JP2013196675A5

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Publication number: JP2013196675A5
Application number: JP2012066748A
Authority: JP
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2015-04-09
Anticipated expiration: 2032-03-23

Description

上記の課題を解決するために、この発明は、
第１の方向に配列された複数の第１の電極と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配列された複数の第２の電極とからなる電極パターンを有するセンサを備え、前記第１の電極に駆動信号を供給すると共に、前記第２の電極から得られる受信信号から、指示体の前記電極パターン上の位置を検出する位置検出装置において、
前記複数の第２の電極から、第１の所定本数分の間隔を空けた２セットの前記第１の電極を選択するための第１の選択回路と、
前記複数の第１の電極から、第２の所定本数分の間隔を空けた２セットの前記第２の電極を選択するための第２の選択回路と、
前記第２の選択回路で選択された前記２セットの前記第１の電極に駆動信号をそれぞれ供給するための、互いに位相が反転した２つの信号を出力する駆動信号供給回路と、
前記第１の選択回路で選択された前記２セットの前記第２の電極の一方のセットが非反転入力端子に接続され、前記２セットの前記第２の電極の他方のセットが反転入力端子に接続される差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力信号から、前記電極パターンにおける前記指示体の位置を検出するための検出回路と、
を備える位置検出装置を提供する。

また、請求項６の発明は、
第１の方向に配置された複数の第１の電極と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配置された複数の第２の電極とからなる格子状の電極パターンを有するセンサを備え、前記第１の電極に駆動信号を供給すると共に、前記複数の第２の電極から得られる受信信号から、指示体の前記電極パターン上の位置を検出する位置検出装置において、
所定の駆動信号を前記複数の第１の電極に供給するための駆動信号供給回路と、
前記複数の第２の電極から、所定本数分の間隔を空けた２セットの前記第２の電極を選択するための第１の選択回路と、
前記駆動信号を供給する前記第１の電極を選択するための第２の選択回路と、
前記第１の選択回路で選択された前記２セットの前記第２の電極の一方のセットが非反転入力端子に接続され、前記２セットの前記第２の電極の他方のセットが反転入力端子に接続される差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力信号から、前記電極パターンにおける前記指示体の位置を検出するための検出回路と、
前記検出回路で、複数個の指示体の位置が検出されたときに、検出された前記指示体の複数の位置情報に基づいて、前記差動増幅回路の前記非反転入力端子および反転入力端子の一方に前記指示体の検出位置の前記第２の電極からの信号が供給されているときに、前記非反転入力端子および反転入力端子の他方には、前記指示体の検出位置以外の第２の電極からの信号が供給されるように前記２セットの前記第２の電極を選択する第１選択制御を、前記第１の選択回路に対して行う制御回路と、
を備える位置検出装置を提供する。

この例のタブレット装置１は、図１に示すように、位置検出センサ１０と、表示装置としてのＬＣＤ２０と、プリント配線基板３０と、タブレット装置１の筐体を構成する上ケース４１と、下ケース４２とで構成されている。位置検出センサ１０は、このＬＣＤ２０の表示面２３上に重ねられるようにして配置される。

この例では、透明基板１１は、２枚のガラスを張り合わせて形成されており、そのうち操作面とは反対側（ＬＣＤ２０の表示面２１に対向する面側）のガラスには、第１の透明電極群１３が形成されており、操作面側には、第２の透明電極群１４が形成されている。

次に、Ｙ軸電極Ｙ１〜Ｙ４０についても、駆動信号として互いに逆相の差動信号を生成して、＋側選択電極および−側選択電極のそれぞれに供給するようにしている理由は次の通りである。

選択回路１０１による選択がＹ方向の最後となる２組の領域（ＹＡ６、ＹＡ８）における信号レベルが求まったら、次いで、制御回路１０９は、選択制御信号ＳＷ２により選択回路１０１が、２組の領域（ＸＡ２、ＸＡ４）を選択するように制御する。この状態で選択回路１０４は、これまでの動作と同様にして、２組の領域（ＹＡ１、ＹＡ３）、（ＹＡ２、ＹＡ４）・・・（ＹＡ６、ＹＡ８）と順次選択しながら信号レベルを求める。このようにして、制御回路１０９は、２組の領域（ＸＡ６、ＸＡ８）および２組の領域（ＹＡ６、ＹＡ８）まで信号レベルを求める。

なお、このステップＳ４１では、全面スキャン動作で検出された領域の５本のＹ軸電極Ｙｍ〜Ｙ（ｍ＋４）を、選択回路１０１の＋側端子として選択して正相の駆動信号ＡＳｃを供給しているが、選択回路１０１の−側端子として選択して逆相の駆動信号ＡＳｃ！を供給するようにしても良い。

次に、制御回路１０９は、２本のＸ軸電極をそれぞれ電極番号の大きい方に移すように、変数ｊに１を加算する処理を行い（ステップＳ４７）、ｊ＞６となったか否かを判別する（ステップＳ４８）。ステップＳ４８で、ｊ＞６となっていないと判別したときには、制御回路１０９は、処理をステップＳ４５に戻し、このステップＳ４５以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ４８で、ｊ＞６となったと判別したときには、制御回路１０９は、ステップＳ４６で計測した信号レベルから、指示体のＸ軸方向の座標ＣＸを検出する（ステップＳ４９）。以上で、Ｘ軸部分スキャン動作は終了となる。

ステップＳ５３の次には、制御回路１０９は、繰り返しの変数ｎの初期化（ｎ＝０）を行う（ステップＳ５４）。次に、制御回路１０９は、選択制御信号ＳＷ１により選択回路１０１を制御し、Ｙ軸電極Ｙ（ｍ−７）＋ｎに、駆動回路１０３からの正相および逆相の駆動信号の一方を供給し、Ｙ軸電極Ｙ（ｍ−１）＋ｎに、駆動回路１０３からの正相および逆相の駆動信号の他方を供給するようにする（ステップＳ５５）。そして、制御回路１０９は、そのときのＡ／Ｄ変換回路１０８からのデジタル信号を取り込み、差動増幅回路１０５からの受信信号の信号レベルを計測する（ステップＳ５６）。

次に、制御回路１０９は、２本のＹ軸電極をそれぞれ電極番号の大きい方に移すように、変数ｎに１を加算する処理を行い（ステップＳ５７）、ｎ＞６となったか否かを判別する（ステップＳ５８）。ステップＳ５８で、ｎ＞６となっていないと判別したときには、制御回路１０９は、処理をステップＳ５５に戻し、このステップＳ５５以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ５８で、ｎ＞６となったと判別したときには、制御回路１０９は、ステップＳ５６で計測した信号レベルから、指示体のＹ座標ＣＹを検出する（ステップＳ５９）。以上で、Ｙ軸部分スキャン動作は終了となる。

［追跡スキャン動作の流れの例］
＜Ｘ軸追跡スキャン動作の流れの例＞
以上説明した追跡スキャン動作のうち、まず、Ｘ軸追跡スキャン動作の流れの例を、図１８〜図２１のフローチャートを参照しながら以下に説明する。このＸ軸追跡スキャン動作は、指の指示位置が複数個存在するときには、それぞれ毎に、繰り返し実行される。なお、以下の説明においては、説明の簡略化のために、この明細書では、選択回路１０１の＋側選択端子および−側選択端子に供給される駆動回路１０３の正相および逆相の駆動信号を、差動出力と呼び、また、選択回路１０４の＋側選択端子および−側選択端子からの２出力を接続する、差動増幅回路１０５の＋側入力端子および−側入力端子を、差動入力と呼ぶことにする。

次に、制御回路１０９は、２本のＸ軸電極をそれぞれ電極番号の大きい方に移すように、変数ｊに１を加算する処理を行い（ステップＳ７４）、ｊ＞４となったか否かを判別する（ステップＳ７５）。ステップＳ７５で、ｊ＞４となっていないと判別したときには、制御回路１０９は、処理をステップＳ７２に戻し、このステップＳ７２以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ７５で、ｊ＞４となったと判別したときには、制御回路１０９は、前述した（式１）を用いて、ステップＳ７３で計測した信号レベルから指示体のＸ軸方向の座標ＣＸを検出する（ステップＳ７６）。そして、制御回路１０９は、このＸ軸追跡スキャン動作を終了する。

次に、制御回路１０９は、２本のＸ軸電極をそれぞれ電極番号の大きい方に移すように、変数ｊに１を加算する処理を行い（ステップＳ９４）、ｊ＞４となったか否かを判別する（ステップＳ９５）。ステップＳ９５で、ｊ＞４となっていないと判別したときには、制御回路１０９は、処理をステップＳ９２に戻し、このステップＳ９２以降の処理を繰り返す。

また、ステップＳ９５で、ｊ＞４となったと判別したときには、制御回路１０９は、前述した（式１）を用いて、ステップＳ９３で計測した信号レベルから指示体のＸ軸方向の座標ＣＸを検出する（ステップＳ９６）。そして、制御回路１０９は、このＸ軸追跡スキャン動作を終了する。

そして、制御回路１０９は、このステップＳ１０５において、前述のステップＳ７５に対応するステップで、ｎ＞４となったと判別したときには、前述した（式２）を用いて、このステップＳ１０５において、前述のステップＳ７３に対応するステップで計測した信号レベルから指示体のＹ軸方向の座標ＣＹを検出する（ステップＳ１０６）。そして、制御回路１０９は、このＹ軸追跡スキャン動作を終了する。

そして、制御回路１０９は、このステップＳ１１６において、前述のステップＳ９５に対応するステップで、ｎ＞４となったと判別したときには、前述した（式２）を用いて、このステップＳ１１６において、前述のステップＳ９３に対応するステップで計測した信号レベルから指示体のＹ軸方向の座標ＣＹを検出する（ステップＳ１１７）。そして、制御回路１０９は、このＹ軸追跡スキャン動作を終了する。

１０…位置検出センサ、２０…ＬＣＤ、１０１…第１の選択回路、１０３…駆動回路、１０４…第１の選択回路、１０５…差動増幅回路、１０９…制御回路

Claims

第１の方向に配列された複数の第１の電極と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配列された複数の第２の電極とからなる電極パターンを有するセンサを備え、前記第１の電極に駆動信号を供給すると共に、前記第２の電極から得られる受信信号から、指示体の前記電極パターン上の位置を検出する位置検出装置において、
前記複数の第２の電極から、第１の所定本数分の間隔を空けた２セットの前記第１の電極を選択するための第１の選択回路と、
前記複数の第１の電極から、第２の所定本数分の間隔を空けた２セットの前記第２の電極を選択するための第２の選択回路と、
前記第２の選択回路で選択された前記２セットの前記第１の電極に駆動信号をそれぞれ供給するための、互いに位相が反転した２つの信号を出力する駆動信号供給回路と、
前記第１の選択回路で選択された前記２セットの前記第２の電極の一方のセットが非反転入力端子に接続され、前記２セットの前記第２の電極の他方のセットが反転入力端子に接続される差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力信号から、前記電極パターンにおける前記指示体の位置を検出するための検出回路と、
を備える位置検出装置。
前記検出回路で、複数の指示体の位置が検出されたときに、前記第１および第２の選択回路によって選択される各２セットの電極が形成する４つの交点のうち１点のみが前記指示体の位置の近傍となるように、前記第１および第２の選択回路による選択を行い、かつ、前記第１および第２の所定本数をそれぞれ決定する制御回路とを備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
前記第１の選択回路及び前記第２の選択回路によって選択される２セットの電極は各々のセットに複数本の電極が含まれ、前記第１の選択回路及び前記第２の選択回路によって各セットに含まれる複数本の電極が同時に前記駆動回路及び前記差動増幅回路に接続されることにより、指示体の概略位置を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
前記第１の電極および前記第２の電極は、透明電極からなり、前記センサは透明基材に前記電極パターンを形成した
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
前記センサは、表示装置の表示面の上に設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
第１の方向に配置された複数の第１の電極と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配置された複数の第２の電極とからなる格子状の電極パターンを有するセンサを備え、前記第１の電極に送信信号を供給すると共に、前記複数の第２の電極から得られる受信信号から、指示体の前記電極パターン上の位置を検出する位置検出装置において、
所定の駆動信号を前記第１の電極に供給するための駆動信号供給回路と、
前記複数の第２の電極から、所定本数分の間隔を空けた２セットの前記第２の電極を選択するための第１の選択回路と、
前記駆動信号を供給する前記第１の電極を選択するための第２の選択回路と、
前記２セットの前記第２の電極の一方のセットが非反転入力端子に接続され、他方のセットが反転入力端子に接続される差動増幅回路と、
前記差動増幅回路の出力信号から、前記電極パターンにおける前記指示体の位置を検出するための検出回路と、
前記検出回路で、複数個の指示体の位置が検出されたときに、検出された前記指示体の複数の位置情報に基づいて、前記差動増幅回路の前記非反転入力端子および反転入力端子の一方の端子に前記指示体の検出位置の前記第２の電極からの信号が供給されているときに、他方の端子には、前記指示体の検出位置以外の第２の電極からの信号が供給されるように前記２セットの前記第２の電極を選択する第１選択制御を、前記第１の選択回路に対して行う制御回路と、
を備える位置検出装置。
前記制御回路は、前記第１の選択回路の前記第１選択制御において、２セットの前記第２の電極を選択する際における前記所定本数分の間隔を変えることにより、前記差動増幅回路の前記非反転入力端子および反転入力端子の一方の端子に、前記指示体の検出位置の前記第２の電極からの信号が供給されているときに、他方の端子には、前記指示体の検出位置以外の第２の電極からの信号が供給されるように制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
前記駆動信号は、互いに逆相の２つの信号とされ、
前記第２の選択回路は、前記制御回路により、前記複数の第１の電極から、所定本数分の間隔を空けた２セットの前記第１の電極を選択するように制御がなされ、
前記駆動信号の互いに逆相の２つの信号の一方の信号が、前記第２の選択回路で選択された前記２セットの前記第１の電極の一方のセットに、他方の信号が、前記２セットの第１の電極の他方のセットに、それぞれ供給され、
前記制御回路は、前記指示体の複数の位置情報に基づいて、前記駆動信号の互いに逆相の２つの信号の内の一方の信号が、前記指示体の検出位置の前記第１の電極に供給されているときに、他方の信号が、前記指示体の検出位置以外の前記第１の電極に供給されるように、前記２セットの前記第１の電極を選択する第２選択制御を、前記第２の選択回路に対して行う
ことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
前記制御回路は、前記第２の選択回路の前記第２選択制御において、前記２セットの前記第１の電極を選択する際における前記所定本数分の間隔を変えることにより、前記駆動信号の互いに逆相の２つの信号の内の一方の信号が、前記指示体の検出位置の前記第１の電極に供給されているときに、他方の信号が、前記指示体の検出位置以外の前記第１の電極に供給されるように制御する
ことを特徴とする請求項８に記載の位置検出装置。
前記制御回路は、
前記第１の選択回路における前記２セットの前記第２の電極の選択を制御し、前記第２の選択回路における前記２セットの前記第１の電極の選択を制御することにより、前記格子状の電極パターンの領域について指示体の位置の検出をする第１の検出処理を行うと共に、
前記第１の検出処理で指示体が検出されたときに、前記指示体が検出された位置を中心とした部分領域に含まれる複数本の第２の電極の１本ずつを前記第２の電極の一方のセットとし、他方のセットを、前記一方のセットの第２の電極から所定本数分の間隔を空けた１本の第２の電極とするように、前記第１の選択回路における前記２セットの前記第２の電極の選択を制御することにより、前記部分領域についての指示体の位置の検出をする第２の検出処理を行うように制御し、
前記第２の検出処理においてのみ、前記第１選択制御を前記第１の選択回路に対して行うと共に、前記第１の検出処理と前記第２の検出処理とを交互に繰り返す
ことを特徴とする請求項８に記載の位置検出装置。
前記制御回路は、
前記第１の検出処理を行い、更に、前記第２の検出処理行った後、
前記指示体が検出された位置を中心とした部分領域に含まれる複数本の第１の電極の１本ずつを前記第１の電極の一方のセットとし、他方のセットを、前記一方のセットの第１の電極から所定本数分の間隔を空けた１本の第１の電極とするように、前記第２の選択回路における前記２セットの前記第１の電極の選択を制御することにより、前記部分領域についての指示体の第１の方向の位置の検出をする第３の検出処理を行うように制御し、
前記第３の検出処理においてのみ、前記第２選択制御を前記第２の選択回路に対して行う
ことを特徴とする請求項１０に記載の位置検出装置。
前記電極パターンと前記指示体との間の静電容量の変化を検出することにより指示体の前記電極パターン上の位置を検出する
ことを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。