(57)【要約】【課題】電磁ペンのペン先部を入力面に接触させる入力が行われたときに、磁場センサから最大値の誘導電流を出力させ、磁場センサからの出力電流による入力判定の信頼性を高くする。【解決手段】画像表示と複数の入力キーの表示とを行う液晶表示素子１と、液晶表示素子１の観察側とは反対側に、前記液晶表示素子１の観察側の面からなる入力面１ａに対して予め定めた距離を設けて配置され、液晶表示素子１と対向する面に、複数の磁場センサ１７，１９が液晶表示素子１の複数のキー表示部にそれぞれ対応させて設けられたセンサ基板１５と、ペン本体２５と、このペン本体２５の一端に、前記入力面１ａに対して接触または近接されるペン先部２７と、前記ペン先部２７の近傍に、ペン本体２５の軸線の周方向に巻回され、発生する磁場の強度がペン先部２７を入力面１ａに接触或いは予め定めた間隔で近接させた位置で実質的に最大値となる径を持った磁場発生コイル２９とが設けられた電磁ペン２４とを備える。【選択図】図２
2008191860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を受けて誘導電流を発生する磁場センサと、
前記磁場センサに対して予め定めた距離を設けて配置された入力面と、
ペン本体と、このペン本体の一端に、前記入力面に対して前記磁場センサの配置側とは反対面側から接触または近接されるペン先部と、前記ペン先部の近傍に、前記ペン本体の軸線の周方向に巻回され、発生する磁場の強度が前記ペン先部を前記入力面に接触或いは予め定めた間隔で近接させた位置で実質的に最大値となる径を持った磁場発生コイルとが設けられた入力用電磁ペンと、
を備えることを特徴とする電磁誘導型入力パネル。
【請求項２】
光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列された画面エリアを有し、画像表示と、前記画面エリア内の予め定めた位置に複数の入力キーを表示するキー表示とを行い、観察側の面に入力面を形成する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に、前記入力面に対して予め定めた距離を設けて配置され、前記入力面側からの磁場を受けて誘導電流を発生する複数の磁場センサが前記液晶表示素子により表示される前記複数の入力キーの表示にそれぞれ対応させて設けられたセンサ基板と、
前記液晶表示素子により表示された前記複数の入力キーの表示を選択するための、ペン本体と、このペン本体の一端に、前記入力面に対して前記観察側から接触または近接されるペン先部と、前記ペン先部の近傍に、前記ペン本体の軸線の周方向に巻回され、発生する磁場の強度が前記ペン先部を前記入力面に接触或いは予め定めた間隔で近接させた位置で実質的に最大値となる径を持った磁場発生コイルとが設けられた入力用電磁ペンと、
を備えることを特徴とする電磁誘導型入力パネルを備えた液晶表示装置。
【請求項３】
前記磁場発生コイルは、前記ペン先部を前記入力面に接触或いは予め定めた間隔で近接させたときの前記磁場発生コイルから前記磁場センサまでの距離に、２の平方根を乗じた値と実質的に同じ半径を有していることを特徴とする請求項２に記載の電磁誘導型入力パネルを備えた液晶表示装置。
【請求項４】
前記磁場発生コイルは、その半径をａ、前記磁場発生コイルの長さをＬ、前記ペン先部を前記入力面に接触或いは予め定めた間隔で近接させたときの前記磁場発生コイルの前記ペン先部側のコイル端から前記磁場センサまでの距離をＺとしたとき、
ａ＝（Ｚ＋Ｌ）１／３Ｚ１／３｛Ｚ２／３＋（Ｚ＋Ｌ）２／３｝１／２
で表される径を有していることを特徴とする請求項２に記載の電磁誘導型入力パネルを備えた液晶表示装置。
【請求項５】
前記磁場発生コイルの径は、前記磁場センサに作用する磁場の強さが、前記ペン先部を前記入力面に接触させたときに最も強くなる値に設定されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の電磁誘導型入力パネルを備えた液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁誘導型入力パネル及び電磁誘導型入力パネルを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導型入力パネルは、入力する情報を選択する入力面と、前記入力面の背後に配置され、前記入力面側からの磁場を受けて誘導電流を発生する磁場センサと、情報を入力するための、ペン本体と、一端にペン先部を有し、前記ペン先部の近くに磁場発生コイルが設けられた入力用電磁ペンとにより構成されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この電磁誘導型入力パネルは、使用者に、前記電磁ペンのペン先部を、前記入力面に接触させるか、或いは前記入力面に対して予め定めた間隔で近接させる入力を行わせるものであり、前記電磁ペンのペン先部を前記入力面にある程度以上近付けると、前記磁場発生コイルからの磁場が前記磁場センサに作用し、その磁場の強さに対応した誘導電流が前記磁場センサから出力される。
【０００４】
この電磁誘導型入力パネルは、磁場を利用するものであり、磁場は、液晶表示素子をその表示に影響を及ぼすこと無く通過するため、前記液晶表示素子の観察側の面を前記電磁ペンによる入力面とし、前記磁場センサを、前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置することが可能である。
【特許文献１】特開２００４−３０２４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記電磁誘導型入力パネルは、前記電磁ペンのペン先部をある程度以上前記入力面に近付けると、前記電磁ペンの磁場発生コイルからの磁場が前記磁場センサに作用し、前記磁場センサから誘導電流が出力されるため、入力の誤判定が生じるという問題があった。
【０００６】
この発明は、磁場センサからの出力電流による入力判定の信頼性を高くすることができる電磁誘導型入力パネル及び電磁誘導型入力パネルを備えた液晶表示装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の請求項１に記載の電磁誘導型入力パネルは、
磁場を受けて誘導電流を発生する磁場センサと、
前記磁場センサに対して予め定めた距離を設けて配置された入力面と、
ペン本体と、このペン本体の一端に、前記入力面に対して前記磁場センサの配置側とは反対面側から接触または近接されるペン先部と、前記ペン先部の近傍に、前記ペン本体の軸線の周方向に巻回され、発生する磁場の強度が前記ペン先部を前記入力面に接触或いは予め定めた間隔で近接させた位置で実質的に最大値となる径を持った磁場発生コイルとが設けられた入力用電磁ペンと、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明の請求項２に記載の電磁誘導型入力パネルを備えた液晶表示装置は、
光の透過を制御する複数の画素がマトリックス状に配列された画面エリアを有し、画像表示と、前記画面エリア内の予め定めた位置に複数の入力キーを表示するキー表示とを行い、観察側の面に入力面を形成する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に、前記入力面に対して予め定めた距離を設けて配置され、前記入力面側からの磁場を受けて誘導電流を発生する複数の磁場センサが前記液晶表示素子により表示される前記複数の入力キーの表示にそれぞれ対応させて設けられたセンサ基板と、
前記液晶表示素子により表示された前記複数の入力キーの表示を選択するための、ペン本体と、このペン本体の一端に、前記入力面に対して前記観察側から接触または近接されるペン先部と、前記ペン先部の近傍に、前記ペン本体の軸線の周方向に巻回され、発生する磁場の強度が前記ペン先部を前記入力面に接触或いは予め定めた間隔で近接させた位置で実質的に最大値となる径を持った磁場発生コイルとが設けられた入力用電磁ペンと、
請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の液晶表示装置において、前記磁場発生コイルは、前記ペン先部を前記入力面に接触或いは予め定めた間隔で近接させたときの前記磁場発生コイルから前記磁場センサまでの距離に、２の平方根を乗じた値と実質的に同じ半径を有していることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の液晶表示装置は、前記請求項２に記載の液晶表示装置において、前記磁場発生コイルは、その半径をａ、前記磁場発生コイルの長さをＬ、前記ペン先部を前記入力面に接触或いは予め定めた間隔で近接させたときの前記磁場発生コイルの前記ペン先部側のコイル端から前記磁場センサまでの距離をＺとしたとき、
ａ＝（Ｚ＋Ｌ）１／３Ｚ１／３｛Ｚ２／３＋（Ｚ＋Ｌ）２／３｝１／２
で表される径を有していることを特徴とする。
【００１０】
また、この発明の請求項５に記載の液晶表示装置は、前記請求項２〜４のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記磁場発生コイルの径は、前記磁場センサに作用する磁場の強さが、前記ペン先部を前記入力面に接触させたときに最も強くなる値に設定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の電磁誘導型入力パネル及び電磁誘導型入力パネルを備えた液晶表示装置は、上記のような構成であるため、前記磁場センサからの出力電流による入力判定の信頼性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１〜図３はこの発明の一実施例を示しており、図１は電磁誘導型入力パネルを備えた液晶表示装置の分解斜視図、図２は前記電磁誘導型入力パネルを構成するセンサ基板と電磁ペンの拡大断面図である。
【００１３】
この液晶表示装置は、図１のように、光の透過を制御する複数の画素（図示せず）がマトリックス状に配列された画面エリア７を有し、
画像表示と、前記画面エリア７内の予め定めた位置に複数の入力キーを表示するキー表示とを行い、観察側（図１において上側）の面に入力面１ａを形成する液晶表示素子１と、前記液晶表示素子１の観察側とは反対側に配置され、前記液晶表示素子１に向けて照明光を照射する面光源９と、電磁誘導型入力パネルを構成する入力検出用センサ基板１５及び入力用電磁ペン２４とを備えている。
【００１４】
前記液晶表示素子１は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を能動素子とした透過型のアクティブマトリックス液晶表示素子であり、その断面構造は図示しないが、枠状のシール材４を介して接合された観察側とその反対側の一対の透明基板２，３間の前記シール材４で囲まれた領域に液晶層が封入され、前記一対の基板２，３の対向する内面の一方、例えば反対側の基板３の内面に、マトリックス状に配列させて形成された複数の透明な画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のＴＦＴと、各行のＴＦＴにゲート信号を供給する複数の走査線と、各行のＴＦＴにデータ信号を供給する複数の信号線とが設けられ、他方向基板、つまり観察側基板２の内面に、前記複数の画素電極の配列領域の全域に対応する一枚膜状の透明な対向電極と、前記複数の画素電極と前記対向電極とが互いに対向する領域からなる複数の画素にそれぞれ対応させて形成された赤、緑、青の３色のカラーフィルタとが設けられ、前記一対の基板２，３の外面にそれぞれ偏光板５，６が配置された構成となっている。
【００１５】
この液晶表示素子１は、前記液晶層の液晶分子をツイスト配向させたＴＮまたはＳＴＮ型、液晶分子を基板２，３面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子をツイストさせることなく基板２，３面に対して実質的に平行に配向させた水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれか、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示素子であり、前記一対の偏光板５，６は、それぞれの透過軸の向きを、良好なコントラストが得られるように設定して配置されている。
【００１６】
なお、この実施例の液晶表示素子１は、一対の基板２，３の内面それぞれに設けられた電極間に電界を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させるものであるが、液晶表示素子１は、一対の基板のいずれか一方の内面に複数の画素を形成する例えば櫛状の第１と第２の電極を設け、これらの電極間に横電界（基板面に沿う方向の電界）を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。
【００１７】
前記液晶表示素子１は、図示しない表示駆動回路により駆動され、常時は、前記画面エリア７の全域に画像を表示し、前記電磁誘導型入力パネルによる入力を行わせるときに、前記画面エリア７内の予め定めた位置に、入力部としての複数の入力キーを、行方向及び列方向に配列させて表示する。
【００１８】
図１において、仮想線（二点鎖線）で示した複数の領域８は、前記複数の入力キーの表示部であり、これらのキー表示部８にそれぞれ、数十ずつの画素群によって、キー形状とキーの種類を示す数字や記号等（図示せず）とが表示される。
【００１９】
また、前記面光源９は、前記液晶表示素子１の少なくとも画面エリアに対向する面積を有する板状の透明部材からなり、その一端面に光を入射させる入射端面１１が形成され、前記液晶表示素子１に対向する一方の板面に前記入射端面１１から入射した光の出射面１２が形成され、他方の板面に前記入射端面１１から入射した光を前記出射面１２に向けて反射する反射面１３が形成された導光板１０と、前記導光板１０の入射端面１１に対向させて配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）等の複数の発光素子１４とにより構成されている。
【００２０】
次に、前記電磁誘導型入力パネルについて説明すると、この実施例の液晶表示装置は、前記電磁ペン２４を前記入力面１ａに接触させるタッチ入力を行わせる電磁誘導型入力パネルを備えたものであり、この電磁誘導型入力パネルは、前記液晶表示素子１の観察側の面（観察側の偏光板５の外面）からなる入力面１ａと、前記入力面１ａの背後、つまり前記液晶表示素子１の観察側とは反対側に、前記入力面１ａに対して予め定めた距離を設けて配置され、前記入力面１ａ側からの磁場を受けて誘導電流を発生する複数の磁場センサ１７，１９が前記液晶表示素子１により表示される前記複数の入力キーの表示にそれぞれ対応させて設けられた入力検出用センサ基板１５と、前記液晶表示素子１により表示された前記複数の入力キーの表示を選択するための、ペン本体２５と、このペン本体２５の一端に、前記入力面１ａに対して前記観察側から接触または近接されるペン先部２７と、前記ペン先部２７の近傍に、前記ペン本体２５の軸線の周方向に巻回され、発生する磁場の強度が前記ペン先部２７を前記入力面１ａに接触或いは予め定めた間隔で近接させた位置で実質的に最大値となる径を持った磁場発生コイル２９とが設けられた入力用電磁ペン２４とにより構成されている。
【００２１】
前記センサ基板１５は、絶縁性の板部材からなる基板本体１６の前記液晶表示素子１と対向する面に、前記入力面１ａ側からの磁場を受けて誘導電流を発生する複数の磁場センサを設けたものであり、この実施例では、前記液晶表示素子１の画面エリア７内に前記入力キーを複数行及び複数列（図では３行×３列）に配列させて表示させるようにし、前記センサ基板１５に、各行のキー表示部８に行毎に対応する複数の行方向磁場センサ１７と、各列のキー表示部８に列毎に対応する複数の列方向磁場センサ１９とを設けている。
【００２２】
図３は前記センサ基板１５の１つの行方向磁場センサ１７と１つの列方向磁場センサ１９の斜視図であり、１つの行方向磁場センサ１７は、絶縁被覆された１本の導電線１７ａからなり、前記液晶表示素子１の１つの行の複数のキー表示部８にそれぞれ対応する部分毎に、前記導電線１７ａを予め定めた巻き数で巻回した複数のセンサコイル部１８が形成され、これらのセンサコイル部１８が直列に接続された形状に形成されている。
【００２３】
また、１つの列方向磁場センサ１９は、絶縁被覆された１本の導電線１９ａからなり、前記液晶表示素子１の１つの列の複数のキー表示部８にそれぞれ対応する部分毎に、前記導電線１９ａ予め定めた巻き数で巻回した複数のセンサコイル部２０が形成され、これらのセンサコイル部２０が直列に接続された形状に形成されている。
【００２４】
なお、図２及び図３では、前記行方向磁場センサ１７及び列方向磁場センサ１９の各センサコイル部１８，２０を簡略化しているが、これらのセンサコイル部１８，２０は、前記導電線１７ａ，１９ａを１０〜６０回巻き程度の範囲内の同じ巻き数で巻回して形成されている。
【００２５】
そして、前記複数の行方向磁場センサ１７と前記複数の列方向磁場センサ１９は、前記基板本体１６上に、前記液晶表示素子１の各キー表示部８の行及び列にそれぞれ対応させるとともに、それぞれの磁場センサ１７，１９の各センサコイル部１８，２０のうちの前記液晶表示素子１の同じキー表示部８に対応するセンサコイル部同士を互いに重ねて配置されている。
【００２６】
なお、図では、行方向磁場センサ１７のセンサコイル部１８の上に列方向磁場センサ１９のセンサコイル部２０を重ねているが、それと逆に、列方向磁場センサ１９のセンサコイル部２０の上に行方向磁場センサ１７のセンサコイル部１８を重ねてもよい。
【００２７】
さらに、前記基板本体１６の縁部には、１つの接地端子２１と、前記複数の行方向磁場センサ１７にそれぞれ対応する複数の行方向出力端子２２と、前記複数の列方向磁場センサ１９にそれぞれ対応する複数の列方向出力端子２３とが形成されており、前記複数の行方向磁場センサ１７及び列方向磁場センサ１９の一端（行方向磁場センサ１７及び列方向磁場センサ１９を形成する導電線１７ａ及び１９ａの一端）は、互いに共通接続されて前記接地端子２１に接続され、前記複数の行方向磁場センサ１７の他端（行方向磁場センサ１７を形成する導電線１７ａの他端）は、これらの行方向磁場センサ１７に対応する前記複数の行方向出力端子２２にそれぞれ接続され、前記複数の列方向磁場センサ１９の他端（列方向磁場センサ１９を形成する導電線１９ａの他端）は、これらの列方向磁場センサ１９に対応する前記複数の列方向出力端子２３にそれぞれ接続されている。
【００２８】
そして、前記接地端子２１は、図示しない接地電位に接続され、前記複数の行方向出力端子２２と前記複数の列方向出力端子２３は、前記複数の行方向出力端子２２からの出力と、前記複数の列方向出力端子２３からの出力とに基づいて、前記電磁ペン２４によりタッチされたキー表示部８を判定し、そのキー表示部８に表示された入力キーに対応した入力情報を出力する図示しない入力判定回路に接続されている。
【００２９】
なお、前記入力判定回路は、前記複数の行方向磁場センサ１７のうちの前記磁場を受けて誘導電流を発生した行方向磁場センサと、前記複数の列方向磁場センサ１９のうちの前記磁場を受けて誘導電流を発生した列方向磁場センサとの行方向及び列方向の位置により、前記電磁ペン２４によりタッチされたキー表示部８を判定する回路であり、例えば、図１において最も上の第１行の行方向磁場センサ１７と、図１において左端の第１列の列方向磁場センサ１９とから前記誘導電流が出力されたときに、前記複数のキー表示部８のうちの第１行の左端のキー表示部８が前記電磁ペン２４によりタッチされたと判定し、そのキー表示部８に表示された入力キーに対応した入力情報を出力する。
【００３０】
また、前記電磁ペン２４は、図２に示したように、一端にペン先部２７を有し、前記ペン先部２７を、前記液晶表示素子１の観察側の面からなる入力面１ａに対して前記センサ基板１５の配置側とは反対側、つまり前記観察側から接触されるペン本体２５の前記ペン先部２７の近傍の予め定めた位置に、前記ペン本体２５の軸線方向に対してその周方向に巻かれた磁場発生コイル２９が設けられた構成となっている。
【００３１】
前記ペン本体２５は絶縁性の管状部材からなっており、前記ペン先部２７は、前記ペン本体２５の一端部に嵌着された誘電体からなるペン先部材２６の先端に一体に形成されている。
【００３２】
なお、この実施例では、前記ペン先部２７を、先端において前記入力面１ａに接触する円錐形状に形成しているが、このペン先部２７の前記入力面１ａに対する接触面は、他の形状、例えば球面形状に形成してもよい。
【００３３】
また、この実施例では、前記ペン先部材２６のペン本体２５内側の端面の中心部に、前記ペン本体２５の軸線方向に突出する軸状のコイル巻き部２８を一体に形成し、このコイル巻き部２８の周囲に、絶縁被覆された導電線を多重巻きに巻き付けて前記磁場発生コイル２９を形成している。
【００３４】
さらに、前記ペン本体２５内には、交流電源からなるコイル励磁電源（図示せず）が設けられており、前記磁場発生コイル２９は、前記電磁誘導型入力パネルによる入力を行わせるときにオンされる図示しない電源スイッチを介して前記コイル励磁電源に接続されている。
【００３５】
そして、前記磁場発生コイル２９の径は、この磁場発生コイル２９により発生され、前記液晶表示素子１と前記面光源９の導光板１０とを通って前記行方向磁場センサ１７及び列方向磁場センサ１９に作用する磁場の強さが、前記ペン先部２７を前記入力面１ａの前記磁場センサ１７，１９に対応するキー表示部８に接触させたときに最も強くなる値に設定されている。
【００３６】
すなわち、前記磁場発生コイル２９は、前記ペン本体の前記ペン先部２７が前記入力面１ａの前記磁場センサ１７，１９に対応するキー表示部８に接触或いは近接させた位置で、前記磁場発生コイル２９からそれぞれの前記磁場センサまでの距離だけ離れた位置に、発生される磁場の実質的な最大値を示すような直径を持っている。
【００３７】
この液晶表示装置は、前記電磁誘導型入力パネルによる入力を行わせるときに、前記液晶表示素子１の複数のキー表示部８に入力キーを表示させ、使用者に、前記電磁ペン２４のペン先部２７を、前記入力面１ａの前記複数のキー表示部８に選択的に接触させるタッチ入力を行わせる。
【００３８】
そして、この液晶表示装置は、前記電磁誘導型入力パネルを構成する前記電磁ペン２４の磁場発生コイル２９の径を、この磁場発生コイル２９により発生され、前記行方向磁場センサ１７及び列方向磁場センサ１９に作用する磁場の強さが、前記ペン先部２７を前記入力面１ａに接触させたときに最も強くなる値に設定しているため、前記電磁ペン２４のペン先部２７を前記入力面１ａに接触させる入力が行われたときに、前記磁場センサ１７，１９から最大値の誘導電流を前記入力判定回路に出力させ、前記磁場センサ１７，１９からの出力電流による入力判定の信頼性を高くすることができる。
【００３９】
すなわち、前記電磁ペン２４のペン先部２７をある程度以上前記入力面１ａに近付けると、前記電磁ペン２４の磁場発生コイル２９からの磁場が、前記行方向磁場センサ１７及び列方向磁場センサ１９の前記電磁ペン２４の前記ペン先部２７に対応するセンサコイル部１８，２０に作用し、その磁場の強さに対応した誘導電流が、前記行方向磁場センサ１７及び列方向磁場センサ１９から前記行方向出力端子２２及び列方向出力端子２３を介して前記入力判定回路に出力される。
【００４０】
前記磁場センサ１７，１９のセンサコイル部１８，２０に作用する磁場の強さは、前記電磁ペン２４のペン先部２７を前記入力面１ａに近付けるのにともなって変化し、それに対応して、前記磁場センサ１７，１９から出力される電流値が変化する。
【００４１】
この電磁誘導型入力パネルにおいて、前記電磁ペン２４のペン先部２７を前記入力面１ａに接触させたときに、前記磁場センサ１７，１９に作用する磁場の強さは、その磁場の強さをＨ、前記磁場発生コイル２９の半径をａ、前記磁場発生コイル２９の長さをＬ、前記磁場発生コイル２９の巻き数をｎＰ、前記磁場発生コイル２９に流れる励磁電流の値をＩ、前記電磁ペン２４のペン先部２７を前記入力面１ａに接触させたときの前記磁場発生コイル２９のペン先部側のコイル端から前記センサ基板１５の磁場センサ１７，１９までの距離をＺとしたとき、次の（１）式により表される。
【００４２】
なお、前記磁場発生コイル２９の半径ａは、磁場発生コイル２９の中心から、導電線の巻き付け厚さの中間位置までの距離である。
【数１】
2008191860.tif 000003
【００４３】
この式（１）において、前記電磁ペン２４のペン先部２７を前記入力面１ａに接触させたときの前記磁場発生コイル２９のペン先部側のコイル端から前記磁場センサ１７，１９までの距離Ｚの位置における前記磁場の強さＨの最大値は、次の（２）式
ａ＝（Ｚ＋Ｌ）１／３Ｚ１／３｛Ｚ２／３＋（Ｚ＋Ｌ）２／３｝１／２  …（２）
で求められる。
【００４４】
そこで、この実施例では、前記センサコイル部１８，２０の重なり厚さの中間位置において最も強い磁場を発生させるために、前記磁場発生コイル２９の径を、前記磁場発生コイル２９のペン先部側のコイル端から前記磁場センサ１７，１９までの距離Ｚを、前記磁場発生コイル２９の前記コイル端から、前記行方向磁場センサ１７のセンサコイル部１８と前記列方向磁場センサ１９のセンサコイル部２０との重なり厚さの中間位置までの距離とすることによって求めた値に設定している。
【００４５】
前記（２）式において、前記磁場発生コイル２９の長さＬが、前記電磁ペン２４のペン先部２７を前記入力面１ａに接触させたときの前記磁場発生コイル２９のペン先部側のコイル端から前記磁場センサ１７，１９までの距離Ｚに比べて極く短いものとして、この磁場発生コイル２９の長さＬを無視した場合、前記磁場発生コイル２９の長さＬを、Ｌ＝０とすることにより、前記（２）式は、次の（３）式のように簡略化できる。
【数２】
2008191860.tif 000004
【００４６】
したがって、前記磁場発生コイル２９の半径ａを、前記磁場発生コイル２９から前記磁場センサ１７，１９までの距離に２の平方根を乗じた値ととすることにより、前記磁場センサ１７，１９の位置に最大の値の磁場を発生させることができる。
【００４７】
この実施例では、前記磁場発生コイル２９の半径ａを、前記ペン先部２７を前記入力面１ａに接触させたときの前記磁場発生コイル２９の平均的な位置から前記磁場センサ１７，１９までの距離に、２の平方根を乗じた値と実質的に同じ値に設定し、前記磁場発生コイル２９により発生されて前記磁場センサ１７，１９に作用する磁場の強さが、前記ペン先部２７を前記入力面１ａに接触させたときに実質的に最も強くなるようにしている。
【００４８】
前記電磁誘導型入力パネルは、磁場を受けて誘導電流を発生する磁場センサ１７，１９と、前記磁場センサ１７，１９に対して予め定めた距離を設けて配置された入力面１ａと、ペン本体２５と、このペン本体２５の一端に、前記入力面１ａに対して前記磁場センサ１７，１９の配置側とは反対面側から接触されるペン先部２７と、前記ペン先部２７の近傍に、前記ペン本体２５の軸線の周方向に巻回され、発生する磁場の強度が前記ペン先部２７を前記入力面１ａに接触或いは予め定めた間隔で近接させた位置で実質的に最大値となる径を持った磁場発生コイル２９とが設けられた入力用電磁ペン２４とを備えるものであるため、前記電磁ペン２４のペン先部２７を前記入力面１ａに接触させるタッチ入力が行われたときに、前記磁場センサ１７，１９から最大値の誘導電流を前記入力判定回路に出力させることができる。
【００４９】
したがって、前記磁場センサ１７，１９からの大きな値の出力電流が前記入力判定回路に供給され、この入力判定回路に供給された大きな電流の前記複数の行方向出力端子２２からの出力と、前記複数の列方向出力端子２３からの出力とに基づいて、前記電磁ペン２４によりタッチされたキー表示部８を判定する入力判定が行われるので、前記磁場センサ１７，１９からの出力電流による入力判定の信頼性を高くすることができる。
【００５０】
なお、上記実施例では、前記磁場発生コイル２９の半径ａを、前記電磁ペン２４のペン先部２７を前記入力面１ａに接触させたときのペン先部側のコイル端から前記磁場センサ１７，１９までの距離に、２の平方根を乗じた値と実質的に同じ値に設定してもよい。
【００５１】
或いは、前記磁場発生コイル２９の半径ａを、上記（２）式
ａ＝（Ｚ＋Ｌ）１／３Ｚ１／３｛Ｚ２／３＋（Ｚ＋Ｌ）２／３｝１／２
により表される値に設定してもよく、このようにすることにより、前記ペン先部２７を前記入力面１ａに接触させたときに磁場発生コイル２９により発生される最大の磁場の発生位置を、磁場センサ１７，１９の位置に、より正確に一致させることができ、前記磁場センサ１７，１９からの出力電流による入力判定の信頼性をさらに高くすることができる。
【００５２】
また、上記実施例では、センサ基板１５に、液晶表示素子１の複数のキー表示部８にそれぞれ対応する部分毎にセンサコイル部１８を形成した行方向磁場センサ１７と列方向磁場センサ１９とを設けているが、前記行方向磁場センサ１７と列方向磁場センサ１９は、図４に示した変形例のように、前記液晶表示素子１の各キー表示部８の行の全体及び各キー表示部８の列の全体に対応するコイル状に形成してもよい。
【００５３】
さらに、入力検出用センサ基板は、上記実施例のセンサ基板１５に限らず、他の構成のものでもよい。図５、図６、図７はそれぞれ入力検出用センサ基板の他の例を示す平面図である。
【００５４】
図５に示したセンサ基板３０は、基板本体３１の液晶表示素子１と対向する面に、絶縁被覆された１本の導電線３２ａからなり、前記液晶表示素子１に表示される各行及び各列の複数のキー表示部８にそれぞれ対応する部分毎に、前記導電線３２ａを互いに異なる巻き数で巻回した複数のセンサコイル部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ，３３ｅ，３３ｆ，３３ｇ，３３ｈ，３３ｉが形成され、これらのセンサコイル部３３ａ〜３３ｉが直列に接続された形状に形成された磁場センサ３２を設け、この磁場センサ３２の一端（導電線３２ａの一端）を前記基板本体３１の縁部に形成された１つの接地端子３４に接続し、他端（導電線３２ａの他端）を前記基板本体３１の縁部に形成された１つの出力端子３５に接続したものである。
【００５５】
なお、この例では、図に前記導電線３２ａの巻き順を破線で示したように、前記複数のセンサコイル部３３ａ〜３３ｉを、図において最も上の第１行の左端の第１コイル３３ａ、前記第１行の中間の第２コイル３３ｂ、前記第１行の右端の第２コイル３３ｃ、第２行の左端の第４コイル３３ｄ、前記第２行の中間の第５コイル３３ｅ、前記第２行の右端の第６コイル３３ｆ、第３行の左端の第７コイル３３ｇ、前記第３行の中間の第８コイル３３ｈ、前記第３行の右端の第９コイル３３ｉの順で直列に接続し、前記第１コイル３３ａの巻き始め端と、最終の前記第９コイル３３ｉの巻き終り端とのうちの一端を前記接地端子３４に接続し、他端を前記出力端子３５に接続している。
【００５６】
また、この例では、前記複数のセンサコイル部３３ａ〜３３ｉのそれぞれの巻き数ｎ１〜ｎ９をそれぞれ、ｎ１＝５５回巻き、ｎ２＝５０回巻き、ｎ３＝４５回巻き、ｎ４＝４０回巻き、ｎ５＝３５回巻き、ｎ６＝３０回巻き、ｎ７＝２５回巻き、ｎ８＝２０回巻き、ｎ９＝１５回巻きに設定している。
【００５７】
そして、前記センサ基板３０の前記接地端子３４と出力端子３５は、前記磁場センサ３２からの出力電流の値に基づいて、前記電磁ペン２４によりタッチされたキー表示部８を判定し、そのキー表示部８に表示された入力キーに対応した入力情報を出力する図示しない入力判定回路に接続されている。
【００５８】
すなわち、このセンサ基板３０は、前記液晶表示素子１の各行及び各列の複数のキー表示部８にそれぞれ対応する複数のセンサコイル部３３ａ〜３３ｉを直列に接続した磁場センサ３２を設けたものであるが、前記複数のセンサコイル部３３ａ〜３３ｉの巻き数を互いに異ならせているため、これらのセンサコイル部３３ａ〜３３ｉは、前記電磁ペン２４のペン先部２７を前記入力面１ａの複数のキー表示部８に選択的に接触させたときに、前記センサコイル部３３ａ〜３３ｉの巻き数に応じた互いに異なる値の誘導電流を発生する。
【００５９】
したがって、前記入力判定回路は、前記磁場センサ３２からの出力電流の値に基づいて、前記電磁ペン２４によりタッチされたキー表示部８を判定することができる。
【００６０】
なお、前記図５に示したセンサ基板３０を用いる場合は、例えば前記電磁ペン２４に、前記入力面１ａに対するペン先部２７の接触を検出するスイッチを設け、前記ペン先部２７が前記入力面１ａに接触されたときに、前記磁場発生コイル２９に励磁電流を供給して磁場を発生させるようにすればよい。
【００６１】
図６に示したセンサ基板３６は、絶縁基板上に形成された導電膜をパターニングすることによって形成されている。すなわち、基板本体３７の液晶表示素子１に対向する面に、前記液晶表示素子１に表示される各行及び各列の複数のキー表示部８にそれぞれ対応させて、渦巻形状に形成された導電膜からなる複数の磁場センサ３８のパターンが形成されている。
【００６２】
これらの磁場センサ３８の一端（図では渦巻の中心側の端部）は、前記基板本体のスルーホールを介して前記基板本体３７の磁場センサ形成面とは反対面に形成された接地配線３９ａに接続され、前記基板本体３７の縁部に設けられた１つの接地端子３９に接続されている。前記複数の磁場センサ３８の他端（図では渦巻の外周側の端部）は、前記基板本体３７の縁部に前記複数の磁場センサ３８毎に対応させて設けられた複数の出力端子４０に、前記基板本体３７の磁場センサ形成面に形成された複数の出力配線４０ａを介してそれぞれ接続されている。
【００６３】
このセンサ基板３６は、前記複数の磁場センサ３８の一端を接地端子３９に接続し、前記複数の磁場センサ３８の他端を、各磁場センサ３８毎に対応させて設けられた複数の出力端子４０にそれぞれ接続しているため、前記複数の出力端子４０の出力から直接的に、前記電磁ペン２４によりタッチされたキー表示部８を判定することができる。
【００６４】
図７に示したセンサ基板４１もまた、絶縁基板上に形成された導電膜をパターニングすることによって形成されるものである。すなわち、基板本体４２の液晶表示素子１に対向する面に、前記液晶表示素子１に表示される各行及び各列の複数のキー表示部８にそれぞれ対応させて、同心的に形成された複数のリングの一部を切り離してそれぞれ接続した形状の複数本のループ線４４のパターンからなる複数の磁場センサ４３が形成されている。
【００６５】
これらの磁場センサ４３の一端（一方の接続線４５ａの端部）は、前記基板本体４２の縁部に設けられた１つの接地端子４６に接地配線４６ａを介して接続され、前記複数の磁場センサ４３の他端（他方の接続線４０ｂの端部）は、前記基板本体４２の縁部に前記複数の磁場センサ４３毎に対応させて設けられた複数の出力端子４７に複数の出力配線４７ａを介してそれぞれ接続されている。
【００６６】
このセンサ基板４１は、前記複数の磁場センサ４３の一端を接地端子４６に接続し、前記複数の磁場センサ４３の他端を、各磁場センサ４３毎に対応させて設けられた複数の出力端子４７にそれぞれ接続しているため、前記複数の出力端子４０の出力から直接的に、前記電磁ペン２４によりタッチされたキー表示部８を判定することができる。
【００６７】
このように、図６及び図７に示したセンサ基板３６及びセンサ基板４１は、前記絶縁膜の表面に設けられた導電膜をパターニングによって形成される平面的な配線により形成されるため、センサ基板の厚さを薄くすることができ、また製造工程を単純化することができる。
【００６８】
なお、上記実施例の電磁誘導型入力パネルは、前記液晶表示素子１の観察側の面からなる入力面１ａに電磁ペン２４のペン先部２７を接触させるタッチ入力を行わせるものであるが、この発明は、前記電磁ペン２４のペン先部２７を前記入力面１ａに予め定めた間隔で近接させる近接入力を行わせる電磁誘導型入力パネルにも適用することができ、その場合は、前記磁場発生コイル２９の径を、この磁場発生コイル２９により発生されて前記磁場センサ１７，１９または３８或いは４４に作用する磁場の強さが、前記ペン先部２７を前記入力面１ａに予め定めた間隔で近接させたときに最も強くなる値に設定すればよい。
【００６９】
また、上記実施例の電磁ペン２４は、先端にペン先部材２６が形成されたペン先部材２６のペン本体２５内側の端面の中心部に軸状のコイル巻き部２８を形成し、このコイル巻き部２８の周囲に絶縁被覆された導電線を巻き付けて磁場発生コイル２９を形成したものであるが、前記磁場発生コイル２９を他の筒状部材に巻付けて形成し、それを前記ペン本体２５内に配置してもよい。
【００７０】
さらに、上記実施例の液晶表示装置は、透過型の液晶表示素子１を備えたものであるが、液晶表示素子は、その観察側とは反対側の基板の内面または外面に、磁場を通過させるアルミニウム等の非強磁性金属からなる反射膜を設けた反射型表示素子でも、前記反射膜を各画素の一部に対応させて設けることにより前記各画素毎に透過表示部と反射表示部とを形成した透過／反射表示素子でもよく、前記反射型表示素子を備える場合は、前記面光源９は不要である。
【００７１】
また、この発明は、電磁誘導型入力パネルを備えた液晶表示装置に限らず、液晶表示素子以外の入力面を備えた電磁誘導型入力パネルにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明の一実施例を示す電磁誘導型入力パネルを備えた液晶表示装置の分解斜視図。
【図２】前記電磁誘導型入力パネルを構成するセンサ基板と電磁ペンの拡大断面図。
【図３】前記センサ基板１５の１つの行方向磁場センサと１つの列方向磁場センサの斜視図。
【図４】前記行方向磁場センサと列方向磁場センサの変形例を示す斜視図。
【図５】センサ基板の他の例を示す平面図。
【図６】センサ基板の他の例を示す平面図。
【図７】センサ基板の他の例を示す平面図。
【符号の説明】
【００７３】
１…液晶表示素子、１ａ…入力面、７…画面エリア、８…キー表示部、９…面光源、１０…導光板、１２…発光素子、１５…センサ基板、１６…基板本体、１７…行方向磁場センサ、１８…センサコイル、１９…列方向磁場センサ、２０…センサコイル、２４…電磁ペン、２５…ペン本体、２７…ペン先部、２９…磁場発生コイル、３０…センサ基板、３１…基板本体、３２…磁場センサ、３３ａ〜３３ｉ…センサコイル、３６…センサ基板、３７…基板本体、３８…磁場センサ、４１…センサ基板、４２…基板本体、４３…磁場センサ。
【図１】
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【図２】
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【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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