位置検出装置
【課題】電波を送受信して物体の位置を検出する近接センサを用いて、例えば透明基板上に配置可能な小型の位置検出装置を提供する。
【解決手段】位置検出装置１ａは、発振器２と、発振器２の信号に基づいて交流信号Ｅａを放射する送信アンテナ３と、交流信号Ｅｂを受信する複数の受信アンテナ４R、４L,４U、４Dとを備える。位置検出装置１ａにおいて、透明基板上に透明電極で形成された送信
アンテナおよび受信アンテナを用い、このアンテナをディスプレイ上に配置することにより、ディスプレイ上の３次元領域に位置する被検物体の位置を検出する位置検出装置を構成することが出来る。この位置検出装置による被検物体の３次元の位置情報に応じて機器への入力を制御することにより、入力装置を構成することが出来る。
【解決手段】位置検出装置１ａは、発振器２と、発振器２の信号に基づいて交流信号Ｅａを放射する送信アンテナ３と、交流信号Ｅｂを受信する複数の受信アンテナ４R、４L,４U、４Dとを備える。位置検出装置１ａにおいて、透明基板上に透明電極で形成された送信
アンテナおよび受信アンテナを用い、このアンテナをディスプレイ上に配置することにより、ディスプレイ上の３次元領域に位置する被検物体の位置を検出する位置検出装置を構成することが出来る。この位置検出装置による被検物体の３次元の位置情報に応じて機器への入力を制御することにより、入力装置を構成することが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つのアンテナを備え、一方のアンテナから交流電磁界を発生し、他方のアンテナでこれを受信し、受信した信号を位相検波して、物体の位置や移動を検出する近接センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、３点以上の位置にそれぞれ配置された赤外線センサで測定した物体との距離情報から当該物体との位置を演算する位置検出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７５６２９号公報（第３−５頁、図１）
【特許文献２】特開２００７−８０２１４号公報（第６頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の近接センサを複数用いて、特許文献２に記載のような位置検出装置を構成した場合、ディスプレイ上に構成することができず、また装置が大型化してしまう問題がある。特に、指向性の無いアンテナ構成で被検査物体を検出するアンテナ部において、これを例えばボタン一つの領域に留める事が出来ず、装置が大型化してしまう。
【０００６】
この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、交流電波を送受信して物体の位置を検出する近接センサを用いて、小型の位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の位置検出装置は下記記載の構成を採用するものである。
【０００８】
本発明の位置検出装置は、交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、一つの送信アンテナから送信された電波を受信する複数の受信アンテナと、各受信アンテナで受信した信号を交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、受信アンテナ及び位相検波手段を３つ以上備える
ことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、送信アンテナはリング状のアンテナであり、送信アンテナの内側に互いに離れて配置されたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、交流信号発生源からの信号を移相する移相手段と、移相手段で移相された信号と各受信アンテナで受信した信号とを合成する複数の合成手段と、を更に備え、各位相検波手段は、各合成手段で合成された合成信号を、交流信号発生源からの信号により位相検波することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、送信アンテナは複数の棒状部を有し、受信アンテナは棒状のアンテナであり、送信アンテナの各棒状部と各受信アンテナとが、並んで交互に配置されたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の位置検出装置は、交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、異なる周波数の交流信号を発生する複数の交流信号発生源と、各交流信号発生源からの信号に基づき、異なる周波数の電波を送信する複数の送信アンテナと、複数の送信アンテナからのそれぞれの電波を複数受信する１つの受信アンテナと、各受信アンテナで受信した信号を各交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、交流信号発生源、受信アンテナ及び位相検波手段を３つ以上備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、受信アンテナはリング状のアンテナであり、各送信アンテナは、受信アンテナの内側に互いに離れて配置されたことを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、各交流信号発生源からの信号を移相する複数の移相手段と、各移相手段で移相された信号と一つの受信アンテナで受信した信号とを合成する複数の合成手段と、を更に備え、各位相検波手段は、各合成手段で合成された合成信号を、各交流信号発生源からの信号により位相検波することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、送信アンテナは棒状のアンテナであり、受信アンテナは複数の棒状部を有し、各送信アンテナと受信アンテナの各棒状部とが、並んで交互に配置されたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の位置検出装置は、交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、一つの送信アンテナから送信された電波を受信する複数の受信アンテナと、各受信アンテナで受信した信号を交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を有する近接センサ群を二つ備え、送信アンテナは複数の棒状部を有し、受信アンテナは棒状のアンテナであり、送信アンテナの各棒状部と各受信アンテナとが並んで交互に配置され、各近接センサ群の送信アンテナ及び受信アンテナの長手方向が互いに直交するように、各近接センサ群の送信アンテナ及び受信アンテナが重なって配置されたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の位置検出装置は、交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、複数の送信アンテナからのそれぞれの電波を複数受信する１
つの受信アンテナと、各受信アンテナで受信した信号を各交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を有する近接センサ群を二つ備え、送信アンテナは棒状のアンテナであり、受信アンテナは複数の棒状部を有し、各送信アンテナと受信アンテナの各棒状部とが、並んで交互に配置され、各近接センサ群の送信アンテナ及び受信アンテナの長手方向が互いに直交するように、各近接センサ群の送信アンテナ及び受信アンテナが重なって配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の位置検出装置は、交流電波を送受信して物体の位置を検出する近接センサを複数用いる構成において、発振回路及び発信アンテナを複数の近接センサで共用することにより、小型の位置検出装置を実現することが可能となる。
【００２１】
また、本発明の位置検出装置は、交流電波を送受信して物体の位置を検出する近接センサを複数用いる構成において、受信アンテナを複数の近接センサで共用することにより、小型の位置検出装置を実現することが可能となる。
【００２２】
更に、本発明の位置検出装置は、リング状のアンテナと、このリング状のアンテナの内側に互いに離れて配置された複数のアンテナを用いて構成することにより、送信アンテナ及び受信アンテナをより小型に構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施例２の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施例２の位置検出装置の動作を説明する波形図である。
【図４】本発明の実施例２の位置検出装置の動作を説明する波形図である。
【図５】本発明の実施例３の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施例４の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図７】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【図８】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【図９】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例５の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の実施例５の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図１２】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【図１３】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【図１４】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［実施例１：図１］
まず、本発明の実施例１の位置検出装置１ａの構成について説明する。図１は、実施例１の位置検出装置１ａの構成を示す回路図である。図１に示すように、実施例１の位置検出装置１ａは、一つの発振器２及び送信アンテナ３と、複数の受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄ及び移相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄを用いて、複数の近接センサを実現したものである。
【００２５】
位置検出装置１ａは、発振器２と、該発振器２で生成した低周波信号に基づいて交流信号Ｅａを被検査領域へ放射する送信アンテナ３を備える。
【００２６】
発振器２は、交流信号発生源の一例であり、例えば水晶振動子を用いて構成される。送信アンテナ３から放射される交流信号Ｅａは、その周波数及び強度の安定性が当該近接セ
ンサとしての出力の安定性を左右するので、周波数の安定度が高く、温度や経時変化等に対して安定な水晶振動子を用いるのが望ましい。
【００２７】
例えば、携帯機器などに使用されることを想定して低消費電力の構成を目指す為、ＶＬＦ帯の発振を可能とする音叉型水晶振動子を用いる。発振器の回路構成は低消費電力を考慮して時計などに用いられる、一般的なコルピッツ型発回路などでよい。
【００２８】
また、水晶振動子以外では、ＰＺＴ薄膜等の圧電素子とセラミックで構成した振動子（セラミック振動子）、同じくＰＺＴ薄膜等の圧電素子をＭＥＭＳで構成した振動体表面に形成したＭＥＭＳ振動子、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム単結晶またはランガサイトを用いた振動子などを用いて、発振器２を構成してもよい。
【００２９】
また、位置検出装置１ａは、被検査領域からの交流信号Ｅｂを受信する受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄを備える。バッファ６は、発振器２へ後段の回路からの影響が及び、周波数や振幅に変化を生じるのを避ける為に設けられる。さらに、位置検出装置１ａは、受信アンテナ４の出力を増幅する増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄと、発振器２の出力信号で、受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄで受信した信号を位相検波する位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄを備える。さらに、位置検出装置１ａは、位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄの出力を平滑化するＬＰＦ（ローパスフィルタ）１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄと、出力端子１１Ｒ、１１Ｌ、１１Ｕ、１１Ｄを備える。
【００３０】
次に、上述した構成を備える位置検出装置１ａの動作について説明する。まず、発振器２により低周波信号を発生させ、送信アンテナ３により被検査領域へ交流信号Ｅａを放射する。送信アンテナ３から放射した交流信号Ｅａは、被検査領域に、この領域に存在する大気，誘電体および導体等により決定される電磁界を形成する。受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄは、被検査領域に形成される電磁界に応じた交流信号Ｅｂを受信する。
【００３１】
この時、被検査領域に存在する物が一切動かなければ、送信アンテナ３が送信する交流信号Ｅａが形成する電磁界は定常的な状態となり、受信アンテナ４が受信する交流信号Ｅｂは安定した位相と振幅を持つ。しかし、この領域へ例えば人間の指等の適度な誘電率を備えた被検査物体Ｏが浸入すると、電磁界が擾乱を受けて変化する。この結果受信アンテナ４が受信する交流信号Ｅｂの位相と振幅が変化する。
【００３２】
受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄで受信した信号は、増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄにより電気的に増幅される。増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄの出力は、位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄにより発振器２の周波数で位相検波され、ＬＰＦ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄにより平滑化され、出力端子１１から直流電圧の変化として出力される。
【００３３】
上述したように、被検査領域に例えば人間の指等の適度な誘電率を備えた被検物体Ｏが浸入すると、電磁界が擾乱を受けて変化する。この結果受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄが受信する交流信号Ｅｂの位相と振幅は変化するので位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄの出力は変化し、これを平滑化するＬＰＦ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄからの直流出力は変化する。この直流出力の変化によって被検物体Ｏの存在、運動、受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄから被検物体Ｏまでの距離を知る事が出来る。
【００３４】
図１に示す位置検出装置１ａは、一つの発振回路２及び一つの発信アンテナ３を共用して発信した電波を、受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄで各々受信した場合、各々の増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄには、各々の受信アンテナによる異なる情報を反映した信号が入力する。各アンプの出力信号を各々同じ発振器２の信号であるバッファ６からの参照信号で位相検波したとしても、各ＬＰＦ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄで平滑化した各
出力端子１１Ｒ、１１Ｌ、１１Ｕ、１１Ｄからは別々の出力が得られ、これらは各々受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄからの信号を反映しており、４つの近接センサを構成できる。
【００３５】
受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄをそれぞれ異なる場所に配置し、各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄから被検物体Ｏまでの距離を測定し、各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄから被検物体Ｏまでの距離の情報と、各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄの位置の情報とから、各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄに対する被検物体Ｏの位置を検出することが可能となる。
【００３６】
ここで、本発明の実施例１の位置検出装置１ａは、４つの近接センサを構成したものであるが、発振回路２及び発信アンテナ３を４つの近接センサで共用した構成であるので、全体の構成を小型化することが可能となる。
［実施例２：図２−図４］
次に、本発明の実施例２の位置検出装置１ｂの構成について説明する。図２は、実施例２の位置検出装置１ｂの構成を示す回路図である。図２に示すように、実施例２の位置検出装置１ｂは、実施例１の位置検出装置１ａと同様に、一つの発振器２及び送信アンテナ３と、複数の受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄ及び移相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄを用いて、複数の近接センサを実現したものである。
【００３７】
実施例２の位置検出装置１ｂは、実施例１の位置検出装置１ａにおいて、送信アンテナ３と各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄを電気的に接続する抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄを備える。抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄは送信アンテナ３と各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄの結合抵抗であり、抵抗器７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄの値が小さすぎると電気的結合が強くなりすぎ、一方、抵抗器７の値が大きすぎると電気的結合が弱すぎる。このため、抵抗器７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄの抵抗値の選択は重要である。本実施例１の場合、抵抗器９の抵抗値は０．５〜１ＭΩ程度が適当である。
【００３８】
ここで、抵抗により全てのアンテナが結合されて互いの入力に影響が出ることが心配されるが、送信アンテナ３はバッファ６の出力により安定な状態に保たれ、各受信アンテナからの信号は他のアンテナに到達するまでに抵抗により減衰するので、各受信アンテナ間の混信が発生することはなく、４つの近接センサを実現できる。また、単一の移相手段を用いて移相を行ない、バッファ等を用いてこの信号を各受信アンテナに分配すれば、複数の移相手段を用いなくても、これらの混信を避ける構成を実現できる。
【００３９】
次に、上述した構成を備える位置検出装置１ｂの動作について説明する。なお、以下の説明では、動作説明を明確にする為、位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄで乗算する増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄからの参照信号は、予め２値化回路を用いて上下電源電圧を交互に変化し、位相情報のみを持つ矩形波に加工されたものを用いる。それ以外の信号は、矩形波と正弦波のいずれであっても効果は変わらないが、本説明においては全て正弦波とする。ここで、実際に発振回路の波形を正弦波にする為には発振回路にＡＧＣが必要である。
【００４０】
図３は、実施例２の位置検出装置１ｂの動作を説明する波形図である。実施例２においては、図２に示す様に増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄの入力は発振回路の出力であるバッファ６の出力に大きな抵抗７を用いて接続してある。バッファ６からの出力は発振器２より電源電圧の中間電位を中心にした交流という性質を引き継いでいるので、交流の平均値はこの接続で電源電圧の中間電位へのクランプが実現する。
【００４１】
また、この構成により、大きな値の抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄと実際の回路素子の持
つ小さな寄生容量５Ｒ、５Ｌ、５Ｕ、５Ｄとによりバッファ６の出力とアンプ８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄの入力の間にはローパスフィルタが形成される。この抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄと寄生容量５Ｒ、５Ｌ、５Ｕ、５Ｄとからなるローパスフィルタが、移相手段として、バッファ６の出力とアンプ８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄの入力の間に信号波形の位相差を生じさせる。移相手段により移相された信号を図３の移相発信波形で示す。
【００４２】
一方、受信アンテナ４からの交流信号Ｅｂは、発信アンテナ３からの交流信号Ｅａとの間で位相差を生じない。受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄで受信した信号を、図３の受信波形で示す。また、抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄと受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄとは接続されており、この接続により、受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄとからの交流信号Ｅｂのと、抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄからの出力信号とが、それぞれ合成される。この抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄと受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄとの接続は、合成手段の一例である。この合成信号の波形を図３の合成波形で示す。
【００４３】
図４は、合成波形の変化の説明図である。図４に示すように、物体Ｏの変化を反映する受信波形の振幅の変化により、この合成波形は振幅及び位相が変化する。すなわち、物体Ｏの変化を反映する受信波形の振幅の変化は、合成波形が受信波形と同相の検波位置で検波されることで、合成波形の振幅及び位相の変化として検出される。
【００４４】
抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄ及び寄生容量５Ｒ、５Ｌ、５Ｕ、５Ｄによって生成される移相発信波形を抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄの値またはアンプ８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄの増幅率を調整することによりその振幅が電源電圧を超えるように調整しておくと、移相発信波形及び合成波形は電源電圧によりその振幅を制限されて台形波形または矩形波形となり、受信波形による変化は合成波形の位相のみに反映されることになる。このような状態では各々の波形の微妙な振幅調整は不要となり、振幅を変化させる環境要因は除外されるので、結果的に検波結果のＳＮは向上する。
【００４５】
また、移相発信波形に比較して受信波形の振幅を小さくなるように各々の信号を調整しておくことにより、物体Ｏが帯電している場合に重畳される静電気による影響により、被検波信号が正負の何れかの電圧レベルに非対称に張り付いてしまう現象を極力抑えることが出来、物体Ｏの帯電に影響されないロバストな近接センサを実現することが出来る。この移相発信波形に比較して受信波形の振幅を小さくなるように各々の信号を調整することは、抵抗７と容量５の値を調整することにより行う。抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄを大きくすると受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄからの信号の比率が大きくなる。また、寄生容量５Ｒ、５Ｌ、５Ｕ、５Ｄの値を大きくすると、やはり受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄからの信号の比率が大きくなる。全体のレベル調整はアンプ８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄで行う。
【００４６】
上述したように、被検査領域に例えば人間の指等の適度な誘電率を備えた被検物体Ｏが進入すると、電磁界が擾乱を受けて変化する。この結果受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄが受信する交流信号Ｅｂの位相と振幅は変化するので位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄの出力は変化し、これを平滑化する平滑器１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄからの直流出力は変化する。この直流出力の変化によって被検物体Ｏの存在、運動を知る事が出来る。
【００４７】
本発明の実施例２の位置検出装置１ｂは、４つの近接センサを構成したものであるが、発振回路２及び発信アンテナ３を４つの近接センサで共用した構成であるので、実施例１と同様に、全体の構成を小型化することが可能となる。
【００４８】
［実施例３：図５］
次に、本発明の実施例３の位置検出装置１ｃの構成について説明する。図５は、実施例３の位置検出装置１ｃの構成を示す回路図である。図５に示すように、実施例３の位置検出装置１ｃは、複数の周波数の異なる発振器２Ｒ、２Ｌ、２Ｕ、２Ｄ及び送信アンテナ３Ｒ、３Ｌ、３Ｕ、３Ｄと、一つの受信アンテナ４及び複数の移相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄを用いて、複数の近接センサを実現したものである。
【００４９】
実施例３の位置検出装置１ｃは、周波数の異なる複数の発振回路２Ｒ、２Ｌ、２Ｕ、２Ｄ及び複数の発信アンテナ３Ｒ、３Ｌ、３Ｕ、３Ｄを用いて発信した電波を、受信アンテナ４を共有して受信した場合、各々のアンプ８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄには、各々のアンテナによる異なる情報を反映した信号が入力する。
【００５０】
同じ受信アンテナ４から入力して混合されたとはいえ、各アンプの出力信号は各々周波数の異なる複数の発振回路２Ｒ、２Ｌ、２Ｕ、２Ｄの信号であるバッファ６Ｒ、６Ｌ、６Ｕ、６Ｄからの周波数と位相の異なる参照信号で位相検波することにより、各ＬＰＦ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄで平滑化した各出力端子１１Ｒ、１１Ｌ、１１Ｕ、１１Ｄからは別々の出力が得られ、これらは各々受信アンテナ４からの信号を反映しており、４つの近接センサを実現できる。
［実施例４：図６］
次に、本発明の実施例４の位置検出装置１ｄの構成について説明する。図６は、実施例４の位置検出装置１ｄの構成を示す回路図である。図６に示すように、実施例４の位置検出装置１ｄは、実施例３の位置検出装置１ｃと同様に、複数の周波数の異なる発振器２Ｒ、２Ｌ、２Ｕ、２Ｄ及び送信アンテナ３Ｒ、３Ｌ、３Ｕ、３Ｄと、一つの受信アンテナ４及び複数の移相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄを用いて、複数の近接センサを実現したものである。
【００５１】
実施例４の位置検出装置１ｄは、実施例３の位置検出装置１ｃにおいて、各送信アンテナ３Ｒ、３Ｌ、３Ｕ、３Ｄと受信アンテナ４を電気的に接続する抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄを位相手段として備える。こでは抵抗による連結により全てのアンテナが結合されて互いの入力に影響が出ることが心配されるが、出力アンテナは各バッファ６Ｒ、６Ｌ、６Ｕ、６Ｄの出力により安定な状態に保たれ、また周波数及び位相が異なるので、各送信アンテナ間の混信が発生することはなく、この場合も４つの近接センサを実現できる。
【００５２】
一般に位相検波器は極めて鋭いバンドパスフィルタと見ることが出来ると説明されており、実際に異なる周波数の交流信号を排他的に検出することが出来る。しかし、周波数差が小さい場合はやはり混信が発生する。複数の発振器の周波数が近い場合の共振現象などを含めて各々の発振器に使用する周波数差は、ＶＬＦ帯を使用する場合でも１００Ｈｚ程度以上離しておく必要がある。更に高周波を使用する場合も、複数の近接センサを使用する場合は、使用する周波数の１％程度以上の周波数差を各々持たせておくと良い。
【００５３】
実施例４の位置検出装置１ｄは、各送信アンテナ３Ｒ、３Ｌ、３Ｕ、３Ｄと受信アンテナ４を電気的に接続する抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄを位相手段として備えるものであり、図２〜図４で説明した実施例２の位置検出装置１ｂと同様の動作をする。
【００５４】
本発明の実施例３の位置検出装置１ｃ及び実施例４の位置検出装置１ｄは、４つの近接センサを構成したものであるが、受信アンテナ４を４つの近接センサで共用した構成であるので、全体の構成を小型化することが可能となる。
【００５５】
［送信アンテナおよび受信アンテナの構成例：図７〜図９］
次に、上述した位置検出装置の各実施例に用いられる送信アンテナ３および受信アンテナ４の構成について説明する。
【００５６】
最近はディスプレイ上に描写された映像情報と連動した入力装置、即ちタッチパネルと呼ばれる入力装置の必要性が増大している。本発明の位置検出装置の送信アンテナおよび受信アンテナをディスプレイ上の異なる位置に配置すれば、ディスプレイ上の３次元領域に位置する被検物体の位置を検出する位置検出装置を構成することが出来る。この位置検出装置による被検物体の３次元の位置情報に応じて機器への入力を制御することにより、入力装置を構成することが出来る。
【００５７】
以下に、このような位置検出装置を構成するため透明基板上にＩＴＯ等の透明電極を用いて形成した送信アンテナ３および受信アンテナ４について説明する。
図７は、図１を用いて示した実施例１の位置検出装置１ａ及び図２を用いて示した実施例２の位置検出装置１ｂに用いるアンテナ構成の例である。図７に示す構成では、送信アンテナ３をリングアンテナとし、各々の受信アンテナ４Ｒ，４Ｌ，４Ｕ，４Ｄを点状アンテナとし、各々上下左右に対向するもの同士の間隔をｄとして配置した様子を示した。この構成においては、図１及び２に示す回路の場合、ｄの値をリングアンテナ３の直径に近づけることにより、４セットの近接センサの送受信アンテナを１ｃｍ程度離して配置するにもかかわらず、アンテナが占有するのは直径１ｃｍ程度の領域で足りることになる。
【００５８】
図８は、図５を用いて示した実施例３の位置検出装置１ｃ及び図６を用いて示した実施例４の位置検出装置１ｄに用いるアンテナ構成の例である。図８に示す構成では、受信アンテナ４をリングアンテナとし、各々の送信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄを点状アンテナとし、各々上下左右に対向するもの同士の間隔をｄとして配置した様子を示した。この構成においては、図３及び４に示す回路の場合、ｄの値をリングアンテナ４の直径に近づけることにより、４セットの近接センサの送受信アンテナを１ｃｍ程度離して配置するにもかかわらず、アンテナが占有するのは直径１ｃｍ程度の領域で足りることになる。
【００５９】
図７及び図８に示すアンテナ構成により、狭い領域に、感度出力の対称性の良い複数のアンテナを互いに離して配置し、近接センサの感度が距離だけに依存する構成を実現することができる。
【００６０】
図７及び図８に示すアンテナ構成を用いた位置検出装置により、一つの非接触のボタンに空間入力装置として、方向指示もしくは入力機能を持たせることが可能となる。ボタンという概念は、一般にその存在領域を限定された小さな領域と規定している。本実施例１及び２においてはこの領域として１平方ｃｍ程度の大きさと想定する。
【００６１】
リング状アンテナの直径を１ｃｍとし、縦横２方向の動作検出に必要な近接センサの個数を４個とすると、４個のリングアンテナを一つのボタン内に収納しなければならないので、これら４個のリングアンテナの中心を正方形の頂点に配置したとしても、ボタンの大きさは最低２ｃｍ角が必要となる。そして、この場合の４組の各近接センサのアンテナセットの仮想中心間距離は１ｃｍ程度である。
【００６２】
本発明の近接センサにおいて、図７及び図８に示すような構成で、透明基板上に透明電極で形成された送信アンテナおよび受信アンテナを用い、このアンテナをディスプレイ上に配置することにより、ディスプレイ上の３次元領域に位置する被検物体の位置を検出する位置検出装置を構成することが出来る。この位置検出装置による被検物体の３次元の位置情報に応じて機器への入力を制御することにより、入力装置を構成することが出来る。また、図７及び図８に示すような構成によりボタンという概念で示されるような小さな領域に複数の、ほぼ距離だけに依存する感度をもたらすアンテナを備えたことによる位置検出装置を構成することができる。
【００６３】
図９は他のアンテナ構成の説明図である。図９に示すアンテナ構成では、実線で示す各々受信アンテナ４Ｄ,４Ｌ,４Ｒ,４Ｕは棒状アンテナであり、棒の伸びた方向を紙面縦方向に向け、紙面横方向にある間隔を空けて平行に配置してある。これらに対応する点線で示す送信アンテナ３は複数の棒状のアンテナを束ねた形状であり、この棒状部分は各々受信アンテナ４Ｄ,４Ｌ,４Ｒ,４Ｕと平行に各々の間に配置される。このアンテナ配置において、物体Ｏの接近の影響は棒が伸びた方向即ち紙面上下方向には無関係となり、紙面左右方向の位置及び紙面に垂直な方向の情報のみが得られることになる。
【００６４】
図９においては図示した送信アンテナ３は全て連結されており、全ての配線上で同様な出力で電波を空間に送出する。一方その配置から左右方向の位置情報を担う各々の受信アンテナ４Ｄ,４Ｌ,４Ｒ,４Ｕは送信アンテナ３Ｘから同等の信号を受け取るのが望ましいので、両端に配置された、例えば４Ｄ及び４Ｕの外側には送信アンテナ３が存在したほうが良い。
【００６５】
図９では、一つの送信アンテナと複数の受信アンテナを備える実施例１及び２の位置検出装置で用いられるアンテナ構成の例を示しました。しかし、複数の送信アンテナと一つの受信アンテナを備える実施例３及び４の位置検出装置で用いられるアンテナ構成も図９と同様に構成することができる。この場合、棒状の複数の送信アンテナが平行に配置され、受信アンテナの複数の棒状部分が各送信アンテナの間に配置される。
【００６６】
［実施例５：図１０〜図１４］
次に、本発明の実施例５の位置検出装置１ｅの構成について説明する。実施例５の位置検出装置１ｅは、平面に近づく物体Ｏの位置情報を、高い分解能で得ることを可能とするものである。図１０は、実施例５の位置検出装置１ｅの構成を示す回路図の一例である。図１０に示すように、本発明の実施例５の位置検出装置１ｅは、図１を用いて説明した実施例１の位置検出装置１ａの構成を近接センサ群１ｅａ、１ｅｂとして、２組備えるものである。
【００６７】
図１０に示すように、実施例５の位置検出装置１ｅでは、一方の近接センサ群１ｅａは、発振器２Ｘと、送信アンテナ３Ｘと、複数の受信アンテナ例えば４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４と、複数の移相検波器例えば９Ｘ１,９Ｘ２,９Ｘ３,９Ｘ４,と、複数のＬＰＦ例えば１０Ｘ１, １０Ｘ２, １０Ｘ３, １０Ｘ４を備える。また、他方の近接センサ群１ｅａは、発振器２Ｙと、送信アンテナ３Ｙと、複数の受信アンテナ例えば４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４と、複数の移相検波器例えば９Ｙ１,９Ｙ２,９Ｙ３,９Ｙ４,と、複数のＬＰＦ例えば１０Ｙ１, １０Ｙ２, １０Ｙ３, １０Ｙ４を備える。実施例５の位置検出装置１ｅでは、それぞれの近接センサ群１ｅａ、１ｅｂの発振器２Ｘ、２Ｙの周波数が互いに異なる。これにより、近接センサ群１ｅａ、１ｅｂは互いに干渉しない。
【００６８】
使用する回路構成としては、少し複雑になるが、図１１に示す位置検出装置１ｆのように、図２を用いて説明した実施例２の位置検出装置１ｂの構成を近接センサ群１ｆａ、１ｆｂとして２組備える構成としてもよい。これにより、ＳＮその他の性能を向上させることができる。
【００６９】
図１２は、実施例５の位置検出装置１ｅの近接センサ群１ｅａ、位置検出装置１ｆの近接センサ群１ｆａのアンテナ構成の一例である。実線で示す各々受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４は棒状アンテナであり、棒の伸びた方向を紙面縦方向に向け、紙面横方向にある間隔を空けて平行に配置してある。これらに対応する点線で示す送信アンテナ３Ｘは複数の棒状のアンテナを束ねた形状であり、この棒状部分は各々受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４と平行に各々の間に配置される。このアンテナ配置において、物体Ｏの接近の影響は棒が伸びた方向即ち紙面上下方向には無関係となり、紙面左右方向
の位置及び紙面に垂直な方向の情報のみが得られることになる。
【００７０】
図１２においては図示した送信アンテナ３Ｘは全て連結されており、全ての配線上で同様な出力で電波を空間に送出する。一方その配置から左右方向の位置情報を担う各々の受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４は送信アンテナ３Ｘから同等の信号を受け取るのが望ましいので、両端に配置された、例えば４Ｘ１及び４Ｘ４の外側には送信アンテナ３Ｘが存在したほうが良い。
【００７１】
図１３は、実施例５の位置検出装置１ｅの近接センサ群１ｅｂ、位置検出装置１ｆの近接センサ群１ｆｂのアンテナ構成の一例である。各々実線で示す受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４は棒状アンテナであり、棒の伸びた方向を紙面横方向に向け、紙面縦方向にある間隔を空けて平行に配置してある。これらに対応する破線で示す送信アンテナ３Ｙは複数の棒状のアンテナを束ねた形状であり、この棒状部分は各々受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４と平行に各々の間に配置される。このアンテナ配置において、物体Ｏの接近の影響は棒が伸びた方向即ち紙面左右方向には無関係となり、紙面上下方向の位置及び紙面に垂直な方向の情報のみが得られることになる。
【００７２】
図１３においては図示した送信アンテナ３Ｙは全て連結されており、全ての配線上で同様な出力で電波を空間に送出する。一方その配置から上下方向の位置情報を担う各々の受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４は送信アンテナ３Ｙから同等の信号を受け取るのが望ましいので、両端に配置された、例えば４Ｙ１及び４Ｙ４の外側には送信アンテナ３Ｙが存在したほうが良い。
【００７３】
実施例５の位置検出装置１ｅ又は１ｆは、周波数の異なる２つの発振回路２Ｘ及び２Ｙを用いて発生させた周波数の異なる信号を、各々２つの送信アンテナ３Ｘ及び３Ｙを用いて送信する。すると、各々複数の受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４から受信した信号は位相検波の性質から、送信アンテナ３Ｙからの情報には全く影響されず、送信アンテナ３Ｘからの信号のみを抽出し、複数の出力端子１１Ｘ１,１１Ｘ２,１１Ｘ３,１１Ｘ４には、物体Ｏの接近は、送信アンテナ３Ｘと各々受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４の間に起こる変化を反映した情報のみが発生する。一方、各々複数の受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４から受信した信号は位相検波の性質から、送信アンテナ３Ｘからの情報には全く影響されず、送信アンテナ３Ｙからの信号のみを抽出し、複数の出力端子１１Ｙ１,１１Ｙ２,１１Ｙ３,１１Ｙ４には、物体Ｏの接近は、送信アンテナ３Ｙと各々受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４の間に起こる変化を反映した情報のみが発生する。
【００７４】
図１２及び図１３に示したように、特定の方向を向く平行な棒状アンテナを複数形成すれば、物体Ｏの接近に対して、各々紙面左右方向及び紙面に垂直な方向のみの位置情報と、各々紙面上下向及び紙面に垂直な方向のみの位置情報を別々に得ることができる。
【００７５】
次に、図１４を用いて各々紙面左右方向と上下方向に配置した複数のアンテナを混在させた場合について説明する。図１４には、図１２及び図１３で説明した送信アンテナ３Ｘ及び３Ｙ、受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４及び４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４をそのまま重ねて配置してある。各々のアンテナは同一平面上では交点で交わってしまうので、３Ｘ,４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４と３Ｙ,４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４の組みは互いに接触しないようにほんの少し紙面垂直な方向にずらして配置してある。
【００７６】
このような配置においては、互いに全く干渉しない情報として、受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４から紙面左右方向の情報、受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４から紙面上下方向の情報が得られる。これらは直交する座標系における２つの軸の情
報と見ることができるので、２つの情報の組みでこれらのアンテナが決定する平面に接近する物体Ｏの座標情報を得ることができる。
【００７７】
被検出物体が１つの場合は図７及び図８に示した様にリングアンテナを領域の４隅に配置すれば位置を検出できる。しかし本実施例が目指したものは、物体Ｏが複数存在した場合にこれらを別々に認識出来ることである。物体Ｏが複数存在した場合、受信アンテナはそれらからの情報を重ね合わせて入力するため、複数の物体を１つの大きな物体として認識してしまう。複数物体の検出に対応するためには受信アンテナの数を増やして情報を増やす必要がある。複数の受信アンテナが存在し、複数の物体を同方向から見る受信アンテナと反対方向に見る受信アンテナが存在すれば複数の物体を分離して把握できる。この為には受信アンテナを多数配置する必要がある。
【００７８】
本実施例では、煩雑さを避けるため、紙面左右方向と紙面上下方向に設置する受信アンテナ及び受信回路の数量を各々４個として説明した。実際の入力パネルの大きさを１００ｍｍ×２００ｍｍ程度と想定し、物体Ｏとして有力な人間の指の大きさを１０ｍｍ程度の広がりを持った物体と想定すると、これを物体として分解するには、左右２０上下１０以上のアンテナ配置が実用的な数量となる。図７及び図８に示したようなリング状アンテナを用いた場合は、アンテナの個数がそのまま分解能となるため、縦行アンテナ数×横列アンテナ数即ち２００個を必要とすることになり、実用的ではないが、本実施例の方式では、この例では１０ｍｍの分解能を持った直交する２つの１次元配列情報と見なせるので、アンテナの総数は、縦アンテナ数＋横アンテナ数即ち３０個で済み、実用の範囲となる。
【００７９】
このように棒状アンテナはある平面上に網のような配置を取って入力平面を構成しているが、実際のアンテナは空間に導線により張られた網であっても良いし、プリント基板上に配線された配線パターンであっても良い。プリント基板がＦＰＣであればアンテナにより構成される入力平面は変形可能なフレキシブル入力平面となる。また図７及び図８に示したように、アンテナがガラスや樹脂のような透明平面上にＩＴＯ等で透明に形成される場合は、この透明入力平面をディスプレイに重ねることによりディスプレイのジェスチャー入力装置として活用できる。
【００８０】
本発明の実施例５の位置検出装置１ｆとして、一つの送信アンテナと複数の受信アンテナと複数の位相検波手段を有する近接センサ群を備える例を説明した。しかし、これとは別に、実施例３及び４の位置検出装置と同様の構成の近接センサ群、すなわち一つの受信アンテナと複数の送信アンテナと複数の位相検波手段を有する近接センサ群を備える構成としてもよい。一つの受信アンテナと複数の送信アンテナと複数の位相検波手段を有する近接センサ群を備える構成であっても、図１１から図１３に示すように送信アンテナ及び受信アンテナを構成することにより、平面座標上の物体の位置を検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００８１】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ 位置検出装置
１ｅａ、１ｅｂ、１ｆａ、１ｆｂ 近接センサ群
２、２Ｄ、２Ｌ、２Ｒ、２Ｕ 発振器
３、３Ｄ、３Ｌ、３Ｒ、３Ｕ 発信アンテナ
４、４Ｄ、４Ｌ、４Ｒ、４Ｕ 受信アンテナ
５、５Ｄ、５Ｌ、５Ｒ、５Ｕ 寄生容量
６、６Ｄ、６Ｌ、６Ｒ、６Ｕ バッファ
７Ｄ、７Ｌ、７Ｒ、７Ｕ 抵抗
８Ｄ，８Ｌ，８Ｒ、８Ｕ 増幅器
９Ｄ，９Ｌ，９Ｒ、９Ｕ 位相検波器
１０Ｄ，１０Ｌ，１０Ｒ、１０Ｕ ＬＰＦ
１１Ｄ，１１Ｌ，１１Ｒ、１１Ｕ 出力端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つのアンテナを備え、一方のアンテナから交流電磁界を発生し、他方のアンテナでこれを受信し、受信した信号を位相検波して、物体の位置や移動を検出する近接センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、３点以上の位置にそれぞれ配置された赤外線センサで測定した物体との距離情報から当該物体との位置を演算する位置検出装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７５６２９号公報（第３−５頁、図１）
【特許文献２】特開２００７−８０２１４号公報（第６頁、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の近接センサを複数用いて、特許文献２に記載のような位置検出装置を構成した場合、ディスプレイ上に構成することができず、また装置が大型化してしまう問題がある。特に、指向性の無いアンテナ構成で被検査物体を検出するアンテナ部において、これを例えばボタン一つの領域に留める事が出来ず、装置が大型化してしまう。
【０００６】
この発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、交流電波を送受信して物体の位置を検出する近接センサを用いて、小型の位置検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明の位置検出装置は下記記載の構成を採用するものである。
【０００８】
本発明の位置検出装置は、交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、一つの送信アンテナから送信された電波を受信する複数の受信アンテナと、各受信アンテナで受信した信号を交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、受信アンテナ及び位相検波手段を３つ以上備える
ことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、送信アンテナはリング状のアンテナであり、送信アンテナの内側に互いに離れて配置されたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、交流信号発生源からの信号を移相する移相手段と、移相手段で移相された信号と各受信アンテナで受信した信号とを合成する複数の合成手段と、を更に備え、各位相検波手段は、各合成手段で合成された合成信号を、交流信号発生源からの信号により位相検波することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、送信アンテナは複数の棒状部を有し、受信アンテナは棒状のアンテナであり、送信アンテナの各棒状部と各受信アンテナとが、並んで交互に配置されたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の位置検出装置は、交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、異なる周波数の交流信号を発生する複数の交流信号発生源と、各交流信号発生源からの信号に基づき、異なる周波数の電波を送信する複数の送信アンテナと、複数の送信アンテナからのそれぞれの電波を複数受信する１つの受信アンテナと、各受信アンテナで受信した信号を各交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、交流信号発生源、受信アンテナ及び位相検波手段を３つ以上備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、受信アンテナはリング状のアンテナであり、各送信アンテナは、受信アンテナの内側に互いに離れて配置されたことを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、各交流信号発生源からの信号を移相する複数の移相手段と、各移相手段で移相された信号と一つの受信アンテナで受信した信号とを合成する複数の合成手段と、を更に備え、各位相検波手段は、各合成手段で合成された合成信号を、各交流信号発生源からの信号により位相検波することを特徴とする。
【００１７】
さらに、本発明の位置検出装置は、上記に記載の構成に加えて、送信アンテナは棒状のアンテナであり、受信アンテナは複数の棒状部を有し、各送信アンテナと受信アンテナの各棒状部とが、並んで交互に配置されたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の位置検出装置は、交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、一つの送信アンテナから送信された電波を受信する複数の受信アンテナと、各受信アンテナで受信した信号を交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を有する近接センサ群を二つ備え、送信アンテナは複数の棒状部を有し、受信アンテナは棒状のアンテナであり、送信アンテナの各棒状部と各受信アンテナとが並んで交互に配置され、各近接センサ群の送信アンテナ及び受信アンテナの長手方向が互いに直交するように、各近接センサ群の送信アンテナ及び受信アンテナが重なって配置されたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の位置検出装置は、交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、複数の送信アンテナからのそれぞれの電波を複数受信する１
つの受信アンテナと、各受信アンテナで受信した信号を各交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を有する近接センサ群を二つ備え、送信アンテナは棒状のアンテナであり、受信アンテナは複数の棒状部を有し、各送信アンテナと受信アンテナの各棒状部とが、並んで交互に配置され、各近接センサ群の送信アンテナ及び受信アンテナの長手方向が互いに直交するように、各近接センサ群の送信アンテナ及び受信アンテナが重なって配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の位置検出装置は、交流電波を送受信して物体の位置を検出する近接センサを複数用いる構成において、発振回路及び発信アンテナを複数の近接センサで共用することにより、小型の位置検出装置を実現することが可能となる。
【００２１】
また、本発明の位置検出装置は、交流電波を送受信して物体の位置を検出する近接センサを複数用いる構成において、受信アンテナを複数の近接センサで共用することにより、小型の位置検出装置を実現することが可能となる。
【００２２】
更に、本発明の位置検出装置は、リング状のアンテナと、このリング状のアンテナの内側に互いに離れて配置された複数のアンテナを用いて構成することにより、送信アンテナ及び受信アンテナをより小型に構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施例２の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施例２の位置検出装置の動作を説明する波形図である。
【図４】本発明の実施例２の位置検出装置の動作を説明する波形図である。
【図５】本発明の実施例３の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図６】本発明の実施例４の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図７】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【図８】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【図９】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例５の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図１１】本発明の実施例５の位置検出装置の構成を示す回路図である。
【図１２】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【図１３】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【図１４】送信アンテナおよび受信アンテナの構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［実施例１：図１］
まず、本発明の実施例１の位置検出装置１ａの構成について説明する。図１は、実施例１の位置検出装置１ａの構成を示す回路図である。図１に示すように、実施例１の位置検出装置１ａは、一つの発振器２及び送信アンテナ３と、複数の受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄ及び移相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄを用いて、複数の近接センサを実現したものである。
【００２５】
位置検出装置１ａは、発振器２と、該発振器２で生成した低周波信号に基づいて交流信号Ｅａを被検査領域へ放射する送信アンテナ３を備える。
【００２６】
発振器２は、交流信号発生源の一例であり、例えば水晶振動子を用いて構成される。送信アンテナ３から放射される交流信号Ｅａは、その周波数及び強度の安定性が当該近接セ
ンサとしての出力の安定性を左右するので、周波数の安定度が高く、温度や経時変化等に対して安定な水晶振動子を用いるのが望ましい。
【００２７】
例えば、携帯機器などに使用されることを想定して低消費電力の構成を目指す為、ＶＬＦ帯の発振を可能とする音叉型水晶振動子を用いる。発振器の回路構成は低消費電力を考慮して時計などに用いられる、一般的なコルピッツ型発回路などでよい。
【００２８】
また、水晶振動子以外では、ＰＺＴ薄膜等の圧電素子とセラミックで構成した振動子（セラミック振動子）、同じくＰＺＴ薄膜等の圧電素子をＭＥＭＳで構成した振動体表面に形成したＭＥＭＳ振動子、タンタル酸リチウム単結晶、ニオブ酸リチウム単結晶またはランガサイトを用いた振動子などを用いて、発振器２を構成してもよい。
【００２９】
また、位置検出装置１ａは、被検査領域からの交流信号Ｅｂを受信する受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄを備える。バッファ６は、発振器２へ後段の回路からの影響が及び、周波数や振幅に変化を生じるのを避ける為に設けられる。さらに、位置検出装置１ａは、受信アンテナ４の出力を増幅する増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄと、発振器２の出力信号で、受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄで受信した信号を位相検波する位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄを備える。さらに、位置検出装置１ａは、位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄの出力を平滑化するＬＰＦ（ローパスフィルタ）１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄと、出力端子１１Ｒ、１１Ｌ、１１Ｕ、１１Ｄを備える。
【００３０】
次に、上述した構成を備える位置検出装置１ａの動作について説明する。まず、発振器２により低周波信号を発生させ、送信アンテナ３により被検査領域へ交流信号Ｅａを放射する。送信アンテナ３から放射した交流信号Ｅａは、被検査領域に、この領域に存在する大気，誘電体および導体等により決定される電磁界を形成する。受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄは、被検査領域に形成される電磁界に応じた交流信号Ｅｂを受信する。
【００３１】
この時、被検査領域に存在する物が一切動かなければ、送信アンテナ３が送信する交流信号Ｅａが形成する電磁界は定常的な状態となり、受信アンテナ４が受信する交流信号Ｅｂは安定した位相と振幅を持つ。しかし、この領域へ例えば人間の指等の適度な誘電率を備えた被検査物体Ｏが浸入すると、電磁界が擾乱を受けて変化する。この結果受信アンテナ４が受信する交流信号Ｅｂの位相と振幅が変化する。
【００３２】
受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄで受信した信号は、増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄにより電気的に増幅される。増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄの出力は、位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄにより発振器２の周波数で位相検波され、ＬＰＦ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄにより平滑化され、出力端子１１から直流電圧の変化として出力される。
【００３３】
上述したように、被検査領域に例えば人間の指等の適度な誘電率を備えた被検物体Ｏが浸入すると、電磁界が擾乱を受けて変化する。この結果受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄが受信する交流信号Ｅｂの位相と振幅は変化するので位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄの出力は変化し、これを平滑化するＬＰＦ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄからの直流出力は変化する。この直流出力の変化によって被検物体Ｏの存在、運動、受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄから被検物体Ｏまでの距離を知る事が出来る。
【００３４】
図１に示す位置検出装置１ａは、一つの発振回路２及び一つの発信アンテナ３を共用して発信した電波を、受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄで各々受信した場合、各々の増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄには、各々の受信アンテナによる異なる情報を反映した信号が入力する。各アンプの出力信号を各々同じ発振器２の信号であるバッファ６からの参照信号で位相検波したとしても、各ＬＰＦ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄで平滑化した各
出力端子１１Ｒ、１１Ｌ、１１Ｕ、１１Ｄからは別々の出力が得られ、これらは各々受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄからの信号を反映しており、４つの近接センサを構成できる。
【００３５】
受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄをそれぞれ異なる場所に配置し、各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄから被検物体Ｏまでの距離を測定し、各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄから被検物体Ｏまでの距離の情報と、各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄの位置の情報とから、各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄに対する被検物体Ｏの位置を検出することが可能となる。
【００３６】
ここで、本発明の実施例１の位置検出装置１ａは、４つの近接センサを構成したものであるが、発振回路２及び発信アンテナ３を４つの近接センサで共用した構成であるので、全体の構成を小型化することが可能となる。
［実施例２：図２−図４］
次に、本発明の実施例２の位置検出装置１ｂの構成について説明する。図２は、実施例２の位置検出装置１ｂの構成を示す回路図である。図２に示すように、実施例２の位置検出装置１ｂは、実施例１の位置検出装置１ａと同様に、一つの発振器２及び送信アンテナ３と、複数の受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄ及び移相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄを用いて、複数の近接センサを実現したものである。
【００３７】
実施例２の位置検出装置１ｂは、実施例１の位置検出装置１ａにおいて、送信アンテナ３と各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄを電気的に接続する抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄを備える。抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄは送信アンテナ３と各受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄの結合抵抗であり、抵抗器７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄの値が小さすぎると電気的結合が強くなりすぎ、一方、抵抗器７の値が大きすぎると電気的結合が弱すぎる。このため、抵抗器７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄの抵抗値の選択は重要である。本実施例１の場合、抵抗器９の抵抗値は０．５〜１ＭΩ程度が適当である。
【００３８】
ここで、抵抗により全てのアンテナが結合されて互いの入力に影響が出ることが心配されるが、送信アンテナ３はバッファ６の出力により安定な状態に保たれ、各受信アンテナからの信号は他のアンテナに到達するまでに抵抗により減衰するので、各受信アンテナ間の混信が発生することはなく、４つの近接センサを実現できる。また、単一の移相手段を用いて移相を行ない、バッファ等を用いてこの信号を各受信アンテナに分配すれば、複数の移相手段を用いなくても、これらの混信を避ける構成を実現できる。
【００３９】
次に、上述した構成を備える位置検出装置１ｂの動作について説明する。なお、以下の説明では、動作説明を明確にする為、位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄで乗算する増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄからの参照信号は、予め２値化回路を用いて上下電源電圧を交互に変化し、位相情報のみを持つ矩形波に加工されたものを用いる。それ以外の信号は、矩形波と正弦波のいずれであっても効果は変わらないが、本説明においては全て正弦波とする。ここで、実際に発振回路の波形を正弦波にする為には発振回路にＡＧＣが必要である。
【００４０】
図３は、実施例２の位置検出装置１ｂの動作を説明する波形図である。実施例２においては、図２に示す様に増幅器８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄの入力は発振回路の出力であるバッファ６の出力に大きな抵抗７を用いて接続してある。バッファ６からの出力は発振器２より電源電圧の中間電位を中心にした交流という性質を引き継いでいるので、交流の平均値はこの接続で電源電圧の中間電位へのクランプが実現する。
【００４１】
また、この構成により、大きな値の抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄと実際の回路素子の持
つ小さな寄生容量５Ｒ、５Ｌ、５Ｕ、５Ｄとによりバッファ６の出力とアンプ８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄの入力の間にはローパスフィルタが形成される。この抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄと寄生容量５Ｒ、５Ｌ、５Ｕ、５Ｄとからなるローパスフィルタが、移相手段として、バッファ６の出力とアンプ８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄの入力の間に信号波形の位相差を生じさせる。移相手段により移相された信号を図３の移相発信波形で示す。
【００４２】
一方、受信アンテナ４からの交流信号Ｅｂは、発信アンテナ３からの交流信号Ｅａとの間で位相差を生じない。受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄで受信した信号を、図３の受信波形で示す。また、抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄと受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄとは接続されており、この接続により、受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄとからの交流信号Ｅｂのと、抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄからの出力信号とが、それぞれ合成される。この抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄと受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄとの接続は、合成手段の一例である。この合成信号の波形を図３の合成波形で示す。
【００４３】
図４は、合成波形の変化の説明図である。図４に示すように、物体Ｏの変化を反映する受信波形の振幅の変化により、この合成波形は振幅及び位相が変化する。すなわち、物体Ｏの変化を反映する受信波形の振幅の変化は、合成波形が受信波形と同相の検波位置で検波されることで、合成波形の振幅及び位相の変化として検出される。
【００４４】
抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄ及び寄生容量５Ｒ、５Ｌ、５Ｕ、５Ｄによって生成される移相発信波形を抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄの値またはアンプ８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄの増幅率を調整することによりその振幅が電源電圧を超えるように調整しておくと、移相発信波形及び合成波形は電源電圧によりその振幅を制限されて台形波形または矩形波形となり、受信波形による変化は合成波形の位相のみに反映されることになる。このような状態では各々の波形の微妙な振幅調整は不要となり、振幅を変化させる環境要因は除外されるので、結果的に検波結果のＳＮは向上する。
【００４５】
また、移相発信波形に比較して受信波形の振幅を小さくなるように各々の信号を調整しておくことにより、物体Ｏが帯電している場合に重畳される静電気による影響により、被検波信号が正負の何れかの電圧レベルに非対称に張り付いてしまう現象を極力抑えることが出来、物体Ｏの帯電に影響されないロバストな近接センサを実現することが出来る。この移相発信波形に比較して受信波形の振幅を小さくなるように各々の信号を調整することは、抵抗７と容量５の値を調整することにより行う。抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄを大きくすると受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄからの信号の比率が大きくなる。また、寄生容量５Ｒ、５Ｌ、５Ｕ、５Ｄの値を大きくすると、やはり受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄからの信号の比率が大きくなる。全体のレベル調整はアンプ８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄで行う。
【００４６】
上述したように、被検査領域に例えば人間の指等の適度な誘電率を備えた被検物体Ｏが進入すると、電磁界が擾乱を受けて変化する。この結果受信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄが受信する交流信号Ｅｂの位相と振幅は変化するので位相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄの出力は変化し、これを平滑化する平滑器１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄからの直流出力は変化する。この直流出力の変化によって被検物体Ｏの存在、運動を知る事が出来る。
【００４７】
本発明の実施例２の位置検出装置１ｂは、４つの近接センサを構成したものであるが、発振回路２及び発信アンテナ３を４つの近接センサで共用した構成であるので、実施例１と同様に、全体の構成を小型化することが可能となる。
【００４８】
［実施例３：図５］
次に、本発明の実施例３の位置検出装置１ｃの構成について説明する。図５は、実施例３の位置検出装置１ｃの構成を示す回路図である。図５に示すように、実施例３の位置検出装置１ｃは、複数の周波数の異なる発振器２Ｒ、２Ｌ、２Ｕ、２Ｄ及び送信アンテナ３Ｒ、３Ｌ、３Ｕ、３Ｄと、一つの受信アンテナ４及び複数の移相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄを用いて、複数の近接センサを実現したものである。
【００４９】
実施例３の位置検出装置１ｃは、周波数の異なる複数の発振回路２Ｒ、２Ｌ、２Ｕ、２Ｄ及び複数の発信アンテナ３Ｒ、３Ｌ、３Ｕ、３Ｄを用いて発信した電波を、受信アンテナ４を共有して受信した場合、各々のアンプ８Ｒ、８Ｌ、８Ｕ、８Ｄには、各々のアンテナによる異なる情報を反映した信号が入力する。
【００５０】
同じ受信アンテナ４から入力して混合されたとはいえ、各アンプの出力信号は各々周波数の異なる複数の発振回路２Ｒ、２Ｌ、２Ｕ、２Ｄの信号であるバッファ６Ｒ、６Ｌ、６Ｕ、６Ｄからの周波数と位相の異なる参照信号で位相検波することにより、各ＬＰＦ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｕ、１０Ｄで平滑化した各出力端子１１Ｒ、１１Ｌ、１１Ｕ、１１Ｄからは別々の出力が得られ、これらは各々受信アンテナ４からの信号を反映しており、４つの近接センサを実現できる。
［実施例４：図６］
次に、本発明の実施例４の位置検出装置１ｄの構成について説明する。図６は、実施例４の位置検出装置１ｄの構成を示す回路図である。図６に示すように、実施例４の位置検出装置１ｄは、実施例３の位置検出装置１ｃと同様に、複数の周波数の異なる発振器２Ｒ、２Ｌ、２Ｕ、２Ｄ及び送信アンテナ３Ｒ、３Ｌ、３Ｕ、３Ｄと、一つの受信アンテナ４及び複数の移相検波器９Ｒ、９Ｌ、９Ｕ、９Ｄを用いて、複数の近接センサを実現したものである。
【００５１】
実施例４の位置検出装置１ｄは、実施例３の位置検出装置１ｃにおいて、各送信アンテナ３Ｒ、３Ｌ、３Ｕ、３Ｄと受信アンテナ４を電気的に接続する抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄを位相手段として備える。こでは抵抗による連結により全てのアンテナが結合されて互いの入力に影響が出ることが心配されるが、出力アンテナは各バッファ６Ｒ、６Ｌ、６Ｕ、６Ｄの出力により安定な状態に保たれ、また周波数及び位相が異なるので、各送信アンテナ間の混信が発生することはなく、この場合も４つの近接センサを実現できる。
【００５２】
一般に位相検波器は極めて鋭いバンドパスフィルタと見ることが出来ると説明されており、実際に異なる周波数の交流信号を排他的に検出することが出来る。しかし、周波数差が小さい場合はやはり混信が発生する。複数の発振器の周波数が近い場合の共振現象などを含めて各々の発振器に使用する周波数差は、ＶＬＦ帯を使用する場合でも１００Ｈｚ程度以上離しておく必要がある。更に高周波を使用する場合も、複数の近接センサを使用する場合は、使用する周波数の１％程度以上の周波数差を各々持たせておくと良い。
【００５３】
実施例４の位置検出装置１ｄは、各送信アンテナ３Ｒ、３Ｌ、３Ｕ、３Ｄと受信アンテナ４を電気的に接続する抵抗７Ｒ、７Ｌ、７Ｕ、７Ｄを位相手段として備えるものであり、図２〜図４で説明した実施例２の位置検出装置１ｂと同様の動作をする。
【００５４】
本発明の実施例３の位置検出装置１ｃ及び実施例４の位置検出装置１ｄは、４つの近接センサを構成したものであるが、受信アンテナ４を４つの近接センサで共用した構成であるので、全体の構成を小型化することが可能となる。
【００５５】
［送信アンテナおよび受信アンテナの構成例：図７〜図９］
次に、上述した位置検出装置の各実施例に用いられる送信アンテナ３および受信アンテナ４の構成について説明する。
【００５６】
最近はディスプレイ上に描写された映像情報と連動した入力装置、即ちタッチパネルと呼ばれる入力装置の必要性が増大している。本発明の位置検出装置の送信アンテナおよび受信アンテナをディスプレイ上の異なる位置に配置すれば、ディスプレイ上の３次元領域に位置する被検物体の位置を検出する位置検出装置を構成することが出来る。この位置検出装置による被検物体の３次元の位置情報に応じて機器への入力を制御することにより、入力装置を構成することが出来る。
【００５７】
以下に、このような位置検出装置を構成するため透明基板上にＩＴＯ等の透明電極を用いて形成した送信アンテナ３および受信アンテナ４について説明する。
図７は、図１を用いて示した実施例１の位置検出装置１ａ及び図２を用いて示した実施例２の位置検出装置１ｂに用いるアンテナ構成の例である。図７に示す構成では、送信アンテナ３をリングアンテナとし、各々の受信アンテナ４Ｒ，４Ｌ，４Ｕ，４Ｄを点状アンテナとし、各々上下左右に対向するもの同士の間隔をｄとして配置した様子を示した。この構成においては、図１及び２に示す回路の場合、ｄの値をリングアンテナ３の直径に近づけることにより、４セットの近接センサの送受信アンテナを１ｃｍ程度離して配置するにもかかわらず、アンテナが占有するのは直径１ｃｍ程度の領域で足りることになる。
【００５８】
図８は、図５を用いて示した実施例３の位置検出装置１ｃ及び図６を用いて示した実施例４の位置検出装置１ｄに用いるアンテナ構成の例である。図８に示す構成では、受信アンテナ４をリングアンテナとし、各々の送信アンテナ４Ｒ、４Ｌ、４Ｕ、４Ｄを点状アンテナとし、各々上下左右に対向するもの同士の間隔をｄとして配置した様子を示した。この構成においては、図３及び４に示す回路の場合、ｄの値をリングアンテナ４の直径に近づけることにより、４セットの近接センサの送受信アンテナを１ｃｍ程度離して配置するにもかかわらず、アンテナが占有するのは直径１ｃｍ程度の領域で足りることになる。
【００５９】
図７及び図８に示すアンテナ構成により、狭い領域に、感度出力の対称性の良い複数のアンテナを互いに離して配置し、近接センサの感度が距離だけに依存する構成を実現することができる。
【００６０】
図７及び図８に示すアンテナ構成を用いた位置検出装置により、一つの非接触のボタンに空間入力装置として、方向指示もしくは入力機能を持たせることが可能となる。ボタンという概念は、一般にその存在領域を限定された小さな領域と規定している。本実施例１及び２においてはこの領域として１平方ｃｍ程度の大きさと想定する。
【００６１】
リング状アンテナの直径を１ｃｍとし、縦横２方向の動作検出に必要な近接センサの個数を４個とすると、４個のリングアンテナを一つのボタン内に収納しなければならないので、これら４個のリングアンテナの中心を正方形の頂点に配置したとしても、ボタンの大きさは最低２ｃｍ角が必要となる。そして、この場合の４組の各近接センサのアンテナセットの仮想中心間距離は１ｃｍ程度である。
【００６２】
本発明の近接センサにおいて、図７及び図８に示すような構成で、透明基板上に透明電極で形成された送信アンテナおよび受信アンテナを用い、このアンテナをディスプレイ上に配置することにより、ディスプレイ上の３次元領域に位置する被検物体の位置を検出する位置検出装置を構成することが出来る。この位置検出装置による被検物体の３次元の位置情報に応じて機器への入力を制御することにより、入力装置を構成することが出来る。また、図７及び図８に示すような構成によりボタンという概念で示されるような小さな領域に複数の、ほぼ距離だけに依存する感度をもたらすアンテナを備えたことによる位置検出装置を構成することができる。
【００６３】
図９は他のアンテナ構成の説明図である。図９に示すアンテナ構成では、実線で示す各々受信アンテナ４Ｄ,４Ｌ,４Ｒ,４Ｕは棒状アンテナであり、棒の伸びた方向を紙面縦方向に向け、紙面横方向にある間隔を空けて平行に配置してある。これらに対応する点線で示す送信アンテナ３は複数の棒状のアンテナを束ねた形状であり、この棒状部分は各々受信アンテナ４Ｄ,４Ｌ,４Ｒ,４Ｕと平行に各々の間に配置される。このアンテナ配置において、物体Ｏの接近の影響は棒が伸びた方向即ち紙面上下方向には無関係となり、紙面左右方向の位置及び紙面に垂直な方向の情報のみが得られることになる。
【００６４】
図９においては図示した送信アンテナ３は全て連結されており、全ての配線上で同様な出力で電波を空間に送出する。一方その配置から左右方向の位置情報を担う各々の受信アンテナ４Ｄ,４Ｌ,４Ｒ,４Ｕは送信アンテナ３Ｘから同等の信号を受け取るのが望ましいので、両端に配置された、例えば４Ｄ及び４Ｕの外側には送信アンテナ３が存在したほうが良い。
【００６５】
図９では、一つの送信アンテナと複数の受信アンテナを備える実施例１及び２の位置検出装置で用いられるアンテナ構成の例を示しました。しかし、複数の送信アンテナと一つの受信アンテナを備える実施例３及び４の位置検出装置で用いられるアンテナ構成も図９と同様に構成することができる。この場合、棒状の複数の送信アンテナが平行に配置され、受信アンテナの複数の棒状部分が各送信アンテナの間に配置される。
【００６６】
［実施例５：図１０〜図１４］
次に、本発明の実施例５の位置検出装置１ｅの構成について説明する。実施例５の位置検出装置１ｅは、平面に近づく物体Ｏの位置情報を、高い分解能で得ることを可能とするものである。図１０は、実施例５の位置検出装置１ｅの構成を示す回路図の一例である。図１０に示すように、本発明の実施例５の位置検出装置１ｅは、図１を用いて説明した実施例１の位置検出装置１ａの構成を近接センサ群１ｅａ、１ｅｂとして、２組備えるものである。
【００６７】
図１０に示すように、実施例５の位置検出装置１ｅでは、一方の近接センサ群１ｅａは、発振器２Ｘと、送信アンテナ３Ｘと、複数の受信アンテナ例えば４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４と、複数の移相検波器例えば９Ｘ１,９Ｘ２,９Ｘ３,９Ｘ４,と、複数のＬＰＦ例えば１０Ｘ１, １０Ｘ２, １０Ｘ３, １０Ｘ４を備える。また、他方の近接センサ群１ｅａは、発振器２Ｙと、送信アンテナ３Ｙと、複数の受信アンテナ例えば４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４と、複数の移相検波器例えば９Ｙ１,９Ｙ２,９Ｙ３,９Ｙ４,と、複数のＬＰＦ例えば１０Ｙ１, １０Ｙ２, １０Ｙ３, １０Ｙ４を備える。実施例５の位置検出装置１ｅでは、それぞれの近接センサ群１ｅａ、１ｅｂの発振器２Ｘ、２Ｙの周波数が互いに異なる。これにより、近接センサ群１ｅａ、１ｅｂは互いに干渉しない。
【００６８】
使用する回路構成としては、少し複雑になるが、図１１に示す位置検出装置１ｆのように、図２を用いて説明した実施例２の位置検出装置１ｂの構成を近接センサ群１ｆａ、１ｆｂとして２組備える構成としてもよい。これにより、ＳＮその他の性能を向上させることができる。
【００６９】
図１２は、実施例５の位置検出装置１ｅの近接センサ群１ｅａ、位置検出装置１ｆの近接センサ群１ｆａのアンテナ構成の一例である。実線で示す各々受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４は棒状アンテナであり、棒の伸びた方向を紙面縦方向に向け、紙面横方向にある間隔を空けて平行に配置してある。これらに対応する点線で示す送信アンテナ３Ｘは複数の棒状のアンテナを束ねた形状であり、この棒状部分は各々受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４と平行に各々の間に配置される。このアンテナ配置において、物体Ｏの接近の影響は棒が伸びた方向即ち紙面上下方向には無関係となり、紙面左右方向
の位置及び紙面に垂直な方向の情報のみが得られることになる。
【００７０】
図１２においては図示した送信アンテナ３Ｘは全て連結されており、全ての配線上で同様な出力で電波を空間に送出する。一方その配置から左右方向の位置情報を担う各々の受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４は送信アンテナ３Ｘから同等の信号を受け取るのが望ましいので、両端に配置された、例えば４Ｘ１及び４Ｘ４の外側には送信アンテナ３Ｘが存在したほうが良い。
【００７１】
図１３は、実施例５の位置検出装置１ｅの近接センサ群１ｅｂ、位置検出装置１ｆの近接センサ群１ｆｂのアンテナ構成の一例である。各々実線で示す受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４は棒状アンテナであり、棒の伸びた方向を紙面横方向に向け、紙面縦方向にある間隔を空けて平行に配置してある。これらに対応する破線で示す送信アンテナ３Ｙは複数の棒状のアンテナを束ねた形状であり、この棒状部分は各々受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４と平行に各々の間に配置される。このアンテナ配置において、物体Ｏの接近の影響は棒が伸びた方向即ち紙面左右方向には無関係となり、紙面上下方向の位置及び紙面に垂直な方向の情報のみが得られることになる。
【００７２】
図１３においては図示した送信アンテナ３Ｙは全て連結されており、全ての配線上で同様な出力で電波を空間に送出する。一方その配置から上下方向の位置情報を担う各々の受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４は送信アンテナ３Ｙから同等の信号を受け取るのが望ましいので、両端に配置された、例えば４Ｙ１及び４Ｙ４の外側には送信アンテナ３Ｙが存在したほうが良い。
【００７３】
実施例５の位置検出装置１ｅ又は１ｆは、周波数の異なる２つの発振回路２Ｘ及び２Ｙを用いて発生させた周波数の異なる信号を、各々２つの送信アンテナ３Ｘ及び３Ｙを用いて送信する。すると、各々複数の受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４から受信した信号は位相検波の性質から、送信アンテナ３Ｙからの情報には全く影響されず、送信アンテナ３Ｘからの信号のみを抽出し、複数の出力端子１１Ｘ１,１１Ｘ２,１１Ｘ３,１１Ｘ４には、物体Ｏの接近は、送信アンテナ３Ｘと各々受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４の間に起こる変化を反映した情報のみが発生する。一方、各々複数の受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４から受信した信号は位相検波の性質から、送信アンテナ３Ｘからの情報には全く影響されず、送信アンテナ３Ｙからの信号のみを抽出し、複数の出力端子１１Ｙ１,１１Ｙ２,１１Ｙ３,１１Ｙ４には、物体Ｏの接近は、送信アンテナ３Ｙと各々受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４の間に起こる変化を反映した情報のみが発生する。
【００７４】
図１２及び図１３に示したように、特定の方向を向く平行な棒状アンテナを複数形成すれば、物体Ｏの接近に対して、各々紙面左右方向及び紙面に垂直な方向のみの位置情報と、各々紙面上下向及び紙面に垂直な方向のみの位置情報を別々に得ることができる。
【００７５】
次に、図１４を用いて各々紙面左右方向と上下方向に配置した複数のアンテナを混在させた場合について説明する。図１４には、図１２及び図１３で説明した送信アンテナ３Ｘ及び３Ｙ、受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４及び４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４をそのまま重ねて配置してある。各々のアンテナは同一平面上では交点で交わってしまうので、３Ｘ,４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４と３Ｙ,４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４の組みは互いに接触しないようにほんの少し紙面垂直な方向にずらして配置してある。
【００７６】
このような配置においては、互いに全く干渉しない情報として、受信アンテナ４Ｘ１,４Ｘ２,４Ｘ３,４Ｘ４から紙面左右方向の情報、受信アンテナ４Ｙ１,４Ｙ２,４Ｙ３,４Ｙ４から紙面上下方向の情報が得られる。これらは直交する座標系における２つの軸の情
報と見ることができるので、２つの情報の組みでこれらのアンテナが決定する平面に接近する物体Ｏの座標情報を得ることができる。
【００７７】
被検出物体が１つの場合は図７及び図８に示した様にリングアンテナを領域の４隅に配置すれば位置を検出できる。しかし本実施例が目指したものは、物体Ｏが複数存在した場合にこれらを別々に認識出来ることである。物体Ｏが複数存在した場合、受信アンテナはそれらからの情報を重ね合わせて入力するため、複数の物体を１つの大きな物体として認識してしまう。複数物体の検出に対応するためには受信アンテナの数を増やして情報を増やす必要がある。複数の受信アンテナが存在し、複数の物体を同方向から見る受信アンテナと反対方向に見る受信アンテナが存在すれば複数の物体を分離して把握できる。この為には受信アンテナを多数配置する必要がある。
【００７８】
本実施例では、煩雑さを避けるため、紙面左右方向と紙面上下方向に設置する受信アンテナ及び受信回路の数量を各々４個として説明した。実際の入力パネルの大きさを１００ｍｍ×２００ｍｍ程度と想定し、物体Ｏとして有力な人間の指の大きさを１０ｍｍ程度の広がりを持った物体と想定すると、これを物体として分解するには、左右２０上下１０以上のアンテナ配置が実用的な数量となる。図７及び図８に示したようなリング状アンテナを用いた場合は、アンテナの個数がそのまま分解能となるため、縦行アンテナ数×横列アンテナ数即ち２００個を必要とすることになり、実用的ではないが、本実施例の方式では、この例では１０ｍｍの分解能を持った直交する２つの１次元配列情報と見なせるので、アンテナの総数は、縦アンテナ数＋横アンテナ数即ち３０個で済み、実用の範囲となる。
【００７９】
このように棒状アンテナはある平面上に網のような配置を取って入力平面を構成しているが、実際のアンテナは空間に導線により張られた網であっても良いし、プリント基板上に配線された配線パターンであっても良い。プリント基板がＦＰＣであればアンテナにより構成される入力平面は変形可能なフレキシブル入力平面となる。また図７及び図８に示したように、アンテナがガラスや樹脂のような透明平面上にＩＴＯ等で透明に形成される場合は、この透明入力平面をディスプレイに重ねることによりディスプレイのジェスチャー入力装置として活用できる。
【００８０】
本発明の実施例５の位置検出装置１ｆとして、一つの送信アンテナと複数の受信アンテナと複数の位相検波手段を有する近接センサ群を備える例を説明した。しかし、これとは別に、実施例３及び４の位置検出装置と同様の構成の近接センサ群、すなわち一つの受信アンテナと複数の送信アンテナと複数の位相検波手段を有する近接センサ群を備える構成としてもよい。一つの受信アンテナと複数の送信アンテナと複数の位相検波手段を有する近接センサ群を備える構成であっても、図１１から図１３に示すように送信アンテナ及び受信アンテナを構成することにより、平面座標上の物体の位置を検出することが可能となる。
【符号の説明】
【００８１】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ 位置検出装置
１ｅａ、１ｅｂ、１ｆａ、１ｆｂ 近接センサ群
２、２Ｄ、２Ｌ、２Ｒ、２Ｕ 発振器
３、３Ｄ、３Ｌ、３Ｒ、３Ｕ 発信アンテナ
４、４Ｄ、４Ｌ、４Ｒ、４Ｕ 受信アンテナ
５、５Ｄ、５Ｌ、５Ｒ、５Ｕ 寄生容量
６、６Ｄ、６Ｌ、６Ｒ、６Ｕ バッファ
７Ｄ、７Ｌ、７Ｒ、７Ｕ 抵抗
８Ｄ，８Ｌ，８Ｒ、８Ｕ 増幅器
９Ｄ，９Ｌ，９Ｒ、９Ｕ 位相検波器
１０Ｄ，１０Ｌ，１０Ｒ、１０Ｕ ＬＰＦ
１１Ｄ，１１Ｌ，１１Ｒ、１１Ｕ 出力端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を前記交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した前記情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、
一つの前記送信アンテナから送信された電波を受信する複数の前記受信アンテナと、
前記各受信アンテナで受信した信号を前記交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を備える
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記受信アンテナ及び前記位相検波手段を３つ以上備える
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記送信アンテナはリング状のアンテナであり、
前記送信アンテナの内側に互いに離れて配置された
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記交流信号発生源からの信号を移相する移相手段と、
前記移相手段で移相された信号と前記各受信アンテナで受信した信号とを合成する複数の合成手段と、を更に備え、
前記各位相検波手段は、前記各合成手段で合成された合成信号を、前記交流信号発生源からの信号により位相検波する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記送信アンテナは複数の棒状部を有し、
前記受信アンテナは棒状のアンテナであり、
前記送信アンテナの各棒状部と前記各受信アンテナとが、並んで交互に配置された
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【請求項６】
交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を前記交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した前記情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、
異なる周波数の交流信号を発生する複数の前記交流信号発生源と、
前記各交流信号発生源からの信号に基づき、異なる周波数の電波を送信する複数の前記送信アンテナと、
前記複数の送信アンテナからのそれぞれの電波を複数受信する１つの受信アンテナと、
前記各受信アンテナで受信した信号を前記各交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を備える
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項７】
前記交流信号発生源、前記受信アンテナ及び前記位相検波手段を３つ以上備える
ことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記受信アンテナはリング状のアンテナであり、
前記各送信アンテナは、前記受信アンテナの内側に互いに離れて配置された
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の位置検出装置。
【請求項９】
前記各交流信号発生源からの信号を移相する複数の移相手段と、
前記各移相手段で移相された信号と前記一つの受信アンテナで受信した信号とを合成する複数の合成手段と、を更に備え、
前記各位相検波手段は、前記各合成手段で合成された合成信号を、前記各交流信号発生源からの信号により位相検波する
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記送信アンテナは棒状のアンテナであり、
前記受信アンテナは複数の棒状部を有し、
前記各送信アンテナと前記受信アンテナの各棒状部とが、並んで交互に配置された
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の位置検出装置。
【請求項１１】
交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を前記交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した前記情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、
一つの前記送信アンテナから送信された電波を受信する複数の前記受信アンテナと、前記各受信アンテナで受信した信号を前記交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を有する近接センサ群を二つ備え、
前記送信アンテナは複数の棒状部を有し、前記受信アンテナは棒状のアンテナであり、前記送信アンテナの各棒状部と前記各受信アンテナとが並んで交互に配置され、
前記各近接センサ群の前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの長手方向が互いに直交するように、前記各近接センサ群の前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが重なって配置された
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項１２】
交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を前記交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した前記情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、
前記複数の送信アンテナからのそれぞれの電波を複数受信する１つの受信アンテナと、
前記各受信アンテナで受信した信号を前記各交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を有する近接センサ群を二つ備え、
前記送信アンテナは棒状のアンテナであり、前記受信アンテナは複数の棒状部を有し、前記各送信アンテナと前記受信アンテナの各棒状部とが、並んで交互に配置され、
前記各近接センサ群の前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの長手方向が互いに直交するように、前記各近接センサ群の前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが重なって配置された
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項１】
交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を前記交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した前記情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、
一つの前記送信アンテナから送信された電波を受信する複数の前記受信アンテナと、
前記各受信アンテナで受信した信号を前記交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を備える
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記受信アンテナ及び前記位相検波手段を３つ以上備える
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記送信アンテナはリング状のアンテナであり、
前記送信アンテナの内側に互いに離れて配置された
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記交流信号発生源からの信号を移相する移相手段と、
前記移相手段で移相された信号と前記各受信アンテナで受信した信号とを合成する複数の合成手段と、を更に備え、
前記各位相検波手段は、前記各合成手段で合成された合成信号を、前記交流信号発生源からの信号により位相検波する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記送信アンテナは複数の棒状部を有し、
前記受信アンテナは棒状のアンテナであり、
前記送信アンテナの各棒状部と前記各受信アンテナとが、並んで交互に配置された
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【請求項６】
交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を前記交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した前記情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、
異なる周波数の交流信号を発生する複数の前記交流信号発生源と、
前記各交流信号発生源からの信号に基づき、異なる周波数の電波を送信する複数の前記送信アンテナと、
前記複数の送信アンテナからのそれぞれの電波を複数受信する１つの受信アンテナと、
前記各受信アンテナで受信した信号を前記各交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を備える
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項７】
前記交流信号発生源、前記受信アンテナ及び前記位相検波手段を３つ以上備える
ことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記受信アンテナはリング状のアンテナであり、
前記各送信アンテナは、前記受信アンテナの内側に互いに離れて配置された
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の位置検出装置。
【請求項９】
前記各交流信号発生源からの信号を移相する複数の移相手段と、
前記各移相手段で移相された信号と前記一つの受信アンテナで受信した信号とを合成する複数の合成手段と、を更に備え、
前記各位相検波手段は、前記各合成手段で合成された合成信号を、前記各交流信号発生源からの信号により位相検波する
ことを特徴とする請求項６から８のいずれか一項に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記送信アンテナは棒状のアンテナであり、
前記受信アンテナは複数の棒状部を有し、
前記各送信アンテナと前記受信アンテナの各棒状部とが、並んで交互に配置された
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の位置検出装置。
【請求項１１】
交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を前記交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した前記情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、
一つの前記送信アンテナから送信された電波を受信する複数の前記受信アンテナと、前記各受信アンテナで受信した信号を前記交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を有する近接センサ群を二つ備え、
前記送信アンテナは複数の棒状部を有し、前記受信アンテナは棒状のアンテナであり、前記送信アンテナの各棒状部と前記各受信アンテナとが並んで交互に配置され、
前記各近接センサ群の前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの長手方向が互いに直交するように、前記各近接センサ群の前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが重なって配置された
ことを特徴とする位置検出装置。
【請求項１２】
交流信号発生源の信号に基づいて送信アンテナから送信された電波を受信アンテナで受信し、当該受信した信号を前記交流信号発生源からの信号を用いて位相検波して情報を取得し、複数の場所で取得した前記情報を用いて物体の位置を検出する位置検出装置であって、
前記複数の送信アンテナからのそれぞれの電波を複数受信する１つの受信アンテナと、
前記各受信アンテナで受信した信号を前記各交流信号発生源からの信号によりそれぞれ位相検波する複数の位相検波手段と、を有する近接センサ群を二つ備え、
前記送信アンテナは棒状のアンテナであり、前記受信アンテナは複数の棒状部を有し、前記各送信アンテナと前記受信アンテナの各棒状部とが、並んで交互に配置され、
前記各近接センサ群の前記送信アンテナ及び前記受信アンテナの長手方向が互いに直交するように、前記各近接センサ群の前記送信アンテナ及び前記受信アンテナが重なって配置された
ことを特徴とする位置検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−８８２９４（Ｐ２０１２−８８２９４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７６８４１（Ｐ２０１０−２７６８４１）
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（０００１６６９４８）シチズンファインテックミヨタ株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１３日（２０１０．１２．１３）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（０００１６６９４８）シチズンファインテックミヨタ株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
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