JP7018151B2 - センサシステム - Google Patents

Description

本発明はセンサシステムに関し、特に、デュアルスクリーンモデルのためのセンサシステムに関する。

近年、２つの画面を有するタイプの電子機器の開発が進んでいる。以下、この種の電子機器を「デュアルスクリーンモデル」と称する。デュアルスクリーンモデルの開発に伴い、２つの画面のそれぞれにおいて、スタイラスによる入力（以下、「ペン入力」と称する）及び、指による入力（以下、「タッチ入力」と称する）を利用可能にする技術の開発も進められている。

特許文献１には、そのような技術の一例が開示されている。特許文献１に示されるように、デュアルスクリーンモデル内には、第１の画面用の集積回路及びセンサ電極群と、第２の画面用の集積回路及びセンサ電極群と、各集積回路に接続されるホストプロセッサとを含むセンサシステムが設けられ、このセンサシステムによってペン入力及びタッチ入力が実現される。

特開２０１９－１３３４８７号公報

ところで、スタイラスには、画面から送出されるアップリンク信号を受信し、受信したアップリンク信号に応じて動作するように構成されるものがある。この種のスタイラスをデュアルスクリーンモデルで利用できるようにするには、２つの画面のそれぞれから送出されるアップリンク信号の干渉を防止する必要がある。

したがって、本発明の目的の一つは、デュアルスクリーンモデルに設けられる２つの画面のそれぞれから送出されるアップリンク信号の干渉を防止することのできるセンサシステムを提供することにある。

また、デュアルスクリーンモデルでペン入力を利用する場合、一方の画面でスタイラスの利用を開始した後、ペン先が他方の画面に移動したときにも、連続して使えることが好ましい。

したがって、本発明の目的の他の１つは、デュアルスクリーンモデルを構成する２つの画面の間での連続的なスタイラスの使用を可能にするセンサシステムを提供することにある。

また、デュアルスクリーンモデルでタッチ入力を利用する場合、ユーザが２つの画面の両方に同時に接触すると、一方の集積回路が送出している指タッチ検出用信号が他方の集積回路により受信されてしまうおそれがある。このような受信は集積回路及びホストプロセッサの誤動作の原因となるので、回避する必要がある。

したがって、本発明の目的のさらに他の１つは、一方の集積回路が送出している指タッチ検出用信号が他方の集積回路により受信されてしまうことを防止できるセンサシステムを提供することにある。

また、従来はデュアルスクリーンモデル内の２つの集積回路が互いに同期せずに動作していたため、各集積回路から供給される位置データの順序をホストプロセッサが誤って処理してしまい、描画結果に影響する場合があった。

したがって、本発明の目的のさらに他の１つは、各集積回路から供給される位置データの順序をホストプロセッサにより正しく処理することのできるセンサシステムを提供することにある。

本発明の第１の側面によるセンサシステムは、第１のセンサ電極群及び該第１のセンサ電極群に接続される第１の集積回路と、第２のセンサ電極群及び該第２のセンサ電極群に接続される第２の集積回路とを含み、前記第１の集積回路が前記第１のセンサ電極群を介して送信する第１のアップリンク信号と、前記第２の集積回路が前記第２のセンサ電極群を介して送信する第２のアップリンク信号とが同じ時間に送信されないよう前記第１及び第２の集積回路を制御する、センサシステムである。

本発明の第２の側面によるセンサシステムは、第１のセンサ電極群及び該第１のセンサ電極群に接続される第１の集積回路と、第２のセンサ電極群及び該第２のセンサ電極群に接続される第２の集積回路とを含み、前記第１の集積回路は、スタイラスとペアリングした場合、該ペアリングにかかるペアリング情報を前記第２の集積回路と共有する、センサシステムである。

本発明の第３の側面によるセンサシステムは、第１のセンサ電極群及び該第１のセンサ電極群に接続される第１の集積回路と、第２のセンサ電極群及び該第２のセンサ電極群に接続される第２の集積回路とを含み、前記第１及び第２の集積回路の一方がタッチ入力の検出動作を行っている場合、前記第１及び第２の集積回路の他方によるタッチ入力の検出動作を制限する、センサシステムである。

本発明の第４の側面によるセンサシステムは、第１のセンサ電極群及び第２のセンサ電極群と、前記第１のセンサ電極群に第１の指タッチ検出用信号を供給することによりタッチ入力の検出動作を行う第１の集積回路と、前記第２のセンサ電極群に第２の指タッチ検出用信号を供給することによりタッチ入力の検出動作を行う第２の集積回路とを含み、前記第１及び第２の指タッチ検出用信号は、パルス区間のエッジの時間的な位置が互いに異なることとなるように構成されたパルス信号である、センサシステムである。

本発明の第５の側面によるセンサシステムは、第１のセンサ電極群及び該第１のセンサ電極群に接続される第１の集積回路と、第２のセンサ電極群及び該第２のセンサ電極群に接続される第２の集積回路とを含み、前記第１及び第２の集積回路は、互いに同期した状態でタッチ入力の検出動作を行う、センサシステムである。

本発明の第１の側面によれば、第１及び第２のアップリンク信号が同じ時間には送信されなくなるので、デュアルスクリーンモデルに設けられる２つの画面のそれぞれから送出されるアップリンク信号の干渉を防止することが可能になる。

本発明の第２の側面によれば、第１及び第２の集積回路の間でペアリング情報が共有されるので、デュアルスクリーンモデルを構成する２つの画面の間での連続的なスタイラスの使用が可能になる。

本発明の第３の側面によれば、一方の集積回路がタッチ入力の検出動作を行っている間、他方の集積回路によるタッチ入力の検出動作が制限されるので、一方の集積回路が送出している指タッチ検出用信号が他方の集積回路により受信されてしまうことを防止できる。

本発明の第４の側面によれば、第１の指タッチ検出用信号と第２の指タッチ検出用信号でパルス区間のエッジの時間的な位置が互いに異なるので、一方の集積回路が送出している指タッチ検出用信号が他方の集積回路により受信されてしまうことを防止できる。

本発明の第５の側面によれば、第１及び第２の集積回路が互いに同期した状態でタッチ入力の検出動作を行うので、ホストプロセッサは、各集積回路から供給される位置データの順序を正しく処理することが可能になる。

本発明の第１の実施の形態による電子機器１の外観を示す図である。 電子機器１に備えられるセンサシステム３の構成を示す図である。 第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の動作の概要を示すタイミング図である。 タッチ検出動作ＴＤの原理を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、指タッチ検出用信号ＦＤＳを構成する信号ｓ_１～ｓ_Ｋの具体的な波形の例を示す図である。 第１の集積回路１３、第２の集積回路２３、及びスタイラスＰのそれぞれにより送受信される信号のタイミング図である。 ユーザが手Ｈを第２のパネル面２１上に置いた状態で、第１のパネル面１１上で指Ｆを摺動させている状態を示す図である。 タッチ検出動作ＴＤの制限の一例を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、本発明の第２の実施の形態による指タッチ検出用信号ＦＤＳの波形を示す図である。

以下、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。

図１は、本発明の第１の実施の形態による電子機器１の外観を示す図である。同図には、電子機器１による検出の対象となるスタイラスＰ及び指Ｆについても図示している。また、図２は、スタイラスＰ及び指Ｆを検出するために電子機器１内に設けられるセンサシステム３の構成を示す図である。

図１に示すように、電子機器１は、連結部２によって連結された第１の筐体１０及び第２の筐体２０を有して構成される。連結部２はヒンジ及びフレキシブル基板を含んで構成されており、第１の筐体１０は、図示した破線矢印Ａに示すように、連結部２を中心として３６０°回動可能に構成される。フレキシブル基板は第１の筐体１０及び第２の筐体２０の相対的な位置に応じた角度で変形するように構成された基板であり、その中には、第１の筐体１０内の配線と第２の筐体２０内の配線とを接続するための配線が配置される。

第１の筐体１０には第１のパネル面１１が設けられ、第２の筐体２０には第２のパネル面２１が設けられる。これら第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１それぞれの表面は平坦であり、ユーザは、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１の表面でスタイラスＰのペン先及び指Ｆを摺動させることができる。また、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１はそれぞれ、第１の筐体１０を１８０°の位置にセットした場合に同じ方向を向くように、各筐体の表面に配置される。さらに、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１はともに長方形であり、第１の筐体１０を１８０°の位置にセットした場合に、それぞれの長辺方向が第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１の整列方向と直交するように配置される。

ここで、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１はそれぞれ、ディスプレイの表示面を兼ねていてもよいし、兼ねていなくてもよい。第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１とディスプレイの表示面とを兼ねるための具体的な方式としては、ディスプレイ内の画素を駆動するための電極の一部（例えば、液晶ディスプレイの共通電極）を後述するセンサ電極群の一部（例えば、後述する複数のセンサ電極１２ｘ又は複数のセンサ電極２２ｘ）としても利用するインセル方式、ディスプレイ内に後述するセンサ電極群を設けるものの、ディスプレイ内の画素を駆動するための電極とは別にセンサ電極群を設けるオンセル方式、ディスプレイパネル上に後述するセンサ電極群を配置するアウトセル方式など、各種の方式を採用することが可能である。第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１の両方をディスプレイの表示面と兼用する場合、電子機器１は上述したデュアルスクリーンモデルとなる。

次に図２を参照すると、センサシステム３は、第１のセンサ電極群１２ｘ，１２ｙ、第１の集積回路１３、第１の引き出し配線１４ｘ，１４ｙ、第２のセンサ電極群２２ｘ，２２ｙ、第２の集積回路２３、第２の引き出し配線２４ｘ，２４ｙ、及びホストプロセッサ３０を有して構成される。このうち第１のセンサ電極群１２ｘ，１２ｙ、第１の集積回路１３、及び第１の引き出し配線１４ｘ，１４ｙは第１の筐体１０内に配置され、第２のセンサ電極群２２ｘ，２２ｙ、第２の集積回路２３、第２の引き出し配線２４ｘ，２４ｙ、及びホストプロセッサ３０は第２の筐体２０内に配置される。なお、ホストプロセッサ３０を第２の筐体２０内に配置しているのは一例に過ぎず、第１の筐体１０内に配置しても構わない。

図２に示すように、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３は、配線３１によって相互に接続される。また、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３は、それぞれ配線３２，３３によってホストプロセッサ３０に接続される。このうち配線３１，３２の一部は、上述したフレキシブル基板内に延設される。なお、図２では配線３１～３３をそれぞれ１本の線により描いているが、実際にはそれぞれが複数の配線の集合である。

第１のセンサ電極群１２ｘ，１２ｙは、図１にも示すように第１のパネル面１１の内側に配置される。同様に、第２のセンサ電極群２２ｘ，２２ｙは第２のパネル面２１の内側に配置される。第１のセンサ電極群１２ｘ，１２ｙは、それぞれ第１のパネル面１１の長辺方向に沿って延在し、第１のパネル面１１の短辺方向に沿って等間隔で配置される複数のセンサ電極１２ｘと、それぞれ第１のパネル面１１の短辺方向に沿って延在し、第１のパネル面１１の長辺方向に沿って等間隔で配置される複数のセンサ電極１２ｙとを含んで構成される。また、第２のセンサ電極群２２ｘ，２２ｙは、それぞれ第２のパネル面２１の長辺方向に沿って延在し、第２のパネル面２１の短辺方向に沿って等間隔で配置される複数のセンサ電極２２ｘと、それぞれ第２のパネル面２１の短辺方向に沿って延在し、第２のパネル面２１の長辺方向に沿って等間隔で配置される複数のセンサ電極２２ｙとを含んで構成される。

第１の集積回路１３は、センサ電極１２ｘごとに設けられた第１の引き出し配線１４ｘにより各センサ電極１２ｘに接続されるとともに、センサ電極１２ｙごとに設けられた第１の引き出し配線１４ｙにより各センサ電極１２ｙに接続される。同様に、第２の集積回路２３は、センサ電極２２ｘごとに設けられた第２の引き出し配線２４ｘにより各センサ電極２２ｘに接続されるとともに、センサ電極２２ｙごとに設けられた第２の引き出し配線２４ｙにより各センサ電極２２ｙに接続される。

第１の集積回路１３は、第１のパネル面１１上に存在するスタイラスＰ及び指Ｆを検出する機能と、検出したスタイラスＰ又は指Ｆの第１のパネル面１１内における位置を導出し、導出した位置を示す位置データをホストプロセッサ３０に供給する機能と、第１のセンサ電極群１２ｘ，１２ｙを介してスタイラスＰとの間で双方向に信号の送受信を行う機能とを有して構成される。同様に、第２の集積回路２３は、第２のパネル面２１上に存在するスタイラスＰ及び指Ｆを検出する機能と、検出したスタイラスＰ又は指Ｆの第２のパネル面１１内における位置を導出し、導出した位置を示す位置データをホストプロセッサ３０に供給する機能と、第２のセンサ電極群２２ｘ，２２ｙを介してスタイラスＰとの間で双方向に信号の送受信を行う機能とを有して構成される。第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３は、ホストプロセッサ３０の制御により、又は、配線３１を介して相互に通信を行うことにより、これらの機能を互いに同期した状態で実行するよう構成される。

以下の説明では、第１の集積回路１３がスタイラスＰに対して送信する信号を第１のアップリンク信号ＵＳ１と称し、第２の集積回路２３がスタイラスＰに対して送信する信号を第２のアップリンク信号ＵＳ２と称する。なお、第１のアップリンク信号ＵＳ１及び第２のアップリンク信号ＵＳ２を区別する必要がない場合には、これらを総称してアップリンク信号ＵＳという場合がある。また、スタイラスＰが送信する信号をダウンリンク信号ＤＳと称する。

図１に示す領域ＵＳ１ａは、第１のアップリンク信号ＵＳ１の到達可能範囲である。また、図１に示す領域ＵＳ２ａは、第２のアップリンク信号ＵＳ２の到達可能範囲である。図１の記載から明らかなように、第１の筐体１０と第２の筐体２０のなす角度によっては、領域ＵＳ１ａと領域ＵＳ２ａとが重複することになる。この重複領域内にあるスタイラスＰは、第１のアップリンク信号ＵＳ１及び第２のアップリンク信号ＵＳ２の両方を受信することができる。したがって、電子機器１においては、第１のアップリンク信号ＵＳ１及び第２のアップリンク信号ＵＳ２の干渉を防止する必要がある。

図２に戻り、ホストプロセッサ３０は、図示しない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、電子機器１のオペレーティングシステム及び各種のアプリケーションを実行する電子機器１の中央処理装置である。ホストプロセッサ３０は、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３を介し、スタイラスＰによるペン入力又は指Ｆによるタッチ入力を受け付け、オペレーティングシステム又はアプリケーションに供給する役割も果たす。ペン入力又はタッチ入力を受けて動作するアプリケーションには、例えば描画用のアプリケーションが含まれる。この種のアプリケーションでは、ペン入力又はタッチ入力に基づいて、ストロークデータの生成及び描画が行われる。

図３は、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の動作の概要を示すタイミング図である。同図に示すように、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３はそれぞれ、スタイラスＰを検出するためのペン検出動作ＰＤと、指Ｆを検出するためのタッチ検出動作ＴＤとを、同じタイミングで交互に繰り返し実行するよう構成される。

以下、ペン検出動作ＰＤ及びタッチ検出動作ＴＤそれぞれの概要を説明する。なお、以下では第１の集積回路１３を例に取って説明するが、第２の集積回路２３についても同様である。

初めに、ペン検出動作ＰＤについて説明する。ペン検出動作ＰＤが行われる区間は、図３に示すように、アップリンク信号ＵＳの送受信区間Ｐ１と、ダウンリンク信号ＤＳの送受信区間Ｐ２とを含んで構成される。このうちダウンリンク信号ＤＳの送受信区間Ｐ２は、複数の時間スロットＴＳ１～ＴＳｎに分割されており、複数のスタイラスＰが時分割多重によってダウンリンク信号ＤＳを送信可能に構成される。図示していないが、時分割多重に加えて、或いは、時分割多重に代えて、周波数分割多重や直交周波数分割多重などの他の多重方式を利用することとしてもよい。以下では、時分割多重及び周波数分割多重を利用する場合を例に取って説明を続ける。

第１の集積回路１３は、アップリンク信号ＵＳの送受信区間Ｐ１を利用して、新たに検出したスタイラスＰに対して割り当てる予定のローカルペンＩＤ、時間スロット、及び周波数を特定するペアリング情報を含む第１のアップリンク信号ＵＳ１を周期的に送信するよう構成される。この第１のアップリンク信号ＵＳ１を受信したスタイラスＰは、まだいずれの集積回路ともペアリングしていない場合、第１のアップリンク信号ＵＳ１により示される時間スロット及び周波数を用いて、自身のメモリ内に記憶しているペンＩＤを含むダウンリンク信号ＤＳを送信するとともに、第１のアップリンク信号ＵＳ１に含まれていたペアリング情報を自身のメモリ内に記憶する。

ここで、送受信区間Ｐ２内の各時間スロットには予め番号が割り振られており、第１の集積回路１３は、この番号を特定することにより時間スロットを特定するよう構成される。スタイラスＰは、第１のアップリンク信号ＵＳ１の受信タイミングに基づいて各時間スロットの時間的な位置を決定したうえで、ペアリング情報により割り当てられた時間スロットでダウンリンク信号ＤＳを送信するよう構成される。図３には、ペアリング情報により時間スロットＴＳ２，ＴＳ４，ＴＳｎが割り当てられた場合の例を図示している。

ダウンリンク信号ＤＳを受信した第１の集積回路１３は、受信したペンＩＤを、上記ペアリング情報と対応付けて自身のメモリ内に記憶する。ここまでの処理により、第１の集積回路１３とスタイラスＰのペアリングが完了する。その後、第１の集積回路１３は、必要に応じてローカルペンＩＤ及びコマンドを含む第１のアップリンク信号ＵＳ１を送信することにより、ペアリングしたスタイラスＰに対して送信すべきデータを指示する。

スタイラスＰは、ダウンリンク信号ＤＳとして、バースト信号である位置信号と、第１のアップリンク信号ＵＳ１により指示されたデータにより所定の搬送波信号を変調してなるデータ信号とを送信するよう構成される。第１の集積回路１３は、各センサ電極１２ｘ，１２ｙにおける位置信号の受信強度に基づいてスタイラスＰの位置を導出するとともに、データ信号を受信して復調することにより、スタイラスＰが送信したデータを取得する。そして、導出した位置を示す位置データ及びスタイラスＰから取得したデータをホストプロセッサ３０に出力する。

次に、タッチ検出動作ＴＤについて説明する。図４は、タッチ検出動作ＴＤ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１２ｘのみを示しているが、実際にはより多くのセンサ電極１２ｘが配置される。以下、センサ電極１２ｘの本数がＫ本であるとして説明を続ける。

タッチ検出動作ＴＤを行う場合の第１の集積回路１３は、各センサ電極１２ｘに対して指タッチ検出用信号ＦＤＳを供給する。図４に示すように、指タッチ検出用信号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ｓ_１～ｓ_Ｋによって構成される。信号ｓ_１～ｓ_Ｋそれぞれのｎ番目（ｎ＝１～Ｋ）のパルスはパルス群ｐ_ｎを構成し、１つのパルス群ｐ_ｎを構成する各パルスは、各センサ電極１２ｘにパラレルに入力される。

以下、センサ電極１２ｘ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１２ｘ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。センサ電極１２ｘの本数が４本である場合、信号ｓ_１～ｓ_Ｋ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。具体的には、図４に示すように、信号ｓ_１が「１，１，１，１」、信号ｓ_２が「１，１，－１，－１」、信号ｓ_３が「１，－１，－１，１」、信号ｓ_４が「１－１，１，－１」によりそれぞれ構成される。

第１の集積回路１３は、シフトレジスタ１３ａ及び相関器１３ｂを含んで構成される。シフトレジスタ１３ａはＦＩＦＯ形式の記憶部であり、センサ電極１２ｘ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１３ａ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。第１の集積回路１３は、１つのセンサ電極１２ｙを選択し、パルス群ｐ_１～ｐ_４を順次各センサ電極１２ｘに入力する、という動作を各センサ電極１２ｙについて繰り返す。これにより、選択中のセンサ電極１２ｙには、それぞれパルス群ｐ_１～ｐ_４に対応する４つのレベルＬ_１～Ｌ_４が順次現れることになる。第１の集積回路１３は、こうしてセンサ電極１２ｙに現れるレベルＬ_１～Ｌ_４を順次取得し、その都度、シフトレジスタ１３ａに格納する。

レベルＬ_１～Ｌ_４の具体的な内容について、図４に示したセンサ電極１２ｙ_１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１２ｙ_１と４本のセンサ電極１２ｘ_１～１２ｘ_４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Ｃ_１１～Ｃ_４１とする。

まずパルス群ｐ_１に対応してシフトレジスタ１３ａに格納されるレベルＬ_１は、キャパシタンスのベクトル（Ｃ_１１，Ｃ_２１，Ｃ_３１，Ｃ_４１）と、パルス群ｐ_１を示すベクトル（１，１，１，１）との内積となる。この内積は、図４にも示すように、Ｃ_１１＋Ｃ_２１＋Ｃ_３１＋Ｃ_４１と計算される。同様に、パルス群ｐ_２に対応してシフトレジスタ１３ａに格納されるレベルＬ_２は、キャパシタンスのベクトル（Ｃ_１１，Ｃ_２１，Ｃ_３１，Ｃ_４１）と、パルス群ｐ_１を示すベクトル（１，１，－１，－１）との内積となってＣ_１１＋Ｃ_２１－Ｃ_３１－Ｃ_４１と計算され、パルス群ｐ_３に対応してシフトレジスタ１３ａに格納されるレベルＬ_３は、キャパシタンスのベクトル（Ｃ_１１，Ｃ_２１，Ｃ_３１，Ｃ_４１）と、パルス群ｐ_３を示すベクトル（１，－１，－１，１）との内積となってＣ_１１－Ｃ_２１－Ｃ_３１＋Ｃ_４１と計算され、パルス群ｐ_４に対応してシフトレジスタ１３ａに格納されるレベルＬ_４は、キャパシタンスのベクトル（Ｃ_１１，Ｃ_２１，Ｃ_３１，Ｃ_４１）と、パルス群ｐ_４を示すベクトル（１，－１，１，－１）との内積となってＣ_１１－Ｃ_２１＋Ｃ_３１－Ｃ_４１と計算される。

第１の集積回路１３は、相関器１３ｂを用い、４個のパルス群ｐ_１～ｐ_４のそれぞれについて、シフトレジスタ１３ａに蓄積したレベルＬ_１～Ｌ_４との相関値Ｔ_１～Ｔ_４を順次算出する。こうして算出される相関値Ｔ_１～Ｔ_４の具体的な内容は、図４にも示すように、それぞれ４Ｃ_１１，４Ｃ_２１，４Ｃ_３１，４Ｃ_４１となる。すなわち、相関値Ｔ_１～Ｔ_４には、それぞれセンサ電極１２ｘ_１～１２ｘ_４と、センサ電極１２ｙ_１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。したがって第１の集積回路１３は、各センサ電極１２ｙについて算出される相関値Ｔ_１～Ｔ_４を参照することにより、指Ｆ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第１のパネル面１１内の領域を決定し、例えばその中心位置を指Ｆの位置として検出すればよい。第１の集積回路１３は、こうして検出した位置を示す位置データについても、ホストプロセッサ３０に出力するよう構成される。

図５（ａ）（ｂ）はそれぞれ、指タッチ検出用信号ＦＤＳを構成する信号ｓ_１～ｓ_Ｋの具体的な波形の例を示す図である。図５（ａ）に示す第１の例による信号ｓ_１～ｓ_Ｋは、相対的に高い電圧により「１」を表し、相対的に低い電圧により「－１」を表す信号により構成される。一方、図５（ｂ）に示す第２の例による信号ｓ_１～ｓ_Ｋは、第１の例による信号ｓ_１～ｓ_Ｋをマンチェスター符号化することによって得られる信号により構成される。具体的には、電圧のハイ・ローにより「１」又は「－１」を表す前半部分と、中間の電圧を有する後半部分とにより、１つの値を表す信号となる。以下では、図５（ａ）（ｂ）に示すように、電圧に「１」又は「－１」の値が反映されている区間を１パルス区間ＰＳと称する場合がある。

次に、本発明の特徴部分にかかるセンサシステム３の構成について、図６～図８を参照しながら詳しく説明する。

図６は、第１の集積回路１３、第２の集積回路２３、及びスタイラスＰのそれぞれにより送受信される信号のタイミング図である。同図には、第１の集積回路１３とスタイラスＰとがペアリング済みである状態を示している。

図６に示すように、本実施の形態によるセンサシステム３は、第１の集積回路１３が第１のセンサ電極群１２ｘ，１２ｙを介して送信する第１のアップリンク信号ＵＳ１と、前記第２の集積回路２３が第２のセンサ電極群２２ｘ，２２ｙを介して送信する第２のアップリンク信号ＵＳ２とが同じ時間に送信されないよう第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３を制御する。具体的には、ホストプロセッサ３０により、第１のアップリンク信号ＵＳ１と第２のアップリンク信号ＵＳ２とが同じ時間に送信されないよう第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３を制御することとしてもよいし、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３が相互に通信を行うことにより、第１のアップリンク信号ＵＳ１と第２のアップリンク信号ＵＳ２とが同じ時間に送信されないよう第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３を制御することとしてもよい。

このような処理の結果として、図６の例においては、第１のアップリンク信号ＵＳ１がペン検出動作ＰＤを行う区間の先頭から時間長Ｔ１の期間内に送信されている一方で、第２のアップリンク信号ＵＳ２は、ペン検出動作ＰＤの先頭から、時間長Ｔ１より長い時間長Ｔ２（＞Ｔ１）の時間が経過した後に送信されている。このようにすることで、第１のアップリンク信号ＵＳ１及び第２のアップリンク信号ＵＳ２が同じ時間には送信されなくなるので、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１のそれぞれから送出されるアップリンク信号ＵＳの干渉を防止することが可能になる。

また、第１の集積回路１３はさらに、第１のアップリンク信号ＵＳ１を送信している期間以外は受信動作（図６では「Ｒ」と記している）を行わないよう、ペアリング中のスタイラスＰを制御する。具体的には、第１の集積回路１３からスタイラスＰに対し、ペアリング時に、図示したアップリンク信号ＵＳの送信間隔の時間長ＩＮＴを通知しておき、スタイラスＰは、アップリンク信号ＵＳを受信した後、通知された時間長ＩＮＴだけ受信動作を停止するように動作する。こうすることによって、第１の集積回路１３とペアリング中のスタイラスＰが、第２の集積回路２３によって送信されたアップリンク信号ＵＳを受信してしまうことを防止できる。

第２の集積回路２３についても同様であるが、第２の集積回路２３は、ペアリング時にさらに、図示した時間長Ｔ３（第２のアップリンク信号ＵＳ２の送信終了からタッチ検出動作ＴＤが開始されるまでの時間長）及び時間長Ｔ４（タッチ検出動作ＴＤを行う区間の時間長）をスタイラスＰに通知することが好ましい。こうすることでスタイラスＰは、第２のアップリンク信号ＵＳ２の受信タイミングに基づき、タッチ検出動作ＴＤを行う区間を除いて、ダウンリンク信号ＤＳを送信するための各時間スロットの時間的位置を決定することが可能になる。

また、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方は、スタイラスＰとペアリングした場合、該ペアリングにかかるペアリング情報を第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方と共有するよう構成される。この共有は、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方がペアリング情報をホストプロセッサ３０に送信し、ホストプロセッサ３０がこのペアリング情報を第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方に送信することにより実行されることとしてもよいし、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方が、直接、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方にペアリング情報を送信することによって実行されることとしてもよい。このようにすることで、スタイラスＰが第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１の間を移動したときに改めてペアリングを行う必要がなくなるので、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１の間での連続的なスタイラスＰの使用が可能になる。

また、本実施の形態によるセンサシステム３は、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方がタッチ検出動作ＴＤを行っている場合、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方によるタッチ検出動作ＴＤを制限するよう構成される。以下、この点について、図７を参照しながら詳しく説明する。

図７は、ユーザが手Ｈを第２のパネル面２１上に置いた状態で、第１のパネル面１１上で指Ｆを摺動させている状態を示す図である。ユーザがこのような動作をすると、図示した第１のパネル面１１内の領域Ａ１（指Ｆの接触領域）においてセンサ電極１２ｘ，１２ｙと手Ｈの間に静電結合が発生するだけでなく、図示した第２のパネル面２１内の領域Ａ２（手の平の接触領域）においても、センサ電極２２ｘ，２２ｙと手Ｈの間に静電結合が発生することになる。その結果、第２の集積回路２３が送出している指タッチ検出用信号ＦＤＳが、図示した経路Ｂを通って、第１の集積回路１３により受信されてしまうことになる。このような受信は第１の集積回路１３及びホストプロセッサ３０の誤動作の原因となるので、回避する必要がある。

そこで本実施の形態によるセンサシステム３は、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方がタッチ検出動作ＴＤを行っている場合、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方によるタッチ検出動作ＴＤを制限するよう構成される。この制限は、ホストプロセッサ３０が、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方から指Ｆの座標が供給されている場合に、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方によるタッチ検出動作ＴＤを制限することにより実行されることとしてもよいし、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３のうち指Ｆを検出中の一方が他方に対してその旨を通知することにより実行されることとしてもよい。このようにすることで、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方が送出している指タッチ検出用信号ＦＤＳが第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方により受信されてしまうことを防止可能となる。

なお、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３又はホストプロセッサ３０は、タッチが検出されている領域（図７に示した領域Ａ１，Ａ２）の面積を検出し、検出した面積に基づいて、タッチ検出動作ＴＤの制限対象となる集積回路を選択することが好ましい。一般的に、指先の接触により検出される面積は手の平の接触により検出される面積よりも小さくなるので、このように集積回路を選択することで、指Ｆによるタッチ入力を優先することが可能になる。

また、具体的なタッチ検出動作ＴＤの制限は、一例では、選択した集積回路によるタッチ検出動作ＴＤを完全に停止することによって行えばよい。また、他の一例では、例えば選択した集積回路が第２の集積回路２３である場合であれば、第１のセンサ電極群１２ｘ，１２ｙに近い一部のセンサ電極２２ｘ（図７に示した領域Ｃ内のセンサ電極２２ｘ）を用いずにタッチ検出動作ＴＤを行うよう第２の集積回路２３を制御することによって行えばよい。

図８は、タッチ検出動作ＴＤの制限のさらに他の一例を示す図である。この例では、第１の集積回路１３がタッチ検出動作ＴＤを行っている場合には第２の集積回路２３はタッチ検出動作ＴＤを行わず、第２の集積回路２３がタッチ検出動作ＴＤを行っている場合には第１の集積回路１３はタッチ検出動作ＴＤを行わない。この動作を実現するため、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方は、タッチ検出動作ＴＤの開始タイミング及び終了タイミングを、直接、又は、ホストプロセッサ３０経由で、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方に対して通知することが好ましい。

以上説明したように、本実施の形態によるセンサシステム３によれば、第１のアップリンク信号ＵＳ１及び第２のアップリンク信号ＵＳ２が同じ時間には送信されなくなるので、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１のそれぞれから送出されるアップリンク信号ＵＳの干渉を防止することが可能になる。

また、本実施の形態によるセンサシステム３によれば、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の間でペアリング情報が共有されるので、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１の間での連続的なスタイラスＰの使用が可能になる。

また、本実施の形態によるセンサシステム３によれば、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方がタッチ検出動作ＴＤを行っている間、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方によるタッチ検出動作ＴＤが制限されるので、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方が送出している指タッチ検出用信号ＦＤＳが第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方により受信されてしまうことを防止できる。

さらに、本実施の形態によるセンサシステム３によれば、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３が互いに同期した状態でタッチ検出動作ＴＤを行うので、ホストプロセッサ３０は、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３のそれぞれから供給される指Ｆの位置データの順序を正しく処理することが可能になる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図７を参照して説明した課題の解決方法の点で第１の実施の形態と相違し、その他の点では第１の実施の形態と同様である。そこで以下では、第１の実施の形態との相違点に着目して説明を続ける。

図９（ａ）（ｂ）はそれぞれ、本実施の形態による指タッチ検出用信号ＦＤＳの波形を示す図である。図９（ａ）は、図５（ａ）に示した波形の信号により指タッチ検出用信号ＦＤＳを構成する場合を示し、図９（ｂ）は、図５（ｂ）に示した波形の信号により指タッチ検出用信号ＦＤＳを構成する場合を示している。

第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３はそれぞれ、各パルス区間ＰＳのエッジ（始期）で信号の変化を検出することにより、指タッチ検出用信号ＦＤＳの受信を行うよう構成される。そこで本実施の形態では、第１の集積回路１３が各センサ電極１２ｘに供給する指タッチ検出用信号ＦＤＳ（以下、第１の指タッチ検出用信号ＦＤＳと称する）と、第２の集積回路２３が各センサ電極２２ｘに供給する指タッチ検出用信号ＦＤＳ（以下、第２の指タッチ検出用信号ＦＤＳと称する）とでパルス区間ＰＳのエッジの時間的な位置が互いに異なることとなるように、第１の指タッチ検出用信号ＦＤＳと第２の指タッチ検出用信号ＦＤＳのそれぞれを構成する。

典型的な例では、第１の指タッチ検出用信号ＦＤＳと、第２の指タッチ検出用信号ＦＤＳとを、互いに異なる位相のパルス信号により構成すればよい。例えば、図９（ａ）（ｂ）に示すように、上述した１パルス区間ＰＳの半分の時間ＰＳ／２だけ位相が異なるように、第１の指タッチ検出用信号ＦＤＳ及び第２の指タッチ検出用信号ＦＤＳを構成すればよい。こうすることにより、第１の指タッチ検出用信号ＦＤＳと第２の指タッチ検出用信号ＦＤＳとで、パルス区間ＰＳのエッジの時間的な位置（図９（ａ）（ｂ）に黒三角で示したタイミング）を互いに異ならせることができる。

このように、第１の指タッチ検出用信号ＦＤＳと第２の指タッチ検出用信号ＦＤＳとでパルス区間ＰＳのエッジの時間的な位置が互いに異なることとなるように第１の指タッチ検出用信号ＦＤＳ及び第２の指タッチ検出用信号ＦＤＳを構成することで、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方が信号の変化の検出動作を行うタイミングでは、他方に対応する信号は必ず無変化の状態となる。したがって、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方が送出している指タッチ検出用信号ＦＤＳが第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方により受信されてしまうことを防止することができる。

なお、第１の指タッチ検出用信号ＦＤＳ及び第２の指タッチ検出用信号ＦＤＳの位相に代え、これらの周波数（すなわち、パルス区間ＰＳの時間長）を互いに異ならせることとしてもよい。このようにしても、完全ではないものの実質的に（すなわち、ほとんどのタイミングにおいて）、第１の指タッチ検出用信号ＦＤＳと第２の指タッチ検出用信号ＦＤＳとでパルス区間ＰＳのエッジの時間的な位置を互いに異ならせることができる。

また、第１の指タッチ検出用信号ＦＤＳと第２の指タッチ検出用信号ＦＤＳとで立ち上がり及び立ち下がりの時間長が互いに異なることとなるように第１の指タッチ検出用信号ＦＤＳと第２の指タッチ検出用信号ＦＤＳのそれぞれを構成するとともに、例えば特定の周波数の信号のみを通すバンドパスフィルタを用いて、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３のそれぞれを特定の周波数の指タッチ検出用信号ＦＤＳのみを受信するように構成することとしてもよい。このようにしても、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方が送出している指タッチ検出用信号ＦＤＳが第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方により受信されてしまうことを防止することが可能になる。

また、上述した信号ｓ_１～ｓ_Ｋのビット長が長くなっても構わない場合には、第１の集積回路１３が送信する信号ｓ_１～ｓ_Ｋと、第２の集積回路２３が送信する信号ｓ_１～ｓ_Ｋとのすべてを、互いに直交する符号列により構成することとしてもよい。こうすれば、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３はそれぞれ、予め記憶している直交符号列との相関を算出することにより各信号を区別して受信することができるので、上記と同様に、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方が送出している指タッチ検出用信号ＦＤＳが第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方により受信されてしまうことを防止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、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３のそれぞれから、同じタイミングで同じ内容のアップリンク信号ＵＳを送信することとしてもよい。つまり、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３を一体として運用することとしてもよい。こうすることによっても、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１のそれぞれから送出されるアップリンク信号ＵＳの干渉を防止することが可能になる。この場合においても、タッチ検出動作ＴＤについては、上述したようにして、第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の一方が送出している指タッチ検出用信号ＦＤＳが第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３の他方により受信されることのないようにすることが好ましい。

なお、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１の両方を上述したインセル方式のタッチディスプレイにより構成する場合において、上記のように第１の集積回路１３及び第２の集積回路２３のそれぞれから同じタイミングで同じ内容のアップリンク信号ＵＳを送信することとする場合には、画面の書き換えタイミングを示す垂直同期信号ＶＳｙｎｃを同期させることが好ましい。すなわち、インセル方式のタッチディスプレイでは、センサシステム３は、画素の駆動動作が行われないブランク期間にのみペン検出動作ＰＤ及びタッチ検出動作ＴＤを行うことができる。したがって、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１のそれぞれから同じタイミングでアップリンク信号ＵＳを送信するためには、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１の間で、ブランク期間の時間的な位置が一致している必要がある。上記のように垂直同期信号ＶＳｙｎｃを同期させれば、ブランク期間の時間的な位置を一致させることが可能になる。

また、第１のアップリンク信号ＵＳ１と第２のアップリンク信号ＵＳ２とを、互いに直交する符号列を用いて変調した信号により構成してもよい。こうすることで、スタイラスＰは、予め記憶している直交符号列との相関を算出することにより第１のアップリンク信号ＵＳ１及び第２のアップリンク信号ＵＳ２を区別して受信することができるので、上記と同様に、第１のパネル面１１及び第２のパネル面２１のそれぞれから送出されるアップリンク信号ＵＳの干渉を防止することが可能になる。なお、この場合のスタイラスＰは、第１のアップリンク信号ＵＳ１及び第２のアップリンク信号ＵＳ２の両方が受信された場合、いずれか一方を選択して、選択した一方に対応する集積回路との間でペアリングを実施することが好ましい。例えば、第１のアップリンク信号ＵＳ１及び第２のアップリンク信号ＵＳ２のうち受信強度の強い一方を選択すればよい。

１ 電子機器
２ 連結部
３ センサシステム
１０ 第１の筐体
１１ 第１のパネル面
１２ｘ，１２ｙ 第１のセンサ電極群
１３ 第１の集積回路
１３ａ シフトレジスタ
１３ｂ 相関器
１４ｘ，１４ｙ 第１の引き出し配線
２０ 第２の筐体
２１ 第２のパネル面
２２ｘ，２２ｙ 第２のセンサ電極群
２３ 第２の集積回路
２４ｘ，２４ｙ 第２の引き出し配線
３０ ホストプロセッサ
３１～３３ 配線
Ａ１ 指Ｆの接触領域
Ａ２ 手の平の接触領域
ＤＳ ダウンリンク信号
Ｆ 指
ＦＤＳ 指タッチ検出用信号
Ｈ 手
ＩＮＴ アップリンク信号ＵＳの送信間隔の時間長
Ｐ スタイラス
Ｐ１ アップリンク信号ＵＳの送受信区間
Ｐ２ ダウンリンク信号ＤＳの送受信区間
ｐ_１～ｐ_４ パルス群
ＰＤ ペン検出動作
ＰＳ パルス区間
ｓ_１～ｓ_Ｋ 信号
Ｔ１ 第１のアップリンク信号ＵＳ１の送信期間の時間長
Ｔ_１～Ｔ_４ 相関値
Ｔ２ ペン検出動作ＰＤの先頭から第２のアップリンク信号ＵＳ２の送信が開始されるまでの時間長
Ｔ３ 第２のアップリンク信号ＵＳ２の送信終了からタッチ検出動作ＴＤが開始されるまでの時間長
Ｔ４ タッチ検出動作ＴＤを行う区間の時間長
ＴＤ タッチ検出動作
ＴＳ１～ＴＳｎ 時間スロット
ＵＳ アップリンク信号
ＵＳ１ 第１のアップリンク信号
ＵＳ１ａ 第１のアップリンク信号ＵＳ１の到達可能範囲
ＵＳ２ 第２のアップリンク信号
ＵＳ２ａ 第２のアップリンク信号ＵＳ２の到達可能範囲

Claims (3)

1. 複数の第１のセンサ電極及び複数の第２のセンサ電極を含む第１のセンサ電極群と、
   複数の第３のセンサ電極及び複数の第４のセンサ電極を含む第２のセンサ電極群と、
   前記複数の第１のセンサ電極のそれぞれに第１の指タッチ検出用信号を供給し、該供給の結果として前記複数の第２のセンサ電極のそれぞれに現れるレベルを取得することによりタッチ入力の検出動作を行う第１の集積回路と、
   前記複数の第３のセンサ電極のそれぞれに第２の指タッチ検出用信号を供給し、該供給の結果として前記複数の第４のセンサ電極のそれぞれに現れるレベルを取得することによりタッチ入力の検出動作を行う第２の集積回路とを含み、
   前記第１及び第２の指タッチ検出用信号は、パルス区間のエッジの時間的な位置が互いに異なることとなるように構成されたパルス信号であり、
   前記第１及び第２の指タッチ検出用信号は、互いに異なる周波数を有するパルス信号である、
   センサシステム。
2. 第１のセンサ電極群及び第２のセンサ電極群と、
   前記第１のセンサ電極群に第１の指タッチ検出用信号を供給することによりタッチ入力の検出動作を行う第１の集積回路と、
   前記第２のセンサ電極群に第２の指タッチ検出用信号を供給することによりタッチ入力の検出動作を行う第２の集積回路とを含み、
   前記第１及び第２の指タッチ検出用信号は、パルス区間のエッジの時間的な位置が互いに異なることとなるように構成されたパルス信号であり、
   前記第１及び第２の指タッチ検出用信号は、互いに異なる位相を有するパルス信号であり、
   前記第１の指タッチ検出用信号の位相は、前記第２の指タッチ検出用信号の位相に対して、１パルス区間の半分の時間だけ異なる、
   センサシステム。
3. 第１のセンサ電極群及び第２のセンサ電極群と、
   前記第１のセンサ電極群に第１の指タッチ検出用信号を供給することによりタッチ入力の検出動作を行う第１の集積回路と、
   前記第２のセンサ電極群に第２の指タッチ検出用信号を供給することによりタッチ入力の検出動作を行う第２の集積回路とを含み、
   前記第１及び第２の指タッチ検出用信号は、パルス区間のエッジの時間的な位置が互いに異なることとなるように構成されたパルス信号であり、
   前記第１及び第２の指タッチ検出用信号は、互いに異なる周波数を有するパルス信号である、
   センサシステム。

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