指示体检测装置及指示体检测方法

专利名称：指示体检测装置及指示体检测方法
技术领域：
本发明涉及一种例如用于触摸屏的指示体检测装置及指示体检测方法。具体地说，涉及能够通过静电耦合方式准确地检测多个指示体的位置的指示体检测装置及指示体检测方法。
背景技术：
以往，作为触摸屏等中所使用的指示体的位置检测方式，提出了例如电阻膜方式、 静电耦合方式(静电电容方式)等各种传感器方式。近年来，静电耦合方式的指示体检测装置的开发得到迅速发展。静电稱合方式有表面型(Surface Capacitive Type)和投影型(Projected Capacitive Type)两种方式。表面型适用于例如ATM (Automated Teller Machine:自动柜员机)等，投影型适用于移动电话等。另外，两种方式均检测传感器电极与指示体(例如手指、静电笔等)之间的静电耦合状态的变化而检测指示体的位置。投影型静电耦合方式的指示体检测装置检测并列配置的多个电极与指示体的静电耦合状态的变化，在例如玻璃等透明基板、透明膜上以预定的导体图案形成电极，检测指示体靠近时的指示体与电极的静电耦合状态的变化。以往，关于上述方式的指示体检测装置，提出了例如专利文献I (日本特开2003-22158号公报)、专利文献2 (日本特开平 9-222947号公报)、专利文献3 (日本特开平10-161795号公报)等各种技术。另外，在专利文献I中记载有将使用了正交扩频码的码分复用方式适用于多用户触摸系统的技木。在专利文献2中记载有使用伪随机码(PN码)的坐标输入装置。此外，在专利文献3中记载有静电电容型坐标装置中所使用的作为指示体的笔。近年来，提出了被称为交叉点静电耦合方式的指示体检测装置。该交叉点静电耦合方式中，在X方向及Y方向上分別配置多个电极而形成导体图案，測定各电极正交的交点 (交叉点)处的静电耦合状态。若手指靠近，则在手指靠近的交叉点，其静电耦合状态变化， 因此通过检测该静电耦合状态变化的交叉点的坐标能够检测手指的位置。专利文献I :日本特开2003-22158号公报专利文献2 日本特开平9-222947号公报专利文献3 :日本特开平10-161795号公报然而，静电耦合方式的指示体检测装置将发送信号供给到发送导体，将从接收导体获得的电流中在各交叉点经由指示体流出的电流量作为电流的变化量来进行检测，从而检测指示体是否指示了该交叉点。但是，该电流的变化量微小，因此要求提高指示体检测装
置的S/N比。

发明内容
在此，将PN码等正交码用作发送信号的情况下，能够通过将供给到各发送导体的 PN码的码长设定得长来提高指示体检测装置的S/N比。然而，若仅通过相同代码串的反复来延长发送信号的码长，则在用于求出指示体指示的位置的相关计算中，求出与相同代码串的反复对应的多个峰值，无助于改善S/N比。因此，在发送信号时使用长代码的情况下， 不是直接反复相同代码串，而是需要准备所需长度的代码串。 因此，本发明的目的在于提供ー种指示体检测装置及方法，通过组合彼此具有预定的关联性的两种代码，能够提闻S/N比。另ー方面，若组合两种代码而延长向发送导体供给的信号的码长，则产生检测指示体的跟踪性受损的问题。具体地说，向某时刻指示体所指示的交叉点供给完最初的代码信号的时刻，指示体向其他交叉点移动的情况下，第二个代码信号的供给在其他交叉点进行，产生无法准确检测手指位置的问题。因此，本发明的另一目的在于提供ー种指示体检测装置及方法，即使由于所发送的代码的码长变长而发送信号的反复周期变长，跟踪性也不会受损。为了解决上述课题，本发明提供ー种指示体检测装置，具有导体图案，包括在第一方向配置的多个第一导体和在与上述第一方向交叉的第二方向配置的多个第二导体；信号供给电路，用于生成包括第一代码及第ニ代码的发送信号并供给到上述第一导体，上述第一代码及第ニ代码是彼此具有相同的码长并且彼此具有预定的关联性的代码；信号检测电路，与上述多个第二导体连接，用于检测与上述导体图案和指示体之间的静电电容的变化对应的接收信号；相关运算电路，计算由上述信号检测电路检测的上述接收信号与对应于上述第一代码的第一相关值运算用信号之间的第一相关值，并且计算由上述信号检测电路检测的上述接收信号与对应于上述第二代码的第二相关值运算用信号之间的第二相关值；以及合成电路，通过合成上述相关运算电路所计算出的上述第一相关值和上述第二相关值而计算出合成相关值，根据在上述合成电路中获得的上述合成相关值检测上述指示体。根据上述结构，即使使用不具备正交性的代码作为第一代码和第二代码，通过使用彼此相反极性且彼此具有预定的关联性的代码求出上述第一相关值和上述第二相关值， 也会从上述第一相关值和上述第二相关值的合成相关值消除作为假信号而检测到的成分， 能够进行改善了 S/N比的指示体检测。此外，通过使用彼此具有预定的关联性且具有相反极性的关系的一对代码作为第一代码和第二代码，能够去除合成相关值中包含的直流偏移成分。即，第一代码和第二代码具有极性彼此反转的位模式的关系，因此第一相关值中包含的直流偏移和第二相关值中包含的直流偏移被检测为相反极性的值，通过求出对第一相关值和第二相关值进行了运算的合成相关值，能够消除彼此相反极性的直流偏移量。根据本发明，能够提供ー种指示体检测装置及方法，通过使用第一代码和与该第一代码具有预定的关联性的第二代码作为发送信号，即使在使用不具备正交性的代码的情况下，也能够提高S/N比。此外，能够提供一种指示体检测装置及方法，即使由于发送信号时的码长变长而使发送信号的反复周期变长，指示体检测的跟踪性也不会受损。


图I是表示本发明的指示体检测装置的第一实施方式的整体的结构例的框图。图2是用于说明本发明的指示体检测装置的第一实施方式的图。
图3是表示第一实施方式的指示体检测装置的发送部的结构例的框图。图4是用于说明第一实施方式的指示体检测装置中使用的作为发送信号的例子 的互补码的图。图5是用于说明第一实施方式的指示体检测装置中使用的作为发送信号的例子 的互补码的位模式的图。图6是用于说明第一实施方式的指示体检测装置中使用的作为发送信号的例子 的互补码的互补性质的图。图7是用于说明第一实施方式的指示体检测装置的接收部的第一部分的图。图8是用于说明第一实施方式的指示体检测装置的接收部的第二部分的图。图9是用于说明第一实施方式的指示体检测装置的接收部的检测动作的图。图10是表示用于说明第一实施方式的指示体检测装置的动作例的流程图的图。图11是用于说明本发明的指示体检测装置的第二实施方式的图。图12是表示第二实施方式的指示体检测装置的发送部的结构例的框图。图13是用于说明本发明的指示体检测装置的第三实施方式中使用的发送信号的 码型的图。图14是表示第三实施方式的指示体检测装置的发送部的结构例的框图。图15是表示本发明的指示体检测装置的第四实施方式的发送部的一部分的结构 例的框图。
具体实施例方式以下，參照

本发明的指示体检测装置的实施方式。[第一实施方式]本实施方式的指示体检测装置通过静电耦合方式检测指示体在指示输入面上的 指示位置。另外，在本说明书中，指示输入面上的坐标位置作为由彼此正交的X轴方向及Y 轴方向的位置确定的位置来进行说明。此外，在以下说明中，说明用户的手指用作指示体的 情況，但是也可以将专利文献3所公开的静电笔、导体棒等用作指示体。此外，以下说明的 实施方式是能够检测指示输入面上同时存在的多个指示体例如多根手指的例子。此外，以下说明的实施方式具有能够高速进行指示输入面上的指示体的位置检测 的结构。此外，将供给到发送导体的信号及从接收导体取出的信号称为代码信号，作为表示 含有预定的代码的信号的用语。对于代码，在与位模式相关的情况下，也可能称为代码串或 位串。图1所示的指示体检测装置1由传感器部100、发送部200、接收部300、控制发送 部200及接收部300的动作的控制电路40构成。控制电路40控制指示体检测装置100的各部，例如搭载微型计算机而构成。接收部300用于放大从构成接收导体组12的各接收导体获得的接收信号(电流 信号)，并且对接收信号进行信号处理，从而进行指示体的检测。接收部300由接收导体选 择电路31、放大电路32、A/D(模拟到数字)转换电路33及位置检测电路34构成。位置检 测电路34根据A/D转换电路33的输出信号求出指示体的有无及指示位置的位置坐标，包 括运算处理电路35和输出电路36。
传感器部100具有与发送部200连接的多个第一导体和与接收部300连接的多个第二导体。在以下说明中，由例如64根发送导体IlY1NllY64构成的第一导体为发送导体， 构成发送导体组11。此外，由例如128根接收导体UX1 12X128构成的第二导体为接收导体，构成接收导体组12。以下，将该发送导体及接收导体的各导体上所标注的编号称为索引编号。另外，构成发送导体组11的发送导体的根数及构成接收导体组12的接收导体的根数根据指示输入面100S的尺寸等实施方式来适当设定。构成发送导体组11的64根发送导体分别是在传感器部100的X轴方向(图I的横向)上延伸配置的直线状的导体。构成接收导体组12的128根接收导体分别是在传感器部100的Y轴方向(纵向)上延伸配置的直线状的导体。发送导体组11和接收导体组 12隔着绝缘材料相对配置。发送导体和接收导体交叉的点称作交叉点。发送导体及接收导体例如通过银图案、由IT0(Indium Tin Oxide :氧化铟锡)膜构成的透明电极或铜箔等形成。图2表示向发送导体供给的代码信号的位配置。输出代码Csi中，代码Asi的ー个周期量的位串(ai、a2、……、a16)被供给之后代码Bsi的ー个周期量的位串(bi、b2、……、 b16)被供给。从而，相对于代码Asi，代码Bsi延迟代码Asi的ー个周期量的时间tdl，因此在运算合成基于代码Asi的相关值和基于代码Bsi的相关值时，考虑tdl的时间差而计算合成相关值。图3表示发送部200的结构。发送部200具有发送信号供给电路21、发送导体选择电路22、时钟产生电路23及控制电路40。构成发送导体组11的64根发送导体IlY1 IlY64例如被分割为分别包括4根发送导体的16个发送块TBl TB16。因此，发送信号供给电路21产生16个不同的代码串。 为此，发送信号供给电路21包括代码Asi产生电路211和代码Bsi产生电路212，分别产生具有相同的码长且彼此具有预定的关系的一对代码。在此,作为发送信号的一例，详细说明互补码(Complementary code)。互补码是根据ー对种子码(Seed code)生成的彼此具有预定的关联性的ー对代码。作为种子码，发现了 2位、10位、26位这三个。根据各种子码，能够生成具有2n、5X2n、13X2n(n为I以上的整数)位的码长的ー对互补码。图4表不基于2位的种子码的一对互补码An及Bn的生成方法。另外，A、B字母所带的标在下方的下标表示ー对互补码A及B的码长。此外，记号“&”表示连接代码串。基于2位的种子码的4位的代码A4是在2位的种子码A2之后连接2位的种子码B2的代码。 此外，4位的代码B4是在2位的种子码A2之后将2位的种子码B2极性反转而连接的代码。 即，ー对互补码A及B是根据种子码A2和种子码B2、种子码A2及种子码B2的逻辑反转码生成的。因此，在代码A与代码B之间具有预定的关联性。代码A8、代码B8也可以同样地生成。此外，对于10位的种子码、26位的种子码的情况，也可以同样地制作具有预定的码长的 ー对互补码。制作多组将如上制作的ー对互补码An及Bn各自的位串从最终位向开头位逐位移动而得到的ー对互补码，使构成上述多组中的各组的ー对互补码彼此逐位同步而依次输出，从而作为发送信号向各发送导体供给。此时，作为ー个发送信号，设为互补码A(以下为简便起见简称为代码A)和互补码B (以下为简便起见简称为代码B)的时分复用信号。以下，将对于该代码A或代码B使其最終位向开头位移动并且对代码进行移位的情况称为“旋转(Rotate)”。由此，使各码长为16位的ー对互补码A16及B16逐位旋转，从而制作16组的 ー对代码。并且，将该16组的ー对代码用作16个不同的发送信号。图5 (A)及图5 (B)例示该第一实施方式中使用的分别由16位构成的一对代码A16
及代码B16的互补码。代码Asi (i = 0、1、2、......、15)表示使作为旋转的基础的代码AsO从
其最終位向开头位旋转i位量而成的代码。例如，代码Asl表示将代码AsO旋转I位量而得到的代码，代码As2表示将代码AsO旋转2位量而得到的代码，……，代码Asl5表示将代码AsO旋转15位量而得到的代码。以下，将该作为基础的代码AsO称为“基础代码AsO”。同样，代码Bsi (i = 0、1、2、……、15)表示使作为旋转的基础的代码BsO旋转i位
量而得到的代码。因此，如代码AsO和代码BsO、Asl和代码Bsl、......那样，一对代码Asi
和代码Bsi作为ー个代码信号供给到同一发送导体。以下，将作为该基础的代码BsO称为 “基础代码BsO”，将从代码AsO或代码BsO的最終位向开头位旋转i位量简称为“旋转i位量(数)”。记号a」.(j = l、2、……、16)表示代码Asi(i = j-1)的代码串的第j位，记号 bj (j = 1、2、......、16)表示代码Bsi (i = j-1)的代码串的第j位。并且，求出各代码Asi的相关值和各代码Bsi的相关值，根据对该求出的两个相关值进行运算合成而得到的合成相关值，检测指示体。即，对于代码A，准备与代码AsO、AsU
As2、......、4815对应的相关值运算用代码ム80’、ム81’、482’、......、Asl5’。在此，与代码
Asi对应的相关值运算用代码Asi’是使与基础代码AsO对应的相关值运算用代码AsO’旋转与代码Asi相同的码长而得到的代码Asi’ ( = Asi)。并且，求出各上述相关值运算用代码AsO’ Asl5’与从接收导体获得的接收信号的相关值(第一相关值)。对于代码B，同样
准备与代码BsO、Bsl、Bs2、......、Bsl5对应的相关值运算用代码BsO’、Bsl’、Bs2’、......、
Bsl5’。在此，与代码Bsi对应的相关值运算用代码Bsi ’是使与基础代码BsO对应的相关值运算用代码BsO’旋转与代码Bsi相同的码长而得到的代码Bsi’( = Bsi)。并且，求出各上述相关值运算用代码BsO’ Bsl5’与从接收导体获得的接收信号的相关值(第二相关值)。在第一实施方式中，利用第一相关值与第二相关值之间存在后文说明的互补性质这一点，上述第一相关值是在根据用作发送信号的代码Asi而接收的信号与对应于该代码 Asi而生成的相关运算用的代码之间计算出的相关值，上述第二相关值是在根据用作发送信号的代码Bsi而接收的信号与对应于该代码Bsi而生成的相关运算用的代码之间计算出的相关值。图6(A)表示对于使用代码Asi作为发送信号时获得的接收信号使用相关值运算用代码Asi’进行相关运算时获得的第一相关值的表。此外，图6(B)表示对于使用代码Bsi 作为发送信号时获得的接收信号使用相关值运算用代码Bsi’进行相关运算时获得的第二相关值的表。另外，在以下说明中，将相对于基础代码AsO及BsO各代码Asl Asl5及各代码Bsl Bsl5旋转了 i位的代码称为“移位码i”。此外，将相对于与该基础代码AsO及 BsO对应的相关值运算用代码AsO’及BsO’各代码Asi’ As 15’及各代码Bsl’ Bs 15’ 旋转了 i位的代码i也称为“移位码i”。从该图6(A)及图6(B)可判断，用作发送信号的代码与用于相关运算的相关值运算用代码的移位码i相同的情况下获得的相关值最大。具体地说，如图6(A)所示，用作发送信号的代码Asi与相同移位码i的相关值运算用代码Asi’的第一相关值为“16”。因此， 能够以第一相关值为最大值“16”来检测出与相关值运算用代码Asi’对应的代码Asi。另ー方面，用作发送信号的代码Asi与移位码i不同的相关值运算用代码 Ask，(iデk，k = 0、l、2、……、15)的第一相关值不仅获得“0”(无相关)，还可以获得“0” 以外的预定的值(图6(A)中为“4”、“-4”)(有相夫)。在此，在发送信号相对于基础代码的移位码i与用于相关运算的相关运算用代码的移位码i不同的情况下，优选所有第一相关值为“0”，但是存在不是“0”而是预定的值 (在本例中为“4”、“-4”)的情況。这是因为，使用了没有正交性的代码作为所使用的代码。 以下，将如上所述这样的错误的位置上所出现的相关值称为“假信号(Ghost signal)”。另外，如图6(B)所示，该结果对于代码B也相同。在图6(A)及图6(B)中，关注不是“0”而是预定的值(在本例中为“4”、“_4”)的第一相关值和第二相关值，相关值为该预定的值的代码Asi和相关值运算用代码Ask’ (i^k) 的移位码k的关系与相关值为上述预定的值的代码Bsi和相关值运算用代码Bsk’ (i幸k) 的移位码k的关系完全相同，此外可以判断出在代码A和代码B中其相关值显示出极性相反的互补关系。因此，通过相同移位码i的相关值运算用代码Asi’和Bsi’进行相关运算， 将其结果获得的相关值相加而合成，则旋转了与相关值运算用代码Asi’和Bsi’不同的代码k而得到的代码Ask及Bsk的相关值中不是“0”的预定的相关值即假信号被抵消而成为
O。因此，关于与相同移位码i的相关值运算用代码Asi’和Bsi’相关的相关值的合成相关值，相同移位码i的代码Asi及Bsi的相关值成为2倍，并且不同移位码k的代码Ask及 Bsk的相关值全部成为O。返回图3，发送信号供给电路21对多个发送导体供给输出代码Csi (i = 0、1、 2、……、15)。发送信号供给电路21包括代码Asi产生电路211及代码Bsi产生电路212， 用于产生一对代码Asi及Bsi的各代码；和切换电路213，用于对从上述代码Asi产生电路 211及代码Bsi产生电路212输出的一对代码Asi及Bsi进行分时复用。代码Asi产生电
路211产生16个代码AsO、Asl、As2、......、Asl5。此外，代码Bsi产生电路212产生16个
代码BsO、Bsl、Bs2、......、Bsl5。从时钟产生电路23分别向代码Asi产生电路211及代码
Bsi产生电路212输入时钟信号CLK而生成代码。从该时钟产生电路23输出的时钟信号 CLK作为定时信号还输入到控制电路40而控制发送信号供给电路21的动作。并且，代码Asi产生电路211及代码Bsi产生电路212根据控制电路40的控制， 与从时钟产生电路23输入的时钟信号CLK同步地，将16个代码AsO Asl5及16个代码 BsO Bs15从开头位逐位同步而同时输出。因此，代码Asi产生电路211周期地反复产生由16位 a16构成的代码AsO Asl5，代码Bsi产生电路212周期地反复产生由16位 b: b16构成的代码BsO Bsl5。代码AsO Asl5及代码BsO Bsl5经由切换电路213 供给到发送导体选择电路22内的对应的各开关电路2201 2216。从控制电路40向该切换电路213供给控制信号SW1。在该控制信号SWl的高电平期间，将代码Asi产生电路211连接到后级的发送导体选择电路22，将从代码Asi产生电路211输出的代码六80 ム815作为输出代码080、081、082、……、Csl5输出。此外，若控制信号SWl成为低电平期间，则将代码Bsi产生电路212连接到后级的发送导体选择电路 22，将从代码Bsi产生电路212输出的代码BsO Bs15作为输出代码CsO Cs 15输出。
结果，经由切换电路213向发送导体选择电路22输出的输出代码Csi (i = 0、1、
2、……、15)如图2所示由代码Asi和代码Bsi形成一对代码，是该代码Asi和代码Bsi交替配置的时分复用的代码。另外，上述发送信号供给电路21也可以通过由预先保存有输出代码CsO Csl5的数据的ROM等构成的非易失性存储器构成，通过控制该非易失性存储器的读出地址，输出多个输出代码CsO Csl5。在图3中，发送导体选择电路22具有与16个发送块TB1、TB2、……、TB16各自对应的16个开关电路2201、2202、……、2216。开关电路2201 2216分别是I输入4输出的开关电路。输出代码CsO输入到开关电路2201，输出代码Csl输入到开关电路2202，……、 输出代码Csl5输入到开关电路2216。各开关电路2201 2216的输入端连接到切换电路 213，四个输出端分别连接到对应的各发送导体。并且，各开关电路2201 2216按预定的顺序切换应供给所输入的输出代码CsO Csl5的发送导体。另外，优选的是，未与输入端连接的发送导体连接至任意的基准电位或接地。这样，通过将未与输入端连接的发送导体连接至任意的基准电位，能够降低相邻电极的信号引起的影响、外来噪声的影响。开关电路2201与发送块TBl对应。该开关电路2201逐根依次切换发送块TBl 的4根发送导体IlYp 11Y2、11Y3、11Y4而供给输出代码CsO。此外，开关电路2202与发送块 TB2对应。该开关电路2202逐根依次切换发送块TB2的4根发送导体11Y5、11Y6、11Y7、IlY8 而供给输出代码Csl。其他各开关电路2203 2216也同样，逐根依次切换对应的发送块 TB3 TB16的各4根发送导体而供给输出代码Cs2 Csl5。从控制电路40向上述开关电路2201 2216供给控制信号SW2而进行发送导体选择处理。图7表示构成接收部300的接收导体选择电路31、放大电路32及A/D转换电路 33的电路结构。接收导体选择电路31具有与16个检测块DBl DB16对应的16个开关电路 3101 3116。开关电路3101 3116分别是8输入I输出的开关电路。从分别对应的各检测块DBl DB16的8根接收导体选择性地向上述开关电路3101 3116输入接收信号。 即，各开关电路3101 3116从分别对应的各检测块DBl DB16的8根接收导体中选择I 根接收导体，供给到后级的放大电路32的I/V转换电路3201 3216。从控制电路40向开关电路3101 3116供给控制信号SW3而控制接收导体的选择动作。即，在每次发送部200 向所有发送导体供给完16个输出代码CsO Csl5吋，开关电路3101 3116将对应的检测块DBl DB16的接收导体切换为下ー个接收导体。另外，开关电路3101 3116中未被选择的接收导体与任意的基准电位连接或接地，从而能够提高耐噪性。放大电路32包括与各检测块DBl DB16对应的16个电流-电压转换电路(以下称为I/V转换电路)3201、3202、……、3216。向该各I/V转换电路3201 3216供给来自接收导体选择电路31的各开关电路3101 3116的输出信号S1 S16。对来自接收导体的接收信号(电流信号)设置的I/V转换电路3201包括运算放大器41以及在该运算放大器41的输入输出端之间连接的电容器42和电阻43。各I/V转换电路3201 3216将从对应的各检测块DBl DB16供给的输出信号 (电流信号)S1 S16转换为电压信号，并放大而输出。在该I/V转换电路3201 3216中转换为电压信号的输出信号S1 S16输入到A/D转换电路33。A/D转换电路33具有16个A/D转换器3301、3302、......、3316。在各I/V转换电路3201 3216中转换为电压信号的输出信号供给到对应的各A/D转换器3301 3316，根据时钟信号CLK的定时而被采样。并且，各A/D转换器3301 3316转换为采样值为8位的数字采样数据DS1, DS2、……、DS16而输出。该数字采样数据DSl DS16分别是与供给到传感器部100的发送导体的代码串的各位对应的信号。但是，在各接收导体上重叠流动有16个输出代码CsO Csl5同步同时供给到16根发送导体而获得的电流，因此输出信号S1 S16的数字采样数据DS1 DS16 为16个输出代码CsO Csl5的各位的值合成(相加)得到的值。具体地说，各数字采样数据DS1 DS16是代码AsO Asl5的位的值合成而得的值、代码AsO Asl5的位a2合成而得的值、……、代码AsO Asl5的位a16合成而得的值、代码BsO Bsl5的位Id1合成而得的值、代码BsO Bsl5的位b2合成而得的值、……、代码BsO Bsl5的位b16合成而得的值与各位供给到各发送导体的定时对应地呈现在接收导体上的数据。从A/D转换电路 33输出的各数字采样数据DS1 DS16被供给到图I所示的位置检测电路34的运算处理电路35。在图8中，位置检测电路34根据从A/D转换电路33输出的数字采样数据DS1 DS16检测指示体的存在或进行指示位置检测，包括运算处理电路35和输出电路36。运算
处理电路35包括16个相关运算电路35101,35102, ......>35116和16个合成电路35201、
35202、......、35216。 相关运算电路35101 35116是用于对从A/D转换电路33输入的数字采样数据进行相关运算的电路。从分别对应的A/D转换电路33的各A/D转换器3301 3316向各相关运算电路35101 35116输入数字采样数据DS1 DS16，进行与代码AsO Asl5及代码 BsO Bsl5对应的相关运算。并且，将作为对代码AsO Asl5的相关运算的结果的相关值和作为对代码BsO Bsl5的相关运算的结果的相关值供给到对应的各合成电路35201 35216。对于从对应的相关运算电路35101 35116供给的对代码AsO Asl5的相关值和对代码BsO Bs 15的相关值，各合成电路35201、35202、……、35216将以相同移位码i的相关值运算用代码进行相关运算而得到的相关值之间相加合成。并且，各合成电路35201 35216分别将其相加合成的结果作为合成相关值供给到输出电路36。输出电路36是用于根据从运算处理电路35输入的合成相关值，将与指示体的指示位置对应的输出数据作为指示体检测装置I的输出信号向个人计算机等外部装置发送的电路，包括存储电路361和位置计算电路362。存储电路361用于暂时存储运算处理电路35中计算的各合成相关值(RMsO、RMsl、……、RMs15)的存储电路。输出电路36将从运算处理电路35输出的各合成相关值(RMsO RMsl5)映射到该存储电路361。位置计算电路362是用于比较存储电路361中所存储的所有合成相关值和基准值ref，检测指示体的有无及指示体的位置坐标的电路。即，位置计算电路362根据与基准值ref的比较，从存储有该合成相关值的存储电路361的地址位置求出对应的位置坐标，并作为输出信号向个人计算机等外部装置发送。这样，位置计算电路362能够通过比较各合成相关值与基准值 ref而对各交叉点独立地检测指示体，因此即使在多个指示体同时对指示输入面100S进行位置指示的情况下，位置计算电路362也能够同时检测上述多个指示体指示的位置。图9表示合成相关值的生成。在各合成电路35201 35216中，获得通过相同移位码i之间的相关值运算用代码Asi’和Bsi’进行相关运算而得到的相关值(称为RAsi及RBsi)之间进行相加合成而得到的合成相关值(RMsO RMsl5)。例如，图9 (A)所示的相关值(RasO)和图9(B)所示的相关值(RBsO)的合成相关值，对于相同移位码i的代码AsO 及BsO的合成相关值成为2倍，对于不同移位码的代码Asl Asl5及Bsl Bsl5的合成相关值均为0(图9(C))。然而，该基准值ref由于每个指示体检测装置I的个体差异、环境要因(温度等) 等引起的偏差而存在变化的情況。因此，在本发明的指示体检测装置中，输出电路36将指示体不在传感器部100的指示输入面100S上时通过运算处理电路35的合成电路35201 35216得到的合成相关值作为基准值ref预先存储在存储电路361中。以下，将该合成相关值称为偏移值。并且，输出电路36在将合成相关值存储在存储电路361吋，从由各合成电路 35201 35216计算出的合成相关值减去该存储的偏移值(基准值ref)。输出电路36将该相减结果的值作为各交叉点的合成相关值存储在存储电路361中。这样，存储在存储电路361的合成相关值在指示体不在传感器部100的指示输入面100S上时全部为O。并且， 在指示体接触到传感器部100的指示输入面100S上时存储在存储电路361中的合成相关值例如成为负值。并且，位置计算电路362參照存储在存储电路361中的合成相关值，检测该存储电路361中是否存储有表示负值的合成相关值。并且，在检测到存储电路361中存储有表示负值的合成相关值时，位置计算电路362判断为指示体指示表示该负值的合成相关值的存储电路361的地址位置所对应的交叉点。存储在存储电路361中的合成相关值是否为负值，将用于判定是否存在指示体的基准值(阈值)设定为0并比较合成相关值与阈值即可。但是，为了不对噪声等做出反应而更切实地进行判定，可以根据检测到的噪声等预先确定与合成相关值比较的阈值。此外， 也可以在求出偏移值时确认噪声的状况而自动进行设定。另外，例示说明了比较合成相关值与阈值并在合成相关值超过该阈值时判断为存在指示体的位置指示的情况，但是本发明不限于此。例如，也可以根据存在合成相关值的变化的交叉点的区域的面积、形状或合成相关值的时间性变化量来检测指示体的接触。此外， 也可以对各交叉点分别进行平均滤波等处理，或者适用使用了关注的交叉点周围的合成相关值的空间滤波器。接着，參照图10说明该第一实施方式中的指示体检测装置的处理动作的流程。指示体检测装置的位置检测处理是反复进行的，但是在图10中，表示对指示输入面100S的所有交叉点进行的一次处理动作的流程图。即，表示从生成代码Asi、Bsi到根据上述代码检测出指示体的位置为止的处理。首先，发送信号供给电路21与时钟信号CLK同步地生成代码Asi (AsO As 15)及代码Bsi (BsO Bsl5)(步骤S101)。接着，从代码Asi产生电路211及代码Bsi产生电路 212输出的代码经由切换电路213成为图2所示的分时复用的代码串(步骤S102)。从切换电路213输出的代码按照预定的选择顺序依次供给到由发送导体选择电路22生成的构成各发送块(TBl TB16)的发送导体(步骤S103)。由接收导体选择电路31生成的构成各接收块(DBl DB16)的接收导体按照预定的选择顺序被依次选择。由被选择的接收导体接收的信号经由放大电路32、A/D转换电路33供给到位置检测电路34，从而根据接收信号计算出指示体指示的位置，并保存该位置数据(步骤S104)。并且，确认图2所示的被分时复用的代码Asi的ー个周期的所有位及代码Bsi的 ー个周期的所有位即代码Csi的ー个周期的数据被全部发送(步骤S105)。若代码Csi的 ー个周期的数据被全部发送，则对指示输入面SlOO的所有交叉点完成了一次发送处理。若在步骤S105中判断为代码Csi的ー个周期的所有数据尚未发送，则返回步骤 S103，反复进行该步骤S103以后的处理。在步骤S105中，若确认了代码Csi的ー个周期的所有数据被发送，则通过构成运算处理电路35的相关运算电路(35101 35116)计算与代码Asi对应地设定的相关运算用代码与接收信号的相关值、与代码Bsi对应地设定的相关运算用代码与接收信号的相关值。此外，通过合成上述相关值，即使在发送到各发送导体的代码不是具有正交性的代码(例如PN码)的情况下，也能够有效地排除没有正交性所引起的假信号的影响(步骤 S106)。从构成运算处理电路35的合成电路(35201 35216)输出的数据被位映射(Bit mapping)到构成位置检测电路34的存储电路361所具备的存储器中。在位置计算电路362 中，參照位映射到存储器的数据而计算指示体是否在指示输入面100S上或指示体指示的位置(步骤S107)。反复执行上述各步骤。另外，关于该第一实施方式中的发送导体及接收导体的选择切換，例示说明了发送导体的切换为降序、接收导体的切换为升序的情况，但是本发明不限于此。也可以不设置发送导体选择电路，同时向所有的发送导体供给发送信号，或者不设置接收导体选择电路， 同时从所有接收导体获得接收信号。此外，也可以使发送导体的切换为升序、接收导体的切换为降序，或者使各发送块及接收块各自的切换为降序或升序，或者使切换的顺序为随机。[第一实施方式的变形例]在上述实施方式中，例示说明了使用根据2位的种子码做成的分别为16位的互补码A、B的情況。但是，代码A、B的位长不限于16位。此外，代码A、B不限于仅根据2位的种子码做成，当然也可以根据8位的种子码或26位的种子码做成。此外，在上述实施方式中，例示说明了向存储电路361写入相关值时从各相关值减去偏移值的情況。但是，本发明不限于向存储电路361写入相关值时减去偏移值的情況。 例如也可以在存储电路361中分别存储由运算处理电路35的相关运算电路35101 35116 及合成电路35201 35216分别计算出的合成相关值，在通过位置计算电路362计算位置时从各相关值减去偏移值。[第二实施方式]关于在第一实施方式中例示的图2所示的信号发送用的代码串，作为向发送导体供给的发送信号的输出代码Csi在ー个周期量的代码Asi之后配置有ー个周期量的代码 Bsi0因此,代码Bsi相对于代码Asi延迟代码Asi的ー个周期量的时间tdl。因此,在指示输入面100S上高速移动指示体吋，由于时间tdl的影响，存在代码Asi供给到发送导体时的指示体的指示位置与代码Bsi供给到发送导体时的指示体的指示位置不同的情況。此时，基于代码Asi的相关值及基于代码Bsi的相关值与指示体19位于同一位置时获得的相关值相比较，值不同。其结果，表示根据代码Asi的相关值及代码Bsi的相关值计算出指示体的位置的峰值信号、产生指示体的错误检测的假信号的位置偏移，不是如图 9(A)、图9(B)所示的绝对值相同的值。因此，在合成相关值中未消除产生指示体的错误检测的假信号而得以保留，存在成为错误检测的原因的情况。因此，在第二实施方式中，代替图Il(A)所示的第一实施方式中例示的输出代码 Csi，使用图Il(B)所例示的输出代码Msi。在该输出代码Msi (i = 0、1、2、……、15)中，按照预定的规则搅乱构成ー对代码Asi和代码Bsi的各代码的位的配置。第二实施方式中的 Msi的位串例如是代码Asi的I位及代码Bsi的I位交替配置的代码。若使用该输出代码 Msi，则合成相关值能够使供给各代码的时刻的时间差成为I位量的时间td2。该时间td2 相对于时间tdl非常短，因此对于指示体的高速移动，也能够解决未消除产生指示体的错误检测的假信号而得以保留的问题。另外，在代码Asi和代码Bsi之间进行位搅乱时，未必以I位为单位进行搅乱，也可以是2位単位、3位単位等。只要比代码Asi、Bsi的码长小，则可以以任意的単位长度进行位替换。此外，不需要使用相同的单位长度，只要构成代码Asi和代码Bsi的各位在整体上搅乱配置即可。以下，说明该第二实施方式的结构的主要部分。另外，对具有与第一实施方式相同的结构的部分，标以相同的參照标号而省略其说明。图12所示的第二实施方式的发送信号供给电路21A，与图3所示的第一实施方式的发送信号供给电路21相比，从控制电路40输出的控制信号SW4供给到切换电路213，从而供给到切换电路213的从代码Asi产生电路211输出的代码AsO Asl5和从代码Bsi产生电路212输出的代码BsO Bsl5如图11⑶所例示那样代码AsO Asl5和代码BsO Bsl5的位配置按照预定的规则被搅乱。被位搅乱的输出代码MsO Msl5通过切换电路213 被供给到发送导体选择电路22。在第二实施方式的接收部中，由于位配置与第一实施方式不同，因此通过将该位配置变换为第一实施方式中所例示的位配置，能够适用第一实施方式中所表示的相关运算处理等各信号处理。该位配置的变换例如可以与第一实施方式中所表示的运算处理电路35 中的运算处理一起进行。另外，用于根据预定的规则将位配置恢复为发送前的原来的位配置的变换处理可以通过现有的技术实现。[第三实施方式]在第一及第ニ实施方式中，使用了互补码(Asi及Bsi)作为待发送的ー对代码。 在第三实施方式中，硬件结构与第一及第ニ实施方式相同,但是待发送的一对代码与第一及第ニ实施方式的代码不同，使用各位的极性为相反极性的一对代码。即，在第三实施方式中，将某个代码作为第一代码时，将与该第一代码具有相同的码长且使构成第一代码的各位极性反转而成的代码作为第二代码，以该第一代码和第二代码为ー对代码作为发送信号。在以下说明中，将第一代码称为正极性的代码，将第二代码称为相反极性的代码。并且，在该第三实施方式中，与第一及第ニ实施方式中的信号处理同样地，计算出进行与用于计算对正极性的代码的相关值的相关值运算用代码的相关运算时的相关值、进行与用于计算对相反极性的代码的相关值的相关值运算用代码的相关运算时的相关值，并在合成电路中合成计算出的这两个相关值。并且，使用该合成相关值检测指示体。根据上述结构，关于接收时产生的直流偏移量，对正极性的代码的相关值与对相
13反极性的代码的相关值彼此为相反极性。因此，求出对这两个相关值的合成相关值时，对接收时产生的直流偏移量的相关值的成分被消除。以下说明第三实施方式的一例。图13表示适用于第三实施方式的代码串。例示与发送块数对应的16行X16列的哈达玛矩阵。将由构成该哈达玛矩阵的各行(或者各列)的16位PNpPN2.……41构成的各哈达玛码用作16个正极性的代码串(第一代码串)。该16个哈达玛码(D1 D16)是彼此具有正交关系的代码串，例如使用PN码。以下，将该正极性的代码称为发送代码D1 D160另外，在以下说明中，为了方便，由16位构成的PN1-PN16为各发送代码H……、 D16)的ー个周期量的数据。关于由正极性的代码和相反极性的代码构成的一对代码向发送导体的供给，可以使用如第一实施方式那样按照每ー个周期量将正极性的代码和相反极性的代码时分复用而交替地向发送导体供给的方法、和如第二实施方式那样按照预定的规则进行位搅乱而替换位配置井向发送导体供给的方法中的任意方法。在该第三实施方式中，例示说明与第二实施方式同样地将替换了位配置的位串供给到发送导体的方式。例不该第三实施方式的结构与例不第二实施方式的结构相比，用于发送信号的一对代码不同，但是发送部及接收部的动作相同。另外，在第三实施方式的结构说明中，对与第一及第ニ实施方式相同的部分标以相同的參照标号并省略其详细说明。在图14中，第三实施方式的结构中的发送信号供给电路21B中具有哈达玛码产生电路215、极性反转电路216及切换电路213。哈达玛码产生电路215相当于图12所示的代码Asi产生电路211或代码Bsi产生电路212。极性反转电路216是用于将输入的代码串的极性反转而输出的电路，包括与检测块相同的数量即本例中为16个代码反转器。在哈达玛码产生电路215中，生成由彼此具有正交性的16个哈达玛码构成的发送代码D1 D16。上述16个发送代码D1 D16被供给到切换电路213。此外，还供给到极性反转电路216而反转各发送代码的极性后再供给到切换电路213。在切换电路213中，根据从控制电路40输出的控制信号SW5，供给到切换电路 213的各位根据预定的规则进行位搅乱。即，从哈达玛码产生电路215及极性反转电路216 供给的32位的代码根据预定的规则进行搅乱处理，各位的位置被替换。与第二实施方式同样地，通过切换电路213，变换了位配置的输出代码Ml M16经由发送导体选择电路22的各开关电路2201 2216被供给到发送导体。第三实施方式中的接收部具有与第二实施方式相同的结构。即，将由切换电路213 根据预定的规则进行位搅乱而得到的位串恢复为原来的位串后进行预定的相关运算，从而求出指示体的位置。[第四实施方式]该第四实施方式将上述第二实施方式所示的结构和第三实施方式所示的方式组合起来，从而进一歩有效地进行指示体高速移动时产生错误检测的假信号的排除和接收部的电路中的直流偏移的去除。即，该第四实施方式中的指示体检测装置使用互补码A及B 作为用于发送信号一对代码，对该ー对代码分别生成反转代码，从而生成正极性及负极性的ー对代码。在第四实施方式中的发送部200C中，发送信号供给电路21C的结构与第一实施方式和第二实施方式的结构不同。另外，在以下第四实施方式的结构例说明中，对与第一实施方式 第三实施方式相同的部分标以相同的參照标号并省略其详细说明。图15所示的该第四实施方式中的发送信号供给电路21C具有第一及第ニ实施方式中使用的代码Asi产生电路211及代码Bsi产生电路212、与第三实施方式中使用的极性反转电路216相同结构的极性反转电路217及218、用于进行分时复用处理或同时进行分时复用处理和位搅乱处理的切换电路213C。代码Asi产生电路211将生成的代码AsO Asl5供给到切换电路213C，并且供给到极性反转电路217。极性反转电路217将对各代码 AsO Asl5的各位进行极性反转而得到的输出代码供给到切换电路213C。同样，代码 Bsi产生电路212将生成的代码BsO Bsl5供给到切换电路213C，并且供给到极性反转电路218。极性反转电路218将对各代码BsO Bsl5的各位进行极性反转而得到的输出代码供给到切换电路213C。并且，在该第四实施方式中，从控制电路40向切换电路213C供给控制信号SW6， 对代码AsO Asl5、代码AsO Asl5的极性反转而得到的代码、代码BsO Bsl5及代码 BsO Bsl5的极性反转而得到的代码进行位搅乱并依次输出。发送导体选择电路22的各开关电路2201 2216依次切换从切换电路213C输出的输出代码Ml M16而供给到发送导体。另外，在第四实施方式中，与第一实施方式及第ニ实施方式相比，向切换电路213C供给的代码的长度成为两倍。第四实施方式中的接收部所具有的位置检测电路内的运算处理电路中，进行与发送信号供给电路21C生成的各代码对应的处理。即，将进行位搅乱而得到的代码配置恢复为原来的代码配置，并且进行代码Asi和将该代码的极性反转而得到的各代码、与对应于代码Asi的相关运算用代码的相关运算，计算出相关值。同样地，进行代码Bsi和将该代码的极性反转而得到的各代码、与对应于代码Bsi的相关运算用代码的相关运算，计算出各相关值。对这样计算出的四种相关值进行第一实施方式及第ニ实施方式中进行的相关值的合成处理。上述信号处理例如能够通过使第一实施例的结构中所示的运算处理电路35进行分时处理来实现。具体地说，运算处理电路35包括运算处理电路(未图示)，该运算处理电路具备输入信号的切换电路，与由发送信号供给电路21C生成的代码对应的接收信号中，作为第一阶段的信号处理，进行与代码Asi产生电路211生成的代码AsO Asl5和代码Bsi产生电路212生成的代码BsO Bsl5对应的各相关运算用代码与接收信号的相关运算处理。这与第一实施方式的结构中的处理步骤相同。作为分时处理的第二阶段，将经由上述输入信号切换电路由极性反转电路217及极性反转电路218生成的极性反转后的代码所对应的接收信号作为对象，进行上述的相关运算处理。通过该处理获得的各相关值被供给到输出电路36进行处理，该输出电路36具备用于处理分时处理数据的存储电路。此外，在切换电路213C中进行基于预定规则的位搅乱处理的情况下，如上所述， 通过运算处理电路将根据预定的规则进行位搅乱处理而得到的位串变换为原来的位串后进行上述相关运算处理。此外，在输出电路中，进行第一实施方式的结构所示的输出电路36 中的处理和第二实施方式的结构所示的输出电路36中的处理，从而同时进行用于排除指示体检测中假信号的产生的处理和用于消除直流偏移量的处理。[其他变形例]
在上述第一 第四实施方式中，一对代码串直接供给到发送导体，但是也可以对一对代码串例如分别实施频移键控(FSK frequency Shift Keying)或相移键控(PSK : Phase Shift Keying)而供给到发送导体。这样,在供给实施了预定的调制的发送信号的情况下，在接收部对实施频移键控或相移键控的一对代码串进行解调之后，执行上述接收信号处理即可。这样，在对发送信号实施预定的调制而供给的情况下，例如在第一实施方式的接收部300中，在A/D转换电路33的前级设置与该调制对应的解调电路，对解调后的接收信号进行相关运算等。通过这样对发送信号实施预定的调制而进行接收/发送，能够进ー 步提闻S/No
权利要求
1.ー种指示体检测装置，其特征在干，具有导体图案，包括在第一方向配置的多个第一导体和在与上述第一方向交叉的第二方向配置的多个第二导体；信号供给电路，用于生成包括第一代码及第ニ代码的发送信号并供给到上述第一导体，上述第一代码及第ニ代码是彼此具有相同的码长并且彼此具有预定的关联性的代码； 信号检测电路，与上述多个第二导体连接，用于检测与上述导体图案和指示体之间的静电电容的变化对应的接收信号；相关运算电路，计算由上述信号检测电路检测的上述接收信号与对应于上述第一代码的第一相关值运算用信号之间的第一相关值，并且计算由上述信号检测电路检测的上述接收信号与对应于上述第二代码的第二相关值运算用信号之间的第二相关值；以及合成电路，通过合成上述相关运算电路所计算出的上述第一相关值和上述第二相关值而计算出合成相关值，根据在上述合成电路中获得的上述合成相关值检测上述指示体。
2.根据权利要求I所述的指示体检测装置，其特征在干，上述信号供给电路改变构成上述第一代码及第ニ代码的位之间的配置而输出。
3.根据权利要求I所述的指示体检测装置，其特征在干，上述信号供给电路输出上述第一代码后接着输出上述第二代码。
4.根据权利要求I所述的指示体检测装置，其特征在干，上述信号供给电路在上述发送信号的上述第一代码与上述第二代码之间以预定位数为单位改变彼此的位配置而输出。
5.根据权利要求I所述的指示体检测装置，其特征在干，上述第一代码及第ニ代码为互补码。
6.根据权利要求I所述的指示体检测装置，其特征在干，上述第二代码是使上述第一代码极性反转而得到的代码。
7.ー种指示体检测方法，用于检测指示体在导体图案上指示的位置，该导体图案包括在第一方向配置的多个第一导体和在与上述第一方向交叉的第二方向配置的多个第二导体，上述指示体检测方法的特征在干，生成包括第一代码及第ニ代码的发送信号并供给到上述第一导体，上述第一代码及第 ニ代码是彼此具有相同的码长并且彼此具有预定的关联性的代码，从上述多个第二导体检测与上述导体图案和上述指示体之间的静电电容的变化对应的接收信号，计算上述接收信号与对应于上述第一代码的第一相关值运算用信号之间的第一相关值，并且计算上述接收信号与对应于上述第二代码的第二相关值运算用信号之间的第二相关值，通过合成上述第一相关值和上述第二相关值而计算出合成相关值，根据上述合成相关值检测上述指示体。
全文摘要
一种指示体检测装置及指示体检测方法，能够排除检测指示体时的错误检测，能够减轻指示体检测电路用的电路中的直流偏移的影响。具有包括彼此交叉的方向上所配置的多个第一导体和多个第二导体的导体图案。向同一第一导体供给由作为彼此具有相同码长的一对代码的第一及第二代码构成的发送信号。信号检测电路与多个第二导体连接，检测与导体图案和指示体之间的静电电容的变化对应的接收信号。计算接收信号与基于第一代码的相关值运算用信号之间的第一相关值，计算接收信号与基于第二代码串的相关值运算用信号之间的第二相关值。使用合成第一相关值和第二相关值而得到的合成相关值进行指示体检测。
文档编号G06F3/041GK102609126SQ20111040236
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月6日 优先权日2010年12月8日
发明者小田康雄, 山本定雄, 杉山义久 申请人:株式会社和冠