(57)【要約】【課題】入力体の入力に応じて電磁結合度が変化する位置以外での電磁結合の漏れやセンサ部等のばらつきを補償することにより検出感度を高めた入力体情報検出装置を提供する。【解決手段】入力体情報検出装置は、センサ部１０と駆動部２０と検出部３０と記憶部４０と演算部５０とからなる。検出部３０は、電磁結合部の電磁結合度を、センサ部の複数の検出ループ配線から出力される検出信号の振幅と位相を含むベクトルとして検出する。記憶部４０は、駆動部により基準となる駆動信号でセンサ部を駆動したときに、検出部により検出されるベクトルを、基準ベクトルとして記憶する。演算部５０は、駆動部により所定の駆動信号でセンサ部を駆動したときに、検出部により検出されるベクトルと記憶部に記憶される基準ベクトルとをベクトル演算することにより電磁結合度の変化を算出し、センサ部に入力される入力体の入力体情報を検出する。【選択図】図１
2010169462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁結合度の変化を検出して入力体情報を検出する入力体情報検出装置であって、該入力体情報検出装置は、
電磁結合部を有するように構成される直交する複数の駆動ループ配線及び複数の検出ループ配線からなるセンサ部と、
前記センサ部の複数の駆動ループ配線を所定の駆動信号で駆動する駆動部と、
前記センサ部に入力される入力体に応じて変化する電磁結合部の電磁結合度を、前記センサ部の複数の検出ループ配線から出力される検出信号の振幅と位相を含むベクトルとして検出する検出部と、
前記駆動部により基準となる駆動信号で前記センサ部を駆動したときに、前記検出部により検出されるベクトルを、基準ベクトルとして記憶する記憶部と、
前記駆動部により所定の駆動信号で前記センサ部を駆動したときに、前記検出部により検出されるベクトルと前記記憶部に記憶される基準ベクトルとをベクトル演算することにより電磁結合度の変化を算出し、前記センサ部に入力される入力体の入力体情報を検出する演算部と、
を具備することを特徴とする入力体情報検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の入力体情報検出装置において、前記記憶部は、前記センサ部に入力体が入力されない状態のときに前記検出部により検出されるベクトルを基準ベクトルとして記憶することを特徴とする入力体情報検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の入力体情報検出装置において、前記記憶部は、装置出荷前に、装置電源投入時に、定期的に、又は使用者の任意の何れかのときに、前記検出部により検出されるベクトルを基準ベクトルとして記憶することを特徴とする入力体情報検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載の入力体情報検出装置において、入力体が前記センサ部の複数のループ配線のループ幅と略同一又は狭い直径の磁性体又は導電体からなる先端部材を有し、
前記演算部は、さらに、前記駆動信号の振幅と位相を含むベクトルの向きと前記検出部により検出されるベクトルの向きに基づき、前記入力体の先端部材が磁性体なのか導電体なのかを識別する、
ことを特徴とする入力体情報検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の入力体情報検出装置において、入力体が共振回路を有し、
前記検出部は、入力体の共振回路に応じて変化する電磁結合部の電磁結合度を、前記センサ部の複数の検出ループ配線から出力される検出信号の振幅と位相を含むベクトルとして検出する、
ことを特徴とする入力体情報検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の入力体情報検出装置において、前記記憶部は、前記センサ部の複数のループ配線の交点毎に、前記センサ部の所定の領域毎に、又は前記センサ部の複数のループ配線毎に、基準ベクトルを記憶することを特徴とする入力体情報検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の入力体情報検出装置において、
前記駆動部は、前記センサ部の複数の駆動ループ配線を正弦波の駆動信号で駆動し、
前記演算部は、前記検出部により検出されるベクトルと駆動信号の振幅と位相を含むベクトルとを積和演算すると共に、前記検出部により検出されるベクトルと駆動信号と９０度位相が異なる信号の振幅と位相を含むベクトルとを積和演算することにより、電磁結合度の変化を算出する、
ことを特徴とする入力体情報検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁結合度の変化を検出して入力体の圧力、圧力分布又は指示位置等の入力体情報を検出する入力体情報検出装置に関し、特に、電磁結合の漏れやセンサ部等のばらつきを補償することにより検出感度を高めた入力体情報検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願発明者は、これまでも電磁結合を用いた種々の検出装置を開発している。例えば、特許文献１に開示の圧力検出装置は、ループ配線による電磁結合を用いて圧力分布を測定できる装置である。これは、発振器が接続された駆動ループ配線と検出回路が接続された検出ループ配線との間にクッション材を設け、直交するように配置された駆動ループ配線と検出ループ配線間の距離の変化による電磁結合度の変化を測定するものである。このような電磁結合型の検出装置は、シート状に構成することができ、大型化が可能なものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１５６４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような従来技術の電磁結合型検出装置は、そのセンサ部を大型化することが可能であるので、このセンサ部を床面全体に配置したり、プロジェクタスクリーン等のスクリーン面に配置したりする使用例も考えられる。しかしながら、特許文献１に開示の技術では、センサ部の大きさが大きくなるに連れて、入力体の入力に応じて電磁結合度が変化する位置以外での電磁結合の漏れが大きくなってしまっていた。このような電磁結合の漏れの問題は、駆動ループ配線と検出ループ配線間が直交する構造で入力体により間接的に結合する検出装置であっても、駆動ループ配線と検出ループ配線間が電磁結合するように形成される直接的に結合する検出装置であっても、同様に存在するものであった。従来の電磁結合型の検出装置では、検出される誘導電流又は誘導電圧の振幅を電磁結合度として測定している。したがって、センサ部に何も入力体が無い状態の初期状態での電磁結合度が大きいと、検出される振幅も初期状態から大きくなるため、入力体が入力されたときの振幅の変化が相対的に小さくなってしまい、従来技術では十分な検出感度で測定することが困難であった。
【０００５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、入力体の入力に応じて電磁結合度が変化する位置以外での電磁結合の漏れやセンサ部等のばらつきを補償することにより検出感度を高めた入力体情報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】
【０００６】
上述した本発明の目的を達成するために、本発明による入力体情報検出装置は、電磁結合部を有するように構成される直交する複数の駆動ループ配線及び複数の検出ループ配線からなるセンサ部と、センサ部の複数の駆動ループ配線を所定の駆動信号で駆動する駆動部と、センサ部に入力される入力体に応じて変化する電磁結合部の電磁結合度を、センサ部の複数の検出ループ配線から出力される検出信号の振幅と位相を含むベクトルとして検出する検出部と、駆動部により基準となる駆動信号でセンサ部を駆動したときに、検出部により検出されるベクトルを、基準ベクトルとして記憶する記憶部と、駆動部により所定の駆動信号でセンサ部を駆動したときに、検出部により検出されるベクトルと記憶部に記憶される基準ベクトルとをベクトル演算することにより電磁結合度の変化を算出し、センサ部に入力される入力体の入力体情報を検出する演算部と、を具備するものである。
【０００７】
ここで、記憶部は、センサ部に入力体が入力されない状態のときに検出部により検出されるベクトルを基準ベクトルとして記憶するものであっても良い。
【０００８】
また、記憶部は、装置出荷前に、装置電源投入時に、定期的に、又は使用者の任意の何れかのときに、検出部により検出されるベクトルを基準ベクトルとして記憶するものであっても良い。
【０００９】
また、入力体がセンサ部の複数のループ配線のループ幅と略同一又は狭い直径の磁性体又は導電体からなる先端部材を有し、演算部は、さらに、駆動信号の振幅と位相を含むベクトルの向きと検出部により検出されるベクトルの向きに基づき、入力体の先端部材が磁性体なのか導電体なのかを識別しても良い。
【００１０】
また、入力体が共振回路を有し、検出部は、入力体の共振回路に応じて変化する電磁結合部の電磁結合度を、センサ部の複数の検出ループ配線から出力される検出信号の振幅と位相を含むベクトルとして検出するものであっても良い。
【００１１】
また、記憶部は、センサ部の複数のループ配線の交点毎に、センサ部の所定の領域毎に、又はセンサ部の複数のループ配線毎に、基準ベクトルを記憶するものであっても良い。
【００１２】
さらに、駆動部は、センサ部の複数の駆動ループ配線を正弦波の駆動信号で駆動し、演算部は、検出部により検出されるベクトルと駆動信号の振幅と位相を含むベクトルとを積和演算すると共に、検出部により検出されるベクトルと駆動信号と９０度位相が異なる信号の振幅と位相を含むベクトルとを積和演算することにより、電磁結合度の変化を算出するものであっても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の入力体情報検出装置には、入力体の入力に応じて電磁結合度が変化する位置以外での電磁結合の漏れやセンサ部等のばらつきを補償することにより検出感度を高めることが可能であるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、電磁結合度の変化を検出して入力体の圧力や圧力分布、指示位置を検出する入力体情報検出装置を説明するための概略ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の測定装置のセルの実部と虚部を算出する直交検出プロセスの流れを説明するためのフローチャートである。
【図３】図３は、基準ベクトルをループ配線の交点毎、即ちセル毎に検出する初期化プロセスを説明するためのフローチャートである。
【図４】図４は、入力体を検出して基準ベクトルとベクトル演算してベクトルをセル毎に検出する測定プロセスを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、電磁結合度の変化を検出して入力体情報を検出する入力体情報検出装置を説明するための概略ブロック図である。図示の通り、本発明の入力体情報検出装置は、センサ部１０と、駆動部２０と、検出部３０と、記憶部４０と、演算部５０とから主に構成されている。なお、入力体情報とは、入力体の圧力や圧力分布、指示位置等の情報をいう。
【００１６】
センサ部１０は、電磁結合部１８を有するように構成される、直交する複数の駆動ループ配線１１及び複数の検出ループ配線１２からなる。図示例では、直線状の複数の駆動ループ配線１１が並行に配置され、これに直交する方向で、直線状の複数の検出ループ配線１２が並行に配置されている。このように配置されたセンサ部１０は、例えば入力体として導電体や磁性体を用いた場合には、センサ部１０の駆動ループ配線１１及び検出ループ配線１２が間接的に電磁結合する。後に詳説するが、電磁結合方式の検出装置は、入力体が入力されることによりこの電磁結合度が変化する現象を利用し、この電磁結合度の変化を検出することで、入力体の圧力や圧力分布、指示位置等の入力体情報を検出する。
【００１７】
なお、本発明の入力体情報検出装置のセンサ部は、図示例の構成には限定されず、例えば電磁結合部に導体片が配置されたものであっても良い。配置された導体片とループ配線との間にクッション材が配置されれば、導体片とループ配線間の距離が入力体の押圧力により変化するように構成可能である。導体片とループ配線間の距離が変化すると電磁結合度も変化することから、この現象を利用して入力体の圧力や圧力分布、指示位置等の入力体情報が検出可能である。また、電磁結合部がコイル状に形成された駆動ループ配線及び検出ループ配線が直交するように配置されても良い。さらに、駆動ループ配線と検出ループ配線間にクッション材を配置し、駆動ループ配線と検出ループ配線間の距離が入力体の押圧力により変化するように構成されても良い。このように、本発明の入力体情報検出装置のセンサ部は、電磁結合部を有するように構成され、入力体の入力に応じて電磁結合度が変化するように構成されるものであれば良い。
【００１８】
駆動部２０は、センサ部１０の複数の駆動ループ配線１１を所定の駆動信号で駆動するものである。駆動部２０は、発振器と駆動アンプと駆動切替器とからなる。図示例では、ＤＡ変換器２１と駆動アンプ２２と駆動切替器２３とからなるものを示している。後述のＤＳＰ１００からのクロック信号等を基に、ＤＡ変換器２１によりアナログ波形となった駆動信号を生成し、これを駆動アンプ２２により増幅し、駆動切替器２３を用いて駆動ループ配線１１に順次接続して、駆動ループ配線１１を順次高周波駆動する。
【００１９】
一方、検出部３０は、センサ部１０に入力される入力体に応じて変化する電磁結合部１８の電磁結合度を、センサ部１０の複数の検出ループ配線１２から出力される検出信号の振幅と位相を含むベクトルとして検出するものである。図示例では、検出部３０は、検出切替器３１と検出アンプ３２とＡＤ変換器３３とからなるものを示している。検出切替器３１を用いて検出アンプ３２を検出ループ配線１２に順次接続し、ＡＤ変換器３３を介して検出ループ配線１２から誘導電流又は誘導電圧を順次検出する。
【００２０】
ここで、検出される誘導電流又は誘導電圧の振幅と位相について説明する。入力体がセンサ部１０に入力されると、検出信号である誘導電流又は誘導電圧の振幅が変化する。このとき、振幅のみならず位相についても変化することが分かった。即ち、入力体がセンサ部１０に入力された場合の検出信号の変化のベクトルと、電磁結合の漏れに応じた検出信号のベクトルとは、方向が異なることが分かった。さらに、ベクトルの変化は、各電磁結合部（セル）の位置に依存したり、切替器のばらつきやループ配線のばらつき等にも依存することが分かった。
【００２１】
そこで、本発明の入力体情報検出装置では、この位相の変化を利用することで電磁結合の漏れやセンサ部等のばらつきを補償することとした。即ち、電磁結合度を、センサ部１０の複数の検出ループ配線１２から出力される検出信号の振幅と位相を含むベクトルとして検出するよう構成した。そして、以下に説明するように、入力体が入力されていない基準状態における基準ベクトルを記憶部４０に記憶すると共に、演算部５０において、検出されたベクトルと基準ベクトルとをベクトル演算することにより、基準時と入力体検出時における差分を取り、入力体によって変化した電磁結合度の変化を検出できる構成とした。これにより、電磁結合の漏れやセンサ部等のばらつきを補償し、検出感度を高めることが可能となった。
【００２２】
ここで、記憶部４０は、駆動部２０により基準となる駆動信号でセンサ部１０を駆動したときに、検出部３０により検出されるベクトルを、基準ベクトルとして記憶するものである。なお、振幅と位相を含むベクトルは、例えば、実部と虚部の値としてセル毎に記憶部４０に記憶されれば良い。具体的には、後述のように、演算部５０により検出信号と駆動信号との積和演算により実部を求め、駆動波形の位相を９０度遅らせたものとの積和演算により虚部を求める。記憶部４０では、センサ部１０に入力体が入力されていない状態のときに、検出部３０により検出されるベクトルを基準ベクトルとして記憶すれば良い。入力体が入力されていない状態とは、例えば、装置出荷時や装置電源投入時等であれば良い。また、定期的に、又は使用者の任意の何れかのときに、検出部３０により検出されるベクトルを基準ベクトルとして記憶部４０に記憶するように構成しても良い。定期的に基準ベクトルを記憶し、直前の平均値を基準ベクトルとして更新するようにしても良い。また、検出部で検出される検出信号が安定したときに基準ベクトルを更新するようにしても良い。
【００２３】
なお、入力体の入力とは、センサ部に入力体が接触している状態を意味するのは勿論のこと、電磁結合度の変化として検出される程度に入力体がセンサ部に接近した状態も含むものである。
【００２４】
そして、演算部５０は、検出信号からベクトル、即ち、実部と虚部の値を求めて電磁結合度の変化を算出する。これは、例えば複数の駆動ループ配線１１を正弦波の駆動信号で駆動し、検出部３０により検出されるベクトルと駆動信号の振幅と位相を含むベクトルとを積和演算することで実部を求め、検出部３０により検出されるベクトルと駆動信号と９０度位相が異なる信号の振幅と位相を含むベクトルとを積和演算することにより虚部を求め、電磁結合度の変化を算出すれば良い。そして、駆動部２０により所定の駆動信号でセンサ部１０を駆動したときに、検出部３０により検出されるベクトルと記憶部４０に記憶される基準ベクトルとをベクトル演算する。これにより、基準時の影響を排除した上で、電磁結合度の変化を算出することができる。そして、最終的には実効値（ＲＭＳ）を取ってセンサ部１０に入力される入力体の圧力、圧力分布又は指示位置等の入力体情報を検出する。なお、基準時と入力体検出時の駆動信号は、同一であっても異なっていても良い。
【００２５】
図示例では、これら記憶部４０及び演算部５０は、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）１００で構成されている例を示した。ＤＳＰ１００は、上述のようにクロック信号を駆動部２０に供給し、検出部からの検出信号を用いてベクトルを求めると共に、基準ベクトルを記憶部４０に記憶し、検出されたベクトルと基準ベクトルを演算部５０で演算するよう構成されている。
【００２６】
ここで、駆動部及び検出部については、図示例ではそれらの一部がＤＳＰを用いて実現されているが、図示例のようにＤＳＰからのクロック信号を用いたりＤＳＰでベクトル演算を行うものには限定されず、駆動部において高周波発振器を用いてセンサ部を駆動すると共に、検出部において検出された検出信号と、駆動部の高周波発振器からの出力信号とを同期検波器に入力して電磁結合度の変化を検出するように構成しても良い。
【００２７】
さて、図示例のように構成された本発明の入力体情報検出装置の動作を、以下に詳細に説明する。まずＤＳＰ１００からクロック信号を駆動部２０に供給し、駆動部２０のＤＡ変換器２１により駆動波形（サイン波）を生成する。これを駆動アンプ２２を介して、駆動切替器２３により各駆動ループ配線１１に順次接続していく。検出部３０は、検出切替器３１により各検出ループ配線１２から順次検出信号を取り出し、検出アンプ３２を介してＡＤ変換器３３で検出信号をデジタル化した後、ＤＳＰ１００に入力する。なお、駆動切替器２３及び検出切替器３１の動作としては、例えば、まず１つ目の駆動ループ配線１１に駆動部２０を接続し、検出部３０を複数の検出ループ配線１２に順次接続して、そのときの出力信号を記憶する。そして２つ目の駆動ループ配線１１に駆動部２０を接続し、検出部３０を複数の検出ループ配線１２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、センサ部１０における駆動ループ配線１１と検出ループ配線１２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。
【００２８】
図２を用いて、駆動ループ配線１１と検出ループ配線１２のセルの実部と虚部の値の測定手法について説明する。図２は、本発明の測定装置のセルの実部と虚部を算出する直交検出プロセスの流れを説明するためのフローチャートである。なお、一例として、駆動周波数が１ＭＨzで８波処理を行う例を示した。最初に、各パラメータｉ，ＳＩ，ＳＱをリセットする（ステップ２０１）。なお、ＳＩは実部を、ＳＱは虚部を意味する。次に、１／８μｓ間隔で以降の処理を６４回繰り返す（ステップ２０２）。まず、駆動部のＤＡ変換器によりｓｉｎ（ｉ・２π／８）波形を生成する（ステップ２０３）。そして、検出部のＡＤ変換器から検出された値ａを得る（ステップ２０４）。演算部では、この値を用いて、実部ＳＩを演算する。具体的には、検出信号と駆動信号との積和演算により求める。即ち、ＳＩ＝ＳＩ＋ａ・ｓｉｎ（ｉ・２π／８）の演算を行う（ステップ２０５）。また、虚部ＳＱについては、駆動信号の位相を９０度遅らせたものとの積和演算により求める。即ち、ＳＱ＝ＳＱ＋ａ・ｓｉｎ（ｉ・２π／８−π／２）の演算を行う（ステップ２０６）。そして、ｉのカウントを１つ上げて、ステップ２０２に戻る（ステップ２０７）。これらを繰り返すことで、実部と虚部の値を求めることが可能となる。
【００２９】
次に、図３及び図４を用いて、基準ベクトルをループ配線の交点毎に算出する手法について説明する。図３は、基準ベクトルをループ配線の交点毎、即ち、セル毎に検出する初期化プロセスを説明するためのフローチャートである。また、図４は、入力体を検出して基準ベクトルとベクトル演算してベクトルをセル毎に検出する測定プロセスを説明するためのフローチャートである。なお、図１に示されるように、駆動ループ配線１１が８本（ｊ＝０〜７）、検出ループ配線１２が８本（ｉ＝０〜７）でセンサ部１０が構成されている例について、各プロセスを説明する。図３に示されるように、基準ベクトルを検出する初期化プロセスは、まず駆動切替器２３（図１参照）をｊ＝０に切り替える（ステップ３０１）。そして、検出切替器３１をｉ＝０に切り替える（ステップ３０２）。次に、図２に示される直交検出プロセスを行い（ステップ３０３）、検出された実部ＳＩと虚部ＳＱの値を、それぞれＩＲＥＦ［ｉ，ｊ］，ＱＲＥＦ［ｉ，ｊ］とする（ステップ３０４）。その後ｉのカウントを１つ上げて（ステップ３０５）、ステップ３０２に戻り、ｉ＝７になるまでこれらを繰り返す。そして、ｉ＞７になると、ｊのカウントを１つ上げて（ステップ３０６）、ステップ３０１に戻り、ｊ＝７になるまで上述のステップを繰り返す。これにより、すべてのセルに対してＩＲＥＦ［ｉ，ｊ］，ＱＲＥＦ［ｉ，ｊ］が求まる。このように測定された値を、参照テーブルとして図１の記憶部４０に記憶する。
【００３０】
図４に示される測定プロセスでは、図３に示される初期化プロセスと同様に、ステップ４０１〜ステップ４０３が行われ、記憶部４０に記憶された参照テーブルを参照し、測定された値とベクトル演算を行う。即ち、ステップ４０３において図２に示される直交検出プロセスにより得られた実部ＳＩと虚部ＳＱの値から、それぞれ記憶部４０に記憶された参照テーブルの参照値ＩＲＥＦ［ｉ，ｊ］，ＱＲＥＦ［ｉ，ｊ］を減算して、検出ベクトルとして実部ＤＩ［ｉ，ｊ］と虚部ＤＱ［ｉ，ｊ］とする。これらを図３と同様に繰り返すことで（ステップ４０５、ステップ４０６）、すべてのセルに対して検出ベクトルが求まる。そして、すべてのセルに対して以下の演算を行うことで、それぞれの振幅と位相を演算する（ステップ４０７）。
【数１】
2010169462.tif 000003
【００３１】
このように、初期化プロセス及び測定プロセスを用いることで、検出部により検出されるベクトルと記憶部に記憶される基準ベクトルとをベクトル演算し、入力体が入力されたときの電磁結合度の変化を算出することが可能となる。そして、算出された電磁結合度の変化を基に、振幅や位相を用いてセンサ部に入力される入力体の圧力、圧力分布又は指示位置等の入力体情報を検出することが可能となる。
【００３２】
なお、上述の例ではループ配線の交点毎に基準ベクトルを記憶し、ループ配線の交点毎にベクトル演算を行う例を説明したが、本発明はこれに限定されず、センサ部の所定の領域毎、又はセンサ部の複数のループ配線毎に、基準ベクトルを参照テーブルとして記憶するものであっても良い。
【００３３】
センサ部の所定の領域毎、即ち、エリア毎に基準ベクトルを記憶する場合には、以下のようにすれば良い。例えば図１に示されるセンサ部を４つのエリアに分けた場合、Ｉ＝０〜３、Ｊ＝０〜３（Ｉ＝０はｉ＝１，２、Ｉ＝１はｉ＝３，４・・・、Ｊ＝０はｊ＝１，２、Ｊ＝１はｊ＝３，４・・・の意味）について、以下のような基準ベクトルＣＩＲＥＦ，ＣＱＲＥＦを記憶しておけば良い。
【数２】
2010169462.tif 000004
【００３４】
そして、参照値として以下のＩＲＥＦ，ＱＲＥＦを用いて、測定プロセスで各ループ配線ｉ，ｊからの検出信号を演算すれば良い。
【数３】
2010169462.tif 000005
但し、ＲＯＵＮＤＤＯＷＮ関数は切り捨てを意味する。
【００３５】
このように、セル毎ではなく、エリア毎に基準ベクトルを参照テーブルとして記憶することで、センサ部が大きくなりセル数が膨大となった場合であっても、記憶量や演算数を減らすことが可能となる。
【００３６】
また、センサ部の複数のループ配線毎に基準ベクトルを参照テーブルとして記憶する場合には、以下のようにすれば良い。例えば、検出ループ配線ｉ＝０〜７について、以下のような基準ベクトルを記憶しておけば良い。
【数４】
2010169462.tif 000006
【００３７】
そして、駆動ループ配線ｊ＝０〜７について、以下のような基準ベクトルを記憶しておく。
【数５】
2010169462.tif 000007
【００３８】
そして、参照値として以下のＩＲＥＦ，ＱＲＥＦを用いて、測定プロセスで各ループ配線ｉ，ｊからの検出信号を演算すれば良い。
【数６】
2010169462.tif 000008
【００３９】
このように、セル毎ではなく、ループ配線毎、即ち、Ｘ，Ｙの行と列でそれぞれ平均値を求め、これを参照テーブルとして記憶することで、さらに記憶量や演算数を減らすことが可能となる。
【００４０】
さて、このように構成された本発明の入力体情報検出装置において、入力体の先端部材が磁性体なのか導電体なのかを識別する場合について説明する。本願発明者は、特願２００８−２１９８２６において、駆動信号と検出信号が同位相か逆位相かに基づき、入力体の先端部材が磁性体なのか導電体なのかを識別可能であることを既に開示している。本発明の入力体情報検出装置では、これを応用し、ベクトルの向きに基づき、入力体の先端部材が磁性体なのか導電体なのかを識別可能とした。以下、詳説する。
【００４１】
例えば、入力体として、駆動ループ配線又は検出ループ配線のループ幅と略同一又は狭い直径の磁性体又は導電体からなる先端部材を有するものを用いる。具体的には、例えば、入力体として、その先端部に磁性体からなる先端部材を有しているものと、導電体からなる先端部材を有しているものの２つを用いる。このような先端部は、ループ幅よりも狭い直径を有するように構成されている。即ち、入力体は、先端部材の大部分が直交するループ配線の内側に入るような大きさを有している。なお、先端部材として用いられる磁性体の材料としては、例えば、フェライトやアルニコ、パーマロイ等が挙げられる。また、導電体の材料としては、例えば、銅やアルミニウム等が挙げられる。
【００４２】
本発明の入力体情報検出装置では、入力体の先端部材が、ループ配線のループ幅と略同一又は狭い直径を有するように構成されることで、検出信号の振幅が大きくなり、また、先端部材が磁性体か導電体かにより検出される検出信号の位相の向き、即ち、ベクトルの向きが反転することになる。なお、駆動ループ配線と検出ループ配線は必ずしも同一のループ幅を有するものには限定されず、また、先端部材の直径も、ループ幅が狭いほうのループ配線のループ幅と略同一又は狭い直径となるように構成されていれば良い。
【００４３】
さて、このような構成の入力体を用いた入力体情報検出装置において、複数の入力体を識別する場合について説明する。演算部５０は、駆動信号の振幅と位相を含むベクトルの向きと検出部により検出されるベクトルの向きに基づき、入力体の先端部材が磁性体なのか導電体なのかを識別する。即ち、入力体の先端部材が磁性体なのか導電体なのかに応じて、ベクトルの向きが反転するため、これを利用して入力体の先端部材を識別可能となる。
【００４４】
例えば、入力体として、磁性体の先端部材を有するものが入力された場合、駆動ループ配線１１の電流が増加するのに従い、センサ部１０に垂直な方向の磁界が増加する。このとき、検出ループ配線１２では、この磁界の変化を妨げるような方向に誘導電流が発生する。したがって、駆動信号と逆位相の検出信号が検出されることになる。
【００４５】
一方、入力体として、導電体の先端部材を有するものが入力された場合、駆動ループ配線１１の電流が増加するのに従い、センサ部１０に垂直な方向の磁界が増加する。このとき、先端部材の導電体では、この磁界の変化を妨げるような方向に渦電流が発生する。次に、この先端部材に発生した渦電流により、駆動ループ配線１１の電流の増加による磁界の方向とは反対方向に、センサ部１０に垂直な方向の磁界が増加する。そして、検出ループ配線１２では、この磁界の変化を妨げるような方向に誘導電流が発生する。したがって、駆動信号と同相の検出信号が検出されることになる。
【００４６】
このように、入力体の先端部材が磁性体か導電体かにより、検出される信号の位相が反転することが分かる。したがって、駆動信号と検出信号のベクトルを用いることで、入力体の先端部材が磁性体なのか導電体なのかを識別することが可能となる。
【００４７】
また、入力体が共振回路を有する場合に、入力体の共振回路に応じて変化する電磁結合部の電磁結合度を、センサ部の複数の検出ループ配線から出力される検出信号の振幅と位相を含むベクトルとして検出するように構成しても良い。この場合は、まず、センサ部の直交する複数の駆動ループ配線により所定の周波数の電波を送信し、入力体に設けられる共振回路で受信する。その際、電波を受信した共振回路から発信される電波を検出ループ配線で受信して、検出信号の振幅と位相を含むベクトルとして検出する。これを、ループ配線を順次切り替えて検出することで、指示位置を検出できるように構成する。このような構成であっても、上述と同様に、演算部では、検出部で検出されたベクトルと記憶部に記憶された基準ベクトルとをベクトル演算することで、電磁結合度の変化を算出してセンサ部に入力される入力体の圧力、圧力分布又は指示位置等の入力体情報を検出することが可能となる。
【００４８】
なお、本発明の入力体情報検出装置は、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。
【符号の説明】
【００４９】
１０  センサ部
１１  駆動ループ配線
１２  検出ループ配線
１８  電磁結合部
２０  駆動部
２１  ＤＡ変換器
２２  駆動アンプ
２３  駆動切替器
３０  検出部
３１  検出切替器
３２  検出アンプ
３３  ＡＤ変換器
４０  記憶部
５０  演算部
１００  ＤＳＰ
【図１】
2010169462.tif 000009
【図２】
2010169462.tif 000010
【図３】
2010169462.tif 000011
【図４】
2010169462.tif 000012