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技術 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

出願人 株式会社シロク株式会社東海テック
発明者 小川保二上田雅司
出願日 2008年10月2日 (12年10ヶ月経過) 出願番号 2008-257806
公開日 2010年4月15日 (11年4ヶ月経過) 公開番号 2010-085378
状態 未査定
技術分野 電気磁気的手段を用いた長さ、角度等の測定
主要キーワード 周波数フィルタ回路 ループ状配線 圧力分布検出 Y座標 ループ幅 ループ配線 電磁結合度 導電接着膜
関連する未来課題
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図面 (9)

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。

概要

背景

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。

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。

特開平3−41510号公報

概要

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。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。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

電磁誘導を用いて指示具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。

技術分野

0001

本発明は電磁誘導を用いて指示具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

特開平3−41510号公報

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

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