CN110730943A - 位置检测传感器、位置检测装置及信息处理*** - Google Patents

位置检测传感器、位置检测装置及信息处理*** Download PDF

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Abstract

提供能够使触控笔的指示位置的检测精度的直线性(线性度)提高且更合适地进行通过手指难以实现的细微的指示输入的位置检测传感器。透明传感器(12)通过将在第一方向上排列的多个X电极和在相对于第一方向交叉的第二方向上排列的多个Y电极上下层叠而形成。多个X电极和多个Y电极形成为网状，使排列方向的宽度和网眼密度的一方或双方不同。使得能够充分确保从触控笔接触的操作面侧观察位于里侧的电极与触控笔之间的耦合电容，使该耦合电容的特性平坦，使触控笔的指示位置的检测的检测精度提高。

Description

位置检测传感器、位置检测装置及信息处理***
技术领域
本发明涉及能够受理触控笔(电子笔)的指示输入的位置检测传感器、使用该位置检测传感器的位置检测装置及信息处理***。
背景技术
搭载有触摸面板的各种电子设备得到了广泛利用。触摸面板是由LCD(LiquidCrystal Display：液晶显示器)等显示装置和触摸传感器构成，实现显示功能和输入功能的设备。触摸传感器用于检测使用者的手指、被动笔等指示体的指示位置，一般设置于显示装置的显示画面上。
因而，触摸传感器以在显示装置的显示画面上显示的信息不会难以观察的方式构成为透明的传感器。作为触摸传感器的具体例，在后述的专利文献1中公开了一种将使用ITO(氧化铟锡)形成的电极呈格子状排列而构成的触摸传感器。另外，在后述的专利文献2中公开了一种使用将电阻值比ITO小的金属细线编织成网状而形成的所谓网电极而构成的触摸传感器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-086684号公报
专利文献2：日本特开2012-108844号公报
发明内容
发明所要解决的课题
例如如图9(A)所示，触摸传感器等位置检测传感器的概略结构具有在第一方向上排列多个第一电极a1、a2、…而形成的第一电极群与在与第一方向交叉的第二方向上排列多个第二电极b1、b2.…而形成的第二电极群之间设置绝缘层并层叠而成的结构。在图9(A)所示的位置检测传感器中，设置有第一电极群的一侧成为上侧(操作面侧)，设置有第二电极群的一侧成为下侧。
在想要通过这样的位置检测传感器更详细地进行指示位置的输入的情况下，可考虑使用送出指示位置检测用的信号的触控笔(电子笔)。在该情况下，触控笔与该触控笔所接近的电极进行静电耦合，在该电极感应出电压而出现信号。因而，通过关于第一电极和第二电极依次切换并检测出现了信号的电极，能够检测为出现了信号的第一电极与第二电极的交点是触控笔的指示位置。
并且，如图9(B)所示，由于第一电极a1、a2、…位于操作面侧，所以触控笔SR和第一电极a1、a2、…的各自如实线箭头所示，在近的距离下良好地进行静电耦合，耦合电容也变大。但是，如图9(C)所示，第二电极b1、b2、…位于第一电极a1、a2、…的下侧。因而，触控笔SR和第二电极b1、b2、…如虚线箭头所示那样通过成为遮蔽物的第一电极间的间隙而进行静电耦合，因此可认为其耦合电容有时会变小。
这样，在无法充分取得耦合电容的情况下，指示位置的检测结果有可能成为相对于实际的指示位置偏离的指示位置。即，指示位置的检测结果的直线性(线性度)有可能劣化。为了增大触控笔SR与各电极之间的耦合电容而提高检测精度，可考虑加宽各电极的宽度。但是，若加宽第一电极的宽度，则第一电极会进一步阻碍触控笔与第二电极的静电耦合，指示位置的检测结果的直线性无法保持。
近年来，使用兼具低电阻且优异的导电性和低反射率且优异的透明性的金属网电极的位置检测传感器也得到了利用。在这样的使用金属网电极的位置检测传感器中，也希望直线性好地进行指示位置的检测。
鉴于以上的情况，目的在于，关于使用金属网电极的位置检测传感器，进一步提高触控笔的指示位置(指示坐标)的检测精度的直线性(线性度)，使得能够更合适地(良好地)进行细微的指示输入。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，提供一种位置检测传感器，通过将在第一方向上排列的多个第一电极和在相对于所述第一方向交叉的第二方向上排列的多个第二电极上下层叠而形成，其特征在于，成为了如下形态：
多个所述第一电极和多个所述第二电极形成为网状，并且在多个所述第一电极和多个所述第二电极中，排列方向的宽度和网眼密度的一方或双方不同。
根据该位置检测传感器，该位置检测传感器通过在第一方向上排列的多个第一电极和在相对于该第一方向交叉的第二方向上排列的多个第二电极上下层叠而形成。并且，多个第一电极和多个第二电极形成为网状，但排列方向的宽度和网眼密度的一方或双方不同。
即，第一、第二电极使用金属细线以织网的方式形成，是设置有许多网眼(间隙)的网状(网眼状)。并且，通过在第一电极和第二电极中使排列方向的宽度和网眼密度的一方或双方不同，能够充分确保从触控笔(电子笔)接触的操作面侧观察位于里侧的电极与触控笔之间的耦合电容。而且，使得该耦合电容的特性尽量变得平坦。由此，能够使触控笔检测(关于触控笔的指示输入)的检测精度提高。
需要说明的是，网眼密度意味着网(网眼)的疏密的程度。因此，若网间距(金属细线间的间隔)长且网眼(间隙)大，则可以说网眼密度疏(低)。相反，若网间距(金属细线间的间隔)短且网眼(间隙)小，则可以说网眼密度密(高)。
附图说明
图1是示出本发明的位置检测传感器的实施方式的结构例的图。
图2是图1的例子的位置检测传感器的剖视图。
图3是示出本发明的位置检测装置的实施方式的结构例的图。
图4是示出第一实施方式的位置检测传感器的结构例的图。
图5是用于对构成第一实施方式的位置检测传感器的电极处的耦合电容进行说明的图。
图6是示出第二实施方式的位置检测传感器的结构例的图。
图7是用于对构成第二实施方式的位置检测传感器的电极处的耦合电容进行说明的图。
图8是示出第三实施方式的位置检测传感器的结构例的图。
图9是对位置检测传感器的概略结构和位置检测的原理进行说明的图。
具体实施方式
<第一实施方式>
[透明传感器和位置检测装置的概要]
图1是用于对本发明的位置检测传感器的实施方式进行说明的图。如图1所示，在LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)面板11上设置有具有由金属细线形成为网状的电极(网电极)的透明传感器12。该透明传感器12应用了本发明的位置检测传感器的一实施方式。需要说明的是，构成网电极的金属细线由铜、银或其他的电阻值低的金属形成。
该实施方式的透明传感器12如以下这样构成。在绝缘层12b上，如图1中的网电极Y1、Y2、Y3、…所示，形成网电极的线在Y方向(图1的纵向)上排列多个而成的Y方向网电极群。同样，在绝缘层12a上，如图1中的网电极X1、X2、X3、…所示，形成网电极的线在与Y方向正交的X方向(图1的横向)上排列多个而成的X方向网电极群。并且，通过以使绝缘层12b的形成有Y方向网电极群的面和绝缘层12a的形成有X方向网电极群的面夹着绝缘层12c而对向的方式将它们分别粘接而形成透明传感器12。
需要说明的是，绝缘层12a、12b、12c的各自例如由玻璃、丙烯酸树脂、PET(Polyethylene Terephthalate)等透明的各种绝缘物质形成为板状或膜状。例如，可以是“形成网电极的绝缘层12a、12b由玻璃形成，绝缘层12c由PET膜构成”之类的。
并且，如图1所示，透明传感器12以使位置检测区域与LCD面板11的显示区域正好重叠的方式与LCD面板11重叠配置。需要说明的是，绝缘层12a上的在X方向上排列的电极(以下，称作X电极)X1、X2、X3、…及绝缘层12b上的在Y方向上排列的电极(以下，称作Y电极)Y1、Y2、Y3、…例如通过ACF(Anisotropic Conductive Film：各向异性导电膜)连接而经由未图示的柔性基板连接于未图示的印制基板。在该印制基板形成有位置检测电路等。图2是将透明传感器12在Y电极Yi上切断而得到的剖视图。
图3是使用该实施方式的透明传感器12而构成的本发明的位置检测装置的一实施方式的结构图。在图3中，12是透明传感器，13是连接于透明传感器12的X电极且从X电极X1、X2、X3、…中选择1个X电极的X选择电路。14是连接于透明传感器12的Y电极且从Y电极Y1、Y2、Y3、…中选择1个Y电极的Y选择电路。在本实施例中，假设X电极为40条(X1～X40)且Y电极为30条(Y1～Y30)来说明。
15是频率以f1振荡的振荡器。16是切换电路，切换将由Y选择电路14选择出的Y电极与振荡器15的输出和后述的增益控制电路22的输入的哪一个连接。
即，在使本装置作为触摸检测进行动作时，控制电路17使向切换电路16供给的控制信号a成为高电平“1”，切换电路16选择振荡器15的输出侧。另外，在使本装置作为触控笔检测进行动作时，控制电路17使控制信号a成为低电平“0”，切换电路16选择增益控制电路22的输入侧。这样，该实施方式的透明传感器12及位置检测装置是静电耦合方式，能够实现触摸检测和触控笔检测的双方。
需要说明的是，在该说明书中，触摸检测意味着检测不送出用于位置指示的信号的使用者的手指等指示体的触摸位置(接触位置)。另外，触控笔检测意味着检测送出用于位置指示的信号的静电耦合方式的触控笔(电子笔)的指示位置。
18是触控笔，来自频率为f2的振荡器的输出电压向顶端端部的电极与包围该电极的外周电极之间供给。即，触控笔18是主动静电耦合方式(AES(Active Electrostatic)方式)。
21是切换电路，选择由X选择电路13选择出的X电极和经由切换电路16而由Y选择电路14选择出的Y电极的任一方并将其与增益控制电路22连接。即，在使本装置作为触摸检测进行动作时，控制电路17使向切换电路21供给的控制信号b成为低电平“0”，切换电路21选择X选择电路13侧。
另外，在使本装置作为触控笔检测进行动作，求出触控笔18的指示位置的X轴坐标时，控制电路17使控制信号b成为低电平“0”，切换电路21选择X选择电路13侧。另外，在求出触控笔18的指示位置的Y轴坐标时，控制电路17使控制信号b成为高电平“1”，切换电路21选择Y选择电路14侧。增益控制电路22根据来自控制电路17的控制信号c而使输出信号成为合适的电平的信号。
23是具有以频率f1或频率f2为中心的规定的带宽的带通滤波器电路。该带通滤波器电路23的带宽的中心频率由来自控制电路17的控制信号d切换，以在使本装置作为触摸检测进行动作时中心频率成为f1且在作为触控笔检测进行动作时中心频率成为f2的方式切换。
带通滤波器电路23的输出信号由检波电路24检波后，向AD(analog/digital)变换电路25供给，基于来自控制电路17的控制信号e而由AD变换电路25变换为数字值。来自AD变换电路25的数字数据f由微处理器26读取并处理。
通过控制电路17将控制信号h向X选择电路13供给，X选择电路13依次选择1个X电极。另外，通过控制电路17将控制信号j向Y选择电路14供给，Y选择电路14依次选择1个Y电极。26是微处理器(MCU：Micro Controller Unit：微控制单元)，在内部具备ROM(Read OnlyMemory：只读存储器)及RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)并且通过保存于ROM的程序而动作。微处理器26以使控制电路17在规定的定时下输出控制信号a～f及h、j的方式基于所述程序输出控制信号g来控制控制电路17。
在图3所示的位置检测装置作为触摸检测进行动作时，对在Y选择电路14中选择出的Y电极供给来自振荡器15的频率f1的信号。并且，由X选择电路13选择出的X电极经由切换电路21而连接于增益控制电路。
通过这些由X选择电路13选择出的1个X电极和由Y选择电路14选择出的1个Y电极形成的交点处的静电耦合而感应的信号由增益控制电路22进行增益调整。此时，当手指触摸选择出的X电极和选择出的Y电极的交点的附近时，来自该交点附近的Y电极的电场被手指吸收，因此在与其交叉的X电极感应的信号电平下降。根据该情况下的选择出的Y电极与选择出的X电极的交点的位置，能够进行触摸位置的检测。
另外，在图3所示的位置检测装置作为触控笔检测进行动作时，例如，首先，将在X选择电路13中依次选择出的X电极通过切换电路21而连接于增益控制电路22。接着，将在Y选择电路14中依次选择出的Y电极通过切换电路16及切换电路21而连接于增益控制电路22。
此时，在触控笔不处于选择出的X电极或Y电极的附近的情况下，从这些电极无法得到与来自触控笔的信号相应的信号。另一方面，当触控笔向选择出的X电极或Y电极的附近接近时，在触控笔所接近的电极感应与来自触控笔的信号相应的信号，感应出的信号向增益控制电路22供给。由此，能够检测为触控笔位于存在感应出的信号的X电极与Y电极的交点附近。
这样，在本发明的位置检测装置中，能够合适地进行触摸检测和触控笔检测双方。需要说明的是，进行触摸检测和触控笔检测的哪一个的切换能够使用根据使用者的指示而切换等各种方法。
[透明传感器12的结构]
图4是用于对透明传感器12的结构进行说明的图。图4(A)示出了排列有X电极的绝缘层12a的一部分(X电极Xn-1、Xn、Xn+1的部分)。另外，图4(B)示出了排列有Y电极的绝缘层12b的一部分(Y电极Ym-1、Ym、Ym+1的部分)。
并且，图4(C)示出了使图4(A)所示的绝缘层12a和图4(B)所示的绝缘层12b夹着绝缘层12c对向而形成的透明传感器12的一部分。如图4(A)、(B)所示，在该实施方式中，X电极的各自和Y电极的各自在排列方向上具有规定的宽度，使用金属细线以织网的方式形成，是设置有许多网眼(间隙)的网状(网眼状)。
若将图4(A)的X电极的各自与图4(B)的Y电极的各自进行比较则可知，X电极的排列方向的宽度Xw比Y电极的排列方向的宽度Yw窄。在该实施方式中，X电极的宽度Xw被设为了Y电极的宽度Yw的约1/2(2分之1)。另外，如图4(A)、(B)所示，关于网的细度，在该例中，X电极和Y电极都是相同细度(网间距＝“1”)。需要说明的是，在图4(A)、(B)中，图的横向的网间距也是与纵向相同的“1”。
如图4(A)所示，X电极的各自隔开一定的间隔(间隙)而均匀地配置于绝缘层12a上。另外，如图4(B)所示，Y电极的各自也隔开一定的间隔(间隙)而均匀地配置于绝缘层12b上。若将图4(A)与图4(B)进行比较则可知，由于X电极的宽度Xw比Y电极的宽度Yw窄，所以若将X电极均匀地配置于绝缘层12a上，则X电极间的宽度变宽。另一方面，由于Y电极的宽度Yw比X电极的宽度Xw宽，所以若将Y电极均匀地配置于绝缘层12b上，则Y电极间的宽度变窄。
也如图4(C)的式(1)所示，在该第一实施方式中，X电极的宽度Xw比Y电极的宽度Yw窄。因而，如图4(C)所示，若从配置有X电极的绝缘层12a侧观察透明传感器12，则成为在X电极间露出了Y电极的状态。另外，在X电极的下侧也除了Y电极间的部分之外存在Y电极。并且，配置有X电极的绝缘层12a侧(绝缘层12a上)成为由使用者的手指或触控笔操作的操作面。
对通过这样形成的透明传感器12而进行的触控笔检测进行说明。假设使触控笔与绝缘层12a上(操作面上)接触并进行了输入操作。在该情况下，由于在触控笔与X电极之间没有成为信号的传播的障碍的遮蔽物，所以来自触控笔的信号直接到达X电极，来自触控笔的信号在X电极处被合适地接收。
另一方面，在触控笔的笔尖位于X电极上时，在触控笔与Y电极之间存在X电极。但是，在该实施方式中，由于X电极形成为网状，所以来自触控笔的信号透过X电极而到达处于该X电极的正下方的Y电极，由Y电极接收。而且，由于X电极的宽度Xw比Y电极的宽度Yw窄，所以如上所述，X电极间的宽度变宽。在该X电极间的部分处，来自触控笔的信号直接到达Y电极，由Y电极接收。
图5是用于对利用触控笔指示了透明传感器12的操作面上的情况下的该触控笔与X电极或Y电极之间的耦合电容(静电容量)进行说明的图。图5(A)与图4(C)的情况同样，示出了排列有X电极的绝缘层12a和排列有Y电极的绝缘层12b夹着绝缘层12c粘合而形成的透明传感器12。在图5(A)中，考虑未图示的触控笔的芯体与透明传感器12的排列有X电极的绝缘层12a上(操作面上)的黑圆所示的位置P1接触的情况。
在该情况下，若考察图5(A)的实线所示的四边形的区域Ar1中的触控笔与X电极Xn的耦合电容，则成为图5(B)所示那样。在图5(B)中，纵轴表示耦合电容，另外，底面的互相交叉的方向的轴表示以触控笔的接触位置P1为基准“0”的情况下的X方向和Y方向的笔位置。
并且，在触控笔与X电极Xn之间不存在遮蔽物。因而，如图5(B)所示，在触控笔的接触位置P1的正下方的X电极Xn处，以接触位置P1为基准而在X电极Xn的长度方向上耦合电容变大。并且可知，由于X电极的宽度Xw窄，所以随着靠近X电极Xn的双方的侧边而耦合电容变小，但触控笔与X电极Xn之间的耦合电容良好地得到。
即，若观察图5(B)的耦合电容的特性则可知，在X电极Xn的长度方向上，不管在哪个位置处，耦合电容的特性的曲线都成为同样的曲线。因此可知，在X电极Xn的长度方向上，不管在哪个位置处，与耦合电容相关的特性都得到同样的特性。因而可知，在X电极Xn的长度方向上，得到直线性好的位置检测结果。
在同样的情况下，若考察图5(A)的实线所示的四边形的区域Ar1中的触控笔与Y电极Ym的耦合电容，则成为图5(C)所示那样。在图5(C)中，各轴的含义也与图5(B)的情况相同。
并且，在Y电极Ym的长度方向上，在触控笔的芯体的接触位置P1附近且不存在X电极的部分(X电极间的部分)的位置Pk1、Pk2的附近处，X电极不会成为遮蔽物。因而，来自触控笔的信号直接到达Y电极Ym，耦合电容变大。另外，在触控笔的芯体所接触的接触位置P1的正下方存在X电极Xn，但由于X电极Xn是网状，所以来自触控笔的信号透过X电极而到达Y电极。因此，在位置P1的正下方的Y电极Ym的部分处也能够接收来自触控笔的信号，因此耦合电容比较大。
在该情况下，在沿着Y电极Ym的方向上，在X电极Xn上，触控笔与Y电极Ym的耦合电容些许下降，但耦合电容比较大。换言之，在沿着Y电极Ym的方向上，耦合电容会产生变化，但该变化的程度比较小。因而，在沿着Y电极Ym的方向上，位置检测结果的直线性也比较良好。
这样，在图5(A)所示的状态时，在触控笔与X电极Xn之间不存在遮蔽物，因此在X电极Xn上在其长度方向上耦合电容变大(图5(B))。由此，能够合适地进行X电极的排列方向的指示位置的检测。另外，在图5(A)所示的状态时，由于X电极的宽度Xw比Y电极的宽度Yw窄，所以在X电极间的不存在X电极的部分处，Y电极能够直接接收来自触控笔的信号，因此该部分处的耦合电容变大(图5(C))。另外，在X电极的正下方的Y电极中也是，由于X电极是网状，所以来自触控笔的信号透过X电极而到达Y电极，触控笔与Y电极间的耦合电容也比较大(图5(C))。由此，Y电极的配置方向的指示位置的检测也能够合适地进行。
这样，在使用该第一实施方式的透明传感器12的情况下，与X电极对向的Y电极与触控笔的耦合电容即使在它们之间存在X电极也不会大幅变化。由此，能够合适地进行触控笔检测。需要说明的是，在触控笔处于操作面上的X电极间的情况下，来自触控笔的信号成为由邻近的X电极接收并且也由正下方的Y电极直接接收的状态，因此能够合适地进行触控笔检测。这样，在该第一实施方式的透明传感器12及使用了透明传感器12的位置检测装置中，能够使触控笔的指示位置(指示坐标)的检测精度的直线性(线性度)进一步提高，使得能够更合适地进行通过手指难以实现的细微的指示输入。
另外，在使用者的手指等的触摸输入的情况下，使用者的手指与触控笔的笔尖相比，相对于操作面的接触面积大。因而，若手指触摸透明传感器12的操作面上，则来自手指附近的被供给着信号的Y电极的电场被手指吸收。由此，在与该Y电极交叉的X电极感应的信号电平下降，能够将被供给着信号的Y电极与信号电平下降的X电极的交点检测为手指的触摸位置。即，对于透明传感器12的触摸输入的检测也能够合适地进行。
<第二实施方式>
[透明传感器和位置检测装置的概要]
接着，对透明传感器和位置检测装置的第二实施方式进行说明。在上述的第一实施方式的透明传感器12的情况下，如使用图5(C)所说明那样，触控笔与Y电极之间的耦合电容在Y电极的长度方向上些许变化。于是，该第二实施方式的透明传感器使触控笔与Y电极之间的耦合电容的特性成为变化更少的平坦的特性，使得能够使指示位置的检测结果的直线性进一步提高。
该第二实施方式的透明传感器12A的基本的结构与使用图1说明的第一实施方式的透明传感器12的情况是同样的，由排列有X电极的绝缘层12aA、绝缘层12c及排列有Y电极的绝缘层12bA构成。另外，该第二实施方式的位置检测装置与使用图3说明的位置检测装置同样地构成，但取代第一实施方式的透明传感器12而使用第二实施方式的透明传感器12A构成。
[透明传感器12A的结构]
并且，在该第二实施方式中，透明传感器12A与使用图4、图5说明的第一实施方式的透明传感器12在X电极和Y电极的结构上不同。图6是用于对第二实施方式的透明传感器12A的结构进行说明的图。图6(A)示出了排列有X电极的绝缘层12aA的一部分(X电极XAn-1、XAn、XAn+1的部分)。另外，图6(B)示出了排列有Y电极的绝缘层12bA的一部分(Y电极YAm-1、YAm、YAm+1的部分)。
并且，图6(C)示出了使图6(A)所示的绝缘层12aA和图6(B)所示的绝缘层12bA夹着绝缘层12c对向而形成的第二实施方式的透明传感器12A的一部分。如图6(A)、(B)所示，在该第二实施方式中也是，X电极的各自和Y电极的各自在排列方向上具有规定的宽度，使用金属细线以织网的方式形成，是设置有许多网眼(间隙)的网状(网眼状)。
若将图6(A)的X电极的各自与图6(B)的Y电极的各自进行比较则可知，X电极的网眼密度疏(粗)，Y电极的网眼密度密(细)。更具体而言，如图6(A)、(B)所示，X电极的网间距(导线间的间隔)是“2”，而Y电极的网间距是“1”。在该情况下也是，图6的横向的网间距与纵向的网间距相同，X电极是“2”，Y电极是“1”。因此，在该例的情况下，X电极的网眼(间隙)的面积为Y电极的网眼(间隙)的面积的4倍。并且，在该第二实施方式中，X电极的宽度XAw和Y电极的宽度YAw相同。
并且，如图6(A)所示，X电极的各自隔开一定的间隔(间隙)而均匀地配置于绝缘层12aA上。另外，如图6(B)所示，Y电极的各自也隔开一定的间隔(间隙)而均匀地配置于绝缘层12bA上。
也如图6(C)的式(1)所示，在该第二实施方式的透明传感器12A的情况下，X电极的宽度XAw和Y电极的宽度YAw相同。因而，如图6(C)所示，Y电极成为被X电极覆盖的状态。但是，若从配置有X电极的绝缘层12aA侧观察透明传感器12A，则由于X电极的网眼密度比Y电极的网眼密度疏，所以位于X电极的下侧(里侧)的Y电极的很多部分成为从X电极的网眼露出的状态。由此，在触控笔的芯***于绝缘层12aA上(操作面上)的情况下，来自触控笔的信号由X电极接收，并且透过X电极而也到达位于X电极的下侧的Y电极，也由Y电极接收。
图7是用于对利用触控笔指示了透明传感器12A的操作面上的情况下的该触控笔与X电极或Y电极之间的耦合电容(静电容量)进行说明的图。图7(A)与图6(C)的情况同样，示出了粘合而形成的透明传感器12A。在图7(A)中，考虑未图示的触控笔的芯体与透明传感器12A的排列有X电极的绝缘层12aA上(操作面上)的黑圆所示的位置P2接触的情况。
在该情况下，若考察图7(A)的实线所示的四边形的区域Ar2中的触控笔与X电极XAn的耦合电容，则成为图7(B)所示那样。在图7(B)中，各轴的含义也与图5(B)、(C)的情况相同。
并且，在触控笔与X电极XAn之间不存在遮蔽物。但是，X电极的网眼密度比Y电极疏，是第一实施方式的X电极的2倍的粗度。因而，与第一实施方式的透明传感器12的X电极Xn的耦合电容相比，如图7(B)所示，第二实施方式的透明传感器12A的X电极XAn的以接触位置P2为基准的长度方向的耦合电容稍微下降。
但是，与第一实施方式的透明传感器12的X电极的宽度Xw相比，第二实施方式的透明传感器12A的X电极的宽度XAw宽，因此在更宽的范围内耦合电容变高。并且，若观察图7(B)的耦合电容的特性则可知，在X电极XAn的长度方向上，无论在哪个位置处耦合电容的特性的曲线都成为同样的曲线。因此可知，在X电极XAn的长度方向上，无论在哪个位置处与耦合电容相关的特性都得到同样的特性。因而可知，在X电极XAn的长度方向上，得到直线性好的位置检测结果。
在同样的情况下，若考察图7(A)的实线所示的四边形的区域Ar2中的触控笔与Y电极Ym的耦合电容，则成为图7(C)所示那样。在图7(C)中，各轴的含义也与图7(B)相同。
在该第二实施方式的透明传感器12A中，如上所述，位于上侧(操作面侧)的X电极的网眼密度疏，位于下侧(里侧)的Y电极的网眼密度密。因而，来自触控笔的信号更多透过X电极XAn而到达Y电极YAm，触控笔与Y电极YAm的耦合电容如图7(C)所示那样在大的范围内变高。
也就是说，在沿着Y电极YAm的方向上，在X电极XAn上，X电极XAn的网眼密度也疏，因此触控笔与Y电极YAm的耦合电容无论在哪个位置处都不会大幅变化。因此，若观察图7(C)的耦合电容的特性则可知，在Y电极YAm的长度方向上，无论在哪个位置处耦合电容的特性的曲线都成为同样的曲线。因而，在沿着Y电极YAm的方向上，位置检测结果的直线性也非常良好。
这样，在图7(A)所示的状态时，X电极的网眼密度疏，但在触控笔与X电极Xn之间不存在遮蔽物，另外，X电极的宽度也宽，因此在X电极Xn中作为整体而与触控笔之间的耦合电容变高(图7(B))。由此，能够合适地进行X电极的排列方向的指示位置的检测。另外，由于X电极的网眼密度疏，Y电极的网眼密度密，所以来自触控笔的信号的更多透过X电极而由Y电极接收，触控笔与Y电极之间的耦合电容也变高(图7(C))。由此，能够合适地进行Y电极的排列方向的指示位置的检测。
而且，从图7(B)、(C)可知，触控笔与X电极XAn的耦合电容和触控笔与Y电极YAm的耦合电容都在大的范围内平坦(均匀)，耦合电容自身也高。也就是说，在X电极XAn方向上，无论在哪个位置处耦合电容的特性都相同。同样，在Y电极YAm方向上也是，无论在哪个位置处耦合电容的特性都相同。即，可知，位置检测结果的直线性大幅提高。
这样，在使用该第二实施方式的透明传感器12A的情况下，与X电极对向的Y电极与触控笔的耦合电容即使在它们之间存在X电极也不会变低，来自触控笔的信号在Y电极充分地感应。由此，能够合适地进行触控笔检测。另外，触控笔与X电极的耦合电容和触控笔与Y电极的耦合电容都在大的范围内平坦(均匀)，耦合电容自身也高。因而，在该第二实施方式的透明传感器12A及使用了透明传感器12A的位置检测装置中，能够使触控笔的指示位置(指示坐标)的检测精度的直线性(线性度)进一步提高，更合适地进行触控笔的细微的指示输入。
需要说明的是，在使用者的手指等的触摸输入的情况下，使用者的手指与触控笔的笔尖相比，相对于操作面的接触面积大。因而，若手指触摸透明传感器12A的操作面上，则以透过网眼密度疏的X电极的方式，来自被供给着信号的Y电极的电场被该手指吸收。由此，在与该Y电极交叉的X电极感应的信号电平下降，能够将被供给着信号的Y电极与信号电平下降的X电极的交点检测为手指的触摸位置。即，对于透明传感器12A的触摸输入的检测也能够合适地进行。
<第三实施方式>
[透明传感器和位置检测装置的概要]
接着，对透明传感器和位置检测装置的第三实施方式进行说明。该第三实施方式的透明传感器12B的基本的结构与使用图1说明的第一实施方式的透明传感器12的情况是同样的，由X电极在X方向(横向)上排列的绝缘层12aB、绝缘层12c及Y电极在Y方向(纵向)上排列的绝缘层12bB构成。另外，该第三实施方式的位置检测装置与使用图3说明的位置检测装置同样地构成，但取代第一实施方式的透明传感器12而使用第三实施方式的透明传感器12B来构成。
[透明传感器12B的结构]
并且，在该第三实施方式中，透明传感器12B与使用图4、图5说明的第一实施方式的透明传感器12及使用图6、图7说明的第二实施方式的透明传感器12A都在X电极和Y电极的结构上不同。该第三实施方式的透明传感器12B是将第一实施方式的透明传感器12和第二实施方式的透明传感器12A的特征叠加而得到的。也就是说，在该第三实施方式的透明传感器12B中，X电极的宽度比Y电极的宽度窄，且X电极的网眼密度比Y电极的网眼密度疏。
图8是用于对第三实施方式的透明传感器12B的结构进行说明的图。图8(A)示出了排列有X电极的绝缘层12aB的一部分(X电极XBn-1、XBn、XBn+1的部分)。另外，图8(B)示出了排列有Y电极的绝缘层12bB的一部分(Y电极YBm-1、YBm、YBm+1的部分)。
并且，图8(C)示出了使图8(A)所示的绝缘层12aB和图8(B)所示的绝缘层12bB夹着绝缘层12c对向而形成的第三实施方式的透明传感器12B的一部分。如图8(A)、(B)所示，在该第三实施方式中也是，X电极的各自和Y电极的各自在排列方向上具有规定的宽度，使用金属细线以织网的方式形成，是设置有许多网眼(间隙)的网状(网眼状)。
若将图8(A)的X电极的各自与图8(B)的Y电极的各自比较则可知，X电极的排列方向的宽度XBw比Y电极的排列方向的宽度YBw窄。在该第三实施方式中，X电极的宽度XBw被设为Y电极的宽度YBw的约1/2(2分之1)。另外，X电极的网眼密度疏(粗)，Y电极的网眼密度密(细)。在该第三实施方式中，X电极的网间距(导线间的间隔)是“2”，而Y电极的网间距是“1”。在该情况下也是，图8的横向的网间距与纵向的网间距相同，X电极是“2”，Y电极是“1”。
如图8(A)所示，X电极的各自隔开一定的间隔(间隙)而均匀地配置于绝缘层12aB上。另一方面，如图8(B)所示，Y电极的各自也隔开一定的间隔(间隙)而均匀地配置于绝缘层12bB上。若将图8(A)与图8(B)进行比较则可知，由于X电极的宽度XBw比Y电极的宽度YBw窄，所以若将X电极均匀地配置于绝缘层12a上，则X电极间的宽度变宽。另一方面，由于Y电极的宽度Yw比X电极的宽度Xw宽，所以若将Y电极均匀地配置于绝缘层12b上，则Y电极间的宽度变窄。
如图8(C)的式(1)所示，在该第三实施方式中，X电极的宽度XBw比Y电极的宽度YBw窄。因而，如图8(C)所示，若从配置有X电极的绝缘层12aB侧观察透明传感器12B，则成为从X电极间的间隙露出了Y电极的状态。另外，由于X电极的网眼密度比Y电极的网眼密度疏，所以位于X电极的下侧(里侧)的Y电极的很多部分成为从X电极的网眼露出的状态。并且，配置有X电极的绝缘层12a侧(绝缘层12a上)成为由使用者的手指或触控笔操作的操作面。
对通过这样形成的透明传感器12B而进行的触控笔检测进行说明。假设使触控笔与绝缘层12aB侧的面即该操作面上接触而进行了输入操作。在该情况下，由于在触控笔与X电极之间没有成为信号的传播的障碍的遮蔽物，所以来自触控笔的信号直接到达X电极，来自触控笔的信号在X电极处被合适地接收。
另一方面，在触控笔的笔尖位于X电极上时，在触控笔与Y电极之间存在X电极。但是，在该实施方式中，X电极形成为网状，而且X电极的网间距比Y电极的网间距疏，因此来自触控笔的信号更多透过X电极而到达处于该X电极的正下方的Y电极，由Y电极接收。而且，由于X电极的宽度XBw比Y电极的宽度YBw窄，所以在X电极间设置比较宽的间隙。在该间隙部处，来自触控笔的信号直接到达Y电极，由Y电极接收。
由此，在触控笔的芯***于绝缘层12aB上(操作面上)的情况下，来自触控笔的信号由X电极接收，并且透过X电极而也到达位于X电极的下侧的Y电极，也由Y电极接收。因此，能够合适地检测触控笔输入。
这样，在使用该第三实施方式的透明传感器12B的情况下，与X电极对向的Y电极与触控笔的耦合电容即使在它们之间存在X电极也不会变低，来自触控笔的信号在Y电极充分地感应。由此，能够合适地进行触控笔检测。另外，在触控笔处于操作面上的X电极间的情况下，来自触控笔的信号成为由邻近的X电极接收并且也由正下方的Y电极直接接收的状态，因此能够合适地进行触控笔检测。因此，在该第三实施方式的透明传感器12B及使用了透明传感器12B的位置检测装置中，能够使触控笔的指示位置(指示坐标)的检测精度的直线性(线性度)进一步提高，使得能够合适地进行通过手指难以实现的细微的指示输入。
另外，在使用者的手指等的触摸输入的情况下，使用者的手指与触控笔的笔尖相比，相对于操作面的接触面积大。因而，若手指触摸透明传感器12的操作面上，则来自手指附近的被供给着信号的Y电极的电场被手指吸收。由此，在与该Y电极交叉的X电极感应的信号电平下降，能够将被供给着信号的Y电极与信号电平下降的X电极的交点检测为手指的触摸位置。即，对于透明传感器12的触摸输入的检测也能够合适地进行。
[实施方式的效果]
在上述的实施方式的透明传感器12、12A、12B的情况下，能够充分维持与触控笔(电子笔)接触的操作面近的电极与触控笔之间的耦合电容，并且也充分确保从操作面观察位于里侧的电极与触控笔之间的耦合电容。由此，能够使触控笔检测(关于触控笔的指示输入)的检测精度提高。即，能够使触控笔的指示位置(指示坐标)的检测精度的直线性(线性度)进一步提高，使得能够更合适地进行通过手指难以实现的细微的指示输入。
尤其是，在第二实施方式的透明传感器12A的情况下，能够使触控笔与X电极的耦合电容和触控笔与Y电极的耦合电容双方的特性在大的范围内平坦。由此，能够使触控笔的指示位置(指示坐标)的检测精度的直线性(线性度)进一步提高，更合适地进行通过手指难以实现的细微的指示输入。
[变形例]
在上述的第一～第三实施方式中说明的位置检测传感器12、12A、12B只不过是一实施方式，本发明不限定于上述的实施方式，能够进行各种变形。例如，在上述的第一实施方式的透明传感器12中，设为X电极的宽度Xw是Y电极的宽度Yw的1/2(2分之1)进行了说明，但不限于此。在第一实施方式中，X电极的宽度Xw只要比Y电极的宽度Yw窄即可，能够设为适当的宽度。X电极的宽度Xw根据模拟、实测等的结果而设为最佳的宽度即可。
另外，在上述的第二实施方式的透明传感器12A中，设为X电极的网间距是“2”且Y电极的网间距是“1”进行了说明，但不限于此。在第二实施方式中，X电极的网间距比Y电极的网间距大即可。换言之，只要使X电极的网眼密度比Y电极的网眼密度疏(粗)即可，能够设为适当的结构。需要说明的是，X电极和Y电极的网间距(网眼密度)根据模拟、实测等的结果而设为最佳的网间距(网眼密度)即可。因此，横向的网间距和纵向的网间距也可以不同。
另外，在上述的第三实施方式的透明传感器12B中也是，X电极的宽度Xw只要比Y电极的宽度Yw窄即可，能够设为适当的宽度。另外，在第三实施方式的透明传感器12B中也是，只要X电极的网间距比Y电极的网间距大，即，只要X电极的网眼密度比Y电极的网眼密度疏(粗)即可，能够设为适当的结构。
另外，也可以使X电极的宽度比Y电极的宽度宽，且将X电极的网眼密度构成为比Y电极的网眼密度疏。在该情况下也是，触控笔与X电极之间的耦合电容和触控笔与Y电极之间的耦合电容双方成为充分的容量，且该耦合电容的特性例如如使用图7说明那样成为平坦即可。
另外，金属网传感器自身的图案也不限于如上述的位置检测传感器12、12A、12B所示那样例如旋转了45度的正方形的格子的反复图案。网眼(间隙)的形状可以是圆形、半圆形，还可以设为三角形以上的各种多边形的形状。当然，网眼的形状也可以是其他形状，不限定于同一形状的反复。在该情况下，通过将网眼的面积的平均值设为使X电极比Y电极大的结构，能够将网眼密度设为X电极疏(粗)且Y电极密(细)这一形态。
另外，在上述的实施方式中，设为配置有X电极的绝缘层12a、12aA、12aB位于操作面侧且配置有Y电极的绝缘层12b、12bA、12bB从操作面侧观察位于里侧而进行了说明。但是，不限于此。也可以设为配置有Y电极的绝缘层12b、12bA、12bB位于操作面侧，配置有X电极的绝缘层12a、12aA、12aB从操作面侧观察位于里侧。
需要说明的是，在该情况下，对从操作面侧观察位于里侧的X电极供给用于触摸检测的信号，切换Y电极而进行信号的检测即可。另外，若能够进行触摸检测，则也可以对位于操作面侧的电极供给用于触摸检测的信号，切换里侧的电极来进行信号的检测。
另外，在上述的实施方式中，说明了也能够进行检测使用者的手指等指示体的指示位置的触摸检测。该情况下的指示体除了使用者的手指之外，例如也包括由导电性橡胶的顶端(笔尖)和供该顶端安装的导电性的壳体构成，通过使用者用手使用而与使用者导通的所谓的被称作被动笔的装置等。另外，具备细的笔尖，内置电子电路，能够以电的方式与使用者的手指同样地吸收来自被供给了信号的电极的电场的电子笔也能够用作触摸检测用的指示体。即，使用者的手指等指示体之类的情况下的该指示体包括与使用者的手指同样地发挥功能的各种指示体。
因此，上述的实施方式的位置检测传感器、位置检测装置能够进行不送出信号的使用者的手指、被动笔等被动型的指示体的指示位置的检测。另外，上述的实施方式的位置检测传感器、位置检测装置能够进行送出信号的主动静电耦合方式(AES方式)的触控笔等主动型的指示体的指示位置的检测。因而，作为位置检测传感器、位置检测装置，能够应对被动型的指示体的指示位置的检测和主动型的指示体的指示位置的检测的一方或双方。
另外，搭载使用了本发明的位置检测传感器的本发明的位置检测装置并进行各种信息处理的各种***也能够实现。该情况下的***包括具备信息处理功能(信息处理装置)且基于由位置检测装置检测到的指示位置来执行各种处理的各种信息处理***。具体而言，平板PC(Personal Computer)、笔记本型PC、桌面型PC及其他的各种信息处理装置等包含于该***。
标号说明
11…LCD面板，12、12A、12B…透明传感器，12a、12aA、12aB…绝缘层，12b、12bA、12bB…绝缘层，12c…绝缘层，X1、X2、X3…X电极，Y1、Y2、Y3…Y电极，Xn-1、Xn、Xn+1…X电极，XAn-1、XAn、XAn+1…X电极，XBn-1、XBn、XBn+1…X电极，Ym-1、Ym、Ym+1…Y电极，YAm-1、YAm、YAm+1…Y电极，YBm-1、YBm、YBm+1…Y电极，13…X选择电路，14…Y选择电路，15…振荡器，16…切换电路，17…控制电路，18…触控笔，21…切换电路，22…增益控制电路，23…带通滤波器电路，24…检波电路，25…AD变换电路，26…微处理器。

Claims (21)

1.一种位置检测传感器，通过将在第一方向上排列的多个第一电极和在相对于所述第一方向交叉的第二方向上排列的多个第二电极上下层叠而形成，其特征在于，成为了如下形态：
多个所述第一电极和多个所述第二电极形成为网状，并且在多个所述第一电极和多个所述第二电极中，排列方向的宽度和网眼密度的一方或双方不同。
2.根据权利要求1所述的位置检测传感器，其特征在于，
多个所述第一电极和多个所述第二电极中的位于电子笔接触的操作面侧即上侧的电极的排列方向的宽度比位于下侧的电极的排列方向的宽度窄。
3.根据权利要求2所述的位置检测传感器，其特征在于，
多个所述第一电极和多个所述第二电极是相同的网眼密度。
4.根据权利要求2所述的位置检测传感器，其特征在于，
所述位于上侧的电极的网眼密度比所述位于下侧的电极的网眼密度疏。
5.根据权利要求1所述的位置检测传感器，其特征在于，
多个所述第一电极和多个所述第二电极中的位于电子笔接触的操作面侧即上侧的电极的网眼密度比位于下侧的电极的网眼密度疏。
6.根据权利要求5所述的位置检测传感器，其特征在于，
多个所述第一电极和多个所述第二电极的排列方向的宽度相同。
7.根据权利要求1所述的位置检测传感器，其特征在于，
所述位置检测传感器被用于不送出信号的被动型的指示体的指示位置的检测和送出信号的主动型的指示体的指示位置的检测的一方或双方。
8.一种位置检测装置，具备将在第一方向上排列的多个第一电极和在相对于所述第一方向交叉的第二方向上排列的多个第二电极上下层叠而形成的位置检测传感器，其特征在于，
在所述位置检测传感器中，成为了如下形态：多个所述第一电极和多个所述第二电极形成为网状，并且在多个所述第一电极和多个所述第二电极中，排列方向的宽度和网眼密度的一方或双方不同，
所述位置检测装置具备指示位置检测电路，该指示位置检测电路依次接受来自多个所述第一电极的各个和多个所述第二电极的各个的信号的供给，通过检测根据从静电耦合方式的电子笔发送的信号而感应出信号的电极来检测所述电子笔的指示位置。
9.根据权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于，
所述位置检测传感器的多个所述第一电极和多个所述第二电极中的位于电子笔接触的操作面侧即上侧的电极的排列方向的宽度比位于下侧的电极的排列方向的宽度窄。
10.根据权利要求9所述的位置检测装置，其特征在于，
所述位置检测传感器的多个所述第一电极和多个所述第二电极是相同的网眼密度。
11.根据权利要求9所述的位置检测装置，其特征在于，
所述位置检测传感器的所述位于上侧的电极的网眼密度比所述位于下侧的电极的网眼密度疏。
12.根据权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于，
所述位置检测传感器的多个所述第一电极和多个所述第二电极中的位于电子笔接触的操作面侧即上侧的电极的网眼密度比位于下侧的电极的网眼密度疏。
13.根据权利要求12所述的位置检测装置，其特征在于，
所述位置检测传感器的多个所述第一电极和多个所述第二电极的排列方向的宽度相同。
14.根据权利要求8所述的位置检测装置，其特征在于，具备：
驱动信号供给电路，对多个所述第一电极的各个依次供给驱动信号；
信号电平检测电路，依次接收来自多个所述第二电极的各个的信号，检测通过供给到所述第一电极的所述驱动信号而感应的接收到的所述信号的信号电平；及
触摸位置检测电路，基于被供给着所述驱动信号的所述第一电极和由所述信号电平检测电路检测到的所述信号电平下降的所述第二电极，检测手指等指示体的触摸位置。
15.一种信息处理***，是具备将在第一方向上排列的多个第一电极和在相对于所述第一方向交叉的第二方向上排列的多个第二电极上下层叠而形成的位置检测传感器的***，其特征在于，
在所述位置检测传感器中，成为了如下形态：多个所述第一电极和多个所述第二电极形成为网状，并且在多个所述第一电极和多个所述第二电极中，排列方向的宽度和网眼密度的一方或双方不同，
所述信息处理***具备：
指示位置检测电路，依次接受来自多个所述第一电极的各个和多个所述第二电极的各个的信号的供给，通过检测根据从静电耦合方式的电子笔发送的信号而感应出信号的电极来检测所述电子笔的指示位置；及
信息处理部，进行与所述指示位置检测电路的检测结果相应的处理。
16.根据权利要求15所述的信息处理***，其特征在于，
所述位置检测传感器的多个所述第一电极和多个所述第二电极中的位于电子笔接触的操作面侧即上侧的电极的排列方向的宽度比位于下侧的电极的排列方向的宽度窄。
17.根据权利要求16所述的信息处理***，其特征在于，
所述位置检测传感器的多个所述第一电极和多个所述第二电极是相同的网眼密度。
18.根据权利要求16所述的信息处理***，其特征在于，
所述位置检测传感器的所述位于上侧的电极的网眼密度比所述位于下侧的电极的网眼密度疏。
19.根据权利要求15所述的信息处理***，其特征在于，
所述位置检测传感器的多个所述第一电极和多个所述第二电极中的位于电子笔接触的操作面侧即上侧的电极的网眼密度比位于下侧的电极的网眼密度疏。
20.根据权利要求19所述的信息处理***，其特征在于，
所述位置检测传感器的多个所述第一电极和多个所述第二电极的排列方向的宽度相同。
21.根据权利要求15所述的信息处理***，其特征在于，具备：
驱动信号供给电路，对多个所述第一电极的各个依次供给驱动信号；
信号电平检测电路，依次接收来自多个所述第二电极的各个的信号，检测通过供给到所述第一电极的所述驱动信号而感应的接收到的所述信号的信号电平；及
触摸位置检测电路，基于被供给着所述驱动信号的所述第一电极和由所述信号电平检测电路检测到的所述信号电平下降的所述第二电极，检测手指等指示体的触摸位置。
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