特開 2024-180598 集積回路

(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】P2024180598

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】集積回路

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20241219BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

G06F3/03 400A

G06F3/044 120

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024180837

(22)【出願日】2024-10-16

(62)【分割の表示】P 2021002960の分割

【原出願日】2021-01-12

(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】久野 晴彦

(57)【要約】

【課題】ストロークの書き出し部分の線幅や透明度がペアリングのために不自然になってしまうことを抑制する。
【解決手段】ペン先電極を介する双方向通信によりセンサコントローラとのペアリングを行うペンに用いられる集積回路であって、前記ペアリングのための処理が完了した後においては、前記ペン先電極を介し、Ｎビットの筆圧値を含む第１のダウンリンク信号を周期的に送信する一方、前記ペアリングのための処理が完了する前の期間においては、前記ペン先電極を介し、前記筆圧値の前記Ｎビットより短い上位Ｍビットの部分からなる短縮筆圧値を含む第２のダウンリンク信号を送信する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ペン先電極を介する双方向通信によりセンサコントローラとのペアリングを行うペンに用いられる集積回路であって、
前記ペアリングのための処理が完了した後においては、前記ペン先電極を介し、Ｎビットの筆圧値を含む第１のダウンリンク信号を周期的に送信する一方、
前記ペアリングのための処理が完了する前の期間においては、前記ペン先電極を介し、前記筆圧値の前記Ｎビットより短い上位Ｍビットの部分からなる短縮筆圧値を含む第２のダウンリンク信号を送信する、
集積回路。

【請求項2】

前記第１のダウンリンク信号は、位置信号と、前記筆圧値を含む第１のデータ信号とを含み、
前記第２のダウンリンク信号は、位置信号と、前記短縮筆圧値を含む第２のデータ信号とを含む、
請求項１に記載の集積回路。

【請求項3】

前記第２のデータ信号は、前記ペアリングのために必要なデータを含む、
請求項２に記載の集積回路。

【請求項4】

前記ペアリングのために必要なデータは、前記ペンに予め書き込まれているペンＩＤの少なくとも一部である、
請求項３に記載の集積回路。

【請求項5】

未ペアリングのペンのために予め定められている時間スロットを用いて前記第２のダウンリンク信号を送信する、
請求項１に記載の集積回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ペン及びセンサコントローラを含むシステム、ペン、及びセンサコントローラに関する。

【背景技術】

【0002】

ペンとセンサコントローラの間で双方向通信を行うことにより、タブレット端末などの電子機器に対するペン入力を実現するシステムが知られている。この種のシステムにおいては、センサコントローラはアップリンク信号を周期的に送信し、ペンはアップリンク信号に応じてダウンリンク信号を送信するよう構成される。

【0003】

アップリンク信号は、信号の送受信に用いるフレームの開始タイミングと、ペンを制御するためのコマンドとをペンに対して通知するための信号である。また、ダウンリンク信号は、無変調の搬送波信号である位置信号と、筆圧値等のデータによって変調されてなる搬送波信号であるデータ信号とを含む信号である。ダウンリンク信号を受信したセンサコントローラは、タッチ面内に配置された複数のセンサ電極のそれぞれにおける位置信号の受信強度に基づいてペンの位置を検出するとともに、データ信号を復調することによってペンが送信したデータを取得する。こうして取得されるデータのうち筆圧値は、検出した位置に基づいて描画されるストロークの線幅又は透明度を制御するために使用される。

【0004】

上記システムにおいて新たにペン入力を開始するときには、ペンとセンサコントローラの間で、ペンＩＤや各種通信パラメータを共有するための処理（以下「ペアリング」という）が実行される。特許文献１～３には、このペアリングの例が開示されている。このうち特許文献１の例におけるペアリングは、ペンからセンサコントローラに対してスタイラス識別子を含む構成データを送信し、センサコントローラからペンに対して周波数及び時間スロットを指定するチャネルデータを送信することによって実行される。また、特許文献２の例におけるペアリングは、ペンからセンサコントローラに対し、ペンごとに異なる５２ビットの情報である固有ＩＤを送信することによって実行される。

【0005】

特許文献３には、ペンとセンサコントローラの間の通信がフレーム単位で行われ、センサコントローラは各フレームの先頭でアップリンク信号を送信することが記載されている。特許文献３の例におけるペアリングは、アップリンク信号を受信したペンが同じフレーム内で応答信号（ＡＣＫ）を送信し、この応答信号を受信したセンサコントローラが次のフレームのアップリンク信号を用いて、一時的に使用されるペンＩＤ（ローカルＩＤ）、時間スロット、及び周波数をペンに通知することによって実行される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第２０１６／１３９８６１号公報

【特許文献2】国際公開第２０１８／０２９８５５号公報

【特許文献3】米国特許第９９７７５１９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、上述したペアリングを実行する場合、ペンとセンサコントローラの間で共有すべきデータのサイズが大きいことや、ペンが筆圧値を送信可能な状態になるまでに時間がかかることなどのため、ペアリングの実行中、筆圧値を伴わずに位置信号が送信されてしまうケースが発生し得る。例えば、特許文献２の例のように、ペンがペアリングのために５２ビットの固有ＩＤを送信する必要がある場合、データ信号の空き容量が足りなくなるため、ペアリング中には筆圧値を送信することができない。

【0008】

こうして筆圧値を伴わない位置信号が送信されてしまうと、ストロークの書き出し部分において、ストロークの線幅や透明度が不自然になってしまう場合がある。すなわち、例えば筆圧値を受信するまでストロークの描画を行わないよう電子機器を構成したとすると、本来のストロークの先頭位置と実際に描画されたストロークの先頭位置との間に乖離が生じる可能性がある。また、例えば受信されなかった筆圧値を後に受信された筆圧値により補うように電子機器を構成することとすれば、本来の筆圧値とはかけ離れた筆圧値でストロークの描画が行われる可能性がある。

【0009】

したがって、本発明の目的の一つは、ストロークの書き出し部分の線幅や透明度がペアリングのために不自然になってしまうことを抑制できる、ペン及びセンサコントローラを含むシステム、ペン、及びセンサコントローラを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明によるシステムは、双方向通信によりペアリングを行うペン及びセンサコントローラを含み、前記ペンは前記センサコントローラに対し周期的にＮビットの筆圧値を送信するシステムであって、前記ペンは、前記ペアリングのための処理が完了した後においては前記筆圧値を周期的に送信する一方、前記ペアリングのための処理が完了する前の期間においては、前記筆圧値に代えて、前記筆圧値の前記Ｎビットより短い上位Ｍビットの部分からなる短縮筆圧値を送信する、システムである。
である。

【0011】

本発明によるペンは、双方向通信によりセンサコントローラとのペアリングを行うとともに、前記センサコントローラに対し周期的にＮビットの筆圧値を送信するペンであって、前記ペアリングのための処理が完了した後においては前記筆圧値を周期的に送信する一方、前記ペアリングのための処理が完了する前の期間においては、前記筆圧値に代えて、前記筆圧値の前記Ｎビットより短い上位Ｍビットの部分からなる短縮筆圧値を送信する、ペンである。

【0012】

本発明によるセンサコントローラは、双方向通信によりペンとのペアリングを行い、前記ペンから周期的にＮビットの筆圧値を受信するセンサコントローラであって、前記筆圧値の前記Ｎビットより短い上位Ｍビットの部分からなる短縮筆圧値を前記ペンから受信した場合に、下位Ｎ－Ｍビットを所定値で補完することによって前記筆圧値を取得するセンサコントローラである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、ペンは、Ｎビットの筆圧値を送信できない場合であっても、筆圧値の上位Ｍビットの部分からなる短縮筆圧値を送信することができるので、ストロークの書き出し部分の線幅や透明度がペアリングのために不自然になってしまうことを抑制することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施の形態によるシステム１の構成を示す図である。

【図2】ペン２及びタブレット端末３それぞれの内部構成を示す図である。

【図3】アップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳを送受信するために用いられるフレームの構造を示す図である。

【図4】（ａ）～（ｃ）はそれぞれ、未ペアリングの状態からペン入力を開始した場合におけるストロークデータＳａ～Ｓｃを示している。

【図5】ペン２の回路部２３が行う処理を示すフロー図である。

【図6】（ａ）は、図５のステップＳ６で回路部２３が送信するダウンリンク信号ＤＳを示す図であり、（ｂ）は、図５のステップＳ７で回路部２３が送信するダウンリンク信号ＤＳを示す図である。

【図7】（ａ）は、筆圧値ＰＲＤの構造の一例を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した筆圧値ＰＲＤに対応する短縮筆圧値ＳＰＲＤの構造を示す図であり、（ｃ）は、短縮筆圧値ＳＰＲＤが（ｂ）に示したものである場合に、図８のステップＳ２８で導出される筆圧値ＰＲＤを示す図である。

【図8】センサコントローラ３１が行う処理を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

図１は、本実施の形態によるシステム１の構成を示す図である。同図に示すように、システム１は、ペン２及びタブレット端末３を含んで構成される。

【0017】

ペン２は、タブレット端末３に対してペン入力を行うための位置指示器であり、タブレット端末３のパネル面３ａ上における位置を指示するために用いられる。ユーザは、ペン２のペン先をパネル面３ａ上で摺動させることによって、図示したような各種の図形や文字の入力を行う。

【0018】

タブレット端末３は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置を内蔵するコンピュータである。タブレット端末３に代え、ノート型又はデスクトップ型のパーソナルコンピュータ、若しくは、スマートフォンを用いることとしてもよい。タブレット端末３のパネル面３ａは、表示装置の表示面と、ペン入力のためのタッチ面とを兼ねている。表示装置は、後述するホストプロセッサ３２（図２を参照）の制御に従い、ペン２を用いてユーザが入力した図形や文字をパネル面３ａ上に視覚的に出力する役割を果たす。以下の説明では、ユーザから見てパネル面３ａの横方向をＸ方向と称し、奥行き方向をＹ方向と称し、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向と称する。

【0019】

タブレット端末３によるペン２の検出は、ペン２と後述するセンサコントローラ３１（図２を参照）とが双方向通信を行う方式を用いて実行される。このような方式の具体的な例としては、アクティブ静電方式、電磁誘導方式などが挙げられる。以下では、このうちアクティブ静電方式を用いることを前提として、説明を続ける。タブレット端末３は、指による入力（タッチ入力）にも対応するものであってよく、その場合における指の検出は、例えば静電容量方式を用いて実行される。

【0020】

図２は、ペン２及びタブレット端末３それぞれの内部構成を示す図である。ただし、タブレット端末３の内部構成については、ペン２の位置検出に関連する部分のみを示している。

【0021】

初めにペン２に着目すると、ペン２は、図２に示すように、芯２０、ペン先電極２１、筆圧検出センサ２２、回路部２３、及び電源２４を有して構成される。電源２４としては、例えば円筒型のＡＡＡＡ電池が用いられる。

【0022】

芯２０は、その長手方向がペン２のペン軸方向と一致するように配置される棒状の部材である。芯２０の先端部の表面には導電性材料が塗布され、ペン先電極２１を構成している。芯２０の後端部は、筆圧検出センサ２２に当接している。筆圧検出センサ２２は、芯２０の先端に加わる圧力（筆圧）を検出する役割を果たす。

【0023】

回路部２３は、内蔵メモリに記憶されるプログラムを読み出して実行することにより後述する各種の処理を行う集積回路であり、タブレット端末３のパネル面３ａから送信されるアップリンク信号ＵＳをペン先電極２１を介して受信する機能と、タブレット端末３のパネル面３ａに向け、ペン先電極２１を介してダウンリンク信号ＤＳを送信する機能とを有して構成される。回路部２３の内蔵メモリには、上記プログラムの他、ペン２に予め割り当てられたペンＩＤも書き込まれている。

【0024】

次にタブレット端末３に着目すると、タブレット端末３は、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を有して構成される。

【0025】

センサ３０は、パネル面３ａの下に埋め込まれたタッチセンサであり、ペン先電極２１と容量結合する各複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを含んで構成される。このうち複数のセンサ電極３０ＸはそれぞれＹ方向に延在し、Ｘ方向に一定のピッチで並置される。また、複数のセンサ電極３０ＹはそれぞれＸ方向に延在し、Ｙ方向に一定のピッチで並置される。複数のセンサ電極３０Ｘと複数のセンサ電極３０Ｙとは、図２に示すように、Ｚ方向に重畳して配置される。なお、図２ではセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙを板状の導電体により示しているが、実際のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙは、例えばメッシュ導体のような他の形状の導電体であってよい。

【0026】

センサコントローラ３１は、内蔵メモリに記憶されるプログラムを読み出して実行することにより後述する各種の処理を行う集積回路であり、ペン２が送信するダウンリンク信号ＤＳをセンサ３０を介して受信する機能と、ペン２に向け、センサ３０を介してアップリンク信号ＵＳを送信する機能とを有して構成される。センサコントローラ３１は、図２に示すように、各複数のセンサ電極３０Ｘ，３０Ｙのそれぞれと個別に接続される。

【0027】

ここで、アップリンク信号ＵＳは、センサコントローラ３１からペン２に対し、信号の送受信に用いるフレームの開始タイミングと、ペン２を制御するためのコマンドとを通知するための信号である。コマンドには、フレーム内の時間スロット（後述）を指定するコマンド、ペン２が送信すべきデータを指定するコマンドなどが含まれる。アップリンク信号ＵＳを受信したペン２は、その中に含まれるコマンドに従ってアップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの送受信スケジュールを取得するとともにダウンリンク信号ＤＳの生成を行い、取得した送受信スケジュールに従って、生成したダウンリンク信号ＤＳの送信と、次のアップリンク信号ＵＳの受信とを行う。

【0028】

また、ダウンリンク信号ＤＳは、無変調の搬送波信号（バースト信号）である位置信号と、センサコントローラ３１に対して送信するデータによって変調されてなる搬送波信号であるデータ信号とを含む信号である。データ信号により送信されるデータには、ペアリングのために必要な各種のデータ（例えば、上述したペンＩＤ。以下「ペアリング用データ」と称する）や、筆圧検出センサ２２によって検出された筆圧の値を示す筆圧値などが含まれる。ダウンリンク信号ＤＳを受信したセンサコントローラ３１は、各センサ電極３０Ｘ，３０Ｙにおける位置信号の受信強度に基づいてパネル面３ａにおけるペン２の位置を導出するとともに、データ信号を復調することによってペン２が送信したデータを取得する。こうして導出された位置及び取得されたデータは、センサコントローラ３１からホストプロセッサ３２に対し、逐次供給される。

【0029】

図３は、アップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳを送受信するために用いられるフレームの構造を示す図である。同図から理解されるように、本実施の形態におけるアップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの送受信は時分割多重により行われ、各フレームＦはｎ個の時間スロットＴＳに分割されている。なお、時分割多重に代え、又は、時分割多重とともに、周波数分割多重又は符号分割多重を用いても構わない。センサコントローラ３１は、各フレームＦの先頭の時間スロットＴＳ１でアップリンク信号ＵＳの送信を行う。ペン２は、アップリンク信号ＵＳの受信によってフレームＦ及び各時間スロットＴＳの時間的位置を取得し、受信したアップリンク信号ＵＳと同一フレームＦ内の後続の複数の時間スロットＴＳのうちの一部又は全部を用いて、ダウンリンク信号ＤＳの送信を行う。

【0030】

図３には、ペン２とセンサコントローラ３１とが新たにペアリングを行う場合を示している。センサコントローラ３１とペアリングしていないペン２は、継続的又は断続的にアップリンク信号ＵＳの受信動作（図２では「Ｒ」と記している）を行う。この受信動作の結果として、図示したフレームＦ１の先頭（時刻ｔ_１）で送信されたアップリンク信号ＵＳを受信したペン２は、未ペアリングのペン２のために予め定められている時間スロットＴＳ２を用いて、ダウンリンク信号ＤＳを送信する。このときペン２は、ダウンリンク信号ＤＳを構成するデータ信号の中にペアリング用データを配置する。また、ペン２は、フレームＦ２の開始タイミングである時刻ｔ_２で、アップリンク信号ＵＳの受信動作を開始する。

【0031】

未ペアリングのペン２からペアリング用データを受信したセンサコントローラ３１は、受信したペアリング用データを記憶するとともに、そのペン２に対して割り当てる１以上の時間スロットＴＳを決定する。そして、例えばフレームＦ２の先頭（時刻ｔ_２）で送信するアップリンク信号ＵＳを用いて、決定した１以上の時間スロットＴＳをペン２に通知する。この通知を受けたペン２はペアリングが完了したと判定し、フレームＦ２以降、通知された１以上の時間スロットＴＳを用いてダウンリンク信号ＤＳの送信を行う。センサコントローラ３１は、こうして送信されたダウンリンク信号ＤＳを受信したことにより、ペアリングが完了したと判定する。

【0032】

ここで、ペアリング用データは例えば５０ビットを超える大容量のデータであることから、１つの時間スロットＴＳ内では送信しきれない場合がある。その場合、ペン２は、複数のフレームＦ分の時間スロットＴＳ２を用いて、ペアリング用データを含むダウンリンク信号ＤＳの送信を行えばよい。この場合、センサコントローラ３１は、ペアリング用データの全部を受信した後、ペアリング用データを送信してきたペン２に対して割り当てる１以上の時間スロットＴＳを決定し、アップリンク信号ＵＳを用いて通知することとすればよい。

【0033】

図２に戻る。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、図示しない記憶装置に格納されるプログラムを読み出して実行することにより、タブレット端末３のオペレーションシステムや各種のアプリケーションを実行する役割を果たす。

【0034】

ホストプロセッサ３２により実行されるアプリケーションには、描画アプリケーションが含まれる。描画アプリケーションは、センサコントローラ３１から逐次供給される位置及びデータ（筆圧値を含む）に従ってストロークデータを生成する役割を果たす。具体的には、一連の位置に基づいてベジエ曲線、キャットマル－ロム曲線などの曲線を生成し、生成した曲線の線幅又は透明度を筆圧値に応じて制御することにより、ストロークデータの生成を行う。描画アプリケーションは、生成したストロークデータをレンダリングして上述した表示装置に供給することにより、図１に示したパネル面３ａ上にストロークを描画する。また、描画アプリケーションは、生成したストロークデータを含むデジタルインクを生成し、図示しない記憶装置に格納するとともに、他のコンピュータに対して送信する処理も行う。

【0035】

以上、ペン２及びタブレット端末３の基本的な構成と、ペン２及びセンサコントローラ３１が行う基本的な処理について説明した。次に、ストロークの書き出し部分の線幅や透明度がペアリングのために不自然になってしまうことを抑制するためにペン２及びセンサコントローラ３１が行う処理について、詳細に説明する。

【0036】

初めに、本発明の課題について、図４を参照しながら改めて説明する。図４（ａ）～（ｃ）はそれぞれ、未ペアリングの状態からペン入力を開始した場合におけるストロークデータＳａ～Ｓｃを示している。各図に示す位置Ｐ_１～Ｐ_８は、ペン２から順次送信される位置信号に基づいてセンサコントローラ３１が導出した位置を示している。また、位置Ｐ_１～Ｐ_８のそれぞれに対応する円の大きさは、その時点における筆圧値（ペン２の筆圧検出センサ２２によって検出された筆圧の値）の大きさを表している。ここでは、センサコントローラ３１がこれらの円の包絡線を導出することによってストロークデータの線幅を制御する例を取り上げて説明するが、センサコントローラ３１が筆圧値に基づいてストロークデータの透明度を制御する場合についても同様である。

【0037】

図４（ａ）は、すべてのダウンリンク信号ＤＳに筆圧値が含まれる理想的なケースを示している。このケースによるセンサコントローラ３１は、位置Ｐ_１～Ｐ_８のそれぞれに対応する筆圧値を正常に取得することができる。ここで、図４（ａ）にも示すように、センサコントローラ３１は、筆圧値を表す円の包絡線を導出することにより、ストロークデータの線幅を制御するよう構成される。したがって、すべての筆圧値が正常に取得されていれば、図４（ａ）に示したストロークデータＳａのように、人間の動きに応じたストロークの自然な書き出しが表現されることになる。

【0038】

図４（ｂ）は、位置Ｐ_１，Ｐ_２に対応するダウンリンク信号ＤＳに筆圧値が含まれていなかったケースを示している。上述したように、ペアリング実行中のペン２は、ダウンリンク信号ＤＳを構成するデータ信号の中に大容量のペアリング用データを配置する必要があり、その結果として、ペン先がパネル面３ａに接触しているにも関わらずデータ信号内に筆圧値を配置できなくなる場合がある。そうすると、センサコントローラ３１は、図４（ｂ）に例示するように、ストロークの書き出しに相当するいくつかの位置（図４（ｂ）の例では位置Ｐ_１，Ｐ_２）に対応する筆圧値を取得できないことになる。

【0039】

このような場合において、筆圧値が取得可能になるまでホストプロセッサ３２がストロークの描画を行わないこととすると、図４（ｂ）に示すように、本来のストロークの先頭位置と、実際に描画されたストロークの先頭位置との間に乖離（図示した距離Ｄ分の乖離）が生じてしまう。つまり、ユーザは位置Ｐ_１，Ｐ_２にも書き込んだつもりであるにも関わらず、位置Ｐ_３からのみストロークが描画されることになるため、ユーザに違和感を与えてしまう。

【0040】

図４（ｃ）は、図４（ｂ）のケースの改善案として考えられる処理の１つを示している。この処理によるホストプロセッサ３２は、位置Ｐ_１，Ｐ_２の直後に導出される位置Ｐ_３に対応する筆圧値を位置Ｐ_１，Ｐ_２に対応する筆圧値とみなして、ストロークデータの生成を行う。これによれば、図４（ｃ）に示すように位置Ｐ_１，Ｐ_２にもストロークデータが描画されることになるため上記乖離の問題は緩和されるが、ストロークの書き出し部分において線幅が不自然になってしまう。

【0041】

本実施の形態によるペン２及びセンサコントローラ３１は、ペアリングのための処理が完了した後においては、ペン２からセンサコントローラ３１に対しＮビットの筆圧値を周期的に送信する一方、ペアリングのための処理が完了する前の期間においては、ペン２からセンサコントローラ３１に対し、筆圧値のうちＮビットより短い上位Ｍビットの部分からなる短縮筆圧値を送信することにより、以上のような課題を解決するものである。以下、ペン２及びセンサコントローラ３１それぞれの処理フローを参照しながら、詳細に説明する。

【0042】

図５は、ペン２の回路部２３が行う処理を示すフロー図である。同図に示す処理の初期状態は、ペン２とセンサコントローラ３１とがペアリングしていない状態である。同図に示すように、回路部２３はまず、アップリンク信号ＵＳの受信動作を実行する（ステップＳ１）。そして、アップリンク信号ＵＳが受信されたか否かを判定し（ステップＳ２）、受信されていない場合には、ステップＳ１の処理を繰り返し実行することにより、アップリンク信号ＵＳの受信を待機する。

【0043】

一方、ステップＳ２で受信されたと判定した場合、回路部２３は、アップリンク信号ＵＳ内に含まれるコマンドに応じた動作を実行する（ステップＳ３）。例えば、コマンドがあるデータの送信を指示するものであれば、ステップＳ３で行う動作は、そのデータを含むダウンリンク信号ＤＳを生成する動作となる。また、コマンドがローカルＩＤを通知するものであれば、ステップＳ３で行う動作は、そのローカルＩＤをメモリに格納する動作となる。さらに、コマンドが時間スロット（或いは周波数又は拡散符号）を指定するものであれば、ステップＳ３で行う動作は、アップリンク信号ＵＳ及びダウンリンク信号ＤＳの送受信スケジュールを決定し、決定した送受信スケジュールを示す情報と、ペアリング済みであることを示す情報とをメモリに格納する動作となる。

【0044】

回路部２３はさらに、アップリンク信号ＵＳの受信タイミングに基づいて、フレームの開始タイミングを取得する（ステップＳ４）。回路部２３は、ここで取得したタイミングとステップＳ３で決定した送受信スケジュールとに基づいて、以降のアップリンク信号ＵＳの受信とダウンリンク信号ＤＳの送信とを行う。

【0045】

次に回路部２３は、センサコントローラ３１とペアリング済みであるか否かを判定する（ステップＳ５）。そして、ペアリング済みでないと判定した回路部２３は、取得した送受信スケジュール及びフレームの開始タイミングに従い、短縮筆圧値及びペアリング用データを含むダウンリンク信号ＤＳを送信する（ステップＳ６）。短縮筆圧値については、後ほど詳しく説明する。一方、ステップＳ５でペアリング済みであると判定した場合には、回路部２３は、取得した送受信スケジュール及びフレームの開始タイミングに従い、筆圧値を含むダウンリンク信号ＤＳを送信する（ステップＳ７）。

【0046】

ステップＳ６又はステップＳ７を終了した回路部２３は、取得した送受信スケジュール及びフレームの開始タイミングに従ってアップリンク信号ＵＳの受信動作を実行し（ステップＳ８）、その結果を受けて、例えばアップリンク信号ＵＳが所定期間にわたって受信されないなどのペアリングの解除条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ９）。ここで満たされたと判定したセンサコントローラ３１は、ペアリングを解除し（ステップＳ１０）、ステップＳ１に戻って処理を続ける。一方、ステップＳ９で満たされていないと判定したセンサコントローラ３１は、ステップＳ３に戻って処理を続ける。

【0047】

図６（ａ）は、ステップＳ６で回路部２３が送信するダウンリンク信号ＤＳを示す図であり、図６（ｂ）は、ステップＳ７で回路部２３が送信するダウンリンク信号ＤＳを示す図である。これらの図に示すように、いずれのダウンリンク信号ＤＳも位置信号ＰＳ及びデータ信号ＤＡＴＡを含んで構成される一方、データ信号ＤＡＴＡの内容がステップＳ６とステップＳ７とで異なっている。

【0048】

具体的に説明すると、ステップＳ６で送信されるデータ信号ＤＡＴＡ（第２のデータ信号）は、短縮筆圧値ＳＰＲＤ及びペアリング用データＰＡＩＲＤを含むのに対し、ステップＳ７で送信されるデータ信号ＤＡＴＡ（第１のデータ信号）は、筆圧値ＰＲＤ及びその他のデータを含んで構成される。なお、その他のデータには、ペン２の表面に設けられるスイッチのオンオフ状態を示すデータなどが含まれる。

【0049】

図７（ａ）は、筆圧値ＰＲＤの構造の一例を示す図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示した筆圧値ＰＲＤに対応する短縮筆圧値ＳＰＲＤの構造を示す図である。図７（ａ）に示すように、筆圧値ＰＲＤはＮビットのデータ（Ｎは２以上の自然数）であり、この例ではＮ＝１１となっている。そして、短縮筆圧値ＳＰＲＤは、図７（ｂ）に示すように、筆圧値ＰＲＤのうちＮビットより短い上位Ｍビットの部分（１≦Ｍ＜Ｎ）により構成される。図７（ｂ）には、Ｍ＝５の例を示している。このように、短縮筆圧値ＳＰＲＤは本来の筆圧値ＰＲＤから上位Ｍビット分のみを抜き出したものとなっており、その結果として、ペアリング用データＰＡＩＲＤを送信しなければならない場合においても送信できる可能性が高くなっている。

【0050】

図８は、センサコントローラ３１が行う処理を示すフロー図である。同図に示すように、センサコントローラ３１はまず、フレームの先頭の時間スロットＴＳにおいてアップリンク信号ＵＳを送信し（ステップＳ２０）、後続の各時間スロットにおいてダウンリンク信号ＤＳの受信動作を実行する（ステップＳ２１）。そして、ダウンリンク信号ＤＳが所定期間にわたって受信されないなどのペアリングの解除条件に該当したペン２が存在するか否かを判定し（ステップＳ２２）、存在すると判定した場合には、解除条件を満たしたペン２とのペアリングを解除する（ステップＳ２３）。

【0051】

ステップＳ２２でペアリングの解除条件に該当したペン２は存在しないと判定した場合、又は、ステップＳ２３を終了した場合、センサコントローラ３１は、ダウンリンク信号ＤＳを受信した各ペン２について、ステップＳ２５～Ｓ２９の処理を実行する（ステップＳ２４）。

【0052】

具体的に説明すると、センサコントローラ３１はまず、各センサ電極３０Ｘ，３０Ｙ（図２を参照）における位置信号ＰＳの受信強度に基づき、処理対象のペン２の位置を導出する（ステップＳ２５）。続いてセンサコントローラ３１は、処理対象のペン２との間でペアリング済みか否かを判定する（ステップＳ２６）。この判定の結果は、後述するステップＳ２９においてペアリング済みであることを示す情報をメモリに格納した後、肯定となる。

【0053】

ステップＳ２６においてペアリング済みであると判定したセンサコントローラ３１は、データ信号ＤＡＴＡから筆圧値ＰＲＤを取り出すことによって筆圧値ＰＲＤを取得し（ステップＳ２７）、ステップＳ２９に処理を移す。一方、ステップＳ２６においてペアリング済みでないと判定したセンサコントローラ３１は、データ信号ＤＡＴＡ内に含まれる短縮筆圧値ＳＰＲＤに基づいて筆圧値ＰＲＤを導出する処理を行った後（ステップＳ２８）、ステップＳ２９に処理を移す。

【0054】

図７（ｃ）は、短縮筆圧値ＳＰＲＤが図７（ｂ）に示したものである場合に、ステップＳ２８で導出される筆圧値ＰＲＤを示す図である。同図に示すように、センサコントローラ３１は、Ｎビットである筆圧値ＰＲＤの上位Ｍビットに短縮筆圧値ＳＰＲＤを充当しつつ、下位Ｎ－Ｍビットを所定値で補完することによって、筆圧値ＰＲＤを導出するよう構成される。補完する所定値は、図示するように「０」とすることが好ましいが「１」であることとしてもよい。こうして導出された筆圧値ＰＲＤは誤差を含むものとなるが、上位Ｍビットは正しいものとなっていることから、図７（ａ）に示した正しい筆圧値ＰＲＤ（＝１２３８）と比べると理解されるように、正しい筆圧値ＰＲＤに近い値（＝１２１６）となる。

【0055】

図８に戻る。ステップＳ２９においてセンサコントローラ３１は、ステップＳ２５で導出した位置、ステップＳ２７，Ｓ２８で取得又は導出した筆圧値ＰＲＤ、及び、データ信号内に含まれるその他のデータに応じた動作を実行する（ステップＳ２９）。具体的な例を挙げると、センサコントローラ３１は、導出した位置、及び、取得又は導出した筆圧値をホストプロセッサ３２に供給する動作を行う。ホストプロセッサ３２は、こうして供給された位置及び筆圧値に基づいて、ストロークデータの生成を行う。また、例えばペアリング実行中のペン２からペアリング用データを受信した場合、センサコントローラ３１は、そのペアリング用データをメモリに格納する処理を行い、必要なペアリング用データの全部を受信した場合にはさらに、ペアリング済みであることを示す情報をメモリに格納するとともに、処理対象のペン２に割り当てる時間スロット（或いは周波数又は拡散符号）を決定し、決定した時間スロット（或いは周波数又は拡散符号）を示すデータを次に送信するアップリンク信号ＵＳに配置する処理を行う。ダウンリンク信号ＤＳを受信したすべてのペン２についてステップＳ２５～Ｓ２９の処理を終了した場合、センサコントローラ３１は、ステップＳ２０に戻って処理を続ける。

【0056】

以上説明したように、本実施の形態によるシステム１によれば、ペン２は、Ｎビットの筆圧値ＰＲＤを送信できない場合であっても、筆圧値ＰＲＤの上位Ｍビットの部分からなる短縮筆圧値ＳＰＲＤを送信することができる。したがって、ストロークの書き出し部分の線幅や透明度がペアリングのために不自然になってしまうことを抑制することが可能になる。

【0057】

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。

【符号の説明】

【0058】

１ システム
２ ペン
３ タブレット端末
３ａ パネル面
２０ 芯
２１ ペン先電極
２２ 筆圧検出センサ
２３ 回路部
２４ 電源
３０ センサ
３０Ｘ センサ電極
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
ＤＡＴＡ データ信号
ＤＳ ダウンリンク信号
Ｆ フレーム
Ｐ_１～Ｐ_８ 位置
ＰＡＩＲＤ ペアリング用データ
ＰＲＤ 筆圧値
ＰＳ 位置信号
Ｓａ～Ｓｃ ストロークデータ
ＳＰＲＤ 短縮筆圧値
ＴＳ 時間スロット
ＵＳ アップリンク信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】