JP2005100105A - 位置検出システム及び位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、センサ領域の端部も含めた全領域で位置指示器の励振効率を向上できるようにすること。
【解決手段】 位置検出装置は、電気的に接続されると共に相互に逆方向に巻回された内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２から、ペン形状の入力部材２０１内に収容された位置指示器１０１に位置検出用信号を送信する。このとき、内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２は相互に逆方向に巻回されているため、センサ部１０３の端部も含めた全域で位置指示器１０１を効率的に励振することができる。位置指示器１０１は、前記位置検出用信号を受信して、位置を示す位置指示信号を送信する。センサコイル２０７は位置指示器１０１からの信号を受信する。位置検出装置はセンサコイル２０７で検出した信号に基づいて位置指示器１０１の位置を検出する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ＣＡＤ（Computer Aided Design）、コンピュータ、携帯電話、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、携帯情報端末（ＰＤＡ）等の入力装置等として使用され電磁結合によって位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置、前記位置指示器及び位置検出装置を用いた位置検出システムに関する。

従来から、ＣＡＤ、コンピュータ、携帯電話等々の入力装置等として、位置指示器と位置検出装置間で電磁結合により信号を送受信し、前記位置指示器の指示位置を前記位置検出装置で検出するように構成した電磁結合方式の位置検出システムが開発されている。
例えば、特許文献１に記載された発明のように、位置検出装置におけるセンサ領域の外周部に送信コイルを配設する方式においては、外周部に１つの送信コイルを配設するように構成している。

図８は、前記特許文献１に記載された位置検出装置のセンサ部の概略構成を示す図である。図８において、複数のセンサコイル８０２の外周部には、１つの送信コイル８０１が配設されている。尚、図を簡略化するために、センサコイル８０２はＸ方向のセンサコイル（Ｘ方向センサコイル）のみを示しており、Ｙ方向のセンサコイル（Ｙ方向センサコイル）は省略して描いている。
図８において、送信コイル８０１から位置検出用信号を電磁結合によって位置指示器（図示せず）に送信し、次に、複数のセンサコイル８０２を順次選択駆動することにより、前記位置指示器からの位置指示信号を電磁結合によって複数のセンサコイル８０２で順次受信し、複数のセンサコイル８０２で受信した検出信号に基づいて前記位置指示器の位置を検出する。

このように、前記特許文献１に記載された位置検出システムでは、１つの送信コイル８０１を使用することにより、位置検出に使用する位置検出用信号の送信回路が簡単になるという利点がある。
特開平５−８８８１１号公報

しかしながら、前記従来の位置検出システムは、送信コイル８０１駆動用の前記送信回路を簡単な構成にすることが可能になるという利点はあるが、位置指示器が、送信コイル８０１及びセンサコイル８０２が配設された面（センサ面）には近くても送信コイル８０１から遠くに位置する場合には位置指示器が励振され難いという問題がある。特に、送信コイル８０１及びセンサコイル８０２の下部側には、外乱磁界の影響を防止するためにシールド部材が配設されており、送信コイル８０１から出力される磁束が前記シールド部材に流れるため、前記位置指示器を励振され難いという問題がある。

また、位置検出システムを携帯電話等に搭載した場合等のように、送信コイル８０１及びセンサコイル８０２が液晶表示装置等の表示装置に積層して配設された構成の場合、送信コイル８０１及びセンサコイル８０２が配設された領域（センサ領域）の端部では、表示装置の駆動ノイズが多く、前記ノイズの影響を受けないように位置指示器に対する励振効率を上げることが望まれる。特に、表示装置を取り付けるために表示装置の周囲に配設された金属製ベゼルには、送信コイル８０１とは逆相の励磁電流（送信コイルとは逆方向に流れる励磁電流）が流れてしまい、位置指示器に対する励振とは逆方向の磁束が発生する為、これによって励振効率が低下するという問題がある。

本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、電磁結合方式の位置検出システムや位置検出装置において、簡単な構成で、センサ領域の端部も含めた全領域で位置指示器の励振効率を向上できるようにすることを課題としている。
また、本発明は、電磁結合方式の位置検出システムや位置検出装置において、簡単な構成で、金属製ベゼルによる影響を軽減できるようにすることを課題としている。

本発明によれば、少なくとも１つのコイルを有し位置を指示するための位置指示器と、電磁結合によって前記位置指示器との間で信号の送受信を行うことにより前記位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置とを有する位置検出システムにおいて、前記位置検出装置は、前記位置指示器に位置検出用信号を送信するための第１の送信コイルと、前記第１の送信コイルの外側に配設された第２の送信コイルと、前記位置指示器からの信号を受信するための複数のセンサコイルと、前記第１の送信コイルと第２の送信コイルから相互に逆相の位置検出用信号を送信するように前記第１、第２の送信コイルを駆動する信号送信手段と、前記複数のセンサコイルを順次選択して前記位置指示器からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号に基づいて前記位置指示器の指示位置を検出する位置検出手段とを備えて成ることを特徴とする位置検出システムが提供される。

信号送信手段は、第１の送信コイルと第２の送信コイルから相互に逆相の位置検出用信号を送信するように前記第１、第２の送信コイルを駆動する。位置指示器は前記位置検出用信号を受信して、位置指示器の位置を表す信号を送信する。受信手段は、複数のセンサコイルを順次選択して前記位置指示器からの信号を受信する。位置検出手段は、前記受信手段で受信した前記位置指示器からの信号に基づいて前記位置指示器の指示位置を検出する。

ここで、前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルは、相互に接続されると共に逆方向に巻回されて成るように構成してもよい。
また、前記第１、第２の送信コイルは同心状に配設されて成るように構成してもよい。
また、前記第１、第２の送信コイル及びセンサコイルはシールド部材上に配設されて成るように構成してもよい。

また、前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルに対向配設された表示手段と、前記表示手段の周囲に配設された金属製ベゼルとを有し、前記金属製ベゼルには前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルの駆動による励磁電流が流れないように、前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルの位置関係及び巻数比が定められて成るように構成してもよい。
また、前記第１の送信コイルの巻回数は前記第２の送信コイルの巻回数よりも多いように構成してもよい。
また、前記表示手段は液晶表示装置であるように構成してもよい。

また、本発明によれば、少なくとも１つのコイルを有し位置を指示するための位置指示器との間で電磁結合によって信号の送受信を行うことにより前記位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置において、前記位置指示器に位置検出用信号を送信するための第１の送信コイルと、前記第１の送信コイルの外側に配設された第２の送信コイルと、前記位置指示器からの信号を受信するための複数のセンサコイルと、前記第１の送信コイルと第２の送信コイルから相互に逆相の位置検出用信号を送信するように前記第１、第２の送信コイルを駆動する信号送信手段と、前記複数のセンサコイルを順次選択して前記位置指示器からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号に基づいて前記位置指示器の指示位置を検出する位置検出手段とを備えて成ることを特徴とする位置検出装置が提供される。

信号送信手段は、第１の送信コイルと第２の送信コイルから相互に逆相の位置検出用信号を送信するように前記第１、第２の送信コイルを駆動する。位置指示器は前記位置検出用信号を受信して、位置指示器の位置を表す信号を送信する。受信手段は、複数のセンサコイルを順次選択して前記位置指示器からの信号を受信する。位置検出手段は、前記受信手段で受信した前記位置指示器からの信号に基づいて前記位置指示器の指示位置を検出する。

本発明によれば、電磁結合方式の位置検出システムや位置検出装置において、簡単な構成で、センサ領域の端部も含めた全領域で位置指示器の励振効率を向上することが可能になる。
また、本発明によれば、電磁結合方式の位置検出システムや位置検出装置において、簡単な構成で、表示手段の周囲に配設された金属製ベゼルの影響を軽減することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態に係る位置検出システム及び位置検出装置について、図面を用いて説明する。尚、前記位置検出システムは、少なくとも１つのコイルを有し位置を指示するための位置指示器と、電磁結合によって前記位置指示器との間で信号の送受信を行うことにより前記位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置とを有するシステムである。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る位置検出システムの構成を示すブロック図である。本第１の実施の形態に係る位置検出システムは、位置を指示するための位置指示器１０１及び位置指示器１０１の位置を検出するための位置検出装置１０２を備えている。

位置指示器１０１は、少なくとも１つのコイルを有し位置を指示するための装置であり、例えば、１つのコイル及び前記コイルに接続されたコンデンサを備えており、前記コンデンサ及びコイルによって共振回路を構成している。
位置検出装置１０２は、制御部１０９、位置検出用信号を生成する送信制御部１１０、送信回路１１１、センサ領域であるセンサ部１０３、センサコイルの選択切り換えを行う切り換え部１０６、受信回路１０７、座標検出部１０８を備えている。

平面状に構成されたセンサ部１０３は、位置指示器１０１の位置を検出するための位置検出用信号を位置指示器１０１に送信する送信コイル１０５と、位置指示器１０１の位置を示す信号である位置指示信号を受信するセンサコイル１０４を有している。センサコイル１０４は、Ｘ方向に並設された複数（例えばｎ個）のセンサコイル（Ｘ方向センサコイル）及びＸ方向に直交するＹ方向に並設された複数（例えばｍ個）のセンサコイル（Ｙ方向センサコイル）によって構成されている。
制御部１０９は信号送信手段、受信手段及び位置検出手段を構成し、送信制御部１１０、送信回路１１１は信号送信手段を構成し、切り換え部１０６及び受信回路１０７は受信手段を構成し、座標検出部１０８は位置検出手段を構成している。

制御部１０９は、位置検出装置１０２全体を制御すると共に、送信制御部１１０、送信回路１１１、切り換え部１０６、受信回路１０７、座標検出部１０８を制御する。
送信制御部１１０は、制御部１０９の制御の下、位置指示器１０１の指示位置を検出するための位置検出用信号を生成する。送信回路１１１は、送信制御部１１０からの位置検出用信号を増幅し、センサ部１０３に配設された送信コイル１０５に位置検出用信号を供給して駆動する。

図２は、センサ部１０３の詳細構造を示す平面図であり、図１と同一部分には同一符号を付している。尚、図２においては、位置指示器１０１がペン型形状の入力部材２０１に一体形成されている例を示しており、使用者は入力部材２０１を把持して位置指示器１０１により位置を指示する。また、センサコイル１０４はＸ方向に並設した複数のＸ方向センサコイル２０７のみを示しており、Ｘセンサコイル２０７と直交するように配設されたＹ方向センサコイルは省略して描いている。

図２において、センサ部１０３は、第２の送信コイルを構成する外側送信コイル２０２及び第１の送信コイルを構成する内側送信コイル２０３から成る送信コイル１０５を有している。外側送信コイル２０２と内側送信コイル２０３は相互に重ならないように並設されており、外側送信コイル２０２はセンサ部１０３の周辺部に配設され又、外側送信コイル２０２は内側送信コイル２０３の外側に配設されている。

内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２は、相互に電気的に接続されると共に逆方向に巻回（図２において、内側送信コイル２０３は右巻きに巻回、外側送信コイル２０２は左巻きに巻回）された構成となっている。内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２の中心が略同一位置になるように（同心状に）配設されている。内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２は矩形状に構成されている。内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２はシールド部材２０４上に積層配設されている。

尚、詳細は第２の実施の形態の項で説明するが、表示装置の周囲に配設された金属製ベゼルに外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３の駆動による励磁電流が流れないよう、外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３の位置関係及び巻数比が定められている。図２では、内側送信コイル２０３の巻回数は外側送信コイル２０２の巻回数よりも多いように構成されている。

送信コイル２０２、２０３の入力端子２０５及び共通端子２０６間には送信回路１１１から位置検出用信号が供給され、これにより、各送信コイル２０２、２０３は位置検出用信号を位置指示器１０１に送信するように駆動される。切り換え部１０６は、センサコイル１０４を順次選択して位置指示器１０１からの位置指示信号を受信回路１０７に出力する。切り換え部１０６の動作をＸ方向センサコイル２０７の例で説明すると、切り換え部１０６は、各Ｘ方向センサコイル２０７を順次選択することによって、各選択したセンサコイル２０７の出力端子２０８と共通端子２０９との間から位置指示信号を取り出して、受信回路１０７に出力する。

尚、外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３は、少なくとも一方をセンサコイル１０５の外側に配設するように構成してもよい。また、外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３は、いずれもセンサコイル１０５の外側に配設しないように構成してもよい、即ち、いずれもセンサコイル１０５と重なるように配設してもよい。
切り換え部１０６は、制御部１０９の制御により、複数のセンサコイル１０５を順次選択して走査し、選択したセンサコイル１０５で検出した位置検出信号を受信回路１０７へ出力する。受信回路１０７は制御部１０９の制御により、切り換え回路１０６からの検出信号を増幅して座標検出部１０８に出力する。座標検出部１０８は、受信回路１０７からの位置検出信号に基づいて、位置指示器１０１のＸ座標位置及びＹ座標位置（ＸＹ座標）、すなわち、入力部材２０１による指示位置を算出する。

図３は、第１の実施の形態に係る位置検出システムの動作を示すタイミング図である。本実施の形態では、Ｘ方向センサコイルの走査（スキャン）を完了した後に、Ｙ方向センサコイルの走査を行うことにより、位置指示器１０１の位置を検出するようにしている。
図４は、本実施の形態に係る位置検出システムの動作を説明するための説明図である。
以下、図１〜図４を用いて、第１の実施の形態に係る位置検出システム及び位置検出装置の動作を詳細に説明する。

先ず、位置検出システムにおいて位置指示器１０１の位置を検出する際の全体的な動作を説明する。
送信制御部１１０は制御部１０９の制御により、位置検出用信号を出力する。送信回路１１１は制御部１０９の制御により、前記位置検出用信号を増幅して、送信コイル１０５に出力する。送信コイル１０５（外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３）からは、図３に示すように、位置検出用信号３０１ａが出力される。位置指示器１０１は、送信コイル１０５からの位置検出用信号３０１ａを電磁結合によって受信し、位置指示用信号３０２ａを位置検出装置１０２に対して返送する。

位置検出装置１０２側では、制御部１０９は、切り換え部１０６が全Ｘ方向センサコイルを一端部側から他端部側へ順次選択して走査するように、切り換え部１０６を制御する（オールスキャン動作）。これにより、Ｘ方向センサコイル位置指示用信号３０２ａの検出が行われる。
第１番目のＸ方向センサコイル１で受信した前記位置指示用信号は、Ｘ方向検出信号として、切り換え部１０６を介して受信回路１０７に出力される。前記Ｘ方向検出信号は受信回路１０７で増幅された後、座標検出部１０８に出力される。座標検出部１０８は前記検出信号のレベルを、位置検出部１０８の内部に設けられている記憶手段としてのメモリ（図示せず）に一旦記憶する。
Ｘ方向センサコイル１について前記動作を４回行い、座標検出部１０８内の前記メモリに記憶する。座標検出部１０８は、座標検出部１０８内の前記メモリに記憶した前記４回分のデータの平均値をＸ方向センサコイル１のＸ方向検出信号レベルとして、前記メモリに記憶する。

前記動作を全Ｘ方向センサコイル２０７について第１番目のセンサコイル１から第ｎ番目のセンサコイルｎまで順次行うことによって、座標検出部１０８は、全Ｘ方向センサコイル２０７の検出信号レベル（Ｘ方向検出信号レベル）を取得して、前記メモリに記憶する。
座標検出部１０８は、全Ｘ方向センサコイル１〜ｎの検出信号レベルのうちの上位３点を選択し、前記３点の検出レベルを用いて放物線近似により、最大レベル点を算出する。前記最大レベル点の座標が、位置指示器１０１のＸ座標に相当する。

次に、位置検出装置１０２は、前記同様の動作を全Ｙ軸方向センサコイルについて順次行う。
即ち、制御部１０９は、全Ｙ方向センサコイルを一端部側から他端部側へ順次選択して走査する。座標検出部１０８は、Ｘ方向センサコイル２０７について行ったのと同様の方法で、位置指示器１０１のＹ座標を算出する。

以上のようにして、座標検出部１０８は位置指示器１０１のＸ座標及びＹ座標（ＸＹ座標）を検出する。
座標検出部１０８は、このようにして検出した位置指示器１０１のＸＹ座標のデータを制御部１０９に出力する。
制御部１０９は、一旦、位置指示器１０１の位置を検出すると、位置指示器１０１の位置を把握している間は、位置指示器１０１近傍のセンサコイル１０４（Ｘ方向センサコイル及びＹ方向センサコイル）のみを駆動することにより、以後の位置指示器１０１の検出動作を行う（セクタスキャン動作）。
制御部１０９は、位置指示器１０１の位置が検出不能になった場合、前記したオールスキャン動作を行うことにより位置指示器１０１の位置を再び検出し、以後はセクタスキャン動作を行うことにより位置指示器１０１の検出動作を行い、前記動作を繰り返す。

ところで、図４に示すように、送信制御部１１０及び送信回路１１１から送信コイル１０５（外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３）に位置検出用信号を供給すると、外側送信コイル２０２と内側送信コイル２０３は相互に電気的に接続されると共に相互に逆方向に巻回されているため、外側送信コイル２０２と内側送信コイル２０３には相互に逆方向の電流が流れて、各送信コイル２０２、２０３を中心とする相互に逆方向の磁束が生じ、両送信コイル２０３、２０３ともに位置指示器１０１を励振するような磁束を発生する。すなわち、外側送信コイル２０２からは磁束４０１が発生し又、内側送信コイル２０３からは磁束４０２が発生する。

したがって、位置指示器１０１側に向かわずにシールド部材２０４側にも磁束が通るが、センサ部１０３の端部近傍でも、外側送信コイル２０２と内側送信コイル２０３が発生する磁束が加算された状態で位置指示器１０１に供給されるため、送信コイル１０４が、外側送信コイル２０２と内側送信コイル２０３を相互に逆方向に巻回して接続するという極めて簡単な構成であるにも拘わらず、センサ領域１０３の端部において、位置指示器１０１の励振効率を向上することが可能になる。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る位置検出システムの構成を示す斜視図であり又、図６は第２の実施の形態に係る位置検出システムの構成を示す正面図であり、図１〜図４と同一部分には同一符号を付している。
第２の実施の形態に係る位置検出システムは、前記第１の実施の形態における位置検出装置１０２に表示装置を積層配設した構成となっている。

図５及び図６において、位置検出装置１０２のセンサ部１０３及びシールド部材２０４には、表示装置（図５及び図６では液晶表示装置５０２）が積層配設されている。液晶表示装置５０２の前面には保護ガラス５０３が設けられると共に、液晶表示装置５０２の周囲にはロ字形の金属製ベゼル５０１が設けられている。金属製ベゼル５０１は、センサ部１０３の周囲に対向するように配設されると共に、センサ部１０３の周囲において液晶を固定するように配設されている。

前記第１の実施の形態で説明したように、センサ部１０３の内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２は、相互に電気的に接続されると共に逆方向に巻回された構成となっている。内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２は同心状に配設されている。内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２は矩形状に構成されている。内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２はシールド部材２０４上に積層配設されている。

液晶表示装置５０２の周囲に配設された金属製ベゼル５０１に外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３の駆動による励磁電流が流れないよう、外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３の位置関係及び巻数比が定められている。即ち、外側送信コイル２０２と内側送信コイル２０３で発生し金属製ベゼル５０１と鎖交する磁束数の和が零になるように、外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３の位置関係及び巻数比が定められている。

図２の例では、内側送信コイル２０３の方が面積が小さいため、金属製ベゼル５０１から見ると、１ターンあたりの鎖交磁束数が外側送信コイル２０２より少なくなり、したがって、同じ電流で内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２で発生する磁束の金属製ベゼル５０１による鎖交磁束数を同じ（ただし方向は逆）にするために、内側送信コイル２０３の巻回数は外側送信コイル２０２の巻回数よりも多いように構成されている。尚、金属製ベゼル５０１が外側送信コイル２０２よりも内側に存在する場合には、外側送信コイル２０２の巻回数を内側送信コイル２０３の巻回数よりも多くする必要が生じる場合もある。

図７は、本第２の実施の形態の動作を説明するための説明図であり、図１〜図６と同一部分には同一符号を付している。
以上のように構成された第２の実施の形態に係る位置検出システム及び位置検出装置の動作を、図５〜図７を用いて、必要に応じて図１〜図４を参照して説明する。尚、位置検出装置１０２が位置指示器１０１の位置を検出する際の基本的な動作は前記第１の実施の形態と同様であるため、位置検出の基本的な動作の説明は省略し、金属製ベゼル５０１の影響を抑制した部分の動作についてのみ説明する。

図７に示すように、送信制御部１１０及び送信回路１１１から送信コイル１０５に位置検出用信号を供給して矢印方向に駆動電流を供給すると、送信コイル１０５を構成する外側送信コイル２０２と内側送信コイル２０３は、相互に逆方向に巻回されているため、外側送信コイル２０２は磁束７０１を、内側送信コイル２０３は磁束７０２を、相互に逆方向に発生する。

このとき、金属製ベゼル５０１には外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３の駆動による励磁電流が流れないように、外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３の位置関係及び巻数比が定められているため、外側送信コイル２０２及び内側送信コイル２０３によって発生し金属製ベゼル５０１と鎖交する磁束７０１、７０２は相殺されて零に近づき、金属製ベゼル５０１には励磁電流が発生しない。したがって、金属製ベゼル５０１からは、送信コイル２０２、２０３から生じる磁束７０１、７０２を低下させるような磁束は発生しないため、位置検出器１０１の励振効率を劣化させることがない。

以上述べたように、本発明の実施の形態に係る位置検出システムは、少なくとも１つのコイルを有し位置を指示するための位置指示器１０１と、電磁結合によって前記位置指示器１０１との間で信号の送受信を行うことにより前記位置指示器１０１の指示位置を検出する位置検出装置１０２とを有する位置検出システムにおいて、位置検出装置１０２は、位置指示器１０１に位置検出用信号を送信するための内側送信コイル２０３と、内側送信コイル２０３の外側に配設された外側送信コイル２０２と、位置指示器１０１からの信号を受信するための複数のセンサコイル１０４と、内側送信コイル２０３と外側送信コイル２０２から相互に逆相の位置検出用信号を送信するように内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２を駆動する信号送信手段と、前記複数のセンサコイル１０４を順次選択して位置指示器１０１からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号に基づいて位置指示器１０１の指示位置を検出する位置検出手段とを備えて成ることを特徴としている。

ここで、内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２は、相互に接続されると共に逆方向に巻回されている。内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２は同心状に配設されている。内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２は、センサ部１０３と同様に矩形状に配設されている。内側送信コイル及び外側送信コイル２０２並びにセンサコイル１０４を有するセンサ部１０３はシールド部材２０４上に配設されている。

また、内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２に対向配設された液晶表示装置等の表示装置５０２と、表示装置５０２の周囲に配設された金属製ベゼル５０１とを有し、金属製ベゼル５０１には内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２の駆動による励磁電流が流れないように、内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２の位置関係及び巻数比が定められている。内側送信コイル２０３の巻回数は外側送信コイル２０２の巻回数よりも多く構成されている。

したがって、電磁結合方式の位置検出システムにおいて、相互に逆方向に巻回した内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２を設けるという簡単な構成で、センサ領域１０３の端部も含めた全領域で位置指示器１０１の励振効率を向上することが可能になる。また、簡単な構成で、表示装置５０１の周囲に配設された金属製ベゼル５０１の影響を軽減することが可能になる。
また、センサ部１０３の上に配置される液晶表示装置５０２の金属製ベゼル５０１には励磁電流が流れないように、内側送信コイル２０３と外側送信コイル２０２との配置関係と巻き数比を調整しているため、金属製ベゼル５０１に渦電流が流れにくくなり、位置指示器１０１の励振効率の減少を軽減することができる。

また、本発明の実施の形態に係る位置検出装置は、少なくとも１つのコイルを有し位置を指示するための位置指示器１０１との間で電磁結合によって信号の送受信を行うことにより位置指示器１０１の指示位置を検出する位置検出装置１０２において、位置指示器１０１に位置検出用信号を送信するための内側送信コイル２０３と、内側送信コイル２０３の外側に配設された外側送信コイル２０２と、位置指示器１０１からの信号を受信するための複数のセンサコイル１０４と、内側送信コイル２０３と外側送信コイル２０２から相互に逆相の位置検出用信号を送信するように内側送信コイル２０３及び外側送信コイル２０２を駆動する信号送信手段と、前記複数のセンサコイル１０４を順次選択して位置指示器１０１からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号に基づいて位置指示器１０１の指示位置を検出する位置検出手段とを備えて成ること等を特徴としている。

したがって、電磁結合方式の位置検出装置において、相互に逆方向に巻回した内側送信コイル及び外側送信コイルを設けるという簡単な構成で、センサ領域１０３の端部を含めた全領域で、位置指示器１０１の励振効率を向上することが可能になる。また、電磁結合方式の位置検出装置において、簡単な構成で、表示装置５０１の周囲に配設された金属製ベゼル５０１の影響を軽減することが可能になる。

尚、前記実施の形態では、構成が簡単になるように外側送信コイル２０２と内側送信コイル２０３を電気的に接続した構成としたが、これらは電気的に分離して構成すると共に、各送信コイルを前記実施の形態と同様の磁束を発生するように駆動してもよい。
また、送信コイル１０５とセンサコイル１０４は、別々に作成、配置することにより、同一装置上で作成、配置されるとは限らなく、別々に基板で作成し、配置しても良い。
また、送信コイル１０５は、銅箔パターンに限られるものではなく、導線を巻いたものや、印刷パターンを使用する等、他の種々の変更が可能である。
また、表示装置５０２として液晶表示装置の例で説明したが、ＥＬ等の他の表示装置にも適用することが可能になる。

少なくとも位置指示器の位置を検出するようにした位置検出システムに適用することが可能であり、例えば、指示器の位置のみならず姿勢等も検出するようにした位置検出システムに適用することが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る位置検出システムのブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に使用するセンサ部の詳細構造を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る位置検出システムの動作を示すタイミング図である。 本発明の第１の実施の形態に係る位置検出システムの動作を説明するための概略図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出システムの構成を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出システムの構成を示す正面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出システムの動作を説明するための説明図である。 従来の位置検出システムの動作を説明するための概略図である。

符号の説明

１０１・・・位置指示器
１０２・・・位置指示装置
１０３・・・センサ部
１０４、８０２・・・センサコイル
１０５、８０１・・・送信コイル
１０６・・・受信手段を構成する切り換え部
１０７・・・受信手段を構成する受信回路
１０８・・・位置検出手段を構成する座標検出部
１０９・・・信号送信手段、受信手段及び位置検出手段を構成する制御部
１１０・・・信号送信手段を構成する送信制御部
１１１・・・信号送信手段を構成する送信回路
２０１・・・入力部材
２０２・・・外側送信コイル
２０３・・・内側送信コイル
２０４・・・シールド部材
２０５・・・入力端子
２０６・・・共通端子
２０７・・・Ｘセンサコイル
２０８・・・出力端子
２０９・・・共通端子
４０１、４０２、７０１、７０２・・・磁束
５０１・・・金属製ベゼル
５０２・・・表示装置
５０３・・・保護ガラス

Claims (14)

1. 少なくとも１つのコイルを有し位置を指示するための位置指示器と、電磁結合によって前記位置指示器との間で信号の送受信を行うことにより前記位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置とを有する位置検出システムにおいて、
   前記位置検出装置は、前記位置指示器に位置検出用信号を送信するための第１の送信コイルと、前記第１の送信コイルの外側に配設された第２の送信コイルと、前記位置指示器からの信号を受信するための複数のセンサコイルと、前記第１の送信コイルと第２の送信コイルから相互に逆相の位置検出用信号を送信するように前記第１、第２の送信コイルを駆動する信号送信手段と、前記複数のセンサコイルを順次選択して前記位置指示器からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号に基づいて前記位置指示器の指示位置を検出する位置検出手段とを備えて成ることを特徴とする位置検出システム。
2. 前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルは、相互に接続されると共に逆方向に巻回されて成ることを特徴とする請求項１記載の位置検出システム。
3. 前記第１、第２の送信コイルは同心状に配設されて成ることを特徴とする請求項１又は２記載の位置検出システム。
4. 前記第１、第２の送信コイル及びセンサコイルはシールド部材上に配設されて成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の位置検出システム。
5. 前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルに対向配設された表示手段と、前記表示手段の周囲に配設された金属製ベゼルとを有し、
   前記金属製ベゼルには前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルの駆動による励磁電流が流れないように、前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルの位置関係及び巻数比が定められて成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の位置検出システム。
6. 前記第１の送信コイルの巻回数は前記第２の送信コイルの巻回数よりも多いことを特徴とする請求項５記載の位置検出システム。
7. 前記表示手段は液晶表示装置であることを特徴とする請求項５又は６記載の位置検出システム。
8. 少なくとも１つのコイルを有し位置を指示するための位置指示器との間で電磁結合によって信号の送受信を行うことにより前記位置指示器の指示位置を検出する位置検出装置において、
   前記位置指示器に位置検出用信号を送信するための第１の送信コイルと、前記第１の送信コイルの外側に配設された第２の送信コイルと、前記位置指示器からの信号を受信するための複数のセンサコイルと、前記第１の送信コイルと第２の送信コイルから相互に逆相の位置検出用信号を送信するように前記第１、第２の送信コイルを駆動する信号送信手段と、前記複数のセンサコイルを順次選択して前記位置指示器からの信号を受信する受信手段と、前記受信手段で受信した信号に基づいて前記位置指示器の指示位置を検出する位置検出手段とを備えて成ることを特徴とする位置検出装置。
9. 前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルは、相互に接続されると共に逆方向に巻回されて成ることを特徴とする請求項８記載の位置検出装置。
10. 前記第１、第２の送信コイルは同心状に配設されて成ることを特徴とする請求項８又は９記載の位置検出装置。
11. 前記第１、第２の送信コイル及びセンサコイルはシールド部材上に配設されて成ることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一に記載の位置検出装置。
12. 前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルに対向配設された表示手段と、前記表示手段の周囲に配設された金属製ベゼルとを有し、
    前記金属製ベゼルには前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルの駆動による励磁電流が流れないように、前記第１の送信コイル及び第２の送信コイルの位置関係及び巻数比が定められて成ることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか一に記載の位置検出装置。
13. 前記第１の送信コイルの巻回数は前記第２の送信コイルの巻回数よりも多いことを特徴とする請求項１２記載の位置検出装置。
14. 前記表示手段は液晶表示装置であることを特徴とする請求項１２又は１３記載の位置検出装置。

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