電磁誘導を用いて指示具の指示位置を検出する位置検出装置
【課題】低コストで容易に大型化が可能である位置検出装置を提供する。
【解決手段】本発明の位置検出装置は、複数の第１配線１０と、複数の第２配線２０と、検出領域３０と、駆動部４０と、検出部５０と、絶縁被覆材６０とからなる。複数の第１配線１０は駆動ループ配線群１１を構成し、複数の第２配線２０は検出ループ配線群２１を構成する。検出領域３０は、第１配線１０と第２配線２０を互い違いに織ることで構成される。駆動部４０は駆動ループ配線群１１を駆動し、検出部５０は指示具に応じる検出ループ配線群２１からの信号を用いて指示具の指示位置を検出する。
【解決手段】本発明の位置検出装置は、複数の第１配線１０と、複数の第２配線２０と、検出領域３０と、駆動部４０と、検出部５０と、絶縁被覆材６０とからなる。複数の第１配線１０は駆動ループ配線群１１を構成し、複数の第２配線２０は検出ループ配線群２１を構成する。検出領域３０は、第１配線１０と第２配線２０を互い違いに織ることで構成される。駆動部４０は駆動ループ配線群１１を駆動し、検出部５０は指示具に応じる検出ループ配線群２１からの信号を用いて指示具の指示位置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁誘導を用いて指示具の指示位置を検出する位置検出装置に関し、特に、直交するループ配線群で検出面が構成される位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導を利用する位置検出装置は、一般的に、一方向に並んだループ配線群と、それと直交する方向に並んだループ配線群とから検出面が構成されている。このようなループ配線群は、プリント基板上に形成されるのが一般的である。このような位置検出装置では、検出面の大きさはこのプリント基板の大きさに依存するため、プリント基板の製造上の制限により、検出面の大型化には限界があった。
【０００３】
プリント基板を用いずに検出面の大型化が可能な位置検出装置として、例えば特許文献１に開示のものがある。特許文献１に開示の位置検出装置の検出面は、表面にアルミニウムのループ配線群を形成したポリイミドフィルムやＰＥＴフィルム等のフィルムシートを、ループ配線群が互いに直交するように２枚積層して構成されている。この位置検出装置では、フィルムシートを積層する際と、ループ配線群から電極を引き出す際に、異方性導電接着膜が用いられている。また、ループ配線群は、フィルムシートの表面にアルミニウムを真空蒸着した後、選択的にエッチングすることで形成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−４１５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の位置検出装置は、ループ配線群を配置するためのフィルムシートが必要である。したがって、特許文献１に記載の位置検出装置も、プリント基板を用いる位置検出装置と同様に、検出面の大きさはこのフィルムシートの大きさに依存するため、フィルムシートの製造上の制限により、検出面の大型化には限界があった。さらに、特許文献１に記載の位置検出装置は、その製造工程において、異方性導電接着膜を用いて２枚のフィルムシートを積層して接着する必要がある。またループ配線群を形成する工程では、アルミニウムの真空蒸着と不要部分のエッチング除去が必要である。このように、特許文献１に記載の位置検出装置を製造する際には、数多くの工程が必要である。また、比較的高価な異方性導電接着膜を多く利用している。したがって、低コストで容易に製造できる大型の検出面を有する位置検出装置が望まれていた。
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、低コストで容易に検出面の大型化が可能である位置検出装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による位置検出装置は、第１方向の駆動ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、第１方向に直交する第２方向の検出ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、駆動ループ配線群に接続され、駆動ループ配線群を駆動する駆動部と、検出ループ配線群に接続され、指示具に応じる検出ループ配線群からの信号を用いて指示具の指示位置を検出する検出部と、を具備するものである。
【０００８】
ここで、検出領域は、複数の第１配線及び複数の第２配線を、平織、綾織、平畳織、綾畳織の何れかで織ることで構成されれば良い。
【０００９】
さらに、駆動ループ配線群を構成するように複数の第１配線の端部を接続するための、及び／又は検出ループ配線群を構成するように複数の第２配線の端部を接続するための、配線接続用基板を具備しても良い。
【００１０】
さらに、駆動部及び／又は検出部を、駆動ループ配線群及び／又は検出ループ配線群にそれぞれ接続するための、配線引出用基板を具備しても良い。
【００１１】
また、検出部は、導電体又は磁性体を有する指示具による指示に応じる駆動ループ配線群と検出ループ配線群との間の電磁結合度の変化を検出することで、指示具の指示位置を検出するものであれば良い。
【００１２】
さらに、駆動ループ配線群と検出ループ配線群の各交点の近傍に、導体片を具備しても良い。
【００１３】
ここで、導体片は、第１方向及び第２方向に直交する第３方向に移動可能に配置され、検出部は、指示具による指示に応じる導体片の移動に対応する駆動ループ配線群と検出ループ配線群との間の電磁結合度の変化を検出することで、指示具の押圧力も検出しても良い。
【００１４】
さらに、検出領域に積層される表示装置を具備しても良い。
【００１５】
また、発振回路を有する指示具の指示位置を検出する本発明による位置検出装置は、第１方向の第１検出ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、第１方向に直交する第２方向の第２検出ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、第１検出ループ配線群及び第２検出ループ配線群に接続され、指示具が有する発振回路に応じる第１検出ループ配線群及び第２検出ループ配線群からの信号を用いて指示具の指示位置を検出する検出部と、を具備するものである。
【００１６】
さらに、共振回路を有する指示具を検出する本発明による位置検出装置は、第１方向の第１ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、第１方向に直交する第２方向の第２ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、第１ループ配線群に接続され、第１ループ配線群を駆動し、且つ指示具が有する共振回路に応じる第１ループ配線群からの信号を用いて指示具の第２方向の指示位置を検出する第１駆動検出部と、第２ループ配線群に接続され、第２ループ配線群を駆動し、且つ指示具が有する共振回路に応じる第２ループ配線群からの信号を用いて指示具の第１方向の指示位置を検出する第２駆動検出部と、を具備するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電磁誘導を利用する位置検出装置には、低コストで容易に検出面を大型化できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の位置検出装置を説明するための概略構成図である。図示の通り、本発明の位置検出装置は、複数の第１配線１０と、複数の第２配線２０と、検出領域３０と、駆動部４０と、検出部５０とから主に構成される。
【００１９】
複数の第１配線１０は、第１方向の駆動ループ配線群１１を構成するためのものである。より具体的には、第１配線１０は、第１方向、即ち、Ｘ軸方向に平行に配置されており、２本ずつ第１配線１０の一方の端部を接続して駆動ループ配線群１１のループ状配線が形成されている。図示例では、第１配線接続用基板７０を用いて複数の第１配線１０の一方の端部がそれぞれ接続されている。第１配線接続用基板７０は、プリント基板等のはんだ付け可能な基板からなり、基板上に第１配線１０が所定のループ配線となるような配線パターンが形成されている。そして、配線パターンの端部に設けられた接続ランド７に第１配線１０の一方の端部をはんだ付けすることにより、駆動ループ配線群１１が形成される。
【００２０】
また、図示例では、複数の第１配線１０の他方の端部には、第１配線引出用基板７３が接続されている。第１配線引出用基板７３は、プリント基板等のはんだ付け可能な基板からなり、基板上に複数の第１配線１０に駆動部４０を接続するための配線パターンが形成されている。そして、配線パターンの端部に設けられた接続ランド７に第１配線１０の他方の端部をはんだ付けする。
【００２１】
このように構成することで、駆動部４０に接続されたＸ軸方向の駆動ループ配線群１１が構成される。
【００２２】
複数の第２配線２０も、基本構成は第１配線１０と同様である。即ち、複数の第２配線２０は、第２方向の検出ループ配線群２１を構成するためのものである。より具体的には、第２配線２０は、第２方向、即ちＹ軸方向に平行に配置されており、２本ずつ第２配線２０の一方の端部を接続して検出ループ配線群２１のループ状配線が形成されている。図示例では、第２配線接続用基板７１を用いて複数の第２配線２０の一方の端部がそれぞれ接続されている。第２配線接続用基板７１は、プリント基板等のはんだ付け可能な基板からなり、基板上に第２配線２０が所定のループ配線となるような配線パターンが形成されている。そして、配線パターンの端部に設けられた接続ランド７に第２配線２０の一方の端部をはんだ付けすることにより、検出ループ配線群２１が形成される。
【００２３】
また、図示例では、複数の第２配線２０の他方の端部には、第２配線引出用基板７４が接続されている。第２配線引出用基板７４は、プリント基板等のはんだ付け可能な基板からなり、基板上に複数の第２配線２０に検出部５０を接続するための配線パターンが設けられている。そして、配線パターンの端部に設けられた接続ランド７に第２配線２０の他方の端部をはんだ付けする。
【００２４】
このように構成することで、検出部５０に接続されたＹ軸方向の検出ループ配線群２１が構成される。
【００２５】
なお、上述の説明では、配線接続用基板や配線引出用基板を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されず、複数の第１配線及び複数の第２配線を、それぞれ駆動ループ配線群や検出ループ配線群になるようにループ状に構成可能なものであれば良く、配線自体をループ状に配置する等、種々の構成が適用可能である。また、これらの配線接続用基板や配線引出用基板は、配線端部を接続するためのものであり、検出領域の大きさを制限するものではない。また、第１配線及び第２配線の本数やピッチ、ループ幅等についても、図示例のものには限定されず、検出領域の大きさや検出分解能等に応じて、種々変更可能である。さらに、駆動ループ配線群や検出ループ配線群については、各ループ配線が他のループ配線の幾つかとオーバラップするように配置された例を示したが、本発明はこれに限定されず、ループ配線間に所定の間隔を開けて重ならないように配置されるものであっても良い。
【００２６】
ここで、等間隔に配置される複数の第１配線や第２配線を用いて駆動ループ配線群や検出ループ配線群をオーバラップするようなループ配線とした場合には、図示のように、配線接続用基板７０、７１や配線引出用基板７３、７４に接続されないダミー配線１２、２２が存在することになる。このダミー配線１２、２２に対応する配線接続用基板７０、７１や配線引出用基板７３、７４の部分には、接続ランドが設けられておらず、ダミー配線ははんだ付けされていない。なお、複数の第１配線や第２配線を必要な配線のみで構成した場合には、ダミー配線は不要である。
【００２７】
そして、本発明の位置検出装置では、これら複数の第１配線１０及び複数の第２配線２０を互い違いに織ることで、検出領域３０が構成されている。織り方としては、各配線が散け難いように、それぞれ相互に交わるものであれば如何なる織り方でも構わない。以下、織り方の具体例について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の位置検出装置の検出領域を平織で構成したものを説明するための拡大図であり、図２（ａ）は検出領域の平面拡大図、図２（ｂ）は検出領域の拡大横断面図、図２（ｃ）は検出領域の拡大縦断面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２８】
図示の通り、本発明の位置検出装置の検出領域３０は、第１配線１０及び第２配線２０が、一定の間隔を保ち交互に浮き沈みされて織られている。これは、所謂平織と呼ばれる織り方である。本発明の位置検出装置では、このように第１配線１０及び第２配線２０を織ることで、配線のみで検出領域を構成可能となるため、基板やフィルムシート等が不要となる。したがって、本発明の位置検出装置の検出領域は、配線を配置するための基材を必要としないため、原理的には検出領域は制限無く大型化が可能となる。また、基材を必要としないため、低コストである。
【００２９】
ここで、本発明の位置検出装置は、電磁誘導を用いて指示具の指示位置を検出するものであるが、電磁誘導（電磁結合）は各ループ配線の交点付近で発生するものである。平織により第１配線と第２配線が織られると、それぞれ縦横の配線の交点の間隔は等しくなり、検出領域上において電磁結合部が正確にマトリックス状に配置されるようになる。したがって、指示具の正確な指示位置を検出することができる。
【００３０】
また、第１配線及び第２配線の織り方は平織には限定されず、以下に説明するような綾織や平畳織、綾畳織等、種々の織り方であっても良い。
【００３１】
図３は、本発明の位置検出装置の検出領域を綾織で構成したものを説明するための拡大図であり、図３（ａ）は検出領域の平面拡大図、図３（ｂ）は検出領域の拡大横断面図、図３（ｃ）は検出領域の拡大縦断面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示の通り、綾織では、第１配線１０及び第２配線２０が、一定の間隔を保ち互いに２本ずつ交互に乗り越えて浮き沈みされて織られている。例えば、第１配線１０及び第２配線２０に太い配線を用いた場合には、配線の屈曲が小さくなるため綾織を適用すれば良い。
【００３２】
図４は、本発明の位置検出装置の検出領域を平畳織で構成したものを説明するための拡大図であり、図４（ａ）は検出領域の平面拡大図、図４（ｂ）は検出領域の拡大横断面図、図４（ｃ）は検出領域の拡大縦断面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示の通り、平畳織では、第１配線１０が相接するように配置され、一定の間隔が保たれて配置された第２配線２０の間を交互に浮き沈みされて織られている。このようにして織られると強度が増すため、例えば検出領域３０にある程度強度が必要な場合には、平畳織を適用すれば良い。
【００３３】
さらに、図５は、本発明の位置検出装置の検出領域を平綾織で構成したものを説明するための拡大図であり、図５（ａ）は検出領域の平面拡大図、図５（ｂ）は検出領域の拡大横断面図、図５（ｃ）は検出領域の拡大縦断面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示の通り、平綾織では、第１配線１０が相接するように配置され、一定の間隔が保たれて配置された第２配線２０を２本ずつ交互に乗り越えて浮き沈みされて織られている。このようにして織られると織り目の平滑度が高くなるため、例えば検出領域３０の平滑度を高めたい場合には、平綾織を適用すれば良い。
【００３４】
なお、第１配線及び第２配線をこれらの種々の織り方で織るために、既存の金網製造機等を用いることが可能である。金網製造機により第１配線及び第２配線を織り、その後、端部をカットして配線接続用基板や配線引出用基板を用いて端部をはんだ付けすることでループ状配線となるように製造すれば良い。なお、この場合には、必要により幾つかの配線を上述のようなダミー配線とすることで、等ループ幅で等ピッチのループ配線を構成可能である。したがって、金網製造機を用いれば、低コストで容易に巨大な検出領域も製造可能となる。
【００３５】
ここで、第１配線及び第２配線は、導電線であれば良い。例えば、配線接続用基板や配線引出用基板とのはんだ付けによる接続が容易であり、且つ安価である錫メッキ銅線等を用いることが可能である。
【００３６】
また、本発明による位置検出装置は、第１配線と第２配線が互いに織られるため接触することになるので、両者間で短絡が生じないように、各配線に絶縁被覆材６０が設けられている。したがって、第１配線及び第２配線としては、中心部分が導電体でありその周りが絶縁体で覆われた絶縁線を用いれば良い。なお、平織や綾織等、第１配線間、又は第２配線間が接触しない織り方の場合には、第１配線又は第２配線の一方のみに絶縁被覆材が設けられていれば良い。なお、絶縁被覆材としては、ポリ塩化ビニルやポリウレタン等、配線間を絶縁可能なものであれば良い。
【００３７】
さて、上述のように構成される本発明の位置検出装置を用いて、磁性体や導電体を有する指示具の指示位置を検出する場合について、図６を用いて説明する。図６は、磁性体や導電体を有する指示具の指示位置を検出する場合の本発明の位置検出装置の構成を説明するための概略ブロック図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００３８】
磁性体や導電体を有する指示具の指示位置を、電磁誘導を用いて検出する場合、駆動部４０及び検出部５０は以下のように構成される。即ち、駆動部４０は、発振器４１と切替器４２とから主に構成されるものであり、切替器４２を用いて発振器４１を検出領域３０を構成する駆動ループ配線群１１の各ループ配線に順次接続していき、駆動ループ配線群１１を高周波駆動する。一方、検出部５０は、切替器５１とアンプ５２と同期検波部５３とから主に構成されるものであり、検出部５０を検出ループ配線群２１の各ループ配線に順次接続していき、検出ループ配線群２１から誘導電流（誘導電圧）を順次検出する。また、同期検波部５３には、発振器４１からの出力も接続され、発振器４１からの出力と検出ループ配線群２１からの出力の積を取り、これを時間積分する。なお、検出ループ配線群のループ配線毎に別々に検出回路を設けたり周波数フィルタ回路等を組み合わせたりすることで、検出ループ配線群のすべてのループ配線から一度に検出するように構成しても良い。
【００３９】
これらの駆動部４０及び検出部５０は、マイクロプロセッサ４５で制御され、所望な出力が得られるよう構成されている。具体的には、まず駆動ループ配線群１１の１つ目のループ配線に発振器４１を接続し、アンプ５２を検出ループ配線群２１のループ配線に順次接続してそのときの出力信号を測定する。そして駆動ループ配線群１１の２つ目のループ配線に発振器４１を接続し、アンプ５２を検出ループ配線群２１のループ配線に順次接続してそのときの出力信号を測定する。これを繰り返すことで、検出領域３０における駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１の各ループ配線の交点をＸＹ座標とするすべての位置における出力信号を測定することができる。
【００４０】
さて、このような構成の位置検出装置において、指示具の指示位置検出の手法は、これまで本願発明者により種々出願されている電磁結合を利用した位置検出装置の手法と同様である。具体的には、指示具が検出領域３０上に入力されていない状態では、駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１は直線状に直交しているため電磁結合はせず、駆動ループ配線群１１を駆動していても、検出ループ配線群２１からは誘導電流は出力されない。そして、例えば、指示具が磁性体からなる場合、これが検出領域３０上に入力されると、駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１の各ループ配線の交点部分のうち、指示具の指示位置近傍の交点部分では磁界の変化により電磁結合度が変化し、検出ループ配線群２１から誘導電流が出力される。そこで、検出部５０では、この電磁結合度の変化に基づく誘導電流の出力が得られたＸＹ座標を検出することにより、検出領域３０上に置かれた指示具の指示位置座標を検出することが可能である。
【００４１】
また、例えば、指示具が導電体からなる場合には、これが検出領域３０上に入力されると、駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１の各ループ配線の交点部分のうち、指示具の指示位置近傍の交点部分では渦電流により電磁結合度が変化し、検出ループ配線群２０から誘導電流が出力される。そこで、検出部５０では、この電磁結合度の変化に基づく誘導電流の出力が得られたＸＹ座標を検出することにより、検出領域３０上に置かれた指示具の指示位置座標を同様に検出することができる。
【００４２】
このように、本発明の位置検出装置は、検出領域が第１配線と第２配線を互い違いに織ることで構成されたものであっても、指示具による指示に応じた駆動ループ配線群と検出ループ配線群との間の電磁結合度の変化を検出することで、指示具の指示位置を検出可能である。なお、上述の例では磁性体や導電体からなる指示具の指示位置検出について説明したが、本発明はこれに限定されず、導電体や磁性体の形状や検出領域までの距離等を検出することも可能である。
【００４３】
なお、本発明の位置検出装置は、その検出領域に液晶表示装置やプロジェクタスクリーン等の表示装置が積層されても良い。例えば第１配線や第２配線を極細配線としたり透明導電配線としたりすることで、表示装置の表示を妨げないように構成することが可能である。このように構成することで、タッチパネル液晶表示装置等を実現可能となる。本発明の位置検出装置の検出領域はその大きさに制限が無いため、超大型の表示装置等であっても適応可能である。
【００４４】
さらに、本発明の位置検出装置は、駆動ループ配線群と検出ループ配線群の各ループ配線の交点近傍に導体片を設けて予め電磁結合した状態としたものであっても構わない。図７は、本発明の位置検出装置において、導体片を用いて予め電磁結合するように構成された例を説明するための検出領域の上面概略図である。図示の通り、検出領域３０を構成する駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１の各ループ配線の交点近傍に導体片８０を設け、交点が電磁結合するように構成される。このように構成された位置検出装置の場合には、測定される誘導電流は、磁性材料を有する指示具が検出面上に置かれることで増加するため、この増加分を検出することにより上述の例と同様に指示具の指示位置座標を検出することが可能となる。なお、各ループ配線の交差する部分がそれぞれコイルを構成するようにアーチ状に形成され、交点が電磁結合するように構成されたものであっても良い。
【００４５】
またさらに、本発明の位置検出装置は、上述の導体片を移動可能に配置することで、指示具の押圧力が検出可能なように構成することも可能である。図８は、本発明の位置検出装置において、導体片を移動可能に設けた例を説明するための検出領域の上面概略図である。図示の通り、検出領域３０を構成する駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１の各ループ配線の交点近傍に設けられた導体片８０が、各配線に直交する方向、即ち、検出領域の面に垂直な方向に移動可能に配置する。図示例では、具体的には駆動ループ配線群１１及び検出ループ配線群２１と、導体片８０との間に、弾性体９０を設けることで、導体片８０が移動可能に構成されている。指示具が導体片８０を押圧すると、導体片８０が各ループ配線側に押し下げられるため、この距離の変化により電磁結合度が変化する。したがって、この電磁結合度の変化による誘導電流の変化を検出することで、指示具の指示位置座標を検出することが可能となる。さらに、導体片８０と各ループ配線間の距離に応じて電磁結合度が変化することから、指示具の指示位置だけでなく、指示具の押圧力も検出可能となる。さらに、指示具が磁性体や導電体でなく、指等であっても指示位置の検出が可能となる。
【００４６】
なお、本発明の位置検出装置は、上述のように指示具が磁性体や導電体を有するものや指以外にも、発振回路を有するものであっても適応可能である。発振回路を有する指示具の指示位置を検出する場合、図１の駆動部４０に代えて、検出部５０を接続するように構成する。即ち、検出領域３０を構成する配線群は、すべて検出部５０に接続されるように構成される。他の構成については基本的に上述の例と同様である。このように構成された場合、複数の第１配線１０はＸ軸方向の第１検出ループ配線群を構成することとなり、複数の第２配線２０はＹ軸方向の第２検出ループ配線群を構成することとなる。発信回路を有する指示具を検出する場合には、検出領域３０上に入力された指示具の発信回路から送信される電波による電磁誘導に応じて、指示具近傍のループ配線から誘導電流が生じるため、出力信号の変化のあった各検出ループ配線群のループ配線の配置位置から指示具の指示位置を検出可能となる。
【００４７】
また、本発明の位置検出装置は、共振回路を有する指示具を検出するものにも適用可能である。この場合、図１の駆動部４０及び検出部５０に代えて、それぞれに駆動検出部（第１駆動検出部及び第２駆動検出部）を接続するように構成する。他の構成については基本的に上述の例と同様である。このように構成された場合、複数の第１配線１０はＸ軸方向の第１ループ配線群を構成することとなり、複数の第２配線２０はＹ軸方向の第２ループ配線群を構成することとなる。共振回路を有する指示具を検出する場合には、駆動検出部により第１ループ配線群及び第２ループ配線群の各ループ配線を順次駆動する。検出領域３０上に入力された指示具の共振回路がループ配線により励振され、共振回路に誘導電流が発生する。その後駆動検出部によるループ配線の駆動を止めると、逆に共振回路のコイルによりループ配線が励振され、指示具近傍のループ配線から誘導電流が生じるため、この出力信号を各駆動検出部で検出する。したがって、出力信号の変化のあった各ループ配線群のループ配線の配置位置から指示具の指示位置を検出可能となる。即ち、第１ループ配線群からの信号を用いて指示具のＹ軸方向の指示位置を検出することができ、第２ループ配線群からの信号を用いて指示具のＸ軸方向の指示位置を検出することができる。
【００４８】
以上説明したように、本発明の位置検出装置は、特にその検出領域を構成する配線の構造に特徴を有するものであり、指示位置検出や圧力分布検出の手法については、従来の又は今後開発され得るあらゆる手法に適用可能である。
【００４９】
なお、本発明の位置検出装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明の位置検出装置を説明するための概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の位置検出装置の検出領域を平織で構成したものを説明するための拡大図である。
【図３】図３は、本発明の位置検出装置の検出領域を綾織で構成したものを説明するための拡大図である。
【図４】図４は、本発明の位置検出装置の検出領域を平畳織で構成したものを説明するための拡大図である。
【図５】図５は、本発明の位置検出装置の検出領域を平綾織で構成したものを説明するための拡大図である。
【図６】図６は、磁性体や導電体を有する指示具の指示位置を検出する場合の本発明の位置検出装置の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図７】図７は、本発明の位置検出装置において、導体片を用いて予め電磁結合するように構成された例を説明するための検出領域の上面概略図である。
【図８】図８は、本発明の位置検出装置において、導体片を移動可能に設けた例を説明するための検出領域の上面概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
７ 接続ランド
１０ 第１配線
１１ 駆動ループ配線群
１２ ダミー配線
２０ 第２配線
２１ 検出ループ配線群
２２ ダミー配線
３０ 検出領域
４０ 駆動部
４１ 発振器
４２ 切替器
４５ マイクロプロセッサ
５０ 検出部
５１ 切替器
５２ アンプ
５３ 同期検波部
６０ 絶縁被覆材
７０ 第１配線接続用基板
７１ 第２配線接続用基板
７３ 第１配線引出用基板
７４ 第２配線引出用基板
８０ 導体片
９０ 弾性体
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁誘導を用いて指示具の指示位置を検出する位置検出装置に関し、特に、直交するループ配線群で検出面が構成される位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導を利用する位置検出装置は、一般的に、一方向に並んだループ配線群と、それと直交する方向に並んだループ配線群とから検出面が構成されている。このようなループ配線群は、プリント基板上に形成されるのが一般的である。このような位置検出装置では、検出面の大きさはこのプリント基板の大きさに依存するため、プリント基板の製造上の制限により、検出面の大型化には限界があった。
【０００３】
プリント基板を用いずに検出面の大型化が可能な位置検出装置として、例えば特許文献１に開示のものがある。特許文献１に開示の位置検出装置の検出面は、表面にアルミニウムのループ配線群を形成したポリイミドフィルムやＰＥＴフィルム等のフィルムシートを、ループ配線群が互いに直交するように２枚積層して構成されている。この位置検出装置では、フィルムシートを積層する際と、ループ配線群から電極を引き出す際に、異方性導電接着膜が用いられている。また、ループ配線群は、フィルムシートの表面にアルミニウムを真空蒸着した後、選択的にエッチングすることで形成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平３−４１５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の位置検出装置は、ループ配線群を配置するためのフィルムシートが必要である。したがって、特許文献１に記載の位置検出装置も、プリント基板を用いる位置検出装置と同様に、検出面の大きさはこのフィルムシートの大きさに依存するため、フィルムシートの製造上の制限により、検出面の大型化には限界があった。さらに、特許文献１に記載の位置検出装置は、その製造工程において、異方性導電接着膜を用いて２枚のフィルムシートを積層して接着する必要がある。またループ配線群を形成する工程では、アルミニウムの真空蒸着と不要部分のエッチング除去が必要である。このように、特許文献１に記載の位置検出装置を製造する際には、数多くの工程が必要である。また、比較的高価な異方性導電接着膜を多く利用している。したがって、低コストで容易に製造できる大型の検出面を有する位置検出装置が望まれていた。
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、低コストで容易に検出面の大型化が可能である位置検出装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による位置検出装置は、第１方向の駆動ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、第１方向に直交する第２方向の検出ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、駆動ループ配線群に接続され、駆動ループ配線群を駆動する駆動部と、検出ループ配線群に接続され、指示具に応じる検出ループ配線群からの信号を用いて指示具の指示位置を検出する検出部と、を具備するものである。
【０００８】
ここで、検出領域は、複数の第１配線及び複数の第２配線を、平織、綾織、平畳織、綾畳織の何れかで織ることで構成されれば良い。
【０００９】
さらに、駆動ループ配線群を構成するように複数の第１配線の端部を接続するための、及び／又は検出ループ配線群を構成するように複数の第２配線の端部を接続するための、配線接続用基板を具備しても良い。
【００１０】
さらに、駆動部及び／又は検出部を、駆動ループ配線群及び／又は検出ループ配線群にそれぞれ接続するための、配線引出用基板を具備しても良い。
【００１１】
また、検出部は、導電体又は磁性体を有する指示具による指示に応じる駆動ループ配線群と検出ループ配線群との間の電磁結合度の変化を検出することで、指示具の指示位置を検出するものであれば良い。
【００１２】
さらに、駆動ループ配線群と検出ループ配線群の各交点の近傍に、導体片を具備しても良い。
【００１３】
ここで、導体片は、第１方向及び第２方向に直交する第３方向に移動可能に配置され、検出部は、指示具による指示に応じる導体片の移動に対応する駆動ループ配線群と検出ループ配線群との間の電磁結合度の変化を検出することで、指示具の押圧力も検出しても良い。
【００１４】
さらに、検出領域に積層される表示装置を具備しても良い。
【００１５】
また、発振回路を有する指示具の指示位置を検出する本発明による位置検出装置は、第１方向の第１検出ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、第１方向に直交する第２方向の第２検出ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、第１検出ループ配線群及び第２検出ループ配線群に接続され、指示具が有する発振回路に応じる第１検出ループ配線群及び第２検出ループ配線群からの信号を用いて指示具の指示位置を検出する検出部と、を具備するものである。
【００１６】
さらに、共振回路を有する指示具を検出する本発明による位置検出装置は、第１方向の第１ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、第１方向に直交する第２方向の第２ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、第１ループ配線群に接続され、第１ループ配線群を駆動し、且つ指示具が有する共振回路に応じる第１ループ配線群からの信号を用いて指示具の第２方向の指示位置を検出する第１駆動検出部と、第２ループ配線群に接続され、第２ループ配線群を駆動し、且つ指示具が有する共振回路に応じる第２ループ配線群からの信号を用いて指示具の第１方向の指示位置を検出する第２駆動検出部と、を具備するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電磁誘導を利用する位置検出装置には、低コストで容易に検出面を大型化できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図示例と共に説明する。図１は、本発明の位置検出装置を説明するための概略構成図である。図示の通り、本発明の位置検出装置は、複数の第１配線１０と、複数の第２配線２０と、検出領域３０と、駆動部４０と、検出部５０とから主に構成される。
【００１９】
複数の第１配線１０は、第１方向の駆動ループ配線群１１を構成するためのものである。より具体的には、第１配線１０は、第１方向、即ち、Ｘ軸方向に平行に配置されており、２本ずつ第１配線１０の一方の端部を接続して駆動ループ配線群１１のループ状配線が形成されている。図示例では、第１配線接続用基板７０を用いて複数の第１配線１０の一方の端部がそれぞれ接続されている。第１配線接続用基板７０は、プリント基板等のはんだ付け可能な基板からなり、基板上に第１配線１０が所定のループ配線となるような配線パターンが形成されている。そして、配線パターンの端部に設けられた接続ランド７に第１配線１０の一方の端部をはんだ付けすることにより、駆動ループ配線群１１が形成される。
【００２０】
また、図示例では、複数の第１配線１０の他方の端部には、第１配線引出用基板７３が接続されている。第１配線引出用基板７３は、プリント基板等のはんだ付け可能な基板からなり、基板上に複数の第１配線１０に駆動部４０を接続するための配線パターンが形成されている。そして、配線パターンの端部に設けられた接続ランド７に第１配線１０の他方の端部をはんだ付けする。
【００２１】
このように構成することで、駆動部４０に接続されたＸ軸方向の駆動ループ配線群１１が構成される。
【００２２】
複数の第２配線２０も、基本構成は第１配線１０と同様である。即ち、複数の第２配線２０は、第２方向の検出ループ配線群２１を構成するためのものである。より具体的には、第２配線２０は、第２方向、即ちＹ軸方向に平行に配置されており、２本ずつ第２配線２０の一方の端部を接続して検出ループ配線群２１のループ状配線が形成されている。図示例では、第２配線接続用基板７１を用いて複数の第２配線２０の一方の端部がそれぞれ接続されている。第２配線接続用基板７１は、プリント基板等のはんだ付け可能な基板からなり、基板上に第２配線２０が所定のループ配線となるような配線パターンが形成されている。そして、配線パターンの端部に設けられた接続ランド７に第２配線２０の一方の端部をはんだ付けすることにより、検出ループ配線群２１が形成される。
【００２３】
また、図示例では、複数の第２配線２０の他方の端部には、第２配線引出用基板７４が接続されている。第２配線引出用基板７４は、プリント基板等のはんだ付け可能な基板からなり、基板上に複数の第２配線２０に検出部５０を接続するための配線パターンが設けられている。そして、配線パターンの端部に設けられた接続ランド７に第２配線２０の他方の端部をはんだ付けする。
【００２４】
このように構成することで、検出部５０に接続されたＹ軸方向の検出ループ配線群２１が構成される。
【００２５】
なお、上述の説明では、配線接続用基板や配線引出用基板を用いた例について説明したが、本発明はこれに限定されず、複数の第１配線及び複数の第２配線を、それぞれ駆動ループ配線群や検出ループ配線群になるようにループ状に構成可能なものであれば良く、配線自体をループ状に配置する等、種々の構成が適用可能である。また、これらの配線接続用基板や配線引出用基板は、配線端部を接続するためのものであり、検出領域の大きさを制限するものではない。また、第１配線及び第２配線の本数やピッチ、ループ幅等についても、図示例のものには限定されず、検出領域の大きさや検出分解能等に応じて、種々変更可能である。さらに、駆動ループ配線群や検出ループ配線群については、各ループ配線が他のループ配線の幾つかとオーバラップするように配置された例を示したが、本発明はこれに限定されず、ループ配線間に所定の間隔を開けて重ならないように配置されるものであっても良い。
【００２６】
ここで、等間隔に配置される複数の第１配線や第２配線を用いて駆動ループ配線群や検出ループ配線群をオーバラップするようなループ配線とした場合には、図示のように、配線接続用基板７０、７１や配線引出用基板７３、７４に接続されないダミー配線１２、２２が存在することになる。このダミー配線１２、２２に対応する配線接続用基板７０、７１や配線引出用基板７３、７４の部分には、接続ランドが設けられておらず、ダミー配線ははんだ付けされていない。なお、複数の第１配線や第２配線を必要な配線のみで構成した場合には、ダミー配線は不要である。
【００２７】
そして、本発明の位置検出装置では、これら複数の第１配線１０及び複数の第２配線２０を互い違いに織ることで、検出領域３０が構成されている。織り方としては、各配線が散け難いように、それぞれ相互に交わるものであれば如何なる織り方でも構わない。以下、織り方の具体例について、図２を用いて説明する。図２は、本発明の位置検出装置の検出領域を平織で構成したものを説明するための拡大図であり、図２（ａ）は検出領域の平面拡大図、図２（ｂ）は検出領域の拡大横断面図、図２（ｃ）は検出領域の拡大縦断面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２８】
図示の通り、本発明の位置検出装置の検出領域３０は、第１配線１０及び第２配線２０が、一定の間隔を保ち交互に浮き沈みされて織られている。これは、所謂平織と呼ばれる織り方である。本発明の位置検出装置では、このように第１配線１０及び第２配線２０を織ることで、配線のみで検出領域を構成可能となるため、基板やフィルムシート等が不要となる。したがって、本発明の位置検出装置の検出領域は、配線を配置するための基材を必要としないため、原理的には検出領域は制限無く大型化が可能となる。また、基材を必要としないため、低コストである。
【００２９】
ここで、本発明の位置検出装置は、電磁誘導を用いて指示具の指示位置を検出するものであるが、電磁誘導（電磁結合）は各ループ配線の交点付近で発生するものである。平織により第１配線と第２配線が織られると、それぞれ縦横の配線の交点の間隔は等しくなり、検出領域上において電磁結合部が正確にマトリックス状に配置されるようになる。したがって、指示具の正確な指示位置を検出することができる。
【００３０】
また、第１配線及び第２配線の織り方は平織には限定されず、以下に説明するような綾織や平畳織、綾畳織等、種々の織り方であっても良い。
【００３１】
図３は、本発明の位置検出装置の検出領域を綾織で構成したものを説明するための拡大図であり、図３（ａ）は検出領域の平面拡大図、図３（ｂ）は検出領域の拡大横断面図、図３（ｃ）は検出領域の拡大縦断面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示の通り、綾織では、第１配線１０及び第２配線２０が、一定の間隔を保ち互いに２本ずつ交互に乗り越えて浮き沈みされて織られている。例えば、第１配線１０及び第２配線２０に太い配線を用いた場合には、配線の屈曲が小さくなるため綾織を適用すれば良い。
【００３２】
図４は、本発明の位置検出装置の検出領域を平畳織で構成したものを説明するための拡大図であり、図４（ａ）は検出領域の平面拡大図、図４（ｂ）は検出領域の拡大横断面図、図４（ｃ）は検出領域の拡大縦断面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示の通り、平畳織では、第１配線１０が相接するように配置され、一定の間隔が保たれて配置された第２配線２０の間を交互に浮き沈みされて織られている。このようにして織られると強度が増すため、例えば検出領域３０にある程度強度が必要な場合には、平畳織を適用すれば良い。
【００３３】
さらに、図５は、本発明の位置検出装置の検出領域を平綾織で構成したものを説明するための拡大図であり、図５（ａ）は検出領域の平面拡大図、図５（ｂ）は検出領域の拡大横断面図、図５（ｃ）は検出領域の拡大縦断面図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。図示の通り、平綾織では、第１配線１０が相接するように配置され、一定の間隔が保たれて配置された第２配線２０を２本ずつ交互に乗り越えて浮き沈みされて織られている。このようにして織られると織り目の平滑度が高くなるため、例えば検出領域３０の平滑度を高めたい場合には、平綾織を適用すれば良い。
【００３４】
なお、第１配線及び第２配線をこれらの種々の織り方で織るために、既存の金網製造機等を用いることが可能である。金網製造機により第１配線及び第２配線を織り、その後、端部をカットして配線接続用基板や配線引出用基板を用いて端部をはんだ付けすることでループ状配線となるように製造すれば良い。なお、この場合には、必要により幾つかの配線を上述のようなダミー配線とすることで、等ループ幅で等ピッチのループ配線を構成可能である。したがって、金網製造機を用いれば、低コストで容易に巨大な検出領域も製造可能となる。
【００３５】
ここで、第１配線及び第２配線は、導電線であれば良い。例えば、配線接続用基板や配線引出用基板とのはんだ付けによる接続が容易であり、且つ安価である錫メッキ銅線等を用いることが可能である。
【００３６】
また、本発明による位置検出装置は、第１配線と第２配線が互いに織られるため接触することになるので、両者間で短絡が生じないように、各配線に絶縁被覆材６０が設けられている。したがって、第１配線及び第２配線としては、中心部分が導電体でありその周りが絶縁体で覆われた絶縁線を用いれば良い。なお、平織や綾織等、第１配線間、又は第２配線間が接触しない織り方の場合には、第１配線又は第２配線の一方のみに絶縁被覆材が設けられていれば良い。なお、絶縁被覆材としては、ポリ塩化ビニルやポリウレタン等、配線間を絶縁可能なものであれば良い。
【００３７】
さて、上述のように構成される本発明の位置検出装置を用いて、磁性体や導電体を有する指示具の指示位置を検出する場合について、図６を用いて説明する。図６は、磁性体や導電体を有する指示具の指示位置を検出する場合の本発明の位置検出装置の構成を説明するための概略ブロック図である。図中、図１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００３８】
磁性体や導電体を有する指示具の指示位置を、電磁誘導を用いて検出する場合、駆動部４０及び検出部５０は以下のように構成される。即ち、駆動部４０は、発振器４１と切替器４２とから主に構成されるものであり、切替器４２を用いて発振器４１を検出領域３０を構成する駆動ループ配線群１１の各ループ配線に順次接続していき、駆動ループ配線群１１を高周波駆動する。一方、検出部５０は、切替器５１とアンプ５２と同期検波部５３とから主に構成されるものであり、検出部５０を検出ループ配線群２１の各ループ配線に順次接続していき、検出ループ配線群２１から誘導電流（誘導電圧）を順次検出する。また、同期検波部５３には、発振器４１からの出力も接続され、発振器４１からの出力と検出ループ配線群２１からの出力の積を取り、これを時間積分する。なお、検出ループ配線群のループ配線毎に別々に検出回路を設けたり周波数フィルタ回路等を組み合わせたりすることで、検出ループ配線群のすべてのループ配線から一度に検出するように構成しても良い。
【００３９】
これらの駆動部４０及び検出部５０は、マイクロプロセッサ４５で制御され、所望な出力が得られるよう構成されている。具体的には、まず駆動ループ配線群１１の１つ目のループ配線に発振器４１を接続し、アンプ５２を検出ループ配線群２１のループ配線に順次接続してそのときの出力信号を測定する。そして駆動ループ配線群１１の２つ目のループ配線に発振器４１を接続し、アンプ５２を検出ループ配線群２１のループ配線に順次接続してそのときの出力信号を測定する。これを繰り返すことで、検出領域３０における駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１の各ループ配線の交点をＸＹ座標とするすべての位置における出力信号を測定することができる。
【００４０】
さて、このような構成の位置検出装置において、指示具の指示位置検出の手法は、これまで本願発明者により種々出願されている電磁結合を利用した位置検出装置の手法と同様である。具体的には、指示具が検出領域３０上に入力されていない状態では、駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１は直線状に直交しているため電磁結合はせず、駆動ループ配線群１１を駆動していても、検出ループ配線群２１からは誘導電流は出力されない。そして、例えば、指示具が磁性体からなる場合、これが検出領域３０上に入力されると、駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１の各ループ配線の交点部分のうち、指示具の指示位置近傍の交点部分では磁界の変化により電磁結合度が変化し、検出ループ配線群２１から誘導電流が出力される。そこで、検出部５０では、この電磁結合度の変化に基づく誘導電流の出力が得られたＸＹ座標を検出することにより、検出領域３０上に置かれた指示具の指示位置座標を検出することが可能である。
【００４１】
また、例えば、指示具が導電体からなる場合には、これが検出領域３０上に入力されると、駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１の各ループ配線の交点部分のうち、指示具の指示位置近傍の交点部分では渦電流により電磁結合度が変化し、検出ループ配線群２０から誘導電流が出力される。そこで、検出部５０では、この電磁結合度の変化に基づく誘導電流の出力が得られたＸＹ座標を検出することにより、検出領域３０上に置かれた指示具の指示位置座標を同様に検出することができる。
【００４２】
このように、本発明の位置検出装置は、検出領域が第１配線と第２配線を互い違いに織ることで構成されたものであっても、指示具による指示に応じた駆動ループ配線群と検出ループ配線群との間の電磁結合度の変化を検出することで、指示具の指示位置を検出可能である。なお、上述の例では磁性体や導電体からなる指示具の指示位置検出について説明したが、本発明はこれに限定されず、導電体や磁性体の形状や検出領域までの距離等を検出することも可能である。
【００４３】
なお、本発明の位置検出装置は、その検出領域に液晶表示装置やプロジェクタスクリーン等の表示装置が積層されても良い。例えば第１配線や第２配線を極細配線としたり透明導電配線としたりすることで、表示装置の表示を妨げないように構成することが可能である。このように構成することで、タッチパネル液晶表示装置等を実現可能となる。本発明の位置検出装置の検出領域はその大きさに制限が無いため、超大型の表示装置等であっても適応可能である。
【００４４】
さらに、本発明の位置検出装置は、駆動ループ配線群と検出ループ配線群の各ループ配線の交点近傍に導体片を設けて予め電磁結合した状態としたものであっても構わない。図７は、本発明の位置検出装置において、導体片を用いて予め電磁結合するように構成された例を説明するための検出領域の上面概略図である。図示の通り、検出領域３０を構成する駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１の各ループ配線の交点近傍に導体片８０を設け、交点が電磁結合するように構成される。このように構成された位置検出装置の場合には、測定される誘導電流は、磁性材料を有する指示具が検出面上に置かれることで増加するため、この増加分を検出することにより上述の例と同様に指示具の指示位置座標を検出することが可能となる。なお、各ループ配線の交差する部分がそれぞれコイルを構成するようにアーチ状に形成され、交点が電磁結合するように構成されたものであっても良い。
【００４５】
またさらに、本発明の位置検出装置は、上述の導体片を移動可能に配置することで、指示具の押圧力が検出可能なように構成することも可能である。図８は、本発明の位置検出装置において、導体片を移動可能に設けた例を説明するための検出領域の上面概略図である。図示の通り、検出領域３０を構成する駆動ループ配線群１１と検出ループ配線群２１の各ループ配線の交点近傍に設けられた導体片８０が、各配線に直交する方向、即ち、検出領域の面に垂直な方向に移動可能に配置する。図示例では、具体的には駆動ループ配線群１１及び検出ループ配線群２１と、導体片８０との間に、弾性体９０を設けることで、導体片８０が移動可能に構成されている。指示具が導体片８０を押圧すると、導体片８０が各ループ配線側に押し下げられるため、この距離の変化により電磁結合度が変化する。したがって、この電磁結合度の変化による誘導電流の変化を検出することで、指示具の指示位置座標を検出することが可能となる。さらに、導体片８０と各ループ配線間の距離に応じて電磁結合度が変化することから、指示具の指示位置だけでなく、指示具の押圧力も検出可能となる。さらに、指示具が磁性体や導電体でなく、指等であっても指示位置の検出が可能となる。
【００４６】
なお、本発明の位置検出装置は、上述のように指示具が磁性体や導電体を有するものや指以外にも、発振回路を有するものであっても適応可能である。発振回路を有する指示具の指示位置を検出する場合、図１の駆動部４０に代えて、検出部５０を接続するように構成する。即ち、検出領域３０を構成する配線群は、すべて検出部５０に接続されるように構成される。他の構成については基本的に上述の例と同様である。このように構成された場合、複数の第１配線１０はＸ軸方向の第１検出ループ配線群を構成することとなり、複数の第２配線２０はＹ軸方向の第２検出ループ配線群を構成することとなる。発信回路を有する指示具を検出する場合には、検出領域３０上に入力された指示具の発信回路から送信される電波による電磁誘導に応じて、指示具近傍のループ配線から誘導電流が生じるため、出力信号の変化のあった各検出ループ配線群のループ配線の配置位置から指示具の指示位置を検出可能となる。
【００４７】
また、本発明の位置検出装置は、共振回路を有する指示具を検出するものにも適用可能である。この場合、図１の駆動部４０及び検出部５０に代えて、それぞれに駆動検出部（第１駆動検出部及び第２駆動検出部）を接続するように構成する。他の構成については基本的に上述の例と同様である。このように構成された場合、複数の第１配線１０はＸ軸方向の第１ループ配線群を構成することとなり、複数の第２配線２０はＹ軸方向の第２ループ配線群を構成することとなる。共振回路を有する指示具を検出する場合には、駆動検出部により第１ループ配線群及び第２ループ配線群の各ループ配線を順次駆動する。検出領域３０上に入力された指示具の共振回路がループ配線により励振され、共振回路に誘導電流が発生する。その後駆動検出部によるループ配線の駆動を止めると、逆に共振回路のコイルによりループ配線が励振され、指示具近傍のループ配線から誘導電流が生じるため、この出力信号を各駆動検出部で検出する。したがって、出力信号の変化のあった各ループ配線群のループ配線の配置位置から指示具の指示位置を検出可能となる。即ち、第１ループ配線群からの信号を用いて指示具のＹ軸方向の指示位置を検出することができ、第２ループ配線群からの信号を用いて指示具のＸ軸方向の指示位置を検出することができる。
【００４８】
以上説明したように、本発明の位置検出装置は、特にその検出領域を構成する配線の構造に特徴を有するものであり、指示位置検出や圧力分布検出の手法については、従来の又は今後開発され得るあらゆる手法に適用可能である。
【００４９】
なお、本発明の位置検出装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明の位置検出装置を説明するための概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の位置検出装置の検出領域を平織で構成したものを説明するための拡大図である。
【図３】図３は、本発明の位置検出装置の検出領域を綾織で構成したものを説明するための拡大図である。
【図４】図４は、本発明の位置検出装置の検出領域を平畳織で構成したものを説明するための拡大図である。
【図５】図５は、本発明の位置検出装置の検出領域を平綾織で構成したものを説明するための拡大図である。
【図６】図６は、磁性体や導電体を有する指示具の指示位置を検出する場合の本発明の位置検出装置の構成を説明するための概略ブロック図である。
【図７】図７は、本発明の位置検出装置において、導体片を用いて予め電磁結合するように構成された例を説明するための検出領域の上面概略図である。
【図８】図８は、本発明の位置検出装置において、導体片を移動可能に設けた例を説明するための検出領域の上面概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
７ 接続ランド
１０ 第１配線
１１ 駆動ループ配線群
１２ ダミー配線
２０ 第２配線
２１ 検出ループ配線群
２２ ダミー配線
３０ 検出領域
４０ 駆動部
４１ 発振器
４２ 切替器
４５ マイクロプロセッサ
５０ 検出部
５１ 切替器
５２ アンプ
５３ 同期検波部
６０ 絶縁被覆材
７０ 第１配線接続用基板
７１ 第２配線接続用基板
７３ 第１配線引出用基板
７４ 第２配線引出用基板
８０ 導体片
９０ 弾性体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導を用いて指示具の指示位置を検出する位置検出装置であって、該位置検出装置は、
第１方向の駆動ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、
第１方向に直交する第２方向の検出ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、
前記複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、前記複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、
前記複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、
前記駆動ループ配線群に接続され、駆動ループ配線群を駆動する駆動部と、
前記検出ループ配線群に接続され、指示具に応じる検出ループ配線群からの信号を用いて指示具の指示位置を検出する検出部と、
を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置検出装置において、前記検出領域は、前記複数の第１配線及び複数の第２配線を、平織、綾織、平畳織、綾畳織の何れかで織ることで構成されることを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の位置検出装置であって、さらに、前記駆動ループ配線群を構成するように前記複数の第１配線の端部を接続するための、及び／又は前記検出ループ配線群を構成するように前記複数の第２配線の端部を接続するための、配線接続用基板を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の位置検出装置であって、さらに、前記駆動部及び／又は検出部を、駆動ループ配線群及び／又は検出ループ配線群にそれぞれ接続するための、配線引出用基板を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の位置検出装置において、前記検出部は、導電体又は磁性体を有する指示具による指示に応じる前記駆動ループ配線群と検出ループ配線群との間の電磁結合度の変化を検出することで、指示具の指示位置を検出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の位置検出装置であって、さらに、前記駆動ループ配線群と検出ループ配線群の各交点の近傍に、導体片を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の位置検出装置において、前記導体片は、前記第１方向及び第２方向に直交する第３方向に移動可能に配置され、前記検出部は、指示具による指示に応じる前記導体片の移動に対応する前記駆動ループ配線群と検出ループ配線群との間の電磁結合度の変化を検出することで、指示具の押圧力も検出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の位置検出装置であって、さらに、前記検出領域に積層される表示装置を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項９】
発振回路を有する指示具の指示位置を、電磁誘導を用いて検出する位置検出装置であって、該位置検出装置は、
第１方向の第１検出ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、
第１方向に直交する第２方向の第２検出ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、
前記複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、前記複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、
前記複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、
前記第１検出ループ配線群及び第２検出ループ配線群に接続され、指示具が有する発振回路に応じる第１検出ループ配線群及び第２検出ループ配線群からの信号を用いて指示具の指示位置を検出する検出部と、
を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１０】
共振回路を有する指示具の指示位置を、電磁誘導を用いて検出する位置検出装置であって、該位置検出装置は、
第１方向の第１ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、
第１方向に直交する第２方向の第２ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、
前記複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、前記複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、
前記複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、
前記第１ループ配線群に接続され、第１ループ配線群を駆動し、且つ指示具が有する共振回路に応じる第１ループ配線群からの信号を用いて指示具の第２方向の指示位置を検出する第１駆動検出部と、
前記第２ループ配線群に接続され、第２ループ配線群を駆動し、且つ指示具が有する共振回路に応じる第２ループ配線群からの信号を用いて指示具の第１方向の指示位置を検出する第２駆動検出部と、
を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１】
電磁誘導を用いて指示具の指示位置を検出する位置検出装置であって、該位置検出装置は、
第１方向の駆動ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、
第１方向に直交する第２方向の検出ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、
前記複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、前記複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、
前記複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、
前記駆動ループ配線群に接続され、駆動ループ配線群を駆動する駆動部と、
前記検出ループ配線群に接続され、指示具に応じる検出ループ配線群からの信号を用いて指示具の指示位置を検出する検出部と、
を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置検出装置において、前記検出領域は、前記複数の第１配線及び複数の第２配線を、平織、綾織、平畳織、綾畳織の何れかで織ることで構成されることを特徴とする位置検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の位置検出装置であって、さらに、前記駆動ループ配線群を構成するように前記複数の第１配線の端部を接続するための、及び／又は前記検出ループ配線群を構成するように前記複数の第２配線の端部を接続するための、配線接続用基板を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の位置検出装置であって、さらに、前記駆動部及び／又は検出部を、駆動ループ配線群及び／又は検出ループ配線群にそれぞれ接続するための、配線引出用基板を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の位置検出装置において、前記検出部は、導電体又は磁性体を有する指示具による指示に応じる前記駆動ループ配線群と検出ループ配線群との間の電磁結合度の変化を検出することで、指示具の指示位置を検出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の位置検出装置であって、さらに、前記駆動ループ配線群と検出ループ配線群の各交点の近傍に、導体片を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の位置検出装置において、前記導体片は、前記第１方向及び第２方向に直交する第３方向に移動可能に配置され、前記検出部は、指示具による指示に応じる前記導体片の移動に対応する前記駆動ループ配線群と検出ループ配線群との間の電磁結合度の変化を検出することで、指示具の押圧力も検出することを特徴とする位置検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の位置検出装置であって、さらに、前記検出領域に積層される表示装置を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項９】
発振回路を有する指示具の指示位置を、電磁誘導を用いて検出する位置検出装置であって、該位置検出装置は、
第１方向の第１検出ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、
第１方向に直交する第２方向の第２検出ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、
前記複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、前記複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、
前記複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、
前記第１検出ループ配線群及び第２検出ループ配線群に接続され、指示具が有する発振回路に応じる第１検出ループ配線群及び第２検出ループ配線群からの信号を用いて指示具の指示位置を検出する検出部と、
を具備することを特徴とする位置検出装置。
【請求項１０】
共振回路を有する指示具の指示位置を、電磁誘導を用いて検出する位置検出装置であって、該位置検出装置は、
第１方向の第１ループ配線群を構成するための複数の第１配線と、
第１方向に直交する第２方向の第２ループ配線群を構成するための複数の第２配線と、
前記複数の第１配線と複数の第２配線との間をそれぞれ絶縁するために、前記複数の第１配線及び／又は複数の第２配線にそれぞれ設けられる絶縁被覆材と、
前記複数の第１配線及び複数の第２配線を互い違いに織ることで構成される検出領域と、
前記第１ループ配線群に接続され、第１ループ配線群を駆動し、且つ指示具が有する共振回路に応じる第１ループ配線群からの信号を用いて指示具の第２方向の指示位置を検出する第１駆動検出部と、
前記第２ループ配線群に接続され、第２ループ配線群を駆動し、且つ指示具が有する共振回路に応じる第２ループ配線群からの信号を用いて指示具の第１方向の指示位置を検出する第２駆動検出部と、
を具備する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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−８５３７８（Ｐ２０１０−８５３７８Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５７８０６（Ｐ２００８−２５７８０６）
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【出願人】（５０３１６０８１４）株式会社シロク (11)
【出願人】（３９１００６２４５）株式会社東海テック (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【出願人】（５０３１６０８１４）株式会社シロク (11)
【出願人】（３９１００６２４５）株式会社東海テック (3)
【Ｆターム（参考）】
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