(57)【要約】【課題】静電結合方式により指示体の位置を検出する際に、より高速に位置検出できるようにする。【解決手段】複数の信号送信用の導体と複数の信号受信用の導体が交差した導体パターンに対し、送信側の複数の導体に互いに周波数の異なる信号を同時に供給して、受信側で当該複数の周波数の異なる信号に対応した周波数毎の信号を検出し、導体パターン上の指示体の位置を検出する。すなわち、送信側及び受信側においてそれぞれ複数の導体間で並列に信号処理を実行する。【選択図】図１
2011003035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の方向に配置された複数の導体と、前記第一の方向に対して交差する第二の方向に配置された複数の導体からなる導体パターンと、
複数の周波数の信号を生成させるための多周波信号生成回路と、
前記第一の方向に配置された複数の導体に対し、互いの間に所定数の導体Ｎ（Ｎ≧０の整数）が介在配置された各々の導体に前記多周波信号生成回路で生成された所定の周波数の信号を選択的に供給するための第一の導体選択回路と、
前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体を選択的に切り換えるための第二の導体選択回路と、
前記第二の導体選択回路から供給された前記導体パターンにおける前記第一の方向の導体と前記第二の方向の導体との交差点における結合状態を示す信号に対して、前記多周波信号生成回路で生成された周波数の信号に対応した周波数毎の信号を得るための信号検出回路と、
を備えた指示体検出装置。
【請求項２】
前記第一の導体選択回路は、
第一の方向に配置された複数の導体を、各グループが所定数Ｍ（Ｍ≧２の整数）の導体から成る複数のグループに区分し、前記多周波信号生成回路によって生成された各々の周波数の信号を、前記各グループを構成する所定の導体に供給するとともに、前記各グループを構成する導体を順次切り換えるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項３】
前記第一の導体選択回路は、
第一の方向に配置された複数の導体に対し、互いの間に所定数Ｐ（Ｐ≧０の整数）の導体が介在配置された所定の導体に、前記多周波信号生成回路で生成された各々の周波数の信号を供給するとともに、前記所定の導体を順次切り換えるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項４】
前記第一の導体選択回路は、
第一の方向に配置された複数の導体に対し、各グループが所定数Ｑの導体（Ｑ≧２の整数）から成る複数のグループに区分し、所定のグループを選択し該選択されたグループを構成する各導体に前記多周波信号生成回路によって生成された各々の周波数の信号を供給するとともに、前記所定のグループを順次切り換えるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項５】
前記第一の導体選択回路は、前記多周波信号生成回路によって生成された各々の周波数の信号を供給するために選択された導体の近傍に配置された所定の導体を所定の電位に設定するようにした
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の指示体検出装置。
【請求項６】
前記第一の導体選択回路は、前記多周波信号生成回路で生成された所定の周波数の信号を選択的に供給する導体の各々について、互いの導体が近傍に配置された少なくとも２導体を選択するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項７】
前記多周波信号生成回路は、同一周波数であって位相が異なる信号を更に生成し、
前記第一の導体選択回路は、前記多周波信号生成回路によって生成された同一周波数の信号が供給される少なくとも３本から成る複数の導体を選択し、該複数の導体における端部に配置された導体に供給される信号とは異なる位相の信号を前記端部の間に介在配置された導体に供給するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項８】
前記多周波信号生成回路は、同一周波数であって位相が異なる信号を更に生成し、
前記第一の導体選択回路は、前記多周波信号生成回路によって生成された同一周波数の信号が供給される互いが近傍に配置された少なくとも４本以上であって偶数本から成る導体を選択し、前記偶数本から成る導体の半分の導体には前記同一周波数であって位相が異なる信号を供給するようにした
ことを特徴とする請求項７に記載の指示体検出装置。
【請求項９】
前記第一の導体選択回路は、前記同一周波数であって位相が異なる信号を、前記少なくとも４本以上の偶数本から成る導体であって、前記端部の間に介在配置されるとともに互いが近傍に配置された少なくとも２つの導体に供給するようにした
ことを特徴とする請求項８に記載の指示体検出装置。
【請求項１０】
前記第一の導体選択回路は、複数の導体から成る選択導体から次に選択されるべき複数の導体へ切り換えるに際し、前記複数の導体から成る選択導体から次に選択されるべき複数の導体への移動距離を制御する
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の指示体検出装置。
【請求項１１】
前記第二の導体選択回路は、第二の方向に配置された複数の導体を、各グループが所定数の導体から成る複数のグループに区分し、各グループを構成する少なくとも1本の導体を各々選択するとともに、各グループを構成する各導体を順次切り換えるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項１２】
前記第二の導体選択回路は、第二の方向に配置された複数の導体に対して、互いの間に所定数Ｒ（Ｒ≧０の整数）の導体が介在配置された所定の導体を選択するとともに、前記所定の導体を順次切り換えるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項１３】
前記第二の導体選択回路は、第二の方向に配置された複数の導体を、各グループが所定数Ｓ（Ｓ≧２の整数）の導体から成る複数のグループに区分し、所定のグループを選択し該選択されたグループを構成する各導体を選択するとともに、前記所定のグループを順次切り換えるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項１４】
前記第二の導体選択回路は、互いの間に所定数Ｔ（Ｔ≧０の整数）の導体が介在配置された所定の導体を選択するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項１５】
前記第二の導体選択回路は、非選択状態にある所定の導体を所定の電位に設定するようにした
ことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の指示体検出装置。
【請求項１６】
前記第二の導体選択回路は、少なくとも３本から成る複数の導体を選択するとともに、該選択された複数の導体の端部の間に介在配置された導体を所定の電位に設定するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項１７】
前記第二の導体選択回路は、位相の異なる信号を含む少なくとも３本から成る複数の導体を選択し、
前記信号検出回路は、位相の異なる信号を含む複数の信号の位相を操作して信号検出を行うようにした
ことを特徴とする請求項７に記載の指示体検出装置。
【請求項１８】
前記多周波信号生成回路は同一周波数であって位相反転した信号を更に生成し、
前記信号検出回路は差動増幅回路を備え、位相が反転した信号を含む複数の信号を前記差動増幅回路に供給して信号検出を行うようにした
ことを特徴とする請求項１７に記載の指示体検出装置。
【請求項１９】
前記第二の導体選択回路は、複数の導体から成る選択導体から次に選択されるべき複数の導体へ切り換えるに際し、前記複数の導体から成る選択導体から次に選択されるべき複数の導体への移動距離を制御する
ことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載の指示体検出装置。
【請求項２０】
基板の一面に前記第一の方向に配置された複数の導体と、前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体からなる導体パターンが配置されるとともに、前記第一の方向に配置された複数の導体と、前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体が交差する領域には互いを電気的に絶縁するために前縁材が配置されており、更には、前記第一の方向に配置された複数の導体の各々は、互いが電気的に接続された複数のランド形状のパターンで構成され、前記第二の方向に配置された複数の導体の各々はライン形状のパターンで構成されており、前記ランド形状のパターンに信号が供給され、前記ライン形状のパターンを介して信号検出を行うようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項２１】
基板の一面に前記第一の方向に配置された複数の導体が配置され、前記基板の他面に前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体が配置されるとともに、前記第一の方向に配置された複数の導体の各々は、互いが電気的に接続された複数のランド形状のパターンで構成され、前記第二の方向に配置された複数の導体の各々はライン形状のパターンで構成されており、前記ランド形状のパターンに信号が供給され、前記ライン形状のパターンを介して信号検出を行うようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項２２】
前記第一の導体選択回路は、第一の方向に配置された複数の導体であって、前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体における信号取り出し端側に配置された導体に前記多周波信号生成回路によって生成された各々の周波数の信号における高い周波数の信号を供給し、前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体における信号取り出し端側に対して遠方に配置された導体には低い周波数の信号を供給するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項２３】
前記第一の方向とは所定の中心点に対し同心円状の複数の導体による円周方向であり、前記第二の方向とはライン状の導体が前記中心点から放射状に延伸した方向である
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項２４】
前記第一の導体選択回路は、前記第一の方向に配置された複数の導体に対し、互いの間に所定数の導体Ｎ（Ｎ≧０の整数）が介在配置された各々の導体の両端部に対して前記多周波信号生成回路で生成された所定の周波数の信号を選択的に供給するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項２５】
前記信号検出回路によって検出される信号に対応して、前記多周波信号生成回路で生成された所定の周波数の同一の信号を複数本の導体に供給すべく、前記第一の導体選択回路によって選択される導体の本数を制御するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項２６】
前記信号検出回路によって検出される信号に対応して、前記第二の導体選択回路によって選択される導体の本数を制御するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項２７】
前記複数の周波数の信号を生成させるための多周波信号生成回路から出力される複数の信号の位相を制御するための位相制御回路を更に備え、
前記多周波信号生成回路で生成された周波数の信号に対応した周波数毎の信号が前記信号検出回路に重畳されて供給された場合の合成振幅を抑制するようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項２８】
前記信号検出回路によって検出された信号のレベル特性の最大値とその形態に基づいて、前記導体パターンから前記指示体が浮いている状態を識別する
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項２９】
前記第二の導体選択回路から供給された前記複数の周波数の信号のレベルを検出するための検波回路と、
前記検波回路で検出された前記複数の周波数の信号のレベルに基づいて、前記第二の導体選択回路から供給された信号の利得を制御する利得制御回路、を更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項３０】
前記検波回路で検出された信号のレベルの空間分布に基づいて前記導体パターンに対する前記指示体の圧力を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。
【請求項３１】
前記検波回路で検出された信号のレベルの空間分布の体積、及び前記指示体と導体パターンとの接触面積に基づいて前記導体パターンに対する前記指示体の圧力を検出する
ことを特徴とする請求項３０に記載の指示体検出装置。
【請求項３２】
第一の方向に配置された複数の導体と、前記第一の方向に対して交差する第二の方向に配置された複数の導体からなる導体パターンと、
複数の周波数の信号を生成させるための多周波信号生成回路と、
前記第一の方向に配置された複数の導体に対し、互いの間に所定数の導体Ｎ（Ｎ≧０の整数）が介在配置された各々の導体に前記多周波信号生成回路で生成された所定の周波数の信号を選択的に供給するための第一の導体選択回路と、
前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体を選択的に切り換えるための第二の導体選択回路と、
前記第二の導体選択回路から供給された前記導体パターンにおける前記第一の方向の導体と前記第二の方向の導体との交差点における結合状態を示す信号に対して、前記多周波信号生成回路で生成された周波数の信号に対応した周波数毎の信号を得るための信号検出回路と、
前記信号検出回路によって検出された信号に基づいて前記導体パターン上の指示体の位置を算出するための位置算出回路と、
を備えた指示体検出装置。
【請求項３３】
複数の周波数の信号を生成する第１のステップと、
第一の方向に配置された複数の導体と、前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体からなる導体パターンの、前記第一の方向に配置された複数の導体に対し、互いの間に所定数の導体Ｎ（Ｎ≧０の整数）が介在配置された各々の導体に、前記第１のステップで生成された複数の周波数から所定の周波数の信号を選択的に供給する第２のステップと、
前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体を選択的に切り換える第３のステップと、
前記第３のステップによって選択された導体から供給される前記導体パターンにおける前記第一の方向の導体と前記第二の方向の導体との交差点における結合状態を示す信号に対して、前記第１のステップで生成された周波数の信号に対応した周波数毎の信号を得る第４のステップと、
を含む指示体検出方法。
【請求項３４】
前記第２のステップにおいて、
前記第一の方向に配置された複数の導体を、各グループが所定数Ｍ（Ｍ≧２の整数）の導体から成る複数のグループに区分し、前記第１のステップによって生成された各々の周波数の信号を、前記各グループを構成する所定の導体に供給するとともに、前記各グループ内で該当周波数の信号を供給する導体を順次切り換える
ことを特徴とする請求項３３に記載の指示体検出方法。
【請求項３５】
前記第２のステップにおいて、
前記第一の方向に配置された複数の導体に対し、互いの間に所定数Ｐ（Ｐ≧０の整数）の導体が介在配置された所定の導体に、前記第１のステップで生成された各々の周波数の信号を供給するとともに、前記所定の導体を順次切り換える
ことを特徴とする請求項３３に記載の指示体検出方法。
【請求項３６】
前記第２のステップにおいて、
前記第一の方向に配置された複数の導体に対し、各グループが所定数Ｑの導体（Ｑ≧２の整数）から成る複数のグループに区分し、所定のグループを選択し該選択されたグループを構成する各導体に前記第１のステップによって生成された各々の周波数の信号を供給するとともに、前記所定のグループを順次切り換える
ことを特徴とする請求項３３に記載の指示体検出方法。
【請求項３７】
前記第３のステップにおいて、
前記第二の方向に配置された複数の導体を、各グループが所定数の導体から成る複数のグループに区分し、各グループを構成する少なくとも1本の導体を各々選択するとともに、各グループを構成する各導体を順次切り換える
ことを特徴とする請求項３３に記載の指示体検出方法。
【請求項３８】
前記第３のステップにおいて、
前記第二の方向に配置された複数の導体に対して、互いの間に所定数Ｒ（Ｒ≧０の整数）の導体が介在配置された所定の導体を選択するとともに、前記所定の導体を順次切り換える
ことを特徴とする請求項３３に記載の指示体検出方法。
【請求項３９】
前記第３のステップにおいて、
前記第二の方向に配置された複数の導体を、各グループが所定数Ｓ（Ｓ≧２の整数）の導体から成る複数のグループに区分し、所定のグループを選択し該選択されたグループを構成する各導体を選択するとともに、前記所定のグループを順次切り換える
ことを特徴とする請求項３３に記載の指示体検出方法。
【請求項４０】
複数の周波数の信号を生成する第１のステップと、
第一の方向に配置された複数の導体と、前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体からなる導体パターンの、前記第一の方向に配置された複数の導体に対し、互いの間に所定数の導体Ｎ（Ｎ≧０の整数）が介在配置された各々の導体に、前記第１のステップで生成された複数の周波数から所定の周波数の信号を選択的に供給する第２のステップと、
前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体を選択的に切り換える第３のステップと、
前記第３のステップによって選択された導体から供給される前記導体パターンにおける前記第一の方向の導体と前記第二の方向の導体との交差点における結合状態を示す信号に対して、前記第１のステップで生成された周波数の信号に対応した周波数毎の信号を得る第４のステップと、
前記第４のステップによって検出された信号に基づいて前記導体パターン上の指示体の位置を算出する第５のステップと、
を含む指示体検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、指示体検出装置及び指示体検出方法に関し、より詳細には、静電結合方式により指示体の位置を検出する指示体検出装置及び指示体検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タッチパネル等に用いられる指や専用のペン等の指示体の位置検出の方式には、例えば、抵抗膜方式、静電結合方式（静電容量方式）等の種々の方式が提案されている。そのなかで、近年、静電結合方式の指示体検出装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
静電結合方式には、大きく分けて表面型（Surface Capacitive Type）と投影型（Projected Capacitive Type）の２種類の方式がある。表面型は、例えばＡＴＭ（Automated Teller Machine：現金自動預入支払機）等に適用されており、投影型は、例えば携帯電話機等に適用されている。なお、両方式とも導電膜と指示体（例えば、指、静電ペン等）との間の静電結合状態の変化を検出して、指示体の位置を検出する。
【０００４】
投影型静電結合方式の指示体検出装置は、例えば透明基板や透明フィルム上に電極を所定のパターンで形成して構成され、指示体が接近した際の指示体と電極との静電結合状態の変化を検出する。従来、このような方式の指示体検出装置に関しては、その構成を最適化するための様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１〜１１参照）。
【０００５】
ここで、投影型静電結合方式から発展したクロスポイント型静電結合方式の指示体検出装置の動作を、図面を参照しながら簡単に説明する。図６２Ａ及びＢに、クロスポイント型静電結合方式の指示体検出装置のセンサ部の概略構成及び位置検出原理を示す。
【０００６】
一般に、センサ部３００は、複数の送信導体３０４からなる送信導体群３０３と、複数の受信導体３０２からなる受信導体群３０１とを備える。なお、送信導体群３０３と、受信導体群３０１との間には絶縁層が形成される。送信導体３０４は、所定方向（図６２Ａ中のＸ方向）に延在した導体であり、複数の送信導体３０４は、互いに所定間隔離して並列配置される。また、受信導体３０２は、送信導体３０４の延在方向に交差する方向（図６２Ａ中のＹ方向）に延在した線状の導体であり、複数の受信導体３０２は、互いに所定間隔離して並列配置される。
【０００７】
このような構成のセンサ部３００では、所定の送信導体３０４に所定の信号を供給し、その所定の送信導体３０４と、受信導体３０２との交差点（以下、「クロスポイント」という）に流れる電流の変化を各クロスポイントで検出する。一般にこのような検出の方式をクロスポイント型静電結合方式と呼んでいる。指示体３１０（指等）が置かれている位置では、電流が指示体３１０を介して分流され、電流が変化する。それゆえ、電流が変化するクロスポイントを検出することにより、指示体３１０の位置を検出することができる。また、クロスポイント型静電結合方式の指示体検出装置では、図６２Ａ及びＢに示すように、センサ部３００上に複数のクロスポイントが設けられるので、多点検出が可能となる。
【０００８】
より具体的に、クロスポイント型静電結合方式の位置検出の原理を説明する。例えば、いま、図６２Ａに示すように、送信導体Ｙ６に所定の信号を供給し、送信導体Ｙ６上での指示体３１０の指示位置を検出する例を考える。送信導体Ｙ６に信号を供給した状態で、まず、受信導体Ｘ０及びＸ１に流れる電流の差を、差動増幅器３０５を介して検出する。次いで、所定時間後、受信導体をＸ１及びＸ２に切替えて、両受信導体間の電流差を検出する。この動作を受信導体ＸＭまで繰り返す。
【０００９】
この際、送信導体Ｙ６上の各クロスポイントの位置における差動増幅器３０５の出力信号のレベル変化を求める。その特性を示したのが図６２Ｂである。図６２Ｂの特性の横軸は、受信導体Ｘ０から各受信導体までの距離、すなわち、受信導体の位置を表し、縦軸は、差動増幅器３０５の出力信号のレベル（出力値）を表している。なお、図６２Ｂ中の破線で示す特性が、実際に差動増幅器３０５の出力信号のレベル変化であり、実線の特性は差動増幅器３０５の出力信号の積分値である。
【００１０】
図６２Ａ及びＢに示す例において、送信導体Ｙ６上では受信導体Ｘ４及びＸＭ−５とのクロスポイント付近に指示体３１０が置かれているので、このクロスポイント付近に流れる電流が変化する。それゆえ、図６２Ｂに示す例では、送信導体Ｙ６上の受信導体Ｘ４及びＸＭ−５のクロスポイント付近に対応する位置で、差動増幅器３０５の出力信号が変化し、その積分値が低くなる（負の値となる）。この積分値の変化に基づいて、指示体３１０の位置を検出することができる。従来の指示体検出装置では、上述のような検出を送信導体１本毎に切り替えながら行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平５−２２４８１８号公報
【特許文献２】特開平６−４２１３号公報
【特許文献３】特開平７−１４１０８８号公報
【特許文献４】特開平８−８７３６９号公報
【特許文献５】特開平８−１７９８７１号公報
【特許文献６】特開平８−１９０４５３号公報
【特許文献７】特開平８−２４１１６１号公報
【特許文献８】特開平９−４５１８４号公報
【特許文献９】特開２０００−７６０１４号公報
【特許文献１０】特開２０００−１０５６４５号公報
【特許文献１１】特開２０００−１１２６４２号公報
【特許文献１２】特開平１０−１６１７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のような従来のクロスポイント型静電結合方式の指示体検出装置では、クロスポイントを所定時間毎に１個ずつ位置検出処理を行うので、全クロスポイントの検出時間が長くなるという問題がある。例えば、６４本の送信導体及び１２８本の受信導体を備えるセンサ部において、各クロスポイントでの検出処理時間を例えば２５６μｓｅｃとすると、全クロスポイント（８１９２個）で約２ｓｅｃの検出時間がかかり、実用的ではない。
【００１３】
上記問題に鑑み、本発明は、静電結合方式により指示体の位置を検出する際に、より高速に位置検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記問題を解決するために、本発明の指示体検出装置は、
第一の方向に配置された複数の導体と、前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体からなる導体パターンと、
複数の周波数の信号を生成させるための多周波信号生成回路と、
前記第一の方向に配置された複数の導体に対し、互いの間に所定数の導体Ｎ（Ｎ≧０の整数）が介在配置された各々の導体に前記多周波信号生成回路で生成された所定の周波数の信号を選択的に供給するための第一の導体選択回路と、
前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体を選択的に切り換えるための第二の導体選択回路と、
前記第二の導体選択回路から供給された前記導体パターンにおける前記第一の方向の導体と前記第二の方向の導体との交差点における結合状態を示す信号に対して、前記多周波信号生成回路で生成された周波数の信号に対応した周波数毎の信号を得るための信号検出回路と、
を備えた構成とする。
【００１５】
また本発明の指示体検出方法は、次のような手順で行う。
まず、複数の周波数の信号を生成する第１のステップを実行する。
次に、第一の方向に配置された複数の導体と、前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体からなる導体パターンの、前記第一の方向に配置された複数の導体に対し、互いの間に所定数の導体Ｎ（Ｎ≧０の整数）が介在配置された各々の導体に、前記第１のステップで生成された複数の周波数から所定の周波数の信号を選択的に供給する第２のステップを実行する。
次いで、前記第一の方向に対して交差する方向に配置された複数の導体を選択的に切り換える第３のステップを実行する。
そして、前記第３のステップによって選択された導体から供給される前記導体パターンにおける前記第一の方向の導体と前記第二の方向の導体との交差点における結合状態を示す信号に対して、前記第１のステップで生成された周波数の信号に対応した周波数毎の信号を得る第４のステップを実行する。
【００１６】
上記のように構成された本発明によれば、送信側の複数の導体に互いに周波数の異なる信号を同時に供給して、受信側で当該複数の周波数の異なる信号に対応した周波数毎の信号を検出し、導体パターン上の指示体の位置を検出する。すなわち、送信側及び受信側においてそれぞれ複数の導体間で並列に信号処理を実行する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、送信側の複数の導体に互いに周波数の異なる信号を同時に供給して、導体パターン上の指示体の位置を検出する。すなわち、複数のクロスポイントに対して同時に位置検出処理を行うことができる。それゆえ、本発明によれば、静電結合方式の指示体検出装置において、より高速に位置検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る指示体検出装置の概略ブロック構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る指示体検出装置のセンサ部の概略断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る指示体検出装置の多周波信号供給回路のブロック構成図である。
【図４】第１の実施形態に係る指示体検出装置の周期信号生成部のブロック構成図である。
【図５】第１の実施形態に係る指示体検出装置の送信導体選択回路の概略構成図である。
【図６】第１の実施形態に係る指示体検出装置における送信導体の切替動作を説明するための図である。
【図７】第１の実施形態に係る指示体検出装置の受信導体選択回路及び増幅回路の概略構成図である。
【図８】第１の実施形態に係る指示体検出装置における受信導体の切替動作を説明するための図である。
【図９】第１の実施形態に係る指示体検出装置の受信部のブロック構成図である。
【図１０】第１の実施形態に係る指示体検出装置の同期検波回路部のブロック構成図である。
【図１１】図１１Ａは、センサ部上に指示体が存在しない場合の送信導体及び受信導体間の静電結合状態を示す図であり、図１１Ｂは、センサ部上に指示体が存在する場合の送信導体及び受信導体間の静電結合状態を示す図である。
【図１２】図１２Ａは、第１の実施形態に係る指示体検出装置に対するマルチタッチを示す図であり、図１２Ｂは、送信導体Ｙ６に対する受信導体の出力信号の波形を示す図である。図１２Ｃは、送信導体Ｙ５８に対する受信導体の出力信号の検波波形を示す図である。図１２Ｄは、送信導体Ｙ２に対する受信導体からの出力信号の検波波形を示す図である。
【図１３】第１の実施形態に係る指示体検出装置における位置検出の手順を示すフローチャートである。
【図１４】第１の実施形態の変形例１に係るセンサ部の概略断面図である。
【図１５】図１５Ａは、第１の実施形態の変形例２に係るセンサ部の概略断面図であり、図１５Ｂは、変形例２に係るセンサ部の斜視図である。
【図１６】図１６Ａは、第１の実施形態の変形例３に係るセンサ部（第１例）のクロスポイントの概略拡大図であり、図１６Ｂは、変形例３に係るセンサ部のランド導体部の概略拡大図である。
【図１７】変形例３に係るセンサ部（第２例）の概略拡大図である。
【図１８】第１の実施形態の変形例４に係るセンサ部の概略構成図である。
【図１９】図１９Ａは、変形例４のセンサ部の上部導体パターンを示す図であり、図１９Ｂは、変形例４のセンサ部の下部導体パターンを示す図である。
【図２０】第１の実施形態の変形例５に係るセンサ部の概略構成図である。
【図２１】図２１Ａは、第１の実施形態の変形例６に係る増幅器の概略構成図であり、図２１Ｂは、増幅回路に差動増幅器を用いる場合の増幅回路及びその周辺の概略構成図である。
【図２２】第１の実施形態の変形例７に係る増幅器の概略構成図である。
【図２３】第１の実施形態の変形例８に係る周期信号の供給形態を示す図である。
【図２４】第１の実施形態の変形例９に係る周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示す図である。
【図２５】図２５Ａ及びＢは、変形例９において、周期信号の周波数のローテーションの例を示す図である。
【図２６】図２６Ａ〜Ｃは、変形例９において、周期信号の周波数のローテーションの別の例を示す図である。
【図２７】第１の実施形態の変形例１０の説明に供する図である。
【図２８】変形例１０に係る周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示す図である。
【図２９】変形例１０に係る周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態の別の例を示す図である。
【図３０】第１の実施形態の変形例１１の説明に供する図である。
【図３１】変形例１１に係る周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示す図である。
【図３２】変形例１１に係る周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態の別の例を示す図である。
【図３３】図３３Ａ及びＢは、第１の実施形態の変形例１２に係る周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示す図である。
【図３４】通常の指検出時の信号レベルを示す図である。
【図３５】第１の実施形態の変形例１３，１４の説明に供する図である。
【図３６】第１の実施形態の変形例１４の説明に供する図である。
【図３７】第１の実施形態の変形例１５に係る周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示す図（１）である。説明に供する図である。
【図３８】変形例１５に係る周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示す図（２）である。
【図３９】第１の実施形態の変形例１７の説明に供する図である。
【図４０】変形例１７に係る周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示す図である。
【図４１】第１の実施形態の変形例１８に係る指示体検出装置の受信部のブロック構成図である。
【図４２】変形例１８に係る指示体検出装置の絶対値検波回路のブロック構成図である。
【図４３】図４３Ａは、片側送信時の周期信号の供給形態を示す図であり、図４３Ｂは、出力信号のレベルを示す図である。
【図４４】図４４Ａは、変形例１９に係る両側送信時の周期信号の供給形態を示す図であり、図４４Ｂは、出力信号のレベルを示す図である。
【図４５】図４５Ａは、出力信号の空間分布（レベル曲面）例を示す模式図であり、図４５Ｂは、第１の実施形態の変形例１９に係るレベル曲面を複数の平面に分割した図である。
【図４６】変形例２０においてレベル曲面の体積を計算する方法の一例を説明するためのグラフである。
【図４７】第２の実施形態に係る指示体検出装置の概略ブロック構成図である。
【図４８】第２の実施形態に係る送信導体選択回路及び送信導体接続パターン切替回路の概略構成図である。
【図４９】図４９Ａ及びＢは、第２の実施形態に係る送信導体の切替動作を説明するための図である。
【図５０】第２の実施形態に係る受信導体選択回路及び受信導体接続パターン切替回路の概略構成図である。
【図５１】第２の実施形態に係る受信導体の切替動作を説明するための図である。
【図５２】図５２Ａ及びＢは、第３の実施形態に係る送信導体の切替動作の例を説明するための図である。
【図５３】図５３Ａ及びＢは、第３の実施形態に係る送信導体の切替動作の別の例を説明するための図である。
【図５４】第４の実施形態に係る指示体検出装置の概略ブロック構成図である。
【図５５】周期信号の初期位相の分散例を示す図である。
【図５６】第４の実施形態に係る送信信号の合成波形（位相分散なし）を示すグラフである。
【図５７】第４の実施形態に係る送信信号の合成波形（位相分散：パターン０）を示すグラフである。
【図５８】第４の実施形態に係る送信信号の合成波形（位相分散：パターン１）を示すグラフである。
【図５９】第４の実施形態に係る送信信号の合成波形（位相分散：パターン２−１）を示すグラフである。
【図６０】第４の実施形態に係る送信信号の合成波形（位相分散：パターン２−２）を示すグラフである。
【図６１】第４の実施形態に係る送信信号の合成波形（位相分散：パターン３）を示すグラフである。
【図６２】図６２Ａは、従来のクロスポイント型静電結合方式の指示体検出装置のセンサ部の概略構成図であり、図６２Ｂは、従来のクロスポイント型指示体検出装置における位置検出の原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。説明は下記項目の順に行う。
１．第１の実施形態（周波数多重におけるグループ内スキャンの例）
２．第２の実施形態（周波数多重におけるブロック単位切替スキャンの例）
３．第３の実施形態（周波数多重における全導体対象スキャンの例）
４．第４の実施形態（周波数多重において多周波信号の初期位相を分散する例）
【００２０】
＜１．第１の実施形態＞
第１の実施形態では、本発明の指示体検出装置及び指示体検出方法の基本構成例を説明する。
本実施の形態では、センサ部の送信導体群及び受信導体群をそれぞれ複数のグループに分割し、グループごとに異なる周波数の信号（周期信号）を同時供給（多重送信）する。以降において、本実施形態の信号の供給形態を「周波数多重方式」、供給される複数の周期信号を総称して「多周波信号」という。なお、本発明の位置検出方式は、センサ部の送信導体及び受信導体間の静電結合状態の変化に基づいて指示体の位置を検出する静電結合方式である。
【００２１】
［指示体検出装置の構成］
図１に、第１の実施形態に係る指示体検出装置の概略構成図を示す。
指示体検出装置１００は、主に、センサ部１０と、送信部２０と、受信部３０と、送信部２０及び受信部３０の動作を制御する制御回路４０とで構成される。以下、各部の構成について説明する。
【００２２】
まず、センサ部１０の構成を図１及び図２を参照しながら説明する。なお、図２は、センサ部１０の概略断面図であり、図１中のＸ方向から見た断面図である。この図２に示すように、センサ部１０は、第１ガラス基板１５と、複数の受信導体１２からなる受信導体群１１と、スペーサ１６と、複数の送信導体１４からなる送信導体群１３と、第２ガラス基板１７とを備える。そして、送信導体群１３、スペーサ１６、受信導体群１１及び第２ガラス基板１７が、この順で、第１ガラス基板１５上に形成される。
【００２３】
そして、この第１の実施形態では、指や静電ペン等の指示体は、第２ガラス基板１７側（当該第２ガラス基板１７が第１ガラス基板１５と対向する面と反対の側）で使用される。また、この第１の実施形態では、第１ガラス基板１５及び第２ガラス基板１７の代わりに、合成樹脂等からなるシート状（フィルム状）基材を用いてもよい。
【００２４】
送信導体１４及び受信導体１２は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる透明電極膜や銅箔等で形成される。送信導体１４の電極パターンは、例えば、次のように形成することができる。まず、上述した材料等で形成された電極膜を、例えば、スパッタ法、蒸着法、塗布法等により第１ガラス基板１５上に形成する。次いで、形成した電極膜をエッチングして、所定の電極パターンを形成する。受信導体１２の電極パターンも同様にして第２ガラス基板１７上に形成することができる。なお、送信導体１４及び受信導体１２を銅箔で形成する場合には、インクジェットプリンタを用いて、銅粒子を含むインクを所定の電極パターンでガラス板等上に吹き付けて作製することもできる。
【００２５】
スペーサ１６は、例えば、ＰＶＢ（PolyVinyl Butyral）、ＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate）、アクリル系樹脂等の合成樹脂で形成することができる。また、スペーサ１６は、高屈折率（高誘電体）のシリコンラバーで構成することもできる。
【００２６】
スペーサ１６を合成樹脂で形成する場合、例えば、次のようにして形成することができる。まず、合成樹脂シートを送信導体１４及び受信導体１２間に挟み込む。次いで、導体間を真空引きしながら加圧及び加熱してスペーサ１６を形成する。また、例えば、液体状の合成樹脂を送信導体１４及び受信導体１２間に流し込み、その後、合成樹脂を固化することでスペーサ１６を形成してもよい。
【００２７】
図１に示すように、送信導体群１３は、所定方向（図１中のＸ方向）に延在した複数の送信導体１４から構成され、複数の送信導体１４は、互いに所定間隔離して並列配置される。また、受信導体群１１は、送信導体１４の延在方向に交差する方向（図１中のＹ方向）に延在した複数の受信導体１２から構成され、複数の受信導体１２は、互いに所定間隔離して並列配置される。送信導体１４及び受信導体１２は、ともに直線状（板状）または所定形状の導体で形成することができる。この第１の実施形態においては、直線状に形成した例を示している。なお、この図１においては、送信導体１４と受信導体１２は直交するように記載してあるが、直交以外の角度、例えば、送信導体１４と受信導体１２とを斜めに交差する構成としてもよい。また電気特性上、受信導体の幅を送信導体の幅より細くするとよい。浮遊容量が減ることにより、受信導体に混入するノイズを低減できるからである。
【００２８】
なお、この第１の実施形態では、送信導体１４の本数を６４本とし、受信導体１２の本数を１２８本とする。また、この第１の実施形態では、送信導体１４及び受信導体１２の配置間隔（ピッチ）は、ともに３．２ｍｍとする。ただし、本発明はこれに限定されず、送信導体１４及び受信導体１２の本数及びピッチは、センサ部１０のサイズや必要とする検出精度等に応じて適宜設定される。
【００２９】
また、この第１の実施形態では、送信導体群１３において、受信部３０に近い側の送信導体１４からそのインデックスｎを「０」〜「６３」とし、以下では、適宜、各インデックスｎに対応する送信導体１４を送信導体Ｙｎとも記す。また、本実施の形態では、受信導体群１１において、送信部２０に遠い側の受信導体１２からそのインデックスｍを「０」〜「１２７」とし、以下では、適宜、各インデックスｍに対応する受信導体１２を受信導体Ｘｍとも記す。
【００３０】
また、この第１の実施形態では、送信導体群１３及び受信導体群１１をそれぞれ１６個のグループ（ブロック）に分割する。なお、以下の説明においては、送信導体群１３のグループを送信ブロック、受信導体群１１のグループを検出ブロックとそれぞれ記す。
この送信ブロックは、４本の送信導体１４で構成される。各送信ブロックは、隣り合う（インデックスｎが連続する）４本の送信導体１４で構成される。より具体的には、本実施の形態では、送信導体群１３を、検出ブロック｛Ｙ０〜Ｙ３｝、｛Ｙ４〜Ｙ７｝、…、｛Ｙ５６〜Ｙ５９｝及び｛Ｙ６０〜Ｙ６３｝に分割する。
【００３１】
同様に、検出ブロックは、８本の受信導体１２で構成される。そして、各検出ブロックは隣り合う（インデックスｍが連続する）８本の受信導体１２で構成される。より具体的には、本実施の形態では、受信導体群１１を、検出ブロック｛Ｘ０〜Ｘ７｝、｛Ｘ８〜Ｘ１５｝、…、｛Ｘ１１２〜Ｘ１１９｝及び｛Ｘ１２０〜Ｘ１２７｝に分割する。
ただし、本発明はこれに限定されず、一つのグループ内の導体の本数やグループ数、グループの形態（同一グループに属する導体の位置関係など）は、センサ部１０のサイズや必要とする検出速度等に応じて適宜設定されるものであり、詳細は後述する。
【００３２】
送信部２０は、図１に示すように、送信導体選択回路２２と、多周波信号供給回路２１と、クロック発生回路２３とを備える。送信導体選択回路２２、多周波信号供給回路２１及びクロック発生回路２３は、この順で、センサ部１０側から配置される。多周波信号供給回路２１は、クロック発生回路２３に接続されており、クロック発生回路２３から出力されるクロック信号により制御される。
【００３３】
図３に、多周波信号供給回路２１の概略構成の一例を示す。
この第１の実施形態における多周波信号供給回路２１は、送信導体群１１の送信ブロックの数と同数（１６個）の周期信号生成部２４で構成される。複数の周期信号生成部２４は、制御回路４０の制御に基づき、各々が一定周期の周期信号を生成する。なお、この第１の実施形態では、複数の周期信号生成部２４が生成する周期信号について、受信部３０に近い側の周期信号生成部２４が生成する周期信号から順にそのインデックスｉを「０」〜「１５」とする。この１６個の周期信号は、例えば１００ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚまで１０ｋＨｚ刻みの１６周波数の信号である。
【００３４】
図４に、周期信号生成部２４の概略構成を示す。
周期信号生成部２４は、主に、加算器２４１と、選択器２４２と、Ｄ型フリップフロップ（以下、「Ｄ−ＦＦ」という）２４３と、矩形波ＲＯＭ２４４と、Ｄ−ＦＦ２４５とで構成される。以下、各部の構成について説明する。
【００３５】
加算器２４１は、入力端子を二つ備え、演算結果を出力する出力端子を一つ備える。加算器２４１の一方の入力端子には、レジスタ（図示略）から周波数データ（読み飛ばし数指定信号）が入力される。この周波数データは、例えば１００ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚの間で一つの周波数を示すデジタル信号であり、制御回路４０により周期信号生成部２４ごとに設定される。この加算器２４１の出力端子から出力された演算結果は、選択器２４２を介してＤ−ＦＦ２４３へ入力され、Ｄ−ＦＦ２４３の出力は加算器２４１の他方の入力端子に入力される。
【００３６】
選択器２４２は、入力端子を二つ備え、演算結果を出力する出力端子を一つ備えるセレクタである。この選択器２４２の一方の入力端子には上記加算器２４１からの演算結果が入力され、他方の入力端子にはレジスタ（図示略）から初期位相データが入力される。そして、この選択器２４２は、入力された演算結果または初期位相データのいずれか一方を選択して出力する。この初期位相データは、例えば２２．５°、４５°、９０°などを示すデジタル信号であり、制御回路４０により周期信号生成部２４ごとに設定される。なお、本実施の形態では、初期位相は０°である。
【００３７】
Ｄ−ＦＦ２４３は、選択器２４２から入力されるデータを一時保持するものである。また、このＤ−ＦＦ２４３には、クロック発生回路２３が発生するクロックが入力されるようになっている。そして、Ｄ−ＦＦ２４３は、クロック発生回路２３から入力されたクロックのエッジのタイミングで、選択器２４２から入力されたデータを記憶する。Ｄ−ＦＦ２４３の出力は、矩形波ＲＯＭ２４４に入力されるとともに、加算器２４１にも入力される。
【００３８】
矩形波ＲＯＭ２４４は、例えば８ビット×２５６サンプルの疑似矩形波のデータが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）である。周期信号生成部２４は、クロック発生回路２３から供給されるクロックに基づき、制御回路４０又は専用の読出部がＤ−ＦＦ２４３から入力される信号に応じて、この矩形波ＲＯＭ２４４のアドレスを指定して、データを読み出す。レジスタからの周波数データ及び初期位相データを変えると読み出されるアドレスが変更され、矩形波ＲＯＭ２４４から読み出される矩形波データの周波数、初期位相のデータが変化する。
【００３９】
ところで、この周期信号生成部２４は、複数の周波数を作成可能にするために、矩形波ＲＯＭ２４４からアドレスを指定してデータを読み出す際に、アドレスを読み飛ばす数を指定するようになっている。アドレスの読み飛ばしを全く行わずに、例えば２．５６ＭＨｚクロックによって矩形波ＲＯＭ２４４のデータを読み出す場合には、読み出された矩形波の周波数は、２．５６ＭＨｚ÷２５６＝１０ｋＨｚとなる。他方、アドレスの読み飛ばしを一つだけ行って、２．５６ＭＨｚクロックによって矩形波ＲＯＭ２４４のデータを読み出す場合には、読み出された矩形波の周波数は、２．５６ＭＨｚ÷（２５６÷２）＝２０ｋＨｚとなる。つまり、読み飛ばすアドレスの数が増えると、周波数が上昇する。なお、この数値例は説明のための一例であり、これに限られない。
【００４０】
Ｄ−ＦＦ２４５は、矩形波ＲＯＭ２４４から入力される矩形波データを一時保持するものである。このＤ−ＦＦ２４５は、クロック発生回路２３から供給されるクロックに基づいて、一時保持した矩形波データを送信導体選択回路２２へ出力する。
【００４１】
以下、周期信号生成部２４の動作を説明する。上記のように構成された周期信号生成部２４は、まず選択器２４２へ制御回路４０から出力されたリセット信号が入力されると、選択器２４２で初期位相が選択される。続いて、選択器２４２で選択された初期位相を示す信号がＤ−ＦＦ２４３へ入力されて初期位相が設定される。前者の処理はクロックの立ち上がりまでに行われ、後者の処理はクロックの立ち上がり後に行われる。
【００４２】
次に、Ｄ−ＦＦ２４３は、クロック発生回路２３が発生するクロックに基づいて、加算器２４１に初期位相を示す信号を入力する。加算器２４１は、Ｄ−ＦＦ２４３から入力された初期位相を示す信号に、周波数データ（読み飛ばし数指定信号）を加算する処理を行う。続いて、この加算器２４１は、その演算結果を選択器２４２を介してＤ−ＦＦ２４３へ出力する。Ｄ−ＦＦ２４３には、この演算結果、すなわち初期位相の信号と周波数データとを加算した値（加算値）が設定される。この加算値はＤ−ＦＦ２４３から矩形波ＲＯＭ２４４へ供給される。そして、クロック発生回路２３が発生するクロックに基づき、加算値に対応する該当アドレスが指定される。この指定されたアドレスに応じて、矩形波ＲＯＭ２４４からデータが読み出される。この読み出されたデータは、Ｄ−ＦＦ２４５を介して送信導体選択回路２２へ出力される。その後、周波数データの数だけＤ−ＦＦ２４３から加算器２４１へのループ処理が繰り返され、加算処理が行われる。このような一連の動作を繰り返すことにより、目的の周波数、初期位相の矩形波データが得られる。
【００４３】
なお、この第１の実施形態においては、送信導体に供給する周期信号の波形が矩形波（０ボルト電位基準の上下方向に振れるパルス）の場合を例示したが、一定の周期をもつ周期信号であればこの例に限られない。例えば、矩形波ＲＯＭ２４４を、正弦波ＲＯＭ又はパルス波ＲＯＭに置き換え、正弦波やパルス波（０−Ｖｃｃ間で振れる矩形波、極性を反転した負信号でも可）を生成する構成としてもよい。上述の矩形波は、パルス波の電位Ｖｃｃの半分の電位を基準として上下に振れる矩形波とみなすこともできる。なお、周期信号生成部２４は、上記の各種ＲＯＭを用いない構成で実現してもよいことは勿論である。
【００４４】
また、この第１の実施形態においては、周期信号の初期位相を０°とし、初期位相も周波数も一度設定すると変更しないが、周期信号生成部２４が生成する周期信号の周波数及び初期位相はこの例に限られるものではない。さらに、周期信号生成部２４はあるタイミングで周期信号を出力するが、周期信号を出力する周期信号生成部２４はこの例に限られない。他の例については後で詳述する。
【００４５】
周期信号が供給される送信導体１４は、制御回路４０の制御に基づき送信導体選択回路２２により切り換えられる。この第１の実施形態における送信導体選択回路２２は、送信導体群１３の分割グループ数（１６個）と同数のスイッチで構成される。
【００４６】
図５に、送信導体選択回路２２の内部構成を示す。
送信導体選択回路２２は、多周波信号供給回路２１から供給された周期信号を選択的に供給するための複数のスイッチ２２ａからなる。このスイッチ２２ａは、各送信ブロック２５にそれぞれ一つずつ設けられる。各スイッチ２２ａの出力側の４つの端子２２ｂは、それぞれ対応する送信導体１４に接続される。また、各スイッチ２２ａの入力側の１つの端子２２ｃは、それぞれが図３に示す多周波信号供給回路２１の対応する周期信号生成部２４の出力端子に接続される。このスイッチ２２ａは、所定時間間隔で、選択された送信導体１４と、対応する所定の周波数ｆｋ（ｋ＝０〜１５）の周期信号を出力する周期信号生成部２４の端子とを接続する構造になっている。また、このスイッチ２２ａの切替動作は、制御回路４０により制御される。
【００４７】
図６に、第１の実施形態における送信導体１４の切替動作の一例を示す。
この例では、まず、各送信ブロック２５は、最大インデックスの送信導体１４、すなわち、送信導体Ｙ３、Ｙ７、…、Ｙ５９及びＹ６３がスイッチ２２ａを介してそれぞれ対応する周期信号生成部２４の出力端子に接続されているものとする（図５の状態）。
【００４８】
次いで、多周波信号供給回路２１の各周期信号生成部２４から出力された、互いに周波数の異なる周期信号は、各送信ブロック２５のスイッチ２２ａにより選択された１６本の送信導体１４に同時に供給される。この状態で、所定時間の間、指示体の位置検出を行う。次いで、所定時間が経過すると、スイッチ２２ａは、送信導体１４を、インデックスｎが減少する方向に位置する隣の送信導体１４、すなわち、送信導体Ｙ２、Ｙ６、…、Ｙ５８及びＹ６２に切り替える。そして、切替後、その１６本の送信導体１４に多周波信号供給回路２１の各周期信号生成部２４から出力された、互いに周波数の異なる周期信号を同時に供給して位置検出を行う。このような動作を繰り返しながら、指示体の位置検出を行う。
【００４９】
そして、各送信ブロック２５内の最小インデックスの送信導体１４、すなわち、送信導体Ｙ０、Ｙ４、…、Ｙ５６及びＹ６０がスイッチ２２ａにより選択され、指示体の位置検出を行った後は、再度、各送信ブロック２５内の最大インデックスの送信導体１４がスイッチ２２ａにより選択され、上記動作が各グループ内で繰り返される。このとき、スイッチ２２ａにより選択されていない送信導体１４は、任意の基準電位又はグラウンドに接続することが好ましい。このように、スイッチ２２ａにより選択されていない送信導体を任意の基準電位又はグラウンドに接続することで、選択されていない送信導体に重畳するノイズを退避させることができるので、ノイズ耐性を向上させることができる。なお、送信導体１４の切替動作の手順は図６の例に限定されない。その変形例については後で詳述する。
【００５０】
上述のように送信部２０では、複数の送信導体１４は、各グループが所定数Ｍ（Ｍ≧２の整数；図５の例ではＭ＝４）の導体から成る複数のグループに区分される。そして、多周波信号供給回路２１によって生成された各々の周波数の信号（周期信号）を、各グループを構成する所定の送信導体１４に供給するとともに、各グループ内で該当周期信号を供給する導体を順次切り換えるようにしている。このように構成することで、位置検出のための周期信号を複数の送信導体１４に同時に供給することができる。この例では、１６の周波数を同時に利用しているので、位置検出のための信号の送信に掛かる時間を従来の１／１６に短縮できる。
【００５１】
なお、上記実施形態において、例えば周波数がｆ０からｆ１５にかけて大きい場合、受信部３０との距離が遠い方の送信導体に対し低い周波数（例えばｆ０）を供給し、受信部３０との距離が近い方の送信導体に対し高い周波数（例えばｆ１５）を供給すると受信感度が良くなる。
【００５２】
一方、受信部３０は、図１に示すように、受信導体選択回路３１と、増幅回路３２と、Ａ／Ｄ（Analog to Digital）変換回路部３３と、信号検出回路３４と、位置算出回路３５とから構成されている。受信導体選択回路３１、増幅回路３２、Ａ／Ｄ変換回路３３、信号検出回路３４及び位置算出回路３５は、この順で、センサ部１０側から配置される。
【００５３】
この第１の実施形態における受信導体選択回路３１は、受信導体群１１の検出ブロック（１６個）と同数のスイッチで構成される。
【００５４】
図７に、受信導体選択回路３１周辺の概略構成を示す。
受信導体選択回路３１は、複数のスイッチ３１ａからなる。このスイッチ３１ａは、各検出ブロック３６にそれぞれ一つずつ設けられる。各スイッチ３１ａの入力側の８つの端子３１ｂは、それぞれ対応する受信導体１２に接続されている。また、各スイッチ３１ａの出力側の端子３１ｃは、対応する一つの後述するＩ／Ｖ変換回路３２ａの入力端子に接続される。さらに、各スイッチ３１ａは、所定時間間隔で、Ｉ／Ｖ変換回路３２ａと接続する受信導体１２を切り替える構造になっている。そして、Ｉ／Ｖ変換回路３２ａの出力は、切替スイッチ３２ｄへ出力される。
【００５５】
切替スイッチ３２ｄは、所定時間毎に、Ａ／Ｄ変換回路３３と接続されるＩ／Ｖ変換回路３２ａを順次切替えて電圧信号をＡ／Ｄ変換回路３３に時分割で出力する回路である。このような構成とした場合、受信部３０内には、Ａ／Ｄ変換回路３３及びそれより後段に配置される後述の回路群（同期検波回路３７等）を１系統だけ設ければよく、受信部３０の回路構成が簡易である。なお、この切替スイッチ３２ｄは、増幅回路３２内又はＡ／Ｄ変換回路３３内のいずれに設けてもよい。
【００５６】
図８に、スイッチ３１ａによる受信導体１２の切り替え動作を示す。
各スイッチ３１ａの切り替え動作は制御回路４０により制御される。図８の例では、まず、各検出ブロック３６は、最小インデックスの受信導体１２、すなわち、受信導体Ｘ０、Ｘ８、…、Ｘ１１２及びＸ１２０にスイッチ３１ａが接続されているものとする（図７の状態）。この状態で所定時間の間、指示体の位置検出を選択されている複数の受信導体１２で同時に行い、各グループの出力信号Ｓ０、Ｓ１、・・・、Ｓ１５を得る。
【００５７】
次いで、所定時間が経過すると、スイッチ３１ａは、受信導体１２をインデックスｍが増加する方向に位置する隣の受信導体１２、すなわち、受信導体Ｘ１、Ｘ９、…、Ｘ１１３及びＸ１２１に接続を切り替える。そして、その切替後、スイッチ３１ａに接続された受信導体Ｘ１、Ｘ９、…、Ｘ１１３及びＸ１２１から出力された出力信号、すなわち各グループの出力信号Ｓ０、Ｓ１、・・・、Ｓ１５を得る。以降、スイッチ３１ａは、このような動作を繰り返しながら、指示体の位置検出を行う。
そして、各検出ブロック３６内の最大インデックスの受信導体１２、すなわち、受信導体Ｘ７、Ｘ１５、…、Ｘ１１９及びＸ１２７にスイッチ３１ａが接続され、その複数の受信導体１２で指示体の位置検出を同時に行う。その後は、再度、スイッチ３１ａは各検出ブロック３６内の最小インデックスの受信導体１２に接続され、上記動作が各ブロック内で繰り返される。このとき、スイッチ３１ａに選択されない受信導体１２は任意の基準電位又はグラウンドに接続することが好ましい。このように、スイッチ３１ａにより選択されない受信導体を任意の基準電位又はグラウンドに接続することで、選択されない受信導体にノイズを退避させることができるので、ノイズ耐性を向上させることができる。なお、受信導体１２の切替え動作の手順は図８の例に限定されない。その変形例については後で詳述する。
【００５８】
上述のように受信部３０では、複数の受信導体１４を、各グループが所定数の導体から成る複数のグループに区分し、各グループを構成する少なくとも１本の導体を各々選択するとともに、各グループを構成する各導体を順次切り換えるようにしている。このように構成することで、位置検出のための出力信号を受信導体群１１から同時に検出することができる。この第１の実施形態においては、受信導体群１１を１６グループに分割しているので、位置検出のための信号の受信にかかる時間を従来の１／１６に短縮できる。
【００５９】
増幅回路３２は、受信導体１２から出力される電流信号を取得し、その電流信号を電圧信号に変化するとともに増幅する。この増幅回路３２は、図７に示すように、受信導体群１１の検出グループ数（１６個）と同数のＩ／Ｖ変換回路３２ａと、切替スイッチ３２ｄとで構成され、一つの検出ブロック３６に対して一つのＩ／Ｖ変換回路３２ａが接続される。本実施の形態では、Ｉ／Ｖ変換回路３２ａを、１入力１出力の増幅器３２ｂ（オペアンプ：Operational Amplifier）と、それに接続されたキャパシタ３２ｃとで構成する。なお、実際には、直流バイアス調整用にキャパシタ３２ｃと並列に抵抗素子やトランジスタなどを設けるが、ここでは記載を省略している。
【００６０】
Ａ／Ｄ変換回路３３は、増幅回路３２に接続され、増幅回路３２から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。このＡ／Ｄ変換回路３３は増幅回路３２に接続される。なお、Ａ／Ｄ変換回路３３には、公知のＡ／Ｄ変換器を用いることができる。
【００６１】
信号検出回路３４は、図１に示すように、Ａ／Ｄ変換回路３３に接続され、Ａ／Ｄ変換回路３３からの出力信号から、多周波信号供給回路２１で生成された複数の周波数の信号から目的の周波数の信号を検出する。より具体的には、この信号検出回路３４は、Ａ／Ｄ変換回路３３からのクロスポイントと、このクロスポイントにおける検出信号のレベルを求める。そして、信号検出回路３４は、この検出信号のレベルを隣接するクロスポイント同士でつなぎ、指示体がタッチしたクロスポイント［Ｘｍ，Ｙｎ］上で頂点（もしくは頂上）となる山形状のレベル曲面を算出して、ビットマップデータとして位置算出回路３５へ出力する。
この信号検出回路３４は、図９に示すように、周期信号生成部２４に対応して周期信号の数（１６個）と同数の同期検波回路３７を持つ信号検出部３４ａで構成される。信号検出部３４ａの入力端子は、Ａ／Ｄ変換回路３３の出力端子に接続される。なお、図７には、時分割選択の回路として機能する切替スイッチ３２ｄをＩ／Ｖ変換回路３２ａの出力側に設ける例を説明したが、この切替スイッチ３２ｄの代わりに検出ブロック３６と同数のＡ／Ｄ変換回路を設けるようにしてもよい。
【００６２】
図９に、増幅回路３２を構成するＩ／Ｖ変換回路３２ａ、Ａ／Ｄ変換回路３３及び信号検出回路３４を構成する信号検出部３４ａの接続関係、並びに信号検出部３４ａの内部構成を示す。Ｉ／Ｖ変換回路３２ａ、Ａ／Ｄ変換回路３３及び信号検出部３４ａは、この順で受信導体１２側から直列に接続される。
受信導体１２から出力された電流信号は、Ｉ／Ｖ変換回路３２ａで電圧信号に変換されるとともに増幅される。次いで、その増幅信号はＡ／Ｄ変換回路３３に入力され、このＡ／Ｄ変換回路３３でデジタル信号に変換される。次いで、その変換されたデジタル信号は信号検出部３４ａに入力される。そして、このデジタル信号は、信号検出部３４ａにおいて多周波信号供給回路２１内の対応する周期信号生成部２４から出力される周期信号と同一周波数の信号を検出して出力する。
【００６３】
信号検出部３４ａは、主に、複数の同期検波回路３７と、この同期検波回路３７に接続された複数のレジスタ３８とで構成される。レジスタ３８は、４個の領域３８ａ〜３８ｄに区分されている。レジスタ３８は送信導体選択回路２２の送信ブロック２５と対応し、またレジスタ３８内の領域３８ａ〜３８ｄの各々は送信ブロック２５内の送信導体と対応している。例えば、送信導体Ｙ６３〜Ｙ６０に供給された周期信号に対する受信導体１２からの出力信号をＤＦＴ１５で検波したデータは、当該ＤＦＴ１５と接続するレジスタ３８の領域３８ａ〜３８ｄにそれぞれ格納される。なお、上述例のように、レジスタ３８を４つの領域３８ａ〜３８ｄに分割するのではなく、１つのＤＦＴに対して４つの独立したレジスタを設けるようにしてもよい。
【００６４】
同期検波回路３７は、入力された信号から目的の周波数の信号を検出する。この同期検波回路３７は、周期信号と同じ数（１６個）だけ設けられ、それらの複数の同期検波回路３７は、並列接続される。複数の同期検波回路３７の中のどの同期検波回路３７がいずれの周波数の信号を検出するかは、制御回路４０から入力されるタイミング信号により、多周波信号供給回路２１の周期信号の生成及び送信導体選択回路２２の送信導体１４の切替と連動して制御される。なお、図９の例では、複数の同期検波回路３７において、Ａ／Ｄ変換回路３３ａと遠い側の同期検波回路３７からそのインデックスｊを「０」〜「１５」とし、以下では、適宜、各インデックスｊに対応する同期検波回路３７をＤＣＴｊとも記す。そして、１段目〜１５段目の同期検波回路３７（ＤＣＴ０〜ＤＣＴ１５）の入力端子は、Ａ／Ｄ変換回路３３ａの出力端子に接続される。なお、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）は離散コサイン変換を意味する。
【００６５】
図１０に、同期検波回路３７の概略構成を示す。
同期検波回路３７は、主に、入力端子３７０と、検出対象の周波数ｆｋの周期信号を発生する信号源３７１と、乗積器３７３と、積分器３７４とで構成される。受信導体１２からＡ／Ｄ変換回路３３を介して同期検波回路３７へ検出信号（出力信号）が入力されると、この検出信号は入力端子３７０を介して同期検波回路３７の乗積器３７３へ供給される。ここで、乗積器３７３に信号源３７１から周波数ｆｋの周期信号が入力され、検出信号と周波数ｆｋの周期信号が乗積されて目的の信号が検波される。そして、検波信号は、積分器３７４に入力され時間的に積分されて出力される。
【００６６】
このように、信号源３７１で発生する周期信号の周波数ｆｋを適切に設定することにより、目的の周波数の信号（信号成分）を検波することができる。ノイズ信号は、一定時間の出力を積分すると周波数ｆｋと異なる成分は著しく抑制されるという特性がある。そこで、積分器３７４を用いて出力信号に含まれる信号成分とノイズ成分を一定の時間積分することによって、信号成分は増幅され、ノイズ成分は互いには相殺されて圧縮される。
【００６７】
なお、π／２移相器を用いて、検出信号から位相をπ／２ずらして検波を行うことにより、検出信号に含まれる信号成分と位相がπ／２だけずれた周波数ｆｋの周期信号を検波することもできる。すなわち、ＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）の構成となるが、これは検出可能な位相範囲が広がるという点で静電ペンを用いた指示体検出装置に好適である。
【００６８】
図９の説明に戻る。レジスタ３８は、同期検波回路３７と同様に送信導体１４（Ｙ０〜Ｙ６３）と同じ数だけ設けられ、それぞれ各同期検波回路３７（ＤＣＴ０〜ＤＣＴ１５）に接続されている。各レジスタ３８（レジスタ３８ａ〜３８ｄ）は、対応する同期検波回路３７で検出された信号を保持し、制御回路４０からのタイミング信号に基づいて、このレジスタ３８に保持された信号を位置算出回路３５に読み出す。
【００６９】
位置算出回路３５は、同期検波回路３７の各レジスタ３８（レジスタ３８ａ〜３８ｄ）から送られる信号から、信号レベルが減少している信号を出力した受信導体１２とその周波数を検出する。そして、レジスタ３８から読み出された信号から特定された受信導体１２のインデックスｍ（０〜１２７）と、該当する周期信号を供給した送信導体１４のインデックスｎ（０〜６３）とに基づいて、指示体の位置を算出する。上述した同期検波回路３７による一連の動作を、多周波信号供給回路２１で周期信号を生成するとともに送信導体選択回路２２で送信導体１４の切替が行われるのと連動して、受信導体群１１全体について行う。なお、位置算出回路３５は、指示体が置かれたクロスポイントの位置（座標）だけでなく、指示体が置かれたセンサ部１０表面の面積、指示体から受ける圧力などの情報を出力する。
【００７０】
［位置検出の原理］
次に、本実施形態の指示体検出装置における指示体の位置検出の原理を図面を参照しながら説明する。上述のように、本実施形態の検出方式はクロスポイント型の静電結合方式であり、センサ部の送信導体及び受信導体間の静電結合状態の変化に基づいて指示体の位置を検出する。
【００７１】
まず、センサ部１０上に指示体が存在する場合としない場合とで送信導体１４及び受信導体１２間の静電結合状態が変化することを、図１１Ａ及びＢを参照しながら説明する。なお、図１１Ａは、センサ部１０上に指示体が存在しない場合の送信導体１４及び受信導体１２間の静電結合状態を示す図であり、図１１Ｂは、センサ部１０上に指示体が存在する場合の送信導体１４及び受信導体１２間の静電結合状態を示す図である。
【００７２】
センサ部１０上に指示体が存在しない場合（図１１Ａの場合）には、送信導体１４及び受信導体１２間はスペーサ１６を介して容量結合しており、送信導体１４から出た電界は受信導体１２に収束する。その結果、送信導体１４及び受信導体１２間には、所定の値の電流が流れる。
【００７３】
しかしながら、センサ部１０上に指示体として例えば指１９が存在する場合（図１１Ｂの場合）、受信導体１２は、送信導体１４だけでなく、指１９を介してアースと容量結合した状態となる。このような状態では、送信導体１４から出た電界の一部は、指１９に収束し、送信導体１４及び受信導体１２間に流れる電流の一部が指１９を介してアースに分流する。その結果、受信導体１２に流入する電流値が小さくなる。静電結合方式では、この受信導体１２から出力される電流値の変化を受信部３０で検出して指示体の位置を検出する。
【００７４】
次に、指１９が同時にセンサ部１０の複数のクロスポイント上に置かれている場合の位置検出を、図１２Ａ〜Ｄを参照しながら説明する。
図１２Ａは、指１９がセンサ部１０上のある送信導体及び受信導体のクロスポイント（グリッド）上に置かれている場合の指示体検出装置１００を示している。ここでは、一例として、送信導体Ｙ６と受信導体Ｘ４、及び、送信導体Ｙ６と受信導体Ｘ１２２とのクロスポイントに着目する。図１２Ｂに、送信導体Ｙ６に対する受信導体Ｘ４及び受信導体Ｘ１２２の出力信号を示す。図１２Ｃに、送信導体Ｙ５８に対する受信導体Ｘ７の出力信号の検波波形を示す図である。図１２Ｄは、送信導体Ｙ２に対する受信導体Ｘ７からの出力信号の検波波形を示す図である。
【００７５】
上述のように、指１９がセンサ部１０上に存在しない場合には、受信導体１２からの出力電流は所定の値である。しかしながら、送信導体Ｙ６と受信導体Ｘ４、及び、送信導体Ｙ６と受信導体Ｘ１２２とのクロスポイント付近に指１９が置かれている場合には、図１１Ａ及びＢを参照して説明したように、送信導体Ｙ６と受信導体Ｘ４、及び、送信導体Ｙ６と受信導体Ｘ１２２間の静電結合状態が変化し、このクロスポイントにおける受信導体Ｘ４及びＸ１２２に流れ込む電流が変化する。この際、受信導体Ｘ４及び受信導体Ｘ１２２から出力される電流の周波数ｆ１は、送信導体Ｙ６に供給される周期信号の周波数ｆ１に対応している。
【００７６】
受信導体Ｘ４は検出ブロック３６（図７参照）内で検出順番が５番目であり、受信導体Ｘ１２２は検出ブロック３６内で検出順番が３番目である。故に、同期検波回路３７において、あるクロックで受信導体Ｘ１２２の出力信号を送信導体１４に供給された周期信号と同じ周波数で検波し、２クロック後に受信導体Ｘ４の出力信号を当該周波数で検波する。このようにして、図１２Ｂに示すように、受信導体Ｘ４及び受信導体Ｘ１２２の出力信号が減少していることが検出され、指の位置を特定することができる。
【００７７】
さらに、指１９がセンサ部１０の任意の一の受信導体１２に沿って複数のクロスポイント上に置かれている場合も同様に検出することができる。以下、指が同一の受信導体１２に沿って複数のクロスポイント上に置かれている場合の検出動作について説明する。
【００７８】
本例では、センサ部１０の受信導体Ｘ７に沿って送信導体Ｙ５８とＹ２に指１９が置かれ（図１２Ａ参照）、送信導体Ｙ５８には周波数ｆ１４の周期信号が供給され、送信導体Ｙ２には周期信号ｆ０の周期信号が供給される場合を想定する。ここで、送信導体Ｘ５８は送信ブロック２５（図５参照）内で供給順番が３番目であり、同様に送信導体Ｘ２も送信ブロック２５内で供給順番が３番目である。故に、同期検波回路３７のＤＣＴ１４及びＤＣＴ０において、受信導体Ｘ７の出力信号が送信導体１４に供給された周期信号の周波数ｆ１４，ｆ０で同時に検波される。このようにして、図１２Ｃ，Ｄに示すように、送信導体Ｙ５８に対する受信導体Ｘ７及び送信導体Ｙ２に対する受信導体Ｘ７の出力信号のレベルが減少していることがそれぞれ検出され、指の位置を特定することができる。
【００７９】
上記のように構成されたクロスポイント型静電結合方式では、周期信号を供給した送信導体１４のインデックスｎ（０〜６３）と、出力信号の減少が検出された受信導体１２のインデックスｍ（０〜１２７）を検出することにより、指１９の位置を特定することができる。これに対し、投影型静電結合方式では指の重なりがある場合、指の位置の特定が不可能である。
【００８０】
なお、クロスポイント（送信導体）の場所に応じて送信導体１４への周期信号の供給順番が異なる場合があるが、その場合は各クロスポイントに流れる電流の変化を同一の受信導体１２で検出できる順番が異なる。つまり、受信導体Ｘ７に沿って送信導体Ｙ５８とＹ２に指１９が置かれている場合のように同時とは限らない。
【００８１】
また、指１９がセンサ部１０の連続する複数のクロスポイント上に置かれている場合も上述と同様の原理で検出することができる。この場合、検出されるクロスポイントの位置も連続的になり、指１９が置かれている領域を検出することができる。すなわち、センサ部１０上の置かれている指１９の形状を推定することが可能になる。それゆえ、本実施形態では、センサ部１０上に配置された指示体の位置だけでなく、指示体のセンサ部１０と対向している面の形状を推定することができる。例えば、センサ部１０上に手のひらを載せた場合には、その手の位置だけでなく、手のひらの形状も推定することが可能になる。
【００８２】
［指示体検出装置の動作］
次に、本実施形態の指示体検出装置１００の動作を図面を参照しながら説明する。図１３に、本実施形態の指示体検出装置１００における指示体の検出手順を説明するためのフローチャートを示す。
【００８３】
まず、多周波信号供給回路２１内の各周期信号生成部２４は、制御回路４０によりに割り当てられた周波数の周期信号を設定する（ステップＳ１）。
【００８４】
次に、受信部３０の受信導体選択回路３１は、スイッチ３１ａにより、各検出ブロック３６内で所定の受信導体１２を選択し、その選択した受信導体１２と対応するＩ／Ｖ変換回路３２ａとを接続する（ステップＳ２）。
【００８５】
次いで、送信導体選択回路２２は、各送信ブロック２５内で周期信号を供給する所定の送信導体１４を選択する（ステップＳ３）。次いで、多周波信号供給回路２１は、各送信ブロック２５で選択された所定の送信導体１４にそれぞれ対応する周期信号を同時に供給する（ステップＳ４）。なお、位置検出処理の開始時に選択される各検出ブロック３６内の所定の受信導体１２は、送信導体群１３に周期信号が供給される前に予め選択されることが好ましい。
【００８６】
次いで、受信部３０は、ステップＳ２で選択された各検出ブロック３６の所定の受信導体１２からの出力電流を同時に検出する（ステップＳ５）。具体的には、まず、増幅回路３２は、選択された所定の受信導体１２（合計１６本の受信導体１２）からの出力電流を電圧に変化して増幅し、その増幅信号をＡ／Ｄ変換回路３３に出力する。この際、受信導体１２に接続されたＩ／Ｖ変換回路３２ａで出力電流を電圧に変化して増幅する。次いで、Ａ／Ｄ変換回路３３は、入力された電圧信号をＡ／Ｄ変換し、変換したデジタル信号を信号検出回路３４に出力する。
【００８７】
次いで、信号検出回路３４は、入力されたデジタル信号から各周波数成分を同期検波する（ステップＳ６）。具体的には、Ａ／Ｄ変換回路３３に接続された各信号検出部３４ａで、対応する受信導体１２で検出した信号に対し、送信導体１４に供給された周波数と同一周波数の信号を検波する。そして、信号検出回路３４は、所定の受信導体１２に対して算出した信号を各レジスタ３８（領域３８ａ〜３８ｄ）に格納する（ステップＳ７）。
【００８８】
次いで、制御回路４０は、ステップＳ２で選択された受信導体１２において、全送信導体１４について位置検出が終了したか否かを判定する（ステップＳ８）。選択された受信導体１２について全送信導体１４での位置検出が終了していない場合、すなわち、ステップＳ８の判定結果がＮＯである場合には、ステップＳ３に戻り、送信導体選択回路２２内の各送信ブロック２５のスイッチ２２ａを切り替えて、前回とは異なる送信導体１４を選択する。そして、選択された複数の送信導体１４に対し多周波信号供給回路２１より多周波信号を同時に供給する。その後は、選択された受信導体１２について全送信導体１４での位置検出が終了するまで、ステップＳ３〜Ｓ７を繰り返す。そして、選択された受信導体１２について、全送信導体１４での位置検出が終了したら、レジスタ３８に格納された該当受信導体１２上の全クロスポイントでの信号を位置算出回路３５に読み出す。
【００８９】
つまり、図１、図５及び図７を参照して説明すると、例えば受信導体Ｘ０、Ｘ８、・・・Ｘ１２０が選択されているとき、送信導体Ｙ３、Ｙ７、・・・、Ｙ６３に周期信号を供給し、位置検出を行う。次のクロックで、受信導体はそのままに、送信導体Ｙ２、Ｙ６、・・・、Ｙ６２に周期信号を供給し、位置検出を行う。この処理を繰り返し、送信導体Ｙ０、Ｙ４、・・・、Ｙ６０に周期信号を供給し、位置検出を行うと、各グループ内の送信導体の切替が一巡し、受信導体Ｘ０、Ｘ８、・・・Ｘ１２０について全送信導体１４の位置検出が終了する（ステップＳ８のＹＥＳの状態）。このように選択した受信導体において全送信導体の検出が終了したら、ステップＳ９に移行する。
【００９０】
一方、ステップＳ４で選択された受信導体１２について、全送信導体１４での位置検出が終了している場合、すなわち、ステップＳ８の判定結果がＹＥＳである場合には、制御回路４０は、全受信導体１２での位置検出が終了したか否かを判定する（ステップＳ９）。全受信導体１２での位置検出が終了していない場合、すなわち、ステップＳ９の判定結果がＮＯである場合には、ステップＳ２に戻り、受信導体選択回路３１内の各検出ブロック３６のスイッチ３１ａを切り替えて、前回とは異なる複数の受信導体１２を選択する（ステップＳ２の処理に相当）。また受信側の切り換えと並行して、送信導体選択回路２２内の各送信ブロック２５のスイッチ２２ａを切り替えて、前回とは異なる（ステップＳ３で最初に選択したものと同じ）送信導体１４を選択する。そして、選択された複数の送信導体１４に対し多周波信号供給回路２１より多周波信号を同時に供給する。このようにして、受信導体１２及び送信導体１４を切り替えて位置検出を継続する。その後は、全受信導体１２について全送信導体１４での位置検出が終了するまで、ステップＳ２〜Ｓ８を繰り返す。
【００９１】
つまり、図１、図５及び図７を参照して説明すると、例えば受信導体Ｘ０、Ｘ８、・・・Ｘ１２０が選択されている状態で、各グループ内の送信導体１４をローテーションさせて、受信導体Ｘ０、Ｘ８、・・・Ｘ１２０について、全送信導体での位置検出を行う。次に、受信導体Ｘ１、Ｘ９、・・・Ｘ１２１に切り替えて、各グループ内の送信導体１４をローテーションさせる。この処理を繰り返し、受信導体１２を順次切り替えていく。そして、ローテーションの最後に受信導体Ｘ７、Ｘ１５、・・・Ｘ１２７について、全送信導体での位置検出が終了すれば、ステップＳ１０へ移行し、終了していなければステップＳ２へ戻る。
【００９２】
位置算出回路３５は、同期検波回路３７から入力される受信導体１２のクロスポイントでの信号から、信号レベルが減少している信号を出力した受信導体１２とその周波数を検出する。そして、信号レベルから特定した受信導体１２のインデックスｍ（０〜１２７）と、該当する周期信号を供給した送信導体１４のインデックスｎ（０〜６３）に基づいて、指示体の位置を算出する（ステップＳ１０）。本実施形態では、このようにしてセンサ部１０上に配置された指示体の位置検出を行う。
【００９３】
上述のように、この第１の実施形態においては、各グループの所定の送信導体１４に互いに周波数の異なる信号を同時供給（多重送信）し、所定の複数の受信導体１２で指示体の位置を同時検出する。すなわち、送信導体１４及び受信導体１２間の複数のクロスポイントに対して同時に位置検出処理を行う。それゆえ、本実施形態によれば、複数のクロスポイントに対する位置検出にかかる時間を短縮でき、より高速に位置検出が可能となる。
【００９４】
より具体的に説明すると、第１の実施形態では、送信導体群１３及び受信導体群１１をそれぞれ１６個のグループに分割し、各グループを並列処理する。それゆえ、本実施の形態では、例えば、従来のように全クロスポイントを順次検出処理を行う場合の検出時間に比べて、その検出時間は、１／（１６×１６）に短縮することができる。なお、グループ数はこの例に限定されるものではなく、また、送信導体群１３又は受信導体群１１のいずれかのみをグループ化しても検出時間短縮の効果が得られることは勿論である。
【００９５】
また、この第１の実施形態においては、一つの受信導体について全送信導体での検出が終了したら次の受信導体に切り替えて位置検出を継続するように説明したが、この例に限られない。一つの受信導体について全送信導体での検出が終了する前に、他の受信導体に切り替えて位置検出を継続してもよく、最終的にセンサ部１０の全クロスポイントでの位置検出が行われればよい。
【００９６】
［変形例１］
上記第１の実施形態では、図２に示すように、第１ガラス基板１５の一方の表面上に、受信導体１２と送信導体１４とがスペーサ１６を介して形成される構成のセンサ部１０について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、受信導体と送信導体とを一枚のガラス基板の両面にそれぞれ形成してもよい。図１４に、その一例を示す。
【００９７】
図１４は、変形例１のセンサ部の概略断面図である。
この例のセンサ部５０は、ガラス基板５１と、ガラス基板５１の一方の表面（図１４中では下面）上に形成された複数の送信導体５２と、送信導体５２上に形成された第１保護層５３とを備える。さらに、センサ部５０は、ガラス基板５１の他方の表面（図１４中では上面）上に形成された複数の受信導体５４と、受信導体５４上に形成された第２保護層５５と、第２保護層５５上に形成された保護シート５６とを備える。なお、この例における指示体の検出面は保護シート５６側の面である。
【００９８】
この変形例１は、ガラス基板５１、送信導体５２及び受信導体５４は、上記第１の実施形態と同様の形成材料で形成することができる。また、この変形例１においては、第１の実施形態と同様に、ガラス基板５１の代わりに合成樹脂で形成されたシート状（フィルム状）基材を用いてもよい。さらに、第１保護層５３及び第２保護層５５は、例えば、ＳｉＯ２膜や合成樹脂膜で形成することができ、保護シート５６としては、例えば、合成樹脂等からなるシート部材を用いることができる。
【００９９】
この変形例１のセンサ部５０は、上記第１の実施形態（図２）のセンサ部１０に比べて、ガラス基板の枚数を減らすことができるので、センサ部５０の厚さをより薄くすることができる。また、この例のセンサ部５０では、ガラス基板の枚数を減らすことができるので、より安価なセンサ部を提供することできる。
【０１００】
［変形例２］
変形例２では、ガラス基板の片側の表面上に送信導体及び受信導体を形成した場合のセンサ部の構成例を図１５Ａ及びＢに従って説明する。図１５Ａには変形例２のセンサ部のクロスポイントにおける断面図を、図１５Ｂには変形例２のセンサ部の斜視図面をそれぞれ示す。
【０１０１】
この例のセンサ部６０は、ガラス基板６１と、このガラス基板６１の片側の表面上に所定パターンで形成され、導電性を有する金属部６２と、金属部６２上に形成される絶縁部６３と、複数の送信導体６４及び複数の受信導体６５とを備える。なお、保護層及び保護シートの記載は省略している。
金属部６２は、例えば、受信導体６５が延伸される方向と交差する方向へ延伸して形成された略線状の金属である。絶縁部６３は、この金属部６２の一部を覆うように形成されている。そして、金属部６２の延伸方向の両端に送信導体６４が設けられ、この金属部６２の延伸方向の両端に設けられた各送信導体６４同士がこの金属部６２により電気的に接続される。そして、受信導体６５は、絶縁部６３上を跨ぐように形成され、この受信導体６５と、金属部６２及び送信導体６４とが電気的に絶縁されるように形成されている。
なお、この図１５Ａ，Ｂにおいては、送信導体６４が金属部６２及び絶縁部６３の上面（図の上方）の一部を覆うように形成した場合を示しているが、本発明の実施においては、かかる態様に限定されない。金属部６２の延伸方向の両端に設けられた各送信導体６４同士がこの金属部６２により電気的に接続されれば当該金属部６２を設けた趣旨は達せられるので、例えば、金属部６２の上面を送信導体６４が覆う必要はない。また、同様に、同図では、送信導体６４が絶縁部６３の上面の一部を覆うように記載しているが、この例に限定されない。受信導体６５と送信導体６４及び金属部６２とが電気的に絶縁されていればよく、本発明はこの態様に限定されない。
なお、この例では、指示体の検出面として、ガラス基板６１の導体が形成されている側の面、及び、導体形成面とは反対側の面のいずれも用いることができる。
【０１０２】
この変形例２においては、受信導体６５は、上記第１の実施形態と同様に、直線状導体で形成する。一方、送信導体６４は、絶縁層６３の開口部を介して、金属部６２と接続されるように形成される。すなわち、周期信号が供給される送信導体６４が、絶縁部６３を挟んで受信導体６５の下を通るように立体的に配線される。
【０１０３】
また、この変形例２においては、ガラス基板６１、送信導体６４及び受信導体６５は、上記第１の実施形態と同様の形成材料で形成することができる。なお、この例においても、第１の実施形態と同様に、ガラス基板６１の代わりに合成樹脂で形成されたシート状（フィルム状）基材を用いてもよい。
【０１０４】
金属部６２は、高導電率を有する金属材料、例えば、Ｍｏ（モリブデン）やＡｌ（アルミニウム）等で形成することができる。金属部６２と送信導体６４との接続部分の寸法は微小であるので、この接続部分での抵抗を小さくするため、金属部６２には高導電率を有する金属材料を用いることが好ましい。また、絶縁部６２は、例えば、レジスト等で形成することができる。
【０１０５】
この変形例２のセンサ部６０は、上記第１の実施形態（図２）のセンサ部１０に比べて、ガラス基板の枚数を減らすことができるので、センサ部６０の厚さをより薄くすることができる。また、この例のセンサ部６０では、ガラス基板の枚数を減らすことができるので、より安価なセンサ部を提供することできる。また送信導体と受信導体の配線を同一層に形成することによりコスト削減の効果もある。
【０１０６】
さらに、この変形例２のセンサ部６０は、変形例１のセンサ部５０と比べて、次のような利点が得られる。この変形例２のセンサ部６０において、指示体の検出面として導体形成面とは反対側の面を用いた場合には、指示体と導体との間にガラス基板６１が介在することになる。この場合、変形例１のセンサ部５０の場合に比べて、指示体及び導体間の距離が広がり、指示体からのノイズの影響が小さくなる。
【０１０７】
［変形例３］
上記第１の実施形態並びに変形例１及び２では、送信導体及び受信導体が所定方向に延在した直線状の一定幅の導体で形成できることを説明したが、本発明はこの送信導体及び受信導体の形状は、所定方向に延在した一定幅の導体に限定されない。ここでは、変形例３として、送信導体の他の構成例を説明する。
【０１０８】
図１６Ａに、変形例３のセンサ部における送信導体及び受信導体間のクロスポイントの拡大図を、図１６Ｂにランド導体部７３Ａの拡大図をそれぞれ示す。
この変形例３のセンサ部７０Ａにおいては、図１６Ａに示すように、受信導体７４は直線状の一定幅の導体で形成されているが、送信導体７１Ａは、線状導体部７２と、この線状導体部７２の幅よりも幅広のＩＴＯ等からなるランド導体部７３Ａとで構成される。
【０１０９】
図１６Ｂに示すように、導体ランド部７３Ａは、略同一形状に形成された第一及び第二のランド部７３ｂ，７３ｃと、この第一及び第二のランド部７３ｂ，７３ｃ同士を電気的に接続する略直線状の接続部７３ｄとから構成される。第一及び第二のランド部７３ｂ，７３ｃは頂部７３ａを有する略三角形状に形成されており、その頂部７３ａにおいて線状導体部７２と電気的に接続される。そして、第一のランド部７３ｂと第二のランド部７３ｃとは、頂部７３ａと対向する底部７３ｅにおいて接続部７３ｄにより電気的に接続される。
【０１１０】
送信導体７１Ａの形状を上述のような形状にすることにより、クロスポイント近傍の送信導体の面積を大きくすることができる。その結果、センサ部に指示体が近接したときに、送信導体から出た電界がより多く指示体に収束するので、検出感度が向上する。また、導体ランド部７３Ａは、第一のランド部７３ｂと第二のランド部７３ｃとを接続部７３ｄにより接続することで形成される凹部７３ｆを設けた形状（略Ｈ字状）としたことにより、本発明が適用された指示体検出装置と電磁誘導方式（EMR：Electro Magnetic Resonance）を採用する指示体検出装置とを重ねて設けることで、指示体を検出する領域が共通化された入力装置を構成する場合に、電磁誘導方式の位置検出装置から発せられた電界による送信導体上の渦電流の発生が抑えられる。その結果、電磁誘導方式の指示体検出装置が上記渦電流により生じる損失（渦電流損）によって検出感度が低下することを防止することができる。
【０１１１】
さらに、図１７に、変形例３の他の例のセンサ部における送信導体及び受信導体間のクロスポイントの拡大図を示す。
本例のセンサ部７０Ｂは、送信導体７１Ｂは、線状導体部７２と、変形例３のものから改善されたランド導体部７３Ｂとから構成される。変形例３との相違点は、変形例３に示すランド導体部７３Ａは、第一及び第二のランド部７３ｂ，７３ｃを略三角形状に形成したのに対し、この変形例は、第一及び第二のランド部７３ｇ，７３ｈは略台形状に形成した点である。そして、本変形例においては、変形例３の第一及び第二のランド部７３ｂ，７３ｃの頂部７３ａに相当する部分である上底部７３ｉにおいて線状導体部７２と電気的に接続される。他の部分については、図１６に示した変形例３と共通であるので、図１７においては、その共通部分には図１６と同一の番号を付して、説明は省略する。
【０１１２】
このランド導体部７３Ｂと変形例３で説明した導体ランド部７３Ａと比較すると、このランド導体部７３Ｂは頂部７３ａがない（鋭角部分がない）形状なので、ランド導体部７７Ａと比して電流の流路が広くなる。その結果、ランド導体部７３Ｂと線状導体部７２との接続部分に電流の集中が発生せず、電流が拡散する。すなわち、ランド導体部７３Ｂの両端となる上底部７３ｉ−７３ｉ間を電流が広がって流れるので、この上底部７３ｉ−７３ｉ間の抵抗値が上がらない。その結果、変形例３（図１６）に示す送信導体の例と比較して、さらに電気伝導特性が向上する。このように、センサ部のクロスポイント周辺の送信導体の形状を本変形例のように構成することで、さらに電気伝導特性を向上させることができる。なお、この上底部７３ｉの形状は、鋭角な部分が存在しないことが好ましく、上記の形状の他、例えば曲面状に形成してもよい。また、本変形例のセンサ部７０Ｂには、ランド導体部７３Ａ、７３Ｂには二つの凹部７３ｆが形成された場合を例示して説明したが、この凹部は、二つ形成することに限定されず、例えば、４つ以上形成してもよい。
【０１１３】
さらに、変形例３の二つの例（図１６，１７）は、クロスポイント型静電結合方式の指示体検出装置のセンサ部に限られるものではなく、投影型静電結合方式の指示体検出装置のセンサ部などにも適用できる。また、この変形例３では、送信導体のランド導体部の形状を工夫した例を説明したが、クロスポイント周辺の受信導体にランド導体部を設け、同様の形状としてもよい。
【０１１４】
また、ランド導体部は、変形例１（図１４）の２層からなるセンサ部５０及び変形例２（図１５）の１層からなるセンサ部６０のいずれに対しても適用することができる。なお、指示体検出装置が液晶パネル等の表示装置と一体構成の場合は、液晶パネルからの静電ノイズの影響を抑制するため、受信導体は液晶パネルの走査方向と交差する方向に配置されることが好ましい。
【０１１５】
［変形例４］
クロスポイント静電結合方式を採用した指示体検出装置では、指示体を操作する面側、すなわち上方からセンサ部を見た場合、複数の受信導体と送信導体が交差し、導体パターンが存在する領域と存在しない領域がある。各導体はＩＴＯ膜等の透明電極膜で形成されるが、導体パターンが存在する領域の透過率は、導体パターンが存在しない領域のそれに比べて低下する。その結果、センサ部上では透過率のむらが生じる。利用者によってはこの透過率のむらが気になることがある。そこで、変形例４では、このようなセンサ部上での透過率のむらを解消する構成を説明する。
【０１１６】
図１８に、この例のセンサ部の概略構成を示す。なお、ここでは、変形例１（図１４）のセンサ部５０に、この例の構成を適用した例を説明する。この例のセンサ部７０Ｃでは、送信導体５２及び受信導体５４が存在しない領域に、例えば導体と同じ材料からなる第１透明電極膜３３３及び第２透明電極膜３３４を設ける。それ以外の構成は、変形例１（図１４）のセンサ部５０と同様の構成である。
【０１１７】
図１９Ａに、センサ部７０Ｃのガラス基板の一面（下面）に形成される送信導体５２及び第１透明電極膜３３３の構成を示す。この例では、送信導体５２と同じ面であって、互いが近傍に配置された２つの送信導体５２の間に矩形状の第１透明電極膜３３３を配置する。第１透明電極膜３３３は送信導体５２と接触しないように送信導体間の寸法よりも多少小さな寸法を有しており、送信導体５２とは多少の空隙を介して離間されている。一方、第１透明電極膜３３３の送信導体５２の長さ方向の寸法に関しては、互いが近傍に配置された受信導体５４間の寸法に１本の受信導体５４の導体幅を加算した寸法よりも多少小さく設定され、互いが近傍に位置する２本の受信導体５４の間に、それぞれの受信導体５４の導体幅の略１／２の位置まで延伸された位置関係を持って配置される。
【０１１８】
また、図１９Ｂに、センサ部７０Ｃのガラス基板の他の面（上面）に形成される受信導体５４及び第２透明電極膜３３４の構成を示す。この例では、第２透明電極膜３３４は、受信導体５４が配置される同じ面に配置され、その寸法に関しては第１透明電極膜３３３の寸法を規定する場合と同様のアプローチが適用できる。すなわち、第２透明電極膜３３４は受信導体５４と接触しないように受信導体間の寸法よりも多少小さな寸法を有しており、受信導体５４とは多少の空隙を介して離間されている。一方、第２透明電極膜３３４の受信導体５４の長さ方向の寸法に関しては、互いが近傍に配置された送信導体５２を部分的に覆うように設定される。第１透明電極膜３３３および第２透明電極膜３３４の寸法および配置に関しては、要は、例えば指示体を操作する面側（上方側）からセンサ部７０Ｃを見た際に、送信導体５２、受信導体５４、第１透明電極膜３３３、第２透明電極膜３３４の重畳関係が、電気的絶縁を維持しつつ、できる限り均質となるような構成とすることで、センサ部７０Ｃ全体に対し、透過率のむらが抑制された、均質な光学特性を保持できるように配置されればよい。
【０１１９】
センサ部７０Ｃのガラス基板の各面に形成する導体及び透明電極膜をそれぞれ図１９Ａ，Ｂのように配置すると、センサ部７０Ｃを上方から見たとき、図１８に示すように、導体パターンが存在しない領域にも、導体と同じ材料からなる第１透明電極膜３３３及び第２透明電極膜３３４が形成される。その結果、センサ部７０Ｃ上における透過率のむらが抑制される。
【０１２０】
なお、透過率むらを抑制するための第１透明電極膜３３３及び第２透明電極膜３３４の形状は矩形に限定されない。センサ部７０Ｃを上方から見たときに、各透明電極膜から成る導体パターンと、第１透明電極膜３３３及び第２透明電極膜３３４との重畳関係が光学的に均質であればよく、第１透明電極膜３３３及び第２透明電極膜３３４の形状は各透明電極膜から成る導体パターンの形状に関連して適宜決定される。例えば、この例では、矩形状の複数の透明電極膜を送信導体あるいは受信導体が延在される方向に沿って所定間隔で配置する例をしたが、その複数の透明電極膜を１枚の電極膜として形成してもよい。
【０１２１】
［変形例５］
上記第１の実施形態では、送信導体及び受信導体がともに直線状の導体であり、両者が直交している例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、送信導体及び受信導体の少なくとも一方が曲線状の導体で構成されていてもよい。図２０に、その一例を示す。
【０１２２】
図２０は、変形例５におけるセンサ部８０の送信導体群８２と受信導体群８１の配置パターンを示す図である。この変形例５においては、送信導体群８２は、径の異なるリング状に形成された複数の送信導体８２ａで構成され、各リング状の送信導体８２ａは同心円状に配置され、半径方向に隣り合う送信導体８２ａ間の間隔は等間隔となるように構成される。
【０１２３】
一方、受信導体群８１は、送信導体群８２の中心から放射状に延在して形成された複数の直線状の受信導体８１ａで構成される。そして、複数の受信導体８１ａは、送信導体群８２により形成される同心円の周方向に等間隔で配置される。なお、この図２０に示した変形例５においては、送信導体８２ａは等間隔で配置されている場合を例示しているが、この送信導体８２ａ間の間隔は必ずしも等間隔でなくてもよく、実施態様に応じて任意の間隔に設定してもよい。
【０１２４】
この例のセンサ部８０は、例えば、回転操作を検出する場合に好適である。
【０１２５】
［変形例６］
上記第１の実施形態においては、図７に示すように、増幅回路３２内の増幅器３２ｂに１入力１出力の増幅器を用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、増幅器として差動増幅器を用いてもよい。図２１に、その一例を示す。なお、以下の説明においては、図７に示す第１の実施形態と共通の構成については、図７と同一の番号を付して説明を割愛する。
【０１２６】
図２１Ａは、変形例６の増幅器の概略構成、図２１Ｂは、増幅回路に差動増幅器を用いる場合の増幅回路及びその周辺の概略構成をそれぞれ示す。
図２１Ａに示すように、この変形例６の差動増幅器８５は、２入力１出力の差動増幅器である。この変形例６においては、差動増幅器８５の各入力端子には、隣り合う受信導体１２が１本ずつ接続される。また、この変形例６においては、受信導体群１１は、１２９本の受信導体１２から構成される。受信導体群１１は１６個の受信導体１２からなる検出ブロック３６に分割される。この検出ブロック３６は隣り合う（インデックスｍが連続する）９本の受信導体１２から構成される。そして、この各検出ブロック３６を構成する受信導体１２のうちの９本目の受信導体（インデックスｍが最も大きい）は、隣接する他の検出ブロック３６と共用される。具体的には、この変形例６においては、受信導体群１１は、検出ブロック｛Ｘ０〜Ｘ８｝、｛Ｘ８〜Ｘ１５｝、…、｛Ｘ１１４〜Ｘ１２１｝及び｛Ｘ１２１〜Ｘ１２８｝に分割される。
そして、この図２１Ｂに示すように、受信導体選択回路８８は、一対のスイッチ８８ａ、８８ｂを複数設けて構成される。この一対のスイッチ８８ａ、８８ｂは、各検出ブロック３６にそれぞれ設けられる。この一対のスイッチ８８ａ、８８ｂは、９つの共通の入力端子３１ｂを備える。この共通の入力端子３１ｂは、それぞれ対応する受信導体１２に接続される。一対のスイッチ８８ａ、８８ｂのそれぞれの出力側の端子８８ｃ、８８ｄは、それぞれがＩ／Ｖ変換回路３２ａの入力端子に接続される。そして、スイッチ８８ａの出力端子に接続されたＩ／Ｖ変換回路３２ａは差動増幅器８５の極性が「−」の入力端子に、スイッチ８８ｂの出力端子に接続されたＩ／Ｖ変換回路３２ａは差動増幅器８５の極性が「＋」の入力端子に接続される。そして、一対のスイッチ８８ａ、８８ｂは、所定時間間隔で、Ｉ／Ｖ変換回路３２ａと接続する受信導体１２を順次切り替える構造になっている。具体的には、最初にスイッチ８８ａが受信導体Ｘ０に、スイッチ８８ｂが受信導体Ｘ１にそれぞれ接続されているとすると、次の所定時間間隔でスイッチ８８ａが受信導体Ｘ１に、スイッチ８８ｂが受信導体Ｘ２にそれぞれ切り換え接続される。以降、所定時間間隔で順次接続される導体を切り替え、スイッチ８８ａが受信導体Ｘ７に、スイッチ８８ｂが受信導体Ｘ９に接続された後は、再度、スイッチ８８ａが受信導体Ｘ０に、スイッチ８８ｂが受信導体Ｘ１に切り替え接続される。
【０１２７】
このように受信部に差動増幅器８５を用いた場合には、受信導体１２からの出力に含まれるノイズが差動増幅器８５で相殺されてキャンセルされるので、ノイズ耐性を向上させることができる。
【０１２８】
［変形例７］
上記変形例６では、差動増幅器に接続される受信導体の本数が２本の場合を説明したが、差動増幅器に接続する受信導体の本数をさらに増やしてもよい。図２２に、その一例を示す。
【０１２９】
図２２は、変形例７の差動増幅器の概略構成である。
この例の差動増幅器８６では、差動増幅器８６に同時に接続される受信導体１２を５本とする。なお、それらの受信導体１２には、互いに隣り合う５本の受信導体１２を用いる。図２２の例では、差動増幅器８６に接続する５本の受信導体１２をそれぞれ受信導体Ｘｍ−２〜Ｘｍ＋２とし、受信導体Ｘｍ−２及びＸｍ−１は差動増幅器８６の極性が「−」の入力端子に接続され、受信導体Ｘｍ＋２及びＸｍ＋１は差動増幅器８６の極性が「＋」の入力端子に接続される。そして、中央の受信導体Ｘｍは所定の参照電圧レベルの端子に接続される。なお、差動増幅器８６が単電源である場合には、受信導体Ｘｍの電圧レベルは所定の参照電圧レベルに設定され、差動増幅器８６が両電源である場合には、受信導体Ｘｍの電圧レベルは零になる。
【０１３０】
このような構成にすると、差動増幅器８６へ複数の受信導体１２からの出力が同時に入力される。その結果、差分信号のレベルが増大するので積分信号も増大し、検出感度を向上させることができる。また、同時に差動増幅器８６へ出力信号を入力する受信導体の本数が増えるので、検出可能な範囲が広がるという利点もある。また、この変形例７では、差動増幅器８６を用いるので、変形例６と同様に、ノイズ耐性を向上させることができる。
なお、図２２の例では、受信導体選択回路３１の図示を省略したが、以降の図面においても本発明の説明において特に必要な場合のみ記載する。送信導体選択回路２２のスイッチ２２ａの記載についても同様とする。
【０１３１】
ここで、この変形例７において、差動増幅器８６に接続する中央の受信導体Ｘｍを所定の参照電圧レベルに設定する理由は、次の通りである。上記第１の実施形態で説明したように、静電結合方式では、指示体が近接しているクロスポイントでは、指示体を介してアースに電流が分流され、この分流によるクロスポイントでの電流の変化を検出する。しかしながら、指示体が十分アースされていないと、クロスポイントでの電流の分流が不十分となる。この場合、クロスポイントでの電流変化が小さくなり、位置検出の感度が低下する。
【０１３２】
しかしながら、この変形例７のように、差動増幅器８６に接続する複数の受信導体のうち、中央に位置する受信導体Ｘｍが参照電圧レベルまたは零電圧になるように構成すると、指示体が十分アースされていない場合であっても、指示体が受信導体Ｘｍに近接した場合には、電流の一部を指示体及び受信導体Ｘｍを介して分流させることができる。その結果、上述した感度の低下を抑制することができる。
【０１３３】
［変形例８］
変形例６及び変形例７においては、差動増幅器を利用して検出感度を向上させる例を示したが、送信導体に供給する周期信号を位相反転させることで検出感度を向上させることもできる。
【０１３４】
図２３は、変形例８における周期信号の供給形態を示す図である。
この変形例８は、図１に示す送信部２０の多周波信号供給回路２１と送信導体選択回路２２との間に、周期信号生成部２４で生成された周期信号の位相を反転する位相反転回路８７を設けている。そして、この位相反転回路８７は、所定の周波数ｆｋの周期信号を送信導体Ｙｎ＋１に、位相反転回路８７で位相反転した周波数ｆｋの周期信号を送信導体Ｙｎに供給する。そして、受信部３０（図１参照）において、隣接する２つの受信導体Ｘｎ＋１，Ｘｎからの出力された電流は、２つの入力端子がともに「＋」端子である２入力１出力の増幅器９０に入力される。
【０１３５】
このように、送信部２０に位相反転回路８７を用いた場合、指示体が近接していないときには、同時に検出する２本の受信導体Ｘｎ＋１，Ｘｎからの出力に含まれる信号が相殺されるので、検出感度を向上させることができる。
【０１３６】
［変形例９］
上記変形例８では、検出感度を向上させるために、送信部で生成した周波信号と、この周波信号を位相反転した位相反転信号とを利用し、受信部に２入力１出力の増幅器を用いる例を示したが、位相反転信号を用いずに検出感度の向上及び同時に検出する範囲を広げるには、同じ周波数の周期信号を複数の送信導体に供給し、受信部に複数入力１出力の増幅器を用いてもよい。図２４に、その一例を示す。
【０１３７】
図２４は、変形例９における周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示している。
この変形例９のように、受信部３０に２つの入力端子がともに「＋」端子である２入力１出力の増幅器９０を用いた場合には、同じ周波数の周期信号を２本の送信導体１４に供給する。
【０１３８】
このように複数本の送信導体１４に同じ周波数の周期信号を供給し、複数本の受信導体１２からの出力信号を加算した場合には、検出される出力信号のレベルを増大させることができるだけでなく、検出範囲を拡げることができる。複数本の受信導体からの出力信号を加算する場合、検出範囲を広げることができるので、センサ部１０の位置検出領域が大きい場合に特に好適である。
【０１３９】
なお、この変形例９では、同じ周波数の周期信号を供給する送信導体１４を２本単位とし、受信部は２本の受信導体１２の出力信号を加算する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。同じ周波数の周期信号を供給する送信導体１４の単位を３本以上にし、それに合わせて、受信部の増幅器で加算する受信導体１２の本数も３本以上としてもよい。
【０１４０】
さらに、この変形例９においては、増幅器で加算する受信導体１２の本数が、同じ周波数の周期信号を供給する送信導体１４の本数と同じである場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。同じ周波数の周期信号を供給する送信導体１４の本数と、増幅器で加算する受信導体１２の本数とが異なっていてもよい。なお、同じ周波数の周期信号を供給する送信導体１４の本数と、増幅器で加算する受信導体１２の本数を同じにした場合、次のような利点が得られる。
【０１４１】
同じ周波数の周期信号を送信する送信導体の本数が、増幅器で加算する受信導体１２の本数と異なる場合、センサ部１０上における最小の検出エリアは長方形状となり、感度分布に異方性が生じる。この場合、例えば、センサ部１０と対向する面（以下、単に、「対向面」という）が円形状の指示体を検出すると、その指示体の対向面が円形状でなく楕円形状等に歪んで検出される。これに対して、変形例９のように、同じ周波数の周期信号を送信する送信導体の本数が、増幅器で加算する受信導体１２の本数と同じ場合、センサ部１０上における最小の検出エリアＳｍｉｎが正方形状となり、等方的な感度分布が得られる。この場合、対向面が円形状の指示体がセンサ部１０上に配置されても、その指示体の対向面を円形状で検出することができる。
【０１４２】
ところで、第１の実施形態（図５）においては、送信ブロック２５内の送信導体１４に供給される周期信号の周波数が１本毎に異なる例における周波数のローテーションについて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、変形例９に示すように、隣り合う２本の送信導体１４毎に同じ周波数の周期信号を供給する場合においても、上述のように、周波数を所定時間毎にローテーションさせてもよい。その例を、図２５及び図２６に示す。
【０１４３】
図２５Ａ及びＢに示すローテーション例では、まず、或る時刻に周波数ｆ０（同位相）の周期信号を送信導体Ｙ２及びＹ３に供給する（図２５Ａの状態）。次いで、所定時間後、周波数ｆ０（同位相）の周期信号をＹ０及びＹ１に供給する（図２５Ｂの状態）。すなわち、図２５Ａ及びＢの例は、所定時間毎に、同じ周波数の周期信号を供給する送信導体１４を２本単位でずらすローテーション例である。
このように、所定時間毎に、同じ周波数の周期信号を供給する送信導体１４を２本単位でずらすローテーションを行えば、より高速に指示体の検出を行うことができる。
【０１４４】
また、図２６Ａ〜Ｃに示すローテーション例では、まず、或る時刻に周波数ｆ０（同位相）の周期信号を送信導体Ｙ２及びＹ３に供給する（図２６Ａの状態）。次いで、所定時間後、周波数ｆ０（同位相）の周期信号をＹ１及びＹ２に供給する（図２６Ｂの状態）。次いで、さらに所定時間が経った後、周波数ｆ０（同位相）の周期信号をＹ０及びＹ１に供給する（図２６Ｃの状態）。すなわち、図２６Ａ〜Ｃの例は、所定時間毎に、同じ周波数の周期信号を供給する送信導体１４を１本単位でずらすローテーション例である。
このように、所定時間毎に、同じ周波数の周期信号を供給する送信導体１４を１本単位でずらすローテーションを行えば、複数本の送信導体１４に同じ周波数の周期信号が供給されるので、上記第１の実施形態に示す例（図５参照）と比較して、より検出精度を向上させることができる。
【０１４５】
［変形例１０］
上記変形例９では、受信側の増幅器で加算する受信導体１２の本数を２本、３本と増やすことで、出力信号のレベル曲線はブロード（幅広）となり検出範囲が拡がることを説明した。しかし、周波数多重方式（特に、差動増幅器を用いない場合）において受信導体の本数を増やしていくと、周期信号の合成によって受信導体に流れ込む電流が検出したいレベルを大きく上回ってしまい、受信部３０の増幅器等のダイナミックレンジを越えて飽和する恐れがある。図２７に、変形例９（図２４）で検出されるレベル曲線の例を示す。図２７に示すように、レベル曲線９０Ｘの立ち上がり・立ち下がりが鋭く、レベルが大きい。受信導体１２の本数が３本、４本と増えれば、さらに受信レベルが上がり、周期信号の合成によって受信導体に流れ込む電流が大きくなる。そこで、変形例１０では、周期信号の合成によって受信導体に流れ込む電流を抑えつつ、出力信号のレベル曲線をブロードにするため、受信導体間にグラウンドに接続した受信導体を有する構成とする。図２８に、その一例を示す。
【０１４６】
図２８は、変形例１０における周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示している。この変形例１０においては、３つの入力端子を有する３入力１出力の増幅器９１を用いる。この３つの入力端子は、両側の入力端子が「＋」端子に、中央の入力端子がグラウンドに接続（以下、「０」端子という）される。そして、受信導体選択回路３１（図１参照）は、隣接する任意の３本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋２のうち、両側に位置する受信導体Ｘｍ及びＸｍ＋２がそれぞれ増幅器９１の両側の「＋」端子に接続され、中央に位置する受信導体Ｘｍ＋１を「０」端子に接続される。すなわち、この中央の受信導体Ｘｍ＋１からの出力信号のレベルを０（ゼロ）としている。
【０１４７】
このように構成すると、この変形例１０に示す増幅器９１から出力される出力信号は、図２８に示すようにその出力信号のレベルを示すレベル曲線９１Ｘは、２本の受信導体による“＋＋”受信の場合と同等以下の大きさで、かつ３本の受信導体による“＋＋＋”受信と同等のブロードな曲線形状となる。つまりこの変形例１０においては、レベル曲線９１Ｘの曲線形状がブロードになる分、その最大値は、受信導体が３本の場合はもとより、２本の場合よりも小さく抑えられ、かつ、受信導体が３本の場合と検出範囲は同じにすることができる。また、受信導体の一つをグラウンドに接続することで、指示体をグラウンドに接続した場合と同様の役割も果たしている。
【０１４８】
なお、グラウンドに接続された受信導体Ｘｍ＋１からの出力信号は０であるから、図２８に示すように、受信導体の接続形態に対応させて、３本の送信導体のうち中央の送信導体をグラウンドに接続してもよい。このようにした場合、検出される出力信号のレベル曲線の改善だけでなく、消費電力の抑制にも寄与する。また、差動増幅器であっても周期信号の多重による小さなうねりは発生するので、受信側の接続形態に対応して送信側において同様の信号レベルとなるような接続形態としてもよい。
【０１４９】
上述のように、受信導体間にグラウンドに接続する受信導体を設けることにより、レベル曲線のうねりを抑えたまま、レベル曲線の形状をブロードにできる。それゆえ、レベル曲線のレベルを抑えつつ、複数の受信導体で同時に出力信号を検出でき、座標認識特性が向上する。また、レベル曲線のレベルを抑えつつ、検出範囲を複数本の受信導体に広げることができる。
【０１５０】
図２９は、変形例１０における周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態の別の例を示している。この例では、４つの入力端子を有する４入力１出力の増幅器９２を用いる。この増幅器９２の４つの入力端子は、「＋」端子と、グラウンドに接続される端子（以下、「０」端子という）とが交互に配置されて構成される。そして、受信導体選択回路３１（図１参照）は、隣接する任意の４本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋３を交互にこの増幅器９２の「＋」端子または「０」端子に接続する。すなわち、隣接する４本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋３のうち受信導体Ｘｍ＋１、Ｘｍ＋３をグラウンドに接続し、受信導体Ｘｍ＋１、Ｘｍ＋３からの出力信号のレベルを０（ゼロ）としている。なお、図２９に示すように、受信導体の接続形態に対応させて、４本の送信導体のうち一つ置きの送信導体Ｙｎ、Ｙｎ＋２をグラウンドに接続してもよい。また、本発明はこれに限定されず、受信導体Ｘｍ−１及びＸｍ＋１が「０」端子に接続され、受信導体Ｘｍ及びＸｍ＋２が「＋」端子に接続されるような構成にしてもよい。
【０１５１】
ここで、例えば、４入力１出力の増幅器を用い、その全ての端子を「＋」端子とした場合、すなわち、受信導体選択回路３１により選択された任意の４本の受信導体を用い“＋＋＋＋”受信をした場合、周期信号の合成によるうねり等の影響により出力信号のレベル曲線が増幅器９２のダイナミックレンジを越えて飽和する。しかし、図２９の例のように、受信導体を１本置きにグラウンドに接続した“＋０＋０”又は“０＋０＋”受信した場合には、同じ本数分の受信導体を網羅しつつも、出力信号のレベル曲線は飽和しない。
【０１５２】
この図２９に示す変形例１０の別の例によれば、図２８の例と同様に、複数本の送信導体１４に同じ周波数の周期信号を供給し、１本離間した複数本の受信導体１２からの出力信号を加算する。このようにすることで、受信導体に流れ込む電流を適度に抑えつつ検出範囲を拡げることができ、且つ検出される出力信号のレベルを増大させることができるので、検出感度を向上させることができる。また、図２９に示す変形例の別の例は、図２８の例と同様に、検出範囲を拡げることができ且つ検出される出力信号のレベルを増大させることができるので、センサ部１０上の位置検出領域が大きい場合に特に好適である。
【０１５３】
また、図２８及び図２９に示す変形例１０においては、同じ周波数の周期信号を送信導体１４に供給する際の送信導体１４の供給パターンと、増幅器で加算する受信導体１２の接続パターンとが同じになるように構成している。この場合、センサ部１０上における最小の検出エリアが正方形状となり、等方的な感度分布が得られる。
【０１５４】
［変形例１１］
受信部３０で検出する出力信号のノイズ耐性を向上するための一例として、差動増幅器を用いて差動駆動させる構成がある。図３０に、その一例として、４本の受信導体を検出範囲とする場合における周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態の例を示す。
【０１５５】
図３０に示す変形例１１においては、４入力１出力の差動増幅器９３を用いる。この差動増幅器９３の４つの入力端子は、「＋」端子と「−」端子が同極性で隣り合って配置されて構成される。そして、受信導体選択回路３１（図１参照）は、隣接する任意の４本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋３のうち受信導体Ｘｍ、Ｘｍ＋１をこの差動増幅器９３の「＋」端子に、受信導体Ｘｍ＋２、Ｘｍ＋３を差動増幅器９３の「−」端子にそれぞれ接続する。
【０１５６】
なお、この変形例１１のように、受信部の信号検出形態を「＋＋−−」とする場合には、送信部の信号供給形態も受信部の信号検出形態に合わせることが好ましい。具体的には、例えば、４本の隣り合う送信導体Ｙｎ〜Ｙｎ＋３に対し、送信導体１２のインデックスの小さい方から周期信号の位相を「逆相，逆相，同相,同相」にして供給する。それを実現するためには、図３０に示すように、送信導体Ｙｎ＋２及びＹｎ＋３に周波数ｆｋの周期信号の位相を変えずに供給する。一方、送信導体Ｙｎ及びＹｎ＋１には、位相反転器８７を介して周波数ｆｋの周期信号を供給する。
【０１５７】
ここで、図３０に示すレベル曲線９３Ｘは４本の受信導体１２による出力信号のレベル（出力値）を表している。受信部にこのような差動増幅器９３を用いた場合には、受信導体Ｘｍ、Ｘｍ＋１の合成信号と受信導体Ｘｍ＋２、Ｘｍ＋３の合成信号に含まれるノイズとが差動増幅器９３において相殺されるので、ノイズ耐性を向上させることができる。
【０１５８】
ところで、差動増幅器を用いた場合、実際に指示体がセンサ部にタッチ（接触）して得られる出力信号のレベル変化は、図３０の破線で示すＳ字のような特性となる。指示体の位置を算出するには、レベル曲線９３Ｘのような１つのピーク値を有する出力信号でなければならい。このピーク値を示す受信導体が実際に指示体のタッチした位置になるからである。この１つのピーク値を有する出力信号は、波線で示すＳ字状の特性を有する出力信号を積分処理することで得ることができる。しかしながら、積分処理はノイズの蓄積につながり、その結果、位置検出精度が低くなる、という問題が発生する。
【０１５９】
そこで、変形例１１では、受信部３０の差動増幅器の異なる極性の入力端子数を左右で同数とし、指示体の検出待ち受け時に検出される左右の出力信号のバランスをとる構成とする。図３１に、その一例を示す。
【０１６０】
図３１は、４本の受信導体を検出範囲とする場合における周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態の例を示している。
図３１の例では、４入力１出力の差動増幅器９４を用いる。この差動増幅器９４の４つの入力端子は、「＋」端子と「−」端子が左右対称となるように配置されて構成される。そして、受信導体選択回路３１（図１参照）は、隣接する任意の４本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋３をこの差動増幅器９４の４つの入力端子に接続する。すなわち、隣接する４本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋３のうち受信導体Ｘｍ＋１、Ｘｍ＋２は「＋」端子に、受信導体Ｘｍ、Ｘｍ＋３は「−」端子にそれぞれ接続される。一方、受信導体１２が接続される差動増幅器９４の入力端子の極性に対応させるように、送信部２０は、送信導体選択回路２２を介して、この送信導体選択回路２２により選択された隣り合う任意の４本の送信導体Ｙｎ〜Ｙｎ＋４のうち、送信導体Ｙｎ＋２及びＹｎ＋３に対しては周波数ｆｋの周期信号の供給し、送信導体Ｙｎ、Ｙｎ＋３に対しては位相反転回路８７を介して周波数ｆｋの周期信号の位相を反転した周期信号を供給する。
【０１６１】
変形例１１の差動増幅器９４より得られる出力信号は、図３１に示すレベル曲線９４Ｘように、１つのピーク値を有する出力信号となる。その結果、差動増幅器の出力信号を積分処理する必要はなくなるので、ノイズ耐性を向上させることができる。それ故、指示体をセンサ部にポインティングしたときの信号を確実に検出することができる。
【０１６２】
なお、上記変形例１１においては、差動増幅器に接続される受信導体の数を４本にした場合を例示して説明したが、この受信導体の数は４本（偶数）に限られず、３本や５本（奇数）を単位としてもよい。また、位相反転を行うのは受信導体側だけでなく、送信導体側、もしくは受信導体側及び送信導体側でもよい。また、図２８の例のように、中央の受信導体をグラウンド又は任意の基準電位に接続してもよい。
【０１６３】
さらに、上記変形例１１における差動増幅器の入力端子の配置が“−＋＋−”とした場合を例示して説明したが、入力端子の配置はこの例に限らず、左右対称であればよい。そこで、図３２に、４本の受信導体を検出範囲とする場合における周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態の別の例を示す。
【０１６４】
図３２の例では、４入力１出力の差動増幅器９５を用い、「＋」端子と「−」端子を図３１に示す変形例１１の場合と入れ替えた配置に構成している。そして、受信導体選択回路３１（図１参照）は、隣接する任意の４本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋３をこの差動増幅器９５の４つの入力端子に接続する。すなわち、隣接する４本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋３のうち受信導体Ｘｍ、Ｘｍ＋３は差動増幅器９５の「＋」端子に、受信導体Ｘｍ＋１、Ｘｍ＋２は差動増幅器９５の「−」端子にそれぞれ接続される。一方、受信導体１２が接続される差動増幅器９５の入力端子の極性に対応させるように、送信部２０は、送信導体選択回路２２を介して、この送信導体選択回路２２により選択された隣り合う任意の４本の送信導体Ｙｎ〜Ｙｎ＋４のうち送信導体Ｙｎ及びＹｎ＋３に対しては周波数ｆｋの周期信号を供給し、送信導体Ｙｎ＋１、Ｙｎ＋２に対しては周期信号ｆｋの周期信号の位相反転回路８７を介して位相反転した周期信号を供給する。すなわち、図３２の例は、差動増幅器９５の入力端子の配置を“＋−−＋”とした例である。このように、差動増幅器９５の入力端子の配置を“＋−−＋”としても、図３１に示す例と同様に、差動増幅器の出力信号を積分処理する必要はなくなるので、ノイズ耐性を向上させることができる。
【０１６５】
［変形例１２］
上記変形例１１では、４本の受信導体を検出範囲とする例を説明したが、変形例１２では、３本の受信導体を検出範囲とする例を説明する。
【０１６６】
図３３Ａに、変形例１２として、３本の受信導体を検出範囲とする場合における周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態の例を示し、図３３Ｂに、図３３Ａの変形例１２とは別の例を示す。
図３３Ａの例では、３入力１出力の差動増幅器９６を用いる。この差動増幅器９６の３つの入力端子は、「＋」端子と「−」端子が左右対称となるように配置されて構成される。そして、受信導体選択回路３１（図１参照）は、隣接する任意の３本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋２をこの差動増幅器９５の３つの入力端子に接続する。すなわち、隣接する３本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋２のうち受信導体Ｘｍ＋１は「＋」端子に、受信導体Ｘｍ、Ｘｍ＋２は「−」端子に接続される。一方、受信導体１２が接続される差動増幅器９６の入力端子の極性に対応させるように、送信部２０は、送信導体選択回路２２を介して、この送信導体選択回路２２により選択された隣り合う任意の３本の送信導体Ｙｎ〜Ｙｎ＋２のうち送信導体Ｙｎ＋１に対しては周波数ｆｋの周期信号を供給し、送信導体Ｙｎ、Ｙｎ＋２に対しては、周波数ｆｋの周期信号を位相反転回路８７を介して位相反転した周期信号を供給する。
【０１６７】
また、図３３Ｂの例は、図３３Ａの差動増幅器の入力端子の極性を反転した例である。すなわち、図３３Ｂの例では、３入力１出力の差動増幅器９７を用い、３つの入力端子は、「＋」端子と「−」端子が左右対称となるように配置されて構成される。そして、受信導体選択回路３１（図１参照）は、隣接する任意の３本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋２をこの差動増幅器９５の３つの入力端子に接続する。すなわち、隣接する３本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋２のうち受信導体Ｘｍ、Ｘｍ＋２は差動増幅器９７の「＋」端子に、受信導体Ｘｍ＋１は差動増幅器９７の「−」端子にそれぞれ接続される。一方、受信導体１２が接続される差動増幅器９７の入力端子の極性に対応させるように、送信部２０は、送信導体選択回路２２を介して、この送信導体選択回路２２により選択された隣り合う３本の送信導体１４のうち送信導体Ｙｎ及びＹｎ＋２に、周波数ｆｋの周期信号を供給し、送信導体Ｙｎ＋１に対しては、周波数ｆｋの周期信号を位相反転回路８７を介して位相反転した周波数ｆｋの周期信号を供給する。
【０１６８】
この図３３Ａ及びＢに示す例では、異なる極性の入力端子に得られた出力信号間のバランスをとるために、接続される受信導体の数が少ない極性の端子で得られる出力信号と接続される受信導体の数が多い極性の端子で得られる出力信号とをバランスさせる。すなわち、差動増幅器９６（９７）の「＋（−）」端子に得られる出力信号のレベルを２倍し、この２倍したレベルの出力信号と、２つの「−（＋）」端子で得られる出力信号を使用する。ここで、設けられた数の少ない極性の入力端子で得られた出力信号のレベルを何倍するかは、接続される受信導体の数が少ない方の極性の入力端子数と接続される受信導体の数が多い方の極性の入力端子数に応じて、適宜決定される。
【０１６９】
変形例１２によれば、検出対象の導体の本数が奇数本を単位としても変形例１１（図３１及び図３２）の例と同様に検出待ち受け時に検出される左右の出力信号のバランスを取ることができる。さらに、変形例１２によれば、変形例１１と同様にノイズ耐性を向上させる効果に加え、変形例１１と比較して最小検出エリアＳｍｉｎを小さくこともできる。
【０１７０】
［変形例１３］
変形例１３は、第１の実施形態において、実際に指示体がセンサ部にタッチしたときに得られる出力信号のレベル曲線（レベル特性）に対し、非線形処理を行うように構成した例である。図３４及び図３５を参照して、変形例１３について説明する。
【０１７１】
図３４は、通常の指検出時の信号レベルを示す図である。通常、指１９等の指示体がセンサ部１０の検出面にタッチしたときに受信部３０で得られる出力信号のレベル曲線１０１は、図３４に示すような特性になる。指示体のタッチにより得られた出力信号のレベルは、指示体とセンサ部１０の接触部分では極端に大きく、指示体がセンサ部１０から浮いている部分（非接触部分）では極端に小さくなる。指示体が僅かにセンサ部１０から浮いているところを含めて認識処理したくても、出力信号のレベルが上記２つの場合で極端に違うので正確な認識処理が困難である。
【０１７２】
そこで、変形例１３では、指示体の接触により得られた出力信号を信号検出回路３４で検波処理した後、対数変換を施す。このような非線形変換（対数変換）を行うことにより、出力信号のうち小さいレベルの信号部分（非接触部分）を浮き立たせることができるとともに、レベルの大きい信号部分（接触部分）は信号レベルを抑えることができる。
【０１７３】
図３５に、図３４の例のレベル曲線１０１で表される出力信号の非線形処理後のレベル曲線の例を示す。図３５の例のレベル曲線１０２は、最大値が抑えられ、かつ、ブロード化している。それゆえ、指示体とセンサ部１０との接触及び浮きの際（きわ）の出力信号が隣り合う受信導体で連続的につながり、指示体の際（きわ）認識処理を容易に行うことができる。なお、非線形処理であればよく対数変換には限られない。
【０１７４】
この例によれば、指示体のタッチにより得られた出力信号を一旦、非線形変換し、指示体とセンサ部との接触及び浮きの際（きわ）の出力信号が隣り合う受信導体で連続的につながり、指示体の際（きわ）認識処理を容易に行うことができるようにしている。したがって、指示体に対する認識特性を向上させることができる。このような、指示体の際を含めた接触面積の抽出は、後述する指示体の座標・筆圧などの認識において重要である。特に、指示体がセンサ部上を移動したときに、受信導体の乗り換えを行う際の座標誤差、すなわち乗り換え前後での受信導体の選択間違いなどを低減できる。
【０１７５】
［変形例１４］
変形例１４は、第１の実施形態において、指などの指示体がセンサ部の検出面から浮いている状態（以下、ホバーリングと称す）の識別を良好に行うのに好適な例である。
【０１７６】
これまで指示体がセンサ部に接触しているか否かの識別は、図３５に示すように、センサ部の受信導体から得られた出力信号のレベル曲線のエッジ（立ち上がり）の傾き１０２Ａのみに基づいて識別していた。例えば、この傾き１０２Ａが大きいときは指１９等の指示体がセンサ部と接触していると識別され、傾き１０２Ａが小さいときは指示体がセンサ部から浮いている、と識別されていた。
しかし、増幅器の利得の設定が変わるなどして接触状況の正確な識別が困難となる。そこで、検出した出力信号のレベル変化に影響されることなく、ホバーリング状況を識別できる方法を、図３４〜図３６に従って説明する。
【０１７７】
この変形例１４においては、センサ部の受信導体から得られる出力信号のレベル曲線の最大値（以下、この最大値をピーク値と称す）とその形態からホバーリング状態にあるかを識別するようにする。そのため、ピーク値（図３５の矢印の長さ）と形態の一例としてエッジの傾き１０２Ａをそれぞれ検出し、そのピーク値をエッジの傾き１０２Ａで除した値（比）を求める比計算手段と、その比が所定の閾値より大きいか否かで、指示体がホバーリング状態にあるかを識別するホバーリング識別手段を有する構成とする。具体的には、特に図示はしないが、信号検出回路３４に比計算手段及びホバーリング識別手段の機能を設け、信号検出回路３４での識別結果を位置算出回路３５に送信する。あるいは、比計算手段及びホバーリング識別手段の機能は、信号検出回路３４の代わりに制御回路４０に設けてもよい。
【０１７８】
ホバーリング識別手段は、指示体がホバーリング状態にあるか否かを判別するための所定の閾値を記憶しており、この所定の閾値と、比計算手段で求めたピーク値とエッジとの比を比較する機能を備える。そして、このホバーリング識別手段は、ピーク値とエッジの傾き１０２Ａとの比が、所定の閾値より大きいときは非ホバーリング状態、すなわち指示体がセンサ部に接触した状態と識別する。また、ホバーリング識別手段は、比計算手段でピーク値とエッジの傾き１０２Ａとの比が所定の閾値よりも小さいときはホバーリング状態、すなわち指示体がセンサ部に接触していない状態（非接触状態）として識別する。さらに、ホバーリング識別手段は、先の所定の閾値よりも小さい値の第２の閾値を設け、この第２の閾値と比計算手段で求めたピーク値とエッジの傾き１０２Ａとの比とを比較することで、ホバーリング状況の程度をより詳細に識別することも可能である。
【０１７９】
次に、ピーク値及びエッジの傾きの求め方の例を、図３６を参照して説明する。
図３６は、受信部３０で検出した出力信号のレベル（出力値）を正規化した例を示している。この例は、３本の送信導体及び受信導体により検出されたある瞬間の出力信号のレベルを正規化した値を表している。中央に極大値としてのレベル１００、その左右（送信導体の方向）にレベル５０がそれぞれ検出されているので、この場合のエッジの傾きは１００−５０＝５０となる。そして、出力信号のレベル曲線の極大値は１００であるから、求めるべき比の値は（エッジの傾き／極大値）＝（５０／１００）＝０．５となる。なお、この図３６に示す例においては、出力信号のピーク値とエッジの傾きを、非線形処理したレベル曲線１０２（図３５）から求めるように説明したが、非線形処理前のレベル曲線１０１から求めてもよい。
【０１８０】
この図３６に示す例によれば、検出された出力信号のレベル曲線の極大値とその形態の比に基づいてホバーリング状況を識別するので、安定したホバーリング状況の識別が行える。それゆえ、センサ部の受信導体から得られる出力信号のレベル変化に影響されることなく、ホバーリング状況の識別をすることができる。
【０１８１】
［変形例１５］
変形例１５は、第１の実施形態において、ホバーリングの検出を確実に行うのに好適な例である。
【０１８２】
あるクロスポイント（もしくは検出エリア）におけるホバーリングを検出する場合、同時に動作させる送信導体及び受信導体の本数は、一旦所定の本数が選択されると、その後は選択される導体数は固定されていた。しかし、このような構成では、ホバーリングの検出を行うとき、検出感度が低く、ノイズの影響を大きく受けてしまい、確実なホバーリングの検出ができない。
【０１８３】
そこで、変形例１５では、同時に動作させる送信導体及び受信導体の本数を動的に変化させる例を示す。以下、図３７及び図３８を参照して、その動作を説明する。
【０１８４】
図３７は、指示体がセンサ部の近くにある場合における周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示している。また、図３８は、指示体がセンサ部の近くにない場合における周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示している。
図３７及び３８に示す例は、図２４の変形例９と類似の構成である。この変形例９においては、受信部３０に４つの入力端子の極性がいずれも「＋」端子である４入力１出力の増幅器９８が用いられる。
これに対し、図３７の例では、隣り合う２本の送信導体１４を選択して４つの入力端子のうち２つを利用する構成である。送信部２０では同じ周波数の周期信号を隣り合う２本の送信導体１４にそれぞれ供給することが好ましい。このように、指示体がセンサ部の近傍に位置する場合には、送信導体１４及び受信導体１２をそれぞれ２本ずつ選択して電流変化を検出する。指示体がセンサ部の近くに位置するかどうかは、変形例１３（図３４、図３５）又は変形例１４（図３５、図３６）などを利用して検出することができる。
【０１８５】
一方、図３８に示す例は、受信部３０に４入力１出力の増幅器９８を用い、送信部２０は、隣り合う４本の送信導体１４を選択して周期信号を供給する構成である。ここで、送信部２０から供給する周期信号は、同じ周波数の周期信号を隣り合う４本の送信導体１４にそれぞれ供給することが好ましい。このように、指示体がセンサ部の近くにない場合には、送信導体１４及び受信導体１２をそれぞれ４本ずつ選択して本数を増やす。
【０１８６】
これら受信導体１２及び送信導体１４の選択は、制御回路４０が行う。制御回路４０は、位置算出回路３５からの出力を受信してセンサ部と指示体との距離を判定し、判定結果に基づいて送信導体選択回路２２及び受信導体選択回路３１に選択する導体の位置と本数とを指示する。
【０１８７】
ここで、ホバーリングの動作について、図１、図３７及び図３８を参照して具体例を説明する。
あるタイミングにおいて、送信導体１４及び受信導体１２をそれぞれ２本選択してスキャンを実行する場合を想定する（図３７）。なお、以下の説明は、多周波信号供給回路２１から送信導体群１３を構成する全ての送信導体１４に対し、周波数が異なる周期信号が同時に供給されているものとして説明する。
この場合、まず、制御回路４０は、受信導体選択回路３１を制御して、例えば、受信導体Ｘｍ＋１，Ｘｍ＋２を選択させる。この状態で、受信部４０は、この選択された受信導体Ｘｍ＋１，Ｘｍ＋２について指示体の検出を行う。この受信部３０による検出処理が終わった後、制御回路４０は、受信導体選択回路３１を制御して、受信導体を２本ずらしで切り替えて、受信導体Ｘｍ＋３、Ｘｍ＋４を選択させる。そして、受信部３０は、この新たに選択された受信導体Ｘｍ＋３、Ｘｍ＋４で検出を行う。以降、この受信導体１４の選択と指示体の検出とを繰り返し、センサ部１０全体のスキャンを行う。ここで、受信部３０が指示体を検出できないとき、すなわち、増幅器９８からの出力信号が検出されないときは、制御回路４０は、受信導体選択回路３１を制御して、受信導体選択回路３１により選択される受信導体１２の本数を、例えば４本に増加させて（図３８）、以降のスキャンを実行する。
【０１８８】
このように受信導体選択回路３１により選択される受信導体１４の本数を２本から４本へ変更した場合、増幅器に入力される受信導体からの出力信号が４本分になるから、検出感度が向上する。また選択される本数が２本から４本に増えるので、センサ部全体をスキャンする時間も短縮することができる。
【０１８９】
なお、この変形例１５においては、受信導体選択回路３１により選択される導体の本数を２本又は４本としたが、導体の本数が４本に限られるものではなく何本で構成してもよい。また、同時に選択される受信導体１４の本数は４本に限られない。つまり制御回路４０が受信導体選択回路３１を制御して、センサ部と指示体の距離が遠くなるにつれて受信導体選択回路３１により選択される本数を徐々に増やすように設定されていればよい。また、図３７及び図３８の例では、シングルエンド動作の増幅器を例に挙げたが、差動動作の増幅器でもよい。なお、この変形例１５においては、多周波信号供給回路２１から送信導体群１３を構成する全ての送信導体１４に対し、周波数が異なる周期信号が同時に供給されているものとして説明したが、周波信号の供給はこの例に限定されない。例えば、送信部２０から供給される周期信号も同様に切り換えるようにしても良い。
【０１９０】
本例によれば、センサ部の近くに指示体がないと判断された場合、送信導体１４や受信導体１２の本数を増やすように制御し、検出感度を維持もしくは上げることにより、確実なホバーリングの検出が実現可能である。
【０１９１】
［変形例１６］
変形例１６は、第１の実施形態において、感度を上げて高速に行うことが望まれるオールスキャンを良好に実施するのに好適な例である。すなわち、センサ部によって検出された検出信号の信号レベルに対応して指示体の検出を粗く求める動作について説明する。
ここで、オールスキャンとは、指示体を検出すべく、センサ部上の全クロスポイントを網羅すべく随時、電流変化の検出処理（スキャン）を行うことをいう。オールスキャンに対しては、感度を上げて高速に行うことが望まれる。しかしながら、１本もしくは少数本毎の送信導体及び受信導体に対してオールスキャンを行ったのでは感度が低く、また、スキャンポイントが多くなるのでオールスキャンの時間も長くなる。
【０１９２】
そこで、変形例１６では、センサ部から出力信号が検出されないときは、一度の検出処理に使用する送信導体及び受信導体の本数を増やし、スキャンポイントを粗くする（以下、「スキップスキャン」という）。スキップスキャンでは、最小検出エリアを大きくし、この最小検出エリアを移動の最小単位として電流変化の検出処理を行うようにする。
【０１９３】
このスキップスキャンを実現するために、信号検出回路３４に出力信号の有無を検出する機能を設ける。この信号検出回路３４は、検出結果を制御回路４０に送信する。この制御回路４０は信号検出回路３４から検出結果を受信し、その検出結果に基づいて送信導体選択回路２２及び受信導体選択回路３１に選択する導体の本数を制御する。ここで、指示体が検出されないとき、すなわち出力信号が検出されないときは、制御回路４０は送信導体選択回路２２及び受信導体選択回路３１を制御して、信号の送受信に使用する送信導体１４及び受信導体１２の本数を増加させる。また、指示体が検出されたとき、すなわち出力信号が検出されたときは、制御回路４０は、送信導体選択回路２２及び受信導体選択回路３１を制御して、送信導体選択回路２２及び受信導体選択回路３１に選択される送信導体１４及び受信導体１１の本数を減少させる。
【０１９４】
ここで、スキップスキャンについて具体例を図１及び図３８に従って説明する。
オールスキャンを行って出力信号が検出されないときは、制御回路４０は、選択される送信導体１４及び受信導体１２の本数が４本（送信導体Ｙｎ〜Ｙｎ＋４、及び受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋３）ずつ選択されるように送信導体選択回路２２及び受信導体選択回路３１を制御して、スキップスキャンを開始する。そして、この選択された４本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋３でスキャンを行った後、制御回路４０は、受信導体選択回路３１を制御して、選択される受信導体を４本ずらして、受信導体Ｘｍ＋４〜Ｘｍ＋７（不図示）のスキャンを行う。以降、この制御回路４０は、送信導体１４及び受信導体１２の選択及びスキャンと、送信導体選択回路２２及び受信導体選択回路３１により選択される送信導体１４及び受信導体１２の切り替えを繰り返し、センサ部１０全体についてこの動作を繰り返す。そして、いずれかのステップにおいて、指示体が検出されると、制御回路４０は、スキップスキャンを中止して、オールスキャンを実行する。
この例のスキップスキャンのように、一度に選択される受信導体の本数を４本とした場合、感度が向上するとともに、検出位置が大きくずれるので、感度が向上するとともに、センサ部全体の検出時間が短縮される。なお、この例では一度に選択される導体の本数を４本としたが、この例に限られるものではなく、任意の本数、例えば、２本、３本、５本などのように、オールスキャンの場合よりも選択される本数が多く設定されればよい。また、この例では、受信導体の切り替える本数を４本にした場合を説明したが、切り換える本数はこの例に限られず、例えば受信導体の本数が４本の場合、２本ずらし、３本ずらし、４本ずらしが考えられる。すなわち、この例に示す４本ずらしでは、最初に受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋４で受信を行った後、受信導体Ｘｍ＋５〜Ｘｍ＋７・・・と受信導体を切り換えているが、２本ずらしの場合は、受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋４で受信を行った後、受信導体Ｘｍ＋２〜Ｘｍ＋５・・・のようにずらすことになる。また、この例では送信導体と受信導体の本数がいずれも４本ずつ選択する場合を例示したが、選択される本数は送信導体と受信導体との間で異なってもよい。
【０１９５】
また、出力信号のレベルに基づいて、一度に選択される送信導体及び受信導体の本数を増減するように説明したが、この例に限られない。例えば、送信導体又は受信導体のいずれか一方の本数を増減するなど、実際に出力信号を検出できる有効面積（最小検出エリア）が増減する方法であれば種々の方法が適用可能である。
【０１９６】
なお、検出される出力信号の有無のみならず、当該出力信号のレベルの程度に基づいて、使用する送信導体及び受信導体の本数を変更してもよい。例えば、出力信号のレベルが予め設定した所定の閾値より大きいときは本数を減少し、当該出力信号のレベルが所定の閾値より小さいときは本数を増加させる。また、この所定の閾値は一つだけでなく、２つ以上設定してもよい。出力信号のレベルを検出する方法としては、変形例１３（図３４、図３５）や変形例１４（図３５、図３６）などが挙げられる。
【０１９７】
本例によれば、指示体が検出されないときは、一度に選択される送信導体及び受信導体の本数を増やすことでスキャンポイントを粗く（スキップスキャン）する。このようにすることで、検出感度を向上させるとともに高速のスキャンを実現できる。それゆえ、第１の実施形態（周波数多重方式）に変形例１６を適用した場合、周波数多重との相乗効果により、従来と比して１回のオールスキャンに掛かる時間を大幅に短縮できる。
【０１９８】
［変形例１７］
変形例１７は、第１の実施形態において、又はセンサ部に接触している指示体の接触部分又はセンサ部に接近している指示体をより正しく検知するのに好適な例である。
【０１９９】
第１の実施形態（図２）、変形例１（図１４）及び変形例２（図１５）で例示したように、センサ部の構造には、送信導体と受信導体がスペーサを介して配置されたもの、各導体がガラス基板を介して２層に配置されたもの、各導体が同一層に配置されたものなどがある。一般にスペーサ又はガラス基板を用いた構造の場合、すなわち検出面と送信導体及び受信導体との間の距離が異なる構造の場合、検出面と送信導体及び受信導体との間に作用する電界の強度が異なるため、センサ部の検出面から離れている導体による出力信号のレベル曲線はブロードに、センサ部の検出面に近い導体による出力信号のレベル曲線はシャープになる。換言すると、検出面から離れている導体による出力信号のレベル曲線のエッジの傾きは小さく、検出面に近い導体による出力信号のレベル曲線のエッジの傾きは大きい。
【０２００】
ここで、図３９に、送信導体及び受信導体が５本の場合における周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示す。この図３９の例では、５入力１出力の差動増幅器９９を用いる。この差動増幅器９９の５つの入力端子は、中央が「０」端子、その両側に「＋」端子と「−」端子とがそれぞれ２つずつ配置されて構成される。そして、これらの入力端子には、それぞれ隣接する５本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋４が接続される。すなわち、隣接する５本の受信導体Ｘｍ〜Ｘｍ＋４のうち受信導体Ｘｍ、Ｘｍ＋１は「−」端子に、受信導体Ｘｍ＋２は「０」端子に、受信導体Ｘｍ＋３、Ｘｍ＋４は「＋」端子に接続される。また、受信導体１２が接続される差動増幅器９９の入力端子の極性に対応して、５本の送信導体１４のうち中央の送信導体Ｙｎ＋２は接地され、２本の送信導体Ｙｎ＋３、Ｙｎ＋４に供給される周期信号は、他の２本の送信導体Ｙｎ、Ｙｎ＋１に供給される周期信号ｆｋを位相反転回路８７によって位相反転して供給する。
【０２０１】
図３９に示したセンサ部の構造が変形例１（図１４）のセンサ部５０と同じである場合、送信導体１４は受信導体１２よりも検出面に近い位置に配置されるので、送信導体１４による出力信号のレベル曲線はブロードになり、受信導体１２による出力信号のレベル曲線はシャープになる。このように受信側から見た場合と送信側から見た場合とでレベル曲線の形状に差が生じる結果、図３９に破線で示すように、指示体の形状が丸い場合でも楕円形状に検出されてしまう可能性がある。
【０２０２】
そこで、変形例１７では、センサ部の検出面から遠くに配置されている導体側の検出幅は狭く、センサ部の検出面に近い導体側の検出幅は広く検出する構成にして、受信側と送信側とで出力信号のレベル曲線の形状（検出幅）に差が生じないようにする。
【０２０３】
図４０は、変形例１７における周期信号の供給形態及び出力信号の検出形態を示している。図４０の例のセンサ部は、図３９の例と同様に変形例１のセンサ部５０と同じ構造であるとし、同じ差動増幅器９９を使用する。図４０の例と図３９の例との相違点は、周期信号を供給する送信導体１４は３本選択されている点、及び、この選択された３本の送信導体１４のうち中央の送信導体Ｙｎ＋２が接地されると共に送信導体Ｙｎ＋３に対し位相反転回路８７によって位相反転した周期信号を供給されている点である。
【０２０４】
このようにすることで、例えば出力信号のレベル曲線を３次元で表し、あるしきい値でその形状を切り出すと、送信側と受信側とで出力信号のレベル曲線の形状（検出幅）がほぼ同じになるので、検出幅に差が生じなくなる。その結果、図４０に破線で示すように、検出される形状はほぼ円形になる。つまり送信側と受信側のアパーチャ比（縦横比）を調整することができる。
【０２０５】
なお、この変形例１７においては、略直線状の送信導体及び受信導体を略平行に並べて形成したセンサ部を用いた例を示しているが、送信導体及び受信導体の形状等は、この例に示す内容に限定されない。例えば、送信導体及び受信導体の形状は直線状に形成する場合の他、変形例３に示したように、導体部の幅よりも広い幅を有するランド部を設けた導体を用いても良い。更に、送信導体及び受信導体の幅も任意の幅で形成しても良く、その配置パターンも、例えば、変形例５に示すような同心円状に並べて形成しても良く、各導体間のピッチも任意のピッチに変更してもよい。また、差動増幅器に限られずシングルエンド構成の増幅器であってもよい。
【０２０６】
また、本例によれば、センサ部の検出面から離れている導体側の検出幅は狭く、センサ部の検出面に近い導体側の検出幅は広く検出して、受信側と送信側とで出力信号のレベル曲線の形状（検出幅）に差が生じないように構成したので、アパーチャ比（縦横比）を１に近づけることができる。すなわち、指示体が検出面に接触している部分の形状をより正確に認識できるようになる。例えば丸いものが楕円にならずに丸く検出することができる。
【０２０７】
［変形例１８］
変形例１８は、第１の実施形態において、センサ部から受信した出力信号全体のレベル（出力値）に基づいて、受信する出力信号の利得（以下、「受信ゲイン」という）を適切に制御するのに好適な例である。
【０２０８】
第１の実施形態において、受信ゲインは、信号検出回路３４の同期検波回路３７（図１０）により出力信号から特定の周波数成分の信号を検波し、自動利得制御回路（図示略）又は制御回路４０がその検波された特定の周波数成分の信号（以下、「検波信号」という）のレベルを参照して受信ゲインを決め、増幅回路３２に対し受信ゲインを設定していた。しかし、同期検波回路３７に特定の周波数成分以外の信号（ノイズ）が入力された場合、又は、複数周波数の信号を受信した場合には、それらを合成した信号の強度が容易に得られなくなってしまい、増幅回路３２の受信ゲインを適切に設定することができなくなる。その結果、増幅回路３２で出力信号を飽和させてしまう可能性がある。
【０２０９】
そこで、変形例１８では、受信導体１２の出力信号から特定の周波数成分を検波する手段以外に、当該出力信号の全周波数成分の信号レベルを得る手段と、その全周波数成分の信号レベルを参照して受信ゲインを設定する手段を設ける。
【０２１０】
図４１に、変形例１８における指示体検出装置の受信部のブロック構成図を示す。また図４２に、絶対値検波回路のブロック構成図を示す。この図４１の例では、出力信号の全周波数成分のレベルを得る手段の一例として、エネルギー成分を検出する絶対値検波回路を示し、図４２の例では、全周波数成分の信号のレベルを参照して受信ゲインを設定する手段の一例として、絶対値検波回路から全周波数成分の信号のレベルを取得する自動利得制御回路３９Ｂとを設けた例をそれぞれ示す。
この図４１及び図４２に示すように、絶対値検波回路３９Ａは、第１の実施形態の信号検出部３４ａ（図９）に設けられ、自動利得制御回路３９Ｂは、この絶対値検波回路３９Ａに設けられている。
【０２１１】
図４２に示すように、絶対値検波回路３９Ａは、主に、入力端子３９０と、検出信号（出力信号）のレベルを２乗する演算を行う乗積器３９１と、この乗積器３９１の出力を積分する積分器３９２とで構成される。受信導体１２からＡ／Ｄ変換回路３３ａを介して各絶対値検波回路３９Ａへ検出信号が入力されると、この検出信号は入力端子３９０で分岐されて乗積器３９１へ供給される。乗積器３９１に２つの検出信号が入力され２乗演算される。そして、乗積器３９１で２乗演算された検出信号は、積分器３９２に入力され時間的に積分されて出力される。
【０２１２】
なお、絶対値検波は、上述した出力信号を２乗したエネルギー成分を積分する方法の他、出力信号のレベルの絶対値を積分する方法でもよく、全周波数成分の信号及びノイズを含む信号のレベルを検出できる方法であればよい。また、絶対値検波処理はデジタル信号処理手段とアナログ回路手段のいずれであってもよい。
【０２１３】
本例によれば、受信導体１２の出力信号を絶対値検波した信号（全周波数成分の信号）のレベルに基づいて受信ゲインを設定する構成としたので、受信した複数周波数の信号及びノイズを含む信号のレベルを把握し、適切に受信ゲインを設定することができる。
【０２１４】
［変形例１９］
変形例１９は、第１の実施形態において、伝送路である送信導体及び受信導体の浮遊容量による周期信号のレベル低下や位相遅れを改善するのに好適な例である。以下、図４４及び図４４を参照して、変形例１９を説明する。
【０２１５】
第１の実施形態では、周期信号を送信導体１４の片側から供給している。図４３Ａに、片側供給時の周期信号の供給形態を示し、図４３Ｂに、送信導体Ｙｋに周期信号を供給したときの出力信号のレベルを表したグラフを示す。この図４３Ｂにおいてグラフの横軸は受信導体１２の位置を、縦軸は出力信号のレベルをそれぞれ表している。
周期信号の供給側（図４３Ａの例では送信導体１４の右端）から遠ざかるにつれ、すなわち周期信号の供給側に近い受信導体Ｘｍ＋８から遠い受信導体Ｘｍにかけて、出力信号のレベルが低下している。同様に位相遅れも受信導体Ｘｍ＋８から遠い受信導体Ｘｍで最も大きくなる。このように、周期信号の供給側に近い受信導体Ｘｍ＋８と遠い受信導体Ｘｍとでは、レベル差や位相差が発生し、位置算出時における座標ずれの一因になっていた。特にＩＴＯを用いたセンサ部においては、ＩＴＯの抵抗値が高く、この伝送路の影響を大きく受けていた。
【０２１６】
そこで、変形例１９では、多周波信号供給回路２１及び送信導体選択回路２２を含む送信部を送信導体１４の両端に設け、送信導体１４に対し左右同時に周期信号を供給するように構成する。
【０２１７】
図４４Ａに、変形例１９において送信導体１４の両端に送信部を設けた場合の周期信号の供給形態を示し、図４４Ｂに、変形例１９において送信導体Ｙｋに周期信号を供給したときの出力信号のレベルを表したグラフを示す。この図４４Ｂにおいてグラフの横軸は受信導体１２の位置を、縦軸は出力信号のレベルをそれぞれ表している。
この図４４Ｂに示すように、周期信号の供給部に近い受信導体Ｘｍ及びＸｍ＋８から遠ざかるにつれて出力信号のレベルが低下している。ここで、受信導体１２両側の受信導体Ｘｍ及びＸｍ＋８から最も遠い受信導体Ｘｍ＋４までの距離は、図４４Ａの例で最も離れている受信導体Ｘｍから受信導体Ｘｍ＋８までの距離の半分であるため、出力信号のレベル低下が半減する。同時に位相遅れも半減する。
【０２１８】
なお、本例においては、送信導体の両端にそれぞれ周期信号の供給部を設けた例を示したが、図１の送信導体選択回路２２の出力信号を分岐して送信導体１４の両端に供給するようにしてもよい。また周期信号が供給される送信導体１４は１本だけでなく、複数本でもよいことは勿論である。
【０２１９】
このように、本例によれば、送信導体１４両端に設けた送信部から左右同時に周期信号を供給することにより、従来の片側供給と比較して周期信号のレベル低下や位相遅れを改善することができる。それゆえ、受信導体１２間のレベル差や位相差が大幅に減少し、検出感度の低下が抑えることができる。
【０２２０】
［変形例２０］
変形例２０は、第１の実施形態において、指等の指示体がセンサ部の検出面にタッチしたときの圧力（以下、「指圧」という）を検出するのに好適な例である。
【０２２１】
これまで指圧は、センサ部の検出面との接触面積と比例関係にあるとして計算していた。このため、例えば指の細い人と指の太い人が同じ力で検出面を押した場合、指の太い人の接触面積に比べて指の細い人の接触面積は小さくなるので、指の細い人が強く押しても軽くタッチしたと識別されてしまう。そこで、変形例２０では、指等の指示体がセンサ部の検出面にタッチしたときに検出される出力信号のレベルの空間分布（レベル曲面）に基づいて指圧を検出する構成とする。
【０２２２】
図４５Ａに、指示体がセンサ部の検出面にタッチしたときに検出される出力信号のレベルの空間分布（レベル曲面）の例の模式図を示す。
出力信号についてのレベル曲面１１０は、センサ部のクロスポイントでの電流の変化から求められる。このレベル曲面１１０は、例えば位置算出回路３５（図１）が信号検出回路３４の出力を解析して計算する。ここで高いレベル値を得られる接触面のほぼ中心に位置する送信導体１４の座標を「０」とし、その左右に配置される送信導体１４の座標を「…−３、−２、−１、１、２、３…」として表している。受信導体１２についても同様である。なお、レベル曲面１１０におけるレベル値は正規化してある。この図４５Ａに示すように、レベル曲面１１０は接触面のほぼ中心を頂点（もしくは頂上）とする山のような形状であり、このレベル曲面１１０を所定レベル値で切り取った部分の体積を用いて指圧を推定する。
【０２２３】
レベル曲面１１０の所定レベル値以上で切り取った空間の体積を簡易に求める方法としては、例えばレベル曲面１１０を複数の平面に分割してそれぞれの平面の面積（２次元レベル値）の合計値から体積を得る方法がある。図４５Ｂを参照してその体積の計算方法を説明する。
【０２２４】
図４５Ｂに、レベル曲面１１０を複数の平面に分割した例を示す。図４５Ｂの例では、レベル曲面１１１を送信導体（座標「−２」〜「２」）に沿って複数の平面１１１〜１１５に分割している。まず平面１１１〜１１５の面積をそれぞれ求め、平面１１１〜１１５の面積を合計してレベル曲線１０１の体積を得る。このとき平面１１１〜１１５の頂点のレベルが所定レベル値以上の平面についてその面積を求めることが好ましい。
【０２２５】
上記の例では、レベル曲面を平面に分割した面積の合計値をそのレベル曲面の体積としたが、数値解析的にレベル値を重み加算してもよい。さらに、体積の計算方法は分割した平面の合計値に限られるものではなく、多次元曲面近似（例えば、台形近似や２乗近似等）を適用して体積を計算するように構成してもよい。レベル曲面１１１の所定レベル値以上で切り取った空間の体積を簡易に求める別の方法を、図４６を参照して説明する。
【０２２６】
図４６は、送信導体の位置と分割した平面の面積との関係を示すグラフである。横軸に送信導体の位置、縦軸に平面の面積を示す。
この図４６中、曲線１２０上のデータ点Ｓ１〜Ｓ５はそれぞれ図４５Ｂの平面１１１〜１１５について求めた面積の値を表している。また、送信導体の各座標（「−２」〜「２」）とそれに対応する曲線１２０上の各データ点Ｓ１〜Ｓ５をそれぞれ線分で結んである。さらに各データ点Ｓ１〜Ｓ５について隣接するデータ点同士を線分で結んである。これにより、送信導体の位置「−２」〜「２」の間に４個の台形が形成される。
【０２２７】
求めたいレベル曲面１１１の体積は、図４６の横軸、すなわち送信導体の位置「−２」及び「２」の直線及び曲線１２０により囲まれる部分の面積に相当する。しかし、上記のレベル曲面を複数の平面に分割してそれぞれの平面の面積（２次元レベル値）の合計値から体積を得る方法は、データ点Ｓ１〜Ｓ５の値を加算してこれを簡易に求めたものであるから誤差が少なくない。
【０２２８】
そこで、図４６の例について台形近似を用い４個の台形の面積の合計値（斜線部の面積）を求めることで、レベル曲面１１１の体積を近似する。
まず台形近似に従って各データ点に重み値を付与する。例えばデータ点Ｓ１に重み１、同様にデータ点Ｓ２に２、データ点Ｓ３に２、データ点Ｓ４に２、データ点Ｓ５に１を与える。体積Ｖ１は、『各送信導体（各データ点）における重み付けした面積の合計値』を、『各台形に含まれる重み値の平均値』で割って求められる。すなわち、体積Ｖ１は、
体積Ｖ１＝（１＊Ｓ１＋２＊Ｓ２＋２＊Ｓ３＋２＊Ｓ４＋１＊Ｓ５）／２
である。
ここで、重み値の平均値は『各データ点の重み値の合計』を『台形の数』で除算して求められる。この例では（１＋２＋２＋２＋１）／４＝２となる。
【０２２９】
また別の例として、２乗近似を用いて計算することもできる。この場合、各データ点に与えた重み値をそれぞれ２乗して上記と同様に体積Ｖ２を計算する。すなわち、体積Ｖ２は、
体積Ｖ２＝（１＊Ｓ１＋４＊Ｓ２＋２＊Ｓ３＋４＊Ｓ４＋１＊Ｓ５）／３
である。
ここで、重み値の平均値は『各データ点の重み値の２乗の合計』を『台形の数』で除算して求められる。この例では（１＋４＋２＋４＋１）／４＝３となる。
【０２３０】
この図４６に示すように、４つの台形の斜辺と曲線１２０との誤差は小さいので、台形近似を用いて得られる計算結果（斜線部の面積）と実際のレベル曲面１１１の体積との誤差が小さくなる。その結果、この台形近似を用いて得られる計算結果は、レベル曲面を平面に分割した面積の合計することで得られる計算結果と比較して正確な体積が得られる。また、近似計算を用いて体積を求めるようにした場合、レベル曲線を平面に分割した面積を計算するのに比べて計算が簡素なので、位置算出回路３５に掛かる負荷を軽減できる。
【０２３１】
なお、単位面積あたりの圧力の計算は、レベル曲面の体積を接触面積で除算することで算出するようにしてもよい。この場合、上記のようにして求めた体積を、図４５に示す接触面積１１０Ａで除算することにより単位面積あたりの圧力を求めることができる。
【０２３２】
本例によれば、指示体がセンサ部の検出面にタッチしたときの指圧を、レベル曲面を複数の平面に分割したそれぞれの平面の面積（２次元レベル値）を用いて求めた体積に基づいて検出するので、その値を指圧値とすることにより、タッチ感にあった指圧検出が可能になる。
【０２３３】
上述した第１の実施形態の各変形例は、特段の制約がない限り、以降の第２〜第４の実施形態に対しても適用することができる。
【０２３４】
＜２．第２の実施形態＞
［指示体検出装置の構成］
第１の実施の形態及び変形例６〜１２、１５〜１７で説明したように、本発明の指示体検出装置は、異なる周波数の周期信号を複数本の送信導体１４に供給し、複数本の受信導体１２からの出力信号を一つの増幅器にまとめて入力することができる。また、上記変形例６〜１２、１５〜１７で説明した構成を、用途や必要とする感度等に応じて、一台の指示体検出装置で適宜切り替えることができるように構成してもよい。すなわち、送信導体群１３への周期信号の供給形態、及び、受信導体群１１からの出力信号の検出形態を、用途や必要とする感度等に応じて、一台の指示体検出装置で適宜切り替えることができるように構成してもよい。図４７に、そのような機能を有する指示体検出装置の構成例を示す。なお、図４７において、第１の実施形態（図１）と同じ構成には、同じ符号で示し、詳細な説明は割愛する。
【０２３５】
第２の実施形態の指示体検出装置１５０は、センサ部１０と、送信部１５１と、受信部１５３と、送信部１５１及び受信部１５３の動作を制御する制御回路４０とで構成される。センサ部１０及び制御回路４０は、第１の実施形態と同様の構成である。
【０２３６】
送信部１５１は、多周波信号供給回路２１と、送信導体接続パターン切替回路１５２と、送信導体選択回路２２と、クロック発生回路２３とを備える。なお、多周波信号供給回路２１、送信導体選択回路２２及びクロック発生回路２３は、第１の実施形態と同様の構成である。
【０２３７】
送信導体接続パターン切替回路１５２は、例えば、送信導体１４へ供給する周期信号の供給形態を選択して切り替える回路である。具体的には、送信導体接続パターン切替回路１５２は、周期信号を供給する送信導体１４の本数や供給位置、供給する周期信号の周波数等を用途等に応じて適宜選択する回路である。例えば、送信導体接続パターン切替回路１５２は、上記変形例６〜１２、１５〜１７で説明した周期信号の供給形態等のいずれを選択するかを切り替える。そして、送信導体接続パターン切替回路１５２供給形態の選択及び切替動作は、制御回路４０により制御される。なお、この送信導体接続パターン切替回路１５２の構成は、後述する。
【０２３８】
送信導体選択回路２２は、例えば、複数のスイッチ等で構成される。この送信導体選択回路２２は、送信導体接続パターン切替回路１５２で選択された周期信号の供給形態に応じて、送信導体接続パターン切替回路１５２の出力端子とをそれに対応する送信導体１４を選択して接続する。なお、送信導体選択回路２２における送信導体１４の選択及び切替動作は、制御回路４０により制御される。
【０２３９】
受信部１５３は、図４７に示すように、受信導体選択回路３１と、受信導体接続パターン切替回路１５４と、増幅回路３２と、Ａ／Ｄ変換回路３３と、信号検出回路３４と、位置算出回路３５とを備える。なお、受信導体選択回路３１、増幅回路３２、Ａ／Ｄ変換回路３３、信号検出回路３４、位置算出回路３５は、第１の実施形態と同様の構成である。
【０２４０】
受信導体接続パターン切替回路１５４は、例えば、送信導体１４への周期信号の供給形態に応じて、受信導体群１１からの出力信号の検出形態を選択して切り替える回路である。具体的には、受信導体接続パターン切替回路１５４は、一つの増幅器に接続する受信導体１２の本数や位置関係、この増幅器での処理（加算または減算）等を、周期信号の供給形態、用途等応じて適宜選択する。例えば、受信導体接続パターン切替回路１５４は、上記変形例６〜１２、１５〜１７で説明した出力信号の検出形態等のいずれを選択するかを切り替える。なお、受信導体接続パターン切替回路１５４における供給形態の選択及び切替動作は、制御回路４０により制御される。
【０２４１】
受信導体選択回路３１は、例えば、複数のスイッチ等で構成され、受信導体接続パターン切替回路１５４で選択した出力信号の検出形態に応じて、受信導体接続パターン切替回路１５４の入力端子をそれに対応する受信導体１２を選択して接続する回路部である。なお、受信導体選択回路３１における受信導体１２の選択及び切替動作は、制御回路４０により制御される。
【０２４２】
［送信導体の切替］
上述のような構成にすることにより、一台の指示体検出装置において、用途や必要とする感度等に応じて、送信導体群１３への周期信号の供給形態、及び、受信導体群１１からの出力信号の検出形態を適宜設定することができる。
【０２４３】
上記第１の実施形態においては、送信導体群１３の各送信ブロック３６（図１及び図７参照）から所定時間毎に１本の送信導体１４を選択する例を説明したが、本実施形態では、送信ブロックを構成する全ての送信導体１４にそれぞれ周波数の異なる周期信号を同時に供給して位置検出を行う。そして、所定時間毎に、周期信号が供給される送信ブロックを切り替えて同様の位置検出を行う。
【０２４４】
以下、本実施の形態の送信導体の切り替え例について図４８及び図４９Ａ及びＢを参照して説明する。この例では、１つの送信ブロック１６１が隣り合う１６本の送信導体１４から構成されている場合を例示して説明する。１つの送信ブロック１６１は隣り合う１６本の送信導体１４で構成されているから、送信ブロック１６１に供給する周期信号の周波数ｆｋの数は「１６」となる。従って、この周期信号を供給する多周波信号供給回路２１（図４７参照）内の周期信号生成部の数は１６個となる。なお、図４９Ｂの切替動作は、図４９Ａの送信ブロック１６１の切替動作のローテーション方向を逆にしただけであるので、ここでは、図４９Ａの例についてのみ説明する。
【０２４５】
図４８に示すように送信導体接続パターン切替回路１５２は、１６個のスイッチ１５２ａから構成される。そして、この送信導体接続パターン切替回路１５２は、多周波信号供給回路２１と送信導体選択回路２２との間に設けられ、多周波信号供給回路２１から周波信号が供給される。
スイッチ１５２ａは、多周波信号供給回路２１から供給された周期信号を各送信ブロック１６１を構成する送信導体１４に同時に供給するためのスイッチである。このスイッチ１５２ａは、それぞれが多周波信号供給回路２１の各周波数生成部２４（図４７参照）に接続される。そして、この送信導体接続パターン切替回路１５２は、制御回路４０により制御されて、切り替え動作を行う。
【０２４６】
図４９Ａ及びＢに、送信導体の切替動作の一例を示す。
まず、送信ブロック｛Ｙ０〜Ｙ１５｝の送信導体Ｙ０〜Ｙ１５にそれぞれ周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号を同時に供給する状態（図４９Ａの状態）を説明する。
多周波信号供給回路２１の各周波信号生成部２４（図３及び図４７参照）から出力された周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号は、それぞれ送信導体接続パターン切替回路１５２を構成する各スイッチ１５２ａを介して送信ブロック｛Ｙ０〜Ｙ１５｝の送信導体Ｙ０〜Ｙ１５に供給される。この周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号を供給された状態で、受信部１５３は位置検出を行う。この受信部１５３が位置検出を行った後、送信導体接続パターン切替回路１５２は、制御回路４０の制御により、周期信号を供給する送信ブロックを送信ブロック｛Ｙ１６〜Ｙ３１｝に切替えて、送信導体Ｙ１６〜Ｙ３１にそれぞれ周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号を同時に供給する。そして、送信ブロック｛Ｙ３２〜Ｙ４８｝・・・と所定時間毎に周期信号を供給する送信ブロック１６１を順番に切り換えて、各送信ブロックに周期信号を供給する動作と位置検出とを繰り返す。そして、送信ブロック｛Ｙ４８〜Ｙ６３｝への周期信号の供給と位置検出とが終了したら、送信導体接続パターン切替回路１５２は、制御回路４０の制御により、周期信号を供給する送信ブロックを送信ブロック｛Ｙ０〜Ｙ１５｝に戻して上記切替動作を繰り返す。なお、この例では、４回目の切り替えで元の送信ブロックに戻ることになる。
【０２４７】
送信導体１４の切替動作並びに送信導体選択回路２２及び送信導体接続パターン切替回路１５２を上述のように構成することにより、次のような効果が得られる。例えば、第１の実施形態のように送信導体群１３の各送信ブロックから所定時間ΔＴ毎に１本の送信導体１４を選択した場合、送信ブロック１６１間の境界に位置する送信導体１４間での検出時間の差が大きくなる。
以下、具体例を挙げて説明する。例えば、第一の実施形態において、指示体が送信導体Ｙ１５とＹ１６との間を位置する場合に、多周波信号供給回路２１から供給された周期信号を、送信ブロック｛Ｙ０〜Ｙ３｝、｛Ｙ４〜Ｙ７｝、…、｛Ｙ６０〜Ｙ６３｝内のそれぞれ送信導体Ｙ０、Ｙ４、…、Ｙ６０に供給し、受信部３０が指示体を検出した後、制御回路４０の制御により、送信導体選択回路２２が所定時間ΔＴ毎にインデックスが増える方向に順次、送信導体１４を切替えて指示体の位置を検出したとする。この場合、多周波信号供給回路２１から供給された周期信号が送信導体Ｙ１５及びＹ１６に供給されてから次にこの送信導体Ｙ１５及びＹ１６に周期信号が供給されるまでの時間差は、検出時間差が１６ΔＴとなる。この場合、例えば、送信導体Ｙ１６及びＹ１７間のような送信ブロック１６１間の境界付近で指示体が移動していると、その指示体の検出精度が低下する。
【０２４８】
これに対して、本実施形態では、送信ブロック１６１単位で、送信導体１４を切替えるので、送信ブロック１６１間の境界に位置する送信導体１４間での検出時間の差が短く（ΔＴ）なる。その結果、この例では、送信ブロック１６１間の境界付近で指示体が移動していても、より精度良く、その指示体を検出することができる。
【０２４９】
［受信導体の切替］
また、上記第１の実施形態においては、受信導体群１１の各検出ブロック３６から所定時間毎に１本の受信導体１２を選択する例を説明したが、本実施形態では、検出ブロック毎に同時に位置検出を行い、所定時間後は、別の検出ブロックに対して位置検出を行う。
【０２５０】
本実施の形態の受信導体の切り替え例について図５０及び図５１を参照して説明する。この例では、１つの検出ブロック１６３が隣り合う１６本の受信導体１２から構成されている場合を例示して説明する。１つの検出ブロック１６３は隣り合う１６本の受信導体１２で構成されているから、増幅回路内のＩ／Ｖ変換回路３２ａ（増幅器）の数は、検出ブロック１６３を構成する受信導体１２の本数と同数となる。すなわち、増幅回路３２内のＩ／Ｖ変換回路３２ａの数は１６個になる。
【０２５１】
図５０に、この例の切替え動作を行う受信導体接続パターン切替回路の一構成例を示す。受信導体接続パターン切替回路１５４は、１６個のスイッチ１５４ａから構成される。この受信導体接続パターン切替回路１５４は、受信導体選択回路３１と増幅回路３２との間に設けられ、受信導体選択回路３１から受信信号が供給される。
スイッチ１５４ａは、受信導体選択回路３１から供給された受信信号を後段の増幅回路３２を構成する各Ｉ／Ｖ変換回路３２ａに同時に供給するためのスイッチである。このスイッチ３２ａは、それぞれが増幅回路３２の各Ｉ／Ｖ変換回路３２ａに接続される。そして、この受信導体接続パターン切替回路１５４は、制御回路４０（図４７参照）に制御されて切り替え動作を行う。
【０２５２】
図５１に、その受信導体の切り替え動作の一例を示す。
まず、受信導体接続パターン切替回路１５４は、制御回路４０の制御によりスイッチ１５４ａを切り換えて、検出ブロック｛Ｘ０〜Ｘ１５｝内の全ての受信導体１２と後段の増幅回路３２を構成するＩ／Ｖ変換回路３２ａとを接続する（図３３の状態）。そして、受信部１５３は、接続された全ての受信導体１２について、同時に指示体の位置検出を行う。
次いで、受信部１５３が位置検出を終了したら、制御回路４０の制御により、受信導体接続パターン切替回路１５４は、スイッチ１５４ａを検出ブロック｛Ｘ０〜Ｘ１５｝から検出ブロック｛Ｘ１６〜Ｘ３１｝に切替えて、その検出ブロック１６３内の全ての受信導体１２とＩ／Ｖ変換回路３２ａとを接続する。そして、受信部１５３は、この接続された全ての受信導体１２について、同時に指示体の位置検出を行う。以降、この切替え動作を繰り返して行い、検出ブロック｛Ｘ１１２〜Ｘ１２７｝での位置検出が終了したら、受信導体接続パターン切替回路１５４は、制御回路４０の制御によりスイッチ１５４ａを切り換えて、Ｉ／Ｖ変換回路３２ａに接続される検出ブロックを検出ブロック｛Ｘ０〜Ｘ１５｝に戻して、上記切り替え動作を繰り返す。なお、この例では、８回目の切り替えで元の受信ブロックに戻ることになる。
【０２５３】
受信導体１２の切替動作並びに受信導体選択回路３１及び受信導体接続パターン切替回路１５４を上述のように構成にすることにより、次のような効果が得られる。例えば、第１の実施形態のように受信導体群１１の各検出ブロックから所定時間Δｔ毎に１本の受信導体を選択した場合、検出ブロック間の境界に位置する受信導体１２間での検出時間の差が大きくなる。より具体的に説明すると、最初、検出ブロック｛Ｘ０〜Ｘ１５｝、｛Ｘ１６〜Ｘ３１｝、…、｛Ｘ１１２〜Ｘ１２７｝内でそれぞれ受信導体Ｘ０、Ｘ１６、…、Ｘ１１２で検出し、その後、所定時間Δｔ毎にインデックスが増える方向に順次、受信導体１２を切替えて指示体の位置を検出すると、受信導体Ｘ１５及びＸ１６間の検出時間差は１５Δｔとなり大きくなる。この場合、例えば、受信導体Ｘ１５及びＸ１６間のような検出ブロック間の境界付近で指示体が移動していると、その指示体の検出精度が低下する。
【０２５４】
それに対して、本実施形態では、検出ブロック１６３単位で、受信導体１２を切替えるので、検出ブロック１６３間の境界に位置する受信導体１２間での検出時間の差が短く（Δｔ）なる。その結果、この例では、検出ブロック間の境界付近で指示体が移動していても、より精度良く、その指示体を検出することができる。
【０２５５】
＜３．第３の実施形態＞
第３の実施形態では、送信導体１４の切替動作の別のローテーション例を説明する。なお、この第３の実施形態は、第１の実施形態における指示体検出装置の構成と同一の構成を有しているので、当該構成については、その説明を割愛する。
第３の実施の形態と第１の実施形態との相違点は、第１の実施形態におけるローテーションは、多周波信号供給回路２１から供給された周波信号ｆ０〜ｆ１５は、それぞれ供給される送信ブロック２５（図５参照）が固定であるのに対し、第３の実施の形態におけるローテーションは、送信ブロックに供給される周波信号が切り替わる点である。図５２Ａ及びＢに、この第３の実施形態における送信導体の切替動作のローテーション例を示す。なお、図５２Ｂの切替動作は、図５２Ａの切替動作のローテーション方向を逆にしただけであるので、ここでは、図５２Ａの例についてのみ説明する。
【０２５６】
まず、多周波信号供給回路２１から供給された周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号は、各送信ブロック２５内の最大インデックスの送信導体１４、すなわち、送信導体Ｙ３、Ｙ７、…、Ｙ５５、Ｙ５９及びＹ６３にそれぞれ同時に供給される。そして、この周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号を供給された状態で、受信部３０は位置検出を行う。
【０２５７】
次いで、所定時間後、前回、周期信号が供給された送信導体１４からそのインデックスｎが減少する方向に１本だけ送信導体を切り替える。すなわち、前回選択された送信導体Ｙ３、Ｙ７、…、Ｙ５５、Ｙ５９及びＹ６３を、それぞれ送信導体Ｙ２、Ｙ６、…、Ｙ５４、Ｙ５８及びＹ６２に切り替える。そして、送信導体Ｙ２、Ｙ６、…、Ｙ５４、Ｙ５８及びＹ６２にそれぞれ周波数ｆ０、ｆ１、…、ｆ１３、ｆ１４及びｆ１５の周期信号が同時に供給される。そして、この周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号を供給された状態で、受信部３０は位置検出を行う。このような切替動作を繰り返し、周波数ｆ０、ｆ１、…、ｆ１３、ｆ１４及びｆ１５の周期信号が送信導体Ｙ０、Ｙ４、…、Ｙ５４、Ｙ５８及びＹ６０に供給され、受信部３０が位置検出を行った後は、制御回路４０は、多周波信号供給回路２１を制御して、この多周波信号供給回路２１の各周期信号生成部２４から各送信ブロック２５に供給される周期信号の周波数を変更する。具体的には、各送信ブロック２５から供給された周波数ｆ０、ｆ１、…、ｆ１３、ｆ１４及びｆ１５はそれぞれ送信導体Ｙ６３、Ｙ３、…、Ｙ５１、Ｙ５５及びＹ５９に供給される。そして、上記と同様に位置検出動作を行う。本実施形態では、このようにして送信導体の切り替えを行う。
【０２５８】
この例のような送信導体１４の切替動作のローテーションでは、次のような効果が得られる。図４８〜図４９の例では、一の周波数の周期信号が隣接する１６本の送信導体に同時に供給されるので、ある瞬間では特定の部分に集中して位置検出が行えるが、この特定部分以外の部分では位置検出が行えない。これに対し、送信導体全数（本例では６４本）に対して所定本数（本例では３本）離間した送信導体に周期信号を供給し、送信導体全数に対して順次シフト（循環）させる。これにより、異なる周波数の周期信号が例えば３本置きの送信導体に供給されるので、センサ部全体でバランスよく指示体の位置を検出できる。
【０２５９】
なお、送信導体１４の切替動作のローテーションと同様にして、受信部でも受信導体全数（例えば１２８本）に対して所定本数（例えば７本）離間した受信導体からの出力を検出し、受信導体全数に対して順次シフト（循環）させるようにしてもよい。このように構成することにより、送信部と同様の作用効果が得られる。
【０２６０】
［変形例１］
変形例１では、送信導体１４の切替動作の他のローテーション例を説明する。なお、この変形例１は、第２の実施形態における指示体検出装置の構成と同一の構成を有しているので、当該構成については、その説明を割愛する。
この変形例１と第２の実施の形態との相違点は、第２の実施形態におけるローテーションは送信導体接続パターン切替回路１５２を構成する１６個のスイッチ１５２ａを検出ブロック１６１単位で切り換えるのに対し、この変形例１における１６このスイッチ１５２ａを送信導体１４のインデックスが増える方向に順次１本ずつ切り換える点である。図５３Ａ及びＢに、この変形例１の送信導体の切替動作のローテーション例を示す。なお、図５３Ｂの切替動作は、図５３Ａの切替動作のローテーション方向を逆にしただけであるので、ここでは、図５３Ａの例についてのみ説明する。
【０２６１】
まず、多周波信号供給回路２１から供給された周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号は、それぞれ隣り合う（インデックスｎが連続する）１６本の送信導体Ｙ４８、Ｙ４９、Ｙ５０…Ｙ６３に同時に供給される。そして、この周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号を供給された状態で、受信部３０は位置検出を行う。
【０２６２】
次いで、所定時間後、制御回路４０は送信導体接続パターン切替回路１５２を制御して、この送信導体接続パターン切替回路１５２を構成するスイッチ１５２ａが前回、周期信号を供給した送信導体Ｙ４８〜Ｙ６３からそのインデックスｎが減少する方向に１本だけ送信導体を切り替える。すなわち、周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号は、それぞれ送信導体Ｙ４７〜Ｙ６２に同時に供給される。そして、この周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号を供給された状態で、受信部１５３は位置検出を行う。このような切替動作を繰り返し、周波数ｆ０〜ｆ１５の周期信号がそれぞれ送信導体Ｙ０〜Ｙ１５に同時供給され、受信部１５３が位置検出を行った後は、制御回路４０は、送信導体接続パターン切替回路１５２を制御して、スイッチ１５２ａにより接続される送信導体Ｙ０及びＹ１〜Ｙ１５をそれぞれ送信導体Ｙ６３及びＹ０〜Ｙ１４に切り替える。そして、受信部１５３は、上記と同様に位置検出動作を行う。変形例１では、このようにして送信導体の切り替えを行う。
【０２６３】
この例のような送信導体１４の切替動作のローテーションでは、次のような効果が得られる。周期信号が隣接する１６本の送信導体に供給され、かつ、隣接する１６本の送信動体で形成されたグループが送信導体を１本ずつ移動して、特定の部分に集中して位置検出が行われるので、検出精度が向上させることができる。
【０２６４】
上述のように、図５２Ａ及びＢ並びに図５３Ａ及びＢの例では、複数の送信導体１４に対し、互いの間に所定数Ｐ（Ｐ≧０の整数）の送信導体が介在配置された所定の送信導体に、多周波信号生成回路で生成された各々の周波数の信号を供給するとともに、所定の導体を順次切り換えるようにしている。
また、複数の受信導体１２に対して、互いの間に所定数Ｒ（Ｒ≧０の整数）の受信導体が介在配置された所定の受信導体を選択するとともに、所定の導体を順次切り換えるようにしている。
【０２６５】
＜４．第４の実施形態＞
第４の実施形態は、第１〜第３の実施形態において、複数の周波数の周期信号が重畳されて信号検出回路に供給された場合の合成振幅（うなり）を抑制するものである。
【０２６６】
第１〜第３の実施形態において送信導体へ同時に供給する複数の異なる周波数の周期信号の初期位相は０度に揃っていることを想定している。受信部３０では複数の異なる周波数の周期信号の合成信号として受信されるため、その複数の周期信号のうなりが大きくなってしまい、受信部３０のダイナミックレンジを超えて飽和する可能性がある。また、飽和しないよう検出された出力信号のレベルを調整した場合、所望の検出感度が得られない恐れがある。
そこで、この例では、多周波信号生成部から出力される周期信号の位相を制御するための位相制御手段を設け、複数の周期信号の送信開始位相を分散させる構成とすることで、うなりを抑制する。
【０２６７】
図５４に、第４の実施形態に係る指示体検出装置の概略構成図を示す。
指示体検出装置２００は、主に、センサ部１０と、送信部２１０と、受信部３０と、位置算出部３５と、送信部２１０及び受信部３０の動作を制御する制御回路４０とで構成される。なお、図５４において、第１の実施形態の指示体検出装置１００（図１）と同じ構成には、同じ符号で示し、詳細な説明は割愛する。
【０２６８】
送信部２１０は、位相制御回路２１１と、多周波信号供給回路２１と、送信導体選択回路２２と、クロック発生回路２３とを備える。なお、多周波信号供給回路２１、送信導体選択回路２２及びクロック発生回路２３は、第１の実施形態と同様の構成である。
【０２６９】
位相制御回路２１１は、多周波信号供給回路２１で生成される周期信号の位相を変更して送信導体１４へ供給するためのものである。例えば、この位相制御回路２１１は、図４の多周波信号供給回路２１内の周期信号生成部２４に対応して初期位相を設定することができる。すなわち、図１の指示体検出装置１００の多周波信号供給回路２１において、周期信号生成部２４に与える初期位相の値を制御することにより位相処理を行う。なお、位相制御回路２１１においていずれの周期信号の位相をどの程度移動させるかは、制御回路４０により制御される。
【０２７０】
以下、２つの周波数の場合を例に送信開始位相の位相制御について説明する。
図５５に、周波数ｆ０の周期信号に対して周波数ｆ１の周期信号の送信開始位相をずらして分散させた場合のそれぞれの波形を示している。この例では、隣り合う周期信号がそれぞれ逆位相としてある。このように周波数の異なる周期信号同士の送信開始位相をずらし、さらに、隣り合う周期信号がそれぞれ逆位相になるように組み合わせるとよい。これにより、送信開始時や送信終了時の波形の立ち上がりや立ち下がりで周期信号同士が相殺され、受信部３０に過大な出力信号が流れ込むのを防止できる。
なお本例では、説明の便宜上２周波を例示したが、２周波に限らず、それ以上の複数周波数でもよい。複数周波数の場合における送信開始位相の分散の態様は後述する。奇数周波数の場合、組み合わせで余った周波数は０度または１８０度とするとよい。
【０２７１】
なお、位相制御の方法はこの例に限られない。例えば、位相制御回路２１１を、図４の多周波信号供給回路２１内の周期信号生成部２４に対応して１６個の移相器（図示略）から構成するようにしてもよい。あるいは、４５度の位相シフト回路、信号反転回路、スイッチ（いずれも図示せず）を備えることで、位相シフト回路での位相シフト回数や信号反転回路での位相反転を切替制御し、４５度や９０度ごとの位相制御を行うようにしてもよい。
【０２７２】
以下、複数の周期信号の送信開始位相の態様を例示する。
図５６〜図６１に、複数の周期信号の初期位相を複数パターンで変えた場合における位相制御後の複数の周期信号の合成波形を示す。この例では、多周波信号供給回路２１で発生する周期信号は、送信ブロック数（１６個）に対応して１００ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚまでの１６周波数とし、受信部３０での受信期間は２００μｓである。
【０２７３】
図５６は、１６周波数の周期信号に対して位相分散なし（表１参照）の場合の合成波形の例である。すなわち、１００ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚまでの１６個の周期信号に対して何ら位相制御を行わず送信導体１４へ供給した場合である。
【表１】
2011003035.tif 000003
【０２７４】
図５７は、１６周波数の周期信号に対して９０度毎に位相分散した場合（パターン０：表２参照）の合成波形の例である。この例では、９０度移相と反転を切り替えて位相分散している。
【表２】
2011003035.tif 000004
【０２７５】
図５８は、１６周波数の周期信号に対して±９０度毎に位相分散した場合（パターン１：表３参照）の合成波形の例である。この例では、９０度移相と反転を切り替えて位相分散している。
【表３】
2011003035.tif 000005
【０２７６】
図５９は、１６周波数の周期信号に対して±４５度毎に位相分散した場合（パターン２−１：表４参照）の合成波形の例である。この例では、４５度移相と反転を切り替えて位相分散している。
【表４】
2011003035.tif 000006
【０２７７】
図６０は、１６周波数の周期信号に対して±４５度毎に位相分散した場合（パターン２−２：表５参照）の合成波形の例である。この例では、１番目〜８番目の送信ブロックに供給する周期信号に対して４５度移相と反転の切り替え行い、９番目〜１６番目の送信ブロックに供給する周期信号に対しては８番目と９番目を境にして上下対称の関係となるように位相分散している。
【表５】
2011003035.tif 000007
【０２７８】
図６１は、１６周波数の周期信号に対して±２２．５度毎に位相分散した場合（パターン３：表６参照）の合成波形の例である。この例では、２２．５度移相と反転を切り替えて位相分散している。
【表６】
2011003035.tif 000008
【０２７９】
図５６〜図６１に示した各位相分散パターンの合成波形の結果は以下のとおりである。
（パターン）          （位相分散方法）            （効果）
位相分散（無）        位相分散  なし              うなり大
位相分散（０）        位相分散  ９０度毎          効果なし
位相分散（１）        位相分散±９０度毎          うなり中
位相分散（２−１）    位相分散±４５度毎          うなり中
位相分散（２−２）    位相分散±４５度毎          うなり小
（上下対称）
位相分散（３）        位相分散±２２．５度毎      うなり中
【０２８０】
各位相分散パターンの合成波形によれば、パターン０の例ように、単に９０度毎に位相分散しても、合成波形のうなりは小さくならないことがわかる。一方でパターン１〜３の合成波形のように、±９０度毎等とするとうなりが小さくなる。つまり、移相と反転を切り替えて位相分散するとよいことがわかる。特に、測定した合成波形の中では、パターン２−２のときにうなりの抑制効果が最も大きかった。パターン２−２は、送信導体全数（本例は１６本）の中で、前半（Ｎｏ．１〜８）と後半（Ｎｏ．９〜１６）の送信ブロックで位相分散パターンを反転させており、前半と後半で位相分散パターンの繰り返しがない。これに対し、パターン１，２−１は、送信ブロックのＮｏ．１〜１６の間でそれぞれ４回と２回の繰り返しパターンが見られる。パターン３は、繰り返しパターンはないものの連続する送信ブロック間の位相差の小さいものが比較的多く見られる。このことから、合成される送信導体間の位相差の偏差は極力大きいほうが望ましく、かつ、送信導体全数（本例は１６本）において初期位相の繰り返しのないもしくは少ないパターンがよい、と考えられる。
【０２８１】
本例によれば、複数の異なる周波数の周期信号の送信開始位相を分散させる構成としたので、受信側において送信開始や終了時に過渡電流が大きくならず、うなりを小さくすることができる。これにより、受信部３０で検出される出力信号がダイナミックレンジを超えて飽和することが抑制されるので、増幅回路の受信ゲインの設定自由度が増し、高い検出感度を得ることができるようになる。
【０２８２】
上記第１〜第４の実施形態では、少なくとも、受信導体群を複数の検出ブロックに分割する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば受信導体群を分割せず、全ての受信導体に接続される検出回路を並列処理し、全受信導体で出力信号を同時検出する構成にしてもよい。
【０２８３】
以上に述べた実施の形態は、本発明を実施するための好適な形態の具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されている。ただし、本発明は、以上の実施の形態の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限られるものではない。例えば、以上の説明で挙げた使用材料とその使用量、処理時間、処理順序および各パラメータの数値的条件等は好適例に過ぎず、また、説明に用いた各図における寸法、形状および配置関係等も実施の形態の一例を示す概略的なものである。したがって、本発明は、上述した実施の形態の例に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において、種々の変形、変更が可能である。
【０２８４】
例えば、上述した指示体検出装置で行われる一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。また、これらの処理を実行する機能はハードウェアとソフトウェアの組み合わせによっても実現できることは言うまでもない。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のコンピュータなどに、プログラム記録媒体からインストールされる。
【０２８５】
また、本明細書において、プログラム記録媒体に格納されるプログラムを記述する処理ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）をも含むものである。
【符号の説明】
【０２８６】
１０…センサ部、１１…受信導体群、１２…受信導体、１３…送信導体群、１４…送信導体、２０…送信部、２１…多周波信号供給回路、２２…送信導体選択回路、２２ａ…スイッチ、２３…クロック発生回路、２４…周期信号生成部、２５…送信ブロック、３０…受信部、３１…受信導体選択回路、３１ａ…スイッチ、３２…増幅回路、３２ａ…Ｉ／Ｖ変換回路、３２ｂ…増幅器、３２ｃ…キャパシタ、３３…Ａ／Ｄ変換回路、３４…信号検出回路、３４ａ…信号検出回路部、３５…位置算出回路、３６…検出ブロック、３７…同期検波回路部、３８…レジスタ、４０…制御回路、８５，８６，９３，９４，９５，９６，９７，９９…差動増幅器、９０，９１，９２，９８…増幅器、１００…指示体検出装置、１５０…指示体検出装置、１５１…送信部、１５２…送信導体接続パターン切替回路、１５２ａ…スイッチ、１５３…受信部、１５４…受信導体接続パターン切替回路、１５４ａ…スイッチ、１６１…送信ブロック、１６３…検出ブロック、２００…指示体検出装置、２２１…位相制御回路、２４１…加算器、２４２…選択器、２４３…Ｄ−ＦＦ、２４４…矩形波ＲＯＭ、２４５…Ｄ−ＦＦ、３７０…入力端子、３７１…信号源、３７３…乗積器、３７４…積分器
【図１】
2011003035.tif 000009
【図２】
2011003035.tif 000010
【図３】
2011003035.tif 000011
【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】
2011003035.tif 000016
【図９】
2011003035.tif 000017
【図１０】
2011003035.tif 000018
【図１１】
2011003035.tif 000019
【図１２】
2011003035.tif 000020
【図１３】
2011003035.tif 000021
【図１４】
2011003035.tif 000022
【図１５】
2011003035.tif 000023
【図１６】
2011003035.tif 000024
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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