JP2016029519A - Position detection sensor and manufacturing method of position detection sensor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電磁誘導方式の位置検出装置に使用される位置検出用センサ及びその製法に関する。 The present invention relates to a position detection sensor used in an electromagnetic induction type position detection device and a method for manufacturing the same.
ペン型の位置指示器と共に使用される電磁誘導方式の位置検出装置が、広く普及している。この電磁誘導方式の位置検出装置は、位置検出用センサが、ペン型の位置指示器と電磁結合することにより、位置指示器による指示位置を検出する。位置指示器は、位置検出用センサとの電磁結合のためのコイルとコンデンサとからなる共振回路を備え、位置検出用センサは、この位置指示器の共振回路と電磁結合するループコイル群を備える。 2. Description of the Related Art Electromagnetic induction type position detection devices that are used together with pen-type position indicators are widely used. In this electromagnetic induction type position detection device, a position detection sensor detects a position indicated by a position indicator by electromagnetically coupling with a pen-type position indicator. The position indicator includes a resonance circuit including a coil and a capacitor for electromagnetic coupling with the position detection sensor, and the position detection sensor includes a loop coil group that electromagnetically couples with the resonance circuit of the position indicator.
位置検出用センサのループコイル群は、位置指示器による位置指示の入力を受け付ける検出エリア(位置検出の有効エリア)において、X軸方向に複数個配置されると共に、X軸方向に直交するY軸方向に複数個配列されて構成される。位置検出装置は、位置検出用センサのX軸方向及びY軸方向に配置された複数のループコイルを順次にサーチして、位置指示器との電磁結合による信号の送受信を行って、その送受信結果に基づいて位置指示器による指示位置を検出する。位置指示器による指示位置の検出エリアは、例えば矩形エリアとされ、位置指示器により指示された位置は、X軸方向(横方向)及びY軸方向(縦方向)の2次元平面座標として検出される。 A plurality of loop coils of the position detection sensor are arranged in the X-axis direction in the detection area (position detection effective area) that accepts position indication input by the position indicator, and the Y-axis is orthogonal to the X-axis direction. A plurality are arranged in the direction. The position detection device sequentially searches a plurality of loop coils arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction of the position detection sensor, performs signal transmission / reception by electromagnetic coupling with the position indicator, and transmits / receives the result Based on this, the position indicated by the position indicator is detected. The detection area of the indicated position by the position indicator is, for example, a rectangular area, and the position indicated by the position indicator is detected as two-dimensional plane coordinates in the X-axis direction (horizontal direction) and the Y-axis direction (vertical direction). The
位置検出用センサは、絶縁材料からなる基板上に、ループコイルの複数個が、X軸方向及びY軸方向に、所定間隔で配置されて構成される。この基板上へのループコイルの形成方法としては、従来から、ワイヤー布線方式と、エッチング方法とが知られている。 The position detection sensor is configured by arranging a plurality of loop coils on a substrate made of an insulating material at predetermined intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction. As a method for forming a loop coil on the substrate, a wire wiring method and an etching method are conventionally known.
ワイヤー布線方式は、例えば特許文献1(特開平7−253840号公報)に記載さているように、基板上の周縁に、X軸方向及びY軸方向に並ぶ複数個のセンサ線布線用ピンを直立させておき、X軸方向及びY軸方向に互いに対向するセンサ線布線用ピン間に絶縁センサ線(絶縁被覆された銅線)を順次引っ掛け、折り返しながら、所定のパターンに布線することにより、直交布線網を形成するものである。 For example, as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-253840), the wire wiring system includes a plurality of sensor wiring wiring pins arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction on the periphery of the substrate. Are placed in an upright position, and an insulated sensor wire (insulating coated copper wire) is sequentially hooked between the sensor wire wiring pins facing each other in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the wires are wired in a predetermined pattern while being folded back. Thus, an orthogonal wiring network is formed.
このワイヤー布線方式は、
・製造コストが安価であるため、大型の位置検出用センサに好適である、
・センサ形状の自由度が高い、
・絶縁被覆された銅線を用いているために、絶縁センサ線を跨いで線材を引き回すことが可能である、
・ループコイルの一端と他端と接続するリード線(以下、給電線という)を基板の周辺に配置する場合に、絶縁センサ線を跨いで線材を引き回すことが可能であることと、線材の間に絶縁のための空間を設ける必要がないために無効エリアを少なくすることができる、
などの長所がある。
This wire wiring system
・ Since the manufacturing cost is low, it is suitable for a large position detection sensor.
・ The degree of freedom of sensor shape is high.
・ Because the copper wire with insulation coating is used, it is possible to route the wire across the insulation sensor wire.
When a lead wire (hereinafter referred to as a power supply line) connected to one end and the other end of the loop coil is arranged around the substrate, it is possible to route the wire across the insulated sensor wire, and between the wires Since there is no need to provide a space for insulation, the ineffective area can be reduced.
There are advantages such as.
しかし、このワイヤー付線方式は、センサ線布線用ピン間に絶縁センサ線を順次引っ掛け、折り返しながら、所定のパターンに布線する工程が必要であるので大量生産には不向きであるという短所がある。 However, this wire-attached method has the disadvantage that it is not suitable for mass production because it requires a process of laying the insulation sensor wires between the sensor wire laying pins in sequence and wrapping them in a predetermined pattern. is there.
また、特許文献1の例の場合には、ループコイルは、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに配置されるものは互いに重ならないように布線されるので、同時に複数本の絶縁センサ線を布線することが可能である。しかし、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに配置されるループコイルが重ならないようにすると、位置検出の精度が制限されてしまうという問題がある。 In the case of the example of Patent Document 1, since the loop coils arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction are arranged so as not to overlap each other, a plurality of insulated sensor wires are provided at the same time. It is possible to wire. However, if the loop coils arranged in the X-axis direction and the Y-axis direction are not overlapped, there is a problem that the accuracy of position detection is limited.
位置検出の精度を上げる一つの方法として、ループコイルを、X軸方向及びY軸方向のそれぞれにおいて、重ね合わせて配置するようにする方法がある。しかし、これを特許文献1のワイヤー付線方式で実現しようとすると、ループコイルの一つ一つを順次に布線するようにしなければならず、製造に長時間を要することとなり、実用的でない。 As one method for increasing the accuracy of position detection, there is a method in which loop coils are arranged in an overlapping manner in each of the X-axis direction and the Y-axis direction. However, if this is to be realized by the wire-attached method of Patent Document 1, it is necessary to wire each loop coil sequentially, which requires a long time for manufacturing and is not practical. .
一方、エッチング方法は、絶縁基板上に、ループコイルの導体パターンをエッチング処理により形成する方法である。この場合に、X軸方向に配置されるループコイル群と、Y軸方向に配置されるループコイル群とは、互いの導体パターンの絶縁性を保持するためには、異なる基板の面上、例えば基板の表面上と裏面上に形成する必要がある。 On the other hand, the etching method is a method in which a conductor pattern of a loop coil is formed on an insulating substrate by an etching process. In this case, the loop coil group arranged in the X-axis direction and the loop coil group arranged in the Y-axis direction are arranged on different substrate surfaces in order to maintain the insulation properties of the mutual conductor patterns. It is necessary to form on the front surface and the back surface of the substrate.
また、位置検出の精度を上げるために、ループコイルを、X軸方向及びY軸方向のそれぞれにおいて、重ね合わせて配置するようにする場合には、導体パターンを跨ぐことができないので、例えば矩形(長方形)のループコイルの場合には長辺と短辺の導体パターンを、それぞれ基板の表裏に別々に形成し、スルーホールを通じて長辺の導体パターンと短辺の導体パターンとを接続するようにして形成するようにしている。 Further, in order to increase the accuracy of position detection, when the loop coils are arranged so as to overlap each other in the X-axis direction and the Y-axis direction, the conductor pattern cannot be straddled. In the case of a (rectangular) loop coil, the long side and short side conductor patterns are separately formed on the front and back sides of the substrate, and the long side conductor pattern and the short side conductor pattern are connected through the through hole. Try to form.
そして、一つの基板において、X軸方向のループコイルとY軸方向のループコイルとを形成することが困難であるために、通常は、別々の基板の表面及び裏面を用いて、X軸方向のループコイルとY軸方向のループコイルとを形成し、その2枚の基板を、絶縁層を介して重ね合わせて接合するようにして位置検出用センサを形成している。 Since it is difficult to form a loop coil in the X-axis direction and a loop coil in the Y-axis direction on one substrate, usually, the front and back surfaces of different substrates are used to A position detecting sensor is formed by forming a loop coil and a loop coil in the Y-axis direction, and superimposing and bonding the two substrates via an insulating layer.
このエッチング方法によれば、大量生産が可能であるという長所がある。しかし、製造コストが高く、小型、中型の位置検出用センサとしては好適であるが、大型の位置検出用センサには不向きである。 According to this etching method, there is an advantage that mass production is possible. However, the manufacturing cost is high, and it is suitable as a small-sized and medium-sized position detecting sensor, but is not suitable for a large-sized position detecting sensor.
また、基板の同一の面上に、X軸方向のループコイルとY軸方向のループコイルとを形成することができず、そのため構成が複雑になるという短所がある。さらに、エッチング方法においては、ループコイル群が形成されているエリアを避けた基板の周辺部において導電パターンを引き回すことで給電線を形成する必要があり、その給電線の引き回しエリアは、位置指示器の位置検出とは無関係の無効エリアとなる。つまり、エッチング方式では、導体パターンによる給電線のエリアを設けるために、無効エリアが比較的大きくなってしまう。 In addition, the X-axis direction loop coil and the Y-axis direction loop coil cannot be formed on the same surface of the substrate, so that the configuration is complicated. Further, in the etching method, it is necessary to form a power supply line by drawing a conductive pattern in the peripheral portion of the substrate avoiding the area where the loop coil group is formed. This is an invalid area unrelated to the position detection. That is, in the etching method, the area of the power supply line by the conductor pattern is provided, so that the ineffective area becomes relatively large.
この無効エリアは、L/S(ラインアンドスペース)、すなわち、導体パターンと導体パターンとの間に絶縁のための、導体パターンと同一の幅のスペースを設けることを考慮すると、導体パターンの幅を細くすることで、小さくすることができる。しかし、導体パターンの幅を細くすることは、更なるコストアップとなるという問題がある。 This invalid area is L / S (line and space), that is, considering the provision of a space having the same width as the conductor pattern for insulation between the conductor pattern, the width of the conductor pattern is reduced. By making it thinner, it can be made smaller. However, there is a problem that reducing the width of the conductor pattern further increases the cost.
以上のように、電磁誘導方式の位置検出装置に使用される従来の位置検出用センサは、その製造方法によって一長一短があった。このため、製造コストが安価で、大量生産にも好適であり、かつ、無効エリアが小さくできる位置検出用センサが望まれていた。 As described above, the conventional position detection sensor used in the electromagnetic induction type position detection apparatus has advantages and disadvantages depending on the manufacturing method. For this reason, there has been a demand for a position detection sensor that is inexpensive to manufacture, suitable for mass production, and capable of reducing the ineffective area.
この発明は、以上の問題点を解決することができるようにした位置検出用センサを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a position detection sensor capable of solving the above problems.
上記の課題を解決するために、この発明は、
絶縁被覆された導電性の線材が所定回数巻回された空芯コイルが、絶縁材料からなる基板上に、互いに直交する第1の方向と第2の方向のそれぞれに、所定間隔で複数個ずつ配置されると共に、
前記基板上には、前記空芯コイルの一端及び他端のそれぞれと電気的に接続される1対の給電線パターンが前記複数個の空芯コイルのそれぞれに対して形成されており、複数個の前記空芯コイルが配置されるエリア内において、前記空芯コイルの一端及び他端のそれぞれと前記1対の給電線パターンのそれぞれとが電気的に接続されている
ことを特徴とする位置検出用センサを提供する。
In order to solve the above problems, the present invention provides:
A plurality of air-core coils, each of which is formed by winding a conductive wire with insulation coating, on a substrate made of an insulating material at a predetermined interval in each of a first direction and a second direction orthogonal to each other. And placed
On the substrate, a pair of feed line patterns electrically connected to one end and the other end of the air-core coil are formed for each of the plurality of air-core coils. In the area where the air-core coil is arranged, one end and the other end of the air-core coil are electrically connected to each of the pair of feed line patterns. A sensor is provided.
上述の構成のこの発明による位置検出用センサにおいては、絶縁被覆された導電性の線材が所定回数巻回された空芯コイルが、基板上に、互いに直交する第1の方向と第2の方向のそれぞれに、所定間隔で複数個ずつ配置される。一方、基板上には、空芯コイルの一端及び他端のそれぞれと電気的に接続される1対の給電線パターンの複数対が、複数個の空芯コイルのそれぞれに対して形成されている。そして、複数個の空芯コイルが配置されるエリア内において、基板上に配置された空芯コイルの一端及び他端のそれぞれと、1対の給電線パターンのそれぞれとが電気的に接続されることで、位置検出用センサが構成される。 In the position detecting sensor according to the present invention having the above-described configuration, the air core coil in which the conductive wire with insulation coating is wound a predetermined number of times is provided on the substrate in the first direction and the second direction orthogonal to each other. A plurality of each are arranged at a predetermined interval. On the other hand, on the substrate, a plurality of pairs of a pair of feed line patterns that are electrically connected to one end and the other end of the air-core coil are formed for each of the plurality of air-core coils. . In the area where the plurality of air-core coils are arranged, one end and the other end of the air-core coil arranged on the substrate are electrically connected to each of the pair of feed line patterns. Thus, a position detection sensor is configured.
この発明によれば、予め用意されている空芯コイルを基板上に配置するので、特許文献1のワイヤー布線方式のような、基板に絶縁センサ線を布線用ピン間に布線するという工程は不要となる。そして、空芯コイルを構成する線材は、絶縁被覆された導電性の線材であって、互いに重ね合わさるように配置することが容易にできる。 According to the present invention, since the air-core coil prepared in advance is arranged on the substrate, the insulation sensor wire is wired between the wiring pins on the substrate as in the wire wiring system of Patent Document 1. A process becomes unnecessary. And the wire which comprises an air-core coil is an electroconductive wire with insulation coating, Comprising: It can arrange | position so that it may mutually overlap.
そして、空芯コイルの一端及び他端と接続される給電線パターンが、基板上に予め形成されており、空芯コイルが配置されるエリア、つまり、位置指示器の位置検出を行う有効エリア内で、空芯コイルの一端及び他端と接続される。したがって、給電線のための無効エリアを最小限にすることができる。 A feeder line pattern connected to one end and the other end of the air-core coil is formed in advance on the substrate, and in the area where the air-core coil is arranged, that is, in the effective area where the position indicator is detected. And connected to one end and the other end of the air-core coil. Therefore, the invalid area for the feeder line can be minimized.
そして、この発明によれば、基板上に複数の空芯コイルを配置し、基板上に予め形成されている給電線パターンと空芯コイルの一端及び他端とを接続するだけで、位置検出用センサが作成される構成であるので、給電線パターンと空芯コイルの一端及び他端との位置決めがされれば、自動で、給電線パターンと空芯コイルの一端及び他端との接続も可能である。したがって、この発明による位置検出用センサは、大量生産も可能な構成を備えるものである。 According to the present invention, a plurality of air core coils are arranged on the substrate, and the position detection is simply performed by connecting the feeder line pattern formed in advance on the substrate and one end and the other end of the air core coil. Since the sensor is constructed, if the feed line pattern and the one end and the other end of the air core coil are positioned, the feed line pattern and the one end and the other end of the air core coil can be automatically connected. It is. Therefore, the position detection sensor according to the present invention has a configuration capable of mass production.
この発明によれば、製造コストが安価で、大量生産にも好適であり、無効エリアを小さくできる位置検出用センサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a position detection sensor that is inexpensive to manufacture, is suitable for mass production, and can reduce the ineffective area.
以下、この発明による位置検出用センサの実施形態を、当該位置検出用センサが搭載される位置検出装置の例と共に、図を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of a position detection sensor according to the present invention will be described with reference to the drawings together with an example of a position detection device on which the position detection sensor is mounted.
[位置入力装置]
図1は、この発明による位置検出用センサの実施形態を備える位置検出装置を具備する位置入力装置の実施形態の外観斜視図である。この実施形態の位置入力装置10は、ペン型の位置指示器1と、位置検出装置2とからなる。位置検出装置2は、薄型扁平の筐体3の一面側に位置検出平面4を備え、この位置検出平面4上における位置指示器1による指示位置を検出し、検出した位置データを外部の機器、例えばパーソナルコンピュータなどに出力する。以下の説明においては、この位置検出平面4における横方向をX軸、縦方向をY軸とするX−Y直交座標系が仮想的に想定され、位置指示器1の指示位置は、X座標およびY座標として検出されるものとする。
[Position input device]
FIG. 1 is an external perspective view of an embodiment of a position input device including a position detection device including an embodiment of a position detection sensor according to the present invention. The position input device 10 of this embodiment includes a pen-type position indicator 1 and a
[位置検出装置]
図2は、位置検出装置2の構成を概略的に示す分解斜視図である。この例の位置検出装置2は、上ケース31と下ケース32とにより構成される筐体3(図1参照)内に、位置検出用センサ20とヨークシート33と信号処理部34とを収納する構造を有する。
[Position detection device]
FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing the configuration of the
上ケース31は、位置検出装置2の筐体3の上側部分を構成する。この上ケース31は、プラスチックあるいはガラス等の絶縁性の板で構成される位置検出平面4を含む。この上ケース31の位置検出平面4の直下には、この発明の実施形態の位置検出用センサ20が配置される。なお、少なくとも位置検出平面4を透明素材により構成した上ケース31と、位置検出用センサ20との間に、表示デバイス、例えばLCD(Liquid Crystal Display;液晶ディスプレイ)を設けるようにしてもよい。
The upper case 31 constitutes the upper part of the
位置検出用センサ20の直下には、ヨークシート33が配置される。このヨークシート33は、位置検出用センサ20から、位置検出平面4とは反対方向への電磁エネルギーを遮蔽(シールド)するためのもので、位置検出用センサ20と略同サイズとされる。このヨークシート33は、例えばアルミ箔で構成されたシールドシート上に、例えばアモルファス磁性金属などの高磁性体層が形成されたものである。高磁性体層は、例えば多数個のアモルファス磁性金属リボンがアルミ箔のシールドシート上に被着されることにより形成される。
A yoke sheet 33 is disposed directly below the
信号処理部34は、位置検出用センサ20に接続されている。この信号処理部34は、後述するように、位置検出用センサ20に供給する所定周波数の交流信号を発生する信号発生部を備えると共に、位置指示器1との電磁誘導により位置検出用センサ20に生じる信号電流を検出することにより、位置指示器1による指示位置を検出する位置検出手段を備える。
The
この信号処理部34は、例えばUSBインターフェースケーブルなどを通じて、パーソナルコンピュータ等の外部機器に、位置指示器1の位置データを出力する。
The
[位置検出装置2の位置検出用センサ20]
位置検出装置2の位置検出用センサ20は、この発明の位置検出用センサの実施形態である。この位置検出用センサ20の構成例を、図3〜図5を参照しながら説明する。
[
The
この例の位置検出用センサ20においては、ループコイルとして、線材を巻回した空芯コイル22,23を用いる。そして、空芯コイル22,23の複数個を、センサ基板(以下、単に基板という)21上に配置して固着する。そして、固着した複数個の空芯コイル22,23のそれぞれの一端及び他端に対して、基板21上に印刷などにより予め形成した給電線のパターン(以下給電線パターンという)を半田付け等により接続する。そして、基板21上に配置した複数個の空芯コイル22,23を保護フィルム50で覆って位置検出用センサ20を形成するようにする。
In the
なお、図3は、位置検出用センサ20を、空芯コイル22,23が形成されている基板21の、位置検出平面4側の面となる面21a側から見た図である。また、図4は、空芯コイル22,23を説明するための図である。更に、図5は、この例の位置検出用センサ20の各構成要素の分解斜視図である。以下、これら図3〜図5について、より詳細に説明する。
3 is a diagram of the
<空芯コイル22,23の説明>
以下の例においては、空芯コイル22は基板21上においてX軸方向に配置される空芯コイルであり、また、空芯コイル23はY軸方向に配置される空芯コイルである。
<Description of
In the following example, the air-
空芯コイル22及び23のそれぞれは、絶縁被覆された導電性の線材(マグネットワイヤー)40が、巻き線機で所定数巻回、この例では、2回巻回され、所定形状に成形されて形成される。また、この例では、線材40は自己融着線の構成とされている。
In each of the air core coils 22 and 23, a conductive wire (magnet wire) 40 with an insulation coating is wound a predetermined number of times by a winding machine, in this example, twice, and formed into a predetermined shape. It is formed. In this example, the
図4(C)は、線材40の断面図であり、導電性の金属線、この例では銅線41が樹脂などの絶縁材料からなる絶縁層42により覆われて絶縁被覆されている。そして、線材40においては、絶縁層42を覆うように、融着層43が形成されている。融着層43は、熱や溶剤により活性化し、接触している線材40同士で自己融着する。
FIG. 4C is a cross-sectional view of the
この例では、線材40は、非常に細いものとされており、銅線41の直径は、例えば40ミクロンとされ、絶縁層42及び融着層43を含めた線材40の直径は、例えば60ミクロンとされている。
In this example, the
この例では、空芯コイル22及び23のそれぞれは、この線材40を、空芯コイル22及び23のそれぞれ用の巻き線機により長方形形状に2回巻回して、図4(B)及び(A)に示すように成形する。次に、2回巻回した線材40の融着層43を、熱や溶剤により活性化させるようにする。すると、図4(D)に示すように、2回の巻回により接触して重なった線材40は、互いの融着層43により接着されて成形された状態になる。
In this example, each of the air-core coils 22 and 23 is formed by winding the
以上のようにして、複数回、この例では2回巻回し、成形した空芯コイル22及び23を、複数個予め用意するようにする。この場合に、空芯コイル22用及び空芯コイル23用の巻き線機を、それぞれ複数個用意して空芯コイル22及び空芯コイル23の複数個を同時に作成することができる。
As described above, a plurality of air-core coils 22 and 23 formed by winding a plurality of times, in this example, twice, are prepared in advance. In this case, a plurality of winding machines for the air-
そして、空芯コイル22を構成する線材40の一端及び他端を、空芯コイル22の電気的接続用の一端22a及び他端22bとして導出しておく。この例では、成形した空芯コイル22から導出する電気的接続用の一端22a及び他端22bの位置は、複数個の空芯コイル22において同じ位置となるように形成する。すなわち、複数個の空芯コイル22は、同一形状及び同じ大きさとするだけではなく、電気的接続用の一端22a及び他端22bの位置も同一として形成するようにする。もっとも、電気的接続用の一端22a及び他端22bの位置を同一とすることは必須ではなく、基板21の給電線パターンとの接続位置の関係を考慮して、成形した空芯コイル22から導出する電気的接続用の一端22a及び他端22bの位置は、若干ずつ異ならせるようにしてもよい。
Then, one end and the other end of the
そして、以上のようにして成形された空芯コイル22から導出された電気的接続用の一端22a及び22bの線材40の部分は、図4(E)に示すように、絶縁層42及び融着層43を剥離して銅線41を露呈させるようにしておく。後述するように、基板21に形成される給電線パターンとの電気的接続のためである。
Then, as shown in FIG. 4E, the portion of the
空芯コイル23についても、上述した空芯コイル22と同様にして、線材40の一端及び他端を、空芯コイル23の電気的接続用の一端23a及び23bとして導出し、絶縁層42及び融着層43を剥離して銅線41を露呈させるようにしておく。そして、この例では、成形した空芯コイル23から導出する電気的接続用の一端23a及び他端23bの位置も、複数個の全ての空芯コイル23において同じ位置となるように形成する。この空芯コイル23についても、電気的接続用の一端23a及び他端23bの位置を同一とすることは必須ではなく、基板21の給電線パターンとの接続位置の関係を考慮して、成形した空芯コイル23から導出する電気的接続用の一端23a及び他端23bの位置は、若干ずつ異ならせるようにしてもよい。
As for the
以上のように構成されるので、空芯コイル22及び空芯コイル23が基板21に配置されたときには、図3に示すように、空芯コイル22の一端22a及び他端22b、また、空芯コイル23の一端23a及び他端23bの位置は、複数の空芯コイル22及び複数の空芯コイル23で形成される位置検出エリア(有効エリア)内となる。
Since it is configured as described above, when the
空芯コイル22と空芯コイル23とは、共に長方形形状ではあるが、この例では、異なる形状及び大きさとされている。すなわち、図3及び図5に示すように、X軸方向に複数個が配置される空芯コイル22は、図4(B)に示すように、長辺22cの長さが22Lc、短辺22dの長さが22Ldの長方形形状とされている。
The
空芯コイル22の長辺22cは、図3に示すように、基板21上に配置されたときに、Y軸方向に沿うものとなり、その長さ22Lcは、基板21のY軸方向の両端間の距離に略等しく設定される。空芯コイル22の短辺22dの長さは、位置指示器による指示位置を検出するために必要な電磁結合強度を考慮して設定される。
As shown in FIG. 3, the
また、Y軸方向に複数個が配置される空芯コイル23は、図43(A)に示すように、長辺23cの長さが23Lc、短辺23dの長さが23Ldの長方形形状とされている。そして、この例では、空芯コイル22と空芯コイル23とでは、互いの長辺の長さ及び互いの短辺の長さは異なるものとされ、22Lc≠23Lc、また、22Ld≠23Ldとされている。
In addition, as shown in FIG. 43A, the air-
空芯コイル23の長辺23cは、図3に示すように、基板21上に配置されたときに、X軸方向に沿うものとなり、その長さ23Lcは、基板21のY軸方向の両端間の距離に略等しく設定される。空芯コイル23の短辺23dの長さは、位置指示器による指示位置を検出するために必要な電磁結合強度を考慮して設定される。
As shown in FIG. 3, the
なお、空芯コイル22と空芯コイル23の形状及び大きさは、基板21に形成する位置検出用センサの有効エリアの形状及びX軸方向及びY軸方向に配置する空芯コイルの数に応じて定められるものであり、必ずしも、空芯コイル22と空芯コイル23とで形状や大きさを異ならせる必要はない。例えば位置検出用センサの有効エリアの形状が正方形であり、X軸方向及びY軸方向に配置する空芯コイルの数が同一であって、同じ間隔で複数個を配置するという条件の場合には、空芯コイル22と空芯コイル23の形状及び大きさは、同一として、1種類の空芯コイルのみとすることもできる。
The shape and size of the
空芯コイル22の電気的接続用の一端22a及び他端22bは、図3及び図4に示すように、この例では、その長辺22cの所定位置から、当該長辺22cに対して直交する方向に折り曲げられて導出されている。同様に、空芯コイル23の電気的接続用の一端23a及び他端23bは、その長辺23cの所定位置から、当該長辺23cに対して直交する方向に折り曲げられて導出されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the one
一端22a及び他端22b、そして、一端23a及び他端23bを、それぞれ長辺22c、23cから導出するのは、後述するように、複数個の空芯コイル22の長辺22c同士及び複数個の空芯コイル23の長辺23c同士は、基板21の面21a上で互いに重なることがなく、基板21の面21a上に形成された給電パターンとの接続が容易にできるようにすることを考慮したためである。
The one
この場合に、図3及び図4の例では、空芯コイル22の一端22a及び他端22b、また、空芯コイル23の一端及び他端22bは、空芯コイル22、空芯コイル23に囲まれるコイル巻回領域外に延伸するように折り曲げられているが、空芯コイル22、空芯コイル23に囲まれるコイル巻回領域内に延伸するように折り曲げるようにしてもよい。
In this case, in the example of FIGS. 3 and 4, one
なお、一端22a及び他端22b、また、一端23a及び他端23bは、空芯コイル22,23の短辺22d、23dから導出するようにしてもよい。ただし、その場合には、空芯コイル22の一端22a及び他端22bの延伸方向、また、空芯コイル23の一端及び他端22bの延伸方向は、空芯コイル22、空芯コイル23に囲まれるコイル巻回領域内となるようにされて、給電線パターンとの接続部が、位置検出用センサ20の有効エリア内となるようにされる。このように、空芯コイル22及び空芯コイル22と、基板21の面21a上に形成された給電パターンとの接続部を、空芯コイル22及び23が配置される有効エリア内とすれば、無効エリアをできるだけ少なくすることができる。
The one
<基板21の説明>
基板21は、この例では、空芯コイル22,23の一端22a,23a及び他端22b,23bの半田付けを考慮して、耐熱性の樹脂材料、この例ではポリイミドで構成されている。この例では、基板21は、全体として概ね長方形形状とされるが、その一辺に、信号処理部34との接続用コネクタ部となるように突出部の構成とされた集線部24が形成された形状とされている。
<Description of
In this example, the
そして、基板21の一方の面21aには、複数個の空芯コイル22のそれぞれ及び複数個の空芯コイル23のそれぞれと接続するための給電線パターンが予め形成されており、基板21の面21aに配置された空芯コイル22及び空芯コイル23のそれぞれと、半田付け等により接続される。
On one
すなわち、図3及び図5に示すように、この基板21の、空芯コイル22,23が配置される面21aには、複数個の空芯コイル22用の給電線パターン群25Gと、複数個の空芯コイル23用の給電線パターン群26Gとが、例えば印刷されて予め形成されている。給電線パターン群25Gは、空芯コイル22のそれぞれの一端22a及び22bと接続される対の給電線パターン25a,25bの複数対で構成される。同様に、給電線パターン群26Gは、空芯コイル23のそれぞれの一端23a及び23bと接続される対の給電線パターン26a,26bの複数対で構成される。
That is, as shown in FIGS. 3 and 5, on the
給電線パターン群25G及び給電線パターン群26Gのそれぞれを構成している対の給電線パターン25a,25b及び26a,26bのそれぞれの一方の端部は、図3に示すように、基板21の集線部24に集められて、互いに近接するように配置されている。
As shown in FIG. 3, one end of each of the pair of
そして、給電線パターン群25Gのそれぞれを構成している対の給電線パターン25a及び25bの他方の端部は、図3に示すように、基板21上に配置された空芯コイル22のそれぞれの一端22a及び他端22bの位置と一致する位置となるように形成されている。そして、対の給電線パターン25a及び25bの他方の端部には、図4(E)に示すように、例えば半田付けにより空芯コイル22のそれぞれの一端22a及び他端22bの銅線41と電気的に接続するための接続部27a及び27bが形成されている。この例では、この接続部27a及び27bには、予め半田が盛られており、空芯コイル22が基板21上に配置された後、当該接続部27a,27b上に存在する空芯コイル22の一端22a及び他端22bの銅線41及び半田に熱が印加されることで、空芯コイル22の一端22a及び他端22bの銅線41が、対の給電線パターン25a及び25bの接続部27a,27bに半田付けされて電気的に接続されるように構成されている。
The other ends of the pair of power
また、給電線パターン群26Gのそれぞれを構成している対の給電線パターン26a,26bの他方の端部は、図3に示すように、基板21上に配置された空芯コイル23のそれぞれの一端23a,23bの位置と一致する位置となるように形成されている。そして、対の給電線パターン26a及び26bの他方の端部には、対の給電線パターン25a及び25bの他方の端部と同様に、例えば半田付けにより空芯コイル23のそれぞれの一端23a及び他端23bの銅線41と電気的に接続するために、半田が盛られている接続部28a及び28bが形成されている。
Further, the other ends of the pair of power
上述したように、空芯コイル22の一端22a及び他端22b、また、空芯コイル23の一端23a及び他端23bの位置は、複数の空芯コイル22及び複数の空芯コイル23で形成される位置検出エリア(有効エリア)内となるので、対の給電線パターン25a及び25bの他方の端部の接続部27a及び27b、並びに、対の給電線パターン26a及び26bの他方の端部の接続部28a及び28bは、複数の空芯コイル22及び複数の空芯コイル23で形成される有効エリア内に形成されている。
As described above, the positions of the one
なお、給電線パターン群25G及び給電線パターン群26Gが設けられている集線部24と、信号処理部34との接続は、基板21が耐熱性の基板であることから、異方性導電フィルム(ACF;Anisotropic Conductive Film)を用いて行うことができる。
In addition, since the board |
<位置検出用センサ20の製法の説明>
この実施形態においては、線材40は、絶縁被覆されているので、空芯コイル22同士あるいは空芯コイル23同士を、一部接触した状態で重ねて配置することもできるし、空芯コイル22と空芯コイル23とを、一部接触した状態で重ねて配置することもできる。そのことを利用して、この実施形態では、基板21の面21a上に、空芯コイル22の複数個を、互いに重なるようにして、X軸方向に配置する。また、空芯コイル23の複数個を、基板21の同じ面21a上に、互いに重ねると共に、複数個の空芯コイル22とも重なるようにして配置する。このように空芯コイル22,23を重ねることにより、より精度の高い位置を検出することができる。
<Description of Manufacturing Method of
In this embodiment, since the
位置検出用センサ20の製法を、以下に、説明する。
A method for manufacturing the
先ず、基板21の一面21a上に、給電線パターン群25G及び給電線パターン群26Gを、例えば印刷により形成しておく。そして、給電線パターン群25Gの各対の給電線パターン25a及び25bの他端部に半田を盛って、接続部27a及び27bを形成すると共に、給電線パターン群26Gの各対の給電線パターン26a及び26bの他端部に半田を盛って、接続部28a及び28bを形成する。
First, the feeder
また、前述したようにして巻き線機で巻回し、所定の長方形形状に成形し、電気的接続用の一端22a,22b及び23a,23bを形成することで作成した、空芯コイル22及び空芯コイル23のそれぞれの複数個を用意する。
In addition, the
次に、この例では、基板21の面21a上には、予め接着材を全面に塗布するようにする。そして、図5に示すように、当該接着材が塗布されている基板21の面21a上に、この例では、まず、空芯コイル23の複数個を、所定間隔Dyで配置するようにする。すなわち、空芯コイル23の複数個を、隣接する2個の空芯コイル23の長辺23Lcが、互いに所定間隔Dyずつ隔てて互いに平行になるようにして、Y軸方向に配置して、基板21の面21a上に接着剤により固着するようにする。
Next, in this example, an adhesive is applied on the
所定間隔Dyは、この例では、図3に示すように、Dy<23Ldとされており、Y軸方向の位置検出座標精度に応じて定められる。したがって、空芯コイル23は、それぞれの空芯コイル23により囲まれるエリアの一部が互いに重なる状態で配置されることになる。この例では、空芯コイル23の短辺23Ldは、互いに全く重なる、あるいは、図3に示すように、わずかにずれた状態で配置するようにする。
In this example, the predetermined interval Dy is Dy <23Ld as shown in FIG. 3, and is determined according to the position detection coordinate accuracy in the Y-axis direction. Therefore, the air-core coils 23 are arranged in a state where a part of the area surrounded by each air-
この場合に、空芯コイル23は、一つずつ順次に、間隔Dyを隔てて、基板21の面21a上に配置して固着するようにしてもよいし、複数個の空芯コイル23(Y軸方向に配置する空芯コイル23の全てでもよい)を予め間隔Dyずつ隔てて接着等して結合しておき、その結合した複数個の空芯コイル23を、順次に基板21の面21a上に配置して固着するようにしてもよい。いずれにしても、空芯コイル23を把持した自動機械により、空芯コイル23の基板21の面21a上への配置を自動的に行うことができる。
In this case, the air-core coils 23 may be arranged and fixed one by one on the
以上のようにして、基板21の面21a上に空芯コイル23が配置されたときには、各空芯コイル23の一端23a及び他端23bは、対の給電線パターン26a及び26bの他方の端部の接続部28a及び28bの上に位置するようになる。この実施形態では、次に、各空芯コイル23の一端23a及び他端23bを含んで上から押圧する状態で接続部28a及び28bの半田を熱により溶融させることにより、各空芯コイル23の一端23a及び他端23bの銅線41と、対の給電線パターン26a及び26bとを半田付けして両者の電気的接続を行う。この半田付け処理も、基板21上の予め定めった位置において行えばよいので、自動機械での作業が可能である。
As described above, when the air-
以上のようにして、基板21の面21aにおいて、複数個の空芯コイル23をY軸方向に配置し固着した上に、図5に示すように、空芯コイル22の複数個を、所定間隔Dxで配置するようにする。すなわち、空芯コイル22の複数個を、隣接する2個の空芯コイル22の長辺22Lcが、互いに所定間隔Dxずつ隔てて互いに平行になるようにして、X軸方向に配置して、基板21の面21a上に接着剤により固着するようにする。
As described above, on the
所定間隔Dxは、この例では、図3に示すように、Dx<22Ldとされており、X軸方向の位置検出座標精度に応じて定められる。したがって、空芯コイル22は、それぞれの空芯コイル22により囲まれるエリアの一部が互いに重なる状態で配置されることになる。この例では、空芯コイル22の短辺22Ldは、互いに全く重なる、あるいは、図3に示すように、わずかにずれた状態で配置するようにする。
In this example, the predetermined interval Dx is Dx <22Ld as shown in FIG. 3, and is determined according to the position detection coordinate accuracy in the X-axis direction. Therefore, the air-core coils 22 are arranged in a state where a part of the area surrounded by each air-
この場合に、空芯コイル23の場合と同様に、空芯コイル22は、一つずつ順次に、間隔Dxを隔てて、基板21の面21a上に配置して固着するようにしてもよいし、複数個の空芯コイル22(X軸方向に配置する空芯コイル22の全てでもよい)を予め間隔Dxずつ隔てて結合しておき、その結合した複数個の空芯コイル22を、順次に基板21の面21a上に配置して固着するようにしてもよい。
In this case, as in the case of the air-
以上のようにして、基板21の面21a上に空芯コイル22が配置されたときには、各空芯コイル22の一端22a及び他端22bは、対の給電線パターン25a及び25bの他方の端部の接続部27a及び27bの上に位置するようになる。この実施形態では、次に、各空芯コイル22の一端22a及び他端22bを含んで上から押圧する状態で接続部27a及び27bの半田を熱により溶融させることにより、各空芯コイル22の一端22a及び他端22bの銅線41と、対の給電線パターン25a及び25bとを半田付けして両者の電気的接続を行う。
As described above, when the air-
この空芯コイル22の配置及び固着、更には、空芯コイル22の一端22a及び22bの銅線41と対の給電線パターン25a及び25bとの半田付け処理も、上述した空芯コイル23についてと同様にして、自動機械による処理が可能である。
The arrangement and fixing of the air-
以上のようにして、基板21の面21aに、複数個の空芯コイル23をY軸方向に配置し固着すると共に、複数個の空芯コイル22をX軸方向に配置し固着したものの上面の全体を覆うように、図5に示すように、絶縁材料からなる保護フィルム50を被着する。この保護フィルム50の被着は、この例では保護用フィルムシートの片面に接着材を塗布したものを、接着材側を基板21側として、基板21の面21aの全体を覆うように被せることで行う。また、基板21の面21aに、複数個の空芯コイル23をY軸方向に配置し固着すると共に、複数個の空芯コイル22をX軸方向に配置し固着したものの上面の全体に接着材を塗布しておき、その上に、保護用フィルムシートを被せるようにしてもよい。
As described above, a plurality of air-core coils 23 are arranged and fixed in the Y-axis direction on the
さらには、基板21の面21aに、複数個の空芯コイル23をY軸方向に配置し固着すると共に、複数個の空芯コイル22をX軸方向に配置し固着したものの上面の全体を覆うように、熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化型樹脂などを塗布して、保護フィルム50の層を形成するようにしてもよい。
Furthermore, a plurality of air core coils 23 are arranged and fixed on the
なお、上述の説明では、空芯コイル23の一端23a及び他端23bと対の給電線パターン26a及び26bとの電気的接続の工程と、空芯コイル22の一端22a及び他端22bと対の給電線パターン25a及び25bとの電気的接続の工程とは、別とした。しかし、基板21の面21aに、複数個の空芯コイル23をY軸方向に配置し固着すると共に、複数個の空芯コイル22をX軸方向に配置し固着した後、空芯コイル23の一端23a及び他端23bと対の給電線パターン26a及び26bとの電気的接続と、空芯コイル22の一端22a及び他端22bと対の給電線パターン25a及び25bとの電気的接続とを一つの工程で行うようにしてもよい。
In the above description, the electrical connection process between the one
また、上述の例では、基板21の面21a上に、空芯コイル23の複数個をY軸方向に配置した後、空芯コイル22の複数個をX軸方向に配置するようにしたが、逆に、空芯コイル22の複数個をX軸方向に配置した後、空芯コイル23の複数個をY軸方向に配置するようにしてもよい。
In the above example, after the plurality of air-core coils 23 are arranged in the Y-axis direction on the
[位置検出装置の回路構成例]
図6に、位置指示器1と電磁結合して、位置指示器1により指示された位置を検出するセンサ回路の構成例を示す。
[Circuit configuration example of position detection device]
FIG. 6 shows a configuration example of a sensor circuit that electromagnetically couples with the position indicator 1 and detects a position indicated by the position indicator 1.
この図6の例においては、位置検出用センサ20は、空芯コイル22がX軸方向にn(nは2以上の整数)本配置されており、また、空芯コイル23がY軸方向にm(mは2以上の整数)本配置されている。この図6の例のセンサ回路部は、選択回路101、発振器102、電流ドライバ103、送受信切り替え回路104、受信アンプ105、検波回路106、ローパスフィルタ107、サンプルホールド回路108、A/D(Analog to Digital)変換回路109および処理制御部110を備えている。
In the example of FIG. 6, the
n個の空芯コイル22のそれぞれ及びm個の空芯コイル23のそれぞれは、選択回路101に接続される。この選択回路101は、n個の空芯コイル22及びm個の空芯コイル23のうちの一の空芯コイルを、処理制御部110からの制御指示に従って順次選択する。
Each of the n air-core coils 22 and each of the m air-core coils 23 are connected to the
発振器102は、周波数f0の交流信号を発生する。この交流信号は、電流ドライバ103に供給されて電流に変換された後に、送受信切り替え回路104へ送出される。送受信切り替え回路104は、処理制御部110の制御により、選択回路101によって選択された空芯コイル22又は空芯コイル23が接続される接続先(送信側端子T、受信側端子R)を、所定時間毎に切り替える。送信側端子Tには電流ドライバ103が、受信側端子Rには受信アンプ105が、それぞれ接続されている。
The
したがって、送信時には、送受信切り替え回路104の送信側端子Tを介して、電流ドライバ103からの交流信号が、選択回路101で選択されている空芯コイル22又は空芯コイル23に供給される。また、受信時には、選択回路101で選択された空芯コイル22又は空芯コイル23に発生する誘導電圧は、選択回路101及び送受信切り替え回路104の受信側端子Rを介して受信アンプ105に供給されて増幅され、検波回路106へ送出される。
Therefore, at the time of transmission, the AC signal from the
検波回路106によって検波された信号は、低域フィルタ107およびサンプルホールド回路108を介してA/D変換回路109に供給される。A/D変換回路109では、アナログ信号をディジタル信号に変換し、処理制御部110に供給する。
The signal detected by the
処理制御部110は、位置検出のため制御を行う。すなわち、処理制御部110は、選択回路101における空芯コイル22又は空芯コイル23の選択、送受信切り替え回路104での信号切り替え制御、サンプルホールド回路108のタイミングなどを制御する。
The
処理制御部110は、送受信切り替え回路104を送信側端子Tに接続するように切り替えることにより、選択回路101で選択されている空芯コイル22又は空芯コイル23を通電制御して電磁波を送出(あるいは交番磁界を生成)させる。位置指示器1のコイル1Lとコンデンサ1Cとからなる共振回路は、この空芯コイル22又は空芯コイル23から送出された電磁波を受けて(あるいは生成された交番磁界からの誘導起電力を得て)、エネルギーを蓄える。
The
次に、処理制御部110は、送受信切り替え回路104を受信側端子Rに接続するように切り替える。すると、空芯コイル22又は空芯コイル23には、位置指示器1から送信される電磁波によって誘導電圧が発生する。処理制御部110は、この空芯コイル22又は空芯コイル23に発生した誘導電圧の電圧値のレベルに基づいて、位置検出用センサ20の位置検出エリアにおける位置指示器によるX軸方向及びY軸方向の指示位置の座標値を算出する。
Next, the
[位置検出用センサ20の実施形態の効果]
上述した位置検出用センサ20においては、予め用意されている空芯コイル22,23を基板21上に配置するようにするので、特許文献1のワイヤー布線方式のような、基板に絶縁センサ線を布線用ピン間に布線するという工程は不要となり、製造工程が簡単になる。したがって、製造コストが安価になる。
[Effect of Embodiment of Position Detection Sensor 20]
In the
そして、空芯コイル22,23を構成する線材は、絶縁被覆された導電性の線材40であって、互いに重ね合わさるように配置することが容易にできる。このため、X軸方向及びY軸方向に配置する複数の空芯コイル22及び23のそれぞれ同士を互いに重なる状態で配置することが可能であると共に、X軸方向に配置する複数の空芯コイル22と、Y軸方向に配置する複数の空芯コイル23とを、基板21の同一面21a上に形成することが可能である。このことも、製造コストを安価にすることに寄与する。
And the wire which comprises the air-core coils 22 and 23 is the
そして、空芯コイル22,23の一端22a,23a及び他端22b,23bと接続される給電線パターン25a,26a及び25b,26bが、基板21上に予め形成されており、空芯コイル22,23が配置されるエリア、つまり、位置指示器の位置検出を行う有効エリア内で、空芯コイル22,23の一端22a,23a及び他端22b,23bと接続される。したがって、給電線パターン25a,25b及び26a,26bのための無効エリアを最小限にすることができる。
そして、この発明によれば、基板21上に複数の空芯コイル22,23を配置し、基板21上に予め形成されている給電線パターン25a,25b及び26a,26bと空芯コイル22,23の一端及び他端とを接続するだけで、位置検出用センサ20が作成される構成であるので、給電線パターンと空芯コイルの一端及び他端との位置決めがされれば、自動で、給電線パターンと空芯コイルの一端及び他端との接続も可能である。したがって、この発明による位置検出用センサは、大量生産も可能な構成を備えるものである。
According to the present invention, the plurality of air-core coils 22 and 23 are arranged on the
[他の実施形態]
<第1の他の実施形態>
上述の実施形態では、位置検出用センサ20と信号処理部34とは、異方性導電フィルムを用いた接続用部材により接続するようにした。しかし、上述したように、位置検出用センサ用の基板は、耐熱性基板を用いるので、信号処理部34を構成するIC(Integrated Circuit)を、位置検出用センサの基板上に設けるようにすることもできる。
[Other Embodiments]
<First Other Embodiment>
In the above-described embodiment, the
図7は、そのように構成した位置検出用センサ20Aの一例である。この例の位置検出用センサ20Aは、集線部24Aに、信号処理部34を構成するIC60が設けられる点を除けば、上述した実施形態と全く同様の構成を備える。図7において、上述の実施形態と同一部分には、同一の参照符号を付して示す。
FIG. 7 is an example of the
図7に示すように、この例の基板21Aは、集線部24Aを構成する突出部が、信号処理部34を構成するIC60を載置することができるような大きさとされ、IC60の搭載部が形成される。
As shown in FIG. 7, in the substrate 21A of this example, the protruding part constituting the concentrating
そして、給電線パターン群25Gを構成する対の給電線パターン25a及び25bの複数対の一端側、及び給電線パターン群26Gを構成する対の給電線パターン26a及び26bの複数対の一端側が、IC60の対応する端子ピンに接続される。また、IC60と外部の回路との接続用の入出力導体パターン群29Gが集線部24Aには形成されており、この入出力導体パターン群29Gの各導体パターン29が、IC60の対応する端子ピンに接続されている。
The one end side of a plurality of pairs of the
そして、この例において、入出力導体パターン群29と外部の回路との接続は、異方性導電フィルムを用いた接続用部材により接続されるように構成されている。
In this example, the input / output
この図7の例の位置検出用センサ20によれば、集線部24Aに信号処理部34を設けることができるので、位置検出用センサ20と信号処理部34との接続用部材が不要になる。また、位置検出用センサ20Aを含む位置検出装置を、基板21A上に構成することができるというメリットもある。
According to the
<第2の他の実施形態>
上述した実施形態では、X軸方向に配置する複数の空芯コイル22と、Y軸方向に配置する複数の空芯コイル23は、共に、基板21の一面21a上に形成するようにした。しかし、X軸方向に配置する複数の空芯コイル22と、Y軸方向に配置する複数の空芯コイル23は、基板21の対向する両面(表裏の面)に形成するようにしてもよい。
<Second other embodiment>
In the embodiment described above, the plurality of air-core coils 22 arranged in the X-axis direction and the plurality of air-core coils 23 arranged in the Y-axis direction are both formed on the one
図8は、そのように構成した位置検出用センサ20Bの一例の断面図である。この図8において、上述した実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付して示す。
FIG. 8 is a cross-sectional view of an example of the
図8に示すように、この例の位置検出用センサ20Bにおいては、基板21の表面21aには、上述の実施形態と同様にして、複数個の空芯コイル22が、所定の間隔Dxずつ隔てて、X軸方向に配置され、固着される。この場合に、図示は省略するが、空芯コイル22の一端22a及び他端22bと接続される給電線パターン25a及び25bの複数対からなる給電線パターン群25Gは、上述の実施形態と同様に、基板21の、空芯コイル22が配置されているのと同一の表面21aに形成されていて、上述したのと同様にして、空芯コイル22の一端22a及び他端22bの銅線41と、対の給電線パターン25a及び25bとが接続部27a及び27bにおいて半田付けされる。
As shown in FIG. 8, in the
そして、空芯コイル22の複数個が配置された基板21の表面21a側は、前述した保護フィルム50と同様にして、保護フィルム51により覆われて保護されるようにされる。
The
また、この例の位置検出用センサ20Bにおいては、基板21の表面1aと対向する他方の面である裏面21bに、複数個の空芯コイル23が、所定の間隔Dyずつ隔てて、Y軸方向に、上述の実施形態と同様にして配置され、固着される。そして、図示は省略するが、空芯コイル23の一端23a及び他端23bと接続される給電線パターン26a及び26bの複数対からなる給電線パターン群26Gは、基板21の、空芯コイル23が配置されているのと同一の裏面21bに形成されていて、上述したのと同様にして、空芯コイル23の一端23a及び他端23bの銅線41と、対の給電線パターン26a及び26bとが接続部28a及び28bにおいて半田付けされる。
Further, in the
そして、空芯コイル23の複数個が配置された基板21の裏面21b側は、前述した保護フィルム50と同様にして、保護フィルム52により覆われて保護されるようにされる。
Then, the
この図8の例においては、1枚の基板21の互いに対向する表裏の面21a,21bに、X軸方向に配置される複数個の空芯コイル22及び給電線パターン群25Gと、Y軸方向に配置される複数個の空芯コイル23及び給電線パターン群26Gとが形成される。この場合に、給電線パターン群25Gの一端部と、給電線パターン群26Gの一端部とは、同じ集線部24の表裏の面に形成することができるので、集線部24の大きさを、図3に示した例の約半分にすることができる。
In the example of FIG. 8, a plurality of air-core coils 22 and feeder
<第3の他の実施形態>
上述した実施形態においては、空芯コイル22、23及びその給電線パターン群25G,26Gとは、基板21の同じ一面21a上に形成するようにした。しかし、基板21において、空芯コイルが配置される面と、その給電線パターンとが形成される面とが異なるように構成してもよい。
<Third other embodiment>
In the above-described embodiment, the air-core coils 22 and 23 and the feeder
図9及び図10は、この第3の他の実施形態の位置検出用センサ20Cを説明するための図であり、図9は位置検出用センサ20Cの断面図、図10は位置検出用センサ20Cを基板21Cの表面21Ca側から見た図である。
9 and 10 are views for explaining a
すなわち、この例の位置検出用センサ20Cにおいては、図9(A)に示すように、空芯コイル22の複数個及び空芯コイル23の複数個は、前述した実施形態と同様に、基板21Cの表面21Ca上に配置される。そして、それら空芯コイル22及び空芯コイル23の複数個が配置された基板21Cの表面21Ca上に、保護フィルム50が形成されている。
That is, in the
この例の場合には、基板21Cの表面21Caには、空芯コイル22及び空芯コイル23の一端22a,23a及び他端22b,23bと接続する給電線パターンは形成されていない。この例では、図9及び図10に示す(図10では点線で示す)ように、基板21Cの裏面21Cbに、空芯コイル22の一端22a及び他端22bと電気的に接続される対の給電線パターン25Ca及び25Cbの複数対が形成されると共に、空芯コイル23の一端23a及び他端23bと電気的に接続される対の給電線パターン26Ca及び26Cbの複数対が形成される。
In the case of this example, the surface 21Ca of the substrate 21C is not formed with a feed line pattern connected to one
そして、給電線パターン25Ca及び25Cbの、空芯コイル22の一端22a及び他端22bと電気的に接続する接続部27Ca及び27Cb、また、給電線パターン26Ca及び26Cbの、空芯コイル23の一端23a及び他端23bと電気的に接続する接続部28Ca及び28Cbは、図9(A)に示すように、スルーホール71と、当該スルーホール71の基板21Cの表面21Ca側に設けられる半田部分とで構成される。
And connection part 27Ca and 27Cb which electrically connects with the one
したがって、図10に示すように、空芯コイル22の一端22a及び他端22bと給電線パターン25Ca及び25Cbとの電気的接続は、接続部27Ca及び27Cbの基板21Cの表面21Caの半田の部分で、上述の実施形態と同様にして行われ、空芯コイル23の一端23a及び他端23bと給電線パターン26Ca及び26Cbとの電気的接続は、接続部28Ca及び28Cbの基板21Cの表面21Caの半田の部分で、上述の実施形態と同様にして行われる。
Therefore, as shown in FIG. 10, the electrical connection between the one
そして、この例では、さらに、基板21Cの裏面には、図9(B)及び図10に示す(図10では点線で示す)ように、信号処理部34を構成するIC60Cが設けられ、給電線パターン25Ca及び25Cbの複数対と給電線パターン26Ca及び26Cbの複数対とが、当該IC60Cの対応する端子ピンと半田付け等により接続される。
In this example, an
そして、IC60Cの所定の端子ピンに対して外部の回路との入出力導体パターン群29Cが、図9(B)及び図10に示す(図10では点線で示す)ように、基板21Cの裏面21Cbに形成されている。そして、この入出力導体パターン群29Cの端部には、外部回路との接続部72が形成されている。そして、この例では、異方性導電フィルムを用いた接続用部材81が、図9(B)に示すように、その端部81aにおいて、外部回路との接続部72においてACF接続されている。
Then, as shown in FIGS. 9B and 10 (indicated by a dotted line in FIG. 10), an input / output
以上説明したように、この第3の他の実施形態においては、空芯コイル22及び空芯コイル23に接続する給電線パターンは、空芯コイル22及び空芯コイル23が配置される基板21Cの表面21Caとは反対側の裏面1Cbに形成されているので、この給電線パターンの集線するための突出部からなる集線部を、基板21Cに設ける必要はない。そして、外部の回路との接続用部材81を、基板21Cの裏面21Cbではあるが、位置検出用センサ20Cの有効エリアから導出することができるという効果もある。
As described above, in the third other embodiment, the feed line pattern connected to the air-
また、給電線パターンは、空芯コイル22及び空芯コイル23が配置される面21Caとは反対側の面21Cbに形成されていて、基板21Cが耐熱性基板であるので、当該給電線パターンが形成されている基板21Cの裏面21Cbに、信号処理部34を構成するIC60Cを設けて、給電線パターン群と接続することが可能である。
The feeder line pattern is formed on the surface 21Cb opposite to the surface 21Ca on which the air-
なお、上述した第3の他の実施形態においては、IC60Cを基板21Cの裏面21Cb上に設けるようにしたが、IC60Cを設けることなく、給電線パターン群に対して、外部回路との接続用部材をACF接続させて形成するようにしてもよい。
In the third other embodiment described above, the
[その他の実施形態または変形例]
上述の実施形態では、空芯コイルを基板に固着する方法として、基板の面に接着材を予め塗布しておく方法を採用したが、空芯コイルの基板への固着方法は、これに限られるものではない。例えば、上述の実施形態では、空芯コイルに用いる線材は自己融着線の構成としたことを利用して、空芯コイルを基板に配置した後、空芯コイルに通電して熱を発生させることで、線材40の融着層43により、基板21の面に融着させるようにしてもよい。また、両面テープを用いることで、空芯コイルを基板21に固着するようにしてもよい。さらに、熱を加えることにより溶融する接着材を基板面に塗布しておき、空芯コイルを基板上に配置した後、面状に熱を加えて、接着材を溶融させて活性化させることにより、空芯コイルを基板に固着するようにしてもよい。
[Other Embodiments or Modifications]
In the above-described embodiment, as a method of fixing the air-core coil to the substrate, a method of applying an adhesive in advance to the surface of the substrate is adopted, but the method of fixing the air-core coil to the substrate is limited to this. It is not a thing. For example, in the above-described embodiment, utilizing the fact that the wire used for the air-core coil has a self-bonding wire configuration, the air-core coil is arranged on the substrate, and then the air-core coil is energized to generate heat. Thus, the surface of the
なお、空芯コイルは、上述の実施形態では長方形形状としたが、長方形に限らず、正方形、円形、など種々の形状に成形したものとすることができる。また、基板もその用途に応じて、上述の例のような矩形の形状のものに限られるものではないことは言うまでもない。 In addition, although the air-core coil was made into the rectangular shape in the above-mentioned embodiment, it is not restricted to a rectangle, but can be formed into various shapes, such as a square and a circle. Needless to say, the substrate is not limited to the rectangular shape as in the above-described example, depending on the application.
また、上述の実施形態では、空芯コイルは、形状及び大きさの異なる2種のものを用いるようにしたが、1種でもよいし、2種以上の多種類であってもよい。すなわち、基板の形状や、位置指示器の位置検出エリア(有効エリア)の形状に応じて、空芯コイルは、1種類にするか、複数種類にするかを定めればよい。 In the above-described embodiment, two types of air core coils having different shapes and sizes are used. However, one type may be used, or two or more types may be used. In other words, depending on the shape of the substrate and the shape of the position detection area (effective area) of the position indicator, it may be determined whether the air core coil is of one type or plural types.
また、上述の実施形態は、基板が平板である場合について説明したが、基板が2次元曲面または3次元曲面であってもよい。すなわち、空芯コイルは、その曲面に合わせて成形することができるので、基板は、平面に限られるものではない。 Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the case where a board | substrate is a flat plate, a board | substrate may be a two-dimensional curved surface or a three-dimensional curved surface. That is, since the air-core coil can be formed according to its curved surface, the substrate is not limited to a flat surface.
20…位置検出用センサ、21…基板、22,23…空芯コイル、25a及び25b、26a及び26b…対の給電線パターン、27a及び27b、28a及び28b…給電線パターンと空芯コイルとの接続部、40…線材、41…銅線、42…絶縁層、43…融着層
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記基板上には、前記空芯コイルの一端及び他端のそれぞれと電気的に接続される1対の給電線パターンが前記複数個の空芯コイルのそれぞれに対して形成されており、複数個の前記空芯コイルが配置されるエリア内において、前記空芯コイルの一端及び他端のそれぞれと前記1対の給電線パターンのそれぞれとが電気的に接続されている
ことを特徴とする位置検出用センサ。 A plurality of air-core coils, each of which is formed by winding a conductive wire with insulation coating, on a substrate made of an insulating material at a predetermined interval in each of a first direction and a second direction orthogonal to each other. And placed
On the substrate, a pair of feed line patterns electrically connected to one end and the other end of the air-core coil are formed for each of the plurality of air-core coils. In the area where the air-core coil is arranged, one end and the other end of the air-core coil are electrically connected to each of the pair of feed line patterns. Sensor.
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出用センサ。 The position detection according to claim 1, wherein the plurality of air-core coils in the first direction and the plurality of air-core coils in the second direction are arranged so as to overlap each other. Sensor.
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出用センサ。 The position detection sensor according to claim 1, wherein the plurality of air-core coils are wound in a rectangular shape in advance and formed into a predetermined shape.
ことを特徴とする請求項3に記載の位置検出用センサ。 The insulating coated conductive wire is configured such that an adhesive is applied to the outside of the insulating coating and is self-fused when wound a predetermined number of times by applying heat. The position detection sensor according to claim 3, wherein the position detection sensor is provided.
ことを特徴とする請求項3に記載の位置検出用センサ。 The plurality of air core coils arranged in the first direction and the plurality of air core coils arranged in the second direction have different shapes and / or sizes. The position detection sensor according to claim 3.
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出用センサ。 The plurality of air-core coils arranged in the first direction and the plurality of air-core coils arranged in the second direction are arranged so as to overlap each other on the same surface of the substrate. The position detection sensor according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出用センサ。 The position detecting sensor according to claim 1, wherein the plurality of air-core coils are fixed on the substrate with an adhesive.
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出用センサ。 The position detection sensor according to claim 1, wherein a cover sheet that covers the plurality of air-core coils disposed on the substrate is disposed.
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出用センサ。 Each of the pair of feed line patterns is formed on the substrate so that the end portions thereof are in the vicinity of the respective lead-out positions of one end and the other end of the air-core coil to be electrically connected. The position detection sensor according to claim 1.
ことを特徴とする請求項6に記載の位置検出用センサ。 The feeder line pattern is formed on a surface of the substrate opposite to the surface on which the air-core coil is disposed, and the one end and the other end of the air-core coil are formed through the substrate. The position detection sensor according to claim 6, wherein the position detection sensor is connected to the feeder line pattern through a hole.
前記空芯コイルを、絶縁性材料からなる基板上に、互いに直交する第1の方向と第2の方向のそれぞれに所定間隔で複数個ずつ配置すると共に、前記基板上に固着する工程と、
前記空芯コイルを前記基板上に配置する前に、前記基板上に、前記空芯コイルの一端と他端のそれぞれと電気的に接続される1対の給電線パターンを、複数個の前記空芯コイルが配置されるエリア内において前記複数個の空芯コイルのそれぞれに対して形成しておく工程と、
複数個の前記空芯コイルが配置されるエリア内において、前記基板上に配置された前記空芯コイルの一端及び他端のそれぞれと前記1対の給電線パターンのそれぞれとを電気的に接続する工程と、
を有することを特徴とする位置検出用センサの製法。 A step of winding a plurality of air-core coils formed in a predetermined shape while winding a conductive wire with insulation coating a predetermined number of times,
Arranging a plurality of the air-core coils on a substrate made of an insulating material at a predetermined interval in each of a first direction and a second direction orthogonal to each other, and fixing on the substrate;
Before arranging the air-core coil on the substrate, a pair of feeder line patterns electrically connected to one end and the other end of the air-core coil are provided on the substrate. Forming each of the plurality of air-core coils in an area where the core coil is disposed;
In an area where a plurality of air-core coils are arranged, one end and the other end of the air-core coil arranged on the substrate are electrically connected to each of the pair of feeder line patterns. Process,
A method for producing a position detection sensor, comprising:
ことを特徴とする請求項11に記載の位置検出用センサの製法。 The position detecting sensor according to claim 11, wherein the plurality of air core coils in the first direction and the plurality of air core coils in the second direction are arranged so as to overlap each other. The manufacturing method.
ことを特徴とする請求項11に記載の位置検出用センサの製法。 The plurality of air-core coils arranged in the first direction and the plurality of air-core coils arranged in the second direction are arranged on the same surface of the substrate so as to overlap each other. The method for producing a position detecting sensor according to claim 11.
ことを特徴とする請求項11に記載の位置検出用センサの製法。
The method for producing a position detection sensor according to claim 11, further comprising a step of disposing a cover sheet covering the plurality of air-core coils disposed on the substrate.
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