JP7035160B2 - センサコントローラ及びスタイラスを含むシステム、センサコントローラ、及びスタイラス - Google Patents

Description

本発明はスタイラス及びセンサコントローラに関し、特に、ホバー中にダウンリンク信号の送信を行うスタイラスと、そのダウンリンク信号を受信するセンサコントローラとに関する。

センサコントローラに対し、位置検出用の信号（位置信号）や、固有ＩＤ、筆圧等の各種データを含む信号（データ信号）を送信可能に構成されたスタイラスが知られている。以下、スタイラスがセンサコントローラに対して送信する信号を「ダウンリンク信号」と総称する。特許文献１～３には、ダウンリンク信号を送信するスタイラスの例が開示されている。

また、ユーザがスタイラスを用いて文字や絵の入力を行おうとする際、スタイラスは、センサコントローラを含む電子機器のタッチ面に徐々に近づき、最終的には芯体がタッチ面に接触した状態となる。スタイラスによる文字や絵の入力は、スタイラスの芯体がタッチ面に接触しているときに可能とされる。以下では、スタイラスの芯体がタッチ面に接触した状態を「接触」状態と称し、未だタッチ面に接触していない状態を「ホバー」状態と称する。

特許文献２には、接触状態にある場合の位置信号の送信強度を、ホバー状態にある場合のそれに比べて小さくするスタイラスが開示されている（特許文献２の４段５７行目～５段３行目）。

特許文献３には、ホバー状態では、位置信号といくつかの追加の信号のみを所定の周期で間欠的に送信し、接触状態では、さらにそのインターバルにおいて筆圧を示す信号を送信するスタイラスが開示されている（特許文献２の１３段３３行目～１４段４６行目、図９Ａ～図９Ｃ）。

国際公開第２０１５／１１１１５９号公報 米国特許第８７７３４０５号明細書 米国特許第８５３６４７１号明細書

ところで、タッチ面内のセンサにおいて受信されるダウンリンク信号のＳ／Ｎ比をスタイラスがホバー状態にあるときと接触状態にあるときとで比較すると、ホバー状態にあるときの方が小さくなる。これは、ホバー状態ではセンサとスタイラスの間の距離が大きく、ダウンリンク信号の減衰量が大きくなるためである。その結果、従来の技術では、スタイラスがホバー状態である場合にセンサコントローラがダウンリンク信号の受信に失敗する場合があったため、改善が望まれていた。

これに関して、特許文献２に記載の技術によれば、ホバー状態でのダウンリンク信号の受信失敗の可能性を下げることができると考えられる。ホバー状態にある場合のダウンリンク信号の受信強度が、接触状態にある場合のそれに比べて大きくなるからである。しかしながら、この技術によれば、可変送信強度に対応した特殊な送信機がスタイラス側に必要になるという別の問題が発生する。

したがって、本発明の目的の一つは、接触状態と同じ送信強度でダウンリンク信号を送信するとしても、ホバー状態でのダウンリンク信号の受信失敗の可能性を低減できるスタイラス及びセンサコントローラを提供することにある。

本発明の一側面によるスタイラスは、芯体と、前記芯体付近に設けられた電極と、前記電極を利用して第１のデジタル値を含む信号を送信する送信部と、前記送信部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記芯体が操作面に接している接触状態であるか、接していないホバー状態であるかを判定し、前記判定の結果が前記接触状態である場合に前記第１のデジタル値を第１のビットレートで前記送信部に送信させ、前記判定の結果が前記ホバー状態である場合に前記第１のデジタル値を前記第１のビットレートより小さい第２のビットレートで前記送信部に送信させるスタイラスである。

本発明の他の一側面によるスタイラスは、芯体と、前記芯体付近に設けられた電極と、前記電極を利用して信号を送信する送信部と、前記送信部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、所定数のフレームを含むスーパーフレームの単位で信号送信を行うよう前記送信部を制御し、前記制御部は、前記スーパーフレーム内におけるフレームの順番を示すフレーム番号を、前記所定数のフレームのそれぞれにより送信するよう前記送信部を制御するスタイラスである。

本発明のさらに他の一側面によるスタイラスは、芯体と、前記芯体付近に設けられた電極と、前記電極を利用して第１のデジタル値を含む信号を送信する送信部と、前記芯体が操作面に接している接触状態であるか、接していないホバー状態であるかを判定し、前記判定の結果が前記接触状態である場合に前記第１のデジタル値を第１の信号送信方法により送信させ、前記判定の結果が前記ホバー状態である場合に前記第１のデジタル値を前記第１の信号送信方法より復号誤り率が小さい第２の信号送信方法で前記送信部に送信させる制御部とを含むスタイラスである。

本発明によるセンサコントローラは、スタイラスから受信した信号からスタイラスの状態情報を第１の復調方法により取得し、前記状態情報が前記スタイラスがホバー状態であることを示す場合、前記状態情報の後に含まれる第１のデジタル値を前記第１の復調方法により取得し、前記状態情報が前記スタイラスが接触状態であることを示す場合、前記状態情報の後に含まれる前記第１のデジタル値を前記第１の復調方法よりもビット誤り率の高い第２の復調方法により取得するセンサコントローラである。

本発明によれば、ホバー状態での雑音耐性が改善するので、ダウンリンク信号の未検出率の削減、ダウンリンク信号の復調時あるいは復号時におけるビット誤検出率の削減、誤り訂正を考慮した上での復号誤り率の削減などの効果が得られる。したがって、接触状態と同じ送信強度でダウンリンク信号を送信するとしても、ホバー状態でのダウンリンク信号の受信失敗の可能性を低減することが可能になる。

また、本発明によれば、各フレームがフレーム番号を有しているので、スタイラスが１つの情報を複数のフレームに分割して送信する場合に、受信側であるセンサコントローラは、分割情報が順番どおりに受信されなくても、フレーム番号に基づいて情報を復元することが可能になる。

本発明の実施の形態による電子機器３の構成を示す図であり、（ａ）は指Ｆによるタッチを検出する場合の電子機器３の動作を示し、（ｂ）はスタイラス２を検出する場合の電子機器３の動作を示している。 本発明の実施の形態による電子機器３の構成を示す図である。 本発明の実施の形態によるスタイラス２が送信するロングバースト信号、バースト信号、及びデータ信号の構成を示す図である。 スタイラス２がアップリンク検出高さＡＨより上方にある場合におけるスタイラス２とセンサコントローラ３１の間における信号送受信のシーケンスを示す図であり、（ａ）はセンサコントローラ３１によるペン起動信号の送信時を、（ｂ）はセンサコントローラ３１がロングバースト信号の送信を要求した場合をそれぞれ示している。 スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を未だ特定していない段階におけるスタイラス２とセンサコントローラ３１の間における信号送受信のシーケンスを示す図であり、（ａ）はセンサコントローラ３１によるペン起動信号の送信時を、（ｂ）はスタイラス２が送信したロングバースト信号をセンサコントローラ３１が線状電極３０Ｙを用いて受信する場合を、（ｃ）はスタイラス２が送信したロングバースト信号をセンサコントローラ３１が線状電極３０Ｘを用いて受信する場合をそれぞれ示している。 スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を特定した後におけるスタイラス２とセンサコントローラ３１の間における信号送受信のシーケンスを示す図であり、ホバー状態にあるスタイラス２によるバースト信号及びデータ信号（送信対象のデータが固有ＩＤでないもの）の送信時を示している。 本発明の実施の形態によるセンサコントローラ３１の動作を説明する図であり、（ａ）は全範囲スキャンの前半を、（ｂ）は全範囲スキャンの後半を、（ｃ）はセクタスキャンをそれぞれ示している。 本発明の実施の形態によるスタイラス２の構成を示す図である。 本発明の実施の形態によるセンサコントローラ３１がスタイラス２のホバー中に行う処理の全体を示す処理フロー図である。 本発明の実施の形態のスタイラス２が送信するダウンリンク信号のフォーマットを示す図である。 本発明の実施の形態によるスタイラス２によるアップリンク信号の受信処理及びダウンリンク信号の送信処理を示す処理フロー図である。 本発明の実施の形態によるセンサコントローラ３１によるアップリンク信号の送信処理及びダウンリンク信号の受信処理を示す処理フロー図である。 本発明の実施の形態によるセンサコントローラ３１によるアップリンク信号の送信処理及びダウンリンク信号の受信処理を示す処理フロー図である。 本発明の実施の形態によるスタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第１の例を示す図である。 本発明の実施の形態によるスタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第２の例を示す図である。 本発明の実施の形態によるスタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第３の例を示す図である。 本発明の実施の形態によるスタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第４の例を示す図である。 本発明の実施の形態によるスタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第５の例を示す図である。 本発明の実施の形態によるスタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第６の例を示す図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例によるスタイラス２の構成を示す図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例によるスタイラス２によるアップリンク信号の受信処理及びダウンリンク信号の送信処理を示す処理フロー図である。

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。以下では、初めに図１～図８を参照しながら本実施の形態によるスタイラス２及びセンサコントローラ３１の構成及び動作の概要を説明し、その後、図９～図１９を参照しながら本発明の特徴に直接関わるスタイラス２及びセンサコントローラ３１の動作について説明する。

図１は、本実施の形態による電子機器３の構成を示す図である。電子機器３は、例えばタブレット端末のようなタッチ面（操作面）を有するコンピュータであり、同図に示すように、センサ３０及びセンサコントローラ３１を備えて構成される。

センサ３０は、タッチ面の内側に配置されたＭ本の線状電極３０Ｘ（第１の電極）及びＮ本（Ｎ＜Ｍ）の線状電極３０Ｙ（第２の電極）を含んでなるマトリクス電極によって構成される。具体的な例では、Ｍ＝７２、Ｎ＝４６である。Ｍ本の線状電極３０Ｘは、タッチ面に平行な第１の方向に等間隔で延在するように配置される。また、Ｎ本の線状電極３０Ｙは、タッチ面に平行かつ第１の方向と直交する第２の方向に等間隔で延在するように配置される。各線状電極３０Ｘ及び各線状電極３０Ｙは、個別にセンサコントローラ３１に接続されている。

センサ３０は、液晶等の表示パネル（図示せず）とともに配置される。表示パネル上におけるセンサ３０の具体的な配置方法は任意であるが、例えば、線状電極３０Ｘ，３０Ｙが液晶等の表示パネルの外部に配置されるアウトセル型、線状電極３０Ｘ，３０Ｙが表示パネル内部のカラーフィルターガラスや基盤ガラスの上に配置されるオンセル型、表示パネルの駆動用電極（具体的には共通電極又は画素電極）が線状電極３０Ｘ，３０Ｙの一方を兼ねるインセル型などが挙げられる。

センサコントローラ３１は、センサ３０を利用して、指Ｆによるタッチの検出（タッチ面内における指Ｆの位置座標の導出を含む）と、スタイラス２の検出（タッチ面内におけるスタイラス２の位置座標の導出を含む）とを時分割で行う制御部である。

図１（ａ）は、指Ｆによるタッチを検出する場合の電子機器３の動作を示している。同図に示すように、指Ｆによるタッチを検出するときのセンサコントローラ３１は、複数の線状電極３０Ｙのそれぞれに対して順次所定の信号（以下、「指検出用信号」という）を供給するとともに、複数の線状電極３０Ｘそれぞれの電位を順次走査することによって、線状電極３０Ｙとの交点を通って各線状電極３０Ｘに到来した指検出用信号の検出を行う。こうして検出される指検出用信号の振幅は、該指検出用信号が通過した交点の近傍に指Ｆが接近している場合に、接近していない場合に比べて小さくなる。指Ｆと線状電極３０Ｘ，３０Ｙとの間に生ずる容量結合を通じて、線状電極３０Ｘ，３０Ｙ上を流れる電流の一部が人体方向に流れ出るからである。センサコントローラ３１は、このような振幅の変化を検出することにより、指Ｆによるタッチを検出する。

図１（ｂ）は、スタイラス２を検出する場合の電子機器３の基本的な動作を示している。同図に示すように、スタイラス２を検出するときのセンサコントローラ３１は、基本的な動作としては、複数の線状電極３０Ｘ及び複数の線状電極３０Ｙのそれぞれを順次受信電極として用いて、スタイラス２が送信する信号（以下、「ダウンリンク信号」という）の検出動作を行う。そして、その検出結果に基づいて、スタイラス２の検出を行う。なお、実際の動作では、線状電極３０Ｘ，３０Ｙの一部のみを用いてスタイラス２の検出を行う場合があるが、その点については後述する。

センサコントローラ３１がスタイラス２を検出するためには、ダウンリンク信号をセンサコントローラ３１が受信できる程度にまで、スタイラス２が電子機器３のタッチ面に接近している必要がある。図示したセンシング範囲ＳＲは、ダウンリンク信号をセンサコントローラ３１が受信できる範囲を模式的に示したものである。センサコントローラ３１は、スタイラス２がこのセンシング範囲ＳＲに入った場合に、ダウンリンク信号を受信し、それによってスタイラス２を検出できるようになる。センシング範囲ＳＲの外から中に移動するというスタイラス２の動きを、以下では「ペンダウン」と称する。ペンダウンは通常、スタイラス２を電子機器３のタッチ面に近づけるというユーザの操作によって実行される。上述したホバー状態は、詳細には、スタイラス２がペンダウンによってセンシング範囲ＳＲに入ったものの、未だタッチ面に接触していない状態である。

また、スタイラス２は、センシング範囲ＳＲの外にいる場合であっても、センサコントローラ３１がスタイラス２に向けて送信する信号（以下、「アップリンク信号」という）を受信できる場合がある。これは、一部のアップリンク信号（後述するペン起動信号やロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号など）については、タッチ面の全面（全線状電極３０Ｘ及び全線状電極３０Ｙの一方又は両方）を用いて送信されるためである。図示したアップリンク検出高さＡＨは、スタイラス２がこれらのアップリンク信号を受信できる高さ（タッチ面からの距離）の限界を示している。アップリンク検出高さＡＨは、センシング範囲ＳＲの上限よりも高い位置（タッチ面から遠い位置）となる。

図２は、本実施の形態による電子機器３の構成を示す図である。センサ３０を構成する複数の線状電極３０Ｘ及び複数の線状電極３０Ｙは、スタイラス２及び指Ｆと容量結合するように構成される。指Ｆがセンサ３０に接近した場合、この容量結合を介して、センサコントローラ３１から線状電極３０Ｙに流れ込む電流の一部が指Ｆに吸い取られる。これにより、上記したように線状電極３０Ｘで検出される指検出用信号の振幅が小さくなるので、センサコントローラ３１による指Ｆによるタッチの検出が可能になる。また、センサ３０は、上記容量結合を介して、スタイラス２との間で双方向に信号を送受信可能に構成される。

センサコントローラ３１は、図２に示すように、送信部６０、選択部４０、受信部５０、ロジック部７０、及びＭＣＵ８０を有して構成される。

送信部６０は、指Ｆによるタッチを検出するタイミングでは指検出用信号を生成し、スタイラス２を検出するタイミングではアップリンク信号を生成する回路である。アップリンク信号には、スタイラス２に対してセンサコントローラ３１の存在を知らせるためのペン起動信号と、スタイラス２に対する指示（コマンド）を示すコマンド信号とが含まれる。

図２の送信部６０には、アップリンク信号の生成に関する機能ブロックのみを詳細に示している。この機能ブロックには、パターン供給部６１、スイッチ６２、拡散処理部６３、符号列保持部６４、及び送信ガード部６５が含まれる。なお、このうち特にパターン供給部６１に関して、本実施の形態では送信部６０内に含まれるものとして説明するが、ＭＣＵ８０内に含まれることとしてもよい。

ペン起動信号は、所定の検出パターンｃ１の繰り返しと、末尾に配置される所定の区切りパターンＳＴＰとによって構成される。

検出パターンｃ１は、スタイラス２がセンサコントローラ３１の存在を検出するために用いられるシンボルの値のパターンであり、事前に（スタイラス２がセンサコントローラ３１を検出する前に）スタイラス２に既知にされている。シンボルは、送信処理においては変調に用いる情報の単位（送信信号が表現する情報の単位）であり、受信処理においては受信信号である１シンボルを復調して得られる情報の単位である。シンボルの値は、ビット列に変換される値（以下、「ビット列対応値」と称する）と、シンボルを受信したスタイラス２によってビット列に変換されない値（以下、「ビット列非対応値」と称する）とを含むことができる。具体的な例では、検出パターンｃ１は、２種類のビット列非対応値「Ｐ」「Ｍ」の結合からなるパターン「ＰＭ」により構成される。

区切りパターンＳＴＰは、検出パターンｃ１の繰り返し期間の終了をスタイラス２に通知するためのシンボルの値のパターンであり、検出パターンｃ１の繰り返し中に現れないパターンによって構成される。区切りパターンＳＴＰも、事前に（スタイラス２がセンサコントローラ３１を検出する前に）スタイラス２に既知にされている。一例を挙げると、上記のように検出パターンｃ１を２つのビット列非対応値「Ｐ」「Ｍ」の結合「ＰＭ」により構成する場合、区切りパターンＳＴＰは、ビット列非対応値「Ｐ」を２回連続させてなるパターン「ＰＰ」により構成することができる。区切りパターンＳＴＰと検出パターンｃ１との構成を逆にして、区切りパターンを「ＰＭ」により構成して検出パターンｃ１を「ＰＰ」により構成してもよい。

パターン供給部６１は、検出パターンｃ１及び区切りパターンＳＴＰを保持しており、ロジック部７０から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ１の指示に従ってこれらを所定の順序で出力するよう構成される。具体的には、所定の連続送信期間の間、検出パターンｃ１を連続して繰り返し出力するとともに、連続送信期間の終了直後に、区切りパターンＳＴＰを出力するよう構成される。これにより、ペン起動信号の送信が実現される。なお、区切りパターンＳＴＰについては、ロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号（後述）の先頭で出力することとしてもよい。

スイッチ６２は、ロジック部７０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６１及びＭＣＵ８０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６３に供給する機能を有する。スイッチ６２がパターン供給部６１を選択した場合、拡散処理部６３には、パターン供給部６１から検出パターンｃ１又は区切りパターンＳＴＰが供給される。一方、スイッチ６２がＭＣＵ８０を選択した場合、拡散処理部６３には、ＭＣＵ８０から制御情報ｃ２が供給される。

制御情報ｃ２は、スタイラス２に対する指示（コマンド）を示す情報であり、ＭＣＵ８０によって生成される。上述したコマンド信号は、この制御情報ｃ２によって構成される。制御情報ｃ２は可変長のビット列に対応づけられるシンボルの値（例えば０～１５）を含み、スタイラス２との間でその値が事前に共有されていない点で、検出パターンｃ１や区切りパターンＳＴＰと異なっている。

符号列保持部６４は、ロジック部７０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ＰＮを生成して保持する機能を有する。符号列保持部６４が保持している拡散符号ＰＮは、拡散処理部６３に供給される。

拡散処理部６３は、スイッチ６２を介して供給されるシンボルの値（検出パターンｃ１、区切りパターンＳＴＰ、又は制御情報ｃ２）に基づいて符号列保持部６４によって保持される拡散符号ＰＮを変調することにより、所定チップ長の送信チップ列を得る機能を有する。拡散処理部６３は、取得した送信チップ列を送信ガード部６５に供給するよう構成される。

送信ガード部６５は、ロジック部７０から供給される制御信号ｃｔｒｌ＿ｔ４に基づき、アップリンク信号の送信期間とダウンリンク信号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。

受信部５０は、ロジック部７０の制御信号ｃｔｒｌ＿ｒに基づいて、送信部６０が送信した指検出用信号、又は、スタイラス２が送信したダウンリンク信号を受信するための回路である。具体的には、増幅回路５１、検波回路５２、及び、アナログデジタル（ＡＤ）変換器５３を含んで構成される。

増幅回路５１は、選択部４０から供給される信号（指検出用信号又はダウンリンク信号）を増幅して出力する。検波回路５２は、増幅回路５１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５３は、検波回路５２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５３が出力するデジタル信号は、ＭＣＵ８０に供給される。

検波回路５２による信号の受信処理には、スタイラスのホバー状態あるいは接触状態に応じて、スタイラス２が送信する信号の期間の長さ（後述する第１のビットレート及び第２のビットレート）に応じた期間の信号を検波する処理が含まれる。また、ＭＣＵ８０は、ホバー状態あるいは接触状態に応じた変調方法に対応した復調方法により信号のビット値を判定することで、スタイラス２が送信したデータ（後述するスイッチ情報ＳＷ１など）を取得する。また、スタイラス２が送信したフレームに誤り検出符号が含まれている場合には、ＭＣＵ８０は、スタイラス２が送信したデータ（後述するスイッチ情報ＳＷ１など）を復号するにあたり、この誤り検出符号に基づいて誤り検出（又は誤り訂正）を行う。

選択部４０は、スイッチ４４ｘ，４４ｙと、導体選択回路４１ｘ，４１ｙとを含んで構成される。

スイッチ４４ｘ，４４ｙはそれぞれ、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１回路２接点のスイッチ素子である。スイッチ４４ｘの共通端子は導体選択回路４１ｘに接続され、Ｔ端子は送信部６０の出力端に接続され、Ｒ端子は受信部５０の入力端に接続される。また、スイッチ４４ｙの共通端子は導体選択回路４１ｙに接続され、Ｔ端子は送信部６０の出力端に接続され、Ｒ端子は受信部５０の入力端に接続される。

導体選択回路４１ｘは、Ｍ本の線状電極３０Ｘを選択的にスイッチ４４ｘ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４１ｘは、Ｍ本の線状電極３０Ｘの一部又は全部を同時にスイッチ４４ｘの共通端子に接続することも可能に構成される。

導体選択回路４１ｙは、Ｎ本の線状電極３０Ｙを選択的にスイッチ４４ｙ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４１ｙも、Ｎ本の線状電極３０Ｙの一部又は全部を同時にスイッチ４４ｙの共通端子に接続することも可能に構成される。

選択部４０には、ロジック部７０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４４ｘに、制御信号ｓＴＲｙはスイッチ４４ｙに、制御信号ｓｅｌＸは導体選択回路４１ｘに、制御信号ｓｅｌＹは導体選択回路４１ｙにそれぞれ供給される。ロジック部７０は、これら制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御することにより、指検出用信号の送信及び受信と、ペン起動信号及びコマンド信号を含むアップリンク信号の送信と、ダウンリンク信号の受信とを実現する。ロジック部７０による選択部４０の制御については、後ほどより詳しく説明する。

ロジック部７０及びＭＣＵ８０は、送信部６０、受信部５０、及び選択部４０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、ＭＣＵ８０は、内部にＲＯＭおよびＲＡＭを有し、所定のプログラムに基づき動作するマイクロプロセッサである。一方、ロジック部７０は、ＭＣＵ８０の制御に基づき、上述した各制御信号を出力するよう構成される。ＭＣＵ８０はまた、ＡＤ変換器５３から供給されるデジタル信号に基づいて指Ｆ又はスタイラス２の位置を示す座標データｘ，ｙ等を導出し、電子機器３のシステムコントローラに対して出力する処理と、ＡＤ変換器５３から供給されるデジタル信号がデータ信号を示している場合には、そのデジタル信号により表されるデータＲｅｓを取得し、電子機器３のシステムコントローラに対して出力する処理とを行うよう構成される。

以下、ロジック部７０による選択部４０の制御について、具体的に説明する。

まず指検出用信号の送信及び受信を行うときのロジック部７０は、Ｎ本の線状電極３０Ｙが順次送信部６０の出力端に接続され、Ｍ本の線状電極３０Ｘが順次受信部５０の入力端に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これにより、図１にも示したように、Ｎ本の線状電極３０Ｙのそれぞれに対して順次指検出用信号を供給すること、及び、線状電極３０Ｙとの交点を通って各線状電極３０Ｘに到来した指検出用信号を受信部５０により検出することが可能になるので、指Ｆによるタッチの検出が実現される。

アップリンク信号の送信及びダウンリンク信号の受信を行うときのロジック部７０は、スタイラス２の検出状態及びダウンリンク信号の種類によって異なる処理を行う。以下、ダウンリンク信号の種類と、スタイラス２とセンサコントローラ３１の間における信号送受信のシーケンスとを初めに説明し、その後、アップリンク信号の送信及びダウンリンク信号の受信を行うときを行うときのロジック部７０の動作について、詳しく説明する。

図３は、本発明の実施の形態によるスタイラス２が送信するダウンリンク信号の種類を示す図である。同図に示すように、ダウンリンク信号には、ロングバースト信号、バースト信号、及びデータ信号が含まれる。ロングバースト信号は、スタイラス２とセンサコントローラ３１との間で予め既知とされた所定パターンの信号である所定波形の信号を、所定の時間Ｔ１にわたって連続送信してなる信号である。バースト信号は、上記所定波形の信号を、時間Ｔ１より短い所定の時間Ｔ４にわたって連続送信してなる信号である。データ信号は、上記所定波形の信号がデータにより変調されてなるデータ信号であり、典型的には、時間Ｔ４と時間Ｔ１の差Ｔ１－Ｔ４に相当する時間内にバースト信号に続けて送信される。なお、実際のデータ信号の送信は差Ｔ１－Ｔ４より長い時間にわたって継続する場合があるが、その点については後述する。バースト信号の先頭には、バースト信号との区切りを示すための所定のギャップ信号（図示せず）が挿入される。スタイラス２が送信するダウンリンク信号の種類は、センサコントローラ３１が送信するコマンド信号による指示に従って選択される。

図４～図６は、スタイラス２とセンサコントローラ３１の間における信号送受信のシーケンスを示す図であり、図４は、スタイラス２がアップリンク検出高さＡＨより上方にある場合を、図５は、スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を未だ特定していない段階を、図６は、スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を特定した後をそれぞれ示している。以下、それぞれの場合について順に説明する。

＜スタイラス２がアップリンク検出高さＡＨより上方にある場合＞
図４（ａ）はセンサコントローラ３１によるペン起動信号の送信時を、図４（ｂ）はセンサコントローラ３１がロングバースト信号の送信を要求した場合をそれぞれ示している。

センサコントローラ３１は、まず初めに図４（ａ）に示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間Ｔｓ（＝ｔ１－ｔ０）にわたり、ペン起動信号の送信を行う。この送信は、センサコントローラ３１がスタイラス２をまだ検出していないときに実行される。ペン起動信号は、上述したように、検出パターンｃ１の繰り返しと末尾の区切りパターンＳＴＰとを含む信号である。スタイラス２は、検出パターンｃ１を構成するシンボル（上述した例では「Ｐ」及び「Ｍ」）の検出動作を間欠的に行うことによって検出パターンｃ１の検出動作を間欠的に行うが、自身がアップリンク検出高さＡＨより上方にある場合には、この検出動作によっても検出パターンｃ１を検出することはできない。したがって、スタイラス２は、検出パターンｃ１の検出動作をただ繰り返すことになる。

センサコントローラ３１は、ペン起動信号の送信に引き続き、図４（ｂ）に示すように、時刻ｔ１以後の時刻ｔ２でコマンド信号（図４～図６、及び後述する図１０では「ＣＭＤ」と記す）の送信を開始する。コマンド信号の送信に要する時間は、上述した時間Ｔｓより短いＴ０である。まだスタイラス２を検出していない段階では、センサコントローラ３１はロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号を送信する。しかし、アップリンク検出高さＡＨより上方にあるスタイラス２はこのコマンド信号を受信することもできないので、コマンド信号に応じてロングバースト信号を送信することもなく、ただ検出パターンｃ１の検出動作を繰り返す。

センサコントローラ３１は、ロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号を送信した後、ロングバースト信号の検出動作を行う。この検出動作は、後述する全範囲スキャンの前半に相当し、Ｎ本の線状電極３０Ｙを順次使用して実行される。全範囲スキャンの詳細については、後述する。ここでは、スタイラス２がロングバースト信号の送信を行わないことから、当然、センサコントローラ３１によってロングバースト信号が検出されることはない。ロングバースト信号の検出動作として使用可能な時間は、時間Ｔｓと時間Ｔ０の差分に相当する時間Ｔ１（＝Ｔｓ－Ｔ０）であるが、Ｎ本の線状電極３０Ｙを順次使用してロングバースト信号の検出動作を行う場合、時間Ｔ１が経過する時刻ｔ４（＝ｔ２＋Ｔｓ）より前の時刻ｔ３でロングバースト信号の検出動作が一旦完了する。そこで、この検出動作の間にロングバースト信号を検出しなかった場合のセンサコントローラ３１は、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間、スリープ状態となる。これにより、センサコントローラ３１の消費電力が低減される。時刻ｔ４の後には、ペン起動信号の送信が繰り返される。

＜スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を未だ特定していない段階＞
図５（ａ）はセンサコントローラ３１によるペン起動信号の送信時を、図５（ｂ）はスタイラス２が送信したロングバースト信号をセンサコントローラ３１が線状電極３０Ｙを用いて受信する場合を、図５（ｃ）はスタイラス２が送信したロングバースト信号をセンサコントローラ３１が線状電極３０Ｘを用いて受信する場合をそれぞれ示している。

図５（ａ）に示すようにペンダウン操作（時刻ｔ６）がなされると、スタイラス２は、その後に行う検出パターンｃ１の検出動作（時刻ｔ７）により検出パターンｃ１を検出できるようになる。こうして検出パターンｃ１を検出したスタイラス２は、区切りパターンＳＴＰが検出されるまで検出動作を継続する。そして区切りパターンＳＴＰが検出されると、その検出時刻に基づいてセンサコントローラ３１と同期する。この同期は、具体的には後述する送受信スケジュールの作成によって行われる。

なお、図５（ａ）には、ペン起動信号の送信が開始された時刻ｔ５からペン起動信号の送信が終了した時刻ｔ８（＝ｔ５＋Ｔｓ）の間の時刻ｔ６でペンダウン操作がなされ、時刻ｔ８に至る前の時刻ｔ７でスタイラス２が検出パターンｃ１を検出した例を示しているが、例えばセンサコントローラ３１がロングバースト信号の検出動作を行っている場合にペンダウン操作がなされた場合（例えば図５（ｂ）に示す時刻ｔ６'）であっても、少しスタイラス２による検出パターンｃ１の検出タイミングが遅れるだけで、同様の処理が実行される。

続いて図５（ｂ）に示すように、センサコントローラ３１が時刻ｔ８以後の時刻ｔ９でロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号の送信を開始すると、スタイラス２はこのコマンド信号を受信し、時刻ｔ１０（＝ｔ９＋Ｔｓ）までの時間Ｔ１にわたってロングバースト信号の連続送信を行う。センサコントローラ３１は、こうして送信されるロングバースト信号を検出することにより、スタイラス２の検出を行う。

具体的には、まず図５（ｂ）に示すように、Ｎ本の線状電極３０Ｙを順次使用して、ロングバースト信号の検出動作を行う（後述する全範囲スキャンの前半）。このとき、いずれか１本以上の線状電極３０Ｙでロングバースト信号が検出されることになるので、センサコントローラ３１は、各線状電極３０Ｙにおけるロングバースト信号の検出強度を記憶する。次いでセンサコントローラ３１は、図５（ｃ）に示すように、時刻ｔ１０以後の時刻ｔ１１でロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号の送信を再度開始し、送信終了とともにロングバースト信号の検出動作を再度行う。この検出動作は、時刻ｔ１２（＝ｔ１１＋Ｔｓ）まで、Ｍ本の線状電極３０Ｘを順次使用して実施される（後述する全範囲スキャンの後半）。この検出動作により、いずれか１本以上の線状電極３０Ｘでロングバースト信号が検出されることになるので、センサコントローラ３１は、各線状電極３０Ｘにおけるロングバースト信号の検出強度を記憶する。そして、先に記憶した各線状電極３０Ｙにおけるロングバースト信号の検出強度と、今回記憶した各線状電極３０Ｘにおけるロングバースト信号の検出強度とに基づき、タッチ面上におけるスタイラス２の位置座標を導出する。

＜スタイラス２がセンシング範囲ＳＲの内側にあり、かつ、センサコントローラ３１がスタイラス２の位置を特定した後＞
図６は、ホバー状態にあるスタイラス２によるバースト信号及びデータ信号（送信対象のデータが固有ＩＤでないもの）の送信時を示している。なお、スタイラス２が上述した接触状態にある場合、及び、送信対象のデータが固有ＩＤである場合については、後ほど別途詳しく説明する。

図６に示すように、スタイラス２の位置を特定したセンサコントローラ３１は、その後の時刻ｔ１３で、データの送信指示を示すコマンド信号の送信を開始する。これを受けたスタイラス２は、まず時間Ｔ４にわたってバースト信号を連続送信する。センサコントローラ３１は、このバースト信号を検出するとともに、検出したバースト信号に基づき、スタイラス２の位置座標の導出を行う。バースト信号の検出動作は、Ｍ本の線状電極３０Ｘ及びＮ本の線状電極３０Ｙのうち、直前に導出されたスタイラス２の位置座標によってスタイラス２の近くにあることが示されるもののみを順次使用して実行される（後述するセクタスキャン）。スタイラス２は、バースト信号に続けて、指示されたデータを含むデータ信号を送信する。センサコントローラ３１は、このデータ信号を受信してデコードすることにより、スタイラス２が送信したデータを取得する。データ信号の受信は、直前に導出されたスタイラス２の位置座標に対応する１本の線状電極３０Ｘ又は線状電極３０Ｙのみを使用して実行される。

図２に戻り、スタイラス２の検出及びスタイラス２との双方向通信を行うときのロジック部７０の動作について、詳細に説明する。

ペン起動信号及びロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号の送信を行うとき（図４（ａ）（ｂ）、図５（ａ）（ｂ）（ｃ））のロジック部７０は、Ｍ本の線状電極３０Ｘのすべて又はＮ本の線状電極３０Ｙのすべて或いはその両方を同時に使用するよう、選択部４０を制御する。具体的には、送信部６０の出力端がＭ本の線状電極３０Ｘ及びＮ本の線状電極３０Ｙの一方又は両方に同時に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これにより、ペン起動信号及びロングバースト信号の送信指示を示すコマンド信号のそれぞれがタッチ面の全体が送信されることになるので、スタイラス２は、図１に示したセンシング範囲ＳＲ内のどこにいても、これらの信号を受信可能となる。

まだスタイラス２を検出していない段階でロングバースト信号を受信するとき（図４（ｂ）、図５（ｂ））のロジック部７０は、図４（ｂ）及び図５（ｂ）にも示すように、Ｎ本の線状電極３０Ｙを順次使用するよう選択部４０を制御する。具体的には、Ｎ本の線状電極３０Ｙが順次受信部５０の入力端に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｙ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これによりセンサコントローラ３１は、スタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲ内のどこにいても、スタイラス２が送信したロングバースト信号を受信し、それによってスタイラス２を検出することが可能になる。

図７（ａ）は、この場合におけるセンサコントローラ３１の動作を説明する図である。同図に示すように、この場合のセンサコントローラ３１は、Ｎ本の線状電極３０Ｙを順次スキャンすることになる。この段階でＭ本の線状電極３０Ｘをスキャンしないのは、Ｎ本の線状電極３０Ｙのみを用いてもセンサ３０の表面の全体をスキャンすることが可能であることに加え、電極１本あたりのスキャン時間を長くするためである。

ロングバースト信号の受信によってスタイラス２を検出した後、スタイラス２の位置座標を未だ導出していない段階でロングバースト信号を受信するとき（図５（ｃ））のロジック部７０は、図５（ｃ）にも示すように、Ｍ本の線状電極３０Ｘを順次使用するよう選択部４０を制御する。具体的には、Ｍ本の線状電極３０Ｘが順次受信部５０の入力端に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓｅｌＸを用いて選択部４０を制御する。センサコントローラ３１は、この制御の結果と、先に実施したＮ本の線状電極３０Ｙによるロングバースト信号の検出結果とに基づき、上述したようにして、タッチ面上におけるスタイラス２の位置座標を導出する。

図７（ｂ）は、この場合におけるセンサコントローラ３１の動作を説明する図である。同図に示すように、この場合のセンサコントローラ３１は、Ｍ本の線状電極３０Ｘを順次スキャンすることになる。本明細書では、図７（ａ）に示したＮ本の線状電極３０Ｙを順次使用するスキャン（前半）と、図７（ｂ）に示すＭ本の線状電極３０Ｘを順次使用するスキャン（後半）とを合わせて「全範囲スキャン」と称する。

スタイラス２の位置座標を導出した後の段階でコマンド信号の送信を行うとき（図６）のロジック部７０は、Ｍ本の線状電極３０Ｘ及びＮ本の線状電極３０Ｙのうちスタイラス２の近くにあるもののみを使用するよう、選択部４０を制御する。具体的には、例えばスタイラス２がｊ＋５番目の線状電極３０Ｘとｉ＋５番目の線状電極３０Ｙの交点に位置しているとすると、例えばそこから両側に５本ずつの範囲、すなわち、ｊ番目～ｊ＋１０番目の線状電極３０Ｘとｉ番目～ｉ＋１０番目の線状電極３０Ｙとが送信部６０の出力端に同時に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これにより、スタイラス２の近くにある線状電極のみを用いてコマンド信号を送信することができるので、コマンド信号の送信にかかる消費電力を削減することが可能になる。また、タッチ面に置かれた手の平等にコマンド信号が供給されると、スタイラス２に供給されている接地電位が上昇し、その結果としてスタイラス２によるアップリンク信号の検出精度が低下する可能性があるが、上記のようにスタイラス２の近くにある線状電極のみを用いてコマンド信号を送信することで、手の平等にコマンド信号が供給される可能性が低下するので、スタイラス２によるアップリンク信号の検出精度の低下を防ぐことが可能になる。

スタイラス２の位置座標を導出した後、ロングバースト信号でない通常のバースト信号の受信を行うとき（図６）のロジック部７０は、Ｍ本の線状電極３０Ｘ及びＮ本の線状電極３０Ｙのうちスタイラス２の近くにあるもののみを順次使用するよう、選択部４０を制御する。具体的には、例えばスタイラス２がｊ＋５番目の線状電極３０Ｘとｉ＋５番目の線状電極３０Ｙの交点に位置しているとすると、例えば図６に示すようにそこから両側に５本ずつの範囲、すなわち、ｊ番目～ｊ＋１０番目の線状電極３０Ｘとｉ番目～ｉ＋１０番目の線状電極３０Ｙとが受信部５０の入力端に順次接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これにより、線状電極１本当たりの受信時間を長くすることができるので、より確実にバースト信号を受信することが可能になる。

図７（ｃ）は、この場合におけるセンサコントローラ３１の動作を説明する図である。この例でも、スタイラス２はｊ＋５番目の線状電極３０Ｘとｉ＋５番目の線状電極３０Ｙの交点に位置しているとしている。この例によるセンサコントローラ３１は、Ｍ×Ｎ本の線状電極のうちｊ番目～ｊ＋１０番目までの１１本の線状電極３０Ｘ及びｉ番目～ｉ＋１０番目までの１１本の線状電極３０Ｙのみを順次スキャンし、その結果に基づいてスタイラス２の位置座標を導出する。以下、このようにＭ本の線状電極３０Ｘの一部とＮ本の線状電極３０Ｙの一部の両方を用い、一度導出したスタイラス２の位置座標を再導出（更新）するスキャンを「セクタスキャン」と称する。

データ信号を受信するとき（図６）のロジック部７０は、直前のバースト信号によって導出されたスタイラス２の位置に対応する１本の線状電極３０Ｘ又は線状電極３０Ｙのみを使用するよう、選択部４０を制御する。具体的には、その１本の線状電極３０Ｘ又は線状電極３０Ｙが受信部５０の入力端に接続されることとなるよう、制御信号ｓＴＲｘ，ｓＴＲｙ，ｓｅｌＸ，ｓｅｌＹを用いて選択部４０を制御する。これにより、データ信号の送信時間（＝Ｔ１－Ｔ４）を、スタイラス２からセンサコントローラ３１にデータを送るためにフルに活用することが可能になる。

以上、スタイラス２の検出及びスタイラス２との双方向通信を行うときのロジック部７０の動作について説明した。

図８は、本実施の形態によるスタイラス２の機能ブロックを示すブロック図である。同図に示すように、スタイラス２は、芯体２０、電極２１、スイッチ２２、筆圧検出センサ２３（筆圧検出部）、及び信号処理部２４を有して構成される。

芯体２０は、スタイラス２のペン先を構成する絶縁性部材である。電極２１は、芯体２０の付近（特に先端の近傍）に設けられる導電性部材であり、ダウンリンク信号を送信するためのアンテナの役割を果たすとともに、センサコントローラ３１から結合容量を介して送信されるアップリンク信号を受信するためのアンテナとしての役割も果たす。なお、ダウンリンク信号を送信する電極と、アップリンク信号の受信するための電極とは同一のものであってもよいし、別々のものであってもよい。

スイッチ２２は、スタイラス２の側面に設けられるサイドスイッチや後端部に設けられるテイルスイッチなど、ユーザの操作によってオンオフいずれかの状態を取るスイッチである。筆圧検出センサ２３は、芯体２０の先端に加えられる圧力（筆圧）を検出するための圧力センサである。

信号処理部２４は、電極２１を介してセンサコントローラ３１からアップリンク信号を受信し、その内容に応じた処理を行うとともに、センサコントローラ３１に対して送信するダウンリンク信号を生成し、電極２１を介してセンサコントローラ３１に向けて送信する機能を有する。具体的には、機能的に切替部７６、受信部７１、送信部７５、及び制御部９０を含んで構成される。以下、これらの機能ブロックのそれぞれについて、順に説明する。

切替部７６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１回路２接点のスイッチ素子である。切替部７６の共通端子は電極２１に接続され、Ｔ端子は送信部７５の出力端に接続され、Ｒ端子は受信部７１の入力端に接続される。切替部７６の状態は、制御部９０からの制御信号ＳＷＣによって制御される。制御部９０は、センサコントローラ３１からのアップリンク信号を受信する場合、Ｒ端子と共通端子とが接続されるよう、制御信号ＳＷＣによって切替部７６を制御する。また、センサコントローラ３１に対してダウンリンク信号を送信する場合、Ｔ端子と共通端子とが接続されるよう、制御信号ＳＷＣによって切替部７６を制御する。制御部９０は、初期状態、すなわちスタイラス２が上述した検出パターンｃ１を検出するまでの間においては、切替部７６をＲ端子と共通端子が接続された状態に固定したうえで、スタイラス２の消費電力を削減するためにスリープ状態となる。

受信部７１は、切替部７６から供給される信号（電極２１に到来した信号）の受信と、受信した信号に含まれるシンボルの値のデコードを行う回路であり、波形再生部７１ａ及び相関演算器７１ｂを含み構成される。受信部７１は、このデコードにより、上述した検出パターンｃ１、区切りパターンＳＴＰ、及び制御情報ｃ２のそれぞれを検出可能に構成される。受信部７１は、スタイラス２の消費電力を削減するため、検出パターンｃ１を検出するまでの間、間欠的にのみ受信動作を行う。

波形再生部７１ａは、電極２１に誘導された電荷（電圧）のレベルを上述した拡散符号ＰＮのチップレートの数倍（例えば４倍）のクロックで２値化し、正負の極性値のバイナリ列（チップ列）に整形して出力する。相関演算器７１ｂは、波形再生部７１ａが出力したチップ列をレジスタに格納し、上記クロックで順次シフトしながら拡散符号ＰＮ（又は、該拡散符号ＰＮに対して反転及び巡回シフトのいずれか少なくとも一方を施してなる符号）との相関演算を行うことで、受信信号に含まれていたシンボルの値をデコードする。

受信部７１は、逐次、相関演算器７１ｂによりデコードされたシンボルの値が上述した検出パターンｃ１を示しているか否かの判定を行う。その結果として検出パターンｃ１を検出すると、センサコントローラ３１が存在することを検出し、制御部９０に対して、コマンド信号により示されるコマンドに応じた処理などを実行可能にするための起動信号ＥＮを発行する。

また、受信部７１は、検出パターンｃ１を検出した場合、受信動作を間欠的から連続的に切り替え、逐次、デコードしたシンボルの値が上述した区切りパターンＳＴＰを示しているか否かの判定を行う。その結果として区切りパターンＳＴＰを検出すると、受信部７１は、その検出時刻ｔ２を制御部９０に対して出力する。

区切りパターンＳＴＰを検出した後の受信部７１は、制御部９０によるスケジューリング（後述）に従って、センサコントローラ３１が送信するコマンド信号の受信動作を行う。具体的には、受信動作の実施中に相関演算器７１ｂによってデコードされる一連のシンボルの値を制御情報ｃ２として取得し、制御部９０に出力する。

制御部９０は、マイクロプロセッサ（ＭＣＵ）により構成され、受信部７１から起動信号ＥＮが供給されたことを契機として起動し、続いて受信部７１から供給される検出時刻ｔ２に基づいて、各種信号等の送受信スケジュールを生成する。そして、生成した送受信スケジュールに基づく制御信号ＳＷＣを生成して切替部７６に供給する処理と、コマンド信号の受信を行うよう受信部７１を制御する処理と、受信部７１から供給される制御情報ｃ２に基づいて送信部７５を制御する処理とを行う。

制御部９０が行う送信部７５の制御には、受信されたコマンド信号に基づいてセンサコントローラ３１に向けて送信する信号の種類（後述する図１０に示す信号（Ａ）～（Ｆ）のいずれか）を決定すること、及び、データを示すデータ信号を送信する場合には、制御情報ｃ２により送信を指示されたデータを取得して送信部７５に供給することが含まれる。送信部７５に供給するデータには、図示しないメモリに記憶されるスタイラス２の固有ＩＤ、スイッチ２２のオンオフ状態を示すデータ、筆圧検出センサ２３によって検出された筆圧を示すデータなどが含まれる。

また、制御部９０は、送信部７５にデータ信号を送信させる場合、スタイラス２の状態が接触状態又はホバー状態のいずれであるかを判定し、判定の結果に応じてビットレートを制御する処理を行う。具体的には、判定の結果が接触状態である場合に、送信対象のデータの少なくとも一部を第１のビットレートで送信部７５に送信させ、判定の結果がホバー状態である場合に、送信対象のデータの少なくとも一部を上記第１のビットレートより小さい第２のビットレートで送信部７５に送信させる。この点については、後ほどより詳しく説明する。

送信部７５は、センサコントローラ３１に対して送信する信号を生成して電極２１に供給する回路であり、変調部７３及び昇圧回路７４により構成される。送信部７５は、こうして送信信号を電極２１に供給することにより、送信対象のデータを含む信号を電極２１を利用して送信する処理を行う。

変調部７３は、所定周波数又は制御部９０からの制御に従う周波数のキャリア信号（例えば矩形波信号）を生成し、そのまま、或いは、制御部９０の制御に基づいて変調したうえで出力する回路である。ロングバースト信号及びバースト信号の送信時には、変調部７３は、キャリア信号を変調せずにそのまま、或いはセンサコントローラ３１との間で共有された既知の値のパターンで変調して出力する。これにより変調部７３から、昇圧前のロングバースト信号及び昇圧前のバースト信号が出力される。一方、データ信号の送信時には、制御部９０から供給されるデータによりキャリア信号を変調（ＯＯＫ、ＰＳＫ等）し、その結果として得られる変調信号を出力する。これにより変調部７３から、昇圧前のデータ信号が出力される。

昇圧回路７４は、変調部７３の出力信号を一定の振幅まで昇圧することにより、ロングバースト信号、バースト信号、及びデータ信号を生成する回路である。昇圧回路７４によって生成されたロングバースト信号、バースト信号、及びデータ信号は、切替部７６を経て電極２１から空間に送出される。

以上、図１～図８を参照しながら、本実施の形態によるスタイラス２及びセンサコントローラ３１の構成及び動作の概要を説明した。次に、図９～図１９を参照しながら、スタイラス２及びセンサコントローラ３１の動作のうち本発明の特徴的な部分について、詳細に説明する。

初めに、図９は、センサコントローラ３１が行う処理の全体を示す処理フロー図である。ただし、同図にはスタイラス２がホバー状態にある場合の処理のみを例として示している。同図に示すように、センサコントローラ３１は、例えば、センサ３０とともに配置される表示パネルの表示リフレッシュレートの逆数により定義される時間Ｔｒ（例えば、６０Ｈｚの逆数である１６．６７ｍｓ）ごとに、同一の動作を繰り返すよう構成される。

各周期では、センサコントローラ３１はまず、スタイラス２に対して固有ＩＤの送信を要求したか否かを判定する（ステップＳ１）。この要求は、固有ＩＤの送信指示を示すコマンド信号の送信によってなされるものである。

ステップＳ１で要求していないと判定した場合のセンサコントローラ３１は、スタイラス検出処理（ステップＳ２ａ）と指タッチ検出処理（ステップＳ３，Ｓ４）とを、各４回にわたって交互に実行する。各スタイラス検出処理は時間Ｔｓ（図４～図６に示した時間Ｔｓと同じもの。例えば２５００μｓ）の間、各指タッチ検出処理は時間Ｔｆ（例えば１５００μｓ）の間、それぞれ継続して実行される。なお、指Ｆの検出は、スタイラス検出処理を挟んで不連続に実行される２回の指タッチ検出処理（ステップＳ３とステップＳ４）を１回の指タッチの位置検出単位として実行される。

一方、ステップＳ１で要求したと判定した場合のセンサコントローラ３１は、スタイラス検出処理（ステップＳ２ｂ）のみを４回にわたって繰り返し実行する。この場合の各スタイラス検出処理は、時間Ｔｓ＋Ｔｆにわたり継続して実行される。指タッチ検出処理が行えなくなるため、この間、図１（ａ）に示した指Ｆによる入力ができないことになる。このように指Ｆによる入力を規制してまでスタイラス検出処理の継続時間を長くしているのは、固有ＩＤのサイズが大きく、スタイラス２からセンサコントローラ３１に固有ＩＤの全体を送信するためには長い時間を必要とするからである。なお、固有ＩＤの送信はペンダウンごとに一度行えばよく、また、ユーザがスタイラス２のペンダウンと同時に指Ｆによる入力を行うことはほぼないと考えられ、さらに、規制時間は時間Ｔｒ（例えば１６．６７ｍｓ）に過ぎないので、固有ＩＤの送信のための指Ｆによる入力の規制がユーザの使用感に影響を与えることはほぼないと考えられる。

以下では、時間Ｔｓ＋Ｔｆを一周期とする周期を「フレーム」と称し、時間Ｔｒを一周期とする周期（表示パネルの表示処理の動作周期）を「スーパーフレーム」と称する。すなわち、本実施の形態によるスタイラス２は、スーパーフレームの単位でダウンリンク信号の送信を行い、さらに、フレームの単位でもダウンリンク信号の送信を行うよう構成される。図９の例では１スーパーフレームが４つのフレームを含むが、１スーパーフレーム内のフレームの数は４つに限定されない。また、「フレーム」とフレームを複数含む「スーパーフレーム」は、それぞれ「パケット」とパケットの送信を複数含む「フレーム」と読み替えてもよい。

図１０は、センサコントローラ３１がスタイラス検出処理を実行している間にスタイラス２が送信するダウンリンク信号のフォーマットを示す図である。上述したように、ダウンリンク信号には、ロングバースト信号、バースト信号、及びデータ信号が含まれる。図１０には、このうちのデータ信号により送信するデータに関して、５種類のデータ（Ａ）～（Ｅ）を示している。なお、以下では簡単のため、データ信号の送信を指して「データを送信」という言い方をする場合がある。

図１０において右下がりのハッチングを施しているデータ（Ｄ）（Ｅ）はスタイラス２が接触状態にあるときに送信されるもので、スタイラス２により第１のビットレートで送信される。一方、データ（Ｂ）（Ｃ）はスタイラス２がホバー状態にあるときに送信されるもので、スタイラス２により、上記第１のビットレートより小さい第２のビットレートで送信される。また、データ（Ａ）は、スタイラス２がホバー状態であるか接触状態であるかによらず送信されるもので、スタイラス２により第２のビットレートで送信される。本発明は、データ（Ａ）～（Ｅ）のビットレートをこのように制御する点に主たる特徴を有する。

以下、図１０と、センサコントローラ３１及びスタイラス２それぞれの処理を示す処理フロー図とを参照しながら、センサコントローラ３１及びスタイラス２それぞれの動作について詳しく説明する。

図１１は、スタイラス２によるアップリンク信号の受信処理及びダウンリンク信号の送信処理を示す処理フロー図である。以下、この図１１を参照しながら、図８に示したスタイラス２の各部（特に、受信部７１、送信部７５、及び制御部９０）の動作について、詳しく説明する。

初めに、図示していないが、スタイラス２の制御部９０は、自身の状態を示す状態フラグを記憶している。この状態フラグにより示される状態には、センサコントローラ未検出状態（＝０）と、センサコントローラ検出済み状態（＝１）とが含まれる。制御部９０は、上述したフレームの開始タイミングでこの状態フラグを参照する（ステップＳ７０）ことにより、フレーム単位で信号送信を行うよう送信部７５を制御する。

ステップＳ７０で参照した状態フラグが「０」であった場合、スタイラス２の受信部７１は、まず受信動作休止状態に入る（ステップＳ７１）。そして、所定時間が経過した後、上述した検出パターンｃ１の検出を試行する（ステップＳ７２）。ステップＳ７１の休止期間を設けているのは、検出パターンｃ１の検出動作を間欠的に行うことで、スタイラス２の消費電力を低減するためである。

次いで受信部７１は、ステップＳ７２の試行によって検出パターンｃ１が検出されたか否かを判定する（ステップＳ７３）。その結果、検出されていないと判定した場合、ステップＳ７０に処理を戻す。一方、検出されたと判定した場合、受信部７１は、図８に示した起動信号ＥＮを発行することによって制御部９０を起動する一方で、上述した区切りパターンＳＴＰが検出されるまで、検出パターンｃ１及び区切りパターンＳＴＰを構成するシンボルの検出動作を継続する（ステップＳ７４）。そして、区切りパターンＳＴＰが検出された場合、受信部７１は、その検出時刻ｔ２（図８）を制御部９０に出力する。検出時刻ｔ２を受けた制御部９０は、検出時刻ｔ２に基づいてセンサコントローラ３１と同期する処理（具体的には、上述した送受信スケジュールの生成処理）を行った（ステップＳ７５）うえで状態フラグに「１」を設定し（ステップＳ７６）、ステップＳ７０に処理を戻す。

ステップＳ７０で参照した状態フラグが「１」であった場合、制御部９０は、まずコマンド信号の検出動作を行う（ステップＳ８０）。この検出動作は、具体的には受信部７１から制御情報ｃ２（図８参照）の供給を受ける動作であり、図４～図６にも示した時間Ｔ０（例えば２００μｓ）にわたって行われる。次いで制御部９０は、ステップＳ８０の検出動作によってコマンド信号が検出されたか否かを判定し（ステップＳ８１）、検出されていないと判定した場合には、状態フラグに「０」を設定し（ステップＳ８２）、ステップＳ７０に処理を戻す。このステップＳ８２は、例えばスタイラス２が図１に示したアップリンク検出高さＡＨの外に離脱したなどの理由で、スタイラス２がアップリンク信号を検出できなくなった場合の処理である。

一方、ステップＳ８１においてコマンド信号が検出されたと判定した場合、制御部９０は、検出されたコマンド信号の内容（センサコントローラ３１からの指示の内容）を判定する（ステップＳ８３）。コマンド信号の内容として具体的には、ロングバースト信号の送信指示（ＬＢ）、固有ＩＤの送信指示（ＩＤ）、及び、固有ＩＤ以外のデータの送信指示（ＤＴ）がある。

ステップＳ８３でコマンド信号の内容がロングバースト信号の送信指示（ＬＢ）であったと判定した場合、制御部９０は、送信部７５にロングバースト信号を送信させる（ステップＳ８４）。より具体的に言えば、制御部９０は、図１０（１）に示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの時間Ｔ０にわたって送信されるコマンド信号の受信後、時刻ｔ１から時刻ｔ５までの時間Ｔ１にわたってロングバースト信号の送信を行うよう送信部７５を制御する。なお、図４を参照して説明したように、Ｔ１＝Ｔｓ－Ｔ０である。制御部９０はその後、図１１に示すように、ステップＳ７０に処理を戻す。

ステップＳ８３でコマンド信号の内容が固有ＩＤの送信指示（ＩＤ）であったと判定した場合、制御部９０は、まずスタイラス２がホバー状態であるか否かの判定を行う（ステップＳ８５）。この判定は、図８に示した筆圧検出センサ２３によって検出されている筆圧を確認することによって、実行される。すなわち、制御部９０は、筆圧検出センサ２３によって検出されている筆圧がゼロである場合にホバー状態であると判定し、筆圧検出センサ２３によって検出されている筆圧がゼロより大きい場合にホバー状態でない（接触状態である）と判定する。

ステップＳ８５でホバー状態であると判定した場合、制御部９０は送信部７５に、まずバースト信号を送信させ（ステップＳ８６）、次いで、データ（Ａ）及びデータ（Ｂ）を第２送信方法により続けて送信させる（ステップＳ８７，Ｓ８８）。

データ（Ａ）は、図１０（２）に示すように、バースト信号と、所定のスタートフラグＳｔａｒｔと、ステップＳ８５の判定結果（ホバー状態又は接触状態）を示す１ビットの情報からなる状態情報Ｓｔａｔｅとを含んで構成されるデータである。この場合の状態情報Ｓｔａｔｅは、ホバー状態を示す情報となる。制御部９０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間Ｔ４（図３参照）にわたってバースト信号を送信し、その後の時刻ｔ３までの間に、第２送信方法により、スタートフラグＳｔａｒｔ及び状態情報Ｓｔａｔｅをこの順で続けて送信するよう送信部７５を制御する。第２送信方法は、上述した第２のビットレートにより各ビットを送信する方法であり、１つ１つのビットの送信に後述する第１送信方法による第１の時間（例えば３０μ秒）に比して長い第２の時間（例えば９０μ秒）がかけられる。バースト信号とスタートフラグＳｔａｒｔの間には、所定時間長のギャップ時間が設けられる。

データ（Ｂ）は、図１０（２）に示すように、モード情報Ｍｏｄｅと、フレーム番号ＦＮと、固有ＩＤの一部と、チェックサムＣＳとを含んで構成されるデータである。制御部９０は、状態情報Ｓｔａｔｅの送信が終了した時刻ｔ３の直後からフレームの終了時刻ｔ７までの間に、データ（Ａ）と同じ第２送信方法により、これらの情報を上記の順で送信するよう送信部７５を制御する。これによれば、コマンド信号の受信開始からデータ（Ｂ）の送信終了までに要する時間がＴｓ＋Ｔｆとなり、図９に示した指タッチ検出用の時間が取れなくなるので、この場合のセンサコントローラ３１は指タッチ検出を行うことができない。

データ（Ｂ）の構成要素について、詳しく説明する。まずモード情報Ｍｏｄｅは、今から送ろうとしているデータの種別（固有ＩＤ又はその他のデータ）を示す１ビットの情報である。データ（Ｂ）においては、モード情報Ｍｏｄｅによって示される種別は「固有ＩＤ」となる。

フレーム番号ＦＮは、スーパーフレーム内におけるフレームの順番を示す２ビットの情報であり、現在実行中のスタイラス検出処理が１スーパーフレーム内の何番目のフレームで行われているものであるかを示している。

固有ＩＤは、スタイラス２ごとに異なる５２ビットの情報である。５２ビットの情報はスタイラス２が送信する情報としては非常にサイズの大きな情報であり、１フレームでは送りきれないので、１スーパーフレーム内の各フレームに分割して送信される。具体的には１３ビットずつに分割し、１スーパーフレーム内の４フレームすべてにわたって送信される。フレーム番号ＦＮは、こうして分割送信された固有ＩＤをセンサコントローラ３１において復元するために使用される。

固有ＩＤの途中及び直後には、反転ビットＯｐが配置される。反転ビットＯｐは所定数のビットのうちの最終ビットを反転させてなるビットであり、制御部９０は、該所定数のビットの直後にこの反転ビットＯｐを送信するよう送信部７５を制御する。図１０（２）の例では、６ビット分の固有ＩＤの直後に１つ、その後７ビット分の固有ＩＤの直後に１つ、反転ビットＯｐが配置される。反転ビットＯｐは、同一のビットが所定数以上連続することを防止するために設置される。

チェックサムＣＳは、同一データ（Ｂ）内に含まれるデータ（例えば１３ビット分の固有ＩＤ）に基づいて算出される誤り検出符号である。チェックサムＣＳのビット数は任意であるが、図１０では３ビットとしている。制御部９０は、例えばデータ（Ｂ）の生成時にチェックサムＣＳを算出し、データ（Ｂ）の末尾に配置する。センサコントローラ３１は、固有ＩＤが受信された後に自身でもチェックサムＣＳを算出し、受信されたチェックサムＣＳと比較することにより、固有ＩＤが正常に受信されたか否かを判定する。

図１１に戻る。ステップＳ８５で接触状態であると判定した場合、制御部９０は送信部７５に、まずバースト信号を送信させ（ステップＳ８９）、次いで、データ（Ａ）を第２送信方法により送信させ（ステップＳ９０）、さらに続けて、データ（Ｄ）を第１送信方法により送信させる（ステップＳ９１）。

データ（Ａ）の内容は、上述した通りである。ただし、この場合の状態情報Ｓｔａｔｅは、接触状態を示す情報となる。

データ（Ｄ）は、図１０（５）に示すように、モード情報Ｍｏｄｅと、フレーム番号ＦＮと、固有ＩＤの一部と、チェックサムＣＳとを含んで構成される信号である。この場合のモード情報Ｍｏｄｅによって示される種別は、「固有ＩＤ」となる。また、データ（Ｄ）においては、データ（Ｄ）の先頭の１カ所と、固有ＩＤの途中の２カ所（より具体的には、３ビット分の固有ＩＤの直後、及び、その後６ビット分の固有ＩＤの直後）との計３カ所に、反転ビットＯｐが配置される。

１つのデータ（Ｄ）によって送信される固有ＩＤのビット数は、１２ビットである。この場合のチェックサムＣＳは、例えば、同一のデータ（Ｄ）内に含まれる１２ビット分の固有ＩＤに基づいて算出される３ビットの誤り検出符号となる。固有ＩＤは、データ（Ｂ）の場合と同じように１スーパーフレーム内の４フレームすべてにわたって分割送信されるが、固有ＩＤの総ビット数は上述したように５２ビットであるので、１フレームあたり１２ビットでは４ビット分が不足する。この４ビット分の固有ＩＤは、後述するデータ（Ｅ）において、シリアル番号ＳＮとして送信される。

制御部９０は、状態情報Ｓｔａｔｅの送信が終了した時刻ｔ３の直後から時刻ｔ６までの間に、第１送信方法により、データ（Ｄ）を構成する各情報を上記の順で送信するよう送信部７５を制御する。第１送信方法は、上述した第１のビットレートにより各ビットを送信する方法であり、１つ１つのビットの送信に例えば３０μ秒の時間がかけられる。この３０μ秒という時間長は、上述した第２送信方法の１／３の値である。また、時刻ｔ６は、ロングバースト信号を送信する場合のスタイラス検出処理の終了時刻ｔ５に比べて少し後の時刻（フレームの終了時刻ｔ７よりも前の時刻）であり、バースト信号、データ（Ａ）、及びデータ（Ｄ）の送信に要する時間Ｔ３（＝ｔ６－ｔ１）は、ロングバースト信号の送信に要する時間Ｔ１よりも若干長い値となる。これによれば、図９に示した指タッチ検出用の時間の一部がデータ（Ｄ）の送受信に利用されることになるものの、指タッチ検出用の時間への浸食はごく僅かであるので、この場合には、センサコントローラ３１による指タッチ検出の実行は可能である。

図１１に戻る。ステップＳ８３でコマンド信号の内容が固有ＩＤ以外のデータの送信指示（ＤＴ）であったと判定した場合、制御部９０は、まずスタイラス２がホバー状態であるか否かの判定を行う（ステップＳ９２）。ステップＳ９２の判定の詳細はステップＳ８５と同様であるので、詳細の説明は割愛する。

ステップＳ９２でホバー状態であると判定した場合、制御部９０は送信部７５に、まずバースト信号を送信させ（ステップＳ９３）、次いで、データ（Ａ）及びデータ（Ｃ）を第２送信方法により続けて送信させる（ステップＳ９４，Ｓ９５）。

データ（Ａ）の内容は、上述した通りである。ただし、この場合の状態情報Ｓｔａｔｅは、ホバー状態を示す情報となる。

データ（Ｃ）は、図１０（３）に示すように、モード情報Ｍｏｄｅと、２つのスイッチ情報ＳＷ１，ＳＷ２と、バッテリ情報Ｂａｔとを含む信号であるか、又は、図１０（４）に示すように、モード情報Ｍｏｄｅのみを含む信号である。この場合のモード情報Ｍｏｄｅによって示される種別は、「その他のデータ」となる。また、１つ目のスイッチ情報ＳＷ１は、図８に示したスイッチ２２のオンオフ状態を示す１ビットの情報（第１のデジタル値）である。図１０（３）の記載から理解されるように、状態情報Ｓｔａｔｅは、１つのフレーム内において、このスイッチ情報ＳＷ１の前に配置される。２つ目のスイッチ情報ＳＷ２は、本実施の形態では予備的に確保されているもので、実際には使用されない。バッテリ情報Ｂａｔは、スタイラス２の駆動用電池（図示せず）の残量を示す１ビットの情報である。このバッテリ情報Ｂａｔは、複数回にわたる送信において「１」となる頻度によってバッテリの残量を表すよう構成される。

制御部９０は、１つのスーパーフレーム内の１番目のフレームと３番目のフレームにおいては、図１０（３）に示すデータ（Ｃ）を送信部７５に送信させる一方、１つのスーパーフレーム内の２番目のフレームと４番目のフレームにおいては、図１０（４）に示すデータ（Ｃ）を送信部７５に送信させる。このようにフレームによって送信内容を変えているのは、スイッチ情報ＳＷ１，ＳＷ２やバッテリ情報Ｂａｔを高レートで送る必要はないことに鑑み、スタイラス２の消費電力の低減を優先させたことによるものである。

制御部９０は、図１０（３）に示すデータ（Ｃ）については、状態情報Ｓｔａｔｅの送信が終了した時刻ｔ３の直後から時刻ｔ５までの間に、第２送信方法により、データ（Ｃ）を構成する各情報を上記の順で送信するよう送信部７５を制御する。したがって、バースト信号、データ（Ａ）、及びデータ（Ｃ）の送信に要する時間は、ロングバースト信号の送信に要する時間と同じＴ１となる。一方、図１０（４）に示すデータ（Ｃ）については、状態情報Ｓｔａｔｅの送信が終了した時刻ｔ３の直後から時刻ｔ４（時刻ｔ３と時刻ｔ５の間の時刻）までの間に、第２送信方法により、データ（Ｃ）を構成するモード情報Ｍｏｄｅを送信するよう送信部７５を制御する。後者の場合、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間、制御部９０はスリープ状態となり、その分スタイラス２の消費電力が低減される。

図１１に戻る。ステップＳ９２で接触状態であると判定した場合、制御部９０は送信部７５に、まずバースト信号を送信させ（ステップＳ９７）、次いで、データ（Ａ）を第２送信方法により送信させ（ステップＳ９８）、さらに続けて、及びデータ（Ｅ）を第１送信方法により送信させる（ステップＳ９９）。

データ（Ａ）の内容は、上述した通りである。ただし、この場合の状態情報Ｓｔａｔｅは、接触状態を示す情報となる。

データ（Ｅ）は、図１０（６）に示すように、モード情報Ｍｏｄｅと、フレーム番号ＦＮと、シリアル番号ＳＮと、予約情報ＲＳと、筆圧データＰと、スイッチ情報ＳＷ１と、チェックサムＣＳとを含んで構成される信号である。この場合のモード情報Ｍｏｄｅによって示される種別は、「その他のデータ」となる。また、データ（Ｅ）においては、データ（Ｅ）の先頭の１カ所と、予約情報ＲＳの直後の一カ所と、筆圧データＰの直後の一カ所との計３カ所に、反転ビットＯｐが配置される。

シリアル番号ＳＮは、上述したように固有ＩＤを構成する５２ビットのうちの４ビット分の情報であり、同一のセンサコントローラ３１とともに使用中の複数本のスタイラス２をセンサコントローラ３１が識別するために使用される。なお、シリアル番号ＳＮは、スタイラス２のペン先の設定状態（鉛筆、ブラシなど）を示すペン先設定種別を特定する情報であるとしてもよい。シリアル番号ＳＮは、固有ＩＤと同様、１スーパーフレーム内の４フレームすべてにわたって１ビットずつ分割送信される。センサコントローラ３１は、データ（Ｄ）により受信される４８ビットを記憶しておき、データ（Ｅ）により受信される４ビットと結合することで、固有ＩＤの全体を得る。

予約情報ＲＳは、スタイラス２のベンダが自由に設定できる情報であり、２ビット分が確保されている。

筆圧データＰは、筆圧検出センサ２３によって検出された筆圧を示す１２ビットのデータ（第２のデジタル値）であり、連続する２つのフレーム（より具体的には、１つのスーパーフレーム内に配置される１番目と２番目のフレーム又は３番目と４番目のフレーム）に６ビットずつ分割して配置される。

制御部９０は、状態情報Ｓｔａｔｅの送信が終了した時刻ｔ３の直後から時刻ｔ６までの間に、第１送信方法により、データ（Ｅ）を構成する各情報を上記の順で送信するよう送信部７５を制御する。したがって、図９に示した指タッチ検出用の時間の一部がデータ（Ｅ）の送受信に利用されることになるが、データ（Ｄ）の場合と同様、指タッチ検出用の時間への浸食はごく僅かであるので、センサコントローラ３１による指タッチ検出の実行は可能である。

以上のように、制御部９０は、センサコントローラ３１の指示に応じてデータ（Ａ）～（Ｅ）を選択的に送信部７５に送信させる動作を行い、その際に、スタイラス２の状態（接触状態又はホバー状態）に応じてそのビットレートの制御も行う。具体的には、ホバー状態で送信されるデータ（Ｂ）（Ｃ）のビットレート（上述した第２のビットレート）を、接触状態で送信されるデータ（Ｄ）（Ｅ）のビットレート（上述した第１のビットレート）に比べて小さな値とする。また、制御部９０は、データ（Ａ）について、ホバー状態で送信されるデータ（Ｂ）（Ｃ）と同様、第２のビットレートで送信部７５に送信させる。なお、図１０には、第１のビットレートと第２のビットレートの比率を３：１とした例を示しているが、この比率は適宜変更可能である。制御部９０がこのようなビットレートの制御を行うのは、ダウンリンク信号のＳ／Ｎ比が悪化しがちなホバー状態での雑音耐性を改善するためであり、また、特にデータ（Ａ）については、センサコントローラ３１が状態情報Ｓｔａｔｅを確実に受信できるようにするためである。この点については、後ほど再度、まとめて詳しく説明する。

次に、図１２及び図１３は、センサコントローラ３１によるアップリンク信号の送信処理及びダウンリンク信号の受信処理を示す処理フロー図である。以下、この図１２及び図１３を参照しながら、図１１に示したスタイラス２の処理に対応するセンサコントローラ３１の処理について説明する。

センサコントローラ３１は、スタイラス２と同様に、自身の状態を示す状態フラグを記憶している。この状態フラグにより示される状態には、スタイラス未検出かつペン起動信号送信待ち状態（＝０）と、スタイラス未検出かつペン起動信号への応答待ち状態（＝１）と、スタイラス検出済みかつ位置未導出状態（＝２）と、スタイラス位置導出済みかつ固有ＩＤ未受信状態（＝３）と、固有ＩＤ受信済み状態（＝４）とが含まれる。センサコントローラ３１は、初めにこの状態フラグを参照する（ステップＳ１０）。

ステップＳ１０で参照した状態フラグが「０」であった場合、センサコントローラ３１は、図９等に示した時間Ｔｓにわたってペン起動信号を送信する（ステップＳ１１）。具体的には、検出パターンｃ１の繰り返し及び区切りパターンＳＴＰを送信する。ペン起動信号の連続送信を終えたセンサコントローラ３１は、図９等に示した時間Ｔｆにわたって指タッチの検出処理（ステップＳ１２）を行った後、状態フラグに「１」を設定し（ステップＳ１３）、ステップＳ１０に処理を戻す。なお、図１２ではステップＳ１２の後にステップＳ１３を行うとしているが、これらを並行して実行することとしてもよい。この関係は、後述する他の指タッチ検出処理（ステップＳ１６，Ｓ２３，Ｓ４１．Ｓ５４，Ｓ６１）と、その後の処理（例えば、ステップＳ１６に関してはステップＳ１７～Ｓ２０の各処理）とについても同様である。

ステップＳ１０で参照した状態フラグが「１」であった場合、センサコントローラ３１は、まずロングバースト信号の送信指示（ＬＢ要求）を示すコマンド信号を送信する（ステップＳ１４）。このコマンド信号を含む各種コマンド信号の送信には、上述した時間Ｔ０を要する。その後、センサコントローラ３１は、上述した時間Ｔ１にわたって、図１０に示したロングバースト信号の受信動作を行う（ステップＳ１５）。この受信動作は、図７（ａ）を参照して説明した全範囲スキャンの前半によって行われる。

センサコントローラ３１は、時間Ｔ１が経過してロングバースト信号の受信動作を終了すると、時間Ｔｆにわたって指タッチの検出処理（ステップＳ１６）を行いつつ、ロングバースト信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１７）。その結果、受信しなかったと判定した場合には、状態フラグに「０」を設定し（ステップＳ１８）、ステップＳ１０に処理を戻す。このステップＳ１８は、例えばスタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲの外にあるなどの理由で、センサコントローラ３１がダウンリンク信号を受信できない場合の処理である。一方、ステップＳ１７で受信したと判定した場合、センサコントローラ３１は状態フラグに「２」を設定し（ステップＳ１９）、さらにスタイラス２に対して送信するコマンドを決定した（ステップＳ２０）うえで、ステップＳ１０に処理を戻す。ここで決定されるコマンドは、ロングバースト信号の送信指示（ＬＢ）となる。

ステップＳ１０で参照した状態フラグが「２」であった場合、センサコントローラ３１は、まずロングバースト信号の送信指示（ＬＢ要求）を示すコマンド信号を再送信する（ステップＳ２１）。その後、センサコントローラ３１は、時間Ｔ１にわたるロングバースト信号の受信動作を再度実行する（ステップＳ２２）。この受信動作は、図７（ｂ）を参照して説明した全範囲スキャンの後半によって行われる。なお、全範囲スキャンの前半の動作（ステップＳ１５）と後半の動作（ステップＳ２２）とを１回の時間Ｔ１の間に実行できる場合は、これら２つのステップＳ１５，Ｓ２２を１回の処理によって実行してもよい。

センサコントローラ３１は、時間Ｔ１が経過してロングバースト信号の受信動作を終了すると、時間Ｔｆにわたって指タッチの検出処理（ステップＳ２３）を行いつつ、ロングバースト信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ２４）。その結果、受信しなかったと判定した場合には、状態フラグに「０」を設定し（ステップＳ２５）、ステップＳ１０に処理を戻す。このステップＳ２５は、例えばスタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲの外に離脱したなどの理由で、センサコントローラ３１がダウンリンク信号を受信できなくなった場合の処理である。一方、ステップＳ２４で受信したと判定した場合、センサコントローラ３１は、状態フラグに「３」を設定する（ステップＳ２６）とともに、ステップＳ１５でのロングバースト信号の検出結果と、ステップＳ２２でのロングバースト信号の検出結果とに基づいて、スタイラス２の位置を導出する（ステップＳ２７）。そして、次にスタイラス２に対して送信するコマンドを決定した（ステップＳ２８）うえで、ステップＳ１０に処理を戻す。ここで決定されるコマンドは、固有ＩＤの送信指示（ＩＤ要求）であるとともに、ロングバースト信号でない通常のバースト信号の送信指示の役割も担っている。このようにコマンドがバースト信号の送信指示の役割も担う点は、後述するステップＳ５０で送信するコマンド（固有ＩＤ以外のデータの送信指示（ＤＴ要求）を示すコマンド）についても同様である。

ステップＳ１０で参照した状態フラグが「３」であった場合、センサコントローラ３１は、ステップＳ２８又は後述するステップＳ３７，Ｓ４５で決定したコマンドを示すコマンド信号を送信する（ステップＳ３０）。その後、センサコントローラ３１は、バースト信号及びデータ（Ａ）の受信動作を順次行う（ステップＳ３１ａ，Ｓ３１ｂ）とともに、バースト信号を受信した場合には、受信したバースト信号の各線状電極３０Ｘ，３０Ｙでの検出強度に基づいて、スタイラス２の位置座標の導出を行う。

ステップＳ３１ａにおけるバースト信号の受信動作は、図７（ｃ）を参照して説明したセクタスキャンによって行われる。一方、ステップＳ３１ｂにおけるデータ（Ａ）の受信動作は、バースト信号の検出強度に基づいて導出した位置座標に基づいて選択される１本の線状電極３０Ｘ又は線状電極３０Ｙを用いて行われる。また、センサコントローラ３１は、受信された信号を上述した第２のビットレートに対応する第１の復調方法によって復調することにより、データ（Ａ）を取得する。これらの点は、後述するステップＳ５１ａ，Ｓ５１ｂにおいてバースト信号及びデータ（Ａ）を検出する場合も同様である。

センサコントローラ３１は、バースト信号及びデータ（Ａ）の受信動作を終了すると、次に、データ（Ａ）内に含まれていた状態情報Ｓｔａｔｅを確認することにより、スタイラス２がホバー状態であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。そして、ホバー状態であると判定した場合には、データ（Ｂ）の受信動作を行う（ステップＳ３３）。なお、図１０を参照して説明したようにデータ（Ｂ）の送信はフレームの終了時刻まで継続して行われるため、この場合のセンサコントローラ３１は指タッチの検出処理を行わない。

ステップＳ３３の受信動作は、データ（Ａ）の受信動作と同様、ステップＳ３１で導出した位置座標に基づいて選択される１本の線状電極３０Ｘ又は線状電極３０Ｙを用いて行われる。この点は、後述するデータ（Ｃ）～（Ｅ）の受信動作（ステップＳ４０，Ｓ５３，Ｓ６０）についても同様である。こうすることで、データ信号の検出期間をフルに活用することが可能になるので、センサコントローラ３１からスタイラス２に対し、より多くのデータを送信することが可能になる。また、センサコントローラ３１は、受信された信号を上述した第１の復調方法によって復調することにより、データ（Ｂ）を取得する。この点は、後述するデータ（Ｃ）の受信動作（ステップＳ５３）についても同様である。

センサコントローラ３１は、データ（Ｂ）の受信動作を終了すると、バースト信号、データ（Ａ）、又はデータ（Ｂ）を受信したか否かを判定する（ステップＳ３４）。その結果、いずれも受信しなかったと判定した場合には、状態フラグに「０」を設定し（ステップＳ３５）、ステップＳ１０に処理を戻す。このステップＳ３５は、例えばスタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲの外に離脱したなどの理由で、センサコントローラ３１がダウンリンク信号を受信できなくなった場合の処理である。一方、ステップＳ３４でいずれかを受信したと判定した場合、データ（Ｂ）を通じて受け取ることのできる固有ＩＤの断片（１３ビット分のデータ）をすべて（すなわち５２ビット分）受信したか否かを判定する（ステップＳ３６）。そして、未だ受け取っていない（残りがある）と判定した場合には、固有ＩＤの送信指示（ＩＤ要求）を示すコマンドを次にスタイラス２に対して送信するコマンドとして決定した（ステップＳ３７）うえで、ステップＳ１０に処理を戻す。一方、ステップＳ３６ですべて受信した（残りがない）と判定した場合には、状態フラグに「４」を設定し（ステップＳ３８）、さらに、固有ＩＤ以外のデータの送信指示（ＤＴ要求）を示すコマンドを次にスタイラス２に対して送信するコマンドとして決定した（ステップＳ３９）うえで、ステップＳ１０に処理を戻す。

ここで、図示していないが、センサコントローラ３１は、ステップＳ３８，Ｓ３９の実行と並行して、受信した固有ＩＤの複数の断片を結合することによって固有ＩＤを復元し、記憶する処理を行う。この場合においてセンサコントローラ３１は、各断片とともに送信されたフレーム番号ＦＮに基づき、結合の順序を決定する。

ステップＳ３２でホバー状態でない（接触状態である）と判定した場合のセンサコントローラ３１は、データ（Ｄ）の受信動作を行う（ステップＳ４０）。この受信動作は、図１３にも示すように、本来指タッチ検出用として確保されている時間に若干食い込む形で行われるが、センサコントローラ３１は、ステップＳ４０の終了後の残りの時間を利用して、指タッチの検出処理を行う（ステップＳ４１）。センサコントローラ３１は、受信された信号を上述した第１のビットレートに対応する第２の復調方法によって復調することにより、データ（Ｄ）を取得する。この点は、後述するデータ（Ｅ）の受信動作（ステップＳ６０）についても同様である。第２の復調方法は、第１の復調方法に比べてビット誤り率の高い復調方法となる。

センサコントローラ３１は、データ（Ｄ）の受信動作を終了すると、バースト信号、データ（Ａ）、又はデータ（Ｄ）を受信したか否かを判定する（ステップＳ４２）。その結果、いずれも受信しなかったと判定した場合には、状態フラグに「０」を設定し（ステップＳ４３）、ステップＳ１０に処理を戻す。このステップＳ４３は、例えばスタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲの外に離脱したなどの理由で、センサコントローラ３１がダウンリンク信号を受信できなくなった場合の処理である。一方、ステップＳ４２でいずれかを受信したと判定した場合、センサコントローラ３１は、データ（Ｄ）を通じて受け取ることのできる固有ＩＤの断片（１２ビット分のデータ）をすべて（すなわち４８ビット分）受信したか否かを判定する（ステップＳ４４）。そして、未だ受け取っていない（残りがある）と判定した場合には、固有ＩＤの送信指示（ＩＤ要求）を示すコマンドを次にスタイラス２に対して送信するコマンドとして決定した（ステップＳ４５）うえで、ステップＳ１０に処理を戻す。一方、ステップＳ４４ですべて受信した（残りがない）と判定した場合には、状態フラグに「４」を設定し（ステップＳ４６）、さらに、固有ＩＤ以外のデータの送信指示（ＤＴ要求）を示すコマンドを次にスタイラス２に対して送信するコマンドとして決定した（ステップＳ４７）うえで、ステップＳ１０に処理を戻す。

ステップＳ１０で参照した状態フラグが「４」であった場合、センサコントローラ３１は、ステップＳ３９，Ｓ４７又は後述するステップＳ５７，Ｓ６４で決定したコマンドを示すコマンド信号を送信する（ステップＳ５０）。その後、センサコントローラ３１は、バースト信号及びデータ（Ａ）の受信動作を順次行う（ステップＳ５１ａ，Ｓ５１ｂ）とともに、バースト信号を受信した場合には、受信したバースト信号の各線状電極３０Ｘ，３０Ｙでの検出強度に基づいて、スタイラス２の位置座標の導出を行う。

センサコントローラ３１は、バースト信号及びデータ（Ａ）の受信動作を終了すると、次に、データ（Ａ）内に含まれていた状態情報Ｓｔａｔｅを確認することにより、スタイラス２がホバー状態であるか否かを判定する（ステップＳ５２）。そして、ホバー状態であると判定した場合には、データ（Ｃ）の受信動作を行う（ステップＳ５３）。

センサコントローラ３１は、データ（Ｃ）の受信動作を終了すると、時間Ｔｆにわたって指タッチの検出処理（ステップＳ５４）を行いつつ、バースト信号、データ（Ａ）、又はデータ（Ｃ）を受信したか否かを判定する（ステップＳ５５）。その結果、いずれも受信しなかったと判定した場合には、状態フラグに「０」を設定し（ステップＳ５６）、ステップＳ１０に処理を戻す。このステップＳ５６は、例えばスタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲの外に離脱したなどの理由で、センサコントローラ３１がダウンリンク信号を受信できなくなった場合の処理である。一方、ステップＳ５５でいずれかを受信したと判定した場合、固有ＩＤ以外のデータの送信指示（ＤＴ要求）を示すコマンドを次にスタイラス２に対して送信するコマンドとして決定した（ステップＳ５７）うえで、ステップＳ１０に処理を戻す。

ステップＳ５２でホバー状態でない（接触状態である）と判定した場合のセンサコントローラ３１は、データ（Ｅ）の受信動作を行う（ステップＳ６０）。この受信動作は、図１３にも示すように、本来指タッチ検出用として確保されている時間に若干食い込む形で行われるが、センサコントローラ３１は、ステップＳ６０の終了後の残りの時間を利用して、指タッチの検出処理を行う（ステップＳ６１）。

センサコントローラ３１は、データ（Ｅ）の受信動作を終了すると、バースト信号、データ（Ａ）、又はデータ（Ｅ）を受信したか否かを判定する（ステップＳ６２）。その結果、いずれも受信しなかったと判定した場合には、状態フラグに「０」を設定し（ステップＳ６３）、ステップＳ１０に処理を戻す。このステップＳ６３は、例えばスタイラス２が図１に示したセンシング範囲ＳＲの外に離脱したなどの理由で、センサコントローラ３１がダウンリンク信号を受信できなくなった場合の処理である。一方、ステップＳ６２でいずれかを受信したと判定した場合、固有ＩＤ以外のデータの送信指示（ＤＴ要求）を示すコマンドを次にスタイラス２に対して送信するコマンドとして決定した（ステップＳ６４）うえで、ステップＳ１０に処理を戻す。

ここで、図示していないが、センサコントローラ３１は、ステップＳ６４の実行と並行して、データ（Ｅ）を通じて受け取ることのできるシリアル番号ＳＮの断片（１ビット分のデータ）をすべて受信したか否かの判定を行う。そして、すべて受信したと判定した場合、受信したシリアル番号ＳＮの複数の断片と、繰り返し実行したステップＳ４０で受信した固有ＩＤの複数の断片とを結合することによって固有ＩＤを復元し、記憶する処理を行う。この場合においてセンサコントローラ３１は、シリアル番号ＳＮの各断片とともに送信されたフレーム番号ＦＮに基づいてこれらの結合の順序を決定するとともに、固有ＩＤの各断片とともに送信されたフレーム番号ＦＮに基づいてこれらの結合の順序を決定する。固有ＩＤ内におけるシリアル番号ＳＮの位置については、予め仕様によって決定される。

このような情報の復元方法は、筆圧データＰについても同様である。すなわち、上述したように、スタイラス２は筆圧データＰを複数のフレームに分割して送信するが、センサコントローラ３１は、筆圧データＰの各断片とともに受信されたフレーム番号ＦＮに基づいて、受信した筆圧データＰの複数の断片の結合順を決定することができる。

以上、図１１に示したスタイラス２の処理に対応するセンサコントローラ３１の処理について説明した。次に、スタイラス２の制御部９０が、ホバー状態で送信されるデータ（Ｂ）（Ｃ）及びデータ（Ａ）のビットレート（第２のビットレート）を、接触状態で送信されるデータ（Ｄ）（Ｅ）のビットレート（第１のビットレート）に比べて小さな値とするための具体的な方法について、図１４～図１９を参照しながら詳しく説明する。

図１４は、スタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第１の例を示す図である。この例によるスタイラス２の送信部７５は、スタイラス２の状態によらず同じ変調方式を用いて、送信対象のデータによるキャリア信号の変調を行うよう構成される。具体的には、固定周波数のキャリア信号を用いる振幅変調（オンオフ変調を含む）又は位相変調を利用して、送信対象のデータによるキャリア信号の変調を行う。そして制御部９０は、データ（Ｄ）（Ｅ）の変調レート（単位時間当たりの変調の回数）がデータ（Ａ）～（Ｃ）の変調レートよりも大きくなるように（図１４の例では、４：１となるように）、送信部７５を制御する。その結果、データ（Ｄ）（Ｅ）のビットレート（第１のビットレート）がデータ（Ａ）～（Ｃ）のビットレート（第２のビットレート）よりも大きくなるので、接触状態では例えば図１０のスイッチ情報ＳＷ１とは異なる筆圧データＰ等の大きな情報量のデータ送信を可能にしつつ、ホバー状態で送信される第１のデジタル値（図１０のスイッチ情報ＳＷ１など）について接触状態で送信されるときに比して、センサコントローラ３１での復調エラーやビット値の判定誤り率を低減することが可能となる。変調レートの変更は、例えばスイッチ情報ＳＷ１により振幅変調あるいは位相変調された送信時間を、接触状態に比してホバー時には長くすることにより実現するとしてもよい。

図１５は、スタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第２の例を示す図である。この例による制御部９０は、送信対象データの各ビットについて、データ（Ｄ）（Ｅ）においては１度だけ送信する一方、データ（Ａ）～（Ｃ）においては４回繰り返し送信するよう送信部７５を制御する。この制御は、符号化方法としてホバー状態ではより多くの冗長性を持たせる（誤り訂正に用いる）ものであっても、図１４のように変調レートをホバー状態で小さくするためのものであってもよい。したがって、実質的に送信されるデータ量の観点で見ると、データ（Ｄ）（Ｅ）のビットレート（第１のビットレート）がデータ（Ａ）～（Ｃ）のビットレート（第２のビットレート）よりも大きくなるので、本例によっても、接触状態ではスイッチ情報ＳＷ１とは異なる筆圧データＰ等の多数の情報量のデータの送信を可能にしつつ、ホバー状態で送信される第１のデジタル値（図１０のスイッチ情報ＳＷ１など）について接触状態で送信されるときに比してセンサコントローラ３１での判定誤り率を低減することが可能となる。
尚、誤り訂正をする上で冗長性を持たせる符号化処理として、ホバー状態の方が接触状態よりも大きければ、その比率はかならずしもＮ：１（Ｎは２以上の整数）でなくともよい。例えば、接触時にはＭ回（Ｍは２以上の整数）同じ情報を繰り返し、ホバー状態ではＮ回（Ｎ＞Ｍ）同じ情報を繰り返すとしてもよい。

図１６は、スタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第３の例を示す図である。この例による制御部９０は、データ信号の末尾にチェックサムＣＳ（第１の誤り検出符号）を付加するよう送信部７５を制御する。そして、データ（Ａ）～（Ｃ）を送信する場合には、データ（Ｄ）（Ｅ）を送信する場合に比べて、付加するチェックサムＣＳのビット数を大きくする。具体的には、送信時間ｔｄ分のサイズ（ｎビットとする）のデータに対して、データ（Ａ）～（Ｃ）では送信時間ｔｃ１分のサイズのチェックサムＣＳを付加し、データ（Ｄ）（Ｅ）では送信時間ｔｃ２（＜ｔｃ１）分のサイズのチェックサムＣＳを付加する。ビットレートは１単位時間当たりの送信ビット数に他ならないので、この場合におけるデータ（Ａ）～（Ｃ）のビットレート（第１のビットレート）はｎ／（ｔｄ＋ｔｃ２）となり、データ（Ａ）～（Ｃ）のビットレート（第２のビットレート）はｎ／（ｔｄ＋ｔｃ１）となる。ｔｃ１＞ｔｃ２であるので、後者（＝ｎ／（ｔｄ＋ｔｃ１））は、前者（＝ｎ／（ｔｄ＋ｔｃ２））より小さい値となる。したがって、本例によっても、第２のビットレートを第１のビットレートより小さな値とすることが実現されると言える。

図１７は、スタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第４の例を示す図である。この例によるスタイラス２は、データ（Ａ）～（Ｃ）の変調方式（第２の変調方式）として位相変調（具体的にはＢＰＳＫ）又は振幅変調のいずれかを使用する一方、データ（Ｄ）（Ｅ）の変調方式（第１の変調方式）として振幅位相変調（具体的には４ＱＡＭ）を使用する。つまり、データ（Ａ）～（Ｃ）とデータ（Ｄ）（Ｅ）とで異なる変調方式を用い、それによって、データ（Ａ）～（Ｃ）のビットレートをデータ（Ｄ）（Ｅ）に比べて小さくしている。第１の変調方式は、第２の変調方式よりもビット誤り率の小さい変調方式となる。具体的に図１７の例では、データ（Ｄ）（Ｅ）のビットレート（第１のビットレート）とデータ（Ａ）～（Ｃ）のビットレート（第２のビットレート）の比率が２：１となっている。したがって、本例によっても、第２のビットレートを第１のビットレートより小さな値とすることが実現される。

図１８は、スタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第５の例を示す図である。この例によるスタイラス２は、第４の例によるスタイラス２と同様、データ（Ａ）～（Ｃ）の変調方式として位相変調（具体的にはＢＰＳＫ）を使用する一方、データ（Ｄ）（Ｅ）の変調方式として振幅位相変調を使用する。本例による振幅位相変調は、位相（０度又は１８０度）によって１ビット目を表現し、振幅（１倍又は２倍）によって２ビット目を表現するというものである。本例によっても、第４の例と同様、データ（Ｄ）（Ｅ）のビットレート（第１のビットレート）とデータ（Ａ）～（Ｃ）のビットレート（第２のビットレート）の比率が２：１となるので、第２のビットレートを第１のビットレートより小さな値とすることが実現される。

図１９は、スタイラス２によるデータ（Ａ）～（Ｃ）及びデータ（Ｄ）（Ｅ）それぞれの送信方法の第６の例を示す図である。本例は、線状電極３０Ｘ，３０Ｙとともに配置される表示パネルの駆動が休止しているブランク期間内に、センサコントローラ３１によるコマンド信号の送信と、スタイラス２によるダウンリンク信号の送信とが実行される場合に関するもので、図１９（ａ）は１つ目のブランク期間に対応するフレームＦｒａｍｅ＿１を、図１９（ｂ）は、１つ目のブランク期間に続く２つ目のブランク期間に対応するフレームＦｒａｍｅ＿２をそれぞれ示している。各図に示す丸数字の１はデータ（Ｂ）（Ｃ）に対応し、丸数字の２はデータ（Ｄ）（Ｅ）に対応している。

本例によるスタイラス２は、データ（Ｄ）（Ｅ）を送信する場合には、２つのフレームＦｒａｍｅ＿１，Ｆｒａｍｅ＿２を用いて１４ビット分の情報を送信する。より具体的に言えば、フレームＦｒａｍｅ＿１内では、スタイラス２がホバー状態及び接触状態のいずれにあるかを示す状態情報としての役割を持つ２ビットの情報に続けて各１ビットのデータｄａｔａ１～ｄａｔａ６を送信し、フレームＦｒａｍｅ＿２内では各１ビットのデータｄａｔａ７～ｄａｔａ１４を送信する。なお、フレームＦｒａｍｅ＿１内の最初に配置される状態情報としての２ビットの情報は、具体的には「０１」又は「１０」であり、センサコントローラ３１がデータ（Ｄ）（Ｅ）とデータ（Ｂ）（Ｃ）とを区別できるように配置されている。

一方、データ（Ｂ）（Ｃ）を送信する場合、スタイラス２は、２つのフレームＦｒａｍｅ＿１，Ｆｒａｍｅ＿２を用いて２ビット分の情報を送信する。より具体的に言えば、フレームＦｒａｍｅ＿１内では、１ビット目の情報（「０」又は「１」）を８回続けて送信し、フレームＦｒａｍｅ＿２内では、２ビット目の情報（「０」又は「１」）を８回続けて送信する。

つまり、本例によるスタイラス２は、送信対象データの各ビットを、データ（Ｄ）（Ｅ）においては１度だけ送信する一方、データ（Ｂ）（Ｃ）においては８回繰り返し送信しているのであり、これは、繰り返し回数が異なる点を除いて図１５に示した第２の例によるスタイラス２と同じである。したがって、本例によっても、第２のビットレートを第１のビットレートより小さな値とすることが実現される。

以上説明したように、本実施の形態によるスタイラス２によれば、ホバー状態で送信されるデータ（Ｂ）（Ｃ）のビットレート（第２のビットレート）を、接触状態で送信されるデータ（Ｄ）（Ｅ）のビットレート（第１のビットレート）に比べて小さな値とすることが実現される。したがって、ダウンリンク信号のＳ／Ｎ比が悪化しがちなホバー状態での雑音耐性が改善するので、ダウンリンク信号の未検出率の削減、ダウンリンク信号の復調時あるいは復号時におけるビット誤検出率の削減、誤り訂正を考慮した上での復号誤り率の削減などの効果が得られ、それにより、接触状態と同じ送信強度でダウンリンク信号を送信するとしても、ホバー状態でのダウンリンク信号の受信失敗の可能性を低減することが可能になる。

また、データ（Ａ）について、スタイラス２の状態によらず、データ（Ｂ）（Ｃ）と同様の小さなビットレートで送信しているので、センサコントローラ３１は、スタイラス２の状態によらず、状態情報Ｓｔａｔｅを確実に受信することができる。したがって、センサコントローラ３１の受信動作（上述した第１又は第２の復調方法）をダウンリンク信号のビットレートに合わせて確実に変えることができるので、スタイラス２からセンサコントローラ３１に対し、データ（Ｂ）～（Ｅ）を確実に送信することが可能になる。

さらに、図１０に示したように、各フレームがフレーム番号ＦＮを有しているので、スタイラス２が固有ＩＤや筆圧データＰなどのサイズの大きいデータを複数のフレームに分割して送信する場合に、受信側であるセンサコントローラ３１は、分割情報が順番どおりに受信されなくても、フレーム番号ＦＮに基づいて適切に情報を復元することが可能になる。

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。

例えば、上記実施の形態では、データ（Ｂ）～（Ｅ）のいずれについても、その直前にバースト信号及びデータ（Ａ）を送信することとして説明したが、例えばデータ（Ｄ）（Ｅ）については、直前におけるバースト信号及びデータ（Ａ）の送信を省略することも可能である。

また、上記実施の形態では、スタイラス２はすべてのフレームで状態情報Ｓｔａｔｅを送信するものとして説明したが、２以上のフレームを連続して送信する場合に、２以上のフレームのうち最初のフレームに状態情報Ｓｔａｔｅを含め、最初のフレームに連続する後続のフレームでは状態情報Ｓｔａｔｅを送信しないこととしてもよい。より具体的には、スーパーフレーム内で最初に送信するフレーム以外のフレームでは、状態情報Ｓｔａｔｅを送信しない（送信を省略する）こととしてもよい。この場合、センサコントローラ３１は、最初のフレームで受信した状態情報Ｓｔａｔｅを記憶しておき、その状態情報Ｓｔａｔｅを後続のフレームにも適用することとすればよい。なお、このような状態情報Ｓｔａｔｅの送信の省略は、スタイラス２の状態が接触状態である場合にのみ行うことが好ましい。

また、上記実施の形態では特に言及していないが、図１１のステップＳ８５で接触状態と判定した場合のスタイラス２の状態を「固有ＩＤ送信モード」と称し、図１１のステップＳ９０で接触状態と判定した場合のスタイラス２の状態を「シリアル番号送信モード」と称することとしてもよい。この場合、スタイラス２の制御部９０は、固有ＩＤ送信モードに対応するスーパーフレームでは、データ（Ｄ）によりスタイラス２の固有ＩＤのうちシリアル番号を除く部分を送信するよう送信部７５を制御する一方、シリアル番号送信モードに対応するスーパーフレームでは、データ（Ｅ）によりシリアル番号ＳＮを送信するよう送信部７５を制御することとなる。

また、上記実施の形態では、スタイラス２は、センサコントローラ３１から送信されたコマンド信号の内容を判定し、これにより、コマンドが固有ＩＤの送信指示（ＩＤ）及び固有ＩＤ以外のデータの送信指示（ＤＴ）のいずれであるかを判別し、その結果に応じて固有ＩＤを送信するか固有ＩＤ以外のデータを送信するかを切り替えるとしたが、この判定は、スタイラス２が自己の状態（例えばスイッチＳＷ１の操作状態）によって行うものとしてもよい。例えば、スイッチＳＷ１が操作されていない場合（つまりユーザがスタイラス２の操作部（スイッチＳＷ１やスイッチＳＷ２等）に全く触れていない場合）には固有ＩＤを送信し、スイッチＳＷ１が操作されている（つまりＯＮである）場合には、固有ＩＤ以外のデータ（スイッチＳＷ１の情報など）を送信するとしてもよい。このようにすることで、無操作状態時に、比較的情報量の大きい固有ＩＤの送信を完了することが可能になる。また、ホバー状態で送信される固有ＩＤに、接触状態で送信されるシリアル番号ＳＮの情報を含むとしてもよい。

また、センサコントローラ３１は、コマンド等の任意のデータ（第３のデジタル値）を含むアップリンク信号を送信する際、このデータに対応するチェックサム（第２の誤り検出符号）を付加することとしてもよい。この場合、スタイラス２は、このチェックサムを用いて、センサコントローラ３１が送信したデータを正しく受信できたか否かを判定することが好ましいが、ロングバースト信号、バースト信号、データ（Ａ）～（Ｅ）の送信は、この判定の結果によらず（判定の結果がＮＧであったとしても）行うこととしてもよい。

以下、上記実施の形態の第１及び第２の変形例について説明する。

図２０は、上記実施の形態の第１の変形例によるスタイラス２の構成を示す図である。本変形例によるセンサコントローラ３１及びスタイラス２は、アップリンク信号の送信に静電結合方式を利用しない無線通信を用いる点で、上記実施の形態と相違している。また、スタイラス２が互いにキャリア信号の形式が異なる２種類のダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２の送信に対応している点でも、上記実施の形態と相違している。ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２はともに、上述したロングバースト信号、バースト信号、及びデータ（Ａ）～（Ｅ）を送信可能に構成されており、スタイラス２は、接近しているセンサコントローラ３１の種類に応じてこれらを使い分ける。以下、図２０を参照しながら、本変形例によるスタイラス２の構成について、詳しく説明する。

本変形例によるスタイラス２は、図２０に示すように、電極２１、信号処理部２４、電源２５、増幅部２６、及び受信部２７を有して構成される。

受信部２７は、無線通信として例えばブルートゥース（登録商標）による通信を実行可能に構成された機能部であり、本変形例では、センサコントローラ３１がブルートゥース（登録商標）によって送信したアップリンク信号を受信する。

信号処理部２４は、２種類のダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２を選択的に送信する機能と、受信部２７を介してアップリンク信号ＵＳを受信する機能とを有する機能部であり、具体的には、制御部９１、昇圧部９２、発振部９３、スイッチ部９４を有して構成される。

昇圧部９２は、電源２５から供給される直流電圧を昇圧することにより、直流電圧Ｖ１を生成する機能を有する。具体的な例では、昇圧部９２はＤＣ－ＤＣコンバータ又はチャージポンプ回路によって構成される。

発振部９３は、電源２５から供給される直流電圧に基づいて発振動作を行うことにより、所定周波数で振動する無変調の正弦波信号（搬送波信号）を生成する機能を有する。増幅部２６は、発振部９３によって生成された正弦波信号を所定の増幅率で増幅することにより、無変調の正弦波信号ｖ２を生成する機能を有する。増幅部２６は、図２０に示すように、トランス及びキャパシタにより構成される増幅回路により構成されることが好ましい。

スイッチ部９４は１回路３接点のスイッチ素子であり、昇圧部９２の出力端に接続される端子ａと、増幅部２６の出力端に接続される端子ｂと、接地電位が供給される電源配線に接続される端子ｇと、電極２１に接続される共通端子ｃとを有して構成される。

制御部９１は、スイッチ部９４を制御するための制御信号Ｃｔｒｌを供給するとともに、受信部２７を制御してセンサコントローラ３１が送信したアップリンク信号を受信するＩＣであり、電源２５から供給される電力により動作するよう構成される。具体的な例では、制御部９１はＡＳＩＣ又はＭＣＵであってよい。制御部９１は、受信部２７を介して受信されるアップリンク信号の内容又はアップリンク信号が受信されないという事実（センサコントローラ３１が、スタイラス２からセンサコントローラ３１への一方向の通信のみに対応する場合）に基づき、図１０に示したロングバースト信号、バースト信号、及びデータ（Ａ）～（Ｅ）を送信するために使用するダウンリンク信号の種別（ダウンリンク信号ＤＳ１又はダウンリンク信号ＤＳ２）を決定する。また、図８に示した制御部９０と同様に各種信号等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に基づいて、スイッチ部９４の制御を行う。

ダウンリンク信号ＤＳ１を送信する場合の制御部９１は、昇圧部９２の出力端と電極２１の間に設けられる第１のスイッチ部として機能するよう、スイッチ部９４を制御する。つまり、端子ａが共通端子ｃに接続されている状態と、端子ｇが共通端子ｃに接続されている状態との間で、スイッチ部９４を切り替える処理を行う。端子ａが共通端子ｃに接続されている状態は第１のスイッチ部がオンとなっている状態に対応し、端子ｇが共通端子ｃに接続されている状態は第１のスイッチ部がオフとなっている状態に対応する。

ダウンリンク信号ＤＳ１を用いてバースト信号又はロングバースト信号を送信する場合、制御部９１は、所定の周期で周期的にスイッチ部９４の切り替え制御を行う。端子ａが共通端子ｃに接続されている場合には、直流電圧Ｖ１がスイッチ部９４の出力電圧となる。一方、端子ｇが共通端子ｃに接続されている場合には、接地電位がスイッチ部９４の出力電圧となる。したがって、スイッチ部９４からは無変調のパルス列信号が出力され、これがロングバースト信号又はバースト信号となる。

一方、ダウンリンク信号ＤＳ１を用いてデータ信号を送信する場合、制御部９１は、固有ＩＤ、筆圧データＰ、スタイラス２に設けられるスイッチ（図示せず）のオンオフを示すスイッチ情報ＳＷなどのデータに応じてスイッチ部９４の切り替え制御を行うことにより、データに基づいて変調されたパルス列信号であるデータ信号を生成する。制御部９１によるパルス列信号の変調の具体的な方式としては、オンオフ変調や周波数変調などが考えられる。

ダウンリンク信号ＤＳ２を送信する場合の制御部９１は、増幅部２６の出力端と電極２１の間に設けられる第２のスイッチ部として機能するよう、スイッチ部９４を制御する。つまり、端子ｂが共通端子ｃに接続されている状態と、端子ｇが共通端子ｃに接続されている状態との間で、スイッチ部９４を切り替える処理を行う。端子ｂが共通端子ｃに接続されている状態は第２のスイッチ部がオンとなっている状態に対応し、端子ｇが共通端子ｃに接続されている状態は第２のスイッチ部がオフとなっている状態に対応する。

ダウンリンク信号ＤＳ２を用いてバースト信号又はロングバースト信号を送信する場合、制御部９１は、スイッチ部９４を端子ｂ側に固定する。したがって、スイッチ部９４からは無変調の正弦波信号ｖ２が出力され、これがロングバースト信号又はバースト信号となる。

一方、ダウンリンク信号ＤＳ２を用いてデータ信号を送信する場合、制御部９１は、固有ＩＤ、筆圧データＰ、スイッチ情報ＳＷなどのデータに基づいてスイッチ部９４の切り替え制御を行うことにより、データに基づいて変調された正弦波信号であるデータ信号を生成する。制御部９１による正弦波信号の変調の具体的な方式としては、オンオフ変調が採用される。

以上説明したように、本変形例によれば、アップリンク信号の送受信にブルートゥース（登録商標）を利用することができる。なお、ここではブルートゥース（登録商標）を利用する例を説明したが、アップリンク信号の送受信のためにブルートゥース（登録商標）以外の近接無線通信を用いてもよいのは、勿論である。

また、本変形例によれば、スタイラス２は、ダウンリンク信号ＤＳ１，ＤＳ２の使い分けにより、種類の異なる複数のセンサコントローラ３１との間で、双方向又は一方向に通信を行うことが可能になる。

図２１は、上記実施の形態の第２の変形例によるスタイラス２の動作を示す処理フロー図である。本変形例によるスタイラス２は、筆圧検出センサ２３によって検出されている筆圧ではなくアップリンク信号の受信強度に基づいて自身の状態を判定する点で、上記実施の形態と相違している。以下、図２１を参照しながら、上記実施の形態との相違点を中心に、本変形例によるスタイラス２の動作について詳しく説明する。

本変形例によるスタイラス２は、図１０に示したステップＳ８５，Ｓ９２の判定に代えて、それぞれステップＳ１００，Ｓ１０１の判定を行う。ステップＳ１００，Ｓ１０１はともに、直前のステップＳ８０で検出したコマンド信号の受信強度を判定するステップである。

ステップＳ１００において受信強度が所定値未満（すなわち「弱」）であると判定した場合、スタイラス２は、自身の状態をホバー状態と決定する。そして、ステップＳ８５でホバー状態であると判定した場合と同様、バースト信号及びデータ（Ａ）（Ｂ）の送信を行う（ステップＳ８６～Ｓ８８）。一方、ステップＳ１００において受信強度が所定値以上（すなわち「強」）であると判定した場合、スタイラス２は、自身の状態を接触状態と決定する。そして、ステップＳ８５で接触状態であると判定した場合と同様、バースト信号及びデータ（Ａ）（Ｄ）の送信を行う（ステップＳ８９～Ｓ９１）。

また、ステップＳ１０１において受信強度が所定値未満（すなわち「弱」）であると判定した場合、スタイラス２は、自身の状態をホバー状態と決定する。そして、ステップＳ９２でホバー状態であると判定した場合と同様、バースト信号及びデータ（Ａ）（Ｃ）の送信を行う（ステップＳ９３～Ｓ９５）。一方、ステップＳ１０１において受信強度が所定値以上（すなわち「強」）であると判定した場合、スタイラス２は、自身の状態を接触状態と決定する。そして、ステップＳ９２で接触状態であると判定した場合と同様、バースト信号及びデータ（Ａ）（Ｅ）の送信を行う（ステップＳ９７～Ｓ９９）。

このように、本変形例によるスタイラス２によれば、筆圧によらず、コマンド信号の受信強度に基づいてスタイラス２の状態を決定することが可能になる。したがって、例えば筆圧検出機能を有しないスタイラス２に対しても、本発明を適用することが可能になる。

なお、本変形例では、スタイラス２がアップリンク信号（具体的にはコマンド信号）の受信強度に基づいて自身の状態を決定する例を説明したが、センサコントローラ３１におけるダウンリンク信号の受信強度に基づいて、センサコントローラ３１がスタイラス２の状態を決定し、その結果をスタイラス２に通知するように構成することも可能である。この場合、センサコントローラ３１は、コマンド信号の一部に、スタイラス２の状態を示す状態情報を含めることとし、スタイラス２は、この状態情報を受信して復号することにより、自身の状態を取得することが好適である。

２ スタイラス
３ 電子機器
２０ 芯体
２１ 電極
２２，４４ｘ，４４ｙ，６２ スイッチ
２３ 筆圧検出センサ
２４ 信号処理部
２５ 電源
２６ 増幅部
２７，５０，７１ 受信部
３０ センサ
３０Ｘ，３０Ｙ 線状電極
３１ センサコントローラ
４０ 選択部
４１ｘ，４１ｙ 導体選択回路
５１ 増幅回路
５２ 検波回路
５３ 変換器
６０，７５ 送信部
６１ パターン供給部
６３ 拡散処理部
６４ 符号列保持部
６５ 送信ガード部
７０ ロジック部
７１ａ 波形再生部
７１ｂ 相関演算器
７３ 変調部
７４ 昇圧回路
７６ 切替部
９０，９１ 制御部
９２ 昇圧部
９３ 発振部
９４ スイッチ部
ＦＮ フレーム番号
Ｍｏｄｅ モード情報
Ｏｐ 反転ビット
Ｐ 筆圧データ
ＲＳ 予約情報
ＳＮ シリアル番号
Ｓｔａｒｔ スタートフラグ
Ｓｔａｔｅ 状態情報
ＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２ スイッチ情報

Claims (4)

1. タッチ面を介さない無線通信によりセンサコントローラが送信したアップリンク信号を受信し、
   前記アップリンク信号の内容又は前記アップリンク信号が受信されないという事実に基づいて、前記タッチ面を介して前記センサコントローラにより受信されるダウンリンク信号の種別を決定し、
   決定した種別のダウンリンク信号を送信し、
   ペン先が操作面に接している接触状態であるか、接していないホバー状態であるかを判定し、前記判定の結果が前記接触状態である場合に前記ダウンリンク信号を送信し、前記判定の結果が前記ホバー状態である場合に、前記接触状態である場合に比して長いビット数の誤り検出符号を前記ダウンリンク信号に含めて送信する、
   スタイラス。
2. タッチ面を介さない無線通信によりセンサコントローラが送信したアップリンク信号を受信し、
   前記アップリンク信号の内容又は前記アップリンク信号が受信されないという事実に基づいて、前記タッチ面を介して前記センサコントローラにより受信されるダウンリンク信号の種別を決定し、
   決定した種別のダウンリンク信号を送信し、
   ペン先が操作面に接している接触状態であるか、接していないホバー状態であるかを判定し、表示パネルの駆動が休止しているブランク期間内に前記ダウンリンク信号を送信するよう構成され、１回の前記ブランク期間内に送信する情報量を前記ホバー状態であるときに前記接触状態であるときに比して小さくすることにより、前記判定の結果が前記接触状態である場合に前記ダウンリンク信号を第１のビットレートで送信し、前記判定の結果が前記ホバー状態である場合に前記ダウンリンク信号を前記第１のビットレートより小さい第２のビットレートで送信する、
   スタイラス。
3. タッチ面を介さない無線通信によりセンサコントローラが送信したアップリンク信号を受信し、
   前記アップリンク信号の内容又は前記アップリンク信号が受信されないという事実に基づいて、前記タッチ面を介して前記センサコントローラにより受信されるダウンリンク信号の種別を決定し、
   決定した種別のダウンリンク信号を送信し、
   前記アップリンク信号により期間が規定されるスーパーフレームの単位で前記ダウンリンク信号の送信を行うよう構成され、
   前記スーパーフレームは所定数のフレームを含み、
   前記スーパーフレーム内におけるフレームの順番を示すフレーム番号を、前記所定数のフレームのそれぞれにより送信する、
   スタイラス。
4. 前記スーパーフレームは、前記ダウンリンク信号を受信するために前記センサコントローラが用いるセンサとともに配置される表示装置の表示周期に対応した期間である、
   請求項３に記載のスタイラス。

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