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公開番号2025089381
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-12
出願番号2025045695,2024174806
出願日2025-03-19,2024-10-04
発明の名称集積回路及びセンサコントローラ
出願人株式会社ワコム
代理人弁理士法人そらおと
主分類G06F 3/041 20060101AFI20250605BHJP(計算;計数)
要約【課題】ペン信号のSNRを向上する。
【解決手段】本発明による集積回路は、EMRセンサに接続される集積回路であって、EMRセンサの受信側コイルは複数の第1のループコイルによって構成され、それぞれ第1の入力端子及び第2の入力端子を有する複数の差動増幅器と、複数の第1のループコイルそれぞれの一端を、対応する差動増幅器の第1の入力端子に接続する第1の配線と、複数の第1のループコイルそれぞれの他端を、対応する差動増幅器の第2の入力端子に接続する第2の配線と、所定の電源電位が供給される電源配線と第1の配線との間に設けられた第1のスイッチ素子と、を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ＥＭＲセンサに接続される集積回路であって、
前記ＥＭＲセンサの受信側コイルは複数の第１のループコイルによって構成され、
それぞれ第１の入力端子及び第２の入力端子を有する複数の差動増幅器と、
前記複数の第１のループコイルそれぞれの一端を、対応する前記差動増幅器の前記第１の入力端子に接続する第１の配線と、
前記複数の第１のループコイルそれぞれの他端を、対応する前記差動増幅器の前記第２の入力端子に接続する第２の配線と、
所定の電源電位が供給される電源配線と前記第１の配線との間に設けられた第１のスイッチ素子と、
を含む集積回路。
続きを表示（約 3,600 文字）【請求項２】
前記電源配線と前記第２の配線との間に設けられた第２のスイッチ素子、
をさらに含む請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の集積回路を介して前記ＥＭＲセンサに接続されるセンサコントローラであって、
前記複数の第１のループコイルは、それぞれ第１の方向に延在し、前記第１の方向と交差する第２の方向に並べて配置され、
前記ＥＭＲセンサの送信側コイルは、それぞれ第２の方向に延在し、前記第１の方向に並べて配置された複数の第２のループコイルによって構成され、
前記集積回路は、前記複数の第１のループコイルのうち前記第２の方向の一端側から２ｎ－１番目（ｎは自然数）の前記第１のループコイルの一端及び他端を、対応する前記差動増幅器の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子に接続する一方、２ｎ番目の前記第１のループコイルの一端及び他端を、対応する前記差動増幅器の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子から切り離す第１の状態と、前記複数の第１のループコイルのうち前記第２の方向の一端側から２ｎ番目の前記第１のループコイルの一端及び他端を、対応する前記差動増幅器の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子に接続する一方、２ｎ－１番目の前記第１のループコイルの一端及び他端を、対応する前記差動増幅器の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子から切り離す第２の状態とを切り替え可能に構成されたスイッチ回路、をさらに有し、
前記複数の第２のループコイルのそれぞれに順次電流を流すことによって前記ＥＭＲセンサから交番磁界を送出し、
前記複数の第２のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ－１番目（ｍは自然数）の前記第２のループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第１の状態とし、前記複数のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ番目の前記ループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第２の状態とすることにより、前記複数の差動増幅器のそれぞれから出力されるペン信号を受信する、
センサコントローラ。
【請求項４】
前記複数の第２のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ－１番目の前記第２のループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第１の状態とし、前記複数のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ番目の前記ループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第２の状態とすることにより、前記複数の差動増幅器のそれぞれから出力されるペン信号を受信する第１の受信モードと、
前記複数の第２のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ－１番目の前記第２のループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第２の状態とし、前記複数のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ番目の前記ループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第１の状態とすることにより、前記複数の差動増幅器のそれぞれから出力されるペン信号を受信する第２の受信モードと、
を交互に実行するよう構成された、
請求項３に記載のセンサコントローラ。
【請求項５】
ＥＭＲセンサに接続される集積回路であって、
前記ＥＭＲセンサの受信側コイルは、それぞれ第１の方向に延在する複数の櫛歯部をそれぞれの一端で前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する基部に接続してなる構成を有する櫛形コイルであり、
それぞれ第１の入力端子及び第２の入力端子を有する複数の差動増幅器と、
前記複数の櫛歯部のうち前記第２の方向の一端側から２ｎ－１番目（ｎは自然数）の前記櫛歯部の他端と２ｎ番目の前記櫛歯部の他端とのそれぞれを同一の前記差動増幅器の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子に接続する第１の状態と、前記複数の櫛歯部のうち前記第２の方向の一端側から２ｎ番目の前記櫛歯部の他端と２ｎ＋１番目の前記櫛歯部の他端とのそれぞれを同一の前記差動増幅器の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子に接続する第２の状態とを切り替え可能に構成されたスイッチ回路と、
を含む集積回路。
【請求項６】
請求項５に記載の集積回路を介して前記ＥＭＲセンサに接続されるセンサコントローラであって、
前記ＥＭＲセンサの送信側コイルは、それぞれ前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に並べて配置された複数のループコイルによって構成され、
前記複数のループコイルのそれぞれに順次電流を流すことによって前記ＥＭＲセンサから交番磁界を送出し、
前記複数のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ－１番目（ｍは自然数）の前記ループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第１の状態とし、前記複数のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ番目の前記ループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第２の状態とすることにより、前記複数の差動増幅器のそれぞれから出力されるペン信号を受信する、
センサコントローラ。
【請求項７】
前記複数のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ－１番目の前記ループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第１の状態とし、前記複数のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ番目の前記ループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第２の状態とすることにより、前記複数の差動増幅器のそれぞれから出力されるペン信号を受信する第１の受信モードと、
前記複数のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ－１番目の前記ループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第２の状態とし、前記複数のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ番目の前記ループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第１の状態とすることにより、前記複数の差動増幅器のそれぞれから出力されるペン信号を受信する第２の受信モードと、
を交互に実行するよう構成された、
請求項６に記載のセンサコントローラ。
【請求項８】
ＥＭＲセンサに接続される集積回路であって、
前記ＥＭＲセンサの受信側コイルは、それぞれ第１の方向に延在し、前記第１の方向と交差する第２の方向に並べて配置された複数の線状電極によって構成され、
それぞれ第１の入力端子及び第２の入力端子を有する複数の差動増幅器と、
前記複数の線状電極のうち前記第２の方向の一端側から２ｎ－ｋ番目（ｋは奇数の自然数、ｎはｋ／２より大きい自然数）の前記線状電極の端部と２ｎ番目の前記線状電極の端部とのそれぞれを同一の前記差動増幅器の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子に接続する配線と、
を含む集積回路。
【請求項９】
前記複数の線状電極のうち前記第２の方向の一端側から２ｎ－ｋ番目の前記線状電極の端部と２ｎ番目の前記線状電極の端部とのそれぞれを同一の前記差動増幅器の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子に接続する第１の状態と、前記複数の線状電極のうち前記第２の方向の一端側から２ｎ番目の前記線状電極の端部と２ｎ＋ｋ番目の前記線状電極の端部とのそれぞれを同一の前記差動増幅器の前記第１の入力端子及び前記第２の入力端子に接続する第２の状態とを切り替え可能に構成されたスイッチ回路、
をさらに含む請求項８に記載の集積回路。
【請求項１０】
請求項９に記載の集積回路を介して前記ＥＭＲセンサに接続されるセンサコントローラであって、
前記ＥＭＲセンサの送信側コイルは、それぞれ前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に並べて配置された複数のループコイルによって構成され、
前記複数のループコイルのそれぞれに順次電流を流すことによって前記ＥＭＲセンサから交番磁界を送出し、
前記複数のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ－１番目（ｍは自然数）の前記ループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第１の状態とし、前記複数のループコイルのうち前記第１の方向の一端側から２ｍ番目の前記ループコイルに前記電流を流すときには前記スイッチ回路を前記第２の状態とすることにより、前記複数の差動増幅器のそれぞれから出力されるペン信号を受信する、
センサコントローラ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は集積回路及びセンサコントローラに関し、特に、ＥＭＲセンサとともに用いる集積回路及びセンサコントローラに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
タブレット端末などのパネル面内における電磁誘導ペンの位置を検出するための方式の１つとして、電磁誘導方式（ＥＭＲ方式）が知られている。ＥＭＲ方式による位置検出装置は、パネル面内に配置されたペン検出用のセンサ（以下「ＥＭＲセンサ」という）と、ＥＭＲセンサに接続されたセンサコントローラとを有している。ＥＭＲセンサは、ｙ方向に並べて配置された複数のＴｘコイルからなる送信側コイルと、ｘ方向に並べて配置された複数のＲｘコイルからなる受信側コイルとを含んで構成される。センサコントローラは、複数のＴｘコイルから順次交番磁界を送出し、その都度、各Ｒｘコイルにて電磁誘導ペンが送信した反射信号（以下「ペン信号」という）を受信することにより、電磁誘導ペンの位置（以下「ペン位置」という）を検出するとともに、電磁誘導ペンが送信したデータ（以下「ペンデータ」という）を受信する。特許文献１～３には、ＥＭＲセンサの一例が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、ループコイルをＲｘコイルとして用いるＥＭＲセンサの一例が開示されている。特許文献２のＲｘコイルの両端は、ペン信号を出力する差動増幅器の２つの入力端子に接続される。特許文献３には、Ｒｘコイルに代えて直線状の電極（以下「線状電極」という）を用いるＥＭＲセンサの一例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第６６９８３８６号
特開２０１８－１８５５５９号公報
特開２０２２－１１７４９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＥＭＲセンサの受信側コイルを構成する各Ｒｘコイルとセンサコントローラの接続方式には、いくつかの方式がある。具体的には、Ｒｘコイルの両端をセンサコントローラに接続する差動方式、Ｒｘコイルの一端をセンサコントローラに接続し、他端を接地するシングルエンド方式、複数のＲｘコイルをセンサコントローラに対して直列に接続する束ね入力方式などである。それぞれにメリットがあるが、従来の位置検出装置だといずれか１つに限定されてしまう。そこで、各Ｒｘコイルとセンサコントローラの接続方式を切り替えられるようにすることが求められていた。
【０００６】
したがって、本発明の目的の一つは、ＥＭＲセンサの受信側コイルとセンサコントローラの接続方式を切り替えることのできる集積回路を提供することにある。
【０００７】
また、本願の発明者は、ＥＭＲセンサの受信側コイルとして、上述した複数のＲｘコイルに代え、ｘ方向に延在する一本の配線（以下「基部」という）に対してｙ方向に延在する多数の配線（以下「櫛歯部」という）を接続してなる構成のコイル（以下「櫛形コイル」という）を用いることを検討している。各櫛歯部の一端は基部に接続され、他端はセンサコントローラに接続される。本願の発明者の研究によれば、センサコントローラは、隣接する２本の櫛歯部の他端をＲｘコイルの両端と看做してペン信号を受信することにより、実際には２本の櫛歯部のそれぞれが基部を介して他の櫛歯部と繋がっているにも関わらず、あたかも２本の櫛歯部と、基部のうちそれらを繋ぐ部分とによりＲｘコイルが形成されているのと同じように、ペン信号を受信することができる。したがって、櫛形コイルを用いることによっても、複数のＲｘコイルを用いる場合と同様に、ペン位置を検出することは可能である。
【０００８】
しかしながら一方で、櫛形コイルには、ペン位置の検出精度が粗くなってしまうという問題がある。櫛形コイルの構成は、隣接する２本の櫛歯部によって構成される仮想的なループコイルがｘ方向に間隔を空けて配置されていることに等しいためである。
【０００９】
したがって、本発明の目的の他の一つは、ＥＭＲセンサの受信側コイルとして櫛形コイルを用いる場合のペン位置の検出精度を高めることのできる集積回路を提供することにある。
【００１０】
また、Ｔｘコイルから交番磁界が送出されている間、Ｒｘコイルにはこの交番磁界が現れることになるので、センサコントローラは、Ｔｘコイルからの交番磁界の送出を停止した後、Ｒｘコイルにおいてペン信号の受信を行う。しかしながら、Ｒｘコイルの時定数の影響により、Ｔｘコイルからの交番磁界の送出が停止した後にもその影響がＲｘコイルに残り、ペン信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を悪化させてしまっていた。
（【００１１】以降は省略されています）

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