JP2018116742A - 位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検出エリアのオブジェクトの位置を検出する位置検出装置である。検出エリアを含む大きさの面を備える基板と、基板の検出エリア内に、所定形状の導体パターンの複数個が敷き詰められて設けられた電極層と、基板の電極層の下方において、検出エリアの内部に設けられた複数個の導体パターンのそれぞれから、検出エリアの外部の基板の端部の集線部に向けて延出するように形成された複数の線路が設けられている配線層と、複数の線路のそれぞれと、複数個の導体パターンのそれぞれとを、検出エリア内で接続する接続部と、集線部に接続され、複数個の導体パターンのそれぞれに誘導される電荷の量に基づいてオブジェクトの位置を検出する信号処理回路とを備える。
【選択図】図1
Description
検出エリアのオブジェクトの位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出エリアを含む大きさの面を備える基板と、
前記基板の前記検出エリア内に、所定形状の導体パターンの複数個が敷き詰められて設けられた電極層と、
前記基板の前記電極層の下方において、前記検出エリアの内部に設けられた前記複数個の前記導体パターンのそれぞれから、前記検出エリアの外部の前記基板の端部の集線部に向けて延出するように形成された複数の線路が設けられている配線層と、
前記複数の線路のそれぞれと、前記複数個の前記導体パターンのそれぞれとを、前記検出エリア内で接続する接続部と、
前記集線部に接続され、前記複数個の前記導体パターンのそれぞれに誘導される電荷の量に基づいて前記オブジェクトの位置を検出する信号処理回路と、
を備える位置検出装置を提供する。
図1は、この発明による位置検出装置の第1の実施形態の概略構成を示す図である。図1において、位置検出装置は、位置検出センサ10(以下、簡単のためセンサと略称する)と、センサ10により受信された信号に基づいて指示ペン40により指示された位置を検出するための信号処理回路20とを有している。
次に、センサ10に形成される第1の電極導体群12、第2の電極導体群13、集線部14及び集線部15を含む導体パターンの構成について、図2〜図4を参照して説明する。図2は、センサ10の基板11の表面11a側の導体パターンの詳細構成例を示す。また、図3は、センサ10の基板11の裏面11b側の導体パターンの詳細構成例を示す。そして、図4は、基板11の表面11a側から見たセンサ10の一部の拡大図を示している。
第2の実施形態は、第1の実施形態の変形例である。この第2の実施形態におけるセンサ10Bは、第1の実施形態のセンサ10の基板11の表面11aに形成されている第1の電極導体12Y1〜12Ymを構成する各導体パターン31Xが基板11の表面11a上で接続され、第2の電極導体13X1〜13Xnを構成する各導体パターン31Yを構成する各導体パターン31Yが基板11の裏面11b側で接続されている点で第1の実施形態におけるセンサ10と相違する。
上述の第1及び第2の実施形態では、第1の電極導体12Y1〜12Ymと、第2の電極導体13X1〜13Xnのいずれか一方の接続線路を、基板11の裏面に形成する場合を例示した。しかし、第1の電極導体12Y1〜12Ymと、第2の電極導体13X1〜13Xnの両方の接続線路を基板11の裏面に形成し、第1の電極導体12Y1〜12Ymと、第2の電極導体13X1〜13Xnを構成する導体パターン31(31Y,31X)と対向させるようにしてもよい。第3の実施形態は、その場合の例である。
<第1の例>
上述の実施形態では、導体パターン31(31X,31Y)は、菱形形状、特に正方形形状に形成した場合を例示したが、導体パターン31(31X,31Y)の形状は、第1の電極導体12Y1〜12Ymと、第2の電極導体13X1〜13Xnとが指示体の検出感度が同様であり、かつ、基板11の表面11aの全体をできるだけ覆うことが可能な形状であれば、どのような形状であってもよい。
図9は、導体パターン31の変形例の第2の例である。この第2の例は、第1の例の導体パターンをさらに変形した導体パターンの例であり、第1の例と同一部分には、同一符号を付与する。この第2の例の導電パターン312は、図9(A)に示すように、突起部分311a、311b、311c、311dを備える中央部分に、電気的に非接続(フローティング状態)の正方形部分312eが形成されている。その他の構成は、第1の例に示す導体パターン311と同様に構成される。
図10は、導体パターン31の変形例の第3の例である。この第3の例は、第2の例の導体パターンをさらに変形した導体パターンの例であり、第2の例と同一部分には、同一符号を付与する。この第3の例の導電パターン313は、図10(A)に示すように、第2の例の導体パターン312における正方形部分312eに対応する部分には、導体パターンが設けられていない領域313fが形成されている。そして、導体パターン313の突起部311aには、領域313fに対応する正方形部分313gが隣接する導体パターン312側へ突出するように形成されている。そして、この正方形部分313gは、隣接する導体パターン313に形成されている領域313f内に、当該隣接する導体パターン313とは電気的にフローティング状態で形成される。その他の構成は、第2の例と同様に構成される。
以上の実施形態は、X軸方向に延在した第1の電極導体とY軸方向に延在した電極導体との交点における静電容量の変化に基づいて指示ペン21が指示する位置を検出する方式のセンサに適用した場合を例示して説明した。しかし、この発明は、X軸方向またはY軸方向の一方にのみ電極導体を配列するセンサに適用することも可能である。
第2の電極導体13X1〜13Xn…第2の電極導体、14,15集線部、18,19…差動増幅回路、21…指示ペン、31,31X,31Y…導電パターン、32Y,32X…第1の接続部、34X,34Y…第2の接続部、33X,33Y…スルーホール、37Y,37X…スルーホール、38X,38Y…接続線路
Claims (15)
- 検出エリアのオブジェクトの位置を検出する位置検出装置であって、
前記検出エリアを含む大きさの面を備える基板と、
前記基板の前記検出エリア内に、所定形状の導体パターンの複数個が敷き詰められて設けられた電極層と、
前記基板の前記電極層の下方において、前記検出エリアの内部に設けられた前記複数個の前記導体パターンのそれぞれから、前記検出エリアの外部の前記基板の端部の集線部に向けて延出するように形成された複数の線路が設けられている配線層と、
前記複数の線路のそれぞれと、前記複数個の前記導体パターンのそれぞれとを、前記検出エリア内で接続する接続部と、
前記集線部に接続され、前記複数個の前記導体パターンのそれぞれに誘導される電荷の量に基づいて前記オブジェクトの位置を検出する信号処理回路と、
を備える位置検出装置。 - 前記接続部は、前記複数個の前記導体パターンのそれぞれの前記所定形状の内部の位置で、前記複数個の前記導体パターンと前記複数の線路とを接続する
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記基板は、第1の面と、前記第1の面と対向する第2の面とを備え、
前記複数個の前記導体パターンは、前記基板の前記第1の面側に設けられ、前記配線層は、前記基板の前記第2の面側に設けられ、
前記接続部は、前記第1の面と前記第2の面とを接続するスルーホールまたはビアで構成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の位置検出装置。 - 前記複数の線路は、前記検出エリアの外周に対して直交する方向に向けて延出されている
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかにに記載の位置検出装置。 - 前記複数の線路は、所定の単位で束ねられ、前記検出エリアの外部に設けられた集線部に延出されている
ことを特徴とする請求項4に記載の位置検出装置。 - 前記オブジェクトは、静電容量方式で前記位置検出装置に対して信号を送信するペン型の位置指示器であり、
前記電極層の前記所定形状の前記導体パターンにより、前記電極層の下方に位置する前記複数の線路のそれぞれはシールドされている
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の位置検出装置。 - 前記複数個の前記導体パターンは、第1の方向に敷き詰められた前記導体パターンの所定個数が順次に接続されることにより第1の電極群を構成し、
前記第1の電極群の前記導体パターンと接続される前記複数の線路は、前記第1の方向とは異なる方向に延在する
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の位置検出装置。 - 前記複数個の前記導体パターンは、前記第1の方向とは交差する第2の方向に敷き詰められた前記導電パターンの所定個数が前記配線層に設けられて接続部を介して接続されるにより第2の電極群を構成し、
前記第1の電極群の前記導体パターンと接続される前記複数の線路は、前記接続部と平行に設けられている
ことを特徴とする請求項7に記載の位置検出装置。 - 前記基板は、ディスプレイと重畳する状態で設けられるものであり、
前記電極層は、前記基板の前記ディスプレイから遠い側に設けられる
ことを特徴とする請求項6に記載の位置検出装置。 - 送信された指示体からの信号を静電容量方式により検出することにより、前記指示体の位置を検出する位置検出装置であって、
基板の第1の方向に設けられた第1の電極群と、
前記基板の前記第1の方向とは交差する第2の方向に設けられた第2の電極群と、
前記第1の電極群または前記第2の電極群の電極中に設けられ、前記第1の電極群及び前記第2の電極群の電極のいずれにも電気的に接続されていないフローティング電極と、
前記第1の電極群及び前記第2の電極群に接続され、前記第1の電極群及び前記第2の電極群の内の所定数の電極において検出した前記信号の受信レベルの分布に応じて前記指示体の位置を導出する信号処理回路と、
を備える位置検出装置。 - 前記フローティング電極は、前記所定数の電極における前記信号の受信レベルの変化を、前記フローティング電極が存在しない場合に比して、少なくする電極である
ことを特徴とする請求項10に記載の位置検出装置。 - 前記フローティング電極は、前記指示体に最も近い位置の電極における前記信号の受信レベルを抑制し、前記指示体に最も近い位置の電極の付近の電極で検出された前記信号の受信レベルとの差を減少させる
ことを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。 - 前記フローティング電極は、前記指示体に最も近い位置の電極の次に近い位置の電極における前記信号の受信レベルを増加させる
ことを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。 - 前記フローティング電極は、前記第1の電極群及び前記第2の電極群を構成する所定の形状の電極の、前記所定の形状の内部に設けられる
ことを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。 - 送信された指示体からの信号を静電容量方式により検出することにより、前記指示体の位置を検出する位置検出装置であって、
基板の第1の方向に設けられた第1の電極群と、
前記基板の前記第1の方向とは交差する第2の方向に設けられた第2の電極群と、
前記第1の電極群及び前記第2の電極群に接続され、前記第1の電極群及び前記第2の電極群の内の所定数の電極において検出した前記信号の受信レベルの分布に応じて前記指示体の位置を導出する信号処理回路と、
前記第1の電極群または前記第2の電極群の電極は、隣接する電極内に突出する突出部を備えると共に、隣接する電極の突出部を、自電極とはフローティング状態で嵌合させる部分を備える
ことを特徴とする位置検出装置。
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