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WO2024225183A1 - 指示位置検出装置および指示位置検出方法 - Google Patents

指示位置検出装置および指示位置検出方法 Download PDF

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WO2024225183A1
WO2024225183A1 PCT/JP2024/015536 JP2024015536W WO2024225183A1 WO 2024225183 A1 WO2024225183 A1 WO 2024225183A1 JP 2024015536 W JP2024015536 W JP 2024015536W WO 2024225183 A1 WO2024225183 A1 WO 2024225183A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
transmission
position detection
transmission signal
detection device
Prior art date
Application number
PCT/JP2024/015536
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
友宏 加々美
Original Assignee
株式会社ワコム
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ワコム filed Critical 株式会社ワコム
Priority to DE112024000066.5T priority Critical patent/DE112024000066T5/de
Priority to KR1020247035924A priority patent/KR20240162156A/ko
Priority to CN202480002360.7A priority patent/CN119213394A/zh
Priority to JP2024546141A priority patent/JPWO2024225183A1/ja
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Definitions

  • the present invention relates to a pointing position detection device and a pointing position detection method.
  • pointing position detection devices that detect the position (pointing position) pointed to by a pointing object such as a finger or pen are installed and are widely used.
  • position detection methods used in pointing position detection devices, such as the resistive film method, the electromagnetic induction method, and the capacitance method.
  • the electromagnetic induction type pointing position detection device is composed of a position detection device equipped with a sensor having a number of loop coils arranged in the X-axis and Y-axis directions of the coordinate axes, and an electronic pen as a pen-shaped position indicator having a resonant circuit consisting of a coil and a capacitor as an example of an inductance element wound around a magnetic core.
  • the position detection device supplies a transmission signal of a predetermined frequency to the loop coil of the sensor to transmit a magnetic field to the electronic pen.
  • the resonant circuit of the electronic pen is configured to have a resonant frequency corresponding to the frequency of the transmission signal, and stores magnetic energy based on electromagnetic induction between it and the loop coil of the sensor. The electronic pen then feeds back a magnetic field based on the magnetic energy stored in the resonant circuit to the loop coil of the sensor of the position detection device.
  • An induced voltage is generated in the loop coil of the sensor by the magnetic field from the electronic pen. Based on the value of the induced voltage generated in each loop coil, the position detection device detects the coordinate values in the X-axis and Y-axis directions of the position on the sensor indicated by the electronic pen.
  • Electromagnetic induction type pointing position detection devices are widely used because they can input a pointing position with relatively high precision using an electronic pen as a pointing device.
  • capacitive position detection devices which are used to detect the position pointed to by a pointer (such as a finger or a pen-shaped position pointer (electrostatic pen)) used on touch panels, etc.: a surface type (Surface Capacitive Type) and a projected capacitive type (Projected Capacitive Type). Both types detect the position pointed to by the pointer by detecting changes in the electrostatic coupling state between the sensor electrode and the pointer. Pointing position detection devices using a type called the cross-point electrostatic coupling type, which is an extension of the projected capacitive type, are also widely used (see, for example, Patent Document 2).
  • Figure 9 shows an example of the configuration of a sensor in a cross-point capacitance type pointing position detection device.
  • the sensor of this cross-point capacitance type pointing position detection device is configured by arranging multiple upper electrodes Ex in the Y-axis direction (vertical direction) and multiple lower electrodes Ey in the X-axis direction (horizontal direction) of the pointing input surface at predetermined intervals in the X-axis and Y-axis directions, respectively, so that they are perpendicular to each other and arranged with a small gap between them.
  • a predetermined capacitance Co fixed capacitance
  • a capacitance Cf is formed between the electrodes Ex, Ey at that position and the pointer.
  • the pointer 100 is connected to ground through the human body via a certain capacitance Cg.
  • the capacitance between the upper electrode Ex and the lower electrode Ey changes at the position pointed to by the pointer 100.
  • the change in capacitance is detected to identify the position pointed to by the pointer 100 within the pointing input surface.
  • This change in capacitance is detected by the position detection circuit 101.
  • the position detection circuit 101 detects the change in capacitance between the upper electrode Ex and the lower electrode Ey by supplying a predetermined transmission signal to the lower electrode Ey as a transmission electrode and receiving a reception signal from the upper electrode Ex as a reception electrode and detecting the current change in the reception signal.
  • the position detection circuit 101 detects the position indicated by the indicator by simultaneously supplying a transmission signal to all transmission electrodes and simultaneously performing a process of detecting the current change in the reception signal from all reception electrodes.
  • the pointing object for which the above-mentioned electromagnetic induction type pointing position detection sensor detects the pointing position is an electromagnetic induction type electronic pen
  • the pointing object for which the capacitive type pointing position detection sensor detects the pointing position is a finger or a capacitive pen
  • the objects to be detected are completely different. Therefore, it is conceivable to mount a single pointing position detection device with an electromagnetic induction type pointing position detection sensor and a capacitive type pointing position detection sensor.
  • this pointing position detection device for example, a pointing position indicated by a finger can be detected using the capacitive type pointing position detection sensor, while at the same time, a pointing position indicated by an electronic pen can be detected using the electromagnetic induction type pointing position detection sensor.
  • the challenge is to reduce the width of the frame (picture frame) surrounding the display panel in order to miniaturize the electronic device while maintaining the size of the display panel.
  • electronic devices are required to reduce the space required for arranging the loop coils and signal lines used in the indication position detection device.
  • the loop coil used in the electromagnetic induction type pointing position detection device and the signal line used in the capacitance type pointing position detection device to transmit a transmission signal and receive a reception signal may be placed close to each other.
  • the loop coil and the signal line may magnetically couple (interfere) with each other, causing electromagnetic noise to mix with the loop coil from the signal line used to transmit the transmission signal, or electromagnetic noise to mix with the signal line used to receive the reception signal from the loop coil.
  • the S/N ratio of the magnetic field transmitted from the electronic pen and received by the loop coil decreases, and the detection accuracy of the pointing position in the electromagnetic induction type pointing position detection device decreases. Also, when electromagnetic noise mixes with the signal line used to receive the reception signal from the loop coil, the S/N ratio of the reception signal decreases, and the detection accuracy of the pointing position in the capacitance type pointing position detection device decreases.
  • the loop coil used in the electromagnetic induction type pointing position detection device, the signal line used in the capacitance type pointing position detection device, and the signal line (e.g., clock line) used to transmit the drive signal (e.g., clock signal) that drives the display panel may be placed close to each other.
  • electromagnetic noise may be mixed from the signal line used to transmit the drive signal into the loop coil used in the electromagnetic induction type pointing position detection device and the signal line used to receive the reception signal in the capacitance type pointing position detection device, resulting in a decrease in the S/N ratio of the magnetic field transmitted from the electronic pen and received by the loop coil, thereby decreasing the accuracy of position detection in the electromagnetic induction type pointing position detection device, or a decrease in the S/N ratio of the received signal, thereby decreasing the accuracy of position detection in the capacitance type pointing position detection device.
  • the object of the present invention is to provide an indication position detection device and an indication position detection method that can suppress a decrease in the detection accuracy of the indication position by the pointer.
  • an indication position detection device having the following configuration.
  • An indication position detection device that detects a position indicated by an indicator, comprising a first transmission unit and a second transmission unit, wherein the first transmission unit transmits a first transmission signal associated with a first process of detecting a position indicated by the indicator, and the second transmission unit transmits a second transmission signal associated with a second process different from the first process, and wherein the waveform of the first transmission signal and the waveform of the second transmission signal are orthogonal during the same period.
  • the waveforms of the first and second transmission signals are orthogonal to each other during the same period, suppressing noise that is mixed into the reception signal related to the first or second processing by the first or second transmission signal, and suppressing deterioration in the position detection accuracy of the first or second processing related to the reception signal.
  • An indication position detection device as described in [1], wherein, during the same period, a value obtained by subtracting the wave number of the second transmission signal from the wave number of the first transmission signal is a positive or negative integer.
  • An indication position detection device as described in [1] or [2], wherein the first processing is processing for detecting a position indicated by an indicator using an electromagnetic induction method, and the second processing is processing for detecting a position indicated by an indicator using a capacitance method.
  • An indication position detection device according to any one of [1] to [3], wherein a transmission period of the first transmission signal overlaps with at least a portion of a transmission period of the second transmission signal.
  • An indication position detection device as described in [4] wherein the start and end points of the transmission period of the first transmission signal are the same as the start and end points of the transmission period of the second transmission signal.
  • An indication position detection device as described in [1], further comprising a display, wherein the first processing is processing for detecting an indication position on the display by an indicator using a capacitive method, and the second processing is processing for driving the display.
  • An indication position detection device that detects a position indicated by an indicator, comprising a first transmitting unit, a second transmitting unit, a first receiving unit, and a second receiving unit, wherein the first transmitting unit transmits a first transmission signal related to a first process of detecting a position indicated by the indicator, the second transmitting unit transmits a second transmission signal related to a second process of detecting a position indicated by the indicator, the first receiving unit receives a first reception signal related to the first process, and the second receiving unit receives a second reception signal related to the second process, and wherein the waveform of the first reception signal and the waveform of the second reception signal are orthogonal during the same period.
  • An indication position detection device as described in [8], wherein during the same period, a value obtained by subtracting the wave number of the second transmission signal from the wave number of the first transmission signal is a positive or negative integer.
  • An indication position detection device according to the above [8] or [9], wherein the first receiving unit receives the first reception signal during a transmission period of the second transmission signal.
  • An indication position detection device according to any one of [8] to [10], wherein the second receiving unit receives the second reception signal during a transmission period of the first transmission signal.
  • An indication position detection device according to any one of [8] to [11], wherein a guard interval is provided between a reception period of the first reception signal and a reception period of the second reception signal.
  • a method for detecting a position indicated by an indicator comprising the steps of transmitting a first transmission signal associated with a first process for detecting a position indicated by an indicator, and transmitting a second transmission signal associated with a second process different from the first process, wherein the waveform of the first transmission signal and the waveform of the second transmission signal are orthogonal during the same period.
  • a method for detecting a position indicated by a pointer comprising the steps of: transmitting a first transmission signal associated with a first process for detecting a position indicated by the pointer; transmitting a second transmission signal associated with a second process for detecting a position indicated by the pointer; receiving a first received signal associated with the first process; and receiving a second received signal associated with the second process, wherein the waveform of the first received signal and the waveform of the second received signal are orthogonal during the same period.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration example of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of a first sensor and a position detection circuit according to the embodiment;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of a second sensor and a position detection circuit according to the embodiment.
  • FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a control configuration of a display device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a problem to be solved in the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a problem to be solved in the present embodiment.
  • 11A to 11C are waveform diagrams relating to a process for detecting a position pointed to by a pointer.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a sensor of a cross-point capacitive pointing position detection device.
  • FIG. 1 is an exploded view showing an example of the configuration of an electronic device 10 (corresponding to the "pointed position detection device" of the present invention) in this embodiment.
  • the electronic device 10 is a pad-type terminal that has a function of detecting a position indicated by an electromagnetic induction type pointing body (hereinafter referred to as a "first pointing body") consisting of a position indicator such as an electronic pen, using a sensor for detecting an indicated position using an electromagnetic induction type (hereinafter referred to as a "first sensor”), and also has a function of detecting a position indicated by a pointing body (hereinafter referred to as a "second pointing body”) such as a finger or a position indicator (electrostatic pen) on a display screen of a display device, using a sensor for detecting an indicated position using a capacitance type (hereinafter referred to as a "second sensor”), and can simultaneously detect the indicated positions by the first and second pointing bodies using both sensors.
  • the electronic device 10 which is an example of a pad-type terminal, is composed of a first sensor 20 for detecting an indicated position using an electromagnetic induction method, a display device 30, a second sensor 40 for detecting a position using a capacitance method, a control circuit board 50, a planar member 60, and a housing 70.
  • the display device 30 is a flat display such as a liquid crystal display or an organic EL display, and has a display screen 33 on which a large number of display pixels 32 are arranged in the X-axis direction (horizontal direction) on a display substrate 31, and a large number of display pixels 32 are arranged in the Y-axis direction (vertical direction) perpendicular to the X-axis direction.
  • the first sensor 20 is arranged on the rear side of the display screen 33 of the display device 30 so as to overlap with the display device 30.
  • the second sensor 40 is arranged on the front side of the display screen 33 of the display device 30 so as to overlap with the display screen 33 of the display device 30. Therefore, the first sensor 20 and the second sensor 40 are also arranged in an overlapping relationship.
  • the detection area of the first sensor 20, which is capable of detecting the position indicated by the first pointer, the detection area of the second sensor 40, which is capable of detecting the position indicated by the second pointer, and the display area of the display screen 33 of the display device 30 are approximately equal in size and are arranged in an overlapping relationship.
  • an electromagnetic induction type position detection circuit is connected to the first sensor 20, and a capacitance type position detection circuit is connected to the second sensor 40.
  • the first and second position detection circuits are provided on a control circuit board 50, and are connected to the first sensor 20 and the second sensor 40 by, for example, a flexible cable.
  • the control circuit board 50 is equipped with a microcomputer for controlling the electronic device 10, a control circuit for the display device 30, other electronic components, and a copper foil wiring pattern. Note that there may be multiple control circuit boards 50 in the electronic device 10.
  • the first and second position detection circuits may also be provided on a control circuit board separate from the control circuit board 50.
  • the planar member 60 is made of a transparent material such as glass or resin, and one surface 60a of the planar member 60 is used as an indication surface (operation surface) for indicating a position with a first indicator consisting of an electronic pen and a second indicator such as a finger or an indication pen.
  • the second sensor 40 and the display device 30 are arranged on the surface of the planar member 60 opposite to the one surface 60a.
  • the planar member 60 has a shape that is slightly larger than the detection areas of the indicators of the first sensor 20 and the second sensor 40. That is, in the planar member 60 of FIG. 1, the area 61 shown surrounded by a dotted line is an area that corresponds to the detection areas of the indicators of the first sensor 20 and the second sensor 40, and a frame area 62 is formed around the area 61. Although not shown in the figure, the planar member 60 may be formed so that the frame area 62 is made opaque and only the area 61 is kept transparent by, for example, applying silk screen printing to the frame area 62.
  • the housing 70 is made of, for example, synthetic resin.
  • a recess 71 is formed in the housing 70 for housing the first sensor 20, the display device 30, the second sensor 40, and the control circuit board 50. After the first sensor 20, the display device 30, the second sensor 40, and the control circuit board 50 are housed in this recess 71, the frame region 62 of the planar member 60 is joined to the frame region 72 of the housing 70, for example, by an adhesive, thereby closing the recess 71 and assembling the electronic device 10.
  • the first sensor 20 may be embedded in the chassis of the display device 30, and the second sensor 40 may be disposed on top of the first sensor 20 and the display device 30.
  • the electronic pen 23 which is an example of a first indicator used with the first sensor 20 in this example, has a built-in resonant circuit composed of a coil 23L and a capacitor 23C connected in parallel to the coil 23L.
  • the first sensor 20 is configured such that the X-axis direction loop coil group 22X is arranged on one side of the wiring board 21 (see FIG. 1), and the Y-axis direction loop coil group 22Y is arranged on the other side of the wiring board 21.
  • the X-axis direction loop coil group 22X and the Y-axis direction loop coil group 22Y each consist of a plurality of rectangular loop coils.
  • n loop coils are arranged in the X-axis direction and m loop coils are arranged in the Y-axis direction.
  • the loop coils of the X-axis direction loop coil group 22X and the Y-axis direction loop coil group 22Y are arranged so as to overlap each other.
  • the loop coils that make up the X-axis direction loop coil group 22X are arranged so that they overlap with each other at equal intervals in the horizontal direction (X-axis direction) of the detection area for detecting the position indicated by the electronic pen 23.
  • the loop coils that make up the Y-axis direction loop coil group 22Y are arranged so that they overlap with each other at equal intervals in the vertical direction (Y-axis direction) of the detection area.
  • the position detection circuit 200 is connected to the first sensor 20.
  • the position detection circuit 200 includes a selection circuit 201, an oscillator 202, a current driver 203 constituting a transmission amplifier, a transmission/reception switching circuit 204, a reception amplifier 205, a detection circuit 206, a low-pass filter 207, a sample-and-hold circuit 208, an A/D (Analog to Digital) conversion circuit 209, and a control circuit 210.
  • the X-axis loop coil group 22X and the Y-axis loop coil group 22Y are connected to a selection circuit 201.
  • the selection circuit 201 sequentially selects one of the two loop coil groups 22X and 22Y under the control of the control circuit 210.
  • the oscillator 202 generates an AC signal with a frequency of f0. This AC signal is supplied to the current driver 203 where it is converted into a current and then sent to the transmit/receive switching circuit 204. Under the control of the control circuit 210, the transmit/receive switching circuit 204 switches the connection destination (transmitting terminal T, receiving terminal R) to which the loop coil selected by the selection circuit 201 is connected at predetermined time intervals.
  • the current driver 203 is connected to the transmitting terminal T, and the receiving amplifier 205 is connected to the receiving terminal R.
  • the AC signal converted to a current by the current driver 203 is supplied to the loop coil selected by the selection circuit 201 via the transmission side terminal T of the transmission/reception switching circuit 204.
  • the induced voltage generated in the loop coil selected by the selection circuit 201 is supplied to the reception amplifier 205 via the selection circuit 201 and the reception side terminal R of the transmission/reception switching circuit 204, where it is amplified and sent to the detection circuit 206.
  • the induced voltage amplified in the receiving amplifier 205 is detected by the detection circuit 206 and supplied to the A/D conversion circuit 209 via the low-pass filter 207 and the sample-and-hold circuit 208.
  • the A/D conversion circuit 209 converts the signal supplied via the low-pass filter 207 and the sample-and-hold circuit 208 from an analog signal to a digital signal and supplies it to the control circuit 210.
  • the control circuit 210 performs control to detect the indicated position. That is, the control circuit 210 controls the selection of the loop coil in the selection circuit 201, the signal switching in the transmission/reception switching circuit 204, the timing of the sample-and-hold circuit 208, etc.
  • the control circuit 210 switches the transmission/reception switching circuit 204 to connect to the transmission side terminal T, thereby controlling the energization of the loop coil selected by the selection circuit 201 from the X-axis direction loop coil group 22X or the Y-axis direction loop coil group 22Y, causing it to emit a magnetic field.
  • the resonant circuit of the electronic pen 23 receives the magnetic field emitted from this loop coil, stores magnetic energy, and functions to transmit a magnetic field based on the stored magnetic energy to the first sensor 20.
  • control circuit 210 switches the transmission/reception switching circuit 204 to connect it to the receiving terminal R. Then, an induced voltage is generated in each of the loop coils in the X-axis direction loop coil group 22X and the Y-axis direction loop coil group 22Y due to the magnetic field transmitted from the electronic pen 23, which is a position indicator.
  • the control circuit 210 calculates the coordinate values of the indicated position in the X-axis direction and Y-axis direction in the detection area of the first sensor 20 based on the voltage value of the induced voltage generated in each loop coil. The control circuit 210 then detects the position indicated by the electronic pen 23 from the calculated coordinate values, and the external host (PC) that receives the detection result from the control circuit 210 controls the screen displayed on the display device 30.
  • PC external host
  • the control circuit 210 is also connected to the control circuit 410 of the position detection circuit 400 of the second sensor 40, and a synchronization signal is exchanged between the control circuits 410 to synchronize the operation of detecting the position indicated by the electronic pen with the operation of detecting the position indicated by a finger or a position indicator.
  • the control circuit 210 transmits a start signal to the control circuit 410 indicating the start of the operation of detecting the position indicated by the electronic pen.
  • the control circuit 410 may also transmit a start signal to the control circuit 210 indicating the start of the operation of detecting the position indicated by a finger or a position indicator.
  • a control unit may be provided between the control circuit 210 and the control circuit 410 separately from the control circuit 210 and the control circuit 410 to synchronize the operation of detecting the position indicated by the electronic pen with the operation of detecting the position indicated by a finger or a position indicator.
  • the second sensor 40 is configured as a cross-point capacitive sensor to realize multi-touch detection that detects multiple fingers simultaneously.
  • the second sensor 40 is configured, for example, by forming an electrode group consisting of a plurality of light-transmitting electrodes on one surface of a transparent substrate 41 (the surface opposite to the surface facing the display screen 33 of the display device 30).
  • the transparent substrate 41 is, for example, a glass substrate or a resin film substrate.
  • the electrode group is made up of a number of first electrodes 42X each formed in the Y-axis direction (vertical direction) and a number of second electrodes 42Y each formed in the X-axis direction (horizontal direction) perpendicular to the Y-axis direction.
  • the first electrodes 42X are arranged at predetermined intervals in the X-axis direction.
  • the second electrodes 42Y are arranged at predetermined intervals in the Y-axis direction.
  • These first electrodes 42X and second electrodes 42Y are made of a light-transmitting conductive material, for example a conductor made of an ITO film, or a metal mesh.
  • the first electrode 42X and the second electrode 42Y are formed on the same side of the transparent substrate 41. Therefore, in the cross-point region, which is the intersection of the first electrode 42X and the second electrode 42Y that are perpendicular to each other, an insulating material is disposed between the first electrode 42X and the second electrode 42Y, so that they are electrically insulated from each other.
  • the second sensor 40 is connected to a position detection circuit 400.
  • the position detection circuit 400 includes a transmission signal generation circuit 401, a transmission electrode selection circuit 402, a reception electrode selection circuit 404, a reception signal processing circuit 405, a position information output circuit 406, and a control circuit 410.
  • the position detection circuit 400 performs position detection processing discretely at a predetermined time interval, for example every 10 msec, based on the control of the control circuit 410, to individually detect multiple position indications by the second indicator on the second sensor 40 and obtain the respective position detection results.
  • the transmission signal generating circuit 401 and the transmission electrode selection circuit 402 constitute a transmission signal supply circuit
  • the reception electrode selection circuit 404 and the reception signal processing circuit 405 constitute a signal reception circuit.
  • the first electrode 42X is a reception electrode
  • the second electrode 42Y is a transmission electrode.
  • the transmission signal generating circuit 401 supplies a predetermined transmission signal to the transmission electrode selection circuit 402 at a predetermined timing according to the control of the control circuit 410.
  • a predetermined transmission signal For example, an orthogonal spreading code can be used as the predetermined transmission signal (see, for example, JP 2021-99827 A).
  • the transmission electrode selection circuit 402 selects a specific second electrode 42Y (transmission electrode) according to the selection control of the control circuit 410.
  • a transmission signal from the transmission signal generation circuit 401 is simultaneously supplied to multiple second electrodes 42Y (all, even-numbered, or odd-numbered) selected by the transmission electrode selection circuit 402. Note that the transmission electrode selection circuit 402 may not be provided, and the transmission signal may be sent directly from the transmission signal generation circuit 401 to all second electrodes 42Y.
  • the receiving electrode selection circuit 404 selects multiple first electrodes 42X (all, even-numbered or odd-numbered) according to the control of the control circuit 410, and supplies the receiving signals received simultaneously from the selected first electrodes 42X to the receiving signal processing circuit 405.
  • the received signal processing circuit 40 under the control of the control circuit 410, detects a change in the received signal caused by a second indicator such as a finger or a position indicator indicating a position on the second sensor 40 using the first electrode 42X, and supplies the detection output to the position information output circuit 406.
  • a second indicator such as a finger or a position indicator indicating a position on the second sensor 40 using the first electrode 42X
  • the position information output circuit 406 under the control of the control circuit 410, generates a coordinate output, which is an indicated position detection signal corresponding to the position indicated by a second indicator such as a finger or a position indicator, from the detection output of the received signal processing circuit 405, from the first electrode 42X where a signal change in the received signal has occurred, and the second electrode 42Y to which a transmission signal is being supplied at that time, and outputs the coordinate output to the control circuit 410.
  • a coordinate output which is an indicated position detection signal corresponding to the position indicated by a second indicator such as a finger or a position indicator
  • the external host receives the position detection result from the position information output circuit 406 via the control circuit 210 and controls the screen displayed on the display device 30 according to the position detection result.
  • the position detection device of this embodiment includes a first sensor 20 and a position detection circuit 200 that use an electromagnetic induction method, as well as a second sensor 40 and a position detection circuit 400 that use a capacitance method, and is capable of simultaneously detecting position indications made by a first indicator (e.g., an electronic pen) and a second indicator (e.g., a finger or a position indicator).
  • the electronic device 10 is capable of performing processes such as changing and controlling the display image on the display device 30 according to the detection results of the first indicator and the detection results of the second indicator.
  • the display device 30 includes a display module 301 (corresponding to the "display" of the present invention), a backlight module 302, a gate driver circuit 303, and a source driver circuit 304.
  • the control circuit 34 is mounted on the control circuit board 50 (see FIG. 1).
  • the gate driver circuit 303 and the control circuit 34 are connected via four clock lines (not shown).
  • the display module 301 includes row signal lines GL1 to GLn arranged vertically, column signal lines SL1 to SLm arranged horizontally, and display pixels 32 (image elements) arranged at each intersection of the row signal lines GL1 to GLn and the column signal lines SL1 to SLm.
  • the display module 301 drives one of the row signal lines GL1 to GLn according to gate signals VG1 to VGn transmitted from a gate driver circuit 303, and drives each display pixel 32 corresponding to the source signals VS1 to VSm with the luminance indicated by the source signals VS1 to VSm transmitted from a source driver circuit 304.
  • the row signal lines GL1 to GLn are, for example, gate lines, and n of them are arranged in the vertical direction on the display device 30.
  • the row signal lines GL1 to GLn are driven by corresponding gate signals VG1 to VGn transmitted from the gate driver circuit 303, and relay the exchange of charges between the gate electrodes of the display pixels 32 that are at the intersections with the column signal lines SL1 to SLm and the gate driver circuit 303.
  • the column signal lines SL1 to SLm are, for example, source lines, and m of them are arranged in the horizontal direction in the display device 30.
  • the column signal lines SL1 to SLm are driven by corresponding source signals VS1 to VSm transmitted from the source driver circuit 304, and relay the exchange of charges between the source driver circuit 304 and the source electrodes of the display pixels 32 that are at the intersections with the row signal lines GL1 to GLn.
  • the display pixels 32 are, for example, liquid crystal image elements, and a total of n x m of them are arranged at the intersections of the row signal lines GL1 to GLn and the column signal lines SL1 to SLm in the display device 30.
  • each display pixel 32 one of the row signal lines GL1 to GLn is connected to a gate electrode, and one of the column signal lines SL1 to SLm is connected to a source electrode.
  • the display pixel 32 displays a corresponding image with a brightness according to the electric potential of the column signal lines SL1 to SLm connected to the source electrode.
  • the backlight module 302 is a light source that is arranged on the rear side of the display module 301 and irradiates light onto the display module 301 from the rear side.
  • the gate driver circuit 303 is a circuit that drives the row signal lines GL1 to GLn, and is disposed within the display module 301 when the display device 30 is viewed from the display screen 33 side.
  • the gate driver circuit 303 drives the row signal lines GL1 to GLn in sequence by outputting gate signals VG1 to VGn to the corresponding row signal lines GL1 to GLn at timings according to the clock signals CLK1 to CLK4 output from the control circuit 34.
  • the gate driver circuit 303 also supplies and extracts electric charges to and from the gate electrodes of the corresponding display pixels 32 via the driven row signal lines GL1 to GLn.
  • the source driver circuit 304 is a circuit that drives the column signal lines SL1 to SLm, and is disposed below the display module 301 when the display device 30 is viewed from the display screen 33 side.
  • the source driver circuit 304 outputs source signals VS1 to VSm having potentials that are set for each of the column signal lines SL1 to SLm by the control circuit 34 to the corresponding column signal lines SL1 to SLn at timing according to the control circuit 34.
  • the source driver circuit 304 supplies the potential of the source signals VS1 to VSm corresponding to the display pixel 32 to the source electrode of the display pixel 32 corresponding to the intersection of the row signal lines GL1 to GLn and the column signal lines SL1 to SLm driven by the gate driver circuit 303.
  • the control circuit 34 is a circuit for controlling the display device 30.
  • the control circuit 34 When the gate driver circuit 303 starts driving the row signal lines GL1 to GLm, the control circuit 34 generates a start signal, which is a signal indicating the start of driving, and outputs the start signal to the gate driver circuit 303.
  • the control circuit 34 also generates clock signals CLK1 to CLK4 for operating the gate driver circuit 303, and outputs the clock signals CLK1 to CLK4 to the gate driver circuit 303 via four clock lines.
  • control circuit 34 generates a clock signal for operating the source driver circuit 304, and outputs the clock signal to the source driver circuit 304.
  • the control circuit 34 also sets the potential to be supplied to the source electrodes of the corresponding display pixels 32 via the column signal lines SL1 to SLm, and outputs a signal containing information about the set potential to the source driver circuit 304.
  • the loop coil used in the electromagnetic induction type pointing position detection device and the signal line used in the capacitance type pointing position detection device to transmit a transmission signal and receive a reception signal may be placed close to each other.
  • the loop coil and the signal line may magnetically couple (interfere) with each other, causing electromagnetic noise to mix with the loop coil from the signal line used to transmit the transmission signal, or electromagnetic noise to mix with the signal line used to receive the reception signal from the loop coil.
  • the S/N ratio of the magnetic field transmitted from the electronic pen 23 and received by the loop coil decreases, and the detection accuracy of the pointing position in the electromagnetic induction type pointing position detection device decreases. Also, when electromagnetic noise mixes with the signal line used to receive the reception signal from the loop coil, the S/N ratio of the reception signal decreases, and the detection accuracy of the pointing position in the capacitance type pointing position detection device decreases.
  • the loop coils 22X1 and 22Y1 used in the electromagnetic induction type pointing position detection device may be arranged close to the signal line 42X1 used to transmit a transmission signal and the signal line 42Y1 used to receive a reception signal in the capacitance type pointing position detection device.
  • the loop coil 22X1 and the signal line 42X1 may be magnetically coupled (interfered) with each other, causing electromagnetic noise to mix with the loop coil 22X1 from the signal line 42X1 used to transmit the transmission signal, lowering the S/N ratio of the magnetic field transmitted from the electronic pen 23 and received by the loop coil 22X1, and thus lowering the detection accuracy of the pointing position in the electromagnetic induction type pointing position detection device.
  • the loop coil 22Y1 and the signal line 42Y1 may be magnetically coupled (interfered) with each other, causing electromagnetic noise to mix with the signal line 42Y1 used to receive a reception signal from the loop coil 22Y1, lowering the S/N ratio of the reception signal, and thus lowering the detection accuracy of the pointing position in the capacitance type pointing position detection device.
  • the loop coil used in the electromagnetic induction type pointing position detection device, the signal line used in the capacitance type pointing position detection device, and the signal line (e.g., clock line) used to transmit the drive signal (e.g., clock signal) that drives the flat display (display module 301) may be arranged close to each other.
  • electromagnetic noise may be mixed from the signal line used to transmit the drive signal into the loop coil used in the electromagnetic induction type pointing position detection device and the signal line used to receive the reception signal in the capacitance type pointing position detection device, resulting in a decrease in the S/N ratio of the magnetic field transmitted from the electronic pen 23 and received by the loop coil, thereby decreasing the accuracy of position detection in the electromagnetic induction type pointing position detection device, or a decrease in the S/N ratio of the received signal, thereby decreasing the accuracy of position detection in the capacitance type pointing position detection device.
  • a loop coil (not shown) used in an electromagnetic induction type pointing position detection device or a signal line (not shown) used in a capacitance type pointing position detection device may be placed close to a signal line (clock line) used to transmit a drive signal (clock signals CLK1 to CLK4) that drives a flat display (display module 301).
  • electromagnetic noise may be mixed from the clock line used to transmit the clock signal into the loop coil used in the electromagnetic induction type pointing position detection device or into the signal line used to receive a reception signal in the capacitance type pointing position detection device, resulting in a decrease in the S/N ratio of the magnetic field transmitted from the electronic pen 23 and received by the loop coil, thereby decreasing the accuracy of position detection in the electromagnetic induction type pointing position detection device, or a decrease in the S/N ratio of the received signal, thereby decreasing the accuracy of position detection in the capacitance type pointing position detection device.
  • the electronic device 10 (pointing position detection device) in this embodiment includes a first transmitting unit (X-axis loop coil group 22X and Y-axis loop coil group 22Y) that transmits a first transmitting signal (electromagnetic induction signal) related to a first process of detecting a pointing position by a pointer (electronic pen 23) by electromagnetic induction, a second transmitting unit (transmitting signal generating circuit 401) that transmits a second transmitting signal (transmitting signal) related to a second process of detecting a pointing position by a pointer (finger or position pointer (capacitive pen)) by electrostatic capacitance, and a first receiving unit (X-axis loop coil group 22X and Y-axis loop coil group 22Y) that receives a first receiving signal (electromagnetic induction signal) related to the first process during the transmission period of the second transmitting signal.
  • a first transmitting unit X-axis loop coil group 22X and Y-axis loop coil group 22
  • the waveform of the first transmitting signal (electromagnetic induction signal) and the waveform of the second transmitting signal (transmitting signal) are orthogonal to each other.
  • the center frequency of the first transmission signal (electromagnetic induction signal) and the center frequency of the reception signal (electromagnetic induction signal) are the same in the frequency spectrum represented by the amplitude of the frequency components of each sine wave as a function of frequency, so that during the reception period of the first reception signal (electromagnetic induction signal), the waveform of the first reception signal (electromagnetic induction signal) and the waveform of the second transmission signal (transmission signal) are orthogonal, that is, the inner product of the waveform of the first reception signal (electromagnetic induction signal) and the waveform of the second transmission signal (transmission signal) is 0, and as a result, it is possible
  • the value obtained by subtracting the wave number of the second transmission signal from the wave number of the first transmission signal is a positive or negative integer.
  • the signal power of the second transmission signal (transmission signal) is 0 at the center frequency of the first reception signal (electromagnetic induction signal).
  • the first transmission signal (electromagnetic induction signal) and the second transmission signal (transmission signal) are transmitted in advance during the same period so as to be orthogonal to each other.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • the first reception signal is multiplied by an internal signal corresponding to the second transmission signal (transmission signal) and integrated for a predetermined period, thereby extracting (demodulating) the first reception signal in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the second transmission signal is suppressed.
  • the first reception signal is multiplied by an internal signal corresponding to the second transmission signal (transmission signal) and integrated for a predetermined period, thereby extracting (demodulating) the first reception signal in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the second transmission signal is suppressed.
  • the internal signal corresponding to the second transmission signal is a spreading code capable of restoring the second transmission signal, a locally generated signal/data that matches the frequency/pattern of the second transmission signal, etc.
  • DFT discrete Fourier transform
  • orthogonal demodulation process is performed.
  • the inner product of the waveform of the first received signal (electromagnetic induction signal) and the waveform of the second transmitted signal (transmitted signal) does not necessarily have to be 0, but may be a predetermined value or less so long as it is possible to extract a first received signal with reduced electromagnetic noise caused by the transmission of the second transmitted signal.
  • the electronic device 10 (pointing position detection device) includes a first transmitting unit (X-axis loop coil group 22X and Y-axis loop coil group 22Y) that transmits a first transmission signal (electromagnetic induction signal) related to a first process of detecting a position pointed to by a pointer (electronic pen 23) by an electromagnetic induction method, a second transmitting unit (transmission signal generating circuit 401) that transmits a second transmission signal (transmission signal) related to a second process of detecting a position pointed to by a pointer (finger or position pointer (electrostatic pen)) by a capacitance method, and a second receiving unit (receiving electrode selection circuit 404) that receives a second reception signal related to the second process during the transmission period of the first transmission signal (electromagnetic induction signal).
  • a first transmitting unit X-axis loop coil group 22X and Y-axis loop coil group 22Y
  • a first transmission signal electrostatic induction signal
  • the waveform of the first transmission signal (electromagnetic induction signal) and the waveform of the second transmission signal (transmission signal) are orthogonal.
  • the center frequency of the second transmission signal (transmission signal) and the center frequency of the second reception signal are the same in the frequency spectrum, so that during the reception period of the second reception signal, the waveforms of the first transmission signal (electromagnetic induction signal) and the second reception signal are orthogonal, that is, the inner product of the waveforms of the first transmission signal (electromagnetic induction signal) and the second reception signal is 0, and as a result, a second reception signal in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the first transmission signal is suppressed can be detected.
  • the value obtained by subtracting the wave number of the second transmission signal from the wave number of the first transmission signal is a positive or negative integer.
  • the signal power of the first transmission signal is 0 at the center frequency of the second reception signal.
  • the first transmission signal (electromagnetic induction signal) and the second transmission signal (transmission signal) are transmitted in the same period in advance so that the second reception signal can be correctly demodulated.
  • the second reception signal is multiplied by an internal signal corresponding to the first transmission signal (electromagnetic induction signal) and integrated for a predetermined period, thereby extracting (demodulating) the second reception signal in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the first transmission signal (electromagnetic induction signal) is suppressed.
  • the capacitance method can suppress a decrease in the accuracy of detecting the position indicated by the pointer (finger or position pointer (electrostatic pen)).
  • the internal signal corresponding to the first transmission signal is a spreading code capable of restoring the first transmission signal, or a locally generated signal/data that matches the frequency/pattern of the first transmission signal.
  • demodulation is performed digitally, correlation calculation processing or discrete Fourier transform processing (DFT: Discrete Fourier Transform) is performed.
  • DFT discrete Fourier transform processing
  • orthogonal demodulation processing is performed.
  • the inner product of the waveform of the first transmission signal (electromagnetic induction signal) and the waveform of the second reception signal does not necessarily have to be 0, but may be a predetermined value or less to the extent that it is possible to extract a second reception signal in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the first transmission signal is suppressed.
  • the first transmission signal 5A represents the waveform (time change) of the transmission signal (electromagnetic induction signal) related to the process of detecting the position pointed by the indicator (electronic pen 23) by the electromagnetic induction method.
  • the first reception signal 5B represents the waveform (time change) of the reception signal (electromagnetic induction signal) related to the process of detecting the position pointed by the indicator (electronic pen 23) by the electromagnetic induction method.
  • the electromagnetic energy 5C represents the waveform (time change) of the current and therefore the voltage flowing through the resonant circuit of the electronic pen 23 upon receiving the first transmission signal 5A (electromagnetic induction signal).
  • the second transmission signal 5D represents the waveform (time change) of the transmission signal related to the process of detecting the position pointed by the indicator (finger or position indicator (electrostatic pen)) by the capacitance method.
  • the second reception signal 5E represents the waveform (time change) of the reception signal related to the process of detecting the position pointed by the indicator (finger or position indicator (electrostatic pen)) by the capacitance method.
  • the horizontal axis represents time (t) and the vertical axis represents magnitude for the first transmission signal 5A, the first reception signal 5B, the electromagnetic energy 5C, the second transmission signal 5D, and the second reception signal 5E. Note that the horizontal axis represents time, and all of the first transmission signal 5A, the first reception signal 5B, the electromagnetic energy 5C, the second transmission signal 5D, and the second reception signal 5E are shown on the same time axis.
  • the control circuit 210 switches the transmission/reception switching circuit 204 to connect to the transmission side terminal T, thereby controlling the energization of the loop coil selected by the selection circuit 201 from the X-axis direction loop coil group 22X or the Y-axis direction loop coil group 22Y, thereby sending out a magnetic field toward the electronic pen 23.
  • the control circuit 210 switches the transmission/reception switching circuit 204 to connect to the reception side terminal R, thereby causing each loop coil of the X-axis direction loop coil group 22X and the Y-axis direction loop coil group 22Y to receive the magnetic field transmitted from the electronic pen 23.
  • An induced voltage is generated in each loop coil of the X-axis direction loop coil group 22X and the Y-axis direction loop coil group 22Y by the received first reception signal 5B.
  • the first reception signal 5B received from the electronic pen 23 by each loop coil of the X-axis direction loop coil group 22X and the Y-axis direction loop coil group 22Y gradually decreases over time.
  • a magnetic field is transmitted from the loop coil, which is controlled to be energized by transmitting the first transmission signal 5A (electromagnetic induction signal), toward the electronic pen 23, and the magnetic energy stored in the resonant circuit of the electronic pen 23 gradually increases.
  • the electromagnetic energy stored in the resonant circuit of the electronic pen 23 gradually decreases as the electronic pen 23 transmits the first reception signal 5B (electromagnetic induction signal) to each of the loop coils in the X-axis loop coil group 22X and the Y-axis loop coil group 22Y.
  • the control circuit 410 controls the transmission signal generating circuit 401 to transmit a transmission signal to the second electrode 42Y (transmission electrode) through the transmission electrode selection circuit 402.
  • start and end points of the period during which the loop coil is energized by transmitting the first transmission signal 5A may be the same as the start and end points of the transmission period of the second transmission signal 5D transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode).
  • the control circuit 410 controls the reception electrode selection circuit 404 to receive the reception signal from the first electrode 42X.
  • the waveform of the first transmission signal 5A transmitted to control the energization of the loop coil is orthogonal to the waveform of the second transmission signal 5D transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode).
  • the center frequency of the second reception signal 5E received from the first electrode 42X is the same as the center frequency of the second transmission signal 5D transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode) in the frequency spectrum, so during the reception period R1 of the second reception signal 5E, which is equal to period D11, the waveform of the first transmission signal 5A transmitted to control the energization of the loop coil is orthogonal to the waveform of the second reception signal 5E received from the first electrode 42X.
  • the value obtained by subtracting the number of waves (3 waves) of the second transmission signal 5D transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode) from the number of waves (6 waves) of the first transmission signal 5A transmitted to control the energization of the loop coil during the same period D11 is a positive integer (3 waves).
  • the phase of the second transmission signal 5D transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode) is adjusted (for example, shifted by 90 degrees) to avoid abrupt changes in the second transmission signal 5D at the start and end of the period D11, and when a shift occurs in the transmission timing of the second transmission signal 5D, the orthogonality between the waveform of the first transmission signal 5A transmitted to control the energization of the loop coil and the waveform of the second transmission signal 5D transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode) is suppressed from decreasing.
  • the first transmission signal 5A and the second transmission signal 5D are transmitted in advance in the same period D11 so as to be orthogonal to each other.
  • the second reception signal 5E received during the reception period R1 is multiplied by an internal signal corresponding to the first transmission signal 5A transmitted to control the energization of the loop coil, and integrated for a predetermined period.
  • This makes it possible to extract (demodulate) the second reception signal 5E in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the first transmission signal 5A is suppressed.
  • the center frequency of the first transmission signal 5A transmitted to control the flow of electricity to the loop coil is the same as the center frequency of the first reception signal 5B (electromagnetic induction signal) received from the electronic pen 23 in the frequency spectrum.
  • the waveform of the first reception signal 5B for example, the waveform of the resonant frequency in the resonant circuit of the electronic pen 23 (the resonant frequency changes depending on the writing pressure of the electronic pen 23), is orthogonal to the waveform of the second transmission signal 5D transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode), i.e., the inner product of the waveform of the first reception signal 5B and the waveform of the second transmission signal 5D is zero.
  • the waveform of the first reception signal 5B (electromagnetic induction signal) received from the electronic pen 23 is orthogonal to the waveform of the second reception signal 5E received from the first electrode 42X; that is, the inner product of the waveforms of the first reception signal 5B and the second reception signal 5E is 0.
  • the value obtained by subtracting the number of waves of the second reception signal 5E (3 waves) from the number of waves of the first reception signal 5B (6 waves) is a positive integer (3 waves).
  • the first transmission signal 5A and the second transmission signal 5D are transmitted in advance in the same period D11 so as to be orthogonal to each other.
  • the first reception signal 5B received in the reception period R2 is multiplied by an internal signal corresponding to the second transmission signal 5D transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode) and integrated for a predetermined period, thereby extracting (demodulating) the first reception signal 5B in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the second transmission signal 5D is suppressed.
  • the first reception signal 5B received in the reception period R2 is multiplied by an internal signal corresponding to the second transmission signal 5D transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode) and integrated for a predetermined period, thereby extracting (demodulating) the first reception signal 5B in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the second transmission signal 5D is suppressed.
  • a period G corresponding to a guard interval is provided between the reception period R1 in which the second reception signal 5E is received from the first electrode 42X and the reception period R2 in which the first reception signal 5B (electromagnetic induction signal) is received from the electronic pen 23.
  • the second transmission signal 5D transmitted to the second electrode 42Y transmission electrode
  • the spread code is switched, for example, from negative (-) to positive (+) between the reception period R1 and the reception period R2 (see FIG. 7)
  • the detection accuracy of the first reception signal 5B received from the electronic pen 23 is not reduced due to the influence of the switching.
  • the electronic device 10 (pointing position detection device) includes a first transmitting unit (X-axis direction loop coil group 22X and Y-axis direction loop coil group 22Y) that transmits a first transmission signal (electromagnetic induction signal) related to a first process of detecting a position pointed to by a pointer (electronic pen 23) by electromagnetic induction, a second transmitting unit (control circuit 34) that transmits a second transmission signal (clock signal) related to a second process of driving a display (display module 301), and a first receiving unit (X-axis direction loop coil group 22X and Y-axis direction loop coil group 22Y) that receives a first reception signal (electromagnetic induction signal) related to the first process during the transmission period of the second transmission signal.
  • a first transmitting unit (X-axis direction loop coil group 22X and Y-axis direction loop coil group 22Y) that transmits a first transmission signal (electromagnetic induction signal) related to the first process during the transmission period
  • the waveform of the first transmission signal and the waveform of the second transmission signal are orthogonal to each other.
  • the center frequency of the first received signal and the center frequency of the first transmitted signal are the same in the frequency spectrum, so that during the reception period of the first received signal, the waveform of the first received signal and the waveform of the second transmitted signal are orthogonal to each other, that is, the inner product of the waveform of the first received signal and the waveform of the second transmitted signal is 0, and as a result, a first received signal in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the second transmitted signal is suppressed can be detected.
  • the value obtained by subtracting the wave number of the second transmitted signal from the wave number of the first transmitted signal is a positive or negative integer.
  • the signal power density of the second transmitted signal is 0 at the center frequency of the first received signal.
  • the first transmission signal and the second transmission signal are transmitted in advance during the same period so that they are orthogonal to each other.
  • the first reception signal is multiplied by an internal signal corresponding to the second transmission signal (clock signal) and integrated for a predetermined period, thereby extracting (demodulating) the first reception signal in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the second transmission signal is suppressed.
  • clock signal the second transmission signal
  • the internal signal corresponding to the second transmission signal is a spreading code capable of restoring the second transmission signal, a locally generated signal/data that matches the frequency/pattern of the second transmission signal, etc.
  • DFT discrete Fourier transform
  • orthogonal demodulation process is performed.
  • the inner product of the waveform of the first received signal (electromagnetic induction signal) and the waveform of the second transmitted signal (clock signal) does not necessarily have to be 0, but may be a predetermined value or less so long as it is possible to extract a first received signal with reduced electromagnetic noise caused by the transmission of the second transmitted signal.
  • the electronic device 10 (pointing position detection device) includes a first transmission unit (transmission signal generating circuit 401) that transmits a first transmission signal (transmission signal) related to a first process of detecting a position pointed to by a pointer (finger or electrostatic pen) using a capacitive method, a second transmission unit (control circuit 34) that transmits a second transmission signal (clock signal) related to a second process of driving a display (display module 301), and a first reception unit (receiving electrode selection circuit 404) that receives a first reception signal related to the first process during the transmission period of the second transmission signal.
  • a first transmission unit transmission signal generating circuit 401
  • transmission signal transmission signal
  • control circuit 34 that transmits a second transmission signal (clock signal) related to a second process of driving a display (display module 301)
  • a first reception unit receiving electrode selection circuit 404 that receives a first reception signal related to the first process during the transmission period of the second transmission signal.
  • the waveform of the first transmission signal (transmission signal) and the waveform of the second transmission signal (clock signal) are orthogonal.
  • the center frequency of the first received signal and the center frequency of the first transmitted signal are the same in the frequency spectrum, so that during the reception period of the first received signal, the waveform of the first received signal and the waveform of the second transmitted signal (clock signal) are orthogonal, that is, the inner product of the waveform of the first received signal and the waveform of the second transmitted signal is 0, and as a result, a first received signal in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the second transmitted signal is suppressed can be detected.
  • the value obtained by subtracting the wave number of the second transmitted signal from the wave number of the first transmitted signal is a positive or negative integer.
  • the signal power of the second transmitted signal (clock signal) is 0 at the center frequency of the first received signal.
  • the first transmission signal and the second transmission signal are transmitted in advance in the same period so that they are orthogonal to each other.
  • the first reception signal is multiplied by an internal signal corresponding to the second transmission signal (clock signal) and integrated for a predetermined period, thereby extracting (demodulating) the first reception signal in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the second transmission signal is suppressed.
  • the internal signal corresponding to the second transmission signal is a spreading code capable of restoring the second transmission signal, or a locally generated signal or data that matches the frequency or pattern of the second transmission signal.
  • the inner product of the waveform of the first received signal and the waveform of the second transmitted signal does not necessarily have to be zero, but may be equal to or less than a predetermined value so long as it is possible to extract a first received signal with reduced electromagnetic noise caused by the transmission of the second transmitted signal.
  • the first transmission signal 6A represents the waveform (time change) of the transmission signal (electromagnetic induction signal) related to the process of detecting the position pointed by the indicator (electronic pen 23) by the electromagnetic induction method.
  • the first reception signal 6B represents the waveform (time change) of the reception signal (electromagnetic induction signal) related to the process of detecting the position pointed by the indicator (electronic pen 23) by the electromagnetic induction method.
  • the second transmission signal 6C represents the waveform (time change) of the clock signal CLK1 related to the process of driving the display (display module 301).
  • the second transmission signal 6D represents the waveform (time change) of the clock signal CLK2 related to the process of driving the display (display module 301).
  • the first transmission signal 6E represents the waveform (time change) of the transmission signal related to the process of detecting the position pointed by the indicator (finger or electrostatic pen) by the capacitive method.
  • the first reception signal 6F represents the waveform (time change) of the first reception signal related to the process of detecting the position pointed by the indicator (finger or electrostatic pen) by the capacitive method.
  • the horizontal axis represents time (t) and the vertical axis represents magnitude for the first transmission signal 6A, the first reception signal 6B, the second transmission signals 6C and 6D, the first transmission signal 6E, and the first reception signal 6F. Note that the horizontal axis represents time, and all of the first transmission signal 6A, the first reception signal 6B, the second transmission signals 6C and 6D, the first transmission signal 6E, and the first reception signal 6F are shown on the same time axis.
  • the control circuit 210 switches the transmission/reception switching circuit 204 to connect to the transmission side terminal T, thereby controlling the energization of the loop coil selected by the selection circuit 201 from the X-axis direction loop coil group 22X or the Y-axis direction loop coil group 22Y, thereby sending out a magnetic field toward the electronic pen 23.
  • the control circuit 210 switches the transmission/reception switching circuit 204 to connect to the reception side terminal R, thereby causing each loop coil of the X-axis direction loop coil group 22X and the Y-axis direction loop coil group 22Y to receive the magnetic field transmitted from the electronic pen 23.
  • An induced voltage is generated in each loop coil of the X-axis direction loop coil group 22X and the Y-axis direction loop coil group 22Y by the received first reception signal 6B.
  • the first reception signal 6B received from the electronic pen 23 by each loop coil of the X-axis direction loop coil group 22X and the Y-axis direction loop coil group 22Y gradually decreases over time.
  • the control circuit 34 As shown in the second transmission signal 6C, during periods D1 to D4, the control circuit 34 generates a clock signal CLK1 for operating the gate driver circuit 303 and outputs the clock signal CLK1 to the gate driver circuit 303 via the clock line.
  • the control circuit 34 As shown in the second transmission signal 6D, during periods D1 to D4, the control circuit 34 generates a clock signal CLK2 that is out of phase with the clock signal CLK1 in order to operate the gate driver circuit 303, and outputs the clock signal CLK2 to the gate driver circuit 303 via the clock line.
  • the control circuit 410 controls the transmission signal generating circuit 401 to transmit a transmission signal to the second electrode 42Y (transmission electrode) via the transmission electrode selection circuit 402.
  • the control circuit 410 controls the reception electrode selection circuit 404 to receive the reception signal from the first electrode 42X.
  • the waveform of the second transmission signal 6D output from the control circuit 34 is orthogonal to the waveform of the first transmission signal 6E transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode).
  • the center frequency of the first reception signal 6F received from the first electrode 42X is the same as the center frequency of the first transmission signal 6E transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode) in the frequency spectrum, so during the reception period R1 of the first reception signal 6F, which is equal to period D11, the waveform of the second transmission signal 6D output from the control circuit 34 is orthogonal to the waveform of the first reception signal 6F received from the first electrode 42X.
  • the value obtained by subtracting the number of waves (1 wave) of the second transmission signal 6D output from the control circuit 34 from the number of waves (3 waves) of the first transmission signal 6E transmitted to the second electrode 42Y (transmission electrode) is a positive integer (2 waves).
  • the second transmission signal 6D and the first transmission signal 6E are transmitted in advance in the same period D11 so as to be orthogonal to each other.
  • the first reception signal 6F received in the reception period R1 is multiplied by an internal signal corresponding to the second transmission signal 6D output from the control circuit 34, and integrated for a predetermined period.
  • This makes it possible to extract (demodulate) the first reception signal 6F in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the second transmission signal 6D is suppressed.
  • the waveform of the second transmission signal 6C output from the control circuit 34 is orthogonal to the waveform of the first transmission signal 6A transmitted to energize and control the loop coil.
  • the center frequency of the first transmission signal 6A transmitted to energize and control the loop coil is the same as the center frequency of the first reception signal 6B received from the electronic pen 23 in the frequency spectrum, so during the reception period R2 of the first reception signal 6B received from the electronic pen 23, the waveform of the second transmission signal 6C output from the control circuit 34 is orthogonal to the waveform of the first reception signal 6B received from the electronic pen 23.
  • the center frequency of the first transmission signal 6A transmitted to energize and control the loop coil is the same as the center frequency of the first reception signal 6B received from the electronic pen 23 in the frequency spectrum, so during the reception period R2 of the first reception signal 6B received from the electronic pen 23, the waveform of the second transmission signal 6C output from the control circuit 34 is orthogonal to the waveform of the first reception signal 6B received from the electronic pen 23.
  • the value obtained by subtracting the number of waves (1 wave) of the second transmission signal 6C output from the control circuit 34 from the number of waves (6 waves) of the first transmission signal 6A transmitted to energize and control the loop coil is a positive integer (5 waves).
  • the second transmission signal 6C and the first transmission signal 6A are transmitted in advance in the same period D11 so as to be orthogonal to each other.
  • the first reception signal 6B received in the reception period R2 is multiplied by an internal signal corresponding to the second transmission signal 6C output from the control circuit 34, and integrated for a predetermined period of time.
  • This makes it possible to extract (demodulate) the first reception signal 6B in which the inclusion of electromagnetic noise due to the transmission of the second transmission signal 6C is suppressed.
  • the value obtained by subtracting the wave number of the second transmission signal from the wave number of the first transmission signal is a positive or negative integer.
  • the present invention is not limited to this.
  • the inner product of the waveform of the first transmission signal and the waveform of the second transmission signal may be 0, and the value obtained by subtracting the wave number of the second transmission signal from the wave number of the first transmission signal may be 0.
  • the electronic device 10 may employ an in-cell system.
  • the in-cell system is a system in which the display device 30 and the first electrode 42X or the second electrode 42Y in the second sensor 40 for capacitive position detection are also used as electrodes (e.g., a common electrode in a liquid crystal display, a negative electrode in an organic EL display) to which a potential required for driving the display pixels 32 of the display device 30 is supplied.

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Abstract

指示体による指示位置の検出精度の低下を抑制することが可能な指示位置検出装置および指示位置検出方法を提供する。指示体による指示位置を検出する指示位置検出装置は、第1送信部と、第2送信部とを備える。第1送信部は、指示体による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号を送信する。第2送信部は、第1処理と異なる第2処理に関連する第2送信信号を送信する。同一の期間において、第1送信信号の波形と第2送信信号の波形とは直交する。

Description

指示位置検出装置および指示位置検出方法
 本発明は、指示位置検出装置および指示位置検出方法に関する。
 フラットディスプレイ(例えば、液晶パネル)を搭載したタブレット型情報端末などの電子機器においては、指やペンなどの指示体によって指示された位置(指示位置)を検出する指示位置検出装置が搭載され、広く利用されている。指示位置検出装置で用いられる位置検出方式としては、抵抗膜方式、電磁誘導方式、静電容量方式など種々のものが提供されている。
 このうち、電磁誘導方式の指示位置検出装置は、例えば特許文献1に開示されているように、多数のループコイルを座標軸のX軸方向及びY軸方向に配設してなるセンサを備える位置検出装置と、磁性体コアに巻回されたインダクタンス素子の例としてのコイルとキャパシタとからなる共振回路を有するペン形状の位置指示器としての電子ペンとで構成される。
 位置検出装置は、所定の周波数の送信信号をセンサのループコイルに供給して、磁界を電子ペンに送信する。電子ペンの共振回路は、送信信号の周波数に応じた共振周波数を有するように構成されており、センサのループコイルとの間での電磁誘導作用に基づいて磁気エネルギーを蓄える。そして、電子ペンは、共振回路に蓄えた磁気エネルギーに基づく磁界を位置検出装置のセンサのループコイルに帰還させる。
 センサのループコイルには、この電子ペンからの磁界によって誘導電圧が発生する。位置検出装置は、各ループコイルに発生した誘導電圧の値に基づいて、電子ペンにより指示されたセンサ上の位置のX軸方向及びY軸方向の座標値を検出する。
 電磁誘導方式の指示位置検出装置は、指示体としての電子ペンにより比較的高精細に指示位置を入力することができ、広く用いられている。
 また、タッチパネル等に用いられる指示体(指やペン型の位置指示器(静電ペン)等)の指示位置の検出方式である静電容量方式の指示位置検出装置には、表面型(Surface Capacitive Type)と投影型(Projected Capacitive Type)の2種類の方式があり、両方式ともセンサ電極と指示体との間の静電結合状態の変化を検出して、指示体の指示位置を検出する。投影型の静電容量方式を発展させたクロスポイント静電結合方式と呼ばれる方式の指示位置検出装置も普及している(例えば、特許文献2を参照)。
 図9は、クロスポイント静電容量方式の指示位置検出装置のセンサの一例の構成を示すものである。このクロスポイント静電容量方式の指示位置検出装置のセンサは、図9に示すように、指示入力面の例えばY軸方向(縦方向)の上部電極Exと、X軸方向(横方向)の下部電極Eyとを、X軸方向およびY軸方向に、それぞれ所定間隔で複数本並べ、互いが直交するとともに僅かな隙間を空けて配列させることにより構成されている。この場合、上部電極Exと下部電極Eyとの間の重なり部分(クロスポイント)には所定の静電容量Co(固定容量)が形成される。
 そして、使用者が把持した位置指示器や使用者の指などの指示体100が、指示入力面に近づくあるいは接触した位置においては、その位置の電極Ex、Eyと指示体との間に静電容量Cfが形成される。そして、指示体100は人体を通じてグラウンドに所定の静電容量Cgを介して接続されている。この結果、その静電容量CfおよびCgのために、その指示体100が指示する位置において、上部電極Exと下部電極Eyとの間の静電容量が変化する。クロスポイント静電容量方式の位置検出装置では、この静電容量の変化を検出することで、指示入力面内において指示体100により指示された位置が特定される。
 この静電容量の変化は、位置検出回路101で検出する。位置検出回路101は、例えば、下部電極Eyを送信電極として、これに所定の送信信号を供給すると共に、上部電極Exを受信電極として、この受信電極から受信信号を受信し、受信信号の電流変化を検出することにより、上部電極Exと下部電極Eyとの間における静電容量の変化を検出する。位置検出回路101は、全ての送信電極に同時に送信信号を供給すると共に、全ての受信電極からの受信信号の電流変化の検出処理を同時に行うことにより、指示体により指示された位置を検出する。
 上述した電磁誘導方式の指示位置検出用のセンサが指示位置を検出する対象の指示体は電磁誘導方式の電子ペンであり、一方、静電容量方式の指示位置検出用のセンサが指示位置を検出する対象の指示体は、指や静電ペンであり、検出すべき対象が全く異なる。そこで、一つの指示位置検出装置に、電磁誘導方式の指示位置検出用のセンサと、静電容量方式の指示位置検出用のセンサとを搭載することが考えられる。この指示位置検出装置によれば、例えば指による指示位置の指示を静電容量方式の指示位置検出用のセンサを用いて検出しながら、同時に、電子ペンによる指示位置の指示を電磁誘導方式の指示位置検出用のセンサを用いて検出することができる。
特開2009-86925号公報 特開2011-3035号公報
 ところで、ディスプレイ(例えば、液晶パネル)を搭載したタブレット型情報端末などの電子機器においては、ディスプレイパネルのサイズを維持したまま電子機器の小型化を実現するため、ディスプレイパネルを囲む枠(額縁)の幅をより狭くする狭額縁化に対応することが課題となっている。そして、狭額縁化に対応するために電子機器においては、指示位置検出装置に用いられるループコイルや信号線の配置スペースを小さくすることが求められる。
 しかしながら、一つの電子機器に、電磁誘導方式の指示位置検出装置と静電容量方式の指示位置検出装置とが搭載される際、電磁誘導方式の指示位置検出装置に用いられるループコイルと、静電容量方式の指示位置検出装置にて送信信号の送信や受信信号の受信に用いられる信号線とが近接して配置される場合がある。この場合、ループコイルと信号線とが磁気結合(干渉)することによって、送信信号の送信に用いられる信号線からループコイルに電磁ノイズが混入したり、受信信号の受信に用いられる信号線にループコイルから電磁ノイズが混入したりする。送信信号の送信に用いられる信号線からループコイルに電磁ノイズが混入すると、電子ペンから送信されループコイルにて受信した磁界のS/N比が低下し、電磁誘導方式の指示位置検出装置における指示位置の検出精度が低下してしまう。また、受信信号の受信に用いられる信号線にループコイルから電磁ノイズが混入すると、当該受信信号のS/N比が低下し、静電容量方式の指示位置検出装置における指示位置の検出精度が低下してしまう。
 また、一つの電子機器に、電磁誘導方式の指示位置検出装置と静電容量方式の指示位置検出装置とが搭載される際、電磁誘導方式の指示位置検出装置に用いられるループコイルや、静電容量方式の指示位置検出装置に用いられる信号線と、ディスプレイパネルを駆動する駆動信号(例えば、クロック信号)の送信に用いられる信号線(例えば、クロック線)とが近接して配置される場合がある。この場合、駆動信号の送信に用いられる信号線から、電磁誘導方式の指示位置検出装置に用いられるループコイルや、静電容量方式の指示位置検出装置にて受信信号の受信に用いられる信号線に電磁ノイズが混入する結果、電子ペンから送信されループコイルにて受信した磁界のS/N比が低下し、電磁誘導方式の指示位置検出装置における位置検出の精度が低下したり、当該受信信号のS/N比が低下し、静電容量方式の指示位置検出装置における位置検出の精度が低下したりしてしまう。
 本発明の目的は、指示体による指示位置の検出精度の低下を抑制することが可能な指示位置検出装置および指示位置検出方法を提供することである。
 本発明によれば、以下の構成の指示位置検出装置が提供される。
[1]指示体による指示位置を検出する指示位置検出装置であって、第1送信部と、第2送信部とを備え、前記第1送信部は、指示体による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号を送信し、前記第2送信部は、前記第1処理と異なる第2処理に関連する第2送信信号を送信し、同一の期間において、前記第1送信信号の波形と前記第2送信信号の波形とは直交する、指示位置検出装置。
 本発明によれば、同一の期間において第1送信信号の波形と第2送信信号の波形とは直交し、第1または第2送信信号によって第1または第2処理に関連する受信信号に混入するノイズが抑制され、当該受信信号に関連する第1または第2処理の位置検出精度の低下が抑制されている。
 以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
[2][1]に記載の指示位置検出装置であって、前記同一の期間において、前記第1送信信号の波数から前記第2送信信号の波数を減算した値は、正または負の整数である、指示位置検出装置。
[3][1]または[2]に記載の指示位置検出装置であって、前記第1処理は、電磁誘導方式によって指示体による指示位置を検出する処理であり、前記第2処理は、静電容量方式によって指示体による指示位置を検出する処理である、指示位置検出装置。
[4][1]~[3]の何れか1つに記載の指示位置検出装置であって、前記第1送信信号の送信期間は、前記第2送信信号の送信期間の少なくとも一部と重複する、指示位置検出装置。
[5][4]に記載の指示位置検出装置であって、前記第1送信信号の送信期間の開始時点および終了時点は、前記第2送信信号の送信期間の開始時点および終了時点と同じである、指示位置検出装置。
[6][1]に記載の指示位置検出装置であって、ディスプレイをさらに備え、前記第1処理は、電磁誘導方式によって指示体による前記ディスプレイ上の指示位置を検出する処理であり、前記第2処理は、前記ディスプレイを駆動する処理である、指示位置検出装置。
[7][1]に記載の指示位置検出装置であって、ディスプレイをさらに備え、前記第1処理は、静電容量方式によって指示体による前記ディスプレイ上の指示位置を検出する処理であり、前記第2処理は、前記ディスプレイを駆動する処理である、指示位置検出装置。
[8]指示体による指示位置を検出する指示位置検出装置であって、第1送信部と、第2送信部と、第1受信部と、第2受信部とを備え、前記第1送信部は、指示体による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号を送信し、前記第2送信部は、指示体による指示位置を検出する第2処理に関連する第2送信信号を送信し、前記第1受信部は、前記第1処理に関連する第1受信信号を受信し、前記第2受信部は、前記第2処理に関連する第2受信信号を受信し、同一の期間において、前記第1受信信号の波形と前記第2受信信号の波形とは直交する、指示位置検出装置。
[9][8]に記載の指示位置検出装置であって、前記同一の期間において、前記第1送信信号の波数から前記第2送信信号の波数を減算した値は、正または負の整数である、指示位置検出装置。
[10][8]または[9]に記載の指示位置検出装置であって、前記第1受信部は、前記第2送信信号の送信期間において、前記第1受信信号を受信する、指示位置検出装置。
[11][8]~[10]の何れか1つに記載の指示位置検出装置であって、前記第2受信部は、前記第1送信信号の送信期間において、前記第2受信信号を受信する、指示位置検出装置。
[12][8]~[11]の何れか1つに記載の指示位置検出装置であって、前記第1受信信号の受信期間と、前記第2受信信号の受信期間との間には、ガードインターバルが設けられている、指示位置検出装置。
[13]指示体による指示位置を検出する指示位置検出方法であって、指示体による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号を送信するステップと、前記第1処理と異なる第2処理に関連する第2送信信号を送信するステップとを含み、同一の期間において、前記第1送信信号の波形と前記第2送信信号の波形は直交する、指示位置検出方法。
[14]指示体による指示位置を検出する指示位置検出方法であって、指示体による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号を送信するステップと、指示体による指示位置を検出する第2処理に関連する第2送信信号を送信するステップと、前記第1処理に関連する第1受信信号を受信するステップと、前記第2処理に関連する第2受信信号を受信するステップと、を含み、同一の期間において、前記第1受信信号の波形と前記第2受信信号の波形とは直交する、指示位置検出方法。
 本発明によれば、指示体による指示位置の検出精度の低下を抑制することができる。
本実施形態における電子機器の構成例を示す分解斜視図である。 本実施形態における第1のセンサおよび位置検出回路の構成例を示す図である。 本実施形態における第2のセンサおよび位置検出回路の構成例を示す図である。 本実施形態における表示デバイスの制御構成例を示す図である。 本実施形態における解決課題を説明する図である。 本実施形態における解決課題を説明する図である。 指示体による指示位置を検出する処理に関連する波形図である。 指示体による指示位置を検出する処理に関連する波形図である。 クロスポイント静電容量方式の指示位置検出装置のセンサの一例の構成を示す図である。
 添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一または同様の構成を有する。
(全体構成の説明)
 図1は、本実施形態における電子機器10(本発明の「指示位置検出装置」に対応)の構成例を示す分解構成図である。電子機器10は、例えば電子ペンなどの位置指示器からなる電磁誘導方式用の指示体(以下、「第1の指示体」という)によって指示された位置を電磁誘導方式の指示位置検出用のセンサ(以下、「第1のセンサ」と称する)で検出する機能を備えると共に、表示デバイスの表示画面への指や位置指示器(静電ペン)などの指示体(以下、「第2の指示体」という)によって指示された位置を静電容量方式の指示位置検出用のセンサ(以下、「第2のセンサ」と称する)で検出する機能を備え、両センサで、同時に第1および第2の指示体による指示位置を検出することができるパッド型端末である。
 パッド型端末の一例である電子機器10は、電磁誘導方式の指示位置検出用の第1のセンサ20と、表示デバイス30と、静電容量方式の位置検出用の第2のセンサ40と、制御回路基板50と、平面部材60と、筐体70とで構成されている。
 表示デバイス30は、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどのフラットディスプレイからなり、ディスプレイ基板31上に、表示画素32が、X軸方向(横方向)に多数個配列されていると共に、X軸方向に直交するY軸方向(縦方向)に多数個配列された表示画面33を備えている。
 第1のセンサ20は、表示デバイス30の表示画面33の裏面側に、表示デバイス30と重畳するように配置される。また、第2のセンサ40は、表示デバイス30の表示画面33の表面側において、表示デバイス30の表示画面33と重畳するように配置される。したがって、第1のセンサ20と第2のセンサ40も、重畳して配置される関係となっている。
 そして、第1の指示体が指示する位置の検出が可能である第1のセンサ20の検出領域と、第2の指示体が指示する位置の検出が可能である第2のセンサ40の検出領域と、表示デバイス30の表示画面33の表示領域とが、ほぼ等しい大きさとされると共に、重畳して配置される関係となっている。
 図1では、図示を省略するが、第1のセンサ20に対して電磁誘導方式の位置検出回路が接続され、第2のセンサ40に対しては静電容量方式の位置検出回路が接続される。第1および第2の位置検出回路は、制御回路基板50上に設けられており、例えばフレキシブルケーブルにより第1のセンサ20および第2のセンサ40と接続される。制御回路基板50には、電子機器10を制御するためのマイクロコンピュータ、表示デバイス30の制御回路、その他の電子部品、銅箔配線パターンが搭載されている。なお、制御回路基板50は、電子機器10において複数あっても良い。また、第1および第2の位置検出回路は、制御回路基板50とは別の制御回路基板上に設けられていても良い。
 平面部材60は、例えばガラスや樹脂などの透明材料からなり、その一方の面60aの側は、電子ペンからなる第1の指示体および指や指示ペンなどの第2の指示体による位置を指示するための指示面(操作面)とされている。そして、この平面部材60の一方の面60aとは反対側の面の側には、第2のセンサ40および表示デバイス30が配置されている。
 平面部材60は、第1のセンサ20および第2のセンサ40の指示体の検出領域よりも若干大きい形状を有する。すなわち、図1の平面部材60において、点線で囲んで示す領域61は、第1のセンサ20および第2のセンサ40の指示体の検出領域に対応する領域であり、領域61の周囲には、枠領域62が形成されている。図示は省略するが、平面部材60は、枠領域62に例えばシルクスクリーン印刷などを施して、枠領域62を不透明状態にして、領域61のみを透明状態に保持するように形成しても良い。
 筐体70は、例えば合成樹脂により構成されている。筐体70には、第1のセンサ20、表示デバイス30、第2のセンサ40および制御回路基板50を収納するための凹部71が形成されている。この凹部71内に、第1のセンサ20、表示デバイス30、第2のセンサ40および制御回路基板50が収納された後、平面部材60の枠領域62が筐体70の枠領域72に、例えば接着材によって結合されることにより、凹部71が閉塞されて、電子機器10が組み立てられる。
 なお、第1のセンサ20は表示デバイス30のシャーシの中に入れ込んであり、第2のセンサ40は第1のセンサ20および表示デバイス30の上に配置されていても良い。
 次に、図2を参照して、電磁誘導方式の第1のセンサ20および位置検出回路200の構成例を説明する。この例の第1のセンサ20と共に使用する第1の指示体の例としての電子ペン23は、コイル23Lと、コイル23Lに並列に接続されるコンデンサ23Cとから構成される共振回路を内蔵している。
 第1のセンサ20は、X軸方向ループコイル群22Xが配線基板21(図1を参照)の一方の面に配置されると共に、Y軸方向ループコイル群22Yが、配線基板21の他方の面に配置されて構成される。X軸方向ループコイル群22XおよびY軸方向ループコイル群22Yは、それぞれ複数本の矩形のループコイルからなっている。本実施形態では、X軸方向にn本、Y軸方向にm本のループコイルが配置されている。X軸方向ループコイル群22XおよびY軸方向ループコイル群22Yの各ループコイルは互いに重畳されて配置されている。
 X軸方向ループコイル群22Xを構成する各ループコイルは、電子ペン23による指示位置を検出するための検出領域の横方向(X軸方向)に、等間隔に並んで順次重なり合うように配置されている。また、Y軸方向ループコイル群22Yを構成する各ループコイルは、検出領域の縦方向(Y軸方向)に、等間隔に並んで順次重なり合うように配置されている。
 第1のセンサ20に対して、位置検出回路200が接続されている。位置検出回路200は、選択回路201、発振器202、送信アンプを構成する電流ドライバ203、送受信切り替え回路204、受信アンプ205、検波回路206、ローパスフィルタ207、サンプルホールド回路208、A/D(Analog to Digital)変換回路209および制御回路210を備えている。
 X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Yは、選択回路201に接続される。選択回路201は、2つのループコイル群22X,22Yのうちの1つのループコイルを、制御回路210の制御に従って順次選択する。
 発振器202は、周波数f0の交流信号を発生する。この交流信号は、電流ドライバ203に供給されて電流に変換された後に、送受信切り替え回路204へ送出される。送受信切り替え回路204は、制御回路210の制御により、選択回路201によって選択されたループコイルが接続される接続先(送信側端子T、受信側端子R)を、所定時間毎に切り替える。送信側端子Tには電流ドライバ203が、受信側端子Rには受信アンプ205が、それぞれ接続されている。
 したがって、送信時には、電流ドライバ203において電流に変換された交流信号が、送受信切り替え回路204の送信側端子Tを介して、選択回路201で選択されているループコイルに供給される。また、受信時には、選択回路201で選択されたループコイルに発生する誘導電圧が、選択回路201及び送受信切り替え回路204の受信側端子Rを介して受信アンプ205に供給されて増幅され、検波回路206へ送出される。
 受信アンプ205において増幅された誘導電圧は、検波回路206によって検波され、ローパスフィルタ207およびサンプルホールド回路208を介してA/D変換回路209に供給される。A/D変換回路209は、ローパスフィルタ207およびサンプルホールド回路208を介して供給された信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換し、制御回路210に供給する。
 制御回路210は、指示位置を検出するため制御を行う。すなわち、制御回路210は、選択回路201におけるループコイルの選択、送受信切り替え回路204における信号切り替え、サンプルホールド回路208のタイミングなどを制御する。
 制御回路210は、送受信切り替え回路204を送信側端子Tに接続するように切り替えることにより、X軸方向ループコイル群22XあるいはY軸方向ループコイル群22Yのうち、選択回路201で選択されているループコイルを通電制御して磁界を送出させる。電子ペン23の共振回路は、このループコイルから送出された磁界を受けて、磁気エネルギーを蓄え、その蓄えた磁気エネルギーに基づく磁界を第1のセンサ20に送信するように働く。
 次に、制御回路210は、送受信切り替え回路204を受信側端子Rに接続するように切り替える。すると、X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Yの各ループコイルには、位置指示器である電子ペン23から送信される磁界によって誘導電圧が発生する。
 制御回路210は、この各ループコイルに発生した誘導電圧の電圧値に基づいて、第1のセンサ20の検出領域におけるX軸方向およびY軸方向の指示位置の座標値を算出する。そして、制御回路210は、算出した座標値から電子ペン23により指示された位置を検出し、その検出結果を制御回路210から受信した外部のホスト(PC)は表示デバイス30に表示される画面を制御する。
 また、制御回路210は、第2のセンサ40の位置検出回路400の制御回路410と接続され、制御回路410の間で互いに同期信号をやりとりして電子ペンによる指示位置の検出動作と指や位置指示器による指示位置の検出動作と同期させるようになっている。例えば、制御回路210は、制御回路410に対して、電子ペンによる指示位置の検出動作の開始を示す開始信号を送信する。また、制御回路410は、制御回路210に対して、指や位置指示器による指示位置の検出動作の開始を示す開始信号を送信しても良い。制御回路210および制御回路410とは別に、制御回路210と制御回路410との間で電子ペンによる指示位置の検出動作と指や位置指示器による指示位置の検出動作と同期させる制御部を設けても良い。
 次に、図3を参照して、第2のセンサ40および位置検出回路400の構成例を説明する。第2のセンサ40は、複数の指を同時に検出するマルチタッチ検出を実現するために、クロスポイント静電容量方式のセンサの構成とされている。
 第2のセンサ40は、例えば透明基板41の一面(表示デバイス30の表示画面33に対向する面とは反対側の面)に、光透過性を有する複数の電極からなる電極群が形成されて構成される。透明基板41は、例えばガラス基板あるいは樹脂フィルム基板からなる。
 電極群は、それぞれがY軸方向(縦方向)に形成された複数本の第1の電極42Xと、それぞれがY軸方向に直交するX軸方向(横方向)に形成された複数本の第2の電極42Yとからなる。第1の電極42Xは、X軸方向に、所定間隔ずつ隔てて配置されている。また、第2の電極42Yは、Y軸方向に、所定間隔ずつ隔てて配置されている。これら第1の電極42Xおよび第2の電極42Yは、光透過性の導電材料、例えばITO膜からなる導体や、メタルメッシュで構成されている。
 そして、第1の電極42Xと第2の電極42Yとは、透明基板41の同じ一面側に形成されている。このため、互いに直交する第1の電極42Xと第2の電極42Yとの交差点であるクロスポイントの領域においては、第1の電極42Xと第2の電極42Yとの間に絶縁材が配置されることで互いが電気的に絶縁されている。
 第2のセンサ40には、位置検出回路400が接続されている。位置検出回路400は、送信信号発生回路401、送信電極選択回路402、受信電極選択回路404、受信信号処理回路405、位置情報出力回路406、制御回路410を備えている。
 位置検出回路400は、制御回路410の制御に基づいて、所定の時間間隔、例えば10msec毎に位置検出処理を離散的に実行することで、第2のセンサ40上の第2の指示体による複数の位置指示を個々に検出し、それぞれの位置検出結果を得るようにする。
 送信信号発生回路401および送信電極選択回路402は、送信信号供給回路を構成し、受信電極選択回路404および受信信号処理回路405は、信号受信回路を構成する。そして、第1の電極42Xは、受信電極とされると共に、第2の電極42Yは、送信電極とされている。
 送信信号発生回路401は、制御回路410の制御に従った所定のタイミングで、所定の送信信号を送信電極選択回路402に供給する。所定の送信信号としては、例えば直交拡散符号などを用いることができる(例えば、特開2021-99827号公報を参照)。
 送信電極選択回路402は、制御回路410の選択制御にしたがって、所定の第2の電極42Y(送信電極)を選択する。送信電極選択回路402によって選択された複数本(全部、偶数番目または奇数番目)の第2の電極42Yには、送信信号発生回路401からの送信信号が同時に供給される。なお、送信電極選択回路402を設けず、送信信号発生回路401から直接、全部の第2の電極42Yに送信信号を送信しても良い。
 受信電極選択回路404は、制御回路410の制御にしたがって、複数本(全部、偶数番目または奇数番目)の第1の電極42Xを選択し、選択した第1の電極42Xから同時に受信した受信信号を受信信号処理回路405に供給する。
 受信信号処理回路405は、制御回路410による制御に基づいて、指や位置指示器などの第2の指示体が第2のセンサ40上で位置を指示することで生じる受信信号の信号変化を第1の電極42Xで検出し、その検出出力を位置情報出力回路406に供給する。
 位置情報出力回路406は、制御回路410による制御に基づいて、受信信号処理回路405の検出出力から、受信信号の信号変化が生じた第1の電極42Xと、そのときに送信信号が供給されている第2の電極42Yとから、指または位置指示器などの第2の指示体によって指示された位置に対応した指示位置検出信号である座標出力を位置検出結果として生成して制御回路410に出力する。
 位置情報出力回路406からの位置検出結果を制御回路210から受信した外部のホスト(PC)は、その位置検出結果に応じて表示デバイス30に表示される画面を制御する。
 以上のようにして、本実施形態の位置検出装置は、電磁誘導方式の第1のセンサ20および位置検出回路200を備えると共に、静電容量方式の第2のセンサ40および位置検出回路400を備え、第1の指示体(例えば電子ペン)と、第2の指示体(例えば指や位置指示器)とによる位置指示を同時に検出することが可能である。電子機器10は、これら第1の指示体の検出結果と第2の指示体の検出結果とに応じて、表示デバイス30の表示画像を変更制御するなどの処理が可能となる。
 次に、図4を参照して、表示デバイス30の制御構成例を説明する。表示デバイス30は、ディスプレイモジュール301(本発明の「ディスプレイ」に対応)と、バックライトモジュール302と、ゲートドライバ回路303と、ソースドライバ回路304とを含んで構成される。制御回路34は、制御回路基板50(図1を参照)に搭載されている。ゲートドライバ回路303と制御回路34とは、図示しない4つのクロック線を介して接続される。
 ディスプレイモジュール301は、垂直方向に配列された行信号線GL1~GLnと、水平方向に配列された列信号線SL1~SLmと、行信号線GL1~GLn及び列信号線SL1~SLmの各交点に配置された表示画素32(画像素子)とを含んで構成される。ディスプレイモジュール301は、ゲートドライバ回路303から送信されるゲート信号VG1~VGnに従って行信号線GL1~GLnのうち対応する何れか1つを駆動するとともに、ソースドライバ回路304から送信されるソース信号VS1~VSmが示す輝度でソース信号VS1~VSmに対応する各表示画素32を駆動する。
 行信号線GL1~GLnは、例えばゲートラインであり、表示デバイス30において垂直方向にn本配列されている。行信号線GL1~GLnは、ゲートドライバ回路303から送信される対応するゲート信号VG1~VGnによって駆動され、列信号線SL1~SLmとの交点にあたる表示画素32のゲート電極とゲートドライバ回路303との間の電荷のやりとりを中継する。
 列信号線SL1~SLmは、例えばソースラインであり、表示デバイス30において水平方向にm本配列されている。列信号線SL1~SLmは、ソースドライバ回路304から送信される対応するソース信号VS1~VSmによって駆動され、行信号線GL1~GLnとの交点にあたる表示画素32のソース電極とソースドライバ回路304との間の電荷のやりとりを中継する。
 表示画素32は、例えば液晶画像素子であり、表示デバイス30において、行信号線GL1~GLnと列信号線SL1~SLmとの交点に合計n×m個配置されている。表示画素32は、行信号線GL1~GLnのうち一本がゲート電極に接続されており、列信号線SL1~SLmのうち一本がソース電極に接続されている。表示画素32は、ゲート電極に接続されている行信号線GL1~GLnを介してゲート電極に電荷が供給された場合に、ソース電極に接続されている列信号線SL1~SLmが有する電位に従う輝度で対応する画像を表示する。
 バックライトモジュール302は、ディスプレイモジュール301の背面側に配置される光源であり、ディスプレイモジュール301に対して背面側から光を照射する。
 ゲートドライバ回路303は、行信号線GL1~GLnを駆動する回路であり、表示デバイス30を表示画面33側から見た場合に、ディスプレイモジュール301内に配置される。ゲートドライバ回路303は、制御回路34から出力されるクロック信号CLK1~CLK4に従うタイミングで、ゲート信号VG1~VGnを対応する行信号線GL1~GLnに出力することによって、行信号線GL1~GLnを順番に駆動する。またゲートドライバ回路303は、駆動した行信号線GL1~GLnを介して、対応する表示画素32のゲート電極に対して電荷の供給及び引き抜きを行う。
 ソースドライバ回路304は、列信号線SL1~SLmを駆動する回路であり、表示デバイス30を表示画面33側から見た場合に、ディスプレイモジュール301の下側に配置される。ソースドライバ回路304は、制御回路34に従うタイミングで、制御回路34によって列信号線SL1~SLm毎に対して都度設定される電位を有するソース信号VS1~VSmを対応する列信号線SL1~SLnに出力する。ソースドライバ回路304は、ゲートドライバ回路303によって駆動された行信号線GL1~GLnと列信号線SL1~SLmとの交点に対応する表示画素32のソース電極に対して、当該表示画素32に対応するソース信号VS1~VSmが有する電位を供給する。
 制御回路34は、表示デバイス30を制御するための回路である。制御回路34は、ゲートドライバ回路303による行信号線GL1~GLmの駆動を開始する際に、駆動の開始を示す信号であるスタート信号を生成し、スタート信号をゲートドライバ回路303に出力する。また、制御回路34は、ゲートドライバ回路303を動作させるためのクロック信号CLK1~CLK4を生成し、4つのクロック線を介して、クロック信号CLK1~CLK4をゲートドライバ回路303に出力する。
 さらに、制御回路34は、ソースドライバ回路304を動作させるためのクロック信号を生成し、当該クロック信号をソースドライバ回路304に出力する。また、制御回路34は、列信号線SL1~SLmを介して対応する表示画素32のソース電極に供給する電位を設定し、設定した電位の情報を有する信号をソースドライバ回路304に出力する。
(課題の説明)
 上述した電子機器10においては、フラットディスプレイ(ディスプレイモジュール301)のサイズを維持したまま電子機器10の小型化を実現するため、フラットディスプレイ(ディスプレイモジュール301)を囲む枠(額縁)の幅をより狭くする狭額縁化に対応することが課題となっている。そして、狭額縁化に対応するために電子機器10においては、指示体による指示位置を検出する指示位置検出装置に用いられるループコイルや信号線の配置スペースを小さくすることが求められる。
 しかしながら、一つの電子機器10に、電磁誘導方式の指示位置検出装置と静電容量方式の指示位置検出装置との両方が搭載される際、電磁誘導方式の指示位置検出装置に用いられるループコイルと、静電容量方式の指示位置検出装置にて送信信号の送信や受信信号の受信に用いられる信号線とが近接して配置される場合がある。この場合、ループコイルと信号線とが磁気結合(干渉)することによって、送信信号の送信に用いられる信号線からループコイルに電磁ノイズが混入したり、受信信号の受信に用いられる信号線にループコイルから電磁ノイズが混入したりする。送信信号の送信に用いられる信号線からループコイルに電磁ノイズが混入すると、電子ペン23から送信されループコイルにて受信した磁界のS/N比が低下し、電磁誘導方式の指示位置検出装置における指示位置の検出精度が低下してしまう。また、受信信号の受信に用いられる信号線にループコイルから電磁ノイズが混入すると、当該受信信号のS/N比が低下し、静電容量方式の指示位置検出装置における指示位置の検出精度が低下してしまう。
 例えば、図5に示すように、電磁誘導方式の指示位置検出装置に用いられるループコイル22X1,22Y1と、静電容量方式の指示位置検出装置にて送信信号の送信に用いられる信号線42X1や受信信号の受信に用いられる信号線42Y1とが近接して配置される場合がある。この場合、ループコイル22X1と信号線42X1とが磁気結合(干渉)することによって、送信信号の送信に用いられる信号線42X1からループコイル22X1に電磁ノイズが混入して電子ペン23から送信されループコイル22X1にて受信した磁界のS/N比が低下し、電磁誘導方式の指示位置検出装置における指示位置の検出精度が低下してしまう。また、ループコイル22Y1と信号線42Y1とが磁気結合(干渉)することによって、受信信号の受信に用いられる信号線42Y1にループコイル22Y1から電磁ノイズが混入して当該受信信号のS/N比が低下し、静電容量方式の指示位置検出装置における指示位置の検出精度が低下してしまう。
 また、一つの電子機器10に、電磁誘導方式の指示位置検出装置と静電容量方式の指示位置検出装置とが搭載される際、電磁誘導方式の指示位置検出装置に用いられるループコイルや、静電容量方式の指示位置検出装置に用いられる信号線と、フラットディスプレイ(ディスプレイモジュール301)を駆動する駆動信号(例えば、クロック信号)の送信に用いられる信号線(例えば、クロック線)とが近接して配置される場合がある。この場合、駆動信号の送信に用いられる信号線から、電磁誘導方式の指示位置検出装置に用いられるループコイルや、静電容量方式の指示位置検出装置にて受信信号の受信に用いられる信号線に電磁ノイズが混入する結果、電子ペン23から送信されループコイルにて受信した磁界のS/N比が低下し、電磁誘導方式の指示位置検出装置における位置検出の精度が低下したり、当該受信信号のS/N比が低下し、静電容量方式の指示位置検出装置における位置検出の精度が低下したりしてしまう。
 例えば、図6に示すように、電磁誘導方式の指示位置検出装置に用いられるループコイル(図示略)や、静電容量方式の指示位置検出装置に用いられる信号線(図示略)と、フラットディスプレイ(ディスプレイモジュール301)を駆動する駆動信号(クロック信号CLK1~CLK4)の送信に用いられる信号線(クロック線)とが近接して配置される場合がある。この場合、クロック信号の送信に用いられるクロック線から、電磁誘導方式の指示位置検出装置に用いられるループコイルや、静電容量方式の指示位置検出装置にて受信信号の受信に用いられる信号線に電磁ノイズが混入する結果、電子ペン23から送信されループコイルにて受信した磁界のS/N比が低下し、電磁誘導方式の指示位置検出装置における位置検出の精度が低下したり、当該受信信号のS/N比が低下し、静電容量方式の指示位置検出装置における位置検出の精度が低下したりしてしまう。
(課題を解決するための構成の説明)
 上述した課題を解決するため、本実施形態における電子機器10(指示位置検出装置)は、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号(電磁誘導信号)を送信する第1送信部(X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Y)と、静電容量方式によって指示体(指や位置指示器(静電ペン))による指示位置を検出する第2処理に関連する第2送信信号(送信信号)を送信する第2送信部(送信信号発生回路401)と、第2送信信号の送信期間において、第1処理に関連する第1受信信号(電磁誘導信号)を受信する第1受信部(X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Y)とを備える。そして、同一の期間において、第1送信信号(電磁誘導信号)の波形と第2送信信号(送信信号)の波形とは直交する。ここで、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する原理に基づいて、周波数の関数として各正弦波の周波数成分の振幅によって表した周波数スペクトルにおいて第1送信信号(電磁誘導信号)の中心周波数と受信信号(電磁誘導信号)の中心周波数とは同じであることから、第1受信信号(電磁誘導信号)の受信期間において、第1受信信号(電磁誘導信号)の波形と第2送信信号(送信信号)の波形とは直交する、つまり第1受信信号(電磁誘導信号)の波形と第2送信信号(送信信号)の波形との内積は0となる結果、第2送信信号の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号を検出することができる。同一の期間において第1送信信号(電磁誘導信号)の波形と第2送信信号(送信信号)の波形とが直交する場合、例えば第1送信信号の波数から第2送信信号の波数を減算した値は、正または負の整数である。なお、周波数スペクトルにおいて、第1受信信号(電磁誘導信号)の中心周波数では、第2送信信号(送信信号)の信号電力は0である。
 本実施形態では、第1受信信号(電磁誘導信号)の受信期間において、第2送信信号(送信信号)の送信に用いられる信号線から第1受信信号(電磁誘導信号)の受信に用いられるループコイルに電磁ノイズが混入しても第1受信信号(電磁誘導信号)を正しく復調できるようにするため、予め同一の期間において互いに直交する第1送信信号(電磁誘導信号)および第2送信信号(送信信号)の送信を行う。この直交する2つの信号波形の考え方は、無線LANや3GPP(登録商標)(Third Generation Partnership Project)などの無線通信分野で一般的に使用される直交周波数分割多重(OFDM:Orthogonal Frequency Division Multiplexing)に準ずるものである。
 すなわち、第1受信信号(電磁誘導信号)の受信時の処理として、当該第1受信信号と、第2送信信号(送信信号)に対応する内部信号とを乗積して所定期間積分する処理を行うことによって、第2送信信号の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号を取り出すこと(復調)、言い換えると、検出したい第1受信信号の特徴と無関係なノイズを分離することが可能となり、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する精度の低下を抑制することができる。ここで、第2送信信号(送信信号)に対応する内部信号とは、第2送信信号を復元可能な拡散コードや、第2送信信号の周波数・パターンと一致したローカル発生信号・データ等である。なお、デジタルで復調処理を実行する場合、相関演算処理または離散フーリエ変換処理(DFT:Discrete Fourier Transform)を行う。また、アナログで復調処理を実行する場合は、直交復調処理を行う。なお、第1受信信号(電磁誘導信号)の波形と第2送信信号(送信信号)の波形との内積は必ずしも0である必要はなく、第2送信信号の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号を取り出すことが可能となる程度に所定値以下であっても良い。
 また、本実施形態では、電子機器10(指示位置検出装置)は、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号(電磁誘導信号)を送信する第1送信部(X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Y)と、静電容量方式によって指示体(指や位置指示器(静電ペン))による指示位置を検出する第2処理に関連する第2送信信号(送信信号)を送信する第2送信部(送信信号発生回路401)と、第1送信信号(電磁誘導信号)の送信期間において、第2処理に関連する第2受信信号を受信する第2受信部(受信電極選択回路404)とを備える。そして、同一の期間において、第1送信信号(電磁誘導信号)の波形と第2送信信号(送信信号)の波形とは直交する。ここで、静電容量方式によって指示体(指や位置指示器(静電ペン))による指示位置を検出する原理に基づいて、周波数スペクトルにおいて第2送信信号(送信信号)の中心周波数と第2受信信号の中心周波数とは同じであることから、第2受信信号の受信期間において、と第1送信信号(電磁誘導信号)の波形と第2受信信号の波形は直交する、つまり第1送信信号(電磁誘導信号)の波形と第2受信信号の波形との内積は0となる結果、第1送信信号の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第2受信信号を検出することができる。同一の期間において第1送信信号(電磁誘導信号)の波形と第2送信信号(送信信号)の波形とが直交する場合、例えば第1送信信号の波数から第2送信信号の波数を減算した値は、正または負の整数である。なお、周波数スペクトルにおいて、第2受信信号の中心周波数では、第1送信信号(電磁誘導信号)の信号電力は0である。
 本実施形態では、第2受信信号の受信期間において、第1送信信号(電磁誘導信号)の送信に用いられるループコイル(X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Y)から第2受信信号の受信に用いられる信号線に電磁ノイズが混入しても第2受信信号を正しく復調できるようにするため、予め同一の期間において互いに直交する第1送信信号(電磁誘導信号)および第2送信信号(送信信号)の送信を行う。
 すなわち、第2受信信号の受信時の処理として、当該第2受信信号と、第1送信信号(電磁誘導信号)に対応する内部信号とを乗積して所定期間積分する処理を行うことによって、第1送信信号(電磁誘導信号)の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第2受信信号を取り出すこと(復調)、言い換えると、検出したい第2受信信号の特徴と無関係なノイズを分離することが可能となり、静電容量方式によって指示体(指や位置指示器(静電ペン))による指示位置を検出する精度の低下を抑制することができる。ここで、第1送信信号(電磁誘導信号)に対応する内部信号とは、第1送信信号を復元可能な拡散コードや、第1送信信号の周波数・パターンと一致したローカル発生信号・データ等である。なお、デジタルで復調処理を実行する場合、相関演算処理または離散フーリエ変換処理(DFT:Discrete Fourier Transform)を行う。また、アナログで復調処理を実行する場合は、直交復調処理を行う。なお、第1送信信号(電磁誘導信号)の波形と第2受信信号の波形との内積は必ずしも0である必要はなく、第1送信信号の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第2受信信号を取り出すことが可能となる程度に所定値以下であっても良い。
 図7は、指示体による指示位置を検出する処理に関連する波形図である。図7において、第1送信信号5Aは、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する処理に関連する送信信号(電磁誘導信号)の波形(時間変化)を表している。第1受信信号5Bは、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する処理に関連する受信信号(電磁誘導信号)の波形(時間変化)を表している。電磁エネルギー5Cは、第1送信信号5A(電磁誘導信号)の送出を受けて電子ペン23の共振回路に流れる電流ひいては電圧の波形(時間変化)を表している。第2送信信号5Dは、静電容量方式によって指示体(指や位置指示器(静電ペン))による指示位置を検出する処理に関連する送信信号の波形(時間変化)を表している。第2受信信号5Eは、静電容量方式によって指示体(指や位置指示器(静電ペン))による指示位置を検出する処理に関連する受信信号の波形(時間変化)を表している。第1送信信号5A、第1受信信号5B、電磁エネルギー5C、第2送信信号5D、第2受信信号5Eとも横軸に時間(t)を表し、縦軸に大きさを表している。なお、横軸の時間について、第1送信信号5A、第1受信信号5B、電磁エネルギー5C、第2送信信号5D、第2受信信号5Eの全てを同じ時間軸で示している。
 第1送信信号5Aに示すように、制御回路210は、期間D1,D4において、送受信切り替え回路204を送信側端子Tに接続するように切り替えることにより、X軸方向ループコイル群22XあるいはY軸方向ループコイル群22Yのうち、選択回路201で選択されているループコイルを通電制御して磁界を電子ペン23に向けて送出させる。
 第1受信信号5Bに示すように、制御回路210は、期間D2において、送受信切り替え回路204を受信側端子Rに接続するように切り替えることにより、X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Yの各ループコイルに、電子ペン23から送信された磁界を受信させる。X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Yの各ループコイルには、受信した第1受信信号5Bによって誘導電圧が発生する。X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Yの各ループコイルによって電子ペン23から受信される第1受信信号5Bは、時間の経過に伴い次第に減少する。
 電磁エネルギー5Cに示すように、期間D1において、第1送信信号5A(電磁誘導信号)の送信によって通電制御されたループコイルから電子ペン23に向けて磁界が送出されることによって、電子ペン23の共振回路に蓄えられる磁気エネルギーは次第に増大する。そして、ループコイルから電子ペン23に向けた磁界の送出が停止された期間D2,D3においては、電子ペン23からX軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Yの各ループコイルに第1受信信号5B(電磁誘導信号)が送信されるに伴い、電子ペン23の共振回路に蓄えられる電磁エネルギーは次第に減少する。
 第2送信信号5Dに示すように期間D1~D4において、制御回路410は、送信信号発生回路401を制御し、送信電極選択回路402を通じて第2の電極42Y(送信電極)に送信信号を送信させる。第1送信信号5A(電磁誘導信号)の送信によってループコイルが通電制御される期間D1,D4は、第2の電極42Y(送信電極)に送信される第2送信信号5Dの送信期間D1~D4の少なくとも一部と重複する。なお、第1送信信号5A(電磁誘導信号)の送信によってループコイルが通電制御される期間の開始時点および終了時点は、第2の電極42Y(送信電極)に送信される第2送信信号5Dの送信期間の開始時点および終了時点と同じであっても良い。
 第2受信信号5Eに示すように期間D1~D4において、制御回路410は、受信電極選択回路404を制御し、第1の電極42Xからの受信信号を受信させる。
 本実施形態では、期間D1のうち期間D11において、ループコイルを通電制御するために送信される第1送信信号5Aの波形と、第2の電極42Y(送信電極)に送信される第2送信信号5Dの波形とは直交する。ここで、静電容量方式によって指示体(指や位置指示器(静電ペン))による指示位置を検出する原理に基づいて、周波数スペクトルにおいて第1の電極42Xから受信される第2受信信号5Eの中心周波数と第2の電極42Y(送信電極)に送信される第2送信信号5Dの中心周波数とは同じであることから、期間D11と等しい第2受信信号5Eの受信期間R1において、ループコイルを通電制御するために送信される第1送信信号5Aの波形と、第1の電極42Xから受信される第2受信信号5Eの波形とは直交する。図7に示す例では、同一の期間D11において、ループコイルを通電制御するために送信される第1送信信号5Aの波数(6波)から第2の電極42Y(送信電極)に送信される第2送信信号5Dの波数(3波)を減算した値は、正の整数(3波)である。なお、本実施形態では、第2の電極42Y(送信電極)に送信される第2送信信号5Dの位相を調整する(例えば90度ずらす)ことによって、期間D11の開始時点および終了時点における第2送信信号5Dの急峻な変化を回避し、第2送信信号5Dの送信タイミングのずれが生じた場合に、ループコイルを通電制御するために送信される第1送信信号5Aの波形と、第2の電極42Y(送信電極)に送信される第2送信信号5Dの波形との直交性が低下することを抑制している。
 本実施形態では、第2受信信号5Eの受信期間R1において、第1送信信号5Aの通電制御に用いられるループコイル(X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Y)から、第1の電極42Xからの第2受信信号5Eの受信に用いられる信号線に電磁ノイズが混入しても第2受信信号5Eを正しく復調できるようにするため、予め同一の期間D11において互いに直交する第1送信信号5Aおよび第2送信信号5Dの送信を行う。
 すなわち、第2受信信号5Eの受信時の処理として、受信期間R1において受信された第2受信信号5Eと、ループコイルを通電制御するために送信される第1送信信号5Aに対応する内部信号とを乗積して所定期間積分する処理を行うことによって、第1送信信号5Aの送信による電磁ノイズの混入が抑制された第2受信信号5Eを取り出すこと(復調)、言い換えると、検出したい第2受信信号5Eの特徴と無関係なノイズを分離することが可能となり、静電容量方式によって指示体(指や静電ペン)による指示位置を検出する精度の低下を抑制することができる。
 また、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する原理に基づいて、周波数スペクトルにおいてループコイルを通電制御するために送信された第1送信信号5Aの中心周波数と、電子ペン23から受信された第1受信信号5B(電磁誘導信号)の中心周波数とは同じであることから、期間D2のうち電子ペン23から送信された第1受信信号5Bが受信される受信期間R2において、第1受信信号5Bの波形、例えば電子ペン23の共振回路における共振周波数の波形(電子ペン23の筆圧によって当該共振周波数の変化あり)と、第2の電極42Y(送信電極)に送信される第2送信信号5Dの波形とは直交する、つまり第1受信信号5Bの波形と第2送信信号5Dの波形との内積は0となる。
 なお、第1受信信号5Bが受信される受信期間R2において、電子ペン23から受信された第1受信信号5B(電磁誘導信号)の波形と、第1の電極42Xから受信される第2受信信号5Eの波形とは直交する、つまり第1受信信号5Bの波形と第2受信信号5Eの波形との内積は0となる。そして、同一の期間R2において、第1受信信号5Bの波数(6波)から第2受信信号5Eの波数(3波)を減算した値は、正の整数(3波)である。
 本実施形態では、第1受信信号5Bの受信期間R2において、第2の電極42Y(送信電極)に送信される第2送信信号5Dの送信に用いられる信号線から、電子ペン23からの第1受信信号5Bの受信に用いられるループコイル(X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Y)に電磁ノイズが混入しても第1受信信号5Bを正しく復調できるようにするため、予め同一の期間D11において互いに直交する、第1送信信号5Aおよび第2送信信号5Dの送信を行う。
 すなわち、第1受信信号5Bの受信時の処理として、受信期間R2において受信された第1受信信号5Bと、第2の電極42Y(送信電極)に送信される第2送信信号5Dに対応する内部信号とを乗積して所定期間積分する処理を行うことによって、第2送信信号5Dの送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号5Bを取り出すこと(復調)、言い換えると、検出したい第1受信信号5Bの特徴と無関係なノイズを分離することが可能となり、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する精度の低下を抑制することができる。
 なお、第1の電極42Xからの第2受信信号5Eが受信される受信期間R1と、電子ペン23から受信される第1受信信号5B(電磁誘導信号)の受信期間R2との間には、ガードインターバルに対応する期間Gが設けられている。これにより、第1の電極42Xからの第2受信信号5Eを受信するタイミングのずれや、電子ペン23からの第1受信信号5Bを受信するタイミングのずれが生じた場合の悪影響(第1受信信号5Bおよび第2受信信号5Eの検出精度ひいては指示位置の検出精度の低下)を緩和することができる効果、ループコイルを通電制御するために第1送信信号5Aが送信された後に電子ペン23から受信される第1受信信号5Bの波形が安定するまでの時間を確保することができる効果が得られるとともに、第2の電極42Y(送信電極)に送信される第2送信信号5Dが拡散符号であり受信期間R1と受信期間R2との間で拡散符号が例えばマイナス(-)からプラス(+)に切り替えられる場合(図7を参照)、その切り替えの影響を受けて、電子ペン23から受信される第1受信信号5Bの検出精度が低下しないようにすることもできる。
 また、本実施形態では、電子機器10(指示位置検出装置)は、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号(電磁誘導信号)を送信する第1送信部(X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Y)と、ディスプレイ(ディスプレイモジュール301)を駆動する第2処理に関連する第2送信信号(クロック信号)を送信する第2送信部(制御回路34)と、第2送信信号の送信期間において、第1処理に関連する第1受信信号(電磁誘導信号)を受信する第1受信部(X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Y)とを備える。そして、同一の期間において、第1送信信号の波形と第2送信信号の波形とは直交する。ここで、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する原理に基づいて、周波数スペクトルにおいて第1受信信号の中心周波数と第1送信信号の中心周波数とは同じであることから、第1受信信号の受信期間において、第1受信信号の波形と第2送信信号の波形とは直交する、つまり第1受信信号の波形と第2送信信号の波形との内積は0となる結果、第2送信信号の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号を検出することができる。同一の期間において第1送信信号の波形と第2送信信号の波形とが直交する場合、例えば第1送信信号の波数から第2送信信号の波数を減算した値は、正または負の整数である。なお、周波数スペクトルにおいて、第1受信信号の中心周波数では、第2送信信号の信号電力密度は0である。
 本実施形態では、第1受信信号の受信期間において、第2送信信号の送信に用いられる信号線(クロック線)から第1受信信号の受信に用いられるループコイルに電磁ノイズが混入しても第1受信信号を正しく復調できるようにするため、予め同一の期間において互いに直交する第1送信信号および第2送信信号(クロック信号)の送信を行う。
 すなわち、第1受信信号(電磁誘導信号)の受信時の処理として、第1受信信号と、第2送信信号(クロック信号)に対応する内部信号とを乗積して所定期間積分する処理を行うことによって、第2送信信号の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号を取り出すこと(復調)、言い換えると、検出したい第1受信信号の特徴と無関係なノイズを分離することが可能となり、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する精度の低下を抑制することができる。ここで、第2送信信号(クロック信号)に対応する内部信号とは、第2送信信号を復元可能な拡散コードや、第2送信信号の周波数・パターンと一致したローカル発生信号・データ等である。なお、デジタルで復調処理を実行する場合、相関演算処理または離散フーリエ変換処理(DFT:Discrete Fourier Transform)を行う。また、アナログで復調処理を実行する場合は、直交復調処理を行う。なお、第1受信信号(電磁誘導信号)の波形と第2送信信号(クロック信号)の波形との内積は必ずしも0である必要はなく、第2送信信号の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号を取り出すことが可能となる程度に所定値以下であっても良い。
 また、本実施形態では、電子機器10(指示位置検出装置)は、静電容量方式によって指示体(指や静電ペン)による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号(送信信号)を送信する第1送信部(送信信号発生回路401)と、ディスプレイ(ディスプレイモジュール301)を駆動する第2処理に関連する第2送信信号(クロック信号)を送信する第2送信部(制御回路34)と、第2送信信号の送信期間において、第1処理に関連する第1受信信号を受信する第1受信部(受信電極選択回路404)とを備える。そして、同一の期間において、第1送信信号(送信信号)の波形と第2送信信号(クロック信号)の波形とは直交する。ここで、静電容量方式によって指示体(指や静電ペン)による指示位置を検出する原理に基づいて、周波数スペクトルにおいて第1受信信号の中心周波数と第1送信信号の中心周波数とは同じであることから、第1受信信号の受信期間において、第1受信信号の波形と第2送信信号(クロック信号)の波形とは直交する、つまり第1受信信号の波形と第2送信信号の波形との内積は0となる結果、第2送信信号の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号を検出することができる。第1送信信号の波形と第2送信信号の波形とが直交する場合、例えば第1送信信号の波数から第2送信信号の波数を減算した値は、正または負の整数である。なお、周波数スペクトルにおいて、第1受信信号の中心周波数では、第2送信信号(クロック信号)の信号電力は0である。
 本実施形態では、第1受信信号の受信期間において、第2送信信号(クロック信号)の送信に用いられる信号線(クロック線)から第1受信信号の受信に用いられる信号線に電磁ノイズが混入しても第1受信信号を正しく復調できるようにするため、予め同一の期間において互いに直交する第1送信信号および第2送信信号の送信を行う。
 すなわち、第1受信信号の受信時の処理として、当該第1受信信号と、第2送信信号(クロック信号)に対応する内部信号とを乗積して所定期間積分する処理を行うことによって、第2送信信号の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号を取り出すこと(復調)、言い換えると、検出したい第1受信信号の特徴と無関係なノイズを分離することが可能となり、静電容量方式によって指示体(指や静電ペン)による指示位置を検出する精度の低下を抑制することができる。ここで、第2送信信号に対応する内部信号とは、第2送信信号を復元可能な拡散コードや、第2送信信号の周波数・パターンと一致したローカル発生信号・データ等である。なお、デジタルで復調処理を実行する場合、相関演算処理または離散フーリエ変換処理(DFT:Discrete Fourier Transform)を行う。また、アナログで復調処理を実行する場合は、直交復調処理を行う。なお、第1受信信号の波形と第2送信信号の波形との内積は必ずしも0である必要はなく、第2送信信号の送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号を取り出すことが可能となる程度に所定値以下であっても良い。
 図8は、指示体による指示位置を検出する処理に関連する波形図である。図8において、第1送信信号6Aは、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する処理に関連する送信信号(電磁誘導信号)の波形(時間変化)を表している。第1受信信号6Bは、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する処理に関連する受信信号(電磁誘導信号)の波形(時間変化)を表している。第2送信信号6Cは、ディスプレイ(ディスプレイモジュール301)を駆動する処理に関連するクロック信号CLK1の波形(時間変化)を表している。第2送信信号6Dは、ディスプレイ(ディスプレイモジュール301)を駆動する処理に関連するクロック信号CLK2の波形(時間変化)を表している。第1送信信号6Eは、静電容量方式によって指示体(指や静電ペン)による指示位置を検出する処理に関連する送信信号の波形(時間変化)を表している。第1受信信号6Fは、静電容量方式によって指示体(指や静電ペン)による指示位置を検出する処理に関連する第1受信信号の波形(時間変化)を表している。第1送信信号6A、第1受信信号6B、第2送信信号6C,6D、第1送信信号6E,第1受信信号6Fとも横軸に時間(t)を表し、縦軸に大きさを表している。なお、横軸の時間について、第1送信信号6A、第1受信信号6B、第2送信信号6C,6D、第1送信信号6E,第1受信信号6Fの全てを同じ時間軸で示している。
 第1送信信号6Aに示すように、制御回路210は、期間D1,D4において、送受信切り替え回路204を送信側端子Tに接続するように切り替えることにより、X軸方向ループコイル群22XあるいはY軸方向ループコイル群22Yのうち、選択回路201で選択されているループコイルを通電制御して磁界を電子ペン23に向けて送出させる。
 第1受信信号6Bに示すように、制御回路210は、期間D2において、送受信切り替え回路204を受信側端子Rに接続するように切り替えることにより、X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Yの各ループコイルに、電子ペン23から送信された磁界を受信させる。X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Yの各ループコイルには、受信した第1受信信号6Bによって誘導電圧が発生する。X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Yの各ループコイルによって電子ペン23から受信される第1受信信号6Bは、時間の経過に伴い次第に減少する。
 第2送信信号6Cに示すように、期間D1~D4において、制御回路34は、ゲートドライバ回路303を動作させるためのクロック信号CLK1を生成し、クロック線を介して、クロック信号CLK1をゲートドライバ回路303に出力する。
 第2送信信号6Dに示すように、期間D1~D4において、制御回路34は、ゲートドライバ回路303を動作させるための、クロック信号CLK1と位相が異なるクロック信号CLK2を生成し、クロック線を介して、クロック信号CLK2をゲートドライバ回路303に出力する。
 第1送信信号6Eに示すように期間D1~D4において、制御回路410は、送信信号発生回路401を制御し、送信電極選択回路402を通じて第2の電極42Y(送信電極)に送信信号を送信させる。
 第1受信信号6Fに示すように期間D1~D4において、制御回路410は、受信電極選択回路404を制御し、第1の電極42Xからの受信信号を受信させる。
 本実施形態では、期間D1のうち期間D11において、制御回路34から出力される第2送信信号6Dの波形と、第2の電極42Y(送信電極)に送信される第1送信信号6Eの波形とは直交する。ここで、静電容量方式によって指示体(指や静電ペン)による指示位置を検出する原理に基づいて、周波数スペクトルにおいて第1の電極42Xから受信される第1受信信号6Fの中心周波数と第2の電極42Y(送信電極)に送信される第1送信信号6Eの中心周波数とは同じであることから、期間D11と等しい第1受信信号6Fの受信期間R1において、制御回路34から出力される第2送信信号6Dの波形と、第1の電極42Xから受信される第1受信信号6Fの波形とは直交する。図8に示す例では、第2の電極42Y(送信電極)に送信される第1送信信号6Eの波数(3波)から、制御回路34から出力される第2送信信号6Dの波数(1波)を減算した値は、正の整数(2波)である。
 本実施形態では、第1受信信号6Fの受信期間R1において、第2送信信号6Dの送信に用いられる信号線(クロック線)から、第1の電極42Xから受信される第1受信信号6Fの受信に用いられる信号線に電磁ノイズが混入しても第1受信信号6Fを正しく復調できるようにするため、予め同一の期間D11において互いに直交する第2送信信号6Dおよび第1送信信号6Eの送信を行う。
 すなわち、第1受信信号6Fの受信時の処理として、受信期間R1において受信された第1受信信号6Fと、制御回路34から出力される第2送信信号6Dに対応する内部信号とを乗積して所定期間積分する処理を行うことによって、第2送信信号6Dの送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号6Fを取り出すこと(復調)、言い換えると、検出したい第1受信信号6Fの特徴と無関係なノイズを分離することが可能となり、静電容量方式によって指示体(指や静電ペン)による指示位置を検出する精度の低下を抑制することができる。
 また、期間D1のうち期間D11において、制御回路34から出力される第2送信信号6Cの波形と、ループコイルを通電制御するために送信される第1送信信号6Aの波形とは直交する。ここで、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する原理に基づいて、周波数スペクトルにおいてループコイルを通電制御するために送信される第1送信信号6Aの中心周波数と、電子ペン23から受信される第1受信信号6Bの中心周波数とは同じであることから、電子ペン23から受信される第1受信信号6Bの受信期間R2において、制御回路34から出力される第2送信信号6Cの波形と、電子ペン23から受信される第1受信信号6Bの波形とは直交する。図8に示す例では、同一の期間D11において、ループコイルを通電制御するために送信される第1送信信号6Aの波数(6波)から、制御回路34から出力される第2送信信号6Cの波数(1波)を減算した値は正の整数(5波)である。
 本実施形態では、第1受信信号6Bの受信期間R2において、第2送信信号6Cの送信に用いられる信号線(クロック線)から、電子ペン23からの第1受信信号6Bの受信に用いられるループコイル(X軸方向ループコイル群22X及びY軸方向ループコイル群22Y)に電磁ノイズが混入しても第1受信信号6Bを正しく復調できるようにするため、予め同一の期間D11において互いに直交する第2送信信号6Cおよび第1送信信号6Aの送信を行う。
 すなわち、第1受信信号6Bの受信時の処理として、受信期間R2において受信された第1受信信号6Bと、制御回路34から出力される第2送信信号6Cに対応する内部信号とを乗積して所定期間積分する処理を行うことによって、第2送信信号6Cの送信による電磁ノイズの混入が抑制された第1受信信号6Bを取り出すこと(復調)、言い換えると、検出したい第1受信信号6Bの特徴と無関係なノイズを分離することが可能となり、電磁誘導方式によって指示体(電子ペン23)による指示位置を検出する精度の低下を抑制することができる。
(変形例)
 なお、上記実施形態では、第1送信信号の波形と第2送信信号の波形とは直交する場合、第1送信信号の波数から第2送信信号の波数を減算した値は、正または負の整数である例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、第1送信信号の波形と、第2送信信号の波形とが直交する場合、第1送信信号の波形と第2送信信号の波形との内積が0であれば良く、第1送信信号の波数から第2送信信号の波数を減算した値は0であっても良い。この場合、第1送信信号として、正弦波であるsin波(例えば、sin(2πmx))が挙げられ、第2送信信号として、正弦波であるcos波(例えば、cos(2πnx)、m=n)が挙げられる。なお、電磁誘導信号を受信する第1受信部の側では電磁誘導方式のペンが送信する信号の位相が不明であるため、第1送信信号と第2送信信号とが同一周波数で位相のみを変えた波形(例:sin波とcos波)である場合、区別することが難しい場合がある。そのため、第1処理が電磁誘導方式である場合には、同一の期間において、第1送信信号の波数から第2送信信号の波数を減算した値は、正または負の整数であることが好ましい。
 また、上記実施形態において、電子機器10は、インセル方式を採用していても良い。インセル方式は、表示デバイス30と、静電容量方式の位置検出用の第2のセンサ40における第1の電極42Xまたは第2の電極42Yを、表示デバイス30の表示画素32を駆動するために必要な電位が供給される電極(例えば、液晶ディスプレイの共通電極、有機ELディスプレイの負極)としても利用する方式である。
 また、上記実施形態では、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
10:電子機器、20:第1のセンサ、21:配線基板、23:電子ペン、23L:コイル、23C:コンデンサ、22X:X軸方向ループコイル群、22X1:ループコイル、22Y:Y軸方向ループコイル群、22Y1:ループコイル、30;表示デバイス、31:ディスプレイ基板、32:表示画素、33:表示画面、34:制御回路、40:第2のセンサ、41:透明基板、42X:第1の電極、42X1:信号線、42Y:第2の電極、42Y1:信号線、50:制御回路基板、60:平面部材、60a:面、61:領域、62:枠領域、70:筐体、71:凹部、72:枠領域、100:指示体、101:位置検出回路、200:位置検出回路、201:選択回路、202:発振器、203:電流ドライバ、204:送受信切り替え回路、205:受信アンプ、206:検波回路、207:ローパスフィルタ、208:サンプルホールド回路、209:A/D変換回路、210:制御回路、301:ディスプレイモジュール、302:バックライトモジュール、303:ゲートドライバ回路、304:ソースドライバ回路、400:位置検出回路、401:送信信号発生回路、402:送信電極選択回路、404:受信電極選択回路、405:受信信号処理回路、406位置情報出力回路、410:制御回路、411:位置指示状況判別回路

Claims (14)

  1.  指示体による指示位置を検出する指示位置検出装置であって、
     第1送信部と、第2送信部とを備え、
     前記第1送信部は、指示体による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号を送信し、
     前記第2送信部は、前記第1処理と異なる第2処理に関連する第2送信信号を送信し、
     同一の期間において、前記第1送信信号の波形と前記第2送信信号の波形とは直交する、
     指示位置検出装置。
  2.  請求項1に記載の指示位置検出装置であって、
     前記同一の期間において、前記第1送信信号の波数から前記第2送信信号の波数を減算した値は、正または負の整数である、
     指示位置検出装置。
  3.  請求項1に記載の指示位置検出装置であって、
     前記第1処理は、電磁誘導方式によって指示体による指示位置を検出する処理であり、
     前記第2処理は、静電容量方式によって指示体による指示位置を検出する処理である、
     指示位置検出装置。
  4.  請求項1に記載の指示位置検出装置であって、
     前記第1送信信号の送信期間は、前記第2送信信号の送信期間の少なくとも一部と重複する、
     指示位置検出装置。
  5.  請求項4に記載の指示位置検出装置であって、
     前記第1送信信号の送信期間の開始時点および終了時点は、前記第2送信信号の送信期間の開始時点および終了時点と同じである、
     指示位置検出装置。
  6.  請求項1に記載の指示位置検出装置であって、
     ディスプレイをさらに備え、
     前記第1処理は、電磁誘導方式によって指示体による前記ディスプレイ上の指示位置を検出する処理であり、
     前記第2処理は、前記ディスプレイを駆動する処理である、
     指示位置検出装置。
  7.  請求項1に記載の指示位置検出装置であって、
     ディスプレイをさらに備え、
     前記第1処理は、静電容量方式によって指示体による前記ディスプレイ上の指示位置を検出する処理であり、
     前記第2処理は、前記ディスプレイを駆動する処理である、
     指示位置検出装置。
  8.  指示体による指示位置を検出する指示位置検出装置であって、
     第1送信部と、第2送信部と、第1受信部と、第2受信部とを備え、
     前記第1送信部は、指示体による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号を送信し、
     前記第2送信部は、指示体による指示位置を検出する第2処理に関連する第2送信信号を送信し、
     前記第1受信部は、前記第1処理に関連する第1受信信号を受信し、
     前記第2受信部は、前記第2処理に関連する第2受信信号を受信し、
     同一の期間において、前記第1受信信号の波形と前記第2受信信号の波形とは直交する、
     指示位置検出装置。
  9.  請求項8に記載の指示位置検出装置であって、
     前記同一の期間において、前記第1受信信号の波数から前記第2受信信号の波数を減算した値は、正または負の整数である、
     指示位置検出装置。
  10.  請求項8に記載の指示位置検出装置であって、
     前記第1受信部は、前記第2送信信号の送信期間において、前記第1受信信号を受信する、
     指示位置検出装置。
  11.  請求項8に記載の指示位置検出装置であって、
     前記第2受信部は、前記第1送信信号の送信期間において、前記第2受信信号を受信する、
     指示位置検出装置。
  12.  請求項8に記載の指示位置検出装置であって、
     前記第1受信信号の受信期間と、前記第2受信信号の受信期間との間には、ガードインターバルが設けられている、
     指示位置検出装置。
  13.  指示体による指示位置を検出する指示位置検出方法であって、
     指示体による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号を送信するステップと、
     前記第1処理と異なる第2処理に関連する第2送信信号を送信するステップと、
     を含み、
     同一の期間において、前記第1送信信号の波形と前記第2送信信号の波形とは直交する、
     指示位置検出方法。
  14.  指示体による指示位置を検出する指示位置検出方法であって、
     指示体による指示位置を検出する第1処理に関連する第1送信信号を送信するステップと、
     指示体による指示位置を検出する第2処理に関連する第2送信信号を送信するステップと、
     前記第1処理に関連する第1受信信号を受信するステップと、
     前記第2処理に関連する第2受信信号を受信するステップと、
     を含み、
     同一の期間において、前記第1受信信号の波形と前記第2受信信号の波形とは直交する、
     指示位置検出方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011128982A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Wacom Co Ltd 指示体検出装置及び指示体検出方法
JP2018136982A (ja) * 2013-03-15 2018-08-30 タクチュアル ラブズ シーオー. 低レイテンシタッチ感知式デバイス
JP2021149962A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 シナプティクス インコーポレイテッド 感知デバイスのための再構成可能なレシーバチャンネル

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4857451B2 (ja) 2007-09-28 2012-01-18 株式会社ワコム 位置指示器
JP5295008B2 (ja) 2009-06-18 2013-09-18 株式会社ワコム 指示体検出装置
JP2020113035A (ja) 2019-01-11 2020-07-27 株式会社東芝 分類支援システム、分類支援装置、学習装置、分類支援方法、及びプログラム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011128982A (ja) * 2009-12-18 2011-06-30 Wacom Co Ltd 指示体検出装置及び指示体検出方法
JP2018136982A (ja) * 2013-03-15 2018-08-30 タクチュアル ラブズ シーオー. 低レイテンシタッチ感知式デバイス
JP2021149962A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 シナプティクス インコーポレイテッド 感知デバイスのための再構成可能なレシーバチャンネル

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