KR20110109912A - 지시체 검출 장치 및 검출 센서 - Google Patents

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Abstract

[과제] 지시체가 지시 입력면에 접촉한 위치, 및 지시체가 지시 입력면을 프레스하는 상태에 있어서 프레스력에 따른 검출 출력이 얻어지는 지시체 검출 장치를 제공한다.
[해결 수단] 검출 센서는 제1 방향에 배치된 제1 복수의 도체와, 제1 방향과 교차하는 제2 방향에 배치된 제2 복수의 도체와, 제1 복수의 도체와 제2 복수의 도체 사이에 배치되고 소정의 저항 특성을 가지는 감압재를 가진다. 지시체가 검출 센서의 근방 위치의 경우, 및 지시체가 검출 센서에 접촉했을 때의 인가 압력이 소정의 압력보다 작은 경우에는, 제1 복수의 도체와 제2 복수의 도체 사이의 정전 용량 변화에 따른 신호가, 또는 지시체가 검출 센서에 대해 소정의 압력을 넘은 압력을 인가한 경우에는, 감압재에 있어서 제1 복수의 도체와 제2 복수의 도체 사이의 저항 특성 변화에 따른 신호가 신호 검출 회로에 공급됨으로써, 지시체에 의한 지시 위치 및 압력을 검지한다.

Description

지시체 검출 장치 및 검출 센서{POINTER DETECTION APPARATUS AND DETECTION SENSER}
본 발명은 예를 들어 터치 패널에 사용되는 지시체 검출 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 손가락이나 정전(靜電) 펜 등의 지시체에 의해 지시 조작 입력이 되는 면(지시 조작 입력 시에 지시체가 접촉 가능한 면 : 이하, 지시 입력면이라 함)에 대해 교차하는 방향의 지시체의 이동에 따른 상기 지시 입력면으로부터의 이격 위치 및 상기 지시 입력면에 대한 프레스력을 검출할 수 있도록 하는 것에 관한 것이다.
종래, 터치 패널 등에 사용되는 유저의 손가락이나 전용의 펜 등의 지시체 검출 방식으로서, 예를 들어, 정전 결합 방식(정전 용량 방식), 저항막 방식, 전자 유도 방식 등의 각종 센서 방식이 제안되고 있다.
정전 결합 방식의 지시체 검출 장치에 있어서는 도 59에 나타내는 바와 같이, 복수개의 상부 전극(Ex)과 복수개의 하부 전극(Ey)을, 지시 입력면의 예를 들어 X축 방향(횡 방향) 및 Y축 방향(종 방향)에 늘어놓아 서로 직교함과 아울러, 작은 간극을 두고 배열시킨다. 이로 인해, 상부 전극(Ex)과 하부 전극(Ey) 사이의 중복 부분에는 소정의 정전 용량 Co가 형성된다.
이 도 59의 정전 결합 방식의 지시체 검출 장치에서는 사용자의 손가락 등의 지시체가, 지시 입력면에 가까워지거나 또는 접촉하면, 그 부분의 상부 전극(Ex)과의 사이에 정전 용량 Cf가 형성되고, 그 결과, 그 부분의 상부 전극(Ex)과 하부 전극(Ey) 사이의 전하 이동량이 변화한다. 정전 결합 방식의 지시체 검출 장치에서는 이 전하의 이동량의 변화를 검출함으로써, 지시 입력면 내에 있어서 지시체에 의해 지시된 위치가 특정된다.
이런 종류의 정전 결합 방식의 지시체 검출 장치는 종래부터, 예를 들어 특허 문헌 1 - 3 등에 기재되어 있다. 특허 문헌 1에는 직교 확산 부호를 사용한 부호 분할 다중화 방식을, 멀티-유저 터치 시스템에 적용하는 기술이 기재되어 있다. 특허 문헌 2에는 의사(疑似) 랜덤 신호를 사용한 좌표 입력 장치가 기재되어 있다. 또, 특허 문헌 3에는 정전 용량형 좌표 장치로 사용되는 정전 펜이 기재되어 있다.
또, 저항막 방식을 사용한 지시체 검출에 관해, 특히 동시에 복수의 지시체 입력을 검출하는 기술이, 예를 들어 특허 문헌 4에 개시되어 있다. 도 60을 참조하여, 이 특허 문헌 4에 개시되어 있는 저항막 방식을 사용한 지시체 검출 기술에 대해 설명한다.
즉, 특허 문헌 4의 지시체 검출 장치에 있어서는 도 59의 예와 동일한 복수개의 상부 전극(Ex)이 형성된 전극 시트(1001)와, 제1 저항체층(1002)과, 제2 저항체층(1003)과, 도 59의 예와 동일한 복수개의 하부 전극(Ey)이 형성된 전극 시트(1004)가, x축 및 y축에 직교하는 z축 방향에 적층되어 배열된다.
이 경우에, 도 60(A)의 단면도인 도 60(B)에 나타내는 바와 같이, 전극 시트(1001)에 형성된 상부 전극(Ex) 상에 제1 저항체층(1002)이 형성되고, 상부 전극(Ex)과 제1 저항체층(1002)이 전기적으로 접속된다. 또, 전극 시트(1004)에 형성된 하부 전극(Ey) 상에 제2 저항체층(1003)이 형성되고, 하부 전극(Ey)과 제2 저항체층(1003)이 전기적으로 접속된다. 그리고 제1 저항체층(1002)과 제2 저항체층(1003) 사이에는 작은 공극(AG)이 형성되도록 한다.
이 예의 지시체 검출 장치는 손가락 등의 지시체에 의해, 지시 입력면(도면의 예에서는 전극 시트(1001))이 Z축 방향에 프레스되면, 전극 시트(1001)는, 도 60(C)의 단면도에 나타내는 바와 같이, 당해 프레스 부분이 탄성적으로 변위하고, 제1 저항체층(1002)과 제2 저항체층(1003)이 접촉하게 된다. 그리고 지시체로부터의 지시 입력면으로의 프레스력이 커질수록, 제1 저항체층(1002)과 제2 저항체층(1003)의 접촉 면적이 커진다.
그러면 당해 프레스 부분의 상부 전극(Ex)와 하부 전극(Ey) 사이에는 제1 저항체층(1002)과 제2 저항체층(1003) 양자의 접촉 면적에 따른 가변 저항이 개재하는 것이 된다. 이 경우, 이 가변 저항은 제1 저항체층(1002)과 제2 저항체층(1003)의 접촉 면적이 커질수록 작아진다. 또한, 도 60(B)와 같이, 지시체에 의해 프레스되어 있지 않을 때에는 제1 저항체층(1002)과 제2 저항체층(1003)은 거의 비접촉 상태이므로, 가변 저항은 거의 무한대가 된다.
따라서 도 60(B) 상태에서, 상부 전극(Ex)과 하부 전극(Ey) 중 일방 전극으로부터 전압을 인가해도, 타방의 전극에는 그 신호 전류는 전달되지 않는다. 그리고 제1 저항체층(1002)과 제2 저항체층(1003)이 접촉하면, 일방의 전극으로부터의 신호 전류가 가변 저항을 통하여 타방의 전극에 흐르기 시작한다. 그리고 프레스력이 커짐에 따라, 제1 저항체층(1002)과 제2 저항체층(1003)의 접촉 면적이 커지면, 일방의 전극으로부터 타방의 전극에 흐르는 신호 전류가, 그 접촉 면적에 따라 커진다.
이상으로부터, 저항막 방식의 지시체 검출 장치에서는 상부 전극(Ex)과 하부 전극(Ey) 사이의 저항값 변화를 검출함으로써, 지시체에 의해 지시된 위치가 특정됨과 아울러, 그 저항값에 의해 프레스력이 검지된다.
[선행 기술문헌]
[특허 문헌
[특허 문헌 1] 일본 특개 2003 - 22158호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특개평 9 - 222947호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특개평 10-161795호 공보
[특허 문헌 4] 미국 출원 공개 2009／0256817 A1
상술한 정전 결합 방식의 지시체 검출 장치에 있어서는 지시체가 지시 입력면에 가까워지거나 또는 접촉한 위치, 또는 지시 입력면으로부터의 지시체의 이격 위치를 검출하는 것은 가능하지만, 입력면에 대한 프레스에 대해서는 검출할 수 없다고 하는 문제가 있다.
한편, 저항막 방식을 사용한 지시체 검출 장치의 경우에 있어서는, 지시체의 지시 입력면으로의 접촉(터치) 위치의 검지 감도(초기 지압(指壓) 감도)가 낮고, 또 지시 입력면으로부터의 지시체의 이격 위치를 검출하는 것은 전혀 할 수 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 이상의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 지시체가 지시 입력면으로부터 이격, 또는 접촉한 위치를 검출할 수 있음과 아울러, 지시체가 지시 입력면을 프레스하는 상태에 있어서 프레스력에 따른 검출 출력이 얻어지는 지시체 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 또한, 비교적 간단한 구성으로 상기의 지시체 검출 장치를 실현할 수 있도록 하는 것도 목적으로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은
제1 방향에 배치된 제1 복수의 도체와, 상기 제1 방향에 대해 교차하는 제2 방향에 배치된 제2 복수의 도체와, 상기 제1 복수의 도체와 상기 제2 복수의 도체 사이에 배치된 소정의 저항 특성을 가지는 감압재(感壓材)를 가지는 검출 센서와;
상기 제1 복수의 도체에 소정의 신호를 공급하기 위한 신호 공급 회로와;
상기 제2 복수의 도체로부터 신호 검출을 행하기 위한 신호 검출 회로를 구비하고,
상기 검출 센서는 지시체가 상기 검출 센서의 근방에 위치하는 경우, 및 지시체가 상기 검출 센서에 접촉했을 때에 인가되는 압력이 소정의 압력보다 작은 경우에는, 상기 제1 복수의 도체와 상기 제2 복수의 도체 사이의 정전 용량 변화에 따른 신호를 상기 신호 검출 회로에 공급하고, 상기 지시체가 상기 검출 센서에 대해 상기 소정의 압력을 넘은 압력을 인가한 경우에는, 상기 지시체로부터의 상기 압력의 상기 감압재로의 인가에 의한 상기 제1 복수의 도체와 상기 제2 복수의 도체 사이의 저항 특성 변화에 따른 신호를 상기 신호 검출 회로에 공급함으로써,
상기 지시체에 의한 지시 위치 및 압력을 검지 가능하게 한 지시체 검출 장치를 제공한다.
상기의 구성의 본 발명의 지시체 검출 장치에 의하면, 신호 검출 회로는 제1 복수의 도체와, 제2 복수의 도체 사이의 정전 용량 변화에 따른 신호를 검출하고, 그 검출 출력으로부터 지시체에 의한 검출 센서로의 예를 들어 접촉 및 그 위치를 검출할 수 있다.
또, 신호 검출 회로는 제1 복수의 도체와, 제2 복수의 도체 사이의 저항 특성 변화에 따른 신호를 검출하고, 그 검출 출력으로부터 지시체에 의해 검출 센서에 압력이 가해지고 있는 지시 위치를 검출할 수 있음과 아울러, 그 압력을 검출할 수 있다.
즉, 본 발명의 지시체 검출 장치에 의하면, 신호 검출 회로에서, 제1 복수의 도체와, 제2 복수의 도체 사이의 정전 용량 변화에 따른 신호와, 제1 복수의 도체와, 제2 복수의 도체 사이의 저항 특성 변화에 따른 신호를 검출하는 비교적 간단한 구성으로, 지시체에 의한 지시 위치 및 압력을 검지 가능하다.
본 발명에 의하면, 비교적 간단한 구성으로, 지시체의 지시 입력면으로의 접촉 위치의 검지 감도가 높고, 지시체가 지시 입력면을 프레스하는 상태에 있어서 프레스력에 따른 검출 출력이 얻어지는 지시체 검출 장치가 얻어진다.
도 1은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제1 실시 형태의 전체 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치의 센서부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치의 센서부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 정전 결합 방식에 의한 지시체 검출의 동작 원리를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 정전 결합 방식에 의한 지시체 검출을 위한 주요부 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 저항막 방식에 의한 지시체 검출의 동작 원리를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 7은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 저항막 방식에 의한 지시체 검출의 동작 원리를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 8은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 저항막 방식에 의한 지시체 검출을 위한 주요부 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 정전 결합 방식 및 저항막 방식의 양방식에 의한 지시체 검출을 위한 주요부 회로를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 정전 결합 방식 및 저항막 방식의 양방식에 의한 지시체 검출을 위한 주요부 회로의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 송신부를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 사용하는 송신 신호의 예로서의 확산 부호를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 송신부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 수신부의 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 14의 수신부 일부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 수신부의 나머지 일부를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 송신부 및 수신부의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트를 나타내는 도면이다.
도 18은 도 16의 수신부 일부의 상세 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 19는 도 18의 수신부 일부의 상세 구성예의 동작을 설명하기 위한 타이밍차트를 나타내는 도면이다.
도 20은 도 18의 수신부 일부의 상세 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 21은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 지시체 검출 동작을 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 22는 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 지시체 검출 동작을 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 23은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치의 동작예를 설명하기 위한 플로차트의 일부를 나타내는 도면이다.
도 24는 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치의 동작예를 설명하기 위한 플로차트의 일부를 나타내는 도면이다.
도 25는 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 정전 결합 방식에 의해, 지시체의 호버링 상태(hovering state)의 검출 동작 원리를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 26은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 정전 결합 방식에 의해, 지시체의 호버링 상태의 검출 동작 원리를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 27은 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 정전 결합 방식에 의해, 지시체의 호버링 상태의 검출 동작 원리를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 28은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제2 실시 형태의 주요부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 29는 제2 실시 형태의 지시체 검출 장치의 동작예를 설명하기 위한 플로차트를 나타내는 도면이다.
도 30은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제3 실시 형태의 주요부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 31은 제3 실시 형태의 지시체 검출 장치의 동작예를 설명하기 위한 플로차트의 일부를 나타내는 도면이다.
도 32는 제3 실시 형태의 지시체 검출 장치의 동작예를 설명하기 위한 플로차트의 일부를 나타내는 도면이다.
도 33은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제3 실시 형태의 다른 예의 주요부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 34는 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제4 실시 형태를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 35는 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제4 실시 형태를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 36은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제4 실시 형태를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 37은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제4 실시 형태를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 38은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제4 실시 형태를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 39는 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제4 실시 형태의 주요부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 40은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제4 실시 형태의 다른 주요부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 41은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제4 실시 형태의 다른 주요부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 42는 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제4 실시 형태의 주요부의 다른 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 43은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제5 실시 형태를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 44는 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제5 실시 형태를 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 45는 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제5 실시 형태의 주요부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 46은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제5 실시 형태의 주요부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 47은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제5 실시 형태의 주요부의 다른 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 48은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 제6 실시 형태의 주요부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 49는 도 48의 주요부의 구성예의 일부에 대한 상세 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 50은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 실시 형태에 있어서 센서부의 변형예 1을 설명하기 위한 도면이다.
도 51은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 실시 형태에 있어서 센서부의 변형예 2를 설명하기 위한 도면이다.
도 52는 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 실시 형태에 있어서 센서부의 변형예 3을 설명하기 위해 사용하는 도면이다.
도 53은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 실시 형태에 있어서 센서부의 변형예 3을 설명하기 위한 도면이다.
도 54는 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 실시 형태에 있어서 센서부의 변형예 4를 설명하기 위한 도면이다.
도 55는 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 실시 형태에 있어서 센서부의 변형예 5를 설명하기 위한 도면이다.
도 56은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 실시 형태에 있어서 센서부의 변형예 5를 설명하기 위한 도면이다.
도 57은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 실시 형태에 있어서 센서부의 변형예 6을 설명하기 위한 도면이다.
도 58은 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 실시 형태에 있어서 센서부의 변형예 6을 설명하기 위한 도면이다.
도 59는 정전 결합 방식의 지시체 검출 장치의 센서부를 설명하기 위한 도면이다.
도 60은 저항막 방식의 지시체 검출 장치의 센서부를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 의한 지시체 검출 장치의 실시 형태를, 도면을 참조하면서, 이하의 순서로 설명한다.
1. 제1 실시 형태 : 기본 구성예
2. 제2 실시 형태 : 검출 모드의 전환을 행하지 않은 예
3. 제3 실시 형태 : 2개의 검출 모드를 병행하여 실행하는 예
4. 제4 실시 형태 : 확산 부호로서 아다마르 부호를 사용하는 경우의 개량 구성예
5. 제5 실시 형태 : 검출 불균일성을 제거하는 예
6. 제6 실시 형태 : 증폭 회로의 자동 이득 제어
7. 제7 실시 형태 : 센서부가 대형인 경우의 예
8. 제8 실시 형태 : 변조된 확산 부호를 사용하는 구성예
9.제9 실시 형태 : 확산 부호의 다른 공급 방법
10. 제10 실시 형태 : 수신 도체의 선택 방법
11. 제11 실시 형태 : 센서부의 다른 구성예
[제1 실시 형태 : 기본 구성예］
이 실시 형태의 지시체 검출 장치는 지시체의 지시 입력면과의 접촉 및 지시체에 의한 지시 입력면의 프레스를 검출할 뿐만 아니라, 지시 입력면 상의 공간에 있어서 지시체의 위치, 지시체의 지시 입력면에서의 접촉 위치 및 프레스 위치(지시체 좌표 위치)도 검출한다. 이 예에 있어서, 지시 입력면 상의 공간에 있어서 지시체의 위치는 지시 입력면에 접촉하지 않고 이격한 공간 위치에 있는 지시체의 위치이고, 이 예에서는 지시체로부터 지시 입력면에 대해 수선(垂線)을 내렸을 때 지시 입력면의 좌표 위치와, 지시체의 지시 입력면으로부터의 이격 거리로 특정된다.
또한, 이 명세서에 있어서, 지시 입력면과는 이격한 공간 위치에 지시체가 존재하는 상태를 호버링 상태라고 칭하는 것으로 한다. 그리고 이 명세서에 있어서, 지시체로부터 지시 입력면에 대해 수선을 내린 방향을 Z축 방향으로 하고, 지시 입력면에 있어서 좌표 위치는 서로 직교하는 X축 방향 및 Y축 방향의 위치에 의해 정하는 것으로 한다.
또, 지시체로서는 이하의 설명에서는 유저의 손가락을 주로 사용하는 경우를 설명하지만, 상술한 정전 펜 등을 지시체로서 사용할 수도 있다.
또, 이하에 설명하는 실시 형태는 지시 입력면에 동시에 존재하는 복수의 지시체, 예를 들어 복수개의 손가락도 검출하는 것이 가능한 예이다.
또한, 이하에 설명하는 실시 형태는 지시 입력면 상에 있어서 지시체의 위치 검출을 고속으로 행할 수 있도록 연구된 구성을 구비한다.
＜제1 실시 형태의 지시체 검출 장치의 전체 구성예 : 도 1>
도 1은 이 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치(1)의 전체의 구성예를 나타내는 블록도이다. 이 실시 형태의 지시체 검출 장치(1)는 검출 센서의 예인 센서부(100), 송신부(200), 수신부(300), 송신부(200) 및 수신부(300)의 동작을 제어하는 제어 회로(40)로 구성된다. 이하, 각 부의 구성에 대해 설명한다.
제어 회로(40)는 이 실시 형태의 지시체 검출 장치(1)의 각 부를 제어하기 위한 회로이고, 예를 들어 마이크로 컴퓨터를 탑재하여 구성되어 있다. 이 제어 회로(40)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 송신부(200)의 후술하는 송신 신호 공급 회로(21), 송신 도체 선택 회로(22), 클록 발생 회로(23)에 접속되어 있음과 아울러, 수신부(300)의 후술하는 수신 도체 선택 회로(31), 증폭 회로(32), 위치 검출 회로(34)에 접속되어 있다.
그리고 제어 회로(40)는 후술하는 바와 같이, 클록 발생 회로(23)로부터 출력되는 클록 신호(CLK)에 기초하여, 스타트 신호(ST), 송신 로드 신호(Stload) 및 수신 로드 신호(Srload)를 적절히 생성 및 출력하고, 상기 각 부의 동작 타이밍을 제어한다.
<센서부(100)의 설명>
[센서부(100)의 구성예 : 도 1 - 도 2]
센서부(100)에 대해, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 또한, 도 2(A)는 도 1의 센서부(100)에 있어서 X축 방향 단면도이고, 도 2(B)는 도 1의 센서부(100)에 있어서 Y축 방향 단면도이다.
센서부(100)는 송신부(200)에 접속된 복수개의 제1 전극과, 수신부(300)에 접속된 복수개의 제2 전극을 구비함과 아울러, 후술하는 감압재를 구비한다. 이하의 설명에서는 제1 전극은 송신 도체라고 칭하고, 복수의 제1 전극으로 이루어진 일군(一群)은 송신 도체군(11)으로 칭한다. 이 실시 형태에서는 송신 도체군(11)은 예를 들어 64개의 송신 도체(11Y1 ~ 11Y64)로 이루어진다. 또, 이 실시 형태에서는 제2 전극은 수신 도체라고 칭하고, 복수의 제2 전극으로 이루어진 일군은 수신 도체군(12)으로 칭한다. 수신 도체군(12)은 예를 들어 128개의 수신 도체(12X1 ~ 12X128)로 이루어진다.
또한, 이 명세서 중에서 송신 도체의 설명에 있어서, 송신 도체군(11) 중 64개 송신 도체(11Y1 ~ 11Y64)의 어느 것인지를 구별할 필요가 없을 때에는 송신 도체(11Y)라고 칭하기로 한다. 동일하게, 수신 도체의 설명에 있어서, 수신 도체군(12) 중 128개 수신 도체(12X1 ~ 12X128)의 어느 것인지를 구별할 필요가 없을 때에는 수신 도체(12X)라고 칭하기로 한다.
송신 도체(11Y)는 지시 입력면(100S)의 횡 방향(X축 방향)에 연신(延伸)하는 직선 형상(판 형상)의 도체이다. 이 예에서 송신 도체(11Y)는 도 2에 나타내는 하측 기판(16) 상에, 도 1에 나타내는 바와 같이, 센서부(100)의 종 방향(Y축 방향)에 있어서, 등간격을 두고 64개 배열되는 것에 의해, 송신 도체군(11)이 형성된다.
또, 수신 도체(12X)는 지시 입력면(100S)의 종 방향(Y축 방향)에 연신하는 직선 형상(판 형상)의 도체이다. 이 예에서 수신 도체(12X)는 도 2에 나타내는 상측 기판(17)의 하측에, 도 1에 나타내는 바와 같이, 센서부(100)의 횡 방향(X축 방향)에 있어서, 등간격을 두고 128개 배열되는 것에 의해, 수신 도체군(12)이 형성된다.
상측 기판(17)의 상측면이, 손가락이나 정전 펜 등의 지시체에 의해 지시 조작 입력이 행해지는 지시 입력면(100S)으로 되어 있다.
하측 기판(16)과 상측 기판(17)은 Z축 방향에 소정의 거리만큼 떨어져 있다. 그리고 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)나 Z축 방향에 소정의 거리만큼 간격을 두고 서로 대향함과 아울러, 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)는 연신 방향이 서로 직교하도록 배치된다.
상술한 바와 같이 구성되므로, 복수개의 송신 도체(11Y) 각각과 복수개의 수신 도체(12X) 각각은 이 예에서 Z축 방향에 소정의 거리만큼 간격을 둔 상태에서, 서로 직교하는 방향으로 교차한다. 이 명세서에서는 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 교차점을 크로스 포인트라고 칭한다. 지시 입력면(100S)에 있어서 크로스 포인트의 좌표 위치는 지시체에 의한 지시 입력의 검출 좌표 위치가 된다.
또한, 직선 형상으로 형성된 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)를 직교하도록 배치한 경우를 예시하여 설명했지만, 송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X)의 형상은 실시 형태에 따라 적절히 설정된다. 또, 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)는 직교 이외의 각도, 예를 들어, 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)가 비스듬하게 교차하는 구성으로 해도 좋다. 또, 송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X)의 적어도 하나를 곡선 형상 또는 동심원 형상으로 형성한 도체로 구성해도 좋다. 예를 들어 복수의 송신 도체(11Y)를 각각 직경이 다른 원형 형상으로 형성하여, 이것을 동심원 형상으로 배치함과 아울러, 복수의 수신 도체(12X)를 상기 동심원의 중심으로부터 방사 형상으로 연신한 직선 형상의 복수 도체에 의해 형성하고, 그 복수의 직선 형상의 도체를 원주 방향에 등각(等角) 간격으로 배치하도록 해도 좋다.
또, 전기 특성 상, 수신 도체(12X)의 폭은 송신 도체(11Y)의 폭보다 좁게 형성하면 좋다. 부유 용량이 줄어드는 것에 의해, 수신 도체(12X)에 혼입하는 노이즈를 저감할 수 있기 때문이다.
그리고 송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X) 각각의 배열 간격(피치)은 예를 들어, 모두 3.2mm이 되도록 형성된다. 또한, 송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X)의 개수 및 피치는 이것으로 한정되지 않고, 센서부(100)의 사이즈나 필요로 하는 검출 세밀도 등에 따라 적절히 설정된다.
하측 기판(16) 및 상측 기판(17)은 예를 들어 투명의 합성 수지 등으로 이루어진 시트 형상(필름 형상)의 기판을 사용한다. 상측 기판(17)은 지시체에 의해 프레스되었을 때에 프레스 방향에 탄성 변위 가능한 재료로 구성된다. 하측 기판(16)은 탄성 변위를 할 필요가 없기 때문에, 유리 기판이나 동박(銅箔) 패턴 기판으로 구성되어 있어도 좋다.
송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X)는 예를 들어, 은 패턴이나 ITO(Indium Tin Oxide : 산화 인듐 주석)막으로 이루어진 투명 전극막, 또는 동박 등으로 형성된다. 송신 도체군(11) 및 수신 도체군(12)의 전극 패턴은 예를 들어, 다음과 같이 형성할 수 있다. 우선, 상술한 재료 등으로 형성된 전극막을, 예를 들어, 스퍼터법, 증착법, 도포법 등에 의해 기판(16) 및 기판(17) 상에 각각 형성한다. 그 다음에, 형성한 전극막을 에칭하고, 소정 전극 패턴의 송신 도체군(11) 및 수신 도체군(12)을 각각 형성한다. 또한, 송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X)를 동박으로 형성하는 경우에 있어서는, 동박 엣징(edging) 장식(레이스) 이외에, 예를 들어 잉크젯 프린터를 사용하고, 동입자를 포함하는 잉크를 유리판 등 상에 내뿜어 소정의 전극 패턴을 형성할 수도 있다.
그리고 감압재는 제1 저항체와 제2 저항체로 이루어지는 구성으로 되어 있다. 즉, 도 2에 나타내는 바와 같이, 하측 기판(16) 상의 송신 도체(11Y) 상에는 제1 저항체(이하, 송신 저항체라고 함; 13Y)가 적층되어 형성된다. 또, 상측 기판(17)의 하측의 수신 도체(12X) 상에는 제2 저항체(이하, 수신 저항체라고 함; 14X)가 적층되어 형성된다. 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)는 지시 입력면(100S)에 직교하는 방향에 있어서, 작은 공극(15)만큼 이격되어서 마련된다.
이 예에서는 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)에 있어서, 공극(15)을 사이에 두고 대향하고 있는 면의 각각에는 도 2에 나타내는 바와 같이, 극미(極微)한 요철(凹凸)이 형성되어 있다. 후술하는 바와 같이, 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)가 접촉한 상태에 있어서 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X) 사이의 저항값은 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)의 이 요철이 형성되어 있는 양 대향면의 접촉 면적에 따른 값으로 된다.
또한, 도시는 생략하지만, 센서부(100)의 주연부의 하측 기판(16)과 상측 기판(17) 사이에는 공극(15)을 유지하도록 하기 위한 스페이서 부재가 마련되어 있다. 즉, 하측 기판(16)과 상측 기판(17)은 이 스페이서 부재를 사이에 두고 접합되어 있다.
송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)는 지시체에 의한 프레스 위치(X - Y좌표 위치)의 검출 감도 및 프레스력의 검출 감도를 상승시키기 위해, 송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X)의 각각에 대응하여, 분리한 복수개로 이루어진 송신 저항체 및 수신 저항체로서 형성된다.
즉, 송신 저항체(13Y)는 도 2(B)에 나타내는 바와 같이, 송신 도체(11Y) 각각을 덮음과 아울러, 인접한 송신 저항체(13Y)끼리가 공극(15Y)에 의해 이격되어 전기적으로 독립 상태로 되도록 형성된다. 송신 도체(11Y)를 덮도록 송신 저항체(13Y)가 마련되는 것에 의해, 송신 도체(11Y)와 송신 저항체(13Y)의 각각은 전기적으로 접속되어 있다.
동일하게,이 수신 저항체(14X)는 도 2(A)에 나타내는 바와 같이, 수신 도체(12X) 각각을 덮음과 아울러, 인접한 수신 저항체(14Y)끼리는 공극(15X)에 의하고, 이격되어 전기적으로 독립 상태로 되도록 형성된다. 수신 도체(12X)를 덮도록수신 저항체(14X)가 마련되는 것에 의해, 수신 도체(12X)와 송신 저항체(14X)의 각각은 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)는 도 60에 나타낸 바와 같이, 기판(16) 및 기판(17)의 일면 전체에 마련하도록 해도 좋다. 단, 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)의 쌍방을 기판(16) 및 기판(17)의 일면 전체에 마련하면, 지시체의 검출시에 분해능이 떨어지므로, 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X) 중 어느 것은 상술한 예와 같이 분리된 복수 저항체의 구성으로 하는 것이 좋다.
송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)는 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide)나 ATO(안티몬 도프 산화 주석) 등의 투명한 저항막으로 구성된다. 또한, 지시체 검출 장치(1)가 표시 화면의 전면에 배치할 필요가 없는 용도에 사용되는 경우에 있어서는, 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)를 구성하는 재료는 투명의 저항막 재료로 한정되는 것은 아닌 것은 물론이다.
본 발명의 지시체 검출 장치는 액정 패널 등의 표시 장치와 일체로 구성할 수 있는 것이지만, 그 경우 센서부(100)는 액정 패널 상에 겹쳐져서 마련되는 것이다.
[센서부(100)에 있어서 지시체 검출의 원리 설명 : 도 3 - 도 10]
이 실시 형태에서는 송신부(200)로부터 센서부(100)의 송신 도체(11Y) 각각에 대해 후술하는 송신 신호가 공급된다. 이 송신 신호는 전압 신호로서 송신 도체(11Y)에 공급된다. 이 송신 신호(전압 신호)는 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X) 사이의 정전 용량 Co에 공급된다. 당해 정전 용량 Co에는 지시체의 유무에 따라 변화하는 전류가 흘러서, 이 전류가 수신 도체(12X)에 흐른다.
또, 후술하는 바와 같이, 지시체에 의해 지시 입력면(100S)에 프레스력이 인가되고, 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)가 접촉하는 상태일 때에는 상기 프레스력에 따라 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)의 접촉 면적이 바뀐다. 그리고 송신 도체(11Y)에 공급된 송신 신호(전압 신호)에 의해, 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)의 접촉 면적에 따른 전류가 수신 도체(12X)에 흐른다.
수신 도체(12X)에 흐르는 전류는 수신 신호로서 수신부(300)에 공급된다. 수신부(300)는 신호 검출 회로를 구성함으로써, 전류 신호로서 수신한 수신 신호를 전압 신호로 변환하고, 후술하는 바와 같이 하여 지시체 검출 결과를 얻도록 한다. 또한, 이하에 설명하는 원리 설명에서는, 간단화를 위해, 동일한 송신 신호가 64개의 송신 도체(11Y1 ~ 11Y64)에, 순차로 송신 타이밍을 늦추어 공급되는 경우를 상정한다.
<지시체가 지시 입력면으로부터 이격한 상태로부터 접촉까지의 검출 ; 정전 결합 방식, 도 3 - 도 5>
이 경우에, 센서부(100)의 상측 기판(17)의 표면인 지시 입력면(100S) 상에 손가락 등의 지시체가 존재하지 않을 때에는 송신 도체(11Y)에 공급된 송신 신호(전압 신호)에 의해, 수신 도체(12X)와 송신 도체(11Y)의 크로스 포인트에 있어서 정전 용량 Co에 전류가 흐른다. 그 전류는 수신 도체(12X)에 흐르고, 수신부(300)에 수신 신호(전류 신호)로서 공급된다. 이것은 지시 입력면(100S)의 모든 크로스 포인트에 있어서 동일하게 되므로, 지시 입력면(100S) 상에 손가락 등의 지시체가 존재하지 않을 때에는 수신 도체(12X1 ~ 12X128) 모두로부터, 도 4(A)에 나타내는 바와 같이, 동레벨(동일한 전류값)의 수신 신호가 수신부(300)에 공급된다.
또한, 도 4(A)는 임의의 1개 송신 도체(11Y)와 교차하는 128개의 수신 도체(12X1 ~ 12X128)에 대해서의 128개의 크로스 포인트에 흐르는 전류, 즉 각 수신 도체(12X1 ~ 12X128)로부터 얻어지는 수신 신호를 나타낸다. 지시 입력면(100S) 상에 손가락 등의 지시체가 존재하지 않을 때에는 그 외의 모든 송신 도체(11Y)와 128개 수신 도체(12X1 ~ 12X128)의 크로스 포인트에 있어서도 동일하게, 도 4(A)에 나타내는 바와 같이, 수신 도체(12X)로부터 수신부(300)에 공급되는 수신 신호는 동레벨이 된다.
한편, 도 3에 나타내는 바와 같이, 지시 입력면(100S) 상에 있어서, 지시체(18)의 예로서의 손가락이, 지시 입력면(100S)과 이격한 근접 위치에 놓여지거나 지시 입력면(100S)과 접촉하는 위치에 놓여져서 지시 입력되면, 그 지시 입력 위치에 있어서는 지시체(18)와 수신 도체(12X) 사이에서의 결합에 의해 정전 용량 Cfa, Cfb가 발생한다. 그러면 지시체(18)에 의한 지시 입력 위치에 대응하는 크로스 포인트에 있어서는 송신 신호(전압 신호)에 의해 정전 용량 Co에 흐르는 전류의 일부가 정전 용량 Cfa, Cfb를 통하여 소실되게 된다.
즉, 센서부(100)의 지시 입력면(100S) 상에 지시체(18)가 존재하는 경우에 있어서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 당해 지시체(18)에 의한 지시 입력 위치의 송신 도체(11Y)는 수신 도체(12X)뿐만이 아니라, 지시체(18)를 통하여 그라운드와 정전 결합한 상태로 된다. 이 상태에서는 도 3에 있어서 화살표로 나타내는 바와 같이, 송신 신호에 따라 송신 도체(11Y)에 접속된 송신 저항체(13Y)로부터 나온 전기력선은 수신 저항체(14X)를 통하여 수신 도체(12X)에 수속(收束)할 뿐만 아니라, 그 일부가 지시체(18)에도 수속한다. 이 때문에, 송신 신호에 따라 수신 도체(12X)에 흐르는 전류의 일부가 지시체(18)를 통하여 그라운드에 분류(分流)된다. 그 결과, 도 4(B)에 나타내는 바와 같이, 지시체(18)에 의한 지시 입력 위치의 수신 도체(12X)에 흐르는 전류는 지시체(18)가 존재하지 않을 때의 값 ref(이것을 기준값으로 함)보다 감소한다.
이 기준값 ref보다 감소하는 전류 변화를 검출함으로써, 지시 입력면(100S)에 있어서, 이격한 위치로부터 접촉 위치까지의 지시체(18)에 의한 지시 입력면(100S) 상에서의 지시 입력 위치를 검출한다. 그리고 그 감소하는 전류 변화가 생긴 크로스 포인트의 위치를 검출하는 것에 의해, 지시 입력면(100S)에 있어서, 이격한 위치로부터 접촉 위치까지의 지시체(18)에 의한 지시 입력 위치를 검출한다. 지시체(18)에 의한 지시 입력 위치의 검출에 대해서는 다음에 상술한다.
이상과 같이, 지시체(18)가 지시 입력면(100S)과 이격한 호버링 상태로부터 지시 입력면(100S)과 접촉하는 상태까지의 사이에 존재하는 경우에 있어서, 이 실시 형태에서는 정전 결합 방식에 의해 지시체 검출이 이루어진다.
이 정전 결합 방식에 있어서 수신 도체(12X)로부터 얻어지는 전류 신호로서의 수신 신호는 수신부(300)에서 전압 신호로 변환된다. 도 5는 정전 결합 방식에 있어서 전류-전압 변환 회로(이하, I／V 변환 회로라 함)의 기본 구성예를 나타내는 도면이다.
즉, 정전 결합 방식에 있어서 수신 도체(12X)로부터의 수신 신호(전류 신호)에 대해 마련되는 I／V 변환 회로는 도 5에 나타내는 바와 같이, 연산 증폭기(51)의 입출력단간에 검출용 컨덴서(52)가 접속되어 구성된다. 또한, 실제적으로 검출용 컨덴서(52)에는 병렬로 직류 바이어스용의 저항(53)이 접속된다.
<지시체에 의한 지시 입력면으로의 프레스력의 검출 ; 저항막 방식, 도 6 - 도 8>
상술한, 지시체가 지시 입력면으로부터 이격한 상태로부터 접촉까지의 지시체 입력면에 프레스력이 인가되어 있지 않은 상태이고, 송신 저항체(13)와 수신 저항체(14)는 공극(15)을 두고 이격한 상태이고, 이들 송신 저항체(13)와 수신 저항체(14)를 통하여 전류가 흐르는 일은 없다. 따라서 지시체 입력면(100S)에 지시체(18)에 의한 프레스력이 인가되어 있지 않은 상태에서는 도 7(A)에 나타내는 바와 같이, 송신 저항체(13)와 수신 저항체(14)를 통하여 전류는 흐르지 않고, 수신 도체(12X)에 흐르는 전류는 일정(=기준값 ref)하게 된다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 지시체(18)에 의해, 지시 입력면(100S)에 대해서, 접촉하고 있는 상태로부터 추가로 프레스력이 인가되면, 그 프레스력이 인가된 상측 기판(17)의 부위가 변위되고, 그 부위의 수신 저항체(14X)와 송신 저항체(13Y)의 양 대향면이 접촉하는 상태로 된다.
그러면 송신 도체(11Y)에 공급된 송신 신호(전압 신호)에 의해, 프레스력이 인가된 위치의 수신 도체(12X)에, 접촉한 수신 저항체(14X)와 송신 저항체(13Y)에 의해 형성되는 가변 저항(VR)의 저항값을 통하여 전류가 흐르게 된다. 즉, 프레스력이 인가된 위치에 있어서는 송신 도체(11Y)로부터 수신 도체(12X)에 대해, 당해 프레스력이 인가된 부위의 수신 저항체(14X)와 송신 저항체(13Y)의 접촉 부분의 가변 저항(VR)의 저항값에 따른 전류가 흐른다(도 7(B) 참조).
수신 저항체(14X)와 송신 저항체(13Y)의 접촉 부분의 가변 저항(VR)의 저항값은 그 접촉 면적이 커질수록 작아지고, 가변 저항(VR)을 흐르는 전류는 접촉 면적이 커질수록 커진다. 상술한 바와 같이, 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)가 접촉하는 면은 극미한 요철이 형성되어 있고, 지시체(18)에 의한 지시 입력면(100S)에 대한 프레스력이 커질수록 상기 요철간의 공극이 없어지고, 수신 저항체(14X)와 송신 저항체(13Y)의 접촉 면적은 커진다.
따라서 지시체(18)에 의해, 지시 입력면(100S)에 대해 프레스력이 인가되면, 그 프레스력이 인가된 부위에서는 상기 가변 저항(VR)을 통하여 송신 도체(11Y)로부터 수신 도체(12X)에 전류가 흐르기 시작하고, 그 전류량은 프레스력에 따라 커진다. 즉, 프레스력이 인가되어 있지 않을 때에, 송신 저항체(13)와 수신 저항체(14)는 접촉하고 있지 않기 때문에, 가변 저항(VR)을 통한 전류는 흐르지 않고, 수신 도체(12X)로부터 얻어지는 전류는 기준값 ref가 되어 있지만, 프레스력이 인가되고, 송신 저항체(13)와 수신 저항체(14)가 접촉하는 상태로 되면, 상기 가변 저항(VR)을 통하여 전류가 흐르고, 수신 도체(12X)로부터 얻어지는 전류는 기준값 ref보다 증가하는 방향으로 변화한다.
이 기준값 ref보다 증가하는 방향의 전류 변화를 검출함으로써, 지시체(18)에 의해 지시 입력면(100S)에 인가된 프레스력을 검출한다. 그리고 기준값 ref보다 증가하는 방향의 전류 변화가 생긴 크로스 포인트의 위치를 검출하는 것에 의해, 지시 입력면(100S)에 대해 지시체(18)에 의해 프레스력이 인가된 지시 입력 위치를 검출한다.
이상과 같이, 지시체(18)에 의한 지시 입력면(100S)으로의 프레스력을 수반하는 지시 입력에 대해서는 저항막 방식에 의해 지시체의 검출이 이루어진다.
이 저항막 방식에 있어서 수신 도체(12X)로부터 얻어지는 전류도 정전 결합 방식의 경우와 동일하게, 수신부(300)에 있어서 전압으로 변환된다. 단, 저항막 방식의 경우에는, 전류 검출용의 소자는 컨덴서가 아니라 저항으로 되는 점이 정전 결합 방식의 경우와 다르다.
도 8은 저항막 방식에 있어서 I／V 변환 회로의 기본 구성예를 나타내는 도면이다. 저항막 방식에 있어서 수신 도체(12X)로부터 수신부(300)에 공급되는 수신 신호(전류 신호)에 대해 마련되는 I／V 변환 회로는 도 8에 나타내는 바와 같이, 연산 증폭기(51)의 입출력단간에 검출용 저항(54)이 접속되어 구성된다.
이상 설명한 바와 같이, 이 실시 형태의 센서부(100)에서는 정전 결합 방식의 지시체 검출(호버링 검출을 포함)과 저항막 방식의 지시체 검출(프레스 검출을 포함)이 가능하다.
제어 회로(40)는 수신부(300)에 공급되는 수신 신호(전류 신호)의 변화에 기초하여, 수신부(300)에서 실행하는 지시체의 검출 처리를, 정전 결합 방식 또는 저항막 방식 중 어느 방식으로 실행할지를 판단한다. 구체적으로, 제어 회로(40)는 수신 도체(12X)로부터 수신부(300)에 공급되는 수신 신호에 대해, 기준값 ref보다 감소하는 방향으로 전류 변화가 생긴 때에는 수신부(300)에서 정전 결합 방식으로 지시체 검출을 하도록 제어하고, 기준값 ref보다 증가하는 방향으로 전류 변화가 생긴 때에는 수신부(300)에서 저항막 방식으로 지시체의 검출을 하도록 제어한다. 또한, 제어 회로(40)가 아니라, 수신부(300)에, 어느 지시체 검출 방식으로 지시체의 검출을 실행할지의 판정 수단을 마련하고, 수신부(300)에서의 지시체 검출 방식을 중 어느 것으로 할지를 제어하도록 해도 좋다.
또한, 이 명세서의 이하의 설명에 있어서, 정전 결합 방식으로의 지시체 검출 모드를, 캐패시티브(capacitive) 터치 검출 모드라고 칭하고, 저항막 방식으로의 지시체 검출 모드를, 레지스티브(resistive) 터치 검출 모드라고 칭하는 것으로 한다.
<이 실시 형태에서 사용하는 I／V 변환 회로의 구성예>
이 실시 형태에서는 I／V 변환 회로는 상술한 정전 결합 방식과 저항막 방식 양쪽의 지시체 검출 방식을 가능하게 하는 구성으로 할 필요가 있다. 정전 결합 방식과 저항막 방식 양쪽의 지시체 검출 방식을 가능하게 하는 I／V 변환 회로의 구성예에 대해 이하에 설명한다.
[제1 구성예 : 도 9]
도 9에, 이 실시 형태에서 사용하는 I／V 변환 회로의 제1 구성예를 나타낸다. 이 I／V 변환 회로의 제1 구성예에 있어서는 정전 결합 방식과 저항막 방식을 스위치 회로(55)에 의해 전환한다.
즉, 이 제1 구성예에 있어서, 연산 증폭기(51)의 입출력단간에는, 외부로부터의 전환 제어 신호(SW1)에 의해 단자(C)와 단자(R) 사이의 전환이 가능한 스위치 회로(55)와, 정전 결합 방식에 있어서 검출용 컨덴서(52)와, 저항막 방식에 있어서 검출용 저항(54)이 마련된다.
그리고 이 스위치 회로(55)의 단자(C)측과 연산 증폭기(51)의 출력단 사이에는 정전 결합 방식에 있어서 검출용 컨덴서(52)가 접속된다. 또한, 검출용 컨덴서(52)에는 직류 바이어스 저항(53)이 접속되어 있다. 또, 이 스위치 회로(55)의 단자(R)측과 연산 증폭기(51)의 출력단 사이에는 저항막 방식에 있어서 검출용 저항(54)이 접속된다.
이 제1 구성예에 있어서 지시체 검출 장치(1)는 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드인 2개의 지시체 검출 모드를 구비하고 있다. 그리고 전환 제어 신호(SW1)는 제어 회로(40) 또는 수신부(300)에 있어서, 상술한 정전 결합 방식 또는 저항막 방식 중 어느 지시체 검출 방식으로 지시체 검출 처리를 실행할지의 판정 수단의 판정 결과로부터 생성되고, 스위치 회로(55)에 공급된다. 즉, 제어 회로(40) 또는 수신부(300)는 센서부(100)로부터 입력되는 전류 신호에 기초하여 전환 제어 신호(SW1)를 생성한다.
그리고 캐패시티브 터치 검출 모드에 있어서, 스위치 회로(55)는 이 전환 제어 신호(SW1)에 의해, 단자(C)측으로 전환되고, 연산 증폭기(51)의 입출력단간에 검출용 컨덴서(52)를 접속한다.
또, 레지스티브 터치 검출 모드에 있어서, 스위치 회로(55)는 전환 제어 신호(SW1)에 의해, 단자(R)측으로 전환되고, 연산 증폭기(51)의 입출력단간에 검출용 저항(54)을 접속한다.
또한, 도 9의 예에서는 스위치 회로(55)는 연산 증폭기(51)의 입력단측에 마련했지만, 연산 증폭기(51)의 출력단측에 마련해도 물론 좋다.
[제2 구성예 : 도 10]
이 제2 구성예는 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드인 2개의 모드에 공용할 수 있는 I／V 변환 회로의 일례이다. 즉, 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드에 따른 변환을 불필요로 한 예이다.
도 10에, 이 실시 형태에서 사용하는 I／V 변환 회로의 제2 구성예를 나타낸다. 이 I／V 변환 회로의 제2 구성예에 있어서는 연산 증폭기(51)의 입출력단간에, 정전 결합 방식의 검출용 컨덴서(52)와 저항막 방식의 검출용 저항(54)을 병렬로 접속하는 구성으로 한다.
이 경우, 도 5에 나타낸 바와 같이, 검출용 컨덴서(52)에는 직류 바이어스용 저항(53)이 접속되어 있다. 따라서 저항막 방식의 검출용 저항(54)이 검출용 컨덴서(52)의 직류 바이어스용 저항(53)과 동등한 저항값이면, 제1 구성예와 같은 모드 전환 스위치 회로(55)는 불필요하게 된다. 즉, 이 경우, 검출용 저항(54)의 저항값 R은, 검출용 컨덴서(52)의 정전 용량을 C로 했을 때,
R≒1／jωC
를 만족하는 경우에, I／V 변환 회로는 이 제2 구성예로 할 수 있다.
이 제2 구성예에서는 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드의 전환은 기본적으로 불필요하게 된다. 또한, 어느 검출 모드로 지시체 검출을 행했는지를 검지하고, 그 모드 검출 결과를 출력하도록 하는 경우에 있어서는, 제1 구성예와 동일하게, 제어 회로(40) 또는 수신부(300)에서, 어느 검출 방식으로 지시체 검출을 실시할지를 판정하고, 그 판정 결과를 출력하도록 한다.
<지시체의 지시 입력 위치(크로스 포인트 위치)를 검출하기 위한 구성 부분의 설명>
이 실시 형태에서는 정전 결합 방식의 지시체 검출의 경우와, 저항막 방식의 지시체 검출의 경우에서, 지시체의 지시 입력 위치의 검출의 방법에 관해서는 완전히 동일한 검출 처리 동작이 이루어진다.
송신 도체(11Y) 각각과 수신 도체(12X) 각각의 모든 크로스 포인트에 있어서, 정전 결합 방식의 지시체 검출과 저항막 방식의 지시체 검출을 실행하면, 어느 크로스 포인트에서 지시체에 의한 지시 입력이 이루어졌는지의 위치 검출이 가능하다.
이 경우에 있어서는 1개(1 종류) 송신 신호를 모든 크로스 포인트의 송신 도체에 순차로 공급하도록 함과 아울러, 수신부(300)에 있어서, 송신 신호가 송신 도체에 공급된 크로스 포인트의 수신 도체로부터의 수신 신호에 대해 지시체 검출을 행함으로써, 지시체에 의한 지시 입력 위치의 검출이 가능하다. 그러나 이와 같이 한 것은 다수의 크로스 포인트의 하나하나마다 지시체 검출을 실행하게 되기 때문에, 지시 입력면(100S)의 모든 크로스 포인트에 대해 지시체 검출의 결과가 얻어지기까지 장시간이 걸려, 실용 상 바람직하지 않다.
한편, 송신 신호를 송신 도체(11Y)의 개수분만큼 복수개 준비함과 아울러, 수신부(300)에 있어서 수신 도체(12X)의 각각에 대해 I／V 변환 회로를 마련하고, 지시체 검출을 행하도록 구성하는 것도 생각할 수 있다. 이 경우에는 모든 송신 도체(11Y)에, 수신부(300)에서 변별 가능한 다른 송신 신호를 동시에 공급함과 아울러, 수신부(300)에 있어서, 모든 수신 도체로부터의 수신 신호를, 각각의 I／V 변환 회로에 의해 동시에 전압 신호로 변환하고, 지시체 검출을 한다. 수신부(300)에서는 복수의 I／V 변환 회로로부터의 수신 신호를 동시에 처리함으로써, 지시 입력면(100S)의 모든 크로스 포인트에 대해서의 지시체 검출 결과가 얻어지므로, 매우 고속으로 처리 결과가 얻어진다.
그러나 이와 같이 한 경우에는 하드웨어 구성이 방대하게 되고, 비용이 고가로 됨과 아울러, 지시체 검출 장치가 대형으로 되어 버린다고 하는 문제가 있다.
이 실시 형태에서는 이 문제점을 감안하여, 하드웨어 규모가 방대하게 되지 않도록 하면서, 고속으로 지시체 검출 결과가 얻어지도록, 송신부(200) 및 수신부(300)를 구성하고 있다.
즉, 이 실시 형태에서는 송신 도체군(11)의 복수개 송신 도체(11Y)는 각각 동수(同數)의 복수개 송신 도체(11Y)로 이루어진 복수개의 그룹으로 분할하고, 각각의 그룹마다 다른 송신 신호를 할당한다. 이하의 설명에 대해서는 복수개의 송신 도체(11Y)로 이루어진 그룹을 송신 블록이라고 칭하는 것으로 한다. 다른 송신 신호로서는 후술하는 바와 같이, 이 실시 형태에서는 부호가 다른 확산 부호가 사용된다.
이 실시 형태에서는 복수개의 송신 블록 각각에 포함되는 복수개의 송신 도체(11Y)로부터 선택한 1개의 송신 도체(11Y)에, 상기 다른 송신 신호를 동기시켜 동시에 공급한다. 그리고 각 송신 블록에 있어서, 선택하는 1개의 송신 도체를 전환하고, 전환 후의 송신 도체(11Y) 각각에, 송신 블록마다 다른 송신 신호를 동기시켜 동시에 공급하는 동작을 반복한다. 송신 블록 내 모든 송신 도체(11Y)로의 송신 신호 공급이 종료되면, 당해 송신 블록 내에서 먼저 선택한 송신 도체(11Y)를 선택하는 상태에서 돌아가서, 이상의 처리를 반복한다.
이로 인해, 수신 도체(12X)의 각각에는 복수개의 송신 블록으로부터의 다른 송신 신호(전압 신호)에 따른 전류가 다중된 상태에서 흐르게 된다. 그리고 후술하는 바와 같이, 수신부(300)는 이 수신 도체(12X) 각각으로부터의 전류 신호 각각을, 송신 신호의 송신 타이밍에 동기하여 검출할 수 있도록 구성된다.
즉, 이 실시 형태에서는 송신 신호로서 부호가 다른 확산 부호를 사용하므로, 수신부(300)에서는 그 다른 확산 부호 각각에 관한 상관값을, 동시 병렬적으로 검출하도록 한다. 그리고 그 검출한 상관값에 기초하여, 수신 도체(12X)를 흐르는 전류의 변화를 검출함으로써, 지시체에 의해 지시 입력면(100S) 상의 어느 크로스 포인트에 있어서 지시 입력되었는지의 검출 출력이 얻어지도록 한다.
제어 회로(40)는 상술한 바와 같은 송신부(200) 및 수신부(300)에서의 동작을 실현하기 위해, 각 송신 블록 내의 복수개 송신 도체(11Y)에 대해 상술한 전환 타이밍에 동기하여, 수신부(300)에 있어서 수신 도체(12X)에 대해서의 전환 타이밍을 제어한다.
이상과 같이 구성하는 것에 의해, 송신 블록의 수를 N(N은 2 이상의 정수)으로 하면, 모든 크로스 포인트를 순차로 서치하는 경우 N배의 속도(처리 시간이 1／N)에서 지시체 검출 처리가 가능하게 된다.
[송신부(200)의 구성예 : 도 11 - 도 13]
상술한 기능을 만족시키기 위해서, 이 실시 형태의 송신부(200)는 송신 신호 공급 회로(21), 송신 도체 선택 회로(22), 클록 발생 회로(23)를 구비하여 구성된다.
이 실시 형태에서는 도 11에 나타내는 바와 같이, 64개의 송신 도체(11Y1 ~ 11Y64)는 예를 들어 4개씩으로 이루어진 16개의 송신 블록(TB1 ~ TB16)으로 분할된다. 따라서 송신 신호 공급 회로(21)는 16개의 다른 송신 신호를 발생할 필요가 있지만, 이 예에서는 송신 신호로서 16개의 다른 확산 부호가 사용된다.
또한, 다른 확산 부호로서는 하나의 확산 부호를 1칩분 또는 복수 칩분씩 위상을 늦춘 것을 사용할 수도 있다.
특히 이 예에 있어서는 송신 블록수에 맞추어, 도 12에 나타내는 16행×16열의 아다마르 행렬을 고려하고, 이 아다마르 행렬을 구성하는 각 행(각 열에서도 동일함)의 16칩의 아다마르 부호를, 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)로서 사용한다. 이 16개의 아다마르 부호는 서로 직교 관계를 가지는 부호열이다.
이 예의 송신 신호 공급 회로(21)는 도 11에 나타내는 바와 같이, 16개의 확산 부호 생성 회로(2101, 2102,ㆍㆍㆍ2116)로 이루어진다. 확산 부호 생성 회로(2101, 2102,ㆍㆍㆍ2116)는 서로 직교하는 아다마르 부호로 이루어진 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC16)를 각각 발생한다
확산 부호 생성 회로(2101, 2102,ㆍㆍㆍ2116)에는 각각 클록 발생 회로(23)로부터 클록 신호(CLK)가 입력된다. 또한, 클록 발생 회로(23)로부터 출력된 클록 신호(CLK)는 타이밍 신호로서 제어 회로(40)에도 입력된다.
각 확산 부호 생성 회로(2101, 2102,ㆍㆍㆍ2116)는 제어 회로(40)의 제어 기초하여, 클록 발생 회로(23)로부터 공급된 클록 신호(CLK)에 동기하여 1칩마다 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC16)를 출력한다. 이 예에서, 각 확산 부호 생성 회로(2101, 2102,ㆍㆍㆍ2116)는 각각 클록 신호(CLK)의 1주기마다 확산 부호의 1칩의 데이터를 생성함으로써, 클록 신호(CLK)의 16주기분에서, 각각 16칩(PN1, PN2,ㆍㆍㆍPN16)으로 이루어진 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC16)를 생성한다. 즉, 이 확산 부호 생성 회로(2101, 2102,ㆍㆍㆍ2116)는 클록 신호(CLK)의 16주기분마다, 16칩(PN1, PN2,ㆍㆍㆍPN16)으로 이루어진 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC16)를 각각 주기적으로 반복하여 생성한다.
또한, 이하의 설명에 있어서는 편의상, 클록 신호(CLK)의 16주기분인 16칩(PN1, PN2,ㆍㆍㆍPN16)분을, 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC16)의 1주기분으로 칭하는 것으로 한다.
확산 부호 생성 회로(2101, 2102,ㆍㆍㆍ2116)는 생성한 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC16)를 송신 도체 선택 회로(22)에 공급한다.
또한, 이 송신 신호 공급 회로(21)는 ROM 등으로 이루어지는 불휘발성 메모리에, 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC16)의 데이터를 미리 유지해 두고, 그 불휘발성 메모리의 독출 어드레스를 제어함으로써, 복수개의 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC16)를 출력하는 구성으로 해도 좋다.
송신 도체 선택 회로(22)는 도 11에 나타내는 바와 같이, 16개 송신 블록(TB1 ~ TB16)의 각각에 대응하는 16개 스위치 회로(2201 ~ 2216)로 이루어진다. 스위치 회로(2201 ~ 2216)의 각각은 1 입력 4 출력의 스위치 회로이다. 이러한 스위치 회로(2201 ~ 2216)의 각각에는 대응하는 확산 부호 생성 회로(2101 ~ 2116) 각각으로부터의 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC16)가 입력된다. 그리고 스위치 회로(2201 ~ 2216)의 각각은 대응하는 송신 블록(TB1 ~ TB16)의 각각을 구성하는 4개의 송신 도체(11Y) 중 1개의 송신 도체를 선택적으로 전단(前段)의 확산 부호 생성 회로(2101 ~ 2116)에 접속하고, 확산 부호를 공급한다.
스위치 회로(2201)는 송신 블록(TB1)에 대응하는 것이며, 당해 스위치 회로(2201)에 입력되는 확산 부호(C1)를 공급하는 송신 도체로서, 송신 블록(TB1)의 4개 송신 도체(11Y1, 11Y2, 11Y3, 11Y4)를 1개씩 순차로 전환한다. 또, 스위치 회로(2202)는 송신 블록(TB2)에 대응하는 것이며, 당해 스위치 회로(2202)에 입력되는 확산 부호(C2)를 공급하는 송신 도체로서, 송신 블록(TB2)의 4개 송신 도체(11Y5, 11Y6, 11Y7, 11Y8)를 1개씩 순차로 전환한다. 그 외의 스위치 회로(2203 ~ 2216)의 각각에 대해서도 동일하게, 각각에 입력되는 확산 부호를 공급하는 송신 도체로서 대응하는 송신 블록(TB3 ~ TB16) 각각 내의 4개 송신 도체를 1개씩 순차로 전환한다.
이들 스위치 회로(2201 ~ 2216)에는 제어 회로(40)로부터 전환 제어 신호(SW2)가 공급된다. 제어 회로(40)는 클록 신호(CLK)로부터 이 전환 제어 신호(SW2)를 생성한다. 제어 회로(40)는 확산 부호의 1주기분인 클록 신호(CLK)의 16주기분을 1주기로 하는 펄스 신호로서 전환 제어 신호(SW2)를 생성한다.
스위치 회로(2201 ~ 2216)는 이 전환 제어 신호(SW2)에 의해, 클록 신호(CLK)의 16주기분마다 확산 부호를 공급하는 송신 도체(11Y)를 전환시킨다. 즉, 스위치 회로(2201 ~ 2216)는 전환 제어 신호(SW2)에 의해, 각각이 선택 중인 송신 도체(11Y)에 16칩으로 이루어진 확산 부호의 1주기분을 다 공급한 후, 다음의 송신 도체(11Y)로 전환한다.
이 때의 스위치 회로(2201 ~ 2216)의 전환 동작예를 도 13에 나타낸다. 이 도 13의 예에 있어서는 스위치 회로(2201 ~ 2216)에 의해, 먼저, 16개의 송신 도체(11Y4, 11Y8,ㆍㆍㆍ11Y60, 11Y64)가 선택된다. 그리고 이 스위치 회로(2201 ~ 2216)에 의해 선택된 송신 도체(11Y4, 11Y8,ㆍㆍㆍ11Y60, 11Y64)에, 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC15, C16)의 각각이 공급된다.
이 상태에서, 클록 신호(CLK)의 16주기분이 경과하면, 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC15, C16) 각각의 1주기분이, 16개의 송신 도체(11Y4, 11Y8,ㆍㆍㆍ11Y60, 11Y64)에 다 공급된다. 그리고 이 시점에 있어서, 전환 제어 신호(SW2)에 의해, 스위치 회로(2201 ~ 2216)의 각각은 선택하는 송신 도체(11Y)를, 이 예에서는 인덱스 번호가 작아지는 이웃의 송신 도체로 전환된다.
그리고 각 송신 블록(TB1 ~ TB16) 내 최소 인덱스 번호의 송신 도체(Y1, Y5,ㆍㆍㆍ, Y57 및 Y61)가 스위치 회로(2201 ~ 2216)에 의해 선택되고, 확산 부호(C1 ~ C16)의 공급이 행해진 후는 재차, 각 송신 블록 내 최대 인덱스 번호의 송신 도체(11Y4, 11Y8,ㆍㆍㆍ11Y60, 11Y64)가 스위치 회로(2201 ~ 2216)에 의해 선택된다. 상기 전환 동작이 각 송신 블록 내에서 반복되는 것에 의해, 모든 송신 도체(11Y)에 있어서 확산 부호(C1 ~ C16)가 공급된다.
이상과 같이 하여, 송신부(200)에 있어서는 복수개의 송신 블록에서, 동기하여 송신 도체(11Y)의 전환이 이루어지는 것에 의해, 송신 블록마다 다른 복수개의 확산 부호가 복수개의 송신 도체(11Y)에 동시에 공급된다. 따라서 송신 신호를 센서부(100)의 전체 송신 도체에 공급하는 시간이, 1개씩의 송신 도체에 송신 신호를 공급하는 경우의 송신 블록수분의 1로 할 수 있으므로, 센서부(100)의 전체 송신 도체에 공급하는 시간을 단축시킬 수 있다.
그리고 모든 송신 도체(11Y)에 대해 다른 송신 신호를 준비하는 경우에 비하면, 송신 신호를 센서부(100)의 전체 송신 도체에 공급하는 시간은 늦어지지만, 송신 신호로 되는 복수의 확산 부호는 송신 블록수분의 1로 할 수 있으므로, 그 만큼 회로 규모를 비교적 소규모로 하는 것이 가능하다.
또한, 스위치 회로(2201 ~ 2216)의 전환 동작의 순서는 상술한 예로 한정되지 않는다. 예를 들어, 각 송신 블록 내에서 송신 도체(11Y)의 전환은 확산 부호의 1주기분마다 행하도록 했지만, 확산 부호의 복수 주기분마다 행해도 좋다. 또, 확산 부호는 1칩을, 송신 블록 내 송신 도체수분의 클록 신호(CLK)의 주기마다 발생하도록 생성하여, 각 송신 블록 내에서 송신 도체(11Y)의 전환은 클록 신호(CLK)의 1주기분마다 행하도록 해도 좋다.
[수신부(300)의 구성예 : 도 14 - 도 22]
수신부(300)는 수신 도체(12X)의 각각로부터 얻어지는 수신 신호(전류)를 증폭함과 아울러, 상술한 전류 변화를 검출하는 신호 처리를 함으로써 지시체의 검출을 행하도록 한다.
여기서, 각 수신 도체(12X)로부터 얻어진 수신 신호에 대해 상기의 신호 처리를 순차로 실시하면, 그 완료까지 장시간을 필요로 한다. 그래서 각 수신 도체(12X)에 상기의 신호 처리를 행하는 전용의 처리 회로를 마련하고, 모든 수신 신호에 대해 동시에 신호 처리를 행하도록 하여 고속화를 실현하는 것을 고려한다. 그러나 이러한 고려는 회로 규모나 비용의 문제가 있어서 현실적이지 않다.
그래서 이 실시 형태에서는 수신부(300)에 있어서는 복수개의 수신 도체(12X)에서, 처리 회로를 공용하도록 구성하는 것에 의해, 회로 규모를 소규모로 하도록 하고 있다. 즉, 수신 도체군(12)의 복수개 수신 도체(12X)를, 각각 동수의 복수개 수신 도체(12X)로 이루어진 복수개의 그룹으로 분할하고, 각각의 그룹에 대해, 증폭기 및 I／V 변환 회로 등을 마련하도록 한다. 이하의 설명에 있어서는 복수개의 수신 도체(12X)로 이루어진 그룹을 검출 블록이라고 칭하는 것으로 한다.
이 예에서는 수신 도체군(12)을 구성하는 복수의 수신 도체(12X1 ~ 12X128)는 도 14에 나타내는 바와 같이, 8개씩으로 이루어진 16개의 검출 블록(DB1 ~ DB16)으로 분할된다. 그리고 16개의 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각에 포함되는 8개의 수신 도체(12X)로부터, 1개의 수신 도체(12X)를 순차로 전환 선택하여 수신부(300)의 처리를 실행한다. 이와 같이 구성하는 것에 의해, 모든 수신 도체(12X)로부터의 수신 신호를 1개씩 순차로 처리하는 경우에 비해, 검출 블록수분의 1의 처리 시간으로 모든 수신 도체(12X)에 대해서의 처리가 가능하게 되어, 처리 속도가 고속으로 된다.
수신부(300)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 수신 도체 선택 회로(31), 증폭 회로(32), A／D(Analog to Digital) 변환 회로(33), 위치 검출 회로(34)를 구비하여 구성된다. 위치 검출 회로(34)는 A／D 변환 회로(33)의 출력으로부터, 지시체 검출 출력을 얻는 검출 수단을 구성한다. 이 실시 형태에서는 송신 신호에 서로 부호가 다른 복수개의 확산 부호를 사용하고 있으므로, 위치 검출 회로(34)는 이 서로 부호가 다른 복수개의 확산 부호를 검출하기 위한 연산 처리 회로(35)와, 지시체 검출 출력을 출력하는 출력 회로(36)로 이루어진다.
연산 처리 회로(35)에 대해서는 다음에 상술한다. 출력 회로(36)는 연산 처리 회로(35)에 의해 검출된 상관값 출력에 기초하여, 지시체의 지시 입력 위치 및 호버링 상태 또는 프레스력에 따른 출력을 얻고, 지시체 검출 장치(1)의 출력 신호로서 송출한다.
[수신 도체 선택 회로(31)의 구성예 : 도 14, 도 15]
이 실시 형태에서는 상술한 바와 같이, 수신 도체군(12)을 구성하는 복수의 수신 도체(12X1 ~ 12X128)는 8개씩으로 이루어진 16개의 검출 블록(DB1 ~ DB16)으로 분할된다.
그리고 수신 도체 선택 회로(31)는,도 14에 나타내는 바와 같이, 16개의 검출 블록(DB1 ~ DB16)에 대응하는 16개의 스위치 회로(3101 ~ 3116)를 구비하여 구성된다. 스위치 회로(3101 ~ 3116)의 각각은 8 입력 1 출력의 스위치 회로이다. 이러한 스위치 회로(3101 ~ 3116)의 각각에는 대응하는 검출 블록(DB1 ~ DB16) 각각의 8개 수신 도체(12X)로부터의 수신 신호가 입력된다. 그리고 스위치 회로(3101 ~ 3116)의 각각은 대응하는 검출 블록(DB1 ~ DB16) 각각의 8개 수신 도체(12X) 중 1개를 선택하고, 후단(後段)의 증폭 회로(32) 내 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)에 접속하고, 수신 신호를 공급한다.
구체적으로, 스위치 회로(3101)는 검출 블록(DB1)에 대응하는 것이며, 당해 검출 블록(DB1)의 8개 수신 도체(12X1, 12X2,ㆍㆍㆍ12X8)를 1개씩 순차로 전환한다. 또, 스위치 회로(3102)는 검출 블록(DB2)에 대응하는 것이며, 당해 검출 블록(DB2)의 8개 수신 도체(12X9, 12X10,ㆍㆍㆍ12X16)를 1개씩 순차로 전환한다. 그 외의 스위치 회로(3103 ~ 3116)의 각각에 대해서도 동일하게, 대응하는 검출 블록(DB3 ~ DB16) 각각 내의 8개 수신 도체를 1개씩 순차로 전환한다.
이들 스위치 회로(3101 ~ 3116)에는 제어 회로(40)로부터 전환 제어 신호(SW3)가 공급된다. 제어 회로(40)는 클록 신호(CLK)로부터 이 전환 제어 신호(SW3)를 생성한다. 제어 회로(40)는 클록 신호(CLK)의 16×4주기분(확산 부호의 4주기분)을 1주기로 하는 펄스 신호로서 전환 제어 신호(SW3)를 생성한다.
스위치 회로(3101 ~ 3116)는 이 전환 제어 신호(SW3)에 의해, 클록 신호(CLK)의 16×4주기분마다 선택하는 수신 도체(12X)를 전환시킨다. 즉, 스위치 회로(3101 ~ 3116)의 각각은 모든 송신 도체(11Y)에 16종의 확산 부호가 다 공급될 때마다 대응하는 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 수신 도체를, 다음의 수신 도체(12X)로 전환한다.
그리고 스위치 회로(3101 ~ 3116) 각각으로부터의 출력 신호(S1 ~ S16)는 증폭 회로(32)에 공급된다.
이 때의 스위치 회로(3101 ~ 3116)의 전환 동작예를 도 15에 나타낸다. 이 도 15의 예에 있어서는 스위치 회로(3101, 3102,ㆍㆍㆍ3116)는 먼저 16개의 수신 도체(12X1, 12X9,ㆍㆍㆍ12X121)를 선택하고, 이들 수신 도체(12X1, 12X9,ㆍㆍㆍ12X121)에 얻어지는 수신 신호를, 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)로서 증폭 회로(32)에 출력한다.
이 상태에서, 클록 신호(CLK)의 16×4주기분이 경과하면, 확산 부호(C1, C2,ㆍㆍㆍC15, C16) 각각의 1주기분이 모든 송신 도체(11Y)에 다 공급된다. 그리고 이 시점에 있어서, 전환 제어 신호(SW3)에 의해, 스위치 회로(3101 ~ 3116)의 각각은 선택하는 수신 도체(11X)를, 인덱스 번호가 커지는 이웃의 수신 도체를 선택하는 상태로 전환된다.
그리고 각 검출 블록(DB1 ~ DB16) 내 최대 인덱스 번호의 수신 도체(12X8, 12X16,ㆍㆍㆍ, 12X120 및 12X128)가 스위치 회로(2201 ~ 2216)에 의해 선택되고, 확산 부호(C1 ~ C16)의 공급이 행해진 후는 재차, 각 검출 블록 내 최소 인덱스 번호의 수신 도체(12X1, 12X9,ㆍㆍㆍ12X121)가 스위치 회로(3101 ~ 3116)에 의해 선택된다. 상기 전환 동작이 각 검출 블록 내에서 반복되는 것에 의해, 모든 수신 도체(12X)로부터의 수신 신호가 얻어진다.
이상과 같이 하여, 수신 도체 선택 회로(31)의 스위치 회로(3101 ~ 3116) 각각으로부터 얻어지는 검출 블록(DB1 ~ DB16) 내 1개씩의 수신 도체(12X)로부터의 수신 신호(전류 신호)가, 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)로서 증폭 회로(32)에 출력된다.
또한, 스위치 회로(3101 ~ 3116)에 있어서, 선택되어 있지 않은 수신 도체(12X)는 임의의 기준 전위 또는 그라운드에 접속하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 스위치 회로(3101 ~ 3116)에 있어서, 선택되어 있지 않은 수신 도체(12X)를 임의의 기준 전위 또는 그라운드에 접속함으로써, 선택되어 있지 않은 수신 도체(12X)에 노이즈를 퇴피시킬 수 있으므로, 노이즈 내성을 향상시킬 수 있다. 또, 송신 신호의 랩어라운드(warparound)을 저감할 수도 있다. 또한, 수신 도체(12X)의 전환 동작의 순서는 상술한 예로 한정되지 않는다. 그 변형예에 있어서는 다음에 상술한다.
[증폭 회로(32)의 구성예 : 도 14]
증폭 회로(32)는 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각에 대응하는 16개의 I／V 변환 회로(3201, 3202,ㆍㆍㆍ3216)로 이루어진다.
이 실시 형태에서는 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)의 각각으로서, 도 9에 나타낸 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드에서, 검출용 컨덴서(52)와 검출용 저항(54)을 스위치 회로(55)에 의해 전환하는 구성의 것을 사용하는 경우를 예로서 설명한다. 또한, 도 14에서는 I／V 변환 회로(3201)에 대해서만, 그 내부 회로를 나타냈지만, 다른 I／V 변환 회로(3202 ~ 3216) 각각의 내부 회로도, I／V 변환 회로(3201)의 내부 회로와 완전히 동일하므로 도시는 생략한다.
수신 도체 선택 회로(31)로부터의 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)는 각각, 증폭 회로(32)의, 대응하는 검출 블록용의 I／V 변환 회로(3201, 3202,ㆍㆍㆍ3216) 각각에 공급된다.
각 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)는 수신 도체 선택 회로(31)의 스위치 회로(3101 ~ 3116)의 각각으로부터, 각 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 출력 신호(전류 신호; S1, S2,ㆍㆍㆍS16)를 전압 신호로 변환하고, 증폭하여 출력한다. 이 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)에 있어서 전압 신호로 변환된 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)는 A／D 변환 회로(33)에 입력된다.
이 실시 형태의 지시체 검출 장치(1)는 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드를 구비하고, 제어 회로(40)는 그 모드 관리 및 모드 전환 제어를 한다.
제어 회로(40)는, 후술하는 바와 같이, 수신부(300)로부터의 정보에 기초하여, 지시체를 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드 중 어느 검출 모드로 검출할지를 판정하고, 그 판정 결과에 따라 모드 전환 제어 신호(SW1)를 생성한다. 그리고 제어 회로(40)는 생성한 모드 전환 제어 신호(SW1)를, 각 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)의 스위치 회로(55)에 공급하여 모드 전환을 행한다.
[A／D 변환 회로(33)의 구성예 : 도 16]
A／D 변환 회로(33)는 검출 블록수, 즉 16개의 A／D 변환기(3301 ~ 3316)를 구비한다. I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)에 있어서 전압 신호로 변환된 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)는 각 A／D 변환기(3301, 3302,ㆍㆍㆍ3316)에 공급되고, 클록 신호(CLK)의 타이밍에서 샘플링 된다. 그리고 A／D 변환기(3301, 3302,ㆍㆍㆍ3316)의 각각은 샘플링값 각각을, n비트(n은 2 이상의 정수), 예를 들어 8비트의 디지털 샘플 데이터로 변환하여 출력한다.
A／D 변환 회로(33)로부터 출력된 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)의 디지털 샘플 데이터는 위치 검출 회로(34)의 연산 처리 회로(35)에 공급된다. 따라서 이 디지털 샘플 데이터는 각각 센서부(100)의 송신 도체(11Y)에 공급된 확산 부호의 각 칩에 따른 신호가 된다. 단, 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)의 각각을 얻는 각 수신 도체(12X)에는 16종의 확산 부호가 동기하여 동시에 16개의 송신 도체(11Y)에 공급되는 것에 의해 얻어지는 전류가 다중되어 흐르므로, 확산 부호의 각 칩에 대응하는 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)의 디지털 샘플 데이터는 16종 확산 부호의 각 칩의 값이 합성(가산)된 것으로 되어 있다.
또한, A／D 변환 회로(33)는 16개의 A／D 변환기(3301 ~ 3316)로 이루어진 경우만이 아니라, 1개 또는 16개 이외의 복수개 A／D 변환기이어도 실시 가능하다.
[위치 검출 회로(34)의 구성예 : 도 16]
위치 검출 회로(34)는 A／D 변환 회로(33)로부터 공급된 디지털 샘플 데이터로부터, 지시체 검출을 행하는 검출 수단을 구성한다. 이 위치 검출 회로(34)는 송신 신호에 서로 부호가 다른 복수개의 확산 부호를 사용하고 있으므로, 이 서로 부호가 다른 복수개의 확산 부호를 검출하기 위한 연산 처리 회로(35)와, 지시체 검출 결과를 출력하는 출력 회로(36)로 이루어진다.
연산 처리 회로(35)에 대해서는 다음에 상술한다. 출력 회로(36)는 연산 처리 회로(35)의 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)에 의해 검출된 상관값에 기초하여, 지시체의 지시 입력 위치 및 호버링 상태 또는 프레스력에 따른 출력을 얻고, 지시체 검출 장치(1)의 출력 신호로서 송출한다.
연산 처리 회로(35)는 검출 블록수, 즉 16개의 상관값 산출 회로(3501, 3502,ㆍㆍㆍ3516)로 이루어지고, 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)의 디지털 샘플 데이터가 상관값 산출 회로(3501, 3502,ㆍㆍㆍ3516)에 각각 공급된다.
상관값 산출 회로(3501, 3502,ㆍㆍㆍ3516)는 그 상세 사항은 후술하지만, 각각 확산 부호의 1주기분에 대응하는 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)의 디지털 샘플 데이터를 유지하기 위한 시프트 레지스터를 구비한다. 그리고 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)의 디지털 샘플 데이터는 클록 신호(CLK)에 동기하여, 상관값 산출 회로(3501, 3502,ㆍㆍㆍ3516) 각각의 시프트 레지스터에, 확산 부호의 1주기분씩 유지된다.
그리고 상관값 산출 회로(3501, 3502,ㆍㆍㆍ3516)는 이 시프트 레지스터에 유지된 출력 신호(S1, S2,ㆍㆍㆍS16)의 디지털 샘플 데이터와 상관값 연산용 부호를 상관 연산하고, 양자의 상관값을 출력한다.
그리고 상관값 산출 회로(3501, 3502,ㆍㆍㆍ3516)의 각각에 의해 산출된 상관값은 출력 회로(36)에 공급된다.
이 출력 회로(36)는 기억 회로(36M)와 위치 산출 회로(361)로 이루어진다. 출력 회로(36)는 상관값 산출 회로(3501, 3502,ㆍㆍㆍ3516)의 각각에 의해 산출된 상관값을, 기억 회로(36M)에 기입하여 일시 유지한다. 그리고 기억 회로(36M)에 기억된 상관값은 위치 산출 회로(361)에 공급된다. 위치 산출 회로(361)는 기억 회로(36M)의 상관값 데이터로부터 소정 출력 형식의 출력 데이터를 생성하여 출력한다. 출력 회로(36)에 있어서 처리 및 출력 데이터에 대해서는 후술한다.
<위치 산출 회로(361)의 예>
위치 산출 회로(361)는 기억 회로(36M)에 기억되어 있는 모든 상관값과 기준값 ref를 비교해, 이 기준값 ref와 다른 상관값이 얻어진 크로스 포인트를 검출한다.
즉, 위치 산출 회로(361)는 기준값 ref와 다른 상관값이 얻어진 크로스 포인트를 검출하면, 그 상관값이 기억된 기억 회로(36M)의 어드레스 위치로부터, 대응하는 크로스 포인트의 좌표 위치를 검출한다. 이와 같이, 위치 산출 회로(361)는 각 상관값과 기준값 ref를 비교함으로써, 각 크로스 포인트에 대해 독립적으로 지시체 검출이 가능하기 때문에, 지시 입력면(100S)에 대해 동시에 복수의 지시체에 의한 지시 입력이 이루어진 경우에도, 그 복수의 지시체를 동시에 검출하는 것이 가능하다. 예를 들어, 10개의 손가락으로 동시에 지시 입력면(100S)에 터치하는 경우에 있어서는, 그 10개 손가락의 모든 입력 지시 위치를, 위치 산출 회로(361)가 검출하는 것이 가능하다.
또, 예를 들어 손가락을 눕혀 복수의 크로스 포인트에 걸치도록 지시 입력면에 접촉시킨 경우 등에 있어서는 그러한 복수의 크로스 포인트에 있어서, 지시체의 검출을 나타내는 상관값이 얻어진다. 따라서 위치 산출 회로(361)는 손가락의 지시 입력 상태에 따른 지시체 검출 결과가 얻어진다.
또한, 기준값 ref와 다른 상관값이 얻어진 크로스 포인트가 다수 있고, 이것들이 인접한 경우에 있어서는, 지시체 검출 출력으로서는 그 복수의 크로스 포인트가 차지하는 면적도 산출하도록 하면 좋다.
또, 위치 산출 회로(361)는 기억 회로(36M)에 기억된 상관값 중 기준값 ref를 넘는 상관값이 있는지의 여부에 의해, 이 기억 회로(36M)에 기억된 상관값이 캐패시티브 터치 검출 모드에 의한 지시체의 검출 결과인지, 또는 레지스티브 터치 검출 모드에 의한 지시체의 검출 결과인지를 판정하고, 그 판정 결과를, 예를 들어 플래그로서 출력한다. 따라서 출력된 플래그가 캐패시티브 터치 검출 모드를 나타내고 있으면, 지시체는 지시 입력면(100S)으로부터 이격 또는 접촉하고 있는 상태인 것을 나타내고 있다. 또, 출력된 플래그가 레지스티브 터치 검출 모드를 나타내고 있으면, 지시체는 지시 입력면(100S)을 프레스하고 있는 상태인 것을 나타내고 있다.
그리고 위치 산출 회로(361)는 기억 회로(36M)에 기억된 상관값이 기준값 ref 이하의 경우, 즉 기억 회로(36M)에 기억된 상관값이 캐패시티브 터치 검출 모드에 의한 지시체의 검출 결과라고 판정했을 때에는 이 실시 형태에서는 호버링 상태의 검출도 행한다. 또, 위치 산출 회로(361)는 기억 회로(36M)에 기억된 상관값이 기준값보다 큰 경우, 즉 기억 회로(361M)에 기억된 상관값이 레지스티브 터치 검출 모드에서의 지시체의 검출 결과라고 판정했을 때에는 지시체에 의한 프레스력의 검출도 행한다.
[송신 도체 및 수신 도체의 전환 타이밍 예의 설명 : 도 17]
다음에, 도 17을 참조하면서, 송신 도체(11Y)의 전환 타이밍 및 수신 도체(12X)의 전환 타이밍을 설명한다.
상술한 바와 같이, 각각 16칩으로 이루어진 16종의 확산 부호(C1 ~ C16)는 클록 신호(CLK; 도 17(B) 참조)의 16주기분에서, 동기하여 생성된다. 송신 도체 선택 회로(22)의 스위치 회로(2201 ~ 2216)는 제어 회로(40)로부터의 전환 제어 신호(SW2; 도 17(C) 참조)에 의해, 이 클록 신호(CLK)의 16 주기마다 전환된다.
16개의 확산 부호(C1 ~ C16)는 이 스위치 회로(2201 ~ 2216)의 전환에 의해, 16개의 송신 블록(TB1 ~ TB16) 각각의 1개씩의 송신 도체에, 동기하여 동시에 공급된다. 그리고 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)는 클록 신호(CLK)의 16×4주기에서, 16개의 송신 블록(TB1 ~ TB16) 각각 내의 4개 송신 도체(11Y) 모두에 공급된다. 즉, 16종의 확산 부호(C1 ~ C16)는 클록 신호(CLK)의 16×4주기에서, 센서부(100)의 모든 송신 도체(11Y)에 대해 공급된다.
즉, 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)는 16개 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각 1개씩의 수신 도체로부터 출력 신호를 얻는 클록 신호(CLK)의 16×4주기의 기간에 있어서, 송신 도체(11Y)의 모두에 공급된다. 그리고 16개 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각에서 선택되는 1개씩의 수신 도체가 클록 신호(CLK)의 16×4주기마다 전환되는 것에 의해, 확산 부호(C1 ~ C16)는 센서부(100)의 모든 송신 도체(11Y)에 공급된다. 그리고 이상의 동작이 반복된다.
한편, 수신 도체 선택 회로(31)에서는 스위치 회로(3101 ~ 3116)의 각각이, 제어 회로(40)로부터의 전환 제어 신호(SW3; 도 17(A) 참조)에 의해, 클록 신호(CLK)의 16×4주기마다 전환된다. 도 17(A)에 나타내는 바와 같이, 이 스위치 회로(3101 ~ 3116)의 전환에 의해, 클록 신호(CLK)의 16×4주기의 기간에 있어서, 16개 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각 1개씩의 수신 도체로부터 수신 신호가 얻어진다.
이 확산 부호(C1 ~ C16)가 동기하여 동시에 공급되는 클록 신호(CLK)의 16주기분, 즉 확산 부호의 1주기분 기간에 있어서, 수신 도체 선택 회로(31)에 의해 선택된 각 수신 도체로부터의 16개 출력 신호(S1 ~ S16) 각각은 각 A／D 변환기(3301 ~ 3316)에 의해 클록 신호(CLK)의 타이밍에서 샘플링되고, 그 샘플링값이 디지털 샘플 데이터로 변환된다. 그리고 이 디지털 샘플 데이터는 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각 시프트 레지스터에 병렬로 기입된다(도 17(D) 참조).
이상과 같은 송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X)의 선택 전환 제어에 의하면, 수신 도체(12X)의 선택 전환 제어 회수를 줄일 수 있고, 수신 도체(12X)로부터의 출력 신호에 중첩되어 버릴 가능성이 있는 스위칭 시의 노이즈를 줄일 수 있다.
[상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 구성예 : 도 18 - 도 19]
다음에, 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 구성예에 대해 설명한다. 16개의 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)는 동일한 구성을 가지므로, 여기서는 출력 신호(S1)의 상관값 연산 처리를 행하는 상관값 산출 회로(3501)의 경우로서, 도 18을 참조하여 그 구성예를 설명한다.
상관값 산출 회로(3501)는 제어 회로(40)의 제어에 기초하여, A／D 변환기(3301)로부터 출력된 출력 신호(S1)의 디지털 샘플 데이터와, 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)의 상관값을 산출하기 위한 회로이다. 이 상관값 산출 회로(3501)는 도 1에 나타내는 바와 같이, A／D 변환 회로(33)와 제어 회로(40)와 출력 회로(36)에 접속되어 있다.
그리고 이 상관값 산출 회로(3501)는 신호 지연용의 버퍼 회로를 구성하는 시프트 레지스터(35a)와, 확산 부호(Ck; k=1, 2,ㆍㆍㆍ16)의 수와 동수(16개)의 상관기(35b1, 35b2, 35b3,ㆍㆍㆍ35b16)와, 이 상관기(35b1 ~ 35b16)의 각각에 상관값 연산용 부호(Ck'; k=1, 2,ㆍㆍㆍ16)을 공급하는 상관값 연산용 부호 생성 회로(35c1, 35c2, 35c3,ㆍㆍㆍ35c15, 35c16)와, 상관값 기억 회로(35d)를 구비한다.
시프트 레지스터(35a)는 A／D 변환기(3301)로부터 출력된 디지털 샘플 데이터를 일시적으로 유지하고, 이 유지된 데이터를 각 상관기(35b1 ~ 35b16)에 동시에 공급하기 위한 회로이다.
이 시프트 레지스터(35a)는 확산 부호(Ck)의 부호 길이(칩수)와 동수(16개)의 D-플립플롭 회로(35a1, 35a2, 35a3,ㆍㆍㆍ35a15, 35a16)로 구성된다. 이 D-플립플롭 회로(35a16, 35a15, 35a14,ㆍㆍㆍ35a3, 35a2, 35a1)는 시프트 레지스터(35a)의 각 단(段)의 데이터 래치 회로를 구성하며, 이 차례로 A／D 변환 회로(33)측으로부터 직렬 접속해 구성된다. 또한, D-플립플롭 회로(35a16, 35a15,ㆍㆍㆍ35a1)의 각각은 도 18에서는 간략화를 위해 1개의 D-플립플롭 회로로 나타나 있지만, 실제로는 A／D 변환기(3301)로부터의 디지털 샘플 데이터의 비트수분으로 이루어진다.
그리고 이 D-플립플롭 회로(35a16 ~ 35a1) 각각의 출력 단자는 인접한 다음단의 D-플립플롭 회로(예를 들어 D-플립플롭 회로(35a16)이면, D-플립플롭 회로(35a15)와 상관기(35b1 ~ 35b16)에 접속된다. 즉, D-플립플롭 회로(35a1 ~ 35a16)로부터의 출력 신호는 모든 상관기(35b1 ~ 35b16)에 입력된다.
시프트 레지스터(35a)의 각 단(段)을 구성하는 D-플립플롭 회로(35a1 ~ 35a16) 각각의 출력은 상술한 바와 같이, 확산 부호의 각 칩의 데이터에 대응하는 출력 신호(S1)의 디지털 샘플 데이터이다. 이하, 이 16개의 D-플립플롭 회로(35a1 ~ 35a16)로부터 16칩분의 출력 신호를, 각각 출력 신호(PS1, PS2, PS3,ㆍㆍㆍPS15, PS16)라고 칭한다.
상관기(35b1 ~ 35b16)의 각각은 출력 신호(S1)와 확산 부호(Ck)의 상관값을 산출하는 회로이다. 즉, 각 상관기(35b1 ~ 35b16)는 시프트 레지스터(35a)를 구성하는 D-플립플롭 회로(35a1 ~ 35a16)의 각각으로부터 출력된 출력 신호(S1)의 디지털 샘플 데이터(PS1 ~ PS16)와 상관값 연산용 부호 생성 회로(35c1 ~ 35c16)의 각각으로부터 입력된 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')의 각 칩의 각각을 곱셈하고, 출력 신호(S1)와 확산 부호(Ck)의 상관값을 산출한다.
각 상관값 연산용 부호 생성 회로(35c1 ~ 35c16)는 상관기(35b1 ~ 35b16)의 각각이 상관 연산을 행하기 위한 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')의 각각을, 각 상관기(35b1 ~ 35b16)에 공급하기 위한 회로이다. 각 상관값 연산용 부호 생성 회로(35c1 ~ 35c16)는 상관기(35b1 ~ 35b16) 중 대응하는 상관기에 접속된다.
상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')는 송신 신호인 확산 부호(C1 ~ C16)에 대응하는 부호이고, 특수한 부호열, 예를 들어 아다마르 부호를 사용하는 경우에는, 송신 신호 공급 회로(21)로부터의 확산 부호(C1 ~ C16)를 사용할 수도 있다. 그 경우에는 상관값 연산용 부호 생성 회로(35c1 ~ 35c16)는 송신 신호 공급 회로(21)의 확산 부호 발생 회로(2101 ~ 2116) 각각으로부터의 확산 부호(C1 ~ C16)를 받는 레지스터의 구성으로 된다. 그리고 확산 부호 발생 회로(2101 ~ 2116)의 각각으로부터 출력된 확산 부호(C1 ~ C16)는 클록 신호(CLK)의 타이밍에서, 그 레지스터의 구성의 상관값 연산용 부호 생성 회로(35c1 ~ 35c16)에, 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')로서 기입된다.
또한, 확산 부호 생성 회로(2101 ~ 2116)의 각각과 동일하게, 상관값 연산용 부호 생성 회로(35c1 ~ 35c16)는 ROM 등으로 구성하여, 확산 부호(C1 ~ C16)에 대응하는 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')를 발생하도록 할 수도 있다.
이하, 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16') 각각의 16칩의 데이터를, 생성 코드(PN1', PN2', PN3',ㆍㆍㆍPN15', PN16')라고 칭한다.
상관기(35b1 ~ 35b16)의 각각은 시프트 레지스터(35a)에, 확산 부호의 1주기분의 디지털 샘플 데이터(PS1 ~ PS16)가 기입된 타이밍(후술하는 수신 로드 신호(Srload) 참조)에서, 상관 연산을 개시한다.
그리고 상관기(35b1)는 D-플립플롭 회로(35a1 ~ 35a16) 각각으로부터의 출력 신호(PS1 ~ PS16)와 상관값 연산용 부호(C1')의 PN1' ~ PN16'을, 동일한 칩끼리 곱셈하여 합산하고, 상관값을 산출한다. 동일하게, 상관기(35b2)는 D-플립플롭 회로(35a1 ~ 35a16) 각각으로부터의 출력 신호(PS1 ~ PS16)와 상관값 연산용 부호(C2')의 PN1' ~ PN16'을, 동일한 칩끼리 곱셈하여 합산하고, 상관값을 산출한다. 이후 동일하게 하여, 16개의 상관기(35b1 ~ 35b16)에 있어서, 출력 신호(S1)의 디지털 샘플 데이터(PS1 ~ PS16)와 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')의 생성 코드(PN1' ~ PN16')를 동일한 칩끼리 곱셈하여 합산하고, 상관값을 산출한다. 그리고 상관기(35b1 ~ 35b16)는 산출한 상관값을 상관값 기억 회로(35d)에 출력한다.
그리고 상관기(35b1 ~ 35b16)의 각각에 있어서, 시프트 레지스터(35a)에 유지된 출력 신호(S1)의 디지털 샘플 데이터와 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')의 상관 연산이 이루어지면, 출력 신호(S1)가 얻어지는 수신 도체상에 지시체(18)가 존재하지 않는 경우에 있어서는 일정한 값의 상관값이 얻어지고, 또 출력 신호(S1)가 얻어지는 수신 도체상에 지시체가 존재하는 경우에 있어서는 이 일정한 값의 상관값과는 다른 값의 상관값이 얻어진다.
상관값 기억 회로(35d)는 상관기(35b1 ~ 35b16)에 있어서 상관 연산으로 얻어진 상관값을 일시적으로 기억하기 위한 기억부이다. 이 상관값 기억 회로(35d)는 상관기(35b1 ~ 35b16)와 동수인 복수의 레지스터(35d1 ~ 35d16)로 구성된다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 송신 블록(TB1 ~ TB16)의 각각이, 4개씩의 송신 도체(11Y)로 구성되고, 송신 블록(TB1 ~ TB16)의 각 1개 송신 도체(11Y)가 스위치 회로(2201 ~ 2216)로 전환되므로, 64개의 송신 도체군(11)은 확산 부호(C1 ~ C16)가 동기하여 동시에 공급되는 16개 송신 도체(11Y) 그룹의 4그룹으로 구성된다.
그리고 도 17에 있어서 설명한 바와 같이, 그 4그룹의 송신 도체(11Y)가 스위치 회로(2201 ~ 2216)에 의해, 확산 부호의 1주기분마다 전환된다. 따라서 확산 부호의 4주기분에서, 4그룹의 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 확산 부호(C1 ~ C16)의 공급이 이루어진다.
이 때문에, 1개의 수신 도체(12X)로부터의 수신 신호에 대해 상관 연산을 하면, 각각 16개의 송신 도체(11Y)로 이루어지고, 위치가 서로 다른 4그룹의 송신 도체(11Y)에 대해 4개 상관값이 얻어진다. 그리고 이것에 대응하여 상관값 기억 회로(35d)를 구성하는 16개의 레지스터(35d1 ~ 35d16) 각각은 4개의 영역을 구비한다. 이 4개의 영역에는 위치가 서로 다른 4그룹의, 각각 16개의 송신 도체(11Y)에 대해 얻어진 상관값이 기억된다.
출력 회로(36)의 위치 산출 회로(361)는 기억 회로(36M)에 기억된 상관값으로부터, 지시체의 위치 검출이나 프레스력의 검출, 호버링 상태의 검출 등을 행하고, 출력 데이터를 생성하여 출력한다.
다음에, 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 있어서 데이터 처리를, 도 19의 타이밍차트를 참조하면서 설명한다.
여기서, 도 19(A)는 클록 생성 회로(23)로부터 발생하는 클록 신호(CLK)의 신호 파형이다. 이 클록 신호(CLK)는 그 1주기가 확산 부호(Ck)의 1칩 길이에 상당한다.
도 19(B)는 센서부(100)의 전체 크로스 포인트의 서치의 스타트 타가밍을 나타내는 스타트 신호(ST)이다. 제어 회로(40)는 이 스타트 신호(ST)를, 센서부(100)의 전체 크로스 포인트에 대해 지시체 검출이 종료될 때까지의 구간에 상당하는 주기에서, 또한 클록 신호(CLK)에 동기하여 반복 발생한다. 즉, 전체 크로스 포인트에 대해서의 서치에 필요로 하는 시간은, 1개의 송신 도체(11Y)에 대해 확산 부호를 공급하는데 필요로 하는 시간(클록 신호(CLK)의 16주기분)과, 각 송신 블록(TB1 ~ TB16)을 구성하는 송신 도체의 수와, 각 검출 블록(DB1 ~ DB16)을 구성하는 수신 도체의 수를 곱셈한 값에 상당하므로, 제어 회로(40)는 스타트 신호(ST)를 클록 신호(CLK)의 16×4×8주기마다 반복 발생하게 된다.
도 19(C)는 제어 회로(40)로부터 송신 도체 선택 회로(22) 및 수신 도체 선택 회로(31)에 공급되는 송신 로드 신호(Stload)의 신호 파형이다. 이 송신 로드 신호(Stload)는 그 주기가 확산 부호(Ck)의 부호 길이(확산 부호(Ck)의 1주기분 =클록 신호(CLK)의 16주기분)로 설정된 펄스 신호이다. 제어 회로(40)는 최초의 송신 로드 신호(Stload)를 스타트 신호(ST)보다 클록 신호(CLK)의 1주기분만큼 늦게 발생시키고, 그 후 확산 부호(Ck)의 1주기분마다 반복 발생시킨다.
도 19(D)는 제어 회로(40)로부터 상관값 산출 회로(35)에 공급되는 수신 로드 신호(Srload)의 신호 파형이다. 이 수신 로드 신호(Srload)는 그 주기가 확산 부호(Ck)의 부호 길이(확산 부호(Ck)의 1주기분 =클록 신호(CLK)의 16주기분)로 설정된 펄스 신호이다. 제어 회로(40)는 이 수신 로드 신호(Srload)를 송신 로드 신호(Stload)보다 클록 신호(CLK)의 1주기분만큼 늦게 출력하도록 되어 있다.
도 19(E)는 송신 신호 공급 회로(21)로부터 송신 도체(11Y)에 대해 송신되는 확산 부호(Ck)의 송신 출력의 타이밍차트이다.
도 19(F)는 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516) 각각의 시프트 레지스터(35a)에 세트되는 16칩분의 출력 신호(PS1, PS2,ㆍㆍㆍPS16)의 타이밍차트이다. 또, 도 19(G)는 시프트 레지스터(35a)에 세트된 출력 신호에 곱셈하여 합산하는 상관값 연산용 부호(Ck')의 생성 코드(PN1', PN2',ㆍㆍㆍPN16')이다. 또한, 도 19(G)는 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516) 각각의 상관값 출력의 타이밍차트이다.
클록 발생 회로(23)로부터 출력된 클록 신호(CLK; 도 19(A) 참조)가 입력되면, 제어 회로(40)는 이 클록 신호(CLK)에 동기하여 스타트 신호(ST; 도 19(B) 참조)를 발생하고, 위치 검출 회로(34)의 출력 회로(36)에 공급한다.
그리고 제어 회로(40)는 스타트 신호(ST)보다 클록 신호(CLK)의 1주기분 늦은 타이밍에서 송신 로드 신호(Stload; 도 19(C) 참조)를 발생하고, 이 송신 로드 신호(Stload)의 발생 타이밍에 동기하여, 확산 부호의 1주기마다의 전환 제어 신호(SW2)를 생성하고, 송신 도체 선택 회로(22)에 공급한다. 또, 제어 회로(40)는 이 송신 로드 신호(Stload)의 발생 타이밍에 동기하여, 스타트 신호(ST)의 발생 타이밍을 기준으로 한 확산 부호의 4주기마다의 전환 제어 신호(SW3)를 생성하고, 수신 도체 선택 회로(31)에 공급한다.
그리고 제어 회로(40)는 송신 로드 신호(Stload) 발생의 1 클록 주기 후, 수신 로드 신호(Srload; 도 19(D) 참조)를 발생하고, 위치 검출 회로(34)의 연산 처리 회로(35)의 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516) 각각에 공급한다.
상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)는 수신 로드 신호(Srload)의 타이밍에 기초하여 상술한 상관 연산을 실행하고, 상관값을 출력 회로(36)에 출력한다.
출력 회로(36)의 기억 회로(36M)는 각 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)로부터 출력되는 상관값을, 제어 회로(40)로부터의 클록 신호(CLK) 및 수신 로드 신호(Srload)의 타이밍에 기초하여, 기억 회로(36M)의 미리 정해진 번지에 기억한다. 미리 정해진 번지는 각 크로스 포인트마다 정해진 기억 회로(36M) 상의 번지이다.
송신 도체 선택 회로(22)는 송신 로드 신호(Stload)가 하이 레벨이고, 또한 클록 신호(CLK)의 상승 타이밍(도 19 중의 시점 t0)에서, 16개의 송신 도체(11Y)에 16종의 확산 부호(C1 ~ C16)의 공급을 개시한다. 그리고 송신 도체 선택 회로(22)는 전환 제어 신호(SW2)에 의해 스위치 회로(2201 ~ 2216)가 전환되는 것에 의해, 확산 부호(C1 ~ C16)를 공급하는 16개의 송신 도체(11Y)를 전환한다. 여기서, 전환 제어 신호(SW2)에 의한 스위치 회로(2201 ~ 2216)의 전환 시점은 송신 로드 신호(Stload)가 하이 레벨이고, 또한 클록 신호(CLK)의 상승 타이밍(예를 들어, 도 19 중의 시점 t2 및 시점 t4)이다.
송신 도체 선택 회로(22)에 의해 선택된 각 송신 도체(11Y)에는 클록 신호(CLK)의 상승 타이밍에서, 확산 부호(C1 ~ C16)의 n칩째 부호가 공급된다. 즉, 시점 t1에 있어서 각 확산 부호(C1 ~ C16)의 1칩째 부호가 송신 도체(11Y)에 공급된다. 이후, 클록 신호(CLK)의 1 클록마다 2칩째, 3칩째ㆍㆍㆍ와 같이, 확산 부호(C1 ~ C16)의 n칩째 부호가 송신 도체(11Y)에 공급된다(도 19(E) 참조).
그리고 다음의 송신 로드 신호(Stload)의 하이 레벨 타이밍이고, 또한 클록 신호(CLK)의 17회째 상승 타이밍에서는, 선택된 16개의 송신 도체(11Y)로의 확산 부호(C1 ~ C16)의 공급이 완료되고 있으므로, 송신 도체 선택 회로(22)는 이 타이밍에서, 선택하는 송신 도체(11Y)를 다음의 송신 도체(11Y)로 전환한다. 이후 동일하게, 송신 도체 선택 회로(22)는 송신 로드 신호(Stload)의 상승 타이밍에서 송신 도체(11Y)를 전환한다.
그리고 송신 도체 선택 회로(22)는 송신 로드 신호(Stload)의 4회째 펄스가 입력되면, 처음으로 돌아가서, 상기 전환 동작을 반복한다.
한편, 수신 도체 선택 회로(31)는 최초의 송신 로드 신호(Stload)가 하이 레벨이고, 또한 클록 신호(CLK)의 상승 타이밍에서, 최초로 수신을 행하는 16개의 수신 도체(12X)를 선택한다(도 14의 상태). 이후, 수신 도체 선택 회로(31)는 송신 로드 신호(Stload)의 펄스가 4회 발생할 때마다 전환 제어 신호(SW3)에 의해 스위치 회로(3101 ~ 3116)가 전환되는 것에 의해, 선택되는 16개의 수신 도체(12X)를 전환한다.
그리고 수신 도체 선택 회로(31)는 송신 로드 신호(Stload)의 33회째 펄스가 하이 레벨이고, 또한 클록 신호(CLK)의 상승 타이밍에서, 최초의 선택 전환 상태(도 4의 상태)로 돌아가서, 상기 전환 동작을 반복한다.
또한, 수신 도체 선택 회로(31)의 스위치 회로(3101 ~ 3116)가 전환을 행하는 것에 따른 과도 현상에 의한 노이즈 발생을 방지하기 위해, 전환 제어 신호(SW3)의 전환 주기를 클록 신호(CLK)의 16×4＋m주기분(m : 자연수)으로 하여, 1 클록분의 여유 기간을 마련하도록 해도 좋다.
수신 도체 선택 회로(31)를 통하여 16개의 수신 도체(12X)로부터 얻어진 수신 신호는, 증폭 회로(32)에서 신호 레벨이 증폭되고, A／D 변환 회로(33)의 A／D 변환기(3301 ~ 3316) 각각에 있어서, 클록 신호(CLK)의 상승 타이밍에서, 디지털 샘플 데이터로 변환되어 출력된다.
그리고 A／D 변환기(3301 ~ 3316)의 각각으로부터 출력되는 디지털 샘플 데이터는 대응하는 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 입력된다. 이 디지털 샘플 데이터는 상술한 바와 같이, 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516) 각각의 시프트 레지스터(35a)의 초단의 D-플립플롭 회로(35a16)로부터 순서대로 입력된다(도 19(F) 참조).
그리고 수신 로드 신호(Srload)의 펄스가 하이 레벨이고, 또한 클록 신호(CLK)의 상승 타이밍(도 19에 있어서는 시점 t3)에서, 출력 신호(PS1 ~ PS16; 도 18 참조)가 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516) 각각의 시프트 레지스터(35a)에 세트된다. 따라서 이 타이밍에서는 상관기(35b1 ~ 35b16)에는 출력 신호(PS1 ~ PS16)가 공급되어 있는 상태로 된다.
한편, 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 있어서는, 동일하게 하여, 수신 로드 신호(Srload)의 펄스가 하이 레벨이고, 또한 클록 신호(CLK)의 상승 타이밍(도 19에 대해서는 시점 t3)으로부터, 상관값 연산용 부호 생성 회로(35c1 ~ 35c16)에서 16 종류의 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')의 각 생성 코드(PN1' ~ PN16'; 도 19(G) 참조)가 상관기(35b1 ~ 35b16)에 공급된다.
상관기(35b1 ~ 35b16)의 각각은 이 수신 로드 신호(Srload)가 하이 레벨이고, 또한 클록 신호(CLK)의 펄스의 상승 타이밍에서, 이 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')의 각 생성 코드(PN1' ~ PN16')와 시프트 레지스터(35a)에 세트된 출력 신호(PS1 ~ PS16)의 상관 연산을 실행한다.
그리고 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516) 각각의 상관기(35b1 ~ 35b16)는 각각의 연산 결과의 상관값을, 상관값 기억 회로(35d)의 레지스터(35d1 ~ 35d16)에 일시 기억한다(도 19(H) 참조).
그리고 상관값 기억 회로(35d)의 레지스터(35d1 ~ 35d16)에 일시 기억된 상관값은 출력 회로(36)의 기억 회로(36M)에 기억된다.
[상관기(35b1 ~ 35b16)의 구성예 : 도 20]
다음에, 상관기(35b1 ~ 35b16)의 구성예에 대해, 도 20을 참조하여 상술한다. 상관기(35b1 ~ 35b16)는 완전히 동일한 구성을 가지며, 도 20은 그 중의 하나인 상관기(35b1)의 경우로서 구성예를 나타낸 것이다.
상관기(35b1)는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 16개의 곱셈기(35f1, 35f2,ㆍㆍㆍ35f16)와 가산기(35g)로 구성된다. 이 실시 형태에 있어서 곱셈기(35f1 ~ 35f16)를 16개로 한 것은 16칩의 확산 부호(Ck)의 상관을 구하기 위함이다. 따라서 곱셈기의 수는 확산 부호(Ck)의 칩수에 따라 마련되는 수가 다르다.
각각의 곱셈기(35f1 ~ 35f16)에는 시프트 레지스터(35a)의 각 단으로부터의 출력 신호(PS1 ~ PS16)와 상관값 연산용 부호(Ck')의 각 생성 코드(PN1' ~ PN16')가 공급된다. 이 곱셈기(35f1 ~ 35f16)의 각각은 동일한 칩 위치끼리의 신호를 곱셈하여, 곱셈 신호를 얻는다. 곱셈기(35f1 ~ 35f16)에 있어서 산출된 곱셈 신호는 가산기(35g)에 공급된다. 가산기(35g)는 곱셈기(35f1 ~ 35f16)로부터 공급된 곱셈 신호를 가산하여 상관값을 얻는다. 이 상관값은 상관값 기억 회로(35d)의 레지스터(35d1; 도 18 참조)에 기억된다. 또한, 사용하는 부호에 따라서는 곱셈기(35f1 ~ 35f16)는 가산기 또는 감산기를 사용해도 좋다.
[제어 회로(40)에 의한 검출 모드 제어와 출력 회로(36)에 있어서 위치 검출 처리]
상술한 바와 같이, 기억 회로(36M)에는 센서부(100)의 전체 크로스 포인트의 상관값이 일시 기억되지만, 제어 회로(40)는 이 기억 회로(36M)에 일시 기억된 상관값에 기초하여, 검출 모드를 캐패시티브 터치 검출 모드로 할지, 레지스티브 터치 검출 모드로 할지를 결정한다. 그리고 결정한 검출 모드에 따라, 제어 회로(40)는 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)의 전환 스위치 회로(55)를 전환하도록 한다.
<제어 회로(40)에 의한 검출 모드 전환 : 도 21 - 도 24>
지시체(18)는 센서부(100)의 지시 입력면(100S)에 없는 상태로부터 지시 입력면(100S)에 이격하여 존재하는 상태→지시 입력면(100S)에 접촉하는 상태→지시 입력면(100S)을 프레스하는 상태라고 하는 순서로, 지시 입력면(100S)에 대해 변화한다고 가정한다. 그리고 이 실시 형태에서, 제어 회로(40)는 초기 상태에서는 전환 제어 신호(SW1)에 의해, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)의 전환 스위치 회로(55)를 검출용 컨덴서(52)측으로 전환하여, 캐패시티브 터치 검출 모드로 한다.
도 21(A)에 나타내는 바와 같이, 지시체가 센서부(100)의 지시 입력면(100S)에 없을 때에는 송신 도체(11Y)는 수신 도체(12X)와만 정전 결합하기 때문에, 송신 도체(11Y)에 송신 신호를 공급하면, 각 크로스 포인트의 수신 도체(12X)에는 동일한 전류 신호가 흐른다.
따라서 도 21(B)에 나타내는 바와 같이, 연산 처리 회로(35)의 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에서는 모두 일정한 상관값(기준값 ref)이 얻어진다. 또한, 도 21(B)는 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516) 중 어느 하나의 상관값 출력을 나타낸다.
그리고 예를 들어, 도 22(A)에 나타내는 바와 같이, 확산 부호(C3)가 공급되는 송신 도체(11Y9)와 수신 도체(12X124)의 크로스 포인트에서 지시체(18)가, 예를 들어 접촉했을 때에는 상술한 바와 같이 지시체(18)와 수신 도체(12X124) 사이의 정전 용량분을 통하여 송신 신호가 분류되고, 수신 도체(12X124)로부터 얻어지는 전류 신호가 감소한다.
이 때문에, 지시체(18)가 접촉하고 있는 수신 도체(12X124)로부터의 전류 신호의 신호 레벨은 송신 도체(11Y9)에 공급되어 있는 확산 부호(C3)에 있어서 감소한다. 즉, 도 22(B)에 나타내는 바와 같이, 송신 도체(11Y9)와 수신 도체(12X124)의 크로스 포인트에 대응하는 상관값은 도 21에 나타낸 지시체(18)가 지시 입력면(100S) 상에 없을 때의 상관값(기준값) ref보다 감소하는 방향으로 변화한다.
한편, 도 22(A)에 나타내는 확산 부호(C3)가 공급되는 송신 도체(11Y9)와 수신 도체(12X124)의 크로스 포인트에 있어서, 지시체(18)에 의해 프레스력이 인가되면, 그 크로스 포인트에 있어서 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)가 접촉하고, 그 접촉 면적에 따른 전류가 흐르기 시작한다. 그 결과, 수신 도체(12X124)로부터 얻어지는 출력 신호(S16)의 전류 신호가 증가한다.
이 때문에, 도 22(C)에 나타내는 바와 같이, 지시체(18)가 접촉하고 있는 수신 도체(12X124)로부터의 전류 신호의 신호 레벨은 송신 도체(11Y9)에 공급되어 있는 확산 부호(C3)에 있어서 증가한다. 즉, 송신 도체(11Y9)와 수신 도체(12X124)의 크로스 포인트에 대응하는 상관값은 상기 기준값 ref보다 증가하는 방향으로 변화한다.
따라서 위치 산출 회로(361)는 출력 회로(36)의 기억 회로(36M)의 전체 크로스 포인트의 상관값을 참조하여, 기준값 ref보다 감소하고 있는 상관값의 크로스 포인트가 존재하고 있는 경우에는 제어 회로(40) 캐패시티브 터치 검출 모드를 유지한다.
그리고 위치 산출 회로(361)가 출력 회로(36)의 기억 회로(36M)의 전체 크로스 포인트의 상관값을 참조하여, 기준값 ref보다 증가하고 있는 상관값을 검출하면, 제어 회로(40)는 전환 제어 신호(SW1)에 의해, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)의 전환 스위치 회로(55)를 검출용 저항(54)측으로 전환하고, 레지스티브 터치 검출 모드로 전환한다.
따라서 기억 회로(36M)에 기억된 모든 상관값 중에서, 기준값 ref 이상의 것이 있는지의 여부에 의해, 제어 회로(40)는 검출 모드를 전환할 수 있다.
그러나 기준값 ref는 지시체 검출 장치(1)마다의 개체차나 환경 요인(온도 등) 등에 기인하는 편차에 의해 변화되어 버리는 일이 있다.
그래서 이 실시 형태에서는 지시체(18)가 센서부(100)의 지시 입력면(100S)에 없을 때에 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)에서 얻어지는 상관값(=ref)을 미리 기억해 둔다. 이하, 이 상관값을 오프셋값이라고 한다.
그리고 상관값을 기억 회로(36M)에 기억할 때에, 각각의 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)에 의해 산출된 상관값으로부터, 이 오프셋값(=ref)을 감산한 값을, 각 크로스 포인트의 상관값으로서 기억한다.
이와 같이 하면, 캐패시티브 터치 검출 모드에서 얻어지는 상관값은 지시체(18)가 센서부(100)의 지시 입력면(100S)에 없을 때에는 모두 0이 된다. 그리고 지시체(18)가 센서부(100)의 지시 입력면(100S) 상에 있고, 또한 호버링 상태에 있거나, 또는 접촉하고 있는 크로스 포인트의 상관값은 부(負)의 값으로 된다. 또, 센서부(100)의 지시 입력면(100S) 상에 있는 지시체(18)에 의해 지시 입력면(100S)으로부터 프레스력이 인가되면, 그 프레스력이 인가되어 있는 크로스 포인트를 구성하는 수신 도체(12X)로부터 얻어지는 상관값은 정(正)의 값으로 된다.
그리고 위치 산출 회로(361)는 기억 회로(36M)에 기억되어 있는 상관값을 참조하여, 이 기억 회로(36M)에 기억되어 있는 상관값에 정의 값을 나타내는 상관값 또는 부의 값을 나타내는 상관값이 있는지의 여부를 검출한다. 제어 회로(40)는 캐패시티브 터치 검출 모드에 있어서, 위치 산출 회로(361)가 정의 값을 나타내는 상관값을 검출했을 때에는 검출 모드를 레지스티브 터치 검출 모드로 전환한다. 또, 제어 회로(40)는 레지스티브 터치 검출 모드에 있어서, 위치 검출 회로(361)가 정의 값을 나타내는 상관값을 검출할 수 없는 때에는 검출 모드를 캐패시티브 터치 검출 모드로 전환한다.
여기서, 위치 산출 회로(361)가 정의 값을 나타내는 상관값을 검출했을 때의 검출 모드가 레지스티브 터치 검출 모드일 때, 및 위치 산출 회로(361)가 부의 값을 나타내는 상관값을 검출했을 때의 검출 모드가 캐패시티브 터치 검출 모드일 때, 제어 회로(40)는 그 검출 모드를 유지한다.
또한, 레지스티브 터치 검출 모드에 있어서 산출된 상관값을 기억 회로(36M)에 기입할 때에, 상술한 기준값 ref에 상당하는 값의 감산은 반드시 행하지 않아도 좋다. 레지스티브 터치 검출 모드에 있어서 얻어지는 상관값은 캐패시티브 터치 검출 모드에 있어서 얻어지는 상관값에 비해 현격히 크다. 이 때문에, 레지스티브 터치 검출 모드에 있어서 산출된 상관값은 감산 처리를 하지 않아도 프레스력이 인가된 크로스 포인트에 대응하는 상관값을 검출할 수 있기 때문이다.
기억 회로(36M)에 기억된 상관값이 정의 값으로 되는지의 여부는 임계값을 0으로 하고, 상관값과 임계값을 비교하도록 하면 좋지만, 보다 확실히 판정하기 위해, 상관값과 비교하는 임계값은 0보다 약간 큰 값으로 하면 좋다. 노이즈분 등에 반응하지 않게 하기 위함이다.
도 23 및 도 24는 이 실시 형태의 지시체 검출 장치(1)에 있어서 검출 모드 전환 처리를 포함하는 전체의 처리 동작의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
이 도 23 및 도 24로 이루어진 플로차트의 처리는 제어 회로(40)로부터의 스타트 신호(ST)에 의해 개시한다. 그리고 스타트 신호(ST)가 발생할 때마다 지시 입력면(100S)의 전체 크로스 포인트에 대해 1회분의 처리 동작을 실행한다.
먼저, 제어 회로(40)가 스타트 신호(ST)를 출력한 후, 클록 신호(CLK)의 1주기 후에 발생시킨 송신 로드 신호(Stload)가 송신 신호 공급 회로(21)에 공급되면, 송신 신호 공급 회로(21)는 송신 로드 신호(Stload) 및 클록 신호(CLK)에 동기한 16종의 확산 부호(C1 ~ C16)를 생성함과 아울러, 송신 도체 선택 회로(22)에 공급을 개시한다(단계 S101).
다음에, 제어 회로(40)는 검출 모드로서 캐패시티브 터치 검출 모드를 선택하고, 전환 제어 신호(SW1)에 의해, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)의 전환 스위치 회로(55)를 검출용 컨덴서(52)측으로 전환한다(단계 S102).
다음에, 제어 회로(40)는 클록 신호(CLK)에 기초하여 생성한 전환 제어 신호(SW3)에 의해, 수신 도체 선택 회로(31)의 스위치 회로(3101 ~ 3116)를 전환 제어하여, 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각 중에서 1개의 수신 도체(12X)를 선택한다(단계 S103).
또, 제어 회로(40)는 송신 로드 신호(Stload)에 동기하여 생성한 전환 제어 신호(SW2)에 의해, 송신 도체 선택 회로(22)의 스위치 회로(2201 ~ 2216)를 전환 제어하여, 송신 블록(TB1 ~ TB16)의 각각 중에서 1개의 송신 도체(11Y)를 선택한다(단계 S104).
이상에 의해, 16종의 확산 부호(C1 ~ C16)는 송신 도체 선택 회로(22)에서 선택된 16개의 송신 도체(11Y)에 동시에 동기하여 공급된다(단계 S105). 그러면 수신 도체 선택 회로(31)에서 선택된 16개의 수신 도체(12X)로부터는, 수신 신호로서 출력 신호(S1 ~ S16)가 얻어진다. 이 출력 신호(S1 ~ S16)는 증폭 회로(32) 및 A／D 변환 회로(33)를 통하여 연산 처리 회로(35)의 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 공급된다(단계 S106).
다음에, 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)는 각각, 디지털 샘플 데이터와 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')를 상관 연산하고, 그 결과 얻어진 상관값을 상관값 기억 회로(35d)를 통하여 출력 회로(36)의 기억 회로(36M)에 기입한다(단계 S107).
제어 회로(40)는 선택된 수신 도체(12X)와 크로스 포인트를 구성하는 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 확산 부호의 공급을 행했는지의 여부를 판별한다(단계 S108). 단계 S108에서, 확산 부호의 공급을 종료하고 있지 않다고 판별했을 때에는 단계 S104로 돌아가서, 이 단계 S104 이후의 처리를 반복한다. 송신 블록은 4개의 송신 도체(12Y)로 구성되어 있으므로, 선택되는 복수 송신 도체의 그룹은 4그룹이다. 따라서 단계 S108에서는 단계 S104 ~ 단계 S107의 처리를 4회 반복했는지의 여부를 판별한다.
그리고 단계 S108에서, 수신 도체 선택 회로(31)에 의해 선택된 수신 도체(12X)와 크로스 포인트를 구성하는 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 확산 부호의 공급을 종료했다고 판별했을 때에는 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어졌는지의 여부를 판별한다(단계 S109). 이 단계 S109에서, 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어지지 않았다고 판별했을 때에는 단계 S103로 돌아가서, 이 단계 S103 이후의 처리를 반복한다. 검출 블록은 8개의 수신 도체(12X)로 구성되어 있으므로, 선택되는 복수 수신 도체의 그룹은 8그룹이다. 따라서 단계 S109에서는 단계 S103 ~ 단계 S108의 처리를 8회 반복했는지의 여부를 판별한다.
단계 S109에서, 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 송신 신호의 공급을 행함과 아울러, 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어졌다고 판별했을 때에는 기억 회로(36M)에 기억되어 있는 상관값을 참조하여, 기준값 ref 이상의 상관값이 있는지의 여부를 판별한다(도 24의 단계 S111).
단계 S111에서, 기억 회로(36M)에 기억되어 있는 상관값 중에서, 기준값 ref 이상의 상관값이 없다고 판별했을 때에, 제어 회로(40)는 이 때의 검출 모드는 캐패시티브 터치 검출 모드인지의 여부를 판별한다(단계 S112). 그리고 이 단계 S112에서, 이 때의 검출 모드가 캐패시티브 터치 검출 모드라고 판별했을 때에, 제어 회로(40)는 출력 회로(36)를 제어하여, 지시체의 위치 검출 처리를 하고, 그 검출 결과를 출력 시킨다(단계 S113). 또, 단계 S112에서, 이 때의 검출 모드가 캐패시티브 터치 검출 모드는 아니라고 판별했을 때에는 단계 S102로 돌아가서, 제어 회로(40)는 전환 제어 신호(SW1)를 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216) 각각의 스위치 회로(55)에 공급하여 각 스위치 회로(55)를 검출용 컨덴서(52)측으로 전환하고, 캐패시티브 터치 검출 모드로 전환한다. 그리고 제어 회로(40)는 이 단계 S103 이후의 처리를 반복한다.
또, 단계 S111에서, 기억 회로(36M)에 기억되어 있는 상관값 중에서, 기준값 ref 이상의 상관값이 있다고 판별했을 때에, 제어 회로(40)는 이 때의 검출 모드가 레지스티브 터치 검출 모드인지의 여부를 판별한다(단계 S114). 이 단계 S114에서, 이 때의 검출 모드가 레지스티브 터치 검출 모드라고 판별했을 때에, 제어 회로(40)는 출력 회로(36)를 제어하여, 지시체의 위치 검출 처리를 하고, 그 검출 결과를 출력 시킨다(단계 S113). 또, 단계 S114에서, 이 때의 검출 모드가 레지스티브 터치 검출 모드는 아니라고 판별했을 때에, 제어 회로(40)는 전환 제어 신호(SW1)를 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216) 각각의 스위치 회로(55)에 공급하여 각 스위치 회로(55)를 검출용 저항(54)측으로 전환하고, 레지스티브 터치 검출 모드로 전환한다(단계 S115). 그리고 제어 회로(40)는 처리를 단계 S103에 돌아와, 이 단계 S103 이후의 처리를 반복한다.
<호버링 검출 : 도 25 ~ 도 27>
도 25 ~ 도 27을 참조하면서, 호버링 상태의 검출 수법에 대해 설명한다. 호버링의 검출은 다음과 같이 하여 행할 수 있다. 도 25(A)에 나타내는 바와 같이, 캐패시티브 터치 검출 모드에 있어서, 지시체(18)가 센서부(100)의 지시 입력면(100S)에 접촉하고 있을 때는, 도 25(B)에 나타내는 바와 같이, 접촉 중심 위치의 크로스 포인트의 상관값이 최대의 상관값(PK)으로 됨과 아울러, 당해 접촉 중심 위치의 크로스 포인트 주위의 비교적 좁은 면적 범위의 크로스 포인트가 부극성의 상관값을 나타낸다.
한편, 도 26(A)에 나타내는 바와 같이, 캐패시티브 터치 검출 모드에 있어서, 지시체(18)가 센서부(100)의 지시 입력면(100S)으로부터 이격하고 있을 때는 도 26(B)에 나타내는 바와 같이, 지시체(18)의 바로 아래 위치의 크로스 포인트의 상관값이 최대의 상관값(PK)으로 됨과 아울러, 당해 지시체(18)의 바로 아래 위치의 크로스 포인트 주위의 비교적 넓은 면적 범위의 크로스 포인트가 부극성의 상관값을 나타낸다.
즉, 도 25(B) 및 도 26(B)는 지시 입력면(100S) 상에 있어서 지시체(18)의 접촉 중심 위치 또는 바로 아래 위치의 크로스 포인트를 중심으로 한 주변 크로스 포인트의 상관값의 레벨 변화를 나타내는 곡선(이하, 상관값의 레벨 곡선이라 함; 400)이 되어 있다.
도 25 및 도 26과 같이 되는 것은 다음과 같이 설명할 수 있다. 우선, 도 25(A)에 나타내는 바와 같이, 지시체(18)가 센서부(100)의 지시 입력면(100S)에 접촉하고 있는 상태에 있어서는 상술한 바와 같이, 송신 도체(11Y)에 공급되는 송신 신호(전압 신호)에 따른 전기력선 중 비교적 대부분이 지시체(18; 예를 들어 손가락)에 수속한다. 이로 인해, 지시체(18)가 수신 도체(12X) 상에 없을 때에 당해 수신 도체(12X)에 흐르는 전류 중, 그 지시체(18)에 수속하는 전기력선분의 전류가 지시체(18)를 통하여 그라운드에 분류된다. 또, 지시체(18)와 수신 도체(12X)는 접촉하고 있기 때문에, 정전 결합하는 수신 도체(12X)의 범위는 좁다. 그 결과, 도 25(B)에 나타내는 바와 같이, 상관값의 레벨 곡선(400)은 레벨 변화를 하는 폭(면적)이 좁고, 비교적 큰 피크값(PK)이 얻어지는 곡선이 된다.
이것에 대해, 도 26(A)에 나타내는 바와 같이, 지시체(18)가 센서부(100)의 지시 입력면(100S)과 이격하고 있는 상태(호버링 상태)에 있어서는 지시체(18)가 접촉하고 있는 경우에 비해, 지시체(18)와 수신 도체(12X)가 정전 결합하는 범위가 넓어짐과 아울러, 지시체(18)와의 결합도가 낮아지고, 당해 수신 도체(12X)에 흐르는 전류 중에서, 지시체(18)를 통하여 그라운드에 분류하는 전류도 적어진다. 그리고 지시체(18)와 수신 도체가 정전 결합하는 범위는 지시체(18)와 지시 입력면(100S) 사이의 이격 거리가 커지면 보다 넓어지고, 그 결과 지시체(18)가 수신 도체(12X) 상에 없을 때에 당해 수신 도체(12X)에 흐르는 전류 중 지시체(18)를 통하여 그라운드에 분류하는 전류는 지시체(18)와 지시 입력면(100S) 사이의 이격 거리가 커지면 보다 적어진다.
따라서 도 26(B)에 나타내는 바와 같이, 지시체(18)가 호버링 상태에 있을 때는 상관값의 레벨 곡선(400)은 레벨 변화를 하는 폭(면적)이, 지시체(18)와 지시 입력면(100S)의 이격 거리에 따라 넓어지고, 피크값(PK)은 지시체(18)와 지시 입력면(100S)의 이격 거리에 따라 작아진다.
이상으로부터, 상관값의 레벨 곡선(400)의 기울기 θ와, 상관값의 레벨 곡선의 피크값(PK)의 비를 구하고, 이 비로부터, 호버링 상태의 검출 출력을 얻는다. 이 경우에, 상관값의 레벨 곡선(400)의 기울기 θ와 상관값의 레벨 곡선의 피크값(PK)의 비와, 소정의 문턱값을 비교함으로써, 지시체(18)가 지시 입력면(100S)에 접촉하고 있는지 여부를 식별한다. 그리고 호버링 상태라고 식별했을 때에는 그 비의 값으로부터, 지시체(18)와 지시 입력면(100S)의 이격 거리를 식별한다.
다음에, 상관값의 레벨 곡선(400)의 기울기 θ와 상관값의 레벨 곡선의 피크값(PK)의 비를 구하는 연산의 구체적인 예에 대해 설명한다.
지시체(18)가, 도 26(A)와 같이 지시 입력면(100S)으로부터 이격한 상태에서, 어느 시각에 얻어진 상관값의 레벨값을 매핑하면, 예를 들어, 도 27에 나타내는 분포가 된다. 또한, 이 도 27에는 3×3의 크로스 포인트에서 얻어진 상관값 레벨값을 나타내고 있고, 그 상관값 레벨값은 정규화되어 있음과 아울러, 편의 상 정의 값으로 하고 있다.
이 도 27에 나타내는 예에 있어서는 중앙의 크로스 포인트에서 상관값 레벨의 최대값 「100」이 얻어지고, 그 좌우 상하에 위치하는 크로스 포인트에서 상관값 레벨값 「50」이 얻어지고 있다. 또, 중앙 크로스 포인트의 기울기 좌상, 기울기 우상, 기울기 좌하, 기울기 우하의 크로스 포인트에서 상관값 레벨값 「20」이 얻어지고 있다. 따라서 이 상관값의 레벨 곡선의 피크값(PK)은 「100」이다.
상관값의 레벨 곡선(400)에 있어서 기울기는 피크값(PK)과, 그 피크값(PK)이 얻어진 크로스 포인트에 인접한 다른 크로스 포인트에 있어서 상관값 레벨값과의 차를 구하여 얻을 수 있다. 예를 들어, 이 도 27 예의 경우에서는 상관값의 레벨 곡선(400)의 피크값(PK)은 중앙 그리드가 「100」이므로, 엣지의 기울기는 100 - 50=50이 된다.
따라서 도 27 예의 상관값의 레벨 곡선(400)의 기울기와 피크값의 비는, (상관값의 레벨 곡선의 기울기)／(피크값(PK))=50／100=0.5가 된다. 여기서, 호버링 상태나 접촉 상태인가의 판별의 문턱값을, 예를 들어 0.7로 하면, 도 27에 나타내는 예에 있어서, 위치 산출 회로(361)는 지시체(18)가 호버링 상태에 있다고 판정한다. 또, 상관값의 레벨 곡선(400)의 기울기와 피크값(PK)의 비가, 예를 들어 0.9인 경우에는, 위치 산출 회로(361)는 지시체(18)가 센서부(100)의 지시 입력면에 접촉 상태라고 판정한다.
상술한 예에 있어서는 지시체(18)에 대해, 호버링 상태와 접촉 상태의 판정을 위해 문턱값을 1개 마련한 경우를 예시하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 지시체(18)에 대해, 호버링 상태와 접촉 상태의 판정을 위한 문턱값 외에, 호버링 상태의 정도(센서부(100)의 지시 입력면(100S)과 지시체의 이격 거리)를 판정하기 위한 문턱값을, 또한 1개 또는 복수개 설정하도록 해도 좋다. 그 경우의 문턱값은 호버링 상태와 접촉 상태의 식별을 위한 문턱값보다 작은 값으로 되는 것은 물론이다.
또한, 상기의 설명에서는 상관값의 레벨 곡선(상관값 레벨값의 매핑 데이터)에 기초하여, 직접, 호버링 상태의 판정을 행하는 경우를 예시하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 상관값의 레벨 곡선을 비선형 처리하고, 비선형 처리 후의 특성에 기초하여 호버링 상태를 판정해도 좋다.
예를 들어, 상관값의 레벨 곡선에 대해, 비선형 처리로서 대수(對數) 변환을 행하는 경우를 예시하여 설명한다. 비선형 처리를 행하지 않는 경우, 지시체(18)가 센서부(100)의 지시 입력면에 접촉하는 것에 의해 얻어진 상관값의 레벨은 지시체(18)와 지시 입력면(100S)가 접촉하는 부분에서는 극단적으로 크고, 지시체(18)가 지시 입력면(100S)으로부터 이격하고 있는 곳은 극단적으로 작다. 그러므로, 지시체(18)가 지시 입력면(100S)으로부터 약간 이격하고 있는 상태를 포함하는 인식 처리를 행하려고 하는 경우, 상관값 레벨이 상기 2개의 경우에 극단적으로 다르므로 정확한 인식이 곤란하다.
그래서 상관값의 레벨 곡선에 대해, 소정의 신호 변환 처리, 예를 들어 대수 변환을 실시하면, 상관값이 작은 레벨의 부분을 두드러지게 하고(stand out), 상관값 레벨이 큰 부분을 억제할 수 있다. 즉, 대수 변환 후의 상관값의 레벨 곡선에 있어서 피크부의 형상이 브로드화되어, 그 최대값이 억제된다. 이 경우, 지시체(18)의 접촉 상태와 비접촉 상태의 경계 부근의 상관값의 레벨값 변화가 연속적으로 되고, 지시체(18)가 지시 입력면(100S)으로부터 약간 떠 있는 상태이어도, 용이하게 호버링 상태를 인식할 수 있고, 인식 특성을 향상시킬 수 있다.
<프레스력(지압)의 검출>
위치 산출 회로(361)가 기억 회로(36M)에 기억되어 있는 상관값을 참조한 결과, 상관값이 기준값 ref 이상인 크로스 포인트가 있다고 판별했을 때에는 그 크로스 포인트는 지시 입력면(100S)을 통하여 지시체(18)로부터 프레스력이 인가되어 있는 부분이다.
그리고 상술한 바와 같이, 이 실시 형태의 센서부(100)에 있어서는 프레스력에 따라, 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)의 접촉 면적이 바뀐다. 즉, 프레스력이 커질수록, 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)의 접촉 면적이 커지고, 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X) 사이에 형성되는 가변 저항의 저항값이 작다. 무엇보다 프레스력이 어느 일정 이상이 되면, 접촉 면적의 변화가 없어지고, 리미터가 걸리게 된다.
그리고 수신 도체(12X)로부터 얻어지는 전류 신호의 전류값은 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X) 사이에 형성되는 가변 저항의 저항값에 따라 변화하고, 프레스력이 커질수록, 수신 도체(12X)로부터 얻어지는 전류 신호의 전류값은 커진다.
따라서 프레스력이 인가된 크로스 포인트의 수신 도체(12X)로부터 얻어진 출력 신호의 디지털 샘플 데이터는 리미터가 걸릴 때까지의 프레스력에 비례하고, 큰 디지털값이 된다. 이 때문에, 그 디지털 샘플 데이터에 관한 상관값도 프레스력에 따른 정의 값으로 된다.
이상과 같이, 위치 산출 회로(361)는 기억 회로(36M)에 기억된 상관값 중에서, 값이 기준값 ref 이상인 상관값을 검출하면, 그 어드레스 위치로부터, 대응하는 크로스 포인트의 좌표 위치를 판정함과 아울러, 그 상관값의 크기에 따른 프레스력의 검출 출력을 출력한다.
또한, 상술한 실시 형태에서는 기억 회로(36M)에 상관값을 기입할 때에, 오프셋값을 각각의 상관값으로부터 감산하도록 했다. 그러나 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어 기억 회로(36M)에는 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에서 산출된 상관값을 각각 기억해 두고, 위치 산출 회로(361)에서 위치 검출할 때에, 오프셋값을 각각의 상관값으로부터 감산하도록 해도 좋다. 그 경우에는 위치 산출 회로(361)가 상술한 단계 S111의 판별 처리를 행하고, 그 판별 결과를 제어 회로(40)에 통지하도록 한다. 그리고 위치 산출 회로(361)는 제어 회로(40)의 제어 지시에 따라 지시체 검출 결과의 출력 데이터를 출력하도록 한다.
또한, 위치 산출 회로(361)의 처리는 제어 회로(40)가 구비하는 마이크로 컴퓨터에서 소프트웨어 처리로서 실행하도록 해도 좋다.
이상과 같이, 이 실시 형태에서는 출력 회로(36)는 위치 산출 회로(361)를 구비하고, 기억 회로(36M)에 기입된 상관값을 상술한 바와 같이 처리하고, 지시체의 검출 결과를 얻도록 하고 있다. 즉, 지시체(18)에 의해 지시 입력된 크로스 포인트에 대응하는 좌표, 지시 입력된 면적, 호버링 상태, 프레스력, 검출 모드에 따른 플래그, 다수의 지시체에 관한 지시체 검출 결과 등을 위치 산출 회로(361)에서 생성하고, 출력 데이터로서 출력하도록 하고 있다.
그러나 이 위치 산출 회로(361)의 처리 동작은 이 실시 형태의 지시체 검출 장치(1)가 접속된 장치, 예를 들어 퍼스널 컴퓨터 등에 있어서 실행되도록 할 수도 있다. 그 경우에, 출력 회로(36)는 위치 산출 회로(361)를 구비하지 않고, 기억 회로(36M)의 기억 내용을, 예를 들어 비트 맵 데이터 등으로 변환하여, 출력 데이터로서 출력하도록 한다. 또는 출력 회로(36)는 기억 회로(36M)의 기억 내용을, 그대로 출력 데이터로서 출력하도록 해도 좋다.
상술한 제1 실시 형태에서는 기억 회로(36M)에 기억된 상관값에 따라 제어 회로(40)가 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드를 전환하도록 했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어 수동에 의해, 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드를 전환하도록 하는 것도 물론 가능하다.
즉, 제어 회로(40)에 대해, 예를 들어, 슬라이드 스위치를 접속하고, 그 슬라이드 스위치에 의해, 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드를 수동으로 지정하여 전환하도록 해도 좋다. 이 때에, 슬라이드 스위치에 의해, 「자동 모드 전환」를 선택할 수 있도록 해도 좋다. 그 경우에는 유저는 상술한 실시 형태와 동일한 자동 모드 전환을 선택할 수 있음과 아울러, 필요에 따라 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드 중 어느 하나만을 선택하도록 전환할 수 있다.
또, 상술한 실시 형태에서는 송신 저항체(13Y)는 송신 도체(11Y)를 따라 형성하고, 수신 저항체(14X)는 수신 도체(12X)를 따라 형성하도록 했지만, 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)의 각각을, 송신 도체(11Y) 또는 수신 도체(12X)와 동일한 방향에 형성하도록 해도 좋다. 또, 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)를, 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 크로스 포인트에 대응하는 영역마다 섬 형상으로 마련하도록 형성해도 좋다. 또한, 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)는 전술한 바와 같이, 하측 기판(16) 및 상측 기판(17)의 일면 전체에 걸쳐서 형성하도록 해도 좋다.
또, 송신 저항체(11Y) 또는 수신 저항체(12X)의 일방은 송신 도체(11Y) 또는 수신 도체(12X)를 따라 형성하고, 타방은 하측 기판(16) 또는 상측 기판(17)의 일면 전체에 걸쳐서 형성하도록 해도 좋다. 또, 송신 저항체(11Y) 또는 수신 저항체(12X)의 일방은 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 크로스 포인트에 대응하는 영역마다 섬 형상으로 마련하고, 타방은 하측 기판(16) 또는 상측 기판(17)의 일면 전체에 걸쳐서, 또는 송신 도체(11Y) 또는 수신 도체(12X)를 따라 형성해도 좋다.
상술한 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서, 제어 회로(40)는 검출 모드를 캐패시티브 터치 검출 모드로 할지, 레지스티브 터치 검출 모드로 할지를 판별하고, 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216) 각각의 스위치 회로(55)를 전환하도록 했다.
그러나 도 10을 사용하여 설명한 바와 같이, 저항막 방식의 검출용 저항(54)이 검출용 컨덴서(52)의 직류 바이어스용 저항(53)과 거의 동등한 인덕턴스값이면, 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로에 있어서 모드 전환 스위치 회로(55)는 불필요하게 된다.
또한, 이 제1 실시 형태에 있어서는 기억 회로(36M)에 기억된 상관값과 기준값 ref를 비교함으로써 검출 모드를 레지스티브 터치 검출 모드 또는 캐패시티브 터치 검출 모드 중 어느 것으로 전환하는 경우를 예시하여 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 각 I／V 변환 회로마다 검출 모드를 레지스티브 터치 검출 모드 또는 캐패시티브 터치 검출 모드 중 어느 것으로 전환하도록 해도 좋다. 이와 같이 하면, 복수의 지시체가 지시 입력면(100S) 상에 있고, 1개의 지시체가 호버링 상태 또는 접촉 상태에 있어서, 다른 1개의 지시체가 지시 입력면에 대해 프레스력을 인가하고 있는 경우에도, 적절히 그 지시체를 검출할 수 있다.
[제2 실시 형태 : 검출 모드의 전환을 행하지 않은 예, 도 28 - 도 29］
상술한 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서, 제어 회로(40)는 검출 모드를 캐패시티브 터치 검출 모드로 할지, 레지스티브 터치 검출 모드로 할지를 판별하고, 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216) 각각의 스위치 회로(55)를 전환하도록 했다.
그러나 예를 들어, 지시체(18)가 센서부(100)의 지시 입력면(100S) 상에 가져와져서 지시 입력면(100S)에 접촉하고, 추가로 지시 입력면(100S)을 프레스하는 상태로 변위하는 속도가 빠른 경우, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)마다 제어 회로(40)가 모드를 전환하는 것은 그 변위 속도에 대응할 수 없을 우려가 있다.
그래서 제2 실시 형태의 지시체 검출 장치는 상술한 제1 실시 형태의 구성에 있어서, 도 10의 구성의 I／V 변환 회로를 증폭 회로(32)에 사용하여, 스위치 회로를 사용한 모드 전환을 불필요하게 한다. 이하에 설명하는 제2 실시 형태에 있어서, 증폭 회로(32) 이외의 구성은 제1 실시 형태와 동일하여, 제1 실시 형태와 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고, 그 상세 설명은 생략한다. 후술하는 다른 실시 형태에 대해서도 동일하다.
도 28은 이 제2 실시 형태의 경우에 있어서 증폭 회로(32)의 구성예를 설명하기 위한 도면이다.
이 도 28에 나타내는 바와 같이, 이 제2 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서는 증폭 회로(32)는 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각에 대응하는 16개의 I／V 변환 회로(3201', 3202',ㆍㆍㆍ3216')로 이루어진다. 이 I／V 변환 회로(3201' ~ 3216')의 각각은, 도 10에 나타낸 바와 같이, 연산 증폭기(51)의 입출력단간에, 정전 결합 방식의 검출용 컨덴서(52)와 저항막 방식의 검출용 저항(54)을 병렬로 접속한 구성의 I／V 변환 회로로 이루어진다.
I／V 변환 회로(3201' ~ 3216')에는 검출 모드에 따른 전환 스위치 회로(55)가 존재하지 않는다. 따라서 이 제2 실시 형태에서, 제어 회로(40)는 제1 실시 형태의 경우와 같이, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)로의 전환 제어 신호(SW1)를 발생할 필요는 없다. 이 때문에, 제어 회로(40)는 제1 실시 형태와 같이, 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)에 의해 산출된 상관값을 참조하여, 검출 모드를 캐패시티브 터치 검출 모드로 해야 할지, 레지스티브 터치 검출 모드에해야 할지의 판정 처리도 불필요하게 된다. 그리고 그 외는 제1 실시 형태와 동일하게 구성된다.
다음에, 도 29의 플로차트를 참조하여, 이 제2 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서 전체의 처리 동작의 흐름의 예를 설명한다.
이 도 29의 플로차트는 제어 회로(40)로부터의 스타트 신호(ST)에 의해 개시한다. 그리고 스타트 신호(ST)가 발생할 때마다 지시 입력면(100S)의 전체 크로스 포인트에 대해 1회분의 처리 동작을 실행한다.
먼저, 제어 회로(40)가 스타트 신호(ST)를 출력한 후, 클록 신호(CLK)의 1주기 후에 발생시킨 송신 로드 신호(Stload)가 송신 신호 공급 회로(21)에 공급되면, 송신 신호 공급 회로(21)는 송신 로드 신호(Stload) 및 클록 신호(CLK)에 동기한 16종의 확산 부호(C1 ~ C16)를 생성함과 아울러, 송신 도체 선택 회로(22)로의 공급을 개시한다(단계 S201).
다음에, 제어 회로(40)는 송신 로드 신호(Stload)에 기초하여 생성한 전환 제어 신호(SW3)에 의해, 수신 도체 선택 회로(31)의 스위치 회로(3101 ~ 3116)를 전환 제어하여, 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각 중에서 1개 수신 도체(12X)의 선택을 행한다(단계 S202).
또, 제어 회로(40)는 송신 로드 신호(Stload)에 기초하여 생성한 전환 제어 신호(SW2)에 의해, 송신 도체 선택 회로(22)의 스위치 회로(2201 ~ 2216)를 전환 제어하여, 송신 블록(TB1 ~ TB16)의 각각 중에서 1개 송신 도체(11Y)의 선택을 행한다(단계 S203).
이상에 의해, 16종의 확산 부호(C1 ~ C16)는 송신 도체 선택 회로(22)에서 선택된 16개의 송신 도체(11Y)에 동시에 동기하여 공급된다(단계 S204). 그리고 수신 도체 선택 회로(31)는 이 수신 도체 선택 회로(31)에서 선택한 16개의 수신 도체(12X)로부터의 수신 신호를 출력 신호(S1 ~ S16)로서 얻는다. 이 출력 신호(S1 ~ S16)는 증폭 회로(32) 및 A／D 변환 회로(33)를 통하여 연산 처리 회로(35)의 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 공급된다(단계 S205).
다음에, 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 있어서, 디지털 샘플 데이터와 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')의 상관 연산이 이루어지고, 그 결과 얻어진 상관값은 상관값 기억 회로(35d)를 통하여 출력 회로(36)의 기억 회로(36M)에 기입된다(단계 S206).
제어 회로(40)는 선택한 수신 도체(12X)와 크로스 포인트를 구성하는 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 확산 부호(Ck)의 공급을 행했는지의 여부를 판별한다(단계 S207). 단계 S207에서, 확산 부호(Ck)의 공급을 종료하고 있지 않다고 판별했을 때에는 단계 S203로 돌아가서, 이 단계 S203 이후의 처리를 반복한다. 선택되는 복수 송신 도체의 그룹은 4그룹이므로, 단계 S207에서는 단계 S203 ~ 단계 S206의 처리를 4회 반복했는지의 여부를 판별한다.
그리고 단계 S207에서, 선택한 수신 도체(12X)와 크로스 포인트를 구성하는 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 확산 부호의 공급을 종료했다고 판별했을 때에는 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어졌는지의 여부를 판별한다(단계 S208). 단계 S208에서, 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 송신 신호의 공급을 행함과 아울러, 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어지지 않는다고 판별했을 때에는 단계 S202로 돌아가서, 이 단계 S202 이후의 처리를 반복한다. 선택되는 복수 수신 도체의 그룹은 8그룹이므로, 단계 S208에서는 단계 S202 ~ 단계 S207의 처리를 8회 반복했는지의 여부를 판별한다.
단계 S208에서, 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 송신 신호의 공급을 행함과 아울러, 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어졌다고 판별했을 때에, 제어 회로(40)는 출력 회로(36)를 제어하여, 지시체의 위치 검출 처리를 하고, 그 검출 결과를 출력 시킨다(단계 S209). 그 후, 제어 회로(40)는 처리를 단계 S202에 돌아와, 이 단계 S202 이후의 처리를 반복한다.
이 제2 실시 형태에서, 제어 회로(40)는 검출 모드를 관리 및 전환 제어할 필요가 없기 때문에, 회로 구성이 간단하게 된다. 그러나 상술한 바와 같이, 위치 산출 회로(361)는 기억 회로(36M)에 기억되어 있는 상관값이 기준값 ref보다 큰지의 여부에 의해, 정전 결합 방식과 저항막 방식 중 어느 검출 방식에 의해 검출된 지시체인지를 판정하고, 그 판정 결과를 지시체 검출 결과의 출력 데이터에 반영할 수 있는 것은 제1 실시 형태와 동일하다.
또, 제1 실시 형태에 있어서 지시체 검출 장치는 검출 모드를 전환 제어하므로, 지시체(18)의 지시 입력면(100S)의 접촉 상태 또는 호버링 상태와, 지시체(18)에 의한 지시 입력면(100S)의 프레스 상태를 동시에 검출하는 것이 곤란한 경우가 있다.
이것에 대해 제2 실시 형태에 있어서 지시체 검출 장치는 지시 입력면(100S) 상의 지시체(18)에 대해, 정전 결합 방식과 저항막 방식 중 어느 검출 방식에서도 동시에 검출 가능하다. 이 때문에, 제2 실시 형태의 지시체 검출 장치는 지시 입력면(100S) 상의 어느 크로스 포인트에 있어서 지시체(18)의 접촉에 의한 지시 입력이 이루어지고, 다른 크로스 포인트에 있어서 지시체(18)에 의한 프레스입력이 이루어져도, 그것을 동시에 검출하기 쉽다.
[제3 실시 형태］
이 제3 실시 형태도, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)마다 제어 회로(40)가 모드를 전환하는 것은 지시체(18)의 변위 속도에 대응할 수 없을 우려가 있는 문제를 해결하는 예이다. 이 제3 실시 형태에 있어서는 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드를 병행하여 행하도록 한다.
<제1 구성예 : 도 30 - 도 32>
이 제3 실시 형태의 제1 구성예에 있어서는 캐패시티브 터치 검출 모드의 지시체 검출 처리와 레지스티브 터치 검출 모드의 지시체 검출 처리를, 시분할로 실행함으로써, 양 검출 모드를 병행하여 행하도록 한다. 이 제3 실시 형태의 제1 구성예에 있어서는 제1 실시 형태와 동일하게, 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)는 도 9에 나타낸 구성으로 한다. 그리고 제어 회로(40)는 전환 제어 신호(SW1)에 의해, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216) 각각의 스위치 회로(55)를 전환하는 구성을 가진다.
위치 검출 회로(34)는 도 30에 나타내는 바와 같이, 연산 처리 회로(35)와 출력 회로(360)로 구성된다. 그리고 연산 처리 회로(35)와 출력 회로(360)의 사이에, 모드 전환 회로(37)를 마련한다. 또, 이 제3 실시 형태에서는 출력 회로(360)의 구성을, 제1 실시 형태의 위치 검출 회로(34)와 다른 구성으로 한다. 또한, 그 외의 구성은 제1 실시 형태와 동일하다.
도 30에 나타내는 바와 같이, 이 예의 출력 회로(360)는 기억 회로(36M) 및 위치 산출 회로(361) 이외에, 기억 회로(36M)와 동일하게, 센서부(100)에 있어서 크로스 포인트의 모두에 대응하는 기억 번지를 가지는 구성의 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362) 및 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)와, 합성 처리 회로(364)를 구비한다.
그리고 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362) 및 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)의 출력단은 합성 처리 회로(364)의 2개 입력단에 접속되고, 또 합성 처리 회로(364)의 출력단은 기억 회로(36M)의 입력단에 접속되어 있다.
모드 전환 회로(37)는 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각에 대응하는 16개의 스위치 회로(3701 ~ 3716)으로 이루어진다. 이들 스위치 회로(3701 ~ 3716) 각각의 입력단은 연산 처리 회로(35)의 16개 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516) 각각의 출력단과 접속된다.
스위치 회로(3701 ~ 3716)의 각각은 C측단(출력단)과 R측단(출력단)을 구비한다. 그리고 스위치 회로(3701 ~ 3716) 각각의 C측단은 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리의 입력단에 접속된다. 스위치 회로(3701 ~ 3716) 각각의 R측단은 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)의 입력단에 접속된다. 그리고 스위치 회로(3701 ~ 3716)의 각각은 제어 회로(40)로부터의 전환 제어 신호(SW1)에 의해, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)는 각각 스위치 회로(55)에서의 전환과 동기하여, 캐패시티브 터치 검출 모드일 때에는 C측 출력단으로, 레지스티브 터치 검출 모드일 때에는 R측 출력단으로, 각각 전환된다.
이 제3 실시 형태의 제1 구성예에서는 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드를 시분할로 전환하므로, 전환 제어 신호(SW1)는 이 2개의 검출 모드를 전환하는 제어 신호로서 사용된다. 제어 회로(40)는 이 예에서는 캐패시티브 터치 검출 모드에서 센서부(100)의 전체 크로스 포인트에 대해 지시체 검출을 종료한 시점이 되면, 검출 모드를 레지스티브 터치 검출 모드로 변경한다. 그리고 제어 회로(40)는 전환 제어 신호(SW1)를, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)의 스위치 회로(55) 및 스위치 회로(3701 ~ 3716)에 공급하여, 당해 스위치 회로(55) 및 스위치 회로(3701 ~ 3716)의 각각을 R측단으로 전환한다.
또, 제어 회로(40)는 레지스티브 터치 검출 모드에서 센서부(100)의 전체 크로스 포인트에 대해 지시체 검출을 종료한 시점이 되면, 검출 모드를 캐패시티브 터치 검출 모드로 변경한다. 그리고 제어 회로(40)는 전환 제어 신호(SW1)를, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)의 스위치 회로(55) 및 스위치 회로(3701 ~ 3716)에 공급하여, 당해 스위치 회로(55) 및 스위치 회로(3701 ~ 3716)의 각각을 C측단으로 전환한다. 이후, 제어 회로(40)는 캐패시티브 터치 검출 모드 또는 레지스티브 터치 검출 모드의 일방 검출 모드에서 센서부(100)의 전체 크로스 포인트에 대해 지시체 검출을 종료한 시점이 될 때마다 타방의 검출 모드로 전환하도록 제어한다.
그리고 상기와 같이 스위치 회로(3701 ~ 3716)가 C측단으로 전환되므로, 캐패시티브 터치 검출 모드일 때에는 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 의해 산출된 상관값은 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)에 기입된다.
또, 상기와 같이 스위치 회로(3701 ~ 3716)가 R측단으로 전환되므로, 레지스티브 터치 검출 모드일 때에는 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 의해 산출된 상관값은 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)에 기입된다.
그리고 합성 처리 회로(364)는 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드의 양 검출 모드의 쌍이 종료될 때마다 즉 스타트 신호(ST)의 2주기분마다, 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)의 기억 내용과 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)의 기억 내용을 합성한다.
합성 처리 회로(364)의 합성 처리는 예를 들어, 다음과 같이 행한다. 즉, 합성 처리 회로(364)는 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)의 기억 내용을 참조하여, 기준값 ref보다 작아진 상관값을 찾는다. 그리고 합성 처리 회로(364)는 기준값 ref보다 작은 상관값을 검지했을 때에는 그 상관값을, 기억 회로(36M)에 있어서, 당해 상관값이 기입된 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)의 번지와 동일한 번지에 기입한다.
또, 합성 처리 회로(364)는 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)의 기억 내용을 참조하여, 기준값 ref 이상인 상관값을 찾는다. 그리고 합성 처리 회로(364)는 기준값 ref 이상인 상관값을 검지했을 때에는 그 상관값을, 기억 회로(36M)에 있어서, 당해 상관값이 기입된 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)의 번지와 동일한 번지에 기입한다.
그리고 합성 처리 회로(364)는 기억 회로(36M) 이외의 번지에는 지시체 없음을 의미하는 상관값(=기준값 ref)를 기입하도록 한다. 또한, 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362) 및 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)로의 상관값 기입 시에, 각각의 상관값으로부터 오프셋값을 감산하는 경우에, 기준값 ref=0인 것은 전술한 실시 형태와 동일하다.
제어 회로(40)는 기억 회로(36M)로의 전체 크로스 포인트의 상관값 기입이 완료되면, 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362) 및 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)의 기억 내용을, 다음의 상관값 기억을 위해 클리어해 둔다.
그리고 이 제3 실시 형태의 제1 구성예에서, 위치 산출 회로(361)는 기억 회로(36M)의 전체 크로스 포인트의 기억 내용이 재기입된 시점, 즉 스타트 신호(ST)의 2주기마다, 기억 회로(36M)의 기억 내용에 대해 상술한 제1 실시 형태의 경우와 완전히 동일한 처리를 하고, 출력 데이터를 생성하여 출력하도록 한다.
이 제3 실시 형태의 제1 구성예에 있어서 전체의 처리 동작의 흐름의 예를, 도 31 및 그 계속인 도 32의 플로차트를 참조하면서 설명한다.
제어 회로(40)는 이 도 31 및 도 32로 이루어진 플로차트의 처리를 첫번째 스타트 신호(ST)의 발생시점으로부터 개시한다. 그리고 제어 회로(40)는 두번째 스타트 신호(ST)를 발생할 때마다 검출 모드를 전환하면서, 지시 입력면(100S)의 전체 크로스 포인트에 대해 1회분씩의 처리 동작을 실행한다. 그리고 제어 회로(40)는 스타트 신호(ST)의 2개마다 출력 회로(36)에서 위치 검출 처리를 행하도록 제어하고, 지시체 검출의 출력 데이터를 출력 시키도록 제어한다.
먼저, 제어 회로(40)가 스타트 신호(ST)를 출력한 후, 클록 신호(CLK)의 1주기 후에 발생시킨 송신 로드 신호(Stload)가 송신 신호 공급 회로(21)에 공급되면, 송신 신호 공급 회로(21)는 송신 로드 신호(Stload) 및 클록 신호(CLK)에 동기한 16종의 확산 부호(C1 ~ C16)를 생성함과 아울러, 송신 도체 선택 회로(22)로의 공급을 개시한다(단계 S301).
다음에, 제어 회로(40)는 검출 모드로서 캐패시티브 터치 검출 모드를 선택하고, 전환 제어 신호(SW1)에 의해, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)의 전환 스위치 회로(55)를 검출용 컨덴서(52)측에 전환함과 아울러, 스위치 회로(3701 ~ 3716)를 C측단으로 전환한다(단계 S302).
다음에, 제어 회로(40)는 송신 로드 신호(Stload)에 기초하여 생성한 전환 제어 신호(SW3)에 의해, 수신 도체 선택 회로(31)의 스위치 회로(3101 ~ 3116)를 전환 제어하여, 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각 중에서 1개 수신 도체(12X)의 선택을 행한다(단계 S303).
또, 제어 회로(40)는 송신 로드 신호(Stload)에 기초하여 생성한 전환 제어 신호(SW2)에 의해, 송신 도체 선택 회로(22)의 스위치 회로(2201 ~ 2216)를 전환 제어하여, 송신 블록(TB1 ~ TB16)의 각각 중에서 1개 송신 도체(11Y)의 선택을 행한다(단계 S304).
이상에 의해, 16종의 확산 부호(C1 ~ C16)는 송신 도체 선택 회로(22)에서 선택된 16개의 송신 도체(11Y)에 동시에 동기하여 공급된다(단계 S305). 그리고 수신 도체 선택 회로(31)는 이 수신 도체 선택 회로(31)에서 선택된 16개의 수신 도체(12X)로부터의 수신 신호를 출력 신호(S1 ~ S16)로서 얻는다. 이 출력 신호(S1 ~ S16)는 증폭 회로(32) 및 A／D 변환 회로(33)를 통하여 연산 처리 회로(35)의 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 공급된다(단계 S306).
다음에, 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 있어서, 디지털 샘플 데이터와 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')의 상관 연산이 이루어지고, 그 결과 얻어진 상관값은 상관값 기억 회로(35d)를 통하여 출력 회로(36)의 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)에 기입된다(단계 S307).
제어 회로(40)는 선택된 수신 도체(12X)와 크로스 포인트를 구성하는 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 확산 부호의 공급을 행했는지의 여부를 판별한다(단계 S308). 단계 S308에서, 확산 부호의 공급을 종료하고 있지 않다고 판별했을 때에는 단계 S304로 돌아가서, 이 단계 S304 이후의 처리를 반복한다. 송신 블록은 4개의 송신 도체(12Y)로 구성되어 있으므로, 선택되는 복수 송신 도체의 그룹은 4그룹이다. 따라서 단계 S308에서는 단계 S304 ~ 단계 S307의 처리를 4회 반복했는지의 여부를 판별한다.
그리고 단계 S308에서, 선택한 수신 도체(12X)와 크로스 포인트를 구성하는 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 확산 부호의 공급을 종료했다고 판별했을 때에는 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어졌는지의 여부를 판별한다(단계 S309). 단계 S309에서, 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어지지 않았다고 판별했을 때에는 단계 S303로 돌아가서, 이 단계 S303 이후의 처리를 반복한다. 검출 블록은 8개의 수신 도체(12X)로 구성되어 있으므로, 선택되는 복수 수신 도체의 그룹은 8그룹이다. 따라서 단계 S309에서는 단계 S303 ~ 단계 S308의 처리를 8회 반복했는지의 여부를 판별한다.
단계 S309에서, 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 송신 신호의 공급을 행함과 아울러, 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어졌다고 판별했을 때에, 제어 회로(40)는 다음의 스타트 신호(ST)를 발생하고, 검출 모드를 레지스티브 터치 검출 모드로 전환한다. 즉, 제어 회로(40)는 전환 제어 신호(SW1)에 의해, I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)의 전환 스위치 회로(55)를 검출용 저항(54)측에 전환함과 아울러, 스위치 회로(3701 ~ 3716)를 R측단으로 전환한다(도 32의 단계 S311).
다음에, 제어 회로(40)는 송신 로드 신호(Stload)에 기초하여 생성한 전환 제어 신호(SW3)에 의해, 수신 도체 선택 회로(31)의 스위치 회로(3101 ~ 3116)를 전환 제어하여, 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각 중에서 1개 수신 도체(12X)의 선택을 행한다(단계 S312).
또, 제어 회로(40)는 송신 로드 신호(Stload)에 기초하여 생성한 전환 제어 신호(SW2)에 의해, 송신 도체 선택 회로(22)의 스위치 회로(2201 ~ 2216)를 전환 제어하여, 송신 블록(TB1 ~ TB16)의 각각 중에서 1개 송신 도체(11Y)의 선택을 행한다(단계 S313).
이상에 의해, 16종의 확산 부호(C1 ~ C16)는 송신 도체 선택 회로(22)에서 선택된 16개의 송신 도체(11Y)에 동시에 동기하여 공급된다(단계 S314). 그리고 수신 도체 선택 회로(31)는 이 수신 도체 선택 회로(31)에서 선택한 16개의 수신 도체(12X)로부터의 수신 신호를 출력 신호(S1 ~ S16)로서 얻는다. 이 출력 신호(S1 ~ S16)는 증폭 회로(32) 및 A／D 변환 회로(33)를 통하여 연산 처리 회로(35)의 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 공급된다(단계 S315).
다음에, 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 있어서, 디지털 샘플 데이터와 상관값 연산용 부호(C1' ~ C16')의 상관 연산이 이루어지고, 그 결과 얻어진 상관값은 상관값 기억 회로(35d)를 통하여 출력 회로(36)의 레지스티브 검출 모드 메모리(363)에 기입된다(단계 S316).
제어 회로(40)는 선택한 수신 도체(12X)와 크로스 포인트를 구성하는 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 확산 부호의 공급을 행했는지의 여부를 판별한다(단계 S317). 단계 S317에서, 확산 부호의 공급을 종료하고 있지 않다고 판별했을 때에는 단계 S313로 돌아가서, 이 단계 S313 이후의 처리를 반복한다. 선택되는 복수 송신 도체의 그룹은 4그룹이므로, 단계 S317에서는 단계 S313 ~ 단계 S316의 처리를 4회 반복했는지의 여부를 판별한다.
그리고 단계 S317에서, 선택한 수신 도체(12X)와 크로스 포인트를 구성하는 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 확산 부호의 공급을 종료했다고 판별했을 때에는 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 송신 신호의 공급을 행함과 아울러, 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어졌는지의 여부를 판별한다(단계 S318). 단계 S318에서, 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 송신 신호의 공급을 행함과 아울러, 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어지지 않았다고 판별했을 때에는 단계 S312로 돌아가서, 이 단계 S312 이후의 처리를 반복한다. 선택되는 복수 수신 도체의 그룹은 8그룹이므로, 단계 S318에서는 단계 S312 ~ 단계 S317의 처리를 8회 반복했는지의 여부를 판별한다.
단계 S318에서, 송신 도체(11Y)의 모두에 대해 송신 신호의 공급을 행함과 아울러, 수신 도체(12X)의 모두로부터 출력 신호가 얻어졌다고 판별했을 때에 출력 회로(36)의 합성 처리 회로(364)는, 상술한 바와 같이, 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)와 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)의 기억 내용을 참조함과 아울러 합성하고, 그 합성 결과를 기억 회로(36M)에 기입한다. 그리고 위치 산출 회로(361)는 기억 회로(36M)의 기억 내용에 대해, 상술한 바와 같은 위치 검출 처리 및 지시체 검출 결과의 출력 데이터의 생성 처리를 행하고, 생성한 출력 데이터를 출력한다(단계 S319).
제어 회로(40)는 단계 S319의 다음에 단계 S302로 돌아가서, 재차 캐패시티브 터치 검출 모드에 의한 지시체 검출을 개시한다. 그리고 제어 회로(40)는 상술한 단계 S302 이후의 처리를 반복한다.
이렇게 하여, 이 제3 실시 형태의 제1 구성예에 있어서는 스타트 신호(ST)의 2주기 단위로, 지시체 검출 결과의 출력 데이터가 얻어진다.
또한, 이상의 제3 실시 형태의 제1 구성예에 있어서는 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362), 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363) 및 기억 회로(36M)의 3개의 메모리를 사용하도록 했다. 그러나 기억 회로(36M)에, 덮어쓰기(over-write)) 가능한 메모리를 사용함과 아울러, 이하의 같은 구성으로 하는 것에 의해, 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)와 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)를 생략하고, 1개의 메모리(즉, 기억 회로(36M))만을 사용하는 구성으로 할 수도 있다.
즉, 위치 검출 회로(34)는 스타트 신호(ST)의 2주기 단위의 전반에 있어서, 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드 중 일방의 검출 모드에서 지시체 검출의 상관값의 산출을 행하고, 산출한 상관값을 기억 회로(36M)에 기입한다.
그리고 위치 검출 회로(34)는 스타트 신호(ST)의 2주기 단위의 후반에 있어서, 타방의 검출 모드에서 지시체 검출의 상관값의 산출을 행한다. 또, 위치 검출 회로(34)는 산출한 상관값의 기억 회로(36M)로의 기입 시에, 산출한 상관값과 기준값 ref를 비교 참조하고, 그 비교 참조 결과에 기초하여, 기억 회로(36M)에 기입을 실행할지를 결정한다.
즉, 새로 기입하려고 하는 타방의 검출 모드에서 산출한 상관값이 기준값 ref와 동일한 값일 때는 그 상관값은 기억 회로(36M)의 대응하는 번지에는 기입하지 않는다. 또, 새로 기입하려고 하는 타방의 검출 모드에서 산출한 상관값이, 기준값 ref와는 다른 값일 때는 기억 회로(36M)의 대응 어드레스에 이미 기입된 상관값을 참조하여, 그 상관값이 기준값 ref에 동등한 경우에는, 새로 기입하려고 하는 상관값을 덮어쓰기에 의해 기입을 실행한다. 만약, 그 대응 번지의 상관값이 지시체의 존재를 나타내는 기준값 ref와는 다른 값으로 되어 있을 때는 그 기입 완료한 상관값을 남기고, 새로 기입하려고 하는 상관값의 기입은 행하지 않는다.
이상과 같이 기억 회로(36M)에 대한, 2개 검출 모드의 산출 결과의 기입을 제어하는 것에 의해, 출력 회로(36)에 마련하는 전체 크로스 포인트분의 메모리는 기억 회로(36M)의 1개로 끝나는 것이다.
또한, 상술한 구성예 1에서는 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드를, 스타트 신호(ST)마다 전환하도록 했지만, 검출 모드의 전환 타이밍은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 클록 신호(CLK)의 1주기의 구간을, 캐패시티브 터치 검출 모드용과 레지스티브 터치 검출 모드용으로 2분할하고, 클록 신호(CLK)의 1／2주기마다 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드를 교대로 전환하도록 해도 좋다. 또한, 그 경우에는 수신부(300)의 회로는 상술한 실시 형태의 2배 클록레이트로 동작하도록 구성한다.
또, 16종의 확산 부호를 복수의 송신 도체에 동기하여 동시에 공급하는 기간을, 확산 부호의 2주기분으로 하고, 그 전반의 1주기와 후반의 1주기에서, 캐패시티브 터치 검출 모드와 레지스티브 터치 검출 모드를 교대로 전환하도록 해도 좋다.
<제2 구성예 : 도 33>
제3 실시 형태의 제2 구성예는 캐패시티브 터치 검출 모드의 지시체 검출 처리와 레지스티브 터치 검출 모드의 지시체 검출 처리를, 시분할로 실행하는 것이 아니라, 항상 병행하여 행하도록 한다.
도 33은 이 제3 실시 형태의 제2 구성예의 경우 지시체 검출 장치의 수신부(300)의 구성예를 나타낸다. 또한, 그 외의 구성은 제1 실시 형태와 동일하다.
이 도 33에 나타내는 바와 같이, 이 제2 구성예에 있어서, 수신부(300)에는 캐패시티브 터치 검출 모드용으로서 증폭 회로(32C), A／D 변환 회로(33C), 연산 처리 회로(35C)가 마련되고, 또 레지스티브 터치 검출 모드용으로서 증폭 회로(32R), A／D 변환 회로(33R), 연산 처리 회로(35R)가 마련된다. 또, 위치 검출 회로(34)에는 제1 구성예와 동일하게 출력 회로(360)가 마련된다.
이 제2 구성예에 있어서 수신 도체 선택 회로(31')는 전술한 제1 실시 형태에서 도 14를 사용하여 설명한 16개의 스위치 회로를, 캐패시티브 터치 검출 모드용과 레지스티브 터치 검출 모드용의 2그룹을 구비한다. 즉, 수신 도체 선택 회로(31')에 있어서, 스위치 회로(3101C ~ 3116C)는 캐패시티브 터치 검출 모드용이고, 또 스위치 회로(3101R ~ 3116R)는 레지스티브 터치 검출 모드용이다.
그리고 스위치 회로(3101C ~ 3116C)는, 상술한 바와 같이, 대응하는 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 수신 도체 중 선택하고 있는 1개의 수신 도체로부터의 출력 신호(전류 신호; S1C ~ S16C)를 출력한다. 또, 스위치 회로(3101R ~ 3116R)도 마찬가지로, 대응하는 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 수신 도체 중 선택하고 있는 1개의 수신 도체로부터의 출력 신호(전류 신호; S1R ~ S16R)를 출력한다. 단, 스위치 회로(3101C ~ 3116C)와 스위치 회로(3101R ~ 3116R)는 동시에 동일한 수신 도체는 선택하지 않도록, 제어 회로(40)로부터의 전환 제어 신호에 의해 전환된다.
즉, 예를 들어, 검출 블록(DB1)으로부터의 1개 수신 도체를 선택하는 스위치 회로(3101C)와 스위치 회로(3101R)의 경우를 예로 들면, 스위치 회로(3101C)가 수신 도체(12X1)를 선택하는 경우에, 스위치 회로(3101R)는 1개 벗어난 위치의 수신 도체(12X2)를 선택하고, 다음에 스위치 회로(3101C)가 수신 도체(12X2)를 선택하는 경우에, 스위치 회로(3101R)는 1개 벗어난 위치의 수신 도체(12X3)를 선택하는 방식과 같이, 스위치 회로(3101C)와 스위치 회로(3101R)가 전환된다.
증폭 회로(32C) 및 증폭 회로(32R)의 각각은 전술한 제1 실시 형태의 증폭 회로(32)와 동일하게, 수신 도체 선택 회로(31')의 출력 신호(전류 신호; S1C ~ S16C 및 S1R ~ S16R)의 각각을, 증폭함과 아울러, 전압 신호로 변환하는 16개의 I／V 변환 회로(도시는 생략)를 구비한다. 이 경우, 증폭 회로(32C)의 16개 I／V 변환 회로의 각각은 도 5에 나타낸 정전 결합 방식용의 구성으로 한다. 또, 증폭 회로(32R)의 16개 I／V 변환 회로의 각각은 도 8에 나타낸 저항막 방식용의 구성으로 한다.
그리고 수신 도체 선택 회로(31')의 출력 신호(S1C ~ S16C)는 증폭 회로(32C)의 16개 I／V 변환 회로에 입력되고, 또 출력 신호(S1R ~ S16R)는 증폭 회로(32R)에 입력된다.
A／D 변환 회로(33C 및 33R)의 각각은 전술한 제1 및 제2 실시 형태에 있어서 A／D 변환 회로(33)와 동일하게, 증폭 회로(32C 및 32R)의 16개 I／V 변환 회로의 출력 신호를, 클록 신호(CLK)에 동기하는 디지털 샘플 데이터로 변환하는 16개의 A／D 변환기를 구비한다.
이 예에서는 증폭 회로(32C)의 16개 I／V 변환 회로의 출력단은 A／D 변환 회로(33C)의 16개 A／D 변환기 각각의 입력단에 접속된다. 또, 증폭 회로(32R)의 16개 I／V 변환 회로의 출력단은 A／D 변환 회로(33R)의 16개 A／D 변환기 각각의 입력단에 접속된다.
연산 처리 회로(35C 및 35R)의 각각은 전술한 제1 및 제2 실시 형태에 있어서 연산 처리 회로(35)와 동일하게, 입력측에, 확산 부호의 16칩분에 대응하는 16단의 시프트 레지스터를 구비하는 16개의 상관값 산출 회로를 구비한다.
이 예에서는, A／D 변환 회로(33C)의 16개 A／D 변환기 각각의 출력단은 연산 처리 회로(35C)의 16개 상관값 산출 회로 각각의 입력단에 접속된다. 또, A／D 변환 회로(33R)의 16개 A／D 변환기 각각의 출력단은 연산 처리 회로(35R)의 16개 상관값 산출 회로 각각의 입력단에 접속된다.
그리고 연산 처리 회로(35C)의 16개 상관값 산출 회로 각각의 출력은 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)에 공급되고, 또 연산 처리 회로(35R)의 16개 상관값 산출 회로 각각의 출력은 레지스티브 터치 검출 모드(363)에 공급된다.
이상과 같이 구성되어 있으므로, 수신 도체 선택 회로(31')의 출력 신호(S1C ~ S16C)의 각각은 증폭 회로(32C)의 16개 I／V 변환 회로의 각각에서 증폭되어 전압 신호로 변환된다. 이 증폭 회로(32C)의 16개 I／V 변환 회로 각각으로부터의 출력 신호는 A／D 변환 회로(33C)가 구비하는 16개의 A／D 변환기의 각각에 있어서, 디지털 샘플 데이터로 변환된다.
그리고 이 A／D 변환 회로(33C)로부터의 디지털 샘플 데이터 각각은 연산 처리 회로(35C)의 16개 상관값 산출 회로의 각각이 구비하는 시프트 레지스터에 전송 유지된다.
그리고 연산 처리 회로(35C)의 16개 상관값 산출 회로에 있어서, 상술한 바와 같이, 각각의 시프트 레지스터에 유지된 디지털 샘플 데이터와, 16개의 상관값 연산용 부호가 상관 연산되고, 산출된 상관값은 출력 회로(360)의 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)에 기입된다.
이렇게 하여, 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)에는 정전 결합 방식에 의한 지시체의 검출 결과로서, 센서부(100)의 전체 크로스 포인트의 상관값이 스타트 신호(ST)의 1주기분 기간에 있어서 기입된다.
이것과 병행하여, 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)에도, 저항막 방식에 의한 지시체의 검출 결과로서, 센서부(100)의 전체 크로스 포인트의 상관값이 스타트 신호(ST)의 1주기분 기간에 있어서 기입된다.
즉, 수신 도체 선택 회로(31)의 출력 신호(S1R ~ S16R)의 각각은 증폭 회로(32R)의 16개 I／V 변환 회로에서 각각 증폭됨과 아울러 전압 신호로 변환된다. 이 증폭 회로(32R)로부터의 출력 신호는 A／D 변환 회로(33R)가 구비하는 16개의 A／D 변환기에 있어서, 디지털 샘플 데이터로 변환된다.
그리고 이 A／D 변환 회로(33R)로부터의 디지털 샘플 데이터는 각각 연산 처리 회로(35R)의 16개 상관값 산출 회로가 각각 구비하는 시프트 레지스터에 전송 유지된다.
그리고 연산 처리 회로(35R)의 16개 상관값 산출 회로에 있어서, 상술한 바와 같이, 각각의 시프트 레지스터에 유지된 디지털 샘플 데이터와, 16개의 상관값 연산용 부호를 상관 연산하고, 산출된 상관값을 출력 회로(360)의 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)에 기입한다.
이렇게 하여, 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362) 및 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)에, 센서부(100)의 전체 크로스 포인트에 대응하는 상관값이 기입되면, 합성 처리 회로(364)는 전술한 제3 실시 형태의 제1 구성예의 경우와 동일하게, 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362) 및 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)에 기억되어 있는 상관값에 대해 합성 처리를 행한다. 그리고 합성 처리 회로(364)는 전술한 제3 실시 형태의 제1 구성예의 경우와 동일하게, 합성 처리한 후의 상관값을 기억 회로(36M)에 기입한다.
이렇게 하여, 기억 회로(36M)에는 스타트 신호(ST)의 1주기마다 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362) 및 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)에 기억되어 있는 상관값을 합성 처리한 결과의 상관값이 기입된다.
위치 산출 회로(361)는 제어 회로(40)로부터의 제어 신호에 따라, 스타트 신호(ST)의 1주기마다 기억 회로(36M)에 기억된 상관값으로부터, 위치 검출 처리 및 지시체 검출의 출력 데이터를 생성하여 출력한다.
또한, 이상의 제3 실시 형태의 제2 구성예에 있어서도 제1 구성예와 동일하게, 기억 회로(36M)에, 덮어쓰기 가능한 메모리를 사용함과 아울러, 캐패시티브 터치 검출 모드에 의해 산출된 상관값과 레지스티브 터치 검출 모드에 의해 산출된 상관값을, 이하의 같이 합성 처리하는 것에 의해, 캐패시티브 터치 검출 모드용 메모리(362)와 레지스티브 터치 검출 모드용 메모리(363)를 생략하고, 1개의 전체 크로스 포인트 대응의 메모리(즉, 기억 회로(36M))만을 사용하는 구성으로 할 수도 있다.
즉, 합성 처리 회로(364)는 연산 처리 회로(35C)로부터의 상관값의 출력과 연산 처리 회로(35R)로부터의 상관값의 출력을 합성 처리한 후, 기억 회로(36M)에 기입한다.
이 경우, 합성 처리 회로(364)는 동일한 크로스 포인트에 대해, 연산 처리 회로(35C)로부터의 캐패시티브 터치 검출 모드에 의해 산출된 상관값과 연산 처리 회로(35R)로부터의 레지스티브 터치 검출 모드에 의해 산출된 상관값을 비교 참조하고, 그 비교 참조 결과에 기초하여, 기입할 상관값을 결정한다.
즉, 동일한 크로스 포인트에 있어서, 캐패시티브 터치 검출 모드에 의해 산출된 상관값과 레지스티브 터치 검출 모드에 의해 산출된 상관값이 모두 기준값 ref에 동일한 값일 때는 당해 크로스 포인트의 상관값으로서 기준값 ref를 기억 회로(36M)에 기입한다.
또, 동일한 크로스 포인트에 있어서, 캐패시티브 터치 검출 모드에 의해 산출된 상관값이 기준값 ref 이하의 값, 또는 레지스티브 터치 검출 모드에 의해 산출된 상관값이 기준값 ref보다 큰 값이라고 하는 것과 같이, 2개의 상관값의 일방이 기준값 ref로부터 각각의 검출 모드에 따른 방향으로 다른 값이었을 때에는, 그 상관값을 당해 크로스 포인트의 상관값으로서 기억 회로(36M)에 기입한다.
이 제3 실시 형태의 제2 구성예에 의하면, 지시체 검출 결과는 제1 실시 형태와 동일하게, 스타트 신호(ST)의 1주기마다 얻어진다. 그리고 지시 입력면(100S) 상 복수의 다른 크로스 포인트에서 지시체의 검출을 할 수 있음과 아울러, 접촉 또는 호버링 상태의 지시체와 크로스 포인트를 프레스하고 있는 지시체를, 동시에 검출할 수 있다.
[제4 실시 형태 : 확산 부호로서 아다마르 부호를 사용하는 경우의 개량 구성예］
이 제4 실시 형태는 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치의 개량예이다.
제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서는 송신부(200)로부터의 송신 신호를 송신 도체(11Y)에 공급하고, 이 송신 도체(11Y)와 공간적으로 교차하는 수신 도체(12X)로부터, 송신 신호(전압 신호)에 따른 수신 신호(전류 신호)를 얻는다. 그리고 지시체가 지시 입력면(100S) 상에 없을 때의 수신 신호의 전류값과, 호버링 상태나 접촉 상태 등의 지시체가 지시 입력면(100S) 상에 있을 때의 수신 신호의 전류값이 다르기 때문에, 그 수신 신호의 전류 변화를 검출하는 것에 의해, 지시 입력면(100S) 상에 있어서 지시체의 검출을 한다.
이 경우에, 캐패시티브 터치 검출 모드에 있어서 수신 도체(12X)로부터 얻어지는 수신 신호는 저레벨이므로, 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로에서는 충분히 큰 게인(증폭 이득)을 얻는 것이 중요하다.
그런데 상술한 실시 형태에서는 복수의 송신 신호를, 복수의 송신 도체에 동시에 공급하고, 수신부(300)에서, 그 복수의 송신 신호에 대응하는 수신 신호 성분을 분리하고 검출하는 것에 의해, 고속의 지시체 검출을 행할 수 있도록 구성하고 있다.
그리고 상술한 실시 형태에서는 복수의 송신 신호로서 확산 부호를 사용하도록 하고, 특히 확산 부호로서 서로 직교하고 있고, 서로의 분리도가 높은 아다마르 부호를 사용하고 있다. 예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서는 도 34(A)에도 나타내는 바와 같이, 16행×16열의 아다마르 행렬을 생성하고, 이 아다마르 행렬의 각 행의 아다마르 부호를, 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)로서 사용하도록 하고 있다.
그리고 상술한 실시 형태에서는 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)를, 16개의 송신 도체(11Y)에 동기하여 동시에 공급하도록 하고 있다. 즉, 도 34(A)에 있어서, 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)는 각 칩(PN1, PN2,ㆍㆍㆍPN16)의 각각을 16개의 송신 도체에 동기하여 동시에 공급한다.
따라서 이 16개의 송신 도체(11Y)와 교차하는 1개의 수신 도체(12X)로부터는, 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)의 각 칩(PN1, PN2,ㆍㆍㆍPN16)의 각각의 데이터가 가산된 것에 상당하는 신호가 수신 신호로서 얻어진다. 즉, 도 34(A)의 아다마르 행렬의 열방향의 동일한 칩 위치의 데이터가 가산된 것에 동일한 전류 신호가 수신 도체(12X)의 각각으로부터, 송신 신호인 확산 부호(C1 ~ C16)의 1칩마다 얻어지게 된다.
이 도 34(A) 예의 16개 아다마르 부호로 이루어진 확산 부호(C1 ~ C16)는 맨 위의 행의 확산 부호(C1)의 16개 칩은 모두 「1」로 되지만, 그 외의 확산 부호(C2 ~ C16)의 16개 칩은 8개의 「1」과 8개의 「-1」로 되어 있다.
그리고 도 34(A)의 아다마르 행렬은 대칭 행렬이고, 행방향의 부호열과 열방향의 부호열은 동일하다. 따라서 열방향의 부호열도 아다마르 부호이고, 도 34(A)로부터 알 수 있는 바와 같이, 16종의 확산 부호(C1 ~ C16)의 최초 칩(PN1)의 타이밍에서는, 1개의 수신 도체(12X)로부터는 16개의 「1」이 가산된 것에 상당하는 전류 신호가 얻어지게 된다. 또, 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)의 2번째 이후의 칩(PN2 ~ PN16) 각각의 타이밍에서는, 1개의 수신 도체(12X)로부터는 8개의 「1」과 8개의 「-1」이 가산된 제로 레벨의 전류 신호가 얻어진다.
증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로의 증폭 이득은 모든 칩의 타이밍에서, 포화하는 일 없이, 검출해야 할 전류 신호의 레벨에 따른 출력 신호가 얻어지도록 설정될 필요가 있다. 이 때문에, 확산 부호(C1 ~ C16)로서 도 34(A)의 16칩의 아다마르 부호를 사용하는 경우에, 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로의 증폭 이득은, 최초의 칩(PN1)의 타이밍에 있어서 16개의 「1」이 가산된 것에 상당하는 전류 신호에 대해서도 포화하는 일이 없는 비교적 작은 증폭율로 설정할 필요가 있다. 그러나 이와 같이 작은 증폭율로 설정하면, 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로의 증폭 이득으로서 정전 결합 방식에 있어서 저레벨의 전류 변화를 검출하기 위해서는 불충분하게 될 우려가 있다.
그래서 이 제4 실시 형태에 있어서는 도 34(A)에 나타내는 16행×16열의 아다마르 행렬 중, 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)에서 모두 「1」로 되는 최초의 1칩(PN1)을 사용하지 않고 15칩으로 이루어진 16개의 확산 부호(MC1 ~ MC16; 도 34(B) 참조)를, 송신 신호 공급 회로(21)로부터 발생하는 확산 부호로서 사용하도록 한다.
즉, 이 16개의 확산 부호(MC1 ~ MC16)는 도 34(B)로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 34(A)의 16칩의 확산 부호(C1 ~ C16)의 2번째 이후의 칩(PN2 ~ PN16)을, 그 15칩(PN1 ~ PN15)으로 하는 것이다. 따라서 이 16개의 확산 부호(MC1 ~ MC16)의 15칩(PN1 ~ PN15)의 각 칩 타이밍에서는 8개의 「1」과 8개의 「-1」이, 8개의 송신 도체(11Y)에 공급되는 상태로 된다. 이 때문에, 당해 8개의 송신 도체와 교차하는 1개의 수신 도체(12X)에는 8개의 「1」과 8개의 「-1」이 가산된 제로 레벨의 전류 신호가 얻어지게 되고, 16칩의 경우와 같이, 선두의 칩의 타이밍에서 큰 레벨의 전류 신호가 되어 버리는 일이 없다.
따라서 이 제4 실시 형태의 지시체 검출 장치에 있어서는 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로의 증폭 이득을 크게 설정하는 것이 가능하게 된다.
그런데 송신 신호 공급 회로(21)로부터 발생하는 16개의 확산 부호로서, 이 예와 같이, 16×16의 아다마르 행렬에 있어서 모두가 「1」로 되는 열에 대응하는 선두의 칩을 사용하지 않은 확산 부호(MC1 ~ MC16)를 사용한 경우에는 이하의 문제가 발생하는 것이 판명되었다. 이하, 이 문제를, 간략화를 위해, 4×4의 아다마르 행렬의 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 이 문제는 정전 결합 방식의 지시체 검출에 있어서 발생한다.
도 35 및 도 36은 4×4의 아다마르 행렬의 각 행의 아다마르 부호 모두를 칩으로서 사용하는 확산 부호(C1 ~ C4)를, 4개의 송신 도체(11Y1 ~ 11Y4)에 동기하여 동시에 공급하고, 1개의 수신 도체(12X1)로부터 얻어진 수신 신호(전류 신호)와 확산 부호(C1 ~ C4) 각각의 상관값을 얻는 경우를 나타내는 도면이다.
도 35는 지시체가 지시 입력면(100S) 상에 없는 경우를 나타내고 있고, 도 36은 지시체(18)가 송신 도체(11Y2)와 수신 도체(12X1)의 크로스 포인트에 예를 들어 접촉하고 있는 경우를 나타내고 있다. 또한, 도 35 및 도 36에서는 전술한 예에 맞추어, 수신 신호와 확산 부호(C1 ~ C4) 각각의 상관값을 얻는 상관값 연산용 부호는 확산 부호(C1' ~ C4')로 기재하고 있다.
그리고 이하의 설명에 있어서는 지시체(18)가 지시 입력면(100S) 상에 없는 상태에서, 확산 부호(C1 ~ C4)를 각 송신 도체(11Y)에 인가했을 때에, 4개의 송신 도체(11Y1 ~ 11Y4) 각각과 교차하는 수신 도체(12X1)로부터, 4개의 송신 도체(11Y1 ~ 11Y4)에 공급되는 송신 신호에 따른 D1 ~ D4의 신호 레벨이 얻어지는 것으로 하고 있다.
그리고 도 35 및 도 36에 있어서는 수신 도체(12X1)로부터 얻어진 수신 신호는 연산 증폭기(51)와 검출용 컨덴서(52)로 이루어진 I／V 변환 회로를 구비하는 증폭 회로(32)를 통하여 A／D 변환 회로(33)에 공급된다. 그리고 수신 도체(12X1)로부터 얻어진 수신 신호는 A／D 변환 회로(33)에 있어서 디지털 샘플 데이터로 변환되고, 확산 부호(C1 ~ C4)의 4칩에 대응한 출력 신호(PS1, PS2, PS3, PS4)로 되고, 상관값 산출 회로의 시프트 레지스터(35a)에 유지된다.
그리고 이 시프트 레지스터(35a)에 유지된 확산 부호의 4칩에 대응한 출력 신호(PS1 ~ PS4)와 상관값 연산용 부호(C1' ~ C4')가 상관기(35b)에 공급되어 상관 연산이 이루어진다.
먼저, 도 35에 나타내는 바와 같이, 지시체(18)가 지시 입력면(100S) 상에 없는 상태에 있어서 출력 신호(PS1, PS2, PS3, PS4)의 값과 상관값에 대해 설명한다.
상술한 바와 같이, 확산 부호(C1 ~ C4)의 최초 칩은 모두 「1」이므로, 출력 신호(PS1)의 값은 도 35의 좌하에 나타내는 큰 값으로 된다. 따라서 전술한 바와 같이, 확산 부호(C1 ~ C4)로서 4칩의 아다마르 부호를 사용하는 경우에는, 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로의 증폭 이득은 상술한 최초 칩(PS1)의 타이밍에 있어서 4개의 「1」이 가산된 것에 상당하는 큰 값의 전류 신호에 대해서도 포화하는 일이 없는 비교적 작은 증폭율로 설정할 필요가 있다. 이 때문에, 이와 같이 작은 증폭율로 설정하면 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로의 증폭 이득으로서 정전 결합 방식에 있어서 저레벨의 전류 변화를 검출하기 위해서는 불충분하게 될 우려가 있다. 또한, 2칩째 이후에 대응하는 출력 신호(PS2, PS3, PS4)의 값은 0이 된다.
그리고 시프트 레지스터(35a)에 유지된 출력 신호(PS1 ~ PS4)와, 상관값 연산용 부호(C1' ~ C4') 각각의 4개 상관값은, 출력 신호(PS1)가 0이 아닌 값을 취하므로 도 35의 우하에 나타내는 바와 같이, 모두 소정의 값으로 된다. 이 경우, 송신 도체(11Y1 ~ 11Y4)와 수신 도체(12X1)의 크로스 포인트의 정전 결합 용량이 모두 동등하다고 하면, D1=D2=D3=D4가 되므로, 상술한 바와 같이, 지시체(18)가 지시 입력면(100S) 상에 없는 상태에 있어서 상관값은 모두 동일한 값(상술한 기준값 ref)이 된다.
다음에, 도 36에 나타내는 바와 같이, 지시체(18)가 송신 도체(11Y2)와 수신 도체(12X1)의 크로스 포인트에 예를 들어 접촉하고 있는 상태에 있어서 출력 신호(PS1, PS2, PS3, PS4)의 값과 상관값에 대해 설명한다.
이 경우에 있어서는 지시체(18)가 송신 도체(11Y2)와 수신 도체(12X1)의 크로스 포인트에 접촉하고 있으므로, 신호 레벨(D2)이 감소한다. 이 때문에, 출력 신호(PS1, PS2, PS3, PS4) 각각의 값은, 도 36의 좌하에 나타내는 바와 같이, 당해 신호 레벨(D2)의 감소분이 반영된 것이 된다.
그리고 시프트 레지스터(35a)에 유지된 출력 신호(PS1 ~ PS4)와, 상관값 연산용 부호(C1' ~ C4') 각각의 4개 상관값은 도 36의 우하에 나타내는 값으로 된다. 즉, 확산 부호(C2)에 대응하는 상관값 연산용 부호(C2')에 대해서만 상관값이, 기준값 ref보다 신호 레벨(D2)의 감소분에 따른 분만큼 작아지고, 다른 3개의 상관값은 기준값 ref가 된다.
이 경우에, 디지털 샘플 데이터(PS1, PS3, PS4)의 각각에 나타난 신호 레벨(D2)의 감소분이 반영된 성분은, 상관값 연산용 부호(C1', C3', C4')와의 상관값 연산 시에 상쇄되므로 상관값에는 나타나지 않고, 상관값은 기준값 ref가 된다. 또, 확산 부호(C2)에 대응하는 상관값 연산용 부호(C2')에 관한 상관값은 신호 레벨(D2)의 감소분에 정확하게 따른 분만큼, 기준값 ref보다 작아진다.
따라서 전술한 바와 같이, 산출된 상관값으로부터, 지시체(18)가 지시 입력면(100S) 상에 없는 상태에서 상관값인 기준값 ref를 감산하면, 확산 부호(C2)에 대응하는 상관값 연산용 부호(C2')만에 관한 상관값이, 신호 레벨(D2)의 감소분에 정확하게 따른 부의 값으로 된다.
다음에, 4×4의 아다마르 행렬의 각 행의 아다마르 부호의 최초 1칩을 사용하는 경우 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로의 증폭 이득이 작아지는 문제를 해소하기 위해서는, 상술한 바와 같이, 상기 최초의 1칩을 사용하지 않은 확산 부호(MC1 ~ MC4)를 사용하면 좋다.
4×4의 아다마르 행렬의 각 행의 아다마르 부호의 최초 1칩을 사용하지 않은 확산 부호(MC1 ~ MC4)를, 4개의 송신 도체(11Y1 ~ 11Y4)에, 동기하여 동시에 공급하고, 1개의 수신 도체(12X1)로부터 얻어진 수신 신호와 확산 부호(MC1 ~ MC4) 각각의 상관값을 얻는 경우에 대해, 도 37 및 도 38을 참조하여 설명한다. 또한, 도 37 및 도 38에서는 전술한 예에 맞추어, 수신 신호와 확산 부호(MC1 ~ MC4) 각각의 상관값을 얻는 상관값 연산용 부호는 확산 부호(MC1' ~ MC4')로 기재하고 있다.
즉, 도 37 및 도 38은 각각 도 35 및 도 36의 각각과 대응하는 도면이고, 도 37은 지시체(18)가 지시 입력면(100S) 상에 없는 경우를 나타내고 있고, 도 38은 지시체(18)가 송신 도체(11Y2)와 수신 도체(12X1)의 크로스 포인트에 예를 들어 접촉하고 있는 경우를 나타내고 있다.
이 도 37 및 도 38에 있어서는 수신 도체(12X1)로부터 얻어진 수신 신호는 증폭 회로(32)를 통하여 A／D 변환 회로(33)에 공급되고, 확산 부호(MC1 ~ MC4)의 3칩에 대응한 출력 신호(PS2, PS3, PS4)로 되고, 상관값 산출 회로의 시프트 레지스터(35a)에 유지된다.
그리고 이 시프트 레지스터(35a)에 유지된 출력 신호(PS2 ~ PS4)와 상관값 연산용 부호(MC1' ~ MC4')가 상관기(35b)에 공급되어 상관 연산이 이루어진다.
먼저, 도 37에 나타내는 바와 같이, 지시체(18)가 지시 입력면(100S) 상에 없는 상태에 있어서 출력 신호(PS2, PS3, PS4)의 값과 상관값에 대해 설명한다.
상술한 바와 같이, 확산 부호(MC1 ~ MC4)의 각 칩에 대응하는 출력 신호(PS2, PS3, PS4)의 값은 0이 된다. 그리고 시프트 레지스터(35a)에 유지된 출력 신호(PS2 ~ PS4)와 상관값 연산용 부호(MC1' ~ MC4') 각각의 4개 상관값도, 도 37의 우하에 나타내는 바와 같이, 모두 0이 된다. 즉, 이 경우에는 상관값의 기준값 ref는 0이 되고, 상관값도 0이 된다.
다음에, 도 38에 나타내는 바와 같이, 지시체(18)가 송신 도체(11Y2)와 수신 도체(12X1)의 크로스 포인트에 예를 들어 접촉하고 있는 상태에 있어서 출력 신호(PS2, PS3, PS4)의 값과 상관값에 대해 설명한다.
이 경우에 있어서는 지시체(18)가 송신 도체(11Y2)와 수신 도체(12X1)의 크로스 포인트에 접촉하고 있으므로, 신호 레벨(D2)이 감소한다. 이 때문에, 출력 신호(PS2, PS3, PS4) 각각의 값은 도 38의 좌하에 나타내는 바와 같이, 당해 신호 레벨(D2)의 감소분이 반영된 것이 되어, 0은 되지 않는다.
그리고 시프트 레지스터(35a)에 유지된 출력 신호(PS2 ~ PS4)와, 상관값 연산용 부호(C1' ~ C4') 각각의 4개 상관값은 도 38의 우하에 나타내는 값으로 된다. 즉, 확산 부호(C2)에 대응하는 상관값 연산용 부호(C2')에 관한 상관값이, 0보다 신호 레벨(D2)의 감소분에 따른 분만큼 작아짐과 아울러, 다른 3개의 상관값이, 0으로부터 신호 레벨(D2)의 감소분에 따른 분(오프셋이라고 칭함)만큼 어긋난 것이 된다.
이 경우에, 4개의 상관값의 평균 레벨이 0이 된다. 그리고 4개의 상관값은 지시체의 접촉 상태나 호버링 상태에 따라, 0를 평균값으로 하여 상하로 변동하는 것이 된다.
이 때문에, 지시체(18)가 접촉하고 있는 본래의 크로스 포인트에 대응하는 확산 부호에 관한 상관값을 기준 레벨 ref=0으로서 검출한 경우, 정전 결합 방식에 의해 검출된 지시체가 존재하는 크로스 포인트에서 얻어지는 부극성의 상관값은 상기 오프셋의 분만큼 작아지고, 지시체의 검출이 올바르지 않을 우려가 있는 문제를 야기한다.
이 문제를 해결하기 위해서는 도 38의 예로 설명하면, 출력 신호(PS2, PS3, PS4)와 상관값 연산용 부호(C1', C3', C4')의 상관값에 나타나는 오프셋분을, 산출된 상관값으로부터 감산하여 교정하면 좋다. 그렇게 하면, 지시체 위치 검출에 사용하는 상관값 ref를, 오프셋분을 배제한 상태에서 0으로 할 수 있으므로, 부의 상관값을 올바르게 검출할 수 있기 때문이다.
출력 신호(PS2, PS3, PS4)와 상관값 연산용 부호(C1', C3', C4')의 상관값에 나타나는 상기 오프셋분은 도 38의 예이면, 지시체(18)가 송신 도체(11Y2)와 수신 도체(12X1)의 크로스 포인트에 접촉하여 신호 레벨(D2)이 감소하는 것에 의해 발생한다. 그리고 이 오프셋분은 지시체(18)에 의해 접촉 등 지시 입력되어 있지 않은 다른 송신 도체(11Y1, 11Y3, 11Y4)를 통한 확산 부호에 관한 상관값으로부터 올바르게 검출할 수 있다.
그러나 여기서 주의해야 할 것은, 오프셋분을 검출하는 송신 도체(11Y)는 지시 입력면(100S)에 있어서, 지시체(18)에 의해 접촉 등의 지시 입력이 이루어졌을 때에, 당해 지시체(18)에 의해, 접촉 등의 지시 입력이 이루어지지 않은 위치의 송신 도체(11Y)라고 하는 것이다. 따라서 이것을 만족시키기 위해서는 항상, 오프셋분을 검출하는 송신 도체(11Y)는 지시체(18)에 의해 접촉 등의 지시 입력이 이루어지지 않는 상태로 해야 한다.
이를 위한 하나의 대책으로서는, 서로 부호가 다른 복수개의 확산 부호 중 임의의 1개 확산 부호는 지시체(18)에 의한 접촉 등의 지시 입력을 검출하지 않게 마스크 처리 등을 실시한 송신 도체(11Y)로부터 얻도록 하면 좋다.
그러나 송신 도체(11Y)에 대해 그러한 마스크 처리를 실행하는 것은 곤란하다. 또, 마스크 처리를 실행하는 것이 가능하다라고 해도, 센서부(100)의 구조가 복잡하게 되고, 비용이 고가로 되어 버릴 우려가 있다.
그래서 이 제4 실시 형태에서는 서로 부호가 다른 복수개의 확산 부호 중 임의의 1개 확산 부호를 송신 도체(11Y)에는 공급하지 않고, 직접, 수신 도체(12X)의 출력 신호에 공급하도록 한다. 이와 같이 하면, 그 확산 부호는 지시체(18)에 의해 접촉 등 지시 입력되는 크로스 포인트를 통하는 일 없이, 수신 도체(12X)의 출력 신호에 가산될 수 있고, 그 확산 부호의 상관값으로서 오프셋분을 검출할 수 있기 때문이다. 그리고 검출한 오프셋분에 의해, 상관값 산출 회로로 산출한 상관값을 교정함으로써, 항상 올바르게 지시체의 검출을 하는 것이 가능하게 된다.
상술한 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치에, 이 제4 실시 형태를 적용한 경우 주요부의 구성을 도 39 및 도 40에 나타낸다. 이 제4 실시 형태의 구성은 16종의 확산 부호(C1 ~ C16) 중 확산 부호(C1)를, 오프셋분을 검출하기 위한 확산 부호에 사용한 경우의 예이다. 또한, 제1 실시 형태와 동일한 구성 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하고, 그 상세 설명은 생략한다.
도 39는 이 제4 실시 형태의 경우에 있어서 센서부(100'), 송신부(200'), 및 수신부(300')의 증폭 회로(32)까지의 부분 구성예를 나타내는 도면이다. 또, 도 40은 이 제4 실시 형태의 경우에 있어서 위치 검출 회로(34')의 구성예를 나타내는 도면이다. 그 외의 부분은 제1 실시 형태와 동일하게 구성된다.
도 39에 나타내는 바와 같이, 이 제4 실시 형태의 센서부(100')는 제1 실시 형태의 센서부(100)에 있어서 송신 블록(TB1)의 4개 송신 도체(11Y1 ~ 11Y4)를 가지지 않는다. 따라서 제4 실시 형태의 센서부(100')는 송신 도체수가 60개로 된다. 또한, 수신 도체군(12)에 대해서는 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 구성을 포함하고, 이 제4 실시 형태에 있어서도 제1 실시 형태와 동일하다.
그리고 이 제4 실시 형태에 있어서는 송신 블록(TB1)이 존재하지 않기 때문에, 송신 도체 선택 회로(22')는 제1 실시 형태의 경우의 송신 도체 선택 회로(22)에 있어서 스위치 회로(2201)를 가지지 않는다.
그리고 도 39에 나타내는 바와 같이, 송신 신호 공급 회로(21)의 확산 부호 생성 회로(2102 ~ 2116)로부터 15종의 확산 부호(C2 ~ C16) 각각이, 송신 도체 선택 회로(22')를 통하여 송신 블록(TB2 ~ TB16) 각각의 1개씩의 송신 도체(11Y)에 동기하여 동시에 공급된다.
이 제4 실시 형태에서는 송신 신호 공급 회로(21)의 확산 부호 생성 회로(2101)로부터의 확산 부호(C1)는 각각 컨덴서(3801, 3802,ㆍㆍㆍ3816)를 통하여, 수신 도체 선택 회로(31)로부터의 출력 신호(S1 ~ S16)의 각각에 더해지고, 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로(3201, 3202,ㆍㆍㆍ3216) 각각에 공급된다.
이 경우, 컨덴서(3801, 3802,ㆍㆍㆍ3816)의 용량은 예를 들어, 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 크로스 포인트에 있어서 정전 용량 Co에 선정(選定)되어 있다. 즉, 확산 부호(C1)는 지시체(18)가 존재하지 않는 상태에 있어서 크로스 포인트와 동일한 정전 용량 Co를 통하여 증폭 회로의 I／V 변환 회로(3201, 3202,ㆍㆍㆍ3216) 각각에 공급된다.
따라서 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로(3201, 3202,ㆍㆍㆍ3216) 각각에 입력되는 출력 신호(S1 ~ S16)는 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)의 모두가 다중된 신호에 대응한 신호가 된다.
이 출력 신호(S1 ~ S16)의 각각은 제1 실시 형태의 경우와 동일하게 하여, 증폭 회로(32)의 I／V 변환 회로(3201, 3202,ㆍㆍㆍ3216) 각각에서 전압 신호로 변환되어 증폭된 후, A／D 변환 회로(33)의 A／D 변환기(3301 ~ 3316)에 의해 디지털 샘플 데이터로 변환된다.
그리고 A／D 변환기(3301 ~ 3316)의 각각으로부터 출력된 디지털 샘플 데이터는 도 40에 나타내는 바와 같이, 위치 검출 회로(34)의 연산 처리 회로(35)의 대응하는 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)에 공급된다. 이 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)는 각각 도 18에 나타낸 제1 실시 형태의 경우와 완전히 동일한 구성을 구비하는 것이며, 입력된 디지털 샘플 데이터는 각각 시프트 레지스터(35a)에, 출력 신호(PS1 ~ PS16)로서 유지된다.
상술한 바와 같이, 각 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)는 각각 시프트 레지스터(35a)에 유지된 출력 신호(PS1 ~ PS16)와, 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)의 상관 연산을 행하고, 산출된 상관값이 출력 회로(36')에 공급된다. 후술하는 바와 같이, 시프트 레지스터(35a)에 유지된 출력 신호(PS1 ~ PS16)와, 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)의 16개 상관값 중에서, 확산 부호(C1)에 관한 상관값은 오프셋값을 나타내는 것이 된다.
이 제4 실시 형태에 있어서는 도 40에 나타내는 바와 같이, 출력 회로(36')는 기억 회로(36M'), 위치 산출 회로(361), 오프셋 제거 회로(365)를 구비하여 구성되어 있다.
기억 회로(36M')는 센서부(100')의 송신 도체수×수신 도체수=60×128개의 크로스 포인트의 상관값을 기억하는 기억 회로이다. 위치 산출 회로(361)는 제1 실시 형태와 동일한 구성을 구비하며, 이 제4 실시 형태에서는 이 기억 회로(36M')에 기억된 상관값으로부터, 지시체의 검출 결과를 출력 데이터로서 생성한다.
오프셋 제거 회로(365)는 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516) 각각의 상관값 기억 회로(35d)로부터의 출력을 받아 오프셋의 제거를 행하기 위한 감산 회로(501 ~ 516)를 구비하고 있다.
그리고 오프셋 제거 회로(365)의 각 감산 회로(501 ~ 516)는 각각 기억 회로(36M')에 접속되어 각 감산 회로(501 ~ 516)에서 오프셋값이 제거된 상관값의 각각을 기억 회로(36M')에 전송한다. 기억 회로(36M')는 이 전송되어 온 상관값을 기억한다.
또, 오프셋 제거 회로(365)는 제어 회로(40)에 접속되어 있다. 오프셋 제거 회로(365)의 각 감산 회로(501 ~ 516)의 구성은 모두 동일하기 때문에, 도 41에, 감산 회로(501)의 경우로서 그 구성예를 나타낸다.
감산 회로(501)은 15개의 감산기(50a2 ~ 50a16)로 구성된다. 15개의 감산기(50a2 ~ 50a16)의 일방 입력단은 각각 상관값 산출 회로(3501)의 상관값 기억 회로(35d)의 대응하는 레지스터(35d2 ~ 35d16)의 출력단 각각에 접속되어 있다.
또, 각 감산기(50a2 ~ 50a16) 타방의 입력단은 상관값 산출 회로(3501)의 상관값 기억 회로(35d)의 레지스터(35d1)의 출력단에 접속되어 있다.
그리고 각 감산기(50a2 ~ 50a16)는 레지스터(35d2 ~ 35d16)로부터의 상관값으로부터, 레지스터(35d1)로부터의 상관값(오프셋값)을 감산한다.
제1 실시 형태와 동일하게, 수신 도체 선택 회로(31)가 16개의 검출 블록 DB 각각의 1개 수신 도체(12X)가 선택되어 있는 상태에 있어서, 15개의 확산 부호(C2 ~ C16)는 15개씩의 송신 도체(11Y)의 4그룹에, 1주기분마다 공급된다. 그리고 16개의 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각에서 1개의 수신 도체(12X)가 선택되어 있는 상태에 있어서, 확산 부호의 4주기분에서, 15종의 확산 부호(C2 ~ C16)가 모든 송신 도체(11Y)에 공급된다.
따라서 수신 도체 선택 회로(31)로부터의 16개 출력 신호(S1 ~ S16)의 각각은 15개의 확산 부호(C2 ~ C16)의 각 칩의 성분이 가산된 것과 같은 신호가 된다. 그리고 확산 부호(C1)는 컨덴서(3801 ~ 3816)의 각각을 통하여, 이 수신 도체 선택 회로(31)로부터의 16개 출력 신호(S1 ~ S16)의 각각에 가산되는 것에 의해, 증폭 회로(32)의 각 I／V 변환 회로(3201, 3202,ㆍㆍㆍ3216)에 입력되는 출력 신호(S1 ~ S16)의 각각은 16개의 확산 부호(C1 ~ C16)의 모두가 가산된 것과 같은 신호가 된다.
상기 확산 부호의 4주기분의 최초 1주기에 있어서는 15개의 확산 부호(C2 ~ C16)가 각각 15개의 송신 도체(11Y8, 11Y12,ㆍㆍㆍ11Y60)에 공급된다. 그리고 수신 도체 선택 회로(31)로부터의 16개 출력 신호(S1 ~ S16)의 각각에 대해, 확산 부호(C1)가 컨덴서(3801 ~ 3816)의 각각을 통하여 가산된다.
이 출력 신호(S1 ~ S16)의 각각은 상술한 바와 같이 증폭 회로(32)를 통하여 A／D 변환 회로(33)에 공급되고, 각각 디지털 샘플 데이터로 변환되고, 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516) 각각의 시프트 레지스터(35d)에 유지된다. 그리고 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각각에 있어서, 출력 신호(S1 ~ S16) 각각의 디지털 샘플 데이터와 확산 부호(C1 ~ C16) 각각의 상관값이 산출된다.
이 경우, 상술한 바와 같이, 확산 부호(C1)는 센서부(100')의 송신 도체(11Y)에는 공급되지 않기 때문에, 당해 확산 부호(C1)에 관한 상관값은 수신 도체 선택 회로(31)에서 선택되어 있는 수신 도체(12X)와, 15개의 송신 도체(11Y8, 11Y12,ㆍㆍㆍ11Y60)의 크로스 포인트 각각에 관한 오프셋값으로 된다.
이 오프셋값은 상관값 산출 회로(3501 ~ 3516)의 각 상관값 기억 회로(35d)의 레지스터(35d1)로부터 얻어진다. 즉, 상관값 기억 회로(35d)의 레지스터(35d1)에는 오프셋값이 유지된다. 그리고 이 레지스터(35d1)로부터의 오프셋값은 오프셋 제거 회로(365)에 공급되어 각 감산 회로(501 ~ 516)에 있어서 감산기(50a2 ~ 50a16)의 각각에 공급된다.
그리고 오프셋 제거 회로(365)의 감산 회로(501 ~ 516)의 각각에서는, 각각의 감산기(50a2 ~ 50a16)에서, 레지스터(35d2 ~ 35d16)로부터의 상관값으로부터, 레지스터(35d1)로부터의 오프셋값을 감산하여 제거한다. 그리고 감산 회로(501 ~ 516) 각각으로부터의 오프셋값이 제거된 상관값이, 기억 회로(36M')에 공급되어 기억된다.
수신 도체 선택 회로(31)에서 선택되어 있는 수신 도체(12X)와, 다른 15개 송신 도체의 그룹에 대해서도 상술한 바와 같은 처리 동작이 이루어진다. 그리고 15개 송신 도체의 4그룹에 대해서의 처리 동작이 종료되면, 수신 도체 선택 회로(31)에서 선택되어 있는 수신 도체(12X)가 검출 블록(DB1 ~ DB16)의 각각에 있어서, 다른 1개의 수신 도체로 전환되고, 상술한 동작이 반복된다.
이상과 같이 하여, 이 제4 실시 형태에 있어서는 서로 부호가 다른 복수개의 아다마르 부호로 모두 「1」로 되는 최초의 1칩을 사용하지 않은 확산 부호를 사용하므로, 증폭 회로(32)의 증폭 이득을 크게 할 수 있다.
또한, 이 제4 실시 형태에 있어서는 서로 부호가 다른 복수개의 아다마르 부호로 모두 「1」로 되는 최초의 1칩을 사용하지 않은 확산 부호를 사용해도, 그 경우의 문제점을 해결하고, 아다마르 부호의 모든 칩을 사용하는 경우와 동일하게 하여, 지시체를 올바르게 검출할 수 있게 된다.
<교정용 신호의 합성 방법의 다른 예>
그런데 상기의 예에 있어서는 수신 도체(12X)로부터의 출력 신호와 상관값의 오프셋의 교정용 신호(칼리브레이션(calibration)용 신호)를 A／D 변환 회로(33)에 입력하기 전, 즉 아날로그 신호의 단계에서 합성하는 경우를 예시하여 설명했다. 이와 같이, 칼리브레이션용 신호와 수신 도체(12X)로부터의 출력 신호를 아날로그 신호의 단계에서 합성하는 경우, 컨덴서(3801 ~ 3816)만을 마련함으로써 실현될 수 있으므로, 회로 구성을 간소화할 수 있는 점에서 뛰어나다.
그렇지만, 이 컨덴서(3801 ~ 3816)는 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 크로스 포인트에 형성되는 컨덴서와 동일한 정도의 용량값으로 설정할 필요가 있다. 이 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 크로스 포인트에서 형성되는 컨덴서의 용량은 예를 들어 약 0.5pF 정도의 매우 작은 용량이 되므로, 실제의 회로 기판에 실장하는 것이 곤란하다. 또, 상술한 예에 있어서는 칼리브레이션용 신호와 수신 도체(12X)로부터의 출력 신호를 아날로그 신호의 단계에서 합성하므로, 오차가 생기기 쉽다고 하는 문제도 있다.
그래서 이 칼리브레이션용 신호의 합성 방법의 다른 예에 있어서는 칼리브레이션용 신호를 A／D 변환 회로(33)의 출력 신호, 즉 디지털 신호로 변환된 수신 신호와 합성하도록 한다.
도 42는 오프셋값을 얻기 위한 칼리브레이션용 신호로서의 확산 부호를 A／D 변환 회로(33)의 출력 신호에 가산하도록 한 경우의 구성예를 나타내는 도면이다. 이 도 42의 예도, 오프셋값을 얻기 위한 칼리브레이션용 신호에, 확산 부호(C1)를 사용한다.
이 예에 있어서는 A／D 변환 회로(33)의 출력측에 가산 회로(39)를 마련한다. 이 가산 회로(39)는 A／D 변환 회로(33)의 A／D 변환기(3301 ~ 3316) 각각의 출력단이 일방의 입력단에 접속된 가산기(3901 ~ 3916)를 구비한다.
그리고 송신 신호 공급 회로(21)의 확산 부호 발생 회로(2101)로부터의 확산 부호(C1)는 컨덴서(38)을 통하여 I／V 변환 회로(3220)에 공급된다. 이 경우, 컨덴서(38)의 용량은 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 크로스 포인트에 있어서 정전 용량 Co에 선정되어 있다. 또, I／V 변환 회로(3220)는 증폭 회로(32)의 각 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)와 동일하게 구성되어 있다. 즉, 확산 부호(C1)는 지시체(18)가 존재하지 않는 상태에 있어서 크로스 포인트의 정전 용량 Co를 통하여 I／V 변환 회로(3220)에 공급된다.
그리고 A／D 변환 회로(33)의 A／D 변환기(3301 ~ 3316)의 각각과 동일하게 하여, I／V 변환 회로(3220)의 출력 신호는 A／D 변환기(3320)에 의해, 클록 신호(CLK)에 동기한 디지털 샘플 데이터로 변환된다. 그리고 A／D 변환기(3320)로부터의 디지털 샘플 데이터는 가산 회로(39)의 가산기(3901 ~ 3916) 각각에 공급된다.
가산 회로(39)의 가산기(3901 ~ 3916) 각각은 A／D 변환기(3301 ~ 3316)로부터의 디지털 샘플 데이터와, A／D 변환기(3320)로부터의 디지털 샘플 데이터를 가산한다. 그리고 가산 회로(39)의 가산기(3901 ~ 3916) 각각의 가산 출력은 위치 검출 회로(34)에 공급된다. 그 외의 구성은 상술한 제4 실시 형태의 구성과 동일하다.
상술한 바와 같이, 이 칼리브레이션용 신호의 합성 방법의 다른 예에 있어서는 칼리브레이션 신호와 수신 도체(12X)로부터의 출력 신호는 디지털 신호로 합성된다. 따라서 칼리브레이션용 신호를 공급하기 위해 마련된 컨덴서(38)에, 예를 들어, 8pF의 컨덴서를 사용하고, A／D 변환기(3320)에 있어서, 4비트분의 데이터를 캔슬시키는 것에 의해, 아날로그 신호로 합성하는 경우보다 높은 정밀도로 신호 합성을 가능하게 할 수 있다.
또한, 상술한 제4 실시 형태에 있어서는 칼리브레이션용 신호는 1개의 확산 부호를 사용하는 예를 설명했지만, 1개의 확산 부호를 사용하는 경우로 한정되지 않는다. 예를 들어, 2 이상의 확산 부호를 칼리브레이션용 신호로서 공급하도록 해도 좋다.
이상은 제4 실시 형태를 제1 실시 형태에 적용한 경우에 대해 설명했지만, 제4 실시 형태는 제2 실시 형태나 제3 실시 형태에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.
[제5 실시 형태 : 검출 불균일성의 제거, 도 43 - 도 47］
이 제5 실시 형태는 상술한 제1 ~ 제4 실시 형태에 있어서 송신부(200, 200') 및 수신부(300, 300')의 부분 변형예이다.
전술한 바와 같이, 지시체(18)로서는 유저의 손가락만이 아니라, 펜 등도 사용할 수 있다. 그리고 이 실시 형태의 지시체 검출 장치에서는 저항막 방식에 의해 지시체(18)에 의한 프레스력의 검출도 가능하게 되어 있다.
그런데 펜 등의 지시체(18)에 의하면, 도 43(A), (B)에 나타내는 바와 같이, 2개 수신 도체(12Xm, 12Xm ＋1) 사이의 점을 지시 입력하는 것도 가능하게 된다. 그러나 이와 같이, 2개 수신 도체(12Xm, 12Xm ＋1) 사이의 점을 지시 입력한 경우, 그 지시 입력점의, 2개 수신 도체(12Xm, 12Xm ＋1) 사이의 위치에 따라, 2개 수신 도체(12Xm, 12Xm ＋1)의 출력 신호로부터 산출되는 지시체의 검출 출력(상관값)이 변화되어 버린다.
즉, 펜인 지시체(18)의 지시 입력점이, 도 43(A)와 같이, 2개의 수신 도체(12Xm, 12Xm ＋1) 중에서, 수신 도체(12Xm)측에 가까운 경우에는, 도 43(C)에 나타내는 바와 같이, 수신 도체(12Xm)의 출력 신호로부터 얻어지는 지시체 검출 출력(상관값) Im이 크고, 수신 도체(12Xm ＋1)의 출력 신호로부터 얻어지는 지시체 검출 출력(상관값) Im ＋1이 작다. 이것에 대해, 펜인 지시체(18)의 지시 입력점이, 도 43(B)와 같이, 2개의 수신 도체(12Xm, 12Xm ＋1) 중에서, 수신 도체(12Xm＋1)측에 가까운 경우에 있어서는, 도 43(D)에 나타내는 바와 같이, 수신 도체(12Xm)의 출력 신호로부터 얻어지는 지시체 검출 출력(상관값) Im이 작고, 수신 도체(12Xm ＋1)의 출력 신호로부터 얻어지는 지시체 검출 출력(상관값) Im ＋1이 크다.
이 때문에, 예를 들어, 펜의 지시체(18)를, 지시 입력면(100S)을 프레스하면서 직선을 그리도록 수신 도체의 연신 방향을 따른 방향으로 이동시킨 경우, 도 44에 나타내는 바와 같이, 그 지시체의 검출 출력에 따라 검출되는 선(60)은 굵기에 불균일이 생기거나 요동(fluctuation)쳐 버리는 것이 되는 문제가 있다.
도 43, 도 44의 설명은 2개 수신 도체 사이의 점 위치를 지시체(18)에 의해 지시 입력한 경우이지만, 2개 송신 도체 사이의 점 위치를 지시체(18)에 의해 지시 입력한 경우에도 동일한 문제가 생긴다. 이 제5 실시 형태는 이상의 문제를 해결한 예이다.
<제1 예>
도 45는 이 제5 실시 형태의 제1 예의 주요부의 기본적 개념을 설명하기 위한 도면이다. 이 제5 실시 형태의 제1 예에 있어서는 확산 부호(Ck)는 2개의 송신 도체(11Yn, 11Yn ＋1)에 동시에 공급된다. 또, 2개의 수신 도체(12Xm, 12Xm ＋1)로부터 얻어지는 수신 신호(전류 신호)는 각각 I／V 변환 회로(61, 62)를 통하여 증폭기(63)에 공급되고, 이 증폭기(63)에 의해 가산되도록 한다.
이와 같이 하면, 증폭기(63)로부터 얻어지는 신호(Smix)에 관한 지시체 검출 출력(상관값)은 지시체 검출 출력(상관값) Im과 지시체 검출 출력(상관값) Im ＋1을 가산한 것과 등가인 지시체 검출 출력(상관값)이 된다. 즉, 펜인 지시체(18)의 지시 입력점이, 도 43(A)와 같이, 2개의 수신 도체(12Xm, 12Xm ＋1) 중에서 수신 도체(12Xm)측에 가까운 경우에는, 도 43(E)에 나타내는 지시체 검출 출력(상관값) Imix가 얻어진다. 또, 펜인 지시체(18)의 지시 입력점이, 도 43(B)와 같이, 2개의 수신 도체(12Xm, 12Xm ＋1) 중에서, 수신 도체(12Xm ＋1)측에 가까운 경우에도, 도 43(F)에 나타내는 지시체 검출 출력(상관값) Imix가 얻어진다.
따라서 펜의 지시체(18)를, 지시 입력면(100S)을 프레스하면서 직선을 그리도록 이동시킨 경우에는, 그 지시체 검출 출력에 따라 검출되는 선은 굵기에 불균일이 생기거나 요동쳐 버릴 일이 없게 된다.
또한, 이 제5 실시 형태에 있어서 수신부(300)에서, 수신 도체 선택 회로(31')의 스위치 회로(3101' ~ 3116')의 각각은, 도 46에 나타내는 바와 같이, 각각 2개씩의 수신 도체를 선택하는 스위치 회로의 구성으로 된다. 그리고 스위치 회로(3101' ~ 3116')의 각각은 2개씩의 수신 도체를, 1개씩 늦추어 선택한다. 즉, 스위치 회로(3101' ~ 3116')의 각각은 2개 수신 도체(12Xm, 12Xm ＋1)의 다음에는 2개의 수신 도체(12Xm ＋1, 12Xm ＋2), 그 다음에는 2개의 수신 도체(12Xm ＋2, 12Xm ＋3)로 하는 것과 같이, 1개씩 늦추어 전환되도록 한다.
이 제5 실시 형태의 경우, 도 46에 있어서 점선으로 둘러싸서 나타내는 바와 같이, 검출 블록을 구성하는 수신 도체에서, 서픽스(suffix)가 가장 큰 수신 도체에 대해서는 이웃의 검출 블록에서 서픽스가 최소인 선두 수신 도체와 가산을 행하도록, 스위치 회로(3101' ~ 3116')의 각각을 구성한다.
또, 도시는 생략하지만, 송신부(200)의 송신 도체 선택 회로(22')에 대해서도 각각의 확산 부호(Ck)를 공급하는 2개의 송신 도체를, 1개씩 전환하도록 한다. 즉, 2개 송신 도체(11Yn, 11Yn ＋1)의 다음에는 2개의 송신 도체(11Yn ＋1, 11Yn ＋2), 그 다음에는 2개의 송신 도체(11Yn ＋2, 11Yn ＋3)로 하는 것과 같이, 1개씩 늦추어 전환하도록 한다. 또, 상술한 검출 블록의 경우와 동일하게, 송신 블록에서, 인접한 것의 송신 도체는 2개의 블록에서 공용하여 사용한다.
<제2 예>
도 47은 이 제5 실시 형태의 제2 예의 주요부의 기본적 개념을 설명하기 위한 도면이다. 이 제5 실시 형태의 제2 예에 있어서는 확산 부호(Ck)는 3개의 송신 도체(11Yn -1, 11Yn, 11Yn ＋1)에 동시에 공급한다. 또, 3개의 수신 도체(12Xm -1, 12Xm, 12Xm＋1)로부터 얻어지는 수신 신호를, 각각 I／V 변환 회로(64, 65, 66)를 통하여 차동 증폭기(67)에 공급하고, 이 차동 증폭기(67)로 합성하도록 한다. 이 제2 예의 경우, 중앙의 수신 도체(12Xm)가 주목 수신 도체이고, 그 주목 수신 도체로부터의 수신 신호가 차동 증폭기(67)의 비반전 입력 단자에 공급된다. 그리고 중앙의 수신 도체(12Xm)의 양 이웃의 수신 도체(12Xm -1, 12Xm ＋1)로부터 얻어지는 수신 신호는 차동 증폭기(67)의 반전 입력 단자에 공급된다.
이 제2 예에 있어서는 차동 증폭기(67)의 출력 신호로서, 수신 도체로부터 얻어지는 수신 신호에 대해 내노이즈성을 향상시킨 출력 신호가 얻어진다. 그리고 차동 증폭기(67)의 비반전 입력 단자에 공급되는 중앙의 주목 수신 도체(12Xm)로부터의 수신 신호를, 양 이웃의 수신 도체(12Xm -1, 12Xm ＋1)로부터 얻어지는 수신 신호의 2배로 하여, 특히 내노이즈성을 향상시킬 수 있다.
또한, 이 제2 예의 경우에도, 수신부의 수신 도체 선택 회로는 3개씩의 수신 도체를, 1개씩 늦추어 선택하도록 한다. 또, 송신부의 송신 도체 선택 회로에서도 3개의 송신 도체를, 1개씩 늦추어 선택하도록 한다. 그리고 검출 블록이나 송신 블록의 인접한 도체끼리에서는 수신 도체나 송신 도체를 오버랩하여 사용하도록 하는 것은 제1 예와 동일하다.
또한, 이 제5 실시 형태는 상술한 실시 형태의 모두에 적용 가능하다.
[제6 실시 형태 : 증폭 회로의 자동 이득 제어］
그런데 제1 실시 형태의 지시체 검출 장치(1)에서 안정하게 상관 연산을 행할 수 있도록 전기 신호로 변환된 수신 신호는 그 신호 레벨이 증폭기에서 소정의 신호 레벨로 증폭된 후, A／D 변환 회로(33)에서 디지털 샘플 데이터로 변환되고, 상관값 산출 회로(34)에 입력된다.
노이즈가 수신 신호보다 큰 경우, 노이즈가 혼재한 수신 신호의 신호 레벨을 일의적(一義的)으로 증폭해 버리면, 노이즈도 증폭되어 버려, A／D 컨버터가 클립(clip)해 버려, 수신 신호를 적절히 검출할 수 없게 되는 문제가 있다.
그렇지만, 수신 신호의 신호 레벨을 증폭하지 않으면 예를 들어, 호버링 상태에 있는 지시체를 검출할 때에는, 수신 신호의 신호 레벨의 변화가 극히 작아지고, 지시체(18)를 검출할 수 없다고 하는 문제가 발생한다. 제6 실시 형태는 이 문제를 해결한 것이며, 증폭 회로(32)의 부분에 특징이 있다.
이하, 도 48 및 도 49를 참조하여, 이 제6 실시 형태를 설명한다. 도 48은 이 제6 실시 형태에 있어서 수신부(330)의 개략 블록 구성도, 도 49는 후술하는 이득값 설정 회로를 구성하는 절대값 검파 회로의 회로 구성도이다.
이 제6 실시 형태에 나타내는 수신부(330)와, 제1 실시 형태에 있어서 수신부(300)를 비교하면, 그 상위점은 증폭 회로(32) 대신에, 자동 이득 제어 기능을 구비하는 증폭 회로(510)를 사용하고 있는 점이다. 그 외는 제1 실시 형태의 경우와 동일한 구성이고, 당해 동일한 구성에 대해서는 동일한 번호를 부여하고, 그 설명은 생략한다. 또한, 도 48의 증폭 회로(510)에는, 간단화를 위해, 출력 신호(S1 ~ S16) 중 하나의 출력 신호에 대한 내부 회로를 나타냈다. 실제적으로 출력 신호(S1 ~ S16)의 각각에 대해, 도 48의 증폭 회로(510)의 내부 회로가 마련되는 것이다.
도 48에 나타내는 바와 같이, 이 예의 증폭 회로(510)는 I／V 변환 회로(511), 이득 조정 회로(512), 이득값 설정 회로(513)를 구비한다. I／V 변환 회로(511)는 상술한 I／V 변환 회로(3201 ~ 3216)와 동일한 구성을 가지는 것이며, 이 예에서는 이 I／V 변환 회로(511)의 출력단은 이득 조정 회로(512)의 입력단에 접속되어 있다.
이득 조정 회로(512)는 입력된 신호의 신호 레벨을 적절히 소정의 신호 레벨로 증폭 또는 감소시키기 위한 회로이다. 이 이득 조정 회로(512)는 이득값 설정 회로(513)로부터의 제어 신호에 기초하여 그 출력 신호 레벨의 제어를 행한다. 이 때, 이득값 설정 회로(513)가 취급하는 신호 에너지 성분의 신호 강도에는 검출해야 할 신호(확산 부호) 성분뿐만이 아니라 노이즈 등도 포함되므로, 이득 조정 회로(512)는 신호 전체 에너지 성분의 신호 강도에 기초하여 게인값을 설정한다.
이 이득 조정 회로(512)의 출력 신호는 A／D 변환 회로(33)에 공급되어 디지털 샘플 데이터로 변환된다. 이 A／D 변환 회로(33)로부터의 디지털 샘플 데이터는 위치 검출 회로(34)에 공급됨과 아울러, 이 예에서는 이득값 설정 회로(513)에 공급된다.
이득값 설정 회로(513)는 A／D 변환 회로(33)로부터의 디지털 샘플 데이터에 기초하여 이득 조정 회로(512)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 그 제어 신호를 이득 조정 회로(512)의 제어 신호 입력단에 공급한다. 이 이득값 설정 회로(513)는 절대값 검파 회로(514)와 자동 이득 제어 회로(515)를 구비한다.
절대값 검파 회로(514)는 A／D 변환 회로(33)로부터의 디지털 샘플 데이터 에너지 성분의 신호 강도를 검출한다. 또한, A／D 변환 회로(33)로부터 출력되는 디지털 샘플 데이터에는 검출해야 할 신호(확산 부호) 성분뿐만이 아니라 노이즈 등의 불필요한 신호 성분도 포함되므로, 절대값 검파 회로(514)에서는 노이즈 등의 불필요한 신호 성분을 포함하는 검출 신호 전체 에너지 성분의 신호 강도가 검출된다.
자동 이득 제어 회로(515)는 절대값 검파 회로(514)에 있어서 검출된 신호 강도에 기초하여, 이득 조정 회로(512)의 이득을 제어하는 제어 신호를 생성하여, 이득 조정 회로(512)에 공급한다.
절대값 검파 회로(514)는 예를 들어, 도 49에 나타내는 구성예를 가진다. 즉, 도 48의 예에서는 절대값 검파 회로(514)는 자승 곱셈기(5141)와, 이 자승 곱셈기(5141)의 출력 단자에 접속된 적분기(5142)를 구비한다.
자승 곱셈기(5141)는 A／D 변환 회로(33)의 출력 신호를 자승 연산하고, 연산 후의 자승 연산 출력 신호를 적분기(5142)에 출력한다. 적분기(5142)는 자승 곱셈기(5141)로부터의 자승 연산 출력 신호를 시간적으로 적분하고, 그 적분 출력 신호를 절대값 검파 출력으로서 얻는다. 그리고 적분기(5142)는 그 적분 출력 신호를 자동 이득 제어 회로(515)에 공급한다.
이 제6 실시 형태에 있어서는 상술한 바와 같이 하여, 검출해야 할 신호(확산 부호) 성분뿐만이 아니라 노이즈 등도 포함되는 신호 에너지 성분의 신호 강도를 검출하고, 그 신호 강도에 기초하여, 이득 조정 회로(512)의 이득값을 제어하고, 그 출력 레벨을 소정 레벨로 하도록 자동 이득 제어한다. 따라서 이득 조정 회로(512)에 입력되는 신호에 노이즈 등이 중첩되어 있어도, 당해 입력 신호에 대해, 적절히 자동 이득 제어를 할 수 있다.
또한, 절대값 검파 회로(514)에서 절대값 검파 출력을 얻는 수법으로서는 검출해야 할 신호 성분 및 노이즈를 포함하는 신호의 레벨을 검출할 수 있으면 임의의 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상술한 수법 이외로는 절대값 검파 회로(514)의 입력 신호 레벨의 절대값을 적분하는 수법 등을 사용할 수 있다. 또, 절대값 검파 처리에는 A／D 변환 후의 디지털 신호 처리 및 A／D 변환 전의 아날로그 신호 처리 중 어느 것을 사용해도 좋다.
또한, 이 제6 실시 형태는 상술한 실시 형태의 모두에 적용 가능하다.
[제7 실시 형태 : 센서부의 다른 구성예, 도 50 - 도 54］
제7 실시 형태로서 센서부의 다른 구성예를 설명한다.
<센서부의 변형예 1>
상술한 실시 형태의 센서부(100)의 감압재는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 지시 입력면(100S)에 직교하는 방향에 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)를, 소정의 공극(15)을 두고 설치한 구성으로서 공극(15)을 사이에 두고 대향하고 있는 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)의 면에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 극미한 요철이 형성되어 있었다.
그렇지만, 센서부(100)의 감압재의 구성으로서는 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)에 있어서, 극미한 요철이 형성되어 있는 면을, 서로 대향하는 면으로 하는 경우로 한정되는 것은 아니다.
이 센서부의 변형예 1은 그 경우의 일례이다. 도 50에, 이 변형예 1의 센서부(500)의 주요부를 나타낸다. 도 50(A)는 이 센서부(500)에 있어서 X축 방향 단면도이고, 도 50(B)는 동일하게 Y축 방향 단면도이다. 또한, 상술한 실시 형태와 동일 부분에는 동일 참조 부호를 부여하고, 그 설명은 생략한다. 후술하는 센서부의 다른 변형예에 있어서도 동일하다.
도 50의 예에 있어서는 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)에 있어서, 공극(15)을 사이에 두고 서로 대향하는 면은 경면(鏡面) 형상으로 되지만, 송신 도체(11Y)와 접촉하는 송신 저항체(13Y)의 면 및 수신 도체(12X)와 접촉하는 수신 저항체(14X)의 면은 도 50(A), (B)에 나타내는 바와 같이, 극미한 요철이 형성되어 있다.
이 도 50(A), (B)에 나타내는 예에 있어서도 손가락 등의 지시체(18)에 의해 지시 입력면(100S)가 프레스됐을 때에는 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)의 대향면이 접촉함과 아울러, 송신 도체(11Y)와 송신 저항체(13Y)의 접촉 면적, 또 수신 도체(12X)와 수신 저항체(14X)의 접촉 면적이, 지시체(18)에 의한 프레스력에 따라 변화한다. 따라서 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)가 접촉한 상태에 있어서 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X) 사이의 저항값은 지시체(18)에 의한 지시 입력면(100S)에 대한 프레스력에 따른 것이 되고, 상술한 실시 형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다.
또, 센서부(500)의 구성으로서는 도 50(C), (D)에 나타내는 바와 같이, 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)에 있어서, 극미한 요철이 형성되어 있는 면을, 서로 대향하는 면으로 함과 아울러, 송신 도체(11Y)와 접촉하는 송신 저항체(13Y)의 면 및 수신 도체(12X)와 접촉하는 수신 저항체(14X)의 면으로 하도록 해도 좋다.
이 도 50(C), (D)에 나타내는 예에 있어서도, 도 50(A), (B)에 나타내는 예와 동일하게 하여, 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)가 접촉한 상태에 있어서 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X) 사이의 저항값은 지시체(18)에 의한 지시 입력면(100S)에 대한 프레스력에 따른 것이 된다. 따라서 이 도 50(C), (D)에 나타내는 예에 있어서도 상술한 실시 형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다.
또한, 도 50에 있어서는 송신 저항체(13Y)는 송신 도체(11Y)를 따라 형성하고, 수신 저항체(14X)는 수신 도체(12X)를 따라 형성하도록 했지만, 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)의 각각을, 송신 도체(11Y) 또는 수신 도체(12X)와 동방향에 형성하도록 해도 좋다. 또, 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)를, 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 크로스 포인트에 대응하는 영역마다 섬 형상으로 마련하도록 형성해도 좋다. 또한, 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X)는 전술한 바와 같이, 하측 기판(16) 및 상측 기판(17)의 일면 전체에 걸쳐서 형성하도록 해도 좋다.
또, 송신 저항체(11Y) 또는 수신 저항체(12X)의 일방은 송신 도체(11Y) 또는 수신 도체(12X)를 따라 형성하고, 타방은 하측 기판(16) 또는 상측 기판(17)의 일면 전체에 걸쳐서 형성하도록 해도 좋다. 또, 송신 저항체(11Y) 또는 수신 저항체(12X)의 일방은 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 크로스 포인트에 대응하는 영역마다 섬 형상으로 마련하고, 타방은 하측 기판(16) 또는 상측 기판(17)의 일면 전체에 걸쳐서, 또는 송신 도체(11Y) 또는 수신 도체(12X)를 따라 형성해도 좋다.
<센서부의 변형예 2>
이상의 실시 형태의 센서부에서는 감압재는 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)로 이루어지는 것으로 했지만, 1개의 저항체로 이루어진 것으로 하여 구성할 수도 있다. 도 51(A), (B)는 감압재를 1개의 저항체에 의해 구성하는 제1 예를 나타낸다. 도 51(A)는 이 변형예 2의 센서부(600)에 있어서 X축 방향 단면도이고, 도 51(B)는 동일하게 Y축 방향 단면도이다.
즉, 도 51(A), (B)에 나타내는 바와 같이, 하측 기판(16) 상의 송신 도체(11Y)와 상측 기판(17)의 하측의 수신 도체(12X) 사이의 공간에, 구 형상(矩 形狀)의 저항체(19)를, 크로스 포인트의 각각에 대해 마련한다. 이 저항체(19)로서는 상술한 예의 송신 저항체(13Y)나 수신 저항체(14X)와 동일한 것을 사용한다.
이 도 51(A), (B)의 예에서는 하측 기판(16) 상의 송신 도체(11Y) 상에, 저항체(19)를 설치한다. 이 예에서는 저항체(19)는 도시한 바와 같이, 극미한 요철이 형성되어 있는 면측이 송신 도체(11Y)측으로 되고, 극미한 요철이 형성되어 있지 않은 면측이 수신 도체(12X)측으로 되도록 설치된다. 그리고 이 경우, 저항체(19)와 수신 도체(12X) 사이는 작은 공극이 존재하는 상태로 된다.
또한, 도시는 생략하지만, 센서부(600)의 주연부의 하측 기판(16)과 상측 기판(17) 사이에는, 도시한 바와 같은 공극을 만든 상태에서, 저항체(19)를 설치하여 유지하도록 하기 위한 스페이서 부재가 마련되어 있다. 즉, 하측 기판(16)과 상측 기판(17)은 이 스페이서 부재를 사이에 두고 접합되어 있다.
이 도 51(A), (B)에 나타내는 예에 있어서도 지시체(18)에 의해 지시 입력면(100S)가 프레스되었을 때에는 저항체(19)와 수신 도체(12X)가 접촉함과 아울러, 송신 도체(11Y)와 저항체(19)의 접촉 면적이, 지시체(18)에 의한 프레스력에 따라 변화한다. 따라서 저항체(19)와 수신 도체(12X)가 접촉한 상태에 있어서 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X) 사이의 저항값은 지시체(18)에 의한 지시 입력면(100S)에 대한 프레스력에 따른 것이 되고, 상술한 실시 형태와 동일한 작용 효과가 얻어진다.
또한, 저항체(19)는 도 51(C)에 나타내는 바와 같이, 수신 도체(12X)와 대향하는 면측도 극미한 요철이 형성되어 있는 면으로 하도록 해도 좋다.
또, 저항체(19)는 도 51(D)에 나타내는 바와 같이, 수신 도체(12X)와 대향하는 면측을 극미한 요철이 형성되어 있는 면으로 함과 아울러, 송신 도체(11Y)와 접촉하는 면측은 극미한 요철이 형성되어 있지 않은 면으로 하도록 해도 좋다. 이 경우에, 저항체(19)는 하측 기판(16) 및 이 하측 기판(16) 상의 송신 도체(11Y)에 대해 적층하여 구성할 수 있다.
또한, 도 51에 있어서는 저항체(19)는 각 크로스 포인트 위치에 대응하여 서로 분리된 구 형상의 것으로 했지만, 이 예의 경우도, 복수의 송신 도체 및 수신 도체에 공통으로, 기판(16) 및 기판(17)의 일면 전체에 마련하도록 해도 좋다. 또, 저항체(19)는 송신 도체(11Y) 또는 수신 도체(12X) 중 어느 것을 따라 형성하도록 해도 좋다.
<센서부의 변형예 3>
상술한 센서부의 감압재의 예는 저항체와 저항체의 접촉 면적, 또는 저항체와 도전체의 접촉 면적에 따른 저항값이 얻어진도록 한 것이다. 센서부에 사용하는 소정의 저항 특성을 가지는 감압재로서는 이것으로 한정되지 않는다. 이 센서부의 변형예 3은 그러한 감압재의 일례로서 가변 저항 탄성체, 예를 들어 가변 저항 고무를 사용하는 경우의 예이다.
이 예에서 사용하는 가변 저항 탄성체는 예를 들어 특허 문헌 5(일본 특개평 6-192485호 공보)에 기재되어 있는 바와 같이, 내부에, 예를 들어 카본 블랙이나 금속가루 등의 도전 입자가 미소한 간격으로 균등하게 분산한 다공질 고무로 이루어진 가변 저항 고무이다. 이 가변 저항 고무의 전기 저항과 하중의 관계를 도 52에 나타낸다. 이 가변 저항 고무에 하중이 걸리지 않을 때에는 도전 입자끼리는 미소한 간격으로 분산하고 있으므로, 이 도 52에 나타내는 바와 같이, 그 저항값은 매우 큰 것이 된다.
그리고 가변 저항 고무에 하중이 걸리면, 가변 저항 고무는 탄성 편의(彈性 偏倚)되고, 도전 입자는 체인 형상 또는 덩어리 형상으로 되고, 그것들이 부분적으로 서로 접촉하게 되어, 가변 저항 고무는 도전성을 가지는 것이 된다. 그리고 가변 저항 고무는 도 52에 나타내는 바와 같이, 하중이 커질수록, 도전 입자가 체인 형상 또는 덩어리 형상으로 되는 정도가 많아지므로, 그 전기 저항값이 작아지는 특성을 가진다.
도 53(A), (B)는 이 변형예 3의 센서부(700)의 일례를 나타내는 것이고, 감압재를 1개의 저항체에 의해 구성하는 제2 예를 나타낸다. 도 53(A)는 이 센서부(700)에 있어서 X축 방향 단면도이고, 도 53(B)는 동일하게 Y축 방향 단면도이다.
이 센서부(700)에 있어서는 가변 저항 고무로 이루어진 감압 저항 부재를 감압재로서 사용한다. 그리고 송신 저항체(13Y) 및 수신 저항체(14X) 대신에, 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 크로스 포인트의 부분에, 구 형상의 가변 저항 고무으로 이루어진 감압 저항 부재(130)를 마련한다.
이 경우, 지시 입력면(100S)에 대해 지시체(18)에 의한 프레스 하중이 걸리지 않은 상태에 있어서, 감압 저항 부재(130)에 대해서는 감압 저항 부재(130)는 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 교차점에 위치하도록 구성되어 있다.
이상과 동일한 구성으로 된 이 센서부(700)에 있어서는 손가락 등의 지시체(18)에 의해 지시 입력면(100S)에 대해 프레스 하중이 가해지면, 그 프레스 하중이 걸린 크로스 포인트 위치의 감압 저항 부재(130)가 탄성 편의되고, 당해 감압 저항 부재(130)의 전기 저항값이 작아진다.
따라서 이 센서부(700)에 있어서, 지시 입력면(100S)에 대해 지시체(18)에 의한 프레스 하중이 걸리지 않은 상태에서는 감압 저항 부재(130)의 전기 저항이 매우 크기 때문에, 감압 저항 부재(130)를 통한 전류는 거의 흐르지 않는다. 즉, 센서부(700)의 지시체 입력면(100S)에 대해 지시체(18)에 의한 프레스 하중이 걸리지 않은 상태에 있어서, 감압 저항 부재(130)는 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X) 사이를 절연하기 위한 절연재로서 기능한다.
그리고 지시체(18)에 의해 지시 입력면(100S)에 대해 프레스 하중이 가해지면, 그 프레스 하중에 따라 감압 저항 부재(130)의 전기 저항값이 작아지므로, 프레스 하중에 따른 전류가 감압 저항 부재(130)를 통하여 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X) 사이에 흐른다.
이 전류를 감시하는 것에 의해, 상술한 실시 형태와 동일하게 하여, 이 변형예 3에 있어서도 저항막 방식에 의한 지시체 검출이 가능하게 된다.
또한, 도 53에 있어서는 감압 저항 부재(130)는 각 크로스 포인트 위치에 대응하여 서로 분리된 구 형상의 것으로 했지만, 이 예의 경우에도, 복수의 송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X)에 공통으로, 기판(16) 및 기판(17)의 일면 전체에 마련하도록 해도 좋다. 또, 감압 저항 부재(130)는 송신 도체(11Y) 또는 수신 도체(12X) 중 어느 것을 따라 형성하도록 해도 좋다.
<센서부의 변형예 4>
상술한 예의 센서부는 모두, 하측 기판(16)과 상측 기판(17)의 2매 기판 사이에 있어서, 송신 도체, 수신 도체, 감압재를 구비하는 구성의 경우이다. 그러나 1매의 기판상에 있어서, 송신 도체, 수신 도체, 감압재를 형성하는 구성으로 할 수도 있다. 이 센서부의 변형예 4는 기판을 1매만 사용하는 구성인 센서부의 예이다.
이 변형예 4의 센서부(800)의 일례를 도 54에 따라 설명한다. 여기서, 도 54(A)는 이 센서부(800)의 하나의 크로스 포인트 부분에 있어서 X축 방향 단면도, 도 54(B)는 이 변형예 4의 센서부의 사시도를 각각 나타낸다. 또한, 이 도 54에 대해서는 기판(160)의 일방면 상에 형성된 송신 도체, 수신 도체 및 감압재를 덮어 보호하는 보호층 및 보호 시트의 기재는 생략되어 있다.
이 센서부(800)는 도 54(A)에 나타내는 바와 같이, 기판(160), 복수의 송신 도체(11Y) 및 복수의 수신 도체(12X), 감압 저항 부재(131), 금속층(110)으로 이루어진다.
이 센서부(800)는 기판(160)의 일방면 상에 있어서, 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)가 실질적으로 교차하는 구조를 구비한다. 이 예에서는 수신 도체(12X)는 상술한 실시 형태와 동일하게, Y축 방향에 연신되는 선 형상의 도체로 구성되어 있다. 그러나 송신 도체(11Y)는 X축 방향에 연속하는 선 형상의 도체로는 되지 않고, 수신 도체(12X)의 부분에서 절단된 것과 같은 송신 도체편(11Ybt)이, 금속층(110)에 의해 접속된 구조로 되어 있다. 즉, 송신 도체(11Y)의 각각은 X축 방향에 직선 형상으로 늘어놓여진 송신 도체편(11Ybt)이 금속층(110)에 의해 접속되고, 1개 송신 도체의 구성으로 되어 있다.
그리고 금속층(110) 및 송신 도체편(11Ybt)이 기판(160) 상에 인쇄 패턴 등에 의해 형성되어 있다. 또, 수신 도체(12X)는 금속층(110)과 겹치는 부분을 제외하고, 기판(160)에 대해 마련된다. 그리고 수신 도체(12X)와 금속층(110)의 교차 부분에는 변형예 3의 센서부(700)와 동일한 감압 저항 부재(131)로 이루어진 감압재가 마련된다.
이 변형예 4의 센서부(800)에 있어서, 기판(160), 송신 도체(11Y), 수신 도체(12X)는 상기 제1 실시 형태와 동일한 재료로 형성할 수 있다. 즉, 제1 실시 형태와 동일하게, 기판(160)은 투과성을 가지는 주지된 유리 기판 이외에, 합성 수지로 형성된 시트 형상(필름 형상) 기재를 사용해도 좋다. 송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X)는 예를 들어, ITO막으로 이루어진 투명 전극막으로 형성된다.
또, 금속부(110)는 고도전율을 가지는 금속 재료, 예를 들어, Mo(몰리브덴) 등으로 형성할 수 있다. 금속층(110)과 송신 도체편의 접촉 면적은 미소하기 때문에, 이러한 전기 저항을 작게 하기 위해, 금속층(110)에는 고도전율을 가지는 금속 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
이 변형예 4의 센서부(800)에 있어서도 센서부의 지시체 입력면에 대해 지시체에 의한 프레스 하중이 걸리지 않은 상태에서는 감압 저항 부재(131)의 전기 저항이 매우 크기 때문에, 감압 저항 부재(130)를 통한 전류는 거의 흐르지 않는다. 즉, 센서부(800)의 지시체 입력면(100S)에 대해 지시체(18)에 의한 프레스 하중이 걸리지 않은 상태에 있어서, 감압 저항 부재(131)는 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X) 사이를 절연하기 위한 절연재로서 기능한다.
그리고 지시체(18)에 의해 지시 입력면(100S)에 대해 프레스 하중이 가해지면, 그 프레스 하중이 걸린 크로스 포인트에 있어서, 당해 프레스 하중에 따라 감압 저항 부재(130)의 전기 저항값이 작아진다. 이 때문에, 프레스 하중에 따른 전류가 송신 도체(11Y)의 송신 도체편(11Ybt)→금속층(110)→감압 저항 부재(131)→수신 도체(12X)와 같이 흐른다.
따라서 이 변형예 4의 센서부(800)에 있어서도 상술한 변형예 3의 센서부(700)와 동일한 작용 효과가 얻어진다.
이 변형예 4의 센서부(800)에서는 예를 들어 유리 기판으로 이루어진 기판은 1매로 좋고, 센서부의 두께를 보다 얇게 할 수 있다. 또, 이 센서부(800)에서는 송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X)를 실질적으로 일층으로 구성할 수 있으므로, 보다 염가의 센서부를 제공할 수 있다.
또한, 도 54의 예에서는 송신 도체(11Y)를 도체편과 금속층으로 이루어지는 것으로 했지만, 송신 도체(11Y)는 선 형상의 도체로 하고, 수신 도체(12X)를 도체편과 금속층으로 이루어지는 것으로 해도 좋다.
또한, 도 54에 있어서 감압 저항 부재(131)는 각 크로스 포인트 위치에 대응하여 서로 분리된 구 형상의 것으로 했지만, 감압 저항 부재(131)는 송신 도체(11Y) 또는 수신 도체(12X) 중 어느 것을 따라 형성하도록 해도 좋다.
<센서부의 변형예 5>
크로스 포인트 정전 결합 방식을 채용한 지시체 검출 장치에서는 통상, 지시체를 조작하는 면측, 즉 센서부를 상방으로부터 본 경우, 복수의 수신 도체 및 송신 도체가 교차해, 도체 패턴이 존재하는 영역과 존재하지 않는 영역이 있다. 각 도체는 ITO막 등의 투명 전극막으로 형성되지만, 도체 패턴이 존재하는 영역의 광 투과율은 도체 패턴이 존재하지 않는 영역의 투과율에 비교해서 저하한다. 그 결과, 센서부 상에서는 광 투과율의 불균일성이 발생한다. 사용자에 따라서는 이 광 투과율의 불균일성이 신경쓰이는 경우가 있다. 이 변형예 5에서는 이와 같은 센서부 상에서의 광 투과율의 불균일성을 해소하는 구성을 설명한다.
도 55에, 이 변형예 5의 센서부(900)의 개략 구성을 나타낸다. 이 센서부(900)에서는 송신 도체(911) 및 수신 도체(912)가 존재하지 않는 영역에, 예를 들어, 도체와 동일한 재료로 이루어진 제1 투명 전극막(913) 및 제2 투명 전극막(914)을 마련한다. 그 이외의 구성은 상술한 센서부와 동일한 구성이 되므로, 그 설명은 생략한다.
도 56(A)에, 센서부(900)의 송신 도체(911) 및 제1 투명 전극막(913)의 구성을 나타낸다. 이 변형예 5에서는 송신 도체(911)와 동일한 면으로서 서로가 근방에 배치된 2개의 송신 도체(911) 사이에 구 형상의 제1 투명 전극막(913)을 배치한다. 이 제1 투명 전극막(913)은 송신 도체(911)와 접촉하지 않도록, 송신 도체(911) 사이의 치수보다 다소 작은 치수를 가지고 있고, 송신 도체(911)는 다소의 공극을 개재시켜 이격되어 있다. 한편, 제1 투명 전극막(913)의 송신 도체(911)의 연신 방향의 치수는, 서로가 근방에 배치된 수신 도체(912) 사이의 치수에 1개의 수신 도체(912)의 도체폭을 가산한 치수보다 다소 작게 설정된다. 그리고 제1 투명 전극막(913)은 서로가 근방에 위치하는 2개의 수신 도체(912) 사이에, 각각의 수신 도체(912)의 도체폭의 거의 1／2의 위치까지 연신된 위치 관계를 가지고 배치된다.
또, 도 56(B)에, 센서부(900)의 수신 도체(912) 및 제2 투명 전극막(914)의 구성을 나타낸다. 제2 투명 전극막(914)은 수신 도체(912)가 배치되는 동일한 면에 배치되고, 그 치수는 제1 투명 전극막(913)의 치수를 규정하는 경우와 동일한 접근 방식을 적용할 수 있다. 즉, 제2 투명 전극막(914)은 수신 도체(912)와 접촉하지 않도록, 수신 도체(912) 사이의 치수보다 다소 작은 치수를 가지고 있고, 수신 도체(912)는 다소의 공극을 개재시켜 이격되어 있다. 한편, 제2 투명 전극막(914)의 수신 도체(912)의 길이 방향의 치수는 서로가 근방에 배치된 송신 도체(911)를 부분적으로 덮도록 설정된다.
제1 투명 전극막(913) 및 제2 투명 전극막(914)의 치수 및 배치는 예를 들어 지시체를 조작하는 면측(상방측)으로부터 센서부(900)를 보았을 때에, 송신 도체(911), 수신 도체(912), 제1 투명 전극막(913), 및 제2 투명 전극막(914)의 중첩 관계가 전기적 절연을 유지하면서 균질하게 되는 구성으로 함으로써, 센서부(900) 전체에 대해, 투과율의 불균일성이 억제된, 균질인 광학 특성을 유지할 수 있도록 하고 있다.
센서부(900)의 기판의 각 면에 형성하는 도체 및 투명 전극막을 각각 도 56(A) 및 (B)와 같이 배치하면, 센서부(900)를 상방으로부터 보았을 때, 도 55에 나타내는 바와 같이, 도체 패턴이 존재하는 영역에도 도체와 동일한 재료로 이루어진 제1 투명 전극막(913) 및 제2 투명 전극막(914)이 형성된다. 그 결과, 센서부(900) 상에 있어서 투과율의 불균일성이 억제된다.
또한, 투과율의 불균일성을 억제하기 위한 제1 투명 전극막(913) 및 제2 투명 전극막(914)의 형상은 구형으로 한정되지 않는다. 센서부(900)를 상방으로부터 보았을 때에, 송신 도체(911) 및 수신 도체(912)로 이루어지는 도체 패턴과 제1 투명 전극막(913) 및 제2 투명 전극막(914)의 중첩 관계가 광학적으로 균질이면 좋고, 제1 투명 전극막(913) 및 제2 투명 전극막(914)의 형상은 송신 도체(911) 및 수신 도체(912)로 이루어지는 도체 패턴의 형상에 관련하여 적절히 결정된다. 예를 들어, 이 변형예 5의 센서부(900)에서는 구 형상의 복수 투명 전극막을 송신 도체(911) 또는 수신 도체(912)가 연신되는 방향을 따라 소정 간격으로 배치한 경우를 예시하여 설명했지만, 그 복수의 투명 전극막을 1매의 전극막으로서 형성해도 좋다.
또, 제1 투명 전극막(913) 및 제2 투명 전극막(914)을, 송신 도체(911) 사이 및 수신 도체(912) 사이에 배치했을 때에는, 송신 도체(911)와 제1 투명 전극막 사이, 및 수신 도체(912)와 제2 투명 전극막 사이에서의 용량 결합이 생겨서, 이웃하는 송신 도체(911) 사이 및 이웃하는 수신 도체(912) 사이가 그 용량 결합을 통하여 브릿지(bridge)되어 버리는 문제가 된다. 이 문제를 경감시키기 위해, 제1 투명 전극막(913)에는 X축 방향에 평행한 복수개의 슬릿을 형성하여, 이웃하는 송신 도체(911) 사이에 등가적으로 복수개의 컨덴서가 직렬로 접속되어 존재하도록 하면 좋다. 또, 제2 투명 전극막(914)에는 Y축 방향에 평행한 복수의 슬릿을 형성하여, 이웃하는 수신 도체(912) 사이에 등가적으로 복수개의 컨덴서가 직렬로 접속되어 존재하도록 하면 좋다. 또, 제1 투명 전극막(913) 및 제2 투명 전극막(914)에, X축 방향에 평행한 복수의 슬릿과 Y축 방향에 평행한 복수의 슬릿을 형성하고, 제1 투명 전극막(913) 및 제2 투명 전극막(914)을 매트릭스 형상으로 분할하도록 해도 좋다.
또, 이 변형예 5의 구성은 상술한 실시 형태의 센서부 및 센서부의 변형예 1 ~ 6에도 적용할 수 있다. 또한, 예를 들어, 광 투과율 불균일성 방지용의 투명 전극막이 소정 영역에 형성된 기판을 별도로 준비하고, 그 기판을 센서부에 추가로 설치하도록 해도 좋다. 또, 상술한 바와 같이, 필름 형상의 기재(基材)를 채용해도 좋다.
<센서부의 변형예 6>
상술한 제1 실시 형태의 센서부(100)의 감압재는 도 2에 나타낸 바와 같이, 지시 입력면(100S)에 직교하는 방향에 송신 저항체(13Y)와 수신 저항체(14X)를, 소정의 공극(15)을 두고 설치한 구성이었다. 이 센서부의 변형예 6은 공극(15)에 마련되는 감압재의 구성이 전술한 예와는 다르다. 이 변형예 6의 센서부(1000)의 구성예를, 도 57 및 도 58을 참조하여 설명한다. 도 57(A)는 이 변형예 6의 센서부(1000)에 있어서 X축 방향 단면도이고, 도 57(B)는 센서부(1000)에 있어서 Y축 방향 단면도이다.
이 변형예 6에 대해서는 공극(15)에 있어서 송신 도체(11Y)가 설치된 하측 기판(16) 위에는 겔(gel) 형상의 저항체(1001)가 설치된다. 그리고 이 겔 형상의 저항체(1001) 위에는 격자 형상 슬릿 부재(1002)가 설치된다. 이 경우, 격자 형상 슬릿 부재(1002)와 수신 도체(12X)는 Z방향에 소정의 거리만큼 떨어진 상태로 된다.
격자 형상 슬릿 부재(1002)는, 도 58의 사시도에 나타내는 바와 같이, Z방향에, 높이 h를 가지는 구 형상 슬릿(1003)을 가진다. 이 구 형상 슬릿(1003)은 송신 도체(11Y) 및 수신 도체(12X)의 배열 간격에 대응하여 형성되어 있다. 그리고 이 구 형상 슬릿(1003)의 중심 위치가 송신 도체(11Y)와 수신 도체(12X)의 크로스 포인트의 바로 아래로 되도록, 격자 형상 슬릿 부재(1002)가 설치되어 있다.
이 변형예 6의 센서부(1000)에 있어서, 지시체(18)가 지시 입력면(100S)에 접촉하고 있는 위치를 검출하는 처리 동작은 전술한 예와 동일하다.
이 변형예 6의 센서부(1000)에 있어서, 지시체(18)에 의해 지시 입력면(100S)에 프레스력이 인가되면, 당해 프레스력이 인가된 지시체 입력면(100S)의 부위가 휘는 것에 의해, 당해 부위에 있어서 상측 기판(17)이 격자 형상 슬릿 부재(1002)를 겔 형상의 저항체(1001)측으로 프레스 편의(偏倚)시킨다.
그러면 프레스력이 인가된 부위에 대응하는 크로스 포인트에서는 겔 형상의 저항체(1001)가 구 형상 슬릿(1003)으로부터 부풀어 오르도록 변화되어, 당해 크로스 포인트의 수신 도체(12X)에 접촉하게 된다. 그리고 겔 형상의 저항체(1001)와 수신 도체(12X)의 접촉 면적은 지시체(18)에 의해 지시 입력면(100S)에 대해 인가된 프레스력에 따른 것이 된다.
따라서 이 변형예 6의 센서부(1000)에 있어서도 제1 실시 형태의 센서부(100)와 동일하게 하여 지시체의 검출(프레스력의 검출을 포함)이 가능하다.
1ㆍㆍㆍ지시체 검출 장치,
11ㆍㆍㆍ송신 도체군,
11Yㆍㆍㆍ송신 도체,
12ㆍㆍㆍ수신 도체군,
12Xㆍㆍㆍ수신 도체,
13Yㆍㆍㆍ송신 저항체,
14Xㆍㆍㆍ수신 저항체,
200ㆍㆍㆍ송신부,
21ㆍㆍㆍ송신 신호 공급 회로,
22ㆍㆍㆍ송신 도체 선택 회로,
23ㆍㆍㆍ클록 발생 회로,
300ㆍㆍㆍ수신부,
31ㆍㆍㆍ수신 도체 선택 회로,
32ㆍㆍㆍ증폭 회로,
33ㆍㆍㆍA／D 변환 회로,
34ㆍㆍㆍ위치 검출 회로,
35ㆍㆍㆍ연산 처리 회로,
36ㆍㆍㆍ위치 검출 회로,
40ㆍㆍㆍ제어 회로

Claims (18)

  1. 제1 방향에 배치된 제1 복수의 도체와, 상기 제1 방향에 대해 교차하는 제2 방향에 배치된 제2 복수의 도체와, 상기 제1 복수의 도체와 상기 제2 복수의 도체 사이에 배치된 소정의 저항 특성을 가지는 감압재(感壓材)를 가지는 검출 센서와,
    상기 제1 복수의 도체에 소정의 신호를 공급하기 위한 신호 공급 회로와,
    상기 제2 복수의 도체로부터 신호 검출을 행하기 위한 신호 검출 회로를 구비하고,
    상기 검출 센서는 지시체가 상기 검출 센서의 근방에 위치하는 경우, 및 지시체가 상기 검출 센서에 접촉했을 때에 인가되는 압력이 소정의 압력보다 작은 경우에는, 상기 제1 복수의 도체와 상기 제2 복수의 도체 사이의 정전 용량 변화에 따른 신호가 상기 신호 검출 회로에 공급되고, 상기 지시체가 상기 검출 센서에 대해 상기 소정의 압력을 넘은 압력을 인가한 경우에는, 상기 지시체로부터의 상기 압력의 상기 감압재로의 인가에 의한 상기 제1 복수의 도체와 상기 제2 복수의 도체 사이의 저항 특성 변화에 따른 신호가 상기 신호 검출 회로에 공급되는 것에 의해, 상기 지시체에 의한 지시 위치 및 압력을 검지 가능하게 한 지시체 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 저항 특성은 상기 감압재와 상기 제1 복수의 도체 또는 상기 제2 복수의 도체 사이의 맞물림(係合) 상태에 의존하여 변화하는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 감압재는 적어도 제1 및 제2 부재를 가지고, 상기 지시체로부터의 상기 압력에 대응하여 상기 제1 또는 제2 부재 중 적어도 하나가 상기 제1 복수의 도체 또는 상기 제2 복수의 도체와 맞물림하는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 감압재는 적어도 제1 및 제2 부재를 가지고,
    상기 지시체로부터의 상기 압력에 대응하여 상기 제1 부재과 제2 부재가 맞물림하는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 감압재는 복수의 도전 입자를 포함하고, 상기 지시체로부터의 상기 압력의 인가에 따라 상기 복수의 도전 입자가 결합하는 것에 의해 상기 제1 복수의 도체와 상기 제2 복수의 도체 사이의 저항 특성이 변화하는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 복수의 도체와, 상기 제2 복수의 도체 각각은 거의 평판 형상의 기재(基材)의 일방면에 배치됨과 아울러, 상기 감압재는 적어도 상기 제1 복수의 도체와 상기 제2 복수의 도체의 교점 영역에 마련되어 있고, 상기 지시체로부터의 상기 압력이 인가되어 있지 않은 경우에는, 상기 제1 복수의 도체와 상기 제2 복수의 도체의 사이를 절연하기 위한 절연재로서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 감압재는 적어도 상기 제1 복수의 도체 또는 상기 제2 복수의 도체 중 어느 것을 따라서 형성되는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 검출 센서는 투과성을 가지는 거의 평판 형상의 기재와, 투과성을 가지는 상기 감압재를 가지고 있고,
    상기 제1 방향에 배치된 복수의 도체, 상기 제2 방향에 배치된 복수의 도체 및 상기 감압재는 상기 기재에 마련되고,
    상기 제1 방향에 배치된 복수의 도체와, 상기 제2 방향에 배치된 복수의 도체에 의해 형성된 개구 영역에 광학 특성을 균질화하기 위한 투과성을 가지는 부재를 배치하는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 광학 특성을 균질화하기 위한 투과성을 가지는 부재를 상기 감압재와 동일한 재료로 구성하는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 공급 회로로부터 상기 제1 복수의 도체에 공급되는 상기 소정의 신호는 전압 신호로서 공급되고, 상기 제2 복수의 도체로부터는 전류 변화로서 신호를 검출하고, 상기 신호 검출 회로는 상기 전류 변화를 전압으로 변환하는 전류／전압 변환 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 전류／전압 변환 회로는 상기 제1 복수의 도체 및 상기 제2 복수의 도체 사이의 정전 용량 변화에 따른 신호를 얻는 제1 검출 모드와, 상기 검출 센서에 상기 소정의 압력을 넘는 압력이 인가되는 것에 의해 상기 제1 복수의 도체 및 상기 제2 복수의 도체 사이의 저항 특성 변화에 따른 신호를 얻는 제2 검출 모드를 구비한 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 전류／전압 변환 회로는 저항, 컨덴서, 상기 저항과 상기 컨덴서를 선택적으로 전환하는 전환 회로로 구성되고,
    상기 전환 회로는 상기 제1 검출 모드일 때는 상기 검출 센서와 상기 컨덴서를 접속하고, 상기 제2 검출 모드일 때는 상기 검출 센서와 상기 저항을 접속하는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 공급 회로로부터 상기 제1 복수의 도체 각각에 공급되는 상기 신호는 변별 가능한 신호인 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 신호 공급 회로로부터 상기 제1 복수의 도체에 공급되는 신호는 서로 직교 관계를 가지는 부호인 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 신호 공급 회로로부터 상기 제1 복수의 도체 각각에 공급되는 상기 부호 중에서, 임의의 1개 부호를 상기 신호 검출 회로에 있어서 신호의 보정을 행하기 위한 칼리브레이션(calibration) 신호로서 사용하는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 신호 공급 회로로부터 상기 제1 복수의 도체에 공급되는 상기 부호는 아다마르 부호이고,
    상기 입력된 상기 복수의 부호를 아다마르 행렬로 했을 때에, 상기 아다마르 행렬에 있어서 모두 「1」로 되는 n행째의 칩을 상기 신호 검출 회로에 있어서 신호의 보정을 행하기 위한 칼리브레이션 신호로서 사용하는 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치.
  17. 외부로부터 공급된 소정의 신호에 따라 지시체에 의한 지시 위치 및 압력에 따른 신호를 얻기 위한 검출 센서로서,
    제1 방향에 배치되고, 상기 외부로부터의 상기 소정의 신호가 공급되는 제1 복수의 도체와,
    상기 제1 방향에 대해 교차하는 제2 방향에 배치된 제2 복수의 도체와,
    상기 제1 복수의 도체와 상기 제2 복수의 도체 사이에 배치되고, 소정의 저항 특성을 가지는 감압재를 구비하고,
    상기 지시체가 상기 검출 센서의 근방에 위치하는 경우, 및 지시체가 상기 검출 센서에 접촉했을 때에 인가되는 압력이 소정의 압력보다 작은 경우에는, 정전 용량의 변화에 따른 신호를 상기 제2 복수의 도체로부터 출력하고, 상기 지시체가 상기 소정의 압력을 넘은 압력을 상기 검출 센서에 대해 인가한 경우에는, 저항 특성의 변화에 따른 신호를 상기 제2 복수의 도체로부터 출력하는 것을 특징으로 하는 검출 센서.
  18. 제1 방향에 배치된 제1 복수의 도체, 상기 제1 방향에 대해 교차하는 제2 방향에 배치된 제2 복수의 도체, 및 상기 제1 복수의 도체와 상기 제2 복수의 도체 사이에 배치되고 소정의 저항 특성을 가지는 감압재를 가지는 검출 센서와; 상기 제1 복수의 도체에 소정의 신호를 공급하기 위한 신호 공급 회로와; 상기 제2 복수의 도체로부터 신호 검출을 행하기 위한 신호 검출 회로를 구비하는 지시체 검출 장치의 지시체 검출 방법으로서,
    상기 신호 공급 회로가 상기 검출 센서의 상기 제1 복수의 도체에 상기 소정의 신호를 공급하는 단계와,
    상기 제2 복수의 도체로부터 상기 신호 검출 회로에 상기 검출 센서에 대해 지시체로부터 인가된 압력에 따른 신호가 공급되는 단계와,
    상기 제2 복수의 도체로부터 얻어진 상기 신호의 신호 레벨과 기준 레벨을 비교하는 단계와,
    상기 제2 복수의 도체로부터 얻어진 상기 신호가 상기 기준 레벨보다 높은 경우에 상기 검출 센서에 대해 상기 지시체로부터 인가된 압력을 검지하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 지시체 검출 장치의 지시체 검출 방법.
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