(57)【要約】【課題】位置指示器の検出とタッチキーへのタッチの検出という２つの機能を、実装面積及びチップ面積を増加させることなく、１つのＩＣで実現すること。【解決手段】センサ（２０）が複数のセンサコイルを含む場合、受信部（１３）は、複数のセンサコイルを順次選択し、選択されたセンサコイルを介して位置指示器から信号を受信し、演算回路（１４）は、複数のセンサコイルをそれぞれ介して受信部（１３）にて受信された信号の振幅値及び位相値を用いて、位置指示器の指示位置の座標及び筆圧を検出する。センサ（２０）がセンサ容量を含む場合、送信部（１２）は、センサ容量に信号を出力し、受信部（１３）は、センサ容量と送信部（１２）との接続点で発生した信号を入力し、演算回路（１４）は、受信部（１３）にて入力された信号の位相値を用いて、センサ容量に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサに接続される半導体装置であって、
送信部と、
受信部と、
演算回路と、を備え、
前記センサが、位置指示器の位置検出方向に設けられた複数のセンサコイルを含む場合、前記複数のセンサコイルの駆動時に、前記受信部は、前記複数のセンサコイルを順次選択し、選択されたセンサコイルを介して前記位置指示器から信号を受信し、前記演算回路は、前記複数のセンサコイルをそれぞれ介して前記受信部にて受信された信号の振幅値及び位相値を用いて、前記位置指示器の指示位置の座標及び筆圧を検出し、
前記センサが、タッチキーに対応する位置に設けられたセンサ容量を含む場合、前記センサ容量の駆動時に、前記送信部は、前記センサ容量に信号を出力し、前記受信部は、前記センサ容量と前記送信部との接続点で発生した信号を入力し、前記演算回路は、前記受信部にて入力された信号の位相値を用いて、前記センサ容量に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する、
半導体装置。
【請求項２】
前記センサが、複数の前記タッチキーに対応する位置にそれぞれ設けられた複数の前記センサ容量を含む場合、前記複数のセンサ容量の駆動時に、前記送信部は、前記複数のセンサ容量を順次選択し、選択されたセンサ容量に信号を出力し、前記受信部は、前記選択されたセンサ容量と前記送信部との接続点で発生した信号を入力し、前記演算回路は、前記受信部にて入力された信号の位相値を用いて、前記選択されたセンサ容量に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記複数のセンサコイル及び前記センサ容量の駆動前に行うキャリブレーション時に、前記送信部は、前記受信部に信号を出力し、前記受信部は、前記送信部から出力された信号を入力し、前記演算回路は、前記受信部にて入力された信号の位相値を位相基準値として保持する、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記センサ容量の駆動時に、前記演算回路は、前記センサ容量と前記送信部との接続点で発生し前記受信部にて入力された信号の位相値と前記位相基準値との位相差を用いて、前記センサ容量に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する、
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記センサ容量の駆動時に、前記演算回路は、前記位相差を閾値と比較することにより、前記センサ容量に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する、
請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記複数のセンサコイルの駆動時に、前記演算回路は、前記複数のセンサコイルをそれぞれ介して前記受信部にて受信された信号の振幅値を用いて、前記位置指示器の指示位置の座標を検出し、前記複数のセンサコイルをそれぞれ介して前記受信部にて受信された信号の位相値と前記位相基準値との位相差を用いて、前記位置指示器の筆圧を検出する、
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記送信部は、
電圧信号を生成する信号生成器と、
前記信号生成器にて生成された電圧信号を電流信号に変換する第１の電流ドライバと、
前記第１の電流ドライバにて変換された電流信号を電圧信号に変換する変換回路と、を備え、
前記センサ容量の駆動時に、前記送信部は、前記変換回路にて変換された電圧信号を前記センサ容量に出力する、
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記送信部は、
前記信号生成器にて生成された電圧信号を電流信号に変換する第２の電流ドライバをさらに備え、
前記キャリブレーション時に、前記送信部は、前記変換回路にて変換された電圧信号を前記受信部に出力し、
前記複数のセンサコイルの駆動時に、前記送信部は、前記複数のセンサコイルを順次選択し、選択されたセンサコイルを介して前記第２の電流ドライバにて変換された電流信号を前記位置指示器に送信し、前記受信部は、前記送信部にて選択されたセンサコイルを順次選択し、選択されたセンサコイルを介して前記位置指示器から電圧信号を受信する、
請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記センサが前記複数のセンサコイル及び前記センサ容量を含む場合、前記複数のセンサコイルを駆動して、前記位置指示器の指示位置の座標及び筆圧を検出し、その後に、前記センサ容量を駆動して、前記センサ容量に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記センサが前記複数のセンサコイル及び前記センサ容量を含む場合、前記センサ容量を駆動して、前記センサ容量に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出し、その後に、前記複数のセンサコイルを駆動して、前記位置指示器の指示位置の座標及び筆圧を検出する、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記センサは、前記複数のセンサコイルと、前記センサ容量と、を含み、
前記複数のセンサコイルは、第１の領域に設けられ、
前記センサ容量は、前記第１の領域とは異なる第２の領域に設けられる、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記センサは、前記複数のセンサコイルと、前記センサ容量と、を含み、
前記複数のセンサコイルは、第１の領域及び前記第１の領域とは異なる第２の領域の両方に設けられ、
前記センサ容量は、前記第１の領域又は前記第２の領域のいずれか一方の領域に設けられる、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記センサは、前記複数のセンサコイルと、複数の前記タッチキーに対応する位置にそれぞれ設けられた複数の前記センサ容量と、を含み、
前記複数のセンサ容量は、第１の領域及び前記第１の領域とは異なる第２の領域の両方に設けられ、
前記複数のセンサコイルは、前記第１の領域又は前記第２の領域のいずれか一方の領域に設けられる、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記センサは、前記複数のセンサコイルと、複数の前記タッチキーに対応する位置にそれぞれ設けられた複数の前記センサ容量と、を含み、
前記複数のセンサコイルは、第１の領域及び前記第１の領域とは異なる第２の領域の両方に設けられ、
前記複数のセンサ容量は、前記第１の領域及び前記第２の領域の両方に設けられる、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１５】
位置指示器の位置検出方向に設けられた複数のセンサコイルと、
タッチキーに対応する位置に設けられたセンサ容量と、
送信部と、
受信部と、
演算回路と、を備え、
前記複数のセンサコイルの駆動時に、前記受信部は、前記複数のセンサコイルを順次選択し、選択されたセンサコイルを介して前記位置指示器から信号を受信し、前記演算回路は、前記複数のセンサコイルをそれぞれ介して前記受信部にて受信された信号の振幅値及び位相値を用いて、前記位置指示器の指示位置の座標及び筆圧を検出し、
前記センサ容量の駆動時に、前記送信部は、前記センサ容量に信号を出力し、前記受信部は、前記センサ容量と前記送信部との接続点で発生した信号を入力し、前記演算回路は、前記受信部にて入力された信号の位相値を用いて、前記センサ容量に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する、
位置検出装置。
【請求項１６】
センサに接続される半導体装置の制御方法であって、
前記センサが、位置指示器の位置検出方向に設けられた複数のセンサコイルを含む場合、前記複数のセンサコイルの駆動時に、前記複数のセンサコイルを順次選択し、選択されたセンサコイルを介して前記位置指示器から信号を受信し、前記複数のセンサコイルをそれぞれ介して受信された信号の振幅値及び位相値を用いて、前記位置指示器の指示位置の座標及び筆圧を検出し、
前記センサが、タッチキーに対応する位置に設けられたセンサ容量を含む場合、前記センサ容量の駆動時に、送信部から前記センサ容量に信号を出力し、前記センサ容量と前記送信部との接続点で発生した信号を入力し、入力された信号の位相値を用いて、前記センサ容量に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する、
半導体装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、位置検出装置、及び半導体装置の制御方法に関し、例えば、位置検出器の指示位置の座標及び筆圧を検出すると共にタッチキーへのタッチの有無を検出する半導体装置に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導（ＥＭＲ：Electro Magnetic Resonance）式の位置検出装置及び位置指示器（代表的にはペン）が知られている（例えば、特許文献１）。
特許文献１によれば、位置検出装置は、筐体内にある複数のループコイルを順次選択し、選択されたループコイルを介して、位置指示器との間で電磁誘導により信号を送受信し、位置指示器から受信された信号の振幅値及び位相値を算出する。位置検出装置は、算出された振幅値及び位相値を用いて、位置指示器の指示位置の座標及び筆圧を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０６７１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、スマートフォン等の携帯端末の中には、電磁誘導式の位置指示器の指示位置の座標及び筆圧を検出する機能と、タッチキーへのタッチの有無を検出する機能と、の２つの機能を備えたものがある。このような携帯端末において、位置指示器の指示位置の座標及び筆圧を検出する方法としては、上述の特許文献１に記載の方法が挙げられる。一方、タッチキーへのタッチの有無を検出する方法としては、直列抵抗分圧比較方式と呼ばれる方法が挙げられる。
【０００５】
直列抵抗分圧比較方式は、タッチキーに対応する位置にセンサ容量を設け、充電用コンデンサを徐々に放電して、電荷をセンサ容量及び比較用コンデンサに移動させ、センサ容量と比較用コンデンサとで分圧された電圧を、基準電圧未満になるまで繰り返し測定する。ここで、タッチキーがタッチされると、そのタッチキーに対応するセンサ容量の容量値が増加する。すると、上述の分圧された電圧は低下し、繰り返し回数は減少する。これを利用して、繰り返し回数を閾値と比較することにより、タッチキーへのタッチの有無を検出する。
【０００６】
ところが、従来は、上述の２つの機能はそれぞれ個別の回路で実現されていた。すなわち、ＩＣ（Integrated circuit）が２つ必要であった。しかし、携帯端末には、ＩＣを実装する実装面積が少ないため、２つのＩＣを実装できない場合には、２つの機能を実現することが困難となっていた。また、２つの機能をそれぞれ実現する２つの回路を１つのＩＣに搭載すると、ＩＣ上のチップ面積が増大し、結果的にＩＣが大きくなってしまう。いずれの場合も、２つの機能を実現するためには面積が問題となっていた。
【０００７】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施の形態によれば、半導体装置は、センサが複数のセンサコイルを含む場合、複数のセンサコイルを順次選択し、選択されたセンサコイルを介して位置指示器から信号を受信し、複数のセンサコイルをそれぞれ介して受信された信号の振幅値及び位相値を用いて、位置指示器の指示位置の座標及び筆圧を検出する。また、半導体装置は、センサがセンサ容量を含む場合、送信部からセンサ容量に信号を出力し、センサ容量と送信部との接続点で発生した信号を入力し、入力された信号の位相値を用いて、センサ容量に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する。
【発明の効果】
【０００９】
前記一実施の形態によれば、上述した課題の解決に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係る位置検出装置の構成の一例を示す図である。
【図２】実施の形態に係る電流ドライバの構成の一例を示す図である。
【図３】実施の形態に係るＣＡＬ用電流ドライバ及び電流−電圧変換回路の構成の一例を示す図である。
【図４】実施の形態に係る半導体装置によるセンサコイルの駆動動作の概略的な流れの一例を示す図である。
【図５】実施の形態に係る半導体装置によるセンサコイルの駆動時におけるキャリブレーション動作の一例を示す図である。
【図６】実施の形態に係る半導体装置によるセンサコイルの駆動時における電磁誘導ペンとの送信動作の一例を示す図である。
【図７】実施の形態に係る半導体装置によるセンサコイルの駆動時における電磁誘導ペンとの受信動作の一例を示す図である。
【図８】実施の形態に係る半導体装置によるセンサ容量の駆動動作の概略的な流れの一例を示す図である。
【図９】実施の形態に係る半導体装置によるセンサ容量の駆動時におけるセンサ容量の容量値の検出動作の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態に係る半導体装置によるタッチキーへのタッチの有無の判定方法の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態に係る位置検出装置を実装した携帯端末の外観構成の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態に係る位置検出装置を実装した携帯端末の内部構成の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態に係る位置検出装置を実装した携帯端末によるセンサコイル及びセンサ容量の駆動動作の概略的な流れの一例を示す図である。
【図１４】実施の形態に係る位置検出装置を実装した携帯端末の内部構成の他の例を示す図である。
【図１５】実施の形態に係る位置検出装置を実装した携帯端末の内部構成のさらに他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜実施の形態＞
以下、実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラム等によって実現される。従って、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１２】
また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００１３】
＜位置検出装置５００の構成＞
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る位置検出装置５００の構成について説明する。図１に示されるように、本実施の形態に係る位置検出装置５００は、ＩＣ等である半導体装置１０と、Ｎ（Ｎは１以上の整数）チャネル分のＮ個のセンサ２０−１〜２０−Ｎ（以下、どのセンサであるか特定しない場合はセンサ２０と称す）と、を備えている。
【００１４】
センサ２０−１〜２０−Ｎは、センサコイル又はセンサ容量を含む。センサ２０−１〜２０−Ｎは、全てがセンサコイルでも良いし、全てがセンサ容量でも良い。又は、センサ２０−１〜２０−Ｎは、センサコイル及びセンサ容量が混在していても良い。例えば、Ｎを４２とした場合、４０個のセンサ２０をセンサコイルとし、２個のセンサ２０をセンサ容量とすることが可能である。ただし、混在する場合も、センサコイル及びセンサ容量は、異なるチャネルを割り当て、異なる入出力端子１５−１〜１５−Ｎに接続する必要がある。
【００１５】
センサコイルは、位置指示器としての電磁誘導ペン３０（図６及び図７参照）との間で電磁誘導により信号を送受信するものであり、例えば、ループコイルである。センサコイルは、電磁誘導ペン３０の指示位置を検出する位置検出方向にマトリクス状に設けられる。そのため、センサ２０−１〜２０−Ｎにセンサコイルを含める場合には、複数個のセンサコイルを設ける。
半導体装置１０は、センサ２０−１〜２０−Ｎがセンサコイルを含む場合、センサコイルを駆動して、電磁誘導ペン３０の指示位置の座標及び筆圧を検出する。
【００１６】
センサ容量は、タッチキー（不図示）に対応する位置に設けられるものであり、対応するタッチキーがタッチされると容量値が変化する（増加する）。そのため、センサ２０−１〜２０−Ｎにセンサ容量を含める場合には、タッチキーの個数分のセンサ容量を設ける。すなわち、センサ容量は、タッチキーの個数に応じて１個以上を設ける。センサ容量は、タッチキーがタッチされると容量値が変化するものであれば良く、タッチキー専用のセンサ容量には限定されない。なお、タッチキーには固有の動作が割り当てられており、タッチキーがタッチされると、そのタッチキーに割り当てられた固有の動作が行われる。
半導体装置１０は、センサ２０−１〜２０−Ｎがセンサ容量を含む場合、センサ容量を駆動して、センサ容量に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する。
【００１７】
＜半導体装置１０の構成＞
半導体装置１０は、制御回路１１と、送信部１２と、受信部１３と、演算回路１４と、Ｎ個の入出力端子１５−１〜１５−Ｎ（以下、どの入出力端子であるか特定しない場合は入出力端子１５と称す）と、を備えている。
入出力端子１５−１〜１５−Ｎは、センサ２０−１〜２０−Ｎの各々に対応して設けられ、対応するセンサ２０に接続される。
【００１８】
送信部１２は、信号生成器１２１と、Ｎ個の送信チャネル選択スイッチ１２２−１〜１２２−Ｎ（以下、どの送信チャネル選択スイッチであるか特定しない場合は送信チャネル選択スイッチ１２２と称す）と、Ｎ個の電流ドライバ１２３−１〜１２３−Ｎ（以下、どの電流ドライバであるか特定しない場合は電流ドライバ１２３と称す）と、キャリブレーション（Calibration。以下、ＣＡＬと適宜称す）用送信スイッチ１２４と、ＣＡＬ用電流ドライバ１２５と、電流−電圧変換回路１２６と、ＣＡＬ用受信スイッチ１２７と、を備えている。なお、電流ドライバ１２３は、第２の電流ドライバの一例であり、ＣＡＬ用電流ドライバ１２５は、第１の電流ドライバの一例である。
【００１９】
信号生成器１２１は、電圧正弦波信号を生成する。
送信チャネル選択スイッチ１２２−１〜１２２−Ｎは、センサ２０−１〜２０−Ｎの各々に対応して設けられる。電磁誘導ペン３０との送信動作時に、送信部１２によりセンサ２０−１〜２０−Ｎの１つが選択されると、選択されたセンサ２０に対応する送信チャネル選択スイッチ１２２がＯＮ（閉状態）になる。これにより、選択されたセンサ２０に対応する電流ドライバ１２３の入力と信号生成器１２１の出力とが接続される。
【００２０】
電流ドライバ１２３−１〜１２３−Ｎは、センサ２０−１〜２０−Ｎの各々に対応して設けられる。電流ドライバ１２３−１〜１２３−Ｎは、信号生成器１２１に接続されると、信号生成器１２１にて生成された電圧正弦波信号を電流正弦波信号に変換し、変換された電流正弦波信号を、対応するセンサ２０に入出力端子１５を介して出力する。
【００２１】
ＣＡＬ用送信スイッチ１２４は、キャリブレーション動作時及びタッチキーの検出動作時に、ＯＮ（閉状態）になる。これにより、ＣＡＬ用電流ドライバ１２５の入力と信号生成器１２１の出力とが接続される。
ＣＡＬ用電流ドライバ１２５は、信号生成器１２１に接続されると、信号生成器１２１にて生成された電圧正弦波信号を電流正弦波信号に変換し、変換された電流正弦波信号を電流−電圧変換回路１２６に出力する。
【００２２】
電流−電圧変換回路１２６は、ＣＡＬ用電流ドライバ１２５から出力された電流正弦波信号を電圧正弦波信号に変換し、変換された電圧正弦波信号をＣＡＬ用受信スイッチ１２７に出力する。
ＣＡＬ用受信スイッチ１２７は、キャリブレーション動作時及びタッチキーの検出動作時に、ＯＮ（閉状態）になる。これにより、受信部１３内のプリアンプ１３２の入力と電流−電圧変換回路１２６の出力とが接続される。
【００２３】
受信部１３は、Ｎ個の受信チャネル選択スイッチ１３１−１〜１３１−Ｎ（以下、どの受信チャネル選択スイッチであるか特定しない場合は受信チャネル選択スイッチ１３１と称す）と、プリアンプ１３２と、Ａ／Ｄコンバータ（Analog-to-digital converter。以下、ＡＤＣと称す）１３３と、を備えている。
【００２４】
受信チャネル選択スイッチ１３１−１〜１３１−Ｎは、センサ２０−１〜２０−Ｎの各々に対応して設けられる。電磁誘導ペン３０との受信動作時及びタッチキーの検出動作時に、受信部１３によりセンサ２０−１〜２０−Ｎの１つが選択されると、選択されたセンサ２０に対応する受信チャネル選択スイッチ１３１がＯＮ（閉状態）になる。これにより、選択されたセンサ２０とプリアンプ１３２の入力とが、入出力端子１５を介して接続される。
【００２５】
プリアンプ１３２は、選択されたセンサ２０に接続されると、選択されたセンサ２０にて受信された電圧正弦波信号を増幅してＡＤＣ１３３に出力する。また、プリアンプ１３２は、電流−電圧変換回路１２６に接続されると、電流−電圧変換回路１２６にて変換された電圧正弦波信号を増幅してＡＤＣ１３３に出力する。また、プリアンプ１３２は、選択されたセンサ２０及び電流−電圧変換回路１２６に接続されると、選択されたセンサ２０と電流−電圧変換回路１２６との接続点で発生した信号を入力し、入力された電圧正弦波信号を増幅してＡＤＣ１３３に出力する。
【００２６】
ＡＤＣ１３３は、プリアンプ１３２から出力された電圧正弦波信号をデジタル化し、デジタル化された正弦波デジタル信号を演算回路１４に出力する。
【００２７】
演算回路１４は、ＡＤＣ１３３から出力された正弦波デジタル信号に対し、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform：離散フーリエ変換）等の演算を行う。演算回路１４は、演算結果を基に、電磁誘導ペン３０の指示位置の座標及び筆圧を検出したり、タッチキーへのタッチの有無を検出したりする。この検出方法の詳細は後述する。
【００２８】
制御回路１１は、半導体装置１０内の要素を制御する。例えば、制御回路１１は、送信チャネル選択スイッチ１２２−１〜１２２−Ｎ、ＣＡＬ用送信スイッチ１２４、ＣＡＬ用受信スイッチ１２７、及び受信チャネル選択スイッチ１３１−１〜１３１−ＮのＯＮ（閉状態）／ＯＦＦ（開状態）を制御する。
【００２９】
＜電流ドライバ１２３−１〜１２３−Ｎの構成＞
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る電流ドライバ１２３−１〜１２３−Ｎの構成について説明する。
図２に示されるように、電流ドライバ１２３−１〜１２３−Ｎは、分離回路１２３１と、オペアンプ１２３２，１２３５と、ドライバトランジスタ１２３３，１２３６と、抵抗素子１２３４，１２３７と、を備えている。
【００３０】
分離回路１２３１は、信号生成器１２１にて生成された電圧正弦波信号を正の半波信号と負の半波信号とに分離し、正と負の半波信号の一方をオペアンプ１２３２に出力し、他方をオペアンプ１２３５に出力する。
【００３１】
オペアンプ１２３２は、分離回路１２３１から出力された半波信号に相当する電圧が抵抗素子１２３４の下端に現れるよう制御する。抵抗素子１２３４には、発生した電位差をそれぞれの抵抗値で除算した電流が流れる。
オペアンプ１２３５は、分離回路１２３１から出力された半波信号に相当する電圧が抵抗素子１２３７の上端に現れるよう制御する。抵抗素子１２３７には、発生した電位差をそれぞれの抵抗値で除算した電流が流れる。
【００３２】
抵抗素子１２３４，１２３７に流れる電流は、ドライバトランジスタ１２３３，１２３６をそれぞれ介して、ドライバトランジスタ１２３３とドライバトランジスタ１２３６との接続点にて合成される。この合成された電流は、後段の対応するセンサ２０に電流正弦波信号として出力される。
なお、図２に示される電流ドライバ１２３−１〜１２３−Ｎの構成は一例であって、この構成に限定されるものではない。
【００３３】
＜ＣＡＬ用電流ドライバ１２５及び電流−電圧変換回路１２６の構成＞
次に、図３を参照して、本実施の形態に係るＣＡＬ用電流ドライバ１２５及び電流−電圧変換回路１２６の構成について説明する。
図３に示されるように、ＣＡＬ用電流ドライバ１２５は、図２に示される電流ドライバ１２３−１〜１２３−Ｎの構成と同様である。すなわち、ＣＡＬ用電流ドライバ１２５は、図２に示される分離回路１２３１、オペアンプ１２３２，１２３５、ドライバトランジスタ１２３３，１２３６、及び抵抗素子１２３４，１２３７にそれぞれ相当する、分離回路１２５１、オペアンプ１２５２，１２５５、ドライバトランジスタ１２５３，１２５６、及び抵抗素子１２５４，１２５７を備えている。
【００３４】
電流−電圧変換回路１２６は、ＣＡＬ用電流ドライバ１２５から出力された電流を電圧に変換するための抵抗素子１２６１を備えている。
なお、図３に示されるＣＡＬ用電流ドライバ１２５及び電流−電圧変換回路１２６の構成は一例であって、この構成に限定されるものではない。
【００３５】
＜センサコイル２１の駆動動作＞
以下、本実施の形態に係る半導体装置１０の動作について説明する。
まず、センサ２０としてのセンサコイルを駆動して、電磁誘導ペン３０の指示位置の座標及び筆圧を検出する動作について説明する。ここでは、センサ２０−１〜２０−Ｎは全てセンサコイルであるものとし、センサ２０−１〜２０−Ｎを、便宜のために、センサコイル２１−１〜２１−Ｎ（以下、どのセンサコイルであるか特定しない場合はセンサコイル２１と称す）と称す。
【００３６】
＜センサコイル２１の駆動動作の概略的な流れ＞
まず、図４を参照して、本実施の形態に係る半導体装置１０によるセンサコイル２１の駆動動作の概略的な流れについて説明する。
図４に示されるように、まず、半導体装置１０は、信号の振幅基準値及び位相基準値を求めるためにキャリブレーションを行う。続いて、半導体装置１０は、Ｎチャネル分のＮ個のセンサコイル２１−１〜２１−Ｎを１つずつ順次選択し、選択されたセンサコイル２１と電磁誘導ペン３０との間で電磁誘導により信号を送受信し、選択されたセンサコイル２１を介して電磁誘導ペン３０から受信部１３にて受信された信号の振幅値及び位相値を算出する。Ｎ個のセンサコイル２１−１〜２１−Ｎの各々の送受信が完了した後、半導体装置１０は、キャリブレーションで得られた位相基準値と、センサコイル２１−１〜２１−Ｎの各々にて受信された信号の振幅値及び位相値を用いて、電磁誘導ペン３０の指示位置の座標及び筆圧を検出する。
【００３７】
＜センサコイル２１の駆動時におけるキャリブレーション動作＞
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る半導体装置１０によるセンサコイル２１の駆動時におけるキャリブレーション動作について説明する。
図５に示されるように、キャリブレーション動作時には、送信部１２は、制御回路１１の制御の元で、ＣＡＬ用送信スイッチ１２４及びＣＡＬ用受信スイッチ１２７をＯＮ（閉状態）にする。このとき、制御回路１１は、これ以外の送信チャネル選択スイッチ１２２−１〜１２２−Ｎ及び受信チャネル選択スイッチ１３１−１〜１３１−Ｎについては、全てＯＦＦ（開状態）に制御する。
この状態で、信号生成器１２１は、制御回路１１の制御の元で、電圧正弦波信号を生成する。すると、信号生成器１２１にて生成された電圧正弦波信号は、ＣＡＬ用電流ドライバ１２５にて電流正弦波信号に変換され、電流−電圧変換回路１２６にて電圧正弦波信号に再度変換され、変換された電圧正弦波信号が受信部１３に入力される。
【００３８】
受信部１３に入力された電圧正弦波信号は、プリアンプ１３２にて増幅され、ＡＤＣ１３３にて正弦波デジタル信号に変換される。演算回路１４は、ＡＤＣ１３３にて変換された正弦波デジタル信号に対してＤＦＴを行うことにより、送信部１２から入力された信号の振幅値及び位相値を算出し、算出された振幅値及び位相値をそれぞれ振幅基準値及び位相基準値として保持する。なお、このような振幅値及び位相値の算出方法の詳細は、例えば、特開平３−１４７０１２号公報にすでに開示されているため、ここでは説明を省略する。
【００３９】
＜センサコイル２１の駆動時における電磁誘導ペン３０との送受信動作＞
次に、図６及び図７を参照して、本実施の形態に係る半導体装置１０によるセンサコイル２１の駆動時における電磁誘導ペン３０との送受信動作について説明する。なお、図６及び図７は、第１チャネルのセンサコイル２１−１を選択した場合の電磁誘導ペン３０との送受信動作を示している。
【００４０】
図６及び図７に示されるように、電磁誘導ペン３０は、コイルと可変容量とが並列接続されたペン回路を内蔵している。この可変容量はペン先に筆圧がかかると容量が変化する。すなわち、電磁誘導ペン３０は、ペン先に筆圧がかかると、共振周波数が変化する構成になっている。
【００４１】
図６に示されるように、センサコイル２１−１による電磁誘導ペン３０との送信動作時には、送信部１２は、制御回路１１の制御の元で、センサコイル２１−１を選択し、選択されたセンサコイル２１−１に対応する送信チャネル選択スイッチ１２２−１をＯＮ（閉状態）にする。このとき、制御回路１１は、これ以外の送信チャネル選択スイッチ１２２−２〜１２２−Ｎ、ＣＡＬ用送信スイッチ１２４、ＣＡＬ用受信スイッチ１２７、及び受信チャネル選択スイッチ１３１−１〜１３１−Ｎについては、全てＯＦＦ（開状態）に制御する。
【００４２】
この状態で、信号生成器１２１は、制御回路１１の制御の元で、電圧正弦波信号を生成する。すると、信号生成器１２１にて生成された電圧正弦波信号は、電流ドライバ１２３−１にて電流正弦波信号に変換され、入出力端子１５−１を介して、センサコイル２１−１に出力される。
このとき、電磁誘導ペン３０を位置検出装置５００に近づけると、センサコイル２１−１を１次コイル、電磁誘導ペン３０を２次コイルとして電磁誘導が発生する。そのため、電磁誘導ペン３０には、内蔵されたペン回路のコイルと可変容量とに応じた共振周波数の電圧が発生する。これに続いて、センサコイル２１−１による受信動作を行う。
【００４３】
図７に示されるように、センサコイル２１−１による電磁誘導ペン３０との受信動作時には、受信部１３は、制御回路１１の制御の元で、送信部１２にて選択されていたセンサコイル２１−１を選択し、選択されたセンサコイル２１−１に対応する受信チャネル選択スイッチ１３１−１をＯＮ（閉状態）にする。このとき、制御回路１１は、これ以外の送信チャネル選択スイッチ１２２−１〜１２２−Ｎ、ＣＡＬ用送信スイッチ１２４、ＣＡＬ用受信スイッチ１２７、及び受信チャネル選択スイッチ１３１−２〜１３１−Ｎについては、全てＯＦＦ（開状態）に制御する。
【００４４】
この時点では、電磁誘導ペン３０には、上述のように、電圧が発生している。そのため、今度は、電磁誘導ペン３０を１次コイル、センサコイル２１−１を２次コイルとして電磁誘導が発生する。電磁誘導により発生した電圧は、電圧正弦波信号として、センサコイル２１−１にて受信され、入出力端子１５−１を介して、受信部１３に入力される。
【００４５】
受信部１３に入力された電圧正弦波信号は、プリアンプ１３２にて増幅され、ＡＤＣ１３３にて正弦波デジタル信号に変換される。演算回路１４は、ＡＤＣ１３３にて変換された正弦波デジタル信号に対してＤＦＴを行うことにより、センサコイル２１−１にて受信された信号の振幅値及び位相値を算出する。
【００４６】
＜センサコイル２１の駆動時における電磁誘導ペン３０の検出動作＞
演算回路１４は、Ｎ個のセンサコイル２１−１〜２１−Ｎの各々の送受信動作が完了した後、各々の送受信動作で得られた振幅値を用いて、電磁誘導ペン３０の指示位置の座標を検出し、また、各々の送受信動作で得られた位相値とキャリブレーション動作で得られた位相基準値との位相差を用いて、電磁誘導ペン３０の筆圧を検出する。
例えば、電磁誘導ペン３０の指示位置の座標は、センサコイル２１と電磁誘導ペン３０とが近ければ振幅値が大きくなるという性質を用いて検出することができる。このような検出方法としては様々な方法が挙げられる。例えば、まず、Ｎ個のセンサコイル２１−１〜２１−Ｎの全てで送受信動作を行い（オールスキャン）、続いて、オールスキャンで振幅値が大きかったセンサコイル２１とその周辺のセンサコイル２１のみで送受信動作を行い（セクタースキャン）、セクタースキャンで得られた振幅値を用いて、座標を検出することができる。
一方、位相値は、振幅値とは異なり、センサコイル２１間で同様の値を示す。そのため、電磁誘導ペン３０の筆圧は、任意のセンサコイル２１の送受信動作で得られた位相差を用いて、検出すれば良い。そのため、電磁誘導ペン３０の筆圧は、例えば、セクタースキャンで得られた位相差のみを用いて、検出することができる。
【００４７】
以上のセンサコイル２１の駆動動作は、電磁誘導式の位置検出装置用の従来の半導体装置の動作と同様である。
すなわち、本実施の形態に係る半導体装置１０は、従来の半導体装置と同様の構成を備え、従来の半導体装置と同様の動作で、電磁誘導ペン３０の指示位置の座標及び筆圧を検出する。これに加えて、本実施の形態に係る半導体装置１０は、以下のようにして、タッチキーへのタッチの有無も検出することが可能である。
【００４８】
＜センサ容量２２の駆動動作＞
次に、センサ２０としてのセンサ容量を駆動して、タッチキーへのタッチの有無を検出する動作について説明する。ここでは、センサ２０−１〜２０−Ｎは全てセンサ容量であるものとし、センサ２０−１〜２０−Ｎを、便宜のために、センサ容量２２−１〜２２−Ｎ（以下、どのセンサ容量であるか特定しない場合はセンサ容量２２と称す）と称す。
【００４９】
＜センサ容量２２の駆動動作の概略的な流れ＞
まず、図８を参照して、本実施の形態に係る半導体装置１０によるセンサ容量２２の駆動動作の概略的な流れについて説明する。
図８に示されるように、まず、半導体装置１０は、信号の振幅基準値及び位相基準値を求めるためにキャリブレーションを行う。続いて、半導体装置１０は、Ｎチャネル分のＮ個のセンサ容量２２−１〜２２−Ｎを１つずつ順次選択し、選択されたセンサ容量２２へ送信部１２から信号を出力し、選択されたセンサ容量２２と送信部１２との接続点で発生した信号を受信部１３にて入力し、受信部１３にて入力された信号の位相値を算出する。そして、半導体装置１０は、算出された位相値とキャリブレーションで得られた位相基準値との位相差を用いて、選択されたセンサ容量２２の容量値の変化の有無、すなわち、選択されたセンサ容量２２に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する。
【００５０】
＜センサ容量２２の駆動時におけるキャリブレーション動作＞
本実施の形態に係る半導体装置１０によるセンサ容量２２の駆動時におけるキャリブレーション動作は、図５を用いて説明したキャリブレーション動作と同様であるため、説明を省略する。
【００５１】
＜センサ容量２２の駆動時における容量値の検出動作＞
次に、図９を参照して、本実施の形態に係る半導体装置１０によるセンサ容量２２の駆動時におけるセンサ容量２２の容量値の検出動作について説明する。なお、図９は、第１チャネルのセンサ容量２２−１を選択した場合のセンサ容量２２−１の容量値の検出動作を示している。
図９に示されるように、センサ容量２２−１の容量値の検出動作時には、送信部１２は、制御回路１１の制御の元で、ＣＡＬ用送信スイッチ１２４及びＣＡＬ用受信スイッチ１２７をＯＮ（閉状態）にする。また、受信部１３は、制御回路１１の制御の元で、センサ容量２２−１を選択し、選択されたセンサ容量２２−１に対応する受信チャネル選択スイッチ１３１−１をＯＮ（閉状態）にする。このとき、制御回路１１は、これ以外の送信チャネル選択スイッチ１２２−１〜１２２−Ｎ及び受信チャネル選択スイッチ１３１−２〜１３１−Ｎについては、全てＯＦＦ（開状態）に制御する。
【００５２】
この状態で、信号生成器１２１は、制御回路１１の制御の元で、電圧正弦波信号を生成する。すると、信号生成器１２１にて生成された電圧正弦波信号は、ＣＡＬ用電流ドライバ１２５にて電流正弦波信号に変換され、電流−電圧変換回路１２６にて電圧正弦波信号に再度変換され、変換された電圧正弦波信号は、入出力端子１５−１を介して、センサ容量２２−１に出力される。このとき、ＣＡＬ用受信スイッチ１２７のＯＮ抵抗とセンサ容量２２−１とでＬＰＦ（Low Pass Filter：ローパスフィルタ）が構成される。そのため、ＬＰＦの特性に応じて、センサ容量２２−１と送信部１２との接続点で発生した、Ａ点の電圧正弦波信号の位相が変化する。
【００５３】
Ａ点の電圧正弦波信号は、プリアンプ１３２にて増幅され、ＡＤＣ１３３にて正弦波デジタル信号に変換される。演算回路１４は、ＡＤＣ１３３にて変換された正弦波デジタル信号に対してＤＦＴを行うことにより、Ａ点の電圧正弦波信号の位相値を算出し、さらに、算出された位相値とキャリブレーション動作で得られた位相基準値との位相差を算出する。
【００５４】
ここで、センサ容量２２−１に対応するタッチキーが、指４０等によりタッチされると、センサ容量２２−１の容量値が変化する（増加する）。すると、センサ容量２２−１とＣＡＬ用受信スイッチ１２７のＯＮ抵抗とで構成されるＬＰＦの周波数特性が変化するため、上記で算出された位相差も変化する。センサ容量２２−１の容量値と位相差との関係は、例えば、図１０のようになる。そのため、上述の位相差を算出することによって、センサ容量２２−１の容量値を検出することができる。
【００５５】
＜センサ容量２２の駆動時におけるタッチキーの検出動作＞
上述のように、本実施の形態においては、上述の位相差を算出することによって、センサ容量２２−１の容量値を検出することができる。言い換えれば、センサ容量２２−１の容量値の変化を位相差として検出することができる。
そこで、演算回路１４は、上記で算出された位相差を基に、センサ容量２２−１の容量値の変化の有無、すなわち、センサ容量２２−１に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する。例えば、演算回路１４は、図１０に示されるように、上記で算出された位相差を予め設定された閾値と比較することにより、タッチキーへのタッチの有無を判定する。具体的には、位相差が閾値以上であれば、タッチキーがタッチされていると判定し、位相差が閾値未満であれば、タッチキーがタッチされていないと判定する。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、ＬＰＦを構成する抵抗成分がＣＡＬ用受信スイッチ１２７のＯＮ抵抗であるのとして説明したが、これには限定されない。ＬＰＦを構成する抵抗成分は、電流−電圧変換回路１２６の抵抗成分でも良いし、送信部１２の出力段の線路上の寄生抵抗成分でも良い。
【００５７】
＜位置検出装置５００を実装した携帯端末６００の構成＞
本実施の形態に係る位置検出装置５００は、例えば、スマートフォン等の携帯端末に実装することができる。
そこで、次に、図１１及び図１２を参照して、本実施の形態に係る位置検出装置５００を実装した携帯端末６００の構成について説明する。
図１１及び図１２に示されるように、本実施の形態に係る位置検出装置５００を実装した携帯端末６００は、例えば、ディスプレイ画面６０１を備えるスマートフォン等の端末である。また、携帯端末６００は、ディスプレイ画面６０１に相当する領域がディスプレイ領域６０２となり、ディスプレイ画面６０１の下方に相当する領域がタッチキー領域６０３となっている。ディスプレイ領域６０２は、複数のセンサコイル２１が電磁誘導ペン３０の位置検出方向にマトリクス状に設けられ、電磁誘導ペン３０の指示位置の座標及び筆圧を検出可能な領域である。タッチキー領域６０３は、タッチキー及びタッチキーに対応する位置にセンサ容量２２が設けられ、指４０等によるタッチキーへのタッチの有無を検出可能な領域である。
【００５８】
図１２に示される例は、図１のＮ＝４２で、４０チャネル分の４０個のセンサコイル２１及び２チャネル分の２個のセンサ容量２２が設けられる場合の例である。具体的には、ディスプレイ領域６０２においては、Ｘ方向（図中横方向。以下同じ）に１５チャネル分の１５個のセンサコイル２１が設けられ、Ｙ方向（図中縦方向。以下同じ）に２５チャネル分の２５個のセンサコイル２１が設けられている。そのため、ディスプレイ領域６０２は、電磁誘導ペン３０の指示位置の座標及び筆圧を検出することができる。また、タッチキー領域６０３においては、Ｘ方向に２チャネル分の２個のセンサ容量２２が設けられている。そのため、タッチキー領域６０３は、指４０等によるタッチキーへのタッチの有無を検出することができる。このように、携帯端末６００は、センサコイル２１及びセンサ容量２２が混在しているが、センサコイル２１及びセンサ容量２２は、異なるチャネルが割り当てられ、異なる入出力端子１５に接続されている。
【００５９】
なお、図１２においては、センサコイル２１及びセンサ容量２２以外の要素により構成される部分が図１の半導体装置１０に相当する。また、入出力端子群１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃは、図１の入出力端子１５のうち該当するチャネルの入出力端子１５を含んでいる。また、送受信選択回路１６は、図１の送信部１２内の信号生成器１２１以外の要素及び図１の受信部１３内のＡＤＣ１３３以外の要素を含んでいる。ただし、電流ドライバ１２３については、送受信選択回路１６に含めることに限定されず、入出力端子群１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに含めても良い。
【００６０】
＜位置検出装置５００を実装した携帯端末６００の動作＞
次に、図１３を参照して、図１１及び図１２に示される携帯端末６００によるセンサコイル２１及びセンサ容量２２の駆動動作の概略的な流れについて説明する。
図１３に示されるように、まず、半導体装置１０は、信号の振幅基準値及び位相基準値を求めるためにキャリブレーションを行う。続いて、半導体装置１０は、４０チャネル分の４０個のセンサコイル２１を１つずつ順次選択し、選択されたセンサコイル２１と電磁誘導ペン３０との間で電磁誘導により信号を送受信し、選択されたセンサコイル２１を介して電磁誘導ペン３０から受信部１３にて受信された信号の振幅値及び位相値を算出する。４０個のセンサコイル２１の各々の送受信が完了した後、半導体装置１０は、キャリブレーションで得られた位相基準値と、４０個のセンサコイル２１の各々にて受信された信号の振幅値及び位相値を用いて、電磁誘導ペン３０の指示位置の座標及び筆圧を検出する。続いて、半導体装置１０は、２チャネル分の２個のセンサ容量２２を１つずつ順次選択し、選択されたセンサ容量２２へ信号を出力し、選択されたセンサ容量２２と送信部１２との接続点で発生した信号を入力し、入力された信号の位相値を算出する。そして、半導体装置１０は、算出された位相値とキャリブレーションで得られた位相基準値との位相差を用いて、選択されたセンサ容量２２に対応するタッチキーへのタッチの有無を検出する。
【００６１】
なお、ここでのキャリブレーション動作、センサコイル２１の駆動動作、及びセンサ容量２２の駆動動作は、図５〜図７及び図９を用いて説明した動作と同様であるため、説明を省略する。
【００６２】
また、図１３に示される例では、キャリブレーション動作の後、まず、４０個のセンサコイル２１を駆動して、電磁誘導ペン３０を検出し、続いて、２個のセンサ容量２２を駆動して、タッチキーへのタッチを検出したが、これには限定されない。まず、２個のセンサ容量２２を駆動して、タッチキーへのタッチを検出し、続いて、４０個のセンサコイル２１を駆動して、電磁誘導ペン３０を検出しても良い。
【００６３】
＜位置検出装置５００を実装した携帯端末６００の変形例＞
図１２に示される例においては、ディスプレイ領域６０２には、センサコイル２１のみを設け、電磁誘導ペン３０の検出のみを可能とし、タッチキー領域６０３には、センサ容量２２のみを設け、タッチキーへのタッチの検出のみを可能とした構成であったが、これには限定されない。
例えば、図１４に示されるように、センサコイル２１を、ディスプレイ領域６０２及びタッチキー領域６０３の両方に設け、タッチキー領域６０３も、電磁誘導ペン３０を検出可能な構成としても良い。具体的には、図１４に示される例では、タッチキー領域６０３においては、Ｘ方向に２個のセンサコイル２１が設けられている。そのため、センサコイル２１は合計で４２個設けられ、センサ容量２２は合計で２個設けられている。この構成の場合、タッチキー領域６０３は、電磁誘導ペン３０及び指４０の双方で操作することが可能になる。また、この構成の場合、キャリブレーション動作の後、まず、４２個のセンサコイル２１を駆動して、電磁誘導ペン３０を検出し、続いて、２個のセンサ容量２２を駆動して、タッチキーへのタッチを検出しても良い。又は、まず、２個のセンサ容量２２を駆動して、タッチキーへのタッチを検出し、続いて、４２個のセンサコイル２１を駆動して、電磁誘導ペン３０を検出しても良い。
【００６４】
また、図１５に示されるように、センサ容量２２を、ディスプレイ領域６０２及びタッチキー領域６０３の両方に設け、ディスプレイ領域６０２も、タッチキーへのタッチを検出可能な構成としても良い。具体的には、図１５に示される例では、ディスプレイ領域６０２においては、図１２の４個分のセンサコイル２１をセンサ容量２２に置き換えており、Ｘ方向に２個のセンサ容量２２が設けられ、Ｙ方向に２個のセンサ容量２２が設けられている。そのため、センサコイル２１は合計で３６個設けられ、センサ容量２２は合計で６個設けられている。この構成の場合、ディスプレイ領域６０２は、電磁誘導ペン３０及び指４０の双方で操作することが可能になる。また、この構成の場合、キャリブレーション動作の後、まず、３６個のセンサコイル２１を駆動して、電磁誘導ペン３０を検出し、続いて、６個のセンサ容量２２を駆動して、タッチキーへのタッチを検出しても良い。又は、まず、６個のセンサ容量２２を駆動して、タッチキーへのタッチを検出し、続いて、３６個のセンサコイル２１を駆動して、電磁誘導ペン３０を検出しても良い。
【００６５】
又は、図示していないが、センサコイル２１を、ディスプレイ領域６０２及びタッチキー領域６０３の両方に設け、センサ容量２２を、ディスプレイ領域６０２及びタッチキー領域６０３の両方に設けても良い。この構成の場合、ディスプレイ領域６０２及びタッチキー領域６０３は共に、電磁誘導ペン３０の検出とタッチキーへのタッチの検出とが可能となるため、電磁誘導ペン３０及び指４０の双方で操作することが可能になる。この場合、ディスプレイ領域６０２は、図１５に示されるように構成し、タッチキー領域６０３は、図１４に示されるように構成すれば良い。
【００６６】
＜半導体装置１０の効果＞
上述のように、本実施の形態に係る半導体装置１０は、電磁誘導式の位置検出装置用の従来の半導体装置を利用して、センサ容量２２の容量変化を位相差として検出し、位相差を基にタッチキーへのタッチの有無を検出する構成である。
すなわち、本実施の形態に係る半導体装置１０は、センサコイル２１で受信された信号の振幅値及び位相値を用いて電磁誘導ペン３０の指示位置の座標及び筆圧を検出し、その一方で、センサ容量２２へ信号を出力し、センサ容量２２と送信部１２との接続点で発生した信号を入力し、入力された信号の位相値を用いて、タッチキーへのタッチの有無を検出する。
【００６７】
これにより、電磁誘導式の位置検出装置用の従来の半導体装置に回路を追加することなく、電磁誘導ペン３０の検出とタッチキーへのタッチの検出という２つの機能を実現することができる。よって、２つの機能を、半導体装置１０で、すなわち１つのＩＣで実現することができ、また、ＩＣ上の回路も増加することがない。従って、実装面積及びチップ面積を増加させることなく、２つの機能を１つのＩＣで実現することができる。
【００６８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００６９】
１０  半導体装置
１１  制御回路
１２  送信部
１２１  信号生成器
１２２−１〜１２２−Ｎ  送信チャネル選択スイッチ
１２３−１〜１２３−Ｎ  電流ドライバ
１２３１  分離回路
１２３２，１２３５  オペアンプ
１２３３，１２３６  ドライバトランジスタ
１２３４，１２３７  抵抗素子
１２４  ＣＡＬ用送信スイッチ
１２５  ＣＡＬ用電流ドライバ
１２５１  分離回路
１２５２，１２５５  オペアンプ
１２５３，１２５６  ドライバトランジスタ
１２５４，１２５７  抵抗素子
１２６  電流−電圧変換回路
１２６１  抵抗素子
１２７  ＣＡＬ用受信スイッチ
１３  受信部
１３１−１〜１３１−Ｎ  受信チャネル選択スイッチ
１３２  プリアンプ
１３３  ＡＤＣ
１４  演算回路
１５−１〜１５−Ｎ  入出力端子
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ  入出力端子群
１６  送受信選択回路
２０−１〜２０−Ｎ  センサ
２１−１〜２１−Ｎ  センサコイル
２２−１〜２２−Ｎ  センサ容量
５００  位置検出装置
６００  携帯端末
６０１  ディスプレイ画面
６０２  ディスプレイ領域
６０３  タッチキー領域
【図１】
2018005326.tif 000003
【図２】
2018005326.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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