CN104656973A - 坐标输入装置和移动终端 - Google Patents

Abstract

本公开涉及坐标输入装置和移动终端。一种坐标输入装置(100)包括信号发生单元(1)、发送天线单元(2)、接收天线(3)和检测单元(4)。发送天线单元(2)包括根据AC信号发送电磁波W的多个天线。信号发生单元(1)将AG信号SIG输出到发送天线单元(2)的多个天线中的一个。接收天线(3)从发送天线单元(2)接收电磁波W。检测单元(4)基于接收天线(3)接收的电磁波W，得到与多个天线的位置对应的电磁波W的强度分布，并且根据强度分布中的峰的位置对检测位置进行检测。

Description

坐标输入装置和移动终端

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求2013年11月19日提交的日本专利申请No.2013-238498的优先权权益，该专利申请的内容并入本文中。

技术领域

本发明涉及坐标输入装置和移动终端。例如，本发明涉及装入触摸面板的坐标输入装置和包括其内设置的该触摸面板的移动终端。

背景技术

在近年来逐渐变得普及的诸如智能电话和平板PC的移动设备中，使用诸如触摸面板的坐标输入装置替代键盘和鼠标作为输入界面。触摸面板既具有显示功能又具有输入功能，因此可以实现比键盘和鼠标更容易理解和使用的输入界面并且可以更直观地使用。已经提出了各种方法作为用于实现触摸面板的方法。其中，电阻膜型(日本未经审查的专利申请公开No.S59-85584)和电容型(日本未经审查的专利申请公开No.2012-248035)是主流方法。

图44是示出普通电阻膜型触摸面板800的示例的构造示图。在触摸面板800中，多个点状突起802形成在具有均一表面电阻的透明电阻片材801的表面上。透明电阻片材801和透明电极片材803互相重叠地布置，且突起802用作将透明电阻片材801和透明电极片材803彼此电隔离的分隔件。二极管组808至811分别连接到透明电阻片材801的四条边804至807。开关813是用于切换极性的双刀双掷开关。当开关813的a侧闭合时，电流从电源812的正极起通过开关813、二极管组810、透明电阻片材801、二极管组811、开关813流向电源812的负极。因此，与边806和807大体平行的等电位线(isoelectric line)形成在透明电阻片材801中。当开关813的b侧闭合时，电流从电源812的正极起通过开关813、二极管组808、透明电阻片材801、二极管组809、开关813流向电源812的负极。因此，与边804和805大体平行的等电位线形成在透明电阻片材801中。当用笔814在透明电极片材803上方对透明电极片材803上的点815施压时，透明电阻片材801和透明电极片材803彼此接触于点815和对应于点815的透明电阻片材801上的点816。因此，点816的电势被传递到透明电极片材803上。点816的电势对应于点816的坐标。因此，当检测电路817检测点816的电势时，识别受压点的坐标。当a侧闭合时，点816的电势对应于y坐标，当b侧闭合时，点816的电势对应于x坐标。因此，可以通过切换开关813来识别x坐标和y坐标二者。

如上所述，在电阻膜型(日本未经审查的专利申请公开No.S59-85584)中，必须压下电阻膜从而使电阻膜变形。因此，需要将柔性材料用于电阻膜。因此，触摸面板的表面容易被刮擦或受损，因此触摸面板的耐久性差。另外，当用多个手指按压多个点时，所得的电阻值与当只按压多个点之中最靠近电阻测量点的点时得到的电阻值基本上相同。因此，不可以同时检测多个手指进行的触摸。

图45是示出普通电容型触摸面板系统900的示例的构造示图。如图45中所示，触摸面板系统900包括触摸面板910和触摸面板控制器920。触摸面板910包括传感器911，用户在传感器911上执行触摸动作从而输入信号。触摸面板控制器920包括：输入端子，其从传感器911接收信号；坐标检测设备921，其用于基于通过输入端子输入的信号输出坐标值；和CPU 922，以规则间隔从坐标检测设备921取得坐标信息并且将数据输出到显示装置。坐标检测设备921包括用于改变对触摸动作的灵敏度的触摸动作灵敏度改变设备923。

传感器911是电容型传感器。当用户对触摸面板910执行触摸动作时，包括在传感器911中的电极检测图45中的驱动线和感测线之间的电容值。

触摸面板910包括M条驱动线DL和L条感测线SL，且电容型传感器911形成在它们的交叉处。在触摸动作坐标检测操作中，通过在扫描驱动线DL的同时通过感测线SL读取因触摸动作造成的传感器电容的变化，检测被触摸点的坐标。在这个操作中，考虑检测到的电容变化小的情况，执行多次读取操作并且通过以与多个读取操作对应的次数累加从触摸面板接收的信号，增加得到的信号值。

如上所述，在电容型(日本未经审查的专利申请公开No.2012-248035)中，由于膜不需要变形，因此可以将刚性材料用作触摸面板表面。因此，触摸面板的耐久性高于电阻膜型的触摸面板的耐久性。另外，在电容型中，可以在纵向电极和横向电极之间的各交叉处测量电容。

因此，当用多个手指触摸触摸面板上的多个点时，可以检测与多个手指中的每个对应的位置。

发明内容

然而，本发明的发明人已发现上述触摸面板中的位置检测方面存在以下问题。在上述电容型中，当手指和电极之间的电容比纵向电极和横向电极之间的电容小时，电容测量的准确性下降。因此，当手指远离触摸面板移动时，不能检测手指的位置。例如，在电容型中，当用户戴上手套时，手指与触摸面板相距与手套厚度对应的距离。因此，不能检测手指的位置。

将根据本说明书的描述和附图理解相关技术的其它问题和本发明的新颖性特征。

本发明的第一方面是一种坐标输入装置，所述坐标输入装置包括：信号发生单元，其输出AC(交流)信号；第一发送/接收单元，其包括根据所述AC信号发送/接收信号的多个第一天线；第二发送/接收单元，其包括向所述第一发送/接收单元发送信号和从所述第一发送/接收单元接收信号的第二天线；和检测单元，当所述第一发送/接收单元发送/接收信号时，其得到与所述多个第一天线的位置对应的信号的强度分布并且根据所述强度分布的峰的位置对检测位置进行检测。

本发明的另一方面是一种检测电导体位置的坐标输入装置，所述坐标输入装置包括：信号发生单元，其输出AC信号；第一发送/接收单元，其包括根据所述AC信号发送/接收信号的多个第一天线；第二发送/接收单元，其包括向所述第一发送/接收单元发送信号和从所述第一发送/接收单元接收信号的第二天线；和检测单元，当所述第一发送/接收单元发送/接收信号时，其得到与所述多个第一天线的位置对应的信号的强度分布并且根据所述强度分布的峰的位置检测所述电导体的位置，所述电导体被插入所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线和所述第二发送/接收单元的一个或多个第二天线之间。

根据上述示例性实施例，在坐标输入装置中，可以检测位置远离坐标输入装置的电导体的位置。

附图说明

图1示意性示出根据第一示例性实施例的坐标输入装置100的构造；

图2示意性示出信号发生单元1和发送天线单元2的构造；

图3示意性示出检测单元4的构造的框图；

图4示意性示出其中电导体被插入发送天线单元2和接收天线单元3之间的坐标输入装置100的构造；

图5是示出从触摸面板侧(前侧)观察到的、其中安装有包括设置在其中的坐标输入装置100的触摸面板的移动终端101的示例的透视图；

图6是示出从触摸面板侧(前侧)的相对侧(后侧)观察到的、其中安装有包括设置在其中的坐标输入装置100的触摸面板的移动终端101的示例的透视图；

图7示出其中移动终端101的用户握持移动终端101的示例；

图8是示出电容型触摸面板103中的位置检测的概况的电路构造示图；

图9是示出坐标输入装置100中的位置检测的概况的电路构造示图；

图10示出天线线(antenna line)X1至X5的接收信号的强度；

图11示出天线线Y1至Y5的接收信号的强度；

图12是示出位置检测与坐标输入装置100中的距离的相关性的曲线图；

图13示出根据第二示例性实施例的天线线X1至X5的接收信号的强度；

图14示出根据第三示例性实施例的天线线X1至X5的接收信号的强度；

图15示意性示出线性发送天线单元的天线线X1的截面上的电场；

图16示意性示出平面接收天线3的截面上的电场；

图17示意性示出根据第五示例性实施例的坐标输入装置500的构造；

图18示意性示出信号发生单元5和发送天线单元2的构造；

图19示意性示出当在截面方向上观察天线线X1时电磁波的传播(spread)；

图20示意性示出根据第六示例性实施例的坐标输入装置600的构造；

图21是示出从触摸面板侧(前侧)观察到的、其中安装有包括设置在其中的坐标输入装置600的触摸面板的移动终端601的示例的透视图；

图22是示出从触摸面板侧(前侧)的相对侧(后侧)观察到的、其中安装有包括设置在其中的坐标输入装置600的触摸面板的移动终端601的示例的透视图；

图23示出接收天线61至63的切换时序；

图24示意性示出根据第七示例性实施例的坐标输入装置700的构造；

图25是示出从触摸面板侧(前侧)观察到的、其中安装有包括设置在其中的坐标输入装置700的触摸面板的移动终端701的示例的透视图；

图26示出接收天线71和72和天线线之间的对应关系；

图27示出接收天线73和74和天线线之间的对应关系；

图28是示出从触摸面板侧(前侧)观察到的、其中安装有包括设置在其中的坐标输入装置700的修改示例的触摸面板的移动终端707的示例的透视图；

图29示出根据第八示例性实施例的天线线X1至X5的接收信号的强度；

图30示出根据第八示例性实施例的天线线Y1至Y5的接收信号的强度；

图31示意性示出根据第九示例性实施例的坐标输入装置900的构造；

图32示出当手指10和发送天线单元2之间的距离短时坐标输入装置900中的位置检测；

图33示出表明坐标输入装置900的操作的流程图；

图34示意性示出根据第十示例性实施例的坐标输入装置1000的构造；

图35示出当用电容型方法检测手指10的位置时坐标输入装置1000的连接；

图36示出当在手指10不接触发送天线单元2的状态下检测手指10的位置时坐标输入装置1000的连接；

图37示出表明坐标输入装置1000的操作的流程图；

图38示意性示出根据第十一示例性实施例的坐标输入装置1100的构造；

图39示意性示出信号发生单元7的构造；

图40示意性示出检测单元8的构造；

图41示出载波和AC信号的频率改变时噪声的频谱；

图42示意性示出根据第十二示例性实施例的坐标输入装置中的位置检测；

图43示出从接收信号中提取的低频分量的波形的示例；

图44是示出普通电阻膜型触摸面板800的示例的构造示图；

图45是示出普通电容型触摸面板900的示例的构造示图。

具体实施方式

下文中，参照附图说明根据本发明的示例性实施例。在附图中，相同的符号被分派给相同的组件/结构，酌情省略重复的描述。

第一示例性实施例

首先，说明根据第一示例性实施例的坐标输入装置100。图1示意性示出根据第一示例性实施例的坐标输入装置100的构造。坐标输入装置100包括信号发生单元1、发送天线单元2、接收天线3和检测单元4。发送天线单元2和接收天线3在空间上彼此远离地设置。注意的是，发送天线单元还被称为“第一发送/接收单元”。接收天线也被称为“第二发送/接收单元”。

信号发生单元1将AC(交流)信号SIG供应到发送天线单元2。发送天线单元2包括布置成网图案的多个天线线，随后描述其细节。信号发生单元1将AC信号SIG供应到发送天线单元2的多个天线线中的一个。结果，从发送天线单元2的多个天线线中的一个发射电磁波W(无线电波)，即用于发送AC信号SIG的信号。注意的是，天线线也被简称为“天线”。

接收天线3接收从发送天线单元2发送的信号。接收天线3将接收到的信号作为接收信号RS1输出到检测单元4。对于电磁波W(即用于发送AC信号SIG的信号)使用波长比接收天线3的大小长得足够多的电磁波。例如，电磁波W的波长优选地是发送天线单元2和接收天线3的大小的至少十倍大。也就是说，使用频率比接收天线3的谐振频率低的电磁波。例如，频率是大约1MHz至10MHz的电磁波具有300m至30m的波长。因此，相比于这种电磁波的波长，大小为大约10英寸的普通移动终端是足够小的。在这种情况下，通过近场而非普通无线电技术中使用的远场，执行通过电磁波进行的信号发送。近场通信中的信号强度比远场通信中的信号强度随着距离具有更大范围的改变。因此，在近场通信中，可以更容易确定距离。

检测单元4将控制信号CON1输出到信号发生单元1，从而就信号发生单元1应该将AC信号SIG供应到发送天线单元2的哪些天线线的问题控制信号发生单元1。然后，检测单元4检测接收天线3接收的信号强度并且将各天线线与其接收信号的强度关联。检测单元4通过使用控制信号CON1以预定时间间隔切换被供应AC信号SIG的天线线，从而可以检测发送天线单元2的各天线线的接收信号的强度。

下文中，详细地说明信号发生单元1和发送天线单元2。图2示意性示出信号发生单元1和发送天线单元2的构造。信号发生单元1包括信号振荡单元11、放大器12和多路复用器13(下文中表达为“MUX 13”)。信号振荡单元11振荡AC信号SIG并且将AC信号SIG供应到放大器12。放大器12放大AC信号SIG并且将经放大的AC信号SIG供应到MUX 13。

发送天线单元2包括在Y方向上延伸的天线线X1至X5和在X方向上延伸的天线线Y1至Y5。在图2中，X方向和Y方向彼此正交。天线线X1至X5设置在天线线Y1至Y5下方。尽管在图2中示出其中X方向上的天线线的数量和Y方向上的天线线的数量都是5的示例，但这个构造只是示例。可以在X方向和Y方向中的每个上设置任意数量的天线线。另外，X方向上的天线线的数量可以与Y方向上的天线线的数量相同或不同。此外，Y方向上的天线线可以设置在X方向上的天线线的下方或上方。

MUX 13包括端子T_X1至T_X5、端子T_Y1至T_Y5和端子T_S。端子T_S连接到放大器12的输出端子。多路复用器的T_X1至T_X5和T_Y1至T_Y5分别连接到天线线X1至X5和Y1至Y5。MUX 13根据从检测单元4接收的控制信号CON1将端子T_S连接到T_X1至T_X5和T_Y1至T_Y5中的一个。

详细说明检测单元4。图3是示意性示出检测单元4的构造的框图。检测单元4包括放大器41、滤波器42、检测器单元43、A/D转换器44和位置检测单元45。放大器41放大通过接收天线3接收的接收信号RS1并且将经放大的信号输出到滤波器42。滤波器42将通过从接收信号RS1中去除诸如噪声的不必要频率分量而得到的接收信号RS2输出到检测单元43。检测单元43检测接收信号RS2的AC信号的特定频率分量的幅值、频移、相移等，并且将与检测到的这些参数对应的电压输出到A/D转换器44。A/D转换器44将模拟接收信号RS3转换成数字信号并且将数字接收信号RSd输出到位置检测单元45。以此方式，接收信号的强度被转换成数值。因此，位置检测单元45可以定量地评估接收信号的强度。换句话讲，可以通过将电磁波W转换成诸如电压信号和电流信号的接收信号，来检测通过接收天线3接收的电磁波W的强度。位置检测单元45通过使用控制信号CON1选择通过其发送电磁波W的天线线，并且能够在该状态下检测接收信号的强度并且将该强度与所选择的天线线关联。位置检测单元45检测的位置信息POS根据需要被输出到外部计算机等。

在坐标输入装置100中，通过使用电磁波W，在发送天线单元2和接收天线3之间无线发送AC信号SIG。在这个过程中，如果导体被插入发送天线单元2和接收天线3之间，则由接收天线3接收的信号的强度改变。图4示意性示出其中电导体被插入发送天线单元2和接收天线3之间的坐标输入装置100的构造。特别地，图4示出其中坐标输入装置100的用户的手指10被作为导体示例来插入的示例。当手指10被插入发送天线单元2和接收天线3之间时，信号的强度从没有插入手指10时的强度开始改变。因此，通过使用检测单元4检测信号强度的改变，可以检测位于发送天线单元2和接收天线3之间的手指10的存在/不存在。以此方式，检测单元4能够检测手指10相对于发送天线单元2的位置。

在图1和图4中，说明了发送天线单元2和接收天线3。应该注意，发送天线2能够被用作接收天线，且接收天线3能够被用作发送天线。在这种情况下，作为信号振荡单元11和放大器12的替代，图3中示出的检测单元4连接到图2中示出的端子TS。另外，信号振荡单元11和放大器12连接到接收天线3。另外，天线线由两组正交天线线(即，彼此正交的X方向和Y方向上的天线线)组成。然而，这个构造只是示例。例如，可以设置不同方向上的一组天线线，诸如，与X方向和Y方向正交的Z方向上的一组天线线。

接下来，说明表明如何实现坐标输入装置100的实施例。图5是示出从触摸面板侧(前侧)观察到的、其中安装有包括设置在其中的坐标输入装置100的触摸面板的移动终端101的示例的透视图。例如，移动终端101是智能电话。触摸面板103被安装在移动终端101的外壳102的正面上。发送天线单元2被装入触摸面板103中。设置在发送天线单元2中成网图案的多个天线线用作坐标输入装置100的发送天线并且还用作电容型触摸面板103的电极。

图6是示出从触摸面板侧(前侧)的相对侧(后侧)观察到的、其中安装有包括设置在其中的坐标输入装置100的触摸面板的移动终端101的示例的透视图。接收天线3被安装在移动终端101的外壳102的后面上。接收天线3可以设置在外壳102的外部或外壳102的内部。也就是说，手指可以接触接收天线3或者可以不接触接收天线3。类似于这个示例，在下面示出的其它示例中，手指可以接触或可以不接触接收天线。信号发生单元1和检测单元4设置在移动终端101的外壳102内部。

当如上所述坐标输入装置100被装入移动终端101中时，移动终端101的用户通过用他/她的手指触摸触摸面板103来操作移动终端101。图7示出其中移动终端101的用户握持移动终端101的示例。如图7中所示，用户用例如他的左手10a握持移动终端101。在这种状态下，左手10a的部分手指接触移动终端101的后面(接收天线3侧)。另外，为了操作移动终端101，用户将左手10a的部分手指或他右手10b的手指10移动到触摸面板上方。当用户移动左手10a的部分手指时，电磁波W通过位于接收天线3侧的手指从位于触摸面板103上方的手指发送。当用户移动手指10时，电磁波通过人体(图7中的路径L)和左手10a的手指从手指10发送。

注意的是，对于坐标输入装置100，用户的手指用作电导体的中心(king)。因此，由于坐标输入装置100无论用户的手指是否接触触摸面板103其均发挥作用，坐标输入装置100可以检测手指相对于发送天线单元2的位置。随后，描述坐标输入装置100在手指不接触触摸面板103的情况下，检测手指所依据的原理。

接下来，说明电容型触摸面板进行的位置检测和坐标输入装置100进行的位置检测之间的差别。首先，说明电容型触摸面板执行的位置检测方法。图8是示出电容型触摸面板103中的位置检测的概况的电路构造示图。在图8中，触摸面板103包括电极E11和E12、信号发生单元1和电流表AMM。电极E11对应于发送天线单元2的天线线X1至X5中的一个。电极E12对应于发送天线单元2的天线线Y1至Y5中的一个。

来自振荡器S1的信号被供应到电极E11。电流表AMM连接到电极E12。在电极E11和E12之间存在电容C11。当在信号正从振荡器S1供应到电极E11的状态下手指10靠近电极E11和E12时，在电极E11和手指之间存在电容C12并且在电极E12和手指之间存在电容C13。

用以下示出的表达式(1)表达电容C11、C12和C13的组合电容C_t1。

[表达式1]

$C_{t1}=C11+\frac{1}{\frac{1}{C12}+\frac{1}{C13}}=\frac{C11C12+C11C13+C12C13}{C12+C13}...\left(1\right)$

当手指10远离电极E11和E12移动时，电容C12和C13相比于电容C11有所减小。因此，对手指10位置变化的电容检测灵敏度下降。也就是说，当手指10远离电极E11和E12移动时，电容型不能检测手指10的位置。因此，在大多数电容型触摸面板中，手指必须接触触摸面板。为了提高手指远离电容型触摸面板移动的状态下的灵敏度，需要通过增大电极E11和E12之间的距离来减小电容C11。然而，在这种构造中，由于电极E11和E12之间的距离增大，位置检测的分辨力(resovling power)下降。

接下来，说明由坐标输入装置100执行的位置检测。图9是示出坐标输入装置100中的位置检测的概况的电路构造示图。为了简化图示，在图9中只示出发送天线单元2的天线线中的天线线X1和X2。AC信号SIG被选择性从信号发生单元1供应到天线线X1和X2中的每个。在这个示例中，为了简化说明，说明其中AC信号SIG被供应到天线线X1的情况。然而，被供应AC信号SIG的天线线不限于天线线X1。在天线线X1和X2之间存在电容C21。当信号正被从信号发生单元1供应到天线线X1的状态下手指10和11插入天线线X1和接收天线3之间时，在天线线X1和手指10之间存在电容C22并且在手指11和接收天线3之间存在电容C23。另外，在天线线X1和接收天线3之间存在电容C24。注意的是，手指10和11可以是不同的手指或同一个手指，假如它们电连接的话。假设手指10位于天线线X1旁边并且手指11位于接收天线3旁边。

在这个位置检测方法中，信号从发送天线单元2起通过手指10和11发送到接收天线3。在这种方法中，在比电磁波的波长短得足够多的距离(即，发送天线单元2和接收天线3之间的距离)内，执行使用电磁波进行的信号发送。因此，在电场作用下的信号发送比通过电磁波进行的信号发送更显著。因此，天线线X1、手指10和11以及接收天线3之间的相互作用用电容来表达。由于没有AC信号从信号发生单元1供应到天线线X2，因此天线线X1和X2之间的电容并没有什么影响。

当用Z_in表达检测单元4的输入阻抗并且用f表达电磁波的频率时，用下面示出的表达式(2)表达天线线X1的发送信号的幅值V_tx与接收天线3的接收信号的幅值V_rx之比。注意的是，由于手指10位于天线线X1附近并且手指11位于接收天线3附近，因此满足关系“C24<<C22”和“C24<<C23”。因此，电容C24是可忽略的。

[表达式2]

$\frac{V_{\mathrm{rx}}}{V_{\mathrm{tx}}}=\frac{Z_{\mathrm{in}}}{Z_{\mathrm{in}}+\frac{1}{2\mathrm{\&pi;f}}(\frac{1}{C22}+\frac{1}{C23})}...\left(2\right)$

如表达式(2)中所示，发送信号的幅值和接收信号的幅值之比(V_rx/V_tx)并不取决于电容C21。另外，通过将输入阻抗Z_in设置成接近1/(2πfC22)和1/(2πfC23)的值，接收信号的幅值和发送信号的幅值之比(V_rx/V_tx)能够增大。

如表达式(2)中所示，由于检测单元4检测AC信号的幅值而非电容，因此检测单元4可以通过使用例如滤波器电路等(图3中的滤波器42)提取具有特定频率的信号。由于检测并不取决于电容C21，即使当天线线X1和X2之间的距离减小时，检测灵敏度也没有下降，从而可以提高位置检测的分辨力，这样使得可以进一步提高对噪声的容忍度。

在例如手指10停在远离发送天线单元2的某个位置的状态下，检测单元4检测天线线X1至X5中的每个的接收信号的强度。以此方式，得到表明接收信号的强度与X方向上的位置的相关性的分布。另外，检测单元4检测天线线Y1至Y5中的每个的接收信号的强度。以此方式，得到表明接收信号的强度与Y方向上的位置的相关性的分布。因此，可理解，可以得到XY平面上的接收信号强度的分布。图10示出天线线X1至X5的接收信号的强度。图11示出天线线Y1至Y5的接收信号的强度。在这个示例中，在X方向上，通过天线线X3接收的接收信号的强度是最大的。在Y方向上，通过天线线Y2接收的接收信号的强度是最大的。以此方式，在这个示例中，可以检测在天线线X3和Y2的交叉处或附近存在手指10。

因此，可理解，通过指明对于X方向和Y方向中的每个而言其接收信号最大的天线线，可以检测手指(导体)相对于发送天线单元2的位置。

接下来，说明位置检测与坐标输入装置100中的距离的相关性。如上所述，在坐标输入装置100中，通过近场而非普通无线电技术中使用的远场，来执行通过电磁波进行的信号发送。近场通信中的信号强度比远场通信中随着距离具有更大范围的改变。因此，在近场通信中，可以更容易确定距离。

图12是示出位置检测与坐标输入装置100中的距离的相关性的曲线图。在图12中，水平轴指示频率并且垂直轴指示检测单元4检测的接收信号的强度(电压)。在图12中，用线L1(实线)表达在手指接触触摸面板103的状态下的接收信号强度并且用线L2(虚线)表达在手指的位置距离触摸面板103大约5mm的状态下的接收信号强度。

如图12中所示，随着从触摸面板103到手指的距离增大，接收信号的强度变弱。因此，检测单元4可以通过测量接收信号的峰强度来检测被检测手指与触摸面板103相距有多远。

注意的是，虽然在以上说明中说明了只检测一个点的位置的情况，但这种情况只是示例。例如，不必说，可以通过检测接收信号第二高的峰、接收信号第三高的峰等来检测多个手指的位置。

在这个构造中，电磁波在第一发送/接收单元和第二发送/接收单元之间发送。然后，通过将插入第一发送/接收单元和第二发送/接收单元之间的电导体造成的接收信号的强度变化与设置在第一发送/接收单元或第二发送/接收单元中的多个天线的位置相关联，来检测信号强度的峰值位置。以此方式，可以确定电导体在第一发送/接收单元或第二发送/接收单元所处的平面内的二维位置。另外，通过评估信号强度，可以检测从第一发送/接收单元或第二发送/接收单元所处的平面到电导体的距离。因此，根据这个构造，还可以确定插入第一发送/接收单元和第二发送/接收单元之间的电导体的三维位置。

结果，在这个构造中，无论电导体是否与第一发送/接收单元和第二发送/接收单元接触，都可以检测电导体的位置。因此，可以解决当手指不接触触摸面板时不能检测手指位置的问题(在电容型触摸面板中出现)。

注意的是，是在第一发送/接收单元发送信号并且第二发送/接收单元接收信号的假设下提供以上说明的。然而，可以是第二发送/接收单元发送信号并且第一发送/接收单元接收信号。在这种情况下，信号发生单元1连接到第二发送/接收单元并且检测单元4连接到第一发送/接收单元。

第二示例性实施例

接下来，说明根据第二示例性实施例的坐标输入装置。在这个示例性实施例中，说明在坐标输入装置100的检测单元4的位置检测单元45中执行的位置检测方法的修改示例。

在第一示例性实施例中，说明用于检测手指位置的方法，在该方法中，位置检测单元45指明对于X方向和Y方向中的每个而言其接收信号强度最大的天线线以检测手指位置。然而，在这个方法中，位置检测的分辨力限于天线线的阵列节距(array pitch)。在这个示例性实施例中，说明在不减小天线线的阵列节距的情况下提高位置检测的分辨力的方法。

图13示出根据第二示例性实施例的天线线X1至X5的接收信号的强度。如图13中所示，位置检测单元45产生拟合于天线线X1至X5的接收信号强度的数据的最接近的近似表达式的多项式F1。然后，位置检测单元45检测多项式F1的峰处的X坐标XP。类似地，位置检测单元45针对天线线Y1至Y5的接收信号强度产生近似的多项式并且检测该多项式的峰处的Y坐标YP。以此方式，位置检测单元45能够将坐标(XP,YP)检测为手指位置。

在这个示例性实施例中，通过使用多项式在相邻天线线之间执行插值，可以使位置检测的分辨力小于天线线的阵列节距。结果，可以实现位置检测分辨力优于第一示例性实施例的位置检测分辨力的坐标输入装置。

第三示例性实施例

接下来，说明根据第三示例性实施例的坐标输入装置。在这个示例性实施例中，说明在坐标输入装置100的检测单元4的位置检测单元45中执行的位置检测方法的修改例。

在第一示例性实施例中，说明用于检测手指位置的方法，在该方法中，位置检测单元45指明对于X方向和Y方向中的每个而言其接收信号强度最大的天线线以检测手指位置。然而，在这个方法中，位置检测的分辨力限于天线线的阵列节距。在这个示例性实施例中，说明在不减小天线线的阵列节距的情况下提高位置检测的分辨力的方法。

图14示出根据第三示例性实施例的天线线X1至X5的接收信号的强度。位置检测单元45预先存储接收信号的预测分布，并且通过将测得数据与这个分布进行比较来检测手指位置。如图14中所示，位置检测单元45将预测分布D应用于天线线X1至X5的接收信号强度的数据。注意的是，应用预测分布D使得天线线X1至X5的接收信号强度的数据和预测分布D之间的相关性最大。然后，位置检测单元45检测预测分布D的峰处的X坐标XP。类似地，位置检测单元45将预测分布应用于天线线Y1至Y5的接收信号强度的数据并且检测预测分布的峰处的Y坐标YP。注意的是，应用预测分布使得天线线Y1至Y5的接收信号强度的数据和预测分布之间的相关性最大。以此方式，位置检测单元45可以将坐标(XP,YP)检测为手指位置。

在这个示例性实施例中，通过将预测分布应用于天线线的接收信号强度，可以使位置检测的分辨力小于天线线的阵列节距。结果，可以实现位置检测分辨力优于第一示例性实施例的位置检测分辨力的坐标输入装置。

第四示例性实施例

接下来，说明根据第四示例性实施例的坐标输入装置。在这个示例性实施例中，说明发送天线单元2和接收天线3的天线线的形状的影响。图15示意性示出发送天线单元2的线性天线线X1的截面上的电场。注意的是，天线线X1只是代表性示例。也就是说，天线线X2至X5和Y1至Y5也形成类似的电场。图16示意性示出平面接收天线3的截面上的电场。在图15和图16中的每个中，示出等电位线。接收天线3具有平面形状。因此，当手指10位置靠近接收天线3时，被发送信号的强度与距离成反比地变化。与此相反，天线线X1具有线性形状。因此，当手指10位置靠近接收天线时，被发送信号的强度与距离的平方成反比地变化。也就是说，线性天线线X1的信号强度与距离的相关性大，而平面接收天线3的信号强度与距离的相关性小。

也就是说，通过使用用于发送天线单元2的线性天线线并且使用用于接收天线3的平面天线，信号强度与接收天线3和人体之间的距离的相关性可以减小。结果，可以高精度地检测发送天线单元2的天线线和手指10之间的距离。

第五示例性实施例

接下来，说明根据第五示例性实施例的坐标输入装置500。坐标输入装置500是根据第一示例性实施例的坐标输入装置100的修改例。图17示意性示出根据第五示例性实施例的坐标输入装置500的构造。坐标输入装置500是通过在坐标输入装置100中用信号发生单元5替代信号发生单元1来得到的。坐标输入装置500的其它构造与坐标输入装置100的其它构造类似。

图18示意性示出信号发生单元5和发送天线单元2的构造。信号发生单元5是通过用信号振荡单元51替代信号发生单元1的信号振荡单元11来得到的。信号振荡单元51根据从检测单元4接收的控制信号CON1输出具有不同频率的AC信号。在这个示例中，示出其中信号振荡单元51输出具有频率f1的AC信号SIG1和具有频率f2的AC信号SIG2的情况。为了简化附图，在图18中省略了MUX13的内部构造的图示。例如，频率f1可以被设置成1MHz至10MHz，频率f2可以被设置成10KHz至1MHz。注意的是，信号振荡单元输出的信号的频率的数量不限于两个。也就是说，信号振荡单元可以输出具有不同频率的三个或更多个信号。

通常，电磁波的频率越高，天线的指向性(directivity)越强。图19示意性示出当在截面方向上观察天线线X1时电磁波的传播。在图19中，用实线L11代表当电磁波的频率高时电场的传播，用虚线L12代表当电磁波的频率低时电场的传播。注意的是，天线线X1只是代表性示例。也就是说，天线线X2至X5和Y1至Y5也形成与天线线X1的电场近似的电场。当使用具有低频率的信号时，得到的信号强度与手指位置的相关性减小。因此，天线之间的信号强度差异减小。另一方面，当使用具有高频率的信号时，得到的信号强度与手指位置的相关性增大。因此，天线之间的信号强度差异增大。

通过利用使用具有不同频率的电磁波得到的效果，可以实现下述的位置检测。首先，通过测量具有低频率的信号的强度来估计手指和发送天线单元2之间的距离。由于当使用具有低频率的信号时天线的指向性弱，因此与平行于发送天线单元2主表面的方向上的位置的相关性变小。结果，在垂直于发送天线单元2的主表面的方向上的距离的测量准确性提高。

接下来，当使用具有高频率的信号时，天线的指向性变强。因此，天线之间的信号强度差异增大。因此，与平行于发送天线单元2主表面的方向上的位置的相关性变大。结果，在平行于发送天线单元2的主表面的方向上的距离的测量准确性提高。

因此，可以通过临时改变AC信号的频率，同时提高在垂直于发送天线单元2的主表面的方向上的距离测量准确性和在平行于发送天线单元2的主表面的方向上的手指位置检测准确性。

第六示例性实施例

接下来，说明根据第六示例性实施例的坐标输入装置600。坐标输入装置600是根据第一示例性实施例的坐标输入装置100的修改示例。图20示意性示出根据第六示例性实施例的坐标输入装置600的构造。坐标输入装置600包括多个接收天线。图20示出其中坐标输入装置600包括接收天线61至63的示例。另外，接收天线61至63中的一个被多路复用器(MUX)60选择并且连接到检测单元4。注意的是，检测单元4可以根据控制信号CON2执行关于应该将接收天线61至63中的哪个连接到检测单元4的控制。

接下来，说明接收天线61至63的布置。图21是示出从触摸面板侧(前侧)观察到的、其中安装有包括设置在其中的坐标输入装置600的触摸面板的移动终端601的示例的透视图。在移动终端601中，触摸面板603设置在外壳602的前表面604上。发送天线单元2被装入触摸面板603中。在这个示例中，接收天线61设置在前表面604上的触摸面板603的外周部分中。接收天线62设置在移动终端601的侧表面605上。

图22是示出从触摸面板侧(前侧)的相对侧(后侧)观察到的、其中安装有包括设置在其中的坐标输入装置600的触摸面板的移动终端601的示例的透视图。接收天线63设置在移动终端601的后表面606上。

当用户用他/她的手握持移动终端601时，设置在后表面606上的接收天线63可以有效接收电磁波。然而，当移动终端601被放在桌子上且处于后表面606面向下的状态时，后表面606被隐藏。因此，接收天线63几乎不能接收电磁波。然而，由于前表面604上的接收天线61和侧表面605上的接收天线被暴露，因此它们可以容易地接收电磁波。如上所述，具有最佳接收灵敏度的接收天线根据其中装入坐标输入装置的移动终端如何使用来变化。因此，通过将多个接收天线设置在不同表面中，可以应对因其中装入坐标输入装置的移动终端的不同使用方式而导致的接收灵敏度变化。

另外，可以按顺序方式执行接收天线61至63之间的切换。图23示出接收天线61至63的切换时序。发送天线单元2包括十个天线线。因此，每当测量对应于十个天线线的接收强度时，可以切换将要使用的接收天线。然后，确定接收天线61至63中的使接收强度被优化的一个。例如，确定接收天线61至63中的使所有天线线的平均接收强度最大的一个。然后，可以通过使用确定的接收天线接收的信号的强度，执行手指位置检测。

可以连续地执行上述接收天线切换。可供选择地，在确定了最佳接收天线之后，可以停止接收天线切换，并且可以连续地使用确定的接收天线。

注意的是，虽然在这个示例性实施例中说明了其中接收天线的数量是三个的情况，但接收天线的数量可以是两个或者可以是四个或更多个。

第七示例性实施例

接下来，说明根据第七示例性实施例的坐标输入装置700。坐标输入装置700是根据第六示例性实施例的坐标输入装置600的修改示例。图24示意性示出根据第七示例性实施例的坐标输入装置700的构造。类似于坐标输入装置600，坐标输入装置700包括多个接收天线。图24示出其中坐标输入装置700包括接收天线71至75的示例。另外，接收天线71至75中的一个被多路复用器(MUX)70选择并且连接到检测单元4。注意的是，检测单元4可以根据控制信号CON3执行关于应该将接收天线71至75中的哪个连接到检测单元4的控制。

接下来，说明接收天线71至75的布置。图25是示出从触摸面板侧(前侧)观察到的、其中安装有包括设置在其中的坐标输入装置700的触摸面板的移动终端701的示例的透视图。在移动终端701中，触摸面板703设置在外壳702的前表面704上。发送天线单元2被装入触摸面板703中。在这个示例中，接收天线71至74设置在前表面704上的触摸面板703的外周部分中。注意的是，接收天线75设置在与接收天线63的位置近似的位置，因此省略对其的详细说明。

如图25中所示，触摸面板703设置在移动终端701的前表面704的中心。接收天线71至74设置在前表面704上的触摸面板703的外周部分中。接收天线71和72中的每个是其纵向方向与X方向重合的带形天线。图26示出接收天线71和72和天线线之间的对应关系。接收天线71和72用于当从发送天线单元2的天线线X1至X5发射电磁波时接收电磁波。

接收天线71和72被设置成彼此相对，且使发送天线单元2插入其间。接收天线73和74中的每个是其纵向方向与Y方向重合的带形天线。接收天线73和74被设置成彼此相对，且使发送天线单元2插入其间。图27示出接收天线73和74和天线线之间的对应关系。接收天线73和74用于当从发送天线单元2的天线线Y1至Y5发射电磁波时接收电磁波。

在移动终端701中，接收天线和各天线线之间的距离彼此相等。具体地，接收天线71和天线线X1至X5之间的距离Lx彼此相等。另外，接收天线72和天线线X1至X5之间的距离Lxb(未示出)彼此相等。注意的是，距离Lx和Lxb可以彼此相等或彼此不同。接收天线73和天线线Y1至Y5之间的距离Ly彼此相等。另外，接收天线74和天线线Y1至Y5之间的距离Lyb(未示出)彼此相等。注意的是，距离Ly和Lyb可以彼此相等或彼此不同。结果，由于当手指不存在于面板附近时各发送天线发送到接收天线的信号的强度变得均匀，因此手指位置检测的准确性可提高。

注意的是，尽管在以上说明中说明了包括接收天线71和72的移动终端701的情况，但这种情况只是示例。也就是说，可以只设置接收天线71和72中的一个。另外，尽管在以上说明中说明了包括接收天线73和74的移动终端701的情况，但这种情况只是示例。也就是说，可以只设置接收天线73和74中的一个。

另外，接收天线的位置不限于上面设置触摸面板的前表面。下文中，说明坐标输入装置700的修改例。图28是示出从触摸面板侧(前侧)观察到的、其中安装有在其中设置坐标输入装置700的修改示例的触摸面板的移动终端707的示例的透视图。在图28中，其纵向方向与X方向重合的接收天线76设置在移动终端707的侧表面708上。另外，其纵向方向与Y方向重合的接收天线77设置在侧表面705上。

移动终端707的侧表面708是垂直于Y方向的表面。其纵向方向与X方向重合的接收天线76设置在侧表面708上。因此，接收天线76和天线线X1至X5之间的距离Lx彼此相等。

移动终端707的侧表面705是垂直于X方向的表面。其纵向方向与Y方向重合的接收天线77设置在侧表面705上。因此，接收天线77和天线Y1至Y5之间的距离Ly彼此相等。

因此，类似于移动终端701，在移动终端707中，接收天线和各天线线之间的距离彼此相等。结果，由于当手指不存在于面板附近时各发送天线发送到接收天线的信号的强度变得均匀，因此手指位置检测的准确性可以提高。

注意的是，尽管在这个示例性实施例中说明接收天线的数量是五个的情况，但接收天线的数量可以是两个至四个或可以是六个或更多个。

第八示例性实施例

接下来，说明根据第八示例性实施例的坐标输入装置。在这个示例性实施例中，说明用于防止坐标输入装置100的检测单元4的位置检测单元45错误检测的方法。

图29示出根据第八示例性实施例的天线线X1至X5的接收信号的强度。在这个示例中，使用天线线X3得到的信号强度最大。图30示出根据第八示例性实施例的天线线Y1至Y5的接收信号的强度。在这个示例中，天线线Y1至Y5的信号强度基本上彼此相等并且它们都具有低值。

如果手指靠近发送天线单元2，则在布置在X方向上的天线线(天线线X1至X5)中的一个中出现信号强度的峰。另外，在布置在Y方向上的天线线(天线线Y1至Y5)中的一个中出现信号强度的峰。坐标输入装置100可以通过使用X方向和Y方向上的这些峰，检测作为手指位置的XY坐标。

然而，在这个示例性实施例中，虽然在X方向上信号强度出现峰，但在Y方向上信号强度没有出现峰。也就是说，在这种情况下，可认为，X方向上信号强度的峰不是由靠近发送天线单元2的手指造成的。也就是说，当只在X方向上的信号强度和Y方向上的信号强度中的一个出现峰时，可认为，由于除了接近的手指外的因素而导致错误地检测到峰。因此，可以不针对该峰执行位置检测。

例如，为X方向上的信号强度设置阈值Xth并且为Y方向上的信号强度设置阈值Yth。然后，只有当X方向上的信号强度等于或大于阈值Xth并且Y方向上的信号强度等于或大于阈值Yth时，才可以执行手指位置检测。

如以上说明的，可以通过只有当X方向上的信号强度和Y方向上的信号强度其两者都出现峰时才执行位置检测，防止错误的位置检测。

第九示例性实施例

接下来，说明根据第九示例性实施例的坐标输入装置900。图31示意性示出根据第九示例性实施例的坐标输入装置900的构造。坐标输入装置900是通过在根据第一示例性实施例的坐标输入装置100中添加多路复用器(MUX)90得到的。MUX 90被构造成，使得发送天线单元2的十个天线线中的一个和接收天线3连接到检测单元4。注意的是，检测单元4可以根据控制信号CON4执行关于应该将发送天线单元2的十个天线线和接收天线3中的哪个连接到检测单元4的控制。

如图9中所示，当手指和发送天线单元2之间的距离长时，坐标输入装置900通过使用接收天线3接收电磁波来检测手指位置。在这种情况下，MUX 90连接接收天线3与检测单元4。

与此相反，当手指和发送天线单元2之间的距离短时，坐标输入装置900通过只使用发送天线单元2的天线线来检测手指位置。下文中，说明通过只使用发送天线单元2的天线线来检测手指位置的机制。

图32示出当手指10和发送天线单元2之间的距离短时坐标输入装置900中的位置检测。为了简化图示，在图32中只示出发送天线单元2的天线线中的天线线X1和X2。当手指和发送天线单元2之间的距离短时，信号发生单元1将AC信号供应到天线线X1。另外，MUX 90连接天线线X2与检测单元4。在这种情况下，在天线线X1和X2之间出现电容C31。在天线线X1和手指之间出现电容C32。在手指和天线线X2之间出现电容C33。

当用Z_in表达检测单元4的输入阻抗并且用f表达电磁波的频率时，用下面示出的表达式(3)表达天线线X1的发送信号的幅值V_tx与天线线X2(接收天线)的接收信号的幅值V_rx之比。

[表达式3]

$\frac{\mathrm{Vrx}}{\mathrm{Vtx}}=\frac{\mathrm{Zin}}{\mathrm{Zin}+\frac{1}{2\mathrm{\&pi;f}}\left(\frac{C32+C33}{C31C32+C31C33+C32C33}\right)}...\left(3\right)$

注意的是，由于当手指10远离触摸部分时满足关系“C32<<C31”和“C33<<C31”，因此可以用下面示出的表达式(4)近似表达式(3)。

[表达式4]

$\frac{\mathrm{Vrx}}{\mathrm{Vtx}}\&ap;\frac{\mathrm{Zin}}{\mathrm{Zin}+\frac{1}{2\mathrm{\&pi;f}}\frac{1}{C31}}...\left(4\right)$

在这种情况下，接收信号的幅值并不取决于电容C32和C33。也就是说，接收信号的幅值并不取决于手指的位置。换句话讲，当手指远离发送天线单元2时，接收信号的强度并不取决于手指的位置。与此相反，当手指靠近发送天线单元2时，即，当手指接触触摸面板时，通过使用以上示出的表达式(1)执行位置检测。以此方式，只有当手指的位置靠近发送天线单元2时(当手指接触触摸面板时)，接收信号的强度才改变。因此，可以通过使用天线线作为接收天线，准确地确定手指的位置是否靠近发送天线单元2(手指是否接触触摸面板)。

通过利用准确确定手指的位置是否靠近发送天线单元2(手指是否接触触摸面板)，坐标输入装置900可以执行以下说明的操作。图33示出表明坐标输入装置900的操作的流程图。

步骤S11

如图32中所示，在启动后，坐标输入装置900使用天线线作为接收天线(短距离连接)。

步骤S12

检测单元4确定手指的位置是否靠近发送天线单元2(手指是否接触触摸面板)。

步骤S13

当手指的位置靠近发送天线单元2时(当手指接触触摸面板时)，检测单元4保持连接不变。然后，测得信号值被定义为针对手指和触摸面板之间的距离是零的情况的参考值。此后，过程返回到步骤S11。

步骤S14

当手指的位置不靠近发送天线单元2时(当手指不接触触摸面板时)，检测单元4改变MUX 90的连接(变成长距离连接)。结果，接收天线3连接到检测单元4，使得即使当手指的位置不靠近发送天线单元2时(即使当手指不接触触摸面板时)，检测单元4也可以检测手指的位置。注意的是，定义针对手指和触摸面板之间的距离是零的情况的参考值。因此，可以准确测量手指和触摸面板之间的距离。此后，过程返回到步骤S11。

因此，这个构造使得当使用短距离连接时可以校准(例如，校正)参考值。因此，即使当手指的位置远离发送天线单元(触摸面板)时，也可以准确检测手指和发送天线单元(触摸面板)之间的距离。

第十示例性实施例

接下来，说明根据第十示例性实施例的坐标输入装置1000。图34示意性示出根据第十示例性实施例的坐标输入装置1000的构造。坐标输入装置1000是通过在根据第一示例性实施例的坐标输入装置100中添加MUX 14和电流表AMM得到的。MUX 14被构造成，使得发送天线单元2的十个天线线中的一个连接到电流表AMM。注意的是，检测单元4可以根据控制信号CON5执行关于应该将天线线中的哪些连接到检测单元4的控制。

图35示出当用电容型方法检测手指10的位置时坐标输入装置1000的连接。为了简化图示，在图35中只示出发送天线单元2的天线线中的天线线X1和X2。在这个示例中，MUX 13连接信号振荡单元11与天线线X1。MUX 14连接天线线X2与电流表AMM。用此连接，如图8中示出的情况一样，可以用电容型方法执行位置检测。

图36示出当在手指10的位置远离发送天线单元2的状态下检测手指10的位置时坐标输入装置1000的连接。为了简化图示，在图36中只示出发送天线单元2的天线线中的天线线X1和X2。在这个示例中，MUX 13连接信号振荡单元11与天线线X1。MUX 14不连接电流表AMM与任何天线线。用此连接，即使当手指的位置远离发送天线单元2时，也可以如图9中示出的情况一样执行位置检测。

通过针对手指的位置远离发送天线单元2的情况使用电容型方法和位置检测方法其二者，坐标输入装置1000可以执行以下说明的操作。图37示出表明坐标输入装置1000的操作的流程图。

步骤S21

如图35中所示，在启动后，坐标输入装置1000为用电容型方法进行位置检测而建立连接。也就是说，信号发生单元1通过MUX 13与天线线(图35中的天线线X1)连接。另外，另一个天线线(图35中的天线线X2)通过MUX 14与电流表AMM连接。

步骤S22

检测单元4确定手指是否接触触摸面板。

步骤S23

当手指接触触摸面板时，检测单元4在不改变连接的情况下检测手指的位置。然后，测得信号值被定义为针对手指和触摸面板之间的距离是零的情况的参考值。此后，过程返回到步骤S21。

步骤S24

当手指不接触触摸面板时，检测单元4改变MUX 14的连接(变到长距离连接)。结果，即使当手指不接触触摸面板时，检测单元4也可以检测手指的位置。注意的是，定义针对手指和触摸面板之间的距离是零的情况的参考值。因此，可以准确测量手指和触摸面板之间的距离。此后，过程返回到步骤S21。

因此，这个构造使得通过使用用电容型方法测得的值来校准(例如，校正)参考值。因此，即使当手指的位置远离发送天线单元(触摸面板)时，也可以准确检测手指和发送天线单元(触摸面板)之间的距离。另外，可以通过根据手指是否接触触摸面板切换测量方法，来准确检测手指的位置。

第十一示例性实施例

接下来，说明根据第十一示例性实施例的坐标输入装置1100。坐标输入装置1100是根据第一示例性实施例的坐标输入装置100的修改示例。图38示意性示出根据第十一示例性实施例的坐标输入装置1100的构造。坐标输入装置1100是通过在坐标输入装置100中添加载波发生单元6并且分别用信号发生单元7和检测单元8替代信号发生单元1和检测单元4来得到的。坐标输入装置1100的其它构造与坐标输入装置100的其它构造类似。

图39示意性示出信号发生单元7的构造。信号发生单元7是通过在信号发生单元1中添加混合器(mixer)M1得到的。混合器M1被插入信号振荡单元11和放大器12之间。混合器M1将信号振荡单元11供应的AC信号SIG与载波发生单元6供应的载波CW混合，并且将混合后的信号输出到放大器12。信号发生单元7的其它构造与信号发生单元1的其它构造类似，因此省略对其的说明。

图40示意性示出检测单元8的构造。检测单元是通过在检测单元4中添加混合器M2得到的。混合器M2被插入放大器41和滤波器42之间。混合器M2将接收信号与载波CW混合，并且将混合后的信号转换成与信号振荡单元11的AC信号SIG的具有相同频率分量的接收信号。检测单元8的其它构造与检测单元4的其它构造类似，因此省略对其的说明。

根据这个构造，相比于直接发送AC信号的情况，在不使用具有滤波器42的尖锐(sharp)特性的滤波器的情况下，可以改进频率选择性。结果，益处在于，可以提高对噪声的容忍度。

另外，载波发生单元6可以在特定范围内周期性改变从其输出的载波CW的频率。另外，信号发生单元7输出的AC信号还可以在特定范围内周期性改变。可以以在一个天线线被选择的持续时间段内执行频率改变的一个周期这样的方式执行这个频率改变。可供选择地，每当选择十个天线线时，可以执行频率改变的一个周期。

图41示出载波和AC信号的频率改变时噪声的频谱。通过如上所述改变频率，可以将发送天线单元2发出的噪声的频谱转换成在特定频率范围内散布(spread)(图41中的实线N1)的频谱。因此，可以防止噪声集中在特定频率(图41中的虚线N2)上。结果，可以减少发射出的噪声对其它器材的影响。

第十二示例性实施例

接下来，说明根据第十二示例性实施例的坐标输入装置。根据第十二示例性实施例的坐标输入装置具有与根据第一示例性实施例的坐标输入装置100的构造类似的构造。在这个示例性实施例中，说明其中通过其发送AC信号的天线线被固定到一个天线线的应用示例。

在上述示例性实施例中，以时序方式切换通过其发送AC信号的天线线。与此相反，在这个示例性实施例中，一个天线线连续地发送AC信号。图42示意性示出根据第十二示例性实施例的坐标输入装置中的位置检测。为了简化图示，在图42中只示出发送天线单元2的天线线中的天线线X1和X2。另外，在图42中天线线X1被用作连续使用的天线。

在这个示例性实施例中，虽然通过例如天线线X1连续发送AC信号，但观察到接收信号强度的随时间的改变。注意的是，如果人体10c存在于信号的发送路径中(即，在发送天线单元2和接收天线3之间)，则即使当原始发送信号具有规则正弦波时，由于人体10c的脉动(血液跳动)等，导致信号的传递函数随时间而改变。因此，上述临时改变被叠加到接收信号，且接收信号具有其幅值随时间而改变的这样的波形。因此，可以通过用滤波处理从接收信号中提取大约几Hz的低频分量来检测人体10c的脉动(血液跳动)。

图43示出从接收信号中提取的低频分量的波形的示例。根据这个示例性实施例，可以得到指示如上所述的人体脉动的波形分量。结果，例如，脉动数据可以用于移动终端的用户的健康监控等。另外，通过检测脉动的存在/不存在，可以确定正接近根据这个示例性实施例的坐标输入装置的导体是否是生物。

其它示例性实施例

注意的是，本发明不限于上述实施例，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下根据需要修改这些实施例。例如，尽管在上述示例性实施例中说明其中发送天线单元被装入触摸面板中并且接收天线设置在其它区域中的示例，但这些构造只是示例。例如，即使当一个或多个接收天线被装入触摸面板中并且与发送天线单元的天线线的构造等同的构造设置在其它区域中时，也可以实现与根据上述示例性实施例的坐标输入装置类似的坐标输入装置。

不必说，在上述坐标输入装置500中可以设置多个接收天线。例如，如坐标输入装置600或700的情况一样，在坐标输入装置500中可以设置多个天线和多路复用器。另外，可以将设置值的设置(根据第九示例性实施例的坐标输入装置900)、检测方法切换(根据第十示例性实施例的坐标输入装置1000)和载波的使用(根据第十一示例性实施例的坐标输入装置1100)中的至少一个或全部与坐标输入装置500相组合。

不必说，在上述坐标输入装置900、1000和1100中的每个中可以设置多个接收天线。例如，如坐标输入装置600或700的情况一样，在上述坐标输入装置900、1000和1100中的每个中可以设置多个天线和多路复用器。设置值的设置(根据第九示例性实施例的坐标输入装置900)、检测方法切换(根据第十示例性实施例的坐标输入装置1000)和载波的使用(根据第十一示例性实施例的坐标输入装置1100)可以根据需要被组合并且以组合形式使用。

不必说，上述示例性实施例中说明的技术可以应用于坐标输入装置500、600、700、900、1000和1100和通过组合这些坐标输入装置而得到的上述其它坐标输入装置。也就是说，通过使用多项式提高检测准确性(第二示例性实施例)或通过使用预测分布(第三示例性实施例)提高检测准确性可以根据需要被应用于坐标输入装置500、600、700、900、1000和1100和通过组合这些坐标输入装置而得到的上述其它坐标输入装置。另外，通过天线线和接收天线的形状提高检测准确性(第四示例性实施例)、防止错误检测(第八示例性实施例)和测量人体脉动(第十二示例性实施例)中的至少一个或全部可以被应用于坐标输入装置500、600、700、900、1000和1100和通过组合这些坐标输入装置而得到的上述其它坐标输入装置。

上述示例性实施例是在为了说明坐标输入装置和移动终端的构造而假设X方向和Y方向彼此正交的前提下说明的。然而，X方向和Y方向不一定彼此正交。也就是说，X方向和Y方向可以按不同于直角的角度相交。

以上已经基于实施例以特定方式说明了本发明的发明人创造的本发明。然而，本发明不限于上述实施例，不必说，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种修改。

以上公开的示例性实施例的全部或部分可以被描述为(但不限于)下面的补充注释。

(补充注释1)

一种坐标输入装置，所述坐标输入装置包括：信号发生单元，其输出AC信号；第一发送/接收单元，其包括根据所述AC信号发送/接收信号的多个第一天线；第二发送/接收单元，其包括向所述第一发送/接收单元发送信号和从所述第一发送/接收单元接收信号的一个或多个第二天线；检测单元，当所述第一发送/接收单元发送/接收信号时，其得到与所述多个第一天线的位置对应的信号的强度分布并且根据所述强度分布的峰的位置对检测位置进行检测。

(补充注释2)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，其中：所述信号发生单元将所述AC信号输出到所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线中的一个；从被供应所述AC信号的所述多个第一天线中的一个发送信号；所述第二发送/接收单元通过所述第二天线接收信号。

(补充注释3)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，其中：所述信号发生单元将所述AC信号输出到所述第二发送/接收单元；通过所述第二天线从所述第二发送/接收单元发送信号；通过所述多个第一天线中的一个接收信号。

(补充注释4)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，其中：所述检测单元通过电导体接收信号；所述检测位置指示所述电导体的位置。

(补充注释5)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，其中所述电导体是人体。

(补充注释6)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，其中所述检测单元根据一个或多个峰，检测一个或多个检测位置。

(补充注释7)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，其中：所述多个第一天线布置在预定方向上；所述检测单元使用多项式拟合针对所述多个第一天线检测的信号的强度，所述多项式包括预定方向上的位置作为变量；使所述多项式的值最大的预定方向上的位置被检测为检测位置。

(补充注释8)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，其中：所述多个第一天线布置在预定方向上；所述检测单元将包括预定方向上的位置作为变量的预测分布应用于针对所述多个第一天线检测的信号的强度；使与所述预测分布的相关性最大的预定方向上的位置被检测为检测位置。

(补充注释9)

根据补充注释2所述的坐标输入装置，其中：所述检测单元基于所述检测位置的信号强度，检测插入所述第一发送/接收单元的第一天线和所述第二发送/接收单元的第二天线之间的电导体与所述第一发送/接收单元的第一天线之间的距离。

(补充注释10)

根据补充注释9所述的坐标输入装置，其中：所述信号发生单元输出具有不同频率的多种类型的AC信号；当所述信号发生单元正在输出具有第一频率的AC信号时，所述检测单元检测与包括所述第一天线的平面平行的位置；当所述信号发生单元正在输出具有高于第一频率的第二频率的AC信号时，所述检测单元检测与包括所述第一天线的平面垂直的位置。

(补充注释11)

根据补充注释10所述的坐标输入装置，其中

所述检测单元通过所述第二发送/接收单元接收从所述多个第一天线中的一个发送的并通过所述多个第一天线中的另一个的信号，

当接收到的信号的强度大于预定值时，所述检测单元将接收到的信号的强度设置为针对所述电导体和所述第一发送/接收单元之间的距离是零的情况的参考强度。

(补充注释12)

根据补充注释9所述的坐标输入装置，其中：所述第一发送/接收单元被装入电容型触摸面板中；所述多个第一天线中的全部或至少两个用作电容型触摸面板的电极。

(补充注释13)

根据补充注释12所述的坐标输入装置，其中：所述信号发生单元与所述电容型触摸面板的位置检测并行地将所述AC信号输出到所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线中的一个，或者将所述AC信号独立地输出到所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线中的一个；所述检测单元将针对所述多个第一天线检测的信号的强度彼此进行比较，从而检测所述检测位置。

(补充注释14)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，还包括载波发生单元，所述载波发生单元将载波输出到所述信号发生单元和所述检测单元，其中：所述信号发生单元将所述AC信号与所述载波混合并且输出混合后的信号；所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线根据混合后的AC信号和所述载波发送信号；所述检测单元针对所述多个第一天线中的每个检测与被去除所述载波的AC信号对应的信号的强度。

(补充注释15)

根据补充注释14所述的坐标输入装置，其中所述载波发生单元输出其频率随时间而改变的载波。

(补充注释16)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，还包括多个第二发送/接收单元，其中，所述检测单元针对所述多个第一天线中的每个检测通过所述多个第二发送/接收单元中的一个的第二天线接收的信号的强度，并且根据使检测到的信号的强度最大的所述第一天线的位置检测所述检测位置。

(补充注释17)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，还包括多个第二发送/接收单元，其中所述检测单元针对所述多个第一天线中的每个检测通过所述多个第二发送/接收单元中的一个的第二天线接收的信号的强度；在通过比较检测到的信号的强度而检测所述检测位置之后，针对所述多个第一天线中的每个检测通过所述多个第二发送/接收单元中的另一个的第二天线接收的信号的强度；通过比较检测到的信号的强度检测所述检测位置。

(补充注释18)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，其中：所述多个第一天线包括第一天线组和第二天线组，所述第一天线组包括布置在第一方向上的多个天线并且所述第二天线组包括布置在第二方向上的多个天线，第二方向不同于所述第一方向；所述检测单元针对所述第一天线组的多个天线中的每个检测所述第二发送/接收单元中接收的信号的强度，比较检测到的信号的强度，从而检测为第一位置，针对所述第二天线组的多个天线中的每个检测所述第二发送/接收单元中接收的信号的强度，比较检测到的信号的强度，从而检测为第二位置，将用所述第一位置和所述第二位置表达的坐标检测为所述检测位置。

(补充注释19)

根据补充注释18所述的坐标输入装置，其中当使用所述第一天线组的多个天线检测的所述第一位置不匹配使用所述第二天线组的多个天线检测的所述第二位置时，所述检测单元使第一检测位置和第二检测位置无效。

(补充注释20)

根据补充注释18所述的坐标输入装置，还包括多个第二发送/接收单元，其中所述检测单元针对所述多个第一天线中的每个检测所述第二发送/接收单元中的一个中接收的信号的强度，比较检测到的信号的强度，从而检测所述检测位置。

(补充注释21)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，其中所述检测单元针对所述多个第一天线中的一个从所述第二发送/接收单元中接收的信号的强度中提取预定频率分量，检测所述第一发送/接收单元的所述第一天线和所述第二发送/接收单元的所述第二天线之间插入的电导体的状态改变。

(补充注释22)

根据补充注释20所述的坐标输入装置，其中所述电导体是人体，所述检测单元根据预定低频分量的强度改变，检测脉动。

(补充注释23)

根据补充注释22所述的坐标输入装置，其中基于脉动的存在/不存在，确定所述电导体是否是生物。

(补充注释24)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，其中所述AC信号的波长是所述第一发送/接收单元和所述第二发送/接收单元的大小至少十倍大。

(补充注释25)

根据补充注释1所述的坐标输入装置，其中所述多个天线中的每个是沿着所述第一发送/接收单元的主表面设置的线性天线，所述第二发送/接收单元是平面天线。

(补充注释26)

一种检测电导体位置的坐标输入装置，所述坐标输入装置包括：信号发生单元，其输出AC信号；第一发送/接收单元，其包括根据所述AC信号发送/接收信号的多个第一天线；一个或多个第二发送/接收单元，其包括向所述第一发送/接收单元发送信号和从所述第一发送/接收单元接收信号的第二天线；和检测单元，当所述第一发送/接收单元发送/接收信号时，其得到与所述多个第一天线的位置对应的信号的强度分布并且根据所述强度分布的峰的位置检测所述电导体的位置，所述电导体被插入所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线和所述第二发送/接收单元的一个或多个第二天线之间。

(补充注释27)

一种包括装入其中的根据补偿注释26所述的坐标输入装置的移动终端，其中所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线只设置在第一表面上，所述多个第二发送/接收单元中的每个的所述第二天线设置在第一表面或不同于所述第一表面的表面上。

(补充注释28)

根据补充注释25所述的坐标输入装置，其中：所述多个第二发送/接收单元包括第三发送/接收单元和第四发送/接收单元；所述第三发送/接收单元被设置成在所述第一方向上远离所述第一发送/接收单元，使得所述第三发送/接收单元被设置成与所述多个第一天线中的每个的距离相同；所述第四发送/接收单元被设置成在所述第二方向上远离所述第一发送/接收单元，使得所述第四发送/接收单元被设置成与所述多个第二天线中的每个的距离相同并且所述检测单元通过所述第三发送/接收单元针对所述多个第一天线中的每个检测信号的强度并且通过所述第四发送/接收单元针对所述多个第二天线中的每个检测信号的强度。

(补充注释29)

一种包括以引用方式全部并入其中的根据补充注释1所述的坐标输入装置的移动终端。

本领域的普通技术人员可酌情或根据需要组合上述实施例。

虽然已经依据一些实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将认识到，在所附权利要求书的精神和范围内可以用各种修改来实践本发明并且本发明不限于上述的示例。

另外，权利要求书的范围不受上述实施例限制。

此外，注意的是，申请人的意图是涵盖所有权利要求要素的等同物，即使后续在审查期间进行修改。

参考符号列表

1、5、7：信号发生单元

2：发送天线单元

3：接收天线

4：检测单元

6：载波发生单元

8：检测单元

10：手指

10A：左手

10B：右手

10C：人体

11、51：信号振荡单元

12放大器

13、14、60、70、90：多路复用器

41：放大器

42：滤波器

43：检测单元

44：A/D转换器

45：位置检测单元

61-63：接收天线

71-77：接收天线

100、500、600、700、900、1000、1100：坐标输入装置

101、601、701、707：移动终端

102、602、702：外壳

103、603、703：触摸面板

604、704：前表面

605、705、708：侧表面

606：后表面

800：触摸面板

801：透明电阻片材

802：突起

803：透明电极片材

804-807：边

808-811：二极管组

812：电源

813：开关

814：笔

815、816：点

817：检测电路

900：坐标输入装置

910：触摸面板

920：触摸面板控制器

911：传感器

921：坐标检测设备

922：CPU

923：触摸动作灵敏度改变设备

CON1-CON5：控制信号

CW：载波

DL：驱动线

E11、E12：电极

AMM：电流表

M1、M2：混合器

RS1-RS2、RSD：接收信号

SIG、SIG1、SIG2：AC信号

S1：振荡器

SL：感测线

T_S：端子

T_X1-T_X5：端子

T_Y1-T_Y5：端子

X1-X5、Y1-Y5：天线线

Claims (20)

1.一种坐标输入装置，所述坐标输入装置包括：

信号发生单元，其输出AC信号；

第一发送/接收单元，其包括根据所述AC信号发送/接收信号的多个第一天线；

第二发送/接收单元，其包括向所述第一发送/接收单元发送信号和从所述第一发送/接收单元接收信号的一个或多个第二天线；

检测单元，当所述第一发送/接收单元发送/接收信号时，其得到与所述多个第一天线的位置对应的信号的强度分布并且根据所述强度分布的峰的位置对检测位置进行检测。

2.根据权利要求1所述的坐标输入装置，其中

所述信号发生单元将所述AC信号输出到所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线中的一个；

从被供应所述AC信号的所述多个第一天线中的所述一个发送信号；并且

所述第二发送/接收单元通过所述第二天线接收信号。

3.根据权利要求1所述的坐标输入装置，其中

所述信号发生单元将所述AC信号输出到所述第二发送/接收单元，

通过所述第二天线从所述第二发送/接收单元发送信号，并且

通过所述多个第一天线中的一个接收信号。

4.根据权利要求1所述的坐标输入装置，其中

所述检测单元通过电导体接收信号，并且

所述检测位置指示所述电导体的位置。

5.根据权利要求4所述的坐标输入装置，其中所述电导体是人体。

6.根据权利要求1所述的坐标输入装置，其中所述检测单元根据一个或多个峰，检测一个或多个检测位置。

7.根据权利要求1所述的坐标输入装置，其中

所述多个第一天线布置在预定方向上，

所述检测单元使用多项式来拟合针对所述多个第一天线检测的信号的强度，所述多项式包括所述预定方向上的位置来作为变量，并且

所述多项式的值最大的所述预定方向上的位置被检测为检测位置。

8.根据权利要求1所述的坐标输入装置，其中

所述多个第一天线布置在预定方向上；

所述检测单元将包括所述预定方向上的位置作为变量的预测分布应用于针对所述多个第一天线检测的信号的强度，并且

与所述预测分布的相关性最大的所述预定方向上的位置被检测为所述检测位置。

9.根据权利要求2所述的坐标输入装置，其中：所述检测单元基于所述检测位置的信号强度，检测插入所述第一发送/接收单元的所述第一天线和所述第二发送/接收单元的第二天线之间的电导体与所述第一发送/接收单元的所述第一天线之间的距离。

10.根据权利要求9所述的坐标输入装置，其中

所述信号发生单元输出具有不同频率的多种类型的AC信号，

当所述信号发生单元正在输出具有第一频率的AC信号时，所述检测单元检测与包括所述第一天线的平面平行的位置，并且

当所述信号发生单元正在输出具有高于所述第一频率的第二频率的AC信号时，所述检测单元检测与包括所述第一天线的所述平面垂直的位置。

11.根据权利要求10所述的坐标输入装置，其中

所述检测单元通过所述第二发送/接收单元接收从所述多个第一天线中的一个发送的并通过所述多个第一天线中的另一个的信号，并且

当接收到的信号的强度大于预定值时，所述检测单元将接收到的信号的强度设置为针对所述电导体和所述第一发送/接收单元之间的距离是零的情况的参考强度。

12.根据权利要求9所述的坐标输入装置，其中

所述第一发送/接收单元被装入电容型触摸面板中，并且

所述多个第一天线中的全部或至少两个用作所述电容型触摸面板的电极。

13.根据权利要求12所述的坐标输入装置，其中

所述信号发生单元与所述电容型触摸面板的位置检测并行地将所述AC信号输出到所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线中的一个，或者将所述AC信号独立地输出到所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线中的一个，并且

所述检测单元将针对所述多个第一天线检测的信号的强度彼此进行比较，从而检测所述检测位置。

14.根据权利要求1所述的坐标输入装置，还包括载波发生单元，所述载波发生单元将载波输出到所述信号发生单元和所述检测单元，其中

所述信号发生单元将所述AC信号与所述载波混合并且输出混合后的信号；

所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线根据混合后的AC信号和所述载波发送信号，并且

所述检测单元针对所述多个第一天线中的每个检测与被去除所述载波的AC信号对应的信号的强度。

15.根据权利要求14所述的坐标输入装置，其中所述载波发生单元输出其频率随时间而改变的载波。

16.根据权利要求1所述的坐标输入装置，还包括多个第二发送/接收单元，其中

所述检测单元针对所述多个第一天线中的每个检测通过所述多个第二发送/接收单元中的一个的第二天线接收的信号的强度，并且比较检测到的信号的强度，从而检测所述检测位置。

17.根据权利要求1所述的坐标输入装置，还包括多个第二发送/接收单元，其中

所述检测单元针对所述多个第一天线中的每个检测通过所述多个第二发送/接收单元中的一个的第二天线接收的信号的强度；在通过比较检测到的信号强度而检测所述检测位置之后，针对所述多个第一天线中的每个检测通过所述多个第二发送/接收单元中的另一个的第二天线接收的信号的强度；通过比较检测到的信号的强度检测所述检测位置。

18.根据权利要求1所述的坐标输入装置，其中

所述多个第一天线包括第一天线组和第二天线组，所述第一天线组包括布置在第一方向上的多个天线并且所述第二天线组包括布置在第二方向上的多个天线，所述第二方向不同于所述第一方向；

所述检测单元针对所述第一天线组的多个天线中的每个检测所述第二发送/接收单元中接收的信号的强度，比较检测到的信号的强度，从而检测为第一位置；针对所述第二天线组的多个天线中的每个检测所述第二发送/接收单元中接收的信号的强度，比较检测到的信号的强度，从而检测为第二位置，将用所述第一位置和所述第二位置表达的坐标检测为所述检测位置。

19.一种检测电导体位置的坐标输入装置，所述坐标输入装置包括：

信号发生单元，其输出AC信号；

第一发送/接收单元，其包括根据所述AC信号发送/接收信号的多个第一天线；

一个或多个第二发送/接收单元，其包括向所述第一发送/接收单元发送信号和从所述第一发送/接收单元接收信号的第二天线；

检测单元，当所述第一发送/接收单元发送/接收信号时，其得到与所述多个第一天线的位置对应的信号的强度分布并且根据所述强度分布的峰的位置检测所述电导体的位置，所述电导体被插入所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线和所述第二发送/接收单元的一个或多个第二天线之间。

20.一种包括装入其中的根据权利要求18所述的坐标输入装置的移动终端，其中

所述第一发送/接收单元的所述多个第一天线只设置在第一表面上，且所述多个第二发送/接收单元中的每个的所述第二天线设置在所述第一表面上或不同于所述第一表面的表面上。