JP2011210016A5

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Publication number: JP2011210016A5
Application number: JP2010077141A
Authority: JP
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2013-03-28
Anticipated expiration: 2030-03-30

Description

まず、センサ部１０の構成を図１及び図２Ａ、図２Ｂを参照しながら説明する。なお、図２Ａ、図２Ｂは、センサ部１０の概略断面図であり、図１中のＹ方向から見た断面図である。この図２Ａ、図２Ｂに示すように、センサ部１０は、第１ガラス基板１５と、複数の受信導体１２からなる受信導体群１１と、スペーサ１６と、複数の送信導体１４からなる送信導体群１３と、第２ガラス基板１７とを備える。そして、送信導体群１３、スペーサ１６、受信導体群１１及び第２ガラス基板１７が、この順で、第１ガラス基板１５上に配置される。

スペーサ１６は透過性を有しており、例えば、ＰＶＢ（PolyVinyl Butyral）、ＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate）、アクリル系樹脂等の合成樹脂で形成することができる。また、スペーサ１６は、高屈折率（高誘電率）のシリコンラバーで構成することもできる。

次に、Ｄ−ＦＦ２４３は、クロック発生回路２３が発生するクロックに基づいて、加算器２４１に初期位相を示すデータを入力する。加算器２４１は、Ｄ−ＦＦ２４３から入力された初期位相を示すデータに、発生させる周波数に対応したデータを加算する処理を行う。続いて、この加算器２４１は、その演算結果を選択器２４２を介してＤ−ＦＦ２４３へ出力する。Ｄ−ＦＦ２４３には、初期位相のデータと発生させる周波数に対応したデータとが加算された値（加算値）が設定される。この加算値はＤ−ＦＦ２４３から矩形波ＲＯＭ２４４へ供給される。そして、クロック発生回路２３が発生するクロックに基づき、加算値に対応する該当アドレスが指定される。このアドレスに応じて、矩形波ＲＯＭ２４４からデータが読み出される。矩形波ＲＯＭ２４４から読み出されたデータは、Ｄ−ＦＦ２４５を介して送信導体１４へ出力される。このような一連の動作を繰り返すことにより、所望の周波数、初期位相の矩形波データが得られる。

ノイズ分析回路４１は、周波数分析回路３４の出力端子に接続され、受信導体１２からの信号に含まれるノイズ成分を検出する。即ち、ノイズ分析回路４１は、多周波信号供給回路２１内の各信号発生回路２４_１〜２４_１６で生成される周波数ｆ_１〜ｆ_１６を対象として、ノイズの有無を検出し、その検出結果を制御回路４０に提供する。例えば、各信号発生回路２４_１〜２４_１６からの信号を禁止する期間を設け、その期間内に各周波数ｆ_１〜ｆ_１６についてのノイズの有無を検出する。

次に、図６Ａ−図６Ｃを参照しながら、指１９がセンサ部１０の複数のクロスポイント上に同時に置かれている場合の位置検出について具体的に説明する。
図６Ａは、複数の指示体１９（指）がセンサ部１０の所定のクロスポイント上に置かれている場合を示す。図６Ａでは、送信導体Ｙ_６と受信導体Ｘ_５、及び、送信導体Ｙ_６と受信導体Ｘ_２７とのクロスポイントに２本の指１９が置かれている。また、送信導体Ｙ_３と受信導体Ｘ_８のクロスポイントにも１本の指１９が置かれている状況を示す。図６Ｂは、送信導体Ｙ_６に周波数ｆ_６の信号が供給されており、周波数分析回路３４による周波数分析によって、指１９の存在に対応して、受信導体Ｘ_５及び受信導体Ｘ_２７からの周波数ｆ_６の信号にレベル変化があったことを示す。同様にして、図６Ｃでは、送信導体Ｙ_３に周波数ｆ_３の信号が供給されており、周波数分析回路３４による周波数分析によって、指１９の存在に対応して、受信導体Ｘ_８からの周波数ｆ_３の信号にレベル変化があったことを示す。
なお、指１９がセンサ部１０上に存在しない場合には、受信導体１２からの出力信号には変化は生じないため、図６Ｂ−図６Ｃに示されるような検出信号の変化は生じない。

指示体位置検出回路３５では、周波数分析回路３４から供給された信号から指示体１９のセンサ部１０における指示位置を検出する。具体的には、各受信導体から供給された信号を周波数分析回路３４によって周波数分析することによって、各送信周波数の信号の信号レベルの変化（減少）を検出する。各送信周波数は所定の送信導体１４と関連づけられているため、指示体１９によって位置指示された少なくとも１つのクロスポイントの位置が特定される。この発明の実施の形態の例では、指示体１９がセンサ部１０において指示した位置を、受信導体１２のインデックスｍ（１〜３２）と、該当する信号を供給した送信導体１４のインデックスｎ（１〜１６）で形成される各クロスポイントを特定することで検出算出する（ステップＳ６）。

ステップＳ１４では、ステップＳ１３でノイズの存在が認識された周波数に対応した切替スイッチ２７が制御回路４０によって制御されることで、他方の周波数に切り替えられる。また、送信周波数の割り当て変更に対応して、周波数分析回路３４及びノイズ分析回路４１で使用する周波数もまた変更される。

図１１において、多周波信号供給回路２１は、センサ部１０を構成するそれぞれの送信導体１４に複数の周波数の信号を同時に供給する。ここで、図７の例では、それぞれの送信導体には、第１の群の周波数あるいは第２の群の周波数の信号が選択的に供給される構成であるが、図１１に示す多周波信号供給回路２１は、それぞれの送信導体に第１の群の周波数の信号と第２の群の周波数の信号とを同時に供給する構成を備える。

第１の群の周波数ｆ_１，ｆ_２，・・・ｆ_１６を生成する信号発生回路２４_１，２４_２，・・・，２４_１６から出力される信号と、第２の群の周波数ｆ_１７，ｆ_１８，・・・ｆ_３２を生成する信号発生回路２４_１７，２４_１８，・・・，２４_３２から出力される信号のそれぞれは、加算器２９_１〜２９_１６に供給されて信号加算される。
具体的には、加算器２９_１では、第１の群の周波数ｆ_１の信号と、第２の群の周波数ｆ_１７の信号とが加算されることで、周波数ｆ_１と周波数ｆ_１７を含む信号が対応する送信導体１４に供給される。同様に、加算器２９_２では、第１の群の周波数ｆ_２の信号と、第２の群の周波数ｆ_１８の信号とが加算されることで、周波数ｆ_２と周波数ｆ_１８を含む信号が対応する送信導体１４に供給される。その他の周波数についても同様である。

［信号の周波数切替え動作：図１２］
次に、図１２のフローチャートを参照して、本実施の形態での信号受信時において検出周波数を切り替える処理動作について説明する。図１０で説明したように、制御回路４０は、全ての受信導体（Ｘ_１〜Ｘ_３２）からの信号の周波数分析が終了する度に、ノイズの有無を検出するために、送信部２０から送信導体１４への多周波信号の供給を一時的に停止させる（ステップＳ２１）。多周波信号の供給が停止した状態で、周波数分析回路３４で受信信号の周波数分析を行い、ノイズ分析回路４１でノイズの状態を検出する（ステップＳ２２）。

送信部２０に備えられた送信導体選択回路２２は、送信導体群１３を所定数のブロックに区分し、各ブロックを順次選択して、各ブロックを構成する送信導体１４に多周波信号供給回路にて生成された各周波数の信号を同時的に供給する。なお、この導体選択制御は制御回路４０からの制御信号に基づいて行われる。この例では、センサ部１０には、６４本の送信導体１４と１２８本の受信導体は配置されており、多周波信号供給回路２１では１６種類の周波数の信号が生成可能であるとする。送信導体選択回路２２は、６４本の送信導体１４を１ブロックが１６本の送信導体１４で構成される４ブロックに区分し、各ブロックを順次切り替えて各ブロックを構成する１６本の送信導体１４に１６種類の周波数の信号を同時に供給する。このような構成を採用することで、多周波信号供給回路で生成される周波数の数とブロック数の乗算値と同じ送信導体数まで対応可能となり、大きなセンササイズにも対応できる。

受信部３０にも受信導体選択回路３１が設けられ、送信導体選択回路２２の機能と同様に、受信導体１２を制御回路４０からの制御信号に基づき複数のブロックに区分する。各ブロックは所定数の受信導体１２から構成されており、各ブロックの受信導体１２からの信号が受信導体選択回路３１を介して増幅回路３２に接続される。なお、各ブロックは順次切り替えられる。この例では、センサ部１０は１２８本の受信導体１２で構成されており、受信部３０が１６種類の周波数の信号を同時検出可能であるとすると、受信導体選択回路３１は１２８本の受信導体１２を、１ブロックが１６本の受信導体１２からなる８ブロックに区分し、各ブロックを順次切り替えながら１６本の受信導体１２を増幅回路３２に同時に接続する。このような構成を採用することで、送信部２０の構成と同様に、受信部３０を時分割動作させることができる。従って、受信部３０で同時に検出可能な周波数の数とブロック数の乗算値と同じ受信導体数まで対応可能となり、大きなセンササイズにも対応できる。

１０…センサ部、１１…受信導体群、１２…受信導体、１３…送信導体群、１４…送信導体、１５…第１ガラス基板、１６…スペーサ、１７…第２ガラス基板、１８…電界、１９…指示体、２０…送信部、２１、２１１、２２１…多周波信号供給回路、２２…送信導体選択回路、２２ａ…スイッチ、２３…クロック発生回路、２４_１〜２４_３２…信号発生回路、２７_１〜２７_１６…切替スイッチ、２９_１〜２９_１６…加算器、３０…受信部、３１…受信導体選択回路、３１ａ…スイッチ、３２…増幅回路、３２ａ…Ｉ／Ｖ変換回路、３２ｂ…増幅器、３２ｃ…キャパシタ、３３…Ａ／Ｄ変換回路、３４、１３４…周波数分析回路、３５…指示体位置検出回路、３７_１〜３７_１６…同期検波回路、３８_１〜３８_１６、１３８_１〜１３８_１６…レジスタ、３９Ａ…絶対値検波回路、３９Ｂ…自動利得制御回路、４０…制御回路、４１…ノイズ分析回路、１００…指示体位置検出装置、２４１…加算器、２４２…選択器、２４３…Ｄ−ＦＦ、２４４…矩形波ＲＯＭ、２４５…Ｄ−ＦＦ、３００…センサ部、３０１…受信導体群、３０２…受信導体、３０３…送信導体群、３０４…送信導体、３０５…増幅器、３７０…入力端子、３７１…信号源、３７３…乗算器、３７４、３９２…累積加算器、４００…指示体位置検出装置

Claims

第１の方向に配置された複数の導体と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配置された複数の導体から構成され、指示体による位置指示を検出するための導体パターンと、
前記第１の方向に配置された複数の導体に対して周波数の異なる複数の信号を供給するための多周波信号供給回路と、
前記第２の方向に配置された複数の導体からの信号が供給され前記導体パターンに対する前記指示体による位置指示に基づいた信号を周波数分析するための周波数分析回路と、
前記周波数分析回路からの信号が供給され前記導体パターンに対する前記指示体による位置指示を検出するための指示位置検出回路と、
前記導体パターンにて受信されたノイズ信号を周波数分析するためのノイズ分析回路と、
前記ノイズ分析回路によるノイズ信号の周波数分析に基づいて、前記多周波信号供給回路から前記第１の方向に配置された複数の導体に供給される多周波信号の周波数の割り当てを制御するための制御回路、
を備える指示体位置検出装置。
前記第１の方向に配置された複数の導体を複数のブロックにグルーピングし各ブロックを時分割切替するための送信導体選択回路を備え、前記多周波信号供給回路によって生成された多周波信号が、前記送信導体選択回路によってグルーピングされた、１のブロックを構成する複数の導体に供給されるように構成された請求項１記載の指示体位置検出装置。
前記第２の方向に配置された複数の導体を複数のブロックにグルーピングし各ブロックを時分割切替するための受信導体選択回路を備え、前記受信導体選択回路によってグルーピングされた、１のブロックを構成する複数の導体からの信号が前記周波数分析回路に供給されるように構成された請求項１記載の指示体位置検出装置。
前記導体パターンに混入したノイズ信号を周波数分析するためのノイズ分析回路は、前記多周波信号供給回路からの多周波信号が第１の方向に配置された複数の導体に供給されない期間に対応して前記導体パターンに混入したノイズ信号の周波数を分析するようにしたことを特徴とする請求項１記載の指示体位置検出装置。
前記導体パターンに混入したノイズ信号を周波数分析するためのノイズ分析回路は、前記導体パターンに供給される多周波信号として割り当てられた周波数に対応して周波数分析するようにしたことを特徴とする請求項１記載の指示体位置検出装置。
前記第２の方向に配置された導体からの信号を増幅するための増幅回路を備え、
前記第２の方向に配置された導体からの信号に含まれる全周波数成分に対する受信レベルを求め、該受信レベルに対応して前記増幅回路の増幅制御を行うようにしたことを特徴とする請求項１記載の指示体位置検出装置。
前記第２の方向に配置された導体からの信号の受信レベルに基づいて、前記多周波信号供給回路にて生成される多周波信号の信号レベルを制御するようにしたことを特徴とする請求項１記載の指示体位置検出装置。
前記第１の方向に配置された複数の導体に供給される各信号間の位相を制御するための位相制御回路を備えたことを特徴とする請求項１記載の指示体位置検出装置。
前記多周波信号供給回路は、第１の群の複数の周波数の信号と第２の群の複数の周波数の信号を生成可能であり、
前記制御回路は、前記ノイズ分析回路によるノイズ信号の周波数分析に基づいて、前記多周波信号供給回路に対し、第１の群の複数の周波数の信号あるいは第２の群の複数の周波数の信号を選択的に前記第１の方向に配置された複数の導体に供給するように指示することを特徴とする請求項１記載の指示体位置検出装置。
前記多周波信号供給回路は予備の周波数の信号を生成可能であり、
前記制御回路は、前記ノイズ分析回路によるノイズ信号の周波数分析に基づいて、前記多周波信号供給回路に対し、前記第１の方向に配置された複数の導体に供給される多周波信号の周波数を、前記ノイズ信号に対応した周波数から前記予備の周波数に変更するように指示することを特徴とする請求項１記載の指示体位置検出装置。
前記制御回路は、前記ノイズ信号に対応した周波数から前記予備の周波数への変更を制御するとともに、前記周波数分析回路における分析すべき周波数の変更を制御するようにしたことを特徴とする請求項１０記載の指示体位置検出装置。
前記制御回路は、前記ノイズ分析回路によるノイズ信号の周波数分析に基づいて、前記多周波信号供給回路から前記第１の方向に配置された複数の導体に供給される多周波信号の周波数の割り当てを制御するとともに、前記周波数分析回路における分析すべき周波数の割り当てを制御するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の指示体位置検出装置。
前記導体パターンの前記第１の方向に配置された複数の導体の、前記第２の方向に配置された複数の導体に対し前記周波数分析回路が接続(couple)される側の導体に、前記多周波信号供給回路によって生成される周波数の異なる複数の信号における、高い周波数の信号が供給されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の指示体位置検出装置。
第１の方向に配置された複数の導体と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配置された複数の導体からなり、指示体による位置指示を検出するための導体パターンの、前記第１の方向に配置された複数の導体に対して周波数の異なる複数の信号を供給するための多周波信号供給ステップと、
前記第２の方向に配置された複数の導体からの信号を周波数分析する周波数分析ステップと、
前記周波数分析ステップで周波数分析された信号が供給され前記導体パターンに対する前記指示体による位置指示を検出するための指示位置検出ステップと、
前記導体パターンにて受信されたノイズ信号を周波数分析するノイズ分析ステップと、
前記ノイズ分析ステップによるノイズ信号の周波数分析に基づいて、前記多周波信号供給ステップにて前記第１の方向に配置された複数の導体に供給される多周波信号の周波数の割り当てを制御するための制御ステップを備えた、指示体位置検出方法。