主动笔及传感器集成电路的制作方法

本发明涉及构成为能够朝向位置检测装置发送下行链路信号的主动笔和用于接收该主动笔发送出的下行链路信号的传感器集成电路。

背景技术：

关于支持主动笔的输入的位置检测系统，近年来，要求多个主动笔的同时输入，也提出了一些为此的技术。其中之一是通过多个主动笔在相同的时隙内以不同的频率发送下行链路信号而使得多个主动笔能够同时发送下行链路信号，在专利文献1中公开了其一例。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2016/0246390号说明书

技术实现要素：

发明所要解决的课题

本申请的发明人为了将不同的频率的下行链路信号以尽量简易的结构实现而考虑了分频电路的利用。例如，若是使用8mhz的基准时钟的情况，则能够制作在1/16分频下为500khz、在1/24分频下为333.3khz、在1/32分频下为250khz的各信号，因此，若使用这些频率来生成下行链路信号，则能够利用分频电路这一简易的结构来制作下行链路信号用的载波。

然而，更详细的研究的结果是，查明了：若只是利用分频电路，则会产生接收下行链路信号的传感器集成电路侧的运算变得复杂这一问题及1时隙内的未使用时间的主动笔间的差异变大而无法有效活用时间这一问题。以下，详细说明。

图14是示出本发明的背景技术中的下行链路信号的结构的图。需要说明的是，该图所记载的技术自身是本申请的发明人想出的，在本申请的申请时间点下并不是公知的。在该图中示出了利用bpsk(binaryphase-shiftkeying：二进制相移键控)调制后的脉冲信号来构成下行链路信号的情况的例子。因此，在图14的例子中，1符号(通过1次的调制而发送的1团数字数据)由1位构成。另外，在图14中示出了主动笔1以500khz发送下行链路信号、主动笔2以333.3khz发送下行链路信号、主动笔3以250khz发送下行链路信号的例子。而且，在图14中示出了1时隙的时间长是0.25msec且在1时隙内发送的数据的尺寸是21位的例子。

为了避免高频噪声的产生，希望在1符号的发送中使用的时间的长度(图示的窗口w的时间长。以下，称作“符号时间长”)被设定为与脉冲信号的周期的整数倍相等的值。但是，若这样设定符号时间长，则如图14所示，符号时间长会针对每个频率成为不同的值。在图14的例子中，在频率是500khz的情况下符号时间长成为10μsec，在是333.3khz的情况下成为9μsec，在是250khz的情况下成为8μsec。这样一来，窗口w的开始位置及结束位置针对每个频率而不同，因此接收下行链路信号的传感器集成电路侧的用于相位取得的运算会变得复杂。

另外，如图14所示，也会产生1时隙内的未使用时间的主动笔间的差异变大这一问题。例如，在使用500khz的下行链路信号的主动笔1和使用250khz的下行链路信号的主动笔3中，未使用时间的差异达到82-40＝42μsec。该42μsec可以说是无法有效活用的时间。

因此，本发明的目的之一在于，提供能够利用分频电路这一简易的结构来生成下行链路信号用的载波并避免接收下行链路信号的传感器集成电路侧的用于相位取得的运算的复杂化且能够削减1时隙内的未使用时间的主动笔间的差异的主动笔及传感器集成电路。

用于解决课题的手段

本发明的主动笔构成为在1个时隙中发送1个以上的符号的值，其中，包括：分频部，构成为能够通过以基于互相不同的多个频率的各自的分频比将基准时钟分频而生成频率互相不同的多个载波；及发送部，将第一下行链路信号以所述多个频率共用的符号时间长发送，所述第一下行链路信号是将由所述分频部生成的第一载波利用发送对象的第一符号的值进行调制而成的信号。

本发明的传感器集成电路连接于传感器电极组，基于在所述传感器电极组感应的电荷来检测使用预先确定的多个频率中的互相不同的1个而从1个以上的主动笔发送出的多个下行链路信号，基于检测到的下行链路信号来检测指示位置，并且对由检测到的下行链路信号发送出的符号的值进行解调，其中，包括：ad变换部，取得与在构成所述传感器电极组的多个传感器电极的1个感应出的电荷对应的接收电平值；及多个解调部，分别对应于所述多个频率中的互相不同的1个，通过以对应的频率对所述接收电平值的列进行频率解析来取得以对应的频率发送出的所述下行链路信号，通过将取得的所述下行链路信号按照所述多个频率共用的每个符号时间长进行相位解析来取得由取得的所述下行链路信号发送出的所述符号的值。

发明效果

根据本发明，由于各主动笔发送的下行链路信号的符号时间长互相相等，所以能够利用分频电路这一简易的结构来生成下行链路信号用的载波，并避免接收下行链路信号的传感器集成电路侧的用于相位取得的运算的复杂化。另外，由于各主动笔发送的下行链路信号的总时间长互相相等，所以也能够削减1时隙内的未使用时间的主动笔间的差异。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的位置检测系统1的整体结构的图。

图2是说明ofdm的原理的图。

图3是示出主动笔2a、2c位于同一传感器电极30x上的情况的例子的图。

图4是示出在图3的例子中由传感器电极30x检测的信号的频谱的图。

图5是示出主动笔2a内的信号处理部26的功能框的图。

图6是示出主动笔2c内的信号处理部26的功能框的图。

图7是示出由基准时钟产生部42生成的时钟信号clk和由分频部43生成的多个载波的例子的图。

图8是示出以6种频率f4、f5、f7、f8、f10、f14的各自发送的下行链路信号ds的窗口w(1符号量的信号)的图。

图9是示出传感器电极组30及传感器集成电路31的内部结构的图。

图10是示出设置于接收部54内的用于进行下行链路信号ds的接收的结构的图。

图11是示出主动笔2a的第一变形例的图。

图12是示出主动笔2a的第二变形例的图。

图13是示出在模拟区域中进行基于混频器64a、64b的相乘的情况下设置于接收部54内的用于进行下行链路信号ds的接收的结构的图。

图14是示出本发明的背景技术中的下行链路信号的结构的图。

具体实施方式

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。

图1是示出本发明的第一实施方式的位置检测系统1的整体结构的图。如该图所示，位置检测系统1构成为具有多个主动笔2a～2c和位置检测装置3。在以下的说明中，在无需特别区分主动笔2a～2c的情况下，有时总称为主动笔2。

主动笔2a～2c分别是例如与主动静电方式对应的电子笔。其中，如图1所示，主动笔2c构成为具有芯体20、电极21、22、笔压检测部23、开关24、电源25及信号处理部26。另外，主动笔2a、2b除了不具有电极22这一点之外，具有与主动笔2c同样的结构。以下，着眼于主动笔2c来说明主动笔2的结构，但除了涉及电极22的结构之外，关于主动笔2a、2b也是同样的。

电极21、22分别是设置于芯体20的附近的导电体，通过布线而与信号处理部26电连接。电极22设置于比电极21远离芯体20的前端(笔尖)的位置，典型地，为了位置检测装置3检测主动笔2的倾斜而使用。

笔压检测部23是检测施加于芯体20的前端(笔尖)的力(笔压)的功能部。具体来说，笔压检测部23与芯体20的后端部抵接，构成为通过该抵接而检测在用户将主动笔2的笔尖抵靠于触摸面时向芯体20施加的力。在具体的例子中，笔压检测部23由根据施加于笔尖的力而静电容变化的可变电容模块构成。

开关24是设置于主动笔2的侧面的开关，构成为能够由用户接通断开。电源25用于向信号处理部26供给动作电力(直流电压)，例如由圆筒型的aaaa电池构成。

信号处理部26是由形成于未图示的基板的电路组构成的处理部，连接于电极21、22、笔压检测部23及开关24的各自。信号处理部26构成为能够使用其中的电极21、22而与位置检测装置3之间收发信号。以下，将这样收发的信号中的从位置检测装置3向主动笔2发送的信号称作上行链路信号us，将从主动笔2向位置检测装置3发送的信号称作下行链路信号ds。

在上行链路信号us中包括表示相对于主动笔2的控制内容的指令。另外，下行链路信号ds构成为包括突发信号和数据信号，突发信是无调制的载波信号，数据信号是由规定的数据调制后的载波信号。信号处理部26按照上行链路信号us中包含的指令而取得应该利用数据信号发送的数据，通过利用取得的数据对载波信号进行调制来发送数据信号。在由数据信号发送的数据中，包括由笔压检测部23检测的笔压、表示开关24的接通断开状态的信息、预先写入于信号处理部26内的笔id等。

上行链路信号us及下行链路信号ds的收发以帧单位进行。例如如后所述，该帧是位置检测装置3中包含的显示器的1画面量的显示期间。在典型的例子中，在帧的开头发送上行链路信号us，接着发送下行链路信号ds。在该情况下，上行链路信号us起到将帧的开始定时向主动笔2通知的作用。帧内的下行链路信号ds的发送时间分为多个时隙，在各时隙内，由多个主动笔2同时发送规定符号数的下行链路信号ds。

为了即使在1个时隙内多个主动笔2同时发送下行链路信号ds也能够在位置检测装置3中可靠地解调，在本实施方式中，利用互相正交的多个频率作为下行链路信号ds的载波的频率。该正交的多个频率的想法依照在无线lan、3gpp(thirdgenerationpartnershipproject：第三代合作伙伴计划)等无线通信领域中普遍地使用的正交频分复用(ofdm：orthogonalfrequencydivisionmultiplexing)。除此之外，在本实施方式中，通过将符号时间长不依赖于频率而设为相同的值，来实现接收下行链路信号ds的传感器集成电路31侧的用于相位取得的运算的复杂化的避免和1时隙内的未使用时间的主动笔2间的差异的削减。关于这些点，将在后文详细说明。

位置检测装置3是具有触摸面且构成为能够检测触摸面内的各主动笔2的位置的装置。典型地，位置检测装置3是平板终端等计算机，显示器的显示面成为了触摸面。不过，位置检测装置3也可以是不具有显示面的数字转换器。以下，设为位置检测装置3是平板终端来继续说明。

位置检测装置3构成为具有配置于触摸面的正下方的传感器电极组30、传感器集成电路31及控制包括它们的位置检测装置3的各部分的功能的主机处理器32。

传感器电极组30构成互容型的触摸传感器，构成为具有多个传感器电极30x和多个传感器电极30y呈矩阵状配置的结构。多个传感器电极30x由分别在图示的y方向上延伸且在与y方向正交的x方向上以相等间隔配置的多个线状导电体构成。另外，多个传感器电极30y由分别在x方向上延伸且在y方向上以相等间隔配置的多个线状导电体构成。在图1中仅示出了各多个传感器电极30x、30y中的一部分。多个传感器电极30y也可以兼任显示器的共用电极，该情况下的位置检测装置3如后述那样被称作“in-cell型”。

传感器集成电路31具有检测触摸面上的各主动笔2的指示位置并且接收各主动笔2使用下行链路信号ds发送出的数据的功能和检测触摸面上的手指的位置的功能。在位置检测装置3是in-cell型的情况下，传感器集成电路31还具有将显示动作所需的共用电位向多个传感器电极30y施加的功能。

关于传感器集成电路31的详情将在后面参照图9来说明，但若对与主动笔2相关的部分进行简单说明，则传感器集成电路31具有通过传感器电极组30而朝向各主动笔2发送上行链路信号us并且接收各主动笔2发送出的下行链路信号ds的功能。在接收到下行链路信号ds中的突发信号的情况下，传感器集成电路31基于各传感器电极30x、30y处的突发信号的接收电平来导出主动笔2的指示位置，并向主机处理器32供给。另外，在接收到下行链路信号ds中的数据信号的情况下，传感器集成电路31通过对数据信号进行解调来取出主动笔2发送出的数据，并向主机处理器32供给。

主机处理器32是控制位置检测装置3的整体的中央处理装置。在主机处理器32上，构成为描绘应用、通信应用等各种应用能够动作。描绘应用起到以下作用：基于从传感器集成电路31依次供给的主动笔2或手指的一系列位置而生成表示触摸面上的各轨迹的行程数据并予以存储，并且进行存储的行程数据的渲染。另外，描绘应用在从传感器集成电路31接受了主动笔2发送出的数据的供给的情况下，根据供给的数据而进行渲染的行程数据的线宽、透明度、线色等的控制。

在此，对上述的ofdm进行说明。图2是说明ofdm的原理的图。该图是分别通过ofdm而收发的信号u1(f)～信号u7(f)的频谱，在横轴表示频率f，在纵轴表示振幅。

信号u1(f)～信号u7(f)是以使各自的中心频率f1～f7互相正交的方式设计的信号组，满足以下的式(1)。其中，t是符号时间长，δij是在i＝j时成为1且在i≠j时成为0的δ-函数。

通过这样设计信号u1(f)～信号u7(f)，如图2所示，在各信号的中心频率下其他信号的信号电力密度成为0，因此，在接收侧，即使它们重叠地被接收，也能够将它们区分而接收。具体而言，通过针对每个频率进行对接收信号f(t)进行以下的式(2)及式(3)的运算且基于其结果而进行位判定这一处理，能够将信号u1(f)～信号u7(f)区分而接收。

如上所述，这样的ofdm在无线通信领域中普遍地使用，通常为了从1个发送装置多重地发送大量的数据而使用。相对于此，在本实施方式中，通过对各主动笔2分配不同的频率且使各主动笔2使用分配的频率来发送下行链路信号ds，来实现多个主动笔2的下行链路信号ds的同时发送(多笔发送)。

举出更具体的例子来说明。图3是示出也示于图1的主动笔2a、2c位于同一传感器电极30x上的情况的例子的图。在该图中，向下的箭头表示下行链路信号ds，向上的箭头表示上行链路信号us。另外，在该图中，也图示了配置于传感器电极组30上的玻璃板33。位置检测装置3的触摸面由该玻璃板33的表面构成。在图3的例子中设为：从主动笔2a的电极21发送的下行链路信号ds是图2所示的信号u2(f)，从主动笔2c的电极21发送的下行链路信号ds是图2所示的信号u6(f)，从主动笔2c的电极22发送的下行链路信号ds是图2所示的信号u7(f)。

图4是示出在图3的例子中由传感器电极30x检测的信号的频谱的图。在传感器电极30x中，信号u2(f)、u6(f)、u7(f)重叠地被检测，但如图4所示，在信号u2(f)的中心频率下，信号u6(f)、u7(f)的信号电力密度是0，因此，传感器集成电路31通过观测信号u2(f)的中心频率的振幅，能够取得主动笔2a发送出的下行链路信号ds。同样，在信号u6(f)的中心频率下，信号u2(f)、u7(f)的信号电力密度是0，因此，传感器集成电路31通过观测信号u6(f)的中心频率的振幅，能够取得主动笔2c从电极21发送出的下行链路信号ds。另外，在信号u7(f)的中心频率下，信号u6(f)、u7(f)的信号电力密度是0，因此，传感器集成电路31通过观测信号u7(f)的中心频率的振幅，能够取得主动笔2c从电极22发送出的下行链路信号ds。

需要说明的是，在图4的例子中，信号u6(f)、u7(f)的峰值比信号u2(f)的振幅小是因为，如图3所示，主动笔2a为落笔状态(笔尖与触摸面接触的状态)，而主动笔2c为悬停状态(笔尖从触摸面离开的状态)。位置检测装置3必须不仅关于处于振幅大的落笔状态的主动笔2检测其位置也关于振幅小的悬停状态的主动笔2检测其位置，但若从各自发送的下行链路信号ds的中心频率如图4那样正交，则能够避免振幅较大一方(落笔状态)的主动笔2的下行链路信号ds对振幅较小一方(悬停状态)的主动笔2的下行链路信号ds的接收电平造成影响。

以下，对本实施方式的用于发送下行链路信号ds的主动笔2的结构进行详细说明，之后，对本实施方式的用于接收下行链路信号ds的传感器集成电路31的结构进行详细说明。

图5是示出主动笔2a内的信号处理部26的功能框的图。虽然未图示，但主动2b内的信号处理部26也具有同样的功能框。如该图所示，主动笔2a内的信号处理部26构成为具有接收部40、控制部41、基准时钟产生部42、分频部43、调制部44及放大部45。

接收部40是检测由电极21接收到的上行链路信号us的检测电路，基于上行链路信号us的接收定时而取得帧的开始定时，并向控制部41通知。另外，通过对上行链路信号us进行解调而取得传感器集成电路31发送出的指令，并向控制部41供给。

控制部41是具有控制主动笔2内的各部分的功能的处理器，内置有未图示的存储器。在该存储器中预先保存有帧的时间长、帧内的各时隙的位置、帧内包含的多个时隙中的应该在下行链路信号ds的发送中使用的时隙的1以上的组合、在1时隙内发送的位的数量、下行链路信号ds的符号时间长等与上行链路信号us及下行链路信号ds的收发相关的各种信息，控制部41基于这些信息和由接收部40接收到的上行链路信号us来使调制部44发送下行链路信号ds。

在此，符号时间长是与检测下行链路信号ds的位置检测装置3中的解调处理的单位时间对应的时间，在本实施方式中，被设定为能够在下行链路信号ds的发送中使用的多个频率共用的值。通过这样，从各主动笔2发送的下行链路信号ds的符号时间长不依赖于下行链路信号ds的频率而成为相同的值，因此，在位置检测装置3中，不用为了取得相位而进行复杂的运算就能够接收各主动笔2发送出的下行链路信号ds。关于这一点，将在后文详细说明。

对控制部41的动作进行具体说明。控制部41首先基于从接收部40通知的帧的开始定时来取得帧内的各时隙的位置。另外，控制部41基于从接收部40供给的指令(设定数据)来决定在下行链路信号ds的发送中使用的频率、利用下行链路信号ds发送的数据的内容及应该在下行链路信号ds的发送中使用的1以上的时隙。其中，频率是后述的6种频率f4、f5、f7、f8、f10、f14的任一个，控制部41构成为将决定出的频率向分频部43设定。

在由下行链路信号ds发送的数据中，包括由笔压检测部23检测的笔压、表示开关24的接通断开状态的开关信息、预先写入于控制部41内的未图示的存储器的笔id等。控制部41在决定出的数据的内容是笔压的情况下从笔压检测部23取得笔压，在是开关信息的情况下从开关24取得开关信息，在是笔id的情况下从内置存储器取得笔id。控制部41基于这样取得的各种数据来生成构成下行链路信号ds的数据信号，通过进一步附加规定的突发信号来生成下行链路信号ds。

生成了下行链路信号ds的控制部41基于生成的下行链路信号ds的内容来决定在决定出的1以上的时隙的各自中应该发送的符号串ss。需要说明的是，符号串ss中的与突发信号对应的部分以使脉冲信号的相位反复相同的值的方式决定。通过这样，突发信号成为取相同的相位的脉冲信号反复发送而成的音调信号。控制部41构成为在与各时隙对应的定时(以上行链路信号us为基准的定时)下将决定出的符号串ss并行地向调制部44供给。

基准时钟产生部42是产生时钟信号clk(基准时钟)的功能部，时钟信号clk是规定频率的脉冲信号。在图5及后述的各图中将该规定频率设为8mhz，但当然也可以使用其他频率。以下，设为时钟信号clk是8mhz的脉冲信号来继续说明。

分频部43是构成为能够通过以基于互相不同的多个频率(后述的6种频率f4、f5、f7、f8、f10、f14)的各自的分频比将时钟信号clk分频而生成频率互相不同的多个载波的分频电路。具体而言，构成为将从控制部41设定的频率(例如，频率f8)的载波通过分频而生成。从分频部43输出的载波可以是如后述的图7所示的脉冲信号。

调制部44是将由分频部43生成的载波(第一载波)利用从控制部41供给的发送对象的符号的值(第一符号的值)进行调制且将作为其结果而得到的信号(第一下行链路信号)以预先保存于控制部41的存储器的符号时间长发送的发送电路(发送部)。

具体来说，如图5所示，调制部44构成为具有串行输出部44a和混频器44b。串行输出部44a构成为将从控制部41并行地供给的符号串ss每次1符号地串行地对混频器44b供给。

混频器44b是利用从串行输出部44a供给的符号的值来控制由分频部43生成的载波的相位的电路，具体而言，构成为对从串行输出部44a供给的符号的值乘以由分频部43生成的载波。混频器44b的相位控制通过bpsk来执行。即，混频器44b构成为，在从串行输出部44a供给的符号的值是0的情况下以使相位成为0的方式控制载波的相位，在从串行输出部44a供给的符号的值是1的情况下以使相位成为π的方式控制载波的相位。

混频器44b构成为，将作为控制了相位的结果而得到的1符号量的信号以预先保存于控制部41的存储器的符号时间长向放大部45供给。放大部45将这样从混频器44b供给的信号放大，并向电极21供给。由此，具有能够在下行链路信号ds的发送中使用的多个频率共用的符号时间长的下行链路信号ds从电极21朝向传感器集成电路31发送。

图6是示出主动笔2c内的信号处理部26的功能框的图。与图5所示的主动笔2a的功能框的差异是还具备放大部46这一点、分频部43生成2种载波这一点、在调制部44内还设置混频器44c这一点。以下，着眼于与主动笔2a的差异来说明。

主动笔2c的控制部41构成为基于从接收部40供给的指令(设定数据)来决定2个在下行链路信号ds的发送中使用的频率。控制部41将决定出的2个频率的各自向分频部43设定。分频部43构成为关于从控制部41设定的2个频率(例如，频率f4、f14)的各自通过分频而生成载波。

另外，控制部41基于根据从笔压检测部23等取得的数据而生成的下行链路信号ds，决定从电极21(第一电极)在1以上的时隙的各自中应该发送的符号串ss1和从电极22(第二电极)在1以上的时隙的各自中应该发送的符号串ss2。并且，构成为在与各时隙对应的定时下将各自并行地向调制部44供给。

串行输出部44a构成为将从控制部41并行地供给的符号串ss1每次1符号地串行地对混频器44b供给，并且将从控制部41并行地供给的符号串ss2每次1符号地串行地对混频器44c供给。

混频器44b利用从串行输出部44a依次供给的符号的值(第一符号的值)来控制由分频部43生成的2个载波中的一方(第一载波)的相位。另外，混频器44c利用从串行输出部44a依次供给的符号的值(第二符号的值)来控制由分频部43生成的2个载波中的另一方(第二载波)的相位。

混频器44b、44c分别构成为将作为控制了相位的结果而得到的1符号量的信号以预先保存于控制部41的存储器的符号时间长向放大部45供给。放大部45将从混频器44b供给的信号放大并向电极21供给，放大部46将从混频器44c供给的信号放大并向电极22供给。由此，从电极21、22的各自发送具有能够在下行链路信号ds的发送中使用的多个频率共用的符号时间长的下行链路信号ds(第一及第二下行链路信号)。

以下，对能够向分频部43设定的6种频率f4、f5、f7、f8、f10、f14进行详细说明。

图7是示出由基准时钟产生部42生成的时钟信号clk和由分频部43生成的多个载波的例子的图。在该图中，示出了1符号时间长(例如，35μsec)的波形。如该图所示，时钟信号clk及各载波均由脉冲信号构成。

作为向分频部43设定的频率，选择周期的整数倍与共用的符号时间长一致且互相正交的频率。图示的6种频率f4、f5、f7、f8、f10、f14是能够这样选择的频率的例子。具体来说，频率f4是通过将时钟信号clk进行70分频而得到的约114.2857143khz的频率，在4波下正好成为35μsec。频率f5是通过将时钟信号clk进行56分频而得到的约142.857143khz的频率，在5波下正好成为35μsec。频率f7是通过将时钟信号clk进行40分频而得到的200khz的频率，在7波下正好成为35μsec。频率f8是通过将时钟信号clk进行35分频而得到的约228.5714286khz的频率，在8波下正好成为35μsec。频率f10是通过将时钟信号clk进行28分频而得到的约285.7142857khz的频率，在10波下正好成为35μsec。频率f14是通过将时钟信号clk进行20分频而得到的400khz的频率，在14波下正好成为35μsec。

图8是示出以6种频率f4、f5、f7、f8、f10、f14的各自发送的下行链路信号ds的窗口w(1符号量的信号)的图。根据本实施方式，由于符号时间长不依赖于下行链路信号ds的频率而固定，所以窗口w的时间长也不依赖于频率而成为固定的值。其结果，在接收下行链路信号ds的传感器集成电路31中，无需根据下行链路信号ds的频率而改变窗口w的位置，因此能够避免传感器集成电路31中的用于相位取得的运算的复杂化。另外，由于各主动笔2在1时隙内发送的下行链路信号ds的总时间长互相相等，所以也能够削减1时隙内的未使用时间的主动笔2间的差异。

如以上说明那样，根据本实施方式的主动笔2，由于各主动笔2发送的下行链路信号ds的窗口w的时间长与共用的符号时间长相等，所以能够利用分频电路这一简易的结构来生成下行链路信号ds用的载波，并避免接收下行链路信号ds的传感器集成电路31侧的用于相位取得的运算的复杂化。另外，由于各主动笔2发送的下行链路信号ds的总时间长互相相等，所以也能够削减1时隙内的未使用时间的主动笔2间的差异。

接着，对本实施方式的用于接收下行链路信号ds的传感器集成电路31的结构进行详细说明。

图9是示出传感器电极组30及传感器集成电路31的内部结构的图。如上所述，传感器电极组30由各多个传感器电极30x、30y构成。在触摸面由显示器的显示面构成的情况下，传感器电极30x、30y的一方能够也作为显示器内的共用电极来使用。使用传感器电极30x、30y的一方作为显示器内的共用电极的类型的位置检测装置3例如被称作“in-cell型”。另一方面，分别设置传感器电极30x、30y和显示器内的共用电极的类型的位置检测装置3例如被称作“out-cell型”或“on-cell型”。以下，设为位置检测装置3是in-cell型来继续说明，但本发明关于out-cell型或on-cell型的位置检测装置也能够同样地应用。

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型的位置检测装置3中，在显示器执行着像素的驱动处理的期间，传感器集成电路31无法进行与主动笔2的通信及手指的检测。于是，主机处理器32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使传感器集成电路31执行与主动笔2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看做时隙，以在各时隙内执行与主动笔2的通信及手指的检测的方式控制传感器集成电路31。

如图9所示，传感器集成电路31构成为具有mcu50、逻辑部51、发送部52、53、接收部54、选择部55。

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来控制传感器集成电路31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相当于上述的上行链路信号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。

在基于mcu50输出的指令com的命令中，包括表示检测中的各主动笔2中包含的每个电极的1以上的时隙及频率的分配和主动笔2应该利用下行链路信号ds内的数据信号来发送的数据的内容的信息(设定数据)。mcu50构成为基于检测中的主动笔2的支数等来决定向各主动笔2分配的1以上的时隙及频率，并配置于指令com内。

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。手指检测用信号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30y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。

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来生成上行链路信号us的电路。具体而言，在从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利用规定的扩频码(例如，具有自相关特性的11码片长的扩频码)进行扩频，进一步例如通过循环移位进行调制，由此生成上行链路信号us。

选择部55构成为包括开关56和导体选择电路57x、57y。

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30y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。

导体选择电路57x是用于将多个传感器电极30x选择性地与开关56的共用端子连接的开关元件。导体选择电路57x构成为也能够将多个传感器电极30x的一部分或全部同时与开关56的共用端子连接。

导体选择电路57y是用于将多个传感器电极30y选择性地与接收部54的输入端连接的开关元件。导体选择电路57y构成为也能够将多个传感器电极30y的一部分或全部同时与接收部54的输入端连接。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端子的多个端子与多个传感器电极30y一对一地连接。

从逻辑部51向选择部55供给4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来实现上行链路信号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。

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30y同时连接于发送部53的输入端的方式控制选择部55。

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主动笔2的检测而接收下行链路信号ds的情况(全局扫描)和从已检测的主动笔2接收下行链路信号ds的情况(扇形扫描)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30x、30y依次连接于接收部54的输入端的方式控制选择部55。接着，进行扇形扫描的情况下的逻辑部51首先在突发信号的接收时，以使位于该主动笔2的指示位置的附近的各数条传感器电极30x、30y依次连接于接收部54的输入端的方式控制选择部55。接着，在数据信号的接收时，以使最接近该主动笔2的指示位置的传感器电极30x或传感器电极30y连接于接收部54的输入端的方式控制选择部55。

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端子的多个端子与多个传感器电极30x一对一地连接的方式控制选择部55。并且，以一边维持该状态一边每次1条地依次选择多个传感器电极30x且使选择出的传感器电极30x连接于接收部54的方式控制选择部55。

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30y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30y的电位与共用电位vcom相等。

接收部54是基于逻辑部51的控制信号ctrl_r来接收发送部52发送出的手指检测用信号fds及主动笔2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30x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30x与各传感器电极30y的每个交点的检测电平。然后，基于其结果来决定触摸面内的正被触摸的区域(触摸区域)，经由mcu50而向主机处理器32输出。

另一方面，在接收下行链路信号ds的定时下，接收部54构成为，基于在传感器电极组30感应的电荷来区分检测使用预先确定的多个频率(例如，上述的6种频率f4、f5、f7、f8、f10、f14)中的互相不同的1个而从1个以上的主动笔2发送出的多个下行链路信号ds，基于检测到的多个下行链路信号ds的各自来检测指示位置，并且对利用检测到的多个下行链路信号ds的各自发送出的符号的值进行解调。

图10是示出设置于接收部54内的用于进行下行链路信号ds的接收的结构的图。如该图所示，接收部54构成为具有缓冲器60、带通滤波器61、ad变换部62、复制部63、解调部64、位置检测部65及数据取得部66。其中，解调部64、位置检测部65及数据取得部66针对在下行链路信号ds的发送中使用的多个频率分别设置。

缓冲器60的输入端子经由选择部55而连接于构成传感器电极组30的多个传感器电极30x、30y的任一者(通过选择部55而与接收部54连接中的传感器电极)。缓冲器60起到将在连接于输入端子的传感器电极感应的电流放大并向带通滤波器61供给的作用。

带通滤波器61是从自缓冲器60供给的电流除去低频噪声及高频噪声的滤波器电路。在由带通滤波器61除去的低频噪声中，例如包括来自可能存在于位置检测装置3的周围的电源装置的低频噪声。

ad变换部62是通过对带通滤波器61的输出电流进行采样及量化来取得与在对应的传感器电极感应出的电荷对应的接收电平值的电路。需要说明的是，ad变换部62的采样频率被设定为比构成下行链路信号ds的脉冲信号的频率充分高的频率(例如图7所示的时钟信号clk的频率)。ad变换部62构成为将取得的接收电平值逐次向复制部63供给。

复制部63是对从ad变换部62供给的接收电平值的列进行复制并向多个解调部64的各自并行地供给的电路。

多个解调部64分别是通过以对应的频率对从复制部63供给来的接收电平值的列进行频率解析而取得以对应的频率发送出的下行链路信号ds且通过对取得的下行链路信号ds按照每个上述的符号时间长(多个频率共用的符号时间长)进行相位解析来取得由取得的下行链路信号ds发送出的符号的值的功能部，如图10所示，构成为具有混频器64a、64b和相位·绝对值取得部64c。

混频器64a、64b是对从复制部63供给的接收电平值的列乘以对应的频率的载波的电路。对混频器64a供给由未图示的再生电路从接收电平值的列再生出的载波。另外，对混频器64a供给使该载波的相位偏移π/2而成的载波。使用2个混频器64a、64b是为了使得：通过确认下行链路信号ds的相位的变化而非相位自身，即使在下行链路信号ds的收发中相位进行了旋转的情况下，也能够正常地接收下行链路信号ds。这样的解调方法一般被称作dbpsk(differentialbinaryphase-shiftkeying：差分二进制移相键控)。

相位·绝对值取得部64c基于混频器64a、64b各自的输出信号来取得以对应的频率发送出的下行链路信号ds。并且，构成为通过对取得的下行链路信号ds按照每个上述的符号时间长(多个频率共用的符号时间长)进行相位解析来取得由取得的下行链路信号ds发送出的符号的值。这样，相位·绝对值取得部64c能够以共用的符号时间长进行相位解析(也就是说，可以不按照每个频率改变符号时间长)正是本发明的效果之一。另外，相位·绝对值取得部64c也进行取得所取得的下行链路信号ds的电平值的绝对值解析。

位置检测部65是关于多个传感器电极30x、30y(在全局扫描的情况下是所有的传感器电极30x、30y。在扇形扫描的情况下是位于主动笔2的指示位置的附近的各数条传感器电极30x、30y)的各自基于对应的相位·绝对值取得部64c取得的上述电平值来检测主动笔2的指示位置的功能部。这样检测的指示位置成为以对应的频率发送了下行链路信号ds的主动笔2的指示位置。位置检测部65将检测到的指示位置经由mcu50而向图9所示的主机处理器32输出。

数据取得部66是基于对应的相位·绝对值取得部64c取得的符号的值来取得主动笔2发送出的数据的功能部。这样检测的数据成为以对应的频率发送了下行链路信号ds的主动笔2发送出的数据。数据取得部66将取得的数据经由mcu50而向图9所示的主机处理器32输出。

如以上说明那样，根据本实施方式的传感器集成电路31，通过从各主动笔2接收本实施方式的下行链路信号ds，能够取得各主动笔2的指示位置和各主动笔2发送出的数据。

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实施。

例如，在本实施方式中，将调制部44构成为以预先保存于主动笔2的控制部41的存储器的符号时间长发送各符号，但也可以在控制部41的存储器内预先与各频率建立对应地存储波数，调制部44发送与下行链路信号ds的频率对应的波数量的信号。即使这样，也能够使各主动笔2发送的下行链路信号ds的窗口w的时间长与共用的符号时间长相等。

另外，在本实施方式中的“多个频率共用的符号时间长”中，包括在不妨碍传感器集成电路31中的接收的范围内针对每个频率而符号时间长不同的情况。即，传感器集成电路31的接收动作以吸收各下行链路信号ds的路径差等的目的预先考虑某种程度的误差而设计。即使与各频率对应的符号时间长在该误差的范围内不同，传感器集成电路31也能够吸收该差异，因此，也可以在不妨碍传感器集成电路31中的接收的范围内针对每个频率而符号时间长不同。

另外，在本实施方式中，说明了利用周期的整数倍与符号时间长完全一致的6种频率f4、f5、f7、f8、f10、f14的例子，但只要与上述同样地不妨碍传感器集成电路31中的接收，则也可以使用周期的整数倍不与符号时间长完全一致的频率。更具体而言，也可以以误差为3％以下(更优选为1％以下)为条件，周期的整数倍和符号时间长不一致。若为该误差的范围，则即使发送了例如21符号，误差的累积也被抑制，能够抑制对其他频率的下行链路信号ds施加的噪声。另外，也能够通过使用dbpsk、qbpsk这样的差动方式作为调制方式来抑制对于成为解调对象的下行链路信号ds的解调的精度的影响。

另外，也可以是，在发送侧的主动笔2中，将相同的数据以相同的调制方式反复发送数次(例如2次或3次)，在接收侧的位置检测装置3中，将符号时间长(例如，35usec)的自然数倍的长度(例如，70usec、105usec)设为解调单位。通过这样，能够使接收侧的信噪比(s/n比)提高，作为其结果，能够降低位解码的误码率。

另外，在本实施方式中，说明了将下行链路信号ds利用脉冲信号构成的例子，但例如也可以在调制部44(参照图5及图6)的后段具备将下行链路信号ds正弦波形化的正弦波滤波器，发送从该正弦波滤波器输出的下行链路信号ds。这样一来，能够减少高频噪声。

另外，在本实施方式中，说明了为了生成下行链路信号而对载波进行bpsk调制的例子，但当然也可以使用qpsk(quadraturephase-shiftkeying：正交相移键控)、16qam(16quadratureamplitudemodulation：16正交幅度调制)等其他的调制方式。

图11是示出本实施方式的主动笔2a的第一变形例的图。本变形例的主动笔2a在不是通过bpsk而是通过qpsk来进行由分频部43生成的载波的相位控制这一点上与图5所示的主动笔2a不同。以下，着眼于不同点来说明。

本变形例的主动笔2a构成为具有移相部47。移相部47具有使由分频部43生成的载波的相位偏移π/2的功能。对本变形例的调制部44供给从分频部43输出的载波和从移相部47输出的载波这2个。需要说明的是，在本变形例中，将移相部47与分频部43相独立地设置，但也可以在分频部43设置移相的功能。

调制部44构成为除了混频器44b之外还具有混频器44c。在本变形例中，1符号由2位构成，串行输出部44a构成为将其中的1位向混频器44b供给且将其他的1位向混频器44c供给。

混频器44b利用从串行输出部44a依次供给的位的值来控制从分频部43输出的载波的相位。另外，混频器44c利用从串行输出部44a依次供给的位的值来控制从移相部47输出的载波的相位。由此，从混频器44b根据对应的位的值而输出相当于cos(2πft)或-cos(2πft)的脉冲信号，从混频器44c根据对应的位的值而输出相当于sin(θ)或-sin(2πft)的脉冲信号。其中，f是载波的频率，t是时间。

本变形例的主动笔2a构成为还具有相加部48。相加部48是将从混频器44b输出的信号与从混频器44c输出的信号相加的功能部。由相加部48生成的信号根据对应的符号的值而成为相当于cos(2πft+π/4)、cos(2πft+3π/4)、cos(2πft+5π/4)、cos(2πft+7π/4)的任一者的脉冲信号。

相加部48构成为将生成的信号以针对每个符号预先保存于控制部41的存储器的符号时间长向放大部45供给。放大部45将这样从混频器44b供给的信号放大并向电极21供给。由此，在本变形例中，也发送具有能够在下行链路信号ds的发送中使用的多个频率共用的符号时间长的下行链路信号ds。

另外，在本实施方式中，说明了将构成下行链路信号ds的突发信号和数据信号连续地发送的例子，但只要使用本实施方式的原理即可，也能够将它们同时发送。以下，关于这一点，举出具体的例子来说明。

图12是示出本实施方式的主动笔2a的第二变形例的图。本变形例的主动笔2a在将突发信号及数据信号同时以不同的频率发送这一点上与图5所示的主动笔2a不同。以下，着眼于不同点来说明。

本变形例的主动笔2a的控制部41构成为基于从接收部40供给的指令来决定2个在下行链路信号ds的发送中使用的频率。控制部41将决定出的2个频率的各自向分频部43设定。分频部43构成为关于从控制部41设定的2个频率(例如，频率f4、f14)的各自通过分频而生成载波。

调制部44构成为除了混频器44b之外还具有混频器44c。串行输出部44a将从控制部41供给的符号串ss分离成构成突发信号的符号串和构成数据信号的符号串，将前者向混频器44b每次1符号地串行地供给，将后者向混频器44c每次1符号地串行地供给。这样接受了符号串的供给的混频器44b、44c各自的动作与参照图6说明的主动笔2c的动作是同样的。不过，在本变形例中，混频器44b、44c的输出信号向相加部48共同供给。

相加部48与图11所示的相加部48同样地进行将从混频器44b输出的信号与从混频器44c输出的信号相加的处理。通过该处理而得到的信号由放大部45放大并向电极21供给。由此，在本变形例中，突发信号和数据信号被重叠地发送，但由于以正交频分复用的状态发送，所以在传感器集成电路31中能够将它们分离。

另外，在本实施方式中，如图10所示，将带通滤波器61及ad变换部62设置于复制部63的前段，在数字区域中进行基于混频器64a、64b的相乘，但也可以在模拟区域中进行基于混频器64a、64b的相乘。

图13是示出在模拟区域中进行基于混频器64a、64b的相乘的情况下设置于接收部54内的用于进行下行链路信号ds的接收的结构的图。如该图所示，在该情况下，各混频器64a、64b的输入端直接共同连接于带通滤波器61的输出端，在各混频器64a、64b与相位·绝对值取得部64c之间设置ad变换部64d。ad变换部64d的功能与图10所示的ad变换部62是同样的。通过这样，能够在模拟区域中进行基于混频器64a、64b的相乘。

标号说明

2、2a～2c主动笔

3位置检测装置

20芯体

21、22电极

23笔压检测部

24开关

25电源

26信号处理部

30传感器电极组

30x、30y传感器电极

31传感器集成电路

32主机处理器

33玻璃板

40接收部

41控制部

42基准时钟产生部

43分频部

44调制部

44a串行输出部

44b、44c混频器

45、46、60放大部

47移相部

48相加部

51逻辑部

52、53发送部

54接收部

55选择部

56开关

57x、57y导体选择电路

60缓冲器

61带通滤波器

62、64dad变换部

63复制部

64解调部

64a、64b混频器

64c相位·绝对值取得部

65位置检测部

66数据取得部

clk时钟信号

com指令

ctrl_t、ctrl_r、str、selx、sely控制信号

ds下行链路信号

f4、f5、f7、f8、f10、f14频率

fds手指检测用信号

selx控制信号

ss、ss1、ss2符号串

us上行链路信号

vcom共用电位

w窗口。