるデジタル信号（後述）に基づき、複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの各交点における位置信号のレベルを決定する。そして、決定した各レベルに基づき、アクティブペン２の位置を検出する。具体的には、位置信号のレベルが所定値以上であるタッチ面３ａ内の領域を決定し、例えばその中心位置をアクティブペン２の位置として検出すればよい。
【0061】
次に、ダウンリンク信号ＤＳのうち上述したデータ信号を受信するタイミングでは、まずＭＣＵ４０により、複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙのうち、直前の位置信号に基づいて検出されたアクティブペン２の位置に最も近い１本が選択される。ロジック部４１は、こうして選択されたセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙが受信部４４に接続されるよう、選択部４５を制御する。これにより、アクティブペン２により送信されたデータ信号が受信部４４に供給される。
【0062】
次に、指検出用信号ＦＤＳを送信するタイミングでは、ロジック部４１は、ＭＣＵ４０とともに、１つのセンサ電極３０Ｙを選択し、図５に示したパルス群ｐ１～ｐＫを送信部４２に順次各センサ電極３０Ｘに入力させる、という動作を各センサ電極３０Ｙについて繰り返す。具体的に説明すると、ロジック部４１はまず、スイッチ５８ｘのＴ２端子を構成する複数の端子と複数のセンサ電極３０Ｘとが一対一に接続されることとなるよう、選択部４５を制御する。そして、その状態を維持しながら、複数のセンサ電極３０Ｙを１本ずつ順に選択し、選択したセンサ電極３０Ｙが受信部４４に接続されるよう選択部４５を制御する。
【0063】
ＭＣＵ４０はさらに、１本のセンサ電極３０Ｙを選択している間に、パルス群ｐ１～ｐＫをメモリから１パルス群ずつ順次読み出し、該読み出しの都度、読み出したパルス群を構成するＫ個のパルスを送信部４２に供給する。送信部４２は、こうして供給されたＫ個のパルスを、Ｋ本のセンサ電極３０Ｘにパラレルに入力する。このような制御の結果として、受信部４４から供給されるデジタル信号のレベルは、選択中のセンサ電極３０Ｙと、各センサ電極３０Ｘとの交点に形成されるキャパシタンスの変化を反映したものとなる。そこでＭＣＵ４０は、受信部４４から供給されるデジタル信号のレベルに基づいて、パッシブポインタ４の位置を検出するよう構成される。
【0064】
ここで、再度図５を参照しながら、ＭＣＵ４０が実行するパッシブポインタ４の位置検出処理について、より詳しく説明する。以下では、センサ電極３０Ｘの本数が４本（すなわち、Ｋ＝４）であるとして説明を行うが、センサ電極３０Ｘの本数が３本以下又は５本以上である場合についても同様である。
【0065】
センサ電極３０Ｘの本数が４本である場合、信号ｓ１～ｓＫはそれぞれ４個の「１」又は「－１」で表されるパルスによって構成されることになる。具体的には、図５に示すように、信号ｓ１が「１，１，１，１」、信号ｓ２が「１，１，－１，－１」、信号ｓ３が「１，－１，－１，１」、信号ｓ４が「１－１，１，－１」によりそれぞれ構成される。
【0066】
ＭＣＵ４０は機能的に、シフトレジスタ４０ａ及び相関器４０ｂを含んで構成される。シフトレジスタ４０ａはＦＩＦＯ形式の記憶部であり、センサ電極３０Ｘの本数と同数（すなわち、Ｋ個）のデータを格納可能に構成される。シフトレジスタ４０ａに新たにデータを格納する際には、Ｋ回前に格納されたデータが消去される。ＭＣＵ４０及びロジック部４１は、上述したように、１つのセンサ電極３０Ｙを選択し、送信部４２にパルス群ｐ１～ｐ４を順次各センサ電極３０Ｘに入力させる、という動作を各センサ電極３０Ｙについて繰り返す。これにより、選択中のセンサ電極３０Ｙには、それぞれパルス群ｐ１～ｐ４に対応する４つのレベルＬ１～Ｌ４が順次現れることになる。ＭＣＵ４０は、こうしてセンサ電極３０Ｙに現れるレベルＬ１～Ｌ４を受信部４４を介して順次取得し、その都度、シフトレジスタ４０ａに格納する。
【0067】
レベルＬ１～Ｌ４の具体的な内容について、図５に示したセンサ電極３０Ｙ１が選択されている場合を例に取って詳しく説明する。以下の説明では、センサ電極３０Ｙ１と４本のセンサ電極３０Ｘ１～３０Ｘ４のそれぞれとの間に形成されるキャパシタンスを、それぞれＣ１１～Ｃ４１とする。
【0068】
まずパルス群ｐ１に対応してシフトレジスタ４０ａに格納されるレベルＬ１は、キャパシタンスのベクトル（Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ４１）と、パルス群ｐ１を示すベクトル（１，１，１，１）との内積となる。この内積は、図３にも示すように、Ｃ１１＋Ｃ２１＋Ｃ３１＋Ｃ４１と計算される。同様に、パルス群ｐ２に対応してシフトレジスタ４０ａに格納されるレベルＬ２は、キャパシタンスのベクトル（Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ４１）と、パルス群ｐ１を示すベクトル（１，１，－１，－１）との内積となってＣ１１＋Ｃ２１－Ｃ３１－Ｃ４１と計算され、パルス群ｐ３に対応してシフトレジスタ４０ａに格納されるレベルＬ３は、キャパシタンスのベクトル（Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ４１）と、パルス群ｐ３を示すベクトル（１，－１，－１，１）との内積となってＣ１１－Ｃ２１－Ｃ３１＋Ｃ４１と計算され、パルス群ｐ４に対応してシフトレジスタ４０ａに格納されるレベルＬ４は、キャパシタンスのベクトル（Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ４１）と、パルス群ｐ４を示すベクトル（１，－１，１，－１）との内積となってＣ１１－Ｃ２１＋Ｃ３１－Ｃ４１と計算される。
【0069】
ＭＣＵ４０は、相関器４０ｂを用い、４個のパルス群ｐ１～ｐ４のそれぞれについて、シフトレジスタ４０ａに蓄積したレベルＬ１～Ｌ４との相関値Ｔ１～Ｔ４を順次算出する。こうして算出される相関値Ｔ１～Ｔ４の具体的な内容は、図５にも示すように、それぞれ４Ｃ１１，４Ｃ２１，４Ｃ３１，４Ｃ４１となる。すなわち、相関値Ｔ１～Ｔ４には、それぞれセンサ電極３０Ｘ１～３０Ｘ４と、センサ電極３０Ｙ１との交点に形成されるキャパシタンスの変化が反映されることになる。したがってＭＣＵ４０は、各センサ電極３０Ｙについて算出される相関値Ｔ１～Ｔ４を参照することにより、パッシブポインタ４の位置を検出することが可能になる。具体的には、キャパシタンスの変化が所定値以上であるタッチ面３ａ内の領域を決定し、例えばその中心位置をパッシブポインタ４の位置として検出すればよい。なお、ＭＣＵ４０は、キャパシタンスの変化が所定値以上であるタッチ面３ａ内の領域が離れて複数個存在する場合には、それぞれをパッシブポインタ４の位置として検出すればよい。
【0070】
図２に戻り、ロジック部４１は、画素駆動用電圧Ｖｃｏｍを印加するタイミングでは、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。これにより、複数のセンサ電極３０Ｘのそれぞれに画素駆動用電圧Ｖｃｏｍが供給され、画素駆動動作を実行することが可能になる。
【0071】
受信部４４は、ロジック部４１の制御信号ｃｔｒｌ＿ｒに基づいて、アクティブペン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。
【0072】
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。
【0073】
ＭＣＵ４０は、こうして供給されたデジタル信号に基づき、パッシブポインタ４及びアクティブペン２の位置（座標ｘ，ｙ）の検出と、アクティブペン２が送信したデータＲｅｓの取得とを行う。具体的に説明すると、まずパッシブポインタ４の位置に関して、ＭＣＵ４０は、供給されたデジタル信号に基づいて、センサ電極３０Ｙごとに、それぞれパルス群ｐ１～ｐＫに対応するレベルＬ１～ＬＫを取得する。レベルＬ１～ＬＫからパッシブポインタ４の位置を検出する方法については、図５を参照して上述したとおりである。次にアクティブペン２の位置に関して、ＭＣＵ４０は、上述したように、供給されたデジタル信号に基づいて複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙの各交点における位置信号のレベルを決定し、決定した各レベルに基づいてアクティブペン２の位置を検出する。最後にデータＲｅｓに関して、ＭＣＵ４０は、受信部４４から供給されるデジタル信号を復号することによって、データＲｅｓを取得する。ＭＣＵ４０は、こうして検出した位置（座標ｘ，ｙ）及びデータＲｅｓを、ホストプロセッサ３２に出力するよう構成される。
【0074】
また、ＭＣＵ４０は、取得したデータＲｅｓ内に含まれる筆圧値に基づいてアクティブペン２のタッチ面３ａに対する接触状態を判定し、アクティブペン２が新たにタッチ面３ａに接触したと判定した場合（すなわち、筆圧が０からプラスの値に変化した場合）には、ペンダウン情報ＩＮ－ＰＲＯＸＹをホストプロセッサ３２に出力し、アクティブペン２がタッチ面３ａから離れたと判定した場合（すなわち、筆圧がプラスの値から０に変化した場合）には、ペンアップ情報ＯＵＴ－ＰＲＯＸＹをホストプロセッサ３２に出力するよう構成される。こうして出力されたペンダウン情報ＩＮ－ＰＲＯＸＹ及びペンアップ情報ＯＵＴ－ＰＲＯＸＹは、ホストプロセッサ３２によって、ストロークの始まりと終わりを認識するために使用される。
【0075】
ＭＣＵ４０はさらに、ダウンリンク信号ＤＳが受信されている否か、及び、取得したデータＲｅｓ内に含まれる筆圧値によりペン先がタッチ面に接触していることが示されるか否かに応じて、上述したＳＰＴ１モード、ＳＰＴ２モード（又はＳＰＴ２モード改）、及び排他モードの中の１つを選択し、選択した動作モードにエントリする。そして、エントリ中の動作モードに応じてロジック部４１などの制御を行う。以下、図６～図１０に示したフロー図を参照しながら、この点に関してＭＣＵ４０が行う処理について、詳細に説明する。
【0076】
図６は、ＭＣＵ４０が行う処理のうち、アクティブペン２及びパッシブポインタ４の検出にかかる部分を示すフロー図である。同図に示すように、ＭＣＵ４０はまず、ＳＰＴ１モードにエントリする（ステップＳ１）。そして、ステップＳ３～Ｓ９の処理を繰り返し実行する（ステップＳ２）。
【0077】
ステップＳ３～Ｓ９の処理を開始したＭＣＵ４０はまず、位置検出処理を行う（ステップＳ３）。この位置検出処理の詳細は、ＭＣＵ４０がエントリしている動作モードによって異なる。各動作モードにおける位置検出処理の詳細については、後ほど図７～図１０を参照して説明する。ＭＣＵ４０は、この位置検出処理の結果（具体的には、アクティブペン２検出の有無、及び、アクティブペン２から受信した筆圧値）に応じてステップＳ４～Ｓ９を実行することにより、センサコントローラ３１の動作モードを制御する処理（制御ステップ）を行う。
【0078】
具体的に説明すると、ＭＣＵ４０はまず、位置検出処理内においてアクティブペン２を検出したか否かを判定する（ステップＳ４。判定ステップ）。この判定は、位置検出処理内においてダウンリンク信号ＤＳを検出していたか否かに応じて行えばよい。すなわち、ダウンリンク信号ＤＳを１度でも検出していればアクティブペン２を検出したと判定し、ダウンリンク信号ＤＳを１度も検出していなければアクティブペン２を検出しなかったと判定すればよい。
【0079】
ステップＳ４において「検出しなかった」と判定したＭＣＵ４０は、後述するステップＳ１７（図７を参照）でアクティブペン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（ステップＳ６）、ＳＰＴ１モードにエントリしたうえで（ステップＳ７）、ステップＳ３に戻る。これにより、次の位置検出処理では、パッシブポインタ４の位置検出との時分割で、アクティブペン２のグローバルスキャンＧＳが行われることになる。
【0080】
ステップＳ４において「検出した」と判定したＭＣＵ４０は、次に、アクティブペン２から受信した筆圧値が０に等しいか、０より大きいかを判定する（ステップＳ５）。なお、筆圧値が０に等しいことは、アクティブペン２のペン先がタッチ面３ａに接触していないことを示し、筆圧値が０より大きいことは、アクティブペン２のペン先がタッチ面３ａに接触していることを示す。
【0081】
ステップＳ５において「筆圧値が０に等しい」と判定したＭＣＵ４０は、ＳＰＴ２モード（又はＳＰＴ２モード改）にエントリし（ステップＳ８）、ステップＳ３に戻る。これにより、次の位置検出処理では、パッシブポインタ４の位置検出との時分割で、アクティブペン２のローカルスキャンＬＳが行われることになる。また、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示したように、この場合には４本のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いて位置信号の受信が行われるので、相対的に高い信号対ノイズ比を得ることが可能になる。
【0082】
一方、ステップＳ５において「筆圧値が０より大きい」と判定したＭＣＵ４０は、排他モードにエントリし（ステップＳ９）、ステップＳ３に戻る。これにより、次の位置検出処理では、パッシブポインタ４の位置検出は行われず、アクティブペン２のローカルスキャンＬＳのみが行われることになる。したがって、アクティブペン２の位置の検出レート（検出頻度）を相対的に高めることが可能になる。また、図３（ｄ）に示したように、この場合には８本のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いて位置信号の受信が行われるので、相対的に高い精度でアクティブペン２の位置を検出することが可能になる。
【0083】
【0084】
図７は、ＳＰＴ１モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。同図に示すように、ＭＣＵ４０はまず、タッチ検出（パッシブポインタ４の位置検出。以下、同じ）を実行することによりパッシブポインタ４の位置を検出する（ステップＳ１０）。
【0085】
ここで、ステップＳ１０においては、アクティブペン２の先端に設けられたペン電極とセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙとの間に発生する容量結合により、アクティブペン２の位置がパッシブポインタ４の位置として検出されてしまう場合がある。また、ユーザがタッチ面３ａに手を付いていた場合など、ユーザの意図しない位置がパッシブポインタ４の位置として検出されてしまう場合がある。
【0086】
そこでＭＣＵ４０は、ステップＳ１０にて検出した１以上の位置のすべてを自動的にタッチ位置とするのではなく、直前に実行していたアクティブペン２の位置検出の結果と、上述したキャパシタンスの変化が所定値以上であるタッチ面３ａ内の領域の面積とに基づき、ステップＳ１０にて検出した１以上の位置の中から１以上のタッチ位置を決定する（ステップＳ１１）。これにより、上記のような誤検出が防止される。ＭＣＵ４０はその後、決定したタッチ位置を示す座標（ｘ，ｙ）を図２に示したホストプロセッサ３２に出力する（ステップＳ１２）。
【0087】
次にＭＣＵ４０は、アップリンク信号ＵＳを送信し（ステップＳ１３）、その応答としてのダウンリンク信号ＤＳを検出したか否かを判定する（ステップＳ１４）。ダウンリンク信号ＤＳを検出していなければ、位置検出処理を終了する。一方、ダウンリンク信号ＤＳを検出した場合には、各センサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いてアクティブペン２が送信した位置信号を受信し、その結果に基づきペンの位置を検出する（ステップＳ１５）。
【0088】
ここで、ステップＳ１５においては、アクティブペン２の送信するダウンリンク信号ＤＳがアクティブペン２を持つ手からも送信されてしまい、結果として、アクティブペン２を持つ手の位置がアクティブペン２の位置として検出されてしまう場合がある。また、アクティブペン２の先端に設けられたペン電極からセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを通ってアクティブペン２を持っている手とは反対側の腕に入り、人体を経由してアクティブペン２に戻る電流経路が形成され、その結果として、この腕の下方でダウンリンク信号ＤＳが検出されてしまうことにより、アクティブペン２もパッシブポインタ４も接触していない位置がアクティブペン２の位置（ゴースト位置）として検出されてしまう場合もある。
【0089】
そこでＭＣＵ４０は、ステップＳ１５にて検出した１以上の位置のすべてを自動的にペン位置とするのではなく、直前に実行していたパッシブポインタ４の位置検出の結果に基づき、ステップＳ１５にて検出した１以上の位置の中から１以上のペン位置を決定する（ステップＳ１６）。これにより、上記のような誤検出が防止される。ＭＣＵ４０はその後、位置信号を送信してきたアクティブペン２との間でペアリングを実行するとともに（ステップＳ１７）、決定したペン位置を示す座標（ｘ，ｙ）を図２に示したホストプロセッサ３２に出力し（ステップＳ１８）、位置検出処理を終了する。
【0090】
図８は、ＳＰＴ２モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。同図に示すように、ＭＣＵ４０はまず、上述したステップＳ１０～Ｓ１２を実行することにより、タッチ位置を示す座標（ｘ，ｙ）を図２に示したホストプロセッサ３２に出力する。
【0091】
次いでＭＣＵ４０は、変数Ｍに１を代入し（ステップＳ２０）、変数Ｍが２以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。変数Ｍが２以下であれば、ＭＣＵ４０はアップリンク信号ＵＳを送信し（ステップＳ２２）、その応答としてのダウンリンク信号ＤＳを検出したか否かを判定する（ステップＳ２３）。変数Ｍが２以下でなければ、位置検出処理を終了する。
【0092】
ステップＳ２３でダウンリンク信号ＤＳを検出していないと判定した場合、ＭＣＵ４０は変数Ｍに１を加算し、ステップＳ２１に戻る。一方、ダウンリンク信号ＤＳを検出したと判定した場合には、前回のペン位置に基づいて４本のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを選択し、選択したセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いてアクティブペン２が送信した位置信号を受信し、その結果に基づきペンの位置を検出する（ステップＳ２４）。続いてＭＣＵ４０は、前回のペン位置に基づいて１本のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを選択し、選択したセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いてアクティブペン２が送信したデータ信号を受信する（ステップＳ２５）。ＭＣＵ４０は、このデータ信号の受信により、アクティブペン２が送信した筆圧値などのデータを取得することになる（取得ステップ）。
【0093】
次にＭＣＵ４０は、図７に示したステップＳ１６と同様にして、直前に実行していたパッシブポインタ４の位置検出の結果に基づき、ステップＳ２４にて検出した１以上の位置の中から１以上のペン位置を決定する（ステップＳ２６）。そして、決定したペン位置を示す座標（ｘ，ｙ）を、受信したデータ信号に含まれていたデータとともに、図２に示したホストプロセッサ３２に出力する（ステップＳ２７）。その後、ＭＣＵ４０は変数Ｍに１を加算し、ステップＳ２１に戻る。
【0094】
図９は、ＳＰＴ２モード改における位置検出処理の処理フローを示す図である。同図に示すように、ＭＣＵ４０はまず、タッチ検出の１／Ｎの処理を実行する（ステップＳ３０）。タッチ検出の１／Ｎの処理とは、１パネル面分のタッチ検出をＮ回に分けて実行する場合における１回分の処理である。例えば、タッチ面３ａをＮ個の領域に分け、このＮ個の領域について順にタッチ検出を実施する場合が考えられる。
【0095】
タッチ検出の１／Ｎの処理を実行したＭＣＵ４０は、その結果を示す部分検出データを図示しないメモリに記録し（ステップＳ３１）、さらに、過去Ｎ－１回分の部分検出データと合成することによって全体検出データを生成する（ステップＳ３２）。そして、生成した全体検出データに基づいて、１以上のパッシブポインタ４の位置を検出し（ステップＳ３３）、直前に実行していたアクティブペン２の位置検出の結果と、上述したキャパシタンスの変化が所定値以上であるタッチ面３ａ内の領域の面積とに基づき、ステップＳ３３にて検出した１以上の位置の中から１以上のタッチ位置を決定する（ステップＳ３４）。こうしてタッチ位置を決定したＭＣＵ４０は、決定したタッチ位置を示す座標（ｘ，ｙ）を図２に示したホストプロセッサ３２に出力する（ステップＳ３５）。
【0096】
続いてＭＣＵ４０は、図８を参照して説明したステップＳ２２～Ｓ２７を実行することにより、ペン位置を示す座標（ｘ，ｙ）と、受信したデータ信号に含まれていたデータとを図２に示したホストプロセッサ３２に出力し、位置検出処理を終了する。
【0097】
図１０は、排他モードにおける位置検出処理の処理フローを示す図である。この場合のＭＣＵ４０は、パッシブポインタ４の位置を検出するための処理を行うことなく、アップリンク信号ＵＳを送信する（ステップＳ４０）。そして、その応答としてのダウンリンク信号ＤＳを検出したか否かを判定し（ステップＳ４１）、検出していないと判定した場合、位置検出処理を終了する。
【0098】
一方、ダウンリンク信号ＤＳを検出したと判定した場合、ＭＣＵ４０は、前回のペン位置に基づいて８本のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを選択し、選択したセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いてアクティブペン２が送信した位置信号を受信し、その結果に基づきペンの位置を検出する（ステップＳ４２）。続いてＭＣＵ４０は、前回のペン位置に基づいて１本のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを選択し、選択したセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを用いてアクティブペン２が送信したデータ信号を受信する（ステップＳ４３）。
【0099】
次にＭＣＵ４０は、ステップＳ４２で検出した位置を示す座標（ｘ，ｙ）と、ステップＳ４３で受信したデータ信号に含まれていたデータとを、図２に示したホストプロセッサ３２に出力し（ステップＳ４４）、位置検出処理を終了する。なお、排他モードにおいては、図８及び図９に示したステップＳ２６のような処理は行われず、ステップＳ４２で検出した位置がそのままペン位置として出力される。これは、パッシブポインタ４の位置検出を行っていないためである。
【0100】
以上説明したように、本実施の形態による入力システム１によれば、アクティブペン２のペン先がタッチ面３ａに接触するまでは、センサコントローラ３１がパッシブポインタ４の位置検出も行うＳＰＴ１モード又はＳＰＴ２モード（又はＳＰＴ２モード改）で動作するので、パッシブポインタ４の検出を行わない排他モードを利用しつつも、タッチ面３ａのごく近くにアクティブペン２があるという状態でのタッチ入力が可能になる。また、排他モードで動作する期間を最小限に抑えることができるので、できるだけ長い期間にわたり誤検出防止機能（具体的には、図７に示したステップＳ１６の処理、並びに、図８及び図９に示したステップＳ２６の処理）を利用することが可能になる。
【0101】
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。
【0102】
例えば、上記実施の形態では、ＭＣＵ４０は、１度の位置検出処理において１度もダウンリンク信号ＤＳを検出しなかった場合、直ちにペアリングを解除するとともにＳＰＴ１モードにエントリしていた（図６のステップＳ６，Ｓ７）が、所定回数又は所定時間にわたりダウンリンク信号ＤＳを検出しなかった場合に初めて、ペアリングの解除とＳＰＴ１モードへのエントリを行うこととしてもよい。
【0103】
また、上記実施の形態では、ＭＣＵ４０は、筆圧値が０より大きい値となったことに応じて排他モードにエントリしていた（図６のステップＳ９）が、ＳＰＴ２モードにエントリしているときにパッシブポインタ４によるジェスチャー操作（例えば、ピンチアウト操作）の検出を開始し、検出されたジェスチャー操作が継続している間には、筆圧値が０より大きくなっても排他モードにエントリせず、検出されたジェスチャー操作の終了に応じて排他モードにエントリすることとしてもよい。こうすれば、ユーザが例えばピンチアウト操作中にペン先をタッチ面３ａに接触させてしまったとしても、そのピンチアウト操作の完了まで、タッチ入力を継続することが可能になる。
【符号の説明】
【0104】
１ 入力システム
２ アクティブペン
３ タブレット端末
３ａ タッチ面
４ パッシブポインタ
４ａ，４ｂ 指
３０ センサ
３０Ｘ，３０Ｙ センサ電極
３１ センサコントローラ
３２ ホストプロセッサ
４０ａ シフトレジスタ
４０ｂ 相関器
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
ＣＯＭ コマンド
ｃｔｒｌ＿ｔ１～ｃｔｒｌ＿ｔ４，ｃｔｒｌ＿ｒ 制御信号
ＤＳ ダウンリンク信号
ＦＤＳ 指検出用信号
ＧＳ グローバルスキャン
ＩＮ－ＰＲＯＸＹ ペンダウン情報
ＬＳ ローカルスキャン
ＯＵＴ－ＰＲＯＸＹ ペンアップ情報
ＳＢ スタートビット
ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹ 制御信号
Ｔ タッチ検出
ＵＳ アップリンク信号
Ｖｃｏｍ 画素駆動用電圧
２ アクティブペン
３ タブレット端末
３ａ タッチ面
４ パッシブポインタ
４ａ，４ｂ 指
３０ センサ
３０Ｘ，３０Ｙ センサ電極
３１ センサコントローラ
３２ ホストプロセッサ
４０ａ シフトレジスタ
４０ｂ 相関器
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
ＣＯＭ コマンド
ｃｔｒｌ＿ｔ１～ｃｔｒｌ＿ｔ４，ｃｔｒｌ＿ｒ 制御信号
ＤＳ ダウンリンク信号
ＦＤＳ 指検出用信号
ＧＳ グローバルスキャン
ＩＮ－ＰＲＯＸＹ ペンダウン情報
ＬＳ ローカルスキャン
ＯＵＴ－ＰＲＯＸＹ ペンアップ情報
ＳＢ スタートビット
ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹ 制御信号
Ｔ タッチ検出
ＵＳ アップリンク信号
Ｖｃｏｍ 画素駆動用電圧
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】