触控笔、传感器控制器及由它们执行的方法与流程

1.本发明涉及由触控笔及传感器控制器执行的方法、触控笔及传感器控制器。


背景技术：

2.已知有与基于触控笔的手写输入对应的电子设备。这种电子设备一般构成为具有配置于触摸面的内侧的触摸传感器和连接于触摸传感器的传感器控制器。传感器控制器是具有经由触摸传感器而与触控笔进行双向通信的功能的集成电路，构成为：经由触摸传感器而发送上行链路信号，并且将根据该上行链路信号而触控笔发送出的下行链路信号经由触摸传感器而接收，由此检测触摸面上的触控笔的位置。上行链路信号具有对触控笔通知下行链路信号及上行链路信号的收发定时并且传递用于指示触控笔发送的数据的指令的作用，由传感器控制器以恒定的周期发送。
3.在专利文献1中公开了基于上行链路信号的接收定时来发送下行链路信号的触控笔的例子。该例子的触控笔首先在以恒定周期进行上行链路信号的接收动作的发现状态下动作。若作为该接收动作的结果而接收到上行链路信号，则触控笔向与传感器控制器之间双向地进行通信的操作状态迁移。处于操作状态的触控笔按照基于上行链路信号的接收定时而决定的收发日程来进行下行链路信号的发送动作及上行链路信号的接收动作。在按照收发日程的定时下未接收到上行链路信号的情况下，触控笔返回发现状态而进行上行链路信号的接收动作。
4.专利文献1所记载的传感器控制器构成为，根据从触控笔接收到下行链路信号而确立与触控笔的配对，另一方面，在一定时间以上未接收到来自触控笔的下行链路信号的情况下解除与触控笔的配对。因此，若触控笔返回发现状态，则在一段时间后，会由传感器控制器进行配对的解除。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：国际公开第2016/129194号说明书


技术实现要素：

8.发明所要解决的课题
9.触控笔即使处于本来能够接收上行链路信号的触摸面的附近，有时也会在上行链路信号的接收中失败。这样一来，来自触控笔的下行链路信号的发送停止，因此传感器控制器变得无法检测触控笔的位置，在一段时间后配对也会解除。从用户来看，这正是“在书写中突然变得不能书写”这一现象的发生，因此需要改善。
10.因此，本发明的目的之一在于，提供能够避免在书写中突然变得无法书写这一现象的发生的由触控笔及传感器控制器执行的方法、触控笔及传感器控制器。
11.用于解决课题的手段
12.本发明的一侧面的方法是由传感器控制器和触控笔执行的方法，所述传感器控制
器周期性地发送上行链路信号，所述触控笔在接收到所述上行链路信号的情况下，基于该上行链路信号的接收定时来决定下行链路信号及所述上行链路信号的收发日程，其中，所述方法包括以下步骤：所述触控笔基于所述收发日程，在第一规定时间内执行所述上行链路信号的接收动作；及在通过所述接收动作未接收到所述上行链路信号而经过了所述第一规定时间的情况下，所述触控笔取代基于所述收发日程的所述下行链路信号的发送，在第二规定时间内继续所述上行链路信号的接收动作。
13.本发明的另一侧面的方法是由传感器控制器和触控笔执行的方法，所述传感器控制器周期性地发送上行链路信号，所述触控笔在接收到所述上行链路信号的情况下，基于该上行链路信号的接收定时来决定下行链路信号及所述上行链路信号的收发日程，其中，所述方法包括以下步骤：所述触控笔基于所述收发日程而开始所述上行链路信号的接收动作；及所述触控笔在通过所述接收动作未接收到所述上行链路信号而经过了第一规定时间的情况下，不管未接收到的所述上行链路信号的内容而发送频调信号。
14.本发明的一侧面的触控笔在从周期性地发送上行链路信号的传感器控制器接收到所述上行链路信号的情况下，基于该上行链路信号的接收定时来决定下行链路信号及所述上行链路信号的收发日程，其中，基于所述收发日程，在第一规定时间内执行所述上行链路信号的接收动作，在通过所述接收动作未接收到所述上行链路信号而经过了所述第一规定时间的情况下，取代基于所述收发日程的所述下行链路信号的发送，在第二规定时间内继续所述上行链路信号的接收动作。
15.本发明的另一侧面的触控笔在从周期性地发送上行链路信号的传感器控制器接收到所述上行链路信号的情况下，基于该上行链路信号的接收定时来决定下行链路信号及所述上行链路信号的收发日程，其中，基于所述收发日程而开始所述上行链路信号的接收动作，在通过所述接收动作未接收到所述上行链路信号而经过了第一规定时间的情况下，不管未接收到的所述上行链路信号的内容而发送频调信号。
16.本发明的一侧面的传感器控制器对基于上行链路信号的接收定时来决定下行链路信号及所述上行链路信号的收发日程的触控笔周期性地发送所述上行链路信号，其中，具有表示从最后接收所述下行链路信号起的经过时间的计数器，构成为在该计数器的值超过了规定时间的情况下解除与所述触控笔的配对，判定从所述触控笔接收到的所述下行链路信号的内容是否是通过所述上行链路信号而要求的内容，在判定为从所述触控笔接收到的所述下行链路信号的内容与通过所述上行链路信号而要求的内容不同的情况下，将所述计数器复位。
17.发明效果
18.根据本发明的一侧面，能够减少触控笔在上行链路信号的接收中失败的可能性，因此能够避免在书写中突然变得无法书写这一现象的发生。
19.根据本发明的另一侧面，由于即使在上行链路信号的接收中失败也从触控笔继续发送频调信号，所以传感器控制器能够继续检测触控笔的位置，另外，能够使得不进行配对的解除。因此，能够避免在书写中突然变得无法书写这一现象的发生。
附图说明
20.图1是示出本发明的实施方式的电子设备2及触控笔s的图。
21.图2是示出图1所示的传感器控制器20及触摸传感器21的内部结构的图。
22.图3的(a)是示出触控笔s的动作模式的模式迁移图，(b)是示出传感器控制器20的动作模式的模式迁移图。
23.图4是触控笔s新向触摸面2a接近的情况下的触控笔s及传感器控制器20的动作的序列图。
24.图5是在触控笔s及传感器控制器20均处于操作模式的情况下触控笔s在上行链路信号us的接收中失败的情况下的触控笔s及传感器控制器20的动作的序列图。
25.图6是在触控笔s及传感器控制器20均处于操作模式的情况下触控笔s在上行链路信号us的接收中失败的情况下的触控笔s及传感器控制器20的动作的序列图。
26.图7是虽然触控笔s进行了通信维持模式下的处理但最终没能接收上行链路信号us的情况下的触控笔s及传感器控制器20的动作的序列图。
27.图8是示出触控笔s的处理的流程的处理流程图。
28.图9是示出触控笔s的处理的流程的处理流程图。
29.图10是示出触控笔s的处理的流程的处理流程图。
30.图11是示出触控笔s的处理的流程的处理流程图。
31.图12是示出传感器控制器20的处理的流程的处理流程图。
32.图13是示出传感器控制器20的处理的流程的处理流程图。
33.图14是本实施方式的变形例的触控笔s及传感器控制器20的动作的序列图。
具体实施方式
34.以下，一边参照附图一边对本发明的实施方式进行详细说明。
35.图1是示出本发明的实施方式的电子设备2及触控笔s的图。电子设备2例如是平板计算机、具备数字转换器的设备，如图1所示，构成为具有传感器控制器20、触摸传感器21及主机处理器22。在电子设备2是平板计算机的情况下，电子设备2构成为还具有显示器。
36.传感器控制器20是经由触摸传感器21而进行与触控笔s的双向通信的集成电路。关于详情将参照图2而后述，但传感器控制器20构成为，通过与触控笔s的双向通信，取得触摸面2a内的触控笔s的指示位置，并且取得触控笔s发送出的数据，将它们逐次向主机处理器22供给。另外，传感器控制器20也进行取得触摸面2a内的手指的指示位置并逐次向主机处理器22供给的处理。
37.触控笔s与传感器控制器20之间的双向通信的具体的方式没有特别的限定，但以下设为使用主动静电方式而继续说明。除了主动静电方式之外，例如也能够使用电磁感应方式(emr)。另外，以下，将从传感器控制器20对触控笔s发送的信号称作上行链路信号us，将从触控笔s对传感器控制器20发送的信号称作下行链路信号ds。在上行链路信号us中，包括表示相对于触控笔s的控制内容的指令。在下行链路信号ds中，包括无调制的载波信号即频调(tone)信号和由规定的数据调制后的载波信号即数据信号。
38.触摸传感器21是配置于触摸面2a内的多个传感器电极。关于触摸传感器21的详情，也参照图2而后述。
39.主机处理器22是电子设备2的中央处理装置，起到通过将保存于内置存储器的程序读出并执行而执行电子设备2的各部分的控制、各种应用的作用。在由主机处理器22执行
的各种应用中，能够包括描绘应用。该描绘应用构成为例如具有基于从传感器控制器20供给的数据(触控笔s或手指的指示位置及触控笔s发送出的数据)来生成笔画数据的功能、基于生成的笔画数据来生成数字墨水的功能及将生成的数字墨水渲染并显示于显示器的功能。
40.如图1所示，触控笔s构成为具有处理电路30、电池31、芯体32、笔电极33及压力传感器34。处理电路30是通过将保存于内置存储器的程序读出并执行而进行后述的触控笔s的各处理的处理器，构成为通过从电池31供给的电力而动作。芯体32是构成触控笔s的笔尖的构件。笔电极33是配置于芯体32的顶端附近的导电体，与处理电路30电连接。压力传感器34是检测表示向触控笔s的笔尖施加的压力的笔压值的传感器，连接于芯体32的后端。由压力传感器34检测到的笔压值向处理电路30供给。
41.处理电路30进行以下处理：经由笔电极33而接收上行链路信号us，基于其接收定时和该上行链路信号us内的信息来决定下行链路信号ds及上行链路信号us的收发日程。关于该决定的详情后述。另外，处理电路30也进行以下处理：根据上行链路信号us内的指令的控制而生成下行链路信号ds，并经由笔电极33而发送。这样生成的下行链路信号ds按照上行链路信号us内包含的指令的指示而仅由频调信号t构成或者由频调信号t及数据信号d构成。在通过数据信号d而发送的数据中，除了上述的笔压值之外，还能够包括预先保存于处理电路30的内置存储器的笔id等。
42.图2是示出传感器控制器20及触摸传感器21的内部结构的图。如该图所示，触摸传感器21构成为包括各多个传感器电极21x、21y。在触摸面2a由显示器的显示面构成的情况下，传感器电极21x、21y的一方也作为显示器内的共用电极来使用。这样将传感器电极21x、21y的一方作为显示器内的共用电极来使用的类型的电子设备2例如被称作“in-cell型”。另一方面，分别设置传感器电极21x、21y和显示器内的共用电极的类型的电子设备2例如被称作“out-cell型”或“on-cell型”。以下，设为电子设备2是in-cell型来继续说明，但本发明关于out-cell型或on-cell型的电子设备也能够同样地应用。
43.在显示器执行像素的驱动处理时，需要将共用电极的电位维持为规定的共用电位vcom。因此，在in-cell型的电子设备2中，在显示器正在执行像素的驱动处理的期间，传感器控制器20无法进行与触控笔s的通信及手指的检测。于是，传感器控制器20构成为利用未进行像素的驱动处理的水平消隐区间及垂直消隐区间来执行与触控笔s的通信及手指的检测。具体而言，将1画面量的显示期间设为1帧，将其中包含的水平消隐区间及垂直消隐区间当作时隙，在各个时隙内进行与触控笔s的通信及手指的检测。
44.如图2所示，传感器控制器20构成为具有mcu50、逻辑部51、发送部52、53、接收部54、选择部55及计数器58。
45.mcu50及逻辑部51是通过控制发送部52、53、接收部54及选择部55来控制传感器控制器20的收发动作的控制部。具体来说，mcu50是在内部具有rom及ram且通过执行保存于它们的程序而动作的微处理器。mcu50也具有输出共用电位vcom和指令com的功能。指令com相当于上行链路信号us中包含的指令。另一方面，逻辑部51构成为基于mcu50的控制而输出控制信号ctrl_t、ctrl_r、str、selx、sely。
46.在mcu50输出的指令com中，能够包括确定收发日程的信息组的信息、表示相对于触控笔s的时隙及频率的分配的信息、表示触控笔s应该通过数据信号d而发送的数据的内
容的信息等。在此，确定收发日程的信息组的信息是在传感器控制器20与触控笔s之间预先共有的与收发日程相关的多个信息组之一。在各信息组中，例如包括1帧的时间长(＝周期upintv)、1帧内的各时隙的配置等信息。
47.mcu50预先存储有与电子设备2内的显示器对应的收发日程的信息组，将确定该信息组的信息配置于指令com内。另外，mcu50基于配对中的触控笔s的支数等来决定向各触控笔s分配的1个以上的时隙及频率，并配置于指令com内。这样，传感器控制器20例如能够通过时分复用或频分复用而与多个触控笔s同时配对，但以下以仅与1个触控笔s进行通信为前提来继续说明。
48.发送部52是按照mcu50的控制而生成为了检测手指而使用的手指检测用信号fds的电路。指检测用信号fds例如是由分别包括k个脉冲(“1”或
“‑
1”的数据)的k个脉冲串构成的信号。其中，k是传感器电极21y的条数。另外，k个脉冲串的内容(即，k个脉冲的组合)全部不同。
49.发送部53是基于从mcu50供给的指令com及来自逻辑部51的控制信号ctrl_t而生成上行链路信号us的电路。具体而言，对从mcu50供给的指令com的开头附加规定的前导码，将作为结果而得到的符号串通过规定的扩频码(例如，具有自相关特性的11码片长的扩频码)而扩频，进一步例如通过循环移位而调制，由此生成上行链路信号us。
50.选择部55构成为包括开关56和导体选择电路57x、57y。
51.开关56是构成为共用端子与t1端子、t2端子、d端子及r端子的任一方连接的开关元件。其中，t2端子实际上是传感器电极21y的数量的端子的集合。开关56的共用端子连接于导体选择电路57y，t1端子连接于发送部53的输出端，t2端子连接于发送部52的输出端，d端子连接于输出共用电位vcom的mcu50的输出端，r端子连接于接收部54的输入端。
52.导体选择电路57x是用于将多个传感器电极21x选择性地连接于接收部54的输入端的开关元件。导体选择电路57x构成为也能够将多个传感器电极21x的一部分或全部同时连接于接收部54的输入端。
53.导体选择电路57y是用于将多个传感器电极21y选择性地连接于开关56的共用端子的开关元件。导体选择电路57y构成为也能够将多个传感器电极21y的一部分或全部同时连接于开关56的共用端子。另外，在开关56内t2端子与共用端子连接的情况下，导体选择电路57y将构成t2端子的多个端子和多个传感器电极21y一对一地连接。
54.从逻辑部51向选择部55供给3个控制信号str、selx、sely。具体而言，控制信号str向开关56供给，控制信号selx向导体选择电路57x供给，控制信号sely向导体选择电路57y供给。逻辑部51通过使用这些控制信号str、selx、sely控制选择部55而实现上行链路信号us或手指检测用信号fds的发送以及共用电位vcom的施加和下行链路信号ds或手指检测用信号fds的接收。
55.在进行上行链路信号us的发送的情况下，逻辑部51以使全部的传感器电极21y同时连接于发送部53的输入端的方式控制选择部55。由此，从触摸面2a的整面发送上行链路信号us。
56.关于下行链路信号ds的接收，逻辑部51在为了进行未检测的触控笔s的检测而接收下行链路信号ds的情况(全局扫描)和从已检测的触控笔s接收下行链路信号ds的情况(本地扫描)下进行不同的控制。具体来说，首先，进行全局扫描的情况下的逻辑部51以使全
部的传感器电极21x、21y依次连接于接收部54的输入端的方式控制选择部55。接着，进行本地扫描的情况下的逻辑部51首先在频调信号t的接收时，以使位于该触控笔s的指示位置的附近的各数条传感器电极21x、21y依次连接于接收部54的输入端的方式控制选择部55。接着，在数据信号d的接收时，以使与该触控笔s的指示位置最近的传感器电极21x或传感器电极21y连接于接收部54的输入端的方式控制选择部55。
57.进行手指检测用信号fds的收发的情况下的逻辑部51以使构成开关56的t2端子的多个端子和多个传感器电极21y一对一地连接的方式控制选择部55。然后，一边维持该状态，一边以使多个传感器电极21x依次地每次被选择1条且使选择出的传感器电极21x连接于接收部54的方式控制选择部55。
58.如从到此为止说明的逻辑部51的控制所理解的那样，与触控笔s的通信和手指的指示位置的检测通过时间分割来进行。以下，仅着眼于与触控笔s的通信来说明，但实际的与触控笔s的通信一边夹着手指的指示位置的检测所涉及的动作一边执行。
59.进行共用电位vcom的施加的情况下的逻辑部51以使全部的传感器电极21y同时连接于开关56的d端子的方式控制选择部55。由此，各传感器电极21y的电位与共用电位vcom相等。
60.接收部54是基于逻辑部51的控制信号ctrl_r而接收发送部52发送出的手指检测用信号fds及触控笔s发送出的下行链路信号ds的电路。在接收手指检测用信号fds的定时下，接收部54针对每个传感器电极21x取得k个电流值，关于上述的k个脉冲串的各自，算出构成该脉冲串的k个脉冲与取得的k个电流值的内积，由此算出各传感器电极21x与各传感器电极21y的每个交点的检测电平。然后，基于其结果来决定触摸面2a内的正被触摸的区域(触摸区域)，经由mcu50而向主机处理器22输出。
61.另一方面，在接收下行链路信号ds的定时下，接收部54基于各传感器电极21x、21y处的频调信号t的接收强度来导出触控笔s的指示位置，并且通过对检测到的数据信号d进行解调来取得触控笔s发送出的数据。然后，将导出的指示位置及取得的数据经由mcu50而向主机处理器22输出。
62.计数器58是记录从被复位的时点起的经过时间的装置，连接于mcu50。mcu50构成为在接收到下行链路信号ds的情况下将计数器58复位。由此，由计数器58记录的经过时间成为从mcu50最后接收下行链路信号ds起的经过时间。
63.图3(a)是示出触控笔s的动作模式的模式迁移图，图3(b)是示出传感器控制器20的动作模式的模式迁移图。
64.首先着眼于图3(a)，触控笔s构成为以发现模式、操作模式、通信维持模式中的任一模式动作。发现模式是连续地或断续地仅进行上行链路信号us的接收的动作模式。在发现模式下接收到上行链路信号us的触控笔s向操作模式转变。
65.操作模式是基于根据此前接收到的上行链路信号us而决定的收发日程来进行下行链路信号ds的发送和下一上行链路信号us的接收的动作模式。在操作模式下在上行链路信号us的接收中失败的情况下(即，在尽管进行了上行链路信号us的接收动作却未接收到上行链路信号us的情况下)，触控笔s向通信维持模式转变。
66.通信维持模式是用于即使在上行链路信号us的接收中失败的情况下也在一段时间内维持与传感器控制器20的通信的动作模式。关于通信维持模式下的触控笔s的具体的
动作内容后述，但在通信维持模式下也未接收到上行链路信号us而超时的情况下，触控笔s向发现模式转变。另一方面，在通信维持模式下接收到上行链路信号us的情况下，触控笔s返回操作模式。
67.接着着眼于图3(b)，传感器控制器20以发现模式、配对执行模式、操作模式中的任一模式动作。不管在哪个模式下，传感器控制器20都以恒定的周期进行上行链路信号us的发送动作，并且在其间隔中进行下行链路信号ds的接收动作。上行链路信号us的发送周期例如由上述的1帧构成。
68.发现模式是与触控笔s还未进行配对时的动作模式，传感器控制器20进行上述的全局扫描。在发现模式下发送的上行链路信号us成为包括确定收发日程的信息组的信息及时隙及频率的分配的信号。接收到该上行链路信号us的触控笔s决定下行链路信号ds及上行链路信号us的收发日程，并且在被分配的各时隙的全部中进行频调信号t的发送。在发现模式下接收到下行链路信号ds的传感器控制器20向配对执行模式转变。
69.配对执行模式是用于与发送来下行链路信号ds的触控笔s之间确立配对的动作模式。进入到配对执行模式的传感器控制器20最初实施全局扫描，一旦检测到触控笔s的指示位置后，执行本地扫描。在该本地扫描中，传感器控制器20发送包括指示笔id的发送的指令的上行链路信号us。接收到该上行链路信号us的触控笔s使用由刚才的上行链路信号us分配的时隙及频率而依次发送频调信号t和包括笔id的数据信号d。传感器控制器20通过对这样接收的数据信号d进行解调来取得笔id，通过向内置存储器存储来确立与触控笔s的配对，向操作模式转变。另外，传感器控制器20基于频调信号t的接收结果来导出触控笔s的指示位置，并与取得的笔id一起向主机处理器22输出。
70.操作模式是反复执行本地扫描的动作模式。进入到操作模式的传感器控制器20基于在发送了上行链路信号us后接收的频调信号t的接收结果来导出触控笔s的指示位置，接着通过对接收的数据信号d进行解调来取得触控笔s发送出的数据，将导出的指示位置及得到的数据逐次向主机处理器22输出。另外，传感器控制器20在由计数器58记录的经过时间超过了规定时间的情况下解除与触控笔s的配对，向发现模式转变。
71.接着，关于本实施方式的触控笔s及传感器控制器20的动作，一边参照图4～图7所示的序列图一边更详细地说明。
72.首先，图4是触控笔s新向触摸面2a接近的情况下的触控笔s及传感器控制器20的动作的序列图。在该例子中，在时刻t1下触控笔s的电源成为接通，在时刻t2下执行落笔(触控笔s和传感器控制器20变得能够通信)，在时刻t3下执行笔触摸(触控笔s的笔尖与触摸面2a接触)。
73.首先，传感器控制器20构成为，以规定的周期upintv进行上行链路信号us的发送，在上行链路信号us的发送间隔进行下行链路信号ds的接收。需要说明的是，在图4中“r”所示的时间长p5的接收期间的各自对应于上述的时隙。此时，由于传感器控制器20进入到发现模式，所以图4所示的最初的上行链路信号us是包括确定收发日程的信息组的信息及时隙及频率的分配的信号。
74.触控笔s在电源成为了接通后，连续地或断续地执行上行链路信号us的接收动作。之后，当在时刻t2下成为落笔状态时，触控笔s变得能够接收上行链路信号us。在图4中，在时刻t4下，触控笔s正在接收上行链路信号us。需要说明的是，该图及后面的各图所示的粗
线的圆形标记表示触控笔s在上行链路信号us的接收中成功。另外，当在时刻t3下成为笔触摸状态时，由压力传感器34检测的笔压值成为比0大的值。
75.在时刻t4下接收到上行链路信号us的触控笔s基于该上行链路信号us的接收定时和该上行链路信号us内的信息来决定下行链路信号ds及下一上行链路信号us的收发日程。如图4所示，这样决定的收发日程成为以下日程：在各时隙中发送频调信号t，并且利用1周期的最后的规定时间p1来进行下一上行链路信号us的接收动作。规定时间p1可以与规定时间p5相同，也可以如图4所示那样比规定时间p5长。决定了收发日程的触控笔s进入操作模式。
76.在时刻t5下接收到触控笔s按照收发日程而发送出的最初的频调信号t的传感器控制器20进入配对执行模式，接着也使用接收的各频调信号t来进行全局扫描。由此，传感器控制器20导出触控笔s的最初的位置。之后，传感器控制器20发送包括指示笔id的发送的指令的上行链路信号us。
77.在时刻t6下接收到该上行链路信号us的触控笔s基于该上行链路信号us的接收定时和该上行链路信号us内的信息来更新下行链路信号ds及下一上行链路信号us的收发日程。如图4所示，更新后的收发日程成为以下日程：首先发送频调信号t，接着分别发送数据信号d，利用1周期的最后的规定时间p1来进行下一上行链路信号us的接收动作。
78.传感器控制器20通过使用触控笔s发送出的频调信号t进行本地扫描而导出触控笔s的位置。接着，传感器控制器20通过对触控笔s发送出的数据信号d进行解调来取得触控笔s发送出的笔id，并向内置存储器存储。由此，传感器控制器20确立配对，向操作模式转变。
79.图5是在触控笔s及传感器控制器20均处于操作模式的情况下触控笔s在上行链路信号us的接收中失败的情况下的触控笔s及传感器控制器20的动作的序列图。该图及后面的各图所示的粗线的
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标记表示触控笔s在上行链路信号us的接收中失败。该例子的触控笔s基于收发日程而在时刻t10下开始上行链路信号us的接收动作，但即使成为经过规定时间p1的时刻t11也未能接收到上行链路信号us。
80.在该情况下，触控笔s进入通信维持模式，在与规定时间p1连续的规定时间p2内继续上行链路信号us的接收动作。规定时间p2的时间长没有特别的限定，但例如优选设为周期upintv的1/4。由此，在因某些原因而上行链路信号us的接收动作向前错动的情况下也能够接收上行链路信号us，因此能够减少触控笔s在上行链路信号us的接收中失败的可能性。
81.接着，触控笔s不管未接收到的上行链路信号us的内容，在直到基于收发日程的下一上行链路信号us的接收动作的开始定时(即，从周期upintv的末期起规定时间p1前的定时)为止的期间，进行规定时间p3内的频调信号t的连续发送。规定时间p3的时间长也没有特别的限定，但例如优选设为周期upintv的1/2。
82.在此，传感器控制器20构成为，不仅是从触控笔s接收到的下行链路信号ds的内容是通过上行链路信号us而要求的内容那样的情况，即使在从触控笔s接收到的下行链路信号ds的内容与通过上行链路信号us而要求的内容不同的情况下，也将图2所示的计数器58复位。通过这样，在触控笔s处于通信维持模式的期间也是，只要来自触控笔s的频调信号t到达传感器控制器20，传感器控制器20的动作模式就维持为操作模式。另外，传感器控制器20构成为，即使是从触控笔s接收到的下行链路信号ds的内容与通过上行链路信号us而要
求的内容不同的情况下，也使用该下行链路信号ds来导出触控笔s的位置。由此，只要来自触控笔s的频调信号t到达，传感器控制器20对触控笔s的位置的导出就会继续。
83.完成了频调信号t的发送的触控笔s在规定时间p4内进行上行链路信号us的接收动作。规定时间p4的时间长设为从周期upintv减去规定时间p2与规定时间p3的合计值而得到的值即可。在一例中，若如上所述，规定时间p2是周期upintv的1/4，规定时间p3是周期upintv的1/2，则规定时间p4设为周期upintv的1/4即可。需要说明的是，也可以将规定时间p4设定为比规定时间p1长的时间，该情况下的触控笔s在基于收发日程而决定的上行链路信号us的接收动作的开始定时之前开始上行链路信号us的接收动作。
84.在即使进行规定时间p4的接收动作也未接收到上行链路信号us的情况下，触控笔s从规定时间p2内的上行链路信号us的接收动作起反复进行上述动作。在该情况下，规定时间p2内的上行链路信号us与之前的规定时间p4内的上行链路信号us连续地执行。
85.在图5的例子中，在时刻t12下，触控笔s在上行链路信号us的接收中成功。接受该情况，触控笔s更新收发日程，返回操作模式。
86.图6与图5同样，是在触控笔s及传感器控制器20均处于操作模式的情况下触控笔s在上行链路信号us的接收中失败的情况下的触控笔s及传感器控制器20的动作的序列图。图6的例子在触控笔s进入到通信维持模式的期间的时刻t13下发生了抬笔这一点上与图5的例子不同。
87.进入到通信维持模式的触控笔s构成为，在由压力传感器34检测到的笔压值表示笔尖未与触摸面2a接触的情况下，取代频调信号t的发送动作而进行上行链路信号us的接收动作。作为其结果，在图6中，在时刻t13以后，不进行触控笔s的频调信号t的发送，取而代之，连续地进行上行链路信号us的接收动作。这样一来，传感器控制器20对触控笔s的位置的导出不再继续，另外，传感器控制器20会提前返回发现模式，但由于触控笔s抬笔意味着不为书写中，因此给用户造成不悦感的可能性低。另一方面，由于与进行频调信号t的发送的情况相比进行上行链路信号us的接收动作的期间变长，所以能够提高在上行链路信号us的接收中成功的可能性。
88.图7是虽然触控笔s进行了通信维持模式下的处理但最终没能接收到上行链路信号us的情况下的触控笔s及传感器控制器20的动作的序列图。触控笔s在无法接收上行链路信号us的状态下，在通信维持模式下的一系列处理(规定时间p2内的上行链路信号us的接收动作、规定时间p3内的频调信号t的发送动作、规定时间p4内的上行链路信号us的接收动作)的执行次数达到了规定次数的时刻t21下向发现模式转变，结束通信维持模式下的处理。另外，传感器控制器20在最后接收到频调信号t的时刻t20下将图2所示的计数器58复位，之后，在由计数器58记录的经过时间超过了规定时间p6的时刻t22下解除与触控笔s的配对，返回发现模式。
89.接着，关于本实施方式的触控笔s及传感器控制器20的动作，一边参照图8～图13所示的处理流程图一边进一步详细说明。
90.图8～图11是示出触控笔s的处理的流程的处理流程图。在这些图中示出了由图1所示的处理电路30执行的处理。
91.首先参照图8，电源成为了接通的触控笔s进入发现模式(步骤s1)，开始上行链路信号us的接收动作(步骤s2)。然后，判定是否通过该接收动作而接收到上行链路信号us(步
骤s3)。触控笔s直到判定为接收到上行链路信号us为止反复进行步骤s3的处理，在判定为接收到的情况下，停止上行链路信号us的接收动作(步骤s4)。需要说明的是，触控笔s可以将在步骤s2中开始的上行链路信号us的接收动作连续地执行，也可以断续地执行。在该情况下，为了在进入了可接收区的情况下能够可靠地接收上行链路信号us，优选将1次接收动作的持续时间设定为比上述的周期upintv长的时间。
92.接收到上行链路信号us的触控笔s接着基于上行链路信号us的接收定时和该上行链路信号us内的信息来决定下行链路信号ds及下一上行链路信号us的收发日程(步骤s5)。然后，触控笔s进入操作模式(步骤s6)。
93.进入到操作模式的触控笔s按照决定的收发日程，如图9所示，持续地判定下行链路信号ds的发送定时是否已到来(步骤s10)及上行链路信号us的接收定时是否已到来(步骤s11)。
94.在步骤s10中判定为下行链路信号ds的发送定时已到来的触控笔s开始由上行链路信号us指示的内容的下行链路信号ds的发送(步骤s12)。这样发送的下行链路信号ds是上述的频调信号t或数据信号d，其时间长以在由收发日程表示的期间(即，上述的时隙)内发送完成的方式预先调整。之后，触控笔s判定下行链路信号ds的发送是否已完成(步骤s13)，在判定为已完成的情况下，将处理返回步骤s10、s11的判定。
95.另一方面，在步骤s11中判定为上行链路信号us的接收定时已到来的触控笔s开始上行链路信号us的接收动作(步骤s14)。然后，触控笔s判定是否接收到上行链路信号us(步骤s15)，在判定为未接收到的情况下，进一步判定从开始接收动作起是否经过了规定时间p1(步骤s16)。其结果，在判定为未经过的情况下，返回步骤s15而继续判定处理，另一方面，在判定为经过了的情况下，将处理移向图10的步骤s30。
96.在步骤s15中判定为接收到的触控笔s停止上行链路信号us的接收动作(步骤s18)，基于新接收到的上行链路信号us的接收定时和该上行链路信号us内的信息来更新下行链路信号ds及下一上行链路信号us的收发日程(步骤s19)。然后，触控笔s按照上行链路信号us内包含的指令来取得发送数据(步骤s20)，将处理返回步骤s10、s11的判定。在步骤s20中取得的数据以一并或分割的方式配置于在之后的步骤s12中发送的数据信号d内。
97.在图10的步骤s30中，触控笔s进入通信维持模式。然后，基于在步骤s5或步骤s19中决定的最新的收发日程，决定上述的规定时间p2、p3、p4(步骤s31)。典型地，基于由收发日程表示的周期upintv，设为p2＝upintv/4、p3＝upintv/2、p4＝upintv/4即可。
98.接着，触控笔s对表示通信维持模式下的一系列处理(规定时间p2内的上行链路信号us的接收动作、规定时间p3内的频调信号t的发送动作、规定时间p4内的上行链路信号us的接收动作)的执行次数的变量n代入1(步骤s32)，判定由压力传感器34检测到的笔压值是否是0(步骤s33)。
99.在步骤s33中判定为笔压值是0的情况下，触控笔s之后在直到经过规定时间p2 p3 p4为止的期间反复进行是否接收到上行链路信号us的判定(步骤s34、s35)。在步骤s34中判定为接收到上行链路信号us的情况下，触控笔s将处理移向图9的步骤s17。如图9所示，触控笔s在步骤s17中进入操作模式，将处理移向步骤s18。之后的触控笔s以操作模式动作。另一方面，在步骤s35中判定为经过了规定时间p2 p3 p4的触控笔s将变量n增加1(步骤s36)，将变量n与规定值n进行比较(步骤s37)。其结果，在n》n的情况下，将处理返回图8的步骤s1。
由此，触控笔s返回发现模式。另一方面，不是n》n的情况下的触控笔s将处理返回步骤s33，继续通信维持模式下的处理。
100.在步骤s33中判定为笔压值不是0的情况下，如图11所示，触控笔s之后在直到经过规定时间p2为止的期间反复进行是否接收到上行链路信号us的判定(步骤s40、s41)。在步骤s40中判定为接收到上行链路信号us的情况下，触控笔s将处理移向图9的步骤s17。关于之后的处理，如上所述。另一方面，在步骤s41中判定为经过了规定时间p2的触控笔s停止上行链路信号us的接收动作(步骤s42)，开始频调信号t的发送(步骤s43)。之后，触控笔s继续频调信号t的发送，在从步骤s42中的上行链路信号us的停止起经过了规定时间p3后(步骤s44)，停止频调信号t的发送(步骤s45)。
101.停止了频调信号t的发送的触控笔s再次开始上行链路信号us的接收动作(步骤s46)，之后，在直到经过规定时间p4为止的期间，反复进行是否接收到上行链路信号us的判定(步骤s47、s48)。在步骤s47中判定为接收到上行链路信号us的情况下，触控笔s将处理移向图9的步骤s17。关于之后的处理，如上所述。另一方面，在步骤s48中判定为经过了规定时间p4的触控笔s将变量n增加1(步骤s49)，将变量n与规定值n进行比较(步骤s50)。其结果，在n》n的情况下，将处理返回图8的步骤s1。由此，触控笔s返回发现模式。另一方面，不是n》n的情况下的触控笔s将处理返回图10的步骤s33，继续通信维持模式下的处理。
102.接着，图12及图13是示出传感器控制器20的处理的流程的处理流程图。在这些图中示出了由图2所示的mcu50执行的处理。
103.首先参照图12，电源成为了接通的传感器控制器20进入发现模式(步骤s60)，决定上行链路信号us及下行链路信号ds的收发日程(步骤s61)。该决定例如通过对1帧内的各时隙分配上行链路信号us的发送和下行链路信号ds的接收来进行即可。
104.接着，传感器控制器20按照决定的收发日程，持续地判定上行链路信号us的发送定时是否已到来(步骤s62)及下行链路信号ds的接收定时是否已到来(步骤s63)。
105.在步骤s62中判定为上行链路信号us的发送定时已到来的传感器控制器20开始上行链路信号us的发送(步骤s64)。并且，当上行链路信号us的发送完成后，返回步骤s62、s63的判定处理。
106.在步骤s63中判定为下行链路信号ds的接收定时已到来的传感器控制器20开始下行链路信号ds的接收动作(步骤s66)。之后，传感器控制器20在直到经过是1时隙的时间长的规定时间p5为止的期间，反复进行是否接收到下行链路信号ds的判定(步骤s67、s68)。
107.在步骤s67中判定为接收到下行链路信号ds的情况下，传感器控制器20将处理移向图13的步骤s80。另一方面，在步骤s68中判定为经过了规定时间p5的传感器控制器20判定由图2所示的计数器58表示的经过时间是否达到了规定时间p6(步骤s69)，若未达到则返回步骤s62、s63的判定处理，另一方面，若达到了则判定当前的动作模式(步骤s70)。并且，若当前的动作模式是发现模式则返回步骤s62、s63的判定处理，若当前的动作模式是其他模式，若为配对中则结束配对，进入发现模式后(步骤s71)，返回步骤s62、s63的判定处理。
108.参照图13，在步骤s80中，传感器控制器20判定接收到的下行链路信号ds是否为通过上行链路信号us而要求的内容(步骤s80)。举出一例，在由上行链路信号us内的指令指示了在最初的2个时隙中发送频调信号t且在之后的时隙中发送包括笔压值的数据信号d的情况下，若接收到的下行链路信号ds为这样的内容则步骤s80的判定结果成为肯定，若不为这
样的内容则步骤s80的判定结果成为否定。
109.在步骤s80中得到了肯定的结果的传感器控制器20将计数器58复位(步骤s81)，判定当前的动作模式(步骤s82)。其结果，若为发现模式进入中，则进入配对模式后(步骤s83)，返回步骤s62、s63的判定处理。
110.另外，若为配对模式进入中，则执行配对处理(步骤s84)。在该配对处理中，包括配置于接着发送的上行链路信号us内的指令的决定和基于接受该指令而触控笔s发送出的下行链路信号ds的各种处理(基于全局扫描及本地扫描的结果的位置的导出及导出的位置向主机处理器22的输出、触控笔s发送出的笔id的取得等)。接着，传感器控制器20判定作为配对处理的结果而配对是否已确立(步骤s85)。该判定的结果在笔id的接收完成了的情况下成为肯定，在笔id的接收未完成的情况下成为否定。
111.在步骤s85中得到了肯定的结果的传感器控制器20进入操作模式后(步骤s86)，返回步骤s62、s63的判定处理。另一方面，在步骤s85中得到了否定的结果的传感器控制器20接着在进入到配对模式的状态下，返回步骤s62、s63的判定处理。
112.在步骤s82中判定为当前的动作模式是操作模式的传感器控制器20基于接收到的下行链路信号ds来执行触控笔s的位置的导出及触控笔s的发送数据的取得(步骤s87)。需要说明的是，在为了导出触控笔s的位置而需要在多个时隙中接收频调信号t的情况下，传感器控制器20在各时隙中存储各传感器电极21x、21y处的频调信号t的接收强度，在最后的时隙中的接收结束后，基于存储的接收强度来导出位置即可。同样，在为了取得触控笔s的发送数据而需要在多个时隙中接收数据信号d的情况下，传感器控制器20在各时隙中存储发送数据的断片，在最后的时隙中的接收结束后，将存储的片段汇总而作为1个发送数据来取得即可。传感器控制器20将这样导出的位置及取得的发送数据向主机处理器22输出后(步骤s88)，返回步骤s62、s63的判定处理。
113.在步骤s80中得到了否定的结果的传感器控制器20与得到了肯定的结果同样，将计数器58复位(步骤s90)。通过这样，即使在触控笔s未发送来与要求一样的信号的情况下，也能够继续与触控笔s的配对。需要说明的是，在图13中，通过步骤s81、s90的各自而将计数器58复位，但也可以在步骤s80的判定前将计数器58复位。
114.接着，传感器控制器20基于接收到的信号(频调信号t)来导出触控笔s的位置(步骤s91)，将导出的位置向主机处理器22输出(步骤s92)。在步骤s91中也是，在为了导出触控笔s的位置而需要在多个时隙中接收频调信号t的情况下，传感器控制器20在各时隙中存储各传感器电极21x、21y处的频调信号t的接收强度，在最后的时隙中的接收结束后，基于存储的接收强度来导出位置即可。另外，在步骤s92中，传感器控制器20也可以与导出的位置一起将此前得到的笔压值(在触控笔s是操作模式的期间取得的最新的笔压值)向主机处理器22输出。之后，传感器控制器20将处理返回步骤s62、s63的判定处理。
115.如以上说明的那样，根据本实施方式的触控笔s及传感器控制器20，能够减少触控笔s在上行链路信号us的接收中失败的可能性，从这一点来看，也能够避免在书写中突然变得无法书写这一现象的发生。
116.另外，根据本实施方式的触控笔s及传感器控制器20，即使在上行链路信号us的接收中失败，也会从触控笔s继续发送频调信号t，因此传感器控制器20能够继续检测触控笔s的位置，另外，能够使得不进行配对的解除。因此，能够避免在书写中突然变得无法书写这
一现象的发生。
117.另外，根据本实施方式的触控笔s及传感器控制器20，在笔压值》0的情况下，不是发送包括笔压值的数据信号d而是发送频调信号t，因此与由笔压值调制频调信号而成的调制波(例如，被进行了ook、ask、psk调制的调制波)相比，成为连续的信号，或者频率被固定，因此能够使传感器控制器20中的可检测性提高。因此，能够提高在无法检测上行链路信号us这样的噪声大的环境中传感器控制器20能够检测触控笔s的可能性。需要说明的是，在触控笔s取代包括笔压值的数据信号d而发送频调信号t的期间，传感器控制器20也可以将最后取得的笔压值作为当前得到的笔压值，与在该期间内得到的位置一起向主机处理器22输出。
118.以上，虽然对本发明的优选的实施方式进行了说明，但本发明丝毫不限定于这样的实施方式，本发明当然能够在不脱离其主旨的范围内以各种方案来实施。
119.例如，在上述实施方式中，在笔压值》0的情况下，从触控笔s发送频调信号t而非包括笔压值的数据信号d，但在笔压值》0的情况下，也可以发送包括笔压值的数据信号d(由笔压值调制后的信号)。在该情况下，与发送频调信号t的情况相比传感器控制器20对触控笔s的可检测性下降，但持续正常动作的传感器控制器20以高的概率对触控笔s要求通常的通信(包括笔压值的数据信号d的发送)，因此作为系统整体能够继续进行动作。
120.不管在通信维持模式下发送数据信号d及频调信号t的哪一个，从主机处理器22侧来看，在实际上上行链路信号us未由触控笔s检测的情况下，也看起来像是触控笔s和传感器控制器20正在进行正常动作，因此能够提供包括稳健的触控笔s和传感器控制器20的系统。因此，能够避免“尽管位置正确，上行链路信号us这一原来不需要的通信却无法检测，因此发生线中断这一对于用户来说不悦的现象”。
121.另外，图14是本实施方式的变形例的触控笔s及传感器控制器20的动作的序列图。本变形例的触控笔s在图10的步骤s31中基于与周期upintv不同的值的周期upintv'来决定规定时间p2、p3、p4这一点上与上述实施方式的触控笔s不同。需要说明的是，在图14中示出了upintv'《upintv的情况，但也可以设为upintv'》upintv。另外，在图14中示出了设为p2＝upintv'/4、p3＝upintv'/2、p4＝upintv'/4的例子，但也可以仅将规定时间p2、p3、p4中的任1个以上设为与上述实施方式的情况不同的值。通过这样，在触控笔s进行上行链路信号us的接收动作的定时和传感器控制器20进行上行链路信号us的发送动作的定时错开为原因而触控笔s变得无法接收上行链路信号us的情况下，不久后能够接收上行链路信号us。
122.标号说明
123.2电子设备
124.2a触摸面
125.20传感器控制器
126.21触摸传感器
127.21x、21y传感器电极
128.22主机处理器
129.30处理电路
130.31电池
131.32芯体
132.33笔电极
133.34压力传感器
134.51逻辑部
135.52、53发送部
136.54接收部
137.55选择部
138.56开关
139.57x、57y导体选择电路
140.58计数器
141.ctrl_t、ctrl_r、str、selx、sely控制信号
142.d数据信号
143.ds下行链路信号
144.fds手指检测用信号
145.p1～p6第一～第六规定时间
146.s触控笔
147.t频调信号
148.upintv上行链路信号us的发送周期
149.us上行链路信号
150.vcom共用电位。