CN101957704A - 位置检测装置及传感器单元 - Google Patents

Abstract

提供一种位置检测装置及传感器单元，廉价且能够提高位置检测精度。使磁性带倾斜地重叠，构成电磁感应型位置检测装置的配置在线圈基板正下方的磁路片。通过这样构成磁路片，能够抑制磁性带的连接缝附近的传感器线圈的灵敏度变动。因此，能够实现位置指示器检测灵敏度高、位置检测精度高、且抗噪性强、高性能的位置检测装置。

Description

位置检测装置及传感器单元

技术领域

本发明涉及一种适用于位置检测装置及传感器单元的技术。更详细地说，涉及提高电磁感应式数位板的位置检测性能的技术。

背景技术

向计算机提供位置信息的输入装置有多种。其中，有被称为数位板的位置检测装置。

位置检测装置是在检测二维位置信息的检测平面上犹如用笔描绘那样操作笔形的位置指示器的输入装置。位置检测装置作为适于使用需要迅速且正确地进行描绘的应用程序的用户的输入装置，在设计、艺术等各种领域中广泛地普及。该位置检测装置由用于指示位置的笔形状的位置指示器、和检测由该位置指示器指示的位置并转换为计算机可处理的二维位置信息而输出的传感部构成。

该传感部具有检测位置指示器的位置的位置检测平面。在位置检测平面上，在X轴方向及Y轴方向上埋置有印刷基板，所述印刷基板上在X轴方向及Y轴方向上排列有分别在X轴方向及Y轴方向上细长的环路线圈。

各环路线圈中，逐一流过特定频率的电流，从环路线圈产生磁场。于是，当位置指示器接近产生磁场的环路线圈时，位置指示器中具有的谐振电路发生谐振。接着，由环路线圈接收从位置指示器的谐振电路产生的感应磁场。环路线圈逐根进行该动作，从而检测出位置指示器的位置。

另外，专利文献1中公开了本申请人的发明涉及的现有技术。

专利文献1：日本特开2007-166147号公报

位置检测装置在位置检测平面的正下方内置形成有前述的环路线圈的印刷基板(传感器基板)。为了使该传感器基板的磁特性稳定，在传感器基板的正下方铺设硅钢板等强磁性体的金属板。但是，由于硅钢板较重，因此用于近年来开始应用的便携型PC、手机等时不理想。因此，逐渐采用与硅钢板相比重量轻且磁特性良好的由非晶态磁性金属薄膜形成的被称为“磁路片”的部件。

但是，对于非晶态磁性金属薄膜，难以得到覆盖位置检测装置的宽广的位置检测平面的程度的宽广的大小，难以得到均匀的品质。因此，有时贴合多个切成长条状的非晶态磁性金属带而形成能覆盖位置检测平面的一个片。

但是，像这样形成磁路片时，特别是在磁性金属带接合的部分中，磁路片中所通过的磁力线的分布变得不均匀。因此，在磁性金属带接合的部分中，位置检测装置的位置检测精度下降，输出位置指示器在与本来存在的位置不同的位置上的位置检测数据。

本发明鉴于上述问题而提出，其目的在于，提供一种廉价且能够提高位置检测精度的位置检测装置及其所使用的传感器单元。

发明内容

为了解决上述课题，本发明的一种位置检测装置，包括具有至少一个线圈的位置指示器和具有多个环路线圈的传感器，通过检测位置指示器的线圈和环路线圈之间因电磁感应而在环路线圈中产生的信号来获得位置指示器的位置，位置检测装置的特征在于，传感器中，环路线圈在预定方向上并列设置，相对于传感器，在位置指示器的相反侧配置有用于减少噪声的屏蔽部件，在传感器和屏蔽部件之间配置有由磁导率比屏蔽部件的磁导率高的磁路用材料构成的磁路片，磁路片具有大致矩形的多个磁路用材料彼此具有接触部的结构，接触部相对于传感器的预定方向以预定的角度倾斜配置。

使磁性带倾斜地重叠而构成电磁感应型位置检测装置的配置在传感器基板正下方的磁路片。通过这样构成磁路片，能够抑制磁性带的连接缝附近的环路线圈的灵敏度变动。因此，能够实现位置指示器检测灵敏度高、位置检测精度高、且抗噪性强、高性能的位置检测装置。

通过本发明，能够提供一种廉价且能够提高位置检测精度的位置检测装置。

附图说明

图1是作为本发明的实施方式的例子的位置检测装置的外观透视图。

图2是概略地表示传感部的内部结构的分解透视图。

图3是位置指示器的电路图。

图4是传感部的框图。

图5是表示传感器基板的概略图。

图6是说明传感器基板的布线的形状的概略图。

图7是表示磁路片的结构的概略图。

图8是表示传感器和磁路片的关系的概略图。

图9是说明位置指示器和环路线圈绕线的关系、和检测位置指示器的位置的原理的图。

图10是表示金属带的磁特性的概略图。

图11是表示分别在两片金属带对接的状态和重叠的状态的磁特性的概略图。

图12是表示位置指示器的磁通密度的坐标图、和表示位置指示器、环路线圈的中心线及金属带的配置关系的概略图。

图13是表示由环路线圈检测出从位置指示器发送的信号时的信号电平的坐标图。

图14是表示由环路线圈检测出从位置指示器发送的信号时的信号电平的坐标图。

图15是表示由环路线圈检测出从位置指示器发送的信号时的信号电平的坐标图。

图16是笔记本型个人电脑的概略图。

具体实施方式

以下参照图1～图15说明本发明的实施方式。

图1是作为本发明的实施方式的例子的位置检测装置的外观透视图。

称为“数位板(Digitizer)”的位置检测装置101由位置指示器102、和检测位置指示器102的位置的传感部103构成。传感部103将位置检测平面104上的位置指示器102的存在及其位置的信息向外部的设备输出。

图2是概略地表示传感部103的内部结构的分解透视图。

上壳体202构成位置检测装置101的框体的上表面部分。该上壳体202包括塑料或玻璃等平板即位置检测平面104。

在上壳体202的位置检测平面104的正下方，配置有传感器203。

在传感器203的正下方，配置有由非晶态磁性金属带形成的磁路片204。

在磁路片204的正下方，配置有由铝箔形成的屏蔽片205。

传感器203、磁路片204、屏蔽片205、以及信号处理部206收容在由上壳体202和下壳体207构成的框体中。

信号处理部206通过USB接口线缆208，将位置指示器102的存在及其位置的信息输出到个人电脑等在外部连接的设备。

传感器203是双面的印刷基板，在纵方向和横方向上设有四边形的线圈的布线图案。关于在传感器203上布线的线圈的形状的详细情况，在图4以后进行说明。

图3是位置指示器102的电路图。另外，省略了电源等的记载。按钮开关306被设置于位置指示器102的框体的侧面。

位置指示器102的笔尖309将笔压传递给被设置于位置指示器102内部的可变电容器C308。可变电容器C308的静电电容根据施加在笔尖309上的笔压而变化。

线圈L302、电容器C303及半固定电容器(Semi-fixed capacitor)C304分别并联连接，构成谐振电路。线圈L302接收来自设在后述的传感部103的传感器203上的环路线圈的电磁波。线圈L302接收电磁波后产生感应电动势。感应电动势在线圈L302和电容器C303上积蓄电荷。线圈L302上产生的感应电动势反复谐振并作为电荷而积蓄于电容器C303。来自环路线圈的电磁波停止时，该电荷在谐振电路的线圈L302中往返并产生交流磁场，向设在传感部103的传感器203上的环路线圈施加电磁波。

电容器C305和按钮开关306串联连接，经由切换开关307与电容器C303及半固定电容器C304并联连接。切换开关307的另一个端子上连接有可变电容器C308，该可变电容器C308也经由切换开关307与电容器C303及半固定电容器C304并联连接。

二极管D311对从线圈L302产生的交流电流进行半波整流。

二极管D311的阴极上连接由电阻R312和电容器C313构成的积分器314。从二极管D311流出的电流通过电阻R312对电容器C313充电。此时，根据由电阻R312和电容器C313形成的时间常数，电容器C313的电位逐渐上升。

电容器C313与比较器310的负极侧输入端子连接。在比较器310的正极侧输入端子上施加由电阻R315和R316对电源电压进行分压而获得的基准电压Vref。基准电压Vref例如是电源电压的一半。电容器C313的电位通过比较器310与基准电压Vref进行比较。

与该基准电压Vref比较的结果，如果电容器C313的电位超过基准电压Vref，则比较器310所输出的控制信号从高电位变化为低电位。通过该控制信号控制切换开关307。

二极管D311、积分器314及比较器310，在从电磁波由传感部103施加到线圈L302并在线圈L302上产生感应电动势的时刻开始经过了电容器C313的电位超过基准电压Vref所需的预定的时间的情况下，切换控制切换开关307。即，二极管D311、积分器314及比较器310实现不使用时钟的一种定时器的功能。

在切换开关307选择电容器C305而连接的状态下，若对按钮开关306进行开/关控制，则构成谐振电路的电容器的合成电容发生变化。因此，根据按钮开关306的状态，谐振电路的谐振频率发生变化。

同样地，在切换开关307选择可变电容器C308而连接的状态下，根据可变电容器C308的静电电容的变化，构成谐振电路的电容器的合成电容发生变化。因此，根据可变电容器C308的静电电容的变化，谐振电路的谐振频率发生变化。

图4是传感部103的框图。

振荡器402产生与前述的位置指示器102的谐振电路的谐振频率大致相等的频率的正弦波交流信号，将产生的正弦波交流信号供给到电流驱动器403及同步检波器404。

电流驱动器403对从振荡器402输入的正弦波交流信号进行电流放大，向收发切换开关405输出。

收发切换开关405将电流驱动器403的输出端子和接收放大器406的输入端子中的任一个排他地连接到选择开关407。

选择开关407选择多个环路线圈408a、408b、408c及408d中的一个而连接到收发切换开关405。

收发切换开关405连接选择开关407和电流驱动器403时，从电流驱动器403供给的正弦波交流电流供给到由选择开关407在环路线圈408a、408b、408c及408d中选择的一个环路线圈。

收发切换开关405连接选择开关407和接收放大器406时，从由选择开关407在环路线圈408a、408b、408c及408d中选择的一个环路线圈输出的信号输入到接收放大器406。

另外，收发切换开关405及选择开关407被从后述的控制部409提供的控制信号控制。

大致长方形的环路线圈408a、408b、408c及408d在传感部103的位置检测平面104的正下方所配置的传感器203上相互大致平行地排列。所述环路线圈408a、408b、408c及408d的一个端子与选择开关407连接，另一个端子接地。

由选择开关407选择的一个环路线圈经过收发切换开关405连接到电流驱动器403的输出端子时，通过从电流驱动器403供给的正弦波交流电流，从由选择开关407选择的一个环路线圈产生交流磁场。

在位置指示器102位于产生交流磁场的环路线圈的附近时，在位置指示器102内部的线圈L302中产生感应电动势，在谐振电路中积蓄基于感应电动势的电荷。

接着，收发切换开关405被来自控制部409的控制信号控制时，由选择开关407选择的一个环路线圈与接收放大器406的输入端子连接。于是，从电流驱动器403对由选择开关407选择的一个环路线圈进行的正弦波交流电流的供给停止，因此来自环路线圈的交流磁场消失。另一方面，由于在位置指示器102内的谐振电路中积蓄有基于感应电动势的电荷，因此由该电荷从线圈L302产生谐振电路的谐振频率的交流感应磁场。环路线圈接收该感应磁场后，在环路线圈中产生微弱的交流电流。接收放大器406对该电流进行电压放大，供给到检波电路410及同步检波器404的输入端子。

另外，为了以后便于说明，将收发切换开关405连接选择开关407和电流驱动器403时定义为发送状态，将收发切换开关405连接选择开关407和接收放大器406时定义为接收状态。而且，将发送状态的传感部103的动作定义为发送动作，将接收状态的传感部103的动作定义为接收动作。

所谓发送动作，是指从环路线圈408a、408b、408c及408d产生交流磁场而使位于环路线圈408a、408b、408c及408d附近的位置指示器102产生感应电动势的动作。

所谓接收动作，是指由位于位置指示器102附近的环路线圈408a、408b、408c及408d接收从位置指示器102产生的交流感应磁场的动作。

位置指示器102不位于产生交流磁场的环路线圈的附近时，在位置指示器102内部的线圈L302中不产生感应电动势，在谐振电路中不积蓄基于感应电动势的电荷。因此，即使收发切换开关405切换到接收侧、即接收放大器406一侧，由选择开关407选择的一个环路线圈也不能接收从位置指示器102产生的交流感应磁场，从环路线圈也不产生交流电流。

在位置检测平面104的纵方向和横方向上并列排列多个环路线圈408a、408b、408c及408d，由选择开关407逐一切换，反复进行前述的发送动作和接收动作。于是，能够从位于位置指示器102附近的环路线圈取出信号。根据该得出信号的环路线圈的位置和信号电平，算出位置检测平面104上的位置指示器102的位置。

由选择开关407逐一切换环路线圈408a、408b、408c及408d的控制动作、切换收发切换开关405的控制动作、根据接收的信号算出位置指示器102的位置的动作，由周知的微型计算机构成的控制部409执行。

位于从接收放大器406的输出端子到控制部409之间的电路模块，是为了调整从环路线圈408a、408b、408c及408d得到的接收信号而设置的。

检波电路410对作为交流的接收信号进行全波整流。

积分电路411对全波整流后的接收信号进行积分。积分电路411是为了通过在时间轴上对微弱的信号进行积分来维持S/N比并得到较高的信号电平而设置的。

采样保持电路412保持某时点的积分电路411的输出电压。

A/D转换器413将采样保持电路412的输出电压转换成数字数据。

经过以上的电路，得到与基于从位置指示器102产生的交流感应磁场的信号的电平相当的数据。

同步检波器404是周知的模拟乘法器，输出将振荡器402的交流信号和接收信号相乘后的信号。同步检波器404的后续的积分电路411、采样保持电路412及A/D转换器413与前述的检波器之后配置的电路模块相同。

在交流信号和接收信号的相位完全相同的情况下，同步检波器404进行与全波整流电路实质上相同的动作。但是，交流信号和接收信号的相位不同时，其信号电平降低。相位的变化由位置指示器102的谐振电路的谐振频率的变化引起。即，笔压引起的可变电容器C308的电容的变化、通过按钮开关306将电容器C305组入谐振电路引起构成谐振电路的电容器的合成电容变化，对应于该变化，从同步检波器404得到的信号的电平发生变化。

对从检波电路410得到的信号的电平、从同步检波器404得到的信号的电平实施预定的运算处理，由此得到基于从位置指示器102产生的交流感应磁场的信号的相当于相位的数据。然后，根据相位的变化，能够判断笔形状的位置指示器102的状态变化。

传感部103在选择环路线圈408a、408b、408c及408d中的一个并处于接收状态的时间中，通过按下按钮开关306而切换从位置指示器102的比较器310输出的控制信号，调整积分电路314的电阻R312及电容器C313的值时，传感部103能够在接收状态的时间内检测出切换开关307选择电容器C305时和选择可变电容器C308时的两个状态。即，能够检测出按钮开关306是否被按下和笔压。

再对传感部103及位置指示器102的动作的概略进行说明。

在设有环路线圈的传感器203的附近、即位置检测平面104上，使位置指示器102靠近。在位置指示器102中内置有谐振电路，所述谐振电路由线圈L302和电容器C303等并联连接而成，并被设计成在大致562.5kHz附近谐振。

谐振电路接收从环路线圈产生的交流磁场后，在谐振电路中产生感应电动势。紧接着，切换收发切换开关405，使环路线圈与后续的传感器接收功能部分连接，通过谐振电路中产生的感应电动势接收来自位置指示器102的交流感应磁场，将其信号电平转换成数据。

对于在X轴方向上排列的环路线圈和在Y轴方向上排列的环路线圈分别反复进行上述步骤。于是，分别在X轴方向和Y轴方向上判断出表示所检测到的信号电平的最大值的线圈。这样，传感部103能够检测出位置检测平面104上的位置指示器102的位置。

[传感器203的结构]

以下，参照图5及图6说明传感器203的结构。

图5是表示传感器203的局部的概略图，是为了表示环路线圈的布线图案而在纵方向上大幅度截断的图。

传感器203是双面布线的印刷基板，纵布线502形成在表面上，横布线503形成在背面上。

纵布线502的两端通过通孔504与里侧的布线连接。

图6是说明传感器203的布线的形状的概略图。以较简单的形状描绘图5所示的环路线圈。

环路线圈602由在传感器203的表侧设置的环路线圈绕线603a、603b、603c、603d及603e和在传感器203的里侧设置的绕线间引线604a、604b、604c及604d构成。

环路线圈绕线603a、603b、603c、603d及603e和在传感器203的里侧设置的绕线间引线604a、604b、604c及604d通过通孔605a、605b、605c、605d、605e、605f、605g及605h连接。

位置指示器102位于位置检测平面104内的有效位置检测区域606的范围内时，环路线圈602与位置指示器102发生谐振。

图6中，环路线圈以相互错开两根的方式配置在传感器203上。相邻的环路线圈绕线中的同一绕线方向的环路线圈绕线属于同一环路线圈。简单地说，传感器203上布线有多个双重卷绕的环路线圈。

[磁路片204]

图7(a)、(b)及(c)是表示磁路片204的结构的概略图。

图7(a)是从上方观察磁路片204的图。

磁路片204如图2中所示，以与传感器203相同的形状形成。该磁路片204中，形成为长条状的金属带702以预定的角度倾斜，并重叠有多个。

金属带702例如是铁-硅-硼合金等的合金，且是非晶态金属(Amorphous metal)。非晶态磁性金属由于较轻且表现出优良的软磁性，用于电源用变压器等的线圈的铁芯或芯的代用品或磁轭(Yoke)。

磁路片204利用上述的非晶态磁性金属的特性，用于增强通过传感器203形成的磁场。即，发挥将从位置指示器102的谐振电路产生的磁通量有效地导入环路线圈的磁轭的作用。

图7(b)是以图7(a)的A-A’线为基准从横向观察磁路片204的剖视图。构成实际的磁路片204的金属带702极薄，但在图7(b)中为了说明而较厚地描绘金属带702。

金属带702彼此重叠一部分。即，从上方观察磁路片204时，金属带702彼此不产生间隙地重叠。

在图7(a)中，作为一例，在从磁路片204的长度方向倾斜45°的状态下配置金属带702。对于配置为该角度和重叠配置是有原因的。形成磁路片204的金属带702的角度、宽度、重叠的原因如后文所述。

图7(c)是表示磁路片204的另一例的图。在构成金属带702的非晶态磁性金属薄膜为宽度较宽的薄片的情况下，如图7(c)所示，可贴合较少片数而构成，以最大限度地有效利用薄片的宽度。详细情况如后所述，由于在金属带702的贴合部位上出现磁特性的紊乱，因此优选贴合部位较少。

图8是表示传感器203和磁路片204的关系的概略图。表示传感器203的环路线圈绕线802和磁路片204重叠的状态。

相对于传感器203的环路线圈绕线802的布线方向，金属带702彼此贴合的边界部分倾斜。

图9(a)、(b)及(c)是说明位置指示器102和环路线圈901的关系、和检测位置指示器102的位置的原理的图。

图9(a)是示意地表示环路线圈901和位置指示器102的位置关系的图。另外，在图9(a)中，为了简化说明，使环路线圈901为单层绕线的线圈。此处的环路线圈901也可以是相邻的环路线圈彼此重叠的情况。

位置指示器102位于环路线圈901的中心线902上时，输出的电流变得最大。

图9(b)是示意地表示中心线902和位置指示器102的位置关系的图。

现在，假设位置指示器102位于图9(b)的点P。

传感部103判断出位置指示器102位于环路线圈组中所检测到的信号电平最强的线圈附近。但是，由于传感部103的分辨率等原因，难以周密地配置传感器203上形成的环路线圈901。

因此，在图4的控制部409中进行插值运算处理。

图9(c)是表示该插值运算处理的概要的图。

从位置指示器102发出的磁通量的磁通密度，相对于其距离显示出大致遵从高斯曲线的分布。因此，控制部409以信号强度最强的环路线圈901为中心，参照其两侧的环路线圈901的信号强度。然后，将其适用于高斯曲线，算出真正的位置指示器102的位置。即，将各环路线圈的输出电平适用于高斯曲线，算出高斯曲线的顶点即点P。

图9(a)、(b)及(c)中，以从各环路线圈901得到的信号强度具有均匀的特性为前提进行说明。当然，观察图9(c)可知，作为传感部103，各环路线圈901的灵敏度必须是均匀的。

如果仅特定的环路线圈901灵敏度或高或低，则在插值运算时，将真正的位置指示器102的位置算出为错误的位置。

该环路线圈901的灵敏度对磁路片204的特性有较大影响。即，磁路片204的磁特性本来必须是均匀的。但是，以较大的面积形成非晶态磁性金属片，虽然不是不可能，但价格较高。此外，若传感部103大型化，则存在单一的非晶态磁性金属片不能确保覆盖位置检测平面104的大小的可能性。

因此，作为现实的设计，贴合多个由长条状的非晶态磁性金属片形成的金属带702，形成能确保覆盖位置检测平面104所需的面积的磁路片204。

[重叠配置的原因]

图10(a)及(b)是表示金属带702的磁特性的概略图。

如图10(a)所示，在用B-B’线切断磁路片204所用的金属带702的状态下，从横向观察磁特性时，如图10(b)所示。应注意的点是，在金属带702的两端，由于磁通量引导至两端，作为磁通量的出口而集中，因此磁通密度上升。

作为金属带702的贴合方法，有对接的情况和重叠的情况。图11(a)及(b)是表示分别在两片金属带702对接的状态和重叠的状态下的磁特性的概略图。

图11(a)是表示两片金属带702对接的状态的金属带702的剖面及其磁特性的坐标图。

如图10(b)中所示，在金属带702的端部磁通密度上升。因此，使两片金属带702对接时，其磁通密度进一步增加。磁通密度的上升是磁特性不均匀的要因。即，若金属带702对接，则在对接的部分上磁通量漏出较多，因此作为磁路片204是不适宜的。

图11(b)是表示两片金属带702重叠的状态的金属带702的剖面及其磁特性的坐标图。

两片金属带702重叠时，能够抑制端部的磁通密度上升。这是因为，虽然磁通量从金属带702对接时产生的略微的间隙漏出，但在重叠的情况下，漏出口不是集中在一点而是分散开。即可判明，使金属带702重叠时，虽然不如由一个金属片形成，但作为磁路片204的特性较好。

[倾斜配置的原因]

图12(a)及(b)是表示来自位置指示器102的磁通密度的坐标图和表示位置指示器102、环路线圈901的中心线902和金属带702的配置关系的概略图。

图12(a)是表示来自位于位置检测平面104上的位置指示器102的磁通密度分布的坐标图。类似于高斯曲线。设该高斯曲线所示的磁通密度分布的顶点值的半值的范围为半值宽度。将该半值宽度A1202定义为有效位置检测范围。

图12(b)是表示图12(a)所示的半值宽度的圆与环路线圈901、金属带702的重叠的边界部分的关系的图。

以下说明通过使金属带702相对于环路线圈901具有角度而倾斜地配置来减少磁特性紊乱的原理。另外，为了简化说明，在以下的说明中，假定环路线圈901为单层卷绕而且不与相邻的环路线圈重叠的状态，假定为从位置指示器102向环路线圈901发送信号时、即传感部103处于接收状态。

周知从某平面上的点产生的电场或磁场的强度服从高斯分布。检测高斯分布的磁场时，要求能够与周围的噪声区別的磁场的强度。在电磁式的位置检测装置的情况下，作为捕捉从位置指示器产生的微弱的磁场时的指标，要求能够在大致磁场分布的半值宽度的范围中检测出位置指示器。

设来自位置指示器的信号的到达范围(影响涉及的范围)为以磁通密度分布的半值宽度为直径的圆的范围，设其直径为φ。设环路线圈901的宽度为d时，环路线圈能够检测出磁场的范围可认为是由环路线圈901包围的、宽度d的区域A1203。可认为，根据使磁通密度分布紊乱的边界部分在该区域A1203中的长度，对所检测的信号带来的影响发生变化。

即，可认为，区域A1203中包含的边界部分的长度越长，对检测信号的影响越大。

相反，边界部分与一根环路线圈的中心线平行地接近时，仅包含边界部分的环路线圈的灵敏度提高。因此，进行倾斜配置，以使金属带702的边界线即边界部分在位置指示器102的有效位置检测范围即半值宽度的圆内跨过环路线圈901。于是，对相邻的多个环路线圈的灵敏度产生影响。因此，与一根环路线圈产生灵敏度变化的情况相比，能够减少误检测的可能性。

根据以上分析计算必须倾斜的最小角度θ时，金属带702所需的倾斜角θ可由以下的式子表示。

θ＝sin^-1(d/φ)

作为一例，在φ为30mm、d为6.4mm的情况下，θ≈12.32°。

反过来，确定金属带702的倾斜角θ后，就能够求得横穿区域A1203的边界部分的长度。设边界部分的长度为φ’时，可由以下的式子表示。

φ’＝d/sinθ

作为一例，在φ为30mm、d为6.4mm的情况下，倾斜角θ为15°时的边界部分的长度φ’为24.72mm，倾斜角θ为45°时的边界部分的长度φ’为9.05mm，倾斜角θ为90°时的边界部分的长度φ’为6.4mm。

但是，45°以上时对正交的另一方向的传感器线圈产生影响。

根据以上说明，可认为45°是影响最少的角度。

上述的说明中，假想环路线圈为单层卷绕的情况而进行说明，但在如图6及图8所示的环路线圈为双重卷绕的情况或绕线数更多的情况下，基本的考虑方法也相同。将属于同一环路线圈的多个环路线圈绕线802中的绕线方向相同的环路线圈绕线802作为假想的一根环路线圈绕线而确定环路线圈，执行与上述相同的计算即可。

图13是表示由环路线圈检测出从位置指示器102发送的信号时的信号电平的坐标图。表示使金属带702彼此不重叠而对接、且其边界部分相对于环路线圈的长度方向为0°时、15°时及45°时的信号电平。

0°的坐标图的位于中心的峰值的部位相当于金属带702彼此对接的边界部分。可知，磁通量从对接的边界部分上产生的略微的间隙漏出，在间隙的两侧出现磁通密度较低的部位。

比较0°的坐标图和15°的坐标图或45°的坐标图后，可明确地观察到信号电平的峰值和底部之差大幅度减小。

根据该图可知，通过使金属带702彼此对接的边界部分相对于环路线圈倾斜，能够减小对接的边界部分在信号检测时对环路线圈的影响。

图14是表示由环路线圈检测出从位置指示器102发送的信号时的信号电平的坐标图。表示不使金属带702彼此重叠而使其对接时、和使金属带702彼此重叠3mm时的信号电平。另外，所有情况下都不使边界部分相对于环路线圈绕线802倾斜。

比较对接的坐标图和重叠的坐标图后，可明确地得知，信号电平的峰值和底部之差大幅度减小。

根据该图可知，通过使金属带702彼此重叠，能够减小金属带702彼此的边界部分在信号检测时对环路线圈的影响。

图15是表示由环路线圈检测出从位置指示器102发送的信号时的信号电平的坐标图。表示使金属带702彼此重叠3mm并且还使其边界部分相对于环路线圈的长度方向为0°时、15°时及45°时的信号电平。

比较0°的坐标图和15°的坐标图或45°的坐标图后，可明确地得知信号电平的峰值和底部之差大幅度减小。

根据该图可知，通过使金属带702彼此重叠并且还使其边界部分相对于环路线圈绕线802倾斜，能够将边界部分在信号检测时对环路线圈的影响降低到最小。

本实施方式可考虑以下的应用例。

(1)对于传感部103的上壳体202，也可以取代上壳体202而设置在表面上带保护玻璃的液晶面板，或者为与上壳体202一体形成的结构。

(2)本实施方式中说明的位置检测装置，也可以作为电子计算机的一部分而进行组装。

图16是笔记本型个人电脑的概略图。

在作为周知的电子计算机的笔记本型个人电脑1602上，在LCD单元1603的背面配置有传感器单元1604。传感器单元1604由图2中所示的传感器203、磁路片204、屏蔽片205重叠而构成。

传感器203连接有图2及图4的信号处理部206，信号处理部206组装到笔记本型个人电脑1602的内部。

另外，图4的信号处理部206中的控制部409可代替为笔记本型个人电脑1602的运算功能。即，可使A/D转换器413a及413b与笔记本型个人电脑1602内部的总线连接，省略作为微型计算机的控制部409。

本实施方式中，公开了位置检测装置。

使非晶态磁性金属带倾斜并重叠，构成电磁感应型位置检测装置的配置在线圈基板的正下方的磁路片。通过这样构成磁路片，能够抑制金属带的连接缝附近的线圈的灵敏度变动。因此，能够实现位置指示器的检测灵敏度较高、位置检测精度较高、且抗噪性较强的高性能的位置检测装置。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离权利要求书中记载的本发明的主旨的范围内，包括其他变形例、应用例。

Claims (9)

1.一种位置检测装置，包括具有至少一个线圈的位置指示器和具有多个环路线圈的传感器，通过检测所述位置指示器的线圈和所述环路线圈之间因电磁感应而在所述环路线圈中产生的信号来获得所述位置指示器的位置，所述位置检测装置的特征在于，

所述传感器中，所述环路线圈在预定方向上并列设置，相对于所述传感器，在位置指示器的相反侧配置有用于减少噪声的屏蔽部件，在所述传感器和所述屏蔽部件之间配置有由磁导率比所述屏蔽部件的磁导率高的磁路用材料构成的磁路片，

所述磁路片具有大致矩形的多个所述磁路用材料彼此具有接触部的结构，所述接触部相对于所述传感器的预定方向以预定的角度倾斜配置。

2.如权利要求1所述的位置检测装置，其特征在于，

所述磁路片中所述磁路用材料相互重叠。

3.如权利要求2所述的位置检测装置，其特征在于，

所述磁路用材料由多个磁性带构成。

4.如权利要求3所述的位置检测装置，其特征在于，

所述磁性带由非晶态磁性金属构成。

5.如权利要求3或4所述的位置检测装置，其特征在于，

所述屏蔽部件为铝薄膜片。

6.如权利要求5所述的位置检测装置，其特征在于，

所述位置检测装置还包括上壳体，所述上壳体与表面上带有保护玻璃的液晶面板成为一体。

7.如权利要求6所述的位置检测装置，其特征在于，

设所述位置指示器在所述传感器上形成的磁通密度分布的半值宽度的圆的直径为φ，所述环路线圈的宽度为d时，所述磁性带相对于所述环路线圈的倾斜角θ为sin^-1(d/φ)以上。

8.如权利要求7所述的位置检测装置，其特征在于，

所述倾斜角θ为12°以上。

9.一种传感器单元，包括具有多个环路线圈的传感器，通过检测位置指示器的线圈和所述环路线圈之间因电磁感应而在所述环路线圈中产生的信号来获得所述位置指示器的位置，所述传感器单元的特征在于，

所述传感器中，所述环路线圈在预定方向上并列设置，相对于所述传感器，在位置指示器的相反侧配置有用于减少噪声的屏蔽部件，在所述传感器和所述屏蔽部件之间配置有由磁导率比所述屏蔽部件的磁导率高的磁路用材料构成的磁路片，

所述磁路片具有大致矩形的多个所述磁路用材料彼此具有接触部的结构，所述接触部相对于所述传感器的预定方向以预定的角度倾斜配置。

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