JP2022103431A - 位置検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の方向に複数の第1の電極が配列されていると共に、第1の方向と交差する第2の方向に複数の第2の電極が配列されているセンサと、複数の指示体によるセンサ上の指示位置を検出する信号処理回路を備える。第1の電極と第2の電極はそれぞれループ電極として形成されている。信号処理回路の選択回路は、第1の電極及び第2の電極を、第1の電極及び第2の電極のそれぞれに誘導電流が誘起されるように選択することで、電磁誘導によって第1の指示体によるセンサ上の指示位置を検出するようにするとともに、第1の電極及び第2の電極のそれぞれに誘導電流が誘起されないように選択することで、静電結合によって第2の指示体によるセンサ上の指示位置を検出するようにする。
【選択図】図1
Description
第1の方向に複数の第1のループ電極が配列されていると共に、前記第1の方向とは交差する第2の方向に複数の第2のループ電極が配列されているセンサを備え、
前記第1のループ電極及び前記第2のループ電極をコイルとして指示体と電磁誘導結合する状態と、前記第1のループ電極及び前記第2のループ電極を電極線として指示体と静電結合する状態とに切り替えられ、前記指示体による前記センサにおける指示位置の検出を行う位置検出装置であって、
前記指示体と前記電磁誘導結合する状態の場合に用いる回路として、
前記複数の第1のループ電極の中から互いに隣接する複数の第1のループ電極を同時に選択する第1の選択回路と、
前記複数の第2のループ電極の中から互いに隣接する複数の第2のループ電極を同時に選択する第2の選択回路と、
を備えることを特徴とする位置検出装置を提供する。
図1は、この発明の第1の実施形態の位置検出装置1の構成例を示す図である。この実施形態の位置検出装置1では、第1の指示体の例としての電子ペン(スタイラス)と、第2の指示体の例としての人の指とを用いることを可能としており、いずれの指示体によって位置指示されたときにも、それぞれの指示体による指示位置の座標(X,Y)を検出するできるようにしている。
この実施形態では、処理制御回路26は、所定の時間長期間において、モード切替信号MDにより、モード切替回路23の切替スイッチ回路23XA,23XB,23YA,23YBの可動端子を固定端子Pに接続する状態とすると共に、ペン信号受信回路24を駆動させて電磁誘導モードに切替制御する。そして、処理制御回路26は、この電磁誘導モードの期間において、選択回路21のマルチプレクサ211及び212を、Xループ電極群12の中からループ電極Xのそれぞれを1個ずつ、順次に全て選択するように制御すると共に、選択回路22のマルチプレクサ221及び222を、Yループ電極群13の中からループ電極Yのそれぞれを1個ずつ、順次に全て選択するように制御する。
上述の第1の実施形態の位置検出装置1では、選択回路21及び選択回路22において、ループ電極X及びループ電極Yを、電磁誘導モード及び静電結合モードの両方において、それぞれ1個ずつを順次に選択するようにした。しかし、電磁誘導モードでは、Xループ電極群12及びYループ電極群13の内から、互いに隣り合う複数個を、同時に選択することにより、幅の広いループコイルを等価的に構成して、電子ペン2からの信号をより効率良く検出することができるようにすることができる。以下に説明する第2の実施形態は、そのように構成した場合である。なお、以下の説明においては、静電結合モードの動作は、第1の実施形態と同様となるので、主として、電磁誘導モードについての動作について説明する。
図4~図7は、ループ電極X及びループ電極Yのそれぞれ隣接する2個ずつを同時に選択するように構成した第2の実施形態の位置検出装置1Aの構成例を説明するための図である。
上述の第1の例は、電磁誘導モードにおいては、隣接する複数(この例では2個)のループ電極X及びループ電極Yを、同時に選択するようにしたが、隣接する2個以上のループ電極X及びループ電極Yを、同時に選択することもできる。第2の例は、その場合の例であり、3個の場合について、以下に説明する。
上述した第2の実施形態の位置検出装置1Aでは、電磁誘導モードにおいては、選択回路21A及び選択回路22Aでは、図6及び図9に示したように、複数のループ電極X及び複数のループ電極Yを並列に接続して選択するようにしたが、隣接する複数のループ電極X及び複数のループ電極Yを選択したときにループ電極(コイル)が直列に接続されるように選択回路を構成することもできる。第3の実施形態は、その場合の例である。
上述の実施形態では、位置検出センサ10は、透明基板11にITOや銀や銅などの細線を組み合わせたメタルメッシュ電極などの実質的に透明化が可能な導電材料により、ループ電極X、ループ電極Yを形成した。このため、位置検出センサ10を構成する電極のラインは、例えば1ミリメートル程度の所定の幅を持ったパターンとして形成される。このような電極のラインを用いた位置検出センサを、タッチ検出動作に用いると、ループ電極Xの幅及びループ電極Yの幅の内側部分は電気的に空洞になるので、指などの人体との容量が、ループ電極X,ループ電極Yの中央部において減少し、指による指示位置を正確に求めることが難しくなる。
なお、上述の実施形態では、静電結合モードにおいては、ループ電極X及びループ電極Yのそれぞれは、巻き始め端と巻き終わり端とを接続して短絡するようにしたが、巻き始め端と巻き終わり端との一方をオープン(解放端)とし、他方をタッチ検出制御回路25に接続するための端部としてもよい。
Claims (14)
- 第1の方向に複数の第1のループ電極が配列されていると共に、前記第1の方向とは交差する第2の方向に複数の第2のループ電極が配列されているセンサを備え、
前記第1のループ電極及び前記第2のループ電極をコイルとして指示体と電磁誘導結合する状態と、前記第1のループ電極及び前記第2のループ電極を電極線として指示体と静電結合する状態とに切り替えられ、前記指示体による前記センサにおける指示位置の検出を行う位置検出装置であって、
前記指示体と前記電磁誘導結合する状態の場合に用いる回路として、
前記複数の第1のループ電極の中から互いに隣接する複数の第1のループ電極を同時に選択する第1の選択回路と、
前記複数の第2のループ電極の中から互いに隣接する複数の第2のループ電極を同時に選択する第2の選択回路と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。 - 前記第1のループ電極は、互いに重ならない状態で前記第1の方向に配列されており、前記第2のループ電極は、互いに重ならない状態で前記第2の方向に配列されている
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記第1のループ電極及び前記第2のループ電極の両端を短縮するか、あるいは、一端をオープンとして前記電極線とし、前記指示体と静電結合する状態とする
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記第1の選択回路で選択された複数の第1のループ電極に、前記指示体との電磁誘導結合により流れる誘導電流を加算して増幅する第1の増幅回路と、
前記第2の選択回路で選択された複数の第2のループ電極に、前記指示体との電磁誘導結合により流れる誘導電流を加算して増幅する第2の増幅回路と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記同時に選択する前記互いに隣接する前記複数の第1のループ電極及び前記複数の第2の電極は、互いに並列に接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記同時に選択する前記互いに隣接する前記複数の第1のループ電極及び前記複数の第2の電極は、互いに直列に接続される
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記第1の選択回路は、前記複数の第1のループ電極の中から互いに隣接する複数の第1のループ電極を、1個ずつ順次ずらしながら同時に選択し、
前記第2の選択回路は、前記複数の第2のループ電極の中から互いに隣接する複数の第2のループ電極を、1個ずつずらしながら同時に選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記コイルとして指示体と電磁誘導結合する状態と、前記電極線として指示体と静電結合する状態とは、時分割で切り替えられる
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記電磁誘導結合している指示体による指示位置を検出するための第1の検出回路と、
前記静電結合している指示体による指示位置を検出するための第2の検出回路と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記電磁誘導結合する指示体は、電子ペンであり、前記静電結合する指示体は、人体である
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 複数の前記第1のループ電極は、基板の表面に形成され、複数の前記第2のループ電極は、前記基板の裏面に形成される
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、透明基板である
ことを特徴とする請求項11に記載の位置検出装置。 - 複数の前記第1のループ電極のそれぞれ及び複数の前記第2のループ電極のそれぞれは、それぞれの前記配列方向に直交する方向に細長の形状を有し、前記ループ電極の配列ピッチは、人の指の接触面積に応じたものとされている
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 複数の前記第1のループ電極のそれぞれ及び複数の前記第2のループ電極のそれぞれには、ループの内側に向かう突起部を備える
ことを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。
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