特開 2015-57742 指示体検出装置及び指示体検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-57742(P2015-57742A)

(43)【公開日】2015年3月26日

(54)【発明の名称】指示体検出装置及び指示体検出方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/044 20060101AFI20150227BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/044 140

   G06F3/044 126

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2014-258180(P2014-258180)

(22)【出願日】2014年12月22日

(62)【分割の表示】特願2014-552245(P2014-552245)の分割

【原出願日】2014年8月11日

(31)【優先権主張番号】特願2013-169096(P2013-169096)

(32)【優先日】2013年8月16日

(33)【優先権主張国】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000139403

【氏名又は名称】株式会社ワコム

(74)【代理人】

【識別番号】100091546

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 正美

(72)【発明者】

【氏名】岩本 尚久

(72)【発明者】

【氏名】堤 雄二

(57)【要約】

【課題】異なるタイプの指示体による指示位置を、１個の指示体検出センサを用いるだけで、検出することができる指示体検出装置を提供する。
【解決手段】互いに交差する第１の方向及び第２の方向に配置された複数の第１の導体と複数の第２の導体とを、所定の距離だけ離間して対向させて配設し、指示体による押圧により両導体間の距離が変化することに基づく第１の導体と第２の導体との間に形成される静電容量の変化を検出することで指示体の指示位置を検出する指示体検出センサを用いる。指示体検出センサからの受信信号を検出する信号受信回路は、導電性を有する第１の指示体が指示体検出センサに接近した位置及び押圧した位置を、上記の静電容量の変化に基づいて検出する第１のモードと、導電性を有しない第２の指示体が指示体検出センサを押圧した位置を、上記の静電容量の変化に基づいて検出する第２のモードとを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の方向に配置された複数の第１の導体と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配置された複数の第２の導体とを所定の距離だけ離間して対向させて配設し、指示体による押圧により前記第１の導体と前記第２の導体との一方が撓んで、前記第１の導体と前記第２の導体との距離が変化することに基づいて前記第１の導体と前記第２の導体との間に形成される静電容量が変化する、静電容量方式による指示体検出センサと、
前記複数の第１の導体と前記複数の第２の導体との一方の複数の導体に所定の交流信号を供給するための交流信号供給回路と、
前記複数の第１の導体と前記複数の第２の導体との他方の複数の導体からの、前記所定の交流信号に対応する受信信号を検出する信号受信回路と、
を備え、
前記指示体検出センサは、
前記第１の導体と前記第２の導体とが交差して重なるクロスポイントの領域に、前記第１の導体と前記第２の導体との間に配設されたスペーサを備えており、
前記信号受信回路は、
導電性を有する第１の指示体が前記指示体検出センサに接近した位置及び前記第１の指示体が前記指示体検出センサを押圧した位置を、前記第１の導体と前記第２の導体との間に形成される静電容量の変化に基づいて検出する第１のモードと、
導電性を有しない第２の指示体が前記指示体検出センサを押圧した位置を、前記第１の導体と前記第２の導体との間に形成される静電容量の変化に基づいて検出する第２のモードと、
を有することを特徴とする指示体検出装置。

【請求項2】

前記信号受信回路の前記第１のモードと、前記第２のモードとを、時分割で行うように制御する制御回路を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。

【請求項3】

前記信号受信回路は、前記第１のモードで動作する第１の信号受信回路と、前記第２のモードで動作する第２の信号受信回路とを備え、前記第１の信号受信回路と、前記第２の受信回路とを、並列に実行する
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。

【請求項4】

前記信号受信回路の前記第１のモードと前記第２のモードとを、切り替え操作入力に応じて切り替えるように制御する制御回路を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。

【請求項5】

前記指示体検出センサは、前記スペーサが、前記クロスポイントの領域の中央領域に形成されているものである
ことを特徴とする請求項１に記載の指示体検出装置。

【請求項6】

指示体検出センサと、交流信号供給回路と、信号受信回路とを備える指示体検出装置における指示体検出方法であって、
前記指示体検出センサは、
第１の方向に配置された複数の第１の導体と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配置された複数の第２の導体とを所定の距離だけ離間して対向させて配設し、指示体による押圧により前記第１の導体と前記第２の導体との一方が撓んで、前記第１の導体と前記第２の導体との距離が変化することに基づいて前記第１の導体と前記第２の導体との間に形成される静電容量が変化するものであると共に、前記第１の導体と前記第２の導体とが交差して重なるクロスポイントの領域に、前記第１の導体と前記第２の導体との間に配設されたスペーサを備えており、
前記交流信号供給回路が、前記複数の第１の導体と前記複数の第２の導体との一方の複数の導体に所定の交流信号を供給する工程と、
前記信号受信回路が、前記複数の第１の導体と前記複数の第２の導体との他方の複数の導体からの、前記所定の交流信号に対応する受信信号を検出する工程であって、導電性を有する第１の指示体が前記指示体検出センサに接近した位置及び前記第１の指示体が前記指示体検出センサを押圧した位置を、前記第１の導体と前記第２の導体との間に形成される静電容量の変化に基づいて検出する第１のモードを実行する工程と、導電性を有しない第２の指示体が前記指示体検出センサを押圧した位置を、前記第１の導体と前記第２の導体との間に形成される静電容量の変化に基づいて検出する第２のモードを実行する工程とを含む工程と、
を有することを特徴とする指示体検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、静電容量方式の指示体検出センサを用いた指示体検出装置及び指示体検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、タッチパネル等に用いられる指示体の位置検出の方式として静電容量方式の指示体検出装置の開発が盛んに行われている。その中で、複数本の指など、複数個の指示体の検出が同時に可能なマルチタッチ対応とされるクロスポイント静電容量方式がある。

【0003】

このクロスポイント静電容量方式の指示体検出装置の指示体検出センサでは、図２４に示すように、指示体による指示入力面に対して直交する方向に見た時に、互いに直交する方向に配置された複数個の上部導体Ｅｙと複数個の下部導体Ｅｘとの間の重なり部分の領域（この領域をクロスポイントの領域と称する）には所定の静電容量Ｃｏ（固定容量）が形成されている。使用者の指などの指示体ｆｇが、指示入力面に接触した位置においては、指示体ｆｇは人体を通じてグラウンドに接続され、人体とグラウンドとの間の静電容量Ｃｇを通し、その位置の上部導体Ｅｙ、下部導体Ｅｘと指示体ｆｇとの間に静電容量Ｃｆが形成される。このように、指示体ｆｇが、指示入力面に接触した位置においては、静電容量ＣｆおよびＣｇが形成されるために、上部導体Ｅｙと下部導体Ｅｘとの間の電荷が変化し、この電荷の変化を検出することで、指示入力面内において指示体により指示された位置を特定することができる。

【0004】

しかしながら、指を近づけたときのクロスポイントの領域での静電容量の変化は非常に小さく、上部導体Ｅｘおよび下部導体Ｅｙ間の静電容量Ｃｏの値が、例えば０．５ｐＦであるのに対して、僅かに０．０５ｐＦ程度である。このため、指示体の検出出力の対ノイズに対するマージンが厳しく、指などの指示体を感度良く検出することが困難である。また、人体を含む導電体でしか指示体を検出できず、人がゴム手袋を装着した状態等では指示体として検出できないという問題があった。

【0005】

特許文献１（特開２０１０−７９７９１号公報）には、この問題を改良して、指や静電ペンなど以外の指示体を検出することができるようにした静電容量型入力装置が開示されている。

【0006】

この特許文献１の入力装置の指示体検出センサは、図２５（Ａ）に示すように、第１の基板２と、この第１の基板２に対して空気層４を介して対向する可撓性の第２の基板３と、第１の基板２の第２の基板３側の面のほぼ全面に形成された第１の導体５と、第２の基板３の第１の基板２側の面に形成された複数個の第２の導体６とを備える。そして、指示体により第２の基板３が押圧されていないときには、図２５（Ａ）に示すように、複数の第２の導体６のそれぞれと、第１の導体５との間に静電容量Ｃ１が形成され、押圧されると、第２の基板３は可撓性を有しているために、図２５（Ｂ）において矢印で示すように、押圧位置において第２の基板３が第１の基板２側に撓み、第１の基板２と第２の基板３間の距離が短くなり、その部分の第１の導体５と第２の導体６とで構成される静電容量が、前記Ｃ１よりも大きいＣ２になる。図２５（Ｃ）に示すように、第２の基板３がさらに押圧されると、第１の導体５に第２の導体６が接触することで導通状態になり、当該押圧位置での押圧入力を確定することができる。

【0007】

特許文献１の発明の場合には、指示体に制約はなく、人がゴム手袋等を装着していても、押圧指示位置の検出が可能である。しかし、特許文献１の検出手法は、静電容量型であっても、最終的には、第１の導体５に第２の導体６が接触して導通する状態を検出することで、押圧入力を確定するようにしている。したがって、指示体により押圧された位置を検出することはできても、指示体の第２の基板３に対する押圧力を精度良く検出することは困難であった。

【0008】

特許文献２（特開２０１３-２０３７０号公報）には、この問題を解決した指示体検出センサ及び指示体検出装置が提供されている。この特許文献２に開示された指示体検出センサでは、図２６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、互いに直交する方向に配置された複数個の上部導体７ｘと複数個の下部導体７ｙとの間の重なり部分ではない領域に、スペーサＳｐを配置することで、それぞれのクロスポイントの領域を区切り、それぞれのクロスポイントの領域における指示体による押圧を正確に検出することができるようにしている。

【0009】

図２６（Ａ）に示すように、電極７ｘ及び電極７ｙは、上側透明ガラス基板８Ｕ及び下側透明ガラス基板８Ｌの互いに対向する面に形成されている。上側透明ガラス基板８Ｕは、下側に撓むことが可能な薄さとされている。そして、スペーサＳｐは、例えば下側透明ガラス基板８Ｌにおいて、下部導体７ｙが形成されておらず、かつ、上部導体７ｘが形成されていない領域に対向する位置に配設される。すなわち、スペーサＳｐは、上側透明ガラス基板８Ｕ側から見て、下部導体７ｘと上部導体７ｙとの両方が形成されていない領域に形成されている。

【0010】

この図２６に示す特許文献２の指示体検出センサにおける押圧検出原理は、図２７を参照して、説明すると、以下の通りである。ここで、図２７において、上側透明ガラス基板８Ｕ側から指示体により押圧する場合として説明する。

【0011】

すなわち、図２７（Ａ）に示すように、指示体により上側透明ガラス基板８Ｕに接触していない場合には、上下の電極７ｘ及び電極７ｙ間に生じる静電容量（初期静電容量）は、小さく、例えば１〜２ｐＦ程度となっている。次に、図２７（Ｂ）に示すように、指示体を押し付けることで、中程度の押圧を上側透明ガラス基板８Ｕに与えると、上下の電極７ｘ及び７ｙ間の距離が狭くなり、その狭くなった上下の導体７ｘ及び７ｙ間の静電容量が変化して、例えば５〜６ｐＦ程度になる。そして、図２７（Ｃ）に示すように、さらに上側透明ガラス基板８Ｕに押圧が加わると、その押圧が加わった部分の上下の導体７ｘ及び７ｙ間の距離がさらに狭くなり、その上下の導体７ｘ及び７ｙ間の静電容量が大きく変化して、例えば１０ｐＦ程度になる。

【0012】

以上のようにして、各クロスポイントの領域の上下の導体７ｘ及び７ｙ間で静電容量の変化を検出することにより、各クロスポイントの領域での押圧を検出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】特開２０１０−７９７９１号公報

【特許文献2】特開２０１３−２０３７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

上述したように、指示体としては、図２４に示したクロスポイント静電容量方式の指示体検出装置の指示体検出センサでは、人の指や、筐体及び芯体が導電性を有する静電ペンなどの導電体で構成されるものが想定され、特許文献１や特許文献２では、人がゴム手袋を装着した状態や導電性を有しない押圧部材からなるものが想定される。

【0015】

上記の異なるタイプの指示体のいずれを使用しても、その指示位置やその押圧を検出することができる位置検出装置があれば、非常に便利である。しかし、従来の指示体検出装置は、例えば図２４を用いて説明した方式で導電体からなる指示体の指示位置を検出するための指示体検出センサと、特許文献１や特許文献２におけるような、導電性を有しない押圧部材からなる指示体の指示位置を検出する指示体検出センサとの、２個の指示体検出センサを重畳するように設けて、当該異なるタイプの指示体を検出するように構成していた。

【0016】

したがって、指示体検出センサを、２個設けなければならず、構成が複雑になると共に、コスト高となるという問題があった。

【0017】

この発明は、以上の問題点を解決することができるようにした指示体検出装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、
第１の方向に配置された複数の第１の導体と、前記第１の方向に対して交差する第２の方向に配置された複数の第２の導体とを所定の距離だけ離間して対向させて配設し、指示体による押圧により前記第１の導体と前記第２の導体との一方が撓んで、前記第１の導体と前記第２の導体との距離が変化することに基づいて前記第１の導体と前記第２の導体との間に形成される静電容量が変化する、静電容量方式による指示体検出センサと、
前記複数の第１の導体と前記複数の第２の導体との一方の複数の導体に所定の交流信号を供給するための交流信号供給回路と、
前記複数の第１の導体と前記複数の第２の導体との他方の複数の導体からの、前記所定の交流信号に対応する受信信号を検出する信号受信回路と、
を備え、
前記指示体検出センサは、
前記第１の導体と前記第２の導体とが交差して重なるクロスポイントの領域に、前記第１の導体と前記第２の導体との間に配設されたスペーサを備えており、
前記信号受信回路は、
導電性を有する第１の指示体が前記指示体検出センサに接近した位置及び前記第１の指示体が前記指示体検出センサを押圧した位置を、前記第１の導体と前記第２の導体との間に形成される静電容量の変化に基づいて検出する第１のモードと、
導電性を有しない第２の指示体が前記指示体検出センサを押圧した位置を、前記第１の導体と前記第２の導体との間に形成される静電容量の変化に基づいて検出する第２のモードと、
を有することを特徴とする指示体検出装置を提供する。

【0019】

上述の構成の請求項１の発明による指示体検出装置においては、１個の指示体検出センサに対して交流信号供給回路と信号受信回路を設けると共に、信号受信回路が、導電性を有する第１の指示体が前記指示体検出センサに接近した位置及び前記第１の指示体が前記指示体検出センサを押圧した位置を、前記第１の導体と前記第２の導体との間に形成される静電容量の変化に基づいて検出する第１のモードと、導電性を有しない第２の指示体が前記指示体検出センサを押圧した位置を、前記第１の導体と前記第２の導体との間に形成される静電容量の変化に基づいて検出する第２のモードとを有するものとした。

【0020】

このため、１個の指示体検出センサであっても、異なるタイプの指示体による指示位置を検出することができ、構成が簡単で、安価に製造できる指示体検出装置を提供することができる。

【発明の効果】

【0021】

この発明によれば、１個の指示体検出センサであっても、異なるタイプの指示体による指示位置を検出することができ、構成が簡単で、安価に製造できる指示体検出装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】この発明による指示体検出装置の実施形態の機構的構成例を説明するための図である。

【図2】この発明による指示体検出装置の実施形態の回路構成例を説明するための図である。

【図3】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの実施形態の要部を説明するための図である。

【図4】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの実施形態の要部を説明するための図である。

【図5】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの実施形態において、指示体によって押圧力の印加時の動作を説明するための図である。

【図6】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの実施形態を用いた場合の効果を説明するための図である。

【図7】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの実施形態において、指示体によって押圧力が印加されたときの上側基板の撓みを説明するための図である。

【図8】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの実施形態において、指示体によって押圧力が印加されたときの上側基板の撓みを説明するための図である。

【図9】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの実施形態において、指示体によって押圧力が印加されたときの上側基板の撓みを説明するための図である。

【図10】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの実施形態において、指示体によって押圧力が印加されたときの第１の導体と第２の導体との間の静電容量の変化を説明するための図である。

【図11】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの実施形態において、指示体によって押圧力が印加されたときの第１の導体と第２の導体との間の静電容量の変化を説明するために用いる図である。

【図12】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの実施形態において、指示体によって押圧力が印加されたときの第１の導体と第２の導体との間の静電容量の変化を説明するための図である。

【図13】この発明による指示体検出装置の実施形態において、異なるタイプの指示体の検出を説明するための図である。

【図14】この発明による指示体検出装置の実施形態において、異なるタイプのうちの一つの指示体の検出を説明するための図である。

【図15】この発明による指示体検出装置の実施形態において、異なるタイプのうちの一つの指示体の検出を説明するための図である。

【図16】この発明による指示体検出装置の実施形態において、異なるタイプのうちの一つの指示体の検出を説明するための図である。

【図17】この発明による指示体検出装置の実施形態において、異なるタイプのうちの一つの指示体の検出を説明するための図である。

【図18】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの実施形態の変形例を説明するための図である。

【図19】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの他の実施形態の第１の製造方法を説明するための図である。

【図20】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの他の実施形態の第１の製造方法を説明するために用いる図である。

【図21】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの他の実施形態の第２の製造方法を説明するための図である。

【図22】この発明による指示体検出装置の実施形態に用いられる指示体検出センサの他の実施形態において、指示体によって押圧力が印加されたときの上側基板の撓みを説明するための図である。

【図23】この発明による指示体検出装置の他の実施形態の回路構成例を説明するための図である。

【図24】静電容量方式の指示体検出センサの構成を説明するための図である。

【図25】従来の指示体検出センサの一例を説明するための図である。

【図26】先に提案した指示体検出センサの一例を説明するための図である。

【図27】先に提案した指示体検出センサの一例を説明するための図である。

【図28】先に提案した指示体検出センサの一例を説明するための図である。

【図29】先に提案した指示体検出センサの一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

この発明による指示体検出装置は、前述した特許文献２に記載の指示体検出センサを用いても構成可能である。しかし、ここでは、特に、前述した特許文献２に記載した指示体検出センサを改良した新規の指示体検出センサを用いる場合として、この発明による実施形態の指示体検出装置を説明する。

【0024】

［特許文献２の指示体検出センサの問題点］
特許文献２の指示体検出センサの構造では、スペーサＳｐが、クロスポイントの領域ではない、それぞれのクロスポイントの領域を囲む４隅の、上部導体７ｘと下部導体７ｙとの両方が形成されていない領域に形成されているために、以下のような問題があった。

【0025】

例えば指示体により上側透明ガラス基板８Ｕが押圧力Ｐａで押圧された場合、クロスポイントの領域では、図２８で太線の点線で示すように、スペーサＳｐの高さ分よりもさらに下部導体７ｙ側に近づくように上部導体７ｘが撓むとする。しかし、これと同じ押圧力Ｐａで、スペーサＳｐの上部位置で上側透明ガラス基板８Ｕを押圧しても、スペーサＳｐの存在により、上部導体７ｘは、図２８で太線の一点鎖線で示すように、そのスペーサＳｐの高さまでしか撓まない。

【0026】

すなわち、スペーサＳｐが存在する、クロスポイントの領域以外の導体７ｘ，７ｙが存在しない領域では、スペーサＳｐの高さが、上部導体７ｘが下部導体７ｙにもっとも近づける距離となり、スペーサＳｐが存在する領域と、スペーサＳｐが存在しないクロスポイントの領域とでは、同じ押圧力で押圧しても、上部導体７ｘと下部導体７ｙとの距離に差異が生じ、導体間距離をパラメータとする導体間の静電容量にも差異が生じる。

【0027】

つまり、スペーサＳｐが存在する領域において、指示体により上部導体７ｘがスペーサＳｐの先端に接触するような押圧力以上の押圧力で押圧しても、上側透明ガラス基板８ＵはスペーサＳｐの高さ以下に撓むことはないので、そのような押圧力を検出することができない。このため、クロスポイントの領域における押圧力対静電容量と、スペーサＳｐが存在する領域における押圧力対静電容量とでは、特性が全く異なってしまう。

【0028】

しかも、スペーサＳｐが存在する領域には、導体７ｘ、７ｙのいずれも存在しないため、クロスポイントの領域と、それ以外のスペーサＳｐが存在する領域とでは、導体７ｘと電極７ｙとの間の静電容量の差異が大きくなる。

【0029】

一般に、この種の指示体検出センサ及び位置検出装置では、指示体による指示位置のＸ方向座標及びＹ方向座標のそれぞれは、互いに隣接する３個の導体に得られる静電容量に応じた信号レベルから検出するようにするが、上記のように、クロスポイントの領域と、スペーサが存在する他の領域との間では、上述のような静電容量の差異のために、指示体による指示位置の座標が精度良く検出することができなくなる。特許文献２の場合には、この位置精度の悪化のために、指示体により、例えば螺旋状になぞり操作をしたときには、図２９に示すように、表示画面上における当該なぞり操作に応じた表示軌跡は、滑らかな曲線とはならずに、ガタガタしたようなものとなってしまうという問題がある。

【0030】

また、特許文献２の場合には、スペーサＳｐは、クロスポイントの領域以外の導体７ｘ及び７ｙがいずれも存在しない領域に配置する必要があるため、スペーサＳｐの配置間隔が、少なくとも導体７ｘ，７ｙのそれぞれの幅分よりも大きくなる。さらに、クロスポイントの領域の導体７ｘ，７ｙの間の静電容量により、所定の押圧力を検出することができるように、導体７ｘについて所定の撓み量を得るようにするために、スペーサＳｐの高さは、高くする必要があった。

【0031】

このため、上側透明ガラス基板８Ｕを押圧しながらなぞり操作をしたときに、クロスポイントの領域外のスペーサＳｐの先端に触れて、いわゆるゴツゴツした操作感となってしまう恐れがあった。

【0032】

以下に説明する指示体検出センサは、以上の問題点を改善したものである。

【0033】

［この発明の実施形態の指示体検出装置の説明］
以下に、この発明の実施形態の指示体検出装置について説明するが、ここでは、表示機能付タブレット装置、タブレット型情報端末あるいはパッド型情報端末などと呼ばれる表示機能付機器に、指示体検出装置を適用した場合を例にして説明する。

【0034】

［指示体検出装置１の概略構成］
図１は、この実施形態の指示体検出装置１の構成の概略を説明するための分解斜視図である。この実施形態の指示体検出装置１は、表示機能付機器の構成である。図１に示すように、この実施形態の指示体検出装置１は、筐体１Ｅ内の最下層にマザーボード１Ｄが収納され、その上に表示画面を上側（フロントパネル１Ａ側）にしてＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１Ｃが設けられる。当該ＬＣＤ１Ｃの表示画面側にこの発明の実施形態の指示体検出センサ１Ｂが設けられる。そして、指示体検出センサ１Ｂの上側にフロントパネル１Ａが設けられ、上述の各収納物１Ｄ、１Ｃ、１Ｂが筐体１Ｅ内に保持される。

【0035】

ここで、マザーボード１Ｄには、通信回路、ＬＣＤ１Ｃ用の制御回路、指示体検出センサ１Ｂに信号を供給する信号供給回路、指示体検出センサ１Ｂからの信号を受信して、指示位置等を検出する信号受信回路等の種々の回路が形成されている。ＬＣＤ１Ｃは、この実施形態の指示体検出装置１の表示機能を実現するための表示手段である。指示体検出センサ１Ｂは、この発明が適用されて構成されたものであり、ユーザからの種々の指示入力（操作入力）を受け付ける受付手段としての機能を実現している。

【0036】

上述したように、ＬＣＤ１Ｃの表示画面は指示体検出センサ１Ｂを介して観視される。このため、指示体検出センサ１Ｂは光透過性（透明性）を有するように構成されている。これにより、ユーザは、指示体検出装置１のフロントパネル１Ａ側からＬＣＤ１Ｃに表示される情報を観視しながら、指示体検出センサ１Ｂを通じて、種々の指示入力を行うことができるようにされる。

【0037】

なお、図１には図示しなかったが、ＬＣＤ１Ｃと指示体検出センサ１Ｂとは、マザーボードの対応する回路部にそれぞれ接続される。そして、詳しくは後述もするが、指示体検出センサ１Ｂと、マザーボード１Ｄに設けられている信号供給回路や信号受信回路により、指示体検出装置が構成される。また、指示体検出装置１は、その外観の大きさが、例えば、用紙サイズでいえば、Ａ５版サイズ、Ｂ５版サイズ、Ａ４版サイズなど、種々の大きさのものとして実現される。

【0038】

［指示体検出装置１の構成例］
次に、指示体検出センサ１Ｂを含む指示体検出装置の構成例について説明する。図２は、この実施形態の指示体検出装置の構成例を説明するためのブロック図である。図２に示すように、この実施形態の指示体検出装置は、図１に示した指示体検出センサ１Ｂと、信号供給回路２００と、信号受信回路３００と、制御回路４０とからなる。制御回路４０は、この実施形態の指示体検出装置の各部を制御するための回路であり、例えばマイクロコンピュータを搭載して構成されている。

【0039】

指示体検出センサ１Ｂは、信号供給回路２００に接続される複数の第１の導体１１Ｘ１〜１１Ｘｍと、信号受信回路３００に接続される複数の第２の導体２１Ｙ１〜２１Ｙｎとを備える。そして、第１の導体１１Ｘ１〜１１Ｘｍは送信導体群１１を構成する。また、第２の導体２１Ｙ１〜２１Ｙｎは受信導体群２１を構成する。

【0040】

なお、以下の第１の導体１１Ｘ１〜１１Ｘｍ及び第２の導体２１Ｙ１〜２１Ｙｎの説明において、特に、１本ずつを区別して説明する場合を除き、第１の導体１１Ｘ１〜１１Ｘｍの１本を第１の導体１１Ｘといい、第２の導体２１Ｙ１〜２１Ｙｎの１本を第２の導体２１Ｙという。また、送信導体群１１を構成する第１の導体１１Ｘの数や受信導体群２１を構成する第２の導体２１Ｙの数は、ユーザによって操作される指示体検出センサ１Ｂの指示入力面１ＢＳのサイズなど、実施の態様に応じて適宜設定される。また、この実施形態においては、送信導体群１１側が、ユーザの指等の指示体によって指示入力が行われる指示入力面１ＢＳとされる。

【0041】

図２においては、右下端部に示したＸ軸矢印がＸ軸方向を示し、同様にＹ軸矢印がＹ軸方向を示している。そして、詳しくは後述もするが、送信導体群１１は、指示体検出センサ１ＢのＹ軸方向（第１の方向の例）に延伸された細長（平板状）のｍ本の第１の導体１１Ｘが、Ｘ軸方向に所定間隔を隔てて配列されて構成されたものである。また、受信導体群２１は、指示体検出センサ１ＢのＸ軸方向（第２の方向の例）に延伸された細長（平板状）のｎ本の第２の導体２１Ｙが、Ｙ軸方向に所定間隔を隔てて配列されて構成されたものである。

【0042】

また、詳しくは後述するが、送信導体群１１と受信導体群２１は、所定の距離だけ隔てて対向配置されている。これにより、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとが対向する部分では、コンデンサが構成されるようなっている。そして、この実施形態においては、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとが対向して、指示入力面１ＢＳに直交する方向から見た時に互いに重なるクロスポイントの領域に、後述するようにスペーサが配設される。なお、この実施形態において、第１の導体１１Ｘおよび第２の導体２１Ｙは、例えば、銀パターンやＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）膜からなる透明電極膜、あるいは銅箔等で形成される。

【0043】

信号供給回路２００は、指示体検出センサ１Ｂの指示入力面１ＢＳに対する指示体による指示位置や指示位置に加えられた押圧力の検出を可能にするための信号を、この例では、送信導体群１１を構成する第１の導体１１Ｘのそれぞれに供給する。信号供給回路２００は、図２に示したように、選択回路２４と信号発生回路２５とを備えている。選択回路２４は、制御回路４０からの制御に応じて、信号発生回路２５からの信号を第１の導体１１Ｘに選択的に供給する。信号発生回路２５は、制御回路４０の制御に応じて、所定の周波数を有する、正弦波、矩形波などの交流信号を発生させ、これを選択回路２４に供給する。

【0044】

そして、この実施形態の選択回路２４は、制御回路４０によって、所定時間内に全ての第１の導体１１Ｘ１〜１１Ｘｍに対して信号発生回路２５からの信号を供給するように切換制御される。このように、選択回路２４によって信号発生回路２５からの交流信号を第１の導体１１Ｘに選択的に供給するのは、指示入力面１ＢＳ上で複数の指示位置と、これらに加えられた押圧力とを検出することができるようにするためである。

【0045】

信号受信回路３００は、この例では受信導体群２１を構成する複数の第２の導体２１Ｙから得られる受信信号に対して信号処理をすることにより、指示体による指示入力面１ＢＳ上の指示位置の検出と、当該指示位置に加えられた押圧力の検出とを行う。図２に示すように、信号受信回路３００は、増幅回路３１と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換回路３２と、指示位置及び押圧力検出回路３３とを備えている。

【0046】

増幅回路３１は、受信導体群２１を構成する第２の導体２１Ｙから得られる受信信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換回路３２に供給する。Ａ／Ｄ変換回路３２は、増幅回路３１において増幅された第２の導体２１Ｙからの受信信号をデジタル信号に変換し、これらを指示位置及び押圧力検出回路３３に供給する。

【0047】

指示位置及び押圧力検出回路３３は、Ａ／Ｄ変換回路３２からの信号に基づいて、指示体検出センサ１Ｂに対して指示体による指示入力が行われた場合に、指示された指示入力面１ＢＳ上の指示位置の検出（識別）と加えられた力（押圧力）の検出とを行う。上述したように、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとが対向する部分ではコンデンサが構成される。

【0048】

そして、詳しくは後述するが、指示体検出センサ１Ｂに対して指示体により押圧力が加えられると、その押圧力に応じて指示入力面１ＢＳが撓んで、押圧力が印加された部分の１または複数個の第１の導体１１Ｘと１または複数個の第２の導体２１Ｙとの間の距離が変化する。そのために、それらの第１の導体１１Ｘと１または複数個の第２の導体２１Ｙとで構成されるコンデンサの静電容量が、押圧力に応じて変化する。このため、静電容量が変化した部分では、第１の導体１１Ｘから第２の導体２１Ｙに伝達される信号（電流）が増加することになる。

【0049】

そこで、複数の第２の導体２１Ｙのそれぞれの導体に流れる信号量（電流量）を監視することにより、指示体が指示体検出センサ１Ｂ上のどの位置を指示操作しているのかを検出することができる。なお、どの第１の導体１１Ｘに交流信号を供給しているのかは、制御回路４０からの情報により認識することができる。これらの情報により、信号発生回路２５からの交流信号が供給されている第１の導体１１Ｘと、指示体による指示位置に応じて信号量が変化した第２の導体２１Ｙとが交差する部分が、指示体によって指示された位置領域であると検出することができる。しかも、指示体による押圧に応じてコンデンサの静電容量が変化するため、第２の導体２１Ｙに流れる信号量を検出することで、指示体によって指示体検出センサ１Ｂにどの位の押圧力が加えられたかも検出することができる。

【0050】

このように、指示位置及び押圧力検出回路３３は、指示体が指示する位置に加え、指示体による押圧力に応じた信号を検出することができる。この指示位置及び押圧力検出回路３３で検出された指示位置や押圧力は、マザーボード１Ｄの中の所定の制御回路に供給され、ユーザからの入力情報として用いられる。

【0051】

この実施形態の指示体検出センサ１Ｂを備える指示体検出装置１は、指示体が、人の指や、芯体及び筐体が導電性を有するペン型の指示体（いわゆる静電ペン）であって、この導電性を有する指示体を通じてグラウンドに逃げる電荷によって第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間の静電容量が変化することを検出することで、指示体による指示位置及び押圧力を検出する第１のモードを有すると共に、ゴム手袋をしたユーザの指や、導電性を有しないペン型の指示体による押圧力に応じた第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間の静電容量の変化を検出することで、指示体による指示位置及び押圧力を検出する第２のモードを有するハイブリッド型の構成とされている。

【0052】

このハイブリッド型の構成については、後で詳述するが、この実施形態では、制御回路４０は、指示位置及び押圧力検出回路３３を、第１のモードにおける指示体の検出処理動作と第２のモードにおける指示体の検出処理動作とを、時分割で切り替えて交互に繰り返すことで、異なるタイプの指示体によって同時に指示体検出センサ１Ｂに対して指示入力操作があっても、そのタイプの違いに関わらず、複数の指示体の同時検出を可能な構成としている。なお、制御回路４０は、増幅回路３１に対してゲイン制御信号を供給し、増幅回路３１のゲインを、第１のモードと、第２のモードとで切り替える制御も行う。

【0053】

［指示体検出センサ１Ｂの構成例］
次に、指示体検出センサ１Ｂの構成例について、図３及び図４を参照しながら具体的に説明する。図３は、実施形態の指示体検出センサ１Ｂを、指示入力面１ＢＳ側から、当該指示入力面１ＢＳに直交する方向から見た構成例を説明するための図であり、指示体検出センサ１Ｂの一部を示すである。図４は、実施形態の指示体検出センサ１Ｂの断面図であり、ここでは、図３におけるＡ−Ａ断面図である。なお、図３に示す指示体検出センサ１Ｂでは、第１の導体１１Ｘが配列された方向がＸ軸方向であり、第２の導体２１Ｙが配列された方向がＹ軸方向である。なお、以下の説明においては、指示入力面１ＢＳ側を上側と称する。

【0054】

図４に示すように、指示体検出センサ１Ｂは、上側基板（第１の基板）１０と下側基板（第２の基板）２０とが上下に配置されて構成される。上側基板１０の、下側基板２０との対向面とは反対側の上面１０ａが指示入力面１ＢＳとなる。

【0055】

上側基板１０は、指示入力面１ＢＳ（上側基板１０の上面１０ａ）において指示体による押圧がなされたときに下側基板２０側に撓むことが可能な可撓性の材料からなり、この例では、比較的に厚みが薄いガラス基板や、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＰ（polypropylene）、ＬＣＰ（liquid crystal polymer）などの透明の合成樹脂からなるフィルム基板で構成されている。下側基板２０は、指示体による押圧を受けることはないので、撓む必要はなく、この例では、上側基板１０よりも厚いガラス基板や剛体の透明の合成樹脂からなる。

【0056】

そして、上側基板１０の下側基板２０との対向面側には、それぞれ所定の幅Ｗｘを有し、Ｙ軸方向に延伸されたｍ（ｍは２以上の整数）本の細長（平板状）の第１の導体１１Ｘ１，１１Ｘ２，・・・，１１Ｘｉ−１，１１Ｘｉ，１１Ｘｉ＋１，・・・，１１Ｘｍが、所定の配列ピッチＰｘ（＞Ｗｘ）で、Ｘ軸方向に配列されている。このｍ本の第１の導体１１Ｘのそれぞれは、この例では、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明電極で構成される。このｍ本の第１の導体１１Ｘのそれぞれは、第１の接続導体（図示は省略）のそれぞれを通じて、マザーボード１Ｄに設けられる図２に示した信号供給回路２００を構成する選択回路２４に接続される。

【0057】

また、下側基板２０の上側基板１０との対向面側には、それぞれ所定の幅Ｗｙを有し、Ｘ軸方向に延伸されたｎ（ｎは２以上の整数）本の細長（平板状）の第２の導体２１Ｙ１，２１Ｙ２，・・・，２１Ｙｊ−１，２１Ｙｊ，・・・，２１Ｙｎが、所定の配列ピッチＰｙ（＞Ｗｙ）でＹ軸方向に配列されている。このｎ本の第２の導体２１Ｙのそれぞれは、この例では、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明電極で構成される。このｎ本の第２の導体２１Ｙのそれぞれは、第２の接続導体（図示は省略）を通じて、マザーボード１Ｄに設けられた、図２に示した信号受信回路３００を構成する増幅回路３１に接続される。

【0058】

なお、この実施形態では、前記幅Ｗｘ、Ｗｙは、同一とされると共に、その大きさは例えば２〜２．５ｍｍに選定され、この例では、Ｗｘ＝Ｗｙ＝２．５ｍｍに選定される。また、この実施形態では、前記配列ピッチＰｘ、Ｐｙも同一とされ、例えばＰｘ＝Ｐｙ＝３．２ｍｍに選定される。

【0059】

また、ガラス基板あるいは合成樹脂素材からなるフィルム基板などが適用される、可撓性を有する上側基板１０には、第１の導体１１Ｘが蒸着、印刷などの既知の導体形成プロセスによって上側基板１０と一体的に形成される。同様にして、ガラス基板あるいは合成樹脂基板などが適用される下側基板２０には、第２の導体２１Ｙが蒸着、印刷などの既知の導体形成プロセスによって下側基板２０と一体的に形成される。

【0060】

なお、図示は省略するが、上側基板１０には、ｍ個の第１の導体１１Ｘ１〜１１Ｘｍの全体を覆うように誘電体部材が設けられる。この誘電体部材は、例えばＰＥＴ（polyethylene terephthalate）、ＰＰ（polypropylene）、ＬＣＰ（liquid crystal polymer）などの比誘電率が２〜１０程度の誘電体からなる透明の誘電体フィルムで構成される。この誘電体部材の層の厚さは、例えば５〜１５μｍとされる。また、ガラス素材も誘電体部材として適用しうる。更には、この誘電体部材は、高誘電率フィラーを高密度に充填した誘電体フィルム（比誘電率が４０以上）により構成しても良い。この他、誘電体部材としては、透明エポキシ樹脂、フォトレジスト用アクリル系樹脂、高光透過性フッ素樹脂、１液性のウレタン系樹脂などの透明性を有する種々の誘電体が適用しうる。なお、この誘電体部材は、設けなくてもよい。

【0061】

そして、上側基板１０の周部と下側基板２０の周部とを、上側基板１０の周部と下側基板２０の周部とが所定の距離ｄだけ隔てられるように、枠形状の張り合わせ部材３０を介して張り合わされて封止される。したがって、この実施形態の指示体検出センサ１Ｂにおいては、下側基板２０と、上側基板１０との間の空隙には、この例では、空気層１４が、封止されて介在する。この実施形態では、下側基板２０と、上側基板１０との間の距離ｄは、２０〜１００μｍとされ、この例では、ｄ＝４０μｍとされている。なお、下側基板２０と、上側基板１０との間の空隙には、空気ではなく、透明の液体を封入するようにしてもよく、空気層ではなく、液体層の場合の方が、上側基板１０と下側基板２０との間の透明度が高くなる。

【0062】

そして、この実施形態においては、指示体検出センサ１Ｂを指示入力面１ＢＳ側に直交する方向から見たときに、第１の導体１１Ｘと、第２の導体２１Ｙとが互いに重なり合う領域であるクロスポイントの領域（横×縦＝Ｗｘ×Ｗｙの領域）にスペーサを設ける。すなわち、前述した特許文献２と異なり、クロスポイントの領域以外の第１の導体１１Ｘ及び第２の導体２１Ｙが存在しない領域にはスペーサを設けない。

【0063】

そして、この実施形態においては、スペーサは、クロスポイントの領域内のみにおいて、指示体による押圧による上側基板１０の撓み量が、当該クロスポイントの領域での値よりも、クロスポイントの領域以外での値の方が大きくなるような位置、形状及び高さで配設される。この条件を満足するために、この実施形態では、スペーサは、クロスポイントの領域において、その周縁から所定部囲を除く中央領域に配設するようにする。

【0064】

この例では、図３及び図４に示すように、横×縦＝Ｗｘ×Ｗｙの正方形のクロスポイントの領域のそれぞれの中央の横×縦＝Ｇｘ×Ｇｙの正方形の領域の四隅に、スペーサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄを設ける。この例では、Ｇｘ＝Ｇｙ＝１ｍｍとされる。したがって、横×縦＝Ｇｘ×Ｇｙの正方形の中央領域の周縁と、横×縦＝Ｗｘ×Ｗｙの正方形のクロスポイントの領域の周縁までの長さは、（Ｗｘ−Ｇｘ）／２＝（Ｗｙ−Ｇｙ）／２＝（２．５−１）／２＝０．７５ｍｍとなる。これらの４個のスペーサＳａ〜Ｓｄは、例えば、透明の誘電体材料を印刷したり、ドットプリンタにおけるインク吐出のような原理で形成される。この場合に、４個のスペーサの材料は、硬質のものであってもよいし、弾性を有するものであってもよい。

【0065】

なお、図３においては、第２の導体２１Ｙ上に在るスペーサＳａ〜Ｓｄは、透明の第１の導体１１Ｘを通して見えるものとして実線で示したが、実際上は、透明であると共に、その大きさが小さいことから殆ど目につくことはない。このことは、図３と同様に表される他の図についても同様である。

【0066】

したがって、クロスポイントの領域内においては、４個のスペーサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、ＳｄのＸ方向及びＹ方向の互いの離隔距離はＧｘまたはＧｙとなる。

【0067】

また、隣り合う第１の導体１１Ｘにおけるスペーサ間のＸ方向の距離、すなわち、第１の導体１１Ｘｉ−１のスペーサＳｄまたはＳｃと、その隣の第１の導体１１ＸｉのスペーサＳａまたはＳｂとの距離ｔｘは、第１の導体１１Ｘの配列ピッチＰｘ（＝３．２ｍｍ）よりも小さく、また、クロスポイントの領域内における４個のスペーサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、ＳｄのＸ方向の離隔距離Ｇｘよりも大きくされる。つまり、Ｇｘ＜ｔｘ＜Ｐｘとされ、この例では、距離ｔｘ＝２．２ｍｍとされる。

【0068】

同様に、隣り合う第２の導体２１Ｙにおけるスペーサ間のＹ方向の距離、すなわち、第２の導体２１Ｙｊ−１のスペーサＳｂまたはＳｃと、その隣の第２の導体２１ＹｊのスペーサＳａまたはＳｄとの距離ｔｙは、第２の導体２１Ｙの配列ピッチＰｙ（＝３．２ｍｍ）よりも小さく、また、クロスポイントの領域内における４個のスペーサＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、ＳｄのＹ方向の互いの離隔距離Ｇｙよりも大きくされる。つまり、Ｇｙ＜ｔｙ＜Ｐｙとされ、この例では、距離ｔｙ＝２．２ｍｍとされる。

【0069】

特許文献２の場合には、前述したように、クロスポイントの領域外の第１の導体１１Ｘ及び第２の導体２１Ｙがともに存在しない領域にスペーサＳｐが配置されるために、Ｘ方向及びＹ方向のスペーサ間の距離は、第１の導体１１Ｘ及び第２の導体２１Ｙの配列ピッチＰｘ，Ｐｙ以上に大きくしなくてはならなかった。このため、クロスポイントの領域で上側基板１０について所定の撓み量を得るために、スペーサＳｐの高さは、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間の距離と等しいか、それ以下の、例えば１０〜６０μｍとされ、比較的大きく選定されていた。

【0070】

これに対して、この実施形態においては、上述したように、Ｘ方向及びＹ方向のスペーサ間の距離は、第１の導体１１Ｘ及び第２の導体２１Ｙの配列ピッチＰｘ，Ｐｙ（＝３．２ｍｍ）よりも小さい１ｍｍあるいは２．２ｍｍとされている。そして、この実施形態では、スペーサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄは、クロスポイントの領域内に設けられることと相俟って、その高さＨは４〜１０μｍと、特許文献２の場合に比べて低くすることができる。この例では、スペーサＳａ〜Ｓｄの高さＨ＝６μｍとされている。

【0071】

このスペーサＳａ〜Ｓｄの高さＨは、上側基板１０に形成されている第１の導体１１Ｘが、スペーサＳａ〜Ｓｄに接触するまでに、指示体による指示位置の座標計算をするのに十分な静電容量変化が生じている値とされている。したがって、上側基板１０に形成されている第１の導体１１ＸがスペーサＳａ〜Ｓｄに接触してそれ以上撓まない状態になったとしても、その時点で座標計算に十分な必要な信号レベルが得られているので、指示体の検出位置座標は精度良く検出できる。

【0072】

このようにスペーサＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄの高さが低くされることにより、第１の導体１１Ｘと、第２の導体２１Ｙとの間の距離ｄも、特許文献２の場合よりも小さくすることが可能となる。ちなみに、特許文献２の場合の第１の導体１１Ｘと、第２の導体２１Ｙとの間の距離は、１００μｍであったのに対して、この実施形態では、前述したように、距離ｄ＝４０μｍとすることができる。

【0073】

コンデンサの静電容量Ｃは、対向する２つの電極の面積をＳ、当該２つの電極間の距離をＤ、２つの電極間に存在する誘電体の誘電率をεとすると、
Ｃ＝ε・Ｓ／Ｄ …（式１）
という演算式で計算することができる。この実施形態では、（式１）の電極間の距離Ｄを特許文献２の場合に比べて小さくすることができるので、第１の導体１１Ｘと、第２の導体２１Ｙとの間に形成されるコンデンサの静電容量の値を、特許文献２の場合よりも大きくすることができる。

【0074】

また、第１の導体１１Ｘと、第２の導体２１Ｙとの間の距離を小さくすることが可能であるので、光透過率の減少を抑えることができて、光透過度を特許文献２の場合に比べて高くすることができる。

【0075】

以上のようにして、この実施形態では、クロスポイントの領域の中央領域部分にのみスペースＳａ〜Ｓｄを配置して、クロスポイントの領域以外の領域には、スペーサを設けない構成としたことにより、スペーサＳａ〜Ｓｄの高さを、特許文献２の場合よりも低くすることができ、小さい押圧力で大きく上側基板１０及び第１の導体１１Ｘを撓み変形させることができる。

【0076】

すなわち、この実施形態の指示体検出センサにおいては、上側基板１０及び第１の導体１１ＸがスペーサＳａ〜Ｓｄに接触するまでは、上側基板１０及び第１の導体１１Ｘの押圧力による変形が制限されることがない構成とされる。これにより、例えば数１０グラムからの押圧力の検出ができ、かつ、当該押圧力が印加された指示位置の検出座標精度が向上する。

【0077】

しかも、スペーサＳａ〜Ｓｄの高さが低いので、指示体による押圧移動時に、スペーサＳａ〜Ｓｄの先端に当接することによるゴツゴツ感は軽減されるという効果もある。

【0078】

そして、この実施形態においては、前述したように、押圧による上側基板１０の撓み量が、クロスポイントの領域での値よりも、クロスポイントの領域以外での値の方が大きくなるようにされている。さらに、スペーサＳａ〜Ｓｄの隣り合う者同士の離隔間隔について、上述したように、Ｇｘ＜ｔｘ＜Ｐｘ及びＧｙ＜ｔｙ＜Ｐｙを満足するようにしたことにより、クロスポイントの領域以外の領域における上側基板１０の撓み量を、より大きくすることができる。したがって、クロスポイントの領域以外の領域における指示体による押圧力の印加位置の検出感度が向上する。特に、上述の実施形態では、斜めに隣り合うクロスポイントの領域では、スペーサ間の距離は、Ｘ方向及びＹ方向のスペーサ間距離よりも大きいので、クロスポイントの領域以外の第１の導体１１Ｘ及び第２の導体２１Ｙが共に存在していない領域を指示体で押圧したときの検出感度が向上する。

【0079】

すなわち、上述の実施形態の指示体検出センサによれば、以上のような構成としたことにより、特許文献２の場合における冒頭で述べた問題点を解消することができる。以下、より詳細に、上述の実施形態の指示体検出センサの効果を説明する。

【0080】

上述の実施形態では、（式１）に示した演算式で表されるコンデンサの原理を応用して、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間に形成される静電容量の大きな変化を引き起こす構造を有している。

【0081】

指示体によって上側基板１０が押圧されていない状態においては、上側基板１０の第１の導体１１Ｘと、下側基板２０の第２の導体２１Ｙとは、所定の距離ｄだけ離間している。指示体によって上側基板１０が下側基板２０の方向に押圧されると、上側基板１０、第１の導体１１Ｘはそれぞれ可撓性を有しているために、例えば図５（Ａ）に示すように、上側基板１０及び第１の導体１１Ｘは、その押圧力が印加されている部位近傍において下側基板２０側に撓み、当該撓んだ部位における上側基板１０の第１の導体１１Ｘと下側基板２０の第２の導体２１Ｙとの間の距離が、距離ｄよりも、印加された押圧力に応じて小さくなる。

【0082】

このため、上述の（式１）から明らかなように、当該押圧力が印加された部位の第１の導体１１Ｘと下側基板２０の第２の導体２１Ｙとで形成されるコンデンサの静電容量が大きくなる。この場合に、指示体により押圧力が印加されている指示位置の座標は、この例では、いわゆる３点方式により検出される。すなわち、図５（Ａ）においては、第１の導体１１Ｘが撓むことにより、この第１の導体１１Ｘと対向する３本の第２の導体２１Ｙｊ−１，２１Ｙｊ，２１Ｙｊ＋１との間の距離が変化して、第１の導体１１Ｘと、第２の導体２１Ｙｊ−１，２１Ｙｊ，２１Ｙｊ＋１とで間で構成されるコンデンサのそれぞれの静電容量Ｃｊ−１，Ｃｊ，Ｃｊ＋１が変化する。

【0083】

位置検出装置の信号受信回路３００（図２参照）では、この３つの静電容量Ｃｊ−１，Ｃｊ，Ｃｊ＋１の値に応じた信号レベルを検出し、その信号レベルを用いて、指示体により押圧が印加されている指示位置のＹ座標を検出する。指示体により押圧が印加されている指示位置のＸ座標は、送信信号を供給している第１の導体１１Ｘがいずれであるかにより検出する。また、位置検出装置の信号受信回路３００では、前記静電容量Ｃｊ−１，Ｃｊ，Ｃｊ＋１の値に応じた信号レベルから、指示体による押圧力を算出する。

【0084】

冒頭の課題の欄で述べたように、特許文献２の場合には、クロスポイントの領域以外のスペーサＳｐが配置されている領域部分では、指示体により押圧力が印加された場合であっても、その印加された押圧力に応じた撓みを生じない。そして、当該クロスポイントの領域以外の領域では第１の導体１１Ｘ及び第２の導体２１Ｙが存在しないこともあって、座標値を正しく検出することができる静電容量を得ることができない問題があった。

【0085】

これに対して、この実施形態では、クロスポイントの領域の中央領域部分にのみスペースＳａ〜Ｓｄを配置したことにより、クロスポイントの領域以外の領域においても、上側基板１０及び第１の導体１１Ｘが、クロスポイントの領域よりも、より撓みを生じるようになり、クロスポイントの領域以外の領域で指示体による押圧入力があった時にも、座標値を正しく検出することができる静電容量を得ることができるようになる。

【0086】

この実施形態においては、図５（Ｂ）に示すように、クロスポイントの領域以外の領域において、指示体による押圧力が印加されると、当該クロスポイントの領域以外の領域にはスペーサが存在しないので、上側基板１０に形成されている第１の導体１１Ｘは、図示のように、同じ押圧力がクロスポイントの領域上で印加される場合よりも、大きく撓む。

【0087】

すなわち、指示体による押圧力が丁度スペーサＳｄの上で印加された場合には、図５（Ｃ）において点線で示すように、上側基板１０に形成されている第１の導体１１Ｘは、スペーサＳｄの高さのところまでしか撓まないが、クロスポイントの領域以外の領域において、指示体により同じ押圧力が印加されたときには、実線で示すように撓む（図５（Ｂ）と同じ）。

【0088】

そして、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように、クロスポイントの領域以外の領域においては、第１の導体１１Ｘが大きく撓んで、下側基板２０側に近づいたとしても、その直下には第２の導体２１Ｙが存在しないので、第１の導体１１Ｘの撓みは、その領域の両側にある第２の導体２１Ｙとコンデンサの静電容量に変化を与えるものとなる。

【0089】

そして、図５（Ｃ）から明らかなように、この実施形態においては、クロスポイントの領域以外の領域における第１の導体１１Ｘの撓み量が、クロスポイントの領域における第１の導体１１Ｘとの撓み量よりも大きくなるので、クロスポイントの領域と、クロスポイントの領域以外の領域とで、指示体による押圧力に対する静電容量の変化を同様にすることができる。

【0090】

このため、図２８及び図２９を用いて説明した特許文献２の場合における指示体による押圧力が印加された指示位置の座標精度の問題を、この実施形態によれば、改善することができる。ちなみに、この実施形態において、図２９と同様の螺旋状のなぞり操作をした場合には、ＬＣＤ１Ｃの表示画面においては、図６に示すような滑らかな曲線の表示とすることができる。

【0091】

この実施形態の指示体検出センサ１Ｂにおいて、指示体により押圧した場合に、上側基板１０及び第１の導体１１Ｘの押圧された部分がどのように変形するかの撓み量の分布図を、図７〜図９に示す。図７〜図９において、分布図中の白抜きの小さな矢印の位置が、指示体による押圧が印加されている位置を示しており、また、上側基板１０及び第１の導体１１Ｘの撓み量は、同じ撓み量位置を結んで等高線と同様の表示をしている。さらに、撓み量が大きいほど、その等高線内を濃い塗り潰しとして示している。なお、この図７〜図９では、シャープペンシルの芯のような細く先の尖った指示体で押圧したときの様子を示している。

【0092】

図７（Ａ）〜（Ｅ）は、指示体による押圧力の印加位置が、１本の第１の導体１１Ｘ上を移動したときの、スペーサＳａ〜Ｓｄとの各位置関係における撓み量の変化を示す図である。指示体による押圧力の印加位置が、１本の第２の導体２１Ｙに沿って移動したときの、スペーサＳａ〜Ｓｄとの各位置関係における撓み量の変化も、指示体による押圧力の印加位置の移動方向において同様のものとなる。

【0093】

また、図８（Ａ）〜（Ｅ）は、指示体による押圧力の印加位置が、指示体検出センサ１Ｂの上側基板１０上において、斜め上方向に移動したときの、スペーサＳａ〜Ｓｄとの各位置関係における撓み量の変化を示す図である。

【0094】

さらに、図９（Ａ）〜（Ｆ）は、指示体による押圧力の印加位置が、クロスポイントの領域以外の領域であって、隣り合う２本の第２の導体２１Ｙ間の領域の上を、Ｘ方向に移動したときの、スペーサＳａ〜Ｓｄとの各位置関係における撓み量の変化を示す図である。指示体による押圧力の印加位置が、クロスポイントの領域以外の領域であって、隣り合う２本の第１の導体２１Ｘ間の領域の上を、Ｙ方向に移動したときの、スペーサＳａ〜Ｓｄとの各位置関係における撓み量の変化も、指示体による押圧力の印加位置の移動方向において同様のものとなる。

【0095】

図７〜図９から明らかなように、この実施形態の指示体検出センサ１Ｂの構成によれば、クロスポイントの領域以外を指示体により押圧した場合にも、上側基板１０及び第１の導体１１Ｘの撓みによる変形が、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとが重なるクロスポイントの領域へ伝搬される。つまり、クロスポイントの領域以外の領域を、指示体により押圧した場合にも、クロスポイントの領域で、静電容量に基づく検出レベルの変化が起こる。このために、この実施形態の指示体検出センサによれば、指示入力面１ＢＳの全ての位置において、指示体による押圧により指示された位置の、精度の高い座標検出が可能となり、また、その際の指示体による押圧力の検出もできる。

【0096】

以上は、主として、クロスポイントの領域以外における指示体による押圧力に対する上側基板１０及び第１の導体１１Ｘの撓みについて言及したが、クロスポイントの領域において、上述と同様に、シャープペンシルの芯のような細く先の尖った指示体で押圧したときの様子を説明すると、以下の通りとなる。

【0097】

すなわち、図１０（Ａ）〜（Ｄ）は、シャープペンシルの芯のような細く先の尖った指示体でクロスポイントの領域の中央領域を押圧力Ｐで押し、かつ、その押圧位置を、横向矢印（図１０（Ｂ）及び（Ｃ）参照）で示すように、クロスポイントの領域の中央領域の中心位置から外周方向にスペーサＳａ〜Ｓｄの真上まで移動させたときの第１の導体１１Ｘの撓みの様子を示している。図１０では、簡単のため、上側基板１０は省略している。

【0098】

そして、図１０（Ａ）〜（Ｄ）においては、クロスポイントの領域において第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間で生じる静電容量を、スペーサＳａ〜Ｓｄで囲まれる中央領域でのコンデンサの静電容量Ｃαと、スペーサＳａ〜Ｓｄで囲まれる中央領域外の両側のコンデンサの静電容量Ｃβ及びＣγとに分けて考え、それら３つのコンデンサが並列に接続されているものとして説明する。なお、図１０では、静電容量Ｃα、Ｃβ及びＣγを模式的に四角形により示し、その高さが静電容量値に対応するものとして示している。この場合、クロスポイントの領域において第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間で生じる静電容量は、３つの静電容量Ｃα，Ｃβ、Ｃγの和として考えることができる。

【0099】

この場合、図１０（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、指示体の移動に従う第１の導体１１Ｘの撓み量の変化は、押圧位置がスペーサＳａ〜Ｓｄのいずれかの真上に至るまでは、クロスポイントの領域の中央領域と、当該中央領域の両側の中央領域外の領域とでは、逆の作用をする。すなわち、図１０（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間の距離は、クロスポイントの領域の中央領域では増加し、当該中央領域の両側の中央領域外の領域では減少する。このため、３つの静電容量Ｃα，Ｃβ、Ｃγも、その距離の変化に応じて変化するので、その合成静電容量は、殆ど変化しない。図１０（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）において、下側基板２０内に示した矢印は、３つの静電容量Ｃα，Ｃβ、Ｃγが、その前段階と比較して増えたか（上向き矢印）、減ったか（下向き矢印）を表している。

【0100】

したがって、この実施形態の指示体検出センサ１Ｂにおいては、指示体による押圧位置が、クロスポイントの領域の中央領域の中心位置から外周方向にスペーサＳａ〜Ｓｄの真上まで移動しても、クロスポイントの領域全体としての静電容量の変動は殆どなく、安定な指示体の検出信号レベルを得ることができ、指示体位置の検出座標精度が向上する。

【0101】

なお、図１０を用いて説明したのは、指示体の押圧位置が第１の導体１１Ｘの長手方向（縦方向）に移動した場合であるが、図１１の矢印に示すように、縦方向のみではなく、横方向や斜め方向に移動した場合にも同様となる。

【0102】

スペーサＳａ〜Ｓｄが配置される位置や、その高さは、上述したクロスポイントの領域内の任意の位置で指示体により押圧された時の第１の導体１１Ｘの撓みに伴う静電容量の変化ができるだけ生じないように設定され、これにより、スペーサＳａ〜Ｓｄの設置によるクロスポイントの領域での信号検出レベルに対する影響が最小限に抑えられるようにされる。

【0103】

また、上述の実施形態による指示体検出センサにおいては、上側基板１０と下側基板２０とは周部において枠形状の張り合わせ部材３０を介して張り合わされて、上側基板１０と下側基板２０との間に空気が封止されている。封止されて閉じ込められた空気は、指示体の押圧に応じて圧力変化を生じ、その圧力変化により、静電容量の変化をより大きくすることができる。このことを、図１２を用いて説明する。ここで、図１２（Ａ）において下側基板２０と対向する曲線は、指示体による押圧力Ｐによる上側基板１０に形成されている第１の導体１１Ｘの撓み変化を示し、図１２（Ｂ）において下側基板２０と対向する曲線は、第１の導体１１Ｘの撓み変化に応じて生じる静電容量Ｃの変化を示している。

【0104】

すなわち、図１２（Ａ）に示すように、上側基板１０が押圧力Ｐで押圧されると、当該押圧された上側基板１０の部位が凹み、当該部位の内部に封入されていた空気の体積が減少するが、上側基板１０と下側基板２０との間の空気が封止されているので、押圧により体積が減少した分、内部の空気の圧力が上昇し、押されていない領域において、押圧力Ｐと逆方向の力が生じる。

【0105】

このため、押圧力Ｐが印加された部位は、図１２（Ａ）に示すように、上側基板１０と下側基板２０との間の距離が小さくなるので、その静電容量は、図１２（Ｂ）に示すように、押圧力の印加前よりも大きくなるのに対して、押圧力Ｐと逆方向の力により押し返された押圧位置の両側の部位は、図１２（Ａ）に示すように、上側基板１０と下側基板２０との間の距離が大きくなるので、その静電容量は、図１２（Ｂ）に示すように、押圧力の印加前よりも小さくなる。

【0106】

このように、上側基板１０及び第１の導体１１Ｘは、押圧力Ｐが印加された部位とその両側の部位とで差動的な撓み変位をするので、３点法により指示体により押圧された位置の座標を算出する場合の精度が向上する。

【0107】

前述した特許文献２に開示されている指示体検出装置では、前述のハイブリッド型の構成の場合にも精度良く検出することができない。すなわち、第１のモードでは、スペーサに関係なく指示体の位置の検出が可能である。一方、第２のモードでは斑なく検出することができるが、指示体によりスペーサの真上を押圧した場合とスペーサの無いクロスポイントの領域を押圧した場合とで、邪魔になるスペーサの影響を受けて、押圧の検出に斑ができることは図２９から明らかである。したがって、従来のハイブリッド型の指示体検出装置は精度の悪いものであった。これに対して、クロスポイントの領域に配置されるスペーサによる本実施形態では、いわゆる第２のモードでの精度が向上して、ハイブリッド側の指示体検出装置の実現が可能となった。

【0108】

［指示体検出装置１におけるハイブリッド型の構成について］
前述したように、上述の構成の指示体検出センサ１Ｂを備える指示体検出装置１においては、人の指や、いわゆる静電ペンからなる導電性を有する指示体による指示位置及び押圧力を検出する処理動作を行う第１のモード（静電対応モード）と、ゴム手袋をしたユーザの指や、導電性を有しないペン型の指示体による指示位置及び押圧力を検出する処理動作を行う第２のモード（非静電モード）とを、図１３に示すように、所定時間Ｔ毎に交互に繰り返すように構成する。

【0109】

ここで、所定時間Ｔは、例えば送信導体（この例では第１の導体１１Ｘ）に送信信号を供給している時間の１／２の時間とすることができる。すなわち、送信導体に送信信号を供給している時間の前半と、後半とで、第１のモードと、第２のモードとを切り替えるようにする。送信信号を送信導体の１本ずつに順次に供給するのであれば、当該１本の送信導体に送信信号を供給する時間の前半と後半とで、第１のモードと第２のモードとを切り替えるようにし、送信信号を複数本の送信導体単位で同時に供給するのであれば、当該複数本の送信導体に送信信号を供給する時間の前半と後半とで、第１のモードと第２のモードとを切り替えるようにする。

【0110】

また、所定時間Ｔは、指示体検出センサ１Ｂを構成する送信導体（この例では第１の導体１１Ｘ）の全てに送信信号を供給し、これに対応して受信導体（この例では第２の導体２１Ｙ）からの受信信号の処理をして、指示入力面１ＢＳにおける指示体による指示位置及び押圧力の検出をするための計算処理を終了するまでの時間とすることもできる。すなわち、この場合には、指示入力面１ＢＳの全域における指示体による指示位置及び押圧力の検出の１回ごとに、第１のモードと第２のモードとを切り替えるようにするものである。なお、指示入力面１ＢＳの全域における指示体による指示位置及び押圧力の検出の１回毎ではなく、複数回ごとに、第１のモードと第２のモードとを切り替えるようにしてもよい。

【0111】

＜第１のモード（静電対応モード）の説明＞
指示体検出センサ１Ｂの上側基板１０の表面である指示入力面１ＢＳ上に指などの指示体が存在しないときには、送信導体、この例では、第１の導体１１Ｘに供給された送信信号（電圧信号）により、受信導体、この例では、第２の導体２１Ｙと送信導体（第１の導体１１Ｘ）とのクロスポイントの領域における静電容量Ｃｏに電流が流れる。その電流は第２の導体２１Ｙに流れて、信号受信回路３００に受信信号（電流信号）として供給される。これは、指示入力面１ＢＳの全てのクロスポイントの領域において同様となるので、指示入力面１ＢＳ上に指や静電ペンなどの指示体が存在しないときには、第２の導体２１Ｙ１〜２１Ｙｎの全てから、図１５（Ａ）に示すように、同レベル（同じ電流値）の受信信号が信号受信回路３００に供給される。この状態は、第１のモードだけでなく、第２のモードにおいても同様であることは言うまでもない。

【0112】

次に、図１４に示すように、指示入力面１ＢＳ上において、指示体１５の例としての静電ペンが、指示入力面１ＢＳに対して接触はしていないが近接した位置（いわゆるホバーリング状態）に置かれたり、指示入力面１ＢＳと接触する位置に置かれたりして指示入力されると、その指示入力位置においては、指示体１５と第２の導体２１Ｙとの間での結合により静電容量ＣｆａまたはＣｆｂ（なお、指示体１５を手で持っている人体の静電容量分を含む）が生じる。すると、指示体１５による指示入力位置に対応するクロスポイントの領域においては、送信信号（電圧信号）により静電容量Ｃｏに流れる電流の一部が、静電容量ＣｆａまたはＣｆｂを通じて消失するようになる。

【0113】

その結果、図１５（Ｂ）に示すように、指示体１５による指示入力位置の第２の導体２１Ｙに流れる電流は、指示体１５が存在しないときの値ｒｅｆ（これを基準値とする）よりも減少する。

【0114】

信号受信回路３００では、この基準値ｒｅｆよりも減少する電流変化を検出することで、指示体１５が、指示入力面１ＢＳに対して離隔した位置に置かれたこと、また、接触位置に置かれたことを検出する。そして、その減少する電流変化が生じたクロスポイントの位置を検出することにより、指示入力面１ＢＳに対して離隔した位置から接触位置までの指示体１５による指示入力位置を検出する。

【0115】

そして、指示体１５が、指示入力面１ＢＳに接触した状態から、さらに、指示入力面１ＢＳを押圧する状態になると、図１６に示すように、上側基板１０の当該押圧力が印加された部位が撓み、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの距離が短くなって、両電極間の静電容量が、静電容量Ｃｏよりも押圧力に応じた分だけ大きくなる。そして、指示体１５により印加される押圧力が大きくなって、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間の静電容量の大きくなる変化分が、静電容量Ｃｆｂよりも大きくなると、当該静電容量Ｃｆｂを通じて消失していた電流量よりも、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間の静電容量を通じて流れる電流量が大きくなる。

【0116】

その結果、図１７に示すように、指示体１５による押圧位置の第２の導体２１Ｙに流れる電流は、指示体１５が存在しないときの基準値ｒｅｆよりも増加する。

【0117】

信号受信回路３００では、この基準値ｒｅｆよりも増加する電流変化が生じている位置を検出することで、指示体１５により、指示入力面１ＢＳが押圧されている位置を検出すると共に、その基準値ｒｅｆに対する増加量から押圧力を検出する。

【0118】

＜第２のモード（非静電モード）の説明＞
この第２のモードにおける検出対象の指示体は、前述したように導電体ではないので、指示体検出装置１では、第２のモードでは、指示体のホバーリング状態及び接触状態は検出できない。

【0119】

そして、この第２のモードにおいては、指示体により指示入力面１ＢＳが押圧されて、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの距離が短くなると、前述の図１７に示したように、指示体１５による押圧位置の第２の導体２１Ｙに流れる電流は、当該指示体により押圧力画印加されていないときの基準値ｒｅｆよりも増加する。

【0120】

そして、この第２のモードにおいては、信号受信回路３００では、この基準値ｒｅｆよりも増加する電流変化が生じている位置を検出することで、指示体により、指示入力面１ＢＳが押圧されている位置を検出すると共に、その基準値ｒｅｆに対する増加量から押圧力を検出する。

【0121】

＜第１のモードと第２のモードとの切り替えについて＞
信号受信回路３００の制御回路４０は、指示位置及び押圧力検出回路３３における処理動作を、前述した所定時間Ｔ毎に、第１のモード用の処理動作と、第２のモード用の処理動作とに、時分割で切り替えるようにする。また、制御回路４０は、第１のモードと、第２のモードとで、増幅回路３１の利得（ゲイン）を変更するように制御する。

【0122】

この利得の制御は、以下のような理由による。すなわち、第１のモードにおいては、図１７のように電流量が増加する状態が、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間の増加する静電容量の変化分が、静電容量Ｃｆｂよりも大きくなるところから生じる。これに対して、第２のモードにおいては、指示体により押圧力が指示入力面１ＢＳに対して印加された時点から生じる。つまり、第１のモードにおいては、図１７のように電流量が増加する状態になるには、指示体により印加される押圧力（筆圧）は、静電容量Ｃｆｂに対応する静電容量の変化分のオフセットが必要である。一方、第２のモードにおいては、このようなオフセット分は存在しない。

【0123】

そこで、制御回路４０は、第１のモードでは、増幅回路３１の利得（ゲイン）を、第２のモードのときに比べて、上記のオフセット分だけ大きくなるように制御する。これにより、図１７のように、受信信号レベルが基準値ｒｅｆよりも大きくなる方向における押圧力検出処理において、押圧力対受信信号レベルの特性を、第１のモードと第２のモードとほぼ同じになるように補正する。

【0124】

なお、この実施形態では、指示位置及び押圧力検出回路３３では、第１のモードで検出した指示体の位置と、第２のモードで検出した指示体の位置とを区別して管理し、検出した指示体のその後の位置移動及び押圧力変化に応じた検出を、指示体のタイプに応じて行うことができるようにしている。区別して管理する方法は、第１のモードで検出した指示体の位置を記憶するバッファメモリと、第２のモードで検出した指示体の位置を記憶するバッファメモリとを異なるものとする方法や、バッファメモリは共通として、第１のモードで検出した指示体の位置情報と、第２のモードで検出した指示体の位置情報とに、それぞれを識別する情報を付加して記憶しておく方法などを用いることができる。

【0125】

［指示体検出センサ１Ｂの変形例］
上述の実施形態の説明における指示体検出センサ１Ｂでは、スペーサとしては、クロスポイントの領域の中央の正方形の領域の４隅に、４個のスペーサＳａ〜Ｓｄを配設するようにした。しかし、スペーサは、クロスポイントの領域の中央領域に配置されていれば、上述の例に限られるものではなく、１個でも、また、上述の例のような複数個であってもよい。

【0126】

図１８（Ａ）及び（Ｂ）は、クロスポイントの領域の中央領域に、１個のスペーサを配設する場合の例であり、この例では、前述した４個のスペーサＳａ〜Ｓｄで囲まれる正方形の領域の全体に、スペーサＳａ〜Ｓｄと同じ高さの、平らで薄い柱状体からなるスペーサＳｅを配設する。

【0127】

なお、１個のスペースの形状は、図１８の例のように４角柱状に限られるものではなく、多角形の角柱状、あるいは円柱状であってもよい。

【0128】

ただし、この場合に、１個のスペーサの形状は、クロスポイントの領域の周部の４辺のそれぞれに対して、同じ距離関係となるような形状であることが好ましい。上側基板１０及び第１の導体１１Ｘの撓み変形が、クロスポイントの領域の中心位置から周部の４辺に向かう方向のそれぞれにおいて同様となるようにして、方向によって、撓み変形が異なることで指示体の座標計算精度が劣化するのを防止するためである。

【0129】

また、図１８（Ｃ）及び（Ｄ）は、クロスポイントの領域に、複数個のスペーサを設ける場合の他の例であり、この例では、クロスポイントの領域の中央領域に、４角形状のクロスポイントの領域に対して４５度傾けた４角形状の領域の４隅のそれぞれに、スペーサＳｆ，Ｓｇ，Ｓｈ，Ｓｉを配設する。

【0130】

また、複数個のスペーサは、上述の例のような４個に限られるものではなく、４個以上であってもよい。ただし、この場合にも、複数個のスペーサの配設数及び配設位置は、クロスポイントの領域の周部の４辺のそれぞれに対して、同じ距離関係となるようなものであることが好ましい。また、隣り合うクロスポイントの領域におけるスペーサの、Ｘ方向及びＹ方向の距離（図３の距離ｔｘ、ｔｙが対応）は、同じクロスポイントの領域のスペーサのＸ方向及びＹ方向の間隔（図３のＧｘ，Ｇｙが対応）よりも大きいことを満足するようにしておくものである。これにより、上側基板１０及び第１の導体１１Ｘの撓み量が、クロスポイントの領域の中央領域での値よりも、クロスポイントの領域以外での領域での値が大きくなるようにする。

【0131】

スペーサの形状は、図１８（Ａ）及び（Ｂ）に示すような扁平の端面が平面である必要はなく、また、図１８（Ｃ）及び（Ｄ）に示すような先端が先鋭である形状である必要はなく、いわゆる裾広がりの形状であってもよい。例えば図１８（Ｅ）及び（Ｆ）は、クロスポイントの領域に、円形の１個のスペーサを配設する場合の例であり、この例では、クロスポイントの領域の周縁部に亘って、裾広がりのドーム状のスペーサＳｊを配設する。

【0132】

なお、複数個のスペーサは、中央領域の周部に配設するだけではなく、中央領域の周部と中央領域の内部の両方に配設するようにしてもよい。

【0133】

また、スペーサは、硬質の材料で構成してもよいが、弾性体で構成してもよい。スペーサを弾性体で構成した場合には、指示体による押圧力によって第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとが更に接近可能となり、より感度の向上を期待できる。

【0134】

なお、上述の実施形態では、スペーサは、第２の導体２１Ｙ上に形成するようにしたが、第１の導体１１Ｘ上に形成するようにしても同様の作用効果が得られることは言うまでもない。

【0135】

なお、上述の実施形態の指示体検出装置１においては、タイプの異なる２種類の指示体を、区別なく検出することができるように、第１のモードと第２のモードとを時分割で実行するハイブリッド型の構成とした。しかし、指示体検出装置１にモード切替ボタンを設け、使用する指示体に応じて、第１のモードと、第２のモードとを切り替えて、それぞれのモードの専用の装置として使用することもできる。

【0136】

［指示体検出センサの他の実施形態］
上述の実施形態における指示体検出センサ１Ｂにおいては、上側基板１０に形成された第１の導体１１Ｘと、下側基板２０に形成された第２の導体２１Ｙとの間には、空気層を封入するようにした。しかし、上下の電極間の隙間が空気層である場合、その空気層で反射が起こり、光の透過率が下がる。光の透過率の減少は、指示体検出装置において、指示体検出センサの下部に配置されるＬＣＤの表示画面の輝度を減少させるため、好ましくない。

【0137】

そこで、以下に説明する指示体検出センサの他の実施形態では、上側基板１０に形成された第１の導体１１Ｘと、下側基板２０に形成された第２の導体２１Ｙとの間には、空気層に代えて、透明弾性樹脂材料を封入することで、光学特性を改善するようにする。この実施形態の指示体検出センサの構成は、上述の実施形態とその他の点は同一とする。したがって、上述の実施形態の指示体検出センサと同一部分には、同一参照符号を用いて、この実施形態を、以下説明する。

【0138】

この場合に、クロスポイントの領域の第１の導体１１Ｘ上、または、第２の導体２１Ｙ上にスペーサを配設した後に、透明弾性樹脂材料を封入する製造方法の場合には、工数が増加すると共に、高コストとなる。

【0139】

そこで、この実施形態においては、透明弾性樹脂として、紫外線硬化型光学弾性樹脂（ＯＣＲ（Optical Clear Resin／ＬＯＣＡ）を用いて、この紫外線硬化型光学弾性樹脂（以下、ＯＣＲという）を、上側基板１０に形成された第１の導体１１Ｘと、下側基板２０に形成された第２の導体２１Ｙとの間に封入し、その封入後、スペーサに対応する部分のみを硬化させるようにする製造方法を用いる。

【0140】

この場合に、スペーサに対応する部位では、ＯＣＲを完全硬化させるが、スペーサ以外の部分では、全く未硬化の液体のままとする場合と、半熟硬化させてゲル状態またはゾル状態とする場合とがある。

【0141】

そして、上側基板１０と下側基板２０との間に封入したＯＣＲにおいて、スペーサを上述の実施形態と同様に、所定の高さまで形成する場合（第１の製造方法）と、スペーサを、上側基板１０と下側基板２０との間を橋絡するように形成する場合（第２の製造方法）とがある。

【0142】

＜第１の製造方法の説明＞
先ず、スペーサを所定の高さまで形成する第１の製造方法の例について説明する。

【0143】

先ず、上側基板１０には、第１の導体１１Ｘをその一面側に形成すると共に、下側基板２０には、第２の導体２１Ｙをその一面側に形成する。そして、上側基板１０と、下側基板２０とを、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとが互いに直交するような状態で、かつ、上側基板１０の第１の導体１１Ｘが形成されている面と、下側基板２０の第２の導体２１Ｙが形成されている面とを、前述した所定の距離ｄだけ離間させて対向させるようにする（図１９（Ａ）参照）。

【0144】

次に、第１の導体１１Ｘを形成した上側基板１０と、第２の導体２１Ｙを形成した下側基板２０との間の距離ｄの隙間に、硬化前の液体の状態のＯＣＲ１６を流入させる（図１９（Ｂ）参照）。そして、上側基板１０の周部と下側基板２０の周部とを、上側基板１０の周部と下側基板２０の周部とが所定の距離ｄだけ隔てられるように枠形状の張り合わせ部材を介して張り合わせて、上側基板１０と、下側基板２０との間の距離ｄの隙間に、ＯＣＲ１６を封止する。

【0145】

次に、図２０に示すように、前述の実施形態で説明した指示体検出センサ１Ｂにおいて、全てのスペーサＳａ〜Ｓｄの位置に対応する位置に貫通孔５１〜５４を形成したマスク部材５０を、上側基板１０の上に配設する（図１９（Ｃ）参照）。この場合に、マスク部材５０は、紫外線ＵＶを透過しない材料で構成されているものである。

【0146】

そして、図１９（Ｃ）において矢印で示すように、各貫通孔５１〜５４を通じて紫外線ＵＶを照射して、各貫通孔５１〜５４を通じて紫外線ＵＶが照射されたＯＣＲ１６の部分を硬化させるようにする。この場合に、紫外線ＵＶの積算光量、照射強度、波長などを適切に条件選択することにより、ＯＣＲ１６の硬化部分の高さが、前述したスペーサＳａ〜Ｓｄと同じ高さとなるようにする。

【0147】

これにより、マスク部材５０を外すことで、図１９（Ｄ）に示すように、前述したスペーサＳａ〜Ｓｄに対応するスペーサＳａ´〜Ｓｄ´が、第１の導体１１Ｘ上の、クロスポイントの領域の中央領域に形成された指示体検出センサ１Ｂ´が形成される。

【0148】

この実施形態の指示体検出センサ１Ｂ´は、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間の隙間に空気層に代わって、ＯＣＲ１６の液体層が封入されている点が異なると共に、第１の導体１１Ｘの上に、スペーサＳａ´〜Ｓｄ´が形成されている点が異なるのみで、上述した実施形態の指示体検出センサ１Ｂと全く同様の作用効果を奏するものである。

【0149】

なお、スペーサＳａ´〜Ｓｄ´以外の部分のＯＣＲ１６は、液体のままとするのではなく、半熟硬化させてゲル状態またはゾル状態とするようにしてもよい。

【0150】

＜第２の製造方法の説明＞
上述の第１の製造方法は、スペーサが、上側基板１０に形成された第１の導体あるいは下側基板２０に形成された第２の導体のいずれか一方の上から、他方の導体には離間する所定の高さ分となるように形成される場合である。しかし、ＯＣＲは、硬化したときには、所定の弾性を有するようになるので、上側基板１０に形成された第１の導体と下側基板２０に形成された第２の導体との間を橋絡するようにスペーサを形成しても、指示体による押圧に対する上側基板１０に形成された第１の導体と下側基板２０に形成された第２の導体との距離変化の特性として、上述の実施形態と同様の特性が得られることが期待できる。

【0151】

この第２の製造方法の例は、上側基板１０に形成された第１の導体と下側基板２０に形成された第２の導体との間を橋絡するようにスペーサを形成する場合である。

【0152】

なお、以下に説明する第２の製造方法においては、完全硬化させるスペーサ以外の部分のＯＣＲ１６は、半熟硬化させてゲル状態またはゾル状態とするようにする。なお、この第２の製造方法においても、完全硬化させるスペーサ以外の部分のＯＣＲ１６は、未硬化の液体のままとしてもよい。

【0153】

先ず、上述の第１の製造方法と同様に、第１の導体１１Ｘを形成した上側基板１０と、第２の導体２１Ｙを形成した下側基板２０とを、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとが互いに直交するような状態で、かつ、上側基板１０の第１の導体１１Ｘが形成されている面と、下側基板２０の第２の導体２１Ｙが形成されている面とを、前述した所定の距離ｄだけ離間させて対向させる（図２１（Ａ）参照）。

【0154】

次に、第１の製造方法の場合と同様に、第１の導体１１Ｘを形成した上側基板１０と、第２の導体２１Ｙを形成した下側基板２０との間の距離ｄの隙間に、硬化前の液体の状態のＯＣＲ１６を流入させて封入する（図２１（Ｂ）参照）。

【0155】

次に、この状態で、例えば上側基板１０側から紫外線ＵＶを、ＯＣＲ１６が半熟硬化してゲル状態またはゾル状態となるまで照射する（図２１（Ｃ）参照）。この場合に、紫外線ＵＶの積算光量、照射強度、波長などを適切に条件選択することにより、ＯＣＲ１６を半熟硬化させるものである。このゲル状態またはゾル状態ではＯＣＲ１６は、上側基板１０及び下側基板２０とは接着されない。

【0156】

次に、図２０に示した、全てのスペーサＳａ〜Ｓｄの位置に対応する位置に貫通孔５１〜５４を形成したマスク部材５０を、上側基板１０の上に配設する（図２１（Ｄ）参照）。

【0157】

そして、図２１（Ｃ）において矢印で示すように、各貫通孔５１〜５４を通じて紫外線ＵＶを照射して、各貫通孔５１〜５４を通じて紫外線ＵＶが照射されたＯＣＲ１６部分を完全硬化させるようにする。そして、各貫通孔５１〜５４を通じて紫外線ＵＶが照射されたＯＣＲ１６部分の完全硬化後、マスク部材５０が除去される。

【0158】

すると、各貫通孔５１〜５４に対応するＯＣＲ１６部分が完全硬化させられたことにより、当該部分には、図２１（Ｅ）に示すように、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間を橋絡するように柱状形状のスペーサＳａｐ〜Ｓｄｐが形成される。そして、マスク部材５０のために紫外線ＵＶが照射されなかった部分は、ゲル状態またはゾル状態のままとなる。

【0159】

このＯＣＲが硬化した柱状スペーサＳａｐ〜Ｓｄｐは、弾性を有すると共に、柱状の両端部において、上下の第１の導体１１Ｘ及び第２の導体２１Ｙとに接着している。しかし、スペーサＳｎｐ以外のＯＣＲ１６は、そして、ＯＣＲ１６は、ゲル状態またはゾル状態のままであって、上側基板１０と下側基板２０とは非接着の状態となっているので、指示体による押圧力Ｐが印加された時には、図２２に示すような撓み変化を生じる。

【0160】

なお、図２２は、押圧力Ｐによる撓みを説明するための模式図であり、この図２２には、薄い上側基板１０と比較的厚い下側基板２０との間に柱状形状のスペーサＳｎｐが形成された状態を示している。この図２２は、模式図であるので、上側基板１０に形成されている第１の導体１１Ｘ、また、下側基板２０に形成されている第２の導体２１Ｙは省略した。また、図２２（Ａ）では、便宜上、柱状形状のスペーサＳｎｐは、等間隔で形成されているものとして示してあるが、実際上は、図２１（Ｅ）に示したように、柱状スペーサＳａｐ〜Ｓｄｐとして、クロスポイントの領域にのみ、形成されているものである。

【0161】

図２２（Ａ）に示すように、上側基板１０において、指示体によりスペーサＳｎｐの上で押圧力Ｐが印加されると、上側基板１０は、押圧された位置の周辺は広く凹むように撓む。そして、押圧された位置よりも離れた位置（図２２（Ａ）において左右端）では、未硬化のゲル状またはゾル状のＯＣＲが流動してゆくので、当該左右端のスペーサＳｎｐは、初期状態よりも上側基板１０と下側基板２０とが離れるように伸びる。

【0162】

そして、図２２（Ａ）において、押圧力Ｐを排除すると、上側基板１０において、凹んでいた部分のスペーサＳｎｐは伸び、伸びていた左右両端部のスペーサＳｎｐは縮もうとする。このため、スペーサＳｎｐ間に、圧縮性（弾性）の弱い半熟硬化のゲル状態またはゾル状態のＯＣＲが介在していても、上側基板１０は、押圧前の元の状態に戻る。以上の撓み変形について、さらに説明する。

【0163】

もしも、上側基板１０と下側基板２０との間に封入されたＯＣＲ１６の全てが硬化された場合には、ＯＣＲ１６は、上側基板１０及び下側基板２０と接触している部分が全て接着されるので、押圧力Ｐにより押圧されて凹んだとしても、元に戻ろうとする力が強く、このため、強く押圧しないと上側基板１０は凹まない。また、押圧されて凹んだ部分のＯＣＲ１６の周囲のＯＣＲ１６は、上側基板１０と下側基板２０とに接着されているため、周辺に移動することができず、図２２（Ｂ）において、点線１０´で示すように、上側基板１０の、押圧力Ｐが印加された部位の周囲を盛り上がらせるように変位させる。

【0164】

これに対して、この第２の製造方法により製造された指示体検出センサにおいては、柱状形状のスペーサＳｎｐ以外の部分のＯＣＲ１６は、半熟硬化であって、上側基板１０及び下側基板２０と接触している部分も接着されていない。したがって、押圧力Ｐにより押圧されて凹んだ部位の周辺のＯＣＲ１６は、図２２（Ｂ）において小さい矢印で示すように、容易に流動することができる。そのため、上側基板１０は、図２２（Ｂ）において実線で示すように、押圧力Ｐを印加した位置周辺は、広く凹むような撓みとなる。

【0165】

そして、この第２の製造方法により製造された指示体検出センサでは、上側基板１０と下側基板２０との間に封入されたＯＣＲ１６においては、図２２（Ａ）に示すように、［スペーサＳｎｐの完全硬化部分］−［ゲル状態またはゾル状態の半熟硬化部分］−［スペーサＳｎｐの完全硬化部分］というように、完全硬化部分と、半熟硬化部分とが交互に現れるようなものとされている。このため、図２２（Ｃ）に示すように、押圧力Ｐを取り除いたときには、押圧されていた中央のスペーサＳｎｐには、その弾性により伸びようとする力が働き、その両隣のスペーサＳｎｐに対しては、縮もうとする力が働く。このため、スペーサＳｎｐ間に半熟硬化部分が介在していても、撓んだ上側基板１０が、より迅速に元の状態に戻るようになる。この場合に、半熟硬化部分は、図２２（Ｃ）の矢印に示すように、中央のスペーサＳｎｐの伸びる力と、その左右両端のスペーサＳｎｐの縮む力により、元の状態に迅速に戻る。

【0166】

なお、以上の第２の製造方法において、上側基板１０と下側基板２０との間の隙間のＯＣＲのスペーサ以外の部分は、半熟硬化のゲル状態またはゾル状態のＯＣＲではなく、未硬化の液体のままとしてもよいことは、もちろんである。そして、スペーサＳｎｐ間に、弱圧縮性（弱弾性）の半熟硬化のゲル状態またはゾル状態のＯＣＲではなく、非圧縮性（非弾性）の未硬化の液体が介在している場合にも、上側基板１０に押圧力Ｐが印加された時の撓み変位に関しては、上述したのと同様の動きをする。

【0167】

以上のようにして、上述の実施形態によれば、上側基板１０と下側基板２０との間の隙間に、空気ではなく、透明弾性材料のＯＣＲを封入したので、光学特性を向上させることができる。

【0168】

そして、上述の指示体検出センサの他の実施形態では、スペーサは、透明弾性材料のＯＣＲを、液体から硬化させることで形成するようにしている。すなわち、スペーサと、スペーサ以外の透明弾性材料の液体部分やゲル状態またはゾル状態の部分は、元々同じ材料のＯＣＲなので、硬度の異なる隣接材料（完全硬化のスペーサ部分と半熟硬化部分あるいは未硬化の液体部分）の境界物性変化が滑らかに遷移し、弾性率、屈折率も滑らかに遷移する。このため、スペーサと、上側基板１０と下側基板２０との間の隙間に封入する液体とを２種類の異なる材料で構成した場合に発生しやすい、弾性率の急激な変化、屈折率の急激な変化に伴う反射など、物性が境界で急激に変化することに伴う変動を伴い難いという効果を奏する。

【0169】

また、上述の指示体検出センサの他の実施形態においては、ＯＣＲの完全硬化部分、半熟硬化部分あるいは未硬化部分の各状態を、マスク部材を用いて面内にレイアウトすることで、実施形態の指示体検出センサを容易に製造することができる。また、マスク部材を用いて面内にレイアウトすると共に、紫外線ＵＶの積算光量、照射強度、波長などを適切に条件選択することにより、押圧力Ｐ、接触した面積に応じた任意の変化量を作り出すことができると共に、押圧時の感触を所望のものとすることができる。

【0170】

なお、以上の指示体検出センサの他の実施形態の説明は、指示体検出センサのクロスポイントの領域の中央領域において、前述の実施形態におけるスペーサＳａ〜Ｓｄと同様の位置に、４個のスペーサを設ける場合であるが、上述の指示体検出センサの他の実施形態の第１の製造方法及び第２の製造方法は、図１８に例示したものを含め、前述の実施形態の変形例として説明した他のスペーサの配置例及び形状の例にも適用できる。その場合に、マスク部材の貫通孔の形状及び配置レイアウトを、形成するスペーサの形状及び配置レイアウトに合わせて形成するようにするのは勿論である。

【0171】

なお、第１の導体１１Ｘと第２の導体２１Ｙとの間に封入する紫外線硬化型光学弾性樹脂としては、ＯＣＡ（Optical Clear Adhesive）樹脂を用いることもできる。

【0172】

［その他の実施形態または変形例］
上述の実施形態の位置検出装置では、信号受信回路３００を、第１のモードと第２のモードとで共通の回路として、制御回路４０により、時分割で、増幅回路３１のゲインを第１のモードと第２のモードとで切り替え制御すると共に、指示位置及び押圧検出回路３３の処理動作を、第１のモードと第２のモードとで切り替え制御するようにした。

【0173】

しかし、図２３に示すような回路構成とすることにより、常に、第１のモードと第２のモードとを並列に動作させるようにすることもできる。

【0174】

すなわち、図２３の回路構成においては、信号受信回路３００を、第１のモード用の第１の信号受信回路３００Ａと、第２のモード用の第２の信号受信回路３００Ｂとからなる構成とし、指示体検出センサ１Ｂの受信導体（第２の導体２１Ｙ）のそれぞれからの信号を、並列に、第１の信号受信回路３００Ａと、第２のモード用の第２の信号受信回路３００Ｂとに供給する。

【0175】

この図２３の回路構成によれば、第１のモード用の第１の信号受信回路３００Ａと、第２のモード用の第２の信号受信回路３００Ｂとは、並行して、受信導体からの受信信号の処理を、それぞれのモードに応じて行うことができる。

【0176】

なお、図示は、省略するが、制御回路４０が使用者による、第１のモードまたは第２のモードのうちの一方のモードの選択操作入力を受けて、その選択操作入力に応じたモード用の信号受信回路を制御回路４０が動作可能状態とすると共に、選択されなかった他方のモード用の信号受信回路の動作を停止するように制御できる構成としても良い。

【0177】

なお、最初の実施形態の指示体検出センサ１Ｂでは、スペーサは、下側基板２０に形成されている第２の導体２１Ｙ上に形成するようにしたが、上側基板１０に形成されている第１の導体１１Ｘ上に形成するようにしてもよい。また、指示体検出センサの他の実施形態の第１の製造方法では、スペーサは、上側基板１０に形成されている第１の導体１１Ｘ上に形成するようにしたが、下側基板２０に形成されている第２の導体２１Ｙ上に形成するようにしてもよい。また、指示体検出センサの他の実施形態の第２の製造方法では、紫外線は、上側基板１０の側から照射するようにしたが、下側基板２０の側から照射するようにしてもよい。

【0178】

また、上述の指示体検出センサの実施形態では、Ｙ方向に配置される導体１１Ｘを、上側基板１０に形成される第１の導体とし、Ｘ方向に配置される導体２１Ｙを、下側基板２０に形成される第２の導体としたが、Ｘ方向に配置される導体２１Ｙを上側基板１０に形成される第１の導体とし、Ｙ方向に配置される導体１１Ｘを下側基板２０に形成される第２の導体としてもよい。

【0179】

また、上側基板１０に形成される第１の導体と下側基板２０に形成される第２の導体とは互いに直交している必要はなく、クロスポイントの領域を生じるように、第１の導体が配置される第１の方向と第２の導体が配置される第２の方向とが交差して、クロスポイントの領域が生じるものであれば、この発明は、適用可能である。

【0180】

また、上側基板１０と下側基板２０とは、所定の隙間を介して対向しているものであれば、平面形状に限らず、曲面形状であっても、この発明は、適用可能である。

【0181】

なお、上述の実施形態は、表示機能付機器にこの発明を適用した場合であるので、表示装置の例としてのＬＣＤを備える構成であったが、この発明による指示体検出装置は、表示装置を備えない構成であってもよい。

【符号の説明】

【0182】

１…指示体検出装置、１Ｂ…指示体検出センサ、１０…上側基板、１１Ｘ…第１の導体、２０…下側基板、２１Ｙ…第２の導体、Ｓａ〜Ｓｄ、Ｓａ´〜Ｓｄ´…スペーサ、Ｓｎｐ…スペーサ、１６…ＯＣＲ、５０…マスク部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】