JP4799040B2 - 位置検出装置、および、位置入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、位置指示器により指示された位置を検出する位置検出装置、および、この位置検出装置を備えた位置入力装置に関する。

従来、ペン型の位置指示器と略平板状の位置検出装置とからなるペンタブレットと呼ばれる位置入力装置が知られている。この位置入力装置は、位置指示器と位置検出装置との間における電磁的な結合を利用して、微弱な信号を送受信するものである。近年、位置入力装置の操作性を向上するため、位置指示器と位置検出装置との間において、より高精度で確実に信号を送受信することが求められている。そこで、位置検出装置が備えるセンサ基板にシールド板を付設してノイズの影響を低減することにより、受信の精度を向上させる手法が提案された（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１−１５８５２２号公報

最近では、位置入力装置に対して、操作性を向上させるため、位置指示器の位置を検出できる検出可能領域（いわゆる有効エリア）の拡大が求められ、その一方で、位置検出装置の小型化が求められている。そして、これら相反する二つの要求に応えるため、筐体のサイズに占める検出可能領域の割合が極めて大きくなっていた。ところが、検出可能領域の外側のスペースが減少したことで、大きめのセンサ基板を設けたり、ノイズ源となり得る回路装置をセンサ基板から離隔させたりするといった設計上の工夫が制限され、受信感度が低下する可能性があった。特に検出可能領域の端部においては、受信感度の低下が顕著に現れる可能性があった。このため、従来は、受信感度の低下に備えて、ソフトウェアの動作によって感度の低下を補償する手法が用いられていた。

そこで、本発明は、位置指示器により指示された位置を検出する位置検出装置において、小型化を実現しつつ、高精度かつ確実に信号を受信できるようにすることを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、位置指示器との間における電磁誘導作用により、前記位置指示器により指示された位置を検出する位置検出装置において、前記位置指示器により位置が指示される操作面と、この操作面の下方に配置され、位置検出用の複数のコイルを有するセンス部と、このセンス部の裏面に対向配置されるシールド板とを備え、前記操作面が、前記センス部の端部まで設けられ、前記シールド板の下方であって、前記センス部の端部に重なる領域に、純鉄を除く強磁性材料からなる磁性体を重ねて配設したことを特徴としている。

ここで、シールド板とは、センス部に対するノイズを減衰または遮蔽する電磁シールド効果、及び、センス部において、位置指示器との間における電磁誘導作用の強度のばらつきを低減させる効果のいずれかまたは両方を有する板状部材を指し、その材料及びサイズについては限定されない。また、純鉄とは、99.9重量％以上の鉄を指す。

また、本発明において、前記強磁性材料からなる磁性体は、所定の空芯コイルをそれに押し当てた場合の空芯コイルのインダクタンス、最大比透磁率、または初期比透磁率が、前記シールド板を構成する材料と同一またはそれより大きいものとしてもよい。

本発明において、前記磁性体は、前記強磁性材料からなる複数の層が積層されたものとしてもよい。

本発明において、前記強磁性材料は、インダクタンスが75［μH（マイクロヘンリー）］以上のものとしてもよい。

本発明において、前記強磁性材料は、最大比透磁率（μｍ）が7000以上のものとしてもよい。

本発明において、前記強磁性材料は、初期比透磁率（μｉ）が1500以上のものとしてもよい。

本発明において、前記強磁性材料は、ケイ素鋼、NiCr合金、PBパーマロイ、42Ni合金、熱処理されていないアモルファス磁性合金、PCパーマロイ、および、熱処理済みのアモルファス磁性合金のいずれかとしてもよい。

本発明において、前記シールド板はケイ素鋼により構成されたものとしてもよい。

本発明において、前記ケイ素鋼は、4.0〜7.0重量％のケイ素を含むものとしてもよい。

本発明において、前記磁性体は、前記シールド板の表面において、少なくともその端部を覆うものとしてもよい。

本発明において、前記磁性体は、前記シールド板の表面において、少なくとも１以上の隅部を覆うものとしてもよい。

本発明において、前記磁性体は、前記シールド板の表面において、その辺縁部を覆うものとしてもよい。

本発明において、前記磁性体は、前記シールド板の少なくとも一方の面全体を覆うものとしてもよい。

本発明において、前記磁性体は、前記シールド板の下方において、その一部が前記シールド板に重ならない位置まで延びるように配設され、前記シールド板を上方から見た場合に前記磁性体の一部が露出するものとしてもよい。

本発明において、前記磁性体は、各々が前記強磁性材料で形成された複数の部材で構成されるものとしてもよい。

本発明は、位置を指示する位置指示器と、前記位置指示器との間における電磁誘導作用によって前記位置指示器により指示された位置を検出する位置検出装置とを備え、前記位置検出装置により検出した位置を示す情報を出力する位置入力装置において、前記位置検出装置は、前記位置指示器により位置が指示される操作面と、この操作面の下方に配置され、位置検出用の複数のコイルを有するセンス部と、このセンス部の裏面に対向配置されるシールド板とを備え、前記操作面が、前記センス部の端部まで設けられ、前記シールド板の下方であって、前記センス部の端部に重なる領域に、純鉄を除く強磁性材料からなる磁性体を重ねて配設した構成を有することを特徴としている。

本発明によれば、センス部のコイルのインダクタンスが高められるので、位置検出装置の小型化のためにセンス部が小型化されたり周辺回路の配置が密になったりしたとしても、位置指示器の位置を高精度で確実に検出することが可能になる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明を適用した実施形態に係る位置入力装置としての座標入力装置１の概略構成を示す図である。図１に示すように、座標入力装置１は、ユーザが手に持って操作する入力ペン（座標指示器）１０と、操作台となる操作面２０ａを有するタブレット２０とを含んで構成される。

位置指示器としての入力ペン１０は、ボールペン等の一般的な筆記具を模した形状となっていて、先端には芯１１が突出する。ユーザは、入力ペン１０を手に持って動かしながら、芯１１をタブレット２０の操作面２０ａに押し付ける操作を行う。
位置検出装置としてのタブレット２０は、操作面２０ａにおける入力ペン１０の位置を検出するとともに、入力ペン１０の芯１１が押圧操作された場合に、その操作を検出するものである。また、タブレット２０は、入力ペン１０による操作位置を検出する処理を行う検出回路部１００を内蔵し、この検出回路部１００は、タブレット２０を入力デバイスとして利用する電子機器４９に接続される。電子機器４９は、表示装置５０および出力装置５１を備える。

図２は、タブレット２０の構成を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。
なお、以下の説明においては、タブレット２０の各部について、操作面２０ａ側（上側）を表側とし、その反対側を裏側とする。

図２に示すように、タブレット２０は、平板状に形成された中空の筐体２１を有し、筐体２１内の底部には周辺回路２６が配設される。周辺回路２６は、入力ペン１０の位置検出に係る演算処理を行う検出回路部１００を含めた各種の回路である。

また、タブレット２０の表面には表面シート２２が配設される。表面シート２２は、例えば合成樹脂製の可撓性を有する透明または不透明のシートであり、入力ペン１０を操作する操作面２０ａとして使用される。表面シート２２は、入力ペン１０の操作時に芯１１に当接する面であることから、その表面は、入力ペン１０による操作感が最適なものとなるよう、芯１１との間に適度な摩擦を生じるものとなっている。
表面シート２２の下方にはパネル２３が配設される。パネル２３は、入力ペン１０とタブレット２０との間で送受信される信号を透過させる材料（例えば、合成樹脂等）により構成される板状部材であり、筐体２１に嵌め込まれる。

さらに、パネル２３の下方には、センス部としてのセンサ基板２４、および、シールド部２０１が重ねて配設される。センサ基板２４は、後述するループコイル群２８、２９（図３）が形成されたプリント基板である。また、シールド部２０１は、センサ基板２４の下方に位置して、センサ基板２４の裏面を覆い、周辺回路２６からセンサ基板２４に及ぶノイズを減衰または遮蔽する電磁シールド効果、及び、入力ペン１０から送信される信号をセンサ基板２４により受信する際の、センサ基板２４の面内における受信強度のばらつきを低減させる効果を奏する。

このように、タブレット２０においては、下方から順に、周辺回路２６、シールド部２０１、センサ基板２４、センサ基板２４、および表面シート２２が筐体２１に収容され、表面シート２２は筐体２１の上端面と面一となる。
表面シート２２およびパネル２３は同サイズに形成される。また、センサ基板２４およびシールド部２０１は、ほぼ同形状かつ同サイズに構成され、これらセンサ基板２４およびシールド部２０１は表面シート２２およびパネル２３よりも大きなサイズとなっている。

図３は、センサ基板２４に配設されるループコイル群２８、２９の配置状態を示す図である。この図３に示すループコイル群２８、２９は、操作面２０ａ（図２）を含む範囲に配設される。

図３中に矢印で示すように、操作面２０ａ（図２）における横方向および縦方向に相当する向きのＸ軸およびＹ軸からなるＸ−Ｙ直交座標系が仮想的に設定される。
ループコイル群２８は、Ｘ軸方向に並ぶ複数（例えば、４８本）のループコイル２８-i（ｉ＝１、２、…、４８）から構成される。ループコイル２８-iは、上記Ｙ軸に沿って延びる１ターンのループコイルであり、各ループコイル２８-iは、互いに平行で、かつ、重なり合う如く並べて配置されたものである。また、ループコイル群２９は、Ｙ軸方向に並ぶ複数（例えば、４８本）のループコイル２９-i（ｉ＝１、２、…、４８）から構成され、上記Ｙ軸方向に沿って延びる１ターンのループコイルであり、各ループコイル２９-iは、互いに平行で、かつ、重なり合う如く並べて配置されたものである。

この図３に示すループコイル群２８、２９が配設された領域においては、後述するように、入力ペン１０から送信される信号をタブレット２０によって受信できる。すなわち、ループコイル群２８、２９が配設された領域が、入力ペン１０の位置および操作を検出可能な有効エリアとして機能する。座標入力装置１においては、この有効エリアが操作面２０ａと重なるように構成される。

これらループコイル群２８、２９は、センサ基板２４における１または複数層のプリントパターンにより実現される。なお、各ループコイル２８-i、２９-iは１ターンで構成されるものに限らず、必要に応じて複数ターンをなす構成としてもよい。

図４は、座標入力装置１の構成を詳細に示す回路図である。
入力ペン１０は、内蔵する基板（図示略）に実装されるコンデンサ１４およびコイル１５を含む共振回路１６を内蔵しており、この共振回路１６と、タブレット２０が有するループコイル群２８、２９との間で所定周波数の無線信号を送受信する。また、入力ペン１０は、芯１１に加わる押圧力に応じてコイル１５のインダクタンスが変化する機構を備え、これにより、入力ペン１０の操作時に芯１１に押圧力が加わると、共振回路１６の共振周波数が変化するようになっている。

タブレット２０の筐体２１に内蔵される検出回路部１００は、制御回路３０、信号発生回路３１、Ｘ方向選択回路３２、Ｙ方向選択回路３３、送受切替回路３４、３５、ＸＹ切替回路３６、受信タイミング切替回路３７、帯域フィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）３８、検波器３９、低域フィルタ（ＬＰＦ：Low Pass Filter）４０、位相検波器（ＰＳＤ：Phase Shift Detector）４１、４２、低域フィルタ（ＬＰＦ）４３、４４、駆動回路４５、４６、増幅器４７、４８を備えており、これらの各部はタブレット２０の筐体２１（図２）に納められる。

この検出回路部１００は、表示装置５０および出力装置５１を備える電子機器４９に接続される。電子機器４９は、入力ペン１０の操作により入力を行うことが可能な機器であり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を備えた表示装置５０を一体として、もしくは外部に具備したパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、無線通信機能を有する携帯端末装置等として構成される。また、出力装置５１は、電子機器４９に一体に、もしくは電子機器４９側に外部接続された印刷装置、無線通信装置、各種ディスクドライブ、各種半導体メモリデバイス等として構成される。

図４に示す検出回路部１００は、入力ペン１０による操作を検出するため、送信動作と受信動作とを所定の周期で繰り返し実行する。送信動作においては、タブレット２０が有するループコイル２８-i、２９-i（図３）から共振回路１６に対して電波が送信され、この電波により共振回路１６に誘導電流が発生する。共振回路１６においては、誘導電流に基づいてコイル１５から電波が発せられる。この電波は、受信動作においてループコイル群２８、２９により受信され、この電波に基づいて入力ペン１０の位置および芯１１に対する押圧操作の有無や芯１１に加わる押圧力（筆圧）が検出される。

制御回路３０は、信号発生回路３１を制御するとともに、選択回路３２、３３によるループコイル群２８、２９の各ループコイルの切り替えを制御する。また、制御回路３０は、ＸＹ切替回路３６および受信タイミング切替回路３７を制御して、座標検出方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の切り替えを行わせる。さらに制御回路３０は、低域フィルタ４０、４３、４４からの出力値をアナログ−ディジタル（Ａ／Ｄ）変換し、所定の演算処理を実行して入力ペン１０により指示された位置の座標値を求めるとともに、受信信号の位相を検出して、これらを電子機器４９に送出する。

選択回路３２は、制御回路３０の制御に従ってＸ方向のループコイル群２８から一のループコイルを選択する。また、選択回路３３は制御回路３０の制御に従ってＹ方向のループコイル群２９より一のループコイルを選択する。
送受切替回路３４は、信号発生回路３１から入力される送受切替信号Ｃに従って選択回路３２により選択されたＸ方向の一のループコイルを駆動回路４５並びに増幅器４７に交互に接続し、送受切替回路３５は、送受切替信号Ｃに従って選択回路３３により選択されたＹ方向の一のループコイルを駆動回路４６並びに増幅器４８に交互に接続する。

信号発生回路３１は、所定の周波数ｆ０の矩形波信号Ａ、該矩形波信号Ａの位相を９０度遅らせた信号Ｂ、所定の周波数ｆｋの送受切替信号Ｃ、および、受信タイミング信号Ｄを生成して出力する。信号発生回路３１から出力された矩形波信号Ａは、位相検波器４１に送出される一方、低域フィルタ（図示略）により正弦波信号Ｅに変換され、さらにＸＹ切替回路３６を介して駆動回路４５、４６のいずれか一方へ送出される。また、信号発生回路３１から出力される矩形波信号Ｂは位相検波器４２へ送出され、送受切替信号Ｃは送受切替回路３４、３５に送出され、さらに、受信タイミング信号Ｄは受信タイミング切替回路３７に送出される。

制御回路３０からＸ方向を選択する情報が出力され、ＸＹ切替回路３６および受信タイミング切替回路３７に入力されている状態では、信号発生回路３１から出力される正弦波信号Ｅは駆動回路４５に送出されて平衡信号に変換され、さらに送受切替回路３４に送出される。ここで、送受切替回路３４は、送受切替信号Ｃに基づいて駆動回路４５または増幅器４７のいずれか一方を切り替えて接続するので、送受切替回路３４から選択回路３２に出力される信号は、時間Ｔ（＝１／２ｆｋ）毎に出力／停止が繰り返される信号Ｆとなる。そして、送受切替回路３４から出力される信号Ｆは、選択回路３２を介して、ループコイル群２８から選択された一のループコイル２８-iに送出され、このループコイル２８-iにおいては信号Ｆに基づく電波が発生する。
信号Ｆが出力されている間、検出回路部１００は上記送信動作を実行し、信号Ｆが出力されていない間は上記受信動作を実行する。この送信動作と受信動作とは上記時間Ｔ毎に交互に繰り返される。

タブレット２０の操作面２０ａ上において、入力ペン１０が使用状態に保持されると、ループコイル２８-iから発生した電波によって入力ペン１０のコイル１５が励振され、共振回路１６において、信号Ｆに同期した誘導電圧Ｇが発生する。

その後、送受切替回路３４の動作により受信動作に移行し、ループコイル２８-iが増幅器４７側に切り替えられると、ループコイル２８-iからの電波は直ちに消滅するが、入力ペン１０の共振回路１６に生じた誘導電圧Ｇは、共振回路１６内の損失に応じて徐々に減衰する。そして、この誘導電圧Ｇに基づいて共振回路１６を流れる電流により、コイル１５から電波が発信される。コイル１５から発信された電波によって、増幅器４７に接続されたループコイル２８-iが励振され、このループコイル２８-iにコイル１５からの電波による誘導電圧が発生する。この誘導電圧は、受信動作中の間のみ送受切替回路３４から増幅器４７に送出され、増幅されて受信信号Ｈとなって受信タイミング切替回路３７に送出される。

受信タイミング切替回路３７には、Ｘ方向またはＹ方向のうちいずれかを指定する情報と、実質的に送受切替信号Ｃの反転信号である受信タイミング信号Ｄとが入力される。受信タイミング切替回路３７は、信号ＤがHighレベルの期間は受信信号Ｈを出力し、Lowレベルの期間は何も出力しないため、実質的に受信信号Ｈと同一の信号Ｉを帯域フィルタ３８に出力する。

帯域フィルタ３８は、周波数ｆ０を固有の振動数とするセラミックフィルタであり、信号Ｉ中の周波数ｆ０成分のエネルギーに応じた振幅を有する信号Ｊを検波器３９および位相検波器４１、４２に送出する。厳密には、帯域フィルタ３８は、数個の信号Ｉが帯域フィルタ３８に入力され収束した状態において、これらの信号Ｊを検波器３９および位相検波器４１、４２に送出する。

検波器３９に入力された信号Ｊは検波・整流され、信号Ｋとされた後、さらに遮断周波数の充分低い低域フィルタ４０によって振幅のほぼ１／２に対応する電圧値Ｖｘiを有する直流信号Ｌに変換され、制御回路３０に送出される。

信号Ｌの電圧値Ｖｘiは、ループコイル２８-iに誘起される誘導電圧に基づくものであり、入力ペン１０とループコイル２８-iとの間の距離に依存した値、ここではほぼ距離の４乗に反比例した値を示す。このため、ループコイル２８-iが異なるループコイルに切り替えられると、当該ループコイルにおける信号Ｌの電圧値Ｖｘiは異なる値となる。

したがって、制御回路３０において、ループコイル毎に得られる電圧値Ｖｘiをディジタル値に変換し、これらに後述する演算処理を実行することにより、各ループコイルと入力ペン１０との位置関係を求めることにより、入力ペン１０による指示位置のＸ方向の座標値が求められる。また、入力ペン１０による指示位置のＹ方向の座標値についても同様にして求められる。これにより、操作面２０ａ上の入力ペン１０の位置を示す座標が得られる。

一方、位相検波器４１には、信号発生回路３１により発生された矩形波信号Ａが検波信号として入力され、位相検波器４２には、矩形波信号Ａと位相が９０度遅れた矩形波信号Ｂが検波信号として入力されている。そして、信号Ｊの位相が矩形波信号Ａの位相とほぼ一致している場合は、位相検波器４１は信号Ｊを全波整流した場合と同様の波形を有する信号Ｍ１を出力し、また、位相検波器４２は正側および負側に対称な波形を有する信号Ｍ２を出力する。なお、位相検波器４１から出力される信号Ｍ１は実質的に信号Ｋと同一である。信号Ｍ１は、上記の信号Ｋと同様に、低域フィルタ４３によって信号Ｊの振幅のほぼ１／２に対応する電圧値、即ちＶｘiを有する直流信号Ｎ１に変換され制御回路３０に送出される。ここで、直流信号Ｎ１は実質的に信号Ｌと同一である。また、信号Ｍ２は、同様に低域フィルタ４４によって直流信号Ｎ２に変換され、制御回路３０に送出される。

制御回路３０は、低域フィルタ４３、４４の出力値、ここでは信号Ｎ１、Ｎ２をディジタル値に変換し、得られたディジタル値を用いて所定の演算処理を実行することにより、位相検波器４１、４２に加わった信号、ここでは信号Ｊと矩形波信号Ａとの位相差θを求める。

ここで、信号Ｊの位相は、入力ペン１０の共振回路１６における共振周波数に対応する。即ち、共振回路１６における共振周波数が所定の周波数ｆ０と一致している場合、共振回路１６には送信動作中および受信動作中とも周波数ｆ０の誘導電圧が発生し、また、これに同期した誘導電流が流れるため、受信信号Ｈ（またはＩ）の周波数および位相は矩形波信号Ａと一致し、信号Ｊの位相も矩形波信号Ａと一致する。

一方、共振回路１６における共振周波数が所定の周波数ｆ０と一致していない場合、例えば周波数ｆ０よりわずかに低い周波数ｆ１（ｆ１＜ｆ０、かつ、ｆ１がｆ０とほぼ等しい）の場合は、送信動作中に共振回路１６には周波数ｆ０の誘導電圧が発生するが、この誘導電圧により共振回路１６には位相遅れを伴う誘導電流が流れる。そして、受信動作中においてはほぼ周波数ｆ１の誘導電圧が生じ、これに同期した誘導電流が流れるため、受信信号Ｈ（またはＩ）の周波数は矩形波信号Ａの周波数よりわずかに低く、また、その位相もやや遅れたものとなる。前述したように、帯域フィルタ３８は周波数ｆ０のみを固有の振動数とするものであるから、その入力信号の低い方への周波数のずれは位相遅れとして出力されることになり、したがって、信号Ｊの位相は受信信号Ｈ（またはＩ）よりさらに遅れたものとなる。

逆に、共振回路１６における共振周波数が所定の周波数ｆ０よりわずかに高い場合、例えば周波数ｆ２（ｆ１＞ｆ０、かつ、ｆ２がｆ０とほぼ等しい）の場合、送信動作中において共振回路１６には周波数ｆ０の誘導電圧が発生し、共振回路１６には位相進みを伴う誘導電流が流れる。また、受信動作中においてはほぼ周波数ｆ２の誘導電圧およびこれに同期した誘導電流が流れるため、受信信号Ｈ（またはＩ）の周波数は矩形波信号Ａの周波数よりわずかに高く、また、その位相もやや進んだものとなる。帯域フィルタ３８において、その入力信号の高い方への周波数のずれは、前述した場合とは逆に位相進みとして出力されることになり、したがって、信号Ｊの位相は受信信号Ｈ（またはＩ）よりさらに進んだものとなる。

前述のように、共振回路１６に含まれるコイル１５は、芯１１に加わる押圧力によってインダクタンスが変化する構成を有し、芯１１に押圧力が加わるとインダクタンスが増大する。したがって、入力ペン１０の芯１１を操作面２０ａに押し付ける操作が行われると、コイル１５のインダクタンスが増大し、共振回路１６の共振周波数は低い周波数に変化する。このため、上述したように制御回路３０の演算処理によって得られた位相差θの値をもとに、入力ペン１０の操作の有無、及び、操作時に芯１１に加わった力を検出できる。

図５は、シールド部２０１の構成を示す外観図であり、（ａ）は上面側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。
図５に示すように、シールド部２０１は、シールド板２２１の裏面側にシールド層２３１を設けた構成となっており、シールド板２２１はセンサ基板２４にループコイル群２８、２９（図３）が配設された領域を覆う形状及びサイズを有し、シールド層２３１は、シールド板２２１の裏面のほぼ全体を覆う。

ここで、シールド部２０１の構成およびシールド板２２１およびシールド層２３１に用いる材料について検討する。
上述したように、座標入力装置１においては、操作面２０ａの端部、すなわちループコイル群２８、２９が配設された領域の端部において受信感度が低下する可能性がある。これは、操作面２０ａの中央においては、入力ペン１０のコイルにループコイルからの多くの磁力線が入射するのに対し、操作面２０ａの端においては、ループコイルの磁力線が入力ペン１０のコイルの中心軸と直角に近い角度で交わるため、入力ペン１０のコイルに少しの磁力線しか入射しないことに起因すると考えられる。さらに、シールド部２０１の直下に、金属板（特に面積の広い金属板）がある場合には、渦電流損失によって、より一層磁力線が減少するために、受信感度の低下が顕著になる。

ループコイル群２８、２９における受信強度は、ループコイルの数だけでなく、シールド部２０１の構成によっても影響される。上述したように、シールド部２０１は、電磁シールド効果、及び、センサ基板２４の面内における受信強度のばらつきを低減させる効果を有するものである。このような効果は、シールド板２２１だけでも得ることが可能であるが、それでは従来のように端部において受信感度が低下する現象が起こる。そこで出願人は、上述した問題を解消することが可能なシールド部２０１の構成について検討した。

この検討にあたっては、シールド部２０１の構成を種々変更しつつ受信強度を測定する必要があるが、タブレット２０における受信強度は、シールド部２０１に入力ペン１０を密着させた場合のインダクタンスに強い相関を有する。そこで、出願人は、入力ペン１０が備えるコイル１５に代えて、より正確な測定に適したカーソルコイル１７を用い、このカーソルコイル１７をシールド部２０１に密着させて、インダクタンスを測定することにより、入力ペン１０の受信感度に対する影響を検討した。

図６（ａ）はカーソルコイル１７の構成を示す斜視図である。図６（ａ）のカーソルコイル１７は、台座１７１と、コイル１７２と、リード線１７３とを備えて構成される。コイル１７２は、リッツ線（芯線0.07φ×５本撚り）を、外径28.0mm（28.0φ）、内径25.0mm（25.0φ）の環状に４０ターン（径方向に５ターン、高さ方向に８ターン）巻いて構成される空芯コイルであり、このリッツ線の端はリード線１７３に接続される。また、コイル１７２は、操作面２０ａ等に当接する合成樹脂製の台座１７１の上に固定される。ここで、コイル１７２の高さは2.0mm、台座１７１の高さは2.5mmである。

このカーソルコイル１７は、図６（ｂ）に示すようにカーソル本体１７５に収容される。カーソル本体１７５は、入力デバイスの一種として知られるカーソルの本体であり、合成樹脂等からなる中空のケースである。カーソル本体１７５には、図６（ａ）に示したカーソルコイル１７とともに、リード線１７３のインダクタンスの影響を打ち消すための補正用リード線１７４が配設される。カーソル本体１７５にカーソルコイル１７を収めた状態において、カーソル本体１７５の下面は台座１７１の下面と面一となっており、コイル１７２はカーソル本体１７５の下面から2.5mm上方に位置する。
また、カーソルコイル１７をカーソル本体１７５に収めた状態においては、コイル１７２の環を覆うレンズ（図示略）が装着され、このレンズにはコイル１７２の中心位置（環の中心）を示すマーカ（図示略）が付されている。後述する測定においては、このマーカにより示されるコイル１７２の中心位置を基準として、インダクタンスを測定した。

なお、カーソル本体１７５に収容された状態において、カーソルコイル１７は、中空（周囲に磁性体や金属材料等が存在しない条件下）で、375kHz（キロヘルツ）におけるインダクタンスが80.0［μH（マイクロヘンリー）］となる特性を有する。なお、インダクタンスが80μHにならない場合には、補正を行う。この補正は、他にもう一つのカーソルコイルを作成し、このカーソルコイルを用いて中空状態で80μHとなるよう換算して、シールド板のインダクタンスを測定する場合も、同じ比率で補正するものとする。

図６（ａ）及び（ｂ）に示すカーソルコイル１７をカーソル本体１７５に収めたものを、シールド部２０１に密着させてカーソルコイル１７のインダクタンスを測定することにより、シールド部２０１の構成がタブレット２０の受信強度に与える影響を近似的に知ることができる。なお、本実施の形態においてはカーソルコイル１７をカーソル本体１７５に収めたものを用いて測定を行ったが、カーソル本体１７５からカーソルコイル１７を取り出して用いても、同様の測定を行うことが可能である。

次に、カーソルコイル１７を用いた測定方法および測定結果を図７に示す。測定にあたっては、図７（ａ）に示すように、シールド部２０１上で、図中矢印で示すようにカーソルコイル１７を移動させながら、375kHzにおけるカーソルコイル１７のインダクタンスを測定する。

測定中、カーソルコイル１７の位置（コイル１７２の中心位置）は、シールド部２０１の角の点（端点）Ｐを通り、Ｘ軸に対して１３５度の角度で延びる直線に沿って移動される。この直線は、図７（ａ）に示すように、端点Ｐで直交する二辺からの距離が等距離となる点の集合である。
そして、カーソルコイル１７の移動は、上記直線上で端点Ｐから100mm（ミリメートル）離隔したシールド部２０１内の点を始点とし、端点Ｐを通り、シールド部２０１外で端点Ｐから15mm離隔した点を終点とする。
図７（ｂ）は測定結果を示す図表であり、図中、横軸は上記直線上における端点Ｐからの距離（-100mm〜15mm）を示し、縦軸はカーソルコイル１７のインダクタンスを示す。

図７（ｂ）に示す測定結果は、シールド板２２１として1〜4重量％のケイ素を含むケイ素鋼の板（以下、Si鋼板（1〜4重量％）と称する）の0.5mm厚のものを用いた場合の結果であり、（１）はシールド層２３１として0.08mm厚のアモルファス磁性合金リボン（熱処理後）を用いた例であり、（２）はシールド層２３１として0.5mm厚のSi鋼板を用いた例であり、（３）はシールド層２３１として0.5mm厚の鋼板（鉄板）を用いた例であり、（４）はシールド層２３１を設けない例（対照例）である。但し、シールド部２０１の直下にはシールド部２０１よりも広い面積を有する1mm厚のアルミニウム板が存在する。

図７（ｂ）に示すように、シールド層２３１としてアモルファス磁性合金リボンを用いた例（１）では、シールド層２３１を設けない例（４）に比べて、インダクタンスが顕著に向上することが明らかになった。また、シールド層２３１としてSi鋼板（1〜4重量％）を用いた例（２）、すなわち、シールド板２２１と同一のものをシールド層２３１に用いた例でも、インダクタンスが顕著に向上することが明らかになった。一方、シールド層２３１として鋼板を用いた例（３）では、シールド層２３１を設けない例（４）と同様の結果となり、シールド層２３１の効果が殆ど無いことが明らかになった。

図８は、図７（ａ）に示した方法によって、シールド板２２１として0.1mm厚の6.5％Si鋼（6.5重量％のケイ素を含む鋼）板を用いた場合について、カーソルコイル１７のインダクタンスを測定した結果を示す図表である。図８中、（１）はシールド層２３１として0.08mm厚のアモルファス磁性合金リボン（熱処理後）を用いた例であり、（２）はシールド層２３１として0.1mm厚の6.5％Si鋼板を用いた例であり、（３）はシールド層２３１として0.5mm厚の鋼板を用いた例であり、（４）はシールド層２３１を設けない例（対照例）である。但し、シールド部２０１の直下にはシールド部２０１よりも広い面積を有する1mm厚のアルミニウム板が存在する。
図８に示す結果においても、シールド層２３１としてアモルファス磁性合金リボンを用いた例（１）では、シールド層２３１を設けない例（４）に比べて、インダクタンスが顕著に向上することが明らかになった。また、シールド層２３１として6.5％Si鋼板を用いた例（２）、すなわち、シールド板２２１と同一のものをシールド層２３１に用いた例でも、インダクタンスが顕著に向上することが明らかになった。一方、シールド層２３１として鋼板を用いた例（３）では、シールド層２３１を設けない例（４）と同様の結果となり、シールド層２３１の効果が殆ど無いことが明らかになった。

以上のことから、シールド層２３１として、0.08mm厚アモルファス磁性合金リボン（熱処理後）、0.1mm厚6.5％Si鋼板、及び、0.5mm厚Si鋼板（1〜4重量％）を用いると効果的であり、鋼板を用いた場合は殆ど効果が得られないことが明らかになった。

ここで、シールド層２３１によってインダクタンスが高められる原理について考察すると、シールド部２０１に比透磁率の高い材料を用いることが大きく影響していると考えられる。各材料の比透磁率は、各材料のインダクタンスと強い相関を有するので、インダクタンスを指標として材料を選別することにより、望ましい効果が得られると考えられる。
そこで、一例として、比透磁率と強く相関するインダクタンスに着目して種々の材料について検討を行った結果、上述した0.08mm厚アモルファス磁性合金リボン（熱処理後）および0.1mm厚6.5％Si鋼板に加え、0.5mm厚Si鋼板（1〜4重量％）、0.2mm厚Si鋼板（1〜4重量％）、NiCr合金（ニッケル−クロム−鉄合金）、PBパーマロイ、PCパーマロイ、42Ni板（42ニッケル−鉄合金板）を用いた場合において、対照例とは有意な差が認められた。ここでいうインダクタンスは、一例として、375kHzにおけるインダクタンスである。

また、逆の作用として、出願人は、センサ基板２４の近傍にアルミニウム板を配置するとタブレット２０における受信強度が大幅に低下することを見いだした。これにより、シールド部２０１を構成する材料として金属の非磁性材料が不適当であることが明らかになった。

以下に、上述した各材料と、そのインダクタンスおよび比透磁率（明らかにされているもの）を列挙する。
１．アルミニウム板：インダクタンス59.1［μH］、最大比透磁率（μｍ）1、初期比透磁率（μｉ）1
２．鋼板：インダクタンス60.7［μH］、最大比透磁率6000〜9000、初期比透磁率200〜300
３．0.5mm厚Si鋼板（1〜4重量％）：インダクタンス75.3［μH］、最大比透磁率7000〜13000、初期比透磁率（下限）1500
４．0.2mm厚Si鋼板（1〜4重量％）：インダクタンス78.5［μH］
５．0.2mm厚NiCr合金板：インダクタンス82.8［μH］
６．0.1mm厚6.5％Si鋼板：インダクタンス83.0［μH］、最大比透磁率（下限）23000
７．PBパーマロイ：インダクタンス88［μH］、最大比透磁率40000〜50000、初期比透磁率4000〜6000
８．0.125mm厚42Ni合金板：インダクタンス90.2［μH］、初期比透磁率（下限）4500
９．アモルファス磁性合金板（熱処理前）：インダクタンス90［μH］、最大比透磁率（下限）45000
１０．PCパーマロイ：インダクタンス93.5［μH］、最大比透磁率120000〜300000、初期比透磁率15000〜40000
１１．アモルファス磁性合金板（熱処理後）：インダクタンス98.2［μH］、初期比透磁率30000〜50000

このうち、１．アルミニウム板は非磁性材料であるからシールド部２０１に含めることの効果はない。その上、渦電流損失によって、375kHzのインダクタンスを低下させてしまう。また、２．鋼板を用いた場合にタブレット２０の受信強度を増す効果が得られないことは、上述したように明らかである。
一方、３．〜１１．の各材料を用いた場合には、タブレット２０の受信強度を増す効果が得られることが明らかになった。
従って、本第１の実施の形態におけるシールド層２３１を構成する材料としては、鉄を除く強磁性材料が好ましく、例えばインダクタンスを指標とした場合は75［μH］以上のもの、また例えば最大比透磁率を指標とした場合は7000以上、初期比透磁率を指標とした場合は1500以上のものが利用可能である。さらに、例えば、Si鋼板（1〜4重量％）、NiCr合金板、6.5％Si鋼板、PBパーマロイ、42Ni合金板、アモルファス磁性合金板（熱処理前）、PCパーマロイ、および、アモルファス磁性合金板（熱処理後）のいずれかであれば、より好ましい。また、シールド層２３１の厚みが薄くても効果が得られることから、厚みについては特に制限はなく、上記材料の箔を用いても好適であると考えられる。
また、Si鋼板については、上述したものだけでなく、例えば4.0重量％〜7.0重量％のケイ素を含むケイ素鋼の板を用いても同様の効果が得られる。

さらに、出願人は、シールド層２３１を複数の層により構成した場合の効果について検討を行った。
シールド部２０１において、シールド板２２１に加えてシールド層２３１を設けることでタブレット２０における受信強度が改善される理由としては、シールド部２０１の端部において、シールド板２２１とシールド層２３１の面に対する磁力線の回り込みが起きると考えられる。つまり、シールド部２０１がシールド板２２１のみにより構成される場合、磁力線がシールド板２２１の裏面に回り込むのに対し、シールド層２３１をさらに設ければ、シールド板２２１の裏面だけでなく、シールド層２３１の裏面にも磁力線が回り込むことで、タブレット２０の受信強度がより一層高まったものと考えられる。
そこで本出願人は、シールド層２３１として強磁性材料からなる複数の層を積層したものを用い、その効果を検討した。その結果を図９に示す。

図９は、6.5％Si鋼板からなるシールド板２２１に、6.5％Si鋼板からなるシールド層２３１を設けた場合の、シールド層２３１の層数および厚みとインダクタンスとの相関を示す図表であり、シールド層２３１を、0.05mm厚の6.5％Si鋼板を１〜８層用いて構成した場合と、0.1mm厚の6.5％Si鋼板を１〜４層用いて構成した場合と、0.2mm厚の6.5％Si鋼板を１〜３層用いて構成した場合とについて、カーソルコイル１７の位置（コイル１７２の中心位置）をシールド部２０１の隅に重ねた場合のインダクタンスの変化を示す。
なお、図９中の（１）は、シールド部２０１の周囲に強磁性材料および金属材料等を置かない状況において測定した結果を示し、（２）はシールド部２０１から所定の距離だけ離隔した下方にアルミニウム板を配置した状況において測定した結果を示し、（３）はシールド部２０１の直下にシールド部２０１よりも広い面積を有するアルミニウム板を配置した状況において測定した結果を示す。（２）および（３）の例は、図２（ｂ）に示すように周辺回路２６が存在する状況を模して、インダクタンスの変化をみるために行った。

図９に示すように、シールド層２３１を構成する6.5％Si鋼板の厚みに拘わらず、シールド層２３１の層の数が増加するに従ってインダクタンスが増大することが明らかになった。従って、シールド層２３１を、例えば複数枚の板により構成すれば、タブレット２０の受信強度を大幅に改善することが可能になる。
この効果は、シールド部２０１の下方にアルミニウム板が位置する状況（２）およびシールド部２０１の直下にアルミニウム板が位置する状況（３）であっても同様であり、アルミニウム板の影響によってインダクタンスが全体的に低下するものの、シールド層２３１の層の数が増加するに従ってインダクタンスが増大しており、タブレット２０の受信強度が改善することが明らかである。

このように、本実施形態の座標入力装置１によれば、入力ペン１０とタブレット２０との間における電磁的結合に基づいて、入力ペン１０との間で無線信号を送受信することにより、入力ペン１０により指示された位置および入力ペン１０の操作を検出するタブレット２０において、ループコイル群２８、２９が敷設されたセンサ基板２４の裏面側にシールド部２０１を設ける構成とし、シールド部２０１において、シールド板２２１と、シールド板２２１の裏側の面に重なるシールド層２３１とを設けたことにより、ループコイル群２８、２９の端や四隅における磁力線を増加させ、タブレット２０の端や四隅における受信強度を改善することができる。また、タブレット２０において、センサ基板２４からシールド板２２１およびシールド層２３１の両方に対する磁力線の回り込みが生じることによって、タブレット２０の端や四隅における受信強度を増大させることができる。従って、入力ペン１０からの信号を、操作面２０ａの端部においても高精度かつ確実に受信することが可能となり、座標入力装置１の小型化のためにセンサ基板２４が小型化されたり周辺回路の配置が密になったりしたとしても、位置検出の精度を高め、操作性を向上させることができる。

また、シールド板２２１の裏面側に設けるシールド層２３１を構成する材料としては、鉄を除く強磁性材料が好ましく、例えば、インダクタンスが75［μH］以上のもの、また例えば比透磁率が7000以上のものがより好ましいといえる。さらに、例えばSi鋼板（1〜4重量％）、NiCr合金板、6.5％Si鋼板、PBパーマロイ、42Ni合金板、アモルファス磁性合金板（熱処理前）、PCパーマロイ、および、アモルファス磁性合金板（熱処理後）のいずれかであれば、より好ましい。また、シールド層２３１は、上記材料からなる１層のものとしてもよいが、複数の層からなるものであれば、タブレット２０における受信強度をより一層向上させることが可能となる。

ここで、シールド板２２１としては、6.5％Si鋼板だけでなく、例えば4.0重量％〜7.0重量％のケイ素を含むケイ素鋼を用いることにより、同様の効果が得られ、好ましい。

なお、上記実施形態において、各種信号の周波数や動作に係る時間等はあくまで一例であって、例えば、ループコイル群２８、２９におけるループコイルの数は４８本に限定されず、タブレット２０のサイズや検出精度等に応じて変更可能である。また、上記実施形態においては、入力ペン１０はペン型の位置指示器であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、エアブラシを模した形状とすることも可能であり、その他の形状としてもよい。
また、上記実施形態において、シールド部２０１は、シールド板２２１の裏面側にシールド層２３１を設けた構成としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、シールド板２２１の表側、すなわち、シールド板２２１とセンサ基板２４との間にシールド層２３１を設けた構成としても良い。この場合、シールド層２３１がセンサ基板２４に対してさらに近接することにより、シールド層２３１による効果がより顕著に現れる。すなわち、センサ基板２４の辺縁部における受信強度を、より一層向上させることが可能となる。

さらに、上記実施形態においては、シールド板２２１と同サイズおよび同形状のシールド層２３１を用いる構成としたが、本発明はこれに限定されず、サイズおよび形状を変更することも可能である。

例えば、図１０に示すように、センサ基板２４の一側端部に相当する位置にのみシールド層を設けた構成としてもよい。
図１０は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２０２の構成を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２０２は、シールド板２２１の一方の側端部の裏面に、シールド板２２１の短手方向に延びる短冊形状のシールド層２３２を設けたものである。シールド層２３２を構成する材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であり、１層または複数の層からなる。

この場合、センサ基板２４において受信強度が低下しやすい側端部においてシールド部のインダクタンスが高められ、センサ基板２４の側端部に位置するループコイルに流れる電流による磁力線を増加させて、受信強度を高めることができる。これによって、センサ基板２４の側端部における入力ペン１０の位置および操作を高精度で確実に検出することができる。また、シールド層２３２はシールド板２２１に比べて非常に小さなサイズで済むので、低コスト化への寄与が期待できる。

また、図１１に示すように、センサ基板２４の一方側の隅にシールド層を設ける構成としてもよい。
図１１は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２０３の構成を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２０３は、シールド板２２１の裏面側において、シールド板２２１の四隅のうち、シールド板２２１の長手方向の一端側に位置する２つの隅に、これら隅に重なる直角三角形のシールド層２３３を各々設けたものである。シールド層２３３を構成する材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であり、１層または複数の層からなる。

この場合、センサ基板２４において受信感度が低下しやすい隅部においてシールド部のインダクタンスが高められ、センサ基板２４の隅部においてループコイルに流れる電流による磁力線を増加させて、受信強度を高めることができ、センサ基板２４の受信強度を効果的に改善し、側端部における入力ペン１０の位置および操作を高精度で確実に検出できるようにして、座標入力装置１の操作性を効果的に高めることができる。

また、図１２に示すように、センサ基板２４の一側端部および隅にシールド層を設ける構成としてもよい。
図１２は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２０４の構成を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２０４は、シールド板２２１の裏面側において、シールド板２２１の長手方向における一方側の隅および端部をシールド層２３４により覆った構成を有する。シールド層２３４は、複数の部材、すなわちシールド層２３４Ａとシールド層２３４Ｂとによって構成される。詳細には、シールド層２３４は、シールド板２２１の四隅のうちシールド板２２１の長手方向の一端側に位置する２つの隅に各々配設された２つのシールド層２３４Ａと、これら２つのシールド層２３４Ａの間に跨るシールド層２３４Ｂとによって構成される。シールド層２３４Ａは、シールド板２２１の隅に重なる直角三角形の形状を有し、シールド層２３４Ｂは短冊形状に形成される。また、シールド層２３４Ａ、２３４Ｂを構成する材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であり、１層または複数の層からなる。なお、シールド層２３４Ａとシールド層２３４Ｂとで異なる材料を用いてもよい。また、シールド層２３４Ａとシールド層２３４Ｂとが一部重なっていてもよい。

この場合、センサ基板２４の一側端部および隅部においてシールド部のインダクタンスが高められ、センサ基板２４の側端部及び隅部においてループコイルに流れる電流による磁力線を増加させて、受信強度を高めることができ、センサ基板２４の受信強度を効果的に改善し、側端部における入力ペン１０の位置および操作を高精度で確実に検出できるようにして、座標入力装置１の操作性を効果的に高めることができる。

また、図１３に示すように、センサ基板２４の辺縁部にシールド層を配した構成としてもよい。
図１３は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２０５の構成を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２０５は、シールド板２２１の裏面側に、シールド板２２１の四辺に重なる枠形状のシールド層２３５を配したものである。シールド層２３５は、複数の部材、すなわちシールド層２３５Ａとシールド層２３５Ｂとによって構成される。詳細には、シールド層２３５は、シールド板２２１の長手方向に延びる２つの短冊形状のシールド層２３５Ａと、シールド板２２１の短手方向に延びる２つの短冊形状のシールド層２３５Ｂを組み合わせて四角形の枠を構成したものである。シールド層２３５Ａ、２３５Ｂを構成する材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であり、１層または複数の層からなる。なお、シールド層２３５Ａとシールド層２３５Ｂとで異なる材料を用いてもよい。また、シールド層２３５Ａとシールド層２３５Ｂとが一部重なっていてもよい。

この場合、センサ基板２４の全ての端部および隅部においてシールド部のインダクタンスが高められ、センサ基板２４の端部及び隅部においてループコイルに流れる電流による磁力線を増加させて、受信強度を高めることができ、センサ基板２４の受信強度を効果的に改善し、側端部における入力ペン１０の位置および操作を高精度で確実に検出できるようにして、座標入力装置１の操作性を効果的に高めることができる。

また、図１４に示すように、センサ基板２４の四隅にシールド層を配した構成としてもよい。
図１４は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２０６の構成を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２０６は、シールド板２２１の裏面側において、シールド板２２１の四隅に重なる４個の直角三角形のシールド層２３６を各々配したものである。シールド層２３６を構成する材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であり、１層または複数の層からなる。

この場合、センサ基板２４の全ての隅においてシールド部のインダクタンスが高められ、センサ基板２４の四隅においてループコイルに流れる電流による磁力線を増加させて、受信強度を高めることができ、センサ基板２４の受信強度を効果的に改善し、側端部における入力ペン１０の位置および操作を高精度で確実に検出できるようにして、座標入力装置１の操作性を効果的に高めることができる。

また、図１４に示す例において、センサ基板２４の四隅に配置されるシールド層の間に、さらにシールド層を設けて、図１５に示すようにセンサ基板２４の四辺を覆う構成としてもよい。
図１５は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２０７の構成を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２０７は、シールド板２２１の裏面側に、シールド板２２１の四辺に重なる枠形状のシールド層２３７を配したものである。シールド層２３７は、複数の部材、すなわちシールド層２３７Ａ、２３７Ｂ、２３７Ｃによって構成される。詳細には、シールド層２３７は、シールド板２２１の四隅に位置する４つの直角三角形のシールド層２３７Ａと、シールド板２２１の長手方向に沿ってシールド層２３７Ａの間に跨る２つのシールド層２３７Ｂと、シールド板２２１の短手方向に沿ってシールド層２３７Ａの間に跨る２つのシールド層２３７Ｃとを組み合わせて四角形の枠を構成したものである。また、シールド層２３７Ａ、２３７Ｂ、２３７Ｃを構成する材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であり、１層または複数の層からなる。なお、シールド層２３７Ａ、２３７Ｂ、２３７Ｃを各々異なる材料により構成してもよい。また、シールド層２３７Ａとシールド層２３７Ｂ、２３７Ｃとが一部重なっていてもよい。

この場合、センサ基板２４の全ての端部および隅部においてシールド部のインダクタンスが高められ、センサ基板２４の端部及び隅部においてループコイルに流れる電流による磁力線を増加させて、受信強度を高めることができ、センサ基板２４の受信強度を効果的に改善し、側端部における入力ペン１０の位置および操作を高精度で確実に検出できるようにして、座標入力装置１の操作性を効果的に高めることができる。

さらに、図１６に示すように、シールド板よりも大きなシールド層を設ける構成とすることも可能である。
図１６は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２０８の構成を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２０８は、シールド板２２１の裏面側に、シールド板２２１よりも大きなサイズの長方形に形成されたシールド層２３８を配したものである。シールド層２３８の形状は、シールド板２２１とほぼ相似形であり、シールド層２３８の材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であって、１層または複数の層からなる。

この場合、センサ基板２４の端と四隅における受信強度を高めることが可能となり、さらに、センサ基板２４の端からはみ出してシールド層２３８が配設されているので、特にセンサ基板２４の端部における受信強度が高められる。すなわち、センサ基板２４の端部を、インダクタンスの高い材料に囲まれた状態とすることができるので、センサ基板２４の端部及び隅部においてループコイルに流れる電流による磁力線を増加させて、受信強度を著しく高めることができる。このため、入力ペン１０の位置および操作を高精度で確実に検出できるようにして、座標入力装置１の操作性を効果的に高めることができる。

また、図１７に示すように、シールド板の一部からシールド層が露出する構成としてもよい。
図１７は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２０９の構成を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２０９は、長方形の四隅が三角形に欠けた形状を有するシールド板２２２と、シールド板２２２の四隅における欠落部分を覆うサイズの三角形に形成された四つのシールド層２４１とからなる。シールド層２４１は、シールド板２２２の四隅の裏側に各々配置される。従って、シールド部２０９の表側の面においては、シールド板２２２の四隅の欠落部分からシールド層２４１が露出する。ここで、シールド板２２１は、操作面２０ａ（図１）のサイズよりも大きな長方形の四隅を欠いたものであって、操作面２０ａは四隅の欠落部分よりも内側に収まるようになっている。
シールド板２２２は、シールド板２２１と同様の材料により構成される。また、シールド層２４１の材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であって、１層または複数の層からなるものであるが、シールド層２４１の材料および層の数は、シールド層２４１のインダクタンスがシールド板２２２よりも大きくなるように決定されることが望ましい。

この構成により、シールド部２０９の四隅におけるインダクタンスが他の部分よりも大きくなっているため、センサ基板２４の四隅においてループコイルに流れる電流による磁力線を増加させて、シールド部２０９をセンサ基板２４の裏面側に配設した場合、センサ基板２４の四隅における受信強度が高められる。

さらに、図１８に示すように、シールド板の形状を長方形とは異なる形状とした上、シールド板の四隅および辺縁部からはみ出すようにシールド層を配した構成としてもよい。
図１８は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２１０の構成を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２１０は、シールド板２２２と、シールド板２２２の縁からはみ出すサイズの枠形状に形成されたシールド層２４２を配したものである。従って、シールド部２１０の表側の面においては、シールド板２２２の四隅の欠落部分およびシールド板２２２の辺縁部からシールド層２４２が露出する。シールド層２４２は枠形状のため、シールド板２２２の中央部分およびその周囲においてはシールド層２４２が無い。
シールド層２４２の材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であって、１層または複数の層からなるものであるが、シールド層２４２の材料および層の数は、シールド層２４２のインダクタンスがシールド板２２２よりも大きくなるように決定されることが望ましい。

この場合、シールド層２４２が、センサ基板２４の辺縁部を覆い、かつセンサ基板２４の端からはみ出して配設されているので、センサ基板２４の端部における受信強度が高められる。すなわち、センサ基板２４の端部を、インダクタンスの高い材料に囲まれた状態とすることができるので、センサ基板２４の端部及び四隅においてループコイルに流れる電流による磁力線を増加させ、受信強度を著しく高めることができる。このため、入力ペン１０の位置および操作を高精度で確実に検出できるようにして、座標入力装置１の操作性を効果的に高めることができる。

さらに、図１９に示すように、シールド板の形状を長方形とは異なる形状とした上、シールド板の外側にシールド層の一部がはみ出す構成としてもよい。
図１９は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２１１の構成を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２１１は、シールド板２２２と、シールド板２２２とほぼ同サイズの長方形に形成されたシールド層２４４を配したものである。従って、シールド部２１０の表側の面においては、シールド板２２２の四隅の欠落部分においてシールド層２４４が露出する。
シールド層２４４の材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であって、１層または複数の層からなるものであるが、シールド層２４４の材料および層の数は、シールド層２４４のインダクタンスがシールド板２２２よりも大きくなるように決定されることが望ましい。

この場合、センサ基板２４の四隅においてループコイルに流れる電流による磁力線を増加させて、センサ基板２４の隅部における受信強度を高めることが可能となり、入力ペン１０の位置および操作を高精度で確実に検出できるようにして、座標入力装置１の操作性を効果的に高めることができる。

また、図２０に示すように、シールド板の形状を長方形とは異なる形状とした上、シールド板よりも大きなサイズのシールド層を配した構成としてもよい。
図２０は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２１２の構成を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２１２は、シールド板２２２と、シールド板２２２より大きなサイズの長方形に形成されたシールド層２４５を配したものである。従って、シールド部２１２の表側の面においては、シールド板２２２の四隅の欠落部分およびその辺縁部からシールド層２４５が露出する。
シールド層２４５の材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であって、１層または複数の層からなるものであるが、シールド層２４５の材料および層の数は、シールド層２４５のインダクタンスがシールド板２２２よりも大きくなるように決定されることが望ましい。

この場合、センサ基板２４の全体における受信強度を大幅に高めることが可能となり、さらに、センサ基板２４の端からはみ出してシールド層２４５が配設されているので、特にセンサ基板２４の端部における受信強度が高められる。すなわち、センサ基板２４の端部を、インダクタンスの高い材料に囲まれた状態とすることができるので、センサ基板２４の端部においてループコイルに流れる電流による磁力線を増加させ、受信強度を著しく高めることができる。このため、入力ペン１０の位置および操作を高精度で確実に検出できるようにして、座標入力装置１の操作性を効果的に高めることができる。

さらに、シールド板２２１の裏面だけでなく、シールド板２２１の表側の面にシールド層を配設してもよい。
図２１は、シールド部２０１に代えて用いるシールド部２１３の構成を示す図であり、
（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。

シールド部２１３は、シールド板２２１と、シールド板２２１の裏面側において、シールド板２２１の四隅に重なる４個の直角三角形のシールド層２４６を各々配した上、シールド板２２１の表側の面を覆うシールド層２３１を配したものである。シールド層２４６を構成する材料は、上記実施形態におけるシールド層２３１と同様であり、１層または複数の層からなる。

この場合、センサ基板２４の全体における受信強度を大幅に高めることが可能となり、さらに、センサ基板２４の四隅においてはシールド層が二重に設けられることで、センサ基板２４の隅部においてループコイルに流れる電流による磁力線を大幅に増加させ、より一層受信強度を高めることができる。このため、入力ペン１０の位置および操作を高精度で確実に検出できるようにして、座標入力装置１の操作性を効果的に高めることができる。

なお、上記実施の形態においては、センサ基板２４の裏面側に配設されるシールド部にインダクタンスまたは比透磁率の高い材料を配することによって受信強度を高める構成について説明したが、センサ基板２４の一部における受信強度を低下させることにより、座標入力装置１の性能を向上させることも可能である。
すなわち、図２２（ａ）〜（ｃ）に示すように、シールド板２２１の表側の面において、シールド板２２１の中央及びその近傍を覆う位置に金属層２５０を配置する構成とする。

この場合、シールド板２２１の中央部分において、金属層２５０の影響によってインダクタンスが低下し、受信強度が低下する。
図２３は、図２２に示す構成におけるインダクタンスを示す図表であり、（ａ）はシールド板２２１のみとした場合のインダクタンスを示し、（ｂ）は金属層２５０を配した場合におけるインダクタンスを示す。

図２３に示すように、センサ基板２４の裏面にインダクタンスの大きいシールド板（アモルファス磁性合金リボン）２２１のみを配した場合、中央部分におけるインダクタンスに比べて、周縁部、特に隅部におけるインダクタンスの低下が著しい。従って、座標入力装置１において、操作面２０ａの内部における受信感度の差が極めて大きくなることが考えられる。
この場合、入力ペン１０から送信される信号の受信強度の差を、ソフトウェア的に補償する必要があるが、検出される入力ペン１０の位置に応じて受信された信号の強度を補正する処理の負荷が大きく、望ましいものではない。

そこで、シールド板２２１の中央に金属層２５０を配した場合、図２３（ｂ）に示すように、中央部分におけるインダクタンスが低下することで、シールド板２２１の全体におけるインダクタンスの差が小さくなる。すなわち、シールド板２２１全体における特性の差が小さくなり、均一化が図られる。
ここで、金属層２５０は、金属であって、シールド層２２１のインダクタンスを低下させる材料により構成され、例えば、アルミニウム等の非磁性材料、或いは、鉄、ニッケル、コバルト、ケイ素鋼板等の強磁性材料のうち比透磁率（インダクタンスＬ）の小さいものが挙げられる。

この場合、信号の受信強度が低下した分を一律に補償する必要が生じる可能性があるが、その位置によって個別に受信強度の低下度合を補う必要がないため、処理の負荷が著しく軽減される。従って、座標入力装置１の操作性を向上させることができる。

なお、上述した実施形態および各変形例は、本発明の実施態様の例を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形および応用可能であることは勿論である。例えば、上述した実施形態では、操作面２０ａの形状を長方形として、これに合わせてシールド部の形状を長方形とした構成について説明したが、その形状は任意である。
また、上記実施形態においては、シールド部のシールド板及びシールド層を構成する材料として、主に金属材料を中心に検討しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上述したインダクタンス、最大比透磁率、初期比透磁率を指標とした条件に適合するものであれば、金属材料に限らず、樹脂材料等をはじめとする種々の材料を用いることが可能である。

さらに、上記実施形態及び各変形例で示すシールド板のサイズとしては、例えば、縦40mm×横110mm、或いは、縦200×横300mmとすることができるが、これらはあくまで一例であって、シールド部を適用する電子機器のサイズ等に合わせて任意に変更可能であり、その他の細部構成についても任意に変更可能である。

本発明を適用した実施形態に係る座標入力装置の概略構成を示す図である。 タブレットの構成を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は断面図である。 センサ基板に配設されるループコイル群の配置状態を示す図である。 座標入力装置の構成を詳細に示す回路図である。 シールド部の構成を示す外観図であり、（ａ）は上面側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。 シールド部におけるインダクタンスの測定に用いるカーソルコイルの構成を占めず斜視図であり、（ａ）はカーソルコイルの構成を示し、（ｂ）はカーソルコイルをカーソル本体に収めた状態を示す。 インダクタンスの測定方法および測定結果を示す図であり、（ａ）は測定方法を示し、（ｂ）は測定結果を示す。 図７（ａ）に示す方法によりインダクタンスを測定した結果を示す図表である。 シールド層の層数および厚みとインダクタンスとの相関を示す図表である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部の別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 シールド部のさらに別の構成例を示す図であり、（ａ）は表側を示す平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図であり、（ｄ）は裏側を示す平面図である。 図２２に示す構成におけるインダクタンスの測定結果を示す図表であり、（ａ）は金属層を設けない場合の測定結果を示し、（ｂ）は金属層を設けた場合の測定結果を示す。

符号の説明

１ 座標入力装置（位置入力装置）
１０ 入力ペン（位置指示器）
１１ 芯
１４ コンデンサ
１５ コイル
１６ 共振回路
２０ タブレット（位置検出装置）
２０ａ 操作面
２１ 筐体
２２ 表面シート
２３ パネル
２４ センサ基板（センス部）
２６ 周辺回路
２８、２９ ループコイル群
３０ 制御回路
１００ 検出回路部
２０１〜２１３ シールド部
２２１〜２２３ シールド板
２３１〜２３８、２４１、２４２、２４４〜２４６ シールド層（磁性体）
２５０ 金属層

Claims (16)

1. 位置指示器との間における電磁誘導作用により、前記位置指示器により指示された位置を検出する位置検出装置において、
   前記位置指示器により位置が指示される操作面と、この操作面の下方に配置され、位置検出用の複数のコイルを有するセンス部と、このセンス部の裏面に対向配置されるシールド板とを備え、
   前記操作面が、前記センス部の端部まで設けられ、前記シールド板の下方であって、前記センス部の端部に重なる領域に、純鉄を除く強磁性材料からなる磁性体を設けたこと、
   を特徴とする位置検出装置。
2. 前記強磁性材料からなる磁性体は、そのインダクタンス、最大比透磁率、または初期比透磁率が、前記シールド板を構成する材料と同一またはそれより大きいものであることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
3. 前記磁性体は、前記強磁性材料からなる複数の層が積層されたものであることを特徴とする請求項１または２記載の位置検出装置。
4. 前記強磁性材料は、インダクタンスが75［μH］以上のものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の位置検出装置。
5. 前記強磁性材料は、最大比透磁率が7000以上のものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の位置検出装置。
6. 前記強磁性材料は、初期比透磁率が1500以上のものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の位置検出装置。
7. 前記強磁性材料は、ケイ素鋼、NiCr合金、PBパーマロイ、42Ni合金、熱処理されていないアモルファス磁性合金、PCパーマロイ、および、熱処理済みのアモルファス磁性合金のいずれかであることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の位置検出装置。
8. 前記シールド板はケイ素鋼により構成されたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の位置検出装置。
9. 前記ケイ素鋼は、4.0〜7.0重量％のケイ素を含むものであることを特徴とする請求項８記載の位置検出装置。
10. 前記磁性体は、前記シールド板の表面において、少なくともその端部を覆うものであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の位置検出装置。
11. 前記磁性体は、前記シールド板の表面において、少なくとも１以上の隅部を覆うものであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の位置検出装置。
12. 前記磁性体は、前記シールド板の表面において、その辺縁部を覆うものであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の位置検出装置。
13. 前記磁性体は、前記シールド板の少なくとも一方の面全体を覆うものであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の位置検出装置。
14. 前記磁性体は、前記シールド板の下方において、その一部が前記シールド板に重ならない位置まで延びるように配設され、前記シールド板を上方から見た場合に前記磁性体の一部が露出することを特徴とする請求項９から１３のいずれかに記載の位置検出装置。
15. 前記磁性体は、各々が前記強磁性材料で形成された複数の部材で構成されるものであることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の位置検出装置。
16. 位置を指示する位置指示器と、前記位置指示器との間における電磁誘導作用によって前記位置指示器により指示された位置を検出する位置検出装置とを備え、前記位置検出装置により検出した位置を示す情報を出力する位置入力装置において、
    前記位置検出装置は、前記位置指示器により位置が指示される操作面と、この操作面の下方に配置され、位置検出用の複数のコイルを有するセンス部と、このセンス部の裏面に対向配置されるシールド板とを備え、前記操作面が、前記センス部の端部まで設けられ、前記シールド板の下方であって、前記センス部の端部に重なる領域に、鉄を除く強磁性材料からなる磁性体を重ねて配設した構成を有すること、
    を特徴とする位置入力装置。

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