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公開番号2025019220
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2024204584,2021529922
出願日2024-11-25,2020-05-27
発明の名称端末装置および位置検出センサ
出願人株式会社ワコム
代理人個人,個人
主分類G06F 3/041 20060101AFI20250130BHJP(計算;計数)
要約【課題】表示装置として例えば電子ペーパーのように極めて薄く、柔軟性のあるものを用いた場合であっても、電子ペンによる高品位な描画入力を可能にする。
【解決手段】絶縁層13の電子ペーパー2側の第1の面に対して、第1の方向に複数の第1の電極X1、X2、X3、…が配設される。絶縁層13の第1の面に対して、第1の方向に配設された複数の当該第1の電極間X1、X2、X3、…であって、第1の方向に所定の間隔を有する第1の電極間ごとに、第1の電極に沿う方向に延伸された1以上の第1の線材d1、d2、d3、…を配設する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
表示媒体として機能すると共に、その表示画面が電子ペンを接触させる操作面となり、薄く柔軟性のある電子ペーパーと、前記電子ペーパーの表示画面の下側に配置され、電子ペンによる前記表示画面上の指示位置を検出する位置検出センサとを備えて構成される端末装置であって、
前記位置検出センサは、
絶縁基板の前記表示画面側となる第１の面に対して、第１の方向に複数の第１の電極が配設されており、
前記絶縁基板の前記第１の面に対して、前記第１の方向に配設された複数の前記第１の電極の隣り合う電極間であって、前記電子ペーパーの前記表示画面に電子ペンを接触させて描画する場合に、前記第１の電極の有るところと無いところで、前記電子ペーパーが下側に押し下げられる部分と押し下げられない部分とを生じさせ、前記電子ペンの上下移動を生じさせるほど、前記第１の方向に所定の間隔を有する前記第１の電極間ごとに、樹脂等の被導電材料で形成され、あるいは、導電材料で形成され、前記第１の電極や位置検出回路に接続されることの無い線材であって、前記第１の電極に沿う方向に延伸された１以上の第１の線材を、電子ペンのペン先を、上下移動を生じさせることがない程度の間隔を空けて配設した
ことを特徴とする端末装置。
続きを表示（約 3,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の端末装置であって、
前記位置検出センサは、
前記絶縁基板の前記第１の面とは反対側の第２の面に対して、前記第１の方向と交差する第２の方向に複数の第２の電極が配設されており、
前記絶縁基板の前記第２の面に対して、前記第２の方向に配設された複数の前記第２の電極の隣り合う電極間であって、前記電子ペーパーの前記表示画面に電子ペンを接触させて描画する場合に、前記第２の電極の有るところと無いところで、前記電子ペーパーが下側に押し下げられる部分と押し下げられない部分とを生じさせ、前記電子ペンの上下移動を生じさせるほど、前記第２の方向に所定の間隔を有する前記第２の電極間ごとに、樹脂等の被導電材料で形成され、あるいは、導電材料で形成され、前記第２の電極や位置検出回路に接続されることの無い線材であって、前記第２の電極に沿う方向に延伸された１以上の第２の線材を、電子ペンのペン先を、上下移動を生じさせることがない程度の間隔を空けて配設した
ことを特徴とする端末装置。
【請求項３】
請求項１に記載の端末装置であって、
前記位置検出センサにおいて、
複数の前記第１の電極のそれぞれは、長辺と当該長辺を繋ぐ短辺とを有するループコイルの構成とされた、電磁誘導方式のものであり、
複数の前記第１の電極である前記ループコイルの隣り合う前記長辺間であって、前記電子ペーパーの前記表示画面に電子ペンを接触させて描画する場合に、前記第１の電極の有るところと無いところで、前記電子ペーパーが下側に押し下げられる部分と押し下げられない部分とを生じさせ、前記電子ペンの上下移動を生じさせるほど、前記第１の方向に所定の間隔を有する前記長辺間ごとに、樹脂等の被導電材料で形成され、あるいは、導電材料で形成され、前記第１の電極や位置検出回路に接続されることの無い線材であって、前記長辺に沿う方向に延伸された１以上の前記第１の線材を、電子ペンのペン先を、上下移動を生じさせることがない程度の間隔を空けて配置したものである
ことを特徴とする端末装置。
【請求項４】
請求項２に記載の端末装置であって、
前記位置検出センサにおいて、
複数の前記第２の電極のそれぞれは、長辺と当該長辺を繋ぐ短辺とを有するループコイルの構成とされた、電磁誘導方式のものであり、
複数の前記第２の電極である前記ループコイルの隣り合う前記長辺間であって、前記電子ペーパーの前記表示画面に電子ペンを接触させて描画する場合に、前記第２の電極の有るところと無いところで、前記電子ペーパーが下側に押し下げられる部分と押し下げられない部分とを生じさせ、前記電子ペンの上下移動を生じさせるほど、前記第２の方向に所定の間隔を有する前記長辺間ごとに、樹脂等の被導電材料で形成され、あるいは、導電材料で形成され、前記第２の電極や位置検出回路に接続されることの無い線材であって、前記長辺に沿う方向に延伸された１以上の前記第２の線材を、電子ペンのペン先を、上下移動を生じさせることがない程度の間隔を空けて配置したものである
ことを特徴とする端末装置。
【請求項５】
表示媒体として機能すると共に、その表示画面が電子ペンを接触させる操作面となり、薄く柔軟性のある電子ペーパーの下側に配置され、電子ペンによる前記表示画面上の指示位置を検出する位置検出センサであって、
絶縁基板の前記表示画面側となる第１の面に対して、第１の方向に複数の第１の電極が配設されており、
前記絶縁基板の前記第１の面に対して、前記第１の方向に配設された複数の前記第１の電極の隣り合う電極間であって、前記電子ペーパーの前記表示画面に電子ペンを接触させて描画する場合に、前記第１の電極の有るところと無いところで、前記電子ペーパーが下側に押し下げられる部分と押し下げられない部分とを生じさせ、前記電子ペンの上下移動を生じさせるほど、前記第１の方向に所定の間隔を有する前記第１の電極間ごとに、樹脂等の被導電材料で形成され、あるいは、導電材料で形成され、前記第１の電極や位置検出回路に接続されることの無い線材であって、前記第１の電極に沿う方向に延伸された１以上の第１の線材を、電子ペンのペン先を、上下移動を生じさせることがない程度の間隔を空けて配設した
ことを特徴とする位置検出センサ。
【請求項６】
請求項５に記載の位置検出センサであって、
前記絶縁基板の前記第１の面とは反対側の第２の面に対して、前記第１の方向と交差する第２の方向に複数の第２の電極が配設されており、
前記絶縁基板の前記第２の面に対して、前記第２の方向に配設された複数の前記第２の電極の隣り合う電極間であって、前記電子ペーパーの前記表示画面に電子ペンを接触させて描画する場合に、前記第２の電極の有るところと無いところで、前記電子ペーパーが下側に押し下げられる部分と押し下げられない部分とを生じさせ、前記電子ペンの上下移動を生じさせるほど、前記第２の方向に所定の間隔を有する前記第２の電極間ごとに、樹脂等の被導電材料で形成され、あるいは、導電材料で形成され、前記第２の電極や位置検出回路に接続されることの無い線材であって、前記第２の電極に沿う方向に延伸された１以上の第２の線材を、電子ペンのペン先を、上下移動を生じさせることがない程度の間隔を空けて配設した
ことを特徴とする位置検出センサ。
【請求項７】
請求項５に記載の位置検出センサであって、
複数の前記第１の電極のそれぞれは、長辺と当該長辺を繋ぐ短辺とを有するループコイルの構成とされた、電磁誘導方式のものであり、
複数の前記第１の電極である前記ループコイルの隣り合う前記長辺間であって、前記電子ペーパーの前記表示画面に電子ペンを接触させて描画する場合に、前記第１の電極の有るところと無いところで、前記電子ペーパーが下側に押し下げられる部分と押し下げられない部分とを生じさせ、前記電子ペンの上下移動を生じさせるほど、前記第１の方向に所定の間隔を有する前記長辺間ごとに、樹脂等の被導電材料で形成され、あるいは、導電材料で形成され、前記第１の電極や位置検出回路に接続されることの無い線材であって、前記長辺に沿う方向に延伸された１以上の前記第１の線材を、電子ペンのペン先を、上下移動を生じさせることがない程度の間隔を空けて配置したものである
ことを特徴とする位置検出センサ。
【請求項８】
請求項６に記載の位置検出センサであって、
複数の前記第２の電極のそれぞれは、長辺と当該長辺を繋ぐ短辺とを有するループコイルの構成とされた、電磁誘導方式のものであり、
複数の前記第２の電極である前記ループコイルの隣り合う前記長辺間であって、前記電子ペーパーの前記表示画面に電子ペンを接触させて描画する場合に、前記第２の電極の有るところと無いところで、前記電子ペーパーが下側に押し下げられる部分と押し下げられない部分とを生じさせ、前記電子ペンの上下移動を生じさせるほど、前記第２の方向に所定の間隔を有する前記長辺間ごとに、樹脂等の被導電材料で形成され、あるいは、導電材料で形成され、前記第２の電極や位置検出回路に接続されることの無い線材であって、前記長辺に沿う方向に延伸された１以上の前記第２の線材を、電子ペンのペン先を、上下移動を生じさせることがない程度の間隔を空けて配置したものである
ことを特徴とする位置検出センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、薄型の表示装置と、電子ペンなどとよばれるペン型の位置指示器を使用して入力操作を受け付ける位置検出センサとが搭載されて構成される端末装置及び当該端末装置に搭載される位置検出センサに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
スマートフォンなどと呼ばれる高機能携帯電話端末やタブレットＰＣ（Personal Computer）などの端末装置においては、使用者の指によるタッチ操作を可能にするためタッチセンサが搭載されている。タッチセンサは透明な電極で構成され、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置の表示画面上に配置されている。これにより、タッチセンサと表示装置とにより、入力デバイスとしてのタッチパネルが構成される。更に、端末装置においては、より細かい操作や文字、図形、記号等の手書き入力を可能にするため、電子ペン（ペン型の位置指示器）を利用した指示入力ができるものも提供されている。
【０００３】
電子ペンを用いた指示入力が可能な位置検出装置の方式には、例えば、静電容量方式と電磁誘導方式とがある。静電容量方式は、上述したタッチセンサにおいても用いられている方式であり、Ｘ軸方向とＹ軸方向とのそれぞれに複数の線状導体（ライン電極）が配設されたセンサ部を備える。当該センサに対して電子ペンが近づけられることによって、当該センサを構成する線状導体に生じる静電容量（電荷）の変化に応じて指示位置を検出する。なお、静電容量方式の電子ペンは、静電ペンなどとも呼ばれ、単に導電性を有するペン型の位置指示器やバッテリで駆動され、発振回路からの信号を送出するいわゆるアクティブ型の位置指示器がある。静電容量方式の座標検出センサと電子ペンとで構成される入力装置（位置検出装置）の一例については、後に記す特許文献１に開示されている。
【０００４】
電磁誘導方式は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とのそれぞれに複数のループコイルを配設したセンサ部を備える。当該センサ部の複数のループコイルに対して順次に電流を供給して磁界を発生させる送信期間と、電流の供給を停止し外部からの磁界を受信する受信期間とを交互に設ける構成を有する。対応する電子ペンは、コイルとコンデンサとからなる共振回路を備え、当該センサ部からの磁界に応じて、当該コイルに電流が流れることにより信号を発生させ、この信号を含めてセンサ部に送信する。これを受信期間においてセンサ部を通じて受信して、電子ペンによる指示位置を検出する。電磁誘導方式の座標検出センサと電子ペンとで構成される入力装置の一例については、後に記す特許文献２に開示されている。
【０００５】
また、端末装置に用いられる表示装置は、上述もしたＬＣＤが用いられたり、有機ＥＬ（electro-luminescence）ディスプレイが用いられたりする場合が多い。近年、電子ブックリーダーなどにおいては、薄くて、軽く、明瞭な画像表示が可能ないわゆる電子ペーパーが表示装置として用いられている。電子ペーパーは、今後も種々の端末装置の表示デバイスとして用いられるなど、広く利用されると考えられる。なお、電子ペーパーについても種々の改良がなされており、その一例として後に記す特許文献３、４に開示されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平０７－２９５７２２号公報
特開平０７－０４４３０４号公報
特開２００９－０３７１１９号公報
特器２０１９－０６０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
端末装置において、主にアイコン選択などのために使用者の指による大まかなタッチ操作と電子ペンを用いた詳細な描画操作との両方を実現する場合には、静電容量方式のタッチセンサと電磁誘導方式の位置検出センサとの両方を搭載している。例えば、図５（Ａ）に示すように、従来の端末装置においては、表示装置６００の上側には静電容量方式のタッチセンサ５００を配置し、表示装置の６００の下側には電磁誘導方式の位置検出センサ７００を配置した積層構造を採用している。
【０００８】
近年においては、表示装置としては電子ペーパーを用い、電磁誘導方式の位置検出装置を用いて電子ペンによる指示入力を可能にした、より手軽に利用できる低コストの携帯端末の提供が考えられている。すなわち、入力デバイスとしては静電容量方式のタッチセンサは搭載せずに、電磁誘導方式の位置検出センサだけを搭載するものである。すなわち、図５（Ｂ）に示すように、表示装置として電子ペーパー６００Ｅを用い、その下側に電磁誘導方式の位置検出センサ７００を配置した端末装置が考えられる。この場合、電子ペーパー６００Ｅの表示画面上を操作面とし、当該電子ペーパー６００Ｅの表示画面上に電子ペンを接触させて指示入力を行うことになる。
【０００９】
電磁誘導方式の位置検出センサは、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、リジットな基板やフレキシブル基板などの所定の基板７０２に対して、導電線により形成される複数のループコイル群７０１、７０３を積層配置することにより形成される。電子ペーパーは、ＬＣＤや有機ＥＬディスプレイに比べて非常に薄いものである。この場合に、電子ペン２００を電子ペーパー６００Ｅ上に接触させて移動させることにより、描画入力を行うことを考える。図５（Ｂ）に示したように、電子ペーパー６００Ｅは、薄く柔軟性のあるものであるので、電子ペン２００を電子ペーパー６００Ｅ上で移動させると、ループコイルの存在するところと、存在しないところで、電子ペン２００のペン先は上下することになる。
【００１０】
すなわち、電子ペーパー６００Ｅに接触させた電子ペン２００により描画を行うと、電子ペン２００のペン先と電磁誘導方式の位置検出センサ７００のセンサ面との距離が変動する。この場合、位置検出センサ７００を構成するループコイル群７０１の各ループコイルが受信する電子ペン２００からの信号のレベルも変動してしまう。このため、図５（Ｃ）に示すように、電子ペン２００により入力された軌跡が、電子ペーパー６００Ｅに表示されると波を打ったような表示となるいわゆるウェイビング現象が発生する可能性がある。この場合、電子ペン２００による描画入力の質を低下させてしまい、高品位に描画入力が可能な携帯端末が実現できない。
（【００１１】以降は省略されています）

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