JP2014075051A - 信号処理回路、信号処理方法、位置検出装置、及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】静電容量方式の位置検出センサの信号受信導体に接続されて好適な、消費電力が少なく、回路規模も小さく、また、ＩＶ変換のために使用されるコンデンサの静電容量値を小さく設定することができる信号処理回路を実現する。
【解決手段】クランプ回路３１ａによって受信導体１１Ｘを所定の電位にクランプした後に、この所定の電位にクランプされた受信導体１１Ｘを、ゲート回路３１ｂを介してコンデンサ回路３１ｃに接続することにより、コンデンサ回路３１ｃに指などの指示体が指示する位置に対応して変化する電位を生じさせ、このコンデンサ回路３１ｃに生じた電圧信号がデジタル信号に変換されて出力される。
【選択図】図３

Description

この発明は、指等の複数の指示体によるそれぞれの指示位置の検出（多点検出）を可能にした静電容量方式の位置検出センサとともに使用して好適な信号処理回路、信号処理方法、及びこれらを備えた位置検出装置、電子機器に関する。

タッチパネル等の位置検出装置が広く用いられるようになり、位置検出装置に関する種々の発明がなされている。例えば、後に記す特許文献１には、静電容量方式のタッチパネル装置に関する発明が開示されている。特許文献１に開示された発明では、複数の送信電極２と複数の受信導体３とを格子状に配置してパネル本体４を形成し、送信電極２に所定の信号を供給する。指示体としての指によって指示された位置では指を介して電流が分流されることで送信電極２と受信導体３の間に形成された静電容量が変化し、この静電容量の変化を受信導体３に流れる電流の変化として検出する。

したがって、送信電極２と受信導体３とのそれぞれの交点における電流の変化を検出することにより、指示体により指示されたパネル本体４上の位置を検出することができる。しかし、受信導体３で変化する電流は微弱である。このため、微弱電流を適切な信号レベルの電圧に変換して処理することが行われる。上述した特許文献１においても、オペアンプＯＰＡを使用したＩＶ変換部（電流電圧変換部）３１を用いて、受信導体３に流れる微弱電流を電圧に変換して処理することが説明されている。

特開２０１１−２４３０８１号公報

ところで、上述した特許文献１に開示されているようなＩＶ変換部を備えるタッチパネル装置は、近年、急速に普及してきているスマートフォンなどと呼ばれる携帯機器の入力装置としては不向きである。スマートフォンは、例えば４インチ程度の表示画面を備え、当該表示画面に配設されたタッチパネル装置（位置検出装置）を通じてユーザからペンあるいは指等の指示体による指示位置を検出する機能を備えているが携帯機器として、消費電力の省力化、小型化、軽量化が望まれる。

しかしながら、ＩＶ変換部（電流電圧変換部）は、上述した特許文献１の図５にも示されているように、オペアンプ（演算増幅器）の入出力端間にコンデンサと抵抗が接続された構成が一般的であるが、オペアンプを用いて電流電圧変換を行うために消費電力が大きい。また、ＩＶ変換部には比較的容量値の大きなコンデンサが必要とされて、集積回路（ＩＣ）に半導体プロセスを用いてコンデンサを形成する場合には、コンデンサを形成する半導体面積は他の回路素子に比べると非常に大きく、ＩＣ化を難しくしている。このため、特許文献１に記載されたタッチパネル装置では、複数の受信導体が１つのＩＶ変換部３１を共用する構成を有しており、複数の受信導体が切り換え回路２１を通じて１つのＩＶ変換部３１に接続されて電流電圧変換されている。

しかし、複数の受信導体が１つのＩＶ変換部３１を共用する場合には、複数の受信導体を順次切り換えて１つのＩＶ変換部３１に接続させて電流を電圧に変換するための処理速度と指示体のタッチパネル上での移動速度との関係によっては指示位置の検出処理がタイムリーに行われないことがあり、この場合には適切なタイミングでの指示体による指示位置の検出が見逃されてしまうことがある。

以上の点に鑑み、この発明は、消費電力が少なく、回路規模も小さく、また、ＩＶ変換のために使用されるコンデンサの静電容量値を小さく設定することができる信号処理回路、信号処理方法を提供すると共に、これらを用いた位置検出装置、及び電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の信号処理回路は、
第１の方向に配設された複数の信号送信導体と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配設された複数の信号受信導体を備え、指示体のよる位置指示に対応した静電容量の変化を検出する静電容量方式の位置検出センサの前記信号受信導体に接続される信号処理回路であって、クランプ回路と、ゲート回路と、コンデンサ回路と、ゲート制御回路を備えており、前記クランプ回路の一端には前記信号受信導体が接続されるとともに前記ゲート回路の一端が接続されており、前記ゲート回路の他端には前記コンデンサ回路の一端が接続されており、前記クランプ回路の他端及び前記コンデンサ回路の他端はそれぞれの所定の電位が設定されるとともに、前記ゲート制御回路によって前記ゲート回路の導通制御を行うことで、前記クランプ回路を介して所定の電位に設定された前記信号受信導体を前記ゲート回路を介して前記コンデンサ回路に接続することで、指示体による位置指示に対応した静電容量の変化が前記コンデンサ回路から電圧信号として出力されるようにしたことを特徴とする。

この請求項１に記載の発明の信号処理回路によれば、クランプ回路によって受信導体を所定の電位にクランプした後に、この所定の電位にクランプされた受信導体を、ゲート回路を介してコンデンサ回路に接続することにより、コンデンサ回路に指などの指示体が指示する位置に対応して変化する電位を生じさせ、このコンデンサ回路に生じた電位が電圧信号として出力される。

これにより、オペアンプを用いて構成される従来のＩＶ変換回路（電流電圧変換回路）を用いる場合に比べ回路構成を簡単にすることができ省電力化を可能にする。また、この発明で用いられるコンデンサの容量値は、オペアンプを用いたＩＶ変換回路で用いられるコンデンサの容量値と比較して小さな値とすることができるために、集積回路の中にコンデンサ回路を形成した際の回路規模を小さくすることができる。従って、この発明によれば、省電力、小回路規模を実現することができるために、複数の受信導体のそれぞれにＩＶ変換回路が接続された回路構成を備えた位置検出装置、及び電子機器を実現することができる。

この発明によれば、消費電力が少なく、回路規模も小さいため、静電容量方式の位置検出センサとともに使用して好適な信号処理回路、信号処理方法、及びこれらを備えることで小型化、軽量化、及び長時間の使用を可能にした位置検出装置、及び電子機器が実現できる。

この発明が適用された電子機器を説明するための図である。 この発明が適用された位置検出装置の構成例を説明するための図である。 この発明の第１の実施の形態の信号処理回路の構成例を説明するための図である。 この発明とともに使用して好適なＡ／Ｄコンバータの構成例を説明するための図である。 この発明とともに使用して好適なＡ／Ｄコンバータの動作を概念的に説明するための図である。 この発明の第１の実施の形態の信号処理回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。 この発明の第２の実施の形態の信号処理回路の構成例を説明するための図である。 この発明の第２の実施の形態の信号処理回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下、図を参照しながら、この発明の信号処理回路、信号処理方法、位置検出装置、電子機器の実施の形態について説明する。この発明の信号処理回路、信号処理方法は、静電容量方式の位置検出センサに適用されて好適なものである。

［第１の実施の形態］
［この発明の信号処理回路、信号処理方法が適用された位置検出装置］
図１は、この発明の信号処理回路、信号処理方法の一実施形態が適用されて構成された位置検出装置１を備えた電子機器の一例を示すものである。図１に示す電子機器２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置の表示画面２Ｄを備えるスマートフォンなどと呼ばれる携帯機器であり、表示画面２Ｄの前面部には静電容量方式の位置検出装置１を構成するタッチパネルが配設されている。また、電子機器２の上部と下部には、受話器３及び送話器４がそれぞれ設けられている。この位置検出装置１の詳細については後述する。

そして、電子機器２の表示画面２Ｄの前面部に配設されたタッチパネル上で指等により位置指示操作が行われると、位置検出装置１は指等で操作された位置を検出し、電子機器２が備えるマイクロコンピュータによって操作位置に応じた表示処理を施すことができる。

［静電容量方式の位置検出装置の構成例］
次に、図１に示した電子機器２等で用いられる位置検出装置１の構成例について説明する。図２は、この実施の形態の位置検出装置１の構成例を説明するための図である。この実施の形態の位置検出装置１は、この発明の信号処理回路および信号処理方法の一実施の形態が適用されて構成されたものである。この実施の形態の位置検出装置１は、クロスポイント型静電容量方式のものである。なお、クロスポイント型静電容量方式の位置検出装置の原理等については、この出願の発明者の発明に係る出願の公開公報である特開２０１１−３０３５号公報、特開２０１１−３０３６号公報、特開２０１２−１２３５９９号公報等に詳しく説明されている。

そして、この実施の形態の位置検出装置１は、図２に示すように、タッチパネル（位置検出センサ）を構成するセンサ部１００と、送信部２００と、受信部３００と、制御回路４００と、クロック発生回路５００とを備える。制御回路４００は、この実施の形態の位置検出装置１の各部を制御するための回路であり、例えばマイクロコンピュータを搭載して構成される。クロック発生回路５００は、所定のクロック信号を発生し各部に供給するものであり、場合によってはマイクロコンピュータ等に含まれることもある。

センサ部１００は、下層側から順に、送信導体群１２、絶縁層、受信導体群１１を積層して形成されたものである。送信導体群１２は、図２において、Ｘ軸方向に延在した複数の送信導体１２Ｙ_１、１２Ｙ_２、…、１２Ｙ_４６を互いに所定間隔離して並列配置したものである。また、受信導体群１１は、送信導体１２Ｙ_１、１２Ｙ_２、…、１２Ｙ_４６に対して交差する方向（図２のＹ軸方向）に延在した複数の受信導体１１Ｘ_１、１１Ｘ_２、…、１１Ｘ_７２を互いに所定間隔離して並列配置したものである。

この実施の形態の位置検出装置１では、受信導体群１１を構成する複数の受信導体１１Ｘ_１、１１Ｘ_２、…、１１Ｘ_７２が第１の導体であり、送信導体群１２を構成する複数の送信導体１２Ｙ_１、１２Ｙ_２、…、１２Ｙ_４６が第２の導体である。このように、クロスポイント型静電容量方式の位置検出装置では、送信導体と受信導体を交差させて形成されるそれぞれの交点における静電容量の変化に基づいて、指等の指示体が指示する位置を検出する構成を備えている。

そして、この実施の形態の位置検出装置１は、図１を用いて説明したように、例えばスマートフォンと呼ばれる携帯機器に搭載されて使用される。このため、センサ部１００は、携帯機器が備える表示装置の表示画面の大きさに対応し、画面サイズが例えば４インチ前後の大きさの指示入力面１００Ｓを、光透過性を有する、受信導体群１１と送信導体群１２とによって形成している。なお、携帯機器の表示装置としては、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイ等の薄型のものが用いられる。また、受信導体群１１と送信導体群１２は、センサ基板の同一面側にそれぞれが配置される構成であってもよいし、センサ基板の一面側に受信導体群１１を配置し、他面側に送信導体群１２を配置する構成でもよい。

この実施の形態において、センサ部１００の送信導体群１２は、図２に示したように、４６本の送信導体１２Ｙ_１〜１２Ｙ_４６からなる。送信部２００の送信信号生成回路２１は、制御回路４００の制御に応じて、クロック発生回路５００からのクロック信号ＣＬＫに基づいて形成されるタイミングで、４６個の異なる送信信号を生成し、送信導体１２Ｙ_１、１２Ｙ_２、…、１２Ｙ_４６のそれぞれに所定の送信信号を供給する。なお、４６本の送信導体１２Ｙ_１〜１２Ｙ_４６のそれぞれに供給される送信信号の具体例としては、例えば、ＰＮ（pseudo random noise）符号やアダマール符号などの直交符号が適用可能である。

送信部２００の信号極性反転回路２２は、送信信号の符号列に基づいて、必要に応じて送信信号の極性を切り換える（反転させる）処理を行う。この実施の形態の位置検出装置１は、上述もしたようにクロスポイント型静電容量方式のものであり、送信導体１２Ｙ_１、１２Ｙ_２、…、１２Ｙ_４６に供給される送信信号に応じて受信導体１１Ｘ_１〜１１Ｘ_７２に誘起される信号の変化に基づいて指示体の位置を検出するものであり、指などの指示体による位置指示に対応した静電容量の変化に基づいた位置検出方式である。

このため、送信信号生成回路２１によって生成される送信信号に「０」が連続したり、逆に「１」が連続したりする場合に対応して、信号極性反転回路２２では、各送信導体１２Ｙ_１、１２Ｙ_２、…、１２Ｙ_４６に対して直前に供給した信号（符号）と次に供給すべき信号（符号）が同じであるか否かを判定して、同一の信号（符号）が連続する場合には、送信信号の信号レベル（ハイレベル／ローレベル）が切り換えられた（あるいは反転させられた）送信信号（送信符号）を生成する。

具体的には、送信信号が「００」のように、「０」が連続する場合には、信号レベルがローレベルに設定された先の「０」を送信した後に一時的に送信信号の信号レベルをハイレベルに設定し、その後、次の「０」の送信に対応して信号レベルをローレベルに設定する。逆に、送信信号が「１１」のように、「１」が連続する場合には、信号レベルがハイレベルに設定された先の「１」を送信した後に一時的に送信信号の信号レベルをローレベルに設定し、その後、次の「１」の送信に対応して信号レベルをハイレベルに設定する。

このように、送信信号の信号レベルを信号送信に先立ちハイレベルにしたり、ローレベルにしたりすることで、送信信号の立ち上がり、立ち下りを適切に設ける処理を、この明細書では極性反転処理という。なお、送信信号が「０１」や「１０」のように、異なる信号（符号）を送信する場合には、適切に送信信号の立ち上がりや立ち下りが設けられるので、送信信号の極性切り換え（極性反転）を行う必要はない。

このように、この実施の形態の位置検出装置１では、静電容量の変化に基づいて指等の指示体が指示する位置を検出する静電容量方式を採用している。従って、信号極性反転回路２２により、送信導体１２Ｙ_１、１２Ｙ_２、…、１２Ｙ_４６に供給される送信信号の信号レベルを制御することで、送信信号の立ち上がり、立ち下りが適切に設けられる。これに応じて、受信導体１１Ｘ_１、１１Ｘ_２、…、１１Ｘ_７２に誘起する受信信号の信号レベルも適切に変化する信号となる。そして、受信導体１１Ｘ_１、１１Ｘ_２、…、１１Ｘ_７２に誘起する受信信号を監視し、どの送信導体に供給された送信信号に対応した受信信号が変化したかを検出する。

すなわち、この実施の形態の位置検出装置１の受信部３００において、送信導体１２Ｙ_１、１２Ｙ_２、…、１２Ｙ_４６のそれぞれと受信導体１１Ｘ_１、１１Ｘ_２、…、１１Ｘ_７２のそれぞれとの交差点（クロスポイント）に誘起される、静電容量の変化に対応した信号の変化を各クロスポイントで検出する。これにより、指等の指示体のセンサ部１００への接近あるいはタッチに対応して静電容量の変化したクロスポイントを特定することができる。

なお、各受信導体１１Ｘ_１〜１１Ｘ_７２からの受信信号は信号処理回路３１に供給されて、受信導体１１Ｘ_１〜１１Ｘ_７２からの受信信号のそれぞれが同時にＡ／Ｄ変換される構成を有する。そして、詳しくは後述するが、信号処理回路３１は、受信導体１１Ｘ_１〜１１Ｘ_７２のそれぞれからの信号を電流の形式で受信して電圧信号に変換し、これを多重積分型のＡＤＣ（Analog Digital Converter）でＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換する。多重積分型のＡＤＣは、コンデンサにチャージされた電荷を、値の異なる複数の基準電流を用いてディスチャージ・チャージを順次行うことにより、コンデンサにチャージされた電荷に対応したデジタル信号に変換するものである。

そして、位置検出回路３２は、送信信号生成回路２１から各送信導体１２Ｙ_１、１２Ｙ_２、…、１２Ｙ_４６に供給された送信信号（送信符号）に対応した信号（符号）を用いた相関演算を行い、相関演算値を算出する。このため、相関演算に用いる信号（相関演算信号）が、送信信号生成回路２１から位置検出回路３２に供給されている。そして、位置検出回路３２は、制御回路４００の制御に応じて動作して、算出された相関演算値に基づいて指等の指示体がセンサ部１００にて指示した位置を検出し、指示体の指示位置に応じた出力データは、例えば、図示しない携帯機器に設けられた表示制御部等に供給されることで、表示画面上に指示体の指示位置に応じた表示が行われる。

このような構成を有するこの実施の形態の位置検出装置１は、４６本の送信導体１２Ｙ_１〜１２Ｙ_４６のそれぞれに送信信号を同時に供給し、７２本の受信導体１１Ｘ_１〜１１Ｘ_７２からの受信信号を同時に処理する。そして、４６本の送信導体１２Ｙ_１〜１２Ｙ_４６と７２本の受信導体１１Ｘ_１〜１１Ｘ_７２とが形成する３３１２個のクロスポイントにおける指示体の指示状態に基づいて、指示入力面１００Ｓ上で指示体が指示する位置を検出する。

なお、以下においては、特に区別して示す場合を除き、受信導体１１Ｘ_１〜１１Ｘ_７２のそれぞれを総称して受信導体１１Ｘと記載し、送信導体１２Ｙ_１〜１２Ｙ_４６のそれぞれを総称して送信導体１２Ｙと記載する。

「第１の実施の形態の信号処理回路３１の具体的な構成例」
図３は、第１の実施の形態の位置検出装置１で用いられる信号処理回路３１の構成例を説明するための図である。図３に示すように、第１の実施の形態の信号処理回路３１は、７２本の受信導体１１Ｘ_１〜１１Ｘ_７２のそれぞれに対応する７２個の信号処理回路３１Ａ（１）〜３１Ａ（７２）を備える。そして、７２個の信号処理回路３１Ａ（１）〜３１Ａ（７２）のそれぞれは同じ構成を有する。このため、以下においては、特に区別して示す場合を除き、信号処理回路３１Ａ（１）〜３１Ａ（７２）を総称して信号処理回路３１Ａと記載する。

図３に示す信号処理回路３１Ａは、抵抗素子で構成されるクランプ回路３１ａの一端が受信導体１１Ｘに接続されている。また、ゲート回路３１ｂの一端もまた受信導体１１Ｘに接続されている。コンデンサ回路３１ｃの一端は、ゲート回路３１ｂの他端に接続されている。クランプ回路３１ａの他端とコンデンサ回路３１ｃの他端は所定の電位に設定される。図３においては、基準電圧設定回路３１Ｙに接続されることで所定の電位が設定されている。コンデンサ回路３１ｃの一端に生じる電圧はＡＤＣ３１ｄによってデジタル信号に変換される。

すなわち、クランプ回路３１ａは、以下に詳述するように、各受信導体を所定の電位にクランプする。ゲート回路３１ｂは、クランプ回路３１ａによって所定の電位にクランプされた受信導体をコンデンサ回路３１ｃに接続する。コンデンサ回路３１ｃは、受信導体がクランプ回路３１ａによってクランプされて設定された所定の電位に対応した電荷を、ゲート回路３１ｂを介して蓄積する。コンデンサ回路３１ｃに蓄積された電荷に対応してコンデンサ回路３１ｃに生じた電圧がＡＤＣ３１ｄによってデジタル信号に変換される。

なお、図３においては、説明を簡単するため、信号処理回路３１内に基準電圧設定回路３１Ｙを設けている。しかし、基準電圧設定回路３１Ｙは信号処理回路３１内に設けられている必要はない。要は、クランプ回路３１ａの他端とコンデンサ回路３１ｃの他端が所望する電位となるように構成されていれば良い。

従って、この実施の形態においては、電源電圧Ｖｃｃが供給される単一電源を用いるため、基準電圧設定回路３１Ｙによって設定される基準電圧（Ｖｒｅｆ）を電源電圧Ｖｃｃの２分の１（１／２・Ｖｃｃ）とし、受信信号の立ち上がりと立ち下りの両方を確実に検出可能にしている。簡単には、送信信号が「１」である場合には、コンデンサ回路３１ｃに生じる電圧は、基準電圧（１／２・Ｖｃｃ）より大きくなり、逆に、送信信号が「０」である場合には、コンデンサ回路３１ｃに生じる電圧は、基準電圧（１／２・Ｖｃｃ）より小さくなるというように、送信信号が「１」、「０」のいずれの場合であっても、コンデンサ回路３１ｃにおいて適切な信号レベルで電圧変化を生じさせることができるように構成されている。

すなわち、電源電圧±Ｖｃｃが同時に供給可能な電源によって駆動される信号処理回路であれば、基準電圧（Ｖｒｅｆ）はゼロボルトに設定することもできるために、この場合には基準電圧設定回路３１Ｙは不要となるか、基準電圧設定回路３１Ｙとしてはクランプ回路３１ａとコンデンサ回路３１ｃのそれぞれの他端を単に接地することでその電位をゼロボルトに設定する配線接続を意味する。なお、図３に示す信号処理回路３１では、クランプ回路３１ａ及びコンデンサ回路３１ｃのみならず、ＡＤＣ３１ｄもまた、同一の基準電圧（１／２・Ｖｃｃ）が設定されるように構成されているが、それぞれを同一の電位に設定することは必ずしも必要とされない。

但し、図３に示すように、それぞれが互いに電気接続されて同一の電位に設定されていると、基準電圧が変動した場合に、クランプ回路３１ａ、コンデンサ回路３１ｃ、ＡＤＣ３１ｄのそれぞれが同じ電圧変動の影響を受けることになり、従って、クランプ回路３１ａ、コンデンサ回路３１ｃ、ＡＤＣ３１ｄの間では、実質的に電圧変動の影響が排除されるというメリットがある。

そして、第１の実施の形態の信号処理回路３１Ａで用いられるＡＤＣ３１ｄは、多重積分型ＡＤＣである。図４は、第１の実施の形態で用いられるＡＤＣ３１ｄの構成例を説明するための図である。また、図５は、ＡＤＣ３１ｄの動作を概念的に説明するための図である。第１の実施の形態のＡＤＣ３１ｄは、図４に示すように、コンパレータｄ１と、Ａ／Ｄ制御ロジック部ｄ２と、電流出力型ＤＡＣ（Digital/Analog Converter）ｄ３とを備えている。

そして、後述もするが、信号処理回路３１Ａのコンデンサ回路３１ｃには、基準電圧（Ｖｒｅｆ）を基準電位として、受信導体１１Ｘから供給される受信信号としての電荷が所定時間供給されることにより電荷に応じた電位となり保持される。このコンデンサ回路３１ｃに保持される電位はＡＤＣ３１ｄによりデジタル信号に変換される。ＡＤＣ３１ｄにおいて行われるＡ／Ｄ変換処理の概要を示すと以下のようになる。

すなわち、ＡＤＣ３１ｄにおいては、電流出力型ＤＡＣｄ３からの参照電流（図４に示した６４ＩＲＥＦ〜１ＩＲＥＦ）を、コンデンサ回路３１ｃとＡＤＣ３１ｄを構成するコンパレータｄ１との間に供給する。当該参照電流は、コンデンサ回路３１ｃに保持された電荷をキャンセルするように設定される。これにより、当該参照電流をコンデンサ回路３１ｃにおいて逆積分する処理が行われ、この逆積分処理を通じて、コンデンサ回路３１ｃに保持された電荷に対応したデジタル信号を生成する。

この場合、参照電流ＩＲＥＦを用いた逆積分処理により変化するコンデンサ回路３１ｃに生じる電位と基準電圧Ｖｒｅｆとをコンパレータｄ１で比較し、この比較結果がＡ／Ｄ制御ロジック部ｄ２に供給されて、コンデンサ回路３１ｃに生じる電位の極性が切り換わったか否かが検出される。そして、ＡＤＣ３１ｄでは、逆積分→比較→極性反転検出という一連の処理を繰り返すことで、Ａ／Ｄ制御ロジック部ｄ２はコンデンサ回路３１ｃに保持された電荷に対応した処理時間を計測する。なお、Ａ／Ｄ制御ロジック部ｄ２は、図示しないが、クロック信号ＣＬＫに基づいて動作するカウンタや当該カウンタのリセットタイミングやカウント値の出力タイミング等を制御するコントローラ等を備えている。

次に、図４に示した多重積分型のＡＤＣ３１ｄで行われるＡ／Ｄ変換処理について詳細に説明する。図４の例では、クランプ回路３１ａによって正電位とされた受信導体がコンデンサ回路３１ｃに接続されてコンデンサ回路３１ｃには正電位が生じているものとする。また、ＡＤＣ３１ｄは４重積分処理を行うものであり、電流出力型ＤＡＣｄ３には、Ａ／Ｄ制御ロジック部ｄ２の制御に基づき所定の参照電流が設定される。

電流出力型ＤＡＣｄ３からは、コンデンサ回路３１ｃに保持された電荷をキャンセルするように、すなわち、コンデンサ回路３１ｃに生じた電位が逆極性となるように、基準電流（ＩＲＥＦ）の−６４倍の参照電流を出力し、コンデンサ回路３１ｃに生じた電位の極性が反転するまで逆積分を行い、その間の時間がＡ／Ｄ制御ロジック部ｄ２によって計測され、この計測時間が６４倍された時間データがメモリに保持される。

次に、Ａ／Ｄ制御ロジック部ｄ２によってコンデンサ回路３１ｃに生じた電位の極性が反転したことが検出されると、電流出力型ＤＡＣｄ３は、Ａ／Ｄ制御ロジック部ｄ２の制御に基づき、基準電流の＋１６倍の参照電流を出力しコンデンサ回路３１ｃに生じた電位の極性が再び反転するまで逆積分を行い、その間の時間がＡ／Ｄ制御ロジック部ｄ２によって計測され、この計測時間が１６倍された時間データが既にメモリに保持された時間データに加算されて保持される。

次に、Ａ／Ｄ制御ロジック部ｄ２によってコンデンサ回路３１ｃに生じた電位の極性が反転したことが検出されると、電流出力型ＤＡＣｄ３は、Ａ／Ｄ制御ロジック部ｄ２の制御に基づき、基準電流の−４倍の参照電流を出力しコンデンサ回路３１ｃに生じた電位の極性が再び反転するまで逆積分を行い、その間の時間がＡ／Ｄ制御ロジック部ｄ２によって計測され、この計測時間が４倍された時間データが既にメモリに保持された時間データに加算されて保持される。

最後に、Ａ／Ｄ制御ロジック部ｄ２によってコンデンサ回路３１ｃに生じた電位の極性が反転したことが検出されると、電流出力型ＤＡＣｄ３は、Ａ／Ｄ制御ロジック部ｄ２の制御に基づき、基準電流の＋１倍の参照電流を出力しコンデンサ回路３１ｃに生じた電位の極性が再び反転するまで逆積分を行い、その間の時間がＡ／Ｄ制御ロジック部ｄ２によって計測され、この計測時間が既にメモリに保持された時間データに加算されて保持される。

このように、一連の積分処理を繰り返し行い、処理が完了した時点でメモリに保持された時間データを読み出すことで、クランプ回路３１ａによって所定の電位とされた受信導体がコンデンサ回路３１ｃに接続されてコンデンサ回路３１ｃに生じた所定の電位が対応するデジタル信号に変換される。なお、受信導体がクランプ回路３１ａによって負電位とされてコンデンサ回路３１ｃに負電位が生じている場合には、電流出力型ＤＡＣｄ３からは当初の基準電流（ＩＲＥＦ）の６４倍の参照電流を出力すれば良いことは明白である。

そして、この第１の実施の形態においては、図３に示すように、各信号処理回路３１Ａのゲート回路３１ｂは、制御回路４００からのゲート回路３１ｂ用のタイミング信号Ｔｍによりオン／オフ制御（開閉制御）される。ゲート回路３１ｂ用のタイミング信号Ｔｍは、クロック発生回路５００からのクロック信号ＣＬＫに同期した信号である。また、ＡＤＣ３１ｄは、上述もし、図２にも示すように制御回路４００からのＡＤＣ３１ｄ用のタイミング信号ＣＴ１により動作／非動作が制御される。

なお、本発明の信号処理回路３１Ａを構成するコンデンサ回路３１ｃに生じる電位をデジタル信号に変換するＡＤＣとしては、上述した積分型ＡＤＣに限定されるものではないが、上述の信号処理回路３１Ａと積分型ＡＤＣ３１ｄを組み合わせた場合には、積分型ＡＤＣ３１ｄは、信号処理回路３１Ａを構成するコンデンサ回路３１ｃに保持された電荷を所定の基準電流でキャンセルすることで、コンデンサ回路３１ｃに保持された電荷に対応したデジタル信号を出力することができる。すなわち、信号処理回路３１Ａを構成するコンデンサ回路３１ｃは積分型ＡＤＣ３１ｄの構成要素としても機能しており、信号処理回路３１Ａと積分型ＡＤＣ３１ｄとを集積回路として一体的に構成する場合に好適な組み合わせとなる。

［信号処理回路３１Ａの動作概要］
次に、信号処理回路３１を構成する各信号処理回路３１Ａの動作の概要について説明する。図６は、第１の実施の形態の信号処理回路３１Ａの動作を説明するためのタイミングチャートである。図６Ａは、送信信号生成回路２１で生成される送信信号（送信符号）の具体例を示している。また、図６Ｂは送信信号生成回路２１及び信号極性反転回路２２を通じて送信導体１２Ｙに供給される信号の状態を示している。また、図６Ｃは、クランプ回路３１ａが接続された受信導体１１Ｘから受信された受信信号が信号処理回路３１Ａを構成するゲート回路３１ｂを介して供給されたコンデンサ回路３１ｃにおける信号の状態を示している。

図６Ａに示すように、この例においては、送信導体１２Ｙに供給される信号（送信符号）が例えば「００１０」であるものとする。この例の送信信号のように、「０」が連続したり、逆に「１」が連続したりする場合には、送信信号の立ち上がりや立ち下りを適切に設けることができず、コンデンサ回路３１ｃには送信信号の信号レベルの変化に対応した静電容量の変化を生じさせることができない。このため、送信導体１２Ｙへの信号送信に先立ち送信信号の極性（ハイレベル／ローレベル）を調整するために、制御回路４００によって制御される信号極性反転回路２２が設けられている。

すなわち、通常は、図６Ａに示される送信信号（送信符号）の信号レベルに対応した信号レベルの信号が送信導体１２Ｙに供給される。なお、送信信号の信号レベルが変化し得るタイミングを時点Ｓｄで表している。例えば、送信信号が「０」の場合に送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベルがローレベルであり、送信信号が「１」の場合に送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベルがハイレベルであるとすると、図６Ａにおいて送信信号が「０」から「１」に変化する時点Ｓｄにおいて、図６Ｂに示されるように、送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベルはローレベルからハイレベルに切り換えられる。同様にして、図６Ａにおいて送信信号が「１」から「０」に変化する時点Ｓｄにおいては、図６Ｂに示されるように、送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベルはハイレベルからローレベルに切り換えられる。

しかしながら、送信信号が「０」に引き続き「０」が連続する場合、あるいは送信信号が「１」に引き続き「１」が連続する場合には、制御回路４００によって制御される信号極性反転回路２２によって、送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベルが一時的に反転させられる。

すなわち、図６Ａにおいて、時点Ｓｄにおいて送信信号が「０」に引き続いて「０」が連続する場合には、図６Ｂに示されるように、送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベルは一時的にハイレベルに切り換えられるものの、時点Ｓｊにおいては信号レベルを再びローレベルとする処理が行われる。このようにして、送信信号に「０」が連続したり、逆に「１」が連続したりする場合には、送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベルを一時的に反転させることで、たとえ送信信号に「０」が連続した場合でも、送信信号に「１」が連続した場合でも、コンデンサ回路３１ｃには静電容量の変化が生じるように構成される。なお、この例では、送信信号「０」に対応して信号レベルをローレベルとしたが、信号レベル「０」に対応して信号レベルをハイレベルとすることもできることは明らかである。

すなわち、図６Ｂに示すように、原則的には、送信信号の状態が変化し得る時点Ｓｄにて、送信信号生成回路２１からの送信信号の状態、すなわち「０」あるいは「１」に対応するように、送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベル（あるいは極性）が設定されるものであるが、送信信号に連続した「０」あるいは連続した「１」が存在する場合には、信号極性反転回路２２によって、時点Ｓｄにおいて送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベルを切り換えるとともに、時点Ｓｄから所定の時間経過した時点Ｓｊにて送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベルを元に戻すように切り換える。

送信導体１２Ｙに供給された信号に応じて、受信導体１１Ｘに接続された信号処理回路３１Ａを構成するコンデンサ回路３１ｃに生じる電位は、図３を用いて説明した信号処理回路３１Ａのクランプ回路３１ａ、ゲート回路３１ｂにより、およそ図６Ｃに示したような信号レベルとなる。すなわち、図６Ｃにおいて、記号ｃｐにより示される直線部分が示すように、送信信号の信号レベルを切り換える時点Ｓｄに先立つ所定期間においては、クランプ回路３１ａにより、受信導体１１Ｘは基準電圧Ｖｒｅｆ（Ｖｒｅｆ＝１／２・Ｖｃｃ）にクランプされている。

そして、図６Ｃに示すように、送信導体１２Ｙに供給される信号に応じた受信信号が受信導体１１Ｘに接続された信号処理回路３１Ａに供給される。すなわち、クランプ回路３１ａにより基準電圧Ｖｒｅｆにクランプされた受信導体１１Ｘが、ゲート回路３１ｂを介してコンデンサ回路３１ｃに接続されることによって、コンデンサ回路３１ｃには、基準電圧Ｖｒｅｆを中心電位として信号レベルが変動する、受信信号に応じた電位が生じる。そして、上述したＡＤＣ３１ｄにより、コンデンサ回路３１ｃの電位がデジタル信号に変換される。

このため、第１の実施の形態の各信号処理回路３１Ａでは、ゲート回路３１ｂは、図６Ｄに示すゲート回路３１ｂ用のタイミング信号Ｔｍにより制御される。なお、第１の実施の形態において、ゲート回路３１ｂは、図６Ｄに示すようにＡ／Ｄ変換処理の終了後であって、図６Ｃに示すように受信導体１１Ｘがクランプ回路３１ａでクランプされて信号レベルが基準電圧Ｖｒｅｆに設定された状態でオンにされる。図６Ｄの例では、時点Ｓｄでオンとされているが、この時点に限るものではなく、時点ｔ２から時点Ｓｄの間のｃｐの期間で切り換えれば良い。

タイミング信号Ｔｍによりゲート回路３１ｂがオン（閉状態）にされると、クランプ回路３１ａでクランプされて信号レベルが基準電圧Ｖｒｅｆに設定された受信導体１１Ｘは、送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベルに対応した信号を受信してコンデンサ回路３１ｃに電荷が供給されてコンデンサ回路３１ｃの電位が変化する。

そして、タイミング信号Ｔｍによって、時点Ｓｄでオンとされたゲート回路３１ｂは、送信導体１２Ｙに供給される信号の信号レベルが切り換えられ得る時点Ｓｊに等しい、あるいは時点Ｓｊに先立つ時点ｔ５でオフ（開状態）にされる。ゲート回路３１ｂがオフ（開状態）にされることで、コンデンサ回路３１ｃには受信信号の信号レベルに対応した電位が保持される。

コンデンサ回路３１ｃに保持された電位は、時点ｔ５以降の時点ｔ６にてＡＤＣ３１ｄによってＡ／Ｄ変換処理が開始され時点ｔ７で終了し、コンデンサ回路３１ｃに保持された電位に対応したデジタル信号を出力する。なお、ＡＤＣ３１ｄは、ＡＤＣ３１ｄ用のタイミング信号ＣＴ１により図６Ｅに示す動作タイミングで動作するように制御されている。なお、時点ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、Ｓｄ、Ｓｊのそれぞれは、クロック発生回路５００で発生するクロック信号ＣＬＫに基づいて設定されている。

［第２の実施の形態］
次に、この発明の信号処理回路、信号処理方法の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態の信号処理回路、信号処理方法もまた、図１を用いて説明したように、スマートフォン等の電子機器の位置検出装置１に適用される。そして、この第２の実施の形態においては、図２に構成例を示した位置検出装置１の信号処理回路３１の構成が第１の実施の形態とは異なるものとなる。

すなわち、上述した第１の実施の形態の信号処理回路３１の各信号処理回路３１Ａ（１）〜３１Ａ（７２）では、受信導体を所定の基準電圧とするためのクランプ回路３１ａとして、抵抗素子を用いた。このため、受信導体１１Ｘの電圧を基準電圧に安定的にクランプするまでにはある程度の時間が必要とされる。そこで、この第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｘでは、クランプ回路３１ａとしてスイッチ回路を用いることにより、受信導体１１Ｘを所定の基準電圧にクランプするまでに必要な時間を短縮させている。

「第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｘの具体的な構成例」
図７は、第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｘの構成例を説明するための図である。図７に示す信号処理回路３１Ｘは、図２に示した位置検出装置１の信号処理回路３１に対応するものである。そして、図７に示す第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｘは、７２本の受信導体１１Ｘ_１〜１１Ｘ_７２のそれぞれに対応する７２個の信号処理回路３１Ｂ（１）〜３１Ｂ（７２）を備える。そして、７２個の信号処理回路３１Ｂ（１）〜３１Ｂ（７２）のそれぞれは同じ構成を有する。このため、以下においては、特に区別して示す場合を除き、信号処理回路３１Ｂ（１）〜３１Ｂ（７２）を総称して信号処理回路３１Ｂと記載する。

そして、図３と図７とを比較すると分かるように、第１の実施の形態の信号処理回路３１Ａと第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｂとでは、クランプ回路としてスイッチ回路３１ｅが用いられている点が異なる。そして、クランプ回路としてのスイッチ回路３１ｅは、制御回路４００Ｘからのタイミング信号Ｔｍ１によって制御される構成になっている。この制御回路４００Ｘは、図２に示した制御回路４００に対応するものであり、第１の実施の形態のゲート回路３１ｂ用のタイミング信号Ｔｍに対応するタイミング信号Ｔｍ２に加えて、スイッチ回路３１ｅに供給するスイッチ回路３１ｅ用のタイミング信号Ｔｍ１を形成する点が、第１の実施の形態の制御回路４００とは異なっている。

これら以外は、第１の実施の形態の場合と同様に構成される。したがって、この第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｘ、および、その周辺部分について、第１の実施の形態の場合と同様に構成される部分には同じ参照符号を付し、それらの詳細な説明については省略する。

具体的に、第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｂでは、図７に示すように、受信導体１１Ｘに、クランプ回路としてのスイッチ回路３１ｅの一端と、ゲート回路３１ｂの一端とが接続されている。そして、スイッチ回路３１ｅの他端、コンデンサ回路３１ｃの他端と同様に、基準電圧設定回路３１Ｙに接続されている。そして、図７に示すように、コンデンサ回路３１ｃ生じる電位をデジタル信号に変換するＡＤＣ３１ｄを備える。

すなわち、図７に示すスイッチ回路３１ｅは、以下に詳述するように、タイミング信号Ｔｍ１によってオンオフ動作が制御されて、図３に示すクランプ回路３１ａを構成する抵抗素子とは異なり、各受信導体を基準電圧Ｖｒｅｆに直ちにクランプさせる。

［第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｂの動作概要］
次に、第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｘを構成する各信号処理回路３１Ｂの動作の概要について説明する。図８は、第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｂの動作を説明するためのタイミングチャートである。図８において、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃに示した信号のそれぞれは、図６に示した図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示した信号のそれぞれと同じである。但し、図８Ｂに示すように、第２の実施の形態において、送信信号の極性を反転させるタイミングを示す時点Ｓｊは、図６Ｂに示した第１の実施の形態における時点Ｓｊよりも、時間的に後の時点に設定できる。

これは、第１の実施の形態では、抵抗素子の構成とされたクランプ回路３１ａを用いたため、受信導体１１Ｘの電位を安定して基準電圧Ｖｒｅｆにクランプするまでに時間が掛かっていた。しかし、第２の実施の形態では、スイッチ回路３１ｅの構成とされたクランプ回路を用いるため、受信導体１１Ｘの電位を迅速に基準電圧Ｖｒｅｆにクランプできるので、送信信号の極性を反転させるタイミングを示す時点Ｓｊをあえて送信信号の送信タイミングＳｄに近い位置に設定する必要がないためである。また、図８において、時点ｔ０は、送信信号の極性を反転させる必要がある場合のタイミングを示す時点Ｓｊに対応する時点を示している。

そして、この第２の実施の形態において、各信号処理回路３１Ｂのスイッチ回路３１ｅは、図７に示したように、制御回路４００Ｘからのスイッチ回路３１ｅ用のタイミング信号Ｔｍ１によって切り換え制御が行われる。スイッチ回路３１ｅは、図８Ｆに示すように、Ａ／Ｄ変換処理の開始後にオンにされる。これにより、送信導体１１Ｘが基準電圧設定回路３１Ｙに接続され、図８Ｃに示すように、送信導体１１Ｘの電位を基準電圧Ｖｒｅｆに迅速にクランプできる。なお、図８Ｆの例では、スイッチ回路３１ｅは、時点ｔ１においてオンにされているが、この時点に限るものではなく、Ａ／Ｄ変換開始時点ｔ６からＡ／Ｄ変換終了時点ｔ７までの期間においてオンに切り換えられれば良い。

そして、スイッチ回路３１ｅは、図８Ｆに示すように、次の送信動作タイミングの時点Ｓｄの前までにオフにされる。これにより、送信導体１１Ｘの電位を基準電圧Ｖｒｅｆにクランプする処理が完了する。なお、図８Ｆの例では、スイッチ回路３１ｅは、時点ｔ３においてオフにされているが、この時点に限るものではなく、次の送信動作タイミングの時点Ｓｄの前までの時点においてオフにされればよい。

また、第２の実施の形態の各信号処理回路３１Ｂのゲート回路３１ｂは、図８Ｄに示すゲート回路３１ｂ用のタイミング信号Ｔｍ２により制御される。図８Ｄに示すゲート回路３１ｂ用のタイミング信号Ｔｍ２は、基本的には、図６Ｄに示した第１の実施の形態の各信号処理回路３１Ａのゲート回路３１ｂ用のタイミング信号Ｔｍと同様のタイミングを提供する。しかし、第２の実施の形態においては、スイッチ回路の構成とされたスイッチ回路３１ｅを用いているので、Ａ／Ｄ変換処理終了後であって、受信導体１１Ｘの電位が基準電圧Ｖｒｅｆにクランプされた後であって電位が安定した時点ｔ２´から時点Ｓｄの間のｃｐの期間で切り換えられれば良い。すなわち、第２の実施の形態で用いるゲート回路３１ｂ用のタイミング信号Ｔｍ２（図８Ｄ）は、第１の実施の形態で用いたゲート回路３１ｂ用のタイミング信号Ｔｍ（図６Ｄ）による時点ｔ２よりも早い時点ｔ２´においてゲート回路３１ｂをオンにすることができる。

また、図８Ｅに示すように、ＡＤＣ３１ｄによるＡ／Ｄ変換処理の開始タイミング及び終了タイミングは、図６Ｅに示した第１の実施の形態のＡＤＣ３１ｄによるＡ／Ｄ変換処理の開始タイミング及び終了タイミングと同じである。また、時点ｔ０、ｔ１、ｔ２´、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、Ｓｄ、Ｓｊのそれぞれは、クロック発生回路５００で発生するクロック信号ＣＬＫに基づいて設定されている。

このようにして、第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｂの場合には、スイッチ回路３１ｅの構成とされたクランプ回路を用いることにより、各受信導体１１Ｘの電位を迅速に基準電圧Ｖｒｅｆにクランプした後、受信信号に応じてコンデンサ回路３１ｃに保持された電位を、時点ｔ５以降の時点ｔ６にてＡＤＣ３１ｄによってＡ／Ｄ変換処理が開始され時点ｔ７でＡ／Ｄ変換処理が終了し、コンデンサ回路３１ｃに保持された電位に対応したデジタル信号を出力できる。

なお、図７に示した第２の実施の形態の信号処理回路３１Ｂにおいては、図８Ｆ、Ｄからも分かるように、スイッチ回路３１ｅとゲート回路３１ｂとが共にオンになる期間を設けることができる。このように、スイッチ回路３１ｅとゲート回路３１ｂとが共にオンになる期間を設けた場合には、コンデンサ回路３１ｃの電位（保持電圧）を基準電圧Ｖｒｅｆにクランプするとともに、コンデンサ回路３１ｃの電位もまた同時に基準電圧Ｖｒｅｆに設定することができる。このように、コンデンサ回路３１ｃの電位を常に所定の電位に設定した後でコンデンサ回路３１ｃの電位を受信信号に応じたものとすることができる。この場合、受信導体１１Ｘからの受信信号をコンデンサ回路３１ｃに事前に設定された基準電圧Ｖｒｅｆからの差分電圧値として保持してこれをＡ／Ｄ変換することが可能となる。

また、この第２の実施の形態において、スイッチ回路３１ｅは、オフからオンへの切り換えはゆっくり行い、オンからオフへの切り換えは迅速に行うように制御することが望ましい。このように、スイッチ回路３１ｅをゆっくりオンにする理由は、図８からも分かるように、スイッチ回路３１ｅがオンにされるタイミングでは、まだＡ／Ｄ変換処理の途中である可能性がある。このため、スイッチ回路３１ｅのオン時に基準電圧設定回路３１Ｙに大電流が流れて、基準電圧（Ｖｒｅｆ）が変動してしまい、ＡＤＣ３１ｄでのＡ／Ｄ変換処理に支障を来さないようにするためである。また、スイッチ回路３１ｅを素早くオフにする理由は、送信信号の信号レベルが切り換えられる極性切り換えタイミングＳｄまでにスイッチ回路３１ｅがオフにされないと、受信導体１１Ｘでのクランプされた電圧のレベル（クランプレベル）が変動してしまう可能性があるためである。

［実施の形態の効果］
上述した実施の形態の位置検出装置１においては、図２に示したように、各受信導体１１Ｘからの受信信号が直接に信号処理回路３１（３１Ｘ）に供給される構成になっている。このため、従来の位置検出装置のように、オペアンプ等を用いて構成されるＩＶ変換回路（電流電圧変換回路）を用いることも無く、消費電力の省力化を図ることができる。

また、従来のＩＶ変換回路を用いることがないので、回路規模を小さくすることができ、ＩＣ化を容易にし、更なる小型化、軽量化が可能となる。すなわち、ＩＶ変換用にコンデンサを用いた場合、大きな静電容量値になりがちであったが、クランプ回路により基準電位にクランプされた受信導体がゲート回路を介して接続されるコンデンサは、回路構成の違いから、小さな静電容量値とすることができるために、回路規模を小さくし、ＩＣ化を容易にし、更なる小型化、軽量化が可能となる。

また、本発明の信号処理回路は小さな回路規模のために、全ての受信導体のそれぞれに接続してＡ／Ｄ変換処理を行うことも可能となるため、指示位置の検出特性をより良好なものとすることができる。

［変形例］
なお、上述した実施の形態においては、多重積分型のＡＤＣ３１ｄを用いるものとして説明したが、これに限るものではない。ＡＤＣ３１ｄとしては、積分型や逐次比較型、その他種々の方式のものを用いることができる。

また、上述した実施の形態においては、主に信号処理回路３１、３１Ｘと制御回路４００、４００Ｘとがその主要部をなすものである。しかし、例えば、信号処理回路３１、３１ＸだけをＩＣ化したり、信号処理回路３１、３１Ｘと制御回路４００、４００Ｘとからなる部分をＩＣ化したりすることもできる。また、信号処理回路３１、３１Ｘと位置検出回路３２とからなる部分、すなわち、受信部３００をＩＣ化することもできる。また、受信部３００と制御回路４００、４００Ｘとからなる部分をＩＣ化することもできる。

また、送信部２００と信号処理回路３１、３１Ｘとからなる部分をＩＣ化したり、送信部２００と受信部３００とからなる部分をＩＣ化したり、これらと制御回路４００、４００Ｘを加えた部分をＩＣ化するなどのことも可能である。すなわち、図２に示した位置検出装置１において、センサ部１００を除いた部分を適宜組み合わせてＩＣ化することが可能である。

また、図３を用いて説明した構成を有する信号処理回路３１において、図５を用いて説明したように、あるいは、図７を用いて説明した構成を有する信号処理回路３１Ｘにおいて、図８を用いて説明したように、少なくともゲート回路３１ｂを制御しながら、ＡＤＣ３１ｄを制御する方法が、この発明の方法に対応している。

また、上述した実施の形態においては、単一電源を用いるため、基準電圧を正電源電圧Ｖｃｃの２分の１とする場合を好適な例として説明したが、これに限るものではない。正負電源（プラス電源とマイナス電源）を用いる構成にした場合や、基準電圧が不要な単一電源用回路を用いた場合には、基準電圧は０（ゼロ）Ｖ（ボルト）あるいはＧＮＤ（グランド）であってもよい。

また、上述した実施の形態において、時点ｔ５で行われるゲート回路の開動作と時点ｔ６で行われるＡ／Ｄ変換開始動作とは同時であってもよく、また、これらは、極性反転タイミングＳｊと同時に行うようにしてもよい。また、時点ｔ７で行われるＡ／Ｄ変換終了動作に、時点ｔ１で行われるクランプ開始動作を同期させたり、時点ｔ２、ｔ２´で行われるクランプ開始動作を時点ｔ７で行われるＡ／Ｄ変換終了動作に同期させることも可能である。

また、上述した実施の形態では、送信導体１２Ｙは４６本、受信導体１１Ｘは７２本である場合を例にして説明したが、これに限るものではない。送信導体１２Ｙや受信導体１１Ｘの数は適宜の数とすることができる。

１…位置検出装置、１００…センサ部、１００Ｓ…指示入力面、１１…受信導体群、１１Ｘ_１〜１１Ｘ_７２…受信導体、１２…送信導体群、１２Ｙ_１〜１２Ｙ_４６…送信導体、２００…送信部、２１…送信信号生成回路、２２…信号極性反転回路、３００…受信部、３１、３１Ｘ…信号処理回路、３１Ａ（１）〜３１Ａ（７２）…信号処理回路、３１Ｂ（１）〜３１Ｂ（７２）…信号処理回路、３１ａ…クランプ回路、３１ｂ…ゲート回路、３１ｃ…コンデンサ回路、３１ｄ…ＡＤＣ、３１ｅ…スイッチ回路、ｄ１…コンパレータ、ｄ２…Ａ／Ｄ制御ロジック部、ｄ３…電流出力型ＤＡＣ、３１Ｙ…基準電圧設定回路、３２…位置検出回路、４００、４００Ｘ…制御回路、５００…クロック発生回路、２…電子機器、２Ｄ…表示画面、３…受話器、４…送話器

Claims (17)

1. 第１の方向に配設された複数の信号送信導体と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配設された複数の信号受信導体を備え、指示体のよる位置指示に対応した静電容量の変化を検出する静電容量方式の位置検出センサの前記信号受信導体に接続される信号処理回路であって、クランプ回路と、ゲート回路と、コンデンサ回路と、ゲート制御回路を備えており、前記クランプ回路の一端には前記信号受信導体が接続されるとともに前記ゲート回路の一端が接続されており、前記ゲート回路の他端には前記コンデンサ回路の一端が接続されており、前記クランプ回路の他端及び前記コンデンサ回路の他端はそれぞれの所定の電位が設定されるとともに、前記ゲート制御回路によって前記ゲート回路の導通制御を行うことで、前記クランプ回路を介して所定の電位に設定された前記信号受信導体を前記ゲート回路を介して前記コンデンサ回路に接続することで、指示体による位置指示に対応した静電容量の変化が前記コンデンサ回路から電圧信号として出力されるようにしたことを特徴とする信号処理回路。
2. 前記クランプ回路は抵抗を備えており、前記抵抗を介して前記信号受信導体が所定の電位にクランプされるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理回路。
3. 前記クランプ回路はスイッチ回路を備えており、前記スイッチ回路を介して前記信号受信導体が所定の電位にクランプされるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理回路。
4. 前記スイッチ回路は前記ゲート回路の導通制御に先立って導通制御されることで、前記信号受信導体を所定の時間所定の電位に維持するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の信号処理回路。
5. 前記スイッチ回路は前記ゲート回路の導通制御に先立って導通制御されるとともに、前記スイッチ回路の導通制御と前記ゲート回路の導通制御がそれぞれ行われている導通制御の重畳期間を備えるようにしたことを特徴とする請求項４に記載の信号処理回路。
6. 前記クランプ回路の他端及び前記コンデンサ回路の他端はそれぞれ同一の電位が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理回路。
7. 前記信号処理回路には、前記コンデンサ回路の一端に接続された多重積分型ＡＤ変換回路を備えていることで、指示体による位置指示に対応した静電容量の変化がデジタル信号の形式で出力されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理回路。
8. 前記信号処理回路には、前記位置検出センサを構成する複数の信号送信導体のそれぞれに送信信号を供給するための送信信号供給回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理回路。
9. 前記送信信号供給回路には、前記信号送信導体に供給される送信信号の極性を反転させる信号極性反転回路を備えていることを特徴とする請求項８に記載の信号処理回路。
10. 前記信号極性反転回路は、所定の信号送信導体に対して直前に供給された送信信号と次に供給すべき送信信号とが同じ極性の信号である場合には、前記信号送信導体に対して次に供給すべき送信信号の極性を反転させることを特徴とする請求項９に記載の信号処理回路。
11. 前記信号極性反転回路は、前記信号送信導体に対して極性が反転した送信信号を所定期間送信した後には当初の極性の送信信号を前記信号送信導体に対して送出するようにしたことを特徴とする請求項１０に記載の信号処理回路。
12. 所定の電流源を備え、前記コンデンサ回路に蓄積された電荷が前記電流源でキャンセルされるように制御されることで、前記コンデンサ回路に生じた電位を対応するデジタル信号に変換する積分型Ａ／Ｄ変換回路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の信号処理回路。
13. 第１の方向に配設された複数の信号送信導体と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配設された複数の信号受信導体を備え、指示体のよる位置指示に対応した静電容量の変化を検出するための静電容量方式の位置検出センサと、
    前記位置検出センサを構成する複数の信号送信導体のそれぞれに送信信号を供給するための送信信号供給回路と、
    クランプ回路と、ゲート回路と、コンデンサ回路と、ゲート制御回路を備えており、前記クランプ回路の一端には前記位置検出センサの前記信号受信導体が接続されるとともに前記ゲート回路の一端が接続されており、前記ゲート回路の他端には前記コンデンサ回路の一端が接続されており、前記クランプ回路の他端及び前記コンデンサ回路の他端はそれぞれの所定の電位が設定されるとともに、前記ゲート制御回路によって前記ゲート回路の導通制御を行うことで、前記クランプ回路を介して所定の電位に設定された前記位置検出センサの前記信号受信導体を前記ゲート回路を介して前記コンデンサ回路に接続することで、指示体による位置指示に対応した静電容量の変化を前記コンデンサ回路から電圧信号として出力させる信号処理回路と、
    前記信号処理回路から出力される電圧信号に基づいて、前記指示体による指示位置を検出する位置検出回路と、
    を備えていることを特徴とする位置検出装置。
14. 表示装置と、前記請求項１３に記載された位置検出装置を備えており、前記位置検出装置を構成する前記位置検出センサは前記表示装置の表示画面に重畳配置されており、前記表示装置の表示画面には、前記位置検出装置を構成する前記位置検出回路によって検出された指示体による指示位置に基づいた表示が行われる、
    ことを特徴とする携帯機器。
15. 第１の方向に配設された複数の信号送信導体と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配設された複数の信号受信導体を備え、指示体のよる位置指示に対応した静電容量の変化を検出する静電容量方式の位置検出センサの前記信号受信導体によって受信された信号を処理する信号処理方法であって、
    前記信号受信導体を所定の電位にクランプするステップと、
    前記所定の電位にクランプされた前記信号受信導体をコンデンサ回路に所定の時間接続するステップと、
    前記コンデンサ回路に生じた電位を対応するデジタル信号に変換するステップと、
    を備える信号処理方法。
16. 前記信号受信導体を所定の電位にクランプするステップは、クランプ開始ステップとクランプ終了ステップから構成されており、
    前記信号受信導体をコンデンサ回路に所定の時間接続するステップは、前記クランプ開始ステップが実行された以降に行われることを特徴とする請求項１５に記載の信号処理方法。
17. 前記クランプ終了ステップは、前記信号受信導体をコンデンサ回路に所定の時間接続するステップが実行中に行われることを特徴とする請求項１６に記載の信号処理方法。

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