专利名称：位置检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过静电电容方式进行位置检测的位置检测装置。
技术背景
一直以来，公知将静电电容方式的第一检测部和电磁感应方式的第二检测部重 叠配置而构成的输入部嵌入到壳体的开口部而形成的位置检测装置(例如参照专利文献 1)。该位置检测装置中，通过第一检测部检测出使用人体(手指)指示的位置。此外， 通过第二检测部检测出使用内置有由线圈和电容器构成的共振电路的笔型的位置指示器 所指示的位置。
专利文献1 日本特开2009-162538号公报(第4_8页、图1_11)
但是，专利文献1所公开的位置检测装置中，由于是将检测部嵌入到壳体的开 口部的结构，需要从里侧引出将靠近表面的第一检测部和处理电路之间连接的布线，存 在引出布线的工时并且布线的连接部的结构变得复杂的问题。例如在第一检测部的周围 存在形成壳体的开口部的侧壁部，因此不能直接在水平方向上围绕布线。因此，如专利 文献1的图6所示，变成从第一检测部的里侧引出导线，但由于在第一检测部的下部配置 有第二检测部，因此为了不与第二检测部发生干扰而需要费功夫，需要引出布线的作业 工序，并且想要加大第一检测部的检测区域时上述连接部周围的结构变得复杂。
此外，专利文献1所公开的位置检测装置中，在靠近表面的第一检测部上方重 叠配置有盖。通常，该盖使用粘结材料粘接于第一检测部的表面，但存在粘接盖时在第 一检测部和盖之间进入气泡的问题。一旦进入了气泡，则在其周围的粘接结束后就不能 除去该气泡。而且，气泡进入后，第一检测部的表面与人体之间的距离因气泡的有无而 发生变化，因此导致位置检测精度下降。此外，若根据气泡的有无而在盖上产生凹凸， 则接触盖表面的利用者会感觉到不舒适感，这是不理想的。发明内容
本发明鉴于上述问题而作出，其目的是，提供一种能够减少靠近表面的检测部 的布线的布线工时并且简化布线周围的结构的位置检测装置。此外，本发明的另一目的 是，提供能够一种防止气泡进入检测部表面的位置检测装置。
为了解决上述课题，本发明的一种位置检测装置，检测由人体指示的位置，包 括感测基板，具有形成有多个检测电极的检测区域和形成有从检测电极引出的布线的 布线区域，且具有柔软性；和框体，具有容纳感测基板的容纳部。而且，容纳部上设有 感测基板的布线区域所插通的贯通孔。通过使具有柔软性的感测基板的布线区域插通框 体的容纳部上设置的贯通孔而进行布线，因此不需要用于引出为布线而另行准备的信号 线的结构及连接该信号线的工时。
此外，还包括磁通量检测基板，被设置在上述框体的表面或背面且与感测基板 相对的位置，形成有检测位置指示器中所设置的线圈产生的磁通量的一个以上的环路线圈，此时，能够将框体的容纳部中容纳的感测基板的表面整体用作位置指示器的使用区 域。
此外，上述布线区域包括相邻布线区域，与检测区域的周围相邻，并具有与 检测电极连接的布线；和引出布线区域，具有用于将相邻布线区域所含有的布线和处理 电路连接的布线，引出布线区域从相邻布线区域伸出，该伸出的引出布线区域贯通于贯 通孔。由此，能够有效利用感测基板的大致全部区域。
此外，优选的是，在上述相邻布线区域的外周且与引出布线区域相邻的位置设 有切口部，为了通过贯通孔，引出布线区域相比相邻布线区域的外周配置在内侧。由 此，能够防止引出布线区域向将检测区域和相邻布线区域相加的区域的外侧突出，因此 能够在框体的容纳部的大致整个面上配置感测基板。
此外，优选的是，还包括薄片部件，被配置为覆盖上述感测基板的表面，贯通 孔形成在比容纳部的侧壁靠内侧且被薄片部件从外部遮盖的位置。由此，能够防止从表 面的薄片部件的周围所形成的微小间隙通过贯通孔看到内部结构。
此外，优选的是，还包括薄片部件，具有比上述检测区域和相邻布线区域相 加的区域大的面积，被配置为覆盖感测基板的表面；和支撑部件，被配置在被薄片部件 从外部遮盖的位置，具有与感测基板相同的厚度。由此，能够防止在与感测基板和容纳 部的侧壁之间的间隙对应的位置上，配置于表面的薄片部件的端部向该间隙侧弯曲。
此外，本发明的位置检测装置中，在感测基板的表面或背面中的至少一个上， 在与检测电极相对的区域设置有将感测基板和其他部件粘接的粘接材料。具体而言，通 过在与多个检测电极相对的位置设置粘接材料而形成的槽部的一端至少与感测基板的外 周部连通。能够使进入形成有粘接材料的区域的气泡通过槽部而排出，能够防止位置检 测精度恶化并且消除利用者感到的不舒适感。
此外，优选的是，在上述感测基板的表面和背面双面上设置有粘接材料时，表 面上所形成的槽部和背面上所形成的槽部形成在除了相互交叉的位置以外不重叠的位 置。在具有两层粘接材料的形成面时，通过使槽部不重叠，能够防止指示与槽部对应的 位置时该指示部分大幅变形。
此外，通过以格子状形成上述槽部，能够使进入粘接材料的形成面的气泡可以 从感测基板的整个面放出，并且即使槽部的局部被异物等堵塞时也能够确保容易地放出 气泡的迂回路径。
图1是一个实施方式的位置检测装置的俯视图。
图2是图1的II-II线放大剖视图。
图3是用于说明位置检测装置的动作的图。
图4是表示感测基板的整体的俯视图。
图5是将感测基板的局部放大的局部俯视图。
图6是表示贯通孔的具体情况的框体的俯视图。
图7是说明使用了磁通量检测基板的位置检测动作的框图。
图8是表示位置检测装置的变形例的剖视图。
图9是表示感测基板双面的粘接面的图。
图10是感测基板的局部放大图。
图11是图10的Xt-XI线剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对应用了本发明的一个实施方式的位置检测装置进行说明。
图1是一个实施方式的位置检测装置的俯视图。此外，图2是图1的II-II线 放大剖视图。这些图中所示的本实施方式的位置检测装置100用于检测通过人体的局部 (例如指尖)或位置指示器(图3)指示的位置，包括作为用于使用静电电容方式进行 位置检测的第一检测部的感测基板110 ；作为使用电磁感应方式进行位置检测的第二检 测部的磁通量检测基板120 ；覆盖感测基板110的表面的薄片部件130;具有容纳感测基 板110、磁通量检测基板120、薄片部件130的容纳部144的框体140;以及位置检测所需 的各种电路(图3)。该位置检测装置100与个人电脑、PDA (Personal DigitalAssistant 个人数字助理)等外部装置(未图示)连接，用作外部装置的输入装置。通过用指尖或 位置指示器指示薄片部件130的表面，该指示的位置的坐标数据从位置检测装置100向外 部装置输出。另外，在图2所示的例子中，为了易于理解，在薄片部件130、感测基板 110、容纳部144之间设置间隙，实际上它们之间通过粘接材料相互粘接，确保均勻密封 的状态。
图3是用于说明位置检测装置100的动作的图。如图3所示，位置检测装置100 具有静电电容测定部150、电磁感应检测部152、处理电路巧4作为进行位置检测的各种 电路。
静电电容测定部150是用于测定设于感测基板110上的检测电极的静电电容的变 化的电路，连接于感测基板110和处理电路154。电磁感应检测部152是用于通过电磁 感应方式检测位置指示器200指示的点的位置的电路，与磁通量检测基板120和处理电路 154连接。处理电路巧4是计算使用感测基板110或磁通量检测基板120检测出的通过指 尖或位置指示器200指示的点的坐标数据的电路。通过处理电路IM计算的坐标数据被 发送到外部装置。
接着，对感测基板110的具体情况进行说明。图4是表示感测基板110的整体 的俯视图。图5是将感测基板110的局部放大的局部俯视图。
感测基板110是具有柔软性的薄膜基板即挠性基板，本实施方式中使用 PET (Polyethylene Terephthalate:聚对苯二甲酸乙二酯)基板。另外，也可以使用PET 基板以外的薄膜基板、例如聚酰亚胺基板等。该感测基板110包括形成有多个检测电 极112A、112B的检测区域112;配置有从检测电极112A、112B引出的布线的布线区域 114。
各检测电极112A大致具有正方形形状，以一条对角线沿着X方向(设沿具有长 方形形状的检测区域112的长边的方向为X方向、沿短边的方向为Y方向)的方式，在 检测区域112的整个面上有规律地配置。此外，沿X方向相邻的各检测电极112A之间 相互经由辅助线112C电连接，这种沿X方向连接成一列的多个检测电极112A所构成的 检测电极组沿着Y方向配置有多组。6
同样地，各检测电极112B与检测电极112A—样具有大致正方形形状，以一条 对角线沿着Y方向的方式，在检测区域112的整个面上有规律地配置。此外，沿Y方向 相邻的各检测电极112B之间相互经由辅助线112D电连接，这种沿Y方向连接成一列的 多个检测电极112B所构成的检测电极组沿着X方向配置有多组。
此外，上述的检测电极112A和检测电极IlZB以填满相互的间隙的方式在检测 区域112内有规律地配置。使用者的指尖接触薄片部件130的表面时，指尖的接触面与 检测电极112A和检测电极112B双方同时相对。另外，辅助线112C、112D虽然交叉， 但它们之间是电绝缘的。例如通过使用具有2层或3层以上的金属层的感测基板110，实 现辅助线112C、112D之间的电绝缘。此外，检测电极112A、112B中，在沿另一条对 角线的位置上，形成有用于降低因磁通量检测基板120或位置指示器200产生的磁通量而 产生的涡电流的狭缝112E。图5所示的狭缝112E的形状是一例，可适宜变更形状、根 数。
静电电容测定部150以组单位检测由多个检测电极112A构成的X方向的检测电 极组的静电电容的变化，并且以组单位检测由多个检测电极112B构成的Y方向的检测电 极组的静电电容的变化。处理电路1 确定因指尖靠近而静电电容变大的X方向和Y方 向的检测电极组，计算通过指尖指示的位置。
此外，上述布线区域114包括与检测区域112的周围相邻并包含与检测电极 112A、112B连接的布线的相邻布线区域114A、该相邻布线区域所包含的布线和处理电 路巧4侧(静电电容测定部150)的连接中所使用的引出布线区域114B。图4中，对布 线区域114施加了阴影线，相邻布线区域114A和引出布线区域114B上阴影线的朝向不同。
将检测区域112和相邻布线区域连接的区域具有矩形形状，引出布线区域114B 从该矩形形状的周边的一个或多个部位(图4所示的例中为3个部位)向外侧延伸。此 外，在各相邻布线区域114A的外周且与引出布线区域114B相邻的2个部位设有凹形状 的切口部114C。
感测基板110和静电电容测定部150之间的连接使用引出布线区域114B进行。 具体而言，将布线区域114的局部(引出布线区域114B的根部分)弯折，使引出布线区 域114B变形(弯折)而围绕框体140内，由此进行感测基板110和静电电容测定部150 之间的电连接。
因此，框体140中，在与围绕引出布线区域114B的位置对应的3个部位形成有 贯通孔142。图6是表示贯通孔的具体情况的框体140的俯视图。框体140在与感测基 板110和薄片部件130对应的位置上具有由矩形形状的凹部构成的容纳部144。以在容 纳部144内容纳感测基板110和薄片部件130时薄片部件130的表面位置与容纳部144周 边的框体140的表面大致为相同高度的方式，设定容纳部144的深度。在容纳部144的 底面且在周边附近(侧壁的附近)，形成3个部位的贯通孔142。各贯通孔142相比容纳 部144的侧壁在内侧。通过在该位置形成贯通孔142，能够通过薄片部件130遮盖贯通孔 142整体。
引出布线区域114B从其根部分弯折，该弯折的部分通过贯通孔142(参照图 2)，引出布线区域114B的端部与静电电容测定部150连接。
接着，对使用磁通量检测基板120所进行的位置检测进行说明。图7是说明使 用磁通量检测基板120的位置检测动作的框图。磁通量检测基板120设在框体140的表 面或背面且与感测基板110相对的位置。图2所示的例中，磁通量检测基板120配置在 框体140的背面侧，但也可以配置在框体140的表面侧且由框体140和感测基板110夹持 的区域。
磁通量检测基板120分别在X方向和Y方向(该X方向等与图4所示的感测基 板110上的X方向等相同)上具备多个(例如分别具备40个)环路线圈。
此外，电磁感应检测部152包括选择电路300、收发切换电路302、放大器 304、检波电路306、LPF (低通滤波器)308、采样保持电路6/H) 310、模拟-数字转换 器(A/D)312、CPU314、振荡器316、驱动器318。选择电路300从磁通量检测基板120 具备的多个环路线圈中选择一个连接于收发切换电路302。在收发切换电路302被切换到 发送侧(T)的状态下，处于由选择电路300选择的环路线圈和驱动器318连接的状态，若 从振荡器316输出预定频率的交流信号，则驱动器318向连接的环路线圈流过电流，通过 该环路线圈产生磁场。
位置指示器200中内置有将线圈和电容器并联连接的共振电路，在通过环路线 圈产生磁通量的状态下位置指示器200接近位置检测装置100的表面时，位置指示器200 内的线圈上感应产生的电压施加于电容器而蓄积电荷。然后，收发切换电路302切换到 接收侧(R)时，停止产生由环路线圈引起的磁场，并且在此之前蓄积于电容器的电荷放 电而从位置指示器200向线圈流过电流，通过该线圈产生磁场。该状态下通过选择电路 300切换选择的环路线圈，由此检测从各环路线圈输出的信号的强度，从而确定位置指示 器200的位置。具体而言，该信号强度的检测通过下述处理进行对于被放大器304放 大的信号，由检波电路306进行检波处理(例如AM检波处理)，进而使用采样保持电路 310、模拟-数字转换器312将通过LPF308后的信号转换为数字数据，由CPU314进行处 理。
这样，本实施方式的位置检测装置100中，通过使具有柔软性的感测基板110的 布线区域114插通设于框体140的容纳部144上的贯通孔142而进行布线，因此不需要用 于引出为布线而另行准备的信号线的结构、及连接该信号线的工时。特别是在将感测基 板110和磁通量检测基板120组合使用的情况下，能够将容纳于框体140的容纳部144的 感测基板110的表面整体用作位置指示器200的使用区域。
此外，布线区域114中包括相邻布线区域114A和引出布线区域114B，将从相邻 布线区域114A伸出的引出布线区域114B插通贯通孔142，因此，能够有效利用感测基板 110的大致全部区域(与检测区域112和相邻布线区域114A对应的区域)。
此外，在相邻布线区域114A的外周且与引出布线区域114B相邻的位置设有切 口部114C，因此能够防止引出布线区域114B向检测区域112和相邻布线区域114A相加 的区域的外侧突出。
此外，具有以覆盖感测基板110的表面的方式配置的薄片部件130，并且在相比 容纳部144的侧壁靠内侧、且由薄片部件130从外部遮盖的位置形成有贯通孔142，因此 能够防止从表面的薄片部件130的周围所形成的微小间隙通过贯通孔142看见内部结构。
另外，如图8所示，薄片部件130具有比感测基板110的检测区域112和相邻布线区域114A相加的区域大的面积时，也可以设有支撑部件132，其配置于被薄片部件130 从外部遮盖的位置，并具有与感测基板110相同的厚度。由此，能够防止在与感测基板 110和容纳部144的侧壁之间的间隙对应的位置上，配置于表面的薄片部件130的端部向 该间隙侧弯曲。
另外，在上述具有柔软性的感测基板110的表面和背面上涂覆粘接材料，粘接 感测基板Iio和其他部件(薄片部件130、框体140)之间。
图9是表示在感测基板110的双面涂覆的粘接剂的粘接面的图。此外，图10是 感测基板110的局部放大图。图11是图10的Xt-X[线剖视图。如这些图所示，感测基 板110具有通过在表面涂覆粘接材料而形成的粘接面400、和通过在背面涂覆粘接材料而 形成的粘接面410。
在表面侧的粘接面400上，形成有在相对于X方向倾斜45°的方向上具有预定 间隔的多个槽部402、和在相对于X方向倾斜135°的方向上具有预定间隔的多个槽部 404。这些槽部402、404在粘接面400上以格子状且与感测基板110的外周部连通的方 式形成。若改变观察方法，则粘接面400在与共计4个检测电极112A、112B相对的区 域设置，在不相对的区域上设有上述格子状的槽部402、404。此外，与检测电极112A、 112B相对的粘接面400具有均勻的厚度。
同样，在背面侧的粘接面410上，形成有在相对于X方向倾斜45°的方向上具 有预定间隔的多个槽部412、和在相对于X方向倾斜135°的方向上具有预定间隔的多个 槽部414。这些槽部412、414在粘接面410上以格子状且与感测基板110的外周部连通 的方式形成。若改变观察方法，则粘接面410在与共计4个检测电极112A、112B相对 的区域设置，在不相对的区域上设有上述格子状的槽部412、414。此外，与检测电极 112A、112B相对的粘接面410具有均勻的厚度。
此外，上述表面侧的槽部402、404和背面侧的槽部412、414形成在偏移一个检 测电极112A、112B的位置，以除了相互交叉的位置(图10中交叉的位置用P表示)以夕卜不重叠。
这样，本实施方式的位置检测装置100中，能够使进入粘接面400、410所形成 的区域中的气泡通过槽部402、404、412、414而排出，能够防止位置检测精度的恶化并 且消除利用者感到的不舒适感。
此外，由于表面上形成的槽部402、404和背面上形成的槽部412、414形成在 除了相互交叉的位置以外不重叠的位置上，因此即使在具有两层粘接面400、410的情况 下，也能够防止指示与槽部402、404、412、414对应的位置时该指示部分大幅变形。通 过以格子状形成槽部402、404或槽部412、414，能够使进入粘接面400、410的气泡可以 从感测基板110的整个面放出，并且即使槽部402、404、412、414局部被异物等堵塞时 也能够确保容易地放出气泡的迂回路径。
另外，本发明不限定于上述实施方式，在本发明的主旨的范围内可实施各种变 形。例如上述实施方式中，在图9 图11所示的例中，在感测基板110的双面设置粘接 面400、410，但也可以仅设置在任意一方。此外，代替在感测基板110的表面设置粘接 面400、在背面设置粘接面410，也可以在薄片部件130侧设置粘接面400、在框体140的 容纳部144侧设置粘接面410。9
此外，上述实施方式中，将感测基板110和磁通量检测基板120组合使用，但对 于仅具备静电电容方式的感测基板110的位置检测装置也可以应用本发明。
此外，上述实施方式中，以具有柔软性的薄膜基板(挠性基板)构成感测基板 110整体，但改变感测基板110中由检测区域112和相邻布线区域114A构成的主体部分 与引出布线区域114B的材料，也可以用具有柔软性的材料仅形成引出布线区域114B。
根据本发明，通过使具有柔软性的感测基板110的布线区域112插通设于框体 140的容纳部144上的贯通孔142而进行布线，因此不需要用于引出为布线而另行准备的 信号线的结构及连接该信号线的工时。
权利要求
1.一种位置检测装置，其特征在于，包括感测基板，具有形成有位置检测电极的检测区域和配置有从所述位置检测电极引出 的布线的布线区域；处理电路，连接有所述感测基板的所述布线，并且根据来自该感测基板的信号进行 预定的信号处理；以及框体，配置有所述感测基板，并且设置有所述处理电路，在配置于所述框体的感测基板的所述检测区域的附近设置有用于所述布线插通的贯 通孑L。
2.如权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，所述感测基板的所述布线区域包括相邻布线区域，与所述检测区域的周围相邻并 具有与所述位置检测电极连接的布线；和引出布线区域，具有用于将所述感测基板的所述相邻布线区域的布线和处理电路连 接的布线，所述引出布线区域从所述相邻布线区域伸出，该伸出的所述引出布线区域贯通所述 贯通孑Lo
3.如权利要求2所述的位置检测装置，其特征在于，所述感测基板的至少所述引出布线区域由具有柔软性的基板构成。
4.如权利要求3所述的位置检测装置，其特征在于，在所述感测基板的外周且与所述引出布线区域相邻的位置设置有切口部。
5.如权利要求4所述的位置检测装置，其特征在于，在所述框体的上表面还具有至少具有底面的大致凹形状的容纳部，用于安装所述感 测基板，该容纳部上设置有所述贯通孔。
6.如权利要求5所述的位置检测装置，其特征在于，还包括磁通量检测基板，被设置在所述框体的与所述感测基板相对的位置，形成有 检测位置指示器中所设置的线圈产生的磁通量的一个以上的环路线圈。
7.如权利要求6所述的位置检测装置，其特征在于， 还包括薄片部件，被配置为覆盖所述感测基板的表面，所述贯通孔形成在比所述容纳部的侧壁靠内侧且被所述薄片部件从外部遮盖的位置。
8.如权利要求7所述的位置检测装置，其特征在于，在所述感测基板的表面或背面中的至少一个上，在与所述位置检测电极相对的区域 设置有粘接所述感测基板和其他部件的粘接材料。
9.如权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于，通过在与所述位置检测电极相对的位置设置所述粘接材料而形成的槽部的一端至少 与所述感测基板的外周部连通。
10.如权利要求9所述的位置检测装置，其特征在于， 所述槽部形成为格子状。
11.如权利要求10所述的位置检测装置，其特征在于，在所述感测基板的表面和背面双面上设置有所述粘接材料时，所述表面上所形成的所述槽部和所述背面上所形成的所述槽部形成在除了相互交叉的位置以外的不重叠的位置。
12.如权利要求6所述的位置检测装置，其特征在于，还包括薄片部件，具有比所述检测区域和所述相邻布线区域相加的区域大的面 积，被配置为覆盖所述感测基板的表面；和支撑部件，被配置在被所述薄片部件从外部遮盖的位置，具有与所述感测基板相同 的厚度。
全文摘要
提供一种位置检测装置，能够减少靠近表面的检测部的布线的布线工时，并且简化布线周围的结构。位置检测装置(100)，检测由人体指示的位置，包括感测基板(110)，具有形成有位置检测电极的检测区域(112)和配置有从位置检测电极引出的布线的布线区域(114)；和框体(140)，配置有感测基板(110)。框体(140)上设有供感测基板(110)的布线区域(112)插通的贯通孔(142)。
文档编号G06F3/041GK102023744SQ20101027600
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月7日 优先权日2009年9月21日
发明者中田贵章, 佐藤雄太, 宗像博史, 横田贤, 金田刚典 申请人:株式会社和冠