专利名称：位置检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过静电电容方式进行位置检测的位置检测装置。
技术背景
一直以来，公知将静电电容方式的第一检测部和电磁感应方式的第二检测部重 叠配置而构成的输入部嵌入到壳体的开口部而形成的位置检测装置(例如参照专利文献 1)。该位置检测装置中，通过第一检测部检测出使用人体(手指)指示的位置。此外， 通过第二检测部检测出使用内置有由线圈和电容器构成的共振电路的笔型的位置指示器 所指示的位置。
专利文献1 日本特开2009-162538号公报(第4_8页、图1_11)
但是，专利文献1所公开的位置检测装置中，构成将检测部嵌入到壳体的开口 部的结构，因此，靠近表面的第一检测部成为在开口部的整个面上露出的状态。第一检 测部中，包括用于检测使用人体指示的位置的检测区域，但将从该检测区域引出的布线 形成于与检测区域相邻的范围时，在人体靠近该布线时静电电容也发生变化，因此导致 通过静电电容方式进行位置检测时精度降低的问题。发明内容
本发明鉴于上述问题而作出，其目的是，提供一种位置检测装置，能够防止与 检测区域相邻地形成有布线部时位置检测精度降低。
为了解决上述课题，本发明的一种位置检测装置，检测由人体指示的位置，包 括感测基板，具有形成有多个检测电极的检测区域和形成有从检测电极引出的布线的 布线区域；和框体，容纳感测基板。此外，该感测基板在与布线区域相对的位置具有 连接于固定电位的导体。在与形成有检测电极的检测区域相邻的布线区域所相对的位 置上，配置有连接于固定电位的导体，因此即使在人体接近布线区域所包含的布线部分 时，布线部分的静电电容也不变化，能够防止位置检测精度降低。特别是通过将上述固 定电位设定为接地电位，能够可靠地防止人体接近引起静电电容变化。
此外，通过用挠性基板构成上述感测基板，能够将感测基板配置在框体的表面 而容易实现厚度薄的位置检测装置，并且能够防止将感测基板配置在框体的表面而引起 的上述弊端(布线部分引起静电电容变化)。
此外，在还包括磁通量检测基板时，能够将容纳于框体的感测基板的表面整体 用作位置指示器的使用区域，上述磁通量检测基板被配置于与上述感测基板相对的位置 且人体指示位置一侧的相反侧，形成有检测位置指示器中所设置的线圈所产生的磁通量 的一个以上的环路线圈。
此外，上述导体具有减少表面上产生涡电流的形状，优选具有从外边缘朝向内 侧延伸的狭缝的形状。由此，能够防止因磁通量检测基板、位置指示器产生的磁场而在 导体的表面产生涡电流，能够防止电磁感应方式的位置检测的精度降低。
图1是一个实施方式的位置检测装置的俯视图。
图2是图1的II-II线放大剖视图。
图3是用于说明位置检测装置的动作的图。
图4是表示感测基板的整体的俯视图。
图5是将感测基板的局部放大的局部俯视图。
图6是表示在与相邻布线区域对应的位置上所设置的导体的图。
图7是表示贯通孔的具体情况的框体的俯视图。
图8是说明使用磁通量检测基板进行的位置检测动作的框图。
具体实施方式
以下，参照附图对应用了本发明的一个实施方式的位置检测装置进行说明。
图1是一个实施方式的位置检测装置的俯视图。此外，图2是图1的II-II线 放大剖视图。这些图中所示的本实施方式的位置检测装置100用于检测通过人体的局部 (例如指尖)或位置指示器(图3)指示的位置，包括作为用于使用静电电容方式进行 位置检测的第一检测部的感测基板110 ；作为使用电磁感应方式进行位置检测的第二检 测部的磁通量检测基板120 ；覆盖感测基板110的表面的薄片部件130;具有容纳感测基 板110、磁通量检测基板120、薄片部件130的容纳部144的框体140;以及位置检测所需 的各种电路(图3)。该位置检测装置100与个人电脑、PDA (Personal DigitalAssistant 个人数字助理)等外部装置(未图示)连接，用于外部装置的输入装置。通过用指尖或 位置指示器指示薄片部件130的表面，该指示的位置的坐标数据从位置检测装置100向外 部装置输出。另外，在图2所示的例子中，为了易于理解，在薄片部件130、感测基板 110、容纳部144之间设置间隙，实际上它们之间通过粘接材料相互粘接，确保均勻密封 的状态。
图3是用于说明位置检测装置100的动作的图。如图3所示，位置检测装置100 具有静电电容测定部150、电磁感应检测部152、处理电路巧4作为进行位置检测的各种 电路。
静电电容测定部150是用于测定设于感测基板110上的检测电极的静电电容的变 化的电路，连接于感测基板110和处理电路154。电磁感应检测部152是用于通过电磁 感应方式检测位置指示器200指示的点的位置的电路，与磁通量检测基板120和处理电路 154连接。处理电路巧4是计算使用感测基板110或磁通量检测基板120检测出的通过指 尖或位置指示器200指示的点的坐标数据的电路。通过处理电路IM计算的坐标数据被 发送到外部装置。
接着，对感测基板110的具体情况进行说明。图4是表示感测基板110的整体 的俯视图。图5是将感测基板110的局部放大的局部俯视图。
感测基板110是具有柔软性的薄膜基板即挠性基板，本实施方式中使用 PET (Polyethylene Terephthalate 聚对苯二甲酸乙二酯)基板。另外，也可以使用PET基板以外的薄膜基板、例如聚酰亚胺基板等。该感测基板110包括形成有多个检测电极112A、112B的检测区域112;配置有从检测电极112A、112B引出的布线的布线区域 114 ；在与布线区域114相对的位置上配置的导体116 (如后所述)。
各检测电极112A大致具有正方形形状，以一条对角线沿着X方向(设沿具有长 方形形状的检测区域112的长边的方向为X方向、沿短边的方向为Y方向)的方式，在 检测区域112的整个面上有规律地配置。此外，沿X方向相邻的各检测电极112A之间 相互经由辅助线112C电连接，这种沿X方向连接成一列的多个检测电极112A所构成的 检测电极组沿着Y方向配置有多组。
同样地，各检测电极112B与检测电极112A—样具有大致正方形形状，以一条 对角线沿着Y方向的方式，在检测区域112的整个面上有规律地配置。此外，沿Y方向 相邻的各检测电极112B之间相互经由辅助线112D电连接，这种沿Y方向连接成一列的 多个检测电极112B所构成的检测电极组沿着X方向配置有多组。
此外，上述的检测电极112A和检测电极IlZB以填满相互的间隙的方式在检测 区域112内有规律地配置。使用者的指尖接触薄片部件130的表面时，指尖的接触面与 检测电极112A和检测电极112B双方同时相对。另外，辅助线112C、112D虽然交叉， 但它们之间是电绝缘的。例如通过使用具有2层或3层以上的金属层的感测基板110，实 现辅助线112C、112D之间的电绝缘。此外，检测电极112A、112B中，在沿另一条对 角线的位置上，形成有用于降低因磁通量检测基板120或位置指示器200产生的磁通量而 产生的涡电流的狭缝112E。图5所示的狭缝112E的形状是一例，可适宜变更形状、根 数。
静电电容测定部150以组单位检测由多个检测电极112A构成的X方向的检测电 极组的静电电容的变化，并且以组单位检测由多个检测电极112B构成的Y方向的检测电 极组的静电电容的变化。处理电路1 确定因指尖靠近而静电电容变大的X方向和Y方 向的检测电极组，计算通过指尖指示的位置。
此外，上述布线区域114包括与检测区域112的周围相邻并包含与检测电极 112A、112B连接的布线的相邻布线区域114A、该相邻布线区域所包含的布线和处理电 路154侧(静电电容测定部150)的连接中所使用的引出布线区域114B。图4中，对布 线区域114施加了阴影线，相邻布线区域114A和引出布线区域114B上阴影线的朝向不同。
本实施方式中，在感测基板110上，在与相邻布线区域114A相对的位置且在表 面侧(薄片部件130侧)，设有连接于固定电位的导体116。图6是表示在与相邻布线区 域114A对应的位置上设置的导体116的图。如图6所示，导体116覆盖相邻布线区域 114A的整体。
上述静电电容测定部150进行的检测以检测区域112为对象进行，但即使在使 用者用指尖指示相邻布线区域114A时，相邻布线区域114A所包含的布线部分的静电电 容也发生变化，因此可能会出现静电电容测定部150的误检测。导体116是为了防止该 误检测而设置的，利用连接于固定电位的导体116覆盖相邻布线区域114A内的布线，由 此，即使使用者的指尖接近相邻布线区域114A，布线部分的静电电容也不发生变化。导 体116所连接的固定电位最优选的是接地电位，但原理上也可以是除此以外的电位。与 固定电位的连接，例如经由引出布线区域114B所包含的布线进行。
此外，上述导体116具有减少表面(导体116自身的表面)上的涡电流的发生的 形状。具体而言，导体116中，为了减少因磁通量检测基板120或位置指示器200产生 的磁通量而产生的涡电流，形成从外边缘向内侧延伸的多条狭缝116A。另外，只要是能 够减少涡电流的发生的形状，则也可以是图6所示的狭缝116A以外的形状。例如，也可 以在导体116上形成多个贯通孔，或在导体116的表面形成多个槽(凹凸)。
但是，上述检测区域112和相邻布线区域连接的区域具有矩形形状，引出布线 区域114B从该矩形形状的周边的一个或多个部位(图4所示的例中为3个部位)向外侧 延伸。此外，在各相邻布线区域114A的外周且与引出布线区域114B相邻的2个部位设 有凹形状的切口部114C。
感测基板110和静电电容测定部150之间的连接使用引出布线区域114B进行。 具体而言，将布线区域114的局部(引出布线区域114B的根部分)弯折，使引出布线区 域114B变形(弯折)而围绕框体140内，由此进行感测基板110和静电电容测定部150 之间的电连接。
因此，框体140中，在与围绕引出布线区域114B的位置对应的3个部位形成有 贯通孔142。图7是表示贯通孔的具体情况的框体140的俯视图。框体140在与感测基 板110和薄片部件130对应的位置上具有由矩形形状的凹部构成的容纳部144。如图2所 示，以在容纳部144内容纳感测基板110和薄片部件130时薄片部件130的表面位置与容 纳部144周边的框体140的表面大致为相同高度的方式，设定容纳部144的深度。在容纳 部144的底面且在周边附近(侧壁的附近)，形成3个部位的贯通孔142。各贯通孔142 相比容纳部144的侧壁在内侧。通过在该位置形成贯通孔142，能够通过薄片部件130遮 盖贯通孔142整体。
引出布线区域114B从根部分弯折，弯折的部分通过贯通孔142(参照图2)，引 出布线区域114B的端部与静电电容测定部150连接。
接着，对使用磁通量检测基板120所进行的位置检测进行说明。图8是说明使 用磁通量检测基板120的位置检测动作的框图。磁通量检测基板120设在框体140的表 面或背面且与感测基板110相对的位置。图2所示的例中，磁通量检测基板120配置在 框体140的背面侧，但也可以配置在框体140的表面侧且由框体140和感测基板110夹持 的区域。
磁通量检测基板120分别在X方向和Y方向(该X方向等与图4所示的感测基 板110上的X方向等相同)上具备多个(例如分别具备40个)环路线圈。
此外，电磁感应检测部152包括选择电路300、收发切换电路302、放大器 304、检波电路306、LPF (低通滤波器)308、采样保持电路6/H) 310、模拟-数字转换 器(A/D) 312、CPU314、振荡器316、驱动器318。选择电路300从磁通量检测基板120 具备的多个环路线圈中选择一个连接于收发切换电路302。在收发切换电路302被切换到 发送侧(T)的状态下，处于由选择电路300选择的环路线圈和驱动器318连接的状态，若 从振荡器316输出预定频率的交流信号，则驱动器318向连接的环路线圈流过电流，通过 该环路线圈产生磁场。
位置指示器200中内置有将线圈和电容器并联连接的共振电路，在通过环路线 圈产生磁通量的状态下位置指示器200接近位置检测装置100的表面时，位置指示器200内的线圈上感应产生的电压施加于电容器而蓄积电荷。然后，收发切换电路302切换到 接收侧(R)时，停止产生由环路线圈引起的磁场，并且在此之前蓄积于电容器的电荷放 电而从位置指示器200向线圈流过电流，通过该线圈产生磁场。该状态下通过选择电路 300切换选择的环路线圈，由此检测从各环路线圈输出的信号的强度，从而确定位置指示 器200的位置。具体而言，该信号强度的检测通过下述处理进行对于被放大器304放 大的信号，由检波电路306进行检波处理(例如AM检波处理)，进而使用采样保持电路 310、模拟-数字转换器312将通过LPF308后的信号转换为数字数据，由CPU314进行处 理。
这样，本实施方式的位置检测装置100中，在与感测基板110的布线区域114相 对的位置具有连接于固定电位的导体116，因此，即使在人体靠近布线区域114所包含的 布线部分时，布线部分的静电电容也不会变化，能够防止位置检测精度降低。特别是通 过将上述固定电位设为接地电位，能够可靠地防止人体接近引起静电电容变化。
此外，通过用挠性基板构成感测基板110，能够将感测基板110配置在框体的表 面而容易地实现厚度薄的位置检测装置100，并且能够防止将感测基板110配置在框体的 表面而引起上述弊端(布线部分引起的静电电容变化)。此外，在将感测基板110和磁通 量检测基板120组合使用时，能够将容纳于框体140的感测基板110的表面整体用作位置 指示器200的使用区域。
此外，通过将导体116设定为降低表面上产生涡电流的形状、优选具有从外边 缘朝向内侧延伸的狭缝116A的形状，能够防止因磁通量检测基板120、位置指示器200 产生的磁场而在导体116的表面产生涡电流，能够防止电磁感应方式的位置检测的精度 降低。
另外，本发明不限定于上述实施方式，在本发明的主旨的范围内能够实施各种 变形。例如，上述的实施方式中，将感测基板Iio和磁通量检测基板120组合使用，但 在仅具备静电电容方式的感测基板110的位置检测装置中也能够应用本发明。
此外，上述实施方式中，以具有柔软性的薄膜基板(挠性基板)构成感测基板 110整体，但也可以改变感测基板110中由检测区域112和相邻布线区域114A构成的主体 部分和引出布线区域114B的材料，仅将引出布线区域114B用具有柔软性的材料形成。 此外，在用没有柔软性的材料形成感测基板110整体的情况下也能够应用本发明。
根据本发明，在与形成有检测电极112A、112B的检测区域112相邻的布线区域 114所相对的位置上，配置连接于固定电位的导体116，因此，即使在人体接近布线区域 114所包含的布线部分的情况下，布线部分的静电电容也不变化，能够防止位置检测精度 降低。
权利要求
1.一种位置检测装置，其特征在于，包括感测基板，具有形成有多个检测电极的检测区域和形成有从所述检测电极引 出的布线的布线区域；和 框体，容纳所述感测基板，所述感测基板在与所述布线区域相对的位置具有连接于固定电位的导体。
2.如权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于， 所述固定电位是接地电位。
3.如权利要求2所述的位置检测装置，其特征在于，还包括磁通量检测基板，被配置在与所述感测基板相对的位置且与位置指示侧相反 的一侧，形成有检测位置指示器中所设置的线圈所产生的磁通量的环路线圈。
4.如权利要求3所述的位置检测装置，其特征在于， 所述导体具有减少表面上产生涡电流的形状。
5.如权利要求4所述的位置检测装置，其特征在于，减少产生所述涡电流的形状是具有从外边缘朝向内侧延伸的狭缝的形状。
6.如权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于， 所述感测基板是挠性基板。
7.如权利要求6所述的位置检测装置，其特征在于，还包括磁通量检测基板，被配置在与所述感测基板相对的位置且与位置指示侧相 反的一侧，形成有检测位置指示器中所设置的线圈所产生的磁通量的一个以上的环路线 圈。
8.如权利要求7所述的位置检测装置，其特征在于， 所述导体具有减少表面上产生涡电流的形状。
9.如权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于，减少产生所述涡电流的形状是具有从外边缘朝向内侧延伸的狭缝的形状。
全文摘要
提供一种位置检测装置，能够减少在靠近表面的检测部布线的工时并简化布线周围的结构。位置检测装置(100)检测由人体指示的位置，包括感测基板(110)，具有形成有多个检测电极的检测区域(112)和形成有从检测电极引出的布线的布线区域(114)；和框体(140)，容纳感测基板(110)。感测基板(110)在与布线区域(114)相对的位置具有连接于固定电位的导体(116)。
文档编号G06F3/044GK102023771SQ20101027579
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月7日 优先权日2009年9月21日
发明者宗像博史, 横田贤 申请人:株式会社和冠